弾性表面波フィルタ
【課題】基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる弾性表面波フィルタを提供すること。
【解決手段】弾性表面波フィルタ１０は、圧電基板１１、斜め電極指１２〜１５、第１反射器群１６、第２反射器群１７を備え、斜め電極指１２及び１３と斜め電極指１４及び１５との間には、複数の反射器１６ａを有する第１反射器群１６と、複数の反射器１７ａを有する第２反射器群１７とを備え、第１反射器群１６は、通過帯域の低域側周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数成分の弾性表面波を反射し、第２反射器群１７は、通過帯域の高域側周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数成分の弾性表面波を反射する構成を有する。
【解決手段】弾性表面波フィルタ１０は、圧電基板１１、斜め電極指１２〜１５、第１反射器群１６、第２反射器群１７を備え、斜め電極指１２及び１３と斜め電極指１４及び１５との間には、複数の反射器１６ａを有する第１反射器群１６と、複数の反射器１７ａを有する第２反射器群１７とを備え、第１反射器群１６は、通過帯域の低域側周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数成分の弾性表面波を反射し、第２反射器群１７は、通過帯域の高域側周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数成分の弾性表面波を反射する構成を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば移動体通信機器に用いられる弾性表面波フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の弾性表面波フィルタとして、圧電性を有する基板上に、電気信号を入力し弾性表面波を生成する複数の斜め電極指を有する入力側の斜め電極と、弾性表面波を受信して電気信号に変換する複数の斜め電極指を有する出力側の斜め電極とを備え、入力側及び出力側の各斜め電極指は、互いに隣接する電極指同士の間隔が、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に変化するよう形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
弾性表面波フィルタにおいて、周波数が互いに近接する信号を好適に分離するには、信号の通過帯域から阻止帯域にかけて急激に減衰量が増加する急峻なフィルタ特性が必要とされる。そのため、例えば、入力側及び出力側の斜め電極において斜め電極指の対数を増加させ、フィルタ波形における立ち上がり部及び立ち下がり部の周波数特性（以下「肩特性」という。）を急峻にする手法が挙げられる。この場合、斜め電極指の対数の増加により、入力側の斜め電極と出力側の斜め電極とが互いに近接し、両者間で電磁結合が生じてしまう。
【０００４】
したがって、従来のものでは、肩特性を急峻にしようとすると、入力側の斜め電極と出力側の斜め電極とを互いに離して電磁結合を抑制する必要があるので、基板の面積が大きくなってしまい、小型化が図れないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０５７５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の弾性表面波フィルタは、第１周波数から前記第１周波数よりも高い第２周波数までの周波数範囲の電気信号を通過させる弾性表面波フィルタであって、圧電基板と、前記圧電基板上に形成され電気信号を入力して前記第１周波数から前記第２周波数までの周波数に応じた弾性表面波を生成する弾性表面波生成手段と、前記圧電基板上に形成され前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波を受信して電気信号に変換する弾性表面波受信手段と、前記弾性表面波生成手段と前記弾性表面波受信手段との間において前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波の一部を反射する弾性表面波反射手段とを備え、前記弾性表面波反射手段は、前記第１周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数及び前記第２周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数の少なくともいずれか一方を中心周波数とする弾性表面波を反射するものである構成を有している。
【０００８】
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、弾性表面波反射手段が、第１周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数及び第２周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数の少なくともいずれか一方を中心周波数とする弾性表面波を反射することにより、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。
【０００９】
また、本発明の弾性表面波フィルタは、前記弾性表面波生成手段は、前記弾性表面波を生成する複数の生成電極指を有する一対の生成側斜め電極を備え、前記生成側斜め電極は、互いに隣接する生成電極指の電極指間隔が前記弾性表面波の伝搬方向と直交する直交方向の一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で第１及び第２の波長の弾性表面波を生成するものであり、前記弾性表面波受信手段は、前記弾性表面波を受信する複数の受信電極指を有する一対の受信側斜め電極を備え、前記受信側斜め電極は、互いに隣接する受信電極指の電極指間隔が前記一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で第１及び第２の波長の弾性表面波を受信するものであり、前記弾性表面波反射手段は、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された複数の反射器をそれぞれ含む第１反射器群及び第２反射器群の少なくともいずれか一方を備え、前記第１反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第１の波長の半分よりも大きい間隔で配置されたものであり、前記第２反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第２の波長の半分よりも小さい間隔で配置されたものである構成を有している。
【００１０】
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、弾性表面波反射手段が、通過帯域の低域側及び高域側の少なくともいずれか一方に対応する周波数の弾性表面波を反射することにより、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。
【００１１】
さらに、本発明の弾性表面波フィルタは、前記第１反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、前記生成側斜め電極の前記最大の電極指間隔となる位置と前記受信側斜め電極の前記最大の電極指間隔となる位置とを結んだ線分に重なる領域に配置されたものであり、前記第２反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、前記生成側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置と前記受信側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置とを結んだ線分に重なる領域に配置されたものである構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、第１反射器群及び第２反射器群が、所望する周波成分を有する弾性表面波をより広範囲に渡って反射することができる。
【００１３】
さらに、本発明の弾性表面波フィルタは、前記弾性表面波反射手段が、前記第１反射器群と前記第２反射器群とが電気的に接続されたものである構成を有している。
【００１４】
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、第１反射器群と第２反射器群とを一体化して備え、弾性表面波をより広範囲に渡って反射することができる。
【００１５】
さらに、本発明の弾性表面波フィルタは、前記弾性表面波反射手段が、接地されたものである構成を有している。
【００１６】
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、弾性表面波生成手段と弾性表面波受信手段との間において生じる電磁結合を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができるという効果を有する弾性表面波フィルタを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態における弾性表面波フィルタの構成を概念的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態における反射器の基本機能についての説明図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態における弾性表面波フィルタにおいて、急峻な肩特性を得る原理を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態における弾性表面波フィルタのシミュレーション結果を従来のものと対比して示す図である。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態における弾性表面波フィルタの構成を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
まず、本発明に係る弾性表面波フィルタの第１実施形態における構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０の構成を概念的に示した図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０は、圧電基板１１と、圧電基板１１上に同一膜厚の金属薄膜で形成された斜め電極指１２〜１５、第１反射器群１６及び第２反射器群１７とを備えている。なお、図１において、構成を分かりやすくするため、斜め電極指１２及び１４の電極指を各４つ、斜め電極指１３及び１５の電極指を各３つとしている。
【００２２】
圧電基板１１は、例えば、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム、ランガサイト等の強誘電体の圧電材料で構成される。本実施形態では、圧電基板１１は、１２８度ＹカットＬｉＮｂＯ３単結晶基板で構成され、図１に示すような長方形の形状を有するものとする。以下、圧電基板１１の長辺方向及び短辺方向を、それぞれ、横方向及び縦方向という。
【００２３】
斜め電極指１２及び１３は、例えばＡｌＣｕ合金の金属薄膜により圧電基板１１上に形成され、それぞれの電極指が交互に隣接するよう配置されている。また、斜め電極指１２及び１３は、例えば斜め電極指１３が接地側になるよう電気信号源（図示省略）に接続され、この電気信号源から電気信号を入力するようになっている。なお、斜め電極指１２及び１３は、本発明に係る弾性表面波生成手段を構成し、斜め電極指１２及び１３が有する各電極指は、本発明に係る生成電極指を構成する。
【００２４】
また、斜め電極指１２及び１３において、互いに隣接する電極指同士の間隔は、縦方向上方に向かうに従って大きくなるよう形成され、斜め電極指１２及び１３は、それぞれ、電極指端部１２ａ及び１３ａを有する。ここで、図示のように、電極指端部１３ａ側においては波長がλ１の弾性表面波が生成されるようになっており、線分Ａ上における斜め電極指１２及び１３の電極指間隔はそれぞれλ１である。一方、電極指端部１２ａ側においては波長がλ２の弾性表面波が生成されるようになっており、線分Ｂ上における斜め電極指１２及び１３の電極指間隔はそれぞれλ２である。すなわち、斜め電極指１２及び１３においては、電極指間隔は、最大間隔のλ１から最小間隔のλ２までの間で変化している。なお、λ１は本発明に係る第１の波長に対応し、λ２は本発明に係る第２の波長に対応する。
【００２５】
他方、斜め電極指１４及び１５は、それぞれ、斜め電極指１２及び１３と同様に構成されている。すなわち、斜め電極指１４及び１５は、例えばＡｌＣｕ合金の金属薄膜により圧電基板１１上に形成され、それぞれの電極指が交互に隣接するよう配置されている。また、斜め電極指１４及び１５は、例えば斜め電極指１５が接地側に接続され、弾性表面波を受信して電気信号に変換し、変換した電気信号を出力するようになっている。なお、斜め電極指１４及び１５は、本発明に係る弾性表面波受信手段を構成し、斜め電極指１４及び１５が有する各電極指は、本発明に係る受信電極指を構成する。
【００２６】
また、斜め電極指１４及び１５において、互いに隣接する電極指同士の間隔は、縦方向上方に向かうに従って大きくなるよう形成され、斜め電極指１４及び１５は、それぞれ、電極指端部１４ａ及び１５ａを有する。また、電極指端部１５ａ側においては波長がλ１の弾性表面波が受信されるようになっており、線分Ａ上における斜め電極指１４及び１５の電極指間隔はそれぞれλ１である。一方、電極指端部１４ａ側においては波長がλ２の弾性表面波が受信されるようになっており、線分Ｂ上における斜め電極指１４及び１５の電極指間隔はそれぞれλ２である。すなわち、斜め電極指１４及び１５においても、電極指間隔は、最大間隔のλ１から最小間隔のλ２までの間で変化する構成となっている。
【００２７】
前述の構成において、斜め電極指１２及び１３は、図示しない電気信号源から電気信号を入力し、電気信号に含まれる周波数成分のうち、電極指間隔λ１からλ２までの距離に対応した周波数成分を有する弾性表面波を、圧電基板１１による圧電効果に基づいて生成するようになっている。具体的には、電極指間隔λ１において生成される弾性表面波の周波数を第１周波数とし、電極指間隔λ２において生成される弾性表面波の周波数を第２周波数とすると、斜め電極指１２及び１３は、入力した電気信号に含まれる周波数成分のうち第１周波数から第２周波数までの周波数成分に対応した弾性表面波を生成するようになっている。
【００２８】
斜め電極指１２及び１３が生成した弾性表面波は、圧電基板１１の表面を伝搬して横方向に進み、斜め電極指１４及び１５によって受信されるようになっている。斜め電極指１４及び１５は、受信した弾性表面波を、圧電基板１１による圧電効果に基づいて電気信号に変換し、第１周波数から第２周波数までの周波数成分を含む電気信号を出力するようになっている。
【００２９】
斜め電極指１２及び１３と、斜め電極指１４及び１５との間の圧電基板１１上には、第１反射器群１６及び第２反射器群１７が設けられている。以下、第１反射器群１６及び第２反射器群１７について詳細に説明する。
【００３０】
図１に示した線分Ａは、電極指端部１３ａと電極指端部１５ａとを結んだ線分であり、線分Ｂは、電極指端部１２ａと電極指端部１４ａとを結んだ線分である。また、便宜上、線分ＡとＢとの間を６つのチャンネルｃｈ１〜ｃｈ６に等分割して示している。ｃｈ１からｃｈ６に向かうに従って電極指間は狭くなっており、ｃｈ１において最も低い周波数の弾性表面波が伝搬し、ｃｈ６において最も高い周波数の弾性表面波が伝搬する。
【００３１】
第１反射器群１６及び第２反射器群１７は、例えばＡｌＣｕ合金の金属薄膜により圧電基板１１上に形成され、所定周波数の弾性表面波を反射するようになっている。第１反射器群１６は複数の反射器１６ａを備え、第２反射器群１７は複数の反射器１７ａを備えている。各反射器１６ａの反射器間隔は１／２・λ３であり、λ１＜λ３という関係を有する。また、各反射器１７ａの反射器間隔は１／２・λ４であり、λ２＞λ４という関係を有する。なお、第１反射器群１６及び第２反射器群１７は、本発明に係る弾性表面波反射手段を構成する。
【００３２】
複数の反射器１６ａは、それぞれ、ｃｈ１の縦方向の領域と、線分Ａから縦方向上方に所定寸法だけ突出した領域とに渡って形成されている。また、複数の反射器１７ａは、それぞれ、ｃｈ６の縦方向の領域と、線分Ｂから縦方向下方に所定寸法だけ突出した領域とに渡って形成されている。
【００３３】
前述の構成により、第１反射器群１６は、第１周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数成分の弾性表面波を反射し、第２反射器群１７は、第２周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数成分の弾性表面波を反射するようになっている。
【００３４】
以上説明した斜め電極指１２〜１５、第１反射器群１６及び第２反射器群１７の形成方法としては、例えば、圧電基板１１上にスパッタにより金属薄膜を成膜した後、所望のパターンを残しフォトリソグラフ技術により不要な部分をエッチング除去することにより形成される。
【００３５】
次に、反射器１６ａ及び１７ａの機能について図２〜図４を用いて説明する。
【００３６】
まず、図２を用いて、一般的な反射器の基本機能について説明する。図２（ａ）に示すように、斜め電極指１２及び１３と斜め電極指１４及び１５との間に反射器を備えていない構成では、図２（ａ）右に示す挿入損失の特性が得られる。これに対し、図２（ｂ）に示すように、反射器１８を追加した場合、反射器１８の幅及び反射器間隔に対応する周波数成分の信号が低下し、ノッチフィルタを構成することができる。本出願人は、この点に着目し、検討を行った結果、前述の課題を解決するに至った。なお、反射器を設ける構成については、本出願人が特開昭６１−２８９７１４号公報において提案している。
【００３７】
次に、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０において、急峻な肩特性を得る原理について図３に基づき説明する。
【００３８】
図３（ａ）は、斜め電極指１２及び１３が生成した弾性表面波の合成波形２１を概念的に示したものである。弾性表面波の合成波形２１は、ｃｈ１〜ｃｈ６（図１参照）の各領域で生成された弾性表面波の各成分が合成されたものであり、波形の立ち上がり部２１ａと波形の立ち下がり部２１ｂとを含む。
【００３９】
図３（ｂ）は、波形の立ち上がり部２１ａを拡大した図であり、斜め電極指１２及び１３（図１参照）により生成された弾性表面波のうち、電極指間隔λ１に対応して生成された弾性表面波の中心周波数をｆＬで示している。
【００４０】
斜め電極指１２及び１３により生成された弾性表面波のうち、第１反射器群１６（図１参照）が反射する反射波の中心周波数をｆＮで表すと、周波数ｆＮを中心とするノッチフィルタが生成される。図３（ｃ）は、ノッチフィルタによるノッチ特性２２の中心周波数ｆＮが、周波数ｆＬよりも所定周波数だけ低い側に設定された例を示している。ここで、周波数ｆＬ及びｆＮは、それぞれ、図１における電極指間隔λ１及び反射器間隔１／２・λ３に対応して決定されるものであって、予めシミュレーションや実験等を行って設定するのが好ましい。
【００４１】
図３（ｄ）は、弾性表面波の合成波形２１とノッチ特性２２とによって、立ち上がり部２１ｃが新たに生成された状態を示している。図示のように、新たに生成された立ち上がり部２１ｃは、元の立ち上がり部２１ａよりも急峻になっている。
【００４２】
したがって、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０は、通過帯域の低域側の肩特性を急峻にすることができる。
【００４３】
以上の説明は、弾性表面波フィルタ１０の通過帯域の低域側に関するものであったが、高域側においては、図１における電極指間隔λ２及び反射器間隔１／２・λ４を所望値に設定することにより、低域側と同様に急峻な肩特性が得られる。
【００４４】
したがって、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０は、通過帯域の低域側及び高域側の少なくともいずれか一方の肩特性を急峻にすることができる。
【００４５】
なお、前述の構成では、第１反射器群１６及び第２反射器群１７の膜厚と、斜め電極指１２〜１５の膜厚とを同一としているが、これに限定されず、第１反射器群１６及び第２反射器群１７の膜厚のいずれか一方又は両方を、斜め電極指１２〜１５の膜厚よりも厚くしたり、薄くしたりすることも可能である。ただし、反射器の膜厚が増大するに従って弾性表面波の速度が低下するので、反射器の膜厚のみを変更するのは好ましくなく、反射器の膜厚の変更による弾性表面波の速度変化を考慮し、ノッチ特性の中心周波数が所望の周波数となるよう反射器間隔も同時に変更するのが好ましい。また、第１反射器群１６及び第２反射器群１７に替えて、これらの領域に、例えば、イオンエッチングやイオン打ち込み法等によってグレーティング構造体としての溝を設ける構成としてもよい。
【００４６】
次に、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０による効果についてシミュレーション結果に基づき説明する。表１は、弾性表面波フィルタ１０のシミュレーション条件を示すものであり、設計目標値として、通過帯域の中心周波数を１７４ＭＨｚ、通過帯域の帯域幅を２２ＭＨｚとしている。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１において、伝搬距離とは図１に矢印で示した距離をいい、開口長とは図１において電極指端部１２ａと電極指端部１３ａとの間（線分ＡとＢとの間）の長さをいう。また、λは弾性表面波の波長を示す。また、低域側の電極設計周波数（１６１．５５ＭＨｚ）は図３における周波数ｆＬに相当し、低域側の反射器設計周波数（１６０．８ＭＨｚ）は同図における周波数ｆＮに相当する。また、図３では説明を省略したが、高域側の電極設計周波数を１８６．６６ＭＨｚとし、高域側の反射器設計周波数を１８８．０ＭＨｚとしている。
【００４９】
図４及び表２は、弾性表面波フィルタ１０のシミュレーション結果を、従来のものと対比して示したものである。
【００５０】
【表２】
【００５１】
図４に示すように、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０によれば、従来のものよりも急峻な肩特性が得られている。具体的には、表２に示すように、弾性表面波フィルタ１０は、従来のものに対し、通過帯域レベルから３ｄＢ低レベルの３ｄＢ帯域幅においては１ＭＨｚ、通過帯域レベルから４０ｄＢ低レベルの４０ｄＢ帯域幅においては４ＭＨｚも帯域幅が狭くなっている。また、４０ｄＢ帯域幅と３ｄＢ帯域幅との比については、弾性表面波フィルタ１０は、従来のものに対し、約１割も狭くなっており、肩特性が改善されていることがわかる。
【００５２】
次に、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０の動作について図１を用いて説明する。なお、弾性表面波フィルタ１０が前述のシミュレーション条件を前提に構成されているものとして説明する。
【００５３】
斜め電極指１２及び１３が電気信号を入力すると、圧電基板１１が圧電効果によって振動し、最大間隔のλ１から最小間隔のλ２までの電極指間隔に応じた弾性表面波が生成される。すなわち、斜め電極指１２及び１３は、通過帯域の中心周波数が１７４ＭＨｚ、通過帯域の設計周波数が１６１．５５ＭＨｚ〜１８６．６６ＭＨｚの弾性表面波を生成する。この弾性表面波は、圧電基板１１の表面を伝搬して横方向に進む。
【００５４】
第１反射器群１６の反射器１６ａは、圧電基板１１の表面を伝搬する弾性表面波のうち、１６０．８ＭＨｚを中心周波数とする低域側の周波数成分を反射する。
【００５５】
また、第２反射器群１７の反射器１７ａは、圧電基板１１の表面を伝搬する弾性表面波のうち、１８８．０ＭＨｚを中心周波数とする高域側の周波数成分を反射する。
【００５６】
その結果、斜め電極指１４及び１５は、１６０．８ＭＨｚ及び１８８．０ＭＨｚを中心周波数とする周波数成分が除去された弾性表面波、すなわち、低域側及び高域側の肩特性が急峻になった弾性表面波を、圧電基板１１の圧電効果により受信して電気信号に変換し出力する。
【００５７】
以上のように、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０によれば、斜め電極指１２及び１３が生成した弾性表面波のうち、第１反射器群１６の反射器１６ａが、所定の低域側中心周波数の弾性表面波成分を反射し、第２反射器群１７の反射器１７ａが、所定の高域側中心周波数の弾性表面波成分を反射する構成としたので、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。
【００５８】
したがって、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０は、装置の小型化が必要とされる携帯電話のような移動体通信機器等の弾性表面波フィルタとして好適に適用することができる。
【００５９】
なお、第１実施形態において、弾性表面波フィルタ１０が第１反射器群１６及び第２反射器群１７の両方を備える構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１反射器群１６及び第２反射器群１７のいずれか一方を備えるものであってもよく、用途に合わせた構成を採ることができる。例えば、弾性表面波フィルタ１０が反射器として第１反射器群１６のみを備える構成により、通過帯域の低域側のみ急峻な肩特性を必要とする装置に適用することができる。また、この構成により、低域側の不要な信号成分、例えばサイドローブを簡単な構成で除去することもできる。
【００６０】
また、第１実施形態において、複数の反射器１６ａを線分Ａに重なる領域に配置し、線分Ａよりも外側に突出させる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、複数の反射器１６ａをｃｈ１の縦方向の領域（全幅内）に収まるよう設け、線分Ａの外側に突出させない構成としてもよい。複数の反射器１７ａについても同様に、ｃｈ６の縦方向の領域に収まるよう設け、線分Ｂの外側に突出させない構成としてもよい。
【００６１】
また、第１実施形態において、複数の反射器１６ａがそれぞれ弾性表面波の進行方向と直交する方向に配置した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、弾性表面波の進行方向に対して予め定めた角度だけ傾けた構成としてもよい。複数の反射器１７ａについても同様である。
【００６２】
また、第１実施形態において、複数の反射器１６ａ及び１７ａを接地に接続する構成としてもよい。この構成により、弾性表面波フィルタ１０は、斜め電極指１２及び１３と、斜め電極指１４及び１５との間の電磁結合を抑制することができて好ましい。
【００６３】
また、第１実施形態において、斜め電極指１２〜１５として、いわゆるシングル電極と呼ばれるものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、いわゆるダブル電極、浮き電極型一方向性電極、分布音響反射型一方向性電極等においても同様な効果が得られる。
【００６４】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る弾性表面波フィルタの第２実施形態について説明する。
【００６５】
前述の第１実施形態では、図１に示したように、第１反射器群１６の反射器１６ａと、第２反射器群１７の反射器１７ａとを個別に構成したが、本実施形態では、図５に示すような構成となっている。
【００６６】
すなわち、図５に示す弾性表面波フィルタ３０は、接地に接続された一体反射器３１を有し、一体反射器３１は、複数の反射器３１ａと、複数の反射器３１ａを電気的に接続する接続部３１ｂと、複数の反射器３１ｃと、複数の反射器３１ｃを電気的に接続する接続部３１ｄとを備える。なお、第１実施形態と同様な構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６７】
複数の反射器３１ａは、それぞれ、第１実施形態における反射器１６ａを線分Ｂ側に延長したものであり、反射器１６ａと同様に、通過帯域の低域側周波数成分を有する弾性表面波を反射するようになっている。また、複数の反射器３１ｃは、第１実施形態における反射器１７ａを線分Ａ側に延長したものであり、反射器１７ａと同様に、通過帯域の低域側周波数成分を有する弾性表面波を反射するようになっている。さらに、複数の反射器３１ａと複数の反射器３１ｃとが、線分ＡとＢとの中心付近で図示のように電気的に接続されている。
【００６８】
前述のように、弾性表面波フィルタ３０は、第１実施形態よりも広範囲に渡る反射器３１ａ及び反射器３１ｃを設ける構成としたので、通過帯域の低域側及び高域側の所望周波数成分の弾性表面波をより確実に反射することができ、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。
【００６９】
また、弾性表面波フィルタ３０は、接地に接続された一体反射器３１を備えるので、斜め電極指１２及び１３と、斜め電極指１４及び１５との間の電磁結合を抑制することができる。
【００７０】
なお、第２実施形態において、一体反射器３１が接地に接続された例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一体反射器３１が接地に接続されていなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明に係る弾性表面波フィルタは、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができるという効果を有し、移動体通信機器等の弾性表面波フィルタとして有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 弾性表面波フィルタ
１１ 圧電基板
１２〜１５ 斜め電極指
１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ 電極指端部
１６ 第１反射器群
１６ａ 反射器
１７ 第２反射器群
１７ａ 反射器
１８ 反射器
２１ 弾性表面波の合成波形
２１ａ、２１ｃ 波形の立ち上がり部
２１ｂ 波形の立ち下がり部
２２ ノッチ特性
３０ 弾性表面波フィルタ
３１ 一体反射器
３１ａ、３１ｃ 反射器
３１ｂ、３１ｄ 接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば移動体通信機器に用いられる弾性表面波フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の弾性表面波フィルタとして、圧電性を有する基板上に、電気信号を入力し弾性表面波を生成する複数の斜め電極指を有する入力側の斜め電極と、弾性表面波を受信して電気信号に変換する複数の斜め電極指を有する出力側の斜め電極とを備え、入力側及び出力側の各斜め電極指は、互いに隣接する電極指同士の間隔が、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に変化するよう形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
弾性表面波フィルタにおいて、周波数が互いに近接する信号を好適に分離するには、信号の通過帯域から阻止帯域にかけて急激に減衰量が増加する急峻なフィルタ特性が必要とされる。そのため、例えば、入力側及び出力側の斜め電極において斜め電極指の対数を増加させ、フィルタ波形における立ち上がり部及び立ち下がり部の周波数特性（以下「肩特性」という。）を急峻にする手法が挙げられる。この場合、斜め電極指の対数の増加により、入力側の斜め電極と出力側の斜め電極とが互いに近接し、両者間で電磁結合が生じてしまう。
【０００４】
したがって、従来のものでは、肩特性を急峻にしようとすると、入力側の斜め電極と出力側の斜め電極とを互いに離して電磁結合を抑制する必要があるので、基板の面積が大きくなってしまい、小型化が図れないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０５７５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の弾性表面波フィルタは、第１周波数から前記第１周波数よりも高い第２周波数までの周波数範囲の電気信号を通過させる弾性表面波フィルタであって、圧電基板と、前記圧電基板上に形成され電気信号を入力して前記第１周波数から前記第２周波数までの周波数に応じた弾性表面波を生成する弾性表面波生成手段と、前記圧電基板上に形成され前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波を受信して電気信号に変換する弾性表面波受信手段と、前記弾性表面波生成手段と前記弾性表面波受信手段との間において前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波の一部を反射する弾性表面波反射手段とを備え、前記弾性表面波反射手段は、前記第１周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数及び前記第２周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数の少なくともいずれか一方を中心周波数とする弾性表面波を反射するものである構成を有している。
【０００８】
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、弾性表面波反射手段が、第１周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数及び第２周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数の少なくともいずれか一方を中心周波数とする弾性表面波を反射することにより、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。
【０００９】
また、本発明の弾性表面波フィルタは、前記弾性表面波生成手段は、前記弾性表面波を生成する複数の生成電極指を有する一対の生成側斜め電極を備え、前記生成側斜め電極は、互いに隣接する生成電極指の電極指間隔が前記弾性表面波の伝搬方向と直交する直交方向の一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で第１及び第２の波長の弾性表面波を生成するものであり、前記弾性表面波受信手段は、前記弾性表面波を受信する複数の受信電極指を有する一対の受信側斜め電極を備え、前記受信側斜め電極は、互いに隣接する受信電極指の電極指間隔が前記一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で第１及び第２の波長の弾性表面波を受信するものであり、前記弾性表面波反射手段は、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された複数の反射器をそれぞれ含む第１反射器群及び第２反射器群の少なくともいずれか一方を備え、前記第１反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第１の波長の半分よりも大きい間隔で配置されたものであり、前記第２反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第２の波長の半分よりも小さい間隔で配置されたものである構成を有している。
【００１０】
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、弾性表面波反射手段が、通過帯域の低域側及び高域側の少なくともいずれか一方に対応する周波数の弾性表面波を反射することにより、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。
【００１１】
さらに、本発明の弾性表面波フィルタは、前記第１反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、前記生成側斜め電極の前記最大の電極指間隔となる位置と前記受信側斜め電極の前記最大の電極指間隔となる位置とを結んだ線分に重なる領域に配置されたものであり、前記第２反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、前記生成側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置と前記受信側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置とを結んだ線分に重なる領域に配置されたものである構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、第１反射器群及び第２反射器群が、所望する周波成分を有する弾性表面波をより広範囲に渡って反射することができる。
【００１３】
さらに、本発明の弾性表面波フィルタは、前記弾性表面波反射手段が、前記第１反射器群と前記第２反射器群とが電気的に接続されたものである構成を有している。
【００１４】
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、第１反射器群と第２反射器群とを一体化して備え、弾性表面波をより広範囲に渡って反射することができる。
【００１５】
さらに、本発明の弾性表面波フィルタは、前記弾性表面波反射手段が、接地されたものである構成を有している。
【００１６】
この構成により、本発明の弾性表面波フィルタは、弾性表面波生成手段と弾性表面波受信手段との間において生じる電磁結合を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができるという効果を有する弾性表面波フィルタを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態における弾性表面波フィルタの構成を概念的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態における反射器の基本機能についての説明図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態における弾性表面波フィルタにおいて、急峻な肩特性を得る原理を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態における弾性表面波フィルタのシミュレーション結果を従来のものと対比して示す図である。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態における弾性表面波フィルタの構成を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
まず、本発明に係る弾性表面波フィルタの第１実施形態における構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０の構成を概念的に示した図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０は、圧電基板１１と、圧電基板１１上に同一膜厚の金属薄膜で形成された斜め電極指１２〜１５、第１反射器群１６及び第２反射器群１７とを備えている。なお、図１において、構成を分かりやすくするため、斜め電極指１２及び１４の電極指を各４つ、斜め電極指１３及び１５の電極指を各３つとしている。
【００２２】
圧電基板１１は、例えば、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム、ランガサイト等の強誘電体の圧電材料で構成される。本実施形態では、圧電基板１１は、１２８度ＹカットＬｉＮｂＯ３単結晶基板で構成され、図１に示すような長方形の形状を有するものとする。以下、圧電基板１１の長辺方向及び短辺方向を、それぞれ、横方向及び縦方向という。
【００２３】
斜め電極指１２及び１３は、例えばＡｌＣｕ合金の金属薄膜により圧電基板１１上に形成され、それぞれの電極指が交互に隣接するよう配置されている。また、斜め電極指１２及び１３は、例えば斜め電極指１３が接地側になるよう電気信号源（図示省略）に接続され、この電気信号源から電気信号を入力するようになっている。なお、斜め電極指１２及び１３は、本発明に係る弾性表面波生成手段を構成し、斜め電極指１２及び１３が有する各電極指は、本発明に係る生成電極指を構成する。
【００２４】
また、斜め電極指１２及び１３において、互いに隣接する電極指同士の間隔は、縦方向上方に向かうに従って大きくなるよう形成され、斜め電極指１２及び１３は、それぞれ、電極指端部１２ａ及び１３ａを有する。ここで、図示のように、電極指端部１３ａ側においては波長がλ１の弾性表面波が生成されるようになっており、線分Ａ上における斜め電極指１２及び１３の電極指間隔はそれぞれλ１である。一方、電極指端部１２ａ側においては波長がλ２の弾性表面波が生成されるようになっており、線分Ｂ上における斜め電極指１２及び１３の電極指間隔はそれぞれλ２である。すなわち、斜め電極指１２及び１３においては、電極指間隔は、最大間隔のλ１から最小間隔のλ２までの間で変化している。なお、λ１は本発明に係る第１の波長に対応し、λ２は本発明に係る第２の波長に対応する。
【００２５】
他方、斜め電極指１４及び１５は、それぞれ、斜め電極指１２及び１３と同様に構成されている。すなわち、斜め電極指１４及び１５は、例えばＡｌＣｕ合金の金属薄膜により圧電基板１１上に形成され、それぞれの電極指が交互に隣接するよう配置されている。また、斜め電極指１４及び１５は、例えば斜め電極指１５が接地側に接続され、弾性表面波を受信して電気信号に変換し、変換した電気信号を出力するようになっている。なお、斜め電極指１４及び１５は、本発明に係る弾性表面波受信手段を構成し、斜め電極指１４及び１５が有する各電極指は、本発明に係る受信電極指を構成する。
【００２６】
また、斜め電極指１４及び１５において、互いに隣接する電極指同士の間隔は、縦方向上方に向かうに従って大きくなるよう形成され、斜め電極指１４及び１５は、それぞれ、電極指端部１４ａ及び１５ａを有する。また、電極指端部１５ａ側においては波長がλ１の弾性表面波が受信されるようになっており、線分Ａ上における斜め電極指１４及び１５の電極指間隔はそれぞれλ１である。一方、電極指端部１４ａ側においては波長がλ２の弾性表面波が受信されるようになっており、線分Ｂ上における斜め電極指１４及び１５の電極指間隔はそれぞれλ２である。すなわち、斜め電極指１４及び１５においても、電極指間隔は、最大間隔のλ１から最小間隔のλ２までの間で変化する構成となっている。
【００２７】
前述の構成において、斜め電極指１２及び１３は、図示しない電気信号源から電気信号を入力し、電気信号に含まれる周波数成分のうち、電極指間隔λ１からλ２までの距離に対応した周波数成分を有する弾性表面波を、圧電基板１１による圧電効果に基づいて生成するようになっている。具体的には、電極指間隔λ１において生成される弾性表面波の周波数を第１周波数とし、電極指間隔λ２において生成される弾性表面波の周波数を第２周波数とすると、斜め電極指１２及び１３は、入力した電気信号に含まれる周波数成分のうち第１周波数から第２周波数までの周波数成分に対応した弾性表面波を生成するようになっている。
【００２８】
斜め電極指１２及び１３が生成した弾性表面波は、圧電基板１１の表面を伝搬して横方向に進み、斜め電極指１４及び１５によって受信されるようになっている。斜め電極指１４及び１５は、受信した弾性表面波を、圧電基板１１による圧電効果に基づいて電気信号に変換し、第１周波数から第２周波数までの周波数成分を含む電気信号を出力するようになっている。
【００２９】
斜め電極指１２及び１３と、斜め電極指１４及び１５との間の圧電基板１１上には、第１反射器群１６及び第２反射器群１７が設けられている。以下、第１反射器群１６及び第２反射器群１７について詳細に説明する。
【００３０】
図１に示した線分Ａは、電極指端部１３ａと電極指端部１５ａとを結んだ線分であり、線分Ｂは、電極指端部１２ａと電極指端部１４ａとを結んだ線分である。また、便宜上、線分ＡとＢとの間を６つのチャンネルｃｈ１〜ｃｈ６に等分割して示している。ｃｈ１からｃｈ６に向かうに従って電極指間は狭くなっており、ｃｈ１において最も低い周波数の弾性表面波が伝搬し、ｃｈ６において最も高い周波数の弾性表面波が伝搬する。
【００３１】
第１反射器群１６及び第２反射器群１７は、例えばＡｌＣｕ合金の金属薄膜により圧電基板１１上に形成され、所定周波数の弾性表面波を反射するようになっている。第１反射器群１６は複数の反射器１６ａを備え、第２反射器群１７は複数の反射器１７ａを備えている。各反射器１６ａの反射器間隔は１／２・λ３であり、λ１＜λ３という関係を有する。また、各反射器１７ａの反射器間隔は１／２・λ４であり、λ２＞λ４という関係を有する。なお、第１反射器群１６及び第２反射器群１７は、本発明に係る弾性表面波反射手段を構成する。
【００３２】
複数の反射器１６ａは、それぞれ、ｃｈ１の縦方向の領域と、線分Ａから縦方向上方に所定寸法だけ突出した領域とに渡って形成されている。また、複数の反射器１７ａは、それぞれ、ｃｈ６の縦方向の領域と、線分Ｂから縦方向下方に所定寸法だけ突出した領域とに渡って形成されている。
【００３３】
前述の構成により、第１反射器群１６は、第１周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数成分の弾性表面波を反射し、第２反射器群１７は、第２周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数成分の弾性表面波を反射するようになっている。
【００３４】
以上説明した斜め電極指１２〜１５、第１反射器群１６及び第２反射器群１７の形成方法としては、例えば、圧電基板１１上にスパッタにより金属薄膜を成膜した後、所望のパターンを残しフォトリソグラフ技術により不要な部分をエッチング除去することにより形成される。
【００３５】
次に、反射器１６ａ及び１７ａの機能について図２〜図４を用いて説明する。
【００３６】
まず、図２を用いて、一般的な反射器の基本機能について説明する。図２（ａ）に示すように、斜め電極指１２及び１３と斜め電極指１４及び１５との間に反射器を備えていない構成では、図２（ａ）右に示す挿入損失の特性が得られる。これに対し、図２（ｂ）に示すように、反射器１８を追加した場合、反射器１８の幅及び反射器間隔に対応する周波数成分の信号が低下し、ノッチフィルタを構成することができる。本出願人は、この点に着目し、検討を行った結果、前述の課題を解決するに至った。なお、反射器を設ける構成については、本出願人が特開昭６１−２８９７１４号公報において提案している。
【００３７】
次に、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０において、急峻な肩特性を得る原理について図３に基づき説明する。
【００３８】
図３（ａ）は、斜め電極指１２及び１３が生成した弾性表面波の合成波形２１を概念的に示したものである。弾性表面波の合成波形２１は、ｃｈ１〜ｃｈ６（図１参照）の各領域で生成された弾性表面波の各成分が合成されたものであり、波形の立ち上がり部２１ａと波形の立ち下がり部２１ｂとを含む。
【００３９】
図３（ｂ）は、波形の立ち上がり部２１ａを拡大した図であり、斜め電極指１２及び１３（図１参照）により生成された弾性表面波のうち、電極指間隔λ１に対応して生成された弾性表面波の中心周波数をｆＬで示している。
【００４０】
斜め電極指１２及び１３により生成された弾性表面波のうち、第１反射器群１６（図１参照）が反射する反射波の中心周波数をｆＮで表すと、周波数ｆＮを中心とするノッチフィルタが生成される。図３（ｃ）は、ノッチフィルタによるノッチ特性２２の中心周波数ｆＮが、周波数ｆＬよりも所定周波数だけ低い側に設定された例を示している。ここで、周波数ｆＬ及びｆＮは、それぞれ、図１における電極指間隔λ１及び反射器間隔１／２・λ３に対応して決定されるものであって、予めシミュレーションや実験等を行って設定するのが好ましい。
【００４１】
図３（ｄ）は、弾性表面波の合成波形２１とノッチ特性２２とによって、立ち上がり部２１ｃが新たに生成された状態を示している。図示のように、新たに生成された立ち上がり部２１ｃは、元の立ち上がり部２１ａよりも急峻になっている。
【００４２】
したがって、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０は、通過帯域の低域側の肩特性を急峻にすることができる。
【００４３】
以上の説明は、弾性表面波フィルタ１０の通過帯域の低域側に関するものであったが、高域側においては、図１における電極指間隔λ２及び反射器間隔１／２・λ４を所望値に設定することにより、低域側と同様に急峻な肩特性が得られる。
【００４４】
したがって、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０は、通過帯域の低域側及び高域側の少なくともいずれか一方の肩特性を急峻にすることができる。
【００４５】
なお、前述の構成では、第１反射器群１６及び第２反射器群１７の膜厚と、斜め電極指１２〜１５の膜厚とを同一としているが、これに限定されず、第１反射器群１６及び第２反射器群１７の膜厚のいずれか一方又は両方を、斜め電極指１２〜１５の膜厚よりも厚くしたり、薄くしたりすることも可能である。ただし、反射器の膜厚が増大するに従って弾性表面波の速度が低下するので、反射器の膜厚のみを変更するのは好ましくなく、反射器の膜厚の変更による弾性表面波の速度変化を考慮し、ノッチ特性の中心周波数が所望の周波数となるよう反射器間隔も同時に変更するのが好ましい。また、第１反射器群１６及び第２反射器群１７に替えて、これらの領域に、例えば、イオンエッチングやイオン打ち込み法等によってグレーティング構造体としての溝を設ける構成としてもよい。
【００４６】
次に、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０による効果についてシミュレーション結果に基づき説明する。表１は、弾性表面波フィルタ１０のシミュレーション条件を示すものであり、設計目標値として、通過帯域の中心周波数を１７４ＭＨｚ、通過帯域の帯域幅を２２ＭＨｚとしている。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１において、伝搬距離とは図１に矢印で示した距離をいい、開口長とは図１において電極指端部１２ａと電極指端部１３ａとの間（線分ＡとＢとの間）の長さをいう。また、λは弾性表面波の波長を示す。また、低域側の電極設計周波数（１６１．５５ＭＨｚ）は図３における周波数ｆＬに相当し、低域側の反射器設計周波数（１６０．８ＭＨｚ）は同図における周波数ｆＮに相当する。また、図３では説明を省略したが、高域側の電極設計周波数を１８６．６６ＭＨｚとし、高域側の反射器設計周波数を１８８．０ＭＨｚとしている。
【００４９】
図４及び表２は、弾性表面波フィルタ１０のシミュレーション結果を、従来のものと対比して示したものである。
【００５０】
【表２】
【００５１】
図４に示すように、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０によれば、従来のものよりも急峻な肩特性が得られている。具体的には、表２に示すように、弾性表面波フィルタ１０は、従来のものに対し、通過帯域レベルから３ｄＢ低レベルの３ｄＢ帯域幅においては１ＭＨｚ、通過帯域レベルから４０ｄＢ低レベルの４０ｄＢ帯域幅においては４ＭＨｚも帯域幅が狭くなっている。また、４０ｄＢ帯域幅と３ｄＢ帯域幅との比については、弾性表面波フィルタ１０は、従来のものに対し、約１割も狭くなっており、肩特性が改善されていることがわかる。
【００５２】
次に、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０の動作について図１を用いて説明する。なお、弾性表面波フィルタ１０が前述のシミュレーション条件を前提に構成されているものとして説明する。
【００５３】
斜め電極指１２及び１３が電気信号を入力すると、圧電基板１１が圧電効果によって振動し、最大間隔のλ１から最小間隔のλ２までの電極指間隔に応じた弾性表面波が生成される。すなわち、斜め電極指１２及び１３は、通過帯域の中心周波数が１７４ＭＨｚ、通過帯域の設計周波数が１６１．５５ＭＨｚ〜１８６．６６ＭＨｚの弾性表面波を生成する。この弾性表面波は、圧電基板１１の表面を伝搬して横方向に進む。
【００５４】
第１反射器群１６の反射器１６ａは、圧電基板１１の表面を伝搬する弾性表面波のうち、１６０．８ＭＨｚを中心周波数とする低域側の周波数成分を反射する。
【００５５】
また、第２反射器群１７の反射器１７ａは、圧電基板１１の表面を伝搬する弾性表面波のうち、１８８．０ＭＨｚを中心周波数とする高域側の周波数成分を反射する。
【００５６】
その結果、斜め電極指１４及び１５は、１６０．８ＭＨｚ及び１８８．０ＭＨｚを中心周波数とする周波数成分が除去された弾性表面波、すなわち、低域側及び高域側の肩特性が急峻になった弾性表面波を、圧電基板１１の圧電効果により受信して電気信号に変換し出力する。
【００５７】
以上のように、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０によれば、斜め電極指１２及び１３が生成した弾性表面波のうち、第１反射器群１６の反射器１６ａが、所定の低域側中心周波数の弾性表面波成分を反射し、第２反射器群１７の反射器１７ａが、所定の高域側中心周波数の弾性表面波成分を反射する構成としたので、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。
【００５８】
したがって、本実施形態における弾性表面波フィルタ１０は、装置の小型化が必要とされる携帯電話のような移動体通信機器等の弾性表面波フィルタとして好適に適用することができる。
【００５９】
なお、第１実施形態において、弾性表面波フィルタ１０が第１反射器群１６及び第２反射器群１７の両方を備える構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１反射器群１６及び第２反射器群１７のいずれか一方を備えるものであってもよく、用途に合わせた構成を採ることができる。例えば、弾性表面波フィルタ１０が反射器として第１反射器群１６のみを備える構成により、通過帯域の低域側のみ急峻な肩特性を必要とする装置に適用することができる。また、この構成により、低域側の不要な信号成分、例えばサイドローブを簡単な構成で除去することもできる。
【００６０】
また、第１実施形態において、複数の反射器１６ａを線分Ａに重なる領域に配置し、線分Ａよりも外側に突出させる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、複数の反射器１６ａをｃｈ１の縦方向の領域（全幅内）に収まるよう設け、線分Ａの外側に突出させない構成としてもよい。複数の反射器１７ａについても同様に、ｃｈ６の縦方向の領域に収まるよう設け、線分Ｂの外側に突出させない構成としてもよい。
【００６１】
また、第１実施形態において、複数の反射器１６ａがそれぞれ弾性表面波の進行方向と直交する方向に配置した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、弾性表面波の進行方向に対して予め定めた角度だけ傾けた構成としてもよい。複数の反射器１７ａについても同様である。
【００６２】
また、第１実施形態において、複数の反射器１６ａ及び１７ａを接地に接続する構成としてもよい。この構成により、弾性表面波フィルタ１０は、斜め電極指１２及び１３と、斜め電極指１４及び１５との間の電磁結合を抑制することができて好ましい。
【００６３】
また、第１実施形態において、斜め電極指１２〜１５として、いわゆるシングル電極と呼ばれるものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、いわゆるダブル電極、浮き電極型一方向性電極、分布音響反射型一方向性電極等においても同様な効果が得られる。
【００６４】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る弾性表面波フィルタの第２実施形態について説明する。
【００６５】
前述の第１実施形態では、図１に示したように、第１反射器群１６の反射器１６ａと、第２反射器群１７の反射器１７ａとを個別に構成したが、本実施形態では、図５に示すような構成となっている。
【００６６】
すなわち、図５に示す弾性表面波フィルタ３０は、接地に接続された一体反射器３１を有し、一体反射器３１は、複数の反射器３１ａと、複数の反射器３１ａを電気的に接続する接続部３１ｂと、複数の反射器３１ｃと、複数の反射器３１ｃを電気的に接続する接続部３１ｄとを備える。なお、第１実施形態と同様な構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６７】
複数の反射器３１ａは、それぞれ、第１実施形態における反射器１６ａを線分Ｂ側に延長したものであり、反射器１６ａと同様に、通過帯域の低域側周波数成分を有する弾性表面波を反射するようになっている。また、複数の反射器３１ｃは、第１実施形態における反射器１７ａを線分Ａ側に延長したものであり、反射器１７ａと同様に、通過帯域の低域側周波数成分を有する弾性表面波を反射するようになっている。さらに、複数の反射器３１ａと複数の反射器３１ｃとが、線分ＡとＢとの中心付近で図示のように電気的に接続されている。
【００６８】
前述のように、弾性表面波フィルタ３０は、第１実施形態よりも広範囲に渡る反射器３１ａ及び反射器３１ｃを設ける構成としたので、通過帯域の低域側及び高域側の所望周波数成分の弾性表面波をより確実に反射することができ、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができる。
【００６９】
また、弾性表面波フィルタ３０は、接地に接続された一体反射器３１を備えるので、斜め電極指１２及び１３と、斜め電極指１４及び１５との間の電磁結合を抑制することができる。
【００７０】
なお、第２実施形態において、一体反射器３１が接地に接続された例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一体反射器３１が接地に接続されていなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明に係る弾性表面波フィルタは、基板の面積を大きくすることなく、肩特性を急峻にすることができるという効果を有し、移動体通信機器等の弾性表面波フィルタとして有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 弾性表面波フィルタ
１１ 圧電基板
１２〜１５ 斜め電極指
１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ 電極指端部
１６ 第１反射器群
１６ａ 反射器
１７ 第２反射器群
１７ａ 反射器
１８ 反射器
２１ 弾性表面波の合成波形
２１ａ、２１ｃ 波形の立ち上がり部
２１ｂ 波形の立ち下がり部
２２ ノッチ特性
３０ 弾性表面波フィルタ
３１ 一体反射器
３１ａ、３１ｃ 反射器
３１ｂ、３１ｄ 接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１周波数から前記第１周波数よりも高い第２周波数までの周波数範囲の電気信号を通過させる弾性表面波フィルタであって、
圧電基板と、前記圧電基板上に形成され電気信号を入力して前記第１周波数から前記第２周波数までの周波数に応じた弾性表面波を生成する弾性表面波生成手段と、前記圧電基板上に形成され前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波を受信して電気信号に変換する弾性表面波受信手段と、前記弾性表面波生成手段と前記弾性表面波受信手段との間において前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波の一部を反射する弾性表面波反射手段とを備え、
前記弾性表面波反射手段は、前記第１周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数及び前記第２周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数の少なくともいずれか一方を中心周波数とする弾性表面波を反射するものであることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
前記弾性表面波生成手段は、前記弾性表面波を生成する複数の生成電極指を有する一対の生成側斜め電極を備え、
前記生成側斜め電極は、互いに隣接する生成電極指の電極指間隔が前記弾性表面波の伝搬方向と直交する直交方向の一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で第１及び第２の波長の弾性表面波を生成するものであり、
前記弾性表面波受信手段は、前記弾性表面波を受信する複数の受信電極指を有する一対の受信側斜め電極を備え、
前記受信側斜め電極は、互いに隣接する受信電極指の電極指間隔が前記一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で第１及び第２の波長の弾性表面波を受信するものであり、
前記弾性表面波反射手段は、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された複数の反射器をそれぞれ含む第１反射器群及び第２反射器群の少なくともいずれか一方を備え、
前記第１反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第１の波長の半分よりも大きい間隔で配置されたものであり、
前記第２反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第２の波長の半分よりも小さい間隔で配置されたものであることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項３】
前記第１反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、前記生成側斜め電極の前記最大の電極指間隔となる位置と前記受信側斜め電極の前記最大の電極指間隔となる位置とを結んだ線分に重なる領域に配置されたものであり、
前記第２反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、前記生成側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置と前記受信側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置とを結んだ線分に重なる領域に配置されたものであることを特徴とする請求項２に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項４】
前記弾性表面波反射手段は、前記第１反射器群と前記第２反射器群とが電気的に接続されたものであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項５】
前記弾性表面波反射手段は、接地されたものであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項１】
第１周波数から前記第１周波数よりも高い第２周波数までの周波数範囲の電気信号を通過させる弾性表面波フィルタであって、
圧電基板と、前記圧電基板上に形成され電気信号を入力して前記第１周波数から前記第２周波数までの周波数に応じた弾性表面波を生成する弾性表面波生成手段と、前記圧電基板上に形成され前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波を受信して電気信号に変換する弾性表面波受信手段と、前記弾性表面波生成手段と前記弾性表面波受信手段との間において前記弾性表面波生成手段が生成した前記弾性表面波の一部を反射する弾性表面波反射手段とを備え、
前記弾性表面波反射手段は、前記第１周波数よりも予め定めた周波数だけ低い周波数及び前記第２周波数よりも予め定めた周波数だけ高い周波数の少なくともいずれか一方を中心周波数とする弾性表面波を反射するものであることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
前記弾性表面波生成手段は、前記弾性表面波を生成する複数の生成電極指を有する一対の生成側斜め電極を備え、
前記生成側斜め電極は、互いに隣接する生成電極指の電極指間隔が前記弾性表面波の伝搬方向と直交する直交方向の一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で第１及び第２の波長の弾性表面波を生成するものであり、
前記弾性表面波受信手段は、前記弾性表面波を受信する複数の受信電極指を有する一対の受信側斜め電極を備え、
前記受信側斜め電極は、互いに隣接する受信電極指の電極指間隔が前記一の方向に沿って徐々に広がるものであって、最大及び最小の電極指間隔となるそれぞれの位置で第１及び第２の波長の弾性表面波を受信するものであり、
前記弾性表面波反射手段は、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された複数の反射器をそれぞれ含む第１反射器群及び第２反射器群の少なくともいずれか一方を備え、
前記第１反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第１の波長の半分よりも大きい間隔で配置されたものであり、
前記第２反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、互いに隣接する反射器の反射器間隔が前記第２の波長の半分よりも小さい間隔で配置されたものであることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項３】
前記第１反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、前記生成側斜め電極の前記最大の電極指間隔となる位置と前記受信側斜め電極の前記最大の電極指間隔となる位置とを結んだ線分に重なる領域に配置されたものであり、
前記第２反射器群が備える前記複数の反射器は、それぞれ、前記生成側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置と前記受信側斜め電極の前記最小の電極指間隔となる位置とを結んだ線分に重なる領域に配置されたものであることを特徴とする請求項２に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項４】
前記弾性表面波反射手段は、前記第１反射器群と前記第２反射器群とが電気的に接続されたものであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項５】
前記弾性表面波反射手段は、接地されたものであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１７１８０５（Ｐ２０１０−１７１８０５Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３２４２（Ｐ２００９−１３２４２）
【出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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