JP5423931B2 - 弾性波分波器 - Google Patents
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Description
本発明は、弾性表面波、弾性境界波またはバルク弾性波などの弾性波を利用した分波器に関し、より詳細には、弾性波フィルタからなる送信フィルタ及び受信フィルタを備える弾性波分波器に関する。
近年、通信機器の分波器として、弾性波共振器フィルタを用いた分波器が広く用いられている。このような弾性波共振器としては、バルク弾性波共振器フィルタ、弾性表面波共振器フィルタまたは弾性境界波共振器フィルタなどが挙げられる。
ところで、弾性波共振器フィルタでは、それ自身が有する非線形性により、相互変調歪、すなわちIMD(intermodulation distortion)が生じる。また、フィルタ特性が劣化するという問題がある。
下記の特許文献1には、上記相互変調歪の発生を抑制する構成が備えられた分波器が開示されている。図15は、特許文献1に記載の分波器の回路図である。
アンテナ1002に分波器1001のアンテナ端子1003が接続されている。このアンテナ端子1003に送信フィルタ1004と受信フィルタ1005とが接続されている。送信フィルタ1004は、複数のBAW共振器からなるラダー型フィルタである。また、受信フィルタ1005は、バランス型フィルタである。受信フィルタ1005の入力端1005aがアンテナ端子1003に接続されており、出力端が一対の平衡受信端子1005b,1005cとされている。入力端1005aと受信端子1005bとの間に第1の縦結合型SAW共振器フィルタ1006が接続されており、入力端1005aと受信端子1005cとの間に、第2の縦結合型SAW共振器フィルタ1007が接続されている。
受信フィルタ1005と送信フィルタ1004との間のインピーダンス整合を図るために、インダクタンスL1がアンテナ端子1003とグラウンド電位との間に接続されており、アンテナ端子1003と送信フィルタ1004との間にインダクタンスL2が接続されている。さらに、送信フィルタ1004において、アンテナ端側に直列に2分割された第1,第2の共振器1011,1012が互いに直列に接続されている。また、受信フィルタ1005においては、入力端1005a側において、直列に2分割されることにより構成されているSAW共振器1021,1022及び1031,1032が配置されている。すなわち、送信フィルタ1004及び受信フィルタ1005において、アンテナ端側共振器が直列に接続された2つの共振器からなる。この場合、インピーダンスを変えずに、共振器を直列に2分割した場合、共振器の面積は分割前の約4倍となる。そのため、単位面積当りの電力密度が1/4となり、共振器の非線形歪みを低減させることができる。それによって、分波器の相互変調歪を抑制することができる。
しかしながら、特許文献1に記載の分波器1001では、共振器の面積が大きくなるため、小型化を図ることが困難となる。加えて、抵抗損失が増加するため、挿入損失が増大する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し、大型化や挿入損失の悪化をまねくことなく、相互変調歪の発生を抑制し得る弾性波分波器を提供することにある。
本発明は、アンテナ端子と、送信端子と、受信端子とを有する弾性波分波器である。本発明に係る分波器は、アンテナ端子と送信端子との間に接続されており、かつ弾性波フィルタよりなる送信フィルタと、前記アンテナ端子と前記受信端子との間に接続されており、かつ弾性波フィルタからなる受信フィルタと、前記アンテナ端子とグラウンド電位との間に接続されており、弾性波共振器と、該弾性波共振器に直列に接続されたキャパシタとを有する共振回路とを備える。本発明では、上記共振回路の共振周波数が、相互変調歪を発生させる妨害波の周波数帯に位置している。
本発明に係る弾性波分波器のある特定の局面では、前記送信フィルタの送信周波数帯及び前記受信フィルタの受信周波数帯のうち、一方をF1〜F2(ただし、F2>F1)、他方をR1〜R2(ただし、R2>R1)としたときに、前記共振回路の前記共振周波数が、mF1±nR1〜mF2±nR2の帯域内に位置しており、m及びnが整数である。
本発明に係る弾性波分波器の他の特定の局面では、前記共振回路の前記共振周波数が|mF1±nR1|〜|mF2±nR2|(ただし0<|m|+|n|≦7)の帯域内に位置している。
本発明に係る弾性波分波器の別の特定の局面では、前記共振回路の前記共振周波数が|mF1±nR1|〜|mF2±nR2|(ただし0<|m|+|n|≦3)の帯域内に位置している。
本発明に係る弾性波分波器の他の特定の局面では、前記共振回路において、前記弾性波共振器に並列に接続された第2の弾性波共振器をさらに有する。この場合には、第2の弾性波共振器の共振周波数を第1の弾性波共振器の共振周波数と異ならせることにより、妨害波周波数帯内に2つの減衰極を位置させることができる。従って、より広い周波数帯で妨害波を減衰させることができる。
本発明に係る弾性波分波器の他の特定の局面では、前記共振回路において、前記弾性波共振器に直列に接続された第3の弾性波共振器をさらに有する。この場合においても、IDT電極の波長が異なる第3の弾性波共振器を直列に接続することにより、妨害周波数帯内に2つの減衰極を位置させることができる。従って、より広い周波数帯で妨害波を減衰させることができる。
本発明に係る弾性波分波器のさらに他の特定の局面では、前記送信フィルタが、圧電基板を有する送信フィルタチップに構成されており、前記受信フィルタが圧電基板を有する受信フィルタチップにおいて構成されており、前記共振回路が前記送信フィルタチップ及び前記受信フィルタチップの一方に形成されている。
本発明に係る弾性波分波器のさらに他の特定の局面では、前記送信フィルタチップと前記受信フィルタチップとが1つの圧電基板を用いて一体に形成されており、前記共振回路が前記圧電基板に形成されている。従って、より一層の小型化を図ることができる。
本発明に係る弾性波分波器のさらに別の特定の局面では、配線基板をさらに備え、前記配線基板上に前記送信フィルタチップ及び受信フィルタチップが実装されている。この場合には、単一のチップ部品として弾性波分波器を提供することができる。
本発明に係る弾性波分波器によれば、アンテナ端子とグラウンド電位との間に、弾性波共振器と弾性波共振器に直列に接続されたキャパシタとを有する共振回路が設けられており、該共振回路の共振周波数が、相互変調歪を発生させる妨害波の周波数帯に位置しているため、相互変調歪による妨害波を確実に減衰させることができる。従って、分波器の周波数特性を改善することができる。しかも、上記共振回路により妨害波を減衰させるものであるため、弾性波分波器の大型化や抵抗損失の増加による挿入損失の悪化もまねき難い。
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分波器の略図的回路図である。本実施形態の弾性波分波器は、弾性波として弾性表面波を利用している。また、弾性波分波器1は、UMTS−BAND2において用いられる弾性表面波デュプレクサである。BAND2では、送信周波数帯は、1850MHz〜1910MHzにあり、受信周波数帯は1930MHz〜1990MHzにある。
弾性波分波器1は、アンテナ2に接続されるアンテナ端子3を有する。弾性波分波器1は、外部端子として、このアンテナ端子3と送信端子4と、受信端子5,6とを有する。
アンテナ端子3と送信端子4との間には、ラダー型回路構成の弾性表面波フィルタからなる送信フィルタ20が接続されている。また、アンテナ端子3と受信端子5,6との間には、受信フィルタ15が接続されている。受信フィルタ15は縦結合型弾性表面波共振器フィルタからなる。
アンテナ2とアンテナ端子3との接続点とグラウンド電位との間には、外付けの整合用インダクタL1が接続されている。
送信フィルタ20は、アンテナ端子3に接続される出力端子21と、送信端子4に接続される入力端子22とを有する。出力端子21と入力端子22とは、直列腕23によって接続されている。
直列腕23においては、複数の直列腕共振子S1〜S4が直列に接続されている。直列腕共振子S1〜S4は、一端子対弾性表面波共振器からなる。なお、図1では、直列腕共振子S2〜S4は、複数の一端子対弾性表面波共振子を互いに直列に接続した構造を有する。さらに、直列腕共振子S2に並列にキャパシタC1が接続されている。もっとも、直列腕共振子S2〜S4は、直列腕共振子S1と同様に1つの直列腕共振子により構成されてもよい。
直列腕23とグラウンド電位との間には、複数の並列腕24〜27が設けられている。並列腕24〜27においては、それぞれ、一端子対弾性表面波共振器からなる並列腕共振子P1〜P4が設けられている。並列腕共振子P1〜P4は、2つの一端子対弾性表面波共振器を直列に接続した構造を有するが、1つの一端子対弾性表面波共振器により構成されてもよい。
並列腕24〜26をグラウンド電位側において共通化している接続点とグラウンド電位との間に、インダクタンスL2が接続されている。また、並列腕27においては、並列腕共振子P4と直列にインダクタンスL3が接続されている。
受信フィルタ15は、平衡−不平衡変換機能を有するバランス型の弾性表面波フィルタである。アンテナ端子3に接続される不平衡入力端子31と、受信端子5,6にそれぞれ接続されている平衡出力端子32a,32bとを有する。不平衡入力端子31と平衡出力端子32a,32bとの間には、第1及び第2のフィルタ部16,17がそれぞれ接続されている。第1及び第2のフィルタ部16,17は、それぞれ、並列接続されている第1及び第2の縦結合型弾性表面波共振器フィルタ素子からなる。第1及び第2の縦結合型弾性表面波共振器フィルタ素子は、それぞれ、弾性表面波伝搬方向に沿って配置された3つのIDT電極と、3つのIDT電極の両側に配置されている一対の反射器とを有する。
不平衡入力端子31と、第1及び第2のフィルタ部16,17の入力端との間には、それぞれ、一端子対弾性表面波共振器18,18が接続されている。第1及び第2のフィルタ部16,17の出力端とグラウンド電位との間には、それぞれ、一端子対弾性表面波共振器19,19が接続されている。平衡出力端子32a,32b間には外付けの整合用インダクタL4が接続されている。
受信フィルタ15及び送信フィルタ20の接続点33とグラウンド電位との間には、本実施形態の特徴部分である共振回路34が設けられている。共振回路34は、互いに直列に接続されている一端子対弾性表面波共振器35及びキャパシタC2からなる。
図2は、本実施形態の弾性波分波器1の模式的正面断面図である。図2に示すように、弾性波分波器1は、配線基板40を有する。本実施形態では、配線基板40は、第1及び第2の誘電体層41,42を有する積層体からなる。この第1及び第2の誘電体層41,42は、セラミックスや樹脂などの適宜の誘電体材料からなる。
第1の誘電体層41の上面がダイアタッチ面41aを構成している。上記配線基板40のダイアタッチ面41a上に、送信フィルタチップ60及び受信フィルタチップ70がバンプ81を介してフリップチップ実装されている。上記送信フィルタチップ60及び受信フィルタチップ70を封止するように封止樹脂層82が配線基板40のダイアタッチ面41a上に設けられている。
なお、図1に示した整合用インダクタL2及びL3は、上記配線基板40の内部配線によって構成されている。
送信フィルタチップ60及び受信フィルタチップ70は、圧電基板60a,70aを有する。この圧電基板60a,70aの下面に、前述した送信フィルタ20及び受信フィルタ15を構成するための電極構造が形成されている。このような受信フィルタ15及び送信フィルタ20を構成する電極構造は従来より周知の電極形成方法により構成することができる。本実施形態では、前述した共振回路34を構成するための一端子対弾性表面波共振器35及びキャパシタC2もまた、送信フィルタ20を構成している圧電基板60aの下面に構成されている。従って、大型化をまねくことなく、共振回路34を構成することができる。
図3は、このような共振回路34を構成する電極構造を示す模式的平面図である。
図3に示すように、前述した圧電基板60aの下面に、図示の電極構造が形成されている。一端子対弾性表面波共振器35は、IDT電極35aと、IDT電極35aの両側に配置された反射器35b,35cを有する。キャパシタC2は、互いに間挿し合う複数本の電極指を有するくし歯電極からなる。従って、一端子対弾性表面波共振器35及びキャパシタC2は、送信フィルタ20を構成している直列腕共振子S1〜S4及び並列腕共振子P1〜P4を構成する電極と同じ工程で容易に形成することができる。
また、上記共振回路34を構成している電極材料としては、特に限定されないが、同じ工程で形成するためには、直列腕共振子S1〜S4及び並列腕共振子P1〜P4を構成する電極と同じ材料からなることが好ましい。
上記のような電極材料としては、特に限定されないが、例えば、Al、Pt、Au、Ag、Cu、Ni、Ti、Cr及びPdからなる群から選択された金属またはこれらの1種以上の金属を含む合金を用いることができる。また、上記金属や合金からなる複数の金属層の積層体により上記電極を形成してもよい。
本実施形態では、一端子対弾性表面波共振器35のIDT電極35aの波長は2.1921μm、電極指交差幅は30μm、電極指の対数は60対とされている。また、キャパシタC2を構成しているくし歯電極の容量値は0.5pFとされている。
図3に示すように、本実施形態では、キャパシタC2を構成しているくし歯電極の電極指が延びる方向は、IDT電極35aの電極指の延びる方向に対して90度の角度を成している。それによって、くし歯電極からなるキャパシタC2においては、弾性表面波は励振し難くなり、単なる容量として十分に機能する。
もっとも、キャパシタC2を構成しているくし歯電極の電極指の延びる方向が、IDT電極35aの電極指の延びる方向とのなす角度は90度に限定されず、平行でなく、交差する方向であればよい。好ましくは、くし歯電極の電極指の延びる方向とIDT電極35aの電極指の延びる方向とが交差して作られる2つの角度の内、90度以下の角度となる交差角度は45度以上であることが望ましい。それによって、弾性表面波のくし歯電極における励振を効果的に抑制することができる。より好ましくは、図3で示す本実施形態のように交差角度が90度であることが望ましい。
ところで、IMDは、2つの信号の整数倍の周波数の和または差からなる周波数で発生する。従って、送信信号と受信信号との組み合わせによって上記和または差からなる周波数の信号、すなわち送信周波数帯または受信周波数帯にIMDを発生させる妨害波信号が、アンテナ側から受信フィルタ15及び送信フィルタ20に入力されると、弾性波分波器1の通信品質が悪化する。
しかしながら、本実施形態によれば、上記共振回路34が設けられているため、妨害波信号が受信フィルタ15及び送信フィルタ20に入力されたとしても、妨害波信号を十分に減衰させることができる。より具体的には、本実施形態では、BAND2の弾性波分波器であるため、送信周波数帯(1850MHz〜1910MHz)の2倍から受信周波数帯(1930MHz〜1990MHz)を減算してなる周波数帯(1770MHz〜1830MHz)の周波数帯内に、共振回路34の共振周波数が位置されている。なお、上記1770MHz〜1830MHz帯を妨害波周波数帯と呼ぶこととする。
本実施形態では、上記妨害波周波数帯に共振回路34の共振周波数を位置させることにより、上記IMDの原因となる妨害波信号を減衰させることができる。それによって、IMDを抑制でき、弾性波分波器1の通信品質を高めることができる。これをより具体的な実験例に基づき説明する。
上記実施形態の弾性波分波器と、上記共振回路34が設けられていていないことを除いては、上記実施形態と同様の構成の比較例1の弾性波分波器を用意した。図4は、上記実施形態及び比較例1の弾性波分波器のIMD特性を測定した結果を示す図である。図5は、上記実施形態及び比較例1の弾性波分波器における送信フィルタ20の通過特性を示し、図6は受信フィルタ15の通過特性を示す。
図4に示すように、比較例1に比べ、上記実施形態によれば、IMD特性は改善している。また、図5に示すように、比較例1に比べ、上記実施形態では、送信フィルタの通過帯域内における挿入損失が悪化しておらず、受信周波数帯における減衰特性も改善している。さらに、図6に示すように、比較例1に比べ、上記実施形態によれば、受信フィルタの通過帯域内における挿入損失も悪化していないことがわかる。
上記共振回路34に代えて、一端子対弾性表面波共振器35のみを用いた場合でも、妨害波信号を減衰させることはできる。しかしながら、実際には、キャパシタC2が接続されていないと、IMD特性は改善しない。これを、図7〜図9を参照して説明する。図7〜図9においては、上記比較例1と、キャパシタC2が設けられていないことを除いては上記実施形態と同様に構成された比較例2の特性を示す。すなわち、比較例2では、共振回路34を構成している一端子対弾性表面波共振器35のみを用い、キャパシタC2は接続されていない。図7はIMD特性を、図8は送信フィルタの通過特性を、図9は受信フィルタの通過特性を示す。
図7に示すように、比較例1に比べて、比較例2では、IMD特性がかえって悪化している。これは、キャパシタC2が存在しないためである。そのため、一端子対弾性表面波共振器35の電力密度が高くなり、非線形歪みによりIMDが発生しているためと考えられる。
また、図8及び図9に示すように、比較例2では、比較例1に比べ、受信フィルタの通過帯域における挿入損失も悪化しており、送信フィルタの受信周波数帯における減衰特性も悪化している。
図10は、第1の実施形態で用いられている共振回路34と、比較例2で用いられている共振回路のインピーダンス特性を示す図である。比較例2では、上記実施形態に比べ、インピーダンス比、すなわち***振周波数におけるインピーダンスの共振周波数におけるインピーダンスに対する比が大きくなっている。これは、上記実施形態では、一端子対弾性表面波共振器35とグラウンド電位との間にキャパシタC2が介在するため、電位差が小さくなっていることによる。すなわち、比較例2に比べ、上記実施形態では一端子対弾性表面波共振器35の励振が小さくなっていることを示している。従って、比較例2に比べ、上記実施形態によれば、一端子対弾性表面波共振器35自身の非線形歪みが抑制され、IMDの発生が抑制されていると考えられる。
なお、一端子対弾性表面波共振器35とグラウンド電位との間に、インダクタや抵抗を介在させることによっても、一端子対弾性表面波共振器35の非線形歪みを抑制することができると考えられる。しかしながら、インダクタを形成するためにチップ上に配線を引き回すと、キャパシタC2の場合に比べてチップ面積が大きくなる。また、キャパシタC2やインダクタが直列腕共振子S1〜S4及び並列腕共振子P1〜P4を構成する電極と同じ工程で形成することができる。これに対して、抵抗の場合には、別工程で形成しなければならない。従って、一端子対弾性表面波共振器35とグラウンド電位との間にキャパシタC2を設けることが望ましく、小型化や生産性を効果的に高めることができる。
他方、図9に示すように、比較例2では比較例1に比べて、受信フィルタの通過帯域内においても挿入損失が大きく悪化している。図11は、上記実施形態の共振回路と、比較例2における共振回路の通過特性を示す。上記実施形態では、共振周波数付近以外では挿入損失が小さい。これに対して、比較例2では、受信周波数帯(1930MHz〜1990MHz)で挿入損失が大きくなっている。そのため、図9に示すように、比較例2の受信フィルタ15では、通過帯域内における挿入損失が悪化したものと考えられる。また、図8に示すように、比較例2では比較例1に比べて、送信フィルタの受信周波数帯における減衰特性が悪化している。これは、受信周波数帯の信号が、グラウンド用配線を通って共振回路から漏洩したためだと考えられる。
上記のように、本実施形態では、共振回路34がキャパシタC2を有するため、挿入損失および減衰特性の悪化をまねくことなく、IMDを効果的に抑制することができる。特許文献1に記載の先行技術では、アンテナ端側に位置する共振器を直列に2分割することにより、共振器の面積が4倍と大きくなっていた。これに対して、本実施形態によれば、比較的面積が小さい一端子対弾性表面波共振器35とキャパシタC2とを送信フィルタ20側に追加するだけでよい。しかも、受信フィルタ15は共振器を2分割する必要がなく、上記共振回路34を追加する必要もない。そのため、弾性波分波器1では、大幅な小型化を図ることができる。
本実施形態には、妨害波周波数帯は、BAND2の送信周波数帯の2倍から受信周波数帯を減算して得られた周波数帯であったが、本発明における妨害波周波数帯は上記に限定されるものではない。すなわち、IMDの原因となる妨害波の周波数帯は、送信周波数帯および受信周波数帯の一方をF1〜F2(ただし、F2>F1)、他方をR1〜R2(ただし、R2>R1)としたとき、一方の周波数帯の整数倍と、他方の周波数帯の整数倍との和及び差である周波数帯に位置している。従って、妨害波周波数帯については、|mF1±nR1|〜|mF2±nR2|の帯域内に位置しておればよい。ここで、m及びnは整数である。IMDの原因となる妨害波周波数帯域はm、nの組み合わせにより無数の帯域に存在する。
なお、今後、通信システムが複合化していくと、|mF1±nR1|〜|mF2±nR2|(ただし0<|m|+|n|≦7)であることがさらに好ましい。それによって、より多様な通信システムに対応することができる。
送信信号及び受信信号に関する高調波の信号強度は、高次になると減衰が大きくなる。従って、共振回路の共振周波数が|mF1±nR1|〜|mF2±nR2|(ただし0<|m|+|n|≦3)である周波数帯域内に配置されることがより好ましい。それによって、妨害波をより一層効果的に減衰させ得る。
(第2の実施形態)
図12は、第2の実施形態の弾性波分波器の略図的回路図である。第1の実施形態と同一部分については、同一の参照符号を付することにより、第1の実施形態の説明を援用し、詳細な説明を省略する。
図12は、第2の実施形態の弾性波分波器の略図的回路図である。第1の実施形態と同一部分については、同一の参照符号を付することにより、第1の実施形態の説明を援用し、詳細な説明を省略する。
本実施形態では、共振回路34において、一端子対弾性表面波共振器35に並列に第2の一端子対弾性表面波共振器36が接続されている。第1の一端子対弾性表面波共振器35に比べ、第2の一端子対弾性表面波共振器36では、IDT電極の波長が相対的に大きくされている。すなわち、第1の一端子対弾性表面波共振器35の共振周波数に比べ、第2の一端子対弾性表面波共振器36の共振周波数は低域側に位置する。その他の構成については第2の実施形態は第1の実施形態と同様である。
図11に示したように、第1の実施形態によれば、キャパシタC2を備えていない比較例2に比べ、減衰帯域幅が狭くなっている。これに対して、本実施形態では、IDT電極の波長が一端子対弾性表面波共振器35よりも大きい第2の一端子対弾性表面波共振器36が用いられている。それによって、妨害波周波数帯内に2つの減衰極を位置させることができる。その結果、減衰帯域幅を広くすることが可能とされている。よって、本実施形態によれば、第1の実施形態よりも、より広い周波数帯で妨害波を減衰させることができる。
図13は、第2の実施形態の弾性波分波器における一端子対弾性表面波共振器35の変形例を示す図である。図13では、反射器51,52間に、波長が異なる2つの領域53a,53bを有するIDT電極53が構成されている。このように、IDT電極53に波長が異なる2つの領域53a,53bを有するようにして、一端子対弾性表面波共振器35と、該一端子対弾性表面波共振器35に並列に接続された第2の一端子対弾性表面波共振器36とを有する回路と等価な構成を実現することができる。この場合には、第2の弾性表面波共振器36と、第1の弾性表面波共振器において反射器を共有することができる。従って、より一層の小型化を図ることができる。
なお、第2の実施形態では、第1の弾性表面波共振器35に1つの第2の弾性表面波共振器36を並列に接続したが、互いに共振周波数が異なる2以上の第2の弾性表面波共振器を並列接続してもよい。すなわち、並列接続されている複数の弾性表面波共振器の数は3以上であってもよい。
(第3の実施形態)
図14は、本発明の第3の実施形態に係る弾性波分波器の略図的回路図である。第1の実施形態と同一部分については、同一の参照符号を附することにより、第1の実施形態の説明を援用することにより詳細な説明を省略する。
図14は、本発明の第3の実施形態に係る弾性波分波器の略図的回路図である。第1の実施形態と同一部分については、同一の参照符号を附することにより、第1の実施形態の説明を援用することにより詳細な説明を省略する。
本実施形態では、共振回路34において、一端子対弾性表面波共振器35に直列に第3の一端子対弾性表面波共振器38が接続されている。第1の一端子対弾性表面波共振器35に比べて、第3の一端子対弾性表面波共振器38のIDT電極の波長が大きくされている。すなわち、第1の一端子対弾性表面波共振器35の共振周波数に比べて、第3の一端子対弾性表面波共振器38の共振周波数が低域側に位置する。その他の構成は、第1の実施形態と同様である。
本実施形態では、IDT電極の波長が一端子対弾性表面波共振器35よりも大きい、第3の一端子対弾性表面波共振器38が設けられている。それによって、妨害波周波数帯内に2つの減衰極を位置させることができる。よって、減衰帯域幅を拡げることができる。従って、本実施形態によれば、第1の実施形態よりもより広い周波数帯で妨害波を減衰させることができる。
なお、本実施形態では、共振回路34において、第1の一端子対弾性表面波共振器35に1つの第3の一端子対弾性表面波共振器38を直列接続したが、互いに共振周波数が異なる2以上の第3の一端子対弾性表面波共振器を直列に接続してもよい。すなわち、互いに直列に接続されている一端子対弾性表面波共振器の数は3以上であってもよい。
さらに、第2の実施形態と第3の実施形態とを組み合わせてもよい。すなわち、第1の弾性表面波共振器35に直列に第3の一端子対弾性表面波共振器38を接続し、さらに第2の実施形態に従って少なくとも1つの第2の一端子対弾性表面波共振器36を接続してもよい。それによって、より広い周波数帯で妨害波を減衰させることができる。
なお、第1〜第3の実施形態では、アンテナ端側にもっとも近い共振器を複数の共振器に分割しなかったが、本発明においても、このような共振器を分割する手法を用いてもよい。
また、第1〜第3の実施形態では、送信フィルタチップ60側に共振回路34が形成されていたが、受信フィルタチップ70側に形成されていてもよい。すなわち、不平衡入力端子31とグラウンド電位との間に共振回路34を構成してもよい。通常、周波数帯が低い方のフィルタの方が、弾性表面波共振器の最適電極膜厚が厚い。従って、抵抗損失が小さくなる。抵抗損失が小さくなると、電力密度が低くなることなどによって、より妨害波を減衰させることができる。そのため、IMDを効果的に抑制することができる。また、弾性波分波器の通過帯域において共振回路の損失が小さくなるため、分波器の挿入損失の悪化が発生し難い。よって、上記第1〜第3の実施形態では、周波数帯が低い送信フィルタチップ60側において共振回路34が構成されている。しかしながら、受信周波数の方が送信周波数よりも低い通信システムの場合には、受信フィルタチップ70側に共振回路34を構成することが望ましい。
さらに、図2では、送信フィルタチップ60及び受信フィルタチップ70は、圧電基板60a,70aによりそれぞれ構成されていたが、同一圧電基板により構成してもよい。すなわち、1つの圧電基板上に、送信フィルタ20及び受信フィルタ15を構成してもよい。その場合には、受信フィルタ15と送信フィルタ20との間に、フィルタ機能に関与しない領域であるデッドスペースが生じやすい。しかしながら、共振回路34は、受信フィルタ15と送信フィルタ20との間に設ければ、上記デッドスペースを有効に利用することができる。従って、圧電基板の大型化をまねくことなく、IMDの発生を抑制することができる。さらに、共振回路34は、1つの圧電基板上に受信フィルタ15及び送信フィルタ20の一方または両方と、同時に形成することが容易である。すなわち、フィルタ機能とIMD抑制機能とを1つの圧電基板上で、大型化をまねくことなく実施することが容易である。またさらに、本実施形態の弾性波分波器を通信機器に用いれば、通信機器の大型化をまねくことなく、IMDの発生を抑制することが容易である。
また、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波分波器につき説明したが、弾性境界波やバルク弾性波(BAW)を用いてもよい。
1…弾性波分波器
2…アンテナ
3…アンテナ端子
4…送信端子
5,6…受信端子
15…受信フィルタ
16,17…第1,第2のフィルタ部
18…一端子対弾性表面波共振器
19…一端子対弾性表面波共振器
20…送信フィルタ
21…出力端子
22…入力端子
23…直列腕
24〜27…並列腕
31…不平衡入力端子
32a,32b…平衡出力端子
33…接続点
34…共振回路
35…一端子対弾性表面波共振器
35a…IDT電極
35b,35c…反射器
36…一端子対弾性表面波共振器
38…一端子対弾性表面波共振器
40…配線基板
41…第1の誘電体層
41a…ダイアタッチ面
42…第2の誘電体層
51,52…反射器
53…IDT電極
53a,53b…領域
60…送信フィルタチップ
60a,70a…圧電基板
70…受信フィルタチップ
81…バンプ
82…封止樹脂層
P1〜P4…並列腕共振子
S1〜S4…直列腕共振子
2…アンテナ
3…アンテナ端子
4…送信端子
5,6…受信端子
15…受信フィルタ
16,17…第1,第2のフィルタ部
18…一端子対弾性表面波共振器
19…一端子対弾性表面波共振器
20…送信フィルタ
21…出力端子
22…入力端子
23…直列腕
24〜27…並列腕
31…不平衡入力端子
32a,32b…平衡出力端子
33…接続点
34…共振回路
35…一端子対弾性表面波共振器
35a…IDT電極
35b,35c…反射器
36…一端子対弾性表面波共振器
38…一端子対弾性表面波共振器
40…配線基板
41…第1の誘電体層
41a…ダイアタッチ面
42…第2の誘電体層
51,52…反射器
53…IDT電極
53a,53b…領域
60…送信フィルタチップ
60a,70a…圧電基板
70…受信フィルタチップ
81…バンプ
82…封止樹脂層
P1〜P4…並列腕共振子
S1〜S4…直列腕共振子
Claims (9)
- アンテナ端子と、送信端子と、受信端子とを有する弾性波分波器であって、
前記アンテナ端子と前記送信端子との間に接続されており、かつ弾性波フィルタよりなる送信フィルタと、
前記アンテナ端子と前記受信端子との間に接続されており、かつ弾性波フィルタからなる受信フィルタと、
前記アンテナ端子とグラウンド電位との間に接続されており、弾性波共振器と、該弾性波共振器に直列に接続されたキャパシタとを有する共振回路とを備え、該共振回路の共振周波数が、相互変調歪みを発生させる妨害波の周波数帯に位置している、弾性波分波器。 - 前記送信フィルタの送信周波数帯及び前記受信フィルタの受信周波数帯のうち、一方をF1〜F2(ただし、F2>F1)、他方をR1〜R2(ただし、R2>R1)としたときに、前記共振回路の前記共振周波数が、mF1±nR1〜mF2±nR2の帯域内に位置しており、m及びnが整数である、請求項1に記載の弾性波分波器。
- 前記共振回路の前記共振周波数が|mF1±nR1|〜|mF2±nR2|(ただし0<|m|+|n|≦7)の帯域内に位置している、請求項2に記載の弾性波分波器。
- 前記共振回路の前記共振周波数が|mF1±nR1|〜|mF2±nR2|(ただし0<|m|+|n|≦3)の帯域内に位置している、請求項3に記載の弾性波分波器。
- 前記共振回路において、前記弾性波共振器に並列に接続された第2の弾性波共振器をさらに有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性波分波器。
- 前記共振回路において、前記弾性波共振器に直列に接続された第3の弾性波共振器をさらに有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の弾性波分波器。
- 前記送信フィルタが、圧電基板を有する送信フィルタチップに構成されており、前記受信フィルタが圧電基板を有する受信フィルタチップにおいて構成されており、前記共振回路が前記送信フィルタチップ及び前記受信フィルタチップの一方に形成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の弾性波分波器。
- 前記送信フィルタチップと前記受信フィルタチップとが1つの圧電基板を用いて一体に形成されており、前記共振回路が前記圧電基板に形成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の弾性波分波器。
- 配線基板をさらに備え、前記配線基板上に前記送信フィルタチップ及び受信フィルタチップが実装されている、請求項7または8に記載の弾性波分波器。
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