縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
【課題】縦結合共振子型弾性表面波フィルタの挿入損失と反射特性を改善する。
【解決手段】弾性表面波の伝搬方向に配列した２以上のＩＤＴを有する弾性表面波フィルタで、ＩＤＴのうちの１以上のＩＤＴの電極指ピッチを、当該ＩＤＴが主ピッチ領域を有しないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について異ならせる。隣り合う２つのＩＤＴのうち、少なくとも相対的に電極対数が少ないＩＤＴのピッチを、主ピッチ領域を有しないよう変化させる。更に、相対的に電極対数が少ないＩＤＴの最大ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最大ピッチよりも小さく、かつ相対的に電極対数が少ないＩＤＴの最小ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最小ピッチよりも大きくする望ましい。
【解決手段】弾性表面波の伝搬方向に配列した２以上のＩＤＴを有する弾性表面波フィルタで、ＩＤＴのうちの１以上のＩＤＴの電極指ピッチを、当該ＩＤＴが主ピッチ領域を有しないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について異ならせる。隣り合う２つのＩＤＴのうち、少なくとも相対的に電極対数が少ないＩＤＴのピッチを、主ピッチ領域を有しないよう変化させる。更に、相対的に電極対数が少ないＩＤＴの最大ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最大ピッチよりも小さく、かつ相対的に電極対数が少ないＩＤＴの最小ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最小ピッチよりも大きくする望ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波フィルタに係り、特に、縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおいて低損失化と反射特性の改善を図り、良好なフィルタ特性を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電効果によって発生する弾性表面波（Surface Acoustic Wave／ＳＡＷ）を利用した弾性表面波フィルタは、小型軽量で信頼性に優れることから、移動体通信機器の送受信フィルタやアンテナ分波器などに近年広く使用されている。かかる弾性表面波フィルタは、一般に、弾性表面波を励振する複数の交差指状電極（インターデジタルトランスデューサ：Interdigital Transducer／以下、ＩＤＴという）を圧電基板上に複数形成し、これらのＩＤＴを電気的あるいは音響的に接続することにより構成される。
【０００３】
ＩＤＴの接続構造としては、梯子形に複数のＩＤＴを接続するラダー型構造や、複数のＩＤＴを弾性表面波の伝搬経路内に配して音響的に結合させる縦結合共振子型構造が知られているが、縦結合共振子型構造は、ラダー型構造に較べ、一般に広帯域での減衰特性が優れ、不平衡信号だけでなく平衡信号も容易に取り出せるという特徴を有する。
【０００４】
また、縦結合共振子型弾性表面波フィルタを開示するものとして下記特許文献がある。
【特許文献１】特開２００２‐９５８８号公報
【特許文献２】特表２００２‐５２８９８７号公報
【特許文献３】特開２００３‐９２５２７号公報
【特許文献４】特開２００３‐２４３９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記文献記載の発明は、いずれもフィルタ特性の向上を図るものであるが次のような問題があり、縦結合共振子型弾性表面波フィルタに対し更なる特性改善の余地がある。以下、具体的に述べる。
【０００６】
上記特許文献１（特開２００２‐９５８８）は、ＩＤＴ端から一部分の電極周期λＩ１を、それ以外の部分の電極周期λＩ２よりも小さくして周期的な連続性を保つことで、バルク放射を防ぎ広帯域化と低挿入損失化の実現を図るものである。なお、以下の説明では、このような電極の一部分について異ならせた電極周期を「従ピッチ」、このうち特に周期を狭くした電極周期を「狭ピッチ」、他の電極大部分を占める一定の電極周期を「主ピッチ」とそれぞれ称する。
【０００７】
また特許文献２（特表２００２‐５２８９８７）は、２つのＩＤＴ対向部において移行部領域を設け、その移行部のピッチを連続的に小さくすると共に境界を境に連続的に大きくすることで、バルク波損失を低減し、広帯域化と低挿入損失化を図る。さらに特許文献３（特開２００３‐９２５２７）は、ＩＤＴ対向部の近傍領域の電極を狭ピッチにするだけでなく更に、対数が多いＩＤＴの主ピッチＰ１を、対数が少ないＩＤＴの主ピッチＰ２よりも大きくすることで広帯域化を図る。
【０００８】
ところが、これら特許文献１から３に記載の従来のフィルタでは、様々な手法で電極指のピッチを変えているものの、いずれのフィルタにおいても電極の大部分（対数全体の７０％超）はピッチが一定にされ（つまり主ピッチ領域を有する）、ＩＤＴの端部一部分についてのみピッチを変えているに過ぎないから、この小さな従ピッチ領域のみでは弾性表面波の周期的な連続性を保つことは難しく、バルク波放射の低減には限界があって挿入損失を十分に抑制することは出来ない。
【０００９】
一方、上記特許文献４（特開２００３‐２４３９６５）では、ＩＤＴを複数のブロックに分け、それぞれのブロック毎にピッチを徐々に変えることにより、隣り合う２つのＩＤＴで生成される弾性表面波の位相を連続的にし、これによりバルク波放射を小さくして広帯域化と低損失化を図っている。
【００１０】
しかしながら、実施例の記載からも明らかなようにこの文献では、配列された３つのＩＤＴそれぞれの電極対数は(１３対‐２対‐１．５対)‐(２対‐１３．５対‐２対)‐(１．５対‐２対‐１３対)、これらの電極のピッチは(２．０６５μｍ‐１．９９５μｍ‐１．８５５μｍ)−(１．９２０μｍ‐２．０４０μｍ‐１．９２０μｍ)−(１．８５５μｍ‐１．９９５μｍ‐２．０６５μｍ)というように（同文献段落００６７〜００６８参照）、ＩＤＴ全体のうちのほとんどを占める主ピッチ領域（下線を引いた電極対の領域）が依然として存在し、技術思想として上記特許文献１から３の発明と軌を一にするものであるから、上記特許文献１から３について述べたのと同様の問題が生じ得る。
【００１１】
さらに上記特許文献１から４に共通の問題として、２つの隣り合うＩＤＴにおいて相対的に対数の少ないＩＤＴについては、対数の多いＩＤＴよりもＩＤＴ全体に占める主ピッチ領域の割合が小さくなるが、従来のＩＤＴ構成においてこのように主ピッチ領域が小さくなると反射特性が劣化する可能性もある。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、弾性表面波フィルタ、特に縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける挿入損失と反射特性を改善し、より一層良好な特性を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決し目的を達成するため、本発明に係る弾性表面波フィルタは、弾性表面波の伝搬方向に配列されるように圧電基板上に備えた２以上の交差指状電極を有する弾性表面波フィルタであって、前記交差指状電極のうちの１以上の交差指状電極の電極指ピッチを、当該交差指状電極が主ピッチ領域を有することがないように当該交差指状電極に含まれる略全部の電極指について異なるようにした。
【００１４】
本発明の弾性表面波フィルタでは、従来のフィルタ（ＩＤＴ）構成と異なり、少なくとも１つのＩＤＴ（交差指状電極）について、主ピッチ領域を備えることがないようにする。ここで、「主ピッチ領域」とは、当該ＩＤＴの大部分（例えば当該ＩＤＴに含まれる全電極指のうちの５０％以上）を占めかつ一定の（同一の）ピッチを有するＩＤＴの電極部分を言う。
【００１５】
このように主ピッチ領域を備えることないようにする具体的な手段としては、当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について電極指ピッチを異ならせる。「略全部の電極指について電極指ピッチを異ならせる」とは、当該ＩＤＴが備える完全に総ての電極指について（電極１本毎に）ピッチを変えることを典型的には言うが、これのみに限定されるものではなく、電極の大部分（例えば６０〜７０％以上、好ましくは８０％以上、更に好ましくは９０％以上の電極）の電極指のピッチを異なるものとすること、更には、細かくステップ状に電極指ピッチが異なるようにする（例えば電極指数本ずつ、より具体的には２本ずつ、又は３本ずつ、又は４本ずつ、又は５本から１０本程度ずつを１つのグループとして、これら電極指グループ毎に電極指ピッチを徐々にあるいは不規則に変える。）ことをも含む。
【００１６】
完全に１本ずつ総ての電極指についてピッチを異なるものとしなくても、このようにＩＤＴの大部分の電極指を、あるいは数本ずつグループ化してピッチを変えていけば、実質的にＩＤＴ全体に亘ってピッチを変えたのと同等であり、程度の差異こそあれ同様の効果を得ることが出来るからである。なお、上記ステップ状にピッチを変える場合には、上記グループを構成する電極指の本数は１つのＩＤＴ内で必ずしも同一本数に揃える必要はなく、例えば電極指２本のグループと３本のグループと４本のグループが１つのＩＤＴ内に含まれるというように、電極指本数の異なるグループ単位が１つのＩＤＴ内に複数混在していても構わない。
【００１７】
また、上記のように複数本の電極指からなるグループ毎にピッチを異ならせる場合には、当該電極指グループの数は、１つのＩＤＴ内に例えば３グループ以上、好ましくは４グループ以上、更に好ましくは５グループ以上でかつ当該ＩＤＴが備える電極指の総本数以下とする。あるいは、このように複数本の電極指からなるグループ毎にピッチを異ならせる場合には、当該ＩＤＴ内で電極対数が最も多い電極指グループの対数が当該ＩＤＴの全対数の例えば３０％以下となるようにすることが望ましい。
【００１８】
このように主ピッチ領域（多数本の電極指ピッチが一定となっている部分）を備えない本発明に係る電極構造によれば、従来のようにＩＤＴの端部に設けた従ピッチ領域のみで弾性表面波の周期的な連続性（位相の連続性）を保つ必要が無くなり、ＩＤＴ全体を使って弾性表面波の周期性を保つようにピッチを調整することが可能となるから、バルク波放射をより良好に低減し低損失化を実現することが出来る。
【００１９】
上記のような本発明のフィルタ構造（ＩＤＴの電極構造）は、電極対数が異なる２つのＩＤＴが隣り合っている場合に、特に、相対的に電極対数の少ないＩＤＴに適用すると特性劣化を防ぐ点でより効果的である。具体的には、上記本発明のフィルタが音響結合するよう隣り合って配置されかつ電極対数が異なる少なくとも１組のＩＤＴを含み、当該１組のＩＤＴのうち相対的に電極対数が少ないＩＤＴの電極指ピッチを、当該ＩＤＴが主ピッチ領域を有することがないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について異ならせる。
【００２０】
さらに、相対的に対数が少ないＩＤＴだけでなく、相対的に対数の多いＩＤＴについても同様の電極構造としても、すなわち上記１組のＩＤＴ双方の電極指ピッチを、両ＩＤＴが主ピッチ領域を有することがないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指のピッチを異ならせても良い。
【００２１】
また本発明のフィルタでは、相対的に電極対数が少ないＩＤＴにおける電極指の最大ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最大ピッチよりも小さく、かつ、前記相対的に電極対数が少ないＩＤＴにおける電極指の最小ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最小ピッチよりも大きくなるようにすることが望ましい。このような構造によれば、相対的に対数の少ないＩＤＴ内における電極指ピッチの変化を小さくすることが出来るため、弾性表面波の連続性を更に向上させることが出来る。
【００２２】
さらに、上記のようにＩＤＴの電極指ピッチを主ピッチ領域を有することがないように異ならせる場合には、電極指ピッチを単調に異ならせることがないように、すなわち、１つのＩＤＴ内に少なくとも、電極指ピッチを次第に減少させるピッチ減少領域と、電極指ピッチを次第に増加させるピッチ増加領域とをそれぞれ１以上含むようにすることが望ましい。
【００２３】
この単調でないピッチ変化は、具体的には例えば、弾性表面波の伝搬方向に配列した複数のＩＤＴ全体の中央に近い側を「内側」、両端に近い側を「外側」と称したときに、弾性表面波の伝搬方向に配列した前記複数のＩＤＴのうち、両端（最も外側）に位置するＩＤＴについては、外側から内側に向け、電極指ピッチを次第に減少させ、当該ＩＤＴの内側端部において当該電極指ピッチを逆に増加させた後、再び当該電極指ピッチを減少させるピッチ変化とすることが好ましい。
【００２４】
一方、前記弾性表面波の伝搬方向に配列した複数のＩＤＴのうち、他の２つのＩＤＴに挟まれている（両端が他のＩＤＴに隣り合っている）ＩＤＴについては、例えば、全体として中央部の電極指ピッチが大きくかつ両端の電極指ピッチが次第に小さくなるようにすると共に、中央部に電極指ピッチを部分的に減少させた領域を有するようなピッチ変化とすることが好ましい。
【００２５】
本発明のＩＤＴ構造は、縦結合共振子多重モード型弾性表面波フィルタに好ましく適用することができ、当該フィルタは、弾性表面波の伝搬方向に配列されるように備えられたＩＤＴとして２または３以上のＩＤＴを含み、これらのＩＤＴの両側に反射器を配置し、前記２または３以上のＩＤＴにおいて複数の共振モードを利用するようにする。
【００２６】
さらに、本発明に基づいて、平衡信号出力が得られるフィルタを構成することも可能である。具体的には、出力信号の位相が互いに略１８０°異なる２つの弾性表面波フィルタを入力端子と出力端子との間に電気的に並列に接続し、この接続点から引き出される前記入力端子を不平衡端子とし、前記出力端子を平衡端子とした弾性表面波フィルタにおいて、前記２つの弾性表面波フィルタとして上記本発明に係るいずれかの弾性表面波フィルタを用いれば良い。
【００２７】
また上記のような各弾性表面波フィルタには、１つ以上の弾性表面波共振子を直列または並列に接続しても良く、さらに複数のフィルタを複数段にカスケード接続したフィルタ構成やその他様々な接続構造をとって良い。また、当該フィルタへの入出力端子は、平衡端子および不平衡端子のいずれとすることも可能である（平衡入力‐平衡出力、不平衡入力‐不平衡出力、平衡入力‐不平衡出力、ならびに不平衡入力‐平衡出力のいずれであっても良い）。
【００２８】
さらに上記のような本発明の各ＩＤＴ構造は、弾性表面波フィルタだけなく、弾性境界波フィルタに対しても同様に適用することが出来る。
【００２９】
具体的には、当該弾性境界波フィルタは、圧電基板と、当該圧電基板に接するように配した非圧電材（例えば非圧電基板または非圧電膜）と、前記圧電基板と非圧電材の境界面に弾性境界波の伝搬方向に配列されるように備えた２以上のＩＤＴとを有する弾性境界波フィルタであって、前記ＩＤＴのうちの１以上のＩＤＴの電極指ピッチを、当該ＩＤＴが主ピッチ領域を有することがないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について異ならせる。
【００３０】
また、上記弾性境界波フィルタにおいても、前記弾性表面波フィルタと同様に、音響結合するよう隣り合って配置されかつ電極対数が異なる少なくとも１組のＩＤＴを含み、当該１組のＩＤＴのうち相対的に電極対数が少ないＩＤＴの電極指ピッチを、当該ＩＤＴが主ピッチ領域を有することがないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について異ならせるようにしても良い。また、上記１組のＩＤＴの双方の電極指ピッチを、両ＩＤＴが主ピッチ領域を有することがないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について異ならせても良い。さらに好ましくは、相対的に電極対数が少ないＩＤＴにおける電極指の最大ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最大ピッチよりも小さく、かつ、相対的に電極対数が少ないＩＤＴにおける電極指の最小ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最小ピッチよりも大きくする。
【００３１】
また本発明に基づいて、弾性境界波の伝搬方向に配列されるように備えられたＩＤＴとして３以上のＩＤＴを含み、これらのＩＤＴの両側に反射器を配置し、前記３以上のＩＤＴにおいて複数の共振モードを利用するようにすることで、縦結合共振子多重モード型弾性境界波フィルタを構成することが出来る。さらにこの弾性境界波フィルタにおいても、前記弾性表面波フィルタと同様に、互いに出力信号の位相が略１８０°異なる２つの弾性境界波フィルタを電気的に並列接続することで平衡信号出力が得られるフィルタを構成することが可能である。また、１つ以上の弾性境界波共振子を直列または並列に接続しても良く、複数のフィルタを複数段にカスケード接続したフィルタ構成やその他様々な接続構造をとることができ、あるいは入出力端子を平衡・不平衡のいずれとすることも可能である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、弾性表面波フィルタの挿入損失を低減し反射特性を改善することによりフィルタ特性をより一層向上することが出来る。
【００３３】
本発明の他の目的、特徴および利点は、図面に基づいて述べる以下の本発明の実施の形態の説明により明らかにする。なお、各図中、同一の符号は、同一又は相当部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、まず、従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタについて述べ、その後にこれとの比較において本発明の各実施形態について述べる。
【００３５】
図２２は、従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの一例（以下、第１従来例という）を模式的に示すものである。同図に示すようにこの第１従来例の弾性表面波フィルタは、弾性表面波の伝搬方向に配列するように圧電基板上に設けた３つのＩＤＴ１２，１３，２２，２３と、その両端に設けた反射器１０とを備えた所謂３‐ＩＤＴの縦結合多重モード型弾性表面波フィルタを２段に接続したもので、第１段のフィルタ１１および第２段のフィルタ２１の中央に配した各ＩＤＴ１２，２２（以下、「中央ＩＤＴ」という）を入力端子１と出力端子２とにそれぞれ接続し、第１段フィルタ１１および第２段フィルタ２１の各々において中央ＩＤＴ１２，２２の両側にそれぞれ配したＩＤＴ１３，２３（以下、「外側ＩＤＴ」という）同士を電気的に接続したものである。
【００３６】
図２３は、上記第１従来例の第１段フィルタ１１および第２段フィルタ２１の各３つのＩＤＴ１２，１３，２２，２３における電極指ピッチを示すものである。この図に示すように、中央ＩＤＴ１２，２２と外側ＩＤＴ１３，２３は共に、電極指ピッチを一定とした主ピッチ領域Ｐ１１，Ｐ２１を備えかつ、他のＩＤＴに隣り合う側（中央ＩＤＴ１２，２２は両端部、外側ＩＤＴ１３，２３は中央ＩＤＴ１２，２２に隣接する側）の端部に主ピッチ領域Ｐ１１，Ｐ２１よりピッチを小さくした狭ピッチ領域Ｐ１２，Ｐ２２（それぞれ4対、２対）を備えている。なお、このフィルタは、８００ＭＨｚ帯（中心周波数は８８１．５ＭＨｚ）のＣＤＭＡ受信用フィルタを想定したもので、各ＩＤＴの電極指の対数は中央ＩＤＴ１２，２２が３２対、外側ＩＤＴ１３，２３が９対である。
【００３７】
また、図２６（ａ）に示すようにＩＤＴは、互いに対向する一対の櫛形電極８ａ，８ｂによって構成されるが、本明細書においてＩＤＴの電極指ピッチとは、当該櫛形電極８ａ又は８ｂの交差し合う電極指の中心間の距離Ｌ1を言い、本発明ではＩＤＴが主ピッチ領域を有さないようにこのＬ1を様々に変化させる。一方、図２６（ｂ）に示すように反射器１０の電極中心間の距離の２倍をλ（λは一定である）として、このλを基準としてＩＤＴ間の距離や交差幅等を規定する。
【００３８】
また図２４は、従来の別の一例（以下、第２従来例という）に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極指ピッチを示すものである。この第２従来例は、上記第１従来例に係る縦結合多重モード型弾性表面波フィルタ（図２２）において、第１段フィルタ１１および第２段フィルタ２１の各中央ＩＤＴ１２，２２と各外側ＩＤＴ１３，２３の電極指対数をそれぞれ中央ＩＤＴ１２，２２が３１対、外側ＩＤＴ１３，２３が１２．５対とし、上記第１従来例と同様に主ピッチ領域Ｐ１１，Ｐ２１と狭ピッチ領域Ｐ１２，Ｐ２２（それぞれ２対）とを各ＩＤＴの端部に備えた。なお、この第２従来例はＰＣＳ用のＳＡＷフィルタを想定したものである。
【００３９】
〔実施形態１〕
一方、図１は、本発明の第一の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示すものである。この図に示すように本実施形態の弾性表面波フィルタは、上記従来例と同様に、弾性表面波の伝搬方向に配列した３つのＩＤＴ３２，３３，４２，４３を２つの反射器１０の間に備えた３‐ＩＤＴの縦結合多重モード型弾性表面波フィルタを２段に接続したもので、第１段フィルタ３１および第２段フィルタ４１が共に中央ＩＤＴ３２，４２は主ピッチ領域Ｐ１１を備えかつ、電極指ピッチを小さくした狭ピッチ領域Ｐ１２を当該ＩＤＴ３２，４２の両端に有している。
【００４０】
しかしこのフィルタでは図２に示すように、外側ＩＤＴ３３，４３は、電極指ピッチを外側（反射器側）から内側（中央ＩＤＴ側）に向け次第に小さくなるようにＩＤＴ３３，４３の略全幅に亘って（当該ＩＤＴ３３，４３の略全部の電極指について）変化させ、これにより外側ＩＤＴ３３，４３が主ピッチ領域（一定ピッチ領域）を備えないようにしてある。また同図から明らかなように、外側ＩＤＴ３３，４３の最大ピッチである当該ＩＤＴ３３，４３の最外部の電極指のピッチは、中央ＩＤＴ３２，４２の最大ピッチ（主ピッチＰ１１）よりも小さく、外側ＩＤＴ３３，４３の最小ピッチである当該ＩＤＴ３３，４３の最内部の電極指のピッチＰ３２は、中央ＩＤＴ３２，４２の最小ピッチ（狭ピッチ）である当該ＩＤＴの両端部の電極指のピッチＰ１２よりも大きい。
【００４１】
またこの実施形態に係るフィルタは、前記第１従来例と同様に、８００ＭＨｚ帯（中心周波数８８１．５ＭＨｚ）ＣＤＭＡの受信用フィルタを想定したものであり、第１段フィルタ３１と第２段フィルタ４１は共に、中央ＩＤＴ３２，４２の電極対数が４０対で、外側ＩＤＴ３３，４３の電極対数が１１対である。また、反射器１０の電極本数は５０本で、反射器１０の電極ピッチの２倍であるλが４．５６μｍ（反射器のピッチ：λ／２＝２．２８μｍ）である。さらに各ＩＤＴ３２，３３，４２，４３の交差幅は３０λ、ＩＤＴ間の距離は０．４６７λ、ＩＤＴ‐反射器間の距離は共に０．５λである。
【００４２】
さらに、各ＩＤＴ３２，３３，４２，４３および反射器１０は、３９°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3基板の表面に、ＴｉＮからなる下地膜を例えば４ｎｍの厚さで成膜し、その上にＡｌ単結晶膜を例えば３３０ｎｍの厚さで成膜して各電極パターンを形成することにより構成する。またこれらの電極パターンは、上記圧電基板上に同時に多数作成し、ダイシングにより分割することで個々のフィルタチップとする。チップ化したフィルタは、フリップチップボンディングによりセラミックのベース基板上に搭載し、これを樹脂で封止する。また、入出力端子１，２は共に不平衡端子で、入出力インピーダンスは５０Ωである。
【００４３】
このようにして作成した本実施形態のサンプルと、同様の材料により作成した上記第１従来例のフィルタとについて、伝送および反射の周波数特性を測定した。結果は、図３から図５に示すとおりであり、実線が本実施形態の測定結果を、破線が第１従来例の測定結果を示している（以降の実施形態：図７，図８，図１１，図１２，図１４，図１５，図１８，図１９についても同様）。これらの図から明らかなように、本実施形態によれば通過帯域の挿入損失を改善することができ（図３）、反射特性についても従来例と同等以上とすることが出来る（図４）。
【００４４】
これは、本実施形態では、外側ＩＤＴ３３，４３について主ピッチ領域を無くすことにより、中央ＩＤＴ３２，４２との間の周期の連続性を、従来例のように狭ピッチ領域Ｐ２２のみで取る必要がなくなり、不連続性から生じるバルク波放射による損失の増加を従来以上に抑えることが出来たためと考えられる。また、通過帯域の両肩部Ｓ１，Ｓ２（図５）の特性については、従来例と略同様であり、従来例と比べ本実施形態のピッチ構成を採っても劣化しないことが分かる。
【００４５】
〔実施形態２〕
図６は、本発明の第二の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタのＩＤＴの電極指ピッチを示すものである。この実施形態の弾性表面波フィルタは、前記第一実施形態（図１）において、当該主ピッチ領域を有さないようにした外側ＩＤＴ３３，４３の電極指ピッチを前記第一実施形態（図２）とは違って単調に変化させないようにしたものである。
【００４６】
具体的には、前記第一実施形態（図２）では、外側ＩＤＴ３３，４３の電極指ピッチを、主ピッチ領域を有することがないように外側（反射器１０に隣り合う側）から内側（中央ＩＤＴ３２，４２に隣り合う側）に向け単に小さくしていくだけであったが、この実施形態では、外側から内側になるにつれ小さくした電極指ピッチＰ３１を、中央ＩＤＴ３２，４２に隣り合う内側領域で一旦、逆に増加させ（図６の符号Ｐ３３）、再度小さくなるようにしている（図６の符号Ｐ３２）。なお、外側ＩＤＴ３３，４３の最大ピッチが中央ＩＤＴ３２，４２の最大ピッチＰ１１よりも小さく、外側ＩＤＴ３３，４３の最小ピッチＰ３２が中央ＩＤＴ３２，４２の最小ピッチＰ１２よりも大きいことは、前記第一実施形態と同様である。
【００４７】
本実施形態のような単調ではない（減少又は増加のみでない）ピッチ変更は、本発明につき様々な検討を行う中で見出したもので、このように単調（減少のみ或いは増加のみ）ではないピッチ変化を、主ピッチ領域を有さないようにしたＩＤＴに付与すれば、低損失化だけでなく反射特性も更に改善することが出来ることが分かった。図７および図８はそれぞれ、本実施形態に係るフィルタの通過帯域特性と反射特性の測定結果を、前記第一実施形態と同様に第１従来例との比較において示すものである。これらの測定結果から明らかなように、挿入損失と反射特性が更に改善されている。
【００４８】
〔実施形態３〕
図９は、本発明の第三の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す図であり、図１０は、本実施形態におけるＩＤＴの電極指ピッチを示すものである。図９に示すように本実施形態の弾性表面波フィルタは、前記第一および第二実施形態と同様に、一対の反射器１０の間に３つのＩＤＴ５２，５３，６２，６３を配列させた３‐ＩＤＴの縦結合多重モード型フィルタ５１，６１を不平衡入力端子１と不平衡出力端子２との間に２段に接続したものであるが、図１０に示すように、中央ＩＤＴ５２，６２に主ピッチ領域（一定ピッチ領域）を設けないようにした。
【００４９】
すなわち、中央ＩＤＴ５２，６２は、中心部が最も大きい電極指ピッチを有し、両端部に向かうにつれ次第に電極指ピッチが小さくなるような山型の電極指ピッチＰ４１としており、外側ＩＤＴ５３，６３の最大ピッチＰ２１は中央ＩＤＴ５２，６２の最大ピッチよりも小さく、外側ＩＤＴ５３，６３の最小ピッチＰ２２は中央ＩＤＴ５２，６２の最小ピッチＰ４２よりも大きい。なお、外側ＩＤＴ５３，６３は、主ピッチ領域Ｐ２１を備え、中央ＩＤＴ５２，６２との隣接端部には狭ピッチ領域Ｐ２２を有する。
【００５０】
図１１および図１２はそれぞれ、本実施形態に係るフィルタの通過帯域特性と反射特性の測定結果を示すものである。これらの測定結果から明らかなように、本実施形態のフィルタ構成によっても挿入損失と反射特性を改善することが出来る。
【００５１】
〔実施形態４〕
図１３は、本発明の第四の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタのＩＤＴの電極ピッチを示すものである。この実施形態の弾性表面波フィルタは、前記第三実施形態のフィルタと同様に３‐ＩＤＴの縦結合多重モード型フィルタを２段に接続したものであるが、２つの外側ＩＤＴについては前記第二実施形態（図６）の外側ＩＤＴと同様に主ピッチ領域を有さずかつ単調ではない電極指ピッチＰ３１，Ｐ３３，Ｐ３２とし、中央ＩＤＴについては前記第三実施形態（図１０）の外側ＩＤＴと同様に山型の電極指ピッチＰ４１とすることで、第１段フィルタ５１および第２段フィルタ６１の各３つのＩＤＴ５２，５３，６２，６３の総てが主ピッチ領域を有さないようにしたものである。なお、本実施形態でも、外側ＩＤＴの最大ピッチが中央ＩＤＴの最大ピッチよりも小さく、外側ＩＤＴの最小ピッチが中央ＩＤＴの最小ピッチよりも大きくなっている。
【００５２】
図１４および図１５はそれぞれ、本実施形態に係るフィルタの通過帯域特性と反射特性の測定結果を示すものである。これらの測定結果から明らかなように、本実施形態のフィルタ構成によれば、従来例ならびに前記各実施形態より更に挿入損失と反射特性を改善することが出来る。
【００５３】
〔実施形態５〕
図１６は、本発明の第五の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す図であり、図１７は、本実施形態におけるＩＤＴの電極指ピッチを示すものである。図１６に示すように本実施形態の弾性表面波フィルタは、出力信号の位相がそれぞれ１８０°異なる２つの縦結合多重モード型フィルタ７１を電気的に並列接続し、その接続点３から不平衡端子を引き出し、この不平衡端子と入力端子１との間に弾性表面波共振子１０１を挿入（直列に接続）したものである。
【００５４】
並列接続した各多重モード型フィルタ７１は、一対の反射器１０の間に３つのＩＤＴ７２，７３を配列させてなり、図１７に示すように外側ＩＤＴ７３は主ピッチ領域Ｐ２１を有し、また中央ＩＤＴ７２に隣接する内側部分に狭ピッチ領域Ｐ２２を有する。しかし、中央ＩＤＴ７２はＩＤＴ全体に亘って２〜７本程度ずつの電極指を１つのグループとしてステップ状にピッチを変化させることにより主ピッチ領域を有さないようにしている。また、この中央ＩＤＴ７２のピッチ変化は、単調（増加のみ或いは減少のみ）なものではない。
【００５５】
具体的には、ＩＤＴ端部からＩＤＴ中央に向け次第に（ステップ状に）ピッチを増加させるが、ＩＤＴ中央部で一端ピッチを減少させ（Ｐ５２）、再びピッチを増加させた後、当該ＩＤＴの他端部に向け再度ピッチを減少させるというように（うねるように）ピッチを変化させている。言い換えれば、前記第三実施形態では、ＩＤＴ中央部が最もピッチが大きくその左右が両端部に向け次第にピッチが小さくなる比較的単純な山型のピッチ変化としたのに対し、本実施形態では、ＩＤＴ全体としては略山型のピッチ変化を有するが、ＩＤＴの中央部でピッチを一旦減少させる凹部Ｐ５２を有するようなピッチ変化としている。なお、本実施形態でも、外側ＩＤＴ７３の最大ピッチＰ２１が中央ＩＤＴ７２の最大ピッチよりも小さく、外側ＩＤＴ７３の最小ピッチＰ２２が中央ＩＤＴ７２の最小ピッチＰ５３よりも大きい。
【００５６】
本実施形態に係るフィルタは、ＰＣＳ受信用フィルタ（中心周波数１９６０ＭＨｚ）を想定したものであり、並列接続した各フィルタ７１は共に、中央ＩＤＴ７２の対数が３９．０対、外側ＩＤＴ７３の対数が１４．５対、反射器１０の電極本数が６５本、反射器１０の電極ピッチの２倍であるλが２．０１μｍである。さらに各ＩＤＴ７２，７３の交差幅は４０λ、ＩＤＴ間の距離は０．４６８λ、ＩＤＴ‐反射器間の距離は共に０．５λである。
【００５７】
さらに、各ＩＤＴ７２，７３および反射器１０は、４６°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3基板の表面に、ＴｉＮからなる下地膜を例えば４ｎｍの厚さで成膜し、その上にＡｌ単結晶膜を例えば１７０ｎｍの厚さで成膜して各電極パターンを形成することにより構成する。またこれらの電極パターンは、前記第一実施形態等と同様に、圧電基板上に同時に多数作成し、ダイシングにより分割することで個々のフィルタチップとし、フリップチップボンディングによりセラミックのベース基板上に搭載してこれを樹脂で封止することにより作成する。また、入力端子１は５０Ωの入力インピーダンスを有する不平衡端子で、出力端子２は１５０Ωの出力インピーダンスを有する平衡端子２ａ，２ｂで、当該平衡出力端子２ａ，２ｂ間にインピーダンス整合用のインダクタ（図示せず）を備える。
【００５８】
また、これら多重モード型フィルタ７１に直列接続する弾性表面波共振子１０１は、一対の反射器１１０の間にＩＤＴ１１１を備えたもので、ＩＤＴ１１１の電極ピッチならびに反射器１１０の電極ピッチの２倍であるλが１．９７２μｍ、ＩＤＴ１１１の電極対数が１６９．０対、交差幅が３０λ、反射器１１０の電極本数が８０本、ＩＤＴ間の距離ならびにＩＤＴ‐反射器間の距離は共に０．５λである。
【００５９】
図１８および図１９はそれぞれ、本実施形態に係るフィルタの通過帯域特性と反射特性の測定結果を示すものである。これらの測定結果から分かるように、本実施形態によれば、挿入損失と反射特性について非常に良好な特性が得られている。
【００６０】
なお、多重モード型フィルタに接続する共振子１０１は、図示の例のほかにも様々な接続態様ならびに接続個数であって良く、例えば共振子を並列に接続しても良いし、直列接続した共振子あるいは並列接続した共振子を複数個備えることも可能である。
【００６１】
〔実施形態６〕
図２０は、本発明の第六の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す図であり、図２１は、本実施形態におけるＩＤＴの電極指ピッチを示すものである。図２０に示すように本実施形態の弾性表面波フィルタは、弾性表面波の伝搬方向に配列した５つのＩＤＴ８１〜８５（これらを一方の反射器側から他方の反射器側に向け順に第１ＩＤＴ、第２ＩＤＴ、第３ＩＤＴ、第４ＩＤＴおよび第５ＩＤＴと称する）を一対の反射器の間に備えた縦結合多重モード型フィルタである。
【００６２】
上記第１から第５の５つのＩＤＴ８１〜８５の電極指ピッチは、いずれも主ピッチ領域を有さないようにピッチ変化をさせている。具体的には、図２１に示すように、反射器１０に隣り合う両端のＩＤＴである第１ＩＤＴ８１と第５ＩＤＴ８５は、前記第二実施形態（図６）の外側ＩＤＴと同様のピッチ変化をさせ、また第２ＩＤＴ８２と第４ＩＤＴ８４は、前記第三実施形態（図１０）の中央ＩＤＴと同様のピッチ変化をさせている。
【００６３】
また、各ＩＤＴについて他のＩＤＴと隣接する端部領域について電極指ピッチを、前記第一から第五の実施形態ではステップ状に変化させたのに対し、この実施形態では当該ＩＤＴ端部領域について電極指ピッチを連続的に変化させている。しかしながら、当該端部領域における電極指ピッチの変化は、本実施形態ならびに前記第一から第五実施形態において、ステップ状の変化ならびに連続的な変化のいずれとすることも可能である。
【００６４】
さらにフィルタ中央の第３ＩＤＴ８３は、ＩＤＴ全体としては山型のピッチ変化をさせているが、左右両端部において前記第１ＩＤＴ８１および第５ＩＤＴ８５と同様に一旦ピッチを増大させている。また、隣り合ういずれの２つのＩＤＴについても、相対的に対数の少ないＩＤＴの最大ピッチが、相対的に対数の多いＩＤＴの最大ピッチよりも小さく、相対的に対数の少ないＩＤＴの最小ピッチが、相対的に対数の多いＩＤＴの最小ピッチよりも大きくなるようにしてある。
【００６５】
電極対数は、例えば第１ＩＤＴ８１、第３ＩＤＴ８３および第５ＩＤＴ８５がそれぞれ１４．５対、２５．０対、１４．５対、第２ＩＤＴ８２および第４ＩＤＴ８４がいずれも３８．０対、両側の反射器１０が共に６５本とする。また反射器１０の電極指ピッチの２倍であるλを例えば２．０１μｍとし、ＩＤＴ８１〜８５の交差幅を例えば４０λ、ＩＤＴ間の距離を０．４６８λ、ＩＤＴ‐反射器間の距離を共に例えば０．５λとする。
【００６６】
本発明は、図面に基づいて説明した前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の変更を行うことが可能である。
【００６７】
例えば、主ピッチ領域を有さないようにピッチ変化を持たせるＩＤＴは、フィルタを構成する総てのＩＤＴとしても良いし、そのうちの一部としても良い。また、ステップ状のピッチ変化と、連続状（１本ずつ）のピッチ変化とを１つのＩＤＴ内であるいは１つのフィルタ内で適宜組み合わせることも可能である。入力端子と出力端子は、平衡入力‐平衡出力、不平衡入力‐不平衡出力、平衡入力‐不平衡出力、ならびに不平衡入力‐平衡出力のいずれとすることも可能である。
【００６８】
また、圧電基板は、ＬｉＴａＯ3以外にも、ＬｉＮｂＯ3や水晶などの圧電単結晶、あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスのような圧電セラミックスにより形成することもでき、絶縁基板上にＺｎＯ薄膜などの圧電薄膜を形成したものを圧電基板として使用することも可能である。さらにＩＤＴや反射器を構成する電極は、Ａｌのほか、Ａｌ合金やＣｕ、Ａｕその他の材料からなるものであっても良く、複数種類の導電材料を積層した電極構造とすることも可能である。
【００６９】
さらに本発明は弾性表面波フィルタだけでなく、図２５に示すように圧電基板５（例えばＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3等）と非圧電材６（ＳｉＯ2、Ｓｉ等）との間にＩＤＴおよび反射器電極７を備えた弾性境界波フィルタに対しても同様に適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す概念図である。
【図２】前記第一実施形態の弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図３】前記第一実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図４】前記第一実施形態に係る弾性表面波フィルタの反射特性を示す線図である。
【図５】前記第一実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図７】前記第二実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図８】前記第二実施形態に係る弾性表面波フィルタの反射特性を示す線図である。
【図９】本発明の第三の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す概念図である。
【図１０】前記第三実施形態の弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図１１】前記第三実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図１２】前記第三実施形態に係る弾性表面波フィルタの反射特性を示す線図である。
【図１３】本発明の第四の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図１４】前記第四実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図１５】前記第四実施形態に係る弾性表面波フィルタの反射特性を示す線図である。
【図１６】本発明の第五の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す概念図である。
【図１７】前記第五実施形態の弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図１８】前記第五実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図１９】前記第五実施形態に係る弾性表面波フィルタの反射特性を示す線図である。
【図２０】本発明の第六の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す概念図である。
【図２１】前記第六実施形態の弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図２２】従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの第一の例を模式的に示す概念図である。
【図２３】前記従来の第一例に係る弾性表面波フィルタの各ＩＤＴの電極ピッチを示す図である。
【図２４】従来の第二の例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各ＩＤＴの電極ピッチを示す図である。
【図２５】本発明を適用可能な弾性境界波フィルタを示す概念図である。
【図２６】ＩＤＴ（ａ）および反射器（ｂ）のピッチを示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 入力端子
２ 出力端子
５ 圧電基板
６ 非圧電材
７ 電極（ＩＤＴ電極指，反射器）
１０ 反射器
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１ 縦結合多重モード型弾性表面波フィルタ
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２ 中央ＩＤＴ
１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３ 外側ＩＤＴ
８１，８２，８３，８４，８５ ＩＤＴ
Ｐ１１，Ｐ２１ 主ピッチ（定ピッチ）領域
Ｐ１２，Ｐ２２ 狭ピッチ領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波フィルタに係り、特に、縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおいて低損失化と反射特性の改善を図り、良好なフィルタ特性を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電効果によって発生する弾性表面波（Surface Acoustic Wave／ＳＡＷ）を利用した弾性表面波フィルタは、小型軽量で信頼性に優れることから、移動体通信機器の送受信フィルタやアンテナ分波器などに近年広く使用されている。かかる弾性表面波フィルタは、一般に、弾性表面波を励振する複数の交差指状電極（インターデジタルトランスデューサ：Interdigital Transducer／以下、ＩＤＴという）を圧電基板上に複数形成し、これらのＩＤＴを電気的あるいは音響的に接続することにより構成される。
【０００３】
ＩＤＴの接続構造としては、梯子形に複数のＩＤＴを接続するラダー型構造や、複数のＩＤＴを弾性表面波の伝搬経路内に配して音響的に結合させる縦結合共振子型構造が知られているが、縦結合共振子型構造は、ラダー型構造に較べ、一般に広帯域での減衰特性が優れ、不平衡信号だけでなく平衡信号も容易に取り出せるという特徴を有する。
【０００４】
また、縦結合共振子型弾性表面波フィルタを開示するものとして下記特許文献がある。
【特許文献１】特開２００２‐９５８８号公報
【特許文献２】特表２００２‐５２８９８７号公報
【特許文献３】特開２００３‐９２５２７号公報
【特許文献４】特開２００３‐２４３９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記文献記載の発明は、いずれもフィルタ特性の向上を図るものであるが次のような問題があり、縦結合共振子型弾性表面波フィルタに対し更なる特性改善の余地がある。以下、具体的に述べる。
【０００６】
上記特許文献１（特開２００２‐９５８８）は、ＩＤＴ端から一部分の電極周期λＩ１を、それ以外の部分の電極周期λＩ２よりも小さくして周期的な連続性を保つことで、バルク放射を防ぎ広帯域化と低挿入損失化の実現を図るものである。なお、以下の説明では、このような電極の一部分について異ならせた電極周期を「従ピッチ」、このうち特に周期を狭くした電極周期を「狭ピッチ」、他の電極大部分を占める一定の電極周期を「主ピッチ」とそれぞれ称する。
【０００７】
また特許文献２（特表２００２‐５２８９８７）は、２つのＩＤＴ対向部において移行部領域を設け、その移行部のピッチを連続的に小さくすると共に境界を境に連続的に大きくすることで、バルク波損失を低減し、広帯域化と低挿入損失化を図る。さらに特許文献３（特開２００３‐９２５２７）は、ＩＤＴ対向部の近傍領域の電極を狭ピッチにするだけでなく更に、対数が多いＩＤＴの主ピッチＰ１を、対数が少ないＩＤＴの主ピッチＰ２よりも大きくすることで広帯域化を図る。
【０００８】
ところが、これら特許文献１から３に記載の従来のフィルタでは、様々な手法で電極指のピッチを変えているものの、いずれのフィルタにおいても電極の大部分（対数全体の７０％超）はピッチが一定にされ（つまり主ピッチ領域を有する）、ＩＤＴの端部一部分についてのみピッチを変えているに過ぎないから、この小さな従ピッチ領域のみでは弾性表面波の周期的な連続性を保つことは難しく、バルク波放射の低減には限界があって挿入損失を十分に抑制することは出来ない。
【０００９】
一方、上記特許文献４（特開２００３‐２４３９６５）では、ＩＤＴを複数のブロックに分け、それぞれのブロック毎にピッチを徐々に変えることにより、隣り合う２つのＩＤＴで生成される弾性表面波の位相を連続的にし、これによりバルク波放射を小さくして広帯域化と低損失化を図っている。
【００１０】
しかしながら、実施例の記載からも明らかなようにこの文献では、配列された３つのＩＤＴそれぞれの電極対数は(１３対‐２対‐１．５対)‐(２対‐１３．５対‐２対)‐(１．５対‐２対‐１３対)、これらの電極のピッチは(２．０６５μｍ‐１．９９５μｍ‐１．８５５μｍ)−(１．９２０μｍ‐２．０４０μｍ‐１．９２０μｍ)−(１．８５５μｍ‐１．９９５μｍ‐２．０６５μｍ)というように（同文献段落００６７〜００６８参照）、ＩＤＴ全体のうちのほとんどを占める主ピッチ領域（下線を引いた電極対の領域）が依然として存在し、技術思想として上記特許文献１から３の発明と軌を一にするものであるから、上記特許文献１から３について述べたのと同様の問題が生じ得る。
【００１１】
さらに上記特許文献１から４に共通の問題として、２つの隣り合うＩＤＴにおいて相対的に対数の少ないＩＤＴについては、対数の多いＩＤＴよりもＩＤＴ全体に占める主ピッチ領域の割合が小さくなるが、従来のＩＤＴ構成においてこのように主ピッチ領域が小さくなると反射特性が劣化する可能性もある。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、弾性表面波フィルタ、特に縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおける挿入損失と反射特性を改善し、より一層良好な特性を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決し目的を達成するため、本発明に係る弾性表面波フィルタは、弾性表面波の伝搬方向に配列されるように圧電基板上に備えた２以上の交差指状電極を有する弾性表面波フィルタであって、前記交差指状電極のうちの１以上の交差指状電極の電極指ピッチを、当該交差指状電極が主ピッチ領域を有することがないように当該交差指状電極に含まれる略全部の電極指について異なるようにした。
【００１４】
本発明の弾性表面波フィルタでは、従来のフィルタ（ＩＤＴ）構成と異なり、少なくとも１つのＩＤＴ（交差指状電極）について、主ピッチ領域を備えることがないようにする。ここで、「主ピッチ領域」とは、当該ＩＤＴの大部分（例えば当該ＩＤＴに含まれる全電極指のうちの５０％以上）を占めかつ一定の（同一の）ピッチを有するＩＤＴの電極部分を言う。
【００１５】
このように主ピッチ領域を備えることないようにする具体的な手段としては、当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について電極指ピッチを異ならせる。「略全部の電極指について電極指ピッチを異ならせる」とは、当該ＩＤＴが備える完全に総ての電極指について（電極１本毎に）ピッチを変えることを典型的には言うが、これのみに限定されるものではなく、電極の大部分（例えば６０〜７０％以上、好ましくは８０％以上、更に好ましくは９０％以上の電極）の電極指のピッチを異なるものとすること、更には、細かくステップ状に電極指ピッチが異なるようにする（例えば電極指数本ずつ、より具体的には２本ずつ、又は３本ずつ、又は４本ずつ、又は５本から１０本程度ずつを１つのグループとして、これら電極指グループ毎に電極指ピッチを徐々にあるいは不規則に変える。）ことをも含む。
【００１６】
完全に１本ずつ総ての電極指についてピッチを異なるものとしなくても、このようにＩＤＴの大部分の電極指を、あるいは数本ずつグループ化してピッチを変えていけば、実質的にＩＤＴ全体に亘ってピッチを変えたのと同等であり、程度の差異こそあれ同様の効果を得ることが出来るからである。なお、上記ステップ状にピッチを変える場合には、上記グループを構成する電極指の本数は１つのＩＤＴ内で必ずしも同一本数に揃える必要はなく、例えば電極指２本のグループと３本のグループと４本のグループが１つのＩＤＴ内に含まれるというように、電極指本数の異なるグループ単位が１つのＩＤＴ内に複数混在していても構わない。
【００１７】
また、上記のように複数本の電極指からなるグループ毎にピッチを異ならせる場合には、当該電極指グループの数は、１つのＩＤＴ内に例えば３グループ以上、好ましくは４グループ以上、更に好ましくは５グループ以上でかつ当該ＩＤＴが備える電極指の総本数以下とする。あるいは、このように複数本の電極指からなるグループ毎にピッチを異ならせる場合には、当該ＩＤＴ内で電極対数が最も多い電極指グループの対数が当該ＩＤＴの全対数の例えば３０％以下となるようにすることが望ましい。
【００１８】
このように主ピッチ領域（多数本の電極指ピッチが一定となっている部分）を備えない本発明に係る電極構造によれば、従来のようにＩＤＴの端部に設けた従ピッチ領域のみで弾性表面波の周期的な連続性（位相の連続性）を保つ必要が無くなり、ＩＤＴ全体を使って弾性表面波の周期性を保つようにピッチを調整することが可能となるから、バルク波放射をより良好に低減し低損失化を実現することが出来る。
【００１９】
上記のような本発明のフィルタ構造（ＩＤＴの電極構造）は、電極対数が異なる２つのＩＤＴが隣り合っている場合に、特に、相対的に電極対数の少ないＩＤＴに適用すると特性劣化を防ぐ点でより効果的である。具体的には、上記本発明のフィルタが音響結合するよう隣り合って配置されかつ電極対数が異なる少なくとも１組のＩＤＴを含み、当該１組のＩＤＴのうち相対的に電極対数が少ないＩＤＴの電極指ピッチを、当該ＩＤＴが主ピッチ領域を有することがないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について異ならせる。
【００２０】
さらに、相対的に対数が少ないＩＤＴだけでなく、相対的に対数の多いＩＤＴについても同様の電極構造としても、すなわち上記１組のＩＤＴ双方の電極指ピッチを、両ＩＤＴが主ピッチ領域を有することがないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指のピッチを異ならせても良い。
【００２１】
また本発明のフィルタでは、相対的に電極対数が少ないＩＤＴにおける電極指の最大ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最大ピッチよりも小さく、かつ、前記相対的に電極対数が少ないＩＤＴにおける電極指の最小ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最小ピッチよりも大きくなるようにすることが望ましい。このような構造によれば、相対的に対数の少ないＩＤＴ内における電極指ピッチの変化を小さくすることが出来るため、弾性表面波の連続性を更に向上させることが出来る。
【００２２】
さらに、上記のようにＩＤＴの電極指ピッチを主ピッチ領域を有することがないように異ならせる場合には、電極指ピッチを単調に異ならせることがないように、すなわち、１つのＩＤＴ内に少なくとも、電極指ピッチを次第に減少させるピッチ減少領域と、電極指ピッチを次第に増加させるピッチ増加領域とをそれぞれ１以上含むようにすることが望ましい。
【００２３】
この単調でないピッチ変化は、具体的には例えば、弾性表面波の伝搬方向に配列した複数のＩＤＴ全体の中央に近い側を「内側」、両端に近い側を「外側」と称したときに、弾性表面波の伝搬方向に配列した前記複数のＩＤＴのうち、両端（最も外側）に位置するＩＤＴについては、外側から内側に向け、電極指ピッチを次第に減少させ、当該ＩＤＴの内側端部において当該電極指ピッチを逆に増加させた後、再び当該電極指ピッチを減少させるピッチ変化とすることが好ましい。
【００２４】
一方、前記弾性表面波の伝搬方向に配列した複数のＩＤＴのうち、他の２つのＩＤＴに挟まれている（両端が他のＩＤＴに隣り合っている）ＩＤＴについては、例えば、全体として中央部の電極指ピッチが大きくかつ両端の電極指ピッチが次第に小さくなるようにすると共に、中央部に電極指ピッチを部分的に減少させた領域を有するようなピッチ変化とすることが好ましい。
【００２５】
本発明のＩＤＴ構造は、縦結合共振子多重モード型弾性表面波フィルタに好ましく適用することができ、当該フィルタは、弾性表面波の伝搬方向に配列されるように備えられたＩＤＴとして２または３以上のＩＤＴを含み、これらのＩＤＴの両側に反射器を配置し、前記２または３以上のＩＤＴにおいて複数の共振モードを利用するようにする。
【００２６】
さらに、本発明に基づいて、平衡信号出力が得られるフィルタを構成することも可能である。具体的には、出力信号の位相が互いに略１８０°異なる２つの弾性表面波フィルタを入力端子と出力端子との間に電気的に並列に接続し、この接続点から引き出される前記入力端子を不平衡端子とし、前記出力端子を平衡端子とした弾性表面波フィルタにおいて、前記２つの弾性表面波フィルタとして上記本発明に係るいずれかの弾性表面波フィルタを用いれば良い。
【００２７】
また上記のような各弾性表面波フィルタには、１つ以上の弾性表面波共振子を直列または並列に接続しても良く、さらに複数のフィルタを複数段にカスケード接続したフィルタ構成やその他様々な接続構造をとって良い。また、当該フィルタへの入出力端子は、平衡端子および不平衡端子のいずれとすることも可能である（平衡入力‐平衡出力、不平衡入力‐不平衡出力、平衡入力‐不平衡出力、ならびに不平衡入力‐平衡出力のいずれであっても良い）。
【００２８】
さらに上記のような本発明の各ＩＤＴ構造は、弾性表面波フィルタだけなく、弾性境界波フィルタに対しても同様に適用することが出来る。
【００２９】
具体的には、当該弾性境界波フィルタは、圧電基板と、当該圧電基板に接するように配した非圧電材（例えば非圧電基板または非圧電膜）と、前記圧電基板と非圧電材の境界面に弾性境界波の伝搬方向に配列されるように備えた２以上のＩＤＴとを有する弾性境界波フィルタであって、前記ＩＤＴのうちの１以上のＩＤＴの電極指ピッチを、当該ＩＤＴが主ピッチ領域を有することがないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について異ならせる。
【００３０】
また、上記弾性境界波フィルタにおいても、前記弾性表面波フィルタと同様に、音響結合するよう隣り合って配置されかつ電極対数が異なる少なくとも１組のＩＤＴを含み、当該１組のＩＤＴのうち相対的に電極対数が少ないＩＤＴの電極指ピッチを、当該ＩＤＴが主ピッチ領域を有することがないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について異ならせるようにしても良い。また、上記１組のＩＤＴの双方の電極指ピッチを、両ＩＤＴが主ピッチ領域を有することがないように当該ＩＤＴに含まれる略全部の電極指について異ならせても良い。さらに好ましくは、相対的に電極対数が少ないＩＤＴにおける電極指の最大ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最大ピッチよりも小さく、かつ、相対的に電極対数が少ないＩＤＴにおける電極指の最小ピッチが、相対的に電極対数が多いＩＤＴの最小ピッチよりも大きくする。
【００３１】
また本発明に基づいて、弾性境界波の伝搬方向に配列されるように備えられたＩＤＴとして３以上のＩＤＴを含み、これらのＩＤＴの両側に反射器を配置し、前記３以上のＩＤＴにおいて複数の共振モードを利用するようにすることで、縦結合共振子多重モード型弾性境界波フィルタを構成することが出来る。さらにこの弾性境界波フィルタにおいても、前記弾性表面波フィルタと同様に、互いに出力信号の位相が略１８０°異なる２つの弾性境界波フィルタを電気的に並列接続することで平衡信号出力が得られるフィルタを構成することが可能である。また、１つ以上の弾性境界波共振子を直列または並列に接続しても良く、複数のフィルタを複数段にカスケード接続したフィルタ構成やその他様々な接続構造をとることができ、あるいは入出力端子を平衡・不平衡のいずれとすることも可能である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、弾性表面波フィルタの挿入損失を低減し反射特性を改善することによりフィルタ特性をより一層向上することが出来る。
【００３３】
本発明の他の目的、特徴および利点は、図面に基づいて述べる以下の本発明の実施の形態の説明により明らかにする。なお、各図中、同一の符号は、同一又は相当部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、まず、従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタについて述べ、その後にこれとの比較において本発明の各実施形態について述べる。
【００３５】
図２２は、従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの一例（以下、第１従来例という）を模式的に示すものである。同図に示すようにこの第１従来例の弾性表面波フィルタは、弾性表面波の伝搬方向に配列するように圧電基板上に設けた３つのＩＤＴ１２，１３，２２，２３と、その両端に設けた反射器１０とを備えた所謂３‐ＩＤＴの縦結合多重モード型弾性表面波フィルタを２段に接続したもので、第１段のフィルタ１１および第２段のフィルタ２１の中央に配した各ＩＤＴ１２，２２（以下、「中央ＩＤＴ」という）を入力端子１と出力端子２とにそれぞれ接続し、第１段フィルタ１１および第２段フィルタ２１の各々において中央ＩＤＴ１２，２２の両側にそれぞれ配したＩＤＴ１３，２３（以下、「外側ＩＤＴ」という）同士を電気的に接続したものである。
【００３６】
図２３は、上記第１従来例の第１段フィルタ１１および第２段フィルタ２１の各３つのＩＤＴ１２，１３，２２，２３における電極指ピッチを示すものである。この図に示すように、中央ＩＤＴ１２，２２と外側ＩＤＴ１３，２３は共に、電極指ピッチを一定とした主ピッチ領域Ｐ１１，Ｐ２１を備えかつ、他のＩＤＴに隣り合う側（中央ＩＤＴ１２，２２は両端部、外側ＩＤＴ１３，２３は中央ＩＤＴ１２，２２に隣接する側）の端部に主ピッチ領域Ｐ１１，Ｐ２１よりピッチを小さくした狭ピッチ領域Ｐ１２，Ｐ２２（それぞれ4対、２対）を備えている。なお、このフィルタは、８００ＭＨｚ帯（中心周波数は８８１．５ＭＨｚ）のＣＤＭＡ受信用フィルタを想定したもので、各ＩＤＴの電極指の対数は中央ＩＤＴ１２，２２が３２対、外側ＩＤＴ１３，２３が９対である。
【００３７】
また、図２６（ａ）に示すようにＩＤＴは、互いに対向する一対の櫛形電極８ａ，８ｂによって構成されるが、本明細書においてＩＤＴの電極指ピッチとは、当該櫛形電極８ａ又は８ｂの交差し合う電極指の中心間の距離Ｌ1を言い、本発明ではＩＤＴが主ピッチ領域を有さないようにこのＬ1を様々に変化させる。一方、図２６（ｂ）に示すように反射器１０の電極中心間の距離の２倍をλ（λは一定である）として、このλを基準としてＩＤＴ間の距離や交差幅等を規定する。
【００３８】
また図２４は、従来の別の一例（以下、第２従来例という）に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの電極指ピッチを示すものである。この第２従来例は、上記第１従来例に係る縦結合多重モード型弾性表面波フィルタ（図２２）において、第１段フィルタ１１および第２段フィルタ２１の各中央ＩＤＴ１２，２２と各外側ＩＤＴ１３，２３の電極指対数をそれぞれ中央ＩＤＴ１２，２２が３１対、外側ＩＤＴ１３，２３が１２．５対とし、上記第１従来例と同様に主ピッチ領域Ｐ１１，Ｐ２１と狭ピッチ領域Ｐ１２，Ｐ２２（それぞれ２対）とを各ＩＤＴの端部に備えた。なお、この第２従来例はＰＣＳ用のＳＡＷフィルタを想定したものである。
【００３９】
〔実施形態１〕
一方、図１は、本発明の第一の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示すものである。この図に示すように本実施形態の弾性表面波フィルタは、上記従来例と同様に、弾性表面波の伝搬方向に配列した３つのＩＤＴ３２，３３，４２，４３を２つの反射器１０の間に備えた３‐ＩＤＴの縦結合多重モード型弾性表面波フィルタを２段に接続したもので、第１段フィルタ３１および第２段フィルタ４１が共に中央ＩＤＴ３２，４２は主ピッチ領域Ｐ１１を備えかつ、電極指ピッチを小さくした狭ピッチ領域Ｐ１２を当該ＩＤＴ３２，４２の両端に有している。
【００４０】
しかしこのフィルタでは図２に示すように、外側ＩＤＴ３３，４３は、電極指ピッチを外側（反射器側）から内側（中央ＩＤＴ側）に向け次第に小さくなるようにＩＤＴ３３，４３の略全幅に亘って（当該ＩＤＴ３３，４３の略全部の電極指について）変化させ、これにより外側ＩＤＴ３３，４３が主ピッチ領域（一定ピッチ領域）を備えないようにしてある。また同図から明らかなように、外側ＩＤＴ３３，４３の最大ピッチである当該ＩＤＴ３３，４３の最外部の電極指のピッチは、中央ＩＤＴ３２，４２の最大ピッチ（主ピッチＰ１１）よりも小さく、外側ＩＤＴ３３，４３の最小ピッチである当該ＩＤＴ３３，４３の最内部の電極指のピッチＰ３２は、中央ＩＤＴ３２，４２の最小ピッチ（狭ピッチ）である当該ＩＤＴの両端部の電極指のピッチＰ１２よりも大きい。
【００４１】
またこの実施形態に係るフィルタは、前記第１従来例と同様に、８００ＭＨｚ帯（中心周波数８８１．５ＭＨｚ）ＣＤＭＡの受信用フィルタを想定したものであり、第１段フィルタ３１と第２段フィルタ４１は共に、中央ＩＤＴ３２，４２の電極対数が４０対で、外側ＩＤＴ３３，４３の電極対数が１１対である。また、反射器１０の電極本数は５０本で、反射器１０の電極ピッチの２倍であるλが４．５６μｍ（反射器のピッチ：λ／２＝２．２８μｍ）である。さらに各ＩＤＴ３２，３３，４２，４３の交差幅は３０λ、ＩＤＴ間の距離は０．４６７λ、ＩＤＴ‐反射器間の距離は共に０．５λである。
【００４２】
さらに、各ＩＤＴ３２，３３，４２，４３および反射器１０は、３９°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3基板の表面に、ＴｉＮからなる下地膜を例えば４ｎｍの厚さで成膜し、その上にＡｌ単結晶膜を例えば３３０ｎｍの厚さで成膜して各電極パターンを形成することにより構成する。またこれらの電極パターンは、上記圧電基板上に同時に多数作成し、ダイシングにより分割することで個々のフィルタチップとする。チップ化したフィルタは、フリップチップボンディングによりセラミックのベース基板上に搭載し、これを樹脂で封止する。また、入出力端子１，２は共に不平衡端子で、入出力インピーダンスは５０Ωである。
【００４３】
このようにして作成した本実施形態のサンプルと、同様の材料により作成した上記第１従来例のフィルタとについて、伝送および反射の周波数特性を測定した。結果は、図３から図５に示すとおりであり、実線が本実施形態の測定結果を、破線が第１従来例の測定結果を示している（以降の実施形態：図７，図８，図１１，図１２，図１４，図１５，図１８，図１９についても同様）。これらの図から明らかなように、本実施形態によれば通過帯域の挿入損失を改善することができ（図３）、反射特性についても従来例と同等以上とすることが出来る（図４）。
【００４４】
これは、本実施形態では、外側ＩＤＴ３３，４３について主ピッチ領域を無くすことにより、中央ＩＤＴ３２，４２との間の周期の連続性を、従来例のように狭ピッチ領域Ｐ２２のみで取る必要がなくなり、不連続性から生じるバルク波放射による損失の増加を従来以上に抑えることが出来たためと考えられる。また、通過帯域の両肩部Ｓ１，Ｓ２（図５）の特性については、従来例と略同様であり、従来例と比べ本実施形態のピッチ構成を採っても劣化しないことが分かる。
【００４５】
〔実施形態２〕
図６は、本発明の第二の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタのＩＤＴの電極指ピッチを示すものである。この実施形態の弾性表面波フィルタは、前記第一実施形態（図１）において、当該主ピッチ領域を有さないようにした外側ＩＤＴ３３，４３の電極指ピッチを前記第一実施形態（図２）とは違って単調に変化させないようにしたものである。
【００４６】
具体的には、前記第一実施形態（図２）では、外側ＩＤＴ３３，４３の電極指ピッチを、主ピッチ領域を有することがないように外側（反射器１０に隣り合う側）から内側（中央ＩＤＴ３２，４２に隣り合う側）に向け単に小さくしていくだけであったが、この実施形態では、外側から内側になるにつれ小さくした電極指ピッチＰ３１を、中央ＩＤＴ３２，４２に隣り合う内側領域で一旦、逆に増加させ（図６の符号Ｐ３３）、再度小さくなるようにしている（図６の符号Ｐ３２）。なお、外側ＩＤＴ３３，４３の最大ピッチが中央ＩＤＴ３２，４２の最大ピッチＰ１１よりも小さく、外側ＩＤＴ３３，４３の最小ピッチＰ３２が中央ＩＤＴ３２，４２の最小ピッチＰ１２よりも大きいことは、前記第一実施形態と同様である。
【００４７】
本実施形態のような単調ではない（減少又は増加のみでない）ピッチ変更は、本発明につき様々な検討を行う中で見出したもので、このように単調（減少のみ或いは増加のみ）ではないピッチ変化を、主ピッチ領域を有さないようにしたＩＤＴに付与すれば、低損失化だけでなく反射特性も更に改善することが出来ることが分かった。図７および図８はそれぞれ、本実施形態に係るフィルタの通過帯域特性と反射特性の測定結果を、前記第一実施形態と同様に第１従来例との比較において示すものである。これらの測定結果から明らかなように、挿入損失と反射特性が更に改善されている。
【００４８】
〔実施形態３〕
図９は、本発明の第三の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す図であり、図１０は、本実施形態におけるＩＤＴの電極指ピッチを示すものである。図９に示すように本実施形態の弾性表面波フィルタは、前記第一および第二実施形態と同様に、一対の反射器１０の間に３つのＩＤＴ５２，５３，６２，６３を配列させた３‐ＩＤＴの縦結合多重モード型フィルタ５１，６１を不平衡入力端子１と不平衡出力端子２との間に２段に接続したものであるが、図１０に示すように、中央ＩＤＴ５２，６２に主ピッチ領域（一定ピッチ領域）を設けないようにした。
【００４９】
すなわち、中央ＩＤＴ５２，６２は、中心部が最も大きい電極指ピッチを有し、両端部に向かうにつれ次第に電極指ピッチが小さくなるような山型の電極指ピッチＰ４１としており、外側ＩＤＴ５３，６３の最大ピッチＰ２１は中央ＩＤＴ５２，６２の最大ピッチよりも小さく、外側ＩＤＴ５３，６３の最小ピッチＰ２２は中央ＩＤＴ５２，６２の最小ピッチＰ４２よりも大きい。なお、外側ＩＤＴ５３，６３は、主ピッチ領域Ｐ２１を備え、中央ＩＤＴ５２，６２との隣接端部には狭ピッチ領域Ｐ２２を有する。
【００５０】
図１１および図１２はそれぞれ、本実施形態に係るフィルタの通過帯域特性と反射特性の測定結果を示すものである。これらの測定結果から明らかなように、本実施形態のフィルタ構成によっても挿入損失と反射特性を改善することが出来る。
【００５１】
〔実施形態４〕
図１３は、本発明の第四の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタのＩＤＴの電極ピッチを示すものである。この実施形態の弾性表面波フィルタは、前記第三実施形態のフィルタと同様に３‐ＩＤＴの縦結合多重モード型フィルタを２段に接続したものであるが、２つの外側ＩＤＴについては前記第二実施形態（図６）の外側ＩＤＴと同様に主ピッチ領域を有さずかつ単調ではない電極指ピッチＰ３１，Ｐ３３，Ｐ３２とし、中央ＩＤＴについては前記第三実施形態（図１０）の外側ＩＤＴと同様に山型の電極指ピッチＰ４１とすることで、第１段フィルタ５１および第２段フィルタ６１の各３つのＩＤＴ５２，５３，６２，６３の総てが主ピッチ領域を有さないようにしたものである。なお、本実施形態でも、外側ＩＤＴの最大ピッチが中央ＩＤＴの最大ピッチよりも小さく、外側ＩＤＴの最小ピッチが中央ＩＤＴの最小ピッチよりも大きくなっている。
【００５２】
図１４および図１５はそれぞれ、本実施形態に係るフィルタの通過帯域特性と反射特性の測定結果を示すものである。これらの測定結果から明らかなように、本実施形態のフィルタ構成によれば、従来例ならびに前記各実施形態より更に挿入損失と反射特性を改善することが出来る。
【００５３】
〔実施形態５〕
図１６は、本発明の第五の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す図であり、図１７は、本実施形態におけるＩＤＴの電極指ピッチを示すものである。図１６に示すように本実施形態の弾性表面波フィルタは、出力信号の位相がそれぞれ１８０°異なる２つの縦結合多重モード型フィルタ７１を電気的に並列接続し、その接続点３から不平衡端子を引き出し、この不平衡端子と入力端子１との間に弾性表面波共振子１０１を挿入（直列に接続）したものである。
【００５４】
並列接続した各多重モード型フィルタ７１は、一対の反射器１０の間に３つのＩＤＴ７２，７３を配列させてなり、図１７に示すように外側ＩＤＴ７３は主ピッチ領域Ｐ２１を有し、また中央ＩＤＴ７２に隣接する内側部分に狭ピッチ領域Ｐ２２を有する。しかし、中央ＩＤＴ７２はＩＤＴ全体に亘って２〜７本程度ずつの電極指を１つのグループとしてステップ状にピッチを変化させることにより主ピッチ領域を有さないようにしている。また、この中央ＩＤＴ７２のピッチ変化は、単調（増加のみ或いは減少のみ）なものではない。
【００５５】
具体的には、ＩＤＴ端部からＩＤＴ中央に向け次第に（ステップ状に）ピッチを増加させるが、ＩＤＴ中央部で一端ピッチを減少させ（Ｐ５２）、再びピッチを増加させた後、当該ＩＤＴの他端部に向け再度ピッチを減少させるというように（うねるように）ピッチを変化させている。言い換えれば、前記第三実施形態では、ＩＤＴ中央部が最もピッチが大きくその左右が両端部に向け次第にピッチが小さくなる比較的単純な山型のピッチ変化としたのに対し、本実施形態では、ＩＤＴ全体としては略山型のピッチ変化を有するが、ＩＤＴの中央部でピッチを一旦減少させる凹部Ｐ５２を有するようなピッチ変化としている。なお、本実施形態でも、外側ＩＤＴ７３の最大ピッチＰ２１が中央ＩＤＴ７２の最大ピッチよりも小さく、外側ＩＤＴ７３の最小ピッチＰ２２が中央ＩＤＴ７２の最小ピッチＰ５３よりも大きい。
【００５６】
本実施形態に係るフィルタは、ＰＣＳ受信用フィルタ（中心周波数１９６０ＭＨｚ）を想定したものであり、並列接続した各フィルタ７１は共に、中央ＩＤＴ７２の対数が３９．０対、外側ＩＤＴ７３の対数が１４．５対、反射器１０の電極本数が６５本、反射器１０の電極ピッチの２倍であるλが２．０１μｍである。さらに各ＩＤＴ７２，７３の交差幅は４０λ、ＩＤＴ間の距離は０．４６８λ、ＩＤＴ‐反射器間の距離は共に０．５λである。
【００５７】
さらに、各ＩＤＴ７２，７３および反射器１０は、４６°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3基板の表面に、ＴｉＮからなる下地膜を例えば４ｎｍの厚さで成膜し、その上にＡｌ単結晶膜を例えば１７０ｎｍの厚さで成膜して各電極パターンを形成することにより構成する。またこれらの電極パターンは、前記第一実施形態等と同様に、圧電基板上に同時に多数作成し、ダイシングにより分割することで個々のフィルタチップとし、フリップチップボンディングによりセラミックのベース基板上に搭載してこれを樹脂で封止することにより作成する。また、入力端子１は５０Ωの入力インピーダンスを有する不平衡端子で、出力端子２は１５０Ωの出力インピーダンスを有する平衡端子２ａ，２ｂで、当該平衡出力端子２ａ，２ｂ間にインピーダンス整合用のインダクタ（図示せず）を備える。
【００５８】
また、これら多重モード型フィルタ７１に直列接続する弾性表面波共振子１０１は、一対の反射器１１０の間にＩＤＴ１１１を備えたもので、ＩＤＴ１１１の電極ピッチならびに反射器１１０の電極ピッチの２倍であるλが１．９７２μｍ、ＩＤＴ１１１の電極対数が１６９．０対、交差幅が３０λ、反射器１１０の電極本数が８０本、ＩＤＴ間の距離ならびにＩＤＴ‐反射器間の距離は共に０．５λである。
【００５９】
図１８および図１９はそれぞれ、本実施形態に係るフィルタの通過帯域特性と反射特性の測定結果を示すものである。これらの測定結果から分かるように、本実施形態によれば、挿入損失と反射特性について非常に良好な特性が得られている。
【００６０】
なお、多重モード型フィルタに接続する共振子１０１は、図示の例のほかにも様々な接続態様ならびに接続個数であって良く、例えば共振子を並列に接続しても良いし、直列接続した共振子あるいは並列接続した共振子を複数個備えることも可能である。
【００６１】
〔実施形態６〕
図２０は、本発明の第六の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す図であり、図２１は、本実施形態におけるＩＤＴの電極指ピッチを示すものである。図２０に示すように本実施形態の弾性表面波フィルタは、弾性表面波の伝搬方向に配列した５つのＩＤＴ８１〜８５（これらを一方の反射器側から他方の反射器側に向け順に第１ＩＤＴ、第２ＩＤＴ、第３ＩＤＴ、第４ＩＤＴおよび第５ＩＤＴと称する）を一対の反射器の間に備えた縦結合多重モード型フィルタである。
【００６２】
上記第１から第５の５つのＩＤＴ８１〜８５の電極指ピッチは、いずれも主ピッチ領域を有さないようにピッチ変化をさせている。具体的には、図２１に示すように、反射器１０に隣り合う両端のＩＤＴである第１ＩＤＴ８１と第５ＩＤＴ８５は、前記第二実施形態（図６）の外側ＩＤＴと同様のピッチ変化をさせ、また第２ＩＤＴ８２と第４ＩＤＴ８４は、前記第三実施形態（図１０）の中央ＩＤＴと同様のピッチ変化をさせている。
【００６３】
また、各ＩＤＴについて他のＩＤＴと隣接する端部領域について電極指ピッチを、前記第一から第五の実施形態ではステップ状に変化させたのに対し、この実施形態では当該ＩＤＴ端部領域について電極指ピッチを連続的に変化させている。しかしながら、当該端部領域における電極指ピッチの変化は、本実施形態ならびに前記第一から第五実施形態において、ステップ状の変化ならびに連続的な変化のいずれとすることも可能である。
【００６４】
さらにフィルタ中央の第３ＩＤＴ８３は、ＩＤＴ全体としては山型のピッチ変化をさせているが、左右両端部において前記第１ＩＤＴ８１および第５ＩＤＴ８５と同様に一旦ピッチを増大させている。また、隣り合ういずれの２つのＩＤＴについても、相対的に対数の少ないＩＤＴの最大ピッチが、相対的に対数の多いＩＤＴの最大ピッチよりも小さく、相対的に対数の少ないＩＤＴの最小ピッチが、相対的に対数の多いＩＤＴの最小ピッチよりも大きくなるようにしてある。
【００６５】
電極対数は、例えば第１ＩＤＴ８１、第３ＩＤＴ８３および第５ＩＤＴ８５がそれぞれ１４．５対、２５．０対、１４．５対、第２ＩＤＴ８２および第４ＩＤＴ８４がいずれも３８．０対、両側の反射器１０が共に６５本とする。また反射器１０の電極指ピッチの２倍であるλを例えば２．０１μｍとし、ＩＤＴ８１〜８５の交差幅を例えば４０λ、ＩＤＴ間の距離を０．４６８λ、ＩＤＴ‐反射器間の距離を共に例えば０．５λとする。
【００６６】
本発明は、図面に基づいて説明した前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の変更を行うことが可能である。
【００６７】
例えば、主ピッチ領域を有さないようにピッチ変化を持たせるＩＤＴは、フィルタを構成する総てのＩＤＴとしても良いし、そのうちの一部としても良い。また、ステップ状のピッチ変化と、連続状（１本ずつ）のピッチ変化とを１つのＩＤＴ内であるいは１つのフィルタ内で適宜組み合わせることも可能である。入力端子と出力端子は、平衡入力‐平衡出力、不平衡入力‐不平衡出力、平衡入力‐不平衡出力、ならびに不平衡入力‐平衡出力のいずれとすることも可能である。
【００６８】
また、圧電基板は、ＬｉＴａＯ3以外にも、ＬｉＮｂＯ3や水晶などの圧電単結晶、あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスのような圧電セラミックスにより形成することもでき、絶縁基板上にＺｎＯ薄膜などの圧電薄膜を形成したものを圧電基板として使用することも可能である。さらにＩＤＴや反射器を構成する電極は、Ａｌのほか、Ａｌ合金やＣｕ、Ａｕその他の材料からなるものであっても良く、複数種類の導電材料を積層した電極構造とすることも可能である。
【００６９】
さらに本発明は弾性表面波フィルタだけでなく、図２５に示すように圧電基板５（例えばＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3等）と非圧電材６（ＳｉＯ2、Ｓｉ等）との間にＩＤＴおよび反射器電極７を備えた弾性境界波フィルタに対しても同様に適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す概念図である。
【図２】前記第一実施形態の弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図３】前記第一実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図４】前記第一実施形態に係る弾性表面波フィルタの反射特性を示す線図である。
【図５】前記第一実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図７】前記第二実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図８】前記第二実施形態に係る弾性表面波フィルタの反射特性を示す線図である。
【図９】本発明の第三の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す概念図である。
【図１０】前記第三実施形態の弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図１１】前記第三実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図１２】前記第三実施形態に係る弾性表面波フィルタの反射特性を示す線図である。
【図１３】本発明の第四の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図１４】前記第四実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図１５】前記第四実施形態に係る弾性表面波フィルタの反射特性を示す線図である。
【図１６】本発明の第五の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す概念図である。
【図１７】前記第五実施形態の弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図１８】前記第五実施形態に係る弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す線図である。
【図１９】前記第五実施形態に係る弾性表面波フィルタの反射特性を示す線図である。
【図２０】本発明の第六の実施形態に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタを模式的に示す概念図である。
【図２１】前記第六実施形態の弾性表面波フィルタにおけるＩＤＴの電極指ピッチを示す図である。
【図２２】従来の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの第一の例を模式的に示す概念図である。
【図２３】前記従来の第一例に係る弾性表面波フィルタの各ＩＤＴの電極ピッチを示す図である。
【図２４】従来の第二の例に係る縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各ＩＤＴの電極ピッチを示す図である。
【図２５】本発明を適用可能な弾性境界波フィルタを示す概念図である。
【図２６】ＩＤＴ（ａ）および反射器（ｂ）のピッチを示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 入力端子
２ 出力端子
５ 圧電基板
６ 非圧電材
７ 電極（ＩＤＴ電極指，反射器）
１０ 反射器
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１ 縦結合多重モード型弾性表面波フィルタ
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２ 中央ＩＤＴ
１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３ 外側ＩＤＴ
８１，８２，８３，８４，８５ ＩＤＴ
Ｐ１１，Ｐ２１ 主ピッチ（定ピッチ）領域
Ｐ１２，Ｐ２２ 狭ピッチ領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性表面波の伝搬方向に配列されるように圧電基板上に備えた２以上の交差指状電極を有する弾性表面波フィルタであって、
前記交差指状電極のうちの１以上の交差指状電極の電極指ピッチを、当該交差指状電極が主ピッチ領域を有することがないように当該交差指状電極に含まれる略全部の電極指について異ならせた
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、
当該圧電基板に接するように配した非圧電材と、
前記圧電基板と非圧電材の境界面に弾性境界波の伝搬方向に配列されるように備えた２以上の交差指状電極と、
を有する弾性境界波フィルタであって、
前記交差指状電極のうちの１以上の交差指状電極の電極指ピッチを、当該交差指状電極が主ピッチ領域を有することがないように当該交差指状電極に含まれる略全部の電極指について異ならせた
ことを特徴とする弾性境界波フィルタ。
【請求項３】
音響結合するよう隣り合って配置されかつ電極対数が異なる少なくとも１組の交差指状電極を含み、
当該１組の交差指状電極のうち相対的に電極対数が少ない交差指状電極の電極指ピッチを、当該交差指状電極が主ピッチ領域を有することがないように当該交差指状電極に含まれる略全部の電極指について異ならせた
請求項１に記載の弾性表面波フィルタまたは請求項２に記載の弾性境界波フィルタ。
【請求項４】
前記１組の交差指状電極の双方の電極指ピッチを、両交差指状電極が主ピッチ領域を有することがないように当該交差指状電極に含まれる略全部の電極指について異ならせた
請求項３に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項５】
前記相対的に電極対数が少ない交差指状電極における電極指の最大ピッチが、相対的に電極対数が多い交差指状電極の最大ピッチよりも小さく、かつ、
前記相対的に電極対数が少ない交差指状電極における電極指の最小ピッチが、相対的に電極対数が多い交差指状電極の最小ピッチよりも大きい
請求項３または４に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項６】
前記交差指状電極の電極指ピッチを主ピッチ領域を有することがないように異ならせる場合に、１つの交差指状電極内に少なくとも、電極指ピッチを次第に減少させるピッチ減少領域と、電極指ピッチを次第に増加させるピッチ増加領域とをそれぞれ１以上含む
請求項１から５のいずれか一項に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項７】
前記弾性表面波または弾性境界波の伝搬方向に配列された複数の交差指状電極のうち、両端に位置する交差指状電極は、外側から内側に向け、電極指ピッチが次第に減少し、当該交差指状電極の内側端部において当該電極指ピッチが逆に増加した後、再び当該電極指ピッチが減少するピッチ変化を有する
請求項６に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項８】
前記弾性表面波または弾性境界波の伝搬方向に配列された複数の交差指状電極のうち、他の２つの交差指状電極に挟まれるように配置された交差指状電極は、全体として中央部の電極指ピッチが大きくかつ両端の電極指ピッチが次第に小さくなるようなピッチ変化を有すると共に、中央部に電極指ピッチを部分的に減少させた領域を有する
請求項６に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項９】
弾性表面波または弾性境界波の伝搬方向に配列されるように備えられた前記交差指状電極として３以上の交差指状電極を含み、
これらの交差指状電極の両側に反射器を配置し、
前記３以上の交差指状電極において複数の共振モードを利用するようにした
請求項１から８のいずれか一項に記載の縦結合共振子多重モード型弾性表面波フィルタまたは縦結合共振子多重モード型弾性境界波フィルタ。
【請求項１０】
出力信号の位相が互いに略１８０°異なる２つの弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタを入力端子と出力端子との間に電気的に並列に接続し、この接続点から引き出される前記入力端子を不平衡端子とし、前記出力端子を平衡端子とした弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタであって、
前記２つの弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタとして、前記請求項１から９のいずれか一項に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタを用いた
弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載のフィルタに、１つ以上の弾性表面波共振子または弾性境界波共振子を直列にさらに接続した
縦結合共振子多重モード型弾性表面波フィルタまたは縦結合共振子多重モード型弾性境界波フィルタ。
【請求項１２】
請求項９または１０に記載のフィルタに、１つ以上の弾性表面波共振子または弾性境界波共振子を並列にさらに接続した
縦結合共振子多重モード型弾性表面波フィルタまたは縦結合共振子多重モード型弾性境界波フィルタ。
【請求項１】
弾性表面波の伝搬方向に配列されるように圧電基板上に備えた２以上の交差指状電極を有する弾性表面波フィルタであって、
前記交差指状電極のうちの１以上の交差指状電極の電極指ピッチを、当該交差指状電極が主ピッチ領域を有することがないように当該交差指状電極に含まれる略全部の電極指について異ならせた
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、
当該圧電基板に接するように配した非圧電材と、
前記圧電基板と非圧電材の境界面に弾性境界波の伝搬方向に配列されるように備えた２以上の交差指状電極と、
を有する弾性境界波フィルタであって、
前記交差指状電極のうちの１以上の交差指状電極の電極指ピッチを、当該交差指状電極が主ピッチ領域を有することがないように当該交差指状電極に含まれる略全部の電極指について異ならせた
ことを特徴とする弾性境界波フィルタ。
【請求項３】
音響結合するよう隣り合って配置されかつ電極対数が異なる少なくとも１組の交差指状電極を含み、
当該１組の交差指状電極のうち相対的に電極対数が少ない交差指状電極の電極指ピッチを、当該交差指状電極が主ピッチ領域を有することがないように当該交差指状電極に含まれる略全部の電極指について異ならせた
請求項１に記載の弾性表面波フィルタまたは請求項２に記載の弾性境界波フィルタ。
【請求項４】
前記１組の交差指状電極の双方の電極指ピッチを、両交差指状電極が主ピッチ領域を有することがないように当該交差指状電極に含まれる略全部の電極指について異ならせた
請求項３に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項５】
前記相対的に電極対数が少ない交差指状電極における電極指の最大ピッチが、相対的に電極対数が多い交差指状電極の最大ピッチよりも小さく、かつ、
前記相対的に電極対数が少ない交差指状電極における電極指の最小ピッチが、相対的に電極対数が多い交差指状電極の最小ピッチよりも大きい
請求項３または４に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項６】
前記交差指状電極の電極指ピッチを主ピッチ領域を有することがないように異ならせる場合に、１つの交差指状電極内に少なくとも、電極指ピッチを次第に減少させるピッチ減少領域と、電極指ピッチを次第に増加させるピッチ増加領域とをそれぞれ１以上含む
請求項１から５のいずれか一項に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項７】
前記弾性表面波または弾性境界波の伝搬方向に配列された複数の交差指状電極のうち、両端に位置する交差指状電極は、外側から内側に向け、電極指ピッチが次第に減少し、当該交差指状電極の内側端部において当該電極指ピッチが逆に増加した後、再び当該電極指ピッチが減少するピッチ変化を有する
請求項６に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項８】
前記弾性表面波または弾性境界波の伝搬方向に配列された複数の交差指状電極のうち、他の２つの交差指状電極に挟まれるように配置された交差指状電極は、全体として中央部の電極指ピッチが大きくかつ両端の電極指ピッチが次第に小さくなるようなピッチ変化を有すると共に、中央部に電極指ピッチを部分的に減少させた領域を有する
請求項６に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項９】
弾性表面波または弾性境界波の伝搬方向に配列されるように備えられた前記交差指状電極として３以上の交差指状電極を含み、
これらの交差指状電極の両側に反射器を配置し、
前記３以上の交差指状電極において複数の共振モードを利用するようにした
請求項１から８のいずれか一項に記載の縦結合共振子多重モード型弾性表面波フィルタまたは縦結合共振子多重モード型弾性境界波フィルタ。
【請求項１０】
出力信号の位相が互いに略１８０°異なる２つの弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタを入力端子と出力端子との間に電気的に並列に接続し、この接続点から引き出される前記入力端子を不平衡端子とし、前記出力端子を平衡端子とした弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタであって、
前記２つの弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタとして、前記請求項１から９のいずれか一項に記載の弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタを用いた
弾性表面波フィルタまたは弾性境界波フィルタ。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載のフィルタに、１つ以上の弾性表面波共振子または弾性境界波共振子を直列にさらに接続した
縦結合共振子多重モード型弾性表面波フィルタまたは縦結合共振子多重モード型弾性境界波フィルタ。
【請求項１２】
請求項９または１０に記載のフィルタに、１つ以上の弾性表面波共振子または弾性境界波共振子を並列にさらに接続した
縦結合共振子多重モード型弾性表面波フィルタまたは縦結合共振子多重モード型弾性境界波フィルタ。
【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】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【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】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００８−２５２６７８（Ｐ２００８−２５２６７８Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９３３５７（Ｐ２００７−９３３５７）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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