JP6337867B2 - 帯域通過型フィルタ及びデュプレクサ - Google Patents

Description

本発明は、帯域通過型フィルタ及びデュプレクサに関する。

帯域通過型フィルタやデュプレクサが、携帯電話機などに広く用いられている。

下記の特許文献１に記載の弾性波フィルタ装置においては、ラダー型フィルタと、縦結合共振子型弾性波フィルタとが互いに直列に接続されている。ラダー型フィルタは、複数の並列腕共振子を有する。ラダー型フィルタの全ての並列腕共振子は、グラウンド電位に接続されるグラウンド電極に共通接続されている。縦結合共振子型弾性波フィルタは、上記並列腕共振子が接続されているグラウンド電極とは別のグラウンド電極に接続されている。

国際公開第２０１１／０６１９０４号

特許文献１の弾性波フィルタ装置では、ラダー型フィルタの全ての並列腕共振子がグラウンド電極に共通接続されているため、寄生インダクタンスの影響を受け易かった。よって、並列腕共振子の共振周波数が低くなることがあった。そのため、弾性波フィルタ装置の通過帯域の低域側における急峻性を充分に高められないことがあった。

加えて、縦結合共振子型弾性波フィルタにおいてグラウンド電極に接続されている電極の電位をグラウンド電位に充分に近づけられないことがあった。これにより、アイソレーション特性が劣化することがあった。

本発明の目的は、通過帯域の低域側における急峻性を高めることができ、帯域外減衰量を大きくすることができる帯域通過型フィルタ及びアイソレーション特性が良好なデュプレクサを提供することにある。

本発明に係る帯域通過型フィルタは、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられている第１の端子と、前記圧電基板上に設けられている第２の端子と、前記第１の端子に接続され、前記圧電基板に構成されている縦結合共振子型弾性波フィルタと、前記圧電基板上に設けられており、グラウンド電位に接続される複数のグラウンド端子と、前記第１の端子と前記第２の端子とを接続している直列腕と、前記複数のグラウンド端子との間に接続されている複数の並列腕に配置されている、複数の並列腕共振子とを備え、前記複数の並列腕共振子が、前記複数の並列腕共振子の内最も共振周波数が高い第１の並列腕共振子と、該第１の並列腕共振子以外の第２の並列腕共振子とを有し、前記複数のグラウンド端子が、前記第１の並列腕共振子に接続されている第１のグラウンド端子と、前記第２の並列腕共振子に接続されている第２のグラウンド端子と、前記縦結合共振子型弾性波フィルタに接続されている第３のグラウンド端子とを有し、前記第２のグラウンド端子と前記第３のグラウンド端子とが、前記圧電基板上において接続されており、前記第１のグラウンド端子が前記第２，第３のグラウンド端子に、前記圧電基板上において接続されていない。

本発明に係る帯域通過型フィルタのある特定の局面では、前記直列腕に配置されており、前記第１の端子及び前記第２の端子の内の一方と、前記縦結合共振子型弾性波フィルタとの間に接続されている、直列腕共振子がさらに備えられている。この場合には、帯域通過型フィルタの帯域外減衰量をより一層大きくすることができる。

本発明に係る帯域通過型フィルタの他の特定の局面では、前記第１の並列腕共振子と前記第２の並列腕共振子との間に前記直列腕共振子が配置されており、かつ前記第１，第２の並列腕共振子及び前記直列腕共振子がラダー型フィルタを構成している。この場合には、帯域通過型フィルタの帯域外減衰量をより一層大きくすることができる。

本発明に係る帯域通過型フィルタのさらに他の特定の局面では、前記第１，第２の並列腕共振子の内の一方の並列腕共振子が前記第１の端子と前記グラウンド端子との間に接続されており、前記第１，第２の並列腕共振子の内の他方の並列腕共振子が前記第２の端子と前記グラウンド端子との間に接続されている。この場合には、帯域通過型フィルタの帯域外減衰量をより一層大きくすることができる。

本発明に係る帯域通過型フィルタの別の特定の局面では、前記第１の並列腕共振子の静電容量が、前記第２の並列腕共振子の静電容量よりも小さい。この場合には、挿入損失の劣化が生じ難い。

本発明に係る帯域通過型フィルタのさらに別の特定の局面では、前記第２の並列腕共振子を複数有し、前記複数の第２の並列腕共振子が複数の分割並列腕共振子であり、前記複数の分割並列腕共振子の内の少なくとも１個の分割並列腕共振子の共振周波数が、他の分割並列腕共振子の共振周波数と異なる。この場合には、帯域通過型フィルタの帯域外減衰量を広い周波数域において大きくすることができる。

本発明に係るデュプレクサは、本発明に従って構成されている帯域通過型フィルタである第１の帯域通過型フィルタと、前記圧電基板に構成されており、前記第１の帯域通過型フィルタと通過帯域が異なる第２の帯域通過型フィルタとを備える。

本発明に係るデュプレクサのある特定の局面では、前記第２の帯域通過型フィルタに接続されており、かつグラウンド電位に接続される第４のグラウンド端子がさらに備えられており、前記第４のグラウンド端子が前記第１〜第３のグラウンド端子に、前記圧電基板上において接続されていない。この場合には、アイソレーション特性をより一層良好にすることができる。

本発明に係るデュプレクサの他の特定の局面では、前記第１の帯域通過型フィルタが受信フィルタであり、前記第２の帯域通過型フィルタが送信フィルタである。

本発明に係る帯域通過型フィルタによれば、通過帯域の低域側における急峻性を高めることができ、かつ帯域外減衰量を大きくすることができる。本発明に係るデュプレクサによれば、帯域通過型フィルタの通過帯域の低域側における急峻性を高めることができ、かつアイソレーション特性を良好にすることができる。

本発明の第１の実施形態に係るデュプレクサの電極構造を示す略図的平面図である。 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。 本発明の第１の実施形態における第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの構成を説明するための拡大平面図である。 第１の比較例のデュプレクサの電極構造を示す略図的平面図である。 第１の比較例のデュプレクサの回路図である。 本発明の第１の実施形態及び第１の比較例における第１の帯域通過型フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 本発明の第１の実施形態及び第１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。 第２の比較例のデュプレクサの電極構造を示す略図的平面図である。 第２の比較例のデュプレクサの回路図である。 本発明の第１の実施形態及び第２の比較例における第１の帯域通過型フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 本発明の第１の実施形態及び第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。 第３の比較例のデュプレクサの電極構造を示す略図的平面図である。 第３の比較例のデュプレクサの回路図である。 本発明の第１の実施形態及び第３の比較例における第１の帯域通過型フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 本発明の第１の実施形態及び第３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。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る帯域通過型フィルタの回路図である。 本発明の第２の実施形態に係るデュプレクサの回路図である。 本発明の第３の実施形態に係るデュプレクサの電極構造を示す略図的平面図である。 本発明の第３の実施形態に係るデュプレクサの回路図である。 本発明の第１，第３の実施形態における第１の帯域通過型フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 本発明の第１，第３の実施形態に係るデュプレクサのアイソレーション特性を示す図である。

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電極構造を示す略図的平面図である。図２は、第１の実施形態に係るデュプレクサの回路図である。

図１に示されているように、デュプレクサ１は、圧電基板２を有する。圧電基板２は、ＬｉＮｂＯ_３からなる。なお、圧電基板２は、例えば、ＬｉＴａＯ_３などの圧電単結晶や、適宜の圧電セラミックスからなっていてもよい。

デュプレクサ１は、圧電基板２に構成されている第１，第２の帯域通過型フィルタ１ａ，１ｂを有する。第２の帯域通過型フィルタ１ｂは第１の帯域通過型フィルタ１ａと通過帯域が異なる。より具体的には、第１の帯域外通過型フィルタ１ａは、通過帯域が９２５ＭＨｚ以上、９６０ＭＨｚ以下の受信フィルタである。第２の帯域通過型フィルタ１ｂは、通過帯域が８８０ＭＨｚ以上、９１５ＭＨｚ以下の送信フィルタである。なお、第１，第２の帯域通過型フィルタ１ａ，１ｂの通過帯域はこれに限定されない。また、第１の帯域通過型フィルタ１ａが送信フィルタであり、第２の帯域通過型フィルタ１ｂが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１ａは、本発明の一実施形態に係る帯域通過型フィルタである。

圧電基板２上には、アンテナに接続される第１の端子であるアンテナ端子３が設けられている。受信フィルタ回路を構成する第１の帯域通過型フィルタ１ａにおいては、アンテナ端子３は、入力端子として機能する。他方、送信フィルタ回路を構成する第２の帯域通過型フィルタ１ｂにおいては、アンテナ端子３である第１の端子は、出力端子として機能する。

受信フィルタ回路を構成する第１の帯域通過型フィルタ１ａは、圧電基板２上に設けられている。第１の帯域通過型フィルタ１ａが受信フィルタとして機能する場合、第２の端子である受信端子４及びグラウンド電位に接続される第１〜第３のグラウンド端子５ａ〜５ｃが圧電基板２上に設けられている。第２のグラウンド端子５ｂと第３のグラウンド端子５ｃとは、圧電基板２上において電気的に接続されている。他方、第１のグラウンド端子５ａは、第２，第３のグラウンド端子５ｂ，５ｃに、圧電基板２上において電気的に接続されていない。

第１の帯域通過型フィルタ１ａは、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂ及びラダー型フィルタを有する。第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂ及びラダー型フィルタは、圧電基板２に構成されている。なお、本実施形態では、第１の帯域通過型フィルタ１ａは２個の縦結合共振子型弾性波フィルタを有するが、第１の帯域通過型フィルタ１ａは、少なくとも１個の縦結合共振子型弾性波フィルタを有しておればよい。

第２の帯域通過型フィルタ１ｂは、圧電基板２に構成されているラダー型フィルタである。第２の帯域通過型フィルタ１ｂの構成の詳細は後述する。

なお、図１においては、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂ及び各弾性波共振子は、矩形に２本の対角線を引いた略図により示されている。後述する図４、図８、図１２及び図１８においても同様である。

図２に示されているように、第１の帯域通過型フィルタ１ａの第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂは、破線で示すラダー型フィルタ９と受信端子４との間に互いに並列に接続されている。

ラダー型フィルタ９は、互いに直列に接続されている複数の直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２を有する。複数の直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２は、受信端子４とアンテナ端子３との間に接続されている直列腕に配置されている。より具体的には、複数の直列腕共振子Ｓ１，Ｓ２は、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａと第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ｂとの間の接続点６ｘとアンテナ端子３との間に接続されている。なお、ラダー型フィルタ９においては、直列腕共振子は少なくとも１個設けられていればよい。

ラダー型フィルタ９は、第１，第２の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２を有する。第１，第２の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２は、直列腕とグラウンド電位との間に接続されている複数の並列腕に配置されている。より具体的には、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は、第１の並列腕共振子Ｐ１が接続されている。直列腕共振子Ｓ２と接続点６ｘとの間の接続点とグラウンド電位との間には、第２の並列腕共振子Ｐ２が接続されている。

複数の並列腕共振子の内、第１の並列腕共振子Ｐ１の共振周波数は最も高く、第１の並列腕共振子Ｐ１の静電容量は最も小さい。より具体的には、第１の並列腕共振子Ｐ１の共振周波数は９１６ＭＨｚであり、静電容量は１．９５ｐＦである。第２の並列腕共振子Ｐ２の共振周波数は９１１ＭＨｚであり、静電容量は５．０８ｐＦである。

以下において、本実施形態の縦結合共振子型弾性波フィルタの具体的な構成を、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａを例として説明する。

図３は、第１の実施形態における第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの構成を説明するための拡大平面図である。

第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａは、第１〜第５のＩＤＴ電極７ａ〜７ｅを有する。第１のＩＤＴ電極７ａは、一対の櫛歯型電極７ａ１，７ａ２を有する。櫛歯型電極７ａ１，７ａ２は、それぞれバスバーと、バスバーに一端が接続された複数の電極指を有する。櫛歯型電極７ａ１の複数の電極指と櫛歯型電極７ａ２の複数の電極指とは、互いに間挿し合っている。同様に、第２〜第５のＩＤＴ電極７ｂ〜７ｅも、それぞれ櫛歯型電極７ｂ１，７ｂ２、櫛歯型電極７ｃ１，７ｃ２、櫛歯型電極７ｄ１，７ｄ２及び櫛歯型電極７ｅ１，７ｅ２を有する。

第１〜第５のＩＤＴ電極７ａ〜７ｅの弾性波伝搬方向両側には、反射器８が設けられている。

第１〜第５のＩＤＴ電極７ａ〜７ｅは、圧電基板側から、ＮｉＣｒ層、Ｐｔ層、Ｔｉ層及びＡｌＣｕ層が順番に積層された積層体である。なお、第１〜第５のＩＤＴ電極７ａ〜７ｅの材料は特に限定されず、上記以外の金属からなっていてもよい。第１〜第５のＩＤＴ電極７ａ〜７ｅの層数も特に限定されず、例えば、単層であってもよい。反射器８は、第１〜第５のＩＤＴ電極７ａ〜７ｅと同様の材料により構成されている。

第１，第３，第５のＩＤＴ電極７ａ，７ｃ，７ｅの櫛歯型電極７ａ１，７ｃ１，７ｅ１は、図２に示した受信端子４に接続されている。第２，第４のＩＤＴ電極７ｂ，７ｄの櫛歯型電極７ｂ２，７ｄ２は、図２に示したラダー型フィルタ９に接続されている。他方、第１〜第５のＩＤＴ電極７ａ〜７ｅの櫛歯型電極７ａ２，７ｂ１，７ｃ２，７ｄ１，７ｅ２は、グラウンド電位に共通接続されている。

第２の縦結合共振子型弾性波フィルタは、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａと同様に構成されている。本実施形態では、第１，第２の並列腕共振子及び複数の直列腕共振子も、それぞれＩＤＴ電極を有する。

図１に戻り、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂは、第３のグラウンド端子５ｃに共通接続されている。他方、第１の並列腕共振子Ｐ１は第１のグラウンド端子５ａに接続されている。第２の並列腕共振子Ｐ２は第２のグラウンド端子５ｂに接続されている。

デュプレクサ１は、ＷＬＰ構造を有する。より具体的には、図１には示されていないが、圧電基板２上には、枠状の支持部材が設けられている。支持部材は、第１，第２の帯域通過型フィルタ１ａ，１ｂが構成されている部分を囲んでいる。支持部材上には、カバー部材が設けられている。圧電基板２、支持部材及びカバー部材により囲まれた中空部が形成されている。なお、デュプレクサ１は、ＷＬＰ構造以外の、例えば、ＣＳＰ構造などを有していてもよい。

本実施形態の特徴は、第２，第３のグラウンド端子５ｂ，５ｃが圧電基板２上において接続されており、かつ第１のグラウンド端子５ａが第２，第３のグラウンド端子５ｂ，５ｃに、圧電基板２上において接続されていないことにある。それによって、デュプレクサ１において、第１の帯域通過型フィルタ１ａの通過帯域の低域側における急峻性を高めることができる。さらに、第１の帯域通過型フィルタ１ａの帯域外減衰量を大きくすることができる。加えて、デュプレクサ１のアイソレーション特性を良好にすることができる。これを、以下において説明する。また、第２の帯域通過型フィルタ１ｂの具体的な構成も以下において説明する。

なお、本明細書において急峻性が高いとは、通過帯域の端部付近において、ある一定の減衰量の変化量に対して、周波数の変化量が小さいことをいう。例えば、通過帯域の端部付近において、減衰量が３ｄＢである周波数と減衰量が５０ｄＢである周波数との差が小さいほど、急峻性は高い。

図１に示されているように、第２の帯域通過型フィルタ１ｂは、圧電基板２上に設けられている、送信端子１４及びグラウンド電位に接続される複数の第４のグラウンド端子５ｄを有する。上述したように、第２の帯域通過型フィルタ１ｂは送信フィルタ回路を構成しているラダー型フィルタである。第２の帯域通過型フィルタ１ｂの並列腕共振子Ｐ１１〜Ｐ１３は、それぞれ各第４のグラウンド端子５ｄに接続されている。

より具体的には、図２に示されているように、送信端子１４とアンテナ端子３との間には、複数の直列腕共振子Ｓ１１〜Ｓ１６が互いに直列に接続されている。直列腕共振子Ｓ１１と直列腕共振子Ｓ１２との間の接続点とグラウンド電位との間には、並列腕共振子Ｐ１１が接続されている。直列腕共振子Ｓ１３と直列腕共振子Ｓ１４との間の接続点とグラウンド電位との間には、並列腕共振子Ｐ１２が接続されている。直列腕共振子Ｓ１５と直列腕共振子Ｓ１６との間の接続点とグラウンド電位との間には、並列腕共振子Ｐ１３が接続されている。

図１に示されているように、並列腕共振子Ｐ１２と並列腕共振子Ｐ１３とは、同じ第４のグラウンド端子５ｄに共通接続されている。複数の第４のグラウンド端子５ｄは、いずれも第１〜第３のグラウンド端子５ａ〜５ｃに、圧電基板２上において接続されていない。なお、第２の帯域通過型フィルタ１ｂの電極構造は特に限定されない。

図２に示されているように、アンテナ端子３とグラウンド電位との間には、インピーダンス調整用のインダクタＬが接続されている。本実施形態では、インダクタＬは図１に示した圧電基板２上には設けられておらず、他の基板に設けられている。なお、インダクタＬは設けられていなくともよい。

第１の実施形態と下記に示す第１〜第３の比較例とを比較することにより、第１の実施形態の効果をより詳細に説明する。

図４は、第１の比較例のデュプレクサの電極構造を示す略図的平面図である。図５は、第１の比較例のデュプレクサの回路図である。

図５に示されているように、デュプレクサ５１は、第１の帯域通過型フィルタ５１ａにおいて、第１，第２の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２及び第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂがグラウンド電位に共通接続されている点で、第１の実施形態と異なる。より具体的には、図４に示されているように、第１のグラウンド端子５ａが第２，第３のグラウンド端子５ｂ，５ｃに接続されている。

図６は、第１の実施形態及び第１の比較例における第１の帯域通過型フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。図７は、第１の実施形態及び第１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６及び図７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す。

第１の比較例では、第１の帯域通過型フィルタの通過帯域の低域側において、急峻性が低くなっている。これに対して、第１の実施形態では、上記急峻性が高められていることがわかる。より具体的には、第１の比較例では、上記通過帯域の低域側において、減衰量が３ｄＢである周波数と減衰量が５０ｄＢである周波数との差は６．６６ＭＨｚである。第１の実施形態では、上記周波数の差は５．９３ＭＨｚであり、急峻性が高められている。

ここで、図１に示す第１，第２の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２において、それぞれの共振周波数と反共振周波数との差が小さい程、通過帯域の低域側の急峻性を高くすることができる。なお、第１，第２の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ第１，第２のグラウンド端子５ａ，５ｂに接続されている。第１，第２のグラウンド端子５ａ，５ｂは、寄生インダクタンスを有する。この寄生インダクタンスの影響により、第１，第２の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２において、共振周波数が低くなる。それによって、第１，第２の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２において、共振周波数と反共振周波数との差は大きくなる。

ここで、第１の帯域通過型フィルタ１ａが有する複数の並列腕共振子の内、第１の並列腕共振子Ｐ１の共振周波数は最も高い。そのため、複数の並列腕共振子の共振周波数の内、第１の並列腕共振子Ｐ１の共振周波数が第１の帯域通過型フィルタ１ａの通過帯域に最も近く配置されている。よって、第１の並列腕共振子Ｐ１の共振周波数と反共振周波数との差が、通過帯域の低域側の急峻性に最も寄与する。

図４に示す第１の比較例では、圧電基板２上において、第１のグラウンド端子５ａが第２，第３のグラウンド端子５ｂ，５ｃに接続されている。そのため、第１，第２の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２に対する寄生インダクタンスの影響が大きい。よって、第１，第２の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２の共振周波数と反共振周波数との差が大きくなるため、上記急峻性が低められている。

これに対して、図１に示す第１の実施形態では、圧電基板２上において、第１のグラウンド端子５ａは、第２，第３のグラウンド端子５ｂ，５ｃには接続されていない。よって、第１，第２の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２に対する寄生インダクタンスの影響は小さい。特に、第１のグラウンド端子５ａは他のグラウンド端子に接続されていないため、第１の並列腕共振子Ｐ１に対する寄生インダクタンスの影響を効果的に小さくすることができる。従って、第１の帯域通過型フィルタ１ａの通過帯域の低域側において、急峻性を効果的に高めることができる。

図７に示されているように、第１の比較例のアイソレーション特性よりも第１の実施形態のアイソレーション特性を良好にすることもできていることがわかる。より具体的には、第２の帯域通過型フィルタの通過帯域である周波数帯域Ａにおいて、第１の比較例における減衰量の最大値は、５１．９ｄＢである。これに対して、第１の実施形態では、周波数帯域Ａにおける減衰量の最大値は５３．４ｄＢである。このように、第１の実施形態では、アイソレーション特性を良好にすることができる。

図８は、第２の比較例のデュプレクサの電極構造を示す略図的平面図である。図９は、第２の比較例のデュプレクサの回路図である。

図８に示されているように、デュプレクサ６１は、第１の帯域通過型フィルタ６１ａにおいて、第２のグラウンド端子５ｂと第３のグラウンド端子５ｃとが接続されていない点で、第１の実施形態と異なる。図９に示されているように、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂは、いずれの並列腕共振子ともグラウンド電位に共通接続されていない。

図１０は、第１の実施形態及び第２の比較例における第１の帯域通過型フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。図１１は、第１の実施形態及び第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１の実施形態の結果を示し、破線は第２の比較例の結果を示す。

図１０に示されているように、第２の比較例では、減衰量が３ｄＢである周波数と減衰量が５０ｄＢである周波数との差は６．７６ＭＨｚである。よって、第２の比較例よりも第１の実施形態の方が、帯域通過型フィルタの通過帯域の低域側における急峻性が高い。

図１１に示されているように、第２の比較例においては、周波数帯域Ａにおける減衰量の最大値は４９．２ｄＢである。第１の実施形態では、広い周波数域おいて、第２の比較例よりもアイソレーション特性を良好にすることができている。

図８に示した第２の比較例における第１の帯域通過型フィルタ６１ａでは、第３のグラウンド端子５ｃが第２のグラウンド端子５ｂに接続されていない。そのため、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂとグラウンド電位との間の寄生インダクタンスが大きい。よって、アイソレーション特性が広範囲において劣化している。

これに対して、図１に示す第１の実施形態では、第３のグラウンド端子５ｃが第２のグラウンド端子５ｂに接続されている。よって、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂがグラウンド電位に接続される経路を増やすことができる。これにより、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂとグラウンド電位との間の寄生インダクタンスを小さくすることができる。従って、第１の帯域通過型フィルタ１ａの帯域外減衰量を大きくすることができる。さらに、図１１に示すように、周波数帯域Ａにおける減衰量を大きくすることができるため、デュプレクサ１のアイソレーション特性を良好にすることができる。

図１２は、第３の比較例のデュプレクサの電極構造を示す略図的平面図である。図１３は、第３の比較例のデュプレクサの回路図である。

図１２に示されているように、デュプレクサ７１は、第１の帯域通過型フィルタ７１ａにおいて、第２のグラウンド端子５ｂと第３のグラウンド端子５ｃとが接続されておらず、かつ第１のグラウンド端子５ａが第３のグラウンド端子５ｃに接続されている点で、第１の実施形態と異なる。図１３に示されているように、第３の比較例では、第１の並列腕共振子Ｐ１が、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂと、グラウンド電位に共通接続されている。

図１４は、第１の実施形態及び第３の比較例における第１の帯域通過型フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。図１５は、第１の実施形態及び第３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及び図１５において、実線は第１の実施形態の結果を示し、破線は第３の比較例の結果を示す。

図１４に示されているように、第３の比較例では、減衰量が３ｄＢである周波数と減衰量が５０ｄＢである周波数との差は７．５０ＭＨｚである。図１５に示されているように、第３の比較例では、周波数帯域Ａにおける減衰量の最大値は４７．０ｄＢである。よって、第３の比較例よりも第１の実施形態の方が、第１の帯域通過型フィルタの通過帯域の低域側における急峻性が高いことがわかる。さらに、第３の比較例よりも第１の実施形態の方が、デュプレクサのアイソレーション特性が良好であることがわかる。

上述したように、帯域通過型フィルタが有する複数の並列腕共振子において、第１の並列腕共振子は、上記急峻性に対する影響が最も大きい。図１２に示す第３の比較例では、この第１の並列腕共振子Ｐ１が接続されている第１のグラウンド端子５ａが、第３のグラウンド端子５ｃに接続されている。よって、第１の並列腕共振子Ｐ１に対する寄生インダクタンスの影響が大きく、上記急峻性が劣化している。

これに対して、図１に示す第１の実施形態では、第１のグラウンド端子５ａは第３のグラウンド端子５ｃに接続されていない。加えて、上記急峻性に対する影響が小さい、第２の並列腕共振子Ｐ２が接続されている第２のグラウンド端子５ｂが、第３のグラウンド端子５ｃに接続されている。従って、第１の帯域通過型フィルタ１ａの通過帯域の低域側における急峻性を高めることができ、かつデュプレクサ１のアイソレーション特性を良好にすることができる。

第１の実施形態のように、第１の帯域通過型フィルタ１ａが有する複数の並列腕共振子の内、第１の並列腕共振子Ｐ１の静電容量が最も小さいことが好ましい。それによって、第１の並列腕共振子Ｐ１に対する寄生インダクタンスの影響をより一層小さくすることができる。従って、上記急峻性をより一層高めることができる。

さらに、第１の並列腕共振子Ｐ１の静電容量を小さくすることにより、第１の並列腕共振子Ｐ１からグラウンド電位に流れる電流を小さくすることができる。複数の並列腕共振子の内で、第１の並列腕共振子Ｐ１は、第１の帯域通過型フィルタ１ａの通過帯域に最も近く共振周波数が配置されている。この第１の並列腕共振子Ｐ１の上記電流が小さいため、挿入損失の劣化が生じ難い。

第１の並列腕共振子Ｐ１の面積を小さくするに際しては、ＩＤＴ電極の交差幅を小さくすることが好ましい。なお、第１の並列腕共振子Ｐ１のＩＤＴ電極の対数を減らすことにより面積を小さくしてもよい。同じ静電容量の第１の並列腕共振子Ｐ１であれば、ＩＤＴ電極の交差幅を小さくして静電容量を減少させる構成は、ＩＤＴ電極の対数を減らして静電容量を減少させる構成よりも、第１の並列腕共振子Ｐ１のＱ値の低下を抑制できる効果がある。

第１の実施形態では、第１の並列腕共振子Ｐ１と第２の並列腕共振子Ｐ２との間に、直列腕共振子Ｓ２が配置されている。それによって、第１の帯域通過型フィルタ１ａの帯域外減衰量を効果的に大きくすることができる。

なお、図１６に示す第１の実施形態の変形例のように、デュプレクサ４１は直列腕共振子を有しなくともよい。第１の帯域通過型フィルタ４１ａにおける第１，第２の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２は、帯域阻止フィルタである。この場合においても、第１の帯域通過型フィルタ４１ａの通過帯域の低域側における急峻性を高めることができ、かつ帯域外減衰量を大きくすることができる。

第１の実施形態では、第２の帯域通過型フィルタ１ｂの第４のグラウンド端子５ｄが、第１の帯域通過型フィルタ１ａの第１〜第３のグラウンド端子５ａ〜５ｃに、圧電基板２上において接続されていない。よって、デュプレクサ１のアイソレーション特性をより一層良好にすることができる。

第１の実施形態の圧電基板２は、矩形板状の形状を有する。第１の帯域通過型フィルタ１ａの受信端子４は、圧電基板２のコーナー部付近に設けられている。他方、該コーナー部とは別のコーナー部付近に、第２の帯域通過型フィルタ１ｂの送信端子１４が設けられている。このように、受信端子４と送信端子１４との距離が長いため、デュプレクサ１のアイソレーション特性を効果的に良好にすることができる。

図１７は、第２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２１は、第１の帯域通過型フィルタ２１ａにおいて、第１の並列腕共振子Ｐ１と第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂとの間に配置されている直列腕共振子を有しない点で、第１の実施形態と異なる。デュプレクサ２１は、第２の並列腕共振子Ｐ２が、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂと受信端子４との間に配置されている点においても、第１の実施形態と異なる。上記以外の点においては、デュプレクサ２１は、第１の実施形態のデュプレクサ１と同様の構成を有する。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、デュプレクサ２１における第１の帯域通過型フィルタ２１ａの通過帯域の低域側における急峻性を高めることができ、かつ帯域外減衰量を大きくすることができる。さらに、デュプレクサ２１のアイソレーション特性を良好にすることができる。

本実施形態では、第１の並列腕共振子Ｐ１がアンテナ端子３とグラウンド電位との間に接続されており、第２の並列腕共振子Ｐ２が受信端子４とグラウンド電位との間に接続されている。よって、第１の並列腕共振子Ｐ１と第２の並列腕共振子Ｐ２との間に第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂが配置されている。それによって、第１の帯域通過型フィルタ２１ａの帯域外減衰量をより一層大きくすることができる。

なお、第１の並列腕共振子Ｐ１が第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂと受信端子４との間に配置されており、第２の並列腕共振子Ｐ２がアンテナ端子３と第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂとの間に配置されていてもよい。

図１８は、第３の実施形態に係るデュプレクサの電極構造を示す略図的平面図である。図１９は、第３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３１は、第１の帯域通過型フィルタ３１ａにおいて、第１の実施形態における第２の並列腕共振子を複数有する点で、第１の実施形態と異なる。上記以外の点においては、デュプレクサ３１は第１の実施形態のデュプレクサ１と同様の構成を有する。

より具体的には、複数の第２の並列腕共振子は、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ６ａ，６ｂと第２のグラウンド端子５ｂとの間に接続された並列腕共振子が並列に分割された複数の分割並列腕共振子Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂである。図１９に示されているように、直列腕共振子Ｓ２と上記接続点６ｘとの間の接続点とグラウンド電位との間に、分割並列腕共振子Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂが互いに並列に接続されている。

分割並列腕共振子Ｐ３２ａの共振周波数は９１１ＭＨｚであり、静電容量は２．５３ｐＦである。分割並列腕共振子Ｐ３２ｂの共振周波数は９０９．５ＭＨｚであり、静電容量は２．５３ｐＦである。よって、分割並列腕共振子Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂの共振周波数は、いずれも第１の並列腕共振子Ｐ１の共振周波数よりも低い。分割並列腕共振子Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂの静電容量は、いずれも第１の並列腕共振子Ｐ１の静電容量よりも大きい。

図２０は、第１，第３の実施形態における第１の帯域通過型フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。図２１は、第１，第３の実施形態に係る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２０及び図２１において、実線は第１の実施形態の結果を示し、破線は第３の実施形態の結果を示す。

図２０に示されているように、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第１の帯域通過型フィルタの通過帯域の低域側における急峻性を高めることができている。

図２１に示されているように、本実施形態では、第１の実施形態よりもデュプレクサのアイソレーション特性をより一層良好にすることができている。図１８に示すように、デュプレクサ３１は、複数の分割並列腕共振子Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂを有し、かつ複数の分割並列腕共振子Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂの共振周波数は互いに異なる。それによって、デュプレクサ３１のアイソレーション特性を広い周波数域において良好にすることができる。

なお、本実施形態では、２個の分割並列腕共振子Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂを有するが、第１の帯域通過型フィルタ３１ａは、３個以上の分割並列腕共振子を有していてもよい。この場合には、少なくとも１個の分割並列腕共振子の共振周波数が、他の分割並列腕共振子の共振周波数と異なることが好ましい。それによって、デュプレクサ３１のアイソレーション特性を広い周波数域において良好にすることができる。

なお、第１の帯域通過型フィルタ３１ａは、デュプレクサに用いられない場合においても、帯域外減衰量を効果的に大きくすることができる。

１…デュプレクサ
１ａ，１ｂ…第１，第２の帯域通過型フィルタ
２…圧電基板
３…アンテナ端子
４…受信端子
５ａ〜５ｄ…第１〜第４のグラウンド端子
６ａ，６ｂ…第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ
６ｘ…接続点
７ａ〜７ｅ…第１〜第５のＩＤＴ電極
７ａ１，７ａ２，７ｂ１，７ｂ２，７ｃ１，７ｃ２，７ｄ１，７ｄ２，７ｅ１，７ｅ２…櫛歯型電極
８…反射器
９…ラダー型フィルタ
１４…送信端子
２１，３１，４１，５１，６１，７１…デュプレクサ
２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ，７１ａ…第１の帯域通過型フィルタ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ１１〜Ｓ１６…直列腕共振子
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１１〜Ｐ１３…並列腕共振子
Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂ…分割並列腕共振子

Claims (9)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板上に設けられている第１の端子と、
   前記圧電基板上に設けられている第２の端子と、
   前記第１の端子に接続され、前記圧電基板に構成されている縦結合共振子型弾性波フィルタと、
   前記圧電基板上に設けられており、グラウンド電位に接続される複数のグラウンド端子と、
   前記第１の端子と前記第２の端子とを接続している直列腕と、前記複数のグラウンド端子との間に接続されている複数の並列腕に配置されている、複数の並列腕共振子と、
   を備え、
   前記複数の並列腕共振子が、前記複数の並列腕共振子の内最も共振周波数が高い第１の並列腕共振子と、該第１の並列腕共振子以外の第２の並列腕共振子と、を有し、
   前記複数のグラウンド端子が、前記第１の並列腕共振子に接続されている第１のグラウンド端子と、前記第２の並列腕共振子に接続されている第２のグラウンド端子と、前記縦結合共振子型弾性波フィルタに接続されている第３のグラウンド端子と、を有し、
   前記第２のグラウンド端子と前記第３のグラウンド端子とが、前記圧電基板上において接続されており、前記第１のグラウンド端子が前記第２，第３のグラウンド端子に、前記圧電基板上において接続されていない、帯域通過型フィルタ。
2. 前記直列腕に配置されており、前記第１の端子及び前記第２の端子の内の一方と、前記縦結合共振子型弾性波フィルタとの間に接続されている、直列腕共振子をさらに備える、請求項１に記載の帯域通過型フィルタ。
3. 前記第１の並列腕共振子と前記第２の並列腕共振子との間に前記直列腕共振子が配置されており、かつ前記第１，第２の並列腕共振子及び前記直列腕共振子がラダー型フィルタを構成している、請求項２に記載の帯域通過型フィルタ。
4. 前記第１，第２の並列腕共振子の内の一方の並列腕共振子が前記第１の端子と前記グラウンド端子との間に接続されており、前記第１，第２の並列腕共振子の内の他方の並列腕共振子が前記第２の端子と前記グラウンド端子との間に接続されている、請求項１または２に記載の帯域通過型フィルタ。
5. 前記第１の並列腕共振子の静電容量が、前記第２の並列腕共振子の静電容量よりも小さい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の帯域通過型フィルタ。
6. 前記第２の並列腕共振子を複数有し、前記複数の第２の並列腕共振子が複数の分割並列腕共振子であり、前記複数の分割並列腕共振子の内の少なくとも１個の分割並列腕共振子の共振周波数が、他の分割並列腕共振子の共振周波数と異なる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯域通過型フィルタ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の帯域通過型フィルタである第１の帯域通過型フィルタと、
   前記圧電基板に構成されており、前記第１の帯域通過型フィルタと通過帯域が異なる第２の帯域通過型フィルタと、
   を備える、デュプレクサ。
8. 前記第２の帯域通過型フィルタに接続されており、かつグラウンド電位に接続される第４のグラウンド端子をさらに備え、
   前記第４のグラウンド端子が前記第１〜第３のグラウンド端子に、前記圧電基板上において接続されていない、請求項７に記載のデュプレクサ。
9. 前記第１の帯域通過型フィルタが受信フィルタであり、前記第２の帯域通過型フィルタが送信フィルタである、請求項７または８に記載のデュプレクサ。

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