JP3607833B2 - 差動弾性表面波フィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は差動弾性表面波フィルタに係り、特に携帯電話等の移動通信端末の高周波フィルタに適用して好適な差動弾性表面波フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、特に移動体通信の発達および高周波化により弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ） フィルタの開発が盛んに行なわれている。従来の弾性表面波フィルタのほとんどは、不平衡型フィルタである。この不平衡型フィルタは、通常は入力に２端子、出力に２端子を有するものであるが、この入力および出力の一方の端子が接地（アース）端子として使用されているために、不平衡の信号の処理しかできない。
【０００３】
一方、増幅器のような高周波回路は、平衡信号を使用した方が回路の特性を向上させるのによいので、差動増幅型による平衡回路を用いることが多い。したがって不平衡型フィルタの出力と増幅器の入力との間には、不平衡−平衡の変換回路つまりバラン回路（バラン：Ｂａｌｕｎ ）が必要になる。
【０００４】
従来のバラン回路としては、たとえばＨｕ Ｓｈｕｈａｏ：「Ｔｈｅ Ｂａｌｕｎ Ｆａｍｉｌｙ」、ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ ＪＯＵＲＮＡＬ、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ、１９８７ （文献１）に開示されるものがある。文献１に開示されるバランは、インダクタ（Ｌ）、キャパシタ（Ｃ） などの受動素子およびストリップラインなどにより構成されたものであり、広く実用化されている。
【０００５】
つまりバランは通信機器においてフィルタとともに重要な部品であり、ＶＨＦ 帯、ＵＨＦ帯およびミリ波帯のそれぞれの帯域において種々の形状のものが作られ、使用されている。最近では携帯電話等の移動通信端末の小型化、低価格化、軽量化の進展に伴い、バランの形状の小型化および特性の向上化が求められている。
【０００６】
ところで、従来の弾性表面波共振器としては、たとえば、田島、多田、家木：「異なる入出力インピーダンスを持つ平衡−不平衡入出力ＲＦ用ＳＡＷ フィルタ」１９９７年電子情報学会総合全国大会、Ａ−１１−１７ 、１９９７年３月（文献２）に開示されるものが、また田中昌喜：「平衡終端型弾性表面波フィルタ」、特開平９−３３１２３２号公報、出願日１９９７年６月１０日（文献３）に開示されるものが、またＹ．Ｔａｇｕｃｈｉ、Ｓ．Ｓｅｋｉ、Ｋ．Ｅｄａ：「Ａ Ｎｅｗ Ｂａｌａｎｃｅｄ−Ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ Ｔｙｐｅ ＲＦ−Ｂａｎｄ ＳＡＷ Ｆｉｌｔｅｒ」、ＩＥＥＥ ＭＴＴ−Ｓ Ｄｉｇｅｓｔ、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ、１９９６ （文献４）に開示されるものがある。
【０００７】
最近では、バランの形状の小型化および特性の向上化に伴って、フィルタの形状の小型化および特性の向上化も求められており、不平衡−平衡変換機能と上述の文献２、３および４に示される弾性表面波共振器を用いてなるフィルタ機能とを合わせ持つ差動フィルタの開発も進められている。
【０００８】
図８には、不平衡−平衡変換機能と文献４における弾性表面波共振器を用いてなるフィルタ機能とを合わせ持つ従来の差動フィルタ８００ の構成の一例が示されている。図８に示すように、この差動フィルタ８００ は３個のＩＤＴ （Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ： すだれ状電極：共振子）８０８、８１０、８１２ と２個の反射器８１４、８１６ とから構成されている。
【０００９】
同図に示すように、入力ＩＤＴ８０８の入力端子は不平衡入力端子８０２ と接続され、入力ＩＤＴ８０８のもう一方の端子は接地されている。出力ＩＤＴ８１０および出力ＩＤＴ８１２の出力端子は平衡出力端子８０４ と接続され、出力ＩＤＴ８１０および出力ＩＤＴ８１２のもう一方の出力端子は平衡出力端子８０６ と接続されている。この場合、ＩＤＴ８０８の形状と出力ＩＤＴ８１０および出力ＩＤＴ８１２の形状とは同じ向きになっている。
【００１０】
このように構成することによって不平衡入力−平衡出力の差動フィルタを実現している。この差動フィルタ８００ を６４°Ｙ−Ｃｕｔ、Ｘ−ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ＬｉＮｂｏ３の圧電基板を用いて作成した場合の性能としては、挿入損３ｄＢ、 減衰量３０ｄＢの特性が得られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したＬＣ素子によるバランについては小型化の可能性はあるもののアイソレーションや挿入損などの特性に問題があり、また上述した弾性表面波共振器を用いて構成したフィルタについても挿入損や減衰量などの特性に問題があった。
【００１２】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、回路規模を必要以上に大きくすることなく、良好なバランおよびフィルタの特性を得ることのできる差動弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するために、差動弾性表面波フィルタであって、差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある二端子対弾性表面波共振器と差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が前記所定の値を持つ二端子対弾性表面波共振器とを縦続接続してなる第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器と、この第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器と背中合わせに配置される差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある二端子対弾性表面波共振器と差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が前記所定の値を持つ二端子対弾性表面波共振器とを縦続接続してなる第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器とを有し、第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子と第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子とが電気的に並列接続されて不平衡入力端子が構成され、第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子と第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子とが電気的に直列接続されて平衡出力端子が構成されることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上述の課題を解決するために、差動弾性表面波フィルタであって、差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある第１の二端子対弾性表面波共振器と、この第１の二端子弾性表面波共振器と背中合わせに配置される差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある第２の二端子対弾性表面波共振器とを有し、第１の二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子と第２の二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子とが電気的に並列接続されて不平衡入力端子が構成され、第１の二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子と第２の二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子とが電気的に直列接続されて平衡出力端子が構成されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による差動弾性表面波フィルタの実施例を詳細に説明する。
【００１６】
図６には、本発明の原理を示す差動弾性表面波フィルタ１００ の構成例が示されている。同図に示すように、差動弾性表面波フィルタ１００ は、二端子対弾性表面波回路（ＳＡＷ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＳＡＮ）１５０、１５２、１５４、１５６、１５８、１６０、１６２および１６４ から構成されている。
【００１７】
図７には、図６で用いられる二端子対弾性表面波回路（ＳＡＮ） の概念図が示されている。同図に示すように、二端子対弾性表面波回路は正相入力端子１９０、１９２ と逆相出力端子１９４、１９６ を有する。この二端子対弾性表面波回路は、その正相入力端子１９０ に正相の入力信号を入力するとその逆相出力端子１９４ から逆相の出力信号を出力するフィルタである。この場合、正相入力端子１９２ および逆相出力端子１９６ は接地されていてもよいし、接地されていなくともよい。
【００１８】
なお、この例では符号１９０、１９２ を正相入力端子とし、符号１９４、１９６ を逆相出力端子としたが、これとは逆に、符号１９０、１９２ を逆相出力端子とし、符号１９４、１９６ を正相入力端子としてもよい。
【００１９】
図６を参照すると、不平衡信号を受け入れる入力側の二端子対弾性表面波回路１５０ と１５２ とは、２つの図７の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路１５０、１５２ のそれぞれの端子１９０ はフィルタ１００ の不平衡入力端子８０と電気的に接続され、回路１５０ の端子１９２ はフィルタ１００ の接地端子８２と電気的に接続され、回路１５２ の端子１９２ はフィルタ１００ の接地端子８４と電気的に接続され、回路１５０ の端子１９６ と回路１５２ の端子１９６ とは接続電極１１２ で接続されている。
【００２０】
次に、上述した二端子対弾性表面波回路１５０ と接続電極を介して電気的に縦続接続される段間の二端子対弾性表面波回路１５４ および上述した二端子対弾性表面波回路１５２ と接続電極を介して電気的に縦続接続される段間の二端子対弾性表面波回路１５６ について詳述する。
【００２１】
段間の二端子対弾性表面波回路１５４ と１５６ とは、２つの図７の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路１５４、１５６ のそれぞれの端子１９０ は接続電極で接続電極１１２ に接続され、回路１５４ の端子１９２ は回路１５０ の端子１９４ と接続電極１１０ で接続され、回路１５６ の端子１９２ は回路１５２ の端子１９４ と接続電極１１４ で接続され、回路１５４ の端子１９６ と回路１５６ の端子１９６ とは接続電極１１８ で接続されている。
【００２２】
次に、上述した二端子対弾性表面波回路１５４ と接続電極を介して電気的に縦続接続される段間の二端子対弾性表面波回路１５８ および上述した二端子対弾性表面波回路１５６ と接続電極を介して電気的に縦続接続される段間の二端子対弾性表面波回路１６０ について詳述する。
【００２３】
段間の二端子対弾性表面波回路１５８ と１６０ とは、２つの図７の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路１５８、１６０ のそれぞれの端子１９０ は接続電極で接続電極１１８ に接続され、回路１５８ の端子１９２ は回路１５４ の端子１９４ と接続電極１１６ で接続され、回路１６０ の端子１９２ は回路１５６ の端子１９４ と接続電極１２０ で接続され、回路１５８ の端子１９６ と回路１６０ の端子１９６ とは接続電極１２４ で接続されている。
【００２４】
次に、上述した二端子対弾性表面波回路１５８ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路１６２ および上述した二端子対弾性表面波回路１６０ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路１６４ について詳述する。
【００２５】
平衡信号を出力する出力側の二端子対弾性表面波回路162 と164 とは、２つの図７の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路162、164 のそれぞれの端子190 は接続電極で接続電極124 に接続され、回路162 の端子192 は回路158 の端子194 と接続電極122 で接続され、回路164 の端子192 は回路160 の端子194 と接続電極126 で接続され、回路162、164 のそれぞれの端子196 はフィルタ100 の接地端子94と電気的に接続され、回路162 の端子194 はフィルタ100 の平衡出力端子90と電気的に接続され、回路164 の端子194 はフィルタ100 の平衡出力端子92と電気的に接続されている。
【００２６】
なお、この例では、回路150、152 の端子196 と回路154、156 の端子190 とは接続電極112 で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよいし、また回路154、156 の端子196 と回路158、160 の端子190 とは接続電極118 で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよいし、また回路158、160 の端子196 と回路162、164 の端子190 とは接続電極124 で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよい。
【００２７】
図６の構成の動作を説明する。
【００２８】
不平衡入力端子８０に不平衡の電気信号が入力されと、この電気信号は二端子対弾性表面波回路１５０、１５２ に入力される。二端子対弾性表面波回路１５０ に入力した電気信号は、この１５０ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路１５４ に送られる。二端子対弾性表面波回路１５４ に入力した電気信号は、この回路１５４ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路１５８ に送られる。
【００２９】
二端子対弾性表面波回路１５８ に入力した電気信号は、この回路１５８ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路１６２ に送られる。二端子対弾性表面波回路１６２ に入力した電気信号は、この回路１６２ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子９０に導出される。
【００３０】
一方、二端子対弾性表面波回路１５２ に入力した電気信号は、この回路１５２ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され、二端子対弾性表面波回路１５６ に送られる。二端子対弾性表面波回路１５６ に入力した電気信号は、この回路１５６ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路１６０ に送られる。
【００３１】
二端子対弾性表面波回路１６０ に入力した電気信号は、この回路１６０ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路１６４ に送られる。二端子対弾性表面波回路１６４ に入力した電気信号は、この回路１６４ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子９２に導出される。
【００３２】
この場合の電気信号における位相について説明する。図６において使用される二端子対弾性表面波回路における入力電気信号の位相に対する出力電気信号の位相は、略１８０ 度の差がある。このことからわかるように、図６における奇数段目の二端子対弾性表面波回路（ＳＡＮ）１５０、１５２、１５８、１６０の出力からは、不平衡入力端子８０に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号つまり逆相の信号が出力され、また、偶数段目の二端子対弾性表面波回路（ＳＡＮ）１５４、１５６、１６２、１６４の出力からは、不平衡入力端子８０に入力した位相と略同じ位相の信号つまり同相の信号が出力される。したがって平衡出力端子９０、９２ からは、同相の平衡信号が出力される。
【００３３】
なお、図６においては上側に二端子対弾性表面波回路を４段、下側に二端子対弾性表面波回路を４段有する回路構成としたが、たとえば上側に１段、下側に１段あるいは上側に２段、下側に２段あるいは上側に３段、下側に３段というように何段でもよい。
【００３４】
図１には、本発明の第１の実施例による差動弾性表面波フィルタ３００ が示されている。同図に示すように、差動弾性表面波フィルタ３００ は、二端子対弾性表面波共振器３０２、３０４、３０６ および３０８ から構成されている。このようなフィルタ３００ をたとえばＬｉＮｂｏ３の圧電基板を用いて作成してよい。
【００３５】
図１で用いられる二端子対弾性表面波共振器の具体化した構成が図２に示されている。同図に示すように、二端子対弾性表面波共振器は２ＩＤＴ型の二端子対弾性表面波回路であり、ＩＤＴ４０２、４０４と反射器４０６、４０８ とから構成されている。反射器４０６ はＩＤＴ４０２の左側に、反射器４０８ はＩＤＴ４０４の右側にそれぞれ配置されている。また、この例では、ＩＤＴ４０４の形状はＩＤＴ４０２の形状とは逆の向きになっている。なお、ＩＤＴ４０２、４０４および反射器４０６、４０８ の電極指数は、多く記載できないため、都合上簡略化されている。
【００３６】
図２を参照すると、二端子対弾性表面波回路は、正相入力端子４１０、４１２ と逆相出力端子４１４、４１６ を有する。この場合、正相入力端子４１０ は図７の正相入力端子１９０ に、正相入力端子４１２ は図７の正相入力端子１９２ に、逆相出力端子４１４ は図７の逆相出力端子１９４ に、逆相出力端子４１６ は図７の逆相出力端子１９６ にそれぞれ相当する。
【００３７】
図２に示すように、ＩＤＴ４０２の端子は正相入力端子４１０ と、ＩＤＴ４０２のもう一方の端子は正相入力端子４１２ と、ＩＤＴ４０４の端子は逆相出力端子４１４ と、ＩＤＴ４０４のもう一方の端子は逆相出力端子４１６ とそれぞれ接続されている。この二端子対弾性表面波回路は、その正相入力端子４１０ に正相の入力信号を入力するとその逆相出力端子４１４ から逆相の出力信号を出力するフィルタである。この場合、正相入力端子４１２ は正相入力端子４１０ に対する接地側、また逆相出力端子４１６ は逆相出力端子４１４ に対する接地側でよい。
【００３８】
図１を参照すると、不平衡信号を受け入れる入力側の二端子対弾性表面波回路３０２ と３０４ とは、２つの図２の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路３０２、３０４ のそれぞれの端子４１０ は電気的に並列接続されてフィルタ３００ の不平衡入力端子３２０ と電気的に接続され、回路３０２ の端子４１２ はフィルタ３００ の接地端子３２２ と電気的に接続され、回路３０４ の端子４１２ はフィルタ３００ の接地端子３２４ と電気的に接続され、回路３０２ の端子４１６ と回路３０４ の端子４１６ とは接続電極３４０ で接続されている。
【００３９】
次に、上述した二端子対弾性表面波回路３０２ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路３０６ および上述した二端子対弾性表面波回路３０４ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路３０８ について詳述する。
【００４０】
平衡信号を出力する出力側の二端子対弾性表面波回路３０６ と３０８ とは、２つの図２の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路３０６、３０８ のそれぞれの端子４１０ は接続電極で接続電極３４０ に接続され、回路３０６ の端子４１２ は回路３０２ の端子４１４ と接続電極３４２ で接続され、回路３０８ の端子４１２ は回路３０４ の端子４１４ と接続電極３４４ で接続され、回路３０６、３０８ のそれぞれの端子４１６ は、電気的に直列接続されてフィルタ３００ の接地端子３５４ と電気的に接続され、回路３０６ の端子４１４ は、フィルタ３００ の平衡出力端子３５０ と電気的に接続され、回路３０８ の端子４１４ はフィルタ３００ の平衡出力端子３５２ と電気的に接続されている。
【００４１】
なお、この例では、回路３０２、３０４ の端子４１６ と回路３０６、３０８ の端子４１０ とは接続電極３４０ で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよい。
【００４２】
図１の構成の動作を説明する。
【００４３】
不平衡入力端子３２０ と接地端子３２２、３２４ との間に不平衡の電気信号が入力されと、この電気信号は二端子対弾性表面波回路３０２、３０４ に入力される。二端子対弾性表面波回路３０２ に入力した電気信号は、この回路３０２ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路３０６ に送られる。二端子対弾性表面波回路３０６ に入力した電気信号は、この回路３０６ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子３５０ に導出される。
【００４４】
一方、二端子対弾性表面波回路３０４ に入力した電気信号は、この回路３０４ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され、二端子対弾性表面波回路３０８ に送られる。二端子対弾性表面波回路３０８ に入力した電気信号は、この回路３０８ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子３５２ に導出される。
【００４５】
この場合の電気信号の位相について説明する。図１で使用される二端子対弾性表面波回路も図６で使用される二端子対弾性表面波回路と同様に、入力電気信号の位相に対する出力電気信号における位相は、略１８０ 度の差を持つ。
【００４６】
このことからわかるように、図１における奇数段目の二端子対弾性表面波回路３０２、３０４ の出力からは、不平衡入力端子３２０ に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号つまり逆相の信号が出力され、また、偶数段目の二端子対弾性表面波回路３０６、３０８ の出力からは、不平衡入力端子３２０ に入力した位相と略同じ位相の信号が出力される。つまり平衡出力端子３５０、３５２ からは、入力と同じ同相の平衡信号が出力される。
【００４７】
このように第１の実施例によれば、挿入損や減衰量のよいフィルタを得ることができ、かつ平衡高周波増幅回路に供給するための、同振幅同位相の信号を得ることができる。
【００４８】
図３には、本発明の第２の実施例による差動弾性表面波フィルタ５００ が示されている。同図に示すように、差動弾性表面波フィルタ５００ は、二端子対弾性表面波共振器５０２、５０４、５０６ および５０８ から構成されている。このようなフィルタ５００ をたとえばＬｉＮｂｏ３の圧電基板を用いて作成してよい。
【００４９】
図３で用いられる二端子対弾性表面波共振器の具体化した構成が図４に示されている。同図に示すように、二端子対弾性表面波回路は３ＩＤＴ型の二端子対弾性表面波回路であり、ＩＤＴ６００、６０２、６０４と、反射器６０６、６０８ とから構成されている。反射器６０６ はＩＤＴ６０２の左側に、反射器６０８ はＩＤＴ６０４の右側にそれぞれ配置されている。またこの例では、ＩＤＴ６０２、６０４の形状をＩＤＴ６００の形状と逆の向きにしている。なお、ＩＤＴ６００、６０２、６０４および反射器６０６、６０８ の電極指数は、多く記載できないため、都合上簡略化されている。
【００５０】
図４を参照すると、二端子対弾性表面波回路は、入出力端子６１０、６１２ と入出力端子６１４、６１６ を有する。これら入出力端子は図４に示すように接続されている。この二端子対弾性表面波回路が不平衡の信号を受けいれる入力側で使用される場合は、入出力端子６１０ は入力端子６１０ になり、入出力端子６１２ は入力端子６１２ になり、入出力端子６１４ は出力端子６１４ になり、入出力端子６１６ は出力端子６１６ になる。この場合も図７と同様に出力端子からは入力端子に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号が出力される。
【００５１】
またこの二端子対弾性表面波回路が平衡の信号を出力する出力側で使用される場合は、入出力端子６１０ は出力端子６１０ になり、入出力端子６１２ は出力端子６１２ になり、入出力端子６１４ は入力端子６１４ になり、入出力端子６１６ は入力端子６１６ になる。なお、二端子対弾性表面波回路が段間で使用される場合も上述の出力側で使用される場合と同じでよい。この場合も図７と同様に出力端子からは入力端子に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号が出力される。
【００５２】
つまり、図４の二端子対弾性表面波回路も、その入力端子に正相の入力信号を入力するとその出力端子から逆相の出力信号を出力するフィルタである。
【００５３】
図３を参照すると、不平衡信号を受け入れる入力側の二端子対弾性表面波回路５０２ と５０４ とは、２つの図４の二端子対弾性表面波回路を背中合わせした配置になっている。回路５０２、５０４ のそれぞれの端子６１０ は電気的に並列接続されてフィルタ５００ の不平衡入力端子５２０ と電気的に接続され、回路５０２ の端子６１２ は、フィルタ５００ の接地端子５２２ と電気的に接続され、回路５０４ の端子６１２ はフィルタ５００ の接地端子５２４ と電気的に接続されている。
【００５４】
次に、上述した二端子対弾性表面波回路５０２ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路５０６ および上述した二端子対弾性表面波回路５０４ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路５０８ について詳述する。
【００５５】
平衡信号を出力する出力側の二端子対弾性表面波回路５０６ と５０８ とは、２つの図４の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路５０６ の端子６１４ は、回路５０２ の端子６１４ と接続電極５４０ で接続され、回路５０６ の端子６１６ は回路５０２ の端子６１６ と接続電極５４２ で接続され、回路５０８ の端子６１６ は回路５０４ の端子６１６ と接続電極５４４ で接続され、回路５０８ の端子６１４ は回路５０４ の端子６１４ と接続電極５４６ で接続され、回路５０６ の端子６１０ は回路５０８ の端子６１０ と接続電極５４８ で電気的に直列接続され、回路５０６ の端子６１２ はフィルタ５００ の平衡出力端子５５０ と電気的に接続され、回路５０８ の端子６１２ は、フィルタ５００ の平衡出力端子５５２ と電気的に接続されている。
【００５６】
なお、この例では、回路５０２、５０４ の端子６１６ と回路５０６、５０８ の端子６１６ とは接続電極５４２ と接続電極５４４ で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよい。またなお、この例では、回路５０６ の端子６１０ と回路５０８ の端子６１０ とは接続電極５４８ で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよい。
【００５７】
図３の構成の動作を説明する。
【００５８】
不平衡入力端子５２０ と接地端子５２２、５２４ との間に不平衡の電気信号が入力されと、この電気信号は二端子対弾性表面波回路５０２、５０４ に入力される。二端子対弾性表面波回路５０２ に入力された電気信号は、この回路５０２ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路５０６ に送られる。二端子対弾性表面波回路５０６ に入力した電気信号は、この回路５０６ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子５５０ に導出される。
【００５９】
一方、二端子対弾性表面波回路５０４ に入力した電気信号は、この回路５０４ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され、二端子対弾性表面波回路５０８ に送られる。二端子対弾性表面波回路５０８ に入力した電気信号は、この回路５０８ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子５５２ に導出される。
【００６０】
この場合の電気信号の位相について説明する。図３で使用される二端子対弾性表面波回路も図６で使用される二端子対弾性表面波回路と同様に、入力電気信号の位相に対する出力電気信号における位相は、略１８０ 度の差を持つ。
【００６１】
このことからわかるように、図３における奇数段目の二端子対弾性表面波回路５０２、５０４ の出力からは、不平衡入力端子５２０ に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号つまり逆相の信号が出力され、また、偶数段目の二端子対弾性表面波回路５０６、５０８ の出力からは、不平衡入力端子５２０ に入力した位相と略同じ位相の信号が出力される。つまり平衡出力端子５５０、５５２ からは、入力と同じ同相の平衡信号が出力される。
【００６２】
このように第２の実施例によれば、二端子対弾性表面波回路にＩＤＴ を３個用いているため第１の実施例よりも、挿入損や減衰量のよいフィルタを得ることができ、かつ平衡高周波増幅回路に供給するための、同振幅同位相の信号を得ることもできる。
【００６３】
図５には、本発明の第３の実施例による差動弾性表面波フィルタ７００ が示されている。同図に示すように、差動弾性表面波フィルタ７００ は、二端子対弾性表面波共振器７０２ および７０４ から構成されている。このようなフィルタ７００ をたとえばＬｉＮｂｏ３の圧電基板を用いて作成してよい。
【００６４】
図５の二端子対弾性表面波共振器には、上述した図２に示したものが使用される。このことからわかるように、フィルタ７００ の場合は、図１の場合の上下段に２個ある二端子対弾性表面波回路を上下段に１個にした構成になっている。
【００６５】
図５を参照すると、不平衡信号を受け平衡信号を出力する二端子対弾性表面波回路７０２ と７０４ とは、２つの図２の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路７０２、７０４ のそれぞれの端子４１０ は電気的に接続されてフィルタ７００ の不平衡入力端子７１０ と電気的に接続され、回路７０２ の端子４１２ はフィルタ７００ の接地端子７１２ と電気的に接続され、回路７０４ の端子４１２ はフィルタ７００ の接地端子７１４ と電気的に接続され、回路７０２ の端子４１４ はフィルタ７００ の平衡出力端子７１６ と電気的に接続され、回路７０４ の端子４１４ はフィルタ７００ の平衡出力端子７１８ と電気的に接続され、回路７０２、７０４ のそれぞれの端子４１６ は電気的に直列接続されてフィルタ７００ の接地端子７２０ と電気的に接続されている。
【００６６】
図５の構成の動作を説明する。
【００６７】
不平衡入力端子７１０ と接地端子７１２、７１４ との間に不平衡の電気信号が入力されと、この電気信号は二端子対弾性表面波回路７０２、７０４ に入力される。二端子対弾性表面波回路７０２ に入力された電気信号は、この回路７０２ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子７１６ に導出される。
【００６８】
一方、二端子対弾性表面波回路７０４ に入力した電気信号は、この回路７０４ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子７１８ に導出される。
【００６９】
この場合の電気信号の位相について説明する。図５で使用される二端子対弾性表面波回路も図６で使用される二端子対弾性表面波回路と同様に、入力電気信号の位相に対する出力電気信号における位相は、略１８０ 度の差を持つ。
【００７０】
このことからわかるように、図５における二端子対弾性表面波回路７０２、７０４ の出力からは、不平衡入力端子７１０ に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号つまり逆相の信号が出力される。つまり、平衡出力端子７１６、７１８ からは、入力と略１８０ 度異なる逆相の平衡信号が出力される。
【００７１】
このように第３の実施例によれば、よいバラン機能を得ることができるとともに、平衡高周波増幅回路に供給するための、同振幅同位相の信号を得ることもできる。
【００７２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある二端子対弾性表面波共振器と差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が前記所定の値を持つ二端子対弾性表面波共振器とを縦続接続してなる第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器と、この第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器と背中合わせに配置される差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある二端子対弾性表面波共振器と差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が前記所定の値を持つ二端子対弾性表面波共振器とを縦続接続してなる第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器とを有し、第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子と第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子とが電気的に並列接続されて不平衡入力端子が構成され、第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子と第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子とが電気的に直列接続されて平衡出力端子が構成されているので、したがって、挿入損や減衰量のよいフィルタを得ることができ、かつ平衡高周波増幅回路に供給するための、同振幅同位相の信号を得ることができる。
【００７３】
またこのように本発明によれば、差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある第１の二端子対弾性表面波共振器と、この第１の二端子弾性表面波共振器と背中合わせに配置される差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある第２の二端子対弾性表面波共振器とを有し、第１の二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子と第２の二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子とが電気的に並列接続されて不平衡入力端子が構成され、第１の二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子と第２の二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子とが電気的に直列接続されて平衡出力端子が構成されているので、したがって、よいバラン機能を得ることができ、かつ平衡高周波増幅回路に供給するための、同振幅同位相の信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施例の差動弾性表面波フィルタの構成図である。
【図２】図１、図５に示す二端子対弾性表面波共振器を具体化した構成図である。
【図３】本発明による第２の実施例の差動弾性表面波フィルタの構成図である。
【図４】図３に示す二端子対弾性表面波共振器を具体化した構成図である。
【図５】本発明による第３の実施例の差動弾性表面波フィルタの構成図である。
【図６】本発明による差動弾性表面波フィルタの原理構成図である。
【図７】図６に示す二端子対弾性表面波回路の原理構成図である。
【図８】従来の差動フィルタの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
８０、３２０、５２０、７１０ 不平衡入力端子
９０、９２、３５０、３５２、５５０、５５２、７１６、７１８ 平衡出力端子
１００、３００、５００、７００ 差動弾性表面波フィルタ
１５０、１５２、１５４、１５６、１５８、１６０、１６２、１６４ 二端子対弾性表面波回路
３０２、３０４、３０６、３０８、５０２、５０４、５０６、５０８、７０２、７０４ 二端子対弾性表面波共振器または二端子対弾性表面波回路
４０２、４０４、６００、６０２、６０４、８０８、８１０、８１２ ＩＤＴ または共振子
４０６、４０８、６０６、６０８、８１４、８１６ 反射器
【発明の属する技術分野】
本発明は差動弾性表面波フィルタに係り、特に携帯電話等の移動通信端末の高周波フィルタに適用して好適な差動弾性表面波フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、特に移動体通信の発達および高周波化により弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ） フィルタの開発が盛んに行なわれている。従来の弾性表面波フィルタのほとんどは、不平衡型フィルタである。この不平衡型フィルタは、通常は入力に２端子、出力に２端子を有するものであるが、この入力および出力の一方の端子が接地（アース）端子として使用されているために、不平衡の信号の処理しかできない。
【０００３】
一方、増幅器のような高周波回路は、平衡信号を使用した方が回路の特性を向上させるのによいので、差動増幅型による平衡回路を用いることが多い。したがって不平衡型フィルタの出力と増幅器の入力との間には、不平衡−平衡の変換回路つまりバラン回路（バラン：Ｂａｌｕｎ ）が必要になる。
【０００４】
従来のバラン回路としては、たとえばＨｕ Ｓｈｕｈａｏ：「Ｔｈｅ Ｂａｌｕｎ Ｆａｍｉｌｙ」、ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ ＪＯＵＲＮＡＬ、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ、１９８７ （文献１）に開示されるものがある。文献１に開示されるバランは、インダクタ（Ｌ）、キャパシタ（Ｃ） などの受動素子およびストリップラインなどにより構成されたものであり、広く実用化されている。
【０００５】
つまりバランは通信機器においてフィルタとともに重要な部品であり、ＶＨＦ 帯、ＵＨＦ帯およびミリ波帯のそれぞれの帯域において種々の形状のものが作られ、使用されている。最近では携帯電話等の移動通信端末の小型化、低価格化、軽量化の進展に伴い、バランの形状の小型化および特性の向上化が求められている。
【０００６】
ところで、従来の弾性表面波共振器としては、たとえば、田島、多田、家木：「異なる入出力インピーダンスを持つ平衡−不平衡入出力ＲＦ用ＳＡＷ フィルタ」１９９７年電子情報学会総合全国大会、Ａ−１１−１７ 、１９９７年３月（文献２）に開示されるものが、また田中昌喜：「平衡終端型弾性表面波フィルタ」、特開平９−３３１２３２号公報、出願日１９９７年６月１０日（文献３）に開示されるものが、またＹ．Ｔａｇｕｃｈｉ、Ｓ．Ｓｅｋｉ、Ｋ．Ｅｄａ：「Ａ Ｎｅｗ Ｂａｌａｎｃｅｄ−Ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ Ｔｙｐｅ ＲＦ−Ｂａｎｄ ＳＡＷ Ｆｉｌｔｅｒ」、ＩＥＥＥ ＭＴＴ−Ｓ Ｄｉｇｅｓｔ、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ、１９９６ （文献４）に開示されるものがある。
【０００７】
最近では、バランの形状の小型化および特性の向上化に伴って、フィルタの形状の小型化および特性の向上化も求められており、不平衡−平衡変換機能と上述の文献２、３および４に示される弾性表面波共振器を用いてなるフィルタ機能とを合わせ持つ差動フィルタの開発も進められている。
【０００８】
図８には、不平衡−平衡変換機能と文献４における弾性表面波共振器を用いてなるフィルタ機能とを合わせ持つ従来の差動フィルタ８００ の構成の一例が示されている。図８に示すように、この差動フィルタ８００ は３個のＩＤＴ （Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ： すだれ状電極：共振子）８０８、８１０、８１２ と２個の反射器８１４、８１６ とから構成されている。
【０００９】
同図に示すように、入力ＩＤＴ８０８の入力端子は不平衡入力端子８０２ と接続され、入力ＩＤＴ８０８のもう一方の端子は接地されている。出力ＩＤＴ８１０および出力ＩＤＴ８１２の出力端子は平衡出力端子８０４ と接続され、出力ＩＤＴ８１０および出力ＩＤＴ８１２のもう一方の出力端子は平衡出力端子８０６ と接続されている。この場合、ＩＤＴ８０８の形状と出力ＩＤＴ８１０および出力ＩＤＴ８１２の形状とは同じ向きになっている。
【００１０】
このように構成することによって不平衡入力−平衡出力の差動フィルタを実現している。この差動フィルタ８００ を６４°Ｙ−Ｃｕｔ、Ｘ−ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ＬｉＮｂｏ３の圧電基板を用いて作成した場合の性能としては、挿入損３ｄＢ、 減衰量３０ｄＢの特性が得られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したＬＣ素子によるバランについては小型化の可能性はあるもののアイソレーションや挿入損などの特性に問題があり、また上述した弾性表面波共振器を用いて構成したフィルタについても挿入損や減衰量などの特性に問題があった。
【００１２】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、回路規模を必要以上に大きくすることなく、良好なバランおよびフィルタの特性を得ることのできる差動弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するために、差動弾性表面波フィルタであって、差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある二端子対弾性表面波共振器と差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が前記所定の値を持つ二端子対弾性表面波共振器とを縦続接続してなる第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器と、この第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器と背中合わせに配置される差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある二端子対弾性表面波共振器と差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が前記所定の値を持つ二端子対弾性表面波共振器とを縦続接続してなる第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器とを有し、第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子と第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子とが電気的に並列接続されて不平衡入力端子が構成され、第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子と第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子とが電気的に直列接続されて平衡出力端子が構成されることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上述の課題を解決するために、差動弾性表面波フィルタであって、差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある第１の二端子対弾性表面波共振器と、この第１の二端子弾性表面波共振器と背中合わせに配置される差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある第２の二端子対弾性表面波共振器とを有し、第１の二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子と第２の二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子とが電気的に並列接続されて不平衡入力端子が構成され、第１の二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子と第２の二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子とが電気的に直列接続されて平衡出力端子が構成されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による差動弾性表面波フィルタの実施例を詳細に説明する。
【００１６】
図６には、本発明の原理を示す差動弾性表面波フィルタ１００ の構成例が示されている。同図に示すように、差動弾性表面波フィルタ１００ は、二端子対弾性表面波回路（ＳＡＷ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＳＡＮ）１５０、１５２、１５４、１５６、１５８、１６０、１６２および１６４ から構成されている。
【００１７】
図７には、図６で用いられる二端子対弾性表面波回路（ＳＡＮ） の概念図が示されている。同図に示すように、二端子対弾性表面波回路は正相入力端子１９０、１９２ と逆相出力端子１９４、１９６ を有する。この二端子対弾性表面波回路は、その正相入力端子１９０ に正相の入力信号を入力するとその逆相出力端子１９４ から逆相の出力信号を出力するフィルタである。この場合、正相入力端子１９２ および逆相出力端子１９６ は接地されていてもよいし、接地されていなくともよい。
【００１８】
なお、この例では符号１９０、１９２ を正相入力端子とし、符号１９４、１９６ を逆相出力端子としたが、これとは逆に、符号１９０、１９２ を逆相出力端子とし、符号１９４、１９６ を正相入力端子としてもよい。
【００１９】
図６を参照すると、不平衡信号を受け入れる入力側の二端子対弾性表面波回路１５０ と１５２ とは、２つの図７の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路１５０、１５２ のそれぞれの端子１９０ はフィルタ１００ の不平衡入力端子８０と電気的に接続され、回路１５０ の端子１９２ はフィルタ１００ の接地端子８２と電気的に接続され、回路１５２ の端子１９２ はフィルタ１００ の接地端子８４と電気的に接続され、回路１５０ の端子１９６ と回路１５２ の端子１９６ とは接続電極１１２ で接続されている。
【００２０】
次に、上述した二端子対弾性表面波回路１５０ と接続電極を介して電気的に縦続接続される段間の二端子対弾性表面波回路１５４ および上述した二端子対弾性表面波回路１５２ と接続電極を介して電気的に縦続接続される段間の二端子対弾性表面波回路１５６ について詳述する。
【００２１】
段間の二端子対弾性表面波回路１５４ と１５６ とは、２つの図７の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路１５４、１５６ のそれぞれの端子１９０ は接続電極で接続電極１１２ に接続され、回路１５４ の端子１９２ は回路１５０ の端子１９４ と接続電極１１０ で接続され、回路１５６ の端子１９２ は回路１５２ の端子１９４ と接続電極１１４ で接続され、回路１５４ の端子１９６ と回路１５６ の端子１９６ とは接続電極１１８ で接続されている。
【００２２】
次に、上述した二端子対弾性表面波回路１５４ と接続電極を介して電気的に縦続接続される段間の二端子対弾性表面波回路１５８ および上述した二端子対弾性表面波回路１５６ と接続電極を介して電気的に縦続接続される段間の二端子対弾性表面波回路１６０ について詳述する。
【００２３】
段間の二端子対弾性表面波回路１５８ と１６０ とは、２つの図７の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路１５８、１６０ のそれぞれの端子１９０ は接続電極で接続電極１１８ に接続され、回路１５８ の端子１９２ は回路１５４ の端子１９４ と接続電極１１６ で接続され、回路１６０ の端子１９２ は回路１５６ の端子１９４ と接続電極１２０ で接続され、回路１５８ の端子１９６ と回路１６０ の端子１９６ とは接続電極１２４ で接続されている。
【００２４】
次に、上述した二端子対弾性表面波回路１５８ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路１６２ および上述した二端子対弾性表面波回路１６０ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路１６４ について詳述する。
【００２５】
平衡信号を出力する出力側の二端子対弾性表面波回路162 と164 とは、２つの図７の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路162、164 のそれぞれの端子190 は接続電極で接続電極124 に接続され、回路162 の端子192 は回路158 の端子194 と接続電極122 で接続され、回路164 の端子192 は回路160 の端子194 と接続電極126 で接続され、回路162、164 のそれぞれの端子196 はフィルタ100 の接地端子94と電気的に接続され、回路162 の端子194 はフィルタ100 の平衡出力端子90と電気的に接続され、回路164 の端子194 はフィルタ100 の平衡出力端子92と電気的に接続されている。
【００２６】
なお、この例では、回路150、152 の端子196 と回路154、156 の端子190 とは接続電極112 で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよいし、また回路154、156 の端子196 と回路158、160 の端子190 とは接続電極118 で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよいし、また回路158、160 の端子196 と回路162、164 の端子190 とは接続電極124 で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよい。
【００２７】
図６の構成の動作を説明する。
【００２８】
不平衡入力端子８０に不平衡の電気信号が入力されと、この電気信号は二端子対弾性表面波回路１５０、１５２ に入力される。二端子対弾性表面波回路１５０ に入力した電気信号は、この１５０ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路１５４ に送られる。二端子対弾性表面波回路１５４ に入力した電気信号は、この回路１５４ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路１５８ に送られる。
【００２９】
二端子対弾性表面波回路１５８ に入力した電気信号は、この回路１５８ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路１６２ に送られる。二端子対弾性表面波回路１６２ に入力した電気信号は、この回路１６２ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子９０に導出される。
【００３０】
一方、二端子対弾性表面波回路１５２ に入力した電気信号は、この回路１５２ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され、二端子対弾性表面波回路１５６ に送られる。二端子対弾性表面波回路１５６ に入力した電気信号は、この回路１５６ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路１６０ に送られる。
【００３１】
二端子対弾性表面波回路１６０ に入力した電気信号は、この回路１６０ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路１６４ に送られる。二端子対弾性表面波回路１６４ に入力した電気信号は、この回路１６４ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子９２に導出される。
【００３２】
この場合の電気信号における位相について説明する。図６において使用される二端子対弾性表面波回路における入力電気信号の位相に対する出力電気信号の位相は、略１８０ 度の差がある。このことからわかるように、図６における奇数段目の二端子対弾性表面波回路（ＳＡＮ）１５０、１５２、１５８、１６０の出力からは、不平衡入力端子８０に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号つまり逆相の信号が出力され、また、偶数段目の二端子対弾性表面波回路（ＳＡＮ）１５４、１５６、１６２、１６４の出力からは、不平衡入力端子８０に入力した位相と略同じ位相の信号つまり同相の信号が出力される。したがって平衡出力端子９０、９２ からは、同相の平衡信号が出力される。
【００３３】
なお、図６においては上側に二端子対弾性表面波回路を４段、下側に二端子対弾性表面波回路を４段有する回路構成としたが、たとえば上側に１段、下側に１段あるいは上側に２段、下側に２段あるいは上側に３段、下側に３段というように何段でもよい。
【００３４】
図１には、本発明の第１の実施例による差動弾性表面波フィルタ３００ が示されている。同図に示すように、差動弾性表面波フィルタ３００ は、二端子対弾性表面波共振器３０２、３０４、３０６ および３０８ から構成されている。このようなフィルタ３００ をたとえばＬｉＮｂｏ３の圧電基板を用いて作成してよい。
【００３５】
図１で用いられる二端子対弾性表面波共振器の具体化した構成が図２に示されている。同図に示すように、二端子対弾性表面波共振器は２ＩＤＴ型の二端子対弾性表面波回路であり、ＩＤＴ４０２、４０４と反射器４０６、４０８ とから構成されている。反射器４０６ はＩＤＴ４０２の左側に、反射器４０８ はＩＤＴ４０４の右側にそれぞれ配置されている。また、この例では、ＩＤＴ４０４の形状はＩＤＴ４０２の形状とは逆の向きになっている。なお、ＩＤＴ４０２、４０４および反射器４０６、４０８ の電極指数は、多く記載できないため、都合上簡略化されている。
【００３６】
図２を参照すると、二端子対弾性表面波回路は、正相入力端子４１０、４１２ と逆相出力端子４１４、４１６ を有する。この場合、正相入力端子４１０ は図７の正相入力端子１９０ に、正相入力端子４１２ は図７の正相入力端子１９２ に、逆相出力端子４１４ は図７の逆相出力端子１９４ に、逆相出力端子４１６ は図７の逆相出力端子１９６ にそれぞれ相当する。
【００３７】
図２に示すように、ＩＤＴ４０２の端子は正相入力端子４１０ と、ＩＤＴ４０２のもう一方の端子は正相入力端子４１２ と、ＩＤＴ４０４の端子は逆相出力端子４１４ と、ＩＤＴ４０４のもう一方の端子は逆相出力端子４１６ とそれぞれ接続されている。この二端子対弾性表面波回路は、その正相入力端子４１０ に正相の入力信号を入力するとその逆相出力端子４１４ から逆相の出力信号を出力するフィルタである。この場合、正相入力端子４１２ は正相入力端子４１０ に対する接地側、また逆相出力端子４１６ は逆相出力端子４１４ に対する接地側でよい。
【００３８】
図１を参照すると、不平衡信号を受け入れる入力側の二端子対弾性表面波回路３０２ と３０４ とは、２つの図２の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路３０２、３０４ のそれぞれの端子４１０ は電気的に並列接続されてフィルタ３００ の不平衡入力端子３２０ と電気的に接続され、回路３０２ の端子４１２ はフィルタ３００ の接地端子３２２ と電気的に接続され、回路３０４ の端子４１２ はフィルタ３００ の接地端子３２４ と電気的に接続され、回路３０２ の端子４１６ と回路３０４ の端子４１６ とは接続電極３４０ で接続されている。
【００３９】
次に、上述した二端子対弾性表面波回路３０２ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路３０６ および上述した二端子対弾性表面波回路３０４ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路３０８ について詳述する。
【００４０】
平衡信号を出力する出力側の二端子対弾性表面波回路３０６ と３０８ とは、２つの図２の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路３０６、３０８ のそれぞれの端子４１０ は接続電極で接続電極３４０ に接続され、回路３０６ の端子４１２ は回路３０２ の端子４１４ と接続電極３４２ で接続され、回路３０８ の端子４１２ は回路３０４ の端子４１４ と接続電極３４４ で接続され、回路３０６、３０８ のそれぞれの端子４１６ は、電気的に直列接続されてフィルタ３００ の接地端子３５４ と電気的に接続され、回路３０６ の端子４１４ は、フィルタ３００ の平衡出力端子３５０ と電気的に接続され、回路３０８ の端子４１４ はフィルタ３００ の平衡出力端子３５２ と電気的に接続されている。
【００４１】
なお、この例では、回路３０２、３０４ の端子４１６ と回路３０６、３０８ の端子４１０ とは接続電極３４０ で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよい。
【００４２】
図１の構成の動作を説明する。
【００４３】
不平衡入力端子３２０ と接地端子３２２、３２４ との間に不平衡の電気信号が入力されと、この電気信号は二端子対弾性表面波回路３０２、３０４ に入力される。二端子対弾性表面波回路３０２ に入力した電気信号は、この回路３０２ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路３０６ に送られる。二端子対弾性表面波回路３０６ に入力した電気信号は、この回路３０６ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子３５０ に導出される。
【００４４】
一方、二端子対弾性表面波回路３０４ に入力した電気信号は、この回路３０４ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され、二端子対弾性表面波回路３０８ に送られる。二端子対弾性表面波回路３０８ に入力した電気信号は、この回路３０８ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子３５２ に導出される。
【００４５】
この場合の電気信号の位相について説明する。図１で使用される二端子対弾性表面波回路も図６で使用される二端子対弾性表面波回路と同様に、入力電気信号の位相に対する出力電気信号における位相は、略１８０ 度の差を持つ。
【００４６】
このことからわかるように、図１における奇数段目の二端子対弾性表面波回路３０２、３０４ の出力からは、不平衡入力端子３２０ に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号つまり逆相の信号が出力され、また、偶数段目の二端子対弾性表面波回路３０６、３０８ の出力からは、不平衡入力端子３２０ に入力した位相と略同じ位相の信号が出力される。つまり平衡出力端子３５０、３５２ からは、入力と同じ同相の平衡信号が出力される。
【００４７】
このように第１の実施例によれば、挿入損や減衰量のよいフィルタを得ることができ、かつ平衡高周波増幅回路に供給するための、同振幅同位相の信号を得ることができる。
【００４８】
図３には、本発明の第２の実施例による差動弾性表面波フィルタ５００ が示されている。同図に示すように、差動弾性表面波フィルタ５００ は、二端子対弾性表面波共振器５０２、５０４、５０６ および５０８ から構成されている。このようなフィルタ５００ をたとえばＬｉＮｂｏ３の圧電基板を用いて作成してよい。
【００４９】
図３で用いられる二端子対弾性表面波共振器の具体化した構成が図４に示されている。同図に示すように、二端子対弾性表面波回路は３ＩＤＴ型の二端子対弾性表面波回路であり、ＩＤＴ６００、６０２、６０４と、反射器６０６、６０８ とから構成されている。反射器６０６ はＩＤＴ６０２の左側に、反射器６０８ はＩＤＴ６０４の右側にそれぞれ配置されている。またこの例では、ＩＤＴ６０２、６０４の形状をＩＤＴ６００の形状と逆の向きにしている。なお、ＩＤＴ６００、６０２、６０４および反射器６０６、６０８ の電極指数は、多く記載できないため、都合上簡略化されている。
【００５０】
図４を参照すると、二端子対弾性表面波回路は、入出力端子６１０、６１２ と入出力端子６１４、６１６ を有する。これら入出力端子は図４に示すように接続されている。この二端子対弾性表面波回路が不平衡の信号を受けいれる入力側で使用される場合は、入出力端子６１０ は入力端子６１０ になり、入出力端子６１２ は入力端子６１２ になり、入出力端子６１４ は出力端子６１４ になり、入出力端子６１６ は出力端子６１６ になる。この場合も図７と同様に出力端子からは入力端子に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号が出力される。
【００５１】
またこの二端子対弾性表面波回路が平衡の信号を出力する出力側で使用される場合は、入出力端子６１０ は出力端子６１０ になり、入出力端子６１２ は出力端子６１２ になり、入出力端子６１４ は入力端子６１４ になり、入出力端子６１６ は入力端子６１６ になる。なお、二端子対弾性表面波回路が段間で使用される場合も上述の出力側で使用される場合と同じでよい。この場合も図７と同様に出力端子からは入力端子に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号が出力される。
【００５２】
つまり、図４の二端子対弾性表面波回路も、その入力端子に正相の入力信号を入力するとその出力端子から逆相の出力信号を出力するフィルタである。
【００５３】
図３を参照すると、不平衡信号を受け入れる入力側の二端子対弾性表面波回路５０２ と５０４ とは、２つの図４の二端子対弾性表面波回路を背中合わせした配置になっている。回路５０２、５０４ のそれぞれの端子６１０ は電気的に並列接続されてフィルタ５００ の不平衡入力端子５２０ と電気的に接続され、回路５０２ の端子６１２ は、フィルタ５００ の接地端子５２２ と電気的に接続され、回路５０４ の端子６１２ はフィルタ５００ の接地端子５２４ と電気的に接続されている。
【００５４】
次に、上述した二端子対弾性表面波回路５０２ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路５０６ および上述した二端子対弾性表面波回路５０４ と接続電極を介して電気的に縦続接続される出力側の二端子対弾性表面波回路５０８ について詳述する。
【００５５】
平衡信号を出力する出力側の二端子対弾性表面波回路５０６ と５０８ とは、２つの図４の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路５０６ の端子６１４ は、回路５０２ の端子６１４ と接続電極５４０ で接続され、回路５０６ の端子６１６ は回路５０２ の端子６１６ と接続電極５４２ で接続され、回路５０８ の端子６１６ は回路５０４ の端子６１６ と接続電極５４４ で接続され、回路５０８ の端子６１４ は回路５０４ の端子６１４ と接続電極５４６ で接続され、回路５０６ の端子６１０ は回路５０８ の端子６１０ と接続電極５４８ で電気的に直列接続され、回路５０６ の端子６１２ はフィルタ５００ の平衡出力端子５５０ と電気的に接続され、回路５０８ の端子６１２ は、フィルタ５００ の平衡出力端子５５２ と電気的に接続されている。
【００５６】
なお、この例では、回路５０２、５０４ の端子６１６ と回路５０６、５０８ の端子６１６ とは接続電極５４２ と接続電極５４４ で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよい。またなお、この例では、回路５０６ の端子６１０ と回路５０８ の端子６１０ とは接続電極５４８ で接続されているが、これらの端子を図示しない接地端子と電気的に接続してもよい。
【００５７】
図３の構成の動作を説明する。
【００５８】
不平衡入力端子５２０ と接地端子５２２、５２４ との間に不平衡の電気信号が入力されと、この電気信号は二端子対弾性表面波回路５０２、５０４ に入力される。二端子対弾性表面波回路５０２ に入力された電気信号は、この回路５０２ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され二端子対弾性表面波回路５０６ に送られる。二端子対弾性表面波回路５０６ に入力した電気信号は、この回路５０６ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子５５０ に導出される。
【００５９】
一方、二端子対弾性表面波回路５０４ に入力した電気信号は、この回路５０４ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され、二端子対弾性表面波回路５０８ に送られる。二端子対弾性表面波回路５０８ に入力した電気信号は、この回路５０８ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子５５２ に導出される。
【００６０】
この場合の電気信号の位相について説明する。図３で使用される二端子対弾性表面波回路も図６で使用される二端子対弾性表面波回路と同様に、入力電気信号の位相に対する出力電気信号における位相は、略１８０ 度の差を持つ。
【００６１】
このことからわかるように、図３における奇数段目の二端子対弾性表面波回路５０２、５０４ の出力からは、不平衡入力端子５２０ に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号つまり逆相の信号が出力され、また、偶数段目の二端子対弾性表面波回路５０６、５０８ の出力からは、不平衡入力端子５２０ に入力した位相と略同じ位相の信号が出力される。つまり平衡出力端子５５０、５５２ からは、入力と同じ同相の平衡信号が出力される。
【００６２】
このように第２の実施例によれば、二端子対弾性表面波回路にＩＤＴ を３個用いているため第１の実施例よりも、挿入損や減衰量のよいフィルタを得ることができ、かつ平衡高周波増幅回路に供給するための、同振幅同位相の信号を得ることもできる。
【００６３】
図５には、本発明の第３の実施例による差動弾性表面波フィルタ７００ が示されている。同図に示すように、差動弾性表面波フィルタ７００ は、二端子対弾性表面波共振器７０２ および７０４ から構成されている。このようなフィルタ７００ をたとえばＬｉＮｂｏ３の圧電基板を用いて作成してよい。
【００６４】
図５の二端子対弾性表面波共振器には、上述した図２に示したものが使用される。このことからわかるように、フィルタ７００ の場合は、図１の場合の上下段に２個ある二端子対弾性表面波回路を上下段に１個にした構成になっている。
【００６５】
図５を参照すると、不平衡信号を受け平衡信号を出力する二端子対弾性表面波回路７０２ と７０４ とは、２つの図２の二端子対弾性表面波回路を背中合わせにした配置になっている。回路７０２、７０４ のそれぞれの端子４１０ は電気的に接続されてフィルタ７００ の不平衡入力端子７１０ と電気的に接続され、回路７０２ の端子４１２ はフィルタ７００ の接地端子７１２ と電気的に接続され、回路７０４ の端子４１２ はフィルタ７００ の接地端子７１４ と電気的に接続され、回路７０２ の端子４１４ はフィルタ７００ の平衡出力端子７１６ と電気的に接続され、回路７０４ の端子４１４ はフィルタ７００ の平衡出力端子７１８ と電気的に接続され、回路７０２、７０４ のそれぞれの端子４１６ は電気的に直列接続されてフィルタ７００ の接地端子７２０ と電気的に接続されている。
【００６６】
図５の構成の動作を説明する。
【００６７】
不平衡入力端子７１０ と接地端子７１２、７１４ との間に不平衡の電気信号が入力されと、この電気信号は二端子対弾性表面波回路７０２、７０４ に入力される。二端子対弾性表面波回路７０２ に入力された電気信号は、この回路７０２ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子７１６ に導出される。
【００６８】
一方、二端子対弾性表面波回路７０４ に入力した電気信号は、この回路７０４ において表面波に変換された後、再び電気信号に変換され平衡出力端子７１８ に導出される。
【００６９】
この場合の電気信号の位相について説明する。図５で使用される二端子対弾性表面波回路も図６で使用される二端子対弾性表面波回路と同様に、入力電気信号の位相に対する出力電気信号における位相は、略１８０ 度の差を持つ。
【００７０】
このことからわかるように、図５における二端子対弾性表面波回路７０２、７０４ の出力からは、不平衡入力端子７１０ に入力した位相と略１８０ 度異なる位相の信号つまり逆相の信号が出力される。つまり、平衡出力端子７１６、７１８ からは、入力と略１８０ 度異なる逆相の平衡信号が出力される。
【００７１】
このように第３の実施例によれば、よいバラン機能を得ることができるとともに、平衡高周波増幅回路に供給するための、同振幅同位相の信号を得ることもできる。
【００７２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある二端子対弾性表面波共振器と差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が前記所定の値を持つ二端子対弾性表面波共振器とを縦続接続してなる第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器と、この第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器と背中合わせに配置される差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある二端子対弾性表面波共振器と差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が前記所定の値を持つ二端子対弾性表面波共振器とを縦続接続してなる第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器とを有し、第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子と第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子とが電気的に並列接続されて不平衡入力端子が構成され、第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子と第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子とが電気的に直列接続されて平衡出力端子が構成されているので、したがって、挿入損や減衰量のよいフィルタを得ることができ、かつ平衡高周波増幅回路に供給するための、同振幅同位相の信号を得ることができる。
【００７３】
またこのように本発明によれば、差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある第１の二端子対弾性表面波共振器と、この第１の二端子弾性表面波共振器と背中合わせに配置される差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある第２の二端子対弾性表面波共振器とを有し、第１の二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子と第２の二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子とが電気的に並列接続されて不平衡入力端子が構成され、第１の二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子と第２の二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子とが電気的に直列接続されて平衡出力端子が構成されているので、したがって、よいバラン機能を得ることができ、かつ平衡高周波増幅回路に供給するための、同振幅同位相の信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施例の差動弾性表面波フィルタの構成図である。
【図２】図１、図５に示す二端子対弾性表面波共振器を具体化した構成図である。
【図３】本発明による第２の実施例の差動弾性表面波フィルタの構成図である。
【図４】図３に示す二端子対弾性表面波共振器を具体化した構成図である。
【図５】本発明による第３の実施例の差動弾性表面波フィルタの構成図である。
【図６】本発明による差動弾性表面波フィルタの原理構成図である。
【図７】図６に示す二端子対弾性表面波回路の原理構成図である。
【図８】従来の差動フィルタの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
８０、３２０、５２０、７１０ 不平衡入力端子
９０、９２、３５０、３５２、５５０、５５２、７１６、７１８ 平衡出力端子
１００、３００、５００、７００ 差動弾性表面波フィルタ
１５０、１５２、１５４、１５６、１５８、１６０、１６２、１６４ 二端子対弾性表面波回路
３０２、３０４、３０６、３０８、５０２、５０４、５０６、５０８、７０２、７０４ 二端子対弾性表面波共振器または二端子対弾性表面波回路
４０２、４０４、６００、６０２、６０４、８０８、８１０、８１２ ＩＤＴ または共振子
４０６、４０８、６０６、６０８、８１４、８１６ 反射器
Claims (7)
- 差動弾性表面波フィルタであって、
前記差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略180 度ある二端子対弾性表面波共振器と前記差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が前記所定の値を持つ１個以上の二端子対弾性表面波共振器とを縦続接続してなる第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器と、
該第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器と背中合わせに配置される前記差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略180 度ある二端子対弾性表面波共振器と前記差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が前記所定の値を持つ１個以上の二端子対弾性表面波共振器とを縦続接続してなる第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器とを有し、
前記第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器に含まれる二端子対弾性表面波共振器の数と、前記第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器に含まれる二端子対弾性表面波共振器の数とは同じであり、
前記第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子と前記第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子とが電気的に並列接続されて不平衡入力端子が構成され、前記第１の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子と前記第２の縦続接続二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子とが電気的に直列接続されて平衡出力端子が構成されることを特徴とする差動弾性表面波フィルタ。 - 請求項１に記載の差動弾性表面波フィルタにおいて、
前記直列接続された部分が接地されることを特徴とする差動弾性表面波フィルタ。 - 請求項１または請求項２に記載の差動弾性表面波フィルタにおいて、
前記二端子対弾性表面波共振器は、１つの入力ＩＤＴ と１つの出力ＩＤＴ を有する２ＩＤＴ 型二端子対弾性表面波共振器であり、
前記出力ＩＤＴ のＩＤＴ の向きは前記入力ＩＤＴ のＩＤＴ の向きとは逆になっていることを特徴とする差動弾性表面波フィルタ。 - 請求項１または請求項２に記載の差動弾性表面波フィルタにおいて、
前記二端子対弾性表面波共振器は、１つの入力ＩＤＴ と２つのＩＤＴ が電気的に並列接続されてなる出力ＩＤＴ 群を有する３ＩＤＴ 型二端子対弾性表面波共振器、または２つのＩＤＴ が電気的に並列接続されてなる入力ＩＤＴ 群と１つの出力ＩＤＴ を有する３ＩＤＴ 型二端子対弾性表面波共振器であり、
前記１つの入力ＩＤＴ と２つのＩＤＴ が電気的に並列接続されてなる出力ＩＤＴ 群を有する３ＩＤＴ 型二端子対弾性表面波共振器における出力ＩＤＴ 群の各々ＩＤＴ の向きは該３ＩＤＴ 型二端子対弾性表面波共振器における入力ＩＤＴ のＩＤＴ の向きとは逆になっており、また前記２つのＩＤＴ が電気的に並列接続されてなる入力ＩＤＴ 群と１つの出力ＩＤＴ を有する３ＩＤＴ 型二端子対弾性表面波共振器における出力ＩＤＴ のＩＤＴ の向きは該３ＩＤＴ 型二端子対弾性表面波共振器における入力ＩＤＴ 群の各々ＩＤＴ の向きとは逆になっていることを特徴とする差動弾性表面波フィルタ。 - 差動弾性表面波フィルタであって、
前記差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある第１の二端子対弾性表面波共振器と、
該第１の二端子対弾性表面波共振器と背中合わせに配置される前記差動弾性表面波フィルタの通過帯域内での入出力信号の位相差が略１８０ 度ある第２の二端子対弾性表面波共振器とを有し、
前記第１の二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子と前記第２の二端子対弾性表面波共振器の一方の入出力端子とが電気的に並列接続されて不平衡入力端子が構成され、前記第１の二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子と前記第２の二端子対弾性表面波共振器の他方の入出力端子とが電気的に直列接続されて平衡出力端子が構成されることを特徴とする差動弾性表面波フィルタ。 - 請求項５に記載の差動弾性表面波フィルタにおいて、
前記直列接続された部分が接地されることを特徴とする差動弾性表面波フィルタ。 - 請求項５または請求項６に記載の差動弾性表面波フィルタにおいて、
前記二端子対弾性表面波共振器は、１つの入力ＩＤＴ と１つの出力ＩＤＴ を有する２ＩＤＴ 型二端子対弾性表面波共振器であり、
前記出力ＩＤＴ のＩＤＴ の向きは前記入力ＩＤＴ のＩＤＴ の向きとは逆になっていることを特徴とする差動弾性表面波フィルタ。
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