JP2003309448A - 弾性表面波装置、通信装置 - Google Patents
弾性表面波装置、通信装置Info
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Abstract
帯域幅が広い、さらにVSWRが改善された、縦結合共
振子型の弾性表面波装置を提供する。 【解決手段】 圧電基板上に少なくとも1つの縦結合共
振子型弾性表面波フィルタ201、202と、縦結合共
振子型弾性表面波フィルタ201、202に直列に接続
された少なくとも1つの弾性表面波共振子221〜22
4とを備える。弾性表面波共振子221〜224の少な
くとも1つは、共振周波数が縦結合共振子型弾性表面波
フィルタ201、202の通過帯域内に、反共振周波数
が縦結合共振子型弾性表面波フィルタ201、202の
通過帯域外に位置するように設定され、かつ、IDT2
23aの電極指とバスバーとの間にダミー電極228を
有し、ダミー電極228とIDT223aの電極指と間
隔が0.5λ以下に設定されている。
Description
共に、歩留りも良好な、弾性表面波フィルタに直列に弾
性表面波共振子を接続した弾性表面波装置、及びそれを
備えた通信装置に関する。
信システムでは、加入者の増加やサービスの多様化に伴
い、使用周波数帯域が広いシステムが増えてきている。
このため、携帯電話等の通信装置における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
フィルタを有する弾性表面波装置に対しても、通過帯域
幅を広くする要求が強くなっている。
帯域とが互いに近いシステムも増えてきている。送信用
バンドパスフィルタにおいては受信側周波数帯域の減衰
量を大きくする必要があり、逆に受信用バンドパスフィ
ルタにおいては、送信側周波数帯の減衰量を大きくする
必要がある。そのため、使用周波数帯域ごく近傍の減衰
量を大きくする要求も強い。
大きくする構成・方法として、特開平7−30367号
公報に記載されている、弾性表面波フィルタに弾性表面
波共振子を直列接続した弾性表面波装置が良く知られて
いる。
は、図38に示すように、3IDTタイプの縦結合共振
子型弾性表面波フィルタ101に対して直列に、弾性表
面波共振子102が接続されている。IDTとは、くし
型電極部(すだれ状電極部ともいう、Inter-Digital Tr
ansducer)である。
タ101と弾性表面波共振子102との間での周波数関
係は、弾性表面波共振子102の反共振周波数が縦結合
共振子型弾性表面波フィルタ101の通過帯域より高周
波側に、かつ、弾性表面波共振子102の共振周波数が
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101の通過帯域内
に位置するように設定されている。
共振周波数が縦結合共振子型弾性表面波フィルタ101
の通過帯域より高周波側に位置しているので、通過帯域
高周波側ごく近傍の減衰量が大きくなり、かつ共振周波
数が通過帯域内に位置しているから通過帯域内の挿入損
失の大きな劣化は抑制される。
波数と反共振周波数との間の周波数帯は、インピーダン
スが誘導性であるので、この周波数帯と縦結合共振子型
弾性表面波フィルタの通過帯域内でインピーダンスが容
量性となっている周波数帯とを互いに一致させること
で、通過帯域内のVSWR(Voltage Standing Wave Rat
io)を更に改善できるというメリットもある。
に記載の従来の構成においては、逆に通過帯域の高周波
側が欠けて、通過帯域幅が狭くなるという問題があっ
た。その原因が、弾性表面波共振子102の共振周波数
と反共振周波数との間の周波数帯域において、40±5
°YcutX伝搬LiTaO3を用いた場合に特に発生
するSSBW(Surface Skimming Bulk Wave)に起因す
るスプリアスの発生のためであることを発明者らは見出
した。
ンピーダンス特性を図39に、また、その位相特性を図
40に示す。図39及び図40にて、それぞれAで示し
たスプリアスが、SSBWに起因するスプリアスである
(図40の位相特性のゆがみを見たほうが、わかりやす
い)。このスプリアスに起因する通過帯域の高周波側の
欠けが生じると通過帯域幅が狭くなるため、温度変化に
よって通過帯域内の挿入損失が大きく悪化したり、製造
バラつきによる歩留まりが劣化したりするという問題が
発生する。
域の高周波側の欠けに影響しない周波数帯にシフトさせ
ることにより、通過帯域外における大きな減衰量を維持
しながら、通過帯域の広い弾性表面波装置を提供するこ
とにある。
は、上記課題を解消するために、圧電基板上に、弾性表
面波の伝搬方向に沿って少なくとも2つのIDTを有す
る弾性表面波フィルタと、弾性表面波フィルタに対して
直列に接続された弾性表面波共振子とを有し、弾性表面
波共振子は、SSBWに起因するスプリアスが共振周波
数側にシフトされていることを特徴としている。
波の伝搬方向に沿って少なくとも2つのIDTを有する
弾性表面波フィルタに対して、直列に接続された弾性表
面波共振子を設けたので、通過帯域内の挿入損失の大き
な劣化を軽減でき、また、通過帯域の高周波側ごく近傍
における通過帯域外の減衰量を大きくできる。
振子は、SSBWに起因するスプリアスを共振周波数側
にシフトするように設けられているから、上記スプリア
スによる、通過帯域の高周波側の欠けを低減できて、通
過帯域を広くできる。
を解消するために、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方
向に沿って少なくとも2つのIDTを有する弾性表面波
フィルタを少なくとも1つ備え、弾性表面波フィルタに
対して直列に接続された少なくとも1つの弾性表面波共
振子を有し、弾性表面波共振子の少なくとも1つは、共
振周波数が前記弾性表面波フィルタの通過帯域内、反共
振周波数が通過帯域外に位置するように設定され、か
つ、SSBWに起因するスプリアスが通過帯域内に配置
されるように、弾性表面波共振子における、IDTの電
極指とバスバーとの間にダミー電極が設けられているこ
とを特徴としている。
波の伝搬方向に沿って少なくとも2つのIDTを有する
弾性表面波フィルタを少なくとも1つ有し、前記弾性表
面波フィルタに直列に接続された少なくとも1つの弾性
表面波共振子を有し、前記弾性表面波共振子の少なくと
も1つは共振周波数が前記弾性表面波フィルタの通過帯
域内、反共振周波数は通過帯域外に位置するように設定
したので、通過帯域内の挿入損失の大きな劣化を軽減で
き、また、通過帯域の高周波側ごく近傍における通過帯
域外の減衰量を大きくできる。
振子の少なくとも1つは、IDTの電極指とバスバーの
間にダミー電極をSSBWに起因するスプリアスが通過
帯域内に配置されるように設けたので、上記スプリアス
による、通過帯域の高周波側の欠けを低減できて、通過
帯域を広くできる。
子におけるIDTのピッチにて設定される波長をλとす
ると、前記ダミー電極とIDTの電極指との間隔が0.
5λ以下に設定されていることが好ましい。
IDTの電極指の間隔が0.5λ以下となるようにした
ので、通過帯域の高周波側の欠けを低減できて、通過帯
域を広くできる。
を有する弾性表面波共振子の少なくとも1つは、弾性表
面波共振子におけるIDTのピッチにて設定される波長
をλとすると、前記ダミー電極の長さが、0.25λ以
上に設定されていることが好ましい。
0.25λ以上に設定したことにより、SSBWに起因
するスプリアスの周波数が共振周波数への近づき方を緩
やか、つまり変化率を小さくできるから、ダミー電極の
長さがばらついても得られた弾性表面波装置の特性をよ
り安定化できる。
ー電極を有する弾性表面波共振子のうち少なくとも1つ
は、弾性表面波共振子におけるIDTのピッチにて設定
される波長をλとすると、IDTの交叉幅が45λ以下
であることが望ましい。
λ以下としたから、ダミー電極を設けたことによる、ス
プリアスの周波数の調整が可能となり、上記スプリアス
に起因する通過帯域の高周波側における欠けの低減を確
実化できて、通過帯域を広くすることをより一層安定化
できる。
表面波フィルタは、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
であってもよい。上記弾性表面波装置では、平衡−不平
衡変換機能を有していてもよい。
弾性表面波装置を備えていることを特徴としている。
施の形態について図1ないし図36に基づいて説明する
と以下の通りである。まず、本発明に係る実施の形態で
は、DCS受信用の平衡−不平衡変換機能を有する不平
衡側のインピーダンスが50Ω、平衡側のインピーダン
スが200Ωの弾性表面波装置を例にとって説明する。
伝搬LiTaO3基板(図示せず)上に、3IDTの各
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ201、202が、
Al電極によりそれぞれ形成されている。上記弾性表面
波装置は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ201、
202の2つを用いて実現されている。本実施の形態に
係る弾性表面波装置においては、用いる弾性表面波はリ
ーキー波である。
その基端部の一方の側部から直交する方向に延びる複数
の、互いに平行な電極指とを備えた電極指部を2つ備え
ており、上記各電極指部の電極指の側部を互いに対面す
るように互いの電極指間に入り組んだ状態にて上記各電
極指部を有するものである。よって、上記の複数の電極
指はくし歯状となっている。
幅、互いに隣り合う各電極指の間隔、互いの電極指間で
の入り組んだ状態の対面長さを示す交叉幅を、それぞれ
設定することにより信号変換特性や、通過帯域の設定が
可能となっている。
の構成は、IDT204を弾性表面波の伝搬方向に沿っ
て挟み込むように各IDT203、205がIDT20
4の両側にそれぞれ形成され、さらにそれらIDT20
3、205の両側に各反射器206、207がそれぞれ
形成されている。
とIDT204との間、及びIDT204とIDT20
5との間に近い数本の電極指(狭ピッチ電極指)のピッ
チを、それぞれ、IDTの他の部分での電極指のピッチ
よりも小さく設定している(図1の217と218の箇
所)。狭ピッチ電極指の設定は本発明とは直接関係ない
が、これにより通過帯域内の挿入損失を低減することが
できる。もちろん、狭ピッチ電極指の設定を省いた構成
においても、本発明の効果は得られる。
の構成は、同様に、IDT209を挟み込むようにID
T208、IDT210が弾性表面波の伝搬方向に沿っ
て形成され、それらの両側に反射器211、212がそ
れぞれ形成されている。また、縦結合共振子型弾性表面
波フィルタ201と同様に、IDT208とIDT20
9との間、及びIDT209とIDT210との間に近
い数本の電極指が、狭ピッチ電極指に設けられている
(図1の219と220の箇所)。
は、IDT203とIDT205に対して、IDT20
8とIDT210の向きを交叉幅方向で反転させること
で、入力信号に対する出力信号の位相が約180度反転
されている。これにより、上記弾性表面波装置において
は、平衡−不平衡変換機能を発揮できる。各信号端子2
14、215が平衡信号端子、信号端子213が不平衡
信号端子である。
の間には、インダクタンス素子216が付加されてい
る。ちなみに本実施の形態でのインダクタンス素子21
6の値は、22nHである。上記インダクタンス素子2
16の付加は、平衡信号端子214、215側のマッチ
ングを取るためであり、本発明とは無関係である。
と不平衡信号端子213との間には弾性表面波共振子2
21が直列に接続され、同様に縦結合共振子型弾性表面
波フィルタ202と不平衡信号端子213との間には弾
性表面波共振子222が直列に接続されている。
201と平衡信号端子214との間には弾性表面波共振
子223が直列に接続され、同様に縦結合共振子型弾性
表面波フィルタ202と平衡信号端子215との間には
弾性表面波共振子224が直列に接続されている。つま
り縦結合共振子型弾性表面波フィルタ201には、各弾
性表面波共振子221、223が、縦結合共振子型弾性
表面波フィルタ202には、各弾性表面波共振子22
2、224が、それぞれ直列接続されていることにな
る。
IDT225を弾性表面波の伝搬方向に沿って挟み込む
ように、各反射器226、227がそれぞれ形成されて
いる。同様に、各弾性表面波共振子222、223、2
24も、1つのIDTを挟み込むように、2つの反射器
がそれぞれ形成されている。本実施の形態では、反射器
を有する弾性表面波共振子を例にとって説明するが、反
射器を省いた弾性表面波共振子であっても、本発明の効
果は得られる。
型弾性表面波フィルタ201、202、及び各弾性表面
波共振子221〜224は、図を簡潔にするため、電極
指の本数を実際の本数より少なく示している。
223のIDT223aにおいて、IDT223aの電
極指とバスバーとの間に設けられていることである。同
様に、弾性表面波共振子224においても、IDT22
4aの電極指とバスバーの間に、ダミー電極228が設
けられている。このとき、ダミー電極228の長さは、
弾性表面波共振子223、224のIDTのピッチで決
まる波長をλとすると、約0.25λに設定されてい
る。
a、224aの電極指の幅とほぼ同じ幅にて、上記ID
T223a、224aの電極指の先端部に対面した位置
のバスバーから、上記先端部に向かって伸びるように形
成されている。これにより、上記ダミー電極228は、
弾性表面波の伝搬方向に沿って互いに隣り合う各電極指
との間では、弾性表面波の無発生領域を形成すると共
に、伝搬している弾性表面波の伝搬妨害を回避するため
の、疑似電極として機能するようになっている。一方、
ダミー電極228に対面した、IDT223a、224
aの電極指の長さは、上記ダミー電極228の長さ(弾
性表面波の伝搬方向に対して直交する方向の長さ)に応
じて短くなっている。
の詳細な設計は、狭ピッチ電極指のピッチで決まる波長
をλI2(217、218)、その他の電極指のピッチ
で決まる波長をλI1とすると、 交叉幅W:48.4λI1 IDT本数(203、204、205の順):22
(3)/(3)27(3)/(3)22本(カッコ内は
ピッチを小さくした電極指の本数) IDT波長λI1:2.155μm、λI2:1.94
0μm 反射器波長λR:2.175μm 反射器本数:150本 IDT−IDT間隔:0.500λI2 IDT−反射器間隔:0.472λR duty:0.63(IDT)、0.57(反射器) 電極膜厚:0.094λI1 縦結合共振子型弾性表面波フィルタ202の詳細な設計
は、前述したように、IDT208、IDT210の向
きを、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ201のそれ
らと逆にしている以外は、縦結合共振子型弾性表面波フ
ィルタ201とすべて同じである。
の平衡度や通過帯域外の減衰量を大きくする目的で、各
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ201、202の設
計を互いにさらに異ならせる場合が考えられるが、その
ような場合においても、本発明の効果は同様に得られ
る。
な設計は、以下の通りである。 交叉幅W:14.7λ IDT本数:241本 波長λ:2.040μm(IDT、反射器共) 反射器本数:30本 IDT−反射器間隔:0.500λ duty:0.60 電極膜厚:0.099λ 各弾性表面波共振子223、224の詳細な設計は、以
下の通りである。 交叉幅W:30.0λ IDT本数:241本 波長λ:2.103μm(IDT、反射器共) 反射器本数:30本 IDT−反射器間隔:0.500λ duty:0.60 電極膜厚:0.096λ 上記の各弾性表面波共振子221、222間の、及び、
各弾性表面波共振子223、224間の詳細な設計は、
互いに同じである。しかし、各平衡信号端子214、2
15間の平衡度や通過帯域外の減衰量を大きくする目的
で、弾性表面波共振子221と弾性表面波共振子222
との間で、又は弾性表面波共振子223と弾性表面波共
振子224との間にて、設計を互いに異ならせる場合が
考えられるが、そのような場合においても、本発明の効
果は同様に得られる。
の電極指における中心間距離のことである。以後、断り
のない限り、「間隔」とは互いに隣り合う2本の電極指
における中心間距離のことを示すこととする。
れらの共振周波数が、弾性表面波装置のフィルタ特性
(通過帯域)内、反共振周波数がフィルタ特性の高周波
側の近傍となるフィルタ特性外に位置するように、設定
されている。
について説明する。まず、上記構成の周波数に対する伝
送特性を図3に、入力側(不平衡信号端子側)のVSW
Rを図4に、出力側(平衡信号端子側)のVSWRを図
5に示す。比較として、図2に示した比較例の場合の周
波数に対する伝送特性、及び入力側、出力側のVSWR
をそれぞれ図4、図5、図6に合わせて示した。図2の
比較例は本実施の形態に対して、弾性表面波共振子22
3、224のIDTの電極指とバスバーの間にダミー電
極を設けていない弾性表面波共振子123、124以外
は、本実施の形態とすべて同じ設計である。
周波数範囲は1805MHz〜1880MHzである。
この範囲において通過帯域内の最大挿入損失を比較する
と、図3から明らかなように、本実施の形態の方が比較
例に対して、高周波側にて約0.2dB小さくなってい
る。
小挿入損失は本実施の形態と比較例とでほぼ同じなの
で、通過帯域内の挿入損失の偏差も、本実施の形態の方
が約0.2dB小さくなる。また、スルーレベルから4
dBの挿入損失位置における帯域幅は、本実施の形態の
方が比較例より約4MHz広がっている。
化による通過帯域内の挿入損失の悪化が小さく、さらに
製造バラつきに対するマージンが広がるため、歩留まり
が向上する。さらに、図4(入力側)及び図5(出力
側)に示したVSWRを比較すると、入力側、出力側と
もに本実施の形態の方が約0.2改善されていることが
わかる。すなわち、本実施の形態は比較例に対して、通
過帯域内の特性が全般的に改善されていると言える。
下に説明する。図6、図7に、本実施の形態と比較例と
の各反射特性をスミスチャートにプロットしたグラフを
示す。図6が入力側、図7が出力側の反射特性である。
本実施の形態と比較例との大きな違いは、比較例の方が
Bの共振点より高周波側が、全体的に容量性になってい
ることである。この原因は、先に説明した弾性表面波共
振子に共振周波数と反共振周波数との間において、SS
BWに起因するスプリアスが発生するためである。
スバーとの間にダミー電極を設けた場合と比較例の設け
ない場合とにおける、両方の弾性表面波共振子の特性
を、入出力のインピーダンスを50Ωとして確認した反
射特性を示す。図8が入力側、図9が出力側の反射特性
である。
起因するスプリアスの影響で共振周波数と反共振周波数
の間に共振点Cが発生し、この影響で本実施の形態にお
ける弾性表面波共振子の反射特性に比べて、インピーダ
ンスが容量性の方にシフトしていることがわかる。
領域は、ちょうど比較例でフィルタ特性の高周波側に欠
けが生じた周波数であり、この周波数帯の弾性表面波共
振子におけるインピーダンスが本実施の形態より容量性
であるために生じたものである。
図8及び図9のD点にて示すように、SSBWに起因す
るスプリアスは発生しているが、本実施の形態のよう
に、各弾性表面波共振子223、224における、ID
T223a、224aの電極指と、バスバーとの間にダ
ミー電極228を設けることで、上記スプリアスを共振
周波数側にシフトさせ、上記スプリアスによるフィルタ
特性に及ぼす影響が小さくなっている。
因するスプリアスの周波数を、IDT223a、224
aの電極指とバスバーとの間にダミー電極228を設け
ることで、共振周波数側にシフトできることを見出し
た。図10、及び図11に、IDT223a、224a
の電極指とバスバーとの間にダミー電極228を設けた
場合と設けない場合、さらにダミー電極228の長さを
変えた場合のインピーダンス、及び位相の変化を示す。
位相のゆがみを見ると、ダミー電極がない場合に比べて
ダミー電極228を0.23λ(λは弾性表面波共振子
のIDT223a、224aのピッチで決まる波長)の
長さにて設けた場合の方が、スプリアスが共振周波数に
近い側に発生していることがわかる。
8λまで長くすると、さらに共振周波数に近い側にシフ
トしている。ダミー電極228の長さに対するスプリア
スの周波数(反共振周波数(fa)で規格化)を示した
グラフを、図12に示す。ダミー電極228の長さを長
くするに従って、スプリアスの周波数は、反共周波数か
ら離れ、共振周波数に近づいていることがわかる。
極228の長さを0.25λまでは、スプリアスの周波
数は、急激に共振周波数に近づくが、ダミー電極228
の長さを0.25λより長くしても、スプリアスの周波
数の、共振周波数への近づき方が緩やかになっている。
つまり、ダミー電極228の長さを0.25λ以上とす
ることで、大きな効果が得られることが分かる。
なることによって、スプリアス(落ち込み)が低域側に
シフトすると共に、落ち込み具合が小さくなる。これ
は、スプリアスのインピーダンスが、整合点(ほぼ共振
点と同じ、図8及び図9参照)に近づくからである。イ
ンピーダンスが、整合点に近くなれば、多少インピーダ
ンスが変動しても、特性に対する大きな影響が抑制され
る。そのため、図10、図11に示すように、スプリア
スの程度が小さくでき、かつ、位相のゆがみも小さくで
きる。
ス(落ち込み)による影響は、通過地域内となる場合が
あるが、上記の通り、スプリアスの影響を小さくできる
ので、通過帯域内の伝送特性に対する、大きな影響は回
避される。
224aの電極指とバスバーとの間の距離、あるいはI
DT223a、224aの電極指とダミー電極228と
の間の距離を変えることでも、スプリアスの周波数が変
化する。
を設ける場合とは逆に、IDT223a、224aの電
極指とバスバーとの間の距離、あるいはIDT223
a、224aの電極指とダミー電極228との距離を広
くするに従って、スプリアスの周波数は反共振周波数側
にシフトする。
4aの電極指と、バスバーとの間の距離を変えたときに
おけるスプリアスの周波数の変化、図15、図16に、
IDT223a、224aの電極指とダミー電極228
との間隔を変えたときにおけるスプリアスの周波数の変
化を示す。図15、図16の結果は、ダミー電極228
の長さを1.58λとした際の結果である。どちらのと
きも間隔が広がるに従って、スプリアスの発生周波数が
反共振周波数側にシフトしているのがわかる。
小さくする構成・方法として、このようにIDT223
a、224aの電極指とバスバー、あるいはダミー電極
228との間隔を広げることで反共振周波数よりも高い
周波数までスプリアスの発生周波数をシフトすることも
考えられた。
を見るとわかるように、反共振周波数のインピーダンス
が小さくなってしまい、通過帯域外ごく近傍の十分な減
衰量が得られなくなってしまう。つまり、SSBWに起
因するスプリアスは反共振周波数側、すなわち通過帯域
外に位置するのではなく、本実施の形態のように通過帯
域内に配置されることが望ましい。また、回折損が増加
するために弾性表面波共振子のQが悪化し、かえってフ
ィルタ特性の挿入損失悪化を招くことになる。つまり、
ダミー電極228を設けて、IDT223a、224a
の電極指とダミー電極228との間隔を極力小さく設定
する構成・方法が、もっとも効果があると言える。
極指とダミー電極228との間隔であるが、図17に図
15、図16の結果(ダミー電極228の長さ1.58
λの結果)にデータを追加して、IDT223a、22
4aの電極指とダミー電極228の間隔(λで規格化)
に対するスプリアスの周波数(反共振周波数(fa)で
規格化)の変化を表した結果を示す。
くなるほどスプリアスのシフト量は小さくなる(飽和す
る)傾向にあり、ダミー電極228の長さが1.58λ
の段階でスプリアスの周波数が比較例(ダミー電極な
し)の場合よりも反共振周波数寄りにあると、本実施の
形態ほどの改善は望めなくなる。一方、図17を見る
と、IDT223a、224aの電極指とダミー電極2
28との間隔が約0.5λのときに比較例とスプリアス
の周波数がほぼ一致するので、IDT223a、224
aの電極指とダミー電極228の間隔は、0.5λ以下
にすることが望ましい。
性表面波共振子のIDT223a、224aの交叉幅の
長さによって、大きさが変化することがわかった。図1
8、図19に、IDT223a、224aの交叉幅を変
えた場合のスプリアスの変化を示す。このとき、弾性表
面波共振子の容量値が変化しないように、交叉幅を変え
た分だけ各電極指の対数をそれぞれ調整している。
することにより、スプリアスのレベルが小さくなってい
ることがわかる。このとき、交叉幅が100μmまで大
きくなるとスプリアスがほとんど発生しなくなり、本発
明のようにダミー電極を設ける意味がなくなる。つま
り、弾性表面波共振子におけるIDT223a、224
aの各電極指の交叉幅が100μm以下(IDT223
a、224aのピッチで決まる波長をλとすると、約4
5λ以下)でなければ、本発明の効果は得られないと言
える。
電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って3つのIDT
を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタに弾性表面
波共振子を直列接続した弾性表面波装置において、弾性
表面波共振子におけるIDTの電極指とバスバーの間に
ダミー電極を設け、さらにダミー電極とIDTの電極指
の間隔を0.5λ以下とすることで、従来の弾性表面波
装置よりも通過帯域内の挿入損失が改善され、また帯域
幅が広く、さらにVSWRが改善した弾性表面波装置が
得られる。
を有する弾性表面波装置の例で説明したが、本発明はこ
の構成に限らず、弾性表面波フィルタに対して、交叉幅
が100μm(IDT223a、224aのピッチで決
まる波長をλとすると、約45λ)以下の弾性表面波共
振子を直列接続した、どのような構成においても、同様
な効果が得られる。
能を備えないが、1つの縦結合共振子型弾性表面波フィ
ルタ302と出力端子313との間に、ダミー電極22
8を有する1つの弾性表面波共振子324を直列接続し
た構成、図21のように1つの縦結合共振子型弾性表面
波フィルタ302と入力端子314との間に、上記の1
つの弾性表面波共振子324を直列接続した構成、図2
2のように1つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタ3
02と入力端子314、及び出力端子313との間の両
方に弾性表面波共振子324をそれぞれ直列接続した構
成においても、本発明の効果が得られる。
スケード接続した2つの縦結合共振子型弾性表面波フィ
ルタ302の何れかの位置(入力端子314との間、出
力端子313との間、又は各縦結合共振子型弾性表面波
フィルタ302、302間)に対して、直列に弾性表面
波共振子324を接続した構成でもよい。
発明の弾性表面波装置における別の例として、図26の
ように、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ302の1
つのIDTの両側に各平衡信号端子214、215を接
続し、他の各IDTと不平衡信号端子213との間に弾
性表面波共振子324を接続した構成、図27のよう
に、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ302の1つの
IDTの両側と、各平衡信号端子214、215との間
に弾性表面波共振子324をそれぞれ接続した構成にお
いても、本発明の効果は得られる。
発明の弾性表面波装置におけるさらに別の例として、図
28のように、1つのIDTを弾性表面波の伝搬方向に
2分割した縦結合共振子型弾性表面波フィルタ402に
おける、上記IDTの分割部分の両方に各平衡信号端子
214、215を接続し、他の各IDTと不平衡信号端
子213との間に弾性表面波共振子324を接続した構
成、図29のように、1つのIDTを弾性表面波の伝搬
方向に2分割した縦結合共振子型弾性表面波フィルタ4
02における、上記IDTの分割部分の両方に各平衡信
号端子214、215を接続し、それらの間に弾性表面
波共振子324をそれぞれ接続した構成においても、本
発明の効果は得られる。
発明の弾性表面波装置におけるさらに別の例として、図
30のように1つのIDTを交叉幅方向に2分割した縦
結合共振子型弾性表面波フィルタ502における、上記
IDTの分割部分の両方に各平衡信号端子214、21
5を接続し、他の各IDTと不平衡信号端子213との
間に弾性表面波共振子324を接続した構成、図31の
ように5つのIDTを有する弾性表面波フィルタ702
を用いる構成においても、本発明の効果は得られる。
する弾性表面波フィルタ702に限らず、2つあるいは
4つ以上のIDTを有する弾性表面波フィルタを用いて
もよい。また、図32のように、入力、及び出力端子の
両方が平衡信号端子214、215である構成でも、本
発明の効果は得られる。さらに、図33ないし図36の
ような平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置に
おいても、本発明の効果は得られる。
性表面波フィルタで説明したが、本発明は横結合共振子
型弾性表面波フィルタや、トランスバーサル型フィルタ
においても、同様な効果が得られる。
形態に記載の弾性表面波装置を搭載した通信装置600
について説明する。
バ側(Rx側)として、アンテナ601、アンテナ共用
部/RFTopフィルタ602、アンプ603、Rx段
間フィルタ604、ミキサ605、1stIFフィルタ
606、ミキサ607、2ndIFフィルタ608、1
st+2ndローカルシンセサイザ611、TCXO
(temperature compensated crystal oscillator(温度
補償型水晶発振器))612、デバイダ613、ローカ
ルフィルタ614を備えて構成されている。Rx段間フ
ィルタ604からミキサ605へは、図37に二本線で
示したように、バランス性を確保するために各平衡信号
にて送信することが好ましい。
トランシーバ側(Tx側)として、上記アンテナ601
及び上記アンテナ共用部/RFTopフィルタ602を
共用するとともに、TxIFフィルタ621、ミキサ6
22、Tx段間フィルタ623、アンプ624、カプラ
625、アイソレータ626、APC(automatic powe
r control (自動出力制御))627を備えて構成され
ている。
1stIFフィルタ606、TxIFフィルタ612
1、Tx段間フィルタ623には、上述した本実施の各
形態に記載の弾性表面波装置が好適に利用できる。
波装置が小型化を図りながら、伝送特性、特に位相特性
に優れているので、小型化、特にGHz帯域以上におい
て小型化を図りながら、伝送特性(通信特性)に優れた
ものとなっている。
に、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って少な
くとも2つのIDTを有する弾性表面波フィルタと、弾
性表面波フィルタに対して直列に接続された弾性表面波
共振子とを有し、弾性表面波共振子は、SSBWに起因
するスプリアスが共振周波数側にシフトされている構成
である。
が、SSBWに起因するスプリアスを共振周波数側にシ
フトするように設けられているから、上記スプリアスに
よる、通過帯域の高周波側の欠けを低減できて、通過帯
域を広くできるという効果を奏する。
うに、弾性表面波フィルタに対して直列に接続された少
なくとも1つの弾性表面波共振子を有し、弾性表面波共
振子の少なくとも1つは、SSBWに起因するスプリア
スが通過帯域内に配置されるように、弾性表面波共振子
における、IDTの電極指とバスバーとの間にダミー電
極が設けられている構成である。
けたことにより、フィルタ特性の最大挿入損失が小さ
く、帯域幅が広い、さらにVSWRを改善した弾性表面
波装置が得られるという効果を奏する。
る弾性表面波装置の概略構成図である。
ての、ダミー電極を備えない弾性表面波装置の概略構成
図である。
をそれぞれ示すグラフである。
のVSWRをそれぞれ示すグラフである。
のVSWRをそれぞれ示すグラフである。
(入力側)の反射特性をそれぞれ示すスミスチャートで
ある。
(出力側)の反射特性をそれぞれ示すスミスチャートで
ある。
表面波共振子のS11(入力側)の反射特性をそれぞれ
示すスミスチャートである。
表面波共振子のS22(出力側)の反射特性をそれぞれ
示すスミスチャートである。
面波共振子における、周波数−インピーダンス特性の変
化を示すグラフである。
面波共振子における、周波数−位相特性の変化を示すグ
ラフである。
面波共振子における、スプリアスの周波数の変化を示す
グラフである。
極指とバスバーとの間隔の変化による、周波数−インピ
ーダンス特性の変化を示すグラフである。
極指とバスバーとの間隔の変化による、周波数−位相特
性の変化を示すグラフである。
極指とダミー電極との間隔の変化による、周波数−イン
ピーダンス特性の変化を示すグラフである。
極指とダミー電極との間隔の変化による、周波数−位相
特性の変化を示すグラフである。
極指とダミー電極との間隔の変化による、スプリアスの
周波数の変化を示すグラフである。
叉幅の変化による、周波数−インピーダンス特性の変化
を示すグラフである。
叉幅の変化による、周波数−位相特性の変化を示すグラ
フである。
波装置を示す概略構成図である。
表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
の弾性表面波装置を示す概略構成図である。
弾性表面波装置の概略構成図である。
ピーダンス特性の変化を示すグラフである。
特性の変化を示すグラフである。
DT(くし型電極部) 213 不平衡信号端子 214、215 平衡信号端子 221、222、223、224 弾性表面波共振子 228 ダミー電極
Claims (10)
- 【請求項1】圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿
って少なくとも2つのくし型電極部を有する弾性表面波
フィルタと、弾性表面波フィルタに対して直列に接続さ
れた弾性表面波共振子とを有し、 弾性表面波共振子は、SSBWに起因するスプリアスが
共振周波数側にシフトされていることを特徴とする、弾
性表面波装置。 - 【請求項2】圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿
って少なくとも2つのくし型電極部を有する弾性表面波
フィルタを少なくとも1つ備え、弾性表面波フィルタに
対して直列に接続された少なくとも1つの弾性表面波共
振子を有し、 弾性表面波共振子の少なくとも1つは、共振周波数が前
記弾性表面波フィルタの通過帯域内、反共振周波数が通
過帯域外に位置するように設定され、かつ、SSBWに
起因するスプリアスが通過帯域内に配置されるように、
弾性表面波共振子における、くし型電極部の電極指とバ
スバーとの間にダミー電極が設けられていることを特徴
とする、弾性表面波装置。 - 【請求項3】弾性表面波共振子におけるくし型電極部の
ピッチにて設定される波長をλとすると、前記ダミー電
極とくし型電極部の電極指との間隔が0.5λ以下に設
定されていることを特徴とする、請求項2記載の弾性表
面波装置。 - 【請求項4】圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿
って少なくとも2つのくし型電極部を有する弾性表面波
フィルタを少なくとも1つ備え、弾性表面波フィルタに
対して直列に接続された少なくとも1つの弾性表面波共
振子を有し、 弾性表面波共振子の少なくとも1つは、共振周波数が前
記弾性表面波フィルタの通過帯域内、反共振周波数が通
過帯域外に位置するように設定されていると共に、弾性
表面波共振子における、くし型電極部の電極指とバスバ
ーとの間にダミー電極が設けられ、 弾性表面波共振子におけるくし型電極部のピッチにて設
定される波長をλとすると、前記ダミー電極とくし型電
極部の電極指との間隔が0.5λ以下に設定されている
ことを特徴とする、弾性表面波装置。 - 【請求項5】前記ダミー電極を有する弾性表面波共振子
の少なくとも1つは、弾性表面波共振子におけるくし型
電極部のピッチにて設定される波長をλとすると、前記
ダミー電極の長さが、0.25λ以上に設定されている
ことを特徴とする、請求項2ないし5の何れか1項に記
載の弾性表面波装置。 - 【請求項6】圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿
って少なくとも2つのくし型電極部を有する弾性表面波
フィルタを少なくとも1つ備え、弾性表面波フィルタに
対して直列に接続された少なくとも1つの弾性表面波共
振子を有し、 弾性表面波共振子の少なくとも1つは、共振周波数が前
記弾性表面波フィルタの通過帯域内、反共振周波数が通
過帯域外に位置するように設定されていると共に、弾性
表面波共振子における、くし型電極部の電極指とバスバ
ーとの間にダミー電極が設けられ、 前記ダミー電極を有する弾性表面波共振子の少なくとも
1つは、弾性表面波共振子におけるくし型電極部のピッ
チにて設定される波長をλとすると、前記ダミー電極の
長さが、0.25λ以上に設定されていることを特徴と
する、弾性表面波装置。 - 【請求項7】前記ダミー電極を有する弾性表面波共振子
のうち少なくとも1つは、弾性表面波共振子におけるく
し型電極部のピッチにて設定される波長をλとすると、
くし型電極部の交叉幅が45λ以下であることを特徴と
する、請求項2ないし6の何れか1項に記載の弾性表面
波装置。 - 【請求項8】前記弾性表面波フィルタは、縦結合共振子
型弾性表面波フィルタであることを特徴とする、請求項
1ないし7の何れか1項に記載の弾性表面波装置。 - 【請求項9】平衡−不平衡変換機能を有することを特徴
とする、請求項1ないし8の何れか1項に記載の弾性表
面波装置。 - 【請求項10】請求項1ないし9の何れか1項に記載の
弾性表面波装置を備えていることを特徴とする通信装
置。
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