縦結合共振子
【課題】挿入損失の増加を抑制しつつ小型化した縦結合共振子の提供。
【解決手段】圧電基板上に、電極指及びバスバーからなる櫛歯電極を互いに交差させて構成したＩＤＴ電極が設けられた縦結合共振子１において、入力ポート及び出力ポートの一方が接続される第１の櫛歯電極２は、左右両側に延伸された部分を有する接地側の櫛歯電極と交差してＩＤＴ電極を構成する。また、前記左右に延伸された接地側の櫛歯電極の右側には、当該右側部分と交差してＩＤＴ電極を構成し、あるいは１個あるいは２個の浮き電極である櫛歯電極を介して、当該浮き電極と交差してＩＤＴ電極を構成する第２の櫛歯電極３が設けられる一方、延伸された接地側の櫛歯電極の左側には、１個あるいは２個の浮き電極である櫛歯電極を介して、当該浮き電極と交差してＩＤＴ電極を構成する第３の櫛歯電極４が設けられる。
【解決手段】圧電基板上に、電極指及びバスバーからなる櫛歯電極を互いに交差させて構成したＩＤＴ電極が設けられた縦結合共振子１において、入力ポート及び出力ポートの一方が接続される第１の櫛歯電極２は、左右両側に延伸された部分を有する接地側の櫛歯電極と交差してＩＤＴ電極を構成する。また、前記左右に延伸された接地側の櫛歯電極の右側には、当該右側部分と交差してＩＤＴ電極を構成し、あるいは１個あるいは２個の浮き電極である櫛歯電極を介して、当該浮き電極と交差してＩＤＴ電極を構成する第２の櫛歯電極３が設けられる一方、延伸された接地側の櫛歯電極の左側には、１個あるいは２個の浮き電極である櫛歯電極を介して、当該浮き電極と交差してＩＤＴ電極を構成する第３の櫛歯電極４が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる３ＩＤＴ型の縦結合共振子に係り、特にこの縦結合共振子を小型化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波であるＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）の伝播方向に３つのＩＤＴ電極を配置したいわゆる３ＩＤＴ型の縦結合共振子は、ＳＡＷの伝播方向（「縦方向」という）に励起される２種類の共振モード（０次縦モード、２次縦モード）を利用することにより、フィルタとして機能する。この縦結合共振子は、例えば１つのポートに入力された信号を２つのポートより出力し、また２つのポートに入力された信号を１つのポートより出力することが可能であることから、当該共振子単独で、また複数の共振子を組み合わせて入出力信号の平衡-不平衡変換を行うフィルタとして利用されている。
【０００３】
図１２は従来用いられている３ＩＤＴ型の縦結合共振子１００の一例であり、例えばＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３、水晶などからなる共通の圧電基板１０に、アルミニウムなどの金属薄膜からなるＩＤＴ（InterDigital Tranceducer）電極（以下、第１のＩＤＴ電極２という）を中央に配置し、この第１のＩＤＴ電極２のＳＡＷの伝播方向の左右外側に２つのＩＤＴ電極（以下、左側を第２のＩＤＴ電極３、右側を第３のＩＤＴ電極４という）を配置した構造となっている。これら第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４のさらに左右外側には、外側の領域に伝播したＳＡＷをＩＤＴ電極２、３、４へ向けて反射するための電極指を備えた周知のグレーティング反射器５（以下、反射器５という）が設けられている。なお以下に示す各平面図においては図面に向かって上方側を前方側、下方側を後方側と呼ぶことにする。
【０００４】
図１３の拡大図に示すように、例えば第１のＩＤＴ電極２は、前後に対向して設けられた２本のバスバー２０１、２０３に多数の電極指２０２、２０４を交差指状に接続した周知のＩＤＴ電極として構成されており、これと同様に第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４についても対向するバスバー３０１、３０３、４０１、４０３に各々電極指３０２、３０４、４０２、４０４を交差指状に接続したＩＤＴ電極構造となっている。なお、以下の説明では、図１３に示すようにバスバー３０１、３０３、４０１、４０３や電極指３０２、３０４、４０２、４０４のみの構成を示し、圧電基板１０や信号ポート２１、３４、４４や接地ポート２２、３５、４５などの記載を適宜省略する場合がある。また、各ＩＤＴ電極２、３、４には、数本ずつの電極指２０２、２０４、３０２、３０４、４０２、４０４を模式的に示してあるが、実際には例えば十数本〜数十本程度の電極指が設けられている。
【０００５】
図１２に示すように第１のＩＤＴ電極２の前方側のバスバー２０１には、周波数信号の入出力端である第１の信号ポート２１が接続され、また後方側のバスバー２０３には接地端である接地ポート２２が接続されている。これと同様に第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４についても、各バスバー３０１、３０３、４０１、４０３に各々周波数信号の入出力端である信号ポート３４、４４、並びに接地端である接地ポート３５、４５が接続されていることから、当該縦結合共振子１００には合計６つのポート２１、２２、３４、３５、４４、４５が設けられていることになる。
【０００６】
そして例えば第１の信号ポート２１に周波数信号を入力すると、各電極指２０２、２０４、３０２、３０４、４０２、４０４の伸びる方向と直交する方向（図１２の左右方向）へと伝播するＳＡＷが励振され、これらＩＤＴ電極２、３、４に共振モードが励起されると、入力信号と同相の周波数信号が第２の信号ポート３４及び第３の信号ポート４４より出力される。
【０００７】
かかる構成を備えた縦結合共振子１００のパッケージ手法には、例えば圧電基板１０のＩＤＴ電極２、３、４の形成された面を下方に向けて、格納ケースの基台表面に対向させ、これらの面の間に隙間を介在させることによりＳＡＷの能動領域を確保した状態でパッケージする手法がある。こうした縦結合共振子１００では、例えば図１２に示すように既述の６つのポート（信号ポート２１、３４、４４並びに接地ポート２２、３５、４５）は、アルミニウムなどの金属薄膜を圧電基板１０表面にパターニングした電極パッドとして構成されており、パッケージの基台側に形成された金属パッドに対してこれら縦結合共振子１００側の金属パッドを例えばはんだや金バンプなどで接続することなどにより縦結合共振子１００全体が基台から浮いた状態で固定される。
【０００８】
これらの電極パッドは、縦結合共振子１００全体を浮いた状態で支持固定し、且つパッケージの基台との間に隙間を形成するのに十分な量のはんだや金バンプなどと接する面積を確保する必要があるため、例えば図１２に示すように圧電基板１０の表面の比較的大きな面積を占めている。従来の縦結合共振子１００は、このように大型の電極パッドを各ポート２１、２２、３４、３５、４４、４５の数に対応させて６つも必要とすることから、さらなる小型化が困難であった。また後述するように、例えば縦結合共振子１００には、周波数特性調整用の共振子（例えばＳＡＷ共振子）を追加して設ける場合があるが、従来の縦結合共振子１００には十分なスペースがなく、圧電基板１０全体を大型化しなければ追加の共振子を配置することができなかった。
【０００９】
そこで例えば接地ポート２２、３５、４５を一つに集約し、電極パッドの数を削減することを目的として、（１）例えば図１４に示すように第２のＩＤＴ電極３及び第３のＩＤＴ電極４の接地側の各接地側バスバー３０１、４０１を電極指３０２、４０２を介して第１のＩＤＴ電極２の接地側の接地側バスバー２０３と接続することにより、接地側の３つの接地側バスバー２０３、３０１、４０１を共通の接地ポート２２に接続した縦結合共振子１０１、（２）また例えば図１５に示すように第２のＩＤＴ電極３及び第３のＩＤＴ電極４の接地側の各接地側バスバー３０１、４０１から夫々左右に配置された反射器５や第２の信号ポート３４、第３の信号ポート４４を迂回するように接続線３００、４００を伸ばして共通の接地ポート２２に接続した縦結合共振子１０２、（３）さらに図１６に示すように第２のＩＤＴ電極３及び第３のＩＤＴ電極４の接地側の各接地側バスバー３０１、４０１を夫々左右外側の反射器５と接続して接続線３００、４００の一部とし、（２）の場合と同様に当該接続線３００、４００を伸ばして共通の接地ポート２２に接続した縦結合共振子１０３などが提案されている。
【００１０】
しかしながら（１）の図１４に記載の縦結合共振子１０１は、接地ポート２２に接続され、電位がゼロとなっている電極指３０２、４０２がＳＡＷの通過する領域を横切る状態で配置されていることから、ＳＡＷの励振効率が悪く、縦結合共振子１００全体のオーミックロスに基づく挿入損失が大きくなる。また（２）、（３）の図１５並びに図１６に記載の縦結合共振子１０２、１０３についても、長い接続線３００、４００を引き回して各接地側バスバー３０１、４０１を共通の接地ポート２２に接続していることから、その分だけオーミックロスによる挿入損失が大きくなってしまうといった問題がある。
【００１１】
また特許文献１には３ＩＤＴ型の縦結合共振子について、中央やその左右に配置された各ＩＤＴ電極の電極形状を種々変形させた縦結合共振子が記載されている。しかしながら、これらのＩＤＴ電極の変形は、縦結合共振子の入力側のインピーダンスと出力側のインピーダンスとを異ならせるために実施されたものであり、電極パッド数の削減といった問題には何ら着目されておらず、上述の課題を解決することはできない。
【特許文献１】特開平１０−２９０１４１号公報：第０００８段落〜第００１４段落、図１〜図７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような事情に基づいて行われたものであり、その目的は、挿入損失の増加を抑制しつつ、小型化した縦結合共振子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係わる縦結合共振子は、圧電基板上に、電極指及びバスバーからなる櫛歯電極を互いに交差させて構成したＩＤＴ電極が設けられた縦結合共振子において、
（１）入力ポート及び出力ポートの一方が接続され、電極指が前後方向に伸びる第１の櫛歯電極と、
（２）この第１の櫛歯電極と交差してＩＤＴ電極を構成すると共に左右両側に延伸された部分を有する、接地された接地側の櫛歯電極と、
（３）入力ポート及び出力ポートの他方が各々接続された第２の櫛歯電極及び第３の櫛歯電極と、を備え、
（４）前記第２の櫛歯電極は、
ａ．前記接地側の櫛歯電極の左側に延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側１番目櫛歯電極と呼び、この左側１番目櫛歯電極を左側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側２番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記左側１番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記左側２番目櫛歯電極により構成されるか、
ｂ．前記左側２番目の櫛歯電極を左側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側３番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記左側１番目の櫛歯電極及び左側２番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記左側３番目櫛歯電極により構成されるか、
のいずれかであり、
（５）前記第３の櫛歯電極は、
ａ．前記接地側の櫛歯電極の右側に延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側１番目櫛歯電極と呼ぶとすると、この右側１番目櫛歯電極により構成されるか、
ｂ．前記右側１番目櫛歯電極を右側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側２番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記右側１番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記右側２番目櫛歯電極により構成されるか、
ｃ．前記右側２番目の櫛歯電極を右側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側３番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記右側１番目の櫛歯電極及び右側２番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記右側３番目櫛歯電極により構成されるか、
のいずれかであることを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記縦結合共振子は、
（６）前記第２の櫛歯電極と、当該第２の櫛歯電極と交差する櫛歯電極と、からなるＩＤＴ電極の外側に隣接する第２の反射器と、
（７）前記第３の櫛歯電極と、当該第３の櫛歯電極と交差する櫛歯電極と、からなるＩＤＴ電極の外側に隣接する第３の反射器と、を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧電基板に弾性波を励振可能な浮き電極を用いて縦結合共振子を構成するＩＤＴ電極の接地側の櫛歯電極の夫々の引き出し方向を同じ方向に揃え、これらを１つの櫛歯電極に集約しているので、例えば接続線を引き回してこれら接地側の櫛歯電極を集約する場合と比較して、挿入損失の増大を抑えつつ縦結合共振子を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る縦結合共振子１の平面図を示しており、背景技術にて説明した従来の縦結合共振子１００と同じ機能を備えた構成要素には、図１２、図１３に示したものと同じ符号を付してある。図１に示した縦結合共振子１は、圧電基板１０上の中央に第１のＩＤＴ電極２を配し、その第１のＩＤＴ電極２左右外側に２つのＩＤＴ電極（左側に第２のＩＤＴ電極３、右側に第３のＩＤＴ電極４）を配した３ＩＤＴ型の縦結合共振子１として構成され、これら３つのＩＤＴ電極２、３、４のＳＡＷの伝播方向の左右外側に、さらに反射器５が設けられている点は図１２〜図１６に示した従来の縦結合共振子１００〜１０３と同様である。
【００１７】
また本実施の形態に係る縦結合共振子１は、図１２の従来の縦結合共振子１００に備わっている３つの接地ポート２２、３５、４５が一つの接地ポート２２に集約されている点については図１４〜図１６に示した改良型の従来の縦結合共振子１０１〜１０３と同様であるが、後述する浮き電極を利用して接地型ポート３５、４５の引き出し方向を反転させることにより接地ポート２２、３５、４５の集約化を実現している点がこれらの縦結合共振子１０１〜１０３とは異なっている。そこで以下、浮き電極を利用した当該縦結合共振子１の詳細な構成について説明する。
【００１８】
図１及びその拡大図である図２に示すように、第１のＩＤＴ電極２は、第１の信号ポート２１に接続された第１の信号ポート側バスバー２０１と、この第１の信号ポート側バスバー２０１に対向して設けられ、接地ポート２２に接続された接地側バスバー２０３との間に、夫々電極指２０２、２０４を交差指状（櫛歯状）に接続した周知のＩＤＴ電極構造を備えている。ここで当該第１のＩＤＴ電極２を構成する接地側バスバー２０３は、ＳＡＷの伝播方向（交差指状に配置された電極指２０２、２０４と直交する方向、即ち、図１、図２の左右方向）に延伸されており、当該延伸された部分は、第１のＩＤＴ電極２の左右に形成された２つのＩＤＴ電極（第２のＩＤＴ電極３及び第３のＩＤＴ電極４）の一部を構成していることにより、これら３つのＩＤＴ電極２、３、４の接地ポート２２が集約化されている。
【００１９】
例えば第１のＩＤＴ電極２の左側領域に形成されている第２のＩＤＴ電極３について見てみると、左側へと延伸された接地側バスバー２０３部分に対しては、いずれのポートにも接続されておらず、電気的に浮いた状態となっている第１の浮き電極用バスバー３０５が対向して設けられており、これら双方のバスバー２０３、３０５は互いに平行に配置されている。さらに第１の浮き電極用バスバー３０５は、第１のＩＤＴ電極２の第１の信号ポート側バスバー２０１の左側に並んで配置されており、この第１の浮き電極用バスバー３０５から接地側バスバー２０３までの距離は、第１のＩＤＴ電極２を構成する第１の信号ポート側バスバー２０１から接地側バスバー２０３までの距離とほぼ等しくなっている。
【００２０】
これら接地側バスバー２０３と第１の浮き電極用バスバー３０５とが対向する領域には、各バスバー２０３、３０５から電極指３０２、３０６が交差指状に伸びており、接地ポート２２に接続されたＩＤＴ電極部である接地側ＩＤＴ電極部３１が形成されている。この接地側ＩＤＴ電極部３１は第２のＩＤＴ電極３の一部を構成している。
【００２１】
この接地側ＩＤＴ電極部３１を構成する第１の浮き電極用バスバー３０５は、さらに左側へと延伸されており、当該延伸されたバスバー３０５部分に対しては、第２の信号ポート３４に接続された第２の信号ポート側バスバー３０３が対向し、且つ双方のバスバー３０５、３０３がほぼ平行となるように配置されている。さらに第２の信号ポート側バスバー３０３は電極指２０４の左側に並んで配置されており、第１の浮き電極用バスバー３０５から第２の信号ポート側バスバー３０３までの距離は、第１のＩＤＴ電極２を構成する第１の信号ポート側バスバー２０１から接地側バスバー２０３までの距離、及び接地側ＩＤＴ電極部３１を構成する第１の浮き電極用バスバー３０５から接地側バスバー２０３までの距離とほぼ等しくなっている。
【００２２】
そしてこれら第１の浮き電極用バスバー３０５と第２の信号ポート側バスバー３０３とが対向する領域には、各バスバー３０５、３０３から電極指３０７、３０４が交差指状に伸びており、第２の信号ポート３４に接続されたＩＤＴ電極部である信号ポート側ＩＤＴ電極部３２が形成されている。以上の構成を備えた第１のＩＤＴ電極２の左側の領域の全体を見てみると、当該領域には接地側ＩＤＴ電極部３１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２とがこの順番に配置され、第２のＩＤＴ電極３はこれら２つのＩＤＴ電極部３１、３２によって構成されている。
【００２３】
また、第１のＩＤＴ電極２の右側の領域についてもほぼ同様に、右側へと延伸された接地側バスバー２０３部分と、いずれのポートにも接続されず、電気的に浮いた状態となっている第２の浮き電極用バスバー４０５との間に接地側ＩＤＴ電極部４１が形成され、この第２の浮き電極用バスバー４０５が左側へと延伸された部分と、第３の信号ポート４４に接続された第３の信号ポート側バスバー４０３との間に信号ポート側ＩＤＴ電極部４２が形成されていて、第３のＩＤＴ電極４はこれら２つのＩＤＴ電極部４１、４２により構成されている。
【００２４】
以上に説明した構成を備えることにより当該縦結合共振子１は、第１のＩＤＴ電極２、第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４の３つのＩＤＴ電極２、３、４の接地ポートが共通の接地側バスバー２０３に集約化された構成となる。そして、この共通の接地側バスバー２０３を共通の接地ポート２２に接続することにより、図１２に示した従来型の縦結合共振子１００に比べて接地側ポート（電極パッド）の数を２個少なくすることができる。
【００２５】
ここで図１に示した本実施の形態に係る縦結合共振子１と、図１２に示した従来型の縦結合共振子１００とを比較すると、実施の形態に係る縦結合共振子１は従来型の縦結合共振子１００には設けられていなかった浮き電極（第１の浮き電極用バスバー３０５と電極指３０６、３０７、並びに第２の浮き電極用バスバー４０５と電極指４０６、４０７）を備えていることから、これらの縦結合共振子１、１００の周波数特性は異なったものになってしまうのではないかという懸念もある。しかしながら本発明者は、第２のＩＤＴ電極３（接地側ＩＤＴ電極部３１、信号ポート側ＩＤＴ電極部３２）及び第３のＩＤＴ電極４（接地側ＩＤＴ電極部４１、信号ポート側ＩＤＴ電極部４２）に設けられた電極指３０２、３０４、３０６、３０７、４０２、４０４、４０６、４０７の数を適切に選択することにより、当該縦結合共振子１について従来型の縦結合共振子１００とほぼ同等の周波数特性を持たせることができることを確認している。以下、本実施の形態に係る縦結合共振子１が従来の縦結合共振子１００とほぼ同等の性能を示す原理およびその作用について図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照しながら説明する。なお、以下に説明する図３、図７、図９、図１０の各模式図では、便宜上、反射器５や圧電基板１０などの記載を省略してある。
【００２６】
図３（ａ）は、図１２に示した従来の３ＩＤＴ型の縦結合共振子１００を模式的に示している。ここで説明を簡単にするために、各電極指２０２、２０４、３０２、３０４、４０２、４０４の中心軸同士の間隔（ピッチ）「ｄ」は、例えばフィルタとして機能する当該第２のＩＤＴ電極３の通過帯域域の中心周波数を持つ周波数信号を第１の信号ポート２１より入力した場合に、縦結合共振子１に励振されるＳＡＷの半波長と等しい長さに形成されているものとする。
【００２７】
この場合に前述の中心周波数を持つ周波数信号を第１の信号ポート２１に入力すると、当該周波数信号は第１のＩＤＴ電極２にて電気-機械変換されてＳＡＷが励振され、このＳＡＷは各電極指２０２、２０４、３０２、３０４、４０２、４０４が伸びる方向と直交する方向へ向けて圧電基板１０を伝播する。
【００２８】
ここで例えば図３（ａ）に示した第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４の各信号ポート３４、４４に接続された電極指３０４、４０４は、第１の信号ポート２１に接続された電極指２０２から数えて偶数本目に配置されているものとすると、これらの電極指３０４、４０４には、第１の信号ポート２１に接続された電極指２０２にて励振されたＳＡＷと同じ位相（例えば振幅が最大となる位相、図３中に「＋」で示してある）を持つＳＡＷが到達する。
【００２９】
このＳＡＷが各電極指３０４、４０４にてＳＡＷが機械-電気変換されることにより、第２の信号ポート３４、第３の信号ポート４４からは第１の信号ポート２１へと入力された周波数信号と同じ位相の周波数信号が出力される。このとき接地側に接続された各電極指２０４、３０２、４０２では、入力側の周波数信号から半波長だけ位相のずれたＳＡＷ（例えば振幅が最小となる位相、図３中に「−」で示してある）が機械-電気変換されるが、これらの電極指２０４、３０２、４０２は接地されているため、半波長分だけ位相のずれた（位相の反転した）当該周波数信号は縦結合共振子１００からは出力されない。
【００３０】
以上に説明した従来型の縦結合共振子１００の左右のＩＤＴ電極３、４について、例えば図３（ｂ）に示すように、浮き電極を構成し、いずれのポートにも接続されていない電極指３０７、４０７、３０６、４０６を各々信号ポート３４、４４側の電極指３０４、４０４並びに接地側の電極指３０６、４０６と交差させることにより、これらのＩＤＴ電極３、４を各々接地側ＩＤＴ電極部３１、４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２とに分割したとする。このとき各電極指３０６、３０７、４０６、４０７は、第２のＩＤＴ電極３側、第３のＩＤＴ電極４側で、各々共通の浮き電極用バスバー３０５、４０５に接続されており、これらのバスバー３０５、４０５毎に同じ電位となっている。
【００３１】
この場合に、第１の信号ポート２１から周波数信号を入力すると、既述の縦結合共振子１００の場合と同様に第１のＩＤＴ電極２に励振されたＳＡＷは左右に配置された接地側ＩＤＴ電極部３１、４１へ向かって伝播する。そしてこれら接地側ＩＤＴ電極部３１、４１に設けられている電極指３０６、４０６は、第１の信号ポート２１に接続された電極指２０２から数えて奇数本目に配置されていることから当該電極指３０６、４０６では、入力信号とは半波長分だけ位相のずれた（位相の反転した）ＳＡＷが周波数信号に機械-電気変換される。
【００３２】
そして既述のようにこれら接地側ＩＤＴ電極部３１、４１側の電極指３０６、４０６は浮き電極用バスバー３０５、４０５を介して信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２側の電極指３０７、４０７と同電位となっていることから、接地側ＩＤＴ電極部３１、４１で機械-電気変換された周波数信号は、各信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２で再び電気-機械変換されてＳＡＷとなり、出力側の信号ポート３４、４４に接続された電極指３０４、４０４に到達する。これら信号ポート３４、４４に接続された電極指３０４、４０４は、信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２側の電極指３０７、４０７から見て奇数本目に配置されているため、電極指３０７、４０７で励振されるＳＡＷの位相に対して半波長分だけ位相のずれた周波数信号、即ち位相の反転が２回行われた結果、第１の信号ポート２１に入力された周波数信号と同位相の周波数信号が出力される。
【００３３】
一方で本実施の形態に係る縦結合共振子１は、新たにＩＤＴ電極部３１、４１を追加したことにより、信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２と接地側ＩＤＴ電極部３１、４１とが直列に接続された状態となるため、第２、第３のＩＤＴ電極３、４全体の容量が従来のおよそ半分程度となる。この結果、出力側の信号ポート３４、４４から見た各ＩＤＴ電極３、４のインピーダンスが大きくなり縦結合共振子１の挿入損失が増大するおそれもある。そこで、本実施の形態に係る縦結合共振子１は、接地側、信号ポート側の両ＩＤＴ電極部３１、３２、４１、４２の電極指数を従来の縦結合共振子１００に設けられていたＩＤＴ電極３、４の電極指数のおよそ２倍程度とすることにより、各ＩＤＴ電極部３１、３２、４１、４２の容量を大きくし、ＩＤＴ電極３、４全体の容量低下を抑え、挿入損失の増大を抑制している。
【００３４】
なお図示の便宜上、図３（ｂ）〜図３（ｄ）の各図においては、各ＩＤＴ電極部３１、３２、４１、４２の電極指３０２、３０６、３０７、３０４、４０２、４０６、４０７、４０４の本数は従来型の縦結合共振子１００の左右のＩＤＴ電極３、４と同程度の本数で示してあるが、実際には上述のように従来型と同程度の周波数特性を示すようにこれらの本数を増やしてある。
【００３５】
以上に説明した考え方に基づいて、図３（ｂ）に示すように浮き電極（第１の浮き電極用バスバー３０５と電極指３０６、３０７、並びに第２の浮き電極用バスバー４０５と電極指４０６、４０７）を用いて接地側ＩＤＴ電極部３１、４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２とに夫々分割した第２のＩＤＴ電極３及び第３のＩＤＴ電極４につき、今、接地側ＩＤＴ電極部３１、４１を圧電基板１０上で１８０度回転させて配置すると共に、当該回転させた接地側ＩＤＴ電極部３１、４１の左右外側に信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２を配置する。すると図３（ｃ）に示すように中央の第１のＩＤＴ電極２と、左右の第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４を構成するＩＤＴ電極部３１、３２、４１、４２とがＳＡＷの伝播方向に一列に配置された縦結合共振子を得ることができる。
【００３６】
この図３（ｃ）に示す縦結合共振子は、ＩＤＴ電極部３１、３２、４１、４２の配置位置を変更したに過ぎないことから図３（ｂ）に示したものとほぼ同等の周波数特性を持っている。そしてこの図３（ｃ）に示す縦結合共振子では接地側の電極指２０２、３０２、４０２の接続されているバスバーが互いに並んで配置されていることから、図３（ｄ）に示すようにこれらのバスバーを共通化することが可能となる。図１に示す本実施の形態に係る縦結合共振子１は、以上に説明した考え方に基づいて構成されており、接地ポート２２を集約化して電極パッドの数を減らすことにより縦結合共振子１の小型化を図りつつ、従来の縦結合共振子１と同程度の周波数特性を発揮することができる。
【００３７】
縦結合共振子１には例えば周波数特性調整用のＳＡＷ共振子６などが接続されることがあるが、電極パッドの数を減らしたことにより空いた領域に、例えば図４に示すように当該ＳＡＷ共振子６を配置することが可能となる。この結果、例えば図１２に示した従来の縦結合共振子１と比較して圧電基板１０の大きさを殆ど変えずに周波数特性調整用のＳＡＷ共振子６を備えた縦結合共振子１ａを製造することが可能となる。
【００３８】
ここで上述した縦結合共振子１の構成を本発明の特許請求の範囲の表現に合わせて言い替えると、入力ポートである第１の信号ポート２１が接続された第１の信号ポート側バスバー２０１及び電極指２０２は第１の櫛歯電極に相当し、接地側バスバー２０３と電極指２０４、３０２、４０２とが接地側の櫛歯電極に相当する。また浮き電極である第１の浮き電極用バスバー３０５及び電極指３０６、３０７は左側１番目櫛歯電極に相当し、出力ポートである第２の信号ポート３４に接続された第２の信号ポート側バスバー３０３並びに電極指３０４は、左側２番目櫛歯電極であると共に、本例では第２の櫛歯電極に相当している。一方、浮き電極である第２の浮き電極用バスバー４０５及び電極指４０６、４０７は右側１番目櫛歯電極であり、もう一方の出力ポートである第３の信号ポート４４に接続された第３の信号ポート側バスバー４０３並びに電極指４０４は、右側２番目櫛歯電極であると共に、第３の櫛歯電極に相当している。そして、第２のＩＤＴ電極３の左側に設けられた反射器が第２の反射器、第３のＩＤＴ電極４の右側に設けられた反射器が第３の反射器となっている。
【００３９】
本実施の形態に係る縦結合共振子１によれば以下の効果がある。圧電基板１０にＳＡＷを励振可能な浮き電極（本例で左側１番目櫛歯電極を構成する第１の浮き電極用バスバー３０５及び電極指３０６、３０７、並びに右側１番目櫛歯電極を構成する第２の浮き電極用バスバー４０５及び電極指４０６、４０７）を用いて、縦結合共振子１を構成するＩＤＴ電極２、３、４の接地側の櫛歯電極の夫々の引き出し方向を同じ方向に揃え、これらを１つの櫛歯電極（接地側の櫛歯電極を構成する接地側バスバー２０３及び電極指２０４、３０２、４０２）に集約しているので、例えば図１４〜図１６に示す縦結合共振子１０１〜１０３のように電極指３０２、４０２を用いたり、接続線３００、４００を引き回したりして接地ポート２２を集約する場合と比較して、挿入損失の増大を抑えつつ縦結合共振子１を小型化することができる。
【００４０】
なお、図３（ａ）〜図３（ｄ）の説明でも述べたように、浮き電極（第１の浮き電極用バスバー３０５と電極指３０６、３０７、並びに第２の浮き電極用バスバー４０５と電極指４０６、４０７）を用いて第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４を接地側ＩＤＴ電極部３１、４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２とに分割し、従来の縦結合共振子１００と同程度の周波数特性を得るためには、第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４を構成する電極指３０２、３０６、３０７、３０４、４０２、４０６、４０７、４０４の本数を増やす必要があり、その分、第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４のサイズを大きくする必要がある。しかしながら図１２に示すように、従来の縦結合共振子１００においても各ポート２１、２２、３４、３５、４４、４５を構成する電極パッドは夫々のＩＤＴ電極２、３、４よりもその占有面積が大きく、反射器５の両サイドには上述の電極指３０２、３０６、３０７、３０４、４０２、４０６、４０７、４０４の本数を増やし、第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４を大型化する余裕がある場合が多い。このため、反射器５を含むＩＤＴ電極１、２、３のトータルのサイズを例えば図１２に示した圧電基板１０の幅と同程度か、またはこの幅よりも若干広くなる程度まで大きくしたとしても、依然として電極パッド数の削減の効果は大きいといえる。
【００４１】
接地ポート２２を集約化した縦結合共振子は、図１に示した例に限定されるものではない。例えば図５、図６に示した縦結合共振子１ｂのように、浮き電極を追加して第２の信号ポート３４、第３の信号ポート４４の引き出し方向を前方側へと変更してもよい。例えば図６の拡大図に示すように、左側の第２のＩＤＴ電極３については接地側ＩＤＴ電極部３１の左側へ延伸された第１の浮き電極用バスバー３０５の当該延伸された部分に、いずれのポートにも接続されていない第３の浮き電極用バスバー３０８を対向させ、これらのバスバー３０５、３０８に接続された電極指３０７、３０９にて浮きＩＤＴ電極部３３が追加形成されている。そしてこの第３の浮き電極用バスバー３０８のさらに左側に当該第３の浮き電極用バスバー３０８を延伸させ、この延伸した部分と第２の信号ポート３４に接続された第２の信号ポート側バスバー３０３とを対向させて信号ポート側ＩＤＴ電極部３２を形成することにより、第２の信号ポート３４は信号ポート側ＩＤＴ電極部３２の前方側へと引き出されている。
【００４２】
一方、第１のＩＤＴ電極２の右側の第３のＩＤＴ電極４についても同様に、右側へ延伸された第２の浮き電極用バスバー４０５の当該延伸された部分に、いずれのポートにも接続されていない第４の浮き電極用バスバー４０８を対向させ、これらのバスバー４０５、４０８に接続された電極指４０７、４０９を交差させてなる浮きＩＤＴ電極部４３を接地側ＩＤＴ電極部４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部４２との間に介在させることにより、第３の信号ポート４４の引き出し方向を信号ポート側ＩＤＴ電極部４２の前方側へと変更している。また本例では、第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４の各信号ポート３４、４４に接続された電極指３０４、４０４が、第１の信号ポート２１に接続された電極指２０２から数えて奇数本目となっていることにより、図５に示すように入力側の周波数信号とは位相の反転した周波数信号が各信号ポート３４、４４から出力されるようになっている。
【００４３】
このように浮き電極を用いて左右のＩＤＴ電極３、４を各々３つの電極部３１、３３、３２、４１、４３、４２に三分割すると、各ＩＤＴ電極３、４の容量は従来の縦結合共振子１００に設けられたＩＤＴ電極３、４のおよそ１／３となる。このため、各ＩＤＴ電極部３１、３２、３３、４１、４２、４３においてもインピーダンスの増加を抑えるため電極指３０２、３０６、３０７、３０９、３１０、３０４、４０２、４０６、４０７、４０９、４１０、４０４の本数を、例えば従来の３倍程度まで増やすとよい。
【００４４】
図５、図６に示す縦結合共振子１ｂでは、浮き電極である第３の浮き電極用バスバー３０８及び電極指３０９、３１０は特許請求の範囲の左側２番目櫛歯電極に相当し、出力ポートである第２の信号ポート３４に接続された第２の信号ポート側バスバー３０３並びに電極指３０４は、左側３番目櫛歯電極であると共に第２の櫛歯電極に相当している。一方、浮き電極である第４の浮き電極用バスバー４０８及び電極指４０９、４１０は右側２番目櫛歯電極であり、出力ポートである第３の信号ポート４４に接続された第３の信号ポート側バスバー４０３並びに電極指４０４は、右側３番目櫛歯電極であると共に、第３の櫛歯電極に相当している。
【００４５】
さらには左右の第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４を構成するＩＤＴ電極部の数は同数である場合に限定されるものではなく、図７（ａ）の縦結合共振子１ｃに示すように左側の第２のＩＤＴ電極３については接地側ＩＤＴ電極部３１、浮きＩＤＴ電極部３３、信号ポート側ＩＤＴ電極部３２に三分割し、右側の第３のＩＤＴ電極４については接地側ＩＤＴ電極部４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部４２とに二分割して、夫々の信号ポート３２、４２の引き出し方向が反対向きとなるようにしてもよい。
【００４６】
また例えば図５に示したように、左右のＩＤＴ電極３、４を二分割し、入力側の第１の信号ポート２１とは反対方向へと第２の信号ポート３４及び第３の信号ポート４４を引き出す場合であっても、各信号ポート３２、３３から出力される信号の位相は入力された周波数信号と同位相である場合に限定されない。これらの信号ポート３２、３３に接続された電極指３０４、４０４が入力側の第１の信号ポート２１に接続された電極指２０２から数えて偶数本目または奇数本目となるように電極指の本数を適宜調節することにより自由に変更することができる。例えば図７（ｂ）の縦結合共振子１ｄは、入力された周波数信号とは位相の反転した周波数信号が出力される場合であり、図７（ｃ）の縦結合共振子１ｄは第２の信号ポート３４と、第３の信号ポート４４とで互いに位相の反転した平衡信号が出力される場合である。
【００４７】
上述の例に加え、例えば図８に示すように、一方側の第３のＩＤＴ電極４に浮き電極を用いることなく縦結合共振子１ｆを構成してもよい。本例について簡単に説明すると、図１２に示した従来型の縦結合共振子１００は、例えば第３のＩＤＴ電極４の前方側の電極パッドを第３の信号ポート４４とし、後方側の電極パッドを接地側とすることにより、例えば図９（ａ）に示すように不平衡入力-平衡出力タイプの縦結合共振子として使用することができる。この場合には、中央の第１のＩＤＴ電極２の接地ポート２２と右側の第３のＩＤＴ電極４の接地ポート４５とが隣り合って配置された状態となっており、既にこれらを集約化することが可能である。
【００４８】
そこで既述の図３（ｂ）、図３（ｃ）で説明した考え方に基づいて、左側の第２のＩＤＴ電極３のみを浮き電極によって接地側ＩＤＴ電極部３１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２とに分割し、これらをＳＡＷの伝播方向に並べることにより、図９（ｂ）に示すように、３つの接地ポート２２、３５、４５を隣り合わせて配置することができる。この結果、図９（ｃ）並びに図８に示すように、接地ポート２２が１つに集約化された縦結合共振子１ｆを得ることができる。
【００４９】
図８及び図９（ｃ）に示す縦結合共振子１ｆにおいては、浮き電極である第１の浮き電極用バスバー３０５及び電極指３０６、３０７は特許請求の範囲の左側１番目櫛歯電極に相当し、出力ポートである第２の信号ポート３４に接続された第２の信号ポート側バスバー３０３並びに電極指３０４は、左側２番目櫛歯電極であると共に、第２の櫛歯電極に相当している。一方、第３の信号ポート側バスバー４０３並びに電極指４０４は、右側１番目櫛歯電極であると共に、第３の櫛歯電極に相当していることとなる。
【００５０】
この場合にも、第２のＩＤＴ電極３の分割パターンは二分割に限定されるものではなく、図１０の縦結合共振子１ｇに示すように一方側の第２のＩＤＴ電極３を接地側ＩＤＴ電極部３１、浮きＩＤＴ電極部３３、信号ポート側ＩＤＴ電極部３２に三分割することにより、第２の信号ポート３４を前方側へ引き出すようにしてもよい。また図８〜図１０に示した例とは反対に、左側に設けた第２のＩＤＴ電極３を浮き電極を用いず、分割しない構成として、右側の第３のＩＤＴ電極４を二分割、または三分割してもよいことは勿論である。
【００５１】
ここで図１〜図１０に示した各実施の形態に係る縦結合共振子１、１ａ〜１ｇの説明においては、第１の信号ポート２１を図面に向かって前方側に配置して左側に少なくとも１個の浮き電極（第１の浮き電極用バスバー３０５と電極指３０６、３０７）を備える例を例示したが、これらの縦結合共振子１、１ａ〜１ｇに対して左右方向に鏡像対称の構成を備えた縦結合共振子についても本発明の技術的範囲に含まれる。この場合には、第１の信号ポート２１を図面に向かって後方側に配置した状態で見れば、左側に少なくとも１個の浮き電極が配置された構成となっているからである。
【００５２】
またこれら縦結合共振子１、１ａ〜１ｇは、第１の信号ポート２１から周波数信号を入力し、第２の信号ポート３４及び第３の信号ポート４４から出力する使用法に限られず、第２の信号ポート３４及び第３の信号ポート４４の２つのポートから周波数信号を入力して第１の信号ポート２１からこれを出力してもよい。さらに上述の各縦結合共振子１、１ａ〜１ｇは反射器５を備えていない場合であっても本発明の技術的範囲に含まれ、縦結合共振子に利用する弾性波はＳＡＷに限定されるものではなく、例えば弾性境界波を利用するタイプの共振子であってもよい。
【実施例】
【００５３】
（シミュレーション）
図１、図１２に夫々示す縦結合共振子１、１００と同様の構造を有するフィルタモデルを作成し、夫々のフィルタモデルについてのフィルタ特性をシミュレーションした。
（実施例１）
図１に示した縦結合共振子１について、第１の信号ポート２１より周波数信号を入力し、その通過特性をシミュレーションした。
シミュレーション条件
圧電基板：ＬｉＴａＯ３
電極指ピッチ：２．０μｍ
第１のＩＤＴ電極２の電極指２０２、２０４数：３３本
第２のＩＤＴ電極３の接地側ＩＤＴ電極部３１の電極指３０２、３０６数：３１本
第２のＩＤＴ電極３の信号ポート側ＩＤＴ電極部３２の電極指３０７、３０４数：４０本
第３のＩＤＴ電極４の接地側ＩＤＴ電極部４１の電極指４０２、４０６数：３１本
第３のＩＤＴ電極４の信号ポート側ＩＤＴ電極部４２の電極指４０７、４０４数：４０本
反射器５：電極指ピッチ ２．０μｍ、 電極指数 ５１本
（比較例）
図１２に示した縦結合共振子１００のについて、第１の信号ポート２１より周波数信号を入力し、その通過特性をシミュレーションした。
シミュレーション条件
圧電基板：ＬｉＴａＯ３
電極指ピッチ：２．０μｍ
第１のＩＤＴ電極２の電極指２０２、２０４数：３８本
第２のＩＤＴ電極３の電極指３０２、３０４数：２３本
第３のＩＤＴ電極４の電極指４０２、４０４数：２３本
反射器５：電極指ピッチ ２．０μｍ、 電極指数 ５１本
【００５４】
（シミュレーション結果）
図１１（ａ）、図１１（ｂ）にシミュレーション結果を示す。図１１（ａ）は各縦結合共振子１、１００の通過特性の全体図であり、図１１（ｂ）は通過帯域における通過特性の拡大図を示している。各図の横軸は周波数［ＭＨｚ］、縦軸は減衰量［ｄＢ］を示しており、図中の実線は（実施例）、破線は（比較例）のシミュレーション結果を表している。
【００５５】
図１１（ａ）を見ると、（実施例）にかかる縦結合共振子１と（比較例）にかかる縦結合共振子１００とでは、左右の減衰域では幾分異なる特性を示すものの、中央の通過帯域では両共振子１、１００の通過特性がほぼ一致している。浮き電極（第１の浮き電極用バスバー３０５と電極指３０６、３０７、並びに第２の浮き電極用バスバー４０５と電極指４０６、４０７）を追加して、第１のＩＤＴ電極２及び第２のＩＤＴ電極３を各々接地側ＩＤＴ電極部３１、４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２することにより、接地ポート２２の集約化を図った縦結合共振子１については、こうした構造上の差異があるにも拘らず、通過帯域の特性を拡大した図１１（ｂ）を見ても従来の縦結合共振子１００の通過特性とよく一致しており、挿入損失の増加も見られない。以上のことから縦結合共振子１は小型かつ、挿入損失の抑制された縦結合共振子であるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施の形態に係る３ＩＤＴ型の縦結合共振子の平面図である。
【図２】前記縦結合共振子のＩＤＴ電極部分の拡大図である。
【図３】前記縦結合共振子の構造に係る説明図である。
【図４】前記縦結合共振子の適用例を示す平面図である。
【図５】他の実施の形態に係る縦結合共振子の平面図である。
【図６】前記他の縦結合共振子のＩＤＴ電極部分の拡大図である。
【図７】実施の形態に係る縦結合共振子の各種変形例を示す模式図である。
【図８】さらに他の実施の形態に係る縦結合共振子の平面図である。
【図９】前記さらに他の縦結合共振子の構造に係る説明図である。
【図１０】前記さらに他の縦結合共振子の変形例を示す模式図である。
【図１１】実施の形態に係る縦結合共振子の通過特性を示す特性図である。
【図１２】従来の縦結合共振子の平面図である。
【図１３】前記従来の縦結合共振子のＩＤＴ電極部分の拡大図である。
【図１４】前記従来の縦結合共振子の変形例を示す平面図である。
【図１５】前記従来の縦結合共振子の第２の変形例を示す平面図である。
【図１６】前記従来の縦結合共振子の第３の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１、１ａ〜１ｇ
縦結合共振子
１０ 圧電基板
１００〜１０３
縦結合共振子
２ 第１のＩＤＴ電極
２１ 第１の信号ポート
２２ 接地ポート
２０１ 第１の信号ポート側バスバー
２０２、２０４
電極指
２０３ 接地側バスバー
３ 第２のＩＤＴ電極
３１ 接地側ＩＤＴ電極部
３２ 信号ポート側ＩＤＴ電極部
３３ 浮きＩＤＴ電極部
３４ 第２の信号ポート
３５ 接地ポート
３０２、３０４、３０６、３０７、３０９、３１０
電極指
３０３ 第２の信号ポート側バスバー
３０５ 第１の浮き電極用バスバー
３０８ 第３の浮き電極用バスバー
４ 第３のＩＤＴ電極
４１ 接地側ＩＤＴ電極部
４２ 信号ポート側ＩＤＴ電極部
４３ 浮きＩＤＴ電極部
４４ 第３の信号ポート
４５ 接地ポート
４０２、４０４、４０６、４０７、４０９、４１０
電極指
４０３ 第３の信号ポート側バスバー
４０５ 第２の浮き電極用バスバー
４０８ 第４の浮き電極用バスバー
５ グレーティング反射器（反射器）
６ ＳＡＷ共振子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる３ＩＤＴ型の縦結合共振子に係り、特にこの縦結合共振子を小型化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波であるＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）の伝播方向に３つのＩＤＴ電極を配置したいわゆる３ＩＤＴ型の縦結合共振子は、ＳＡＷの伝播方向（「縦方向」という）に励起される２種類の共振モード（０次縦モード、２次縦モード）を利用することにより、フィルタとして機能する。この縦結合共振子は、例えば１つのポートに入力された信号を２つのポートより出力し、また２つのポートに入力された信号を１つのポートより出力することが可能であることから、当該共振子単独で、また複数の共振子を組み合わせて入出力信号の平衡-不平衡変換を行うフィルタとして利用されている。
【０００３】
図１２は従来用いられている３ＩＤＴ型の縦結合共振子１００の一例であり、例えばＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３、水晶などからなる共通の圧電基板１０に、アルミニウムなどの金属薄膜からなるＩＤＴ（InterDigital Tranceducer）電極（以下、第１のＩＤＴ電極２という）を中央に配置し、この第１のＩＤＴ電極２のＳＡＷの伝播方向の左右外側に２つのＩＤＴ電極（以下、左側を第２のＩＤＴ電極３、右側を第３のＩＤＴ電極４という）を配置した構造となっている。これら第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４のさらに左右外側には、外側の領域に伝播したＳＡＷをＩＤＴ電極２、３、４へ向けて反射するための電極指を備えた周知のグレーティング反射器５（以下、反射器５という）が設けられている。なお以下に示す各平面図においては図面に向かって上方側を前方側、下方側を後方側と呼ぶことにする。
【０００４】
図１３の拡大図に示すように、例えば第１のＩＤＴ電極２は、前後に対向して設けられた２本のバスバー２０１、２０３に多数の電極指２０２、２０４を交差指状に接続した周知のＩＤＴ電極として構成されており、これと同様に第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４についても対向するバスバー３０１、３０３、４０１、４０３に各々電極指３０２、３０４、４０２、４０４を交差指状に接続したＩＤＴ電極構造となっている。なお、以下の説明では、図１３に示すようにバスバー３０１、３０３、４０１、４０３や電極指３０２、３０４、４０２、４０４のみの構成を示し、圧電基板１０や信号ポート２１、３４、４４や接地ポート２２、３５、４５などの記載を適宜省略する場合がある。また、各ＩＤＴ電極２、３、４には、数本ずつの電極指２０２、２０４、３０２、３０４、４０２、４０４を模式的に示してあるが、実際には例えば十数本〜数十本程度の電極指が設けられている。
【０００５】
図１２に示すように第１のＩＤＴ電極２の前方側のバスバー２０１には、周波数信号の入出力端である第１の信号ポート２１が接続され、また後方側のバスバー２０３には接地端である接地ポート２２が接続されている。これと同様に第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４についても、各バスバー３０１、３０３、４０１、４０３に各々周波数信号の入出力端である信号ポート３４、４４、並びに接地端である接地ポート３５、４５が接続されていることから、当該縦結合共振子１００には合計６つのポート２１、２２、３４、３５、４４、４５が設けられていることになる。
【０００６】
そして例えば第１の信号ポート２１に周波数信号を入力すると、各電極指２０２、２０４、３０２、３０４、４０２、４０４の伸びる方向と直交する方向（図１２の左右方向）へと伝播するＳＡＷが励振され、これらＩＤＴ電極２、３、４に共振モードが励起されると、入力信号と同相の周波数信号が第２の信号ポート３４及び第３の信号ポート４４より出力される。
【０００７】
かかる構成を備えた縦結合共振子１００のパッケージ手法には、例えば圧電基板１０のＩＤＴ電極２、３、４の形成された面を下方に向けて、格納ケースの基台表面に対向させ、これらの面の間に隙間を介在させることによりＳＡＷの能動領域を確保した状態でパッケージする手法がある。こうした縦結合共振子１００では、例えば図１２に示すように既述の６つのポート（信号ポート２１、３４、４４並びに接地ポート２２、３５、４５）は、アルミニウムなどの金属薄膜を圧電基板１０表面にパターニングした電極パッドとして構成されており、パッケージの基台側に形成された金属パッドに対してこれら縦結合共振子１００側の金属パッドを例えばはんだや金バンプなどで接続することなどにより縦結合共振子１００全体が基台から浮いた状態で固定される。
【０００８】
これらの電極パッドは、縦結合共振子１００全体を浮いた状態で支持固定し、且つパッケージの基台との間に隙間を形成するのに十分な量のはんだや金バンプなどと接する面積を確保する必要があるため、例えば図１２に示すように圧電基板１０の表面の比較的大きな面積を占めている。従来の縦結合共振子１００は、このように大型の電極パッドを各ポート２１、２２、３４、３５、４４、４５の数に対応させて６つも必要とすることから、さらなる小型化が困難であった。また後述するように、例えば縦結合共振子１００には、周波数特性調整用の共振子（例えばＳＡＷ共振子）を追加して設ける場合があるが、従来の縦結合共振子１００には十分なスペースがなく、圧電基板１０全体を大型化しなければ追加の共振子を配置することができなかった。
【０００９】
そこで例えば接地ポート２２、３５、４５を一つに集約し、電極パッドの数を削減することを目的として、（１）例えば図１４に示すように第２のＩＤＴ電極３及び第３のＩＤＴ電極４の接地側の各接地側バスバー３０１、４０１を電極指３０２、４０２を介して第１のＩＤＴ電極２の接地側の接地側バスバー２０３と接続することにより、接地側の３つの接地側バスバー２０３、３０１、４０１を共通の接地ポート２２に接続した縦結合共振子１０１、（２）また例えば図１５に示すように第２のＩＤＴ電極３及び第３のＩＤＴ電極４の接地側の各接地側バスバー３０１、４０１から夫々左右に配置された反射器５や第２の信号ポート３４、第３の信号ポート４４を迂回するように接続線３００、４００を伸ばして共通の接地ポート２２に接続した縦結合共振子１０２、（３）さらに図１６に示すように第２のＩＤＴ電極３及び第３のＩＤＴ電極４の接地側の各接地側バスバー３０１、４０１を夫々左右外側の反射器５と接続して接続線３００、４００の一部とし、（２）の場合と同様に当該接続線３００、４００を伸ばして共通の接地ポート２２に接続した縦結合共振子１０３などが提案されている。
【００１０】
しかしながら（１）の図１４に記載の縦結合共振子１０１は、接地ポート２２に接続され、電位がゼロとなっている電極指３０２、４０２がＳＡＷの通過する領域を横切る状態で配置されていることから、ＳＡＷの励振効率が悪く、縦結合共振子１００全体のオーミックロスに基づく挿入損失が大きくなる。また（２）、（３）の図１５並びに図１６に記載の縦結合共振子１０２、１０３についても、長い接続線３００、４００を引き回して各接地側バスバー３０１、４０１を共通の接地ポート２２に接続していることから、その分だけオーミックロスによる挿入損失が大きくなってしまうといった問題がある。
【００１１】
また特許文献１には３ＩＤＴ型の縦結合共振子について、中央やその左右に配置された各ＩＤＴ電極の電極形状を種々変形させた縦結合共振子が記載されている。しかしながら、これらのＩＤＴ電極の変形は、縦結合共振子の入力側のインピーダンスと出力側のインピーダンスとを異ならせるために実施されたものであり、電極パッド数の削減といった問題には何ら着目されておらず、上述の課題を解決することはできない。
【特許文献１】特開平１０−２９０１４１号公報：第０００８段落〜第００１４段落、図１〜図７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような事情に基づいて行われたものであり、その目的は、挿入損失の増加を抑制しつつ、小型化した縦結合共振子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係わる縦結合共振子は、圧電基板上に、電極指及びバスバーからなる櫛歯電極を互いに交差させて構成したＩＤＴ電極が設けられた縦結合共振子において、
（１）入力ポート及び出力ポートの一方が接続され、電極指が前後方向に伸びる第１の櫛歯電極と、
（２）この第１の櫛歯電極と交差してＩＤＴ電極を構成すると共に左右両側に延伸された部分を有する、接地された接地側の櫛歯電極と、
（３）入力ポート及び出力ポートの他方が各々接続された第２の櫛歯電極及び第３の櫛歯電極と、を備え、
（４）前記第２の櫛歯電極は、
ａ．前記接地側の櫛歯電極の左側に延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側１番目櫛歯電極と呼び、この左側１番目櫛歯電極を左側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側２番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記左側１番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記左側２番目櫛歯電極により構成されるか、
ｂ．前記左側２番目の櫛歯電極を左側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側３番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記左側１番目の櫛歯電極及び左側２番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記左側３番目櫛歯電極により構成されるか、
のいずれかであり、
（５）前記第３の櫛歯電極は、
ａ．前記接地側の櫛歯電極の右側に延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側１番目櫛歯電極と呼ぶとすると、この右側１番目櫛歯電極により構成されるか、
ｂ．前記右側１番目櫛歯電極を右側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側２番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記右側１番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記右側２番目櫛歯電極により構成されるか、
ｃ．前記右側２番目の櫛歯電極を右側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側３番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記右側１番目の櫛歯電極及び右側２番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記右側３番目櫛歯電極により構成されるか、
のいずれかであることを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記縦結合共振子は、
（６）前記第２の櫛歯電極と、当該第２の櫛歯電極と交差する櫛歯電極と、からなるＩＤＴ電極の外側に隣接する第２の反射器と、
（７）前記第３の櫛歯電極と、当該第３の櫛歯電極と交差する櫛歯電極と、からなるＩＤＴ電極の外側に隣接する第３の反射器と、を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧電基板に弾性波を励振可能な浮き電極を用いて縦結合共振子を構成するＩＤＴ電極の接地側の櫛歯電極の夫々の引き出し方向を同じ方向に揃え、これらを１つの櫛歯電極に集約しているので、例えば接続線を引き回してこれら接地側の櫛歯電極を集約する場合と比較して、挿入損失の増大を抑えつつ縦結合共振子を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る縦結合共振子１の平面図を示しており、背景技術にて説明した従来の縦結合共振子１００と同じ機能を備えた構成要素には、図１２、図１３に示したものと同じ符号を付してある。図１に示した縦結合共振子１は、圧電基板１０上の中央に第１のＩＤＴ電極２を配し、その第１のＩＤＴ電極２左右外側に２つのＩＤＴ電極（左側に第２のＩＤＴ電極３、右側に第３のＩＤＴ電極４）を配した３ＩＤＴ型の縦結合共振子１として構成され、これら３つのＩＤＴ電極２、３、４のＳＡＷの伝播方向の左右外側に、さらに反射器５が設けられている点は図１２〜図１６に示した従来の縦結合共振子１００〜１０３と同様である。
【００１７】
また本実施の形態に係る縦結合共振子１は、図１２の従来の縦結合共振子１００に備わっている３つの接地ポート２２、３５、４５が一つの接地ポート２２に集約されている点については図１４〜図１６に示した改良型の従来の縦結合共振子１０１〜１０３と同様であるが、後述する浮き電極を利用して接地型ポート３５、４５の引き出し方向を反転させることにより接地ポート２２、３５、４５の集約化を実現している点がこれらの縦結合共振子１０１〜１０３とは異なっている。そこで以下、浮き電極を利用した当該縦結合共振子１の詳細な構成について説明する。
【００１８】
図１及びその拡大図である図２に示すように、第１のＩＤＴ電極２は、第１の信号ポート２１に接続された第１の信号ポート側バスバー２０１と、この第１の信号ポート側バスバー２０１に対向して設けられ、接地ポート２２に接続された接地側バスバー２０３との間に、夫々電極指２０２、２０４を交差指状（櫛歯状）に接続した周知のＩＤＴ電極構造を備えている。ここで当該第１のＩＤＴ電極２を構成する接地側バスバー２０３は、ＳＡＷの伝播方向（交差指状に配置された電極指２０２、２０４と直交する方向、即ち、図１、図２の左右方向）に延伸されており、当該延伸された部分は、第１のＩＤＴ電極２の左右に形成された２つのＩＤＴ電極（第２のＩＤＴ電極３及び第３のＩＤＴ電極４）の一部を構成していることにより、これら３つのＩＤＴ電極２、３、４の接地ポート２２が集約化されている。
【００１９】
例えば第１のＩＤＴ電極２の左側領域に形成されている第２のＩＤＴ電極３について見てみると、左側へと延伸された接地側バスバー２０３部分に対しては、いずれのポートにも接続されておらず、電気的に浮いた状態となっている第１の浮き電極用バスバー３０５が対向して設けられており、これら双方のバスバー２０３、３０５は互いに平行に配置されている。さらに第１の浮き電極用バスバー３０５は、第１のＩＤＴ電極２の第１の信号ポート側バスバー２０１の左側に並んで配置されており、この第１の浮き電極用バスバー３０５から接地側バスバー２０３までの距離は、第１のＩＤＴ電極２を構成する第１の信号ポート側バスバー２０１から接地側バスバー２０３までの距離とほぼ等しくなっている。
【００２０】
これら接地側バスバー２０３と第１の浮き電極用バスバー３０５とが対向する領域には、各バスバー２０３、３０５から電極指３０２、３０６が交差指状に伸びており、接地ポート２２に接続されたＩＤＴ電極部である接地側ＩＤＴ電極部３１が形成されている。この接地側ＩＤＴ電極部３１は第２のＩＤＴ電極３の一部を構成している。
【００２１】
この接地側ＩＤＴ電極部３１を構成する第１の浮き電極用バスバー３０５は、さらに左側へと延伸されており、当該延伸されたバスバー３０５部分に対しては、第２の信号ポート３４に接続された第２の信号ポート側バスバー３０３が対向し、且つ双方のバスバー３０５、３０３がほぼ平行となるように配置されている。さらに第２の信号ポート側バスバー３０３は電極指２０４の左側に並んで配置されており、第１の浮き電極用バスバー３０５から第２の信号ポート側バスバー３０３までの距離は、第１のＩＤＴ電極２を構成する第１の信号ポート側バスバー２０１から接地側バスバー２０３までの距離、及び接地側ＩＤＴ電極部３１を構成する第１の浮き電極用バスバー３０５から接地側バスバー２０３までの距離とほぼ等しくなっている。
【００２２】
そしてこれら第１の浮き電極用バスバー３０５と第２の信号ポート側バスバー３０３とが対向する領域には、各バスバー３０５、３０３から電極指３０７、３０４が交差指状に伸びており、第２の信号ポート３４に接続されたＩＤＴ電極部である信号ポート側ＩＤＴ電極部３２が形成されている。以上の構成を備えた第１のＩＤＴ電極２の左側の領域の全体を見てみると、当該領域には接地側ＩＤＴ電極部３１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２とがこの順番に配置され、第２のＩＤＴ電極３はこれら２つのＩＤＴ電極部３１、３２によって構成されている。
【００２３】
また、第１のＩＤＴ電極２の右側の領域についてもほぼ同様に、右側へと延伸された接地側バスバー２０３部分と、いずれのポートにも接続されず、電気的に浮いた状態となっている第２の浮き電極用バスバー４０５との間に接地側ＩＤＴ電極部４１が形成され、この第２の浮き電極用バスバー４０５が左側へと延伸された部分と、第３の信号ポート４４に接続された第３の信号ポート側バスバー４０３との間に信号ポート側ＩＤＴ電極部４２が形成されていて、第３のＩＤＴ電極４はこれら２つのＩＤＴ電極部４１、４２により構成されている。
【００２４】
以上に説明した構成を備えることにより当該縦結合共振子１は、第１のＩＤＴ電極２、第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４の３つのＩＤＴ電極２、３、４の接地ポートが共通の接地側バスバー２０３に集約化された構成となる。そして、この共通の接地側バスバー２０３を共通の接地ポート２２に接続することにより、図１２に示した従来型の縦結合共振子１００に比べて接地側ポート（電極パッド）の数を２個少なくすることができる。
【００２５】
ここで図１に示した本実施の形態に係る縦結合共振子１と、図１２に示した従来型の縦結合共振子１００とを比較すると、実施の形態に係る縦結合共振子１は従来型の縦結合共振子１００には設けられていなかった浮き電極（第１の浮き電極用バスバー３０５と電極指３０６、３０７、並びに第２の浮き電極用バスバー４０５と電極指４０６、４０７）を備えていることから、これらの縦結合共振子１、１００の周波数特性は異なったものになってしまうのではないかという懸念もある。しかしながら本発明者は、第２のＩＤＴ電極３（接地側ＩＤＴ電極部３１、信号ポート側ＩＤＴ電極部３２）及び第３のＩＤＴ電極４（接地側ＩＤＴ電極部４１、信号ポート側ＩＤＴ電極部４２）に設けられた電極指３０２、３０４、３０６、３０７、４０２、４０４、４０６、４０７の数を適切に選択することにより、当該縦結合共振子１について従来型の縦結合共振子１００とほぼ同等の周波数特性を持たせることができることを確認している。以下、本実施の形態に係る縦結合共振子１が従来の縦結合共振子１００とほぼ同等の性能を示す原理およびその作用について図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照しながら説明する。なお、以下に説明する図３、図７、図９、図１０の各模式図では、便宜上、反射器５や圧電基板１０などの記載を省略してある。
【００２６】
図３（ａ）は、図１２に示した従来の３ＩＤＴ型の縦結合共振子１００を模式的に示している。ここで説明を簡単にするために、各電極指２０２、２０４、３０２、３０４、４０２、４０４の中心軸同士の間隔（ピッチ）「ｄ」は、例えばフィルタとして機能する当該第２のＩＤＴ電極３の通過帯域域の中心周波数を持つ周波数信号を第１の信号ポート２１より入力した場合に、縦結合共振子１に励振されるＳＡＷの半波長と等しい長さに形成されているものとする。
【００２７】
この場合に前述の中心周波数を持つ周波数信号を第１の信号ポート２１に入力すると、当該周波数信号は第１のＩＤＴ電極２にて電気-機械変換されてＳＡＷが励振され、このＳＡＷは各電極指２０２、２０４、３０２、３０４、４０２、４０４が伸びる方向と直交する方向へ向けて圧電基板１０を伝播する。
【００２８】
ここで例えば図３（ａ）に示した第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４の各信号ポート３４、４４に接続された電極指３０４、４０４は、第１の信号ポート２１に接続された電極指２０２から数えて偶数本目に配置されているものとすると、これらの電極指３０４、４０４には、第１の信号ポート２１に接続された電極指２０２にて励振されたＳＡＷと同じ位相（例えば振幅が最大となる位相、図３中に「＋」で示してある）を持つＳＡＷが到達する。
【００２９】
このＳＡＷが各電極指３０４、４０４にてＳＡＷが機械-電気変換されることにより、第２の信号ポート３４、第３の信号ポート４４からは第１の信号ポート２１へと入力された周波数信号と同じ位相の周波数信号が出力される。このとき接地側に接続された各電極指２０４、３０２、４０２では、入力側の周波数信号から半波長だけ位相のずれたＳＡＷ（例えば振幅が最小となる位相、図３中に「−」で示してある）が機械-電気変換されるが、これらの電極指２０４、３０２、４０２は接地されているため、半波長分だけ位相のずれた（位相の反転した）当該周波数信号は縦結合共振子１００からは出力されない。
【００３０】
以上に説明した従来型の縦結合共振子１００の左右のＩＤＴ電極３、４について、例えば図３（ｂ）に示すように、浮き電極を構成し、いずれのポートにも接続されていない電極指３０７、４０７、３０６、４０６を各々信号ポート３４、４４側の電極指３０４、４０４並びに接地側の電極指３０６、４０６と交差させることにより、これらのＩＤＴ電極３、４を各々接地側ＩＤＴ電極部３１、４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２とに分割したとする。このとき各電極指３０６、３０７、４０６、４０７は、第２のＩＤＴ電極３側、第３のＩＤＴ電極４側で、各々共通の浮き電極用バスバー３０５、４０５に接続されており、これらのバスバー３０５、４０５毎に同じ電位となっている。
【００３１】
この場合に、第１の信号ポート２１から周波数信号を入力すると、既述の縦結合共振子１００の場合と同様に第１のＩＤＴ電極２に励振されたＳＡＷは左右に配置された接地側ＩＤＴ電極部３１、４１へ向かって伝播する。そしてこれら接地側ＩＤＴ電極部３１、４１に設けられている電極指３０６、４０６は、第１の信号ポート２１に接続された電極指２０２から数えて奇数本目に配置されていることから当該電極指３０６、４０６では、入力信号とは半波長分だけ位相のずれた（位相の反転した）ＳＡＷが周波数信号に機械-電気変換される。
【００３２】
そして既述のようにこれら接地側ＩＤＴ電極部３１、４１側の電極指３０６、４０６は浮き電極用バスバー３０５、４０５を介して信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２側の電極指３０７、４０７と同電位となっていることから、接地側ＩＤＴ電極部３１、４１で機械-電気変換された周波数信号は、各信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２で再び電気-機械変換されてＳＡＷとなり、出力側の信号ポート３４、４４に接続された電極指３０４、４０４に到達する。これら信号ポート３４、４４に接続された電極指３０４、４０４は、信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２側の電極指３０７、４０７から見て奇数本目に配置されているため、電極指３０７、４０７で励振されるＳＡＷの位相に対して半波長分だけ位相のずれた周波数信号、即ち位相の反転が２回行われた結果、第１の信号ポート２１に入力された周波数信号と同位相の周波数信号が出力される。
【００３３】
一方で本実施の形態に係る縦結合共振子１は、新たにＩＤＴ電極部３１、４１を追加したことにより、信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２と接地側ＩＤＴ電極部３１、４１とが直列に接続された状態となるため、第２、第３のＩＤＴ電極３、４全体の容量が従来のおよそ半分程度となる。この結果、出力側の信号ポート３４、４４から見た各ＩＤＴ電極３、４のインピーダンスが大きくなり縦結合共振子１の挿入損失が増大するおそれもある。そこで、本実施の形態に係る縦結合共振子１は、接地側、信号ポート側の両ＩＤＴ電極部３１、３２、４１、４２の電極指数を従来の縦結合共振子１００に設けられていたＩＤＴ電極３、４の電極指数のおよそ２倍程度とすることにより、各ＩＤＴ電極部３１、３２、４１、４２の容量を大きくし、ＩＤＴ電極３、４全体の容量低下を抑え、挿入損失の増大を抑制している。
【００３４】
なお図示の便宜上、図３（ｂ）〜図３（ｄ）の各図においては、各ＩＤＴ電極部３１、３２、４１、４２の電極指３０２、３０６、３０７、３０４、４０２、４０６、４０７、４０４の本数は従来型の縦結合共振子１００の左右のＩＤＴ電極３、４と同程度の本数で示してあるが、実際には上述のように従来型と同程度の周波数特性を示すようにこれらの本数を増やしてある。
【００３５】
以上に説明した考え方に基づいて、図３（ｂ）に示すように浮き電極（第１の浮き電極用バスバー３０５と電極指３０６、３０７、並びに第２の浮き電極用バスバー４０５と電極指４０６、４０７）を用いて接地側ＩＤＴ電極部３１、４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２とに夫々分割した第２のＩＤＴ電極３及び第３のＩＤＴ電極４につき、今、接地側ＩＤＴ電極部３１、４１を圧電基板１０上で１８０度回転させて配置すると共に、当該回転させた接地側ＩＤＴ電極部３１、４１の左右外側に信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２を配置する。すると図３（ｃ）に示すように中央の第１のＩＤＴ電極２と、左右の第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４を構成するＩＤＴ電極部３１、３２、４１、４２とがＳＡＷの伝播方向に一列に配置された縦結合共振子を得ることができる。
【００３６】
この図３（ｃ）に示す縦結合共振子は、ＩＤＴ電極部３１、３２、４１、４２の配置位置を変更したに過ぎないことから図３（ｂ）に示したものとほぼ同等の周波数特性を持っている。そしてこの図３（ｃ）に示す縦結合共振子では接地側の電極指２０２、３０２、４０２の接続されているバスバーが互いに並んで配置されていることから、図３（ｄ）に示すようにこれらのバスバーを共通化することが可能となる。図１に示す本実施の形態に係る縦結合共振子１は、以上に説明した考え方に基づいて構成されており、接地ポート２２を集約化して電極パッドの数を減らすことにより縦結合共振子１の小型化を図りつつ、従来の縦結合共振子１と同程度の周波数特性を発揮することができる。
【００３７】
縦結合共振子１には例えば周波数特性調整用のＳＡＷ共振子６などが接続されることがあるが、電極パッドの数を減らしたことにより空いた領域に、例えば図４に示すように当該ＳＡＷ共振子６を配置することが可能となる。この結果、例えば図１２に示した従来の縦結合共振子１と比較して圧電基板１０の大きさを殆ど変えずに周波数特性調整用のＳＡＷ共振子６を備えた縦結合共振子１ａを製造することが可能となる。
【００３８】
ここで上述した縦結合共振子１の構成を本発明の特許請求の範囲の表現に合わせて言い替えると、入力ポートである第１の信号ポート２１が接続された第１の信号ポート側バスバー２０１及び電極指２０２は第１の櫛歯電極に相当し、接地側バスバー２０３と電極指２０４、３０２、４０２とが接地側の櫛歯電極に相当する。また浮き電極である第１の浮き電極用バスバー３０５及び電極指３０６、３０７は左側１番目櫛歯電極に相当し、出力ポートである第２の信号ポート３４に接続された第２の信号ポート側バスバー３０３並びに電極指３０４は、左側２番目櫛歯電極であると共に、本例では第２の櫛歯電極に相当している。一方、浮き電極である第２の浮き電極用バスバー４０５及び電極指４０６、４０７は右側１番目櫛歯電極であり、もう一方の出力ポートである第３の信号ポート４４に接続された第３の信号ポート側バスバー４０３並びに電極指４０４は、右側２番目櫛歯電極であると共に、第３の櫛歯電極に相当している。そして、第２のＩＤＴ電極３の左側に設けられた反射器が第２の反射器、第３のＩＤＴ電極４の右側に設けられた反射器が第３の反射器となっている。
【００３９】
本実施の形態に係る縦結合共振子１によれば以下の効果がある。圧電基板１０にＳＡＷを励振可能な浮き電極（本例で左側１番目櫛歯電極を構成する第１の浮き電極用バスバー３０５及び電極指３０６、３０７、並びに右側１番目櫛歯電極を構成する第２の浮き電極用バスバー４０５及び電極指４０６、４０７）を用いて、縦結合共振子１を構成するＩＤＴ電極２、３、４の接地側の櫛歯電極の夫々の引き出し方向を同じ方向に揃え、これらを１つの櫛歯電極（接地側の櫛歯電極を構成する接地側バスバー２０３及び電極指２０４、３０２、４０２）に集約しているので、例えば図１４〜図１６に示す縦結合共振子１０１〜１０３のように電極指３０２、４０２を用いたり、接続線３００、４００を引き回したりして接地ポート２２を集約する場合と比較して、挿入損失の増大を抑えつつ縦結合共振子１を小型化することができる。
【００４０】
なお、図３（ａ）〜図３（ｄ）の説明でも述べたように、浮き電極（第１の浮き電極用バスバー３０５と電極指３０６、３０７、並びに第２の浮き電極用バスバー４０５と電極指４０６、４０７）を用いて第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４を接地側ＩＤＴ電極部３１、４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２とに分割し、従来の縦結合共振子１００と同程度の周波数特性を得るためには、第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４を構成する電極指３０２、３０６、３０７、３０４、４０２、４０６、４０７、４０４の本数を増やす必要があり、その分、第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４のサイズを大きくする必要がある。しかしながら図１２に示すように、従来の縦結合共振子１００においても各ポート２１、２２、３４、３５、４４、４５を構成する電極パッドは夫々のＩＤＴ電極２、３、４よりもその占有面積が大きく、反射器５の両サイドには上述の電極指３０２、３０６、３０７、３０４、４０２、４０６、４０７、４０４の本数を増やし、第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４を大型化する余裕がある場合が多い。このため、反射器５を含むＩＤＴ電極１、２、３のトータルのサイズを例えば図１２に示した圧電基板１０の幅と同程度か、またはこの幅よりも若干広くなる程度まで大きくしたとしても、依然として電極パッド数の削減の効果は大きいといえる。
【００４１】
接地ポート２２を集約化した縦結合共振子は、図１に示した例に限定されるものではない。例えば図５、図６に示した縦結合共振子１ｂのように、浮き電極を追加して第２の信号ポート３４、第３の信号ポート４４の引き出し方向を前方側へと変更してもよい。例えば図６の拡大図に示すように、左側の第２のＩＤＴ電極３については接地側ＩＤＴ電極部３１の左側へ延伸された第１の浮き電極用バスバー３０５の当該延伸された部分に、いずれのポートにも接続されていない第３の浮き電極用バスバー３０８を対向させ、これらのバスバー３０５、３０８に接続された電極指３０７、３０９にて浮きＩＤＴ電極部３３が追加形成されている。そしてこの第３の浮き電極用バスバー３０８のさらに左側に当該第３の浮き電極用バスバー３０８を延伸させ、この延伸した部分と第２の信号ポート３４に接続された第２の信号ポート側バスバー３０３とを対向させて信号ポート側ＩＤＴ電極部３２を形成することにより、第２の信号ポート３４は信号ポート側ＩＤＴ電極部３２の前方側へと引き出されている。
【００４２】
一方、第１のＩＤＴ電極２の右側の第３のＩＤＴ電極４についても同様に、右側へ延伸された第２の浮き電極用バスバー４０５の当該延伸された部分に、いずれのポートにも接続されていない第４の浮き電極用バスバー４０８を対向させ、これらのバスバー４０５、４０８に接続された電極指４０７、４０９を交差させてなる浮きＩＤＴ電極部４３を接地側ＩＤＴ電極部４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部４２との間に介在させることにより、第３の信号ポート４４の引き出し方向を信号ポート側ＩＤＴ電極部４２の前方側へと変更している。また本例では、第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４の各信号ポート３４、４４に接続された電極指３０４、４０４が、第１の信号ポート２１に接続された電極指２０２から数えて奇数本目となっていることにより、図５に示すように入力側の周波数信号とは位相の反転した周波数信号が各信号ポート３４、４４から出力されるようになっている。
【００４３】
このように浮き電極を用いて左右のＩＤＴ電極３、４を各々３つの電極部３１、３３、３２、４１、４３、４２に三分割すると、各ＩＤＴ電極３、４の容量は従来の縦結合共振子１００に設けられたＩＤＴ電極３、４のおよそ１／３となる。このため、各ＩＤＴ電極部３１、３２、３３、４１、４２、４３においてもインピーダンスの増加を抑えるため電極指３０２、３０６、３０７、３０９、３１０、３０４、４０２、４０６、４０７、４０９、４１０、４０４の本数を、例えば従来の３倍程度まで増やすとよい。
【００４４】
図５、図６に示す縦結合共振子１ｂでは、浮き電極である第３の浮き電極用バスバー３０８及び電極指３０９、３１０は特許請求の範囲の左側２番目櫛歯電極に相当し、出力ポートである第２の信号ポート３４に接続された第２の信号ポート側バスバー３０３並びに電極指３０４は、左側３番目櫛歯電極であると共に第２の櫛歯電極に相当している。一方、浮き電極である第４の浮き電極用バスバー４０８及び電極指４０９、４１０は右側２番目櫛歯電極であり、出力ポートである第３の信号ポート４４に接続された第３の信号ポート側バスバー４０３並びに電極指４０４は、右側３番目櫛歯電極であると共に、第３の櫛歯電極に相当している。
【００４５】
さらには左右の第２のＩＤＴ電極３、第３のＩＤＴ電極４を構成するＩＤＴ電極部の数は同数である場合に限定されるものではなく、図７（ａ）の縦結合共振子１ｃに示すように左側の第２のＩＤＴ電極３については接地側ＩＤＴ電極部３１、浮きＩＤＴ電極部３３、信号ポート側ＩＤＴ電極部３２に三分割し、右側の第３のＩＤＴ電極４については接地側ＩＤＴ電極部４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部４２とに二分割して、夫々の信号ポート３２、４２の引き出し方向が反対向きとなるようにしてもよい。
【００４６】
また例えば図５に示したように、左右のＩＤＴ電極３、４を二分割し、入力側の第１の信号ポート２１とは反対方向へと第２の信号ポート３４及び第３の信号ポート４４を引き出す場合であっても、各信号ポート３２、３３から出力される信号の位相は入力された周波数信号と同位相である場合に限定されない。これらの信号ポート３２、３３に接続された電極指３０４、４０４が入力側の第１の信号ポート２１に接続された電極指２０２から数えて偶数本目または奇数本目となるように電極指の本数を適宜調節することにより自由に変更することができる。例えば図７（ｂ）の縦結合共振子１ｄは、入力された周波数信号とは位相の反転した周波数信号が出力される場合であり、図７（ｃ）の縦結合共振子１ｄは第２の信号ポート３４と、第３の信号ポート４４とで互いに位相の反転した平衡信号が出力される場合である。
【００４７】
上述の例に加え、例えば図８に示すように、一方側の第３のＩＤＴ電極４に浮き電極を用いることなく縦結合共振子１ｆを構成してもよい。本例について簡単に説明すると、図１２に示した従来型の縦結合共振子１００は、例えば第３のＩＤＴ電極４の前方側の電極パッドを第３の信号ポート４４とし、後方側の電極パッドを接地側とすることにより、例えば図９（ａ）に示すように不平衡入力-平衡出力タイプの縦結合共振子として使用することができる。この場合には、中央の第１のＩＤＴ電極２の接地ポート２２と右側の第３のＩＤＴ電極４の接地ポート４５とが隣り合って配置された状態となっており、既にこれらを集約化することが可能である。
【００４８】
そこで既述の図３（ｂ）、図３（ｃ）で説明した考え方に基づいて、左側の第２のＩＤＴ電極３のみを浮き電極によって接地側ＩＤＴ電極部３１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２とに分割し、これらをＳＡＷの伝播方向に並べることにより、図９（ｂ）に示すように、３つの接地ポート２２、３５、４５を隣り合わせて配置することができる。この結果、図９（ｃ）並びに図８に示すように、接地ポート２２が１つに集約化された縦結合共振子１ｆを得ることができる。
【００４９】
図８及び図９（ｃ）に示す縦結合共振子１ｆにおいては、浮き電極である第１の浮き電極用バスバー３０５及び電極指３０６、３０７は特許請求の範囲の左側１番目櫛歯電極に相当し、出力ポートである第２の信号ポート３４に接続された第２の信号ポート側バスバー３０３並びに電極指３０４は、左側２番目櫛歯電極であると共に、第２の櫛歯電極に相当している。一方、第３の信号ポート側バスバー４０３並びに電極指４０４は、右側１番目櫛歯電極であると共に、第３の櫛歯電極に相当していることとなる。
【００５０】
この場合にも、第２のＩＤＴ電極３の分割パターンは二分割に限定されるものではなく、図１０の縦結合共振子１ｇに示すように一方側の第２のＩＤＴ電極３を接地側ＩＤＴ電極部３１、浮きＩＤＴ電極部３３、信号ポート側ＩＤＴ電極部３２に三分割することにより、第２の信号ポート３４を前方側へ引き出すようにしてもよい。また図８〜図１０に示した例とは反対に、左側に設けた第２のＩＤＴ電極３を浮き電極を用いず、分割しない構成として、右側の第３のＩＤＴ電極４を二分割、または三分割してもよいことは勿論である。
【００５１】
ここで図１〜図１０に示した各実施の形態に係る縦結合共振子１、１ａ〜１ｇの説明においては、第１の信号ポート２１を図面に向かって前方側に配置して左側に少なくとも１個の浮き電極（第１の浮き電極用バスバー３０５と電極指３０６、３０７）を備える例を例示したが、これらの縦結合共振子１、１ａ〜１ｇに対して左右方向に鏡像対称の構成を備えた縦結合共振子についても本発明の技術的範囲に含まれる。この場合には、第１の信号ポート２１を図面に向かって後方側に配置した状態で見れば、左側に少なくとも１個の浮き電極が配置された構成となっているからである。
【００５２】
またこれら縦結合共振子１、１ａ〜１ｇは、第１の信号ポート２１から周波数信号を入力し、第２の信号ポート３４及び第３の信号ポート４４から出力する使用法に限られず、第２の信号ポート３４及び第３の信号ポート４４の２つのポートから周波数信号を入力して第１の信号ポート２１からこれを出力してもよい。さらに上述の各縦結合共振子１、１ａ〜１ｇは反射器５を備えていない場合であっても本発明の技術的範囲に含まれ、縦結合共振子に利用する弾性波はＳＡＷに限定されるものではなく、例えば弾性境界波を利用するタイプの共振子であってもよい。
【実施例】
【００５３】
（シミュレーション）
図１、図１２に夫々示す縦結合共振子１、１００と同様の構造を有するフィルタモデルを作成し、夫々のフィルタモデルについてのフィルタ特性をシミュレーションした。
（実施例１）
図１に示した縦結合共振子１について、第１の信号ポート２１より周波数信号を入力し、その通過特性をシミュレーションした。
シミュレーション条件
圧電基板：ＬｉＴａＯ３
電極指ピッチ：２．０μｍ
第１のＩＤＴ電極２の電極指２０２、２０４数：３３本
第２のＩＤＴ電極３の接地側ＩＤＴ電極部３１の電極指３０２、３０６数：３１本
第２のＩＤＴ電極３の信号ポート側ＩＤＴ電極部３２の電極指３０７、３０４数：４０本
第３のＩＤＴ電極４の接地側ＩＤＴ電極部４１の電極指４０２、４０６数：３１本
第３のＩＤＴ電極４の信号ポート側ＩＤＴ電極部４２の電極指４０７、４０４数：４０本
反射器５：電極指ピッチ ２．０μｍ、 電極指数 ５１本
（比較例）
図１２に示した縦結合共振子１００のについて、第１の信号ポート２１より周波数信号を入力し、その通過特性をシミュレーションした。
シミュレーション条件
圧電基板：ＬｉＴａＯ３
電極指ピッチ：２．０μｍ
第１のＩＤＴ電極２の電極指２０２、２０４数：３８本
第２のＩＤＴ電極３の電極指３０２、３０４数：２３本
第３のＩＤＴ電極４の電極指４０２、４０４数：２３本
反射器５：電極指ピッチ ２．０μｍ、 電極指数 ５１本
【００５４】
（シミュレーション結果）
図１１（ａ）、図１１（ｂ）にシミュレーション結果を示す。図１１（ａ）は各縦結合共振子１、１００の通過特性の全体図であり、図１１（ｂ）は通過帯域における通過特性の拡大図を示している。各図の横軸は周波数［ＭＨｚ］、縦軸は減衰量［ｄＢ］を示しており、図中の実線は（実施例）、破線は（比較例）のシミュレーション結果を表している。
【００５５】
図１１（ａ）を見ると、（実施例）にかかる縦結合共振子１と（比較例）にかかる縦結合共振子１００とでは、左右の減衰域では幾分異なる特性を示すものの、中央の通過帯域では両共振子１、１００の通過特性がほぼ一致している。浮き電極（第１の浮き電極用バスバー３０５と電極指３０６、３０７、並びに第２の浮き電極用バスバー４０５と電極指４０６、４０７）を追加して、第１のＩＤＴ電極２及び第２のＩＤＴ電極３を各々接地側ＩＤＴ電極部３１、４１と信号ポート側ＩＤＴ電極部３２、４２することにより、接地ポート２２の集約化を図った縦結合共振子１については、こうした構造上の差異があるにも拘らず、通過帯域の特性を拡大した図１１（ｂ）を見ても従来の縦結合共振子１００の通過特性とよく一致しており、挿入損失の増加も見られない。以上のことから縦結合共振子１は小型かつ、挿入損失の抑制された縦結合共振子であるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施の形態に係る３ＩＤＴ型の縦結合共振子の平面図である。
【図２】前記縦結合共振子のＩＤＴ電極部分の拡大図である。
【図３】前記縦結合共振子の構造に係る説明図である。
【図４】前記縦結合共振子の適用例を示す平面図である。
【図５】他の実施の形態に係る縦結合共振子の平面図である。
【図６】前記他の縦結合共振子のＩＤＴ電極部分の拡大図である。
【図７】実施の形態に係る縦結合共振子の各種変形例を示す模式図である。
【図８】さらに他の実施の形態に係る縦結合共振子の平面図である。
【図９】前記さらに他の縦結合共振子の構造に係る説明図である。
【図１０】前記さらに他の縦結合共振子の変形例を示す模式図である。
【図１１】実施の形態に係る縦結合共振子の通過特性を示す特性図である。
【図１２】従来の縦結合共振子の平面図である。
【図１３】前記従来の縦結合共振子のＩＤＴ電極部分の拡大図である。
【図１４】前記従来の縦結合共振子の変形例を示す平面図である。
【図１５】前記従来の縦結合共振子の第２の変形例を示す平面図である。
【図１６】前記従来の縦結合共振子の第３の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１、１ａ〜１ｇ
縦結合共振子
１０ 圧電基板
１００〜１０３
縦結合共振子
２ 第１のＩＤＴ電極
２１ 第１の信号ポート
２２ 接地ポート
２０１ 第１の信号ポート側バスバー
２０２、２０４
電極指
２０３ 接地側バスバー
３ 第２のＩＤＴ電極
３１ 接地側ＩＤＴ電極部
３２ 信号ポート側ＩＤＴ電極部
３３ 浮きＩＤＴ電極部
３４ 第２の信号ポート
３５ 接地ポート
３０２、３０４、３０６、３０７、３０９、３１０
電極指
３０３ 第２の信号ポート側バスバー
３０５ 第１の浮き電極用バスバー
３０８ 第３の浮き電極用バスバー
４ 第３のＩＤＴ電極
４１ 接地側ＩＤＴ電極部
４２ 信号ポート側ＩＤＴ電極部
４３ 浮きＩＤＴ電極部
４４ 第３の信号ポート
４５ 接地ポート
４０２、４０４、４０６、４０７、４０９、４１０
電極指
４０３ 第３の信号ポート側バスバー
４０５ 第２の浮き電極用バスバー
４０８ 第４の浮き電極用バスバー
５ グレーティング反射器（反射器）
６ ＳＡＷ共振子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に、電極指及びバスバーからなる櫛歯電極を互いに交差させて構成したＩＤＴ電極が設けられた縦結合共振子において、
（１）入力ポート及び出力ポートの一方が接続され、電極指が前後方向に伸びる第１の櫛歯電極と、
（２）この第１の櫛歯電極と交差してＩＤＴ電極を構成すると共に左右両側に延伸された部分を有する、接地された接地側の櫛歯電極と、
（３）入力ポート及び出力ポートの他方が各々接続された第２の櫛歯電極及び第３の櫛歯電極と、を備え、
（４）前記第２の櫛歯電極は、
ａ．前記接地側の櫛歯電極の左側に延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側１番目櫛歯電極と呼び、この左側１番目櫛歯電極を左側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側２番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記左側１番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記左側２番目櫛歯電極により構成されるか、
ｂ．前記左側２番目の櫛歯電極を左側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側３番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記左側１番目の櫛歯電極及び左側２番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記左側３番目櫛歯電極により構成されるか、
のいずれかであり、
（５）前記第３の櫛歯電極は、
ａ．前記接地側の櫛歯電極の右側に延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側１番目櫛歯電極と呼ぶとすると、この右側１番目櫛歯電極により構成されるか、
ｂ．前記右側１番目櫛歯電極を右側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側２番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記右側１番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記右側２番目櫛歯電極により構成されるか、
ｃ．前記右側２番目の櫛歯電極を右側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側３番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記右側１番目の櫛歯電極及び右側２番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記右側３番目櫛歯電極により構成されるか、
のいずれかであることを特徴とする縦結合共振子。
【請求項２】
前記縦結合共振子は、
（６）前記第２の櫛歯電極と、当該第２の櫛歯電極と交差する櫛歯電極と、からなるＩＤＴ電極の外側に隣接する第２の反射器と、
（７）前記第３の櫛歯電極と、当該第３の櫛歯電極と交差する櫛歯電極と、からなるＩＤＴ電極の外側に隣接する第３の反射器と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の縦結合共振子。
【請求項１】
圧電基板上に、電極指及びバスバーからなる櫛歯電極を互いに交差させて構成したＩＤＴ電極が設けられた縦結合共振子において、
（１）入力ポート及び出力ポートの一方が接続され、電極指が前後方向に伸びる第１の櫛歯電極と、
（２）この第１の櫛歯電極と交差してＩＤＴ電極を構成すると共に左右両側に延伸された部分を有する、接地された接地側の櫛歯電極と、
（３）入力ポート及び出力ポートの他方が各々接続された第２の櫛歯電極及び第３の櫛歯電極と、を備え、
（４）前記第２の櫛歯電極は、
ａ．前記接地側の櫛歯電極の左側に延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側１番目櫛歯電極と呼び、この左側１番目櫛歯電極を左側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側２番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記左側１番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記左側２番目櫛歯電極により構成されるか、
ｂ．前記左側２番目の櫛歯電極を左側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を左側３番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記左側１番目の櫛歯電極及び左側２番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記左側３番目櫛歯電極により構成されるか、
のいずれかであり、
（５）前記第３の櫛歯電極は、
ａ．前記接地側の櫛歯電極の右側に延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側１番目櫛歯電極と呼ぶとすると、この右側１番目櫛歯電極により構成されるか、
ｂ．前記右側１番目櫛歯電極を右側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側２番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記右側１番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記右側２番目櫛歯電極により構成されるか、
ｃ．前記右側２番目の櫛歯電極を右側に延伸させて、この延伸する部分と交差してＩＤＴ電極を構成する櫛歯電極を右側３番目櫛歯電極と呼ぶとすると、前記右側１番目の櫛歯電極及び右側２番目の櫛歯電極を浮き電極として、前記右側３番目櫛歯電極により構成されるか、
のいずれかであることを特徴とする縦結合共振子。
【請求項２】
前記縦結合共振子は、
（６）前記第２の櫛歯電極と、当該第２の櫛歯電極と交差する櫛歯電極と、からなるＩＤＴ電極の外側に隣接する第２の反射器と、
（７）前記第３の櫛歯電極と、当該第３の櫛歯電極と交差する櫛歯電極と、からなるＩＤＴ電極の外側に隣接する第３の反射器と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の縦結合共振子。
【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】
【公開番号】特開２０１０−１３０５３６（Ｐ２０１０−１３０５３６Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０５１５６（Ｐ２００８−３０５１５６）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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