弾性表面波フィルタ、弾性表面波装置および通信装置
【課題】 通過帯域内の平坦度をより一層向上させた良好なフィルタ特性を有する、高品質な縦結合共振子型の弾性表面波フィルタを提供する。
【解決手段】 本発明では、上記圧電基板として回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いるとともに、弾性表面波共振子を構成するＩＤＴ電極３におけるギャップ長Ｇを、弾性表面波の波長λの０．３倍以下に規定する（０．３λ≧Ｇ）。上記ギャップ長Ｇは、ＩＤＴ電極３を構成する一対のバスバー３１と、このバスバー３１から対向方向に向かって延長される複数の電極指３２…との間隔である。
【解決手段】 本発明では、上記圧電基板として回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いるとともに、弾性表面波共振子を構成するＩＤＴ電極３におけるギャップ長Ｇを、弾性表面波の波長λの０．３倍以下に規定する（０．３λ≧Ｇ）。上記ギャップ長Ｇは、ＩＤＴ電極３を構成する一対のバスバー３１と、このバスバー３１から対向方向に向かって延長される複数の電極指３２…との間隔である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波フィルタ、およびこれを備える弾性表面波装置、並びに通信装置に関するものであり、特に、圧電基板として、回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いた縦結合共振子型の弾性表面波フィルタと、これを用いる弾性表面波装置および通信装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】弾性表面波フィルタは、圧電基板表面に沿って伝搬する弾性表面波を利用した弾性表面波素子を含むフィルタであり、たとえば携帯電話などの移動体通信市場においては、高周波回路に設けられる弾性表面波フィルタなど、様々な用途に用いられている。
【０００３】特に、上記弾性表面波は電磁波に比べて波長が短いため、弾性表面波フィルタを備える弾性表面波装置そのものを小型化し易いなどの利点がある。そのため、近年、より一層の小型化や低背化が求められている上記携帯電話などの通信装置の分野では、上記弾性表面波フィルタや弾性表面波装置の需要も非常に大きくなっている。
【０００４】ここで、上記弾性表面波フィルタの中でも、特に、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ（以下、縦結合型フィルタと略す）は、低損失かつ高周波に対応することができるため、弾性表面波フィルタの主流となっている。
【０００５】このような縦結合型フィルタに関する具体的な技術としては、たとえば特開平５−２６７９９０号公報に開示されている縦結合二重モード弾性表面波フィルタが挙げられる。
【０００６】上記技術の縦結合型フィルタは、３個のインターディジタルトランスデューサ電極（ＩＤＴ電極）を、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って隣接配置し、さらにその両側に反射器を配置する構成を有している。そして、各ＩＤＴ電極が互いに対向する最も内側の電極指の中心間の間隔を、弾性表面波の波長λを基準にして限定している。その結果、１ＧＨｚに近い高周波領域であっても４％に及ぶ比帯域を実現でき、かつ、損失も低くすることが可能となっている。
【０００７】ところで、上記公報の技術を含む、縦結合型フィルタに要求される特性としては、該フィルタの用途に応じて様々なものがあるが、中でも、たとえばＲＫＥ（Remote Keyless Entry System ）ＲＦ用フィルタでは、所要の通過帯域幅に対応し得るように、狭い帯域となる特性（狭帯域特性）が要求される。従来では、この用途の縦結合型フィルタに対しては、上記狭帯域特性を実現するために、圧電基板として、零温度係数を有する水晶基板が用いられてきた。
【０００８】しかしながら、上記水晶基板は誘電率が低く、電気機械結合係数も小さいことから、フィルタそのもののインピーダンスが高くなるため、縦結合型フィルタに対して、別途、整合回路が必要となる。それゆえ、上記構成では、構成の複雑化や部品点数の増加といった製造面での不都合な点が生じていた。しかも、得られる縦結合型フィルタは、損失が大きくなってしまうため、上記構成では、品質の面でも不都合が生じていた。
【０００９】そこで最近では、上記狭帯域特性を実現するために、圧電基板として、特に回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いることが多くなっている。この回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いた縦結合型フィルタは、水晶基板を用いたものと比較して、低インピーダンス化が可能となっており、上記不都合を抑制することが可能となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、圧電基板として上記回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いた縦結合型フィルタで上記狭帯域特性を実現しようとすると、今度は、平坦性が悪くなるという問題点を生ずる。
【００１１】具体的には、図１０に示すように、従来の縦結合型フィルタでは、通過帯域の波形が先細り形状となっている（図中矢印）。そのため、通過帯域内における平坦性の指標となるリップル偏差が悪化し、通過帯域の幅が必要以上に狭くなるという問題点を生ずる。なお、通過帯域の幅が必要以上に狭くなる現象を、過剰狭帯域化現象とする。
【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、通過帯域内の平坦性をより一層向上させた良好なフィルタ特性を有する、高品質な縦結合共振子型の弾性表面波フィルタと、これを用いた弾性表面波装置および通信装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題点を解消するために鋭意検討した結果、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいては、圧電基板として、回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いるとともに、ＩＤＴ電極を構成する電極指と、この電極指に対向するバスバー（電極端子）との間隔を、弾性表面波の波長λに基づいて所定範囲に規定すると、通過帯域内における平坦性が向上し、良好なフィルタ特性が実現されることを独自に見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】すなわち、本発明にかかる弾性表面波フィルタは、上記の課題を解決するために、互いに対向する一対の電極端子と、各電極端子から対向方向に向かって延長される複数の電極指とを有し、該複数の電極指をそれぞれ交叉させて互いに噛み合わせた形状を形成するインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極を、圧電基板上に、複数個、弾性表面波の伝搬方向に沿って隣接配置し、さらにその両側に、反射構造体を配置してなる弾性表面波共振子を備える縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいて、上記圧電基板として回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いるとともに、一方の電極端子が有する上記電極指の先端と、これに対向する他方の電極端子との間隔をギャップ長Ｇとし、上記弾性表面波の波長をλとした場合に、０．３λ≧Ｇの関係が成立することを特徴としている。
【００１５】本発明者らが独自に検討した結果、上記平坦性の悪化と、これに伴う過剰狭帯域化現象の発生とは、上記電極指の先端と電極端子（バスバー）との間のギャップ領域で発生するＳＳＢＷ（Surface Skimming Bulk Wave）の影響により、共振モードのレベルが減衰することが原因ではないかと考えられた。このＳＳＢＷは、自由表面において強く放射されることが知られている。そのため、ＩＤＴ電極において自由表面に相当する非励振領域を小さくすれば、ＳＳＢＷの発生を抑えることが可能となる。
【００１６】そこで、上記構成によれば、上記電極指の先端と電極端子との間隔であるギャップ長Ｇを、弾性表面波の波長λの０．３倍よりも短くしている。そのため、上記自由表面に相当する非励振領域（ギャップ領域）を小さくすることができるので、上記ＳＳＢＷの発生を抑えることが可能となる。そのため、上記平坦性の悪化を回避し、過剰狭帯域化現象の発生を効果的に防止することができる。その結果、高いフィルタ特性を有する弾性表面波フィルタを得ることができる。
【００１７】本発明にかかる弾性表面波フィルタは、上記構成に加えて、上記電極端子が、さらに、上記対向方向に向かって突き出すことにより、相手方の電極端子から延長される上記電極指に対向するように形成される複数のダミー電極指を有することを特徴としている。
【００１８】上記構成によれば、上記電極指に対向するように、ダミー電極指を設けることによって、上記ＳＳＢＷの発生をより一層抑えることが可能となる。そのため、上記平坦性の悪化を回避し、過剰狭帯域化現象の発生を効果的に防止することができる。その結果、より一層高いフィルタ特性を有する弾性表面波フィルタを得ることができる。
【００１９】本発明にかかる弾性表面波装置は、上記構成の弾性表面波フィルタを備えることを特徴としている。
【００２０】また、本発明にかかる通信装置は、上記構成の弾性表面波フィルタ、または上記構成の弾性表面波装置を用いることを特徴としている。
【００２１】上記各構成によれば、高品質の弾性表面波フィルタを備えているため、弾性表面波装置または通信装置としての機能をより一層向上させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の第１の実施の形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】本発明にかかる弾性表面波フィルタは、圧電基板としての回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板上に、複数のインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極、およびこれを挟持するように配置される反射構造体を有する共振子を備える、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ（縦結合型フィルタ）であり、上記ＩＤＴ電極が有する複数の電極指の先端と、それに対向する電極端子（バスバー）との間のギャップ長Ｇを、弾性表面波の波長をλとしたときに、０．３λ≧Ｇの関係が成立するように設定するものである。
【００２４】また、本発明にかかる弾性表面波装置は、上記構成の弾性表面波フィルタを備えるものである。
【００２５】具体的には、たとえば、図２に示すように、本実施の形態における縦結合型フィルタ１は、複数のＩＤＴ電極３…と、一対のリフレクタ（反射器）４・４とからなる弾性表面波共振子５（以下、単に共振子とする）が、ＬｉＴａＯ3 基板２上に二つ形成された構成となっている。なお、リフレクタの代わりに、反射端面を用いても構わない。すなわち広義の反射構造体が用いられておればよい。
【００２６】上記共振子５は、３個のＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃが隣接配置されており、この両端に一対のリフレクタ４・４が配置されている構成となっている。３個のＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃが配置されている方向は、上記縦結合型フィルタ１における弾性表面波の伝搬方向に沿った方向である。また、リフレクタ４・４は、上記ＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃを挟持するように配置されているため、ＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃの配置方向と同様、弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されていることになる。
【００２７】本実施の形態では、上記３個のＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃのうち、ＩＤＴ電極３ａ・３ｃの一端は接地されており、ＩＤＴ電極３ｂには信号端子７が設けられている。
【００２８】上記縦結合型フィルタ１において、共振子５・５が配置されている方向は、上記弾性表面波の伝搬方向に直交する方向（縦方向）である。そして、共振子５・５の間は、それぞれのＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃの間で、接続部６により縦続接続されている。そのため、上記構成の縦結合型フィルタ１は、いわゆる２段構成となっている。なお、上記接続部６は、段間の整合がとれるように、櫛歯状電極で形成された結合容量が、上記ＩＤＴ電極３と電気的に並列となるように接続される構成となっていてもよく、特に限定されるものではない。
【００２９】なお、上記縦結合型フィルタ１の構成としては、上記２段構成に限定されるものではない。たとえば、共振子５を一つのみ設けて接続段数を１段としたもの、すなわち単段構成のものであってもよく、共振子５…を３個以上設けたもの、すなわち３段以上の多段構成のものであってもよい。また、各共振子５・５の間、すなわち段間の接続方法も、上記方法に限定されるものではなく、他の接続方法に変えてもよい。
【００３０】図２では、個々のＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃを模式的に図示しているが、これらＩＤＴ電極３…の構成をより具体的に図示すると、図１に示すように、互いに対向する一対のバスバー（電極端子）３１・３１と、各バスバー３１から対向方向に向かって延長される複数の電極指（励振電極指）３２…とを有する構成となっている。上記複数の電極指３２…は、それぞれ交叉されて、互いに噛み合わせられたような形状となっている。
【００３１】対向する各バスバー３１・３１からそれぞれ延長された１個ずつの電極指３２・３２の組み合わせを１対とすれば、ＩＤＴ電極３を構成する電極指３２・３２の対数は、縦結合型フィルタ１の要求特性に応じて適宜設定される。同じく、対向するバスバー３１・３１からそれぞれ延長された各電極指３２が交叉する幅（交叉幅）も、要求特性に応じて適宜設定される。
【００３２】さらに、本発明では、図１に示すように、上記電極指３２の先端と、これに対向するバスバー３１との間隔をギャップ長Ｇとしており、このギャップ長Ｇが、弾性表面波の波長をλとした場合に、０．３λ≧Ｇの関係が成立するように規定されている。
【００３３】圧電基板として上記回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いた縦結合型フィルタでは、狭帯域特性を実現しようとすると、平坦性が悪くなり、そのために前述した過剰狭帯域化現象が生じる。この過剰狭帯域化現象は、上記電極指の先端とバスバーの間のギャップ領域で、ＳＳＢＷ（Surface Skimming Bulk Wave）が発生するためと考えられる。すなわち、ＳＳＢＷが上記ギャップ領域で発生する影響で、共振モードのレベルが減衰するためである。
【００３４】上記ＳＳＢＷは自由表面において強く放射されることが知られている。そこで、ＩＤＴ電極においては、上記自由表面に相当する非励振領域を小さくすることで、上記ＳＳＢＷの発生を抑えることが可能となる。
【００３５】ここで、図１に示すように、ＩＤＴ電極３における電極指３２の先端と、それに対向するバスバー３１との間のギャップ領域３０は、励振には寄与していない自由表面となっている。それゆえ、上記ギャップ長Ｇを短くすれば、ギャップ領域３０が狭くなるため、非励振領域を小さくすることができる。その結果、通過帯域内における平坦性を改善することができ、過剰狭帯域化現象を防止することが可能となる。
【００３６】後述する実施例から明らかなように、実際に、上記ギャップ長Ｇと帯域内偏差（リップル偏差）および通過帯域の幅（帯域幅）との相関関係を得たところ、弾性表面波の波長をλとした場合、上記ギャップ長Ｇを０．３λ以下に規定すれば、帯域内偏差および帯域幅が改善されることが見出された。上記リップル偏差は平坦性の指標であり、この値が小さいほど平坦性が良好となる。本発明では、ギャップ長Ｇを０．３λ≧Ｇとなるように規定すると、リップル偏差が改善され、帯域幅も広くなることがわかった。
【００３７】なお、ギャップ長Ｇは上限として０．３λのみ規定されており、下限が規定されていないが、これは、上記ギャップ長Ｇが、飽くまで、電極指３２の先端とバスバー３１との間隔を指すものであり、常に０を超える（Ｇ＞０）ので、下限を限定する必要がないためである。
【００３８】すなわち、本発明では、ギャップ長Ｇの上限値は０．３λとなっているのに対し、ギャップ長Ｇの下限値は、上記ＩＤＴ電極３を形成する際のプロセス上の限界値に相当することになる。たとえば、ＩＤＴ電極３を形成する方法としては、一般的にウエットエッチング法を用いることができるが、ドライエッチング法を用いることも可能である。このとき、ドライエッチング法で得られるギャップ長Ｇの限界値は、ウエットエッチング法で得られるギャップ長Ｇの限界値よりも小さくなる。したがって、ギャップ長Ｇの下限は、ＩＤＴ電極３を形成するプロセスの限界値となる。
【００３９】本発明では、さらに、図３に示すように、ＩＤＴ電極３は、さらに、上記対向方向に向かって突き出しており、相手方のバスバー３１から延長される上記電極指３２に対向するように形成される複数のダミー電極指３３…を有していてもよい。すなわち、ダミー電極３３は、バスバー３１から、非励振領域であるギャップ領域３０に対して突出するように形成されていることになる。
【００４０】このように、上記電極指３２に対向するダミー電極指３３を設けると、後述する実施例から明らかなように、上記平坦性の悪化をより一層確実に回避でき、過剰狭帯域化現象の発生をより効果的に防止することが可能となっている。
【００４１】なお、ダミー電極指３３が有る場合のギャップ長Ｇは、図３に示すように、電極指３２の先端から、それに対向するダミー電極指３３の先端までの間隔を指すものとする。それゆえ、ダミー電極指３３の長さは、上記ギャップ長ＧおよびＩＤＴ電極３のサイズなどによって適宜選択される設計事項であり、特に限定されるものではない。
【００４２】本発明では、圧電基板として上記回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板２が用いられる。この回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板２としては、具体的には、特に限定されるものではない。後述する実施例では、回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板２のカット角は、３６°回転ＹカットＸ伝搬のものが用いられているが、これ以外のカット角を用いても、物性上の差異はＳＳＢＷの放射には関与しないため、同様の効果を得ることができる。
【００４３】〔実施例〕本実施の形態における上記ギャップ長Ｇの規定について、以下の実施例に基づいてより具体的に説明する。なお、本実施例は、上記ギャップ長Ｇを規定するための一例であって、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４４】本実施例では、上述した２段構成の縦結合型フィルタ１（図２参照）を例に挙げて説明する。本実施例で用いた縦結合型フィルタ１の基本的な構成は、次のようになっている。
【００４５】すなわち、まず、縦結合型フィルタ１における通過帯域の中央となる中心周波数は、２９８ＭＨｚとした。また、圧電基板としては、３６°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板２を用いた。電極材料としてはＡｌ−Ｃｕ合金を用い、電極膜厚を４００ｎｍとした。上記リフレクタ４の具体的な構成は、何れも、本数が４１本で波長を１３．８２μｍとした。また、上記ＩＤＴ電極３の具体的な構成は、図２に示す３個のＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃにおける電極指３２・３２の対数が、それぞれ１７対、２２対、１７対となるように形成した。
【００４６】次に、本実施例で用いられる、本発明にかかる縦結合型フィルタ（本発明型フィルタ）では、弾性表面波の波長をλとした場合に、ギャップ長Ｇを０．３λ以下となる（０．３λ≧Ｇ）ように小さく設定している。さらに、本実施例では、比較のために、従来と同様に、ギャップ長Ｇを小さく設定しない従来の縦結合型フィルタ（従来型フィルタ）も用いている。この従来型フィルタとしては、基本的な構成は本発明型フィルタと同じであるが、ギャップ長Ｇを０．４６λ（Ｇ＝０．４６λ）に設定している。
【００４７】上記本発明型フィルタと、従来型フィルタとのそれぞれについて、その伝送特性を比較した。その結果を図４および図５に示す。なお、図４および図５の伝送特性を計測した本発明型フィルタでは、そのギャップ長Ｇを０．２λに設定している（Ｇ＝０．２λ）。また、図４および図５においては、実線が本発明型フィルタの、点線が従来型フィルタの伝送特性を示し、それぞれ■・■で示す。さらに、図中縦軸が挿入損失を、横軸が周波数を示す。
【００４８】図４は、上記各フィルタの伝送特性を単純に計測したものである。図４から明らかなように、本発明型フィルタでは、従来型フィルタと比較して、通過帯域以外の特性を変えずに、帯域内の伝送特性の先細り傾向が解消されて、平坦性を改善することができることが分かる。
【００４９】一方、図５は、共振モードの位置とレベルとを明確にするために、上記各フィルタにおいて、故意に外部回路との整合を外した上で、伝送特性の波形を計測したものである。図５の結果から明らかなように、共振モードのレベルを見ると、従来型フィルタに比べて、本発明型フィルタでは、ピークレベルが上昇している。したがって、従来の構成よりもギャップ長Ｇを小さくすることが、平坦性向上に寄与していることがわかる。
【００５０】次に、上記ギャップ長Ｇと通過帯域内における平坦性との関係について定量的に評価した結果を以下に示す。
【００５１】まず、上記基本構成の縦結合型フィルタにおいて、ギャップ長Ｇを変化させた場合に、上記平坦性の指標となる、ギャップ長Ｇに対するリップル偏差（帯域内偏差）の変化について計測した。その結果を図６に示す。なお、図６では、正方形の黒ドットがダミー電極指３３が無い場合（図１の構成）の縦結合型フィルタであり、菱形の黒ドットがダミー電極指３３が有る場合（図３の構成）の縦結合型フィルタである。また、縦軸が帯域内偏差（単位ｄＢ）を示し、横軸がギャップ長Ｇ（λ基準）を示す。さらに、ダミー電極指３３の長さは、本実施例では、約２λとなっている。
【００５２】図６の結果から明らかなように、ギャップ長Ｇが０．３λ以下となっていれば、リップル偏差の値は十分小さくなっていることがわかる。特に、ダミー電極が有る場合の縦結合型フィルタでは、０．３λ≧Ｇを満たすことによって、リップル偏差が十分に低下していることが非常に明確となっている。
【００５３】次に、上記基本構成の縦結合型フィルタにおいて、ギャップ長Ｇを変化させた場合に、ギャップ長Ｇに対する通過帯域の幅（帯域幅）の変化について計測した。その結果を図７に示す。なお、図７でも、正方形の黒ドットがダミー電極指３３が無い場合（図１の構成）の縦結合型フィルタであり、菱形の黒ドットがダミー電極指３３が有る場合（図３の構成）の縦結合型フィルタである。また、縦軸が帯域幅（単位ＭＨｚ）を示し、横軸がギャップ長Ｇ（λ基準）を示す。
【００５４】図７の結果から明らかなように、ギャップ長Ｇが０．３λ以下となっていれば、十分良好な帯域幅を得ることができる。これに対して、ギャップ長Ｇが０．３λを超えると帯域幅が急激に減少してしまい、過剰狭帯域化現象が生じることがわかる。そのため、０．３λ≧Ｇを満たさなければ、縦結合型フィルタとしての十分なフィルタ特性を得ることができなくなる。
【００５５】さらに、図６および図７の比較から明らかなように、リップル偏差の値が大きいと、平坦性が悪くなり、過剰狭帯域化現象が生じるが、上記ギャップ長Ｇを０．３λ以下に設定すれば、リップル偏差が改善され、通過帯域の幅が十分に確保され、過剰狭帯域化現象の発生を防止することが可能になる。
【００５６】このように、本発明では、回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板上に、複数のＩＤＴ電極を一列に配置し、さらにこれを挟持するようにリフレクタなどの反射構造体を配置した縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいて、ＩＤＴ電極における電極指の先端とバスバー（電極端子）との間のギャップ長Ｇを０．３λ以下に設定している。そのため、通過帯域内における平坦性を向上させ、過剰狭帯域化現象の発生を確実に防止することができる。
【００５７】〔実施の形態２〕本発明の第２の実施の形態について図８および図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。また、説明の便宜上、前記実施の形態１で使用した部材と同じ機能を有する部材には同一の番号を付記し、その説明を省略する。
【００５８】本実施の形態では、前記実施の形態１における縦結合型フィルタ、または、これを備える弾性表面波装置を通信装置に応用した例についてより具体的に説明する。
【００５９】図８に示すように、本実施の形態における通信装置１００は、具体的には、受信を行うレシーバ側（Ｒｘ側）として、アンテナ１０１、アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ１０２、アンプ１０３、Ｒｘ段間フィルタ１０４、ミキサ１０５、１ｓｔＩＦフィルタ１０６、ミキサ１０７、２ｎｄＩＦフィルタ１０８、１ｓｔ＋２ｎｄローカルシンセサイザ１１１、ＴＣＸＯ（temperature compensatedcrystal oscillator（温度補償型水晶発振器））１１２、デバイダ１１３、ローカルフィルタ１１４を備えている。
【００６０】また、上記通信装置１００は、送信を行うトランシーバ側（Ｔｘ側）として、上記アンテナ１０１および上記アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ１０２を共用するとともに、ＴｘＩＦフィルタ１２１、ミキサ１２２、Ｔｘ段間フィルタ１２３、アンプ１２４、カプラ１２５、アイソレータ１２６、ＡＰＣ（automaticpower control （自動出力制御））１２７を備えている。
【００６１】そして、上記のＲｘ段間フィルタ１０４、１ｓｔＩＦフィルタ１０６、ＴｘＩＦフィルタ１２１、あるいはＴｘ段間フィルタ１２３には、上述した実施の形態１の縦結合型フィルタまたはこれを備える弾性表面波装置を好適に用いることができる。
【００６２】このように、本実施の形態における上記通信装置は、前記実施の形態１の弾性表面波フィルタ（縦結合型フィルタ）、またはこれを備える弾性表面波装置を用いている。上記弾性表面波フィルタは、非常に良好な伝送特性を備えているので、上記構成の通信装置は、良好な送受信機能と共に小型化、特にＧＨｚ帯域以上において小型化を図れるものとなっている。
【００６３】また、本実施の形態の他の例として、上記縦結合型フィルタ、または、これを備える弾性表面波装置を、ＲＫＥ（Remote Keyless Entry System ）のＲＦ用フィルタに用いる例を挙げることができる。
【００６４】すなわち、図９に示すように、本実施の形態におけるＲＫＥ２００は、アンテナ２０１、ＲｘＴｏｐフィルタ２０２、アンプ２０３、ミキサ２０４、１ｓｔＩＦフィルタ２０５、１ｓｔローカルフィルタ２０６等を備えているが、このうち、特に、上記ＲｘＴｏｐフィルタ２０２には、上述した実施の形態１の縦結合型フィルタまたはこれを備える弾性表面波装置を好適に用いることができる。
【００６５】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる弾性表面波フィルタは、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいて、圧電基板として回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いるとともに、一方の電極端子が有する上記電極指の先端と、これに対向する他方の電極端子との間隔をギャップ長Ｇとし、上記弾性表面波の波長をλとした場合に、０．３λ≧Ｇの関係が成立する構成である。
【００６６】上記構成によれば、上記ギャップ長Ｇを、弾性表面波の波長λの０．３倍よりも短くすれば、自由表面に相当する非励振領域を小さくすることができるので、ＳＳＢＷの発生を抑えることが可能となる。そのため、通過帯域内における平坦性の悪化を回避し、過剰狭帯域化現象の発生を効果的に防止することができる。その結果、高いフィルタ特性を有する弾性表面波フィルタを得ることができるという効果を奏する。
【００６７】本発明にかかる弾性表面波フィルタは、上記構成に加えて、上記電極端子が、さらに、上記対向方向に向かって突き出すことにより、相手方の電極端子から延長される上記電極指に対向するように形成される複数のダミー電極指を有する構成である。
【００６８】上記構成によれば、上記電極指に対向するように、ダミー電極指を設けることによって、上記ＳＳＢＷの発生をより一層抑えることが可能となる。そのため、上記平坦性の悪化を回避し、過剰狭帯域化現象の発生を効果的に防止することができる。その結果、より一層高いフィルタ特性を有する弾性表面波フィルタを得ることができるという効果を奏する。
【００６９】本発明にかかる弾性表面波装置は、上記構成の弾性表面波フィルタを備える構成である。
【００７０】また、本発明にかかる通信装置は、上記構成の弾性表面波フィルタ、または上記構成の弾性表面波装置を用いる構成である。
【００７１】上記各構成によれば、高品質の弾性表面波フィルタを備えているため、弾性表面波装置または通信装置としての機能をより一層向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる弾性表面波フィルタに含まれるＩＤＴ電極の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示すＩＤＴ電極を含む、本発明にかかる弾性表面波フィルタの概略構成の一例を示す平面図である。
【図３】図１に示すＩＤＴ電極の他の構成を示す概略平面図である。
【図４】本発明にかかる弾性表面波フィルタにおける伝送特性と、従来の弾性表面波フィルタにおける伝送特性とを比較するグラフである。
【図５】本発明にかかる弾性表面波フィルタにおける伝送特性と、従来の弾性表面波フィルタにおける伝送特性とを比較するグラフであり、整合を外した状態で得られた伝送特性を示すグラフである。
【図６】本発明にかかる弾性表面波フィルタにおいて、ギャップ長Ｇに対する帯域内偏差の関係を示すグラフである。
【図７】本発明にかかる弾性表面波フィルタにおいて、ギャップ長Ｇに対する通過帯域の幅の関係を示すグラフである。
【図８】本発明にかかる通信装置の要部ブロック図である。
【図９】本発明にかかる通信装置の他の例としての、ＲＫＥの要部ブロック図である。
【図１０】従来の構成の縦結合型フィルタの伝送特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ（縦結合フィルタ）
２ 回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板
３ インターディジタルトランスデューサ電極（ＩＤＴ電極）
４ 反射器
３１ バスバー（電極端子）
３２ 電極指
３３ ダミー電極指
Ｇ ギャップ長
１００ 通信装置
２００ ＲＫＥ（通信装置）
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波フィルタ、およびこれを備える弾性表面波装置、並びに通信装置に関するものであり、特に、圧電基板として、回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いた縦結合共振子型の弾性表面波フィルタと、これを用いる弾性表面波装置および通信装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】弾性表面波フィルタは、圧電基板表面に沿って伝搬する弾性表面波を利用した弾性表面波素子を含むフィルタであり、たとえば携帯電話などの移動体通信市場においては、高周波回路に設けられる弾性表面波フィルタなど、様々な用途に用いられている。
【０００３】特に、上記弾性表面波は電磁波に比べて波長が短いため、弾性表面波フィルタを備える弾性表面波装置そのものを小型化し易いなどの利点がある。そのため、近年、より一層の小型化や低背化が求められている上記携帯電話などの通信装置の分野では、上記弾性表面波フィルタや弾性表面波装置の需要も非常に大きくなっている。
【０００４】ここで、上記弾性表面波フィルタの中でも、特に、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ（以下、縦結合型フィルタと略す）は、低損失かつ高周波に対応することができるため、弾性表面波フィルタの主流となっている。
【０００５】このような縦結合型フィルタに関する具体的な技術としては、たとえば特開平５−２６７９９０号公報に開示されている縦結合二重モード弾性表面波フィルタが挙げられる。
【０００６】上記技術の縦結合型フィルタは、３個のインターディジタルトランスデューサ電極（ＩＤＴ電極）を、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って隣接配置し、さらにその両側に反射器を配置する構成を有している。そして、各ＩＤＴ電極が互いに対向する最も内側の電極指の中心間の間隔を、弾性表面波の波長λを基準にして限定している。その結果、１ＧＨｚに近い高周波領域であっても４％に及ぶ比帯域を実現でき、かつ、損失も低くすることが可能となっている。
【０００７】ところで、上記公報の技術を含む、縦結合型フィルタに要求される特性としては、該フィルタの用途に応じて様々なものがあるが、中でも、たとえばＲＫＥ（Remote Keyless Entry System ）ＲＦ用フィルタでは、所要の通過帯域幅に対応し得るように、狭い帯域となる特性（狭帯域特性）が要求される。従来では、この用途の縦結合型フィルタに対しては、上記狭帯域特性を実現するために、圧電基板として、零温度係数を有する水晶基板が用いられてきた。
【０００８】しかしながら、上記水晶基板は誘電率が低く、電気機械結合係数も小さいことから、フィルタそのもののインピーダンスが高くなるため、縦結合型フィルタに対して、別途、整合回路が必要となる。それゆえ、上記構成では、構成の複雑化や部品点数の増加といった製造面での不都合な点が生じていた。しかも、得られる縦結合型フィルタは、損失が大きくなってしまうため、上記構成では、品質の面でも不都合が生じていた。
【０００９】そこで最近では、上記狭帯域特性を実現するために、圧電基板として、特に回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いることが多くなっている。この回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いた縦結合型フィルタは、水晶基板を用いたものと比較して、低インピーダンス化が可能となっており、上記不都合を抑制することが可能となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、圧電基板として上記回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いた縦結合型フィルタで上記狭帯域特性を実現しようとすると、今度は、平坦性が悪くなるという問題点を生ずる。
【００１１】具体的には、図１０に示すように、従来の縦結合型フィルタでは、通過帯域の波形が先細り形状となっている（図中矢印）。そのため、通過帯域内における平坦性の指標となるリップル偏差が悪化し、通過帯域の幅が必要以上に狭くなるという問題点を生ずる。なお、通過帯域の幅が必要以上に狭くなる現象を、過剰狭帯域化現象とする。
【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、通過帯域内の平坦性をより一層向上させた良好なフィルタ特性を有する、高品質な縦結合共振子型の弾性表面波フィルタと、これを用いた弾性表面波装置および通信装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題点を解消するために鋭意検討した結果、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいては、圧電基板として、回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いるとともに、ＩＤＴ電極を構成する電極指と、この電極指に対向するバスバー（電極端子）との間隔を、弾性表面波の波長λに基づいて所定範囲に規定すると、通過帯域内における平坦性が向上し、良好なフィルタ特性が実現されることを独自に見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】すなわち、本発明にかかる弾性表面波フィルタは、上記の課題を解決するために、互いに対向する一対の電極端子と、各電極端子から対向方向に向かって延長される複数の電極指とを有し、該複数の電極指をそれぞれ交叉させて互いに噛み合わせた形状を形成するインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極を、圧電基板上に、複数個、弾性表面波の伝搬方向に沿って隣接配置し、さらにその両側に、反射構造体を配置してなる弾性表面波共振子を備える縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいて、上記圧電基板として回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いるとともに、一方の電極端子が有する上記電極指の先端と、これに対向する他方の電極端子との間隔をギャップ長Ｇとし、上記弾性表面波の波長をλとした場合に、０．３λ≧Ｇの関係が成立することを特徴としている。
【００１５】本発明者らが独自に検討した結果、上記平坦性の悪化と、これに伴う過剰狭帯域化現象の発生とは、上記電極指の先端と電極端子（バスバー）との間のギャップ領域で発生するＳＳＢＷ（Surface Skimming Bulk Wave）の影響により、共振モードのレベルが減衰することが原因ではないかと考えられた。このＳＳＢＷは、自由表面において強く放射されることが知られている。そのため、ＩＤＴ電極において自由表面に相当する非励振領域を小さくすれば、ＳＳＢＷの発生を抑えることが可能となる。
【００１６】そこで、上記構成によれば、上記電極指の先端と電極端子との間隔であるギャップ長Ｇを、弾性表面波の波長λの０．３倍よりも短くしている。そのため、上記自由表面に相当する非励振領域（ギャップ領域）を小さくすることができるので、上記ＳＳＢＷの発生を抑えることが可能となる。そのため、上記平坦性の悪化を回避し、過剰狭帯域化現象の発生を効果的に防止することができる。その結果、高いフィルタ特性を有する弾性表面波フィルタを得ることができる。
【００１７】本発明にかかる弾性表面波フィルタは、上記構成に加えて、上記電極端子が、さらに、上記対向方向に向かって突き出すことにより、相手方の電極端子から延長される上記電極指に対向するように形成される複数のダミー電極指を有することを特徴としている。
【００１８】上記構成によれば、上記電極指に対向するように、ダミー電極指を設けることによって、上記ＳＳＢＷの発生をより一層抑えることが可能となる。そのため、上記平坦性の悪化を回避し、過剰狭帯域化現象の発生を効果的に防止することができる。その結果、より一層高いフィルタ特性を有する弾性表面波フィルタを得ることができる。
【００１９】本発明にかかる弾性表面波装置は、上記構成の弾性表面波フィルタを備えることを特徴としている。
【００２０】また、本発明にかかる通信装置は、上記構成の弾性表面波フィルタ、または上記構成の弾性表面波装置を用いることを特徴としている。
【００２１】上記各構成によれば、高品質の弾性表面波フィルタを備えているため、弾性表面波装置または通信装置としての機能をより一層向上させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の第１の実施の形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】本発明にかかる弾性表面波フィルタは、圧電基板としての回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板上に、複数のインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極、およびこれを挟持するように配置される反射構造体を有する共振子を備える、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ（縦結合型フィルタ）であり、上記ＩＤＴ電極が有する複数の電極指の先端と、それに対向する電極端子（バスバー）との間のギャップ長Ｇを、弾性表面波の波長をλとしたときに、０．３λ≧Ｇの関係が成立するように設定するものである。
【００２４】また、本発明にかかる弾性表面波装置は、上記構成の弾性表面波フィルタを備えるものである。
【００２５】具体的には、たとえば、図２に示すように、本実施の形態における縦結合型フィルタ１は、複数のＩＤＴ電極３…と、一対のリフレクタ（反射器）４・４とからなる弾性表面波共振子５（以下、単に共振子とする）が、ＬｉＴａＯ3 基板２上に二つ形成された構成となっている。なお、リフレクタの代わりに、反射端面を用いても構わない。すなわち広義の反射構造体が用いられておればよい。
【００２６】上記共振子５は、３個のＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃが隣接配置されており、この両端に一対のリフレクタ４・４が配置されている構成となっている。３個のＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃが配置されている方向は、上記縦結合型フィルタ１における弾性表面波の伝搬方向に沿った方向である。また、リフレクタ４・４は、上記ＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃを挟持するように配置されているため、ＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃの配置方向と同様、弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されていることになる。
【００２７】本実施の形態では、上記３個のＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃのうち、ＩＤＴ電極３ａ・３ｃの一端は接地されており、ＩＤＴ電極３ｂには信号端子７が設けられている。
【００２８】上記縦結合型フィルタ１において、共振子５・５が配置されている方向は、上記弾性表面波の伝搬方向に直交する方向（縦方向）である。そして、共振子５・５の間は、それぞれのＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃの間で、接続部６により縦続接続されている。そのため、上記構成の縦結合型フィルタ１は、いわゆる２段構成となっている。なお、上記接続部６は、段間の整合がとれるように、櫛歯状電極で形成された結合容量が、上記ＩＤＴ電極３と電気的に並列となるように接続される構成となっていてもよく、特に限定されるものではない。
【００２９】なお、上記縦結合型フィルタ１の構成としては、上記２段構成に限定されるものではない。たとえば、共振子５を一つのみ設けて接続段数を１段としたもの、すなわち単段構成のものであってもよく、共振子５…を３個以上設けたもの、すなわち３段以上の多段構成のものであってもよい。また、各共振子５・５の間、すなわち段間の接続方法も、上記方法に限定されるものではなく、他の接続方法に変えてもよい。
【００３０】図２では、個々のＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃを模式的に図示しているが、これらＩＤＴ電極３…の構成をより具体的に図示すると、図１に示すように、互いに対向する一対のバスバー（電極端子）３１・３１と、各バスバー３１から対向方向に向かって延長される複数の電極指（励振電極指）３２…とを有する構成となっている。上記複数の電極指３２…は、それぞれ交叉されて、互いに噛み合わせられたような形状となっている。
【００３１】対向する各バスバー３１・３１からそれぞれ延長された１個ずつの電極指３２・３２の組み合わせを１対とすれば、ＩＤＴ電極３を構成する電極指３２・３２の対数は、縦結合型フィルタ１の要求特性に応じて適宜設定される。同じく、対向するバスバー３１・３１からそれぞれ延長された各電極指３２が交叉する幅（交叉幅）も、要求特性に応じて適宜設定される。
【００３２】さらに、本発明では、図１に示すように、上記電極指３２の先端と、これに対向するバスバー３１との間隔をギャップ長Ｇとしており、このギャップ長Ｇが、弾性表面波の波長をλとした場合に、０．３λ≧Ｇの関係が成立するように規定されている。
【００３３】圧電基板として上記回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いた縦結合型フィルタでは、狭帯域特性を実現しようとすると、平坦性が悪くなり、そのために前述した過剰狭帯域化現象が生じる。この過剰狭帯域化現象は、上記電極指の先端とバスバーの間のギャップ領域で、ＳＳＢＷ（Surface Skimming Bulk Wave）が発生するためと考えられる。すなわち、ＳＳＢＷが上記ギャップ領域で発生する影響で、共振モードのレベルが減衰するためである。
【００３４】上記ＳＳＢＷは自由表面において強く放射されることが知られている。そこで、ＩＤＴ電極においては、上記自由表面に相当する非励振領域を小さくすることで、上記ＳＳＢＷの発生を抑えることが可能となる。
【００３５】ここで、図１に示すように、ＩＤＴ電極３における電極指３２の先端と、それに対向するバスバー３１との間のギャップ領域３０は、励振には寄与していない自由表面となっている。それゆえ、上記ギャップ長Ｇを短くすれば、ギャップ領域３０が狭くなるため、非励振領域を小さくすることができる。その結果、通過帯域内における平坦性を改善することができ、過剰狭帯域化現象を防止することが可能となる。
【００３６】後述する実施例から明らかなように、実際に、上記ギャップ長Ｇと帯域内偏差（リップル偏差）および通過帯域の幅（帯域幅）との相関関係を得たところ、弾性表面波の波長をλとした場合、上記ギャップ長Ｇを０．３λ以下に規定すれば、帯域内偏差および帯域幅が改善されることが見出された。上記リップル偏差は平坦性の指標であり、この値が小さいほど平坦性が良好となる。本発明では、ギャップ長Ｇを０．３λ≧Ｇとなるように規定すると、リップル偏差が改善され、帯域幅も広くなることがわかった。
【００３７】なお、ギャップ長Ｇは上限として０．３λのみ規定されており、下限が規定されていないが、これは、上記ギャップ長Ｇが、飽くまで、電極指３２の先端とバスバー３１との間隔を指すものであり、常に０を超える（Ｇ＞０）ので、下限を限定する必要がないためである。
【００３８】すなわち、本発明では、ギャップ長Ｇの上限値は０．３λとなっているのに対し、ギャップ長Ｇの下限値は、上記ＩＤＴ電極３を形成する際のプロセス上の限界値に相当することになる。たとえば、ＩＤＴ電極３を形成する方法としては、一般的にウエットエッチング法を用いることができるが、ドライエッチング法を用いることも可能である。このとき、ドライエッチング法で得られるギャップ長Ｇの限界値は、ウエットエッチング法で得られるギャップ長Ｇの限界値よりも小さくなる。したがって、ギャップ長Ｇの下限は、ＩＤＴ電極３を形成するプロセスの限界値となる。
【００３９】本発明では、さらに、図３に示すように、ＩＤＴ電極３は、さらに、上記対向方向に向かって突き出しており、相手方のバスバー３１から延長される上記電極指３２に対向するように形成される複数のダミー電極指３３…を有していてもよい。すなわち、ダミー電極３３は、バスバー３１から、非励振領域であるギャップ領域３０に対して突出するように形成されていることになる。
【００４０】このように、上記電極指３２に対向するダミー電極指３３を設けると、後述する実施例から明らかなように、上記平坦性の悪化をより一層確実に回避でき、過剰狭帯域化現象の発生をより効果的に防止することが可能となっている。
【００４１】なお、ダミー電極指３３が有る場合のギャップ長Ｇは、図３に示すように、電極指３２の先端から、それに対向するダミー電極指３３の先端までの間隔を指すものとする。それゆえ、ダミー電極指３３の長さは、上記ギャップ長ＧおよびＩＤＴ電極３のサイズなどによって適宜選択される設計事項であり、特に限定されるものではない。
【００４２】本発明では、圧電基板として上記回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板２が用いられる。この回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板２としては、具体的には、特に限定されるものではない。後述する実施例では、回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板２のカット角は、３６°回転ＹカットＸ伝搬のものが用いられているが、これ以外のカット角を用いても、物性上の差異はＳＳＢＷの放射には関与しないため、同様の効果を得ることができる。
【００４３】〔実施例〕本実施の形態における上記ギャップ長Ｇの規定について、以下の実施例に基づいてより具体的に説明する。なお、本実施例は、上記ギャップ長Ｇを規定するための一例であって、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４４】本実施例では、上述した２段構成の縦結合型フィルタ１（図２参照）を例に挙げて説明する。本実施例で用いた縦結合型フィルタ１の基本的な構成は、次のようになっている。
【００４５】すなわち、まず、縦結合型フィルタ１における通過帯域の中央となる中心周波数は、２９８ＭＨｚとした。また、圧電基板としては、３６°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板２を用いた。電極材料としてはＡｌ−Ｃｕ合金を用い、電極膜厚を４００ｎｍとした。上記リフレクタ４の具体的な構成は、何れも、本数が４１本で波長を１３．８２μｍとした。また、上記ＩＤＴ電極３の具体的な構成は、図２に示す３個のＩＤＴ電極３ａ・３ｂ・３ｃにおける電極指３２・３２の対数が、それぞれ１７対、２２対、１７対となるように形成した。
【００４６】次に、本実施例で用いられる、本発明にかかる縦結合型フィルタ（本発明型フィルタ）では、弾性表面波の波長をλとした場合に、ギャップ長Ｇを０．３λ以下となる（０．３λ≧Ｇ）ように小さく設定している。さらに、本実施例では、比較のために、従来と同様に、ギャップ長Ｇを小さく設定しない従来の縦結合型フィルタ（従来型フィルタ）も用いている。この従来型フィルタとしては、基本的な構成は本発明型フィルタと同じであるが、ギャップ長Ｇを０．４６λ（Ｇ＝０．４６λ）に設定している。
【００４７】上記本発明型フィルタと、従来型フィルタとのそれぞれについて、その伝送特性を比較した。その結果を図４および図５に示す。なお、図４および図５の伝送特性を計測した本発明型フィルタでは、そのギャップ長Ｇを０．２λに設定している（Ｇ＝０．２λ）。また、図４および図５においては、実線が本発明型フィルタの、点線が従来型フィルタの伝送特性を示し、それぞれ
【００４８】図４は、上記各フィルタの伝送特性を単純に計測したものである。図４から明らかなように、本発明型フィルタでは、従来型フィルタと比較して、通過帯域以外の特性を変えずに、帯域内の伝送特性の先細り傾向が解消されて、平坦性を改善することができることが分かる。
【００４９】一方、図５は、共振モードの位置とレベルとを明確にするために、上記各フィルタにおいて、故意に外部回路との整合を外した上で、伝送特性の波形を計測したものである。図５の結果から明らかなように、共振モードのレベルを見ると、従来型フィルタに比べて、本発明型フィルタでは、ピークレベルが上昇している。したがって、従来の構成よりもギャップ長Ｇを小さくすることが、平坦性向上に寄与していることがわかる。
【００５０】次に、上記ギャップ長Ｇと通過帯域内における平坦性との関係について定量的に評価した結果を以下に示す。
【００５１】まず、上記基本構成の縦結合型フィルタにおいて、ギャップ長Ｇを変化させた場合に、上記平坦性の指標となる、ギャップ長Ｇに対するリップル偏差（帯域内偏差）の変化について計測した。その結果を図６に示す。なお、図６では、正方形の黒ドットがダミー電極指３３が無い場合（図１の構成）の縦結合型フィルタであり、菱形の黒ドットがダミー電極指３３が有る場合（図３の構成）の縦結合型フィルタである。また、縦軸が帯域内偏差（単位ｄＢ）を示し、横軸がギャップ長Ｇ（λ基準）を示す。さらに、ダミー電極指３３の長さは、本実施例では、約２λとなっている。
【００５２】図６の結果から明らかなように、ギャップ長Ｇが０．３λ以下となっていれば、リップル偏差の値は十分小さくなっていることがわかる。特に、ダミー電極が有る場合の縦結合型フィルタでは、０．３λ≧Ｇを満たすことによって、リップル偏差が十分に低下していることが非常に明確となっている。
【００５３】次に、上記基本構成の縦結合型フィルタにおいて、ギャップ長Ｇを変化させた場合に、ギャップ長Ｇに対する通過帯域の幅（帯域幅）の変化について計測した。その結果を図７に示す。なお、図７でも、正方形の黒ドットがダミー電極指３３が無い場合（図１の構成）の縦結合型フィルタであり、菱形の黒ドットがダミー電極指３３が有る場合（図３の構成）の縦結合型フィルタである。また、縦軸が帯域幅（単位ＭＨｚ）を示し、横軸がギャップ長Ｇ（λ基準）を示す。
【００５４】図７の結果から明らかなように、ギャップ長Ｇが０．３λ以下となっていれば、十分良好な帯域幅を得ることができる。これに対して、ギャップ長Ｇが０．３λを超えると帯域幅が急激に減少してしまい、過剰狭帯域化現象が生じることがわかる。そのため、０．３λ≧Ｇを満たさなければ、縦結合型フィルタとしての十分なフィルタ特性を得ることができなくなる。
【００５５】さらに、図６および図７の比較から明らかなように、リップル偏差の値が大きいと、平坦性が悪くなり、過剰狭帯域化現象が生じるが、上記ギャップ長Ｇを０．３λ以下に設定すれば、リップル偏差が改善され、通過帯域の幅が十分に確保され、過剰狭帯域化現象の発生を防止することが可能になる。
【００５６】このように、本発明では、回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板上に、複数のＩＤＴ電極を一列に配置し、さらにこれを挟持するようにリフレクタなどの反射構造体を配置した縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいて、ＩＤＴ電極における電極指の先端とバスバー（電極端子）との間のギャップ長Ｇを０．３λ以下に設定している。そのため、通過帯域内における平坦性を向上させ、過剰狭帯域化現象の発生を確実に防止することができる。
【００５７】〔実施の形態２〕本発明の第２の実施の形態について図８および図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。また、説明の便宜上、前記実施の形態１で使用した部材と同じ機能を有する部材には同一の番号を付記し、その説明を省略する。
【００５８】本実施の形態では、前記実施の形態１における縦結合型フィルタ、または、これを備える弾性表面波装置を通信装置に応用した例についてより具体的に説明する。
【００５９】図８に示すように、本実施の形態における通信装置１００は、具体的には、受信を行うレシーバ側（Ｒｘ側）として、アンテナ１０１、アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ１０２、アンプ１０３、Ｒｘ段間フィルタ１０４、ミキサ１０５、１ｓｔＩＦフィルタ１０６、ミキサ１０７、２ｎｄＩＦフィルタ１０８、１ｓｔ＋２ｎｄローカルシンセサイザ１１１、ＴＣＸＯ（temperature compensatedcrystal oscillator（温度補償型水晶発振器））１１２、デバイダ１１３、ローカルフィルタ１１４を備えている。
【００６０】また、上記通信装置１００は、送信を行うトランシーバ側（Ｔｘ側）として、上記アンテナ１０１および上記アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ１０２を共用するとともに、ＴｘＩＦフィルタ１２１、ミキサ１２２、Ｔｘ段間フィルタ１２３、アンプ１２４、カプラ１２５、アイソレータ１２６、ＡＰＣ（automaticpower control （自動出力制御））１２７を備えている。
【００６１】そして、上記のＲｘ段間フィルタ１０４、１ｓｔＩＦフィルタ１０６、ＴｘＩＦフィルタ１２１、あるいはＴｘ段間フィルタ１２３には、上述した実施の形態１の縦結合型フィルタまたはこれを備える弾性表面波装置を好適に用いることができる。
【００６２】このように、本実施の形態における上記通信装置は、前記実施の形態１の弾性表面波フィルタ（縦結合型フィルタ）、またはこれを備える弾性表面波装置を用いている。上記弾性表面波フィルタは、非常に良好な伝送特性を備えているので、上記構成の通信装置は、良好な送受信機能と共に小型化、特にＧＨｚ帯域以上において小型化を図れるものとなっている。
【００６３】また、本実施の形態の他の例として、上記縦結合型フィルタ、または、これを備える弾性表面波装置を、ＲＫＥ（Remote Keyless Entry System ）のＲＦ用フィルタに用いる例を挙げることができる。
【００６４】すなわち、図９に示すように、本実施の形態におけるＲＫＥ２００は、アンテナ２０１、ＲｘＴｏｐフィルタ２０２、アンプ２０３、ミキサ２０４、１ｓｔＩＦフィルタ２０５、１ｓｔローカルフィルタ２０６等を備えているが、このうち、特に、上記ＲｘＴｏｐフィルタ２０２には、上述した実施の形態１の縦結合型フィルタまたはこれを備える弾性表面波装置を好適に用いることができる。
【００６５】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる弾性表面波フィルタは、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいて、圧電基板として回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いるとともに、一方の電極端子が有する上記電極指の先端と、これに対向する他方の電極端子との間隔をギャップ長Ｇとし、上記弾性表面波の波長をλとした場合に、０．３λ≧Ｇの関係が成立する構成である。
【００６６】上記構成によれば、上記ギャップ長Ｇを、弾性表面波の波長λの０．３倍よりも短くすれば、自由表面に相当する非励振領域を小さくすることができるので、ＳＳＢＷの発生を抑えることが可能となる。そのため、通過帯域内における平坦性の悪化を回避し、過剰狭帯域化現象の発生を効果的に防止することができる。その結果、高いフィルタ特性を有する弾性表面波フィルタを得ることができるという効果を奏する。
【００６７】本発明にかかる弾性表面波フィルタは、上記構成に加えて、上記電極端子が、さらに、上記対向方向に向かって突き出すことにより、相手方の電極端子から延長される上記電極指に対向するように形成される複数のダミー電極指を有する構成である。
【００６８】上記構成によれば、上記電極指に対向するように、ダミー電極指を設けることによって、上記ＳＳＢＷの発生をより一層抑えることが可能となる。そのため、上記平坦性の悪化を回避し、過剰狭帯域化現象の発生を効果的に防止することができる。その結果、より一層高いフィルタ特性を有する弾性表面波フィルタを得ることができるという効果を奏する。
【００６９】本発明にかかる弾性表面波装置は、上記構成の弾性表面波フィルタを備える構成である。
【００７０】また、本発明にかかる通信装置は、上記構成の弾性表面波フィルタ、または上記構成の弾性表面波装置を用いる構成である。
【００７１】上記各構成によれば、高品質の弾性表面波フィルタを備えているため、弾性表面波装置または通信装置としての機能をより一層向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる弾性表面波フィルタに含まれるＩＤＴ電極の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示すＩＤＴ電極を含む、本発明にかかる弾性表面波フィルタの概略構成の一例を示す平面図である。
【図３】図１に示すＩＤＴ電極の他の構成を示す概略平面図である。
【図４】本発明にかかる弾性表面波フィルタにおける伝送特性と、従来の弾性表面波フィルタにおける伝送特性とを比較するグラフである。
【図５】本発明にかかる弾性表面波フィルタにおける伝送特性と、従来の弾性表面波フィルタにおける伝送特性とを比較するグラフであり、整合を外した状態で得られた伝送特性を示すグラフである。
【図６】本発明にかかる弾性表面波フィルタにおいて、ギャップ長Ｇに対する帯域内偏差の関係を示すグラフである。
【図７】本発明にかかる弾性表面波フィルタにおいて、ギャップ長Ｇに対する通過帯域の幅の関係を示すグラフである。
【図８】本発明にかかる通信装置の要部ブロック図である。
【図９】本発明にかかる通信装置の他の例としての、ＲＫＥの要部ブロック図である。
【図１０】従来の構成の縦結合型フィルタの伝送特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ（縦結合フィルタ）
２ 回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板
３ インターディジタルトランスデューサ電極（ＩＤＴ電極）
４ 反射器
３１ バスバー（電極端子）
３２ 電極指
３３ ダミー電極指
Ｇ ギャップ長
１００ 通信装置
２００ ＲＫＥ（通信装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】互いに対向する一対の電極端子と、各電極端子から対向方向に向かって延長される複数の電極指とを有し、該複数の電極指をそれぞれ交叉させて互いに噛み合わせた形状を形成する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、複数個、弾性表面波の伝搬方向に沿って隣接配置し、さらにその両側に、反射構造体を配置してなる弾性表面波共振子を備える縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいて、上記圧電基板として回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いるとともに、一方の電極端子が有する上記電極指の先端と、これに対向する他方の電極端子との間隔をギャップ長Ｇとし、上記弾性表面波の波長をλとした場合に、０．３λ≧Ｇの関係が成立することを特徴とする弾性表面波フィルタ。
【請求項２】上記電極端子は、さらに、上記対向方向に向かって突き出すことにより、相手方の電極端子から延長される上記電極指に対向するように形成される複数のダミー電極指を有することを特徴とする請求項１記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項３】請求項１または２記載の弾性表面波フィルタを備えることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項４】請求項１または２記載の弾性表面波フィルタ、または請求項３記載の弾性表面波装置を用いることを特徴とする通信装置。
【請求項１】互いに対向する一対の電極端子と、各電極端子から対向方向に向かって延長される複数の電極指とを有し、該複数の電極指をそれぞれ交叉させて互いに噛み合わせた形状を形成する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、複数個、弾性表面波の伝搬方向に沿って隣接配置し、さらにその両側に、反射構造体を配置してなる弾性表面波共振子を備える縦結合共振子型の弾性表面波フィルタにおいて、上記圧電基板として回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いるとともに、一方の電極端子が有する上記電極指の先端と、これに対向する他方の電極端子との間隔をギャップ長Ｇとし、上記弾性表面波の波長をλとした場合に、０．３λ≧Ｇの関係が成立することを特徴とする弾性表面波フィルタ。
【請求項２】上記電極端子は、さらに、上記対向方向に向かって突き出すことにより、相手方の電極端子から延長される上記電極指に対向するように形成される複数のダミー電極指を有することを特徴とする請求項１記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項３】請求項１または２記載の弾性表面波フィルタを備えることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項４】請求項１または２記載の弾性表面波フィルタ、または請求項３記載の弾性表面波装置を用いることを特徴とする通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００２−３１４３６６（Ｐ２００２−３１４３６６Ａ）
【公開日】平成１４年１０月２５日（２００２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−１１０２７１（Ｐ２００１−１１０２７１）
【出願日】平成１３年４月９日（２００１．４．９）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年１０月２５日（２００２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年４月９日（２００１．４．９）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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