アンテナ共用器、ならびに、それを用いた高周波モジュールおよび通信機器
【課題】 平衡型端子を有する半導体デバイスに直接接続することができるアンテナ共用器を提供すること。
【解決手段】 送信フィルタ１０１に接続される送信端子Ｔｘおよび受信フィルタ１０３に接続される受信端子Ｒｘの内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子である。送信フィルタ１０１および受信フィルタ１０３は、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成である。平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタ７００が接続されている。
【解決手段】 送信フィルタ１０１に接続される送信端子Ｔｘおよび受信フィルタ１０３に接続される受信端子Ｒｘの内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子である。送信フィルタ１０１および受信フィルタ１０３は、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成である。平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタ７００が接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ共用器に関し、より特定的には、送信フィルタと受信フィルタとを備えるアンテナ共用器に関する。また、本発明は、アンテナ共用器を用いた高周波モジュールおよび通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信の発展に伴い、使用されるデバイスの高性能化、小型化が期待されている。アンテナ共用器に関しても、弾性表面波フィルタ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ ｆｉｌｔｅｒ：ＳＡＷフィルタ）や薄膜音響共振器（Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ：ＦＢＡＲ）を用いたフィルタによって、小型化が進んでいる。また、半導体デバイスにおいては、デバイス間のクロストークなどに対する雑音特性の良好化を目的として、ミキサーや低雑音アンプなどのデバイスの平衡化が進んでいる。これらの半導体デバイスに接続されるアンテナ共用器に関しても、平衡化が必要となってきている。
【０００３】
図１５は、特許文献１に記載されているアンテナ共用器の構成を示す図である。図１５に示すように、従来のアンテナ共用器として、ＦＢＡＲの梯子型回路によって構成される帯域通過フィルタを用いるものがあった。従来のアンテナ共用器１０は、アンテナ端子１１と、送信端子１２と、受信端子１３と、送信フィルタ１４と、移相器１５と、受信フィルタ１６とを備える。アンテナ端子１１は、送信フィルタ１４を介して送信端子１２に接続されると共に、直列構成をなす９０°移相器１５および受信フィルタ１６を介して受信端子１３に接続される。送信フィルタ１４は、梯子型回路を形成するように接続された直列ＦＢＡＲ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、並列ＦＢＡＲ１４ｄ、１４ｅとによって構成されている。受信フィルタ１６は、梯子型回路を形成するように接続された直列ＦＢＡＲ１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、並列ＦＢＡＲ１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇとによって構成されている。
【０００４】
例えば、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の場合、送信フィルタ１４の高周波阻止帯域が受信フィルタ１６の通過帯域と重なり、受信フィルタ１６の低域周波数阻止帯域が送信フィルタ１４の通過帯域に重なるように、送信フィルタ１４および受信フィルタ１６は、構成されている。
【０００５】
図１６は、特許文献２に記載されているアンテナ共用器の構成を示す図である。図１６に示すように、従来のアンテナ共用器として、ＳＡＷ共振器の梯子型回路によって構成される帯域通過フィルタを用いるものがあった。従来のアンテナ共用器２０は、アンテナ端子１１と、送信端子１２と、受信端子１３と、送信フィルタ２１と、移相器１５と、受信フィルタ２２とを備える。アンテナ端子１１は、送信フィルタ２１を介して送信端子１２に接続されると共に、直列構成をなす９０°移相器１５および受信フィルタ２２を介して受信端子１３に接続される。送信フィルタ２１は、梯子型回路を形成するように接続された直列ＳＡＷ共振器２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、並列ＳＡＷ共振器２１ｄ、２１ｅとによって構成されている。受信フィルタ２２は、受信端子１３に並列に接続されたＳＡＷ共振器２２ａ、２２ｂによって構成されている。
【０００６】
例えば、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の場合、送信フィルタ２１の高周波阻止帯域が受信フィルタ２２の通過帯域と重なり、受信フィルタ２２の低域周波数阻止帯域が送信フィルタ２１の通過帯域に重なるように、送信フィルタ２１および受信フィルタ２２は、構成されている。
【特許文献１】特開２００１−２４４７６号公報
【特許文献２】特開２００３−２４９８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来のアンテナ共用器は、ＦＢＡＲの梯子型回路またはＳＡＷ共振器によって構成されている。しかし、従来のアンテナ共用器における送信端子および受信端子は、それぞれ、不平衡型である。そのため、平衡型端子を有する半導体デバイス等を、直接アンテナ共用器に接続することができなかった。また、従来のアンテナ共用器は、不平衡型端子によって構成されているので、クロストークなどの雑音の影響によって、特性が劣化してしまう。
【０００８】
それゆえ、本発明の目的は、平衡型端子を有する半導体デバイスに直接接続することができるアンテナ共用器を提供することである。また、本発明の他の目的は、そのようなアンテナ共用器を用いた高周波モジュールおよび通信機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、アンテナ端子と、送信端子と、受信端子と、アンテナ端子と送信端子との間に配置される送信フィルタと、アンテナ端子と受信端子との間に配置される受信フィルタとを備えるアンテナ共用器であって、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、送信フィルタおよび受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されている。
【００１０】
本発明によれば、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子である。したがって、平衡型端子を有する半導体デバイスに、バランなどを用いることなく直接接続することができるアンテナ共用器が提供されることとなる。結果、アンテナ共用器が適用される装置全体が小型化する。平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されている。これによって、効率的な平衡−不平衡変換が可能となる。
【００１１】
好ましくは、送信フィルタおよび受信フィルタの内、不平衡型端子側のフィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を用いた梯子型フィルタであるとよい。
【００１２】
このように、梯子型フィルタを不平衡型端子側のフィルタに用いることによって、低損失なフィルタ特性を得ることができ、所望の周波数応答を容易に得ることができる。
【００１３】
好ましくは、送信フィルタおよび受信フィルタの内、平衡型端子側のフィルタは、縦モード結合型の弾性表面波フィルタとアンテナ端子との間に、少なくとも一つの弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を直列に接続しているとよい。
【００１４】
縦モード結合型のＳＡＷフィルタは、多モード結合によってフィルタ特性を有するので、少なくとも一つの弾性表面波共振器または音響薄膜共振器が、縦モード結合型の弾性表面波フィルタとアンテナ端子との間に接続されていれば、所望のフィルタ特性を得ることができる。
【００１５】
好ましくは、送信フィルタおよび受信フィルタの内、平衡型端子側のフィルタは、縦モード結合型の弾性表面波フィルタとアンテナ端子との間に、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器によって構成される梯子型フィルタを有するとよい。
【００１６】
これにより、より所望のフィルタ特性を得ることができる。
【００１７】
好ましくは、送信フィルタとアンテナ端子との間の部分、または、受信フィルタとアンテナ端子との間の部分の少なくともどちらか一方の部分に、送信フィルタまたは受信フィルタのインピーダンスの位相を調整するための移相器をさらに備えるとよい。
【００１８】
これにより、信号の回り込みを防止することができる。
【００１９】
たとえば、移相器は、ストリップ線路または集中定数素子によって構成されているとよい。
【００２０】
これにより、移相器が接続されるフィルタの位相の調整が実現される。
【００２１】
好ましくは、送信フィルタおよび受信フィルタの内、アンテナ端子側に移相器が接続されているフィルタは、移相器に接続される音響薄膜共振器を含むとよい。
【００２２】
このように、音響薄膜共振器が移相器に直列に接続されることによって、移相器での高出力の信号の回り込みに対する耐圧を向上させることができる。
【００２３】
好ましくは、移相器と移相器に接続される音響薄膜共振器とは、同一基板上に形成されているとよい。
【００２４】
これにより、移相器の低損失化が実現され、さらに、信号の回り込みに対する耐圧が向上することとなる。
【００２５】
一実施形態において、送信フィルタの送信端子は、不平衡型端子であるとよい。
【００２６】
これにより、平衡型端子を用いることの多い受信側の低雑音増幅器を当該アンテナ共用器の平衡型端子に接続することができる。また、受信側を平衡型端子とすることによって、対雑音特性が向上することとなる。
【００２７】
好ましくは、送信フィルタにおける不平衡型端子である送信端子には、音響薄膜共振器が接続されているとよい。
【００２８】
これにより、送信端子に接続されるパワーアンプからの高出力の送信信号に対して、耐電力性が向上する。
【００２９】
好ましくは、送信フィルタは、梯子型フィルタであり、梯子型フィルタの直列共振器は、音響薄膜共振器であるとよい。
【００３０】
これにより、アンテナ端子側から見た送信フィルタのインピーダンスの位相がオープンに近づくこととなるので、受信信号の送信側への漏れの低減、さらには、送信側の位相回路を簡略化、あるいは送信側の位相回路の省略を実現することができる。
【００３１】
好ましくは、梯子型フィルタの並列共振器は、音響薄膜共振器であるとよい。
【００３２】
このように、送信フィルタにおいて、音響薄膜共振器で構成される梯子型フィルタを用いることによって、所望のフィルタ特性が得やすくなる。
【００３３】
好ましくは、受信フィルタにおいて、縦モード結合型の弾性表面波フィルタ以外の弾性波共振器は、音響薄膜共振器であるとよい。
【００３４】
これにより、受信フィルタにおいて、所望のフィルタ特性が得やすくなる。
【００３５】
好ましくは、送信フィルタと受信フィルタとは、同一の実装基板上に実装されているとよい。
【００３６】
これにより、アンテナ共用器の小型化が図られることとなる。
【００３７】
一実施形態において、送信フィルタおよび／または受信フィルタは、実装基板上にフェースダウン実装されているとよい。
【００３８】
これにより、低背なアンテナ共用器が提供される。
【００３９】
好ましくは、送信フィルタの厚みと、受信フィルタの厚みとが実質上等しいとよい。
【００４０】
これにより、実装時におけるピックアップツールへの吸着が可能となる
【００４１】
一実施形態において、送信フィルタおよび受信フィルタは、樹脂モールドされているとよい。
【００４２】
これにより、アンテナ共用器の上部を平らにすることができる。
【００４３】
好ましくは、樹脂モールドされている上面は、実質上平らであるとよい。
【００４４】
これにより、実装時におけるピックアップツールへの吸着が可能となる
【００４５】
また、本発明は、アンテナ共用器と半導体デバイスとを同一の実装基板上に実装している高周波モジュールであって、アンテナ共用器は、アンテナ端子と、送信端子と、受信端子と、アンテナ端子と送信端子との間に配置される送信フィルタと、アンテナ端子と受信端子との間に配置される受信フィルタとを備え、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、送信フィルタおよび受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されている。
【００４６】
これによって、優れた特性を有する小型な高周波デバイスが提供されることとなる。
【００４７】
たとえば、半導体デバイスは、低雑音増幅器である。
【００４８】
これにより、受信特性の優れた高周波デバイスが提供されることとなる。
【００４９】
たとえば、半導体デバイスは、スイッチである。
【００５０】
これにより、マルチモードまたはマルチバンドに対応することができるアンテナ共用器を含む高周波デバイスが提供されることとなる。
【００５１】
また、本発明は、アンテナ共用器を備える通信機器であって、アンテナ共用器は、アンテナ端子と、送信端子と、受信端子と、アンテナ端子と送信端子との間に配置される送信フィルタと、アンテナ端子と受信端子との間に配置される受信フィルタとを備え、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、送信フィルタおよび受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されている。
【００５２】
これによって、受信特性および送信特性に優れた小型な通信機器が提供されることとなる。
【発明の効果】
【００５３】
以上のように、本発明によれば、平衡型端子を有する高周波デバイスに直接接続することができるアンテナ共用器が提供されることとなる。また、そのようなアンテナ共用器を用いた高周波モジュールおよび通信機器が提供されることとなる。
【００５４】
本発明のこれらおよび他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５６】
（第１の実施形態）
図１Ａは、本発明の第１の実施形態におけるアンテナ共用器１００の構成を示すブロック図である。図１Ａにおいて、アンテナ共用器１００は、アンテナ端子ＡＮＴと、送信端子Ｔｘと、受信端子Ｒｘと、送信フィルタ１０１と、移相器１０２と、受信フィルタ１０３とを備える。アンテナ端子ＡＮＴは、不平衡型端子である。受信端子Ｒｘは、平衡型端子である。送信端子Ｔｘは不平衡型端子である。アンテナ端子ＡＮＴは、送信フィルタ１０１を介して送信端子Ｔｘに接続されている。また、アンテナ端子ＡＮＴは、移相器１０２および受信フィルタ１０３を介して、受信端子Ｒｘに接続されている。受信フィルタ１０３は、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタである。これにより、不平衡型端子であるアンテナ端子ＡＮＴからの受信入力信号（不平衡信号）は、平衡信号（差動モード信号：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｄｅ ｓｉｇｎａｌ）として受信端子Ｒｘに伝えられる。
【００５７】
このように、アンテナ共用器１００は、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタを用いることによって、平衡型端子Ｒｘを実現する。アンテナ共用器１００は、バランなどの平衡−不平衡変換器を介することなく、低雑音増幅器などの平衡型の半導体デバイス（図示せず）に、直接接続することができる。
【００５８】
図１Ｂは、アンテナ共用器１００の具体的な回路構成を示す図である。図１Ｂにおいて、送信フィルタ１０１は、梯子型に接続された直列ＦＢＡＲ２０１，２０２，２０３および並列ＦＢＡＲ２０４，２０５を含む。受信フィルタ１０３は、梯子型に接続された直列ＦＢＡＲ４０１，４０２および並列ＦＢＡＲ４０３と、直列ＦＢＡＲ４０２と受信端子Ｒｘとの間に接続された縦モード結合型の弾性表面波フィルタ（以下、ＳＡＷフィルタという）７００とを含む。
【００５９】
移相器１０２は、送信信号が受信フィルタ１０３に回り込むのを防ぐために、受信フィルタ１０３のインピーダンスの位相を調整するための素子である。移相器１０２は、ストリップ線路または集中定数素子によって構成されている。
【００６０】
図１Ｂに示すように、平衡型端子（ここでは、受信端子Ｒｘ）には、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００が接続されている。このように、縦モード結合型のＳＡＷフィルタを用いることによって、効率的に、不平衡信号を平衡信号に変換することが可能となる。
【００６１】
なお、図１Ａおよび図１Ｂでは、受信フィルタ１０３が平衡−不平衡変換機能を有するフィルタとしている。しかし、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタは、送信側にあってもよい。図１Ｃは、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタが送信側にある場合のアンテナ共用器１００ａの構成を示すブロック図である。図１Ｃにおいて、アンテナ共用器１００ａは、アンテナ端子ＡＮＴと、送信端子Ｔｘと、受信端子Ｒｘと、送信フィルタ１０１ａと、移相器１０２ａと、受信フィルタ１０３ａとを備える。アンテナ端子ＡＮＴは、不平衡型端子である。受信端子Ｒｘは、不平衡型端子である。送信端子Ｔｘは、平衡型端子である。アンテナ端子ＡＮＴは、送信フィルタ１０１ａを介して送信端子Ｔｘに接続されている。また、アンテナ端子ＡＮＴは、移相器１０２ａおよび受信フィルタ１０３ａを介して、受信端子Ｒｘに接続されている。送信フィルタ１０１ａは、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタである。これにより、平衡型端子である送信端子Ｔｘからの平衡信号は、不平衡信号に変換され、アンテナ端子ＡＮＴから出力される。
【００６２】
このように、アンテナ共用器１００ａは、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタを用いることによって、平衡型端子Ｔｘを実現する。アンテナ共用器１００ａは、バランなどの平衡−不平衡変換器を介することなく、パワーアンプなどの平衡型の半導体デバイス（図示せず）に、直接接続することができる。
【００６３】
図１Ｄは、アンテナ共用器１００ａの具体的な回路構成を示す図である。図１Ｄにおいて、受信フィルタ１０３ａは、梯子型に接続された直列ＦＢＡＲ２０１ａ，２０２ａ，２０３ａおよび並列ＦＢＡＲ２０４ａ，２０５ａを含む。送信フィルタ１０１ａは、梯子型に接続された直列ＦＢＡＲ４０１ａ，４０２ａおよび並列ＦＢＡＲ４０３ａと、直列ＦＢＡＲ４０２ａと送信端子Ｔｘとの間に接続された縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００ａとを含む。
【００６４】
移相器１０２ａは、送信信号が受信フィルタ１０３ａに回り込むのを防ぐために、受信フィルタ１０３ａのインピーダンスの位相を調整するための素子である。移相器１０２ａは、ストリップ線路または集中定数素子によって構成されている。
【００６５】
図１Ｄに示すように、平衡型端子（ここでは、送信端子Ｔｘ）には、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００ａが接続されている。このように、縦モード結合型のＳＡＷフィルタを用いることによって、効率的に、不平衡信号を平衡信号に変換することが可能となる。
【００６６】
上記のように、第１の実施形態において、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子である。平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されている。これによって、効率的な平衡−不平衡変換が可能となる。
【００６７】
図２Ａは、ＦＢＡＲおよびＳＡＷ共振器の回路記号を示す図である。図１Ｂおよび図１Ｄでは、送信フィルタおよび受信フィルタにおいて、弾性波共振器として、ＦＢＡＲが用いられることとしたが、ＳＡＷ共振器が用いられてもよい。
【００６８】
図２Ｂは、ＦＢＡＲの構成を示す断面図である。図２Ｂにおいて、ＦＢＡＲ３００は、基板３０１上に形成された下部電極３０２と、圧電体薄膜３０３と、上部電極３０４とを含む。下部電極３０２の下方の基板３０１内には、キャビティ３０５が設けられている。これにより、エネルギー閉じ込め型の共振器が実現される。ここで、上部電極３０４および下部電極３０２は、ＦＢＡＲ単体の入出力電極に対応する。基板３０１には、Ｓｉなどが用いられる。また、上部電極３０４および下部電極３０２には、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉなどが用いられる。また、圧電体薄膜３０３には、ＡｌＮ、ＺｎＯなどが用いられる。
【００６９】
図２Ｃは、ＳＡＷ共振器の構成を示す図である。図２Ｃにおいて、ＳＡＷ共振器３１０は、圧電基板３１１上に形成された櫛型電極であるＩＤＴ電極３１２と、ＩＤＴ電極３１２の両側に配置された反射器電極３１３、３１４とを含む。ＩＤＴ電極３１２を構成する櫛型電極３１２ａ、３１２ｂにおける端子Ｔ１およびＴ２は、弾性表面波共振器単体の入出力電極に対応する。ＩＤＴ電極３１２によって励振された表面弾性波は、反射器電極３１３、３１４によって閉じ込められる。したがって、ＳＡＷ共振器３１０は、エネルギー閉じ込め型の共振器として実現される。圧電基板３１１には、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、水晶などが用いられる。また、ＩＤＴ電極３１２、および反射器電極３１３、３１４には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕなどが用いられる。特に、送信フィルタに適用する場合には、ＩＤＴ電極３１２には、耐電力性に優れた電極材料が用いられるとよい。
【００７０】
図３Ａは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００または７００ａの回路記号を示す図である。図３Ｂは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の構成を示す図である。図３Ｂにおいて、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）は、圧電基板７０１上に、第１、第２、第３のＩＤＴ電極７０２、７０３、７０４と、第１、第２の反射器電極７０５、７０６とを含む。第１のＩＤＴ電極７０２の上側の電極指は、平衡型端子を構成する２つの出力端子の内、一方の出力端子ＯＵＴ１に接続されている。第１のＩＤＴ電極７０２の下側の電極指は、平衡型端子を構成する２つの出力端子の内、他方の出力端子ＯＵＴ２に接続されている。ここで、入力端子ＩＮは、図１ＢにおけるＦＢＡＲ４０２側（または、図１ＤにおけるＦＢＡＲ４０２ａ側）に対応する。出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２は、図１Ｂにおける受信端子Ｒｘ側（または、図１Ｄにおける送信端子Ｔｘ側）に対応する。また、ＩＤＴ電極７０３、７０４の電極指の一方は、不平衡型端子を構成する入力端子ＩＮに接続される。ＩＤＴ電極７０３、７０４の電極指の他方は、接地される。以上の構成により、平衡−不平衡変換機能を有する縦モード結合型の弾性表面波フィルタが実現される。
【００７１】
ここで、縦モード結合型のＳＡＷフィルタは、表面弾性波の伝搬方向（図３Ｂにおける横方向）と同じ方向に発生する複数のモード（対称モードおよび反対称モード）を音響的に結合させて、重ね合わせることによって、フィルタ特性を得ることができる。このようなＳＡＷフィルタは、縦モード結合型ＳＡＷフィルタまたはダブルモードＳＡＷ（ＤＭＳ）フィルタと呼ばれる。ちなみに、伝搬方向に対して垂直に発生するモードを利用するＳＡＷフィルタは、横モード結合型ＳＡＷフィルタと呼ばれる。第１のＩＤＴ電極７０２において、交差する上下の電極指から、位相が１８０度異なる信号が得られるので、入力不平衡端子と出力平衡端子との間でモードを結合させることによって、平衡−不平衡変換を実現することができる（詳しくは、Ｔ．Ｍｏｒｉｔａ， Ｙ．Ｗａｔａｎａｂｅ， Ｍ．Ｔａｎａｋａ ａｎｄ Ｙ．Ｎａｋａｚａｗａ “Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｌｏｗ Ｌｏｓｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｍｏｄｅ ＳＡＷ Ｆｉｌｔｅｒｓ”， Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ Ｕｌｔｅｒａｓｏｎ． Ｓｙｍｐ． （１９９２） ｐｐ．９５−１０４参照）。
【００７２】
図３Ｃは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の他の構成を示す図である。図３Ｃに示す縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）と図３Ｂに示す縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）とが違う点は、平衡型端子を構成する第１のＩＤＴ電極７０２が２つのＩＤＴ電極９０１、９０２に分割されている点である。
【００７３】
図３Ｄは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の他の構成を示す図である。図３Ｄに示す縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）と図３Ｂに示す縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）とが違う点は、第１のＩＤＴ電極７０２が不平衡型端子を構成する入力端子ＩＮに接続され、第２、第３のＩＤＴ電極７０３、７０４がそれぞれ平衡型端子を構成する出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に接続される点である。
【００７４】
図４は、図３Ｂに示した縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の周波数応答を示すグラフである。ＩＤＴ電極の電極指間隔や交差幅、ＩＤＴ電極同士の間隔、電極膜厚などを調整することによって、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）は、所望の通過帯域８０１を有する帯域通過型の特性となる。
【００７５】
図５Ａは、梯子型回路のフィルタの回路図である。図５Ａに示すように、梯子型回路のフィルタは、直列に接続された弾性波共振器によって構成される直列共振器と、直列共振器に並列に接続された弾性波共振器によって構成される並列共振器とを含む。
【００７６】
図５Ｂは、図５Ａに示す梯子型フィルタの特性を説明するための図である。図５Ｂにおいて、点線は、直列共振器および並列共振器の特性を示す図である。このように、直列共振器および並列共振器は、それぞれ、共振点および反共振点を有する。このような直列共振器および並列共振器を接続することによって、図５Ｂの実線で示したように、帯域周波数応答が得られる。
【００７７】
図５Ｃは、直列共振器のＱ値を高くしたときの梯子型フィルタの周波数特性を示す図である。図５Ｃに示すように、直列共振器のＱ値を高くすると、高域側の減衰を急峻にすることができる。
【００７８】
図５Ｄは、並列共振器のＱ値を高くしたときの梯子型フィルタの周波数特性を示す図である。図５Ｄに示すように、並列共振器のＱ値を高くすると、低域側の減衰を急峻にすることができる。
【００７９】
このように、梯子型フィルタを用いれば、所望の周波数応答を容易に得ることができる。図５Ｅは、弾性波共振器としてＳＡＷ共振器を用いたときの梯子型フィルタの周波数応答を示す概念図である。図５Ｆは、弾性波共振器としてＦＢＡＲを用いたときの梯子型フィルタの周波数応答を示す概念図である。ＳＡＷ共振器よりもＦＢＡＲの方がＱ値が高く、図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、低損失、急峻な減衰特性を実現することができる。したがって、図５Ｅおよび図５Ｆに示すように、弾性波共振器として、ＦＢＡＲを用いた方が、急峻なフィルタフィルタ特性を得ることができる。好ましくは、図１Ｂに示すように、送信フィルタを梯子型フィルタとして、直列共振器および並列共振器をＦＢＡＲによって構成することによって、急峻なフィルタ特性を得ることができる。なお、直列共振器のみがＦＢＡＲであってもよい。
【００８０】
梯子型回路構成の送信フィルタ１０１において、直列に接続される弾性波共振器であるＦＢＡＲ２０１、２０２、２０３の方が、並列に接続される弾性波共振器であるＦＢＡＲ２０４、２０４よりも数を多くすることにより、高周波数側を減衰させるのに適した構成となる（図５Ｃ参照）。これは、弾性波共振器において、反共振周波数は共振周波数よりも高く、直列共振器の共振周波数が通過帯域として利用され、直列共振器の反共振周波数が減衰帯域として利用されているからである。さらに、並列に接続される弾性波共振器において、接地との間にインダクタンスを配置することにより、通過帯域の高周波数側の減衰量を大きくしたり、通過帯域を低周波数側に広げたりすることができる。
【００８１】
また、送信フィルタ１０１は、パワーアンプ（図示せず）から送信電力が入力される。そのため、送信フィルタ１０１には、耐電力性が必要となる。送信フィルタ１０１にＦＢＡＲの梯子型回路を用いることによって、耐電力性が向上することとなる。なお、送信フィルタ１０１において、弾性波共振器は、ＦＢＡＲまたはＳＡＷ共振器であればよい。しかし、耐電力性を向上させるには、少なくとも、不平衡型端子である送信端子Ｔｘに接続される弾性波共振器は、ＦＢＡＲであることが好ましい。
【００８２】
また、梯子型フィルタである送信フィルタ１０１において、アンテナ側に接続される弾性波共振器はアンテナ端子ＡＮＴに直列に接続されことによって、高周波数側にある受信通過帯域のインピーダンスの位相は、オープンに近づくこととなる。
【００８３】
図１Ｂに示す受信フィルタ１０３において、図４に示すように、通過帯域８０１の高周波数側に減衰の劣化が見られる一方、低周波数側に急峻な減衰特性が見られる。すなわち、送信フィルタ１０１の通過帯域が受信フィルタ１０３の通過帯域８０１よりも周波数が低い場合、本実施形態のアンテナ共用器は、高性能なアンテナ共用器として提供されることとなる。
【００８４】
また、受信側に配置される低雑音増幅器は、通信機器の対雑音特性向上のために平衡型端子となっていることが多い。図１Ｂに示すように、受信フィルタ１０３に平衡−不平衡変換機能を有するフィルタを用いることによって、アンテナ共用器の受信端子を平衡型端子とすることができる。したがって、アンテナ共用器の後段に配置される低雑音増幅器とアンテナ共用器とを、バランなどの平衡−不平衡変換器を介して接続することなく、直接接続することができる。
【００８５】
このように、送信通過帯域の周波数が低く、受信通過帯域の周波数が高いシステムとして、ＰＣＳやＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などが挙げられる。このようなシステムに、本発明の構成を適用することによって、より高性能なアンテナ共用器が実現できる。さらに、このようなアンテナ共用器を備える通信機器は、小型化、クロストーク削減などの高性能化を実現できる。
【００８６】
なお、弾性波共振器の構成を最適化することによって、送信通過帯域の周波数が高く、受信通過帯域の周波数が低い他のシステムにおいても、本発明を適用することができる。
【００８７】
なお、送信フィルタ１０１、１０１ａおよび受信フィルタ１０３、１０３ａにおいて、弾性波共振器の数や配置に関しては、図１Ｂおよび図１Ｄに示した例に限られるものではない。本発明において、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、送信フィルタおよび受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されていれば、送信フィルタおよび受信フィルタにおける縦モード結合型の弾性表面波フィルタ以外の構成は、特に限定されるものではない。好ましくは、送信フィルタおよび受信フィルタの内、不平衡型端子側のフィルタ（図１Ｂでは、送信フィルタ１０１、図１Ｄでは、受信フィルタ１０３ａ）は、ＳＡＷ共振器またはＦＢＡＲを用いた梯子型フィルタであるとよい。これにより、良好なフィルタ特性が得られる。
【００８８】
なお、上記では、ラダー型フィルタにおける並列共振器にインダクタを接続してもよいとしたが、インダクタンスの配置および接続に関しては、特に限定されるものではなく、所望のフィルタ特性に対して最適化されていればよい。当該インダクタは、送信（受信）フィルタ内の配線を利用することによって実現されてもよいし、実装基板に内層されることによって実現されてもよい。また、ボンディングワイヤを当該インダクタとして利用してもよい。
【００８９】
なお、上記では、ＦＢＡＲとして、図２Ｂに示すように、キャビティを用いる構成を示したが、音響ミラーを用いた構成あってもよく、その他弾性波共振器を実現することができる構成であれば、どのような構成であってもよい。
【００９０】
なお、本実施形態で示した縦モード結合型のＳＡＷフィルタには、他の縦モード結合型のＳＡＷフィルタが縦列接続されていてもよいし、弾性波共振器が接続されていてもよい。例えば、縦モード結合型のＳＡＷフィルタにＦＢＡＲを直列あるいは並列に接続させることによって、受信フィルタとしての耐電力特性がより向上する。
【００９１】
図６は、第１の実施形態の変形例に係るアンテナ共用器の構成を示す図である。図６に示すように、移相器１０２と移相器１０２に接続されるＦＢＡＲ４０１とは、同一基板４０４上に形成されているとよい。このように、Ｓｉ基板上に移相器を実現することによって、移相器の低損失化が実現され、さらに、高出力の送信信号の回り込みに対する耐圧が向上することとなる。
【００９２】
図７は、第１の実施形態の変形例に係るアンテナ共用器の構成を示す図である。図７に示すように、移相器１０２と縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００との間には、少なくとも１つの直列弾性波共振器４０５が接続されていればよい。なぜなら、縦モード結合型のＳＡＷフィルタは、多重モードによって、フィルタ特性を有するからである。図７に示す受信フィルタは、送信端子が平衡型端子のときの送信フィルタとしても利用可能である。なお、好ましくは、移相器１０２と縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００との間には、ＳＡＷ共振器またはＦＢＡＲからなる梯子型フィルタが接続されているとよい。さらに、当該梯子型フィルタを構成する弾性波共振器は、全て、ＦＢＡＲであるとよい。縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００が受信フィルタに含まれる場合、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００以外の弾性波共振器は、ＦＢＡＲであるとよい。
【００９３】
なお、アンテナ端子ＡＮＴに接続されるアンテナ（図示せず）の構成によっては、アンテナ端子ＡＮＴが平衡型端子となるような構成されていてもよい。
【００９４】
なお、移相器の挿入位置は、図１Ａおよび図１Ｃに記載した例に限定されるものではない。図８に示すように、アンテナ端子ＡＮＴと送信フィルタ１０１との間に、第１の移相器１０４が挿入され、アンテナ端子ＡＮＴと受信フィルタ１０３との間に、第２の移相器１０５が挿入されていてもよい。また、図９に示すように、アンテナ端子ＡＮＴと送信フィルタ１０１との間にのみ移相器１０６が挿入されていてもよい。このように、送信フィルタとアンテナ端子との間の部分、または、受信フィルタとアンテナ端子との間の部分の少なくともどちらか一方の部分に、送信フィルタまたは受信フィルタのインピーダンスの位相を調整するための移相器が挿入されることによって、送信信号および／または受信信号の回り込みが防止される。
【００９５】
なお、移相器が接続されている側のフィルタは、ＦＢＡＲを当該移相器に接続させているとよい。これにより、高出力信号の回り込みに対する耐性を向上させることができる。なお、好ましくは、図６でも示したように、当該移相器と当該ＦＢＡＲとは、同一基板上に形成されているとよい。これにより、移相器の低損失化が実現され、さらに、信号の回り込みに対する耐圧が向上することとなる。
【００９６】
なお、送信信号および／または受信信号の回り込みを防止するために、図１０に示すように、スイッチ回路１０７によって、送信信号がアンテナ端子ＡＮＴに切り換えされ、受信信号が受信フィルタ１０３に切り換えられてもよい。なお、スイッチ回路１０７として、ＭＥＭＳ−ＳＷ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｏｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ−ＳＷｉｔｃｈ）が用いられてもよい。
【００９７】
なお、送信フィルタまたは受信フィルタのインピーダンスの位相があらかじめ調整されていれば、移相器を省略することもできる。すなわち、移相器は、本発明において、必須の構成ではない。
【００９８】
なお、送信フィルタおよび受信フィルタの内、平衡型端子を有するフィルタにおいて、平衡型端子に接続された縦モード結合型のＳＡＷフィルタ以外の弾性波共振器がＦＢＡＲである場合を考える。この場合、ＦＢＡＲと縦モード結合型のＳＡＷフィルタとが同一基板に平面的に形成されているのが好ましい。これにより、チップ間の接続ロスを最小限にすることができる。しかし、フィルタの通過帯域が２ＧＨｚ帯以上になると、単結晶基板上でＳＡＷ共振器を実現するのは困難である。したがって、ＡｌＮなどの高音速薄膜上で縦モード結合型のＳＡＷフィルタを実現するとよい。ただし、ＦＢＡＲだけで平衡−不平衡変換を行うと損失が大きくなってしまうので、ＦＢＡＲを形成するプロセスとコンパチブルなプロセスを用いて、縦モード結合型のＳＡＷフィルタを実現するとよい。
【００９９】
上記のように、ＦＢＡＲと縦モード結合型のＳＡＷフィルタとを同一基板上で実現する場合、好ましくは、ＦＢＡＲは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタの伝搬方向延長上に、配置されないようにするとよい。これにより、弾性波の干渉を抑圧し、不要スプリアスを除去することができる。
【０１００】
また、好ましくは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタとＦＢＡＲとの間の部分におけるＡｌＮなどの上記高音速薄膜である圧電薄膜は、エッジングによって除去されているとよい。これにより、表面弾性波の干渉を抑圧し、不要スプリアスを除去することができる。
【０１０１】
また、好ましくは、圧電薄膜表面の粗さが、１ｎｍ以下であるとよい。これにより、縦モード結合型のＳＡＷフィルタでの伝搬損失を抑えることができる。
【０１０２】
また、ＦＢＡＲと縦モード結合型のＳＡＷフィルタとが立体的に形成されている場合もあり得る。この場合、縦モード結合型のＳＡＷフィルタの上に、ＦＢＡＲをフリップチップ実装することによって、チップ間の接続ロスを最小限にすることができる。また、逆に、ＦＢＡＲの上に、縦モード結合型のＳＡＷフィルタをフリップチップ実装することによって、チップ間の接続ロスを最小限にすることができる。
【０１０３】
（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態におけるアンテナ共用器１１００の構成を示す図である。図１１において、アンテナ共用器１１００は、実装基板１１０１上に、送信フィルタ１１０２と、受信フィルタ１１０３とがフェースダウン実装さている構造である。実装基板１１０１には、配線、移相器、および外部端子（それぞれ図示せず）が内蔵されている。実装基板１１０１と、送信フィルタ１１０２および受信フィルタ１１０３とは、バンプ１１０４ａ、１１０４ｂ、１１０５ａ、１１０５ｂを介して電気的に接続される。送信フィルタ１１０２は、ＦＢＡＲを用いたフィルタである。受信フィルタ１１０３は、縦モード結合型のＳＡＷフィルタを含むフィルタである。送信フィルタ１１０２および受信フィルタ１１０３は、それぞれ個別のチップとなっている。なお、言うまでもなく、第１の実施形態で示したあらゆる変形例は、図１１の送信フィルタ１１０２および受信フィルタ１１０３においても適用可能である。
【０１０４】
送信フィルタ１１０２および受信フィルタ１１０３は、シールド１１０６および１１０７などによって覆われて気密封止されている。さらに、送信フィルタ１１０２と受信フィルタ１１０３との上部は、耐熱性の接着テープ１１０８によってテーピングされている。この場合、送信フィルタ１１０２の厚みと受信フィルタ１１０３の厚みとを実質上等しくすることによって、接着テープ１１０８を平らにすることができる。これにより、実装時におけるピックアップツールへの吸着が可能となる。以上のような構成にすることによって、平衡型端子を有するアンテナ共用器が実現されることとなる。
【０１０５】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ共用器１２００の他の構成例を示す図である。図１２において、アンテナ共用器１２００は、実装基板１２０１上に、送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３がフェースダウン実装されている構成である。実装基板１２０１には、配線、移相回路、および外部端子（ぞれぞれ図示せず）が内蔵されている。実装基板１２０１と、送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３とは、バンプ１２０４ａ、１２０４ｂ、１２０５ａ、１２０５ｂを介して電気的に接続される。送信フィルタ１２０２は、ＦＢＡＲを用いたフィルタである。受信フィルタ１２０３は、縦モード結合型のＳＡＷフィルタを含みフィルタである。送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３は、それぞれ個別のチップとなっている。なお、言うまでもなく、第１の実施形態で示したあらゆる変形例は、図１２の送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３においても適用可能である。
【０１０６】
送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３は、シールド１２０６および１２０７などによって覆われて気密封止されている。ここで、送信フィルタ１２０２の厚みと受信フィルタ１２０３の厚みとは異なるものとする。さらに、実装基板１２０１は、送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３を覆うように、樹脂材料１２０８などによってモールドされている。樹脂材料１２０８の上面は、実質上平らになるように構成されている。これにより、実装時におけるピックアップツールへの吸着が可能となる。以上のような構成にすることによって、平衡型端子を有するアンテナ共用器が実現されることとなる。
【０１０７】
なお、第２の実施形態において、実装基板に内蔵される配線、移相器、および外部端子は、所望のアンテナ共用器の特性によって最適化されている。
【０１０８】
なお、図１１および図１２において、シールドは、送信フィルタおよび受信フィルタをそれぞれ個別に覆うこととしたが、送信フィルタおよび受信フィルタを共通に覆ってもよい。また、シールド材の形状も、図示した例に限るものではなく、送信フィルタおよび受信フィルタを気密封止することができる形状であればよい。
【０１０９】
なお、図１２において、送信フィルタ１２０２の厚みと受信フィルタ１２０３の厚みとは異なるとしたが、これらは、同じ厚みであってもよい。
【０１１０】
なお、送信フィルタおよび受信フィルタは、フェースダウン実装されているとしているが、これらは、ワイヤ実装されて、気密封止されてもよい。すなわち、送信フィルタと受信フィルタとは、同一の実装基板上に実装されて、上面が実質上平らになるように、樹脂モールドされていればよい。
【０１１１】
なお、第２の実施形態において、一つの送信フィルタと一つの受信フィルタとが実装基板上に実装されたアンテナ共用器を説明したが、複数の送信フィルタと複数の受信フィルタとが同一基板上に実装されて、複数のアンテナ共用器が構成されていれもよい。この場合、半導体スイッチや分波器を用いることによって、マルチモードまたはマルチバンドの携帯電話に対応したアンテナ共用器が提供されることとなる。
【０１１２】
（第３の実施形態）
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る高周波モジュール１３００の構成を示す図である。図１３において、図１２に示す構成と同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。図１３において、高周波モジュール１３００は、実装基板１３０１上に、送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３がフェースダウン実装され、半導体デバイス１３０４がワイヤ実装された構成である。実装基板１３０１には、配線、移相器、および外部端子（それぞれ図示せず）が含まれる。実装基板１３０１と、送信フィルタ１２０２または受信フィルタ１２０３とは、バンプ１２０４ａ、１２０４ｂ、１２０５ａ、１２０５ｂを介して電気的に接続される。実装基板１３０１と半導体デバイス１３０４とは、ワイヤ１３０７ａ、１３０７ｂを介して電気的に接続される。半導体デバイス１３０４と、送信フィルタ１２０２および／または受信フィルタ１２０３とは、実装基板１３０１に内蔵される配線を介して接続される。実装基板１３０１は、送信フィルタ１２０２、受信フィルタ１２０３、および半導体デバイス１３０４を覆うように樹脂材料１３１０などによりモールドされている。樹脂材料１３１０の上面は、実質上平らになるように構成されている。これにより、これにより、実装時におけるピックアップツールへの吸着が可能となる。以上のような構成にすることによって、平衡型端子を有するアンテナ共用器と半導体デバイスとを同一基板上に実装している高周波モジュールが実現されることとなる。
【０１１３】
なお、第３の実施形態において、実装基板に内蔵される配線、移相器、および外部端子は、所望のアンテナ共用器の特性によって最適化されている。
【０１１４】
なお、第３の実施形態において、送信フィルタおよび受信フィルタは、フェースダウン実装されているとしたが、これらは、ワイヤ実装されて、気密封止される構成であってよい。送信フィルタおよび受信フィルタは、樹脂材料などによりモールドされて上面が実質上平らになるように実装されていればよい。
【０１１５】
なお、第３の実施形態において、半導体デバイスは、ワイヤ実装されているとしたが、フェースダウン実装されていてもよい。半導体デバイスは、送信フィルタおよび受信フィルタと共に樹脂モールドされ、上面が実質上平らになるように実装されていればよい。
【０１１６】
なお、第３の実施形態において、送信フィルタおよび受信フィルタは、第１の実施形態で示したあらゆる変形例を用いることができる。
【０１１７】
なお、半導体デバイス１３０４として、低雑音増幅器を用いることが一例として考えられる。その他、半導体デバイスとして、スイッチが用いられてもよい。例えば、複数の送信フィルタと複数の受信フィルタと半導体スイッチとを同一基板上に実装して、マルチモードに対応した高周波モジュールを提供することができる。
【０１１８】
（第４の実施形態）
図１４は、本発明の第４の実施形態に係る通信機器１６０の機能的構成を示すブロック図である。図１４において、通信機器１６０は、アンテナ１１０と、アンテナ共用器１００と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２０と、受信回路１３０と、パワーアンプ（ＰＡ）１４０と、送信回路１５０とを備える。送信回路１５０から出力された送信信号は、パワーアンプ１４０で増幅されて、アンテナ共用器１００に入力される。アンテナ共用器１００は、パワーアンプ１４０からの信号の内、送信帯域の信号のみを通過して、アンテナ１１０に伝搬する。アンテナ１１０は、当該送信信号を電波として放出する。アンテナ１１０が受信した信号は、アンテナ共用器１００に入力される。アンテナ共用器１００は、受信帯域の信号のみを通過して、平衡信号に変換して、低雑音増幅器１２０に当該信号を入力する。低雑音増幅器１２０は、入力された平衡信号を増幅して、受信回路１３０に入力する。受信回路１３０は、入力された信号に基づいて、復調処理を行う。
【０１１９】
第４の実施形態によれば、平衡型端子を有する低雑音増幅器１２０に直接接続されたアンテナ共用器１００を備える通信機器１６０が提供されることとなる。
【０１２０】
なお、通信機器において、アンテナ共用器として、第１の実施形態で示したあらゆる変形例を用いることができる。平衡型端子が送信側または受信側のいずれに必要かに応じて、適切な構成のアンテナ共用器を用いればよい。
【０１２１】
以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明に係るアンテナ共用器は、平衡型端子を有しており、平衡型端子を有する半導体デバイスなどとの直接接続が可能な高周波デバイスとして有用である。本発明に係るアンテナ共用器は、高周波モジュールや通信機器などの用途に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態におけるアンテナ共用器１００の構成を示すブロック図
【図１Ｂ】アンテナ共用器１００の具体的な回路構成を示す図
【図１Ｃ】平衡−不平衡変換機能を有するフィルタが送信側にある場合のアンテナ共用器１００ａの構成を示すブロック図
【図１Ｄ】アンテナ共用器１００ａの具体的な回路構成を示す図
【図２Ａ】ＦＢＡＲおよびＳＡＷ共振器の回路記号を示す図
【図２Ｂ】ＦＢＡＲの構成を示す断面図
【図２Ｃ】ＳＡＷ共振器の構成を示す図
【図３Ａ】縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の回路記号を示す図
【図３Ｂ】縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の構成を示す図
【図３Ｃ】縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の他の構成を示す図
【図３Ｄ】縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の他の構成を示す図
【図４】図３Ｂに示した縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００の周波数応答を示すグラフ
【図５Ａ】梯子型回路のフィルタの回路図
【図５Ｂ】図５Ａに示す梯子型フィルタの特性を説明するための図
【図５Ｃ】直列共振器のＱ値を高くしたときの梯子型フィルタの周波数特性を示す図
【図５Ｄ】並列共振器のＱ値を高くしたときの梯子型フィルタの周波数特性を示す図
【図５Ｅ】弾性波共振器としてＳＡＷ共振器を用いたときの梯子型フィルタの周波数応答を示す概念図
【図５Ｆ】弾性波共振器としてＦＢＡＲを用いたときの梯子型フィルタの周波数応答を示す概念図
【図６】第１の実施形態の変形例に係るアンテナ共用器の構成を示す図
【図７】第１の実施形態の変形例に係るアンテナ共用器の構成を示す図
【図８】移相器の挿入位置の他の例を示す図
【図９】移相器の挿入位置の他の例を示す図
【図１０】スイッチ回路１０７を備えるアンテナ共用器のブロック図
【図１１】本発明の第２の実施形態におけるアンテナ共用器１１００の構成を示す図
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ共用器１２００の他の構成例を示す図
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る高周波モジュール１３００の構成を示す図
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る通信機器１６０の機能的構成を示すブロック図
【図１５】特許文献１に記載されているアンテナ共用器の構成を示す図
【図１６】特許文献２に記載されているアンテナ共用器の構成を示す図
【符号の説明】
【０１２４】
１００，１００ａ アンテナ共用器
１０１，１０１ａ 送信フィルタ
１０２，１０２ａ，１０４，１０５，１０６ 移相器
１０３，１０３ａ 受信フィルタ
１０７ スイッチ回路
１１０ アンテナ
１２０ 低雑音増幅器
１３０ 受信回路
１４０ パワーアンプ
１５０ 送信回路
１６０ 通信機器
２０１，２０２，２０３，４０１，４０２ 直列ＦＢＡＲ
２０４，２０５，４０３ 並列ＦＢＡＲ
３００ ＦＢＡＲ
３０１ 基板
３０２ 下部電極
３０３ 圧電体薄膜
３０４ 上部電極
３０５ キャビティ
３１０ ＳＡＷ共振器
３１１ 圧電基板
３１２ ＩＤＴ電極
３１２ａ，３１２ｂ 櫛型電極
３１３，３１４ 反射器電極
７００，７００ａ 縦モード結合型のＳＡＷフィルタ
７０１ 圧電基板
７０２ 第１のＩＤＴ電極
７０３ 第２のＩＤＴ電極
７０４ 第３のＩＤＴ電極
７０５ 第１の反射器電極
７０６ 第２の反射器電極
８０１ 受信フィルタの通過帯域
９０１，９０２ ＩＤＴ電極
１１００ アンテナ共用器
１１０１ 実装基板
１１０２ 送信フィルタ
１１０３ 受信フィルタ
１１０４ａ，１１０４ｂ，１１０５ａ，１１０５ｂ バンプ
１１０６，１１０７ シールド
１１０８ 接着テープ
１２００ アンテナ共用器
１２０１ 実装基板
１２０２ 送信フィルタ
１２０３ 受信フィルタ
１２０４ａ，１２０４ｂ，１２０５ａ，１２０５ｂ バンプ
１２０６，１２０７ シールド
１２０８，１３１０ 樹脂材料
１３００ 高周波モジュール
１３０１ 実装基板
１３０４ 半導体デバイス
１３０７ａ，１３０７ｂ ワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ共用器に関し、より特定的には、送信フィルタと受信フィルタとを備えるアンテナ共用器に関する。また、本発明は、アンテナ共用器を用いた高周波モジュールおよび通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信の発展に伴い、使用されるデバイスの高性能化、小型化が期待されている。アンテナ共用器に関しても、弾性表面波フィルタ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ ｆｉｌｔｅｒ：ＳＡＷフィルタ）や薄膜音響共振器（Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ：ＦＢＡＲ）を用いたフィルタによって、小型化が進んでいる。また、半導体デバイスにおいては、デバイス間のクロストークなどに対する雑音特性の良好化を目的として、ミキサーや低雑音アンプなどのデバイスの平衡化が進んでいる。これらの半導体デバイスに接続されるアンテナ共用器に関しても、平衡化が必要となってきている。
【０００３】
図１５は、特許文献１に記載されているアンテナ共用器の構成を示す図である。図１５に示すように、従来のアンテナ共用器として、ＦＢＡＲの梯子型回路によって構成される帯域通過フィルタを用いるものがあった。従来のアンテナ共用器１０は、アンテナ端子１１と、送信端子１２と、受信端子１３と、送信フィルタ１４と、移相器１５と、受信フィルタ１６とを備える。アンテナ端子１１は、送信フィルタ１４を介して送信端子１２に接続されると共に、直列構成をなす９０°移相器１５および受信フィルタ１６を介して受信端子１３に接続される。送信フィルタ１４は、梯子型回路を形成するように接続された直列ＦＢＡＲ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、並列ＦＢＡＲ１４ｄ、１４ｅとによって構成されている。受信フィルタ１６は、梯子型回路を形成するように接続された直列ＦＢＡＲ１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、並列ＦＢＡＲ１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇとによって構成されている。
【０００４】
例えば、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の場合、送信フィルタ１４の高周波阻止帯域が受信フィルタ１６の通過帯域と重なり、受信フィルタ１６の低域周波数阻止帯域が送信フィルタ１４の通過帯域に重なるように、送信フィルタ１４および受信フィルタ１６は、構成されている。
【０００５】
図１６は、特許文献２に記載されているアンテナ共用器の構成を示す図である。図１６に示すように、従来のアンテナ共用器として、ＳＡＷ共振器の梯子型回路によって構成される帯域通過フィルタを用いるものがあった。従来のアンテナ共用器２０は、アンテナ端子１１と、送信端子１２と、受信端子１３と、送信フィルタ２１と、移相器１５と、受信フィルタ２２とを備える。アンテナ端子１１は、送信フィルタ２１を介して送信端子１２に接続されると共に、直列構成をなす９０°移相器１５および受信フィルタ２２を介して受信端子１３に接続される。送信フィルタ２１は、梯子型回路を形成するように接続された直列ＳＡＷ共振器２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、並列ＳＡＷ共振器２１ｄ、２１ｅとによって構成されている。受信フィルタ２２は、受信端子１３に並列に接続されたＳＡＷ共振器２２ａ、２２ｂによって構成されている。
【０００６】
例えば、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の場合、送信フィルタ２１の高周波阻止帯域が受信フィルタ２２の通過帯域と重なり、受信フィルタ２２の低域周波数阻止帯域が送信フィルタ２１の通過帯域に重なるように、送信フィルタ２１および受信フィルタ２２は、構成されている。
【特許文献１】特開２００１−２４４７６号公報
【特許文献２】特開２００３−２４９８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来のアンテナ共用器は、ＦＢＡＲの梯子型回路またはＳＡＷ共振器によって構成されている。しかし、従来のアンテナ共用器における送信端子および受信端子は、それぞれ、不平衡型である。そのため、平衡型端子を有する半導体デバイス等を、直接アンテナ共用器に接続することができなかった。また、従来のアンテナ共用器は、不平衡型端子によって構成されているので、クロストークなどの雑音の影響によって、特性が劣化してしまう。
【０００８】
それゆえ、本発明の目的は、平衡型端子を有する半導体デバイスに直接接続することができるアンテナ共用器を提供することである。また、本発明の他の目的は、そのようなアンテナ共用器を用いた高周波モジュールおよび通信機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、アンテナ端子と、送信端子と、受信端子と、アンテナ端子と送信端子との間に配置される送信フィルタと、アンテナ端子と受信端子との間に配置される受信フィルタとを備えるアンテナ共用器であって、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、送信フィルタおよび受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されている。
【００１０】
本発明によれば、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子である。したがって、平衡型端子を有する半導体デバイスに、バランなどを用いることなく直接接続することができるアンテナ共用器が提供されることとなる。結果、アンテナ共用器が適用される装置全体が小型化する。平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されている。これによって、効率的な平衡−不平衡変換が可能となる。
【００１１】
好ましくは、送信フィルタおよび受信フィルタの内、不平衡型端子側のフィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を用いた梯子型フィルタであるとよい。
【００１２】
このように、梯子型フィルタを不平衡型端子側のフィルタに用いることによって、低損失なフィルタ特性を得ることができ、所望の周波数応答を容易に得ることができる。
【００１３】
好ましくは、送信フィルタおよび受信フィルタの内、平衡型端子側のフィルタは、縦モード結合型の弾性表面波フィルタとアンテナ端子との間に、少なくとも一つの弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を直列に接続しているとよい。
【００１４】
縦モード結合型のＳＡＷフィルタは、多モード結合によってフィルタ特性を有するので、少なくとも一つの弾性表面波共振器または音響薄膜共振器が、縦モード結合型の弾性表面波フィルタとアンテナ端子との間に接続されていれば、所望のフィルタ特性を得ることができる。
【００１５】
好ましくは、送信フィルタおよび受信フィルタの内、平衡型端子側のフィルタは、縦モード結合型の弾性表面波フィルタとアンテナ端子との間に、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器によって構成される梯子型フィルタを有するとよい。
【００１６】
これにより、より所望のフィルタ特性を得ることができる。
【００１７】
好ましくは、送信フィルタとアンテナ端子との間の部分、または、受信フィルタとアンテナ端子との間の部分の少なくともどちらか一方の部分に、送信フィルタまたは受信フィルタのインピーダンスの位相を調整するための移相器をさらに備えるとよい。
【００１８】
これにより、信号の回り込みを防止することができる。
【００１９】
たとえば、移相器は、ストリップ線路または集中定数素子によって構成されているとよい。
【００２０】
これにより、移相器が接続されるフィルタの位相の調整が実現される。
【００２１】
好ましくは、送信フィルタおよび受信フィルタの内、アンテナ端子側に移相器が接続されているフィルタは、移相器に接続される音響薄膜共振器を含むとよい。
【００２２】
このように、音響薄膜共振器が移相器に直列に接続されることによって、移相器での高出力の信号の回り込みに対する耐圧を向上させることができる。
【００２３】
好ましくは、移相器と移相器に接続される音響薄膜共振器とは、同一基板上に形成されているとよい。
【００２４】
これにより、移相器の低損失化が実現され、さらに、信号の回り込みに対する耐圧が向上することとなる。
【００２５】
一実施形態において、送信フィルタの送信端子は、不平衡型端子であるとよい。
【００２６】
これにより、平衡型端子を用いることの多い受信側の低雑音増幅器を当該アンテナ共用器の平衡型端子に接続することができる。また、受信側を平衡型端子とすることによって、対雑音特性が向上することとなる。
【００２７】
好ましくは、送信フィルタにおける不平衡型端子である送信端子には、音響薄膜共振器が接続されているとよい。
【００２８】
これにより、送信端子に接続されるパワーアンプからの高出力の送信信号に対して、耐電力性が向上する。
【００２９】
好ましくは、送信フィルタは、梯子型フィルタであり、梯子型フィルタの直列共振器は、音響薄膜共振器であるとよい。
【００３０】
これにより、アンテナ端子側から見た送信フィルタのインピーダンスの位相がオープンに近づくこととなるので、受信信号の送信側への漏れの低減、さらには、送信側の位相回路を簡略化、あるいは送信側の位相回路の省略を実現することができる。
【００３１】
好ましくは、梯子型フィルタの並列共振器は、音響薄膜共振器であるとよい。
【００３２】
このように、送信フィルタにおいて、音響薄膜共振器で構成される梯子型フィルタを用いることによって、所望のフィルタ特性が得やすくなる。
【００３３】
好ましくは、受信フィルタにおいて、縦モード結合型の弾性表面波フィルタ以外の弾性波共振器は、音響薄膜共振器であるとよい。
【００３４】
これにより、受信フィルタにおいて、所望のフィルタ特性が得やすくなる。
【００３５】
好ましくは、送信フィルタと受信フィルタとは、同一の実装基板上に実装されているとよい。
【００３６】
これにより、アンテナ共用器の小型化が図られることとなる。
【００３７】
一実施形態において、送信フィルタおよび／または受信フィルタは、実装基板上にフェースダウン実装されているとよい。
【００３８】
これにより、低背なアンテナ共用器が提供される。
【００３９】
好ましくは、送信フィルタの厚みと、受信フィルタの厚みとが実質上等しいとよい。
【００４０】
これにより、実装時におけるピックアップツールへの吸着が可能となる
【００４１】
一実施形態において、送信フィルタおよび受信フィルタは、樹脂モールドされているとよい。
【００４２】
これにより、アンテナ共用器の上部を平らにすることができる。
【００４３】
好ましくは、樹脂モールドされている上面は、実質上平らであるとよい。
【００４４】
これにより、実装時におけるピックアップツールへの吸着が可能となる
【００４５】
また、本発明は、アンテナ共用器と半導体デバイスとを同一の実装基板上に実装している高周波モジュールであって、アンテナ共用器は、アンテナ端子と、送信端子と、受信端子と、アンテナ端子と送信端子との間に配置される送信フィルタと、アンテナ端子と受信端子との間に配置される受信フィルタとを備え、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、送信フィルタおよび受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されている。
【００４６】
これによって、優れた特性を有する小型な高周波デバイスが提供されることとなる。
【００４７】
たとえば、半導体デバイスは、低雑音増幅器である。
【００４８】
これにより、受信特性の優れた高周波デバイスが提供されることとなる。
【００４９】
たとえば、半導体デバイスは、スイッチである。
【００５０】
これにより、マルチモードまたはマルチバンドに対応することができるアンテナ共用器を含む高周波デバイスが提供されることとなる。
【００５１】
また、本発明は、アンテナ共用器を備える通信機器であって、アンテナ共用器は、アンテナ端子と、送信端子と、受信端子と、アンテナ端子と送信端子との間に配置される送信フィルタと、アンテナ端子と受信端子との間に配置される受信フィルタとを備え、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、送信フィルタおよび受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されている。
【００５２】
これによって、受信特性および送信特性に優れた小型な通信機器が提供されることとなる。
【発明の効果】
【００５３】
以上のように、本発明によれば、平衡型端子を有する高周波デバイスに直接接続することができるアンテナ共用器が提供されることとなる。また、そのようなアンテナ共用器を用いた高周波モジュールおよび通信機器が提供されることとなる。
【００５４】
本発明のこれらおよび他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５６】
（第１の実施形態）
図１Ａは、本発明の第１の実施形態におけるアンテナ共用器１００の構成を示すブロック図である。図１Ａにおいて、アンテナ共用器１００は、アンテナ端子ＡＮＴと、送信端子Ｔｘと、受信端子Ｒｘと、送信フィルタ１０１と、移相器１０２と、受信フィルタ１０３とを備える。アンテナ端子ＡＮＴは、不平衡型端子である。受信端子Ｒｘは、平衡型端子である。送信端子Ｔｘは不平衡型端子である。アンテナ端子ＡＮＴは、送信フィルタ１０１を介して送信端子Ｔｘに接続されている。また、アンテナ端子ＡＮＴは、移相器１０２および受信フィルタ１０３を介して、受信端子Ｒｘに接続されている。受信フィルタ１０３は、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタである。これにより、不平衡型端子であるアンテナ端子ＡＮＴからの受信入力信号（不平衡信号）は、平衡信号（差動モード信号：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｄｅ ｓｉｇｎａｌ）として受信端子Ｒｘに伝えられる。
【００５７】
このように、アンテナ共用器１００は、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタを用いることによって、平衡型端子Ｒｘを実現する。アンテナ共用器１００は、バランなどの平衡−不平衡変換器を介することなく、低雑音増幅器などの平衡型の半導体デバイス（図示せず）に、直接接続することができる。
【００５８】
図１Ｂは、アンテナ共用器１００の具体的な回路構成を示す図である。図１Ｂにおいて、送信フィルタ１０１は、梯子型に接続された直列ＦＢＡＲ２０１，２０２，２０３および並列ＦＢＡＲ２０４，２０５を含む。受信フィルタ１０３は、梯子型に接続された直列ＦＢＡＲ４０１，４０２および並列ＦＢＡＲ４０３と、直列ＦＢＡＲ４０２と受信端子Ｒｘとの間に接続された縦モード結合型の弾性表面波フィルタ（以下、ＳＡＷフィルタという）７００とを含む。
【００５９】
移相器１０２は、送信信号が受信フィルタ１０３に回り込むのを防ぐために、受信フィルタ１０３のインピーダンスの位相を調整するための素子である。移相器１０２は、ストリップ線路または集中定数素子によって構成されている。
【００６０】
図１Ｂに示すように、平衡型端子（ここでは、受信端子Ｒｘ）には、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００が接続されている。このように、縦モード結合型のＳＡＷフィルタを用いることによって、効率的に、不平衡信号を平衡信号に変換することが可能となる。
【００６１】
なお、図１Ａおよび図１Ｂでは、受信フィルタ１０３が平衡−不平衡変換機能を有するフィルタとしている。しかし、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタは、送信側にあってもよい。図１Ｃは、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタが送信側にある場合のアンテナ共用器１００ａの構成を示すブロック図である。図１Ｃにおいて、アンテナ共用器１００ａは、アンテナ端子ＡＮＴと、送信端子Ｔｘと、受信端子Ｒｘと、送信フィルタ１０１ａと、移相器１０２ａと、受信フィルタ１０３ａとを備える。アンテナ端子ＡＮＴは、不平衡型端子である。受信端子Ｒｘは、不平衡型端子である。送信端子Ｔｘは、平衡型端子である。アンテナ端子ＡＮＴは、送信フィルタ１０１ａを介して送信端子Ｔｘに接続されている。また、アンテナ端子ＡＮＴは、移相器１０２ａおよび受信フィルタ１０３ａを介して、受信端子Ｒｘに接続されている。送信フィルタ１０１ａは、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタである。これにより、平衡型端子である送信端子Ｔｘからの平衡信号は、不平衡信号に変換され、アンテナ端子ＡＮＴから出力される。
【００６２】
このように、アンテナ共用器１００ａは、平衡−不平衡変換機能を有するフィルタを用いることによって、平衡型端子Ｔｘを実現する。アンテナ共用器１００ａは、バランなどの平衡−不平衡変換器を介することなく、パワーアンプなどの平衡型の半導体デバイス（図示せず）に、直接接続することができる。
【００６３】
図１Ｄは、アンテナ共用器１００ａの具体的な回路構成を示す図である。図１Ｄにおいて、受信フィルタ１０３ａは、梯子型に接続された直列ＦＢＡＲ２０１ａ，２０２ａ，２０３ａおよび並列ＦＢＡＲ２０４ａ，２０５ａを含む。送信フィルタ１０１ａは、梯子型に接続された直列ＦＢＡＲ４０１ａ，４０２ａおよび並列ＦＢＡＲ４０３ａと、直列ＦＢＡＲ４０２ａと送信端子Ｔｘとの間に接続された縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００ａとを含む。
【００６４】
移相器１０２ａは、送信信号が受信フィルタ１０３ａに回り込むのを防ぐために、受信フィルタ１０３ａのインピーダンスの位相を調整するための素子である。移相器１０２ａは、ストリップ線路または集中定数素子によって構成されている。
【００６５】
図１Ｄに示すように、平衡型端子（ここでは、送信端子Ｔｘ）には、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００ａが接続されている。このように、縦モード結合型のＳＡＷフィルタを用いることによって、効率的に、不平衡信号を平衡信号に変換することが可能となる。
【００６６】
上記のように、第１の実施形態において、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子である。平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されている。これによって、効率的な平衡−不平衡変換が可能となる。
【００６７】
図２Ａは、ＦＢＡＲおよびＳＡＷ共振器の回路記号を示す図である。図１Ｂおよび図１Ｄでは、送信フィルタおよび受信フィルタにおいて、弾性波共振器として、ＦＢＡＲが用いられることとしたが、ＳＡＷ共振器が用いられてもよい。
【００６８】
図２Ｂは、ＦＢＡＲの構成を示す断面図である。図２Ｂにおいて、ＦＢＡＲ３００は、基板３０１上に形成された下部電極３０２と、圧電体薄膜３０３と、上部電極３０４とを含む。下部電極３０２の下方の基板３０１内には、キャビティ３０５が設けられている。これにより、エネルギー閉じ込め型の共振器が実現される。ここで、上部電極３０４および下部電極３０２は、ＦＢＡＲ単体の入出力電極に対応する。基板３０１には、Ｓｉなどが用いられる。また、上部電極３０４および下部電極３０２には、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉなどが用いられる。また、圧電体薄膜３０３には、ＡｌＮ、ＺｎＯなどが用いられる。
【００６９】
図２Ｃは、ＳＡＷ共振器の構成を示す図である。図２Ｃにおいて、ＳＡＷ共振器３１０は、圧電基板３１１上に形成された櫛型電極であるＩＤＴ電極３１２と、ＩＤＴ電極３１２の両側に配置された反射器電極３１３、３１４とを含む。ＩＤＴ電極３１２を構成する櫛型電極３１２ａ、３１２ｂにおける端子Ｔ１およびＴ２は、弾性表面波共振器単体の入出力電極に対応する。ＩＤＴ電極３１２によって励振された表面弾性波は、反射器電極３１３、３１４によって閉じ込められる。したがって、ＳＡＷ共振器３１０は、エネルギー閉じ込め型の共振器として実現される。圧電基板３１１には、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、水晶などが用いられる。また、ＩＤＴ電極３１２、および反射器電極３１３、３１４には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕなどが用いられる。特に、送信フィルタに適用する場合には、ＩＤＴ電極３１２には、耐電力性に優れた電極材料が用いられるとよい。
【００７０】
図３Ａは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００または７００ａの回路記号を示す図である。図３Ｂは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の構成を示す図である。図３Ｂにおいて、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）は、圧電基板７０１上に、第１、第２、第３のＩＤＴ電極７０２、７０３、７０４と、第１、第２の反射器電極７０５、７０６とを含む。第１のＩＤＴ電極７０２の上側の電極指は、平衡型端子を構成する２つの出力端子の内、一方の出力端子ＯＵＴ１に接続されている。第１のＩＤＴ電極７０２の下側の電極指は、平衡型端子を構成する２つの出力端子の内、他方の出力端子ＯＵＴ２に接続されている。ここで、入力端子ＩＮは、図１ＢにおけるＦＢＡＲ４０２側（または、図１ＤにおけるＦＢＡＲ４０２ａ側）に対応する。出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２は、図１Ｂにおける受信端子Ｒｘ側（または、図１Ｄにおける送信端子Ｔｘ側）に対応する。また、ＩＤＴ電極７０３、７０４の電極指の一方は、不平衡型端子を構成する入力端子ＩＮに接続される。ＩＤＴ電極７０３、７０４の電極指の他方は、接地される。以上の構成により、平衡−不平衡変換機能を有する縦モード結合型の弾性表面波フィルタが実現される。
【００７１】
ここで、縦モード結合型のＳＡＷフィルタは、表面弾性波の伝搬方向（図３Ｂにおける横方向）と同じ方向に発生する複数のモード（対称モードおよび反対称モード）を音響的に結合させて、重ね合わせることによって、フィルタ特性を得ることができる。このようなＳＡＷフィルタは、縦モード結合型ＳＡＷフィルタまたはダブルモードＳＡＷ（ＤＭＳ）フィルタと呼ばれる。ちなみに、伝搬方向に対して垂直に発生するモードを利用するＳＡＷフィルタは、横モード結合型ＳＡＷフィルタと呼ばれる。第１のＩＤＴ電極７０２において、交差する上下の電極指から、位相が１８０度異なる信号が得られるので、入力不平衡端子と出力平衡端子との間でモードを結合させることによって、平衡−不平衡変換を実現することができる（詳しくは、Ｔ．Ｍｏｒｉｔａ， Ｙ．Ｗａｔａｎａｂｅ， Ｍ．Ｔａｎａｋａ ａｎｄ Ｙ．Ｎａｋａｚａｗａ “Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｌｏｗ Ｌｏｓｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｍｏｄｅ ＳＡＷ Ｆｉｌｔｅｒｓ”， Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ Ｕｌｔｅｒａｓｏｎ． Ｓｙｍｐ． （１９９２） ｐｐ．９５−１０４参照）。
【００７２】
図３Ｃは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の他の構成を示す図である。図３Ｃに示す縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）と図３Ｂに示す縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）とが違う点は、平衡型端子を構成する第１のＩＤＴ電極７０２が２つのＩＤＴ電極９０１、９０２に分割されている点である。
【００７３】
図３Ｄは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の他の構成を示す図である。図３Ｄに示す縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）と図３Ｂに示す縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）とが違う点は、第１のＩＤＴ電極７０２が不平衡型端子を構成する入力端子ＩＮに接続され、第２、第３のＩＤＴ電極７０３、７０４がそれぞれ平衡型端子を構成する出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に接続される点である。
【００７４】
図４は、図３Ｂに示した縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の周波数応答を示すグラフである。ＩＤＴ電極の電極指間隔や交差幅、ＩＤＴ電極同士の間隔、電極膜厚などを調整することによって、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）は、所望の通過帯域８０１を有する帯域通過型の特性となる。
【００７５】
図５Ａは、梯子型回路のフィルタの回路図である。図５Ａに示すように、梯子型回路のフィルタは、直列に接続された弾性波共振器によって構成される直列共振器と、直列共振器に並列に接続された弾性波共振器によって構成される並列共振器とを含む。
【００７６】
図５Ｂは、図５Ａに示す梯子型フィルタの特性を説明するための図である。図５Ｂにおいて、点線は、直列共振器および並列共振器の特性を示す図である。このように、直列共振器および並列共振器は、それぞれ、共振点および反共振点を有する。このような直列共振器および並列共振器を接続することによって、図５Ｂの実線で示したように、帯域周波数応答が得られる。
【００７７】
図５Ｃは、直列共振器のＱ値を高くしたときの梯子型フィルタの周波数特性を示す図である。図５Ｃに示すように、直列共振器のＱ値を高くすると、高域側の減衰を急峻にすることができる。
【００７８】
図５Ｄは、並列共振器のＱ値を高くしたときの梯子型フィルタの周波数特性を示す図である。図５Ｄに示すように、並列共振器のＱ値を高くすると、低域側の減衰を急峻にすることができる。
【００７９】
このように、梯子型フィルタを用いれば、所望の周波数応答を容易に得ることができる。図５Ｅは、弾性波共振器としてＳＡＷ共振器を用いたときの梯子型フィルタの周波数応答を示す概念図である。図５Ｆは、弾性波共振器としてＦＢＡＲを用いたときの梯子型フィルタの周波数応答を示す概念図である。ＳＡＷ共振器よりもＦＢＡＲの方がＱ値が高く、図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、低損失、急峻な減衰特性を実現することができる。したがって、図５Ｅおよび図５Ｆに示すように、弾性波共振器として、ＦＢＡＲを用いた方が、急峻なフィルタフィルタ特性を得ることができる。好ましくは、図１Ｂに示すように、送信フィルタを梯子型フィルタとして、直列共振器および並列共振器をＦＢＡＲによって構成することによって、急峻なフィルタ特性を得ることができる。なお、直列共振器のみがＦＢＡＲであってもよい。
【００８０】
梯子型回路構成の送信フィルタ１０１において、直列に接続される弾性波共振器であるＦＢＡＲ２０１、２０２、２０３の方が、並列に接続される弾性波共振器であるＦＢＡＲ２０４、２０４よりも数を多くすることにより、高周波数側を減衰させるのに適した構成となる（図５Ｃ参照）。これは、弾性波共振器において、反共振周波数は共振周波数よりも高く、直列共振器の共振周波数が通過帯域として利用され、直列共振器の反共振周波数が減衰帯域として利用されているからである。さらに、並列に接続される弾性波共振器において、接地との間にインダクタンスを配置することにより、通過帯域の高周波数側の減衰量を大きくしたり、通過帯域を低周波数側に広げたりすることができる。
【００８１】
また、送信フィルタ１０１は、パワーアンプ（図示せず）から送信電力が入力される。そのため、送信フィルタ１０１には、耐電力性が必要となる。送信フィルタ１０１にＦＢＡＲの梯子型回路を用いることによって、耐電力性が向上することとなる。なお、送信フィルタ１０１において、弾性波共振器は、ＦＢＡＲまたはＳＡＷ共振器であればよい。しかし、耐電力性を向上させるには、少なくとも、不平衡型端子である送信端子Ｔｘに接続される弾性波共振器は、ＦＢＡＲであることが好ましい。
【００８２】
また、梯子型フィルタである送信フィルタ１０１において、アンテナ側に接続される弾性波共振器はアンテナ端子ＡＮＴに直列に接続されことによって、高周波数側にある受信通過帯域のインピーダンスの位相は、オープンに近づくこととなる。
【００８３】
図１Ｂに示す受信フィルタ１０３において、図４に示すように、通過帯域８０１の高周波数側に減衰の劣化が見られる一方、低周波数側に急峻な減衰特性が見られる。すなわち、送信フィルタ１０１の通過帯域が受信フィルタ１０３の通過帯域８０１よりも周波数が低い場合、本実施形態のアンテナ共用器は、高性能なアンテナ共用器として提供されることとなる。
【００８４】
また、受信側に配置される低雑音増幅器は、通信機器の対雑音特性向上のために平衡型端子となっていることが多い。図１Ｂに示すように、受信フィルタ１０３に平衡−不平衡変換機能を有するフィルタを用いることによって、アンテナ共用器の受信端子を平衡型端子とすることができる。したがって、アンテナ共用器の後段に配置される低雑音増幅器とアンテナ共用器とを、バランなどの平衡−不平衡変換器を介して接続することなく、直接接続することができる。
【００８５】
このように、送信通過帯域の周波数が低く、受信通過帯域の周波数が高いシステムとして、ＰＣＳやＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などが挙げられる。このようなシステムに、本発明の構成を適用することによって、より高性能なアンテナ共用器が実現できる。さらに、このようなアンテナ共用器を備える通信機器は、小型化、クロストーク削減などの高性能化を実現できる。
【００８６】
なお、弾性波共振器の構成を最適化することによって、送信通過帯域の周波数が高く、受信通過帯域の周波数が低い他のシステムにおいても、本発明を適用することができる。
【００８７】
なお、送信フィルタ１０１、１０１ａおよび受信フィルタ１０３、１０３ａにおいて、弾性波共振器の数や配置に関しては、図１Ｂおよび図１Ｄに示した例に限られるものではない。本発明において、送信フィルタに接続される送信端子および受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、送信フィルタおよび受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されていれば、送信フィルタおよび受信フィルタにおける縦モード結合型の弾性表面波フィルタ以外の構成は、特に限定されるものではない。好ましくは、送信フィルタおよび受信フィルタの内、不平衡型端子側のフィルタ（図１Ｂでは、送信フィルタ１０１、図１Ｄでは、受信フィルタ１０３ａ）は、ＳＡＷ共振器またはＦＢＡＲを用いた梯子型フィルタであるとよい。これにより、良好なフィルタ特性が得られる。
【００８８】
なお、上記では、ラダー型フィルタにおける並列共振器にインダクタを接続してもよいとしたが、インダクタンスの配置および接続に関しては、特に限定されるものではなく、所望のフィルタ特性に対して最適化されていればよい。当該インダクタは、送信（受信）フィルタ内の配線を利用することによって実現されてもよいし、実装基板に内層されることによって実現されてもよい。また、ボンディングワイヤを当該インダクタとして利用してもよい。
【００８９】
なお、上記では、ＦＢＡＲとして、図２Ｂに示すように、キャビティを用いる構成を示したが、音響ミラーを用いた構成あってもよく、その他弾性波共振器を実現することができる構成であれば、どのような構成であってもよい。
【００９０】
なお、本実施形態で示した縦モード結合型のＳＡＷフィルタには、他の縦モード結合型のＳＡＷフィルタが縦列接続されていてもよいし、弾性波共振器が接続されていてもよい。例えば、縦モード結合型のＳＡＷフィルタにＦＢＡＲを直列あるいは並列に接続させることによって、受信フィルタとしての耐電力特性がより向上する。
【００９１】
図６は、第１の実施形態の変形例に係るアンテナ共用器の構成を示す図である。図６に示すように、移相器１０２と移相器１０２に接続されるＦＢＡＲ４０１とは、同一基板４０４上に形成されているとよい。このように、Ｓｉ基板上に移相器を実現することによって、移相器の低損失化が実現され、さらに、高出力の送信信号の回り込みに対する耐圧が向上することとなる。
【００９２】
図７は、第１の実施形態の変形例に係るアンテナ共用器の構成を示す図である。図７に示すように、移相器１０２と縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００との間には、少なくとも１つの直列弾性波共振器４０５が接続されていればよい。なぜなら、縦モード結合型のＳＡＷフィルタは、多重モードによって、フィルタ特性を有するからである。図７に示す受信フィルタは、送信端子が平衡型端子のときの送信フィルタとしても利用可能である。なお、好ましくは、移相器１０２と縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００との間には、ＳＡＷ共振器またはＦＢＡＲからなる梯子型フィルタが接続されているとよい。さらに、当該梯子型フィルタを構成する弾性波共振器は、全て、ＦＢＡＲであるとよい。縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００が受信フィルタに含まれる場合、縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００以外の弾性波共振器は、ＦＢＡＲであるとよい。
【００９３】
なお、アンテナ端子ＡＮＴに接続されるアンテナ（図示せず）の構成によっては、アンテナ端子ＡＮＴが平衡型端子となるような構成されていてもよい。
【００９４】
なお、移相器の挿入位置は、図１Ａおよび図１Ｃに記載した例に限定されるものではない。図８に示すように、アンテナ端子ＡＮＴと送信フィルタ１０１との間に、第１の移相器１０４が挿入され、アンテナ端子ＡＮＴと受信フィルタ１０３との間に、第２の移相器１０５が挿入されていてもよい。また、図９に示すように、アンテナ端子ＡＮＴと送信フィルタ１０１との間にのみ移相器１０６が挿入されていてもよい。このように、送信フィルタとアンテナ端子との間の部分、または、受信フィルタとアンテナ端子との間の部分の少なくともどちらか一方の部分に、送信フィルタまたは受信フィルタのインピーダンスの位相を調整するための移相器が挿入されることによって、送信信号および／または受信信号の回り込みが防止される。
【００９５】
なお、移相器が接続されている側のフィルタは、ＦＢＡＲを当該移相器に接続させているとよい。これにより、高出力信号の回り込みに対する耐性を向上させることができる。なお、好ましくは、図６でも示したように、当該移相器と当該ＦＢＡＲとは、同一基板上に形成されているとよい。これにより、移相器の低損失化が実現され、さらに、信号の回り込みに対する耐圧が向上することとなる。
【００９６】
なお、送信信号および／または受信信号の回り込みを防止するために、図１０に示すように、スイッチ回路１０７によって、送信信号がアンテナ端子ＡＮＴに切り換えされ、受信信号が受信フィルタ１０３に切り換えられてもよい。なお、スイッチ回路１０７として、ＭＥＭＳ−ＳＷ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｏｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ−ＳＷｉｔｃｈ）が用いられてもよい。
【００９７】
なお、送信フィルタまたは受信フィルタのインピーダンスの位相があらかじめ調整されていれば、移相器を省略することもできる。すなわち、移相器は、本発明において、必須の構成ではない。
【００９８】
なお、送信フィルタおよび受信フィルタの内、平衡型端子を有するフィルタにおいて、平衡型端子に接続された縦モード結合型のＳＡＷフィルタ以外の弾性波共振器がＦＢＡＲである場合を考える。この場合、ＦＢＡＲと縦モード結合型のＳＡＷフィルタとが同一基板に平面的に形成されているのが好ましい。これにより、チップ間の接続ロスを最小限にすることができる。しかし、フィルタの通過帯域が２ＧＨｚ帯以上になると、単結晶基板上でＳＡＷ共振器を実現するのは困難である。したがって、ＡｌＮなどの高音速薄膜上で縦モード結合型のＳＡＷフィルタを実現するとよい。ただし、ＦＢＡＲだけで平衡−不平衡変換を行うと損失が大きくなってしまうので、ＦＢＡＲを形成するプロセスとコンパチブルなプロセスを用いて、縦モード結合型のＳＡＷフィルタを実現するとよい。
【００９９】
上記のように、ＦＢＡＲと縦モード結合型のＳＡＷフィルタとを同一基板上で実現する場合、好ましくは、ＦＢＡＲは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタの伝搬方向延長上に、配置されないようにするとよい。これにより、弾性波の干渉を抑圧し、不要スプリアスを除去することができる。
【０１００】
また、好ましくは、縦モード結合型のＳＡＷフィルタとＦＢＡＲとの間の部分におけるＡｌＮなどの上記高音速薄膜である圧電薄膜は、エッジングによって除去されているとよい。これにより、表面弾性波の干渉を抑圧し、不要スプリアスを除去することができる。
【０１０１】
また、好ましくは、圧電薄膜表面の粗さが、１ｎｍ以下であるとよい。これにより、縦モード結合型のＳＡＷフィルタでの伝搬損失を抑えることができる。
【０１０２】
また、ＦＢＡＲと縦モード結合型のＳＡＷフィルタとが立体的に形成されている場合もあり得る。この場合、縦モード結合型のＳＡＷフィルタの上に、ＦＢＡＲをフリップチップ実装することによって、チップ間の接続ロスを最小限にすることができる。また、逆に、ＦＢＡＲの上に、縦モード結合型のＳＡＷフィルタをフリップチップ実装することによって、チップ間の接続ロスを最小限にすることができる。
【０１０３】
（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態におけるアンテナ共用器１１００の構成を示す図である。図１１において、アンテナ共用器１１００は、実装基板１１０１上に、送信フィルタ１１０２と、受信フィルタ１１０３とがフェースダウン実装さている構造である。実装基板１１０１には、配線、移相器、および外部端子（それぞれ図示せず）が内蔵されている。実装基板１１０１と、送信フィルタ１１０２および受信フィルタ１１０３とは、バンプ１１０４ａ、１１０４ｂ、１１０５ａ、１１０５ｂを介して電気的に接続される。送信フィルタ１１０２は、ＦＢＡＲを用いたフィルタである。受信フィルタ１１０３は、縦モード結合型のＳＡＷフィルタを含むフィルタである。送信フィルタ１１０２および受信フィルタ１１０３は、それぞれ個別のチップとなっている。なお、言うまでもなく、第１の実施形態で示したあらゆる変形例は、図１１の送信フィルタ１１０２および受信フィルタ１１０３においても適用可能である。
【０１０４】
送信フィルタ１１０２および受信フィルタ１１０３は、シールド１１０６および１１０７などによって覆われて気密封止されている。さらに、送信フィルタ１１０２と受信フィルタ１１０３との上部は、耐熱性の接着テープ１１０８によってテーピングされている。この場合、送信フィルタ１１０２の厚みと受信フィルタ１１０３の厚みとを実質上等しくすることによって、接着テープ１１０８を平らにすることができる。これにより、実装時におけるピックアップツールへの吸着が可能となる。以上のような構成にすることによって、平衡型端子を有するアンテナ共用器が実現されることとなる。
【０１０５】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ共用器１２００の他の構成例を示す図である。図１２において、アンテナ共用器１２００は、実装基板１２０１上に、送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３がフェースダウン実装されている構成である。実装基板１２０１には、配線、移相回路、および外部端子（ぞれぞれ図示せず）が内蔵されている。実装基板１２０１と、送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３とは、バンプ１２０４ａ、１２０４ｂ、１２０５ａ、１２０５ｂを介して電気的に接続される。送信フィルタ１２０２は、ＦＢＡＲを用いたフィルタである。受信フィルタ１２０３は、縦モード結合型のＳＡＷフィルタを含みフィルタである。送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３は、それぞれ個別のチップとなっている。なお、言うまでもなく、第１の実施形態で示したあらゆる変形例は、図１２の送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３においても適用可能である。
【０１０６】
送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３は、シールド１２０６および１２０７などによって覆われて気密封止されている。ここで、送信フィルタ１２０２の厚みと受信フィルタ１２０３の厚みとは異なるものとする。さらに、実装基板１２０１は、送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３を覆うように、樹脂材料１２０８などによってモールドされている。樹脂材料１２０８の上面は、実質上平らになるように構成されている。これにより、実装時におけるピックアップツールへの吸着が可能となる。以上のような構成にすることによって、平衡型端子を有するアンテナ共用器が実現されることとなる。
【０１０７】
なお、第２の実施形態において、実装基板に内蔵される配線、移相器、および外部端子は、所望のアンテナ共用器の特性によって最適化されている。
【０１０８】
なお、図１１および図１２において、シールドは、送信フィルタおよび受信フィルタをそれぞれ個別に覆うこととしたが、送信フィルタおよび受信フィルタを共通に覆ってもよい。また、シールド材の形状も、図示した例に限るものではなく、送信フィルタおよび受信フィルタを気密封止することができる形状であればよい。
【０１０９】
なお、図１２において、送信フィルタ１２０２の厚みと受信フィルタ１２０３の厚みとは異なるとしたが、これらは、同じ厚みであってもよい。
【０１１０】
なお、送信フィルタおよび受信フィルタは、フェースダウン実装されているとしているが、これらは、ワイヤ実装されて、気密封止されてもよい。すなわち、送信フィルタと受信フィルタとは、同一の実装基板上に実装されて、上面が実質上平らになるように、樹脂モールドされていればよい。
【０１１１】
なお、第２の実施形態において、一つの送信フィルタと一つの受信フィルタとが実装基板上に実装されたアンテナ共用器を説明したが、複数の送信フィルタと複数の受信フィルタとが同一基板上に実装されて、複数のアンテナ共用器が構成されていれもよい。この場合、半導体スイッチや分波器を用いることによって、マルチモードまたはマルチバンドの携帯電話に対応したアンテナ共用器が提供されることとなる。
【０１１２】
（第３の実施形態）
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る高周波モジュール１３００の構成を示す図である。図１３において、図１２に示す構成と同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。図１３において、高周波モジュール１３００は、実装基板１３０１上に、送信フィルタ１２０２および受信フィルタ１２０３がフェースダウン実装され、半導体デバイス１３０４がワイヤ実装された構成である。実装基板１３０１には、配線、移相器、および外部端子（それぞれ図示せず）が含まれる。実装基板１３０１と、送信フィルタ１２０２または受信フィルタ１２０３とは、バンプ１２０４ａ、１２０４ｂ、１２０５ａ、１２０５ｂを介して電気的に接続される。実装基板１３０１と半導体デバイス１３０４とは、ワイヤ１３０７ａ、１３０７ｂを介して電気的に接続される。半導体デバイス１３０４と、送信フィルタ１２０２および／または受信フィルタ１２０３とは、実装基板１３０１に内蔵される配線を介して接続される。実装基板１３０１は、送信フィルタ１２０２、受信フィルタ１２０３、および半導体デバイス１３０４を覆うように樹脂材料１３１０などによりモールドされている。樹脂材料１３１０の上面は、実質上平らになるように構成されている。これにより、これにより、実装時におけるピックアップツールへの吸着が可能となる。以上のような構成にすることによって、平衡型端子を有するアンテナ共用器と半導体デバイスとを同一基板上に実装している高周波モジュールが実現されることとなる。
【０１１３】
なお、第３の実施形態において、実装基板に内蔵される配線、移相器、および外部端子は、所望のアンテナ共用器の特性によって最適化されている。
【０１１４】
なお、第３の実施形態において、送信フィルタおよび受信フィルタは、フェースダウン実装されているとしたが、これらは、ワイヤ実装されて、気密封止される構成であってよい。送信フィルタおよび受信フィルタは、樹脂材料などによりモールドされて上面が実質上平らになるように実装されていればよい。
【０１１５】
なお、第３の実施形態において、半導体デバイスは、ワイヤ実装されているとしたが、フェースダウン実装されていてもよい。半導体デバイスは、送信フィルタおよび受信フィルタと共に樹脂モールドされ、上面が実質上平らになるように実装されていればよい。
【０１１６】
なお、第３の実施形態において、送信フィルタおよび受信フィルタは、第１の実施形態で示したあらゆる変形例を用いることができる。
【０１１７】
なお、半導体デバイス１３０４として、低雑音増幅器を用いることが一例として考えられる。その他、半導体デバイスとして、スイッチが用いられてもよい。例えば、複数の送信フィルタと複数の受信フィルタと半導体スイッチとを同一基板上に実装して、マルチモードに対応した高周波モジュールを提供することができる。
【０１１８】
（第４の実施形態）
図１４は、本発明の第４の実施形態に係る通信機器１６０の機能的構成を示すブロック図である。図１４において、通信機器１６０は、アンテナ１１０と、アンテナ共用器１００と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２０と、受信回路１３０と、パワーアンプ（ＰＡ）１４０と、送信回路１５０とを備える。送信回路１５０から出力された送信信号は、パワーアンプ１４０で増幅されて、アンテナ共用器１００に入力される。アンテナ共用器１００は、パワーアンプ１４０からの信号の内、送信帯域の信号のみを通過して、アンテナ１１０に伝搬する。アンテナ１１０は、当該送信信号を電波として放出する。アンテナ１１０が受信した信号は、アンテナ共用器１００に入力される。アンテナ共用器１００は、受信帯域の信号のみを通過して、平衡信号に変換して、低雑音増幅器１２０に当該信号を入力する。低雑音増幅器１２０は、入力された平衡信号を増幅して、受信回路１３０に入力する。受信回路１３０は、入力された信号に基づいて、復調処理を行う。
【０１１９】
第４の実施形態によれば、平衡型端子を有する低雑音増幅器１２０に直接接続されたアンテナ共用器１００を備える通信機器１６０が提供されることとなる。
【０１２０】
なお、通信機器において、アンテナ共用器として、第１の実施形態で示したあらゆる変形例を用いることができる。平衡型端子が送信側または受信側のいずれに必要かに応じて、適切な構成のアンテナ共用器を用いればよい。
【０１２１】
以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明に係るアンテナ共用器は、平衡型端子を有しており、平衡型端子を有する半導体デバイスなどとの直接接続が可能な高周波デバイスとして有用である。本発明に係るアンテナ共用器は、高周波モジュールや通信機器などの用途に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態におけるアンテナ共用器１００の構成を示すブロック図
【図１Ｂ】アンテナ共用器１００の具体的な回路構成を示す図
【図１Ｃ】平衡−不平衡変換機能を有するフィルタが送信側にある場合のアンテナ共用器１００ａの構成を示すブロック図
【図１Ｄ】アンテナ共用器１００ａの具体的な回路構成を示す図
【図２Ａ】ＦＢＡＲおよびＳＡＷ共振器の回路記号を示す図
【図２Ｂ】ＦＢＡＲの構成を示す断面図
【図２Ｃ】ＳＡＷ共振器の構成を示す図
【図３Ａ】縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の回路記号を示す図
【図３Ｂ】縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の構成を示す図
【図３Ｃ】縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の他の構成を示す図
【図３Ｄ】縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００（または７００ａ）の他の構成を示す図
【図４】図３Ｂに示した縦モード結合型のＳＡＷフィルタ７００の周波数応答を示すグラフ
【図５Ａ】梯子型回路のフィルタの回路図
【図５Ｂ】図５Ａに示す梯子型フィルタの特性を説明するための図
【図５Ｃ】直列共振器のＱ値を高くしたときの梯子型フィルタの周波数特性を示す図
【図５Ｄ】並列共振器のＱ値を高くしたときの梯子型フィルタの周波数特性を示す図
【図５Ｅ】弾性波共振器としてＳＡＷ共振器を用いたときの梯子型フィルタの周波数応答を示す概念図
【図５Ｆ】弾性波共振器としてＦＢＡＲを用いたときの梯子型フィルタの周波数応答を示す概念図
【図６】第１の実施形態の変形例に係るアンテナ共用器の構成を示す図
【図７】第１の実施形態の変形例に係るアンテナ共用器の構成を示す図
【図８】移相器の挿入位置の他の例を示す図
【図９】移相器の挿入位置の他の例を示す図
【図１０】スイッチ回路１０７を備えるアンテナ共用器のブロック図
【図１１】本発明の第２の実施形態におけるアンテナ共用器１１００の構成を示す図
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ共用器１２００の他の構成例を示す図
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る高周波モジュール１３００の構成を示す図
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る通信機器１６０の機能的構成を示すブロック図
【図１５】特許文献１に記載されているアンテナ共用器の構成を示す図
【図１６】特許文献２に記載されているアンテナ共用器の構成を示す図
【符号の説明】
【０１２４】
１００，１００ａ アンテナ共用器
１０１，１０１ａ 送信フィルタ
１０２，１０２ａ，１０４，１０５，１０６ 移相器
１０３，１０３ａ 受信フィルタ
１０７ スイッチ回路
１１０ アンテナ
１２０ 低雑音増幅器
１３０ 受信回路
１４０ パワーアンプ
１５０ 送信回路
１６０ 通信機器
２０１，２０２，２０３，４０１，４０２ 直列ＦＢＡＲ
２０４，２０５，４０３ 並列ＦＢＡＲ
３００ ＦＢＡＲ
３０１ 基板
３０２ 下部電極
３０３ 圧電体薄膜
３０４ 上部電極
３０５ キャビティ
３１０ ＳＡＷ共振器
３１１ 圧電基板
３１２ ＩＤＴ電極
３１２ａ，３１２ｂ 櫛型電極
３１３，３１４ 反射器電極
７００，７００ａ 縦モード結合型のＳＡＷフィルタ
７０１ 圧電基板
７０２ 第１のＩＤＴ電極
７０３ 第２のＩＤＴ電極
７０４ 第３のＩＤＴ電極
７０５ 第１の反射器電極
７０６ 第２の反射器電極
８０１ 受信フィルタの通過帯域
９０１，９０２ ＩＤＴ電極
１１００ アンテナ共用器
１１０１ 実装基板
１１０２ 送信フィルタ
１１０３ 受信フィルタ
１１０４ａ，１１０４ｂ，１１０５ａ，１１０５ｂ バンプ
１１０６，１１０７ シールド
１１０８ 接着テープ
１２００ アンテナ共用器
１２０１ 実装基板
１２０２ 送信フィルタ
１２０３ 受信フィルタ
１２０４ａ，１２０４ｂ，１２０５ａ，１２０５ｂ バンプ
１２０６，１２０７ シールド
１２０８，１３１０ 樹脂材料
１３００ 高周波モジュール
１３０１ 実装基板
１３０４ 半導体デバイス
１３０７ａ，１３０７ｂ ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ端子と、送信端子と、受信端子と、前記アンテナ端子と前記送信端子との間に配置される送信フィルタと、前記アンテナ端子と前記受信端子との間に配置される受信フィルタとを備えるアンテナ共用器であって、
前記送信フィルタに接続される送信端子および前記受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、
前記平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されていることを特徴とする、アンテナ共用器。
【請求項２】
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの内、前記不平衡型端子側のフィルタは、前記弾性表面波共振器または前記音響薄膜共振器を用いた梯子型フィルタであることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ共用器。
【請求項３】
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの内、前記平衡型端子側のフィルタは、前記縦モード結合型の弾性表面波フィルタと前記アンテナ端子との間に、少なくとも一つの前記弾性表面波共振器または前記音響薄膜共振器を直列に接続していることを特徴とする、請求項２に記載のアンテナ共用器。
【請求項４】
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの内、前記平衡型端子側のフィルタは、前記縦モード結合型の弾性表面波フィルタと前記アンテナ端子との間に、前記弾性表面波共振器または前記音響薄膜共振器によって構成される梯子型フィルタを有することを特徴とする、請求項３に記載のアンテナ共用器。
【請求項５】
前記送信フィルタと前記アンテナ端子との間の部分、または、前記受信フィルタと前記アンテナ端子との間の部分の少なくともどちらか一方の部分に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタのインピーダンスの位相を調整するための移相器をさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載のアンテナ共用器。
【請求項６】
前記移相器は、ストリップ線路または集中定数素子によって構成されていることを特徴とする、請求項５に記載のアンテナ共用器。
【請求項７】
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの内、前記アンテナ端子側に前記移相器が接続されているフィルタは、前記移相器に接続される音響薄膜共振器を含むことを特徴とする、請求項６に記載のアンテナ共用器。
【請求項８】
前記移相器と前記移相器に接続される音響薄膜共振器とは、同一基板上に形成されていることを特徴とする、請求項７に記載のアンテナ共用器。
【請求項９】
前記送信フィルタの前記送信端子は、前記不平衡型端子であることを特徴とする、請求項８に記載のアンテナ共用器。
【請求項１０】
前記送信フィルタにおける前記不平衡型端子である前記送信端子には、前記音響薄膜共振器が接続されていることを特徴とする、請求項９に記載のアンテナ共用器。
【請求項１１】
前記送信フィルタは、梯子型フィルタであり、
前記梯子型フィルタの直列共振器は、前記音響薄膜共振器であることを特徴とする、請求項１０に記載のアンテナ共用器。
【請求項１２】
前記梯子型フィルタの並列共振器は、前記音響薄膜共振器であることを特徴とする、請求項１１に記載のアンテナ共用器。
【請求項１３】
前記受信フィルタにおいて、前記縦モード結合型の弾性表面波フィルタ以外の弾性波共振器は、前記音響薄膜共振器であることを特徴とする、請求項１２に記載のアンテナ共用器。
【請求項１４】
前記送信フィルタと前記受信フィルタとは、同一の実装基板上に実装されていることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ共用器。
【請求項１５】
前記送信フィルタおよび／または前記受信フィルタは、前記実装基板上にフェースダウン実装されていることを特徴とする、請求項１４に記載のアンテナ共用器。
【請求項１６】
前記送信フィルタの厚みと、前記受信フィルタの厚みとが実質上等しいことを特徴とする、請求項１５に記載のアンテナ共用器。
【請求項１７】
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタは、樹脂モールドされていることを特徴とする、請求項１４に記載のアンテナ共用器。
【請求項１８】
前記樹脂モールドされている上面は、実質上平らであることを特徴とする、請求項１７に記載のアンテナ共用器。
【請求項１９】
アンテナ共用器と半導体デバイスとを同一の実装基板上に実装している高周波モジュールであって、
前記アンテナ共用器は、
アンテナ端子と、
送信端子と、
受信端子と、
前記アンテナ端子と前記送信端子との間に配置される送信フィルタと、
前記アンテナ端子と前記受信端子との間に配置される受信フィルタとを備え、
前記送信フィルタに接続される送信端子および前記受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、
前記平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されていることを特徴とする、高周波モジュール。
【請求項２０】
前記半導体デバイスは、低雑音増幅器であることを特徴とする、請求項１９に記載の高周波モジュール。
【請求項２１】
前記半導体デバイスは、スイッチであることを特徴とする、請求項１９に記載の高周波モジュール。
【請求項２２】
アンテナ共用器を備える通信機器であって、
前記アンテナ共用器は、
アンテナ端子と、
送信端子と、
受信端子と、
前記アンテナ端子と前記送信端子との間に配置される送信フィルタと、
前記アンテナ端子と前記受信端子との間に配置される受信フィルタとを備え、
前記送信フィルタに接続される送信端子および前記受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、
前記平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されていることを特徴とする、通信機器。
【請求項１】
アンテナ端子と、送信端子と、受信端子と、前記アンテナ端子と前記送信端子との間に配置される送信フィルタと、前記アンテナ端子と前記受信端子との間に配置される受信フィルタとを備えるアンテナ共用器であって、
前記送信フィルタに接続される送信端子および前記受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、
前記平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されていることを特徴とする、アンテナ共用器。
【請求項２】
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの内、前記不平衡型端子側のフィルタは、前記弾性表面波共振器または前記音響薄膜共振器を用いた梯子型フィルタであることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ共用器。
【請求項３】
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの内、前記平衡型端子側のフィルタは、前記縦モード結合型の弾性表面波フィルタと前記アンテナ端子との間に、少なくとも一つの前記弾性表面波共振器または前記音響薄膜共振器を直列に接続していることを特徴とする、請求項２に記載のアンテナ共用器。
【請求項４】
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの内、前記平衡型端子側のフィルタは、前記縦モード結合型の弾性表面波フィルタと前記アンテナ端子との間に、前記弾性表面波共振器または前記音響薄膜共振器によって構成される梯子型フィルタを有することを特徴とする、請求項３に記載のアンテナ共用器。
【請求項５】
前記送信フィルタと前記アンテナ端子との間の部分、または、前記受信フィルタと前記アンテナ端子との間の部分の少なくともどちらか一方の部分に、前記送信フィルタまたは前記受信フィルタのインピーダンスの位相を調整するための移相器をさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載のアンテナ共用器。
【請求項６】
前記移相器は、ストリップ線路または集中定数素子によって構成されていることを特徴とする、請求項５に記載のアンテナ共用器。
【請求項７】
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの内、前記アンテナ端子側に前記移相器が接続されているフィルタは、前記移相器に接続される音響薄膜共振器を含むことを特徴とする、請求項６に記載のアンテナ共用器。
【請求項８】
前記移相器と前記移相器に接続される音響薄膜共振器とは、同一基板上に形成されていることを特徴とする、請求項７に記載のアンテナ共用器。
【請求項９】
前記送信フィルタの前記送信端子は、前記不平衡型端子であることを特徴とする、請求項８に記載のアンテナ共用器。
【請求項１０】
前記送信フィルタにおける前記不平衡型端子である前記送信端子には、前記音響薄膜共振器が接続されていることを特徴とする、請求項９に記載のアンテナ共用器。
【請求項１１】
前記送信フィルタは、梯子型フィルタであり、
前記梯子型フィルタの直列共振器は、前記音響薄膜共振器であることを特徴とする、請求項１０に記載のアンテナ共用器。
【請求項１２】
前記梯子型フィルタの並列共振器は、前記音響薄膜共振器であることを特徴とする、請求項１１に記載のアンテナ共用器。
【請求項１３】
前記受信フィルタにおいて、前記縦モード結合型の弾性表面波フィルタ以外の弾性波共振器は、前記音響薄膜共振器であることを特徴とする、請求項１２に記載のアンテナ共用器。
【請求項１４】
前記送信フィルタと前記受信フィルタとは、同一の実装基板上に実装されていることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ共用器。
【請求項１５】
前記送信フィルタおよび／または前記受信フィルタは、前記実装基板上にフェースダウン実装されていることを特徴とする、請求項１４に記載のアンテナ共用器。
【請求項１６】
前記送信フィルタの厚みと、前記受信フィルタの厚みとが実質上等しいことを特徴とする、請求項１５に記載のアンテナ共用器。
【請求項１７】
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタは、樹脂モールドされていることを特徴とする、請求項１４に記載のアンテナ共用器。
【請求項１８】
前記樹脂モールドされている上面は、実質上平らであることを特徴とする、請求項１７に記載のアンテナ共用器。
【請求項１９】
アンテナ共用器と半導体デバイスとを同一の実装基板上に実装している高周波モジュールであって、
前記アンテナ共用器は、
アンテナ端子と、
送信端子と、
受信端子と、
前記アンテナ端子と前記送信端子との間に配置される送信フィルタと、
前記アンテナ端子と前記受信端子との間に配置される受信フィルタとを備え、
前記送信フィルタに接続される送信端子および前記受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、
前記平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されていることを特徴とする、高周波モジュール。
【請求項２０】
前記半導体デバイスは、低雑音増幅器であることを特徴とする、請求項１９に記載の高周波モジュール。
【請求項２１】
前記半導体デバイスは、スイッチであることを特徴とする、請求項１９に記載の高周波モジュール。
【請求項２２】
アンテナ共用器を備える通信機器であって、
前記アンテナ共用器は、
アンテナ端子と、
送信端子と、
受信端子と、
前記アンテナ端子と前記送信端子との間に配置される送信フィルタと、
前記アンテナ端子と前記受信端子との間に配置される受信フィルタとを備え、
前記送信フィルタに接続される送信端子および前記受信フィルタに接続される受信端子の内、一方の端子が平衡型端子であり、他方の端子が不平衡型端子であり、
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタは、弾性表面波共振器または音響薄膜共振器を含む構成であり、
前記平衡型端子には、縦モード結合型の弾性表面波フィルタが接続されていることを特徴とする、通信機器。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００６−７４７４９（Ｐ２００６−７４７４９Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２３７５８（Ｐ２００５−２２３７５８）
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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