弾性波共振器及びこれを用いたラダー型フィルタ
【課題】本発明は弾性波フィルタのロスの発生を抑制することを目的とする。
【解決手段】この目的を達成するために、本発明は圧電基板１の上に設けられた第１のインターディジタルトランスデューサ電極Ａ１を有する第１の弾性波共振子Ａと、圧電基板１の上に設けられた第２のインターディジタルトランスデューサ電極Ｂ１を有する第２の弾性波共振子Ｂとを備えた弾性波共振器であって、第１の弾性波共振子Ａの交差幅Ｌ１と、第２の弾性波共振子Ｂの交差幅Ｌ２が所定の関係を満たすようにする。
この構成により、横モードスプリアスの発生周波数を分散することができ、ロスを改善することが出来る。
【解決手段】この目的を達成するために、本発明は圧電基板１の上に設けられた第１のインターディジタルトランスデューサ電極Ａ１を有する第１の弾性波共振子Ａと、圧電基板１の上に設けられた第２のインターディジタルトランスデューサ電極Ｂ１を有する第２の弾性波共振子Ｂとを備えた弾性波共振器であって、第１の弾性波共振子Ａの交差幅Ｌ１と、第２の弾性波共振子Ｂの交差幅Ｌ２が所定の関係を満たすようにする。
この構成により、横モードスプリアスの発生周波数を分散することができ、ロスを改善することが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波共振器及びこれを用いたラダー型フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の弾性波共振器として、図１０に示すごとく、共振周波数の異なる弾性波共振子Ｅ、Ｆ、Ｇを並列に接続する構成を採用していた。この構成とすることにより、通過帯域幅を拡大させることができた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７７９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の弾性波共振器では、スプリアスによりロスが大きいことが問題となっていた。
【０００６】
すなわち、交差幅の等しい弾性波共振子Ｅ、Ｆ、Ｇを並列接続すると、弾性波共振子Ｅ、Ｆ、Ｇそれぞれに横モードスプリアスが発生した場合、それらは図１１、図１２に示すごとく各弾性波共振子Ｅ、Ｆ、Ｇにおいて同じ周波数に現れるため、各弾性波共振子Ｅ、Ｆ、Ｇの横モードスプリアスが強め合い、弾性波共振器の通過域におけるロスが大きくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、弾性波共振器のロスの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明の弾性波共振器は、圧電基板上に設けられた第１のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第１の弾性波共振子と、圧電基板上に設けられた第２のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第２の弾性波共振子とを備え、第１の弾性波共振子と前記第２の弾性波共振子とは電気的に接続され、第１の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅をＬ１とすると、第２の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅であるＬ２は、以下の式を満たすことを特徴とする。
【０００９】
Ｌ２≠Ｌ１＋ｎＳ
ただし、ｎは整数を表し、Ｓは前記第１の弾性波共振子において、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の変化量を表す。
【００１０】
この構成により、弾性波共振器が備えるそれぞれの弾性波共振子に発生する横モードスプリアスが同一周波数に重なることがないので、弾性波共振器の通過域におけるロスを抑圧することができる。
【発明の効果】
【００１１】
このような構成により、横モードスプリアスの影響の少ない低ロスな弾性波共振器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における弾性波共振器を表す図
【図２】本発明の実施の形態１における交差幅と横モードスプリアスの関係図
【図３】本発明の実施の形態１における弾性波共振器のアドミタンス特性図
【図４】本発明の実施の形態１における弾性波共振器の通過特性図
【図５】本発明の実施の形態１における直列接続による弾性波共振器の上面図
【図６】本発明の実施の形態２における弾性波共振器を表す図
【図７】本発明の実施の形態２における弾性波共振器のアドミタンス特性図
【図８】本発明の実施の形態３におけるラダー型フィルタを表す図
【図９】本発明の実施の形態３における直列接続によるラダー型フィルタを表す図
【図１０】従来の弾性波共振器の回路構成図
【図１１】従来の弾性波共振器におけるアドミタンス特性図
【図１２】従来の弾性波共振器における通過特性図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、これら実施の形態によって限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
本実施の形態に示す弾性波共振器は、図１に示すごとく、ニオブ酸リチウムからなる圧電基板１と、前記圧電基板１上方に設けられた第１、第２の弾性波共振子Ａ、Ｂを備えている。弾性波共振子Ａと弾性波共振子Ｂは電気的に並列接続されている。
【００１５】
第１の弾性波共振子Ａはインターディジタルトランスデューサ電極Ａ１とグレーティング反射器Ａ２、Ａ３を備えている。このグレーティング反射器Ａ２、Ａ３は、インターディジタルトランスデューサ電極Ａ１を弾性波伝搬方向に挟むように配置されている。
【００１６】
インターディジタルトランスデューサ電極Ａ１は、バスバーＡ１１と、このバスバーＡ１１に電気的に接続された複数本の櫛形電極Ａ１２と、バスバーＡ１４と、このバスバーＡ１４に電気的に接続された複数本の櫛形電極Ａ１３とからなる。また、櫛形電極Ａ１２と櫛形電極Ａ１３は交差しており、その交差幅はＬ１である。バスバーＡ１１は入力端子２に電気的に接続されており、バスバーＡ１４は出力端子３に電気的に接続されている。
【００１７】
グレーティング反射器Ａ２、Ａ３は、バスバーＡ２１、Ａ３１に電気的に接続された周期がＰ１／２の櫛形電極Ａ２２、Ａ３２からなる。
【００１８】
第２の弾性波共振子Ｂはインターディジタルトランスデューサ電極Ｂ１とグレーティング反射器Ｂ２、Ｂ３を備えている。このグレーティング反射器Ｂ２、Ｂ３は、インターディジタルトランスデューサ電極Ｂ１を弾性波伝播方向に挟むように配置されている。
【００１９】
インターディジタルトランスデューサ電極Ｂ１は、バスバーＢ１１と、このバスバーＢ１１に電気的に接続された複数本の櫛型電極Ｂ１２と、バスバーＢ１４と、このバスバーＢ１４に電気的に接続された複数本の櫛型電極Ｂ１３とからなる。また、櫛形電極Ｂ１２と櫛形電極Ｂ１３は交差しており、その交差幅はＬ２である。なお、この交差幅Ｌ２は、第１の弾性波共振子Ａの交差幅Ｌ１よりも小さい。バスバーＢ１１は入力端子２に電気的に接続されており、バスバーＢ１４は出力端子３に電気的に接続されている。
【００２０】
グレーティング反射器Ｂ２、Ｂ３は、バスバーＢ２１、Ｂ３１に電気的に接続された周期がＰ２／２の櫛形電極Ｂ２２、Ｂ３２からなる。
【００２１】
このように弾性波共振子Ａをなす櫛形電極Ａ１２と櫛形電極Ａ１３との交差幅Ｌ１と、弾性波共振子Ｂをなす櫛形電極Ｂ１２と櫛形電極Ｂ１３との交差幅Ｌ２とを異ならせることによって、横モードスプリアスの影響の少ない低ロスな弾性波共振器を実現することができる。以下、交差幅と横モードスプリアスの関係について説明する。
【００２２】
横モードスプリアスとは、弾性波伝搬方向と直交する方向に定在波が立つことに起因して通過帯域内に生じるスプリアスである。特に、圧電基板としてニオブ酸リチウムを用いた場合には、横モードスプリアスが顕著に発生するため、弾性波共振子の共振性能を劣化させる原因の１つとなっている。
【００２３】
ここで、複数の弾性波共振子を並列又は直列に接続した従来の弾性波共振器は、単一の弾性波共振子と比べて、通過帯域内に生じるスプリアスが大きいという課題があった。解析の結果、この課題は、各弾性波共振子にそれぞれ発生する横モードスプリアスの周波数が一致していることに起因していることが分かった。すなわち、各弾性波共振子に発生する横モードスプリアスが互いに強め合った結果、通過帯域内に深いスプリアスを生じさせていた。
【００２４】
図２は、交差幅と横モードスプリアスの発生周期の関係を解析した結果である。このグラフにおいて、横軸は交差幅を示し、縦軸は位相速度（＝周波数×櫛型電極のピッチ）を表している。例えば、交差幅がＬａ（＝１０Ｗ／ｌａｍｂｄａ）の場合、黒丸で示した各ポイントに対応する位相速度ＰＶ１〜ＰＶ６に横モードスプリアスが発生する。このグラフより、交差幅を調整することにより、横モードスプリアスが発生する位相速度を調整できることが分かる。すなわち、交差幅と櫛型電極のピッチを調整することにより、横モードスプリアスが発生する周波数を調整することができる。
【００２５】
本実施の形態では、この関係を利用し、同一ピッチの弾性波共振子Ａ、Ｂにおいて、弾性波共振子Ａをなす櫛形電極Ａ１２と櫛形電極Ａ１３との交差幅Ｌ１と、弾性波共振子Ｂをなす櫛形電極Ｂ１２と櫛形電極Ｂ１３との交差幅Ｌ２とを異ならせている。この構成により、弾性波共振子Ａ及びＢにそれぞれ生じる横モードスプリアスの発生周波数を分散させることができ、弾性波共振器の低ロス化を実現することができる。
【００２６】
なお、弾性波共振子ＡのピッチＰ１と弾性波共振子ＢのピッチＰ２を等しくし、弾性波共振子の共振周波数を一致させることにより、ロスを最小に抑えることができる。逆に、Ｐ１とＰ２を異ならしめることにより、通過帯域、及び減衰帯域の帯域幅を広げることが可能となり、設計自由度を大きくすることができる。この場合には、ピッチＰ１、Ｐ２も考慮した上で交差幅Ｌ１、Ｌ２を設計すればよい。
【００２７】
ここで、図２から分かるように、交差幅を変えた場合であっても、同一の周波数に横モードスプリアスが発生してしまうことがある。例えば、弾性波共振子Ａの交差幅Ｌ１をＬａ（１０Ｗ／ｌａｍｂｄａ）とし、弾性波共振子Ｂの交差幅Ｌ２をＬｂ（約１３Ｗ／ｌａｍｂｄａ）とした場合には、弾性波共振子Ａ、Ｂともに位相速度ＰＶ３の位置に横モードスプリアスが発生する。その結果、この位置の横モードスプリアスが互いに強め合い、弾性波共振器の通過帯域内のロスが大きくなってしまう。
【００２８】
従って、弾性波共振子Ａ、Ｂにそれぞれ発生する横モードスプリアスが同一周波数に重ならないようにするためには、以下の（数１）の関係を満たすように、交差幅Ｌ１、Ｌ２を設計すればよい。ただし、ｎは整数を表し、Ｓは弾性波共振子Ａにおいて、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の周期を表す。
【００２９】
（数１）Ｌ２≠Ｌ１＋ｎＳ
さらに、以下の（数２）の関係を満たすように、交差幅Ｌ１、Ｌ２を設計することにより、より効果的に横モードスプリアスを効果的に分散させることができる。
【００３０】
（数２）Ｌ２＝Ｌ１＋（ｎ＋１／２）Ｓ
なお、（数１）又は（数２）において、交差幅Ｌ２はＳに対して２０％程度の幅を有してもよい。弾性波共振器の通過帯域内において、Ｓは２０％程度の幅があるため、この範囲内であれば、横モードスプリアスの分散効果を生じるからである。
【００３１】
以上のように、弾性波共振器が備える弾性波共振子の交差幅を（数１）又は（数２）の関係を満たすように設計することにより、弾性波共振器の通過帯域におけるロスを低減することができる。
【００３２】
図３及び図４は、本実施の形態における弾性波共振器の特性を示している。図３に示す本実施の形態における構成におけるアドミタンスの周波数特性と、図１１に示す従来構成におけるアドミタンスの周波数特性とを比較すると、本実施の形態の構成により、共振周波数Ａと反共振周波数Ｂとの間に見られた横モードスプリアスが分散され、１つ当たりの絶対値が低減されていることがわかる。さらに、図４に示す本実施の形態における損入損失の周波数特性と、図１２に示す従来の構成における損入損失の周波数特性とを比較すると、本実施の形態の構成により、スプリアスが分散され、１つ当たりの絶対値が低減されていることがわかる。
【００３３】
ここで交差幅Ｌ１＜交差幅Ｌ２とすることにより、弾性波共振子Ａ、Ｂの静電容量Ｃ１、Ｃ２は静電容量Ｃ１＜静電容量Ｃ２となる。そこで弾性波共振子Ａ、Ｂの対数Ｎ１、Ｎ２に対し対数Ｎ２＜対数Ｎ１とすることでＣ１とＣ２の比を緩和させることが望ましい。
【００３４】
なお、本構成は１個のインターディジタルトランスデューサ電極の両側を２個のグレーティング反射器で挟んだ弾性波共振子のみならず、２個以上のインターディジタルトランスデューサ電極を伝搬路上に配置した構成においても横モードスプリアスの抑圧に有効である。
【００３５】
なお、本実施の形態では、弾性波共振子Ａ、Ｂを並列接続した構成について説明していたが、３個以上の弾性波共振子を並列接続することもできる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、弾性波共振子Ａ、Ｂを並列接続した構成について説明していたが、図５のように、弾性波共振子Ａ、Ｂを直列接続することもできる。これにより、弾性波共振子１つあたりに印加される電圧を低減することができ、弾性波共振器の耐電圧性能を向上させることができるとともに、交差幅を（数１）又は（数２）の関係とすることにより、横モードスプリアスを抑圧することができる。
【００３７】
なお、本発明による弾性波共振器を用いて弾性波フィルタを構成した場合、通過帯域内に生じる横モードスプリアスを効果的に抑制することができ低ロス化が可能となる。
【００３８】
なお、図１に示す圧電基板１の回転Ｙ板のカット角を−３０°〜＋３０°程度とすることが望ましい。カット角をこの範囲とすることにより、広帯域な弾性波フィルタを実現することができる。
【００３９】
なお、インターディジタルトランスデューサ電極Ａ１、Ｂ１の内少なくとも一方を弾性波の波長の１５％以上の厚みのＳｉＯ2薄膜で覆うことで、弾性波のロスを低減できるとともに、温度特性をも改善することができる。
【００４０】
なお、本構成を用いて送信フィルタと受信フィルタを構成することで低ロスである弾性波アンテナ共用器を構成することができる。
【００４１】
（実施の形態２）
実施の形態２の特徴部分について、実施の形態１の差異を中心に説明する。
【００４２】
図６に示すごとく、弾性波共振子Ｃは、圧電基板１の上にインターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５とグレーティング反射器Ｃ１６、Ｃ１７を備えている。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５は弾性波伝搬路上に配置されており、グレーティング反射器Ｃ１６、Ｃ１７はインターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５を挟むように配置されている。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５の交差幅はＬ１である。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５は入力電極４に電気的に接続され、インターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１２、Ｃ１４は出力電極５に電気的に接続されている。
【００４３】
弾性波共振子Ｄは、圧電基板１の上にインターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５とグレーティング反射器Ｄ１６、Ｄ１７を備えている。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５は弾性波伝搬路上に配置されており、グレーティング反射器Ｄ１６、Ｄ１７はインターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５を挟むように配置されている。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５の交差幅はＬ２である。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１３、Ｄ１５は入力電極４に電気的に接続され、インターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１２、Ｄ１４は出力電極６に電気的に接続されている。
【００４４】
ここで、第２の弾性波共振子Ｄの交差幅Ｌ２は第１の弾性波共振子Ｃの交差幅Ｌ１よりも小さい構成となっている。この交差幅Ｌ１、Ｌ２の関係を、（数１）を満たすようにすることにより、図７に示すごとく、横モードスプリアスを分散させることができる。また、（数２）を満たすようにすることにより、さらに効果的に横モードスプリアスを分散させることができる。
【００４５】
また、実施の形態２では、各々５個のインターディジタルトランスデューサ電極を持つ弾性波共振子について述べたが、インターディジタルトランスデューサ電極の数は５個に限らずスプリアス抑制効果は得られる。
【００４６】
なお、弾性波共振子Ｃのインターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５の交差幅を全て等しくすることで損失の少ない弾性波共振器を構成することができる。またインターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５の交差幅を異ならしめることにより、さらに横モードスプリアスを分散させることができる。これは第２の弾性波共振子Ｄのインターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５の交差幅においても同様である。
【００４７】
なお、弾性波共振子ＣのピッチＰ８、Ｐ９、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２と弾性波共振子ＤのピッチＰ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７を等しくすることにより、弾性波共振子の共振周波数を一致させることができる。これにより、弾性波共振器のロスを最小に抑えることができる。逆に、ピッチＰ８とＰ３、ピッチＰ９とＰ４、ピッチＰ１０とＰ５、ピッチＰ１１とＰ６、ピッチＰ１２とＰ７の内の少なくとも１組を異ならしめることにより、弾性波共振子Ｃと弾性波共振子Ｄとのバランス度を調整することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、弾性波共振子Ａ、Ｂを並列接続した構成について説明していたが、３個以上の弾性波共振子を並列接続することもできる。
【００４９】
なお、本発明による弾性波共振器を用いて弾性波フィルタを構成した場合、通過帯域内に生じる横モードスプリアスを効果的に抑制することができ低ロス化が可能となる。
【００５０】
なお、図６に示す圧電基板１の回転Ｙ板のカット角を−３０°〜＋３０°程度とすることが望ましい。カット角をこの範囲とすることにより、広帯域な弾性波フィルタを実現することができる。
【００５１】
なお、弾性波共振子Ｃ、Ｄのインターディジタルトランスデューサ電極（Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５）、（Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５）の内少なくとも一方を弾性波の波長の１５％以上の厚みのＳｉＯ2薄膜で覆うことで、弾性波のロスを低減できるとともに、温度特性も改善できる。
【００５２】
なお、本構成を用いて送信フィルタと受信フィルタを構成することで低ロスである弾性波アンテナ共用器を構成することができる。
【００５３】
（実施の形態３）
実施の形態３の特徴部分について、実施の形態１の差異を中心に説明する。
【００５４】
図８に示すごとく、ラダー型フィルタ８は、直列腕の弾性波共振器Ｅ及びＦと、並列腕の弾性波共振器Ｇ、Ｈ、Ｉとを備えている。なお、図８はラダー型フィルタの一例として示したものであり、直列腕に３つ以上の弾性波共振器を配置した場合や、並列腕に２つ或いは４つ以上の弾性波共振器を配置した場合であっても以下に説明する効果を奏する。
【００５５】
ラダー型フィルタ８において、直列腕の弾性波共振器Ｅ及びＦの共振周波数と、並列腕の弾性波共振器Ｇ、Ｈ及びＩの反共振周波数をほぼ一致させることでバンドパス特性を得ることができる。
【００５６】
弾性波共振器Ｅは、弾性波共振子Ｅ１と弾性波共振子Ｅ２が並列に接続されている。ここで、弾性波共振子Ｅ１の交差幅ＥＬ１は、弾性波共振子Ｅ２の交差幅ＥＬ２よりも小さく形成されている。さらに、交差幅ＥＬ１、ＥＬ２の関係を（数１）又は（数２）を満たすようにすることにより、横モードスプリアスを分散させることができる。
【００５７】
弾性波共振器Ｇは、弾性波共振子Ｇ１と弾性波共振子Ｇ２が並列に接続されている。ここで、弾性波共振子Ｇ１の交差幅ＧＬ１は、弾性波共振子Ｇ２の交差幅ＧＬ２よりも小さく形成されている。さらに、交差幅ＧＬ１、ＧＬ２の関係を（数１）又は（数２）を満たすようにすることにより、横モードスプリアスを分散させることができる。
【００５８】
さらに、交差幅ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１、ＧＬ２を全て異ならせることにより、全ての弾性波共振子に発生する横モードスプリアスの周波数を分散させることができ、効果的に通過帯域の低ロス化を図ることができる。
【００５９】
さらに、交差幅ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１、ＧＬ２の任意の２つの組合せの関係が（数１）又は（数２）を満たすようにすることにより、ラダー型フィルタ８は直列腕及び並列腕で生じる横モードスプリアスが同一周波数に重なることを確実に防ぐことができ、効果的に通過帯域の低ロス化を図ることができる。
【００６０】
交差幅ＥＬ１と交差幅ＥＬ２との差の絶対値｜ＥＬ１−ＥＬ２｜は、交差幅ＧＬ１と交差幅ＧＬ２との差の絶対値｜ＧＬ１−ＧＬ２｜よりも大きくすることが望ましい。図２のグラフによると、位相速度が大きくなるほど（すなわち、周波数が高くなるほど）、横モードスプリアスの発生周期Ｓが小さくなっていることが分かる。すなわち、周波数が高くなるほど、交差幅への依存性が大きくなっている。ここで、ラダー型フィルタ８において、直列腕の弾性波共振器Ｅ及びＦの共振周波数と、並列腕の弾性波共振器Ｇ、Ｈ及びＩの反共振周波数をほぼ一致させるために、直列腕の弾性波共振器Ｅ及びＦの共振周波数を比較的低くし、並列腕の弾性波共振器Ｇ、Ｈ及びＩの共振周波数を比較的高くしている。従って、共振周波数が比較的低い直列腕の弾性波共振器Ｅ及びＦにおいては、弾性波共振子の交差幅の差の絶対値｜ＥＬ１−ＥＬ２｜を比較的大きくし、共振周波数が比較的高い並列腕の弾性波共振器Ｇ、Ｈ及びＩにおいては、弾性波共振子の交差幅の差の絶対値｜ＧＬ１−ＧＬ２｜を比較的小さくすることにより、容易に横モードスプリアスの発生位置を分散させることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、弾性波共振器Ｅ、Ｇにおいて、２つの弾性波共振子を並列接続した構成について説明していたが、３個以上の弾性波共振子を並列接続することもできる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、弾性波共振子Ｅ、Ｇにおいて、弾性波共振子を並列接続した構成について説明していたが、図９のように、弾性波共振子を直列接続することもできる。これにより、弾性波共振子１つあたりに印加される電圧を低減することができ、弾性波共振器の耐電圧性能を向上させることができるとともに、交差幅を（数１）又は（数２）の関係とすることにより、横モードスプリアスを抑圧することができる。
【００６３】
なお、弾性波共振子Ｅ１のピッチＥＰ１と弾性波共振子Ｅ２のピッチＥＰ２を等しくし、弾性波共振子の共振周波数を一致させることにより、ロスを最小に抑えることができる。逆に、ＥＰ１とＥＰ２を異ならしめることにより、通過帯域、及び減衰帯域の帯域幅を広げることが可能となり、設計自由度を大きくすることができる。この場合には、ピッチＥＰ１、ＥＰ２も考慮した上で交差幅ＥＬ１、ＥＬ２を設計すればよい。弾性波共振子Ｇ１のピッチＧＰ１と弾性波共振子Ｇ２のピッチＧＰ２についても同様である。
【００６４】
なお、これら弾性波共振子の下方に形成される圧電基板の回転Ｙ板のカット角を−３０°〜＋３０°程度とすることが望ましい。カット角をこの範囲とすることにより、広帯域な弾性波フィルタを実現することができる。
【００６５】
なお、これら弾性波共振子が備えるインターディジタルトランスデューサ電極の内少なくとも一つを弾性波の波長の１５％以上の厚みのＳｉＯ2薄膜で覆うことで、弾性波のロスを低減できるとともに、温度特性をも改善することができる。
【００６６】
なお、本構成を用いて送信フィルタと受信フィルタを構成することで低ロスである弾性波アンテナ共用器を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明にかかるフィルタは、弾性波フィルタのロスの発生を抑制することができるという効果を有し、携帯電話等の各種通信機器において有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 圧電基板
Ａ 第１の弾性波共振子
Ａ１ インターディジタルトランスデューサ電極
Ｂ 第２の弾性波共振子
Ｂ１ インターディジタルトランスデューサ電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波共振器及びこれを用いたラダー型フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の弾性波共振器として、図１０に示すごとく、共振周波数の異なる弾性波共振子Ｅ、Ｆ、Ｇを並列に接続する構成を採用していた。この構成とすることにより、通過帯域幅を拡大させることができた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７７９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の弾性波共振器では、スプリアスによりロスが大きいことが問題となっていた。
【０００６】
すなわち、交差幅の等しい弾性波共振子Ｅ、Ｆ、Ｇを並列接続すると、弾性波共振子Ｅ、Ｆ、Ｇそれぞれに横モードスプリアスが発生した場合、それらは図１１、図１２に示すごとく各弾性波共振子Ｅ、Ｆ、Ｇにおいて同じ周波数に現れるため、各弾性波共振子Ｅ、Ｆ、Ｇの横モードスプリアスが強め合い、弾性波共振器の通過域におけるロスが大きくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、弾性波共振器のロスの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明の弾性波共振器は、圧電基板上に設けられた第１のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第１の弾性波共振子と、圧電基板上に設けられた第２のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第２の弾性波共振子とを備え、第１の弾性波共振子と前記第２の弾性波共振子とは電気的に接続され、第１の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅をＬ１とすると、第２の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅であるＬ２は、以下の式を満たすことを特徴とする。
【０００９】
Ｌ２≠Ｌ１＋ｎＳ
ただし、ｎは整数を表し、Ｓは前記第１の弾性波共振子において、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の変化量を表す。
【００１０】
この構成により、弾性波共振器が備えるそれぞれの弾性波共振子に発生する横モードスプリアスが同一周波数に重なることがないので、弾性波共振器の通過域におけるロスを抑圧することができる。
【発明の効果】
【００１１】
このような構成により、横モードスプリアスの影響の少ない低ロスな弾性波共振器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における弾性波共振器を表す図
【図２】本発明の実施の形態１における交差幅と横モードスプリアスの関係図
【図３】本発明の実施の形態１における弾性波共振器のアドミタンス特性図
【図４】本発明の実施の形態１における弾性波共振器の通過特性図
【図５】本発明の実施の形態１における直列接続による弾性波共振器の上面図
【図６】本発明の実施の形態２における弾性波共振器を表す図
【図７】本発明の実施の形態２における弾性波共振器のアドミタンス特性図
【図８】本発明の実施の形態３におけるラダー型フィルタを表す図
【図９】本発明の実施の形態３における直列接続によるラダー型フィルタを表す図
【図１０】従来の弾性波共振器の回路構成図
【図１１】従来の弾性波共振器におけるアドミタンス特性図
【図１２】従来の弾性波共振器における通過特性図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、これら実施の形態によって限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
本実施の形態に示す弾性波共振器は、図１に示すごとく、ニオブ酸リチウムからなる圧電基板１と、前記圧電基板１上方に設けられた第１、第２の弾性波共振子Ａ、Ｂを備えている。弾性波共振子Ａと弾性波共振子Ｂは電気的に並列接続されている。
【００１５】
第１の弾性波共振子Ａはインターディジタルトランスデューサ電極Ａ１とグレーティング反射器Ａ２、Ａ３を備えている。このグレーティング反射器Ａ２、Ａ３は、インターディジタルトランスデューサ電極Ａ１を弾性波伝搬方向に挟むように配置されている。
【００１６】
インターディジタルトランスデューサ電極Ａ１は、バスバーＡ１１と、このバスバーＡ１１に電気的に接続された複数本の櫛形電極Ａ１２と、バスバーＡ１４と、このバスバーＡ１４に電気的に接続された複数本の櫛形電極Ａ１３とからなる。また、櫛形電極Ａ１２と櫛形電極Ａ１３は交差しており、その交差幅はＬ１である。バスバーＡ１１は入力端子２に電気的に接続されており、バスバーＡ１４は出力端子３に電気的に接続されている。
【００１７】
グレーティング反射器Ａ２、Ａ３は、バスバーＡ２１、Ａ３１に電気的に接続された周期がＰ１／２の櫛形電極Ａ２２、Ａ３２からなる。
【００１８】
第２の弾性波共振子Ｂはインターディジタルトランスデューサ電極Ｂ１とグレーティング反射器Ｂ２、Ｂ３を備えている。このグレーティング反射器Ｂ２、Ｂ３は、インターディジタルトランスデューサ電極Ｂ１を弾性波伝播方向に挟むように配置されている。
【００１９】
インターディジタルトランスデューサ電極Ｂ１は、バスバーＢ１１と、このバスバーＢ１１に電気的に接続された複数本の櫛型電極Ｂ１２と、バスバーＢ１４と、このバスバーＢ１４に電気的に接続された複数本の櫛型電極Ｂ１３とからなる。また、櫛形電極Ｂ１２と櫛形電極Ｂ１３は交差しており、その交差幅はＬ２である。なお、この交差幅Ｌ２は、第１の弾性波共振子Ａの交差幅Ｌ１よりも小さい。バスバーＢ１１は入力端子２に電気的に接続されており、バスバーＢ１４は出力端子３に電気的に接続されている。
【００２０】
グレーティング反射器Ｂ２、Ｂ３は、バスバーＢ２１、Ｂ３１に電気的に接続された周期がＰ２／２の櫛形電極Ｂ２２、Ｂ３２からなる。
【００２１】
このように弾性波共振子Ａをなす櫛形電極Ａ１２と櫛形電極Ａ１３との交差幅Ｌ１と、弾性波共振子Ｂをなす櫛形電極Ｂ１２と櫛形電極Ｂ１３との交差幅Ｌ２とを異ならせることによって、横モードスプリアスの影響の少ない低ロスな弾性波共振器を実現することができる。以下、交差幅と横モードスプリアスの関係について説明する。
【００２２】
横モードスプリアスとは、弾性波伝搬方向と直交する方向に定在波が立つことに起因して通過帯域内に生じるスプリアスである。特に、圧電基板としてニオブ酸リチウムを用いた場合には、横モードスプリアスが顕著に発生するため、弾性波共振子の共振性能を劣化させる原因の１つとなっている。
【００２３】
ここで、複数の弾性波共振子を並列又は直列に接続した従来の弾性波共振器は、単一の弾性波共振子と比べて、通過帯域内に生じるスプリアスが大きいという課題があった。解析の結果、この課題は、各弾性波共振子にそれぞれ発生する横モードスプリアスの周波数が一致していることに起因していることが分かった。すなわち、各弾性波共振子に発生する横モードスプリアスが互いに強め合った結果、通過帯域内に深いスプリアスを生じさせていた。
【００２４】
図２は、交差幅と横モードスプリアスの発生周期の関係を解析した結果である。このグラフにおいて、横軸は交差幅を示し、縦軸は位相速度（＝周波数×櫛型電極のピッチ）を表している。例えば、交差幅がＬａ（＝１０Ｗ／ｌａｍｂｄａ）の場合、黒丸で示した各ポイントに対応する位相速度ＰＶ１〜ＰＶ６に横モードスプリアスが発生する。このグラフより、交差幅を調整することにより、横モードスプリアスが発生する位相速度を調整できることが分かる。すなわち、交差幅と櫛型電極のピッチを調整することにより、横モードスプリアスが発生する周波数を調整することができる。
【００２５】
本実施の形態では、この関係を利用し、同一ピッチの弾性波共振子Ａ、Ｂにおいて、弾性波共振子Ａをなす櫛形電極Ａ１２と櫛形電極Ａ１３との交差幅Ｌ１と、弾性波共振子Ｂをなす櫛形電極Ｂ１２と櫛形電極Ｂ１３との交差幅Ｌ２とを異ならせている。この構成により、弾性波共振子Ａ及びＢにそれぞれ生じる横モードスプリアスの発生周波数を分散させることができ、弾性波共振器の低ロス化を実現することができる。
【００２６】
なお、弾性波共振子ＡのピッチＰ１と弾性波共振子ＢのピッチＰ２を等しくし、弾性波共振子の共振周波数を一致させることにより、ロスを最小に抑えることができる。逆に、Ｐ１とＰ２を異ならしめることにより、通過帯域、及び減衰帯域の帯域幅を広げることが可能となり、設計自由度を大きくすることができる。この場合には、ピッチＰ１、Ｐ２も考慮した上で交差幅Ｌ１、Ｌ２を設計すればよい。
【００２７】
ここで、図２から分かるように、交差幅を変えた場合であっても、同一の周波数に横モードスプリアスが発生してしまうことがある。例えば、弾性波共振子Ａの交差幅Ｌ１をＬａ（１０Ｗ／ｌａｍｂｄａ）とし、弾性波共振子Ｂの交差幅Ｌ２をＬｂ（約１３Ｗ／ｌａｍｂｄａ）とした場合には、弾性波共振子Ａ、Ｂともに位相速度ＰＶ３の位置に横モードスプリアスが発生する。その結果、この位置の横モードスプリアスが互いに強め合い、弾性波共振器の通過帯域内のロスが大きくなってしまう。
【００２８】
従って、弾性波共振子Ａ、Ｂにそれぞれ発生する横モードスプリアスが同一周波数に重ならないようにするためには、以下の（数１）の関係を満たすように、交差幅Ｌ１、Ｌ２を設計すればよい。ただし、ｎは整数を表し、Ｓは弾性波共振子Ａにおいて、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の周期を表す。
【００２９】
（数１）Ｌ２≠Ｌ１＋ｎＳ
さらに、以下の（数２）の関係を満たすように、交差幅Ｌ１、Ｌ２を設計することにより、より効果的に横モードスプリアスを効果的に分散させることができる。
【００３０】
（数２）Ｌ２＝Ｌ１＋（ｎ＋１／２）Ｓ
なお、（数１）又は（数２）において、交差幅Ｌ２はＳに対して２０％程度の幅を有してもよい。弾性波共振器の通過帯域内において、Ｓは２０％程度の幅があるため、この範囲内であれば、横モードスプリアスの分散効果を生じるからである。
【００３１】
以上のように、弾性波共振器が備える弾性波共振子の交差幅を（数１）又は（数２）の関係を満たすように設計することにより、弾性波共振器の通過帯域におけるロスを低減することができる。
【００３２】
図３及び図４は、本実施の形態における弾性波共振器の特性を示している。図３に示す本実施の形態における構成におけるアドミタンスの周波数特性と、図１１に示す従来構成におけるアドミタンスの周波数特性とを比較すると、本実施の形態の構成により、共振周波数Ａと反共振周波数Ｂとの間に見られた横モードスプリアスが分散され、１つ当たりの絶対値が低減されていることがわかる。さらに、図４に示す本実施の形態における損入損失の周波数特性と、図１２に示す従来の構成における損入損失の周波数特性とを比較すると、本実施の形態の構成により、スプリアスが分散され、１つ当たりの絶対値が低減されていることがわかる。
【００３３】
ここで交差幅Ｌ１＜交差幅Ｌ２とすることにより、弾性波共振子Ａ、Ｂの静電容量Ｃ１、Ｃ２は静電容量Ｃ１＜静電容量Ｃ２となる。そこで弾性波共振子Ａ、Ｂの対数Ｎ１、Ｎ２に対し対数Ｎ２＜対数Ｎ１とすることでＣ１とＣ２の比を緩和させることが望ましい。
【００３４】
なお、本構成は１個のインターディジタルトランスデューサ電極の両側を２個のグレーティング反射器で挟んだ弾性波共振子のみならず、２個以上のインターディジタルトランスデューサ電極を伝搬路上に配置した構成においても横モードスプリアスの抑圧に有効である。
【００３５】
なお、本実施の形態では、弾性波共振子Ａ、Ｂを並列接続した構成について説明していたが、３個以上の弾性波共振子を並列接続することもできる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、弾性波共振子Ａ、Ｂを並列接続した構成について説明していたが、図５のように、弾性波共振子Ａ、Ｂを直列接続することもできる。これにより、弾性波共振子１つあたりに印加される電圧を低減することができ、弾性波共振器の耐電圧性能を向上させることができるとともに、交差幅を（数１）又は（数２）の関係とすることにより、横モードスプリアスを抑圧することができる。
【００３７】
なお、本発明による弾性波共振器を用いて弾性波フィルタを構成した場合、通過帯域内に生じる横モードスプリアスを効果的に抑制することができ低ロス化が可能となる。
【００３８】
なお、図１に示す圧電基板１の回転Ｙ板のカット角を−３０°〜＋３０°程度とすることが望ましい。カット角をこの範囲とすることにより、広帯域な弾性波フィルタを実現することができる。
【００３９】
なお、インターディジタルトランスデューサ電極Ａ１、Ｂ１の内少なくとも一方を弾性波の波長の１５％以上の厚みのＳｉＯ2薄膜で覆うことで、弾性波のロスを低減できるとともに、温度特性をも改善することができる。
【００４０】
なお、本構成を用いて送信フィルタと受信フィルタを構成することで低ロスである弾性波アンテナ共用器を構成することができる。
【００４１】
（実施の形態２）
実施の形態２の特徴部分について、実施の形態１の差異を中心に説明する。
【００４２】
図６に示すごとく、弾性波共振子Ｃは、圧電基板１の上にインターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５とグレーティング反射器Ｃ１６、Ｃ１７を備えている。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５は弾性波伝搬路上に配置されており、グレーティング反射器Ｃ１６、Ｃ１７はインターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５を挟むように配置されている。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５の交差幅はＬ１である。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５は入力電極４に電気的に接続され、インターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１２、Ｃ１４は出力電極５に電気的に接続されている。
【００４３】
弾性波共振子Ｄは、圧電基板１の上にインターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５とグレーティング反射器Ｄ１６、Ｄ１７を備えている。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５は弾性波伝搬路上に配置されており、グレーティング反射器Ｄ１６、Ｄ１７はインターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５を挟むように配置されている。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５の交差幅はＬ２である。また、インターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１３、Ｄ１５は入力電極４に電気的に接続され、インターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１２、Ｄ１４は出力電極６に電気的に接続されている。
【００４４】
ここで、第２の弾性波共振子Ｄの交差幅Ｌ２は第１の弾性波共振子Ｃの交差幅Ｌ１よりも小さい構成となっている。この交差幅Ｌ１、Ｌ２の関係を、（数１）を満たすようにすることにより、図７に示すごとく、横モードスプリアスを分散させることができる。また、（数２）を満たすようにすることにより、さらに効果的に横モードスプリアスを分散させることができる。
【００４５】
また、実施の形態２では、各々５個のインターディジタルトランスデューサ電極を持つ弾性波共振子について述べたが、インターディジタルトランスデューサ電極の数は５個に限らずスプリアス抑制効果は得られる。
【００４６】
なお、弾性波共振子Ｃのインターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５の交差幅を全て等しくすることで損失の少ない弾性波共振器を構成することができる。またインターディジタルトランスデューサ電極Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５の交差幅を異ならしめることにより、さらに横モードスプリアスを分散させることができる。これは第２の弾性波共振子Ｄのインターディジタルトランスデューサ電極Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５の交差幅においても同様である。
【００４７】
なお、弾性波共振子ＣのピッチＰ８、Ｐ９、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２と弾性波共振子ＤのピッチＰ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７を等しくすることにより、弾性波共振子の共振周波数を一致させることができる。これにより、弾性波共振器のロスを最小に抑えることができる。逆に、ピッチＰ８とＰ３、ピッチＰ９とＰ４、ピッチＰ１０とＰ５、ピッチＰ１１とＰ６、ピッチＰ１２とＰ７の内の少なくとも１組を異ならしめることにより、弾性波共振子Ｃと弾性波共振子Ｄとのバランス度を調整することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、弾性波共振子Ａ、Ｂを並列接続した構成について説明していたが、３個以上の弾性波共振子を並列接続することもできる。
【００４９】
なお、本発明による弾性波共振器を用いて弾性波フィルタを構成した場合、通過帯域内に生じる横モードスプリアスを効果的に抑制することができ低ロス化が可能となる。
【００５０】
なお、図６に示す圧電基板１の回転Ｙ板のカット角を−３０°〜＋３０°程度とすることが望ましい。カット角をこの範囲とすることにより、広帯域な弾性波フィルタを実現することができる。
【００５１】
なお、弾性波共振子Ｃ、Ｄのインターディジタルトランスデューサ電極（Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５）、（Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５）の内少なくとも一方を弾性波の波長の１５％以上の厚みのＳｉＯ2薄膜で覆うことで、弾性波のロスを低減できるとともに、温度特性も改善できる。
【００５２】
なお、本構成を用いて送信フィルタと受信フィルタを構成することで低ロスである弾性波アンテナ共用器を構成することができる。
【００５３】
（実施の形態３）
実施の形態３の特徴部分について、実施の形態１の差異を中心に説明する。
【００５４】
図８に示すごとく、ラダー型フィルタ８は、直列腕の弾性波共振器Ｅ及びＦと、並列腕の弾性波共振器Ｇ、Ｈ、Ｉとを備えている。なお、図８はラダー型フィルタの一例として示したものであり、直列腕に３つ以上の弾性波共振器を配置した場合や、並列腕に２つ或いは４つ以上の弾性波共振器を配置した場合であっても以下に説明する効果を奏する。
【００５５】
ラダー型フィルタ８において、直列腕の弾性波共振器Ｅ及びＦの共振周波数と、並列腕の弾性波共振器Ｇ、Ｈ及びＩの反共振周波数をほぼ一致させることでバンドパス特性を得ることができる。
【００５６】
弾性波共振器Ｅは、弾性波共振子Ｅ１と弾性波共振子Ｅ２が並列に接続されている。ここで、弾性波共振子Ｅ１の交差幅ＥＬ１は、弾性波共振子Ｅ２の交差幅ＥＬ２よりも小さく形成されている。さらに、交差幅ＥＬ１、ＥＬ２の関係を（数１）又は（数２）を満たすようにすることにより、横モードスプリアスを分散させることができる。
【００５７】
弾性波共振器Ｇは、弾性波共振子Ｇ１と弾性波共振子Ｇ２が並列に接続されている。ここで、弾性波共振子Ｇ１の交差幅ＧＬ１は、弾性波共振子Ｇ２の交差幅ＧＬ２よりも小さく形成されている。さらに、交差幅ＧＬ１、ＧＬ２の関係を（数１）又は（数２）を満たすようにすることにより、横モードスプリアスを分散させることができる。
【００５８】
さらに、交差幅ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１、ＧＬ２を全て異ならせることにより、全ての弾性波共振子に発生する横モードスプリアスの周波数を分散させることができ、効果的に通過帯域の低ロス化を図ることができる。
【００５９】
さらに、交差幅ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１、ＧＬ２の任意の２つの組合せの関係が（数１）又は（数２）を満たすようにすることにより、ラダー型フィルタ８は直列腕及び並列腕で生じる横モードスプリアスが同一周波数に重なることを確実に防ぐことができ、効果的に通過帯域の低ロス化を図ることができる。
【００６０】
交差幅ＥＬ１と交差幅ＥＬ２との差の絶対値｜ＥＬ１−ＥＬ２｜は、交差幅ＧＬ１と交差幅ＧＬ２との差の絶対値｜ＧＬ１−ＧＬ２｜よりも大きくすることが望ましい。図２のグラフによると、位相速度が大きくなるほど（すなわち、周波数が高くなるほど）、横モードスプリアスの発生周期Ｓが小さくなっていることが分かる。すなわち、周波数が高くなるほど、交差幅への依存性が大きくなっている。ここで、ラダー型フィルタ８において、直列腕の弾性波共振器Ｅ及びＦの共振周波数と、並列腕の弾性波共振器Ｇ、Ｈ及びＩの反共振周波数をほぼ一致させるために、直列腕の弾性波共振器Ｅ及びＦの共振周波数を比較的低くし、並列腕の弾性波共振器Ｇ、Ｈ及びＩの共振周波数を比較的高くしている。従って、共振周波数が比較的低い直列腕の弾性波共振器Ｅ及びＦにおいては、弾性波共振子の交差幅の差の絶対値｜ＥＬ１−ＥＬ２｜を比較的大きくし、共振周波数が比較的高い並列腕の弾性波共振器Ｇ、Ｈ及びＩにおいては、弾性波共振子の交差幅の差の絶対値｜ＧＬ１−ＧＬ２｜を比較的小さくすることにより、容易に横モードスプリアスの発生位置を分散させることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、弾性波共振器Ｅ、Ｇにおいて、２つの弾性波共振子を並列接続した構成について説明していたが、３個以上の弾性波共振子を並列接続することもできる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、弾性波共振子Ｅ、Ｇにおいて、弾性波共振子を並列接続した構成について説明していたが、図９のように、弾性波共振子を直列接続することもできる。これにより、弾性波共振子１つあたりに印加される電圧を低減することができ、弾性波共振器の耐電圧性能を向上させることができるとともに、交差幅を（数１）又は（数２）の関係とすることにより、横モードスプリアスを抑圧することができる。
【００６３】
なお、弾性波共振子Ｅ１のピッチＥＰ１と弾性波共振子Ｅ２のピッチＥＰ２を等しくし、弾性波共振子の共振周波数を一致させることにより、ロスを最小に抑えることができる。逆に、ＥＰ１とＥＰ２を異ならしめることにより、通過帯域、及び減衰帯域の帯域幅を広げることが可能となり、設計自由度を大きくすることができる。この場合には、ピッチＥＰ１、ＥＰ２も考慮した上で交差幅ＥＬ１、ＥＬ２を設計すればよい。弾性波共振子Ｇ１のピッチＧＰ１と弾性波共振子Ｇ２のピッチＧＰ２についても同様である。
【００６４】
なお、これら弾性波共振子の下方に形成される圧電基板の回転Ｙ板のカット角を−３０°〜＋３０°程度とすることが望ましい。カット角をこの範囲とすることにより、広帯域な弾性波フィルタを実現することができる。
【００６５】
なお、これら弾性波共振子が備えるインターディジタルトランスデューサ電極の内少なくとも一つを弾性波の波長の１５％以上の厚みのＳｉＯ2薄膜で覆うことで、弾性波のロスを低減できるとともに、温度特性をも改善することができる。
【００６６】
なお、本構成を用いて送信フィルタと受信フィルタを構成することで低ロスである弾性波アンテナ共用器を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明にかかるフィルタは、弾性波フィルタのロスの発生を抑制することができるという効果を有し、携帯電話等の各種通信機器において有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 圧電基板
Ａ 第１の弾性波共振子
Ａ１ インターディジタルトランスデューサ電極
Ｂ 第２の弾性波共振子
Ｂ１ インターディジタルトランスデューサ電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に設けられた第１のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第１の弾性波共振子と、
前記圧電基板上に設けられた第２のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第２の弾性波共振子とを備えた弾性波共振器であって、
前記第１の弾性波共振子と前記第２の弾性波共振子とは電気的に接続され、
前記第１の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅をＬ１とすると、
前記第２の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅であるＬ２は、以下の式を満たすことを特徴とする弾性波共振器。
Ｌ２≠Ｌ１＋ｎＳ
ただし、ｎは整数を表し、Ｓは前記第１の弾性波共振子において、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の変化量を表す。
【請求項２】
圧電基板上に設けられた第１のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第１の弾性波共振子と、
前記圧電基板上に設けられた第２のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第２の弾性波共振子とを備えた弾性波共振器であって、
前記第１の弾性波共振子と前記第２の弾性波共振子とは接続された弾性波共振器であって、
前記第１の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅をＬ１とすると、
前記第２の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅であるＬ２は、以下の式を満たすことを特徴とする弾性波共振器。
Ｌ２＝Ｌ１＋（ｎ＋１／２）Ｓ
ただし、ｎは整数を表し、Ｓは前記第１の弾性波共振子において、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の変化量を表す。
【請求項３】
前記第１の弾性波共振子と前記第２の弾性波共振子とは直列接続されている請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器。
【請求項４】
前記第１の弾性波共振子と前記第２の弾性波共振子とは並列接続されている請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を直列腕に接続した第１の弾性波共振器と、
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を並列腕に接続した第２の弾性波共振器とを有するラダー型フィルタであって、
前記第１の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＥＬ１とし、
前記第１の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＥＬ２とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＧＬ１とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＧＬ２とすると、
ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１及びＧＬ２は全て異なるとともに、
ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１及びＧＬ２から選択した任意の２つの交差幅のうち、小さい方をＬ１、大きい方をＬ２とすると、以下の式を満たすことを特徴とするラダー型フィルタ。
Ｌ２≠Ｌ１＋ｎＳ
ただし、ｎは整数を表し、Ｓは交差幅がＬ１の弾性波共振子において、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の変化量を表す。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を直列腕に接続した第１の弾性波共振器と、
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を並列腕に接続した第２の弾性波共振器とを有するラダー型フィルタであって、
前記第１の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＥＬ１とし、
前記第１の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＥＬ２とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＧＬ１とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＧＬ２とすると、
ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１及びＧＬ２は全て異なるとともに、
ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１及びＧＬ２から選択した任意の２つの交差幅のうち、小さい方をＬ１、大きい方をＬ２とすると、以下の式を満たすことを特徴とするラダー型フィルタ。
Ｌ２＝Ｌ１＋（ｎ＋１／２）Ｓ
ただし、ｎは整数を表し、Ｓは交差幅がＬ１の弾性波共振子において、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の変化量を表す。
【請求項７】
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を直列腕に接続した第１の弾性波共振器と、
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を並列腕に接続した第２の弾性波共振器とを有するラダー型フィルタであって、
前記第１の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＥＬ１とし、
前記第１の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＥＬ２とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＧＬ１とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＧＬ２とすると、
ＥＬ１とＥＬ２との差の絶対値｜ＥＬ１−ＥＬ２｜は、ＧＬ１とＧＬ２との差の絶対値｜ＧＬ１−ＧＬ２｜よりも大きいことを特徴とするラダー型フィルタ。
【請求項１】
圧電基板上に設けられた第１のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第１の弾性波共振子と、
前記圧電基板上に設けられた第２のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第２の弾性波共振子とを備えた弾性波共振器であって、
前記第１の弾性波共振子と前記第２の弾性波共振子とは電気的に接続され、
前記第１の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅をＬ１とすると、
前記第２の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅であるＬ２は、以下の式を満たすことを特徴とする弾性波共振器。
Ｌ２≠Ｌ１＋ｎＳ
ただし、ｎは整数を表し、Ｓは前記第１の弾性波共振子において、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の変化量を表す。
【請求項２】
圧電基板上に設けられた第１のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第１の弾性波共振子と、
前記圧電基板上に設けられた第２のインターディジタルトランスデューサ電極を有する第２の弾性波共振子とを備えた弾性波共振器であって、
前記第１の弾性波共振子と前記第２の弾性波共振子とは接続された弾性波共振器であって、
前記第１の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅をＬ１とすると、
前記第２の弾性波共振子を構成する複数の櫛歯電極の交差幅であるＬ２は、以下の式を満たすことを特徴とする弾性波共振器。
Ｌ２＝Ｌ１＋（ｎ＋１／２）Ｓ
ただし、ｎは整数を表し、Ｓは前記第１の弾性波共振子において、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の変化量を表す。
【請求項３】
前記第１の弾性波共振子と前記第２の弾性波共振子とは直列接続されている請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器。
【請求項４】
前記第１の弾性波共振子と前記第２の弾性波共振子とは並列接続されている請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を直列腕に接続した第１の弾性波共振器と、
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を並列腕に接続した第２の弾性波共振器とを有するラダー型フィルタであって、
前記第１の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＥＬ１とし、
前記第１の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＥＬ２とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＧＬ１とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＧＬ２とすると、
ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１及びＧＬ２は全て異なるとともに、
ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１及びＧＬ２から選択した任意の２つの交差幅のうち、小さい方をＬ１、大きい方をＬ２とすると、以下の式を満たすことを特徴とするラダー型フィルタ。
Ｌ２≠Ｌ１＋ｎＳ
ただし、ｎは整数を表し、Ｓは交差幅がＬ１の弾性波共振子において、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の変化量を表す。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を直列腕に接続した第１の弾性波共振器と、
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を並列腕に接続した第２の弾性波共振器とを有するラダー型フィルタであって、
前記第１の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＥＬ１とし、
前記第１の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＥＬ２とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＧＬ１とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＧＬ２とすると、
ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１及びＧＬ２は全て異なるとともに、
ＥＬ１、ＥＬ２、ＧＬ１及びＧＬ２から選択した任意の２つの交差幅のうち、小さい方をＬ１、大きい方をＬ２とすると、以下の式を満たすことを特徴とするラダー型フィルタ。
Ｌ２＝Ｌ１＋（ｎ＋１／２）Ｓ
ただし、ｎは整数を表し、Ｓは交差幅がＬ１の弾性波共振子において、同一周波数に横モードスプリアスが発生する交差幅の変化量を表す。
【請求項７】
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を直列腕に接続した第１の弾性波共振器と、
請求項１又は請求項２に記載の弾性波共振器を並列腕に接続した第２の弾性波共振器とを有するラダー型フィルタであって、
前記第１の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＥＬ１とし、
前記第１の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＥＬ２とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第１の弾性波共振子の交差幅をＧＬ１とし、
前記第２の弾性波共振器が備える第２の弾性波共振子の交差幅をＧＬ２とすると、
ＥＬ１とＥＬ２との差の絶対値｜ＥＬ１−ＥＬ２｜は、ＧＬ１とＧＬ２との差の絶対値｜ＧＬ１−ＧＬ２｜よりも大きいことを特徴とするラダー型フィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２５１８８９（Ｐ２０１０−２５１８８９Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９６８３１（Ｐ２００９−９６８３１）
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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