JP3384638B2 - 平衡型弾性表面波フィルター - Google Patents
平衡型弾性表面波フィルターInfo
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Description
平衡型弾性表面波フィルターに関する。
性表面波素子の研究が盛んに行われてきた。特に、最近
における移動体通信の発達、及び高周波化により、弾性
表面波素子、特に弾性表面波フィルターの開発が盛んに
行われている。従来から、弾性表面波素子によって高周
波帯、特に数100MHzにおけるフィルターを構成す
る方法として、種々の方法が提案されている。その代表
的なものとして、特開昭52−19044号公報や特開
平5−183380号公報に示されるような弾性表面波
共振子を複数個使用してフィルターを構成するもの、特
開昭58−154917号公報に示されるような多電極
型といわれるもの、特開平3−222512号公報に示
されるような弾性表面波共振子を隣接して設置し、共振
子間の結合を利用したものなどがある。
ルターは、そのほとんどがいわゆる不平衡型フィルター
であった。基本的に、多電極型フィルターは、平衡型で
も不平衡型で使用することができるものである。しか
し、通常は、フィルターでは4端子出ているが入力と出
力の一方の端子が直接接続され、通常はアース端子とし
て使用されているために、不平衡信号の処理しかできな
かった。一方、増幅器やミキサーなどの高周波回路にお
いては、平衡信号を使用した方が回路の特性を向上させ
ることができる。しかし、それに接続されていて、高周
波回路では必須のフィルターが平衡回路に適応していな
いために、平衡回路での高周波回路はフィルターとの接
続部に平衡−不平衡の変換回路を接続する必要があっ
た。その結果、部品点数の増大、コスト高などの原因と
なり、実際に使用されることは少なかった。
公昭58−29627号公報に開示されている弾性表面
波装置を挙げることができる。これは、前述した多電極
型フィルターを平衡型フィルターとして使用し、入出力
に平衡−不平衡変換装置を設けたものである。このた
め、前述したように部品点数の増大につながり、通常は
あまり使用されるものではない。また、平衡型フィルタ
ーの他の例としては、特開平1−208010号公報に
開示されている例を挙げることができる。これは、格子
型回路に弾性表面波共振子を接続するものである。しか
し、その共振子を2ポート共振子にしたものであり、さ
らに共振周波数、反共振周波数を制御する手段を有して
いない。
決するため、平衡−不平衡変換回路を接続することなく
高周波回路の平衡回路化を図ることのできる平衡型弾性
表面波フィルターを提供することを目的とする。
め、本発明に係る平衡型弾性表面波フィルターの構成
は、4個の弾性表面波共振子を対称格子型に接続し、こ
の対称格子型回路を少なくとも1つ使用し、 (a)格子腕の反共振周波数と直列腕の共振周波数、及
び (b)格子腕の共振周波数と直列腕の反共振周波数から
選ばれる少なくとも1つを実質的にほぼ一致させた平衡
型弾性表面波フィルターであって、格子腕及び直列腕の
共振周波数を調整する手段として、格子腕の各弾性表面
波共振子を接続する接続部のインダクタンスと直列腕を
接続する接続部のインピーダンスとを異ならせたことを
特徴とする。
性表面波共振子の接続部として、 (a)弾性表面波共振子を形成している基板上の配線電
極、及び (b)外部回路との接続に使用するワイヤーから選ばれ
る少なくても1つを使用するのが好ましい。
格子型回路を2段接続するのが好ましい。また、前記本
発明の構成においては、対称格子型回路を3段接続する
のが好ましい。
の弾性表面波共振子のうち、2個は直列腕に配置されて
おり、残りの2個は格子腕に配置されているのが好まし
い。
の共振周波数を調整する手段として、格子腕の各弾性表
面波共振子を接続する接続部のインダクタンスと直列腕
を接続する接続部のインピーダンスとを異ならせたこと
により、直列腕の弾性表面波共振子と並列腕の弾性表面
波共振子の等価容量比を1:1から変更した場合でも、
(a)格子腕の反共振周波数と直列腕の共振周波数、及
び(b)格子腕の共振周波数と直列腕の反共振周波数か
ら選ばれる少なくとも1つが実質的にほぼ一致し、良好
な特性を有する平衡型弾性表面波フィルターを実現する
ことができる。また、平衡−不平衡変換回路を用いるこ
となく高周波回路を平衡回路化することができるので、
部品点数の削減、コストの低減を図ることができる。
子型回路を2段接続するという好ましい例によれば、基
板上で配線が交差する部分がなくなり、ワイヤーボンデ
ィングが容易になる。また、この場合には、1段の場合
と比較して十分な帯域外減衰量を得ることができる。
子型回路を3段接続するという好ましい例によれば、2
段接続した場合と同様に基板上で配線が交差する部分が
なくなり、ワイヤーボンディングが容易になる。また、
この場合にも、1段の場合と比較して十分な帯域外減衰
量を得ることができる。また、2段接続した場合と比較
して半値幅が小さくなる。
に説明する。 <第1の実施例>まず、本発明の第1の実施例について
説明する。図1は本発明に係る平衡型弾性表面波フィル
ターの第1の実施例を示す構成図、図2は図1に示す平
衡型弾性表面波フィルターの等価回路図である。尚、図
2のように配線された回路を総称して「対称格子型回
路」と呼んでいる。
ンタル酸リチウム(LiTaO3 )基板を使用し、電極
としてアルミニウムを使用して共振子101、102を
作製した。そして、図1、図2に示すように、直列腕の
共振子101と並列腕の共振子102をそれぞれ2個ず
つ用いて対称格子型に接続することにより、平衡型弾性
表面波フィルターを作製した。図1中、103、104
はそれぞれの共振子を接続している接続部であり、この
接続部としては基板上の配線電極が使用されている。ま
た、図1、図2中、109はインダクタであり、全ての
共振子にそれぞれ直列に接続されている。また、10
5、106は入力端子、107、108は出力端子であ
る。入力端子105は、基板上で接続線が交差するた
め、本実施例においては、ワイヤーボンディングの際に
接続するようにされている。もちろん、半導体技術を用
いて基板上で交差させてもよい。共振子の電極対数、反
射器対数は、圧電基板の特性によって決定される。尚、
本実施例においては、電極対数、反射器対数ともに約1
00本であるのが好ましいが、図面記載の都合上、共振
子の電極対数、反射器対数は減らしてある。
フィルターの特性を決定する要因は、各共振子の共振周
波数及び反共振周波数と、各共振子の等価並列容量であ
る。ここで、等価並列容量とは、共振子の等価回路を図
3とした場合に201を並列容量、202を直列容量、
203を直列インダクタ、204を共振抵抗としたとき
の並列容量201のことである。この場合、直列腕の共
振子101と並列腕の共振子102の等価容量比はほぼ
1:1であり、格子腕(並列腕と同じ)の反共振周波数
と直列腕の共振周波数とが実質的にほぼ一致している。
図4に、共振子101、102の周波数特性を示す。図
4に示すように、並列腕の共振子102の共振周波数の
方が直列腕の共振子101の共振周波数よりも低い。
5に示す回路を用いて不平衡型に変換し、その特性を測
定した。尚、図5中、501は平衡−不平衡変換用のバ
ランである。このように本平衡型弾性表面波フィルター
を不平衡型に変換しているのは、ここで使用した測定器
が不平衡回路測定用の測定器だからである。図6に、測
定結果を示す。図6に示すように、良好な周波数特性を
有する平衡型弾性表面波フィルターが実現されているこ
とが分かる。
施例について説明する。図7は本発明に係る平衡型弾性
表面波フィルターの第2の実施例を示す構成図である。
これは、第1の実施例に示した構成を2段接続したもの
であり、1段では十分な帯域外減衰量を得ることが困難
な場合に実施されるものである。このように2段接続し
た場合には、基板上で配線が交差する部分がなくなり、
ワイヤーボンディングが容易になるという利点がある。
そして、この場合には、図8に示すように、第1の実施
例の1段の場合(図6参照)と比較して十分高い帯域外
減衰量を有する平衡型弾性表面波フィルターを実現する
ことができた。
施例について説明する。第1及び第2の実施例において
は、共振子を接続するワイヤーや配線電極に対して特に
考慮していなかったため、配置あるいは共振子の設計に
よっては共振子に直列にインダクタ成分が挿入され、こ
のインダクタの大きさが各共振子ごとに異なるために共
振周波数が変化し、フィルターの特性を劣化させること
があった。図3に示す共振子の等価回路を見ると、共振
子に直列に接続されたインダクタ203が共振周波数を
変化させることが分かる。そこで、全ての共振子に直列
に接続されるインダクタ成分がほぼ同一となるように基
板上の配線を設計し、試作を行った。その結果、共振子
の設計によらず、格子腕の反共振周波数と直列腕の共振
周波数とがほぼ一致し、良好な特性を有する平衡型弾性
表面波フィルターを実現することができた。
施例について説明する。第3の実施例においては、全て
の共振子に接続されるインダクタ成分がほぼ同一となる
ように基板上の配線を設計したが、直列腕の共振子10
1と並列腕の共振子102の等価容量比を、例えば1:
1から2:1に変更した場合に、やはり共振周波数の変
化によると考えられるフィルター特性の劣化が確認され
た。この原因は、やはりインダクタ成分にあり、第3の
実施例では共振子の等価並列容量が直列腕、格子腕とも
ほぼ同じであったために同じインダクタでよかったが、
等価並列容量が異なる場合には、直列腕、格子腕ごとに
インダクタの値を変更する必要がある。
並列腕の共振子102の等価容量比を2:1とし[すな
わち、共振子の等価並列容量を、共振子の共振周波数の
高い方(直列腕の共振子101)が低い方の共振子(並
列腕の共振子102)に比較して大きくし(図4参
照)]、かつ、格子腕の各共振子を接続する接続部のイ
ンダクタンスと直列腕を接続する接続部のインピーダン
スとを異ならせて平衡型弾性表面波フィルターを設計し
た。この場合の周波数特性を図9に示す。第1の実施例
の場合と比較すると、帯域外減衰量が悪化しているが、
通過帯域幅が若干広くなっていることが分かる。このよ
うに直列腕の共振子101と並列腕の共振子102の等
価容量比を1:1から変更した場合でも、格子腕の各共
振子を接続する接続部のインダクタンスと直列腕を接続
する接続部のインピーダンスとを異ならせることによ
り、格子腕の反共振周波数と直列腕の共振周波数とがほ
ぼ一致し、良好な特性を有する平衡型弾性表面波フィル
ターを実現することができた。
施例について説明する。本実施例においては、第3の実
施例の配線電極の代わりにワイヤーを使用し、全ての共
振子に対して直列に入るインダクタがほぼ同じとなるよ
うに基板上の配線を設計した。その結果、格子腕の反共
振周波数と直列腕の共振周波数とがほぼ一致し、第3の
実施例と同様にインダクタを考慮しない場合に比較し
て、共振子の設計によらず、良好な特性を有する平衡型
弾性表面波フィルターを実現することができた。
施例について説明する。図10は本発明に係る平衡型弾
性表面波フィルターの第6の実施例を示す構成図であ
る。これは、第1の実施例に示した構成を3段接続した
ものであり、1段あるいは2段では十分な帯域外減衰量
を得ることが困難な場合に実施されるものである。この
ように3段接続した場合には、2段接続した場合(図7
参照)と同様に基板上で配線が交差する部分がなくな
り、ワイヤーボンディングが容易になるという利点があ
る。そして、この場合にも、図11に示すように、第1
の実施例の1段の場合(図6参照)と比較して十分高い
帯域外減衰量を有する平衡型弾性表面波フィルターを実
現することができた。また、第2の実施例の2段の場合
(図8参照)と比較して半値幅が若干小さくなってい
る。
接続すると、基板上で配線が交差する部分が再び出現し
てくるためにワイヤーボンディングが困難になる。ま
た、あまり段数を増やすと、基板が大きくなり、フィル
ターの小型化を図ることができない。
施例について説明する。本実施例においては、第4の実
施例の共振子の等価容量比を変更した場合を示す。具体
的には、直列腕の共振子101と並列腕の共振子102
の等価容量比を1:2とした。すなわち、共振子の等価
並列容量を、共振子の共振周波数の低い方(並列腕の共
振子102)が高い方の共振子(直列腕の共振子10
1)に比較して大きくした(図4参照)。この場合に
は、図12に示すように、フィルターの通過周波数付近
に減衰極ができ、特に高減衰量が求められる場合に有利
である。
共振周波数と直列腕の共振周波数を実質的にほぼ一致さ
せているが、格子腕の共振周波数と直列腕の反共振周波
数を実質的にほぼ一致させても、良好なフィルター特性
を得ることができる。
としてタンタル酸リチウムを使用した場合を例に挙げて
説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。
同様の圧電性を有する基板、例えば、水晶基板やニオブ
酸リチウム(LiNbO3 )基板を使用してもよい。つ
まり、圧電体であれば、同様に良好な特性を有する平衡
型弾性表面波フィルターを実現することができる。
としてアルミニウムを使用した場合を例に挙げて説明し
たが、必ずしもこれに限定されるものではない。耐久性
を考慮して銅やチタンを混入したアルミニウムを使用し
ても、同様に良好な特性を有する平衡型弾性表面波フィ
ルターを実現することができる。
型弾性表面波フィルターによれば、格子腕及び直列腕の
共振周波数を調整する手段として、格子腕の各弾性表面
波共振子を接続する接続部のインダクタンスと直列腕を
接続する接続部のインピーダンスとを異ならせたことに
より、直列腕の弾性表面波共振子と並列腕の弾性表面波
共振子の等価容量比を1:1から変更した場合でも、
(a)格子腕の反共振周波数と直列腕の共振周波数、及
び(b)格子腕の共振周波数と直列腕の反共振周波数か
ら選ばれる少なくとも1つが実質的にほぼ一致し、良好
な特性を有する平衡型弾性表面波フィルターを実現する
ことができる。また、平衡−不平衡変換回路を用いるこ
となく高周波回路を平衡回路化することができるので、
部品点数の削減、コストの低減を図ることができる。
1の実施例を示す構成図である。
回路図である。
た共振子の等価回路図である。
た共振子の周波数特性図である。
数特性図である。
2の実施例を示す構成図である。
数特性図である。
4の実施例の周波数特性図である。
第6の実施例を示す構成図である。
周波数特性図である。
第7の実施例の周波数特性図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 4個の弾性表面波共振子を対称格子型に
接続し、この対称格子型回路を少なくとも1つ使用し、 (a)格子腕の反共振周波数と直列腕の共振周波数、及
び (b)格子腕の共振周波数と直列腕の反共振周波数から
選ばれる少なくとも1つを実質的にほぼ一致させた平衡
型弾性表面波フィルターであって、 格子腕及び直列腕の共振周波数を調整する手段として、
格子腕の各弾性表面波共振子を接続する接続部のインダ
クタンスと直列腕を接続する接続部のインピーダンスと
を異ならせたことを特徴とする平衡型弾性表面波フィル
ター。 - 【請求項2】 各弾性表面波共振子の接続部として、 (a)弾性表面波共振子を形成している基板上の配線電
極、及び (b)外部回路との接続に使用するワイヤーから選ばれ
る少なくても1つを使用した請求項1に記載の平衡型弾
性表面波フィルター。 - 【請求項3】 対称格子型回路を2段接続した請求項1
に記載の平衡型弾性表面波フィルター。 - 【請求項4】 対称格子型回路を3段接続した請求項1
に記載の平衡型弾性表面波フィルター。 - 【請求項5】 4個の弾性表面波共振子のうち、2個は
直列腕に配置されており、残りの2個は格子腕に配置さ
れている請求項1に記載の平衡型弾性表面波フィルタ
ー。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2402794 | 1994-02-22 | ||
JP6-24027 | 1994-02-22 | ||
JP02634695A JP3384638B2 (ja) | 1994-02-22 | 1995-02-15 | 平衡型弾性表面波フィルター |
Publications (2)
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JPH07288442A JPH07288442A (ja) | 1995-10-31 |
JP3384638B2 true JP3384638B2 (ja) | 2003-03-10 |
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ID=26361500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP02634695A Expired - Fee Related JP3384638B2 (ja) | 1994-02-22 | 1995-02-15 | 平衡型弾性表面波フィルター |
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP3389911B2 (ja) | 2000-02-07 | 2003-03-24 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波フィルタ、共用器及び通信機 |
JP3820954B2 (ja) * | 2001-10-12 | 2006-09-13 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置、通信装置 |
-
1995
- 1995-02-15 JP JP02634695A patent/JP3384638B2/ja not_active Expired - Fee Related
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