弾性波フィルタ
【課題】２つの縦モード共振型フィルタを並列に接続するにあたり、通過帯域内におけるリップルの発生を抑えること。
【解決手段】縦モード共振型フィルタを２つ並列に接続するにあたり、３重モードを利用した（通過帯域内に３つの共振点が位置するように設計した）第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間に、２重モードを利用した（通過帯域内に２つの共振点が位置するように設計した）第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１、ｆ３１を介在させている。そして、出力ポート２２から取り出されるこれらフィルタ部１、２の電気信号の位相が互いに１８０°逆となるように各々のフィルタ部１、２を構成すると共に、通過帯域において２つの縦モード共振型フィルタの各々の共振点が低周波数側から高周波数側に向かって互いに位相が１８０°異ならせる。
【解決手段】縦モード共振型フィルタを２つ並列に接続するにあたり、３重モードを利用した（通過帯域内に３つの共振点が位置するように設計した）第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間に、２重モードを利用した（通過帯域内に２つの共振点が位置するように設計した）第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１、ｆ３１を介在させている。そして、出力ポート２２から取り出されるこれらフィルタ部１、２の電気信号の位相が互いに１８０°逆となるように各々のフィルタ部１、２を構成すると共に、通過帯域において２つの縦モード共振型フィルタの各々の共振点が低周波数側から高周波数側に向かって互いに位相が１８０°異ならせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦モード共振型フィルタを互いに並列に接続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の共振を利用したバンドパスフィルタとして、入力側ＩＤＴ（インターディジタルトランスデューサー）電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設けた縦モード共振型フィルタが知られている。このフィルタにおいて弾性波は、例えば一対の反射器間、ＩＤＴ電極間及び各々のＩＤＴ電極の内部にて夫々共振を起こす。これらの共振点（共振周波数）は、例えば反射器とＩＤＴ電極との中心間距離やＩＤＴ電極間の中心間距離を調整することにより、位置（周波数）が調整される。
【０００３】
そして、これら３つの共振点は、互いに異なる周波数となり、また互いに隣接する共振点の位相が１８０°ずつずれるように、具体的には例えば低周波数側の共振点における弾性波の位相が０°の時に、当該共振点から高周波数側に向かうにつれて共振点の位相が順番に１８０°及び０°となるように形成される。このフィルタでは、これら３つの共振点のうち少なくとも２つの共振点を利用して、通過帯域が設定される。即ち、３つの共振点のうち一の共振点により通過帯域の下端周波数が設定され、３つの共振点のうち他の共振点により通過帯域の上端周波数が設定される。
【０００４】
ここで、前記フィルタの通過帯域について、広域化を図ることが要求されている。この場合、通過帯域の下端周波数の共振点及び上端周波数の共振点を互いに大きく広げる（離間させる）必要があるが、共振点を広げるとインピーダンスが高くなったり、通過帯域においてリップルが発生したりするなど、フィルタの周波数特性が劣化してしまう。
【０００５】
そこで、縦モード共振型フィルタを広域化する手法として、例えば特許文献１に記載されているように、前記縦モード共振型フィルタを入力ポートと出力ポートとに対して２つ並列に接続した構成が知られている。この構成では、２つの縦モード共振型フィルタの各々の通過帯域を互いに位置ずれさせると共に、これら縦モード共振型フィルタにおいて発生する弾性波の位相が互いに１８０°反転するようにＩＤＴ電極における電極指を配置している。そして、これら２つの縦モード共振型フィルタ間において弾性波が打ち消し合わないように（同位相となるように）、これら２つの縦モード共振型フィルタのうち一方のフィルタのある共振点と、当該共振点と同位相の他方のフィルタの共振点と、が同じ周波数となるように、ＩＤＴ電極間の中心間距離やＩＤＴ電極と反射器との間の中心間距離を調整している。このように２つの縦モード共振型フィルタを並列に接続することにより、いわばこれらフィルタの各々の通過帯域を互いに合成した（重ね合わせた）広帯域のフィルタが得られる。
【０００６】
しかし、これら縦モード共振型フィルタにおいて互いに同じ周波数となるように設定した共振点同士について、例えば製造時のばらつきなどによって、互いに位置ずれする（互いの周波数が異なる）場合がある。即ち、２つの縦モード共振型フィルタの一方の縦モード共振型フィルタの共振点に対して他方の縦モード共振型フィルタの共振点を重ね合わせようとすると、例えばフォトリソグラフィーなどの製造工程に極めて高い精度が必要となるので、共振点同士が位置ずれしやすい。このように互いに同じ周波数となるように設定した共振点同士が位置ずれすると、後述の図１１にも示すように、通過帯域内にリップルが発生してしまう。特許文献２、３には、２つの２端子対表面波共振子を並置して、これら共振子の一方の共振点及び他方の共振点により通過帯域の上端周波数及び下端周波数を形成したフィルタについて記載されているが、既述の課題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】特開平１０−２９４６４４
【特許文献２】特開２００２−１３５０８３
【特許文献３】特開２００２−３５９５４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、２つの縦モード共振型フィルタを並列に接続するにあたり、通過帯域内におけるリップルの発生を抑えることのできる技術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、
通過帯域の低域側及び高域側に阻止域を設けた弾性波フィルタにおいて、
通過帯域において少なくとも２つの共振点が形成され、且つ通過帯域において互いに隣接する共振点同士における弾性波の位相が１８０°変わるように、圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設けた縦モード共振型の第１のフィルタ部と、
通過帯域において少なくとも２つの共振点が形成され、且つ通過帯域において互いに隣接する共振点同士における弾性波の位相が１８０°変わるように、前記圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設けた縦モード共振型の第２のフィルタ部と、
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電極に共通に接続された入力ポートと、
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電極に共通に接続された出力ポートと、を備え、
前記第１のフィルタ部及び前記第２のフィルタ部は、前記出力ポートにて取り出される電気信号の位相が互いに１８０°変わるように、各々の入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極が構成され、
前記第１のフィルタ部及び前記第２のフィルタ部のうち一方のフィルタ部において互いに隣接する２つの共振点は、通過帯域において、他方のフィルタ部の共振点のうち互いに隣接する共振点同士の間に位置しており、
通過帯域における前記第１のフィルタ部の各々の共振点及び前記第２のフィルタ部の各々の共振点からなる共振点の並びは、互いに隣接する共振点同士の位相が各々１８０°変わるように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
前記一方のフィルタ部は、通過帯域において２つの共振点が位置するように構成された二重モードフィルタであり、前記他方のフィルタ部は、通過帯域において３つの共振点が位置するように構成された三重モードフィルタであっても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、２つの縦モード共振型フィルタを入力ポートと出力ポートとに対して並列に接続し、これら縦モード共振型フィルタのうち一方の縦モード共振型フィルタにおいて通過帯域内の互いに隣接する２つの共振点について、他方の縦モード共振型フィルタにおいて互いに隣接する２つの共振点の間に配置している。そして、出力ポートから取り出されるこれら縦モード共振型フィルタの電気信号の位相が互いに１８０°逆となるように各々の縦モード共振型フィルタを構成すると共に、通過帯域において互いに隣接する共振点同士の位相が各々１８０°異なるようにしている。そのため、２つの縦モード共振型フィルタにおいて互いの共振点同士を同じ周波数に設定していた従来のフィルタに比べて、各々の縦モード共振型フィルタの作製に高い精度が要求されないので、これら縦モード共振型フィルタの周波数特性を合成した時にリップルの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】前記フィルタの特性を示す模式図である。
【図３】前記フィルタの特性を示す特性図である。
【図４】前記フィルタの特性を示す特性図である。
【図５】前記フィルタの特性を示す特性図である。
【図６】前記フィルタの特性を示す特性図である。
【図７】従来のフィルタの特性を示す特性図である。
【図８】従来のフィルタの特性を示す特性図である。
【図９】従来のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１０】従来のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１１】従来のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１２】本発明のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１３】本発明のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１４】本発明のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１５】本発明のフィルタの特性を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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を参照して説明する。このフィルタは、縦モード共振型のフィルタ部２０を複数例えば２つ備えており、例えば比帯域（通過帯域÷中心周波数×１００）が０．２３％の通過帯域が形成されると共にこの通過帯域よりも低周波数側及び高周波数側に阻止域が設けられたバンドパスフィルタとなっている。このフィルタ部２０の一方及び他方を夫々第１のフィルタ部１及び第２のフィルタ部２と呼ぶと共に、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、第１のフィルタ部１は、例えば水晶などの圧電基板１０上において手前側に配置され、第２のフィルタ部２は、この圧電基板１０上の奥側に配置されている。そして、この実施の形態では、後で詳述するように、これらフィルタ部１、２の一方例えば第１のフィルタ部１については通過帯域に２つの共振点を配置した２重モードフィルタであり、これらフィルタ部１、２の他方この例では第２のフィルタ部２については通過帯域に３つの共振点を配置した３重モードフィルタとなっている。
【００１４】
各々のフィルタ部１、２は、入力側ＩＤＴ（インターディジタルトランスデューサー）電極３及び出力側ＩＤＴ電極４を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極３、４を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように反射器５、５を設けて構成されている。反射器５と当該反射器５に隣接するＩＤＴ電極３（４）との間の中心間距離Ｄ１及びＩＤＴ電極３、４間の中心間距離 Ｄ２は、第１のフィルタ部１では例えば夫々０．２７λ及び０．２７λに設定され、第２のフィルタ部２では例えば夫々０．２７λ及び０．１３λに設定されている。尚、「λ」は圧電基板１０上を伝搬する弾性波の波長である。また、後述の「ｆ」は、λ＝Ｖ／ｆ（Ｖ：弾性表面波の速度）で表される周波数である。
【００１５】
各々のＩＤＴ電極３、４には、複数本の電極指６及び一対のバスバー７、７が設けられており、第１のフィルタ部１の入力側ＩＤＴ電極３の奥側のバスバー７と第２のフィルタ部２の入力側ＩＤＴ電極３の手前側のバスバー７とが共通の入力ポート２１に接続されている。また、第１のフィルタ部１の出力側ＩＤＴ電極３の奥側のバスバー７と第２のフィルタ部２の出力側ＩＤＴ電極３の手前側のバスバー７とが共通の出力ポート２２に接続されている。従って、フィルタ部１、２同士は、入力ポート２１及び出力ポート２２に対して互いに電気的に並列に接続されている。第１のフィルタ部１のＩＤＴ電極３、４における各々の手前側のバスバー７及び第２のフィルタ部２のＩＤＴ電極３、４における各々の奥側のバスバー７は、各々接地されている。図１中、８はグレーティング電極指であり、９はグレーティングバスバーである。従って、既述の中心間距離Ｄ１は、反射器５におけるＩＤＴ電極３（４）側のグレーティング電極指８の端部と、当該反射器５に隣接するＩＤＴ電極３（４）においてこの反射器５側の電極指６の端部と、の間の距離である。また、既述の中心間距離Ｄ１は、ＩＤＴ電極３におけるＩＤＴ電極４側の電極指６の端部と、ＩＤＴ電極４におけるＩＤＴ電極３側の電極指６の端部と、の間の距離である。
【００１６】
これらフィルタ部１、２は、出力ポート２２から取り出される電気信号の位相が互いに１８０°逆になるように、各々のＩＤＴ電極３、４が構成されている。即ち、各々のフィルタ部１、２の入力側ＩＤＴ電極３、３は、例えば手前側から見た時に互いに同じレイアウトとなるように電極指６が配置されており、具体的には弾性波の伝搬方向を左右方向と呼ぶと、各々の入力側ＩＤＴ電極３、３において、左端の電極指６、６が奥側のバスバー７に各々接続され、当該左端の電極指６、６の右側の電極指６、６については各々手前側のバスバー７に接続されている。こうして各電極指６の配置レイアウト（電極指６が一対のバスバー７、７のうちどちら側に接続されているか）は、弾性波の伝搬方向において、これら入力側ＩＤＴ電極３、３で揃っている。
【００１７】
一方、出力側ＩＤＴ電極４、４では、電極指６の配置レイアウトが互いに上下（手前側及び奥側）において線対称となっている。即ち、第１のフィルタ部１の出力側ＩＤＴ電極４では、左端の電極指６が手前側のバスバー７に接続され、この電極指６の右隣の電極指６が奥側のバスバー７に接続されている。そして、第２のフィルタ部２の出力側ＩＤＴ電極４では、左端の電極指６が奥側のバスバー７に接続され、この電極指６の右隣の電極指６が手前側のバスバー７に接続されている。こうして出力側ＩＤＴ電極４、４では、電極指６の接続されているバスバー７が弾性波の伝搬方向に沿って互いに上下逆となるように、各々の電極指６が配置されている。従って、これらフィルタ部１、２では、後述の図２に示すように、互いに同じ位置にて発生する共振点同士（共振点ｆ２１及び共振点ｆ２２同士あるいは共振点ｆ３１及び共振点ｆ３２同士）における弾性波の位相が互いに１８０°反転するようになっている。
【００１８】
ここで、各々のフィルタ部１、２は、図１の下側に弾性波の共振の様子を模式的に示すように、反射器５、５間の領域、ＩＤＴ電極３、４の各々の内部及びＩＤＴ電極３、４間の領域において弾性波が夫々共振を起こすように、既述の各離間寸法Ｄ１、Ｄ２や互いに隣接する電極指６、６間のピッチ、互いに隣接するグレーティング電極指９、９のピッチあるいはこれら電極指６及びグレーティング電極指９の厚さ寸法などが設定されている。
【００１９】
これら反射器５、５間の領域、ＩＤＴ電極３、４の内部及びＩＤＴ電極３、４間の領域にて共振する弾性波の共振点（共振周波数）を夫々ｆ１、ｆ２、ｆ３と呼ぶと共に、第１のフィルタ部１及び第２のフィルタ部２の各々の共振点ｆ１〜ｆ３について、添え字「１」及び「２」を夫々付すと、第１のフィルタ部１では、図２の中段に模式的に示すように、通過帯域内において低周波数側から高周波数側に向かって、共振点ｆ２１及び共振点ｆ３１がこの順番で並んでいる。また、第２のフィルタ部２では、図２の上段に模式的に示すように、通過帯域内において低周波数側から高周波数側に向かって、共振点ｆ１２、共振点ｆ２２及び共振点ｆ３２がこの順番で並んでいる。
【００２０】
そして、各々のフィルタ部１、２では、既述の図２の中段及び上段に示すように、互いに隣接する共振点同士における弾性波の位相（以下、「共振点における弾性波の位相」を「共振点の位相」と言う）が１８０°ずつ変わって（反転して）いる。具体的には、第１のフィルタ部１では、共振点ｆ２１の位相を０°とすると、共振点ｆ３１の位相が１８０°となっている。また、第２のフィルタ部２では、共振点ｆ１２の位相を０°とすると、共振点ｆ２２の位相が１８０°となり、また共振点ｆ３２の位相が０°となっている。
【００２１】
この時、第２のフィルタ部２は、共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間に第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１及び共振点ｆ３１が入り込むことができるように、即ちこれら共振点ｆ２２と共振点ｆ３２とが大きく離間するように、既述の離間寸法Ｄ１、Ｄ２が設定されている。従って、これらフィルタ部１、２同士を入力ポート２１と出力ポート２２とに対して並列に接続すると、図２の下段に模式的に示すように、通過帯域内において、共振点ｆ１２、共振点ｆ２２、共振点ｆ２１、共振点ｆ３１及び共振点ｆ３２が低周波数側から高周波数側に向かってこの順番で配置されると共に、これら５つの共振点の並びにおいて互いに隣接する共振点同士の位相が各々１８０°ずつ反転することになる。言い換えると、第１のフィルタ部１の各共振点ｆ２１、ｆ３１と第２のフィルタ部２の各共振点ｆ１２、ｆ２２、ｆ３２とが互いに重なり合わないように（５つの共振点が互いに独立するように）なっている。
【００２２】
図３は、既述の図２の上段に対応する第２のフィルタ部２の各共振点ｆ１２〜ｆ３２を実際にシミュレーションした結果を示している。また、図４は、図２の中段に対応する第１のフィルタ部１の各共振点ｆ２１、ｆ３１をシミュレーションした結果を示している。そして、これらフィルタ部１、２同士を互いに並列に接続した特性をシミュレーションすると、図５の特性が得られる。こうして得られたフィルタ（フィルタ部１、２同士を互いに並列に接続したフィルタ）を外部の整合器においてマッチングさせると、図６に示すように、通過帯域内において平坦性が良好で且つ当該通過帯域の広い（広帯域の）特性が得られる。尚、図３〜図５については、各共振点を見やすくするために、ミスマッチ状態（整合回路においてマッチングさせていない状態）の特性を示している。また、これら図３〜図６の横軸には、通過帯域の中心周波数ｆ０で規格化した周波数を示している。
【００２３】
ここで、従来の縦モード共振型フィルタの設計手法及び特性をシミュレーションした結果について、２重モードフィルタ同士を互いに並列に接続した構成を例に挙げて以下に説明する。２つの縦モード共振型フィルタのうち一方の縦モード共振型フィルタの各々の共振点をｆ６、ｆ７（ｆ６＜ｆ７、図７参照）と呼ぶと共に、他方の縦モード共振型フィルタの各々の共振点をｆ８、ｆ９（ｆ８＜ｆ９、図８参照）と呼ぶと、従来の設計手法においては、前記一方の縦モード共振型フィルタの高周波数側の共振点ｆ７と前記他方の縦モード共振型フィルタの低周波数側の共振点ｆ８とが同じ周波数となるように設定していた。従って、図９のように合成したフィルタをマッチングさせると、図１０に示すように、通過帯域内において平坦性の良好な特性が得られる。
【００２４】
しかし、例えばフォトリソグラフィーの精度が低いことによって、共振点ｆ７と共振点ｆ８とが例えば０．０３％程度互いに位置ずれすると、即ち互いに重なり合わないと、図１１のように、これら共振点ｆ７、ｆ８付近における周波数においてリップルが発生してしまう。つまり、この従来の設計手法では、例えば一方のフィルタから他方のフィルタを見た時に、当該一方のフィルタの共振点ｆ７のピーク位置が他方のフィルタの共振点ｆ８のピーク位置に重なり合った場合に、図１０のように平坦性の良好な特性となるようにしている。そして、これら共振点ｆ７、ｆ８は、いずれも急峻な曲線となっており、ピーク位置から僅かに低周波数側あるいは高周波数側に位置ずれしただけでも、当該ピーク位置からの減衰量の変化（増大量）は極めて大きい。そのため、これら共振点ｆ７、ｆ８同士が僅かに位置ずれした場合であっても、共振点ｆ７、ｆ８における周波数域では、２つの縦モード共振型フィルタの特性を合成した時の特性が大きく変わってしまうので、リップルが発生してしまう。
【００２５】
一方、本発明では、第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間に、第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１、ｆ３１が介在するようにしている。そのため、これら第１のフィルタ部１の各共振点ｆ２１、ｆ３１が位置する周波数帯である、第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間の特性曲線は、これら共振点ｆ２２や共振点ｆ３２における曲線（ピーク位置）と比べて極めてブロード（なだらか）になっている。従って、第１のフィルタ部１の各共振点ｆ２１、ｆ３１が予め設計された周波数から位置ずれしても、フィルタ部１、２同士を合成した時に得られる特性はほとんど劣化しない。即ち、本発明では、各々のフィルタ部１、２の寸法に高い精度が不要な状態でこれらフィルタ部１、２同士を互いに並列に接続できるようにしている。
【００２６】
図１２は、第１のフィルタ部１の２つの共振点ｆ２１、ｆ３１を既述の図５の例よりも高域側に０．０３％（通過帯域の中心周波数ｆ０で規格化した周波数での割合）ずらした場合のミスマッチ状態の特性を示しており、図１２はこの特性を整合回路においてマッチングさせた状態の特性を示している。この例では第１のフィルタ部１の共振点ｆ３１と第２のフィルタ部２の共振点ｆ３２とが互いに重なり合って（同じ周波数となって）いる。また、図１４は、第１のフィルタ部１の２つの共振点ｆ２１、ｆ３１を既述の図５の例よりも低域側に０．０４％ずらした場合のミスマッチ状態の特性を示しており、図１５はこの特性を整合回路においてマッチングさせた状態の特性を示している。図１４では、第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１は、第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２の１．０３倍の位置となっている。これら図１２〜図１５から、本発明では、既述の図１１の従来のフィルタ（共振点ｆ７と共振点ｆ８とが互いに０．０３％ずれた状態）と比べて、通過帯域における平坦性の良好な特性のフィルタを得ようとした時に、当該フィルタの設計の自由度が高い（フィルタの作製に高い精度が不要）であることが分かる。尚、図７〜図９、図１２及び図１３については、各共振点を見やすくするために、ミスマッチ状態（整合回路においてマッチングさせていない状態）の特性を示している。また、これら図７〜図１５の横軸には、通過帯域の中心周波数ｆ０で規格化した周波数を示している。
【００２７】
上述の実施の形態によれば、縦モード共振型フィルタを２つ並列に接続するにあたり、３重モードを利用した（通過帯域内に３つの共振点が位置するように設計した）第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間に、２重モードを利用した（通過帯域内に２つの共振点が位置するように設計した）第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１、ｆ３１を介在させている。そして、出力ポート２２から取り出されるこれらフィルタ部１、２の電気信号の位相が互いに１８０°逆となるように各々のフィルタ部１、２を構成すると共に、通過帯域において互いに隣接する共振点の位相が各々１８０°異なるようにしている。そのため、２つの縦モード共振型フィルタにおいて互いの共振点同士を重ね合わせていた従来のフィルタに比べて、各々の縦モード共振型フィルタの作製に高い精度が要求されないので、これら縦モード共振型フィルタの周波数特性を合成した時にリップルの発生を抑えることができる。言い換えると、良好な周波数特性を持つフィルタを容易に（高い精度のフォトリソグラフィーなどを用いることなく）得ることができる。従って、通過帯域内における平坦性が良好な広帯域のフィルタを得ることができる。
また、２つのフィルタ部１、２を並列に接続していることから、フィルタ部１、２を互いに直列に接続する場合に比べて低インピーダンス化を図ることができる。
【００２８】
ここで、共振点ｆ１２、共振点ｆ２２、共振点ｆ２１、共振点ｆ３１及び共振点ｆ３２を低周波数側から高周波数側に向かってこの順番で配置するにあたって、第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１が第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２に近接しすぎたり、あるいは第１のフィルタ部１の共振点ｆ３１が第２のフィルタ部２の共振点ｆ３２に近接しすぎたりすると、特性が劣化する場合がある。従って、共振点ｆ２１は、ｆ２２×１．０３以上（図１４及び図１５）であることが好ましく、共振点ｆ３１はｆ３２以下（図１２及び図１３）であることが好ましい。
【００２９】
２つのフィルタ部１、２において出力ポート２２から取り出される各々の電気信号の位相を反転させるにあたって、既述の例では出力側ＩＤＴ電極４、４における電極指６の配置レイアウトが互いに上下逆となるようにしたが、以下のようにしても良い。即ち、出力側ＩＤＴ電極４、４における電極指６の配置レイアウトを互いに上下逆となるように配置することに代えて、入力側ＩＤＴ電極３、３における電極指６の配置レイアウトが互いに上下逆となるようにしても良いし、あるいは各々の入力側ＩＤＴ電極３、３同士及び出力側ＩＤＴ電極４、４同士が互いに同じ配置レイアウトとなるようにすると共に、入力ポート２１あるいは出力ポート２２について、例えば第１のフィルタ部１については奥側のバスバー７に接続し、第２のフィルタ部２については手前側のバスバー７に接続しても良い。
【００３０】
既述の例では、第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間に第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１と共振点ｆ３１とを介在させたが、第２のフィルタ部２の共振点ｆ１２と共振点ｆ２２との間に第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１と共振点ｆ３１を介在させても良い。この場合には、通過帯域内において互いに隣接する共振点同士の位相が１８０°ずつ反転するように、即ち出力ポート２２から取り出される電気信号の位相がフィルタ部１、２間で同相となるように、例えば既述の第２のフィルタ部２の出力側ＩＤＴ電極４は、第１のフィルタ部１の出力側ＩＤＴ電極４と同じ配置レイアウトとなるように形成される。
【００３１】
また、第１のフィルタ部１については２重モードを利用し、第２のフィルタ部２については３重モードを利用したが、各々２重モードを利用したフィルタであっても良いし、各々３重モード以上の共振を利用したフィルタを用いても良い。このような場合であっても、２つのフィルタ部１、２のうち一方のフィルタ部１（２）において互いに隣接する２つの共振点は、他のフィルタ部２（１）において互いに隣接する２つの共振点の間に配置される。また、互いに隣接する共振点同士の位相が１８０°ずつ逆になるように、第１のフィルタ部１において互いに隣接する共振点同士の間に、第２のフィルタ部２のある一つの共振点を介在させても良い。
【００３２】
また、各々のフィルタ部１、２ではＩＤＴ電極３、４を各々２つ配置したが、各々３つ配置しても良い。この場合には、互いに隣り合う共振点同士が既述の例よりも離間することになる。更に、既述の例では２つのフィルタ部１、２を互いに並列に接続したが、３つのフィルタ部（図示せず）を互いに並列に接続しても良い。この場合においても、３つのフィルタ部のうち一のフィルタ部における互いに隣接する共振点の間に、前記一のフィルタ部以外の少なくとも１つのフィルタ部において互いに隣接する２つの共振点が配置される。圧電基板１０としては、既述の水晶に代えて、ＬＮ（ニオブ酸リチウム）基板あるいはＬＴ（タンタル酸リチウム）基板を用いても良い。
【符号の説明】
【００３３】
１ 第１のフィルタ部
２ 第２のフィルタ部
３ 入力側ＩＤＴ電極
４ 出力側ＩＤＴ電極
５ 反射器
１０ 圧電基板
２０ フィルタ部
２１ 入力ポート
２２ 出力ポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦モード共振型フィルタを互いに並列に接続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の共振を利用したバンドパスフィルタとして、入力側ＩＤＴ（インターディジタルトランスデューサー）電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設けた縦モード共振型フィルタが知られている。このフィルタにおいて弾性波は、例えば一対の反射器間、ＩＤＴ電極間及び各々のＩＤＴ電極の内部にて夫々共振を起こす。これらの共振点（共振周波数）は、例えば反射器とＩＤＴ電極との中心間距離やＩＤＴ電極間の中心間距離を調整することにより、位置（周波数）が調整される。
【０００３】
そして、これら３つの共振点は、互いに異なる周波数となり、また互いに隣接する共振点の位相が１８０°ずつずれるように、具体的には例えば低周波数側の共振点における弾性波の位相が０°の時に、当該共振点から高周波数側に向かうにつれて共振点の位相が順番に１８０°及び０°となるように形成される。このフィルタでは、これら３つの共振点のうち少なくとも２つの共振点を利用して、通過帯域が設定される。即ち、３つの共振点のうち一の共振点により通過帯域の下端周波数が設定され、３つの共振点のうち他の共振点により通過帯域の上端周波数が設定される。
【０００４】
ここで、前記フィルタの通過帯域について、広域化を図ることが要求されている。この場合、通過帯域の下端周波数の共振点及び上端周波数の共振点を互いに大きく広げる（離間させる）必要があるが、共振点を広げるとインピーダンスが高くなったり、通過帯域においてリップルが発生したりするなど、フィルタの周波数特性が劣化してしまう。
【０００５】
そこで、縦モード共振型フィルタを広域化する手法として、例えば特許文献１に記載されているように、前記縦モード共振型フィルタを入力ポートと出力ポートとに対して２つ並列に接続した構成が知られている。この構成では、２つの縦モード共振型フィルタの各々の通過帯域を互いに位置ずれさせると共に、これら縦モード共振型フィルタにおいて発生する弾性波の位相が互いに１８０°反転するようにＩＤＴ電極における電極指を配置している。そして、これら２つの縦モード共振型フィルタ間において弾性波が打ち消し合わないように（同位相となるように）、これら２つの縦モード共振型フィルタのうち一方のフィルタのある共振点と、当該共振点と同位相の他方のフィルタの共振点と、が同じ周波数となるように、ＩＤＴ電極間の中心間距離やＩＤＴ電極と反射器との間の中心間距離を調整している。このように２つの縦モード共振型フィルタを並列に接続することにより、いわばこれらフィルタの各々の通過帯域を互いに合成した（重ね合わせた）広帯域のフィルタが得られる。
【０００６】
しかし、これら縦モード共振型フィルタにおいて互いに同じ周波数となるように設定した共振点同士について、例えば製造時のばらつきなどによって、互いに位置ずれする（互いの周波数が異なる）場合がある。即ち、２つの縦モード共振型フィルタの一方の縦モード共振型フィルタの共振点に対して他方の縦モード共振型フィルタの共振点を重ね合わせようとすると、例えばフォトリソグラフィーなどの製造工程に極めて高い精度が必要となるので、共振点同士が位置ずれしやすい。このように互いに同じ周波数となるように設定した共振点同士が位置ずれすると、後述の図１１にも示すように、通過帯域内にリップルが発生してしまう。特許文献２、３には、２つの２端子対表面波共振子を並置して、これら共振子の一方の共振点及び他方の共振点により通過帯域の上端周波数及び下端周波数を形成したフィルタについて記載されているが、既述の課題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】特開平１０−２９４６４４
【特許文献２】特開２００２−１３５０８３
【特許文献３】特開２００２−３５９５４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、２つの縦モード共振型フィルタを並列に接続するにあたり、通過帯域内におけるリップルの発生を抑えることのできる技術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、
通過帯域の低域側及び高域側に阻止域を設けた弾性波フィルタにおいて、
通過帯域において少なくとも２つの共振点が形成され、且つ通過帯域において互いに隣接する共振点同士における弾性波の位相が１８０°変わるように、圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設けた縦モード共振型の第１のフィルタ部と、
通過帯域において少なくとも２つの共振点が形成され、且つ通過帯域において互いに隣接する共振点同士における弾性波の位相が１８０°変わるように、前記圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設けた縦モード共振型の第２のフィルタ部と、
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電極に共通に接続された入力ポートと、
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電極に共通に接続された出力ポートと、を備え、
前記第１のフィルタ部及び前記第２のフィルタ部は、前記出力ポートにて取り出される電気信号の位相が互いに１８０°変わるように、各々の入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極が構成され、
前記第１のフィルタ部及び前記第２のフィルタ部のうち一方のフィルタ部において互いに隣接する２つの共振点は、通過帯域において、他方のフィルタ部の共振点のうち互いに隣接する共振点同士の間に位置しており、
通過帯域における前記第１のフィルタ部の各々の共振点及び前記第２のフィルタ部の各々の共振点からなる共振点の並びは、互いに隣接する共振点同士の位相が各々１８０°変わるように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
前記一方のフィルタ部は、通過帯域において２つの共振点が位置するように構成された二重モードフィルタであり、前記他方のフィルタ部は、通過帯域において３つの共振点が位置するように構成された三重モードフィルタであっても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、２つの縦モード共振型フィルタを入力ポートと出力ポートとに対して並列に接続し、これら縦モード共振型フィルタのうち一方の縦モード共振型フィルタにおいて通過帯域内の互いに隣接する２つの共振点について、他方の縦モード共振型フィルタにおいて互いに隣接する２つの共振点の間に配置している。そして、出力ポートから取り出されるこれら縦モード共振型フィルタの電気信号の位相が互いに１８０°逆となるように各々の縦モード共振型フィルタを構成すると共に、通過帯域において互いに隣接する共振点同士の位相が各々１８０°異なるようにしている。そのため、２つの縦モード共振型フィルタにおいて互いの共振点同士を同じ周波数に設定していた従来のフィルタに比べて、各々の縦モード共振型フィルタの作製に高い精度が要求されないので、これら縦モード共振型フィルタの周波数特性を合成した時にリップルの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】前記フィルタの特性を示す模式図である。
【図３】前記フィルタの特性を示す特性図である。
【図４】前記フィルタの特性を示す特性図である。
【図５】前記フィルタの特性を示す特性図である。
【図６】前記フィルタの特性を示す特性図である。
【図７】従来のフィルタの特性を示す特性図である。
【図８】従来のフィルタの特性を示す特性図である。
【図９】従来のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１０】従来のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１１】従来のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１２】本発明のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１３】本発明のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１４】本発明のフィルタの特性を示す特性図である。
【図１５】本発明のフィルタの特性を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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を参照して説明する。このフィルタは、縦モード共振型のフィルタ部２０を複数例えば２つ備えており、例えば比帯域（通過帯域÷中心周波数×１００）が０．２３％の通過帯域が形成されると共にこの通過帯域よりも低周波数側及び高周波数側に阻止域が設けられたバンドパスフィルタとなっている。このフィルタ部２０の一方及び他方を夫々第１のフィルタ部１及び第２のフィルタ部２と呼ぶと共に、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、第１のフィルタ部１は、例えば水晶などの圧電基板１０上において手前側に配置され、第２のフィルタ部２は、この圧電基板１０上の奥側に配置されている。そして、この実施の形態では、後で詳述するように、これらフィルタ部１、２の一方例えば第１のフィルタ部１については通過帯域に２つの共振点を配置した２重モードフィルタであり、これらフィルタ部１、２の他方この例では第２のフィルタ部２については通過帯域に３つの共振点を配置した３重モードフィルタとなっている。
【００１４】
各々のフィルタ部１、２は、入力側ＩＤＴ（インターディジタルトランスデューサー）電極３及び出力側ＩＤＴ電極４を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極３、４を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように反射器５、５を設けて構成されている。反射器５と当該反射器５に隣接するＩＤＴ電極３（４）との間の中心間距離Ｄ１及びＩＤＴ電極３、４間の中心間距離 Ｄ２は、第１のフィルタ部１では例えば夫々０．２７λ及び０．２７λに設定され、第２のフィルタ部２では例えば夫々０．２７λ及び０．１３λに設定されている。尚、「λ」は圧電基板１０上を伝搬する弾性波の波長である。また、後述の「ｆ」は、λ＝Ｖ／ｆ（Ｖ：弾性表面波の速度）で表される周波数である。
【００１５】
各々のＩＤＴ電極３、４には、複数本の電極指６及び一対のバスバー７、７が設けられており、第１のフィルタ部１の入力側ＩＤＴ電極３の奥側のバスバー７と第２のフィルタ部２の入力側ＩＤＴ電極３の手前側のバスバー７とが共通の入力ポート２１に接続されている。また、第１のフィルタ部１の出力側ＩＤＴ電極３の奥側のバスバー７と第２のフィルタ部２の出力側ＩＤＴ電極３の手前側のバスバー７とが共通の出力ポート２２に接続されている。従って、フィルタ部１、２同士は、入力ポート２１及び出力ポート２２に対して互いに電気的に並列に接続されている。第１のフィルタ部１のＩＤＴ電極３、４における各々の手前側のバスバー７及び第２のフィルタ部２のＩＤＴ電極３、４における各々の奥側のバスバー７は、各々接地されている。図１中、８はグレーティング電極指であり、９はグレーティングバスバーである。従って、既述の中心間距離Ｄ１は、反射器５におけるＩＤＴ電極３（４）側のグレーティング電極指８の端部と、当該反射器５に隣接するＩＤＴ電極３（４）においてこの反射器５側の電極指６の端部と、の間の距離である。また、既述の中心間距離Ｄ１は、ＩＤＴ電極３におけるＩＤＴ電極４側の電極指６の端部と、ＩＤＴ電極４におけるＩＤＴ電極３側の電極指６の端部と、の間の距離である。
【００１６】
これらフィルタ部１、２は、出力ポート２２から取り出される電気信号の位相が互いに１８０°逆になるように、各々のＩＤＴ電極３、４が構成されている。即ち、各々のフィルタ部１、２の入力側ＩＤＴ電極３、３は、例えば手前側から見た時に互いに同じレイアウトとなるように電極指６が配置されており、具体的には弾性波の伝搬方向を左右方向と呼ぶと、各々の入力側ＩＤＴ電極３、３において、左端の電極指６、６が奥側のバスバー７に各々接続され、当該左端の電極指６、６の右側の電極指６、６については各々手前側のバスバー７に接続されている。こうして各電極指６の配置レイアウト（電極指６が一対のバスバー７、７のうちどちら側に接続されているか）は、弾性波の伝搬方向において、これら入力側ＩＤＴ電極３、３で揃っている。
【００１７】
一方、出力側ＩＤＴ電極４、４では、電極指６の配置レイアウトが互いに上下（手前側及び奥側）において線対称となっている。即ち、第１のフィルタ部１の出力側ＩＤＴ電極４では、左端の電極指６が手前側のバスバー７に接続され、この電極指６の右隣の電極指６が奥側のバスバー７に接続されている。そして、第２のフィルタ部２の出力側ＩＤＴ電極４では、左端の電極指６が奥側のバスバー７に接続され、この電極指６の右隣の電極指６が手前側のバスバー７に接続されている。こうして出力側ＩＤＴ電極４、４では、電極指６の接続されているバスバー７が弾性波の伝搬方向に沿って互いに上下逆となるように、各々の電極指６が配置されている。従って、これらフィルタ部１、２では、後述の図２に示すように、互いに同じ位置にて発生する共振点同士（共振点ｆ２１及び共振点ｆ２２同士あるいは共振点ｆ３１及び共振点ｆ３２同士）における弾性波の位相が互いに１８０°反転するようになっている。
【００１８】
ここで、各々のフィルタ部１、２は、図１の下側に弾性波の共振の様子を模式的に示すように、反射器５、５間の領域、ＩＤＴ電極３、４の各々の内部及びＩＤＴ電極３、４間の領域において弾性波が夫々共振を起こすように、既述の各離間寸法Ｄ１、Ｄ２や互いに隣接する電極指６、６間のピッチ、互いに隣接するグレーティング電極指９、９のピッチあるいはこれら電極指６及びグレーティング電極指９の厚さ寸法などが設定されている。
【００１９】
これら反射器５、５間の領域、ＩＤＴ電極３、４の内部及びＩＤＴ電極３、４間の領域にて共振する弾性波の共振点（共振周波数）を夫々ｆ１、ｆ２、ｆ３と呼ぶと共に、第１のフィルタ部１及び第２のフィルタ部２の各々の共振点ｆ１〜ｆ３について、添え字「１」及び「２」を夫々付すと、第１のフィルタ部１では、図２の中段に模式的に示すように、通過帯域内において低周波数側から高周波数側に向かって、共振点ｆ２１及び共振点ｆ３１がこの順番で並んでいる。また、第２のフィルタ部２では、図２の上段に模式的に示すように、通過帯域内において低周波数側から高周波数側に向かって、共振点ｆ１２、共振点ｆ２２及び共振点ｆ３２がこの順番で並んでいる。
【００２０】
そして、各々のフィルタ部１、２では、既述の図２の中段及び上段に示すように、互いに隣接する共振点同士における弾性波の位相（以下、「共振点における弾性波の位相」を「共振点の位相」と言う）が１８０°ずつ変わって（反転して）いる。具体的には、第１のフィルタ部１では、共振点ｆ２１の位相を０°とすると、共振点ｆ３１の位相が１８０°となっている。また、第２のフィルタ部２では、共振点ｆ１２の位相を０°とすると、共振点ｆ２２の位相が１８０°となり、また共振点ｆ３２の位相が０°となっている。
【００２１】
この時、第２のフィルタ部２は、共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間に第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１及び共振点ｆ３１が入り込むことができるように、即ちこれら共振点ｆ２２と共振点ｆ３２とが大きく離間するように、既述の離間寸法Ｄ１、Ｄ２が設定されている。従って、これらフィルタ部１、２同士を入力ポート２１と出力ポート２２とに対して並列に接続すると、図２の下段に模式的に示すように、通過帯域内において、共振点ｆ１２、共振点ｆ２２、共振点ｆ２１、共振点ｆ３１及び共振点ｆ３２が低周波数側から高周波数側に向かってこの順番で配置されると共に、これら５つの共振点の並びにおいて互いに隣接する共振点同士の位相が各々１８０°ずつ反転することになる。言い換えると、第１のフィルタ部１の各共振点ｆ２１、ｆ３１と第２のフィルタ部２の各共振点ｆ１２、ｆ２２、ｆ３２とが互いに重なり合わないように（５つの共振点が互いに独立するように）なっている。
【００２２】
図３は、既述の図２の上段に対応する第２のフィルタ部２の各共振点ｆ１２〜ｆ３２を実際にシミュレーションした結果を示している。また、図４は、図２の中段に対応する第１のフィルタ部１の各共振点ｆ２１、ｆ３１をシミュレーションした結果を示している。そして、これらフィルタ部１、２同士を互いに並列に接続した特性をシミュレーションすると、図５の特性が得られる。こうして得られたフィルタ（フィルタ部１、２同士を互いに並列に接続したフィルタ）を外部の整合器においてマッチングさせると、図６に示すように、通過帯域内において平坦性が良好で且つ当該通過帯域の広い（広帯域の）特性が得られる。尚、図３〜図５については、各共振点を見やすくするために、ミスマッチ状態（整合回路においてマッチングさせていない状態）の特性を示している。また、これら図３〜図６の横軸には、通過帯域の中心周波数ｆ０で規格化した周波数を示している。
【００２３】
ここで、従来の縦モード共振型フィルタの設計手法及び特性をシミュレーションした結果について、２重モードフィルタ同士を互いに並列に接続した構成を例に挙げて以下に説明する。２つの縦モード共振型フィルタのうち一方の縦モード共振型フィルタの各々の共振点をｆ６、ｆ７（ｆ６＜ｆ７、図７参照）と呼ぶと共に、他方の縦モード共振型フィルタの各々の共振点をｆ８、ｆ９（ｆ８＜ｆ９、図８参照）と呼ぶと、従来の設計手法においては、前記一方の縦モード共振型フィルタの高周波数側の共振点ｆ７と前記他方の縦モード共振型フィルタの低周波数側の共振点ｆ８とが同じ周波数となるように設定していた。従って、図９のように合成したフィルタをマッチングさせると、図１０に示すように、通過帯域内において平坦性の良好な特性が得られる。
【００２４】
しかし、例えばフォトリソグラフィーの精度が低いことによって、共振点ｆ７と共振点ｆ８とが例えば０．０３％程度互いに位置ずれすると、即ち互いに重なり合わないと、図１１のように、これら共振点ｆ７、ｆ８付近における周波数においてリップルが発生してしまう。つまり、この従来の設計手法では、例えば一方のフィルタから他方のフィルタを見た時に、当該一方のフィルタの共振点ｆ７のピーク位置が他方のフィルタの共振点ｆ８のピーク位置に重なり合った場合に、図１０のように平坦性の良好な特性となるようにしている。そして、これら共振点ｆ７、ｆ８は、いずれも急峻な曲線となっており、ピーク位置から僅かに低周波数側あるいは高周波数側に位置ずれしただけでも、当該ピーク位置からの減衰量の変化（増大量）は極めて大きい。そのため、これら共振点ｆ７、ｆ８同士が僅かに位置ずれした場合であっても、共振点ｆ７、ｆ８における周波数域では、２つの縦モード共振型フィルタの特性を合成した時の特性が大きく変わってしまうので、リップルが発生してしまう。
【００２５】
一方、本発明では、第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間に、第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１、ｆ３１が介在するようにしている。そのため、これら第１のフィルタ部１の各共振点ｆ２１、ｆ３１が位置する周波数帯である、第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間の特性曲線は、これら共振点ｆ２２や共振点ｆ３２における曲線（ピーク位置）と比べて極めてブロード（なだらか）になっている。従って、第１のフィルタ部１の各共振点ｆ２１、ｆ３１が予め設計された周波数から位置ずれしても、フィルタ部１、２同士を合成した時に得られる特性はほとんど劣化しない。即ち、本発明では、各々のフィルタ部１、２の寸法に高い精度が不要な状態でこれらフィルタ部１、２同士を互いに並列に接続できるようにしている。
【００２６】
図１２は、第１のフィルタ部１の２つの共振点ｆ２１、ｆ３１を既述の図５の例よりも高域側に０．０３％（通過帯域の中心周波数ｆ０で規格化した周波数での割合）ずらした場合のミスマッチ状態の特性を示しており、図１２はこの特性を整合回路においてマッチングさせた状態の特性を示している。この例では第１のフィルタ部１の共振点ｆ３１と第２のフィルタ部２の共振点ｆ３２とが互いに重なり合って（同じ周波数となって）いる。また、図１４は、第１のフィルタ部１の２つの共振点ｆ２１、ｆ３１を既述の図５の例よりも低域側に０．０４％ずらした場合のミスマッチ状態の特性を示しており、図１５はこの特性を整合回路においてマッチングさせた状態の特性を示している。図１４では、第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１は、第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２の１．０３倍の位置となっている。これら図１２〜図１５から、本発明では、既述の図１１の従来のフィルタ（共振点ｆ７と共振点ｆ８とが互いに０．０３％ずれた状態）と比べて、通過帯域における平坦性の良好な特性のフィルタを得ようとした時に、当該フィルタの設計の自由度が高い（フィルタの作製に高い精度が不要）であることが分かる。尚、図７〜図９、図１２及び図１３については、各共振点を見やすくするために、ミスマッチ状態（整合回路においてマッチングさせていない状態）の特性を示している。また、これら図７〜図１５の横軸には、通過帯域の中心周波数ｆ０で規格化した周波数を示している。
【００２７】
上述の実施の形態によれば、縦モード共振型フィルタを２つ並列に接続するにあたり、３重モードを利用した（通過帯域内に３つの共振点が位置するように設計した）第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間に、２重モードを利用した（通過帯域内に２つの共振点が位置するように設計した）第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１、ｆ３１を介在させている。そして、出力ポート２２から取り出されるこれらフィルタ部１、２の電気信号の位相が互いに１８０°逆となるように各々のフィルタ部１、２を構成すると共に、通過帯域において互いに隣接する共振点の位相が各々１８０°異なるようにしている。そのため、２つの縦モード共振型フィルタにおいて互いの共振点同士を重ね合わせていた従来のフィルタに比べて、各々の縦モード共振型フィルタの作製に高い精度が要求されないので、これら縦モード共振型フィルタの周波数特性を合成した時にリップルの発生を抑えることができる。言い換えると、良好な周波数特性を持つフィルタを容易に（高い精度のフォトリソグラフィーなどを用いることなく）得ることができる。従って、通過帯域内における平坦性が良好な広帯域のフィルタを得ることができる。
また、２つのフィルタ部１、２を並列に接続していることから、フィルタ部１、２を互いに直列に接続する場合に比べて低インピーダンス化を図ることができる。
【００２８】
ここで、共振点ｆ１２、共振点ｆ２２、共振点ｆ２１、共振点ｆ３１及び共振点ｆ３２を低周波数側から高周波数側に向かってこの順番で配置するにあたって、第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１が第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２に近接しすぎたり、あるいは第１のフィルタ部１の共振点ｆ３１が第２のフィルタ部２の共振点ｆ３２に近接しすぎたりすると、特性が劣化する場合がある。従って、共振点ｆ２１は、ｆ２２×１．０３以上（図１４及び図１５）であることが好ましく、共振点ｆ３１はｆ３２以下（図１２及び図１３）であることが好ましい。
【００２９】
２つのフィルタ部１、２において出力ポート２２から取り出される各々の電気信号の位相を反転させるにあたって、既述の例では出力側ＩＤＴ電極４、４における電極指６の配置レイアウトが互いに上下逆となるようにしたが、以下のようにしても良い。即ち、出力側ＩＤＴ電極４、４における電極指６の配置レイアウトを互いに上下逆となるように配置することに代えて、入力側ＩＤＴ電極３、３における電極指６の配置レイアウトが互いに上下逆となるようにしても良いし、あるいは各々の入力側ＩＤＴ電極３、３同士及び出力側ＩＤＴ電極４、４同士が互いに同じ配置レイアウトとなるようにすると共に、入力ポート２１あるいは出力ポート２２について、例えば第１のフィルタ部１については奥側のバスバー７に接続し、第２のフィルタ部２については手前側のバスバー７に接続しても良い。
【００３０】
既述の例では、第２のフィルタ部２の共振点ｆ２２と共振点ｆ３２との間に第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１と共振点ｆ３１とを介在させたが、第２のフィルタ部２の共振点ｆ１２と共振点ｆ２２との間に第１のフィルタ部１の共振点ｆ２１と共振点ｆ３１を介在させても良い。この場合には、通過帯域内において互いに隣接する共振点同士の位相が１８０°ずつ反転するように、即ち出力ポート２２から取り出される電気信号の位相がフィルタ部１、２間で同相となるように、例えば既述の第２のフィルタ部２の出力側ＩＤＴ電極４は、第１のフィルタ部１の出力側ＩＤＴ電極４と同じ配置レイアウトとなるように形成される。
【００３１】
また、第１のフィルタ部１については２重モードを利用し、第２のフィルタ部２については３重モードを利用したが、各々２重モードを利用したフィルタであっても良いし、各々３重モード以上の共振を利用したフィルタを用いても良い。このような場合であっても、２つのフィルタ部１、２のうち一方のフィルタ部１（２）において互いに隣接する２つの共振点は、他のフィルタ部２（１）において互いに隣接する２つの共振点の間に配置される。また、互いに隣接する共振点同士の位相が１８０°ずつ逆になるように、第１のフィルタ部１において互いに隣接する共振点同士の間に、第２のフィルタ部２のある一つの共振点を介在させても良い。
【００３２】
また、各々のフィルタ部１、２ではＩＤＴ電極３、４を各々２つ配置したが、各々３つ配置しても良い。この場合には、互いに隣り合う共振点同士が既述の例よりも離間することになる。更に、既述の例では２つのフィルタ部１、２を互いに並列に接続したが、３つのフィルタ部（図示せず）を互いに並列に接続しても良い。この場合においても、３つのフィルタ部のうち一のフィルタ部における互いに隣接する共振点の間に、前記一のフィルタ部以外の少なくとも１つのフィルタ部において互いに隣接する２つの共振点が配置される。圧電基板１０としては、既述の水晶に代えて、ＬＮ（ニオブ酸リチウム）基板あるいはＬＴ（タンタル酸リチウム）基板を用いても良い。
【符号の説明】
【００３３】
１ 第１のフィルタ部
２ 第２のフィルタ部
３ 入力側ＩＤＴ電極
４ 出力側ＩＤＴ電極
５ 反射器
１０ 圧電基板
２０ フィルタ部
２１ 入力ポート
２２ 出力ポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過帯域の低域側及び高域側に阻止域を設けた弾性波フィルタにおいて、
通過帯域において少なくとも２つの共振点が形成され、且つ通過帯域において互いに隣接する共振点同士における弾性波の位相が１８０°変わるように、圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設けた縦モード共振型の第１のフィルタ部と、
通過帯域において少なくとも２つの共振点が形成され、且つ通過帯域において互いに隣接する共振点同士における弾性波の位相が１８０°変わるように、前記圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設けた縦モード共振型の第２のフィルタ部と、
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電極に共通に接続された入力ポートと、
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電極に共通に接続された出力ポートと、を備え、
前記第１のフィルタ部及び前記第２のフィルタ部は、前記出力ポートにて取り出される電気信号の位相が互いに１８０°変わるように、各々の入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極が構成され、
前記第１のフィルタ部及び前記第２のフィルタ部のうち一方のフィルタ部において互いに隣接する２つの共振点は、通過帯域において、他方のフィルタ部の共振点のうち互いに隣接する共振点同士の間に位置しており、
通過帯域における前記第１のフィルタ部の各々の共振点及び前記第２のフィルタ部の各々の共振点からなる共振点の並びは、互いに隣接する共振点同士の位相が各々１８０°変わるように配置されていることを特徴とする弾性波フィルタ。
【請求項２】
前記一方のフィルタ部は、通過帯域において２つの共振点が位置するように構成された二重モードフィルタであり、前記他方のフィルタ部は、通過帯域において３つの共振点が位置するように構成された三重モードフィルタであ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１】
通過帯域の低域側及び高域側に阻止域を設けた弾性波フィルタにおいて、
通過帯域において少なくとも２つの共振点が形成され、且つ通過帯域において互いに隣接する共振点同士における弾性波の位相が１８０°変わるように、圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設けた縦モード共振型の第１のフィルタ部と、
通過帯域において少なくとも２つの共振点が形成され、且つ通過帯域において互いに隣接する共振点同士における弾性波の位相が１８０°変わるように、前記圧電基板上に入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向に沿って配置すると共に、これらＩＤＴ電極を弾性波の伝搬方向における一方側及び他方側から挟むように一対の反射器を設けた縦モード共振型の第２のフィルタ部と、
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電極に共通に接続された入力ポートと、
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電極に共通に接続された出力ポートと、を備え、
前記第１のフィルタ部及び前記第２のフィルタ部は、前記出力ポートにて取り出される電気信号の位相が互いに１８０°変わるように、各々の入力側ＩＤＴ電極及び出力側ＩＤＴ電極が構成され、
前記第１のフィルタ部及び前記第２のフィルタ部のうち一方のフィルタ部において互いに隣接する２つの共振点は、通過帯域において、他方のフィルタ部の共振点のうち互いに隣接する共振点同士の間に位置しており、
通過帯域における前記第１のフィルタ部の各々の共振点及び前記第２のフィルタ部の各々の共振点からなる共振点の並びは、互いに隣接する共振点同士の位相が各々１８０°変わるように配置されていることを特徴とする弾性波フィルタ。
【請求項２】
前記一方のフィルタ部は、通過帯域において２つの共振点が位置するように構成された二重モードフィルタであり、前記他方のフィルタ部は、通過帯域において３つの共振点が位置するように構成された三重モードフィルタであることを特徴とする請求項１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】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１９９６７３（Ｐ２０１２−１９９６７３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６１３７６（Ｐ２０１１−６１３７６）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【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１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【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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