JP3403866B2 - 複合２重モードｓａｗフィルタ - Google Patents
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Description
体通信等で必要な中帯域で低損失，且つ急峻な減衰傾度
をもつフィルタに関する。
〜２５０ＭＨｚ帯の高周波領域の中間周波数（ＩＦ）フ
ィルタには水晶基板を用いた横結合２重モードＳＡＷフ
ィルタが一般に利用されている。このフィルタは水晶基
板上に２個の１ポートＳＡＷ共振子を並列に近接配置し
その音響結合によって生じる１次，２次の振動モードの
波動を利用したもので，比帯域幅が０．０１〜０．１％
の狭帯域フィルタに適している。
動体通信のディジタル化に伴い，比帯域幅が０．１〜
０．３％の中帯域フィルタが必要となってきた。
水晶基板による横結合２重モードＳＡＷフィルタの交差
長と結合ギャップを狭くして音響結合を強くし帯域幅を
広める方法がある。しかし，横結合２重モードＳＡＷフ
ィルタの広帯域化はインピーダンスが極めて高くなり実
用に耐えないという欠点を有する。
合２重モードＳＡＷフィルタがある。これは２つ以上の
ＩＤＴをＳＡＷの伝搬方向に近接配置しその音響結合に
より生じる２つの振動モードを利用したもので，横結合
に比べて結合が強いので広い帯域幅が得られる。しか
し，縦結合２重モードＳＡＷフィルタの場合は高域側に
現れるＩＤＴの特性によるスプリアスのため，２セクシ
ョンにして減衰量を確保する必要がある。
構成するＳＡＷ共振子の容量比によって制限を受け，水
晶のような電気機械結合係数の小さい基板では共振子の
容量比が大きく，広い帯域幅を得ようとすると伸長コイ
ルを必要とする。
コイルを入れて使う必要があり，インピーダンスが高い
こともあってコイルのインダクタンスによる感度が極め
て高く非常に使い難いフィルタとなってしまう欠点があ
る。
Ｏ3やＬｉＮｂＯ3のような基板を用い，容量比の小さい
ＳＡＷ共振子で縦結合２重モードＳＡＷフィルタを構成
する手法もあるが，これらの基板は周波数温度特性が悪
いので温度による周波数変化量が大きく近傍の減衰量が
十分に取れないという欠点がある。
ＳＡＷフィルタを発明し，図５に示すように入出力ＩＤ
Ｔの位相関係が１８０゜異なるように配置した２個の縦
結合２重モードＳＡＷフィルタを，図７（ａ）に示すよ
うに一方の１次モードと他方の２次モードの位相関係が
等しくなるように中心周波数をずらして並列接続し，１
セクション構成で３ポールのフィルタを構成し広帯域化
を図った（文献：１９９３年電子情報通信学会春季大
会，Ａー３３９）。この構成では１個の縦結合２重モー
ドＳＡＷフィルタの帯域幅は所望の帯域幅のほぼ半分で
あるため，インピーダンスが低くなり有利である。
ードＳＡＷフィルタにおいて，図６に示すように２個の
横結合２重モードＳＡＷフィルタの間でＩＤＴの配置を
変えることにより，入出力ＩＤＴの位相関係が１８０゜
異なる２つのフィルタを，図７（ｂ）に示すように一方
の２次モードと他方の１次モードの位相関係が等しくな
るように中心周波数をずらして並列接続し，同様に１セ
クションで３ポールのフィルタを構成し広帯域化を図っ
た（文献：１９９４年電子情報通信学会秋季大会，ＳＡ
ー１１ー３）。
ルタのインピーダンスは未だ高く，要求によっては通過
帯域幅が不足であり，減衰傾度が更に高いフィルタが望
まれており，要求特性を満足しないという欠点を有して
いた。
ＡＷフィルタが有する欠点を除去する為になされたもの
であって、高周波領域で比帯域幅が０．１〜０．３％の
中帯域フィルタのインピーダンスを低くし，減衰傾度の
高い複合２重モードＳＡＷフィルタを提供することを目
的とする。
る複合２重モードＳＡＷフィルタは，横結合２重モード
ＳＡＷフィルタ或いは縦結合２重モードＳＡＷフィルタ
を，利用する２つの振動モードの周波数の差のほぼ２倍
だけ離れた中心周波数をもつ同一フィルタ２個を並列接
続してフィルタとしたことを特徴としたものである。
づいて詳細に説明する。
ードＳＡＷフィルタの電極パターン図である。圧電基板
１の表面上にＩＤＴ２，２’を近接配置しその両側に反
射器３，３を置いて横結合２重モードＳＡＷフィルタ４
を構成する。更に，全く同じ横結合２重モードＳＡＷフ
ィルタ５を同一基板上にフィルタ４と伝搬方向を同じく
して平行に配置し，これらフィルタ２個を並列接続す
る。その際，２個のフィルタの中心周波数を１次モード
と２次モードの周波数差のほぼ２倍分だけ離れるように
ＩＤＴの周期を設定する。
来方法と比較して示した図であり，図２(ａ)は図７(ｂ)
に示す従来方法の横結合２重モードＳＡＷフィルタを用
いた複合２重モードＳＡＷフィルタの周波数配置であ
る。前述の通り２個のフィルタの位相関係を逆転させ２
つの振動モードの周波数差分だけ離して配置し，一方の
フィルタの２次モードｆ2ともう一方のフィルタの１次
モードｆ1’の周波数と位相を一致させることにより，
並列接続後にｆ1からｆ2’までを通過帯域としている。
うに並列接続する２個のフィルタの位相関係は同じであ
り，２つの振動モードの周波数差（ｆ2−ｆ1＝ｆ2'−ｆ
1'）の２倍分だけ中心周波数を離すことにより，ｆ1〜
ｆ2〜ｆ1'〜ｆ2'の周波数間隔がほぼ同じとなり位相関
係も例えば０゜〜１８０゜〜０゜〜１８０゜となってフ
ィルタを構成することができる。
転Ｙカット，Ｘ伝搬水晶とし，電極はアルミニウムで膜
厚は０.１５μｍ，ＩＤＴ２，２’は各３００対で交差
長は１０λ（λはＳＡＷの波長），ＩＤＴ２，２’の間
隔（結合ギャップ）は１λ，反射器３は各３００本，Ｉ
ＤＴ周期はフィルタ４が１１．１８μｍ，フィルタ５が
１１．１６５μｍとして構成した本発明の実験結果を示
す図である。２個の横結合２重モードＳＡＷフィルタ各
々の周波数伝送特性を示し，実線はフィルタ４の，破線
はフィルタ５の特性である。同図に示すようにフィルタ
４とフィルタ５は中心周波数が異なるだけで同じ周波数
伝送特性を示している。また位相関係も１次モードが０
゜で２次モードが１８０゜であり同じである。
動モードの周波数配置は前述のように０゜〜１８０゜〜
０゜〜１８０゜となっており，これらの周波数間隔はほ
ぼ同じになっている。これよりフィルタ理論から自明の
ように２つのフィルタを並列接続して合成すれば，適当
な終端インピーダンスの下で帯域通過フィルタを構成で
きる。
続し，終端インピーダンス４００Ω//ー１ｐＦで終端し
たときの複合２重モードＳＡＷフィルタの周波数伝送特
性を示している。同図から明らかなように通過域が平坦
で比帯域幅が約０．２％の中帯域，低損失，且つ急峻度
の高いフィルタが得られている。
し，従来の３ポールのフィルタに比べて急峻な減衰傾度
が得られること，及び比帯域幅が広い割にはインピーダ
ンスが低いこと前述の通りである。
ードＳＡＷフィルタを用いた複合２重モードＳＡＷフィ
ルタを例として説明したが，本発明を縦結合２重モード
ＳＡＷフィルタを用いた複合２重モードＳＡＷフィルタ
にも適用し得ることは云うまでもない。
ＬｉＴａＯ3基板やＬｉＮｂＯ3基板，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7基板
等他の表面波を用いた複合２重モードＳＡＷフィルタに
適用してもよい。
であるから高周波領域で中帯域，低損失，且つ急峻な減
衰傾度をもつフィルタを実現する上で著しい効果を発揮
する。
の電極パターンを示す図
ルタの周波数配置を示す図で，（ａ）は従来の複合２重
モードＳＡＷフィルタの周波数配置を示す図，（ｂ）は
本発明の複合２重モードＳＡＷフィルタの周波数配置を
示す図
する２つの横結合２重モードＳＡＷフィルタの周波数伝
送特性を示す図
数伝送特性の例を示す図
た複合２重モードＳＡＷフィルタの電極パターン図
た複合２重モードＳＡＷフィルタの電極パターン図
Ｗフィルタの周波数配置を示す図で，（ａ）は縦結合２
重モードＳＡＷフィルタの周波数配置を示す図，（ｂ）
は横結合２重モードＳＡＷフィルタの周波数配置を示す
図
Claims (2)
- 【請求項１】圧電基板上に弾性表面波（ＳＡＷ）を励
振，受信する少なくとも１つのインタディジタルトラン
スジューサ（ＩＤＴ）電極とその両側に反射器を配し前
記ＩＤＴにより励振されたＳＡＷを反射して振動エネル
ギーを前記ＩＤＴ内部に閉じ込めて共振子とすると共
に，この共振子を２個並列に近接配置してこれらの振動
の音響結合によって発生する１次，２次の振動モードの
波動を利用する横結合２重モードＳＡＷフィルタを，こ
れら２つの振動モードの周波数の差のほぼ２倍だけ離れ
た中心周波数をもつ前記フィルタを２個並列接続してフ
ィルタとしたことを特徴とする複合２重モードＳＡＷフ
ィルタ。 - 【請求項２】前記２個の２重モードＳＡＷフィルタが，
圧電基板上にＳＡＷを励振，受信する２個以上のＩＤＴ
電極をＳＡＷの伝搬方向に近接配置し，これらの両側に
反射器を設け励起したＳＡＷの振動エネルギーを前記Ｉ
ＤＴ内に閉じ込めると共に，前記ＩＤＴ間の音響結合に
よって発生する２つの振動モードの波動を利用する縦結
合２重モードＳＡＷフィルタであることを特徴とする請
求項１記載の複合２重モードＳＡＷフィルタ。
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|---|---|---|---|
| JP14810395A JP3403866B2 (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 複合２重モードｓａｗフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP14810395A JP3403866B2 (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 複合２重モードｓａｗフィルタ |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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|---|---|
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Families Citing this family (2)
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-
1995
- 1995-05-23 JP JP14810395A patent/JP3403866B2/ja not_active Expired - Fee Related
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