【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波フィルタ装置、特にＣＤＭＡ通信方式に好適な弾性表面波フィルタ装置に関するものである。 さらに、本発明は上記フィルタに好適な変換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】デジタル通信システムの開発に伴い、種々の通信方式が提案されている。 このような通信方法としては、例えば、ＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）方式及びＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式がある。 ＦＤＭＡ
方式では、周波数帯域を分割してこれらを各無線局に割り当てており、それに対してＴＤＭＡ方式では、時間帯域を分割してこれらを各無線局に割り当てている。

【０００３】また、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式が近年提案されている。 このＣＤＭＡ方式では、周波数及び時間で重畳された信号を利用することによりチャネル数を多数確保することができるため高い有用性があり、その開発が強く要請されている。 このＣＤＭＡ方式に用いられる弾性表面波フィルタ装置については特有のフィルタ特性が要求されており、その特性を要約すると次のようになる。 （１）１０ｄＢ以下の挿入損失を満足すること。 （２）位相歪みの小さい周波数特性を獲得できること。 （３）３０ｄＢ以上のＴ． Ｔ． Ｅ． (triple Transit Ec
ho) 減衰レベルを満足すること。

【０００４】これら特性を満足するために、本発明者による特開平第8-213870号公報に開示された弾性表面波フィルタ装置は、入力側変換器又は出力側変換器のうちの一方を一方向性変換器で構成するとともに、他方を双方向性変換器で構成している。 このように、アポタイズ電極構造を有する双方向性変換器と、励振効果及び反射効果を利用する一方向性変換器を適切に組み合わすことにより、周波数特性については双方向性変換器の特性が活用され、挿入損失及びＴ． Ｔ． Ｅ． 減衰レベルについては、一方向性変換器の特性が活用され、その結果、挿入損失、Ｔ． Ｔ． Ｅ． 減衰レベル及び周波数特性の全てを満足する弾性表面波フィルタ装置を実現することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような弾性表面波フィルタ装置では、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形が非対称になるとともに帯域外スプリアスを有効に低減できず、これは弾性表面波フィルタ装置にとって好ましくない。 また、このような弾性表面波フィルタ装置では、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計するに当たっても好ましくない。

【０００６】本発明の第１の目的は、入力側変換器又は出力側変換器のうちのいずれか一方を一方向性変換器で構成し、他方を双方向性変換器で構成した弾性表面波フィルタ装置において、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適な弾性表面波フィルタ装置を提供することである。

【０００７】本発明の第２の目的は、双方向性変換器の弾性表面波の伝播軸線の両側に第１及び第２の一方向性変換器をそれぞれ配置した弾性表面波フィルタ装置において、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適な弾性表面波フィルタ装置を提供することである。

【０００８】本発明の第３の目的は、弾性表面波の伝播軸線の両方向に弾性表面波を励振する双方向性電極構造を有する双方向性変換器部分と、弾性表面波の伝播方向の一方の方向だけ弾性表面波を励振する一方向性電極構造を有する一方向性変換器部分とを具える変換器において、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、
周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適な変換器を提供することである。

【０００９】本発明の第４の目的は、弾性表面波の伝播軸線の両方向に弾性表面波を励振する双方向性電極構造を有する双方向性変換器部分及び弾性表面波の伝播方向の一方の方向だけ弾性表面波を励振する一方向性電極構造を有する一方向性変換器部分とを有する変換器と、一方向性変換器とを具える弾性表面波フィルタ装置において、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、
周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適な弾性表面波フィルタ装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による請求項１記載の弾性表面波フィルタ装置は、圧電性基板と、この圧電性基板上に形成した入力側変換器と、この入力側変換器で励振された弾性表面波を変換する出力側変換器とを具える弾性表面波フィルタ装置において、前記入力側変換器又は出力側変換器のうちのいずれか一方を一方向性変換器で構成し、他方を双方向性変換器で構成し、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合、１λ当たりの、
前記一方向性変換器の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和が、１λ当たりの、前記双方向性変換器の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和と、同一になるように構成したことを特徴とするものである。

【００１１】上記弾性表面波経装置の通過特性の波形が非対称となるとともに帯域外スプリアスを有効に低減できない理由を本発明者が検討した結果、上記弾性表面波フィルタ装置では、一方向性変換器で励振される弾性表面波の伝播速度と双方向性変換器で励振される弾性表面波の伝播速度が相違するために、これらの変換器の中心周波数がずれるからであることが確認された。

【００１２】従来既知のように、基本弾性表面波の伝播速度、波長及び中心周波数をＶ，λ及びｆとすると、

【数１】Ｖ＝ｆλ の関係がある。 したがって、一方向性変換器の電極指のピッチ及び双方向性変換器の電極指のピッチを共にλとした場合、すなわち一方向性変換器で励振される弾性表面波の波長と双方向性変換器で励起される弾性表面波の波長とが同一である場合、一方向性変換器で励振される弾性表面波の速度が双方向性変換器で励振される弾性表面波の速度と異なると、一方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数が、双方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数とずれるようになる。

【００１３】上記弾性表面波フィルタ装置において一方向性変換器で励振される弾性表面波の速度が双方向性変換器で励振される弾性表面波の速度と異なる理由を本発明者が検討した結果、圧電性基板の表面区域のうちの電極指が設けられた部分と圧電性基板の表面区域のうちの電極指が設けられていない部分とでは、弾性表面波の伝播速度が相違し、これら速度が相違するようになるためであることを確認した。 すなわち、圧電性基板の表面区域のうちの電極指が設けられた部分を伝播する弾性表面波の速度が、圧電性基板の表面区域のうちの電極指が設けられていない部分を伝播する弾性表面波の速度よりも遅い。 したがって、弾性表面波の伝播方向における、圧電性基板の表面区域全体に対する圧電性基板の表面区域のうちの電極指が設けられている部分の割合が大きくなるに従って、変換器を伝播する弾性表面波の速度が遅くなる。

【００１４】上記弾性表面波フィルタ装置では、弾性表面波の伝播方向における、圧電性基板の表面区域全体に対する圧電性基板の表面区域のうちの電極指が設けられている部分の割合は、一方向性変換器側と双方向性変換器側とでは相違する。 例えば、一方向性変換器として浮き電極型の変換器を用いるとともに双方向性変換器としてアポタイズ型の変換器を用いる場合には、通常一方向性変換器の電極指の幅を全てλ／１２とするとともに双方向性電極指の幅を全てλ／８にする。 したがって、１
λ当たりの一方向性変換器の電極指の総和はλ／３となるのに対して、１λ当たりの双方向性変換器の電極指の総和はλ／２となり、双方向性変換器側の方が電極指幅の総和が広いので、双方向性変換器で励振される弾性表面波の伝播速度は一方向性変換器で励振される弾性表面波の伝播速度より遅くなる。

【００１５】本発明者は、上記課題を解決するために、
すなわち一方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数を双方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数と一致させるためには、一方向性変換器で励振される弾性表面波の伝播速度を双方向性変換器で励振される弾性表面波の伝播速度と一致させればよいことを見いだした。 このために、請求項１記載の弾性表面波フィルタ装置では、弾性表面波の伝播方向における、圧電性基板の表面区域全体に対する圧電性基板の表面区域のうちの電極指が設けられている部分の割合を、一方向性変換器側と双方向性変換器側とで同一にする。 すなわち、λ
を基本弾性表面波の伝播波長とした場合、１λ当たりの、一方向性変換器の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和を、１λ当たりの、双方向性変換器の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和と、同一にする。

【００１６】このようにして、入力側変換器又は出力側変換器のうちのいずれか一方を一方向性変換器で構成し、他方を双方向性変換器で構成した弾性表面波フィルタ装置において、一方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数と双方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数とを一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００１７】本発明による請求項２記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記一方向性変換器が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λのピッチで周期的に形成され、複数の電極指を有する正電極と、同様にλのピッチで周期的に形成され、複数の電極指を有し、各電極指が前記正電極の電極指とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極と、前記正電極の電極指と負電極の電極指との間に配置され、複数の電極指を有し、各電極指が、隣接する正電極の電極指と負電極の電極指との間の中間位置から弾性表面波の伝播方向又はこれとは反対の方向にλ／１２偏位して位置する短絡型浮き電極とを具え、前記双方向性変換器が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λ／４の中心間距離を以て配置し、２個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成した正電極と、同様にλ／４の中心間距離を以て位置し、２
個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成され、各電極指の組が前記正電極の隣接する電極指の組とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極とを具え、前記一方向性変換器の正電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、前記一方向性変換器の負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、前記一方向性変換器の浮き電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、前記双方向性変換器の正電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、及び前記双方向性変換器の負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を全て等しくしたことを特徴とするものである。

【００１８】浮き電極型の一方向性変換器及び双方向性変換器を用いる場合、一方向性変換器の正電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、一方向性変換器の負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、一方向性変換器の浮き電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、双方向性変換器の正電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、及び双方向性変換器の負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を全て等しくする。 これにより、１λ当たりの電極指の幅の合計が、一方向性変換器と双方向性変換器とで同一となり、一方向性変換器を励振する弾性表面波の中心周波数と双方向性変換器を励振する弾性表面波の中心周波数を一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００１９】本発明による請求項３記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記一方向性変換器が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、第１の電極指及び第２の電極指が３λ／８の中心間距離を以て位置する電極指の組を、λのピッチで周期的に形成した、第１の電極と、
複数の電極指を、隣接する前記電極指の組とそれぞれλ
／２の距離を以て位置するようにλのピッチで周期的に形成した、第２の電極とを具え、前記双方向性変換器が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λ／
４の中心間距離を以て配置し、２個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成した正電極と、同様にλ／４の中心間距離を以て位置し、２個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成し、各電極指の組が前記正電極の隣接する電極指の組とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極とを具え、前記一方向性変換器の第１の電極の第２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、前記一方向性変換器の第１の電極の第１の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の３倍とし、前記一方向性変換器の第２
の電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、前記一方向性変換器の第１の電極の第２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅と同一とし、前記双方向性変換器の正電極及び負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、
前記一方向性変換器の第１の電極の第２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の１．２５倍としたことを特徴とするものである。

【００２０】ダート型の一方向性変換器及び双方向性変換器を用いる場合、一方向性変換器の第１の電極の第２
の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、一方向性変換器の第１の電極の第１の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の３倍とし、一方向性変換器の第２の電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、一方向性変換器の第１
の電極の第２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅と同一とし、双方向性変換器の正電極及び負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、一方向性変換器の第１の電極の第２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の１．
２５倍とする。 これにより、１λ当たりの電極指の幅の合計が、一方向性変換器と双方向性変換器とで同一となり、一方向性変換器を励振する弾性表面波の中心周波数と双方向性変換器を励振する弾性表面波の中心周波数を一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、
周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００２１】本発明による請求項４記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記一方向性変換器を正規型電極構造とし、前記双方向性変換器を、重み付けした電極構造としたことを特徴とするものである。

【００２２】この場合、一方向性変換器は、各電極指の弾性表面波の伝播方向と直交する方向の寸法が同一に設定され、重み付けされていない電極構造である正規型電極構造を有し、それに対して、双方向性変換器は、重み付けした電極構造を有する。 帯域外減衰特性を大きく設定するためには、変換器に重み付けを施す必要がある。
ここで、一方向性変換器の電極構造に重み付けをすると周波数特性が悪化する。 特に、短絡型浮き電極型の一方向性変換器を重み付け電極構造とすると、短絡型浮き電極の電極指を接続する接続部が励振領域内に位置するようになり、この部分で不所望な反射波が生じたり、励起された弾性表面波に伝播速度差が生じたりするので、強いリップルが生じる。 このような認識に基づいて、一方向性変換器を正規型の電極構造とするとともに、双方向性変換器に重み付けを行う。 このような構成にすることにより、リップルのない特性を得ることができる。

【００２３】本発明による請求項５記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記双方向性変換器の重み付け電極構造が、各電極指の弾性表面波の伝播方向と直交する方向の長さが弾性表面波伝播方向に沿って順次変化するアポタイズ法により構成されていることを特徴とするものである。

【００２４】重み付けの方法として、電極指を所望のピッチで間引く間引き法やバリビッチ法が知られている。
しかしながら、これらの方法では、電極指における反射波に位相ずれが生じ、これがリップルの原因となる。 それに対して、アポタイズ法では、電極指の弾性表面波の伝播方向と直交する方向の長さを順次変化させているので、位相ずれによるリップルの発生を防止し、リップルのない周波数特性を得ることができる。

【００２５】本発明による請求項６記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記圧電性基板を、水晶基板、タンタル酸リチウム基板又はほう酸リチウム基板としたことを特徴とするものである。

【００２６】弾性表面波フィルタ装置の圧電性基板としては、通常、ニオブ酸リチウム基板、水晶基板、タンタル酸リチウム基板、ほう酸リチウム基板等が用いられている。 これら基板のうち、ニオブ酸リチウム基板は比較的大きな電気機械結合係数（Ｋ ² ）を有するので、良好な変換特性が得られるという利点がある。 しかしながら、温度特性に難点があるため、すなわち温度変化に対する帯域幅の変化が大きくなるという欠点があり、広帯域用のフィルタとしてだけ用いられてきた。 このため、
従来の狭帯域フィルタとしては共振型のフィルタ装置だけが用いられてきた。 しかしながら、共振型のフィルタは、その構造からＧＤＴが大きい不具合が強く指摘されていた。 それに対して、浮き電極型又はダート型の変換器を有する弾性表面波フィルタ装置は、電極の非対称構造を有効に利用しているため、挿入損失、ＧＤＴを大幅に低減することができる。 したがって、非対称構造の内部反射型電極構造を温度特性に優れた圧電性基板に適用すれば、ＧＤＴ及び挿入損失に優れるとともに、温度変化に対する通常帯域の変化が極めて小さい弾性表面波フィルタ装置を実現することができ、したがって、狭帯域フィルタとして構成した場合でも、極めて良好なフィルタ特性を有する弾性表面波フィルタ装置を実現することができる。

【００２７】このような状況を考慮すると、本発明の弾性表面波フィルタ装置によれば、周波数に対する温度特性が極めて小さく、電気機械結合係数がニオブ酸リチウム基板に比べて１桁以上小さく、かつ、電極指による反射係数が短絡型浮き電極に対して正の反射係数を有する圧電性基板を用いる。 本発明では、このような圧電性基板として、電気機械結合係数が０．１４％の水晶基板、
電気機械結合係数が０．６４％のタンタル酸リチウム基板、又は電気機械結合係数が１．０％のほう酸リチウム基板を用いる。 これら基板は温度変化に対する周波数変動が微小であるので、圧電性基板としてこれら基板のうちのいずれかを用いると、温度特性に対する通過周波数帯域の変化を微小範囲に維持することができる。 しかしながら、水晶、タンタル酸リチウム及びほう酸リチウムは電気機械結合係数が小さいため、既存の変換器をそのまま形成すると、挿入損失の観点から実現することができない。

【００２８】本発明者が水晶基板、タンタル酸リチウム基板及びほう酸リチウム基板における挿入損失について詳細な検討を行った結果、浮き電極の反射係数の符号が挿入損失に大きく影響していることが判明した。 水晶基板、タンタル酸リチウム基板及びほう酸リチウム基板の場合、開放型浮き電極に比べて短絡型浮き電極の方が反射係数が大きい。 したがって、浮き電極として短絡型浮き電極を用いるのが好適である。 このように構成することにより、電気機械結合係数の小さい水晶基板を用いても挿入損失を極めて小さい範囲に抑制することができ、
その結果、温度特性に優れるとともに低損失の広帯域弾性表面波フィルタ装置を実現することができる。 また、
一方向性変換器としてダート型電極構造の変換器を用いた場合でも、同様に温度特性に優れるとともに低損失の広帯域弾性表面波フィルタ装置を実現することができる。

【００２９】本発明による請求項７記載の弾性表面波フィルタ装置は、圧電性基板と、この圧電性基板上に形成された双方向性変換器と、この双方向性変換器の弾性表面波の伝播軸線の両側にそれぞれ配置した第１及び第２
の一方向性変換器とを具え、前記双方向性変換器を入力側変換器とした場合に前記第１及び第２の一方向性変換器を出力側変換器とし、前記双方向性変換器を出力側変換器とした場合に前記第１及び第２の一方向性変換器を入力側変換器とし、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合、１λ当たりの、前記一方向性変換器の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和が、１λ当たりの、前記双方向性変換器の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和と、同一になるように構成したことを特徴とするものである。

【００３０】双方向性変換器の弾性表面波の伝播軸線の両側に第１及び第２の一方向性変換器をそれぞれ配置した弾性表面波フィルタ装置においても、上記理由により、第１及び第２の一方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数と双方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数を一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００３１】本発明による請求項８記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記第１及び第２の一方向性変換器が、
λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λのピッチで周期的に形成され、複数の電極指を有する正電極と、同様にλのピッチで周期的に形成され、複数の電極指を有し、各電極指が前記正電極の電極指とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極と、前記正電極の電極指と負電極の電極指との間に配置され、複数の電極指を有し、各電極指が、隣接する正電極の電極指と負電極の電極指との間の中間位置から弾性表面波の伝播方向又はこれとは反対の方向にλ／１２偏位して位置する短絡型浮き電極とを具え、前記双方向性変換器が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λ／４の中心間距離を以て配置し、２個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成した正電極と、同様にλ／４の中心間距離を以て位置し、２個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成し、各電極指の組が前記正電極の隣接する電極指の組とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極とを具え、前記一方向性変換器の正電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、前記一方向性変換器の負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、前記一方向性変換器の浮き電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、
前記双方向性変換器の正電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、及び前記双方向性変換器の負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を全て等しくしたことを特徴とするものである。

【００３２】この場合も、上記理由により、１λ当たりの電極指の幅の合計が、第１及び第２の一方向性変換器と双方向性変換器とで同一となり、第１及び第２の一方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数と双方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数を一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００３３】本発明による請求項９記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記第１及び第２の一方向性変換器が、
λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、第１の電極指及び第２の電極指が３λ／８の中心間距離を以て位置する電極指の組を、λのピッチで周期的に形成した、
第１の電極と、複数の電極指を、隣接する前記電極指の組とそれぞれλ／２の距離を以て位置するようにλのピッチで周期的に形成した、第２の電極とを具え、前記双方向性変換器が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λ／４の中心間距離を以て配置し、２個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成した正電極と、同様にλ／４の中心間距離を以て位置し、２個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成し、各電極指の組が前記正電極の隣接する電極指の組とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極とを具え、前記一方向性変換器の第１の電極の第２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、前記一方向性変換器の第１の電極の第１の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の３倍とし、前記一方向性変換器の第２の電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、前記一方向性変換器の第１の電極の第２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅と同一とし、前記双方向性変換器の正電極及び負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、前記一方向性変換器の第１の電極の第２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の１．２５倍としたことを特徴とするものである。

【００３４】この場合も、上記理由により、１λ当たりの電極指の幅の合計が、第１及び第２の一方向性変換器と双方向性変換器とで同一となり、第１及び第２の一方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数と双方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数を一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００３５】本発明による請求項１０記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記第１及び第２の一方向性変換器を正規型電極構造とし、前記双方向性変換器を、重み付けした電極構造としたことを特徴とするものである。

【００３６】上記理由により、一方向性変換器を正規型の電極構造とするとともに、双方向性変換器に重み付けを行うことにより、リップルのない特性を得ることができる。

【００３７】本発明による請求項１１記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記双方向性変換器の重み付け電極構造が、各電極指の弾性表面波の伝播方向と直交する方向の長さが弾性表面波伝播方向に沿って順次変化するアポタイズ法により構成されていることを特徴とするものである。

【００３８】上記理由により、重み付けの方法としてアポタイズ法を用いることによって、位相ずれによるリップルの発生を防止し、リップルのない周波数特性を得ることができる。

【００３９】本発明による請求項１２記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記圧電性基板を、水晶基板、タンタル酸リチウム基板又はほう酸リチウム基板としたことを特徴とするものである。

【００４０】上記理由により、圧電性基板として、水晶基板、タンタル酸リチウム基板又はほう酸リチウム基板を用いることによって、温度特性に優れるとともに、低損失の弾性表面波フィルタ装置を実現することができる。

【００４１】本発明による請求項１３記載の変換器は、
弾性表面波フィルタ装置用の変換器であって、圧電性基板と、この圧電性基板上に形成され、弾性表面波の伝播軸線の両方向に弾性表面波を励振する双方向性電極構造を有する双方向性変換器部分と、弾性表面波の伝播方向の一方の方向だけ弾性表面波を励振する一方向性電極構造を有する一方向性変換器部分とを具え、これら双方向性変換器部分と一方向性変換器部分とを、これら変換器部分の伝播軸線が互いに一致するように一体的に結合し、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合、１λ当たりの、前記一方向性変換器部分の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和が、１λ当たりの、前記双方向性変換器部分の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和と、同一になるように構成したことを特徴とするものである。

【００４２】弾性表面波の伝播軸線の両方向に弾性表面波を励振する双方向性電極構造を有する双方向性変換器部分と、弾性表面波の伝播方向の一方の方向だけ弾性表面波を励振する一方向性電極構造を有する一方向性変換器部分とを具える変換器を他の変換器と組み合わせ用いる場合においても、上記理由により、第１及び第２の一方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数と双方向性変換器で励振される弾性表面波の中心周波数を一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、
弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００４３】本発明による請求項１４記載の変換器は、
前記一方向性変換器部分が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λのピッチで周期的に形成され、複数の電極指を有する正電極と、同様にλのピッチで周期的に形成され、複数の電極指を有し、各電極指が前記正電極の電極指とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極と、前記正電極の電極指と負電極の電極指との間に配置され、複数の電極指を有し、各電極指が、隣接する正電極の電極指と負電極の電極指との間の中間位置から弾性表面波の伝播方向又はこれとは反対の方向にλ／１２偏位して位置する短絡型浮き電極とを具え、前記双方向性変換器部分が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λ／４の中心間距離を以て配置し、２
個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成した正電極と、同様にλ／４の中心間距離を以て位置し、２個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成し、各電極指の組が前記正電極の隣接する電極指の組とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極とを具え、前記一方向性変換器の正電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、前記一方向性変換器の負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、前記一方向性変換器の浮き電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、前記双方向性変換器の正電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、及び前記双方向性変換器の負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を全て等しくしたことを特徴とするものである。

【００４４】この場合も、上記理由により、１λ当たりの電極指の幅の合計が、一方向性変換器部分と双方向性変換器部分とで同一となり、一方向性変換器部分で励振される弾性表面波の中心周波数と双方向性変換器部分で励振される弾性表面波の中心周波数を一致させることができるので、他の変換器と組み合わせて用いる場合にも、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００４５】本発明による請求項１５記載の変換器は、
前記一方向性変換器部分及び双方向性変換器部分が、各電極指の弾性表面波の伝播方向と直交する方向の長さが弾性表面波の伝播方向に沿って順次変化するように重み付けされたことを特徴とするものである。

【００４６】上記理由により、他の変換器と組み合わせて用いる場合、一方向性変換器部分及び双方向性変換器部分に重み付けを行うことにより、リップルのない特性を得ることができる。

【００４７】本発明による請求項１６記載の変換器は、
前記一方向性変換器部分の電極指の弾性表面波の伝播方向と直交する方向の長さが、前記双方向性変換器部分の電極指の弾性表面波の伝播方向と直交する方向の最大長より長いことを特徴とするものである。

【００４８】上記理由により、他の変換器と組み合わせて用いる場合、位相ずれによるリップルの発生を防止し、リップルのない周波数特性を得ることができる。

【００４９】本発明による請求項１７記載の変換器は、
前記圧電性基板を、水晶基板、タンタル酸リチウム基板又はほう酸リチウム基板としたことを特徴とするものである。

【００５０】上記理由により、圧電性基板として、水晶基板、タンタル酸リチウム基板又はほう酸リチウム基板を用いることによって、他の変換器と組み合わせて用いる場合、温度特性に優れるとともに、低損失の弾性表面波フィルタ装置を実現することができる。

【００５１】本発明による請求項１８記載の弾性表面波フィルタ装置は、圧電性基板と、この圧電性基板上に形成した入力側変換器と、この入力側変換器で励振された弾性表面波を変換する出力側変換器とを具え、前記入力側変換器又は出力側変換器のうちのいずれかの変換器を、弾性表面波の伝播軸線の一方の方向だけ弾性表面波を励振する一方向性変換器で構成し、他の変換器を、弾性表面波の伝播軸線の両方向に弾性表面波を励振する双方向性電極構造を有する双方向性変換器部分と、弾性表面波の伝播方向の一方の方向だけ弾性表面波を励振する一方向性電極構造を有する一方向性変換器部分とを具え、これら双方向性変換器部分と一方向性変換器部分とを、これら変換器部分の伝播軸線が互いに一致するように一体的に結合された変換器で構成し、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合、１λ当たりの、前記一方向性変換器の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和、
１λ当たりの、前記変換器の前記一方向性変換器部分の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和、及び、１λ
当たりの、前記双方向性変換器部分の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和が、同一になるように構成したことを特徴とするものである。

【００５２】弾性表面波の伝播軸線の両方向に弾性表面波を励振する双方向性電極構造を有する双方向性変換器部分及び弾性表面波の伝播方向の一方の方向だけ弾性表面波を励振する一方向性電極構造を有する一方向性変換器部分とを有する変換器と、一方向性変換器とを具える弾性表面波フィルタ装置において、上記理由により、一方向性変換器部分及び一方向性変換器側と双方向性変換器部分で励振される弾性表面波の中心周波数を一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００５３】本発明による請求項１９記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記一方向性変換器及び前記一方向性変換器部分が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λのピッチで周期的に形成され、複数の電極指を有する正電極と、同様にλのピッチで周期的に形成され、複数の電極指を有し、各電極指が前記正電極の電極指とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極と、前記正電極の電極指と負電極の電極指との間に配置され、複数の電極指を有し、各電極指が、隣接する正電極の電極指と負電極の電極指との間の中間位置から弾性表面波の伝播方向又はこれとは反対の方向にλ／１２偏位して位置する短絡型浮き電極とを具え、前記双方向性変換器部分が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λ／４の中心間距離を以て配置し、２個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成した正電極と、同様にλ／４の中心間距離を以て位置し、２個の電極指の組をλのピッチで周期的に形成し、各電極指の組が前記正電極の隣接する電極指の組とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極とを具え、前記一方向性変換器の正電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、前記一方向性変換器の負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、前記一方向性変換器の浮き電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、前記双方向性変換器の正電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅、及び前記双方向性変換器の負電極の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を全て等しくしたことを特徴とするものである。

【００５４】この場合も、上記理由により、１λ当たりの電極指の幅の合計が、一方向性変換器部分と双方向性変換器部分とで同一となり、一方向性変換器部分及び一方向性変換器側と双方向性変換器部分で励振される弾性表面波の中心周波数を一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００５５】本発明による請求項２０記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記一方向性変換器部分及び双方向性変換器部分が、各電極指の弾性表面波の伝播方向と直交する方向の長さが弾性表面波の伝播方向に沿って順次変化するように重み付けされたことを特徴とするものである。

【００５６】上記理由により、一方向性変換器及び一方向性変換器部分に重み付けを行うことにより、リップルのない特性を得ることができる。

【００５７】本発明による請求項２１記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記一方向性変換器部分の電極指の弾性表面波の伝播方向と直交する方向の長さが、前記双方向性変換器部分の電極指の弾性表面波の伝播方向と直交する方向の最大長よりも長いことを特徴とするものである。

【００５８】上記理由により、位相ずれによるリップルの発生を防止し、リップルのない周波数特性を得ることができる。

【００５９】本発明による請求項２２記載の弾性表面波フィルタ装置は、前記圧電性基板を、水晶基板、タンタル酸リチウム基板又はほう酸リチウム基板としたことを特徴とするものである。

【００６０】上記理由により、圧電性基板として、水晶基板、タンタル酸リチウム基板又はほう酸リチウム基板を用いることによって、温度特性に優れるとともに、低損失の弾性表面波フィルタ装置を実現することができる。

【００６１】

【発明の実施の形態】本発明による弾性表面波フィルタ装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による弾性表面波フィルタ装置の第１の実施の形態の線図的平面図である。 本実施の形態では、
圧電性基板として矩形の水晶基板１を用いる。 水晶基板は、温度変化に対する帯域幅変化が微小であるから、温度変化による通過周波数帯域の変化を微小範囲に維持することができる。 この水晶基板１の表面上に、入力側変換器２と、シールド電極３と、出力側変換器４とを、弾性表面波の伝播軸線に沿って形成する。

【００６２】入力側変換器２を一方向性変換器とし、この一方向性変換器を、正電極５及び負電極６と、これら正電極５及び負電極６の電極指間に配置した短絡型浮き電極７とで構成する。 本実施の形態では、これら正電極５、負電極６及び短絡型浮き電極７の弾性表面波の伝播方向における電極指の幅を、全てλ／１０に設定する。
ここで、λを、弾性表面波フィルタ装置を伝播する基本弾性表面波の波長とする。

【００６３】正電極５及び負電極６の各電極指をそれぞれλのピッチで形成し、正電極５の電極指と隣接する負電極６の電極指との間の中心間距離をλ／２に設定する。 また、短絡型浮き電極７の電極指を、これに隣接する正電極５の電極指及び負電極６の電極指との間の中間位置から、弾性表面波の伝播方向の上流側にλ／１２だけ偏位するように配置して、電極の非対称構造に基づく一方向特性を高める。

【００６４】入力側変換器２の正電極５及び負電極６の対数を、例えば４０対に設定する。 この対数は、要求されるフィルタ特性に応じて適宜最適条件に設定することができる。

【００６５】本実施の形態では、入力側変換器２において、短絡型浮き電極７の配置位置を、これに隣接する正電極５の電極指と負電極６の電極指との間の中間位置から大幅に偏位させて、非対称構造に基づく一方向伝播を一層増強させることにより、弾性表面波フィルタ装置の挿入損失を小さくしている。

【００６６】出力側変換器４を、正電極８及び負電極９
をλ／４の中心間距離を以て配置した二つの電極指の組をλのピッチで周期的に複数組形成したスプリット電極構造の双方向変換器で構成し、正電極８の各電極指の組が負電極８の電極指の組とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置するように設定する。

【００６７】本実施の形態では、これら正電極８及び負電極９の電極指の幅を、入力側変換器２すなわち一方向性変換器の正電極５、負電極６及び短絡型浮き電極７の弾性表面波の伝播方向における電極指の幅と同一のλ／
１０に設定する。 したがって、入力側変換器２の正電極５、負電極６及び短絡型浮き電極７の弾性表面波の伝播方向における電極指の幅並びに出力側変換器４の正電極８及び負電極９の弾性表面波の伝播方向における電極指の幅は全て同一となり、したがって、１λ当たりの、入力側変換器２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和が、１λ当たりの、出力側変換器４の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和と、同一になる。 出力側変換器４の電極の対数を、例えば３００対に設定する。

【００６８】また、出力側変換器４には、アポタイズ法による重み付けが行われており、正電極８の電極指と負電極９の電極指との交叉幅すなわち開口長を、弾性表面波の伝播方向に沿って変化させてる。

【００６９】入力側変換器２として一方向性変換器を用いるとともに出力側変換器４として双方向性変換器を用いる場合、濾波されるべき信号が端子１０及び１１に入力されると、入力側変換器２によって励起された弾性表面波はほとんど一方向に、すなわち出力側変換器４方向に伝播され、シールド電極３を経て出力側変換器４で電気信号に変換され、端子１２及び１３から濾波された信号が出力される。 端子１２及び１３から得られる信号の周波数特性は、一方向性変換器の特性と双方向性変換器の特性とが掛け合わされた特性となる。 したがって、トランスバーサル型の弾性表面波フィルタ装置において一方向性変換器と双方向性変換器とを組み合わせることにより、周波数特性については双方向性変換器の良好な特性が活用され、挿入損失及びＴ． Ｔ． Ｅ． レベルについては一方向性変換器の特有な特性が生かされた弾性表面波フィルタ装置を実現することができる。 その結果、周波数特性、挿入損失及びＴ． Ｔ． Ｅレベルの要件を全て満たす弾性表面波フィルタ装置を実現することができる。

【００７０】本実施の形態の動作を説明する。 先ず、入力側変換器２で励振される弾性表面波の伝播速度について考察する。 １λ当たりに存在する、入力側変換器２側の圧電性基板１の表面区域のうちの電極指が設けられた部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、正電極５、負電極６及び短絡型浮き電極７の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅がそれぞれλ／１０であるので、λ／１０×
４＝２λ／５となる。 それに対して、１λ当たりに存在する、入力側変換器２側の圧電性基板１の表面区域のうちの電極指が設けられていない部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、λ−２λ／５＝３λ／５となる。

【００７１】ここで、入力側変換器２側の圧電性基板１
の表面区域のうちの電極指が設けられた部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ１とし、入力側変換器２側の圧電性基板１の表面区域のうちの電極指が設けられていない部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ２とすると、入力側変換器２側の圧電性基板１の表面区域を伝播する弾性表面波の平均速度Ｖ１は、

【数２】 Ｖ１＝｛（ｖ１×２λ／５）＋（ｖ２×３λ／５）｝／λ ＝（２ｖ１＋３ｖ２）／５ となる。 したがって、入力側変換器２で励振される弾性表面波の中心周波数をｆ１とすると、数１から、

【数３】ｆ１＝（２ｖ１＋３ｖ２）／５λ となる。

【００７２】次に、出力側変換器４で励振される弾性表面波の伝播速度について考察する。 １λ当たりに存在する、出力側変換器４側の圧電性基板１の表面区域のうちの電極指が設けられた部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、正電極８及び負電極９の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅がそれぞれλ／１０であるので、λ／１０
×４＝２λ／５となる。 それに対して、１λ当たりに存在する、出力側変換器４側の圧電性基板１の表面区域のうちの電極指が設けられていない部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、λ−２λ／５＝３λ／５となる。

【００７３】同様に、出力側変換器４側の圧電性基板１
の表面区域のうちの電極指が設けられた部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ１とし、出力側変換器４側の圧電性基板１の表面区域のうちの電極指が設けられいない部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ２とすると、出力側変換器４側の圧電性基板１の表面区域を伝播する弾性表面波の平均速度Ｖ２は、

【数４】 Ｖ２＝｛（ｖ１×２λ／５）＋（ｖ２×３λ／５）｝／λ ＝（２ｖ１＋３ｖ２）／５ となる。 したがって、出力側変換器４で励振される弾性表面波の中心周波数をｆ２とすると、数１から、

【数５】ｆ２＝（２ｖ１＋３ｖ２）／５λ となる。

【００７４】このようにして、１λ当たりの電極指の幅の合計を、入力側変換器２と出力側変換器４とで、すなわち一方向性変換器と双方向性変換器とで同一とすることにより、入力側変換器２で励振される弾性表面波の中心周波数ｆ１と出力側変換器４で励振される弾性表面波の中心周波数ｆ２を一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００７５】図２は、本発明による弾性表面波フィルタ装置の第２の実施の形態の線図的平面図である。 本実施の形態では、水晶基板２１の表面上に、入力側変換器２
２と、シールド電極２３と、出力側変換器２４とを、弾性表面波の伝播軸線に沿って順に形成する。

【００７６】入力側変換器２２を一方向性変換器とし、
この一方向性変換器を、λを弾性表面波フィルタ装置を伝播する基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、弾性表面波の伝播方向における幅がλ／１０の電極指２５ａ
をλの中心間距離を以て配置した、第２の電極としての正電極２５と、弾性表面波伝播方向における幅がλ／１
０及び３λ／１０の電極指２６ａ及び２６ｂを３λ／８
の中心間距離を以て配置した電極指の組をλのピッチで周期的に形成した、第１の電極としての負電極２６とで構成する。 また、正電極２５の電極指２５ａと隣接する負電極２６の電極指２６ａとの間の中心間距離を３λ／
４に設定する。 出力側変換器２４を、図１の出力側変換器４と同一構造とするが、出力側変換器２４の正電極２
７及び負電極２８の電極指の弾性表面波の伝播方向における幅を全てλ／８に設定する。

【００７７】本実施の形態では、入力側変換器２２の負電極２６の電極指２６ｂの弾性表面波の伝播方向の幅を、入力側変換器２２の負電極２６の電極指２６ａの弾性表面波の伝播方向の幅の３倍とし、入力側変換器２２
の正電極２５の電極指２５ａの弾性表面波の伝播方向の幅を、入力側変換器２２の負電極２６の電極指２６ａの弾性表面波の伝播方向の幅と同一とし、出力側変換器２
４の正電極２７及び負電極２８の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、入力側変換器２２の負電極の電極指２
６ａの弾性表面波の伝播方向の幅の１．２５倍とし、これにより、１λ当たりの、入力側変換器２２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和が、１λ当たりの、出力側変換器２４の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和と、同一になる。

【００７８】電極指２６ａと、弾性表面波伝播方向における幅がその３倍である電極指２６ｂとを組み合わせる構成とすることにより、入力側変換器２２を一方向性変換器として用いた場合、端子３０及び３１に信号が入力されると、励起された弾性表面波は、それぞれの電極指の音響インピーダンスの不整合により反射されるが、その合成ベクトルの位相は電気的な反射波の位相と正反対となるので、合成反射波を零にすることができ、弾性表面波フィルタ装置の挿入損失を犠牲にすることなく反射波をなくすことができる。

【００７９】本実施の形態の動作を説明する。 先ず、入力側変換器２２で励振される弾性表面波の伝播速度について考察する。 １λ当たりに存在する、入力側変換器２
２側の圧電性基板２１の表面区域のうちの電極指が設けられた部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、正電極２５の電極指２５ａ並びに負電極２６の電極指２６ａ及び２６ｂの弾性表面波の伝播方向の幅がそれぞれλ／１
０，λ／１０及び３λ／１０であるので、λ／１０×２
＋３λ／１０＝λ／２となる。 それに対して、１λ当たりに存在する、入力側変換器２２側の圧電性基板２１の表面区域のうちの電極指が設けられていない部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、λ−λ／２＝λ／２となる。

【００８０】ここで、入力側変換器２２側の圧電性基板２１の表面区域のうちの電極指が設けられた部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ１とし、入力側変換器２２側の圧電性基板２１の表面区域のうちの電極指が設けられていない部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ２とすると、入力側変換器２２側の圧電性基板２１の表面区域を伝播する弾性表面波の平均速度Ｖ３は、

【数６】 Ｖ３＝｛（ｖ１×λ／２）＋（ｖ２×λ／２）｝／λ ＝（ｖ１＋ｖ２）／２ となる。 したがって、入力側変換器２２の中心周波数をｆ３とすると、数１から、

【数７】ｆ３＝（ｖ１＋ｖ２）／２λ となる。

【００８１】次に、出力側変換器２４で励振される弾性表面波の伝播速度について考察する。 １λ当たりに存在する、出力側変換器２４側の圧電性基板２１の表面区域のうちの電極指が設けられた部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、正電極２７及び負電極２８の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅がそれぞれλ／８であるので、
λ／８×４＝λ／２となる。 それに対して、１λ当たりに存在する、出力側変換器２４側の圧電性基板２１の表面区域のうちの電極指が設けられていない部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、λ−λ／２＝λ／２となる。

【００８２】同様に、出力側変換器２４側の圧電性基板２１の表面区域のうちの電極指が設けられた部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ１とし、出力側変換器２４側の圧電性基板２１の表面区域のうちの電極指が設けられいない部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ２とすると、出力側変換器２４側の圧電性基板２１の表面区域を伝播する弾性表面波の平均速度Ｖ４は、

【数８】 Ｖ４＝｛（ｖ１×λ／２）＋（ｖ２×λ／２）｝／λ ＝（ｖ１＋ｖ２）／２ となる。 したがって、出力側変換器２４の中心周波数をｆ４とすると、数１から、

【数９】ｆ４＝（ｖ１＋ｖ２）／２λ となる。

【００８３】このようにして、１λ当たりの電極指の幅の合計が、入力側変換器２２と出力側変換器２４とで、
すなわち一方向性変換器と双方向性変換器とで同一とすることにより、入力側変換器２２で励起される弾性表面波の中心周波数ｆ３と出力側変換器２４で励起される弾性表面波の中心周波数ｆ４を一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００８４】図３は、本発明による弾性表面波フィルタ装置の第３の実施の形態の線図的平面図である。 本実施の形態では、水晶基板４１の中央部に入力側変換器４２
を配置し、その両側に第１の出力側変換器４３及び第２
の出力側変換器４４をそれぞれ配置する。 入力側変換器４２として、図１及び２に示す双方向性変換器と同一構造の双方向性変換器を用いるが、入力側変換器４２の正電極４５及び負電極４６の電極指の弾性表面波の伝播方向における幅を全てλ／１０に設定する。

【００８５】また、出力側変換器４３及び４４として、
図１に示すような一方向性変換器を用い、出力側変換器４３及び４４の正電極４７及び４９並びに負電極４８及び５０の電極指の弾性表面波の伝播方向における幅と、
出力側変換器４３及び４４の浮き電極の電極指の弾性表面波の伝播方向における幅とを、全てλ／１０に設定する。 第１の出力側変換器４３の浮き電極は、弾性表面波フィルタ装置の弾性表面波の伝播方向すなわち図に対して左側にλ／１２だけ偏位させ、第２の出力側変換器４
４の浮き電極は、弾性表面波の伝播方向すなわち図に対して右側にλ／１２だけ偏位させる。

【００８６】本実施の形態では、入力側変換器４２の正電極４５及び負電極４６弾性表面波の伝播方向における電極指の幅と、出力側変換器４３及び４４の正電極４７
及び４９並びに負電極４８及び５０の弾性表面波の伝播方向における電極指の幅と、出力側変換器４３及び４４
の浮き電極の弾性表面波の伝播方向における電極指の幅は全て同一となり、したがって、１λ当たりの、入力側変換器４２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和が、１λ当たりの、出力側変換器４３及び４４の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和と、同一になる。

【００８７】入力側変換器４２並びに出力側変換器４３
及び４４の対数をそれぞれ、例えば３００対、４０対及び４０対とする。

【００８８】入力側変換器４２により励起された弾性表面波は、第１の出力側変換器４３及び第２の出力側変換器４４に対して互いに等しいエネルギー量で伝播し、第１の出力側変換器４３及び第２の出力側変換器４４により電気信号に変換される。 このような構成により、入力側の双方向性変換器４２により励起された全ての弾性表面波を有効に利用することができ、その結果挿入損失を一層低減することができる。

【００８９】本実施の形態の動作を説明する。 先ず、入力側変換器４２を伝播する弾性表面波の中心周波数は、
上記第１の実施の形態と同様に考えると、（２ｖ１＋３
ｖ２）／５λとなる。 それに対して、第１の出力側変換器４３及び第２の出力側変換器４４を伝播する弾性表面波の中心周波数も、上記第１の実施の形態と同様に考えると、（２ｖ１＋３ｖ２）／５λとなる。

【００９０】したがって、この場合も、１λ当たりの電極指の幅の合計を、入力側変換器４２と第１の出力側変換器４３及び第２の出力側変換器４４とで、すなわち一方向性変換器と双方向性変換器とで同一とすることにより、入力側変換器４２で励振される弾性表面波の中心周波数と第１の出力側変換器４３及び第２の出力側変換器４４を伝播する弾性表面波の中心周波数とを一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００９１】図４は、本発明による弾性表面波フィルタ装置の第４の実施の形態の線図的平面図である。 本実施の形態では、水晶基板５１の中央部に入力側変換器５２
を配置し、その両側に第１の出力側変換器５３及び第２
の出力側変換器５４をそれぞれ配置する。 入力側変換器５２として、図１〜３に示す双方向変換器と同一構造の双方向性変換器を用いるが、正電極５５及び負電極５６
の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を全てλ／８に設定する。

【００９２】また、出力側変換器５３及び５４として、
図２に示すような一方向性変換器と基本的に同一構造のものを用いる。 第１の出力側変換器５３の正電極５７
を、弾性表面波フィルタ装置の弾性表面波の伝播方向すなわち図に対して左側に、弾性表面波の伝播方向における幅がλ／１０及び３λ／１０の電極指を３λ／８の中心間距離を以て配置した組をλで周期的に形成したものとし、その負電極５８を、複数の電極指を、隣接する正電極５７の電極指の組とそれぞれλ／２の距離を以て位置するようにλのピッチで周期的に形成したものとする。 第２の出力側変換器５４の正電極５９を、弾性表面波フィルタ装置の弾性表面波の伝播方向すなわち図に対して右側に、弾性表面波の伝播方向における幅がλ／１
０及び３λ／１０の電極指を３λ／８の中心間距離を以て配置した組をλのピッチで周期的に形成したものとし、その負電極６０を、複数の電極指を、隣接する正電極５９の電極指の組とそれぞれλ／２の距離を以て位置するようにλのピッチで周期的に形成したものとする。

【００９３】本実施の形態では、入力側変換器５２の正電極５５及び負電極５６の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、出力側変換器５３及び５４の正電極のうちの電極指幅の狭い方の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の１．２５倍とし、出力側変換器５３及び５４の正電極５７及び５９のうちの電極指幅の広い方の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、出力側変換器５３及び５４の正電極５７及び５９のうちの電極指幅の狭い方の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の３倍とし、出力側変換器５３及び５４の負電極５８及び６０の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を、出力側変換器５３及び５４の正電極５７及び５９のうちの電極指幅の狭い方の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅と同一とし、これにより、１λ
当たりの、入力側変換器５２の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和が、１λ当たりの、出力側変換器５３
及び５４の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和と、同一になる。

【００９４】この場合も、上記第３の実施の形態と同様に、入力側変換器５２並びに出力側変換器５３及び５４
の対数をそれぞれ、例えば３００対、４０対及び４０対とする。

【００９５】この場合も、上記第３の実施の形態と同様に、入力側の双方向性変換器５２により励起された全ての弾性表面波を有効に利用することができ、その結果挿入損失を一層低減することができる。

【００９６】本実施の形態の動作を説明する。 先ず、入力側変換器５２で励振される弾性表面波の中心周波数は、上記第２の実施の形態と同様に考えると、（ｖ１＋
ｖ２）／２λとなる。 それに対して、第１の出力側変換器５３及び第２の出力側変換器５４で励振される弾性表面波の中心周波数も、上記第２の実施の形態と同様に考えると、（ｖ１＋ｖ２）／２λとなる。

【００９７】したがって、この場合も、１λ当たりの電極指の幅の合計を、入力側変換器５２と第１の出力側変換器５３及び第２の出力側変換器５４とで、すなわち一方向性変換器と双方向性変換器とで同一とすることにより、入力側変換器５２で励振される弾性表面波の中心周波数と第１の出力側変換器５３及び第２の出力側変換器５４で励振される弾性表面波の中心周波数とを一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【００９８】図５は、本発明による弾性表面波変換器の実施の形態の線図的平面図である。 この弾性表面波変換器は、水晶基板６１と、弾性表面波の伝播軸線が互いに一致するように水晶基板６１上に形成されたインタディジタル型の第１及び第２の双方向性変換器部分６２ａ及び６２ｂ並びに一方向性変換器部分６３とを具える。 これら第１及び第２双方向性変換器部分６２ａ及び６２ｂ
は、図１及び２に示す双方向性変換器の電極構造と基本的に同一であり、一方向性変換器部分６３は、図１に示す一方向性変換器の電極構造と基本的に同一である。

【００９９】第１の双方向性変換器部分６２ａは、λを弾性表面波フィルタ装置を伝播する基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、中心間距離をλ／４にして配置した二つの電極指の組をλのピッチで周期的に複数組形成した正電極６４ａと、同様にλ／４の中心間距離を以て配置した二つの電極指の組をλのピッチで周期的に形成し、各電極指の組が正電極の電極指の組とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極６５ａとを具える。 各電極指の弾性表面波の伝播方向における幅をλ／
１０とする。 電極指６４ａの電極指とこの電極指に対向する負電極６５ａの電極指との交叉幅を、弾性表面波の伝播方向に沿って重み付けしている。

【０１００】第２の双方向性電極部分６２ｂは、λを弾性表面波フィルタ装置を伝播する基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λ／４の中心間距離を以て配置した二つの電極指の組をλのピッチで周期的に複数組形成した正電極６４ｂと、同様にλ／４の中心間距離を以て配置した二つの電極指の組をλのピッチで周期的に複数組形成し、各電極指の組が正電極６４ｂの電極指の組とλ
／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極６５ｂ
とを具える。 各電極指の弾性表面波の伝播方向における幅をλ／１０とし、正電極６４ｂの電極指とこの電極指に対向する負電極６５ｂの電極指との交叉幅を、弾性表面波の伝播方向に沿って重み付けしている。

【０１０１】一方向性変換器部分６３は、正電極６４ｃ
及び負電極６５ｃと、これら正電極６４ｃ及び負電極６
５ｃの電極指間に配置した短絡型浮き電極６６とで構成する。 各電極指の弾性表面波の伝播方向における幅をλ
／１０とする。 また、浮き電極６６を弾性表面波の伝播方向又はその逆にλ／１２偏位させる。 この一方向性変換器部分６３を、第１の双方向性変換器部分６２ａの電極指及び第２の双方向性変換器部分６２ｂの電極指の最大交叉幅の部分に隣接するように、第１の双方向性変換器部分６２ａと第２の双方向性変換器部分６２ｂとの間に配置する。 一方向性変換器部分６３の開口長を、第１
の双方向性変換器部分６２ａ及び第２の双方向性変換器部分６２ｂの最大開口長より大きくする。

【０１０２】したがって、本実施の形態によれば、１λ
当たりの、一方向性変換器部分６３の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和が、１λ当たりの、第１の双方向性変換器部分６２ａ及び第２の双方向性変換器部分６
２ｂの電極指の弾性表面波の伝播方向の幅の総和と、同一になるように変換器を構成する。

【０１０３】本実施の形態の動作を説明する。 先ず、一方向性変換器部分６３で励振される弾性表面波の伝播速度について考察する。 １λ当たりに存在する、一方向性変換器部分６３の圧電性基板６１の表面区域のうちの電極指が設けられた部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、その正電極６４ｃ、負電極６５ｃ及び短絡型浮き電極６６の電極指の弾性表面波の伝播方向の幅がそれぞれλ／１０であるので、λ／１０×４＝２λ／５となる。
それに対して、１λ当たりに存在する、第１の双方向性変換器部分６２ａ及び第２の双方向性変換器部分６２ｂ
の圧電性基板６１の表面区域のうちの電極指が設けられていない部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、λ−
２λ／５＝３λ／５となる。

【０１０４】ここで、一方向性変換器部分６３の圧電性基板６１の表面区域のうちの電極指が設けられた部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ１とし、一方向性変換器部分６３の圧電性基板６１の表面区域のうちの電極指が設けられていない部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ
２とすると、一方向性変換器部分６３の圧電性基板６１
の表面区域を伝播する弾性表面波の平均速度Ｖ５は、

【数１０】 Ｖ５＝｛（ｖ１×２λ／５）＋（ｖ２×３λ／５）｝／λ ＝（２ｖ１＋３ｖ２）／５ となる。 したがって、一方向性変換器部分６３で励振される弾性表面波の中心周波数をｆ５とすると、数１から、

【数１１】ｆ５＝（２ｖ１＋３ｖ２）／５λ となる。

【０１０５】次に、第１の双方向性変換器部分６２ａ及び第２の双方向性変換器部分６２ｂで励振される弾性表面波の伝播速度について考察する。 １λ当たりに存在する、第１の双方向性変換器部分６２ａ及び第２の双方向性変換器部分６２ｂの圧電性基板６１の表面区域のうちの電極指が設けられた部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、正電極６４ａ及び６４ｂび負電極６５ａ及び６
５ｂの電極指の弾性表面波の伝播方向の幅がそれぞれλ
／１０であるので、λ／１０×４＝２λ／５となる。 それに対して、１λ当たりに存在する、第１の双方向性変換器部分６２ａ及び第２の双方向性変換器部分６２ｂの圧電性基板６１の表面区域のうちの電極指が設けられていない部分の弾性表面波の伝播方向の幅の和は、λ−２
λ／５＝３λ／５となる。

【０１０６】同様に、第１の双方向性変換器部分６２ａ
及び第２の双方向性変換器部分６２ｂの圧電性基板６１
の表面区域のうちの電極指が設けられた部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ１とし、第１の双方向性変換器部分６２ａ及び第２の双方向性変換器部分６２ｂの圧電性基板６１の表面区域のうちの電極指が設けられいない部分を伝播する弾性表面波の速度をｖ２とすると、第１の双方向性変換器部分６２ａ及び第２の双方向性変換器部分６２ｂの圧電性基板６１の表面区域を伝播する弾性表面波の平均速度Ｖ６は、

【数１２】 Ｖ６＝｛（ｖ１×２λ／５）＋（ｖ２×３λ／５）｝／λ ＝（２ｖ１＋３ｖ２）／５ となる。 したがって、双方向性変換器部分６２ａ及び６
２ｂで励振される弾性表面波の中心周波数をｆ６とすると、数１から、

【数１３】ｆ６＝（２ｖ１＋３ｖ２）／５λ となる。

【０１０７】このようにして、１λ当たりの電極指の幅の合計を、一方向性変換器部分６３と、第１の双方向性変換器部分６２ａ及び第２の双方向性変換器部分６２ｂ
とで、同一とすることにより、一方向性変換器部分６３
で励振される弾性表面波の中心周波数ｆ５と、第１の双方向性変換器部分６２ａ及び第２の双方向性変換器部分６２ｂで励振される弾性表面波の中心周波数ｆ６を、一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、
弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【０１０８】図６は、本発明による弾性表面波フィルタ装置の第５の実施の形態の線図的平面図である。 本実施の形態では、弾性表面波フィルタ装置の変換器のうちの一方を図５に示す変換器とする。 本実施の形態では、基板７１上に、入力側変換器７２として図１の一方向性変換器を形成し、出力側変換器７３として図５に示す双方向性変換器を用いる。 この場合、出力側変換器７３は、
正電極７４及び負電極７５を具え、入力側変換器７２
は、正電極７６及び負電極７７を具える。

【０１０９】図５に示す変換器を、短絡型浮き電極の電極指の偏位方向に応じて入力側変換器及び出力側変換器として用いることができる。 すなわち、短絡型浮き電極の電極指を弾性表面波の伝播方向にλ／１２偏位させた場合には、出力側変換器として用いられる。 それに対して入力側変換器として用いる場合には、弾性表面波の伝播方向と反対の方向にλ／１２偏位させる。

【０１１０】本実施の形態の動作を説明する。 先ず、入力側変換器７２で励振される弾性表面波の中心周波数は、上記第１の実施の形態と同様に考えると、（ｖ１＋
ｖ２）／２λとなる。 それに対して、出力側変換器７３
で励振される弾性表面波の中心周波数も、上記変換器の実施の形態と同様に考えると、一方向性変換器部分及び双方向性変換器部分とも、（ｖ１＋ｖ２）／２λとなる。

【０１１１】したがって、この場合も、１λ当たりの電極指の幅の合計を、入力側変換器７２と出力側変換器７
３とで同一とすることにより、入力側変換器７２で励振される弾性表面波の中心周波数と出力側変換器７３で励振される弾性表面波の中心周波数とを一致させることができるので、従来の利点を維持しつつ、弾性表面波フィルタ装置の通過特性の波形を対称にするとともに帯域外スプリアスを有効に低減し、かつ、周波数特性が急峻な弾性表面波フィルタ装置を設計する場合にも好適なものとなる。

【０１１２】図７は、弾性表面波フィルタ装置の波形特性を示す図である。 図７において、本発明による弾性表面波フィルタ装置の第１の実施の形態を用いて得られる波形特性を実線で示し、従来の、一方向性変換器と双方向性変換器とを組み合わせた弾性表面波フィルタ装置を用いて得られる波形特性を破線で示す。 この図において、ｆ ₀を、弾性表面波フィルタ装置の中心周波数とする。 これら波形特性から明らかなように、本発明による弾性表面波フィルタ装置の第１の実施の形態では、従来の弾性表面波フィルタ装置に比べて帯域外のスプリアスが改善していることがわかる。

【０１１３】図８は、従来の及び本発明による、一方向性変換器と双方向性変換器とを組み合わせた弾性表面波フィルタ装置の波形特性を示す図である。 この図において、本発明による弾性表面波フィルタ装置によって得られた特性を実線で示し、従来の弾性表面波フィルタ装置によって得られた特性を破線で示す。 この図においても、ｆ ₀を、弾性表面波フィルタ装置の中心周波数とする。 この図から明らかなように、本発明による弾性表面波フィルタ装置は、従来の弾性表面波フィルタ装置に比べて波形特性の対称性が改善していることがわかる。

【０１１４】本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。 例えば、上記弾性表面波フィルタ装置の第１〜５の実施の形態及び変換器の実施の形態で、圧電性基板として水晶基板を用いたが、水晶基板の他に、水晶基板とほぼ同等の電気機械結合係数及び反射特性を有するタンタル酸リチウム基板及びほう酸リチウム基板を用いることもできる。

【０１１５】また、第１、３、５及び６の実施の形態において、電極指の弾性表面波の伝播方向の幅すなわち線幅を、所定の値として、浮き電極型変換器の正電極、負電極及び浮き電極についてはλ／１０とし、スプリット型変換器の正電極及び浮き電極についてもλ／１０とし、これらの線幅が全て同一としたが、他の任意の値、
例えばλ／１２を選択することもできる。

【０１１６】また、第２及び４の実施の形態において、
電極指の線幅を、ダート型変換器の正電極についてはλ
／１０とし、その負電極についてはλ／１０及び３λ／
１０とし、双方向性変換器としては、正電極及び負電極についてλ／８としたが、ダート型変換器の正電極及び負電極の一方の電極指の線幅を同一とし、その負電極の他方の電極指の線幅を一方の電極指の線幅の３倍とし、
かつ、双方向変換器の正電極及び負電極の電極指の線幅が、ダート型変換器の正電極及び負電極の一方の電極指の線幅の１．２５倍であれば、他の任意の値を選択することができる。

【０１１７】また、第１〜５の実施の形態において、入力側変換器として一方向性変換器を用い、出力側変換器として双方向性変換器を用いたが、入力側変換器として双方向性変換器を用い、出力側変換器として一方向性変換器を用いることもできる。

【０１１８】また、上記第２及び第４の実施の形態において、第１の電極として負電極を用い、第２の電極として正電極を用いたが、第１の電極として正電極を用い、
第２の電極として負電極を用いることもできる。 第１，
３及び５の実施の形態において、正電極を負電極として用いるとともに、負電極を正電極として用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による弾性表面波フィルタ装置の第１の実施の形態の線図的平面図である。

【図２】本発明による弾性表面波フィルタ装置の第２の実施の形態の線図的平面図である。

【図３】本発明による弾性表面波フィルタ装置の第３の実施の形態の線図的平面図である。

【図４】本発明による弾性表面波フィルタ装置の第４の実施の形態の線図的平面図である。

【図５】本発明による弾性表面波変換器の実施の形態の線図的平面図である。

【図６】本発明による弾性表面波フィルタ装置の第５の実施の形態の線図的平面図である。

【図７】弾性表面波フィルタ装置の波形特性を示す図である。

【図８】従来の及び本発明による、一方向性変換器と双方向性変換器とを組み合わせた弾性表面波フィルタ装置の波形特性を示す図である。

【符号の説明】

１，２１，４１，５１，６１，７１ 水晶基板 ２，２
２，４２，５２，７２入力側変換器 ３，２３ シールド電極 ４，２４，４３，４４，５３，５４，７３ 出力側変換器 ５，８，２５，２７，４５，４７，４９，
５５，５７，５９，６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，７４，７
６ 正電極 ６，９，２６，２８，４６，４８，５０，
５６，５８，６０，６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，７５，７
７ 負電極 ７，６６ 短絡型浮き電極 １０，１１，
１２，１３，３０，３１，３２，３３ 端子 ２５ａ，
２６ａ，２６ｂ 電極指 ６２ａ，６２ｂ 双方向性変換器部分 ６３ 一方向性変換器部分