JPH06303090A - 圧電フィルタ - Google Patents
圧電フィルタInfo
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- JPH06303090A JPH06303090A JP11379993A JP11379993A JPH06303090A JP H06303090 A JPH06303090 A JP H06303090A JP 11379993 A JP11379993 A JP 11379993A JP 11379993 A JP11379993 A JP 11379993A JP H06303090 A JPH06303090 A JP H06303090A
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Links
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】広帯域でかつ周波数の温度変化が小さい高精度
の二重モードフィルタを提供すること。 【構成】本発明の圧電フィルタは、ＬｉＴａＯ3 単結晶
のＸ板のＹ軸から−５７°±０．５°のカット角よりな
る厚みすべり振動モードの圧電基板を用い、この圧電基
板に二重モード構造の振動電極を設けた。
の二重モードフィルタを提供すること。 【構成】本発明の圧電フィルタは、ＬｉＴａＯ3 単結晶
のＸ板のＹ軸から−５７°±０．５°のカット角よりな
る厚みすべり振動モードの圧電基板を用い、この圧電基
板に二重モード構造の振動電極を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二重モード構造の圧電フ
ィルタに関するものである。
ィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、通信機などの市場では、広帯域で
かつ周波数の温度変化が小さいＭＨｚ帯のフィルタの要
求が高まっている。従来、ＭＨｚ帯で使用されるフィル
タとして、スプリアス特性が良好で製造の容易な二重モ
ードフィルタが知られている。このフィルタの材料とし
ては、圧電セラミックスあるいは水晶を用いたものがあ
る。
かつ周波数の温度変化が小さいＭＨｚ帯のフィルタの要
求が高まっている。従来、ＭＨｚ帯で使用されるフィル
タとして、スプリアス特性が良好で製造の容易な二重モ
ードフィルタが知られている。このフィルタの材料とし
ては、圧電セラミックスあるいは水晶を用いたものがあ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電セ
ラミックスを用いた二重モードフィルタでは、実用温度
範囲（−２０℃〜８０℃）における周波数の温度変化が
大きいため、高精度のフィルタを得にくい欠点がある。
一方、水晶を用いた二重モードフィルタでは、周波数の
温度変化を非常に小さく抑えることができるが、その反
面、帯域幅が狭過ぎ、市場の要求に応えきれない。そこ
で、本発明の目的は、広帯域でかつ周波数の温度変化が
小さい高精度の二重モードフィルタを提供することにあ
る。
ラミックスを用いた二重モードフィルタでは、実用温度
範囲（−２０℃〜８０℃）における周波数の温度変化が
大きいため、高精度のフィルタを得にくい欠点がある。
一方、水晶を用いた二重モードフィルタでは、周波数の
温度変化を非常に小さく抑えることができるが、その反
面、帯域幅が狭過ぎ、市場の要求に応えきれない。そこ
で、本発明の目的は、広帯域でかつ周波数の温度変化が
小さい高精度の二重モードフィルタを提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の圧電フィルタは、ＬｉＴａＯ3 単結晶より
なる厚みすべり振動モードの圧電基板を用い、この圧電
基板に二重モード構造の振動電極を設けたものである。
め、本発明の圧電フィルタは、ＬｉＴａＯ3 単結晶より
なる厚みすべり振動モードの圧電基板を用い、この圧電
基板に二重モード構造の振動電極を設けたものである。
【０００５】
【作用】圧電単結晶であるＬｉＴａＯ3 単結晶は圧電セ
ラミックスに比べて周波数の温度変化が小さく、水晶に
比べて電気機械結合係数が大きい。そのため、ＬｉＴａ
Ｏ3 単結晶を用いた圧電フィルタは、圧電セラミックス
を用いたフィルタに比べて温度特性に優れ、水晶を用い
たフィルタに比べて広帯域となるという利点がある。ま
た、ＬｉＴａＯ3 単結晶は不要振動が励振されやすく、
スプリアスが大きくなりやすい。そこで、振動モードと
して、他の振動モードに比べてスプリアスが小さい厚み
すべり振動モードを用いている。
ラミックスに比べて周波数の温度変化が小さく、水晶に
比べて電気機械結合係数が大きい。そのため、ＬｉＴａ
Ｏ3 単結晶を用いた圧電フィルタは、圧電セラミックス
を用いたフィルタに比べて温度特性に優れ、水晶を用い
たフィルタに比べて広帯域となるという利点がある。ま
た、ＬｉＴａＯ3 単結晶は不要振動が励振されやすく、
スプリアスが大きくなりやすい。そこで、振動モードと
して、他の振動モードに比べてスプリアスが小さい厚み
すべり振動モードを用いている。
【０００６】ＬｉＴａＯ3 単結晶のＸ板は、Ｙ軸から−
５７°にへき開面があるため、カット時の加工性が良
い。また、温度係数も良好であり、ロールオフ特性や群
遅延特性などの特性も良好であるため、Ｘ板のＹ軸から
−５７°±０．５°の角度で切り出したものが望まし
い。
５７°にへき開面があるため、カット時の加工性が良
い。また、温度係数も良好であり、ロールオフ特性や群
遅延特性などの特性も良好であるため、Ｘ板のＹ軸から
−５７°±０．５°の角度で切り出したものが望まし
い。
【０００７】
【実施例】図１は本発明にかかる圧電フィルタの一例を
示す。この圧電フィルタは、フィルタ素子１と、フィル
タ素子１を収容したケース１０と、ケース２０の開口部
を閉鎖するカバー３０とで構成されている。
示す。この圧電フィルタは、フィルタ素子１と、フィル
タ素子１を収容したケース１０と、ケース２０の開口部
を閉鎖するカバー３０とで構成されている。
【０００８】フィルタ素子１は、図２に示されるよう
に、１枚の圧電基板２に厚みすべり振動の二重モード共
振子を２個形成したものであり、圧電基板２としては図
３のようにＬｉＴａＯ3 単結晶のＸ板をＹ軸から−５７
°±０．５°の角度で切り出したものを用いている。圧
電基板２の表面の両端部には入力用（または出力用）の
端子電極３と出力用（または入力用）の端子電極４とが
形成され、表面の中央部寄りの位置には端子電極３，４
と導通する振動電極５，６が夫々形成されている。ま
た、振動電極５，６の近傍には、夫々対をなす振動電極
７，８が隣接して形成され、これら振動電極７，８は互
いに導通している。圧電基板２の裏面には、振動電極
５，７と対向する幅広な振動電極９と、振動電極６，８
と対向する幅広な振動電極１０とが形成され、これら振
動電極９，１０はアース用の端子電極１１を介して導通
している。
に、１枚の圧電基板２に厚みすべり振動の二重モード共
振子を２個形成したものであり、圧電基板２としては図
３のようにＬｉＴａＯ3 単結晶のＸ板をＹ軸から−５７
°±０．５°の角度で切り出したものを用いている。圧
電基板２の表面の両端部には入力用（または出力用）の
端子電極３と出力用（または入力用）の端子電極４とが
形成され、表面の中央部寄りの位置には端子電極３，４
と導通する振動電極５，６が夫々形成されている。ま
た、振動電極５，６の近傍には、夫々対をなす振動電極
７，８が隣接して形成され、これら振動電極７，８は互
いに導通している。圧電基板２の裏面には、振動電極
５，７と対向する幅広な振動電極９と、振動電極６，８
と対向する幅広な振動電極１０とが形成され、これら振
動電極９，１０はアース用の端子電極１１を介して導通
している。
【０００９】ケース２０はアルミナ磁器のようなセラミ
ックス材料よりなり、その上面にはフィルタ素子１を収
容する凹所２１が形成されている。ケース２０の両端部
および中央部の外周面および凹所２１の内面には、引出
電極２２，２３，２４が幅方向に形成されている。フィ
ルタ素子１はケース２０の凹所２１に収容されるととも
に、導電性接着剤（図示せず）で固定される。この時、
フィルタ素子１の入力用（または出力用）端子電極３、
出力用（または入力用）の端子電極４、アース用の端子
電極１１は、夫々ケース２０の引出電極２２，２３，２
４と接続される。図４は上記圧電フィルタの等価回路で
ある。なお、フィルタ素子１の少なくとも振動部には、
スプリアスを低減し、トップ波形およびＧ．Ｄ．Ｔ．特
性を改善するため、シリコーンゲルなどのダンピング材
（図示せず）が塗布されている。
ックス材料よりなり、その上面にはフィルタ素子１を収
容する凹所２１が形成されている。ケース２０の両端部
および中央部の外周面および凹所２１の内面には、引出
電極２２，２３，２４が幅方向に形成されている。フィ
ルタ素子１はケース２０の凹所２１に収容されるととも
に、導電性接着剤（図示せず）で固定される。この時、
フィルタ素子１の入力用（または出力用）端子電極３、
出力用（または入力用）の端子電極４、アース用の端子
電極１１は、夫々ケース２０の引出電極２２，２３，２
４と接続される。図４は上記圧電フィルタの等価回路で
ある。なお、フィルタ素子１の少なくとも振動部には、
スプリアスを低減し、トップ波形およびＧ．Ｄ．Ｔ．特
性を改善するため、シリコーンゲルなどのダンピング材
（図示せず）が塗布されている。
【００１０】次表は、圧電セラミックス（ＰＺＴ）、水
晶およびＬｉＴａＯ3 単結晶のＸ板（Ｙ−５７°）を用
いた二重モードフィルタの、３ｄＢ帯域幅と周波数偏差
（−２０℃〜６０℃）とを示したものである。
晶およびＬｉＴａＯ3 単結晶のＸ板（Ｙ−５７°）を用
いた二重モードフィルタの、３ｄＢ帯域幅と周波数偏差
（−２０℃〜６０℃）とを示したものである。
【表１】 上表から明らかなように、ＬｉＴａＯ3 のＸ板は３ｄＢ
帯域幅では最も広帯域であり、周波数の温度変化では水
晶にはやや劣るものの、圧電セラミックスに比べて４倍
高精度である。
帯域幅では最も広帯域であり、周波数の温度変化では水
晶にはやや劣るものの、圧電セラミックスに比べて４倍
高精度である。
【００１１】図５は図１に示される二重モードフィルタ
のフィルタ特性、図６はそのトップ波形とＧ．Ｄ．Ｔ特
性を示す。図から明らかなように、スプリアスが非常に
少なく、トップ波形が丸く、良好なロールオフ特性が得
られるとともに、Ｇ．Ｄ．Ｔ．特性の偏差も小さい良好
なフィルタ特性が得られることが分かる。
のフィルタ特性、図６はそのトップ波形とＧ．Ｄ．Ｔ特
性を示す。図から明らかなように、スプリアスが非常に
少なく、トップ波形が丸く、良好なロールオフ特性が得
られるとともに、Ｇ．Ｄ．Ｔ．特性の偏差も小さい良好
なフィルタ特性が得られることが分かる。
【００１２】上記実施例では、圧電基板としてＬｉＴａ
Ｏ3 単結晶のＸ板のＹ軸から−５７°±０．５°の角度
で切り出したものを用いたが、これに限るものではな
く、例えばＹ軸から−５０°や−５８°の角度で切り出
したものなど、他のカット角のものを用いても同様なフ
ィルタ特性を得ることが可能である。また、本発明の二
重モードフィルタの電極形状は、図２に示されるものに
限らず、図７あるいは図８のような形状としてもよい。
さらに、本発明は上記のような２素子形の二重モードフ
ィルタに限らず、１素子形あるいは３素子以上の二重モ
ードフィルタであってもよい。
Ｏ3 単結晶のＸ板のＹ軸から−５７°±０．５°の角度
で切り出したものを用いたが、これに限るものではな
く、例えばＹ軸から−５０°や−５８°の角度で切り出
したものなど、他のカット角のものを用いても同様なフ
ィルタ特性を得ることが可能である。また、本発明の二
重モードフィルタの電極形状は、図２に示されるものに
限らず、図７あるいは図８のような形状としてもよい。
さらに、本発明は上記のような２素子形の二重モードフ
ィルタに限らず、１素子形あるいは３素子以上の二重モ
ードフィルタであってもよい。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
圧電フィルタは、圧電基板としてＬｉＴａＯ3 単結晶よ
りなる厚みすべり振動モード基板を用いて二重モード構
造としたので、圧電セラミックスや水晶を用いたフィル
タに比べて帯域幅が広く、しかも周波数の温度変化が圧
電セラミックスより小さく、高精度のフィルタを得るこ
とができる。
圧電フィルタは、圧電基板としてＬｉＴａＯ3 単結晶よ
りなる厚みすべり振動モード基板を用いて二重モード構
造としたので、圧電セラミックスや水晶を用いたフィル
タに比べて帯域幅が広く、しかも周波数の温度変化が圧
電セラミックスより小さく、高精度のフィルタを得るこ
とができる。
【図１】本発明にかかる圧電フィルタの一例の斜視図で
ある。
ある。
【図２】フィルタ素子の正面図および背面図である。
【図３】圧電基板のカット角を示す図である。
【図４】圧電フィルタの等価回路図である。
【図５】圧電フィルタのフィルタ特性図である。
【図６】圧電フィルタのトップ波形図とＧ．Ｄ．Ｔ特性
図である。
図である。
【図７】フィルタ素子の他の例の正面図および背面図で
ある。
ある。
【図８】フィルタ素子のさらに他の例の正面図および背
面図である。
面図である。
１ フィルタ素子 ２ 圧電基板
Claims (2)
- 【請求項１】ＬｉＴａＯ3 単結晶よりなる厚みすべり振
動モードの圧電基板を用い、この圧電基板に二重モード
構造の振動電極を設けたことを特徴とする圧電フィル
タ。 - 【請求項２】請求項１に記載の圧電フィルタにおいて、 上記圧電基板はＬｉＴａＯ3 単結晶のＸ板のＹ軸から−
５７°±０．５°の角度で切り出されたものであること
を特徴とする圧電フィルタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11379993A JPH06303090A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 圧電フィルタ |
| DE69415202T DE69415202T2 (de) | 1993-04-15 | 1994-04-13 | Piezoelektrisches Filter |
| EP94105729A EP0620640B1 (en) | 1993-04-15 | 1994-04-13 | Piezoelectric filter |
| US08/227,631 US5608362A (en) | 1993-04-15 | 1994-04-14 | Piezoelectric filter using LiTaO3 substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11379993A JPH06303090A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 圧電フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06303090A true JPH06303090A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=14621376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11379993A Pending JPH06303090A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 圧電フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06303090A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002067424A1 (fr) * | 2001-02-19 | 2002-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vibrateur piezo-electrique, filtre de type echelle mettant en oeuvre celui-ci et filtre piezo-electrique a double mode |
| US6621194B1 (en) | 1999-11-15 | 2003-09-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric element having thickness shear vibration and mobile communication device using the same |
-
1993
- 1993-04-15 JP JP11379993A patent/JPH06303090A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6621194B1 (en) | 1999-11-15 | 2003-09-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric element having thickness shear vibration and mobile communication device using the same |
| WO2002067424A1 (fr) * | 2001-02-19 | 2002-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vibrateur piezo-electrique, filtre de type echelle mettant en oeuvre celui-ci et filtre piezo-electrique a double mode |
| US6992424B2 (en) | 2001-02-19 | 2006-01-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric vibrator ladder-type filter using piezoeletric vibrator and double-mode piezolectric filter |
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