JP2013247569A - 弾性波フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の縦結合共振器型フィルタを縦続に接続した弾性波フィルタにおいて、通過域よりも低域側におけるスプリアスの発生を抑制するにあたり、帯域幅及びインピーダンスの変動を抑えること。
【解決手段】２つのフィルタ部１１、１２を縦続接続するにあたり、第２のフィルタ部１２について、中央のＩＤＴ電極２の中央領域に非励振領域２２を形成して、この非励振領域２２では電極指５に代えて浮き電極２１を配置する。そして、前記非励振領域２２以外については、これらフィルタ部１１、１２間の構成を揃える。
【選択図】図１

Description

本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ）を用いた弾性波フィルタに関する。

ホームセキュリティやスマートグリッドなどの特定小電力用の周波数帯域を使用するアプリケーションに用いられるフィルタでは、前記周波数帯域の有効利用を図るため、使用する周波数とリジェクトすべき周波数との差である、いわゆるガードバンド幅ができるだけ狭くなるように要求されている。即ち、このような特定小電力用の複数の機器に対して一括してある周波数帯域が割り振られており、また例えば室内などの狭い環境で複数の種別の機器が同時に用いられることがあるため、これら機器同士が干渉しないように、各々の機器には互いに通過域の異なる狭帯域なフィルタが用いられている。

そして、このようなフィルタの各々には、互いの機器同士が干渉しないように、通過域よりも低域側及び高域側に各々阻止域（減衰域）が設けられており、この阻止域は、別のフィルタの通過域に対してマージンを設けるため、通過域の下端（低域側の端部）及び上端（高域側の端部）からある程度離間した位置に設定されている。従って、前記ガードバンド幅が狭い程、即ち通過域及び阻止域からなる帯域が狭い程、特定小電力用の周波数帯域の有効利用が図られる（前記周波数帯域において使用可能な機器の点数が多くなる）。

一方、弾性表面波（以下「弾性波」と言う）を利用したフィルタとしては、圧電基板上に例えば３つのＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極を弾性波の伝搬方向に並べると共に、これらＩＤＴ電極の並びにおける一方側及び他方側に各々反射器を配置した縦結合共振器型フィルタが知られている。このような縦結合共振器型フィルタを用いる時には、阻止域における減衰量を稼ぐため、また通過域と阻止域との間における減衰曲線の傾き（減衰傾度）を急峻にするため、当該縦結合共振器型フィルタを例えば２つ縦続に接続する場合がある。即ち、２つの縦結合共振器型フィルタの周波数特性が互いに重ね合わさるように構成すると共にこれら縦結合共振器型フィルタを縦続に接続することにより、Ｓ／Ｎ比の高い（高減衰且つ低損失の）特性が得られる。この場合には、各々の縦結合共振器型フィルタは、互いにほぼ同じ周波数特性となるように、例えばＩＤＴ電極における電極指の対数などが揃うように構成される。

この時、各々の縦結合共振器型フィルタでは、通過域よりも低域側においてほぼ同じ位置（周波数帯）にスプリアスが発生してしまう。そのため、２つの縦結合共振器型フィルタの周波数特性を互いに重ね合わせると、各々の通過域と共に、このスプリアスについても互いに重ね合わされてしまう。言い換えると、互いにほぼ等しい通過域を持つ縦結合共振器型フィルタを縦続接続することにより、通過域から見た時における阻止域の減衰レベルを大きくしようとしているが、２つの縦結合共振器型フィルタではスプリアスについてもほぼ同じ位置に形成されているので、後述の図８に破線で示すように、このスプリアスについても通過域と共にいわば増幅されてしまう。従って、通過域よりも低域側では、所望の減衰量を確保することが困難になってしまう（減衰量が不足してしまう）場合がある。

そこで、従来の設計手法では、各々の縦結合共振器型フィルタにおける電極指の対数を調整して、これら縦結合共振器型フィルタにおいて各々発生するスプリアスの位置を互いにずらすことによりスプリアスを抑圧していた。しかしながら、このように電極指の対数を調整した場合には、通過域の帯域幅やフィルタのインピーダンスについても変動するため、最適な（設計通りの）通過特性を維持しようとすると、低減（抑圧）できるスプリアスのレベルには限界がある。

特許文献１には、３つのＩＤＴ電極のうち中央のＩＤＴ電極の電極指を間引くと共に、その位置に短絡グレーティングを設けたフィルタや、このフィルタとインピーダンスの異なるフィルタとを縦続に接続した構成について記載されている。また、特許文献２、３には、互いに隣接するＩＤＴ電極間にグレーティング電極を介在させたフィルタについて各々記載されている。特許文献４には、互いに隣接するＩＤＴ電極において、外側の電極指を間引く技術について記載されている。しかしながら、これら特許文献１〜４には、既述の課題については記載されていない。

特開２００２−３５３７７７（段落００１２、図２） 特開平８−２５０９６９ 特開平１１−２９８２８７ 特開平１１−２０５０７３

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の縦結合共振器型フィルタを縦続に接続した弾性波フィルタにおいて、通過域よりも低域側におけるスプリアスを抑制するにあたり、帯域幅及びインピーダンスの変動を抑えることのできる技術を提供することにある。

本発明の弾性波フィルタは、
一対の反射器と、弾性波の伝搬方向に沿うようにこれら反射器間に一列に配置された３つのＩＤＴ電極と、を備えた縦結合共振器型フィルタにより各々構成されると共に、互いの周波数特性が揃うように設定された複数のフィルタ部を、一対のポート間に縦続接続して圧電基板上に配置した弾性波フィルタにおいて、
前記ＩＤＴ電極の各々は、
弾性波の伝搬方向に沿って各々伸びると共に、弾性波の伝搬方向に対して直交する方向に互いに離間するように前記圧電基板上に配置された一対のバスバーと、
各々のバスバーから対向するバスバーに向かって互いに交差するように前記圧電基板上に配置された複数本の電極指と、を備え、
前記複数のフィルタ部のうち少なくとも一つのフィルタ部の中央のＩＤＴ電極は、当該フィルタ部及び他のフィルタ部にて通過域における周波数特性が互いに揃うと共に通過域よりも低域側に形成されるスプリアスが互いに位置ずれするように、前記一対のバスバー間にて弾性波が励振しないように構成された非励振領域と、この非励振領域に対して弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から隣接するように各々配置され、複数の電極指が互いに交差するように配置された励振領域と、により構成され、
前記非励振領域は、弾性波の伝搬方向における一方側の前記励振領域と他方側の前記励振領域との間で電極指の周期構造を維持するために、前記一対のバスバーのうちいずれかのバスバーから対向するバスバーに向かって前記電極指に沿って伸びるグレーティング電極と、前記電極指に沿って伸びると共に長さ方向における一端側及び他端側が各々のバスバーに対して夫々離間するように構成された浮き電極と、の少なくとも一方を備えていることを特徴とする。

前記弾性波フィルタは、以下の構成を採っても良い。
前記非励振領域における前記グレーティング電極及び前記浮き電極の合計の本数をｍとすると共に、前記非励振領域の設けられていない他のフィルタ部の３つのＩＤＴ電極のうち中央のＩＤＴ電極における電極指の対数をＮとすると、
０＜ｍ／Ｎ＜０．４０（ｍ、Ｎ：いずれも自然数）あるいは０．０２≦ｍ／Ｎ≦０．２０となっている構成。
前記非励振領域にグレーティング電極が配置されている場合には、
このグレーティング電極の接続されたバスバー及び当該バスバーに対向するバスバーは、夫々接地ポート及び信号ポートに接続されている構成。

前記非励振領域は、弾性波の伝搬方向において前記中央のＩＤＴ電極の中央領域に形成されている構成。前記複数のフィルタ部のうち少なくとも一つは、非励振領域の形成されていないフィルタ部である構成。前記非励振領域の形成されたフィルタ部における中央のＩＤＴ電極の電極指、グレーティング電極及び浮き電極の合計の本数と、前記非励振領域の形成されていないフィルタ部における中央のＩＤＴ電極の電極指の合計の本数は、同じ数量に設定されている構成。

本発明は、縦結合共振器型フィルタにより各々構成されると共に、互いの周波数特性が揃うように設定された複数のフィルタ部を、一対のポート間に縦続接続するにあたり、少なくとも一つのフィルタ部の中央のＩＤＴ電極について、非励振領域と、この非励振領域に対して弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から隣接するように各々配置された励振領域とにより構成している。そして、非励振領域について、これら励振領域の間で電極指の周期構造を維持するために、グレーティング電極及び浮き電極の少なくとも一方を配置している。そのため、各々のフィルタ部では、通過域における周波数特性が互いに揃うと共に、通過域よりも低域側に形成されるスプリアスが互いに位置ずれするので、スプリアスの発生を抑制しながら、帯域幅及びインピーダンスの変動を抑えることができる。

本発明の弾性波フィルタの一例を示す平面図である。 前記フィルタの一部を拡大して示す平面図である。 前記フィルタの一部を拡大して示す平面図である。 前記フィルタの特性を説明するための概略図である。 前記フィルタの特性を説明するための概略図である。 前記フィルタの特性を説明するための概略図である。 前記フィルタの特性を示す特性図である。 前記フィルタの特性を示す特性図である。 前記フィルタの特性を示す特性図である。 前記フィルタの特性を示す特性図である。 前記フィルタの他の例を示す平面図である。 前記フィルタの他の例を示す平面図である。 前記フィルタの他の例を示す平面図である。 前記フィルタの他の例を示す平面図である。 前記フィルタの他の例を示す平面図である。 前記フィルタの他の例を示す平面図である。 前記フィルタの他の例を示す平面図である。 前記フィルタの他の例を示す平面図である。 前記フィルタの他の例を示す平面図である。 前記フィルタの他の例を示す平面図である。

本発明の弾性波フィルタの実施の形態の一例について、図１〜図３を参照して説明する。このフィルタは、互いに縦続に接続された複数例えば２つの縦結合共振器型フィルタを備えており、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）などからなる圧電基板１上に形成されている。ここで、これら２つの縦結合共振器型フィルタの一方及び他方を「第１のフィルタ部１１」及び「第２のフィルタ部１２」と呼ぶと共に、弾性波の伝搬方向に直交する方向を前後方向と呼ぶと、第１のフィルタ部１１及び第２のフィルタ部１２は、夫々奥側及び手前側に配置されている。これらフィルタ部１１、１２は、以下に詳述するように、通過域における周波数特性が互いに揃い、且つ通過域よりも低域側に発生するスプリアスの位置が互いにずれるように構成されている。

始めに、第１のフィルタ部１１について説明すると、この第１のフィルタ部１１は、弾性波の伝搬方向（左右方向）に沿って一列に配置された３つのＩＤＴ電極２と、これらＩＤＴ電極２を左右方向から挟むように設けられた反射器３、３とを備えている。各々のＩＤＴ電極２には、一対のバスバー４、４及び複数の電極指５が設けられており、これらバスバー４、４は、弾性波の伝搬方向に沿って各々伸びると共に、前後方向に互いに離間するように配置されている。各々の電極指５は、各々のバスバー４、４から対向するバスバー４、４に向かって互いに交差するように配置されている。尚、図１では、各々のＩＤＴ電極２における電極指５の配置レイアウトについて簡略化して描画している。

３つのＩＤＴ電極２のうち左側のＩＤＴ電極２では、奥側（一方側）のバスバー４から伸びる電極指５が当該ＩＤＴ電極２の左端に形成されており、この電極指５の右側に、手前側（他方側）のバスバー４から伸びる電極指５と奥側のバスバー４から伸びる電極指５とが右側に向かって順番に（交互に）配置されている。右側のＩＤＴ電極２についても、奥側のバスバー４から伸びる電極指５と手前側のバスバー４から伸びる電極指５とが左端から順番に並んでいる。一方、中央のＩＤＴ電極２では、手前側のバスバー４から伸びる電極指５と奥側のバスバー４から伸びる電極指５とが左端から右側に向かって順番に形成されている。

一方側のバスバー４から伸びる電極指５と、当該電極指５に隣接して他方側のバスバー４から伸びる電極指５とからなる構成の数量を「対数Ｎ」と呼ぶと、この対数Ｎは、左側のＩＤＴ電極２、中央のＩＤＴ電極２及び右側のＩＤＴ電極２では、夫々２５対、３０対及び２５対となっている。また、これら３つのＩＤＴ電極２において、各々の電極指５は、図２にも示すように、ある部位に形成された電極指５と、当該電極指５に隣接する他の電極指５とが弾性波の伝搬方向に沿ってある周期長λ例えば４．４〜４．８μｍで繰り返されるように周期構造を採っている。電極指５の交差長（一方側のバスバー４から伸びる電極指５と他方側のバスバー４から伸びる電極指５とが交差する長さ寸法）は、例えば３０．５λとなっている。

左側のＩＤＴ電極２の奥側のバスバー４は、接地ポート３１を介して接地されている。この左側のＩＤＴ電極２の手前側のバスバー４には、第２のフィルタ部１２に向かって伸びる接続配線６の一端側が接続されている。中央のＩＤＴ電極２では、奥側のバスバー４に入力ポート３２が接続され、手前側のバスバー４は接地ポート３１に接続されている。また、右側のＩＤＴ電極２では、奥側のバスバー４に接地ポート３１が接続され、手前側のバスバー４には前記接続配線６とは別の接続配線６の一端側が接続されている。

反射器３は、弾性波の伝搬方向に沿って各々伸びると共に前後方向に互いに離間するように配置された一対の反射器バスバー７、７と、これら反射器バスバー７、７間を接続するように配置された複数の反射器電極指８と、を備えている。反射器電極指８についても、既述の周期長λで配置されており、各々の反射器３では、反射器電極指８は例えば５０本ずつ配置されている。従って、以上述べた第１のフィルタ部１１は、通過域及びこの通過域よりも低域側及び高域側に各々阻止域（減衰域）の形成されたバンドパスフィルタとなり、通過域の中心周波数ｆ０及び帯域幅Ｗが夫々例えば９００ＭＨｚ及び１８ＭＨｚ程度となる。この時、第１のフィルタ部１１では、後述の図６の上段に示すように、通過域よりも低域側における阻止域には、周波数ｆ１例えば８７５ＭＨｚにおいて、スプリアスと呼ばれる、阻止域における減衰レベルよりも減衰量が劣化する（小さくなる）ピークが形成される。

続いて、第２のフィルタ部１２について説明する。この第２のフィルタ部１２は、以上説明した第１のフィルタ部１１と同様に、弾性波の伝搬方向に沿って一列に配置された３つのＩＤＴ電極２と、これらＩＤＴ電極２の並びの一方側及び他方側に各々配置された反射器３、３とを備えている。第２のフィルタ部１２における左側のＩＤＴ電極２では、第１のフィルタ部１１の左側のＩＤＴ電極２から伸びる接続配線６の他端側が奥側のバスバー４に接続され、手前側のバスバー４は接地ポート３１に接続されている。中央のＩＤＴ電極２では、奥側のバスバー４に接地ポート３１が接続され、手前側のバスバー４には出力ポート３３が接続されている。また、右側のＩＤＴ電極２では、第１のフィルタ部１１の右側のＩＤＴ電極２から伸びる接続配線６の他端側が奥側のバスバー４に接続され、手前側のバスバー４は接地ポート３１に接続されている。第２のフィルタ部１２についても、既述の周期長λ及び交差長は、第１のフィルタ部１１における周期長λ及び交差長と同じ値に設定されている。

ここで、第２のフィルタ部１２は、第１のフィルタ部１１に対して、インピーダンス及び通過域における周波数特性（中心周波数ｆ０及び帯域幅Ｗ）が揃うように、且つ前記スプリアスの発生位置がずれるように構成されている。具体的には、第２のフィルタ部１２における左側のＩＤＴ電極２及び右側のＩＤＴ電極２各々の対数Ｎは、第１のフィルタ部１１における左側のＩＤＴ電極２及び右側のＩＤＴ電極２の対数Ｎと夫々同じ数量となっている。

また、第２のフィルタ部１２における左側のＩＤＴ電極２及び右側のＩＤＴ電極２は、第１のフィルタ部１１における左側のＩＤＴ電極２及び右側のＩＤＴ電極２を前後方向で対称となるように配置した構成を採っている。即ち、第２のフィルタ部１２における左側のＩＤＴ電極２では、手前側のバスバー４から伸びる電極指５が左端に形成されており、当該電極指５の右側に、奥側のバスバー４から伸びる電極指５が配置されている。また、第２のフィルタ部１２における右側のＩＤＴ電極２についても、左側のＩＤＴ電極２と同様に、手前側のバスバー４から伸びる電極指５と奥側のバスバー４から伸びる電極指５とが左端から右側に向かって順番に形成されている。従って、接続配線６から第１のフィルタ部１１及び第２のフィルタ部１２を見た時に、左側のＩＤＴ電極２同士及び右側のＩＤＴ電極２同士は、互いに同じ構成となっている。

一方、第２のフィルタ部１２における中央のＩＤＴ電極２では、図３に示すように、弾性波の伝搬方向における中央領域に、電極指５に沿って各々伸びるように形成されると共に、その長さ方向における奥側の端部及び手前側の端部が夫々奥側のバスバー４及び手前側のバスバー４から各々離間するように形成された浮き電極２１が配置されている。この例では、浮き電極２１は、弾性波の伝搬方向に沿って互いに離間するように、複数本例えば４本形成されている。従って、浮き電極２１の形成された領域では、弾性波が励振しないように構成されている。

浮き電極２１の形成された領域を「非励振領域２２」と呼ぶと、この非励振領域２２から見て左右両側には、第１のフィルタ部１１のＩＤＴ電極２や第２のフィルタ部１２における左右のＩＤＴ電極２、２と同様に複数の電極指５が互いに交差するように、即ち弾性波が励振するように構成された励振領域２３、２３が各々配置されている。これら励振領域２３、２３では、奥側のバスバー４から伸びる電極指５が左端に各々形成され、この左端の電極指５の右側に、手前側のバスバー４から伸びる電極指５と奥側のバスバー４から伸びる電極指５とが右側に向かって順番に配置されている。各々の励振領域２３、２３では、対数Ｎが互いに同じ数量例えば各々１４対となっている。こうして第２のフィルタ部１２の中央のＩＤＴ電極２は、非励振領域２２と、この非励振領域２２に対して左右両側から隣接するように各々配置された励振領域２３、２３とにより構成されている。第２のフィルタ部１２の中央のＩＤＴ電極２の電極指５及び浮き電極２１の合計の本数（１４×２＋４＋１４×２＝６０）は、第１のフィルタ部１１の中央のＩＤＴ電極２の電極指５の本数（３０×２＝６０）と同じ数量となっている。

この時、非励振領域２２では、当該非励振領域２２の左右両側の励振領域２３、２３の周期長λが維持されるように、即ち励振領域２３、２３の各々の周期長λが非励振領域２２を介して互いに接続されるように、各々の浮き電極２１を配置している。具体的には、各々の浮き電極２１は、弾性波の伝搬方向における幅寸法が電極指５の幅寸法と同じ寸法となるように形成されている。また、互いに隣接する電極指５、５間の離間寸法に符号「ｄ」を付すと、２つの励振領域２３、２３のうち左側の励振領域２３における右端の電極指５と、非励振領域２２における左端の浮き電極２１との間の離間寸法は、前記離間寸法ｄと同じ寸法に設定されている。互いに隣接する浮き電極２１、２１間の離間寸法についても、離間寸法ｄと同じ寸法に設定されている。そして、非励振領域２２の右端の浮き電極２１と、右側の励振領域２３の左端の電極指５との間の離間寸法についても、離間寸法ｄと同じ寸法に設定されている。従って、非励振領域２２では、励振領域２３における周期長λと同じ周期長λが当該非励振領域２２においても形成されるように、浮き電極２１が配置されている。

ここで、既述のように、各々の励振領域２３、２３では、奥側のバスバー４から伸びる電極指５と手前側のバスバー４から伸びる電極指５とが左端から順番に配置されており、また浮き電極２１により左右両側の励振領域２３、２３間で周期長λが維持されるように構成している。そして、第２のフィルタ部１２の中央のＩＤＴ電極２の電極指５及び浮き電極２１の合計の本数は、第１のフィルタ部１１の中央のＩＤＴ電極２の電極指５の本数と同じ数量となっている。従って、第２のフィルタ部１２における中央のＩＤＴ電極２は、既述の第１のフィルタ部１１における中央のＩＤＴ電極２について、電極指５のレイアウトが前後方向で対称となるように形成すると共に、弾性波の伝搬方向における中央領域の４本（２対）の電極指５に代えて４本の浮き電極２１を配置した構成となっている。別の見方をすると、入力ポート３２からフィルタ部１１、１２（弾性波フィルタ）を見た時と、出力ポート３３から当該弾性波フィルタを見た時とでは、非励振領域２２以外の領域については、同じレイアウトを採っていると言える。浮き電極２１の本数を「ｍ」とすると、この本数ｍを第１のフィルタ部１１における中央のＩＤＴ電極２の対数Ｎで除した値であるｍ／Ｎは、０．１３３３となる。２本の浮き電極２１からなる構成の数量を「対数ｎ」と呼ぶと、比率ｎ／Ｎは、０．０６７となる。このように浮き電極２１を配置した理由について、以下に説明する。

図１の弾性波フィルタは、背景の項目で説明したように、通過域から阻止域を見た時の減衰レベルができるだけ大きくなるように、２つのフィルタ部１１、１２を縦続接続している。しかしながら、これらフィルタ部１１、１２において、左側のＩＤＴ電極２同士、中央のＩＤＴ電極２同士及び右側のＩＤＴ電極２同士を互いに全く同じように構成すると、図４の上段及び中段に示すように、通過域と共にスプリアスについても同じ位置に形成される。従って、これらフィルタ部１１、１２を縦続接続すると、図４の下段に示すように、スプリアスについても互いに重なり合って増幅されるので、通過域から見た時に、所望の減衰レベルを確保できなくなってしまう。

一方、既述のように、これらフィルタ部１１、１２においてスプリアスの位置を互いにずらすために、各々のＩＤＴ電極２の対数Ｎを単純に増減させると、各々のフィルタ部１１、１２の帯域幅Ｗやインピーダンスが変動するので、これらフィルタ部１１、１２を縦続接続した時に所望の特性が得られなくなってしまう。また、スプリアスの位置を互いにずらすために、例えばいずれかのＩＤＴ電極２の電極指５を間引いて、当該電極指５の形成されていた領域にスペース領域（電極を形成しない領域）を設けた場合には、当該領域で弾性波の反射やバルクモード変換と呼ばれる不要波の発生が起こり、エネルギー損失が生じて（通過域における損失が増大して）しまう。

そこで、本発明の弾性波フィルタでは、電極指５の対数Ｎを２つのフィルタ部１１、１２において互いにずらすにあたり、第２のフィルタ部１２の中央のＩＤＴ電極２の非励振領域２２において、電極指５に代えて浮き電極２１を配置することにより、いわば間引き領域に浮き電極２１を配置している。そのため、フィルタ部１１、１２のインピーダンスのずれが抑えられる。即ち、一対の反射器３、３間を行き来する弾性波から見ると、第１のフィルタ部１１と第２のフィルタ部１２とでは、同じ数量だけ電極（電極指５や浮き電極２１）が配置されており、また浮き電極２１の本数ｍ（対数ｎ）について、第１のフィルタ部１１の中央のＩＤＴ電極２の対数Ｎに対してごく僅かの数量に留めている。従って、これらフィルタ部１１、１２間でインピーダンスが互いに揃う。また、前記間引き領域での弾性波の反射が抑制される。

また、非励振領域２２について、ＩＤＴ電極２の中央領域に形成しており、当該非励振領域２２の左右の励振領域２３、２３では電極指５の対数Ｎが揃っている。従って、左右方向におけるＩＤＴ電極２の対称性を保ちながらある数量の電極指５を間引こうとした時、当該数量について最小限で済む。言い換えると、中央のＩＤＴ電極２の端部例えば左側にて電極指５を間引いた場合には、ＩＤＴ電極２の対称性を保つため（フィルタ部１２における弾性波の共振状態を維持するため）には、当該ＩＤＴ電極２の右側についても同様に電極指５を間引く必要がある。また、３つのＩＤＴ電極２のうち左側のＩＤＴ電極２において電極指５を間引いた場合には、同様にフィルタ部１２の左右方向における対称性を保つため、３つのＩＤＴ電極２のうち右側のＩＤＴ電極２についても左側のＩＤＴ電極２と同様に電極指５を間引く必要がある。このように必要以上の電極指５を間引いた場合には、第２のフィルタ部１２の通過域における周波数特性例えば帯域幅Ｗは、第１のフィルタ部１１の周波数特性から大きくずれてしまう。

一方、中央のＩＤＴ電極２における中央領域に非励振領域２２を形成することにより、浮き電極２１の数量（電極指５を間引く数量）が必要最小限で済むことから、図５に示すように、浮き電極２１を形成した時と浮き電極２１を形成しない時とでは、通過域における周波数特性が互いに揃いながら、スプリアスの位置が互いにずれる。従って、第２のフィルタ部１２は、通過域の中心周波数ｆ０及び帯域幅Ｗが夫々第１のフィルタ部１１の中心周波数ｆ０及び帯域幅Ｗと夫々揃うように構成されたバンドパスフィルタとなる。そして、第２のフィルタ部１２では、第１のフィルタ部１１と同様に通過域よりも低域側にスプリアスが形成されるが、このスプリアスは、既述のように第１のフィルタ部１１のスプリアスの周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２例えば８７０ＭＨｚに形成される。こうして２つのフィルタ部１１、１２を縦続接続すると、図６の上段及び中段に示すように、これらフィルタ部１１、１２では通過域における周波数特性が互いに揃い、一方スプリアスの位置については互いにずれているので、図６の下段に示すように、設計通りの周波数特性（通過域の中心周波数ｆ０及び帯域幅Ｗ）を持ちながら、減衰傾度が急峻で且つ阻止域における減衰レベルが極めて大きいフィルタが得られる。

図７及び図８は、以上説明した本発明の弾性波フィルタ（実線）と従来の弾性波フィルタ（破線）とについて得られた周波数特性を示しており、本発明では、従来に比べて、通過域の低域側における減衰傾度が急峻になっており、また通過域よりも低域側の阻止域では１５ｄＢ以上も減衰量が増加している（改善している）ことが分かる。尚、従来の弾性波フィルタとしては、浮き電極２１をいずれのフィルタ部にも配置せずに、２つのフィルタ部を同じように構成して特性を求めた。

上述の実施の形態によれば、２つのフィルタ部１１、１２を縦続接続するにあたり、第２のフィルタ部１２について、中央のＩＤＴ電極２の中央領域に非励振領域２２を形成して、この非励振領域２２では電極指５に代えて浮き電極２１を配置している。そして、前記非励振領域２２以外については、これらフィルタ部１１、１２間の構成を揃えている。そのため、これらフィルタ部１１、１２では、通過域における周波数特性が互いに揃うと共に、スプリアスの位置については互いにずれるので、フィルタ部１１、１２を縦続接続した場合には、スプリアスの発生を抑制しながら、帯域幅Ｗの変動及びインピーダンスの変動（通過域におけるリプルの発生）を抑えることができる。従って、通過域とこの通過域よりも低域側及び高域側における阻止域とからなる帯域が８〜１０ＭＨｚ程度に狭帯域な特性が求められる特定小電力用のフィルタに本発明の弾性波フィルタを適用することにより、当該特定小電力用の周波数帯域において多数の機器を同時に使用することができるので、この周波数帯域の有効利用を図ることができる。そして、フィルタ部１１、１２のうちいずれか一方のフィルタ部１２だけに浮き電極２１を配置しているので、簡便にスプリアスを低減できる。

この時、浮き電極２１の対数ｎ（本数ｍ）について、第１のフィルタ部１１における中央のＩＤＴ電極２の対数Ｎに対して比率ｎ／Ｎが０＜ｎ／Ｎ＜０．２０（０＜ｍ／Ｎ＜０．４０）となるように設定する（浮き電極２１の本数をできるだけ少なく抑える）ことにより、以下に説明するように、スプリアスの抑制について大きな効果が得られる。即ち、図１の弾性波フィルタにおいて、比率ｎ／Ｎが夫々０、０．０３３、０．０５０、０．１００、０．２００となるように、非励振領域２２における浮き電極２１の対数ｎを種々変えて周波数特性のシミュレーションを行ったところ、図９及び図１０に示す結果が得られた。図９は、前記比率ｎ／Ｎと減衰量との相関関係を示しており、図１０は、図９のスプリアスの位置（８７５ＭＨｚ）における減衰量をプロットした結果を示している。

その結果、比率ｎ／Ｎについて、０＜ｎ／Ｎ＜０．２に設定した時に、スプリアスが抑制されると共に、通過域の変動が抑えられていた。この時、０．０３≦ｎ／Ｎ≦０．１０の場合には、スプリアスがより一層低減されていた。従って、比率ｎ／Ｎについては、既述のように浮き電極２１の数量を抑えるために、０．０１以上０．１以下に設定することが好ましいと言える。尚、比率ｎ／Ｎを０．２０に設定した場合には、インピーダンスのずれによって、通過域にはリプルが発生していた。

続いて、弾性波フィルタの他の例について説明する。図１１は、第２のフィルタ部１２の中央のＩＤＴ電極２について、奥側のバスバー４に出力ポート３３を接続すると共に、手前側のバスバー４に接地ポート３１を接続した例を示している。また、図１２は、浮き電極２１を２本（１対）だけ設けた例を示している。このように、浮き電極２１は、互いに交差するように形成された少なくとも一対の電極指５、５に代えて設けられるため、複数本配置される。

また、図１３は、図３における浮き電極２１に代えて、一対のバスバー４、４のうちいずれかのバスバー４（この例では手前側のバスバー４）から対向するバスバー４に向かって電極指５に沿って各々伸びるグレーティング電極２４を非励振領域２２に配置した例を示している。これらグレーティング電極２４は、いずれも手前側のバスバー４に接続されており、また周期長λについては既述の図３と同様に設定されている。従って、互いに隣接するグレーティング電極２４、２４同士の間では、あるいは互いに隣接する電極指５とグレーティング電極２４との間では、弾性波が励振しないように構成されている。手前側のバスバー４には、接地ポート３１が接続されている。

このように、非励振領域２２では、弾性波の励振が発生せず、且つ左右両側の励振領域２３、２３間で周期長λが当該非励振領域２２を介して維持されるように、浮き電極２１及びグレーティング電極２４のいずれを配置しても良い。グレーティング電極２４を設ける場合には、意図しない対地容量の増加を防ぐため、接地ポート３１については、既述のように、当該グレーティング電極２４に接続されるバスバー４に設けることが好ましい。

更に、浮き電極２１とグレーティング電極２４とを非励振領域２２に混在させても良い。図１４は、浮き電極２１と共にグレーティング電極２４を配置した例を示しており、非励振領域２２には、１本の浮き電極２１と、１本のグレーティング電極２４と、２本の浮き電極２１とが左側から右側に向かってこの順番で配置されている。

また、ＩＤＴ電極２に非励振領域２２を形成する場合には、当該ＩＤＴ電極２における左右の対称性を得るために、左右の励振領域２３、２３間で対数Ｎを揃える（非励振領域２２をＩＤＴ電極２の中央領域に設ける）ことが好ましいことは既に述べたが、例えば弾性波の擾乱を起こして近傍減衰量などの特性を得るために、左右の励振領域２３、２３間で対数Ｎをずらしても良い。具体的には、図１５に示すように、左側の励振領域２３では対数Ｎを１６対に設定すると共に、右側の励振領域２３では対数Ｎを１２対に設定しても良い。このような場合であっても、第２のフィルタ部１２の中央のＩＤＴ電極２は、非励振領域２２と、この非励振領域２２に対して左右両側から隣接するように各々配置された励振領域２３、２３とにより構成される。

更に、非励振領域２２において励振領域２３と同じ周期長λとなるように浮き電極２１やグレーティング電極２４を配置するにあたり、これら浮き電極２１あグレーティング電極２４の幅寸法を励振領域２３とは異なる寸法に設定しても良い。図１６は、図３の浮き電極２１よりも幅寸法を太くした浮き電極２１を非励振領域２２に形成した例を示しており、図１７は、この浮き電極２１について、図３よりも細くした例を示している。これらの構成であっても、浮き電極２１により、左右両側の励振領域２３、２３間で周期長λが維持される。

以上述べた非励振領域２２について、第２のフィルタ部１２の中央のＩＤＴ電極２に設けることに代えて、第１のフィルタ部１１の中央のＩＤＴ電極２に設けても良いし、あるいはこれらフィルタ部１１、１２の双方の中央のＩＤＴ電極２に設けても良い。非励振領域２２をフィルタ部１１、１２の双方の中央のＩＤＴ電極２に設ける場合には、これらフィルタ部１１、１２においてスプリアスの位置をずらすために、浮き電極２１及びグレーティング電極２４の合計の数量については、フィルタ部１１、１２間で互いに異なる値に設定される。

また、２つのフィルタ部１１、１２を縦続接続するにあたり、図１８のように接続配線６を引き回しても良い。具体的には、第１のフィルタ部１１では、左側のＩＤＴ電極２の奥側のバスバー４と、右側のＩＤＴ電極２の奥側のバスバー４とが接続配線６を介して各々入力ポート３２に接続されており、左側のＩＤＴ電極２の手前側のバスバー４、中央のＩＤＴ電極２の奥側のバスバー４及び右側のＩＤＴ電極２の手前側のバスバー４は、各々接地されている。そして、第１のフィルタ部１１における中央のＩＤＴ電極２の手前側のバスバー４は、第２のフィルタ部１２の中央のＩＤＴ電極２の奥側のバスバー４に接続されている。また、第２のフィルタ部１２では、左側のＩＤＴ電極２の手前側のバスバー４と右側のＩＤＴ電極２の手前側のバスバー４とが接続配線６を介して出力ポート３３に接続されており、左側のＩＤＴ電極２の奥側のバスバー４と、中央のＩＤＴ電極２の手前側のバスバー４と、右側のＩＤＴ電極２の奥側のバスバー４とは各々接地されている。

更に、図１９は、既述のフィルタ部１１、１２に加えて、第３のフィルタ部１３についてもこれらフィルタ部１１、１２に対して縦続に接続した例を示している。フィルタ部１１、１２については既述の図１と同様に構成されており、フィルタ部１２の中央のバスバー４は、第３のフィルタ部１３の中央のＩＤＴ電極２の奥側のバスバー４に接続されている。第３のフィルタ部１３では、左側のＩＤＴ電極２の手前側のバスバー４と右側のＩＤＴ電極２の手前側のバスバー４とが接続配線６を介して出力ポート３３に接続されており、左側のＩＤＴ電極２の奥側のバスバー４と、中央のＩＤＴ電極２の手前側のバスバー４と、右側のＩＤＴ電極２の奥側のバスバー４とは各々接地されている。第３のフィルタ部１３では、中央のＩＤＴ電極２の中央領域には非励振領域２２が配置されており、この非励振領域２２における浮き電極２１（グレーティング電極２４）の本数は、第２のフィルタ部１２における浮き電極２１（グレーティング電極２４）の本数とは異なる数量に設定されている。

このように３つ以上のフィルタ部１１〜１３を配置する場合には、これらフィルタ部１１〜１３のうち少なくとも１つのフィルタ部について非励振領域２２を配置しても良いし、複数のフィルタ部に非励振領域２２を形成しても良い。複数のフィルタ部に非励振領域２２を形成する場合には、これらフィルタ部のうち一のフィルタ部における浮き電極２１（グレーティング電極２４）の本数は、他のフィルタ部における浮き電極２１（グレーティング電極２４）の本数と異なる数量に設定される。

更にまた、以上述べた例では、フィルタ部１１、１２（、１３）を前後方向に並べたが、図２０に示すように左右方向に配置しても良い。尚、図２０では２つのフィルタ部１１、１２を左右方向に並べた例を示しており、これらフィルタ部１１、１２の描画を簡略化している。また、各々のフィルタ部１１、１２（、１３）では、反射器電極指８の本数を揃えたが、互いに異なる数量にしても良い。更に、接続配線６から見た時に、当該接続配線６に接続された一方のフィルタ部及び他方のフィルタ部について、非励振領域２２以外の部位については同じレイアウトとなるように（２つのフィルタ部が前後方向で対称となるように）構成したが、例えば手前側から見た時に電極指５が同じように配置されるようにしても良い。具体的には、既述の図１の第２のフィルタ部１２について、左側のＩＤＴ電極２及び右側のＩＤＴ電極２では、左端に奥側のバスバー４から伸びる電極指５を配置し、この電極指５の右側に、手前側のバスバー４から伸びる電極指５と奥側のバスバー４から伸びる電極指５とを右側に向かって順番に配置しても良い。この場合には、第２のフィルタ部１２の中央のＩＤＴ電極２については、各々の励振領域２３、２３において手前側のバスバー４から伸びる電極指５を左端に配置しても良い。
ＩＤＴ電極２の数量としては、反射器３、３間に例えば５つ配置しても良く、この場合にはこれら５つのＩＤＴ電極２のうち中央のＩＤＴ電極２に非励振領域２２が形成される。
以上述べた各例では、電極指５と、当該電極指５に隣接する別の電極指５との組の数量について対数Ｎとして説明したが、電極指５は、１本（半対）でも弾性波の励振に寄与するため、ＩＤＴ電極２や励振領域２３において奇数本の電極指５を配置しても良い。

１ 圧電基板
２ ＩＤＴ電極
５ 電極指
６ 接続配線
１１ 第１のフィルタ部
１２ 第２のフィルタ部
２１ 浮き電極
２２ 非励振領域
２３ 励振領域
３１ 接地ポート
３２ 入力ポート
３３ 出力ポート

Claims (7)

1. 一対の反射器と、弾性波の伝搬方向に沿うようにこれら反射器間に一列に配置された３つのＩＤＴ電極と、を備えた縦結合共振器型フィルタにより各々構成されると共に、互いの周波数特性が揃うように設定された複数のフィルタ部を、一対のポート間に縦続接続して圧電基板上に配置した弾性波フィルタにおいて、
   前記ＩＤＴ電極の各々は、
   弾性波の伝搬方向に沿って各々伸びると共に、弾性波の伝搬方向に対して直交する方向に互いに離間するように前記圧電基板上に配置された一対のバスバーと、
   各々のバスバーから対向するバスバーに向かって互いに交差するように前記圧電基板上に配置された複数本の電極指と、を備え、
   前記複数のフィルタ部のうち少なくとも一つのフィルタ部の中央のＩＤＴ電極は、当該フィルタ部及び他のフィルタ部にて通過域における周波数特性が互いに揃うと共に通過域よりも低域側に形成されるスプリアスが互いに位置ずれするように、前記一対のバスバー間にて弾性波が励振しないように構成された非励振領域と、この非励振領域に対して弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から隣接するように各々配置され、複数の電極指が互いに交差するように配置された励振領域と、により構成され、
   前記非励振領域は、弾性波の伝搬方向における一方側の前記励振領域と他方側の前記励振領域との間で電極指の周期構造を維持するために、前記一対のバスバーのうちいずれかのバスバーから対向するバスバーに向かって前記電極指に沿って伸びるグレーティング電極と、前記電極指に沿って伸びると共に長さ方向における一端側及び他端側が各々のバスバーに対して夫々離間するように構成された浮き電極と、の少なくとも一方を備えていることを特徴とする弾性波フィルタ。
2. 前記非励振領域における前記グレーティング電極及び前記浮き電極の合計の本数をｍとすると共に、前記非励振領域の設けられていない他のフィルタ部の３つのＩＤＴ電極のうち中央のＩＤＴ電極における電極指の対数をＮとすると、
   ０＜ｍ／Ｎ＜０．４０（ｍ、Ｎ：いずれも自然数）
   となっていることを特徴とする請求項１に記載の弾性波フィルタ。
3. 前記本数ｍ及び前記対数Ｎは、
   ０．０２≦ｍ／Ｎ≦０．２０となっていることを特徴とする請求項２に記載の弾性波フィルタ。
4. 前記非励振領域には、グレーティング電極が配置され、
   このグレーティング電極の接続されたバスバー及び当該バスバーに対向するバスバーは、夫々接地ポート及び信号ポートに接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の弾性波フィルタ。
5. 前記非励振領域は、弾性波の伝搬方向において前記中央のＩＤＴ電極の中央領域に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の弾性波フィルタ。
6. 前記複数のフィルタ部のうち少なくとも一つは、非励振領域の形成されていないフィルタ部であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の弾性波フィルタ。
7. 前記非励振領域の形成されたフィルタ部における中央のＩＤＴ電極の電極指、グレーティング電極及び浮き電極の合計の本数と、前記非励振領域の形成されていないフィルタ部における中央のＩＤＴ電極の電極指の合計の本数は、同じ数量に設定されていることを特徴とする請求項６に記載の弾性波フィルタ。