JP3310132B2

JP3310132B2 - 弾性表面波装置及びそれを用いたアンテナ分波器

Info

Publication number: JP3310132B2
Application number: JP10395495A
Authority: JP
Inventors: 憲生保坂; 秀男大貫; 一志渡辺; 章綱湯原; 眞弓射手
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 2002-07-29
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: JPH08298432A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波共振子とイ
ンダクタンス素子とで構成された弾性表面波装置及びこ
の弾性表面波装置を備えたアンテナ分波器に関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波装置は、極めて大量に生産さ
れているＬＳＩ（大規模集積回路）と同様に、フォトリ
ソグラフィ技術を応用して製造可能であるので、その量
産性に優れていることから、民生機器や通信機器等で広
範に使用されている。特に、最近では弾性表面波装置の
小形かつ軽量という特徴を活かした応用として、ポケッ
トベル、携帯電話等の移動体通信において、高周波フィ
ルタとして使用されることが多い。

【０００３】上記移動体通信で使用される弾性表面波装
置は、特に低損失で急峻な周波数特性が要求されるの
で、ＩＩＤＴ（Interdigitated Interdigital Transduc
ers)型フィルタや弾性表面波共振子を使用して構成され
ている。

【０００４】上記のような弾性表面波共振子を使用して
構成した弾性表面波装置の例として、電子情報通信学会
技術研究報告、ＵＳ９２−５２（１９９２−０９）、第
９頁〜１６頁に記載された技術がある。この技術は、梯
子型フィルタの直列、並列素子に弾性表面波共振子を用
いて、帯域通過型フィルタを構成するものである。ま
た、上記弾性表面波装置に関連した技術として、特開平
６−６９７５０号公報に記載の技術がある。

【０００５】また、他の技術としては、エレクトロニク
スレター、１９８５年、２１巻、２５／２６号、第１２
１１〜１２１２頁（ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＬＥＴＴ
ＥＲＳ５ｔｈＤｅｃｅｍｂｅｒ１９８５，Ｖｏ
ｌ．２１，Ｎｏ．２５／２６，ｐｐ．１２１１〜１２１
２）に記載のように、梯子型フィルタの直列素子にイン
ダクタンスを、並列素子に弾性表面波共振子を用いて、
フィルタを構成する技術がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した弾
性表面波装置は、一開口弾性表面波共振子、インダクタ
ンス素子、パッケージ、これらを電気的に接続する配線
ワイヤ等で構成され、例えば、梯子型フィルタの直列素
子に２つのインダクタンス素子を、また並列素子に弾性
表面波共振子を使用して低域通過型フィルタが構成され
る。

【０００７】一開口弾性表面波共振子は、ＬｉＮｂＯ
3、ＬｉＴａＯ3等の圧電性基板の上にすだれ状電極、つ
まり、複数の電極指が形成されたくし状電極が形成され
て構成されている。

【０００８】また、インダクタンス素子は、セラミッ
ク、ガラス、有機材料等の誘電体基板の上に、メッキに
よりマイクロストリップ線路を形成して構成される。一
般的には、上記の弾性表面波共振子とインダクタンス素
子は、要求される周波数特性に応じて、梯子形構造に任
意に直列および並列に組み合わされ、所望のフィルタと
して動作するよう構成される。

【０００９】上述した構成では、通過帯域に阻止帯域を
有する低域通過型特性の弾性表面波装置を構成すること
ができる。阻止帯域と高周波域の減衰量は、梯子型フィ
ルタの段数を増すことで増加することができ、要求され
る特性により、適当な段数が選択される。

【００１０】弾性表面波装置の応用の一つとして、携帯
電話のアンテナ分波器がある。アンテナ分波器は、送信
側の弾性表面波装置と受信側の弾性表面波装置が並接さ
れて構成され、送信機からの送信信号をアンテナへ、ま
たアンテナからの受信信号を受信機へ分波伝送する働き
をする。送信電力、受信感度等から使用される弾性表面
波装置には、特に低損失であることが要求される。

【００１１】上記弾性表面波装置の損失には、使用する
インダクタンス素子のインダクタンス値、Ｑ、弾性表面
波共振子の静電容量、コンダクタンス値などが関係し、
これらの値が適正になるように、設計することが重要で
ある。

【００１２】例えば、図２０に周波数特性を示した低域
通過型の周波数特性を有する弾性表面波装置の場合、通
過帯域と阻止帯域は、それぞれ同図に示したＴｘ、Ｒｘ
であり、弾性表面波共振子のコンダクタンスは、図２１
に示した周波数特性を示し、阻止帯域Ｒｘは共振周波数
近傍に相当し、通過帯域Ｔｘは共振周波数から離れた高
周波数側に位置する。従って、阻止帯域ではコンダクタ
ンスは大きな値となり、一方、通過帯域では、コンダク
タンスは小さな値となる。

【００１３】弾性表面波装置の通過損失の低減には、弾
性表面波共振子のコンダクタンスを小さくすることが必
要であるが、通過帯域Ｔｘにおけるコンダクタンスを零
にすることはできない。これは、弾性表面波共振子にお
いて、共振周波数では表面波が主として励振されるが、
通過帯域に相当する周波数では、バルクモードの弾性波
が励振され、このため共振周波数から離れているにもか
かわらず、あるコンダクタンスを有するからである。

【００１４】上記コンダクタンスの値は、圧電性基板材
料、すだれ状電極の開口長および電極対数などによって
決まり、通過損失以外の周波数特性の仕様も考慮して、
最適な設計が行われる。

【００１５】従来、上記弾性表面波装置には、圧電性基
板上に多数対のすだれ状電極が形成された弾性表面波共
振子が使用されている。つまり、幅Ｌの複数の電極指が
互いに間隔３Ｌを有して形成された２つのくし状電極が
あり、これら２つのくし状電極の互いの電極指が交互に
配置され、隣接する電極指と電極指との間隔がＬ（電極
ピッチ２Ｌ）となるように構成された弾性表面波共振子
が使用されている。

【００１６】ところが、弾性表面波共振子は、上述した
ように、均一な電極ピッチ２Ｌで形成されたすだれ状電
極で構成されており、このような電極設計では、通過域
におけるコンダクタンス値を、小さく設計することは限
界に達しており、弾性表面波装置の一層の損失低減が困
難であった。

【００１７】通過損失の低減は、上記の例として取り上
げた低域通過型の弾性表面波装置だけでなく、弾性表面
波共振子とインダクタンス素子で構成した帯域通過型の
周波数特性を有する弾性表面波装置の場合についても、
同様に問題となる。

【００１８】本発明の目的は、通過帯域におけるコンダ
クタンス値を低減し、送信電力の低減及び受信感度の向
上が可能な弾性表面波装置及びそれを用いたアンテナ分
波器を実現することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次のように構成される。複数の電極指を有
する第１のくし状電極と、この第１のくし状電極の複数
の電極指のそれぞれと交互に配置される複数の電極指を
有する第２のくし状電極とを、少なくとも有し、これら
第１及び第２のくし状電極が圧電性基板上に形成された
弾性表面波共振子と、誘電体基板にマイクロストリップ
線路が形成されたインダクタンス素子とで構成された梯
子型フィルタ構造の弾性表面波装置において、上記第１
のくし状電極の複数の電極指の一つの電極指から隣接す
る第２のくし状電極の電極指までの電極ピッチは、互い
に異なる第１の電極ピッチと、第２の電極ピッチと、第
３の電極ピッチとのいずれかに設定されるとともに、上
記第２のくし状電極の複数の電極指の一つの電極指か
ら、隣接する第１のくし状電極の電極指までの電極ピッ
チは、上記第１の電極ピッチと、第２の電極ピッチと、
第３の電極ピッチとのいずれかに設定され、これら第１
の電極ピッチと、第２の電極ピッチと、第３の電極ピッ
チとを所定の順序で周期的に有して、上記第１の電極の
電極指と第２の電極の電極指とが配置されている。

【００２０】複数の電極指を有する第１のくし状電極
と、この第１のくし状電極の複数の電極指のそれぞれと
交互に配置される複数の電極指を有する第２のくし状電
極とを、少なくとも有し、これら第１及び第２のくし状
電極が圧電性基板上に形成された弾性表面波共振子と、
誘電体基板にマイクロストリップ線路が形成されたイン
ダクタンス素子とで構成された梯子型フィルタ構造の弾
性表面波装置において、上記第１のくし状電極の複数の
電極指の一つの電極指から隣接する第２のくし状電極の
電極指までの電極ピッチは、互いに異なる第１の電極ピ
ッチと第２の電極ピッチとのいずれかに設定されるとと
もに、上記第２のくし状電極の複数の電極指の一つの電
極指から、隣接する第１のくし状電極の電極指までの電
極ピッチは、上記第１の電極ピッチと、第２の電極ピッ
チとのいずれかに設定され、上記第１の電極ピッチが２
回連続した次に、第２の電極ピッチが１回となる順序で
これら電極ピッチを周期的に有して、上記第１の電極の
電極指と第２の電極の電極指とが配置されている。

【００２１】複数の電極指を有する第１のくし状電極
と、この第１のくし状電極の複数の電極指のそれぞれと
交互に配置される複数の電極指を有する第２のくし状電
極とを、少なくとも有し、これら第１及び第２のくし状
電極が圧電性基板上に形成された弾性表面波共振子と、
誘電体基板にマイクロストリップ線路が形成されたイン
ダクタンス素子とで構成された梯子型フィルタ構造の弾
性表面波装置において、上記第１のくし状電極の複数の
電極指の一つの電極指から隣接する第２のくし状電極の
電極指までの電極ピッチは、互いに異なる第１の電極ピ
ッチと第２の電極ピッチとのいずれかに設定されるとと
もに、上記第２のくし状電極の複数の電極指の一つの電
極指から、隣接する第１のくし状電極の電極指までの電
極ピッチは、上記第１の電極ピッチと、第２の電極ピッ
チとのいずれかに設定され、上記第１の電極ピッチが３
回連続した次に、第２の電極ピッチが１回となる順序で
これら電極ピッチを周期的に有して、上記第１の電極の
電極指と第２の電極の電極指とが配置されている。

【００２２】また、好ましくは。上記弾性表面波装置に
おいて、複数の異なる電極ピッチは、互いに０．１μｍ
以上の差を有する。また、アンテナ分波器において、上
記弾性表面波装置を、受信用フィルタ及び送信用フィル
タとして使用する。

【００２３】

【作用】弾性表面波共振子において、第１の電極の電極
指と第２の電極の電極指とが複数の電極ピッチを有する
場合、従来のように均一な電極ピッチで形成された場合
に比べ、同じ電極開口長、かつ同じ電極対数であって
も、共振周波数から離れた周波数における放射コンダク
タンスは小さな値となる。

【００２４】したがって、本発明が係わる弾性表面波装
置を構成するのに重要な、弾性表面波共振子の静電容量
の値を従来と同一に設計しても、従来の弾性表面波装置
に比べ、通過帯域の損失を低減することができる。

【００２５】弾性表面共振子の電極から放射されるバル
ク波の放射特性は、電極の各波源の放射特性と各波源の
周期的配置、つまり、電極のピッチが重要である。バル
ク波は、波源から表面に対して角度θで基板内部に向か
って伝播する波として表される。

【００２６】多数の波源がある場合、表面波と同様に、
バルク波についても位相が等しくなる条件では、強く放
射されることになる。したがって、電極が複数の異なる
電極ピッチで配置されている場合の放射特性と、電極の
ピッチが等しい場合の放射特性とは異なることが予想で
きる。

【００２７】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。図１は、本発明の第１の実施例である弾性表
面波装置を構成する弾性表面波共振子の構成を示す図で
あり、圧電性基板６の上にすだれ状電極７が形成されて
いる。また、図２は、図１に示した弾性表面波共振子を
用いた弾性表面波装置の外観図である。

【００２８】図２において、弾性表面波共振子１は、Ｌ
ｉＮｂＯ₃、ＬｉＴａＯ₃等の圧電性基板６の表面に、ア
ルミニウム薄膜又はアルミニウム合金薄膜からなる多数
対のすだれ状電極が形成され構成される。インダクタン
ス素子２は、セラミック、ガラスあるいは有機材料等の
誘電体基板に、メッキ銅膜によるマイクロストリップ線
路が形成され、さらに表面保護膜と配線接続用のボンデ
ィングパッドが形成され、構成される。

【００２９】圧電性基板及び誘電性基板の各素子基板
は、パッケージ３に接着され、配線ワイヤ４で相互に接
続されるとともに、パッケージ３の端子５と接続され
る。なお、図２に示した例は、パッケージ３内部の状態
が分かるように、パッケージ３の蓋を取り去った状態を
示している。

【００３０】同図の弾性表面波装置は、低域通過型のフ
ィルタ特性が得られるように、梯子型フィルタの直列素
子にインダクタンス素子２を、並列素子に弾性表面波共
振子１を使用して構成されている。

【００３１】次に、図１において、すだれ状電極７は、
一対のくし状電極７０及び７１を有している。くし状電
極７０には、幅Ｌ₁の複数の電極指７０ａ〜７０ｉが形
成されている。そして、これら電極指７０ａ〜７０ｉの
ピッチはＰ₁＋Ｐ₂であり、間隔はＰ₁＋Ｐ₂−Ｌ₁となっ
ている。ただし、Ｐ₁はＰ₂より小である。また、くし状
電極７１には、幅Ｌ₂の複数の電極指７１ａ〜７１ｈが
形成されている。これら電極指７１ａ〜７１ｈのピッチ
はＰ₁＋Ｐ₂であり、間隔はＰ₁＋Ｐ₂−Ｌ₂となってい
る。ただし、Ｌ₂はＬ₁より大である。

【００３２】そして、くし状電極７０の電極指７０ａ〜
７０ｉと、くし状電極７１の電極指７１ａ〜７１ｈと
は、互いに交互となるように配置され、電極指７０ａと
７１ａとのピッチはＰ₁、電極指７１ａと電極指７０ｂ
とのピッチはＰ₂となっている。また、電極指７０ｂと
７１ｂとのピッチはＰ₁、電極指７１ｂと電極指７０ｃ
とのピッチはＰ₂となっている。以降、同様に、ピッチ
Ｐ₁とＰ₂とが交互となるようにくし状電極７０の電極指
とくし状電極７１の電極指とが配置される。

【００３３】上記図１の例に対して、従来のすだれ状電
極１０の構成例を図１９に示す。図１９において、すだ
れ状電極１０は、一対のくし状電極１００及び１１０を
有している。くし状電極１００には、幅Ｌの複数の電極
指１００ａ〜１００ｉが形成されている。そして、これ
ら電極指１００ａ〜１００ｉのピッチは、２Ｐとなって
いる。

【００３４】また、くし状電極１１０には、幅Ｌの複数
の電極指１１０ａ〜１１０ｈが形成されている。これら
電極指１１０ａ〜１１０ｈのピッチは、２Ｐとなってい
る。そして、くし状電極１００の電極指１００ａ〜１０
０ｉと、くし状電極１１０の電極指１１０ａ〜１１０ｈ
とは、互いに交互となるように配置され、電極指１００
ａと１１０ａとのピッチはＰ、電極指１１０ａと電極指
１００ｂとのピッチは、同じくＰとなっている。以降、
同様に、くし状電極１００の電極指とくし状電極１１０
の電極指とは、ピッチがＰとなるように配置される。

【００３５】次に、図１の例と図１９の例との特性を比
較して説明する。図３は、波源を線状波源と仮定した場
合の図１の例におけるバルク波放射の説明図、図４は、
同様に、図１９の例におけるバルク波放射の説明図であ
る。

【００３６】すだれ状電極から放射されるバルク波の放
射特性は、すだれ状電極の各波源の放射特性と各波源の
周期的配置で決まる。一つの波源の放射特性は、主に圧
電性基板によって決まる。弾性表面波装置の場合、所望
のフィルタ特性を得るには損失の点から、通過帯域にお
けるバルク波放射が小さいことが必要である。このた
め、使用する圧電性基板としては、３６°Ｙ−ＸＬｉ
ＴａＯ₃は、バルク波放射が大きく不適当であり、１２
８°Ｙ−ＸＬｉＮｂＯ₃が、この点で適する。

【００３７】基板材料と同様に、複数の波源の周期的配
置、つまり、すだれ状電極のピッチも重要な点である。
バルク波は、波源から表面に対して角度θで基板内部に
向かって伝播する波として表される。

【００３８】多数の波源がある場合、表面波と同様に、
バルク波についても位相が等しくなる条件では、強く放
射されることになる。従って、電極のピッチがＰ₁とＰ₂
との交互となる図３の例の放射特性と、電極のピッチが
等しくＰとなる図４の例の放射特性とは異なることが予
想できる。

【００３９】図５は、中心周波数ｆ_cが８２０ＭＨｚの
場合の、図１に示した例と、図１９に示した例とのバル
ク波放射コンダクタンス特性の計算結果を示すグラフで
ある。なお、図５において、縦軸はバルク波放射コンダ
クタンスを示し、横軸は周波数を示す。そして、破線１
２が従来例であり実線１１が本発明の例を示す。

【００４０】図５に示すように、本発明の例１１の場
合、従来例１２と比較して、バルク波の放射コンダクタ
ンスのピークが、低周波側にずれ、高周波側の放射コン
ダクタンスの値は、同一周波数において、小さな値とな
っていることが分かる。

【００４１】また、励起される表面波の中心周波数をｆ
_c、音速をｖとすると、従来例の場合には、中心周波数
ｆ_c＝ｖ／（２Ｐ）となり、本発明の例の場合には、中
心周波数ｆ_c≒ｖ（１／（２Ｐ₁）＋１／（２Ｐ₂））／
４となる。つまり、本発明の例のように、２つの電極ピ
ッチですだれ状電極を構成しても、従来例と同様な中心
周波数で、表面波を励振することも可能である。

【００４２】図６は、弾性表面波共振子のコンダクタン
ス特性で、共振周波数から離れた通過帯域Ｔｘでのコン
ダクタンス値を、従来例と本発明の例とについて比較し
て示したグラフである。同図において、横軸にはすだれ
状電極のメタライゼーション・レシオαをとっており、
電極指のライン幅をＬ、Ｌ₁、Ｌ₂とすると、従来例の場
合Ｌ＝α・Ｐ、本発明の例の場合Ｌ₁＝α・Ｐ₁、Ｌ₂＝
α・Ｐ₂である。

【００４３】具体的には、Ｐ＝２．３５μｍ、Ｐ₁＝
２．３μｍ、Ｐ₂＝２．４μｍである。通過帯域Ｔｘ
は、９４０〜９５６ＭＨｚで、図のコンダクタンス値は
９５０ＭＨｚでの値である。圧電性基板は１２８°Ｙ−
ＸＬｉＮｂＯ₃基板を使用し、電極材料はアルミニウ
ム薄膜である。そして、１３は従来例を示し、１４は本
発明の例を示す。

【００４４】図６において、メタライゼーション・レシ
オに対して両者は同様の傾向を示しているが、同じメタ
ライゼーション・レシオでは、本発明の例１４の方が従
来例１３よりも、小さなコンダクタンス値が得られてい
る。これにより、上記の本発明の例による弾性表面波共
振子を使用して、図２に示した弾性表面波装置を構成し
た場合、通過帯域の損失を、約０．１ｄＢ改善すること
ができた。ここで、弾性表面波共振子とインダクタンス
素子で構成した弾性表面波装置の構成において重要な点
は、使用する弾性表面波共振子の共振周波数から離れた
周波数におけるコンダクタンスの値を小さくすることで
ある。

【００４５】以上のように、本発明の第１の実施例にお
いては、くし状電極７０の電極指とくし状電極７１の電
極指とのピッチが、交互にＰ₁とＰ₂（Ｐ₁＜Ｐ₂）となる
ように構成したので、通過帯域におけるコンダクタンス
値が低減し、送信電力の低減及び受信感度の向上が可能
な弾性表面波装置を実現することができる。

【００４６】図７は、本発明の第２の実施例である弾性
表面波装置を構成する弾性表面波共振子の構造を示す図
である。本実施例は、２種類の電極ピッチＰ₁とＰ₂とが
交互に配置されているのは第１の実施例と同じである
が、スペース幅ｓ₁は電極ピッチに拘らず一定になるよ
うに形成してある。

【００４７】つまり、すだれ状電極１５は、一対のくし
状電極１５０及び１５１を有している。くし状電極１５
０には、幅Ｌ₁の複数の電極指１５０ａ〜１５０ｉが形
成されている。そして、これら電極指１５０ａ〜１５０
ｉのピッチは、Ｐ₁＋Ｐ₂となっている。ただし、Ｐ₁は
Ｐ₂より小である。また、くし状電極１５１には、幅Ｌ₃
の複数の電極指１５１ａ〜１５１ｈが形成されている。
これら電極指１５１ａ〜１５１ｈのピッチは、Ｐ₁＋Ｐ₂
となっている。ただし、Ｌ₃はＬ₁より大である。

【００４８】そして、くし状電極１５０の電極指１５０
ａ〜１５０ｉと、くし状電極１５１の電極指１５１ａ〜
１５１ｈとは、互いに交互となるように配置され、電極
指１５０ａと１５１ａとのピッチはＰ₁、電極指１５１
ａと電極指１５０ｂとのピッチはＰ₂となっている。以
降、同様に、くし状電極１５０の電極指とくし状電極１
５１の電極指とは、ピッチがＰ₁とＰ₂とが交互となるよ
うに配置される。また、くし状電極１５０の電極指と、
くし状電極１５１の電極指との間隔は、全てｓ₁となっ
ている。

【００４９】以上のように、構成された第２の実施例に
おいても、上述した第１の実施例と同様な効果が得られ
る。また、この第２の実施例においては、くし状電極１
５０の電極指とくし状電極１５１の電極指との間隔は、
全てｓ₁となっており、微細な電極パターン内で一定寸
法の部分があるので、フォトリソグラフィでのパターン
形成条件が緩和されることが期待でき、製作効率の向上
を図ることができる。

【００５０】図８は、本発明の第３の実施例である弾性
表面波装置を構成する弾性表面波共振子の構造を示す図
である。本実施例においては、すだれ状電極１６のくし
状電極１６０及び１６１共に、電極指のライン幅は一定
の幅Ｌ₄となるように形成してある。

【００５１】つまり、くし状電極１６０には、幅Ｌ₄の
複数の電極指１６０ａ〜１６０ｉが形成されている。そ
して、これら電極指１６０ａ〜１６０ｉのピッチは、Ｐ
₁＋Ｐ₂となっている。ただし、Ｐ₁はＰ₂より小である。
また、くし状電極１６１には、幅Ｌ₄の複数の電極指１
６１ａ〜１６１ｈが形成されている。これら電極指１６
１ａ〜１６１ｈのピッチは、Ｐ₁＋Ｐ₂となっている。

【００５２】そして、くし状電極１６０の電極指１６０
ａ〜１６０ｉと、くし状電極１６１の電極指１６１ａ〜
１６１ｈとは、互いに交互となるように配置され、電極
指１６０ａと１６１ａとのピッチはＰ₁、電極指１６１
ａと電極指１６０ｂとのピッチはＰ₂となっている。以
降、同様に、くし状電極１６０の電極指とくし状電極１
６１の電極指とは、ピッチがＰ₁とＰ₂とが交互となるよ
うに配置される。また、くし状電極１６１の電極指１６
１ａと、くし状電極１６０の電極指１６０ｂとの間隔は
ｓ₂となっている。この間隔ｓ₂は、電極指１６０ａと１
６１ａとの間隔より大である。以降の電極指についても
同様となっている。

【００５３】以上のように、構成された第３の実施例に
おいても、上述した第１の実施例と同様な効果が得られ
る。また、この第３の実施例においては、くし状電極１
６０の電極指の幅とくし状電極１６１の電極指幅とは、
全てＬ₄となっており、上記第２の実施例と同様に、微
細な電極パターン内で一定寸法の部分があるので、フォ
トリソグラフィでのパターン形成条件が緩和されること
が期待でき、製作効率の向上化を図ることができる。

【００５４】図９は、本発明の第４の実施例である弾性
表面波装置を構成する弾性表面波共振子の構造を示す図
である。本実施例は、２種類の電極ピッチが交互に配置
されたすだれ状電極が２つ直列に接続されて、１つの弾
性表面波共振子が構成されている。

【００５５】つまり、すだれ状電極１７は、くし状電極
１７０、１７１、１７２を有しており、くし状電極１７
１は、くし状電極１７０の電極指と交互に配置される第
１の電極指部と、くし状電極１７２の電極指と交互に配
置される第２の電極指部とを有している。そして、第１
の電極指部の各電極指と、第２の電極指部の各電極指と
は、互いに反対側に形成されている。つまり、第１の電
極指部は、図の上方向に延びて形成され、第２の電極指
部は、図の下方向に延びて形成されている。

【００５６】また、くし状電極１７０の電極指の幅は、
くし状電極１７２の電極指の幅より、大となっている。
そして、くし状電極１７１のくし状電極１７０の電極指
と交互に配置される電極指の幅は、くし状電極１７２の
電極指の幅と同等となっている。また、くし状電極１７
１のくし状電極１７２の電極指と交互に配置される電極
指の幅は、くし状電極１７０の電極指の幅と同等となっ
ている。そして、電極指と電極指との間隔は、図７の例
と同様となっている。

【００５７】本発明の第４の実施例においても、上述し
た第１の実施例と同様な効果を得ることができる。とこ
ろで、弾性表面波共振子とインダクタンス素子とを、梯
子型に組み合わせて構成した弾性表面波装置は、要求さ
れる周波数特性により弾性表面波共振子の静電容量を、
所望の値になるように設計する必要がある。このため、
設計条件によって静電容量の値を極端に小さな値にしな
ければならない場合、複数のすだれ状電極を直列に接続
して１つの弾性表面波共振子を構成する手段がとられ
る。上記の場合についても、本発明の第４の実施例のよ
うに、２種類の電極ピッチですだれ状電極を構成する方
法は有効である。

【００５８】図１０は、本発明の第５の実施例である弾
性表面波装置を構成する弾性表面波共振子の構造を示す
図である。この第５の実施例も、第４の実施例と同様
に、２種類の電極ピッチが交互に配置されたすだれ状電
極が２つ直列に接続され、１つの弾性表面波共振子が構
成されている。

【００５９】ただし、この第５の実施例においては、く
し状電極１７１に対応するくし状電極１８１には、くし
状電極１７１のように両側ではなく、指側にのみ、複数
の電極指が形成されており、これら電極指は、ほぼ同様
な幅を有している。また、くし状電極１８０及び１８２
の電極指も、くし状電極１８１の電極指の幅と、ほぼ同
様な幅を有している。

【００６０】そして、くし状電極１８０の電極指は、く
し状電極１８１の図の左半分側にて、くし状電極１８１
の電極指と、互いに交互に配置され、くし状電極１８２
の電極指は、くし状電極１８１の図の右半分側にて、く
し状電極１８１の電極指と、互いに交互に配置される。
電極指と電極指との間隔は、図８の例と同様となってい
る。

【００６１】この第５の実施例においても、上述した第
４の例と同様な効果を得ることができる。この第５の実
施例の場合は、パッケージへの素子チップの配置におい
て、図９に示した例の電極配置でスペース的に問題があ
る場合、本実施例の配置により、パッケージのスペース
を有効に利用することが可能である。

【００６２】図１１は、本発明の第６の実施例である弾
性表面波装置を構成する弾性表面波共振子の構造を示す
図である。本実施例は、２種類の電極ピッチが交互に配
置されたすだれ状電極が３つ直列に接続されており、第
４又は第５実施例より更に小さな静電容量の値が必要な
場合に、使用することができる。

【００６３】つまり、すだれ状電極１９は、くし状電極
１９０、１９１、１９２、１９３を有しており、くし状
電極１９１は、くし状電極１９０の電極指と交互に配置
される第１の電極指部と、くし状電極１９２の電極指と
交互に配置される第２の電極指部とを有している。そし
て、第１の電極指部の各電極指と、第２の電極指部の各
電極指とは、互いに反対側に形成されている。つまり、
第１の電極指部は、図の上方向に延びて形成され、第２
の電極指部は、図の下方向に延びて形成されている。

【００６４】また、くし状電極１９２は、くし状電極１
９１の電極指と交互に配置される第１の電極指部と、く
し状電極１９３の電極指と交互に配置される第２の電極
指部とを有している。そして、第１の電極指部の各電極
指と、第２の電極指部の各電極指とは、互いに反対側に
形成されている。つまり、第１の電極指部は、図の上方
向に延びて形成され、第２の電極指部は、図の下方向に
延びて形成されている。

【００６５】また、くし状電極１９０の電極指の幅は、
くし状電極１９３の電極指の幅より、小となっている。
そして、くし状電極１９１のくし状電極１９０の電極指
と交互に配置される電極指の幅は、くし状電極１９３の
電極指の幅と同等となっている。また、くし状電極１９
１のくし状電極１９２の電極指と交互に配置される電極
指の幅は、くし状電極１９０の電極指の幅と同等となっ
ている。

【００６６】また、くし状電極１９２のくし状電極１９
１の電極指と交互に配置される電極指の幅は、くし状電
極１９３の電極指の幅と同等となっている。また、くし
状電極１９２のくし状電極１９３の電極指と交互に配置
される電極指の幅は、くし状電極１９０の電極指の幅と
同等となっている。そして、電極指と電極指との間隔
は、図１の例と同様となっている。本発明の第６の実施
例においても、上述した第４の実施例と同様な効果を得
ることができる。

【００６７】図１２は、本発明の第７の実施例である弾
性表面波装置を構成する弾性表面波共振子の構造を示す
図である。本実施例は、２種類の電極ピッチが交互に配
置されたすだれ状電極が３つ直列に接続されており、弾
性表面波の伝播方向にすだれ状電極の１つを配置して、
スペースの効率的利用を図った例であり、図１０の例
に、さらに、もう一つのすだれ状電極が追加された例で
ある。ただし、電極指と電極指との間隔は、図１０の例
と異なっている。

【００６８】図１２において、すだれ状電極２０は、く
し状電極２００、２０１、２０２、２０３を有してお
り、くし状電極２０２は、くし状電極２０１の電極指と
交互に配置される第１の電極指部と、くし状電極２０３
の電極指と交互に配置される第２の電極指部とを有して
いる。そして、第１の電極指部の各電極指と、第２の電
極指部の各電極指とは、互いに反対側に形成されてい
る。つまり、第１の電極指部は、図の上方向に延びて形
成され、第２の電極指部は、図の下方向に延びて形成さ
れている。

【００６９】また、くし状電極２００の電極指の幅と、
くし状電極２０３の電極指の幅とは、ほぼ同一となって
おり、くし状電極２０１の電極指の幅よりも大となって
いる。また、くし状電極２０２のくし状電極２０３の電
極指と交互に配置される電極指の幅は、くし状電極２０
１の電極指の幅と、ほぼ同一であり、くし状電極２０２
のくし状電極２０１の電極指と交互に配置される電極指
の幅は、くし状電極２００及び２０３の電極指の幅と、
ほぼ同一である。

【００７０】くし状電極２００の電極指は、くし状電極
２０１の図の左半分側にて、くし状電極２０１の電極指
と、互いに交互に配置され、くし状電極２０２の電極指
は、くし状電極２０１の図の右半分側にて、くし状電極
２０１の電極指と、互いに交互に配置される。そして、
電極指と電極指との間隔は、図１の例と同様となってい
る。本発明の第７の実施例においても、第４実施例と同
様な効果を得ることができる。

【００７１】以上、第１乃至第７の実施例では、２種類
の電極ピッチですだれ状電極が構成されているが、図１
３に示す第８の実施例である弾性表面波装置を構成する
弾性表面波共振子は、３種類の電極ピッチですだれ状電
極が構成されている。本実施例の電極構成は、電極形成
の寸法精度の点から２種類の電極ピッチだけでは、所望
の共振周波数の調整が難しい場合に有効である。

【００７２】図１３において、すだれ状電極２１は、く
し状電極２１０と２１１とを有しており、くし状電極２
１０の複数の電極指のピッチは、Ｐ₁＋Ｐ₂、Ｐ₁＋Ｐ₃、
Ｐ₂＋Ｐ₃、Ｐ₁＋Ｐ₂、Ｐ₁＋Ｐ₃、Ｐ₂＋Ｐ₃、・・・とな
っており、くし状電極２１１の複数の電極指のピッチも
同様となっている。ただし、Ｐ₁＜Ｐ₂＜Ｐ₃である。そ
して、くし状電極２１０の電極指と、くし状電極２１１
の電極指とが交互に配置され、電極指と電極指とのピッ
チは、Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃
・・・となっている。この本発明の第８の実施例におい
ても、第１の実施例と同様な効果を得ることができる。

【００７３】図１４は、本発明の第９実施例である弾性
表面波装置を構成する弾性表面波共振子の構造を示す図
である。本実施例は、電極指２本おきに異なるピッチで
電極指が形成されており、第７実施例と同様に、共振周
波数の微妙な調整が必要な場合に有効である。

【００７４】つまり、図１４において、すだれ状電極２
２は、くし状電極２２０と２２１とを有しており、くし
状電極２２０の複数の電極指のピッチは２Ｐ₁、Ｐ₁＋Ｐ
₂、Ｐ₁＋Ｐ₂、２Ｐ₁、Ｐ₁＋Ｐ₂、Ｐ₁＋Ｐ₂、・・・とな
っており、くし状電極２２１の複数の電極指のピッチも
同様となっている。ただし、Ｐ₁＜Ｐ₂である。そして、
くし状電極２２０の電極指と、くし状電極２２１の電極
指とが交互に配置され、電極指と電極指とのピッチは、
Ｐ₁（２２０ａと２２１ａ）、Ｐ₁（２２１ａと２２０
ｂ）、Ｐ₂（２２０ｂと２２１ｂ）、Ｐ₁（２２１ｂと２
２０ｃ）、Ｐ₁（２２０ｃと２２１ｃ）、Ｐ₂（２２１ｃ
と２２０ｄ）、・・・となっている。この本発明の第９
の実施例においても、第１の実施例と同様な効果を得る
ことができる。

【００７５】図１５は、本発明の第１０実施例である弾
性表面波装置を構成する弾性表面波共振子の構造を示す
図である。本実施例は、電極指３本おきに異なるピッチ
で電極指が形成されており、第８及び９の実施例と同様
に、共振周波数の微妙な調整が必要な場合に有効であ
る。

【００７６】つまり、図１５において、すだれ状電極２
３は、くし状電極２３０と２３１とを有しており、くし
状電極２３０の複数の電極指のピッチは２Ｐ₁、Ｐ₁＋Ｐ
₂、２Ｐ₁、Ｐ₁＋Ｐ₂、２Ｐ₁、・・・となっており、く
し状電極２３１の複数の電極指のピッチも同様となって
いる。ただし、Ｐ₁＜Ｐ₂である。そして、くし状電極２
２０の電極指と、くし状電極２２１の電極指とが交互に
配置され、電極指と電極指とのピッチは、Ｐ₁（２３０
ａと２３１ａ）、Ｐ₁（２３１ａと２３０ｂ）、Ｐ₁（２
３０ｂと２３１ｂ）、Ｐ₂（２３１ｂと２３０ｃ）、Ｐ₁
（２３０ｃと２３１ｃ）、Ｐ₁（２３１ｃと２３０
ｄ）、Ｐ₁（２３０ｄと２３１ｄ）、Ｐ₂（２３１ｄと２
３０ｅ）、・・・となっている。この本発明の第１０の
実施例においても、第１の実施例と同様な効果を得るこ
とができる。

【００７７】以上、第８乃至第１０の実施例は、１つの
すだれ状電極で構成した弾性表面波共振子の場合のみ示
しているが、第４乃至第７の実施例と同様に２つ、ある
いは３つのすだれ状電極を直列接続した弾性表面波共振
子を構成することも可能である。

【００７８】図１６は、帯域通過型の弾性表面波装置に
本発明を適用した例の外観図であり、梯子型フィルタの
直列素子に２つのインダクタンス素子と１つの弾性表面
波共振子を、また並列素子に４つの弾性表面波共振子を
使用して構成されている。図１７は、上記弾性表面波装
置の周波数特性である。

【００７９】図１８は、既に説明した図１の低域通過型
の弾性表面波装置を送信用フィルタ８として、図１６に
示した帯域通過型の弾性表面波装置を受信用フィルタ９
として使用して構成されたアンテナ分波器の概略構成図
である。

【００８０】この図１８の例においては、通過帯域にお
けるコンダクタンス値を低減し、送信電力の低減及び受
信感度の向上が可能なアンテナ分波器を実現することが
できる。

【００８１】以上、本発明の具体的な弾性表面波装置の
構成実施例として、図１に示した低域通過型の弾性表面
波装置、あるいは図１６に示した帯域通過型の弾性表面
波装置の例を示したが、本発明は、上記の実施例に限ら
れることなく、弾性表面波共振子とインダクタンス素子
で構成された梯子型構造の弾性表面波装置に、一般的に
適用可能である。

【００８２】なお、上述した実施例において、ピッチＰ
₁とＰ₂との差及びピッチＰ₂とＰ₃との差は、０．１μｍ
以上あれば有効である。

【００８３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、次のような効果がある。第１のくし状電極
の電極指と、第２のくし状電極の電極指とは、複数の異
なる電極ピッチを有して配置されているので、通過帯域
におけるコンダクタンス値を低減し、送信電力の低減及
び受信感度の向上が可能な弾性表面波装置を実現するこ
とができる。

【００８４】また、複数の異なる電極ピッチは３種類以
上であり、かつ、第１の電極の電極指と第２の電極の電
極指とは、３種類以上の電極ピッチを、所定の順序で周
期的に有して配置されるように構成すれば、通過帯域に
おけるコンダクタンス値を低減し、送信電力の低減及び
受信感度の向上が可能であるとともに、共振周波数の微
調整が可能な弾性表面波装置を実現することができる。

【００８５】また、アンテナ分波器に、上記弾性表面波
装置を、受信用フィルタ及び送信用フィルタとして使用
すれば、通過帯域におけるコンダクタンス値を低減し、
送信電力の低減及び受信感度の向上が可能なアンテナ分
波器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施例である弾性表面波装置におけ
る弾性表面波共振子の構成を示す図である。

【図２】図１の例の弾性表面共振子を用いた弾性表面波
装置の外観図である。

【図３】本発明の原理を説明するための図である。

【図４】本発明の原理と従来例の原理とを比較して説明
するための図である。

【図５】バルク波放射コンダクタンスの周波数特性につ
いて、本発明と従来例とを比較するグラフである。

【図６】通過帯域でのコンダクタンスの大きさのメタラ
イゼーション・レシオ依存性を、従来の弾性表面波共振
子と本発明の弾性表面波共振子について比較して示すグ
ラフである。

【図７】本発明の第２の実施例である弾性表面波装置に
使用する弾性表面波共振子の構造を示す図である。

【図８】本発明の第３の実施例である弾性表面波装置に
使用する弾性表面波共振子の構造を示す図である。

【図９】本発明の第４の実施例である弾性表面波装置に
使用する弾性表面波共振子の構造を示す図である。

【図１０】本発明の第５の実施例である弾性表面波装置
に使用する弾性表面波共振子の構造を示す図である。

【図１１】本発明の第６の実施例である弾性表面波装置
に使用する弾性表面波共振子の構造を示す図である。

【図１２】本発明の第７の実施例である弾性表面波装置
に使用する弾性表面波共振子の構造を示す図である。

【図１３】本発明の第８の実施例である弾性表面波装置
に使用する弾性表面波共振子の構造を示す図である。

【図１４】本発明の第９の実施例である弾性表面波装置
に使用する弾性表面波共振子の構造を示す図である。

【図１５】本発明の第１０の実施例である弾性表面波装
置に使用する弾性表面波共振子の構造を示す図である。

【図１６】本発明による帯域通過型の弾性表面波装置の
外観を示す図である。

【図１７】図１６に示す帯域通過型の弾性表面波装置の
周波数特性を示すグラフである。

【図１８】本発明の弾性表面波装置を使用して構成した
アンテナ分波器の概略構成図である。

【図１９】従来における弾性表面波共振子の構成を示す
図である。

【図２０】本発明が係わる弾性表面波共振子の損失の周
波数特性を示すグラフである。

【図２１】本発明が係わる弾性表面波共振子の、コンダ
クタンス特性の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１弾性表面波共振子２インダクタンス素子３パッケージ４配線ワイヤ５端子６圧電性基板７、１５、１６すだれ状電極８送信用フィルタ９受信用フィルタ１７、１８、１９すだれ状電極２０、２１、２２すだれ状電極２３すだれ状電極７０、７１くし状電極７０ａ〜７０ｉ電極指７１ａ〜７１ｈ電極指１５０、１５１くし状電極１５０ａ〜１５０ｉ電極指１５１ａ〜１５１ｈ電極指１６０、１６１くし状電極１６０ａ〜１６０ｉ電極指１６１ａ〜１６１ｈ電極指１７０、１７１、１７２くし状電極１８０、１８１、１８２くし状電極１９０、１９１くし状電極１９２、１９３くし状電極２００、２０１くし状電極２０２、２０３くし状電極２１０、２１１くし状電極２２０、２２１くし状電極２３０、２３１くし状電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺一志神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者湯原章綱神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者射手眞弓神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報映像事業部内 (56)参考文献特開平２−311007（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−68113（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03H 9/64 H03H 9/145 H03H 9/72

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電極指を有する第１のくし状電極
と、この第１のくし状電極の複数の電極指のそれぞれと
交互に配置される複数の電極指を有する第２のくし状電
極とを、少なくとも有し、これら第１及び第２のくし状
電極が圧電性基板上に形成された弾性表面波共振子と、
誘電体基板にマイクロストリップ線路が形成されたイン
ダクタンス素子とで構成された梯子型フィルタ構造の弾
性表面波装置において、上記第１のくし状電極の複数の電極指の一つの電極指か
ら隣接する第２のくし状電極の電極指までの電極ピッチ
は、互いに異なる第１の電極ピッチと、第２の電極ピッ
チと、第３の電極ピッチとのいずれかに設定されるとと
もに、上記第２のくし状電極の複数の電極指の一つの電
極指から、隣接する第１のくし状電極の電極指までの電
極ピッチは、上記第１の電極ピッチと、第２の電極ピッ
チと、第３の電極ピッチとのいずれかに設定され、これ
ら第１の電極ピッチと、第２の電極ピッチと、第３の電
極ピッチとを所定の順序で周期的に有して、上記第１の
電極の電極指と第２の電極の電極指とが配置されている
ことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】複数の電極指を有する第１のくし状電極
と、この第１のくし状電極の複数の電極指のそれぞれと
交互に配置される複数の電極指を有する第２のくし状電
極とを、少なくとも有し、これら第１及び第２のくし状
電極が圧電性基板上に形成された弾性表面波共振子と、
誘電体基板にマイクロストリップ線路が形成されたイン
ダクタンス素子とで構成された梯子型フィルタ構造の弾
性表面波装置において、上記第１のくし状電極の複数の電極指の一つの電極指か
ら隣接する第２のくし状電極の電極指までの電極ピッチ
は、互いに異なる第１の電極ピッチと第２の電極ピッチ
とのいずれかに設定されるとともに、上記第２のくし状
電極の複数の電極指の一つの電極指から、隣接する第１
のくし状電極の電極指までの電極ピッチは、上記第１の
電極ピッチと、第２の電極ピッチとのいずれかに設定さ
れ、上記第１の電極ピッチが２回連続した次に、第２の
電極ピッチが１回となる順序でこれら電極ピッチを周期
的に有して、上記第１の電極の電極指と第２の電極の電
極指とが配置されていることを特徴とする弾性表面波装
置。
【請求項３】複数の電極指を有する第１のくし状電極
と、この第１のくし状電極の複数の電極指のそれぞれと
交互に配置される複数の電極指を有する第２のくし状電
極とを、少なくとも有し、これら第１及び第２のくし状
電極が圧電性基板上に形成された弾性表面波共振子と、
誘電体基板にマイクロストリップ線路が形成されたイン
ダクタンス素子とで構成された梯子型フィルタ構造の弾
性表面波装置において、上記第１のくし状電極の複数の電極指の一つの電極指か
ら隣接する第２のくし状電極の電極指までの電極ピッチ
は、互いに異なる第１の電極ピッチと第２の電極ピッチ
とのいずれかに設定されるとともに、上記第２のくし状
電極の複数の電極指の一つの電極指から、隣接する第１
のくし状電極の電極指までの電極ピッチは、上記第１の
電極ピッチと、第２の電極ピッチとのいずれかに設定さ
れ、上記第１の電極ピッチが３回連続した次に、第２の
電極ピッチが１回となる順序でこれら電極ピッチを周期
的に有して、上記第１の電極の電極指と第２の電極の電
極指とが配置されていることを特徴とする弾性表面波装
置。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の弾性表面波装置
において、上記互いに異なる電極ピッチは、互いに０．
１μｍ以上の差を有することを特徴とする弾性表面波装
置。
【請求項５】請求項１、２又は３記載の弾性表面波装置
を、受信用フィルタ及び送信用フィルタとして使用して
いることを特徴とするアンテナ分波器。