JP3896907B2

JP3896907B2 - 弾性表面波フィルタ、分波器、通信機

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Publication number: JP3896907B2
Application number: JP2002178235A
Authority: JP
Inventors: 俊明高田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: KR100688885B1; EP1376865A3; EP1376865B1; US6933803B2; KR20030097668A; KR20060026931A; ATE535056T1; EP1376865A2; US20040027213A1; JP2004023611A; CN1474625A; KR100567965B1; CN1253042C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯域フィルタとして用いられる弾性表面波フィルタに関し、より詳細には、一端子対弾性表面波共振子を、複数、梯子型に配置してなる弾性表面波フィルタ、分波器、通信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等の通信機の高周波数（ＲＦ、特にＧＨｚ帯以上）段に使用されるフィルタに、一端子対弾性表面波共振子を用いた弾性表面波フィルタが開発されてきた。上記弾性表面波フィルタは、小型かつ軽量であり、耐振性や耐衝撃性に優れ、製品のバラツキが少なく信頼性に富んでおり、回路の無調整化が図れるため実装の自動化、簡略化が図れ、その上、高周波化を図っても、製造が容易という、優れた各特性を有している。
【０００３】
また、上記一端子対弾性表面波共振子は、図示しないが、圧電体基板上に、一対の各くし型電極（以下、ＩＤＴ電極という）からなるインターデジタルトランスデューサ（以下、ＩＤＴと略記する）と、ＩＤＴを左右（弾性表面波（以下、ＳＡＷと記す）の伝搬方向）から挟む２つの反射器とをＳＡＷの伝搬方向に沿って有するものである。
【０００４】
上記ＩＤＴは、アルミニウム等の金属薄膜により形成されており、入力した電気信号（交流）をＳＡＷ（弾性エネルギー）に変換して圧電体基板上に伝搬させ、伝搬したＳＡＷを電気信号に変換して出力するＳＡＷ変換部として機能するものである。上記反射器は、伝搬してきたＳＡＷを来た方向に反射する機能を有するものである。
【０００５】
このようなＩＤＴでは、各ＩＤＴ電極の各電極指の長さや幅、隣り合う各電極指の間隔、互いの電極指間での入り組んだ状態の対面長さを示す交叉幅を、それぞれ設定することにより信号変換特性や、通過域の設定がそれぞれ可能となっている。また、反射器においては、各反射器電極指の幅や間隔を調整することにより反射特性の設定が可能となっている。
【０００６】
前記のような弾性表面波フィルタとしては、一端子対弾性表面波共振子を直列腕、並列腕と交互に配置されてなる、梯子（ラダー）型のバンドパスフィルタが特開平５−１８３３８０号公報に開示されている。
【０００７】
上記公報に示された構成の梯子型フィルタは、第一の一端子対弾性表面波共振子を直列に、第二の一端子対弾性表面波共振子を並列に接続し、並列共振子の反共振周波数と直列共振子の共振周波数を略一致させることにより、低ロス、かつ広帯域といったフィルタとして使用するのに非常に良好な特性を得られるため、主に通信機用フィルタなどに幅広く利用されてきた。
【０００８】
また、上記公報では、直列共振子あるいは並列共振子に直列のインダクタンスを付加することで、広帯域なフィルタ特性が得られると記載されている。
【０００９】
しかし、フィルタ特性としては一般的に広帯域化だけではなく、良好な反射特性や通過域近傍における急峻な減衰特性が求められている。また、図２３に示すようなＧＳＭ１９００のＲｘ用ＲＦフィルタに代表されるように、通過域両側近傍に減衰域が存在する場合、近傍における急峻な減衰特性のみならず、適切な通過域幅に調整する必要がある。
【００１０】
適切な通過域幅に調整して、通過域外の近傍における急峻な減衰特性を得る手法として、間引き電極を適用する方法が知られている。間引き電極とは、電極指の一部に電界が加わらないように、例えば一部の電極指をなくしたり（図２４参照）、電極指の極性を反転させたりする（図２５参照）構造を有するＩＤＴ電極のことである。
【００１１】
特開平１１−１６３６６４号公報（公開日：１９９９年６月１８日）では、周期的に間引きされたＩＤＴ電極を用いた弾性表面波フィルタが示されており、その実施例として梯子型フィルタが開示されている。図２６に示すように、ＩＤＴ電極に間引きを施すと、反共振周波数が共振周波数に近づく側に変化し、共振周波数と反共振周波数の間隔△ｆを小さくできる。これを梯子型フィルタに適用すると、上記公報の図６に示すように、通過域近傍の急峻性を改善し通過域幅を減少させて自在に調整することができる。
【００１２】
また、特表２００１−５００６９７号公報（公表日：２００１年１月１６日）でも、同じような効果を有する梯子型フィルタが開示されている。
【００１３】
さらに、特開平９−１５３７５３号公報（公開日：１９９７年６月１０日）では、すだれ状電極（ＩＤＴ電極）のコンダクタンスが所望の周波数帯域で小さな値となるように重み付けが施され、さらに電極ピッチを変えることによって適宜の減衰域の帯域幅を確保する手法が開示されている。この手法を用いることによって、通過域外の減衰が急峻で、かつ減衰域の帯域幅の広いフィルタ特性を得ることができる。なお、特開平９−１５３７５３号公報には、すだれ状電極に対して間引きを施すことについて何ら開示も示唆もされていない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、間引きされたＩＤＴ電極を備えた一端子対弾性表面波共振子を梯子型フィルタに適用すると、通過域近傍の減衰域の減衰特性が跳ね上がって、周波数特性が悪化するという不具合が生ずる。
【００１５】
この理由は、特開平１１−１６３６６４号公報に記載の図６の特性変化によって、直列共振子においては反共振周波数より高周波側近傍のインピーダンス特性が小さくなることから、また並列共振子においては共振周波数より低周波側近傍のインピーダンス特性が大きくなるので、減衰域にあたる周波数範囲のインピーダンス特性が変化するからである。
【００１６】
図２７に、直列共振子のみを全て同じ間引き率で間引きし、間引き率を種々代えて、かつ通過域と減衰域の周波数を合わせるために全体の電極ピッチを変えて中心周波数を調整した、Ｔｘ用フィルタにおける電気的な周波数特性の各例を示す。間引き率とは、ＩＤＴ電極の対数に対して、どれくらいの割合で間引いたかを示す値である。
【００１７】
図２７に示されるように、間引き率を大きくすればするほど、周波数特性が悪化するという、前述の傾向は顕著に現れる。よって、間引き電極を適用して急峻性を改善したとしても、近傍の減衰特性の跳ね上がりによって、減衰域全体としてみた場合の減衰特性はかえって悪化することになる。
【００１８】
特開平９−１５３７５３号公報の手法では、重み付けを施した電極だけでなくさらに電極ピッチを異ならせることにより、上記でいう減衰特性の跳ね上がりを抑えて改善することができる。
【００１９】
しかしながら、特開平９−１５３７５３号公報では間引き電極を用いた構造が開示されておらず、アポダイズ法を用いた電極が開示されているのみであり本願と構成が異なる。アポダイズ法では、間引き電極と比べて電極面積が大きくなるデメリットが生ずるため、間引き電極を適用した場合と比べて素子の小型化に貢献できない。
【００２０】
例えば、直列共振子において、単純に全て同じ値で間引きを行うと、図２７に示すように急峻性は改善されるが減衰域の跳ね上がりがひどくなるという問題があった。
【００２１】
これに対してさらに電極ピッチの最適化を加えると、減衰域の跳ね上がりは改善されるが、反射特性が悪化してしまう。よって、従来の構造では、反射特性、減衰特性ともに最適化し改善することは困難であった。
【００２２】
本発明の目的は、電極ピッチだけでなく間引き率も異ならせることで、反射特性・減衰特性ともに改善できる弾性表面波フィルタを提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波フィルタは、以上の課題を解決するために、圧電性基板上に形成された各ＩＤＴ電極を組み合わせてなる一端子対弾性表面波共振子が、複数、梯子型に配置されている弾性表面波フィルタであって、梯子型に配置された各一端子対弾性表面波共振子の内、直列共振子の少なくとも一つに、より好ましくは全てに間引きが施されており、前記直列共振子の少なくとも一つのＩＤＴ電極が、他の直列共振子のＩＤＴ電極と比べて、異なる電極ピッチを有することを特徴としている。
【００２４】
上記弾性表面波フィルタでは、前記直列共振子の少なくとも一つのＩＤＴ電極が、他の直列共振子のＩＤＴ電極と比べて、異なる間引き率と異なる電極ピッチを共に有することが好ましい。
【００２５】
上記弾性表面波フィルタにおいては、入出力側に接続される一端子対弾性表面波共振子は直列共振子であるＴ字型構成が梯子型として用いられ、入出力側以外に接続される直列共振子が入出力側に接続される直列共振子と比べて、異なる間引き率と異なる電極ピッチを共に有していることが好ましい。
【００２６】
上記弾性表面波フィルタでは、入出力側以外に接続される直列共振子が入出力側に接続された直列共振子と比べて、間引き率を大きくし、かつ、電極ピッチを小さくすることが好ましい。
【００２７】
上記弾性表面波フィルタにおいては、通過域の高周波側近傍における通過域外の減衰量を必要とする送信用フィルタであることが好ましい。
【００２８】
上記構成によれば、梯子型に配置された各一端子対弾性表面波共振子の内、直列共振子の少なくとも一つに間引きが施されており、前記直列共振子の少なくとも一つのＩＤＴ電極が、他の直列共振子のＩＤＴ電極と比べて、異なる電極ピッチを有するように設定することで、間引きによって減衰特性、特に高周波側の通過域外の減衰特性を改善できると共に、ピッチを異ならせることにより、上記減衰域の跳ね上がりを抑制できる。
【００２９】
本発明の他の弾性表面波フィルタは、以上の課題を解決するために、圧電性基板上に形成された各ＩＤＴ電極を組み合わせてなる一端子対弾性表面波共振子が、複数、梯子型に配置されている弾性表面波フィルタであって、梯子型に配置された各一端子対弾性表面波共振子の内、並列共振子の少なくとも一つに、より望ましくは全てに間引きが施されており、前記並列共振子の少なくとも一つのＩＤＴ電極が、他の並列共振子のＩＤＴ電極と比べて、異なる電極ピッチを有することを特徴としている。
【００３０】
上記弾性表面波フィルタにおいては、前記並列共振子の少なくとも一つのＩＤＴ電極が、他の並列共振子のＩＤＴ電極と比べて、異なる間引き率と異なる電極ピッチを共に有することが望ましい。
【００３１】
上記弾性表面波フィルタにおいては、入出力側に接続される一端子対弾性表面波共振子は並列共振子であるπ字型構成が梯子型として用いられ、入出力側以外に接続される並列共振子が入出力側に接続される並列共振子と比べて、異なる間引き率と異なる電極ピッチを共に有していることが好ましい。
【００３２】
上記弾性表面波フィルタにおいては、通過域の低周波側近傍における通過域外の減衰量を必要とする受信用フィルタであることが好ましい。
【００３３】
上記構成によれば、並列共振子において、少なくとも一つの一端子対弾性表面波共振子のＩＤＴに間引きを施した際に、電極ピッチと間引き率とを異ならせることによって、通過域近傍（特に低周波数側）の通過域外の急峻な減衰性と減衰域の減衰特性、並びに反射特性までもがバランス良く改善され、上記従来例における不具合を全て解消でき、従来に比べて反射特性が良く低損失で阻止抑圧度の高い小型の弾性表面波フィルタを提供することができる。
【００３４】
本発明の分波器は、上記の何れかに記載の弾性表面波フィルタを搭載したことを特徴としている。
【００３５】
本発明の通信機は、上記の何れかに記載の弾性表面波フィルタを搭載したことを特徴としている。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る弾性表面波フィルタの実施の各形態について図１ないし図２０に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３７】
（実施の第一形態）
実施の第一形態の弾性表面波フィルタとして、梯子型フィルタを適用した、通過域の中心周波数が１４４１ＭＨｚ帯のＴｘ用フイルタについて示す。上記弾性表面波フィルタは、図１の回路図、および図２の概略構成図に示すように、圧電基板１１０上に、各直列共振子１１１ａ〜１１１ｃと、各並列共振子１１２ａ、１１２ｂとを梯子型に配置して有している。
【００３８】
各直列共振子１１１ａ〜１１１ｃ、および各並列共振子１１２ａ、１１２ｂは、それらの各弾性表面波の伝搬方向が互いにほぼ平行となるように配置されていることが、小型化が可能なことから好ましい。
【００３９】
また、各直列共振子１１１ａ〜１１１ｃは、入力端子１１３ａと出力端子１１３ｂとの間に互いに直列に接続され、かつ、各直列共振子１１１ａ〜１１１ｃの各弾性表面波の伝搬方向に対してほぼ直交する方向に並んで配置されている。
【００４０】
一方、各並列共振子１１２ａ、１１２ｂは、各直列共振子１１１ａ〜１１１ｃ間とアース（接地電位）との間にそれぞれ接続され、かつ、各並列共振子１１２ａ、１１２ｂの各弾性表面波の伝搬方向に対してほぼ直交する方向に並び、その上、各直列共振子１１１ａ〜１１１ｃの各弾性表面波における伝搬方向の各延長線上とは相違する、上記各延長線の間となるように並んで配置されている。
【００４１】
上記弾性表面波フィルタは、入力端子１１３ａ側は直列共振子１１１ａで始まり、出力端子１１３ｂ側は直列共振子１１１ｃで終わっていることより、Ｔ字型構成となっている。
【００４２】
本明細書では、入出力側がともに直列共振子で始まる構成であれば、それらの間の直列・並列共振子の組み合わせはどのような構成でもよく、Ｔ字型構成と呼ぶことにする。本実施の第一形態においては、３６°ＹｃｕｔＸ伝播ＬｉＴａＯ₃ からなる圧電基板１１０上に、各直列共振子１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの３素子と各並列共振子１１２ａ、１１２ｂの２素子を、フォトリソ工程およびリフトオフ工程によって形成している。
【００４３】
各直列共振子１１１ａ、１１１ｃは、交叉幅が３０μｍ、間引いた電極指を除くＩＤＴ電極の有効対数が２００対、反射器のリフレクタ（反射器電極指）本数が１００本であり、ともに同じ構造をしている。一方、直列共振子１１１ｂは交叉幅が１５μｍ、ＩＤＴ電極の有効対数が２００対、反射器のリフレクタ本数が１００本に設定されている。
【００４４】
また、各並列共振子１１２ａ、１１２ｂは交叉幅が３０μｍ、ＩＤＴ電極の対数が２００対、反射器のリフレクタ本数が１００本であり、ともに同じ構造に設定されている。３素子ある全ての直列共振子１１１ａ〜１１１ｃのＩＤＴ電極には間引きが施されている。
【００４５】
間引き電極の構造においては、図２５で示す極性を反転させる方法を用い、周期的に等間隔に間引くのではなく、ＩＤＴ電極において左側から右側へいくほど（各並列共振子１１２ａ、１１２ｂより離れるほど）間引く割合を順次多くなるように設定されていることが好ましい。
【００４６】
各入出力端子１１３ａ、１１３ｂは、それぞれ略長方形板状のパッド形状に設けられ、各並列共振子１１２ａ、１１２ｂに接続される各アース端子１１４ａ、１１４ｂも、それぞれ略長方形板状のパッド形状に設けられている。図３に示すようにパッケージ１１５との電気的導通には、各ボンディングワイヤ１１６による接続が用いられている。
【００４７】
また、直列共振子１１１ａ〜１１１ｃの間引き率と電極ピッチの関係を表１および表２に示す。間引き率と電極ピッチをともに異ならせたものを試作品Ａ１（本発明の範囲内）、間引き率を全て同じとして電極ピッチをともに異ならせたものを試作品Ｂ１（本発明の範囲内）、試作品Ｂ１とは電極ピッチのみが異なるものを試作品Ｃ１（本発明の範囲内）、電極ピッチは全て同じとし間引き率のみを異ならせたものを試作品Ｄ１（第一比較例）、電極ピッチ・間引き率ともに同じとしたものを試作品Ｅ１（第二比較例）とする。
【００４８】
【表１】

【００４９】
【表２】

【００５０】
試作品Ａ１では、減衰特性並びに反射特性（ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio、電圧定常波比））がどちらも良くなるように間引き率・電極ピッチが最適化されているのに対して、試作品Ｂ１では反射特性が良くなるように間引き率を同一にして電極ピッチのみを最適化し、試作品Ｃ１では減衰特性が良くなるように間引き率を同一にして電極ピッチのみを最適化している。試作品Ｄ１は、電極ピッチを同一とし、間引き率を異ならせた第一比較例である。試作品Ｅ１は、電極ピッチ・間引き率ともに同じとした、第二比較例である。
【００５１】
上記各試作品Ａ１〜Ｅ１の各電気的特性を図４ないし図９にそれぞれ示す。図６および図７には、電極ピッチを同一にして間引き率のみを異ならせた試作品Ｄ１の比較データを参考に示す。図６および図７から明らかなように、試作品Ａ１と試作品Ｄ１とを比較すると、試作品Ｄ１は、試作品Ａ１より、通過域が狭く上、減衰域の跳ね上がりも大きく、反射特性（ＶＳＷＲ）も悪くなっている。よって、電極ピッチを代えることの有効性が分かる。
【００５２】
図８および図９から明らかなように、従来構成に準じた試作品Ｅ１と比較して、電極ピッチを異ならせた試作品Ｂ１、Ｃ１のほうが通過域の反射特性が良好なフィルタ特性を示していることがわかる。このように、電極ピッチを異ならせた本願の構成を用いることによって、間引きを施し急峻性を高めたまま、反射特性の改善が可能となる。
【００５３】
図４および図５では、試作品Ａ１と試作品Ｂ１、Ｃ１との比較結果をそれぞれ示した。試作品Ａ１では通過域高周波側近傍の減衰特性と通過域の反射特性ともに良好なフィルタ特性を示しているのに対し、各試作品Ｂ１、Ｃ１では、減衰特性・反射特性のいずれかが試作品Ａ１と比べて劣っている。
【００５４】
この理由として、直列共振子において、反射特性を変化させる要因の一つとして各共振子の共振周波数の差があり、また減衰特性を変化させる要因の一つとして各共振子の反共振周波数の差があるため、試作品Ａ１では共振周波数の差は電極ピッチの差で、反共振周波数の差は間引き率の差で最適化することで、減衰特性・反射特性ともに良好な特性を得ることができる。
【００５５】
一方、試作品Ｂ１、Ｃ１では、各共振子の共振周波数と反共振周波数のいずれか一方の差しか最適化できないため、減衰特性・反射特性のいずれかが悪化することになる。
【００５６】
一般的に、適宜の減衰域の帯域幅を確保するための各共振子における電極ピッチの差の最適値と、反射特性が最も良くなるときの各共振子における電極ピッチの差の最適値が異なるため、どちらかを優先せねばならず、減衰域の帯域幅並びに反射特性を両方とも最適化し良くするためには電極ピッチのみならず間引き率も異ならせることが必要である。
【００５７】
ここで、本実施の形態においてＴ字型構造を適用し、真中の直列共振子１１１ｂを異ならせたのは以下の理由による。梯子型フィルタでは各共振子を縦続接続する際に、特開平５−１８３３８０号公報に示されているように直列共振子・並列共振子の組み合わせを１単位とすると、その単位をもとに縦続接続にて段数を増やしていくのが一般的な設計手法である。
【００５８】
よって、入出力側に直列共振子を配属してなるＴ字型構造においては、入出力側に接続した直列共振子よりも、それ以外の直列共振子のほうが対数・交叉幅で決まる等価的な容量が小さくなり、その容量に依存している減衰特性の効果がより大きくなることにより、入出力側の各直列共振子以外の、上記では真中の直列共振子１１１ｂを異ならせることが、最も本願の効果を発揮しやすくなる構成といえる。
【００５９】
次に、他の直列共振子１１１ａ、１１１ｃと比べて、直列共振子１１１ｂにおける、電極ピッチを小さくし、間引き率を大きくしたのは以下の理由による。真中の直列共振子１１１ｂは前述したように、入出力側に接続した各直列共振子１１１ａ、１１１ｃよりも等価的な容量が小さい。図１０に示すように、容量の異なる共振子を用いると、共振周波数と反共振周波数の間のインピーダンス特性にミスマッチが生ずる。
【００６０】
そこで、図１１に示すように、そのミスマッチをなくすように電極ピッチを小さくし周波数を高めてやれば、その範囲において反射特性が良好になる。しかしその際、周波数を高くし反共振周波数の差が大きく広がることで減衰特性が悪化するため、間引き率を大きくすることで反共振周波数の差が適切な値にまで小さくでき、減衰特性の改善がはかられる。
【００６１】
よって、電極ピッチを小さくし、間引き率を大きくすることが、最も本願の効果を発揮しやすくなる構成といえる。特に本実施の形態に係る構成では、電極ピッチを０．９７５倍（より好ましくは、下限値が０．９８０倍、上限値が０．９９５倍）まで小さくし、間引き率を２．７倍（より望ましくは、下限値が２．０倍、上限値が２．５倍）まで大きくする範囲で効果が顕著に現れた。
【００６２】
また、そのときに真中の直列共振子の容量を小さくすればするほど、減衰特性は改善されるがミスマッチが大きくなって反射特性はより悪化する。その際に、本願の構成を適用することで、従来のものと比べてより大きく反射特性が改善され減衰域における跳ね返りを防ぎ、良好なフィルタ特性を得ることができる。
【００６３】
なお、本実施の形態に係る間引きの構成は、上記に限定されず、図２４のような構造であってもよいし、他に電極指の一部に電界が加わらない構造であれば、どのような構造でもよい。また間引く個所も、周期的、変則的を問わず、ＩＤＴ電極であればどの範囲を間引いてもよいが、前述した構成が好ましい。
【００６４】
圧電基板は３６°ＹｃｕｔＸ伝播ＬｉＴａＯ₃基板を用いた例を挙げたが、圧電基板の種類に依存することはなく、３８°〜４６°ＹｃｕｔＸ伝播ＬｉＴａＯ₃基板や６４°〜７２°ＬｉＮｂＯ₃基板といった他の圧電基板でもよい。
【００６５】
電極形成方法も、リフトオフ工程ではなくエッチング工程でもよく、形成法を問わない。また、ワイヤボンドのみならずフリップチップボンデイング等の他の実装方法でも本願の手法が適用できることは明らかである。
【００６６】
上述したように梯子型の弾性表面波フィルタにおいて、全ての直列共振子に間引きを施し、なおかつ少なくとも一つの直列共振子の電極ピッチを他の直列共振子と異ならせることによって、急峻性を高めたまま通過域の反射特性を改善することができる。また、加えて間引き率も異ならせることによって、通過域高周波側近傍の減衰特性と通過域の反射特性をバランス良く改善することができる。よって、従来に比べて反射特性が良く、低損失で、阻止抑圧度の高い（減圧特性に優れた）、小型の弾性表面波フィルタを提供することができる。
【００６７】
さらに、そのときに入出力端子側に直列共振子がそれぞれ接続されたＴ字型構造を適用し、入出力以外の直列共振子の間引き率と電極ピッチとを共に他の直列共振子と異ならせることで、本願の効果がより強く発揮される。
【００６８】
その上、そのときに電極ピッチを小さくし、間引き率を大きくすることで、本願の効果がさらに強く発揮される。
【００６９】
（実施の第二形態）
本発明の弾性表面波フィルタにおける、実施の第二形態として、梯子型フィルタを適用した中心周波数が１４８９ＭＨｚ帯のＲｘ用フィルタについて示す。図１２に、実施の第二形態の回路図を、図１３に圧電基板１１０上のＩＤＴ電極の慨略構成図を示す。上記弾性表面波フィルタは、各並列共振子２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、および各直列共振子２１１ａ、２１１ｂを、前記の実施の第一形態に準じた配置にて、圧電基板１１０上に有している。
【００７０】
上記弾性表面波フィルタにおいては、入力側は並列共振子２１２ａで始まり、出力側は並列共振子２１２ｃで終わっていることより、π字型構成が示されている。ここでは、入出力端子２１３ｂ、２１３ａ側に各並列共振子２１２ａ、２１２ｂが接続されている構成であれば、それらの間の直列・並列共振子の組み合わせはどういう構成でもよく、それをπ字型構成と呼ぶことにする。
【００７１】
各並列共振子２１２ａ、２１２ｃは交叉幅が５８μｍ、ＩＤＴ電極の有効対数が７５対、反射器のリフレクタ本数が６０本であり、ともに同じ構造をしている。並列共振子２１２ｂは交叉幅が８５μｍ、ＩＤＴ電極の有効対数が７５対、反射器のリフレクタ本数が６０本である。また、各直列共振子２１１ａ、２１１ｂは交叉幅が３６μｍ、ＩＤＴ電極の対数が５０対、反射器のリフレクタ本数が６０本であり、ともに同じ構造をしている。
【００７２】
３素子ある全ての並列共振子２１２ａ〜２１２ｃの各ＩＤＴ電極には間引きがそれぞれ施されている。また、それらの間引きの構造については、前述の実施の第一形態と同様に、図２５で示す極性を反転させる方法を用い、周期的に等間隔に間引くのではなく、ＩＤＴ電極において左側から右側へいくほど（各直列共振子２１１ａ、２１１ｂより離れるほど）間引く割合を順次多くなるように設定されていることが好ましい。
【００７３】
入出力端子２１３ａ、２１３ｂはパッド状に、アース端子２１４ａ、２１４ｂ、２１５ｃはパッド状に形成されている。間引き方法、圧電基板１１０や電極形成方法、パッケージとの電気的導通方法は全て前述の実施の第一形態と同じである。
【００７４】
また、間引き率と電極ピッチの関係を表３および表４に示す。間引き率と電極ピッチをともに異ならせたものを試作品Ａ２（本発明の範囲内）、間引き率を全て同じとして電極ピッチを異ならせたものを試作品Ｂ２（本発明の範囲内）、Ｂ２とは電極ピッチのみが異なるものを試作品Ｃ２（本発明の範囲内）、電極ピッチは全て同じとし間引き率のみを異ならせたものを試作品Ｄ２（第三比較例）、電極ピッチ・間引き率ともに同じとしたものを試作品Ｅ２（第四比較例）とする。
【００７５】
【表３】

【００７６】
【表４】

【００７７】
試作品Ａ２では、減衰特性並びに反射特性がどちらも良くなるように間引き率・電極ピッチが最適化されているのに対して、試作品Ｂ２では反射特性が良くなるように間引き率を同一にして電極ピッチのみを最適化し、試作品Ｃ２では減衰特性が良くなるように、間引き率を同一にして電極ピッチのみを最適化している。試作品Ｄ２は、電極ピッチを同一として間引き率を異ならせた第三比較例である。試作品Ｅ２は、電極ピッチ・間引き率ともに同じとした従来構成に準じた第四比較例である。
【００７８】
上記各試作品Ａ２〜Ｅ２の各電気的特性を図１４ないし図１９にそれぞれ示す。図１６および図１７には、電極ピッチを同一にして間引き率のみを異ならせた試作品Ｄ２の比較データを参考に示す。図１６および図１７から明らかなように、試作品Ａ２と試作品Ｄ２とを比較すると、試作品Ｄ２は、試作品Ａ２より、反射特性（ＶＳＷＲ）も悪くなっている。よって、電極ピッチを代えることの有効性が分かる。
【００７９】
また、図１８および図１９から明らかなように、第四比較例の試作品Ｅ２と比較して、電極ピッチを異ならせた試作品Ｂ２、Ｃ２のほうが通過域低周波側近傍の減衰特性が良好なフィルタ特性を示していることがわかる。
【００８０】
このように、電極ピッチを異ならせた本願の構成を用いることによって、間引きを施し急峻性を高めたまま、減衰特性の改善が可能となる。
【００８１】
図１４および図１５では、試作品Ａ２と試作品Ｂ２、Ｃ２の比較を示した。図１４および図１５から明らかなように、試作品Ａ２では通過域低周波側近傍の減衰特性と通過域の反射特性ともに良好なフィルタ特性を示しているのに対し、試作品Ｂ２、Ｃ２では、減衰特性・反射特性のいずれかが試作品Ａ２と比べて劣っている。
【００８２】
この理由としては、前述の実施の第一形態と同様なものが挙げられる。つまり、並列共振子において、反射特性を変化させる要因の一つに各共振子の反共振周波数の差があり、また減衰特性を変化させる要因の一つに各共振子の共振周波数の差があるため、試作品Ａ２では共振周波数の差は電極ピッチの差で、反共振周波数の差は間引き率の差で最適化していることで、減衰特性・反射特性ともに良好な特性を得ることができることである。
【００８３】
ここで、本実施の第二形態においてπ字型構造を適用し、真中の並列共振子２１２ｂを異ならせた理由は、等価的な容量が大きくなるからであり、実施の第一形態で述べた理由と容量の大小が異なるだけで根本は同じである。
【００８４】
次に、並列共振子２１２ｂにおける、電極ピッチを小さくし、間引き率を大きくしたのは以下の理由による。真中の並列共振子２１２ｂは前述したように、入出力端子２１３ｂ、２１３ａ側に接続された各並列共振子２１２ａ、２１２ｃよりも等価的な容量が大きいため、ワイヤやパッケージに寄生するインダクタンスの影響を受けやすくなる。
【００８５】
これは、図２０に示すように、同じ値のインダクタンスを直列接続したとき、容量の異なる共振子では容量が大きいほど共振周波数がより低周波側へ移行することによる。そのことで、入出力側と真中との各並列共振子における共振周波数の差が大きく広がり、通過域低周波側近傍の減衰特性は悪化する。その差を小さくして適切な値にするために、真中の並列共振子の電極ピッチを小さくして周波数を高めてやれば、減衰特性は改善する。
【００８６】
しかし、その際、周波数を高くしたことによってインピーダンス特性のミスマッチが増大し反射特性が悪化するため、間引き率を大きくし反共振周波数を高周波側へ移行させることによって、ミスマッチを小さくし反射特性の改善がはかられる。
【００８７】
よって、入出力端子２１３ｂ、２１３ａ側に接続された各並列共振子２１２ａ、２１２ｃ以外の、並列共振子における、電極ピッチを小さくし、間引き率を大きくすることが、最も本願の効果を発揮しやすくなる構成といえる。特に本実施の第二形態では、電極ピッチを０．９９１倍（より望ましくは、下限値が０．９９３倍、上限値が０．９９８倍）まで小さくし、間引き率を１．９倍（より好ましくは下限値が１．３倍、上限値が１．７倍）まで大きくする範囲で効果が顕著に現れた。
【００８８】
以上のように、梯子型の弾性表面波フィルタにおいて、全ての並列共振子に間引きを施し、なおかつ少なくとも一つの並列共振子の電極ピッチを異ならせることによって、急峻性を高めたまま通過域低周波側近傍の減衰特性を改善することができる。
【００８９】
また、加えて間引き率も異ならせることによって、通過域低周波側近傍の減衰特性と通過域の反射特性をバランス良く改善することができる。これにより、従来に比べて、反射特性が良く、低損失で、阻止抑圧度の高い（減衰特性に優れた）、小型の弾性表面波フィルタを提供することができる。
【００９０】
さらに、そのときに入出力側が並列共振子で構成されるπ字型構造を適用し、入出力以外の並列共振子の間引き率と電極ピッチをともに異ならせることで、本願の効果がより強く発揮される。
【００９１】
その上、そのときに電極ピッチを小さくし、間引き率を大きくすることで、本願の効果がさらに強く発揮される。
【００９２】
なお、上記の実施の各形態では、共振子の全てに対して間引きを施しているが、一部の共振子に対してのみに間引きを施してもよい。ただし、全ての共振子に間引きを施す方が、より特性を改善し易い。
【００９３】
本発明に係るＤＰＸは、図２１に示すように、ＡＮＴ（アンテナ）に接続された整合回路５２と、整合回路５２と送信側端子（Ｔｘ）との間に設けられた送信側フィルタ５３と、整合回路５２と受信側端子（Ｒｘ）との間に設けられた受信側フィルタ５４とを有している。送信側フィルタ５３および受信側フィルタ５４は、通過帯域が互いに相違するように設定されている。
【００９４】
そして、送信側フィルタ５３は、前記実施の第一形態に記載の試作品Ａ１により形成されていることが好ましく、受信側フィルタ５４は、実施の第二形態に記載の試作品Ａ２により形成されていることが好ましい。送信側フィルタ５３および受信側フィルタ５４の少なくとも一方に、本発明の弾性表面波フィルタを用いることで、肩の切れがよい、良好なフィルタ特性を有するＤＰＸとすることが可能となる。肩の切れがよいとは、通過帯域の上下端から、所定の減衰量まで落とすのに必要な周波数間隔が小さいことである。
【００９５】
次に、上記実施の各形態に記載の弾性表面波フィルタを搭載した通信機について図２２に基づき説明する。上記通信機６００は、受信を行うレシーバ側（Ｒｘ側）として、アンテナ６０１、アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２、アンプ６０３、Ｒｘ段間フィルタ６０４、ミキサ６０５、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ミキサ６０７、２ｎｄＩＦフィルタ６０８、１ｓｔ＋２ｎｄローカルシンセサイザ６１１、ＴＣＸＯ（temperature compensated crystal oscillator（温度補償型水晶発振器））６１２、デバイダ６１３、ローカルフィルタ６１４を備えて構成されている。
【００９６】
Ｒｘ段間フィルタ６０４からミキサ６０５へは、図２２に二本線で示したように、バランス性を確保するために各平衡信号にて送信することが好ましい。
【００９７】
また、上記通信機６００は、送信を行うトランシーバ側（Ｔｘ側）として、上記アンテナ６０１及び上記アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２を共用するとともに、ＴｘＩＦフィルタ６２１、ミキサ６２２、Ｔｘ段間フィルタ６２３、アンプ６２４、カプラ６２５、アイソレータ６２６、ＡＰＣ（automatic power control （自動出力制御））６２７を備えて構成されている。
【００９８】
そして、上記のＲｘ段間フィルタ６０４、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ＴｘＩＦフィルタ６２１、Ｔｘ段間フィルタ６２３には、上述した本実施の形態に記載の弾性表面波フィルタが好適に利用できる。
【００９９】
本発明に係る弾性表面波フィルタは、通過域外の急峻な減衰特性を高く維持したまま通過域の反射特性を改善することができると共に、通過域近傍の各通過域外（高周波側と低周波側）の減衰特性と通過域の反射特性をバランス良く改善することができる。
【０１００】
この結果、上記構成は、従来に比べて反射特性が良く低損失で、減衰特性に優れた弾性表面波フィルタを提供することができるので、上記弾性表面波フィルタを有する本発明の通信機は、伝送特性を向上できるものとなっている。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波フィルタは、以上のように、梯子型に配置された各一端子対弾性表面波共振子の内、直列共振子の少なくとも一つに間引きが施されており、前記直列共振子の少なくとも一つのＩＤＴ電極が、他の直列共振子のＩＤＴ電極と比べて、異なる電極ピッチを有する構成である。
【０１０２】
それゆえ、上記構成は、少なくとも一つの直列共振子のＩＤＴ電極の電極ピッチを他の直列共振子と異ならせることによって、通過域外の急峻な減衰特性を高く維持（跳ね上がりを抑制）した状態にて、通過域の反射特性を改善することができる。
【０１０３】
また、上記構成では、加えて、直列共振子の少なくとも一つに間引きが施されていることによって、通過域近傍の通過域外（特に高周波側）の減衰特性と通過域の反射特性をバランス良く改善することができる。
【０１０４】
この結果、上記構成は、従来に比べて反射特性が良く低損失で、減衰特性に優れた弾性表面波フィルタを提供することができるという効果を奏する。
【０１０５】
本発明の他の弾性表面波フィルタは、以上のように、梯子型に配置された各一端子対弾性表面波共振子の内、並列共振子の少なくとも一つに間引きが施されており、前記並列共振子の少なくとも一つのＩＤＴ電極が、他の並列共振子のＩＤＴ電極と比べて、異なる電極ピッチを有する構成である。
【０１０６】
それゆえ、上記構成は、少なくとも一つの並列共振子のＩＤＴ電極の電極ピッチを他の並列共振子と異ならせることによって、通過域外の急峻な減衰特性を高く維持（跳ね上がりを抑制）した状態にて、通過域の反射特性を改善することができる。
【０１０７】
また、上記構成では、加えて、並列共振子の少なくとも一つに間引きが施されていることによって、通過域近傍の通過域外（特に低周波側）の減衰特性と通過域の反射特性をバランス良く改善することができる。
【０１０８】
この結果、上記構成は、従来に比べて反射特性が良く低損失で、減衰特性に優れた弾性表面波フィルタを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第一形態に係る弾性表面波フィルタの回路図である。
【図２】上記弾性表面波フィルタの概略構成図である。
【図３】上記弾性表面波フィルタをパッケージに収納した断面図である。
【図４】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ａ１、Ｂ１、Ｃ１における、挿入損失の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図５】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ａ１、Ｂ１、Ｃ１における、Ｓ１１のＶＳＷＲの周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図６】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ａ１、Ｄ１における、挿入損失の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図７】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ａ１、Ｄ１における、Ｓ１１のＶＳＷＲの周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図８】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ｂ１、Ｃ１、Ｅ１における、挿入損失の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図９】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ｂ１、Ｃ１、Ｅ１における、Ｓ１１のＶＳＷＲの周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１０】比較例における、各共振子のミスマッチの様子を示すための、各共振子における、インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１１】上記実施の第一形態における、各共振子のミスマッチを低減した場合の、各共振子における、インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施の第二態に係る弾性表面波フィルタの回路図である。
【図１３】上記弾性表面波フィルタの概略構成図である。
【図１４】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ａ２、Ｂ２、Ｃ２における、挿入損失の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１５】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ａ２、Ｂ２、Ｃ２における、Ｓ１１のＶＳＷＲの周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１６】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ａ２、Ｄ２における、挿入損失の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１７】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ａ２、Ｄ２における、Ｓ１１のＶＳＷＲの周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１８】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ｂ２、Ｃ２、Ｅ２における、挿入損失の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１９】上記弾性表面波フィルタに係る各試作品Ｂ２、Ｃ２、Ｅ２における、Ｓ１１のＶＳＷＲの周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図２０】比較例における、各共振子のミスマッチの様子を示すための、各共振子における、インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図２１】本発明の弾性表面波フィルタを搭載した分波器の回路ブロック図である。
【図２２】本発明の弾性表面波フィルタを搭載した通信機の回路ブロック図である。
【図２３】従来の弾性表面波フィルタにおける、挿入損失の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図２４】従来の弾性表面波フィルタにおける、間引き電極の一例を示すＩＤＴの概略構成図である。
【図２５】従来の弾性表面波フィルタにおける、間引き電極の他の例を示すＩＤＴの概略構成図である。
【図２６】従来の弾性表面波フィルタにおいて、間引きによる、インピーダンスの周波数特性の変化例を示すグラフである。
【図２７】従来の弾性表面波フィルタおいて、間引き率をそれぞれ代えたときの挿入損失の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【符号の説明】
１１１ａ〜１１１ｃ直列共振子
１１２ａ、１１２ｂ並列共振子
１１３ａ入力端子
１１３ｂ出力端子

Claims

圧電性基板上に形成された各くし型電極を組み合わせてなる一端子対弾性表面波共振子が、複数、梯子型に配置されている弾性表面波フィルタであって、
入出力側に接続される一端子対弾性表面波共振子は直列共振子であるＴ字型構成が梯子型として用いられ、
前記直列共振子の全てに間引きが施されており、かつ入出力側以外に接続される直列共振子が入出力側に接続された直列共振子と比べて、電極ピッチを小さくするとともに間引き率を大きくしたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
圧電性基板上に形成された各くし型電極を組み合わせてなる一端子対弾性表面波共振子が、複数、梯子型に配置されている弾性表面波フィルタであって、
入出力側に接続される一端子対弾性表面波共振子は並列共振子であるπ字型構成が梯子型として用いられ、
前記並列共振子の全てに間引きが施されており、かつ入出力側以外に接続される並列共振子が入出力側に接続された並列共振子と比べて、電極ピッチを小さくするとともに間引き率を大きくしたことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
通過域の高周波側近傍における通過域外の減衰量を必要とする送信用フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
通過域の低周波側近傍における通過域外の減衰量を必要とする受信用フィルタであることを特徴とする請求項２に記載の弾性表面波フィルタ。
請求項１ないし４の何れか１項に記載の弾性表面波フィルタを搭載したことを特徴とする、分波器。
請求項１ないし４の何れか１項に記載の弾性表面波フィルタを搭載したことを特徴とする、通信機。