JPH0661783A

JPH0661783A - 弾性表面波フィルタ

Info

Publication number: JPH0661783A
Application number: JP21698292A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Taguchi; 豊田口; Kazuo Eda; 和生江田; Keiji Onishi; 慶治大西; Shunichi Seki; 関　　俊一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-08-14
Filing date: 1992-08-14
Publication date: 1994-03-04

Abstract

(57)【要約】【目的】挿入損失が小さく、通過帯域を広くでき、入
出力インピーダンスの整合が取り易く、非通過帯域の減
衰量が大きい弾性表面波フィルタを。【構成】入出力端子間に７個の弾性表面波共振器１１
〜１７を備え、７個の弾性表面波共振器１１〜１７のう
ち２個の弾性表面波共振器１６，１７の共振及び反共振
周波数の両方が非通過帯域にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波共振器を使
用した弾性表面波フィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、発信器やフィルタに応用するた
め、弾性表面波素子の研究が盛んに行なわれてきた。特
に最近の移動体通信の発達、高周波化により、弾性表面
波素子の高周波化が必要となってきている。

【０００３】従来の弾性表面波フィルタはいわゆる多電
極フィルタが主流であった。これは図２８に示されるよ
うに圧電性基板上に弾性表面波を励振する櫛形電極を少
なくとも１組以上形成し（図２８では９組）、片側の弾
性表面波変換器を入力、反対側の弾性表面波変換器を出
力とし、電気信号ー弾性表面波ー電気信号の変換の周波
数特性を利用してフィルタとして利用するものである。
入力、出力が１対ずつであると櫛形電極の両方向性によ
る損失が存在するので図２８のように入力、出力を交互
に並べ、方向性損失をできる限り押えた形のものを多電
極型フィルタと呼んでいる。代表的な特性を図２９に示
す。これは入力７電極、出力６電極の構成で、基板は36
°YX-LiTaO3を使用した例である。

【０００４】図２９からも明らかなように多電極型フィ
ルタにしても、両方向性による損失、弾性表面波の伝搬
損失によるフィルタの挿入損失は、９００MHz帯の場合
帯域を２５MHzとると３dB以下にすることは難しかっ
た。

【０００５】また別の構成のフィルタとして共振子型フ
ィルタがあげられる。このような構造のフィルタは１９
９２年電子情報通信学会春季全国大会予稿集A-393に詳
しく掲載されているが、これは図３０のように従来から
あるセラミックラダーフィルターを弾性表面波共振器１
１〜１５を用いて構成したもので、その特性を図３１に
示す。これは弾性表面波共振器を５個使用したタイプ
で、基板は36°YX-LiTaO3を使用したものである。

【０００６】このフィルタの基本原理は従来から良く知
られているように、直列に接続されている共振器は通過
帯域のほぼ真中で共振点をとり、通過帯域の上限で反共
振となる。並列に接続されている共振器は通過帯域の下
限で共振となり、通過帯域のほぼ真中で反共振をとる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た多電極型フィルタでは挿入損失が大きい、フィルタの
通過帯域を広くできない、通過帯域内の入出力インピー
ダンスが５０オームに合わせにくいという課題がある。
挿入損失は例えば、基板として36°YX-LiTaO3を使用
し、９００MHz帯で帯域２５MHzのフィルタを作成した場
合およそ３dB程度であり、入出力インピーダンスが５０
オームにあっていない。また帯域を３３MHzとすると挿
入損失は４dB以上となり入出力インピーダンスも５０オ
ームに合わないという問題が生じる。

【０００８】一方、共振子型フィルタにおいては非通過
帯域における減衰量が小さいという課題がある。ここで
非通過帯域の減衰量を大きくとることは可能であるが、
同時に通過帯域内の入出力インピーダンスは５０オーム
から離れていき、通過帯域内減衰量も増加する。このた
め共振子型フィルタにおいては妥当な通過帯域内減衰量
を例えば２dBとすると非通過帯域減衰量は約２０dB程度
であった。これは多電極型の３０dBに比較すると悪い値
であり、実使用時の欠点となっていた。

【０００９】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、挿入損失が小さく、通過帯域を広くでき、入出力イ
ンピーダンスの整合が取り易く、非通過帯域の減衰量が
大きい弾性表面波フィルタを提供することを目的とする
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、入出力端子間
に複数個の弾性表面波共振器を備え、複数個の弾性表面
波共振器のうち少なくとも１つの弾性表面波共振器の共
振及び反共振周波数の両方が非通過帯域にある弾性表面
波フィルタである。

【００１１】

【作用】本発明は、少なくとも一つの弾性表面波共振器
の共振及び反共振周波数の両方がフィルタの非通過帯域
にあるため、通過帯域内減衰量を増大させることなく非
通過帯域内の減衰量を増加させる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。

【００１３】（実施例１）図１は、本発明にかかる実施
例１の弾性表面波フィルタの構成図である。基板として
36°YX-LiTaO3を使用し、周波数帯としては中心周波数
８８１MHzで帯域２５MHzのフィルタ、つまり、北米用の
自動車電話用送信フィルタである。このフィルタの周波
数特性を図２に示す。この構造の直列腕にはいっている
共振器１１、１２、１３のインピーダンス特性を図３に
示し、並列腕にはいっている共振器１４、１５のインピ
ーダンス特性を図４に示す。さらに一番外側に接続され
ている共振器１６、１７のインピーダンス特性を図５に
示す。従来例で示したように、並列腕の共振器の１４、
１５の等価回路的に見た並列容量と直列腕にはいった共
振器１１、１２、１３の等価回路的に見た並列容量の比
によって通過帯域内損失と非通過帯域内損失が決定され
る。しかしこの例の場合は特に、自動車電話の回路構成
上、送受信アンテナを共用し、違う周波数において同時
に送受信を行なうことから送信フィルタにおいては受信
帯域の減衰量が大きいことが必要とされる。その周波数
帯域がちょうど最外側の共振器１６、１７の共振点付近
に当たる。この共振器１６、１７は並列にはいっている
ため、そのインピーダンスが０となるところでフィルタ
の通過特性は減衰極を持つ。つまりそれぞれの共振器の
役割としては、共振器１１、１２、１３、１４、１５は
通過帯域を構成するためのもの、共振器１６、１７はこ
の例でいけば受信帯域の帯域外減衰量を増大させるため
のものである。また、この共振器１６、１７は通過帯域
付近には共振、反共振点を持たず、ほぼ一定の容量成分
として働くため、この容量を考慮に入れて共振器１１、
１２、１３、１４、１５を設計すれば全体として入出力
インピーダンスが５０オームに整合されたフィルタとす
ることができる。この構成により、通過帯域減衰量２d
B、非通過帯域減衰量２０dB、受信帯域減衰量３０dBの
フィルタを作成することができた。

【００１４】（実施例２）次に別の例の本発明による弾
性表面波フィルタの実施例を説明する。構成図は図１と
同様で、便宜上共振器１６の方を入力側、共振器１７の
方を出力側と称する。直列腕にはいった共振器１１、１
２、１３のインピーダンス特性を図２、並列腕にはいっ
た共振器１４、１５のインピーダンス特性を図３、共振
器１６のインピーダンス特性を図６、共振器１７のイン
ピーダンス特性を図７に示す。フィルタとしての特性を
図８に示す。この例は例えば送信周波数フィルタにおい
て、受信周波数帯域における減衰と同時に中間周波数に
おけるイメージ周波数の減衰を要求された時の例であ
り、減衰極を作成する弾性表面波共振器の共振、反共振
周波数を適当に設定することにより、減衰極を自由に設
定できる例である。この実施例２の場合も実施例１の場
合と同様に、共振器１６、１７は通過帯域内においては
共振、反共振点を有さず、容量性の素子として働くの
で、共振器１１、１２、１３、１４、１５を適当に設定
することにより、入出力インピーダンスを５０オームに
整合させることが可能である。

【００１５】なお、この例では入力側に低域周波数側の
減衰極、出力側に高域周波数側の減衰極を設定したが、
当然、この位置関係は反対でも良い。

【００１６】（実施例３）次に別の例の本発明による弾
性表面波フィルタの実施例を説明する。構成図は図１と
同様で、便宜上共振器１６の方を入力側、共振器１７の
方を出力側と称する。直列腕にはいった共振器１１、１
２、１３のインピーダンス特性を図２、並列腕にはいっ
た共振器１４、１５のインピーダンス特性を図３、共振
器１６のインピーダンス特性を図９、共振器１７のイン
ピーダンス特性を図１０に示す。フィルタとしての特性
を図１１に示す。この例は例えば受信周波数帯域におけ
る減衰を広く要求された時の例であり、弾性表面波共振
器１６、１７の共振、反共振周波数をわずかに変えるこ
とにより、減衰極の範囲を自由に設定できる例である。
この実施例３の場合も実施例１の場合と同様に、共振器
１６、１７は通過帯域内においては共振、反共振点を有
さず、容量性の素子として働くので、共振器１１、１
２、１３、１４、１５を適当に設定することにより、入
出力インピーダンスを５０オームに整合させることが可
能である。

【００１７】（実施例４）次に別の構成による本発明の
弾性表面波フィルタの実施例を説明する。図１２に示す
ような構成であり、便宜上共振器２２の方を入力側と呼
ぶこととする。またこのフィルタの通過損失特性を図１
３に示す。直列腕に入っている共振器２１のインピーダ
ンス特性を図１４、共振器２２のインピーダンス特性を
図１５、共振器２３のインピーダンス特性を図１６に示
す。また、並列腕に入っている共振器２４、２５のイン
ピーダンス特性を図１７に示す。このように、減衰極を
決定する弾性表面波共振器は並列腕に入っている必要は
なく、直列腕に入っていても良い。これは弾性表面波共
振器が共振、反共振という現象があるためである。

【００１８】（実施例５）次に別の構成による本発明の
弾性表面波フィルタの実施例を説明する。構成図を図１
８に示す。すなわち、通過帯域内に共振、反共振点を持
たない共振器３１を入力側及び出力側にそれぞれ直列に
挿入する。このフィルタの通過損失特性を図１９に示
す。また、共振器３１のインピーダンス特性を図２０
に、共振器３２、３３、３４のインピーダンス特性を図
２１に、共振器３５、３６のインピーダンス特性を図２
２に示す。

【００１９】（実施例６）次に実施例６として図２３の
ような構成のものも作製した。このフィルタの通過損失
特性を図２４に、それぞれの共振器の特性は共振器４１
のインピーダンス特性を図２５に、共振器４２、４３、
４４のインピーダンス特性を図２６に、共振器４５、４
６のインピーダンス特性を図２７に示す。ここで実施例
５と実施例６の両者を比較してみるとわかるように帯域
内特性に大きな違いはないが、帯域外、特に減衰極のレ
ベルが違う。これは弾性表面波共振器の共振、反共振の
レベルの違いによるものであり、一般に反共振レベルの
方を大きくとり易いからである。

【００２０】なお、上記実施例では、減衰極を決定する
弾性表面波共振器を入力、出力側対称の位置においた
が、これに限らず、対称でなくてももちろん良い。

【００２１】また、上記実施例では、減衰極を決定する
弾性表面波共振器を入出力の一番外側においたが、これ
に限らず、フィルタ内部のどの位置にあっても良い。

【００２２】また、上記実施例では、減衰極を設定する
弾性表面波共振器を２つ使用しているが、この数は設計
により変更できる値であり、帯域外減衰量と帯域幅、帯
域内挿入損失の兼ね合いにより自由に設定できる。

【００２３】また、上記実施例では、入出力間に接続さ
れた共振器の個数は５個又は７個の例を示したが、これ
に限らず、２個以上であれば幾つであってもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、共振及び反共振周波数の両方が非通過帯域にあ
る弾性表面波共振器を少なくとも１つ備えているので、
挿入損失が小さく、通過帯域を広くでき、入出力インピ
ーダンスの整合が取り易く、非通過帯域の減衰量が大き
いという長所を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる実施例１の弾性表面波フィルタ
の構成図である。

【図２】同実施例１の弾性表面波フィルタの周波数特性
を示す図である。

【図３】同実施例１の弾性表面波フィルタの直列腕の弾
性表面波共振器のインピーダンス特性を示す図である。

【図４】同実施例１の弾性表面波フィルタの中央部の並
列腕の弾性表面波共振器のインピーダンス特性を示す図
である。

【図５】同実施例１の弾性表面波フィルタの最外側の並
列腕の弾性表面波共振器のインピーダンス特性を示す図
である。

【図６】本発明にかかる実施例２の弾性表面波フィルタ
の入力側最外側の並列腕の弾性表面波共振器のインピー
ダンス特性を示す図である。

【図７】同実施例２の弾性表面波フィルタの出力側最外
側の並列腕の弾性表面波共振器のインピーダンス特性を
示す図である。

【図８】同実施例２の弾性表面波フィルタの周波数特性
を示す図である。

【図９】本発明にかかる実施例３の弾性表面波フィルタ
の入力側最外側の並列腕の弾性表面波共振器のインピー
ダンス特性を示す図である。

【図１０】同実施例３の弾性表面波フィルタの出力側最
外側の並列腕の弾性表面波共振器のインピーダンス特性
を示す図である。

【図１１】同実施例３の弾性表面波フィルタの周波数特
性を示す図である。

【図１２】本発明にかかる実施例４の弾性表面波フィル
タの構成図である。

【図１３】同実施例４の弾性表面波フィルタの周波数特
性を示す図である。

【図１４】同実施例４の弾性表面波フィルタの直列腕の
弾性表面波共振器２１のインピーダンス特性を示す図で
ある。

【図１５】同実施例４の弾性表面波フィルタの直列腕の
弾性表面波共振器２２のインピーダンス特性を示す図で
ある。

【図１６】同実施例４の弾性表面波フィルタの直列腕の
弾性表面波共振器２３のインピーダンス特性を示す図で
ある。

【図１７】同実施例４の弾性表面波フィルタの並列腕の
弾性表面波共振器のインピーダンス特性を示す図であ
る。

【図１８】本発明にかかる実施例５の弾性表面波フィル
タの構成図である。

【図１９】同実施例５の弾性表面波フィルタの周波数特
性を示す図である。

【図２０】同実施例５の弾性表面波フィルタの弾性表面
波共振器３１のインピーダンス特性を示す図である。

【図２１】同実施例５の弾性表面波フィルタの弾性表面
波共振器３２、３３、３４のインピーダンス特性を示す
図である。

【図２２】同実施例５の弾性表面波フィルタの弾性表面
波共振器３５、３６のインピーダンス特性を示す図であ
る。

【図２３】本発明にかかる実施例６の弾性表面波フィル
タの構成図である。

【図２４】同実施例６の弾性表面波フィルタの周波数特
性を示す図である。

【図２５】同実施例６の弾性表面波フィルタの弾性表面
波共振器４１のインピーダンス特性を示す図である。

【図２６】同実施例６の弾性表面波フィルタの弾性表面
波共振器４２、４３、４４のインピーダンス特性を示す
図である。

【図２７】同実施例６の弾性表面波フィルタの弾性表面
波共振器４５、４６のインピーダンス特性を示す図であ
る。

【図２８】従来の多電極型フィルタの構成図である。

【図２９】従来の多電極型フィルタの周波数特性を示す
図である。

【図３０】従来の共振器型フィルタの構成図である。

【図３１】従来の共振器型フィルタの周波数特性を示す
図である。

【符号の説明】

１１〜１３直列腕の弾性表面波共振器１４〜１７並列腕の弾性表面波共振器２１〜２３直列腕の弾性表面波共振器２４〜２５並列腕の弾性表面波共振器３１〜３４直列腕の弾性表面波共振器３５〜３６並列腕の弾性表面波共振器４２〜４４直列腕の弾性表面波共振器４１、４５〜４６並列腕の弾性表面波共振器

フロントページの続き (72)発明者関俊一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入出力端子間に複数個の弾性表面波共振
器を備え、前記複数個の弾性表面波共振器のうち少なく
とも１つの弾性表面波共振器の共振及び反共振周波数の
両方が非通過帯域にあることを特徴とする弾性表面波フ
ィルタ。
【請求項２】共振及び反共振周波数の両方が非通過帯
域にある前記弾性表面波共振器は、前記入出力端子間に
直列に接続されている弾性表面波共振器であることを特
徴とする請求項１記載の弾性表面波フィルタ。