JP6798562B2 - ラダー型フィルタ、デュプレクサ及び弾性波フィルタ装置 - Google Patents

ラダー型フィルタ、デュプレクサ及び弾性波フィルタ装置 Download PDF

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Description

本発明は、ラダー型フィルタ並びにそれを用いたデュプレクサ及び弾性波フィルタ装置に関する。
従来、ラダー型フィルタは、携帯電話機の帯域通過型フィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献１に記載のラダー型フィルタでは、全ての直列腕共振子において、ＩＤＴ電極と反射器との互いに隣接する電極指同士の電極指中心間距離を０．５λ未満としている。なお、上記λは、ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長である。上記ラダー型フィルタにおいては、ＩＤＴ電極の電極指ピッチより反射器の電極指ピッチが大きい。特許文献１においては、上記構成により、通過帯域内のリップルの低減が図られている。
他方、下記の特許文献２に記載のラダー型フィルタでは、直列腕共振子に並列にコンデンサが接続されている。これにより、通過帯域の高域側における急峻性の改善が図られている。
特開２００３−０３２０８０号公報 特開平８−０６５０８９号公報
デュプレクサにおいては、アイソレーション特性を良好にするため、送信フィルタ及び受信フィルタに要求される帯域外減衰量が大きく、具体的には５０ｄＢ以上の高減衰特性が求められる。しかしながら、特許文献１に記載のラダー型フィルタにおいては、リップルが発生する周波数が低くなり、急峻性が劣化する傾向がある。これにより、通過帯域付近の帯域外減衰量も劣化する傾向がある。そのため、特許文献１のラダー型フィルタでは、上記帯域外減衰量の要求を満たすことは困難であった。
急峻性を改善するには、特許文献２に記載のように、直列腕共振子にコンデンサを並列に接続することが知られているが、その場合、コンデンサに並列に接続される直列腕共振子の***振周波数が低くなる。そのため、上記直列腕共振子の***振周波数が通過帯域に近づき、耐電力性が劣化する傾向がある。
本発明の目的は、耐電力性の劣化を招くことなく、急峻性を良好とすることができ、かつ帯域外減衰量を十分に大きくすることができる、ラダー型フィルタを提供することにある。本発明の他の目的は、耐電力性の劣化を招くことなく、アイソレーション特性を改善することができる、デュプレクサ及び弾性波フィルタ装置を提供することにある。
本発明に係るラダー型フィルタは、ＩＤＴ電極と、反射器と、をそれぞれ有する複数の直列腕共振子と、並列腕共振子とを備え、前記ＩＤＴ電極及び前記反射器がそれぞれ複数の電極指を有し、少なくとも１つの前記直列腕共振子において、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長をλとしたときに、前記ＩＤＴ電極の前記複数の電極指のうち最も前記反射器側に位置する電極指と、前記反射器の前記複数の電極指のうち最も前記ＩＤＴ電極側に位置する電極指との電極指中心間距離が０．５λ未満であり、前記少なくとも１つの直列腕共振子の***振周波数が、他の少なくとも１つの前記複数の直列腕共振子の***振周波数より高い。
本発明に係るラダー型フィルタのある特定の局面では、前記少なくとも１つの直列腕共振子における、前記ＩＤＴ電極の前記複数の電極指のうち最も前記反射器側に位置している電極指と、前記反射器の前記複数の電極指のうち最も前記ＩＤＴ電極側に位置している電極指との電極指中心間距離が０．４λ未満である。この場合には、急峻性を高めることができ、帯域外減衰量をより一層大きくすることができる。
本発明に係るラダー型フィルタの他の特定の局面では、前記少なくとも１つの直列腕共振子において、前記反射器の電極指ピッチが前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチより小さい。この場合には、通過帯域内のリップルを抑制することができる。
本発明に係るラダー型フィルタのさらに他の特定の局面では、前記少なくとも１つの直列腕共振子の***振周波数が、前記複数の直列腕共振子の***振周波数のうち最も高い。この場合には、耐電力性の劣化をより一層抑制することができる。帯域外減衰量をより一層大きくすることもできる。
本発明に係るデュプレクサは、本発明に従い構成されたラダー型フィルタである送信フィルタと、前記送信フィルタとは通過帯域が異なる受信フィルタとを備える。
本発明に係る弾性波フィルタ装置は、本発明に従い構成されたラダー型フィルタである第１の帯域通過型フィルタと、前記第１の帯域通過型フィルタとは通過帯域が異なる少なくとも１つの第２の帯域通過型フィルタとを備える。
本発明に係るラダー型フィルタによれば、耐電力性の劣化を招くことなく、急峻性を良好とすることができ、かつ帯域外減衰量を十分に大きくすることができる。
本発明に係るデュプレクサ及び弾性波フィルタ装置によれば、耐電力性の劣化を招くことなく、アイソレーション特性を改善することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るデュプレクサの回路図である。 図２は、本発明の第１の実施形態における第１の直列腕共振子の電極構成を説明するための模式的平面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態における第１の直列腕共振子の、ＩＤＴ電極と反射器との間付近を示す模式的拡大平面図である。 図４は、第１の比較例のデュプレクサの回路図である。 図５は、本発明の第１の実施形態及び第１，第２の比較例における送信フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施形態及び第１，第２の比較例のデュプレクサのアイソレーション特性を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施形態及び第１の比較例におけるデュプレクサの耐電力性を示す図である。 図８は、本発明におけるＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が異なる各デュプレクサにおける送信フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 図９は、本発明におけるＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が異なる各デュプレクサのアイソレーション特性を示す図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態及び第１，第２の比較例における送信フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 図１１は、本発明の第２の実施形態及び第１，第２の比較例のデュプレクサのアイソレーション特性を示す図である。 図１２は、本発明の第３の実施形態及び第１，第２の比較例における送信フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 図１３は、本発明の第３の実施形態及び第１，第２の比較例のデュプレクサのアイソレーション特性を示す図である。 図１４は、本発明の第４の実施形態における第１の直列腕共振子の電極構成を示す模式的拡大平面図である。 図１５は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の模式図である。
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。
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るデュプレクサの回路図である。
デュプレクサ１０は、第１，第２の信号端子３ａ，３ｂと、アンテナに接続されるアンテナ端子２と、アンテナ端子２に共通接続されている送信フィルタ１Ａ及び受信フィルタ１Ｂとを有する。送信フィルタ１Ａは、本発明の一実施形態に係るラダー型フィルタである。
本実施形態では、送信フィルタ１Ａの通過帯域はＢａｎｄ８の送信帯域であり、８８０ＭＨｚ以上、９１５ＭＨｚ以下である。受信フィルタ１Ｂの通過帯域はＢａｎｄ８の受信帯域であり、９２５ＭＨｚ以上、９６０ＭＨｚ以下である。なお、送信フィルタ１Ａ及び受信フィルタ１Ｂの通過帯域は上記に限定されない。
送信フィルタ１Ａは、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３を有する。なお、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３はそれぞれ弾性波共振子である。直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４は、アンテナ端子２と第１の信号端子３ａとの間に、互いに直列に接続されている。直列腕共振子Ｓ１と直列腕共振子Ｓ２との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ１が接続されている。直列腕共振子Ｓ２と直列腕共振子Ｓ３との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ２が接続されている。直列腕共振子Ｓ３と直列腕共振子Ｓ４との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ３が接続されている。並列腕共振子Ｐ２及び並列腕共振子Ｐ３は、グラウンド電位に共通接続されている。
なお、送信フィルタ１Ａは、***振周波数が異なる少なくとも２つの直列腕共振子と、並列腕共振子とを有していればよい。
他方、受信フィルタ１Ｂは、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ４ａ，４ｂと、特性調整用の弾性波共振子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｐ１１，Ｐ１２とを有する。第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ４ａと第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ４ｂとは、アンテナ端子２と第２の信号端子３ｂとの間に互いに並列に接続されている。弾性波共振子Ｓ１１，Ｓ１２は、アンテナ端子２と第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ４ａ，４ｂとの間に、互いに直列に接続されている。弾性波共振子Ｓ１１と弾性波共振子Ｓ１２との間の接続点とグラウンド電位との間には、弾性波共振子Ｐ１１が接続されている。弾性波共振子Ｓ１２と第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ４ａ，４ｂとの間の接続点とグラウンド電位との間には、弾性波共振子Ｐ１２が接続されている。
なお、受信フィルタ１Ｂの回路構成は上記に限定されない。受信フィルタ１Ｂは、例えば、ラダー型フィルタであってもよい。
本実施形態では、各直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４の***振周波数はそれぞれ異なる。より具体的には、直列腕共振子Ｓ１の***振周波数は９２９ＭＨｚである。直列腕共振子Ｓ２の***振周波数は９３１ＭＨｚである。直列腕共振子Ｓ３の***振周波数は９３７ＭＨｚである。直列腕共振子Ｓ４の***振周波数は９３２ＭＨｚである。直列腕共振子Ｓ３は、他の直列腕共振子より***振周波数が高い、本発明における第１の直列腕共振子である。直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４は、第１の直列腕共振子より***振周波数が低い、本発明における第２の直列腕共振子である。なお、第１の直列腕共振子は、少なくとも１つの他の直列腕共振子よりも***振周波数が高ければよい。また、送信フィルタ１Ａは、第１の直列腕共振子を少なくとも１つ有していればよい。
以下において、第１の直列腕共振子の具体的な構成を説明する。
図２は、第１の実施形態における第１の直列腕共振子の電極構成を説明するための模式的平面図である。
図２に示すように、直列腕共振子Ｓ３は、圧電基板５を有する。圧電基板５は、ＬｉＮｂＯ３からなる。なお、圧電基板５は、ＬｉＴａＯ３などのＬｉＮｂＯ３以外の圧電単結晶からなっていてもよく、適宜の圧電セラミックスからなっていてもよい。
圧電基板５上には、ＩＤＴ電極６が設けられている。ＩＤＴ電極６は、圧電基板５側から、ＮｉＣｒ層、Ｐｔ層、Ｔｉ層及びＡｌＣｕ層が積層された積層金属膜からなる。ＮｉＣｒ層の膜厚は１０ｎｍである。Ｐｔ層の膜厚は３００ｎｍである。Ｔｉ層の膜厚は１０ｎｍである。ＡｌＣｕ層の膜厚は３１５ｎｍである。なお、ＩＤＴ電極６の構成は上記に限定されず、ＩＤＴ電極６は適宜の金属からなっていればよい。例えば、ＩＤＴ電極６は単層の金属膜からなっていてもよい。
ＩＤＴ電極６に電圧を印加することにより、弾性波が励振される。ＩＤＴ電極６の弾性波伝搬方向両側には、反射器７ａ，７ｂが配置されている。これにより、直列腕共振子Ｓ３が構成されている。
ＩＤＴ電極６は、第１，第２のバスバー６ａ１，６ｂ１及び複数の第１，第２の電極指６ａ２，６ｂ２を有する。第１のバスバー６ａ１と第２のバスバー６ｂ１とは対向し合っている。第１のバスバー６ａ１に、複数の第１の電極指６ａ２の一端が接続されている。第２のバスバー６ｂ１に、複数の第２の電極指６ｂ２の一端が接続されている。複数の第１の電極指６ａ２と複数の第２の電極指６ｂ２とは、互いに間挿し合っている。
反射器７ａ，７ｂも、それぞれ複数の電極指７ａ２，７ｂ２を有する。
図３は、第１の実施形態における第１の直列腕共振子の、ＩＤＴ電極と反射器との間付近を示す模式的拡大平面図である。
ＩＤＴ電極６の電極指ピッチにより規定される波長をλとする。このとき、隣り合う第１の電極指６ａ２と第２の電極指６ｂ２との電極指中心間距離Ｇ２は０．５λである。ここで、ＩＤＴ電極の複数の電極指のうち最も反射器側に位置している電極指と、反射器の複数の電極指のうち最もＩＤＴ電極側に位置している電極指との電極指中心間距離を、ＩＤＴ電極−反射器ギャップとする。このとき、本実施形態においては、ＩＤＴ電極６と反射器７ｂとのＩＤＴ電極−反射器ギャップＧ１は０．３８λである。なお、図２に示した反射器７ａとＩＤＴ電極６とのＩＤＴ電極−反射器ギャップも０．３８λである。
図１に戻り、直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４もＩＤＴ電極及び反射器を有する。直列腕共振子Ｓ１のＩＤＴ電極−反射器ギャップは０．５λである。直列腕共振子Ｓ２のＩＤＴ電極−反射器ギャップは０．５λである。直列腕共振子Ｓ４のＩＤＴ電極−反射器ギャップは０．５２λである。
他方、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４においては、ＩＤＴ電極の電極指ピッチと反射器の電極指ピッチとが異なる。ここで、ＩＤＴ電極の電極指ピッチを反射器の電極指ピッチで割ったものを、ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比とする。このとき、直列腕共振子Ｓ１のＩＤＴ電極／反射器ピッチ比は０．９９９である。直列腕共振子Ｓ２のＩＤＴ電極／反射器ピッチ比は０．９９８である。直列腕共振子Ｓ３のＩＤＴ電極／反射器ピッチ比は１．００６である。直列腕共振子Ｓ４のＩＤＴ電極／反射器ピッチ比は０．９３６である。
本発明の特徴は、***振周波数が少なくとも１つの他の直列腕共振子より高い直列腕共振子のＩＤＴ電極−反射器ギャップが０．５λ未満であるという構成にある。それによって、耐電力性の劣化を招くことなく、急峻性を良好とすることができ、かつアイソレーション特性を改善することができる。これを、本実施形態と第１の比較例及び第２の比較例とを比較することにより説明する。
第１の比較例のデュプレクサは、図４に示すように、直列腕共振子Ｓ３に並列にコンデンサＣが接続されている点で異なる。さらに、第１の比較例のデュプレクサにおいては、直列腕共振子Ｓ３の***振周波数、ＩＤＴ電極−反射器ギャップ及びＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が第１の実施形態と異なる。
他方、第２の比較例のデュプレクサの回路構成は第１の実施形態の回路構成と同じである。以下においては、第２の比較例の各直列腕共振子を、図１に示す第１の実施形態の各直列腕共振子と同様の符号により示す。第２の比較例は、***振周波数が最も低い直列腕共振子Ｓ１のＩＤＴ電極−反射器ギャップが０．５λ未満である点及び直列腕共振子Ｓ３のＩＤＴ電極−反射器ギャップが０．５λである点で、第１の実施形態と異なる。
第１の実施形態、第１の比較例及び第２の比較例の各直列腕共振子の***振周波数を下記の表１に示す。第１の実施形態、第１の比較例及び第２の比較例の各直列腕共振子のＩＤＴ電極−反射器ギャップを下記の表２に示す。第１の実施形態、第１の比較例及び第２の比較例の各直列腕共振子のＩＤＴ電極／反射器ピッチ比を下記の表３に示す。
Figure 0006798562
Figure 0006798562
Figure 0006798562
図５は、第１の実施形態及び第１，第２の比較例における送信フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。図６は、第１の実施形態及び第１，第２の比較例のデュプレクサのアイソレーション特性を示す図である。図５中における帯域Ｔは送信フィルタの通過帯域を示す。図５中及び図６中の帯域Ｒは受信フィルタの通過帯域を示す。なお、以下において示す、減衰量周波数特性を示す各図及びアイソレーション特性を示す各図においても同様である。図５及び図６において、実線は第１の実施形態の結果を示し、破線は第１の比較例の結果を示し、一点鎖線は第２の比較例の結果を示す。
図５に示すように、第１の比較例の送信フィルタでは、通過帯域の高域側の端部付近における急峻性は７．３ＭＨｚである。第２の比較例の上記急峻性は１１．２ＭＨｚである。なお、本明細書において、急峻性とは、減衰量が２．５ｄＢである周波数と減衰量が５０ｄＢである周波数との差をいう。第１の比較例においては、受信フィルタの通過帯域における送信フィルタの減衰量は４６．９ｄＢとなっている。第２の比較例においては、受信フィルタの通過帯域における送信フィルタの減衰量は２０．６ｄＢとなっている。
図６に示すように、第１の比較例におけるアイソレーションは４７．２ｄＢとなっている。第２の比較例におけるアイソレーションは２２．６ｄＢとなっている。
ここで、デュプレクサにおいては、一方の帯域通過型フィルタの、他方の帯域通過型フィルタの通過帯域における減衰量が５０ｄＢ以上であることが要求されることが多い。さらに、デュプレクサにおいては、アイソレーションが５０ｄＢ以上であることが要求されることが多い。これらの要求を、第１，第２の比較例では満たすことができない。
第１の比較例では、図４に示すように、直列腕共振子Ｓ３に並列にコンデンサＣが接続されている。これにより、表１に示すように、直列腕共振子Ｓ３の***振周波数が低くなっている。直列腕共振子Ｓ３の***振周波数は受信フィルタの通過帯域外に位置している。そのため、受信フィルタの通過帯域における送信フィルタの減衰量が小さくなっており、アイソレーション特性が劣化している。
第２の比較例では、表２に示すように、直列腕共振子Ｓ１において、ＩＤＴ電極−反射器ギャップが最も小さくなっている。ＩＤＴ電極−反射器ギャップが０．５λ未満であることにより、共振周波数と***振周波数との間にリップルが生じる。第２の比較例においては、周波数９２１ＭＨｚ付近においてリップルが生じている。そのため、急峻性が劣化し、受信フィルタの通過帯域における送信フィルタの減衰量が小さくなっており、アイソレーション特性が劣化している。
これらに対して、図５に示すように、第１の実施形態の送信フィルタでは、通過帯域の高域側における急峻性は５．８ＭＨｚであり、急峻性を改善することができている。受信フィルタの通過帯域における送信フィルタの減衰量は５３．４ｄＢである。図６に示すように、アイソレーションは５７．６ｄＢである。このように、第１の実施形態においては、上記要求を満たすことができている。
第１の実施形態では、表１及び表２に示すように、複数の直列腕共振子のうち、***振周波数が最も高い直列腕共振子Ｓ３のＩＤＴ電極−反射器ギャップを０．５λ未満としている。これにより、ＩＤＴ電極−反射器ギャップに起因するリップルを高域側において発生させることができている。それによって、上記のように急峻性を改善することができる。これに加えて、直列腕共振子Ｓ３の***振周波数が高く、受信フィルタの通過帯域内に位置しているため、該通過帯域における送信フィルタの減衰量を大きくすることができ、アイソレーション特性を改善することができている。
直列腕共振子Ｓ３のＩＤＴ電極−反射器ギャップは、０．４λ未満であることが好ましい。ＩＤＴ電極−反射器ギャップが小さいほど、ＩＤＴ電極−反射器ギャップ起因のリップルが発生する周波数が高くなる。これにより、通過帯域から高域側に離れた減衰極の近傍に上記リップルを発生させることができる。それによって、急峻性をより一層高めることができる。よって、受信フィルタの通過帯域における送信フィルタの減衰量をより一層大きくすることができ、アイソレーション特性もより一層改善することができる。
なお、ＩＤＴ電極−反射器ギャップは、０．２λ以上であることが好ましい。ＩＤＴ電極−反射器ギャップは、０．３λ以上であることがより好ましい。この場合には、生産性を高めることができる。
ここで、第１の実施形態及び第１の比較例のデュプレクサを作製した。これらのデュプレクサに送信フィルタの通過帯域の高域側端部に位置する９１５ＭＨｚの電力を印加し、耐電力性を比較した。
図７は、第１の実施形態及び第１の比較例におけるデュプレクサの耐電力性を示す図である。菱形のプロットは第１の実施形態の結果を示し、正方形のプロットは第１の比較例の結果を示す。
図７に示すように、第１の比較例においては、入力電力が２６．５ｄＢｍより大きくなると、出力電力が急激に劣化している。これに対して、第１の実施形態では、入力電力２８．１ｄＢｍまで、入力電力が大きくなるほど出力電力が大きくなっている。入力電力が２８．１ｄＢｍを超えた付近の入力電力においても、出力電力の急激な下降は生じていない。加えて、第１の実施形態においては、図７に示す入力電力の範囲全てにおいて、第１の比較例より出力電力を大きくすることができている。第１の実施形態では、２８．１ｄＢｍにおいて、出力電力を２５ｄＢｍとすることができている。このように、第１の実施形態においては、耐電力性の劣化を抑制することができ、出力電力を十分に大きくすることができることがわかる。
ところで、デュプレクサなどの弾性波装置では、高温下においては、温度ドリフトにより周波数が低くなる。このような周波数の変化により、ロスが大きくなる傾向がある。入力電力を大きくすると、弾性波装置はより発熱するため、温度ドリフトによるロスがより大きくなる傾向がある。この温度ドリフトによるロスが大きくなることにより、入力電力がある一定の値を超えると、入力電力が大きくなるほど出力電力は小さくなっていく。
ここで、直列腕共振子においては、入力電力の周波数が***振周波数に近いほどロスが大きく、発熱し易い。第１の比較例においては、急峻性を改善するために、図４に示す直列腕共振子Ｓ３に並列にコンデンサＣを接続しているため、直列腕共振子Ｓ３の***振周波数が低くなる。そのため、図７に示した評価における入力電力の周波数である９１５ＭＨｚに、直列腕共振子Ｓ３の***振周波数が近くなる。これにより、第１の比較例では、低い入力電力においても高温になり、温度ドリフトによるロスが大きくなることにより、出力電力が大きく劣化していた。
これに対して、第１の実施形態では、第１の比較例のようなコンデンサを設ける必要がなく、直列腕共振子の***振周波数を高くすることができる。よって、直列腕共振子において発熱し難く、耐電力性が劣化し難い。
図１に戻り、第１の直列腕共振子としての直列腕共振子Ｓ３は、複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４のうち最も***振周波数が高いことが好ましい。それによって、デュプレクサ１０において、耐電力性の劣化を効果的に抑制することができ、アイソレーション特性を効果的に改善することができる。送信フィルタ１Ａにおいて、耐電力性の劣化を効果的に抑制することができ、受信フィルタ１Ｂの通過帯域における帯域外減衰量を効果的に大きくすることができる。
なお、第１の直列腕共振子は、***振周波数が少なくとも１つの他の直列腕共振子より高ければよい。これにより、デュプレクサ１０において、耐電力性の劣化を招くことなく、アイソレーション特性を十分に大きくすることができる。送信フィルタ１Ａにおいて、耐電力性の劣化を招くことなく、受信フィルタ１Ｂの通過帯域における帯域外減衰量を十分に大きくすることができる。
ところで、直列腕共振子Ｓ３のＩＤＴ電極−反射器ギャップは０．５λ未満であり、ＩＤＴ電極の電極指ピッチより小さい。図３に示すように、ＩＤＴ電極６の複数の電極指のうち最も反射器７ｂ側に位置している電極指の幅は、他の第１，第２の電極指６ａ２，６ｂ２の幅より細いことが好ましい。なお、電極指の幅は、電極指が延びる方向と直交する方向に沿う電極指の寸法とする。反射器７ｂの複数の電極指のうち最もＩＤＴ電極６側に位置している電極指の幅も、他の電極指７ｂ２の幅より細いことが好ましい。それによって、ＩＤＴ電極６の複数の電極指のうち最も反射器７ｂ側に位置している電極指における反射器７ｂ側の端縁部と、反射器７ｂの複数の電極指のうち最もＩＤＴ電極６側に位置している電極指におけるＩＤＴ電極６側の端縁部との距離を長くすることができる。これにより、例えば、ＩＤＴ電極６及び反射器７ｂをリフトオフ法により形成する場合に、形成不良が生じ難い。
なお、ＩＤＴ電極６の複数の電極指のうち最も反射器７ｂ側に位置している電極指と、反射器７ｂの複数の電極指のうち最もＩＤＴ電極６側に位置している電極指との間に電極膜を形成し、上記電極指同士及び上記電極膜が一体になるように接続してもよい。この場合においても、リフトオフ法における工程において、ＩＤＴ電極６及び反射器７ｂの形成不良が生じ難い。もっとも、第１の実施形態のように、上記電極指の幅を細くすることが好ましい。この場合には、リフトオフ法における工程においてＩＤＴ電極６及び反射器７ｂの形成不良が生じ難く、かつ電力印加時のエレクトロマイグレーションも生じ難いため、耐電力性を高めることができる。
図２に示す反射器７ａの複数の電極指のうち最もＩＤＴ電極６側に位置している電極指及びＩＤＴ電極６の複数の電極指のうち最も反射器７ａ側に位置している電極指においても同様である。
第１の実施形態では、直列腕共振子Ｓ３においてＩＤＴ電極−反射器ギャップを０．５λ未満としている。これにより、上述したように、共振周波数と***振周波数との間にリップルが生じる。これと同時に、共振周波数より低域側に、反射器７ａ，７ｂ起因のリップルも生じる。そのため、送信フィルタの通過帯域内における低域側にリップルが生じる。ここで、表３に示すように、直列腕共振子Ｓ３においては、ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比は１より大きい。このように、直列腕共振子Ｓ３においては、反射器７ａ，７ｂの電極指ピッチがＩＤＴ電極６の電極指ピッチより小さいことが好ましい。それによって、送信フィルタの通過帯域内におけるリップルを小さくすることができる。これを以下において説明する。
ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比を異ならせて複数のデュプレクサを作製した。ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比は、それぞれ１．００６、１、０．９９６とした。これらをデュプレクサＸ、デュプレクサＹ、デュプレクサＺとする。なお、ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が１．００６であるデュプレクサＸは、第１の実施形態の構成を有するデュプレクサである。ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が１であるデュプレクサＹにおいては、第１の実施形態のデュプレクサとリップルの発生周波数を合わせるために、ＩＤＴ電極−反射器ギャップを０．３７λとした。ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が０．９９６であるデュプレクサＺにおいては、第１の実施形態のデュプレクサとリップルの発生周波数を合わせるために、ＩＤＴ電極−反射器ギャップを０．３６λとした。これを下記の表４に示す。
Figure 0006798562
デュプレクサＹ，Ｚは、直列腕共振子Ｓ３のＩＤＴ電極−反射器ギャップ及びＩＤＴ電極／反射器ピッチ比以外においては、第１の実施形態と同様の構成を有する。デュプレクサＸ，Ｙ，Ｚの減衰量周波数特性及びアイソレーション特性を比較した。
図８は、本発明におけるＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が異なる各デュプレクサにおける送信フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。図９は、本発明におけるＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が異なる各デュプレクサのアイソレーション特性を示す図である。図８及び図９において、実線はＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が１．００６の場合の結果を示し、破線はＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が１の場合の結果を示し、一点鎖線はＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が０．９９６の場合の結果を示す。
図８及び図９に示すように、ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が異なる場合においても、受信フィルタの通過帯域における送信フィルタの減衰量及びアイソレーション特性は、ほぼ変わらないことがわかる。
図８に示すように、ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が異なる場合には、送信フィルタの通過帯域におけるリップルの大きさが異なる。ここで、５ＭＨｚ帯域幅のリップル偏差とは、５ＭＨｚ帯域幅におけるリップルの、減衰量が大きい方のピークにおける減衰量と、減衰量が小さい方のピークにおける減衰量との差をいう。ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が０．９９６の場合、上記リップル偏差は０．５６ｄＢとなっている。ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が１の場合、上記リップル偏差は０．４３ｄＢとなっている。ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が１．００６の場合、上記リップル偏差は０．３４ｄＢとなっている。このように、ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比を１より大きくすることにより、リップルを効果的に抑制することができていることがわかる。
上記リップルは、共振周波数が反射器のストップバンドの中央付近に位置することにより大きくなる。これに対して、反射器の電極指ピッチを狭くすることにより、反射器のストップバンドの低域側の端部を高域側に移動させ、共振周波数を反射器のストップバンドの低域側の端部付近に位置させることができる。それによって、リップルのＱ値を劣化させ、リップルを抑制することができる。そのため、上述したように、ＩＤＴ電極／反射器ピッチ比を大きくすることによって、リップルを抑制することができている。
第１の実施形態のデュプレクサ１０はＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）構造のデュプレクサである。なお、デュプレクサ１０は、ＷＬＰ構造には限定されず、例えば、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）構造などであってもよい。
以下において、第２の実施形態に係るデュプレクサについて説明する。
第２の実施形態に係るデュプレクサの回路構成は第１の実施形態と同じである。以下においては、第２の実施形態の各直列腕共振子を、図１に示す第１の実施形態の各直列腕共振子と同様の符号により示す。第２の実施形態では、直列腕共振子Ｓ２，Ｓ３のＩＤＴ電極−反射器ギャップ及びＩＤＴ電極／反射器ピッチ比が第１の実施形態と異なる。より具体的には、直列腕共振子Ｓ２のＩＤＴ電極−反射器ギャップは０．３７λであり、直列腕共振子Ｓ３のＩＤＴ電極−反射器ギャップは０．５λである。直列腕共振子Ｓ２のＩＤＴ電極／反射器ピッチ比は１．００６であり、直列腕共振子Ｓ３のＩＤＴ電極／反射器ピッチ比は１である。これを下記の表５に示す。
Figure 0006798562
第２の実施形態では、複数の直列腕共振子において***振周波数が最も高い直列腕共振子ではなく、かつ***振周波数が直列腕共振子Ｓ１より高い直列腕共振子Ｓ２が、本発明の第１の直列腕共振子である。直列腕共振子Ｓ１は、第１の実施形態と同様に、本発明の第２の直列腕共振子である。
図１０は、第２の実施形態及び第１，第２の比較例における送信フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。図１１は、第２の実施形態及び第１，第２の比較例のデュプレクサのアイソレーション特性を示す図である。図１０及び図１１において、実線は第２の実施形態の結果を示し、破線は上記第１の比較例の結果を示し、一点鎖線は上記第２の比較例の結果を示す。
図１０に示すように、第２の実施形態においては、送信フィルタの通過帯域の高域側の端部付近における急峻性は７．２ＭＨｚである。受信フィルタの通過帯域における送信フィルタの減衰量は４９ｄＢとなっている。このように、第２の実施形態においては、第１，第２の比較例に比べ、通過帯域高域側の急峻性を改善することができており、受信フィルタの通過帯域における送信フィルタの減衰量を大きくすることができている。
図１１に示すように、第２の実施形態において、アイソレーションは５１．５ｄＢであり、アイソレーション特性を改善することができている。また、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、耐電力性の劣化を抑制することができる。
以下において、第３の実施形態に係るデュプレクサについて説明する。
第３の実施形態に係るデュプレクサの回路構成は第１の実施形態と同じである。以下においては、第３の実施形態の各直列腕共振子を、図１に示す第１の実施形態の各直列腕共振子と同様の符号により示す。第３の実施形態では、直列腕共振子Ｓ３のＩＤＴ電極−反射器ギャップが第１の実施形態と異なる。より具体的には、直列腕共振子Ｓ３のＩＤＴ電極−反射器ギャップは０．４１λである。本実施形態においても、直列腕共振子Ｓ３が本発明の第１の直列腕共振子である。
図１２は、第３の実施形態及び第１，第２の比較例における送信フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。図１３は、第３の実施形態及び第１，第２の比較例のデュプレクサのアイソレーション特性を示す図である。図１２及び図１３において、実線は第２の実施形態の結果を示し、破線は上記第１の比較例の結果を示し、一点鎖線は上記第２の比較例の結果を示す。
図１２に示すように、第３の実施形態においては、送信フィルタの通過帯域の高域側の端部付近における急峻性は７．１ＭＨｚである。受信フィルタの通過帯域における送信フィルタの減衰量は４９．５ｄＢとなっている。このように、第３の実施形態においては、第１，第２の比較例に比べ、通過帯域高域側の急峻性を改善することができており、受信フィルタの通過帯域における送信フィルタの減衰量を大きくすることができている。
図１３に示すように、第３の実施形態において、アイソレーションは５１．５ｄＢであり、アイソレーション特性を改善することができている。また、第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、耐電力性の劣化を抑制することができる。
図１４は、第４の実施形態における第１の直列腕共振子の電極構成を示す模式的拡大平面図である。
第４の実施形態に係るデュプレクサは、送信フィルタにおける各直列腕共振子の構成が第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、第４の実施形態のデュプレクサは、第１の実施形態のデュプレクサ１０と同様の構成を有する。なお、本実施形態の各直列腕共振子の***振周波数、ＩＤＴ電極−反射器ギャップ及びＩＤＴ電極／反射器ピッチ比は第１の実施形態と同様である。
より具体的には、本実施形態では、各直列腕共振子のＩＤＴ電極が、以下に示す中央領域、低音速領域及び高音速領域を有する。これを、図１４に示す第１の直列腕共振子を例に説明する。
図１４に示すように、ＩＤＴ電極２６は、弾性波伝搬方向から見て、第１の電極指２６ａ２と第２の電極指２６ｂ２とが重なり合っている部分である交叉領域Ａを有する。ここで、第１，第２の電極指２６ａ２，２６ｂ２が延びる方向を長さ方向とする。このとき、交叉領域Ａは、長さ方向において中央側に位置している中央領域Ａａを有する。交叉領域Ａは、中央領域Ａａの長さ方向両側に配置されている、低音速領域Ａｂを有する。中央領域Ａａとは、長さ方向において、２つの低音速領域Ａｂに挟まれた領域である。中央領域Ａａにおける音速Ｖ１よりも、低音速領域Ａｂにおける音速Ｖ２は低速である。
低音速領域Ａｂにおいては、第１，第２の電極指２６ａ２，２６ｂ２の幅が、他の部分の幅よりも広い。これにより、音速が遅くされている。さらに、低音速領域Ａｂにおいては、第１，第２の電極指２６ａ２，２６ｂ２上に質量付加部材２８が設けられている。それによって、音速がより一層遅くされている。質量付加部材２８は、適宜の金属または誘電体からなる。
なお、低音速領域Ａｂにおいて音速を遅くするための構成は特に限定されない。例えば、低音速領域Ａｂにおいて電極指の幅が他の部分の幅より広い構成及び質量付加部材２８を有する構成のうち少なくとも一方を有していればよい。
ＩＤＴ電極２６は、第１のバスバー６ａ１と低音速領域Ａｂとの間に位置している高音速領域Ｂを有する。中央領域Ａａにおける音速Ｖ１よりも高音速領域における音速Ｖ３は高速である。同様に、ＩＤＴ電極２６は、第２のバスバーと第２のバスバー側の低音速領域との間に位置している高音速領域も有する。
ＩＤＴ電極２６がＶ２＜Ｖ１＜Ｖ３の関係を有する低音速領域Ａｂ、中央領域Ａａ及び高音速領域Ｂを有するため、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。図１４に示す直列腕共振子以外の直列腕共振子及び並列腕共振子も、低音速領域、中央領域及び高音速領域を有する。
本実施形態においても、第１の直列腕共振子のＩＤＴ電極−反射器ギャップが０．５λ未満であるため、耐電力性の劣化を招くことなく、帯域外減衰量を十分に大きくすることができる。
図１５は、第５の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の模式図である。
弾性波フィルタ装置３０は、アンテナ端子２に接続されている第１の帯域通過型フィルタ３１Ａを有する。第１の帯域通過型フィルタ３１Ａは、第１の実施形態における送信フィルタ１Ａと同様の構成を有する。第１の帯域通過型フィルタ３１Ａは送信フィルタであってもよく、受信フィルタであってもよい。なお、第１の帯域通過型フィルタ３１Ａは、第１の実施形態と同様に、耐電力性が十分に高いため、送信フィルタであることが好ましい。
弾性波フィルタ装置３０は、第１の帯域通過型フィルタ３１Ａとアンテナ端子２に共通接続されている、複数の第２の帯域通過型フィルタ３１Ｂ〜３１Ｄを有する。複数の第２の帯域通過型フィルタ３１Ｂ〜３１Ｄは、第１の帯域通過型フィルタ３１Ａとは通過帯域が異なる。複数の第２の帯域通過型フィルタ３１Ｂ〜３１Ｄ間においても、それぞれ通過帯域は異なる。なお、複数の第２の帯域通過型フィルタ３１Ｂ〜３１Ｄの回路構成などは特に限定されない。
弾性波フィルタ装置３０は、第１の実施形態の送信フィルタ１Ａと同様の構成である第１の帯域通過型フィルタ３１Ａを有するため、耐電力性の劣化を招くことなく、アイソレーション特性を改善することができる。
なお、弾性波フィルタ装置３０は、第２の帯域通過型フィルタを少なくとも１つ有していればよい。このように、弾性波フィルタ装置３０は、２つの帯域通過型フィルタを有する弾性波フィルタ装置であってもよく、３つ以上の帯域通過型フィルタを有するマルチプレクサであってもよい。
１Ａ…送信フィルタ
１Ｂ…受信フィルタ
２…アンテナ端子
３ａ，３ｂ…第１，第２の信号端子
４ａ，４ｂ…第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ
５…圧電基板
６…ＩＤＴ電極
６ａ１，６ｂ１…第１，第２のバスバー
６ａ２，６ｂ２…第１，第２の電極指
７ａ，７ｂ…反射器
７ａ２，７ｂ２…電極指
１０…デュプレクサ
２６…ＩＤＴ電極
２６ａ２，２６ｂ２…第１，第２の電極指
２８…質量付加部材
３０…弾性波フィルタ装置
３１Ａ…第１の帯域通過型フィルタ
３１Ｂ〜３１Ｄ…第２の帯域通過型フィルタ
Ｃ…コンデンサ
Ｐ１〜Ｐ３…並列腕共振子
Ｐ１１，Ｐ１２…弾性波共振子
Ｓ１〜Ｓ４…直列腕共振子
Ｓ１１，Ｓ１２…弾性波共振子

Claims (5)

  1. ＩＤＴ電極と、反射器と、をそれぞれ有する複数の直列腕共振子と、
    並列腕共振子と、
    を備え、
    前記ＩＤＴ電極及び前記反射器がそれぞれ複数の電極指を有し、
    少なくとも１つの前記直列腕共振子において、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長をλとしたときに、前記ＩＤＴ電極の前記複数の電極指のうち最も前記反射器側に位置する電極指と、前記反射器の前記複数の電極指のうち最も前記ＩＤＴ電極側に位置する電極指との電極指中心間距離が０．５λ未満であり、
    前記少なくとも１つの直列腕共振子の***振周波数が、他の少なくとも１つの前記複数の直列腕共振子の***振周波数より高く、
    前記少なくとも１つの直列腕共振子において、前記反射器の電極指ピッチが前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチより小さい、ラダー型フィルタ。
  2. 前記少なくとも１つの直列腕共振子における、前記ＩＤＴ電極の前記複数の電極指のうち最も前記反射器側に位置している電極指と、前記反射器の前記複数の電極指のうち最も前記ＩＤＴ電極側に位置している電極指との電極指中心間距離が０．４λ未満である、請求項１に記載のラダー型フィルタ。
  3. 前記少なくとも１つの直列腕共振子の***振周波数が、前記複数の直列腕共振子の***振周波数のうち最も高い、請求項１または２に記載のラダー型フィルタ。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のラダー型フィルタである送信フィルタと、
    前記送信フィルタとは通過帯域が異なる受信フィルタと、
    を備える、デュプレクサ。
  5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のラダー型フィルタである第１の帯域通過型フィルタと、
    前記第１の帯域通過型フィルタとは通過帯域が異なる少なくとも１つの第２の帯域通過型フィルタと、
    を備える、弾性波フィルタ装置。
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