JP2008283425A - 縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】平衡端子を持つ縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタを小型化し位相平衡度を改善する。
【解決手段】弾性表面波の伝搬方向に配列した複数のＩＤＴと、平衡又は不平衡端子である第一信号端子と、平衡端子である第二信号端子とを有する縦結合多重モード型フィルタで、前記複数のＩＤＴは、第一ＩＤＴ群と、第二ＩＤＴ群と、両ＩＤＴ群間に配されこれらを音響結合する中央ＩＤＴとを含み、第一ＩＤＴ群の１以上のＩＤＴと、第二ＩＤＴ群の１以上のＩＤＴを第一信号端子に接続し、第一ＩＤＴ群の１以上のＩＤＴと、第二ＩＤＴ群の１以上のＩＤＴを第二信号端子に接続し、中央ＩＤＴを２分割して、これら分割した各ＩＤＴ部を、第二信号端子の一方の端子と他方の端子とに夫々接続する。中央ＩＤＴの２つのＩＤＴ部は共に、それらを構成する一対の櫛形電極のうちの一方の櫛形電極を第二信号端子に接続し、他方の櫛形電極を浮き電極とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタに係り、特に平衡信号端子を備えた当該弾性表面波フィルタの位相平衡度を改善する技術に関する。

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（以下、ＳＡＷフィルタという）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今日広く使用されている。かかるＳＡＷ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。

ＩＤＴの接続構造としては、例えば、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、ラダー型構造に比べて一般に広帯域での減衰特性に優れ、耐ノイズ性に優れた平衡出力を容易に実現できる利点を有する。

平衡出力を得るには、例えば、２つの縦結合共振子多重モード型フィルタを入出力端子間に電気的に並列に接続し、これら２つの縦結合共振子多重モード型フィルタを弾性表面波の伝搬方向に配列して音響的に結合させる構成が知られている（例えば下記非特許文献１および特許文献１〜４参照）。

2004 IEEE Ultrasonics Symposium Proceeding 第２９４〜２９７頁 "DMS Filter with Reduced Resistive Losses"（第２９７頁，図７） ＷＯ２００５／１０７０６５ 特開２００４‐３０４５１３号公報 特開２００６‐１８６４３３号公報 特開２００４‐０９６２４４号公報

ところで、平衡端子を備えた上記縦結合共振子多重モード型フィルタは、２つのフィルタを配列させた構成であるから、その分デバイスのサイズは大きくならざるを得ず、したがってより一層の小型化が求められる。また同時に、フィルタ特性として出力信号の位相平衡度が良好であることも要求される。

ところが、従来のフィルタ構造では、デバイスサイズを小さくする手法は上記文献のように種々提案されているが、同時に位相平衡度を向上させる手段については必ずしも十分な提案がなされていない。

具体的には、上記非特許文献１（2004 IEEE Ultrasonics Symposium Proceeding）には、２つの３‐ＩＤＴ型の多重モード型フィルタを並列接続するときに、一方の反射器を取り除いて音響結合させることでフィルタを小型化することが出来ること、ならびに平衡出力およびインピーダンス変換が可能であることが示されているが、フィルタ特性の改善方法については述べられていない。

一方、上記特許文献１（ＷＯ２００５／１０７０６５）は、複数のＩＤＴを並べた多重モード型構造において、浮きバスバーＳＳ１を、電極指を介した接続電極により接地することにより特性改善が可能であるとする。しかしながら、３つのＩＤＴを持つ平衡出力多重モード型フィルタを従来例として特性比較を行っているものの、接続電極を用いたことによる位相平衡度の改善効果は明らかにされていない。また、実際のデバイスでは、図１９に示すようにバンプ６１から接地用の電極６２に至るまでには寄生成分が介在されてしまい、理想的な接地とはならないため、素子６０上で接地用の電極６３に接続するだけは十分な効果を得ることは難しい。さらに、小型化のために図２０に示すような構成をとっても、少なからず寄生成分が存在する。なお、この図２０の構造は、圧電基板５１上のＩＤＴ５３を形成した面に非圧電材６６（例えば封止用の樹脂やその他の基板・膜、あるいは弾性境界波フィルタを構成するための非圧電材（例えばＳｉＯ₂やＳｉ等）など）を配するとともに、この非圧電材の上面にバンプ６１を備え、バンプ６１とＩＤＴ５３とを非圧電材５２を貫通するビア６５を介して電気的に接続したものである。

また、特許文献２（特開２００４‐３０４５１３）は、２つの多重モード型フィルタを２つ並列に並べ、接地用配線および接地用パッドを一方から取り出すことでフィルタを小型化する構造を開示する。また、並列接続するときにそれらの間に共通の反射器を１つ設けることで更なる小型化を図る。しかしながらこの文献は、平衡化と小型化を実現するに留まり、特性改善を可能とするものではない。

さらに特許文献３（特開２００６‐１８６４３３）は、２つの多重モード型フィルタを並列接続する場合に、共通の反射器を１つ設けると共に、反射器の本数とピッチを調整することで特性劣化を抑えつつ小型化を図るが、平衡端子を備えるフィルタに関するものではない。

また特許文献４（特開２００４‐０９６２４４）は、位相平衡度の改善を図るものではあるが、平衡信号端子にリアクタンス成分を付加して各端子に生じるリアクタンス分を等しくするもので、ＩＤＴとは別に平衡端子からの引出線路を付加する必要があり、フィルタ自体の構成によって改善効果を得ることは示されていない。

したがって、本発明の目的は、平衡端子を備えた縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタにおいて小型化と位相平衡度の改善を同時に実現可能な新たなフィルタ構造を提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するため、本発明に係る縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタは、圧電基板上において弾性表面波の伝搬方向に配列させた複数のＩＤＴ（交差指状電極）と、これらＩＤＴの両側に配した１対の反射器と、平衡端子または不平衡端子である第一信号端子と、平衡端子である第二信号端子とを有する縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタであって、前記複数のＩＤＴが、弾性表面波の伝搬方向に順に配列させた複数のＩＤＴからなる第一交差指状電極群（第一ＩＤＴ群）と、弾性表面波の伝搬方向に順に配列させた複数のＩＤＴからなる第二交差指状電極群（第二ＩＤＴ群）と、これら第一ＩＤＴ群と第二ＩＤＴ群との間に配されて両ＩＤＴ群を音響結合させる中央交差指状電極（中央ＩＤＴ）とを含み、前記第一ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴと、前記第二ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴとを前記第一信号端子に接続すると共に、前記第一ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴを前記平衡端子である第二信号端子の一方の端子に接続し、前記第二ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴを前記第二信号端子の他方の端子に接続し、かつ前記中央ＩＤＴを、弾性表面波の伝搬方向に２つの交差指状電極部が配列されるように略対称に２分割して、これら分割したＩＤＴ部のうちの一方のＩＤＴ部を、前記第二信号端子の一方の端子に接続し、他方のＩＤＴ部を、前記第二信号端子の他方の端子に接続する。

本発明に係る縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタは、フィルタ全体としてのサイズの増大を招くことなく従来より位相平衡度を改善可能なフィルタ構成を得るべく、ＩＤＴの配置ならびに接続構造を様々に検討した結果得られたもので、上記のように弾性表面波の伝搬方向に配列させた複数のＩＤＴからなる第一ＩＤＴ群と第二ＩＤＴ群との間に別にＩＤＴを設けてこのＩＤＴ（中央ＩＤＴ）により両ＩＤＴ群を音響結合させる。中央ＩＤＴは、弾性表面波の伝搬方向に２つの交差指状電極部（ＩＤＴ部）が配列されるように略対称に２分割し、これら分割した各ＩＤＴ部を、平衡端子である第二信号端子の一方の端子と他方の端子とにそれぞれ接続する。これにより、位相平衡度が改善される。なお、第一ＩＤＴ群および第二ＩＤＴ群のうちの各１以上のＩＤＴが接続される第一信号端子は、平衡端子または不平衡端子のいずれとすることもでき、当該フィルタの両端部（両側）には反射器を配する。

また、さらに良好な位相平衡度の改善効果を得るためには、上記フィルタ構成に対し、次の（１）から（６）の１以上の構成を加えることが好ましいことを見出した。位相平衡度の具体的な改善効果については、後の実施形態の説明において述べる。

（１） 中央ＩＤＴに含まれる２つのＩＤＴ部が共に、それらを構成する一対の櫛形電極のうちの一方の櫛形電極を第二信号端子に接続し、他方の櫛形電極を電気的に開放状態とする。なお、開放状態とは、当該他方の櫛型電極が電気的に浮いている、浮き電極となっていることを意味する。
（２） 中央ＩＤＴに含まれる２つのＩＤＴ部が、互いに、電極対数が同一でかつ電極指ピッチが異なるようにする。
（３） 中央ＩＤＴに含まれる２つのＩＤＴ部が、互いに、電極対数が異なる。
（４） 上記（３）において電極対数が少ない方のＩＤＴ部の電極指ピッチと比べて電極対数が多い方のＩＤＴ部の電極指ピッチが小さくなるようにする。
（５） 中央交差指状電極とこの両側に隣り合って配される２つの交差指状電極との合計の電極対数が、前記反射器の各々に隣り合って配される２つの交差指状電極の合計の電極対数より多い。
（６） 第一ＩＤＴ群と第二ＩＤＴ群とが共に、２つ以上のＩＤＴをそれぞれ備えるようにする。

さらに上記本発明のフィルタでは、中央ＩＤＴの２つのＩＤＴ部の間に反射器を備えても良い。また、第一信号端子を不平衡端子とし、第一ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴと第二ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴとの接続点と、第一信号端子との間に、弾性表面波共振子を直列にさらに接続しても良い。また、第一信号端子を不平衡端子とし、第一ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴと第一信号端子との間、ならびに、第二ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴと第一信号端子との間にそれぞれ弾性表面波共振子を直列にさらに接続しても良い。

また、第一ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴと第二ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴと中央ＩＤＴの２つのＩＤＴ部のうちの一方との接続点と、第二信号端子の一方の端子との間に、弾性表面波共振子を直列にさらに接続すると共に、第一ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴと第二ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴと中央ＩＤＴの２つのＩＤＴ部のうちの他方との接続点と、第二信号端子の他方の端子との間に、弾性表面波共振子を直列にさらに接続しても良い。

上記フィルタ構成は、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可能である。

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せた複数のＩＤＴと、これらＩＤＴの両側に配した１対の反射器と、平衡端子または不平衡端子である第一信号端子と、平衡端子である第二信号端子とを有する縦結合多重モード共振子型弾性境界波フィルタであり、前記複数のＩＤＴが、弾性境界波の伝搬方向に順に配列させた複数のＩＤＴからなる第一ＩＤＴ群と、弾性境界波の伝搬方向に順に配列させた複数のＩＤＴからなる第二ＩＤＴ群と、これら第一ＩＤＴ群と第二ＩＤＴ群との間に配されて両ＩＤＴ群を音響結合させる中央ＩＤＴとを含み、前記第一ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴと、前記第二ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴとを前記第一信号端子に接続すると共に、前記第一ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴを前記平衡端子である第二信号端子の一方の端子に接続し、前記第二ＩＤＴ群のうちの１以上のＩＤＴを前記第二信号端子の他方の端子に接続し、かつ前記中央ＩＤＴを、弾性境界波の伝搬方向に２つの交差指状電極部が配列されるように略対称に２分割して、これら分割したＩＤＴ部のうちの一方のＩＤＴ部を、前記第二信号端子の一方の端子に接続し、他方のＩＤＴ部を、前記第二信号端子の他方の端子に接続する。

さらに、この弾性境界波フィルタにおいても同様に、弾性境界波フィルタについて述べた前記（１）から（６）の各構成の１以上を加えることが、より良好な位相平衡度の改善効果を得る点で好ましい。また、第一信号端子側や第二信号端子側に弾性境界波共振子を適宜接続しても良いことは前記弾性表面波フィルタと同様である。

本発明によれば、平衡端子を備えた縦結合多重モード共振子型ＳＡＷ（又は弾性境界波）フィルタにおいて小型化と位相平衡度の改善を同時に実現可能な新たなフィルタ構造を得ることが出来る。

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。

〔実施形態１〕
図１は、本発明の第一の実施形態に係る縦結合多重モード共振子型ＳＡＷ（弾性表面波）フィルタを示す模式図である。同図に示すようにこのＳＡＷフィルタは、圧電基板上の弾性表面波の伝搬方向に配列させた６個のＩＤＴ２１〜２６を備えた縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタの中央に（より具体的には、左側に配列させた３個のＩＤＴ２１，２２，２３からなる第一ＩＤＴ群１１と、右側に配列させた３個のＩＤＴ２４，２５，２６からなる第二ＩＤＴ群１２との間に）、１つのＩＤＴ（中央ＩＤＴ）２７を挿入したものである。

第一ＩＤＴ群１１および第二ＩＤＴ群１２内において中央に位置するＩＤＴ２２，２５は、不平衡端子である入力端子１にそれぞれ接続する。一方、第一ＩＤＴ群１１内の左右両端のＩＤＴ２１，２３は、平衡端子である出力端子２の一方の端子２ａに、また、第二ＩＤＴ群１２内の左右両端のＩＤＴ２４，２６は、平衡出力端子２の他方の端子２ｂにそれぞれ接続する。

ここで上記各ＩＤＴについて、第一ＩＤＴ群１１の左右両端のＩＤＴ２１，２３から取り出される出力位相と、第二ＩＤＴ群１２の左右両端のＩＤＴ２４，２６から取り出される出力位相とがほぼ１８０°異なるように構成してあり、これにより出力端子２から平衡出力信号を得る。具体的には、弾性表面波の伝搬方向に直交する中心線Ｙ‐Ｙ´（図１参照）に対して、ＩＤＴ２２とＩＤＴ２５とが面内（圧電基板表面内）で回転対称となるように、またＩＤＴ２１，２３とＩＤＴ２４，２６とが鏡面対称となるように配置する。

また、第一ＩＤＴ群１１および第二ＩＤＴ群１２を構成する各ＩＤＴ２１〜２６は、互いに噛み合うように差し込まれた一対の櫛形電極からなるが、このうち入力端子１および出力端子２のいずれにも接続されない側の各櫛形電極は、接地電位に接続する。また、上記のように配列させたＩＤＴ２１〜２６の両側には、一対の反射器１０を設ける。なお、上記入力端子１および出力端子２のいずれにも接続されない側の各櫛形電極の接地電位への接続は、圧電基板上に形成した接続配線、接続用のバンプ、ならびにベース基板上およびベース基板内部に設けた配線を通じて行う。

中央ＩＤＴ２７は、１つのＩＤＴを弾性表面波の伝搬方向に配列されるように分割してそれらを電気的に直列に接続した２つの電極部２７ａ，２７ｂからなり、これら２つの電極部２７ａ，２７ｂは、電極部２７ａの出力位相を第一ＩＤＴ群１１に含まれるＩＤＴ２１およびＩＤＴ２３の出力位相と略等しくする一方、電極部２７ｂの出力位相を第二ＩＤＴ群に含まれるＩＤＴ２４およびＩＤＴ２６と略等しくすることにより、電極部２７ａと電極部２７ｂの出力位相が互いにほぼ１８０°異なるようにしてある。

また、これら電極部２７ａ，２７ｂは、他のＩＤＴ２１〜２６と同様に、互いに噛み合うように差し込まれた一対の櫛形電極からなるが、そのうちの一方の櫛形電極２７ｄ，２７ｅは、左側の電極部２７ａ（櫛形電極２７ｄ）については上記平衡出力端子２の一方の端子２ａに、右側の電極部２７ｂ（櫛形電極２７ｅ）については上記平衡出力端子２の他方の端子２ｂにそれぞれ接続する。出力端子２に接続しない各電極部の他方の櫛形電極２７ｃは、接地せずに浮き電極としている。

なお、本実施形態では上述のように、中心線Ｙ‐Ｙ´に対して、ＩＤＴ２２とＩＤＴ２５を面内で回転対称に、ＩＤＴ２１，２３とＩＤＴ２４，２６を鏡面対称に配置したが、これとは逆に、ＩＤＴ２２とＩＤＴ２５が鏡面対称となるように、またＩＤＴ２１，２３とＩＤＴ２４，２６が回転対称となるように配置しても良く、また他の配置により出力端子２から平衡信号を取り出しても良い。この場合も中央ＩＤＴの電極部２７ａの出力位相とＩＤＴ２１，２３の出力位相を略等しくし、２７ｂの出力位相とＩＤＴ２４、２６の出力位相を略等しくなるように配置する。

また、上記各ＩＤＴ２１〜２７ならびに反射器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、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、本実施形態のシステムは、ＰＣＳの受信用フィルタを想定しており、通過帯域は１９３０ＭＨｚから１９９０ＭＨｚである。

本実施形態に係るフィルタの各部の仕様は、例えば次のとおりとすることが出来る。なお、下記の各数値のうちアンダーラインを付したものは、中央ＩＤＴ（左側電極部２７ａ及び右側電極部２７ｂ）に関するもので、本実施形態では浮き電極とした中央ＩＤＴの左側電極部２７ａと右側電極部２７ｂとで電極対数は同一であるが、電極周期を異ならせている。また、図１６（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，８ｂの交差し合う電極指の中心間の距離ｐ１を言い、この電極指ピッチｐ１の２倍がＩＤＴの電極周期λ１である。一方、図１６（ｂ）に示すように反射器の電極指ピッチとは、当該反射器１０の隣り合う電極中心間の距離ｐ２を言い、この電極指ピッチｐ２の２倍が反射器の電極周期λ２である。

・ ＩＤＴの電極対数：（ＩＤＴ２１，ＩＤＴ２２，ＩＤＴ２３，左側電極部２７ａ，右側電極部２７ｂ，ＩＤＴ２４，ＩＤＴ２５，ＩＤＴ２６）＝（１７．５対，４１．０対，１４．５対，３対，３対，１４．５対，４１．０対，１７．５対）
・ ＩＤＴの電極周期（電極指ピッチの２倍）：（ＩＤＴ２１，ＩＤＴ２２，ＩＤＴ２３，左側電極部２７ａ，右側電極部２７ｂ，ＩＤＴ２４，ＩＤＴ２５，ＩＤＴ２６）＝（２．０１２μｍ，２．０３６μｍ，２．０１２μｍ，２．０１７μｍ，２．００７μｍ，２．０１２μｍ，２．０３６μｍ，２．０１２μｍ）
・ 反射器の電極本数： ５５本
・ 反射器の電極周期（電極指ピッチの２倍）： ２．０１３μｍ
・ ＩＤＴ‐反射器間の距離： ０．５×（２．０１２＋２．０１３）／２ μｍ
・ ＩＤＴ２３‐左側電極部２７ａ間の距離： ０．５×（２．０１２＋２．０１７）／２ μｍ
・ 右側電極部２７ｂ‐ＩＤＴ２４間の距離： ０．５×（２．００７＋２．０１２）／２ μｍ
・ 電極指デューティーファクタ（電極指ピッチに対する電極線幅の比）：０．６０

図１７および図１８は、本実施形態との比較対照として従来の縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタの一例（以下、第一従来例という）ならびに他の一例（以下、第二従来例という）を示すものである。第一従来例のフィルタは、図１７に示すように一対の反射器１０の間に弾性表面波の伝搬方向に配列させた６個のＩＤＴ５１〜５６を備えた６‐ＩＤＴ型の縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタで、中央に位置する２つのＩＤＴ５３，５４を接地せずに浮き電極としたものである。また第二従来例のフィルタは、図１８に示すように同じく６個のＩＤＴ５１〜５６を配列させた６‐ＩＤＴ型縦結合多重モード型ＳＡＷフィルタであるが、中央に位置する２つのＩＤＴ５３，５４を接地したものである。

図２は、これら第一従来例および第二従来例、ならびに本実施形態の各フィルタの位相平衡度を測定した結果を示す線図である。なお、同図において第一従来例を一点鎖線で、第二従来例を破線で、本実施形態を実線でそれぞれ示し、平衡出力端子２ａ，２ｂ間の位相差が１８０°異なる時、位相平衡度を０°として表している（以降の線図：図３〜図９においても同様）。この結果から明らかなように、第一従来例（図１７の構成）では通過帯域（１９３０〜１９９０ＭＨｚ）内の位相平衡度の最大値が４．８°、最小値が−１．７°、変動量（通過帯域内での位相平衡度の最大値と最小値の差）が６．５°であり、また第二従来例（図１８の構成）では通過帯域内の位相平衡度の最大値が２．９°、最小値が−０．６°、変動量が３．５°であるのに対し、本実施形態では通過帯域内の位相平衡度の最大値が２．９°、最小値０．３°、変動量が２．６°となっており、本実施形態のフィルタによれば、第一従来例と比べて位相平衡度を改善することが出来ることが分かる。また第二従来例と比較しても、位相平衡度の最大値は変わっていないが、通過帯域内の変動量は小さくなっており、改善効果が得られている。

また、図３は減衰特性を示すものであるが、この図から分かるように、本実施形態のフィルタ構造を採用しても、従来のフィルタと比較して挿入損失ならびに帯域外特性について特性劣化を引き起こすことは無い。

さらに、図４は本実施形態に係るＳＡＷフィルタの変形例を示すものである。この図に示すように本実施形態のフィルタでは、前記図１に示した接続例とは逆に、第一ＩＤＴ群および第二ＩＤＴ群内においてそれぞれ左右両端に位置するＩＤＴ２１，２３とＩＤＴ２４，２６とを不平衡端子である入力端子１に接続する一方、第一ＩＤＴ群および第二ＩＤＴ群内においてそれぞれ中央に位置するＩＤＴ２２，２５を平衡端子である出力端子２ａ，２ｂにそれぞれ接続しても良い。なお、中央ＩＤＴの一方の電極部２７ａは出力端子の一方の端子２ａに、中央ＩＤＴの他方の電極部２７ｂは出力端子の他方の端子２ｂにそれぞれ接続する。

〔実施形態２〕
本発明の第二の実施形態に係る縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタは、前記第一実施形態のフィルタ（図１）同様に、弾性表面波の伝搬方向に沿って一対の反射器１０の間に中央ＩＤＴ２７を含めた７個のＩＤＴ２１〜２７を配列し、中央ＩＤＴ２７を２つの電極部２７ａ，２７ｂに分割したものであるが、フィルタ各部の仕様が前記第一実施形態と異なる。具体的には、以下のとおりであるが、前記中央ＩＤＴ２７の左側電極部２７ａの対数を２対、右側電極部２７ｂの対数を４対として相互に異ならせた。なお、両電極部２７ａ，２７ｂの電極周期は前記第一実施形態と同じである。

・ ＩＤＴの電極対数：（ＩＤＴ２１，ＩＤＴ２２，ＩＤＴ２３，左側電極部２７ａ，右側電極部２７ｂ，ＩＤＴ２４，ＩＤＴ２５，ＩＤＴ２６）＝（１７．５対，４１．０対，１４．５対，２対，４対，１４．５対，４１．０対，１７．５対）
・ 電極周期（電極指ピッチの２倍）：（ＩＤＴ２１，ＩＤＴ２２，ＩＤＴ２３，左側電極部２７ａ，右側電極部２７ｂ，ＩＤＴ２４，ＩＤＴ２５，ＩＤＴ２６）＝（２．０１２μｍ，２．０３６μｍ，２．０１２μｍ，２．０１７μｍ，２．００７μｍ，２．０１２μｍ，２．０３６μｍ，２．０１２μｍ）
・ 反射器の電極本数： ５５本
・ 反射器の電極周期（電極指ピッチの２倍）： ２．０１３μｍ
・ ＩＤＴ‐反射器間の距離： ０．５×（２．０１２＋２．０１３）／２ μｍ
・ ＩＤＴ２３‐左側電極部２７ａ間の距離： ０．５×（２．０１７＋２．０１２）／２ μｍ
・ 右側電極部２７ｂ‐ＩＤＴ２４間の距離： ０．５×（２．００７＋２．０１２）／２ μｍ
・ 電極指デューティーファクタ：０．６０

図５は、前記図２と同様に、第一従来例、第二従来例ならびに本実施形態の各フィルタの位相平衡度を測定した結果を示すものである。この結果から明らかなように、本実施形態のフィルタでは通過帯域（１９３０〜１９９０ＭＨｚ）内の位相平衡度の最大値が２．９°、最小値が０．７°、変動量が２．２°となっており、この実施形態によっても前記実施形態と同様に、従来例と比べて通過帯域内における位相平衡度を改善することが出来る。

〔実施形態３〕
本発明の第三の実施形態に係る縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタは、前記実施形態（図１）と同様に、６個のＩＤＴと中央ＩＤＴとを備えるものであるが、中央ＩＤＴ２７の左側電極部２７ａと、これに隣接するＩＤＴ２３との距離を前記各実施形態とは異ならせたものである。具体的には、以下のとおりである。

・ ＩＤＴの電極対数：（ＩＤＴ２１，ＩＤＴ２２，ＩＤＴ２３，左側電極部２７ａ，右側電極部２７ｂ，ＩＤＴ２４，ＩＤＴ２５，ＩＤＴ２６）＝（１７．５対，４１．０対，１４．５対，３対，３対，１４．５対，４１．０対，１７．５対）
・ 電極周期（電極指ピッチの２倍）：（ＩＤＴ２１，ＩＤＴ２２，ＩＤＴ２３，左側電極部２７ａ，右側電極部２７ｂ，ＩＤＴ２４，ＩＤＴ２５，ＩＤＴ２６）＝（２．０１２μｍ，２．０３６μｍ，２．０１２μｍ，２．０１２μｍ，２．０１２μｍ，２．０１２μｍ，２．０３６μｍ，２．０１２μｍ）
・ 反射器の電極本数： ５５本
・ 反射器の電極周期（電極指ピッチの２倍）： ２．０１３μｍ
・ ＩＤＴ‐反射器間の距離： ０．５×（２．０１３＋２．０１２）／２ μｍ
・ ＩＤＴ２３‐左側電極部２７ａ間の距離： ０．５０８×（２．０１２＋２．０１２）／２ μｍ
・ 右側電極部２７ｂ‐ＩＤＴ２４間の距離： ０．５×（２．０１２＋２．０１２）／２ μｍ
・ 電極指デューティーファクタ：０．６０

図６は、第一従来例、第二従来例ならびに本実施形態の各フィルタの位相平衡度を測定した結果を示すものである。この図から明らかなように、本実施形態のフィルタでは通過帯域（１９３０〜１９９０ＭＨｚ）内の位相平衡度の最大値が２．９°、最小値が０．４°、変動量が２．５°となっており、この実施形態によっても前記実施形態と同様に、従来例と比べて通過帯域内における位相平衡度を改善することが出来る。

〔実施形態４〕
本発明の第四の実施形態に係る縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタは、前記実施形態（図１）と同様に、６個のＩＤＴと中央ＩＤＴとを備えるものであるが、中央ＩＤＴ２７の左側電極部２７ａと右側電極部２７ｂとで電極指ピッチを異ならせた。さらに、前記第一から第三実施形態では、ＩＤＴ２１とＩＤＴ２６の電極対数の合計と、ＩＤＴ２３、ＩＤＴ２４およびＩＤＴ２７の電極対数の合計とを一致（対数合計：３５対）させているが、本実施形態では後者（ＩＤＴ２３、ＩＤＴ２４およびＩＤＴ２７の合計対数）の方が大きくなるようにしている。具体的には、以下のとおりである。

・ ＩＤＴの電極対数：（ＩＤＴ２１，ＩＤＴ２２，ＩＤＴ２３，左側電極部２７ａ，右側電極部２７ｂ，ＩＤＴ２４，ＩＤＴ２５，ＩＤＴ２６）＝（１７．５対，４１．０対，１７．５対，２対，２対，１７．５対，４１．０対，１７．５対）
・ 電極周期（電極指ピッチの２倍）：（ＩＤＴ２１，ＩＤＴ２２，ＩＤＴ２３，左側電極部２７ａ，右側電極部２７ｂ，ＩＤＴ２４，ＩＤＴ２５，ＩＤＴ２６）＝（２．０１２μｍ，２．０３６μｍ，２．０１２μｍ，２．０４２μｍ，２．０３２μｍ，２．０１２μｍ，２．０３６μｍ，２．０１２μｍ）
・ 反射器の電極本数： ５５本
・ 反射器の電極周期（電極指ピッチの２倍）： ２．０１３μｍ
・ ＩＤＴ‐反射器間の距離： ０．５×（２．０１２＋２．０１３）／２ μｍ
・ ＩＤＴ２３‐左側電極部２７ａ間の距離： ０．５×（２．０１２＋２．０４２）／２ μｍ
・ 右側電極部２７ｂ‐ＩＤＴ２４間の距離： ０．５×（２．０３２＋２．０１２）／２ μｍ
・ 電極指デューティーファクタ：０．６０

図７は第一従来例、第二従来例ならびに本実施形態の各フィルタの位相平衡度を測定した結果を示し、図８は減衰特性を示すものである。これらの図から明らかなように本実施形態のフィルタでは通過帯域（１９３０〜１９９０ＭＨｚ）内の位相平衡度の最大値が２．７°、最小値が−０．２°、変動量が２．９°となっており、この実施形態によっても通過帯域での特性に影響を与えることなく、位相平衡度を改善することが出来る。

〔実施形態５〕
本発明の第五の実施形態に係る縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタは、前記実施形態（図１）と同様に、６個のＩＤＴと中央ＩＤＴとを備えるものであるが、中央ＩＤＴ２７の右側電極部２７ｂと、これに隣接するＩＤＴ２４との距離、ならびに、中央ＩＤＴ２７の両電極部２７ａ，２７ｂ間の距離を異ならせた。また前記第四実施形態と同様に、各ＩＤＴ群１１，１２の両端のＩＤＴの電極対数を等しくすると共に、ＩＤＴ２１とＩＤＴ２６の電極対数の合計より、ＩＤＴ２３、ＩＤＴ２４およびＩＤＴ２７の電極対数の合計の方が大きくなるようにした。具体的には、以下のとおりである。

・ ＩＤＴの電極対数：（ＩＤＴ２１，ＩＤＴ２２，ＩＤＴ２３，左側電極部２７ａ，右側電極部２７ｂ，ＩＤＴ２４，ＩＤＴ２５，ＩＤＴ２６）＝（１７．５対，４１．０対，１７．５対，２対，２対，１７．５対，４１．０対，１７．５対）
・ ＩＤＴの電極周期（電極ピッチの２倍）：（ＩＤＴ２１，ＩＤＴ２２，ＩＤＴ２３，左側電極部２７ａ，右側電極部２７ｂ，ＩＤＴ２４，ＩＤＴ２５，ＩＤＴ２６）＝（２．０１２μｍ，２．０３６μｍ，２．０１２μｍ，２．０１２μｍ，２．０１２μｍ，２．０１２μｍ，２．０３６μｍ，２．０１２μｍ）
・ 反射器の電極本数： ５５本
・ 反射器の電極周期（電極ピッチの２倍）： ２．０１３μｍ
・ ＩＤＴ‐反射器間の距離： ０．５×（２．０１２＋２．０１３）／２ μｍ
・ ＩＤＴ２３‐左側電極部２７ａ間の距離： ０．５×（２．０１２＋２．０１２）／２ μｍ
・ 右側電極部２７ｂ‐ＩＤＴ２４間の距離： ０．４８８×（２．０１２＋２．０１２）／２ μｍ
・ 左側電極部２７ａ‐右側電極部２７ｂ間の距離： ０．５５×（２．０１２＋２．０１２）／２ μｍ
・ 電極指デューティーファクタ：０．６０

図９は第一従来例、第二従来例ならびに本実施形態の各フィルタの位相平衡度を測定した結果を示し、図１０は減衰特性を示すものである。これらの図から明らかなように本実施形態のフィルタでは通過帯域（１９３０〜１９９０ＭＨｚ）内の位相平衡度の最大値が２．８°、最小値が０．４°、変動量が２．４°となっており、この実施形態によっても通過帯域での特性に影響を与えることなく、位相平衡度を改善することが出来る。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれら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できることは当業者に明らかである。

例えば、前記実施形態では中央ＩＤＴの左右各電極部の他方の櫛形電極を、浮き電極としたが、接地しても（接地電位に接続しても）良い。また、ＩＤＴの数は、中央ＩＤＴを除いて計６個としたが、他の数、例えば７個以上とすることも可能である。また、フィルタの通過帯域は実施形態において一例を示しただけであって、これ以外の様々な帯域周波数を有するフィルタを本発明に基づいて構成することが可能である。さらに前記実施形態では、入力側を不平衡端子、出力側を平衡端子としたが、逆に、入力側を平衡端子、出力側を不平衡端子とすることも出来るし、入出力双方の端子を平衡端子とすることも可能である。また、図１１に示すように中央ＩＤＴ２７の左側電極部２７ａと右側電極部２７ｂとの間に反射器２７ｒを備えても良い。この場合、当該反射器２７ｒは、左右のＩＤＴ電極部２７ａ，２７ｂの音響結合を妨げない程度の電極本数とすることが望ましい。

本発明ないし前記実施形態に係る縦結合共振子多重モード型ＳＡＷフィルタでは、１つ以上のＳＡＷ共振子をさらに接続しても良い。例えば、図１２に示すように前記実施形態（図１）のフィルタにおいて、第一ＩＤＴ群１１内のＩＤＴ２２と第二ＩＤＴ群１２内のＩＤＴ２５との接続点３と、不平衡入力端子１との間にＳＡＷ共振子１０１を挿入（直列に接続）することが出来る。このＳＡＷ共振子１０１は、ＩＤＴ１０３の両側に反射器１０２を備えたものである。また、図１３に示すように第一ＩＤＴ群１１内のＩＤＴ２２と不平衡入力端子１との間、ならびに、第二ＩＤＴ群１２内のＩＤＴ２５と不平衡入力端子１との間のそれぞれにＳＡＷ共振子１１０，１１１を挿入しても良い。

さらに図１４に示すように、第一ＩＤＴ群内の左右両側のＩＤＴ２１，２３および中央ＩＤＴの左側電極部２７ａの接続点４ａと、平衡出力端子の一方の端子２ａとの間にＳＡＷ共振子２０１を挿入すると共に、第二ＩＤＴ群内の左右両側のＩＤＴ２４，２６および中央ＩＤＴの右側電極部２７ｂの接続点４ｂと、平衡出力端子の他方の端子２ｂとの間にＳＡＷ共振子３０１を挿入しても良い。

また本発明は弾性表面波フィルタだけでなく、図１５に示すように圧電基板（例えばＬｉＴａＯ₃、ＬｉＮｂＯ₃等からなる基板）５１と非圧電材（例えばＳｉＯ₂、Ｓｉ等からなる膜または基板）５２との間にＩＤＴ５３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可能である。さらに、前記図２０のようなデバイス構造に対しても本発明は適用することが出来る。

本発明の第一の実施形態に係る縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタを示す模式図である。 前記第一実施形態に係るＳＡＷフィルタについて位相平衡度の測定結果を従来のフィルタと比較して示す線図である。 前記第一実施形態に係るＳＡＷフィルタの減衰特性を測定した結果を従来のフィルタと比較して示す線図である。 前記第一実施形態に係るＳＡＷフィルタの変形例を示す模式図である。 本発明の第二の実施形態に係るＳＡＷフィルタについて位相平衡度の測定結果を従来のフィルタと比較して示す線図である。 本発明の第三の実施形態に係るＳＡＷフィルタについて位相平衡度の測定結果を従来のフィルタと比較して示す線図である。 本発明の第四の実施形態に係るＳＡＷフィルタについて位相平衡度の測定結果を従来のフィルタと比較して示す線図である。 前記第四実施形態に係るＳＡＷフィルタの減衰特性を測定した結果を従来のフィルタと比較して示す線図である。 本発明の第五の実施形態に係るＳＡＷフィルタについて位相平衡度の測定結果を従来のフィルタと比較して示す線図である。 前記第五実施形態に係るＳＡＷフィルタの減衰特性を測定した結果を従来のフィルタと比較して示す線図である。 本発明に係る縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタの別の構成例を示す模式図である。 本発明に係る縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタのさらに別の構成例を示す模式図である。 本発明に係る縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタのさらに別の構成例を示す模式図である。 本発明に係る縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタのさらに別の構成例を示す模式図である。 本発明を適用可能な弾性境界波フィルタの断面構造を模式的に示す図である。 ＩＤＴ（ａ）および反射器（ｂ）のピッチを説明する図である。 従来の縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタの一例（第一従来例）を示す模式図である。 従来の縦結合多重モード共振子型ＳＡＷフィルタの別の一例（第二従来例）を示す模式図である。 従来のＳＡＷフィルタの断面構造を例示する模式図である。 ＳＡＷフィルタの断面構造の一例を示す模式図である。

符号の説明

１…入力端子
２…出力端子
１０，２７ｒ，１０２…反射器
１１…第一ＩＤＴ群
１２…第二ＩＤＴ群
２１，２２，２３，２４，２５，２６，５１，５２，５３，５４，５５，５６，１０３…ＩＤＴ
２７…中央ＩＤＴ
２７ａ，２７ｂ…電極部
２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ…櫛形電極
５１…圧電基板
５２…非圧電材（非圧電膜または非圧電基板）
５３…電極（ＩＤＴ電極指または反射器電極）
１０１，２０１，３０１…弾性表面波共振子

Claims (12)

1. 圧電基板上において弾性表面波の伝搬方向に配列させた複数の交差指状電極と、
   これら交差指状電極の両側に配した１対の反射器と、
   平衡端子または不平衡端子である第一信号端子と、
   平衡端子である第二信号端子と、
   を有する縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタであって、
   前記複数の交差指状電極が、
   弾性表面波の伝搬方向に順に配列させた複数の交差指状電極からなる第一交差指状電極群と、
   弾性表面波の伝搬方向に順に配列させた複数の交差指状電極からなる第二交差指状電極群と、
   これら第一交差指状電極群と第二交差指状電極群との間に配されて両交差指状電極群を音響結合させる中央交差指状電極と、
   を含み、
   前記第一交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極と、前記第二交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極とを前記第一信号端子に接続すると共に、
   前記第一交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極を前記平衡端子である第二信号端子の一方の端子に接続し、
   前記第二交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極を前記第二信号端子の他方の端子に接続し、かつ
   前記中央交差指状電極を、弾性表面波の伝搬方向に２つの交差指状電極部が配列されるように略対称に２分割して、これら分割した交差指状電極部のうちの一方の交差指状電極部を、前記第二信号端子の一方の端子に接続し、他方の交差指状電極部を、前記第二信号端子の他方の端子に接続した
   ことを特徴とする縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタ。
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せた複数の交差指状電極と、
   これら交差指状電極の両側に配した１対の反射器と、
   平衡端子または不平衡端子である第一信号端子と、
   平衡端子である第二信号端子と、
   を有する縦結合多重モード共振子型弾性境界波フィルタであって、
   前記複数の交差指状電極が、
   弾性境界波の伝搬方向に順に配列させた複数の交差指状電極からなる第一交差指状電極群と、
   弾性境界波の伝搬方向に順に配列させた複数の交差指状電極からなる第二交差指状電極群と、
   これら第一交差指状電極群と第二交差指状電極群との間に配されて両交差指状電極群を音響結合させる中央交差指状電極と、
   を含み、
   前記第一交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極と、前記第二交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極とを前記第一信号端子に接続すると共に、
   前記第一交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極を前記平衡端子である第二信号端子の一方の端子に接続し、
   前記第二交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極を前記第二信号端子の他方の端子に接続し、かつ
   前記中央交差指状電極を、弾性境界波の伝搬方向に２つの交差指状電極部が配列されるように略対称に２分割して、これら分割した交差指状電極部のうちの一方の交差指状電極部を、前記第二信号端子の一方の端子に接続し、他方の交差指状電極部を、前記第二信号端子の他方の端子に接続した
   ことを特徴とする縦結合多重モード共振子型弾性境界波フィルタ。
3. 前記中央交差指状電極に含まれる２つの交差指状電極部は共に、それらを構成する一対の櫛形電極のうちの一方の櫛形電極を前記第二信号端子に接続し、他方の櫛形電極を浮き電極とした
   請求項１に記載の縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタまたは請求項２に記載の縦結合多重モード共振子型弾性境界波フィルタ。
4. 前記中央交差指状電極に含まれる２つの交差指状電極部は、互いに、電極対数が同一でかつ電極指ピッチが異なる
   請求項１から３のいずれか一項に記載の縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタまたは縦結合多重モード共振子型弾性境界波フィルタ。
5. 前記中央交差指状電極に含まれる２つの交差指状電極部は、互いに電極対数が異なる
   請求項１から３のいずれか一項に記載の縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタまたは縦結合多重モード共振子型弾性境界波フィルタ。
6. 前記中央交差指状電極に含まれる２つの交差指状電極部は、電極対数が少ない方の交差指状電極部の電極指ピッチと比べて電極対数が多い方の交差指状電極部の電極指ピッチが小さい
   請求項５に記載の縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタまたは縦結合多重モード共振子型弾性境界波フィルタ。
7. 前記中央交差指状電極とこの両側に隣り合って配される２つの交差指状電極との合計の電極対数が、前記反射器の各々に隣り合って配される２つの交差指状電極の合計の電極対数より多い
   請求項１から６のいずれか一項に記載の縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタまたは縦結合多重モード共振子型弾性境界波フィルタ。
8. 前記第一交差指状電極群と前記第二交差指状電極群とは共に、２以上の交差指状電極をそれぞれ備える
   請求項１から７のいずれか一項に記載の縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタまたは縦結合多重モード共振子型弾性境界波フィルタ。
9. 前記中央交差指状電極の２つの交差指状電極部の間に反射器を備えた
   請求項１から８のいずれか一項に記載の縦結合多重モード共振子型弾性表面波フィルタまたは縦結合多重モード共振子型弾性境界波フィルタ。
10. 前記第一信号端子は、不平衡端子であり、
    前記第一交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極と前記第二交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極との接続点と、前記第一信号端子との間に、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
    請求項１から９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。
11. 前記第一信号端子は、不平衡端子であり、
    前記第一交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極と前記第一信号端子との間、ならびに、前記第二交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極と前記第一信号端子との間にそれぞれ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
    請求項１から１０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。
12. 前記第一交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極と前記第二交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極と前記中央交差指状電極の２つの交差指状電極部のうちの一方との接続点と、前記第二信号端子の一方の端子との間に、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すると共に、
    前記第一交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極と前記第二交差指状電極群のうちの１以上の交差指状電極と前記中央交差指状電極の２つの交差指状電極部のうちの他方との接続点と、前記第二信号端子の他方の端子との間に、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
    請求項１から９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。

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