JP5363821B2 - Surface acoustic wave filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば移動体通信機器に用いられる弾性表面波フィルタに関する。 The present invention relates to a surface acoustic wave filter used, for example, in a mobile communication device.
従来、この種の弾性表面波フィルタとして、圧電性を有する基板上に、電気信号を入力し弾性表面波を生成する複数の斜め電極指を有する入力側の斜め電極と、弾性表面波を受信して電気信号に変換する複数の斜め電極指を有する出力側の斜め電極とを備え、入力側及び出力側の各斜め電極指は、互いに隣接する電極指同士の間隔が、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に変化するよう形成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of surface acoustic wave filter, an oblique electrode on the input side having a plurality of oblique electrode fingers that input an electric signal and generate a surface acoustic wave on a piezoelectric substrate and a surface acoustic wave are received. Output-side oblique electrodes having a plurality of oblique electrode fingers that are converted into electrical signals, and each of the input-side and output-side oblique electrode fingers has an interval between adjacent electrode fingers, the propagation direction of the surface acoustic wave What is formed so that it may change in the direction orthogonal to (for example, refer patent document 1) is known.
弾性表面波フィルタにおいて、周波数が互いに近接する信号を好適に分離するには、信号の通過帯域から阻止帯域にかけて急激に減衰量が増加する急峻なフィルタ特性が必要とされる。そのため、例えば、入力側及び出力側の斜め電極において斜め電極指の対数を増加させ、フィルタ波形における立ち上がり部及び立ち下がり部の周波数特性(以下「肩特性」という。)を急峻にする手法が挙げられる。この場合、斜め電極指の対数の増加により、入力側の斜め電極と出力側の斜め電極とが互いに近接し、両者間で電磁結合が生じてしまう。 In a surface acoustic wave filter, in order to suitably separate signals whose frequencies are close to each other, a steep filter characteristic in which the amount of attenuation suddenly increases from the signal pass band to the stop band is required. Therefore, for example, there is a method of increasing the number of diagonal electrode fingers in the input side and output side diagonal electrodes and steepening the frequency characteristics (hereinafter referred to as “shoulder characteristics”) of the rising and falling parts in the filter waveform. It is done. In this case, due to the increase in the number of pairs of diagonal electrode fingers, the diagonal electrode on the input side and the diagonal electrode on the output side are close to each other, and electromagnetic coupling occurs between them.
したがって、従来のものでは、肩特性を急峻にしようとすると、入力側の斜め電極と出力側の斜め電極とを互いに離して電磁結合を抑制する必要があるので、基板の面積が大きくなってしまい、小型化が図れないという課題があった。 Therefore, in the conventional device, if the shoulder characteristics are steep, it is necessary to suppress the electromagnetic coupling by separating the oblique electrode on the input side and the oblique electrode on the output side from each other, which increases the area of the substrate. There was a problem that miniaturization could not be achieved.
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a surface acoustic wave filter capable of making the shoulder characteristics steep without increasing the area of the substrate.
本発明の弾性表面波フィルタは、第1周波数から前記第1周波数よりも高い第2周波数までの周波数範囲の電気信号を通過させる弾性表面波フィルタであって、圧電基板と、前記圧電基板上に形成され電気信号を入力して前記第1周波数から前記第2周波数までの周波数に応じた弾性表面波を生成する弾性表面波生成手段と、前記圧電基板上に形成され前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波を受信して電気信号に変換する弾性表面波受信手段と、前記弾性表面波生成手段と前記弾性表面波受信手段との間において前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波の一部を反射する弾性表面波反射手段とを備え、前記弾性表面波生成手段は、前記弾性表面波を生成する複数の生成電極指を有する一対の生成側斜め電極を備え、前記生成側斜め電極は、互いに隣接する生成電極指の電極指間隔が前記弾性表面波の伝搬方向と直交する直交方向の一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で第1及び第2の波長の弾性表面波を生成するものであり、前記弾性表面波受信手段は、前記弾性表面波を受信する複数の受信電極指を有する一対の受信側斜め電極を備え、前記受信側斜め電極は、互いに隣接する受信電極指の電極指間隔が前記一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で、前記生成側斜め電極が生成した前記第1及び前記第2の波長の弾性表面波を受信するものであり、前記弾性表面波反射手段は、前記第1周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数及び前記第2周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数の少なくともいずれか一方を中心周波数とする弾性表面波を反射するものであって、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された複数の反射器をそれぞれ含む第1反射器群及び第2反射器群の少なくともいずれか一方を備え、前記第1反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第1の波長の半分よりも大きい間隔で配置されたものであり、前記第2反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第2の波長の半分よりも小さい間隔で配置されたものである構成を有している。 A surface acoustic wave filter according to the present invention is a surface acoustic wave filter that passes an electric signal in a frequency range from a first frequency to a second frequency higher than the first frequency. The surface acoustic wave filter includes a piezoelectric substrate and a piezoelectric substrate on the piezoelectric substrate. A surface acoustic wave generating means for generating a surface acoustic wave corresponding to a frequency from the first frequency to the second frequency by inputting an electric signal formed thereon; and the surface acoustic wave generating means formed on the piezoelectric substrate. The surface acoustic wave receiving means that receives the generated surface acoustic wave and converts it into an electric signal, and the elasticity generated by the surface acoustic wave generating means between the surface acoustic wave generating means and the surface acoustic wave receiving means. and a surface acoustic wave reflecting means for reflecting a portion of the surface wave, the surface acoustic wave generating means includes a pair of product-side oblique electrode having a plurality of generation electrode fingers for generating the surface acoustic waves, prior to The generation-side oblique electrode is such that the electrode finger interval between adjacent generation electrode fingers gradually spreads along one direction orthogonal to the surface acoustic wave propagation direction, and the maximum and minimum electrode fingers The surface acoustic wave having the first and second wavelengths is generated at each position at intervals, and the surface acoustic wave receiving means has a pair of reception electrode fingers having a plurality of receiving electrode fingers for receiving the surface acoustic wave. Each of the reception side diagonal electrodes is such that the electrode finger spacing of the reception electrode fingers adjacent to each other gradually spreads along the one direction, and is the maximum and minimum electrode finger spacing. Receiving the surface acoustic waves of the first and second wavelengths generated by the generation-side oblique electrode at a position, and the surface acoustic wave reflecting means has a frequency that is determined in advance from the first frequency. Low frequency & What der which reflects the surface acoustic wave having a center frequency of at least one of the serial predetermined frequency by a frequency higher than the second frequency, a plurality of which are arranged along the propagation direction of the surface acoustic wave Each of the plurality of reflectors provided in the first reflector group includes at least one of a first reflector group and a second reflector group each including a reflector, and reflector intervals between reflectors adjacent to each other. Are arranged at intervals larger than half of the first wavelength, and the plurality of reflectors included in the second reflector group have reflector intervals between the reflectors adjacent to each other. It has the structure which is arrange | positioned by the space | interval smaller than half of the wavelength of this.
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、弾性表面波反射手段が、第1周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数及び第2周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数の少なくともいずれか一方を中心周波数とする弾性表面波を反射することにより、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。 With this configuration, in the surface acoustic wave filter of the present invention, the surface acoustic wave reflecting means has at least one of a frequency lower by a predetermined frequency than the first frequency and a frequency higher by a predetermined frequency than the second frequency. By reflecting the surface acoustic wave having a center frequency of, the shoulder characteristics can be made steep without increasing the area of the substrate.
また、この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、弾性表面波反射手段が、通過帯域の低域側及び高域側の少なくともいずれか一方に対応する周波数の弾性表面波を反射することにより、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。 Also, with this configuration, the surface acoustic wave filter of the present invention is such that the surface acoustic wave reflecting means reflects the surface acoustic wave having a frequency corresponding to at least one of the low band side and the high band side of the pass band. The shoulder characteristics can be made steep without increasing the area of the substrate.
さらに、本発明の弾性表面波フィルタは、前記第1反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、前記生成側斜め電極の前記最大の電極指間隔となる位置と前記受信側斜め電極の前記最大の電極指間隔となる位置とを結んだ線分に重なる領域に配置されたものであり、前記第2反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、前記生成側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置と前記受信側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置とを結んだ線分に重なる領域に配置されたものである構成を有している。 Furthermore, in the surface acoustic wave filter according to the present invention, the plurality of reflectors included in the first reflector group are respectively positioned at a position that is the maximum electrode finger interval of the generation-side oblique electrode and the reception-side oblique electrode. The plurality of reflectors provided in the second reflector group are arranged in a region overlapping a line segment connecting the position to be the maximum electrode finger interval, respectively, It has a configuration in which it is arranged in a region that overlaps a line segment connecting the position that becomes the minimum electrode finger interval and the position that becomes the minimum electrode finger interval of the reception-side oblique electrode.
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、第1反射器群及び第2反射器群が、所望する周波成分を有する弾性表面波をより広範囲に渡って反射することができる。 With this configuration, in the surface acoustic wave filter of the present invention, the first reflector group and the second reflector group can reflect the surface acoustic wave having a desired frequency component over a wider range.
さらに、本発明の弾性表面波フィルタは、前記弾性表面波反射手段が、前記第1反射器群と前記第2反射器群とが電気的に接続されたものである構成を有している。 Furthermore, the surface acoustic wave filter of the present invention has a configuration in which the surface acoustic wave reflecting means is one in which the first reflector group and the second reflector group are electrically connected.
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、第1反射器群と第2反射器群とを一体化して備え、弾性表面波をより広範囲に渡って反射することができる。 With this configuration, the surface acoustic wave filter according to the present invention includes the first reflector group and the second reflector group in an integrated manner, and can reflect the surface acoustic wave over a wider range.
さらに、本発明の弾性表面波フィルタは、前記弾性表面波反射手段が、接地されたものである構成を有している。 Furthermore, the surface acoustic wave filter of the present invention has a configuration in which the surface acoustic wave reflecting means is grounded.
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、弾性表面波生成手段と弾性表面波受信手段との間において生じる電磁結合を抑制することができる。 With this configuration, the surface acoustic wave filter of the present invention can suppress electromagnetic coupling that occurs between the surface acoustic wave generating means and the surface acoustic wave receiving means.
本発明は、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができるという効果を有する弾性表面波フィルタを提供することができるものである。 The present invention can provide a surface acoustic wave filter having the effect of making the shoulder characteristics steep without increasing the area of the substrate.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、本発明に係る弾性表面波フィルタの第1実施形態における構成について図1を用いて説明する。図1は、本実施形態における弾性表面波フィルタ10の構成を概念的に示した図である。
(First embodiment)
First, the configuration of the surface acoustic wave filter according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram conceptually showing the structure of a surface
図1に示すように、本実施形態における弾性表面波フィルタ10は、圧電基板11と、圧電基板11上に同一膜厚の金属薄膜で形成された斜め電極指12〜15、第1反射器群16及び第2反射器群17とを備えている。なお、図1において、構成を分かりやすくするため、斜め電極指12及び14の電極指を各4つ、斜め電極指13及び15の電極指を各3つとしている。
As shown in FIG. 1, the surface
圧電基板11は、例えば、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム、ランガサイト等の強誘電体の圧電材料で構成される。本実施形態では、圧電基板11は、128度YカットLiNbO3単結晶基板で構成され、図1に示すような長方形の形状を有するものとする。以下、圧電基板11の長辺方向及び短辺方向を、それぞれ、横方向及び縦方向という。
The
斜め電極指12及び13は、例えばAlCu合金の金属薄膜により圧電基板11上に形成され、それぞれの電極指が交互に隣接するよう配置されている。また、斜め電極指12及び13は、例えば斜め電極指13が接地側になるよう電気信号源(図示省略)に接続され、この電気信号源から電気信号を入力するようになっている。なお、斜め電極指12及び13は、本発明に係る弾性表面波生成手段を構成し、斜め電極指12及び13が有する各電極指は、本発明に係る生成電極指を構成する。
The
また、斜め電極指12及び13において、互いに隣接する電極指同士の間隔は、縦方向上方に向かうに従って大きくなるよう形成され、斜め電極指12及び13は、それぞれ、電極指端部12a及び13aを有する。ここで、図示のように、電極指端部13a側においては波長がλ1の弾性表面波が生成されるようになっており、線分A上における斜め電極指12及び13の電極指間隔はそれぞれλ1である。一方、電極指端部12a側においては波長がλ2の弾性表面波が生成されるようになっており、線分B上における斜め電極指12及び13の電極指間隔はそれぞれλ2である。すなわち、斜め電極指12及び13においては、電極指間隔は、最大間隔のλ1から最小間隔のλ2までの間で変化している。なお、λ1は本発明に係る第1の波長に対応し、λ2は本発明に係る第2の波長に対応する。
Further, in the
他方、斜め電極指14及び15は、それぞれ、斜め電極指12及び13と同様に構成されている。すなわち、斜め電極指14及び15は、例えばAlCu合金の金属薄膜により圧電基板11上に形成され、それぞれの電極指が交互に隣接するよう配置されている。また、斜め電極指14及び15は、例えば斜め電極指15が接地側に接続され、弾性表面波を受信して電気信号に変換し、変換した電気信号を出力するようになっている。なお、斜め電極指14及び15は、本発明に係る弾性表面波受信手段を構成し、斜め電極指14及び15が有する各電極指は、本発明に係る受信電極指を構成する。
On the other hand, the
また、斜め電極指14及び15において、互いに隣接する電極指同士の間隔は、縦方向上方に向かうに従って大きくなるよう形成され、斜め電極指14及び15は、それぞれ、電極指端部14a及び15aを有する。また、電極指端部15a側においては波長がλ1の弾性表面波が受信されるようになっており、線分A上における斜め電極指14及び15の電極指間隔はそれぞれλ1である。一方、電極指端部14a側においては波長がλ2の弾性表面波が受信されるようになっており、線分B上における斜め電極指14及び15の電極指間隔はそれぞれλ2である。すなわち、斜め電極指14及び15においても、電極指間隔は、最大間隔のλ1から最小間隔のλ2までの間で変化する構成となっている。
Further, in the
前述の構成において、斜め電極指12及び13は、図示しない電気信号源から電気信号を入力し、電気信号に含まれる周波数成分のうち、電極指間隔λ1からλ2までの距離に対応した周波数成分を有する弾性表面波を、圧電基板11による圧電効果に基づいて生成するようになっている。具体的には、電極指間隔λ1において生成される弾性表面波の周波数を第1周波数とし、電極指間隔λ2において生成される弾性表面波の周波数を第2周波数とすると、斜め電極指12及び13は、入力した電気信号に含まれる周波数成分のうち第1周波数から第2周波数までの周波数成分に対応した弾性表面波を生成するようになっている。
In the above-described configuration, the
斜め電極指12及び13が生成した弾性表面波は、圧電基板11の表面を伝搬して横方向に進み、斜め電極指14及び15によって受信されるようになっている。斜め電極指14及び15は、受信した弾性表面波を、圧電基板11による圧電効果に基づいて電気信号に変換し、第1周波数から第2周波数までの周波数成分を含む電気信号を出力するようになっている。
The surface acoustic waves generated by the
斜め電極指12及び13と、斜め電極指14及び15との間の圧電基板11上には、第1反射器群16及び第2反射器群17が設けられている。以下、第1反射器群16及び第2反射器群17について詳細に説明する。
A
図1に示した線分Aは、電極指端部13aと電極指端部15aとを結んだ線分であり、線分Bは、電極指端部12aと電極指端部14aとを結んだ線分である。また、便宜上、線分AとBとの間を6つのチャンネルch1〜ch6に等分割して示している。ch1からch6に向かうに従って電極指間は狭くなっており、ch1において最も低い周波数の弾性表面波が伝搬し、ch6において最も高い周波数の弾性表面波が伝搬する。
A line segment A shown in FIG. 1 is a line segment that connects the electrode
第1反射器群16及び第2反射器群17は、例えばAlCu合金の金属薄膜により圧電基板11上に形成され、所定周波数の弾性表面波を反射するようになっている。第1反射器群16は複数の反射器16aを備え、第2反射器群17は複数の反射器17aを備えている。各反射器16aの反射器間隔は1/2・λ3であり、λ1<λ3という関係を有する。また、各反射器17aの反射器間隔は1/2・λ4であり、λ2>λ4という関係を有する。なお、第1反射器群16及び第2反射器群17は、本発明に係る弾性表面波反射手段を構成する。
The
複数の反射器16aは、それぞれ、ch1の縦方向の領域と、線分Aから縦方向上方に所定寸法だけ突出した領域とに渡って形成されている。また、複数の反射器17aは、それぞれ、ch6の縦方向の領域と、線分Bから縦方向下方に所定寸法だけ突出した領域とに渡って形成されている。
Each of the plurality of reflectors 16a is formed across a vertical region of ch1 and a region protruding from the line segment A by a predetermined dimension in the vertical direction. Each of the plurality of
前述の構成により、第1反射器群16は、第1周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数成分の弾性表面波を反射し、第2反射器群17は、第2周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数成分の弾性表面波を反射するようになっている。
With the above-described configuration, the
以上説明した斜め電極指12〜15、第1反射器群16及び第2反射器群17の形成方法としては、例えば、圧電基板11上にスパッタにより金属薄膜を成膜した後、所望のパターンを残しフォトリソグラフ技術により不要な部分をエッチング除去することにより形成される。
As a method of forming the
次に、反射器16a及び17aの機能について図2〜図4を用いて説明する。
Next, functions of the
まず、図2を用いて、一般的な反射器の基本機能について説明する。図2(a)に示すように、斜め電極指12及び13と斜め電極指14及び15との間に反射器を備えていない構成では、図2(a)右に示す挿入損失の特性が得られる。これに対し、図2(b)に示すように、反射器18を追加した場合、反射器18の幅及び反射器間隔に対応する周波数成分の信号が低下し、ノッチフィルタを構成することができる。本出願人は、この点に着目し、検討を行った結果、前述の課題を解決するに至った。なお、反射器を設ける構成については、本出願人が特開昭61−289714号公報において提案している。
First, basic functions of a general reflector will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2 (a), in the configuration in which the reflector is not provided between the
次に、本実施形態における弾性表面波フィルタ10において、急峻な肩特性を得る原理について図3に基づき説明する。
Next, the principle of obtaining steep shoulder characteristics in the surface
図3(a)は、斜め電極指12及び13が生成した弾性表面波の合成波形21を概念的に示したものである。弾性表面波の合成波形21は、ch1〜ch6(図1参照)の各領域で生成された弾性表面波の各成分が合成されたものであり、波形の立ち上がり部21aと波形の立ち下がり部21bとを含む。
FIG. 3A conceptually shows a
図3(b)は、波形の立ち上がり部21aを拡大した図であり、斜め電極指12及び13(図1参照)により生成された弾性表面波のうち、電極指間隔λ1に対応して生成された弾性表面波の中心周波数をfLで示している。
FIG. 3B is an enlarged view of the rising
斜め電極指12及び13により生成された弾性表面波のうち、第1反射器群16(図1参照)が反射する反射波の中心周波数をfNで表すと、周波数fNを中心とするノッチフィルタが生成される。図3(c)は、ノッチフィルタによるノッチ特性22の中心周波数fNが、周波数fLよりも所定周波数だけ低い側に設定された例を示している。ここで、周波数fL及びfNは、それぞれ、図1における電極指間隔λ1及び反射器間隔1/2・λ3に対応して決定されるものであって、予めシミュレーションや実験等を行って設定するのが好ましい。
Of the surface acoustic wave generated by the
図3(d)は、弾性表面波の合成波形21とノッチ特性22とによって、立ち上がり部21cが新たに生成された状態を示している。図示のように、新たに生成された立ち上がり部21cは、元の立ち上がり部21aよりも急峻になっている。
FIG. 3D shows a state where the rising
したがって、本実施形態における弾性表面波フィルタ10は、通過帯域の低域側の肩特性を急峻にすることができる。
Therefore, the surface
以上の説明は、弾性表面波フィルタ10の通過帯域の低域側に関するものであったが、高域側においては、図1における電極指間隔λ2及び反射器間隔1/2・λ4を所望値に設定することにより、低域側と同様に急峻な肩特性が得られる。
The above description relates to the low band side of the passband of the surface
したがって、本実施形態における弾性表面波フィルタ10は、通過帯域の低域側及び高域側の少なくともいずれか一方の肩特性を急峻にすることができる。
Therefore, the surface
なお、前述の構成では、第1反射器群16及び第2反射器群17の膜厚と、斜め電極指12〜15の膜厚とを同一としているが、これに限定されず、第1反射器群16及び第2反射器群17の膜厚のいずれか一方又は両方を、斜め電極指12〜15の膜厚よりも厚くしたり、薄くしたりすることも可能である。ただし、反射器の膜厚が増大するに従って弾性表面波の速度が低下するので、反射器の膜厚のみを変更するのは好ましくなく、反射器の膜厚の変更による弾性表面波の速度変化を考慮し、ノッチ特性の中心周波数が所望の周波数となるよう反射器間隔も同時に変更するのが好ましい。また、第1反射器群16及び第2反射器群17に替えて、これらの領域に、例えば、イオンエッチングやイオン打ち込み法等によってグレーティング構造体としての溝を設ける構成としてもよい。
In the above-described configuration, the film thicknesses of the
次に、本実施形態における弾性表面波フィルタ10による効果についてシミュレーション結果に基づき説明する。表1は、弾性表面波フィルタ10のシミュレーション条件を示すものであり、設計目標値として、通過帯域の中心周波数を174MHz、通過帯域の帯域幅を22MHzとしている。
Next, the effect by the surface
表1において、伝搬距離とは図1に矢印で示した距離をいい、開口長とは図1において電極指端部12aと電極指端部13aとの間(線分AとBとの間)の長さをいう。また、λは弾性表面波の波長を示す。また、低域側の電極設計周波数(161.55MHz)は図3における周波数fLに相当し、低域側の反射器設計周波数(160.8MHz)は同図における周波数fNに相当する。また、図3では説明を省略したが、高域側の電極設計周波数を186.66MHzとし、高域側の反射器設計周波数を188.0MHzとしている。
In Table 1, the propagation distance refers to the distance indicated by the arrow in FIG. 1, and the opening length refers to the distance between the
図4及び表2は、弾性表面波フィルタ10のシミュレーション結果を、従来のものと対比して示したものである。
4 and Table 2 show the simulation results of the surface
図4に示すように、本実施形態における弾性表面波フィルタ10によれば、従来のものよりも急峻な肩特性が得られている。具体的には、表2に示すように、弾性表面波フィルタ10は、従来のものに対し、通過帯域レベルから3dB低レベルの3dB帯域幅においては1MHz、通過帯域レベルから40dB低レベルの40dB帯域幅においては4MHzも帯域幅が狭くなっている。また、40dB帯域幅と3dB帯域幅との比については、弾性表面波フィルタ10は、従来のものに対し、約1割も狭くなっており、肩特性が改善されていることがわかる。
As shown in FIG. 4, according to the surface
次に、本実施形態における弾性表面波フィルタ10の動作について図1を用いて説明する。なお、弾性表面波フィルタ10が前述のシミュレーション条件を前提に構成されているものとして説明する。
Next, the operation of the surface
斜め電極指12及び13が電気信号を入力すると、圧電基板11が圧電効果によって振動し、最大間隔のλ1から最小間隔のλ2までの電極指間隔に応じた弾性表面波が生成される。すなわち、斜め電極指12及び13は、通過帯域の中心周波数が174MHz、通過帯域の設計周波数が161.55MHz〜186.66MHzの弾性表面波を生成する。この弾性表面波は、圧電基板11の表面を伝搬して横方向に進む。
When the
第1反射器群16の反射器16aは、圧電基板11の表面を伝搬する弾性表面波のうち、160.8MHzを中心周波数とする低域側の周波数成分を反射する。
The reflector 16 a of the
また、第2反射器群17の反射器17aは、圧電基板11の表面を伝搬する弾性表面波のうち、188.0MHzを中心周波数とする高域側の周波数成分を反射する。
The
その結果、斜め電極指14及び15は、160.8MHz及び188.0MHzを中心周波数とする周波数成分が除去された弾性表面波、すなわち、低域側及び高域側の肩特性が急峻になった弾性表面波を、圧電基板11の圧電効果により受信して電気信号に変換し出力する。
As a result, the
以上のように、本実施形態における弾性表面波フィルタ10によれば、斜め電極指12及び13が生成した弾性表面波のうち、第1反射器群16の反射器16aが、所定の低域側中心周波数の弾性表面波成分を反射し、第2反射器群17の反射器17aが、所定の高域側中心周波数の弾性表面波成分を反射する構成としたので、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。
As described above, according to the surface
したがって、本実施形態における弾性表面波フィルタ10は、装置の小型化が必要とされる携帯電話のような移動体通信機器等の弾性表面波フィルタとして好適に適用することができる。
Therefore, the surface
なお、第1実施形態において、弾性表面波フィルタ10が第1反射器群16及び第2反射器群17の両方を備える構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1反射器群16及び第2反射器群17のいずれか一方を備えるものであってもよく、用途に合わせた構成を採ることができる。例えば、弾性表面波フィルタ10が反射器として第1反射器群16のみを備える構成により、通過帯域の低域側のみ急峻な肩特性を必要とする装置に適用することができる。また、この構成により、低域側の不要な信号成分、例えばサイドローブを簡単な構成で除去することもできる。
In the first embodiment, the surface
また、第1実施形態において、複数の反射器16aを線分Aに重なる領域に配置し、線分Aよりも外側に突出させる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、複数の反射器16aをch1の縦方向の領域(全幅内)に収まるよう設け、線分Aの外側に突出させない構成としてもよい。複数の反射器17aについても同様に、ch6の縦方向の領域に収まるよう設け、線分Bの外側に突出させない構成としてもよい。
Moreover, in 1st Embodiment, although the several reflector 16a was arrange | positioned in the area | region which overlaps with the line segment A, and the example made to protrude outside the line segment A was demonstrated, this invention is limited to this. Instead, for example, the plurality of reflectors 16a may be provided so as to be accommodated in the vertical region (within the entire width) of ch1, and may not be projected outside the line segment A. Similarly, the plurality of
また、第1実施形態において、複数の反射器16aがそれぞれ弾性表面波の進行方向と直交する方向に配置した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、弾性表面波の進行方向に対して予め定めた角度だけ傾けた構成としてもよい。複数の反射器17aについても同様である。
Further, in the first embodiment, the example in which the plurality of reflectors 16a are arranged in the direction orthogonal to the traveling direction of the surface acoustic wave has been described, but the present invention is not limited to this, and the elastic surface It is good also as a structure inclined only by the predetermined angle with respect to the advancing direction of a wave. The same applies to the plurality of
また、第1実施形態において、複数の反射器16a及び17aを接地に接続する構成としてもよい。この構成により、弾性表面波フィルタ10は、斜め電極指12及び13と、斜め電極指14及び15との間の電磁結合を抑制することができて好ましい。
In the first embodiment, the plurality of
また、第1実施形態において、斜め電極指12〜15として、いわゆるシングル電極と呼ばれるものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、いわゆるダブル電極、浮き電極型一方向性電極、分布音響反射型一方向性電極等においても同様な効果が得られる。
Further, in the first embodiment, the
(第2実施形態)
次に、本発明に係る弾性表面波フィルタの第2実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the surface acoustic wave filter according to the present invention will be described.
前述の第1実施形態では、図1に示したように、第1反射器群16の反射器16aと、第2反射器群17の反射器17aとを個別に構成したが、本実施形態では、図5に示すような構成となっている。
In the first embodiment described above, the reflector 16a of the
すなわち、図5に示す弾性表面波フィルタ30は、接地に接続された一体反射器31を有し、一体反射器31は、複数の反射器31aと、複数の反射器31aを電気的に接続する接続部31bと、複数の反射器31cと、複数の反射器31cを電気的に接続する接続部31dとを備える。なお、第1実施形態と同様な構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
That is, the surface
複数の反射器31aは、それぞれ、第1実施形態における反射器16aを線分B側に延長したものであり、反射器16aと同様に、通過帯域の低域側周波数成分を有する弾性表面波を反射するようになっている。また、複数の反射器31cは、第1実施形態における反射器17aを線分A側に延長したものであり、反射器17aと同様に、通過帯域の低域側周波数成分を有する弾性表面波を反射するようになっている。さらに、複数の反射器31aと複数の反射器31cとが、線分AとBとの中心付近で図示のように電気的に接続されている。
Each of the plurality of
前述のように、弾性表面波フィルタ30は、第1実施形態よりも広範囲に渡る反射器31a及び反射器31cを設ける構成としたので、通過帯域の低域側及び高域側の所望周波数成分の弾性表面波をより確実に反射することができ、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。
As described above, the surface
また、弾性表面波フィルタ30は、接地に接続された一体反射器31を備えるので、斜め電極指12及び13と、斜め電極指14及び15との間の電磁結合を抑制することができる。
In addition, since the surface
なお、第2実施形態において、一体反射器31が接地に接続された例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一体反射器31が接地に接続されていなくてもよい。
In the second embodiment, the example in which the
以上のように、本発明に係る弾性表面波フィルタは、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができるという効果を有し、移動体通信機器等の弾性表面波フィルタとして有用である。 As described above, the surface acoustic wave filter according to the present invention has an effect that the shoulder characteristics can be sharpened without increasing the area of the substrate, and is used as a surface acoustic wave filter for mobile communication devices and the like. Useful.
10 弾性表面波フィルタ
11 圧電基板
12〜15 斜め電極指
12a、13a、14a、15a 電極指端部
16 第1反射器群
16a 反射器
17 第2反射器群
17a 反射器
18 反射器
21 弾性表面波の合成波形
21a、21c 波形の立ち上がり部
21b 波形の立ち下がり部
22 ノッチ特性
30 弾性表面波フィルタ
31 一体反射器
31a、31c 反射器
31b、31d 接続部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
圧電基板と、前記圧電基板上に形成され電気信号を入力して前記第1周波数から前記第2周波数までの周波数に応じた弾性表面波を生成する弾性表面波生成手段と、前記圧電基板上に形成され前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波を受信して電気信号に変換する弾性表面波受信手段と、前記弾性表面波生成手段と前記弾性表面波受信手段との間において前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波の一部を反射する弾性表面波反射手段とを備え、
前記弾性表面波生成手段は、前記弾性表面波を生成する複数の生成電極指を有する一対の生成側斜め電極を備え、
前記生成側斜め電極は、互いに隣接する生成電極指の電極指間隔が前記弾性表面波の伝搬方向と直交する直交方向の一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で第1及び第2の波長の弾性表面波を生成するものであり、
前記弾性表面波受信手段は、前記弾性表面波を受信する複数の受信電極指を有する一対の受信側斜め電極を備え、
前記受信側斜め電極は、互いに隣接する受信電極指の電極指間隔が前記一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で、前記生成側斜め電極が生成した前記第1及び前記第2の波長の弾性表面波を受信するものであり、
前記弾性表面波反射手段は、前記第1周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数及び前記第2周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数の少なくともいずれか一方を中心周波数とする弾性表面波を反射するものであって、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された複数の反射器をそれぞれ含む第1反射器群及び第2反射器群の少なくともいずれか一方を備え、
前記第1反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第1の波長の半分よりも大きい間隔で配置されたものであり、
前記第2反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第2の波長の半分よりも小さい間隔で配置されたものであることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 A surface acoustic wave filter that passes an electrical signal in a frequency range from a first frequency to a second frequency higher than the first frequency,
A piezoelectric substrate, surface acoustic wave generating means for generating a surface acoustic wave according to a frequency from the first frequency to the second frequency by inputting an electric signal formed on the piezoelectric substrate, and on the piezoelectric substrate A surface acoustic wave receiving means that receives the surface acoustic wave generated by the surface acoustic wave generating means and converts the surface acoustic wave into an electrical signal; and the elasticity between the surface acoustic wave generating means and the surface acoustic wave receiving means. A surface acoustic wave reflecting means for reflecting a part of the surface acoustic wave generated by the surface wave generating means,
The surface acoustic wave generation means includes a pair of generation side oblique electrodes having a plurality of generation electrode fingers for generating the surface acoustic wave,
The generation-side oblique electrode is such that the electrode finger interval between adjacent generation electrode fingers gradually spreads along one direction perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave, and the maximum and minimum electrodes Generating surface acoustic waves of the first and second wavelengths at respective positions to be a finger interval;
The surface acoustic wave receiving means includes a pair of reception-side oblique electrodes having a plurality of reception electrode fingers for receiving the surface acoustic wave,
The reception-side oblique electrodes are formed such that electrode finger intervals of adjacent reception electrode fingers gradually spread along the one direction, and are at the maximum and minimum electrode finger intervals at the generation side. Receiving the surface acoustic waves of the first and second wavelengths generated by the oblique electrodes;
The surface acoustic wave reflecting means reflects a surface acoustic wave having a center frequency at least one of a frequency lower by a predetermined frequency than the first frequency and a frequency higher by a predetermined frequency than the second frequency. what der which comprises at least one of the first reflector group and the second reflector group including the plurality arranged along the propagation direction of a surface acoustic wave reflector, respectively,
The plurality of reflectors included in the first reflector group are arranged such that reflector intervals between adjacent reflectors are larger than half of the first wavelength, respectively.
The plurality of reflectors included in the second reflector group are characterized in that the reflector intervals of the reflectors adjacent to each other are arranged at intervals smaller than half of the second wavelength. Surface acoustic wave filter.
前記第2反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、前記生成側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置と前記受信側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置とを結んだ線分に重なる領域に配置されたものであることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波フィルタ。 Each of the plurality of reflectors included in the first reflector group has a position that becomes the maximum electrode finger interval of the generation side oblique electrode and a position that becomes the maximum electrode finger interval of the reception side oblique electrode. It is placed in the area that overlaps the connected line segments,
Each of the plurality of reflectors included in the second reflector group has a position that becomes the minimum electrode finger interval of the generation-side oblique electrode and a position that becomes the minimum electrode finger interval of the reception-side oblique electrode. The surface acoustic wave filter according to claim 1, wherein the surface acoustic wave filter is disposed in a region overlapping the connected line segments .
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