JP4871966B2 - 高周波デバイス、フィルタ、デュープレクサ、通信モジュール、通信装置 - Google Patents
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Description
fr=V/λ ・・・(1)
により、およそ算出できる。
fr>1.138×fUP
の関係を有する構成とすることができる。
λIDT>1.138×λcap
の関係を有する構成とすることができる。
〔1.高周波デバイスの構成〕
本発明者らは、図7に示す従来のバランスフィルタにおけるIDTキャパシタのQ値について詳細な検討を行った。
fr=1.138×f40 ・・・(2)
の関係が得られる。実際のバランスフィルタを考えると、40以上のキャパシタQ値が必要な周波数は、フィルタ通過帯域周波数である。フィルタ通過帯の上端周波数をfUPとすると、IDTキャパシタの共振周波数frが、
fr>1.138×fUP ・・・(3)
を満たせば、フィルタ通過帯域内では、IDTキャパシタのQ値は40以上を確保できることになり、低損失のバランスフィルタを実現できる。式(3)の周波数関係を模式的に描くと図10のようになる。図10において、実線で示す特性は、フィルタの通過特性を示す。破線で示す特性は、フィルタにおける集中定数型バランに含まれるIDTキャパシタの通過特性を示す。図10に示すように、フィルタの通過帯域の上端周波数fUPとIDTキャパシタの共振周波数frとが1.138倍以上の差を有するように回路定数を設定することで、IDTキャパシタのQ値を40以上とすることができ、低損失のバランスフィルタを実現することができる。
式(4)を満たすようにIDTキャパシタのグレーティングピッチλcapを設定すれば、フィルタ通過帯域内においてIDTキャパシタのQ値を40以上とすることができ、低損失のバランスフィルタを実現できる。
本発明のIDTキャパシタは、図7に示したバランスフィルタに適用できるだけでなく、種々のバランスフィルタに適用できる。
図15は、図14に示すバランスフィルタを備えたバランスデュープレクサの回路図である。図15に示すバランスデュープレクサは、アンテナ端子21,整合回路22,送信フィルタ23,入力端子24,受信フィルタ25,第1の出力端子29a,および第2の出力端子29bを備えている。送信フィルタ23は、複数の共振器をラダー型に接続したラダーフィルタで実現している。受信フィルタ25は、ラダーフィルタ26,集中定数型バラン27,およびラチスフィルタ28を備えている。集中定数型バラン27は、前述したように不平衡入力を平衡出力に変換する回路であり、インダクタとIDTキャパシタRES1及びRES2とを備えている。
<第1実施例>
図14に示した本実施の形態のバランスフィルタの実施例を説明する。
図22は、第2実施例におけるバランスデュープレクサの回路図である。図22に示すバランスデュープレクサは、主に図15に示すバランスデュープレクサで実現され、図15における整合回路を図16Cに示す回路で実現している。
図26は、本実施の形態にかかる高周波デバイスまたはフィルタを備えた通信モジュールの一例を示す。図26に示すように、デュープレクサ162は、受信フィルタ162aと送信フィルタ162bとを備えている。また、受信フィルタ162aには、例えばバランス出力に対応した受信端子163a及び163bが接続されている。また、送信フィルタ162bは、パワーアンプ164を介して送信端子165に接続している。ここで、デュープレクサ162には、本実施の形態にかかる高周波デバイスまたはフィルタを備えたデュープレクサで実現することができる。
図27は、本実施の形態にかかる高周波デバイス、フィルタ、デュープレクサ、または前述の通信モジュールを備えた通信装置の一例として、携帯電話端末のRFブロックを示す。また、図27に示す構成は、GSM(Global System for Mobile Communications)通信方式及びW−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)通信方式に対応した携帯電話端末の構成を示す。また、本実施の形態におけるGSM通信方式は、850MHz帯、950MHz帯、1.8GHz帯、1.9GHz帯に対応している。また、携帯電話端末は、図27に示す構成以外にマイクロホン、スピーカー、液晶ディスプレイなどを備えているが、本実施の形態における説明では不要であるため図示を省略した。ここで、デュープレクサ173は、本実施の形態にかかる高周波デバイスを備えたデュープレクサで実現することができる。
本実施の形態によれば、キャパシタを含むフィルタにおいて、そのキャパシタを共振器(IDTキャパシタ)で実現するとともに、IDTキャパシタの共振周波数をフィルタの通過帯域周波数よりも高くしたことにより、キャパシタQ値が向上し、低損失の優れたバランスフィルタを実現することができる。
フィルタ回路と、
櫛形電極で形成されたキャパシタとを備え、
前記櫛形電極で形成されたキャパシタの共振周波数が、前記フィルタ回路の通過帯域周波数よりも高い、高周波デバイス。
フィルタ回路と、
少なくとも一つのキャパシタを含む集中定数型バランとを備え、
前記集中定数型バランに含まれる少なくとも一つのキャパシタは、櫛形電極で形成され、
前記キャパシタの共振周波数は、前記フィルタ回路の通過帯域周波数よりも高い、高周波デバイス。
弾性波フィルタは、弾性表面波フィルタ、ラブ波フィルタ、弾性境界波フィルタのうちいずれかのフィルタである、付記1または2記載の高周波デバイス。
前記キャパシタに含まれる櫛形電極の平均ピッチは、前記フィルタ回路に含まれる共振器の櫛形電極の平均ピッチよりも小さい、付記3記載の高周波デバイス。
前記キャパシタに含まれる櫛形電極の平均線幅は、前記フィルタ回路に含まれる共振器の櫛形電極の平均線幅よりも細い、付記3記載の高周波デバイス。
前記フィルタ回路の通過帯域上端周波数をfUPとし、前記キャパシタの共振周波数をfrとしたとき、
fr>1.138×fUP
の関係を有する、付記1〜5のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
前記フィルタ回路は、信号線に直列接続された直列共振器と、前記信号線に並列接続された並列共振器とを備え、
前記直列共振器のうち、最もグレーティングピッチの広い直列共振器のグレーティングピッチをλIDTとし、前記キャパシタの櫛形電極のグレーティングピッチをλcapとしたとき、
λIDT>1.138×λcap
の関係を有する、付記1〜5のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
前記キャパシタの櫛形電極の伸長方向は、前記フィルタ回路に含まれる共振器の櫛形電極の伸長方向と等しい、付記1〜7のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
前記キャパシタの櫛形電極の伸長方向は、前記フィルタ回路に含まれる共振器の櫛形電極の伸長方向と異なる、付記1〜7のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
前記集中定数型バランは、2つのインダクタと2つのキャパシタとを含む、付記2〜9のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
前記集中定数型バランの不平衡端子に、不平衡ラダー型弾性波フィルタが接続されている、付記2〜9のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
前記集中定数型バランの平衡端子に、ラチス型弾性波フィルタが接続されている、付記2〜10のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
前記集中定数型バランの平衡端子に、平衡ラダー型弾性波フィルタが接続されている、付記2〜10のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
前記集中定数型バランの平衡端子に、不平衡ラダー型弾性波フィルタが2つ接続されている、付記2〜10のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
前記集中定数型バランの平衡端子に、ラチス型弾性波フィルタが接続されており、不平衡端子に、不平衡ラダー型弾性波フィルタが接続されている、付記2〜10のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
前記集中定数型バランに含まれるインダクタは、IPD(集積受動デバイス)スパイラルコイルである、付記2〜15のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
前記集中定数型バランに含まれるインダクタは、チップインダクタである、付記2〜15のうちいずれか一項に記載の高周波デバイス。
付記11〜15のうちいずれか一項に記載のフィルタを備えた、デュープレクサ。
Claims (7)
- 不平衡入力を平衡出力に変換する変換回路と、
前記変換回路の平衡出力に接続されたフィルタ回路とを備えた高周波デバイスであって、
前記変換回路は、インダクタと共振器とを含み、
前記フィルタ回路の通過帯域上端周波数をf UP とし、前記変換回路に含まれる共振器の共振周波数をfrとしたとき、
fr>1.138×f UP
の関係を有する、高周波デバイス。 - 不平衡入力を平衡出力に変換する変換回路と、
前記変換回路の平衡出力に接続されたフィルタ回路とを備えた高周波デバイスであって、
前記変換回路は、インダクタと共振器とを含み、
前記フィルタ回路は、信号線に直列接続された直列共振器と、前記信号線に並列接続された並列共振器とを備え、
前記直列共振器及び前記変換回路に含まれる共振器は、圧電基板上に設けられた櫛型電極を備え、
前記直列共振器のうち、櫛型電極のグレーティングピッチが最も広い直列共振器のグレーティングピッチをλIDTとし、前記変換回路に含まれる共振器のグレーティングピッチをλcapとしたとき、
λIDT>1.138×λcap
の関係を有する、高周波デバイス。 - 不平衡入力端子と不平衡出力端子との間に複数の共振器を梯子形に接続したラダーフィルタと、
前記ラダーフィルタの不平衡出力端子に接続される不平衡入力端子と、平衡出力端子と、前記不平衡入力端子と前記平衡出力端子との間に接続されたインダクタ及び共振器とを備えた変換回路と、
前記変換回路の平衡出力端子に接続される平衡入力端子と、平衡出力端子と、前記平衡入力端子と前記平衡出力端子との間にラチス型に接続された複数の共振器とを備えたラチスフィルタとを備え、
前記ラチスフィルタの通過帯域上端周波数をf UP とし、前記変換回路に含まれる共振器の共振周波数をfrとしたとき、
fr>1.138×f UP
の関係を有する、フィルタ。 - 請求項1又は2に記載の高周波デバイスを備えた、デュープレクサ。
- 入力される受信信号における所定の周波数帯域の信号を抽出する受信フィルタと、
外部に出力するための所定の周波数帯域の信号を抽出する送信フィルタと、
前記受信フィルタ側の信号と前記送信フィルタ側の信号の位相整合を行う整合回路とを備えたデュープレクサであって、
前記受信フィルタは、
不平衡入力端子と不平衡出力端子との間に複数の共振器を梯子形に接続したラダーフィルタと、
前記ラダーフィルタの不平衡出力端子に接続される不平衡入力端子と、平衡出力端子と、前記不平衡入力端子と前記平衡出力端子との間に接続されたインダクタ及び共振器とを備えた変換回路と、
前記変換回路の平衡出力端子に接続される平衡入力端子と、平衡出力端子と、前記平衡入力端子と前記平衡出力端子との間にラチス型に接続された複数の共振器とを備えたラチスフィルタとを備え、
前記ラチスフィルタの通過帯域上端周波数をf UP とし、前記変換回路に含まれる共振器の共振周波数をfrとしたとき、
fr>1.138×f UP
の関係を有する、デュープレクサ。 - 請求項1又は2に記載の高周波デバイス、または請求項4又は5に記載のデュープレクサを備えた、通信モジュール。
- 請求項6に記載の通信モジュールを備えた、通信装置。
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