弾性波フィルタ装置
【課題】通過帯域が異なる第１，第２の弾性波フィルタが並列接続されている弾性波フィルタ装置において、通過帯域が低い側の弾性波フィルタの通過帯域内における挿入損失の劣化が生じ難い弾性波フィルタ装置を得る。
【解決手段】中心周波数が相対的に高い第１の弾性波フィルタ１１と、中心周波数が相対的に低い第２の弾性波フィルタ１２の入力端及び出力端の内少なくとも一方同士が共通接続されており、第１の弾性波フィルタ１１が、５個のＩＤＴ電極２１ａ〜２１ｃを備えた５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタである、弾性波フィルタ装置１。
【解決手段】中心周波数が相対的に高い第１の弾性波フィルタ１１と、中心周波数が相対的に低い第２の弾性波フィルタ１２の入力端及び出力端の内少なくとも一方同士が共通接続されており、第１の弾性波フィルタ１１が、５個のＩＤＴ電極２１ａ〜２１ｃを備えた５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタである、弾性波フィルタ装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば帯域フィルタとして用いられる弾性波フィルタ装置に関し、より詳細には、複数の縦結合共振子型の弾性波フィルタが、入力端及び出力端の内少なくとも一方において共通接続されている構造を備えた弾性波フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機の帯域フィルタなどにおいて、通過帯域が異なる複数の弾性表面波フィルタを備えた弾性表面波フィルタ装置が用いられている。例えば、下記の特許文献１には、図１４に示す弾性表面波フィルタ装置が開示されている。
【０００３】
弾性表面波フィルタ装置１００１では、不平衡端子１００２と第１，第２の平衡端子１００３，１００４との間に第１，第２のバランス型弾性表面波フィルタ１００５，１００６とが接続されている。すなわち、不平衡端子１００２に、第１，第２の弾性表面波フィルタ１００５，１００６の各一端が共通接続されている。弾性表面波フィルタ１００５，１００６は、いずれも平衡−不平衡変換機能を有する。弾性表面波フィルタ１００５が、第１，第２の平衡端子１００３，１００４に接続されており、第２の弾性表面波フィルタ１００６も、第１，第２の平衡端子１００３，１００４に接続されている。ここでは、インピーダンスマッチングを図るために、第１，第２の平衡端子１００３，１００４間にインピーダンスマッチッグ用インダクタンス１００７が接続されている。
【特許文献１】特開２００２−２０８８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の弾性表面波フィルタ装置では、中心周波数が高い側の第１の弾性表面波フィルタにおける、第２の弾性表面波フィルタの通過帯域でのインピーダンスが、並列接続されている第１，第２の平衡端子間での反射特性により低くなる。そのため、中心周波数が低い側のフィルタである第２の弾性波フィルタが駆動されている場合、第２の弾性表面波フィルタの通過帯域内の周波数の信号が、第１の弾性表面波フィルタ側に漏洩することがあった。その結果、第２の弾性表面波フィルタの通過帯域内における挿入損失が劣化するという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、通過帯域が異なる第１，第２の弾性波フィルタが入力端及び出力端の少なくとも一方において共通接続されている弾性波フィルタ装置において、中心周波数が高い側の弾性波フィルタにおける中心周波数が低い側の弾性波フィルタの通過帯域でのインピーダンスが高く、従って、中心周波数が低い側の弾性波フィルタにおける通過帯域内の挿入損失の劣化が生じ難い、弾性波フィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、弾性波を用いた縦結合共振子型の弾性波フィルタ装置であって、入力端と出力端とを有する縦結合共振子型の第１の弾性波フィルタと、入力端と出力端とを有し、第１の弾性波フィルタよりも中心周波数が低い縦結合共振子型の第２の弾性波フィルタとを備え、前記第１，第２の弾性波フィルタの入力端及び出力端の少なくとも一方が共通接続されており、前記第１の弾性波フィルタが、５個のＩＤＴ電極を備えた５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタであることを特徴とする、弾性波フィルタ装置が提供される。
【０００７】
本発明の弾性波フィルタ装置のある特定の局面では、前記第１，第２の弾性波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有する、バランス型弾性波フィルタである。この場合には、平衡−不平衡変換機能が弾性波フィルタ装置において実現されるので、バランを省略することができる。
【０００８】
また、本発明の弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、圧電基板をさらに備え、該圧電基板上に、前記第１，第２の弾性波フィルタが構成されている。この場合には、同一圧電基板を用いて、第１，第２の弾性波フィルタが構成されているため、弾性波フィルタ装置の小型化を図ることができる。同様に、パッケージ部材内に、第１，第２の弾性波フィルタが収納されている場合にも、１つのパッケージ部材内に第１，第２の弾性波フィルタが収納されるので、弾性波フィルタ装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の弾性波フィルタ装置では、中心周波数が高い側の第１の弾性波フィルタが５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタであるため、第１の弾性波フィルタにおける第２の弾性波フィルタの通過帯域におけるインピーダンスが高められる。そのため、第２の弾性波フィルタから第１の弾性波フィルタ側に、第２の弾性波フィルタの通過帯域の信号が漏洩し難いので、第２の弾性波フィルタにおける通過帯域内の挿入損失の劣化を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る弾性波フィルタ装置のブロック図である。弾性波フィルタ装置１は、縦結合共振子型の第１の弾性波フィルタ１１と縦結合共振子型の第２の弾性波フィルタ１２とを有する。第１の弾性波フィルタ１１の通過帯域の中心周波数は、第２の弾性波フィルタ１２の通過帯域の中心周波数よりも高くされている。本実施形態の弾性波フィルタ装置１は、ＵＭＴＳ方式の携帯電話機の２つの受信フィルタとして用いられる。従って、第１の弾性波フィルタ１１の中心周波数は２１４０ＭＨｚであり、第２の弾性波フィルタ１２の中心周波数は１９６０ＭＨｚである。
【００１２】
第１の弾性波フィルタ１１は平衡−不平衡変換機能を有し、入力端が第１の不平衡端子２であり、出力端が第１，第２の平衡端子３，４である。
【００１３】
他方、第２の弾性波フィルタ１２も、平衡−不平衡変換機能を有する。第２の弾性波フィルタ１２の入力端は第２の不平衡端子５に接続されており、出力端が、第１，第２の平衡端子３，４に接続されている。
【００１４】
ここでは、第１の弾性波フィルタ１１の第１，第２の平衡出力端に接続されている信号線６，８が、それぞれ、第２の弾性波フィルタ１２の一対の平衡出力端に接続されている信号線７，９と共通接続されている。信号線６と信号線７とが共通接続され、第１の平衡端子３に接続されており、信号線８と信号線９とが共通接続され、第２の平衡端子４に接続されている。
【００１５】
なお、第１，第２の平衡端子３，４間に、インピーダンスマッチングを図るためにインダクタンスが接続されていてもよい。
【００１６】
上記弾性波フィルタ装置１は、具体的には、図１（ｂ）に模式的正面断面図で示す弾性境界波フィルタ装置である。図１（ｂ）に示すように、圧電基板１３上に、電極１４が形成されている。電極１４は、弾性波フィルタ１１，１２を形成するための電極であり、後述するように、複数のＩＤＴ電極を含む。
【００１７】
電極１４は、電極パッド１４ａ，１４ｂを有する。電極パッド１４ａ，１４ｂは、ＩＤＴ電極の後に電気的に接続されている。
【００１８】
圧電基板１３上には、誘電体層１５が積層されている。電極１４は、圧電基板１３と誘電体層１５との界面に形成されている。圧電基板１３は、ＬｉＮｂＯ３からなるが、ＬｉＴａＯ３や水晶などの他の圧電単結晶により圧電基板１３が構成されていてもよい。
【００１９】
誘電体層１５は、ＳｉＯ２からなるが、ＳｉＮなどの適宜の誘電体材料により形成され得る。
【００２０】
電極１４は、適宜の金属により形成される。このような金属としては、特に限定されないが、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、ＮｉＣｒなどからなる群から選択した少なくとも１種の金属または合金が好適に用いられる。
【００２１】
上記電極１４の内のＩＤＴ電極が励振されることにより、圧電基板１３と誘電体層１５との界面を伝搬する弾性境界波が励振される。
【００２２】
誘電体層１５には、貫通孔１５ａ，１５ｂが形成されている。貫通孔１５ａ，１５ｂに、電極パッド１４ａ，１４ｂが露出されている。この貫通孔１５ａ，１５ｂに、接続導電膜１６ａ，１６ｂが形成されている。接続導電膜１６ａ，１６ｂは、電極パッド１４ａ，１４ｂに電気的に接続されている。接続導電膜１６ａ，１６ｂは、誘電体層１５の上面に至っている。接続導電膜１６ａ，１６ｂの誘電体層１５の上面に至っている部分において、端子電極１７，１８が電気的に接続されている。
【００２３】
図２（ａ）は、第１の弾性波フィルタ１１の電極構造を示す模式的平面図であり、図２（ｂ）は第２の弾性波フィルタ１２の電極構造を模式的に示す平面図である。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、第１の弾性波フィルタ１１は、第１の不平衡端子２に一端が接続された１ポート型弾性境界波共振子２０を有する。１ポート型弾性境界波共振子２０の他端には、第１，第２の弾性波フィルタ部２１，２２が接続されている。第１，第２の弾性波フィルタ部２１，２２は、いずれも５個のＩＤＴ電極を有する５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタである。
【００２５】
第１，第２の弾性波フィルタ部２１，２２の各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子２０を介して第１の不平衡端子２に接続されている。より具体的には、第１〜第５のＩＤＴ２１ａ〜２１ｅが境界波伝搬方向において順に配置されている。また、反射器２１ｆ，２１ｇが備えられている。第１，第３，第５のＩＤＴ２１ａ，２１ｃ，２１ｅの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子２０に接続されている。ＩＤＴ２１ａ，２１ｃ，２１ｅの他端はアース電位に接続されている。
【００２６】
第２，第４のＩＤＴ２１ｂ，２１ｄの各一端はアース電位に接続されており、各他端が共通接続されて、第１の平衡端子３に接続されている。
【００２７】
ＩＤＴ２１ａ〜２１ｅが設けられている領域の境界波伝搬方向両側には、反射器２１ｆ，２１ｇが配置されている。第２の弾性波フィルタ部２２も同様の構成を有し、第１〜第５のＩＤＴ２２ａ〜２２ｅと反射器２２ｆ，２２ｇとを有する。
【００２８】
第２の弾性波フィルタ部２２では、第１，第３，第５のＩＤＴ２２ａ，２２ｃ，２２ｅの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子２０を介して第１の不平衡端子２に接続されている。第１，第３，第５のＩＤＴ２２ａ，２２ｃ，２２ｅの他端はアース電位に接続されている。第２，第４のＩＤＴ２２ｂ，２２ｄの各一端がアース電位に接続されており、各他端が共通接続され、第２の平衡端子４に接続されている。
【００２９】
第１の不平衡端子２を入力端としたとき、第１，第２の平衡端子３，４から出力が取り出される。第１の平衡端子３から取り出される出力信号の位相に対して、第２の平衡端子４から取り出される出力信号の位相が１８０°異なるように、第１〜第５のＩＤＴ２１ａ〜２１ｅ及び第１〜第５のＩＤＴ２２ａ〜２２ｅの極性が選択されている。より具体的には、第２，第４のＩＤＴ２１ｂ，２１ｄが、第２，第４のＩＤＴ２２ｂ，２２ｄに対して反転されている。従って、第１の弾性波フィルタ１１は、平衡−不平衡変換機能を有する。
【００３０】
図２（ｂ）に示す第２の弾性波フィルタ１２もまた、平衡−不平衡変換機能を有する。すなわち、第２の不平衡端子に、１ポート型弾性境界波共振子３０を介して、第１，第２の弾性波フィルタ部３１，３２が接続されている。第１，第２の弾性波フィルタ部３１，３２は、３個のＩＤＴを有する３ＩＤＴ型の縦結合共振子型の弾性境界波フィルタである。
【００３１】
第１の弾性波フィルタ部３１では、境界波伝搬方向に沿って第１〜第３のＩＤＴ３１ａ〜３１ｃが配置されている。ＩＤＴ３１ａ〜３１ｃが設けられている領域の境界波伝搬方向両側に、反射器３１ｄ，３１ｅが配置されている。同様に、第２の弾性波フィルタ部３２もまた、第１〜第３のＩＤＴ３２ａ〜３２ｃと、反射器３２ｄ，３２ｅとを有する。ここでは、ＩＤＴ３２ｂの極性が、ＩＤＴ３１ｂの極性と反転されている。
【００３２】
第２のＩＤＴ３１ｂ及び第２のＩＤＴ３２ｂの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子３０を介して第２の不平衡端子５に接続されている。ＩＤＴ３１ｂ，３２ｂの他端はアース電位に接続されている。
【００３３】
第１，第３のＩＤＴ３１ａ，３１ｃの一端がアース電位に接続され、各他端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子３３を介して第１の平衡端子３に接続されている。
【００３４】
第２の弾性波フィルタ部３２においても同様に、第１，第３のＩＤＴ３２ａ，３２ｃの一端がアース電位に接続されており、他端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子３４を介して第２の平衡端子４に接続されている。
【００３５】
本実施形態の弾性波フィルタ装置１の特徴は、中心周波数が相対的に高い第１の弾性波フィルタ１１において、第１，第２の弾性波フィルタ部２１，２２が、いずれも５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタにより構成されていることにある。それによって、第２の弾性波フィルタ１２が動作している際に、通過帯域内の周波数の信号が、第１の弾性波フィルタ側に漏洩し難い。従って、第２の弾性波フィルタ１２の通過帯域内における挿入損失の劣化を抑制することができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。
【００３６】
図３は、第１の弾性波フィルタ１１の減衰量周波数特性を示し、実線は上記実施形態の弾性波フィルタ装置１において、第２の弾性波フィルタ１２と並列接続した後の減衰量周波数特性を示し、破線は並列接続しない場合、すなわち第１の弾性波フィルタ１１単独の減衰量周波数特性を示す。
【００３７】
図４は、第２の弾性波フィルタ１２の減衰量周波数特性を示す。図４において、実線は、図３の場合と同様に、並列接続後の上記実施形態における第２の弾性波フィルタ１２の減衰量周波数特性を示し、破線は並列接続しない場合、すなわち第２の弾性波フィルタ１２単独の減衰量周波数特性を示す。
【００３８】
図３及び図４の減衰量周波数特性は、第１，第２の弾性波フィルタ１１，１２の仕様を以下のように設定した場合の結果である。
【００３９】
（１）第１の弾性波フィルタ１１
電極指の対数：第１〜第５のＩＤＴの順に、１３．５／９／７．５／９／１３．５
電極指交叉幅＝３５λ（λはＩＤＴの電極指の周期による定まる波長）
デューティ＝０．４０
１ポート型弾性境界波共振子の構成
電極指の対数＝５０
電極指交叉幅＝４６λ
デューティ＝０．４０
【００４０】
（２）第２の弾性波フィルタ１２
第１〜第３のＩＤＴの電極指の対数＝第１〜第３のＩＤＴの順に９／１６／９
電極指交叉幅＝５９λ
デューティ＝０．４０
入力側１ポート型弾性境界波共振子
電極指の対数＝１００
電極指交叉幅＝５３λ
デューティ＝０．４０
出力側１ポート型弾性境界波共振子
電極指の対数＝１０５
電極指交叉幅＝５２λ
デューティ＝０．４０
【００４１】
第１の弾性波フィルタ１１では、電極材料は、圧電基板側からＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＮｉＣｒをこの順序で積層した積層金属膜とした。各層の厚みは、順に、０．７λ／０．７λ／５．０λ／０．７λ／０．７λ／０．７λとした。また、第２の弾性波フィルタ１２では、電極材料は、圧電基板側からＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＮｉＣｒの順にこれらを積層した積層金属膜とした。各層の厚みは、同じ順序で０．６λ／０．６λ／５．３λ／０．６λ／０．６λ／０．６λとした。
【００４２】
なお、電極材料は、上記積層金属膜に限らず、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｒｈ、Ｔｉなどの金属またはこれを主成分とする合金からなる材料を適宜用いることができる。
【００４３】
また、これらの金属を主たる電極層として含む積層金属膜であってもよい。他の電極層とは、単一の電極層からなる。電極の場合には、該電極層であり、複数の電極層を積層した構造では、同じ金属材料からなる電極層の厚みの合計がもっとも大きい場合、該もっとも合計の厚みが厚い電極層を主たる電極層とする。
【００４４】
図３から明らかなように、中心周波数が相対的に高い第１の弾性波フィルタ１１では、並列接続前の通過特性と、並列接続された後のフィルタ特性とがほとんど変わらないことがわかる。
【００４５】
また、図４から明らかなように、第２の弾性波フィルタ１２においても、並列接続前のフィルタ特性に対し、並列接続後のフィルタ特性では、挿入損失の劣化は非常に小さいことがわかる。このように、本実施形態では、中心周波数が低い第２の弾性波フィルタ１２側においても、通過帯域内における挿入損失の劣化が非常に少ないのは、第１の弾性波フィルタ１１が５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタであることによる。
【００４６】
すなわち、第１の弾性波フィルタにおける、第２の弾性波フィルタ１２の中心周波数である１９６０ＭＨｚにおけるインピーダンスが高められ、それによって、第２の弾性波フィルタ１２が動作している場合に、通過帯域内の周波数の信号が、第１の弾性波フィルタ１１側に漏洩し難くなり、それによって、第２の弾性波フィルタ１２の通過帯域内における挿入損失の劣化が抑制されていることによる。
【００４７】
なお、本実施形態では、第２の弾性波フィルタ１２の第１，第２の弾性波フィルタ部３１，３２は３ＩＤＴ型の縦結合共振子型の弾性波フィルタである。この場合、第２の弾性波フィルタ１２は５ＩＤＴ型の弾性波フィルタであってもよい。すなわち、第１の弾性波フィルタ１１のＩＤＴの数は第２の弾性波フィルタ１２におけるＩＤＴの数に対して相対的なものではない。また、５ＩＤＴ型であることより、必ずしもインピーダンスが高くなると予想されるものではない。すなわち、縦結合共振子型弾性波フィルタにおけるインピーダンスと電極指の対数とは関係があるものの、インピーダンスとＩＤＴの数とは直接関係するものではない。
【００４８】
図５は、上記実施形態の弾性波フィルタにおいて、第１の弾性波フィルタにおけるＩＤＴの電極指の本数を変化させた場合の第２の弾性波フィルタの挿入損失の変化を示す図である。ここでは、ＩＤＴの電極指の本数が１３本である場合と３７本である場合との結果が示されており、実線が１３本の場合の結果を、破線が３７本の場合の結果を示す。また、図５では示されていないが、電極指の本数を１７本、２１本、２５本、２９本、３３本とした弾性波フィルタ装置においても、同様に減衰量周波数特性を測定した。その結果、ＩＤＴの電極指の本数が多くなるにつれて、図５の実線から破線で向かう方向に通過帯域のフィルタ特性が変化した。すなわち、ＩＤＴの電極指の本数が多くなると、通過帯域内において、挿入損失が若干劣化することがわかる。そして、本願発明者の実験によれば、ＩＤＴの電極指の本数を３３本以下とすれば、通過帯域内における挿入損失を十分に小さくし得ることが確かめられた。
【００４９】
次に、上記のように、５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性境界波フィルタを第１の弾性波フィルタ１１に用いることにより、第２の弾性波フィルタの通過帯域おいて挿入損失が劣化し難いこと、図６〜図９を参照してより詳細に説明する。
【００５０】
図６は、図１に示したブロック図の第１の弾性波フィルタ１１における出力側のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートを示す図である。このインピーダンススミスチャートにおいて、Ｘで示す位置が、第２の弾性波フィルタの中心周波数の位置である。
【００５１】
他方、図７は、第２の弾性波フィルタの出力側におけるインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートを示す図である。図７のＸの点は、第１の弾性波フィルタの中心周波数におけるインピーダンスを示す。
【００５２】
図６において、相手方である第２の弾性波フィルタの中心周波数におけるインピーダンスは短絡状態に近いところにあることがわかる。すなわち、第２の弾性波フィルタ１２が動作している場合、第１の弾性波フィルタ１１側に電流が流れ、その結果、第２の弾性波フィルタ１２の挿入損失が大きくなる。
【００５３】
他方、図７において、相手方である第１の弾性波フィルタ１１の中心周波数におけるインピーダンスはオープンに近いところにあることがわかる。すなわち、第１の弾性波フィルタ１１が動作している場合には、第２の弾性波フィルタ１２側には電流は流れず、第１の弾性波フィルタ１１の挿入損失は悪くならない。すなわち、第２の弾性波フィルタから第１の弾性波フィルタをみたときに、インピーダンスはオープンに近い状態にあることがわかる。
【００５４】
図８は、第１の弾性波フィルタの出力側のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートであり、ここで、実線は上記実施形態のように５ＩＤＴ型の弾性波フィルタの場合であり、破線は比較のために用意した３ＩＤＴ型の弾性波フィルタの場合のインピーダンス特性を示す。
【００５５】
また、インピーダンス特性上のＸは、それぞれ、１９６０ＭＨｚ、すなわち、第２のバンドパスフィルタの中心周波数の位置を示す。図８から明らかなように、３ＩＤＴ型の弾性波フィルタの場合には、インピーダンススミスチャートにおけるインピーダンス特性がいわゆる横巻きであるのに対し、５ＩＤＴ型の構成では、ＩＤＴの電極指の対数を少なくすることにより、インピーダンス特性を縦巻きにすることができることがわかる。
【００５６】
また、第１のバンドパスフィルタの第２のバンドパスフィルタの通過帯域におけるインピーダンスを高め得ることがわかる。
【００５７】
なお、図９は、第１の弾性波フィルタにおけるＩＤＴの電極指の本数と、第２の弾性波フィルタにおける通過帯域内挿入損失劣化量との関係を示す図である。図９から明らかなように、ＩＤＴの電極指の本数が多くなるにつれて、第２の弾性波フィルタにおける挿入損失が悪化することがわかる。これは、前述した図５の結果に対応している。よって、ＩＤＴの電極指の本数を少なくすることが望ましく、具体的は、３３本以下とすれば、上記挿入損失の劣化量を、要求特性である０．３ｄＢ以下とし得ることがわかる。
【００５８】
上記実施形態では、第１，第２の弾性波フィルタ１１，１２は、図２（ａ），（ｂ）に示した電極構造を有していたが、第１の弾性波フィルタ１１の電極構造は、適宜変形することができる。図１０〜図１２は、第１の弾性波フィルタの電極構造の第１〜第３の変形例を示す各模式的平面図である。
【００５９】
なお、第２の弾性波フィルタ１２において、図１０〜図１２に示すような電極構造を用いてもよい。
【００６０】
図１０に示す弾性波フィルタ１０１では、不平衡端子１０２と、第１，第２の平衡端子１０３，１０４との間に図示の電極構造が形成されている。
【００６１】
すなわち、不平衡端子１０２に、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して、５ＩＤＴ型の縦結合共振子型の第１，第２の弾性波フィルタ部１０７，１０８が接続されている。ここでは、第１の弾性波フィルタ部１０７の第１〜第５のＩＤＴ１０７ａ〜１０７ｅのうち、第２，第４のＩＤＴ１０７ｂ，１０７ｄの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して不平衡端子１０２に接続されている。第２，第４のＩＤＴ１０７ｂ，１０７ｄの各他端はアース電位に接続されている。他方、第１，第３，第５のＩＤＴ１０７ａ，１０７ｃ，１０７ｅの各一端がアース電位に接続されており、各他端が共通接続され、第１の平衡端子１０３に接続されている。
【００６２】
第２の弾性波フィルタ部１０８もまた、同様に第１〜第５のＩＤＴ１０８ａ〜１０８ｅを有する。そして、第２，第４のＩＤＴ１０８ｂ，１０８ｄの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して不平衡端子１０２に接続されており、各他端がアース電位に接続されている。
【００６３】
第１，第３，第５のＩＤＴ１０８ａ，１０８ｃ，１０８ｅの各一端はアース電位に接続され、各他端が共通接続され、第２の平衡端子１０４に接続されている。
【００６４】
第１の弾性波フィルタ部１０７から第１の平衡端子１０３に伝送される信号の位相に対し、第２の弾性波フィルタ部１０８から第２の平衡端子１０４に伝送される信号の位相が１８０°異なるように、第１〜第５のＩＤＴ１０７ａ〜１０７ｃ，１０８ａ〜１０８ｃが形成されている。
【００６５】
図１１に示す弾性波フィルタ１１１では、不平衡端子１０２に、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して、１つの５ＩＤＴ型の縦結合共振子型の弾性波フィルタ部１１２が接続されている。ここでは、第１，第３，第５のＩＤＴ１１２ａ，１１２ｃ，１１２ｅの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して不平衡端子１０２に接続されており、各他端がそれぞれアース電位に接続されている。
【００６６】
第２，第４のＩＤＴ１１２ｂ，１１２ｄの各一端はアース電位に接続されており、ＩＤＴ１１２ｂの他端が第１の平衡端子１０３に接続されており、第４のＩＤＴ１１２ｄの他端が第２の平衡端子１０４に接続されている。ここでは、ＩＤＴ１１２ｂとＩＤＴ１１２ｄの位相が反転されて、第１，第２の平衡端子１０３，１０４から、位相が１８０°異なる信号が取り出される。
【００６７】
図１２に示す弾性波フィルタ１２１では、不平衡端子１０２に、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して、５ＩＤＴ型の縦結合共振子型の弾性波フィルタ部１２２が接続されている。もっとも、中央の第３のＩＤＴ１２２ｃは、境界波伝搬方向に２分割することにより設けられた第１，第２の分割ＩＤＴ部１２３，１２４を有する。そして、第１のＩＤＴ１２２ａ及び第３のＩＤＴ１２２ｃの第１の分割ＩＤＴ部１２３が共通接続され、第１の平衡端子１０３に接続されている。また、第２の分割ＩＤＴ部１２４と、第５のＩＤＴ１２２ｅとが共通接続され、第２の平衡端子１０４に接続されている。ＩＤＴ１２２ａ，１２２ｃ，１２２ｅの各他端はアース電位に接続されている。また、第２，第４のＩＤＴ１２２ｂ，１２２ｄの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して不平衡端子１０２に電気的に接続されている。ＩＤＴ１２２ｂ，１２２ｄの各他端はアース電位に接続されている。
【００６８】
また、本発明においては、第１，第２の弾性波フィルタは平衡−不平衡変換機能を有するものである必要は必ずしもない。すなわち、第１，第２の弾性波フィルタ１１，１２は、それぞれ、入力端と出力端を有する弾性波フィルタであってもよく、その場合においても、入力端及び出力端の内、少なくとも一方同士が共通接続されている構成であれば、本発明に従って、中心周波数が相対的に高い第１の弾性波フィルタを５ＩＤＴ型の構成とすることにより、第２の弾性波フィルタの挿入損失の劣化を抑制することができる。
【００６９】
また、上記実施形態は、弾性境界波を利用した弾性境界波につき説明したが、図１３に模式的断面図で示すように、圧電基板５０１上にＩＤＴ電極を含む５０２が形成されている弾性表面波フィルタ装置に本発明を適用してもよい。
【００７０】
また、本発明においては、第１，第２の弾性波フィルタを構成するための圧電基板は、同一の圧電基板でもよく、異なる圧電基板でもよい。同一の圧電基板上に第１，第２の弾性波フィルタが構成されている場合には、圧電基板の種類を減らすことができ、コストを低減することができる。また、弾性波フィルタ装置の小型化を進め得る。
【００７１】
もっとも、第１，第２の弾性波フィルタ１１，１２が異なる圧電基板を用いて形成されている場合には、第１，第２の弾性波フィルタに適した結晶方位の圧電材料を用いて第１，第２の弾性波フィルタを構成することができる。
【００７２】
また、図１３に一点鎖線で示すように、パッケージ部材５１１がさらに備えられていてもよい。その場合には、同じパッケージ部材５１１内に、第１，第２の弾性波フィルタチップが収納されていることが望ましく、それによって、弾性波装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る弾性波フィルタ装置のブロック図であり、（ｂ）はその立体的構造を説明するための模式的正面断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示した実施形態で用いられている第１の弾性波フィルタの電極構造を示す平面図であり、（ｂ）は第２の弾性波フィルタの電極構造を示す平面図である。
【図３】図１に示した実施形態において、第１の弾性波フィルタの並列接続前及び並列接続後の減衰量周波数特性を示す図である。
【図４】図１に示した実施形態において、第２の弾性波フィルタの並列接続前及び並列接続後の減衰量周波数特性を示す図である。
【図５】第２の弾性波フィルタのＩＤＴの電極指の本数を１７本から３７本に変化させた場合の通過帯域におけるフィルタ特性の変化を示す図である。
【図６】第１の弾性波フィルタのインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図７】第２の弾性波フィルタのインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図８】３ＩＤＴ型の第１の弾性波フィルタのインピーダンス特性を破線で、５ＩＤＴ型の第１の弾性波フィルタのインピーダンス特性を実線で示すインピーダンススミスチャートである。
【図９】第１の弾性波フィルタのＩＤＴの電極指の本数と、第２の弾性波フィルタの通過帯域における挿入損失劣化量との関係を示す図である。
【図１０】本発明において第１の弾性波フィルタとして用い得る電極構造の第１の変形例を示す平面図である。
【図１１】本発明において第１の弾性波フィルタとして用い得る電極構造の第２の変形例を示す平面図である。
【図１２】本発明において第１の弾性波フィルタとして用い得る電極構造の第３の変形例を示す平面図である。
【図１３】本発明が適用される弾性波フィルタ装置を説明するための模式的断面図である。
【図１４】従来の弾性表面波フィルタ装置を説明するための概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…弾性波フィルタ装置
２…第１の不平衡端子
３…第１の平衡端子
４…第２の平衡端子
５…第２の不平衡端子
６〜９…信号線
１１…第１の弾性波フィルタ
１２…第２の弾性波フィルタ
１３…圧電基板
１４…電極
１４ａ，１４ｂ…電極パッド
１５…誘電体層
１５ａ，１５ｂ…貫通孔
１６ａ，１６ｂ…接続導電膜
１７，１８…端子電極
２０…１ポート型弾性境界波共振子
２１…第１の弾性波フィルタ部
２１ａ〜２１ｅ…ＩＤＴ
２１ｆ，２１ｇ…反射器
２２…第２の弾性波フィルタ部
２２ａ〜２２ｅ…ＩＤＴ
２２ｆ，２２ｇ…反射器
３０…１ポート型弾性境界波共振子
３１…第１の弾性波フィルタ部
３１ａ〜３１ｃ…ＩＤＴ
３１ｄ，３１ｅ…反射器
３２…第２の弾性波フィルタ部
３２ａ〜３２ｃ…ＩＤＴ
３２ｄ，３２ｅ…反射器
３３…１ポート型弾性境界波共振子
３４…１ポート型弾性境界波共振子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば帯域フィルタとして用いられる弾性波フィルタ装置に関し、より詳細には、複数の縦結合共振子型の弾性波フィルタが、入力端及び出力端の内少なくとも一方において共通接続されている構造を備えた弾性波フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機の帯域フィルタなどにおいて、通過帯域が異なる複数の弾性表面波フィルタを備えた弾性表面波フィルタ装置が用いられている。例えば、下記の特許文献１には、図１４に示す弾性表面波フィルタ装置が開示されている。
【０００３】
弾性表面波フィルタ装置１００１では、不平衡端子１００２と第１，第２の平衡端子１００３，１００４との間に第１，第２のバランス型弾性表面波フィルタ１００５，１００６とが接続されている。すなわち、不平衡端子１００２に、第１，第２の弾性表面波フィルタ１００５，１００６の各一端が共通接続されている。弾性表面波フィルタ１００５，１００６は、いずれも平衡−不平衡変換機能を有する。弾性表面波フィルタ１００５が、第１，第２の平衡端子１００３，１００４に接続されており、第２の弾性表面波フィルタ１００６も、第１，第２の平衡端子１００３，１００４に接続されている。ここでは、インピーダンスマッチングを図るために、第１，第２の平衡端子１００３，１００４間にインピーダンスマッチッグ用インダクタンス１００７が接続されている。
【特許文献１】特開２００２−２０８８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の弾性表面波フィルタ装置では、中心周波数が高い側の第１の弾性表面波フィルタにおける、第２の弾性表面波フィルタの通過帯域でのインピーダンスが、並列接続されている第１，第２の平衡端子間での反射特性により低くなる。そのため、中心周波数が低い側のフィルタである第２の弾性波フィルタが駆動されている場合、第２の弾性表面波フィルタの通過帯域内の周波数の信号が、第１の弾性表面波フィルタ側に漏洩することがあった。その結果、第２の弾性表面波フィルタの通過帯域内における挿入損失が劣化するという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、通過帯域が異なる第１，第２の弾性波フィルタが入力端及び出力端の少なくとも一方において共通接続されている弾性波フィルタ装置において、中心周波数が高い側の弾性波フィルタにおける中心周波数が低い側の弾性波フィルタの通過帯域でのインピーダンスが高く、従って、中心周波数が低い側の弾性波フィルタにおける通過帯域内の挿入損失の劣化が生じ難い、弾性波フィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、弾性波を用いた縦結合共振子型の弾性波フィルタ装置であって、入力端と出力端とを有する縦結合共振子型の第１の弾性波フィルタと、入力端と出力端とを有し、第１の弾性波フィルタよりも中心周波数が低い縦結合共振子型の第２の弾性波フィルタとを備え、前記第１，第２の弾性波フィルタの入力端及び出力端の少なくとも一方が共通接続されており、前記第１の弾性波フィルタが、５個のＩＤＴ電極を備えた５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタであることを特徴とする、弾性波フィルタ装置が提供される。
【０００７】
本発明の弾性波フィルタ装置のある特定の局面では、前記第１，第２の弾性波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有する、バランス型弾性波フィルタである。この場合には、平衡−不平衡変換機能が弾性波フィルタ装置において実現されるので、バランを省略することができる。
【０００８】
また、本発明の弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、圧電基板をさらに備え、該圧電基板上に、前記第１，第２の弾性波フィルタが構成されている。この場合には、同一圧電基板を用いて、第１，第２の弾性波フィルタが構成されているため、弾性波フィルタ装置の小型化を図ることができる。同様に、パッケージ部材内に、第１，第２の弾性波フィルタが収納されている場合にも、１つのパッケージ部材内に第１，第２の弾性波フィルタが収納されるので、弾性波フィルタ装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の弾性波フィルタ装置では、中心周波数が高い側の第１の弾性波フィルタが５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタであるため、第１の弾性波フィルタにおける第２の弾性波フィルタの通過帯域におけるインピーダンスが高められる。そのため、第２の弾性波フィルタから第１の弾性波フィルタ側に、第２の弾性波フィルタの通過帯域の信号が漏洩し難いので、第２の弾性波フィルタにおける通過帯域内の挿入損失の劣化を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る弾性波フィルタ装置のブロック図である。弾性波フィルタ装置１は、縦結合共振子型の第１の弾性波フィルタ１１と縦結合共振子型の第２の弾性波フィルタ１２とを有する。第１の弾性波フィルタ１１の通過帯域の中心周波数は、第２の弾性波フィルタ１２の通過帯域の中心周波数よりも高くされている。本実施形態の弾性波フィルタ装置１は、ＵＭＴＳ方式の携帯電話機の２つの受信フィルタとして用いられる。従って、第１の弾性波フィルタ１１の中心周波数は２１４０ＭＨｚであり、第２の弾性波フィルタ１２の中心周波数は１９６０ＭＨｚである。
【００１２】
第１の弾性波フィルタ１１は平衡−不平衡変換機能を有し、入力端が第１の不平衡端子２であり、出力端が第１，第２の平衡端子３，４である。
【００１３】
他方、第２の弾性波フィルタ１２も、平衡−不平衡変換機能を有する。第２の弾性波フィルタ１２の入力端は第２の不平衡端子５に接続されており、出力端が、第１，第２の平衡端子３，４に接続されている。
【００１４】
ここでは、第１の弾性波フィルタ１１の第１，第２の平衡出力端に接続されている信号線６，８が、それぞれ、第２の弾性波フィルタ１２の一対の平衡出力端に接続されている信号線７，９と共通接続されている。信号線６と信号線７とが共通接続され、第１の平衡端子３に接続されており、信号線８と信号線９とが共通接続され、第２の平衡端子４に接続されている。
【００１５】
なお、第１，第２の平衡端子３，４間に、インピーダンスマッチングを図るためにインダクタンスが接続されていてもよい。
【００１６】
上記弾性波フィルタ装置１は、具体的には、図１（ｂ）に模式的正面断面図で示す弾性境界波フィルタ装置である。図１（ｂ）に示すように、圧電基板１３上に、電極１４が形成されている。電極１４は、弾性波フィルタ１１，１２を形成するための電極であり、後述するように、複数のＩＤＴ電極を含む。
【００１７】
電極１４は、電極パッド１４ａ，１４ｂを有する。電極パッド１４ａ，１４ｂは、ＩＤＴ電極の後に電気的に接続されている。
【００１８】
圧電基板１３上には、誘電体層１５が積層されている。電極１４は、圧電基板１３と誘電体層１５との界面に形成されている。圧電基板１３は、ＬｉＮｂＯ３からなるが、ＬｉＴａＯ３や水晶などの他の圧電単結晶により圧電基板１３が構成されていてもよい。
【００１９】
誘電体層１５は、ＳｉＯ２からなるが、ＳｉＮなどの適宜の誘電体材料により形成され得る。
【００２０】
電極１４は、適宜の金属により形成される。このような金属としては、特に限定されないが、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、ＮｉＣｒなどからなる群から選択した少なくとも１種の金属または合金が好適に用いられる。
【００２１】
上記電極１４の内のＩＤＴ電極が励振されることにより、圧電基板１３と誘電体層１５との界面を伝搬する弾性境界波が励振される。
【００２２】
誘電体層１５には、貫通孔１５ａ，１５ｂが形成されている。貫通孔１５ａ，１５ｂに、電極パッド１４ａ，１４ｂが露出されている。この貫通孔１５ａ，１５ｂに、接続導電膜１６ａ，１６ｂが形成されている。接続導電膜１６ａ，１６ｂは、電極パッド１４ａ，１４ｂに電気的に接続されている。接続導電膜１６ａ，１６ｂは、誘電体層１５の上面に至っている。接続導電膜１６ａ，１６ｂの誘電体層１５の上面に至っている部分において、端子電極１７，１８が電気的に接続されている。
【００２３】
図２（ａ）は、第１の弾性波フィルタ１１の電極構造を示す模式的平面図であり、図２（ｂ）は第２の弾性波フィルタ１２の電極構造を模式的に示す平面図である。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、第１の弾性波フィルタ１１は、第１の不平衡端子２に一端が接続された１ポート型弾性境界波共振子２０を有する。１ポート型弾性境界波共振子２０の他端には、第１，第２の弾性波フィルタ部２１，２２が接続されている。第１，第２の弾性波フィルタ部２１，２２は、いずれも５個のＩＤＴ電極を有する５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタである。
【００２５】
第１，第２の弾性波フィルタ部２１，２２の各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子２０を介して第１の不平衡端子２に接続されている。より具体的には、第１〜第５のＩＤＴ２１ａ〜２１ｅが境界波伝搬方向において順に配置されている。また、反射器２１ｆ，２１ｇが備えられている。第１，第３，第５のＩＤＴ２１ａ，２１ｃ，２１ｅの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子２０に接続されている。ＩＤＴ２１ａ，２１ｃ，２１ｅの他端はアース電位に接続されている。
【００２６】
第２，第４のＩＤＴ２１ｂ，２１ｄの各一端はアース電位に接続されており、各他端が共通接続されて、第１の平衡端子３に接続されている。
【００２７】
ＩＤＴ２１ａ〜２１ｅが設けられている領域の境界波伝搬方向両側には、反射器２１ｆ，２１ｇが配置されている。第２の弾性波フィルタ部２２も同様の構成を有し、第１〜第５のＩＤＴ２２ａ〜２２ｅと反射器２２ｆ，２２ｇとを有する。
【００２８】
第２の弾性波フィルタ部２２では、第１，第３，第５のＩＤＴ２２ａ，２２ｃ，２２ｅの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子２０を介して第１の不平衡端子２に接続されている。第１，第３，第５のＩＤＴ２２ａ，２２ｃ，２２ｅの他端はアース電位に接続されている。第２，第４のＩＤＴ２２ｂ，２２ｄの各一端がアース電位に接続されており、各他端が共通接続され、第２の平衡端子４に接続されている。
【００２９】
第１の不平衡端子２を入力端としたとき、第１，第２の平衡端子３，４から出力が取り出される。第１の平衡端子３から取り出される出力信号の位相に対して、第２の平衡端子４から取り出される出力信号の位相が１８０°異なるように、第１〜第５のＩＤＴ２１ａ〜２１ｅ及び第１〜第５のＩＤＴ２２ａ〜２２ｅの極性が選択されている。より具体的には、第２，第４のＩＤＴ２１ｂ，２１ｄが、第２，第４のＩＤＴ２２ｂ，２２ｄに対して反転されている。従って、第１の弾性波フィルタ１１は、平衡−不平衡変換機能を有する。
【００３０】
図２（ｂ）に示す第２の弾性波フィルタ１２もまた、平衡−不平衡変換機能を有する。すなわち、第２の不平衡端子に、１ポート型弾性境界波共振子３０を介して、第１，第２の弾性波フィルタ部３１，３２が接続されている。第１，第２の弾性波フィルタ部３１，３２は、３個のＩＤＴを有する３ＩＤＴ型の縦結合共振子型の弾性境界波フィルタである。
【００３１】
第１の弾性波フィルタ部３１では、境界波伝搬方向に沿って第１〜第３のＩＤＴ３１ａ〜３１ｃが配置されている。ＩＤＴ３１ａ〜３１ｃが設けられている領域の境界波伝搬方向両側に、反射器３１ｄ，３１ｅが配置されている。同様に、第２の弾性波フィルタ部３２もまた、第１〜第３のＩＤＴ３２ａ〜３２ｃと、反射器３２ｄ，３２ｅとを有する。ここでは、ＩＤＴ３２ｂの極性が、ＩＤＴ３１ｂの極性と反転されている。
【００３２】
第２のＩＤＴ３１ｂ及び第２のＩＤＴ３２ｂの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子３０を介して第２の不平衡端子５に接続されている。ＩＤＴ３１ｂ，３２ｂの他端はアース電位に接続されている。
【００３３】
第１，第３のＩＤＴ３１ａ，３１ｃの一端がアース電位に接続され、各他端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子３３を介して第１の平衡端子３に接続されている。
【００３４】
第２の弾性波フィルタ部３２においても同様に、第１，第３のＩＤＴ３２ａ，３２ｃの一端がアース電位に接続されており、他端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子３４を介して第２の平衡端子４に接続されている。
【００３５】
本実施形態の弾性波フィルタ装置１の特徴は、中心周波数が相対的に高い第１の弾性波フィルタ１１において、第１，第２の弾性波フィルタ部２１，２２が、いずれも５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタにより構成されていることにある。それによって、第２の弾性波フィルタ１２が動作している際に、通過帯域内の周波数の信号が、第１の弾性波フィルタ側に漏洩し難い。従って、第２の弾性波フィルタ１２の通過帯域内における挿入損失の劣化を抑制することができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。
【００３６】
図３は、第１の弾性波フィルタ１１の減衰量周波数特性を示し、実線は上記実施形態の弾性波フィルタ装置１において、第２の弾性波フィルタ１２と並列接続した後の減衰量周波数特性を示し、破線は並列接続しない場合、すなわち第１の弾性波フィルタ１１単独の減衰量周波数特性を示す。
【００３７】
図４は、第２の弾性波フィルタ１２の減衰量周波数特性を示す。図４において、実線は、図３の場合と同様に、並列接続後の上記実施形態における第２の弾性波フィルタ１２の減衰量周波数特性を示し、破線は並列接続しない場合、すなわち第２の弾性波フィルタ１２単独の減衰量周波数特性を示す。
【００３８】
図３及び図４の減衰量周波数特性は、第１，第２の弾性波フィルタ１１，１２の仕様を以下のように設定した場合の結果である。
【００３９】
（１）第１の弾性波フィルタ１１
電極指の対数：第１〜第５のＩＤＴの順に、１３．５／９／７．５／９／１３．５
電極指交叉幅＝３５λ（λはＩＤＴの電極指の周期による定まる波長）
デューティ＝０．４０
１ポート型弾性境界波共振子の構成
電極指の対数＝５０
電極指交叉幅＝４６λ
デューティ＝０．４０
【００４０】
（２）第２の弾性波フィルタ１２
第１〜第３のＩＤＴの電極指の対数＝第１〜第３のＩＤＴの順に９／１６／９
電極指交叉幅＝５９λ
デューティ＝０．４０
入力側１ポート型弾性境界波共振子
電極指の対数＝１００
電極指交叉幅＝５３λ
デューティ＝０．４０
出力側１ポート型弾性境界波共振子
電極指の対数＝１０５
電極指交叉幅＝５２λ
デューティ＝０．４０
【００４１】
第１の弾性波フィルタ１１では、電極材料は、圧電基板側からＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＮｉＣｒをこの順序で積層した積層金属膜とした。各層の厚みは、順に、０．７λ／０．７λ／５．０λ／０．７λ／０．７λ／０．７λとした。また、第２の弾性波フィルタ１２では、電極材料は、圧電基板側からＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＮｉＣｒの順にこれらを積層した積層金属膜とした。各層の厚みは、同じ順序で０．６λ／０．６λ／５．３λ／０．６λ／０．６λ／０．６λとした。
【００４２】
なお、電極材料は、上記積層金属膜に限らず、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｒｈ、Ｔｉなどの金属またはこれを主成分とする合金からなる材料を適宜用いることができる。
【００４３】
また、これらの金属を主たる電極層として含む積層金属膜であってもよい。他の電極層とは、単一の電極層からなる。電極の場合には、該電極層であり、複数の電極層を積層した構造では、同じ金属材料からなる電極層の厚みの合計がもっとも大きい場合、該もっとも合計の厚みが厚い電極層を主たる電極層とする。
【００４４】
図３から明らかなように、中心周波数が相対的に高い第１の弾性波フィルタ１１では、並列接続前の通過特性と、並列接続された後のフィルタ特性とがほとんど変わらないことがわかる。
【００４５】
また、図４から明らかなように、第２の弾性波フィルタ１２においても、並列接続前のフィルタ特性に対し、並列接続後のフィルタ特性では、挿入損失の劣化は非常に小さいことがわかる。このように、本実施形態では、中心周波数が低い第２の弾性波フィルタ１２側においても、通過帯域内における挿入損失の劣化が非常に少ないのは、第１の弾性波フィルタ１１が５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタであることによる。
【００４６】
すなわち、第１の弾性波フィルタにおける、第２の弾性波フィルタ１２の中心周波数である１９６０ＭＨｚにおけるインピーダンスが高められ、それによって、第２の弾性波フィルタ１２が動作している場合に、通過帯域内の周波数の信号が、第１の弾性波フィルタ１１側に漏洩し難くなり、それによって、第２の弾性波フィルタ１２の通過帯域内における挿入損失の劣化が抑制されていることによる。
【００４７】
なお、本実施形態では、第２の弾性波フィルタ１２の第１，第２の弾性波フィルタ部３１，３２は３ＩＤＴ型の縦結合共振子型の弾性波フィルタである。この場合、第２の弾性波フィルタ１２は５ＩＤＴ型の弾性波フィルタであってもよい。すなわち、第１の弾性波フィルタ１１のＩＤＴの数は第２の弾性波フィルタ１２におけるＩＤＴの数に対して相対的なものではない。また、５ＩＤＴ型であることより、必ずしもインピーダンスが高くなると予想されるものではない。すなわち、縦結合共振子型弾性波フィルタにおけるインピーダンスと電極指の対数とは関係があるものの、インピーダンスとＩＤＴの数とは直接関係するものではない。
【００４８】
図５は、上記実施形態の弾性波フィルタにおいて、第１の弾性波フィルタにおけるＩＤＴの電極指の本数を変化させた場合の第２の弾性波フィルタの挿入損失の変化を示す図である。ここでは、ＩＤＴの電極指の本数が１３本である場合と３７本である場合との結果が示されており、実線が１３本の場合の結果を、破線が３７本の場合の結果を示す。また、図５では示されていないが、電極指の本数を１７本、２１本、２５本、２９本、３３本とした弾性波フィルタ装置においても、同様に減衰量周波数特性を測定した。その結果、ＩＤＴの電極指の本数が多くなるにつれて、図５の実線から破線で向かう方向に通過帯域のフィルタ特性が変化した。すなわち、ＩＤＴの電極指の本数が多くなると、通過帯域内において、挿入損失が若干劣化することがわかる。そして、本願発明者の実験によれば、ＩＤＴの電極指の本数を３３本以下とすれば、通過帯域内における挿入損失を十分に小さくし得ることが確かめられた。
【００４９】
次に、上記のように、５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性境界波フィルタを第１の弾性波フィルタ１１に用いることにより、第２の弾性波フィルタの通過帯域おいて挿入損失が劣化し難いこと、図６〜図９を参照してより詳細に説明する。
【００５０】
図６は、図１に示したブロック図の第１の弾性波フィルタ１１における出力側のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートを示す図である。このインピーダンススミスチャートにおいて、Ｘで示す位置が、第２の弾性波フィルタの中心周波数の位置である。
【００５１】
他方、図７は、第２の弾性波フィルタの出力側におけるインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートを示す図である。図７のＸの点は、第１の弾性波フィルタの中心周波数におけるインピーダンスを示す。
【００５２】
図６において、相手方である第２の弾性波フィルタの中心周波数におけるインピーダンスは短絡状態に近いところにあることがわかる。すなわち、第２の弾性波フィルタ１２が動作している場合、第１の弾性波フィルタ１１側に電流が流れ、その結果、第２の弾性波フィルタ１２の挿入損失が大きくなる。
【００５３】
他方、図７において、相手方である第１の弾性波フィルタ１１の中心周波数におけるインピーダンスはオープンに近いところにあることがわかる。すなわち、第１の弾性波フィルタ１１が動作している場合には、第２の弾性波フィルタ１２側には電流は流れず、第１の弾性波フィルタ１１の挿入損失は悪くならない。すなわち、第２の弾性波フィルタから第１の弾性波フィルタをみたときに、インピーダンスはオープンに近い状態にあることがわかる。
【００５４】
図８は、第１の弾性波フィルタの出力側のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートであり、ここで、実線は上記実施形態のように５ＩＤＴ型の弾性波フィルタの場合であり、破線は比較のために用意した３ＩＤＴ型の弾性波フィルタの場合のインピーダンス特性を示す。
【００５５】
また、インピーダンス特性上のＸは、それぞれ、１９６０ＭＨｚ、すなわち、第２のバンドパスフィルタの中心周波数の位置を示す。図８から明らかなように、３ＩＤＴ型の弾性波フィルタの場合には、インピーダンススミスチャートにおけるインピーダンス特性がいわゆる横巻きであるのに対し、５ＩＤＴ型の構成では、ＩＤＴの電極指の対数を少なくすることにより、インピーダンス特性を縦巻きにすることができることがわかる。
【００５６】
また、第１のバンドパスフィルタの第２のバンドパスフィルタの通過帯域におけるインピーダンスを高め得ることがわかる。
【００５７】
なお、図９は、第１の弾性波フィルタにおけるＩＤＴの電極指の本数と、第２の弾性波フィルタにおける通過帯域内挿入損失劣化量との関係を示す図である。図９から明らかなように、ＩＤＴの電極指の本数が多くなるにつれて、第２の弾性波フィルタにおける挿入損失が悪化することがわかる。これは、前述した図５の結果に対応している。よって、ＩＤＴの電極指の本数を少なくすることが望ましく、具体的は、３３本以下とすれば、上記挿入損失の劣化量を、要求特性である０．３ｄＢ以下とし得ることがわかる。
【００５８】
上記実施形態では、第１，第２の弾性波フィルタ１１，１２は、図２（ａ），（ｂ）に示した電極構造を有していたが、第１の弾性波フィルタ１１の電極構造は、適宜変形することができる。図１０〜図１２は、第１の弾性波フィルタの電極構造の第１〜第３の変形例を示す各模式的平面図である。
【００５９】
なお、第２の弾性波フィルタ１２において、図１０〜図１２に示すような電極構造を用いてもよい。
【００６０】
図１０に示す弾性波フィルタ１０１では、不平衡端子１０２と、第１，第２の平衡端子１０３，１０４との間に図示の電極構造が形成されている。
【００６１】
すなわち、不平衡端子１０２に、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して、５ＩＤＴ型の縦結合共振子型の第１，第２の弾性波フィルタ部１０７，１０８が接続されている。ここでは、第１の弾性波フィルタ部１０７の第１〜第５のＩＤＴ１０７ａ〜１０７ｅのうち、第２，第４のＩＤＴ１０７ｂ，１０７ｄの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して不平衡端子１０２に接続されている。第２，第４のＩＤＴ１０７ｂ，１０７ｄの各他端はアース電位に接続されている。他方、第１，第３，第５のＩＤＴ１０７ａ，１０７ｃ，１０７ｅの各一端がアース電位に接続されており、各他端が共通接続され、第１の平衡端子１０３に接続されている。
【００６２】
第２の弾性波フィルタ部１０８もまた、同様に第１〜第５のＩＤＴ１０８ａ〜１０８ｅを有する。そして、第２，第４のＩＤＴ１０８ｂ，１０８ｄの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して不平衡端子１０２に接続されており、各他端がアース電位に接続されている。
【００６３】
第１，第３，第５のＩＤＴ１０８ａ，１０８ｃ，１０８ｅの各一端はアース電位に接続され、各他端が共通接続され、第２の平衡端子１０４に接続されている。
【００６４】
第１の弾性波フィルタ部１０７から第１の平衡端子１０３に伝送される信号の位相に対し、第２の弾性波フィルタ部１０８から第２の平衡端子１０４に伝送される信号の位相が１８０°異なるように、第１〜第５のＩＤＴ１０７ａ〜１０７ｃ，１０８ａ〜１０８ｃが形成されている。
【００６５】
図１１に示す弾性波フィルタ１１１では、不平衡端子１０２に、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して、１つの５ＩＤＴ型の縦結合共振子型の弾性波フィルタ部１１２が接続されている。ここでは、第１，第３，第５のＩＤＴ１１２ａ，１１２ｃ，１１２ｅの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して不平衡端子１０２に接続されており、各他端がそれぞれアース電位に接続されている。
【００６６】
第２，第４のＩＤＴ１１２ｂ，１１２ｄの各一端はアース電位に接続されており、ＩＤＴ１１２ｂの他端が第１の平衡端子１０３に接続されており、第４のＩＤＴ１１２ｄの他端が第２の平衡端子１０４に接続されている。ここでは、ＩＤＴ１１２ｂとＩＤＴ１１２ｄの位相が反転されて、第１，第２の平衡端子１０３，１０４から、位相が１８０°異なる信号が取り出される。
【００６７】
図１２に示す弾性波フィルタ１２１では、不平衡端子１０２に、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して、５ＩＤＴ型の縦結合共振子型の弾性波フィルタ部１２２が接続されている。もっとも、中央の第３のＩＤＴ１２２ｃは、境界波伝搬方向に２分割することにより設けられた第１，第２の分割ＩＤＴ部１２３，１２４を有する。そして、第１のＩＤＴ１２２ａ及び第３のＩＤＴ１２２ｃの第１の分割ＩＤＴ部１２３が共通接続され、第１の平衡端子１０３に接続されている。また、第２の分割ＩＤＴ部１２４と、第５のＩＤＴ１２２ｅとが共通接続され、第２の平衡端子１０４に接続されている。ＩＤＴ１２２ａ，１２２ｃ，１２２ｅの各他端はアース電位に接続されている。また、第２，第４のＩＤＴ１２２ｂ，１２２ｄの各一端が共通接続され、１ポート型弾性境界波共振子１０６を介して不平衡端子１０２に電気的に接続されている。ＩＤＴ１２２ｂ，１２２ｄの各他端はアース電位に接続されている。
【００６８】
また、本発明においては、第１，第２の弾性波フィルタは平衡−不平衡変換機能を有するものである必要は必ずしもない。すなわち、第１，第２の弾性波フィルタ１１，１２は、それぞれ、入力端と出力端を有する弾性波フィルタであってもよく、その場合においても、入力端及び出力端の内、少なくとも一方同士が共通接続されている構成であれば、本発明に従って、中心周波数が相対的に高い第１の弾性波フィルタを５ＩＤＴ型の構成とすることにより、第２の弾性波フィルタの挿入損失の劣化を抑制することができる。
【００６９】
また、上記実施形態は、弾性境界波を利用した弾性境界波につき説明したが、図１３に模式的断面図で示すように、圧電基板５０１上にＩＤＴ電極を含む５０２が形成されている弾性表面波フィルタ装置に本発明を適用してもよい。
【００７０】
また、本発明においては、第１，第２の弾性波フィルタを構成するための圧電基板は、同一の圧電基板でもよく、異なる圧電基板でもよい。同一の圧電基板上に第１，第２の弾性波フィルタが構成されている場合には、圧電基板の種類を減らすことができ、コストを低減することができる。また、弾性波フィルタ装置の小型化を進め得る。
【００７１】
もっとも、第１，第２の弾性波フィルタ１１，１２が異なる圧電基板を用いて形成されている場合には、第１，第２の弾性波フィルタに適した結晶方位の圧電材料を用いて第１，第２の弾性波フィルタを構成することができる。
【００７２】
また、図１３に一点鎖線で示すように、パッケージ部材５１１がさらに備えられていてもよい。その場合には、同じパッケージ部材５１１内に、第１，第２の弾性波フィルタチップが収納されていることが望ましく、それによって、弾性波装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る弾性波フィルタ装置のブロック図であり、（ｂ）はその立体的構造を説明するための模式的正面断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示した実施形態で用いられている第１の弾性波フィルタの電極構造を示す平面図であり、（ｂ）は第２の弾性波フィルタの電極構造を示す平面図である。
【図３】図１に示した実施形態において、第１の弾性波フィルタの並列接続前及び並列接続後の減衰量周波数特性を示す図である。
【図４】図１に示した実施形態において、第２の弾性波フィルタの並列接続前及び並列接続後の減衰量周波数特性を示す図である。
【図５】第２の弾性波フィルタのＩＤＴの電極指の本数を１７本から３７本に変化させた場合の通過帯域におけるフィルタ特性の変化を示す図である。
【図６】第１の弾性波フィルタのインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図７】第２の弾性波フィルタのインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図８】３ＩＤＴ型の第１の弾性波フィルタのインピーダンス特性を破線で、５ＩＤＴ型の第１の弾性波フィルタのインピーダンス特性を実線で示すインピーダンススミスチャートである。
【図９】第１の弾性波フィルタのＩＤＴの電極指の本数と、第２の弾性波フィルタの通過帯域における挿入損失劣化量との関係を示す図である。
【図１０】本発明において第１の弾性波フィルタとして用い得る電極構造の第１の変形例を示す平面図である。
【図１１】本発明において第１の弾性波フィルタとして用い得る電極構造の第２の変形例を示す平面図である。
【図１２】本発明において第１の弾性波フィルタとして用い得る電極構造の第３の変形例を示す平面図である。
【図１３】本発明が適用される弾性波フィルタ装置を説明するための模式的断面図である。
【図１４】従来の弾性表面波フィルタ装置を説明するための概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…弾性波フィルタ装置
２…第１の不平衡端子
３…第１の平衡端子
４…第２の平衡端子
５…第２の不平衡端子
６〜９…信号線
１１…第１の弾性波フィルタ
１２…第２の弾性波フィルタ
１３…圧電基板
１４…電極
１４ａ，１４ｂ…電極パッド
１５…誘電体層
１５ａ，１５ｂ…貫通孔
１６ａ，１６ｂ…接続導電膜
１７，１８…端子電極
２０…１ポート型弾性境界波共振子
２１…第１の弾性波フィルタ部
２１ａ〜２１ｅ…ＩＤＴ
２１ｆ，２１ｇ…反射器
２２…第２の弾性波フィルタ部
２２ａ〜２２ｅ…ＩＤＴ
２２ｆ，２２ｇ…反射器
３０…１ポート型弾性境界波共振子
３１…第１の弾性波フィルタ部
３１ａ〜３１ｃ…ＩＤＴ
３１ｄ，３１ｅ…反射器
３２…第２の弾性波フィルタ部
３２ａ〜３２ｃ…ＩＤＴ
３２ｄ，３２ｅ…反射器
３３…１ポート型弾性境界波共振子
３４…１ポート型弾性境界波共振子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性波を用いた縦結合共振子型の弾性波フィルタ装置であって、
入力端と出力端とを有する縦結合共振子型の第１の弾性波フィルタと、
入力端と出力端とを有し、第１の弾性波フィルタよりも中心周波数が低い縦結合共振子型の第２の弾性波フィルタとを備え、
前記第１，第２の弾性波フィルタの入力端及び出力端の少なくとも一方が共通接続されており、
前記第１の弾性波フィルタが、５個のＩＤＴ電極を備えた５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタであることを特徴とする、弾性波フィルタ装置。
【請求項２】
前記第１，第２の弾性波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有する、バランス型弾性波フィルタである、請求項１に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項３】
圧電基板をさらに備え、該圧電基板上に、前記第１，第２の弾性波フィルタが構成されている、請求項１または２に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項４】
パッケージ部材をさらに備え、パッケージ部材内に、前記第１，第２の弾性波フィルタが収納されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項１】
弾性波を用いた縦結合共振子型の弾性波フィルタ装置であって、
入力端と出力端とを有する縦結合共振子型の第１の弾性波フィルタと、
入力端と出力端とを有し、第１の弾性波フィルタよりも中心周波数が低い縦結合共振子型の第２の弾性波フィルタとを備え、
前記第１，第２の弾性波フィルタの入力端及び出力端の少なくとも一方が共通接続されており、
前記第１の弾性波フィルタが、５個のＩＤＴ電極を備えた５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタであることを特徴とする、弾性波フィルタ装置。
【請求項２】
前記第１，第２の弾性波フィルタが、平衡−不平衡変換機能を有する、バランス型弾性波フィルタである、請求項１に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項３】
圧電基板をさらに備え、該圧電基板上に、前記第１，第２の弾性波フィルタが構成されている、請求項１または２に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項４】
パッケージ部材をさらに備え、パッケージ部材内に、前記第１，第２の弾性波フィルタが収納されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ装置。
【図１】
【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】
【公開番号】特開２００９−２６０４６３（Ｐ２００９−２６０４６３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０４５２６（Ｐ２００８−１０４５２６）
【出願日】平成２０年４月１４日（２００８．４．１４）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１４日（２００８．４．１４）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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