(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、該圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って並べて形成された少なくとも２つのＩＤＴとを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおいて、前記ＩＤＴのうち少なくとも１つのＩＤＴにおいて、電極指のメタライゼーションレシオを弾性表面波の伝搬方向に連続的に変化させたことを特徴とする縦結合共振子型弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを搭載したことを特徴とする通信機装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタおよびそれを用いた通信機装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機などの通信機装置には、加入者の増加やサービスの多様化に伴い、送信側周波数帯と受信側周波数帯の近いものがある。また通信機装置によっては、別の通信機装置との干渉を防ぐために、通過帯域のごく近傍に一定以上の減衰量を必要とすることがある。そのため、携帯電話機のＲＦ段のバンドパスフィルタとして広く用いられている弾性表面波フィルタにも、通過帯域のごく近傍の減衰量を一定以上に大きくする要求が強くなっている。
【０００３】
一方、弾性表面波フィルタに対して、部品点数削減を目的に、平衡−不平衡信号変換機能、いわゆるバランの機能を持たせる要求が強くなってきている。このような平衡−不平衡信号変換機能を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタが、例えば特開平５−２６７９９０号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタでは、通過帯域よりも高域側にトランスバーサルレスポンスと呼ばれる肩特性の劣化（周波数特性の急峻さの劣化）が現われてしまう。そのため、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）方式の通信機装置などで要求される通過帯域よりも高域側での減衰量が十分大きく取れないという問題があった。この問題を解決するために、通過帯域よりも高域側の減衰量を大きくしたフィルタとして、例えば特開平１０−１２６２１２号公報に開示されている梯子型の弾性表面波フィルタが挙げられる。しかし、この梯子型弾性表面波フィルタでは平衡−不平衡信号変換機能を構成できないという問題がある。すなわち従来の技術では、通過帯域よりも高域側の減衰量が十分で、かつ平衡−不平衡信号変換機能を有する弾性表面波フィルタを構成することが困難であった。
【０００５】
本発明の縦結合共振子型弾性表面波フィルタは、上述の問題を鑑みてなされたものであり、トランスバーサルレスポンスを従来の弾性表面波フィルタよりも大幅に低減し、かつ、平衡−不平衡信号変換機能も持たせることができる縦結合共振子型弾性表面波フィルタを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の弾性表面波フィルタは、圧電基板と、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って並べて形成された少なくとも２つのＩＤＴ（インターディジタル・トランスデューサ）とを有する弾性表面波フィルタにおいて、前記ＩＤＴのうち少なくとも１つのＩＤＴにおいて、電極指のメタライゼーションレシオを弾性表面波の伝搬方向に連続的に変化させたことを特徴としている。
【０００９】
これにより、トランスバーサルレスポンスを低減し、通過帯域高域側の減衰量が大きい縦結合共振子型弾性表面波フィルタを得ることができる。その際、電極指のメタライゼーションレシオを弾性表面波の伝搬方向に連続的に変化させることで、通過帯域内の挿入損失を大きくすることなく本発明の効果を得ることができる。
【００１０】
さらに、本発明のさらに別の発明は、請求項１に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを搭載したことを特徴とする通信機装置である。
【００１１】
本発明の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを通信機装置に用いることで、通信品質が良く、信頼性の高い通信機装置を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例である縦結合共振子型弾性表面波フィルタを、図１から図１２に基づいて説明する。
【００１３】
図１（ａ）は第１実施例の構成を示すものである。この第１実施例はＥＧＳＭ−Ｒｘ用フィルタの例である。なお、以後の第２実施例から第７実施例においても、ＥＧＳＭ−Ｒｘ用フィルタを例にとって説明することとする。第１実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１は、圧電基板である４０±５゜ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3基板１００上にＡｌ電極からなるＩＤＴおよびリフレクタが形成されたものである。具体的な縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１の構成は、アース端子２０４に接続された電極指群と、信号端子２０５に接続された電極指群とが対向し、弾性表面波の伝搬方向に沿って並べられた３つのＩＤＴ１０２，１０３，１０４と、ＩＤＴ１０２，１０３，１０４を挟み込むように配置された２つのリフレクタ１０５，１０６とからなっている。なお、ＩＤＴ１０２とＩＤＴ１０４とは共通の信号端子２０５に並列接続されている。
【００１４】
また、図１（ａ）に示すように、ＩＤＴ１０３とＩＤＴ１０２が隣り合う箇所の数本の電極指、およびＩＤＴ１０３とＩＤＴ１０４が隣り合う箇所の数本の電極指が、ＩＤＴの他の部分よりピッチが小さい、狭ピッチ電極指となっている。なお、図１（ａ）では図を簡潔にするために電極指の本数を少なく示している。
【００１５】
また、第１実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１は、各ＩＤＴのメタライゼーションレシオを変化させている。
【００１６】
ここで、メタライゼーションレシオとは、図１（ｂ）に示すように、ＩＤＴの電極指の幅をｄ１、電極指のギャップの幅をｄ２としたときに、ｄ＝ｄ１／（ｄ１＋ｄ２）で表される値ｄのことである。
【００１７】
図２は第１実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各ＩＤＴのメタライゼーションレシオの変化を示すグラフである。第１実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１は、各ＩＤＴ１０２，１０３，１０４の電極指のメタライゼーションレシオが、図２に示されるように０．５４から０．７３の範囲で連続的に変化していることに特徴を有する。具体的には、ＩＤＴ１０２については、左端から右方向に電極指のメタライゼーションレシオを０．５４から０．７３に連続的に変化させている。また、ＩＤＴ１０３については、ＩＤＴ１０３の左端から右方向に中央部までは、０．７３から０．５４に連続的に変化させ、ＩＤＴ１０３の中央部から右端までは、０．５４から０．７３に連続的に変化させている。さらに、ＩＤＴ１０４については、左端から右方向に電極指のメタライゼーションレシオを０．７３から０．５４に連続的に変化させている。
【００１８】
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１のその他の詳細な構成は、狭ピッチ電極指のピッチで決まる波長をλＩ２、その他の電極指のピッチで決まる波長をλＩ１とすると、以下の通りである。
交叉幅Ｗ：４７．７λＩ１
ＩＤＴ１０２の電極指本数：２７本（その内、右から４本は狭ピッチ電極指である。）
ＩＤＴ１０３の電極指本数：３５本（その内、左から４本、右から４本は狭ピッチ電極指である。）
ＩＤＴ１０４の電極指本数：２７本(その内、左から４本は狭ピッチ電極指である)
ＩＤＴ波長λＩ１：４．１９μｍ、λＩ２：３．８６μｍ
リフレクタ１０５，１０６の波長λＲ：ともに４．２６μｍ
リフレクタ１０５，１０６の本数：ともに１２０本
ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔（図１（ａ）の１０９，１１０）：０．５０λＩ２
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５２λＲ
リフレクタのメタライゼーションレシオ：０．５５
電極膜厚：０．０８λＩ１
図３に、第１実施例の周波数−振幅特性を示す。比較として、図１（ａ）の構成において、ＩＤＴのメタライゼーションレシオを０．７３と一定にした従来の構成の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用い、この縦結合共振子型弾性表面波フィルタの周波数−振幅特性を、図４に示す。なお、従来の構成の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの詳細な構成は、上記に示した第１実施例と同様であるが、インピーダンス整合を取るために、交叉幅が実施例１の４７．７λＩ１から３５．８λＩ１に変更されている点において異なる。
【００１９】
図３と図４を比較すると、第１実施例では通過帯域高域側の９９０〜１０２０ＭＨｚ（図３、図４において斜線部分）における減衰量が、図４に示す従来の構成に対して、約４ｄＢ改善している。これは、ＩＤＴ内の電極指のメタライゼーションレシオを連続的に変化させることで、トランスバーサルレスポンスが低減されたためである。さらに本実施例では、スルーレベルから４ｄＢにおける通過帯域幅が、従来例より約０．５ＭＨｚ広くなるという効果も得られている。このように、ＩＤＴ内の電極指のメタライゼーションレシオを、弾性表面波の伝搬方向に連続的に変化させることで、トランスバーサルレスポンスが低減され、通過帯域高域側近傍の減衰量が改善された、縦結合共振子型弾性表面波フィルタを得ることができる。
【００２０】
第１実施例では、ＩＤＴ１０２，１０３，１０４の全てのＩＤＴにおいて、電極指のメタライゼーションレシオを連続的に変化させたが、電極指のメタライゼーションレシオを変化させるのは、全てのＩＤＴにおいてでなくても同様な効果を得ることができる。
【００２１】
図５は、第２実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各ＩＤＴのメタライゼーションレシオの変化を示すグラフである。
【００２２】
図５に示すように、第２実施例では、ＩＤＴ１０３のメタライゼーションレシオは変化させずに、ＩＤＴ１０２、１０４の電極指のメタライゼーションレシオを連続的に変化させた。具体的には、ＩＤＴ１０２については、左端から右方向に電極指のメタライゼーションレシオを０．５４から０．７３に連続的に変化させている。また、ＩＤＴ１０４については、左端から右方向に電極指のメタライゼーションレシオを０．７３から０．５４に連続的に変化させている。なお、ＩＤＴ１０３のメタライゼーションレシオは、０．７３で一定である。このとき、メタライゼーションレシオの変化のさせ方とＩＤＴの交叉幅を４０．５λＩ１としたこと以外は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタの構成は、第１実施例と同様である。
【００２３】
この第２実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの周波数−振幅特性を図６に示す。この第２実施例では、従来の構成と比べて通過帯域高域側の９９０〜１０２０ＭＨｚ（図６において斜線部分）における減衰量が改善されている。さらにスルーレベルから４ｄＢにおける通過帯域幅が、従来の構成より約２ＭＨｚ広くなっている。このように、電極指のメタライゼーションレシオを変化させるのは、全てのＩＤＴでなくても第１実施例と同様な効果を得ることができる。
【００２４】
また、第１実施例および第２実施例では電極指のメタライゼーションレシオを連続的に変化させていたが、連続的に変化させなくても本発明の効果を得ることができる。
【００２５】
図７は、参考例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各ＩＤＴのメタライゼーションレシオの変化を示すグラフである。
この参考例では、電極指のメタライゼーションレシオを非連続的に変化させている。
具体的には、ＩＤＴ１０２，１０４のメタライゼーションレシオは、０．７３を基本とし、ほぼ２つおきに０．５４としている。
なお、ＩＤＴ１０３のメタライゼーションレシオは、０．７３で一定である。
このとき、メタライゼーションレシオの変化のさせ方と、ＩＤＴの交叉幅を４０．５λＩ１としたこと以外は、第１実施例および第２実施例と同様である。
【００２６】
また、図８は参考例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの周波数−振幅特性を示している。
この参考例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタは、第１実施例および第２実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタほどの効果は奏しないが、従来の構成に比べて通過帯域高域側の９９０〜１０２０ＭＨｚ（図８において斜線部分）における減衰量が改善されている。
【００２７】
すなわち、参考例においても、電極指のメタライゼーションレシオを非連続的に変化させることで、トランスバーサルレスポンスが低減され、通過帯域高域側近傍の減衰量が改善された、縦結合共振子型弾性表面波フィルタを得ることができるという効果が得られる。
なお、電極指のメタライゼーションレシオを非連続的に変化させた場合は、ＩＤＴ内に不連続な箇所ができることで通過帯域内の挿入損失が大きくなるので、理想的には第１実施例または第２実施例のように、連続的に変化させることが望ましい。
【００２８】
本発明の各実施例では、ＩＤＴ全体にわたってメタライゼーションレシオを変化させたが、電極指のメタライゼーションレシオを変化させる箇所をＩＤＴが隣接する部分からＩＤＴの１／４程度までの領域に形成することで、トランスバーサルレスポンスを低減し、通過帯域高域側の減衰量を大きく出来る効果が得られる。
【００２９】
本発明の各実施例では４０±５゜ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3基板を用いたが、本発明はこの基板に限らず、例えば６４〜７２゜ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3基板や４１゜ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3基板などでも同様な効果が得られる。また、本発明では、３ＩＤＴ型縦結合共振子型弾性表面波フィルタの例で説明したが、その他の構成でも同様な効果が得られる。例えば、２つのＩＤＴを用いた２ＩＤＴ構成や４つ、５つ、またはそれ以上のＩＤＴを用いた多ＩＤＴ構成、また、本発明の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを２段直列接続した構成でも、同様な効果が得られる。また、一端子対弾性表面共振子を直列または並列に付加してもよい。
【００３０】
また、本発明の第１実施例から第２実施例に示した縦結合共振子型弾性表面波フィルタを平衡−不平衡信号変換機能を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタに応用することで、平衡−不平衡信号変換機能を備え、通過帯域高域側近傍の減衰量が大きい縦結合共振子型弾性表面波フィルタを得ることができる。
【００３１】
図９から図１２にそれぞれ、平衡−不平衡信号変換機能を有する本発明の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの構成を示す。
【００３２】
図９に、第３実施例の平衡−不平衡信号変換機能を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを示す。
第３実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３０１は、図１（ａ）に示す第１実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１とほぼ同様の構成の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを、２つ並列接続して構成されたものである。
図９において、図１（ａ）と異なる点は、右側の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの３つのＩＤＴ（左から順に３０５，３０６，３０７）のうち、ＩＤＴ３０６の上下の向きを逆にしている点である。
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３０１は、ＩＤＴ３０２，３０４，３０５，３０７の対向する電極指群の一方が不平衡端子２０１に接続され、ＩＤＴ３０３の対向する電極指群の一方が平衡端子２０２に接続され、ＩＤＴ３０６の対向する電極指群の一方が平衡端子２０３に接続されて構成されたものである。
【００３３】
次に、図１０に、第４実施例の平衡−不平衡信号変換機能を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを示す。
第４実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ４０１は、図１（ａ）に示す第１実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１と同様の構成のものであり、３つのＩＤＴ（左から順に４０２，４０３，４０４）のうち、ＩＤＴ４０３の電極指と平衡端子、不平衡端子との接続に特徴がある。
つまり、ＩＤＴ４０３の対向する電極指群の一方が平衡端子２０２に接続され、ＩＤＴ４０３の対向する電極指群の他方が平衡端子２０３に接続されている。
また、ＩＤＴ４０２，４０４の対向する電極指群の一方が不平衡端子２０１に接続されて構成されたものである。
【００３４】
次に、図１１に、第５実施例の平衡−不平衡信号変換機能を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを示す。
第５実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５０１は、基本的には図１（ａ）に示す第１実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１と同様の構成である。
異なる点は、３つのＩＤＴ（左から順に５０２，５０３，５０４）のうち、ＩＤＴ５０４の上下の向きを逆にしている点、ＩＤＴ５０３の中央付近で、隣あう電極指の向きを同じにした電極反転を施している点である。
この縦結合共振子型弾性表面波フィルタ５０１は、ＩＤＴ５０２，５０４の対向する電極指群の一方が不平衡端子２０１に接続されている。
また、ＩＤＴ５０３のＩＤＴの電極反転が施された箇所より左側の対向する電極指群の一方が平衡端子２０２に接続されている。
さらに、ＩＤＴ５０３のＩＤＴの電極反転が施された箇所より右側の対向する電極指群の一方が平衡端子２０３に接続されて構成されている。
【００３５】
さらに、図１２に、第６実施例の平衡−不平衡信号変換機能を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを示す。
第６実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６０１は、基本的には図１（ａ）に示す第１実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１と同様の構成である。
異なる点は、３つのＩＤＴ（左から順に６０２，６０３，６０４）のうち、ＩＤＴ６０４の上下の向きを逆にしている点である。
この縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６０１は、ＩＤＴ６０２の対向する電極指群の一方が平衡端子２０２に接続されている。
また、ＩＤＴ６０４の対向する電極指群の一方が平衡端子２０３に接続されている。
さらに、ＩＤＴ６０３の対向する電極指群の一方が不平衡端子２０１に接続されて構成されている。
【００３６】
以上のように、例えば第３実施例から第６実施例に示すように、縦結合共振子型弾性表面波フィルタに平衡−不平衡信号変換機能を備えるようにした構成とすることにより、平衡−不平衡信号変換機能を備え、通過帯域高域側の減衰量が大きい縦結合共振子型弾性表面波フィルタを得ることができる。
【００３７】
図１３は、本発明に係る縦結合共振器型弾性表面波フィルタを搭載した通信機１６０の一実施例を示す概略ブロック図である。
【００３８】
図１３において、アンテナ１６１に、デュプレクサ１６２が接続されている。デュプレクサ１６２と受信側ミキサ１６３との間に、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１６４および増幅器１６５が接続されている。また、デュプレクサ１６２と送信側のミキサ１６６との間には、増幅器１６７および縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１６８が接続されている。このように、増幅器１６５が平衡信号に対応している場合、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１６４として本発明の構成からなる縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いることにより、通信品質が良く、信頼性の高い通信機装置を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、トランスバーサルレスポンスを低減し、通過帯域高域側の減衰量が大きい縦結合共振子型弾性表面波フィルタを得ることができる。その際、電極指のメタライゼーションレシオを弾性表面波の伝搬方向に連続的に変化させる箇所をＩＤＴが隣接する部分からＩＤＴの１／４程度の領域に形成することで、十分な効果を得ることが出来る。また、電極指のメタライゼーションレシオを弾性表面波の伝搬方向に連続的に変化させることで、通過帯域内の挿入損失を大きくせずに、本発明のより良い効果を得ることができる。
【００４０】
さらに、本発明の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを通信機装置に用いることで、通信品質が良く、信頼性の高い通信機装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明の第１実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを示す概略図
（ｂ）メタライゼーションレシオを説明するための図
【図２】 本発明の第１実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各ＩＤＴのメタライゼーションレシオの変化を示すグラフ
【図３】 本発明の第１実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの周波数−振幅特性を示すグラフ
【図４】 従来の構成での縦結合共振子型弾性表面波フィルタの周波数−振幅特性を示すグラフ
【図５】 本発明の第２実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各ＩＤＴのメタライゼーションレシオの変化を示すグラフ
【図６】 本発明の第２実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの周波数−振幅特性を示すグラフ
【図７】 本発明の参考例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各ＩＤＴのメタライゼーションレシオの変化を示すグラフ
【図８】 本発明の参考例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの周波数−振幅特性を示すグラフ
【図９】 本発明の第３実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを示す概略図
【図１０】 本発明の第４実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを示す概略図
【図１１】 本発明の第５実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを示す概略図
【図１２】 本発明の第６実施例の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを示す概略図
【図１３】 本発明の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを搭載した通信機装置の概略ブロック図
【符号の説明】
１０１，３０１，４０１，５０１，６０１  縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
１０５，１０６  リフレクタ
２０１  不平衡端子
２０２，２０３  平衡端子
１０２，１０３，１０４，３０２，３０３，３０４，３０５，３０６，３０７，４０２，４０３，４０４，５０２，５０３，５０４，６０２，６０３，６０４  ＩＤＴ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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