トランスバーサルＳＡＷフィルタ
【課題】 トランスバーサルＳＡＷフィルタの帯域幅を拡大すると共に減衰傾度を急峻にする手段を得る。
【解決手段】 トランスバーサルＳＡＷフィルタのＩＤＴ電極の少なくとも１つを電極間引き法を用いてメインローブ、第１サイドローブ及び第２サイドローブで形成し、メインローブの基本区間数をＬ、メインローブを置換する逆方向ＳＰＵＤＴの区間数をＮ１とするとき、０．０８Ｌ＜Ｎ１＜０．６Ｌの範囲内に選ぶ。
【解決手段】 トランスバーサルＳＡＷフィルタのＩＤＴ電極の少なくとも１つを電極間引き法を用いてメインローブ、第１サイドローブ及び第２サイドローブで形成し、メインローブの基本区間数をＬ、メインローブを置換する逆方向ＳＰＵＤＴの区間数をＮ１とするとき、０．０８Ｌ＜Ｎ１＜０．６Ｌの範囲内に選ぶ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はトランスバーサルＳＡＷフィルタに関し、特に帯域幅を拡大すると共に減衰傾度を急峻にしたトランスバーサルＳＡＷフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＳＡＷデバイスは通信分野で広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから特に携帯電話等に多く用いられている。上記ＳＡＷデバイスの一つにトランスバーサルＳＡＷフィルタがあり、図１６は正規型電極を用いた例を示す概略図構成図であって、圧電基板１１の主面上に表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極１２と、所定の間隔を空けてＩＤＴ電極１３を配置して構成する。ＩＤＴ電極１２、１３はそれぞれ互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電極から構成し、ＩＤＴ電極１２の一方のくし形電極は入力端子IN_1に接続すると共に、他方のくし形電極は入力端子IN_2に接続する。さらに、ＩＤＴ電極１３の一方のくし形電極は出力端子OUT_1に接続すると共に、他方のくし形電極は出力端子OUT_2に接続する。
【０００３】正規型ＩＤＴ電極のトランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性は、周知のように通過帯域幅Ｂ＝０．８８／Ｎ（Ｎは電極指対数）であり、その中心周波数を頂点とする丸みを帯びた特性となる。また、サイドローブの抑圧レベルは２６ｄＢとなる。正規型ＩＤＴ電極特有の丸みのある通過域特性をより平坦にする手法として、ＩＤＴ電極１２、１３のいずれかに重み付けする方法があり、表面波の励振強度が伝搬方向の位置の関数となるように重み付けを行う手法である。重み付け法は大別して、ＩＤＴ電極の交差長Ｗを変化させて重み付けをする方法（アポダイズ法）と、交差長Ｗは一定とし励振強度を変えることによる重み付け法の２つの手法がある。アポダイズ法の特徴は比較的容易に正確な重み付けができるが、交差長Ｗの小さな部分で回折損が大きくなり、挿入損失が劣化するという欠点がある。一方、励振強度を変える手法の１つに電極間引き法があり、アポダイズ法の長所、短所と逆の関係になる。
【０００４】ここで、ＩＤＴ電極の重み付け法であるアポダイズ法と電極間引き法について簡単に説明する。アポダイズ法は、フィルタの伝送特性をフーリエ逆変換したときフーリエ係数からＩＤＴ電極の交差長を決める重み付け方法であり、メインローブ、第１サイドローブ、第２サイドローブ、・・等から構成される。最近では、さらに設計精度を向上させたRemez Exchangeアルゴリズムを用いて設計するようになり、ここでは第２サイドローブまでで打ち切る手法を取る。図１８（ａ）は上記手法に基づき交差長に包絡線状の重み付けを施したＩＤＴ電極の概略構成図である。
【０００５】一方、電極間引き法は、上記の手法で設計されたＩＤＴ電極のメインローブの交差長の最長のものを基準化し、周知の手順によって電極指の在るなしを決定するものであって、図１８（ｂ）は同図（ａ）と等価な特性を間引き電極により形成したものである。同図（ａ）において包絡線の値が大きな位置では同図（ｂ）における電極指の配列が密になり、同図（ａ）において包絡線の値が小さな位置では同図（ｂ）における電極指の配列が粗になっている。しかし実際のＩＤＴ電極構成においては例えば、電極指が在る位置には励振可能なＩＤＴ電極を配設し、電極指が無い位置には、励振作用のない電極を配設することになる。
【０００６】ここで励振可能なＩＤＴ電極と励振作用のないＩＤＴ電極について、数例を挙げて説明すると、図１７１７（ａ）に示したＩＤＴ電極基本区間は３／８λ幅の電極指と、２つの１／８λ幅の電極指とから構成された一方向性トランスデューサ（EWC-SPUDT）であり、図中矢印方向（順方向）への反射作用を有する。尚、λは１波長に相当し、基本区間とは１波長分のＩＤＴ電極構成のことである。同図（ｂ）に示す電極構成の基本区間は励振作用はあるが、一方向反射は有しない。同図（ｃ）に示す構成の基本区間電極は励振作用はないが、図の矢印方向への反射作用を有する。同図（ｄ）は１／８λの電極が同じ極性の電極にのみ接続された構造であり、励振、反射の作用とも有しない。同図（ｅ）の構成の基本区間電極は（ａ）の電極と対称であり、励振作用と図中矢印方向（逆方向）への一方向性を有する。また、同図（ｆ）に示す構成の 基本区間電極は励振作用は有しないが、矢印方向への一方向性（逆方向）の反射作用を有する。図１７（ａ）、（ｃ）の電極構成を順方向ＳＰＵＤＴ、同図（ｅ）、（ｆ）の電極構成を逆方向ＳＰＵＤＴと称することにする。
【０００７】以下、図１８（ｂ）を上記基本区間を用いて構成したものについて説明する。尚、図１８（ａ）のＩＤＴ電極は中心に対して対称であるので、中心より左半分のみを説明すれば十分である。図１８（ｂ）に示すＩＤＴ電極のメインローブには図１７の基本区間ａ、ｂ、ｃ、ｄが配置され、それぞれ１２、２７、２、３２個の基本区間から構成されている。更に、第１サイドローブは図１７の基本区間ｂ、ｄがそれぞれ１３、５７個配置し、第２サイドローブは基本区間ｂ、ｄがそれそれ２、１個から構成されている。図１８（ｂ）と正規型ＩＤＴ電極１２６対からなるトランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性は図１９に示すような濾波特性となり、Ａは通過帯域の拡大図（右端の縦軸）、Ｂはフィルタ全体の伝送特性である。
【０００８】トランスバーサルＳＡＷフィルタを例えば図１７示した６種類の基本区間を用いて設計するに際し、現在のところ完全な設計アルゴリズムは確立されていない。例えば、励振用ＩＤＴ電極の基本区間の種類とその区間数を経験値から選択し、シミュレーションにより確認しながら所望の伝送特性が得られるまで、カットアンドトライを繰り返していた。
【０００９】一方、上記とは別の手法によってトランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性を改善したものがいくつか提案されている。例えば米国特許5,703,427号にはＤＡＲＴ（Distributed Acoustic Reflection Transducer）電極を用いたトランスバーサルＳＡＷフィルタが開示されている。ＤＡＲＴ電極とは一方向の励振可能なＩＤＴ電極であって、この発明によるトランスバーサルＳＡＷフィルタは、図２０に示すように１個のＩＤＴ電極の中に反射方向の互いに異なるＩＤＴ電極指を３つのグループに分けて配置したもので、順方向＋Ｒ（前記米国特許では図中左方向を順方向となっている）に反射方向を持つＤＡＲＴ型ＩＤＴの基本区間を５０λ、逆方向−Ｒ（図中右方向）に反射方向を持つＤＡＲＴ型ＩＤＴの基本区間を４０λ、更に順方向のＤＡＲＴ型ＩＤＴ基本区間を２０λ配置したＩＤＴ電極を用いて、トランスバーサルＳＡＷフィルタを構成した例とその伝送特性が開示されている。このフィルタはこれまでに報告されている電極間引き法を用いたフィルタに比べ挿入損失が７．４ｄＢから６．５ｄＢに減少すること、群遅延時間が２００ｎｓから１００ｎｓに半減すること、第２のサイドローブの減衰が大きくなること、さらに通過帯域が広がることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のアポダイズ法あるいは電極間引き法を用いたトランスバーサルＳＡＷフィルタにおいては、ＣＤＭＡ方式のような新しいディジタル携帯電話のＩＦフィルタに用いるには帯域幅が不足し、減衰傾度が不充分であるという問題があった。また、上記の米国特許発明においては順方向反射のＩＤＴ基本区間（順方向ＳＰＵＤＴ）と逆方向反射のＩＤＴ基本区間（逆方向ＳＰＵＤＴ）をどのように配置すれば、通過帯域幅が広くなるかが明らかにされておらず、実施例に示された＋Ｒ＝５０λ、−Ｒ＝４０λ、＋Ｒ＝２０λ以外の条件にてフィルタを構成するためには、カットアンドトライを繰り返すしかなく、実質的にはこの手法により広帯域なフィルタを実現することはできないという問題があった。本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、通過帯域幅を最大にすると共に減衰傾度を急峻にしたトランスバーサルＳＡＷフィルタを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの請求項１記載の発明は、圧電基板の主面上に表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴ電極を配置して構成するトランスバーサルＳＡＷフィルタにおいて、前記ＩＤＴ電極の少なくとも１つに電極間引き法を用いてメインローブ、第１サイドローブ及び第２サイドローブの重みづけを施すと共に前記メインローブの基本区間数をＬとし、該メインローブを置換する逆方向ＳＰＵＤＴの区間数をＮ１とするとき、０．０８Ｌ＜Ｎ１＜０．６Ｌとしたことを特徴とするトランスバーサルＳＡＷフィルタである。請求項２記載の発明は、前記第１サイドローブに配置する順方向ＳＰＵＤＴの区間数Ｎ２としたとき、０＜Ｎ２＜Ｎ１としたことを特徴とする請求項１記載のトランスバーサルＳＡＷフィルタである。請求項３記載の発明は、第２サイドローブを逆方向ＳＰＵＤＴで置換したことを特徴とする請求項１または２記載のトランスバーサルＳＡＷフィルタである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの電極構成を示す平面図であって、圧電基板１の主面上に表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極２と所定の間隔を空けてＩＤＴ電極３を配置する。ＩＤＴ電極１２の一方のくし形電極は入力端子IN_1に接続すると共に、他方のくし形電極は入力端子IN_2に接続する。さらに、ＩＤＴ電極３の一方のくし形電極は出力端子OUT_1に接続すると共に、他方のくし形電極は出力端子OUT_2に接続する。ＩＤＴ電極２はトランスバーサルＳＡＷフィルタの所望の周波数特性を得るべく、メインローブ、第１サイドローブ、第２サイドローブの重みづけを電極間引き法を用いて施したものである。また、図１（ａ）ではＩＤＴ電極３に１２６対からなる正規型ＩＤＴを用いている。図１（ｂ）は本発明に係るＩＤＴ電極２の詳細な構成例を示したもので、中心に対して対称であるので左半分のみを示す。同図（ａ）の図中左端から順番に位置を示す番号を付け、その位置に配置するＩＤＴ電極の基本区間（ＩＤＴパターン）の種類と区間数を示した図である。ＩＤＴパターンのａ〜ｆは図１７（ａ）〜（ｆ）に示したパターンに対応する。ここで７０〜２８までがメインローブ、２７から３までが第１サイドローブ、２〜１までが第２サイドローブであって、メインローブの区間数７３に対して逆方向ＳＰＵＤＴであるパターン（ｆ）の区間数３５と、第１サイドローブに区間数２３の順方向ＳＰＵＤＴと、第２サイドローブに区間数３の逆方向ＳＰＵＤＴを配置している。このように構成したことによって図１４に示すような帯域幅１．２３ＭＨｚ以上と広帯域で減衰量の急峻なフィルタを実現することができる。後述するように種々のシミュレーション、実験によりメインローブの区間数をＬとし、メインローブに含まれる逆方向ＳＰＵＤＴの区間数をＮ１とするとき、０．０８Ｌ＜Ｎ１＜０．６Ｌの範囲とすると広帯域且つ、減衰特性の急峻なフィルタを実現することが判った。
【００１３】本発明に至った経緯を順を追って説明する。また、本発明に係るシミュレーションは電極間引き法を用いて行ったものであるが、内容を分かりやすくするため等価なアポダイズ法の包絡線を対比しながら説明する。始めに図１８（ｂ）に示した電極間引き法によるＩＤＴ電極を従来の手法により逆方向ＳＰＵＤＴを含まない基本区間を用いて構成する。次に、図中左端（第２サイドローブ）より順に基本区間数４個毎に図１７（ｅ）の逆方向ＳＰＵＤＴで置換し、その伝送特性をシミュレーションより求めた。図２は置換した位置とその時の伝送特性の５ｄＢ帯域幅と、３３ｄＢ帯域幅の帯域増加率Ｂ５、Ｂ３３を示したものであり、置換する前のＩＤＴ電極構成で得られた５ｄＢ帯域幅と、３３ｄＢ帯域幅を基準値として、置換後の値と基準値との差を基準値で除したものである。また、位置は図１８（ｂ）の左端を０としている。なお、図２には重み付けの曲線α（図１８（ａ）の包絡線）も合わせて示している。図２のＢ５から明らかなように、メインローブと第２サイドローブにおいては逆方向ＳＰＵＤＴで置換することにより５ｄＢ帯域幅が増加するが、第１サイドローブでは逆に帯域幅が狭まることが分かる。更に図１８（ｂ）のＩＤＴ電極構成において、電極の左端から順に逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間２０個で置換していき、そのときのトランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性を計算した。５ｄＢ、３３ｄＢにおける帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３を示したものが図３である。図２と同様に第２サイドローブの電極指を置換した場合と、メインローブの電極指を置換した場合にＢ５が増大することが分かる。また、Ｂ３３は比較的帯域幅の変化が少ないことが理解できる。逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間４個で置換した場合は、５ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５が最大で２％程度であったのに対し、基本区間２０個で置換した場合は、最大でほぼ８％に達することが分かった。
【００１４】以上の結果を踏まえて、メインローブ、第１サイドローブ、第２サイドローブに分けて、更に詳細に検討する。上述の結果から最も広帯域化に寄与するのはメインローブと推測されるので、まずメインローブについて検討する。図１８（ｂ）に示す電極構成のメインローブの図中左端から所定の区間数を逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合、置換する基本区間数とトランスバーサルＳＡＷフィルタの５ｄＢ、３３ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３をシミュレーションで求めた。図４はその結果を示す図で、５ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５は、置換した基本区間数にほぼ比例して増加するが、Ｂ３３は一旦減少して区間数３０をピークとして増加することが分かった。図５は、図１８（ｂ）の電極構成でメインローブの図中左端から中央方向に向かって３０区間を、逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合の伝送特性であって、Ａは通過帯域の拡大図で右の縦軸に減衰量を示し、Ｂは全体の減衰特性であり、左の縦軸に示してある。同図から明らかなように帯域幅が広く、急峻な減衰特性が得られるものの通過帯域のほぼ中央に約２ｄＢ程度の大きなリップルが生じる。図４のＰは置換基本区間数に対するリップルの大きさを示したものであって置換した区間数が増えるほどリップルも増大することがわかる。そこで、このリップルを抑圧すべく今度は第１サイドローブに注目した。図６は、逆方向ＳＰＵＤＴを３０区間だけ置換したＩＤＴ電極において、第１サイドローブの図中右端から所定の区間数を順方向ＳＰＵＤＴで置換した場合、基本区間数の増加とリップルＰ、５ｄＢ、３３ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関係を示した図である。
【００１５】図５から明らかなように、メインローブの電極指を３０区間の逆方向ＳＰＵＤＴで置換したＩＤＴ電極ではリップルＰが約２ｄＢあり、そのピーク（極大値）の間隔は約６６０ｋＨｚであった。これに対し第１サイドローブの右端から置換する順方向ＳＰＵＤＴの基本区間を順次増加すると前記リップルの間に新たなリップルが発生し、そのピーク間隔は２５０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚとなった。この通過帯域中央に発生した新たなリップルが前記外側に生じたリップルの凹みを補正し、通過帯域を平坦化するように作用することが分かった。例えば、第１サイドローブの右端より２０区間を順方向ＳＰＵＤＴで置換した場合には伝送特性が図７のようになり、リップルはほぼ０．２ｄＢと大幅に小さくすることができた。このとき順方向ＳＰＵＤＴによるリップル間隔は約２４０ｋＨｚであり、前記逆方向ＳＰＵＤＴによるリップル間隔約６６０ｋＨｚの内側にあり、この２つのリップルが互いに打ち消すように重なりあい、結果としてフィルタのリップルが小さくなるように作用する。即ち、リップルＰの極大値の間隔は２１０ｋＨｚ、２４０ｋＨｚ、２１０ｋＨｚとなり、ほぼ等間隔に極大点が配値されるようになる。図６から明らかなように、第１サイドローブで置換する順方向ＳＰＵＤＴの基本区間数を増加すると、除々にリップルが減少し、基本区間が２０個となったところで極小となり、さらに増加させるとフィルタのリップルは増大していくことが確認された。
【００１６】さらに、メインローブの左端から中央に連続して配置する逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数と、第１サイドローブの右端から左端にかけて配置する順方向ＳＰＵＤＴの基本区間数とを種々組み合わせて、トランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性をシミュレーションより求めた。図８はその結果の一部をまとめたものであって、縦軸には第１サイドローブで置換する順方向ＳＰＵＤＴの区間数と５ｄＢ帯域幅増加率（％）を併記し、右端の縦軸にはリップル（ｄＢ）を表示している。この図に示すように、フィルタのリップルを小さく維持するには、第１サイドローブにおける順方向ＳＰＵＤＴの基本区間数Ｎ２は、メインローブに配置する逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数Ｎ１の６０％〜７０％とすべきであることが確かめられた。図９はメインローブにおいてメインローブ全体の基本区間数Ｌに対する逆方向ＳＰＵＤＴにて置換した基本区間数Ｎ１の割合とそのときのフィルタのリップルとの関係を示した図である。この図から明らかなように、メインローブに配設する逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数が多くなると、これによって発生するリップルの凹みが、第１サイドローブに配置する順方向ＳＰＵＤＴにより生ずる内側のリップルによって補正することがでないほど大きなものとなる。例えばメインローブ全体の基本区間数７３のうち逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数を４０とした場合、これにより生じるリップルの凹みを補正するために必要となる第１サイドローブの順方向ＳＰＵＤＴの基本区間数は２６区間となるが、図９に示すようにリップルの補正限界を越えるためリップルを小さくすることができない。よって、リップルを１ｄＢより低く抑えるためには上記の割合を６０％以下とすべきであり、望ましくは４５％以下に設定すべきであろう。
【００１７】次に、図１８（ｂ）のＩＤＴ電極の第２サイドローブから第１サイドローブにわたって電極指を逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合を考える。図１１は前記第２サイドローブの図中左端より逆方向ＳＰＵＤＴで置換する基本区間数を増加させたとき、リップルＰ、帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３の関係を示した図である。同図より通過帯域幅は最大で１％程度であるが増加することも確かめられた。また、図１２は置換する逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数とこの逆方向ＳＰＵＤＴで生じるリップルのピークの周波数間隔との関係を示す図である。この図より第２サイドローブから第１サイドローブにかけて逆方向ＳＰＵＤＴを配置することにより、リップルのピーク間隔が３００ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの範囲で生ずることが分かった。第２サイドローブから第１サイドローブにかけて電極指を逆方向ＳＰＵＤＴで置換することにより生じたリップルは、メインローブの電極指を逆方向ＳＰＵＤＴで置換の際に生じるリップルの凹みを補正するために用いることが可能である。
【００１８】以上の検討結果を総合すると、図１３は図１８（ｂ）の電極構成のメインローブ左端から３５区間を逆方向ＳＰＵＤＴに、第１サイドローブの右端から２３区間を順方向ＳＰＵＤＴにそれぞれ置換した場合の伝送特性である。図１４は上記に加え第２サイドローブの左端から３区間を逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合の伝送特性である。リップルがより平坦になっていることが分かる。
【００１９】図１４で示したシミュレーション結果を実験的に確かめるため、トランスバーサルＳＡＷフィルタの試作を行った。図１５は試作したフィルタの特性を示すものであって、同図（ａ）は通過帯域特性Ａと群遅延時間τが、同図（ｂ）には減衰特性を含む伝送特性が示されており、その中心周波数は１１１．８５ＭＨｚ、５ｄＢ帯域幅は１．２３ＭＨｚ、３３ｄＢ帯域幅は１．８ＭＨｚ以下、リップル０．２ｄＢ、挿入損失１２．５ｄＢ、群遅延時間は０．６μｓであった。同図から明らかなように試作したものにおいても、広帯域且つ急峻な減衰特性を有し、通過域のリップルの少ない平坦な特性が実現できることを確認した。
【００２０】以上の説明では入力側のＩＤＴ電極に電極間引き法を用い、出力側のＩＤＴ電極に正規型を用いて、入力側のＩＤＴ電極に対して図１７に示す種々の基本区間で置換した場合の諸特性について説明したが、本発明はこれのみに限定することなく出力側ＩＤＴ電極に電極間引き法を用い、ＳＰＵＤＴ電極等の一方向性電極で置換してもよい。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成したので、トランスバーサルＳＡＷフィルタの通過帯域幅（５ｄＢ）を拡大すると共に減衰帯域幅（３３ｄＢ）をほぼ維持する結果、減衰傾度を大幅に急峻にすることが可能となり、ディジタル携帯電話等で要求されている性能を実現可能としたという優れた効果を奏す。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの電極構成を示す平面図、（ｂ）ＩＤＴ電極の詳細な構成を説明する図である。
【図２】入力側ＩＤＴ電極を逆方向ＳＰＵＤＴ４区間で置換するとき、その位置と５ｄＢ、３３ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図３】入力側ＩＤＴ電極を逆方向ＳＰＵＤＴ２０区間で置換するとき、その位置と５ｄＢ、３３ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図４】入力側ＩＤＴ電極を逆方向ＳＰＵＤＴで置換するとき、その置換区間数とリップルＰ、帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図５】入力側ＩＤＴ電極を逆方向ＳＰＵＤＴ３０区間で置換した場合の伝送特性である。
【図６】第１サイドローブに順方向ＳＰＵＤＴで置換した場合、置換区間数とリップルＰ、帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図７】メインローブを逆方向ＳＰＵＤＴ、第１サイドローブを順方向ＳＰＵＤＴで置換した場合の伝送特性を示す図である。
【図８】メインローブを逆方向ＳＰＵＤＴ、第１サイドローブを順方向ＳＰＵＤＴで置換した場合、それぞれの区間数とリップルＰ、帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図９】メインローブで置換する逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数に対するメインローブの基本区間数の割合とリップルの関係を示す図である。
【図１０】メインローブを逆方向ＳＰＵＤＴ４０区間、第１サイドローブを順方向ＳＰＵＤＴ２６区間で置換した場合の伝送特性である。
【図１１】第２サイドローブを逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合のリップルＰ、帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図１２】第２サイドローブを逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合、そお区間数と生ずるリップルのピーク間隔との関連を示す図である。
【図１３】メインローブを逆方向ＳＰＵＤＴ３５区間、第１サイドローブを順方向ＳＰＵＤＴ２３区間で置換した場合の伝送特性である。
【図１４】図１３の諸定数に加え、第２サイドローブを逆方向ＳＰＵＤＴ３区間で置換したときの伝送特性である。
【図１５】試作したトランスバーサルＳＡＷフィルタの（ａ）通過域特性、群遅延時間特性と、（ｂ）は減衰特性である。
【図１６】従来のトランスバーサルＳＡＷフィルタの構成を示す平面図である。
【図１７】（ａ）から（ｆ）はＩＤＴ電極の基本区間（１λ）の構成を示す平面図である。
【図１８】（ａ）アポダイズ法と（ｂ）電極間引き法を説明する図である。
【図１９】従来のトランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性を示す図である。
【図２０】米国特許5,703,427号の図１０の構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・ 圧電基板
２、３・・ＩＤＴ電極
IN_1、IN_2・・入力端子
OUT_1、OUT_2・・出力端子
ｎ・・ＩＤＴパターンが配置される位置
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はトランスバーサルＳＡＷフィルタに関し、特に帯域幅を拡大すると共に減衰傾度を急峻にしたトランスバーサルＳＡＷフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＳＡＷデバイスは通信分野で広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから特に携帯電話等に多く用いられている。上記ＳＡＷデバイスの一つにトランスバーサルＳＡＷフィルタがあり、図１６は正規型電極を用いた例を示す概略図構成図であって、圧電基板１１の主面上に表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極１２と、所定の間隔を空けてＩＤＴ電極１３を配置して構成する。ＩＤＴ電極１２、１３はそれぞれ互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電極から構成し、ＩＤＴ電極１２の一方のくし形電極は入力端子IN_1に接続すると共に、他方のくし形電極は入力端子IN_2に接続する。さらに、ＩＤＴ電極１３の一方のくし形電極は出力端子OUT_1に接続すると共に、他方のくし形電極は出力端子OUT_2に接続する。
【０００３】正規型ＩＤＴ電極のトランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性は、周知のように通過帯域幅Ｂ＝０．８８／Ｎ（Ｎは電極指対数）であり、その中心周波数を頂点とする丸みを帯びた特性となる。また、サイドローブの抑圧レベルは２６ｄＢとなる。正規型ＩＤＴ電極特有の丸みのある通過域特性をより平坦にする手法として、ＩＤＴ電極１２、１３のいずれかに重み付けする方法があり、表面波の励振強度が伝搬方向の位置の関数となるように重み付けを行う手法である。重み付け法は大別して、ＩＤＴ電極の交差長Ｗを変化させて重み付けをする方法（アポダイズ法）と、交差長Ｗは一定とし励振強度を変えることによる重み付け法の２つの手法がある。アポダイズ法の特徴は比較的容易に正確な重み付けができるが、交差長Ｗの小さな部分で回折損が大きくなり、挿入損失が劣化するという欠点がある。一方、励振強度を変える手法の１つに電極間引き法があり、アポダイズ法の長所、短所と逆の関係になる。
【０００４】ここで、ＩＤＴ電極の重み付け法であるアポダイズ法と電極間引き法について簡単に説明する。アポダイズ法は、フィルタの伝送特性をフーリエ逆変換したときフーリエ係数からＩＤＴ電極の交差長を決める重み付け方法であり、メインローブ、第１サイドローブ、第２サイドローブ、・・等から構成される。最近では、さらに設計精度を向上させたRemez Exchangeアルゴリズムを用いて設計するようになり、ここでは第２サイドローブまでで打ち切る手法を取る。図１８（ａ）は上記手法に基づき交差長に包絡線状の重み付けを施したＩＤＴ電極の概略構成図である。
【０００５】一方、電極間引き法は、上記の手法で設計されたＩＤＴ電極のメインローブの交差長の最長のものを基準化し、周知の手順によって電極指の在るなしを決定するものであって、図１８（ｂ）は同図（ａ）と等価な特性を間引き電極により形成したものである。同図（ａ）において包絡線の値が大きな位置では同図（ｂ）における電極指の配列が密になり、同図（ａ）において包絡線の値が小さな位置では同図（ｂ）における電極指の配列が粗になっている。しかし実際のＩＤＴ電極構成においては例えば、電極指が在る位置には励振可能なＩＤＴ電極を配設し、電極指が無い位置には、励振作用のない電極を配設することになる。
【０００６】ここで励振可能なＩＤＴ電極と励振作用のないＩＤＴ電極について、数例を挙げて説明すると、図１７１７（ａ）に示したＩＤＴ電極基本区間は３／８λ幅の電極指と、２つの１／８λ幅の電極指とから構成された一方向性トランスデューサ（EWC-SPUDT）であり、図中矢印方向（順方向）への反射作用を有する。尚、λは１波長に相当し、基本区間とは１波長分のＩＤＴ電極構成のことである。同図（ｂ）に示す電極構成の基本区間は励振作用はあるが、一方向反射は有しない。同図（ｃ）に示す構成の基本区間電極は励振作用はないが、図の矢印方向への反射作用を有する。同図（ｄ）は１／８λの電極が同じ極性の電極にのみ接続された構造であり、励振、反射の作用とも有しない。同図（ｅ）の構成の基本区間電極は（ａ）の電極と対称であり、励振作用と図中矢印方向（逆方向）への一方向性を有する。また、同図（ｆ）に示す構成の 基本区間電極は励振作用は有しないが、矢印方向への一方向性（逆方向）の反射作用を有する。図１７（ａ）、（ｃ）の電極構成を順方向ＳＰＵＤＴ、同図（ｅ）、（ｆ）の電極構成を逆方向ＳＰＵＤＴと称することにする。
【０００７】以下、図１８（ｂ）を上記基本区間を用いて構成したものについて説明する。尚、図１８（ａ）のＩＤＴ電極は中心に対して対称であるので、中心より左半分のみを説明すれば十分である。図１８（ｂ）に示すＩＤＴ電極のメインローブには図１７の基本区間ａ、ｂ、ｃ、ｄが配置され、それぞれ１２、２７、２、３２個の基本区間から構成されている。更に、第１サイドローブは図１７の基本区間ｂ、ｄがそれぞれ１３、５７個配置し、第２サイドローブは基本区間ｂ、ｄがそれそれ２、１個から構成されている。図１８（ｂ）と正規型ＩＤＴ電極１２６対からなるトランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性は図１９に示すような濾波特性となり、Ａは通過帯域の拡大図（右端の縦軸）、Ｂはフィルタ全体の伝送特性である。
【０００８】トランスバーサルＳＡＷフィルタを例えば図１７示した６種類の基本区間を用いて設計するに際し、現在のところ完全な設計アルゴリズムは確立されていない。例えば、励振用ＩＤＴ電極の基本区間の種類とその区間数を経験値から選択し、シミュレーションにより確認しながら所望の伝送特性が得られるまで、カットアンドトライを繰り返していた。
【０００９】一方、上記とは別の手法によってトランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性を改善したものがいくつか提案されている。例えば米国特許5,703,427号にはＤＡＲＴ（Distributed Acoustic Reflection Transducer）電極を用いたトランスバーサルＳＡＷフィルタが開示されている。ＤＡＲＴ電極とは一方向の励振可能なＩＤＴ電極であって、この発明によるトランスバーサルＳＡＷフィルタは、図２０に示すように１個のＩＤＴ電極の中に反射方向の互いに異なるＩＤＴ電極指を３つのグループに分けて配置したもので、順方向＋Ｒ（前記米国特許では図中左方向を順方向となっている）に反射方向を持つＤＡＲＴ型ＩＤＴの基本区間を５０λ、逆方向−Ｒ（図中右方向）に反射方向を持つＤＡＲＴ型ＩＤＴの基本区間を４０λ、更に順方向のＤＡＲＴ型ＩＤＴ基本区間を２０λ配置したＩＤＴ電極を用いて、トランスバーサルＳＡＷフィルタを構成した例とその伝送特性が開示されている。このフィルタはこれまでに報告されている電極間引き法を用いたフィルタに比べ挿入損失が７．４ｄＢから６．５ｄＢに減少すること、群遅延時間が２００ｎｓから１００ｎｓに半減すること、第２のサイドローブの減衰が大きくなること、さらに通過帯域が広がることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のアポダイズ法あるいは電極間引き法を用いたトランスバーサルＳＡＷフィルタにおいては、ＣＤＭＡ方式のような新しいディジタル携帯電話のＩＦフィルタに用いるには帯域幅が不足し、減衰傾度が不充分であるという問題があった。また、上記の米国特許発明においては順方向反射のＩＤＴ基本区間（順方向ＳＰＵＤＴ）と逆方向反射のＩＤＴ基本区間（逆方向ＳＰＵＤＴ）をどのように配置すれば、通過帯域幅が広くなるかが明らかにされておらず、実施例に示された＋Ｒ＝５０λ、−Ｒ＝４０λ、＋Ｒ＝２０λ以外の条件にてフィルタを構成するためには、カットアンドトライを繰り返すしかなく、実質的にはこの手法により広帯域なフィルタを実現することはできないという問題があった。本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、通過帯域幅を最大にすると共に減衰傾度を急峻にしたトランスバーサルＳＡＷフィルタを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの請求項１記載の発明は、圧電基板の主面上に表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴ電極を配置して構成するトランスバーサルＳＡＷフィルタにおいて、前記ＩＤＴ電極の少なくとも１つに電極間引き法を用いてメインローブ、第１サイドローブ及び第２サイドローブの重みづけを施すと共に前記メインローブの基本区間数をＬとし、該メインローブを置換する逆方向ＳＰＵＤＴの区間数をＮ１とするとき、０．０８Ｌ＜Ｎ１＜０．６Ｌとしたことを特徴とするトランスバーサルＳＡＷフィルタである。請求項２記載の発明は、前記第１サイドローブに配置する順方向ＳＰＵＤＴの区間数Ｎ２としたとき、０＜Ｎ２＜Ｎ１としたことを特徴とする請求項１記載のトランスバーサルＳＡＷフィルタである。請求項３記載の発明は、第２サイドローブを逆方向ＳＰＵＤＴで置換したことを特徴とする請求項１または２記載のトランスバーサルＳＡＷフィルタである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの電極構成を示す平面図であって、圧電基板１の主面上に表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極２と所定の間隔を空けてＩＤＴ電極３を配置する。ＩＤＴ電極１２の一方のくし形電極は入力端子IN_1に接続すると共に、他方のくし形電極は入力端子IN_2に接続する。さらに、ＩＤＴ電極３の一方のくし形電極は出力端子OUT_1に接続すると共に、他方のくし形電極は出力端子OUT_2に接続する。ＩＤＴ電極２はトランスバーサルＳＡＷフィルタの所望の周波数特性を得るべく、メインローブ、第１サイドローブ、第２サイドローブの重みづけを電極間引き法を用いて施したものである。また、図１（ａ）ではＩＤＴ電極３に１２６対からなる正規型ＩＤＴを用いている。図１（ｂ）は本発明に係るＩＤＴ電極２の詳細な構成例を示したもので、中心に対して対称であるので左半分のみを示す。同図（ａ）の図中左端から順番に位置を示す番号を付け、その位置に配置するＩＤＴ電極の基本区間（ＩＤＴパターン）の種類と区間数を示した図である。ＩＤＴパターンのａ〜ｆは図１７（ａ）〜（ｆ）に示したパターンに対応する。ここで７０〜２８までがメインローブ、２７から３までが第１サイドローブ、２〜１までが第２サイドローブであって、メインローブの区間数７３に対して逆方向ＳＰＵＤＴであるパターン（ｆ）の区間数３５と、第１サイドローブに区間数２３の順方向ＳＰＵＤＴと、第２サイドローブに区間数３の逆方向ＳＰＵＤＴを配置している。このように構成したことによって図１４に示すような帯域幅１．２３ＭＨｚ以上と広帯域で減衰量の急峻なフィルタを実現することができる。後述するように種々のシミュレーション、実験によりメインローブの区間数をＬとし、メインローブに含まれる逆方向ＳＰＵＤＴの区間数をＮ１とするとき、０．０８Ｌ＜Ｎ１＜０．６Ｌの範囲とすると広帯域且つ、減衰特性の急峻なフィルタを実現することが判った。
【００１３】本発明に至った経緯を順を追って説明する。また、本発明に係るシミュレーションは電極間引き法を用いて行ったものであるが、内容を分かりやすくするため等価なアポダイズ法の包絡線を対比しながら説明する。始めに図１８（ｂ）に示した電極間引き法によるＩＤＴ電極を従来の手法により逆方向ＳＰＵＤＴを含まない基本区間を用いて構成する。次に、図中左端（第２サイドローブ）より順に基本区間数４個毎に図１７（ｅ）の逆方向ＳＰＵＤＴで置換し、その伝送特性をシミュレーションより求めた。図２は置換した位置とその時の伝送特性の５ｄＢ帯域幅と、３３ｄＢ帯域幅の帯域増加率Ｂ５、Ｂ３３を示したものであり、置換する前のＩＤＴ電極構成で得られた５ｄＢ帯域幅と、３３ｄＢ帯域幅を基準値として、置換後の値と基準値との差を基準値で除したものである。また、位置は図１８（ｂ）の左端を０としている。なお、図２には重み付けの曲線α（図１８（ａ）の包絡線）も合わせて示している。図２のＢ５から明らかなように、メインローブと第２サイドローブにおいては逆方向ＳＰＵＤＴで置換することにより５ｄＢ帯域幅が増加するが、第１サイドローブでは逆に帯域幅が狭まることが分かる。更に図１８（ｂ）のＩＤＴ電極構成において、電極の左端から順に逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間２０個で置換していき、そのときのトランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性を計算した。５ｄＢ、３３ｄＢにおける帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３を示したものが図３である。図２と同様に第２サイドローブの電極指を置換した場合と、メインローブの電極指を置換した場合にＢ５が増大することが分かる。また、Ｂ３３は比較的帯域幅の変化が少ないことが理解できる。逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間４個で置換した場合は、５ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５が最大で２％程度であったのに対し、基本区間２０個で置換した場合は、最大でほぼ８％に達することが分かった。
【００１４】以上の結果を踏まえて、メインローブ、第１サイドローブ、第２サイドローブに分けて、更に詳細に検討する。上述の結果から最も広帯域化に寄与するのはメインローブと推測されるので、まずメインローブについて検討する。図１８（ｂ）に示す電極構成のメインローブの図中左端から所定の区間数を逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合、置換する基本区間数とトランスバーサルＳＡＷフィルタの５ｄＢ、３３ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３をシミュレーションで求めた。図４はその結果を示す図で、５ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５は、置換した基本区間数にほぼ比例して増加するが、Ｂ３３は一旦減少して区間数３０をピークとして増加することが分かった。図５は、図１８（ｂ）の電極構成でメインローブの図中左端から中央方向に向かって３０区間を、逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合の伝送特性であって、Ａは通過帯域の拡大図で右の縦軸に減衰量を示し、Ｂは全体の減衰特性であり、左の縦軸に示してある。同図から明らかなように帯域幅が広く、急峻な減衰特性が得られるものの通過帯域のほぼ中央に約２ｄＢ程度の大きなリップルが生じる。図４のＰは置換基本区間数に対するリップルの大きさを示したものであって置換した区間数が増えるほどリップルも増大することがわかる。そこで、このリップルを抑圧すべく今度は第１サイドローブに注目した。図６は、逆方向ＳＰＵＤＴを３０区間だけ置換したＩＤＴ電極において、第１サイドローブの図中右端から所定の区間数を順方向ＳＰＵＤＴで置換した場合、基本区間数の増加とリップルＰ、５ｄＢ、３３ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関係を示した図である。
【００１５】図５から明らかなように、メインローブの電極指を３０区間の逆方向ＳＰＵＤＴで置換したＩＤＴ電極ではリップルＰが約２ｄＢあり、そのピーク（極大値）の間隔は約６６０ｋＨｚであった。これに対し第１サイドローブの右端から置換する順方向ＳＰＵＤＴの基本区間を順次増加すると前記リップルの間に新たなリップルが発生し、そのピーク間隔は２５０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚとなった。この通過帯域中央に発生した新たなリップルが前記外側に生じたリップルの凹みを補正し、通過帯域を平坦化するように作用することが分かった。例えば、第１サイドローブの右端より２０区間を順方向ＳＰＵＤＴで置換した場合には伝送特性が図７のようになり、リップルはほぼ０．２ｄＢと大幅に小さくすることができた。このとき順方向ＳＰＵＤＴによるリップル間隔は約２４０ｋＨｚであり、前記逆方向ＳＰＵＤＴによるリップル間隔約６６０ｋＨｚの内側にあり、この２つのリップルが互いに打ち消すように重なりあい、結果としてフィルタのリップルが小さくなるように作用する。即ち、リップルＰの極大値の間隔は２１０ｋＨｚ、２４０ｋＨｚ、２１０ｋＨｚとなり、ほぼ等間隔に極大点が配値されるようになる。図６から明らかなように、第１サイドローブで置換する順方向ＳＰＵＤＴの基本区間数を増加すると、除々にリップルが減少し、基本区間が２０個となったところで極小となり、さらに増加させるとフィルタのリップルは増大していくことが確認された。
【００１６】さらに、メインローブの左端から中央に連続して配置する逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数と、第１サイドローブの右端から左端にかけて配置する順方向ＳＰＵＤＴの基本区間数とを種々組み合わせて、トランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性をシミュレーションより求めた。図８はその結果の一部をまとめたものであって、縦軸には第１サイドローブで置換する順方向ＳＰＵＤＴの区間数と５ｄＢ帯域幅増加率（％）を併記し、右端の縦軸にはリップル（ｄＢ）を表示している。この図に示すように、フィルタのリップルを小さく維持するには、第１サイドローブにおける順方向ＳＰＵＤＴの基本区間数Ｎ２は、メインローブに配置する逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数Ｎ１の６０％〜７０％とすべきであることが確かめられた。図９はメインローブにおいてメインローブ全体の基本区間数Ｌに対する逆方向ＳＰＵＤＴにて置換した基本区間数Ｎ１の割合とそのときのフィルタのリップルとの関係を示した図である。この図から明らかなように、メインローブに配設する逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数が多くなると、これによって発生するリップルの凹みが、第１サイドローブに配置する順方向ＳＰＵＤＴにより生ずる内側のリップルによって補正することがでないほど大きなものとなる。例えばメインローブ全体の基本区間数７３のうち逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数を４０とした場合、これにより生じるリップルの凹みを補正するために必要となる第１サイドローブの順方向ＳＰＵＤＴの基本区間数は２６区間となるが、図９に示すようにリップルの補正限界を越えるためリップルを小さくすることができない。よって、リップルを１ｄＢより低く抑えるためには上記の割合を６０％以下とすべきであり、望ましくは４５％以下に設定すべきであろう。
【００１７】次に、図１８（ｂ）のＩＤＴ電極の第２サイドローブから第１サイドローブにわたって電極指を逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合を考える。図１１は前記第２サイドローブの図中左端より逆方向ＳＰＵＤＴで置換する基本区間数を増加させたとき、リップルＰ、帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３の関係を示した図である。同図より通過帯域幅は最大で１％程度であるが増加することも確かめられた。また、図１２は置換する逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数とこの逆方向ＳＰＵＤＴで生じるリップルのピークの周波数間隔との関係を示す図である。この図より第２サイドローブから第１サイドローブにかけて逆方向ＳＰＵＤＴを配置することにより、リップルのピーク間隔が３００ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの範囲で生ずることが分かった。第２サイドローブから第１サイドローブにかけて電極指を逆方向ＳＰＵＤＴで置換することにより生じたリップルは、メインローブの電極指を逆方向ＳＰＵＤＴで置換の際に生じるリップルの凹みを補正するために用いることが可能である。
【００１８】以上の検討結果を総合すると、図１３は図１８（ｂ）の電極構成のメインローブ左端から３５区間を逆方向ＳＰＵＤＴに、第１サイドローブの右端から２３区間を順方向ＳＰＵＤＴにそれぞれ置換した場合の伝送特性である。図１４は上記に加え第２サイドローブの左端から３区間を逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合の伝送特性である。リップルがより平坦になっていることが分かる。
【００１９】図１４で示したシミュレーション結果を実験的に確かめるため、トランスバーサルＳＡＷフィルタの試作を行った。図１５は試作したフィルタの特性を示すものであって、同図（ａ）は通過帯域特性Ａと群遅延時間τが、同図（ｂ）には減衰特性を含む伝送特性が示されており、その中心周波数は１１１．８５ＭＨｚ、５ｄＢ帯域幅は１．２３ＭＨｚ、３３ｄＢ帯域幅は１．８ＭＨｚ以下、リップル０．２ｄＢ、挿入損失１２．５ｄＢ、群遅延時間は０．６μｓであった。同図から明らかなように試作したものにおいても、広帯域且つ急峻な減衰特性を有し、通過域のリップルの少ない平坦な特性が実現できることを確認した。
【００２０】以上の説明では入力側のＩＤＴ電極に電極間引き法を用い、出力側のＩＤＴ電極に正規型を用いて、入力側のＩＤＴ電極に対して図１７に示す種々の基本区間で置換した場合の諸特性について説明したが、本発明はこれのみに限定することなく出力側ＩＤＴ電極に電極間引き法を用い、ＳＰＵＤＴ電極等の一方向性電極で置換してもよい。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成したので、トランスバーサルＳＡＷフィルタの通過帯域幅（５ｄＢ）を拡大すると共に減衰帯域幅（３３ｄＢ）をほぼ維持する結果、減衰傾度を大幅に急峻にすることが可能となり、ディジタル携帯電話等で要求されている性能を実現可能としたという優れた効果を奏す。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの電極構成を示す平面図、（ｂ）ＩＤＴ電極の詳細な構成を説明する図である。
【図２】入力側ＩＤＴ電極を逆方向ＳＰＵＤＴ４区間で置換するとき、その位置と５ｄＢ、３３ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図３】入力側ＩＤＴ電極を逆方向ＳＰＵＤＴ２０区間で置換するとき、その位置と５ｄＢ、３３ｄＢ帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図４】入力側ＩＤＴ電極を逆方向ＳＰＵＤＴで置換するとき、その置換区間数とリップルＰ、帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図５】入力側ＩＤＴ電極を逆方向ＳＰＵＤＴ３０区間で置換した場合の伝送特性である。
【図６】第１サイドローブに順方向ＳＰＵＤＴで置換した場合、置換区間数とリップルＰ、帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図７】メインローブを逆方向ＳＰＵＤＴ、第１サイドローブを順方向ＳＰＵＤＴで置換した場合の伝送特性を示す図である。
【図８】メインローブを逆方向ＳＰＵＤＴ、第１サイドローブを順方向ＳＰＵＤＴで置換した場合、それぞれの区間数とリップルＰ、帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図９】メインローブで置換する逆方向ＳＰＵＤＴの基本区間数に対するメインローブの基本区間数の割合とリップルの関係を示す図である。
【図１０】メインローブを逆方向ＳＰＵＤＴ４０区間、第１サイドローブを順方向ＳＰＵＤＴ２６区間で置換した場合の伝送特性である。
【図１１】第２サイドローブを逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合のリップルＰ、帯域幅増加率Ｂ５、Ｂ３３との関連を示す図である。
【図１２】第２サイドローブを逆方向ＳＰＵＤＴで置換した場合、そお区間数と生ずるリップルのピーク間隔との関連を示す図である。
【図１３】メインローブを逆方向ＳＰＵＤＴ３５区間、第１サイドローブを順方向ＳＰＵＤＴ２３区間で置換した場合の伝送特性である。
【図１４】図１３の諸定数に加え、第２サイドローブを逆方向ＳＰＵＤＴ３区間で置換したときの伝送特性である。
【図１５】試作したトランスバーサルＳＡＷフィルタの（ａ）通過域特性、群遅延時間特性と、（ｂ）は減衰特性である。
【図１６】従来のトランスバーサルＳＡＷフィルタの構成を示す平面図である。
【図１７】（ａ）から（ｆ）はＩＤＴ電極の基本区間（１λ）の構成を示す平面図である。
【図１８】（ａ）アポダイズ法と（ｂ）電極間引き法を説明する図である。
【図１９】従来のトランスバーサルＳＡＷフィルタの伝送特性を示す図である。
【図２０】米国特許5,703,427号の図１０の構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・ 圧電基板
２、３・・ＩＤＴ電極
IN_1、IN_2・・入力端子
OUT_1、OUT_2・・出力端子
ｎ・・ＩＤＴパターンが配置される位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圧電基板の主面上に表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴ電極を配置して構成するトランスバーサルＳＡＷフィルタにおいて、前記ＩＤＴ電極の少なくとも１つにメインローブ、第１サイドローブ及び第２サイドローブの重みづけを施すと共に前記メインローブの基本区間数をＬとし、該メインローブを置換する逆方向ＳＰＵＤＴの区間数をＮ１とするとき、０．０８Ｌ＜Ｎ１＜０．６Ｌとしたことを特徴とするトランスバーサルＳＡＷフィルタ。
【請求項２】 前記第１サイドローブに配置する順方向ＳＰＵＤＴの区間数Ｎ２としたとき、０＜Ｎ２＜Ｎ１としたことを特徴とする請求項１記載のトランスバーサルＳＡＷフィルタ。
【請求項３】 第２サイドローブを逆方向ＳＰＵＤＴで置換したことを特徴とする請求項１または２記載のトランスバーサルＳＡＷフィルタ。
【請求項１】 圧電基板の主面上に表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴ電極を配置して構成するトランスバーサルＳＡＷフィルタにおいて、前記ＩＤＴ電極の少なくとも１つにメインローブ、第１サイドローブ及び第２サイドローブの重みづけを施すと共に前記メインローブの基本区間数をＬとし、該メインローブを置換する逆方向ＳＰＵＤＴの区間数をＮ１とするとき、０．０８Ｌ＜Ｎ１＜０．６Ｌとしたことを特徴とするトランスバーサルＳＡＷフィルタ。
【請求項２】 前記第１サイドローブに配置する順方向ＳＰＵＤＴの区間数Ｎ２としたとき、０＜Ｎ２＜Ｎ１としたことを特徴とする請求項１記載のトランスバーサルＳＡＷフィルタ。
【請求項３】 第２サイドローブを逆方向ＳＰＵＤＴで置換したことを特徴とする請求項１または２記載のトランスバーサルＳＡＷフィルタ。
【図１】
【図１６】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１７】
【図１８】
【図１５】
【図１９】
【図１６】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１７】
【図１８】
【図１５】
【図１９】
【公開番号】特開２０００−７７９７３（Ｐ２０００−７７９７３Ａ）
【公開日】平成１２年３月１４日（２０００．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２４４０９９
【出願日】平成１０年８月２８日（１９９８．８．２８）
【出願人】（０００００３１０４）東洋通信機株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年３月１４日（２０００．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年８月２８日（１９９８．８．２８）
【出願人】（０００００３１０４）東洋通信機株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
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