ラダー型フィルタ及びそれを備えるデュプレクサ
【課題】通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性が高く、かつＶＳＷＲ特性が良好なラダー型フィルタ及びそれを備えたデュプレクサを提供する。
【解決手段】ＩＤＴ電極３０を有する複数の直列腕共振子と、並列腕１３に設けられている並列腕共振子と、複数の直列腕共振子のうちの一部の直列腕共振子Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｃに並列に接続されているキャパシタＣ１、Ｃ２とを備えている。キャパシタＣ１、Ｃ２が並列に接続されている直列腕共振子Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｃのＩＤＴ電極３０には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている。キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ、ｄ３ｂのＩＤＴ電極４０には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。
【解決手段】ＩＤＴ電極３０を有する複数の直列腕共振子と、並列腕１３に設けられている並列腕共振子と、複数の直列腕共振子のうちの一部の直列腕共振子Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｃに並列に接続されているキャパシタＣ１、Ｃ２とを備えている。キャパシタＣ１、Ｃ２が並列に接続されている直列腕共振子Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｃのＩＤＴ電極３０には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている。キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ、ｄ３ｂのＩＤＴ電極４０には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラダー型フィルタに関し、特に、交叉幅重み付けが施された弾性波共振子を有するラダー型フィルタ及びそれを備えたデュプレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１や特許文献２などにおいて、ＩＤＴ電極を有する共振子に対して、交叉幅重み付けを行うことが提案されている。具体的には、特許文献１には、図１２に略図的に示す構造の共振子が開示されている。図１２に示すように、特許文献１に開示されている共振子１００は、互いに間挿し合う一対のくし歯電極により構成されたＩＤＴ電極１０１と、ＩＤＴ電極１０１の弾性表面波伝搬方向両側に設けられたグレーティング反射器１０２，１０３とを備えている。共振子１００では、ＩＤＴ電極１０１には、ＩＤＴ電極１０１の電極指１０１ａの交叉幅が弾性表面波伝搬方向両側から中央部に向かって大きくなるように交叉幅重み付けが施されている。特許文献１には、このような交叉幅重み付けをＩＤＴ電極１０１対して施すことにより、縦モード、横モード及びラブ波型弾性表面波を利用した場合のレイリー波によるスプリアスを抑圧することができると共に、Ｑ値を高くすることができる旨が記載されている。
【０００３】
一方、特許文献２では、図１２に示す共振子１００のように、極大点がひとつとなるように交叉幅重み付けをＩＤＴ電極に施した場合、良好な共振特性が得られるものの、耐電力性が低くなりがちであることが指摘されている。特許文献２では、この問題に鑑み、極大点が複数現れる交叉幅重み付けをＩＤＴ電極に施すことが提案されている。
【０００４】
図１３は、特許文献２に開示されている共振子の略図的平面図である。図１３に示すように、特許文献２に開示されている共振子２００では、ＩＤＴ電極２０１には、ＩＤＴ電極２０１の電極指２０１ａの交叉幅が極大となる極大点が２つとなるように交叉幅重み付けが施されている。ＩＤＴ電極２０１のように、極大点が複数となるように交叉幅重み付けをＩＤＴ電極に施すことにより、反共振周波数におけるＱ値を高くすると共に、耐電力性を高めることができる。
【特許文献１】特許第２６４５６７４号公報
【特許文献２】ＷＯ２００７／１０８２６９ Ａ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、携帯電話端末のように、複数の高周波帯を使用する携帯情報端末において、データの交錯を防止するなどの目的のため、共振子を利用した高周波フィルタ等が用いられている。データの交錯を確実に防止する観点から、このような高周波フィルタに対しても、良好な周波数特性が求められている。このため、上記の特許文献１や特許文献２に開示されている交叉幅重み付けを施したＩＤＴ電極を有する共振子を用いて高周波フィルタを構成することも考えられる。
【０００６】
しかしながら、例えば、極大点が１つの共振子、または極大点が複数の共振子を用いてラダー型のフィルタを構成した場合、通過帯域高域側のフィルタ特性の高い急峻性と、良好なＶＳＷＲ特性とを両立させることが困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性が高く、かつＶＳＷＲ特性が良好なラダー型フィルタ及びそれを備えたデュプレクサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るラダー型フィルタは、入力端と、出力端と、複数の直列腕共振子と、並列腕共振子と、キャパシタとを備えている。複数の直列腕共振子は、入力端と出力端とを接続する直列腕において互いに直列に接続されている。複数の直列腕共振子の各々は、ＩＤＴ電極を有する。並列腕共振子は、直列腕とグラウンド電位とを接続する並列腕に設けられている。直列腕共振子と並列腕共振子とのそれぞれは、弾性波共振子からなる。キャパシタは、複数の直列腕共振子のうちの一部の直列腕共振子に並列に接続されている。キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている。キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。
【０００９】
本発明に係るラダー型フィルタのある特定の局面では、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が２つ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。
【００１０】
本発明に係るラダー型フィルタの他の特定の局面では、並列腕共振子は、ＩＤＴ電極を有し、並列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。この構成によれば、並列腕共振子のＩＤＴ電極として、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されているＩＤＴ電極を用いた場合と比較して、受信側フィルタにおけるＶＳＷＲ特性をさらに良好にすることができる。
【００１１】
本発明に係るデュプレクサは、上記本発明に係るラダー型フィルタを備えている。
【００１２】
本発明に係るデュプレクサのある特定の局面では、アンテナ端子と、アンテナ端子に接続されている送信側フィルタ及び受信側フィルタとをさらに備え、送信側フィルタは、ラダー型フィルタを有する。この構成によれば、送信側における通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高めつつ、受信側フィルタにおけるＶＳＷＲ特性を良好にすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るラダー型フィルタでは、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている一方、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されているため、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高くすると共に、ＶＳＷＲ特性を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は、本実施形態のデュプレクサの回路図である。図１に示すように、デュプレクサ１は、送信側フィルタチップ２０に搭載されている送信側フィルタ１１と、受信側フィルタチップ２１に搭載されている受信側フィルタ１２とを備えている。受信側フィルタ１２は、アンテナ端子１０と、第１及び第２の受信側信号端子１８ａ、１８ｂとの間に設けられている。一方、送信側フィルタ１１は、アンテナ端子１０と、送信側信号端子１７との間に設けられている。
【００１６】
送信側フィルタ１１は、アンテナ端子１０に接続されている入力端１５と、送信側信号端子１７に接続されている出力端１６とを備えている。入力端１５と出力端１６とは、直列腕９によって接続されている。直列腕９には、互いに直列に接続されている複数の直列腕共振器Ｓ１〜Ｓ３が設けられている。各直列腕共振器Ｓ１〜Ｓ３は、ひとつの直列腕共振子または互いに直列に接続されている複数の直列腕共振子を備えている。すなわち、直列腕９には、互いに直列に接続されている複数の直列腕共振子が設けられている。この直列腕共振子は、弾性波共振子である。
【００１７】
具体的には、本実施形態では、入力端１５に直接接続されている第１の直列腕共振器Ｓ１は、互いに直列に接続されている２つの直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂにより構成されている。直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂには、キャパシタは並列に接続されていない。
【００１８】
第１の直列腕共振器Ｓ１の後段に接続されている第２の直列腕共振器Ｓ２は、互いに直列に接続されている３つの直列腕共振子Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃにより構成されている。第２の直列腕共振器Ｓ２を構成する３つの直列腕共振器Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃのうちの直列腕共振子Ｓ２ａ、Ｓ２ｂには、キャパシタＣ１が並列に接続されている。一方、直列腕共振子Ｓ２ｃには、キャパシタは並列に接続されていない。
【００１９】
第２の直列腕共振器Ｓ２と出力端１６との間に接続されている第３の直列腕共振器Ｓ３は、互いに直列に接続されている３つの直列腕共振子Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃにより構成されている。第３の直列腕共振器Ｓ３を構成する３つの直列腕共振子Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃのうちの直列腕共振子Ｓ３ａ、Ｓ３ｂには、キャパシタは並列に接続されていない。一方、直列腕共振子Ｓ３ｃには、キャパシタＣ２が並列に接続されている。直列腕共振器Ｓ３ｃには、さらにインダクタＬ５が並列に接続されている。
【００２０】
直列腕９とグラウンド電位との間には、少なくともひとつの並列腕が接続されている。具体的には、本実施形態では、直列腕９とグラウンド電位との間には、複数の並列腕１３ａ〜１３ｃが接続されている。
【００２１】
複数の並列腕１３ａ〜１３ｃのそれぞれには、並列腕共振器Ｐ１〜Ｐ３が設けられている。各並列腕共振器Ｐ１〜Ｐ３は、ひとつの並列腕共振子または、互いに直列に接続されている複数の並列腕共振子を備えている。この並列腕共振子は、弾性波共振子である。
【００２２】
具体的には、第１の並列腕１３ａは、第１の直列腕共振器Ｓ１と第２の直列腕共振器Ｓ２との間の接続点と、グラウンド電位との間に接続されている。第１の並列腕１３ａには、互いに直列に接続されている第１の並列腕共振器Ｐ１とインダクタＬ１とが設けられている。第１の並列腕共振器Ｐ１は、互いに直列に接続されている２つの並列腕共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂにより構成されている。
【００２３】
一方、第２の並列腕１３ｂは、第２の直列腕共振器Ｓ２と第３の直列腕共振器Ｓ３との間の接続点と、グラウンド電位との間に接続されている。第２の並列腕１３ｂには、互いに直列に接続されている第２の並列腕共振器Ｐ２とインダクタＬ２とが設けられている。第２の並列腕共振器Ｐ２は、互いに直列に接続されている２つの並列腕共振子Ｐ２ａ、Ｐ２ｂにより構成されている。
【００２４】
第１の並列腕１３ａと第２の並列腕１３ｂとは互いに接続されており、インダクタＬ３を介してグラウンド電位に接続されている。なお、このインダクタＬ３と、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ４及びＬ５のそれぞれは、配線パターンまたはコイルパターンにより得られるインダクタンス分により構成されていてもよいし、別個のインダクタチップにより構成されていてもよい。
【００２５】
第３の並列腕１３ｃは、第３の直列腕共振器Ｓ３と出力端１６との間の接続点と、グラウンド電位との間に接続されている。第３の並列腕１３ｃには、互いに直列に接続されている第３の並列腕共振器Ｐ３とインダクタＬ４とが設けられている。第３の並列腕共振器Ｐ３は、互いに直列に接続されている２つの並列腕共振子Ｐ３ａ、Ｐ３ｂにより構成されている。
【００２６】
本実施形態の特徴は、複数の直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃのそれぞれがＩＤＴ電極を有しており、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｃにおいては、ＩＤＴ電極に極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されており、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ、Ｓ３ｂにおいては、ＩＤＴ電極に極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている点にある。なお、以下の説明において、キャパシタＣ１またはＣ２が並列に接続されている直列腕共振子Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｃを直列腕共振子Ｓｘと総称し、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ、Ｓ３ｂを直列腕共振子Ｓｙと総称する。
【００２７】
なお、本実施形態のキャパシタは、圧電基板上に形成されている一対のくし歯電極からなるキャパシタであってもよいし、圧電基板上に形成されている一対の容量取り出し電極からなるキャパシタであってもよいし、外付けのキャパシタであってもよい。
【００２８】
図２に、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子Ｓｘの略図的平面図を示し、図３に直列腕共振子Ｓｘの一部分の弾性波伝搬方向に沿った略図的断面図を示す。図３に示すように、直列腕共振子Ｓｘは、圧電基板３５と、電極３６と、中間膜３７と、上層膜３８とを備えている。圧電基板３５は、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３などの適宜の圧電材料からなる基板により構成される。圧電基板３５は、例えば、カット角１２６．０°のＬｉＮｂＯ３基板により構成することができる。
【００２９】
電極３６は、圧電基板３５の上に形成されている。この電極３６によって、後述するＩＤＴ電極３０や第１及び第２のグレーティング反射器３１，３２が構成されている。電極３６は、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕなどの適宜の電極材料により構成することができる。電極３６は、複数の導電膜が積層された導電膜積層体によっても構成することができる。例えば、電極３６は、ＮｉＣｒ膜、Ｐｔ膜、Ｔｉ膜、Ａｌ膜、Ｔｉ膜が圧電基板３５側からこの順番で積層された積層膜によって構成することができる。
【００３０】
圧電基板３５の上面の電極３６が形成されていない部分には、中間膜３７が形成されている。中間膜３７の上面と電極３６の上面とはほぼ面一とされている。この中間膜３７によって、電極３６が形成された圧電基板３５の上面が平坦とされている。なお、中間膜３７は、ＳｉＯ２やＳｉＮなどの適宜の絶縁材料により形成することができる。
【００３１】
電極３６と中間膜３７とは、上層膜３８によって被覆されている。上層膜３８は、ＳｉＯ２やＳｉＮなどの適宜の絶縁材料により形成することができる。また、上層膜３８は、複数の絶縁膜の積層体により構成してもよい。上層膜３８は、例えば、ＳｉＯ２膜とＳｉＮ膜とが圧電基板３５側からこの順番で積層された絶縁膜の積層体により構成することができる。なお、上層膜３８は、圧電基板３５の周波数温度特性と逆の周波数温度特性を有する材料により形成されていることが好ましい。この構成によれば、直列腕共振子Ｓｘの周波数温度特性を改善することができる。
【００３２】
図２に示すように、直列腕共振子Ｓｘは、それぞれ電極３６によって構成されているＩＤＴ電極３０と、第１及び第２のグレーティング反射器３１，３２とを備えている。第１及び第２のグレーティング反射器３１，３２は、ＩＤＴ電極３０の弾性波伝搬方向の両側に配置されている。本実施形態では、直列腕共振子Ｓｘは、ＩＤＴ電極３０により励振される弾性表面波を利用する共振子である。もっとも、直列腕共振子Ｓｘは、弾性表面波以外の弾性波、例えば、弾性境界波を利用する共振子であってもよい。
【００３３】
ＩＤＴ電極３０は、第１及び第２のくし歯電極３３，３４を備えている。第１及び第２のくし歯電極３３，３４のそれぞれは、相互に平行に延びる複数の電極指３３ａ、３４ａを備えている。複数の電極指３３ａと、複数の電極指３４ａとは、互いに間挿し合っている。
【００３４】
本実施形態では、ＩＤＴ電極３０には、弾性表面波伝搬方向において、電極指３３ａと電極指３４ａとの交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている。具体的には、ＩＤＴ電極３０には、弾性表面波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が２つ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、複数の電極指３４ａの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第１の包絡線Ａと、複数の電極指３３ａの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第２の包絡線Ｂとのそれぞれは、電極指の先端側に向かって突出する第１の山部Ａ１，Ｂ１と、第２の山部Ａ２，Ｂ２とを備えている。そして、第１及び第２の包絡線Ａ、Ｂにより囲まれた交叉領域Ｈ１は、２つの略菱形状の領域が連ねられた形状となっている。なお、第１及び第２の包絡線Ａ、Ｂは、互いに接していてもよいし、図２に示すように互いに隔離していてもよい。
【００３５】
図４は、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓｙの略図的平面図を示す。直列腕共振子Ｓｙは、施されている交叉幅重み付けの態様を除いては、上記直列腕共振子Ｓｘと実質的に同様の構成を有する。従って、上記直列腕共振子Ｓｘの構成部材と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符合で参照し、説明を省略する。また、直列腕共振子Ｓｙの説明においても図３を共通に参照するものとする。
【００３６】
キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓｙも、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子Ｓｘと同様に、圧電基板３５と、電極３６と、中間膜３７と、上層膜３８とを備えている。
【００３７】
図４に示すように、直列腕共振子Ｓｙは、それぞれ図３に示す電極３６によって構成されているＩＤＴ電極４０と、ＩＤＴ電極４０の弾性表面波伝搬方向における両側に設けられた第１及び第２のグレーティング反射器４１，４２とを備えている。本実施形態では、直列腕共振子Ｓｙは、ＩＤＴ電極４０により励振される弾性表面波を利用する共振子である。もっとも、直列腕共振子Ｓｙは、弾性表面波以外の弾性波、例えば、弾性境界波を利用する共振子であってもよい。
【００３８】
ＩＤＴ電極４０は、第１及び第２のくし歯電極４３，４４を備えている。第１及び第２のくし歯電極４３，４４のそれぞれは、相互に平行に延びる複数の電極指４３ａ、４４ａを備えている。複数の電極指４３ａと、複数の電極指４４ａとは、互いに間挿し合っている。
【００３９】
本実施形態では、ＩＤＴ電極４０には、弾性表面波伝搬方向において、電極指４３ａと電極指４４ａとの交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、複数の電極指４４ａの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第３の包絡線Ｃと、複数の電極指４３ａの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第４の包絡線Ｄとのそれぞれは、電極指の先端側に向かって突出するひとつの山部のみを備えている。そして、第３及び第４の包絡線Ｃ、Ｄにより囲まれた交叉領域Ｈ２は、略菱形形状の領域となっている。なお、第３及び第４の包絡線Ｃ、Ｄは、互いに接していてもよいし、図４に示すように互いに離間していてもよい。
【００４０】
本実施形態において、並列腕共振子の構成は特に限定されない。例えば、並列腕共振子は、ＩＤＴ電極を有する適宜の共振子により構成することができる。但し、図５に模式的に示すように、並列腕共振子は、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓｙと同様に、極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されているＩＤＴ電極５０と、ＩＤＴ電極５０の弾性表面波伝搬方向における両側に配置された第１及び第２のグレーティング反射器５１，５２とを有するものであることが好ましい。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態では、キャパシタＣ１またはＣ２が並列に接続されている直列腕共振子ＳｘのＩＤＴ電極３０には、弾性表面波伝搬方向において、電極指３３ａと電極指３４ａとの交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている一方、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子ＳｙのＩＤＴ電極４０には、弾性表面波伝搬方向において、電極指４３ａと電極指４４ａとの交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、下記の実施例においても裏付けられるように、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高めると共に、ＶＳＷＲ特性を良好にすることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、並列腕共振子のＩＤＴ電極にも、直列腕共振子ＳｙのＩＤＴ電極４０と同様に、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、並列腕共振子のＩＤＴ電極として、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されているＩＤＴ電極を用いた場合と比較して、受信側フィルタ１２におけるＶＳＷＲ特性をさらに良好にすることができる。
【００４３】
以下、本実施形態における効果について、具体的な実施例を用いてさらに詳細に説明する。
【００４４】
（実施例）
図１〜図５に示す構成のデュプレクサ１を、下記の設計パラメータで作製し、送信側フィルタ１１における挿入損失と、アンテナ端子１０側のＶＳＷＲ特性と、送信側信号端子１７側のＶＳＷＲ特性とのそれぞれを測定した。
【００４５】
圧電基板：カット角が１２６．０°のＬｉＮｂＯ３基板
中間膜：厚さ１７０ｎｍのＳｉＯ２膜
電極３６：圧電基板側から、ＮｉＣｒ膜（厚さ：１０ｎｍ）／Ｐｔ膜（厚さ：４０ｎｍ）／Ｔｉ膜（厚さ：１０ｎｍ）／Ａｌ膜（厚さ：８０ｎｍ）／Ｔｉ膜（厚さ１０ｎｍ）
上層膜３８：圧電基板側から、ＳｉＯ２膜（厚さ５００ｎｍ）／ＳｉＮ膜（厚さ：３０ｎｍ）
キャパシタＣ１の容量：０．７５ｐＦ
キャパシタＣ２の容量：２．９０ｐＦ
インダクタＬ５のインダクタンス値：１．１５ｎＨ
【００４６】
送信側フィルタ１１の各共振子の設計パラメータは、下記の表１に示すように設定した。また、送信側フィルタ１１の全ての共振子に対して、最小交叉幅／最大交叉幅＝０．２となるように交叉幅重み付けを施した。交叉幅の極大点がひとつの共振子は、交叉幅がＩＤＴ電極の弾性表面波伝搬方向における中央において最大となり、両端において最小となるようにした。また、交叉幅は、弾性表面波伝搬方向において、直線的に変化するようにした。
【００４７】
交叉幅の極大点が２つの共振子は、交叉幅がＩＤＴ電極の弾性表面波伝搬方向における中央と両端とにおいて最小となり、両端から１／４の箇所で最大となるようにした。また、交叉幅は、弾性表面波伝搬方向において、直線的に変化するようにした。
【００４８】
【表１】
【００４９】
（比較例１）
送信側フィルタ１１の全ての共振子に対して、弾性表面波伝搬方向において、電極指４３ａと電極指４４ａとの交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けを施したこと、キャパシタＣ１、Ｃ２の容量及びインダクタＬ５のインダクタンス値以外は上記実施例と同様の構成を有するデュプレクサを比較例１として作製し、送信側フィルタ１１における挿入損失と、アンテナ端子１０側のＶＳＷＲ特性と、送信側信号端子１７側のＶＳＷＲ特性とのそれぞれを測定した。測定結果を、実施例の測定結果と共に図６〜図８に示す。
【００５０】
（比較例２）
送信側フィルタ１１の全ての共振子に対して、弾性表面波伝搬方向において、電極指４３ａと電極指４４ａとの交叉幅が極大となる極大点が２つ形成されるように交叉幅重み付けを施したこと以外は上記実施例と同様の構成を有するデュプレクサを比較例２として作製し、送信側フィルタ１１における挿入損失と、アンテナ端子１０側のＶＳＷＲ特性と、送信側信号端子１７側のＶＳＷＲ特性とのそれぞれを測定した。測定結果を、実施例の測定結果と共に図９〜図１１に示す。
【００５１】
なお、比較例１におけるキャパシタＣ１、Ｃ２の容量及びインダクタＬ５のインダクタンス値は以下の通りである。
【００５２】
キャパシタＣ１の容量：０．８５ｐＦ
キャパシタＣ２の容量：３．００ｐＦ
インダクタＬ５のインダクタンス値：１．１５ｎＨ
【００５３】
比較例２におけるキャパシタＣ１、Ｃ２の容量及びインダクタＬ５のインダクタンス値は、実施例におけるキャパシタＣ１，Ｃ２の容量及びインダクタＬ５のインダクタンス値と同じとした。
【００５４】
図６に示す結果からわかるように、キャパシタが並列に接続されている共振子に極大点が２つの交叉幅重み付けが施されている一方、キャパシタが並列に接続されていない共振子に極大点がひとつの交叉幅重み付けが施されている実施例の方が、全ての共振子に極大点がひとつの交叉幅重み付けが施されている比較例１よりも通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性が高かった。具体的には、１．９１ＧＨｚＨｚ〜１．９４ＧＨｚの周波数帯域において、フィルタ特性のスルーレベルに対して、挿入損失が３．５ｄＢから４５ｄＢに至る周波数間隔は、比較例１では１１．６ＭＨｚであったのに対して、実施例では、１０．６ＭＨｚと１ＭＨｚ小さかった。Ｔｘ帯域（１．８５ＧＨｚ〜１．９１ＧＨｚ）内におけるＶＳＷＲ特性に関しては、図７及び図８に示す結果からわかるように、実施例と比較例１とでほぼ同等であった。
【００５５】
また、図９に示す結果からわかるように、実施例と比較例２とでは、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性はほぼ同等であった。具体的には、１．９１ＧＨｚＨｚ〜１．９４ＧＨｚの周波数帯域において、フィルタ特性のスルーレベルに対して、挿入損失が３．５ｄＢから４５ｄＢに至る周波数間隔は、実施例では、１０．６ＭＨｚであり、比較例２では、１０．８ＭＨｚであった。Ｔｘ帯域（１．８５ＧＨｚ〜１．９１ＧＨｚ）内におけるＶＳＷＲ特性に関しては、図１０及び図１１に示す結果からわかるように、比較例２に対して実施例の方が、格段にＶＳＷＲ特性が高いことがわかる。
【００５６】
これらの結果から、キャパシタが並列に接続されている共振子に極大点が２つの交叉幅重み付けを施す一方、キャパシタが並列に接続されていない共振子に極大点がひとつの交叉幅重み付けを施すことにより、ＶＳＷＲ特性を低下させることなく、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高められることがわかる。
【００５７】
また、上記実施形態では、直列腕共振子ＳｘのＩＤＴ電極３０に対して極大点が２つの交叉幅重み付けを施す例について説明した。但し、本発明において、ＩＤＴ電極３０に施す交叉幅重み付けは、極大点が複数形成される重み付けである限りにおいて特に限定されない。例えば、直列腕共振子ＳｘのＩＤＴ電極３０に対して極大点が３つ以上の交叉幅重み付けを施してもよい。
【００５８】
また、各包絡線は、１または複数の曲線部及び１または複数の直線部との少なくとも一方により構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態に係るデュプレクサの等価回路図である。
【図２】キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子の略図的平面図である。
【図３】キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子の略図的断面図である。
【図４】キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子の略図的平面図である。
【図５】並列腕共振子の略図的平面図である。
【図６】実施例及び比較例１における送信側フィルタの挿入損失を表すグラフである。
【図７】実施例及び比較例１におけるアンテナ端子側のＶＳＷＲ特性を表すグラフである。
【図８】実施例及び比較例１における送信側信号端子側のＶＳＷＲ特性を表すグラフである。
【図９】実施例及び比較例２における送信側フィルタの挿入損失を表すグラフである。
【図１０】実施例及び比較例２におけるアンテナ端子側のＶＳＷＲ特性を表すグラフである。
【図１１】実施例及び比較例２における送信側信号端子側のＶＳＷＲ特性を表すグラフである。
【図１２】特許文献１に開示されている共振子の略図的平面図である。
【図１３】特許文献２に開示されている共振子の略図的平面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…デュプレクサ
９…直列腕
１０…アンテナ端子
１１…送信側フィルタ
１２…受信側フィルタ
１３ａ…第１の並列腕
１３ｂ…第２の並列腕
１３ｃ…第３の並列腕
１５…入力端
１６…出力端
１７…送信側信号端子
１８ａ、１８ｂ…受信側信号端子
Ｓ１〜Ｓ３…直列腕共振器
Ｐ１〜Ｐ３…並列腕共振器
Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ、Ｓ３ｂ、Ｓ３ｃ…直列腕共振子
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ａ、Ｐ３ｂ…並列腕共振子
Ｃ１，Ｃ２…キャパシタ
Ｐ１〜Ｐ５…インダクタ
Ｈ１，Ｈ２…交叉領域
Ａ〜Ｄ…包絡線
２０…送信側フィルタチップ
２１…受信側フィルタチップ
３０…ＩＤＴ電極
３１，３２…グレーティング反射器
３３，３４…くし歯電極
３３ａ、３４ａ…電極指
３５…圧電基板
３６…電極
３７…中間膜
３８…上層膜
４０…ＩＤＴ電極
４１，４２…グレーティング反射器
４３，４４…くし歯電極
４３ａ、４４ａ…電極指
５０…ＩＤＴ電極
５１，５２…グレーティング反射器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラダー型フィルタに関し、特に、交叉幅重み付けが施された弾性波共振子を有するラダー型フィルタ及びそれを備えたデュプレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１や特許文献２などにおいて、ＩＤＴ電極を有する共振子に対して、交叉幅重み付けを行うことが提案されている。具体的には、特許文献１には、図１２に略図的に示す構造の共振子が開示されている。図１２に示すように、特許文献１に開示されている共振子１００は、互いに間挿し合う一対のくし歯電極により構成されたＩＤＴ電極１０１と、ＩＤＴ電極１０１の弾性表面波伝搬方向両側に設けられたグレーティング反射器１０２，１０３とを備えている。共振子１００では、ＩＤＴ電極１０１には、ＩＤＴ電極１０１の電極指１０１ａの交叉幅が弾性表面波伝搬方向両側から中央部に向かって大きくなるように交叉幅重み付けが施されている。特許文献１には、このような交叉幅重み付けをＩＤＴ電極１０１対して施すことにより、縦モード、横モード及びラブ波型弾性表面波を利用した場合のレイリー波によるスプリアスを抑圧することができると共に、Ｑ値を高くすることができる旨が記載されている。
【０００３】
一方、特許文献２では、図１２に示す共振子１００のように、極大点がひとつとなるように交叉幅重み付けをＩＤＴ電極に施した場合、良好な共振特性が得られるものの、耐電力性が低くなりがちであることが指摘されている。特許文献２では、この問題に鑑み、極大点が複数現れる交叉幅重み付けをＩＤＴ電極に施すことが提案されている。
【０００４】
図１３は、特許文献２に開示されている共振子の略図的平面図である。図１３に示すように、特許文献２に開示されている共振子２００では、ＩＤＴ電極２０１には、ＩＤＴ電極２０１の電極指２０１ａの交叉幅が極大となる極大点が２つとなるように交叉幅重み付けが施されている。ＩＤＴ電極２０１のように、極大点が複数となるように交叉幅重み付けをＩＤＴ電極に施すことにより、反共振周波数におけるＱ値を高くすると共に、耐電力性を高めることができる。
【特許文献１】特許第２６４５６７４号公報
【特許文献２】ＷＯ２００７／１０８２６９ Ａ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、携帯電話端末のように、複数の高周波帯を使用する携帯情報端末において、データの交錯を防止するなどの目的のため、共振子を利用した高周波フィルタ等が用いられている。データの交錯を確実に防止する観点から、このような高周波フィルタに対しても、良好な周波数特性が求められている。このため、上記の特許文献１や特許文献２に開示されている交叉幅重み付けを施したＩＤＴ電極を有する共振子を用いて高周波フィルタを構成することも考えられる。
【０００６】
しかしながら、例えば、極大点が１つの共振子、または極大点が複数の共振子を用いてラダー型のフィルタを構成した場合、通過帯域高域側のフィルタ特性の高い急峻性と、良好なＶＳＷＲ特性とを両立させることが困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性が高く、かつＶＳＷＲ特性が良好なラダー型フィルタ及びそれを備えたデュプレクサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るラダー型フィルタは、入力端と、出力端と、複数の直列腕共振子と、並列腕共振子と、キャパシタとを備えている。複数の直列腕共振子は、入力端と出力端とを接続する直列腕において互いに直列に接続されている。複数の直列腕共振子の各々は、ＩＤＴ電極を有する。並列腕共振子は、直列腕とグラウンド電位とを接続する並列腕に設けられている。直列腕共振子と並列腕共振子とのそれぞれは、弾性波共振子からなる。キャパシタは、複数の直列腕共振子のうちの一部の直列腕共振子に並列に接続されている。キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている。キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。
【０００９】
本発明に係るラダー型フィルタのある特定の局面では、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が２つ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。
【００１０】
本発明に係るラダー型フィルタの他の特定の局面では、並列腕共振子は、ＩＤＴ電極を有し、並列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。この構成によれば、並列腕共振子のＩＤＴ電極として、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されているＩＤＴ電極を用いた場合と比較して、受信側フィルタにおけるＶＳＷＲ特性をさらに良好にすることができる。
【００１１】
本発明に係るデュプレクサは、上記本発明に係るラダー型フィルタを備えている。
【００１２】
本発明に係るデュプレクサのある特定の局面では、アンテナ端子と、アンテナ端子に接続されている送信側フィルタ及び受信側フィルタとをさらに備え、送信側フィルタは、ラダー型フィルタを有する。この構成によれば、送信側における通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高めつつ、受信側フィルタにおけるＶＳＷＲ特性を良好にすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るラダー型フィルタでは、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている一方、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されているため、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高くすると共に、ＶＳＷＲ特性を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は、本実施形態のデュプレクサの回路図である。図１に示すように、デュプレクサ１は、送信側フィルタチップ２０に搭載されている送信側フィルタ１１と、受信側フィルタチップ２１に搭載されている受信側フィルタ１２とを備えている。受信側フィルタ１２は、アンテナ端子１０と、第１及び第２の受信側信号端子１８ａ、１８ｂとの間に設けられている。一方、送信側フィルタ１１は、アンテナ端子１０と、送信側信号端子１７との間に設けられている。
【００１６】
送信側フィルタ１１は、アンテナ端子１０に接続されている入力端１５と、送信側信号端子１７に接続されている出力端１６とを備えている。入力端１５と出力端１６とは、直列腕９によって接続されている。直列腕９には、互いに直列に接続されている複数の直列腕共振器Ｓ１〜Ｓ３が設けられている。各直列腕共振器Ｓ１〜Ｓ３は、ひとつの直列腕共振子または互いに直列に接続されている複数の直列腕共振子を備えている。すなわち、直列腕９には、互いに直列に接続されている複数の直列腕共振子が設けられている。この直列腕共振子は、弾性波共振子である。
【００１７】
具体的には、本実施形態では、入力端１５に直接接続されている第１の直列腕共振器Ｓ１は、互いに直列に接続されている２つの直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂにより構成されている。直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂには、キャパシタは並列に接続されていない。
【００１８】
第１の直列腕共振器Ｓ１の後段に接続されている第２の直列腕共振器Ｓ２は、互いに直列に接続されている３つの直列腕共振子Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃにより構成されている。第２の直列腕共振器Ｓ２を構成する３つの直列腕共振器Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃのうちの直列腕共振子Ｓ２ａ、Ｓ２ｂには、キャパシタＣ１が並列に接続されている。一方、直列腕共振子Ｓ２ｃには、キャパシタは並列に接続されていない。
【００１９】
第２の直列腕共振器Ｓ２と出力端１６との間に接続されている第３の直列腕共振器Ｓ３は、互いに直列に接続されている３つの直列腕共振子Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃにより構成されている。第３の直列腕共振器Ｓ３を構成する３つの直列腕共振子Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃのうちの直列腕共振子Ｓ３ａ、Ｓ３ｂには、キャパシタは並列に接続されていない。一方、直列腕共振子Ｓ３ｃには、キャパシタＣ２が並列に接続されている。直列腕共振器Ｓ３ｃには、さらにインダクタＬ５が並列に接続されている。
【００２０】
直列腕９とグラウンド電位との間には、少なくともひとつの並列腕が接続されている。具体的には、本実施形態では、直列腕９とグラウンド電位との間には、複数の並列腕１３ａ〜１３ｃが接続されている。
【００２１】
複数の並列腕１３ａ〜１３ｃのそれぞれには、並列腕共振器Ｐ１〜Ｐ３が設けられている。各並列腕共振器Ｐ１〜Ｐ３は、ひとつの並列腕共振子または、互いに直列に接続されている複数の並列腕共振子を備えている。この並列腕共振子は、弾性波共振子である。
【００２２】
具体的には、第１の並列腕１３ａは、第１の直列腕共振器Ｓ１と第２の直列腕共振器Ｓ２との間の接続点と、グラウンド電位との間に接続されている。第１の並列腕１３ａには、互いに直列に接続されている第１の並列腕共振器Ｐ１とインダクタＬ１とが設けられている。第１の並列腕共振器Ｐ１は、互いに直列に接続されている２つの並列腕共振子Ｐ１ａ、Ｐ１ｂにより構成されている。
【００２３】
一方、第２の並列腕１３ｂは、第２の直列腕共振器Ｓ２と第３の直列腕共振器Ｓ３との間の接続点と、グラウンド電位との間に接続されている。第２の並列腕１３ｂには、互いに直列に接続されている第２の並列腕共振器Ｐ２とインダクタＬ２とが設けられている。第２の並列腕共振器Ｐ２は、互いに直列に接続されている２つの並列腕共振子Ｐ２ａ、Ｐ２ｂにより構成されている。
【００２４】
第１の並列腕１３ａと第２の並列腕１３ｂとは互いに接続されており、インダクタＬ３を介してグラウンド電位に接続されている。なお、このインダクタＬ３と、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ４及びＬ５のそれぞれは、配線パターンまたはコイルパターンにより得られるインダクタンス分により構成されていてもよいし、別個のインダクタチップにより構成されていてもよい。
【００２５】
第３の並列腕１３ｃは、第３の直列腕共振器Ｓ３と出力端１６との間の接続点と、グラウンド電位との間に接続されている。第３の並列腕１３ｃには、互いに直列に接続されている第３の並列腕共振器Ｐ３とインダクタＬ４とが設けられている。第３の並列腕共振器Ｐ３は、互いに直列に接続されている２つの並列腕共振子Ｐ３ａ、Ｐ３ｂにより構成されている。
【００２６】
本実施形態の特徴は、複数の直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃのそれぞれがＩＤＴ電極を有しており、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｃにおいては、ＩＤＴ電極に極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されており、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ、Ｓ３ｂにおいては、ＩＤＴ電極に極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている点にある。なお、以下の説明において、キャパシタＣ１またはＣ２が並列に接続されている直列腕共振子Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｃを直列腕共振子Ｓｘと総称し、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ、Ｓ３ｂを直列腕共振子Ｓｙと総称する。
【００２７】
なお、本実施形態のキャパシタは、圧電基板上に形成されている一対のくし歯電極からなるキャパシタであってもよいし、圧電基板上に形成されている一対の容量取り出し電極からなるキャパシタであってもよいし、外付けのキャパシタであってもよい。
【００２８】
図２に、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子Ｓｘの略図的平面図を示し、図３に直列腕共振子Ｓｘの一部分の弾性波伝搬方向に沿った略図的断面図を示す。図３に示すように、直列腕共振子Ｓｘは、圧電基板３５と、電極３６と、中間膜３７と、上層膜３８とを備えている。圧電基板３５は、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３などの適宜の圧電材料からなる基板により構成される。圧電基板３５は、例えば、カット角１２６．０°のＬｉＮｂＯ３基板により構成することができる。
【００２９】
電極３６は、圧電基板３５の上に形成されている。この電極３６によって、後述するＩＤＴ電極３０や第１及び第２のグレーティング反射器３１，３２が構成されている。電極３６は、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕなどの適宜の電極材料により構成することができる。電極３６は、複数の導電膜が積層された導電膜積層体によっても構成することができる。例えば、電極３６は、ＮｉＣｒ膜、Ｐｔ膜、Ｔｉ膜、Ａｌ膜、Ｔｉ膜が圧電基板３５側からこの順番で積層された積層膜によって構成することができる。
【００３０】
圧電基板３５の上面の電極３６が形成されていない部分には、中間膜３７が形成されている。中間膜３７の上面と電極３６の上面とはほぼ面一とされている。この中間膜３７によって、電極３６が形成された圧電基板３５の上面が平坦とされている。なお、中間膜３７は、ＳｉＯ２やＳｉＮなどの適宜の絶縁材料により形成することができる。
【００３１】
電極３６と中間膜３７とは、上層膜３８によって被覆されている。上層膜３８は、ＳｉＯ２やＳｉＮなどの適宜の絶縁材料により形成することができる。また、上層膜３８は、複数の絶縁膜の積層体により構成してもよい。上層膜３８は、例えば、ＳｉＯ２膜とＳｉＮ膜とが圧電基板３５側からこの順番で積層された絶縁膜の積層体により構成することができる。なお、上層膜３８は、圧電基板３５の周波数温度特性と逆の周波数温度特性を有する材料により形成されていることが好ましい。この構成によれば、直列腕共振子Ｓｘの周波数温度特性を改善することができる。
【００３２】
図２に示すように、直列腕共振子Ｓｘは、それぞれ電極３６によって構成されているＩＤＴ電極３０と、第１及び第２のグレーティング反射器３１，３２とを備えている。第１及び第２のグレーティング反射器３１，３２は、ＩＤＴ電極３０の弾性波伝搬方向の両側に配置されている。本実施形態では、直列腕共振子Ｓｘは、ＩＤＴ電極３０により励振される弾性表面波を利用する共振子である。もっとも、直列腕共振子Ｓｘは、弾性表面波以外の弾性波、例えば、弾性境界波を利用する共振子であってもよい。
【００３３】
ＩＤＴ電極３０は、第１及び第２のくし歯電極３３，３４を備えている。第１及び第２のくし歯電極３３，３４のそれぞれは、相互に平行に延びる複数の電極指３３ａ、３４ａを備えている。複数の電極指３３ａと、複数の電極指３４ａとは、互いに間挿し合っている。
【００３４】
本実施形態では、ＩＤＴ電極３０には、弾性表面波伝搬方向において、電極指３３ａと電極指３４ａとの交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている。具体的には、ＩＤＴ電極３０には、弾性表面波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が２つ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、複数の電極指３４ａの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第１の包絡線Ａと、複数の電極指３３ａの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第２の包絡線Ｂとのそれぞれは、電極指の先端側に向かって突出する第１の山部Ａ１，Ｂ１と、第２の山部Ａ２，Ｂ２とを備えている。そして、第１及び第２の包絡線Ａ、Ｂにより囲まれた交叉領域Ｈ１は、２つの略菱形状の領域が連ねられた形状となっている。なお、第１及び第２の包絡線Ａ、Ｂは、互いに接していてもよいし、図２に示すように互いに隔離していてもよい。
【００３５】
図４は、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓｙの略図的平面図を示す。直列腕共振子Ｓｙは、施されている交叉幅重み付けの態様を除いては、上記直列腕共振子Ｓｘと実質的に同様の構成を有する。従って、上記直列腕共振子Ｓｘの構成部材と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符合で参照し、説明を省略する。また、直列腕共振子Ｓｙの説明においても図３を共通に参照するものとする。
【００３６】
キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓｙも、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子Ｓｘと同様に、圧電基板３５と、電極３６と、中間膜３７と、上層膜３８とを備えている。
【００３７】
図４に示すように、直列腕共振子Ｓｙは、それぞれ図３に示す電極３６によって構成されているＩＤＴ電極４０と、ＩＤＴ電極４０の弾性表面波伝搬方向における両側に設けられた第１及び第２のグレーティング反射器４１，４２とを備えている。本実施形態では、直列腕共振子Ｓｙは、ＩＤＴ電極４０により励振される弾性表面波を利用する共振子である。もっとも、直列腕共振子Ｓｙは、弾性表面波以外の弾性波、例えば、弾性境界波を利用する共振子であってもよい。
【００３８】
ＩＤＴ電極４０は、第１及び第２のくし歯電極４３，４４を備えている。第１及び第２のくし歯電極４３，４４のそれぞれは、相互に平行に延びる複数の電極指４３ａ、４４ａを備えている。複数の電極指４３ａと、複数の電極指４４ａとは、互いに間挿し合っている。
【００３９】
本実施形態では、ＩＤＴ電極４０には、弾性表面波伝搬方向において、電極指４３ａと電極指４４ａとの交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、複数の電極指４４ａの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第３の包絡線Ｃと、複数の電極指４３ａの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第４の包絡線Ｄとのそれぞれは、電極指の先端側に向かって突出するひとつの山部のみを備えている。そして、第３及び第４の包絡線Ｃ、Ｄにより囲まれた交叉領域Ｈ２は、略菱形形状の領域となっている。なお、第３及び第４の包絡線Ｃ、Ｄは、互いに接していてもよいし、図４に示すように互いに離間していてもよい。
【００４０】
本実施形態において、並列腕共振子の構成は特に限定されない。例えば、並列腕共振子は、ＩＤＴ電極を有する適宜の共振子により構成することができる。但し、図５に模式的に示すように、並列腕共振子は、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Ｓｙと同様に、極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されているＩＤＴ電極５０と、ＩＤＴ電極５０の弾性表面波伝搬方向における両側に配置された第１及び第２のグレーティング反射器５１，５２とを有するものであることが好ましい。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態では、キャパシタＣ１またはＣ２が並列に接続されている直列腕共振子ＳｘのＩＤＴ電極３０には、弾性表面波伝搬方向において、電極指３３ａと電極指３４ａとの交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている一方、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子ＳｙのＩＤＴ電極４０には、弾性表面波伝搬方向において、電極指４３ａと電極指４４ａとの交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、下記の実施例においても裏付けられるように、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高めると共に、ＶＳＷＲ特性を良好にすることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、並列腕共振子のＩＤＴ電極にも、直列腕共振子ＳｙのＩＤＴ電極４０と同様に、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、並列腕共振子のＩＤＴ電極として、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されているＩＤＴ電極を用いた場合と比較して、受信側フィルタ１２におけるＶＳＷＲ特性をさらに良好にすることができる。
【００４３】
以下、本実施形態における効果について、具体的な実施例を用いてさらに詳細に説明する。
【００４４】
（実施例）
図１〜図５に示す構成のデュプレクサ１を、下記の設計パラメータで作製し、送信側フィルタ１１における挿入損失と、アンテナ端子１０側のＶＳＷＲ特性と、送信側信号端子１７側のＶＳＷＲ特性とのそれぞれを測定した。
【００４５】
圧電基板：カット角が１２６．０°のＬｉＮｂＯ３基板
中間膜：厚さ１７０ｎｍのＳｉＯ２膜
電極３６：圧電基板側から、ＮｉＣｒ膜（厚さ：１０ｎｍ）／Ｐｔ膜（厚さ：４０ｎｍ）／Ｔｉ膜（厚さ：１０ｎｍ）／Ａｌ膜（厚さ：８０ｎｍ）／Ｔｉ膜（厚さ１０ｎｍ）
上層膜３８：圧電基板側から、ＳｉＯ２膜（厚さ５００ｎｍ）／ＳｉＮ膜（厚さ：３０ｎｍ）
キャパシタＣ１の容量：０．７５ｐＦ
キャパシタＣ２の容量：２．９０ｐＦ
インダクタＬ５のインダクタンス値：１．１５ｎＨ
【００４６】
送信側フィルタ１１の各共振子の設計パラメータは、下記の表１に示すように設定した。また、送信側フィルタ１１の全ての共振子に対して、最小交叉幅／最大交叉幅＝０．２となるように交叉幅重み付けを施した。交叉幅の極大点がひとつの共振子は、交叉幅がＩＤＴ電極の弾性表面波伝搬方向における中央において最大となり、両端において最小となるようにした。また、交叉幅は、弾性表面波伝搬方向において、直線的に変化するようにした。
【００４７】
交叉幅の極大点が２つの共振子は、交叉幅がＩＤＴ電極の弾性表面波伝搬方向における中央と両端とにおいて最小となり、両端から１／４の箇所で最大となるようにした。また、交叉幅は、弾性表面波伝搬方向において、直線的に変化するようにした。
【００４８】
【表１】
【００４９】
（比較例１）
送信側フィルタ１１の全ての共振子に対して、弾性表面波伝搬方向において、電極指４３ａと電極指４４ａとの交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けを施したこと、キャパシタＣ１、Ｃ２の容量及びインダクタＬ５のインダクタンス値以外は上記実施例と同様の構成を有するデュプレクサを比較例１として作製し、送信側フィルタ１１における挿入損失と、アンテナ端子１０側のＶＳＷＲ特性と、送信側信号端子１７側のＶＳＷＲ特性とのそれぞれを測定した。測定結果を、実施例の測定結果と共に図６〜図８に示す。
【００５０】
（比較例２）
送信側フィルタ１１の全ての共振子に対して、弾性表面波伝搬方向において、電極指４３ａと電極指４４ａとの交叉幅が極大となる極大点が２つ形成されるように交叉幅重み付けを施したこと以外は上記実施例と同様の構成を有するデュプレクサを比較例２として作製し、送信側フィルタ１１における挿入損失と、アンテナ端子１０側のＶＳＷＲ特性と、送信側信号端子１７側のＶＳＷＲ特性とのそれぞれを測定した。測定結果を、実施例の測定結果と共に図９〜図１１に示す。
【００５１】
なお、比較例１におけるキャパシタＣ１、Ｃ２の容量及びインダクタＬ５のインダクタンス値は以下の通りである。
【００５２】
キャパシタＣ１の容量：０．８５ｐＦ
キャパシタＣ２の容量：３．００ｐＦ
インダクタＬ５のインダクタンス値：１．１５ｎＨ
【００５３】
比較例２におけるキャパシタＣ１、Ｃ２の容量及びインダクタＬ５のインダクタンス値は、実施例におけるキャパシタＣ１，Ｃ２の容量及びインダクタＬ５のインダクタンス値と同じとした。
【００５４】
図６に示す結果からわかるように、キャパシタが並列に接続されている共振子に極大点が２つの交叉幅重み付けが施されている一方、キャパシタが並列に接続されていない共振子に極大点がひとつの交叉幅重み付けが施されている実施例の方が、全ての共振子に極大点がひとつの交叉幅重み付けが施されている比較例１よりも通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性が高かった。具体的には、１．９１ＧＨｚＨｚ〜１．９４ＧＨｚの周波数帯域において、フィルタ特性のスルーレベルに対して、挿入損失が３．５ｄＢから４５ｄＢに至る周波数間隔は、比較例１では１１．６ＭＨｚであったのに対して、実施例では、１０．６ＭＨｚと１ＭＨｚ小さかった。Ｔｘ帯域（１．８５ＧＨｚ〜１．９１ＧＨｚ）内におけるＶＳＷＲ特性に関しては、図７及び図８に示す結果からわかるように、実施例と比較例１とでほぼ同等であった。
【００５５】
また、図９に示す結果からわかるように、実施例と比較例２とでは、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性はほぼ同等であった。具体的には、１．９１ＧＨｚＨｚ〜１．９４ＧＨｚの周波数帯域において、フィルタ特性のスルーレベルに対して、挿入損失が３．５ｄＢから４５ｄＢに至る周波数間隔は、実施例では、１０．６ＭＨｚであり、比較例２では、１０．８ＭＨｚであった。Ｔｘ帯域（１．８５ＧＨｚ〜１．９１ＧＨｚ）内におけるＶＳＷＲ特性に関しては、図１０及び図１１に示す結果からわかるように、比較例２に対して実施例の方が、格段にＶＳＷＲ特性が高いことがわかる。
【００５６】
これらの結果から、キャパシタが並列に接続されている共振子に極大点が２つの交叉幅重み付けを施す一方、キャパシタが並列に接続されていない共振子に極大点がひとつの交叉幅重み付けを施すことにより、ＶＳＷＲ特性を低下させることなく、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高められることがわかる。
【００５７】
また、上記実施形態では、直列腕共振子ＳｘのＩＤＴ電極３０に対して極大点が２つの交叉幅重み付けを施す例について説明した。但し、本発明において、ＩＤＴ電極３０に施す交叉幅重み付けは、極大点が複数形成される重み付けである限りにおいて特に限定されない。例えば、直列腕共振子ＳｘのＩＤＴ電極３０に対して極大点が３つ以上の交叉幅重み付けを施してもよい。
【００５８】
また、各包絡線は、１または複数の曲線部及び１または複数の直線部との少なくとも一方により構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態に係るデュプレクサの等価回路図である。
【図２】キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子の略図的平面図である。
【図３】キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子の略図的断面図である。
【図４】キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子の略図的平面図である。
【図５】並列腕共振子の略図的平面図である。
【図６】実施例及び比較例１における送信側フィルタの挿入損失を表すグラフである。
【図７】実施例及び比較例１におけるアンテナ端子側のＶＳＷＲ特性を表すグラフである。
【図８】実施例及び比較例１における送信側信号端子側のＶＳＷＲ特性を表すグラフである。
【図９】実施例及び比較例２における送信側フィルタの挿入損失を表すグラフである。
【図１０】実施例及び比較例２におけるアンテナ端子側のＶＳＷＲ特性を表すグラフである。
【図１１】実施例及び比較例２における送信側信号端子側のＶＳＷＲ特性を表すグラフである。
【図１２】特許文献１に開示されている共振子の略図的平面図である。
【図１３】特許文献２に開示されている共振子の略図的平面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…デュプレクサ
９…直列腕
１０…アンテナ端子
１１…送信側フィルタ
１２…受信側フィルタ
１３ａ…第１の並列腕
１３ｂ…第２の並列腕
１３ｃ…第３の並列腕
１５…入力端
１６…出力端
１７…送信側信号端子
１８ａ、１８ｂ…受信側信号端子
Ｓ１〜Ｓ３…直列腕共振器
Ｐ１〜Ｐ３…並列腕共振器
Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ、Ｓ３ｂ、Ｓ３ｃ…直列腕共振子
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ａ、Ｐ３ｂ…並列腕共振子
Ｃ１，Ｃ２…キャパシタ
Ｐ１〜Ｐ５…インダクタ
Ｈ１，Ｈ２…交叉領域
Ａ〜Ｄ…包絡線
２０…送信側フィルタチップ
２１…受信側フィルタチップ
３０…ＩＤＴ電極
３１，３２…グレーティング反射器
３３，３４…くし歯電極
３３ａ、３４ａ…電極指
３５…圧電基板
３６…電極
３７…中間膜
３８…上層膜
４０…ＩＤＴ電極
４１，４２…グレーティング反射器
４３，４４…くし歯電極
４３ａ、４４ａ…電極指
５０…ＩＤＴ電極
５１，５２…グレーティング反射器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端と、
出力端と、
前記入力端と前記出力端とを接続する直列腕において互いに直列に接続されており、各々、ＩＤＴ電極を有する複数の直列腕共振子と、
前記直列腕とグラウンド電位とを接続する並列腕に設けられている並列腕共振子と、
前記複数の直列腕共振子のうちの一部の直列腕共振子に並列に接続されているキャパシタとを備え、
前記直列腕共振子と前記並列腕共振子とのそれぞれは、弾性波共振子からなり、
前記キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されており、
前記キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている、ラダー型フィルタ。
【請求項２】
前記キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が２つ形成されるように交叉幅重み付けが施されている、請求項１に記載のラダー型フィルタ。
【請求項３】
前記並列腕共振子は、ＩＤＴ電極を有し、前記並列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている、請求項１または２に記載のラダー型フィルタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のラダー型フィルタを備える、デュプレクサ。
【請求項５】
アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続されている送信側フィルタ及び受信側フィルタとをさらに備え、前記送信側フィルタは、前記ラダー型フィルタを有する、請求項４に記載のデュプレクサ。
【請求項１】
入力端と、
出力端と、
前記入力端と前記出力端とを接続する直列腕において互いに直列に接続されており、各々、ＩＤＴ電極を有する複数の直列腕共振子と、
前記直列腕とグラウンド電位とを接続する並列腕に設けられている並列腕共振子と、
前記複数の直列腕共振子のうちの一部の直列腕共振子に並列に接続されているキャパシタとを備え、
前記直列腕共振子と前記並列腕共振子とのそれぞれは、弾性波共振子からなり、
前記キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されており、
前記キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている、ラダー型フィルタ。
【請求項２】
前記キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が２つ形成されるように交叉幅重み付けが施されている、請求項１に記載のラダー型フィルタ。
【請求項３】
前記並列腕共振子は、ＩＤＴ電極を有し、前記並列腕共振子のＩＤＴ電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている、請求項１または２に記載のラダー型フィルタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のラダー型フィルタを備える、デュプレクサ。
【請求項５】
アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続されている送信側フィルタ及び受信側フィルタとをさらに備え、前記送信側フィルタは、前記ラダー型フィルタを有する、請求項４に記載のデュプレクサ。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１０９４１７（Ｐ２０１０−１０９４１７Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６５０２（Ｐ２００８−２７６５０２）
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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