JP2022018223A

JP2022018223A - 弾性波デバイス及び通信装置

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Publication number: JP2022018223A
Application number: JP2020121170A
Authority: JP
Inventors: 哲也岸野; Tetsuya Kishino
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2022-01-27
Anticipated expiration: 2040-07-15
Also published as: JP7417487B2

Abstract

【課題】非線形歪を低減できる弾性波デバイスを提供する。
【解決手段】弾性波デバイス（分波器１）は、弾性波素子部（送信フィルタ１３）と、キャンセル部１７とを有している。送信フィルタ１３は、圧電体３１ｂ、及び該圧電体３１ｂに電圧を印加する励振電極３３を有している。キャンセル部１７は、送信フィルタ１３と、所定の端子又は基準電位部１１とを仲介している１以上の非線形素子２１を含んでいる。キャンセル部１７は、送信フィルタ１３において生じる奇数次の非線形歪のうちのいずれかである第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍の非線形歪を生じる。
【選択図】図１

Description

本開示は、弾性波を利用する弾性波デバイス、及び当該弾性波デバイスを含む通信装置に関する。

弾性波を利用する弾性波デバイスが知られている（例えば下記特許文献１～３）。弾性波は、例えば、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）又はＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）である。弾性波デバイスにおいては、相互変調歪（ＩＭＤ：Inter Modulation Distortion）等の非線形歪が生じることが知られている。なお、本開示において、相互変調歪は、特に断りが無い限り、パッシブ相互変調歪（ＰＩＭ：Passive Inter Modulation）を含む広義の意味であるものとする。特許文献１～３では、偶数次の非線形歪を低減するための技術が開示されている。

国際公開第２０１３／１６１８８１号国際公開第２０１４／１３３０８４号国際公開第２０１６／１５９０５３号

非線形歪を低減できる弾性波デバイス及び通信装置が待たれる。

本開示の一態様に係る弾性波デバイスは、圧電体、及び該圧電体に電圧を印加する励振電極を有している弾性波素子部と、前記弾性波素子部と、所定の端子又は基準電位部とを仲介している１以上の非線形素子を含んでおり、前記弾性波素子部において生じる奇数次の非線形歪のうちのいずれかである第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍の非線形歪を生じるキャンセル部と、を有している。

一例において、前記弾性波デバイスは、分波器である。当該分波器は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に出力される信号をフィルタリングする送信フィルタと、前記アンテナ端子から入力される信号をフィルタリングする受信フィルタと、を有しており、前記弾性波素子部が前記送信フィルタ又は前記受信フィルタである。

本開示の一態様に係る通信装置は、上記分波器と、前記アンテナ端子に接続されているアンテナと、前記送信フィルタ及び前記受信フィルタに接続されている集積回路素子と、を有している。

上記の構成によれば、非線形歪を低減できる。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は実施形態に係る分波器の構成例及び他の構成例を示す模式図であり、図１（ｃ）、図１（ｄ）及び図１（ｅ）は、実施形態に係る分波器が含む非線形素子の例を示す図である。実施形態に係る分波器に含まれる弾性波共振子の構成を示す平面図である。実施形態に係る分波器が含む分波器本体の構成を示す回路図である。実施形態に係る弾性波素子の非線形性を説明する図である。図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）及び図５（ｄ）は、実施形態に係る非線形素子としてのキャパシターの非線形性を説明する図である図６（ａ）及び図６（ｂ）は、非線形性の極性が非線形歪の低減に及ぼす影響についての計算結果を示す図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、非線形性の極性が非線形歪の低減に及ぼす影響についての他の計算結果を示す図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、強誘電体及び反強誘電体における電場の強さと分極との関係を示す図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、強誘電体及び反強誘電体を有するキャパシターにおける電圧と容量との関係の一例を示す図である。図１０（ａ）は２つのキャパシターの接続例を示す図であり、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は当該接続例における特性を説明する図である。図１１（ａ）は１つのダイオードの特性を示す図であり、図１１（ｂ）は２ダイオードの接続例を示す図であり、図１１（ｃ）は当該接続例における特性を説明する図であり、図１１（ｄ）及び図１１（ｅ）は他の接続例を示す図である。種々の素子が生じる非線形歪の強度の一例を示す図である。図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）及び図１３（ｄ）は非線形素子と調整素子との接続例を示す模式図である。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は実施形態に係る分波器の構造例を示す平面図である。実施形態に係る分波器を含む通信装置の構成を示すブロック図である。実施形態に係る分波器の他の構造例を示す平面図である。

以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものである。従って、例えば、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

（分波器の概要）
図１（ａ）は、第１例に係る分波器１Ａの構成を示す模式図である。図１（ｂ）は、第２例に係る分波器１Ｂの構成を示す模式図である。以下では、分波器１Ａ及び１Ｂを区別せずに、分波器１ということがある。各分波器１は、弾性波デバイスの一例である。

図示の分波器１は、より詳細には、デュプレクサとして構成されている。分波器１は、例えば、送信端子７からの送信信号をフィルタリングしてアンテナ端子５へ出力する送信フィルタ１３（弾性波素子部の一例）と、アンテナ端子５からの受信信号をフィルタリングして受信端子９に出力する受信フィルタ１５とを有している。なお、送信端子７は、送信フィルタ１３にとっての入力端子であるということができる。アンテナ端子５は、送信フィルタ１３にとっての出力端子であるということができる。

送信フィルタ１３は、例えば、弾性波素子１９を含んで構成されている。その結果、送信フィルタ１３は、弾性波素子１９の非線形性に起因する非線形歪（歪信号）を生じる。そこで、分波器１は、非線形性歪を低減するためのキャンセル部１７を有している。キャンセル部１７は、送信フィルタ１３（弾性波素子部）で生じる第１非線形歪に対して、位相が逆の第２非線形歪を生じる。これにより、第１非線形歪の少なくとも一部が第２非線形歪によって打ち消される。

キャンセル部１７が生じる第２非線形歪の強度は、例えば、送信フィルタ１３（弾性波素子部）が生じる第１非線形歪の強度の２倍未満、例えば１．７～０．３倍であり、理想的には１倍である。２倍未満であれば、キャンセル部１７が設けられていない態様に比較して、多少なりとも分波器１において生じる非線形歪が低減される。１倍であれば、送信フィルタ１３から出力される第１非線形歪の全部が打ち消される。

なお、強度は、例えば、電圧、電流及び／又は電力であり、特に断りが無い限り、絶対値を指すものとする。位相が逆であるということは、別の観点では、位相が１８０°ずれているということである。位相は、１８０±４０°の範囲で適宜変更されてもよい。また、位相が逆であるというとき、周波数は同じであることを前提としている。位相及び強度の比較は、特に断りない限り、送信フィルタ１３に交流信号が入力されている状況において、同一時点における第１非線形歪と第２非線形歪との間でなされてよい。受信フィルタ１５は、送信フィルタ１３と同様に、弾性波素子１９を含んで構成されてよい。

分波器１Ａにおいては、キャンセル部１７は、送信端子７とアンテナ端子５との間で送信フィルタ１３に対して直列に接続されている。換言すれば、キャンセル部１７は、送信フィルタ１３とアンテナ端子５とを仲介している。特に図示しないが、送信フィルタ１３とアンテナ端子５とを仲介するキャンセル部１７に代えて、又は加えて、送信フィルタ１３と送信端子７とを仲介するキャンセル部１７が設けられてもよい。すなわち、直列に接続されるキャンセル部１７は、送信フィルタ１３に対して、入力側及び出力側のいずれに接続されてもよい。また、受信フィルタ１５とアンテナ端子５とを仲介する位置にキャンセル部１７が設けられてもよい。

分波器１Ｂにおいては、キャンセル部１７は、送信フィルタ１３とアンテナ端子５との間でシャントに接続されている。シャントは、信号経路（ここでは送信フィルタ１３からアンテナ端子５への経路）から分岐して基準電位部１１に接続される態様を指すものとする。別の観点では、キャンセル部１７は、送信フィルタ１３のアンテナ端子５側と基準電位部１１とを仲介している。特に図示しないが、送信フィルタ１３のアンテナ端子５側と基準電位部１１とを仲介するキャンセル部１７に代えて、又は加えて、送信フィルタ１３の送信端子７側と基準電位部１１とを仲介するキャンセル部１７が設けられてもよい。すなわち、シャントに接続されるキャンセル部１７は、送信フィルタ１３に対して、入力側及び出力側のいずれに接続されてもよい。また、受信フィルタ１５とアンテナ端子５とを仲介する位置にキャンセル部１７が設けられてもよい。

特に図示しないが、分波器１Ａ及び１Ｂは、組み合わされてもよい。すなわち、分波器１は、送信フィルタ１３に直列に接続されているキャンセル部１７と、送信フィルタ１３にシャントに接続されているキャンセル部１７とを有していてもよい。また、ここでは、送信フィルタ１３に接続されているキャンセル部１７を例示しているが、当該キャンセル部１７に代えて、又は加えて、受信フィルタ１５に接続され、受信フィルタ１５の非線形歪を低減するキャンセル部１７が設けられてもよい。

分波器１のうち、キャンセル部１７以外の部分を分波器本体３ということがある。アンテナ端子５、送信端子７、受信端子９及び基準電位部１１は、分波器１又は分波器本体３の一部であってよい。基準電位部１１は、基準電位が付与される部位（導体）であり、より詳細には、例えば、基準電位が付与される端子であってもよいし、端子以外の構成（例えばシールド）であってもよい。

キャンセル部１７は、１以上の非線形素子２１を含んで構成されている。非線形素子２１は、入力電圧に対する応答が非線形性を有している電子素子である。より詳細には、例えば、交流電圧が印加されたときに流れる交流電流の実効値が交流電圧の実効値の変化に対して非線形に変化する（比例しない）素子である。この非線形性は、分波器１において非線形素子２１に入力されると想定されている電圧の範囲内で現れればよく、あらゆる電圧の範囲において生じる必要は無い。実施されている分波器１において、非線形素子２１に入力されると想定されている電圧は、例えば、分波器１の仕様書及び／又は実施状況から特定されてよい。

図１（ｃ）～図１（ｅ）は、キャンセル部１７が含む非線形素子２１の例を示す図である。

図１（ｃ）に示すように、非線形素子２１は、例えば、非線形性を有するキャパシター２３とされてよい。図１（ｄ）に示すように、非線形素子２１は、例えば、非線形性を有するインダクター２５とされてよい。図１（ｅ）に示すように、非線形素子２１は、例えば、非線形性を有するダイオード２７とされてよい。このように、非線形素子２１は、種々の態様とされてよい。キャンセル部１７は、１つのみ非線形素子２１を有していてもよいし、同一の種類の２以上の非線形素子を有していてもよいし、互いに異なる種類の２以上の非線形素子を有していてもよい。

なお、図１（ｄ）では、便宜上、インダクターの代表的な記号ではなく、コイル２５ａとコア２５ｂとを有するインダクターの記号が示されている。ただし、インダクター２５は、コア２５ｂを有さないものであってよい。

（弾性波素子）
図２は、送信フィルタ１３（及び／又は受信フィルタ１５）が含む弾性波素子１９の一例としての表面弾性波共振子２９（以下、単に「共振子２９」ということがある。）の構成を模式的に示す平面図である。なお、以下の説明において、共振子２９の語は、矛盾等が生じない限り、弾性波素子１９の語に置換されてよい。

共振子２９は、いずれの方向が上方又は下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、Ｄ１軸、Ｄ２軸及びＤ３軸からなる直交座標系を図面に付すとともに、Ｄ３軸の正側を上方として、上面又は下面等の用語を用いることがある。なお、Ｄ１軸は、後述する圧電体の上面に沿って伝搬する弾性波の伝搬方向に平行になるように定義され、Ｄ２軸は、圧電体の上面に平行かつＤ１軸に直交するように定義され、Ｄ３軸は、圧電体の上面に直交するように定義されている。

共振子２９は、いわゆる１ポート弾性波共振子によって構成されている。共振子２９は、例えば、紙面両側に模式的に示された２つの端子２８の一方から入力された信号を２つの端子２８の他方から出力する。この際、共振子２９は、電気信号から弾性波への変換及び弾性波から電気信号への変換を行う。後述する図３の説明から理解されるように、端子２８は、例えば、アンテナ端子５、送信端子７、受信端子９及び基準電位部１１のいずれかに対応する。

共振子２９は、例えば、基板３１（その少なくとも上面３１ａ側の一部）と、上面３１ａ上に位置する励振電極３３と、励振電極３３の両側に位置する１対の反射器３５とを含んでいる。１つの基板３１上には、複数の共振子２９が構成されてよい。すなわち、基板３１は、複数の共振子２９に共用されてよい。以下の説明では、同一の基板３１を共用する複数の共振子２９を区別するために、便宜上、励振電極３３及び１対の反射器３５の組み合わせ（共振子２９の電極部）が共振子２９であるかのように（共振子２９が基板３１を含まないかのように）表現することがある。

基板３１は、少なくとも、上面３１ａのうち共振子２９が設けられる領域に圧電性を有している。このような基板３１としては、例えば、基板全体が圧電体によって構成されているもの（すなわち圧電基板）を挙げることができる。また、例えば、いわゆる貼り合わせ基板を挙げることができる。貼り合わせ基板は、上面３１ａを有する圧電体からなる基板（圧電基板）と、この圧電基板の上面３１ａとは反対側の面に、接着剤を介して、又は接着剤を介さずに直接に貼り合わされた支持基板とを有している。支持基板は、圧電基板の下方において空洞を有していてもよいし、有していなくてもよい。また、共振子２９が設けられる領域に圧電性を有している基板３１としては、例えば、支持基板と、支持基板の＋Ｄ３側の主面の一部領域又は主面の全面に、圧電体からなる膜（圧電膜）又は圧電膜を含む多層膜が形成されたものを挙げることができる。

基板３１のうちの少なくとも共振子２９が設けられる領域を構成している圧電体３１ｂは、例えば、圧電性を有する単結晶によって構成されている。このような単結晶を構成する材料としては、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）及び水晶（ＳｉＯ_２）を挙げることができる。カット角、平面形状および各種の寸法は適宜に設定されてよい。

励振電極３３及び反射器３５は、基板３１上に設けられた層状導体によって構成されている。励振電極３３および反射器３５は、例えば、互いに同一の材料および厚さで構成されている。これらを構成する層状導体は、例えば、金属である。金属は、例えば、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金（Ａｌ合金）である。Ａｌ合金は、例えば、Ａｌ－Ｃｕ合金である。層状導体は、複数の金属層から構成されていてもよい。層状導体の厚さは、共振子２９に要求される電気特性等に応じて適宜に設定される。一例として、層状導体の厚さは５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。

励振電極３３は、いわゆるＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極によって構成されており、１対の櫛歯電極３７（一方には視認性をよくする便宜上ハッチングを付す）を有している。各櫛歯電極３７は、例えば、バスバー３９と、バスバー３９から互いに並列に延びる複数の電極指４１と、複数の電極指４１の間においてバスバー３９から突出する複数のダミー電極４３とを有している。そして、１対の櫛歯電極３７は、複数の電極指４１が互いに噛み合うように（交差するように）配置されている。

バスバー３９は、例えば、概略、一定の幅で弾性波の伝搬方向（Ｄ１方向）に直線状に延びる長尺状に形成されている。そして、一対のバスバー３９は、弾性波の伝搬方向に直交する方向（Ｄ２方向）において互いに対向している。なお、バスバー３９は、幅が変化したり、弾性波の伝搬方向に対して傾斜したりしていてもよい。

各電極指４１は、例えば、概略、一定の幅で弾性波の伝搬方向に直交する方向（Ｄ２方向）に直線状に延びる長尺状に形成されている。なお、電極指４１は、幅が変化していてもよい。各櫛歯電極３７において、複数の電極指４１は、弾性波の伝搬方向に配列されている。また、一方の櫛歯電極３７の複数の電極指４１と他方の櫛歯電極３７の複数の電極指４１とは、基本的には交互に配列されている。

複数の電極指４１のピッチｐ（例えば互いに隣り合う２本の電極指４１の中心間距離）は、励振電極３３内において基本的に一定である。なお、励振電極３３は、一部にピッチｐに関して特異な部分を有していてもよい。特異な部分としては、例えば、大部分（例えば８割以上）よりもピッチｐが狭くなる狭ピッチ部、大部分よりもピッチｐが広くなる広ピッチ部、少数の電極指４１が実質的に間引かれた間引き部が挙げられる。

以下において、ピッチｐという場合、特に断りがない限りは、上記のような特異な部分を除いた部分（複数の電極指４１の大部分）のピッチをいうものとする。また、特異な部分を除いた大部分の複数の電極指４１においても、ピッチが変化しているような場合においては、大部分の複数の電極指４１のピッチの平均値をピッチｐの値として用いてよい。

電極指４１の本数は、共振子２９に要求される電気特性等に応じて適宜に設定されてよい。図２は模式図であることから、電極指４１の本数は少なく示されている。実際には、図示よりも多くの電極指４１が配列されてよい。後述する反射器３５のストリップ電極４７についても同様である。

複数の電極指４１の長さは、例えば、互いに同等である。なお、励振電極３３は、複数の電極指４１の長さ（別の観点では交差幅Ｗ）が伝搬方向の位置に応じて変化する、いわゆるアポダイズが施されていてもよい。電極指４１の長さ及び幅は、要求される電気特性等に応じて適宜に設定されてよい。

ダミー電極４３は、例えば、概ね一定の幅で弾性波の伝搬方向に直交する方向に突出している。その幅は、例えば電極指４１の幅と同等である。また、複数のダミー電極４３は、複数の電極指４１と同等のピッチで配列されており、一方の櫛歯電極３７のダミー電極４３の先端は、他方の櫛歯電極３７の電極指４１の先端とギャップを介して対向している。なお、励振電極３３は、ダミー電極４３を含まないものであってもよい。

１対の反射器３５は、弾性波の伝搬方向において励振電極３３の両側に位置している。各反射器３５は、例えば、電気的に浮遊状態とされてもよいし、基準電位が付与されてもよい。各反射器３５は、例えば、格子状に形成されている。すなわち、反射器３５は、互いに対向する１対のバスバー４５と、１対のバスバー４５間において延びる複数のストリップ電極４７とを含んでいる。複数のストリップ電極４７のピッチ、及び互いに隣接する電極指４１とストリップ電極４７とのピッチは、基本的には複数の電極指４１のピッチと同等である。

１対の櫛歯電極３７に電圧が印加されると、複数の電極指４１によって圧電性を有する上面３１ａに電圧が印加され、上面３１ａが振動する。これにより、Ｄ１方向に伝搬する弾性波（例えばＳＡＷ）が励振される。弾性波は、複数の電極指４１によって反射される。そして、複数の電極指４１のピッチｐを概ね半波長（λ／２）とする定在波が立つ。定在波によって基板３１に生じる電気信号は、複数の電極指４１によって取り出される。このような原理により、共振子２９は、ピッチｐを半波長とする弾性波の周波数を共振周波数とする共振子として機能する。

特に図示しないが、共振子２９は、励振電極３３及び反射器３５の上から基板３１の上面３１ａを覆う不図示の保護膜を有していてもよい。このような保護膜は、例えば、ＳｉＯ_２等の絶縁材料からなり、励振電極３３等が腐食する蓋然性を低減したり、及び／又は共振子２９の温度変化に起因する特性変化を補償したりすることに寄与する。また、共振子２９は、励振電極３３及び反射器３５の上面又は下面に重なり、基本的に平面透視において励振電極３３及び反射器３５に収まる形状を有している付加膜を有していてもよい。このような付加膜は、例えば、励振電極３３等の材料とは音響的な特性が異なる絶縁材料又は金属材料からなり、ＳＡＷの反射係数を向上させることに寄与する。

１つの共振子２９の代表的な構成例は、上記のように、１つの励振電極３３を有している。ただし、１つの共振子２９は、互いに直列に接続された複数の励振電極３３を有していてもよい。換言すれば、１つの共振子２９は、複数に分割されていてもよい。この場合、例えば、共振子２９に印加される電圧が複数の励振電極３３に分散されるから、共振子２９の耐電性が向上する。また、弾性波の振動が小さくされるから、非線形歪が低減される。

（分波器本体の構成例）
図３は、分波器本体３（分波器１のうちキャンセル部１７を除いた部分）の構成を模式的に示す回路図である。この図の紙面左上に示された符号から理解されるように、この図では、櫛歯電極３７が二叉のフォーク形状によって模式的に示され、反射器３５は両端が屈曲した１本の線で表わされている。なお、以下の説明において、分波器本体３の語は、矛盾等が生じない限り、分波器１の語に置換されてよい。

分波器本体３は、既述のように、アンテナ端子５、送信端子７、受信端子９、基準電位部１１、送信フィルタ１３及び受信フィルタ１５を有している。なお、図３では、図１とは異なり、受信端子９が２つ描かれている。これは、図３に例示する構成では、受信フィルタ１５が、位相が互いに逆の２つの信号を含む平衡信号を出力することに対応している。ただし、受信フィルタ１５は、基準電位に対して信号レベルが変化する１つの信号からなる不平衡信号を出力するものであっても構わない（受信端子９は１つであっても構わない。）。

送信フィルタ１３は、例えば、複数の共振子２９（２９Ｓ及び２９Ｐ）がラダー型に接続されて構成された、ラダー型フィルタによって構成されている。すなわち、送信フィルタ１３は、送信端子７とアンテナ端子５との間で直列に接続された複数（１つでも可）の直列共振子２９Ｓと、その直列のライン（直列腕）と基準電位部１１とを接続する複数（１つでも可）の並列共振子２９Ｐ（並列腕）とを有している。

受信フィルタ１５は、例えば、共振子２９と、多重モード型フィルタ４９（ダブルモード型フィルタを含むものとする。以下、ＭＭフィルタ４９ということがある。）とを含んで構成されている。ＭＭフィルタ４９は、弾性波の伝搬方向に配列された複数（図示の例では３つ）の励振電極３３と、その両側に配置された１対の反射器３５とを有している。

なお、上記の送信フィルタ１３及び受信フィルタ１５の構成は、あくまで一例であり、適宜に変形されてよい。例えば、受信フィルタ１５が送信フィルタ１３と同様にラダー型フィルタによって構成されたり、逆に、送信フィルタ１３がＭＭフィルタ４９を有していたりしてもよい。

上記の構成において、複数の共振子２９（２９Ｓ、２９Ｐ及び受信フィルタ１５の共振子２９）及びＭＭフィルタ４９のそれぞれは、弾性波素子１９の一例である。これらの複数の弾性波素子１９は、１つの基板３１に設けられてもよいし、２以上の基板３１に分散して設けられてもよい。例えば、送信フィルタ１３を構成する複数の共振子２９は、同一の基板３１に設けられてよい。同様に、受信フィルタ１５を構成する共振子２９及びＭＭフィルタ４９は、同一の基板３１に設けられてよい。送信フィルタ１３及び受信フィルタ１５は、同一の基板３１に設けられてもよいし、互いに異なる基板３１に設けられてもよい。上記の他、例えば、複数の直列共振子２９Ｓを同一の基板３１に設けるとともに、複数の並列共振子２９Ｐを他の同一の基板３１に設けてもよい。

（弾性波素子の非線形性及び非線形歪の種類）
図４は、弾性波素子１９の非線形性を説明する図である。

この図において、横軸は、弾性波素子１９を構成する圧電体３１ｂに生じる応力Ｔ（Ｐａ）を示している。横軸の右側ほど応力Ｔの値が大きい。横軸の中央の位置は応力Ｔが０の位置である。縦軸は、圧電体３１ｂの歪Ｓ（無次元量。ここでは歪信号のことではなく、圧電体３１ｂの変形量の比である。）を示している。縦軸は、上方ほど値が大きい。縦軸の中央の位置は、歪Ｓが０の位置である。

線Ｌ０は、圧電体３１ｂが線形な特性を有していると仮定したときの応力Ｔと歪Ｓとの関係を示している。すなわち、線Ｌ０は、応力Ｔと歪Ｓとが比例関係にある仮想的な特性を示している。

一方、線Ｌ１は、実際の圧電体３１ｂの特性を示している。実際の圧電体３１ｂにおいては、応力Ｔの絶対値がある程度の大きさに達すると、歪は生じ難くなり、さらには飽和する。すなわち、圧電体３１ｂの特性は、入力と応答とが比例しない非線形なものである。なお、この場合は、応力Tと歪Ｓの関係を定義する弾性定数cが非線形性を持つと換言してもよい。また、圧電材料では、他の材料物性である誘電率ε及び圧電定数ｅも非線形性を持っている。誘電率εが非線形性を持つ場合は、弾性波素子１９に印加される電圧と、流れる電流の関係が線形ではなくなる。また、圧電定数ｅが非線形性を持つ場合は、応力と発生する電荷が線形ではなくなる。いずれの場合も、最終的には弾性波素子１９に印加される電圧と、流れる電流の関係が非線形になる。

以上のことから、弾性波素子１９は、入力電圧に対して非線形な応答を生じる非線形性を有している。従って、例えば、弾性波素子１９に比較的大きな電力で１つ又は２以上の信号が入力されると非線形歪（歪信号）が生じる。

例えば、弾性波素子１９に入力される２つの信号（入力電圧）の周波数をｆ１及びｆ２とし、ｍ及びｎを整数（…－３、－２、－１、０、１、２、３…）とする。このとき、非線形素子２１においては、ｍ×ｆ１＋ｎ×ｆ２の周波数を有する信号（別の観点では出力電圧及び出力電流）が生成される。｜ｍ｜＋｜ｎ｜は次数と呼ばれる。｜ｍ｜＋｜ｎ｜が２以上の信号が非線形歪である。ｍ及びｎの双方が０でない信号は、相互変調歪（広義）である。ｍ及びｎの一方が０である信号は高調波である。

非線形歪を生じる２つの信号としては、種々の信号を挙げることができる。例えば、基地局などにおいて２以上の周波数帯に共用されている分波器１において、送信端子７に同時に入力される２つの送信信号が挙げられる。また、例えば、アンテナ端子５からの妨害波（ノイズ）と、送信端子７に入力される送信信号とが挙げられる。なお、本明細書では、送信フィルタ１３に２つの送信信号を入力した際に、弾性波素子１９の３次の非線形性のため発生した相互変調歪が受信周波数帯になり、その歪信号が受信フィルタ１５の出力側に現れたものをＰＩＭ３（３ｒｄＯｒｄｅｒＰａｓｓｉｖｅＩｎｔｅｒ－Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）と定義して、本発明の動作原理の説明を行う。

なお、本実施形態の説明において、例えば、弾性波素子１９又は送信フィルタ１３が生じる非線形歪と、非線形素子２１又はキャンセル部１７が生じる非線形歪とが比較される場合、特に断りが無い限りは、両者は、ｍ及びｎそれぞれの値が互いに同じであり、かつ非線形歪の要因となった信号が互いに同じであるものとする。換言すれば、比較される２つの非線形歪は、周波数（ｍ×ｆ１＋ｎ×ｆ２）が同じであるものとする。

（キャパシターの非線形性の例）
図５（ａ）～図５（ｄ）は、非線形素子２１に利用されるキャパシター２３の非線形性を説明する図である。

図５（ａ）及び図５（ｂ）において、横軸は、キャパシター２３の電極間（誘電体）に印加される電場Ｅの強さ（Ｖ／ｍ）を示している。横軸の右側ほど電場Ｅが強い。横軸の中央の位置は電場Ｅの強さが０の位置である。縦軸は、キャパシター２３の電極間の誘電体の分極Ｐ（Ｃ／ｍ^２）を示している。縦軸は、上方ほど値が大きい。縦軸の中央の位置は、分極Ｐが０の位置である。

図５（ａ）及び図５（ｂ）において、線Ｌ１０は、線形な特性を有している誘電体における電場Ｅの強さと分極Ｐとの関係を示している。すなわち、線Ｌ１０は、電場Ｅの強さと分極Ｐとが比例関係にある特性を示している。

図５（ａ）の線Ｌ１１及び図５（ｂ）の線Ｌ１２は、それぞれ非線形な特性を有している誘電体における電場Ｅの強さと分極Ｐとの関係の例を示している。図５（ａ）の線Ｌ１１は、電場Ｅの強さの絶対値が大きくなると、線形の特性（線Ｌ１０）に比較して、分極Ｐの絶対値が小さくなる非線形性の例を示している。このような非線形性を負の非線形性というものとする。逆に、図５（ｂ）の線Ｌ１２は、電場Ｅの強さ絶対値が大きくなると、線形の特性（線Ｌ１０）に比較して、分極Ｐの絶対値が大きくなる非線形性の例を示している。このような非線形性を正の非線形性というものとする。

図５（ｃ）及び図５（ｄ）において、横軸は、キャパシター２３に印加される電圧Ｖ（単位：Ｖ）を示している。横軸の右側ほど電圧Ｖの値が大きい。横軸の中央の位置は電圧Ｖが０の位置である。縦軸は、キャパシター２３の静電容量Ｃ（Ｆ）を示している。縦軸は、上方ほど値が大きい。縦軸の中央の位置は、静電容量Ｃが０の位置である。

図５（ｃ）及び図５（ｄ）において、線Ｌ１５は、電極間の誘電体が線形性を有しているキャパシターにおける電圧Ｖと容量Ｃとの関係を示している。すなわち、線Ｌ１５は、図５（ａ）及び図５（ｂ）の線Ｌ１０に対応している。この場合の容量Ｃは、電圧Ｖによらずに一定である。

図５（ｃ）において、線Ｌ１６は、電極間の誘電体が負の非線形性を有しているキャパシター２３における電圧Ｖと容量Ｃとの関係を示している。すなわち、線Ｌ１６は、図５（ａ）の線Ｌ１１に対応している。この場合の容量Ｃは、電圧Ｖの絶対値が大きくなるほど小さくなる。この特性について、負の非線形性ということがある。

図５（ｄ）において、線Ｌ１７は、電極間の誘電体が正の非線形性を有しているキャパシター２３における電圧Ｖと容量Ｃとの関係を示している。すなわち、線Ｌ１７は、図５（ｂ）の線Ｌ１２に対応している。この場合の容量Ｃは、電圧Ｖの絶対値が大きくなるほど大きくなる。この特性について、正の非線形性ということがある。

このような非線形性を有するキャパシター２３は、弾性波素子１９と同様に、非線形歪を生じ得る。従って、このようなキャパシター２３を含むキャンセル部１７を弾性波素子１９（送信フィルタ１３）に接続することによって、弾性波素子１９が生じる非線形歪の少なくとも一部を打ち消すことができる。

（非線形性の正負）
上記のように、非線形性には、極性が正のものと、極性が負のものとが存在する。そして、本願発明者の検討によれば、正及び負の一方の非線形性によって生じる非線形歪は、弾性波素子１９が生じる非線形歪を打ち消すことができる一方で、正及び負の他方の非線形性によって生じる非線形歪は、弾性波素子１９が生じる非線形歪に足し合わされ、非線形歪を増大させる。

図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、キャパシター２３の非線形性の極性が、送信フィルタ１３が生じる非線形歪を打ち消す効果に及ぼす影響について、シミュレーション計算結果を示す図である。

これらの図において、横軸は周波数ｆ（ＭＨｚ）を示している。縦軸は、３次のパッシブ相互変調（ｄＢｍ）を示し、図ではＰＩＭ３（ｄＢｍ）と略している。図中の複数の線は、キャパシター２３の静電容量の非線形性の大きさを互いに異ならせた複数のケースについて、周波数ｆとＰＩＭ３との関係を示している。図面の下方の凡例の数値は、各線が対応するケースの非線形静電容量Ｃ_３（Ｆ／Ｖ^２）を示している。非線形静電容量は下記式によってあらわされる
Ｃ＝Ｃ_１＋Ｃ_１Ｖ＋Ｃ_３Ｖ^２＋・・・

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図１（ａ）のように、キャパシター２３を送信フィルタ１３に対して直列に接続した場合の結果を示している。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、図１（ｂ）のように、キャパシター２３を送信フィルタ１３に対してシャントに接続した場合の結果を示している。図６（ａ）及び図７（ａ）は、キャパシター２３が正の非線形性を有している場合の結果を示している。図６（ｂ）及び図７（ｂ）は、キャパシター２３が負の非線形性を有している場合の結果を示している。なお、ここでは、キャパシター２３が生じる非線形歪の強度及び／又は位相を調整する他の素子（後述）は接続されていない。また、計算を簡単にするために、１次と２次の静電容量Ｃ_１、Ｃ_２は０と置いている。すなわち、キャパシター２３は３次の非線形性Ｃ_３のみを持つと仮定している。

これらの図において、非線形静電容量Ｃ_３が０とされている線は、キャパシター２３が接続されていない態様（比較例）の結果を示している。そして、キャパシター２３の非線形性の極性が正の場合においては（図６（ａ）及び図７（ａ））、直列接続であっても、シャント接続であっても、キャパシター２３の非線形静電容量Ｃ_３が大きくなるほど、ＰＩＭ３が低減されている。ただし、キャパシター２３の非線形静電容量Ｃ_３を大きくし過ぎた場合には、この限りではない。一方、キャパシター２３の非線形性の極性が負の場合においては（図６（ｂ）及び図７（ｂ））、直列接続であっても、シャント接続であっても、キャパシター２３の非線形静電容量Ｃ_３が大きくなるほど、ＰＩＭ３が増加している。

上記の計算結果によって確認できるように、非線形素子２１における非線形性の正負を適宜に設定することによって、弾性波素子１９によって生じる非線形歪を低減することができる。換言すれば、単に弾性波素子１９と非線形素子２１とを開示した公知文献が存在しても、その非線形性の正負が考慮されていなければ、本実施形態に係る技術を開示していることにはならない。

なお、上記のシミュレーション計算の条件とされた構成においては、正の非線形性が非線形性歪を低減する効果を奏した。ただし、弾性波素子１９及び／又は弾性波素子１９によって構成される弾性波素子部（本実施形態では送信フィルタ１３）の構成によっては、上記とは逆に、負の非線形性が非線形性歪を低減する効果を奏し得る。また、後述するように、非線形歪等の位相及び／又は強度は、非線形素子２１に他の素子を直列又は並列に接続することなどによって調整可能であるから、その調整次第では、上記のシミュレーション計算において非線形性歪を増加させたキャパシター２３も利用可能である。

（キャパシターの構成例）
キャパシター２３の構成は適宜なものとされてよい。例えば、キャパシター２３は、誘電体（誘電体層）を厚さ方向に挟んで互いに対向する層状の２つの電極を有するものであってよい。この場合、誘電体及び電極は、平面状であってもよいし、曲面状であってもよい。また、キャパシター２３は、誘電体の表面に設けられ、又は誘電体に埋設され、平面方向（厚さ方向に直交する方向）において互いに対向する層状の２つの電極を有するものであってもよい。この場合、電極は、例えば、互いに平行に延びる長尺状であってもよいし、互いに噛み合う櫛歯電極であってもよい。また、キャパシター２３は、回路基板に実装される電子部品として構成されたものであってもよいし、回路基板内に作り込まれたものであってもよい。

キャパシター２３の誘電体として、非線形性を有するものを用いることによって、非線形性を有するキャパシター２３を実現できる。そのような誘電体としては、種々のものを利用可能である。例えば、常誘電体は、一般には、線形性を有するが、一部の材料においては、図５（ａ）又は図５（ｂ）に示した非線形性を発揮し得る。また、大きな非線形性を有する誘電体として、強誘電体及び反強誘電体を挙げることができる。

強誘電体及び反強誘電体の具体的な成分及び／又は組成は適宜なものとされてよい。例えば、強誘電体は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）系のものとされてよい。また、例えば、反強誘電体は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：lead zirconate titanate）系もしくはチタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺＴ：lead lanthanum zirconate titanate）系のものとされてよい。なお、ＢａＴｉＯ_３系は、ＢａＴｉＯ_３だけでなく、ＢａＴｉＯ_３のうち比較的少ない物質量（モル比）で一部が他の元素に置換されているものを含んでよいし、及び／又は組成式に組み込まれない不純物を含んでいてもよい。ＰＺＴ、ＰＬＺＴについても同様である。この場合に、置換されるモル比は、例えば、各サイト内において０．２以下、０．１以下又は０．０１以下とされてよい。及び／又は不純物の質量％は、例えば、２０質量％以下、１０質量％又は１質量％以下とされてよい。

（強誘電体キャパシター及び反強誘電体キャパシターの非線形性の例）
図８（ａ）は、強誘電体における電場Ｅの強さと分極Ｐとの関係を示す図である。図８（ｂ）は、反強誘電体における電場Ｅの強さと分極Ｐとの関係を示す図である。これらの図の横軸及び縦軸は、図５（ａ）及び図５（ｂ）のものと同様である。

これらの図に示されているように、強誘電体及び反強誘電体においては、電場Ｅの強さと分極Ｐとは比例関係にない。すなわち、強誘電体及び反強誘電体は非線形性を有している。その結果、電極間の誘電体（便宜上、誘電体の表面に電極が配置されている態様の誘電体も含むものとする。矛盾等が生じない限り、他の記載においても同様。）として、強誘電体及び反強誘電体を有するキャパシター２３は、正及び／又は負の非線形性を有する。

強誘電体又は反強誘電体を有するキャパシター２３に交流電圧を印加したときの電圧Ｖ（例えば実効値）と容量Ｃとの関係は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示した曲線の具体的な形状等に応じて規定され、多様である。以下では、２つの例を示す。

図９（ａ）は、強誘電体を有するキャパシター２３における電圧Ｖと容量Ｃとの関係の一例を示す図である。この図の横軸及び縦軸は、図５（ｃ）及び図５（ｄ）のものと同様である。この図は、所定の周波数の交流電圧を印加することによって得られている。従って、横軸の電圧Ｖは、例えば、交流電圧の代表値（例えば実効値又は最大値）である。

線Ｌ２１は、強誘電体を有するキャパシター２３における電圧Ｖと容量Ｃとの関係を示している。この例では、電圧Ｖが０付近から大きくなると、容量Ｃが大きくなる。ただし、電圧Ｖが大きくなるほど変化率は小さくなっている。そして、容量Ｃの増加は頭打ちとなり、さらには、容量Ｃは減少する。

このような特性を有するキャパシター２３は、線形の特性を示す線Ｌ２２との比較から理解されるように、電圧Ｖが所定の電圧範囲Ｒ１内にある場合において、正の非線形性を有している。従って、キャパシター２３に入力される電圧が電圧範囲Ｒ１内となるように、キャパシター２３の構成（例えば誘電体の厚さ）を調整したり、他の素子を接続して分圧したりすることによって、キャパシター２３を正の非線形性を有する非線形素子２１として利用することができる。

また、キャパシター２３は、線形の特性を示す線Ｌ２３との比較から理解されるように、電圧Ｖが所定の電圧範囲Ｒ２内にある場合において、負の非線形性を有している。従って、キャパシター２３に入力される電圧が電圧範囲Ｒ２内となるように、キャパシター２３の構成を調整したり、他の素子を接続して分圧したりすることによって、キャパシター２３を負の非線形性を有する非線形素子２１として利用することができる。

図９（ｂ）は、反強誘電体を有するキャパシター２３における電圧Ｖと容量Ｃとの関係の一例を示す図である。この図の横軸及び縦軸は、図９（ａ）のものと同様である。この図は、図９（ａ）と同様に、周波数の交流電圧を印加することによって得られている。

線Ｌ２５は、反強誘電体を有するキャパシター２３における電圧Ｖと容量Ｃとの関係を示している。この例では、電圧Ｖが０付近から大きくなると、容量Ｃが大きくなる。また、電圧Ｖが大きくなるほど変化率は大きくなっている。さらに電圧Ｖが大きくなると、変化率は小さくなり始める。そして、容量Ｃの増加は頭打ちとなり、さらには、容量Ｃは減少する。

このような特性を有するキャパシター２３は、線形の特性を示す線Ｌ２６との比較から理解されるように、電圧Ｖが所定の電圧範囲Ｒ３内にある場合において、正の非線形性を有している。従って、キャパシター２３に入力される電圧が電圧範囲Ｒ１内となるように、キャパシター２３の構成を調整したり、他の素子を接続して分圧したりすることによって、キャパシター２３を正の非線形性を有する非線形素子２１として利用することができる。

また、キャパシター２３は、線形の特性を示す線Ｌ２７との比較から理解されるように、電圧Ｖが所定の電圧範囲Ｒ４内にある場合において、負の非線形性を有している。従って、キャパシター２３に入力される電圧が電圧範囲Ｒ４内となるように、キャパシター２３の構成を調整したり、他の素子を接続して分圧したりすることによって、キャパシター２３を負の非線形性を有する非線形素子２１として利用することができる。

（キャパシター同士の接続例）
キャンセル部１７は、互いに接続されている２以上のキャパシター２３を有していてもよい。以下に一例を示す。

図１０（ａ）は、キャパシター２３同士の接続例を示す模式図である。

キャンセル部１７は２つのキャパシター２３（２３Ａ及び２３Ｂ）を有している。各キャパシター２３は、１対の電極２３ａと、その間に介在する誘電体２３ｂとを有している。誘電体２３ｂは、例えば、強誘電体によって構成されており、予め分極されている。分極の方向は、誘電体２３ｂ内の矢印によって示されているように、１対の電極２３ａの対向方向である。そして、２つのキャパシター２３は、電圧の印加方向に対する分極の方向が互いに逆になるように並列接続されている。２つのキャパシター２３は、例えば、互いに同一の構成である（互いに同一の特性を有している。）。ただし、２つのキャパシター２３は、互いに異なる構成であっても構わない（互いに異なる特性を有していても構わない。）。

図１０（ｂ）は、２つのキャパシター２３それぞれの特性の例を示す図である。これらの図において、縦軸及び横軸は、図５（ｄ）と同様である。線Ｌ３１は、２つのキャパシター２３の一方の特性を示している。線Ｌ３２は、２つのキャパシター２３の他方の特性を示している。

２つのキャパシター２３は、電圧が印加される方向が互いに逆であることから、その特性は、電圧Ｖが０の位置を通る縦軸に対して対称的なものとなる。例えば、線Ｌ３１で示される特性は、電圧Ｖが負である場合においては線形性を示し、電圧Ｖが正である場合においては正の非線形性を示している。一方、線Ｌ３２で示される特性は、上記とは逆に、電圧Ｖが正である場合においては線形性を示し、電圧Ｖが負である場合においては正の非線形性を示している。

図１０（ｃ）は、２つのキャパシター２３全体の特性の例を示す図である。これらの図において、縦軸及び横軸は、図５（ｄ）と同様である。線Ｌ３３は、２つのキャパシター２３全体の特性を示している。

２つのキャパシター２３全体の特性は、図１０（ｂ）に示した各キャパシター２３の特性を足し合わせたものとなる。その結果、２つのキャパシター２３全体では、電圧Ｖが負の場合と、電圧Ｖが正の場合との双方において、正の非線形性が現れる。なお、キャパシター２３は非線形素子２１の一例であるが、並列接続された２以上のキャパシター２３全体を非線形素子２１として捉えてもよい。このように２つのキャパシターを接続することにより、キャパシターで発生する偶数次の非線形性を無くすことができる。このため、ＰＩＭ３を打ち消す際に副作用として生じるＰＩＭ２及び２次高調波の発生を抑制することができる。

（インダクター）
インダクター２５は、キャパシター２３と同様に、非線形性を有し得る。例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）は、横軸の電場の強さ（Ｖ／ｍ）を磁界の強さ（Ａ／ｍ）に置換し、縦軸の分極（Ｃ／ｍ^２）を磁束密度（Ｔ）に置換して、インダクター２５のコア２５ｂ（磁性体）における磁界の強さと磁束密度との関係を示す図として捉えてよい。また、図５（ｃ）及び図５（ｄ）は、縦軸の容量（Ｆ）をインダクタンス（Ｈ）に置換して、インダクター２５における電圧（Ｖ）とインダクタンスとの関係を示す図として捉えてよい。そして、非線形性を有するインダクター２５は、非線形性を有するキャパシター２３と同様に、弾性波素子１９が生じる非線形歪の少なくとも一部を打ち消す非線形歪を生じ得る。

図５（ａ）～図５（ｄ）をインダクター２５の特性を示す図に変換してよいことから理解されるように、インダクター２５についても、正の非線形性及び負の非線形性が存在する。そして、例えば、インダクター２５における非線形性の正負を適宜に設定することによって、弾性波素子１９において生じた非線形歪を低減することができる。

インダクター２５の構成は適宜なものとされてよい。例えば、インダクター２５のコイル２５ａ（磁性体）は、線材が立体的に巻かれたものであってもよいし、線材又は層状導体が平面上において渦巻き状又はミアンダ状に延びているものであってもよい。また、インダクター２５のコア２５ｂは、設けられてもよいし、設けられなくてもよい。コア２５ｂは、例えば、立体的なコイル２５ａの内部に位置したり、平面状かつ渦巻き状のコイル２５ａの内側に位置したりしてよい。磁性体の表面上に平面状のコイルが設けられている場合、この磁性体もコア２５ｂの一種として捉えられてよい。

インダクター２５は、例えば、コア２５ｂとして、非線形性を有する磁性体を有することによって、非線形性を実現できる。そのような磁性体としては、種々のものを利用可能である。例えば、常磁性体は、一般には、線形性を有するが、一部の材料においては、非線形性を発揮し得る。また、大きな非線形性を有する磁性体として、強磁性体及び反強磁性体を挙げることができる。強磁性体としては、例えば、フェライトを挙げることができる。反強磁性体としては、例えば、酸化マンガン（ＭｎＯ）系又は酸化ニッケル系（ＮｉＯ）のものを挙げることができる。

強磁性体及び反強磁性体は、強誘電体及び反強誘電体に類似した特性を有している。例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、横軸の電場の強さ（Ｖ／ｍ）を磁界の強さ（Ａ／ｍ）に置換し、縦軸の分極（Ｃ／ｍ^２）を磁束密度（Ｔ）に置換して、強磁性体及び反強磁性体の特性を示す図として捉えられてよい。そして、図９（ａ）及び図９（ｂ）は、縦軸の容量（Ｆ）をインダクタンス（Ｈ）に置換して、インダクター２５における電圧（Ｖ）とインダクタンスとの関係を示す図として捉えてよい。従って、強誘電体又は反強誘電体を有するキャパシター２３と同様に、強磁性体又は反強磁性体を有するインダクター２５に入力される電圧が所定の電圧の範囲となるように、インダクター２５の構成（例えばコイル２５ａの巻き数）を調整したり、他の素子を接続して分圧したりすることによって、インダクター２５を正又は負の非線形性を有する非線形素子２１として利用することができる。

キャンセル部１７は、互いに接続された複数のインダクター２５を有していてもよい。特に図示しないが、キャンセル部１７は、図１０（ａ）のキャパシター２３と同様に、コイル２５ａの右ねじの方向に対する磁性体の分極方向が互いに逆向きになるように並列接続された２つのインダクター２５を有していてもよい。

（ダイオード）
図１１（ａ）は、非線形素子２１としてのダイオード２７の特性を示す図である。

この図において、横軸は電圧Ｖ（Ｖ）を示している。縦軸は、電流Ｉ（Ａ）を示している。線Ｌ４１は、ダイオード２７に印加される電圧と、ダイオード２７を流れる電流との関係を示している。

公知のように、ダイオード２７は、順方向に電圧が印加されたときは（図において電圧Ｖが正の範囲においては）、電流を流れさせる。一方、ダイオード２７は、逆方向に電圧が印加されたときは（図において電圧Ｖが負の範囲においては）、理想的には、電流を流れさせない。また、ダイオード２７に順方向に電圧が印加される場合において、電圧が所定の大きさ（順方向電圧又は順方向電圧降下）未満のときには電流が流れにくく、電圧が順方向電圧を超えると電流が流れやすくなる。従って、線Ｌ４０によって示される線形な特性との比較から理解されるように、ダイオード２７は、順方向電圧付近において、著しい正の非線形性を示す。このような非線形性を有するダイオード２７は、弾性波素子１９が生じる非線形歪の少なくとも一部を打ち消す非線形歪を生じ得る。

ダイオード２７の構成は、適宜なものとされてよい。例えば、ダイオード２７は、半導体ダイオードであってもよいし、半導体ダイオードでなくてもよい。また、例えば、ダイオード２７は、ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード又はショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）とされてよい。

キャンセル部１７は、互いに接続された複数のダイオード２７を有していてもよい。以下に一例を示す。

図１１（ｂ）は、ダイオード２７同士の接続例を示す模式図である。

図１１（ａ）から分かるように、一般的にダイオードは大きな偶数次の非線形性を持つ。このため、本発明によりＰＩＭ３など奇数次の歪を抑制する場合、この偶数次の非線形性によりダイオードからは大きな偶数次の歪（２次の相互変調歪、２次高調波など）が発生してしまう。しかし、ダイオードを２個接続することにより、この偶数次の非線形性を無くすことができる。キャンセル部１７が有する２つのダイオード２７（２７Ａ及び２７Ｂ）は、互いに逆向きに並列接続されている。すなわち、ダイオード２７Ａのカソードとダイオード２７Ｂのアノードとが接続され、ダイオード２７Ａのアノードとダイオード２７Ｂのカソードとが接続されている。別の観点では、一方のダイオード２７は、カソードが弾性波素子１９に接続され、他方のダイオード２７は、アノードが弾性波素子１９に接続されている。これは、並列接続された２つのダイオード２７が送信フィルタ１３に対して直列に接続されている態様（図１（ａ））、及び並列接続された２つのダイオード２７が送信フィルタ１３に対してシャントに接続されている態様（図１（ｂ））のいずれの態様においても言える。

図１１（ｃ）は、２つのダイオード２７全体の特性の例を示す図である。これらの図において、縦軸及び横軸は、図１１（ａ）と同様である。線Ｌ４５は、２つのダイオード２７全体の特性を示している。

２つのダイオード２７全体の特性は、図１１（ａ）に示した各ダイオード２７の特性を足し合わせたものとなる。その結果、２つのダイオード２７全体では、電圧Ｖが負の場合と、電圧Ｖが正の場合との双方において、正の非線形性が現れる。なお、ダイオード２７は非線形素子２１の一例であるが、並列接続された２以上のダイオード２７全体を非線形素子２１として捉えてもよい。このように２つのダイオードを接続することにより、１つのダイオードの場合に発生してしまう偶数次の非線形性を無くすことができる。このため、ＰＩＭ３を打ち消す際に副作用として生じるＰＩＭ２及び２次高調波の発生を抑制することができる。

図１１（ｄ）及び図１１（ｅ）は、ダイオード２７の利用態様の他の例を示す模式図である。

これらの例では、２つのダイオード２７が直列に接続されている。より詳細には、図１１（ｄ）ではカソード同士が接続されている。図１１（ｅ）ではアノード同士が接続されている。なお、図１１（ｄ）及び図１１（ｅ）のいずれの態様においても、また、図１（ａ）及び図１（ｂ）のいずれの態様においても、図１１（ｂ）の態様と同様に、一方のダイオード２７は、カソードが弾性波素子１９に接続され、他方のダイオード２７は、アノードが弾性波素子１９に接続されていると言える。図１１（ｄ）及び図１１（ｅ）の態様の場合、ダイオードには直流電流は流れなくなるが、非線形容量の様に動作させることができる。この場合においても、電圧が正の場合と負の場合とに亘って非線形性を発現させることができる。

（非線形素子が生じる非線形歪の調整）
図１２は、種々の素子が生じる非線形歪の強度の一例を示す図である。

この図において、横軸は素子に入力される信号の強度Ｐｉｎ（ｄＢｍ）を示している。縦軸は、３次の高調波Ｈ３の強度（ｄＢｍ）を示している。図中の線は、各種の非線形素子における信号の強度Ｐｉｎと高調波Ｈ３の強度との関係を示している。具体的には、線Ｌ５０は弾性波素子１９に対応している。線Ｌ５１はインダクター２５に対応している。線Ｌ５２はダイオード２７の一例であるＰＩＮダイオードに対応している。線Ｌ５３はダイオード２７の他の例であるＳＢＤに対応している。なお、この非線形歪の強度は一例であり、各種非線形素子の素子値、製品形態、設計などにより変化する。もちろん、共振子２９から発生する歪の大きさも、共振子２９の動作原理、サイズ、設計などにより変化する。

この例では、ダイオードで発生する歪（Ｌ５２、Ｌ５３）は、弾性波素子１９で発生する歪（Ｌ５０）に比して大きいため、適切に打消しを起こすためには、ダイオードで発生する歪を小さく調整する必要がある。また、インダクター２５で発生する歪（Ｌ５１）は弾性波素子１９で発生する歪（Ｌ５０）に比して小さいため、適切に打消しを起こすためには、インダクター２５で発生する歪を大きく調整する必要がある。

この図に示されているように、弾性波素子１９及び非線形素子２１は、互いに同一の強度の信号が入力されたときに互いに異なる強度の非線形歪を生じる。従って、非線形素子２１が生じる非線形歪の強度及び／又は位相を適宜に調整することによって、弾性波素子１９が生じる非線形歪を打ち消すことができる。換言すれば、単に弾性波素子１９と非線形素子２１とを開示した公知文献が存在しても、その非線形性の正負も考慮して適宜に非線形性の強度及び／又は位相が調整されていなければ、本実施形態に係る技術を開示していることにはならない。

図１（ａ）又は図１（ｂ）に示す分波器１においては、非線形素子２１は、例えば、少なくとも、送信フィルタ１３（弾性波素子部）において生じる種々の非線形歪のうちのいずれかである第１非線形歪に対してｍ及びｎの値が同じ（別の観点では周波数ｍ×ｆ１＋ｎ×ｆ２が同じ）非線形歪（第２非線形歪）を生じる。そして、第２非線形歪は、第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍となるように、位相及び／又は強度が調整される。または、位相が１８０±２８°で、かつ強度が１．５～０．５倍となるように位相及び／又は強度が調整されてもよいし、位相が１８０±１６°で、かつ強度が１．３～０．７倍となるように位相及び／又は強度が調整されてもよい。なお、位相については、調整不要な場合もある。

第１非線形歪に対して、第２非線形歪の位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍の場合、第１非線形歪を３ｄＢ程度、第２非線形歪との打消しによって低減することができると見込まれる。第１非線形歪に対して、第２非線形歪の位相が１８０±２８°で、かつ強度が１．５～０．５倍の場合、第１非線形歪を６ｄＢ程度、第２非線形歪との打消しによって低減することができると見込まれる。第１非線形歪に対して、第２非線形歪の位相が１８０±１６°で、かつ強度が１．３～０．７倍の場合、第１非線形歪を１０ｄＢ程度、第２非線形歪との打消しによって低減することができると見込まれる。第１非線形歪に対して、第２非線形歪の位相が１８０°で、かつ強度が１倍の場合は歪をほぼ完全に打ち消すことができると見込まれる。

キャンセル部１７における非線形歪の強度及び／又は位相の調整は、種々の方法によって実現されてよい。

例えば、非線形素子２１自体の特性が調整されてよい。例えば、キャパシター２３における誘電体の厚さ、電極面積及び／又は誘電率が調整され、これにより、キャパシター２３が生じる非線形歪の強度が調整され、ひいては、キャンセル部１７における非線形歪の強度が調整されてよい。また、例えば、インダクター２５における巻き数、各種の寸法及び／又は透磁率が調整され、これにより、インダクター２５が生じる非線形歪の強度が調整され、ひいては、キャンセル部１７における非線形歪の強度が調整されてよい。また、例えば、ダイオード２７における各種の寸法が調整され、これにより、ダイオード２７が生じる非線形歪の強度が調整され、ひいては、キャンセル部１７における非線形歪の強度が調整されてよい。また、複数の非線形素子２１を直列または並列に接続してもよい。

上記の非線形素子２１自体の特性の調整は、キャンセル部１７が１つの非線形素子２１のみからなる態様においてなされてもよいし、下記に述べるように、キャンセル部１７が１つの非線形素子２１以外の素子を有する態様においてなされてもよい。なお、前者の態様では、１つの非線形素子２１は、例えば、送信フィルタ１３（弾性波素子部）が生じる第１非線形歪と同じ周波数（ｍ×ｆ１＋ｎ×ｆ２）の第２非線形歪を生じ、この第２非線形歪は、第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍（又は位相が１８０±２８°で、かつ強度が１．５～０．５倍、位相が１８０±１６°で、かつ強度が１．３～０．７倍。理想的には１８０°で、かつ強度が１倍）である。

また、非線形素子２１とは別の１以上の素子（調整素子５１というものとする。）が設けられることによって、キャンセル部１７における非線形歪の強度及び／又は位相が調整されてもよい。これは、別の観点から言えば、送信フィルタ１３（弾性波素子部）において生じた第１非線形歪とキャンセル部１７において生じた第２非線形歪との強度の差、及び第１非線形歪の位相と第２非線形歪の位相の逆相との差の少なくとも一方の差が、１以上の調整素子５１が設けられていないと仮定したときの前記一方の差よりも小さいということである。

調整素子５１は、非線形素子２１に入力される信号を調整することによって第２非線形歪を調整するものであってもよいし、非線形素子２１から出力された非線形歪を直接に調整するものであってもよい。また、調整素子５１は、線形素子であってもよいし、非線形素子であってもよい。調整素子５１としては、種々の素子が利用されてよく、例えば、抵抗体、キャパシター及びインダクターを挙げることができる。

調整素子５１が非線形素子である場合、この非線形素子は、弾性波素子１９が生じる非線形歪を打ち消す非線形歪を生じる他の非線形素子２１であってもよいし、そうでなくてもよい。前者の場合、別の観点では、キャンセル部１７は、送信フィルタ１３（弾性波素子部）が生じる第１非線形歪と同じ周波数（ｍ×ｆ１及びｎ×ｆ２）の第２非線形歪を生じる複数の非線形素子２１を含んでいる。そして、該複数の非線形素子２１が生じる第２非線形歪の合計が、第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍、位相が１８０±２８°で、かつ強度が１．５～０．５倍、位相が１８０±１６°で、かつ強度が１．３～０．７倍である。

既述のように、弾性波素子１９は、ｍ×ｆ１及びｎ×ｆ２の周波数を有し、ｍ及びｎの値が互いに異なる種々の非線形歪を生じ得る。これは、非線形素子２１についても同様である。キャンセル部１７は、上述した調整の結果、送信フィルタ１３（弾性波素子部）において生じる種々の非線形歪のうち、１つのみを低減してもよいし、２以上の非線形歪を低減してもよい。例えば、キャンセル部１７は、ｍ＝２かつｎ＝－１の３次の相互変調歪のみを低減してもよいし、これに加えて、ｍ＝２かつｎ＝１の３次の相互変調歪を低減してもよいし、さらに他の奇数次の非線形歪及び／又は偶数次の非線形歪を低減してもよい。

図１３（ａ）～図１３（ｄ）は、調整素子５１の接続例を示す模式図である。

図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、キャンセル部１７が送信フィルタ１３に直列に接続されている態様における調整素子５１の接続例を示している。図１３（ａ）では、非線形素子２１と調整素子５１とが直列に接続されている。図１３（ｂ）では、非線形素子２１と調整素子５１とが並列に接続されている。

図１３（ｃ）及び図１３（ｄ）は、キャンセル部１７が送信フィルタ１３にシャントに接続されている態様における調整素子５１の接続例を示している。図１３（ｃ）では、非線形素子２１と調整素子５１とが直列に接続されている。図１３（ｄ）では、非線形素子２１と調整素子５１とが並列に接続されている。

なお、図示の例とは異なり、非線形素子２１及び／又は調整素子５１の数は、１つに限定されず、２以上であってもよい。また、１以上の非線形素子２１及び１以上の調整素子５１においては、直列接続と並列接続とが組み合わされてもよい。

調整素子５１が非線形素子２１と直列に接続されている態様においては、例えば、分圧によって非線形素子２１に印加される電圧を低減することができる。また、調整素子５１が非線形素子２１と並列に接続されている態様においては、例えば、分流によって非線形素子２１に流れる電流を低減することができる。そして、非線形素子２１における電圧及び／又は電流の低減によって、非線形素子２１において生じる非線形歪の強度を低下させ、送信フィルタ１３において生じる非線形歪と釣り合せることができる。

調整素子５１が非線形素子２１に直列に接続されている態様においては、調整素子５１として、入力された信号の位相をずらして出力する位相器（位相シフタ）が用いられてよい。この場合、非線形素子２１に入力される信号の位相を調整することにより、及び／又は非線形素子２１から出力される非線形歪の位相を直接に調整することにより、送信フィルタ１３が生じる非線形歪の位相と、キャンセル部１７から出力される非線形歪の位相とを逆相にすることができる。位相器は、入力された信号の位相を進ませるものであってもよいし、遅らせるものであってもよい。位相器における入力に対する出力のずれは、９０°又は１８０°等の一般的な値とされてよい。位相器の構成は、公知の種々の構成と同様とされて構わない。

（調整素子の他の用途）
調整素子５１は、非線形素子２１が生じる非線形歪の強度及び／又は位相の調整に加えて、又は代えて、本来伝送されるべき信号（ここでは送信端子７からアンテナ端子５へ伝送される送信信号）に非線形素子２１が及ぼす影響を低減することに寄与してもよい。

例えば、送信フィルタ１３にシャントに接続されている１以上の非線形素子２１に直列に接続されている１以上の調整素子５１（図１３（ｃ））は、抵抗値が比較的大きい抵抗体、インダクタンスが比較的大きいインダクター、及び／又は容量が比較的小さいキャパシターとされてよい。この場合、送信信号を基準電位部１１へ流れにくくすることができる。

また、例えば、送信フィルタ１３に直列に接続されている１以上の非線形素子２１に並列に接続されている１以上の調整素子５１（図１３（ｂ））は、抵抗値が比較的小さい抵抗体、容量が比較的大きいキャパシター、及び／又はインダクタンスが比較的小さいインダクターとされてよい。この場合、送信信号をアンテナ端子５へ流れやすくできる。

上記において、調整素子５１の抵抗値、インダクタンス及び容量は適宜に設定されてよい。例えば、伝送すべき信号に関して意図されている周波数（例えば通過帯域の中心周波数）及び電圧（例えば最大値又は実効値）を想定したときに、大きな抵抗値、大きなインダクタンス及び／又は小さな容量をインピーダンスに変換した値は、キャンセル部１７全体のインピーダンスの２／３以上又は４／５以上とされてよい。また、大きな容量及び／又は小さなインダクタンスをインピーダンスに変換した値は、キャンセル部１７全体のインピーダンスの１／３以下又は１／５以下とされてよい。

（構造例）
分波器１の構造は適宜なものとされてよい。以下に、２つの例を示す。

図１４（ａ）は、分波器１の構造の例を示す平面図である。

この例では、分波器本体３及び１以上（図示の例では３つ）の非線形素子２１は、それぞれパッケージングされた電子部品とされている。これらの電子部品は、回路基板５３に実装され、回路基板５３の配線５５によって互いに接続されている。特に図示しないが、回路基板５３には、分波器１に対して接続される他の電子部品、及び／又は分波器１に対して非接続とされる電子部品が実装されてよい。換言すれば、分波器１は、プリント回路板（プリント配線板、及び当該プリント配線板に実装された電子部品）の一部とされてよい。このように、非線形素子２１は、分波器本体３と共にパッケージングされるのではなく、分波器本体３に対する外付けの電子部品とされてよい。

図１４（ｂ）は、分波器１の構造の他の例を示す平面図である。

この例では、分波器本体３及び１以上（図示の例では３つ）の非線形素子２１は、共にパッケージングがなされて１つの電子部品とされている。例えば、分波器１は、回路基板５７を有しており、送信フィルタ１３、受信フィルタ１５及び１以上の非線形素子２１が実装されている。送信フィルタ１３及び受信フィルタ１５は、例えば、ベアチップの状態、又はウェハレベルパッケージの状態とされてよい。非線形素子２１は、パッケージングがなされた状態であってもよいし、なされていない状態であってもよい。送信フィルタ１３、受信フィルタ１５及び１以上の非線形素子２１は、回路基板５７の上面を覆う不図示の樹脂等によって共に封止される。回路基板５７には、適宜な位置にアンテナ端子５、送信端子７及び受信端子９が設けられる。

回路基板５３及び５７は、公知の種々の態様とされてよい。例えば、これらの基板は、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）基板、ＨＴＣＣ（High Temperature Co-Fired Ceramic）基板又は有機基板とされてよい。

特に図示しないが、調整素子５１も、非線形素子２１と同様に、分波器本体３に対する外付けの電子部品とされてもよいし、分波器本体３と共にパッケージングされるものとされてもよい。外付けか否か等の態様は、２以上の非線形素子２１同士で異なっていたり、２以上の調整素子５１同士で異なっていたり、非線形素子２１と調整素子５１とで異なっていたりしてもよい。

図１４（ａ）の構造例と図１４（ｂ）構造例とは組み合わされてもよい。すなわち、複数の素子のうち、一部の素子が分波器本体３と共にパッケージングされるとともに他の素子が外付けとされてもよい。また、非線形素子２１及び／又は調整素子５１は、回路基板５３及び／又は５７に実装されるのではなく、回路基板の表面及び／又は内部に作り込まれてもよい。

また、図１６に示すように、非線形素子２１及び／又は調整素子５１をまとめて１つのパッケージに入れた素子５６を、分波器本体３と共に回路基板５３（又は５７）に実装してもよい。

（通信装置）
図１５は、分波器１の利用例としての通信装置１５１の要部を示すブロック図である。通信装置１５１は、電波を利用した無線通信を行うものであり、例えば、分波器１を含んでいる。ここでは、キャンセル部１７の図示は省略されている。

通信装置１５１において、送信すべき情報を含む送信情報信号ＴＩＳは、ＲＦ－ＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）１５３によって変調及び周波数の引き上げ（搬送波周波数を有する高周波信号への変換）がなされて送信信号ＴＳとされる。送信信号ＴＳは、バンドパスフィルタ１５５によって送信用の通過帯以外の不要成分が除去され、増幅器１５７によって増幅されて分波器１（送信端子７）に入力される。そして、分波器１（送信フィルタ１３）は、入力された送信信号ＴＳから送信用の通過帯以外の不要成分を除去し、その除去後の送信信号ＴＳをアンテナ端子５からアンテナ１５９に出力する。アンテナ１５９は、入力された電気信号（送信信号ＴＳ）を無線信号（電波）に変換して送信する。

また、通信装置１５１において、アンテナ１５９によって受信された無線信号（電波）は、アンテナ１５９によって電気信号（受信信号ＲＳ）に変換されて分波器１（アンテナ端子５）に入力される。分波器１（受信フィルタ１５）は、入力された受信信号ＲＳから受信用の通過帯以外の不要成分を除去して受信端子９から増幅器１６１へ出力する。出力された受信信号ＲＳは、増幅器１６１によって増幅され、バンドパスフィルタ１６３によって受信用の通過帯以外の不要成分が除去される。そして、受信信号ＲＳは、ＲＦ－ＩＣ１５３によって周波数の引き下げ及び復調がなされて受信情報信号ＲＩＳとされる。

なお、送信情報信号ＴＩＳ及び受信情報信号ＲＩＳは、適宜な情報を含む低周波信号（ベースバンド信号）でよく、例えば、アナログの音声信号もしくはデジタル化された信号である。無線信号の通過帯は、適宜に設定されてよく、比較的高周波の通過帯（例えば５ＧＨｚ以上）とされても構わない。変調方式は、位相変調、振幅変調、周波数変調もしくはこれらのいずれか２つ以上の組み合わせのいずれであってもよい。回路方式は、図１５では、ダイレクトコンバージョン方式を例示したが、それ以外の適宜なものとされてよく、例えば、ダブルスーパーヘテロダイン方式であってもよい。また、図１５は、要部のみを模式的に示すものであり、適宜な位置にローパスフィルタやアイソレータ等が追加されてもよいし、また、増幅器等の位置が変更されてもよい。

以上のとおり、本実施形態では、弾性波デバイス（分波器１）は、弾性波素子部（送信フィルタ１３）と、キャンセル部１７とを有している。送信フィルタ１３は、圧電体３１ｂ、及び該圧電体３１ｂに電圧を印加する励振電極３３を有している。キャンセル部１７は、送信フィルタ１３と、所定の端子（図１（ａ）ではアンテナ端子５）又は基準電位部１１とを仲介している１以上の非線形素子２１を含んでいる。キャンセル部１７は、送信フィルタ１３において生じる奇数次の非線形歪のうちのいずれかである第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍の非線形歪を生じる。

従って、既述のように、キャンセル部１７が生じる第２非線形歪によって弾性波素子部において生じる第１非線形歪の一部又は全部が打ち消され、分波器１において生じる非線形歪が低減される。その結果、例えば、送信フィルタ１３において受信フィルタ１５の通過帯域内に周波数を有する第１非線形歪が生じたときに、第１非線形歪の強度を低減して、第１非線形歪が受信フィルタ１５を通過する蓋然性を低減できる。ひいては、分波器１の受信感度を向上させることができる。

１以上の非線形素子２１は、キャパシター２３、インダクター２５及びダイオード２７のいずれか１つを少なくとも含んでよい。

この場合、例えば、公知の電子素子又はそれを応用した電子素子を用いて送信フィルタ１３の非線形歪を低減することができる。その結果、例えば、コスト削減が図られる。

１以上の非線形素子２１は、印加される交流電圧の実効値が所定の電圧範囲内において大きいほど静電容量が大きくなるキャパシター２３を含んでよい。また、１以上の非線形素子２１は、印加される交流電圧の実効値が所定の電圧範囲内において大きいほどインダクタンスが大きくなるインダクター２５を含んでよい。

これらの場合、キャパシター２３の非線形性は正である。一方、圧電体３１ｂは、図４に示したように、負の非線形性を示す。その結果、図６（ａ）～図７（ｂ）を参照して説明したように、位相の調整を行わずに、キャパシター２３の非線形性歪によって弾性波素子１９の非線形歪を打ち消すことができる蓋然性が高い。ひいては、キャンセル部１７の構成を簡素化できる。

キャパシター２３は、静電容量増加用の反強誘電体（誘電体２３ｂ）を有してよい。反強誘電体は、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛系材料によって構成されてよい。また、キャパシター２３は、静電容量増加用の強誘電体（誘電体２３ｂ）を有してよい。強誘電体は、チタン酸バリウム系材料によって構成されてよい。インダクター２５は、インダクタンス増加用の強磁性体（コア２５ｂ）を有してよい。

これらの場合においては、例えば、キャパシター２３及び／又はインダクター２５が非線形性を発現しやすく、かつ非線形性が強くなりやすい。非線形性が強い方が非線形歪の強度が大きくなりやすいから、非線形素子２１の構成を小型化しつつ、送信フィルタ１３の非線形歪を低減する効果を得ることができる。

１以上の非線形素子２１は、アノード及びカソードのうちアノードが弾性波素子１９に接続されているダイオード２７Ａと、アノード及びカソードのうちカソードが弾性波素子１９に接続されているダイオード２７Ｂと、を含んでよい。

この場合、ダイオード２７の強い非線形性を利用できる。非線形性が強いことにより、非線形素子２１の構成を小型化しつつ、弾性波素子１９の非線形歪を打ち消すための非線形歪を生じさせることができる。そして、図１１（ｃ）を参照して説明したように、入力電圧が正の場合と負の場合との双方に関して、弾性波素子１９の非線形歪を打ち消すための非線形歪を生じさせることができる。

キャンセル部１７は、非線形素子２１に接続されている１以上の調整素子５１を有してよい。弾性波素子１９が生じる第１非線形歪の強度と非線形素子２１が生じる第２非線形歪の強度との差、及び第１非線形歪の位相と第２非線形歪の位相の逆相との差の少なくとも一方の差は、１以上の調整素子５１が設けられていないと仮定したときの前記一方の差よりも小さくされてよい。

すなわち、非線形素子２１が生じる第２非線形歪によって弾性波素子１９が生じる第１非線形歪の一部又は全部を打ち消すことができるように調整素子５１が設けられてよい。この場合、例えば、非線形素子２１の設計の自由度が向上する。例えば、非線形素子２１として汎用品を用いることが可能になる。

１以上の調整素子５１は、非線形素子２１とは別の非線形素子を含んでよい。

この場合、例えば、非線形素子２１が生じる非線形歪の強度を分圧によって調整したり、非線形歪の位相を調整したりするだけでなく、調整素子５１が生じる非線形歪を非線形素子２１の非線形歪に重畳して、非線形歪の強度を調整することができる。その結果、例えば、非線形素子２１の設計の自由度が向上する。

１以上の調整素子５１は、線形素子を含んでよい。

この場合、調整素子５１は、基本的に非線形歪を生じない。従って、例えば、調整素子５１が、非線形素子２１が生じる非線形歪の強度に及ぼす影響を予測しやすい。すなわち、調整された非線形歪の強度の予測が容易である。

１以上の非線形素子２１は、弾性波素子１９が生じる第１非線形歪と同じ周波数の第２非線形歪をそれぞれ生じる複数の非線形素子２１とされてよい。該複数の非線形素子２１が生じる第２非線形歪の合計は、第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍とされてよい。

この場合、例えば、複数の非線形素子２１によって、第１非線形歪の一部又は全部を打ち消すのに必要な強度を有する第２非線形歪を生成すればよいから、個々の非線形素子２１の設計の自由度が向上する。例えば、非線形素子２１として汎用品を用いることが可能になる。

１以上の非線形素子２１が、弾性波素子１９が生じる第１非線形歪と同じ周波数の第２非線形歪を生じる１つの非線形素子２１（便宜上、第１非線形素子２１という。）を含んでよい。第１非線形素子２１が生じる第２非線形歪は、第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍とされてよい。

すなわち、１つの第１非線形素子２１によって、第１非線形歪の一部又は全部を打ち消すのに必要な強度を有する第２非線形歪が生成されてよい。別の観点では、そのように第１非線形素子２１の構成が調整されてよい。この場合、例えば、複数の非線形素子２１を設けたり、１以上の調整素子５１を設けたりする必要性が低減され、キャンセル部１７を小型化できる。

なお、以上の実施形態において、分波器１は弾性波デバイスの一例である。送信フィルタ１３は弾性波素子部の一例である。アンテナ端子５は所定の端子の一例である。ＲＦ－ＩＣは集積回路素子の一例である。

また、一般に、弾性波素子１９および、非線形素子２１で発生する歪の強度、位相は周波数依存性を持っている。このため、第１非線形歪と第２非線形歪の打ち消しは、一般的にはある特定の周波数で最大になり、その他の周波数では打ち消しの効果は小さくなる。しかし、その場合でも、所望の周波数範囲にわたって、ある程度の歪の低減は可能である。これは、図６や図７に示したシミュレーション結果から明白である。また、調整素子５１を使って回路を最適化することにより、弾性波素子１９および、非線形素子２１で発生する歪の周波数依存性を近づけ、打ち消しの効果が発揮される周波数範囲を広げることができる。

本開示に係る技術は、上記の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

例えば、弾性波は、ＳＡＷに限定されない。弾性波は、ＢＡＷ、弾性境界波または板波（ただし、これらの波とＳＡＷとは必ずしも区別できるわけではない。）であってもよい。別の観点では、別の観点では、励振電極は、ＩＤＴに限定されない。例えば、励振電極は、圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ：Film Bulk Acoustic Resonator）のように、圧電薄膜を厚さ方向に挟む１対の電極であってもよい。

弾性波素子部は、送信フィルタに限定されない。例えば、弾性波素子部は、受信フィルタであってもよいし、共振子であってもよい。

弾性波デバイスは、分波器に限定されない。例えば、弾性波デバイスは、共振子又はフィルタであっても構わない。別の観点では、弾性波デバイスは、弾性波素子部（実施形態では送信フィルタ１３）とは別の機能部（実施形態では受信フィルタ１５）を有していなくてもよい。また、分波器は、デュプレクサに限定されない。例えば、分波器は、３つのフィルタを有するトリプレクサであってもよいし、４つのフィルタを有するクアッドプレクサであってもよい。

非線形素子は、キャパシター、インダクター及びダイオードに限定されない。例えば、弾性波素子であってもよい。

本開示に係る技術は、奇数次の非線形歪だけでなく、偶数次の非線形歪の低減に利用されてもよい。本開示に係る技術からは、例えば、以下の概念の発明を抽出可能である。

（概念１）
圧電体、及び該圧電体に電圧を印加する励振電極を有している弾性波素子部と、
前記弾性波素子部と、所定の端子又は基準電位部とを仲介している１以上の非線形素子を含んでおり、前記弾性波素子部において生じる複数の非線形歪のうちのいずれかである第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍の非線形歪を生じるキャンセル部と、
を有しており、
前記１以上の非線形素子が、キャパシター、インダクター及びダイオードのいずれか１つを少なくとも含んでいる
弾性波デバイス。

１…分波器（弾性波デバイス）、５…アンテナ端子、１１…基準電位部、１３…送信フィルタ（弾性波素子部）、１７…キャンセル部、２１…非線形素子、３１ｂ…圧電体、３３…励振電極。

Claims

圧電体、及び該圧電体に電圧を印加する励振電極を有している弾性波素子部と、
前記弾性波素子部と、所定の端子又は基準電位部とを仲介している１以上の非線形素子を含んでおり、前記弾性波素子部において生じる奇数次非線形歪のうちのいずれかである第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍の非線形歪を生じるキャンセル部と、
を有している弾性波デバイス。
前記１以上の非線形素子が、キャパシター、インダクター及びダイオードのいずれか１つを少なくとも含んでいる
請求項１に記載の弾性波デバイス。
前記１以上の非線形素子が、印加される交流電圧の実効値が所定の電圧範囲内において大きいほど静電容量が大きくなるキャパシターを含んでいる
請求項２に記載の弾性波デバイス。
前記キャパシターが反強誘電体を有している
請求項３に記載の弾性波デバイス。
前記反強誘電体がチタン酸ジルコン酸鉛系またはチタン酸ジルコン酸ランタン鉛系材料によって構成されている
請求項４に記載の弾性波デバイス。
前記キャパシターが強誘電体を有している
請求項３に記載の弾性波デバイス。
前記強誘電体がチタン酸バリウム系材料によって構成されている
請求項６に記載の弾性波デバイス。
前記１以上の非線形素子が、印加される交流電圧の実効値が所定の電圧範囲内において大きいほどインダクタンスが大きくなるインダクターを含んでいる
請求項２に記載の弾性波デバイス。
前記インダクターが強磁性体を有している
請求項８記載の弾性波デバイス。
前記１以上の非線形素子が、
アノード及びカソードのうちアノードが前記弾性波素子に接続されている第１ダイオードと、
アノード及びカソードのうちカソードが前記弾性波素子に接続されている第２ダイオードと、を含んでいる
請求項２に記載の弾性波デバイス。
前記１以上の非線形素子が、
逆極性に直列に接続した２つのダイオードを含んでいる請求項２に記載の弾性波デバイス。
前記１以上の非線形素子が、前記第１非線形歪と同じ周波数の第２非線形歪を生じる第１非線形素子を含んでおり、
前記キャンセル部が、前記第１非線形素子に接続されている１以上の調整素子を有しており、
前記第１非線形歪の強度と前記第２非線形歪の強度との差、及び前記第１非線形歪の位相と前記第２非線形歪の位相の逆相との差の少なくとも一方の差が、前記１以上の調整素子が設けられていないと仮定したときの前記一方の差よりも小さい
請求項１～１１のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
前記１以上の調整素子が、前記第１非線形素子とは別の非線形素子を含んでいる
請求項１２に記載の弾性波デバイス。
前記１以上の調整素子が線形素子を含んでいる
請求項１２又は１３に記載の弾性波デバイス。
前記１以上の非線形素子が、前記第１非線形歪と同じ周波数の第２非線形歪をそれぞれ生じる複数の非線形素子であり、該複数の非線形素子が生じる前記第２非線形歪の合計が、前記第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍である
請求項１～１４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
前記１以上の非線形素子が、前記第１非線形歪と同じ周波数の第２非線形歪を生じる第１非線形素子を含んでおり、該第１非線形素子が生じる前記第２非線形歪が、前記第１非線形歪に対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍である
請求項１～１５のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
前記キャンセル部が、前記弾性波素子部において生じる互いに周波数が異なる２以上の非線形歪のそれぞれに対して、位相が１８０±４０°で、かつ強度が１．７～０．３倍の非線形歪を生じる
請求項１～１６のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
前記キャンセル部と、前記弾性波素子部は、単一のパッケージに内蔵されている請求項１～１７のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
前記キャンセル部と、前記弾性波素子部が、単一の回路基板に実装される請求項１～１７のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に出力される信号をフィルタリングする送信フィルタと、
前記アンテナ端子から入力される信号をフィルタリングする受信フィルタと、
を有しており、
前記弾性波素子部が前記送信フィルタ又は前記受信フィルタである
請求項１～１９のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
請求項２０に記載の弾性波デバイスと、
前記アンテナ端子に接続されているアンテナと、
前記送信フィルタ及び前記受信フィルタに接続されている集積回路素子と、
を有している通信装置。