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弾性表面波フィルタ装置とそれを用いる装置 - 株式会社日立製作所
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発明の名称 弾性表面波フィルタ装置とそれを用いる装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−232679
公開日 平成6年(1994)8月19日
出願番号 特願平5−15353
出願日 平成5年(1993)2月2日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】沼形 義彰 (外1名)
発明者 山田 佳弘 / 芝 隆司
要約 目的
弾性表面波フィルタ本体を変更せず、帯域外抑圧度を向上させた弾性表面波フィルタ装置を得る。

構成
弾性表面波基板上11に形成したすだれ状導電性薄膜電極12,13から成る弾性表面波フィルタ1とその周辺回路2からな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の通過帯域内のある周波数におけるインピーダンスの虚数成分を打ち消す整合が容量性を打ち消す誘導性を必要とする場合に、この弾性表面波フィルタに接続される整合回路2に1個以上の容量性素子22を含む弾性表面波フィルタ装置。
特許請求の範囲
【請求項1】 弾性表面波基板上に形成したすだれ状導電性薄膜電極から成る弾性表面波フィルタとその周辺回路からな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の通過帯域内のある周波数におけるインピーダンスの虚数成分を打ち消す整合が容量性を打ち消す誘導性を必要とする場合に、この弾性表面波フィルタに接続される整合回路に1個以上の容量性素子を含むことを特徴とする弾性表面波フィルタ装置。
【請求項2】 弾性表面波フィルタの通過帯域内のある周波数における整合回路が整合条件を満たさない1個以上の容量性素子を含む請求項1に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項3】 弾性表面波フィルタの通過帯域内のある周波数における整合回路が誘導性素子と容量性素子の並列回路である請求項1または請求項2のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項4】 弾性表面波フィルタの通過帯域内のある周波数における整合回路が誘導性素子と容量性素子の並列回路であり該弾性表面波フィルタに並列に接続される請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項5】 弾性表面波フィルタの通過帯域内のある周波数における整合回路が該弾性表面はフィルタに並列に接続されるとともに誘導性素子が直列に接続される請求項1ないし請求項2のいずれかに記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項6】 弾性表面波フィルタが、弾性表面波基板上に形成されたすだれ状導電性薄膜電極から成る弾性表面波フィルタ以外の帯域通過型フィルタであることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項7】 弾性表面波基板上に形成したすだれ状導電性薄膜電極から成る弾性表面波フィルタとその周辺回路からなる弾性表面波フィルタ装置であって、弾性表面波フィルタの通過帯域内のある周波数におけるインピーダンスの虚数成分を打ち消す整合が容量性を打ち消す誘導性を必要とする場合に、この弾性表面波フィルタに接続される整合回路に1個以上の容量性素子を含む弾性表面波フィルタ装置を用いることを特徴とする通信装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、通過帯域外の信号抑圧レベルが優れていることを必要とする帯域通過型フィルタとそれを用いる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】弾性表面波装置では、電極の交差幅が一様な正規型すだれ状電極の送受同一の電極全体での第一サイドローブの抑圧度の理論値は26dBである。この特徴は、電極構成が上記のような場合、弾性表面波装置に固有のものである。サイドローブを抑圧するために、一例として、アイ・イー・イー・イー 1973 ウルトラソニックス シンポジウム プラシ−ディングズ (IEEE1973 Ultrasonics symposium proceedings)第423〜426頁に示されるように弾性表面波装置の電極構造を改良することが提案されている。従来のSTカット水晶上に構成した正規型電極を用いた弾性表面波フィルタ装置の構成を図8に示す。弾性表面波フィルタ1はSTカット水晶からなる弾性表面波基板11上にスプリット型の送信用電極12および受信用電極13を開口が970μmとなるように配置した正規型電極を用いて構成され、この弾性表面波フィルタの出力端には整合をとるために誘導性素子2が直列に接続されている。弾性表面波フィルタの電極はスプリット型電極であり、電極開口は970μmである。この弾性表面波フィルタの中心周波数におけるアドミタンスは53−j416(Ω)である。よって、整合をとるために、実線で示すように0.93μHのインダクタ21を弾性表面波フィルタ1に直列に挿入する方法と、破線で示すように0.95μHのインダクタ21´を弾性表面波フィルタ1に並列に挿入する方法が考えられる。このように、ある周波数1点での整合条件は、容量性或いは誘導性のどちらか一方を満たせばよく、これを実現するためには1種類の素子を使用することで可能であることは明らかである。このようなSTカット水晶上に構成した正規型電極を用いた弾性表面波フィルタにインダクタを直列に挿入した装置の周波数特性と群遅延時間特性を示したのが図9である。図において、横軸は周波数を、縦軸は抑圧度および群遅延時間を示し、実線は周波数特性曲線であり、破線は群遅延時間特性曲線である。整合によりインダクタを含むこのフィルタ装置のインピーダンスは、通過帯域の中心周波数において約50Ωの純抵抗が得られている。この電極では第一サイドローブの抑圧度は8dB程度が得られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、弾性表面波フィルタ本体を変更せず、帯域外抑圧度を向上させた弾性表面波フィルタ装置を得ることを目的とする。本発明は、フィルタ本体を変更せず、帯域外抑圧度を向上させたフィルタ装置を得ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、容量性素子を付加した整合回路を外部回路として用いることで上記課題を解決する。さらに、具体的には、弾性表面は基板上に形成したすだれ状導電性薄膜電極から成る弾性表面波フィルタとその周辺回路からな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の通過帯域内のある周波数におけるインピーダンスの虚数成分を打ち消す整合が容量性を打ち消す誘導性を必要とする場合に、この弾性表面波フィルタに接続される整合回路に1個以上の容量性素子を含むことで上記課題を解決する。
【0005】
【作用】弾性表面波フィルタの通過帯域内のある周波数におけるインピーダンスの虚数成分を打ち消す整合が容量性を打ち消す誘導性を必要とする場合に、この弾性表面波フィルタに接続される整合回路に1個以上の容量性素子を含むことにより該フィルタの帯域内特性に影響を及ぼすことなく、かつ、整合回路のインピーダンスの虚数成分を打ち消す機能を損なわずに、フィルタの帯域外抑圧を実現する。
【0006】
【実施例】図1は、本発明の第1の実施例を示す回路図であり、帯域通過型フィルタ1として、上記従来例と同じ構成の弾性表面波フィルタを用い、誘導性素子21と容量性素子22を並列に接続した整合回路2を弾性表面波フィルタ1に直列に接続して弾性表面波フィルタ装置を構成した。上記弾性表面波フィルタ装置において、整合回路2を構成する誘導性素子21を0.048μHのインダクタとし、容量性素子22の容量を100pFとしたときの減衰量と群遅延時間に関する周波数特性を図2に示す。実線が周波数特性曲線を示し、破線が群遅延時間特性曲線を示す。この例では、低域側の第一サイドローブの抑圧度は15dBで図8に示した従来の回路に比べ7dB改善されており、広域側は更に抑圧度が増している。またこの整合回路を含んだ回路全体のインピーダンスは、通過帯域の中心周波数において約50Ωの純抵抗が得られている。また、通過帯域内の群遅延時間特性の大きな変化は無く、フィルタとしての機能は損なわれていないことが判る。本発明に用いた誘導性素子および容量性素子の値は上記の値に限ったものではなく、インピーダンスの虚数値を打ち消す整合を実現すれば、どのような値でもよい。また、誘導性素子および容量性素子の並列回路から成る整合回路も、フィルタに直結する必要は無く、増幅器等のフィルタ機能に関係の無い回路が挿入されていても、整合回路以前の回路を改めてフィルタ回路と考えることで、本発明を適用できる。
【0007】図3は、本発明の第2の実施例の弾性表面波フィルタ装置の構成を示す図であろ、誘導性素子21と容量性素子22が並列に接続された整合回路2は、弾性表面波フィルタに並列に接続される。帯域通過型フィルタとして、上記従来例と同じ弾性表面波フィルタを用いた。上記弾性表面波フィルタ装置において、整合回路2を構成する誘導性素子21を0.048μHのインダクタとし、容量性素子22の容量を100pFとしたときの減衰量と群遅延時間に関する周波数特性を図4に示す。実線が周波数特性曲線を示し、破線が群遅延時間特性曲線を示す。図8に示した従来の回路に比べ第一サイドローブの抑圧度は9dB改善されている。この整合回路を含んだ回路全体の通過帯域の中心周波数でのインピーダンスは純抵抗の1.8kΩである。また、通過帯域内の群遅延時間特性の大きな変化は無く、フィルタとしての機能は損なわれていないことが判る。第一の実施例同様、本実施例で用いた誘導性素子および容量性素子の値は上記の値に限ったものではなく、インピーダンスの虚数値を打ち消す整合を実現すれば、どのような値でもよい。また、誘導性素子および容量性素子の並列回路から成る整合回路も、フィルタに直結する必要は無く、増幅器等のフィルタ機能に関係の無い回路が挿入されていても、整合回路以前の回路を改めてフィルタ回路と考えることで、本発明を適用できる。
【0008】図5は、本発明の第3の実施例の弾性表面波フィルタ装置の構成を示す図であり、誘導性素子21と容量性素子22が直列に接続された整合回路2を用い、該容量性素子を前記弾性表面波フィルタに並列に接続するとともに前記誘導性素子が前記弾性表面波フィルタに直列に接続される。帯域通過型フィルタとして、上記従来例と同じ弾性表面波フィルタを用いた。上記弾性表面波フィルタ装置において、整合回路2を構成する誘導性素子21を0.33μHのインダクタとし、容量性素子22の容量を10pFとしたときの減衰量と群遅延時間に関する周波数特性を図4に示す。実線が周波数特性曲線を示し、破線が群遅延時間特性曲線を示す。図8に示した従来の回路に比べ第一サイドローブの抑圧度は1dB改善されているに過ぎないが、第三サイドローブでは5dB改善されている。この整合回路を含んだ弾性表面波フィルタ装置の回路全体のインピーダンスは6.5Ωで相当小さくなっているが純抵抗である。また、通過帯域内の群遅延時間特性の大きな変化は無く、フィルタとしての機能は損なわれていないことが判る。第一、第二の実施例同様、本実施例で用いた誘導性素子および容量性素子の値は上記の値に限ったものではなく、インピーダンスの虚数値を打ち消す整合を実現すれば、どのような値でもよい。また、誘導性素子および容量性素子から成る整合回路も、フィルタに直結する必要は無く、増幅器等のフィルタ機能に関係の無い回路が挿入されていても、整合回路以前の回路を改めてフィルタ回路と考えることで、本実施例を適用できる。
【0009】図7は、本発明の弾性表面波フィルタ装置を通信装置に適用した第4の実施例を示す。本装置は、アンテナ3,送受信切替スイッチ4,受信用フィルタ51,受信用増幅器61,受信用ミキサ71,ダウンコンバータPLLシンセサイザ81,中間周波フィルタ9復調器10からなる受信器と、アンテナ3,送受信切替スイッチ4,送信用フィルタ52,送信用増幅器62,送信用ミキサ72,アップコンバータPLLシンセサイザ82,変調器11からなる送信機とから構成される。ここで中間周波フィルタ9に、本発明にかかる弾性表面波フィルタ装置が採用されている。本発明による、帯域外抑圧度が充分なフィルタを用いることにより、装置の性能向上が実現できる。
【0010】以上の実施例1〜3は、フィルタに容量性素子を付加する場合を示したが、弾性表面波フィルタ自体の対地容量を容量性素子として利用することもできる。さらに上記実施例では弾性表面波フィルタを対象として説明したが、帯域通過型フィルタとしては弾性表面波フィルタ以外の帯域通過型フィルタとすることが出来る。
【0011】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、弾性表面波フィルタ自体の構造を変更することなくフィルタ装置の整合(整合回路を含むフィルタ装置全体のインピーダンスが純抵抗となること)をとることができるので、群遅延時間を損なうことなくサイドローブを抑圧することができる。




 

 


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