JP2013066250A - チューナブルフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】周波数温度特性に優れ、さらに電気機械結合係数が高められた弾性表面波共振子を用いて形成されており、温度特性及び周波数特性を改善し得るチューナブルフィルタを提供する。
【解決手段】弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２，Ｐ１〜Ｐ３に可変コンデンサが接続されている回路構成を備え、該弾性表面波共振子が、ＬｉＴａＯ_３またはＬｉＮｂＯ_３からなる圧電基板１１と、該圧電基板の上面１１ａの凹部１１ｂに充填された電極材料からなるＩＤＴ電極１２と、該圧電基板を覆うように設けられたＳｉＯ_２膜１５とを有する、チューナブルフィルタ１。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信システムにおける帯域フィルタとして用いられるチューナブルフィルタに関し、より詳細には、弾性表面波共振子を用いて構成されているチューナブルフィルタに関する。

通信システムに用いられる帯域フィルタにおいて、通過帯域を調整し得ることが求められることがある。このような要求を満たす帯域フィルタ、すなわちチューナブルフィルタが種々提案されている。

例えば下記の特許文献１には、複数の弾性表面波共振子と可変コンデンサとを用いたチューナブルフィルタが開示されている。図５２は、特許文献１に記載のチューナブルフィルタの回路図である。

チューナブルフィルタ１０１では、入力端１０２と出力端１０３との間を結ぶ直列腕に、複数の直列腕共振子１０４，１０５が互いに直列に接続されている。また、直列腕とグラウンド電位との間の複数の並列腕において、それぞれ、並列腕共振子１０６，１０７が接続されている。直列腕共振子１０４，１０５及び並列腕共振子１０６，１０７は、弾性表面波共振子により形成されている。

上記直列腕共振子１０４，１０５及び並列腕共振子１０６，１０７を有するラダー型フィルタ回路が構成されている。さらに、通過帯域を調整することを可能とするために、可変コンデンサ１０８〜１１５が接続されている。すなわち、直列腕共振子１０４に並列に、可変コンデンサ１０８が接続されており、該直列腕共振子１０４及び可変コンデンサ１０８に直列に可変コンデンサ１１０が接続されている。同様に、直列腕共振子１０５にも、並列に可変コンデンサ１０９が接続されており、直列に可変コンデンサ１１１が接続されている。

並列腕においても、並列腕共振子１０６に並列に可変コンデンサ１１２が接続されており、並列腕共振子１０６及び可変コンデンサ１１２に直列に可変コンデンサ１１４が接続されている。同様に、並列腕共振子１０７に並列に可変コンデンサ１１３が接続されており、直列に可変コンデンサ１１５が接続されている。

特開２００５−２１７８５２号公報

チューナブルフィルタ１０１においては、直列腕の回路部分における共振周波数ＦｒＳは、可変コンデンサ１１０，１１１の容量、すなわち直列容量が小さくなるほど高めることができる。また、並列容量、すなわち可変コンデンサ１０８，１０９による静電容量が大きくなるほど直列腕における反共振周波数ＦａＳを低めることができる。

同様に、並列腕の回路部分の共振周波数ＦｒＰ及び反共振周波数ＦａＰについても、並列に接続される可変コンデンサ１１２，１１３及び直列に接続される可変コンデンサ１１４，１１５の容量を変化させることにより、変化させることができる。そのため、チュー
ナブルフィルタ１０１全体の中心周波数を、上記可変コンデンサ１０８〜１１５の容量を変化させることにより変化させることができる。

しかしながら、特許文献１に記載のチューナブルフィルタ１０１では、直列腕共振子１０４，１０５や並列腕共振子１０６，１０７に用いられている弾性表面波共振子の電気機械結合係数が小さいという問題があった。また、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値が大きいという問題があった。さらに、直列腕及び並列腕における弾性表面波共振子や可変容量コンデンサなどの部品の点数が多かった。

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、弾性表面波共振子の電気機械結合係数を大きくでき、それによって弾性表面波共振子の比帯域幅を拡大することができ、チューナブルフィルタの可変周波数範囲を拡大することができ、さらに、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくして温度変化による特性の変化を小さくすることが可能とされているチューナブルフィルタを提供することにある。

本発明によれば、ＬｉＮｂＯ_３またはＬｉＴａＯ_３からなり、上面に凹部が形成された圧電基板と、前記凹部に充填された電極材料からなるＩＤＴ電極とを備える弾性表面波共振子と、前記弾性表面波共振子に接続された可変コンデンサとを備えるチューナブルフィルタが提供される。
なお、以下においては、ＬｉＮｂＯ_３を、場合によってはＬＮと略すこととする。またＬｉＴａＯ_３を場合によってはＬＴと略すこととする。

本発明に係るチューナブルフィルタのある特定の局面では、前記弾性表面波共振子が、前記圧電基板の上面を覆うように設けられたＳｉＯ_２膜をさらに備える。この場合には、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることができる。

本発明に係るチューナブルフィルタの他の特定の局面によれば、前記圧電基板がオイラー角（０°，８５°〜１５０°，０°）のＬｉＴａＯ_３基板からなり、前記ＩＤＴ電極を形成している電極材料がＡｕである。この場合には、弾性表面波共振子の電気機械結合係数をより一層高めることができ、さらに周波数温度係数ＴＣＦの絶対値をより一層小さくすることが可能となる。

本発明に係るチューナブルフィルタのさらに他の特定の局面によれば、前記ＩＤＴ電極が、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ及びＡｌ並びにこれらを主体とする合金からなる群から選択された少なくとも１種からなる電極層を主体とする。この場合には、弾性表面波共振子の電気機械結合係数をより一層効果的に高めることができる。

本発明に係るチューナブルフィルタの他の特定の局面によれば、前記ＩＤＴ電極が複数本の電極指を有し、少なくとも電極指が位置している部分の上方において、ＳｉＯ_２膜の表面に電極指の厚みと同じ高さの凸部が形成されている。この場合には、弾性表面波共振子の周波数温度係数ＴＣＦの絶対値をより一層小さくすることができる。

本発明に係るチューナブルフィルタのさらに別の特定の局面によれば、前記ＩＤＴ電極が複数本の電極指を有し該電極指の上方において前記ＳｉＯ_２膜の表面がほぼ平坦化されている。この場合には、弾性表面波共振子の電気機械結合係数をより一層高めることができる。

本発明に係るチューナブルフィルタのさらに他の特定の局面によれば、前記圧電基板に埋め込まれた電極のデューティが０．５より大きい。

本発明に係るチューナブルフィルタのさらに他の特定の局面によれば、前記圧電基板が、オイラー角（０°，８０°〜１３０°，０°）のＬｉＮｂＯ_３基板からなる。オイラー角がこの範囲にあるＬｉＮｂＯ_３基板を用いた場合には、弾性表面波共振子の電気機械結合係数を十分に高くすることができる。

本発明に係るチューナブルフィルタのさらに別の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極が、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｇ及びＡｌ並びにこれらを主体とする合金からなる群から選択された少なくとも１種からなる電極層を主体とする。この場合には、弾性表面波共振子の電気機械結合係数をより一層高めることができる。

本発明に係るチューナブルフィルタのさらに他の特定の局面によれば、前記ＩＤＴ電極が複数本の電極指を有し、ＳｉＯ_２膜の表面が略平坦である。この場合には、弾性表面波共振子の電気機械結合係数をより一層高めることができる。

本発明に係るチューナブルフィルタのさらに別の特定の局面では、上記ＬｉＮｂＯ_３基板のオイラー角が（０°，８０°〜１３０°，０°）であり、ＩＤＴ電極がＡｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｇ及びＡｌ並びにこれらを主体とする合金からなる群から選択された少なくとも１種の金属からなる電極層を主体とする構成において、前記ＩＤＴ電極が複数本の電極指を有し、少なくとも電極指が位置している部分の上方において、ＳｉＯ_２膜の表面に電極指の厚みと同じ高さの凸部が形成されている。この場合には、凸部の形成によりＩＤＴ電極における反射係数を高めることができる。

第２の発明によれば、オイラー角（０°，８０°〜１３０°，０°）のＬｉＮｂＯ_３からなり、上面に凹部が形成された圧電基板と、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｏ、及びＮｉからなる群から選択された少なくとも１種を主体とする金属材料が前記凹部に埋め込まれたＩＤＴ電極とを有しており、弾性表面波の波長をλとした場合、ＩＤＴ電極の主体となる金属と、電極膜厚の下限とデューティとの関係が図４２〜４９及び下記の表１で示す関係とされており、電極膜厚上限が下記の表１に示す各値とされており、デューティが０．１５〜０．８５にされたる弾性表面波共振子と、前記弾性表面波共振子に接続された可変コンデンサとを備えるチューナブルフィルタが提供される。

なお、デューティはＩＤＴ電極の電極指形成ピッチをＰ、同電極指幅をＭとした場合に、電極指形成ピッチＰに対する電極指線幅Ｍの大きさＭ／Ｐである。

第３の発明によれば、オイラー角（０°，８０°〜１３０°，０°）のＬｉＮｂＯ_３か
らなり、上面に凹部が形成された圧電基板と、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｏ、及びＮｉからなる群から選択された少なくとも１種を主体とする金属材料が前記凹部に埋め込まれたＩＤＴ電極とを有しており、弾性表面波の波長をλとした場合、ＩＤＴ電極の主体となる金属と、電極膜厚の下限とデューティとの関係が図４２〜４９及び下記の表２で示す関係とされており、電極膜厚上限が下記の表２に示す各値とされており、デューティが０．５より大にされた弾性表面波共振子と、前記弾性表面波共振子に接続された可変コンデンサとを備えるチューナブルフィルタが提供される。

本発明に係るチューナブルフィルタのさらに別の特定の局面では、ＩＤＴ電極の主体となる金属と、電極膜厚とデューティとが、下記の表３で示す関係とされており、電極膜厚上限が下記の表３に示す各値とされている。

膜厚の上限は反射係数が大きすぎることに起因するスプリアスが発生することにより決定される。

第４の発明によれば、オイラー角（０°，８０°〜１３０°，０°）のＬｉＮｂＯ_３からなり、上面に凹部が形成された圧電基板と、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金が前記凹部に埋め込まれたＩＤＴ電極とを有しており、弾性表面波の波長をλとした場合、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．０３６以上、０．４以下であり、好ましくはＡｌ規格化膜厚の上限とデューティとの関係が図５０及び表４に記載の通りであり、Ａｌ規格化膜厚下限が下記の表４に示す値であり、かつデューティが０．５未満または０．５より大きい、弾性表面波共振子と、前記弾性表面波共振子に接続された可変コンデンサとを備えるチュ
ーナブルフィルタが提供される。

本発明に係るチューナブルフィルタのさらに別の特定の局面では、ＩＤＴ電極の主体となる金属と、電極膜厚上限とデューティとの関係が、下記の表５で示す通りであり、電極膜厚下限が下記の表５に示す値とされている。

本願の第５の発明に係るチューナブルフィルタは、オイラー角（０°，８０°〜１３０°，０°）のＬｉＮｂＯ_３からなり、上面に凹部が形成された圧電基板と、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｏ、及びＮｉからなる群から選択された少なくとも１種を主体とする金属材料が前記凹部に埋め込まれたＩＤＴ電極とを有しており、弾性表面波の波長をλとした場合、Ａｕ、Ｐｔ、ＷまたはＴａが主体となる電極厚みＨ／λが０．００６以下、Ａｇが主体となる電極厚みＨ／λが０．０１以下、Ｃｕ、ＭｏまたはＮｉが主体となる電極厚みＨ／λが０．０１３以下に構成された弾性表面波共振子と、前記弾性表面波共振子に接続された可変コンデンサとを備える。

本発明に係るチューナブルフィルタのさらに別の特定の局面では、前記弾性表面波共振子として複数の弾性表面波共振子を有し、該複数の弾性表面波共振子が入力端子と出力端子との間で直列に接続されており、前記可変コンデンサとして、第１，第２の可変コンデンサを有し、第１の可変コンデンサが前記複数の弾性表面波共振子のうち少なくとも１つの弾性表面波共振子に直列に接続されており、前記第２の可変コンデンサが、前記複数の弾性表面波共振子のうち少なくとも１つの弾性表面波共振子に並列に接続されており、複数の弾性表面波共振子の接続点とグラウンドとの間に接続されたインダクタンスと、入力端子とグラウンド間及び出力端子とグラウンド間に接続された整合コンデンサとをさらに備える。

本発明に係るチューナブルフィルタのさらに他の特定の局面では、整合コンデンサ及びインダクタンスのインピーダンスが２０〜１００Ωである。

本発明に係るチューナブルフィルタによれば、弾性表面波共振子と可変コンデンサとが接続されている構成において、弾性表面波共振子が、ＬｉＮｂＯ_３またはＬｉＴａＯ_３からなる圧電基板の上面の溝に電極材料を充填することによりＩＤＴ電極が形成されている構造を備えるため、弾性表面波共振子の電気機械結合係数を高めることができる。そのため、比帯域幅が広い弾性表面波共振子が得られ、可変周波数範囲の広いチューナブルフィルタを提供することが可能となる。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係るチューナブルフィルタの回路構成を示す図であり、（ｂ）は、実施形態で用いられる弾性表面波共振子を示す模式的平面図であり、（ｃ）は、（ｂ）中のＩ−Ｉ線に沿う部分の正面断面図である。（ｄ）は、（ｃ）中のＳｉＯ_２膜が存在しない構造の正面断面図である。 図２は、第１の実験例で測定された弾性表面波共振子の周波数特性を示す図であり、ＳｉＯ_２膜が形成されている弾性表面波共振子のインピーダンス特性及び位相特性を示す図である。 図３は、参考例のチューナブルフィルタの回路図である。 図４は、第２の実験例において、図３の参考例のフィルタ回路における可変容量の静電容量を変化させた場合のフィルタ特性の変化を示す図である。 図５は、第３の実験例において、３６°ＹＸ−ＬｉＴａＯ_３における弾性表面波共振子のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを変化させた場合の反射係数の変化を示す図である。 図６は、第３の実験例において、３６°ＹＸ−ＬｉＴａＯ_３における弾性表面波共振子のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを変化させた場合の電気機械結合係数ｋ^２の変化を示す図である。 図７は、第４の実験例において、１３°ＹＸ−ＬｉＴａＯ_３における弾性表面波共振子において形成されているＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２、０．３または０．４とした場合に、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λと反射係数との関係を示す図である。 図８は、第４の実験例において、弾性表面波共振子において形成されているＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２、０．３または０．４とした場合に、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λと電気機械結合係数ｋ^２との関係を示す図である。 図９は、第５の実験例において、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２５とし、ＰｔからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０４または０．０８とした場合のＬｉＮｂＯ_３を用いた各種構造の弾性表面波共振子のオイラー角（０°，θ，０°）のθと、反射係数との関係を示す図である。 図１０は、第５の実験例において、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２５とし、ＰｔからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０４または０．０８とした場合のＬｉＮｂＯ_３を用いた各種構造の弾性表面波共振子のオイラー角（０°，θ，０°）のθと、電気機械結合係数との関係を示す図である。 図１１は、第５の実験例において、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２５とし、ＡｕからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０４または０．０８とした場合のＬｉＮｂＯ_３を用いた各種構造の弾性表面波共振子のオイラー角（０°，θ，０°）のθと、反射係数との関係を示す図である。 図１２は、第５の実験例において、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２５とし、ＡｕからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０４または０．０８とした場合のＬｉＮｂＯ_３を用いた各種構造の弾性表面波共振子のオイラー角（０°，θ，０°）のθと、電気機械結合係数との関係を示す図である。 図１３は、第５の実験例において、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２５とし、ＣｕからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０４または０．０８とした場合のＬｉＮｂＯ_３を用いた各種構造の弾性表面波共振子のオイラー角（０°，θ，０°）のθと、反射係数との関係を示す図である。 図１４は、第５の実験例において、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２５とし、ＣｕからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０４または０．０８とした場合のＬｉＮｂＯ_３を用いた各種構造の弾性表面波共振子のオイラー角（０°，θ，０°）のθと、電気機械結合係数との関係を示す図である。 図１５は、第５の実験例において、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２５とし、ＡｌからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０４または０．０８とした場合のＬｉＮｂＯ_３を用いた各種構造の弾性表面波共振子のオイラー角（０°，θ，０°）のθと、反射係数との関係を示す図である。 図１６は、第５の実験例において、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２５とし、ＡｌからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０４または０．０８とした場合のＬｉＮｂＯ_３を用いた各種構造の弾性表面波共振子のオイラー角（０°，θ，０°）のθと、電気機械結合係数との関係を示す図である。 図１７は、第５の実験例において、ＬｉＴａＯ_３を用い、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２５とし、ＰｔからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０２，０．０４または０．０８とした場合の弾性表面波共振子のオイラー角（０°，θ，０°）のθと、反射係数との関係を示す図である。 図１８は、第５の実験例において、ＬｉＴａＯ_３を用い、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．２５とし、ＰｔからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０２，０．０４または０．０８とした場合の弾性表面波共振子のオイラー角（０°，θ，０°）のθと、電気機械結合係数との関係を示す図である。 図１９は、第６の実験例において、ＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ｃｕが埋め込まれた構造からなり、この厚みが波長の６％または１０％とし、デューティを０．５とした場合の弾性表面波共振子のインピーダンス特性及び位相特性を示す図である。 図２０は、第６の実験例において、ＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、厚みＨ／λが０．１のＣｕが埋め込まれた電極を用い、ＩＤＴ電極のデューティを０．４、０．４５、０．５、０．５５または０．６とした場合の弾性表面波共振子のインピーダンス特性及び位相特性を示す図である。 図２１は、第６の実験例において、ＬｉＮｂＯ_３基板を用い、デューティが０．６であり、厚みＨ／λが０．０６または０．１であるＣｕが埋め込まれたＩＤＴ電極からなる場合の弾性表面波装置のインピーダンス特性及び位相特性を示す図である。 図２２は、第６の実験例において、オイラー角（０°，１００°，０°）すなわち、１０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ａｕが埋め込まれた構造からなり、デューティが０．５である場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λと弾性表面波の音速との関係を示す図である。 図２３は、第６の実験例において、オイラー角（０°，１００°，０°）すなわち、１０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ｐｔが埋め込まれた構造からなり、デューティが０．５である場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λと弾性表面波の音速との関係を示す図である。 図２４は、第６の実験例において、オイラー角（０°，１００°，０°）すなわち、１０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ｗが埋め込まれた構造からなり、デューティが０．５である場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λと弾性表面波の音速との関係を示す図である。 図２５は、第６の実験例において、オイラー角（０°，１００°，０°）すなわち、１０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ｔａが埋め込まれた構造からなり、デューティが０．５である場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λと弾性表面波の音速との関係を示す図である。 図２６は、第６の実験例において、オイラー角（０°，１００°，０°）すなわち、１０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ａｇが埋め込まれた構造からなり、デューティが０．５である場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λと弾性表面波の音速との関係を示す図である。 図２７は、第６の実験例において、オイラー角（０°，１００°，０°）すなわち、１０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ｃｕが埋め込まれた構造からなり、デューティが０．５である場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λと弾性表面波の音速との関係を示す図である。 図２８は、第６の実験例において、オイラー角（０°，１００°，０°）すなわち、１０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ｍｏが埋め込まれた構造からなり、デューティが０．５である場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λと弾性表面波の音速との関係を示す図である。 図２９は、第６の実験例において、オイラー角（０°，１００°，０°）すなわち、１０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ａｌが埋め込まれた構造からなり、デューティが０．５である場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λと弾性表面波の音速との関係を示す図である。 図３０は、第６の実験例において、オイラー角（０°，１００°，０°）すなわち、１０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ａｌが埋め込まれた構造からなり、デューティが０．４５である場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λとｆｒに相当する弾性表面波の音速との関係を示す図である。 図３１は、第６の実験例において、オイラー角（０°，１００°，０°）すなわち、１０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ａｌが埋め込まれた構造からなり、デューティが０．５５である場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λとｆｒに相当する弾性表面波の音速との関係を示す図である。 図３２は、第６の実験例において、オイラー角（０°，１００°，０°）すなわち、１０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極として、Ａｌが埋め込まれた構造からなり、デューティが０．８５である場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λとｆｒに相当する弾性表面波の音速との関係を示す図である。 図３３は、第１の実験例で測定された弾性表面波共振子の周波数特性を示す図であり、実線がＳｉＯ_２膜が形成されている弾性表面波共振子のインピーダンス特性及び位相特性を示し、破線がＳｉＯ_２膜が形成されていない弾性表面波共振子のインピーダンス特性及び位相特性を示す図である。 図３４は、本発明の第２の実施形態に係るチューナブルフィルタの回路図である。 図３５は、第２の実施形態のチューナブルフィルタにおいて可変コンデンサＣ２及びＣ６の容量を同一とし、可変コンデンサＣ２の容量を０．２５ｐＦ、０．５ｐＦ、０．７５ｐＦまたは１．０ｐＦとした場合のチューナブルフィルタのフィルタ特性の変化を示す図である。 図３６は、圧電基板上に設けられた溝に金属を充填してなるＩＤＴ電極を有する弾性表面波共振子及び圧電基板の上面に金属からなるＩＤＴ電極を形成した弾性表面波共振子の各インピーダンス特性を示す図である。 図３７は、本発明の第３の実施形態に係るチューナブルフィルタの回路図である。 図３８は、第３の実施形態のチューナブルフィルタにおいて、可変コンデンサＣ２の静電容量と可変コンデンサのＣ３の静電容量を同一とし、可変コンデンサＣＰ１と可変コンデンサＣＰ２との静電容量を同一とし、可変コンデンサＣ２，Ｃ３の静電容量と、可変コンデンサＣＰ１，ＣＰ２の静電容量を変化させた場合のフィルタ特性の変化を示す図である。 図３９は、Ｃｕ電極がオイラー角（０°、９４°、０°）のＬｉＮｂＯ_３上に形成された構造の弾性表面波の共振及び反共振音速とＣｕ膜厚との関係を示す図である。 図４０は、オイラー角（０°、９４°、０°）のＬｉＮｂＯ_３上にＣｕ電極が形成された構造とＬｉＮｂＯ_３基板上の溝にＣｕ電極が埋め込まれた構造の電気機械結合係数とＣｕ膜厚との関係を示す図である。 図４１は、オイラー角（０°、１００°、０°）のＬｉＮｂＯ_３にＮｉ電極が埋め込まれた構造のいろいろなデューティにおける共振と反共振周波数音速のＮｉ膜厚依存性を示す図である。 図４２は、オイラー角（０°、１００°、０°）のＬｉＮｂＯ_３にＡｕ電極が埋め込まれた構造のデューティとＡｕ膜厚の下限値との関係を示す図である。 図４３は、オイラー角（０°、１００°、０°）のＬｉＮｂＯ_３にＰｔ電極が埋め込まれた構造のデューティとＰｔ膜厚の下限値との関係を示す図である。 図４４は、オイラー角（０°、１００°、０°）のＬｉＮｂＯ_３にＷ電極が埋め込まれた構造のデューティとＷ膜厚の下限値との関係を示す図である。 図４５は、オイラー角（０°、１００°、０°）のＬｉＮｂＯ_３にＴａ電極が埋め込まれた構造のデューティとＴａ膜厚の下限値との関係を示す図である。 図４６は、オイラー角（０°、１００°、０°）のＬｉＮｂＯ_３にＡｇ電極が埋め込まれた構造のデューティとＡｇ膜厚の下限値との関係を示す図である。 図４７は、オイラー角（０°、１００°、０°）のＬｉＮｂＯ_３にＣｕ電極が埋め込まれた構造のデューティとＣｕ膜厚の下限値との関係を示す図である。 図４８は、オイラー角（０°、１００°、０°）のＬｉＮｂＯ_３にＭｏ電極が埋め込まれた構造のデューティとＭｏ膜厚の下限値との関係を示す図である。 図４９は、オイラー角（０°、１００°、０°）のＬｉＮｂＯ_３にＮｉ電極が埋め込まれた構造のデューティとＮｉ膜厚の下限値との関係を示す図である。 図５０は、オイラー角（０°、１００°、０°）のＬｉＮｂＯ_３にＡｌ電極が埋め込まれた構造のデューティとＡｌ膜厚の上限値との関係を示す図である。 図５１（ａ）は、本発明の変形例に係るチューナブルフィルタの回路図であり、（ｂ）は、直列腕共振子Ｓ３を含む直列腕とインダクタンスＬ５を含む並列腕からなる回路がさらに縦続接続されている、本発明の他の変形例のチューナブルフィルタの回路図である。 図５２は、従来のチューナブルフィルタを説明するための回路図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係るチューナブルフィルタの回路図であり、（ｂ）は、該チューナブルフィルタに用いられる弾性表面波共振子の模式的平面図であり、（ｃ）は、（ｂ）中のＩ−Ｉ線に沿う部分の正面断面図である。（ｄ）は、（ｃ）中のＳｉＯ_２膜が存在しない構造の正面断面図である。

図１（ａ）に示すように、チューナブルフィルタ１は、入力端子２と出力端子３とを有する。入力端子２と出力端子３とを結ぶ直列腕において、複数の直列腕共振子Ｓ１及びＳ２が互いに直列に接続されている。ここでは、直列腕共振子Ｓ１の入力側において、直列腕共振子Ｓ１に直列に可変コンデンサ４が接続されている。また、直列腕共振子Ｓ２の出力側においては、直列腕共振子Ｓ２に直列に可変コンデンサ５が接続されている。

直列腕共振子Ｓ１の入力側においては、直列腕とグラウンド電位とを結ぶ第１の並列腕が形成されている。第１の並列腕には、並列腕共振子Ｐ１が接続されている。第１の並列腕においては、並列腕共振子Ｐ１に直列に可変コンデンサ６が接続されている。また、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２間の接続点とグラウンド電位との間に、第２の並列腕が形成されている。第２の並列腕に第２の並列腕共振子Ｐ２が接続されており、並列腕共振子Ｐ２に直列に可変コンデンサ７が接続されている。さらに、直列腕共振子Ｓ２の出力側においては、第３の並列腕が、直列腕とグラウンド電位とを結ぶように形成されており、第３の並列腕に、並列腕共振子Ｐ３及び可変コンデンサ８が接続されている。可変コンデンサ８は、並列腕共振子Ｐ３に直列に接続されている。

上記直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３は、いずれも、弾性表面波共振子により形成されている。周知のように、ラダー型フィルタでは、直列腕共振子の共振周波数と、並列腕共振子の反共振周波数とにより通過帯域が形成される。上記可変コンデ
ンサ４〜８を、直列腕共振子または並列腕共振子に直列に接続し、かつ該可変コンデンサ４〜８の静電容量を変化させることにより、直列腕及び並列腕における共振特性を変化させることができる。従って、特許文献１に記載のチューナブルフィルタと同様に、チューナブルフィルタ１の中心周波数を変化させることができる。

上記直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３は、弾性表面波共振子からなる。弾性表面波共振子の構造を、直列腕共振子Ｓ１を代表して説明する。図１（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、直列腕共振子Ｓ１を構成している弾性表面波共振子は、圧電基板１１を有する。圧電基板１１は、本実施形態では、１５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３からなる。すなわち、オイラー角で（０°，１０５°，０°）のＬｉＮｂＯ_３基板が圧電基板１１として用いられている。

圧電基板１１の上面１１ａには、凹部として複数本の溝１１ｂが形成されている。この溝１１ｂ内に電極材料を充填することにより、ＩＤＴ電極１２が形成されている。図１（ｂ）に示すように、本実施形態では、ＩＤＴ電極１２の弾性表面波伝搬方向両側に、反射器１３，１４が形成されている。従って、１ポート型弾性表面波共振子が構成されている。

反射器１３，１４もまた、圧電基板１１の上面１１ａ上に設けられた凹部、すなわち複数本の溝に電極材料を充填することにより形成されている。

図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、上記ＩＤＴ電極１２の上面すなわち電極指部分の上面は、圧電基板１１の上面１１ａと面一とされている。

従って、上記ＩＤＴ電極１２及び反射器１３，１４を形成した後に、圧電基板１１の上面１１ａは平坦とされている。図１（ｃ）の構造では、この圧電基板１１の上面１１ａを覆うようにＳｉＯ_２膜１５が形成されている。図１（ｄ）の構造では、ＳｉＯ_２膜を形成しない。

直列腕共振子Ｓ１を例にとり説明したが、直列腕共振子Ｓ２も同様に構成されている。また、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２は、共振周波数がチューナブルフィルタ１の通過帯域内に、反共振周波数が通過帯域よりも高域側の減衰域に設定されている。他方、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３は、共振周波数が通過帯域よりも低域側の減衰域に、反共振周波数が通過帯域内に形成される。

本実施形態のチューナブルフィルタ１では、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３が上記のような構造を有するため、弾性表面波共振子の電気機械結合係数ｋ^２を高めることができ、それによって、比帯域幅を広げることが可能となる。加えて、ＳｉＯ_２膜が成膜されているため、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくし、温度変化による特性の変化を小さくすることが可能となる。これを、図２〜図８を参照して説明する。

（第１の実験例）
図２は、１５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板、すなわちオイラー角で（０°，１０５°，０°）のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、電極材料としてＡｌを用い、弾性表面波共振子の波長をλとしたときに、ＩＤＴ電極１２の膜厚Ｈ／λを０．１７とし、ＳｉＯ_２膜の膜厚ｈ／λを０．２２としたときの弾性表面波共振子のインピーダンス特性及び位相特性を示す図である。比較のために、ＳｉＯ_２膜が形成されていないことを除いては、同様に形成された弾性表面波共振子のインピーダンス−周波数特性及び位相特性を図３３に破線で示す。なお、図３３において、対比を明らかにするために図２の特性を実線で再度示す。

図３３から明らかなように、反共振点におけるインピーダンスの共振周波数におけるインピーダンスに対する比である山谷比は、ＳｉＯ_２膜を形成しなかった場合には、５７．５ｄＢであったのに対し、ＳｉＯ_２膜を形成した構造では、６０．２ｄＢと大きくすることが可能であった。さらに、周波数温度係数ＴＣＦについては、ＳｉＯ_２膜を有しない場合には−１２０ｐｐｍ／℃であったが、ＳｉＯ_２膜の形成により、−１０〜−３０ｐｐｍ／℃とその絶対値を小さくすることが可能であった。

従って、ＳｉＯ_２膜の形成により電気機械結合係数ｋ^２は多少小さくなるが、山谷比を大きくすることができることがわかる。加えて、この温度特性を改善することができることがわかる。

（第２の実験例）
次に、図３に示すチューナブルフィルタ２１を形成し、可変コンデンサの静電容量の変化によるフィルタ特性の変化を調べた。図３に示すチューナブルフィルタ２１では、入力端子２２と出力端子２３とを結ぶ直列腕において、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２が互いに直列に接続されている。そして、直列腕共振子Ｓ１の入力側において、直列腕共振子Ｓ１に直列に可変コンデンサＣ２が接続されている。また、直列腕共振子Ｓ１の入力側においては、直列腕とグラウンド電位とを結ぶ並列腕に、コンデンサＣ１が接続されている。

直列腕共振子Ｓ１及びＳ２間の接続点とグラウンド電位とを結ぶ第２の並列腕において、インダクタンスＬ１が接続されている。また、直列腕共振子Ｓ２の出力側においては、可変コンデンサＣ３が直列腕共振子Ｓ２に接続されている。さらに、出力端子３とグラウンド電位との間を結ぶ第３の並列腕にコンデンサＣ４が接続されている。なお、インダクタＬ１の代わりに容量を用いてもよく似た特性を示す。

ここでは、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２は、上記と同様に、１５°ＹカットＸ伝搬、オイラー角で（０°，１０５°，０°）のＬｉＮｂＯ_３基板を用い、上面の溝に電極材料としてＡｌを埋め込み、規格化膜厚Ｈ／λが０．１７のＩＤＴ電極及び反射器を形成した。なお、ＳｉＯ_２膜は形成しなかった。また、可変コンデンサＣ２と可変コンデンサＣ３の静電容量を等しくした構造において、静電容量を図４のように、１ｐＦ、２ｐＦ、５ｐＦ、１０ｐＦ、２５ｐＦ、５０ｐＦまたは１００ｐＦと変化させ、フィルタ特性を測定した。

直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２の静電容量については、ＩＤＴ電極の電極指の対数あるいは交差幅を変化させることにより調整した。上記インダクタンスＬ１の値は１２ｎＨとした。

図４は、上記のようにして、コンデンサＣ１〜Ｃ４及び直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２の静電容量を変化させた場合のフィルタ特性の変化を示す。図４から明らかなように、容量が１ｐＦから１００ｐＦに変化していくにつれ、フィルタの中心周波数が２．２１ＧＨｚ付近から２．４８ＧＨｚ付近の間で変化すること、すなわち約１１％変化することがわかる。よって、コンデンサＣ１〜Ｃ４の静電容量を変化させることにより、このような回路構成を有するフィルタの通過帯域を調整し得ることがわかる。後述するように、図３の入力端子２２と出力端子２３の間に容量を接続することにより２．５３ＧＨｚ以上の高周波の減衰量を改善することができる。

本実験例では、オイラー角（０°，１０５°，０°）のＬｉＮｂＯ_３を用いたが、本願発明者の実験によれば、（０°，８０°〜１３０°，０°）の範囲のＬｉＮｂＯ_３基板を用いた場合、本実験例と同様の結果の得られることが確かめられた。

（第３の実験例）
オイラー角が（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ_３基板を圧電基板として用い、電極材料としてＡｕを用い、圧電基板を覆うようにＳｉＯ_２膜を成膜し、種々の構造の弾性表面波共振子を作製した。弾性表面波共振子のＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長をλとしたときに、ＳｉＯ_２膜の厚みｈを波長λで規格化してなる規格化厚みｈ／λは０．３とした。用意した弾性表面波共振子としては、以下の第１〜第４の弾性表面波共振子Ａ〜Ｄを用意した。

第１の弾性表面波共振子Ａ：圧電基板の上面に電極を形成し、ＳｉＯ_２膜をさらに形成した構造。ＳｉＯ_２膜の上面には、電極が下方に位置している部分に下地の電極の厚みに相当する高さの凸部が形成されている。

第２の弾性表面波共振子Ｂ：ＳｉＯ_２膜の上面の凸部が存在しないことを除いては第１の弾性表面波共振子Ａと同様。ＳｉＯ_２膜の上面は平坦化されている。

第３の弾性表面波共振子Ｃ：圧電基板の上面に設けられた溝に電極材料を充填することによりＩＤＴ電極及び反射器が形成されている構造。電極の上面と圧電基板の上面が面一とされている。ＳｉＯ_２膜の上面には、電極が下方に存在する部分において、電極の厚みとほぼ等しい高さの凸部が形成されている構造。

第４の弾性表面波共振子Ｄ：ＳｉＯ_２膜の上面に凸部が形成されておらず、ＳｉＯ_２膜の上面が平坦とされていることを除いては、第３の弾性表面波共振子Ｃと同一の構造。

図５に、上記第１〜第４の弾性表面波共振子Ａ〜Ｄにおいて、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λが０．３のときの、電極の規格化膜厚Ｈ／λを変化させた場合の反射係数の変化を示す。また、図６は、上記第１〜第４の弾性表面波共振子において、電極の規格化膜厚Ｈ／λを変化させた場合の電気機械結合係数ｋ^２の変化を示す図である。周知のように、ＳｉＯ_２膜の周波数温度係数ＴＣＦは正の値を有し、ＬｉＴａＯ_３基板の周波数温度係数ＴＣＦは負の値を有する。従って、いずれの場合においても、ＳｉＯ_２膜の成膜により、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることができ、温度特性を改善することが可能である。

もっとも、図５及び図６から明らかなように、ＳｉＯ_２膜を形成した場合、第１の弾性表面波共振子Ａ、第２の弾性表面波共振子Ｂ及び第３の弾性表面波共振子Ｃでは、電気機械結合係数ｋ^２が小さくなり、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λが増加するにつれて電気機械結合係数ｋ^２が小さくなることがわかる。

これに対して、第４のタイプの弾性表面波共振子Ｄでは、ＩＤＴ電極の規格化膜厚を特定の範囲とすることにより、電気機械結合係数ｋ^２を高め得ることがわかる。ＳｉＯ_２膜の上面が平坦である第４のタイプの弾性表面波共振子Ｄでは、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０１〜０．０９とすることにより、電気機械結合係数ｋ^２を効果的に高め得ることがわかる。

また、図５から明らかなように、第１〜第４のいずれのタイプの弾性表面波共振子Ａ〜Ｄにおいても、ＩＤＴ電極の膜厚が厚くなるにつれて、反射係数が高くなることがわかる。

第３〜第４の弾性表面波共振子Ｃ〜Ｄの結果を比較すれば、上面に凸部が設けられている第３の弾性表面波共振子Ｃにおいて、第４の弾性表面波共振子Ｄよりも、ＩＤＴ電極の規格化膜厚が同じであれば、反射係数を高め得ることがわかる。従って、反射係数を高めるには、ＳｉＯ_２膜の上面に凸部を形成することが望ましいことがわかる。

もっとも、反射係数は用途によりある程度（例えば０．０２）以上あればよいのでＩＤＴ電極の膜厚のばらつきによる反射係数のばらつきを低めたり、広い帯域の共振子を構成する上では、ＳｉＯ_２膜の上面が平坦化された第４のタイプの弾性表面波共振子Ｄが望ましいことがわかる。

上記のように、本実験例によれば、オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ_３の圧電基板の上面に設けられた溝にＡｕを埋め込み、ＩＤＴ電極を形成し、ＳｉＯ_２膜を形成した構造においては、ＳｉＯ_２膜の表面が平坦である場合には、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０１〜０．０９とすることにより、電気機械結合係数を効果的に高め得ることがわかる。従って、比帯域幅を広げ得ることがわかる。よって、チューナブルフィルタの直列腕共振子や並列腕共振子に用いた場合、より一層効果的にチューナブルフィルタの周波数特性を調整し得ることがわかる。なお、Ａｕ以外の電極でも同じような結果が得られている。

（第４の実験例）
次に、オイラー角（０°，１０３°，０°）のＬｉＮｂＯ_３基板を圧電基板として用い、圧電基板の上面の溝に電極材料としてＡｕを充填することによりＩＤＴ電極及び反射器を形成した。さらに、圧電基板の上面にＳｉＯ_２膜を形成した。もっとも、ＳｉＯ_２膜の上面に、ＩＤＴ電極の厚みに等しい高さの凸部を形成した。すなわち、第３の実験例で作製した第３のタイプの弾性表面波共振子Ｃを形成した。

ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λと、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを変化させ、反射係数及び電気機械結合係数の変化を求めた。図７は、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λが０．２、０．３または０．４の場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λの変化による反射係数の変化を示す図であり、図８は、電気機械結合係数ｋ^２の変化を示す図である。

図７から明らかなように、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λが０．２、０．３または０．４のいずれの場合においても、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λが大きくなるにつれ、反射係数は高められることがわかる。

他方、図８から明らかなように、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λが０．２の場合には、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λが厚くなるにつれ電気機械結合係数ｋ^２が低下していることがわかる。

これに対して、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λが０．３や０．４の場合には、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λが増加するにつれ電気機械結合係数ｋ^２が増加し、Ｈ／λがさらに増加すると、電気機械結合係数ｋ^２が低下していく傾向にあることがわかる。すなわち、図８から明らかなように、ＳｉＯ_２膜の上面に凸部が設けられている第３のタイプの弾性表面波共振子Ｃでは、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λを０．３以上とすることにより、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを選択することにより、電気機械結合係数ｋ^２を高め得る。

ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λが０．２未満の場合には、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを高めると、反射係数は高くなるものの、電気機械結合係数ｋ^２は低くなり、反射係数と電気機械結合係数ｋ^２とはトレードオフの関係にある。しかし、用途により反射係数はある程度以上の値であればよく、さほど大きい必要はない。

しかしながら、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λが０．３以上の場合には、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λを選択することにより、反射係数と電気機械結合係数ｋ^２の双方を適度に大きくし得ることがわかる。よって、ＬｉＮｂＯ_３の上面に溝を形成し、該溝に電極を
形成し、さらにＳｉＯ_２膜を形成した構造において、ＳｉＯ_２膜の上面に凸部が形成されている場合には、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λは０．２以上でよい。

本実験例では、オイラー角（０°，１０３°，０°）のＬｉＮｂＯ_３の圧電基板の上面に設けられた溝にＡｕを充填し、ＳｉＯ_２膜を成膜し、さらにＳｉＯ_２膜の上面に凸部が形成されている構造を採用することにより、上述した通り、電気機械結合係数ｋ^２と反射係数の双方を高めることができるので、前述したチューナブルフィルタの直列腕共振子または並列腕共振子として用いた場合、チューナブルフィルタの温度特性を改善し得るだけでなく、電気機械結合係数の向上により、帯域幅をより一層効果的に調整し得ることがわかる。

（第５の実験例）
上記第３，第４の実験例では、それぞれ、オイラー角（０°，１２６°，０°）のＬｉＴａＯ_３または（０°，１０３°，０°）のＬｉＮｂＯ_３を用いたが、本願発明者の実験によれば、ＬｉＴａＯ_３については、（０°，８５°〜１５０°，０°）のＬｉＴａＯ_３を用いた場合においても同様の結果の得られることが確かめられた。

また、ＬｉＮｂＯ_３については、（０°，８０°〜１３０°，０°）のＬｉＮｂＯ_３を用いた場合においても同様の結果の得られることが確かめられた。

これを図９〜図１６を参照して説明する。オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＮｂＯ_３基板の上面に溝を形成し、該溝内に金属を充填してＩＤＴ電極を形成し、さらにＳｉＯ_２膜を形成し、第３の実験例における第４の弾性表面波共振子Ｄと同様の構造を得た。また、比較のために、（０°，θ，０°）のＬｉＮｂＯ_３基板上に、電極を形成し、ＳｉＯ_２膜をさらに形成し、ＳｉＯ_２膜の上面が平坦となるように形成し、前述の弾性表面波共振子Ｂと同一構造を有する比較例の弾性表面波共振子を作製した。なお、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λは、電極が存在しない付近において０．２５とした。

上記２種類の弾性表面波共振子において、Ｐｔを電極材料として用い、電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０４または０．０８とし、オイラー角のθによる反射係数及び電気機械結合係数の変化を測定した。図９及び図１０に結果を示す。

図９及び図１０から明らかなように、電極材料としてＰｔを用いた場合、本発明の実施形態に相当する弾性表面波共振子では、ＬｉＮｂＯ_３のオイラー角が（０°，８０°〜１３０°，０°）の範囲であれば、十分大きな電気機械結合係数を得られることがわかる。次に、電極材料ＰｔからＡｕ、ＣｕまたはＡｌに変更し、同様にして、オイラー角のθと反射係数及び電気機械結合係数との関係を求めた。結果を図１１〜図１６に示す。図１１〜図１６から明らかなように、電極材料としてＡｕ、ＣｕまたはＡｌを用いた場合にも、同様に、ＬｉＮｂＯ_３のオイラー角のθが、８０°〜１３０°の範囲であれば、第４の実験例と同様に、大きな電気機械結合係数の得られることが確かめられた。また弾性表面波共振子Ｂと同一構造より弾性表面波共振子Ｄと同一構造の方がいずれのオイラー角でも大きな電気機械結合係数が得られることがわかった。

同様に、オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ_３基板の上面に溝を形成し、該溝内に金属を充填してＩＤＴ電極を形成し、さらにＳｉＯ_２膜を形成し、第３の実験例における第４のタイプの弾性表面波共振子Ｄと同様の構造を得た。また、比較のために、（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ_３基板上に、電極を形成し、ＳｉＯ_２膜を、ＳｉＯ_２膜の上面が平坦となるように形成し、前述の弾性表面波共振子Ｂと同一構造を有する比較例の弾性表面波共振子を作製した。なお、ＳｉＯ_２膜の規格化膜厚ｈ／λは、電極が存在しない付近において０．２５とした。

上記２種類の弾性表面波共振子において、Ｐｔを電極材料として用い、電極の規格化膜厚Ｈ／λを０．０２、０．０４または０．０８とし、オイラー角のθによる反射係数及び電気機械結合係数の変化を測定した。図１７及び図１８に結果を示す。従って、ＬｉＴａＯ_３については、オイラー角が（０°，８５°〜１５０°，０°）のＬｉＴａＯ_３を用いた場合に、同様に電気機械結合係数を高め、帯域幅を効果的に調整し得ることが確かめられた。また、本願発明者の実験によれば、電極材料ＰｔからＡｕ、ＣｕまたはＡｌに変更した場合であっても、同様のオイラー角のθの範囲で、同様に電気機械結合係数を高め得ることが確かめられた。また溝に電極が埋め込まれた構造の方が大きな電気機械結合係数を示している。

なお、ＬｉＴａＯ_３及びＬｉＮｂＯ_３のオイラー角表示において、（０°，θ，０°）に対し、（０°±５°，θ，０°±５°）の範囲であれば、すなわちオイラー角のφ及びψについては、０°±５°であれば、オイラー角φ及びψが０°の場合と同様の結果が得られることが確かめられている。従って、φ及びψが０°とは、０°±５°の範囲を許容するものであることを指摘しておく。

（第６の実験例）
ラダー型フィルタや共振子型フィルタで用いられる弾性表面波共振子では、弾性表面波共振子の共振周波数と反共振周波数に相当する音速の間に圧電基板の遅い横波音速が存在しない場合には、良好な反共振特性が得られる。弾性表面波共振子の共振周波数と反共振周波数に相当する音速の間に圧電基板の遅い横波音速が存在する場合には、共振周波数と反共振周波数の間において遅い横波に相当する周波数のスプリアスが生じる。そのため良好な反共振特性が得られない。

図１９は、ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３基板の上面に溝を形成し、該溝内にＣｕを充填してＩＤＴ電極が形成されている弾性表面波共振子のインピーダンス周波数特性及び位相周波数特性を示す図である。図１９では、溝の深さすなわちＣｕからなるＩＤＴ電極の厚みＨ／λが波長λの６％＝０．０６及び１０％＝０．１の場合の結果を示す。なお、図１９の横軸は周波数ではなく弾性表面波の周波数と波長λの積である音速で表す。

図１９から明らかなように、ＣｕからなるＩＤＴ電極の厚みＨ／λが０．０６の場合、反共振周波数に相当する音速は約４２００ｍ／秒であり、ＬｉＮｂＯ_３の遅いバルク波横波音速４０６０ｍ／秒より速いため、共振周波数と反共振周波数の間に遅い横波が存在し、反共振周波数付近におけるインピーダンス特性曲線が鋭くならずなまっている。

これに対して、ＣｕからなるＩＤＴ電極の厚みＨ／λが０．１の場合には、反共振周波数に相当する音速は約３９００ｍ／秒であり、ＬｉＮｂＯ_３の遅いバルク波横波音速４０６０ｍ／秒よりも遅いため、反共振周波数付近のインピーダンス特性が急峻であり、良好な特性が得られている。

これは後述の図２７からも説明できる。図２７はデューティ０．５のＣｕ電極が（０°、１００°、０°）ＬｉＮｂＯ_３上に埋め込まれた構造の音速のＣｕ膜厚依存性を示している。図中ｆａは反共振周波数に相当する有限要素法で解析された電極オープン時のストップバンド上端の周波数、ｆｒは共振周波数に相当する電極短絡時のストップバンドの下端の周波数である。図より、Ｃｕ電極規格化膜厚Ｈ／λが０．０１〜０．０９の範囲では遅いバルク横波音速が共振周波数と反共振周波数の間に存在し、特性がなまるあるいはスプリアスが生じて良好な周波数特性が得られないことを示している。一方、図３９、４０にはＣｕ電極が（０°、９４°、０°）ＬｉＮｂＯ_３上に存在する構造の音速及び電気機械結合係数のＣｕ電極厚み依存性を示している。図３９に示すようにＣｕ電極がＬｉＮｂ
Ｏ_３基板上に存在する構造ではＣｕ電極厚みＨ／λが０．０４以上で遅い横波音速が共振と反共振音速の範囲外になるが、図４０に示すように電気機械結合係数がＣｕ電極が埋め込まれた構造の電気機械結合係数より小さいという欠点がある。図２７と図３９において、オイラー角のθが多少異なるが、オイラー角θ＝９４°とθ＝１００°とではほとんど同じ値を示す。

共振及び反共振周波数における音速は、ＩＤＴ電極を構成する材料及びＩＤＴ電極の厚みだけでなく、ＩＤＴ電極のデューティによってもコントロールすることができる。図２０は、図１９の場合と同じ構造において、ただしＣｕからなるＩＤＴ電極の厚みＨ／λは０．１とし、デューティを０．４、０．４５、０．５、０．５５または０．６とした場合の各インピーダンス特性及び位相特性を示す図である。

図２０から明らかなように、デューティが０．４の場合には、反共振周波数における音速は、遅いバルク波横波音速よりも速い。他方、デューティが０．４５、０．５０、０．５５及び０．６の場合には、反共振周波数における音速は遅いバルク波横波音速よりも遅くなり、反共振周波数付近のインピーダンス特性は急峻となる。

図２１は、図１９と同じ構造において、ただしＣｕからなるＩＤＴ電極のデューティを０．６とした場合のインピーダンス特性及び位相特性を示す図である。図１９に示したように、ＣｕからなるＩＤＴ電極の厚みＨ／λが０．０６の場合、デューティが０．５であると、反共振周波数の音速は上記バルク波横波音速よりも速かった。これに対して、図２１に示すように、ＣｕからなるＩＤＴ電極の厚みＨ／λが波長の６％すなわち０．０６であっても、デューティが０．６になると、反共振周波数の音速はバルク波横波音速よりも遅くすることができる。このように、ＩＤＴ電極を構成する金属の種類、及び厚み以外に、デューティを大きくすることにより、反共振周波数の音速を、バルク波横波音速よりも遅くすることができる。従って、Ｃｕ厚みＨ／λが０．１ではデューティを０．４５以上、Ｃｕ厚みＨ／λが０．０６ではデューティを０．０６以上とすることが望ましい。デューティは、０．８７以下であることが好ましい。デューティが０．８７より大きすぎると、電極が短絡するおそれがある。共振子構造では、有限要素法により、電極オープンのときのストップバンドの上端、下端、電極短絡時のストップバンドの上端及び下端の各周波数もしくは音速を計算することができる。この４つの音速の内、２つの音速がほぼ一致し、残りの２つの音速の内速い方の音速が反共振周波数の音速に相当し、遅い方の音速が共振周波数における音速に相当する。そのため、上述のように反共振周波数におけるインピーダンス特性が急峻な良好な共振子を得るには、共振と反共振周波数に相当するストップバンドの端部に相当する音速間に、バルク波横波音速が存在しないようにすればよい。従って、良好な特性のチューナブルフィルタを得るには、上記条件を満たす共振子を用いることが望ましい。

もっとも、チューナブルフィルタでは、反共振周波数より低い周波数を用いるため、実用上、反共振周波数よりも周波数が１０％程度低い部分において共振特性が鈍くなっていてもよい。すなわち、反共振周波数における音速は、バルク波横波音速よりも１０％程度速い、あるいは共振周波数の音速はバルク波横波音速より遅くても差し支えない。

図２２〜図２８及び図４１は、１０°ＹカットＸ伝搬すなわちオイラー角で（０°，１００°，０°）のＬｉＮｂＯ_３の上面の溝にＡｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｃｕ、ＭｏまたはＮｉをそれぞれ埋め込んでＩＤＴ電極を形成した図１（ｄ）の構造の弾性表面波装置におけるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λと、電極オープン時のストップバンドの上端、及び下端、並びに電極短絡時のストップバンドの上端及び下端における各弾性表面波の音速との関係を示す図である。なお、ＩＤＴ電極のデューティはいずれも０．５である。図２２〜図２８において、共振周波数に相当する音速をｆｒ、反共振周波数に相当する音速を
ｆａの記号を付して示す。なお、４０６０ｍ／秒の破線は、バルク波横波音速を示す。

図２２〜図２８及び図４１から明らかなように、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｃｕ、ＭｏまたはＮｉからなる電極の規格化厚みＨ／λは、好ましくは、それぞれ０．０２２以上、０．０２７以上、０．０３７以上、０．０４以上、０．０６以上、０．０９以上、０．１０以上または０．１４以上のとき、良好な共振特性を示すことがわかる。実用上差し支えない範囲は、それより１０％薄い範囲であり、従って、それぞれ、０．０２以上、０．０２４以上、０．０３３以上、０．０３６以上、０．０５１以上、０．０８１以上、０．０９以上及び０．１２６以上のとき、実用上差し支えない特性が得られる。

なお、上記ＩＤＴ電極の規格化厚みＨ／λの上限については、図２２〜図２８、図４１では、０．１４あるいは０．２までの範囲の結果が示されているが、０．１４を越えて０．３までほとんど同じ値を示し、すべて反共振周波数ｆａは横波音速以下である。ＩＤＴ電極の厚みＨ／λが０．３０を越えると、これらの高密度金属からなる電極では加工しにくくなるおそれがある。

なお、ＩＤＴ電極のデューティが大きくなると、前述の図２０、２１のようにＩＤＴ電極の膜厚は薄くともよい。例えば、図４１よりＮｉからなるＩＤＴ電極において、デューティが０．６５の場合、望ましくは、ＩＤＴ電極の厚みＨ／λは０．１２５以上、実用上は０．１１２以上であればよく、デューティ０．８の場合ＩＤＴ電極厚みＨ／λは０．０８５以上、実用上は０．０７７以上あればよい。デューティに対する膜厚の下限値は図４２〜４９に示すようになる。デューティは０．１５〜０．８５が好ましい。デューティは、より好ましくは０．５より大きいことが好ましい。デューティが０．１５〜０．８５または０．５より大きいときのデューティと、電極膜厚下限とは、図４２〜４９及び前述した表１に示す値であることが好ましく、上限は表１に示す値であることが好ましく、上限は表１に示す値であることが好ましい。もっとも、膜厚上限は、実用上は上述のように１０％薄い膜厚でもよい。また、ＬｉＮｂＯ_３基板のカット角が変化しても音速変化量は同じであるため、ＩＤＴ電極の望ましい厚みはほぼ同じである。

もっとも、ＡｌからなるＩＤＴ電極だけは例外的な振る舞いを示す。図２２から図２８において示した各材料からなるＩＤＴ電極では、共振周波数ｆｒに相当する音速及び反共振周波数ｆａに相当する音速は、ＩＤＴ電極の厚みが変化すると、バルク波横波音速よりも速い領域から遅い領域に急激に変化する。これに対して、図２９に示すように、ＡｌからなるＩＤＴ電極を用いた場合、共振周波数に相当する音速及び反共振周波数に相当する音速は、電極の厚みの如何にかかわらず、バルク波横波音速よりも速い。従って、共振と反共振音速の間にバルク横波音速がないため共振周波数と反共振周波数の間に特性の劣化が生じないと考えられる。図３３の破線は、上記と同様の構造であって、ただしＡｌからなるＩＤＴ電極を用い、その厚みＨ／λが０．１７の場合のインピーダンス特性及び位相特性を示す。図３３から明らかなように、反共振周波数においてインピーダンス特性曲線が比較的鋭く、良好な特性を示すことがわかる。すなわち、共振周波数における音速及び反共振周波数における音速の間にバルク波横波音速が存在しないため、良好な特性の得られることがわかる。

ＡｌからなるＩＤＴ電極を用いた場合の電極の好ましい膜厚Ｈ／λの範囲は、０．０４以上、０．３３以下である。０．０４は、共振周波数ｆｒに相当する音速が電極短絡時のストップバンドの下端における音速からストップバンドの上端の音速に変化するＡｌの膜厚Ｈ／λである。０．３３は、図示していないが、共振周波数ｆｒに相当する音速及び反共振周波数ｆａに相当する音速の双方がバルク波横波音速よりも速いＡｌ膜厚である。デューティが０．１５〜０．８５の範囲かつ共振周波数ｆｒに相当する音速及び反共振周波数ｆａに相当する音速の双方がバルク波横波音速よりも速い範囲がより好ましい。加工上
、デューティが小さくかつ深い溝よりも、デューティが大きくかつ浅い溝の方が作りやすいので、デューティは０．５を超えるほうが望ましい。

Ａｕ，Ｐｔ，Ｗ，Ｔａ，Ａｇ，Ｃｕ，ＭｏまたはＮｉの場合は、膜厚により急激に音速が低下するがｆｒとｆａの音速の間に遅い横波が存在しないときは良好な共振特性を示す。従って、電極が基板に埋め込まれた構造では、Ａｕ，Ｐｔ，ＷまたはＴａからなる電極では規格化膜厚Ｈ／λは０．００６以下、Ａｇ電極では０．０１以下、Ｃｕ，ＭｏまたはＮｉでは０．０１３以下が好ましく、それによって良好な特性が得られる。

従って、図２２〜図２８の結果から、デューティが０．５よりも大きい場合、各金属材料を用いた場合のＩＤＴ電極の好ましい厚みの範囲は下記の表６に示す範囲となる。

またより好ましい範囲は、下記の表７に示す範囲となる。

図３０〜図３２は、オイラー角（０°，１００°，０°）のＬｉＮｂＯ_３基板上に設けられた溝にＡｌを充填してなる弾性表面波装置において、ＡｌからなるＩＤＴ電極のデューティが、それぞれ、０．４５、０．５５及び０．８５の場合のＩＤＴ電極を形成しているＡｌからなる金属膜の膜厚Ｈ／λと弾性表面波の音速との関係を示す図である。図３０〜図３２では、電極短絡時のストップバンドの上端における共振周波数に相当する音速の結果を示す。反共振周波数は共振周波数より高い。従って、図３０〜図３２は、共振周波数がバルク横波音速より速いとき、共振周波数と反共振周波数との間においてスプリアスが出ない十分な条件を示す。

一般に共振及び反共振周波数に相当する音速の双方がバルク横波音速以下でないと漏洩表面波のままなので良好な特性が得られないと考えられていたが、共振と反共振周波数間にバルク横波音速がなければ良好な共振特性を示すことを初めて明らかにした。

図３０から明らかなように、デューティが０．４５の場合、ＡｌからなるＩＤＴ電極の膜厚が規格化膜厚０．３７すなわち０．３７λの厚み付近で共振周波数ｆｒに相当する音速は約４０６０ｍ／秒であることがわかる。同様に、図３１に示すように、デューティが０．５５の場合には、ＡｌからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．２５のときに、図３２に示すようにデューティが０．８５の場合ＡｌからなるＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．０６５のとき、弾性表面波の音速がバルク横波音速４０６０ｍ／秒であることがわかる。

図３０〜図３２から明らかなように、ＡｌからなるＩＤＴ電極を用いた場合、ＩＤＴ電極の厚みＨ／λが０．０４以上、０．３７以下の場合、デューティは０．４５以下でもよいことがわかる。また、ＩＤＴ電極の規格化膜厚Ｈ／λが０．０４〜０．０２９の場合、デューティは０．５５でもよく、すなわち０．５５以上であってもよい。

図５０にデューティとＡｌ電極膜厚の上限値を示す。この式はデューティＸ，Ａｌ厚みＹとするとＹ＝−０．９Ｘ＋０．７６６の式を満たす。よってＡｌ電極膜厚Ｈ／λは０．０４以上で、上限はこの式を満たす値以下である。

なお、デューティの上限は、０．８５であることが好ましい。０．８５を越えると、電極形成が困難となる。

従って、図２９〜３２、図５０からＬｉＮｂＯ_３基板にＡｌまたはＡｌ合金が埋め込まれたＩＤＴ電極の好ましい膜厚の範囲は下記の表８に示す範囲となる。

またより好ましい範囲は、下記の表９に示す範囲となる。

Ａｕ，Ｐｔ，Ｗ，Ｔａ，Ａｇ，Ｃｕ，ＭｏまたはＮｉからなる電極をＬＮ基板に埋め込んだ場合も、共振周波数及び反共振周波数に相当する音速の双方が遅い横波音速より速い場合には、遅い横波によるスプリアスのない共振子が得られる。その場合、Ａｕ，Ｐｔ，ＷまたはＴａからなる電極の規格化膜厚Ｈ／λは０．００６以下、Ａｇからなる電極では０．０１以下、Ｃｕ，ＭｏまたはＮｉからなる電極では０．０１３以下が好ましい。それによって、スプリアスの少ない良好な特性が得られる。

図３４は、本発明の他の実施形態に係るチューナブルフィルタの回路図である。図３４に示すチューナブルフィルタ３１では、入力端子３２と出力端子３３とを結ぶ直列腕において、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２が互いに直列に接続されている。直列腕共振子Ｓ１の入力側において、直列腕共振子Ｓ１に直列に可変コンデンサＣ２が接続されている。また、直列腕共振子Ｓ１の入力側においては、直列腕とグラウンド電位とを結ぶ並列腕にコンデンサＣ１が設けられている。

直列腕共振子Ｓ１及びＳ２間の接続点とグラウンド電位とを結ぶ第２の並列腕においてインダクタンスＬ４が挿入されている。また、直列腕共振子Ｓ２の出力側においては可変コンデンサＣ６が接続されている。さらに、出力端子３とグラウンド電位との間を結ぶ第３の並列腕にコンデンサＣ７が接続されている。

加えて、チューナブルフィルタ３１では、入力端子３２と出力端子３３との間を結ぶ直列腕に並列にコンデンサＣｆが挿入されている。

このコンデンサＣｆが挿入されていることを除けば、図３４のチューナブルフィルタ３１は図３のチューナブルフィルタ２１と同様である。

図３６の実線で示した特性、より具体的にはＣｕからなるＩＤＴ電極の厚みＨ／λが０．１であり、デューティが０．６である弾性表面波共振子を上記直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２として用い、チューナブルフィルタ３１を構成した。この場合のチューナブルフィルタ３１の特性を図３５に示す。図３５から明らかなように、コンデンサＣ２及びＣ６の静電容量を等しくし、これらの静電容量を０．５ｐＦ、０．７５ｐＦ、１．０ｐＦと高めることにより、中心周波数を１８６０ＭＨｚ、１８１３ＭＨｚ、１７５０ＭＨｚと変化させ得ることがわかる。すなわち、１８１３ＭＨｚを基準とすると、±３％の範囲内で中心周波数を変化させ得ることがわかる。この場合、コンデンサＣ１、インダクタンスＬ１及びコンデンサＣ４などのグラウンド電位に繋がる素子については、そのインピーダンスは２０〜１００Ωの範囲内とすれば、損失を小さくすることができる。

すなわち、グラウンド電位に接続される並列腕に挿入されている素子のインピーダンスを２０Ω〜１００Ωの範囲内とすることが望ましい。この範囲内のインピーダンス値の場合、コンデンサＣ１，Ｃ４またはインダクタンスＬ１の前後に接続される回路とのインピーダンス整合が良好となる。よって、挿入損失を小さくすることができる。

図３７は、本発明の第３の実施形態に係るチューナブルフィルタを示す回路図である。図３７のチューナブルフィルタ４１は、図３５に示したチューナブルフィルタ２１とほぼ同様である。異なるところは、直列腕共振子Ｓ１に並列に接続された可変コンデンサＣＰ１及び直列腕共振子Ｓ２に並列に接続された可変コンデンサＣＰ２が備えられていることにある。

すなわち、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２に直列に接続されている可変コンデンサＣ２，Ｃ３が本発明における第１の可変コンデンサである。また、直列腕共振子Ｓ１及びＳ２にそれぞれ並列に接続されている可変コンデンサＣＰ１，ＣＰ２が、本発明における第２の可変コンデンサである。本実施形態では、全ての直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２に、それぞれ、第１の可変コンデンサＣ２，Ｃ３及び第２の可変コンデンサＣＰ１，ＣＰ２がそれぞれ接続されている。もっとも、本発明においては、直列腕に設けられている直列腕共振子としての複数の弾性表面波共振子において、少なくとも１つの弾性表面波共振子に直列に第１の可変コンデンサが接続されておればよい。同様に、少なくとも１つの該弾性表面波共振子に、並列に第２の可変コンデンサが接続されておればよい。またインダクタンスＬ４の代わりにコンデンサを用いてもよい。

このチューナブルフィルタ４１では、通過帯域幅を変化させずかつ通過帯域よりも高域側における減衰量を劣化させることなく、中心周波数を変化させることができる。図３６及び図３８を参照してこれを説明する。図３６の実線は、ＬｉＮｂＯ_３基板上の溝に金属を充填した本発明の弾性表面波装置の一例のインピーダンス−周波数特性を示し、破線はＬｉＮｂＯ_３上に電極が形成されている比較のための弾性表面波装置のインピーダンス特性を示す。破線で示す特性に比べて実線で示す特性では共振反共振周波数間の帯域が広いという利点があるのがわかる。

上記チューナブルフィルタ４１において、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２として上記共振特性を有する埋込型ＩＤＴ電極を有する弾性表面波装置を用いた場合、可変コンデンサＣ２と可変コンデンサＣ３との容量を等しくし、可変コンデンサＣＰ１と可変コンデンサＣＰ２との容量を等しくした構造において、静電容量を図３８に示すように変化させた場合の周波数特性を図３８に示す。

図３８から明らかなように、Ｃ２＝０．５ｐＦ及びＣＰ１＝０（ＣＰ１を接続しない）、Ｃ２＝０．７５ｐＦかつＣＰ１＝１ｐＦ並びに、Ｃ２＝１．０ｐＦかつＣＰ１＝３ｐＦと変化させた場合、中心周波数を１８５８ＭＨｚ、１７９８ＭＨｚ及び１７３３ＭＨｚと周波数を７％変化させ得ることがわかる。なお、コンデンサＣ１、Ｃ４の静電容量が２．５ｐＦである場合のインピーダンス値は１８００ＭＨｚにおいて３５Ωとなり、外部からのインピーダンス５０Ωとほぼ整合するので、挿入損失を小さくすることができる。また、上記インダクタンスＬ４（インダクタンス値４．５ｎＨ）の１８００ＭＨｚ付近におけるインピーダンスは４５Ωである。

図３７は、前述した本発明の第３の実施形態に係るチューナブルフィルタの回路図であるが、可変コンデンサＣＰ１と直列腕共振子Ｓ１との並列接続回路に、可変コンデンサＣ２が直列接続されている。同様に、可変コンデンサＣＰ２と直列腕共振子Ｓ２との並列接続回路に、可変コンデンサＣ３が直列接続されている。

図５１（ａ）の変形例に示すように、直列腕共振子Ｓ１と可変コンデンサＣ２との直列接続回路に、可変コンデンサＣＰ１,が並列接続されてもよい。同様に直列腕共振子Ｓ２と可変コンデンサＣ３との直列接続回路に、可変コンデンサＣＰ２が並列接続されていてもよい。

図３７では直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２を直列腕に有するチューナブルフィルタを示したが、図５１（ｂ）の他の変形例に示すように直列腕共振子Ｓ３を含む直列腕とインダクタンスＬ５を含む並列腕とからなる回路がさらに縦続接続されてもよい。Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に並列あるいは直列に可変コンデンサが接続されているが、一部が削除されてもよい。またインダクタンスＬ４はコンデンサであってもよい。

上述した各実験例では、弾性表面波共振子及び弾性表面波共振子に直列に可変コンデンサが接続されているチューナブルフィルタにつき説明したが、本発明は、チューナブルフィルタに用いられる弾性表面波共振子に特徴を有するものである。従って、チューナブルフィルタにおける回路構成は特に限定されるものではない。すなわち、弾性表面波共振子に直列及び／または並列に可変コンデンサが接続されているチューナブルフィルタ一般に本発明を適用することができる。

また、可変コンデンサの構造についても特に限定されず、機械的あるいは電気的に静電容量を変化させ得る適宜の可変コンデンサを用いることができる。

１…チューナブルフィルタ
２…入力端子
３…出力端子
４〜８…可変コンデンサ
１１…圧電基板
１１ａ…上面
１１ｂ…溝
１２…ＩＤＴ電極
１２ａ，１２ｂ…くし歯電極
１３，１４…反射器
１５…ＳｉＯ_２膜
２１…チューナブルフィルタ
２２…入力端子
２３…出力端子
３１…チューナブルフィルタ
３２…入力端子
３３…出力端子
４１…チューナブルフィルタ
Ｃ１，Ｃ４，Ｃ７…コンデンサ
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６…可変コンデンサ
Ｃｆ…第３のコンデンサ
ＣＰ１，ＣＰ２…可変コンデンサ
Ｌ１，Ｌ４，Ｌ５…インダクタンス
Ｐ１〜Ｐ３…並列腕共振子
Ｓ１〜Ｓ３…直列腕共振子
Ｓ１１，Ｓ１２…直列腕共振子回路部

Claims (6)

1. オイラー角（０°，８０°〜１３０°，０°）のＬｉＮｂＯ_３からなり、上面に凹部が形成された圧電基板と、
   Ｃｕを主体とする金属材料が前記凹部に埋め込まれたＩＤＴ電極とを有しており、弾性表面波の波長をλとした場合、ＩＤＴ電極の主体となる金属と、電極膜厚の下限とデューティとの関係が下記の表１で示す関係とされており、電極膜厚上限が下記の表１に示す各値とされており、デューティが０．１５〜０．８５にされた弾性表面波共振子と、
   前記弾性表面波共振子に接続された可変コンデンサとを備えるチューナブルフィルタ。
   

   
2. オイラー角（０°，８０°〜１３０°，０°）のＬｉＮｂＯ_３からなり、上面に凹部が形成された圧電基板と、
   Ｃｕを主体とする金属材料が前記凹部に埋め込まれたＩＤＴ電極とを有しており、弾性表面波の波長をλとした場合、ＩＤＴ電極の主体となる金属と、電極膜厚の下限とデューティとの関係が下記の表２で示す関係とされており、電極膜厚上限が下記の表２に示す各値とされており、デューティが０．５より大きくされた弾性表面波共振子と、
   前記弾性表面波共振子に接続された可変コンデンサとを備えるチューナブルフィルタ。
   

   
3. ＩＤＴ電極の主体となる金属と、電極膜厚とデューティとの関係が下記の表３で示す関係とされており、電極膜厚上限が下記の表３に示す各値とされている、請求項１または２に記載のチューナブルフィルタ。
   

   
4. オイラー角（０°，８０°〜１３０°，０°）のＬｉＮｂＯ_３からなり、上面に凹部が形成された圧電基板と、
   Ｃｕを主体とする金属材料が前記凹部に埋め込まれたＩＤＴ電極とを有しており、弾性表面波の波長をλとした場合、Ｃｕが主体となる電極厚みＨ／λが０．０１３以下に構成された弾性表面波共振子と、
   前記弾性表面波共振子に接続された可変コンデンサとを備えるチューナブルフィルタ。
5. 前記弾性表面波共振子として複数の弾性表面波共振子を有し、該複数の弾性表面波共振子が入力端子と出力端子との間で直列に接続されており、
   前記可変コンデンサとして、第１，第２の可変コンデンサを有し、第１の可変コンデン
   サが前記複数の弾性表面波共振子のうち少なくとも１つの弾性表面波共振子に直列に接続されており、前記第２の可変コンデンサが、前記複数の弾性表面波共振子のうち少なくとも１つの弾性表面波共振子に並列に接続されており、
   複数の弾性表面波共振子の接続点とグラウンドとの間に接続されたインダクタンスと、
   入力端子とグラウンド間及び出力端子とグラウンド間に接続された整合コンデンサとをさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のチューナブルフィルタ。
6. 整合コンデンサ及びインダクタンスのインピーダンスが２０〜１００Ωである、請求項５に記載のチューナブルフィルタ。

Images