弾性波フィルタ
【課題】ＩＤＴ電極を圧電基板上に送信側電極及び受信側電極として弾性波の伝搬方向に並べた弾性波フィルタにおいて、通過周波数帯域よりも高域側の減衰傾度が急峻で且つ通過周波数帯域の平坦性が良好な広帯域の弾性波フィルタを得ること。
【解決手段】送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３としてアポダイズ型電極及びテーパー型電極の一方側及び他方側を夫々配置すると共に、これらＩＤＴ電極１２、１３間にマルチストリップカプラ３２を設けて、送信側ＩＤＴ電極１２から送信される弾性波を受信側ＩＤＴ電極１３にて受信できる弾性波に転移させる。
【解決手段】送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３としてアポダイズ型電極及びテーパー型電極の一方側及び他方側を夫々配置すると共に、これらＩＤＴ電極１２、１３間にマルチストリップカプラ３２を設けて、送信側ＩＤＴ電極１２から送信される弾性波を受信側ＩＤＴ電極１３にて受信できる弾性波に転移させる。
【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】
ＩＤＴ（ＩＤＴ：インターディジタルトランスデューサ）電極を圧電基板上に送信側（入力側）電極及び受信側（出力側）電極として弾性波の伝搬方向に並べたトランスバーサル型の弾性波フィルタ例えばＳＡＷフィルタとして、これら送信側電極及び受信側電極を夫々テーパー型（スラント型）に形成したフィルタが知られている。このフィルタでは、各々の電極において一対のバスバーの一方側から他方側に向かって波長の短い弾性波から波長の長い弾性波まで伝搬するように電極指群がテーパー状に配置されており、伝搬する弾性波の波長（周期単位）が互いに異なるフィルタを複数並列に接続したフィルタとほぼ等価の特性が得られる。このフィルタでは、通過周波数帯域における平坦性が良好であり、また通過周波数帯域を広く取る（広帯域化する）ことができる。
【０００３】
しかし、このフィルタでは、電極指の対数（一方側のバスバー及び他方側のバスバーから互いに隣接するように各々伸び出す電極指同士の交差する領域の数量）が各々の周期単位において互いに等しく形成されているため、通過周波数帯域よりも高域側における減衰傾度は、通過周波数帯域よりも低域側の減衰傾度に比べてなだらかに（悪く）なる傾向がある。即ち、ある周期単位における周波数をｆ、この周波数ｆにおいて形成される通過帯域（メインローブ）をｄｆとすると、各々の周波数ｆでは比帯域（ｄｆ／ｆ）は互いに等しくなるが、絶対帯域ｄｆは低域側よりも高域側の方が広くなるので、各々の周波数ｆで電極指の対数が同じ場合には高域側の減衰傾度が低域側よりもなだらかになっていわば肩ダレしてしまう。また、減衰傾度を改善するために電極指の本数を多くした場合、各々の周波数に対応する電極開口が相対的に狭くなり、弾性波の回折による減衰特性の劣化が生じてしまう。
【０００４】
一方、ＩＤＴ電極として、電極指群が弾性波の伝搬方向に対して直交するように一対のバスバー間に配置されると共に、互いに隣接する電極指同士の交差する領域の長さ寸法（交差幅）が弾性波の伝搬方向に沿って変化するように重み付けられたアポダイズ型電極が知られている。このアポダイズ型電極では、既述のテーパー型電極よりもサイドローブを抑圧することができるので、通過周波数帯域よりも高域側及び低域側において良好（急峻）な減衰傾度が得られる。
【０００５】
そこで、これらのテーパー型電極及びアポダイズ型電極を組み合わせて一つのフィルタを構成することによって、通過周波数帯域よりも高域側及び低域側において減衰傾度が良好で且つ平坦性に優れた広帯域のフィルタが得られると考えられる。しかし、例えばこれらの電極を弾性波の伝搬方向に沿って対向させてテーパー型電極及びアポダイズ型電極の一方及び他方を夫々送信側電極及び受信側電極として配置しただけでは、良好な周波数特性が得られない。即ち、アポダイズ型電極では、送信あるいは受信される弾性波の強度が時間に応じて変化するように電極指が重み付けられており、例えばバスバーに近接する端部の領域よりも中央部側の領域において電極指の対数が多くなっている。そのため、当該中央領域では端部の領域よりも伝搬する弾性波のエネルギーが大きいので、例えばこのアポダイズ型電極にテーパー型電極を受信側電極として対向させると、通過周波数帯域における中心周波数近傍において受信強度が強くなり、良好な平坦性が得られなくなってしまう。
【０００６】
また、例えばテーパー型電極の電極指に対してアポダイズ型に重み付けを行う場合には、電極指の対数が間引かれた領域例えばバスバーに近接する領域では、伝搬する弾性波のエネルギーが他の領域よりも小さくなってしまうので、同様に平坦性が悪化してしまう。
特許文献１、２には、アポダイズ型電極やマルチストリップカプラについて記載されているが、既述の課題については検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１１６２３４（段落００１４、図１）
【特許文献２】特開平３−２２６１０７（図１）
【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、ＩＤＴ電極を圧電基板上に送信側電極及び受信側電極として弾性波の伝搬方向に並べた弾性波フィルタにおいて、通過周波数帯域よりも高域側の減衰傾度が急峻で且つ通過周波数帯域の平坦性が良好な広帯域の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、
圧電基板上に送信側電極及び受信側電極の一方として形成され、互いに平行にＸ方向に伸びる一対のバスバー及びこれら一対のバスバーの各々から対向するバスバー側に向かってＸ方向に直交するＹ方向に櫛歯状に各々伸び出す電極指群を備えると共に、電極指の交差幅がＸ方向に沿って変化するようにアポダイズ型に重みづけられたアポダイズ型電極と、
前記圧電基板上に送信側電極及び受信側電極の他方として形成され、互いに平行にＸ方向に伸びる一対のバスバー及びこれら一対のバスバー間においてテーパー状に配置された電極指群を備えると共に、前記アポダイズ型電極に対してＸ方向に離間しかつ電極指群の配列領域が前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域に対してＹ方向に離間するように設けられたテーパー型電極と、
前記送信側電極を伝播する弾性波を受信側電極に転移させるために前記アポダイズ型電極及び前記テーパー型電極の間に設けられ、前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域のＹ方向全体に臨む領域から前記テーパー型電極における電極指群の配列領域のＹ方向全体に臨む領域に亘って、Ｙ方向に互いに平行に伸びる複数本の電極指を備えたマルチストリップカプラと、を備えていることを特徴とする。
前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域と前記テーパー型電極における電極指群の配列領域とのＹ方向の寸法は、同じに設定されていても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、送信側電極及び受信側電極としてアポダイズ型電極及びテーパー型電極の一方及び他方を夫々圧電基板上に配置すると共に、これら電極間にマルチストリップカプラを設けて、送信側電極を伝搬する弾性波を受信側電極に転移させている。そのため、送信側電極から受信側電極に向かう弾性波を、弾性波の伝搬方向に直交する方向に亘って励振強度及び周波数分布の揃った弾性波に変換できるので、いわば設計手法の互いに異なるアポダイズ電極及びテーパー型電極を一組の送信側電極及び受信側電極の一方及び他方として用いることができる。従って、通過周波数帯域よりも高域側の減衰傾度が急峻で且つ通過周波数帯域の平坦性が良好な広帯域の弾性波フィルタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】前記弾性波フィルタにおいて弾性波が伝搬する様子を示す模式図である。
【図３】前記弾性波フィルタにおいて弾性波が伝搬する様子を示す模式図である。
【図４】前記弾性波フィルタにおいて弾性波が伝搬する様子を示す模式図である。
【図５】前記弾性波フィルタにおいて得られた周波数特性を示す特性図である。
【図６】前記弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図７】前記他の例の弾性波フィルタにおいて弾性波が伝搬する様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態の弾性波フィルタ例えばＳＡＷフィルタの一例について、図１を参照して説明する。このＳＡＷフィルタは、例えばＬｉＴａＯ3などからなる圧電基板１１において、即ち結晶のＸ軸に垂直な面で切断し、Ｙ軸から１１２°回転したＹ’軸方向に弾性波が伝搬するタンタル酸リチウムの表面において、弾性波の伝搬方向に互いに離間して形成された送信側（入力側）ＩＤＴ電極１２及び受信側（出力側）ＩＤＴ電極１３を備えている。従って弾性波は、圧電基板１１の長手方向であるＸ方向（図１中左右方向）に沿って、当該圧電基板１１の２つの短辺２、３のうち一方側（図１中左側）の短辺２と他方側（図１中右側）の短辺３との間において伝搬する。この例では、圧電基板１１上において送信側ＩＤＴ電極１２は図１中一方側の短辺２に近接する領域に配置され、受信側ＩＤＴ電極１３は他方側の短辺３に近接する領域に配置されている。尚、既述の「Ｘ方向」及び以下において説明する「Ｙ方向」とは、圧電基板１１の結晶方位とは無関係である。
【００１３】
これらのＩＤＴ電極１２、１３は、弾性波の伝搬方向に沿って互いに平行となるように配置された一対のバスバー１４ａ、１４ｂと、これらのバスバー１４ａ、１４ｂの各々から対向するバスバー１４ｂ、１４ａ側に向かって櫛歯状に伸び出す複数の電極指１５と、を各々備えている。これら電極１２、１３において、一対のバスバー１４ａ、１４ｂ間にて電極指１５の配置された領域を配列領域１６と呼ぶと、各々の配列領域１６では、電極１２、１３における電極指１５の幅寸法と電極指１５、１５間の離間寸法とからなる周期単位λに対応する波長の弾性波が伝搬するように各々構成されている。
【００１４】
この例では、送信側ＩＤＴ電極１２のバスバー１４ａ、１４ｂのうち一のバスバー１４ａは、圧電基板１１の２つの長辺４、５のうち一方側の長辺４に近接する領域に配置されて入力ポート２１に接続されている。送信側ＩＤＴ電極１２の他のバスバー１４ｂは、圧電基板１１の中央部側に配置されて接地されている。また、受信側ＩＤＴ電極１３におけるバスバー１４ａ、１４ｂのうち一のバスバー１４ａは、圧電基板１１の２つの長辺４、５のうち、前記送信側ＩＤＴ電極１２におけるバスバー１４ａの近接配置された一方側の長辺４とは異なる他方側の長辺５に近接する領域に配置されて出力ポート２２に接続されている。受信側ＩＤＴ電極１３の他のバスバー１４ｂは、圧電基板１１の中央部側に配置されて接地されている。尚、これらの電極１２、１３については、圧電基板１１上の領域と区別するため、ハッチングを付している。
【００１５】
次に、送信側ＩＤＴ電極１２における電極指１５の配置レイアウトについて説明する。送信側ＩＤＴ電極１２の電極指１５は、弾性波の伝搬方向に対して各々直交するように配置されている。この電極１２は、配列領域１６において互いに隣接する電極指１５、１５同士の交差する部位（弾性波の励振領域）の長さ寸法（交差幅）が弾性波の伝搬方向に沿って変化するようにアポダイズ型に各々重みづけられている。
【００１６】
具体的には、弾性波の伝搬方向（Ｘ方向）における中央位置にてバスバー１４ａ、１４ｂ間に亘って交差幅が長く形成されており、当該中央位置からＸ方向両側に向かって交差幅が徐々に小さくなるように各電極指１５が配置されてメインローブＭをなしている。このメインローブＭのＸ方向における両側には、サイドローブＳが複数箇所に各々形成されており、各々のサイドローブＳでは、Ｘ方向の中央位置から両側に向かうにつれて徐々に交差幅が小さくなるように電極指１５が配置されている。これらのサイドローブＳにおける最大交差幅は、メインローブＭから離れるにつれて小さくなっている。従って、この送信側ＩＤＴ電極１２において、弾性波の伝搬方向に対して直交する方向（Ｙ方向）における中央位置では、バスバー１４ａ、１４ｂに近接する領域よりも電極指１５、１５の対数が多くなっており、当該中央位置からバスバー１４ａ、１４ｂに向かうにつれて対数が少なくなっている。この例では、前記中央位置における電極指１５の対数は、例えば１５０対となっている。
【００１７】
受信側ＩＤＴ電極１３は、一のバスバー１４ａから他のバスバー１４ｂに向かって既述の周期単位λが徐々に広がるように電極指１５が配置されたテーパー型電極として構成されている。また、受信側ＩＤＴ電極１３においては、電極指１５の対数は、例えば８６対に設定されている。これらの電極１２、１３の各々の配列領域１６、１６は、この例ではＹ方向における長さ寸法が互いに等しくなっている。ここで、既述の送信側ＩＤＴ電極１２の周期単位λをλ１、受信側ＩＤＴ電極１３においてバスバー１４ａ及びバスバー１４ｂに夫々近接する領域の周期単位λを夫々λ２、λ３とすると、λ１とλ２及びλ３との間の差（（λ１−λ２）／λ１、（λ１−λ３）／λ１）は、夫々数％程度以下例えば−３．８％〜＋２．６％となっている。
【００１８】
そして、これらの電極１２、１３は、弾性波の伝搬方向に対して直交する方向（Ｙ方向）において、互いの配列領域１６、１６同士が互いに離れるように（重なり合わないように）並べられており、既述のように送信側ＩＤＴ電極１２は図１中一方側の長辺４側に配置され、受信側ＩＤＴ電極１３は同図中他方側の長辺５側に配置されている。言い換えると、送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３は、圧電基板１１の短辺方向（Ｙ方向）における概略中央位置を弾性波の伝搬方向に沿って平行に伸びるライン３０において、送信側ＩＤＴ電極１２のバスバー１４ｂにおける電極指１５の接続されている側の端部と、受信側ＩＤＴ電極１３のバスバー１４ｂにおける電極指１５の接続されている側の端部と、が一列に並ぶように各々配置されている。
【００１９】
これら電極１２、１３間には、マルチストリップカプラ３２が配置されており、このマルチストリップカプラ３２は、送信側ＩＤＴ電極１２において弾性波が伝搬する領域（配列領域１６）から、受信側ＩＤＴ電極１３において弾性波が伝搬する領域に、弾性波が伝搬する伝搬領域を転移させるためのものである。このマルチストリップカプラ３２は、弾性波の伝搬方向に対して直交する方向に互いに平行になるように、各々ライン状に配置された複数本の電極指３１を備えている。
【００２０】
各々の電極指３１は、送信側ＩＤＴ電極１２のバスバー１４ａに沿って伸びるライン及び受信側ＩＤＴ電極１３のバスバー１４ａに沿って伸びるラインを夫々端部ライン３３、３４とすると、これら端部ライン３３、３４間に亘って各々配置されている。言い換えると、各々の電極指３１は、配列領域１６、１６をＹ方向全体に臨む領域に亘って形成されている。従って、マルチストリップカプラ３２は、長さ方向における中央位置が既述のライン３０上に位置している。この電極指３１の本数は、例えば５５０本に設定されている。このマルチストリップカプラ３２において弾性波の伝搬領域が転移する理由について、図２を参照して簡単に説明する。
【００２１】
送信側ＩＤＴ電極１２において弾性波が伝搬する領域（配列領域１６）をトラックＴｒ１、受信側ＩＤＴ電極１３の配列領域１６をトラックＴｒ２とすると、送信側ＩＤＴ電極１２からトラックＴｒ１の弾性波がマルチストリップカプラ３２に入射すると、トラックＴｒ１及びトラックＴｒ２の両方において各々励振する２種類の弾性波Ｐｓ、Ｐａが発生する（分離される）。弾性波Ｐｓは、これらのトラックＴｒ１及びトラックＴｒ２において弾性波が互いに同じ変位（位相）で励振する対称モードの弾性波であり、一方弾性波Ｐａは、前記ライン３０を節としてこれらトラックＴｒ１、Ｔｒ２間の位相が互いに逆になるように励振する反対称モードの弾性波である。反対称モードの弾性波Ｐａは、これらトラックＴｒ１、Ｔｒ２間において互いに電荷を打ち消し合いながら伝搬していくので、対称モードの弾性波Ｐｓよりも伝搬速度が遅くなる。
【００２２】
従って、これら弾性波Ｐｓ、Ｐａが受信側ＩＤＴ電極１３に向かって夫々伝搬するにつれて、トラックＴｒ１では弾性波Ｐｓ、Ｐａの位相が互いにずれていくことになる。そのため、マルチストリップカプラ３２では、当該マルチストリップカプラ３２からこれら弾性波Ｐｓ、Ｐａが出力される時に、対称モードの弾性波ＰｓにおいてはトラックＴｒ１、Ｔｒ２のいずれについても正の振幅が極大となり、一方反対称モードの弾性波ＰａにおいてはトラックＴｒ１の振幅が負の極大になると共にトラックＴｒ２の振幅が正の極大となるように電極指３１の本数（弾性波Ｐｓ、Ｐａの伝搬路の長さ）を設定している。これによって、マルチストリップカプラ３２から出力される弾性波であるこれら弾性波Ｐｓ、Ｐａの合成波は、トラックＴｒ１とは異なるトラックＴｒ２において発生することになる。尚、図２ではフィルタを模式的に示している。
【００２３】
この時、マルチストリップカプラ３２では、これらの弾性波Ｐｓ、Ｐａは、既述の図２に示したように、各々のトラックＴｒ１、Ｔｒ２において、開口長方向（Ｙ方向）に亘ってエネルギーが揃うように発生する。即ち、マルチストリップカプラ３２の電極指３１は、弾性波の伝搬方向に対して直交する方向（Ｙ方向）に形成されているので、Ｙ方向には電気的に短絡していることになる。従って、例えばＹ方向においてマルチストリップカプラ３２のトラックＴｒ１のある一部分だけに弾性波が入射したとしても、Ｙ方向に亘ってエネルギーの揃った（ならされた）いわば矩形状の弾性波Ｐｓ、Ｐａとなる。
【００２４】
そのため、図３に示すように、開口長方向（Ｙ方向）において中央部側では両端部側よりもエネルギーの大きいトラックＴｒ１の弾性波が送信側ＩＤＴ電極１２からマルチストリップカプラ３２に入射したとしても、各々のトラックＴｒ１、Ｔｒ２において、電極指３１の長さ方向に亘って強度の揃った弾性波Ｐｓ、Ｐａが伝搬する。即ち、送信側ＩＤＴ電極１２の例えばサイドローブＳにおいて交差幅がバスバー１４ａ、１４ｂ間の離間寸法（開口長）よりも小さい領域において発生した弾性波であっても、マルチストリップカプラ３２に到達すると、マルチストリップカプラ３２の各々の電極指３１の長さ方向に亘って均一に励振する弾性波Ｐｓ、Ｐａとして伝搬して行くことになる。
【００２５】
続いて、フィルタ全体の構成の説明に戻ると、ＩＤＴ電極１２、１３の側方位置における圧電基板１１の端部に近接する領域には、これらＩＤＴ電極１２、１３を介して伝搬する不要波を吸収するために、既述の端部ライン３３、３４間に亘って形成された例えばシリコーンゴムなどからなる吸収材５０、５０が各々配置されている。
【００２６】
このフィルタにおいて入力ポート２１から電気信号が入力されると、送信側ＩＤＴ電極１２にて弾性波が発生する。既述のように送信側ＩＤＴ電極１２では、Ｙ方向における中央領域においてバスバー１４ａ、１４ｂに近接する領域よりも電極指１５、１５の対数が多くなっている。そのため、送信側ＩＤＴ電極１２からマルチストリップカプラ３２に向かって出力される弾性波は、図４に模式的に示すように、前記中央位置ではバスバー１４ａ、１４ｂ側よりも弾性波のエネルギーが大きくなる。
【００２７】
この弾性波は、図２中Ｘ方向両側に向かって伝搬していき、受信側ＩＤＴ電極１３に向かって伝搬する弾性波についてはマルチストリップカプラ３２へと到達する。このマルチストリップカプラ３２では、既述のように各々のトラックＴｒ１、Ｔｒ２において矩形の弾性波Ｐｓ、Ｐａが発生して、これら弾性波Ｐｓ、Ｐａの合成波が受信側ＩＤＴ電極１３に向かって出力される。そして、マルチストリップカプラ３２から出力される合成波は、トラックＴｒ２において発生すると共に、Ｙ方向に亘ってエネルギーの揃った弾性波となる。
【００２８】
そして、このトラックＴｒ２の弾性波は、受信側ＩＤＴ電極１３に伝搬していき、当該受信側ＩＤＴ電極１３において電気信号に変換されて出力ポート２２から取り出される。この時、受信側ＩＤＴ電極１３に伝搬する弾性波の周期単位λは、Ｙ方向に亘って一様に送信側ＩＤＴ電極１２における周期単位λ１と同じ値となっている。一方、受信側ＩＤＴ電極１３では、電極指１５がテーパー状に配置されているので、バスバー１４ａからバスバー１４ｂに向かって周期単位λが大きくなっている。そのため、受信側ＩＤＴ電極１３に伝搬する弾性波の周期単位λ１と、当該受信側ＩＤＴ電極１３の電極指１５群によって構成される周期単位λ２〜λ３とでは、Ｙ方向において互いに差の生じる場合がある。
【００２９】
しかし、送信側ＩＤＴ電極１２から送信される（受信側ＩＤＴ電極１３に到達する）弾性波は周期単位λ１から短波長側及び高波長側に各々ある程度の広がり（範囲）を持っており、また受信側ＩＤＴ電極１３にて受信できる弾性波についても同様に周期単位λ２〜λ３の夫々から低波長側及び高波長側に各々ある程度の広がりを持っている。更に、既述のように周期単位λ１と周期単位λ２及びλ３との間の差を夫々数％程度にしている。そのため、マルチストリップカプラ３２から受信側ＩＤＴ電極１３に向かって伝搬する弾性波は、エネルギーのロスが抑えられた状態で当該受信側ＩＤＴ電極１３にて受信される。
【００３０】
図５には、このフィルタの構成に基づいて得られた周波数特性を示している。図５において、受信側ＩＤＴ電極１３の中心周波数が４２０ＭＨｚ、帯域幅が２０ＭＨｚとなるようにフィルタを設計すると共に、電極１２、１３の電極指１５の対数を夫々１５０対及び８６対、マルチストリップカプラ３２の電極指３１の本数を５５０本としている。この図５から、従来のフィルタ（送信側及び受信側電極としていずれもテーパー型の電極を用いた場合）と比較して、シェイプファクタ−（４０ｄＢ減衰幅と３ｄＢ減衰幅との比）は、１．４８から１．３９へと改善されていた。
【００３１】
尚、送信側ＩＤＴ電極１２においては、弾性波と共に当該弾性波とは励振モードの異なるバルク波などの不要波も発生するが、この不要波はマルチストリップカプラ３２においてトラック転移されずに、送信側ＩＤＴ電極１２から図４中受信側ＩＤＴ電極１３が形成されていない領域を伝搬して吸収材５０にて吸収される。また、送信側ＩＤＴ電極１２から圧電基板１１の端部に向かって伝搬する弾性波及び受信側ＩＤＴ電極１３を通過する弾性波についても同様に吸収材５０において吸収される。
【００３２】
上述の実施の形態によれば、送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３としてアポダイズ型電極及びテーパー型電極の一方側及び他方側を夫々配置すると共に、これらＩＤＴ電極１２、１３間にマルチストリップカプラ３２を設けて、送信側ＩＤＴ電極１２を伝搬する弾性波を受信側ＩＤＴ電極１３に転移させている。そのため、送信側ＩＤＴ電極１２から受信側ＩＤＴ電極１３に向かう弾性波を、受信側ＩＤＴ電極１３における一対のバスバー１４ａ、１４ｂ間に亘って励振強度の揃った弾性波に変換できるので、いわば設計手法の互いに異なるアポダイズ電極及びテーパー型電極を一組の送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３として用いることができる。即ち、従来であれば一組の送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３として一つのフィルタを構成できなかったあるいは構成が困難であったアポダイズ型電極及びテーパー型電極を用いて一つのフィルタを構成できるので、これらアポダイズ型電極及びテーパー型電極の夫々の長所を利用することができる。従って、通過周波数帯域よりも高域側の減衰傾度が急峻で且つ通過周波数帯域の平坦性が良好な広帯域の弾性波フィルタを得ることができる。
【００３３】
既述の例では、送信側ＩＤＴ電極１２にアポダイズ型電極を配置し、受信側ＩＤＴ電極１３にテーパー型電極を配置したが、図６に示すように、送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３に夫々テーパー型電極及びアポダイズ型電極を用いても良い。この場合には、図７に模式的に示すように、送信側ＩＤＴ電極１２からマルチストリップカプラ３２に入射する弾性波は、バスバー１４ａからバスバー１４ｂに向かって、周期単位λがλ２〜λ３までに亘って徐々に大きくなっている。しかし、マルチストリップカプラ３２では、当該マルチストリップカプラ３２の電極指３１の周期単位λとは異なる周期単位λの弾性波についても、広い周期単位λに亘ってトラック転移が起こる。
【００３４】
そのため、図７に示すように、夫々の周期単位λ２〜λ３の弾性波は、既述の例と同様に、トラックＴｒ２においてＹ方向に亘って個別に一様な分布となるようにマルチストリップカプラ３２から出力される。即ち、マルチストリップカプラ３２により、Ｙ方向に亘って周波数分布の揃った弾性波がトラックＴｒ２において出力される。そして、アポダイズ型電極の受信側ＩＤＴ電極１３においても既述の例と同様に、当該受信側ＩＤＴ電極１３の周期単位λ１とは僅かに異なる周期単位λ２〜λ３の弾性波であってもエネルギーのロスが抑えられた状態で受信される。従って、このフィルタにおいても既述の例と同様の効果が得られる。尚、図７では、マルチストリップカプラ３２から受信側ＩＤＴ電極１３に向かって出力される各トラックＴｒ２〜Ｔｒ３の弾性波について、模式的に各々側方側にずらして描画している。
【００３５】
既述の各例では、各電極１２、１３の夫々の周期単位λ１と周期単位λ２、λ３との間の差を数％程度に設定したが、十数％であっても良く、その場合にはエネルギーのロスが抑えられた状態で受信側ＩＤＴ電極１３にて弾性波が受信されるように、各々の電極１２、１３において特性が夫々調整されることになる。また、配列領域１６、１６のＹ方向の寸法が互いに等しくなるように各電極１２、１３を形成したが、これら電極１２、１３の間のインピーダンスを調整するために、互いの配列領域１６、１６のＹ方向の寸法が異なるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３６】
１１ 圧電基板
１２ 送信側ＩＤＴ電極
１３ 受信側ＩＤＴ電極
１４ バスバー
１５ 電極指
１６ 配列領域
３１ 電極指
３２ マルチストリップカプラ
【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】
ＩＤＴ（ＩＤＴ：インターディジタルトランスデューサ）電極を圧電基板上に送信側（入力側）電極及び受信側（出力側）電極として弾性波の伝搬方向に並べたトランスバーサル型の弾性波フィルタ例えばＳＡＷフィルタとして、これら送信側電極及び受信側電極を夫々テーパー型（スラント型）に形成したフィルタが知られている。このフィルタでは、各々の電極において一対のバスバーの一方側から他方側に向かって波長の短い弾性波から波長の長い弾性波まで伝搬するように電極指群がテーパー状に配置されており、伝搬する弾性波の波長（周期単位）が互いに異なるフィルタを複数並列に接続したフィルタとほぼ等価の特性が得られる。このフィルタでは、通過周波数帯域における平坦性が良好であり、また通過周波数帯域を広く取る（広帯域化する）ことができる。
【０００３】
しかし、このフィルタでは、電極指の対数（一方側のバスバー及び他方側のバスバーから互いに隣接するように各々伸び出す電極指同士の交差する領域の数量）が各々の周期単位において互いに等しく形成されているため、通過周波数帯域よりも高域側における減衰傾度は、通過周波数帯域よりも低域側の減衰傾度に比べてなだらかに（悪く）なる傾向がある。即ち、ある周期単位における周波数をｆ、この周波数ｆにおいて形成される通過帯域（メインローブ）をｄｆとすると、各々の周波数ｆでは比帯域（ｄｆ／ｆ）は互いに等しくなるが、絶対帯域ｄｆは低域側よりも高域側の方が広くなるので、各々の周波数ｆで電極指の対数が同じ場合には高域側の減衰傾度が低域側よりもなだらかになっていわば肩ダレしてしまう。また、減衰傾度を改善するために電極指の本数を多くした場合、各々の周波数に対応する電極開口が相対的に狭くなり、弾性波の回折による減衰特性の劣化が生じてしまう。
【０００４】
一方、ＩＤＴ電極として、電極指群が弾性波の伝搬方向に対して直交するように一対のバスバー間に配置されると共に、互いに隣接する電極指同士の交差する領域の長さ寸法（交差幅）が弾性波の伝搬方向に沿って変化するように重み付けられたアポダイズ型電極が知られている。このアポダイズ型電極では、既述のテーパー型電極よりもサイドローブを抑圧することができるので、通過周波数帯域よりも高域側及び低域側において良好（急峻）な減衰傾度が得られる。
【０００５】
そこで、これらのテーパー型電極及びアポダイズ型電極を組み合わせて一つのフィルタを構成することによって、通過周波数帯域よりも高域側及び低域側において減衰傾度が良好で且つ平坦性に優れた広帯域のフィルタが得られると考えられる。しかし、例えばこれらの電極を弾性波の伝搬方向に沿って対向させてテーパー型電極及びアポダイズ型電極の一方及び他方を夫々送信側電極及び受信側電極として配置しただけでは、良好な周波数特性が得られない。即ち、アポダイズ型電極では、送信あるいは受信される弾性波の強度が時間に応じて変化するように電極指が重み付けられており、例えばバスバーに近接する端部の領域よりも中央部側の領域において電極指の対数が多くなっている。そのため、当該中央領域では端部の領域よりも伝搬する弾性波のエネルギーが大きいので、例えばこのアポダイズ型電極にテーパー型電極を受信側電極として対向させると、通過周波数帯域における中心周波数近傍において受信強度が強くなり、良好な平坦性が得られなくなってしまう。
【０００６】
また、例えばテーパー型電極の電極指に対してアポダイズ型に重み付けを行う場合には、電極指の対数が間引かれた領域例えばバスバーに近接する領域では、伝搬する弾性波のエネルギーが他の領域よりも小さくなってしまうので、同様に平坦性が悪化してしまう。
特許文献１、２には、アポダイズ型電極やマルチストリップカプラについて記載されているが、既述の課題については検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１１６２３４（段落００１４、図１）
【特許文献２】特開平３−２２６１０７（図１）
【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、ＩＤＴ電極を圧電基板上に送信側電極及び受信側電極として弾性波の伝搬方向に並べた弾性波フィルタにおいて、通過周波数帯域よりも高域側の減衰傾度が急峻で且つ通過周波数帯域の平坦性が良好な広帯域の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、
圧電基板上に送信側電極及び受信側電極の一方として形成され、互いに平行にＸ方向に伸びる一対のバスバー及びこれら一対のバスバーの各々から対向するバスバー側に向かってＸ方向に直交するＹ方向に櫛歯状に各々伸び出す電極指群を備えると共に、電極指の交差幅がＸ方向に沿って変化するようにアポダイズ型に重みづけられたアポダイズ型電極と、
前記圧電基板上に送信側電極及び受信側電極の他方として形成され、互いに平行にＸ方向に伸びる一対のバスバー及びこれら一対のバスバー間においてテーパー状に配置された電極指群を備えると共に、前記アポダイズ型電極に対してＸ方向に離間しかつ電極指群の配列領域が前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域に対してＹ方向に離間するように設けられたテーパー型電極と、
前記送信側電極を伝播する弾性波を受信側電極に転移させるために前記アポダイズ型電極及び前記テーパー型電極の間に設けられ、前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域のＹ方向全体に臨む領域から前記テーパー型電極における電極指群の配列領域のＹ方向全体に臨む領域に亘って、Ｙ方向に互いに平行に伸びる複数本の電極指を備えたマルチストリップカプラと、を備えていることを特徴とする。
前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域と前記テーパー型電極における電極指群の配列領域とのＹ方向の寸法は、同じに設定されていても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、送信側電極及び受信側電極としてアポダイズ型電極及びテーパー型電極の一方及び他方を夫々圧電基板上に配置すると共に、これら電極間にマルチストリップカプラを設けて、送信側電極を伝搬する弾性波を受信側電極に転移させている。そのため、送信側電極から受信側電極に向かう弾性波を、弾性波の伝搬方向に直交する方向に亘って励振強度及び周波数分布の揃った弾性波に変換できるので、いわば設計手法の互いに異なるアポダイズ電極及びテーパー型電極を一組の送信側電極及び受信側電極の一方及び他方として用いることができる。従って、通過周波数帯域よりも高域側の減衰傾度が急峻で且つ通過周波数帯域の平坦性が良好な広帯域の弾性波フィルタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】前記弾性波フィルタにおいて弾性波が伝搬する様子を示す模式図である。
【図３】前記弾性波フィルタにおいて弾性波が伝搬する様子を示す模式図である。
【図４】前記弾性波フィルタにおいて弾性波が伝搬する様子を示す模式図である。
【図５】前記弾性波フィルタにおいて得られた周波数特性を示す特性図である。
【図６】前記弾性波フィルタの他の例を示す平面図である。
【図７】前記他の例の弾性波フィルタにおいて弾性波が伝搬する様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態の弾性波フィルタ例えばＳＡＷフィルタの一例について、図１を参照して説明する。このＳＡＷフィルタは、例えばＬｉＴａＯ3などからなる圧電基板１１において、即ち結晶のＸ軸に垂直な面で切断し、Ｙ軸から１１２°回転したＹ’軸方向に弾性波が伝搬するタンタル酸リチウムの表面において、弾性波の伝搬方向に互いに離間して形成された送信側（入力側）ＩＤＴ電極１２及び受信側（出力側）ＩＤＴ電極１３を備えている。従って弾性波は、圧電基板１１の長手方向であるＸ方向（図１中左右方向）に沿って、当該圧電基板１１の２つの短辺２、３のうち一方側（図１中左側）の短辺２と他方側（図１中右側）の短辺３との間において伝搬する。この例では、圧電基板１１上において送信側ＩＤＴ電極１２は図１中一方側の短辺２に近接する領域に配置され、受信側ＩＤＴ電極１３は他方側の短辺３に近接する領域に配置されている。尚、既述の「Ｘ方向」及び以下において説明する「Ｙ方向」とは、圧電基板１１の結晶方位とは無関係である。
【００１３】
これらのＩＤＴ電極１２、１３は、弾性波の伝搬方向に沿って互いに平行となるように配置された一対のバスバー１４ａ、１４ｂと、これらのバスバー１４ａ、１４ｂの各々から対向するバスバー１４ｂ、１４ａ側に向かって櫛歯状に伸び出す複数の電極指１５と、を各々備えている。これら電極１２、１３において、一対のバスバー１４ａ、１４ｂ間にて電極指１５の配置された領域を配列領域１６と呼ぶと、各々の配列領域１６では、電極１２、１３における電極指１５の幅寸法と電極指１５、１５間の離間寸法とからなる周期単位λに対応する波長の弾性波が伝搬するように各々構成されている。
【００１４】
この例では、送信側ＩＤＴ電極１２のバスバー１４ａ、１４ｂのうち一のバスバー１４ａは、圧電基板１１の２つの長辺４、５のうち一方側の長辺４に近接する領域に配置されて入力ポート２１に接続されている。送信側ＩＤＴ電極１２の他のバスバー１４ｂは、圧電基板１１の中央部側に配置されて接地されている。また、受信側ＩＤＴ電極１３におけるバスバー１４ａ、１４ｂのうち一のバスバー１４ａは、圧電基板１１の２つの長辺４、５のうち、前記送信側ＩＤＴ電極１２におけるバスバー１４ａの近接配置された一方側の長辺４とは異なる他方側の長辺５に近接する領域に配置されて出力ポート２２に接続されている。受信側ＩＤＴ電極１３の他のバスバー１４ｂは、圧電基板１１の中央部側に配置されて接地されている。尚、これらの電極１２、１３については、圧電基板１１上の領域と区別するため、ハッチングを付している。
【００１５】
次に、送信側ＩＤＴ電極１２における電極指１５の配置レイアウトについて説明する。送信側ＩＤＴ電極１２の電極指１５は、弾性波の伝搬方向に対して各々直交するように配置されている。この電極１２は、配列領域１６において互いに隣接する電極指１５、１５同士の交差する部位（弾性波の励振領域）の長さ寸法（交差幅）が弾性波の伝搬方向に沿って変化するようにアポダイズ型に各々重みづけられている。
【００１６】
具体的には、弾性波の伝搬方向（Ｘ方向）における中央位置にてバスバー１４ａ、１４ｂ間に亘って交差幅が長く形成されており、当該中央位置からＸ方向両側に向かって交差幅が徐々に小さくなるように各電極指１５が配置されてメインローブＭをなしている。このメインローブＭのＸ方向における両側には、サイドローブＳが複数箇所に各々形成されており、各々のサイドローブＳでは、Ｘ方向の中央位置から両側に向かうにつれて徐々に交差幅が小さくなるように電極指１５が配置されている。これらのサイドローブＳにおける最大交差幅は、メインローブＭから離れるにつれて小さくなっている。従って、この送信側ＩＤＴ電極１２において、弾性波の伝搬方向に対して直交する方向（Ｙ方向）における中央位置では、バスバー１４ａ、１４ｂに近接する領域よりも電極指１５、１５の対数が多くなっており、当該中央位置からバスバー１４ａ、１４ｂに向かうにつれて対数が少なくなっている。この例では、前記中央位置における電極指１５の対数は、例えば１５０対となっている。
【００１７】
受信側ＩＤＴ電極１３は、一のバスバー１４ａから他のバスバー１４ｂに向かって既述の周期単位λが徐々に広がるように電極指１５が配置されたテーパー型電極として構成されている。また、受信側ＩＤＴ電極１３においては、電極指１５の対数は、例えば８６対に設定されている。これらの電極１２、１３の各々の配列領域１６、１６は、この例ではＹ方向における長さ寸法が互いに等しくなっている。ここで、既述の送信側ＩＤＴ電極１２の周期単位λをλ１、受信側ＩＤＴ電極１３においてバスバー１４ａ及びバスバー１４ｂに夫々近接する領域の周期単位λを夫々λ２、λ３とすると、λ１とλ２及びλ３との間の差（（λ１−λ２）／λ１、（λ１−λ３）／λ１）は、夫々数％程度以下例えば−３．８％〜＋２．６％となっている。
【００１８】
そして、これらの電極１２、１３は、弾性波の伝搬方向に対して直交する方向（Ｙ方向）において、互いの配列領域１６、１６同士が互いに離れるように（重なり合わないように）並べられており、既述のように送信側ＩＤＴ電極１２は図１中一方側の長辺４側に配置され、受信側ＩＤＴ電極１３は同図中他方側の長辺５側に配置されている。言い換えると、送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３は、圧電基板１１の短辺方向（Ｙ方向）における概略中央位置を弾性波の伝搬方向に沿って平行に伸びるライン３０において、送信側ＩＤＴ電極１２のバスバー１４ｂにおける電極指１５の接続されている側の端部と、受信側ＩＤＴ電極１３のバスバー１４ｂにおける電極指１５の接続されている側の端部と、が一列に並ぶように各々配置されている。
【００１９】
これら電極１２、１３間には、マルチストリップカプラ３２が配置されており、このマルチストリップカプラ３２は、送信側ＩＤＴ電極１２において弾性波が伝搬する領域（配列領域１６）から、受信側ＩＤＴ電極１３において弾性波が伝搬する領域に、弾性波が伝搬する伝搬領域を転移させるためのものである。このマルチストリップカプラ３２は、弾性波の伝搬方向に対して直交する方向に互いに平行になるように、各々ライン状に配置された複数本の電極指３１を備えている。
【００２０】
各々の電極指３１は、送信側ＩＤＴ電極１２のバスバー１４ａに沿って伸びるライン及び受信側ＩＤＴ電極１３のバスバー１４ａに沿って伸びるラインを夫々端部ライン３３、３４とすると、これら端部ライン３３、３４間に亘って各々配置されている。言い換えると、各々の電極指３１は、配列領域１６、１６をＹ方向全体に臨む領域に亘って形成されている。従って、マルチストリップカプラ３２は、長さ方向における中央位置が既述のライン３０上に位置している。この電極指３１の本数は、例えば５５０本に設定されている。このマルチストリップカプラ３２において弾性波の伝搬領域が転移する理由について、図２を参照して簡単に説明する。
【００２１】
送信側ＩＤＴ電極１２において弾性波が伝搬する領域（配列領域１６）をトラックＴｒ１、受信側ＩＤＴ電極１３の配列領域１６をトラックＴｒ２とすると、送信側ＩＤＴ電極１２からトラックＴｒ１の弾性波がマルチストリップカプラ３２に入射すると、トラックＴｒ１及びトラックＴｒ２の両方において各々励振する２種類の弾性波Ｐｓ、Ｐａが発生する（分離される）。弾性波Ｐｓは、これらのトラックＴｒ１及びトラックＴｒ２において弾性波が互いに同じ変位（位相）で励振する対称モードの弾性波であり、一方弾性波Ｐａは、前記ライン３０を節としてこれらトラックＴｒ１、Ｔｒ２間の位相が互いに逆になるように励振する反対称モードの弾性波である。反対称モードの弾性波Ｐａは、これらトラックＴｒ１、Ｔｒ２間において互いに電荷を打ち消し合いながら伝搬していくので、対称モードの弾性波Ｐｓよりも伝搬速度が遅くなる。
【００２２】
従って、これら弾性波Ｐｓ、Ｐａが受信側ＩＤＴ電極１３に向かって夫々伝搬するにつれて、トラックＴｒ１では弾性波Ｐｓ、Ｐａの位相が互いにずれていくことになる。そのため、マルチストリップカプラ３２では、当該マルチストリップカプラ３２からこれら弾性波Ｐｓ、Ｐａが出力される時に、対称モードの弾性波ＰｓにおいてはトラックＴｒ１、Ｔｒ２のいずれについても正の振幅が極大となり、一方反対称モードの弾性波ＰａにおいてはトラックＴｒ１の振幅が負の極大になると共にトラックＴｒ２の振幅が正の極大となるように電極指３１の本数（弾性波Ｐｓ、Ｐａの伝搬路の長さ）を設定している。これによって、マルチストリップカプラ３２から出力される弾性波であるこれら弾性波Ｐｓ、Ｐａの合成波は、トラックＴｒ１とは異なるトラックＴｒ２において発生することになる。尚、図２ではフィルタを模式的に示している。
【００２３】
この時、マルチストリップカプラ３２では、これらの弾性波Ｐｓ、Ｐａは、既述の図２に示したように、各々のトラックＴｒ１、Ｔｒ２において、開口長方向（Ｙ方向）に亘ってエネルギーが揃うように発生する。即ち、マルチストリップカプラ３２の電極指３１は、弾性波の伝搬方向に対して直交する方向（Ｙ方向）に形成されているので、Ｙ方向には電気的に短絡していることになる。従って、例えばＹ方向においてマルチストリップカプラ３２のトラックＴｒ１のある一部分だけに弾性波が入射したとしても、Ｙ方向に亘ってエネルギーの揃った（ならされた）いわば矩形状の弾性波Ｐｓ、Ｐａとなる。
【００２４】
そのため、図３に示すように、開口長方向（Ｙ方向）において中央部側では両端部側よりもエネルギーの大きいトラックＴｒ１の弾性波が送信側ＩＤＴ電極１２からマルチストリップカプラ３２に入射したとしても、各々のトラックＴｒ１、Ｔｒ２において、電極指３１の長さ方向に亘って強度の揃った弾性波Ｐｓ、Ｐａが伝搬する。即ち、送信側ＩＤＴ電極１２の例えばサイドローブＳにおいて交差幅がバスバー１４ａ、１４ｂ間の離間寸法（開口長）よりも小さい領域において発生した弾性波であっても、マルチストリップカプラ３２に到達すると、マルチストリップカプラ３２の各々の電極指３１の長さ方向に亘って均一に励振する弾性波Ｐｓ、Ｐａとして伝搬して行くことになる。
【００２５】
続いて、フィルタ全体の構成の説明に戻ると、ＩＤＴ電極１２、１３の側方位置における圧電基板１１の端部に近接する領域には、これらＩＤＴ電極１２、１３を介して伝搬する不要波を吸収するために、既述の端部ライン３３、３４間に亘って形成された例えばシリコーンゴムなどからなる吸収材５０、５０が各々配置されている。
【００２６】
このフィルタにおいて入力ポート２１から電気信号が入力されると、送信側ＩＤＴ電極１２にて弾性波が発生する。既述のように送信側ＩＤＴ電極１２では、Ｙ方向における中央領域においてバスバー１４ａ、１４ｂに近接する領域よりも電極指１５、１５の対数が多くなっている。そのため、送信側ＩＤＴ電極１２からマルチストリップカプラ３２に向かって出力される弾性波は、図４に模式的に示すように、前記中央位置ではバスバー１４ａ、１４ｂ側よりも弾性波のエネルギーが大きくなる。
【００２７】
この弾性波は、図２中Ｘ方向両側に向かって伝搬していき、受信側ＩＤＴ電極１３に向かって伝搬する弾性波についてはマルチストリップカプラ３２へと到達する。このマルチストリップカプラ３２では、既述のように各々のトラックＴｒ１、Ｔｒ２において矩形の弾性波Ｐｓ、Ｐａが発生して、これら弾性波Ｐｓ、Ｐａの合成波が受信側ＩＤＴ電極１３に向かって出力される。そして、マルチストリップカプラ３２から出力される合成波は、トラックＴｒ２において発生すると共に、Ｙ方向に亘ってエネルギーの揃った弾性波となる。
【００２８】
そして、このトラックＴｒ２の弾性波は、受信側ＩＤＴ電極１３に伝搬していき、当該受信側ＩＤＴ電極１３において電気信号に変換されて出力ポート２２から取り出される。この時、受信側ＩＤＴ電極１３に伝搬する弾性波の周期単位λは、Ｙ方向に亘って一様に送信側ＩＤＴ電極１２における周期単位λ１と同じ値となっている。一方、受信側ＩＤＴ電極１３では、電極指１５がテーパー状に配置されているので、バスバー１４ａからバスバー１４ｂに向かって周期単位λが大きくなっている。そのため、受信側ＩＤＴ電極１３に伝搬する弾性波の周期単位λ１と、当該受信側ＩＤＴ電極１３の電極指１５群によって構成される周期単位λ２〜λ３とでは、Ｙ方向において互いに差の生じる場合がある。
【００２９】
しかし、送信側ＩＤＴ電極１２から送信される（受信側ＩＤＴ電極１３に到達する）弾性波は周期単位λ１から短波長側及び高波長側に各々ある程度の広がり（範囲）を持っており、また受信側ＩＤＴ電極１３にて受信できる弾性波についても同様に周期単位λ２〜λ３の夫々から低波長側及び高波長側に各々ある程度の広がりを持っている。更に、既述のように周期単位λ１と周期単位λ２及びλ３との間の差を夫々数％程度にしている。そのため、マルチストリップカプラ３２から受信側ＩＤＴ電極１３に向かって伝搬する弾性波は、エネルギーのロスが抑えられた状態で当該受信側ＩＤＴ電極１３にて受信される。
【００３０】
図５には、このフィルタの構成に基づいて得られた周波数特性を示している。図５において、受信側ＩＤＴ電極１３の中心周波数が４２０ＭＨｚ、帯域幅が２０ＭＨｚとなるようにフィルタを設計すると共に、電極１２、１３の電極指１５の対数を夫々１５０対及び８６対、マルチストリップカプラ３２の電極指３１の本数を５５０本としている。この図５から、従来のフィルタ（送信側及び受信側電極としていずれもテーパー型の電極を用いた場合）と比較して、シェイプファクタ−（４０ｄＢ減衰幅と３ｄＢ減衰幅との比）は、１．４８から１．３９へと改善されていた。
【００３１】
尚、送信側ＩＤＴ電極１２においては、弾性波と共に当該弾性波とは励振モードの異なるバルク波などの不要波も発生するが、この不要波はマルチストリップカプラ３２においてトラック転移されずに、送信側ＩＤＴ電極１２から図４中受信側ＩＤＴ電極１３が形成されていない領域を伝搬して吸収材５０にて吸収される。また、送信側ＩＤＴ電極１２から圧電基板１１の端部に向かって伝搬する弾性波及び受信側ＩＤＴ電極１３を通過する弾性波についても同様に吸収材５０において吸収される。
【００３２】
上述の実施の形態によれば、送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３としてアポダイズ型電極及びテーパー型電極の一方側及び他方側を夫々配置すると共に、これらＩＤＴ電極１２、１３間にマルチストリップカプラ３２を設けて、送信側ＩＤＴ電極１２を伝搬する弾性波を受信側ＩＤＴ電極１３に転移させている。そのため、送信側ＩＤＴ電極１２から受信側ＩＤＴ電極１３に向かう弾性波を、受信側ＩＤＴ電極１３における一対のバスバー１４ａ、１４ｂ間に亘って励振強度の揃った弾性波に変換できるので、いわば設計手法の互いに異なるアポダイズ電極及びテーパー型電極を一組の送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３として用いることができる。即ち、従来であれば一組の送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３として一つのフィルタを構成できなかったあるいは構成が困難であったアポダイズ型電極及びテーパー型電極を用いて一つのフィルタを構成できるので、これらアポダイズ型電極及びテーパー型電極の夫々の長所を利用することができる。従って、通過周波数帯域よりも高域側の減衰傾度が急峻で且つ通過周波数帯域の平坦性が良好な広帯域の弾性波フィルタを得ることができる。
【００３３】
既述の例では、送信側ＩＤＴ電極１２にアポダイズ型電極を配置し、受信側ＩＤＴ電極１３にテーパー型電極を配置したが、図６に示すように、送信側ＩＤＴ電極１２及び受信側ＩＤＴ電極１３に夫々テーパー型電極及びアポダイズ型電極を用いても良い。この場合には、図７に模式的に示すように、送信側ＩＤＴ電極１２からマルチストリップカプラ３２に入射する弾性波は、バスバー１４ａからバスバー１４ｂに向かって、周期単位λがλ２〜λ３までに亘って徐々に大きくなっている。しかし、マルチストリップカプラ３２では、当該マルチストリップカプラ３２の電極指３１の周期単位λとは異なる周期単位λの弾性波についても、広い周期単位λに亘ってトラック転移が起こる。
【００３４】
そのため、図７に示すように、夫々の周期単位λ２〜λ３の弾性波は、既述の例と同様に、トラックＴｒ２においてＹ方向に亘って個別に一様な分布となるようにマルチストリップカプラ３２から出力される。即ち、マルチストリップカプラ３２により、Ｙ方向に亘って周波数分布の揃った弾性波がトラックＴｒ２において出力される。そして、アポダイズ型電極の受信側ＩＤＴ電極１３においても既述の例と同様に、当該受信側ＩＤＴ電極１３の周期単位λ１とは僅かに異なる周期単位λ２〜λ３の弾性波であってもエネルギーのロスが抑えられた状態で受信される。従って、このフィルタにおいても既述の例と同様の効果が得られる。尚、図７では、マルチストリップカプラ３２から受信側ＩＤＴ電極１３に向かって出力される各トラックＴｒ２〜Ｔｒ３の弾性波について、模式的に各々側方側にずらして描画している。
【００３５】
既述の各例では、各電極１２、１３の夫々の周期単位λ１と周期単位λ２、λ３との間の差を数％程度に設定したが、十数％であっても良く、その場合にはエネルギーのロスが抑えられた状態で受信側ＩＤＴ電極１３にて弾性波が受信されるように、各々の電極１２、１３において特性が夫々調整されることになる。また、配列領域１６、１６のＹ方向の寸法が互いに等しくなるように各電極１２、１３を形成したが、これら電極１２、１３の間のインピーダンスを調整するために、互いの配列領域１６、１６のＹ方向の寸法が異なるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３６】
１１ 圧電基板
１２ 送信側ＩＤＴ電極
１３ 受信側ＩＤＴ電極
１４ バスバー
１５ 電極指
１６ 配列領域
３１ 電極指
３２ マルチストリップカプラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に送信側電極及び受信側電極の一方として形成され、互いに平行にＸ方向に伸びる一対のバスバー及びこれら一対のバスバーの各々から対向するバスバー側に向かってＸ方向に直交するＹ方向に櫛歯状に各々伸び出す電極指群を備えると共に、電極指の交差幅がＸ方向に沿って変化するようにアポダイズ型に重みづけられたアポダイズ型電極と、
前記圧電基板上に送信側電極及び受信側電極の他方として形成され、互いに平行にＸ方向に伸びる一対のバスバー及びこれら一対のバスバー間においてテーパー状に配置された電極指群を備えると共に、前記アポダイズ型電極に対してＸ方向に離間しかつ電極指群の配列領域が前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域に対してＹ方向に離間するように設けられたテーパー型電極と、
前記送信側電極を伝播する弾性波を受信側電極に転移させるために前記アポダイズ型電極及び前記テーパー型電極の間に設けられ、前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域のＹ方向全体に臨む領域から前記テーパー型電極における電極指群の配列領域のＹ方向全体に臨む領域に亘って、Ｙ方向に互いに平行に伸びる複数本の電極指を備えたマルチストリップカプラと、を備えていることを特徴とする弾性波フィルタ。
【請求項２】
前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域と前記テーパー型電極における電極指群の配列領域とのＹ方向の寸法は、同じに設定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１】
圧電基板上に送信側電極及び受信側電極の一方として形成され、互いに平行にＸ方向に伸びる一対のバスバー及びこれら一対のバスバーの各々から対向するバスバー側に向かってＸ方向に直交するＹ方向に櫛歯状に各々伸び出す電極指群を備えると共に、電極指の交差幅がＸ方向に沿って変化するようにアポダイズ型に重みづけられたアポダイズ型電極と、
前記圧電基板上に送信側電極及び受信側電極の他方として形成され、互いに平行にＸ方向に伸びる一対のバスバー及びこれら一対のバスバー間においてテーパー状に配置された電極指群を備えると共に、前記アポダイズ型電極に対してＸ方向に離間しかつ電極指群の配列領域が前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域に対してＹ方向に離間するように設けられたテーパー型電極と、
前記送信側電極を伝播する弾性波を受信側電極に転移させるために前記アポダイズ型電極及び前記テーパー型電極の間に設けられ、前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域のＹ方向全体に臨む領域から前記テーパー型電極における電極指群の配列領域のＹ方向全体に臨む領域に亘って、Ｙ方向に互いに平行に伸びる複数本の電極指を備えたマルチストリップカプラと、を備えていることを特徴とする弾性波フィルタ。
【請求項２】
前記アポダイズ型電極における電極指群の配列領域と前記テーパー型電極における電極指群の配列領域とのＹ方向の寸法は、同じに設定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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−４６８２（Ｐ２０１２−４６８２Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３５４１６（Ｐ２０１０−１３５４１６）
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【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１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【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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