弾性波フィルタ
【課題】入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極をテーパー型に構成した弾性波フィルタにおいて、弾性波の屈折等による減衰特性の劣化を抑えながら良好な群遅延特性を得ること。
【解決手段】ショートグレーティング電極１６のグレーティング電極指１７の間隔寸法を、入力側ＩＤＴ電極１２及び出力側ＩＤＴ電極１３の両方の電極指１５の間隔寸法が連続して延長されるように形成し、またグレーティング電極指１７の幅寸法を、通過周波数帯域に亘って遅延時間が揃うように、一方側のグレーティングバスバー１８ａから他方側のグレーティングバスバー１８ｂに向かうにつれて変化するように設定する。
【解決手段】ショートグレーティング電極１６のグレーティング電極指１７の間隔寸法を、入力側ＩＤＴ電極１２及び出力側ＩＤＴ電極１３の両方の電極指１５の間隔寸法が連続して延長されるように形成し、またグレーティング電極指１７の幅寸法を、通過周波数帯域に亘って遅延時間が揃うように、一方側のグレーティングバスバー１８ａから他方側のグレーティングバスバー１８ｂに向かうにつれて変化するように設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波フィルタ例えば（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＷデバイスは、弾性表面波を利用したものであり、圧電基板上にＩＤＴ（インターディジタルトランスデューサ）と呼ばれる電極を入力側電極及び出力側電極として弾性波の伝搬方向に沿って配置し、これらの２つの電極間にて電気信号と弾性波との間の電気−機械相互変換を行って周波数選択（帯域フィルタ）特性を持たせたものである。ＳＡＷデバイスの一つであるＳＡＷフィルタは、高機能化、小型化が進められている各種通信機器例えば携帯電話等のパンドパスフィルタとして使用されており、近年のワイヤレスデータ通信の高速化、大容量化に伴い、挿入損失が小さく、周波数選択性に優れ、更には通過周波数帯域が広く、かつ優れた群遅延特性を持っていることが求められている。優れた群遅延特性とは、入力側電極に電気信号が入力されてから、その電気信号に対応する信号が出力側電極にて取り出されるまでに要する時間である遅延時間が、フィルタの通過周波数帯域においてできるだけ揃っていることを意味している。
【０００３】
上記のように通過周波数帯域を広帯域化する手法としては、例えば以下のフィルタを用いる方法が知られている。このフィルタは、図１４に示すように、一方側（手前側）のバスバー１０１から他方側（奥側）のバスバー１０１に向かって電極指１０２の幅寸法及び間隔寸法が広がるように配置されたテーパー型ＩＤＴ電極１０３を入力側ＩＤＴ電極１０４及び出力側ＩＤＴ電極１０５として弾性波の伝搬方向に沿って配置し、これらの電極１０４、１０５の間に角型の金属膜（シールド電極１０６）を配置した構成となっている。この図１４中λは、伝搬する弾性波の波長に対応するように電極指１０２の幅寸法及び間隔寸法によって所定の間隔で繰り返される周期単位であり、一方側のバスバー１０１から他方側のバスバー１０１に向かって波長の短いトラック（伝搬路）の弾性波から波長の長いトラックの弾性波まで伝搬するように、つまり通過周波数帯域が広くなるように構成されている。このようなフィルタは、例えば圧電基板１０７上に金属例えばアルミニウムを全面に亘って成膜し、次いでフォトリソグラフィーにより電極１０４、１０５、１０６以外の領域をエッチングすることにより形成されるため、各々の電極１０４〜１０６の厚み寸法ｔが同程度となるように形成される。
【０００４】
ここで、圧電基板１０７上を伝搬する弾性波の速度の一例について説明すると、圧電基板１０７や電極１０４〜１０６を構成する材質の種類によっては、図１５（ａ）に示すように、弾性波は、金属（電極１０４、１０５、１０６）などが成膜されていない領域（圧電基板１０７上）では最も速く伝搬し、次いでベタ電極であるシールド電極１０６が形成されている領域、続いてＩＤＴ電極１０４、１０５の形成された領域の順に伝搬速度が遅くなる場合がある。
そこで、このような場合において既述の図１４に示したフィルタを伝搬する弾性波の伝搬速度を検討すると、電極指１０２がテーパー状に配置されているので、ＩＤＴ電極１０４、１０５間の離間寸法は、手前側よりも奥側の方が狭くなっており、従って手前側の方が奥側よりも伝搬速度の速い領域が長くなっている。そのため、手前側の領域では、弾性波は奥側の領域よりも出力側ＩＤＴ電極１０５に速く到達してしまう場合がある。
【０００５】
また、上記のようにＩＤＴ電極１０４（１０５）が一定の膜厚で形成されている一方、手前側の領域と奥側の領域とでは夫々の領域を伝搬する弾性波の波長λが異なることから、夫々の領域を伝搬する弾性波から見たときのＩＤＴ電極１０４（１０５）の膜厚である波長比膜厚（ｔ／λ）は、手前側よりも奥側の方が小さくなっている。そのため、上記の図１５（ａ）のように弾性波が伝搬する場合には、同図（ｂ）に示すように、弾性波の波長λの長い領域では波長λの短い領域よりも弾性波の伝搬速度が速くなり、従って図１４のフィルタでは、ＩＤＴ電極１０４（１０５）において手前側よりも奥側の方が弾性波の伝搬速度が速くなってしまう。
【０００６】
以上のように、弾性波の伝搬方向に直交する方向つまり手前側から奥側にかけて弾性波の伝搬速度がＩＤＴ電極１０４、１０５間の離間距離やＩＤＴ電極１０４（１０５）における電極指１０２のピッチなどにより様々に変化するため、このようなテーパー型のフィルタでは通過周波数帯域内において遅延時間がばらつき、その結果良好な群遅延特性を得ることが困難である。また、電極１０４〜１０６の膜厚やこれらの電極１０４〜１０６の材質、あるいは圧電基板１０７の材質などによっても弾性波の伝搬速度が変わるので、即ち例えば既述の図１５（ａ）とは逆の順番で弾性波が伝搬する場合もあるので、テーパー型のフィルタにおいて良好な群遅延特性を得ることは極めて困難である。また、例えば弾性波の伝搬速度を調整するために電極１０４、１０５、１０６の厚み寸法を調整しようとすると、例えば既述のフォトリソグラフィーを複数回行うことになり、工程が増えてしまう。
【０００７】
また、このようなテーパー型のＩＤＴ電極１０３を用いたフィルタでは、弾性波の屈折や回折などにより、通過周波数帯域内における減衰量が大きくなってしまう。つまり、既述のように、弾性波は入力側ＩＤＴ電極１０４の端縁から放射される時に、速度が変化する場合には屈折してしまう。そのために、図１６に示すように、入力側ＩＤＴ電極１０４から伝搬してきた弾性波（Ｔｒ０〜Ｔｒ２）は、その波長に対応するトラックから大きくずれて出力側ＩＤＴ電極１０５に入射してしまう。その結果、トラックずれが起こらなかった場合よりも出力側ＩＤＴ電極１０５にて受信される弾性波のエネルギー（同図中右側のハッチングで示した分布）が減少し、通過周波数帯域内における減衰量が大きくなってしまう。この減衰量は、図１６から分かるように、ＩＤＴ電極１０４、１０５間の距離Ｌの長い高周波側で顕著である。更に、低周波数側（Ｔｒ０）では、屈折により出力側ＩＤＴ電極１０５の形成された領域から外れた領域に伝搬してしまう弾性波もあり、このような弾性波は出力側ＩＤＴ電極１０５において受信されないので、低周波数側においても減衰特性が劣化する。更にまた、弾性波が入力側電極１０４の端部から放射される時には、弾性波の回折や反射も起こり、同様に減衰量が大きくなってしまう。
【０００８】
そこで、上記のフィルタにおいて、減衰特性の劣化を抑えて群遅延特性（位相直線性）を改善できる技術が求められている。群遅延特性を改善する手法としては、例えば特許文献１に記載されているように、弾性波の伝搬方向に直交する方向におけるシールド電極１０６の幅寸法を調整する方法が知られている。しかし、この方法では、既述のように弾性波の屈折や回折などにより減衰特性が劣化してしまう。また、群遅延特性を改善する方法として、ＩＤＴ電極１０４、１０５間の距離に重み付けを行う手法も考えられるが、同様に弾性波の屈折や回折が起こってしまう。
特許文献２には、上記のようなフィルタについて記載されているが、上記の課題については何ら示唆されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２−１２３８０９（図２）
【特許文献２】特開２００５−１５０９１８（（０００４）、（００２２）〜（００２５））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極をテーパー型に構成した弾性波フィルタにおいて、弾性波の屈折等による減衰特性の劣化を抑えながら良好な群遅延特性を得ることのできる弾性波フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の弾性波フィルタは、
互いに平行となるように形成され、一対のＩＤＴ電極用のバスバーと、これら一対のＩＤＴ電極用のバスバーの各々から互いに交互に櫛歯状に伸び出すように、またその幅寸法及び間隔寸法が前記ＩＤＴ電極用のバスバーの一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成された複数の電極指と、を備えたテーパー型ＩＤＴ電極を入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極として弾性波の伝搬方向に互いに間隔をおいて各々設けると共に、弾性波の伝搬方向に沿って互いに離間して伸びる１対のグレーティングバスバーと、これらのグレーティングバスバー同士を接続するように配置した複数のグレーティング電極指と、を備えたショートグレーティング電極を前記入力側ＩＤＴ電極と前記出力側ＩＤＴ電極との間に設けた弾性波フィルタにおいて、
前記グレーティング電極指の間隔寸法は、前記入力側ＩＤＴ電極及び前記出力側ＩＤＴ電極のいずれかのＩＤＴ電極あるいは両方のＩＤＴ電極における前記電極指の間隔寸法が連続して延長されるように設定され、
前記グレーティング電極指の幅寸法は、前記出力側ＩＤＴ電極にて受信される信号の通過周波数帯域に亘って遅延時間を揃えるために、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
前記グレーティング電極指の間隔寸法は、前記入力側ＩＤＴ電極に隣接する前記グレーティング電極指から前記出力側ＩＤＴ電極に向かって前記入力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法が連続して延長されるように、かつ前記出力側ＩＤＴ電極に隣接する前記グレーティング電極指から前記入力側ＩＤＴ電極に向かって前記出力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法が連続して延長されるように形成され、
前記グレーティング電極指の間隔寸法が前記入力側ＩＤＴ電極から連続して延長されるように形成された入力側領域と、前記グレーティング電極指の間隔寸法が前記出力側ＩＤＴ電極から連続して延長されるように形成された出力側領域と、の間における境界部分にて、前記入力側領域の前記グレーティング電極指と前記出力側領域のグレーティング電極指とが接合されていても良い。
【００１３】
弾性波の伝搬路であるトラックにおいて伝搬する弾性波の波長に対応する、前記電極指の前記間隔寸法の周期単位をλとすると、
前記入力側ＩＤＴ電極及び前記出力側ＩＤＴ電極の各々において、互いに隣り合う電極指の中心線同士の間の距離、
前記ショートグレーティング電極において、互いに隣り合うグレーティング電極指の中心線同士の間の距離、
前記入力側ＩＤＴ電極における前記ショートグレーティング電極側の端部の電極指の中心線と、前記ショートグレーティング電極における前記入力側ＩＤＴ電極側の端部のグレーティング電極指の中心線と、の距離、
前記出力側ＩＤＴ電極における前記ショートグレーティング電極側の端部の電極指の中心線と、前記ショートグレーティング電極における前記出力側ＩＤＴ電極側の端部のグレーティング電極指の中心線と、の距離は、いずれもλ／４であっても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、複数の電極指の幅寸法及び間隔寸法がＩＤＴ電極用のバスバーの一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成されたテーパー型ＩＤＴ電極を入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極として用いると共に、これらの入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ電極との間にショートグレーティング電極を設けた弾性波フィルタにおいて、ショートグレーティング電極のグレーティング電極指の間隔寸法を、入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極のいずれかのＩＤＴ電極あるいは両方のＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法が連続して延長されるように形成し、またグレーティング電極指の幅寸法を、遅延時間を揃えるために弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定している。そのため、通過周波数帯域における低域側から高域側までに亘って弾性波の遅延時間を揃えることができるので、良好な群遅延特性を得ることができる。この時、ショートグレーティング電極のうち入力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法を受け継いでいる部分は音響的に見て入力側ＩＤＴ電極と同じ媒質となり、またショートグレーティング電極のうち出力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法を受け継いでいる部分は出力側ＩＤＴ電極と同じ媒質となり、従って入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ電極との間の境界部分が１カ所となる。そのため、弾性波の屈折や回折によるエネルギー損失を抑えることができるので、減衰特性の劣化を抑えて良好な群遅延特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る弾性波フィルタの一例を示す平面図である。
【図２】上述の弾性波フィルタの一部を拡大した平面図である。
【図３】上述の弾性波フィルタにおいて弾性波の伝搬速度を示す模式図である。
【図４】上述の弾性波フィルタの伝搬経路を概略的に示した平面図である。
【図５】上述の弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬の様子を示す概略図である。
【図６】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図７】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図８】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図９】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図１０】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図１１】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図１２】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図１３】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図１４】従来の弾性波フィルタを示す平面図である。
【図１５】上述の従来の弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬の様子を示す概略図である。
【図１６】上述の従来の弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬の様子を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態の弾性波フィルタについて、図１、図２を参照して説明する。本発明の弾性波フィルタは、既述の図１４に示すフィルタの入力側ＩＤＴ電極１０４及び出力側ＩＤＴ電極１０５と夫々ほぼ同じ構成であるテーパー型の入力側ＩＤＴ電極１２及び出力側ＩＤＴ電極１３を備えており、例えば水晶などの圧電基板１１上に形成されている。これらのＩＤＴ電極１２、１３は、弾性波の伝搬方向に沿って間隔をおいて設けられている。このフィルタは、例えば圧電基板１１上に全面に亘って金属膜例えばアルミニウムを成膜し、次いでこの金属膜上に積層したマスク層を介して上記の電極１２、１３及び後述のショートグレーティング電極１６以外の領域をエッチングするフォトリソグラフィーにより形成される。従って、これらの電極１２、１３、１６の膜厚ｔは同程度となっている。尚、図１中２５、２５は、ＩＤＴ電極１２、１３を介して圧電基板１１の端部領域に伝搬する不要な弾性波を吸収するための吸音材（ダンパー）である。
【００１７】
入力側ＩＤＴ電極１２において、１４ａ、１４ｂは、それぞれ一方側のＩＤＴ電極用のバスバー、他方側のＩＤＴ電極用のバスバーであり、互いに平行となるように、図１中夫々手前側及び奥側に形成されている。また、一方側のバスバー１４ａは接地されており、他方側のバスバー１４ｂは入力ポート２１に接続されている。図１中の１５は、上記の入力側ＩＤＴ電極１２のバスバー１４ａ、１４ｂの各々から互いに交互に櫛歯状となるように伸び出す電極指であり、２６は一方側のバスバー１４ａから伸びる反射器である。
【００１８】
これらの電極指１５及び反射器２６は、図２にも示すように、バスバー１４ａ、１４ｂの各々から互いに隣り合うように形成された一対の電極指１５、１５と、これらの電極指１５に隣接するようにバスバー１４ａから伸びる反射器２６と、が１組になって所定の配列パターン（周期単位）λで弾性波の伝搬方向に沿って周期的に繰り返されるように配置されている。このフィルタでは、上記の周期単位λと同じ長さの波長の弾性波が伝搬することとなる。
また、電極指１５の配列パターンは、図１中手前側の一方のバスバー１４ａから奥側の他方のバスバー１４ｂに向かって、電極指１５間の間隔寸法が徐々に広くなり、また各々の電極指１５の幅寸法についても徐々に広くなるように形成されている。従って、弾性波の伝搬路であるトラックをＴｒとすると、弾性波の伝搬方向に対して直交方向には、手前側のバスバー１４ａから奥側のバスバー１４ｂにかけて、周期単位λが狭いＴｒ１から広いＴｒ２まで形成されていることになる。そのため、上記のようにＩＤＴ電極１２が一定の膜厚ｔで形成されている一方、手前側の領域と奥側の領域とでは夫々の領域を伝搬する弾性波の波長λが異なることから、夫々の領域を伝搬する弾性波から見たときのＩＤＴ電極１２の膜厚である波長比膜厚（ｔ／λ）は、手前側よりも奥側の方が小さくなっている。尚、図１では、電極指１５の幅については、図示の簡略化のため、一定の幅として描画してある。
この例では、反射器２６の幅寸法及び隣り合う電極指１５、１５において電極指１５の中心を通る直線同士の間の寸法は、夫々３λ／８、λ／４となっている。また、電極指１５の幅寸法及び電極指１５、１５間の離間距離は、夫々λ／８となっている。
【００１９】
出力側ＩＤＴ電極１３は、既述の図１に示すように、入力側ＩＤＴ電極１２と同様に、一方側のＩＤＴ電極用のバスバー１４ｃ及び他方側のＩＤＴ電極用のバスバー１４ｄを備えている。一方側のバスバー１４ｃは図１中手前側に配置されて出力ポート２２に接続され、他方側のバスバー１４ｄは奥側に配置されて接地されている。また、出力側ＩＤＴ電極１３は、入力側ＩＤＴ電極１２と同様に、弾性波の伝搬方向に沿って周期単位λが一定となり、また一方側のバスバー１４ｃから他方側のバスバー１４ｄに向かって周期単位λがＴｒ１からＴｒ２まで広がる配列パターンとなるように配置された電極指１５及び反射器２６を備えている。この出力側ＩＤＴ電極１３の電極指１５及び反射器２６の幅寸法や間隔寸法についても、既述の入力側ＩＤＴ電極１２における配列パターンと同じになるように形成されており、また波長比膜厚（ｔ／λ）についても入力側ＩＤＴ電極１２と同様となっている。
【００２０】
入力側ＩＤＴ電極１２と出力側ＩＤＴ電極１３との間には、図１及び図２に示すように、接地されたショートグレーティング電極１６が形成されており、このショートグレーティング電極１６は、弾性波の伝搬方向に沿って平行となるように配置された一対のグレーティングバスバー１８ａ、１８ｂを備えている。一方のグレーティングバスバー１８ａは図１中手前側に形成され、他方のグレーティングバスバー１８ｂは奥側に配置されている。これらのグレーティングバスバー１８ａ、１８ｂの間には、既述の電極指１５と同様に、弾性波の伝搬方向に対して概略直交方向に伸びる複数のグレーティング電極指１７が形成されており、これらのグレーティング電極指１７は、一端側及び他端側が夫々グレーティングバスバー１８ａ、１８ｂに接続されている。
グレーティング電極指１７は、４本のグレーティング電極指１７の幅寸法と間隔寸法とによって、電極指１５の周期単位λと同じ配列パターンが形成されるように配置されている。また、グレーティング電極指１７は、一方のグレーティングバスバー１８ａから他方のグレーティングバスバー１８ｂに向かうにつれて、同様に周期単位λが既述のＴｒ１からＴｒ２まで徐々に広がるように配置されている。
【００２１】
このグレーティング電極指１７の幅寸法は、後述するように、フィルタの通過周波数帯域において、電気信号が入力ポート２１に入力されてから出力ポート２２に出力されるまでの遅延時間を揃えるために、即ちＩＤＴ電極１２、１３において生じる各トラックＴｒ１〜Ｔｒ２間の弾性波の伝搬速度の差が緩和されるように、手前側から奥側にかけて、つまり弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定されている。弾性波が既述の図１５に示す順序で伝搬する場合について説明すると、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、電極指１５（１７）の間隔寸法が一定の場合には、弾性波は電極指１５（１７）の幅寸法が細くなるほど速く伝搬することになる。そのため、ＩＤＴ電極１２、１３において各トラックＴｒ１〜Ｔｒ２間の弾性波の伝搬速度の差が小さくなるように、あるいは緩和されるようにグレーティング電極指１７の幅寸法（メタライゼーションレシオ）を設定している。
【００２２】
具体的には、後述するように、この例ではＩＤＴ電極１２、１３では手前側から奥側に向かうにつれて弾性波の伝搬速度が速くなることから、図２に示すように、グレーティング電極指１７の幅寸法は、一方側のグレーティングバスバー１８ａから他方側のグレーティングバスバー１８ｂに向かうにつれて、徐々に広くなるように形成されている。従って、ショートグレーティング電極１６では、手前側から奥側にかけてＩＤＴ電極１２、１３と同じ周期単位λを保ちつつ、ＩＤＴ電極１２、１３において伝搬する弾性波の波長λが短くなる（波長比膜厚（ｔ／λ）が大きくなる）手前側ではグレーティング電極指１７の幅寸法が狭くなり、逆にＩＤＴ電極１２、１３において伝搬する弾性波の波長λが長くなる（波長比膜厚（ｔ／λ）が小さくなる）奥側ではグレーティング電極指１７の幅寸法が広くなるようにグレーティング電極指１７が形成されている。尚、図２ではグレーティング電極指１７の幅寸法を誇張して描画している。
【００２３】
このようにグレーティング電極指１７の幅寸法を設定するにあたり、弾性波が手前側から奥側にかけてどのような速度で伝搬するのかを予め求めておき、具体的にはフィルタの設計時の各寸法から例えば上記の波長比膜厚（ｔ／λ）などを計算して各トラックＴｒ１〜Ｔｒ２における弾性波の伝搬速度を各々算出しておき、ＩＤＴ電極１２、１３における弾性波の伝搬速度の差が緩和されるようにグレーティング電極指１７の幅寸法が設定される。弾性波の伝搬方向に直交する方向において弾性波の伝搬速度が変わってしまう原因としては、上記の波長比膜厚（ｔ／λ）以外にも、例えば要求される特性を持たせるためにフィルタを設計あるいは試作した時の結果などにより弾性波の伝搬速度やＩＤＴ電極１２、１３間の離間距離などが歪んでしまう場合や、フォトリソグラフィーの誤差などが挙げられ、グレーティング電極指１７の幅寸法は、このような歪みが緩和されて良好な群遅延特性が得られるように設定される。また、隣り合うグレーティング電極指１７、１７の中心線同士の間の距離は、λ／４となっている。
【００２４】
入力側ＩＤＴ電極１２とショートグレーティング電極１６との間の領域については、入力側ＩＤＴ電極１２におけるショートグレーティング電極１６に近接する電極指１５の中心線と、ショートグレーティング電極１６における入力側ＩＤＴ電極１２に近接するグレーティング電極指１７の中心線と、の距離がλ／４となるように設定されている。従って、この中心線同士の間において弾性波の伝搬方向に概略直交方向に伸びるラインを接続ライン２０とすると、入力側ＩＤＴ電極１２の周期単位λとショートグレーティング電極１６の周期単位λとは、接続ライン２０において途切れずに連続的に延長されるように接続されていることになる。ショートグレーティング電極１６において入力側ＩＤＴ電極１２から連続するように形成された領域は、入力側領域１６ａをなす。
【００２５】
既述の図１に示すように、ショートグレーティング電極１６の配列パターンは、出力側ＩＤＴ電極１３に近接する領域において、出力側ＩＤＴ電極１３の配列パターンが入力側ＩＤＴ電極１２に向かって延長されるように形成されて出力側領域１６ｂをなしている。また、出力側ＩＤＴ電極１３におけるショートグレーティング電極１６に近接する電極指１５の中心線と、ショートグレーティング電極１６における出力側ＩＤＴ電極１３に近接するグレーティング電極指１７の中心線と、の距離についても、λ／４となるように設定されている。従って、この中心線同士の間のラインを接続ライン２０とすると、ショートグレーティング電極１６の周期単位λと出力側ＩＤＴ電極１３の周期単位λとは、接続ライン２０において途切れずに連続的に接続されていることになる。出力側領域１６ｂにおけるグレーティング電極指１７の幅寸法や間隔寸法についても、既述の入力側領域１６ａと同様に設定されている。
この出力側領域１６ｂと既述の入力側領域１６ａとは、ショートグレーティング電極１６の概略中心を通り、弾性波の伝搬方向に対して直交方向に伸びるライン１９に沿って接合されている。このライン１９において、出力側領域１６ｂと入力側領域１６ａとにおける夫々のグレーティング電極指１７同士が接続されている。尚、グレーティング電極指１７の幅寸法についても、図示の簡略化のため、図１では一定の幅として描画している。また、各電極１２、１３、１６については、圧電基板１１の領域と区別しやすいように、ハッチングを付してある。
【００２６】
このような弾性波フィルタにおいて、入力ポート２１を介して入力側ＩＤＴ電極１２に周波数信号が入力されると、弾性表面波（ＳＡＷ）が発生する。この弾性波は、入力側ＩＤＴ電極１２において、その波長の長さ（λ）に対応する周期単位λが形成されたトラックＴｒにて出力側ＩＤＴ電極１３側に向かって伝搬して行く。この時、入力側ＩＤＴ電極１２において、各々のトラック（伝搬路）における弾性波は、複数の電極指１５に対して出入りする度に、図４に示すように屈折を繰り返すが、各電極指１５の形状及び電極指１５、１５間の間隔領域の形状（配列パターン）が一定であるため、概略的には直線的に伝搬していく。
【００２７】
ここで、フィルタにおける弾性波の伝搬速度について説明すると、この例では既述の図１５に示したように、弾性波は金属などが形成されていない圧電基板１１上の領域では最も速く伝搬し、次いでベタ電極（シールド電極１０６）が形成された領域、続いて複数の電極指１５（１７）が形成された電極１２（１３、１６）を伝搬するにつれて伝搬速度が遅くなっていき、また電極１２（１３）内においては、ＩＤＴ電極１２、１３を伝搬する弾性波から見たときの膜厚である波長比膜厚（ｔ／λ）が小さい奥側よりも波長比膜厚（ｔ／λ）の大きい手前側の方が伝搬速度が遅くなる。そのため、入力側ＩＤＴ電極１２では、奥側のバスバー１４ｂ近傍の領域よりも手前側のバスバー１４ａに近くなる程、弾性波は遅く伝搬することになる。
【００２８】
次いで、弾性波がショートグレーティング電極１６に入射する時には、当該ショートグレーティング電極１６の入力側ＩＤＴ電極１２に近接する領域では入力側ＩＤＴ電極１２の電極指１５の配列パターンが受け継がれていることから、弾性波は、同様に入力側ＩＤＴ電極１２からショートグレーティング電極１６に入射する際にも、またショートグレーティング電極１６（入力側領域１６ａ）内においても、直線的に伝搬していく。
そして、ショートグレーティング電極１６内において、入力側ＩＤＴ電極１２の配列パターンが受け継がれた入力側領域１６ａと、出力側ＩＤＴ電極１３の配列パターンが受け継がれた出力側領域１６ｂと、の境界部であるライン１９にて各領域１６ａ、１６ｂのグレーティング電極指１７同士が接続されて不連続面をなしていることから、このライン１９において弾性波が僅かに屈折するが、このライン１９は各トラックにおいて１箇所だけであり、そのため屈折が極めて小く抑えられる。従って、入力側ＩＤＴ電極１２から入力側領域１６ａを介して伝搬してきた弾性波は、出力側領域１６ｂへとほぼ直線的に伝搬していき、また出力側領域１６ｂにおいても直線的に伝搬していく。
【００２９】
こうしてショートグレーティング電極１６内を弾性波が出力側ＩＤＴ電極１３に向かって伝搬していくにあたって、既述のように、ＩＤＴ電極１２において弾性波の伝搬速度が速くなる奥側ではグレーティング電極指１７の幅寸法が広くなり（弾性波の伝搬速度が遅くなり）、逆にＩＤＴ電極１２において弾性波の伝搬速度が遅くなる手前側ではグレーティング電極指１７の幅寸法が狭くなる（弾性波の伝搬速度が速くなる）ように、つまりフィルタの通過周波数帯域内において遅延時間が揃うようにグレーティング電極指１７を形成している。そのため、ショートグレーティング電極１６では、弾性波はショートグレーティング電極１６内においては、奥側よりも手前側の方が速く伝搬していくことになる。
【００３０】
続いて、同様に出力側ＩＤＴ電極１３の配列パターンが受け継がれた出力側領域１６ｂから、屈折や回折が抑えられた状態で弾性波が伝搬して出力側ＩＤＴ電極１３に到達すると、弾性波の波長に対応する周期単位λの形成された電極指１５、１５間において、弾性波は左側（ショートグレーティング電極１６側）から右側に伝搬するにつれて少しずつ電気信号に変換されて出力ポート２２に出力されていく。この時、出力側ＩＤＴ電極１３では、弾性波は既述の入力側ＩＤＴ電極１２と同様に回折や屈折が抑えられた状態で直線的に伝搬すると共に、手前側よりも奥側の方が速く伝搬していくことになるが、グレーティング電極指１７の幅寸法を既述のように設定しているので、電気信号が入力ポート２１に入力されてから出力ポート２２に出力されるまでの遅延時間は、通過周波数帯域において低周波数側から高周波数側に亘って揃うことになる。
【００３１】
以上の各電極１２、１６、１３における弾性波の伝搬速度や伝搬状態を概略的に図５に示すと、既述のように、ショートグレーティング電極１６のグレーティング電極指１７の幅寸法がフィルタの通過周波数帯域内において遅延時間が揃うように形成されているので、また入力側ＩＤＴ電極１２と出力側ＩＤＴ電極１３との間には不連続な境界部分（ライン１９）が各トラックにおいて１箇所だけとなっているので、入力側ＩＤＴ電極１２から放射された弾性波は、Ｔｒ１からＴｒ２までの広い周波数帯域に亘って、回折や屈折によるトラックずれが抑えられた状態で出力側ＩＤＴ電極１３に到達し、出力ポート２２から群遅延特性（位相直線性）の良好な信号として取り出されることになる。尚、入力側ＩＤＴ電極１２から圧電基板１１の左側の端部領域に伝搬する弾性波や、出力側ＩＤＴ電極１３を通り過ぎて圧電基板１１の右側領域に伝搬する弾性波は、吸音材２５にて吸収されることになる。また、既述の図５では、この吸音材２５の描画を省略している。
【００３２】
上述の実施の形態によれば、複数の電極指１５の幅寸法及び間隔寸法がバスバー１４の一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成されたテーパー型ＩＤＴ電極を入力側ＩＤＴ電極１２及び出力側ＩＤＴ電極１３として用いると共に、これらの入力側ＩＤＴ電極１２と出力側ＩＤＴ電極１３との間にショートグレーティング電極１６を設けた弾性波フィルタにおいて、ショートグレーティング電極１６のグレーティング電極指１７の間隔寸法を、入力側ＩＤＴ電極１２及び出力側ＩＤＴ電極１３の両方の電極指１５の間隔寸法が連続して延長されるように形成し、またグレーティング電極指１７の幅寸法を、良好な群遅延特性が得られるように、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定している。そのため、出力側ＩＤＴ電極１３にて受信される信号の通過周波数帯域における低域側から高域側までに亘って弾性波の遅延時間を揃えることができるので、良好な群遅延特性を得ることができる。この時、ショートグレーティング電極１６のうち入力側ＩＤＴ電極１２の電極指１５の間隔寸法を受け継いでいる入力側領域１６ａは音響的に見て入力側ＩＤＴ電極１２と同じ媒質となり、またショートグレーティング電極１６のうち出力側ＩＤＴ電極１３の電極指１５の間隔寸法を受け継いでいる出力側領域１６ｂは出力側ＩＤＴ電極１３と同じ媒質となり、従って入力側ＩＤＴ電極１２と出力側ＩＤＴ電極１３との間の境界部分（ライン１９）が各トラックにおいて１カ所となる。そのため、弾性波の屈折や回折の度合いが小さく、また反射についても小さくなるので、各々のトラックにおいて弾性波のエネルギーの損失を少なくすることができる。そのため、減衰特性の劣化を抑えて良好な群遅延特性を得ることができる。
また、電極指１５の対数を増やさなくとも良好な減衰特性となるので、弾性波フィルタを小型化できるといったメリットもある。電極指１５の対数を増やした場合には、減衰特性の劣化を抑えて、選択性を高めることができる。
【００３３】
上記の例では、弾性波が既述の図１５に示す順序で圧電基板１１上を伝搬する場合について説明したが、弾性波は圧電基板１１や電極１２、１３、１６を構成する材質や電極１２、１３、１６の膜厚ｔなどによっても変化するため、具体的には弾性波の伝搬速度が図１５とは逆の順番となる場合もあるため、既述のグレーティング電極指１７の幅寸法は、各々のフィルタにおいて、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化させることにより良好な群遅延特性が得られるように設定される。従って、上記のように弾性波が図１５とは逆の順序で伝搬する場合には、既述のグレーティング電極指１７の幅寸法は、例えば図２において手前側から奥側に向かって徐々に細くなるように設定される場合もある。また、例えば弾性波の伝搬方向に直交する方向において、グレーティング電極指１７の長さ方向においてバスバー１４ａ、１４ｂに近接する両端位置よりも中央寄りの領域の伝搬速度が速くなる場合には、グレーティング電極指１７の幅寸法は、当該中央寄りの領域にて太くなり、バスバー１４ａ、１４ｂに近接する領域では細くなるように、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定されることになる。
【００３４】
また、上記の例では、ショートグレーティング電極１６の中央部にライン１９が形成されるように、入力側領域１６ａと出力側領域１６ｂとを形成したが、例えば入力側領域１６ａあるいは出力側領域１６ｂの一方を大きくして、ライン１９が弾性波の伝搬方向に対して傾斜するようにしても良い（図６参照）。
更に、ショートグレーティング電極１６を入力側領域１６ａあるいは出力側領域１６ｂの一方だけで構成するようにしても良い。図７は、このような弾性波フィルタの例を示したものであり、この場合には、ライン１９は、見かけ上、出力側ＩＤＴ電極１３とショートグレーティング電極１６との間に形成されることとなる。更に、図８に示すように、ライン１９を途中で折り曲げるようにしても良く、また図９に示すように、このライン１９を複数箇所例えば２箇所で折り曲げるようにしても良い。つまり、各々のトラックにおいて、伝搬する弾性波の通過する不連続面（ライン１９）が１カ所となるように設計すれば良い。
これらの構成の弾性波フィルタにおいても、既述の例（図１）と同様の効果が得られる。
【００３５】
また、上記の各例に示したように、各電極指１５、１７を連続的に直線的に広げていたが、図１０に示すように、曲線的に広げても良く、あるいは例えば図１１に示すように、段階的に広げて、いわば疑似テーパー型となるようにしても良い。尚、上記の図６〜図１１においても、上記の各例と同様に、図中手前側から奥側に向けて、各々の電極指１５、１７の幅寸法と間隔寸法とからなる配列パターンが広くなるように、またグレーティング電極指１７については良好な群遅延特性が得られるように、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定されているが、図示の簡略化のため省略している。
【００３６】
上記の例では、電極指１５の幅寸法と、電極指１５（１７）、１５（１７）の間の間隔寸法と、をそれぞれλ／８としたが、λ／８以外であっても良く、その場合には、隣り合う電極指１５（１７）の中心を通る直線同士の間の寸法（電極指１５（１７）の幅と電極指１５（１７）、１５（１７）間の間隔との和）がλ／４となるように電極指１５、１７を形成すれば良い。
【００３７】
また、反射器２６としては、図１２に示すように、幅寸法を例えばλ／４や３／８λとして、ＤＡＲＴ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極あるいはＥＷＣ−ＳＰＵＤＴ（Ｅｌｅｃｔｌｏｄｅ Ｗｉｄｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ−ＳＰＵＤＴ）電極としても良いし、あるいは図１３に示すように反射器２６を設けなくとも良い。
【００３８】
また、一方側のバスバー１４ａ、１４ｃから伸びる１本の電極指１５と、当該電極指１５と隣接して並ぶ他方のバスバー１４ｂ、１４ｄから伸びる３本の電極指１５と、の組により周期単位λを構成しても良いし、シングル電極となるように１本の電極指１５を交互に配置しても良い。尚、上記の図６〜図１３においては、吸音材２５の描画を省略している。
このような構成の弾性波フィルタにおいても、同様にエネルギーの損失が抑えられて弾性波が伝搬していき、上記の例と同様の効果が得られる。
【００３９】
また、ＩＤＴ電極１２、１３としては、このような構成以外にも、例えばＦＥＵＤＴ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｔｙｐｅ Ｕｎｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極あるいはＤＷＳＦ−ＳＰＵＤＴ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｗｉｄｔｈ Ｓｐｌｉｔ Ｆｉｎｇｅｒ−ＳＰＵＤＴ）電極等であっても良い。
尚、以上の例においては、圧電基板１１状に入力側ＩＤＴ電極１２と出力側ＩＤＴ電極１３との組を一対形成した例を示したが、二対以上形成しても良い。
また、以上のフィルタ１０としては、表面波でなくとも、圧電基板１１の表層よりも内部を伝搬する弾性波を利用したものであっても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１１ 圧電基板
１２ 入力側ＩＤＴ電極
１３ 出力側ＩＤＴ電極
１４ バスバー
１５ 電極指
１６ ショートグレーティング電極
１６ａ 入力側領域
１６ｂ 出力側領域
１７ グレーティング電極指
１８ グレーティングバスバー
１９ ライン
２０ 接続ライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波フィルタ例えば（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＷデバイスは、弾性表面波を利用したものであり、圧電基板上にＩＤＴ（インターディジタルトランスデューサ）と呼ばれる電極を入力側電極及び出力側電極として弾性波の伝搬方向に沿って配置し、これらの２つの電極間にて電気信号と弾性波との間の電気−機械相互変換を行って周波数選択（帯域フィルタ）特性を持たせたものである。ＳＡＷデバイスの一つであるＳＡＷフィルタは、高機能化、小型化が進められている各種通信機器例えば携帯電話等のパンドパスフィルタとして使用されており、近年のワイヤレスデータ通信の高速化、大容量化に伴い、挿入損失が小さく、周波数選択性に優れ、更には通過周波数帯域が広く、かつ優れた群遅延特性を持っていることが求められている。優れた群遅延特性とは、入力側電極に電気信号が入力されてから、その電気信号に対応する信号が出力側電極にて取り出されるまでに要する時間である遅延時間が、フィルタの通過周波数帯域においてできるだけ揃っていることを意味している。
【０００３】
上記のように通過周波数帯域を広帯域化する手法としては、例えば以下のフィルタを用いる方法が知られている。このフィルタは、図１４に示すように、一方側（手前側）のバスバー１０１から他方側（奥側）のバスバー１０１に向かって電極指１０２の幅寸法及び間隔寸法が広がるように配置されたテーパー型ＩＤＴ電極１０３を入力側ＩＤＴ電極１０４及び出力側ＩＤＴ電極１０５として弾性波の伝搬方向に沿って配置し、これらの電極１０４、１０５の間に角型の金属膜（シールド電極１０６）を配置した構成となっている。この図１４中λは、伝搬する弾性波の波長に対応するように電極指１０２の幅寸法及び間隔寸法によって所定の間隔で繰り返される周期単位であり、一方側のバスバー１０１から他方側のバスバー１０１に向かって波長の短いトラック（伝搬路）の弾性波から波長の長いトラックの弾性波まで伝搬するように、つまり通過周波数帯域が広くなるように構成されている。このようなフィルタは、例えば圧電基板１０７上に金属例えばアルミニウムを全面に亘って成膜し、次いでフォトリソグラフィーにより電極１０４、１０５、１０６以外の領域をエッチングすることにより形成されるため、各々の電極１０４〜１０６の厚み寸法ｔが同程度となるように形成される。
【０００４】
ここで、圧電基板１０７上を伝搬する弾性波の速度の一例について説明すると、圧電基板１０７や電極１０４〜１０６を構成する材質の種類によっては、図１５（ａ）に示すように、弾性波は、金属（電極１０４、１０５、１０６）などが成膜されていない領域（圧電基板１０７上）では最も速く伝搬し、次いでベタ電極であるシールド電極１０６が形成されている領域、続いてＩＤＴ電極１０４、１０５の形成された領域の順に伝搬速度が遅くなる場合がある。
そこで、このような場合において既述の図１４に示したフィルタを伝搬する弾性波の伝搬速度を検討すると、電極指１０２がテーパー状に配置されているので、ＩＤＴ電極１０４、１０５間の離間寸法は、手前側よりも奥側の方が狭くなっており、従って手前側の方が奥側よりも伝搬速度の速い領域が長くなっている。そのため、手前側の領域では、弾性波は奥側の領域よりも出力側ＩＤＴ電極１０５に速く到達してしまう場合がある。
【０００５】
また、上記のようにＩＤＴ電極１０４（１０５）が一定の膜厚で形成されている一方、手前側の領域と奥側の領域とでは夫々の領域を伝搬する弾性波の波長λが異なることから、夫々の領域を伝搬する弾性波から見たときのＩＤＴ電極１０４（１０５）の膜厚である波長比膜厚（ｔ／λ）は、手前側よりも奥側の方が小さくなっている。そのため、上記の図１５（ａ）のように弾性波が伝搬する場合には、同図（ｂ）に示すように、弾性波の波長λの長い領域では波長λの短い領域よりも弾性波の伝搬速度が速くなり、従って図１４のフィルタでは、ＩＤＴ電極１０４（１０５）において手前側よりも奥側の方が弾性波の伝搬速度が速くなってしまう。
【０００６】
以上のように、弾性波の伝搬方向に直交する方向つまり手前側から奥側にかけて弾性波の伝搬速度がＩＤＴ電極１０４、１０５間の離間距離やＩＤＴ電極１０４（１０５）における電極指１０２のピッチなどにより様々に変化するため、このようなテーパー型のフィルタでは通過周波数帯域内において遅延時間がばらつき、その結果良好な群遅延特性を得ることが困難である。また、電極１０４〜１０６の膜厚やこれらの電極１０４〜１０６の材質、あるいは圧電基板１０７の材質などによっても弾性波の伝搬速度が変わるので、即ち例えば既述の図１５（ａ）とは逆の順番で弾性波が伝搬する場合もあるので、テーパー型のフィルタにおいて良好な群遅延特性を得ることは極めて困難である。また、例えば弾性波の伝搬速度を調整するために電極１０４、１０５、１０６の厚み寸法を調整しようとすると、例えば既述のフォトリソグラフィーを複数回行うことになり、工程が増えてしまう。
【０００７】
また、このようなテーパー型のＩＤＴ電極１０３を用いたフィルタでは、弾性波の屈折や回折などにより、通過周波数帯域内における減衰量が大きくなってしまう。つまり、既述のように、弾性波は入力側ＩＤＴ電極１０４の端縁から放射される時に、速度が変化する場合には屈折してしまう。そのために、図１６に示すように、入力側ＩＤＴ電極１０４から伝搬してきた弾性波（Ｔｒ０〜Ｔｒ２）は、その波長に対応するトラックから大きくずれて出力側ＩＤＴ電極１０５に入射してしまう。その結果、トラックずれが起こらなかった場合よりも出力側ＩＤＴ電極１０５にて受信される弾性波のエネルギー（同図中右側のハッチングで示した分布）が減少し、通過周波数帯域内における減衰量が大きくなってしまう。この減衰量は、図１６から分かるように、ＩＤＴ電極１０４、１０５間の距離Ｌの長い高周波側で顕著である。更に、低周波数側（Ｔｒ０）では、屈折により出力側ＩＤＴ電極１０５の形成された領域から外れた領域に伝搬してしまう弾性波もあり、このような弾性波は出力側ＩＤＴ電極１０５において受信されないので、低周波数側においても減衰特性が劣化する。更にまた、弾性波が入力側電極１０４の端部から放射される時には、弾性波の回折や反射も起こり、同様に減衰量が大きくなってしまう。
【０００８】
そこで、上記のフィルタにおいて、減衰特性の劣化を抑えて群遅延特性（位相直線性）を改善できる技術が求められている。群遅延特性を改善する手法としては、例えば特許文献１に記載されているように、弾性波の伝搬方向に直交する方向におけるシールド電極１０６の幅寸法を調整する方法が知られている。しかし、この方法では、既述のように弾性波の屈折や回折などにより減衰特性が劣化してしまう。また、群遅延特性を改善する方法として、ＩＤＴ電極１０４、１０５間の距離に重み付けを行う手法も考えられるが、同様に弾性波の屈折や回折が起こってしまう。
特許文献２には、上記のようなフィルタについて記載されているが、上記の課題については何ら示唆されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２−１２３８０９（図２）
【特許文献２】特開２００５−１５０９１８（（０００４）、（００２２）〜（００２５））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極をテーパー型に構成した弾性波フィルタにおいて、弾性波の屈折等による減衰特性の劣化を抑えながら良好な群遅延特性を得ることのできる弾性波フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の弾性波フィルタは、
互いに平行となるように形成され、一対のＩＤＴ電極用のバスバーと、これら一対のＩＤＴ電極用のバスバーの各々から互いに交互に櫛歯状に伸び出すように、またその幅寸法及び間隔寸法が前記ＩＤＴ電極用のバスバーの一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成された複数の電極指と、を備えたテーパー型ＩＤＴ電極を入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極として弾性波の伝搬方向に互いに間隔をおいて各々設けると共に、弾性波の伝搬方向に沿って互いに離間して伸びる１対のグレーティングバスバーと、これらのグレーティングバスバー同士を接続するように配置した複数のグレーティング電極指と、を備えたショートグレーティング電極を前記入力側ＩＤＴ電極と前記出力側ＩＤＴ電極との間に設けた弾性波フィルタにおいて、
前記グレーティング電極指の間隔寸法は、前記入力側ＩＤＴ電極及び前記出力側ＩＤＴ電極のいずれかのＩＤＴ電極あるいは両方のＩＤＴ電極における前記電極指の間隔寸法が連続して延長されるように設定され、
前記グレーティング電極指の幅寸法は、前記出力側ＩＤＴ電極にて受信される信号の通過周波数帯域に亘って遅延時間を揃えるために、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
前記グレーティング電極指の間隔寸法は、前記入力側ＩＤＴ電極に隣接する前記グレーティング電極指から前記出力側ＩＤＴ電極に向かって前記入力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法が連続して延長されるように、かつ前記出力側ＩＤＴ電極に隣接する前記グレーティング電極指から前記入力側ＩＤＴ電極に向かって前記出力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法が連続して延長されるように形成され、
前記グレーティング電極指の間隔寸法が前記入力側ＩＤＴ電極から連続して延長されるように形成された入力側領域と、前記グレーティング電極指の間隔寸法が前記出力側ＩＤＴ電極から連続して延長されるように形成された出力側領域と、の間における境界部分にて、前記入力側領域の前記グレーティング電極指と前記出力側領域のグレーティング電極指とが接合されていても良い。
【００１３】
弾性波の伝搬路であるトラックにおいて伝搬する弾性波の波長に対応する、前記電極指の前記間隔寸法の周期単位をλとすると、
前記入力側ＩＤＴ電極及び前記出力側ＩＤＴ電極の各々において、互いに隣り合う電極指の中心線同士の間の距離、
前記ショートグレーティング電極において、互いに隣り合うグレーティング電極指の中心線同士の間の距離、
前記入力側ＩＤＴ電極における前記ショートグレーティング電極側の端部の電極指の中心線と、前記ショートグレーティング電極における前記入力側ＩＤＴ電極側の端部のグレーティング電極指の中心線と、の距離、
前記出力側ＩＤＴ電極における前記ショートグレーティング電極側の端部の電極指の中心線と、前記ショートグレーティング電極における前記出力側ＩＤＴ電極側の端部のグレーティング電極指の中心線と、の距離は、いずれもλ／４であっても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、複数の電極指の幅寸法及び間隔寸法がＩＤＴ電極用のバスバーの一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成されたテーパー型ＩＤＴ電極を入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極として用いると共に、これらの入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ電極との間にショートグレーティング電極を設けた弾性波フィルタにおいて、ショートグレーティング電極のグレーティング電極指の間隔寸法を、入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極のいずれかのＩＤＴ電極あるいは両方のＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法が連続して延長されるように形成し、またグレーティング電極指の幅寸法を、遅延時間を揃えるために弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定している。そのため、通過周波数帯域における低域側から高域側までに亘って弾性波の遅延時間を揃えることができるので、良好な群遅延特性を得ることができる。この時、ショートグレーティング電極のうち入力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法を受け継いでいる部分は音響的に見て入力側ＩＤＴ電極と同じ媒質となり、またショートグレーティング電極のうち出力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法を受け継いでいる部分は出力側ＩＤＴ電極と同じ媒質となり、従って入力側ＩＤＴ電極と出力側ＩＤＴ電極との間の境界部分が１カ所となる。そのため、弾性波の屈折や回折によるエネルギー損失を抑えることができるので、減衰特性の劣化を抑えて良好な群遅延特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る弾性波フィルタの一例を示す平面図である。
【図２】上述の弾性波フィルタの一部を拡大した平面図である。
【図３】上述の弾性波フィルタにおいて弾性波の伝搬速度を示す模式図である。
【図４】上述の弾性波フィルタの伝搬経路を概略的に示した平面図である。
【図５】上述の弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬の様子を示す概略図である。
【図６】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図７】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図８】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図９】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図１０】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図１１】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図１２】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図１３】上述の弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図１４】従来の弾性波フィルタを示す平面図である。
【図１５】上述の従来の弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬の様子を示す概略図である。
【図１６】上述の従来の弾性波フィルタにおける弾性波の伝搬の様子を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態の弾性波フィルタについて、図１、図２を参照して説明する。本発明の弾性波フィルタは、既述の図１４に示すフィルタの入力側ＩＤＴ電極１０４及び出力側ＩＤＴ電極１０５と夫々ほぼ同じ構成であるテーパー型の入力側ＩＤＴ電極１２及び出力側ＩＤＴ電極１３を備えており、例えば水晶などの圧電基板１１上に形成されている。これらのＩＤＴ電極１２、１３は、弾性波の伝搬方向に沿って間隔をおいて設けられている。このフィルタは、例えば圧電基板１１上に全面に亘って金属膜例えばアルミニウムを成膜し、次いでこの金属膜上に積層したマスク層を介して上記の電極１２、１３及び後述のショートグレーティング電極１６以外の領域をエッチングするフォトリソグラフィーにより形成される。従って、これらの電極１２、１３、１６の膜厚ｔは同程度となっている。尚、図１中２５、２５は、ＩＤＴ電極１２、１３を介して圧電基板１１の端部領域に伝搬する不要な弾性波を吸収するための吸音材（ダンパー）である。
【００１７】
入力側ＩＤＴ電極１２において、１４ａ、１４ｂは、それぞれ一方側のＩＤＴ電極用のバスバー、他方側のＩＤＴ電極用のバスバーであり、互いに平行となるように、図１中夫々手前側及び奥側に形成されている。また、一方側のバスバー１４ａは接地されており、他方側のバスバー１４ｂは入力ポート２１に接続されている。図１中の１５は、上記の入力側ＩＤＴ電極１２のバスバー１４ａ、１４ｂの各々から互いに交互に櫛歯状となるように伸び出す電極指であり、２６は一方側のバスバー１４ａから伸びる反射器である。
【００１８】
これらの電極指１５及び反射器２６は、図２にも示すように、バスバー１４ａ、１４ｂの各々から互いに隣り合うように形成された一対の電極指１５、１５と、これらの電極指１５に隣接するようにバスバー１４ａから伸びる反射器２６と、が１組になって所定の配列パターン（周期単位）λで弾性波の伝搬方向に沿って周期的に繰り返されるように配置されている。このフィルタでは、上記の周期単位λと同じ長さの波長の弾性波が伝搬することとなる。
また、電極指１５の配列パターンは、図１中手前側の一方のバスバー１４ａから奥側の他方のバスバー１４ｂに向かって、電極指１５間の間隔寸法が徐々に広くなり、また各々の電極指１５の幅寸法についても徐々に広くなるように形成されている。従って、弾性波の伝搬路であるトラックをＴｒとすると、弾性波の伝搬方向に対して直交方向には、手前側のバスバー１４ａから奥側のバスバー１４ｂにかけて、周期単位λが狭いＴｒ１から広いＴｒ２まで形成されていることになる。そのため、上記のようにＩＤＴ電極１２が一定の膜厚ｔで形成されている一方、手前側の領域と奥側の領域とでは夫々の領域を伝搬する弾性波の波長λが異なることから、夫々の領域を伝搬する弾性波から見たときのＩＤＴ電極１２の膜厚である波長比膜厚（ｔ／λ）は、手前側よりも奥側の方が小さくなっている。尚、図１では、電極指１５の幅については、図示の簡略化のため、一定の幅として描画してある。
この例では、反射器２６の幅寸法及び隣り合う電極指１５、１５において電極指１５の中心を通る直線同士の間の寸法は、夫々３λ／８、λ／４となっている。また、電極指１５の幅寸法及び電極指１５、１５間の離間距離は、夫々λ／８となっている。
【００１９】
出力側ＩＤＴ電極１３は、既述の図１に示すように、入力側ＩＤＴ電極１２と同様に、一方側のＩＤＴ電極用のバスバー１４ｃ及び他方側のＩＤＴ電極用のバスバー１４ｄを備えている。一方側のバスバー１４ｃは図１中手前側に配置されて出力ポート２２に接続され、他方側のバスバー１４ｄは奥側に配置されて接地されている。また、出力側ＩＤＴ電極１３は、入力側ＩＤＴ電極１２と同様に、弾性波の伝搬方向に沿って周期単位λが一定となり、また一方側のバスバー１４ｃから他方側のバスバー１４ｄに向かって周期単位λがＴｒ１からＴｒ２まで広がる配列パターンとなるように配置された電極指１５及び反射器２６を備えている。この出力側ＩＤＴ電極１３の電極指１５及び反射器２６の幅寸法や間隔寸法についても、既述の入力側ＩＤＴ電極１２における配列パターンと同じになるように形成されており、また波長比膜厚（ｔ／λ）についても入力側ＩＤＴ電極１２と同様となっている。
【００２０】
入力側ＩＤＴ電極１２と出力側ＩＤＴ電極１３との間には、図１及び図２に示すように、接地されたショートグレーティング電極１６が形成されており、このショートグレーティング電極１６は、弾性波の伝搬方向に沿って平行となるように配置された一対のグレーティングバスバー１８ａ、１８ｂを備えている。一方のグレーティングバスバー１８ａは図１中手前側に形成され、他方のグレーティングバスバー１８ｂは奥側に配置されている。これらのグレーティングバスバー１８ａ、１８ｂの間には、既述の電極指１５と同様に、弾性波の伝搬方向に対して概略直交方向に伸びる複数のグレーティング電極指１７が形成されており、これらのグレーティング電極指１７は、一端側及び他端側が夫々グレーティングバスバー１８ａ、１８ｂに接続されている。
グレーティング電極指１７は、４本のグレーティング電極指１７の幅寸法と間隔寸法とによって、電極指１５の周期単位λと同じ配列パターンが形成されるように配置されている。また、グレーティング電極指１７は、一方のグレーティングバスバー１８ａから他方のグレーティングバスバー１８ｂに向かうにつれて、同様に周期単位λが既述のＴｒ１からＴｒ２まで徐々に広がるように配置されている。
【００２１】
このグレーティング電極指１７の幅寸法は、後述するように、フィルタの通過周波数帯域において、電気信号が入力ポート２１に入力されてから出力ポート２２に出力されるまでの遅延時間を揃えるために、即ちＩＤＴ電極１２、１３において生じる各トラックＴｒ１〜Ｔｒ２間の弾性波の伝搬速度の差が緩和されるように、手前側から奥側にかけて、つまり弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定されている。弾性波が既述の図１５に示す順序で伝搬する場合について説明すると、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、電極指１５（１７）の間隔寸法が一定の場合には、弾性波は電極指１５（１７）の幅寸法が細くなるほど速く伝搬することになる。そのため、ＩＤＴ電極１２、１３において各トラックＴｒ１〜Ｔｒ２間の弾性波の伝搬速度の差が小さくなるように、あるいは緩和されるようにグレーティング電極指１７の幅寸法（メタライゼーションレシオ）を設定している。
【００２２】
具体的には、後述するように、この例ではＩＤＴ電極１２、１３では手前側から奥側に向かうにつれて弾性波の伝搬速度が速くなることから、図２に示すように、グレーティング電極指１７の幅寸法は、一方側のグレーティングバスバー１８ａから他方側のグレーティングバスバー１８ｂに向かうにつれて、徐々に広くなるように形成されている。従って、ショートグレーティング電極１６では、手前側から奥側にかけてＩＤＴ電極１２、１３と同じ周期単位λを保ちつつ、ＩＤＴ電極１２、１３において伝搬する弾性波の波長λが短くなる（波長比膜厚（ｔ／λ）が大きくなる）手前側ではグレーティング電極指１７の幅寸法が狭くなり、逆にＩＤＴ電極１２、１３において伝搬する弾性波の波長λが長くなる（波長比膜厚（ｔ／λ）が小さくなる）奥側ではグレーティング電極指１７の幅寸法が広くなるようにグレーティング電極指１７が形成されている。尚、図２ではグレーティング電極指１７の幅寸法を誇張して描画している。
【００２３】
このようにグレーティング電極指１７の幅寸法を設定するにあたり、弾性波が手前側から奥側にかけてどのような速度で伝搬するのかを予め求めておき、具体的にはフィルタの設計時の各寸法から例えば上記の波長比膜厚（ｔ／λ）などを計算して各トラックＴｒ１〜Ｔｒ２における弾性波の伝搬速度を各々算出しておき、ＩＤＴ電極１２、１３における弾性波の伝搬速度の差が緩和されるようにグレーティング電極指１７の幅寸法が設定される。弾性波の伝搬方向に直交する方向において弾性波の伝搬速度が変わってしまう原因としては、上記の波長比膜厚（ｔ／λ）以外にも、例えば要求される特性を持たせるためにフィルタを設計あるいは試作した時の結果などにより弾性波の伝搬速度やＩＤＴ電極１２、１３間の離間距離などが歪んでしまう場合や、フォトリソグラフィーの誤差などが挙げられ、グレーティング電極指１７の幅寸法は、このような歪みが緩和されて良好な群遅延特性が得られるように設定される。また、隣り合うグレーティング電極指１７、１７の中心線同士の間の距離は、λ／４となっている。
【００２４】
入力側ＩＤＴ電極１２とショートグレーティング電極１６との間の領域については、入力側ＩＤＴ電極１２におけるショートグレーティング電極１６に近接する電極指１５の中心線と、ショートグレーティング電極１６における入力側ＩＤＴ電極１２に近接するグレーティング電極指１７の中心線と、の距離がλ／４となるように設定されている。従って、この中心線同士の間において弾性波の伝搬方向に概略直交方向に伸びるラインを接続ライン２０とすると、入力側ＩＤＴ電極１２の周期単位λとショートグレーティング電極１６の周期単位λとは、接続ライン２０において途切れずに連続的に延長されるように接続されていることになる。ショートグレーティング電極１６において入力側ＩＤＴ電極１２から連続するように形成された領域は、入力側領域１６ａをなす。
【００２５】
既述の図１に示すように、ショートグレーティング電極１６の配列パターンは、出力側ＩＤＴ電極１３に近接する領域において、出力側ＩＤＴ電極１３の配列パターンが入力側ＩＤＴ電極１２に向かって延長されるように形成されて出力側領域１６ｂをなしている。また、出力側ＩＤＴ電極１３におけるショートグレーティング電極１６に近接する電極指１５の中心線と、ショートグレーティング電極１６における出力側ＩＤＴ電極１３に近接するグレーティング電極指１７の中心線と、の距離についても、λ／４となるように設定されている。従って、この中心線同士の間のラインを接続ライン２０とすると、ショートグレーティング電極１６の周期単位λと出力側ＩＤＴ電極１３の周期単位λとは、接続ライン２０において途切れずに連続的に接続されていることになる。出力側領域１６ｂにおけるグレーティング電極指１７の幅寸法や間隔寸法についても、既述の入力側領域１６ａと同様に設定されている。
この出力側領域１６ｂと既述の入力側領域１６ａとは、ショートグレーティング電極１６の概略中心を通り、弾性波の伝搬方向に対して直交方向に伸びるライン１９に沿って接合されている。このライン１９において、出力側領域１６ｂと入力側領域１６ａとにおける夫々のグレーティング電極指１７同士が接続されている。尚、グレーティング電極指１７の幅寸法についても、図示の簡略化のため、図１では一定の幅として描画している。また、各電極１２、１３、１６については、圧電基板１１の領域と区別しやすいように、ハッチングを付してある。
【００２６】
このような弾性波フィルタにおいて、入力ポート２１を介して入力側ＩＤＴ電極１２に周波数信号が入力されると、弾性表面波（ＳＡＷ）が発生する。この弾性波は、入力側ＩＤＴ電極１２において、その波長の長さ（λ）に対応する周期単位λが形成されたトラックＴｒにて出力側ＩＤＴ電極１３側に向かって伝搬して行く。この時、入力側ＩＤＴ電極１２において、各々のトラック（伝搬路）における弾性波は、複数の電極指１５に対して出入りする度に、図４に示すように屈折を繰り返すが、各電極指１５の形状及び電極指１５、１５間の間隔領域の形状（配列パターン）が一定であるため、概略的には直線的に伝搬していく。
【００２７】
ここで、フィルタにおける弾性波の伝搬速度について説明すると、この例では既述の図１５に示したように、弾性波は金属などが形成されていない圧電基板１１上の領域では最も速く伝搬し、次いでベタ電極（シールド電極１０６）が形成された領域、続いて複数の電極指１５（１７）が形成された電極１２（１３、１６）を伝搬するにつれて伝搬速度が遅くなっていき、また電極１２（１３）内においては、ＩＤＴ電極１２、１３を伝搬する弾性波から見たときの膜厚である波長比膜厚（ｔ／λ）が小さい奥側よりも波長比膜厚（ｔ／λ）の大きい手前側の方が伝搬速度が遅くなる。そのため、入力側ＩＤＴ電極１２では、奥側のバスバー１４ｂ近傍の領域よりも手前側のバスバー１４ａに近くなる程、弾性波は遅く伝搬することになる。
【００２８】
次いで、弾性波がショートグレーティング電極１６に入射する時には、当該ショートグレーティング電極１６の入力側ＩＤＴ電極１２に近接する領域では入力側ＩＤＴ電極１２の電極指１５の配列パターンが受け継がれていることから、弾性波は、同様に入力側ＩＤＴ電極１２からショートグレーティング電極１６に入射する際にも、またショートグレーティング電極１６（入力側領域１６ａ）内においても、直線的に伝搬していく。
そして、ショートグレーティング電極１６内において、入力側ＩＤＴ電極１２の配列パターンが受け継がれた入力側領域１６ａと、出力側ＩＤＴ電極１３の配列パターンが受け継がれた出力側領域１６ｂと、の境界部であるライン１９にて各領域１６ａ、１６ｂのグレーティング電極指１７同士が接続されて不連続面をなしていることから、このライン１９において弾性波が僅かに屈折するが、このライン１９は各トラックにおいて１箇所だけであり、そのため屈折が極めて小く抑えられる。従って、入力側ＩＤＴ電極１２から入力側領域１６ａを介して伝搬してきた弾性波は、出力側領域１６ｂへとほぼ直線的に伝搬していき、また出力側領域１６ｂにおいても直線的に伝搬していく。
【００２９】
こうしてショートグレーティング電極１６内を弾性波が出力側ＩＤＴ電極１３に向かって伝搬していくにあたって、既述のように、ＩＤＴ電極１２において弾性波の伝搬速度が速くなる奥側ではグレーティング電極指１７の幅寸法が広くなり（弾性波の伝搬速度が遅くなり）、逆にＩＤＴ電極１２において弾性波の伝搬速度が遅くなる手前側ではグレーティング電極指１７の幅寸法が狭くなる（弾性波の伝搬速度が速くなる）ように、つまりフィルタの通過周波数帯域内において遅延時間が揃うようにグレーティング電極指１７を形成している。そのため、ショートグレーティング電極１６では、弾性波はショートグレーティング電極１６内においては、奥側よりも手前側の方が速く伝搬していくことになる。
【００３０】
続いて、同様に出力側ＩＤＴ電極１３の配列パターンが受け継がれた出力側領域１６ｂから、屈折や回折が抑えられた状態で弾性波が伝搬して出力側ＩＤＴ電極１３に到達すると、弾性波の波長に対応する周期単位λの形成された電極指１５、１５間において、弾性波は左側（ショートグレーティング電極１６側）から右側に伝搬するにつれて少しずつ電気信号に変換されて出力ポート２２に出力されていく。この時、出力側ＩＤＴ電極１３では、弾性波は既述の入力側ＩＤＴ電極１２と同様に回折や屈折が抑えられた状態で直線的に伝搬すると共に、手前側よりも奥側の方が速く伝搬していくことになるが、グレーティング電極指１７の幅寸法を既述のように設定しているので、電気信号が入力ポート２１に入力されてから出力ポート２２に出力されるまでの遅延時間は、通過周波数帯域において低周波数側から高周波数側に亘って揃うことになる。
【００３１】
以上の各電極１２、１６、１３における弾性波の伝搬速度や伝搬状態を概略的に図５に示すと、既述のように、ショートグレーティング電極１６のグレーティング電極指１７の幅寸法がフィルタの通過周波数帯域内において遅延時間が揃うように形成されているので、また入力側ＩＤＴ電極１２と出力側ＩＤＴ電極１３との間には不連続な境界部分（ライン１９）が各トラックにおいて１箇所だけとなっているので、入力側ＩＤＴ電極１２から放射された弾性波は、Ｔｒ１からＴｒ２までの広い周波数帯域に亘って、回折や屈折によるトラックずれが抑えられた状態で出力側ＩＤＴ電極１３に到達し、出力ポート２２から群遅延特性（位相直線性）の良好な信号として取り出されることになる。尚、入力側ＩＤＴ電極１２から圧電基板１１の左側の端部領域に伝搬する弾性波や、出力側ＩＤＴ電極１３を通り過ぎて圧電基板１１の右側領域に伝搬する弾性波は、吸音材２５にて吸収されることになる。また、既述の図５では、この吸音材２５の描画を省略している。
【００３２】
上述の実施の形態によれば、複数の電極指１５の幅寸法及び間隔寸法がバスバー１４の一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成されたテーパー型ＩＤＴ電極を入力側ＩＤＴ電極１２及び出力側ＩＤＴ電極１３として用いると共に、これらの入力側ＩＤＴ電極１２と出力側ＩＤＴ電極１３との間にショートグレーティング電極１６を設けた弾性波フィルタにおいて、ショートグレーティング電極１６のグレーティング電極指１７の間隔寸法を、入力側ＩＤＴ電極１２及び出力側ＩＤＴ電極１３の両方の電極指１５の間隔寸法が連続して延長されるように形成し、またグレーティング電極指１７の幅寸法を、良好な群遅延特性が得られるように、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定している。そのため、出力側ＩＤＴ電極１３にて受信される信号の通過周波数帯域における低域側から高域側までに亘って弾性波の遅延時間を揃えることができるので、良好な群遅延特性を得ることができる。この時、ショートグレーティング電極１６のうち入力側ＩＤＴ電極１２の電極指１５の間隔寸法を受け継いでいる入力側領域１６ａは音響的に見て入力側ＩＤＴ電極１２と同じ媒質となり、またショートグレーティング電極１６のうち出力側ＩＤＴ電極１３の電極指１５の間隔寸法を受け継いでいる出力側領域１６ｂは出力側ＩＤＴ電極１３と同じ媒質となり、従って入力側ＩＤＴ電極１２と出力側ＩＤＴ電極１３との間の境界部分（ライン１９）が各トラックにおいて１カ所となる。そのため、弾性波の屈折や回折の度合いが小さく、また反射についても小さくなるので、各々のトラックにおいて弾性波のエネルギーの損失を少なくすることができる。そのため、減衰特性の劣化を抑えて良好な群遅延特性を得ることができる。
また、電極指１５の対数を増やさなくとも良好な減衰特性となるので、弾性波フィルタを小型化できるといったメリットもある。電極指１５の対数を増やした場合には、減衰特性の劣化を抑えて、選択性を高めることができる。
【００３３】
上記の例では、弾性波が既述の図１５に示す順序で圧電基板１１上を伝搬する場合について説明したが、弾性波は圧電基板１１や電極１２、１３、１６を構成する材質や電極１２、１３、１６の膜厚ｔなどによっても変化するため、具体的には弾性波の伝搬速度が図１５とは逆の順番となる場合もあるため、既述のグレーティング電極指１７の幅寸法は、各々のフィルタにおいて、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化させることにより良好な群遅延特性が得られるように設定される。従って、上記のように弾性波が図１５とは逆の順序で伝搬する場合には、既述のグレーティング電極指１７の幅寸法は、例えば図２において手前側から奥側に向かって徐々に細くなるように設定される場合もある。また、例えば弾性波の伝搬方向に直交する方向において、グレーティング電極指１７の長さ方向においてバスバー１４ａ、１４ｂに近接する両端位置よりも中央寄りの領域の伝搬速度が速くなる場合には、グレーティング電極指１７の幅寸法は、当該中央寄りの領域にて太くなり、バスバー１４ａ、１４ｂに近接する領域では細くなるように、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定されることになる。
【００３４】
また、上記の例では、ショートグレーティング電極１６の中央部にライン１９が形成されるように、入力側領域１６ａと出力側領域１６ｂとを形成したが、例えば入力側領域１６ａあるいは出力側領域１６ｂの一方を大きくして、ライン１９が弾性波の伝搬方向に対して傾斜するようにしても良い（図６参照）。
更に、ショートグレーティング電極１６を入力側領域１６ａあるいは出力側領域１６ｂの一方だけで構成するようにしても良い。図７は、このような弾性波フィルタの例を示したものであり、この場合には、ライン１９は、見かけ上、出力側ＩＤＴ電極１３とショートグレーティング電極１６との間に形成されることとなる。更に、図８に示すように、ライン１９を途中で折り曲げるようにしても良く、また図９に示すように、このライン１９を複数箇所例えば２箇所で折り曲げるようにしても良い。つまり、各々のトラックにおいて、伝搬する弾性波の通過する不連続面（ライン１９）が１カ所となるように設計すれば良い。
これらの構成の弾性波フィルタにおいても、既述の例（図１）と同様の効果が得られる。
【００３５】
また、上記の各例に示したように、各電極指１５、１７を連続的に直線的に広げていたが、図１０に示すように、曲線的に広げても良く、あるいは例えば図１１に示すように、段階的に広げて、いわば疑似テーパー型となるようにしても良い。尚、上記の図６〜図１１においても、上記の各例と同様に、図中手前側から奥側に向けて、各々の電極指１５、１７の幅寸法と間隔寸法とからなる配列パターンが広くなるように、またグレーティング電極指１７については良好な群遅延特性が得られるように、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定されているが、図示の簡略化のため省略している。
【００３６】
上記の例では、電極指１５の幅寸法と、電極指１５（１７）、１５（１７）の間の間隔寸法と、をそれぞれλ／８としたが、λ／８以外であっても良く、その場合には、隣り合う電極指１５（１７）の中心を通る直線同士の間の寸法（電極指１５（１７）の幅と電極指１５（１７）、１５（１７）間の間隔との和）がλ／４となるように電極指１５、１７を形成すれば良い。
【００３７】
また、反射器２６としては、図１２に示すように、幅寸法を例えばλ／４や３／８λとして、ＤＡＲＴ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極あるいはＥＷＣ−ＳＰＵＤＴ（Ｅｌｅｃｔｌｏｄｅ Ｗｉｄｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ−ＳＰＵＤＴ）電極としても良いし、あるいは図１３に示すように反射器２６を設けなくとも良い。
【００３８】
また、一方側のバスバー１４ａ、１４ｃから伸びる１本の電極指１５と、当該電極指１５と隣接して並ぶ他方のバスバー１４ｂ、１４ｄから伸びる３本の電極指１５と、の組により周期単位λを構成しても良いし、シングル電極となるように１本の電極指１５を交互に配置しても良い。尚、上記の図６〜図１３においては、吸音材２５の描画を省略している。
このような構成の弾性波フィルタにおいても、同様にエネルギーの損失が抑えられて弾性波が伝搬していき、上記の例と同様の効果が得られる。
【００３９】
また、ＩＤＴ電極１２、１３としては、このような構成以外にも、例えばＦＥＵＤＴ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｔｙｐｅ Ｕｎｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極あるいはＤＷＳＦ−ＳＰＵＤＴ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｗｉｄｔｈ Ｓｐｌｉｔ Ｆｉｎｇｅｒ−ＳＰＵＤＴ）電極等であっても良い。
尚、以上の例においては、圧電基板１１状に入力側ＩＤＴ電極１２と出力側ＩＤＴ電極１３との組を一対形成した例を示したが、二対以上形成しても良い。
また、以上のフィルタ１０としては、表面波でなくとも、圧電基板１１の表層よりも内部を伝搬する弾性波を利用したものであっても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１１ 圧電基板
１２ 入力側ＩＤＴ電極
１３ 出力側ＩＤＴ電極
１４ バスバー
１５ 電極指
１６ ショートグレーティング電極
１６ａ 入力側領域
１６ｂ 出力側領域
１７ グレーティング電極指
１８ グレーティングバスバー
１９ ライン
２０ 接続ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行となるように形成され、一対のＩＤＴ電極用のバスバーと、これら一対のＩＤＴ電極用のバスバーの各々から互いに交互に櫛歯状に伸び出すように、またその幅寸法及び間隔寸法が前記ＩＤＴ電極用のバスバーの一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成された複数の電極指と、を備えたテーパー型ＩＤＴ電極を入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極として弾性波の伝搬方向に互いに間隔をおいて各々設けると共に、弾性波の伝搬方向に沿って互いに離間して伸びる１対のグレーティングバスバーと、これらのグレーティングバスバー同士を接続するように配置した複数のグレーティング電極指と、を備えたショートグレーティング電極を前記入力側ＩＤＴ電極と前記出力側ＩＤＴ電極との間に設けた弾性波フィルタにおいて、
前記グレーティング電極指の間隔寸法は、前記入力側ＩＤＴ電極及び前記出力側ＩＤＴ電極のいずれかのＩＤＴ電極あるいは両方のＩＤＴ電極における前記電極指の間隔寸法が連続して延長されるように設定され、
前記グレーティング電極指の幅寸法は、前記出力側ＩＤＴ電極にて受信される信号の通過周波数帯域に亘って遅延時間を揃えるために、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定されていることを特徴とする弾性波フィルタ。
【請求項２】
前記グレーティング電極指の間隔寸法は、前記入力側ＩＤＴ電極に隣接する前記グレーティング電極指から前記出力側ＩＤＴ電極に向かって前記入力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法が連続して延長されるように、かつ前記出力側ＩＤＴ電極に隣接する前記グレーティング電極指から前記入力側ＩＤＴ電極に向かって前記出力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法が連続して延長されるように形成され、
前記グレーティング電極指の間隔寸法が前記入力側ＩＤＴ電極から連続して延長されるように形成された入力側領域と、前記グレーティング電極指の間隔寸法が前記出力側ＩＤＴ電極から連続して延長されるように形成された出力側領域と、の間における境界部分にて、前記入力側領域の前記グレーティング電極指と前記出力側領域のグレーティング電極指とが接合されていることを特徴とする請求項１に記載の弾性波フィルタ。
【請求項３】
弾性波の伝搬路であるトラックにおいて伝搬する弾性波の波長に対応する、前記電極指の前記間隔寸法の周期単位をλとすると、
前記入力側ＩＤＴ電極及び前記出力側ＩＤＴ電極の各々において、互いに隣り合う電極指の中心線同士の間の距離、
前記ショートグレーティング電極において、互いに隣り合うグレーティング電極指の中心線同士の間の距離、
前記入力側ＩＤＴ電極における前記ショートグレーティング電極側の端部の電極指の中心線と、前記ショートグレーティング電極における前記入力側ＩＤＴ電極側の端部のグレーティング電極指の中心線と、の距離、
前記出力側ＩＤＴ電極における前記ショートグレーティング電極側の端部の電極指の中心線と、前記ショートグレーティング電極における前記出力側ＩＤＴ電極側の端部のグレーティング電極指の中心線と、の距離は、いずれもλ／４であることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性波フィルタ。
【請求項１】
互いに平行となるように形成され、一対のＩＤＴ電極用のバスバーと、これら一対のＩＤＴ電極用のバスバーの各々から互いに交互に櫛歯状に伸び出すように、またその幅寸法及び間隔寸法が前記ＩＤＴ電極用のバスバーの一方側から他方側に向かうにつれて広がるように形成された複数の電極指と、を備えたテーパー型ＩＤＴ電極を入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極として弾性波の伝搬方向に互いに間隔をおいて各々設けると共に、弾性波の伝搬方向に沿って互いに離間して伸びる１対のグレーティングバスバーと、これらのグレーティングバスバー同士を接続するように配置した複数のグレーティング電極指と、を備えたショートグレーティング電極を前記入力側ＩＤＴ電極と前記出力側ＩＤＴ電極との間に設けた弾性波フィルタにおいて、
前記グレーティング電極指の間隔寸法は、前記入力側ＩＤＴ電極及び前記出力側ＩＤＴ電極のいずれかのＩＤＴ電極あるいは両方のＩＤＴ電極における前記電極指の間隔寸法が連続して延長されるように設定され、
前記グレーティング電極指の幅寸法は、前記出力側ＩＤＴ電極にて受信される信号の通過周波数帯域に亘って遅延時間を揃えるために、弾性波の伝搬方向に直交する方向において変化するように設定されていることを特徴とする弾性波フィルタ。
【請求項２】
前記グレーティング電極指の間隔寸法は、前記入力側ＩＤＴ電極に隣接する前記グレーティング電極指から前記出力側ＩＤＴ電極に向かって前記入力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法が連続して延長されるように、かつ前記出力側ＩＤＴ電極に隣接する前記グレーティング電極指から前記入力側ＩＤＴ電極に向かって前記出力側ＩＤＴ電極の電極指の間隔寸法が連続して延長されるように形成され、
前記グレーティング電極指の間隔寸法が前記入力側ＩＤＴ電極から連続して延長されるように形成された入力側領域と、前記グレーティング電極指の間隔寸法が前記出力側ＩＤＴ電極から連続して延長されるように形成された出力側領域と、の間における境界部分にて、前記入力側領域の前記グレーティング電極指と前記出力側領域のグレーティング電極指とが接合されていることを特徴とする請求項１に記載の弾性波フィルタ。
【請求項３】
弾性波の伝搬路であるトラックにおいて伝搬する弾性波の波長に対応する、前記電極指の前記間隔寸法の周期単位をλとすると、
前記入力側ＩＤＴ電極及び前記出力側ＩＤＴ電極の各々において、互いに隣り合う電極指の中心線同士の間の距離、
前記ショートグレーティング電極において、互いに隣り合うグレーティング電極指の中心線同士の間の距離、
前記入力側ＩＤＴ電極における前記ショートグレーティング電極側の端部の電極指の中心線と、前記ショートグレーティング電極における前記入力側ＩＤＴ電極側の端部のグレーティング電極指の中心線と、の距離、
前記出力側ＩＤＴ電極における前記ショートグレーティング電極側の端部の電極指の中心線と、前記ショートグレーティング電極における前記出力側ＩＤＴ電極側の端部のグレーティング電極指の中心線と、の距離は、いずれもλ／４であることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性波フィルタ。
【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１５】
【図１６】
【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１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−２３９５１１（Ｐ２０１０−２３９５１１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８６９４４（Ｐ２００９−８６９４４）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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