MCF （Monolithic Crystal Filter ）は水晶板上に複数の電極を設け、その電極間での振動エネルギーの結合を利用してフィルタ特性を実現します。
このMCF は1962 年にトヨコムが世界で最初に開発し、今日まで多くの種類のものが開発され、
特に無線通信機器の中間周波フィルタ用として数多く使用されています。以下にトヨコムのM C F について、基本的な構成、特長などを紹介します。

図1 Z 板人工水晶における切断方位

図2 厚みすべり振動

このように1 枚の水晶板の上に構成する電極の数によって、2 ポールと3 ポールを実現することが出来ます。
3 ポールは2 ポールに比べて減衰特性を急峻にすることが出来ます。

表1 AT、BT カットの周波数の関係

（1 ）減衰量および群遅延の測定
減衰量や群遅延はネットワークアナライザを使用して測定します。このとき測定治具の内部にネットワークアナライザのインピーダンス（50 Ω）とフィルタのインピーダンスZt との整合回路を設け、フィルタインピーダンスZ t を正確に設定して測定します。

（1 ）減衰量および群遅延の測定

相互変調特性は表現方法が2 種類あります。IM とIP で、それぞれの考え方を下記に示します。

弾性表面波（SAW/Surface Acoustic Wave ）は、水面上を伝わっていく波と同じように弾性体の表面にエネルギーが集中して伝搬する波であり、その振幅は深さ方向に対して指数関数的に減衰します。SAW は図1 に示すように圧電基板上に配置した櫛形電極（IDT/Interdigital Transducer ）によって発生・検出することができ、その周波数（f ）は、表面波の伝搬速度をV 、IDT の周期をλとして、 f =V/λで与えられます。
伝搬速度は基板材料により異なる値をもち、例えば、ST カット水晶の場合は約3100m/sec となります。SAW デバイスに最も適した周波数帯は数10MHz ～2GHz 程度ですが、その上限と下限は微細電極パターンの解像度と基板材料のもつ特性および大きさにより決定されます。

SAW デバイスは、その用途によりフィルタと共振子に大別できます。
SAW 共振子はさらに1 ポート共振子と2 ポート共振子の2 種類に分けることができます。1 ポートSAW 共振子は、中央にIDT を置き、その両側に反射器を構成したもので、IDT により励振したSAW を両反射器間に閉じこめることにより高いQ を持つ共振子を実現することができます。

2 ポートSAW 共振子は中央に入・出力のための2 つIDT を持ち、その両側に反射器を配したもので、1 ポートSAW 共振子と同じメカニズムにより高いQ を実現します。2 ポートSAW 共振子は低損失で非常に狭帯域のバンドパスフィルタであり、増幅器1 段と組み合わせて帰還ループを構成することにより容易に発振させることができます。このため1 ポートSAW 共振子と同様によく使われており、特に高周波において真価を発揮します。2 ポートSAW 共振子は使用される発振回路により必要とされる位相条件が異なります。このため共振周波数での位相シフト量（180 °または0 °）の指定が必要となります。

SAW フィルタは、広帯域のトランスバーサルSAW フィルタと比較的狭帯域、低損失のSAW 共振子フィルタの2 種類に分類されます。
トランスバーサルSAW フィルタは入力および出力用のIDT により構成され、入力IDT により励振されたSAW は基板の表面に沿って伝搬し出力IDT により検出されます。トランスバーサルSAW フィルタの周波数特性はIDT の重み付けにより決定されるため、無調整で所望の特性が得られます。

共振子フィルタの1 つの方式として2 つのSAW 共振子の音響結合を利用したダブルモードSAW （DMS ）フィルタがあります。
DMS フィルタは同一基板上に近接配置した2 つのIDT を持っており、この2 つのIDT 間の音響結合により励起される、周波数の異なる共振モードを利用し、モノリシック・クリスタル・フィルタ（MCF）と同様の原理でフィルタを実現します。DMS フィルタにはIDT をSAW の伝搬方向に対して平行に配置した横結合ダブルモードSAW （T- DMS）フィルタ（図5 参照）と、伝搬方向に沿って配置した縦結合ダブルモードSAW （L- DMS ）フィルタ（図6 参照）があり、縦結合DMS フィルタは横結合DMS フィルタに比べて広い通過帯域と低いインピーダンスを実現します。

L- DMS フィルタのパターン構造は、2 ポートSAW 共振子とほとんど同じです（図3 を参照して下さい）。
ただし、2 ポートSAW 共振子は高次の共振モードを抑制し、1 次の共振モードのみ使用するように、L- DMS フィルタの方は、1 次と2 次のモードで大きな応答が得られるように設計されている点が異なります。共振子フィルタのもう1 つの方式として、ラダー型SAW フィルタも開発されています。図7 に示されるように、ラダー型SAW フィルタは、数個の1 ポートSAW 共振子をラダー型に接続してフィルタを構成します。
ラダー型SAW フィルタではSAW 共振子の数、各共振子の周波数などを選択することで、所望のフィルタ特性を実現できます。

SAW デバイスの基板材料は多様な材料の中から、要求された特性に合わせ決定されます。
周波数の安定性が要求されるSAW 共振子や狭帯域SAW フィルタには温度特性の優れた水晶基板が使用されます。
また広帯域SAW フィルタには、高い電気機械結合係数を持つタンタル酸リチウム（リチウムタンタレート：LiTaO3 ）やニオブ酸リチウム（リチウムナイオベート：LiNbO3 ）等の材料を利用します。