JPH09294046A - トランスバーサル形弾性表面波バンドパスフィルタ - Google Patents
トランスバーサル形弾性表面波バンドパスフィルタInfo
- Publication number
- JPH09294046A JPH09294046A JP10306696A JP10306696A JPH09294046A JP H09294046 A JPH09294046 A JP H09294046A JP 10306696 A JP10306696 A JP 10306696A JP 10306696 A JP10306696 A JP 10306696A JP H09294046 A JPH09294046 A JP H09294046A
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- Japan
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- electrode
- surface acoustic
- acoustic wave
- electrodes
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- Pending
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 トランスバーサル形弾性表面波フィルタにお
いて、ＩＤＴ電極対数を少なくすると周波数帯域幅及び
帯域外減衰量に劣る。また、交差幅を小さくすると、交
差幅重み付けによる帯域外減衰量の増加の効果が得られ
ない。 【解決手段】 温度安定性を高める水晶基板１に形成す
る入力側ＩＤＴ電極２Ａ、２Ｂを正規形電極とし、出力
側ＩＤＴ電極３Ａ、３Ｂを交差幅重み付け電極とし、交
差幅重み付け電極の交差幅Ｗ（ｎ）を以下の関数で決定
する。 Ｗ（ｎ）＝Ｗ・ｓｉｎ（２ｎπ／Ｎ）（ａ・ｃｏｓ（ｎ
π／Ｎ）＋ｂ）／８ Ｗ：最大交差幅、ｎ：電極対の中央を０として両端に向
かった電極部位、 Ｎ：電極対数Ｎ２が奇数では（Ｎ２−１）／２、偶数で
はＮ２／２ ａ、ｂ：定数 また、ＩＤＴ電極対数、交差幅に適切な値を設定した構
造。
いて、ＩＤＴ電極対数を少なくすると周波数帯域幅及び
帯域外減衰量に劣る。また、交差幅を小さくすると、交
差幅重み付けによる帯域外減衰量の増加の効果が得られ
ない。 【解決手段】 温度安定性を高める水晶基板１に形成す
る入力側ＩＤＴ電極２Ａ、２Ｂを正規形電極とし、出力
側ＩＤＴ電極３Ａ、３Ｂを交差幅重み付け電極とし、交
差幅重み付け電極の交差幅Ｗ（ｎ）を以下の関数で決定
する。 Ｗ（ｎ）＝Ｗ・ｓｉｎ（２ｎπ／Ｎ）（ａ・ｃｏｓ（ｎ
π／Ｎ）＋ｂ）／８ Ｗ：最大交差幅、ｎ：電極対の中央を０として両端に向
かった電極部位、 Ｎ：電極対数Ｎ２が奇数では（Ｎ２−１）／２、偶数で
はＮ２／２ ａ、ｂ：定数 また、ＩＤＴ電極対数、交差幅に適切な値を設定した構
造。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランスバーサル
型弾性表面波バンドパスフィルタに関する。
型弾性表面波バンドパスフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に弾性表面波素子は、圧電性基板上
にアルミニウム等の電極材料によりＩＤＴ電極（Inter
Digital Transducer：櫛歯状電極）を形成して弾性表面
波を励振する。また、この励振された弾性表面波を利用
して、フィルタ・共振子・信号処理デバイス等の機能性
素子を構成する。
にアルミニウム等の電極材料によりＩＤＴ電極（Inter
Digital Transducer：櫛歯状電極）を形成して弾性表面
波を励振する。また、この励振された弾性表面波を利用
して、フィルタ・共振子・信号処理デバイス等の機能性
素子を構成する。
【０００３】図６に弾性表面波フィルタの基本構成例を
示す。この形式のフィルタは、一般にトランスバーサル
型フィルタと定義されている。
示す。この形式のフィルタは、一般にトランスバーサル
型フィルタと定義されている。
【０００４】動作原理を簡単に説明する。入力端子より
加えられた電気信号は入力側ＩＤＴ電極２Ａ，２Ｂによ
り音響エネルギーになる弾性表面波に変換される。この
変換された弾性表面波は圧電性基板１上を伝搬し、出力
側ＩＤＴ電極３Ａ，３Ｂにより電気信号に再変換されて
出力端子より電気信号として取り出される。
加えられた電気信号は入力側ＩＤＴ電極２Ａ，２Ｂによ
り音響エネルギーになる弾性表面波に変換される。この
変換された弾性表面波は圧電性基板１上を伝搬し、出力
側ＩＤＴ電極３Ａ，３Ｂにより電気信号に再変換されて
出力端子より電気信号として取り出される。
【０００５】ＩＤＴ電極パターンは、一方（又は両方）
のＩＤＴ電極３Ａ、３Ｂの電極の交差幅に重み付けがな
され、通過周波数帯域外の周波数領域の減衰が十分に取
れるようにパターン形成される。
のＩＤＴ電極３Ａ、３Ｂの電極の交差幅に重み付けがな
され、通過周波数帯域外の周波数領域の減衰が十分に取
れるようにパターン形成される。
【０００６】また、入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ
電極は、電気エネルギーと音響エネルギーの変換に際し
て双方向に音響エネルギーを放出し、基板１の両端に設
ける吸音材４が音響エネルギーを吸収して不要な反射を
無くす。
電極は、電気エネルギーと音響エネルギーの変換に際し
て双方向に音響エネルギーを放出し、基板１の両端に設
ける吸音材４が音響エネルギーを吸収して不要な反射を
無くす。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】バンドパスフィルタに
要求される性能は、主に次の４つがある。
要求される性能は、主に次の４つがある。
【０００８】（１）通過周波数域での低挿入損失、低い
群遅延時間リップル、所望の帯域幅が得られること。
群遅延時間リップル、所望の帯域幅が得られること。
【０００９】（２）通過周波数域外では十分な減衰が得
られること。
られること。
【００１０】（３）温度変化に対しても中心周波数が安
定など特性が安定であること。
定など特性が安定であること。
【００１１】（４）小型、軽量であること。
【００１２】上記の４つの性能を同時に満たすのは非常
に難しく、例えば、小型化のためにはＩＤＴ電極対数を
少なく、交差幅を小さくすれば良いが、ＩＤＴ電極対数
を減らすことは周波数帯域幅及び帯域外減衰量に所望の
ものが得られなくなる。また、交差幅を小さくすると、
弾性表面波の回折の影響により、ＩＤＴ電極の交差幅重
み付けによる帯域外減衰量の増加の効果が得られなくな
り、所望の帯域外減衰量が得られなくなる。
に難しく、例えば、小型化のためにはＩＤＴ電極対数を
少なく、交差幅を小さくすれば良いが、ＩＤＴ電極対数
を減らすことは周波数帯域幅及び帯域外減衰量に所望の
ものが得られなくなる。また、交差幅を小さくすると、
弾性表面波の回折の影響により、ＩＤＴ電極の交差幅重
み付けによる帯域外減衰量の増加の効果が得られなくな
り、所望の帯域外減衰量が得られなくなる。
【００１３】同様に、温度特性を良くするためには、一
般的には水晶基板が使われるが、水晶基板の電気−機械
結合係数が低いため、挿入損失が大きくなる。
般的には水晶基板が使われるが、水晶基板の電気−機械
結合係数が低いため、挿入損失が大きくなる。
【００１４】本発明の目的は、低挿入損失で、しかも帯
域外減衰特性に優れたバンドパスフィルタになるトラン
スバーサル型弾性表面波フィルタを提供することにあ
る。
域外減衰特性に優れたバンドパスフィルタになるトラン
スバーサル型弾性表面波フィルタを提供することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、トランスバーサル形弾性表面波バンドパ
スフィルタにおいて、入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ
電極の一方を正規形電極、他方を交差幅重み付け電極と
し、前記交差幅重み付け電極の交差幅Ｗ（ｎ）を以下の
関数、 Ｗ（ｎ）＝Ｗ・ｓｉｎ（２ｎπ／Ｎ）（ａ・ｃｏｓ（ｎ
π／Ｎ）＋ｂ）／８ Ｗ：最大交差幅 ｎ：電極対の中央を０として両端に向かった電極部位 Ｎ：電極対数Ｎ２が奇数では（Ｎ２−１）／２、偶数で
はＮ２／２ ａ、ｂ：定数 に従って決定した構造を特徴とする。
達成するため、トランスバーサル形弾性表面波バンドパ
スフィルタにおいて、入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ
電極の一方を正規形電極、他方を交差幅重み付け電極と
し、前記交差幅重み付け電極の交差幅Ｗ（ｎ）を以下の
関数、 Ｗ（ｎ）＝Ｗ・ｓｉｎ（２ｎπ／Ｎ）（ａ・ｃｏｓ（ｎ
π／Ｎ）＋ｂ）／８ Ｗ：最大交差幅 ｎ：電極対の中央を０として両端に向かった電極部位 Ｎ：電極対数Ｎ２が奇数では（Ｎ２−１）／２、偶数で
はＮ２／２ ａ、ｂ：定数 に従って決定した構造を特徴とする。
【００１６】また、前記交差重み付け電極は、交差幅Ｗ
（ｎ）≧０となる範囲では傾斜型重み付けとする構造と
特徴とする。
（ｎ）≧０となる範囲では傾斜型重み付けとする構造と
特徴とする。
【００１７】また、前記正規形電極の対数を６０対〜１
００対とし、交差幅重み付け電極の対数を２００〜３０
０対とする構造を特徴とする。
００対とし、交差幅重み付け電極の対数を２００〜３０
０対とする構造を特徴とする。
【００１８】また、前記正規形電極の交差幅Ｗは、フィ
ルタの通過帯域の中心周波数での表面弾性波の波長をλ
としたときに、 Ｗ＝ｃ・λ（４０≦ｃ≦６０） とした構造を特徴とする。
ルタの通過帯域の中心周波数での表面弾性波の波長をλ
としたときに、 Ｗ＝ｃ・λ（４０≦ｃ≦６０） とした構造を特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
弾性表面波フィルタ構成である。本実施形態では、圧電
性基板１として温度特性を良くする水晶基板を用い、入
力側ＩＤＴ電極２Ａ、２Ｂは正規形電極構造とし、出力
側ＩＤＴ電極３Ａ、３Ｂは交差幅重み付け電極構造とす
る。逆に、入力側ＩＤＴ電極２Ａ、２Ｂを交差重み付け
電極とし、出力側ＩＤＴ電極３Ａ、３Ｂを正規形電極と
することでも良い。
弾性表面波フィルタ構成である。本実施形態では、圧電
性基板１として温度特性を良くする水晶基板を用い、入
力側ＩＤＴ電極２Ａ、２Ｂは正規形電極構造とし、出力
側ＩＤＴ電極３Ａ、３Ｂは交差幅重み付け電極構造とす
る。逆に、入力側ＩＤＴ電極２Ａ、２Ｂを交差重み付け
電極とし、出力側ＩＤＴ電極３Ａ、３Ｂを正規形電極と
することでも良い。
【００２０】ここで、交差幅重み付け電極の電極部位ｎ
の交差幅Ｗ（ｎ）は、次の関数に従って決定する。
の交差幅Ｗ（ｎ）は、次の関数に従って決定する。
【００２１】
【数１】Ｗ（ｎ）＝Ｗ・ｓｉｎ（２ｎπ／Ｎ）（ａ・ｃ
ｏｓ（ｎπ／Ｎ）＋ｂ）／８ ここで、Ｗは最大交差幅、電極Ｎは交差重み付け電極の
ＩＤＴ電極対数をＮ２としたときにＮ２が奇数の場合に
は、
ｏｓ（ｎπ／Ｎ）＋ｂ）／８ ここで、Ｗは最大交差幅、電極Ｎは交差重み付け電極の
ＩＤＴ電極対数をＮ２としたときにＮ２が奇数の場合に
は、
【００２２】
【数２】Ｎ＝（Ｎ２−１）／２ とし、Ｎ２が偶数の場合には、
【００２３】
【数３】Ｎ＝Ｎ２／２ とする。
【００２４】また、ｎは、ＩＤＴ電極対数Ｎ２が奇数の
ときには交差幅重み付け電極のＩＤＴ電極対数を端から
数えてＮ＋１対目、つまり、図２に示すように、ＩＤＴ
電極対の中央をｎ＝０として両端に向かってｎ＝１、
２、３、…、Ｎとする。Ｎ２が偶数のときは、図３に示
すように、交差重み付け電極のＩＤＴ電極対を端から数
えてＮ対目をｎ＝１として両端に向かってＮ＝１、２、
３、…、Ｎとする。
ときには交差幅重み付け電極のＩＤＴ電極対数を端から
数えてＮ＋１対目、つまり、図２に示すように、ＩＤＴ
電極対の中央をｎ＝０として両端に向かってｎ＝１、
２、３、…、Ｎとする。Ｎ２が偶数のときは、図３に示
すように、交差重み付け電極のＩＤＴ電極対を端から数
えてＮ対目をｎ＝１として両端に向かってＮ＝１、２、
３、…、Ｎとする。
【００２５】定数ａ，ｂについては、例えば、ａ＋ｂ＝
８、０.８≦ａ≦５を満たす値とする。
８、０.８≦ａ≦５を満たす値とする。
【００２６】上記の条件を満たすＩＤＴ電極構造になる
バンドパスフィルタによれば、比帯域幅１.０〜１.２％
のフィルタ特性をもち、帯域外減衰量を大きくしたトラ
ンスバーサル形弾性表面波フィルタが実現された。
バンドパスフィルタによれば、比帯域幅１.０〜１.２％
のフィルタ特性をもち、帯域外減衰量を大きくしたトラ
ンスバーサル形弾性表面波フィルタが実現された。
【００２７】上記の条件に加えて、重み付けの形状をＷ
（ｎ）≧０となる範囲（図２及び図３を参照）では傾斜
型重み付けとする構造で好ましい結果が得られた。
（ｎ）≧０となる範囲（図２及び図３を参照）では傾斜
型重み付けとする構造で好ましい結果が得られた。
【００２８】また、正規形ＩＤＴ電極と交差重み付けＩ
ＤＴ電極の対数を正規形ＩＤＴ電極を６０対〜１００対
とし、交差幅重み付けＩＤＴ電極を２００〜３００対と
する構造で好ましい結果が得られた。
ＤＴ電極の対数を正規形ＩＤＴ電極を６０対〜１００対
とし、交差幅重み付けＩＤＴ電極を２００〜３００対と
する構造で好ましい結果が得られた。
【００２９】さらに、正規形ＩＤＴ電極の交差幅Ｗは、
フィルタの通過帯域の中心周波数での表面弾性波の波長
をλとしたときに、
フィルタの通過帯域の中心周波数での表面弾性波の波長
をλとしたときに、
【００３０】
【数４】Ｗ＝ｃ・λ（４０≦ｃ≦６０） とした構造で好ましい結果が得られた。
【００３１】本発明に基づいた実験として、バンドパス
フィルタの特性を図４及び図５に示す。図４は、中心周
波数１１２.３２ＭＨZの周波数特性であり、低挿入損失
で帯域外減衰量を十分に大きくした特性が得られた。図
５は、中心周波数付近を拡大した周波数特性と遅延時間
リップルを示す。
フィルタの特性を図４及び図５に示す。図４は、中心周
波数１１２.３２ＭＨZの周波数特性であり、低挿入損失
で帯域外減衰量を十分に大きくした特性が得られた。図
５は、中心周波数付近を拡大した周波数特性と遅延時間
リップルを示す。
【００３２】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のトランスバーサ
ル形弾性表面波バンドパスフィルタによれば、適切なＩ
ＤＴ電極交差幅重み付け、さらにはＩＤＴ電極対数によ
り、低挿入損失かつ帯域外減衰量を高めたバンドパスフ
ィルタ特性が実現される。
ル形弾性表面波バンドパスフィルタによれば、適切なＩ
ＤＴ電極交差幅重み付け、さらにはＩＤＴ電極対数によ
り、低挿入損失かつ帯域外減衰量を高めたバンドパスフ
ィルタ特性が実現される。
【００３３】また、圧電性基板に水晶基板を用いること
により、温度による周波数特性の変動の少ないバンドパ
スフィルタが実現される。
により、温度による周波数特性の変動の少ないバンドパ
スフィルタが実現される。
【図１】本発明の実施形態を示すトランスバーサル形弾
性表面波フィルタの構成図。
性表面波フィルタの構成図。
【図２】実施形態における対数Ｎ２が奇数の場合の交差
幅重み付けＩＤＴ部構造。
幅重み付けＩＤＴ部構造。
【図３】実施形態における対数Ｎ２が偶数の場合の交差
幅重み付けＩＤＴ部構造。
幅重み付けＩＤＴ部構造。
【図４】本発明に基づいた実験結果を示すフィルタの周
波数特性図。
波数特性図。
【図５】本発明に基づいた実験結果を示すフィルタの周
波数特性と遅延時間特性図。
波数特性と遅延時間特性図。
【図６】従来のトランスバーサル形弾性表面波フィルタ
の構成図。
の構成図。
１…圧電性基板 ２Ａ、２Ｂ…入力側ＩＤＴ電極 ３Ａ、３Ｂ…出力側ＩＤＴ電極 ４…吸音板
Claims (4)
- 【請求項１】 トランスバーサル形弾性表面波バンドパ
スフィルタにおいて、 入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ電極の一方を正規形電
極、他方を交差幅重み付け電極とし、 前記交差幅重み付け電極の交差幅Ｗ（ｎ）を以下の関
数、 Ｗ（ｎ）＝Ｗ・ｓｉｎ（２ｎπ／Ｎ）（ａ・ｃｏｓ（ｎ
π／Ｎ）＋ｂ）／８ Ｗ：最大交差幅 ｎ：電極対の中央を０として両端に向かった電極部位 Ｎ：電極対数Ｎ２が奇数では（Ｎ２−１）／２、偶数で
はＮ２／２ ａ、ｂ：定数 に従って決定した構造を特徴とするトランスバーサル形
弾性表面波バンドパスフィルタ。 - 【請求項２】 前記交差重み付け電極は、交差幅Ｗ
（ｎ）≧０となる範囲では傾斜型重み付けとする構造と
特徴とする請求項１記載のトランスバーサル形弾性表面
波バンドパスフィルタ。 - 【請求項３】 前記正規形電極の対数を６０対〜１００
対とし、交差幅重み付け電極の対数を２００〜３００対
とする構造を特徴とする請求項１又は２の何れか１に記
載のトランスバーサル形弾性表面波バンドパスフィル
タ。 - 【請求項４】 前記正規形電極の交差幅Ｗは、フィルタ
の通過帯域の中心周波数での表面弾性波の波長をλとし
たときに、 Ｗ＝ｃ・λ（４０≦ｃ≦６０） とした構造を特徴とする請求項１乃至３記載の何れか１
に記載のトランスバーサル形弾性表面波バンドパスフィ
ルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306696A JPH09294046A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | トランスバーサル形弾性表面波バンドパスフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306696A JPH09294046A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | トランスバーサル形弾性表面波バンドパスフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09294046A true JPH09294046A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=14344302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10306696A Pending JPH09294046A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | トランスバーサル形弾性表面波バンドパスフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09294046A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007060108A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Fujitsu Media Device Kk | 弾性表面波装置 |
| JP2013012883A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Kyocera Corp | 弾性波素子およびそれを用いた弾性波装置 |
| JP2017228841A (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 株式会社弾性波デバイスラボ | 弾性表面波変換器、弾性表面波フィルタおよび弾性表面波フィルタの製造方法 |
-
1996
- 1996-04-25 JP JP10306696A patent/JPH09294046A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007060108A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Fujitsu Media Device Kk | 弾性表面波装置 |
| JP2013012883A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Kyocera Corp | 弾性波素子およびそれを用いた弾性波装置 |
| JP2017228841A (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 株式会社弾性波デバイスラボ | 弾性表面波変換器、弾性表面波フィルタおよび弾性表面波フィルタの製造方法 |
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