WO2022107699A1 - 弾性波フィルタ及び複合フィルタ装置 - Google Patents

弾性波フィルタ及び複合フィルタ装置 Download PDF

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WO2022107699A1
WO2022107699A1 PCT/JP2021/041750 JP2021041750W WO2022107699A1 WO 2022107699 A1 WO2022107699 A1 WO 2022107699A1 JP 2021041750 W JP2021041750 W JP 2021041750W WO 2022107699 A1 WO2022107699 A1 WO 2022107699A1
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resonator
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filter
electrode finger
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圭司 岡田
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株式会社村田製作所
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    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/64Filters using surface acoustic waves
    • H03H9/6423Means for obtaining a particular transfer characteristic
    • H03H9/6433Coupled resonator filters
    • H03H9/6483Ladder SAW filters
    • HELECTRICITY
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    • H03H9/70Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72Networks using surface acoustic waves
    • H03H9/725Duplexers

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave filter and a composite filter device having first, second and third elastic wave resonators connected in series.
  • the power resistance deteriorates because the displacement is large in the frequency range of resonance frequency-antiresonance frequency when power is applied. In particular, since the voltage at the antiresonance frequency becomes high, migration occurs due to local heat generation, and the power resistance is lowered.
  • Patent Document 1 the power resistance is improved by serial division, but the power resistance is still not sufficient.
  • the frequency has increased, the distance between the electrode fingers has become shorter, so that further improvement in power resistance is required.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave filter and a composite filter device capable of increasing the withstand power.
  • a series arm having an input end and an output end and connecting the input end and the output end is serialized in the order of first, second, ... Nth.
  • N (n is a natural number) elastic wave resonators connected to the above are provided, and each of the n elastic wave resonators has a plurality of electrode fingers, and the n elastic wave resonators are provided.
  • the mth elastic wave resonator (m is a natural number of 1 ⁇ m ⁇ n) is included, and the mth elastic wave resonator is sandwiched between the first and nth elastic wave resonators.
  • the electrode finger pitch of the mth elastic wave resonator is the smallest among the electrode finger pitches of the n elastic wave resonators.
  • a series arm having an input end and an output end and connecting the input end and the output end, and a parallel arm connecting the series arm and the ground potential.
  • the parallel arm is equipped with n (n is a natural number) elastic wave resonators connected in series in the order of the first, second, ... nth, and the nth elastic wave resonators are provided.
  • Each of the elastic wave resonators has a plurality of electrode fingers, and the n elastic wave resonators include the mth elastic wave resonator (m is a natural number of 1 ⁇ m ⁇ n), and the m.
  • the elastic wave resonator is sandwiched between the first and nth elastic wave resonators, and the electrode finger pitch of the mth elastic wave resonator is the electrode of the n elastic wave resonators. It is the largest of the finger pitches.
  • the composite filter device includes an elastic wave filter configured according to the present invention and at least one band-passing type filter having a pass band different from that of the elastic wave filter, and the elastic wave filter and the at least one.
  • One end of the bandpass type filter is commonly connected.
  • the elastic wave filter and the composite filter device according to the present invention can improve the power resistance.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a composite filter device having an elastic wave filter according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a modified example of a composite filter device having an elastic wave filter according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of a composite filter device having an elastic wave filter according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view for explaining the electrode structure of the elastic wave resonator.
  • FIG. 5 is a schematic plan view for explaining the positional relationship of the first to third elastic wave resonators in the elastic wave filter of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the frequency in the elastic wave filters of Example 1 and Comparative Example 1 and the power consumption per unit area.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a composite filter device having an elastic wave filter according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a modified example of a composite filter device having an elastic wave filter according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic plan view for explaining the positional relationship of the first to third elastic wave resonators in the elastic wave filter according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the frequency in the elastic wave filters of Example 2 and Comparative Example 2 and the power consumption per unit area.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of a composite filter device having an elastic wave filter according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of a composite filter device having an elastic wave filter according to a third embodiment.
  • FIG. 11 is a circuit diagram of a composite filter device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a circuit diagram of a composite filter device having an elastic wave filter according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic plan view for explaining the positional relationship of the first to third elastic wave resonators in the elastic wave filter of the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a circuit diagram of an elastic wave filter according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a circuit diagram of an elastic wave filter according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a circuit diagram of a composite filter device according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a composite filter device having an elastic wave filter according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the composite filter device.
  • the composite filter device 1 has a common terminal 4 connected to an antenna.
  • An inductor L1 for impedance adjustment is connected between the common terminal 4 and the ground potential.
  • the elastic wave filter 2 according to the first embodiment of the present invention is connected between the common terminal 4 and the transmission terminal 5.
  • the elastic wave filter 2 is a transmission filter. Therefore, the transmission terminal 5 is the input end, and the common terminal 4 is the output end.
  • An elastic wave filter 3 as a receiving filter is connected between the common terminal 4 and the receiving terminal 6.
  • series arm resonators S1 to S5 are provided in the series arm connecting the transmission terminal 5 and the common terminal 4. Further, parallel arm resonators P1 to P4 are provided in each of the plurality of parallel arms connecting the series arm and the ground potential.
  • the parallel arm resonator P1 is connected between the connection point between the series arm resonator S1 and the series arm resonator S2 and the ground potential.
  • the parallel arm resonator P2 is connected between the connection point between the series arm resonator S2 and the series arm resonator S3 and the ground potential.
  • the ground potential side ends of the parallel arm resonators P1 and P2 are commonly connected and connected to the ground potential.
  • the parallel arm resonator P3 is connected between the connection point between the series arm resonator S3 and the series arm resonator S4 and the ground potential.
  • the parallel arm resonator P4 is connected between the connection point between the series arm resonator S4 and the series arm resonator S5 and the ground potential.
  • the ground potential side end of the parallel arm resonator P3 and the parallel arm resonator P4 are commonly connected and connected to the ground potential via the inductor L3.
  • the inductor L2 is connected between the transmission terminal 5 and the ground potential.
  • the series arm resonators S1 to S5 and the parallel arm resonators P1 to P4 are all elastic wave resonators in which elastic wave resonators are connected in series to each other. It has a structure divided into. That is, each of the above resonators includes a plurality of divided resonators. More specifically, in the series arm resonators S1 to S5, the series arm resonator S1 is an elastic wave resonator S1a to S1d, the series arm resonator S2 is an elastic wave resonator S2a to S2e, and the series arm resonator S3.
  • series arm resonators S4 have elastic wave resonators S4a to S4c, and series arm resonator S5 has elastic wave resonators S5a to S5d.
  • the parallel arm resonators P1 to P3 each have a structure in which three elastic wave resonators are connected in series, and the parallel arm resonator P4 has a structure in which two elastic wave resonators are connected in series.
  • the elastic wave filters 2 and 3 are arranged on the piezoelectric substrate 7. More specifically, IDT electrodes and reflectors constituting the series arm resonators S1 to S5 and the parallel arm resonators P1 to P4 are provided on the piezoelectric substrate 7. Similarly, on the elastic wave filter 3 side, IDT electrodes and reflectors constituting each elastic wave resonator are provided. Note that FIG. 3 schematically shows only the position where the elastic wave filter 3 is provided.
  • FIG. 4 is a plan view showing the electrode structure of the elastic wave resonator.
  • the IDT electrode 11 has a plurality of first electrode fingers 11a interspersed with each other and a plurality of second electrode fingers 12a.
  • the electrode finger pitch P is the distance between the center of the electrode fingers between the adjacent first electrode fingers 11a and the second electrode fingers 12a.
  • the electrode finger pitch related to the comparison between the elastic wave resonators is assumed to be the average electrode finger pitch in each elastic wave resonator.
  • X is an elastic wave propagation direction, which is a direction orthogonal to the direction in which the first and second electrode fingers 11a and 12a extend.
  • Y is a direction orthogonal to the elastic wave propagation direction.
  • the first to third elastic wave resonators S4a to S4c are arranged in the Y direction, that is, in the direction orthogonal to the elastic wave propagation direction X.
  • the second elastic wave resonator S4b is sandwiched between the first and third elastic wave resonators S4a and S4c.
  • the electrode finger pitches of the elastic wave resonators S4a to S4c are different in the series arm resonator S4. More specifically, the elastic wave resonator S4a corresponds to the first elastic wave resonator in the present invention, the elastic wave resonator S4b corresponds to the second elastic wave resonator, and the elastic wave resonator S4c corresponds to the second elastic wave resonator. Corresponds to the elastic wave resonator of 3.
  • the elastic wave resonator S4a will be referred to as a first elastic wave resonator S4a
  • the elastic wave resonator S4b will be referred to as a second elastic wave resonator S4b
  • the elastic wave resonator S4c will be referred to as a third elastic wave resonator S4c.
  • the average electrode finger pitch of the second elastic wave resonator S4b is the smallest among the average electrode finger pitches of the first to third elastic wave resonators S4a to S4c
  • the second elastic wave resonator S4b Is physically sandwiched between the first elastic wave resonator S4a and the third elastic wave resonator S4c.
  • the number of elastic wave resonators is not limited to three.
  • n elastic wave resonators are arranged on the input end side in the series arm.
  • a series arm resonator S4 is configured on the piezoelectric substrate 7, and the series arm resonator S4 is a first elastic wave resonator S4a to a third as shown in FIG. It has an elastic wave resonator S4c. Then, on the piezoelectric substrate 7, the second elastic wave resonator S4b is physically sandwiched between the first elastic wave resonator S4a and the third elastic wave resonator S4c.
  • the resonance frequency of the second elastic wave resonator S4b is located outside the pass band. More specifically, it is located on the high frequency side of the pass band.
  • the capacitance of the second elastic wave resonator S4b the logarithm of the electrode finger ⁇ the crossing width ⁇ the first and third elastic wave resonators S4a, S4c. It is said to be capacity.
  • the areas of the first and third elastic wave resonators S4a and S4c, which generate a large amount of heat are larger than those in the case where the resonance frequencies of the first to third elastic wave resonators are equal and the capacitances are also equal. Therefore, the heat generation density is lowered, and the power resistance can be improved. Further, the attenuation amount on the high frequency side of the pass band can be improved without deteriorating the attenuation amount in the pass band.
  • the electrode finger pitch P in the second elastic wave resonator S4b is the smallest of the electrode finger pitches in the first to third elastic wave resonators S4a to S4c.
  • the elastic wave filter 2 can effectively improve the power resistance.
  • the reason for this is as follows.
  • the first to third elastic wave resonators S4a to S4c are connected in series. Since the electrode finger pitch of the second elastic wave resonator S4b is the smallest, the power consumption, that is, the calorific value of the second elastic wave resonator S4b is the largest among the first to third elastic wave resonators S4a to S4c. Few. Therefore, the second elastic wave resonator S4b, which is difficult to generate heat, is physically sandwiched between the first and third elastic wave resonators S4a and S4c, so that the unit area of the series arm resonator S4 is increased. The power consumption can be reduced and the power resistance can be improved.
  • Circuit elements other than the first to third elastic wave resonators S4a to S4c are connected between the first and third elastic wave resonators S4a and S4c and the second elastic wave resonator S4b. It has not been. Further, the wiring connecting the first and third elastic wave resonators S4a and S4c and the second elastic wave resonator S4b is not connected to the ground potential. Therefore, the heat dissipation from the second elastic wave resonator S4b tends to be insufficient. In such cases, the present invention is particularly suitable.
  • a plurality of wirings connecting the elastic wave resonators are collectively referred to as a connection node. Even when no circuit element other than the n elastic wave resonators is connected to the connection node connecting the n elastic wave resonators and the connection node is not connected to the ground potential. Similar to the above, the present invention is particularly suitable.
  • the elastic wave filter 3 is a ladder type filter having series arm resonators S11 to S15 and parallel arm resonators P11 to P14.
  • the elastic wave filter 3 is also not particularly limited, but the series arm resonators S11 to S15 and the parallel arm resonators P11 to P14 are made of elastic wave resonators.
  • the inductor L4 is connected between the parallel arm resonator P14 and the ground potential.
  • the inductor L5 is connected between the receiving terminal 6 and the ground potential.
  • the circuit configuration of the elastic wave filter 3 is not particularly limited, and may be a band-passing type filter other than the ladder type filter. Further, the elastic wave filter 3 may be a band-passing type filter other than the elastic wave filter.
  • FIG. 6 shows the relationship between the frequency of the elastic wave filter 2 of the first embodiment and the frequency of the elastic wave filter of the comparative example 1 and the power consumption per unit area.
  • Example 1 the wavelength determined by the electrode finger pitch of the IDT electrodes of the first and third elastic wave resonators S4a and S4c was set to 1.5374 ⁇ m, and the wavelength determined by the electrode finger pitch in the reflector was also set to the same value. ..
  • the wavelength determined by the electrode finger pitch in the second elastic wave resonator S4b was 1.5297 ⁇ m, and the wavelength determined by the electrode finger pitch in the reflector was also set to the same value.
  • Comparative Example 1 the wavelength determined by the electrode finger pitch in the second elastic wave resonator S4b is the same as the wavelength determined by the electrode finger pitch in the first and third elastic wave resonators S4a and S4c, that is, 1.5374 ⁇ m. did.
  • Other configurations of Comparative Example 1 were the same as those of Example 1.
  • the solid line in FIG. 6 shows the result of Example 1, and the broken line shows the result of Comparative Example 1.
  • the alternate long and short dash line in FIG. 6 indicates the end of the pass band in the elastic wave filter 2.
  • the pass band is 2500 MHz or more and 2580 MHz or less.
  • the power consumption is significantly smaller than that of the comparative example 1 on the high frequency side in the pass band and on the high frequency side than the pass band as compared with the comparative example 1. You can see that it is. That is, it can be seen that in the vicinity of 2550 MHz to 2620 MHz, the power consumption can be significantly reduced and the power withstand power can be improved in the first embodiment. In particular, it can be seen that the power consumption can be significantly reduced in the vicinity of 2575 MHz, which is the antiresonance frequency to which a large amount of power is applied.
  • the elastic wave filter 2 can effectively improve the power resistance as compared with the conventional elastic wave filter.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a modified example of the elastic wave filter 2 in the composite filter device 1 of the first embodiment.
  • the parallel arm resonator P1 has an elastic wave resonator P1A, an elastic wave resonator P1B, an elastic wave resonator P1C, and an elastic wave resonator P1D connected in series with each other.
  • the elastic wave resonator P1B is the first elastic wave resonator of the present invention
  • the elastic wave resonator P1C is the second elastic wave resonator of the present invention
  • the elastic wave resonator P1D is the present invention. It is a third elastic wave resonator.
  • the electrode finger pitch of the third elastic wave resonator P1D which is the elastic wave resonator of m, may be the maximum among the four elastic wave resonators P1A, P1B, P1C and P1D.
  • the antiresonance frequency of the fourth elastic wave resonator P1D is preferably located on the low frequency side of the pass band of the elastic wave filter.
  • FIG. 7 is a schematic plan view for explaining the positional relationship of the first to third elastic wave resonators in the elastic wave filter according to the second embodiment of the present invention.
  • the third parallel arm resonator P3 has first to third elastic wave resonators P3a to P3c connected in series with each other.
  • the withstand power can be improved by the configuration in which the first to third elastic wave resonators P3a to P3c are connected in series, but further, the second elastic wave resonator P3b can be improved.
  • the electrode finger pitch is the largest among the electrode finger pitches of the first to third elastic wave resonators P3a to P3c, and the second elastic wave resonator P3b is the first and third elastic wave resonators P3a, By being sandwiched between P3c, the power resistance can be enhanced more effectively.
  • the second elastic wave resonator P3b is sandwiched between the first elastic wave resonator P3a and the third elastic wave resonator P3c in the Y direction orthogonal to the elastic wave propagation direction X. ..
  • the third parallel arm resonator P3 is configured as described above, and other configurations are the same as those of Comparative Example 1 described above. That is, the series arm resonator S4 is the same as that of Comparative Example 1 described above.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the frequencies of the elastic wave filters of the second embodiment and the elastic wave filters of Comparative Example 2 and the power consumption per unit area. Also in FIG. 8, the alternate long and short dash line indicates the lower limit and the upper limit of the pass band.
  • the wavelength determined by the electrode finger pitch of the second elastic wave resonator P3b was 1.5866 ⁇ m, that is, the electrode finger pitch was 0.7933 ⁇ m, and the electrode finger pitch in the reflector was also the same.
  • Comparative Example 2 the electrode finger pitches of the first to third elastic wave resonators P3a to P3c were all the same, that is, the wavelength determined by the electrode finger pitch was 1.5858 ⁇ m.
  • Other configurations of Comparative Example 2 were the same as those of Example 2.
  • the resonance frequencies and antiresonance frequencies of the first to third elastic wave resonators S4a to S4c are as shown in Table 1 below.
  • the resonance frequencies and antiresonance frequencies of the first to third elastic wave resonators P3a to P3c in the parallel arm resonator P3 are as shown in Table 2 below.
  • the number of elastic wave resonators is not limited to three.
  • the series arm resonator may include n elastic wave resonators (n is a natural number).
  • n elastic wave resonators may be connected in series in the order of first, second, ... nth.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of a composite filter device having an elastic wave filter according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a schematic plan view thereof. Note that FIG. 10 shows the arrangement of each resonator, and wiring is omitted.
  • the composite filter device 31 has a common terminal 4, a transmission terminal 5, and a reception terminal 6 connected to an antenna, similarly to the composite filter device 1.
  • An elastic wave filter 32 as a transmission filter is connected between the common terminal 4 and the transmission terminal 5.
  • the elastic wave filter 32 is an elastic wave filter according to a third embodiment of the present invention.
  • An elastic wave filter 33 as a reception filter is connected between the common terminal 4 and the reception terminal 6.
  • series arm resonators S1 to S5 are provided on the series arm connecting the transmission terminal 5 and the common terminal 4. Further, parallel arm resonators P1 to P4 are connected between the series arm and the ground potential.
  • the difference from the elastic wave filter 2 of the first embodiment is that the series arm resonators S1 to S5 are each composed of a single elastic wave resonator and are not divided into a plurality of elastic wave resonators. ..
  • the parallel arm resonators P1 to P4 also consist of a single elastic wave resonator in the elastic wave filter 32.
  • the series arm resonators S2 to S4 correspond to the first to third elastic wave resonators in the present invention.
  • the electrode finger pitch in the series arm resonator S3 which is the second elastic wave resonator is made smaller than the electrode finger pitch of the series arm resonators S2 and S4 which are the first and third elastic wave resonators.
  • the series arm resonator S3 is physically sandwiched between the series arm resonator S2 and the series arm resonator S4 in the Y direction on the piezoelectric substrate 7. That is, in the direction Y orthogonal to the elastic wave propagation direction X, the series arm resonator S3 is sandwiched between the series arm resonator S2 and the series arm resonator S4.
  • the resonance frequency of the series arm resonator S3 is located outside the pass band of the elastic wave filter 32. More specifically, it is located on the high frequency side of the pass band.
  • the calorific value of the series arm resonator S3 is smaller than the calorific value of the series arm resonators S2 and S4. Therefore, on the piezoelectric substrate 7, the amount of heat generated can be reduced and the power resistance can be improved in the portion where the series arm resonators S2 to S4 are arranged.
  • the present invention is not limited to the structure in which one elastic wave resonator is divided in series so as to have the first to third elastic wave resonators, but the first to third elastic waves connected in series with each other. It can be widely applied to structures having wave resonators.
  • the elastic wave filter 33 as a receiving filter has a structure in which a longitudinally coupled resonator type elastic wave filter 34 and an elastic wave resonator 35 are connected.
  • the circuit configuration of the elastic wave filter 33 is not particularly limited.
  • FIG. 11 is a circuit diagram of a composite filter device having an elastic wave filter according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the elastic wave filter 42 of the fourth embodiment is connected between the common terminal 4 and the transmission terminal 5.
  • the series arm resonators S1 to S5 are arranged in order from the transmission terminal 5 side in the series arm connecting the common terminal 4 and the transmission terminal 5.
  • the series arm resonator S1 is an elastic wave resonator S1b1 and S1b2 connected in parallel with the elastic wave resonator S1a, an elastic wave resonator S1c, and an elastic wave resonator connected in parallel with each other. It has S1d1 and S1d2.
  • the series arm resonator S2 includes an elastic wave resonator S2a corresponding to the first elastic wave resonator of the present invention, elastic wave resonators S2b1 and S2b2 corresponding to the second elastic wave resonator, and a third. It has an elastic wave resonator S2c of.
  • the elastic wave resonator S2b1 and the elastic wave resonator S2b2 are connected in parallel.
  • the series arm resonators S3 to S5 have a structure in which a plurality of elastic wave resonators are connected in series.
  • the parallel arm resonators P1 to P4 also have a structure in which a plurality of elastic wave resonators are connected in series.
  • the ground potential side ends of the parallel arm resonators P3 and P4 are commonly connected and connected to the ground potential via the inductor L3.
  • the electrode finger pitches of the second elastic wave resonators S2b1 and S2b2 are made smaller than the electrode finger pitches of the first and third elastic wave resonators S2a and S2c. There is.
  • the electrode finger pitches of the first elastic wave resonator S2a and the third elastic wave resonator S2c may or may not be equal.
  • the electrode finger pitches of the second elastic wave resonators S2b1 and S2b2 may or may not be equal. However, the electrode finger pitches of the second elastic wave resonators S2b1 and S2b2 need to be smaller than the electrode finger pitches of the first and third elastic wave resonators S2a and S2c as described above.
  • FIG. 13 is a schematic plan view for explaining the positional relationship between the elastic wave resonators S2a, S2b1, S2b2, and S2c in the elastic wave filter of the fourth embodiment.
  • the second elastic wave resonators S2b1 and S2b2 are the first elastic wave resonator S2a and the third elastic wave. It is physically sandwiched between the resonator S2c and the resonator S2c.
  • the resonance frequencies of the second elastic wave resonators S2b1 and S2b2 are located on the high frequency side of the pass band of the elastic wave filter 42. That is, it is located outside the pass band.
  • the elastic wave filter 42 is configured as described above, the amount of heat generated by the series arm resonator S2 can be reduced and the power resistance can be improved. That is, the second elastic wave resonators S2b1 and S2b2, which are less likely to generate heat, are sandwiched between the first and third elastic wave resonators S2a and S2c. Therefore, the amount of heat generated can be reduced and the power resistance can be improved.
  • the second elastic wave resonator may be divided so as to connect a plurality of elastic wave resonators in parallel.
  • the number of divisions may be 3 or more.
  • the first and third elastic wave resonators may also have a structure in which they are divided in parallel.
  • FIG. 12 is a circuit diagram of a composite filter device having an elastic wave filter according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the composite filter device 41A shown in FIG. 12 has substantially the same configuration as the composite filter device 41 shown in FIG. The difference is that elastic wave resonators P1a, P1b, P1c1, P1c2 and P1d are used instead of the parallel arm resonator P1 shown in FIG.
  • the elastic wave resonators P1c1 and P1c2 are first and second divided resonators, and are connected in parallel to each other.
  • the elastic wave resonator P1a, the elastic wave resonator P1b, the elastic wave resonators P1c1 and P1c2 connected in parallel to each other, and the elastic wave resonator P1d are connected in series.
  • the elastic wave resonator P1b corresponds to the first elastic wave resonator of the present invention
  • the elastic wave resonators P1c1 and P1c2, which are the first and second divided resonators, are the second elastic wave resonators.
  • the elastic wave resonator P1d corresponds to the third elastic wave resonator.
  • the composite filter device 41A is the same as the composite filter device 41 shown in FIG. 11 in other respects.
  • the first to third parallel arm resonators of the present invention may be connected to each other to the parallel arms as in the composite filter device 41A.
  • the electrode finger pitches of the second elastic wave resonators P1c1 and P1c2 are larger than the electrode finger pitches of the first and third elastic wave resonators P1b and P1d.
  • the electrode finger pitches of the first elastic wave resonator P1b and the third elastic wave resonator P1d may or may not be equal.
  • the electrode finger pitches of the elastic wave resonator P1c1 and the elastic wave resonator P1c2 may be equal or different.
  • the first to third elastic wave resonators of the present invention may be used in the parallel arm resonator as described above.
  • FIG. 14 is a circuit diagram of the elastic wave filter according to the sixth embodiment.
  • the elastic wave filter 51 is a ladder type filter used as a transmission filter.
  • a plurality of series arm resonators S1 to S5 are arranged between the input end 5a and the output end 4a.
  • Parallel arm resonators P1 to P4 are provided in each of the plurality of parallel arms connecting the series arm and the ground potential.
  • the present invention may be applied to a single elastic wave filter 51 instead of a composite filter device such as the elastic wave filter 51.
  • the series arm resonators S2 to S4 constitute the first to third elastic wave resonators of the present invention, as in the fourth embodiment, thereby enhancing the power resistance.
  • the elastic wave resonators 52 to 54 constituting the series arm resonator S1 are configured as the first to third elastic wave resonators instead of the series arm resonators S2 to S4. Thereby, the power resistance may be increased.
  • the positions of the first to third elastic wave resonators connected in series with each other are not particularly limited.
  • FIG. 15 is a circuit diagram of an elastic wave filter according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the series arm resonators S1 to S3 and the vertically coupled resonator type elastic wave filter 64 are connected in series in the series arm connecting the input end 62 and the output end 63.
  • the parallel arm resonator P1 is connected to the parallel arm connecting the series arm and the ground potential.
  • the series arm resonators S1 to S3 are configured as the first to third elastic wave resonators of the present invention. , Power resistance can be improved.
  • the first to third elastic wave resonators in the present invention are not limited to the ladder type filter.
  • FIG. 16 is a circuit diagram of the composite filter device 71 as the eighth embodiment of the present invention.
  • the composite filter device 71 has a common terminal 4 connected to an antenna.
  • One end of three or more band-passing filters 72 to 74 ... Is connected to the common terminal 4.
  • the composite filter device according to the present invention is applied not only to a duplexer having a transmission filter and a reception filter, but also to various composite filter devices such as a multiplexer in which one ends of three or more band-passing filters are commonly connected to each other. be able to.
  • Elastic wave resonators S2a to S2e Elastic wave resonators S2b1 , S2b2 ... Elastic wave resonators S3a to S3d ... Elastic wave resonators S4a to S4c ... Elastic wave resonators S5a to S5d ... Elastic wave resonators S11 to S15 ... Series arm resonators

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Abstract

耐電力性を高めることができる、弾性波フィルタを提供する。 入力端と、出力端とを有し、前記入力端と前記出力端とを結ぶ直列腕に、第1,第2,第3の弾性波共振子S4a,S4b,S4cの順に直列に接続されたn個(n=3)の弾性波共振子を備え、第1、第2及び第3の弾性波共振子S4a,S4b,S4cが複数本の電極指を有し、第1~第3の弾性波共振子S4a~S4cが、第mの弾性波共振子(mは1<m<nの自然数であり、m=2)を含み、第2の弾性波共振子S4bの電極指ピッチが、第1、第2及び第3の弾性波共振子S4a,S4b,S4cの電極指ピッチのうち最小である、弾性波フィルタ2。

Description

弾性波フィルタ及び複合フィルタ装置
 本発明は、直列に接続された第1、第2及び第3の弾性波共振子を有する弾性波フィルタ及び複合フィルタ装置に関する。
 従来、複数の弾性波共振子を有する弾性波フィルタが種々提案されている。下記の特許文献1に記載の弾性波フィルタでは、電極指ピッチが等しく、かつ互いに直列に接続された複数の共振子が設けられている。引用文献1では、直列腕共振子を互いに直列に接続された複数の共振子に分割することにより、耐電力性が高められている。
特開平9-205343号公報
 弾性波共振子において、耐電力性が悪くなるのは、電力印加時に、共振周波数-***振周波数の周波数域において変位が大きいことによる。特に、***振周波数における電圧が高くなるため、局所発熱により、マイグレーションが生じ、耐電力性が低下する。
 特許文献1では、直列分割により、耐電力性の向上が図られているが、なお耐電力性は十分ではなかった。特に、近年、高周波化に伴って、電極指間の距離が短くなっているため、より一層の耐電力性の向上が求められている。
 本発明の目的は、耐電力性を高めることができる弾性波フィルタ及び複合フィルタ装置を提供することにある。
 本発明に係る弾性波フィルタのある広い局面では、入力端と、出力端とを有し、前記入力端と前記出力端とを結ぶ直列腕に、第1、第2、…第nの順に直列に接続されたn個(nは自然数)の弾性波共振子が備えられており、前記n個の弾性波共振子がそれぞれ、複数本の電極指を有し、前記n個の弾性波共振子が、第mの弾性波共振子(mは1<m<nの自然数)を含み、前記第mの弾性波共振子が前記第1及び第nの弾性波共振子の間に挟まれており、前記第mの弾性波共振子の前記電極指ピッチが、前記n個の弾性波共振子の電極指ピッチのうち最小である。
 本発明に係る弾性波フィルタの他の広い局面では、入力端と、出力端とを有し、前記入力端と前記出力端とを結ぶ直列腕と、前記直列腕とグラウンド電位とを結ぶ並列腕とが備えられており、前記並列腕に、第1、第2、…第nの順に直列に接続されたn個(nは自然数)の弾性波共振子が備えられており、前記n個の弾性波共振子がそれぞれ、複数本の電極指を有し、前記n個の弾性波共振子が、第mの弾性波共振子(mは1<m<nの自然数)を含み、前記第mの弾性波共振子が前記第1及び第nの弾性波共振子の間に挟まれており、前記第mの弾性波共振子の前記電極指ピッチが、前記n個の弾性波共振子の電極指ピッチのうち最大である。
 本発明に係る複合フィルタ装置は、本発明に従って構成された弾性波フィルタと、前記弾性波フィルタと通過帯域が異なる少なくとも1つの帯域通過型フィルタとを備え、前記弾性波フィルタと、前記少なくとも1つの帯域通過型フィルタの一端同士が共通接続されている。
 本発明に係る弾性波フィルタ及び複合フィルタ装置では、耐電力性を高めることができる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波フィルタを有する複合フィルタ装置の回路図である。 図2は、第1の実施形態に係る弾性波フィルタを有する複合フィルタ装置の変形例を示す回路図である。 図3は、第1の実施形態に係る弾性波フィルタを有する複合フィルタ装置の略図的平面図である。 図4は、弾性波共振子の電極構造を説明するための平面図である。 図5は、第1の実施形態の弾性波フィルタにおける第1~第3の弾性波共振子の位置関係を説明するための略図的平面図である。 図6は、実施例1及び比較例1の弾性波フィルタにおける周波数と、単位面積あたりの消費電力との関係を示す図である。 図7は、本発明の第2の実施形態の弾性波フィルタにおける第1~第3の弾性波共振子の位置関係を説明するための略図的平面図である。 図8は、実施例2及び比較例2の弾性波フィルタにおける周波数と、単位面積あたりの消費電力との関係を示す図である。 図9は、本発明の第3の実施形態に係る弾性波フィルタを有する複合フィルタ装置の回路図である。 図10は、第3の実施形態の弾性波フィルタを有する複合フィルタ装置の略図的平面図である。 図11は、本発明の第4の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。 図12は、本発明の第5の実施形態の弾性波フィルタを有する複合フィルタ装置の回路図である。 図13は、第4の実施形態の弾性波フィルタにおける第1~第3の弾性波共振子の位置関係を説明するための略図的平面図である。 図14は、本発明の第6の実施形態に係る弾性波フィルタの回路図である。 図15は、本発明の第7の実施形態に係る弾性波フィルタの回路図である。 図16は、本発明の第8の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。
 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の実施形態に係る弾性波フィルタを有する複合フィルタ装置の回路図であり、図3は、この複合フィルタ装置の略図的平面図である。
 複合フィルタ装置1は、アンテナに接続される共通端子4を有する。共通端子4とグラウンド電位との間に、インピーダンス調整用のインダクタL1が接続されている。
 共通端子4と送信端子5との間に、本発明の第1の実施形態に係る弾性波フィルタ2が接続されている。弾性波フィルタ2は、送信フィルタである。従って、送信端子5が入力端であり、共通端子4が出力端となる。
 共通端子4と受信端子6との間に受信フィルタとしての弾性波フィルタ3が接続されている。
 弾性波フィルタ2では、送信端子5と共通端子4とを結ぶ直列腕において、直列腕共振子S1~S5が設けられている。また、直列腕とグラウンド電位とを結ぶ複数の並列腕において、並列腕共振子P1~P4がそれぞれ設けられている。
 並列腕共振子P1は、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接続されている。並列腕共振子P2は、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接続されている。並列腕共振子P1,P2のグラウンド電位側端部は共通接続されており、かつグラウンド電位に接続されている。並列腕共振子P3は、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接続されている。並列腕共振子P4は、直列腕共振子S4と直列腕共振子S5との間の接続点とグラウンド電位との間に接続されている。並列腕共振子P3と並列腕共振子P4のグラウンド電位側端部は共通接続され、かつインダクタL3を介してグラウンド電位に接続されている。
 送信端子5とグラウンド電位との間に、インダクタL2が接続されている。
 弾性波フィルタ2では、耐電力性を高めるために、直列腕共振子S1~S5及び並列腕共振子P1~P4は、いずれも弾性波共振子を互いに直列に接続された複数の弾性波共振子に分割した構造を有する。すなわち、上記各共振子は、それぞれ、複数の分割共振子を含む。より具体的には、直列腕共振子S1~S5は、それぞれ、直列腕共振子S1は弾性波共振子S1a~S1d、直列腕共振子S2は弾性波共振子S2a~S2e、直列腕共振子S3は弾性波共振子S3a~S3d、直列腕共振子S4は弾性波共振子S4a~S4c、直列腕共振子S5は弾性波共振子S5a~S5dを有する。
 並列腕共振子P1~P3は、それぞれ、3個の弾性波共振子を直列に接続した構造を有し、並列腕共振子P4は2個の弾性波共振子を直列に接続した構造を有する。
 図3に示すように、複合フィルタ装置1では、圧電基板7上に、上記弾性波フィルタ2,3が配置されている。より具体的には、直列腕共振子S1~S5及び並列腕共振子P1~P4を構成するIDT電極や反射器が圧電基板7上に設けられている。弾性波フィルタ3側においても、同様に、各弾性波共振子を構成するIDT電極及び反射器が設けられている。なお、図3では、弾性波フィルタ3が設けられている位置のみを略図的に示している。
 図4は、弾性波共振子の電極構造を示す平面図である。弾性波共振子ではIDT電極11の弾性波伝搬方向両側に反射器12,13が配置されている。ここで、IDT電極11は互いに間挿し合う複数本の第1の電極指11aと、複数本の第2の電極指12aとを有する。電極指ピッチPとは、隣り合う第1の電極指11aと第2の電極指12aとの間の電極指中心間距離である。本明細書において、弾性波共振子間の比較に係る電極指ピッチは、それぞれの弾性波共振子における平均電極指ピッチであるものとする。図4において、Xは弾性波伝搬方向であり、第1,第2の電極指11a,12aが延びる方向と直交する方向である。Yは弾性波伝搬方向と直交する方向である。
 図5に示すように、第1~第3の弾性波共振子S4a~S4cはY方向、すなわち弾性波伝搬方向Xと直交する方向に並べられている。このY方向において、第2の弾性波共振子S4bが、第1,第3の弾性波共振子S4a,S4c間に挟まれている。
 弾性波フィルタ2の特徴の1つは、直列腕共振子S4において弾性波共振子S4a~S4cの電極指ピッチが異なることにある。より具体的には、弾性波共振子S4aは本発明における第1の弾性波共振子に相当し、弾性波共振子S4bは第2の弾性波共振子に相当し、弾性波共振子S4cは第3の弾性波共振子に相当する。以下、弾性波共振子S4aを第1の弾性波共振子S4a、弾性波共振子S4bを第2の弾性波共振子S4b、弾性波共振子S4cを第3の弾性波共振子S4cとして記述する。そして、第2の弾性波共振子S4bの平均電極指ピッチが、第1~第3の弾性波共振子S4a~S4cの平均電極指ピッチのうち最小であり、かつ第2の弾性波共振子S4bが、第1の弾性波共振子S4aと第3の弾性波共振子S4cとの間に物理的に挟まれて配置されている。
 なお、上記弾性波共振子は3個には限定されない。本発明における特徴的な直列腕共振子は、n個(nは自然数)の弾性波共振子を含んでいればよい。n個の弾性波共振子が、第1、第2、…第nの順に直列に接続されていればよい。さらに、n個の弾性波共振子が、第mの弾性波共振子(mは1<m<nの自然数)を含み、第mの弾性波共振子の上記電極指ピッチが、n個の弾性波共振子の電極指ピッチのうち最小であればよい。本実施形態の場合、n=3であり、m=2である。
 なお、好ましくは、n個の弾性波共振子は、直列腕において、入力端側に配置される。
 図3に示すように、圧電基板7上において直列腕共振子S4が構成されているが、この直列腕共振子S4は、図5に示すように、第1の弾性波共振子S4a~第3の弾性波共振子S4cを有する。そして、圧電基板7上において、第2の弾性波共振子S4bが、第1の弾性波共振子S4aと第3の弾性波共振子S4cとの間に物理的に挟まれている。
 なお、第2の弾性波共振子S4bの共振周波数は通過帯域外に位置している。より具体的には、通過帯域よりも高域側に位置している。第1~第3の弾性波共振子S4a,S4b,S4cにおいて、第2の弾性波共振子S4bの容量=電極指の対数×交差幅<第1,第3の弾性波共振子S4a,S4cの容量とされている。この場合には、第1~第3の弾性波共振子の共振周波数が等しく、容量も等しい場合に比べ、発熱が大きい第1,第3の弾性波共振子S4a,S4cの面積が大きくなる。よって、発熱密度が低くなり、耐電力性を高めることができる。さらに、通過帯域における減衰量を悪化させることなく、通過帯域よりも高域側における減衰量を改善することができる。
 本実施形態では、第2の弾性波共振子S4bにおける電極指ピッチPは、第1~第3の弾性波共振子S4a~S4cにおける電極指ピッチのうち最小とされている。
 そのため、弾性波フィルタ2では、耐電力性を効果的に高めることができる。この理由は、以下の通りである。直列腕共振子S4では、第1~第3の弾性波共振子S4a~S4cが直列に接続されている。そして、第2の弾性波共振子S4bの電極指ピッチが最も小さいため、第2の弾性波共振子S4bにおける消費電力すなわち発熱量は、第1~第3の弾性波共振子S4a~S4cにおいて最も少ない。そのため、発熱し難い第2の弾性波共振子S4bが、第1,第3の弾性波共振子S4a,S4c間に物理的に挟まれていることにより、直列腕共振子S4における単位面積あたりの消費電力を小さくすることができ、耐電力性を高めることができる。
 なお、第1,第3の弾性波共振子S4a,S4cと、第2の弾性波共振子S4bとの間には、第1~第3の弾性波共振子S4a~S4c以外の回路素子は接続されていない。さらに、第1,第3の弾性波共振子S4a,S4cと、第2の弾性波共振子S4bとを接続する配線は、グラウンド電位に接続されていない。そのため、第2の弾性波共振子S4bからの放熱性が不十分となりがちである。このような場合に、本発明が特に好適である。ここで、弾性波共振子間を接続する複数の配線を、まとめて接続ノードと記載する。n個の弾性波共振子間を接続する接続ノードに、該n個の弾性波共振子以外の回路素子が接続されておらず、かつ該接続ノードがグラウンド電位に接続されていない場合にも、上記と同様に、本発明が特に好適である。
 弾性波フィルタ3は、直列腕共振子S11~S15及び並列腕共振子P11~P14を有するラダー型フィルタである。弾性波フィルタ3においても、特に限定されないが、直列腕共振子S11~S15及び並列腕共振子P11~P14は、弾性波共振子からなる。また、受信フィルタとしての弾性波フィルタ3では、並列腕共振子P14とグラウンド電位との間にインダクタL4が接続されている。また、受信端子6とグラウンド電位との間にインダクタL5が接続されている。
 弾性波フィルタ3の回路構成は特に限定されず、ラダー型フィルタ以外の他の帯域通過型フィルタであってもよい。また、弾性波フィルタ3は、弾性波フィルタ以外の帯域通過型フィルタであってもよい。
 次に、上記第1の実施形態に係る弾性波フィルタ2についての実施例1と、比較例1の弾性波フィルタの周波数と単位面積あたりの消費電力との関係を図6に示す。
 なお、実施例1では、第1,第3の弾性波共振子S4a,S4cのIDT電極の電極指ピッチで定まる波長は1.5374μmとし、反射器における電極指ピッチで定まる波長も同じ値とした。第2の弾性波共振子S4bにおける電極指ピッチで定まる波長は、1.5297μmとし、反射器における電極指ピッチで定まる波長も同じ値とした。
 比較例1では、第2の弾性波共振子S4bにおける電極指ピッチで定まる波長は、第1,第3の弾性波共振子S4a,S4cにおける電極指ピッチで定まる波長と同一、すなわち1.5374μmとした。その他の構成は、比較例1は実施例1と同様とした。
 図6の実線が実施例1の結果を示し、破線が比較例1の結果を示す。図6の一点鎖線は弾性波フィルタ2における通過帯域の端部を示す。なお、通過帯域は、2500MHz以上、2580MHz以下である。図6から明らかなように、比較例1に比べ、実施例1によれば、通過帯域内における高域側並びに通過帯域よりも高域側において、消費電力が比較例1に比べて、著しく小さくなっていることがわかる。すなわち、2550MHzから2620MHz付近において、実施例1では消費電力を大幅に低減することができ、耐電力性を高め得ることがわかる。特に、大きな電力が加わる***振周波数である2575MHz付近において、消費電力を著しく小さくし得ることがわかる。
 よって、弾性波フィルタ2では、従来の弾性波フィルタに比べ、耐電力性を効果的に高めることができる。
 図2は、第1の実施形態の複合フィルタ装置1における弾性波フィルタ2の変形例を示す回路図である。本変形例では、並列腕共振子P1が、互いに直列に接続された弾性波共振子P1A、弾性波共振子P1B、弾性波共振子P1C及び弾性波共振子P1Dを有する。ここで、弾性波共振子P1Bが本発明の第1の弾性波共振子であり、弾性波共振子P1Cが本発明の第2の弾性波共振子であり、弾性波共振子P1Dが本発明の第3の弾性波共振子である。従って、n=4の弾性波共振子が並列腕において直列に接続されており、3個(m=3)の弾性波共振子P1B~P1Dが直列に接続されている。この場合においても、mの弾性波共振子である第3の弾性波共振子P1Dの電極指ピッチが、4個の弾性波共振子P1A,P1B,P1C及びP1Dのうち、最大であればよい。この場合には、好ましくは、第4の弾性波共振子P1Dの***振周波数が、弾性波フィルタの通過帯域よりも低域側に位置している。
 図7は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波フィルタにおける第1~第3の弾性波共振子の位置関係を説明するための略図的平面図である。
 図7に示すように、第2の実施形態では第3の並列腕共振子P3が、互いに直列に接続された第1~第3の弾性波共振子P3a~P3cを有する。並列腕共振子P3では、第1~第3の弾性波共振子P3a~P3cが直列に接続されている構成により耐電力性を高めることができるが、さらに、第2の弾性波共振子P3bの電極指ピッチが第1~第3の弾性波共振子P3a~P3cの電極指ピッチのうち最大であり、かつ第2の弾性波共振子P3bが、第1,第3の弾性波共振子P3a,P3c間に挟まれていることにより、耐電力性をより効果的に高めることができる。
 なお、第2の弾性波共振子P3bは、弾性波伝搬方向Xと直交するY方向において、第1の弾性波共振子P3aと、第3の弾性波共振子P3cとの間に挟まれている。
 第2の実施形態の弾性波フィルタでは、第3の並列腕共振子P3が上記のように構成されており、その他の構成は、前述した比較例1と同様である。すなわち、直列腕共振子S4は、前述した比較例1と同様とされている。
 第2の実施形態においても、耐電力性を効果的に高めることができることを、図8を参照して説明する。
 図8は、第2の実施形態の弾性波フィルタの実施例2と比較例2の弾性波フィルタの周波数と、単位面積あたりの消費電力との関係を示す図である。図8においても、一点鎖線は通過帯域の下限と上限とを示す。
 なお、実施例2では、第1,第3の弾性波共振子P3a,P3cの電極指ピッチで定まる波長は、1.5858μmとした。すなわち、電極指ピッチは1.5858/2=0.7929μmである。反射器についても同じピッチとした。
 他方、第2の弾性波共振子P3bの電極指ピッチで定まる波長は1.5866μm、すなわち電極指ピッチは0.7933μmとし、反射器における電極指ピッチも同様とした。
 比較例2では、第1~第3の弾性波共振子P3a~P3cの電極指ピッチを全て同一とし、すなわち電極指ピッチで定まる波長を1.5858μmとした。その他の構成は、比較例2は実施例2と同様とした。
 図8の実線が実施例2の結果を、破線が比較例2の結果を示す。
 図8から明らかなように、並列腕共振子P3では、通過帯域において最も電力が大きく印加される共振周波数において、比較例2に比べ消費電力を十分に小さくし得ることがわかる。従って、第2の実施形態の弾性波フィルタにおいても、耐電力性を効果的に高め得ることがわかる。
 なお、第1~第3の弾性波共振子S4a~S4cの共振周波数及び***振周波数は下記の表1に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 並列腕共振子P3における第1~第3の弾性波共振子P3a~P3cにおける共振周波数及び***振周波数は下記の表2に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 なお、上記弾性波共振子は3個には限定されない。第2の実施形態においても、直列腕共振子は、n個(nは自然数)の弾性波共振子を含んでいればよい。並列腕において、n個の弾性波共振子が、第1、第2、…第nの順に直列に接続されていればよい。さらに、n個の弾性波共振子が、第mの弾性波共振子(mは1<m<nの自然数)を含み、第mの弾性波共振子の前記電極指ピッチが、n個の弾性波共振子の電極指ピッチのうち最大であればよい。本実施形態の場合、n=3であり、m=2である。
 図9は、本発明の第3の実施形態に係る弾性波フィルタを有する複合フィルタ装置の回路図であり、図10はその略図的平面図である。なお、図10においては、各共振子の配置を示しており、配線は省略している。
 図9に示すように、複合フィルタ装置31は、複合フィルタ装置1と同様に、アンテナに接続される共通端子4と、送信端子5と、受信端子6とを有する。共通端子4と送信端子5との間に送信フィルタとしての弾性波フィルタ32が接続されている。弾性波フィルタ32が、本発明の第3の実施形態に係る弾性波フィルタである。共通端子4と受信端子6との間に受信フィルタとしての弾性波フィルタ33が接続されている。
 弾性波フィルタ32では、送信端子5と共通端子4とを結ぶ直列腕に、直列腕共振子S1~S5が設けられている。また、直列腕とグラウンド電位との間に並列腕共振子P1~P4が接続されている。第1の実施形態の弾性波フィルタ2と異なるところは、直列腕共振子S1~S5が、それぞれ、単一の弾性波共振子からなり、複数の弾性波共振子に分割されていないことにある。同様に、並列腕共振子P1~P4についても、弾性波フィルタ32では、単一の弾性波共振子からなる。
 ラダー型フィルタである弾性波フィルタ32において、直列腕共振子S2~S4が、本発明における第1~第3の弾性波共振子に相当する。
 すなわち、第2の弾性波共振子である直列腕共振子S3における電極指ピッチは、第1,第3の弾性波共振子である直列腕共振子S2,S4の電極指ピッチよりも小さくされている。そして、直列腕共振子S3は、図10に示すように、圧電基板7上でY方向において、直列腕共振子S2と直列腕共振子S4との間に物理的に挟まれている。すなわち、弾性波伝搬方向Xと直交する方向Yにおいて、直列腕共振子S3が、直列腕共振子S2と直列腕共振子S4との間に挟まれている。なお、直列腕共振子S3の共振周波数は、弾性波フィルタ32の通過帯域外に位置している。より具体的には、通過帯域よりも高域側に位置している。
 弾性波フィルタ32では、直列腕共振子S2~S4が上記のように構成されているため、直列腕共振子S3の発熱量は直列腕共振子S2,S4の発熱量よりも小さい。従って、圧電基板7上において、直列腕共振子S2~S4が配置されている部分において、発熱量を小さくすることができ、耐電力性を高めることができる。
 このように、本発明は、1つの弾性波共振子を第1~第3の弾性波共振子を有するように直列分割した構造に限らず、互いに直列に接続された第1~第3の弾性波共振子を有する構造に広く適用することができる。
 なお、複合フィルタ装置31では、受信フィルタとしての弾性波フィルタ33は、縦結合共振子型弾性波フィルタ34と、弾性波共振子35とを接続した構造を有する。弾性波フィルタ33の回路構成は特に限定されない。
 図11は、本発明の第4の実施形態に係る弾性波フィルタを有する複合フィルタ装置の回路図である。複合フィルタ装置41では、共通端子4と送信端子5との間に第4の実施形態の弾性波フィルタ42が接続されている。弾性波フィルタ42では、共通端子4と送信端子5とを結ぶ直列腕において、送信端子5側から順に、直列腕共振子S1~S5が配置されている。ここでは、直列腕共振子S1は、弾性波共振子S1aと互いに並列に接続されている弾性波共振子S1b1,S1b2と、弾性波共振子S1cと、互いに並列に接続されている弾性波共振子S1d1,S1d2とを有する。
 また、直列腕共振子S2は、本発明の第1の弾性波共振子に相当する弾性波共振子S2aと、第2の弾性波共振子に相当する弾性波共振子S2b1,S2b2と、第3の弾性波共振子S2cとを有する。弾性波共振子S2b1と弾性波共振子S2b2とは並列に接続されている。
 直列腕共振子S3~S5は、複数の弾性波共振子を直列に接続した構造を有する。並列腕共振子P1~P4についても、複数の弾性波共振子を直列に接続した構造を有する。並列腕共振子P3,P4のグラウンド電位側端部が共通接続され、インダクタL3を介してグラウンド電位に接続されている。
 複合フィルタ装置41では、直列腕共振子S2において、第2の弾性波共振子S2b1,S2b2の電極指ピッチが、第1,第3の弾性波共振子S2a,S2cの電極指ピッチより小さくされている。第1の弾性波共振子S2aと、第3の弾性波共振子S2cの電極指ピッチは等しくてもよく、等しくなくてもよい。
 また、第2の弾性波共振子S2b1及びS2b2の電極指ピッチは等しくともよく、等しくなくてもよい。もっとも、第2の弾性波共振子S2b1,S2b2の電極指ピッチは、上記のように、第1,第3の弾性波共振子S2a,S2cの電極指ピッチよりも小さいことが必要である。
 図13は、第4の実施形態の弾性波フィルタにおける弾性波共振子S2a,S2b1,S2b2,S2cの位置関係を説明するための略図的平面図である。圧電基板7上において、弾性波伝搬方向Xと直交するY方向において、第2の弾性波共振子である弾性波共振子S2b1,S2b2が、第1の弾性波共振子S2aと第3の弾性波共振子S2cとの間に物理的に挟まれている。そして、第2の弾性波共振子S2b1,S2b2の共振周波数は、弾性波フィルタ42の通過帯域の高域側に位置している。すなわち、通過帯域外に位置している。
 弾性波フィルタ42では上記のように構成されているため、直列腕共振子S2において、発熱量を小さくすることができ、耐電力性を高めることができる。すなわち、発熱し難い第2の弾性波共振子S2b1,S2b2が、第1,第3の弾性波共振子S2a,S2c間に挟まれている。よって、発熱量を小さくし、耐電力性を高めることができる。
 第2の弾性波共振子S2b1,S2b2のように、第2の弾性波共振子は、複数の弾性波共振子を並列接続するように分割されている構成であってもよい。この場合、分割数は3以上であってもよい。
 また、第1~第4の実施形態において、第1,第3の弾性波共振子についても、並列分割されている構造を有していてもよい。
 図12は、本発明の第5の実施形態の弾性波フィルタを有する複合フィルタ装置の回路図である。図12に示す複合フィルタ装置41Aは、図11に示した複合フィルタ装置41とほぼ同様に構成されている。異なるところは、図11に示した並列腕共振子P1に代えて、弾性波共振子P1a,P1b,P1c1,P1c2及びP1dが用いられていることにある。弾性波共振子P1c1,P1c2は、第1,第2の分割共振子であり、互いに並列に接続されている。この構造では、弾性波共振子P1aと、弾性波共振子P1bと、互いに並列に接続された弾性波共振子P1c1,P1c2と、弾性波共振子P1dとが直列に接続されている。ここでは、弾性波共振子P1bが、本発明の第1の弾性波共振子に相当し、第1,第2の分割共振子である弾性波共振子P1c1,P1c2が第2の弾性波共振子に相当し、弾性波共振子P1dが第3の弾性波共振子に相当する。
 複合フィルタ装置41Aは、その他の点は図11に示した複合フィルタ装置41と同様である。
 複合フィルタ装置41Aのように、弾性波フィルタ42Aにおいて、並列腕に本発明の第1~第3の並列腕共振子が互いに接続されていてもよい。第2の弾性波共振子P1c1,P1c2の電極指ピッチは、第1,第3の弾性波共振子P1b,P1dの電極指ピッチよりも大きくされている。なお、第1の弾性波共振子P1bと、第3の弾性波共振子P1dとの電極指ピッチは等しくてもよく、等しくなくともよい。また、弾性波共振子P1c1と、弾性波共振子P1c2の電極指ピッチは等しくともよく、異なっていてもよい。本発明では、並列腕共振子において、上記のように本発明の第1~第3の弾性波共振子を用いてもよい。
 図14は、第6の実施形態に係る弾性波フィルタの回路図である。弾性波フィルタ51は、送信フィルタとして用いられるラダー型フィルタである。ここでは、入力端5aと出力端4aとの間に、複数の直列腕共振子S1~S5が配置されている。直列腕とグラウンド電位とを結ぶ複数の並列腕において、並列腕共振子P1~P4がそれぞれ設けられている。弾性波フィルタ51のように、複合フィルタ装置ではなく、単体の弾性波フィルタ51に、本発明が適用されてもよい。ここでは、直列腕共振子S2~S4が、第4の実施形態と同様に、本発明の第1~第3の弾性波共振子を構成しており、それによって耐電力性が高められる。
 なお、弾性波フィルタ51において、直列腕共振子S2~S4ではなく、直列腕共振子S1を構成している弾性波共振子52~54を第1~第3の弾性波共振子として構成し、それによって、耐電力性を高めてもよい。
 すなわち、本発明においては、互いに直列に接続されている第1~第3の弾性波共振子の位置は特に限定されない。
 図15は、本発明の第7の実施形態に係る弾性波フィルタの回路図である。弾性波フィルタ61では、入力端62と出力端63とを結ぶ直列腕において、直列腕共振子S1~S3と縦結合共振子型弾性波フィルタ64とが直列に接続されている。そして、直列腕とグラウンド電位とを結ぶ並列腕に並列腕共振子P1が接続されている。このように、縦結合共振子型弾性波フィルタ64を有する弾性波フィルタ61においても、例えば、直列腕共振子S1~S3を本発明の第1~第3の弾性波共振子として構成することにより、耐電力性を高めることができる。
 すなわち、本発明における第1~第3の弾性波共振子はラダー型フィルタに限定されない。
 図16は、本発明の第8の実施形態としての複合フィルタ装置71の回路図である。複合フィルタ装置71は、アンテナに接続される共通端子4を有する。この共通端子4に、3以上の帯域通過型フィルタ72~74…の一端が接続されている。このような3以上の帯域通過型フィルタ72~74…の少なくとも1つにおいて、本発明の弾性波フィルタを用いることにより、耐電力性を高めることができる。
 すなわち、本発明に係る複合フィルタ装置は、送信フィルタ及び受信フィルタを有するデュプレクサだけでなく、3以上の帯域通過型フィルタの一端同士が共通接続されているマルチプレクサなどの様々な複合フィルタ装置に適用することができる。
1,1A…複合フィルタ装置
2,3…弾性波フィルタ
4…共通端子
4a…出力端
5…送信端子
5a…入力端
6…受信端子
7…圧電基板
11…IDT電極
11a,12a…第1,第2の電極指
12,13…反射器
31…複合フィルタ装置
32,33…弾性波フィルタ
34…縦結合共振子型弾性波フィルタ
35…弾性波共振子
41,41A…複合フィルタ装置
42,42A…弾性波フィルタ
51…弾性波フィルタ
52~54…弾性波共振子
61…弾性波フィルタ
62…入力端
63…出力端
64…縦結合共振子型弾性波フィルタ
71…複合フィルタ装置
72~74…帯域通過型フィルタ
L1~L5…インダクタ
P1~P4…並列腕共振子
P1A~P1D…弾性波共振子
P1a,P1b,P1c1,P1c2,P1d…弾性波共振子
P3a,P3b,P3c…第1,第2,第3の弾性波共振子
P11~P14…並列腕共振子
S1~S5…直列腕共振子
S1a~S1d…弾性波共振子
S1b1,S1b2,S1d1,S1d2…弾性波共振子
S2a~S2e…弾性波共振子
S2b1,S2b2…弾性波共振子
S3a~S3d…弾性波共振子
S4a~S4c…弾性波共振子
S5a~S5d…弾性波共振子
S11~S15…直列腕共振子

Claims (8)

  1.  入力端と、出力端とを有し、前記入力端と前記出力端とを結ぶ直列腕に、第1、第2、…第nの順に直列に接続されたn個(nは自然数)の弾性波共振子を備え、
     前記n個の弾性波共振子がそれぞれ、複数本の電極指を有し、
     前記n個の弾性波共振子が、第mの弾性波共振子(mは1<m<nの自然数)を含み、
     前記第mの弾性波共振子が前記第1及び第nの弾性波共振子の間に挟まれており、
     前記第mの弾性波共振子の前記電極指ピッチが、前記n個の弾性波共振子の電極指ピッチのうち最小である、弾性波フィルタ。
  2.  入力端と、出力端とを有し、前記入力端と前記出力端とを結ぶ直列腕と、前記直列腕とグラウンド電位とを結ぶ並列腕とを備え、
     前記並列腕に、第1、第2、…第nの順に直列に接続されたn個(nは自然数)の弾性波共振子を備え、
     前記n個の弾性波共振子がそれぞれ、複数本の電極指を有し、
     前記n個の弾性波共振子が、第mの弾性波共振子(mは1<m<nの自然数)を含み、
     前記第mの弾性波共振子が前記第1及び第nの弾性波共振子の間に挟まれており、
     前記第mの弾性波共振子の前記電極指ピッチが、前記n個の弾性波共振子の電極指ピッチのうち最大である、弾性波フィルタ。
  3.  前記n個の弾性波共振子が、前記直列腕において、前記入力端側に配置されている、請求項1に記載の弾性波フィルタ。
  4.  前記第mの弾性波共振子の共振周波数が、前記弾性波フィルタの通過帯域外に位置している、請求項1~3のいずれか1項に記載の弾性波フィルタ。
  5.  前記n個の弾性波共振子間を接続する接続ノードには、該n個の弾性波共振子以外の回路素子が接続されておらず、かつ前記n個の弾性波共振子間を接続する接続ノードが、グラウンド電位に接続されていない、請求項1~4のいずれか1項に記載の弾性波フィルタ。
  6.  前記第mの弾性波共振子が、並列に接続された第1の分割共振子及び第2の分割共振子を有し、前記第1の分割共振子及び前記第2の分割共振子の電極指ピッチの双方が前記第1の弾性波共振子及び前記第nの弾性波共振子の電極指ピッチより小さい、請求項1に記載の弾性波フィルタ。
  7.  前記第mの弾性波共振子が、並列に接続された第1の分割共振子及び第2の分割共振子を有し、前記第1の分割共振子及び前記第2の分割共振子の電極指ピッチの双方が前記第1の弾性波共振子及び前記第nの弾性波共振子の電極指ピッチより大きい、請求項2に記載の弾性波フィルタ。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載の弾性波フィルタと、前記弾性波フィルタと通過帯域が異なる少なくとも1つの帯域通過型フィルタとを備え、前記弾性波フィルタと、前記少なくとも1つの帯域通過型フィルタの一端同士が共通接続されている、複合フィルタ装置。
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