JPH0865097A

JPH0865097A - 弾性表面波フィルタ装置

Info

Publication number: JPH0865097A
Application number: JP19545494A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ichikawa; 聡市川; Yasushi Kuroda; 泰史黒田; Masayoshi Etsuno; 昌芳越野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1994-08-19
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】 3IDT 共振子型構造をベースに充分な帯域幅
と帯域外減衰量を両立させる。【構成】圧電性基板上に形成された 3個の IDTとその
両側に形成された反射器とを備え、 IDTの入出力の少な
くとも 1方に、少なくとも 1つ以上の共振子よりなるノ
ッチフィルタを直列および並列に付加する。

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を用いた移動
体通信用フィルタ装置に関わり、とくに共振子型構成を
とる弾性表面波フィルタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電波を利用する電子機器のフイル
タ、遅延線、発振器等の素子として、多くの弾性表面波
装置が用いられている。とくに、小型・軽量でかつフイ
ルタとしての急峻遮断性能が高い弾性表面波フィルタ装
置は、移動体通信分野において、携帯端末装置の RF 段
および IF 段のフイルタとして多用されるようになって
きており、外部でチューニングすることなく必要とする
広い通過帯域で低損失を実現し、通過帯域外においては
急峻かつ充分に減衰する高性能なことが要求されてい
る。

【０００３】自動車電話用やその他の移動体通信に用い
られる弾性表面波フィルタの構成としては共振子を梯子
状に接続した LADDER 型、くし形変換器（以下、IDT と
略称）を複数個並べた IIDT 型、数個のIDT を両側で反
射器で挟んだ共振子型などが用いられている。とくに帯
域外抑圧度を重視した場合、フイルタの入出力インピー
ダンスを 50 Ωにあわせたい場合などに共振子型フイル
タ構造とすることが多い。自動車電話用やその他の移
動体通信に用いられる弾性表面波フィルタの構成として
は共振子を梯子状に接続した LADDER 型、くし形変換器
（以下、IDT と略称）を複数個並べた IIDT 型、数個の
IDT を両側で反射器で挟んだ共振子型などが用いられて
いる。とくに帯域外抑圧度を重視した場合、フイルタの
入出力インピーダンスを 50 Ωにあわせたい場合などに
共振子型フイルタ構造とすることが多い。

【０００４】従来の共振子型フイルタ構成を図９および
図１１により説明する。図９は、共振子型フイルタ構造
のなかでも帯域外減衰量を向上させるため鏡面対称に 2
つの共振子型フイルタを接続してある。また図１１は 1
段構成の共振子型フイルタを示す。図９において、パ
ッド１は入力信号端子に接続され、パッド２、３は入力
側の接地（以下、 GNDと略称）におとされている。パッ
ド１、３にて IDT１２に電気信号が入力されると圧電性
基板上に弾性表面波が発生し、これは IDT１１、 IDT１
３によって受けられ再度電気信号に変わる。この電気信
号が IDT１１ａ、 IDT１３ａによって再び弾性表面波と
なり、最後に IDT１２ａにて受けとられ電気信号に変換
された後、パッド６を介して出力信号端子へ出力され
る。パッド４、５は出力側 GNDに接続され、入出力 GND
は互いに接続され共通の電位となっている。なお、 IDT
１１、 IDT１３の外側に反射器７および８が、 IDT１１
ａ、IDT１３ａの外側に反射器７ａおよび８ａがそれぞ
れ配設されている。この構成で得られた周波数特性を図
１０に示す。また、図１１に示す 1段構成の共振子型フ
イルタで得られた周波数特性を図１２に示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この 1
段構成の共振子型フイルタは、低損失ではあるが帯域外
減衰量が不十分であり、また帯域外減衰量を確保するた
め多段にすると帯域内での損失が悪化するという問題が
あった。

【０００６】また、 LADDER 型フイルタにおいては帯域
内での低損失は得られるものの帯域外については、直列
共振子の反共振点、並列共振子の共振点では高い減衰量
が得られるが、より広い周波数範囲では減衰量が不十分
となる傾向がみられるという問題があった。

【０００７】本発明はこのような課題に対処するために
なされたもので、 3IDT 共振子型構造をベースに充分な
帯域幅と帯域外減衰量を両立させた弾性波表面波フィル
タ、とくに自動車電話などの移動体通信用弾性表面波フ
ィルタ装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波フィ
ルタ装置は、圧電性基板上に形成された 3個の IDTとそ
の両側に形成された反射器とを備え、 IDTの入出力の少
なくとも 1方に、少なくとも 1つ以上の共振子よりなる
ノッチフィルタを直列および並列に付加したことを特徴
とする。

【０００９】また、直列に付加されるノッチフィルタの
反共振周波数は IDTの通過帯域内よりも高域側に、前記
並列に付加されたノッチフィルタの共振周波数は IDTの
通過帯域内よりも低域側に設定されていることを特徴と
する。

【００１０】本発明に係わるノッチフィルタはそれが接
続された 3個の IDTと同一の圧電性基板上に形成されて
いることが好ましく、また、ノッチフィルタの構成は 1
個のIDTおよびそれをはさむ 1対の反射器よりなる弾性
表面波共振子、または 1個のIDTのみからなる弾性表面
波共振子であることが好ましい。

【００１１】本発明の弾性表面波フィルタ装置が主に使
用されるコードレス電話や携帯電話における RF フイル
タの帯域は 1％から 5％である。これを実現する上にお
いて本発明に係わる圧電性基板は、 2％以上の電気機械
結合係数を有することが好ましい。具体的には36゜Y-X
タンタル酸リチウム、64゜Y-X ニオブ酸リチウム、41゜
Y-X ニオブ酸リチウム等を挙げることができる。

【００１２】

【作用】くし形変換器の入出力の少なくとも 1方に、少
なくとも 1つ以上の共振子よりなるノッチフィルタを直
列および並列に付加すると、充分な帯域幅と帯域外減衰
量を両立させることができる。すなわち 3IDT の段数を
極力減らし、帯域幅を確保し、引換えに劣化した帯域外
特性をノッチフィルタで補うことにより充分な帯域外減
衰量を得ることができる。

【００１３】

【実施例】図１（ａ）は本実施例に係わる電極パターン
図である。また、図１（ｂ）は 3IDT およびノッチフィ
ルタの接続状態を示す概念図である。両側に反射器 Gr
７、 Gr ８を有して IDT１１、 IDT１２、 IDT１３が横
一列に、64゜Y-X ニオブ酸リチウム（ LiNbO₃）基板上
に配設される。パッド１から入力された電気信号は接続
された直並列共振子を通り IDT１１および IDT１３に伝
えられ、これらにより励起された弾性表面波は中央の I
DT１２で受けられる。その際漏洩した表面波も両側の反
射器 Gr ７および Gr ８で反射され再度 IDT側へ返され
るため、この電極構造は基本的に低損失フイルタに適し
ている。ここで中央の IDT１２はパッド６が出力端子、
他のパッド２、パッド３、パッド４は GNDに接続され
る。

【００１４】パッド１には、共振子(I) および共振子(I
I)が直列に、さらに共振子(III) が並列に、それぞれ接
続されている。ここで共振子(I) は、反射器 Gr ９、 G
r １０とそれによって挟まれた IDT１４より、共振子(I
I)は、反射器 Gr ９ａ、 Gr１０ａとそれによって挟ま
れた IDT１５より、共振子(III) は、反射器 Gr ９ｂ、
Gr １０ｂとそれによって挟まれた IDT１６より構成さ
れている。この直列および並列接続の共振子がノッチフ
ィルタとして働いている。図１（ｂ）にそのノッチフィ
ルタの接続状態をブロック図的に示す。

【００１５】本実施例に係わる弾性表面波フィルタ装置
の周波数特性に関するシュミレーションを行った。その
結果を図２〜図６に示す。図２は共振子(I) 、共振子(I
I)および共振子(III) が接続されていないとした場合
を、図３は共振子(I) のみの場合を、図４は共振子(II)
のみの場合を、図５は共振子(III) のみの場合を、図６
は本実施例の場合をそれぞれ示す。図２は従来の弾性表
面波フィルタ装置のシュミレーション結果でもある。

【００１６】本実施例は 3IDT でシステム帯域を作成
し、低域側の減衰量を並列配置の共振子(III) の共振点
で、高域側の減衰量を 2つの直列配置の共振子(I) およ
び共振子(II)の反共振点で確保するように周波数設定し
た。図６に示すように、本実施例のシュミレーション結
果は、従来の 3IDT 単体の場合に比較して共振子の共振
もしくは反共振点に相当する周波数で明らかに減衰量は
増加している。

【００１７】本実施例で得られた弾性表面波フィルタ装
置の周波数特性の実測値を図７および図８に示す。図７
に示すように、帯域での挿入損失は 3dBにとどまりなが
らも、帯域外減衰量は 20 dBを確保している。また図８
に示すように、この帯域外減衰量は広い周波数帯にわた
って維持されている。その結果、本実施例で得られた弾
性表面波フィルタ装置は十分実用に耐え得ることができ
る。

【００１８】なお、 3IDT やこれに直列および並列に付
加したノッチフィルタの数は、目的とするフィルタ特性
によって任意に選択することができる。また、ノッチフ
ィルタの配列も入力側、出力側に任意に選択することが
できる。さらに基板として36゜Y-X タンタル酸リチウム
（ LiTaO₃）を用いても本実施例と同様な効果を得るこ
とができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の弾性表面波フィルタ装置は、圧
電性基板上に 3個の IDTとその両側に反射器を備えた、
IDTの入出力の少なくとも 1方に、少なくとも 1つ以上
の共振子よりなるノッチフィルタを直列および並列に付
加したので、広帯域で低損失かつ帯域外減衰量を大きく
とることができ、充分な帯域幅と帯域外減衰量を両立さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係わる弾性表面波フィルタ装置の電
極パターン図である。

【図２】共振子(I) 、(II)および(III) が接続されてい
ない場合の周波数特性を示す図である。

【図３】共振子(I) のみの場合の周波数特性シュミレー
ション結果を示す図である。

【図４】共振子(II)のみの場合の周波数特性シュミレー
ション結果を示す図である。

【図５】共振子(III) のみの場合の周波数特性シュミレ
ーション結果を示す図である。

【図６】本実施例の場合の周波数特性を示す図である。

【図７】本実施例の場合の周波数特性の実測値を示す図
である。

【図８】本実施例の場合の広域周波数特性の実測値を示
す図である。

【図９】従来の 2段構成の共振子型フィルタ装置の電極
パターン図である。

【図１０】従来の 2段構成の共振子型フィルタ装置の周
波数特性を示す図である。

【図１１】従来の 1段構成の共振子型フィルタ装置の電
極パターン図である。

【図１２】従来の 1段構成の共振子型フィルタ装置の周
波数特性を示す図である。

【符号の説明】１〜６………パッド、７〜１０………反射器、１１〜１
６……… IDT。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電性基板上に形成された 3個のくし形
変換器とその両側に形成された反射器とを備えた弾性表
面波フィルタ装置において、前記くし形変換器の入出力の少なくとも 1方に、少なく
とも 1つ以上の共振子よりなるノッチフィルタを直列お
よび並列に付加したことを特徴とする弾性表面波フィル
タ装置。
【請求項２】請求項１記載の弾性表面波フィルタ装置
において、前記直列に付加されたノッチフィルタの反共
振周波数は前記くし形変換器の通過帯域内よりも高域側
に、前記並列に付加されたノッチフィルタの共振周波数
は前記くし形変換器の通過帯域内よりも低域側に設定さ
れていることを特徴とする弾性表面波フィルタ装置。