弾性波フィルタ装置
【課題】通過帯域内に阻止帯域を有する帯域阻止型の弾性波フィルタ装置であって、通過帯域における挿入損失が小さい弾性表面波フィルタ装置を提供する。
【解決手段】弾性波フィルタ装置１は、第１のインダクタＬ１と第２のインダクタＬ２との間において、互いに並列に電気的に接続されている第１及び第２の直列腕弾性波共振子Ｓ１，Ｓ２と、第１のインダクタＬ１と第１及び第２の直列腕弾性波共振子Ｓ１，Ｓ２との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第１の並列腕弾性波共振子Ｐ１が設けられている第１の並列腕１３ａと、第２のインダクタＬ２と第１及び第２の直列腕弾性波共振子Ｓ１，Ｓ２との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第２の並列腕弾性波共振子Ｐ２が設けられている第２の並列腕１３ｂとを備えている。
【解決手段】弾性波フィルタ装置１は、第１のインダクタＬ１と第２のインダクタＬ２との間において、互いに並列に電気的に接続されている第１及び第２の直列腕弾性波共振子Ｓ１，Ｓ２と、第１のインダクタＬ１と第１及び第２の直列腕弾性波共振子Ｓ１，Ｓ２との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第１の並列腕弾性波共振子Ｐ１が設けられている第１の並列腕１３ａと、第２のインダクタＬ２と第１及び第２の直列腕弾性波共振子Ｓ１，Ｓ２との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第２の並列腕弾性波共振子Ｐ２が設けられている第２の並列腕１３ｂとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波フィルタ装置に関する。特に、本発明は、通過帯域内に阻止帯域を有する帯域阻止型の弾性波フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地上波デジタル放送が普及してきている。地上波デジタル放送では、１つのチャンネルは１３のセグメントに分割されており、１つのチャンネル中央に配置された１つのセグメントが携帯電話機等のモバイル端末用として用いられている。この１つのセグメントを用いた放送が所謂ワンセグ放送である。ワンセグ放送の周波数帯域は、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚである。一方、携帯電話機の送信帯域としては、方式や通信会社によっても異なるが、例えば、８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚや８９８ＭＨｚ〜９２４ＭＨｚなどの帯域が用いられている。
【０００３】
このように、通話の送信帯域がワンセグ放送の周波数帯域と近接している携帯電話機において、通話とワンセグ放送の受信と録画とを同時に行った場合、送信電波の影響により、ワンセグ放送の受信映像が乱れる虞がある。この受信映像の乱れを抑制する方法としては、ワンセグ放送の周波数帯域を含む通過帯域を有し、通過帯域内に携帯電話機の送信帯域と一致する阻止帯域を有する帯域阻止型のフィルタを用いる方法が考えられる。
【０００４】
このような帯域阻止型フィルタの具体例としては、例えば、下記の特許文献１に開示されている帯域阻止型の弾性表面波フィルタが挙げられる。図１３に特許文献１に記載されている帯域阻止型の弾性表面波フィルタの等価回路図を示す。
【０００５】
図１３に示すように、弾性表面波フィルタ１００では、入力端１０１と出力端１０２とを電気的に接続している直列腕１０３において、複数のインダクタ１０４，１０５が直列に接続されている。直列腕１０３とグラウンド電位とは、複数の並列腕１０７ａ〜１０７ｄによって電気的に接続されている。各並列腕１０７ａ〜１０７ｄには、並列腕弾性表面波共振子１０８ａ〜１０８ｄが設けられている。
【０００６】
弾性表面波フィルタ１００では、並列腕弾性表面波共振子１０８ａ〜１０８ｃの共振点により８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚの低域側の阻止帯域が形成されており、並列腕弾性表面波共振子１０８ｄの共振点により８９８〜９２４ＭＨｚの高域側の阻止帯域が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０７２４３９ Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、弾性表面波フィルタ１００では、通過帯域の低域側阻止帯域よりも低域側に位置する部分における挿入損失が大きいという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、通過帯域内に阻止帯域を有する帯域阻止型の弾性波フィルタ装置であって、通過帯域における挿入損失が小さい弾性表面波フィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る弾性波フィルタ装置は、入力端と、出力端と、直列腕と、第１及び第２のインダクタと、第１及び第２の直列腕弾性波共振子と、第１の並列腕と、第２の並列腕とを備えている。直列腕は、入力端と出力端とを電気的に接続している。第１及び第２のインダクタは、直列腕において直列に接続されている。第１及び第２の直列腕弾性波共振子は、第１のインダクタと第２のインダクタとの間において、互いに並列に電気的に接続されている。第１の並列腕は、第１のインダクタと第１及び第２の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第１の並列腕には、第１の並列腕弾性波共振子が設けられている。第２の並列腕は、第２のインダクタと第１及び第２の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第２の並列腕には、第２の並列腕弾性波共振子が設けられている。
【００１１】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のある特定の局面では、第１の直列腕弾性波共振子と第２の直列腕弾性波共振子とでは、共振周波数及び反共振周波数が互いに異なる。この構成によれば、阻止帯域と通過帯域との間の過渡帯域におけるフィルタ特性の急峻性を高めることができる。
【００１２】
本発明に係る弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、第２のインダクタと出力端との間の部分と、グラウンド電位とを電気的に接続している並列腕を備えていない。この構成によれば、阻止帯域における減衰量をより大きくすることができる。
【００１３】
本発明に係る弾性波フィルタ装置の別の特定の局面では、第１のインダクタは、第２のインダクタよりも入力端側に設けられている。弾性波フィルタ装置は、第３及び第４の直列腕弾性波共振子と、第３の並列腕と、第４の並列腕とをさらに備えている。第３及び第４の直列腕弾性波共振子は、第１のインダクタと入力端との間において、並列に電気的に接続されている。第３の並列腕は、入力端と第３及び第４の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第３の並列腕には、第３の並列腕弾性波共振子が設けられている。第４の並列腕は、第１のインダクタと第３及び第４の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第４の並列腕には、第４の並列腕弾性波共振子が設けられている。この構成によれば、更に、阻止帯域における減衰特性を改善でき、通過帯域も広帯域化できる。
【００１４】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、第１及び第２の直列腕弾性波共振子と第１及び第２の並列腕弾性波共振子とのそれぞれは、圧電基板と、圧電基板の上に形成されているＩＤＴ電極とを備えている。圧電基板は、５５°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板により構成されている。この構成によれば、通過帯域内にリップルが発生することを抑制することができる。
【００１５】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらにまた他の特定の局面では、第１及び第２の直列腕弾性波共振子のＩＤＴ電極のうちの少なくとも一つのＩＤＴ電極のデューティー比が０．３〜０．５の範囲内にある。この構成によれば、通過帯域内において、阻止帯域より低域側に発生するレイリー波に起因するリップルを低減することができる。
【００１６】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらにまた別の特定の局面では、弾性波フィルタ装置は、弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタ装置である。
【００１７】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のまたさらに他の特定の局面では、弾性波フィルタ装置は、弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタ装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、第１及び第２の直列腕弾性波共振子が並列に電気的に接続されている。このため、第１及び第２の直列腕弾性波共振子の電気抵抗を小さくすることができる。従って、通過帯域における挿入損失を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の等価回路図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の略図的側面図である。
【図３】本発明の一実施形態における弾性表面波チップの略図的透視図である。
【図４】本発明の一実施形態における弾性表面波チップの一部分を拡大した模式的平面図である。
【図５】実施例１に係る弾性表面波フィルタ装置と、比較例に係る弾性表面波フィルタ装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図５において、実線が、実施例１に係る弾性表面波フィルタ装置の挿入損失特性を表し、破線が、比較例に係る弾性表面波フィルタ装置の挿入損失特性を表している。
【図６】比較例に係る弾性表面波フィルタ装置の等価回路図である。
【図７】比較例における弾性表面波フィルタチップの一部分を拡大した模式的平面図である。
【図８】実施例２に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図８において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例２における挿入損失特性を表している。
【図９】実施例３に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図９において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例３における挿入損失特性を表している。
【図１０】実施例４に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図１０において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例４における挿入損失特性を表している。
【図１１】変形例１における弾性表面波フィルタチップの一部分を拡大した略図的断面図である。
【図１２】変形例２における弾性表面波フィルタチップの一部分を拡大した略図的断面図である。
【図１３】特許文献１に記載の帯域阻止型の弾性表面波フィルタの等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１に示す、弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタ装置１を例に挙げて説明する。但し、弾性表面波フィルタ装置１は単なる例示である。本発明に係る弾性波フィルタ装置は、弾性表面波フィルタ装置１に何ら限定されない。
【００２１】
本実施形態の弾性表面波フィルタ装置１は、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を含む広い通過帯域と、通過帯域内に８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚの低域側阻止帯域と、８９８ＭＨｚ〜９２４ＭＨｚの高域側阻止帯域とを有するダブルトラップ型の弾性表面波フィルタ装置である。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の等価回路図である。まず、この図１を参照しながら、弾性表面波フィルタ装置１の回路構成について説明する。
【００２３】
図１に示すように、弾性表面波フィルタ装置１は、入力端１０と出力端１１とを備えている。入力端１０と出力端１１とは、直列腕１２によって電気的に接続されている。直列腕１２には、複数のインダクタＬ１〜Ｌ３が直列に接続されている。本実施形態では、第３のインダクタＬ３が入力端１０に直接接続されている。第２のインダクタＬ２が出力端１１に直接接続されている。第１のインダクタＬ１は、第２のインダクタＬ２と第３のインダクタＬ３との間に接続されている。
【００２４】
直列腕１２において、第１のインダクタＬ１と第２のインダクタＬ２との間には、第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２が電気的に接続されている。第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２は、互いに並列に電気的に接続されている。なお、本実施形態では、第１の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１と第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ２とは、共振周波数及び反共振周波数が互いに異なるように設計されている。
【００２５】
一方、直列腕１２において、第１のインダクタＬ１と第３のインダクタＬ３との間には、第３及び第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４が電気的に接続されている。第３及び第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４は、互いに並列に電気的に接続されている。なお、本実施形態では、第３の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３と第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ４とは、共振周波数及び反共振周波数が互いに等しくなるように設計されている。
【００２６】
第１のインダクタＬ１と第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２との間の接続点１２ａと、グラウンド電位とは、第１の並列腕１３ａにより電気的に接続されている。第１の並列腕１３ａには、第１の並列腕弾性表面波共振子Ｐ１が設けられている。
【００２７】
第２のインダクタＬ２と第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２との間の接続点１２ｂと、グラウンド電位とは、第２の並列腕１３ｂにより電気的に接続されている。第２の並列腕１３ｂには、第２の並列腕弾性表面波共振子Ｐ２が設けられている。
【００２８】
第３のインダクタＬ３と第３及び第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４との間の接続点１２ｃと、グラウンド電位とは、第３の並列腕１３ｃにより電気的に接続されている。第３の並列腕１３ｃには、第３の並列腕弾性表面波共振子Ｐ３が設けられている。
【００２９】
第１のインダクタＬ１と第３及び第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４との間の接続点１２ｄと、グラウンド電位とは、第４の並列腕１３ｄにより電気的に接続されている。第４の並列腕１３ｄには、第４の並列腕弾性表面波共振子Ｐ４が設けられている。
【００３０】
本実施形態では、上述のように、出力端１１には第２のインダクタＬ２が直接接続されており、第２のインダクタＬ２と出力端１１との間の部分と、グラウンド電位とを電気的に接続している並列腕は設けられていない。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の略図的側面図である。図３は、本実施形態における弾性表面波チップの略図的透視図である。図４は、本実施形態における弾性表面波チップの一部分を拡大した模式的平面図である。なお、図３においては、共振子を、内部にＸを附した矩形で略図的に記載している。
【００３２】
次に、図２〜図４を主として参照しながら、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置１の物理的構成について説明する。
【００３３】
図２に示すように、弾性表面波フィルタ装置１は、配線基板２０を備えている。配線基板２０の上には、バンプ２１を介して弾性表面波チップ２２がフリップチップ実装されている。弾性表面波チップ２２は、配線基板２０の上に形成されている樹脂層２５によって封止されている。
【００３４】
配線基板２０は、例えば、高温焼成セラミック多層基板（ＨＴＣＣ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）などにより構成することができる。本実施形態では、この配線基板２０内に形成されている配線２０ａなどによって、図１に示すインダクタＬ１〜Ｌ３が形成されている。なお、インダクタＬ１〜Ｌ３は、例えばチップインダクタなどにより構成されていてもよい。
【００３５】
図３に示すように、弾性表面波チップ２２は、圧電基板２３と、圧電基板２３の上に形成されている電極２４とを備えている。本実施形態では、この圧電基板２３と電極２４とによって、第１〜第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１〜Ｓ４、第１〜第４の並列腕弾性表面波共振子Ｐ１〜Ｐ４や配線などが構成されている。具体的には、図４に示すように、電極２４には、互いに間挿し合う一対のくし歯状電極により構成されているＩＤＴ電極２４ａが含まれる。第１〜第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１〜Ｓ４、第１〜第４の並列腕弾性表面波共振子Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれは、このＩＤＴ電極２４ａと圧電基板２３とによって構成されている。
【００３６】
圧電基板２３は、特に限定されないが、例えば、水晶、ＬｉＴａＯ３基板や、５５°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板などのＬｉＮｂＯ３基板により構成することができる。
【００３７】
電極２４は、例えば、Ａｌ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ及びＰｄからなる群から選ばれた金属、もしくは、Ａｌ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ及びＰｄからなる群から選ばれた一種以上の金属を含む合金により形成することができる。また、電極２４は、例えば上記金属や合金からなる複数の導電層の積層体により構成されていてもよい。
【００３８】
また、第１及び第２の直列腕弾性波共振子Ｓ１，Ｓ２を構成しているＩＤＴ電極２４ａのうちの少なくとも一つのデューティー比が０．３〜０．５の範囲内にあることが好ましい。
【００３９】
図５の実線で示すグラフは、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置１と同様の構成を有する実施例１の挿入損失特性を表すグラフである。なお、実施例１における詳細な設計パラメータは、下記の表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
実施例１では、各共振子Ｓ１〜Ｓ３，Ｐ１〜Ｐ３の静電容量と、インダクタＬ１〜Ｌ３とによって構成されているＬＣ回路によって４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を含む広い通過帯域が形成されている。また、第２及び第３の直列腕弾性表面波共振子Ｓ２，Ｓ３の反共振周波数と、第１及び第４の並列腕弾性表面波共振子Ｐ１，Ｐ４の共振とが、高域側の阻止帯域（８９８ＭＨｚ〜９２４ＭＨｚ）またはその近傍に位置している。このため、通過帯域内に第２及び第３の直列腕弾性表面波共振子Ｓ２，Ｓ３の反共振点と、第１及び第４の並列腕弾性表面波共振子Ｐ１，Ｐ４の共振点とによって、高域側の阻止帯域（８９８ＭＨｚ〜９２４ＭＨｚ）が形成されている。さらに、第１の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１の反共振周波数と、第２及び第３の並列腕弾性表面波共振子Ｐ２，Ｐ３の共振周波数とが低域側阻止帯域（８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚ）またはその近傍に位置している。このため、通過帯域内に第１の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１の反共振点と第２及び第３の並列腕弾性表面波共振子Ｐ２，Ｐ３の共振点によって、低域側阻止帯域（８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚ）が形成されている。
【００４２】
実施例１においては、第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２とで、共振周波数及び反共振周波数が異なっている。一方、第３及び第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４とでは、共振周波数及び反共振周波数が実質的に等しい。
【００４３】
この実施例１の弾性表面波フィルタ装置の比較例として、図６に示す弾性表面波フィルタ装置２００を用意した。比較例に係る弾性表面波フィルタ装置２００は、入力端２０１と出力端２０２とを電気的に接続している直列腕２０３において、直列腕弾性表面波共振子Ｓ２０１，Ｓ２０２と、インダクタＬ２０１〜Ｌ２０３が交互に直列に接続されている。直列腕２０３とグラウンド電位とは、並列腕２０４ａ〜２０４ｆによって電気的に接続されている。各並列腕２０４ａ〜２０４ｆには、並列腕弾性表面波共振子Ｐ２０１〜Ｐ２０６が設けられている。この比較例においても、上記実施形態と同様に、配線基板の上に実装された弾性表面波チップ２１０（図７を参照）が設けられている。図７に示すように、上記共振子Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｐ２０１〜Ｐ２０６は、この弾性表面波チップ２１０に形成されている。詳細には、共振子Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｐ２０１〜Ｐ２０６は、弾性表面波チップ２１０を構成している圧電基板２１１及び電極２１２により構成されている。なお、比較例における詳細な設計パラメータは、下記の表２に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
この比較例では、並列腕弾性表面波共振子Ｐ２０１，Ｐ２０３〜Ｐ２０５の共振点によって高域側阻止帯域（８９８ＭＨｚ〜９２４ＭＨｚ）が形成されている。また、直列腕弾性表面波共振子Ｓ２０１，Ｓ２０２の反共振点と並列腕弾性表面波共振子Ｐ２０２，Ｐ２０６の共振点とによって低域側阻止帯域（８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚ）が形成されている。
【００４６】
比較例に係る弾性表面波フィルタ装置２００の挿入損失特性を図５に破線で示す。
【００４７】
図５に示すように、実施例１の方が、比較例よりも、高域側阻止帯域及び低域側阻止帯域の両方において減衰量が大きい。この理由は、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、比較例においては、並列腕弾性表面波共振子Ｐ２０２の共振周波数と一致する電気信号が出力端２０２に直接接続されている並列腕弾性表面波共振子Ｐ２０６を経由して出力端２０２に直接漏洩することにより低域側阻止帯域（８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚ）の減衰量が小さくなっているものと考えられる。それに対して、実施例１では、出力端１１に直接接続されている並列腕弾性表面波共振子が存在しないため、低域側阻止帯域の周波数帯の電気信号が出力端１１に漏洩することが効果的に抑制され、その結果、実施例１では、比較例よりも、低域側阻止帯域における減衰量が大きくなったものと考えられる。
【００４８】
一方、高域側阻止帯域に関しては実施例１では上記理由により低域側阻止帯域の減衰量を大きくできることで共振子３つで低域側阻止帯域を形成している。従って、高域側阻止帯域は５つの共振子を使用しており、４つの共振子で高域側阻止帯域を形成する比較例よりも共振子を多く使用している。その結果、実施例１では、比較例よりも、高域側阻止帯域における減衰量が大きくなったものと考えられる。
【００４９】
また、図３及び図７の比較により、同様の機能を有する直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４と、直列腕弾性表面波共振子Ｓ２０１とは、ほぼ同じ大きさにできることが分かる。また、同様の機能を有する直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２と、直列腕弾性表面波共振子Ｓ２０２とも、ほぼ同じ大きさにできることが分かる。すなわち、通過帯域を広帯域化するためには、直列腕に比較的大きな容量を形成することが必要であるが、実施例１では、比較例で一つの直列腕弾性表面波共振子により構成されているところが、互いに電気的に並列に接続されている二つの直列腕弾性表面波共振子により構成されている。このため、共振子一つ当たりの面積を約半分にできる。そして、直列腕弾性表面波共振子の数が増えた分だけ、並列腕弾性表面波共振子の数を減らしても阻止帯域を形成する共振子の総数は変わらないため、同等またはそれ以上の減衰特性を実現し得る。従って、実施例１では、図３及び図７の比較からも明らかなように、弾性表面波フィルタ装置１を、より小型化し得る。
【００５０】
また、実施例１のように、二つの直列腕弾性表面波共振子を電気的に並列に接続することによって、一つの直列腕弾性表面波共振子を設ける場合よりも、各直列腕弾性表面波共振子における交差幅を小さくすることができる。このため、各直列腕弾性表面波共振子における抵抗損を小さくすることができる。その結果、図５に示すように、通過帯域のうち、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯域における挿入損失を低減することができる。具体的には、実施例１の方が、比較例よりも前記周波数帯域における挿入損失が０．２５ｄＢ小さい。
【００５１】
また、実施例１の方が、比較例よりも、低域側阻止帯域と、低域側阻止帯域よりも低域側に位置している通過帯域との間の過渡帯域におけるフィルタ特性の急峻性が高められている。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、実施例１では、第１の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１と、第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ２とで共振周波数及び反共振周波数が異ならされている。このため、第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２の一方の共振周波数において他方が容量として作用する。このため、第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２のそれぞれの共振周波数と反共振周波数との間の周波数間隔が狭くなる。よって、反共振周波数を、通過帯域と阻止帯域との間の過渡帯域に位置させることにより、過渡帯域におけるフィルタ特性の急峻性が高められたものと考えられる。
【００５２】
なお、少なくとも一つの直列腕弾性表面波共振子のデューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを大きくすることにより、通過帯域の広帯域化が可能である。すなわち、本実施形態では、直列腕弾性表面波共振子のデューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを調整することにより通過帯域の帯域幅の調整が可能である。
【００５３】
以下、この効果を、具体例に基づいて詳細に説明する。
【００５４】
図８は、下記の表３に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４のデューティー比を０．３９５から０．４９５まで大きくした実施例２に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図８において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例２における挿入損失特性を表している。図８に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４のデューティー比が大きな実施例２の方が、実施例１よりも通過帯域が低域側に広くなっている。
【００５５】
図９は、下記の表４に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の交差幅を５９．１μｍから７０．０μｍまで大きくした実施例３に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図９において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例３における挿入損失特性を表している。図９に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の交差幅が大きな実施例３の方が、実施例１よりも通過帯域が低域側に広くなっている。
【００５６】
図１０は、下記の表５に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の対数を６８対から８０対まで大きくした実施例４に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図１０において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例４における挿入損失特性を表している。図１０に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の対数が大きな実施例４の方が、実施例１よりも通過帯域が低域側に広くなっている。
【００５７】
なお、このように、少なくとも一つの直列腕弾性表面波共振子のデューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを大きくすることにより、通過帯域の広帯域化できるのは、デューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを大きくした直列腕弾性表面波共振子の静電容量が大きくなるためであると考えられる。
【００５８】
【表３】
【００５９】
【表４】
【００６０】
【表５】
【００６１】
また、実施例２では、直列腕弾性表面波共振子の反共振周波数の位置を微調整できるため、実施例１よりも高域側阻止帯域の減衰量が大きくなっている。さらに、実施例３，４では、実施例１よりも直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の面積が大きくなるのに対して、実施例２では、実施例１よりも直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の面積が大きくなっていない。このため、実施例２では、装置の大型化を抑制しつつ高域側阻止帯域の減衰量をより改善することができる。
【００６２】
但し、５５°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板を圧電基板２３として用いた場合は、デューティー比を大きくしすぎると通過帯域にリップルが発生しやすくなるため、デューティー比は０．３〜０．５の範囲であることが好ましい。
【００６３】
（第１及び第２の変形例）
図１１は、変形例１における弾性表面波チップの一部分を拡大した略図的断面図である。図１２は、変形例２における弾性表面波チップの一部分を拡大した略図的断面図である。
【００６４】
上記実施形態では、弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタ装置１について説明したが、本発明において弾性波フィルタ装置は、例えば、弾性境界波を利用した弾性境界波装置であってもよい。その場合は、例えば、図１１に示すように、弾性波チップ２２は、圧電基板２３の上に形成されており、酸化ケイ素や窒化ケイ素などの誘電体からなる誘電体層２６を有する。また、図１２に示すように、例えば酸化ケイ素などにより形成されている誘電体層２６の上に、窒化ケイ素などにより形成されており、誘電体層２６よりも音速が速い誘電体層２７が形成されていてもよい。すなわち、弾性波チップ２２は、所謂２媒質型の弾性境界波チップであってもよいし、所謂３媒質型の弾性境界波チップであってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…弾性表面波フィルタ装置
１０…入力端
１１…出力端
１２…直列腕
１２ａ〜１２ｄ…接続点
１３ａ…第１の並列腕
１３ｂ…第２の並列腕
１３ｃ…第３の並列腕
１３ｄ…第４の並列腕
２０…配線基板
２０ａ…配線
２１…バンプ
２２…弾性表面波チップ
２３…圧電基板
２４…電極
２４ａ…ＩＤＴ電極
２５…樹脂層
２６…誘電体層
２７…誘電体層
Ｌ１〜Ｌ３…インダクタ
Ｓ１〜Ｓ４…直列腕弾性表面波共振子
Ｐ１〜Ｐ４…並列腕弾性表面波共振子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波フィルタ装置に関する。特に、本発明は、通過帯域内に阻止帯域を有する帯域阻止型の弾性波フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地上波デジタル放送が普及してきている。地上波デジタル放送では、１つのチャンネルは１３のセグメントに分割されており、１つのチャンネル中央に配置された１つのセグメントが携帯電話機等のモバイル端末用として用いられている。この１つのセグメントを用いた放送が所謂ワンセグ放送である。ワンセグ放送の周波数帯域は、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚである。一方、携帯電話機の送信帯域としては、方式や通信会社によっても異なるが、例えば、８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚや８９８ＭＨｚ〜９２４ＭＨｚなどの帯域が用いられている。
【０００３】
このように、通話の送信帯域がワンセグ放送の周波数帯域と近接している携帯電話機において、通話とワンセグ放送の受信と録画とを同時に行った場合、送信電波の影響により、ワンセグ放送の受信映像が乱れる虞がある。この受信映像の乱れを抑制する方法としては、ワンセグ放送の周波数帯域を含む通過帯域を有し、通過帯域内に携帯電話機の送信帯域と一致する阻止帯域を有する帯域阻止型のフィルタを用いる方法が考えられる。
【０００４】
このような帯域阻止型フィルタの具体例としては、例えば、下記の特許文献１に開示されている帯域阻止型の弾性表面波フィルタが挙げられる。図１３に特許文献１に記載されている帯域阻止型の弾性表面波フィルタの等価回路図を示す。
【０００５】
図１３に示すように、弾性表面波フィルタ１００では、入力端１０１と出力端１０２とを電気的に接続している直列腕１０３において、複数のインダクタ１０４，１０５が直列に接続されている。直列腕１０３とグラウンド電位とは、複数の並列腕１０７ａ〜１０７ｄによって電気的に接続されている。各並列腕１０７ａ〜１０７ｄには、並列腕弾性表面波共振子１０８ａ〜１０８ｄが設けられている。
【０００６】
弾性表面波フィルタ１００では、並列腕弾性表面波共振子１０８ａ〜１０８ｃの共振点により８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚの低域側の阻止帯域が形成されており、並列腕弾性表面波共振子１０８ｄの共振点により８９８〜９２４ＭＨｚの高域側の阻止帯域が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０７２４３９ Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、弾性表面波フィルタ１００では、通過帯域の低域側阻止帯域よりも低域側に位置する部分における挿入損失が大きいという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、通過帯域内に阻止帯域を有する帯域阻止型の弾性波フィルタ装置であって、通過帯域における挿入損失が小さい弾性表面波フィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る弾性波フィルタ装置は、入力端と、出力端と、直列腕と、第１及び第２のインダクタと、第１及び第２の直列腕弾性波共振子と、第１の並列腕と、第２の並列腕とを備えている。直列腕は、入力端と出力端とを電気的に接続している。第１及び第２のインダクタは、直列腕において直列に接続されている。第１及び第２の直列腕弾性波共振子は、第１のインダクタと第２のインダクタとの間において、互いに並列に電気的に接続されている。第１の並列腕は、第１のインダクタと第１及び第２の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第１の並列腕には、第１の並列腕弾性波共振子が設けられている。第２の並列腕は、第２のインダクタと第１及び第２の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第２の並列腕には、第２の並列腕弾性波共振子が設けられている。
【００１１】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のある特定の局面では、第１の直列腕弾性波共振子と第２の直列腕弾性波共振子とでは、共振周波数及び反共振周波数が互いに異なる。この構成によれば、阻止帯域と通過帯域との間の過渡帯域におけるフィルタ特性の急峻性を高めることができる。
【００１２】
本発明に係る弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、第２のインダクタと出力端との間の部分と、グラウンド電位とを電気的に接続している並列腕を備えていない。この構成によれば、阻止帯域における減衰量をより大きくすることができる。
【００１３】
本発明に係る弾性波フィルタ装置の別の特定の局面では、第１のインダクタは、第２のインダクタよりも入力端側に設けられている。弾性波フィルタ装置は、第３及び第４の直列腕弾性波共振子と、第３の並列腕と、第４の並列腕とをさらに備えている。第３及び第４の直列腕弾性波共振子は、第１のインダクタと入力端との間において、並列に電気的に接続されている。第３の並列腕は、入力端と第３及び第４の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第３の並列腕には、第３の並列腕弾性波共振子が設けられている。第４の並列腕は、第１のインダクタと第３及び第４の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第４の並列腕には、第４の並列腕弾性波共振子が設けられている。この構成によれば、更に、阻止帯域における減衰特性を改善でき、通過帯域も広帯域化できる。
【００１４】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、第１及び第２の直列腕弾性波共振子と第１及び第２の並列腕弾性波共振子とのそれぞれは、圧電基板と、圧電基板の上に形成されているＩＤＴ電極とを備えている。圧電基板は、５５°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板により構成されている。この構成によれば、通過帯域内にリップルが発生することを抑制することができる。
【００１５】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらにまた他の特定の局面では、第１及び第２の直列腕弾性波共振子のＩＤＴ電極のうちの少なくとも一つのＩＤＴ電極のデューティー比が０．３〜０．５の範囲内にある。この構成によれば、通過帯域内において、阻止帯域より低域側に発生するレイリー波に起因するリップルを低減することができる。
【００１６】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらにまた別の特定の局面では、弾性波フィルタ装置は、弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタ装置である。
【００１７】
本発明に係る弾性波フィルタ装置のまたさらに他の特定の局面では、弾性波フィルタ装置は、弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタ装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、第１及び第２の直列腕弾性波共振子が並列に電気的に接続されている。このため、第１及び第２の直列腕弾性波共振子の電気抵抗を小さくすることができる。従って、通過帯域における挿入損失を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の等価回路図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の略図的側面図である。
【図３】本発明の一実施形態における弾性表面波チップの略図的透視図である。
【図４】本発明の一実施形態における弾性表面波チップの一部分を拡大した模式的平面図である。
【図５】実施例１に係る弾性表面波フィルタ装置と、比較例に係る弾性表面波フィルタ装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図５において、実線が、実施例１に係る弾性表面波フィルタ装置の挿入損失特性を表し、破線が、比較例に係る弾性表面波フィルタ装置の挿入損失特性を表している。
【図６】比較例に係る弾性表面波フィルタ装置の等価回路図である。
【図７】比較例における弾性表面波フィルタチップの一部分を拡大した模式的平面図である。
【図８】実施例２に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図８において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例２における挿入損失特性を表している。
【図９】実施例３に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図９において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例３における挿入損失特性を表している。
【図１０】実施例４に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図１０において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例４における挿入損失特性を表している。
【図１１】変形例１における弾性表面波フィルタチップの一部分を拡大した略図的断面図である。
【図１２】変形例２における弾性表面波フィルタチップの一部分を拡大した略図的断面図である。
【図１３】特許文献１に記載の帯域阻止型の弾性表面波フィルタの等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１に示す、弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタ装置１を例に挙げて説明する。但し、弾性表面波フィルタ装置１は単なる例示である。本発明に係る弾性波フィルタ装置は、弾性表面波フィルタ装置１に何ら限定されない。
【００２１】
本実施形態の弾性表面波フィルタ装置１は、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を含む広い通過帯域と、通過帯域内に８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚの低域側阻止帯域と、８９８ＭＨｚ〜９２４ＭＨｚの高域側阻止帯域とを有するダブルトラップ型の弾性表面波フィルタ装置である。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の等価回路図である。まず、この図１を参照しながら、弾性表面波フィルタ装置１の回路構成について説明する。
【００２３】
図１に示すように、弾性表面波フィルタ装置１は、入力端１０と出力端１１とを備えている。入力端１０と出力端１１とは、直列腕１２によって電気的に接続されている。直列腕１２には、複数のインダクタＬ１〜Ｌ３が直列に接続されている。本実施形態では、第３のインダクタＬ３が入力端１０に直接接続されている。第２のインダクタＬ２が出力端１１に直接接続されている。第１のインダクタＬ１は、第２のインダクタＬ２と第３のインダクタＬ３との間に接続されている。
【００２４】
直列腕１２において、第１のインダクタＬ１と第２のインダクタＬ２との間には、第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２が電気的に接続されている。第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２は、互いに並列に電気的に接続されている。なお、本実施形態では、第１の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１と第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ２とは、共振周波数及び反共振周波数が互いに異なるように設計されている。
【００２５】
一方、直列腕１２において、第１のインダクタＬ１と第３のインダクタＬ３との間には、第３及び第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４が電気的に接続されている。第３及び第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４は、互いに並列に電気的に接続されている。なお、本実施形態では、第３の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３と第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ４とは、共振周波数及び反共振周波数が互いに等しくなるように設計されている。
【００２６】
第１のインダクタＬ１と第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２との間の接続点１２ａと、グラウンド電位とは、第１の並列腕１３ａにより電気的に接続されている。第１の並列腕１３ａには、第１の並列腕弾性表面波共振子Ｐ１が設けられている。
【００２７】
第２のインダクタＬ２と第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２との間の接続点１２ｂと、グラウンド電位とは、第２の並列腕１３ｂにより電気的に接続されている。第２の並列腕１３ｂには、第２の並列腕弾性表面波共振子Ｐ２が設けられている。
【００２８】
第３のインダクタＬ３と第３及び第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４との間の接続点１２ｃと、グラウンド電位とは、第３の並列腕１３ｃにより電気的に接続されている。第３の並列腕１３ｃには、第３の並列腕弾性表面波共振子Ｐ３が設けられている。
【００２９】
第１のインダクタＬ１と第３及び第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４との間の接続点１２ｄと、グラウンド電位とは、第４の並列腕１３ｄにより電気的に接続されている。第４の並列腕１３ｄには、第４の並列腕弾性表面波共振子Ｐ４が設けられている。
【００３０】
本実施形態では、上述のように、出力端１１には第２のインダクタＬ２が直接接続されており、第２のインダクタＬ２と出力端１１との間の部分と、グラウンド電位とを電気的に接続している並列腕は設けられていない。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の略図的側面図である。図３は、本実施形態における弾性表面波チップの略図的透視図である。図４は、本実施形態における弾性表面波チップの一部分を拡大した模式的平面図である。なお、図３においては、共振子を、内部にＸを附した矩形で略図的に記載している。
【００３２】
次に、図２〜図４を主として参照しながら、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置１の物理的構成について説明する。
【００３３】
図２に示すように、弾性表面波フィルタ装置１は、配線基板２０を備えている。配線基板２０の上には、バンプ２１を介して弾性表面波チップ２２がフリップチップ実装されている。弾性表面波チップ２２は、配線基板２０の上に形成されている樹脂層２５によって封止されている。
【００３４】
配線基板２０は、例えば、高温焼成セラミック多層基板（ＨＴＣＣ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）などにより構成することができる。本実施形態では、この配線基板２０内に形成されている配線２０ａなどによって、図１に示すインダクタＬ１〜Ｌ３が形成されている。なお、インダクタＬ１〜Ｌ３は、例えばチップインダクタなどにより構成されていてもよい。
【００３５】
図３に示すように、弾性表面波チップ２２は、圧電基板２３と、圧電基板２３の上に形成されている電極２４とを備えている。本実施形態では、この圧電基板２３と電極２４とによって、第１〜第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１〜Ｓ４、第１〜第４の並列腕弾性表面波共振子Ｐ１〜Ｐ４や配線などが構成されている。具体的には、図４に示すように、電極２４には、互いに間挿し合う一対のくし歯状電極により構成されているＩＤＴ電極２４ａが含まれる。第１〜第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１〜Ｓ４、第１〜第４の並列腕弾性表面波共振子Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれは、このＩＤＴ電極２４ａと圧電基板２３とによって構成されている。
【００３６】
圧電基板２３は、特に限定されないが、例えば、水晶、ＬｉＴａＯ３基板や、５５°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板などのＬｉＮｂＯ３基板により構成することができる。
【００３７】
電極２４は、例えば、Ａｌ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ及びＰｄからなる群から選ばれた金属、もしくは、Ａｌ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ及びＰｄからなる群から選ばれた一種以上の金属を含む合金により形成することができる。また、電極２４は、例えば上記金属や合金からなる複数の導電層の積層体により構成されていてもよい。
【００３８】
また、第１及び第２の直列腕弾性波共振子Ｓ１，Ｓ２を構成しているＩＤＴ電極２４ａのうちの少なくとも一つのデューティー比が０．３〜０．５の範囲内にあることが好ましい。
【００３９】
図５の実線で示すグラフは、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置１と同様の構成を有する実施例１の挿入損失特性を表すグラフである。なお、実施例１における詳細な設計パラメータは、下記の表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
実施例１では、各共振子Ｓ１〜Ｓ３，Ｐ１〜Ｐ３の静電容量と、インダクタＬ１〜Ｌ３とによって構成されているＬＣ回路によって４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を含む広い通過帯域が形成されている。また、第２及び第３の直列腕弾性表面波共振子Ｓ２，Ｓ３の反共振周波数と、第１及び第４の並列腕弾性表面波共振子Ｐ１，Ｐ４の共振とが、高域側の阻止帯域（８９８ＭＨｚ〜９２４ＭＨｚ）またはその近傍に位置している。このため、通過帯域内に第２及び第３の直列腕弾性表面波共振子Ｓ２，Ｓ３の反共振点と、第１及び第４の並列腕弾性表面波共振子Ｐ１，Ｐ４の共振点とによって、高域側の阻止帯域（８９８ＭＨｚ〜９２４ＭＨｚ）が形成されている。さらに、第１の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１の反共振周波数と、第２及び第３の並列腕弾性表面波共振子Ｐ２，Ｐ３の共振周波数とが低域側阻止帯域（８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚ）またはその近傍に位置している。このため、通過帯域内に第１の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１の反共振点と第２及び第３の並列腕弾性表面波共振子Ｐ２，Ｐ３の共振点によって、低域側阻止帯域（８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚ）が形成されている。
【００４２】
実施例１においては、第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２とで、共振周波数及び反共振周波数が異なっている。一方、第３及び第４の直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４とでは、共振周波数及び反共振周波数が実質的に等しい。
【００４３】
この実施例１の弾性表面波フィルタ装置の比較例として、図６に示す弾性表面波フィルタ装置２００を用意した。比較例に係る弾性表面波フィルタ装置２００は、入力端２０１と出力端２０２とを電気的に接続している直列腕２０３において、直列腕弾性表面波共振子Ｓ２０１，Ｓ２０２と、インダクタＬ２０１〜Ｌ２０３が交互に直列に接続されている。直列腕２０３とグラウンド電位とは、並列腕２０４ａ〜２０４ｆによって電気的に接続されている。各並列腕２０４ａ〜２０４ｆには、並列腕弾性表面波共振子Ｐ２０１〜Ｐ２０６が設けられている。この比較例においても、上記実施形態と同様に、配線基板の上に実装された弾性表面波チップ２１０（図７を参照）が設けられている。図７に示すように、上記共振子Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｐ２０１〜Ｐ２０６は、この弾性表面波チップ２１０に形成されている。詳細には、共振子Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｐ２０１〜Ｐ２０６は、弾性表面波チップ２１０を構成している圧電基板２１１及び電極２１２により構成されている。なお、比較例における詳細な設計パラメータは、下記の表２に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
この比較例では、並列腕弾性表面波共振子Ｐ２０１，Ｐ２０３〜Ｐ２０５の共振点によって高域側阻止帯域（８９８ＭＨｚ〜９２４ＭＨｚ）が形成されている。また、直列腕弾性表面波共振子Ｓ２０１，Ｓ２０２の反共振点と並列腕弾性表面波共振子Ｐ２０２，Ｐ２０６の共振点とによって低域側阻止帯域（８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚ）が形成されている。
【００４６】
比較例に係る弾性表面波フィルタ装置２００の挿入損失特性を図５に破線で示す。
【００４７】
図５に示すように、実施例１の方が、比較例よりも、高域側阻止帯域及び低域側阻止帯域の両方において減衰量が大きい。この理由は、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、比較例においては、並列腕弾性表面波共振子Ｐ２０２の共振周波数と一致する電気信号が出力端２０２に直接接続されている並列腕弾性表面波共振子Ｐ２０６を経由して出力端２０２に直接漏洩することにより低域側阻止帯域（８２４ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚ）の減衰量が小さくなっているものと考えられる。それに対して、実施例１では、出力端１１に直接接続されている並列腕弾性表面波共振子が存在しないため、低域側阻止帯域の周波数帯の電気信号が出力端１１に漏洩することが効果的に抑制され、その結果、実施例１では、比較例よりも、低域側阻止帯域における減衰量が大きくなったものと考えられる。
【００４８】
一方、高域側阻止帯域に関しては実施例１では上記理由により低域側阻止帯域の減衰量を大きくできることで共振子３つで低域側阻止帯域を形成している。従って、高域側阻止帯域は５つの共振子を使用しており、４つの共振子で高域側阻止帯域を形成する比較例よりも共振子を多く使用している。その結果、実施例１では、比較例よりも、高域側阻止帯域における減衰量が大きくなったものと考えられる。
【００４９】
また、図３及び図７の比較により、同様の機能を有する直列腕弾性表面波共振子Ｓ３，Ｓ４と、直列腕弾性表面波共振子Ｓ２０１とは、ほぼ同じ大きさにできることが分かる。また、同様の機能を有する直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２と、直列腕弾性表面波共振子Ｓ２０２とも、ほぼ同じ大きさにできることが分かる。すなわち、通過帯域を広帯域化するためには、直列腕に比較的大きな容量を形成することが必要であるが、実施例１では、比較例で一つの直列腕弾性表面波共振子により構成されているところが、互いに電気的に並列に接続されている二つの直列腕弾性表面波共振子により構成されている。このため、共振子一つ当たりの面積を約半分にできる。そして、直列腕弾性表面波共振子の数が増えた分だけ、並列腕弾性表面波共振子の数を減らしても阻止帯域を形成する共振子の総数は変わらないため、同等またはそれ以上の減衰特性を実現し得る。従って、実施例１では、図３及び図７の比較からも明らかなように、弾性表面波フィルタ装置１を、より小型化し得る。
【００５０】
また、実施例１のように、二つの直列腕弾性表面波共振子を電気的に並列に接続することによって、一つの直列腕弾性表面波共振子を設ける場合よりも、各直列腕弾性表面波共振子における交差幅を小さくすることができる。このため、各直列腕弾性表面波共振子における抵抗損を小さくすることができる。その結果、図５に示すように、通過帯域のうち、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯域における挿入損失を低減することができる。具体的には、実施例１の方が、比較例よりも前記周波数帯域における挿入損失が０．２５ｄＢ小さい。
【００５１】
また、実施例１の方が、比較例よりも、低域側阻止帯域と、低域側阻止帯域よりも低域側に位置している通過帯域との間の過渡帯域におけるフィルタ特性の急峻性が高められている。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、実施例１では、第１の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１と、第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ２とで共振周波数及び反共振周波数が異ならされている。このため、第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２の一方の共振周波数において他方が容量として作用する。このため、第１及び第２の直列腕弾性表面波共振子Ｓ１，Ｓ２のそれぞれの共振周波数と反共振周波数との間の周波数間隔が狭くなる。よって、反共振周波数を、通過帯域と阻止帯域との間の過渡帯域に位置させることにより、過渡帯域におけるフィルタ特性の急峻性が高められたものと考えられる。
【００５２】
なお、少なくとも一つの直列腕弾性表面波共振子のデューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを大きくすることにより、通過帯域の広帯域化が可能である。すなわち、本実施形態では、直列腕弾性表面波共振子のデューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを調整することにより通過帯域の帯域幅の調整が可能である。
【００５３】
以下、この効果を、具体例に基づいて詳細に説明する。
【００５４】
図８は、下記の表３に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４のデューティー比を０．３９５から０．４９５まで大きくした実施例２に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図８において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例２における挿入損失特性を表している。図８に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４のデューティー比が大きな実施例２の方が、実施例１よりも通過帯域が低域側に広くなっている。
【００５５】
図９は、下記の表４に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の交差幅を５９．１μｍから７０．０μｍまで大きくした実施例３に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図９において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例３における挿入損失特性を表している。図９に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の交差幅が大きな実施例３の方が、実施例１よりも通過帯域が低域側に広くなっている。
【００５６】
図１０は、下記の表５に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の対数を６８対から８０対まで大きくした実施例４に係る弾性表面波装置と、実施例１に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図１０において、実線が、実施例１における挿入損失特性を表し、破線が実施例４における挿入損失特性を表している。図１０に示すように、直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の対数が大きな実施例４の方が、実施例１よりも通過帯域が低域側に広くなっている。
【００５７】
なお、このように、少なくとも一つの直列腕弾性表面波共振子のデューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを大きくすることにより、通過帯域の広帯域化できるのは、デューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを大きくした直列腕弾性表面波共振子の静電容量が大きくなるためであると考えられる。
【００５８】
【表３】
【００５９】
【表４】
【００６０】
【表５】
【００６１】
また、実施例２では、直列腕弾性表面波共振子の反共振周波数の位置を微調整できるため、実施例１よりも高域側阻止帯域の減衰量が大きくなっている。さらに、実施例３，４では、実施例１よりも直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の面積が大きくなるのに対して、実施例２では、実施例１よりも直列腕弾性表面波共振子Ｓ４の面積が大きくなっていない。このため、実施例２では、装置の大型化を抑制しつつ高域側阻止帯域の減衰量をより改善することができる。
【００６２】
但し、５５°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板を圧電基板２３として用いた場合は、デューティー比を大きくしすぎると通過帯域にリップルが発生しやすくなるため、デューティー比は０．３〜０．５の範囲であることが好ましい。
【００６３】
（第１及び第２の変形例）
図１１は、変形例１における弾性表面波チップの一部分を拡大した略図的断面図である。図１２は、変形例２における弾性表面波チップの一部分を拡大した略図的断面図である。
【００６４】
上記実施形態では、弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタ装置１について説明したが、本発明において弾性波フィルタ装置は、例えば、弾性境界波を利用した弾性境界波装置であってもよい。その場合は、例えば、図１１に示すように、弾性波チップ２２は、圧電基板２３の上に形成されており、酸化ケイ素や窒化ケイ素などの誘電体からなる誘電体層２６を有する。また、図１２に示すように、例えば酸化ケイ素などにより形成されている誘電体層２６の上に、窒化ケイ素などにより形成されており、誘電体層２６よりも音速が速い誘電体層２７が形成されていてもよい。すなわち、弾性波チップ２２は、所謂２媒質型の弾性境界波チップであってもよいし、所謂３媒質型の弾性境界波チップであってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…弾性表面波フィルタ装置
１０…入力端
１１…出力端
１２…直列腕
１２ａ〜１２ｄ…接続点
１３ａ…第１の並列腕
１３ｂ…第２の並列腕
１３ｃ…第３の並列腕
１３ｄ…第４の並列腕
２０…配線基板
２０ａ…配線
２１…バンプ
２２…弾性表面波チップ
２３…圧電基板
２４…電極
２４ａ…ＩＤＴ電極
２５…樹脂層
２６…誘電体層
２７…誘電体層
Ｌ１〜Ｌ３…インダクタ
Ｓ１〜Ｓ４…直列腕弾性表面波共振子
Ｐ１〜Ｐ４…並列腕弾性表面波共振子
【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電気的に接続している直列腕と、
前記直列腕において直列に接続されている第１及び第２のインダクタと、
前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとの間において、互いに並列に電気的に接続されている第１及び第２の直列腕弾性波共振子と、
前記第１のインダクタと前記第１及び第２の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第１の並列腕弾性波共振子が設けられている第１の並列腕と、
前記第２のインダクタと前記第１及び第２の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第２の並列腕弾性波共振子が設けられている第２の並列腕と、
を備える、弾性波フィルタ装置。
【請求項２】
前記第１の直列腕弾性波共振子と前記第２の直列腕弾性波共振子とでは、共振周波数及び反共振周波数が互いに異なる、請求項１に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項３】
前記第２のインダクタと前記出力端との間の部分と、グラウンド電位とを電気的に接続している並列腕を備えていない、請求項１または２に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項４】
前記第１のインダクタは、前記第２のインダクタよりも前記入力端側に設けられており、
前記第１のインダクタと前記入力端との間において、並列に電気的に接続されている第３及び第４の直列腕弾性波共振子と、
前記入力端と前記第３及び第４の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第３の並列腕弾性波共振子が設けられている第３の並列腕と、
前記第１のインダクタと前記第３及び第４の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第４の並列腕弾性波共振子が設けられている第４の並列腕と、
をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の直列腕弾性波共振子と前記第１及び第２の並列腕弾性波共振子とのそれぞれは、圧電基板と、圧電基板の上に形成されているＩＤＴ電極とを備えており、
前記圧電基板は、５５°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板により構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の直列腕弾性波共振子のＩＤＴ電極のうちの少なくとも一つのＩＤＴ電極のデューティー比が０．３〜０．５の範囲内にある、請求項５に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項７】
弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタ装置である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項８】
弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタ装置である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の弾性波フィルタ装置。
【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電気的に接続している直列腕と、
前記直列腕において直列に接続されている第１及び第２のインダクタと、
前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとの間において、互いに並列に電気的に接続されている第１及び第２の直列腕弾性波共振子と、
前記第１のインダクタと前記第１及び第２の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第１の並列腕弾性波共振子が設けられている第１の並列腕と、
前記第２のインダクタと前記第１及び第２の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第２の並列腕弾性波共振子が設けられている第２の並列腕と、
を備える、弾性波フィルタ装置。
【請求項２】
前記第１の直列腕弾性波共振子と前記第２の直列腕弾性波共振子とでは、共振周波数及び反共振周波数が互いに異なる、請求項１に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項３】
前記第２のインダクタと前記出力端との間の部分と、グラウンド電位とを電気的に接続している並列腕を備えていない、請求項１または２に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項４】
前記第１のインダクタは、前記第２のインダクタよりも前記入力端側に設けられており、
前記第１のインダクタと前記入力端との間において、並列に電気的に接続されている第３及び第４の直列腕弾性波共振子と、
前記入力端と前記第３及び第４の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第３の並列腕弾性波共振子が設けられている第３の並列腕と、
前記第１のインダクタと前記第３及び第４の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第４の並列腕弾性波共振子が設けられている第４の並列腕と、
をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の直列腕弾性波共振子と前記第１及び第２の並列腕弾性波共振子とのそれぞれは、圧電基板と、圧電基板の上に形成されているＩＤＴ電極とを備えており、
前記圧電基板は、５５°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板により構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の直列腕弾性波共振子のＩＤＴ電極のうちの少なくとも一つのＩＤＴ電極のデューティー比が０．３〜０．５の範囲内にある、請求項５に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項７】
弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタ装置である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の弾性波フィルタ装置。
【請求項８】
弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタ装置である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の弾性波フィルタ装置。
【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２０１２−３４０６７（Ｐ２０１２−３４０６７Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６９９６１（Ｐ２０１０−１６９９６１）
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【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２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【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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