分波器
【課題】多数の減衰域を有し、小型化が可能である分波器を提供する。
【解決手段】分波器１は、アンテナ端子１０と、送信側信号端子１７と、受信側信号端子１８ａ、１８ｂと、送信側フィルタ１１と、受信側フィルタ１２とを備えている。送信側フィルタ１１と受信側フィルタ１２との少なくとも一方のフィルタは、弾性波伝搬方向に沿って配列されている第１及び第２のＩＤＴ電極を有する縦結合共振子型フィルタにより構成されている。第１のＩＤＴ電極の一方側は、アンテナ端子１０に接続されている。第２のＩＤＴ電極の一方側は、送信側信号端子１７または受信側信号端子１８ａ、１８ｂに接続されている。縦結合共振子型フィルタは、第１のＩＤＴ電極の他方側とグラウンド電位との間に直列に接続されているインダクタＬ４をさらに有する。
【解決手段】分波器１は、アンテナ端子１０と、送信側信号端子１７と、受信側信号端子１８ａ、１８ｂと、送信側フィルタ１１と、受信側フィルタ１２とを備えている。送信側フィルタ１１と受信側フィルタ１２との少なくとも一方のフィルタは、弾性波伝搬方向に沿って配列されている第１及び第２のＩＤＴ電極を有する縦結合共振子型フィルタにより構成されている。第１のＩＤＴ電極の一方側は、アンテナ端子１０に接続されている。第２のＩＤＴ電極の一方側は、送信側信号端子１７または受信側信号端子１８ａ、１８ｂに接続されている。縦結合共振子型フィルタは、第１のＩＤＴ電極の他方側とグラウンド電位との間に直列に接続されているインダクタＬ４をさらに有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分波器に関し、特に、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を備える分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯通信端末に対しては小型化の要求が特に強いため、携帯通信端末に用いる分波器に対しても小型化が強く求められている。
【０００３】
従来、小型の分波器としては、弾性表面波共振子を用いた分波器が広く用いられている。例えば下記の特許文献１には、送信側フィルタとして、複数の弾性表面波共振子を有するラダー型フィルタを用い、受信側フィルタとして縦結合共振子型フィルタを用いた分波器が開示されている。
【０００４】
分波器に対しては、送信側フィルタの伝送特性（Ｔｘ特性）として、Ｒｘ帯、ＧＰＳ帯、ＷＬＡＮ帯（ワイヤレスＬＡＮ帯）、２倍波帯、３倍波帯などの多くの周波数帯において減衰量が大きいことが要求される。これらの多くの周波数帯において減衰極を形成する方法としては、ラダー型フィルタを用いた分波器において、並列腕共振子と共にインダクタを並列腕に設けることにより減衰極を形成する方法が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４９８４２号公報
【特許文献２】特開２００４−１７３２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、並列腕共振子とインダクタとが設けられている並列腕の数を多くすることにより多数の減衰極を形成した場合、分波器が大型化し、分波器を十分に小型化することが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、多数の減衰域を有し、小型化が可能である分波器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る分波器は、アンテナ端子と、送信側信号端子と、受信側信号端子と、送信側フィルタと、受信側フィルタとを備えている。送信側フィルタは、アンテナ端子と送信側信号端子との間に設けられている。受信側フィルタは、アンテナ端子と受信側信号端子との間に設けられている。送信側フィルタと受信側フィルタとの少なくとも一方のフィルタは、弾性波伝搬方向に沿って配列されている第１及び第２のＩＤＴ電極を有する縦結合共振子型フィルタにより構成されている。第１のＩＤＴ電極の一方側は、アンテナ端子に接続されている。第２のＩＤＴ電極の一方側は、送信側信号端子または受信側信号端子に接続されている。縦結合共振子型フィルタは、第１のＩＤＴ電極の他方側とグラウンド電位との間に直列に接続されているインダクタをさらに有する。
【０００８】
本発明のある特定の局面では、受信側フィルタが縦結合共振子型フィルタにより構成されており、送信側フィルタがラダー型フィルタにより構成されている。この構成によれば、大きな電力が印加される送信側フィルタが、耐電力性が高いラダー型フィルタにより構成されているため、分波器の耐電力性を高めることができる。
【０００９】
本発明の他の特定の局面では、インダクタが第１のグラウンド電極に接続されており、第２のＩＤＴ電極の他方側が、第１のグラウンド電極とは分離されている第２のグラウンド電極に接続されている。この構成によれば、インダクタによって生じる減衰域における挿入損失をより大きくすることができるため、フィルタ特性をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る分波器では、送信側フィルタ及び受信側フィルタの一方のフィルタにおいて、第１のＩＤＴ電極の他方側とグラウンド電位との間にインダクタが直列に接続されているため、送信側フィルタ及び受信側フィルタの他方のフィルタの通過帯域よりも高域側の領域に減衰域を発生させることができ、よって、送信側フィルタ及び受信側フィルタのうちの他方のフィルタのインダクタを除く部分によって形成する必要がある減衰域の数が少なくなり、従って、送信側フィルタまたは受信側フィルタの小型化が可能となるため、分波器の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る分波器の回路図である。図１に示すように、本実施形態に係る分波器１は、送信側フィルタ１１と、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。アンテナ端子１０と、送信側フィルタ１１及び受信側フィルタ１２との接続点と、グラウンド電位との間には、インダクタＬ５が接続されている。
【００１３】
なお、本実施形態では、送信側フィルタ１１と受信側フィルタ１２とのそれぞれが弾性表面波を利用したフィルタである例について説明する。但し、本発明はこの構成に限定されず、例えば、送信側フィルタ１１と受信側フィルタ１２とのそれぞれは、弾性境界波を利用したフィルタであってもよい。
【００１４】
送信側フィルタ１１は、ラダー型フィルタにより構成されている。具体的には、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とを接続する直列腕９を備えている。
【００１５】
直列腕９には、互いに直列に接続された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た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。
【００１６】
具体的には、本実施形態では、アンテナ端子１０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。
【００１７】
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。
【００１８】
第２の直列腕共振器Ｓ２と送信側信号端子１７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Ｌ３が並列に接続されている。
【００１９】
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。
【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。
【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】
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３の並列腕１３ｃは、第３の直列腕共振器Ｓ３と送信側信号端子１７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。
【００２５】
第２の並列腕１３ｂと第３の並列腕１３ｃとは互いに接続されており、インダクタＬ２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Ｌ２と、インダクタＬ１及びＬ３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。
【００２６】
なお、本実施形態の各共振子のＩＤＴ電極には、交叉幅重み付けなどの重み付けが施されていてもよく、また、他の部分よりも電極指のピッチが小さい狭ピッチ電極指部が設けられていてもよい。
【００２７】
次に、主として図２を参照しつつ、受信側フィルタ１２の構成について説明する。なお、図１では、受信側フィルタ１２は、略図的に示しており、グレーティング反射器２４，２５，３４，３５などの一部の構成部材の描画は省略している。また、図２においてもＩＤＴ電極やグレーティング反射器は簡略的に描画されており、描画されているＩＤＴ電極やグレーティング反射器の電極指の本数は実際の本数よりも少ない。
【００２８】
本実施形態では、受信側フィルタ１２は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタにより構成されている。具体的には、図２に示すように、受信側フィルタ１２は、第１及び第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０，３０を備えている。第１及び第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０，３０のそれぞれは、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部である。
【００２９】
図１に示すように、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０は、アンテナ端子１０と第１の受信側信号端子１８ａとの間に設けられている。図２に示すように、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０は、弾性表面波伝搬方向に沿ってこの順番で配列された第１〜第３のＩＤＴ電極２１〜２３を備えている。第１〜第３のＩＤＴ電極２１〜２３が設けられた領域の弾性表面波伝搬方向の両側には、第１及び第２のグレーティング反射器２４，２５が配置されている。
【００３０】
第１のＩＤＴ電極２１は、互いに間挿し合う一対のくし歯電極２１ａ、２１ｂを有する。同様に、第２のＩＤＴ電極２２も、互いに間挿し合う一対のくし歯電極２２ａ、２２ｂを有し、第３のＩＤＴ電極２３も、互いに間挿し合う一対のくし歯電極２３ａ、２３ｂを有する。
【００３１】
第１のＩＤＴ電極２１のくし歯電極２１ａと、第３のＩＤＴ電極２３のくし歯電極２３ａとは、図１に示すように、１ポート型の弾性表面波共振子からなる共振子４０を介してアンテナ端子１０に共通に接続されている。この共振子４０と、後述する共振子４５とは、直列トラップを構成している。
【００３２】
第２のＩＤＴ電極２２のくし歯電極２２ａは、グラウンド電極５２に接続されている。一方、くし歯電極２２ｂは、第１の受信側信号端子１８ａに接続されている。
【００３３】
図１に示すように、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０は、アンテナ端子１０と第２の受信側信号端子１８ｂとの間に設けられている。図２に示すように、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０も、上述の第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０と実質的に同様の構成を有している。具体的には、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０は、弾性表面波伝搬方向に沿ってこの順番で配列された第１〜第３のＩＤＴ電極３１〜３３と、第１〜第３のＩＤＴ電極３１〜３３が設けられた領域の弾性表面波伝搬方向の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３４，３５とを備えている。第１のＩＤＴ電極３１のくし歯電極３１ａと、第３のＩＤＴ電極３３のくし歯電極３３ａとは、図１に示すように、１ポート型の弾性表面波共振子からなる共振子４５を介してアンテナ端子１０に共通に接続されている。第２のＩＤＴ電極３２のくし歯電極３２ａは、グラウンド電極５３に接続されている。一方、くし歯電極３２ｂは、第２の受信側信号端子１８ｂに接続されている。
【００３４】
なお、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０は、第１の受信側信号端子１８ａから取り出される信号の位相と、第２の受信側信号端子１８ｂから取り出される信号の位相とが１８０度異なるように構成されている。具体的には、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０の第１及び第３のＩＤＴ電極２１，２３の位相に対して、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０の第１及び第３のＩＤＴ電極３１，３３の位相が反転するように、第１〜第３のＩＤＴ電極３１〜３３が構成されている。
【００３５】
第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０の第２のＩＤＴ電極２２と第１の受信側信号端子１８ａとの間の接続点と、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０の第２のＩＤＴ電極３２と第２の受信側信号端子１８ｂとの間の接続点とは、１ポート型の弾性表面波共振子からなる共振子５０を介して互いに接続されている。この共振子５０は並列トラップを構成している。
【００３６】
本実施形態の特徴は、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０の第１及び第３のＩＤＴ電極２１，２３のくし歯電極２１ｂ、２３ｂと、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０の第１及び第３のＩＤＴ電極３１，３３のくし歯電極３１ｂ、３３ｂとがインダクタＬ４を介してグラウンド電極５１に接続されていることにある。換言すれば、本実施形態の特徴は、第１及び第３のＩＤＴ電極２１，２３，３１，３３のアンテナ端子１０に接続されている側とは反対側とグラウンド電位とに間に直列に接続されているインダクタＬ４が設けられていることにある。
【００３７】
本実施形態では、このインダクタＬ４を受信側フィルタ１２に設けることにより、後述する実施例においても裏付けられるように、送信側フィルタ１１の伝送特性として、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に新たな減衰域を形成することができる。このため、送信側フィルタ１１の回路自体で形成する必要がある減衰域の数が少なくなる。従って、送信側フィルタ１１において、並列腕の本数を少なくすることが可能であるため、送信側フィルタ１１を小型化することが可能となる。その結果、分波器１の小型化が可能となる。
【００３８】
なお、インダクタＬ４を受信側フィルタ１２に設けることにより、送信側フィルタ１１の伝送特性として、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に新たな減衰域を形成することができる理由は、以下の通りである。
【００３９】
直列トラップを構成する共振子４０，４５と、共振子４０，４５に対して直列に接続されているＩＤＴ電極２１，２３，３１，３３とは、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域においては容量として機能する。このため、図１に示す分波器１は、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域においては、図３に示すモデル図にモデル化することができる。すなわち、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域においては、アンテナ端子１０と第１の直列腕共振器Ｓ１との間の共振点と、グラウンド電位との間に、共振子４０，４５及びＩＤＴ電極２１，２３，３１，３３により構成される容量素子と、インダクタＬ４とが直列に接続された態様となる。このため、インダクタＬ４を設けることにより、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域においては、受信側フィルタ１２を並列腕とみなすことができる。従って、インダクタＬ４を受信側フィルタ１２に設けることにより、送信側フィルタ１１の伝送特性として、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に新たな減衰域を形成することができる。その結果、送信側フィルタ１１における並列腕の数を減らすことができ、よって、送信側フィルタ１１、ひいては分波器１を小型化することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、上述のように、インダクタＬ４が接続されているグラウンド電極５１と、第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａが接続されているグラウンド電極５２，５３とが分離されている。このため、インダクタＬ４によって生じる減衰域における挿入損失をより大きくすることができる。従って、送信側フィルタ１１のフィルタ特性をより高めることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、大きな電力が印加される送信側フィルタ１１が、耐電力性が高いラダー型フィルタにより構成されている。従って、分波器１の耐電力性を高めることができる。
【００４２】
（第１の実施例）
図１及び図２に示す構造を有し、レイリー波が励振される分波器１を下記の要領で作製し、送信側信号端子１７からアンテナ端子１０側に信号を入力したときの送信側フィルタ１１の挿入損失を測定した。
【００４３】
送信側フィルタ１１の製造においては、まず、カット角が１２６．０°のＬｉＮｂＯ３基板の上に、先行膜として厚さ１９０ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した。次に、形成した先行膜に電極構造の形状に対応した形状の溝を形成した。その溝内に、ＮｉＣｒ膜（厚さ：１０ｎｍ）／Ｐｔ膜（厚さ：６０ｎｍ）／Ｔｉ膜（厚さ：１０ｎｍ）／Ａｌ膜（厚さ：９０ｎｍ）／Ｔｉ膜（厚さ１０ｎｍ）を順次積層することにより、ＩＤＴ電極及びグレーティング反射器を形成した。最後に、ＩＤＴ電極及びグレーティング反射器を覆うように、厚さ４００ｎｍのＳｉＯ２膜を成膜し、さらにその上に厚さ３０ｎｍのＳｉＮ膜を成膜することにより送信側フィルタ１１を作製した。
【００４４】
なお、送信側フィルタ１１の各共振子には、弾性表面波伝搬方向における中央で交叉幅が最大となり、両側において最小となり、その間において交叉幅が直線的に変化し、両端における最小交叉幅が中央における最大交叉幅の１０％となるように交叉幅重み付けを施した。
【００４５】
送信側フィルタ１１を構成する各共振子の設計パラメータを下記の表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
受信側フィルタ１２は、カット角が４２．０°のＬｉＴａＯ３基板状に、厚さ２００ｎｍのＡｌ膜からなる電極を形成することにより作製した。
【００４８】
受信側フィルタ１２の共振子４０，４５，５０の設計パラメータを下記の表２に示す。
【００４９】
【表２】
【００５０】
受信側フィルタ１２の第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０の設計パラメータは、下記の通りである。なお、第１及び第３のＩＤＴ電極２１，２３の第２のＩＤＴ電極２２と隣接する端部と、第２のＩＤＴ電極２２の第１及び第３のＩＤＴ電極２１，２３と隣接する端部とのそれぞれに、他の部分よりも電極指の周期が小さい狭ピッチ部を形成した。
【００５１】
また、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０は、出力される信号の位相が第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０から出力される信号の位相と１８０°異なることを除いては、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０と同じ設計パラメータを有するものとした。
【００５２】
第１のグレーティング反射器２４の電極指の本数：３０本
第１のグレーティング反射器２４におけるＤｕｔｙ：０．６３
第１のグレーティング反射器２４における電極指の周期：２．１９０μｍ
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の本数：３２本
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部における電極指の本数：５本
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部以外の部分におけるＤｕｔｙ：０．６８
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部におけるＤｕｔｙ：０．６８
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の周期：２．１７０μｍ
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部における電極指の周期：２．０２４μｍ
第２のＩＤＴ電極２２の第１のＩＤＴ電極２１側の狭ピッチ電極指部における電極指の本数：５本
第２のＩＤＴ電極２２の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の本数：３３本
第２のＩＤＴ電極２２の第３のＩＤＴ電極２３側の狭ピッチ電極指部における電極指の本数：５本
第２のＩＤＴ電極２２の第１のＩＤＴ電極２１側の狭ピッチ電極指部におけるＤｕｔｙ：０．６８
第２のＩＤＴ電極２２の狭ピッチ電極指部以外の部分におけるＤｕｔｙ：０．６８
第２のＩＤＴ電極２２の第３のＩＤＴ電極２３側の狭ピッチ電極指部におけるＤｕｔｙ：０．６８
第２のＩＤＴ電極２２の第１のＩＤＴ電極２１側の狭ピッチ電極指部における電極指の周期：１．９９９８
第２のＩＤＴ電極２２の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の周期：２．０５１
第２のＩＤＴ電極２２の第３のＩＤＴ電極２３側の狭ピッチ電極指部における電極指の周期：１．９９９８
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部における電極指の本数：５本
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の本数：３２本
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部におけるＤｕｔｙ：０．６８
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部以外の部分におけるＤｕｔｙ：０．６８
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部における電極指の周期：２．０２４μｍ
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の周期：２．１７０μｍ
第２のグレーティング反射器２５の電極指の本数：３０本
第２のグレーティング反射器２５におけるＤｕｔｙ：０．６３
第２のグレーティング反射器２５における電極指の周期：２．１９０μｍ
交叉幅：６０μｍ
ＩＤＴ電極２１，２３とグレーティング反射器２４，２５との間のギャップ：０．５３λ
その他の、詳細な設計パラメータは、以下の通りである。
【００５３】
キャパシタＣ１：１．４ｐＦ
キャパシタＣ２：５．５ｐＦ
インダクタＬ１：０．６ｎＨ
インダクタＬ２：０．８ｎＨ
インダクタＬ３：１．１５ｎＨ
インダクタＬ４：１．２５ｎＨ
インダクタＬ５：４．５ｎＨ
（比較例）
比較例として、インダクタＬ４を設けないこと以外は、上記の第１の実施例と同じ構成を有する分波器（図４を参照）を作製し、送信側信号端子１７からアンテナ端子１０側に信号を入力したときの送信側フィルタ１１の挿入損失を測定した。
【００５４】
上記第１の実施例及び比較例の結果を図５に示す。図５に示すように、受信側フィルタ１２にインダクタＬ４を設けた第１の実施例においては、バンド３の３倍波帯に相当する５．１３ＧＨｚ〜５．３５５ＧＨｚの高周波帯域において、減衰域が観察された。具体的には、第１の実施例では、バンド３の３倍波帯域において、２１ｄＢの挿入損失が得られた。
【００５５】
それに対して、受信側フィルタ１２にインダクタＬ４を設けなかった比較例においては、バンド３の３倍波帯域に減衰域は観察されなかった。比較例では、バンド３の３倍波帯域における挿入損失は、７ｄＢであった。
【００５６】
以上の結果から、受信側フィルタ１２にインダクタＬ４を設けることにより、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に減衰域を形成できることがわかる。
【００５７】
なお、第１の実施例では、並列腕１３ａに設けられた並列腕共振器Ｐ１とインダクタＬ１とによってバンド３の２倍波帯における減衰域が形成された。例えば、この並列腕１３ａに設けられた並列腕共振器Ｐ１とインダクタＬ１とによってバンド３の３倍波帯における減衰域を形成することも考えられる。しかしながら、並列腕１３ａに設けられた並列腕共振器Ｐ１とインダクタＬ１とによってバンド３の３倍波帯における減衰域を形成しようとすると、インダクタＬ１のインダクタンスを非常に小さくする必要がある。このため、インダクタＬ１の形成が困難となる。
【００５８】
それに対して、第１の実施形態のようにインダクタＬ４を設けることによってバンド３の３倍波帯における減衰域を形成する場合は、ＩＤＴ電極２１，２３，３１，３３の対数が比較的少ないため、インダクタＬ４のインダクタンスをそれほど小さくする必要はない。従って、分波器１の作製が容易となる。
【００５９】
以下、本発明を実施した好ましい形態のさらなる例について説明する。なお、以下の説明において、第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００６０】
（第２の実施形態）
上記の第１の実施形態では、インダクタＬ４と、第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとがそれぞれ別個のグラウンド電極に接続されている例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図６に示すように、インダクタＬ４と、第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとが全て同じグラウンド電極５１に接続されていてもよい。
【００６１】
この場合であっても、上記第１の実施形態の場合と同様に、送信側フィルタ１１の伝送特性として、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に新たな減衰域を形成することができる。このため、送信側フィルタ１１の回路自体で形成する必要がある減衰域の数が少なくなる。従って、送信側フィルタ１１において、並列腕の本数を少なくすることが可能となるため、送信側フィルタ１１を小型化することが可能となる。その結果、分波器１の小型化が可能となる。
【００６２】
なお、図６に示す本実施形態の分波器は、図７において、モデル図にモデル化することができる。なお、図７に示す特性インピーダンスＲ１，Ｒ２は、受信側信号端子１８ａ、１８ｂに接続されているＩＣの入力インピーダンスである。具体的には、本実施形態では、特性インピーダンスＲ１，Ｒ２は、５０Ωの抵抗である。
【００６３】
図７に示すように、本実施形態の場合、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域においては、共振子４０，４５と、ＩＤＴ電極２１，２３，３１，３３とによってキャパシタＣ３が形成され、ＩＤＴ電極２２によってキャパシタＣ４が形成され、ＩＤＴ電極３２によってキャパシタＣ５が形成される。そして、インダクタＬ４とキャパシタＣ４，Ｃ５とにより並列共振回路６０が形成される。この並列共振回路６０によって高周波帯に減衰域が形成される。
【００６４】
本実施形態の場合、受信側信号端子１８ａ、１８ｂに特性インピーダンスＲ１，Ｒ２が接続されているため、上記の第１の実施形態においてインダクタＬ４により形成される直列共振回路のＱ値よりも、並列共振回路６０とキャパシタＣ３とにより構成される共振回路のＱ値の方が小さくなる。
【００６５】
また、本実施形態では、インダクタＬ４に対して並列にキャパシタＣ４，Ｃ５が接続されているため、見かけ上のインダクタンスが大きくなる。従って、インダクタＬ４のインダクタンスを小さくすることができる。
【００６６】
なお、例えば、インダクタＬ４を設けることによりバンド３の３倍波帯に減衰域を形成する場合、この並列共振回路の共振周波数は、３倍波帯よりも高い周波数に設定される。
【００６７】
（第２の実施例）
インダクタＬ４と、第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとを共通のグラウンド電極に接続し、インダクタＬ４のインダクタンスを０．５ｎＨとしたこと以外は、上記の第１の実施例と同様の構成を有する分波器を第２の実施例として作製し、送信側信号端子からアンテナ端子１０側に信号を入力したときの送信側フィルタ１１の挿入損失を測定した。
【００６８】
第２の実施例の結果を、上記の比較例の結果と共に、図８に示す。図８に示すように、インダクタＬ４と第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとを共通のグラウンド電極に接続した場合であっても、バンド３の３倍波帯に相当する５．１３ＧＨｚ〜５．３５５ＧＨｚの高周波帯域において、減衰域が観察された。具体的には、第１の実施例では、バンド３の３倍波帯域において、比較例における挿入損失（７ｄＢ）より６ｄＢ大きい１３ｄＢの挿入損失が得られた。
【００６９】
これら第１及び第２の実施例並びに比較例の結果から、インダクタＬ４が接続されているグラウンド電極と、第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａが接続されているグラウンド電極とが共通であるか否かにかかわらず、受信側フィルタ１２にインダクタＬ４を設けることにより、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に減衰域を形成できることがわかる。
【００７０】
但し、インダクタＬ４と第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとを共通のグラウンド電極に接続した第２の実施例におけるバンド３の３倍波帯域の挿入損失（１３ｄＢ）よりも、インダクタＬ４と第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとを別個のグラウンド電極に接続した第１の実施例におけるバンド３の３倍波帯域の挿入損失（２１ｄＢ）の方が大きかった。この結果から、インダクタＬ４と第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとを別個のグラウンド電極に接続することによって、バンド３の３倍波帯に減衰域における挿入損失をより大きくできることがわかる。
【００７１】
なお、上記第１及び第２の実施形態では、受信側フィルタ１２のみを縦結合共振子型フィルタにより構成する例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されず、例えば、送信側フィルタと受信側フィルタとの両方を縦結合共振子型フィルタにより構成してもよい。
【００７２】
上記実施形態では、縦結合共振子型弾性波フィルタが弾性表面波を利用するフィルタである例について説明した。但し、本発明において、縦結合共振子型弾性波フィルタは弾性境界波を利用するフィルタであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施形態に係る分波器の回路図である。
【図２】第１の実施形態における受信側フィルタの回路図である。
【図３】送信側フィルタの通過帯域よりも高域側の領域における第１の実施形態に係る分波器のモデル図である。
【図４】比較例に係る分波器に回路図である。
【図５】第１の実施例及び比較例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６】第２の実施形態に係る分波器の回路図である。
【図７】第１の実施例及び比較例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８】第２の実施例及び比較例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。
【符号の説明】
【００７４】
１…分波器
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〜１３ｃ…並列腕
１７…送信側信号端子
１８ａ…第１の受信側信号端子
１８ｂ…第２の受信側信号端子
２０…第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部
３０…第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部
２１，３１…第１のＩＤＴ電極
２２，３２…第２のＩＤＴ電極
２３，３３…第３のＩＤＴ電極
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ…くし歯電極
２４，２５，３４，３５…グレーティング反射器
４０，４５…共振子（直列トラップ）
５０…共振子（並列トラップ）
５１，５２，５３…グラウンド電極
６０…並列共振回路
Ｌ１〜Ｌ４…インダクタ
Ｃ１〜Ｃ５…キャパシタ
Ｓ１〜Ｓ３…直列腕共振器
Ｐ１〜Ｐ３…並列腕共振器
Ｒ１，Ｒ２…特性インピーダンス
Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ…直列腕共振子
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ａ、Ｐ３ｂ…並列腕共振子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分波器に関し、特に、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を備える分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯通信端末に対しては小型化の要求が特に強いため、携帯通信端末に用いる分波器に対しても小型化が強く求められている。
【０００３】
従来、小型の分波器としては、弾性表面波共振子を用いた分波器が広く用いられている。例えば下記の特許文献１には、送信側フィルタとして、複数の弾性表面波共振子を有するラダー型フィルタを用い、受信側フィルタとして縦結合共振子型フィルタを用いた分波器が開示されている。
【０００４】
分波器に対しては、送信側フィルタの伝送特性（Ｔｘ特性）として、Ｒｘ帯、ＧＰＳ帯、ＷＬＡＮ帯（ワイヤレスＬＡＮ帯）、２倍波帯、３倍波帯などの多くの周波数帯において減衰量が大きいことが要求される。これらの多くの周波数帯において減衰極を形成する方法としては、ラダー型フィルタを用いた分波器において、並列腕共振子と共にインダクタを並列腕に設けることにより減衰極を形成する方法が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４９８４２号公報
【特許文献２】特開２００４−１７３２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、並列腕共振子とインダクタとが設けられている並列腕の数を多くすることにより多数の減衰極を形成した場合、分波器が大型化し、分波器を十分に小型化することが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、多数の減衰域を有し、小型化が可能である分波器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る分波器は、アンテナ端子と、送信側信号端子と、受信側信号端子と、送信側フィルタと、受信側フィルタとを備えている。送信側フィルタは、アンテナ端子と送信側信号端子との間に設けられている。受信側フィルタは、アンテナ端子と受信側信号端子との間に設けられている。送信側フィルタと受信側フィルタとの少なくとも一方のフィルタは、弾性波伝搬方向に沿って配列されている第１及び第２のＩＤＴ電極を有する縦結合共振子型フィルタにより構成されている。第１のＩＤＴ電極の一方側は、アンテナ端子に接続されている。第２のＩＤＴ電極の一方側は、送信側信号端子または受信側信号端子に接続されている。縦結合共振子型フィルタは、第１のＩＤＴ電極の他方側とグラウンド電位との間に直列に接続されているインダクタをさらに有する。
【０００８】
本発明のある特定の局面では、受信側フィルタが縦結合共振子型フィルタにより構成されており、送信側フィルタがラダー型フィルタにより構成されている。この構成によれば、大きな電力が印加される送信側フィルタが、耐電力性が高いラダー型フィルタにより構成されているため、分波器の耐電力性を高めることができる。
【０００９】
本発明の他の特定の局面では、インダクタが第１のグラウンド電極に接続されており、第２のＩＤＴ電極の他方側が、第１のグラウンド電極とは分離されている第２のグラウンド電極に接続されている。この構成によれば、インダクタによって生じる減衰域における挿入損失をより大きくすることができるため、フィルタ特性をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る分波器では、送信側フィルタ及び受信側フィルタの一方のフィルタにおいて、第１のＩＤＴ電極の他方側とグラウンド電位との間にインダクタが直列に接続されているため、送信側フィルタ及び受信側フィルタの他方のフィルタの通過帯域よりも高域側の領域に減衰域を発生させることができ、よって、送信側フィルタ及び受信側フィルタのうちの他方のフィルタのインダクタを除く部分によって形成する必要がある減衰域の数が少なくなり、従って、送信側フィルタまたは受信側フィルタの小型化が可能となるため、分波器の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る分波器の回路図である。図１に示すように、本実施形態に係る分波器１は、送信側フィルタ１１と、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。アンテナ端子１０と、送信側フィルタ１１及び受信側フィルタ１２との接続点と、グラウンド電位との間には、インダクタＬ５が接続されている。
【００１３】
なお、本実施形態では、送信側フィルタ１１と受信側フィルタ１２とのそれぞれが弾性表面波を利用したフィルタである例について説明する。但し、本発明はこの構成に限定されず、例えば、送信側フィルタ１１と受信側フィルタ１２とのそれぞれは、弾性境界波を利用したフィルタであってもよい。
【００１４】
送信側フィルタ１１は、ラダー型フィルタにより構成されている。具体的には、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とを接続する直列腕９を備えている。
【００１５】
直列腕９には、互いに直列に接続された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た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。
【００１６】
具体的には、本実施形態では、アンテナ端子１０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。
【００１７】
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。
【００１８】
第２の直列腕共振器Ｓ２と送信側信号端子１７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Ｌ３が並列に接続されている。
【００１９】
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。
【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。
【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】
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３の並列腕１３ｃは、第３の直列腕共振器Ｓ３と送信側信号端子１７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。
【００２５】
第２の並列腕１３ｂと第３の並列腕１３ｃとは互いに接続されており、インダクタＬ２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Ｌ２と、インダクタＬ１及びＬ３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。
【００２６】
なお、本実施形態の各共振子のＩＤＴ電極には、交叉幅重み付けなどの重み付けが施されていてもよく、また、他の部分よりも電極指のピッチが小さい狭ピッチ電極指部が設けられていてもよい。
【００２７】
次に、主として図２を参照しつつ、受信側フィルタ１２の構成について説明する。なお、図１では、受信側フィルタ１２は、略図的に示しており、グレーティング反射器２４，２５，３４，３５などの一部の構成部材の描画は省略している。また、図２においてもＩＤＴ電極やグレーティング反射器は簡略的に描画されており、描画されているＩＤＴ電極やグレーティング反射器の電極指の本数は実際の本数よりも少ない。
【００２８】
本実施形態では、受信側フィルタ１２は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタにより構成されている。具体的には、図２に示すように、受信側フィルタ１２は、第１及び第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０，３０を備えている。第１及び第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０，３０のそれぞれは、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部である。
【００２９】
図１に示すように、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０は、アンテナ端子１０と第１の受信側信号端子１８ａとの間に設けられている。図２に示すように、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０は、弾性表面波伝搬方向に沿ってこの順番で配列された第１〜第３のＩＤＴ電極２１〜２３を備えている。第１〜第３のＩＤＴ電極２１〜２３が設けられた領域の弾性表面波伝搬方向の両側には、第１及び第２のグレーティング反射器２４，２５が配置されている。
【００３０】
第１のＩＤＴ電極２１は、互いに間挿し合う一対のくし歯電極２１ａ、２１ｂを有する。同様に、第２のＩＤＴ電極２２も、互いに間挿し合う一対のくし歯電極２２ａ、２２ｂを有し、第３のＩＤＴ電極２３も、互いに間挿し合う一対のくし歯電極２３ａ、２３ｂを有する。
【００３１】
第１のＩＤＴ電極２１のくし歯電極２１ａと、第３のＩＤＴ電極２３のくし歯電極２３ａとは、図１に示すように、１ポート型の弾性表面波共振子からなる共振子４０を介してアンテナ端子１０に共通に接続されている。この共振子４０と、後述する共振子４５とは、直列トラップを構成している。
【００３２】
第２のＩＤＴ電極２２のくし歯電極２２ａは、グラウンド電極５２に接続されている。一方、くし歯電極２２ｂは、第１の受信側信号端子１８ａに接続されている。
【００３３】
図１に示すように、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０は、アンテナ端子１０と第２の受信側信号端子１８ｂとの間に設けられている。図２に示すように、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０も、上述の第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０と実質的に同様の構成を有している。具体的には、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０は、弾性表面波伝搬方向に沿ってこの順番で配列された第１〜第３のＩＤＴ電極３１〜３３と、第１〜第３のＩＤＴ電極３１〜３３が設けられた領域の弾性表面波伝搬方向の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３４，３５とを備えている。第１のＩＤＴ電極３１のくし歯電極３１ａと、第３のＩＤＴ電極３３のくし歯電極３３ａとは、図１に示すように、１ポート型の弾性表面波共振子からなる共振子４５を介してアンテナ端子１０に共通に接続されている。第２のＩＤＴ電極３２のくし歯電極３２ａは、グラウンド電極５３に接続されている。一方、くし歯電極３２ｂは、第２の受信側信号端子１８ｂに接続されている。
【００３４】
なお、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０は、第１の受信側信号端子１８ａから取り出される信号の位相と、第２の受信側信号端子１８ｂから取り出される信号の位相とが１８０度異なるように構成されている。具体的には、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０の第１及び第３のＩＤＴ電極２１，２３の位相に対して、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０の第１及び第３のＩＤＴ電極３１，３３の位相が反転するように、第１〜第３のＩＤＴ電極３１〜３３が構成されている。
【００３５】
第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０の第２のＩＤＴ電極２２と第１の受信側信号端子１８ａとの間の接続点と、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０の第２のＩＤＴ電極３２と第２の受信側信号端子１８ｂとの間の接続点とは、１ポート型の弾性表面波共振子からなる共振子５０を介して互いに接続されている。この共振子５０は並列トラップを構成している。
【００３６】
本実施形態の特徴は、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０の第１及び第３のＩＤＴ電極２１，２３のくし歯電極２１ｂ、２３ｂと、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０の第１及び第３のＩＤＴ電極３１，３３のくし歯電極３１ｂ、３３ｂとがインダクタＬ４を介してグラウンド電極５１に接続されていることにある。換言すれば、本実施形態の特徴は、第１及び第３のＩＤＴ電極２１，２３，３１，３３のアンテナ端子１０に接続されている側とは反対側とグラウンド電位とに間に直列に接続されているインダクタＬ４が設けられていることにある。
【００３７】
本実施形態では、このインダクタＬ４を受信側フィルタ１２に設けることにより、後述する実施例においても裏付けられるように、送信側フィルタ１１の伝送特性として、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に新たな減衰域を形成することができる。このため、送信側フィルタ１１の回路自体で形成する必要がある減衰域の数が少なくなる。従って、送信側フィルタ１１において、並列腕の本数を少なくすることが可能であるため、送信側フィルタ１１を小型化することが可能となる。その結果、分波器１の小型化が可能となる。
【００３８】
なお、インダクタＬ４を受信側フィルタ１２に設けることにより、送信側フィルタ１１の伝送特性として、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に新たな減衰域を形成することができる理由は、以下の通りである。
【００３９】
直列トラップを構成する共振子４０，４５と、共振子４０，４５に対して直列に接続されているＩＤＴ電極２１，２３，３１，３３とは、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域においては容量として機能する。このため、図１に示す分波器１は、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域においては、図３に示すモデル図にモデル化することができる。すなわち、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域においては、アンテナ端子１０と第１の直列腕共振器Ｓ１との間の共振点と、グラウンド電位との間に、共振子４０，４５及びＩＤＴ電極２１，２３，３１，３３により構成される容量素子と、インダクタＬ４とが直列に接続された態様となる。このため、インダクタＬ４を設けることにより、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域においては、受信側フィルタ１２を並列腕とみなすことができる。従って、インダクタＬ４を受信側フィルタ１２に設けることにより、送信側フィルタ１１の伝送特性として、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に新たな減衰域を形成することができる。その結果、送信側フィルタ１１における並列腕の数を減らすことができ、よって、送信側フィルタ１１、ひいては分波器１を小型化することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、上述のように、インダクタＬ４が接続されているグラウンド電極５１と、第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａが接続されているグラウンド電極５２，５３とが分離されている。このため、インダクタＬ４によって生じる減衰域における挿入損失をより大きくすることができる。従って、送信側フィルタ１１のフィルタ特性をより高めることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、大きな電力が印加される送信側フィルタ１１が、耐電力性が高いラダー型フィルタにより構成されている。従って、分波器１の耐電力性を高めることができる。
【００４２】
（第１の実施例）
図１及び図２に示す構造を有し、レイリー波が励振される分波器１を下記の要領で作製し、送信側信号端子１７からアンテナ端子１０側に信号を入力したときの送信側フィルタ１１の挿入損失を測定した。
【００４３】
送信側フィルタ１１の製造においては、まず、カット角が１２６．０°のＬｉＮｂＯ３基板の上に、先行膜として厚さ１９０ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した。次に、形成した先行膜に電極構造の形状に対応した形状の溝を形成した。その溝内に、ＮｉＣｒ膜（厚さ：１０ｎｍ）／Ｐｔ膜（厚さ：６０ｎｍ）／Ｔｉ膜（厚さ：１０ｎｍ）／Ａｌ膜（厚さ：９０ｎｍ）／Ｔｉ膜（厚さ１０ｎｍ）を順次積層することにより、ＩＤＴ電極及びグレーティング反射器を形成した。最後に、ＩＤＴ電極及びグレーティング反射器を覆うように、厚さ４００ｎｍのＳｉＯ２膜を成膜し、さらにその上に厚さ３０ｎｍのＳｉＮ膜を成膜することにより送信側フィルタ１１を作製した。
【００４４】
なお、送信側フィルタ１１の各共振子には、弾性表面波伝搬方向における中央で交叉幅が最大となり、両側において最小となり、その間において交叉幅が直線的に変化し、両端における最小交叉幅が中央における最大交叉幅の１０％となるように交叉幅重み付けを施した。
【００４５】
送信側フィルタ１１を構成する各共振子の設計パラメータを下記の表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
受信側フィルタ１２は、カット角が４２．０°のＬｉＴａＯ３基板状に、厚さ２００ｎｍのＡｌ膜からなる電極を形成することにより作製した。
【００４８】
受信側フィルタ１２の共振子４０，４５，５０の設計パラメータを下記の表２に示す。
【００４９】
【表２】
【００５０】
受信側フィルタ１２の第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０の設計パラメータは、下記の通りである。なお、第１及び第３のＩＤＴ電極２１，２３の第２のＩＤＴ電極２２と隣接する端部と、第２のＩＤＴ電極２２の第１及び第３のＩＤＴ電極２１，２３と隣接する端部とのそれぞれに、他の部分よりも電極指の周期が小さい狭ピッチ部を形成した。
【００５１】
また、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部３０は、出力される信号の位相が第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０から出力される信号の位相と１８０°異なることを除いては、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２０と同じ設計パラメータを有するものとした。
【００５２】
第１のグレーティング反射器２４の電極指の本数：３０本
第１のグレーティング反射器２４におけるＤｕｔｙ：０．６３
第１のグレーティング反射器２４における電極指の周期：２．１９０μｍ
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の本数：３２本
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部における電極指の本数：５本
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部以外の部分におけるＤｕｔｙ：０．６８
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部におけるＤｕｔｙ：０．６８
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の周期：２．１７０μｍ
第１のＩＤＴ電極２１の狭ピッチ電極指部における電極指の周期：２．０２４μｍ
第２のＩＤＴ電極２２の第１のＩＤＴ電極２１側の狭ピッチ電極指部における電極指の本数：５本
第２のＩＤＴ電極２２の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の本数：３３本
第２のＩＤＴ電極２２の第３のＩＤＴ電極２３側の狭ピッチ電極指部における電極指の本数：５本
第２のＩＤＴ電極２２の第１のＩＤＴ電極２１側の狭ピッチ電極指部におけるＤｕｔｙ：０．６８
第２のＩＤＴ電極２２の狭ピッチ電極指部以外の部分におけるＤｕｔｙ：０．６８
第２のＩＤＴ電極２２の第３のＩＤＴ電極２３側の狭ピッチ電極指部におけるＤｕｔｙ：０．６８
第２のＩＤＴ電極２２の第１のＩＤＴ電極２１側の狭ピッチ電極指部における電極指の周期：１．９９９８
第２のＩＤＴ電極２２の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の周期：２．０５１
第２のＩＤＴ電極２２の第３のＩＤＴ電極２３側の狭ピッチ電極指部における電極指の周期：１．９９９８
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部における電極指の本数：５本
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の本数：３２本
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部におけるＤｕｔｙ：０．６８
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部以外の部分におけるＤｕｔｙ：０．６８
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部における電極指の周期：２．０２４μｍ
第３のＩＤＴ電極２３の狭ピッチ電極指部以外の部分における電極指の周期：２．１７０μｍ
第２のグレーティング反射器２５の電極指の本数：３０本
第２のグレーティング反射器２５におけるＤｕｔｙ：０．６３
第２のグレーティング反射器２５における電極指の周期：２．１９０μｍ
交叉幅：６０μｍ
ＩＤＴ電極２１，２３とグレーティング反射器２４，２５との間のギャップ：０．５３λ
その他の、詳細な設計パラメータは、以下の通りである。
【００５３】
キャパシタＣ１：１．４ｐＦ
キャパシタＣ２：５．５ｐＦ
インダクタＬ１：０．６ｎＨ
インダクタＬ２：０．８ｎＨ
インダクタＬ３：１．１５ｎＨ
インダクタＬ４：１．２５ｎＨ
インダクタＬ５：４．５ｎＨ
（比較例）
比較例として、インダクタＬ４を設けないこと以外は、上記の第１の実施例と同じ構成を有する分波器（図４を参照）を作製し、送信側信号端子１７からアンテナ端子１０側に信号を入力したときの送信側フィルタ１１の挿入損失を測定した。
【００５４】
上記第１の実施例及び比較例の結果を図５に示す。図５に示すように、受信側フィルタ１２にインダクタＬ４を設けた第１の実施例においては、バンド３の３倍波帯に相当する５．１３ＧＨｚ〜５．３５５ＧＨｚの高周波帯域において、減衰域が観察された。具体的には、第１の実施例では、バンド３の３倍波帯域において、２１ｄＢの挿入損失が得られた。
【００５５】
それに対して、受信側フィルタ１２にインダクタＬ４を設けなかった比較例においては、バンド３の３倍波帯域に減衰域は観察されなかった。比較例では、バンド３の３倍波帯域における挿入損失は、７ｄＢであった。
【００５６】
以上の結果から、受信側フィルタ１２にインダクタＬ４を設けることにより、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に減衰域を形成できることがわかる。
【００５７】
なお、第１の実施例では、並列腕１３ａに設けられた並列腕共振器Ｐ１とインダクタＬ１とによってバンド３の２倍波帯における減衰域が形成された。例えば、この並列腕１３ａに設けられた並列腕共振器Ｐ１とインダクタＬ１とによってバンド３の３倍波帯における減衰域を形成することも考えられる。しかしながら、並列腕１３ａに設けられた並列腕共振器Ｐ１とインダクタＬ１とによってバンド３の３倍波帯における減衰域を形成しようとすると、インダクタＬ１のインダクタンスを非常に小さくする必要がある。このため、インダクタＬ１の形成が困難となる。
【００５８】
それに対して、第１の実施形態のようにインダクタＬ４を設けることによってバンド３の３倍波帯における減衰域を形成する場合は、ＩＤＴ電極２１，２３，３１，３３の対数が比較的少ないため、インダクタＬ４のインダクタンスをそれほど小さくする必要はない。従って、分波器１の作製が容易となる。
【００５９】
以下、本発明を実施した好ましい形態のさらなる例について説明する。なお、以下の説明において、第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００６０】
（第２の実施形態）
上記の第１の実施形態では、インダクタＬ４と、第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとがそれぞれ別個のグラウンド電極に接続されている例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図６に示すように、インダクタＬ４と、第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとが全て同じグラウンド電極５１に接続されていてもよい。
【００６１】
この場合であっても、上記第１の実施形態の場合と同様に、送信側フィルタ１１の伝送特性として、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に新たな減衰域を形成することができる。このため、送信側フィルタ１１の回路自体で形成する必要がある減衰域の数が少なくなる。従って、送信側フィルタ１１において、並列腕の本数を少なくすることが可能となるため、送信側フィルタ１１を小型化することが可能となる。その結果、分波器１の小型化が可能となる。
【００６２】
なお、図６に示す本実施形態の分波器は、図７において、モデル図にモデル化することができる。なお、図７に示す特性インピーダンスＲ１，Ｒ２は、受信側信号端子１８ａ、１８ｂに接続されているＩＣの入力インピーダンスである。具体的には、本実施形態では、特性インピーダンスＲ１，Ｒ２は、５０Ωの抵抗である。
【００６３】
図７に示すように、本実施形態の場合、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域においては、共振子４０，４５と、ＩＤＴ電極２１，２３，３１，３３とによってキャパシタＣ３が形成され、ＩＤＴ電極２２によってキャパシタＣ４が形成され、ＩＤＴ電極３２によってキャパシタＣ５が形成される。そして、インダクタＬ４とキャパシタＣ４，Ｃ５とにより並列共振回路６０が形成される。この並列共振回路６０によって高周波帯に減衰域が形成される。
【００６４】
本実施形態の場合、受信側信号端子１８ａ、１８ｂに特性インピーダンスＲ１，Ｒ２が接続されているため、上記の第１の実施形態においてインダクタＬ４により形成される直列共振回路のＱ値よりも、並列共振回路６０とキャパシタＣ３とにより構成される共振回路のＱ値の方が小さくなる。
【００６５】
また、本実施形態では、インダクタＬ４に対して並列にキャパシタＣ４，Ｃ５が接続されているため、見かけ上のインダクタンスが大きくなる。従って、インダクタＬ４のインダクタンスを小さくすることができる。
【００６６】
なお、例えば、インダクタＬ４を設けることによりバンド３の３倍波帯に減衰域を形成する場合、この並列共振回路の共振周波数は、３倍波帯よりも高い周波数に設定される。
【００６７】
（第２の実施例）
インダクタＬ４と、第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとを共通のグラウンド電極に接続し、インダクタＬ４のインダクタンスを０．５ｎＨとしたこと以外は、上記の第１の実施例と同様の構成を有する分波器を第２の実施例として作製し、送信側信号端子からアンテナ端子１０側に信号を入力したときの送信側フィルタ１１の挿入損失を測定した。
【００６８】
第２の実施例の結果を、上記の比較例の結果と共に、図８に示す。図８に示すように、インダクタＬ４と第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとを共通のグラウンド電極に接続した場合であっても、バンド３の３倍波帯に相当する５．１３ＧＨｚ〜５．３５５ＧＨｚの高周波帯域において、減衰域が観察された。具体的には、第１の実施例では、バンド３の３倍波帯域において、比較例における挿入損失（７ｄＢ）より６ｄＢ大きい１３ｄＢの挿入損失が得られた。
【００６９】
これら第１及び第２の実施例並びに比較例の結果から、インダクタＬ４が接続されているグラウンド電極と、第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａが接続されているグラウンド電極とが共通であるか否かにかかわらず、受信側フィルタ１２にインダクタＬ４を設けることにより、送信側フィルタ１１の通過帯域よりも高域側の領域に減衰域を形成できることがわかる。
【００７０】
但し、インダクタＬ４と第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとを共通のグラウンド電極に接続した第２の実施例におけるバンド３の３倍波帯域の挿入損失（１３ｄＢ）よりも、インダクタＬ４と第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとを別個のグラウンド電極に接続した第１の実施例におけるバンド３の３倍波帯域の挿入損失（２１ｄＢ）の方が大きかった。この結果から、インダクタＬ４と第２のＩＤＴ電極２２，３２のくし歯電極２２ａ、３２ａとを別個のグラウンド電極に接続することによって、バンド３の３倍波帯に減衰域における挿入損失をより大きくできることがわかる。
【００７１】
なお、上記第１及び第２の実施形態では、受信側フィルタ１２のみを縦結合共振子型フィルタにより構成する例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されず、例えば、送信側フィルタと受信側フィルタとの両方を縦結合共振子型フィルタにより構成してもよい。
【００７２】
上記実施形態では、縦結合共振子型弾性波フィルタが弾性表面波を利用するフィルタである例について説明した。但し、本発明において、縦結合共振子型弾性波フィルタは弾性境界波を利用するフィルタであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施形態に係る分波器の回路図である。
【図２】第１の実施形態における受信側フィルタの回路図である。
【図３】送信側フィルタの通過帯域よりも高域側の領域における第１の実施形態に係る分波器のモデル図である。
【図４】比較例に係る分波器に回路図である。
【図５】第１の実施例及び比較例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６】第２の実施形態に係る分波器の回路図である。
【図７】第１の実施例及び比較例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８】第２の実施例及び比較例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。
【符号の説明】
【００７４】
１…分波器
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〜１３ｃ…並列腕
１７…送信側信号端子
１８ａ…第１の受信側信号端子
１８ｂ…第２の受信側信号端子
２０…第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部
３０…第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部
２１，３１…第１のＩＤＴ電極
２２，３２…第２のＩＤＴ電極
２３，３３…第３のＩＤＴ電極
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ…くし歯電極
２４，２５，３４，３５…グレーティング反射器
４０，４５…共振子（直列トラップ）
５０…共振子（並列トラップ）
５１，５２，５３…グラウンド電極
６０…並列共振回路
Ｌ１〜Ｌ４…インダクタ
Ｃ１〜Ｃ５…キャパシタ
Ｓ１〜Ｓ３…直列腕共振器
Ｐ１〜Ｐ３…並列腕共振器
Ｒ１，Ｒ２…特性インピーダンス
Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ…直列腕共振子
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ａ、Ｐ３ｂ…並列腕共振子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ端子と、
送信側信号端子と、
受信側信号端子と、
前記アンテナ端子と前記送信側信号端子との間に設けられている送信側フィルタと、
前記アンテナ端子と前記受信側信号端子との間に設けられている受信側フィルタとを備え、
前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとの少なくとも一方のフィルタは、弾性波伝搬方向に沿って配列されている第１及び第２のＩＤＴ電極を有し、前記第１のＩＤＴ電極の一方側が前記アンテナ端子に接続されており、前記第２のＩＤＴ電極の一方側が前記送信側信号端子または前記受信側信号端子に接続されている縦結合共振子型フィルタにより構成されており、
縦結合共振子型フィルタは、前記第１のＩＤＴ電極の他方側とグラウンド電位との間に直列に接続されているインダクタをさらに有する、分波器。
【請求項２】
前記受信側フィルタが前記縦結合共振子型フィルタにより構成されており、前記送信側フィルタがラダー型フィルタにより構成されている、請求項１に記載の分波器。
【請求項３】
前記インダクタが第１のグラウンド電極に接続されており、前記第２のＩＤＴ電極の他方側が、前記第１のグラウンド電極とは分離されている第２のグラウンド電極に接続されている、請求項１または２に記載の分波器。
【請求項１】
アンテナ端子と、
送信側信号端子と、
受信側信号端子と、
前記アンテナ端子と前記送信側信号端子との間に設けられている送信側フィルタと、
前記アンテナ端子と前記受信側信号端子との間に設けられている受信側フィルタとを備え、
前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとの少なくとも一方のフィルタは、弾性波伝搬方向に沿って配列されている第１及び第２のＩＤＴ電極を有し、前記第１のＩＤＴ電極の一方側が前記アンテナ端子に接続されており、前記第２のＩＤＴ電極の一方側が前記送信側信号端子または前記受信側信号端子に接続されている縦結合共振子型フィルタにより構成されており、
縦結合共振子型フィルタは、前記第１のＩＤＴ電極の他方側とグラウンド電位との間に直列に接続されているインダクタをさらに有する、分波器。
【請求項２】
前記受信側フィルタが前記縦結合共振子型フィルタにより構成されており、前記送信側フィルタがラダー型フィルタにより構成されている、請求項１に記載の分波器。
【請求項３】
前記インダクタが第１のグラウンド電極に接続されており、前記第２のＩＤＴ電極の他方側が、前記第１のグラウンド電極とは分離されている第２のグラウンド電極に接続されている、請求項１または２に記載の分波器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１０９６９４（Ｐ２０１０−１０９６９４Ａ）
【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２００８−２７９７１９（Ｐ２００８−２７９７１９）
【出願日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【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３０日（２００８．１０．３０）
【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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