弾性表面波フィルタおよび弾性表面波共振器
【課題】低インピーダンス化が可能であるとともに、横モードの共振によるスプリアスの影響を排除することができる弾性表面波フィルタなどの提供。
【解決手段】この弾性表面波フィルタは、圧電基板１１と、この圧電基板１１上に形成されてすだれ状電極からなる入出力電極１２、１３と、圧電基板１１上に形成されて入出力電極１２、１３を挟んで両側に位置する反射器１４、１４とを備えている。入力電極１２は電極指１２１、１２２からなり、電極指１２１、１２２は、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離λ／２だけ離れた直線部１２１ａ、１２１ｂ、または直線部１２２ａ、１２２ｂをそれぞれ有している。出力電極１３の電極指１３１、１３２、および共振器１４の電極指１４１も同様に構成されている。
【解決手段】この弾性表面波フィルタは、圧電基板１１と、この圧電基板１１上に形成されてすだれ状電極からなる入出力電極１２、１３と、圧電基板１１上に形成されて入出力電極１２、１３を挟んで両側に位置する反射器１４、１４とを備えている。入力電極１２は電極指１２１、１２２からなり、電極指１２１、１２２は、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離λ／２だけ離れた直線部１２１ａ、１２１ｂ、または直線部１２２ａ、１２２ｂをそれぞれ有している。出力電極１３の電極指１３１、１３２、および共振器１４の電極指１４１も同様に構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ）を利用するようにした弾性表面波フィルタおよび弾性表面波共振器に関し、特に、電極の構造を改良するようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾性表面波フィルタは、高周波帯域のフィルタとして各方面で用いられている。この弾性表面波フィルタは、例えば図７に示すように、圧電基板１と、この圧電基板１上に形成されてすだれ状電極からなる入力電極２および出力電極３と、圧電基板１上に形成されて入力電極２および出力電極３を挟んで両側に位置する反射器４、４と、を備えている。
【０００３】
上記の弾性表面波フィルタの圧電基板は例えば水晶からなり、一般にインピーダンスが高く５０Ωに整合するためには出来るだけ低い負荷インピーダンスが要求される。通常、そのために、すだれ状電極からなる入力電極２および出力電極３の交差幅（電極指の対向する長さ）ａを大きくすることが知られている。
しかし、入力電極２および出力電極３の交差幅を大きくすると、弾性表面波の伝搬方向と垂直にエネルギーが分布するモード（横モード）の共振が生じる。この横モードの共振によりスプリアスが発生し、フィルタの通過帯域特性が劣化する。
【０００４】
すなわち、図７に示すような構造では、入出力電極２、３の交差幅ａの方向に１次の横モードのみならず、２次以上の高次横モードの振動エネルギが閉じ込められている（図７の波形参照）。１次の横モードは主応答となるのに対し２次以上はスプリアスとなる。高次横モードの中で２次横モードにおける電荷は、入出力電極２、３内で相殺されるが、３次横モードによる電荷は相殺されることがなく、フィルタ特性にスプリアスとして表れる。つまり、偶数次の横モードは相殺され、奇数次の横モードはスプリアスとして表れる。
【０００５】
ところで、入出力電極２、３の交差幅と、横モードによるスプリアスの位置（フィルタ特性の中心周波数からのスプリアスの位置）との関係の一例を示すと、例えば図８に示すようになることが知られている。図８によれば、交差幅を大きくすればするほど、フィルタ特性において中心周波数に近い位置にスプリアスが表れることになる。
これを防ぐためには、入力電極２および出力電極３を重み付けして交差幅に変化を付けることが知られている。しかし、この場合には、交差幅が小さくなるので、負荷インピーダンスが大きくなるという不具合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、低インピーダンス化が可能であるとともに、高次横モードの共振によるスプリアスの影響を排除することができる弾性表面波フィルタおよび弾性表面波共振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、第１の発明は、圧電基板と、この圧電基板上に形成されてすだれ状電極からなる入出力電極と、前記圧電基板上に形成されて前記入出力電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波フィルタであって、前記入出力電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、かつ、前記距離Ｌは、４λ／８＜Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにした。
【０００８】
第２の発明は、圧電基板と、この圧電基板上に形成されてすだれ状電極からなる入出力電極と、前記圧電基板上に形成されて前記入出力電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波フィルタであって、前記入出力電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、該直線部の交差幅が８λ〜２０λであり、かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにした。
【０００９】
このように第１、２の発明では、入力電極と出力電極の電極指を少なくとも２つの直線部で構成するようにしたので、各直線部の交差幅は小さいがその全体の交差幅は大きくすることができ、インピーダンスを小さくすることができる。
また、第１、２の発明では、入力電極と出力電極の各直線部交差幅を小さくできるので、横モードによるスプリアスをフィルタの通過帯域から遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できる。
【００１０】
第３の発明は、圧電基板と、この圧電基板上に形成されたすだれ状電極と、前記圧電基板上に形成されて前記すだれ状電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波共振器であって、前記すだれ状電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ＜４λ／８または４λ／８＜Ｌ≦５λ／８Ｌ（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにした。
【００１１】
第４の発明は、圧電基板と、この圧電基板上に形成されたすだれ状電極と、前記圧電基板上に形成されて前記すだれ状電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波共振器であって、前記すだれ状電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、該直線部の交差幅が１５λ〜２０λであり、かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにした。
【００１２】
このように第３、４の発明では、すだれ状電極の電極指を少なくとも２つの直線部から構成するようにしたので、各直線部の交差幅は小さいがその全体の交差幅は大きくすることができ、共振時のインピーダンスを小さくすることができる。
また、第３、４の発明では、すだれ状電極の交差幅を小さくできるので、横モードによるスプリアスを共振周波数の近傍から遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の弾性表面波フィルタの第１実施形態について、図１を参照して説明する。
この弾性表面波フィルタの第１実施形態は、図１に示すように、圧電基板１１と、この圧電基板１１上に形成されてすだれ状電極からなる入力電極１２および出力電極１３と、圧電基板１１上に形成されて入力電極１２および出力電極１３を挟んで両側に位置する反射器１４、１４と、を備えている。
【００１４】
圧電基板１１は、例えば水晶からなり矩形板状に形成されている。入力電極１２、出力電極１３および反射器１４は、圧電基板１１の表面に導体金属を蒸着またはスパッタリング等により薄膜状に形成した上で、フォトリソグラフィ等により形成されている。
入力電極１２は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指１２１，１２２とからなり、電極指１２１、１２２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
【００１５】
電極指１２１は、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に分割して配置される直線部１２１ａ、１２１ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部１２１ｃとからなる。その直線部１２１ａと直線部１２１ｂとは、弾性表面波の伝搬方向に対して互いにＬ１＝λ／２（λは弾性表面波の波長であり、以下同様である）だけ離れた位置に配置されている。接続部１２１ｃは、その長さができるだけ短い方が良い。電極指１２２は、同様に、直線部１２２ａ、１２２ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部１２２ｃとからなる。
【００１６】
従って、電極指１２１と電極指１２２との交差幅ａは、直線部１２１ａと直線部１２２ｂとが対向する部分に係る交差幅ｂ１と、直線部１２１ｂと直線部１２２ａとが対向する部分に係る交差幅ｂ２との和となる。
出力電極１３は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指１３１，１３２とからなり、電極指１３１、１３２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
【００１７】
電極指１３１は、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に分割して配置される直線部１３１ａ、１３１ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部１３１ｃとからなる。その直線部１３１ａと直線部１３１ｂとは、弾性表面波の伝搬方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。電極指１３２は、同様に、直線部１３２ａ、１３２ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部１３２ｃとからなる。
従って、電極指１３１と電極指１３２との交差幅ａは、直線部１３１ａと直線部１３２ｂとが対向する部分に係る交差幅ｂ１と、直線部１３１ｂと直線部１３２ａとが対向する部分に係る交差幅ｂ２との和となる。
【００１８】
反射器１４は、複数の電極指１４１が弾性表面波の伝搬方向に所定のピッチで配置され、その電極指１４１は長手方向の両端部が短絡されるように形成されている。
電極指１４１は、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に分割して配置される直線部１４１ａ、１４１ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部１４１ｃとからなる。その直線部１４１ａと直線部１４１ｂとは、弾性表面波の伝搬方向に対して互いにＬ２＝λ／２だけ離れた位置に配置されている。
【００１９】
次に、このような構成からなる弾性表面波フィルタの第１実施形態の動作例について、図１を参照して説明する。
いま、電気信号が入力電極１２に供給されると、圧電効果により弾性表面波に変換される。この弾性表面波は、入力電極１２の電極指１２１、１２２の長手方向に対して直交する方向に伝搬され、出力電極１３まで伝搬される。このように生じた弾性表面波は、反射器１４、１４で振動エネルギーが外部に漏れずに閉じ込められることになる。
そして、出力電極１３に弾性表面波が入射すると、その弾性表面波の振幅に比例した電圧が電極指１３１、１３２に発生し、所定のフィルタ特性に応じた信号が抽出されて外部に出力される。
【００２０】
ここで、入力電極１２を構成する電極指１２１は、直線部１２１ａ、１２１ｂを有し、この両者は弾性表面波の伝搬方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。また、出力電極１３を構成する電極指１３１は、直線部１３１ａ、１３１ｂを有し、この両者は弾性表面波の伝搬方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。
このため、入力電極１２では、電極指１２１の直線部１２１ａと電極指１２２の直線部１２２ａとは、図１に示すように弾性表面波の伝搬方向と直交する方向において、同一直線上に位置するようになり、電極指１２１と電極指１２２には異なる正負の電圧が印加されている。このような関係は、出力電極１３についても同様である。
【００２１】
従って、上記の動作の場合に、弾性表面波の伝搬方向と垂直にエネルギが分布する横モードは、図１に示すようになると考えられる。図１に、１次〜３次までの横モードの振動エネルギー分布を示す。この場合に、各直線部の１次横モードは主応答となるのに対し２次横モード以上はスプリアスとなる。各直線部の２次横モードにおける電荷は、入出力電極１２、１３内で相殺されるが、各直線部の３次横モードによる電荷は相殺されることがなく、フィルタ特性にスプリアスとして表れる。このように、各直線部において偶数次の横モードは電荷が相殺され、奇数次の横モードは電荷が相殺されることなくフィルタ特性にスプリアスとして表れる。しかし、本発明の弾性表面波フィルタは全体の交差幅を小さくすることなく各直線部の交差幅（ｂ１，ｂ２）を小さくすることが出来るので、高次の横モードによるスプリアスをフィルタの通過帯域から遠ざけ、不要なスプリアスの影響を排除できることが、後述のように試作品により確認されている。
【００２２】
以上説明したように、弾性表面波フィルタの第１実施形態では、入力電極１２と出力電極１３の電極指を複数の直線部から構成するようにしたので、各直線部の交差幅は小さいがその全体の交差幅は大きくすることができ、インピーダンスを小さくすることができる。
また、この第１実施形態では、入力電極１２と出力電極１３の各直線部の交差幅を小さくできるので、横モードによるスプリアスをフィルタの通過帯域から遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できる。
【００２３】
次に、本発明の弾性表面波フィルタの第２実施形態について、図２を参照して説明する。この第２の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、入出力電極及び反射器の各直線部分を２つから５つに増やすことにより、全体の交差幅を大きくした点にある。
この弾性表面波フィルタの第２実施形態は、図２に示すように、圧電基板１１と、この圧電基板１１上に形成されてすだれ状電極からなる入力電極２２および出力電極２３と、圧電基板１１上に形成されて入力電極２２および出力電極２３を挟んで両側に位置する反射器２４、２４と、を備えている。
【００２４】
入力電極２２は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指２２１，２２２とからなり、電極指２２１、２２２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
電極指２２１、２２２は、図１に示す入力電極１２の電極指１２１、１２２と同様に構成されるが、図２示すように、その直線部を５つに増やした点が異なる。従って、電極指２２１と電極指２２２との全体の交差幅ａは、図２に示すように、交差幅ｂ１〜ｂ５の総和からなる。
【００２５】
ここで、全体の交差幅ａと交差幅ｂ１〜ｂ５の一例をあげると、全体の交差幅ａは１００λ程度であり、各交差幅ｂ１〜ｂ５は、それぞれ１５λ〜２０λである。
出力電極２３は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指２３１，２３２とからなり、電極指２３１、２３２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
電極指２３１、２３２は、図１に示す出力電極１３の電極指１３１、１３２と同様に構成されるが、図２示すように、その直線部を５つに増やした点が異なる。従って、電極指２３１と電極指２３２との交差幅ａは、図２に示すように、交差幅ｂ１〜ｂ５の総和からなる。
【００２６】
反射器２４は、複数の電極指２４１が弾性表面波の伝搬方向に所定のピッチで配置され、その電極指２４１は長手方向の両端部が短絡されるように形成されている。電極指２４１は、図１に示す反射器１４の電極指１４１と同様に構成されるが、図２示すように、その直線部を５つに増やした点が異なる。
このような構成からなる弾性表面波フィルタの第２実施形態によれば、第１の実施形態よりも交差幅ｂ１からｂ５の総和が大きくとれるので、さらに、負荷インピーダンスを小さくすることができる。併せて、入力電極２２と出力電極２３の各直線部交差幅をさらに小さくできるので、横モードによるスプリアスをフィルタの通過帯域から大幅に遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できる。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明の弾性表面波フィルタの作用効果を確認するため、図２の構造を基本にし配置間隔Ｌを０から４λ／８までλ／８刻みで試作した。
また、他の条件は以下のように共通とした。入力電極２２や出力電極２３などの電極指を構成する直線部（トラック）の個数を１５とし、そして、入力電極２２と出力電極２３における全体の交差幅ａを１２０λとし、各直線部の交差幅をそれぞれ８λとし、中心周波数を約４００〔ＭＨｚ〕とした。
【００２８】
このように試作した実施例によれば、フィルタの特性は図３に示すようになる。図３は弾性表面波フィルタの外部整合回路を付けない状態で測定したもので、外部整合回路を付けるとおおよそ（１）〜（２）で囲まれた部分ｘが弾性表面波フィルタの通過域となる。
図３に示すフィルタ特性において、特性（Ａ）は配置間隔Ｌ＝０、特性（Ｂ）は配置間隔Ｌ＝λ／８、特性（Ｃ）は配置間隔Ｌ＝２λ／８、特性（Ｄ）は配置間隔Ｌ＝３λ／８、特性（Ｅ）は配置間隔Ｌ＝４λ／８の場合を示している。
【００２９】
次に、各フィルタ特性の結果について、以下に検討する。
図３（Ａ）は配置間隔Ｌ＝０、つまり従来例に相当する特性で、通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘに横モードスブリアスによるリプル（点線の○で示す部分）が存在する。
図３（Ｂ）は配置間隔Ｌ＝λ／８の特性で、横モードスブリアスによるリプルは配置間隔Ｌ＝０の時よりも小さくなっているが、この場合も通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘに横モードスブリアスによるリプル（点線の○で示す部分）が存在する。
【００３０】
図３（Ｃ）は配置間隔Ｌ＝２λ／８の特性で、この場合は通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘに横モードスブリアスによるリプルがほとんど見られないが、その代わり位相ずれと思われる大きな窪み（点線の□で示す部分）が存在する。
図３（Ｄ）は配置間隔Ｌ＝３λ／８の特性で、この場合は通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘに横モードスブリアスによるリプルが存在しない。また、この場合は位相ずれと思われる大きな窪み（点線の□で示す部分）が存在するが通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘ以外にあるためフィルタ特性として考えた場合問題とならない。
【００３１】
図３（Ｅ）は配置間隔Ｌ＝４λ／８（つまりＬ＝λ／２）の特性で、この場合は通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘに横モードスブリアスによるリプルが存在せず、位相ずれと思われる大きな窪みも存在しない。
以上の検討結果から、本発明の弾性表面波フィルタでは、入力電極や出力電極などの電極指を構成する各トラックの弾性表面波の伝搬方向における配置間隔Ｌは、Ｌ＝λ／２が最良であるが、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８を満たせば、実用上差し支えないといえる。
なお、５λ／８については直線部の位置関係が３λ／８と同じくなるため同様の効果がある。
【００３２】
次に、本発明の弾性表面波共振器の第１実施形態について、図４を参照して説明する。図４は、本発明の第１実施形態の構成を示す平面図である。この実施形態の特徴は、図４に示したすだれ電極３２において、それぞれの電極指３２１，３２２が２つの直線部３２１ａ，３２１ｂ又は、３２２ａ，３２２ｂで構成した点である。
この弾性表面波共振器の第１実施形態は、図４に示すように、圧電基板３１と、この圧電基板３１上に形成されるすだれ状電極３２と、圧電基板３１上に形成されてすだれ状電極３２を挟んで両側に位置する反射器３３、３３と、を備えている。
圧電基板３１は、例えば水晶からなる矩形板状に形成されている。すだれ状電極３２および反射器３３は、圧電基板３１の表面に導体金属を蒸着またはスパッタリング等により薄膜状に形成した上で、フォトリソグラフィ等により形成されている。
【００３３】
すだれ状電極３２は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指３２１，３２２とからなり、電極指３２１、３２２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
電極指３２１は、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に分割して配置される直線部３２１ａ、３２１ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部３２１ｃとからなる。その直線部３２１ａと直線部３２１ｂとは、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌ１＝λ／２だけ離れた位置に配置されている。電極指３２２は、同様に、直線部３２２ａ、３２２ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部３２２ｃとからなる。
【００３４】
従って、電極指３２１と電極指３２２との交差幅ａは、直線部３２１ａと直線部３２２ｂとが対向する部分に係る交差幅ｃ１と、直線部３２１ｂと直線部３２２ａとが対向する部分に係る交差幅ｃ２との和となる。
反射器３３は、複数の電極指３３１が弾性表面波の伝搬方向に所定のピッチで配置され、その電極指３３１は長手方向の両端部が短絡されるように形成されている。
電極指３３１は、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に分割して配置される直線部３３１ａ、３３１ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部３３１ｃとからなる。その直線部３３１ａと直線部３３１ｂとは、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌ２＝λ／２だけ離れた位置に配置されている。
【００３５】
次に、このような構成からなる弾性表面波共振器の第１実施形態の動作例について、図４を参照して説明する。
いま、電気信号がすだれ状電極３２に供給されると、圧電効果により弾性表面波に変換される。この弾性表面波は、すだれ状電極３２の電極指３２１、３２２の長手方向に対して直交する方向に、すだれ状電極３２の両側に放射され、放射器３３、３３により反射されてすだれ状電極３２に戻される。
ここで、すだれ状電極３２を構成する電極指３２１は、直線部３２１ａ、３２１ｂを有し、この両者は弾性表面波の伝搬方向にλ／２だけ離れて位置に配置されている。
【００３６】
このため、すだれ状電極３２では、電極指３２１の直線部３２１ａと電極指３２２の直線部３２２ａとは、図４に示すように弾性表面波の伝搬方向と直交する方向において、同一直線上に位置するようになり、電極指３２１と電極指３２２には異なる正負の電圧が印加されている。
従って、上記の動作の場合に、弾性表面波の伝搬方向と垂直にエネルギが分布する横モードは、図１に示す場合と同様になり、各直線部の１次横モードは主応答となるのに対し２次横モード以上はスプリアスとなる。各直線部の２次横モードにおける電荷は、すだれ状電極３２内で相殺されるが、各直線部の３次横モードによる電荷は相殺されることがなく、共振特性にスプリアスとして表れるが、そのスプリアスを共振周波数の近傍から遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できることが、後述する試作品により確認できる。
【００３７】
以上説明したように、弾性表面波共振器の第１実施形態では、すだれ状電極３２の電極指を複数の直線部から構成するようにしたので、各直線部の交差幅は小さいがその全体の交差幅は大きくすることができ、共振時のインピーダンスを小さくすることができる。
また、この第１実施形態では、すだれ状電極３２の交差幅を小さくできるので、横モードによるスプリアスを共振周波数の近傍から遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できる。
【００３８】
次に、本発明の弾性表面波共振器の第２実施形態について、図５を参照して説明する。本発明における第２実施形態の他の構成を示す平面図である。この実施形態の特徴は、図５に示したすだれ状電極４２において、それぞれの電極指を５つの直線部で構成した点である。
この弾性表面波共振器の第２実施形態は、図５に示すように、圧電基板３１と、この圧電基板３１上に形成されるすだれ状電極４２と、圧電基板３１上に形成されてすだれ状電極４２を挟んで両側に位置する反射器４３、４３と、を備えている。
【００３９】
すだれ状電極４２は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指４２１，４２２とからなり、電極指４２１、４２２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
電極指４２１、４２２は、図４に示すすだれ状電極３２の電極指３２１、３２２と同様に構成されるが、図５に示すように、その直線部を５つにした点が異なる。従って、電極指４２１と電極指４２２との全体の交差幅は、図５に示すように、交差幅ｃ１〜ｃ５の総和からなる。
【００４０】
ここで、全体の交差幅ａと交差幅ｃ１〜ｃ５の具体的な数値の一例をあげると、全体の交差幅ａは１００λであり、分割された部分の各交差幅ｃ１〜ｃ５はそれぞれ１５λ〜２０λである。
反射器４３は、複数の電極指４３１が弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に所定のピッチで配置され、その電極指４３１は長手方向の両端部が短絡されるように形成されている。電極指４３１は、図４に示す反射器３３の電極指３３１と同様に構成されるが、図５に示すように、その直線部が５つにした点が異なる。
このような構成からなる弾性表面波共振器の第２実施形態によれば、第１実施形態と実質的に同等の効果が得られる。
【００４１】
次に、本発明の弾性表面波共振器の作用効果を確認するために、図４の構造を基本にして実施例１を試作した。
この実施例１は、図４の構造を基本にしたものであり、すだれ状電極３２の電極指を構成する直線部（トラック）の個数を２とし、その各トラックの弾性表面波の伝搬方向における配置間隔Ｌは、Ｌ＝λ／２とした。そして、すだれ状電極３２の全体の交差幅ａを４０λとし、各直線部の交差幅をそれぞれ２０λとし、使用周波数を約６００〔ＭＨｚ〕とした。
【００４２】
次に、この実施例１の共振特性を比較するために、以下のような実施例２を試作した。
実施例２は、その基本構成を実施例１と同一にし、上記の直線部間の配置間隔Ｌだけを、Ｌ＝０に変更した従来の構成に相当するものである。図６は、本発明による弾性表面波共振器の実施例１及び実施例２のそれぞれの周波数特性を示す共振特性図である。このように試作した実施例１及び実施例２それぞれの共振特性は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すようになる。
【００４３】
次に、実施例１と実施例２における共振特性の結果について、以下に検討すると、従来の構成からなる実施例２では、図６（Ｂ）に示すようにスプリアスがある。しかし、実施例１によれば、共振周波数の近傍からそのスプリアスを遠ざけることができ、そのスプリアスの影響を排除できる（図６（Ａ）参照）。
ところで、本発明の弾性表面波共振器は、上記の弾性表面波フィルタと同様のふるまいをするので、弾性表面波フィルタと同様にＬ＝３λ／８，５λ／８の場合にも、実施例１の場合と同様にスプリアスの影響を排除できると考えられる。
【００４４】
以上の検討結果から、本発明の弾性表面波共振器では、すだれ状電極などの電極指を構成する各直線部の弾性表面波の伝搬方向における配置間隔Ｌは、Ｌ＝λ／２が最良であるが、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８を満たせば、実用上差し支えないといえる。
以上説明したように、本発明によれば、低インピーダンス化が可能であるとともに、横モードの共振によるスプリアスの影響を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の弾性表面波フィルタの第１実施形態の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の弾性表面波フィルタの第２実施形態の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の弾性表面波フィルタの試作例のフィルタ特性を示す特性図である。
【図４】本発明の弾性表面波共振器の第１実施形態の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の弾性表面波共振器の第２実施形態の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の弾性表面波共振器の試作例などの周波数特性を示す特性図である。
【図７】従来の弾性表面波フィルタの構成を示す平面図である。
【図８】交差幅とスプリアスの位置の関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１・・・圧電基板、１２・・・入力電極、１３・・・出力電極、１４・・・反射器、３１・・・圧電基板、３２・・・すだれ状電極、３３・・・反射器、１２１、１２２、１３１、１３２、１４１・・・電極指、３２１、３２２、３３１・・・電極指。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ）を利用するようにした弾性表面波フィルタおよび弾性表面波共振器に関し、特に、電極の構造を改良するようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾性表面波フィルタは、高周波帯域のフィルタとして各方面で用いられている。この弾性表面波フィルタは、例えば図７に示すように、圧電基板１と、この圧電基板１上に形成されてすだれ状電極からなる入力電極２および出力電極３と、圧電基板１上に形成されて入力電極２および出力電極３を挟んで両側に位置する反射器４、４と、を備えている。
【０００３】
上記の弾性表面波フィルタの圧電基板は例えば水晶からなり、一般にインピーダンスが高く５０Ωに整合するためには出来るだけ低い負荷インピーダンスが要求される。通常、そのために、すだれ状電極からなる入力電極２および出力電極３の交差幅（電極指の対向する長さ）ａを大きくすることが知られている。
しかし、入力電極２および出力電極３の交差幅を大きくすると、弾性表面波の伝搬方向と垂直にエネルギーが分布するモード（横モード）の共振が生じる。この横モードの共振によりスプリアスが発生し、フィルタの通過帯域特性が劣化する。
【０００４】
すなわち、図７に示すような構造では、入出力電極２、３の交差幅ａの方向に１次の横モードのみならず、２次以上の高次横モードの振動エネルギが閉じ込められている（図７の波形参照）。１次の横モードは主応答となるのに対し２次以上はスプリアスとなる。高次横モードの中で２次横モードにおける電荷は、入出力電極２、３内で相殺されるが、３次横モードによる電荷は相殺されることがなく、フィルタ特性にスプリアスとして表れる。つまり、偶数次の横モードは相殺され、奇数次の横モードはスプリアスとして表れる。
【０００５】
ところで、入出力電極２、３の交差幅と、横モードによるスプリアスの位置（フィルタ特性の中心周波数からのスプリアスの位置）との関係の一例を示すと、例えば図８に示すようになることが知られている。図８によれば、交差幅を大きくすればするほど、フィルタ特性において中心周波数に近い位置にスプリアスが表れることになる。
これを防ぐためには、入力電極２および出力電極３を重み付けして交差幅に変化を付けることが知られている。しかし、この場合には、交差幅が小さくなるので、負荷インピーダンスが大きくなるという不具合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、低インピーダンス化が可能であるとともに、高次横モードの共振によるスプリアスの影響を排除することができる弾性表面波フィルタおよび弾性表面波共振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、第１の発明は、圧電基板と、この圧電基板上に形成されてすだれ状電極からなる入出力電極と、前記圧電基板上に形成されて前記入出力電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波フィルタであって、前記入出力電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、かつ、前記距離Ｌは、４λ／８＜Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにした。
【０００８】
第２の発明は、圧電基板と、この圧電基板上に形成されてすだれ状電極からなる入出力電極と、前記圧電基板上に形成されて前記入出力電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波フィルタであって、前記入出力電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、該直線部の交差幅が８λ〜２０λであり、かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにした。
【０００９】
このように第１、２の発明では、入力電極と出力電極の電極指を少なくとも２つの直線部で構成するようにしたので、各直線部の交差幅は小さいがその全体の交差幅は大きくすることができ、インピーダンスを小さくすることができる。
また、第１、２の発明では、入力電極と出力電極の各直線部交差幅を小さくできるので、横モードによるスプリアスをフィルタの通過帯域から遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できる。
【００１０】
第３の発明は、圧電基板と、この圧電基板上に形成されたすだれ状電極と、前記圧電基板上に形成されて前記すだれ状電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波共振器であって、前記すだれ状電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ＜４λ／８または４λ／８＜Ｌ≦５λ／８Ｌ（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにした。
【００１１】
第４の発明は、圧電基板と、この圧電基板上に形成されたすだれ状電極と、前記圧電基板上に形成されて前記すだれ状電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波共振器であって、前記すだれ状電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、該直線部の交差幅が１５λ〜２０λであり、かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにした。
【００１２】
このように第３、４の発明では、すだれ状電極の電極指を少なくとも２つの直線部から構成するようにしたので、各直線部の交差幅は小さいがその全体の交差幅は大きくすることができ、共振時のインピーダンスを小さくすることができる。
また、第３、４の発明では、すだれ状電極の交差幅を小さくできるので、横モードによるスプリアスを共振周波数の近傍から遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の弾性表面波フィルタの第１実施形態について、図１を参照して説明する。
この弾性表面波フィルタの第１実施形態は、図１に示すように、圧電基板１１と、この圧電基板１１上に形成されてすだれ状電極からなる入力電極１２および出力電極１３と、圧電基板１１上に形成されて入力電極１２および出力電極１３を挟んで両側に位置する反射器１４、１４と、を備えている。
【００１４】
圧電基板１１は、例えば水晶からなり矩形板状に形成されている。入力電極１２、出力電極１３および反射器１４は、圧電基板１１の表面に導体金属を蒸着またはスパッタリング等により薄膜状に形成した上で、フォトリソグラフィ等により形成されている。
入力電極１２は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指１２１，１２２とからなり、電極指１２１、１２２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
【００１５】
電極指１２１は、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に分割して配置される直線部１２１ａ、１２１ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部１２１ｃとからなる。その直線部１２１ａと直線部１２１ｂとは、弾性表面波の伝搬方向に対して互いにＬ１＝λ／２（λは弾性表面波の波長であり、以下同様である）だけ離れた位置に配置されている。接続部１２１ｃは、その長さができるだけ短い方が良い。電極指１２２は、同様に、直線部１２２ａ、１２２ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部１２２ｃとからなる。
【００１６】
従って、電極指１２１と電極指１２２との交差幅ａは、直線部１２１ａと直線部１２２ｂとが対向する部分に係る交差幅ｂ１と、直線部１２１ｂと直線部１２２ａとが対向する部分に係る交差幅ｂ２との和となる。
出力電極１３は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指１３１，１３２とからなり、電極指１３１、１３２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
【００１７】
電極指１３１は、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に分割して配置される直線部１３１ａ、１３１ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部１３１ｃとからなる。その直線部１３１ａと直線部１３１ｂとは、弾性表面波の伝搬方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。電極指１３２は、同様に、直線部１３２ａ、１３２ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部１３２ｃとからなる。
従って、電極指１３１と電極指１３２との交差幅ａは、直線部１３１ａと直線部１３２ｂとが対向する部分に係る交差幅ｂ１と、直線部１３１ｂと直線部１３２ａとが対向する部分に係る交差幅ｂ２との和となる。
【００１８】
反射器１４は、複数の電極指１４１が弾性表面波の伝搬方向に所定のピッチで配置され、その電極指１４１は長手方向の両端部が短絡されるように形成されている。
電極指１４１は、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に分割して配置される直線部１４１ａ、１４１ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部１４１ｃとからなる。その直線部１４１ａと直線部１４１ｂとは、弾性表面波の伝搬方向に対して互いにＬ２＝λ／２だけ離れた位置に配置されている。
【００１９】
次に、このような構成からなる弾性表面波フィルタの第１実施形態の動作例について、図１を参照して説明する。
いま、電気信号が入力電極１２に供給されると、圧電効果により弾性表面波に変換される。この弾性表面波は、入力電極１２の電極指１２１、１２２の長手方向に対して直交する方向に伝搬され、出力電極１３まで伝搬される。このように生じた弾性表面波は、反射器１４、１４で振動エネルギーが外部に漏れずに閉じ込められることになる。
そして、出力電極１３に弾性表面波が入射すると、その弾性表面波の振幅に比例した電圧が電極指１３１、１３２に発生し、所定のフィルタ特性に応じた信号が抽出されて外部に出力される。
【００２０】
ここで、入力電極１２を構成する電極指１２１は、直線部１２１ａ、１２１ｂを有し、この両者は弾性表面波の伝搬方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。また、出力電極１３を構成する電極指１３１は、直線部１３１ａ、１３１ｂを有し、この両者は弾性表面波の伝搬方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。
このため、入力電極１２では、電極指１２１の直線部１２１ａと電極指１２２の直線部１２２ａとは、図１に示すように弾性表面波の伝搬方向と直交する方向において、同一直線上に位置するようになり、電極指１２１と電極指１２２には異なる正負の電圧が印加されている。このような関係は、出力電極１３についても同様である。
【００２１】
従って、上記の動作の場合に、弾性表面波の伝搬方向と垂直にエネルギが分布する横モードは、図１に示すようになると考えられる。図１に、１次〜３次までの横モードの振動エネルギー分布を示す。この場合に、各直線部の１次横モードは主応答となるのに対し２次横モード以上はスプリアスとなる。各直線部の２次横モードにおける電荷は、入出力電極１２、１３内で相殺されるが、各直線部の３次横モードによる電荷は相殺されることがなく、フィルタ特性にスプリアスとして表れる。このように、各直線部において偶数次の横モードは電荷が相殺され、奇数次の横モードは電荷が相殺されることなくフィルタ特性にスプリアスとして表れる。しかし、本発明の弾性表面波フィルタは全体の交差幅を小さくすることなく各直線部の交差幅（ｂ１，ｂ２）を小さくすることが出来るので、高次の横モードによるスプリアスをフィルタの通過帯域から遠ざけ、不要なスプリアスの影響を排除できることが、後述のように試作品により確認されている。
【００２２】
以上説明したように、弾性表面波フィルタの第１実施形態では、入力電極１２と出力電極１３の電極指を複数の直線部から構成するようにしたので、各直線部の交差幅は小さいがその全体の交差幅は大きくすることができ、インピーダンスを小さくすることができる。
また、この第１実施形態では、入力電極１２と出力電極１３の各直線部の交差幅を小さくできるので、横モードによるスプリアスをフィルタの通過帯域から遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できる。
【００２３】
次に、本発明の弾性表面波フィルタの第２実施形態について、図２を参照して説明する。この第２の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、入出力電極及び反射器の各直線部分を２つから５つに増やすことにより、全体の交差幅を大きくした点にある。
この弾性表面波フィルタの第２実施形態は、図２に示すように、圧電基板１１と、この圧電基板１１上に形成されてすだれ状電極からなる入力電極２２および出力電極２３と、圧電基板１１上に形成されて入力電極２２および出力電極２３を挟んで両側に位置する反射器２４、２４と、を備えている。
【００２４】
入力電極２２は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指２２１，２２２とからなり、電極指２２１、２２２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
電極指２２１、２２２は、図１に示す入力電極１２の電極指１２１、１２２と同様に構成されるが、図２示すように、その直線部を５つに増やした点が異なる。従って、電極指２２１と電極指２２２との全体の交差幅ａは、図２に示すように、交差幅ｂ１〜ｂ５の総和からなる。
【００２５】
ここで、全体の交差幅ａと交差幅ｂ１〜ｂ５の一例をあげると、全体の交差幅ａは１００λ程度であり、各交差幅ｂ１〜ｂ５は、それぞれ１５λ〜２０λである。
出力電極２３は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指２３１，２３２とからなり、電極指２３１、２３２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
電極指２３１、２３２は、図１に示す出力電極１３の電極指１３１、１３２と同様に構成されるが、図２示すように、その直線部を５つに増やした点が異なる。従って、電極指２３１と電極指２３２との交差幅ａは、図２に示すように、交差幅ｂ１〜ｂ５の総和からなる。
【００２６】
反射器２４は、複数の電極指２４１が弾性表面波の伝搬方向に所定のピッチで配置され、その電極指２４１は長手方向の両端部が短絡されるように形成されている。電極指２４１は、図１に示す反射器１４の電極指１４１と同様に構成されるが、図２示すように、その直線部を５つに増やした点が異なる。
このような構成からなる弾性表面波フィルタの第２実施形態によれば、第１の実施形態よりも交差幅ｂ１からｂ５の総和が大きくとれるので、さらに、負荷インピーダンスを小さくすることができる。併せて、入力電極２２と出力電極２３の各直線部交差幅をさらに小さくできるので、横モードによるスプリアスをフィルタの通過帯域から大幅に遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できる。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明の弾性表面波フィルタの作用効果を確認するため、図２の構造を基本にし配置間隔Ｌを０から４λ／８までλ／８刻みで試作した。
また、他の条件は以下のように共通とした。入力電極２２や出力電極２３などの電極指を構成する直線部（トラック）の個数を１５とし、そして、入力電極２２と出力電極２３における全体の交差幅ａを１２０λとし、各直線部の交差幅をそれぞれ８λとし、中心周波数を約４００〔ＭＨｚ〕とした。
【００２８】
このように試作した実施例によれば、フィルタの特性は図３に示すようになる。図３は弾性表面波フィルタの外部整合回路を付けない状態で測定したもので、外部整合回路を付けるとおおよそ（１）〜（２）で囲まれた部分ｘが弾性表面波フィルタの通過域となる。
図３に示すフィルタ特性において、特性（Ａ）は配置間隔Ｌ＝０、特性（Ｂ）は配置間隔Ｌ＝λ／８、特性（Ｃ）は配置間隔Ｌ＝２λ／８、特性（Ｄ）は配置間隔Ｌ＝３λ／８、特性（Ｅ）は配置間隔Ｌ＝４λ／８の場合を示している。
【００２９】
次に、各フィルタ特性の結果について、以下に検討する。
図３（Ａ）は配置間隔Ｌ＝０、つまり従来例に相当する特性で、通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘに横モードスブリアスによるリプル（点線の○で示す部分）が存在する。
図３（Ｂ）は配置間隔Ｌ＝λ／８の特性で、横モードスブリアスによるリプルは配置間隔Ｌ＝０の時よりも小さくなっているが、この場合も通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘに横モードスブリアスによるリプル（点線の○で示す部分）が存在する。
【００３０】
図３（Ｃ）は配置間隔Ｌ＝２λ／８の特性で、この場合は通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘに横モードスブリアスによるリプルがほとんど見られないが、その代わり位相ずれと思われる大きな窪み（点線の□で示す部分）が存在する。
図３（Ｄ）は配置間隔Ｌ＝３λ／８の特性で、この場合は通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘに横モードスブリアスによるリプルが存在しない。また、この場合は位相ずれと思われる大きな窪み（点線の□で示す部分）が存在するが通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘ以外にあるためフィルタ特性として考えた場合問題とならない。
【００３１】
図３（Ｅ）は配置間隔Ｌ＝４λ／８（つまりＬ＝λ／２）の特性で、この場合は通過域となる（１）〜（２）で囲まれた部分ｘに横モードスブリアスによるリプルが存在せず、位相ずれと思われる大きな窪みも存在しない。
以上の検討結果から、本発明の弾性表面波フィルタでは、入力電極や出力電極などの電極指を構成する各トラックの弾性表面波の伝搬方向における配置間隔Ｌは、Ｌ＝λ／２が最良であるが、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８を満たせば、実用上差し支えないといえる。
なお、５λ／８については直線部の位置関係が３λ／８と同じくなるため同様の効果がある。
【００３２】
次に、本発明の弾性表面波共振器の第１実施形態について、図４を参照して説明する。図４は、本発明の第１実施形態の構成を示す平面図である。この実施形態の特徴は、図４に示したすだれ電極３２において、それぞれの電極指３２１，３２２が２つの直線部３２１ａ，３２１ｂ又は、３２２ａ，３２２ｂで構成した点である。
この弾性表面波共振器の第１実施形態は、図４に示すように、圧電基板３１と、この圧電基板３１上に形成されるすだれ状電極３２と、圧電基板３１上に形成されてすだれ状電極３２を挟んで両側に位置する反射器３３、３３と、を備えている。
圧電基板３１は、例えば水晶からなる矩形板状に形成されている。すだれ状電極３２および反射器３３は、圧電基板３１の表面に導体金属を蒸着またはスパッタリング等により薄膜状に形成した上で、フォトリソグラフィ等により形成されている。
【００３３】
すだれ状電極３２は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指３２１，３２２とからなり、電極指３２１、３２２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
電極指３２１は、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に分割して配置される直線部３２１ａ、３２１ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部３２１ｃとからなる。その直線部３２１ａと直線部３２１ｂとは、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌ１＝λ／２だけ離れた位置に配置されている。電極指３２２は、同様に、直線部３２２ａ、３２２ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部３２２ｃとからなる。
【００３４】
従って、電極指３２１と電極指３２２との交差幅ａは、直線部３２１ａと直線部３２２ｂとが対向する部分に係る交差幅ｃ１と、直線部３２１ｂと直線部３２２ａとが対向する部分に係る交差幅ｃ２との和となる。
反射器３３は、複数の電極指３３１が弾性表面波の伝搬方向に所定のピッチで配置され、その電極指３３１は長手方向の両端部が短絡されるように形成されている。
電極指３３１は、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に分割して配置される直線部３３１ａ、３３１ｂと、その両者を接続する傾斜状の接続部３３１ｃとからなる。その直線部３３１ａと直線部３３１ｂとは、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌ２＝λ／２だけ離れた位置に配置されている。
【００３５】
次に、このような構成からなる弾性表面波共振器の第１実施形態の動作例について、図４を参照して説明する。
いま、電気信号がすだれ状電極３２に供給されると、圧電効果により弾性表面波に変換される。この弾性表面波は、すだれ状電極３２の電極指３２１、３２２の長手方向に対して直交する方向に、すだれ状電極３２の両側に放射され、放射器３３、３３により反射されてすだれ状電極３２に戻される。
ここで、すだれ状電極３２を構成する電極指３２１は、直線部３２１ａ、３２１ｂを有し、この両者は弾性表面波の伝搬方向にλ／２だけ離れて位置に配置されている。
【００３６】
このため、すだれ状電極３２では、電極指３２１の直線部３２１ａと電極指３２２の直線部３２２ａとは、図４に示すように弾性表面波の伝搬方向と直交する方向において、同一直線上に位置するようになり、電極指３２１と電極指３２２には異なる正負の電圧が印加されている。
従って、上記の動作の場合に、弾性表面波の伝搬方向と垂直にエネルギが分布する横モードは、図１に示す場合と同様になり、各直線部の１次横モードは主応答となるのに対し２次横モード以上はスプリアスとなる。各直線部の２次横モードにおける電荷は、すだれ状電極３２内で相殺されるが、各直線部の３次横モードによる電荷は相殺されることがなく、共振特性にスプリアスとして表れるが、そのスプリアスを共振周波数の近傍から遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できることが、後述する試作品により確認できる。
【００３７】
以上説明したように、弾性表面波共振器の第１実施形態では、すだれ状電極３２の電極指を複数の直線部から構成するようにしたので、各直線部の交差幅は小さいがその全体の交差幅は大きくすることができ、共振時のインピーダンスを小さくすることができる。
また、この第１実施形態では、すだれ状電極３２の交差幅を小さくできるので、横モードによるスプリアスを共振周波数の近傍から遠ざけることができ、不要なスプリアスの影響を排除できる。
【００３８】
次に、本発明の弾性表面波共振器の第２実施形態について、図５を参照して説明する。本発明における第２実施形態の他の構成を示す平面図である。この実施形態の特徴は、図５に示したすだれ状電極４２において、それぞれの電極指を５つの直線部で構成した点である。
この弾性表面波共振器の第２実施形態は、図５に示すように、圧電基板３１と、この圧電基板３１上に形成されるすだれ状電極４２と、圧電基板３１上に形成されてすだれ状電極４２を挟んで両側に位置する反射器４３、４３と、を備えている。
【００３９】
すだれ状電極４２は、互いにかみ合う一対の櫛歯状の電極指４２１，４２２とからなり、電極指４２１、４２２は、その長手方向の一端側がそれぞれ共通接続されている。
電極指４２１、４２２は、図４に示すすだれ状電極３２の電極指３２１、３２２と同様に構成されるが、図５に示すように、その直線部を５つにした点が異なる。従って、電極指４２１と電極指４２２との全体の交差幅は、図５に示すように、交差幅ｃ１〜ｃ５の総和からなる。
【００４０】
ここで、全体の交差幅ａと交差幅ｃ１〜ｃ５の具体的な数値の一例をあげると、全体の交差幅ａは１００λであり、分割された部分の各交差幅ｃ１〜ｃ５はそれぞれ１５λ〜２０λである。
反射器４３は、複数の電極指４３１が弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に所定のピッチで配置され、その電極指４３１は長手方向の両端部が短絡されるように形成されている。電極指４３１は、図４に示す反射器３３の電極指３３１と同様に構成されるが、図５に示すように、その直線部が５つにした点が異なる。
このような構成からなる弾性表面波共振器の第２実施形態によれば、第１実施形態と実質的に同等の効果が得られる。
【００４１】
次に、本発明の弾性表面波共振器の作用効果を確認するために、図４の構造を基本にして実施例１を試作した。
この実施例１は、図４の構造を基本にしたものであり、すだれ状電極３２の電極指を構成する直線部（トラック）の個数を２とし、その各トラックの弾性表面波の伝搬方向における配置間隔Ｌは、Ｌ＝λ／２とした。そして、すだれ状電極３２の全体の交差幅ａを４０λとし、各直線部の交差幅をそれぞれ２０λとし、使用周波数を約６００〔ＭＨｚ〕とした。
【００４２】
次に、この実施例１の共振特性を比較するために、以下のような実施例２を試作した。
実施例２は、その基本構成を実施例１と同一にし、上記の直線部間の配置間隔Ｌだけを、Ｌ＝０に変更した従来の構成に相当するものである。図６は、本発明による弾性表面波共振器の実施例１及び実施例２のそれぞれの周波数特性を示す共振特性図である。このように試作した実施例１及び実施例２それぞれの共振特性は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すようになる。
【００４３】
次に、実施例１と実施例２における共振特性の結果について、以下に検討すると、従来の構成からなる実施例２では、図６（Ｂ）に示すようにスプリアスがある。しかし、実施例１によれば、共振周波数の近傍からそのスプリアスを遠ざけることができ、そのスプリアスの影響を排除できる（図６（Ａ）参照）。
ところで、本発明の弾性表面波共振器は、上記の弾性表面波フィルタと同様のふるまいをするので、弾性表面波フィルタと同様にＬ＝３λ／８，５λ／８の場合にも、実施例１の場合と同様にスプリアスの影響を排除できると考えられる。
【００４４】
以上の検討結果から、本発明の弾性表面波共振器では、すだれ状電極などの電極指を構成する各直線部の弾性表面波の伝搬方向における配置間隔Ｌは、Ｌ＝λ／２が最良であるが、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８を満たせば、実用上差し支えないといえる。
以上説明したように、本発明によれば、低インピーダンス化が可能であるとともに、横モードの共振によるスプリアスの影響を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の弾性表面波フィルタの第１実施形態の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の弾性表面波フィルタの第２実施形態の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の弾性表面波フィルタの試作例のフィルタ特性を示す特性図である。
【図４】本発明の弾性表面波共振器の第１実施形態の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の弾性表面波共振器の第２実施形態の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の弾性表面波共振器の試作例などの周波数特性を示す特性図である。
【図７】従来の弾性表面波フィルタの構成を示す平面図である。
【図８】交差幅とスプリアスの位置の関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１・・・圧電基板、１２・・・入力電極、１３・・・出力電極、１４・・・反射器、３１・・・圧電基板、３２・・・すだれ状電極、３３・・・反射器、１２１、１２２、１３１、１３２、１４１・・・電極指、３２１、３２２、３３１・・・電極指。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、この圧電基板上に形成されてすだれ状電極からなる入出力電極と、前記圧電基板上に形成されて前記入出力電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波フィルタであって、
前記入出力電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、
かつ、前記距離Ｌは、４λ／８＜Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにしたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
圧電基板と、この圧電基板上に形成されてすだれ状電極からなる入出力電極と、前記圧電基板上に形成されて前記入出力電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波フィルタであって、
前記入出力電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、該直線部の交差幅が８λ〜２０λであり、
かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにしたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
【請求項３】
圧電基板と、この圧電基板上に形成されたすだれ状電極と、前記圧電基板上に形成されて前記すだれ状電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波共振器であって、
前記すだれ状電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、
かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ＜４λ／８または４λ／８＜Ｌ≦５λ／８Ｌ（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにしたことを特徴とする弾性表面波共振器。
【請求項４】
圧電基板と、この圧電基板上に形成されたすだれ状電極と、前記圧電基板上に形成されて前記すだれ状電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波共振器であって、
前記すだれ状電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、該直線部の交差幅が１５λ〜２０λであり、
かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにしたことを特徴とする弾性表面波共振器。
【請求項１】
圧電基板と、この圧電基板上に形成されてすだれ状電極からなる入出力電極と、前記圧電基板上に形成されて前記入出力電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波フィルタであって、
前記入出力電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、
かつ、前記距離Ｌは、４λ／８＜Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにしたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
圧電基板と、この圧電基板上に形成されてすだれ状電極からなる入出力電極と、前記圧電基板上に形成されて前記入出力電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波フィルタであって、
前記入出力電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、該直線部の交差幅が８λ〜２０λであり、
かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにしたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
【請求項３】
圧電基板と、この圧電基板上に形成されたすだれ状電極と、前記圧電基板上に形成されて前記すだれ状電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波共振器であって、
前記すだれ状電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、
かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ＜４λ／８または４λ／８＜Ｌ≦５λ／８Ｌ（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにしたことを特徴とする弾性表面波共振器。
【請求項４】
圧電基板と、この圧電基板上に形成されたすだれ状電極と、前記圧電基板上に形成されて前記すだれ状電極を挟んで両側に位置する反射器と、を備えた弾性表面波共振器であって、
前記すだれ状電極の電極指および前記反射器の電極指は、それぞれ、その一部が斜めに折り曲げられ、弾性表面波の伝搬方向に対して互いに距離Ｌだけ離れた少なくとも２つの直線部を有し、該直線部の交差幅が１５λ〜２０λであり、
かつ、前記距離Ｌは、３λ／８≦Ｌ≦５λ／８（λ：弾性表面波の波長）を満たすようにしたことを特徴とする弾性表面波共振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−８６０５１（Ｐ２００８−８６０５１Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２９８６３（Ｐ２００７−３２９８６３）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【分割の表示】特願２００３−１７５０１８（Ｐ２００３−１７５０１８）の分割
【原出願日】平成１５年６月１９日（２００３．６．１９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【分割の表示】特願２００３−１７５０１８（Ｐ２００３−１７５０１８）の分割
【原出願日】平成１５年６月１９日（２００３．６．１９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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