弾性表面波装置
第１，第２の音響チャネルが並列に接続された弾性表面波装置であって、狭帯域化を図ることができるだけでなく、帯域内平坦性に優れ、かつ低損失であり、帯域外減衰特性が改善された弾性表面波装置を提供する。 第１，第２の音響チャネルが並列に接続されており、各音響チャネルＣ１，Ｃ２が、入力変換器２，５、反射電極３，６及び出力変換器４，７を表面波伝搬方向に配置した構成を有し、入力変換器で励振されて直接出力変換器に到達する表面波を第１，第２の音響チャネルＣ１，Ｃ２間で相殺され、入出力変換器または反射電極にて２回以上の反射された反射波により通過帯域が構成される、狭帯域化に適した弾性表面波装置において、入力変換器２，５、出力変換器４，７及び反射電極３，６は、それぞれ、複数本の電極指を有し、該複数本の電極指のピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されている、弾性表面波装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭帯域のフィルタ特性を実現することを可能とする弾性表面波装置に関し、より詳細には、圧電基板上に第１，第２の音響チャネルが並列に接続されるように構成されている弾性表面波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信機器の帯域フィルタとして、様々な弾性表面波装置が提案されている。
弾性表面波装置では、用途に応じて、広帯域のフィルタ特性が要求されることがあったり、狭帯域のフィルタ特性が求められたりすることがある。
【０００３】
狭帯域のフィルタ特性を得るために、下記の特許文献１及び２に記載の弾性表面波装置では、それぞれ、第１，第２の音響チャネルが並列に接続されている。
【０００４】
図１３は、特許文献１に記載の弾性表面波装置の模式的平面図である。
【０００５】
弾性表面波装置１０１では、圧電基板１０２上に、第１，第２の音響チャネルＶ１，Ｖ２が構成されている。音響チャネルＶ１，Ｖ２は、並列に接続されている。
【０００６】
音響チャネルＶ１は、表面波伝搬方向中央に反射電極１０３を有する。反射電極１０３の表面波伝搬方向外側に、入力変換器１０４及び出力変換器１０５が配置されている。また、入力変換器１０４及び出力変換器１０５の外側に、外側反射電極１０６，１０７が配置されている。
【０００７】
上記入力変換器１０４，出力変換器１０５及び反射電極１０３は、いずれも、複数本の電極指を有する。入力変換器１０４及び出力変換器１０５では、互いに間挿し合う複数本の電極指が、表面波伝搬方向と直交する方向に延ばされている。また、反射電極１０３においては、複数本の電極指が表面波伝搬方向と直交する方向に延ばされており、かつこれらの両端が短絡されている。
【０００８】
第２の音響チャネルＶ２においても、同様に、反射電極１０８と、その両側に設けられた入力変換器１０９及び出力変換器１１０と、外側反射電極１１１，１１２とが設けられている。
【０００９】
他方、図１４は、特許文献２に記載の弾性表面波装置の電極構造を模式的に示す平面図である。弾性表面波装置１２１では、第１，第２の音響チャネルＶ３，Ｖ４が並列に接続されている。ここでは、第１の音響チャネルＶ３は、入力変換器１２２、出力変換器１２３及び反射電極１２４を有する。第２の音響チャネルＶ４は、入力変換器１２５、出力変換器１２６及び反射電極１２７を有する。
【００１０】
入力変換器１２２及び出力変換器１２３と、入力変換器１２５及び出力変換器１２６とは同様に構成されており、かつ入力変換器１２２と出力変換器１２３との間の間隔Ｘと、入力変換器１２５と出力変換器１２６との間の間隔が等しくされている。
【００１１】
他方、反射電極１２４の表面波伝搬方向に沿う寸法は、第２の音響チャネルの反射電極１２７の表面波伝搬方向に沿う寸法よりもλ／２だけ短くされており、それによって中心周波数以外における直接変換器／変換器信号が消滅し、良好なフィルタ特性が得られるとされている。
【特許文献１】アメリカ合衆国特許第５，４７５，３４８号
【特許文献２】特開平７−３３６１９０号公報
【発明の開示】
【００１２】
特許文献１に記載の弾性表面波装置１０１では、第１，第２の音響チャネルＶ１，Ｖ２が並列に接続された構造を有し、それによって狭帯域のフィルタ特性が得られるとされている。
【００１３】
また、特許文献２に記載の弾性表面波装置１２１では、第１の音響チャネルの反射電極１２４の寸法を、第２の音響チャネルの反射電極１２７の寸法よりもλ／２小さくすることにより、通過帯域内において直接変換器／変換器信号が消滅し、良好なフィルタ特性が得られるとされている。
【００１４】
しかしながら、特許文献１，２に記載のような第１，第２の音響チャネルが並列に接続された従来の弾性表面波装置では、狭帯域化は図り得るものの、通過帯域近傍におけるフィルタ特性が十分でなく、通過帯域における平坦性が十分でなく、さらに挿入損失が十分に小さくならないという問題があった。
【００１５】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、第１，第２の音響チャネルが並列に接続された構造を有する、狭帯域化を図り得る弾性表面波装置であって、さらに通過帯域近傍における減衰特性に優れており、通過帯域の平坦性が良好であり、さらに低損失の弾性表面波装置を提供することにある。
【００１６】
本発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に配置されておりかつ、並列に接続された第１，第２の音響チャネルとを備え、各音響チャネルが、入力変換器と、表面波伝搬方向において入力変換器と隔てられた出力変換器と、前記入力変換器と出力変換器との間に配置された反射電極とを有し、入力変換器で励振され、直接出力変換器に到達する表面波が第１，第２の音響チャネルで打ち消し合い、入力変換器、出力変換器または反射電極において少なくとも２回以上の反射を経た反射波により通過帯域が形成される弾性表面波装置において、前記入力変換器、出力変換器及び反射電極がそれぞれ複数本の電極指を有し、該複数本の電極指のピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されていることを特徴とする、弾性表面波装置が提供される。
【００１７】
本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、前記入力変換器及び出力変換器が、一方向性入力変換器及び一方向性出力変換器であり、第１の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれが、第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれと同一とされており、第１の音響チャネルにおける入力変換器と出力変換器との間の距離が、第２の音響チャネルにおける入力変換器と出力変換器との間の距離と等しくされており、第１，第２の音響チャネルにおいて、入力変換器及び出力変換器の一方が電気的に逆相に接続されており、他方が同相に接続されており、第１，第２の音響チャネルの反射電極がほぼ等しい反射特性を有し、第２の音響チャネルにおける反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法が、第１の音響チャネルの反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法よりもλ／２だけ短くされている。
【００１８】
本発明に係る弾性表面波装置のさらに他の局面では、前記入力変換器及び出力変換器が、一方向性入力変換器及び一方向性出力変換器であり、第１の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれが、第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれと同一とされており、第１の音響チャネルの入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器と反射電極との間の間隔が、それぞれ、第２の音響チャネルの入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器との反射電極との間の間隔よりもλ／４だけ短くされており、第１，第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器の双方が電気的に同相に接続されている。
【００１９】
本発明に係る弾性表面波装置では、好ましくは、入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に３本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる。
【００２０】
本発明に係る弾性表面波装置では、好ましくは、入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に４本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる。
【００２１】
本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、前記入力変換器、出力変換器及び反射電極が、それぞれ、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜された方向に延びる複数本の電極指を有する傾斜型ＳＰＵＤＴ電極である。
【００２２】
本発明に係る弾性表面波装置では、入力変換器、出力変換器及び反射電極を有する第１，第２の音響チャネルが圧電基板上において並列に接続されている弾性表面波装置において、入力変換器、出力変換器及び反射電極がそれぞれ複数本の電極指を有し、該複数本の電極指のピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されているため、通過帯域内のフィルタ特性の平坦性を改善することができ、挿入損失を効果的に低減することができ、さらに通過帯域近傍における減衰特性を改善することが可能となる。
【００２３】
従って、低損失かつ高減衰特性の狭帯域の弾性表面波装置を提供することができる。
【００２４】
第１の音響チャネルにおける反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法が、第１の音響チャネルの反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法よりもλ／２だけ短くされている場合には、通過帯域内外における変換器／変換器信号を確実に消滅させることができ、帯域外特性の改善を図ることができる。
【００２５】
第１の音響チャネルにおける入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器と反射電極との間の間隔が、第２の音響チャネルの入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器と反射電極との間の間隔よりもλ／４だけ短くされており、入力変換器及び出力変換器の双方が電気的に同相に接続されている場合には、中心周波数から離れるにともない変換器／変換信号の完全な打ち消し合いは崩れるが、それでも十分な帯域外減衰特性を実現することができる。
【００２６】
本発明において、入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に３本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる場合には、素子の更なる小型化を実現することができる。
【００２７】
本発明において、入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に４本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる場合には、素子の小型化と同時に低インピーダンス化を実現することができる。
【００２８】
本発明において、入力変換器、出力変換器及び反射電極が、それぞれ、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜された方向に延びる複数本の電極指を有する傾斜型ＳＰＵＤＴ電極からなる場合には、上記のように電極指が傾斜されているため、該複数本の電極指のピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されることになる。よって、電極指を上記のように傾斜させた構造とするだけで、本発明の弾性表面波装置を容易に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
［図１］図１は本発明の第１の実施形態の弾性表面波装置の略図的平面図である。
［図２］図２は第１の実施形態の弾性表面波装置で用いられている入力変換器を示す模式的平面図である。
［図３］図３は第１の実施形態の弾性表面波装置で用いられている出力変換器を示す模式的平面図である。
［図４］図４は第１の実施形態の弾性表面波装置で用いられている反射電極を示す模式的平面図である。
［図５］図５は比較例１の弾性表面波装置の電極構造を示す模式的平面図である。
［図６］図６は比較例２の弾性表面波装置の電極構造を示す模式的平面図である。
［図７］図７は第１の実施形態の弾性表面波装置についての実施例の減衰量−周波数特性を示す図である。
［図８］図８は比較例１の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を示す図である。
［図９］図９は比較例２の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を示す図である。
［図１０］図１０は図１５に示した従来の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を示す図である。
［図１１］図１１は本発明の第２の実施形態の弾性表面波装置の電極構造を示す概略平面図である。
［図１２］図１２は第２の実施形態の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を示す図である。
［図１３］図１３は従来の弾性表面波装置の一例を示す模式的平面図である。
［図１４］図１４は従来の弾性表面波装置の他の例を示す模式的平面図である。
［図１５］図１５は従来の弾性表面波装置のさらに他の例を示す模式的平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…弾性表面波装置
２…入力変換器
３…反射電極
４…出力変換器
５…入力変換器
６…反射電極
７…出力変換器
８…入力端子
９…出力端子
１１ａ，１１ｂ…電極指
１２ａ，１２ｂ…電極指
１３…電極指
７１…弾性表面波装置
７２…入力変換器
７３…反射電極
７４…出力変換器
７５…入力変換器
７６…反射電極
７７…出力変換器
Ｃ１…第１の音響チャネル
Ｃ２…第２の音響チャネル
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の電極構造を説明するための概略平面図である。
【００３３】
弾性表面波装置１は、圧電基板Ｐ上に、第１，第２の音響チャネルＣ１，Ｃ２を配置した構造を有する。第１の音響チャネルＣ１と、第２の音響チャネルＣ２とは並列に接続されている。
【００３４】
音響チャネルＣ１は、表面波伝搬方向に沿って入力変換器２、反射電極３及び出力変換器４を有する。同様に、第２の音響チャネルＣ２においても、表面波伝搬方向に沿って入力変換器５、反射電極６及び出力変換器７が配置されている。
【００３５】
音響チャネルＣ１，Ｃ２において、反射電極３，６は、入力変換器２，５と、出力変換器４，７との間に配置されている。なお、音響チャネルＣ１の入力変換器２の電極構造を図２に模式的平面図で示す。入力変換器２は、数本の電極指１１ａ，１１ｂを有する傾斜型ＳＰＵＤＴ電極により構成されている。ここで、ＳＰＵＤＴ電極とは、一方向性変換器を意味するものであり、「傾斜型」とは、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜されている電極指１１ａ，１１ｂを有することを意味する。
【００３６】
傾斜型ＳＰＵＤＴ電極により、入力変換器２が構成されているため、入力変換器２においては、表面波伝搬方向と直交する位置によって電極指のピッチが変化している。
【００３７】
図３は、出力変換器４の電極構造を示す模式的平面図である。出力変換器４も、出力変換器２と同様に、傾斜された複数本の電極指１２ａ，１２ｂを有するＳＰＵＤＴ電極により構成されている。
【００３８】
図４は、上記反射電極３の電極構造を示す模式的平面図である。
【００３９】
図４から明らかなように、反射電極３もまた、入力変換器２及び出力変換器４と同様に、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜されている複数本の電極指１３ａ，１３ｂを有する。従って、反射電極３においても、複数本の電極指のピッチは、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化している。
【００４０】
なお、本明細書において、上記「傾斜型」ＳＰＵＤＴ電極における「傾斜型」は、全ての電極指が表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜されていることを意味するものではない。すなわち、複数本の電極指の内、少なくとも１本の電極指が上記のように傾斜されておればよく、その場合においても、表面波伝搬方向と直交する位置によって電極指のピッチが変化されることになる。
【００４１】
図１に戻り、第２の音響チャネルＣ２の入力変換器５及び出力変換器７は、それぞれ第１の音響チャネルＣ１の入力変換器２及び出力変換器４と同一に構成されている。
【００４２】
他方、反射電極６の表面波伝搬方向に沿う寸法は、反射電極３の表面波伝搬方向に沿う寸法と異ならされている。すなわち、反射電極６の表面波伝搬方向に沿う寸法は、反射電極３の表面波伝搬方向に沿う寸法よりもλ／２だけ短くされている。なお、λは、弾性表面波装置１において伝搬する表面波の波長である。
【００４３】
より具体的には、反射電極３の上端、すなわち表面波伝搬方向に沿う寸法が短い側の端部における波長をλ１、反射電極６の下端、すなわち表面波伝搬方向に沿う寸法が大きい側の端部における波長をλ２としたときに、反射電極３，６の表面波伝搬方向に沿う寸法の差は、交叉幅方向の上端で２×λ１／４＝λ１／２，交叉幅の下端で、２×λ２／４＝λ２／２とされている。
【００４４】
図１に示すように、上記入力変換器２，５の一端は共通接続されて、入力端子８に電気的に接続されている。また、入力変換器２，５の他端はアース電位に接続される。さらに、出力変換器４，７の一端が共通接続されて、出力端子９に接続されている。
【００４５】
もっとも、図１から明らかなように、入力変換２，５は電気的に同相に接続されており、出力変換器４，７は電気的に逆相に接続されている。そして、第１，第２の音響チャネルの反射電極３，６の反射特性はほぼ等しくされている。
【００４６】
また、第１の音響チャネルＣ１における入力変換器２と、出力変換器４との間の距離と、第２の音響チャネルＣ２における入力変換器５と出力変換器７との間の距離は等しくされている。
【００４７】
本実施形態の弾性表面波装置１では、並列に接続された第１，第２の音響チャネルＣ１，Ｃ２間において、入力変換器で励振され直接出力変換器に到達する表面波が相殺され、入出力変換器または反射電極において２回以上反射された反射波により通過帯域が構成される。すなわち、特許文献１，２に記載のようなＴＴＲＦ（Ｔｗｏ−Ｔｒａｃｋ−Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ−Ｆｉｌｔｅｒ）設計の弾性表面波装置が構成されている。そして、本実施形態では、入力変換器２，５、出力変換器４，７及び反射電極３，６が、上記のように、電極指が表面波伝搬方向と直交する方向に傾斜された構造を有するため、言い換えれば、複数本の電極指ピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されているために、通過帯域の平坦性が高められ、通過帯域近傍における減衰特性が急峻化され、さらに帯域内損失を低減することができる。これを具体的な実験例に基づき説明する。
【００４８】
第１の実施形態の弾性表面波装置１の具体的な実施例として、以下の仕様により弾性表面波装置を作製した。
【００４９】
第１の音響チャネルの入出力変換器２，４の電極指の対数は５５．５対、反射電極３の電極指は４６本とした。また、入力変換器２、出力変換器４及び反射電極３の電極指ピッチを、表面波伝搬方向と直交する方向の位置によって変化させた構造とした。すなわち、図２〜図４に示したように、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜した電極指を有するように、入出力変換器２，４及び反射電極３を構成した。
【００５０】
第２の音響チャネルでは、入出力変換器５，７の電極指の対数は５５．５対、中央の反射電極６の電極指は４５本とし、他は上記の音響チャネルＣ１と同様に構成した。
【００５１】
また、波長λ１と、波長λ２との比λ１／λ２は０．９７９８とした。
【００５２】
なお、入力変換器２，５及び出力変換器４，７は、ＥＷＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｗｉｄｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ）型ＳＰＵＴＤで構成し、重み付けは施さなかった。また、ＳＰＵＤＴ内の反射に対しても、重み付けは施さなかった。
【００５３】
他方、反射電極３，６はソリッド電極により構成し、反射電極についても重み付けは行わなかった。
【００５４】
上記のようにして構成された実施例の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を図７に示す。
【００５５】
比較のために、図５及び図６に電極構造を模式的に示す比較例１，２の弾性表面波装置を下記の要領で製作した。このようにして得られた比較例１，２の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を図８及び図９に示す。
【００５６】
図５に示す比較例１の弾性表面波装置４１では、第１，第２の音響チャネルＶ１，Ｖ２が、それぞれ、入力変換器４２，４５及び出力変換器４４，４７を有する。もっとも、弾性表面波装置４１では、入力変換器４２，４５及び出力変換器４４，４７の電極指の対数は６１．５対とした。そして、入力変換器４２，４５及び出力変換器４４，４７の電極指は、表面波伝搬方向と直交する方向に延ばされている。すなわち、弾性表面波装置４１では、傾斜型の入力変換器、出力変換器を用いていない。
【００５７】
他方、図６に示す比較例２の弾性表面波装置５１では、第１，第２の音響チャネルＶ１，Ｖ２は、それぞれ、特許文献２に記載の弾性表面波装置に従って構成されている。すなわち、音響チャネルＶ１では、入力変換器５２、反射電極５３及び出力変換器５４が表面波伝搬方向に配置されており、音響チャネルＶ２では、入力変換器５５、反射電極５６及び出力変換器５７が表面波伝搬方向に配置されている。そして、反射電極５３の表面波伝搬方向に沿う寸法に比べて、反射電極５６の表面波伝搬方向に沿う寸法がλ／２だけ小さくされている。
【００５８】
なお、入力変換器５２，５５は同相に接続されており、出力変換器５４，５７は逆相に電気的に接続されている。弾性表面波装置５１を構成するに際し、入出力変換器の電極指の対数は５４．５対とし、反射器の電極指の本数は反射電極５３については５０本、反射電極５６については４９本とした。
【００５９】
弾性表面波装置５１においても、各入出力変換器及び反射電極の電極指の延びる方向は表面波伝搬方向と直交する方向とした。
【００６０】
図８及び図９に、比較例１，２の弾性表面波装置４１，５１の減衰量−周波数特性を示す。図８〜図９と、図７とを比較すれば明らかなように、本実施例によれば、帯域内損失を低減することができ、通過帯域の平坦性を高めることができ、さらに、通過帯域近傍における減衰特性を効果的に改善し得ることがわかる。
【００６１】
これは、実施例では、入力変換器２，５、出力変換器４，７及び反射電極３，６の複数本の電極指のピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されているため、すなわち、いわゆる「傾斜型」の電極とされているため、上記ＴＴＲＦ設計との組み合わせにより、挿入損失の低減及びフィルタ特性の急峻性の改善が図られていることによる。この理由は、以下の通りである。
【００６２】
従来のＴＴＲＦ構造では、通過帯域内の平坦性を高めるために、逆位相の反射波が用いられていた。そのため、順位相の反射波と一部相殺し合うため挿入損失が悪化せざるを得なかった。
【００６３】
逆に、ＴＴＲＦ構造において、逆位相の反射波を用いなければ、挿入損失の悪化をある程度抑制することはできるが、単峰性の特性しか得らない。従って、通過帯域における平坦性を改善することができない。
【００６４】
他方、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜させた複数本の電極指を有する電極、いわゆる傾斜型の電極を用いた構造は、本来、広帯域のフィルタ特性を得るための方法として知られている。例えば、特表平１１−５００５９３号公報には、図１５に示す弾性表面波装置が開示されている。ここでは、トランスバーサル型弾性表面波装置６１において、圧電基板６２上に、傾斜型の入力変換器６３及び出力変換器６４が配置されている。入力変換器６３及び出力変換器６４の電極指が表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜されており、それによって電極指の位置が表面波伝搬方向と直交する位置において変化している。
【００６５】
このような傾斜型の入出力変換器６３，６４を用いた場合、表面波伝搬方向と直交する位置によって電極指ピッチが異なるため、広帯域のフィルタ特性を得ることができる。しかしながら、選択度を高めるには、電極指交差幅方向に対する電極指の傾斜が無視でき得る程度に細かなトラックに分割して考えると、各トラック単独の特性をできる限り狭帯域化しなければならない。そのため、従来、傾斜型の入出力変換器では、選択度を高めるには、電極指の対数を多くしなければならなかった。従って、傾斜型の入出力変換器は、狭帯域のフィルタには適用は困難であると考えられていた。
【００６６】
これに対して、本実施形態では、狭帯域のフィルタ特性を得るのには不適切であると考えられていた、上記傾斜型の電極構造を、ＴＴＲＦ構造に組み合わせることにより、狭帯域化を図りつつ、通過帯域の平坦性の改善、通過帯域近傍の減衰特性の改善及び帯域内挿入損失の低減が果たされている。
【００６７】
すなわち、ＴＴＲＦ構造では、励振された表面波を相殺することにより、反射波のみで通過帯域が形成される。従って、電極指の対数が同じである場合であっても、時間軸応答を２倍程度に延ばすことができる。よって、通常のトランスバーサル型の弾性表面波フィルタに比べて、ＴＴＲＦ構造では狭帯域化を図ることができる。
【００６８】
また、細分化されたトラックの周波数特性は、単峰性の特性で十分であるため、逆位相の反射波を用いる必要はない。従って、挿入損失の悪化を最小限とすることができる。
【００６９】
このようにして構成されたＴＴＲＦ構造の入出力変換器及び反射電極を、要求される帯域幅に応じて傾斜させた構造とすることにより、高選択度を維持したまま、帯域幅を拡げることができ、通過帯域内の平坦性を高めることができるとともに、通過帯域近傍の減衰特性の向上を図ることができる。また、逆位相の反射波を用いることなく帯域内の平坦性を高めることができる。従って、挿入損失の悪化も少ない。加えて、通過帯域から離れるに従って、より大きな減衰量を確保することも可能となる。
【００７０】
従って、上記のような理由により、上記実施例の弾性表面波装置では、比較例１，２の弾性表面波装置に比べて、帯域内損失が小さく、帯域内平坦性が高められ、かつ通過帯域近傍の減衰特性の改善が図られている。
【００７１】
よって、本実施形態によれば、小型であり、低損失であり、さらに通過帯域近傍の減衰特性に優れた弾性表面波装置を提供することができる。
【００７２】
なお、上記実施形態では、入出力変換器及び反射電極に重み付けが施されていなかったが、要求される特性に対して、挿入損失や選択度が十分な大きさである場合には、間引き重み付けなどの重み付けを施してもよい。重み付けを施すことにより、通過帯域近傍の減衰量をより一層改善することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、第１，第２の音響チャネル間で励振された表面波を相殺することが重要である。従って、入力変換器と出力変換器の電極指の対数や重み付けを必ずしも一致させる必要はない。
【００７４】
図１１は、本発明の第２の実施形態の弾性表面波装置を示す模式的平面図である。
【００７５】
第２の実施形態の弾性表面波装置７１では、圧電基板（図示せず）上において、互いに並列に接続された第１，第２の音響チャネルＣ１，Ｃ２が構成されている。第２の実施形態の弾性表面波装置７１が、第１の実施形態の弾性表面波装置１と異なるところは、入力変換器７２，７５が同相に電気的に接続されており、出力変換器７４，７７もまた同相に電気的に接続されていること、反射電極７３，７６の電極指の本数がいずれも４６本と等しくされていることにある。
【００７６】
なお、入力変換器７２及び出力変換器７４の電極指の対数は５５．５対とした。入力変換器７５及び出力変換器７７の電極指の対数も５５．５対とした。
【００７７】
もっとも、入出力変換器及び反射電極の上端と下端の波長の比λ１／λ２は０．９７９８とした。
【００７８】
さらに、第１の音響チャネルＣ１の入出力変換器７２，７４と反射電極７３との間の距離に対し、第２の音響チャネルＣ２の入出力変換器７５，７７と反射電極７６との間の距離は、上端及び下端において、それぞれ、λ１／４及びλ２／４だけ大きくされている。
【００７９】
また、入出力変換器７２，７４，７５，７７はＥＷＣ型ＳＰＵＤＴで構成した。これらの入出力変換器に重み付けは施さなかった。
【００８０】
他方、反射電極７３，７６は、ソリッド電極で構成し、重み付けは施さなかった。
【００８１】
本実施形態においても、入出力変換器及び反射電極は、第１の実施形態と同様に傾斜型の電極構造とした。
【００８２】
第２の実施形態の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を図１２に示す。
【００８３】
図１２から明らかなように、本実施形態においても、帯域内挿入損失が小さく、帯域内における平坦性に優れており、かつ通過帯域近傍の減衰特性が改善されたフィルタ特性が得られることがわかる。もっとも、図７に示した第１の実施例の特性と、図１２に示した減衰量−周波数特性を比較すれば明らかなように、通過帯域から離れた部分における減衰量は図１２に示した特性では、図７に示した特性よりも劣る。これは、第２の実施形態では、フィルタの中心周波数から離れるに従って、励振された表面波の相殺が十分に行われ難いことによる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭帯域のフィルタ特性を実現することを可能とする弾性表面波装置に関し、より詳細には、圧電基板上に第１，第２の音響チャネルが並列に接続されるように構成されている弾性表面波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信機器の帯域フィルタとして、様々な弾性表面波装置が提案されている。
弾性表面波装置では、用途に応じて、広帯域のフィルタ特性が要求されることがあったり、狭帯域のフィルタ特性が求められたりすることがある。
【０００３】
狭帯域のフィルタ特性を得るために、下記の特許文献１及び２に記載の弾性表面波装置では、それぞれ、第１，第２の音響チャネルが並列に接続されている。
【０００４】
図１３は、特許文献１に記載の弾性表面波装置の模式的平面図である。
【０００５】
弾性表面波装置１０１では、圧電基板１０２上に、第１，第２の音響チャネルＶ１，Ｖ２が構成されている。音響チャネルＶ１，Ｖ２は、並列に接続されている。
【０００６】
音響チャネルＶ１は、表面波伝搬方向中央に反射電極１０３を有する。反射電極１０３の表面波伝搬方向外側に、入力変換器１０４及び出力変換器１０５が配置されている。また、入力変換器１０４及び出力変換器１０５の外側に、外側反射電極１０６，１０７が配置されている。
【０００７】
上記入力変換器１０４，出力変換器１０５及び反射電極１０３は、いずれも、複数本の電極指を有する。入力変換器１０４及び出力変換器１０５では、互いに間挿し合う複数本の電極指が、表面波伝搬方向と直交する方向に延ばされている。また、反射電極１０３においては、複数本の電極指が表面波伝搬方向と直交する方向に延ばされており、かつこれらの両端が短絡されている。
【０００８】
第２の音響チャネルＶ２においても、同様に、反射電極１０８と、その両側に設けられた入力変換器１０９及び出力変換器１１０と、外側反射電極１１１，１１２とが設けられている。
【０００９】
他方、図１４は、特許文献２に記載の弾性表面波装置の電極構造を模式的に示す平面図である。弾性表面波装置１２１では、第１，第２の音響チャネルＶ３，Ｖ４が並列に接続されている。ここでは、第１の音響チャネルＶ３は、入力変換器１２２、出力変換器１２３及び反射電極１２４を有する。第２の音響チャネルＶ４は、入力変換器１２５、出力変換器１２６及び反射電極１２７を有する。
【００１０】
入力変換器１２２及び出力変換器１２３と、入力変換器１２５及び出力変換器１２６とは同様に構成されており、かつ入力変換器１２２と出力変換器１２３との間の間隔Ｘと、入力変換器１２５と出力変換器１２６との間の間隔が等しくされている。
【００１１】
他方、反射電極１２４の表面波伝搬方向に沿う寸法は、第２の音響チャネルの反射電極１２７の表面波伝搬方向に沿う寸法よりもλ／２だけ短くされており、それによって中心周波数以外における直接変換器／変換器信号が消滅し、良好なフィルタ特性が得られるとされている。
【特許文献１】アメリカ合衆国特許第５，４７５，３４８号
【特許文献２】特開平７−３３６１９０号公報
【発明の開示】
【００１２】
特許文献１に記載の弾性表面波装置１０１では、第１，第２の音響チャネルＶ１，Ｖ２が並列に接続された構造を有し、それによって狭帯域のフィルタ特性が得られるとされている。
【００１３】
また、特許文献２に記載の弾性表面波装置１２１では、第１の音響チャネルの反射電極１２４の寸法を、第２の音響チャネルの反射電極１２７の寸法よりもλ／２小さくすることにより、通過帯域内において直接変換器／変換器信号が消滅し、良好なフィルタ特性が得られるとされている。
【００１４】
しかしながら、特許文献１，２に記載のような第１，第２の音響チャネルが並列に接続された従来の弾性表面波装置では、狭帯域化は図り得るものの、通過帯域近傍におけるフィルタ特性が十分でなく、通過帯域における平坦性が十分でなく、さらに挿入損失が十分に小さくならないという問題があった。
【００１５】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、第１，第２の音響チャネルが並列に接続された構造を有する、狭帯域化を図り得る弾性表面波装置であって、さらに通過帯域近傍における減衰特性に優れており、通過帯域の平坦性が良好であり、さらに低損失の弾性表面波装置を提供することにある。
【００１６】
本発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に配置されておりかつ、並列に接続された第１，第２の音響チャネルとを備え、各音響チャネルが、入力変換器と、表面波伝搬方向において入力変換器と隔てられた出力変換器と、前記入力変換器と出力変換器との間に配置された反射電極とを有し、入力変換器で励振され、直接出力変換器に到達する表面波が第１，第２の音響チャネルで打ち消し合い、入力変換器、出力変換器または反射電極において少なくとも２回以上の反射を経た反射波により通過帯域が形成される弾性表面波装置において、前記入力変換器、出力変換器及び反射電極がそれぞれ複数本の電極指を有し、該複数本の電極指のピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されていることを特徴とする、弾性表面波装置が提供される。
【００１７】
本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、前記入力変換器及び出力変換器が、一方向性入力変換器及び一方向性出力変換器であり、第１の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれが、第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれと同一とされており、第１の音響チャネルにおける入力変換器と出力変換器との間の距離が、第２の音響チャネルにおける入力変換器と出力変換器との間の距離と等しくされており、第１，第２の音響チャネルにおいて、入力変換器及び出力変換器の一方が電気的に逆相に接続されており、他方が同相に接続されており、第１，第２の音響チャネルの反射電極がほぼ等しい反射特性を有し、第２の音響チャネルにおける反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法が、第１の音響チャネルの反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法よりもλ／２だけ短くされている。
【００１８】
本発明に係る弾性表面波装置のさらに他の局面では、前記入力変換器及び出力変換器が、一方向性入力変換器及び一方向性出力変換器であり、第１の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれが、第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれと同一とされており、第１の音響チャネルの入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器と反射電極との間の間隔が、それぞれ、第２の音響チャネルの入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器との反射電極との間の間隔よりもλ／４だけ短くされており、第１，第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器の双方が電気的に同相に接続されている。
【００１９】
本発明に係る弾性表面波装置では、好ましくは、入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に３本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる。
【００２０】
本発明に係る弾性表面波装置では、好ましくは、入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に４本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる。
【００２１】
本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、前記入力変換器、出力変換器及び反射電極が、それぞれ、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜された方向に延びる複数本の電極指を有する傾斜型ＳＰＵＤＴ電極である。
【００２２】
本発明に係る弾性表面波装置では、入力変換器、出力変換器及び反射電極を有する第１，第２の音響チャネルが圧電基板上において並列に接続されている弾性表面波装置において、入力変換器、出力変換器及び反射電極がそれぞれ複数本の電極指を有し、該複数本の電極指のピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されているため、通過帯域内のフィルタ特性の平坦性を改善することができ、挿入損失を効果的に低減することができ、さらに通過帯域近傍における減衰特性を改善することが可能となる。
【００２３】
従って、低損失かつ高減衰特性の狭帯域の弾性表面波装置を提供することができる。
【００２４】
第１の音響チャネルにおける反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法が、第１の音響チャネルの反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法よりもλ／２だけ短くされている場合には、通過帯域内外における変換器／変換器信号を確実に消滅させることができ、帯域外特性の改善を図ることができる。
【００２５】
第１の音響チャネルにおける入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器と反射電極との間の間隔が、第２の音響チャネルの入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器と反射電極との間の間隔よりもλ／４だけ短くされており、入力変換器及び出力変換器の双方が電気的に同相に接続されている場合には、中心周波数から離れるにともない変換器／変換信号の完全な打ち消し合いは崩れるが、それでも十分な帯域外減衰特性を実現することができる。
【００２６】
本発明において、入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に３本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる場合には、素子の更なる小型化を実現することができる。
【００２７】
本発明において、入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に４本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる場合には、素子の小型化と同時に低インピーダンス化を実現することができる。
【００２８】
本発明において、入力変換器、出力変換器及び反射電極が、それぞれ、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜された方向に延びる複数本の電極指を有する傾斜型ＳＰＵＤＴ電極からなる場合には、上記のように電極指が傾斜されているため、該複数本の電極指のピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されることになる。よって、電極指を上記のように傾斜させた構造とするだけで、本発明の弾性表面波装置を容易に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
［図１］図１は本発明の第１の実施形態の弾性表面波装置の略図的平面図である。
［図２］図２は第１の実施形態の弾性表面波装置で用いられている入力変換器を示す模式的平面図である。
［図３］図３は第１の実施形態の弾性表面波装置で用いられている出力変換器を示す模式的平面図である。
［図４］図４は第１の実施形態の弾性表面波装置で用いられている反射電極を示す模式的平面図である。
［図５］図５は比較例１の弾性表面波装置の電極構造を示す模式的平面図である。
［図６］図６は比較例２の弾性表面波装置の電極構造を示す模式的平面図である。
［図７］図７は第１の実施形態の弾性表面波装置についての実施例の減衰量−周波数特性を示す図である。
［図８］図８は比較例１の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を示す図である。
［図９］図９は比較例２の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を示す図である。
［図１０］図１０は図１５に示した従来の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を示す図である。
［図１１］図１１は本発明の第２の実施形態の弾性表面波装置の電極構造を示す概略平面図である。
［図１２］図１２は第２の実施形態の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を示す図である。
［図１３］図１３は従来の弾性表面波装置の一例を示す模式的平面図である。
［図１４］図１４は従来の弾性表面波装置の他の例を示す模式的平面図である。
［図１５］図１５は従来の弾性表面波装置のさらに他の例を示す模式的平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…弾性表面波装置
２…入力変換器
３…反射電極
４…出力変換器
５…入力変換器
６…反射電極
７…出力変換器
８…入力端子
９…出力端子
１１ａ，１１ｂ…電極指
１２ａ，１２ｂ…電極指
１３…電極指
７１…弾性表面波装置
７２…入力変換器
７３…反射電極
７４…出力変換器
７５…入力変換器
７６…反射電極
７７…出力変換器
Ｃ１…第１の音響チャネル
Ｃ２…第２の音響チャネル
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の電極構造を説明するための概略平面図である。
【００３３】
弾性表面波装置１は、圧電基板Ｐ上に、第１，第２の音響チャネルＣ１，Ｃ２を配置した構造を有する。第１の音響チャネルＣ１と、第２の音響チャネルＣ２とは並列に接続されている。
【００３４】
音響チャネルＣ１は、表面波伝搬方向に沿って入力変換器２、反射電極３及び出力変換器４を有する。同様に、第２の音響チャネルＣ２においても、表面波伝搬方向に沿って入力変換器５、反射電極６及び出力変換器７が配置されている。
【００３５】
音響チャネルＣ１，Ｃ２において、反射電極３，６は、入力変換器２，５と、出力変換器４，７との間に配置されている。なお、音響チャネルＣ１の入力変換器２の電極構造を図２に模式的平面図で示す。入力変換器２は、数本の電極指１１ａ，１１ｂを有する傾斜型ＳＰＵＤＴ電極により構成されている。ここで、ＳＰＵＤＴ電極とは、一方向性変換器を意味するものであり、「傾斜型」とは、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜されている電極指１１ａ，１１ｂを有することを意味する。
【００３６】
傾斜型ＳＰＵＤＴ電極により、入力変換器２が構成されているため、入力変換器２においては、表面波伝搬方向と直交する位置によって電極指のピッチが変化している。
【００３７】
図３は、出力変換器４の電極構造を示す模式的平面図である。出力変換器４も、出力変換器２と同様に、傾斜された複数本の電極指１２ａ，１２ｂを有するＳＰＵＤＴ電極により構成されている。
【００３８】
図４は、上記反射電極３の電極構造を示す模式的平面図である。
【００３９】
図４から明らかなように、反射電極３もまた、入力変換器２及び出力変換器４と同様に、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜されている複数本の電極指１３ａ，１３ｂを有する。従って、反射電極３においても、複数本の電極指のピッチは、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化している。
【００４０】
なお、本明細書において、上記「傾斜型」ＳＰＵＤＴ電極における「傾斜型」は、全ての電極指が表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜されていることを意味するものではない。すなわち、複数本の電極指の内、少なくとも１本の電極指が上記のように傾斜されておればよく、その場合においても、表面波伝搬方向と直交する位置によって電極指のピッチが変化されることになる。
【００４１】
図１に戻り、第２の音響チャネルＣ２の入力変換器５及び出力変換器７は、それぞれ第１の音響チャネルＣ１の入力変換器２及び出力変換器４と同一に構成されている。
【００４２】
他方、反射電極６の表面波伝搬方向に沿う寸法は、反射電極３の表面波伝搬方向に沿う寸法と異ならされている。すなわち、反射電極６の表面波伝搬方向に沿う寸法は、反射電極３の表面波伝搬方向に沿う寸法よりもλ／２だけ短くされている。なお、λは、弾性表面波装置１において伝搬する表面波の波長である。
【００４３】
より具体的には、反射電極３の上端、すなわち表面波伝搬方向に沿う寸法が短い側の端部における波長をλ１、反射電極６の下端、すなわち表面波伝搬方向に沿う寸法が大きい側の端部における波長をλ２としたときに、反射電極３，６の表面波伝搬方向に沿う寸法の差は、交叉幅方向の上端で２×λ１／４＝λ１／２，交叉幅の下端で、２×λ２／４＝λ２／２とされている。
【００４４】
図１に示すように、上記入力変換器２，５の一端は共通接続されて、入力端子８に電気的に接続されている。また、入力変換器２，５の他端はアース電位に接続される。さらに、出力変換器４，７の一端が共通接続されて、出力端子９に接続されている。
【００４５】
もっとも、図１から明らかなように、入力変換２，５は電気的に同相に接続されており、出力変換器４，７は電気的に逆相に接続されている。そして、第１，第２の音響チャネルの反射電極３，６の反射特性はほぼ等しくされている。
【００４６】
また、第１の音響チャネルＣ１における入力変換器２と、出力変換器４との間の距離と、第２の音響チャネルＣ２における入力変換器５と出力変換器７との間の距離は等しくされている。
【００４７】
本実施形態の弾性表面波装置１では、並列に接続された第１，第２の音響チャネルＣ１，Ｃ２間において、入力変換器で励振され直接出力変換器に到達する表面波が相殺され、入出力変換器または反射電極において２回以上反射された反射波により通過帯域が構成される。すなわち、特許文献１，２に記載のようなＴＴＲＦ（Ｔｗｏ−Ｔｒａｃｋ−Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ−Ｆｉｌｔｅｒ）設計の弾性表面波装置が構成されている。そして、本実施形態では、入力変換器２，５、出力変換器４，７及び反射電極３，６が、上記のように、電極指が表面波伝搬方向と直交する方向に傾斜された構造を有するため、言い換えれば、複数本の電極指ピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されているために、通過帯域の平坦性が高められ、通過帯域近傍における減衰特性が急峻化され、さらに帯域内損失を低減することができる。これを具体的な実験例に基づき説明する。
【００４８】
第１の実施形態の弾性表面波装置１の具体的な実施例として、以下の仕様により弾性表面波装置を作製した。
【００４９】
第１の音響チャネルの入出力変換器２，４の電極指の対数は５５．５対、反射電極３の電極指は４６本とした。また、入力変換器２、出力変換器４及び反射電極３の電極指ピッチを、表面波伝搬方向と直交する方向の位置によって変化させた構造とした。すなわち、図２〜図４に示したように、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜した電極指を有するように、入出力変換器２，４及び反射電極３を構成した。
【００５０】
第２の音響チャネルでは、入出力変換器５，７の電極指の対数は５５．５対、中央の反射電極６の電極指は４５本とし、他は上記の音響チャネルＣ１と同様に構成した。
【００５１】
また、波長λ１と、波長λ２との比λ１／λ２は０．９７９８とした。
【００５２】
なお、入力変換器２，５及び出力変換器４，７は、ＥＷＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｗｉｄｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ）型ＳＰＵＴＤで構成し、重み付けは施さなかった。また、ＳＰＵＤＴ内の反射に対しても、重み付けは施さなかった。
【００５３】
他方、反射電極３，６はソリッド電極により構成し、反射電極についても重み付けは行わなかった。
【００５４】
上記のようにして構成された実施例の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を図７に示す。
【００５５】
比較のために、図５及び図６に電極構造を模式的に示す比較例１，２の弾性表面波装置を下記の要領で製作した。このようにして得られた比較例１，２の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を図８及び図９に示す。
【００５６】
図５に示す比較例１の弾性表面波装置４１では、第１，第２の音響チャネルＶ１，Ｖ２が、それぞれ、入力変換器４２，４５及び出力変換器４４，４７を有する。もっとも、弾性表面波装置４１では、入力変換器４２，４５及び出力変換器４４，４７の電極指の対数は６１．５対とした。そして、入力変換器４２，４５及び出力変換器４４，４７の電極指は、表面波伝搬方向と直交する方向に延ばされている。すなわち、弾性表面波装置４１では、傾斜型の入力変換器、出力変換器を用いていない。
【００５７】
他方、図６に示す比較例２の弾性表面波装置５１では、第１，第２の音響チャネルＶ１，Ｖ２は、それぞれ、特許文献２に記載の弾性表面波装置に従って構成されている。すなわち、音響チャネルＶ１では、入力変換器５２、反射電極５３及び出力変換器５４が表面波伝搬方向に配置されており、音響チャネルＶ２では、入力変換器５５、反射電極５６及び出力変換器５７が表面波伝搬方向に配置されている。そして、反射電極５３の表面波伝搬方向に沿う寸法に比べて、反射電極５６の表面波伝搬方向に沿う寸法がλ／２だけ小さくされている。
【００５８】
なお、入力変換器５２，５５は同相に接続されており、出力変換器５４，５７は逆相に電気的に接続されている。弾性表面波装置５１を構成するに際し、入出力変換器の電極指の対数は５４．５対とし、反射器の電極指の本数は反射電極５３については５０本、反射電極５６については４９本とした。
【００５９】
弾性表面波装置５１においても、各入出力変換器及び反射電極の電極指の延びる方向は表面波伝搬方向と直交する方向とした。
【００６０】
図８及び図９に、比較例１，２の弾性表面波装置４１，５１の減衰量−周波数特性を示す。図８〜図９と、図７とを比較すれば明らかなように、本実施例によれば、帯域内損失を低減することができ、通過帯域の平坦性を高めることができ、さらに、通過帯域近傍における減衰特性を効果的に改善し得ることがわかる。
【００６１】
これは、実施例では、入力変換器２，５、出力変換器４，７及び反射電極３，６の複数本の電極指のピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されているため、すなわち、いわゆる「傾斜型」の電極とされているため、上記ＴＴＲＦ設計との組み合わせにより、挿入損失の低減及びフィルタ特性の急峻性の改善が図られていることによる。この理由は、以下の通りである。
【００６２】
従来のＴＴＲＦ構造では、通過帯域内の平坦性を高めるために、逆位相の反射波が用いられていた。そのため、順位相の反射波と一部相殺し合うため挿入損失が悪化せざるを得なかった。
【００６３】
逆に、ＴＴＲＦ構造において、逆位相の反射波を用いなければ、挿入損失の悪化をある程度抑制することはできるが、単峰性の特性しか得らない。従って、通過帯域における平坦性を改善することができない。
【００６４】
他方、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜させた複数本の電極指を有する電極、いわゆる傾斜型の電極を用いた構造は、本来、広帯域のフィルタ特性を得るための方法として知られている。例えば、特表平１１−５００５９３号公報には、図１５に示す弾性表面波装置が開示されている。ここでは、トランスバーサル型弾性表面波装置６１において、圧電基板６２上に、傾斜型の入力変換器６３及び出力変換器６４が配置されている。入力変換器６３及び出力変換器６４の電極指が表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜されており、それによって電極指の位置が表面波伝搬方向と直交する位置において変化している。
【００６５】
このような傾斜型の入出力変換器６３，６４を用いた場合、表面波伝搬方向と直交する位置によって電極指ピッチが異なるため、広帯域のフィルタ特性を得ることができる。しかしながら、選択度を高めるには、電極指交差幅方向に対する電極指の傾斜が無視でき得る程度に細かなトラックに分割して考えると、各トラック単独の特性をできる限り狭帯域化しなければならない。そのため、従来、傾斜型の入出力変換器では、選択度を高めるには、電極指の対数を多くしなければならなかった。従って、傾斜型の入出力変換器は、狭帯域のフィルタには適用は困難であると考えられていた。
【００６６】
これに対して、本実施形態では、狭帯域のフィルタ特性を得るのには不適切であると考えられていた、上記傾斜型の電極構造を、ＴＴＲＦ構造に組み合わせることにより、狭帯域化を図りつつ、通過帯域の平坦性の改善、通過帯域近傍の減衰特性の改善及び帯域内挿入損失の低減が果たされている。
【００６７】
すなわち、ＴＴＲＦ構造では、励振された表面波を相殺することにより、反射波のみで通過帯域が形成される。従って、電極指の対数が同じである場合であっても、時間軸応答を２倍程度に延ばすことができる。よって、通常のトランスバーサル型の弾性表面波フィルタに比べて、ＴＴＲＦ構造では狭帯域化を図ることができる。
【００６８】
また、細分化されたトラックの周波数特性は、単峰性の特性で十分であるため、逆位相の反射波を用いる必要はない。従って、挿入損失の悪化を最小限とすることができる。
【００６９】
このようにして構成されたＴＴＲＦ構造の入出力変換器及び反射電極を、要求される帯域幅に応じて傾斜させた構造とすることにより、高選択度を維持したまま、帯域幅を拡げることができ、通過帯域内の平坦性を高めることができるとともに、通過帯域近傍の減衰特性の向上を図ることができる。また、逆位相の反射波を用いることなく帯域内の平坦性を高めることができる。従って、挿入損失の悪化も少ない。加えて、通過帯域から離れるに従って、より大きな減衰量を確保することも可能となる。
【００７０】
従って、上記のような理由により、上記実施例の弾性表面波装置では、比較例１，２の弾性表面波装置に比べて、帯域内損失が小さく、帯域内平坦性が高められ、かつ通過帯域近傍の減衰特性の改善が図られている。
【００７１】
よって、本実施形態によれば、小型であり、低損失であり、さらに通過帯域近傍の減衰特性に優れた弾性表面波装置を提供することができる。
【００７２】
なお、上記実施形態では、入出力変換器及び反射電極に重み付けが施されていなかったが、要求される特性に対して、挿入損失や選択度が十分な大きさである場合には、間引き重み付けなどの重み付けを施してもよい。重み付けを施すことにより、通過帯域近傍の減衰量をより一層改善することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、第１，第２の音響チャネル間で励振された表面波を相殺することが重要である。従って、入力変換器と出力変換器の電極指の対数や重み付けを必ずしも一致させる必要はない。
【００７４】
図１１は、本発明の第２の実施形態の弾性表面波装置を示す模式的平面図である。
【００７５】
第２の実施形態の弾性表面波装置７１では、圧電基板（図示せず）上において、互いに並列に接続された第１，第２の音響チャネルＣ１，Ｃ２が構成されている。第２の実施形態の弾性表面波装置７１が、第１の実施形態の弾性表面波装置１と異なるところは、入力変換器７２，７５が同相に電気的に接続されており、出力変換器７４，７７もまた同相に電気的に接続されていること、反射電極７３，７６の電極指の本数がいずれも４６本と等しくされていることにある。
【００７６】
なお、入力変換器７２及び出力変換器７４の電極指の対数は５５．５対とした。入力変換器７５及び出力変換器７７の電極指の対数も５５．５対とした。
【００７７】
もっとも、入出力変換器及び反射電極の上端と下端の波長の比λ１／λ２は０．９７９８とした。
【００７８】
さらに、第１の音響チャネルＣ１の入出力変換器７２，７４と反射電極７３との間の距離に対し、第２の音響チャネルＣ２の入出力変換器７５，７７と反射電極７６との間の距離は、上端及び下端において、それぞれ、λ１／４及びλ２／４だけ大きくされている。
【００７９】
また、入出力変換器７２，７４，７５，７７はＥＷＣ型ＳＰＵＤＴで構成した。これらの入出力変換器に重み付けは施さなかった。
【００８０】
他方、反射電極７３，７６は、ソリッド電極で構成し、重み付けは施さなかった。
【００８１】
本実施形態においても、入出力変換器及び反射電極は、第１の実施形態と同様に傾斜型の電極構造とした。
【００８２】
第２の実施形態の弾性表面波装置の減衰量−周波数特性を図１２に示す。
【００８３】
図１２から明らかなように、本実施形態においても、帯域内挿入損失が小さく、帯域内における平坦性に優れており、かつ通過帯域近傍の減衰特性が改善されたフィルタ特性が得られることがわかる。もっとも、図７に示した第１の実施例の特性と、図１２に示した減衰量−周波数特性を比較すれば明らかなように、通過帯域から離れた部分における減衰量は図１２に示した特性では、図７に示した特性よりも劣る。これは、第２の実施形態では、フィルタの中心周波数から離れるに従って、励振された表面波の相殺が十分に行われ難いことによる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に配置されておりかつ、並列に接続された第１，第２の音響チャネルとを備え、
各音響チャネルが、入力変換器と、表面波伝搬方向において入力変換器と隔てられた出力変換器と、前記入力変換器と出力変換器との間に配置された反射電極とを有し、
入力変換器で励振され、直接出力変換器に到達する表面波が第１，第２の音響チャネルで打ち消し合い、入力変換器、出力変換器または反射電極において少なくとも２回以上の反射を経た反射波により通過帯域が形成される弾性表面波装置において、
前記入力変換器、出力変換器及び反射電極がそれぞれ複数本の電極指を有し、該複数本の電極指のピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されていることを特徴とする、弾性表面波装置。
【請求項２】
前記入力変換器及び出力変換器が、一方向性入力変換器及び一方向性出力変換器であり、第１の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれが、第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれと同一とされており、第１の音響チャネルにおける入力変換器と出力変換器との間の距離が、第２の音響チャネルにおける入力変換器と出力変換器との間の距離と等しくされており、
第１，第２の音響チャネルにおいて、入力変換器及び出力変換器の一方が電気的に逆相に接続されており、他方が同相に接続されており、第１，第２の音響チャネルの反射電極がほぼ等しい反射特性を有し、
第２の音響チャネルにおける反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法が、第１の音響チャネルの反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法よりもλ／２だけ短くされている、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記入力変換器及び出力変換器が、一方向性入力変換器及び一方向性出力変換器であり、第１の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれが、第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれと同一とされており、
第１の音響チャネルの入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器と反射電極との間の間隔が、それぞれ、第２の音響チャネルの入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器との反射電極との間の間隔よりもλ／４だけ短くされており、第１，第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器の双方が電気的に同相に接続されている、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に３本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる、請求項２または３に記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に４本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる、請求項２または３に記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
前記入力変換器、出力変換器及び反射電極が、それぞれ、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜された方向に延びる複数本の電極指を有する傾斜型ＳＰＵＤＴ電極である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に配置されておりかつ、並列に接続された第１，第２の音響チャネルとを備え、
各音響チャネルが、入力変換器と、表面波伝搬方向において入力変換器と隔てられた出力変換器と、前記入力変換器と出力変換器との間に配置された反射電極とを有し、
入力変換器で励振され、直接出力変換器に到達する表面波が第１，第２の音響チャネルで打ち消し合い、入力変換器、出力変換器または反射電極において少なくとも２回以上の反射を経た反射波により通過帯域が形成される弾性表面波装置において、
前記入力変換器、出力変換器及び反射電極がそれぞれ複数本の電極指を有し、該複数本の電極指のピッチが、表面波伝搬方向と直交する位置によって変化されていることを特徴とする、弾性表面波装置。
【請求項２】
前記入力変換器及び出力変換器が、一方向性入力変換器及び一方向性出力変換器であり、第１の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれが、第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれと同一とされており、第１の音響チャネルにおける入力変換器と出力変換器との間の距離が、第２の音響チャネルにおける入力変換器と出力変換器との間の距離と等しくされており、
第１，第２の音響チャネルにおいて、入力変換器及び出力変換器の一方が電気的に逆相に接続されており、他方が同相に接続されており、第１，第２の音響チャネルの反射電極がほぼ等しい反射特性を有し、
第２の音響チャネルにおける反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法が、第１の音響チャネルの反射電極の表面波伝搬方向に沿う寸法よりもλ／２だけ短くされている、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記入力変換器及び出力変換器が、一方向性入力変換器及び一方向性出力変換器であり、第１の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれが、第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器それぞれと同一とされており、
第１の音響チャネルの入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器と反射電極との間の間隔が、それぞれ、第２の音響チャネルの入力変換器と反射電極との間の間隔及び出力変換器との反射電極との間の間隔よりもλ／４だけ短くされており、第１，第２の音響チャネルの入力変換器及び出力変換器の双方が電気的に同相に接続されている、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に３本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる、請求項２または３に記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
入力変換器及び出力変換器の内の少なくとも一方の変換器が、表面波の一波長中に４本の電極指を有するＳＰＵＤＴ電極からなる、請求項２または３に記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
前記入力変換器、出力変換器及び反射電極が、それぞれ、表面波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜された方向に延びる複数本の電極指を有する傾斜型ＳＰＵＤＴ電極である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３４３４６
【国際公開日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【発行日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１４３６０（Ｐ２００５−５１４３６０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１０７０７
【国際出願日】平成１６年７月２８日（２００４．７．２８）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【発行日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１０７０７
【国際出願日】平成１６年７月２８日（２００４．７．２８）
【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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