JP3528049B2 - 弾性表面波装置、通信装置 - Google Patents
弾性表面波装置、通信装置Info
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Description
よびこれを用いた通信装置に関するものであり、特に、
弾性表面波分波器として好適に用いられる弾性表面波装
置およびこれを用いた通信装置に関するものである。
て伝搬する弾性表面波を利用した弾性表面波素子を備え
る装置であり、遅延線、フィルタ、共振子などに利用さ
れている。弾性表面波は電磁波に比べて波長が短いた
め、弾性表面波装置そのものを小型化し易いなどの利点
がある。それゆえ、たとえば携帯電話などでは、高周波
回路に設けられるフィルタとして弾性表面波装置が用い
られている。
においては、より一層の小型化や低背化が求められてお
り、それゆえ弾性表面波装置もさらに一層の小型化・低
背化が求められている。そこで、携帯電話では、一つの
アンテナで異なる周波数帯で送受信を行うために、弾性
表面波装置を分波器(分岐フィルタ)として用いる需要
が大きくなっている。
ば、特開平5−167388号公報に開示されている
弾性表面波分波器が挙げられる。この技術では、たとえ
ば図17に示すように、複数の弾性表面波共振子(以
下、単に共振子と略す)を用いて、梯子型(ラダー型)
の弾性表面波フィルタ(以下、適宜フィルタと略す)を
構成し、このフィルタを二つ並列接続して分波器を形成
している。
Sと並列共振子Pとを交互に接続した構成の梯子型のフ
ィルタFi およびFiiを用いており、これらが共通端子
T0にて並列接続されている。また、フィルタFi とフ
ィルタFiiとを比較した場合、通過帯域の周波数が相対
的に高いものがフィルタFiiであり、このフィルタF ii
は、通信装置に用いた場合、受信用フィルタとして用い
られる。一方、フィルタFi は送信用フィルタとして用
いられる。
で分波器を構成した場合には、上記フィルタFi を基準
とすると、次のようなフィルタ特性(インピーダンス特
性)が要求される。すなわち、フィルタFi は、自身の
通過帯域では、回路全体のインピーダンスに近い値とな
り、フィルタFiiの通過帯域となる阻止帯域では、回路
全体のインピーダンスよりも非常に大きな値となるとい
う特性である。通常のトランスバーサル型の弾性表面波
フィルタでは、このようなフィルタ特性を得ることが容
易ではないので、分波器全体の回路構成が複雑化してい
た。
も共通端子側となる共振子Si ・S iiを直列に接続した
直列共振子としているので、該直列共振子がフィルタの
インピーダンス特性を整合するだけでなく、分波器全体
の構成における位相調整にも利用することが可能となっ
ている。それゆえ、通過帯域外の阻止帯域でのインピー
ダンスが回路インピーダンスよりも非常に大きくなり、
上記インピーダンス特性を実現できる。
に、一方のフィルタから見れば、自身の通過帯域におい
ては、他方のフィルタは並列に接続された容量素子とし
て機能する。そこで、図17に示すように、共通端子T
0 側に、上記容量素子(他方のフィルタ)の容量をキャ
ンセルするだけのインダクタンスを有するインダクタン
ス素子Lを並列に接続する。これによって、他方のフィ
ルタの容量素子としての機能をキャンセルさせて、たと
えば50Ωに整合をとることができる。
として機能する場合について考慮した技術としては、た
とえば、特開平10−313229号公報に開示され
ている多端子対弾性表面波フィルタが挙げられる。この
技術では、共通端子側にインダクタンス素子を並列接続
することによって整合をとっているが、さらに、弾性表
面波フィルタを、上記並列のインダクタンス素子と並列
共振するように設計することによって対処している。こ
れによって整合回路としては、単一のインダクタンス素
子を用いるのみで、他方のフィルタからの影響を防止す
ることが可能になっている。
技術では、確かに理論的には、上記のような整合をとる
ことは可能であるが、弾性表面波分波器を小型化のため
に1パッケージ化して実装したデバイスを作成すると、
直列の寄生成分によって十分に整合がとれない場合があ
るという問題点を生じる。
ッケージに搭載して実装すると、図18に示すように、
共通端子側において、各フィルタFi ・Fiiの信号端子
から整合回路(並列のインダクタンス素子L)までの間
に、各フィルタFi ・Fiiを接続するストリップライン
などによって、直列の寄生インピーダンス成分Z0 が含
まれてしまう。このような寄生成分がわずかでも含まれ
ると、分波器のインピーダンスが低インピーダンス側に
外れてしまい、上記インダクタンス素子Lを付加するの
みでは整合がうまくとれなくなる。
の通過帯域がfi であるとして、このフィルタFi を、
上記フィルタFiiや整合回路を付加しない状態で測定し
た場合には、通過帯域fi において50Ωの整合がとれ
ているとする。フィルタFiiは通過帯域fiiにおいて容
量素子として機能するために、各フィルタFi ・Fiiを
接続した接続点p0 から見たインピーダンスは、50Ω
に整合があっているフィルタFi に並列の容量が加わっ
たようなインピーダンス特性を示す。
19に示すように、上記フィルタF i のアドミタンス
は、A点からB点に移動する特性が示される。アドミタ
ンスチャートでは、上半部の半円が誘導性のアドミタン
スを、下半部の半円が容量性のアドミタンスを表すこと
になるので、フィルタFi のアドミタンスは、等コンダ
クタンス円上で容量性に表れることになる。
ダクタンス素子Lまでの間に上記直列の寄生インピーダ
ンス成分Z0 がなければ、フィルタFi においては、上
記インダクタンス素子Lのみで50Ωに整合を合わせる
ことが可能である。その結果、図19に示すアドミタン
スチャートにおいては、フィルタFi のアドミタンス
は、上記インダクタンス素子Lのインダクタンスを適切
な値を設定することで、B点からA点に移動する。
Fi と上記インダクタンス素子Lとの間には、寄生成分
として、上記直列の寄生インピーダンス成分Z0 が存在
する。そのため、位相が低インピーダンス側に移動する
ことになり、図19に示すアドミタンスチャートでは、
フィルタFi のアドミタンスは、B点から等サプセスタ
ンス円D上のC点に移動する。それゆえ、もはや上記イ
ンダクタンス素子Lのみでは、50Ωに整合をとること
ができなくなり、フィルタFi のアドミタンスは、等サ
プセスタンス円D上でしか移動できない。
るためには、整合回路として、上記並列のインダクタン
ス素子Lに加えて、さらに、直列容量素子や直列のスト
リップラインなどの別の整合素子を付加する必要が生じ
る。その結果、整合素子数の増加を招き、分波器の小型
化を大幅に阻害するという問題点が生じる。
のであって、その目的は、小型化のために二つの弾性表
面波フィルタを一つのパッケージに搭載した場合におい
ても、整合素子数の増加を招くことなく、また、整合ロ
スの小さい弾性表面波装置と、これを用いた通信装置を
提供することにある。
波装置は、上記の課題を解決するために、少なくとも、
通過帯域の周波数が相対的に低い第1の弾性表面波フィ
ルタと、通過帯域の周波数が相対的に高い第2の弾性表
面波フィルタとを備えており、これら各弾性表面波フィ
ルタを一つのパッケージに搭載してなる弾性表面波装置
において、上記弾性表面波装置が、各弾性表面波フィル
タの一方の信号端子が共通端子で接続された弾性表面波
装置であって、各弾性表面波フィルタがそれぞれ有する
共通端子側の信号端子は、互いに絶縁された異なる経路
によって、それぞれ上記パッケージの異なる外部端子に
接続され、外部回路の信号線によって上記各信号端子が
接続されて結合部を形成しているとともに、上記結合部
と共通端子との間には整合手段が設けられていることを
特徴としている。
を有する弾性表面波フィルタを一つのパッケージに搭載
した上で、各弾性表面波フィルタの信号端子をそれぞれ
別々に引き出している。それゆえ、接続点(結合部)か
ら整合手段を接続する部分までに生じる直列の寄生成分
が事実上、除去されるので、整合手段の構成を簡素化す
ることができる。その結果、整合手段に多くの素子を用
いる必要がなくなり、弾性表面波装置の構成をより小型
化することができる。特に、本発明にかかる弾性表面波
装置は、通信装置の分波器として非常に好適に用いるこ
とができる。
とも、通過帯域の周波数が相対的に低い第1の弾性表面
波フィルタと、通過帯域の周波数が相対的に高い第2の
弾性表面波フィルタとを備えており、これら各弾性表面
波フィルタを一つのパッケージに搭載してなる弾性表面
波装置において、上記弾性表面波装置は、各弾性表面波
フィルタの一方の信号端子が共通端子で接続された弾性
表面波装置であって、各弾性表面波フィルタがそれぞれ
有する共通端子側の信号端子は、互いに絶縁された異な
る経路によって、それぞれ上記パッケージの異なる外部
端子に接続され、外部回路の信号線によって上記各信号
端子が接続され、上記各弾性表面波フィルタが、パッケ
ージ外部の線路で一つの共通端子に接続されて結合部を
形成しているとともに、上記結合部には、整合手段が各
弾性表面波フィルタに対して並列に接続されていること
特徴としている。
外部に形成されているので、上記直列の寄生成分を確実
に除去することができる。それゆえ、整合手段の構成を
より一層小型化することができる。その結果、弾性表面
波装置およびこれを用いた分波器の構成をさらに一層小
型化することができる。
成に加えて、上記整合手段が、上記弾性表面波フィルタ
の通過帯域で誘導性を示す誘導性素子を含んでいること
を特徴としている。
子であり、このインダクタンス素子一つのみで整合手段
が形成されることがより好ましい。
直列の寄生インピーダンス成分が含まれることになるの
で、整合手段に誘導性素子を含めるのみで整合が可能と
なる。特に、上記誘導性素子がインダクタンス素子であ
れば、整合手段の構成を、実質的にインダクタンス素子
のみとすることができる。
成に加えて、さらに、上記弾性表面波フィルタを構成す
る複数の弾性表面波素子、各弾性表面波フィルタの結合
部を形成する上記線路、および上記整合手段が、一つの
回路基板に実装されて一体化していることを特徴として
いる。
を搭載したパッケージ、結合部を形成する外部線路、お
よび並列のインダクタンス素子などの整合手段を、同一
のプリント基板上などに実装している。そのため、小型
で外部の整合回路を必要としない弾性表面波分波器を実
現することができる。
性表面波装置を分波器として用いることを特徴としてい
る。
分波器として用いているので、非常に良好な送受信機能
を発揮する通信装置とすることができる。
実施の形態について図1ないし図13に基づいて説明す
れば、以下の通りである。なお、本発明はこれに限定さ
れるものではない。
域の周波数の相対的に低い第1の弾性表面波フィルタ
と、通過帯域の周波数の相対的に高い第2の弾性表面波
フィルタとの少なくとも二つの弾性表面波フィルタを、
一つのパッケージに搭載した弾性表面波分波器におい
て、少なくとも、各弾性表面波フィルタの共通端子側の
信号端子が、互いに絶縁された異なる経路によって、パ
ッケージに設けられる異なる外部端子にそれぞれ接続さ
れる構成を有している。
側の信号端子は、パッケージ外部となる線路で結合さ
せ、この結合部分に整合回路を付加することがより好ま
しい。これによって整合回路の構成を非常に簡素化でき
るので、弾性表面波装置を小型化することができる。上
記構成の弾性表面波装置は、通信装置の分波器として好
適に用いることができる。
弾性表面波分波器(以下、分波器と略す)は、通過帯域
の周波数が相対的に低い第1バンドパスフィルタF
1 と、通過帯域の周波数が相対的に高い第2バンドパス
フィルタF2 とを共通端子T0 にて並列に接続したもの
である。なお、バンドパスフィルタを以下、単にフィル
タと略す。また、弾性表面波共振子も以下、単に共振子
と略す。
および第2フィルタF2 は何れも、直列に接続される直
列共振子Sと並列に接続される並列共振子Pとを交互に
接続させてなる梯子型(ラダー型)の弾性表面波フィル
タとなっている。
列共振子S1 ,S2 ,S3 と、並列共振子P1 ,P2 か
ら構成されている。上記直列共振子S1 ,S2 ,S3 は
この順で互いに直列に接続されている。並列共振子P1
およびP2 は何れも、直列共振子S1 〜S3 に対して並
列に接続されており、並列共振子P1 は直列共振子S 1
−S2 間で、並列共振子P2 は直列共振子S2 −S3 間
で、それぞれ並列接続となっている。
5 ,S6 と、並列共振子P3 ,P4から構成されてい
る。上記第1フィルタF1 と同様、直列共振子S4 ,S
5 ,S 6 はこの順で互いに直列に接続されている。並列
共振子P3 およびP4 は何れも、直列共振子S4 〜S6
に対して並列に接続されており、並列共振子P3 は直列
共振子S4 −S5 間で、並列共振子P4 は直列共振子S
5 −S6 間で、それぞれ並列接続となっている。
側にフィルタ信号端子Ta を有し、直列共振子S3 側に
フィルタ信号端子Tc を有している。同様に、上記第2
フィルタF2 は、直列共振子S3 側にフィルタ信号端子
Tb を有し、直列共振子S6側にフィルタ信号端子Td
を有している。また、並列共振子P1 〜P4 は何れもア
ースラインに接続されるようになっている。
信号端子Ta およびTb は、接続点p0 で共通端子T0
に接続されている。それゆえ各フィルタF1 ・F2 は共
通端子T0 にて並列接続となっている。また、上記接続
点p0 は、後述するようにストリップラインによって二
つのフィルタF1 ・F2 を結合する結合部となってい
る。
子P1 〜P4 は、図3(および従来の構成である図1
7)では、模式的に図示しているが、より具体的には、
図2(a)に示すように、互いに対向して組み合わせら
れる櫛形駆動電極11と、この櫛形駆動電極11を挟持
するように配置される反射器12・12とを含む弾性表
面波素子となっている。なお、反射器12・12を用い
ず、櫛型駆動電極11のみで共振子S・Pを構成するこ
ともできる。
端子からそれぞれ延長された複数の電極指とを交叉させ
て噛み合わせたような状態に形成されており、かつ、各
電極指の間隔が所望の共振周波数に応じた間隔となるよ
うに設定されている。上記一対の端子には、それぞれ接
続線13が接続されている。また、対向する各端子から
それぞれ延長された1個ずつの電極指の組み合わせを1
対とすれば、櫛形駆動電極を構成する電極指の対数は、
共振周波数等に応じて適宜設定される。同じく、対向す
る端子からそれぞれ延長された各電極指が交叉する幅
(交叉幅)も、共振周波数等に応じて適宜設定される。
のより具体的な構成と図3における模式図との対応関係
は、図2(b)に示すようになっている。すなわち、模
式図において、接続線13に挟まれている正方形が上記
櫛形駆動電極11(および反射器12)となっている。
構成については、弾性表面波フィルタとなっていれば上
述した梯子型の構成に特に限定されるものではなく、従
来公知の構成を用いることができる。また、上記共振子
S・Pのより具体的な構成についても、弾性表面波素子
であれば上記構成に特に特に限定されるものではなく、
同じく従来公知の構成を用いることができる。
の電極材料や形成方法などとしても特に限定されるもの
ではなく、Alなど一般的な材料で、一般的な形成方法
で形成されればよい。また、上記共振子S・Pを形成す
る圧電基板としても特に限定されるものではなく、64
°YカットX伝搬LiNbO3 基板や、36°Yカット
X伝搬LiTaO3 基板など種々の圧電基板を用いるこ
とができる。
うに、各フィルタF1 ・F2 のそれぞれが有するフィル
タ信号端子Tc およびTd と、各フィルタF1 ・F2 を
互いに接続する共通端子T0 とを有している。それゆ
え、後述する実施の形態2のように通信装置に応用する
場合には、共通端子T0 に対してアンテナを接続し、信
号端子Tc およびTd に対してそれぞれ送信手段および
受信手段を接続する。これによって、上記構成の弾性表
面波装置を良好な分波器として用いることができる。
および第2フィルタF2 は、何れも同一のパッケージに
搭載されているが、各フィルタF1 ・F2 の信号ライン
は別々の経路でパッケージ外に引き出されている。した
がって、各フィルタF1 ・F 2 の結合部(上記接続点p
0 )は、パッケージ外となっている。
タF1 ・F2 の構成は、図3に示す回路図と同様の構成
となっており、第1フィルタF1 が、直列共振子S1 〜
S3と並列共振子P1 ・P2 とをそれぞれ交互に接続し
た梯子型となっており、第2フィルタF2 も、直列共振
子S4 〜S6 と並列共振子P3 ・P4 とをそれぞれ交互
に接続した梯子型となっている。
タF1 ・F2 は、たとえば略長方形状のパッケージ10
上に、長手方向に並列配置するように搭載されている。
また、パッケージ10の長手方向の辺には、上記各フィ
ルタF1 ・F2 の各フィルタ信号端子Ta ・Tc ・Tb
・Td に対応するように、パッケージ信号端子(外部端
子)TA ・TC ・TB ・TD が設けられている。また、
並列共振子P1 〜P4は、それぞれフィルタアース端子
Tg1 ・Tg2 ・Tg3 ・Tg4 を有しているが、パッ
ケージ10の長手方向の辺には、やはりこれらに対応す
るように、パッケージアース端子TG13・TG24が設け
られている。
Td およびフィルタアース端子Tg 1 〜Tg4 と、パッ
ケージ信号端子TA 〜TD およびパッケージアース端子
TG 13・TG24とは、ワイヤボンディング14によって
接続されることになる。
成は、図1に示す構成に限定されるものではない。すな
わち、並列共振子P1 〜P4 が、パッケージ10の内側
で互いに対向し、直列共振子S1 〜S3 およびS4 〜S
6 がパッケージ10の長手方向の端部となるような配置
となるように、各フィルタF1 ・F2 が並列配置するよ
うな構成に限定されるものではない。
ィルタF1 ・F2 側の4個のフィルタアース端子Tg1
〜Tg4 のうち、フィルタアース端子Tg1 ・Tg3 と
Tg 2 ・Tg4 とをまとめてパッケージ10の辺に対向
させることができるので、パッケージ10側では、フィ
ルタアース端子Tg1 ・Tg3 に対するパッケージアー
ス端子TG13と、フィルタアース端子Tg2 ・Tg4 に
対するパッケージアース端子TG24との二つのアース端
子を設けるだけで済む。また、後述するように、パッケ
ージ10の実装に際して、アース電極の接続構造が容易
になる。その結果、構造を簡素化するとともに、パッケ
ージ10をより小さくできるという利点がある。
4に示すように実装される。すなわち、まず、パッケー
ジ信号端子TA ・TC およびTB ・TD を、それぞれ1
本ずつの信号ライン21・21に接続して引き出す。そ
して、パッケージアース端子TG13・TG24に対応させ
てライン状のアース電極22を接続する。さらに、パッ
ケージ信号端子TA ・TB 側では、各信号ライン21・
21をストリップライン23により接続して上記接続点
p0 (結合部)を形成し、この接続点p0 とアース電極
22とを接続するように整合用のインダクタンス素子L
を並列に接続する。
して、並列のインダクタンス素子Lを用いているが、本
発明はこれに限定されるものではなく、分波器の小型化
を阻害しないような簡素な構成の整合回路となっていれ
ばよい。たとえば、上記並列のインダクタンス素子Lの
代わりに、ショートスタブのように、上記各フィルタF
1 ・F2 の通過帯域で誘導性を示す各種整合素子(誘導
性素子)を並列接続させてもよい。
過帯域を有する弾性表面波フィルタを結合してなる弾性
表面波分波器において、各弾性表面波フィルタを一つの
パッケージに搭載した上で、各弾性表面波フィルタの信
号端子をそれぞれ別々に引き出している。それゆえ、接
続点(共通接続部)から整合回路を接続する部分までに
生じる直列の寄生インピーダンス成分が事実上、除去さ
れるので、整合回路として並列のインダクタンス素子の
みを用いるだけで、整合を良好にとることができる。そ
の結果、整合回路に多くの素子を用いる必要がなくな
り、より一層小型化した分波器を実現することができ
る。
を除去する効果について、以下の実施例に基づいてより
具体的に説明する。なお、本実施例は、上記効果を具体
的に説明するための一例であって、本発明はこの実施例
に限定されるものではない。
ィルタF1 ・F2 を用いて、図1に示すパッケージ構成
および図4に示す実装構成で、本発明にかかる弾性表面
波分波器(1)を用いるとともに、これに対する比較例
として、直列のインダクタンス成分が生じるようにパッ
ケージ化して実装した以外は、上記弾性表面波分波器
(1)の構成と同様の比較分波器を用いた。
(1)(以下、単に分波器(1)と略す)では、第1フ
ィルタF1 および第2フィルタF2 は何れも梯子型(ラ
ダー型)の弾性表面波フィルタとなっており、各フィル
タF1 ・F2 が共通端子T0で並列接続されている(図
1・図3・図4参照)。上記第1フィルタF1 の通過帯
域f1 は1920MHz以上1980MHz以下の範囲
内となっており、第2フィルタF2 の通過帯域f2 は2
110MHz以上2170MHz以下の範囲内となって
いる。
るための圧電基板としては、64°YカットX伝搬Li
NbO3 基板を用いた。そして、この基板上にAlを主
成分とした電極材料で、櫛型駆動電極11等を形成して
直列共振子S1 〜S6 および並列共振子P1 〜P4 とし
た(図2参照)。なお、上記各共振子S1 〜S6 および
P1 〜P4 の電極パラメータは、下記の表1に示す。ま
た、表1には、各共振子における櫛形駆動電極11の対
数と交叉幅とについても示している。
ッケージ化し(図1参照)、さらに、各フィルタF1 ・
F2 から別々の経路によって各信号ライン21・21を
外部に引き出して、パッケージ10外部でこれらを共通
接続するように実装した(図4参照)。また、各フィル
タF1 ・F2 の接続点p0 には、パッケージ10の外側
となるように、並列のインダクタンス素子L(3.0n
H)を付加した。
の比較分波器では、図1に示すパッケージング構成と比
較すると、各フィルタF1 ・F2 の配置やワイヤボンデ
ィング14の方法はほとんど同一である。しかしなが
ら、第1フィルタF1 においては、直列共振子S1 と並
列共振子P1 との位置が、第2フィルタF2 において
は、直列共振子S4 と並列共振子P3 との位置がそれぞ
れ入れ替わっている。
に応じて、パッケージに設けられている信号端子および
アース端子の位置も入れ替わっている。つまり、図5に
示すパッケージ構成では、フィルタアース端子Tg1 ・
Tg3 がパッケージの外側に配置することになる一方、
フィルタ信号端子Ta ・Tb が内側に配置されることに
なる。そのため、比較分波器では、フィルタ信号端子T
a ・Tb に対応するように、分波器(1)におけるパッ
ケージ信号端子TA ・TB の代わりに、パッケージ信号
端子TE が設けられる。また、フィルタアース端子Tg
1 ・Tg3 それぞれに対応するようにパッケージアース
端子TG1 ・TG3 が設けられる。
に実装する具体的な構成も、図6に示すように、上記分
波器(1)とは異なっている。
波器(1)の実装構成(図4参照)と比較すると、パッ
ケージの信号端子およびアース端子の位置が入れ替わっ
ているために、信号ライン21・21とアース電極22
の配置も異なっている。パッケージ信号端子TC ・TD
の側では、信号ライン21・21およびアース電極22
の配置は、分波器(1)の構成と同様であるが、パッケ
ージ信号端子TE の側では、信号ライン21が内側に、
アース電極22・22が外側に配置される。そのため、
ストリップライン23は設けられず、信号ライン21と
アース電極22の一方とをつなぐように並列のインダク
タンス素子Lが付加される。
号端子TE から、上記インダクタンス素子Lまでの間
に、直列の寄生成分であるインダクタンス成分Z0 が加
わってしまう。その結果、比較分波器のインピーダンス
は低インピーダンス側にずれてしまうことになる。
て、上記分波器(1)における共通端子T0 から見た反
射特性を図7のスミスチャートに、また、上記比較分波
器における共通端子T0 から見た反射特性を図8のスミ
スチャートにそれぞれ示した。なお、図7・図8のスミ
スチャートは、何れも中心を50Ωとしたときのスミス
チャートであり、表される反射特性が中心に近いほど良
好な整合がとれていることを表している。
分波器(1)のインピーダンスは、ほぼ50Ω付近にあ
り、整合が良好にとれている様子が確認できる。一方、
図8から明らかなように、比較分波器のインピーダンス
は、上記直列の寄生成分のために、低インピーダンス側
にずれている様子が確認できる。
のそれぞれにおいて、第1フィルタF1 の伝送特性を図
9および図10の特性グラフに示す。なお、何れの特性
グラフにおいても、(i) が挿入損失(グラフ左側の縦
軸:単位dB)を示し、(ii)が挿入損失の拡大図(グラ
フ右側の縦軸:単位dB)を示す。また、グラフ横軸は
周波数であり、1750MHzから2250MHzまで
の変化となっている。
器のそれぞれにおいて、共通端子T 0 から見た電圧定在
波比(VSWR)の変化を図11および図12のグラフ
に示す。なお、何れのグラフにおいても、f1 で示すの
が第1フィルタF1 の通過帯域であり、f2 で示すの
が、第2フィルタF2 の通過帯域である。また、縦軸が
VSWRであり、横軸が周波数(1750MHzから2
250MHzまでの変化)である。
(1)も比較分波器も、何れも第1フィルタF1 の特性
は同様であるが、VSWRを見ると、図11に比較して
図12はVSWRが悪くなっており、比較分波器の方は
良好に整合がとれていない様子が確認できる。
が生じる場合に、該寄生インピーダンス成分によって、
分波器の特性がどの程度悪化するのかを調査した。
(図18参照)におけるインダクタンス値を、0nHか
ら1.0nHまで0.2nHずつ変化させた場合に、該
インダクタンス値とVSWRとの関係を図13に示し、
反射特性の変化を見た。なお、VSWRは第1フィルタ
F1 の通過帯域に対して、さらに周波数の温度依存性や
製造公差として±20MHzを加えて、1900MHz
以上2000MHz以下の範囲内での最大ポイントをと
った。
タンス値が全く存在しない場合(Z 0 =0nH)には問
題がないが、インダクタンス値がわずか(たとえばZ0
=0.2nH)でも存在すると反射特性の劣化が始まる
ことが分かる。
求されるので、整合素子を増やすことなく外部で整合を
とるような構成を採用する必要がある。しかしながら、
このような構成では、上記0.2nH程度のわずかなイ
ンダクタンス値の寄生成分であっても、これを除去する
ことは極めて困難である。したがって、従来では、実質
的には接続点p0 に多数の整合素子を加える他はなかっ
た。
信号ライン21・21を外部に引き出し、外部で共通接
続させ、結合部(接続点p0 )に整合素子(並列のイン
ダクタンス素子Lのみ)を取り付けている。そのため、
新たに整合素子を追加することなく、上記寄生成分を確
実に除去することができる。その結果、分波器の反射特
性を改善することが可能となる。
態について図14および図15に基づいて説明すれば、
以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるも
のではない。また、説明の便宜上、前記実施の形態1で
使用した部材と同じ機能を有する部材には同一の番号を
付記し、その説明を省略する。
施の形態1と同様であるが、さらに、パッケージ10の
実装に際して、パッケージ10および整合回路を、各種
回路基板上に実装している構成となっている。
うに、本実施の形態における弾性表面波装置は、パッケ
ージ10および整合回路としての並列のインダクタンス
素子Lをプリント基板20上に実装している構成となっ
ている。なお、図14が、実装状態を示す平面図であ
り、図15が図14のF−F矢視断面図である。
形態1で説明したように、第1フィルタF1 および第2
フィルタF2 をまとめて搭載しており、さらに、各フィ
ルタF1 ・F2 のフィルタ信号端子Ta 〜Td をそれぞ
れ別々のパッケージ信号端子TA 〜TD に接続している
構成となっている。また、信号ライン21およびアース
電極22と、各信号端子およびアース端子との接続も、
図4に示す上述した実装構成と同様となっている。
に、パッケージ10およびインダクタンス素子Lをプリ
ント基板20上に実装しているので、第1フィルタF1
および第2フィルタF2 とインダクタンス素子L(整合
回路)とを、一つの回路基板にまとめて実装しているこ
とになる。
する複数の共振子(弾性表面波素子)S…およびP…、
各フィルタF1 ・F2 を共通接続するためのストリップ
ライン23、および整合用の並列のインダクタンス素子
Lを、各々一つのプリント基板20(回路基板)に実装
し、一体化する。そのため、得られる分波器は、小型化
できるだけでなく、整合回路(整合素子)を外部接続す
る必要がなくなり、実装状態が安定化するという利点が
ある。
うに、アース電極22をプリント基板20の裏面に配置
しているので、該プリント基板20にスルーホール24
・24を設けている。パッケージ10に搭載されている
各フィルタF1 ・F2 およびインダクタンス素子Lは、
このスルーホール24・24を介してプリント基板20
の裏面のアース電極22と導通がとられているので、ア
ース電位に落とすことが可能となっている。
イン23、およびインダクタンス素子Lを実装する回路
基板としては、上記プリント基板20に限定されるもの
ではない。たとえば、他にも、セラミック多層基板、セ
ラミック多層モジュール回路基板などを挙げることがで
きる。
態1と同様に、整合回路として、並列のインダクタンス
素子Lを用いており、このインダクタンス素子Lは独立
した外部素子となっているが、これに限定されるもので
はない。たとえば、上記プリント基板20、あるいはセ
ラミック多層基板やセラミック多層モジュール回路基板
内に、並列のインダクタンス成分などの各種整合回路を
内蔵させてもよい。
の形態1の構成に加えて、さらに、各弾性表面波フィル
タを搭載したパッケージと、並列インダクタンス素子な
どの整合回路を、同一のプリント基板上などに実装して
いる。そのため、小型で外部の整合回路を必要としない
弾性表面波分波器を実現することができる。
2の何れでも、弾性表面波フィルタとして、梯子型フィ
ルタを例に挙げたが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、縦結合型の共振子フィルタなど、他の設計手法
のフィルタを用いても同様の作用・効果を得ることがで
きる。
の形態でも、前記実施の形態1における実施例と同様
に、各フィルタF1 ・F2 の通過帯域f1 ・f2 、共振
子の構成や構造等の条件を同一として実際に分波器を製
造した。その結果、接続点p0から並列のインダクタン
ス素子Lまでの間に、直列の寄生成分を含まない構成の
分波器が得られた。それゆえ、本実施の形態の構成であ
っても、反射特性を損なうことなく良好なフィルタ特性
を有し、良好に整合がとれる分波器を得ることができ
る。
態について図16に基づいて説明すれば、以下の通りで
ある。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
また、説明の便宜上、前記実施の形態1または2で使用
した部材と同じ機能を有する部材には同一の番号を付記
し、その説明を省略する。
は2における弾性表面波分波器を通信装置に応用した例
についてより具体的に説明する。
る通信装置100は、具体的には、受信を行うレシーバ
側(Rx側)として、アンテナ101、アンテナ共用部
/RFTopフィルタ102、アンプ103、Rx段間
フィルタ104、ミキサ105、1stIFフィルタ1
06、ミキサ107、2ndIFフィルタ108、1s
t+2ndローカルシンセサイザ111、TCXO(te
mperature compensated crystal oscillator(温度補償
型水晶発振器))112、デバイダ113、ローカルフ
ィルタ114を備えている。
トランシーバ側(Tx側)として、上記アンテナ101
および上記アンテナ共用部/RFTopフィルタ102
を共用するとともに、TxIFフィルタ121、ミキサ
122、Tx段間フィルタ123、アンプ124、カプ
ラ125、アイソレータ126、APC(automaticpow
er control (自動出力制御))127を備えている。
フィルタ102としては、前記実施の形態1または実施
の形態2における弾性表面波分波器を好適に用いること
ができる。
置は、前記実施の形態1または実施の形態2の弾性表面
波分波器を用いているので、非常に良好な送受信機能を
発揮することが可能となっている。
波装置は、二つの弾性表面波フィルタが一つのパッケー
ジに搭載され、かつ一つの共通端子に接続されていると
ともに、各弾性表面波フィルタがそれぞれ有する共通端
子側の信号端子が、互いに絶縁された異なる経路によっ
て、それぞれ上記パッケージの異なる外部端子に接続さ
れ、外部回路の信号線によって上記各信号端子が接続さ
れて結合部を形成しているとともに、上記結合部と共通
端子との間には整合手段が設けられている構成である。
号端子をそれぞれ別々にパッケージ外に引き出している
ので、接続点(結合部)から整合手段を接続する部分ま
でに生じる直列の寄生成分が事実上、除去される。その
ため、整合手段の構成を簡素化することができる。その
結果、整合手段に多くの素子を用いる必要がなくなり、
弾性表面波装置の構成をより小型化することができると
いう効果を奏する。特に、本発明にかかる弾性表面波装
置は、通信装置の分波器として非常に好適に用いること
ができるという効果を奏する。
弾性表面波フィルタが一つのパッケージに搭載され、か
つ一つの共通端子に接続されているとともに、各弾性表
面波フィルタがそれぞれ有する共通端子側の信号端子
が、互いに絶縁された異なる経路によって、それぞれ上
記パッケージの異なる外部端子に接続され、上記各弾性
表面波フィルタが、パッケージ外部の線路で一つの共通
端子に接続されて結合部を形成しているとともに、上記
結合部には、整合手段が各弾性表面波フィルタに対して
並列に接続されている構成である。
に形成されているので、上記直列の寄生成分を確実に除
去することができる。それゆえ、整合手段の構成をより
一層小型化することができる。その結果、弾性表面波装
置およびこれを用いた分波器の構成をさらに一層小型化
することができるという効果を奏する。
成に加えて、上記整合手段が、上記弾性表面波フィルタ
の通過帯域で誘導性を示す誘導性素子を含んでいる構成
である。また、上記誘導性素子がインダクタンス素子で
あり、このインダクタンス素子一つのみで整合手段が形
成されることがより好ましい。
の寄生インピーダンス成分が含まれることになるので、
整合手段に誘導性素子を含めるのみで整合が可能となる
という効果を奏する。特に、上記誘導性素子がインダク
タンス素子であれば、整合手段の構成を、実質的にイン
ダクタンス素子のみとすることができるという効果を奏
する。
成に加えて、さらに、上記弾性表面波フィルタを構成す
る複数の弾性表面波素子、各弾性表面波フィルタの結合
部を形成する上記線路、および上記整合手段が、一つの
回路基板に実装されて一体化している構成である。
載したパッケージ、結合部を形成する外部線路、および
並列のインダクタンス素子などの整合手段を、同一のプ
リント基板上などに実装している。そのため、小型で外
部の整合回路を必要としない弾性表面波分波器を実現す
ることができるという効果を奏する。
性表面波装置を分波器として用いる構成である。
器として用いているので、非常に良好な送受信機能を発
揮する通信装置とすることができるという効果を奏す
る。
面波分波器において、二つのフィルタF1 およびF2 を
一つのパッケージに搭載するパッケージ構成を示す模式
図である。
面波共振子の具体的な構成を示す説明図であり、(b)
は、(a)に対応する模式図である。
る。
式図である。
におけるパッケージ構成を示す模式図である。
式図である。
におけるインピーダンス特性を示すスミスチャートであ
る。
けるインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
において、第1フィルタの伝送特性を示すグラフであ
る。
おいて、第1フィルタの伝送特性を示すグラフである。
器において、共通端子から見たVSWRの変化を示すグ
ラフである。
おいて、共通端子から見たVSWRの変化を示すグラフ
である。
インダクタンス値とVSWRとの関係を示すグラフであ
る。
表面波分波器において、パッケージ構成の他の例を示す
模式図であり、上方から見た平面図である。
断面図である。
ある。
式図である。
ーダンス成分が含まれる状態を示す説明図である。
れる場合のアドミタンス特性の変化を説明するためのア
ドミタンスチャートである。
ルタ) F2 第1バンドパスフィルタ(第2の弾性表面波フィ
ルタ) T0 共通端子 Ta ・Tc ・Tb ・Td フィルタ信号端子(信号端
子) TA ・TC ・TB ・TD パッケージ信号端子(外部
端子) S 直列共振子(弾性表面波素子) P 並列共振子(弾性表面波素子) L 並列のインダクタンス素子(整合手段、誘導性素
子) p0 接続点(結合部) 10 パッケージ 20 回路基板 23 ストリップライン(パッケージ外部の線路) 100 通信装置
Claims (5)
- 【請求項1】少なくとも、通過帯域の周波数が相対的に
低い第1の弾性表面波フィルタと、通過帯域の周波数が
相対的に高い第2の弾性表面波フィルタとを備えてお
り、これら各弾性表面波フィルタを一つのパッケージに
搭載してなる弾性表面波装置において、 上記弾性表面波装置は、各弾性表面波フィルタの一方の
信号端子が共通端子で接続された弾性表面波装置であっ
て、 各弾性表面波フィルタがそれぞれ有する共通端子側の信
号端子は、互いに絶縁された異なる経路によって、それ
ぞれ上記パッケージの異なる外部端子に接続され、外部
回路の信号線によって上記各信号端子が接続され、 上記各弾性表面波フィルタは、パッケージ外部の線路で
一つの共通端子に接続されて結合部を形成しているとと
もに、 上記結合部には、整合手段が各弾性表面波フィルタに対
して並列に接続されていることを特徴とする弾性表面波
装置。 - 【請求項2】上記整合手段が、上記弾性表面波フィルタ
の通過帯域で誘導性を示す誘導性素子を含んでいること
を特徴とする請求項1に記載の弾性表面波装置。 - 【請求項3】上記誘導性素子がインダクタンス素子であ
り、このインダクタンス素子一つのみで整合手段が形成
されることを特徴とする請求項2に記載の弾性表面波装
置。 - 【請求項4】さらに、上記弾性表面波フィルタを構成す
る複数の弾性表面波素子、各弾性表面波フィルタの結合
部を形成する上記線路、および上記整合手段が、一つの
回路基板に実装されて一体化していることを特徴とする
請求項1ないし3の何れかに記載の弾性表面波装置。 - 【請求項5】請求項1ないし4の何れかに記載の弾性表
面波装置を分波器として用いたことを特徴とする通信装
置。
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