KR20210114541A - 필터, 멀티플렉서, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치 - Google Patents
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Abstract
필터(12)는 신호 경로 상에 배치된 직렬 공진자(S1 내지 S4)를 갖고, 직렬 공진자(S1 내지 S4)를 구성하는 IDT 전극은, 이형부를 갖는 제1 전극 핑거 및 이형부를 갖지 않는 제2 전극 핑거의 적어도 한쪽을 포함하고 있고, 직렬 공진자(S1 내지 S4) 중 1개 이상의 직렬 공진자를 구성하는 IDT 전극에 있어서, 복수의 전극 핑거의 각각의 타단부끼리를 연결하는 방향 D는, 탄성파 전반 방향과 교차하고 있고, 당해 IDT 전극은, 제1 부분과 제2 부분에서 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거가 일정한 배열순으로 배치되어 있다.
Description
본 발명은 필터, 멀티플렉서, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치에 관한 것이다.
종래, 소위 경사형 IDT 전극부, 즉 전극 핑거 교차부가 탄성파 전반 방향에 대하여 비스듬히 형성된 IDT 전극부를 사용함으로써, 가로 모드를 억제하는 것이 알려져 있다.
이 경사형 IDT 전극부는, 특히, 지지 기판 상에 고음속막, 저음속막, 압전막 및 IDT 전극을 이 순서로 적층하여 이루어지는 탄성파 장치에 적용되면 유효하다. 상기 적층형 기판을 사용한 탄성파 장치는 Q값을 높이는 것이 가능한 한편, 주파수 특성상, 가로 모드 리플이 나타나기 때문이다.
한편, 이러한 경사형 IDT 전극부에 있어서는, 전극 핑거와, 대향하는 버스 바 또는 오프셋 전극 핑거와의 사이에 위치하는 갭부에 정재파가 발생하고, 그 영향으로 공진 주파수 부근에 리플이 발생한다. 그래서, 전극 핑거 선단부에, 탄성파 전반 방향으로 돌출된 이형부를 더 마련함으로써 공진 주파수 부근의 리플을 저감하는 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 선단부에 이형부를 마련한 전극 핑거를, 본 명세서에서는 이형 핑거라고 한다.
경사 IDT 전극부에 있어서의 전극 핑거를 이형 핑거로 한 공진자에서는, 공진 주파수 부근의 리플은 억제할 수 있지만, 반공진 주파수 부근에 이형 핑거에 기인하는 리플이 발생해버린다.
복수의 필터를 사용하여 구성되는 멀티플렉서에서는, 하나의 필터가 갖는 공진자의 반공진 주파수 부근의 리플이 다른 필터의 통과 대역에 위치하는 경우가 있다. 그 경우, 하나의 필터의 공진자의 반공진 주파수 부근에 발생하는 리플이, 다른 필터의 통과 대역에 있어서의 특성을 손상시키는 요인으로 될 수 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 공진 주파수 부근의 리플 및 반공진 주파수 부근의 리플 양쪽을 억제할 수 있는 필터, 및 그러한 필터를 사용한 멀티플렉서, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 관계되는 필터는, 한 쌍의 입출력 단자와, 상기 한 쌍의 입출력 단자 간을 연결하는 신호 경로 상에 배치된 1개 이상의 직렬 공진자를 갖고, 상기 1개 이상의 직렬 공진자 각각은, 압전체층을 갖는 기판 상에 형성된 한 쌍의 빗살 모양 전극을 포함하는 IDT 전극을 갖고, 상기 1개 이상의 직렬 공진자 각각이 갖는 상기 한 쌍의 빗살 모양 전극 각각은, 탄성파 전반 방향의 직교 방향으로 연장되도록 배치된 복수의 전극 핑거와, 상기 복수의 전극 핑거의 각각의 일단부끼리를 접속하는 버스 바 전극을 포함하고, 상기 1개 이상의 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극은, 상기 복수의 전극 핑거 중 타단부에 있어서의 전극 핑거폭이 중앙부에 있어서의 전극 핑거폭보다도 넓은 제1 전극 핑거, 및 상기 타단부에 있어서의 전극 핑거폭이 중앙부에 있어서의 전극 핑거폭 이하인 제2 전극 핑거의 적어도 한쪽을 포함하고 있고, 상기 1개 이상의 직렬 공진자는, 1개 이상의 제1 직렬 공진자를 포함하고, 상기 1개 이상의 제1 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극에 있어서, 상기 복수의 전극 핑거의 각각의 상기 타단부끼리를 연결하는 방향은, 상기 탄성파 전반 방향과 교차하고 있고, 상기 1개 이상의 제1 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극은, 제1 부분과 제2 부분을 갖고, 당해 IDT 전극에 있어서, 상기 제1 부분에서는 상기 제1 전극 핑거와 상기 제2 전극 핑거가 일정한 배열순으로 배치되어 있고, 상기 제2 부분에서는 상기 제1 전극 핑거와 상기 제2 전극 핑거가 상기 일정한 배열순으로 배치되어 있다.
본 발명에 관계되는 필터에 의하면, 제1 직렬 공진자를 구성하는 IDT 전극에 있어서, 제1 전극 핑거(이형 핑거)와 제2 전극 핑거(이형부를 갖지 않는 핑거)가 혼재하여 배치된다. 그 때문에, 모든 전극 핑거를 제1 전극 핑거로 한 경우에 증대하기 쉬운 반공진 주파수 부근의 리플, 및 모든 전극 핑거를 제2 전극 핑거로 한 경우에 증대하기 쉬운 공진 주파수 부근의 리플 양쪽이 억제된다. 그 결과, 공진 주파수 부근의 리플 및 반공진 주파수 부근의 리플 양쪽을 억제할 수 있는 필터가 얻어진다.
도 1은, 실시 형태 1에 관계되는 쿼드플렉서의 구성도이다.
도 2는, Band1 및 3에 할당된 주파수 대역을 설명하는 도면이다.
도 3은, 실시 형태 1에 관계되는 필터의 회로 구성도이다.
도 4는, 실시 형태 1에 관계되는 공진자를 모식적으로 도시하는 평면도 및 단면도이다.
도 5는, 참고예에 관계되는 필터에 있어서의 직렬 공진자의 IDT 전극의 평면도이다.
도 6은, 참고예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 통과 특성 및 아이솔레이션 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7a는, 참고예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 아이솔레이션 특성을 확대하여 나타내는 그래프이다.
도 7b는, 참고예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 에너지 손실을 확대하여 나타내는 그래프이다.
도 8a는, 실시예에 관계되는 필터의 IDT 전극에 있어서의 제1 전극 핑거 및 제2 전극 핑거의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 8b는, 실시예에 관계되는 필터의 IDT 전극에 있어서의 제1 전극 핑거 및 제2 전극 핑거의 배치의 다른 일례를 도시하는 평면도이다.
도 9a는, 실시예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 통과 특성을, 참고예와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 9b는, 실시예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 아이솔레이션 특성을, 참고예와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 9c는, 실시예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 에너지 손실을, 참고예와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 10은, 실시 형태 1의 변형예에 관계되는 필터의 회로 구성도이다.
도 11은, 실시 형태 2에 관계되는 고주파 프론트엔드 회로의 구성도이다.
도 2는, Band1 및 3에 할당된 주파수 대역을 설명하는 도면이다.
도 3은, 실시 형태 1에 관계되는 필터의 회로 구성도이다.
도 4는, 실시 형태 1에 관계되는 공진자를 모식적으로 도시하는 평면도 및 단면도이다.
도 5는, 참고예에 관계되는 필터에 있어서의 직렬 공진자의 IDT 전극의 평면도이다.
도 6은, 참고예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 통과 특성 및 아이솔레이션 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7a는, 참고예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 아이솔레이션 특성을 확대하여 나타내는 그래프이다.
도 7b는, 참고예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 에너지 손실을 확대하여 나타내는 그래프이다.
도 8a는, 실시예에 관계되는 필터의 IDT 전극에 있어서의 제1 전극 핑거 및 제2 전극 핑거의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 8b는, 실시예에 관계되는 필터의 IDT 전극에 있어서의 제1 전극 핑거 및 제2 전극 핑거의 배치의 다른 일례를 도시하는 평면도이다.
도 9a는, 실시예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 통과 특성을, 참고예와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 9b는, 실시예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 아이솔레이션 특성을, 참고예와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 9c는, 실시예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 에너지 손실을, 참고예와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 10은, 실시 형태 1의 변형예에 관계되는 필터의 회로 구성도이다.
도 11은, 실시 형태 2에 관계되는 고주파 프론트엔드 회로의 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 실시예 및 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시 형태는, 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시 형태에서 나타내지는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지가 아니다. 이하의 실시 형태에 있어서의 구성 요소 중, 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는, 임의의 구성 요소로서 설명된다. 또한, 도면에 도시되는 구성 요소의 크기, 또는 크기의 비는, 반드시 엄밀한 것은 아니다. 또한, 각 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있고, 중복되는 설명은 생략 또는 간략화하는 경우가 있다. 또한, 이하의 실시 형태에 있어서, 「접속되는」이란, 직접 접속되는 경우뿐만 아니라, 다른 소자 등을 통하여 전기적으로 접속되는 경우도 포함된다.
(실시 형태 1)
본 실시 형태에서는, 멀티플렉서로서, 쿼드플렉서를 예로 들어 설명한다.
[1. 멀티플렉서의 기본 구성]
도 1은, 본 실시 형태에 관계되는 쿼드플렉서(1)의 구성도이다. 또한, 동 도면에는, 쿼드플렉서(1)의 공통 단자(Port1)에 접속되는 안테나 소자(2)도 도시되어 있다.
쿼드플렉서(1)는 통과 대역이 서로 다른 복수의 필터(여기에서는 4개의 필터(11, 12, 21 및 22))를 구비하고, 이들 복수의 필터의 안테나측의 단자가 공통 단자(Port1)로 묶인 멀티플렉서(분파기)이다.
구체적으로는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 쿼드플렉서(1)는 공통 단자(Port1)와, 4개의 개별 단자(Port11, 12, 21 및 22)와, 4개의 필터(11, 12, 21 및 22)를 갖는다.
공통 단자(Port1)는, 4개의 필터(11, 12, 21 및 22)에 공통으로 마련되고, 쿼드플렉서(1)의 내부에서 이들 필터(11, 12, 21 및 22)에 접속되어 있다. 또한, 공통 단자(Port1)는, 쿼드플렉서(1)의 외부에서 안테나 소자(2)에 접속된다. 즉, 공통 단자(Port1)는, 쿼드플렉서(1)의 안테나 단자이기도 하다.
개별 단자(Port11, 12, 21 및 22)는, 이 순으로, 4개의 필터(11, 12, 21 및 22)에 개별로 대응하여 마련되고, 쿼드플렉서(1)의 내부에서 대응하는 필터에 접속되어 있다. 또한, 개별 단자(Port11, 12, 21 및 22)는, 쿼드플렉서(1)의 외부에서, 증폭 회로 등(도시하지 않음)을 통하여 RF 신호 처리 회로(RFIC: Radio Frequency Integrated Circuit, 도시하지 않음)에 접속된다.
필터(11)는 공통 단자(Port1)와 개별 단자(Port11)를 연결하는 경로 상에 배치되고, 본 실시 형태에서는, LTE(Long Term Evolution)의 Band3에 있어서의 하향 주파수대(수신 대역)를 통과 대역으로 하는 수신 필터이다. 본 실시 형태에 있어서, 필터(11)는 공통 단자(Port1)와 제2 단자(여기에서는 개별 단자(Port11))를 연결하는 제2 경로 상에 배치된 제2 필터에 상당한다.
필터(12)는 공통 단자(Port1)와 개별 단자(Port12)를 연결하는 경로 상에 배치되고, 본 실시 형태에서는, LTE의 Band3에 있어서의 상향 주파수대(송신 대역)를 통과 대역으로 하는 송신 필터이다. 본 실시 형태에 있어서, 필터(12)는 공통 단자(Port1)와 제1 단자(여기에서는 개별 단자(Port12))를 연결하는 제1 경로 상에 배치된 제1 필터에 상당한다.
필터(21)는 공통 단자(Port1)와 개별 단자(Port21을 연결하는 경로 상에 배치되고, 본 실시 형태에서는, LTE의 Band1에 있어서의 하향 주파수대(수신 대역)를 통과 대역으로 하는 수신 필터이다.
필터(22)는 공통 단자(Port1)와 개별 단자(Port22)를 연결하는 경로 상에 배치되고, 본 실시 형태에서는, LTE의 Band1에 있어서의 상향 주파수대(송신 대역)를 통과 대역으로 하는 송신 필터이다.
이들 필터(11)와 필터(12)는, LTE의 Band3을 통과 대역으로 하는 언밸런스형의 듀플렉서(10)를 구성한다. 또한, 필터(21)와 필터(22)는, LTE의 Band1을 통과 대역으로 하는 언밸런스형의 듀플렉서(20)를 구성한다. 즉, 본 실시 형태에 관계되는 쿼드플렉서(1)는 LTE의 Band3을 통과 대역으로 하는 듀플렉서(10)의 공통 단자(안테나 단자)와 LTE의 Band1을 통과 대역으로 하는 듀플렉서(20)의 공통 단자(안테나 단자)가 공통 단자(Port1)로 공통화된 구성이다. 본 실시 형태에서는, 듀플렉서(10)를 통과하는 신호 경로와 듀플렉서(20)를 통과하는 신호 경로는, 노드(N)로 접속되어 있다. 즉, 노드(N)는, 이들 2개의 신호 경로를 묶는 점이다.
여기서, 본 실시 형태에 관계되는 쿼드플렉서(1)의 통과 대역인 LTE의 Band1 및 3에 할당된 주파수 대역에 대해서, 설명한다. 또한, 이하에서는, 주파수 대역의 범위에 대해서, A 이상 B 이하를 나타내는 수치 범위를 A 내지 B와 같이 간략화하여 기재한다.
도 2는, Band1 및 3에 할당된 주파수 대역을 설명하는 도면이다. 또한, 이후, 「LTE의 Band」를 간단히 「Band」라고 기재하고, 각 Band의 수신 대역(Rx) 및 송신 대역(Tx)을 예를 들어 Band1의 수신 대역(Rx)에 대해서는 「Band1Rx대」와 같이, 밴드명과 그 말미에 부가된 수신 대역 또는 송신 대역을 나타내는 문언으로 간략화하여 기재하는 경우가 있다.
동 도면에 도시하는 바와 같이, Band1은, 송신 대역으로 1920 내지 1980MHz가 할당되고, 수신 대역으로 2110 내지 2170MHz가 할당되어 있다. Band3은, 송신 대역으로 1710 내지 1785MHz가 할당되고, 수신 대역으로 1805 내지 1880MHz가 할당되어 있다. 따라서, 필터(11, 12, 21 및 22)의 필터 특성으로서는, 동 도면의 실선으로 도시하는 바와 같은, 대응하는 Band의 송신 대역 또는 수신 대역을 통과시키고, 다른 대역을 감쇠시키는 특성이 요구된다.
이상과 같이, 쿼드플렉서(1)는 저주파측의 필터(12)(제1 필터)와, 통과 대역의 주파수가 필터(12)보다 높은 고주파측의 필터(11)(제2 필터)를 구비한다. 또한, 쿼드플렉서(1)는 필터(12)를 포함하는 2개의 필터(본 실시 형태에서는, 필터(11 및 12))를 구비하는 듀플렉서(10), 및 필터(22)를 포함하는 2개의 필터(본 실시 형태에서는, 필터(21 및 22))를 구비하는 듀플렉서(20)를 포함하고 있다.
또한, 2개의 듀플렉서(10 및 20)의 통과 대역은, Band3 및 1의 조합에 한하지 않고, 예를 들어, Band25 및 66의 조합, 혹은, Band3 및 7의 조합 등이어도 상관없다. 또한, 쿼드플렉서(1)에 있어서, 각 필터(11, 12, 21 및 21)와 노드(N)를 연결하는 경로상 혹은 노드(N)와 공통 단자(Port1)를 연결하는 경로상 등에, 임피던스 정합용의 인덕터 등의 임피던스 소자가 접속되어 있어도 상관없다.
[2. 필터의 기본 구성]
이어서, 각 필터(11, 12, 21 및 21)의 기본 구성에 대해서, Band3Tx를 통과 대역으로 하는 필터(12)(제1 필터)의 기본 구성을 예로 들어 설명한다.
도 3은, 필터(12)의 회로 구성도이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 필터(12)는 직렬 공진자(S1 내지 S4)와, 병렬 공진자(P1 내지 P4)와, 인덕터(L1 내지 L3)를 구비한다.
직렬 공진자(S1 내지 S4)는, 공통 단자(Port1)와 개별 단자(Port12)를 연결하는 신호 경로(직렬 암) 상에, 개별 단자(Port12)측으로부터 이 순으로 서로 직렬로 접속되어 있다. 또한, 병렬 공진자(P1 내지 P4)는, 개별 단자(Port12) 및 직렬 공진자(S1 내지 S4)의 각 접속점과, 기준 단자(접지)를 연결하는 경로(병렬 암) 상에 서로 병렬로 접속되어 있다. 구체적으로는, 병렬 공진자(P1)는, 인덕터(L1)를 통하여 기준 단자에 접속되고, 병렬 공진자(P2, P3)는, 인덕터(L2)를 통하여 기준 단자에 접속되고, 병렬 공진자(P4)는, 인덕터(L3)를 통하여 기준 단자에 접속되어 있다. 직렬 공진자(S1 내지 S4) 및 병렬 공진자(P1 내지 P4)의 상기 접속 구성에 의해, 필터(12)는 래더형의 대역 통과 필터를 구성하고 있다.
이와 같이, 필터(12)(제1 필터)는 신호 경로 상에 배치된 2 이상의 직렬 공진자(본 실시 형태에서는 4개의 직렬 공진자(S1 내지 S4)), 및 신호 경로와 기준 단자(접지)를 연결하는 경로 상에 배치된 1 이상의 병렬 공진자(본 실시 형태에서는, 4개의 병렬 공진자(P1 내지 P4))를 포함하는 래더형의 필터 구조를 갖는다.
또한, 필터(12)의 직렬 공진자 및 병렬 공진자의 수는, 각각, 4개씩에 한정되지 않고, 직렬 공진자가 2개 이상 또한 병렬 공진자가 1개 이상 있으면 된다.
또한, 병렬 공진자(P1 내지 P4)는, 인덕터(L1 내지 L3)를 통하지 않고, 기준 단자에 직접 접속되어 있어도 된다. 또한, 직렬 암 상 혹은 병렬 암 상에 인덕터 및 캐패시터 등의 임피던스 소자가 삽입 또는 접속되어 있어도 된다.
또한, 도 3에서는, 병렬 공진자(P2, P3)가 접속되는 기준 단자(접지)가 공통화되고, 병렬 공진자(P1)가 접속되는 기준 단자 및 P4가 접속되는 기준 단자가 개별화되어 있지만, 공통화되어 있는 기준 단자 및 개별화되어 있는 기준 단자는, 이에 한정하지 않고, 예를 들어, 필터(12)의 실장 레이아웃의 제약 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.
또한, 래더형의 필터 구조를 구성하는 직렬 공진자(S1 내지 S4) 중, 가장 공통 단자(Port1)에 가까운 직렬 공진자(S4)의 공통 단자(Port1)측의 노드에, 병렬 공진자가 접속되어 있어도 된다. 또한, 가장 개별 단자(Port12)에 가까운 직렬 공진자(S1)의 개별 단자(Port12)측의 노드에 접속되어 있는 병렬 공진자(P1)는, 생략되어도 된다.
[3. 공진자의 기본 구조]
이어서, 필터(12)(제1 필터)를 구성하는 각 공진자(직렬 공진자 및 병렬 공진자)의 기본 구조에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 당해 공진자는, 탄성 표면파(SAW: Surface Acoustic Wave) 공진자이다.
또한, 다른 필터(11, 21 및 22)는, 상기 구성에 한정되지 않고, 요구되는 필터 특성 등에 따라서 적절히 설계될 수 있다. 구체적으로는, 필터(11, 21 및 22)는, 래더형의 필터 구조를 갖지 않아도 되고, 예를 들어 종결합형의 필터 구조여도 상관없다. 또한, 필터(11, 21 및 22)를 구성하는 각 공진자는, SAW 공진자에 한하지 않고, 예를 들어, BAW(Bulk Acoustic Wave) 공진자여도 상관없다. 나아가, 필터(11, 21 및 22)는, 공진자를 사용하지 않고 구성되어 있어도 되고, 예를 들어, LC 공진 필터 혹은 유전체 필터여도 상관없다.
도 4는, 본 실시 형태에 관계되는 필터(12)의 공진자를 모식적으로 도시하는 평면도 및 단면도이다. 동 도면에는, 필터(12)를 구성하는 복수의 공진자를 대표하여, 직렬 공진자(S1)의 구조를 도시하는 평면 모식도 및 단면 모식도가 예시되어 있다. 또한, 도 4에 도시된 직렬 공진자(S1)는, 상기 복수의 공진자의 전형적인 구조를 설명하기 위한 것으로서, 전극을 구성하는 전극 핑거의 개수나 길이 등은, 이에 한정되지 않는다. 또한, 도 4에서는 도시하고 있지 않지만, 전극 핑거는, 선단부에 이형부를 갖는 이형 핑거여도 된다.
도 4의 평면도로 도시하는 바와 같이, 직렬 공진자(S1)는, 서로 대향하는 한 쌍의 빗살 모양 전극(32a 및 32b)과, 한 쌍의 빗살 모양 전극(32a 및 32b)에 대하여 탄성파의 전반 방향으로 배치된 반사기(32c)를 갖는다. 한 쌍의 빗살 모양 전극(32a 및 32b)은, IDT 전극(InterDigital Transducer) 전극을 구성하고 있다. 또한, 실장 레이아웃의 제약 등에 의해, 한 쌍의 반사기(32c) 중 한쪽이 배치되어 있지 않아도 된다.
빗살 모양 전극(32a)은 빗살 형상으로 배치되고, 서로 평행한 복수의 전극 핑거(322a) 및 복수의 오프셋 전극 핑거(323a)와, 복수의 전극 핑거(322a)의 각각의 일단부끼리 및 복수의 오프셋 전극 핑거(323a)의 각각의 일단부끼리를 접속하는 버스 바 전극(321a)을 포함하고 있다. 또한, 빗살 모양 전극(32b)은 빗살 형상으로 배치되고, 서로 평행한 복수의 전극 핑거(322b) 및 복수의 오프셋 전극 핑거(323b)와, 복수의 전극 핑거(322b)의 각각의 일단부끼리 및 복수의 오프셋 전극 핑거(323b)의 각각의 일단부끼리를 접속하는 버스 바 전극(321b)을 포함하고 있다. 복수의 전극 핑거(322a 및 322b) 그리고 복수의 오프셋 전극 핑거(323a 및 323b)는, 탄성파 전반 방향(X축 방향)의 직교 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 전극 핑거(322a)와 오프셋 전극 핑거(323b)는, 상기 직교 방향에 있어서 대향하고, 전극 핑거(322b)와 오프셋 전극 핑거(323a)는, 상기 직교 방향에 있어서 대향하고 있다.
여기서, 복수의 전극 핑거(322a)의 각각의 타단부끼리(복수의 전극 핑거(322a)의 각각의 버스 바 전극(321a)과 접속되어 있지 않은 단부끼리)를 연결하는 방향 D는, 탄성파 전반 방향(X축 방향)과 소정의 각도로 교차하고 있다. 또한, 복수의 전극 핑거(322b)의 각각의 타단부끼리(복수의 전극 핑거(322b)의 각각의 버스 바 전극(321b)과 접속되어 있지 않은 단부끼리)를 연결하는 방향 D는, 탄성파 전반 방향(X축 방향)과 상기 소정의 각도로 교차하고 있다. 이 형상에 의해, 직렬 공진자(S1 내지 S4) 및 병렬 공진자(P1 내지 P4)를 구성하는 각 IDT 전극은, 탄성파 전반 방향과 복수의 전극 핑거의 배열 방향이 교차하는, 소위 경사 IDT가 되어 있다.
압전체층을 사용하여 형성된 1포트의 탄성 표면파를 이용한 공진자에서는, 공진 주파수와 반공진 주파수 사이에, 소위 가로 모드 리플이 발생하여, 통과 대역 내의 전송 특성을 열화시키는 경우가 있다. 본 실시 형태에 관계되는 필터(12)에서는, 이 대책으로서, 각 공진자의 IDT 전극에는 경사 IDT가 채용되고 있다.
한 쌍의 반사기(32c)는 한 쌍의 빗살 모양 전극(32a 및 32b)에 대하여 상기 방향 D로 배치되어 있다. 구체적으로는, 한 쌍의 반사기(32c)는 상기 방향 D에 있어서, 한 쌍의 빗살 모양 전극(32a 및 32b)을 사이에 두도록 배치되어 있다. 각 반사기(32c)는 서로 평행한 복수의 반사 전극 핑거, 당해 복수의 반사 전극 핑거를 접속하는 반사기 버스 바 전극을 포함하고 있다. 한 쌍의 반사기(32c)는 반사기 버스 바 전극이 상기 방향 D를 따라서 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 한 쌍의 반사기(32c)는 전반되는 탄성파의 정재파를, 공진자(여기에서는 직렬 공진자(S1))의 외부로 누설될 일 없이 가둘 수 있다. 이에 의해, 당해 공진자는, 한 쌍의 빗살 모양 전극(32a 및 32b)의 전극 피치, 대수 및 교차폭 등으로 규정되는 통과 대역의 고주파 신호를 저손실로 전반하고, 통과 대역 외의 고주파 신호를 고감쇠시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 복수의 전극 핑거(322a 및 322b), 복수의 오프셋 전극 핑거(323a 및 323b), 그리고, 버스 바 전극(321a 및 321b)를 포함하는 IDT 전극은, 도 4의 단면도로 도시하는 바와 같이, 밀착층(324)과 주전극층(325)의 적층 구조가 되어 있다. 또한, 반사기(32c)의 단면 구조는, IDT 전극의 단면 구조와 마찬가지이기 때문에, 이하에서는 그 설명을 생략한다.
밀착층(324)은 압전체층(327)과 주전극층(325)의 밀착성을 향상시키기 위한 층이며, 재료로서, 예를 들어, Ti가 사용된다. 밀착층(324)의 막 두께는, 예를 들어, 12㎚이다.
주전극층(325)은 재료로서, 예를 들어, Cu를 1％ 함유한 Al이 사용된다. 주전극층(325)의 막 두께는, 예를 들어 162㎚이다.
보호층(326)은 IDT 전극을 덮도록 형성되어 있다. 보호층(326)은 주전극층(325)을 외부 환경으로부터 보호하거나, 주파수 온도 특성을 조정하거나, 내습성을 높이는 등을 목적으로 하는 층이며, 예를 들어, 이산화규소를 주성분으로 하는 막이다. 보호층(326)의 막 두께는, 예를 들어 25㎚이다.
또한, 밀착층(324), 주전극층(325) 및 보호층(326)을 구성하는 재료는, 상술한 재료에 한정되지 않는다. 또한, IDT 전극은, 상기 적층 구조가 아니어도 된다. IDT 전극은, 예를 들어, Ti, Al, Cu, Pt, Au, Ag, Pd 등의 금속 또는 합금을 포함해도 되고, 또한, 상기 금속 또는 합금을 포함하는 복수의 적층체를 포함해도 된다. 또한, 보호층(326)은 형성되어 있지 않아도 된다.
이러한 IDT 전극 그리고 반사기(32c)는 다음으로 설명하는 기판(320)의 주면 상에 배치되어 있다. 이하, 기판(320)의 적층 구조에 대하여 설명한다.
도 4의 하단에 도시하는 바와 같이, 기판(320)은 고음속 지지 기판(329)과, 저음속막(328)과, 압전체층(327)을 구비하고, 고음속 지지 기판(329), 저음속막(328) 및 압전체층(327)이 이 순으로 적층된 구조를 갖고 있다.
압전체층(327)은 IDT 전극 그리고 반사기(32c)가 주면 상에 배치된 압전막이다. 압전체층(327)은 예를 들어, 50°Y 커트 X 전반 LiTaO3 압전 단결정 또는 압전 세라믹스(X축을 중심축으로 하고 Y축으로부터 50° 회전한 축을 법선으로 하는 면으로 절단한 탄탈산리튬 단결정 또는 세라믹스이며, X축 방향으로 탄성 표면파가 전반하는 단결정 또는 세라믹스)를 포함한다. 압전체층(327)의 두께는, IDT 전극의 전극 피치로 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 한 경우, 3.5λ 이하이고, 예를 들어, 600㎚이다.
고음속 지지 기판(329)은 저음속막(328), 압전체층(327) 그리고 IDT 전극을 지지하는 기판이다. 고음속 지지 기판(329)은 또한, 압전체층(327)을 전반하는 표면파나 경계파의 탄성파보다도, 고음속 지지 기판(329) 중의 벌크파의 음속이 고속이 되는 기판이며, 탄성 표면파를 압전체층(327) 및 저음속막(328)이 적층되어 있는 부분에 가두고, 고음속 지지 기판(329)으로부터 하방으로 누설되지 않도록 기능한다. 고음속 지지 기판(329)은 예를 들어, 실리콘 기판이며, 두께는, 예를 들어 125㎛이다. 또한, 고음속 지지 기판(329)은 (1) 탄화규소, 실리콘, 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 또는 수정 등의 압전체, (2) 알루미나, 사파이어, 지르코니아, 근청석, 멀라이트, 스테아타이트, 또는 포르스테라이트 등의 각종 세라믹, (3) 마그네시아, 다이아몬드, (4) 상기 각 재료를 주성분으로 하는 재료, 그리고, (5) 상기 각 재료의 혼합물을 주성분으로 하는 재료의 어느 것을 포함하고 있어도 된다.
저음속막(328)은 압전체층(327)을 전반하는 탄성파의 음속보다도, 저음속막(328) 중의 벌크파의 음속이 저속이 되는 막이며, 압전체층(327)과 고음속 지지 기판(329) 사이에 배치된다. 이 구조와, 탄성파의 에너지가 본질적으로 저음속의 매질에 집중한다고 하는 성질에 의해, 탄성 표면파의 에너지의 IDT 전극 외로의 누설이 억제된다. 저음속막(328)은 예를 들어, 이산화규소를 주성분으로 하는 막이다. 저음속막(328)의 두께는, IDT 전극의 전극 피치로 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 한 경우, 2λ 이하이고, 예를 들어 670㎚이다.
기판(320)의 상기 적층 구조에 의하면, 압전 기판을 단층으로 사용하고 있는 종래의 구조와 비교하여, 공진 주파수 및 반공진 주파수에 있어서의 Q값을 대폭으로 높이는 것이 가능하게 된다. 즉, Q값이 높은 탄성 표면파 공진자를 구성할 수 있으므로, 당해 탄성 표면파 공진자를 사용하여, 삽입 손실이 작은 필터를 구성하는 것이 가능하게 된다.
또한, 고음속 지지 기판(329)은 지지 기판과, 압전체층(327)을 전반하는 표면파나 경계파의 탄성파보다도, 전반하는 벌크파의 음속이 고속이 되는 고음속막이 적층된 구조를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 지지 기판은, 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정 등의 압전체, 알루미나, 마그네시아, 질화규소, 질화알루미늄, 탄화규소, 지르코니아, 근청석, 멀라이트, 스테아타이트, 포르스테라이트 등의 각종 세라믹, 유리, 사파이어 등의 유전체 또는 실리콘, 질화갈륨 등의 반도체 및 수지 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 고음속막은, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 산질화규소, DLC막 또는 다이아몬드, 상기 재료를 주성분으로 하는 매질, 상기 재료의 혼합물을 주성분으로 하는 매질 등, 여러가지 고음속 재료를 사용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 필터(12)를 구성하는 IDT 전극은, 압전체층(327)을 갖는 기판(320) 상에 형성된 예를 나타냈지만, 당해 IDT 전극이 형성되는 기판은, 압전체층(327)의 단층을 포함하는 압전 기판이어도 된다. 이 경우의 압전 기판은, 예를 들어, LiTaO3의 압전 단결정, 또는, LiNbO3 등의 다른 압전 단결정을 포함한다.
또한, 필터(12)를 구성하는 IDT 전극이 형성되는 기판은, 압전체층을 갖는 한, 전체가 압전체층으로 되는 것 외에, 지지 기판 상에 압전체층이 적층되어 있는 구조를 사용해도 된다.
또한, 상기 본 실시 형태에 관계되는 압전체층(327)은 50°Y 커트 X 전반LiTaO3 단결정을 사용한 것인데, 단결정 재료의 커트각은 이에 한정되지 않는다. 즉, 탄성파 필터 장치의 요구 통과 특성 등에 따라, 적절히, 적층 구조, 재료, 및 두께를 변경해도 되고, 상기 이외의 커트각을 갖는 LiTaO3 압전 기판 또는 LiNbO3 압전 기판 등을 사용한 탄성 표면파 필터여도, 마찬가지의 효과를 발휘하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 탄성 표면파 공진자를 구성하는 IDT 전극의 전극 파라미터에 대하여 설명한다.
탄성 표면파 공진자의 파장이란, 도 4의 중단에 도시하는 IDT 전극을 구성하는 복수의 전극 핑거(322a 또는 322b)의 반복 주기인 파장 λ로 규정된다. 또한, 전극 피치는, 파장 λ의 1/2이며, 빗살 모양 전극(32a 및 32b)을 구성하는 전극 핑거(322a 및 332b)의 라인폭을 W로 하고, 인접하는 전극 핑거(322a)와 전극 핑거(322b) 사이의 스페이스폭을 S로 한 경우, (W+S)로 정의된다. 또한, 한 쌍의 빗살 모양 전극(32a 및 32b)의 교차폭 L은, 도 4의 상단에 도시하는 바와 같이, 전극 핑거(322a)와 전극 핑거(322b)의 방향 D로부터 본 경우의 중복하는 전극 핑거 길이이다. 또한, 각 공진자의 전극 듀티는, 복수의 전극 핑거(322a 및 322b)의 라인폭 점유율이며, 복수의 전극 핑거(322a 및 322b)의 라인폭과 스페이스폭의 가산값에 대한 당해 라인폭의 비율이며, W/(W+S)로 정의된다.
또한, 상기에서는, 직렬 공진자(S1)가 경사 IDT를 포함하고 있는 예를 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 모든 직렬 공진자 및 병렬 공진자가 경사 IDT를 포함하고 있어도 되고, 직렬 공진자만이 경사 IDT를 포함하고 있어도 된다.
또한, 상기에서는, 직렬 공진자(S1)가 오프셋 전극 핑거를 갖고 있는 예를 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 모든 직렬 공진자 및 병렬 공진자가 오프셋 전극 핑거를 갖고 있어도 되고, 오프셋 전극 핑거를 갖고 있지 않은 공진자가 있어도 된다.
[4. 참고예에 관계되는 필터에 있어서의 공진자 구조]
상술한 것 같이, 경사 IDT 전극부를 갖는 공진자에서는, 공진 주파수 부근에 리플이 발생하고, 경사 IDT 전극부에 있어서의 전극 핑거를 이형 핑거로 한 공진자에서는, 공진 주파수 부근의 리플은 억제할 수 있지만, 반공진 주파수 부근에 리플이 발생하기 쉽다.
그래서, 먼저, 도 3의 필터(12)의 직렬 공진자(S1 내지 S4)의 각각에 있어서, 오프셋 전극 핑거를 포함하는 모든 전극 핑거가 이형 핑거인지 또는 이형 핑거가 아닌지의 어느 것인 참고예 1 내지 4를 설정하고, 특성을 비교하였다.
도 5는, 참고예 1 내지 4에 관계되는 필터(12)에 있어서의 직렬 공진자(S1 내지 S4)의 IDT 전극의 평면도이다.
참고예 1 내지 4에 관계되는 필터(12)에서는, 직렬 공진자(S1 내지 S4)의 각각에 있어서, 공진자마다 모든 전극 핑거(322a, 322b) 및 오프셋 전극 핑거(323a, 323b)가 이형 핑거가 아니거나(도 5의 (a)) 이형 핑거이거나(도 5의 (b))의 어느 것이다. 여기서, 이형 핑거란, 복수의 전극 핑거 중 버스 바 전극과 접속되어 있지 않은 단부의 전극 핑거폭이 전극 핑거 중앙부의 전극 핑거폭보다도 넓은 형상으로 되어 있는(즉, 이형부를 갖는) 전극 핑거이다.
도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 모든 전극 핑거가 이형 핑거가 아닌 공진자에서는, 모든 오프셋 전극 핑거(323a1) 및 전극 핑거(322b1)는 단부의 전극 핑거폭이 중앙부에 있어서의 전극 핑거폭 이하인 제2 전극 핑거로 되어 있다. 당해 공진자에서는, 모든 전극 핑거(322a) 및 오프셋 전극 핑거(323b)도 또한, 제2 전극 핑거로 되어 있다(도시하지 않음).
한편, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 모든 전극 핑거가 이형 핑거인 공진자에서는, 모든 오프셋 전극 핑거(323a2) 및 전극 핑거(322b2)는 이형부(323d, 322d)를 각각 갖고, 단부의 전극 핑거폭이 중앙부에 있어서의 전극 핑거폭보다도 넓은 제1 전극 핑거로 되어 있다. 당해 공진자에서는, 모든 전극 핑거(322a) 및 오프셋 전극 핑거(323b)도 또한, 제1 전극 핑거로 되어 있다(도시하지 않음).
표 1은, 참고예 1 내지 4에 있어서, 모든 전극 핑거(오프셋 전극 핑거를 포함한다)가 이형 핑거인 공진자의 배치를 나타내고 있다. 이하의 설명에서는, 이형부를 갖지 않는 전극 핑거(오프셋 전극 핑거를 포함한다)의 형상을 「이형부가 제거되어 있다」고 하는 문언으로 나타낸다. 이 문언은, 이형부를 갖지 않는 전극 핑거의 형상과 이형 핑거의 형상을 구별하기 위해서만 사용되고, 제조의 수순을 한정하지 않는다. 즉, 이형부가 제거된 전극 핑거는, 원래 이형부를 갖지 않는 형상으로 패터닝된 것이어도 된다.
표 1에서는, 참고예 1 내지 4에 대해서, 공진자마다의 이형부의 제거율을 나타내고 있다. 표 1에 있어서, 이형부의 제거율이 0％란, 공진자의 모든 전극 핑거(오프셋 전극 핑거를 포함한다)가 이형 핑거인 것을 의미하고, 이형부의 제거율이 100％란, 공진자의 모든 전극 핑거(오프셋 전극 핑거를 포함한다)가 이형부를 갖지 않는 것을 의미한다.
[5. 참고예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 특성 비교]
참고예 1 내지 4의 각각의 필터를 필터(12)로서 사용한 쿼드플렉서(1)(이하 , 간단히 참고예 1 내지 4라고 한다)에 있어서의 통과 특성 및 아이솔레이션 특성에 대하여 설명한다.
먼저, 참고예 1에 대하여 설명한다.
도 6은, 참고예 1에 있어서의, 개별 단자(Port12)-공통 단자(Port1) 사이의 통과 특성, 및 개별 단자(Port12)-개별 단자(Port11) 사이의 아이솔레이션 특성의 일례를 나타내는 그래프이다.
구체적으로는, 동 도면에는, 필터(12)(Band3Tx용 필터)를 경유하는 경로의 통과 특성, 및 필터(12) 및 필터(11)(Band3Rx용 필터)를 경유하는 경로의 아이솔레이션 특성이 나타내져 있다. 보다 구체적으로는, 개별 단자(Port12)에 입력된 신호의 강도에 대한 공통 단자(Port1)로부터 출력된 신호의 강도비인 삽입 손실, 및 개별 단자(Port12)에 입력된 신호의 강도에 대한 개별 단자(Port11)로부터 출력된 신호의 강도비인 아이솔레이션이 나타내져 있다.
도 6에 도시되는 통과 특성 및 아이솔레이션 특성 모두 Band3의 수신 대역(Band3Rx)의 고역단에 있어서 리플이 보인다. 당해 리플은, 참고예 1의 필터(12) 단체에서의 특성에 있어서 반공진 주파수 부근에서 발생하는 리플(도시하지 않음)과, 주파수에서 일치하고 있는 것으로부터, 필터(12)에 기인하고 있음을 알 수 있다.
이와 같이, 쿼드플렉서(1)에 있어서 모든 공진자의 모든 전극 핑거(오프셋 전극 핑거를 포함한다)가 이형 핑거인 필터(12)를 사용하는 것은, 다른 필터(예를 들어, 필터(11))의 통과 대역에 있어서의 특성을 손상시키는 요인으로 될 수 있다.
도 7a는, 참고예 1 내지 4에 있어서의, 개별 단자(Port12)-개별 단자(Port11) 사이의 아이솔레이션 특성의 일례를 확대하여 나타내는 그래프이다.
도 7b는, 참고예 1, 3, 4에 있어서의, 개별 단자(Port12)-공통 단자(Port1) 사이의 에너지 손실의 일례를 확대하여 나타내는 그래프이다. 여기서, 에너지 손실이란, 통과 손실로부터 정합 손실을 제외한 경로 내에서의 전력 소비를 말한다.
참고예 3에서는, 참고예 1과는 반대로, 필터(12)에 있어서, 모든 공진자의 모든 전극 핑거(오프셋 전극 핑거를 포함한다)에서 이형부가 제거되어 있다. 참고예 3에서는, Band3Rx의 고역단에 있어서 아이솔레이션 특성에 발생하는 리플이 작은 반면, Band3Tx 내에서의 에너지 손실이 크다.
또한, 참고예 2에서는, 필터(12)에 있어서, 직렬 공진자(S2)의 모든 전극 핑거(오프셋 전극 핑거를 포함한다)에서 이형부가 제거되고, 또한 직렬 공진자(S1, S3, S4)의 모든 전극 핑거(오프셋 전극 핑거를 포함한다)가 이형부를 갖는다. 참고예 2에서는, Band3Rx의 고역단에 있어서 아이솔레이션 특성에 참고예 1과 동일한 정도의 리플이 발생하고 있다.
또한, 참고예 4에서는, 필터(12)에 있어서, 직렬 공진자(S2, S4)의 모든 전극 핑거(오프셋 전극 핑거를 포함한다)에서 이형부가 제거되고, 또한 직렬 공진자(S1, S3)의 모든 전극 핑거(오프셋 전극 핑거를 포함한다)가 이형부를 갖는다. 참고예 4에서는, Band3Rx의 고역단에 있어서 아이솔레이션 특성에 발생하는 리플은 참고예 3과 동일한 정도로 작지만, Band3Tx 내에서의 에너지 손실이 참고예 1과 비교하여 크게 되어 있다.
이와 같이, 하나의 직렬 공진자(여기에서는 직렬 공진자(S2))만으로 이형부의 제거율을 100％로 한 참고예 2에서는 참고예 1에서의 문제를 해결할 수 없고, 2개의 직렬 공진자(여기에서는 직렬 공진자(S2, S4))로 이형부의 제거율을 100％로 한 참고예 4에서는 참고예 3에서의 문제가 발생해버린다.
즉, 이형부의 제거율을, 공진자마다 0％(전혀 제거하지 않는다) 및 100％(모두 제거한다)의 어느 것으로 하는 설정에서는, 통과 대역 내에서의 손실과 반공진 주파수 부근에서의 리플의 양쪽에 있어서 우수한 특성을 얻을 수 없다.
[6. 실시예에 관계되는 필터의 구성]
그래서, 본 발명자들은, 이형부의 제거율을, 직렬 공진자(S1, S3)에 있어서 0％보다 크고 100％보다 작은 중간적인 값으로 하고(바꿔 말하면, 이형부를 씨닝함), 직렬 공진자(S2, S4)에 있어서 0％(전혀 제거하지 않는다)로 한 구성에 대하여 검토하였다. 구체적으로는, 직렬 공진자(S1, S3)의 양쪽 이형부를 제거율 50％, 75％로 씨닝한 필터를 각각 실시예 1, 2로서 설정하였다.
실시예 1, 2에 있어서, 직렬 공진자(S2, S4)는, 이형부를 갖는 제1 전극 핑거를 포함한 제2 직렬 공진자의 일례이며, 직렬 공진자(S1, S3)는, 이형부를 갖는 제1 전극 핑거와 이형부를 갖지 않는 제2 전극 핑거를 포함한 제1 직렬 공진자의 일례이다.
또한, 실시예 1, 2에서는, 간명하게 하기 위해서, 제2 직렬 공진자(직렬 공진자(S2, S4))는 제1 전극 핑거만을 포함하고 있는(제거율이 0％임) 것으로 하지만, 이 예에는 한정되지 않고, 제2 직렬 공진자는, 예를 들어, 몇개 정도의 제2 전극 핑거를 갖고 있어도 된다.
도 8a, 도 8b는, 실시예 1, 2에 관계되는 필터(12)에 있어서의 제1 직렬 공진자(직렬 공진자(S1, S3))의 IDT 전극의 일례를 도시하는 평면도이며, 도 5에 도시되는 구성을, 빗살 모양 전극(32a, 32b)의 전체에 대해서, 보다 간략하게 나타내고 있다. 도 8a, 도 8b에는, 이형부의 제거율이 각각 50％, 75％로 되는 이형부(322d, 323d)의 배치의 일례가 도시되어 있다. 여기서, 이형부의 제거율이란, IDT 전극을 구성하는 모든 전극 핑거 및 오프셋 전극 핑거에서, 이형부를 갖지 않는 전극 핑거 및 오프셋 전극 핑거가 차지하는 비율을 말한다.
도 8a에서는, 2개의 전극 핑거마다 1개의 전극 핑거에서 이형부가 제거되어 있는 점에서, 제거율은 50％이다. 도 8b에서는, 4개의 전극 핑거마다 3개의 전극 핑거에 있어서 이형부가 제거되어 있는 점에서, 제거율은 75％이다.
도 8a, 도 8b의 어느 예에 있어서든, 이형부는 주기적으로 제거되어 있다. 여기서, 이형부가 주기적으로 제거되어 있다란, IDT 전극의 제1 부분과 제2 부분에서, 이형부(322d, 323d)를 갖는 제1 전극 핑거와 이형부(322d, 323d)를 갖지 않는 제2 전극 핑거가 동일한 일정한 배열순으로 배치되어 있는 것을 의미한다. 도 8a의 예에서는, 제1 전극 핑거가 2개, 제2 전극 핑거가 2개, 제1 전극 핑거가 2개의 배열순으로, 교대로 배치되어 있다. 도 8b의 예에서는, 제1 전극 핑거가 1개, 제2 전극 핑거가 2개, 제1 전극 핑거가 1개의 배열순으로 교대로 배치되어 있다. 교대로 배치되는 제1 전극 핑거 및 제2 전극 핑거는, 1개여도 되고, 복수개여도 된다. 제1 부분 및 제2 부분에 있어서, 제1 전극 핑거(군)와 제2 전극 핑거(군)는 1회 이상, 교대로 배치되어 있으면 된다.
도 8a, 도 8b의 예에서는, IDT 전극의 전체를 탄성파 전반 방향으로 분할한 부분(A1 내지 A4)의 어느 부분에 있어서든, 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거가 일정한 배열순으로 배치되어 있다. 이 예에서는, 부분(A1 내지 A4) 중 2개의 부분이 IDT 전극의 제1 부분, 제2 부분의 일례이다. 예를 들어, 부분(A1, A2)을 IDT 전극의 제1 부분, 제2 부분으로서 고려한 경우, 제1 부분(부분(A1))과 제2 부분(부분A2)은, 탄성파 전반 방향으로 인접하고 있다. 즉, 제1 부분과 제2 부분을 포함하는 영역에 있어서, 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거가 교대로 배치되는 패턴이, 적어도 2회 이상 반복되어 있다. 바꾸어 말하면, 제1 부분과 제2 부분을 포함하는 영역에 있어서, 제1 전극 핑거가 주기적으로 씨닝되어 있다.
또한, IDT 전극의 전체에 걸쳐, 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거가 동일한 일정 배열순으로 배치되어 있는 것은 필수가 아니다. 예를 들어, 도 8a, 도 8b의 부분(A3, A4)에 있어서의 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거의 배열순이, 부분(A1, A2)에 있어서의 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거의 배열순과 달라도 된다.
또한, 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거의 배열순이 동등한 IDT 전극의 제1 부분과 제2 부분이 인접하고 있는 것도 필수가 아니다. 예를 들어, 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거의 배열순이 동등한 제1 부분과 제2 부분 사이에, 배열순이 규정되지 않는 1 이상의 전극 핑거가 있어도 된다.
[7. 실시예에 관계되는 필터를 사용한 쿼드플렉서의 특성 비교]
이하, 실시예 1, 2에 관계되는 필터를 필터(12)로서 사용한 쿼드플렉서(1)(이하 , 간단히 실시예 1, 2라고 한다)에 있어서의 통과 특성 및 아이솔레이션 특성에 대하여 설명한다.
도 9a는, 실시예 1, 2에 있어서의, 개별 단자(Port12)-공통 단자(Port1) 사이의 통과 특성의 일례를, 참고예 1, 4와 대비하여 나타내는 그래프이다. 구체적으로는, 동 도면에는, 필터(12)(Band3Tx용 필터)를 경유하는 경로의 통과 특성이 나타내져 있다. 보다 구체적으로는, 개별 단자(Port12)에 입력된 신호의 강도에 대한 공통 단자(Port1)로부터 출력된 신호의 강도비인 삽입 손실이 나타내져 있다.
도 9b는, 실시예 1, 2에 있어서의, 개별 단자(Port12)-개별 단자(Port11) 사이의 아이솔레이션 특성의 일례를, 참고예 1, 4와 대비하여 나타내는 그래프이다. 구체적으로는, 동 도면에는, 필터(12) 및 필터(11)(Band3Rx용 필터)를 경유하는 경로의 아이솔레이션 특성이 나타내져 있다. 보다 구체적으로는, 개별 단자(Port12)에 입력된 신호의 강도에 대한 개별 단자(Port11)로부터 출력된 신호의 강도비인 아이솔레이션이 나타내져 있다.
도 9c는, 실시예 1, 2에 있어서의, 개별 단자(Port12)-공통 단자(Port1) 사이의 에너지 손실의 일례를, 참고예 1, 4와 대비하여 나타내는 그래프이다. 구체적으로는, 동 도면에는, 필터(12)(Band3Tx용 필터)를 경유하는 경로의 통과 특성이 나타내져 있다. 보다 구체적으로는, 개별 단자(Port12)에 입력된 신호의 강도에 대한 공통 단자(Port1)로부터 출력된 신호의 강도비인 삽입 손실로부터 정합 손실을 제외한 경로 내에서의 전력 소비가 나타내져 있다.
도 9a, 도 9b, 도 9c에 보이는 바와 같이, 참고예 1에서는 Band3Rx 대역의 고역단에 있어서 아이솔레이션 특성에 큰 리플이 발생하고 있고, 참고예 4에서는 Band3Tx 대역에 있어서 삽입 손실이 증대하고 있다. 참고예 4에서의 Band3Tx 대역에 있어서의 삽입 손실의 증대는 직렬 공진자(S1, S3)에 기인하고 있다.
Band3Rx 대역의 고역단에 있어서 아이솔레이션 특성에 발생하는 리플은, 참고예 1에서 가장 크고(가장 나쁘고), 실시예 1, 실시예 2, 참고예 4의 순으로 보다 작게(보다 양호하게) 되어 있고, 실시예 2에서는, 참고예 4와 거의 동등한 레벨로 되어 있다. 또한, Band3Tx 대역에 있어서의 삽입 손실 및 에너지 손실은, 모두 참고예 4에서 가장 크고(가장 나쁘고), 실시예 2, 실시예 1, 참고예 1의 순으로 보다 작게(보다 양호하게) 되어 있다.
이 결과를, 참고예 4에서의 아이솔레이션 특성에 발생하는 리플 및 참고예 1에서의 삽입 손실을 각각 리플 및 삽입 손실의 레퍼런스로서, 표 2에 총괄한다.
표 2에 총괄한 바와 같이, 참고예 1에서는 아이솔레이션 특성에 발생하는 리플이 크고, 참고예 4에서는 삽입 손실이 크고, 모두 아이솔레이션 특성과 삽입 손실의 양쪽이 우수한 특성을 얻을 수 없다. 이에 반해, 실시예 1, 2에서는, 참고예 1과 비교하여 작은 리플과, 참고예 4와 비교하여 작은 삽입 손실에 의해, 아이솔레이션 특성과 삽입 손실의 양쪽이 우수한 특성을 얻을 수 있다. 특히 실시예 2에서의 리플은, 참고예 4와 거의 동등한 레벨까지 억제된다.
이 결과로부터, 필터를 구성하는 복수의 직렬 공진자 중 1개 이상의 직렬 공진자에 있어서, IDT 전극의 제1 부분과 제2 부분에서, 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거를 동일한 일정한 배열순으로 배치함으로써, 리플과 삽입 손실의 양쪽이 작은 필터가 얻어진다.
IDT 전극의 제1 부분과 제2 부분에서, 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거를 동일한 일정한 배열순으로 배치하는 직렬 공진자는, 필터를 구성하는 복수의 직렬 공진자 중, 반공진 주파수가 가장 낮은 직렬 공진자(즉, 필터의 통과 영역 단부의 급준성을 형성하는 공진자) 이외의 직렬 공진자로 해도 된다. 이에 의해, 필터의 통과 특성의 급준성을 손상시키지 않고, 반공진 주파수 부근의 리플과 삽입 손실의 양쪽이 우수한 필터를 얻을 수 있다.
[8. 변형예에 관계되는 필터의 구성]
상기 실시 형태 1에서는, 제1 필터(실시 형태 1에서는 필터(12))에 대해서, 래더형의 필터 구조만을 갖는 구성을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 제1 필터는, 래더형의 필터 구조에 더하여, 추가로 종결합형의 필터 구조를 가져도 상관없다. 그래서, 본 변형예에서는, 이러한 필터 구조를 갖는 제1 필터를 구비하는 쿼드플렉서에 대하여 설명한다. 또한, 쿼드플렉서가 구비하는 복수의 필터 중, 제1 필터 이외의 필터에 대해서는, 실시 형태 1과 마찬가지의 구성을 갖기 때문에, 설명을 생략한다.
도 10은, 실시 형태 1의 변형예에 관계되는 필터(12A)(제1 필터)의 회로 구성도이다.
동 도면에 도시하는 바와 같이, 필터(12A)는 직렬 공진자(S6 및 S7)와, 병렬 공진자(P5 및 P6)와, 종결합 공진기(S5)를 구비한다. 즉, 필터(12A)는 래더형의 필터 구조에 종결합 공진기(S5)가 부가된 필터이다.
종결합 공진기(S5)는, 공통 단자(Port1)와 개별 단자(Port12) 사이에 배치된 종결합형의 필터 구조를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 종결합 공진기(S5)는, 직렬 공진자(S6)의 개별 단자(Port12)측에 배치되어 있고, 9개의 IDT와 그 양단에 배치된 반사기를 포함하고 있다. 또한, 종결합 공진기(S5)가 배치되는 위치는, 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 직렬 공진자(S7)와 직렬 공진자(S6) 사이, 혹은, 직렬 공진자(S7)의 공통 단자(Port1)측이어도 상관없다.
이상과 같이 구성된 제1 필터(본 변형예에서는 필터(12A))를 구비하는 쿼드플렉서여도, 실시 형태 1과 마찬가지로, 직렬 공진자(S6, S7) 중 적어도 한쪽의 공진자에 있어서, IDT 전극의 제1 부분과 제2 부분에서, 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거를 동일한 일정한 배열순으로 배치함으로써, 반공진 주파수 부근의 리플과 삽입 손실의 양쪽이 우수한 필터를 얻을 수 있다.
IDT 전극의 제1 부분과 제2 부분에서, 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거를 동일한 일정한 배열순으로 배치하는 직렬 공진자는, 직렬 공진자(S6, S7) 중, 반공진 주파수가 가장 낮은 직렬 공진자(즉, 필터의 통과 영역의 단부를 형성하는 공진자) 이외의 직렬 공진자로 해도 된다. 이에 의해, 필터의 통과 특성의 급준성을 손상시키지 않고, 반공진 주파수 부근의 리플과 삽입 손실의 양쪽이 우수한 필터를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관계되는 필터(12A)에 의하면, 종결합형의 필터 구조를 가짐으로써, 감쇠 강화 등의 요구되는 필터 특성에 적응하는 것이 가능하게 된다.
(실시 형태 2)
상기 실시 형태 1 및 그 변형예에 관계되는 쿼드플렉서는, 고주파 프론트엔드 회로, 나아가 당해 고주파 프론트엔드 회로를 구비하는 통신 장치에 적용할 수도 있다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 이러한 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치에 대하여 설명한다.
도 11은, 실시 형태 2에 관계되는 고주파 프론트엔드 회로(30)의 구성도이다. 또한, 동 도면에는, 고주파 프론트엔드 회로(30)와 접속되는 각 구성 요소(안테나 소자(2), RF 신호 처리 회로(RFIC)(3), 및 기저 대역 신호 처리 회로(BBIC)(4))에 대해서도 아울러 도시되어 있다. 고주파 프론트엔드 회로(30)와, RF 신호 처리 회로(3)와, 기저 대역 신호 처리 회로(4)는, 통신 장치(40)를 구성하고 있다.
고주파 프론트엔드 회로(30)는 실시 형태 1에 관계되는 쿼드플렉서(1)와, 수신측 스위치(13) 및 송신측 스위치(23)와, 로우 노이즈 증폭기 회로(14)와, 파워 증폭기 회로(24)를 구비한다.
수신측 스위치(13)는 쿼드플렉서(1)의 수신 단자인 개별 단자(Port11 및 Port21)에 개별로 접속된 2개의 선택 단자, 그리고, 로우 노이즈 증폭기 회로(14)에 접속된 공통 단자를 갖는 스위치 회로이다.
송신측 스위치(23)는 쿼드플렉서(1)의 송신 단자인 개별 단자(Port12 및 Port22)에 개별로 접속된 2개의 선택 단자, 그리고, 파워 증폭기 회로(24)에 접속된 공통 단자를 갖는 스위치 회로이다.
이들 수신측 스위치(13) 및 송신측 스위치(23)는 각각, 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 따라서, 공통 단자와 소정의 밴드에 대응하는 신호 경로를 접속하고, 예를 들어, SPDT(Single Pole Double Throw)형의 스위치를 포함한다. 또한, 공통 단자와 접속되는 선택 단자는 하나에 한하지 않고, 복수여도 상관없다. 즉, 고주파 프론트엔드 회로(30)는 캐리어 애그리게이션에 대응해도 상관없다.
로우 노이즈 증폭기 회로(14)는 안테나 소자(2), 쿼드플렉서(1) 및 수신측 스위치(13)를 경유한 고주파 신호(여기에서는 고주파 수신 신호)를 증폭하고, RF 신호 처리 회로(3)로 출력하는 수신 증폭 회로이다.
파워 증폭기 회로(24)는 RF 신호 처리 회로(3)로부터 출력된 고주파 신호(여기에서는 고주파 송신 신호)를 증폭하고, 송신측 스위치(23) 및 쿼드플렉서(1)를 경유하여 안테나 소자(2)로 출력하는 송신 증폭 회로이다.
RF 신호 처리 회로(3)는, 안테나 소자(2)로부터 수신 신호 경로를 통하여 입력된 고주파 수신 신호를, 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 당해 신호 처리하여 생성된 수신 신호를 기저 대역 신호 처리 회로(4)로 출력한다. 또한, RF 신호 처리 회로(3)는, 기저 대역 신호 처리 회로(4)로부터 입력된 송신 신호를 업컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 당해 신호 처리하여 생성된 고주파 송신 신호를 파워 증폭기 회로(24)로 출력한다. RF 신호 처리 회로(3)는, 예를 들어, RFIC이다.
기저 대역 신호 처리 회로(4)에서 처리된 신호는, 예를 들어, 화상 신호로서 화상 표시를 위하여, 또는, 음성 신호로서 통화를 위하여 사용된다.
또한, 고주파 프론트엔드 회로(30)는 상술한 각 구성 요소의 사이에, 다른 회로 소자를 구비하고 있어도 된다.
이상과 같이 구성된 고주파 프론트엔드 회로(30) 및 통신 장치(40)에 의하면, 상기 실시 형태 1에 관계되는 쿼드플렉서(1)를 구비함으로써, 아이솔레이션 특성에 발생하는 리플과 통과 손실의 양쪽이 우수한 특성이 얻어진다.
또한, 고주파 프론트엔드 회로(30)는 실시 형태 1에 관계되는 쿼드플렉서(1)를 대신하여, 실시 형태 1의 변형예에 관계되는 쿼드플렉서를 구비해도 상관없다.
또한, 통신 장치(40)는 고주파 신호의 처리 방식에 따라, 기저 대역 신호 처리 회로(BBIC)(4)를 구비하고 있지 않아도 된다.
(기타의 실시 형태)
이상, 본 발명의 실시 형태에 관계되는 필터, 멀티플렉서, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치에 대해서, 실시 형태 및 그 변형예를 들어 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태 및 변형예에 있어서의 임의의 구성 요소를 조합하여 실현되는 다른 실시 형태나, 상기 실시 형태에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해 내는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 본 발명에 관계되는 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
예를 들어, 상기 설명에서는, 멀티플렉서로서, 쿼드플렉서를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 예를 들어, 3개의 필터의 안테나 단자가 공통화된 트리플렉서나, 6개의 필터의 안테나 단자가 공통화된 헥사플렉서에 대해서도 적용할 수 있다. 즉, 멀티플렉서는, 2 이상의 필터를 구비하고 있으면 된다.
나아가, 멀티플렉서는, 송신 필터 및 수신 필터의 양쪽을 구비하는 구성에 한하지 않고, 송신 필터만, 또는, 수신 필터만을 구비하는 구성이어도 상관없다.
또한, 상기 실시 형태 1에서는, 필터(12)가 제1 필터에 상당하고, 필터(11)가 제2 필터에 상당하는 것으로 하여 설명하였다. 즉, 제1 및 제2 필터는, 상기 실시 형태 1에서는 각각 송신 필터 및 수신 필터였다. 그러나, 본 발명은 제1 필터의 스톱 밴드 리플이 제2 필터의 통과 대역 내에 위치하는 멀티플렉서이면, 제1 및 제2 필터의 용도 등에 한정되지 않고, 적용할 수 있다. 이 때문에, 제1 및 제2 필터는, 양쪽이 송신 필터여도 된다.
(정리)
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 양태에 관계되는 필터는, 한 쌍의 입출력 단자와, 상기 한 쌍의 입출력 단자 간을 연결하는 신호 경로 상에 배치된 1개 이상의 직렬 공진자를 갖고, 상기 1개 이상의 직렬 공진자 각각은, 압전체층을 갖는 기판 상에 형성된 한 쌍의 빗살 모양 전극을 포함하는 IDT 전극을 갖고, 상기 1개 이상의 직렬 공진자 각각이 갖는 상기 한 쌍의 빗살 모양 전극 각각은, 탄성파 전반 방향의 직교 방향으로 연장되도록 배치된 복수의 전극 핑거와, 상기 복수의 전극 핑거의 각각의 일단부끼리를 접속하는 버스 바 전극을 포함하고, 상기 1개 이상의 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극은, 상기 복수의 전극 핑거 중 상기 타단부에 있어서의 전극 핑거폭이 중앙부에 있어서의 전극 핑거폭보다도 넓은 제1 전극 핑거, 및 상기 타단부에 있어서의 전극 핑거폭이 중앙부에 있어서의 전극 핑거폭 이하인 제2 전극 핑거의 적어도 한쪽을 포함하고 있고, 상기 1개 이상의 직렬 공진자는, 1개 이상의 제1 직렬 공진자를 포함하고, 상기 1개 이상의 제1 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극에 있어서, 상기 복수의 전극 핑거의 각각의 타단부끼리를 연결하는 방향은, 상기 탄성파 전반 방향과 교차하고 있고, 상기 1개 이상의 제1 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극은, 제1 부분과 제2 부분을 갖고, 당해 IDT 전극에 있어서, 상기 제1 부분에서는 상기 제1 전극 핑거와 상기 제2 전극 핑거가 일정한 배열순으로 배치되어 있고, 상기 제2 부분에서는 상기 제1 전극 핑거와 상기 제2 전극 핑거가 상기 일정한 배열순으로 배치되어 있다.
또한, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은, 상기 탄성파 전반 방향으로 인접하고 있는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 1개 이상의 제1 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극의 전체에 걸쳐, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 반복하여 배치되어 있는 것으로 해도 된다.
이에 의해, 필터의 제1 직렬 공진자를 구성하는 IDT 전극에 있어서, 제1 전극 핑거(이형 핑거)와 제2 전극 핑거(이형부를 갖지 않는 전극 핑거)가 혼재되어 배치된다. 그 때문에, 모든 전극 핑거를 제1 전극 핑거로 한 경우에 증대하기 쉬운 반공진 주파수 부근의 리플, 및 모든 전극 핑거를 제2 전극 핑거로 한 경우에 증대하기 쉬운 공진 주파수 부근의 리플 양쪽이 억제된다. 그 결과, 공진 주파수 부근의 리플 및 반공진 주파수 부근의 리플 양쪽을 억제할 수 있는 필터가 얻어진다.
또한, 상기 1개 이상의 직렬 공진자는, 상기 한 쌍의 입출력 단자 간을 연결하는 신호 경로 상에 배치된 1 이상의 제2 직렬 공진자를, 더 포함하고, 상기 1 이상의 제2 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극은, 상기 제1 전극 핑거를 포함하고 있는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 1개 이상의 제1 직렬 공진자 각각은, 상기 1개 이상의 직렬 공진자 중, 반공진 주파수가 가장 낮은 직렬 공진자 이외의 직렬 공진자인 것으로 해도 된다.
이에 의해, 반공진 주파수가 가장 낮은 직렬 공진자, 즉 필터의 통과 영역 단부의 급준성을 형성하기 위한 직렬 공진자 이외의 직렬 공진자에 있어서, 제1 전극 핑거와 제2 전극 핑거를 혼재시킨다. 그 결과, 필터의 통과 특성의 급준성을 손상시키지 않고, 반공진 주파수 부근의 리플과 삽입 손실의 양쪽이 우수한 필터를 얻을 수 있다.
또한, 상기 필터는, 상기 신호 경로와 접지를 연결하는 경로 상에 배치된 1 이상의 병렬 공진자를 더 갖고, 래더형의 필터 구조를 갖고 있어도 된다.
이에 의해, 저손실성 등이 요구되는 필터 특성에 적응하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 신호 경로 상에 배치된 종결합형의 필터 구조를 갖고 있어도 된다.
이에 의해, 감쇠 강화 등이 요구되는 필터 특성에 적응하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 기판은, 상기 IDT 전극이 한쪽의 주면 상에 형성된 압전체층과, 상기 압전체층을 전반하는 탄성파 음속보다도, 전반하는 벌크파 음속이 고속인 고음속 지지 기판과, 상기 고음속 지지 기판과 상기 압전체층 사이에 배치되고, 상기 압전체층을 전반하는 탄성파 음속보다도, 전반하는 벌크파 음속이 저속인 저음속막을 구비해도 된다.
이에 의해, 압전체층을 갖는 기판 상에 형성된 IDT 전극을 포함하는 각 공진자의 Q값을 높은 값으로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에 관계되는 멀티플렉서는, 공통 단자, 제1 단자 및 제2 단자와, 상기 공통 단자와 상기 제1 단자를 연결하는 제1 경로 상에 배치된 제1 필터와, 상기 공통 단자와 상기 제2 단자를 연결하는 제2 경로 상에 배치되고, 통과 대역의 주파수가 상기 제1 필터의 통과 대역보다 높은 제2 필터를 구비하고, 상기 제1 필터가 전술한 필터이다.
이에 의해, 제2 경로에 있어서의 삽입 손실 및 제1 단자와 제2 단자 사이의 아이솔레이션 양쪽이 우수한 멀티플렉서가 얻어진다.
또한, 상기 제1 필터의 통과 대역은, LTE(Long Term Evolution)의 Band3에 있어서의 상향 주파수대이며, 상기 제2 필터의 통과 대역은, 상기 LTE의 Band1에 있어서의 상향 주파수대여도 된다.
제1 필터의 통과 대역이 LTE의 Band3에 있어서의 상향 주파수대이며, 제2 필터의 통과 대역이 LTE의 Band1에 있어서의 상향 주파수대일 경우, 제2 필터의 통과 대역 내의 리플이 증대하기 쉽다. 이 때문에, 제1 필터의 공통 단자에 가장 가까운 직렬 공진자를, 상술한 조건을 충족하도록 구성함으로써, 당해 리플의 증대를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에 관계되는 고주파 프론트엔드 회로는, 상기 어느 것의 멀티플렉서와, 상기 멀티플렉서에 접속된 증폭 회로를 구비한다.
이에 의해, 통과 대역 내의 리플을 억제할 수 있는 고주파 프론트엔드 회로를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에 관계되는 통신 장치는, 안테나 소자로 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로와, 상기 안테나 소자와 상기 RF 신호 처리 회로 사이에서 상기 고주파 신호를 전달하는 상기 고주파 프론트엔드 회로를 구비한다.
이에 의해, 통과 대역 내의 리플을 억제할 수 있는 통신 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 멀티밴드 시스템에 적용할 수 있는 필터, 멀티플렉서, 프론트엔드 회로 및 통신 장치로서, 휴대 전화 등의 통신기기에 널리 이용할 수 있다.
1: 쿼드플렉서
2: 안테나 소자
3: RF 신호 처리 회로(RFIC)
4: 기저 대역 신호 처리 회로(BBIC)
10, 20: 듀플렉서
11, 12, 12A, 21, 22: 필터
13: 수신측 스위치
14: 로우 노이즈 증폭기 회로
23: 송신측 스위치
24: 파워 증폭기 회로
30: 고주파 프론트엔드 회로
32a, 32b: 빗살 모양 전극
32c: 반사기
40: 통신 장치
320: 기판
321a, 321b: 버스 바 전극
322a, 322b, 322b1, 322b2: 전극 핑거
322d, 323d: 이형부
323a, 323a1, 323a2, 323b: 오프셋 전극 핑거
324: 밀착층
325: 주전극층
326: 보호층
327: 압전체층
328: 저음속막
329: 고음속 지지 기판
Port1: 공통 단자
Port11, Port12, Port21, Port22: 개별 단자
P1 내지 P6: 병렬 공진자
S1 내지 S4, S6, S7: 직렬 공진자
S5: 종결합 공진기
2: 안테나 소자
3: RF 신호 처리 회로(RFIC)
4: 기저 대역 신호 처리 회로(BBIC)
10, 20: 듀플렉서
11, 12, 12A, 21, 22: 필터
13: 수신측 스위치
14: 로우 노이즈 증폭기 회로
23: 송신측 스위치
24: 파워 증폭기 회로
30: 고주파 프론트엔드 회로
32a, 32b: 빗살 모양 전극
32c: 반사기
40: 통신 장치
320: 기판
321a, 321b: 버스 바 전극
322a, 322b, 322b1, 322b2: 전극 핑거
322d, 323d: 이형부
323a, 323a1, 323a2, 323b: 오프셋 전극 핑거
324: 밀착층
325: 주전극층
326: 보호층
327: 압전체층
328: 저음속막
329: 고음속 지지 기판
Port1: 공통 단자
Port11, Port12, Port21, Port22: 개별 단자
P1 내지 P6: 병렬 공진자
S1 내지 S4, S6, S7: 직렬 공진자
S5: 종결합 공진기
Claims (12)
- 한 쌍의 입출력 단자와,
상기 한 쌍의 입출력 단자 간을 연결하는 신호 경로 상에 배치된 1개 이상의 직렬 공진자를 갖고,
상기 1개 이상의 직렬 공진자 각각은, 압전체층을 갖는 기판 상에 형성된 한 쌍의 빗살 모양 전극을 포함하는 IDT 전극을 갖고,
상기 1개 이상의 직렬 공진자 각각이 갖는 상기 한 쌍의 빗살 모양 전극 각각은,
탄성파 전반 방향의 직교 방향으로 연장되도록 배치된 복수의 전극 핑거와,
상기 복수의 전극 핑거의 각각의 일단부끼리를 접속하는 버스 바 전극을 포함하고,
상기 1개 이상의 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극은, 상기 복수의 전극 핑거 중 타단부에 있어서의 전극 핑거폭이 중앙부에 있어서의 전극 핑거폭보다도 넓은 제1 전극 핑거, 및 상기 타단부에 있어서의 전극 핑거폭이 중앙부에 있어서의 전극 핑거폭 이하인 제2 전극 핑거의 적어도 한쪽을 포함하고 있고,
상기 1개 이상의 직렬 공진자는, 1개 이상의 제1 직렬 공진자를 포함하고,
상기 1개 이상의 제1 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극에 있어서, 상기 복수의 전극 핑거의 각각의 상기 타단부끼리를 연결하는 방향은, 상기 탄성파 전반 방향과 교차하고 있고,
상기 1개 이상의 제1 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극은, 제1 부분과 제2 부분을 갖고, 당해 IDT 전극에 있어서, 상기 제1 부분에서는 상기 제1 전극 핑거와 상기 제2 전극 핑거가 일정한 배열순으로 배치되어 있고, 상기 제2 부분에서는 상기 제1 전극 핑거와 상기 제2 전극 핑거가 상기 일정한 배열순으로 배치되어 있는,
필터. - 제1항에 있어서, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은, 상기 탄성파 전반 방향으로 인접하고 있는,
필터. - 제2항에 있어서, 상기 1개 이상의 제1 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극의 전체에 걸쳐, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 반복하여 배치되어 있는,
필터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1개 이상의 직렬 공진자는, 상기 한 쌍의 입출력 단자 간을 연결하는 신호 경로 상에 배치된 1 이상의 제2 직렬 공진자를, 더 포함하고,
상기 1 이상의 제2 직렬 공진자 각각을 구성하는 상기 IDT 전극은, 상기 제1 전극 핑거를 포함하고 있는,
필터. - 제4항에 있어서, 상기 1개 이상의 제1 직렬 공진자 각각은, 상기 1개 이상의 직렬 공진자 중, 반공진 주파수가 가장 낮은 직렬 공진자 이외의 직렬 공진자인,
필터. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터는, 상기 신호 경로와 접지를 연결하는 경로 상에 배치된 1 이상의 병렬 공진자를 더 갖고, 래더형의 필터 구조를 갖는
필터. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터는, 상기 신호 경로 상에 배치된 종결합형의 필터 구조를 갖는
필터. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은,
상기 IDT 전극이 한쪽의 주면 상에 형성된 압전체층과,
상기 압전체층을 전반하는 탄성파 음속보다도, 전반하는 벌크파 음속이 고속인 고음속 지지 기판과,
상기 고음속 지지 기판과 상기 압전체층 사이에 배치되고, 상기 압전체층을 전반하는 벌크 음속보다도, 전반하는 벌크파 음속이 저속인 저음속막을 구비하는,
필터. - 공통 단자, 제1 단자 및 제2 단자와,
상기 공통 단자와 상기 제1 단자를 연결하는 제1 경로 상에 배치된 제1 필터와,
상기 공통 단자와 상기 제2 단자를 연결하는 제2 경로 상에 배치되고, 통과 대역의 주파수가 상기 제1 필터의 통과 대역보다 높은 제2 필터를 구비하고,
상기 제1 필터가 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 필터인,
멀티플렉서. - 제9항에 있어서, 상기 제1 필터의 통과 대역은, LTE(Long Term Evolution)의 Band3에 있어서의 상향 주파수대이며,
상기 제2 필터의 통과 대역은, 상기 LTE의 Band3에 있어서의 하향 주파수대인,
멀티플렉서. - 제9항 또는 제10항에 기재된 멀티플렉서와,
상기 멀티플렉서에 접속된 증폭 회로
를 구비하는 고주파 프론트엔드 회로. - 안테나 소자로 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로와,
상기 안테나 소자와 상기 RF 신호 처리 회로 사이에서 상기 고주파 신호를 전달하는 제11항에 기재된 고주파 프론트엔드 회로
를 구비하는 통신 장치.
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