JP5035430B2

JP5035430B2 - 弾性波装置及びデュプレクサ

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Publication number: JP5035430B2
Application number: JP2010545128A
Authority: JP
Inventors: 綾香山本; 裕一高峰
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2012-09-26
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Description

本発明は、弾性表面波や弾性境界波などの弾性波を利用した弾性波装置に関し、より詳細には、縦結合共振子型の複数の弾性波フィルタ部を接続してなる構成を備える弾性波装置に関する。

携帯電話機のＲＦ段のデュプレクサは、送信側フィルタと受信側フィルタとを有する。送信側フィルタ及び受信側フィルタが弾性波フィルタからなるデュプレクサが、例えば下記の特許文献１に開示されている。

図１２は、特許文献１に記載のデュプレクサの電極構造を模式的に示す平面図である。デュプレクサ１００１は、圧電基板１００２上に図示の電極構造を形成することにより構成されている。

具体的には、アンテナ端子１００３と、第１，第２の受信端子としての第１，第２の平衡端子１００４，１００５との間に受信側フィルタ１００６が接続されている。また、アンテナ端子１００３と送信端子１００７との間に送信側フィルタ１００８が接続されている。送信側フィルタ１００８は、複数の弾性波共振子からなるラダー型回路構成を有する。

他方、受信側フィルタ１００６は、アンテナ端子１００３に接続されている不平衡端子１００９と、第１，第２の平衡端子１００４，１００５とを有する。ここでは、不平衡端子１００９に、１ポート型弾性波共振子１０１０を介して、第１の弾性波フィルタ部１０１１が接続されている。第１の弾性波フィルタ部１０１１は、第１〜第３のＩＤＴ電極１０１３〜１０１５を有する、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型の弾性表面波フィルタである。同様に、第２の弾性波フィルタ部１０１２も、第１〜第３のＩＤＴ電極１０１６〜１０１８を有する３ＩＤＴ型の縦結合共振子型の弾性表面波フィルタである。

第２のＩＤＴ電極１０１４の一端が弾性波共振子１０１０を介して不平衡端子１００９に接続されており、他端がアース電極に接続されている。第１，第３のＩＤＴ電極１０１３，１０１５の各一端が共通接続され、各他端は、それぞれ、第２の弾性波フィルタ部１０１２の第１，第３のＩＤＴ電極１０１６，１０１８の一端に接続されている。第１，第３のＩＤＴ電極１０１６，１０１８の各他端は共通接続されている。第２のＩＤＴ電極１０１７の一端が第１の平衡端子１００４に，他端が第２の平衡端子１００５に接続されている。それによって、平衡−不平衡変換機能が実現されている。

この種の平衡−不平衡変換機能を有するフィルタは、フロートバランス型弾性波フィルタである。

他方、図１３に示すように、フロートバランス型ではない、いわゆる、中性点付バランス型弾性波フィルタも知られている。図１２に示す弾性波フィルタ１１０１では、不平衡端子１００９に並列に第１，第２の弾性波フィルタ部１１１１，１１１２が接続されている。第１，第２の弾性波フィルタ部１１１１，１１１２に、それぞれ、第３，第４の弾性波フィルタ部１１１３，１１１４が縦続接続されており，第３，第４の弾性波フィルタ部１１１３，１１１４が、それぞれ、第１，第２の平衡端子１００４，１００５に接続されている。

特開２００８−１１８２７７号公報

図１２に示した受信側フィルタ１００６のようなフロートバランス型の弾性波フィルタは、中性点付バランス型フィルタに比べ、損失を小さくすることができる。しかしながら、フロートバランス型の弾性波フィルタでは、中性点付バランスフィルタに比べ、第１，第２の平衡端子１００４，１００５間の信号の平衡度が悪いという問題があった。これは、中性点付バランスフィルタに比べ、フロートバランス型のフィルタでは、第１，第２の平衡端子１００４，１００５に接続される配線を対称とすることができないため、寄生容量などの影響が第１の平衡端子１００４と第２の平衡端子１００５とで異なることによる。そのため、図１２に示したデュプレクサ１００１では、送信側フィルタ１００８の通過帯域における受信側フィルタ１００６のアイソレーションが十分でないという問題があった。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消するフロートバランス型の弾性波フィルタを有する弾性波装置を提供することにある。より具体的には、通過帯域内における損失を低減することができるだけでなく、通過帯域外におけるスプリアスレベルを小さくすることができ、それによって通過帯域の異なるフィルタとともに用いられた場合のアイソレーション特性を改善することができる弾性波装置を提供することを目的とする。また、該弾性波装置を用いたデュプレクサであって、アイソレーション特性に優れたデュプレクサを提供することも本発明の目的である。

本願第１の発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された不平衡端子と、前記圧電基板上に形成された第１，第２の平衡端子と、前記圧電基板上に形成された複数のアース端子と、前記圧電基板に構成された縦結合共振子型の第１の弾性波フィルタ部と、前記圧電基板に構成された縦結合共振子型の第２の弾性波フィルタ部とを備え、前記第１の弾性波フィルタ部が、弾性波伝搬方向に沿って順に配置された第１〜第３のＩＤＴ電極と、該第１〜第３のＩＤＴ電極が設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された２つの反射器とを有し、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の平衡端子に、他方端部が前記第２の平衡端子に接続されており、前記第１の弾性波フィルタ部において、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部と前記第３のＩＤＴ電極の一方端部とが前記不平衡端子に接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の他方端部と前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第２の弾性波フィルタ部は、弾性波伝搬方向に沿って順に配置された第１〜第３のＩＤＴ電極と、該第１〜第３のＩＤＴ電極の設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された２つの反射器とを有し、前記第２の弾性波フィルタ部において、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の平衡端子に、他方端部が前記第２の平衡端子に接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部と前記第３のＩＤＴ電極の一方端部とが前記不平衡端子に接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の他方端部と前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第１の弾性波フィルタ部と前記アース端子とを接続している電流経路と、前記第２の弾性波フィルタ部と前記アース端子とを接続している電流経路とが異なっている。

第１の発明に係る弾性波装置のある特定の局面によれば、前記第１の弾性波フィルタ部に接続されている前記アース端子の数と、前記第２の弾性波フィルタ部に接続されている前記アース端子の数とが異なっている。それによって、第１の弾性波フィルタ部のアース電位に接続される端部とアース端子とを接続している電流経路と、第２の弾性波フィルタ部のアース電位に接続される端部とアース端子とを接続している電流経路とが異ならされている。

第１の発明の弾性波装置の他の特定の局面では、前記第１の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが異なるアース端子に接続されており、前記第２の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが同じアース端子に接続されている。

第２の発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された不平衡端子と、前記圧電基板上に形成された第１，第２の平衡端子と、前記圧電基板上に形成された複数のアース端子と、前記圧電基板に構成された縦結合共振子型の第１〜第４の弾性波フィルタ部と、前記第１の弾性波フィルタ部と前記第２の弾性波フィルタ部とを従属接続している第１，第２の接続配線と、前記第３，第４の弾性波フィルタ部を縦続接続している第３，第４の接続配線とを備え、前記第１〜第４の弾性波フィルタ部が、それぞれ、弾性波伝搬方向に沿って順に配置された第１〜第３のＩＤＴ電極と、第１〜第３のＩＤＴ電極が設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された反射器とを有し、前記第１の弾性波フィルタ部において、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記不平衡端子に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、第３のＩＤＴ電極の一方端部が前記第２の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第２の弾性波フィルタ部において、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の平衡端子に、他方端部が前記第２の平衡端子に接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第３のＩＤＴ電極の一方端部が前記第２の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第３の弾性波フィルタ部において、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記不平衡端子に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部が前記第３の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第３のＩＤＴ電極の一方端部が前記第４の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第４の弾性波フィルタ部において、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の平衡端子に接続されており、他方端部が前記第２の平衡端子に接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部が前記第３の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第３のＩＤＴ電極の一方端部が前記第４の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、第１，第２の弾性波フィルタ部とアース端子とを接続している電流経路と、第３，第４の弾性波フィルタ部とアース端子とを接続している電流経路とが異なっている。

第２の発明の弾性波装置のある特定の局面では、前記第１，第２の弾性波フィルタ部に接続されている前記アース端子の総数と、前記第３，第４の弾性波フィルタ部に接続されている前記アース端子の総数とが異なっている。それによって、第１，第２の弾性波フィルタ部のアース電位に接続される端部とアース端子とを接続している電流経路と、第３，第４の弾性波フィルタ部のアース電位に接続される端部とアース端子とを接続している電流経路とが異ならされている。

第２の発明の弾性波装置の他の特定の局面では、前記第１の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが異なるアース端子に接続されており、前記第３の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが同じアース端子に接続されている。

第２の発明の弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記第２の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが異なるアース端子に接続されており、前記第４の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが同じアース端子に接続されている。

第１，第２の発明（以下、本発明と適宜総称する）では、弾性波として弾性表面波を用いてもよく、あるいは弾性境界波を用いてもよい。従って、上記弾性波フィルタ部は、弾性表面波フィルタ部であってもよく、弾性境界波フィルタ部であってもよい。

本発明に係るデュプレクサは、受信側フィルタと、送信側フィルタとを備え、前記受信側フィルタが本発明に従って構成された弾性波装置からなる。従って、中線点付バランスフィルタを用いた場合に比べて、弾性波フィルタ部における損失を低減することができるだけでなく、受信側フィルタにおける送信側フィルタの通過帯域でのアイソレーションを改善することが可能となる。

本発明に係るデュプレクサのある特定の局面では、アンテナ側端子と弾性波共振子とをさらに備え、前記アンテナ側端子と、前記弾性波装置の前記不平衡端子との間に前記弾性波共振子が直列に接続されている。

第１の発明に係る弾性波装置では、第２の弾性波フィルタ部がフロートバランス型の弾性波フィルタであるため損失を低減することができるだけでなく、第１の弾性波フィルタ部のアース電位に接続される端部とアース端子とを接続している電流経路と、第２の弾性波フィルタ部のアース電位に接続される端部とアース端子とを接続している電流経路とが異なっているため、通過帯域外におけるスプリアスを抑制することができ、それによって通過帯域が異なるフィルタと共に用いられた場合のアイソレーション特性を改善することができる。

同様に、第２の発明に係る弾性波装置においても、第２，第４の弾性波フィルタ部がフロートバランス型フィルタであるため、挿入損失を低減することができるだけでなく、第１，第２の弾性波フィルタ部のアース電位に接続される端部とアース端子とを接続している電流経路と、第３，第４の弾性波フィルタ部のアース電位に接続される端部とアース端子とを接続している電流経路とが異なっているので、通過帯域外におけるスプリアスを抑制することができ、それによって通過帯域が異なるフィルタと共に用いられた場合のアイソレーション特性を改善することができる。

よって、第１，第２の発明に係る弾性波装置をデュプレクサの受信側フィルタとして用いた場合、受信側フィルタにおける送信側フィルタの通過帯域におけるアイソレーションを改善することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。図２は、本発明の第１の実施形態の弾性波装置が受信側フィルタとして備えられている本発明の実施形態に係るデュプレクサを説明するための模式的回路図である。図３は、第１の実施形態の弾性波装置及び比較例の弾性波装置の減衰量周波数特性を示す図である。図４は、第１の実施形態に係る弾性波装置及び比較例の弾性波装置のアイソレーション特性を示す図である。図５は、第１の実施形態及び比較例の弾性波装置を備えたデュプレクサにおける第１の平衡端子におけるアイソレーション特性を示す図である。図６は、第１の実施形態及び比較例の弾性波装置を備えたデュプレクサにおける第２の平衡端子におけるアイソレーション特性を示す図である。図７は、比較例の弾性波装置の電極構造を示す模式的平面図である。図８は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の変形例を示す模式的平面図である。図９は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の模式的回路図である。図１０は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の模式的回路図である。図１１は、本発明が適用される弾性境界波装置を説明するための模式的正面断面図である。図１２は、従来の弾性波装置の電極構造を示す模式的平面図である。図１３は、従来の弾性波装置の他の例を説明するための模式的平面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を示す模式的平面図である。図２は、図１に示した弾性波フィルタを受信側フィルタ４として備えるデュプレクサを示す模式的回路図である。

図２に示すデュプレクサ１は、ＵＭＴＳ−Ｂａｎｄ２の帯域で用いられる携帯電話機のＲＦ段のデュプレクサである。ＵＭＴＳ−Ｂａｎｄ２の送信周波数帯は１８５０〜１９１０ＭＨｚであり、受信周波数帯は１９３０〜１９９０ＭＨｚである。

デュプレクサ１では、アンテナ端子２に、送信側フィルタ３及び受信側フィルタ４が接続されている。送信側フィルタ３は、複数の弾性表面波共振子を接続してなるラダー型回路構成の帯域フィルタである。もっとも、本発明のデュプレクサにおいて、送信側フィルタの構成は特に限定されるものではない。送信側フィルタ３は、一端がアンテナ端子２に接続されており、他端が送信端子５に接続されている。

受信側フィルタ４は不平衡端子８と、第１，第２の平衡端子６，７とを有する平衡−不平衡信号変換機能を有するバランス型帯域フィルタである。不平衡端子８が、アンテナ端子２に接続されている。アンテナ端子２とグラウンド電位との間には、インピーダンス整合用のインダクタンスＬが接続されている。

受信側フィルタ４は、圧電基板上に図示の電極構造を形成することにより構成されている。

図２に示すように、不平衡端子８に一ポート型弾性表面波共振子９を介して縦結合共振子型の第１，第３の弾性波フィルタ部１１，１３が並列に接続されている。第１の弾性波フィルタ部１１は、弾性表面波伝搬方向に順に配置された第１〜第３のＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃを有する。第１〜第３のＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃが設けられている領域の弾性表面波伝搬方向両側に、反射器１１ｄ，１１ｅが設けられている。第３の弾性波フィルタ部１３も同様に、第１〜第３のＩＤＴ電極１３ａ〜１３ｃ及び反射器１３ｄ，１３ｅを有する。

第１の弾性波フィルタ部１１の第２のＩＤＴ電極１１ｂの一方端部が共通接続点１０に接続されており、他方端部がアース電位に接続されている。共通接続点１０は、一ポート型弾性表面波共振子９を介して不平衡端子８に接続されている。第１，第３のＩＤＴ電極１１ａ，１１ｃの各一方端部はアース電位に接続されている。

第１の弾性波フィルタ部１１は、第２の弾性波フィルタ部１２が縦続接続されている。すなわち、第２の弾性波フィルタ部１２は、第１〜第３のＩＤＴ電極１２ａ〜１２ｃと、反射器１２ｄ，１２ｅとを有する３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタである。第１の弾性波フィルタ部１１の第１のＩＤＴ電極１１ａの他方端部が第１の接続配線１６により第２の弾性波フィルタ部１２の第１のＩＤＴ電極１２ａの一方端部に接続されている。第１のＩＤＴ電極１２ａの他方端部はアース電位に接続されている。同様に、第１の弾性波フィルタ部の第３のＩＤＴ電極１１ｃの他方端部が第２の接続配線１７により第２の弾性波フィルタ部１２の第３のＩＤＴ電極１２ｃの一方端部に接続されており、第３のＩＤＴ電極１２ｃの他方端部はアース電位に接続されている。このようにして、第１の弾性波フィルタ部１１に、第２の弾性波フィルタ部１２が縦続接続されている。

第２のＩＤＴ電極１２ｂの一方端部が第１の平衡端子６に、他方端部が第２の平衡端子７に接続されている。すなわち、第２の弾性波フィルタ部１２は、フロートバランス型の平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタである。

同様に、第３の弾性波フィルタ部１３にも、第４の弾性波フィルタ部１４が縦続接続されている。第４の弾性波フィルタ部１４は、第１〜第３のＩＤＴ電極１４ａ〜１４ｃと、反射器１４ｄ，１４ｅとを有する３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタである。

第３，第４の弾性波フィルタ部１３，１４は、第１，第２の弾性波フィルタ部１１，１２と同様に接続されている。すなわち、第３の弾性波フィルタ部１３の第２のＩＤＴ電極１３ｂの一方端部が共通接続点１０を介して不平衡端子８に接続されており、他方端部がアース電位に接続されている。第３の弾性波フィルタ部１３の第１，第３のＩＤＴ電極１３ａ，１３ｃの各一方端部がアース電位に接続されており、各他方端部が第３，第４の配線１９，２０により、第４の弾性波フィルタ部１４の第１，第３のＩＤＴ電極１４ａ，１４ｃの各一方端部にそれぞれ接続されており、第１，第３のＩＤＴ電極１４ａ，１４ｃの各他方端部がアース電位に接続されている。第４の弾性波フィルタ部１４の第２のＩＤＴ電極１４ｂの一方端部が第１の平衡端子６に、他方端部が第２の平衡端子７に接続されている。

なお、特に図示はしないが、第１〜第４の弾性波フィルタ部１１〜１４においては、ＩＤＴ同士が隣り合う部分において、ＩＤＴの端部に残りのＩＤＴ部分の電極指ピッチよりも電極指ピッチが狭い狭ピッチ電極指部が設けられている。

本実施形態の弾性波装置としての受信側フィルタ４の特徴を、図１を参照してより具体的に説明する。

図１に示すように、受信側フィルタ４は、圧電基板３０上に、上記電極構造を形成することにより設けられている。ここでは、圧電基板３０は、４０°±５°回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ_３基板からなる。なお、圧電基板３０は、他のカット角のＬｉＴａＯ_３を用いて形成されてもよい。圧電基板３０は、ＬｉＮｂＯ_３や水晶などの他の圧電単結晶により形成されてもよく、圧電セラミックスにより形成されてもよい。

上記圧電基板３０上に、Ａｌからなる電極構造を形成することにより、受信側フィルタ４が形成されている。

図１における参照番号は図２に示した受信側フィルタ４における参照番号と対応している。すなわち、第１，第２の平衡端子６，７及び不平衡端子８は、Ａｌからなる矩形の電極膜により形成されている。また、アース電位に接続される第１〜第３のアース端子３１，３２，３７がＡｌからなる電極膜により形成されている。

第１の弾性波フィルタ部１１の第１のＩＤＴ電極１１ａのアース電位に接続される端部及び第３の弾性波フィルタ部１３の第３のＩＤＴ電極１３ｃのアース手電位に接続される端部とが共通接続され、配線３３ａに接続されている。なお、配線３３ａは、配線１５と立体交差している。ここでは、ポリイミド膜からなる絶縁膜３４ａにより、配線１５と配線３３ａとの電気的絶縁が図られている。すなわち、絶縁膜３４ａの上面を配線１５が通過している。

第１の弾性波フィルタ部１１の第３のＩＤＴ電極１１ｃのアース電位に接続される端部は、配線３３ｂに電気的に接続されている。配線３３ｂは、配線３３ｃに連ねられている。また、第１の弾性波フィルタ部１１の第２のＩＤＴ電極１１ｂのアース電位に接続される端部は、配線３３ｄに接続されている。配線３３ｄには、第３の弾性波フィルタ部１３の第２のＩＤＴ電極１３ｂのアース電位に接続される端部も接続されている。配線３３ｄもまた前述した配線３３ｃに接続されている。配線３３ｃは、第１のアース端子３１及び第２のアース端子３２に接続されている。

従って、第１の弾性波フィルタ部１１の第１〜第３のＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃのアース電位に接続される端部は、第１のアース端子３１と第２のアース端子３２、すなわち２個のアース端子に電気的に接続されている。

他方、第３の弾性波フィルタ部１３においては、第１のＩＤＴ電極１３ａのアース電位に接続される端部は配線３３ｅに接続されており、配線３３ｅは第３のアース端子３７に接続されている。第２のＩＤＴ電極１３ｂのアース電位に接続される端部は前述したように配線３３ｄに接続されている。第３のＩＤＴ電極１３ｃのアース電位に接続される端部は前述したように配線３３ａに接続されている。

さらに、第１，第２，第４の接続配線１６，１７，２０と、配線３３ｄとの電気的絶縁を計るために、絶縁膜３４ｂが形成されている。絶縁膜３４ｂは、配線３３ｄを覆うように形成されており、絶縁膜３４ｂ上を、第１，第２，第４の接続配線１６，１７，２０が通過している。

第２の弾性波フィルタ部１２においては、第２のＩＤＴ電極１２ｂの一方端部が配線２１により第１の平衡端子６に接続されている。配線２１は、第４の弾性波フィルタ部１４の第２のＩＤＴ電極１４ｂの一方端部にも接続されている。第２の弾性波フィルタ部１２の第１，第３のＩＤＴ電極１２ａ，１２ｃ及び第４の弾性波フィルタ部１４の第１，第３のＩＤＴ電極１４ａ，１４ｃの各アース電位に接続される側の端部が配線３３ｆにより共通接続されている。配線３３ｆと配線２１との電気的絶縁を図るために、立体交差部において、両者の間に絶縁膜３４ｃ，３４ｄが形成されている。配線３３ｆは第３のアース端子３７に接続されている。

他方、第２の弾性波フィルタ部１２の第２のＩＤＴ電極１２ｂ及び第４の弾性波フィルタ部１４の第２のＩＤＴ電極１４ｂの他方端部が配線２２により共通接続され、第２の平衡端子７に接続されている。この配線２２と、第１，第３，第４の接続配線１６，１９，２０との電気的絶縁を図るため、並び後述する配線３３ｇとの電気的絶縁を図るために絶縁膜３４ｅが形成されている。絶縁膜３４ｂ〜３４ｅは、前述した絶縁膜３４ａと同様に形成されている。

配線３３ｆは絶縁膜３４ｅ上を通っている配線３３ｇにより第３のアース端子３７に接続されている。

第３の弾性波フィルタ部１３においては、ＩＤＴ電極１３ａ〜１３ｃのアース電位に接続される端部は、第１のアース端子３１、第２のアース端子３２及び第３のアース端子３７の３個のアース端子に接続されていることになる。このように、第１の弾性波フィルタ部１１と第３の弾性波フィルタ部１３とでは、第１〜第３のＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃのアース電位に接続される端部が接続されるアース端子の数と、第１〜第３のＩＤＴ電極１３ａ〜１３ｃのアース電位に接続される側の端部が接続されるアース端子の数とは異なっている。従って、本実施形態では、第１，第２の弾性波フィルタ部１１，１２側のアース電位に接続される部分の構造と、第３，第４の弾性波フィルタ部１３，１４におけるアース電位に接続される側の構造とが異なっていることになる。

よって、第１の弾性波フィルタ部１１と第３の弾性波フィルタ部１３では、図１に模式的に示すように、ＩＤＴ電極１１ａとＩＤＴ電極１３ａのアース電位に接続される電気的接続構造が非対称とされている。それによって、後述するように、受信側フィルタ４において、アイソレーションが改善されている。これを具体的な実験例に基づき説明する。

以下の仕様で上記実施形態の受信側フィルタ４を形成した。

（第１の弾性波フィルタ部１１）
ＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃの狭ピッチ電極指部以外の電極指ピッチで定まる波長をλＩとする。

交叉幅：１９．４λＩ
ＩＤＴ電極１１ａ，１１ｃの電極指の本数：３３本。第２のＩＤＴ電極１１ｂ側の端部に３本の電極指からなる狭ピッチ電極指部を有する。従って、残りの電極指部の電極指の本数は３３−３＝３０本。
第２のＩＤＴ電極１１ｂの電極指の本数：狭ピッチ電極指部を含めて電極指の本数は３４本。第１，第３のＩＤＴ電極１１ａ，１１ｃに隣り合う側の端部に、それぞれ、７本の電極指を有する狭ピッチ電極指部が設けられている。
反射器１１ｄ，１１ｅにおける電極指の本数：７５本
メタライゼーションレシオ：０．７０
電極膜厚：０．０８７λＩ

（第２の弾性波フィルタ部１２）
交叉幅＝１６．５λＩ
ＩＤＴ電極１２ａ，１２ｃの電極指の本数：３３本。第２のＩＤＴ電極１２ｂ側の端部に、３本の電極指からなる狭ピッチ電極指部を有し、従って、残りの電極指部の電極指の本数は３３−３＝３０本。
第２のＩＤＴ電極１２ｂの電極指の本数：両側の狭ピッチ電極指部を含めて３８本。両側の狭ピッチ電極指部は、それぞれ、６本の電極指からなる狭ピッチ電極指部である。
反射器の電極指の本数：７５本
メタライゼーションレシオ：０．７０
電極膜厚：０．０８７λＩ

（第３，第４の弾性波フィルタ部１３，１４）
第３，第４の弾性波フィルタ部１３，１４は、上述したとおり、弾性波フィルタ部１１，１２と同様である。

（一ポート型弾性表面波共振子９）
交叉幅＝１４．７λＩ
ＩＤＴの電極指の本数：２０１本。
反射器の電極指の本数：１８本
メタライゼーションレシオ：０．６０
電極膜厚：０．０８９λＩ

上記受信側フィルタ４の減衰量周波数特性を図３に実線で示す。図３の破線は比較例の結果を示す。

なお、比較のために用意した比較例の受信側フィルタの構造を図７に模式的平面図でそれぞれ示す。比較例の弾性波装置１２０１は、第１の弾性波フィルタ部１２１１及び第３の弾性波フィルタ部１２１３における第１のＩＤＴ電極１１ａ，１３ａのアース電位に接続される側の端部とアース端子との接続構造が異なることを除いては、上記受信側フィルタ４と同様に構成されている。より具体的には、図７に示すように、第１のＩＤＴ電極１１ａのアース電位に接続される側の端部と第１のＩＤＴ電極１３ａのアース電位に接続される側の端部とが配線１２１４により共通接続されており、それぞれ、第１〜第３のアース端子３１，３２，３７に接続されている。その他の構造はほぼ同様である。

従って、比較例では、第１の弾性波フィルタ部１２１１の第１〜第３のＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃのアース電位に接続される側の端部が接続されるアース端子の数は第１〜第３のアース端子３１，３２，３７であり、３個である。同様に、第３の弾性波フィルタ部１２１３の第１〜第３のＩＤＴ電極１３ａ〜１３ｃのアース電位に接続される側の端部の接続されるアース端子の数も３個である。従って、第１，第３の弾性波フィルタ部１２１１，１２１３のアース電位に接続される電流経路がほぼ同様とされている。

図３から明らかなように、上記実施形態によれば、比較例の弾性波装置１２０１に比べて、通過帯域内の挿入損失はほぼ同等であることがわかる。

また、上記実施形態及び比較例の弾性波装置を組み込んだデュプレクサにおける送信−受信間のアイソレーション特性を図４に示す。

図４から明らかなように、比較例に比べ、上記実施形態の弾性波装置を用いることにより、送信側通過帯域におけるアイソレーションが約３ｄＢ改善している。そして、図４に示したように、受信側フィルタの伝送特性自体は、ほとんど劣化していない。

従って、上記実施形態によれば、受信側フィルタ４では、受信側通過帯域の伝送特性の劣化をほとんど引き起こすことなく、送信側帯域におけるアイソレーションを改善し得ることがわかる。

図５及び図６は、上記実施形態及び比較例における第１の平衡端子及び第２の平衡端子のそれぞれにおけるアイソレーション特性を示す。比較例に比べ、上記実施形態によれば、第１，第２の平衡端子にいずれにおいても、受信側通過帯域内近傍におけるスプリアスが小さくなっていることがわかる。すなわち、第１の平衡端子と第２の平衡端子との間のバランス性が高められたことによりアイソレーションが改善しているわけではなく、スプリアスの大きさ自体が小さくなることによりアイソレーションが改善していることがわかる。

本実施形態において、上記のように、第１の弾性波フィルタ部１１と第３の弾性波フィルタ部１３とで１１ａ，１３ａのアース電位に接続される電流経路の構造を異ならせることによりアイソレーションが改善されるのは、以下の理由によると考えられる。すなわち、ＩＤＴ電極１１ａ及びＩＤＴ電極１３ａのアース接続経路が非対称とされているため、並列接続されている第１，第３の弾性波フィルタ部１１，１３において、アース電位に接続される電流経路に流れる電流が非対称となっている。その結果、ＩＤＴ電極１１ａとＩＤＴ電極１３ａの設計パラメータを非対称にすることに近い効果が得られており、それによって、送信側通過帯域におけるスプリアスが小さくなっていると考えられる。

上記のように、ＩＤＴ電極１１ａ〜１１ｃ，１３ａ〜１３ｃの設計パラメータ、具体的には電極指の対数や波長を非対称にすることによっても、上記のようなスプリアス低減効果を得ることができる。しかしながら、その場合には、通過帯域内にリップルが発生するなどの問題が生じる。

これに対して、本実施形態のように、並列接続されている第１，第３の弾性波フィルタ部１１，１３の設計パラメータは非対称とせず、上記アース電位に流れる電流経路を非対称とした場合、通過帯域内におけるリップルをほとんど生じさせることなく、スプリアスを小さくすることができる。

図８は、上記実施形態の弾性波装置の変形例を示すための模式的平面図であり、上記実施形態の図１に相当する図である。

図８に示す変形例の弾性波装置２０１では、配線１５が他の配線と立体交差しておらず、第１のＩＤＴ電極１１ａのアース電位に接続される側の端部は、配線２０２により第１のＩＤＴ電極１３ａのアース電位に接続される側の端部と共通接続されている。従って、第１の弾性波フィルタ部１１及び第３の弾性波フィルタ部１３の第１のＩＤＴ電極１１ａ，１３ａのアース電位に接続される側の端部は、いずれも、第３のアース端子３７に接続されている。ここでは、立体交差を果たすための絶縁膜２１３が配線１８と配線２０２との交差部に設けられている。従って、図１に示した絶縁膜３４ａは形成されていない。

他方、第３のＩＤＴ電極１１ｃは、第１，第２のアース端子３１，３２に接続されており、第３のＩＤＴ電極１３ｃは、第３のアース端子３７にのみ接続されている。従って、並列接続されている第１，第３の弾性波フィルタ部１１，１３において、対応する第３のＩＤＴ電極１１ｃと第３のＩＤＴ電極１３ｃとでアース電位に接続される電流経路が非対称とされているため、上記実施形態と同様に、送信側通過帯域におけるスプリアスレベルを小さくすることができ、それによってアイソレーション特性を改善することができる。

上記実施形態及び変形例から明らかなように、並列接続されている弾性波フィルタ部間において、アース電位に接続される電流経路を非対称にすることにより、上記実施形態及び変形例と同様の効果を得ることができるので、非対称とするための電流経路の具体的な形状は特に限定されるものではない。

図９は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波フィルタ装置を説明するための模式的回路図である。第２の実施形態の弾性波フィルタ装置３０１では、不平衡端子８と第１，第２の平衡端子６，７との間に、第１の実施形態と同様に、第１，第２の弾性波フィルタ部１１，１２及び第３，第４の弾性波フィルタ部１３，１４が接続されている。異なるところは、第１の実施形態の弾性波フィルタ装置では、第１の弾性波フィルタ部１１と第３の弾性波フィルタ部１３とでＩＤＴ電極１１ａ，１３ａのアース電位に接続される側の端部のアース電位に接続される電流経路を非対称としたが、本実施形態では、第２，第４の弾性波フィルタ部１２，１４間においてＩＤＴのアース電位に接続される側の電流経路が異ならされている。

より具体的には第２の弾性波フィルタ部１２の第３のＩＤＴ電極１２ｃのアース電位に接続される側の端部が模式的に示す第１のアース端子３０２に接続されている。他方、第１のＩＤＴ電極１２ａのアース電位に接続される側の端部は、第４の弾性波フィルタ部１４の第１，第３のＩＤＴ電極１４ａ，１４ｃのアース電位に接続される側の端部と共通接続され、第２のアース端子３０３に接続されている。従って、第２の弾性波フィルタ部１２と第４の弾性波フィルタ部１４とで、接続されるアース端子の数が異なっている。言い換えれば、第２の弾性波フィルタ部１２と第４の弾性波フィルタ部１４とで、アース電位に接続される電流経路が異なっているため、第１の実施形態と同様に、送信側通過帯域におけるスプリアスレベルを小さくし、アイソレーション特性を改善することができる。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の回路構成の示す模式的回路図である。

図１０に示す弾性波装置４０１は、不平衡端子８と第１，第２の平衡端子６，７との間において、並列に第１，第２の弾性波フィルタ部４１１，４１２が接続されている。すなわち、第１の実施形態の弾性波装置のように、２つの縦結合共振子型弾性波フィルタ素子が縦続接続されている構造を有しない。第１，第２の弾性波フィルタ部４１１，４１２は、いずれもフロートバランス型の弾性波フィルタである。

言い換えれば、第２の実施形態の弾性波フィルタ装置３０１の第１，第３の弾性波フィルタ部１１，１３を除去した回路構成を有する。従って、第２の実施形態における第２，第４の弾性波フィルタ部１３，１４に相当するように、第１，第２の弾性波フィルタ部４１１，４１２が形成されている。

よって、第１の弾性波フィルタ部４１１の第３のＩＤＴ電極４１１ｃのアース電位に接続される側の端部が第１のアース端子４０２に接続されており、ＩＤＴ電極４１１ａ及び第２の弾性波フィルタ部４１２の第１，第３のＩＤＴ電極４１２ａ，４１２ｃのアース電位に接続される側の端部が共通接続され、第２のアース端子４０３に接続されている。よって、第１の平衡端子６と第２の平衡端子７にそれぞれ接続されている第１，第２の弾性波フィルタ部４１１，４１２間で、アース電位に接続される側の電流経路が異ならされているため、第２の実施形態と同様に、通過帯域側におけるスプリアスレベルを小さくすることができる。よって、送信側通過帯域におけるアイソレーション特性を改善することができる。

なお、上記第１〜第３の実施形態では、弾性表面波を利用した弾性表面波装置につき説明したが、本発明の弾性波装置は、弾性境界波を利用した弾性境界波装置であってもよい。例えば、図１１に略図的正面断面図で示す弾性境界波装置５０１では、圧電体からなる圧電基板５０２上に、誘電体５０３が積層されている。圧電基板５０２と誘電体５０３との界面に、ＩＤＴを含む電極構造５０４が設けられている。この電極構造５０４として、前述した各実施形態の電極構造を形成することにより、本発明に従って、弾性境界波フィルタ装置を提供することができる。

１…デュプレクサ
２…アンテナ端子
３…送信側フィルタ
４…受信側フィルタ
５…送信端子
６，７…第１，第２の平衡端子
８…不平衡端子
９…一ポート型弾性表面波共振子
１０…共通接続点
１１〜１４…第１〜第４の弾性波フィルタ部
１１ａ〜１４ａ…第１のＩＤＴ電極
１１ｂ〜１４ｂ…第２のＩＤＴ電極
１１ｃ〜１４ｃ…第３のＩＤＴ電極
１１ｄ〜１４ｄ，１１ｅ〜１４ｅ…反射器
１５，１８…配線
１６，１７，１９，２０…第１〜第４の接続配線
２１，２２…配線
３０…圧電基板
３１，３２…第１，第２のアース端子
３３ａ〜３３ｇ…配線
３４ａ〜３４ｅ…絶縁膜
３７…第３のアース端子
２０１…弾性波装置
２０２…配線
２１３…絶縁膜
３０１…弾性波フィルタ装置
３０２，３０３…第１，第２のアース端子
４０１…弾性波装置
４０２，４０３…第１，第２のアース端子
４１１，４１２…第１，第２の弾性波フィルタ部
４１１ａ，４１２ａ…第１のＩＤＴ電極
４１１ｃ，４１２ｃ…第３のＩＤＴ電極
５０１…弾性境界波装置
５０２…圧電基板
５０３…誘電体
５０４…電極構造

Claims

圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された不平衡端子と、
前記圧電基板上に形成された第１，第２の平衡端子と、
前記圧電基板上に形成された複数のアース端子と、
前記圧電基板に構成された縦結合共振子型の第１の弾性波フィルタ部と、
前記圧電基板に構成された縦結合共振子型の第２の弾性波フィルタ部とを備え、
前記第１の弾性波フィルタ部が、弾性波伝搬方向に沿って順に配置された第１〜第３のＩＤＴ電極と、該第１〜第３のＩＤＴ電極が設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された２つの反射器とを有し、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の平衡端子に、他方端部が前記第２の平衡端子に接続されており、
前記第１の弾性波フィルタ部において、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部と前記第３のＩＤＴ電極の一方端部とが前記不平衡端子に接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の他方端部と前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、
前記第２の弾性波フィルタ部は、弾性波伝搬方向に沿って順に配置された第１〜第３のＩＤＴ電極と、該第１〜第３のＩＤＴ電極の設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された２つの反射器とを有し、
前記第２の弾性波フィルタ部において、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の平衡端子に、他方端部が前記第２の平衡端子に接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部と前記第３のＩＤＴ電極の一方端部とが前記不平衡端子に接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の他方端部と前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、
前記第１の弾性波フィルタ部と前記アース端子とを接続している電流経路と、前記第２の弾性波フィルタ部と前記アース端子とを接続している電流経路とが異なっている、弾性波装置。
前記第１の弾性波フィルタ部に接続されている前記アース端子の数と、前記第２の弾性波フィルタ部に接続されている前記アース端子の数とが異なっている、請求項１に記載の弾性波装置。
前記第１の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが異なるアース端子に接続されており、
前記第２の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが同じアース端子に接続されている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された不平衡端子と、
前記圧電基板上に形成された第１，第２の平衡端子と、
前記圧電基板上に形成された複数のアース端子と、
前記圧電基板に構成された縦結合共振子型の第１〜第４の弾性波フィルタ部と、
前記第１の弾性波フィルタ部と前記第２の弾性波フィルタ部とを縦続接続している第１，第２の接続配線と、
前記第３，第４の弾性波フィルタ部を縦続接続している第３，第４の接続配線とを備え、
前記第１〜第４の弾性波フィルタ部が、それぞれ、弾性波伝搬方向に沿って順に配置された第１〜第３のＩＤＴ電極と、第１〜第３のＩＤＴ電極が設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された反射器とを有し、
前記第１の弾性波フィルタ部において、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記不平衡端子に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、第３のＩＤＴ電極の一方端部が前記第２の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、
前記第２の弾性波フィルタ部において、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の平衡端子に、他方端部が前記第２の平衡端子に接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第３のＩＤＴ電極の一方端部が前記第２の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、
前記第３の弾性波フィルタ部において、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記不平衡端子に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部が前記第３の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第３のＩＤＴ電極の一方端部が前記第４の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、
前記第４の弾性波フィルタ部において、前記第２のＩＤＴ電極の一方端部が前記第１の平衡端子に接続されており、他方端部が前記第２の平衡端子に接続されており、前記第１のＩＤＴ電極の一方端部が前記第３の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、前記第３のＩＤＴ電極の一方端部が前記第４の接続配線に接続されており、他方端部が前記複数のアース端子のいずれかに接続されており、
第１，第２の弾性波フィルタ部とアース端子とを接続している電流経路と、第３，第４の弾性波フィルタ部とアース端子とを接続している電流経路とが異なっている、弾性波装置。
前記第１，第２の弾性波フィルタ部に接続されている前記アース端子の総数と、前記第３，第４の弾性波フィルタ部に接続されている前記アース端子の総数とが異なっている、請求項４に記載の弾性波装置。
前記第１の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが異なるアース端子に接続されており、
前記第３の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが同じアース端子に接続されている、請求項４または５に記載の弾性波装置。
前記第２の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが異なるアース端子に接続されており、
前記第４の弾性波フィルタ部において、第１のＩＤＴ電極の他方端部と、前記第３のＩＤＴ電極の他方端部とが同じアース端子に接続されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
前記弾性波が弾性波表面波であり、前記弾性波フィルタ部が弾性表面波フィルタ部である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
前記弾性波が弾性境界波であり、前記各弾性波フィルタ部が弾性境界波フィルタ部である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
受信側フィルタと送信側フィルタとを備え、前記受信側フィルタが請求項１〜９のいずれか１項に記載の弾性波装置からなる、デュプレクサ。
アンテナ側端子と弾性波共振子とをさらに備え、前記アンテナ側端子と、前記弾性波装置の前記不平衡端子との間に前記弾性波共振子が直列に接続されている、請求項１０に記載のデュプレクサ。