弾性波フィルタ
【課題】テーパー型の弾性波フィルタにおいて、圧電基板の寸法を小さく抑えつつ、入力側IDT電極及び出力側IDT電極を各々一つずつ配置した従来のフィルタよりもインピーダンスを高める。
【解決手段】入力側IDT電極12同士及び出力側IDT電極13同士が各々同じ構成のフィルタ部31、32を配置すると共に、一方のフィルタ部31のIDT電極12、13間に他方のフィルタ部32の入力側IDT電極12を配置する。この時、フィルタ部31、32において、一方のフィルタ部31を他方のフィルタ部32に対して2つの長辺4、4のうちいずれかの長辺4側に配置している。そして、入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士が信号ポート20と接地ポート23との間に各々直列に接続されるように、高周波数側のバスバー14、14同士を導電路41(42)により互いに接続する。
【解決手段】入力側IDT電極12同士及び出力側IDT電極13同士が各々同じ構成のフィルタ部31、32を配置すると共に、一方のフィルタ部31のIDT電極12、13間に他方のフィルタ部32の入力側IDT電極12を配置する。この時、フィルタ部31、32において、一方のフィルタ部31を他方のフィルタ部32に対して2つの長辺4、4のうちいずれかの長辺4側に配置している。そして、入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士が信号ポート20と接地ポート23との間に各々直列に接続されるように、高周波数側のバスバー14、14同士を導電路41(42)により互いに接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電極指群の配置領域をテーパー型に形成した弾性波フィルタに関する。
【背景技術】
【0002】
弾性波例えば弾性表面波を用いたフィルタ(バンドパスフィルタ)として、一対のバスバー間の領域において多数の電極指が形成された領域をテーパー形状に形成したIDT(Inter Digital Transducer)電極を入力側電極及び出力側電極として圧電基板上に配置した構成が知られている。各々のIDT電極は、一対のバスバーのうち一方側が信号ポート(入力ポートあるいは出力ポート)に接続され、他方側が接地ポートに接続されている。
【0003】
このような圧電基板は、長手方向(弾性波の伝搬方向)において、IDT電極間あるいはIDT電極と圧電基板の端部との間がある程度離間するように形成(切断)されている場合がある。具体的には、前記フィルタは、要求される周波数特性に応じて、電極指の本数を調整したり、あるいはIDT電極間にシールド電極を配置したり、更には弾性波の伝搬方向における圧電基板の端部領域に弾性波を吸収するためのダンパーを配置したりするなど、種別に応じて長手方向における長さ寸法がまちまちである。
【0004】
そのため、圧電基板は、これら複数の種別のフィルタの各々に対応できる(配置できる)ように、即ち各々のフィルタ毎に専用の寸法の圧電基板を個別に用意しなくても済むように、前記長手方向には寸法的に余裕を持った状態で形成されている場合がある。一方、各々のフィルタでは、IDT電極から出力される弾性波の回折や屈折を抑える(IDT電極の端部における電極指とバスバーとの接続角度であるテーパー角度を直角に近づける)ために、各IDT電極におけるバスバーの各々は、圧電基板の短辺方向(弾性波の伝搬方向に対して直交する方向)における端部に近接配置される。従って、圧電基板上において、長手方向には例えばIDT電極間あるいはIDT電極と圧電基板の端部との間に余分なスペースが介在しており、一方短辺方向にはほとんど余分なスペースがない状態となっている場合がある。
【0005】
ここで、前記フィルタについて、外部の電気回路との整合を取りやすくするために、信号ポートと接地ポートとの間におけるインピーダンスを高めるように、即ち例えば信号ポートの接続されるバスバーと接地ポートの接続されるバスバーとの間の離間寸法をできるだけ狭くするように要請される場合がある。しかし、互いに対向するバスバー同士の離間距離を狭めると、既述のテーパー角度が大きくなる(寝てしまう)ので、弾性波の回折や屈折が大きくなってしまう。そのため、テーパー型のフィルタは、インピーダンスを高める構成を採りにくい。
【0006】
特許文献1には、圧電性基板10上に弾性表面波フィルタ素子20、30を隣り合って配置し、これら素子20、30同士を縦続接続する技術について記載されているが、インピーダンスを高めることについては検討されていない。また、特許文献2、3には、共振器型のフィルタにおいて、2つのフィルタを接続する技術が記載されているが、テーパー型のフィルタについては記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2001−237667(段落0031、図3)
【特許文献2】特開平6−334476
【特許文献3】特開2004−343637
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
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、圧電基板上に入力側IDT電極及び出力側IDT電極を各々テーパー型に配置した弾性波フィルタにおいて、圧電基板の寸法を小さく抑えつつ、入力側IDT電極及び出力側IDT電極を各々一つずつ配置した従来のフィルタよりもインピーダンスを高め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】
【0009】
本発明の弾性波フィルタは、
電極指の幅寸法及び互いに隣接する電極指間の離間寸法からなる周期単位が一方側のバスバーから他方側のバスバーに向かって広がるように形成されたテーパー型IDT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互いに離間するように圧電基板上に各々配置して第1のフィルタ部及び第2のフィルタ部を夫々構成したことと、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部における入力側IDT電極同士は、互いに同じ構成になっており、前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部における出力側IDT電極同士は、互いに同じ構成になっていることと、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部のうち一方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極間に、他方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極の少なくとも一方が配置されていることと、
前記第1のフィルタ部の入力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の入力側IDT電極は、一方側のバスバー同士または他方側のバスバー同士が第1の導電路を介して互いに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の出力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の出力側IDT電極は、一方側のバスバー同士または他方側のバスバー同士が第2の導電路を介して互いに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の入力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の入力側IDT電極において、前記第1の導電路に各々対向するバスバーのうち一方が入力ポートに接続され、他方が接地ポートに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の出力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の出力側IDT電極において、前記第2の導電路に各々対向するバスバーのうち一方が出力ポートに接続され、他方が接地ポートに接続されていることと、を備えたことを特徴とする。
【0010】
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の他方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置されていても良い。
【0011】
また、前記第1のフィルタ部の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第2のフィルタ部の一方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、当該第1のフィルタ部の通過周波数帯域に対応する波長域において、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置されていても良い。
【0012】
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部は、前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部のうち一方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極間に、他方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極の一方が配置されていることに代えて、第1のフィルタ部と第2のフィルタ部とが弾性波の伝搬方向に沿って配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の他方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置されていても良い。
第1のフィルタ部における入力側IDT電極及び出力側IDT電極の離間距離と、第2のフィルタ部における入力側IDT電極及び出力側IDT電極の離間距離と、はこれら第1のフィルタ部及び第2のフィルタ部において互いに同じ寸法となっていても良い。
【発明の効果】
【0013】
本発明は、テーパー型のIDT電極を入力側電極及び出力側電極として各々配置した第1のフィルタ部及び第2のフィルタ部について、各々の入力側IDT電極同士及び出力側IDT電極同士を各々互いに同じ構成にしている。そして、一方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極間に、他方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極の一方を配置している。また、各々のフィルタ部の入力側IDT電極同士及び出力側IDT電極同士が信号ポート(入力ポートあるいは出力ポート)と接地ポートとの間に各々直列に接続されるように、低域側のバスバー同士あるいは高域側のバスバー同士を各々互いに接続している。そのため、入力側IDT電極及び出力側IDT電極を各々一つずつ配置した従来のフィルタと比べて、圧電基板の寸法を小さく抑えつつインピーダンスを高めることができる。この時、弾性波の伝搬方向において、高周波数側から低周波数側にかけて、あるいは通過周波数帯域に対応する波長域において、フィルタ部間で同じ周期単位が並ばないようにしているので、フィルタ部間における弾性波の干渉を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の弾性波フィルタの一例を示す平面図である。
【図2】前記フィルタの一部を拡大した平面図である。
【図3】前記フィルタの概略を示す模式図である。
【図4】前記フィルタの他の例を示す平面図である。
【図5】前記フィルタの他の例を示す平面図である。
【図6】前記フィルタの他の例を示す平面図である。
【図7】前記フィルタの他の例を示す平面図である。
【図8】前記フィルタの他の例を示す平面図である。
【図9】前記他のフィルタの概略を示す模式図である。
【図10】前記他のフィルタの特性を模式的に示す概略図である。
【図11】前記フィルタの別の例を示す平面図である。
【図12】前記別のフィルタの概略を示す模式図である。
【図13】前記別のフィルタの特性を模式的に示す概略図である。
【図14】前記フィルタの更に他の例を示す平面図である。
【図15】前記更に別のフィルタの概略を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の弾性波フィルタの実施の形態の一例について、図1〜図3を参照して説明する。この弾性波フィルタは、弾性波の伝搬方向に沿って互いに離間するように配置された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。そして、入力側IDT電極12及び出力側IDT電極13からなる構成を「フィルタ部30」と呼ぶと、この例ではフィルタ部30は2組設けられており、弾性波の伝搬方向(圧電基板11の4つの外縁のうち長辺4、4に沿った方向)に沿って並んでいる。図1中14はバスバー、15は電極指、16は反射電極である。
【0016】
ここで、2つのフィルタ部30のうち一方を「第1のフィルタ部31」、他方を「第2のフィルタ部32」と呼ぶと、圧電基板11上には、弾性波の伝搬方向(左右方向)に沿って、左側から右側に向かって第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13及び第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13がこの順番で配置されている。従って、第1のフィルタ部31における入力側IDT電極12と出力側IDT電極13との間の領域である伝搬路50に、第2のフィルタ部32における入力側IDT電極12が配置されている。また、第2のフィルタ部32における入力側IDT電極12と出力側IDT電極13との間の領域である伝搬路50に、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13が配置されている。弾性波の伝搬方向における第1のフィルタ部31の伝搬路50の長さ寸法(IDT電極12、13間の離間距離)と、第2のフィルタ部32の伝搬路50の長さ寸法とは、互いに同じ寸法となっている。
【0017】
弾性波の伝搬方向に対して直交する方向の一方側及び他方側を夫々手前側及び奥側と呼ぶと、これら4つのIDT電極12、13の各々は、2つのバスバー14、14のうち手前側(一方側)のバスバー14から奥側(他方側)のバスバー14に向かって、電極指15及び反射電極16の各々の幅寸法とこれら電極指15及び反射電極16同士の離間寸法とからなる周期単位λが広がるように配置されている。言い換えると、4つのIDT電極12、13の各々は、高周波数側(低波長側)のバスバー14が2つの長辺4、4のうち手前側の長辺4を臨むように配置されている。
【0018】
そして、第1のフィルタ部31及び第2のフィルタ部32において、各々の入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士は、各々互いに同じ構成となっている。具体的には、電極指15の対数(互いに交差するように配置された電極指15、15の組数)、反射電極16の本数、バスバー14、14間の離間寸法(開口長)、低周波数側から高周波数側にかけての各々の周期単位λ、電極指15や反射電極16の配置レイアウトや間引き位置などは、入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士で互いに等しくなっている。
【0019】
また、入力側IDT電極12、12同士は、圧電基板11上の手前側の長辺4に近接する領域に配置された第1の導電路41を介して、手前側(高周波数側)のバスバー14、14同士が互いに接続されている。同様に、出力側IDT電極13、13同士は、圧電基板11上の手前側の長辺4に近接する領域に配置された第2の導電路42を介して、手前側のバスバー14、14同士が互いに接続されている。そして、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12において、奥側のバスバー14は、入力ポート21に接続され、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12の奥側のバスバー14は、接地ポート23に接続されている。また、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13において、奥側のバスバー14は、接地ポート23に接続され、第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13の奥側のバスバー14は、出力ポート22に接続されている。即ち、各々の入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士は、信号ポート20(入力ポート21または出力ポート22)と接地ポート23との間において、導電路41(42)を介して各々互いに直列に接続されている。図1中6は、圧電基板11の端部領域に伝搬してきた不要な弾性波を吸収するためのダンパーである。
【0020】
ここで、第1のフィルタ部31は、図2にも示すように、第2のフィルタ部32よりも手前側の長辺4寄りに配置されている。具体的には、2つの入力側IDT電極12、12において、奥側のバスバー14、14における電極指15の接続された稜線同士の間の離間寸法dは、当該バスバー14、14に近接する低周波数側の周期単位λをλlowtrack、各々のフィルタ部31、32における開口長(対向するバスバー14、14間の寸法)をWとすると、0<d<Wとなっており、小さい程フィルタ全体が小型化することから、例えば0.25×λlowtrack〜3×λlowtrack程度となっている。この離間寸法dは、尚、図1は、前記離間寸法dを模式的に大きく描画している。また、図2は、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12と第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12との境界付近について拡大して示している。
【0021】
即ち、既述のように、第1のフィルタ部31と第2のフィルタ部32とが互いに同じ構成となっているので、これらフィルタ部31、32を弾性波の伝搬方向に沿って一列に配置すると、一方側のバスバー14から他方側のバスバー14に亘って、同じ周期単位λのトラックが弾性波の伝搬方向に沿って並ぶことになる。この場合には、第1のフィルタ部31と第2のフィルタ部32との間において、同じ周期単位λの弾性波同士が干渉し合ってしまうおそれがある。
【0022】
そこで、この例では、フィルタ部31、32同士において弾性波の干渉を抑えるために、2つのフィルタ部31、32のうち第1のフィルタ部31について、第2のフィルタ部32よりも手前側の長辺4寄りに配置している。言い換えると、第2のフィルタ部32について、第1のフィルタ部31よりも奥側の長辺4寄りに配置している。そのため、図3に示すように、低周波数(flowtrack、λlowtrack)側のトラックから高周波数(fhightrack、λhightrack)側のトラックに亘って、弾性波の伝搬方向において同じトラック同士が一列に並ばない(重ならない)ように設定されていることになる。図3は、2つのフィルタ部31、32について、バスバー14、14間における各々の周期単位λを模式的に表したグラフである。図3において、横軸には圧電基板11の4つの外縁のうち短辺3、3に沿った方向の位置を示しており、縦軸には波長(周期単位λ)を示している。尚、図3では、バスバー14について、2つのフィルタ部31、32のどちらのバスバー14であるのかを示すために、「31」または「32」を括弧書きで併記している。
【0023】
従って、このフィルタにおいて入力ポート21に電気信号を入力すると、各々のフィルタ部31、32の入力側IDT電極12、12では、バスバー14、14間の各トラックの周期単位λの波長の弾性波が発生する。そして、これら弾性波が各々の出力側IDT電極13、13に向かって伝搬して行く。この時、各フィルタ部31、32において、既述のように同じ波長の弾性波が長辺4方向で一列に並ばないので、フィルタ部31、32間における弾性波の干渉が抑えられる。こうして各々のフィルタ部31、32の出力側IDT電極13、13において弾性波が電気信号に変換され、出力ポート22から取り出されることになる。
【0024】
上述の実施の形態によれば、入力側IDT電極12同士及び出力側IDT電極13同士が各々同じ構成のフィルタ部31、32を配置すると共に、一方のフィルタ部31のIDT電極12、13間に他方のフィルタ部32の入力側IDT電極12を配置して、いわば一のフィルタ部30におけるIDT電極12、13間の領域である伝搬路50を他のフィルタ部30のIDT電極12が利用している。この時、フィルタ部31、32において、高周波数側から低周波数側に亘って同じ周期単位λが弾性波の伝搬方向において一列に並ばないように、一方のフィルタ部31を他方のフィルタ部32に対して2つの長辺4、4のうちいずれかの長辺4側に配置している。そして、入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士が信号ポート20と接地ポート23との間に各々直列に接続されるように、高周波数側のバスバー14、14同士を導電路41(42)により互いに接続している。
【0025】
そのため、2つのフィルタ部31、32を備えた本発明のフィルタは、見かけ上は一つのフィルタ部31(32)とほぼ同じ周波数特性を持っているが、2つのフィルタ部31、32を直列に接続した分、一つのフィルタ部31(32)だけを配置した場合よりもインピーダンスが大きくなる。そして、圧電基板11は、複数の種別のフィルタに対応できるように、即ち各々の種別のフィルタ毎に個別に専用の寸法の圧電基板11を用意しなくても済むように、長辺4方向にはある程度余裕を持った状態で形成(切断)されている。従って、本発明のフィルタは、圧電基板11の長辺4方向における余分なスペースを利用する(スペースの有効利用を図る)ことによって、入力側IDT電極12及び出力側IDT電極13を各々一つずつ配置した従来のフィルタと比べて、電極指15、15の交差領域(バスバー14、14間の領域)を2つ配置できるので、圧電基板11の寸法を小さく抑えつつ、インピーダンスを高めることができる。また、従来のフィルタの構成においてインピーダンスを高めようとした場合には、例えば互いに対向するバスバー14、14間の離間寸法を狭めることになる(バスバー14に対する電極指15の接続角度が大きくなる(寝る))ので、本発明のフィルタは、インピーダンスを高める構成において、前記接続角度を従来のフィルタの構成と同レベルに保つことができるので、インピーダンスを高くしながら弾性波の回折や屈折による特性の劣化を抑えることができると言える。
【0026】
また、図1のように各々のフィルタ部31、32を配置することにより、フィルタ部31におけるIDT電極12、13間の離間距離と、フィルタ部32におけるIDT電極12、13間の離間距離とを揃えているので、出力ポート22から取り出した時の周波数特性がこれらフィルタ部31、32間で揃うことになる。従って、本発明のフィルタは、フィルタ部31、32の入力側IDT電極12同士及び出力側IDT電極13同士を各々互いに同じ構成にするだけでなく、フィルタ部31とフィルタ部32とを同じ構成にしている(前記離間距離をフィルタ部31、32間で揃えている)と言える。
【0027】
図1では、各々のフィルタ部31、32において、弾性波の伝搬方向に沿って左側に入力側IDT電極12を配置し、右側の出力側IDT電極13を配置したが、これらIDT電極12、13の配置を逆にしても良い。具体的には、例えば弾性波の伝搬方向(左右方向)に沿って左側から右側に向かって、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13、第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12及び第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12をこの順番で配置しても良い。
【0028】
続いて、本発明のフィルタの他の構成例について、以下に列挙する。図4は、入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士を直列に接続するにあたり、低周波数側(奥側)のバスバー14、14同士を接続した例を示している。従って、入力ポート21は、第1のフィルタ部31における入力側IDT電極12の手前側のバスバー14に接続され、出力ポート22は、第2のフィルタ部32における出力側IDT電極13の手前側のバスバー14に接続されている。また、第2のフィルタ部32における入力側IDT電極12の手前側のバスバー14及び第1のフィルタ部31における出力側IDT電極13の手前側のバスバー14は、各々接地ポート23、23に接続されている。
【0029】
図5は、入力側IDT電極12、12同士については高周波数側(手前側)のバスバー14、14同士を接続し、出力側IDT電極13、13同士については低周波数側(奥側)のバスバー14、14同士を接続した例を示している。入力ポート21は、第1のフィルタ部31における入力側IDT電極12の奥側のバスバー14に接続され、出力ポート22は、第2のフィルタ部32における出力側IDT電極13の手前側のバスバー14に接続されている。また、第2のフィルタ部32における入力側IDT電極12の奥側のバスバー14及び第1のフィルタ部31における出力側IDT電極13の手前側のバスバー14は、各々接地されている。
【0030】
また、図6は、図1と同じ構成において、入力側IDT電極12、12と出力側IDT電極13、13との間に、金属膜により構成されたシールド電極60を配置した例を示している。図7は、各フィルタ部31、32、信号ポート20及び接地ポート23などについては、図1と同様に配置した例を示している。そして、図7において、既述の導電路41、42は、圧電基板11上に金属膜として形成することに代えて、圧電基板11の上方領域を介して配置されるワイヤ65、65として各々形成している。
【0031】
具体的には、入力側IDT電極12、12における各々の手前側のバスバー14、14について、圧電基板11の外部領域に向かって伸びるワイヤ65、65の各々の一端側を接続する。そして、圧電基板11の外部の領域(例えば当該圧電基板11が搭載されるセラミックス基板上)において、例えば金属膜などからなる導電部材66を配置し、前記バスバー14、14から各々伸びるワイヤ65、65の各々の他端側を当該導電部材66に接続する。また、出力側IDT電極13、13についても、入力側IDT電極12、12と同様にワイヤ65、65及び導電部材66を配置する。
【0032】
また、図8は、図1の構成において、第2のフィルタ部32を手前側と奥側とにおいて反転させた例、即ち奥側のバスバー14から手前側のバスバー14に向かって既述の周期単位λが広がるように配置した例を示している。言い換えると、フィルタ部31は、一方側のバスバー14が各々手前側の長辺4を臨むように配置され、フィルタ部32は、一方側のバスバー14が各々奥側の長辺4を臨むように配置されている。
【0033】
従って、第1の導電路41は、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12の手前側のバスバー14と、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12の奥側のバスバー14と、を接続するように、これら入力側IDT電極12、12間を引き回されている。また、第2の導電路42についても、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13の手前側のバスバー14と、第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13の奥側のバスバー14と、を接続するように、これら出力側IDT電極13、13間を引き回されている。このように、各フィルタ部31、32における高周波数側のバスバー14と低周波数側のバスバー14とを交互に配置することにより、各々のIDT電極12(13)において弾性波の伝搬方向における幅寸法の大きい領域(低周波数側の領域)と幅寸法の狭い領域(高周波数側の領域)とを互い違いに配置できる。そのため、フィルタの長手方向における寸法を小さく抑えることができる。この例においても、ワイヤ65を用いてバスバー14、14同士を接続しても良い。
【0034】
ここで、図8では、各々のフィルタ部31、32について、一方のフィルタ部31(32)を2つの長辺4、4のいずれか側に寄った位置に配置せずに、弾性波の伝搬方向に沿って一列に配置している。そのため、図9に示すように、バスバー14、14間における例えば中央領域において、同じ周期単位λa(λa=(λhightrack+λlowtrack)÷2)の波長が弾性波の伝搬方向において一列に並んでしまう。従って、このフィルタを用いて低波長(λlowtrack)側から高波長(λhightrack)側までを通過帯域とするバンドパスフィルタを構成しようとすると、前記周期単位λaにおいて、2つのフィルタ部31、32間において弾性波が干渉し合い、周波数特性が劣化してしまうおそれがある。従って、このような干渉のおそれがある場合には、図10に示すように、周期単位λlowtrackから周期単位λaまでを通過帯域とするフィルタと、周期単位λaから周期単位λhightrackまでを通過帯域とするフィルタとにおいて、周期単位λhightrackよりも低波長(高周波数)側及び周期単位λlowtrackよりも高波長(低周波数)側を減衰させるフィルタとして用いても良い。尚、図10において上側に入力ポート21に入力する前の電気信号の周波数特性を示し、下側に出力ポート22から取り出された後における電気信号の周波数特性を示しており、図10は高周波数側及び低周波数側における各々端部(周波数端)の特性を模式的に示している。
【0035】
また、図11には、図8のフィルタにおいて、前記周期単位λaがフィルタの周波数特性に影響を及ぼさないように、あるいは影響が小さくなるように設定した例を示す。具体的には、2つのフィルタ部31、32のうち第1のフィルタ部31について、第2のフィルタ部32よりも手前側に配置している。このようにフィルタ部31、32を配置すると、図12に示すように、図8の場合に比べて、既述の周期単位λaが例えば高波長側に移動する。そのため、この周期単位λaに対応する周波数faよりも高周波数(低波長)側に通過帯域を設定すると、図13に示すように、前記周期単位λaにおける弾性波の干渉の影響を避けて、周期単位λhightrackに対応する周波数fhightrackよりも高周波数側を減衰させることのできるフィルタが得られる。即ち、使用しない帯域(通過帯域外)に既述の周期単位λaを充てていると言える。尚、図12は、フィルタ部31、32の配置位置を模式的に示している。
【0036】
図11では、周期単位λaを通過帯域の高波長側に設定したが、第1のフィルタ部31を第2のフィルタ部32よりも奥側に配置して、前記周期単位λaを通過帯域の低波長側に設定しても良い。この場合には、周期単位λlowtrackに対応する周波数flowtrackよりも低周波数側を減衰させることのできるフィルタが得られる。
また、これら図8や図11の例においても、入力側IDT電極12、12同士あるいは出力側IDT電極13、13同士が各々直列に接続されるように、信号ポート20、接地ポート23及び導電路41、42を配置しても良いし、出力側IDT電極13、13同士を入れ替えても良い。
【0037】
また、以上の各例では、2つのフィルタ部31、32を配置する例について説明したが、3つ以上のフィルタ部30(31〜33)を配置しても良い。図14は、3つのフィルタ部31、32、33を配置した例を示しており、圧電基板11上には、左側から右側に向かって、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12、第3のフィルタ部33の入力側IDT電極12、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13、第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13及び第3のフィルタ部33の出力側IDT電極13がこの順番で配置されている。各々のIDT電極12、13は、手前側から奥側に向かって周期単位λが広がるように配置されると共に、図15に示すように、同じ周期単位λのトラックが弾性波の伝搬方向において一列に並ばないように配置されている。具体的には、第1のフィルタ部31よりも第2のフィルタ部32が奥側に配置され、当該第2のフィルタ部32よりも第3のフィルタ部33が奥側に配置されている。
【0038】
そして、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12における奥側のバスバー14に入力ポート21が接続され、当該入力側IDT電極12の手前側のバスバー14と、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12の手前側のバスバー14とが接続されている。また、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12における奥側のバスバー14と、第3のフィルタ部33の入力側IDT電極12における奥側のバスバー14とが接続され、この第3のフィルタ部33の入力側IDT電極12の手前側のバスバー14が接地されている。
【0039】
また、第3のフィルタ部33の出力側IDT電極13における奥側のバスバー14が出力ポート22に接続され、当該出力側IDT電極13の手前側バスバー14と第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13における手前側のバスバー14とが接続されている。第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13における奥側のバスバー14と、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13における奥側のバスバー14とが接続され、この第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13における手前側のバスバー14が接地されている。尚、図14では、電極指15、反射電極16及びバスバー14については簡略化して描画している。
【0040】
以上の例では、複数のフィルタ部30のうち一のフィルタ部30のIDT電極12、13間に他のフィルタ部30のIDT電極12(13)を配置したが、本発明ではこのような例に限られず、例えば既述の図1の例において、左側から右側に向かって、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12及び第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13をこの順番で配置しても良い。このように配置しても、フィルタ部31、32間では同じトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないので、例えばフィルタ部31、32間に弾性波を吸収するための吸収体などを配置しなくて済み、従ってフィルタを小型化できる。
【0041】
また、例えば図1の構成では、奥側において弾性波の伝搬方向に沿って並ぶ4本のバスバー14について、入力ポート21、接地ポート23、接地ポート23及び出力ポート22を左側から右側に向かってこの順番で配置したが、接地ポート23、入力ポート21、出力ポート22及び接地ポート23を左側から右側に向かってこの順番で並べても良い。即ち、互いに隣接する2つのIDT電極12、13に各々信号ポート20、20を接続しても良いし、あるいはこれら互いに隣接するIDT電極12、13に各々信号ポート20及び接地ポート23を接続しても良い。
【符号の説明】
【0042】
11 圧電基板
12 入力側IDT電極
13 出力側IDT電極
20 信号ポート
21 入力ポート
22 出力ポート
23 接地ポート
30 フィルタ部
31 第1のフィルタ部
32 第2のフィルタ部
【技術分野】
【0001】
本発明は、電極指群の配置領域をテーパー型に形成した弾性波フィルタに関する。
【背景技術】
【0002】
弾性波例えば弾性表面波を用いたフィルタ(バンドパスフィルタ)として、一対のバスバー間の領域において多数の電極指が形成された領域をテーパー形状に形成したIDT(Inter Digital Transducer)電極を入力側電極及び出力側電極として圧電基板上に配置した構成が知られている。各々のIDT電極は、一対のバスバーのうち一方側が信号ポート(入力ポートあるいは出力ポート)に接続され、他方側が接地ポートに接続されている。
【0003】
このような圧電基板は、長手方向(弾性波の伝搬方向)において、IDT電極間あるいはIDT電極と圧電基板の端部との間がある程度離間するように形成(切断)されている場合がある。具体的には、前記フィルタは、要求される周波数特性に応じて、電極指の本数を調整したり、あるいはIDT電極間にシールド電極を配置したり、更には弾性波の伝搬方向における圧電基板の端部領域に弾性波を吸収するためのダンパーを配置したりするなど、種別に応じて長手方向における長さ寸法がまちまちである。
【0004】
そのため、圧電基板は、これら複数の種別のフィルタの各々に対応できる(配置できる)ように、即ち各々のフィルタ毎に専用の寸法の圧電基板を個別に用意しなくても済むように、前記長手方向には寸法的に余裕を持った状態で形成されている場合がある。一方、各々のフィルタでは、IDT電極から出力される弾性波の回折や屈折を抑える(IDT電極の端部における電極指とバスバーとの接続角度であるテーパー角度を直角に近づける)ために、各IDT電極におけるバスバーの各々は、圧電基板の短辺方向(弾性波の伝搬方向に対して直交する方向)における端部に近接配置される。従って、圧電基板上において、長手方向には例えばIDT電極間あるいはIDT電極と圧電基板の端部との間に余分なスペースが介在しており、一方短辺方向にはほとんど余分なスペースがない状態となっている場合がある。
【0005】
ここで、前記フィルタについて、外部の電気回路との整合を取りやすくするために、信号ポートと接地ポートとの間におけるインピーダンスを高めるように、即ち例えば信号ポートの接続されるバスバーと接地ポートの接続されるバスバーとの間の離間寸法をできるだけ狭くするように要請される場合がある。しかし、互いに対向するバスバー同士の離間距離を狭めると、既述のテーパー角度が大きくなる(寝てしまう)ので、弾性波の回折や屈折が大きくなってしまう。そのため、テーパー型のフィルタは、インピーダンスを高める構成を採りにくい。
【0006】
特許文献1には、圧電性基板10上に弾性表面波フィルタ素子20、30を隣り合って配置し、これら素子20、30同士を縦続接続する技術について記載されているが、インピーダンスを高めることについては検討されていない。また、特許文献2、3には、共振器型のフィルタにおいて、2つのフィルタを接続する技術が記載されているが、テーパー型のフィルタについては記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2001−237667(段落0031、図3)
【特許文献2】特開平6−334476
【特許文献3】特開2004−343637
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
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、圧電基板上に入力側IDT電極及び出力側IDT電極を各々テーパー型に配置した弾性波フィルタにおいて、圧電基板の寸法を小さく抑えつつ、入力側IDT電極及び出力側IDT電極を各々一つずつ配置した従来のフィルタよりもインピーダンスを高め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】
【0009】
本発明の弾性波フィルタは、
電極指の幅寸法及び互いに隣接する電極指間の離間寸法からなる周期単位が一方側のバスバーから他方側のバスバーに向かって広がるように形成されたテーパー型IDT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互いに離間するように圧電基板上に各々配置して第1のフィルタ部及び第2のフィルタ部を夫々構成したことと、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部における入力側IDT電極同士は、互いに同じ構成になっており、前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部における出力側IDT電極同士は、互いに同じ構成になっていることと、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部のうち一方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極間に、他方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極の少なくとも一方が配置されていることと、
前記第1のフィルタ部の入力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の入力側IDT電極は、一方側のバスバー同士または他方側のバスバー同士が第1の導電路を介して互いに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の出力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の出力側IDT電極は、一方側のバスバー同士または他方側のバスバー同士が第2の導電路を介して互いに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の入力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の入力側IDT電極において、前記第1の導電路に各々対向するバスバーのうち一方が入力ポートに接続され、他方が接地ポートに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の出力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の出力側IDT電極において、前記第2の導電路に各々対向するバスバーのうち一方が出力ポートに接続され、他方が接地ポートに接続されていることと、を備えたことを特徴とする。
【0010】
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の他方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置されていても良い。
【0011】
また、前記第1のフィルタ部の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第2のフィルタ部の一方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、当該第1のフィルタ部の通過周波数帯域に対応する波長域において、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置されていても良い。
【0012】
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部は、前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部のうち一方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極間に、他方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極の一方が配置されていることに代えて、第1のフィルタ部と第2のフィルタ部とが弾性波の伝搬方向に沿って配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の他方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置されていても良い。
第1のフィルタ部における入力側IDT電極及び出力側IDT電極の離間距離と、第2のフィルタ部における入力側IDT電極及び出力側IDT電極の離間距離と、はこれら第1のフィルタ部及び第2のフィルタ部において互いに同じ寸法となっていても良い。
【発明の効果】
【0013】
本発明は、テーパー型のIDT電極を入力側電極及び出力側電極として各々配置した第1のフィルタ部及び第2のフィルタ部について、各々の入力側IDT電極同士及び出力側IDT電極同士を各々互いに同じ構成にしている。そして、一方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極間に、他方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極の一方を配置している。また、各々のフィルタ部の入力側IDT電極同士及び出力側IDT電極同士が信号ポート(入力ポートあるいは出力ポート)と接地ポートとの間に各々直列に接続されるように、低域側のバスバー同士あるいは高域側のバスバー同士を各々互いに接続している。そのため、入力側IDT電極及び出力側IDT電極を各々一つずつ配置した従来のフィルタと比べて、圧電基板の寸法を小さく抑えつつインピーダンスを高めることができる。この時、弾性波の伝搬方向において、高周波数側から低周波数側にかけて、あるいは通過周波数帯域に対応する波長域において、フィルタ部間で同じ周期単位が並ばないようにしているので、フィルタ部間における弾性波の干渉を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の弾性波フィルタの一例を示す平面図である。
【図2】前記フィルタの一部を拡大した平面図である。
【図3】前記フィルタの概略を示す模式図である。
【図4】前記フィルタの他の例を示す平面図である。
【図5】前記フィルタの他の例を示す平面図である。
【図6】前記フィルタの他の例を示す平面図である。
【図7】前記フィルタの他の例を示す平面図である。
【図8】前記フィルタの他の例を示す平面図である。
【図9】前記他のフィルタの概略を示す模式図である。
【図10】前記他のフィルタの特性を模式的に示す概略図である。
【図11】前記フィルタの別の例を示す平面図である。
【図12】前記別のフィルタの概略を示す模式図である。
【図13】前記別のフィルタの特性を模式的に示す概略図である。
【図14】前記フィルタの更に他の例を示す平面図である。
【図15】前記更に別のフィルタの概略を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の弾性波フィルタの実施の形態の一例について、図1〜図3を参照して説明する。この弾性波フィルタは、弾性波の伝搬方向に沿って互いに離間するように配置された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。そして、入力側IDT電極12及び出力側IDT電極13からなる構成を「フィルタ部30」と呼ぶと、この例ではフィルタ部30は2組設けられており、弾性波の伝搬方向(圧電基板11の4つの外縁のうち長辺4、4に沿った方向)に沿って並んでいる。図1中14はバスバー、15は電極指、16は反射電極である。
【0016】
ここで、2つのフィルタ部30のうち一方を「第1のフィルタ部31」、他方を「第2のフィルタ部32」と呼ぶと、圧電基板11上には、弾性波の伝搬方向(左右方向)に沿って、左側から右側に向かって第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13及び第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13がこの順番で配置されている。従って、第1のフィルタ部31における入力側IDT電極12と出力側IDT電極13との間の領域である伝搬路50に、第2のフィルタ部32における入力側IDT電極12が配置されている。また、第2のフィルタ部32における入力側IDT電極12と出力側IDT電極13との間の領域である伝搬路50に、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13が配置されている。弾性波の伝搬方向における第1のフィルタ部31の伝搬路50の長さ寸法(IDT電極12、13間の離間距離)と、第2のフィルタ部32の伝搬路50の長さ寸法とは、互いに同じ寸法となっている。
【0017】
弾性波の伝搬方向に対して直交する方向の一方側及び他方側を夫々手前側及び奥側と呼ぶと、これら4つのIDT電極12、13の各々は、2つのバスバー14、14のうち手前側(一方側)のバスバー14から奥側(他方側)のバスバー14に向かって、電極指15及び反射電極16の各々の幅寸法とこれら電極指15及び反射電極16同士の離間寸法とからなる周期単位λが広がるように配置されている。言い換えると、4つのIDT電極12、13の各々は、高周波数側(低波長側)のバスバー14が2つの長辺4、4のうち手前側の長辺4を臨むように配置されている。
【0018】
そして、第1のフィルタ部31及び第2のフィルタ部32において、各々の入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士は、各々互いに同じ構成となっている。具体的には、電極指15の対数(互いに交差するように配置された電極指15、15の組数)、反射電極16の本数、バスバー14、14間の離間寸法(開口長)、低周波数側から高周波数側にかけての各々の周期単位λ、電極指15や反射電極16の配置レイアウトや間引き位置などは、入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士で互いに等しくなっている。
【0019】
また、入力側IDT電極12、12同士は、圧電基板11上の手前側の長辺4に近接する領域に配置された第1の導電路41を介して、手前側(高周波数側)のバスバー14、14同士が互いに接続されている。同様に、出力側IDT電極13、13同士は、圧電基板11上の手前側の長辺4に近接する領域に配置された第2の導電路42を介して、手前側のバスバー14、14同士が互いに接続されている。そして、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12において、奥側のバスバー14は、入力ポート21に接続され、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12の奥側のバスバー14は、接地ポート23に接続されている。また、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13において、奥側のバスバー14は、接地ポート23に接続され、第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13の奥側のバスバー14は、出力ポート22に接続されている。即ち、各々の入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士は、信号ポート20(入力ポート21または出力ポート22)と接地ポート23との間において、導電路41(42)を介して各々互いに直列に接続されている。図1中6は、圧電基板11の端部領域に伝搬してきた不要な弾性波を吸収するためのダンパーである。
【0020】
ここで、第1のフィルタ部31は、図2にも示すように、第2のフィルタ部32よりも手前側の長辺4寄りに配置されている。具体的には、2つの入力側IDT電極12、12において、奥側のバスバー14、14における電極指15の接続された稜線同士の間の離間寸法dは、当該バスバー14、14に近接する低周波数側の周期単位λをλlowtrack、各々のフィルタ部31、32における開口長(対向するバスバー14、14間の寸法)をWとすると、0<d<Wとなっており、小さい程フィルタ全体が小型化することから、例えば0.25×λlowtrack〜3×λlowtrack程度となっている。この離間寸法dは、尚、図1は、前記離間寸法dを模式的に大きく描画している。また、図2は、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12と第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12との境界付近について拡大して示している。
【0021】
即ち、既述のように、第1のフィルタ部31と第2のフィルタ部32とが互いに同じ構成となっているので、これらフィルタ部31、32を弾性波の伝搬方向に沿って一列に配置すると、一方側のバスバー14から他方側のバスバー14に亘って、同じ周期単位λのトラックが弾性波の伝搬方向に沿って並ぶことになる。この場合には、第1のフィルタ部31と第2のフィルタ部32との間において、同じ周期単位λの弾性波同士が干渉し合ってしまうおそれがある。
【0022】
そこで、この例では、フィルタ部31、32同士において弾性波の干渉を抑えるために、2つのフィルタ部31、32のうち第1のフィルタ部31について、第2のフィルタ部32よりも手前側の長辺4寄りに配置している。言い換えると、第2のフィルタ部32について、第1のフィルタ部31よりも奥側の長辺4寄りに配置している。そのため、図3に示すように、低周波数(flowtrack、λlowtrack)側のトラックから高周波数(fhightrack、λhightrack)側のトラックに亘って、弾性波の伝搬方向において同じトラック同士が一列に並ばない(重ならない)ように設定されていることになる。図3は、2つのフィルタ部31、32について、バスバー14、14間における各々の周期単位λを模式的に表したグラフである。図3において、横軸には圧電基板11の4つの外縁のうち短辺3、3に沿った方向の位置を示しており、縦軸には波長(周期単位λ)を示している。尚、図3では、バスバー14について、2つのフィルタ部31、32のどちらのバスバー14であるのかを示すために、「31」または「32」を括弧書きで併記している。
【0023】
従って、このフィルタにおいて入力ポート21に電気信号を入力すると、各々のフィルタ部31、32の入力側IDT電極12、12では、バスバー14、14間の各トラックの周期単位λの波長の弾性波が発生する。そして、これら弾性波が各々の出力側IDT電極13、13に向かって伝搬して行く。この時、各フィルタ部31、32において、既述のように同じ波長の弾性波が長辺4方向で一列に並ばないので、フィルタ部31、32間における弾性波の干渉が抑えられる。こうして各々のフィルタ部31、32の出力側IDT電極13、13において弾性波が電気信号に変換され、出力ポート22から取り出されることになる。
【0024】
上述の実施の形態によれば、入力側IDT電極12同士及び出力側IDT電極13同士が各々同じ構成のフィルタ部31、32を配置すると共に、一方のフィルタ部31のIDT電極12、13間に他方のフィルタ部32の入力側IDT電極12を配置して、いわば一のフィルタ部30におけるIDT電極12、13間の領域である伝搬路50を他のフィルタ部30のIDT電極12が利用している。この時、フィルタ部31、32において、高周波数側から低周波数側に亘って同じ周期単位λが弾性波の伝搬方向において一列に並ばないように、一方のフィルタ部31を他方のフィルタ部32に対して2つの長辺4、4のうちいずれかの長辺4側に配置している。そして、入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士が信号ポート20と接地ポート23との間に各々直列に接続されるように、高周波数側のバスバー14、14同士を導電路41(42)により互いに接続している。
【0025】
そのため、2つのフィルタ部31、32を備えた本発明のフィルタは、見かけ上は一つのフィルタ部31(32)とほぼ同じ周波数特性を持っているが、2つのフィルタ部31、32を直列に接続した分、一つのフィルタ部31(32)だけを配置した場合よりもインピーダンスが大きくなる。そして、圧電基板11は、複数の種別のフィルタに対応できるように、即ち各々の種別のフィルタ毎に個別に専用の寸法の圧電基板11を用意しなくても済むように、長辺4方向にはある程度余裕を持った状態で形成(切断)されている。従って、本発明のフィルタは、圧電基板11の長辺4方向における余分なスペースを利用する(スペースの有効利用を図る)ことによって、入力側IDT電極12及び出力側IDT電極13を各々一つずつ配置した従来のフィルタと比べて、電極指15、15の交差領域(バスバー14、14間の領域)を2つ配置できるので、圧電基板11の寸法を小さく抑えつつ、インピーダンスを高めることができる。また、従来のフィルタの構成においてインピーダンスを高めようとした場合には、例えば互いに対向するバスバー14、14間の離間寸法を狭めることになる(バスバー14に対する電極指15の接続角度が大きくなる(寝る))ので、本発明のフィルタは、インピーダンスを高める構成において、前記接続角度を従来のフィルタの構成と同レベルに保つことができるので、インピーダンスを高くしながら弾性波の回折や屈折による特性の劣化を抑えることができると言える。
【0026】
また、図1のように各々のフィルタ部31、32を配置することにより、フィルタ部31におけるIDT電極12、13間の離間距離と、フィルタ部32におけるIDT電極12、13間の離間距離とを揃えているので、出力ポート22から取り出した時の周波数特性がこれらフィルタ部31、32間で揃うことになる。従って、本発明のフィルタは、フィルタ部31、32の入力側IDT電極12同士及び出力側IDT電極13同士を各々互いに同じ構成にするだけでなく、フィルタ部31とフィルタ部32とを同じ構成にしている(前記離間距離をフィルタ部31、32間で揃えている)と言える。
【0027】
図1では、各々のフィルタ部31、32において、弾性波の伝搬方向に沿って左側に入力側IDT電極12を配置し、右側の出力側IDT電極13を配置したが、これらIDT電極12、13の配置を逆にしても良い。具体的には、例えば弾性波の伝搬方向(左右方向)に沿って左側から右側に向かって、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13、第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12及び第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12をこの順番で配置しても良い。
【0028】
続いて、本発明のフィルタの他の構成例について、以下に列挙する。図4は、入力側IDT電極12、12同士及び出力側IDT電極13、13同士を直列に接続するにあたり、低周波数側(奥側)のバスバー14、14同士を接続した例を示している。従って、入力ポート21は、第1のフィルタ部31における入力側IDT電極12の手前側のバスバー14に接続され、出力ポート22は、第2のフィルタ部32における出力側IDT電極13の手前側のバスバー14に接続されている。また、第2のフィルタ部32における入力側IDT電極12の手前側のバスバー14及び第1のフィルタ部31における出力側IDT電極13の手前側のバスバー14は、各々接地ポート23、23に接続されている。
【0029】
図5は、入力側IDT電極12、12同士については高周波数側(手前側)のバスバー14、14同士を接続し、出力側IDT電極13、13同士については低周波数側(奥側)のバスバー14、14同士を接続した例を示している。入力ポート21は、第1のフィルタ部31における入力側IDT電極12の奥側のバスバー14に接続され、出力ポート22は、第2のフィルタ部32における出力側IDT電極13の手前側のバスバー14に接続されている。また、第2のフィルタ部32における入力側IDT電極12の奥側のバスバー14及び第1のフィルタ部31における出力側IDT電極13の手前側のバスバー14は、各々接地されている。
【0030】
また、図6は、図1と同じ構成において、入力側IDT電極12、12と出力側IDT電極13、13との間に、金属膜により構成されたシールド電極60を配置した例を示している。図7は、各フィルタ部31、32、信号ポート20及び接地ポート23などについては、図1と同様に配置した例を示している。そして、図7において、既述の導電路41、42は、圧電基板11上に金属膜として形成することに代えて、圧電基板11の上方領域を介して配置されるワイヤ65、65として各々形成している。
【0031】
具体的には、入力側IDT電極12、12における各々の手前側のバスバー14、14について、圧電基板11の外部領域に向かって伸びるワイヤ65、65の各々の一端側を接続する。そして、圧電基板11の外部の領域(例えば当該圧電基板11が搭載されるセラミックス基板上)において、例えば金属膜などからなる導電部材66を配置し、前記バスバー14、14から各々伸びるワイヤ65、65の各々の他端側を当該導電部材66に接続する。また、出力側IDT電極13、13についても、入力側IDT電極12、12と同様にワイヤ65、65及び導電部材66を配置する。
【0032】
また、図8は、図1の構成において、第2のフィルタ部32を手前側と奥側とにおいて反転させた例、即ち奥側のバスバー14から手前側のバスバー14に向かって既述の周期単位λが広がるように配置した例を示している。言い換えると、フィルタ部31は、一方側のバスバー14が各々手前側の長辺4を臨むように配置され、フィルタ部32は、一方側のバスバー14が各々奥側の長辺4を臨むように配置されている。
【0033】
従って、第1の導電路41は、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12の手前側のバスバー14と、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12の奥側のバスバー14と、を接続するように、これら入力側IDT電極12、12間を引き回されている。また、第2の導電路42についても、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13の手前側のバスバー14と、第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13の奥側のバスバー14と、を接続するように、これら出力側IDT電極13、13間を引き回されている。このように、各フィルタ部31、32における高周波数側のバスバー14と低周波数側のバスバー14とを交互に配置することにより、各々のIDT電極12(13)において弾性波の伝搬方向における幅寸法の大きい領域(低周波数側の領域)と幅寸法の狭い領域(高周波数側の領域)とを互い違いに配置できる。そのため、フィルタの長手方向における寸法を小さく抑えることができる。この例においても、ワイヤ65を用いてバスバー14、14同士を接続しても良い。
【0034】
ここで、図8では、各々のフィルタ部31、32について、一方のフィルタ部31(32)を2つの長辺4、4のいずれか側に寄った位置に配置せずに、弾性波の伝搬方向に沿って一列に配置している。そのため、図9に示すように、バスバー14、14間における例えば中央領域において、同じ周期単位λa(λa=(λhightrack+λlowtrack)÷2)の波長が弾性波の伝搬方向において一列に並んでしまう。従って、このフィルタを用いて低波長(λlowtrack)側から高波長(λhightrack)側までを通過帯域とするバンドパスフィルタを構成しようとすると、前記周期単位λaにおいて、2つのフィルタ部31、32間において弾性波が干渉し合い、周波数特性が劣化してしまうおそれがある。従って、このような干渉のおそれがある場合には、図10に示すように、周期単位λlowtrackから周期単位λaまでを通過帯域とするフィルタと、周期単位λaから周期単位λhightrackまでを通過帯域とするフィルタとにおいて、周期単位λhightrackよりも低波長(高周波数)側及び周期単位λlowtrackよりも高波長(低周波数)側を減衰させるフィルタとして用いても良い。尚、図10において上側に入力ポート21に入力する前の電気信号の周波数特性を示し、下側に出力ポート22から取り出された後における電気信号の周波数特性を示しており、図10は高周波数側及び低周波数側における各々端部(周波数端)の特性を模式的に示している。
【0035】
また、図11には、図8のフィルタにおいて、前記周期単位λaがフィルタの周波数特性に影響を及ぼさないように、あるいは影響が小さくなるように設定した例を示す。具体的には、2つのフィルタ部31、32のうち第1のフィルタ部31について、第2のフィルタ部32よりも手前側に配置している。このようにフィルタ部31、32を配置すると、図12に示すように、図8の場合に比べて、既述の周期単位λaが例えば高波長側に移動する。そのため、この周期単位λaに対応する周波数faよりも高周波数(低波長)側に通過帯域を設定すると、図13に示すように、前記周期単位λaにおける弾性波の干渉の影響を避けて、周期単位λhightrackに対応する周波数fhightrackよりも高周波数側を減衰させることのできるフィルタが得られる。即ち、使用しない帯域(通過帯域外)に既述の周期単位λaを充てていると言える。尚、図12は、フィルタ部31、32の配置位置を模式的に示している。
【0036】
図11では、周期単位λaを通過帯域の高波長側に設定したが、第1のフィルタ部31を第2のフィルタ部32よりも奥側に配置して、前記周期単位λaを通過帯域の低波長側に設定しても良い。この場合には、周期単位λlowtrackに対応する周波数flowtrackよりも低周波数側を減衰させることのできるフィルタが得られる。
また、これら図8や図11の例においても、入力側IDT電極12、12同士あるいは出力側IDT電極13、13同士が各々直列に接続されるように、信号ポート20、接地ポート23及び導電路41、42を配置しても良いし、出力側IDT電極13、13同士を入れ替えても良い。
【0037】
また、以上の各例では、2つのフィルタ部31、32を配置する例について説明したが、3つ以上のフィルタ部30(31〜33)を配置しても良い。図14は、3つのフィルタ部31、32、33を配置した例を示しており、圧電基板11上には、左側から右側に向かって、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12、第3のフィルタ部33の入力側IDT電極12、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13、第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13及び第3のフィルタ部33の出力側IDT電極13がこの順番で配置されている。各々のIDT電極12、13は、手前側から奥側に向かって周期単位λが広がるように配置されると共に、図15に示すように、同じ周期単位λのトラックが弾性波の伝搬方向において一列に並ばないように配置されている。具体的には、第1のフィルタ部31よりも第2のフィルタ部32が奥側に配置され、当該第2のフィルタ部32よりも第3のフィルタ部33が奥側に配置されている。
【0038】
そして、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12における奥側のバスバー14に入力ポート21が接続され、当該入力側IDT電極12の手前側のバスバー14と、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12の手前側のバスバー14とが接続されている。また、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12における奥側のバスバー14と、第3のフィルタ部33の入力側IDT電極12における奥側のバスバー14とが接続され、この第3のフィルタ部33の入力側IDT電極12の手前側のバスバー14が接地されている。
【0039】
また、第3のフィルタ部33の出力側IDT電極13における奥側のバスバー14が出力ポート22に接続され、当該出力側IDT電極13の手前側バスバー14と第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13における手前側のバスバー14とが接続されている。第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13における奥側のバスバー14と、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13における奥側のバスバー14とが接続され、この第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13における手前側のバスバー14が接地されている。尚、図14では、電極指15、反射電極16及びバスバー14については簡略化して描画している。
【0040】
以上の例では、複数のフィルタ部30のうち一のフィルタ部30のIDT電極12、13間に他のフィルタ部30のIDT電極12(13)を配置したが、本発明ではこのような例に限られず、例えば既述の図1の例において、左側から右側に向かって、第1のフィルタ部31の入力側IDT電極12、第1のフィルタ部31の出力側IDT電極13、第2のフィルタ部32の入力側IDT電極12及び第2のフィルタ部32の出力側IDT電極13をこの順番で配置しても良い。このように配置しても、フィルタ部31、32間では同じトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないので、例えばフィルタ部31、32間に弾性波を吸収するための吸収体などを配置しなくて済み、従ってフィルタを小型化できる。
【0041】
また、例えば図1の構成では、奥側において弾性波の伝搬方向に沿って並ぶ4本のバスバー14について、入力ポート21、接地ポート23、接地ポート23及び出力ポート22を左側から右側に向かってこの順番で配置したが、接地ポート23、入力ポート21、出力ポート22及び接地ポート23を左側から右側に向かってこの順番で並べても良い。即ち、互いに隣接する2つのIDT電極12、13に各々信号ポート20、20を接続しても良いし、あるいはこれら互いに隣接するIDT電極12、13に各々信号ポート20及び接地ポート23を接続しても良い。
【符号の説明】
【0042】
11 圧電基板
12 入力側IDT電極
13 出力側IDT電極
20 信号ポート
21 入力ポート
22 出力ポート
23 接地ポート
30 フィルタ部
31 第1のフィルタ部
32 第2のフィルタ部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極指の幅寸法及び互いに隣接する電極指間の離間寸法からなる周期単位が一方側のバスバーから他方側のバスバーに向かって広がるように形成されたテーパー型IDT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互いに離間するように圧電基板上に各々配置して第1のフィルタ部及び第2のフィルタ部を夫々構成したことと、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部における入力側IDT電極同士は、互いに同じ構成になっており、前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部における出力側IDT電極同士は、互いに同じ構成になっていることと、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部のうち一方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極間に、他方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極の一方が配置されていることと、
前記第1のフィルタ部の入力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の入力側IDT電極は、一方側のバスバー同士または他方側のバスバー同士が第1の導電路を介して互いに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の出力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の出力側IDT電極は、一方側のバスバー同士または他方側のバスバー同士が第2の導電路を介して互いに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の入力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の入力側IDT電極において、前記第1の導電路に各々対向するバスバーのうち一方が入力ポートに接続され、他方が接地ポートに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の出力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の出力側IDT電極において、前記第2の導電路に各々対向するバスバーのうち一方が出力ポートに接続され、他方が接地ポートに接続されていることと、を備えたことを特徴とする弾性波フィルタ。
【請求項2】
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の他方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置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】
前記第1のフィルタ部の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第2のフィルタ部の一方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、当該第1のフィルタ部の通過周波数帯域に対応する波長域において、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置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4】
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部は、前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部のうち一方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極間に、他方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極の一方が配置されていることに代えて、第1のフィルタ部と第2のフィルタ部とが弾性波の伝搬方向に沿って配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の他方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置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5】
第1のフィルタ部における入力側IDT電極及び出力側IDT電極の離間距離と、第2のフィルタ部における入力側IDT電極及び出力側IDT電極の離間距離と、はこれら第1のフィルタ部及び第2のフィルタ部において互いに同じ寸法となっていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の弾性波フィルタ。
【請求項1】
電極指の幅寸法及び互いに隣接する電極指間の離間寸法からなる周期単位が一方側のバスバーから他方側のバスバーに向かって広がるように形成されたテーパー型IDT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互いに離間するように圧電基板上に各々配置して第1のフィルタ部及び第2のフィルタ部を夫々構成したことと、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部における入力側IDT電極同士は、互いに同じ構成になっており、前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部における出力側IDT電極同士は、互いに同じ構成になっていることと、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部のうち一方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極間に、他方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極の一方が配置されていることと、
前記第1のフィルタ部の入力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の入力側IDT電極は、一方側のバスバー同士または他方側のバスバー同士が第1の導電路を介して互いに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の出力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の出力側IDT電極は、一方側のバスバー同士または他方側のバスバー同士が第2の導電路を介して互いに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の入力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の入力側IDT電極において、前記第1の導電路に各々対向するバスバーのうち一方が入力ポートに接続され、他方が接地ポートに接続されていることと、
前記第1のフィルタ部の出力側IDT電極及び前記第2のフィルタ部の出力側IDT電極において、前記第2の導電路に各々対向するバスバーのうち一方が出力ポートに接続され、他方が接地ポートに接続されていることと、を備えたことを特徴とする弾性波フィルタ。
【請求項2】
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の他方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置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】
前記第1のフィルタ部の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第2のフィルタ部の一方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、当該第1のフィルタ部の通過周波数帯域に対応する波長域において、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置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4】
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部は、前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部のうち一方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極間に、他方のフィルタ部の入力側IDT電極及び出力側IDT電極の一方が配置されていることに代えて、第1のフィルタ部と第2のフィルタ部とが弾性波の伝搬方向に沿って配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の一方側のバスバーは、弾性波の伝搬方向に沿うように形成された前記圧電基板の2つの辺のうち一の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部及び前記第2のフィルタ部の各々の他方側のバスバーは、前記2つの辺のうち他の辺を臨むように各々配置され、
前記第1のフィルタ部は、前記第2のフィルタ部と同じ長さの周期単位のトラックが弾性波の伝搬方向に沿って一列に並ばないように、前記第2のフィルタ部よりも前記一の辺側または前記他の辺側に寄った位置に配置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5】
第1のフィルタ部における入力側IDT電極及び出力側IDT電極の離間距離と、第2のフィルタ部における入力側IDT電極及び出力側IDT電極の離間距離と、はこれら第1のフィルタ部及び第2のフィルタ部において互いに同じ寸法となっていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つ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2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
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【図8】
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【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2012−186632(P2012−186632A)
【公開日】平成24年9月27日(2012.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−47985(P2011−47985)
【出願日】平成23年3月4日(2011.3.4)
【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24年9月27日(2012.9.27)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年3月4日(2011.3.4)
【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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