アンテナ共用器
【課題】耐電力性の向上。
【解決手段】本発明のアンテナ共用器は、入力端子と、この入力端子に入力側を接続した送信側フィルタと、この送信側フィルタの出力側に入力側を接続した受信側フィルタと、この受信側フィルタの出力側に接続した出力端子と、前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとの間に接続したアンテナ端子とを備え、前記送信側フィルタは、ラダー型弾性波フィルタで構成されると共に、前記送信側フィルタにおいて、前記アンテナ端子側の最外腕は直列腕共振器であり、この直列腕共振器は複数の共振器が直列接続された構成であり、前記アンテナ端子側の最外腕における前記複数の共振器は、ほぼ同等の容量であると共に、前記受信側フィルタにおいて、前記入力端子側初段には直列腕共振器が接続されたことを特徴とする。
【解決手段】本発明のアンテナ共用器は、入力端子と、この入力端子に入力側を接続した送信側フィルタと、この送信側フィルタの出力側に入力側を接続した受信側フィルタと、この受信側フィルタの出力側に接続した出力端子と、前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとの間に接続したアンテナ端子とを備え、前記送信側フィルタは、ラダー型弾性波フィルタで構成されると共に、前記送信側フィルタにおいて、前記アンテナ端子側の最外腕は直列腕共振器であり、この直列腕共振器は複数の共振器が直列接続された構成であり、前記アンテナ端子側の最外腕における前記複数の共振器は、ほぼ同等の容量であると共に、前記受信側フィルタにおいて、前記入力端子側初段には直列腕共振器が接続されたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯電話などの無線通信機器に用いるアンテナ共用器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアンテナ共用器について以下に説明する。
【０００３】
図２４に示すように、アンテナ共用器は入、出力端子３０１，３０５間に送信側フィルタ３０２、移相回路３０３（図中点線で囲んだ部分）、受信側フィルタ３０４の順に接続し、送信側フィルタ３０２と移相回路３０３との間にアンテナ端子３０６を接続したものである。この送信側フィルタ３０２として弾性表面波フィルタが適用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような構成のアンテナ共用器を携帯端末機器に用いる場合、入力端子３０１より送信側フィルタ３０２に信号が入力されるときの耐電力性の向上のみ改善することが行われてきた。
【０００５】
しかしながら、携帯端末機器のホィップアンテナが完全に伸ばされている時、もしくは完全に収納されている時に最も最良の状態となりアンテナ共用器のアンテナ端子とアンテナの移相整合のとれた状態となるが、それ以外の状況下、つまりアンテナが完全に伸ばされていなかったり、仮にアンテナが破損した状況などではアンテナ共用器のアンテナ端子とアンテナの間では移相不整合の状態、極端な場合はアンテナ共用器のアンテナ端子から先が開放状態となることがある。
【０００６】
通常、アンテナ共用器の内部では送信信号が受信回路側に回り込むことでの損失や雑音を抑制するため、送信側フィルタの出力端およびアンテナ側の出力端子から受信側回路が送信周波数帯では開放状態に見えるように移相回路が設けられている。
【０００７】
従ってアンテナ共用器のアンテナ端子とアンテナの間では移相不整合の状態においては、送信側フィルタの出力端から出力された信号の一部が送信フィルタに反射されることになる。またアンテナ共用器のアンテナ端子から先が開放状態においては、出力信号が全反射に近い形で送信側フィルタに出力端側から入力されることになる。この場合入力信号と反射波の重ね合わせにより最大約２倍の高周波電圧および高周波電流が印加されることが考えられる。従って弾性表面波フィルタを送信側フィルタに用いたアンテナ共用器の場合、出力側のＳＡＷ共振器に最も大きな電力が印加されるため、出力端子側に近いＳＡＷ共振器が劣化してしまうという問題を有していた。
【０００８】
そこで本発明は、アンテナ端子側からの信号の入力に対しても耐電力性を有し、安定した特性を有するアンテナ共用器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために本発明のアンテナ共用器は、入力端子と、この入力端子に入力側を接続した送信側フィルタと、この送信側フィルタの出力側に入力側を接続した受信側フィルタと、この受信側フィルタの出力側に接続した出力端子と、前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとの間に接続したアンテナ端子とを備え、前記送信側フィルタは、ラダー型弾性波フィルタで構成されると共に、前記送信側フィルタにおいて、前記アンテナ端子側の最外腕は直列腕共振器であり、この直列腕共振器は複数の共振器が直列接続された構成であり、前記アンテナ端子側の最外腕における前記複数の共振器は、ほぼ同等の容量であると共に、前記受信側フィルタにおいて、前記入力端子側初段には直列腕共振器が接続されたことを特徴とするものであり、送信信号のアンテナ端子での反射による電極の劣化を防止することにより、上記目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上本発明によると、アンテナ端子側からの信号の入力に対して耐電力性を有し、安定した特性を有するアンテナ共用器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器のブロック回路図
【図２】本発明の実施の形態１における受信側フィルタの回路図
【図３】本発明の実施の形態１〜８におけるＳＡＷ共振器の構成図
【図４】本発明の実施の形態１における送信側フィルタの上面図
【図５】図４に示す送信側フィルタの回路図
【図６】本発明の実施の形態１に示す弾性表面波フィルタの基本構造を示す回路図
【図７】図６に示す弾性表面波フィルタを構成する基本構成回路図
【図８】図７に示す基本構成回路を用いて図６に示す基本構造を形成するときの接続方法を説明するための回路図
【図９】本発明の比較例２における弾性表面波フィルタの回路図
【図１０】本発明の比較例３における弾性表面波フィルタの回路図
【図１１】本発明の実施の形態２における送信側フィルタの上面図
【図１２】図１１に示す送信側フィルタの回路図
【図１３】本発明の実施の形態３における送信側フィルタの回路図
【図１４】本発明の実施の形態４における送信側フィルタの回路図
【図１５】本発明の実施の形態５における送信側フィルタの回路図
【図１６】本発明の比較例４における送信側フィルタの上面図
【図１７】本発明の比較例５における送信側フィルタの回路図
【図１８】図７に示す送信側フィルタを構成するための基本構成回路図
【図１９】図７に示す送信側フィルタを構成する図１８に示す基本構成回路の接続方法を説明するための回路図
【図２０】本発明の実施の形態６における受信側フィルタの回路図
【図２１】本発明の実施の形態７における受信側フィルタの回路図
【図２２】本発明の実施の形態８における受信側フィルタの回路図
【図２３】本発明の比較例６における受信側フィルタの回路図
【図２４】従来のアンテナ共用器のブロック回路図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の発明は、入力端子と、この入力端子に入力側を接続した送信側フィルタと、この送信側フィルタの出力側に入力側を接続した受信側フィルタと、この受信側フィルタの出力側に接続した出力端子と、前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとの間に接続したアンテナ端子とを備え、前記送信側フィルタは、ラダー型弾性波フィルタで構成されると共に、前記送信側フィルタにおいて、前記アンテナ端子側の最外腕は直列腕共振器であり、この直列腕共振器は複数の共振器が直列接続された構成であり、前記アンテナ端子側の最外腕における前記複数の共振器は、ほぼ同等の容量であると共に、前記受信側フィルタにおいて、前記入力端子側初段には直列腕共振器が接続されたアンテナ共用器であり、送信信号がアンテナ端子で反射したとしても、弾性表面波フィルタの劣化を防止し、安定したアンテナ共用器の動作を得ることができるものである。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１では８００ＭHz帯のアンテナ共用器（送信帯域：８２４ＭHz〜８４９ＭHz、受信帯域８６９ＭHz〜８９４ＭHz）について説明する。
【００１５】
図１は本実施の形態１のアンテナ共用器のブロック回路図であり、入、出力端子１，５間に送信側フィルタ２、移相回路３（図中点線で囲んだ部分）、受信側フィルタ４の順に接続し、送信側フィルタ２と移相回路３との間にアンテナ端子６を接続したものである。
【００１６】
このアンテナ共用器の受信側フィルタ４は図２に示すようにＳＡＷ共振器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃを直列腕と並列腕に配置し、直列腕３段、並列腕３段の合計６段のＳＡＷ共振器で構成されたラダー型の弾性表面波フィルタを用いた。これらのＳＡＷ共振器は図３に示すように圧電基板上において一対のインターディジタルトランスデューサ電極１００の両側に反射器電極１０１を設けたものである。
【００１７】
図４は本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器の送信側フィルタ２として用いる弾性表面波フィルタの上面図、図５は図４に示す弾性表面波フィルタの回路図であり、直列腕５段、並列腕２段の合計７段のＳＡＷ共振器で構成されている。４０は圧電基板、４１は入力用電極、４２は出力用電極、４３，４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂは直列腕ＳＡＷ共振器、４６，４７は並列腕ＳＡＷ共振器、４８はアース電極である。
【００１８】
この弾性表面波フィルタを構成するＳＡＷ共振器も図３に示すように基本的に一対のインターディジタルトランスデューサ電極の両側に反射器電極を設けたものである。直列腕ＳＡＷ共振器４４ａと４４ｂ，４５ａと４５ｂとはそれぞれ同一構造のＳＡＷ共振器である。
【００１９】
つまりこの弾性表面波フィルタは、図７に示す直列腕ＳＡＷ共振器と並列腕ＳＡＷ共振器の回路を基本構成として、イメージインピーダンス法により、図８に示すように接続し、隣接する並列腕ＳＡＷ共振器および直列腕ＳＡＷ共振器をそれぞれ一つのＳＡＷ共振器にまとめて表現した図６に示す弾性表面波フィルタを基本構造とするものであり、図６において直列腕ＳＡＷ共振器６４，６５は図４、図５に示す直列腕ＳＡＷ共振器４４ａと４４ｂ、４５ａと４５ｂの分割前に相当する。
【００２０】
また比較のために図６に示す弾性表面波フィルタと等価である図９、図１０に示す弾性表面波フィルタを準備する。図９に示す構成の弾性表面波フィルタは、図６に示す弾性表面波フィルタにおいて直列腕ＳＡＷ共振器６４を９４ａ，９４ｂに分割したものであり、図１０に示す弾性表面波フィルタは図６に示す弾性表面波フィルタの直列腕ＳＡＷ共振器６３，６４をそれぞれ１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂに分割したものである。
【００２１】
図６に示す直列腕ＳＡＷ共振器６３，６４，６５及び並列腕ＳＡＷ共振器６６，６７の容量をそれぞれＣ６３，Ｃ６４，Ｃ６５，Ｃ６６，Ｃ６７とすると、送信側フィルタの受信帯域の減衰量を確保するために容量を下げているため、Ｃ６３＞Ｃ６５，Ｃ６６＝Ｃ６７の関係となっている。
【００２２】
また、これらの容量をそれぞれ１とした場合の図５、図９、図１０において対応する直列腕及び並列腕ＳＡＷ共振器の容量を（表１）に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
図６に示すＳＡＷ共振器を分割したＳＡＷ共振器の開口長は分割前後で同じとし、対数はＮ段に分割したＳＡＷ共振器については分割前の対数のＮ倍とした。従ってＮ段に分割した分割後の１つ１つのＳＡＷ共振器の容量は分割前のＳＡＷ共振器の容量のＮ倍となっている。従って図５、図９、図１０においては分割したＳＡＷ共振器はそれぞれ二つに分割したため分割前の容量の２倍の容量を有するものとなっている。
【００２５】
従って図５に示す弾性表面波フィルタにおいてはＣ４３＝Ｃ４４ａ（あるいはＣ４４ｂ）＊２、（Ｃ４５ａ、Ｃ４５ｂ）＞Ｃ４３＞（Ｃ４４ａ，Ｃ４４ｂ）、Ｃ４６＝Ｃ４７となっている。
【００２６】
これらの弾性表面波フィルタにおいて耐電力性評価を行った。試験方法としては、環境温度８５℃、印加周波数は８４９ＭHzとし、電力印加時間が１００時間を越えた場合その印加電力に対しては耐電力性があるものとし、印加電力を３０ｄＢｍから１ｄＢｍずつあげて試験を行い寿命が１００時間満たなくなる印加電力より１ｄＢｍ低い電力を弾性表面波フィルタの耐電力性限界レベルとした。
【００２７】
この耐電力性評価試験は図１に示すアンテナ共用器において、アンテナ端子６および出力端子５をそれぞれ５０Ωで終端した状態で入力端子１に電力を印加した場合と、アンテナ端子６は開放状態、出力端子５は５０Ωで終端した状態で入力端子１に電力を印加した場合の二つの場合について行った。この結果を（表２）に示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】
（表２）には試験後の弾性表面波フィルタの表面の観察によって劣化が確認されたＳＡＷ共振器についても合せて示している。またどの弾性表面波フィルタにおいても、受信側フィルタ４の弾性表面波フィルタが劣化することはなかった。
【００３０】
（表２）からわかるように、アンテナ端子を開放にした場合、アンテナ端子を５０Ωで終端した場合よりも低い電力で弾性表面波フィルタが劣化してしまうことがわかる。またこの実施の形態１の弾性表面波フィルタのように容量が小さな中間段の直列腕ＳＡＷ共振器４４ａ，４４ｂを入力端子側初段の直列腕ＳＡＷ共振器４３の容量と同じになるように多段分割すると同時に最終段の直列腕ＳＡＷ共振器４５ａ，４５ｂを初段の直列腕ＳＡＷ共振器４３よりもそれぞれ容量が大きくなるように分割することが有効であることが比較例２，３と比較するとわかる。
【００３１】
特に比較例２，３からわかるように、アンテナ端子を５０Ω終端した場合においても耐電力性が最終段の直列腕ＳＡＷ共振器９５，１０５によって決まってしまうような設計の場合は、従来行われてきたような電力の入力端子１側の直列腕ＳＡＷ共振器を多段分割化することでは耐電力性が改善されないばかりか、アンテナ端子６が開放状態の場合には、さらに低い電力でやはり最終段の直列腕ＳＡＷ共振器が劣化してしまうことがわかる。
【００３２】
（実施の形態２〜５）
本実施の形態２〜５では１．９ＧHz帯のアンテナ共用器（送信帯域：１．８５ＧHz〜１．９１ＧHz、受信帯域１．９３ＧHz〜１．９９ＧHz）を用いて説明する。このアンテナ共用器の構成は図１に示したものと同じであるので説明を省略する。
【００３３】
本実施の形態２〜５においても受信側フィルタ４として図２に示すラダー型弾性表面波フィルタを用いた。
【００３４】
送信側フィルタ２として、実施の形態２においては図１２、実施の形態３においては図１３、実施の形態４においては図１４、実施の形態５においては図１５に示す構成のラダー型弾性表面波フィルタを用いた。また図１１は、実施の形態２に示す送信側フィルタの圧電基板上でのレイアウトを示すものであり、１１０は圧電基板、１１１は入力用電極、１１２は出力用電極、１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１１５ａ，１１５ｂは直列腕ＳＡＷ共振器、１１６，１１７は並列腕ＳＡＷ共振器である。
【００３５】
この図からわかるようにこの弾性表面波フィルタは入力用電極１１１側から出力用電極１１２側を見た場合と、逆に出力用電極１１２側から入力用電極１１１側を見た場合で構成が全く同じになるように、つまり回路的にも圧電基板１１０上での配置的にも対称になるように形成されている。比較例４としてこの実施の形態２と同じ回路構成で圧電基板１１０上での配置が異なる弾性表面波フィルタを図１６に示す。この図からわかるように比較例４においては出力用電極１１２側の直列腕ＳＡＷ共振器１１５ａ，１１５ｂのインターディジタルトランスデューサ電極１１５ｃ，１１５ｄのバスバーおよびパッド電極１１５ｅの面積が他の直列腕ＳＡＷ共振器１１３ａ，１１３ｂ、１１４ａ〜１１４ｄと比較すると小さくなっている。
【００３６】
また、実施の形態２〜５、比較例４の基本構造となったラダー型弾性表面波フィルタを比較例５とし、この構成を図１７に示す。この弾性表面波フィルタは図１８に示す直列腕ＳＡＷ共振器と並列腕ＳＡＷ共振器の回路を基本構成としてイメージインピーダンス法により図１９のように接続し、隣接する並列腕ＳＡＷ共振器および直列腕ＳＡＷ共振器をそれぞれ一つのＳＡＷ共振器にまとめたものである。
【００３７】
従って図１７に示す弾性表面波フィルタにおいてそれぞれのＳＡＷ共振器の容量をＣ１７３，Ｃ１７４，Ｃ１７５，Ｃ１７６，Ｃ１７７（各数字は図１７におけるＳＡＷ共振器の番号と対応するものとする）とすると、Ｃ１７３＝２×Ｃ１７４、Ｃ１７３＝Ｃ１７５となっている。図１７の各ＳＡＷ共振器の容量を１とした場合、これに対応する図１１、図１３〜図１６の弾性表面波フィルタの各ＳＡＷ共振器の容量を（表３）に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】
本実施の形態２〜５においても実施の形態１と同様基本構造の弾性表面波フィルタ（図１７）において分割したＳＡＷ共振器の開口長はその分割前後で同じとし、対数はＮ段に分割したＳＡＷ共振器については分割前の対数のＮ倍とした。従ってＮ段に分割した分割後の各ＳＡＷ共振器の容量は分割前のＳＡＷ共振器の容量のＮ倍となっている。
【００４０】
上記の各弾性表面波フィルタについて実施の形態１と同様の耐電力性評価試験を行った。但し、環境温度は５０℃、印加周波数は１．９１ＧHzとし、印加電力を２７ｄＢｍから１ｄＢｍずつあげて試験を行い寿命が１００時間に満たなくなる印加電力より１ｄＢｍ低い電力を各弾性表面波フィルタの耐電力性限界レベルとした。この結果を（表４）に示す。
【００４１】
【表４】
【００４２】
（表４）には試験後の弾性表面波フィルタの表面の観察によって劣化が確認されたＳＡＷ共振器についても合せて示している。またどの弾性表面波フィルタにおいても、試験を行った範囲において受信側弾性表面波フィルタが劣化することはなかった。
【００４３】
（表４）からわかるように、アンテナ端子を開放にした場合、アンテナ端子を終端した場合よりも低い電力で弾性表面波フィルタが劣化してしまうことがわかる。また実施の形態２と比較例４とを比較すると分かるように弾性表面波フィルタの回路構成が等しくても、圧電基板上のレイアウトが異なると耐電力性が異なることがわかる。
【００４４】
比較例４においては最終段の直列腕ＳＡＷ共振器１１５ａ，１１５ｂのバスバーおよびパッド電極の面積を他の直列腕ＳＡＷ共振器と比較すると小さくしたため、通電中に発生した熱の放熱が実施の形態２と比較した場合悪く、そのため耐電力性が低下したと考えられる。つまり通電中に発生する熱の放熱のことも考慮すると回路的にだけでなく圧電基板上でのレイアウトも対称にすることにより、放熱の偏りをできるだけ小さくすることができ、耐電力性を向上させることができる。また圧電基板上でのレイアウトを考える際は、アンテナ端子が開放された状況において入力電力よりも大きな電力が印加される可能性のある出力端子５に最も近いＳＡＷ共振器や最も最初に劣化してしまうＳＡＷ共振器のバスバーやパッドの面積を広くし、放熱の効率を高めてやるのが良いことが容易に考えられる。
【００４５】
また、実施の形態３からわかるように直列腕ＳＡＷ共振器の耐電力を改善していくと並列腕ＳＡＷ共振器が劣化するモードが観測される。これは試験後の観察から出力端子５に近い並列腕ＳＡＷ共振器のインターディジタルトランスデューサ電極間で放電してしまったのが劣化原因とわかった。つまりこの場合も、アンテナ端子での反射波と入力信号との重ね合わせにより、並列腕ＳＡＷ共振器にはアンテナ端子を５０Ω終端して入力端から電力を入力した場合よりも大きな高周波電圧が印加されたためにインターディジタルトランスデューサ電極間で放電を起こしてしまったと考えられる。従って実施の形態４，５のように出力端子５に近い並列腕ＳＡＷ共振器を分割して各ＳＡＷ共振器に印加される高周波電圧を分圧してやるとこの並列腕ＳＡＷ共振器の劣化を抑制できアンテナ端子を開放した場合の耐電力性をさらに向上させることができる。また耐電力性限界レベルも通常観測される直列腕ＳＡＷ共振器によって決定されることとなる。
【００４６】
（実施の形態６〜８）
実施の形態６〜実施の形態８では１．９ＧHz帯のアンテナ共用器（送信帯域：１．８５ＧHz〜１．９１ＧHz、受信帯域１．９３ＧHz〜１．９９ＧHz）について説明する。アンテナ共用器の構成は、図１に示したものと同じであるので説明を省略する。
【００４７】
但し送信側フィルタ２として実施の形態４と同じ構成のラダー型弾性表面波フィルタを用い、受信側フィルタ４として実施の形態６は図２０、実施の形態７は図２１、実施の形態８は図２２、比較例６は図２３に示すラダー型弾性表面波フィルタをそれぞれ用いた。
【００４８】
図２０〜図２２のラダー型弾性表面波フィルタは入力端子１側の初段が直列腕ＳＡＷ共振器２０３，２１３，２２３ａである。また図２０に示す弾性表面波フィルタを基本構成として図２１においては、入力端子１側に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器のみ二段に分割したものであり、図２２においては入力端子１側に最も近い直列腕ＳＡＷ共振器２２３ａ，２２３ｂと並列腕ＳＡＷ共振器２２６ａ，２２６ｂの両方を二段に分割したものである。
【００４９】
図２３（比較例６）のラダー型弾性表面波フィルタは入力端子１側初段が並列腕ＳＡＷ共振器２３６となっている。実施の形態７，８においても分割とした直列腕ＳＡＷ共振器２１６ａ，２１６ｂ，２２３ａ，２２３ｂ、並列腕ＳＡＷ共振器２２６ａ，２２６ｂの開口長はその分割前である直列腕ＳＡＷ共振器２０３，２０６とそれぞれ同じとし、対数はＮ段に分割したＳＡＷ共振器については分割前の対数のＮ倍とした。従ってＮ段に分割した分割後の各ＳＡＷ共振器の容量は分割前のＳＡＷ共振器の容量のＮ倍となっている。実施の形態７，８においてはそれぞれ二段に分割したので各ＳＡＷ共振器は分割前の容量の２倍の容量を有するものとなっている。
【００５０】
上記の各弾性表面波フィルタについて実施の形態２〜５と同様の耐電力性評価試験を行った。この結果を（表５）に示す。
【００５１】
【表５】
【００５２】
（表５）には試験後の弾性表面波フィルタの表面の観察によって劣化を確認したＳＡＷ共振器についても合せて示している。またどの弾性表面波フィルタにおいてもアンテナ端子を開放した状態の試験においては試験を行った範囲では送信側弾性表面波フィルタが劣化することはなかった。
【００５３】
（表５）からわかるように、受信側フィルタ４については入力端子１側初段が直列腕ＳＡＷ共振器２０３，２１３，２２３ａのラダー型弾性表面波フィルタを用いることにより、高耐電力性を有することが分かる。これは移相回路３を有するアンテナ共用器では送信電力のほとんどが移相回路３のアンテナ端子で反射されることによるものと考えられる。またアンテナ端子が開放状態になった場合を考慮しても、受信側フィルタ４の入力端子１側のＳＡＷ共振器を多段化することで耐電力性をさらに向上させることができる。
【００５４】
本発明のポイントについて以下に記載する。
【００５５】
（１）アンテナ端子からの反射波による送信側フィルタの劣化を防止するために、複数に分割した最外腕（アンテナ端子６に最も近い）直列腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい直列腕ＳＡＷ共振器の容量を前記最外腕以外の直列腕ＳＡＷ共振器の容量よりも大きくする。そのために、最外腕以外の直列腕ＳＡＷ共振器のインターディジタルトランスデューサ電極の分割前の対数をＮｉ、分割後の対数をＮａとすると、Ｎｉ≦Ｎａとすれば良い。さらに最外腕の直列腕ＳＡＷ共振器のインターディジタルトランスデューサ電極の分割前の交差幅をＬｉ、分割後の交差幅をＬａとするとＬａ≦Ｌｉとすることにより、電極指１本あたりの抵抗の上昇は抑制され発熱の影響を軽減することができる。
【００５６】
また、送信側フィルタ２の直列腕ＳＡＷ共振器は、耐電力性を考慮した場合、入力端子１および出力端子５に近いほど容量が大きいものを用いることが好ましい。
【００５７】
（２）送信側フィルタ２としてラダー型弾性表面波フィルタを用いた場合、図１４、図１５に示すように、アンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器を複数に分割することにより、送信用周波数帯域において、大きな電圧のかかる並列腕ＳＡＷ共振器の耐電圧性を高めて、劣化を抑制することができる。またアンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器を複数に分割する時は分割後の合成容量が分割前の容量と同等となるようにすることにより、通常印加される高周波電圧の約２倍の高周波電圧に対しても並列腕ＳＡＷ共振器の劣化を抑制することができる。さらに分割した並列腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい並列腕ＳＡＷ共振器は、分割した並列腕以外の並列腕ＳＡＷ共振器よりも大きな容量を有するようにすることにより、さらに最も大きな高周波電圧が印加される出力側端子（アンテナ端子）に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器の耐電圧性を向上させることができる。
【００５８】
（３）受信側フィルタ４としてラダー型弾性表面波フィルタを用いる場合、アンテナ端子側に最も近い初段を直列腕ＳＡＷ共振器とし、複数に分割すると共に分割した直列腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい直列腕ＳＡＷ共振器は、前記初段以外の直列腕ＳＡＷ共振器の容量よりも大きくすることにより、さらに耐電力性を向上させることができる。すなわち分割前のインターディジタルトランスデューサ電極の対数をＮｉ、分割後の対数をＮａとすると、Ｎｉ≦Ｎａとすればよい。
【００５９】
さらに分割前の交差幅をＬｉ、分割後の交差幅をＬａとするとＬａ≦Ｌｉとすることにより、電極指１本あたりの抵抗の上昇は抑制され発熱の影響を軽減することができる。
【００６０】
（４）受信側フィルタ４としてラダー型弾性表面波フィルタを用いた場合は、図２１、図２２に示すようにアンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器を複数に分割することにより、耐電圧性を高めて、劣化を抑制することができる。この時分割後の合成容量を分割前の容量と同等とすることにより、通常印加される高周波電圧の約２倍の高周波電圧に対しても並列腕ＳＡＷ共振器の劣化を抑制することができる。さらに、分割した並列腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい並列腕ＳＡＷ共振器は、他の並列腕ＳＡＷ共振器よりも大きな容量を有するものとすることにより、さらに耐電圧性を高めることができる。
【００６１】
（５）送信側フィルタ、受信側フィルタともラダー型弾性表面波フィルタを用いた場合は、入力側から見た時と出力側から見た時の構成を回路的に、より好ましくは圧電基板上のレイアウト的にも対称となるように設計することにより、通電中に発生する熱の放熱を効率よく行うことができ、耐電力性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 入力端子
２ 送信側フィルタ
３ 移相回路
４ 受信側フィルタ
５ 出力端子
６ アンテナ端子
１０ａ ＳＡＷ共振器
１０ｂ ＳＡＷ共振器
１０ｃ ＳＡＷ共振器
１１ａ ＳＡＷ共振器
１１ｂ ＳＡＷ共振器
１１ｃ ＳＡＷ共振器
４０ 圧電基板
４１ 入力用電極
４２ 出力用電極
４３ 直列腕ＳＡＷ共振器
４４ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
４４ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
４５ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
４５ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
４６ 並列腕ＳＡＷ共振器
４７ 並列腕ＳＡＷ共振器
４８ アース電極
６３ 直列腕ＳＡＷ共振器
６４ 直列腕ＳＡＷ共振器
６５ 直列腕ＳＡＷ共振器
６６ 並列腕ＳＡＷ共振器
６７ 並列腕ＳＡＷ共振器
９３ 直列腕ＳＡＷ共振器
９５ 直列腕ＳＡＷ共振器
１００ ＩＤＴ電極
１０１ 反射器電極
１０３ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
１０３ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
１０４ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
１０４ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
１０５ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１０ 圧電基板
１１１ 入力用電極
１１２ 出力用電極
１１３ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１３ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１４ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１４ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１４ｃ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１４ｄ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１５ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１５ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１６ 並列腕ＳＡＷ共振器
１１７ 並列腕ＳＡＷ共振器
２０３ 直列腕ＳＡＷ共振器
２０６ 直列腕ＳＡＷ共振器
２１３ 直列腕ＳＡＷ共振器
２１６ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
２１６ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
２２３ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
２２３ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
２２６ａ 並列腕ＳＡＷ共振器
２２６ｂ 並列腕ＳＡＷ共振器
２３６ 並列腕ＳＡＷ共振器
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯電話などの無線通信機器に用いるアンテナ共用器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアンテナ共用器について以下に説明する。
【０００３】
図２４に示すように、アンテナ共用器は入、出力端子３０１，３０５間に送信側フィルタ３０２、移相回路３０３（図中点線で囲んだ部分）、受信側フィルタ３０４の順に接続し、送信側フィルタ３０２と移相回路３０３との間にアンテナ端子３０６を接続したものである。この送信側フィルタ３０２として弾性表面波フィルタが適用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような構成のアンテナ共用器を携帯端末機器に用いる場合、入力端子３０１より送信側フィルタ３０２に信号が入力されるときの耐電力性の向上のみ改善することが行われてきた。
【０００５】
しかしながら、携帯端末機器のホィップアンテナが完全に伸ばされている時、もしくは完全に収納されている時に最も最良の状態となりアンテナ共用器のアンテナ端子とアンテナの移相整合のとれた状態となるが、それ以外の状況下、つまりアンテナが完全に伸ばされていなかったり、仮にアンテナが破損した状況などではアンテナ共用器のアンテナ端子とアンテナの間では移相不整合の状態、極端な場合はアンテナ共用器のアンテナ端子から先が開放状態となることがある。
【０００６】
通常、アンテナ共用器の内部では送信信号が受信回路側に回り込むことでの損失や雑音を抑制するため、送信側フィルタの出力端およびアンテナ側の出力端子から受信側回路が送信周波数帯では開放状態に見えるように移相回路が設けられている。
【０００７】
従ってアンテナ共用器のアンテナ端子とアンテナの間では移相不整合の状態においては、送信側フィルタの出力端から出力された信号の一部が送信フィルタに反射されることになる。またアンテナ共用器のアンテナ端子から先が開放状態においては、出力信号が全反射に近い形で送信側フィルタに出力端側から入力されることになる。この場合入力信号と反射波の重ね合わせにより最大約２倍の高周波電圧および高周波電流が印加されることが考えられる。従って弾性表面波フィルタを送信側フィルタに用いたアンテナ共用器の場合、出力側のＳＡＷ共振器に最も大きな電力が印加されるため、出力端子側に近いＳＡＷ共振器が劣化してしまうという問題を有していた。
【０００８】
そこで本発明は、アンテナ端子側からの信号の入力に対しても耐電力性を有し、安定した特性を有するアンテナ共用器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために本発明のアンテナ共用器は、入力端子と、この入力端子に入力側を接続した送信側フィルタと、この送信側フィルタの出力側に入力側を接続した受信側フィルタと、この受信側フィルタの出力側に接続した出力端子と、前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとの間に接続したアンテナ端子とを備え、前記送信側フィルタは、ラダー型弾性波フィルタで構成されると共に、前記送信側フィルタにおいて、前記アンテナ端子側の最外腕は直列腕共振器であり、この直列腕共振器は複数の共振器が直列接続された構成であり、前記アンテナ端子側の最外腕における前記複数の共振器は、ほぼ同等の容量であると共に、前記受信側フィルタにおいて、前記入力端子側初段には直列腕共振器が接続されたことを特徴とするものであり、送信信号のアンテナ端子での反射による電極の劣化を防止することにより、上記目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上本発明によると、アンテナ端子側からの信号の入力に対して耐電力性を有し、安定した特性を有するアンテナ共用器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器のブロック回路図
【図２】本発明の実施の形態１における受信側フィルタの回路図
【図３】本発明の実施の形態１〜８におけるＳＡＷ共振器の構成図
【図４】本発明の実施の形態１における送信側フィルタの上面図
【図５】図４に示す送信側フィルタの回路図
【図６】本発明の実施の形態１に示す弾性表面波フィルタの基本構造を示す回路図
【図７】図６に示す弾性表面波フィルタを構成する基本構成回路図
【図８】図７に示す基本構成回路を用いて図６に示す基本構造を形成するときの接続方法を説明するための回路図
【図９】本発明の比較例２における弾性表面波フィルタの回路図
【図１０】本発明の比較例３における弾性表面波フィルタの回路図
【図１１】本発明の実施の形態２における送信側フィルタの上面図
【図１２】図１１に示す送信側フィルタの回路図
【図１３】本発明の実施の形態３における送信側フィルタの回路図
【図１４】本発明の実施の形態４における送信側フィルタの回路図
【図１５】本発明の実施の形態５における送信側フィルタの回路図
【図１６】本発明の比較例４における送信側フィルタの上面図
【図１７】本発明の比較例５における送信側フィルタの回路図
【図１８】図７に示す送信側フィルタを構成するための基本構成回路図
【図１９】図７に示す送信側フィルタを構成する図１８に示す基本構成回路の接続方法を説明するための回路図
【図２０】本発明の実施の形態６における受信側フィルタの回路図
【図２１】本発明の実施の形態７における受信側フィルタの回路図
【図２２】本発明の実施の形態８における受信側フィルタの回路図
【図２３】本発明の比較例６における受信側フィルタの回路図
【図２４】従来のアンテナ共用器のブロック回路図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の発明は、入力端子と、この入力端子に入力側を接続した送信側フィルタと、この送信側フィルタの出力側に入力側を接続した受信側フィルタと、この受信側フィルタの出力側に接続した出力端子と、前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとの間に接続したアンテナ端子とを備え、前記送信側フィルタは、ラダー型弾性波フィルタで構成されると共に、前記送信側フィルタにおいて、前記アンテナ端子側の最外腕は直列腕共振器であり、この直列腕共振器は複数の共振器が直列接続された構成であり、前記アンテナ端子側の最外腕における前記複数の共振器は、ほぼ同等の容量であると共に、前記受信側フィルタにおいて、前記入力端子側初段には直列腕共振器が接続されたアンテナ共用器であり、送信信号がアンテナ端子で反射したとしても、弾性表面波フィルタの劣化を防止し、安定したアンテナ共用器の動作を得ることができるものである。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１では８００ＭHz帯のアンテナ共用器（送信帯域：８２４ＭHz〜８４９ＭHz、受信帯域８６９ＭHz〜８９４ＭHz）について説明する。
【００１５】
図１は本実施の形態１のアンテナ共用器のブロック回路図であり、入、出力端子１，５間に送信側フィルタ２、移相回路３（図中点線で囲んだ部分）、受信側フィルタ４の順に接続し、送信側フィルタ２と移相回路３との間にアンテナ端子６を接続したものである。
【００１６】
このアンテナ共用器の受信側フィルタ４は図２に示すようにＳＡＷ共振器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃを直列腕と並列腕に配置し、直列腕３段、並列腕３段の合計６段のＳＡＷ共振器で構成されたラダー型の弾性表面波フィルタを用いた。これらのＳＡＷ共振器は図３に示すように圧電基板上において一対のインターディジタルトランスデューサ電極１００の両側に反射器電極１０１を設けたものである。
【００１７】
図４は本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器の送信側フィルタ２として用いる弾性表面波フィルタの上面図、図５は図４に示す弾性表面波フィルタの回路図であり、直列腕５段、並列腕２段の合計７段のＳＡＷ共振器で構成されている。４０は圧電基板、４１は入力用電極、４２は出力用電極、４３，４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂは直列腕ＳＡＷ共振器、４６，４７は並列腕ＳＡＷ共振器、４８はアース電極である。
【００１８】
この弾性表面波フィルタを構成するＳＡＷ共振器も図３に示すように基本的に一対のインターディジタルトランスデューサ電極の両側に反射器電極を設けたものである。直列腕ＳＡＷ共振器４４ａと４４ｂ，４５ａと４５ｂとはそれぞれ同一構造のＳＡＷ共振器である。
【００１９】
つまりこの弾性表面波フィルタは、図７に示す直列腕ＳＡＷ共振器と並列腕ＳＡＷ共振器の回路を基本構成として、イメージインピーダンス法により、図８に示すように接続し、隣接する並列腕ＳＡＷ共振器および直列腕ＳＡＷ共振器をそれぞれ一つのＳＡＷ共振器にまとめて表現した図６に示す弾性表面波フィルタを基本構造とするものであり、図６において直列腕ＳＡＷ共振器６４，６５は図４、図５に示す直列腕ＳＡＷ共振器４４ａと４４ｂ、４５ａと４５ｂの分割前に相当する。
【００２０】
また比較のために図６に示す弾性表面波フィルタと等価である図９、図１０に示す弾性表面波フィルタを準備する。図９に示す構成の弾性表面波フィルタは、図６に示す弾性表面波フィルタにおいて直列腕ＳＡＷ共振器６４を９４ａ，９４ｂに分割したものであり、図１０に示す弾性表面波フィルタは図６に示す弾性表面波フィルタの直列腕ＳＡＷ共振器６３，６４をそれぞれ１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂに分割したものである。
【００２１】
図６に示す直列腕ＳＡＷ共振器６３，６４，６５及び並列腕ＳＡＷ共振器６６，６７の容量をそれぞれＣ６３，Ｃ６４，Ｃ６５，Ｃ６６，Ｃ６７とすると、送信側フィルタの受信帯域の減衰量を確保するために容量を下げているため、Ｃ６３＞Ｃ６５，Ｃ６６＝Ｃ６７の関係となっている。
【００２２】
また、これらの容量をそれぞれ１とした場合の図５、図９、図１０において対応する直列腕及び並列腕ＳＡＷ共振器の容量を（表１）に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
図６に示すＳＡＷ共振器を分割したＳＡＷ共振器の開口長は分割前後で同じとし、対数はＮ段に分割したＳＡＷ共振器については分割前の対数のＮ倍とした。従ってＮ段に分割した分割後の１つ１つのＳＡＷ共振器の容量は分割前のＳＡＷ共振器の容量のＮ倍となっている。従って図５、図９、図１０においては分割したＳＡＷ共振器はそれぞれ二つに分割したため分割前の容量の２倍の容量を有するものとなっている。
【００２５】
従って図５に示す弾性表面波フィルタにおいてはＣ４３＝Ｃ４４ａ（あるいはＣ４４ｂ）＊２、（Ｃ４５ａ、Ｃ４５ｂ）＞Ｃ４３＞（Ｃ４４ａ，Ｃ４４ｂ）、Ｃ４６＝Ｃ４７となっている。
【００２６】
これらの弾性表面波フィルタにおいて耐電力性評価を行った。試験方法としては、環境温度８５℃、印加周波数は８４９ＭHzとし、電力印加時間が１００時間を越えた場合その印加電力に対しては耐電力性があるものとし、印加電力を３０ｄＢｍから１ｄＢｍずつあげて試験を行い寿命が１００時間満たなくなる印加電力より１ｄＢｍ低い電力を弾性表面波フィルタの耐電力性限界レベルとした。
【００２７】
この耐電力性評価試験は図１に示すアンテナ共用器において、アンテナ端子６および出力端子５をそれぞれ５０Ωで終端した状態で入力端子１に電力を印加した場合と、アンテナ端子６は開放状態、出力端子５は５０Ωで終端した状態で入力端子１に電力を印加した場合の二つの場合について行った。この結果を（表２）に示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】
（表２）には試験後の弾性表面波フィルタの表面の観察によって劣化が確認されたＳＡＷ共振器についても合せて示している。またどの弾性表面波フィルタにおいても、受信側フィルタ４の弾性表面波フィルタが劣化することはなかった。
【００３０】
（表２）からわかるように、アンテナ端子を開放にした場合、アンテナ端子を５０Ωで終端した場合よりも低い電力で弾性表面波フィルタが劣化してしまうことがわかる。またこの実施の形態１の弾性表面波フィルタのように容量が小さな中間段の直列腕ＳＡＷ共振器４４ａ，４４ｂを入力端子側初段の直列腕ＳＡＷ共振器４３の容量と同じになるように多段分割すると同時に最終段の直列腕ＳＡＷ共振器４５ａ，４５ｂを初段の直列腕ＳＡＷ共振器４３よりもそれぞれ容量が大きくなるように分割することが有効であることが比較例２，３と比較するとわかる。
【００３１】
特に比較例２，３からわかるように、アンテナ端子を５０Ω終端した場合においても耐電力性が最終段の直列腕ＳＡＷ共振器９５，１０５によって決まってしまうような設計の場合は、従来行われてきたような電力の入力端子１側の直列腕ＳＡＷ共振器を多段分割化することでは耐電力性が改善されないばかりか、アンテナ端子６が開放状態の場合には、さらに低い電力でやはり最終段の直列腕ＳＡＷ共振器が劣化してしまうことがわかる。
【００３２】
（実施の形態２〜５）
本実施の形態２〜５では１．９ＧHz帯のアンテナ共用器（送信帯域：１．８５ＧHz〜１．９１ＧHz、受信帯域１．９３ＧHz〜１．９９ＧHz）を用いて説明する。このアンテナ共用器の構成は図１に示したものと同じであるので説明を省略する。
【００３３】
本実施の形態２〜５においても受信側フィルタ４として図２に示すラダー型弾性表面波フィルタを用いた。
【００３４】
送信側フィルタ２として、実施の形態２においては図１２、実施の形態３においては図１３、実施の形態４においては図１４、実施の形態５においては図１５に示す構成のラダー型弾性表面波フィルタを用いた。また図１１は、実施の形態２に示す送信側フィルタの圧電基板上でのレイアウトを示すものであり、１１０は圧電基板、１１１は入力用電極、１１２は出力用電極、１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１１５ａ，１１５ｂは直列腕ＳＡＷ共振器、１１６，１１７は並列腕ＳＡＷ共振器である。
【００３５】
この図からわかるようにこの弾性表面波フィルタは入力用電極１１１側から出力用電極１１２側を見た場合と、逆に出力用電極１１２側から入力用電極１１１側を見た場合で構成が全く同じになるように、つまり回路的にも圧電基板１１０上での配置的にも対称になるように形成されている。比較例４としてこの実施の形態２と同じ回路構成で圧電基板１１０上での配置が異なる弾性表面波フィルタを図１６に示す。この図からわかるように比較例４においては出力用電極１１２側の直列腕ＳＡＷ共振器１１５ａ，１１５ｂのインターディジタルトランスデューサ電極１１５ｃ，１１５ｄのバスバーおよびパッド電極１１５ｅの面積が他の直列腕ＳＡＷ共振器１１３ａ，１１３ｂ、１１４ａ〜１１４ｄと比較すると小さくなっている。
【００３６】
また、実施の形態２〜５、比較例４の基本構造となったラダー型弾性表面波フィルタを比較例５とし、この構成を図１７に示す。この弾性表面波フィルタは図１８に示す直列腕ＳＡＷ共振器と並列腕ＳＡＷ共振器の回路を基本構成としてイメージインピーダンス法により図１９のように接続し、隣接する並列腕ＳＡＷ共振器および直列腕ＳＡＷ共振器をそれぞれ一つのＳＡＷ共振器にまとめたものである。
【００３７】
従って図１７に示す弾性表面波フィルタにおいてそれぞれのＳＡＷ共振器の容量をＣ１７３，Ｃ１７４，Ｃ１７５，Ｃ１７６，Ｃ１７７（各数字は図１７におけるＳＡＷ共振器の番号と対応するものとする）とすると、Ｃ１７３＝２×Ｃ１７４、Ｃ１７３＝Ｃ１７５となっている。図１７の各ＳＡＷ共振器の容量を１とした場合、これに対応する図１１、図１３〜図１６の弾性表面波フィルタの各ＳＡＷ共振器の容量を（表３）に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】
本実施の形態２〜５においても実施の形態１と同様基本構造の弾性表面波フィルタ（図１７）において分割したＳＡＷ共振器の開口長はその分割前後で同じとし、対数はＮ段に分割したＳＡＷ共振器については分割前の対数のＮ倍とした。従ってＮ段に分割した分割後の各ＳＡＷ共振器の容量は分割前のＳＡＷ共振器の容量のＮ倍となっている。
【００４０】
上記の各弾性表面波フィルタについて実施の形態１と同様の耐電力性評価試験を行った。但し、環境温度は５０℃、印加周波数は１．９１ＧHzとし、印加電力を２７ｄＢｍから１ｄＢｍずつあげて試験を行い寿命が１００時間に満たなくなる印加電力より１ｄＢｍ低い電力を各弾性表面波フィルタの耐電力性限界レベルとした。この結果を（表４）に示す。
【００４１】
【表４】
【００４２】
（表４）には試験後の弾性表面波フィルタの表面の観察によって劣化が確認されたＳＡＷ共振器についても合せて示している。またどの弾性表面波フィルタにおいても、試験を行った範囲において受信側弾性表面波フィルタが劣化することはなかった。
【００４３】
（表４）からわかるように、アンテナ端子を開放にした場合、アンテナ端子を終端した場合よりも低い電力で弾性表面波フィルタが劣化してしまうことがわかる。また実施の形態２と比較例４とを比較すると分かるように弾性表面波フィルタの回路構成が等しくても、圧電基板上のレイアウトが異なると耐電力性が異なることがわかる。
【００４４】
比較例４においては最終段の直列腕ＳＡＷ共振器１１５ａ，１１５ｂのバスバーおよびパッド電極の面積を他の直列腕ＳＡＷ共振器と比較すると小さくしたため、通電中に発生した熱の放熱が実施の形態２と比較した場合悪く、そのため耐電力性が低下したと考えられる。つまり通電中に発生する熱の放熱のことも考慮すると回路的にだけでなく圧電基板上でのレイアウトも対称にすることにより、放熱の偏りをできるだけ小さくすることができ、耐電力性を向上させることができる。また圧電基板上でのレイアウトを考える際は、アンテナ端子が開放された状況において入力電力よりも大きな電力が印加される可能性のある出力端子５に最も近いＳＡＷ共振器や最も最初に劣化してしまうＳＡＷ共振器のバスバーやパッドの面積を広くし、放熱の効率を高めてやるのが良いことが容易に考えられる。
【００４５】
また、実施の形態３からわかるように直列腕ＳＡＷ共振器の耐電力を改善していくと並列腕ＳＡＷ共振器が劣化するモードが観測される。これは試験後の観察から出力端子５に近い並列腕ＳＡＷ共振器のインターディジタルトランスデューサ電極間で放電してしまったのが劣化原因とわかった。つまりこの場合も、アンテナ端子での反射波と入力信号との重ね合わせにより、並列腕ＳＡＷ共振器にはアンテナ端子を５０Ω終端して入力端から電力を入力した場合よりも大きな高周波電圧が印加されたためにインターディジタルトランスデューサ電極間で放電を起こしてしまったと考えられる。従って実施の形態４，５のように出力端子５に近い並列腕ＳＡＷ共振器を分割して各ＳＡＷ共振器に印加される高周波電圧を分圧してやるとこの並列腕ＳＡＷ共振器の劣化を抑制できアンテナ端子を開放した場合の耐電力性をさらに向上させることができる。また耐電力性限界レベルも通常観測される直列腕ＳＡＷ共振器によって決定されることとなる。
【００４６】
（実施の形態６〜８）
実施の形態６〜実施の形態８では１．９ＧHz帯のアンテナ共用器（送信帯域：１．８５ＧHz〜１．９１ＧHz、受信帯域１．９３ＧHz〜１．９９ＧHz）について説明する。アンテナ共用器の構成は、図１に示したものと同じであるので説明を省略する。
【００４７】
但し送信側フィルタ２として実施の形態４と同じ構成のラダー型弾性表面波フィルタを用い、受信側フィルタ４として実施の形態６は図２０、実施の形態７は図２１、実施の形態８は図２２、比較例６は図２３に示すラダー型弾性表面波フィルタをそれぞれ用いた。
【００４８】
図２０〜図２２のラダー型弾性表面波フィルタは入力端子１側の初段が直列腕ＳＡＷ共振器２０３，２１３，２２３ａである。また図２０に示す弾性表面波フィルタを基本構成として図２１においては、入力端子１側に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器のみ二段に分割したものであり、図２２においては入力端子１側に最も近い直列腕ＳＡＷ共振器２２３ａ，２２３ｂと並列腕ＳＡＷ共振器２２６ａ，２２６ｂの両方を二段に分割したものである。
【００４９】
図２３（比較例６）のラダー型弾性表面波フィルタは入力端子１側初段が並列腕ＳＡＷ共振器２３６となっている。実施の形態７，８においても分割とした直列腕ＳＡＷ共振器２１６ａ，２１６ｂ，２２３ａ，２２３ｂ、並列腕ＳＡＷ共振器２２６ａ，２２６ｂの開口長はその分割前である直列腕ＳＡＷ共振器２０３，２０６とそれぞれ同じとし、対数はＮ段に分割したＳＡＷ共振器については分割前の対数のＮ倍とした。従ってＮ段に分割した分割後の各ＳＡＷ共振器の容量は分割前のＳＡＷ共振器の容量のＮ倍となっている。実施の形態７，８においてはそれぞれ二段に分割したので各ＳＡＷ共振器は分割前の容量の２倍の容量を有するものとなっている。
【００５０】
上記の各弾性表面波フィルタについて実施の形態２〜５と同様の耐電力性評価試験を行った。この結果を（表５）に示す。
【００５１】
【表５】
【００５２】
（表５）には試験後の弾性表面波フィルタの表面の観察によって劣化を確認したＳＡＷ共振器についても合せて示している。またどの弾性表面波フィルタにおいてもアンテナ端子を開放した状態の試験においては試験を行った範囲では送信側弾性表面波フィルタが劣化することはなかった。
【００５３】
（表５）からわかるように、受信側フィルタ４については入力端子１側初段が直列腕ＳＡＷ共振器２０３，２１３，２２３ａのラダー型弾性表面波フィルタを用いることにより、高耐電力性を有することが分かる。これは移相回路３を有するアンテナ共用器では送信電力のほとんどが移相回路３のアンテナ端子で反射されることによるものと考えられる。またアンテナ端子が開放状態になった場合を考慮しても、受信側フィルタ４の入力端子１側のＳＡＷ共振器を多段化することで耐電力性をさらに向上させることができる。
【００５４】
本発明のポイントについて以下に記載する。
【００５５】
（１）アンテナ端子からの反射波による送信側フィルタの劣化を防止するために、複数に分割した最外腕（アンテナ端子６に最も近い）直列腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい直列腕ＳＡＷ共振器の容量を前記最外腕以外の直列腕ＳＡＷ共振器の容量よりも大きくする。そのために、最外腕以外の直列腕ＳＡＷ共振器のインターディジタルトランスデューサ電極の分割前の対数をＮｉ、分割後の対数をＮａとすると、Ｎｉ≦Ｎａとすれば良い。さらに最外腕の直列腕ＳＡＷ共振器のインターディジタルトランスデューサ電極の分割前の交差幅をＬｉ、分割後の交差幅をＬａとするとＬａ≦Ｌｉとすることにより、電極指１本あたりの抵抗の上昇は抑制され発熱の影響を軽減することができる。
【００５６】
また、送信側フィルタ２の直列腕ＳＡＷ共振器は、耐電力性を考慮した場合、入力端子１および出力端子５に近いほど容量が大きいものを用いることが好ましい。
【００５７】
（２）送信側フィルタ２としてラダー型弾性表面波フィルタを用いた場合、図１４、図１５に示すように、アンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器を複数に分割することにより、送信用周波数帯域において、大きな電圧のかかる並列腕ＳＡＷ共振器の耐電圧性を高めて、劣化を抑制することができる。またアンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器を複数に分割する時は分割後の合成容量が分割前の容量と同等となるようにすることにより、通常印加される高周波電圧の約２倍の高周波電圧に対しても並列腕ＳＡＷ共振器の劣化を抑制することができる。さらに分割した並列腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい並列腕ＳＡＷ共振器は、分割した並列腕以外の並列腕ＳＡＷ共振器よりも大きな容量を有するようにすることにより、さらに最も大きな高周波電圧が印加される出力側端子（アンテナ端子）に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器の耐電圧性を向上させることができる。
【００５８】
（３）受信側フィルタ４としてラダー型弾性表面波フィルタを用いる場合、アンテナ端子側に最も近い初段を直列腕ＳＡＷ共振器とし、複数に分割すると共に分割した直列腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい直列腕ＳＡＷ共振器は、前記初段以外の直列腕ＳＡＷ共振器の容量よりも大きくすることにより、さらに耐電力性を向上させることができる。すなわち分割前のインターディジタルトランスデューサ電極の対数をＮｉ、分割後の対数をＮａとすると、Ｎｉ≦Ｎａとすればよい。
【００５９】
さらに分割前の交差幅をＬｉ、分割後の交差幅をＬａとするとＬａ≦Ｌｉとすることにより、電極指１本あたりの抵抗の上昇は抑制され発熱の影響を軽減することができる。
【００６０】
（４）受信側フィルタ４としてラダー型弾性表面波フィルタを用いた場合は、図２１、図２２に示すようにアンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器を複数に分割することにより、耐電圧性を高めて、劣化を抑制することができる。この時分割後の合成容量を分割前の容量と同等とすることにより、通常印加される高周波電圧の約２倍の高周波電圧に対しても並列腕ＳＡＷ共振器の劣化を抑制することができる。さらに、分割した並列腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい並列腕ＳＡＷ共振器は、他の並列腕ＳＡＷ共振器よりも大きな容量を有するものとすることにより、さらに耐電圧性を高めることができる。
【００６１】
（５）送信側フィルタ、受信側フィルタともラダー型弾性表面波フィルタを用いた場合は、入力側から見た時と出力側から見た時の構成を回路的に、より好ましくは圧電基板上のレイアウト的にも対称となるように設計することにより、通電中に発生する熱の放熱を効率よく行うことができ、耐電力性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 入力端子
２ 送信側フィルタ
３ 移相回路
４ 受信側フィルタ
５ 出力端子
６ アンテナ端子
１０ａ ＳＡＷ共振器
１０ｂ ＳＡＷ共振器
１０ｃ ＳＡＷ共振器
１１ａ ＳＡＷ共振器
１１ｂ ＳＡＷ共振器
１１ｃ ＳＡＷ共振器
４０ 圧電基板
４１ 入力用電極
４２ 出力用電極
４３ 直列腕ＳＡＷ共振器
４４ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
４４ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
４５ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
４５ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
４６ 並列腕ＳＡＷ共振器
４７ 並列腕ＳＡＷ共振器
４８ アース電極
６３ 直列腕ＳＡＷ共振器
６４ 直列腕ＳＡＷ共振器
６５ 直列腕ＳＡＷ共振器
６６ 並列腕ＳＡＷ共振器
６７ 並列腕ＳＡＷ共振器
９３ 直列腕ＳＡＷ共振器
９５ 直列腕ＳＡＷ共振器
１００ ＩＤＴ電極
１０１ 反射器電極
１０３ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
１０３ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
１０４ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
１０４ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
１０５ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１０ 圧電基板
１１１ 入力用電極
１１２ 出力用電極
１１３ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１３ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１４ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１４ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１４ｃ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１４ｄ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１５ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１５ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
１１６ 並列腕ＳＡＷ共振器
１１７ 並列腕ＳＡＷ共振器
２０３ 直列腕ＳＡＷ共振器
２０６ 直列腕ＳＡＷ共振器
２１３ 直列腕ＳＡＷ共振器
２１６ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
２１６ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
２２３ａ 直列腕ＳＡＷ共振器
２２３ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器
２２６ａ 並列腕ＳＡＷ共振器
２２６ｂ 並列腕ＳＡＷ共振器
２３６ 並列腕ＳＡＷ共振器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と、この入力端子に入力側を接続した送信側フィルタと、この送信側フィルタの出力側に入力側を接続した受信側フィルタと、この受信側フィルタの出力側に接続した出力端子と、前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとの間に接続したアンテナ端子とを備え、前記送信側フィルタは、ラダー型弾性波フィルタで構成されると共に、
前記送信側フィルタにおいて、前記アンテナ端子側の最外腕は直列腕共振器であり、この直列腕共振器は複数の共振器が直列接続された構成であり、前記アンテナ端子側の最外腕における前記複数の共振器は、ほぼ同等の容量であると共に、
前記受信側フィルタにおいて、前記入力端子側初段には直列腕共振器が接続されたアンテナ共用器。
【請求項２】
前記受信側フィルタの前記入力端子側初段に接続された直列腕共振器は、複数の共振器が直列接続された構成である請求項１に記載のアンテナ共用器。
【請求項３】
前記受信側フィルタの前記入力端子側初段に接続された直列腕共振器は、複数の共振器が直列接続された構成であり、これら複数の共振器は、ほぼ同等の容量である請求項１に記載のアンテナ共用器。
【請求項４】
前記受信側フィルタの前記入力端子側初段に接続された直列腕共振器は、複数の共振器が直列接続された構成であり、これら複数の共振器のそれぞれの容量は、前記受信側フィルタにおける前記入力端子側初段以外の１つの直列腕共振器の容量より大きい請求項１に記載のアンテナ共用器。
【請求項１】
入力端子と、この入力端子に入力側を接続した送信側フィルタと、この送信側フィルタの出力側に入力側を接続した受信側フィルタと、この受信側フィルタの出力側に接続した出力端子と、前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとの間に接続したアンテナ端子とを備え、前記送信側フィルタは、ラダー型弾性波フィルタで構成されると共に、
前記送信側フィルタにおいて、前記アンテナ端子側の最外腕は直列腕共振器であり、この直列腕共振器は複数の共振器が直列接続された構成であり、前記アンテナ端子側の最外腕における前記複数の共振器は、ほぼ同等の容量であると共に、
前記受信側フィルタにおいて、前記入力端子側初段には直列腕共振器が接続されたアンテナ共用器。
【請求項２】
前記受信側フィルタの前記入力端子側初段に接続された直列腕共振器は、複数の共振器が直列接続された構成である請求項１に記載のアンテナ共用器。
【請求項３】
前記受信側フィルタの前記入力端子側初段に接続された直列腕共振器は、複数の共振器が直列接続された構成であり、これら複数の共振器は、ほぼ同等の容量である請求項１に記載のアンテナ共用器。
【請求項４】
前記受信側フィルタの前記入力端子側初段に接続された直列腕共振器は、複数の共振器が直列接続された構成であり、これら複数の共振器のそれぞれの容量は、前記受信側フィルタにおける前記入力端子側初段以外の１つの直列腕共振器の容量より大きい請求項１に記載のアンテナ共用器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１１−４１３３３（Ｐ２０１１−４１３３３Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３３５３（Ｐ２０１０−２６３３５３）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【分割の表示】特願２００９−１６４７５２（Ｐ２００９−１６４７５２）の分割
【原出願日】平成１２年４月３日（２０００．４．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【分割の表示】特願２００９−１６４７５２（Ｐ２００９−１６４７５２）の分割
【原出願日】平成１２年４月３日（２０００．４．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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