特許 7043829 圧電フィルタ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-22

(45)【発行日】2022-03-30

(54)【発明の名称】圧電フィルタ装置

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/54 20060101AFI20220323BHJP

【ＦＩ】

H03H9/54 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017243682

(22)【出願日】2017-12-20

(65)【公開番号】P2019110490

(43)【公開日】2019-07-04

【審査請求日】2020-07-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000149734

【氏名又は名称】株式会社大真空

(74)【代理人】

【識別番号】100086737

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 和秀

(72)【発明者】

【氏名】幸田 直樹

【審査官】橋本 和志

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－０６９７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０２９７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０４６１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１２３２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４３０５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ ９／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電基板の一方の主面に入力電極と出力電極とが形成され、他方の主面に共通電極が形成された圧電フィルタ素子の二つを、縦続接続した圧電フィルタを備え、
前記二つの圧電フィルタ素子の中心周波数が互いにずれており、
前記圧電フィルタの入力側及び出力側のインピーダンスが互いに異なり、
前記圧電フィルタに対する信号の入出力方向を切換えて、信号の通過帯域幅の広狭を切換える圧電フィルタ装置であって、
当該圧電フィルタ装置の入力端子を、前記圧電フィルタの前記入力側、又は、前記出力側に切換接続すると共に、当該圧電フィルタ装置の出力端子を、前記圧電フィルタの前記出力側、又は、前記入力側に切換接続することによって、前記信号の前記入出力方向を切換える切換え手段を備える、
ことを特徴とする圧電フィルタ装置。

【請求項2】

前記圧電基板が二枚であって、前記二つの各圧電フィルタ素子の前記入力電極、前記出力電極及び前記共通電極が、各圧電基板にそれぞれ形成されている、
請求項１に記載の圧電フィルタ装置。

【請求項3】

当該圧電フィルタ装置の前記入力端子と前記切換え手段との間、及び、当該圧電フィルタ装置の前記出力端子と前記切換え手段との間には、前記入力側のインピーダンスと前記出力側のインピーダンスとを互いに異ならせるインピーダンス回路がそれぞれ設けられる、
請求項１または２に記載の圧電フィルタ装置。

【請求項4】

前記圧電基板が、水晶基板である、
請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電フィルタ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、業務用無線機や携帯電話機等の通信機器等に用いる圧電フィルタ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

圧電フィルタ、例えば、ＡＴカット水晶板等の圧電基板を用いた圧電フィルタは、一般に圧電基板の一方の面に入力電極と出力電極を形成すると共に、他方の面に前記入出力電極に対応した共通電極（アース電極）を形成した構成を有している。このような構成は、圧電基板を挟んで２つの電極対を有しているため２ポール型の圧電フィルタと称されるが、圧電フィルタの特性を向上させるために、このような２ポール型の圧電フィルタを縦続接続した４ポール型の圧電フィルタがある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

ところで、かかる圧電フィルタが使用される通信機器、例えば、業務用無線機では、周波数帯の有効活用、通信の秘匿性向上（プライバシー保護）等を目的として、従来のアナログ方式からデジタル方式への移行が進められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第３５０７２０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の業務用無線機には、アナログ方式及びデジタル方式の両方式で通信できるものがある。しかし、かかる両方式で通信できる業務用無線機は、信号の通過帯域幅の広いアナログ方式用の圧電フィルタと、信号の通過帯域幅の狭いデジタル方式用の圧電フィルタとを備え、両圧電フィルタを切換えるようにしている。したがって、信号の通過帯域幅の広いアナログ方式用の圧電フィルタと、信号の通過帯域幅の狭いデジタル方式用の圧電フィルタとの二つの圧電フィルタを備えており、その分、コストが高くつく共にスペースが必要となる。

【0006】

このため、単一の圧電フィルタによって、アナログ方式及びデジタル方式に対応できるようにすることが望まれる。

【0007】

本発明は、上記のような点に鑑みて為されたものであって、単一の圧電フィルタを用いて信号の通過帯域幅の広狭に対応できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。

【0009】

すなわち、本発明の圧電フィルタ装置は、圧電基板の一方の主面に入力電極と出力電極とが形成され、他方の主面に共通電極が形成された圧電フィルタ素子の二つを、縦続接続した圧電フィルタを備え、前記二つの圧電フィルタ素子の中心周波数が互いにずれており、前記圧電フィルタの入力側及び出力側のインピーダンスが互いに異なり、前記圧電フィルタに対する信号の入出力方向を切換えて、信号の通過帯域幅の広狭を切換える圧電フィルタ装置であって、
当該圧電フィルタ装置の入力端子を、前記圧電フィルタの前記入力側、又は、前記出力側に切換接続すると共に、当該圧電フィルタ装置の出力端子を、前記圧電フィルタの前記出力側、又は、前記入力側に切換接続することによって、前記信号の前記入出力方向を切換える切換え手段を備える。

【0010】

本発明によれば、二つの圧電フィルタ素子の中心周波数を互いにずらすと共に、二つの圧電フィルタ素子が縦続接続されてなる圧電フィルタの入力側と出力側のインピーダンスを異ならせているので、圧電フィルタに対する信号の入出力方向を切換えることによって、二つの圧電フィルタ素子のフィルタ特性を、前記中心周波数のずれが大きくなる、又は、小さくなるようにシフトさせることができ、これによって、両圧電フィルタ素子のフィルタ特性が合成されて、信号の通過帯域幅を狭くする、又は、広くすることができる。また、一つの圧電フィルタとこれらに接続される一つの回路のみで構成できるので、省スペース化に有利な構成とできる。
また、切換え手段を制御することによって、圧電フィルタに対する信号の入出力方向を容易に切換えることができる。

【0011】

前記圧電基板を二枚とし、前記二つの各圧電フィルタ素子の前記入力電極、前記出力電極及び前記共通電極が、各一枚の圧電基板にそれぞれ形成されるのが好ましい。

【0012】

この構成によれば、個別の各圧電基板に、入力電極、出力電極及び共通電極が形成されて圧電フィルタ素子がそれぞれ構成されるので、互いに音響的に分離されることになり、共通の圧電基板に、二つの圧電フィルタ素子の入力電極、出力電極及び共通電極を形成する構成に比べて、スプリアスを抑制してフィルタ特性を向上させることができる。

【0015】

当該圧電フィルタ装置の前記入力端子と前記切換え手段との間、及び、当該圧電フィルタ装置の前記出力端子と前記切換え手段との間には、前記入力側のインピーダンスと前記出力側のインピーダンスとを互いに異ならせるインピーダンス回路がそれぞれ設けられるのが好ましい。

【0016】

この構成によれば、インピーダンス回路によって、圧電フィルタの入力側と出力側のインピーダンスを、それぞれ設定することができる。

【0017】

前記圧電基板が、水晶基板であるのが好ましい。

【0018】

この構成によれば、周波数温度特性が良好となる。

【発明の効果】

【0019】

以上のように本発明によれば、圧電フィルタに対する信号の入出力方向を切換えることによって、二つの圧電フィルタ素子のフィルタ特性を、その中心周波数のずれが大きくなる、又は、小さくなるようにシフトされることができ、これによって、両圧電フィルタ素子のフィルタ特性が合成されて、信号の通過帯域幅を狭くする、又は、広くすることができる。

【0020】

したがって、単一の圧電フィルタによって、信号の通過帯域幅を、広狭に切換えることができ、例えば、業務用無線機において、当該圧電フィルタ装置を、アナログ方式及びデジタル方式の両方式に兼用することができる。これによって、信号の通過帯域幅の異なるアナログ方式用の圧電フィルタとデジタル方式用の圧電フィルタとの二つの圧電フィルタを必要とする従来例の業務用無線機に比べて、コストを低減できると共に、省スペースを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は本発明の一実施形態の圧電フィルタ装置の概略構成図である。

【図2】図２は図１の圧電フィルタの縦断面図である。

【図3】図３は図２の圧電フィルタの蓋体を外した状態の平面図である。

【図4】図４は図２の圧電フィルタの構成を示す模式図である。

【図5】図５は圧電フィルタに対する信号の入出力方向を切換えた状態の図１に対応する概略構成図である。

【図6】図６は圧電フィルタに対する信号の入出力方向を切換えてデジタル方式又アナログ方式にしたときのフィルタ特性を示す図であり、（ａ）がデジタル方式のときのフィルタ特性を、（ｂ）がアナログ方式のときのフィルタ特性を示している。

【図7】図７は圧電フィルタに対する信号の入出力方向がデジタル方式のときのフィルタ特性を説明するための図である。

【図8】図８は圧電フィルタに対する信号の入出力方向がアナログ方式のときのフィルタ特性を説明するための図である。

【図9】図９は圧電フィルタに対する信号の入出力方向を切換えてデジタル方式又アナログ方式にしたときの広域におけるフィルタ特性を示す図であり、（ａ）がデジタル方式のときのフィルタ特性を、（ｂ）がアナログ方式のときのフィルタ特性を示している。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0023】

図１は、本発明の一実施形態に係る圧電フィルタ装置１の概略構成図である。

【0024】

この実施形態の圧電フィルタ装置１は、圧電フィルタ２と、この圧電フィルタ２に対する信号の入出力方向を切換える切換え手段としての第１，２切換えスイッチ３，４と、圧電フィルタ２の入力側及び出力側のインピーダンスを異ならせるための第１，第２インピーダンス回路５，６とを備えている。

【0025】

本発明では、圧電フィルタ２に対する信号の入出力方向を切換えるのであるが、先ず、信号の入出力方向を切換えていない状態、すなわち、従来と同じ信号の入出力方向を前提として、圧電フィルタ２の構成について説明する。なお、図１は、信号の入出力方向を切換えていない状態、すなわち、従来と同じ信号の入出力方向の状態を示している。

【0026】

この実施形態の圧電フィルタ２は、後述のように２ポール型の二つの圧電フィルタ素子を縦続接続した４ポール型の圧電フィルタである。

【0027】

図２は、図１の圧電フィルタ２の縦断面図であり、図３は、図２の圧電フィルタ２の蓋体１０を外した状態の平面図であり、図４は、図２の圧電フィルタ２の構成を示す模式図である。

【0028】

この実施形態の圧電フィルタ２は、セラミック製のベース７と、このベース７内に格納される二つの第１，第２圧電フィルタ素子８，９と、ベース７を気密封止する蓋体１０とを備えている。蓋体１０は、例えばコバールなどの金属板からなる。

【0029】

この実施形態のベース７は、アルミナ等を母材とするセラミック多層基板からなる。この実施形態では、ベース７は、平面視略矩形の平板状の下層７ａと、当該下層７ａ上部に形成した段部を構成する中層７ｂと、当該中層７ｂ上の外周部に形成した枠部を構成する上層７ｃとの３層構成である。ベース７では、これら３層７ａ～７ｃによって、第１，第２圧電フィルタ素子８，９を収納保持する段部を有する収納凹部１３が構成される。

【0030】

第１，第２圧電フィルタ素子８，９は、例えばＡＴカットの水晶基板からなる第１，第２圧電基板１１，１２をそれぞれ備えている。

【0031】

ベース７の中層７ｂの上面、すなわち、ベース７の収納凹部１３の段部には、第１圧電基板１１を電気機械的に保持搭載するための第１入力パッド１４と、第１出力パッド１５と、第１アースパッド１６とが形成されている。同様に、第２圧電基板１２を電気機械的に保持搭載するための第２入力パッド１７と、第２出力パッド１８と、第２アースパッド１９とが形成されている。

【0032】

第１圧電フィルタ素子８の第１圧電基板１１の一方の主面である裏面（下面）には、それぞれ矩形の入力電極１１１と出力電極１１２が間隔を空けて並列して形成されている。これら各電極１１１，１１２は、第１圧電基板１１の対向する角部に引き出され、上記第１入力パッド１４及び第１出力パッド１５に、導電性接着剤２０によって、それぞれ電気的に接続されている。

【0033】

第１圧電基板１１の他方の主面である表面（上面）には、前記入力電極１１１及び出力電極１１２に対応した矩形のアース電極である共通電極１１３が形成されている。この共通電極１１３は、第１圧電基板１１の他の角部に引き出され、上記第１アースパッド１６に、導電性接着剤２０によって電気的に接続されている。

【0034】

第２圧電フィルタ素子９の第２圧電基板１２においても第１圧電基板１１と同様に裏面には、それぞれ矩形の入力電極１２１及び出力電極１２２が形成されている。これら各電極１２１，１２２は、第２圧電基板１２の対向する角部に引き出され、上記第２入力パッド１７及び第２出力パッド１８に、導電性接着剤２０によって電気的に接続されている。第２圧電基板１２の表面には、前記入力電極１２１及び前記出力電極１２２に対応した矩形のアース電極である共通電極１２３が形成されている。この共通電極１２３は、第２圧電基板１２の他の角部に引き出され、上記第２アースパッド１９に、導電性接着剤２０によって電気的に接続されている。

【0035】

ベース７の底面には、図１及び図４に示される表面実装用の６つの第１～第６外部接続端子２１～２６が形成されている。これらの外部接続端子２１～２６は、ベース７内部に形成された図示しない配線（配線パターンやビア等）を介して、第１入力パッド１４、第１出力パッド１５、第１アースパッド１６、第２入力パッド１７、第２出力パッド１８、第２アースパッド１９と電気的に接続されている。したがって、これら外部接続端子２１～２６は、各パッド１４～１９及び導電性接着剤２０を介して、第１，第２圧電基板１１，１２の各電極１１１～１１３，１２１～１２３にそれぞれ電気的に接続されている。

【0036】

具体的には、図４に示すように、第１圧電基板１１の入力電極１１１と第１外部接続端子２１、第１圧電基板１１の共通電極１１３と第２外部接続端子２２、第１圧電基板１１の出力電極１１２と第３外部接続端子２３とがそれぞれ接続されている。

【0037】

また、第２圧電基板１２の出力電極１２２と第４外部接続端子２４、第２圧電基板１２の共通電極１２３と第５外部接続端子２５、第２圧電基板１２の入力電極１２１と第６外部接続端子２６とがそれぞれ接続されている。

【0038】

なお、図１及び図４では、各外部接続端子２１～２６の各端子番号（ピン番号）♯１～♯６を併せて示しており、１番端子♯１である第１外部接続端子２１が従来の入力端子、４番端子♯４である第４外部接続端子２４が従来の出力端子にそれぞれ相当する。

【0039】

第１圧電基板１１の共通電極１１３に接続された第２外部接続端子２２及び第２圧電基板１２の共通電極１２３に接続された第５外部接続端子２５は、図１に示すように、ＧＮＤ端子としてそれぞれ接地される。

【0040】

第１圧電フィルタ素子８の出力電極１１２に接続された第３外部接続端子２３と、第２圧電フィルタ素子９の入力電極１２１に接続された第６外部接続端子２６とが、カップリングコンデンサＣ３に共通に接続される。

【0041】

このように第１圧電フィルタ素子８の出力電極１１２と、第２圧電フィルタ素子９の入力電極１２１とが互いに接続され、２ポール型の二つの第１，第２圧電フィルタ素子８，９が縦続接続された４ポール型の圧電フィルタ２が構成される。

【0042】

以上が、信号の入出力方向を切換えていない状態、すなわち、従来と同じ信号の入出力方向を前提とした圧電フィルタ２の構成である。

【0043】

この実施形態では、図３の破線で示すように、第１圧電フィルタ素子８の矩形の入出力電極１１１，１１２のアスペクト比と、第２圧電フィルタ素子９の矩形の入出力電極１２１，１２２のアスペクト比とを異ならせて、入出力電極１１１，１１２は長方形に近い形状、入出力電極１２１，１２２は正方形に近い形状とし、スプリアスを抑制している。なお、両圧電フィルタ素子８，９の電極形状は、同じにしてもよい。

【0044】

この実施形態の圧電フィルタ装置１は、アナログ方式からデジタル方式への移行が進められている業務用無線機、例えば、アウトドア用のトランシーバに用いられる。

【0045】

この実施形態の圧電フィルタ装置１では、単一の圧電フィルタ２によって、アナログ方式及びデジタル方式に対応できるように、次のように構成している。

【0046】

先ず、圧電フィルタ２を構成する第１圧電フィルタ素子８と第２圧電フィルタ素子９それぞれの中心周波数は互いにずれている。この実施形態では、第１圧電フィルタ素子８の中心周波数を、第２圧電フィルタ素子９の中心周波数よりも高くしている。

【0047】

上記のようにアウトドア用のトランシーバに用いられる本実施形態の圧電フィルタ装置１の公称周波数は、例えば、５０．８５ＭＨｚである。

【0048】

これに対して、第１圧電フィルタ素子８の中心周波数は、前記公称周波数よりも数ｋＨｚ、例えば、１ｋＨｚ高い方にずれている。また、第２圧電フィルタ素子９の中心周波数は、前記公称周波数よりも数ｋＨｚ、例えば、１ｋＨｚ低い方にずれている。したがって、この実施形態では、第１圧電フィルタ素子８の中心周波数と第２圧電フィルタ素子９の中心周波数とは、互いに２ｋＨｚずれている。

【0049】

かかる圧電フィルタ素子８，９の中心周波数の調整は、例えば、各圧電フィルタ素子８，９の各電極１１１～１１３，１２１～１２３に対するパーシャル蒸着等によって行われる。

【0050】

圧電フィルタ装置１は、アナログ方式とデジタル方式とで、圧電フィルタ２に対する信号の入出力方向を切換える。このため、図１に示すように、上記第１，第２切換えスイッチ３，４を備えている。

【0051】

更に、圧電フィルタ装置１では、圧電フィルタ２の入力側のインピーダンスと出力側のインピーダンスとを異ならせている。このため、圧電フィルタ装置１は、上記第１，第２インピーダンス回路５，６を備えている。

【0052】

第１インピーダンス回路５は、当該圧電フィルタ装置１の入力端子２７と第１切換えスイッチ３との間に設けられ、第１抵抗Ｒ１及び第１コンデンサＣ１を備えている。また、第２インピーダンス回路６は、当該圧電フィルタ装置１の出力端子２８と第２切換えスイッチ４との間に設けられ、第２抵抗Ｒ２及び第２コンデンサＣ２を備えている。

【0053】

この実施形態では、入力側である第１インピーダンス回路５のインピーダンスは、例えば、３６０Ω／／９ｐＦであり、出力側である第２インピーダンス回路６のインピーダンスは、例えば、１６０Ω／／５ｐＦである。

【0054】

第１切換えスイッチ３は、圧電フィルタ２の１番端子（♯１）である第１外部接続端子２１に接続された可動接点３ａと、第１，第２固定接点３ｂ，３ｃとを備えている。第１固定接点３ｂは、第１インピーダンス回路５に接続されると共に、第２切換えスイッチ４の第２固定接点４ｃに接続されている。第２固定接点３ｃは、第２切換えスイッチ４の第１固定接点４ｂに接続されている。

【0055】

第２切換えスイッチ４は、圧電フィルタ２の４番端子（♯４）である第４外部接続端子２４に接続された可動接点４ａと、第１，第２固定接点４ｂ，４ｃとを備えている。第１固定接点４ｂは、第２インピーダンス回路６に接続されると共に、上記のように第１切換えスイッチ３の第２固定接点３ｃに接続されている。

【0056】

この実施形態では、デジタル方式のときには、第１，第２切換えスイッチ３，４の可動接点３ａ，４ａを、図１に示すように、第１固定接点３ｂ，４ｂ側に接続する。これによって、入力端子２７からの信号を、第１インピーダンス回路５を介して圧電フィルタ２の１番端子（♯１）である第１外部接続端子２１に入力し、第１圧電フィルタ素子８及び第２圧電フィルタ素子９を介して、圧電フィルタ２の４番端子（♯４）である第４外部接続端子２４から出力し、第２インピーダンス回路６を介して出力端子２８から出力する。

【0057】

また、アナログ方式のときには、図５に示されるように、第１，第２切換えスイッチ３，４の可動接点３ａ，４ａを、第２固定接点３ｃ，４ｃ側に切換え接続する。これによって、入力端子２７からの信号を、第１インピーダンス回路５、第１切換えスイッチ３及び第２切換えスイッチ４を介して圧電フィルタ２の４番端子（♯４）である第４外部接続端子２４に入力し、第２圧電フィルタ素子９及び第１圧電フィルタ素子８を介して、圧電フィルタ２の１番端子（♯１）である第１外部接続端子２１から出力し、第２インピーダンス回路６を介して出力端子２８から出力する。

【0058】

このように第１，第２切換えスイッチ３，４を切換えて、圧電フィルタ２に対する信号の入出力方向を切換えることによって、中心周波数が互いにずれている縦続接続された第１，第２圧電フィルタ素子８，９に対する信号の入出力方向を切換え、デジタル方式のときには、信号の通過帯域幅を狭く、アナログ方式のときには、信号の通過帯域幅を広くしている。

図６は、この実施形態の圧電フィルタ装置１において、信号の入出力方向を切換えたときのフィルタ特性を示す図であり、同図（ａ）がデジタル方式のときのフィルタ特性を示し、同図（ｂ）がアナログ方式のときのフィルタ特性を示している。図６において縦軸は信号の減衰量（ｄＢ）、横軸は信号の周波数（ｋＨｚ）を示す。縦軸は、Scale 1dB、すなわち、１dB/divであり、横軸は、Center 50.85MHz、Span 50kHz、すなわち、中心周波数50.85MHzを中心とした±25kHzの範囲であって、スケール5kHz/divである。

【0059】

この実施形態では、デジタル方式のときの信号の通過帯域幅は、１０ｋＨｚ／３ｄＢであるのに対して、アナログ方式のときの信号の通過帯域幅は、１２．５ｋＨｚ／３ｄＢと広くすることができる。

【0060】

次に、圧電フィルタ２に対する信号の入出力方向を切換えることによって、信号の通過帯域幅が変化することについて説明する。

【0061】

図７は圧電フィルタ２に対する信号の入出力方向がデジタル方式のとき、すなわち、信号を、圧電フィルタ２の第１番端子♯１である第１外部接続端子２１から入力し、第４番端子♯４である第４外部接続端子２４から出力したときのフィルタ特性を説明するための図である。

【0062】

図８は圧電フィルタ２に対する信号の入出力方向がアナログ方式のとき、すなわち、信号を、圧電フィルタ２の第４番端子♯４である第４外部接続端子２４から入力し、第１番端子♯１である第１外部接続端子２１から出力したときのフィルタ特性を説明するための図である。

【0063】

図７及び図８において、（ａ）は圧電フィルタ２の入力側及び出力側のインピーダンスが同じ場合の第１圧電フィルタ素子８のフィルタ特性Ｐ１及び第２圧電フィルタ素子９のフィルタ特性Ｐ２を示している。この図７（ａ），図８（ａ）に示されるように、第１圧電フィルタ素子８の中心周波数と第２圧電フィルタ素子９の中心周波数とは、周波数Ｓ、この例では、上記のように２ｋＨｚずれている。

【0064】

この実施形態では、上記のように圧電フィルタ２の入力側のインピーダンスが、出力側のインピーダンスよりも大きい。

【0065】

このように入力側のインピーダンスが、出力側のインピーダンスよりも大きい場合には、入力側となる圧電フィルタ素子のフィルタ特性が、周波数が高い側（プラス側）へシフトし、出力側となる圧電フィルタ素子のフィルタ特性が、周波数が低い側（マイナス側）へシフトする。

【0066】

したがって、デジタル方式では、図７（ｂ）に示すように、入力側となる第１圧電フィルタ素子８のフィルタ特性Ｐ１が、周波数が高い側にシフトし、出力側となる第２圧電フィルタ素子９のフィルタ特性Ｐ２が、周波数の低い側にシフトし、第１，第２圧電フィルタ素子８，９の中心周波数のずれが大きくなる。

【0067】

その結果、第１，第２圧電フィルタ素子８，９のフィルタ特性を合成すると、図７（ｃ）に示すように、信号の通過帯域幅は狭くなり、デジタル方式に対応したものとなる。

【0068】

これに対して、信号の入出力方向を逆にしたアナログ方式では、図８（ｂ）に示すように、入力側となる第２圧電フィルタ素子９のフィルタ特性Ｐ２が、周波数が高い側にシフトし、出力側となる第１圧電フィルタ素子８のフィルタ特性Ｐ１が、周波数が低い側にシフトし、第１，第２圧電フィルタ素子８，９の中心周波数のずれが小さくなる。

【0069】

その結果、第１，第２圧電フィルタ素子８，９のフィルタ特性を合成すると、図８（ｃ）に示すように、信号の通過帯域幅は広くなり、アナログ方式に対応したものとなる。

【0070】

第１，第２圧電フィルタ素子８，９のフィルタ特性Ｐ１，Ｐ２のシフト量は、圧電フィルタ２の入力側のインピーダンスと出力側のインピーダンスとの差によって、調整することができる。圧電フィルタ２の入力側のインピーダンスと出力側のインピーダンスとの差を大きくすることによって、シフト量を大きくすることができる。

【0071】

この実施形態では、圧電フィルタ２の入力側のインピーダンスが、出力側のインピーダンスよりも大きいので、入力側となる圧電フィルタ素子のフィルタ特性が、周波数が高い側へシフトし、出力側となる圧電フィルタ素子のフィルタ特性が、周波数が低い側へシフトした。

【0072】

これに対して、圧電フィルタ２の入力側のインピーダンスが、出力側のインピーダンスより小さいときには、上記とは逆に、入力側となる圧電フィルタ素子のフィルタ特性が、周波数が低い側へシフトし、出力側となる圧電フィルタ素子のフィルタ特性が、周波数が高い側へシフトする。

【0073】

したがって、この場合には、信号を、圧電フィルタ２の第１番端子♯１である第１外部接続端子２１から入力し、第４番端子♯４である第４外部接続端子２４から出力したときには、上記図８（ｃ）と同じフィルタ特性、すなわち、アナログ方式に対応した信号の通過帯域幅の広いフィルタ特性となる。また、信号を、圧電フィルタ２の第４番端子♯４である第４外部接続端子２４から入力し、第１番端子♯１である第１外部接続端子２１から出力したときには、上記図７（ｃ）と同じフィルタ特性、すなわち、デジタル方式に対応した信号の通過帯域幅の狭いフィルタ特性となる。

【0074】

すなわち、上記の実施形態とは、アナログ方式とデジタル方式とが逆になる。

【0075】

図９は、この実施形態の圧電フィルタ装置１において、信号の入出力方向を切換えたときの広域のフィルタ特性を示す図であり、同図（ａ）がデジタル方式のときのフィルタ特性を示し、同図（ｂ）がアナログ方式のときのフィルタ特性を示している。

【0076】

この図９に示されるように、信号の通過帯域以外では、デジタル方式とアナログ方式のフィルタ特性は全く同じである。

【0077】

以上のように本実施形態によれば、単一の圧電フィルタ２に対する信号の入出力方向を切換えることによって、信号の通過帯域幅を広狭に切換えることができる。したがって、本実施形態の圧電フィルタ装置１を備える業務用無線機では、当該圧電フィルタ装置１を、アナログ方式及びデジタル方式に兼用することができる。

【0078】

これによって、信号の通過帯域幅の異なるアナログ方式用の圧電フィルタとデジタル方式用の圧電フィルタとの二つの圧電フィルタを必要とする従来例の業務用無線機に比べて、圧電フィルタの数を減らすことができ、その分、コストを低減できると共に、省スペースを図ることができる。

【0079】

また、第１，第２圧電フィルタ素子８，９は、個別の圧電基板１１，１２に、電極１１１～１１３，１２１～１２３がそれぞれ形成されて構成されているので、互いに音響的に分離され、スプリアスの少ない高品質なものとなる。

【0080】

更に、圧電フィルタ４は、２ポール型の圧電フィルタ素子８，９の中心周波数を互いにずらす以外は、既存の４ポール型の圧電フィルタと同様の基本構成を有するので、既存の４ポール型の圧電フィルタの設計を大きく変更することなく、安価に実施できる。

【0081】

本発明の他の実施形態として、単一の共通の圧電基板に、電極１１１～１１３，１２１～１２３をそれぞれ形成して各圧電フィルタ素子８，９を構成してもよい。

【0082】

上記実施形態では、第１圧電フィルタ素子８の電極１１１～１１３の面積と、第２圧電フィルタ素子９の電極１２１～１２３の面積は同じであったが、本発明の他の実施形態として、一方の圧電フィルタ素子の電極の面積を、他方の圧電フィルタ素子の電極の面積に比べて、最大で４０％程度小さくしてもよい。

【0083】

例えば、第１圧電フィルタ素子８の電極１１１～１１３の面積を、第２圧電フィルタ素子９の電極１２１～１２３の面積より小さくすると、リップルが大きくなる特性となり、信号の通過帯域幅を一層狭くすることができる。

【0084】

なお、電極の面積を、前記４０％を超えて小さくすると、挿入損失が増大して好ましくない。

【0085】

上記実施形態では、業務用無線機のアナログ方式とデジタル方式とに対応した信号の通過帯域幅の切換えに適用したが、本発明は、かかる用途に限るものではなく、例えば、複数の通信チャンネルにおいて、帯域幅の広いチャンネルと帯域幅の狭いチャンネルとに対応した信号の通過帯域幅の切換えに適用してもよい。

【0086】

上記実施形態では、圧電基板として水晶基板を用いたが、圧電特性を有するセラミック基板や多結晶基板を用いてもよい。

【符号の説明】

【0087】

１ 圧電フィルタ装置
２ 圧電フィルタ
３ 第１切換えスイッチ
４ 第２切換えスイッチ
５ 第１インピーダンス回路
６ 第２インピーダンス回路
７ ベース
８ 第１圧電フィルタ素子
９ 第２圧電フィルタ素子
１１ 第１圧電基板
１２ 第２圧電基板
２１ 第１外部接続端子
２４ 第４外部接続端子
２７ 入力端子
２８ 出力端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】