弾性表面波分波器
送信側通過帯域及び受信側通過帯域よりも高周波側における減衰量を改善することができ、かつ小型化を図ることが可能な弾性表面波分波器を提供する。アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタを有し、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタがパッケージ材に搭載されている弾性表面波分波器であって、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタに接続されており、かつ少なくとも送信側通過帯域及び受信側通過帯域よりも高周波側に２つのトラップ減衰極を有する高周波素子がさらに備えられている、弾性表面波分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、例えば携帯電話機のような無線通信装置に用いられる弾性表面波分波器に関し、より詳細には、通過帯域よりも高域側において生じる高調波を抑圧する構成が備えられた弾性表面波分波器に関する。
【背景技術】
携帯電話機では、送信側の信号と、受信側の信号とを分離するために弾性表面波分波器が用いられている。ここでは、送信側周波数の２倍波及び３倍波の抑圧が求められている。
特開平９−９８０４６号公報には、このような要求を満たすために、弾性表面波分波器において、ローパスフィルタが接続されている回路構成が開示されている。図２０は、特開平９−９８０４６号公報に記載の弾性表面波分波器の回路構成を示す図である。弾性表面波分波器２０１では、アンテナに接続される共通信号端子２０２に、送信側弾性表面波フィルタ２０３及び受信側弾性表面波フィルタ２０４が接続されている。また、共通信号端子２０２と、送信側弾性表面波分波器２０３との間に第１のローパスフィルタ２０５が接続されており、共通信号端子２０２と受信側弾性表面波フィルタ２０４との間に第２のローパスフィルタ２０６が接続されている。
ローパスフィルタ２０５，２０６は、並列コンデンサＣ１，Ｃ２と、直列に接続されたインダクタＬとを有する。
特開平９−９８０４６号公報に記載のローパスフィルタを用いる方法の他、従来、オープンスタブやショートスタブを用いてトラップを構成し、それによって送信側周波数の２倍波や３倍波の減衰量を改善する技術が知られている。
他方、特開平１１−６８５１２号公報には、弾性表面波装置を構成している圧電基板上に容量素子を構成する方法の一例が開示されている。図２１は、この弾性表面波装置２１１を示す模式的平面図である。弾性表面波装置２１１では、圧電基板上に弾性表面波フィルタ２１３，２１４が構成されている。そして、インピーダンス整合を図るための容量素子２１５が同じく圧電基板２１２上に形成されている。容量素子２１５は、図示のように、櫛形電極により構成されており、かつ該櫛形電極の電極指が並ぶ方向が、弾性表面波フィルタ２１３，２１４における表面波伝搬方向に対して９０度回転された方向とされている。
また、特開平５−１６７３８８号公報には、弾性表面波分波器において、相対的に周波数が高い弾性表面波フィルタとアンテナ側共通端子との間に、ガラスエポキシ基板やセラミック基板上に金属ストリップラインを形成することにより構成されたインダクタンスＬが接続されている。このイングクタンスＬは、位相回転用素子であり、インダクタンスＬの接続されている側の弾性表面波フィルタの低周波数側の減衰域高インピーダンス化を図るように作用するとされている構造が開示されている。
特開平９−９８０４６号公報に記載の弾性表面波分波器２０１では、並列コンデンサＣ１，Ｃ２及び直列に接続されたインダクタＬからなるローパスフィルタ２０５，２０６を送信側弾性表面波フィルタ２０３及び受信側弾性表面波フィルタ２０４の双方に接続することにより、通過帯域よりも高周波側の減衰量が全体的に改善されている。そのため、送信側周波数の２倍波及び３倍波だけでなく、高周波側の減衰量が全体的に改善されるため、挿入損失が大きくなるという問題があった。
他方、上述したオープンスタブやショートスタブなどを用いたトラップ型のフィルタを弾性表面波分波器に構成した場合には、該トラップの位置を送信側周波数の２倍波及び３倍波の周波数位置とすることにより、挿入損失の悪化をさほど招くことなく、上記２倍波及び３倍波における減衰量を改善することはできる。しかしながら、オープンスタブやショートスタブを用いたトラップフィルタを構成した場合、弾性表面波分波器のパッケージ内におけるトラップフィルタの占有面積が大きくなり、弾性表面波分波器の小型化が困難であった。
なお、特開平１１−６８５１２号公報には、上記のように、圧電基板を用いて構成された弾性表面波フィルタにおいて、弾性表面波フィルタの表面波伝搬方向に対して電極指が並ぶ方向が９０度回転された方向に櫛形電極を配置することにより、容量素子を構成した構造が開示されているが、容量素子２１５はあくまでも弾性表面波フィルタ２１３，２１４の整合用素子として用いられているものにすぎない。
また、特開平５−１６７３８８号公報に記載の先行技術では、弾性表面波分波器における位相回転用素子として、上記インダクタＬが開示されているにすぎない。
【発明の開示】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、送信側周波数の２倍波及び３倍波における減衰量を改善することができ、しかも低損失であり、かつ小型化を図ることを可能とする弾性表面波分波器を提供することにある。
本願の第１の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、前記送信側弾性表面波フィルタ及び前記受信側弾性表面波フィルタに接続されており、かつ送信側通過帯域よりも高周波側に２つのトラップ減衰極を有する高周波素子とを備える、弾性表面波分波器である。
第１の発明の弾性表面波フィルタのある特定の局面では、前記２つのトラップ減衰極が、送信側通過帯域の２倍波及び３倍波もしくはその近傍に位置している。
第１の発明に係る弾性表面波分波器のさらに他の特定の局面では、前記高周波素子が、第１，第２のインダクタと、第１〜第３の容量素子とを有し、第１、第２のインダクタと第１〜第３の容量素子とにより、２つの前記トラップ減衰極が構成されている。
第１の発明に係る弾性表面波分波器のさらに他の特定の局面では、前記第１〜第３の容量素子が、第１〜第３の各共通端子に各々２つずつの前記容量素子が共通接続されたΔ型に接続されており、前記第１の共通端子と、アース電位との間に第１のインダクタが接続されており、前記第２，第３の共通端子間に、第２のインダクタが接続されている。
第１の発明に係る弾性表面波分波器のさらに別の特定の局面では、前記第２のインダクタと、該第２のインダクタに並列に接続されている容量素子との反共振により、前記送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波もしくはその近傍に第１のトラップの減衰極が発生され、第１〜第３の容量素子Δ型接続と等価なＴ型接続において求められた容量と、前記第１のインダクタとの共振によって、前記送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の３倍波もしくはその近傍に第２のトラップの減衰極が発生される。
本願の第２の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有し、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの一端が共振接続点で接続されており、該共振接続点と、前記アンテナ端子との間にだけ設けられた高周波素子とを備え、前記高周波素子を構成している前記インダクタが、前記パッケージ材内に形成されていることを特徴とする、弾性表面波分波器である。
第２の発明に係る弾性表面波分波器のある特定の局面では、前記パッケージ材内に設けられた位相整合用ストリップラインをさらに備え、前記高周波素子を構成している前記インダクタが、前記ストリップラインとパッケージ材の同一面内に形成されている。
第２の発明に係る弾性表面波分波器の他の特定の局面では、前記インダクタが、パッケージ材内の少なくとも２つ以上の層に渡って磁束を強め合うように配置されている。
第２の発明に係る弾性表面波分波器のさらに他の特定の局面では、前記ストリップラインと前記インダクタの双方が、前記パッケージ材内において少なくとも２つ以上の層に渡ってかつ同一の２つ以上の層に渡って形成されている。
本願の第３の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、前記容量素子が、前記送信側及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している前記圧電基板上に形成された櫛形電極により構成されており、前記櫛形電極の電極指ピッチに沿う方向が、該櫛形電極が形成されている弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向に対して９０度回転された方向とされており、前記容量素子によって発生するリップルが、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域及び受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波及び３倍波並びにその近傍に位置しないことを特徴とする、弾性表面波分波器である。
第３の発明に係る弾性表面波分波器のある特定の局面では、前記圧電基板がＬｉＴａＯ３基板であり、前記容量素子を構成している櫛形電極における電極指の周期が下記の式（１）〜（３）〔但し、式（１）〜（３）において、ｆＨは、受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数を、ｆＬは、送信側弾性表面波フィルタのフィルタの通過帯域の下限周波数を意味し、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチ（電極指の幅と、電極指間のスペースの和）である〕のいずれかの範囲にあることを特徴とする。
５３００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（１）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（２）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（３）
第３の発明に係る弾性表面波分波器のさらに別の特定の局面では、前記櫛形電極の電極指周期が、下記の式（４）〜（１２）〔但し、ｆＴＬは、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の下限周波数、ｆＴＨは、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチを示す。〕の範囲にある。
５５００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（４）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（５）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（６）
５５００／（２×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（７）
６８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（２×ｆＴＨ）
…式（８）
１８８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（９）
５５００／（３×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（１０）
６８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（３×ｆＴＨ）
…式（１１）
１８８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（１２）
本願の第４の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性裏面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、前記容量素子が、前記送信側及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板上において、第１の電極膜と、第２の電極膜と、第１，第２の電極膜間に挟持された絶縁膜とからなる積層構造を形成することにより構成されている、弾性表面波分波器である。
第３の，第４の発明のある特定の局面では、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが、それぞれの独立の圧電基板を用いて構成されており、前記高周波素子を形成するための容量素子が、前記受信側弾性表面波フィルタの圧電基板に形成されている。
第３，第４の発明に係る弾性表面波分波器のさらに他の特定の局面では、前記高周波素子を構成している容量素子が、前記受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側端部の近傍に形成されている。
第３，第４の発明のさらに別の特定の局面では、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが同一の圧電基板上に形成されており、前記高周波素子を構成するための前記容量素子が、受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側端部の近傍に形成されている。
本願の第５の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、前記インダクタが、前記パッケージ材内に形成されており、前記容量素子は、前記送信側弾性表面波フィルタ及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板に形成されていることを特徴とする、弾性表面波分波器である。
本願の第６の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインをさらに備え、前記インダクタが、前記位相調整用ストリップラインとパッケージ材内の同一の層に複数層に渡って形成されており、前記受信側弾性表面波フィルタ及び送信側弾性表面波フィルタを構成している前記圧電基板がＬｉＴａＯ３基板であり、前記容量素子が、圧電基板上に櫛形電極からなり、該櫛形電極の電極指を結ぶ方向が、弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向に対して直交する方向とされており、前記櫛形電極の電極指の周期が下記の式（１３）〜（１５）〔但し、式（１３）〜（１５）において、ｆＨは、受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数を、ｆＬは、送信側弾性表面波フィルタのフィルタの通過帯域の下限周波数を意味し、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチ（電極指の幅と、電極指間のスペースの和）である〕の範囲にあることを特徴とする、弾性表面波分波器である。
５３００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（１３）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（１４）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（１５）
本願の第７の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つの位相整合用素子と、ローパスフィルタとを備える弾性表面波分波器であって、前記ローパスフィルタが前記アンテナ端子と、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタとの間に接続されており、前記ローパスフィルタが、ローパスフィルタ機能とアンテナ整合機能とを併せ持つことを特徴とする、弾性表面波分波器である。
第７の発明の弾性表面波分波器のある特定の局面では、前記位相整合用素子が、周波数が相対的に高い側の弾性表面波フィルタと、アンテナ端子との間に配置され、該位相整合用素子による位相遅延量が、周波数が相対的に低い側の弾性表面波フィルタの中心周波数において９０度未満である。
第７の発明に係る弾性表面波分波器では、上記位相遅延量は、好ましくは６０〜８０度の範囲とされる。
第７の発明に係る弾性表面波分波器のさらに別の特定の局面では、前記ローパスフィルタを除いた前記弾性表面波分波器のアンテナ端子におけるインピーダンスが、少なくとも送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの各通過帯域幅の５０％以上の周波数範囲で誘導性であり、前記ローパスフィルタの通過域におけるインピーダンスが容量性とされており、それによってアンテナ側から見て実軸に整合がとられている。
本願の第８の発明に係る弾性表面波分波器は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有し、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの一端が共振接続点で接続されており、該共振接続点と、前記アンテナ端子との間にだけ設けられた高周波素子とを備え、前記インダクタが、パッケージ材内に形成されており、前記容量素子が、圧電基板上に形成された櫛形電極からなり、該櫛形電極の電極指ピッチの方向が、該圧電基板上において伝搬する表面波装置の伝搬方向に対して９０度回転された方向であり、該容量素子によって生じるリップルが送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの通過域の約２倍波及び３倍波並びにその近傍に位置せず、前記高周波素子がローパスフィルタ機能とアンテナ整合機能とを併せ持つことを特徴とする。
本願の第９の発明に係る弾性表面波分波器は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインと、高周波素子とを備える弾性表面波分波器であって、前記高周波素子が、送信側弾性表面波フィルタの２倍波及び３倍波もしくはその近傍に２つのトラップ減衰極を有し、該高周波素子は、第１，第２のインダクタと、第１〜第３の容量素子とを少なくとも備え、前記第１〜第３の容量素子が、第１〜第３の各共通端子に各々２つずつの容量素子が共通接続されたΔ型に接続されており、前記第１の共通端子と、アース電位との間に第１のインダクタが接続されており、前記第２，第３の共通端子間に、第２のインダクタが接続されている、前記第２のインダクタが、前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインと同一の層にかつ複数層に渡って形成されており、前記ストリップラインの送信側信号端子と接続される端子と、前記第２のインダクタの送信側信号端子と接続される端子とが、前記パッケージ材において短絡されていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波分波器の回路構成を示す図である。
図２は、本発明の第１の実施形態の弾性表面波分波器の略図的正面断面図である。
図３は、本発明の第１の実施形態に用いられる受信側弾性表面波フィルタ及び該受信側弾性表面波フィルタの圧電基板内に形成される第１〜第３の容量素子を説明するための模式的平面断面図である。
図４は、第１の実施形態の弾性表面波分波器で用いられている高周波素子の回路構成を示す図である。
図５は、第１の実施形態の弾性表面波分波器周波数特性、並びにこのために用意した高周波素子を有しない比較例の弾性表面波分波器の周波数特性を示す図である。
図６は、図４に示した高周波素子の周波数特性を示す図である。
図７は、高周波素子の変形例の回路構成を示す図である。
図８は、図７に示した変形例の高周波素子の周波数特性を示す図である。
図９は、高周波素子のさらに他の変形例を示す回路図である。
図１０は、図９に示した高周波素子の周波数特性を示す図である。
図１１は、（ａ）及び（ｂ）は、Δ型接続された第１〜第３の容量素子からなる部分の回路図と、該Δ型接続をＴ字型回路に置き換えた場合の透過回路を示す図である。
図１２は、３６度ＬｉＴａＯ３基板上に弾性表面波フィルタ及び櫛形電極を、弾性表面波伝搬方向に対して櫛形電極の電極指ピッチの方向が９０度回転された方向となるように櫛形電極が形成されている構造における位相−周波数特性を示す図である。
図１３は、櫛形電極の電極指ピッチが式（１）〜（３）のいずれかを満たす場合、及び式（１）〜（３）のいずれの範囲にも含まれない場合の弾性表面波分波器の周波数特性を示す図である。
図１４は、高周波素子が接続されている部分に寄生インダクタンス成分が寄生されている場合の弾性表面波分波器の回路構成を示す図である。
図１５は、図１４に示した寄生インダクタンス成分が寄生されていない場合、寄生インダクタンス成分が挿入されている場合の高周波素子の周波数特性を示す図である。
図１６は、位相整合用回路の位相遅延量が７５度の場合の受信側弾性表面波フィルタのインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
図１７は、位相整合用素子における位相遅延量が９０度未満とした場合の弾性表面波分波器の送信側弾性表面波フィルタの整合状態の変化を説明するためのスミスチャートである。
図１８は、位相整合用素子の位相遅延量が６０度程度になった場合の送信側弾性表面波フィルタの整合状態の変化を示すスミスチャートである。
図１９は、誘電性に回り過ぎたインピーダンスを高周波素子の容量成分によって制御した場合の送信側弾性表面波フィルタの整合状態の変化を示すスミスチャートである。
図２０は、従来の弾性表面波分波器の一例を示す回路図である。
図２１は、従来の弾性表面波フィルタにおいて、インピーダンス整合を図るために櫛形の容量電極が圧電基板上に形成されている構造を示す模式的平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、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。
図１は、本発明の一実施形態に係る弾性表面波分波器の回路構成を示す図であり、図２は、該弾性表面波分波器の正面断面図である。
本実施形態の弾性表面波分波器１は、送信側の通過帯域が８２４〜８４９ＭＨｚであり、受信側の通過帯域が８６９〜８９４ＭＨｚの携帯電話用弾性表面波分波器である。もっとも、本発明に係る弾性表面波分波器における送信側の通過帯域及び受信側の通過帯域はこれらに限定されるものではない。
図１に示すように、弾性表面波分波器１は、アンテナＡＮＴに接続されるアンテナ端子２を有し、アンテナ端子３に送信側弾性表面波フィルタ３及び受信側弾性表面波フィルタ４が接続されている。
送信側弾性表面波フィルタ３と受信側弾性表面波フィルタ４とは、共通接続点５において各々のアンテナ端子側の端部が共通に接続されている。そして、アンテナ端子２と、共通接続点５との間に高周波素子としてローパスフィルタ６が接続されている。ローパスフィルタ６の詳細は後程説明する。
また、受信側弾性表面波フィルタ４と共通接続点５との間には、位相整合用素子７が接続されている。
図２に示すように、本実施形態の弾性表面波分波器１のパッケージ構造は、パッケージ材１１と、蓋材１２とからなる。パッケージ材１１は、上方に開いた開口１１ａを有し、該開口１１ａを閉成するように蓋材１２がパッケージ材１１に接合されている。パッケージ材１１は、圧電性セラミックスあるいは合成樹脂等の適宜の材料により構成される。また、蓋材１２は、金属もしくはセラミックスなどの適宜の材料により構成され得る。
パッケージ材１１の開口１１ａ内には、送信側弾性表面波フィルタ３及び受信側弾性表面波フィルタ４が略図的に示すバンプ１３，１４を用いてフリップチップボンディング工法によりパッケージ材１１のチップ搭載面１１ｂに実装されている。なお、チップ搭載面１１ｂは、開口１１ａの底面であるが、平板状パッケージ基板を用いた場合には、チップ搭載面は上面となる。
また、パッケージ材１１の受信側弾性表面波フィルタ４が設けられている側においてアンテナ端子２（図１参照）が設けられている。
送信側弾性表面波フィルタ３及び受信側弾性表面波フィルタ４は、それぞれ、独立の圧電基板上に複数の１ポート型弾性表面波共振子を形成することにより構成されている。また、図１から明らかなように、送信側弾性表面波フィルタ３は、複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６と、複数の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２とからなるラダー型回路構成を有する。同様に、受信側弾性表面波フィルタ４も、複数の直列腕共振子Ｓ７〜Ｓ１０及び複数の並列腕共振子Ｐ３〜Ｐ５からなるラダー型回路構成を備えている。
上記直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６，Ｓ７〜Ｓ１０及び並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３〜Ｐ５は、それぞれ、前述したように１ポート型の弾性表面波共振子により構成されている。
図３に示すように、受信側弾性表面波フィルタ４は、矩形の圧電基板２１を用いて構成されている。上記圧電基板２１上に、上述した直列腕共振子Ｓ７〜Ｓ１０及び並列腕共振子Ｐ３〜Ｐ５が形成されている。なお、直列腕共振子Ｓ７，Ｓ８は、図３では１つの共振子として略図的に示す。同様に、直列腕共振子Ｓ９，Ｓ１０も図３では１つの共振子として示す。各直列腕共振子Ｓ７〜Ｓ１０及び並列腕共振子Ｐ３〜Ｐ５は、いずれも、櫛形電極からなるＩＤＴ（インターデジタルトランスデューサ）の表面波伝搬方向両側にグレーティング反射器を形成してなる１ポート型弾性表面波共振子により構成されている。
送信側弾性表面波フィルタ３も同様に、矩形の圧電基板上に直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６及び並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２を構成するように複数の１ポート型弾性表面波共振子が形成されている構造を有する。
本実施形態では、上記送信側弾性表面波フィルタ３及び受信側弾性表面波フィルタ４を構成している圧電基板として、３６度ＬｉＴａＯ３基板が用いられている。もっとも、本発明においては、弾性表面波フィルタ３，４を構成するための圧電基板は、他の圧電単結晶あるいは圧電セラミックスにより構成されていてもよい。また、本実施形態では、圧電基板上に形成された各種電極の材料としてＡｌを主成分とするＡｌ合金が用いられているが、Ａｌ以外のＡｕやＣｕなどの材料を用いてもよい。また、複数の金属を積層することにより、各種電極を形成してもよい。
図１に戻り、受信側弾性表面波フィルタ４と共通接続点５との間には、位相整合用素子７が接続されている。この位相整合用素子７は、より具体的には、パッケージ材１１内に埋設されたストリップラインにより構成されている。すなわち、図２に示すように、パッケージ材１１のチップ搭載面１１ｂと下面１１ｃとの間の中間高さ位置に、ストリップライン１５，１６が形成されている。ストリップライン１５の一端が、ビアホール電極１７により受信側弾性表面波フィルタ４に接続されている。ストリップライン１５の他端は、ビアホール電極１８によりストリップライン１６に接続されている。ストリップライン１６は、ビアホール電極１９によりパッケージ材１１のチップ搭載面１１ｂに形成された配線電極（図示せず）に接続されている。この配線電極が、図１の共通接続点５に接続されている。
すなわち、上記位相整合用素子７は、弾性表面波分波器１を構成するパッケージ材１１内に構成されている。上記ストリップライン１５，１６は５０Ω付近の特性インピーダンスを有する。また、ストリップライン１５，１６の長さは、これらによる位相シフト量が、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域中心周波数８３６．５ＭＨｚにおいて位相が７５度回転する長さとされている。
他方、図１のローパスフィルタ６は、少なくとも１つの容量素子と、少なくとも１つのインダクタとを有する。より具体的には、図３に示すように、受信側弾性表面波フィルタ４を構成する圧電基板２１上に、第１〜第３の容量素子２２〜２４が形成されている。
第１〜第３の容量素子２２〜２４は、いずれも櫛形電極により構成されている。そして、第１〜第３の容量素子２２〜２４は、第１〜第３の共通端子２５〜２７にそれぞれ２つの容量素子が共通接続されて、Δ型に接続されている。
ローパスフィルタ６は、前記第１〜第３の容量素子２２〜２４のΔ型接続により得られる容量と、図２に示されているパッケージ材１１内に埋設されたインダクタンス素子２９，３０との共振を利用するように構成されている。すなわち、インダクタンス素子２９，３０は、パッケージ材１１内において、複数の層において電極を形成することにより構成されている。インダクタンス素子２９，３０は、インダクタンス値に応じてらせん状またはミアンダ状などの形状に構成され得る。インダクタンス素子２９，３０はビアホール電極３１で接続されている。インダクタンス素子２９の一端は、ビアホール電極３２によりパッケージ材１１の上面に設けられた配線電極（図示せず）に接続されている。また、インダクタンス素子３０は、ビアホール電極３３に接続されており、ビアホール電極３３は、パッケージ材１１の下面１１ｃに至っており、該下面１１ｃに形成された配線電極（図示せず）に接続されている。上記インダクタンス素子２９，３０と同じようにして、もう一組のインダクタンス素子を構成する（図示せず）。
上記インダクタンス素子２９，３０及びもう一組のインダクタンス素子と、第１〜第３の容量素子２２〜２４により、図４に示す回路構成のローパスフィルタ６が構成されている。なお、図４におけるインダクタンスＬ１，Ｌ２は図２のインダクタンス素子２９，３０と前述のもう一組のインダクタンス素子とによりそれぞれ構成されている。すなわち、図４に示す回路を構成するように、インダクタンス素子２９，３０が容量素子２２〜２４と接続されている。なお、インダクタンスＬは、Ｌ２に比べて、インダクタンス値が小さいため、一層構造のビアホールのみでも構成することができる。
上記ローパスフィルタ６は、上述したように、アンテナ端子２と共通接続点５との間に接続されている。ローパスフィルタ６は、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の中心周波数の２倍波及び３倍波もしくはその近傍に減衰極を有する周波数特性を有し、かつ送信側及び受信側弾性表面波フィルタの通過帯域におけるインピーダンス整合を図るように作用する。すなわち、本実施形態では、上記ローパスフィルタ６により、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域の２倍波及びその近傍に第１の減衰極が３倍波もしくはその近傍に第２の減衰極が発生されるため、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波及び３倍波を効果的に抑圧することができ、良好な周波数特性を得ることができる。
図３に示すように、容量素子２２〜２４を構成している櫛形電極の電極指の並んでいる方向、すなわち、電極指ピッチの方向は、受信側弾性表面波フィルタ４における表面波伝搬方向と直交する方向に配置されている。なお、受信側弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向とは、直列腕共振子Ｓ７〜Ｓ１０及び並列腕共振子Ｐ３〜Ｐ５における表面波伝搬方向をいう。言い換えれば、容量素子２２〜２４を構成している各櫛形電極の電極指ピッチの方向は、上記表面波伝搬方向に対して９０度回転された方向とされている。
また、容量素子２２〜２４における電極指ピッチ、すなわち、電極指の幅と電極指間のスペースの幅の合計は本実施形態では４．５μｍとされている。
図２から明らかなように、インダクタンス素子２９，３０は、位相整合用素子を構成するストリップライン１５，１６と同様に複数の層に渡って形成されており、かつインダクタンス素子２９，３０及びストリップライン１５，１６は、それぞれ同一平面内に形成されている。すなわち、本実施形態では、インダクタンス素子を構成する電極と、位相整合用素子７を構成する電極とが、複数の層に渡り、かつ同一平面内に位置するように配置されている。なお、図示していない前述のもう一組のインダクタンスは、インダクタンス２９，３０と同様に構成されている。
次に、弾性表面波分波器１の作用効果につき説明する。
上記実施形態の弾性表面波分波器と、上記実施形態から上記ローパスフィルタ６が取り除かれた比較例の弾性表面波分波器を用意し、周波数特性を測定した。図５は結果を示す。図５の実線が本実施形態の弾性表面波分波器１の周波数特性を、破線が比較例の弾性表面波分波器の周波数特性を示す。
図５から明らかなように、本実施形態の弾性表面波分波器１では、受信側弾性表面波フィルタ４の中心周波数の２倍及び３倍の周波数位置に、矢印Ａ，Ｂで示す第１，第２の減衰極が生じていることがわかる。すなわち、ローパスフィルタ６によれば、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域の２倍波及び３倍波における減衰量を改善し得ることがわかる。
上記実施形態では、ローパスフィルタ６は、図４に示す回路構成を有するように構成されていたが、本発明においては、上記ローパスフィルタ６の回路構成は種々変形することができる。
図７及び図９は、ローパスフィルタ６の変形例を示す各回路図である。
図７に示すローパスフィルタ３６では、４個の容量素子３６ａ〜３６ｄと、２個のインダクタンス素子３６ｅ，３６ｆとが用いられている。すなわち、インダクタンス素子３６ｅと容量素子３６ｂとが並列に接続されており、同様にインダクタンス素子３６ｆと容量素子３６ｃとが並列に接続されている。そして、インダクタンス素子３６ｅ及び容量素子３６ｂの並列接続構造と、インダクタンス素子３６ｆ及び容量素子３６ｃの並列構造が直列に接続されており、これらの並列接続構造が設けられている部分の外側においてアース電位との間に、それぞれ、容量素子３６ａ，３６ｄが接続されている。
また、図９に示すローパスフィルタ３７では、３個の容量素子３７ａ〜３７ｃと、２個のインダクタンス素子３７ｄ，３７ｅとが用いられている。ここでは、インダクタンス素子３７ｄと、容量素子３７ｂとが並列に接続されている。この並列接続構造の外側において、それぞれ、アース電位との間に、容量素子３７ａ，３７ｃが接続されている。また、容量素子３７ｃとアース電位との間に、上記インダクタンス素子３７ｅが接続されている。
図６，図８及び図１０は、上記ローパスフィルタ６，３６，３７の周波数特性を示す図である。
なお、図６，図８，図１０に示したローパスフィルタ６，３６，３７の特性は、上記ローパスフィルタにおけるインダクタンス素子及び容量素子の仕様を下記の表１に示す通りとした場合の特性である。
図８及び図１０から明らかなように、ローパスフィルタ３６，３７を用いた場合においても、ローパスフィルタ６の場合と同様に、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域の２倍波及び３倍波においてそれぞれ、第１，第２の減衰極が発生され得ることがわかる。
しかしながら、ローパスフィルタ３６，３７では、減衰極の帯域における減衰量がローパスフィルタ６を用いた場合に比べて低くなるため、通過帯域における損失を最小限に抑制するには、上記ローパスフィルタ６を用いることが望ましい。
上記のように、図４に示したローパスフィルタ６を用いることにより、少なくとも３つの容量素子と少なくとも２つのインダクタンス素子とを組み合わせることにより、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域である８００〜９００ＭＨｚ付近で整合が取れ、その２倍波及び３倍波に減衰極を有するフィルタ特性の得られることがわかる。
特に、ローパスフィルタ６では、第１〜第３の容量素子２２〜２４が上記のようにΔ型に接続されており、第１の共通端子２５とアース電位との間に第１のインダクタンス素子Ｌ１が接続されており、第２，第３の共通端子２６，２７間に第２のインダクタンス素子Ｌ２が接続されている。ここでは、第２のインダクタンスＬ２と第２のインダクタンスＬ２に並列に接続された容量素子２３との反共振により第１の減衰極が生じ、後述の容量Ｃｚと、第１のインダクタンスＬ１との共振により第２の減衰極が生じる。従ってローパスフィルタ６を用いた場合、ローパスフィルタ３６，３７に比べて、素子数の低減を測り得るだけでなく、全体としての容量値及びインダクタンス値を小さくすることができる。また、ローパスフィルタ６は、ローパスフィルタ３６，３７に比べてより小型に構成することができる。
ローパスフィルタ６の第１〜第３の容量素子２２〜２４の接続を、例えば、図１１（ａ）に示すΔ型の接続から、図１１（ｂ）に示すＴ型の接続構造に変形することにより、ローパスフィルタ６の減衰極の位置を計算することができる。Ｔ型の接続構造では、全体の容量Ｃｚの値は以下の通りとなる。
Ｃｚ＝（Ｃａ＋Ｃｂ＋Ｃａ×Ｃｃ／Ｃｂ）
表１に示した場合に準じて、Ｃａ＝１．３ｐＦ、Ｃｂ＝１．３ｐＦ及びＣｃ＝２．３５ｐＦを代入すると、Ｃｚ＝３．３ｐＦと大きな値となる。
また、第２の減衰極の位置は、インダクタンス素子Ｌ２と容量Ｃｚの共振により決定される。従って、すなわち、１／（２×π×（Ｌ２×Ｃｚ）１／２）により決定されるため、容量Ｃｚの値が大きくなると、インダクタンスＬ２の値を小さくしても周波数が一致し、ローパスフィルタ３６，３７に比べて、より一層小型化を図ることができる。
なお、ローパスフィルタを形成するインダクタンス素子は、受信側弾性表面波フィルタ４外に設けられてもよい。しかしながら、上記実施形態のように、パッケージ材１１内にインダクタンス素子２９，３０等を内蔵させることにより、より一層の小型化を図ることができる。また、弾性表面波分波器１の付加価値を高めることができる。
本実施形態においては、ローパスフィルタ６は、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域２倍波及び３倍波を減衰させるように構成されることが必要である。このローパスフィルタ６は、本実施形態では、受信側弾性表面波フィルタ４とアンテナ端子２との間に接続されていた。これに対して、ローパスフィルタ６を、受信側弾性表面波フィルタ４と出力端子４１（図１参照）との間に接続した場合にも、受信側弾性表面波フィルタ４の周波数特性を改善することはできる。しかしながら、好ましくは、上記実施形態のように、受信側弾性表面波フィルタ４のアンテナ側にローパスフィルタ６を接続することにより、受信側弾性表面波フィルタの高周波数特性の改善にも寄与することができる。
また、インダクタンス素子２９，３０等は、パッケージ材１１内に形成されていたが、インダクタンス素子２９，３０等が、送信側弾性表面波フィルタ３側において構成されていると、位相整合用のストリップライン１５，１６との間で容量結合や誘導結合が生じ、減衰域の特性が極端に悪化する。これに対して、本実施形態のように、インダクタンス素子２９，３０等がストリップライン１５，１６とはパッケージ材１１の主面方向において隔てられて、受信用弾性表面波フィルタ４側に位置された場合には、上記のような結合が生じ難いため、減衰域の特性の悪化を抑制することができる。しかも、インダクタンス素子２９，３０等を構成する電極１９，２０を、ストリップライン１５，１６と複数の層に渡り、かつ同一面内に配置することができ、パッケージ材１１の小型化及び製造工程後の簡略化を果たすことができる。
加えて、上記インダクタンス素子２９，３０を、ストリップライン１５，１６とそれぞれ同一面内に配置した構造では、上記のように製造工程の簡略化を果たすことができるので、コストの低減及び弾性表面波分波器１の低背化を果たすことも可能となる。特に、インダクタンス素子２９，３０等が複数の層に渡り形成されているため、インダクタンス素子２９，３０等では、自己誘導を高め合うことができ、それによっても、小型化を進めることができる。
加えて、位相整合用のストリップライン１５，１６も同様に複数層に渡って形成されており、かつ上記インダクタンス素子２９，３０等と同一面内に形成されているので、同一プロセスにより同時に形成することができるので、コストを低減することができる。
なお、上記ローパスフィルタを構成する容量は、パッケージ材１１内に内蔵されてもよい。しかしながら、上記実施形態のように弾性表面波フィルタ４を構成する圧電基板２１上に容量素子を形成することにより、パッケージ材１１内に内蔵させた場合に比べて弾性表面波分波器１の低背化を進めることができる。特に、上記のように、櫛形電極からなる容量素子２２〜２４を用いた場合には、小さな面積で大きな容量を得ることができるため、容量素子の小型化を図ることができる。また、上記櫛形電極を用いて容量素子２２〜２４が構成されているので、容量素子を、弾性表面波共振子の電極形成と同時に形成することができ、それによってもコストを低減することができる。
上記実施形態では、上記容量素子２２〜２４を構成する櫛形電極の電極指ピッチの方向が、前述した表面波伝搬方向に対して９０度回転された方向とされているので、容量素子２２〜２４を構成している櫛形電極において所望でない応答が生じ難い。
好ましくは、圧電基板としてＬｉＴａＯ３基板を用いる場合には、容量素子２２〜２４を構成する櫛形電極における電極指ピッチＰの範囲は、下記の式（１）〜（３）の範囲とすることが望ましく、それによってより一層低損失の弾性表面波分波器１を提供することができる。
なお、ｆＨは、受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数を、ｆＬは、送信側弾性表面波フィルタのフィルタの通過帯域の下限周波数を意味する。
５３００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（１）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（２）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（３）
上記実施形態では、ｆＨ＝８９４ＭＨｚであり、ｆＬ＝８２４ＭＨｚであるため、
６．１５×１０−６≧２×Ｐ
８．２５×１０−６≦２×Ｐ≦１８．５×１０−６
２２．８×１０−６≦２×Ｐ
のいずれかを満たすように櫛形電極を構成すればよい。上記実施形態では、櫛形の電極指ピッチＰは、前述したように４．５μｍとされているため、上記条件を満たし、従って、良好なフィルタ特性を得ることができる。
次に、式（１）〜（３）につき、図１２を参照して説明する。
弾性表面波フィルタが形成されている３６度ＬｉＴａＯ３基板上に、表面波フィルタ表面波伝搬方向であるＸ軸に対して９０度回転した方向に電極指が並ぶように櫛形電極を形成し、該櫛形電極のインピーダンスを測定した。結果を図１２に示す。この場合、櫛形電極の電極指ピッチは１０μｍ、電極指の対数は２５対とした。図１２から明らかなように、３００ＭＨｚ付近及び９００ＭＨｚ付近に大きなリップルが存在することがわかる。位相はリアクタンス分と抵抗分の比率により決定される。位相が−９０度に近ければ近い程、抵抗分が小さく、良好な容量が得られることを示し、位相が大きくなるに従って抵抗分が増えることを示す。従って、ローパスフィルタの容量素子では、上記リップルが現れる周波数帯を避ける必要のあることがわかる。位相がボトム付近である−８５度よりも大きくなる領域に限定すると、避けるべき周波数帯は２７５ＭＨｚ、３４０ＭＨｚ、８２５ＭＨｚ、及び９４０ＭＨｚとなる。
電極指ピッチが１０μｍであるため、上記周波数位置を音速に換算すると、５５００、６８００、１６５００及び１８８００ｍ／秒となる。従って、通過帯域の相対的に低いフィルタ、すなわち、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域の下限周波数から、通過帯域が相対的に高いフィルタ、すなわち、受信側弾性表面波フィルタ４の通過帯域の上限周波数までを、上記範囲から外す必要がある。ここで、式（１）〜（３）の範囲外、すなわち、電極指ピッチを１０μｍ選択した場合と、式（１）〜（３）の範囲内である７μｍに選択した場合との特性の差を図１３に示す。図１３の実線が７μｍの場合を示し、破線が１０μｍの場合を示す。図１３から明らかなように、ローパスフィルタ用の容量素子として、電極指の並ぶ方向が表面波伝搬方向に対して９０度回転された方向となるように櫛形電極を形成した場合、式（１）〜（３）を満たすことにより、損失を低減し得ることがわかる。
また、ローパスフィルタ６を用いて送信側の通過帯域の２倍波及び３倍波付近に減衰極を得る場合、さらに２倍波及び３倍波の周波数においても上述したリップルが存在することがある。これらのリップルを回避することができれば、２つの弾性表面波フィルタ３，４の帯域内特性と、減衰極における減衰量の悪化を防ぐことができ、より一般一層良好な弾性表面波分波器を提供することができる。
また、本発明においては、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域の下限周波数をｆＴＬ、通過帯域の上限周波数ｆＴＨとすると、電極指ピッチＰは、下記の式（４）〜（１２）のいずれかの範囲内に設定することがより一層望ましい。
５５００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（４）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（５）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（６）
５５００／（２×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（７）
６８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（２×ｆＴＨ）
…式（８）
１８８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（９）
５５００／（３×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（１０）
６８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（３×ｆＴＨ）
…式（１１）
１８８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（１２）
例えば、上記実施形態のように、送信側の通過帯域が８２４〜８４９ＭＨｚ、受信側の通過帯域が８６９〜８９４ＭＨｚの場合、電極指ピッチは、下記のいずれかの範囲に限定することが望ましく、それによってリップルを通過帯域及び送信帯域の２倍波及び３倍波の領域の双方から外すことができる。
▲１▼１．０８μｍ以下
▲２▼１．３７〜１．６２μｍ
▲３▼２．０６〜３．０８μｍ
▲４▼４．１３〜４．８６μｍ
▲５▼５．７０〜９．２２μｍ
▲６▼１１．４μｍ以上
また、上記実施形態では、櫛形電極により、ローパスフィルタの容量素子が構成されていたが、櫛形電極以外の構造を採用することにより容量素子を構成してもよい。例えば、圧電基板上に、第１の電極、誘電体及び第２の電極を積層した構造により容量素子を形成してもよい。この場合には、誘電体のｔａｎδでＱ値が決定され、ｔａｎδの良好な誘電体膜を用いることにより、損失の低減を図ることができる。
本実施形態では、上記櫛形電極からなる容量素子２２〜２４は、受信側弾性表面波フィルタ４を構成する圧電基板２１上に配置されていたが、送信側弾性表面波フィルタ３に構成されてもよい。もっとも、弾性表面波分波器では、送信側弾性表面波フィルタ３に大電力が投入されるため、耐電力を高めるために、送信側弾性表面波フィルタ３は、より多段に構成されるのが普通である。従って、送信側弾性表面波フィルタ３は、受信側弾性表面波フィルタ４に比べてチップサイズが大きいのが普通である。よって、上記実施形態のように、受信側弾性表面波フィルタ４に容量素子２２〜２４を構成することにより、受信側弾性表面波フィルタ４と送信側弾性表面波フィルタ３のチップサイズを近づけることができ、あるいは等しくすることができる。それによって、弾性表面波分波器１の製造に際しての取扱い性を高めるこができるとともに、受信側弾性表面波フィルタ４のパッケージ材料１１との接合部の信頼性を高めることができる。
さらに、ローパスフィルタを構成するための容量素子を、受信側弾性表面波フィルタ４のアンテナ端近傍に配置することにより、送信側弾性表面波フィルタ３の信号端子や受信側弾性表面波フィルタの出力端との間の容量結合や誘導結合を防ぐことができ、アイソレーション特性に優れた弾性表面波分波器を提供することができる。
上記実施形態の弾性表面波分波器１では、位相整合用素子７による位相遅延量は７５度とされていた。この場合には、送信側弾性表面波フィルタ３にとって、受信側弾性表面波フィルタ４が誘導性の素子にみえることとなる。すなわち、送信側弾性表面波フィルタ３に並列にインダクタンスが付加されたこととなる。この場合の受信側弾性表面波フィルタ４のみのインピーダンス特性を図１６にスミスチャートで示す。
弾性表面波フィルタを設計する場合、弾性表面波フィルタ単体の特性で帯域を拡げようとした場合、容量性に落ち込むため、最適な値の並列インダクタを付加することにより、実軸的に整合をとることができる。従って、位相遅延量を９０度未満とすることにより、図１７に送信側弾性表面波フィルタの整合状態をスミスチャートで矢印で示すように、弾性表面波分波器１のアンテナ端における整合状態を５０Ω整合に近づけることができる。もっとも、位相遅延量がさらに小さくなり、６０度程度になると、図１８に送信側弾性表面波フィルタの整合状態をスミスチャートで矢印で示すように、誘導性に回り過ぎ、逆に整合状態が悪化する。この場合には、図１９に送信側弾性表面波フィルタの整合状態をスミスチャートで矢印で示すように、誘電性に回り過ぎたインピーダンスを、ローパスフィルタの容量成分により制御し、それによってインピーダンス整合を図ることができる。
但し、位相遅延量が小さくなり過ぎると、コンダクタ分が大きくなり過ぎ、送信側弾性表面波フィルタ３の損失の劣化につながる。従って、位相回転量は、好ましくは、６０度以上とされる。また、小型化を図ることができ、単体では容量性に落ち込んだフィルタの実軸上で整合がとれるようにするには、位相回転量は８０度未満とすることが望ましい。すなわち６０度以上、８０度未満とすることにより、より小型であり、整合状態に優れた弾性表面波分波器１を提供することができる。
なお、上記実施形態では、送信側弾性表面波フィルタ３と受信側弾性表面波フィルタ４とは、それぞれ独立の圧電基板に構成されていたが、送信側弾性表面波フィルタ３及び受信側弾性表面波フィルタ４は、同一の圧電基板に構成されていてもよい。
また、弾性表面波フィルタ３，４のパッケージ材１１への接合方法についても、バンプを用いたものに限定されず、ワイヤボンディングを用いた接合方法を採用してもよい。
なお、上記実施形態のように、バンプにより弾性表面波フィルタ３，４をパッケージ材１１に接合した構造では、上記のように受信側弾性表面波フィルタ４と送信側弾性表面波フィルタ３とを独立の圧電基板に構成することが望ましく、それによって弾性表面波フィルタ３，４とパッケージ材１１との接合強度を高めることができる。また、前述したように、受信側弾性表面波フィルタ４と送信側弾性表面波フィルタ３とを独立の圧電基板上に構成した場合には、受信側弾性表面波フィルタ４側に上記高周波素子を構成するための容量素子を搭載することが望ましい。
また、上記実施形態では、位相整合用素子７を構成するストリップライン１５，１６と、高周波素子を構成するインダクタ素子２９，３０が、複数の層に渡り、かつそれぞれが同一平面内に位置するように構成されていたが、ストリップライン１５，１６と上記インダクタ素子２９，３０とは、パッケージ材１１の異なる平面内に形成されていてもよく、またストリップライン１５，１６及びインダクタ素子２９，３０は、複数の層に渡り形成される必要は必ずしもない。しかしながら、上記実施形態のように、同一平面内にかつ複数層に渡るように形成することにより、インダクタ素子及びストリップラインが内蔵されている構造の小型化及び低コスト化を図ることができる。
上記実施形態では、位相整合用素子７による位相シフト量が、７５度とされていたが、位相シフト量は、これに限定されず、一般的に短絡から解放まで９０度位相回転される位相整合用素子を用いてもよい。もっとも、上記実施形態のように、７５度と位相遅延量を短めに設定することにより、パッケージ材１１の小型化を図ることができる。加えて、ローパスフィルタのインピーダンスを含めることにより、インピーダンス整合が良好な弾性表面波分波器１を提供することができる。
本発明に係る弾性表面波分波器は、上記のように、種々の構成により様々な効果を果たし得るものであるが、本発明においては、好ましくは、上記実施形態のように、第１〜第３の容量素子２２〜２４と２つの誘導素子であるインダクタンス素子２９，３０とを用いて高周波素子６が構成されているため、すなわちインダクタンス素子２９，３０がパッケージ材に内蔵され、容量素子２２〜２４が弾性表面波フィルタ４を構成する圧電基板上に形成されているため、より一層小型であり、かつ低背化を進め得る弾性表面波分波器を提供することができるという利点を有する。
上記インダクタンス素子が弾性表面波フィルタを構成する圧電基板上に形成される場合には、薄膜プロセスなどによりインダクタンス素子を形成する必要がある。この場合には、Ｑ値の高いインダクタンス素子を得ることが困難である。これに対して、上記実施形態のようにインダクタンス素子２９，３０がパッケージ材１１に内蔵されている場合、特にパッケージ材１１の複数の層に渡って形成されており、かつ位相調整用のストリップライン１５，１６を複数の層に渡ってかつさらに同一平面内に形成されている場合には、小型であり、Ｑ値が高いインダクタを容易に構成することができる。
さらに、弾性表面波分波器に付加される上記インダクタのＱ値が悪いと、減衰極の減衰量が十分な大きさとならないだけでなく、通過帯域における損失の劣化が生じるおそれがある。また、容量素子をパッケージ材内に形成した場合には、特に本願発明のように複数のトラップを発生させる上記高周波素子では、３つの容量素子が必要となる。従って、容量素子をパッケージ材を内臓した構造では、上記インダクタンス素子やストリップラインなどの他の素子との容量結合が避け難くなり、かつ小型化や低背化を進める上でも不利となる。よって、圧電基板上に容量素子を形成することにより、低背化を進め得るだけでなく、パッケージ材内の他の素子との所望でない結合を防ぐことができ、良好なローパス特性を得ることができる。
また、圧電基板上に容量電極を形成して容量素子を構成する場合、上記櫛形電極の電極素子の並ぶ方向を表面波伝搬方向に対して９０度回転させた構造では、前述したように、容量素子の容量に起因するリップルを弾性表面波フィルタ３，４の通過帯域に表れないように抑制することができ、より一層低損失かつ減衰量の抑圧素子を構成することができる。
従って、上記種々の構成を組み合わせた本発明の弾性表面波分波器では、より一層特性が良好であり、小型化及び低背化が可能な弾性表面波分波器を提供することができる。
特に、図４に示した２つの減衰極を有するローパスフィルタ６では、弾性表面波分波器に複合される場合、特定の部分に寄生成分が入ると、急激に減衰極の悪化がみられる。すなわち、図１４に矢印Ｃで示す位置に寄生インダクタ成分Ｌｘが入ると、トラップ減衰極の急激な悪化が生じる。これを、図１５を参照して説明する。図１５の実線は、上記寄生成分が存在しない場合のローパスフィルタ６の周波数特性を示し、一点鎖線は、寄生成分の大きさが０．１ｎＨの場合、破線は寄生成分の大きさが０．５ｎＨの場合の周波数特性をそれぞれ示す。
図１５から明らかなように、通過帯域の２倍波の減衰量が上記寄生インダクタ成分Ｌｘが挿入されることにより極端に悪化することがわかる。
上記のような寄生インダクタ成分Ｌｘの影響を回避するには、パッケージ材１１内にインダクタンス素子２９，３０を内蔵させた構造において、ストリップライン１５，１６の送信信号端子と接続される端子と、インダクタンス素子２９，３０の送信側信号端子と接続される端子が、パッケージ材内ではなく、パッケージ材１１のバンプにより接合される面に寄生されることが望ましく、それによって上記寄生インダクタ成分Ｌｘを極力小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
本願の第１の発明に係る弾性表面波分波器では、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタがパッケージ材に搭載された弾性表面波分波器において、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタに接続されており、かつ送信側通過帯域よりも高周波側に２つのトラップ減衰極を有する高周波素子が備えられているため、２つのトラップ減衰極により送信側通過帯域よりも高周波側の所望でない高調波やリップル等を抑圧することができ、それによって良好な周波数特性の弾性表面波分波器を提供することができる。
２つのトラップ減衰極が、送信側通過帯域の２倍波及び３倍波もしくはその近傍に位置している場合には、送信側通過帯域の２倍波及び３倍波の減衰量を抑制することができる。
高周波素子が、第１，第２のインダクタと、第１〜第３の容量素子とを有し、第１，第２のインダクタと第１〜第３の容量素子とにより、２つのトラップ減衰極が構成されている場合には、５個の素子のみで上記２つのトラップ減衰極を有する高周波素子を構成することができる。
第１〜第３の容量素子が、Δ型に接続されており、第１の共通端子とアース電位との間に第１のインダクタが、第２，第３の共通端子間に第２のインダクタが接続されている構成を有する場合には、高周波素子を構成する容量素子の数を低減することができ、かつ全体の静電容量及びインダクタンスの値を大きくすることができ、弾性表面波分波器の小型化を進めることができる。第２のインダクタと、第２のインダクタに並列に接続されている容量素子との反共振により送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波もしくはその近傍に第１のトラップの減衰極が発生し、Δ型に接続された第１〜第３の容量素子から等価的に求められたＹ型接続の場合の容量と第１のインダクタとの共振により、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の３倍波もくしはその近傍に第２のトラップ減衰極が生じるように構成されている場合には、弾性表面波分波器の小型化を計ることができる。
また、第２の発明に係る弾性表面波分波器では、受信側弾性表面波フィルタ及び送信側弾性表面波フィルタの一端が共通接続点で接続されており、共通接続点とアンテナ共振端子との間にだけ高周波素子が設けられており、該高周波素子を構成しているインダクタがパッケージ内に形成されているため、受信側の高周波特性を改善することができるとともに、弾性表面波分波器の小型化を進めることができる。
パッケージ材内に設けられた位相整合用ストリップラインがさらに備えられ、上記高周波素子を構成しているインダクタがストリップラインとパッケージ内の同一の面内に形成されている場合には、弾性表面波分波器の小型化をさらに進めることができるとともに、ストリップラインとインダクタとの間の容量結合や誘導結合が生じ難く、従って減衰域の悪化を招かない、弾性表面波分波器を提供することができる。インダクタが誘導を強め合うようにパッケージ材内の少なくとも２つの層以上に配置されている場合には、インダクタにおいて自己誘導を高めることができ、より一層弾性表面波分波器の小型化を図ることができる。
ストリップラインとインダクタの双方がパッケージ材内において２つの層以上に渡ってかつ同一の２つ以上の層に渡って形成されている場合には、弾性表面波分波器の小型化、減衰域の悪化を抑制することができるとともに、製造工程において、インダクタ及びストリップラインを同一プロセスで形成することができ、製造コストの低減を図ることができる。
第３の発明に係る弾性表面波分波器では、受信側弾性表面波フィルタ及び送信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、容量素子が、弾性表面波フィルタを構成している圧電基板上に形成された櫛形電極により形成されており、櫛形電極の電極指ピッチに沿う方向が、櫛形電極が形成されている弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向に対して９０度回転された方向とされている。従って、櫛形電極による容量素子では、同一面積で相対的に大きな静電容量を得ることができる。また、上記容量素子が表面波に応答し難いため、所望でないリップルが生じ難く、また容量素子によって発生するリップルが送信側弾性表面波フィルタの通過帯域及び受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波、３倍波及びその近傍に位置しないため、良好な周波数特性を有する弾性表面波分波器を提供することができる。
第３の発明において、圧電基板がＬｉＴａＯ３基板からなり、容量素子を構成している櫛形電極の電極指の周期Ｐが上述した式（１）〜（３）のいずれかの範囲にある場合には、低損失の弾性表面波分波器を提供することができ、特に、上述した式（４）〜（１２）を満たす場合には、容量素子によるリップルが受信側弾性表面波フィルタの通過帯域及び送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波、３倍波及びその近傍の領域から確実に外れることになる。
第４の発明に係る弾性表面波分波器では、容量素子は、送信側及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板上において、第１の電極膜と第２の電極膜と、第１，第２の電極膜間に挟持された絶縁膜とからなる積層構造により構成されているので、圧電基板上にパッケージ製法によりこれらの膜を形成することにより、容易に容量素子を構成することができる。
第３，第４の発明に係る弾性表面波分波器において、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが、それぞれ独立の圧電基板を用いて構成されており、高周波素子を形成するための容量素子が、受信側弾性表面波フィルタの圧電基板に形成されている場合には、各弾性表面波フィルタとパッケージ材との接合強度を容易に高めることができるとともに、送信側弾性表面波フィルタと受信側弾性表面波フィルタのサイズを近づけることができ、生産に際しての取扱い性を高めることが可能となる。
高周波素子を構成している容量素子が、受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側部の近傍に配置されている場合には、送信側弾性表面波フィルタの信号端子や、受信側弾性表面波フィルタの出力端子との間の容量結合や誘導結合を抑制することができ、アイソレーションや遅延特性を改善することができる。
送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが同一の圧電基板上に形成されており、高周波素子を構成するための容量素子が、受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側の端部の近傍に形成されている場合には、１つの圧電基板で送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタを構成することができるため、組み立て作業を容易とすることができる。
また、容量素子が、受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側の端部近傍に配置されている場合には、送信側弾性表面波フィルタの送信信号端子や受信側弾性表面波フィルタの出力端との間の誘導結合や容量結合を抑制することができ、アイソレーションを改善することができる。
第５の発明に係る弾性表面波分波器では、インダクタがパッケージ材内に形成されており、容量素子が送信側弾性表面波フィルタ及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板に形成されているために、弾性表面波分波器の小型化を図ることかできるとともに、容量素子が圧電基板に形成されているため、送信側弾性表面波フィルタまたは受信側弾性表面波フィルタの多機能化を図ることができる。
第６の発明に係る弾性表面波分波器では、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板がＬｉＴａＯ３基板であり、高周波素子を構成する容量素子が、該圧電基板上に設けられた櫛形電極からなり、該櫛形電極が、弾性表面波フィルタにおいて表面波を伝搬する方向に対して９０度回転された方向に配置されているため、櫛形電極による所望でないリップルを発生し難い。また、櫛形電極の電極指の周期が、上述した式（１）〜（３）の範囲にあるため、低損失の弾性表面波分波器を提供するこができる。
第７の発明に係る弾性表面波分波器では、少なくとも１つの位相整合用素子と、ローパスフィルタとが備えられており、ローパスフィルタがアンテナ端子と、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタとの間に接続されており、ローパスフィルタは、ローパスフィルタ機能とアンテナ整合機能とを併せ持つため、本発明に従って、通過帯域における減衰量を改善することができ、良好な周波数特性を有するとともに、アンテナとのインピーダンス整合を容易に図り得る弾性表面波分波器を提供することができる。
位相整合用素子が、周波数が相対的に高い側の弾性表面波フィルタと、アンテナ端子との間に配置され、位相整合用素子における位相遅延量が、周波数が相対的に低い側の弾性表面波フィルタが中心周波数において９０度未満である場合には、弾性表面波分波器のアンテナ端における整合状態を５０Ω整合に近づけることができる。特に、位相遅延量が６０〜８０度の範囲にある場合には、より一層良好な整合状態を実現することができる。
ローパスフィルタを除いた弾性表面波分波器のアンテナ端子におけるインピーダンスが、少なくとも送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの各通過帯域の５０％以上の周波数配置で誘電性であり、ローパスフィルタの通過域におけるインピーダンスが容量性とされている場合には、それによってアンテナ側から実軸上に整合が図られる。
第８，第９の発明に係る弾性表面波分波器は、本願の第１〜第４の発明に係る弾性表面波分波器の構成を備えるため、図示した第１〜第４の発明に従って、良好な周波数特性を有し、小型化を図ることができ、さらに高周波における減衰量を改善することができ、所望でないリップルが生じ難い、弾性表面波分波器を提供することができ、特に、高周波素子が、送信側弾性表面波フィルタの２倍波及び３倍波もしくはその近傍に２つのトラップ減衰極を有し、高周波素子が、Δ型に接続された第１〜第３の容量素子と、上記第１，第２のインダクタとを有し、第２のインダクタがパッケージ内に設けられた位相調整用ストリップラインと同一の層にかつ複数層に渡って形成されており、ストリップラインの送信側信号端子と接続される端子と、第２のインダクタの送信側信号端子と接続される端子とがパッケージ材において短絡されている構成を有する場合には、本発明に従って、送信側弾性表面波フィルタの高調波の減衰域における減衰量を十分に改善することができ、従って受信側弾性表面波フィルタの損失特性を効果的に改善することができるとともに、弾性表面波分波器の小型化及び低背化を図ることができ、さらにインピーダンス整合が容易であり、かつ製造容易な弾性表面波分波器を提供することが可能となる。
【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】
【技術分野】
本発明は、例えば携帯電話機のような無線通信装置に用いられる弾性表面波分波器に関し、より詳細には、通過帯域よりも高域側において生じる高調波を抑圧する構成が備えられた弾性表面波分波器に関する。
【背景技術】
携帯電話機では、送信側の信号と、受信側の信号とを分離するために弾性表面波分波器が用いられている。ここでは、送信側周波数の２倍波及び３倍波の抑圧が求められている。
特開平９−９８０４６号公報には、このような要求を満たすために、弾性表面波分波器において、ローパスフィルタが接続されている回路構成が開示されている。図２０は、特開平９−９８０４６号公報に記載の弾性表面波分波器の回路構成を示す図である。弾性表面波分波器２０１では、アンテナに接続される共通信号端子２０２に、送信側弾性表面波フィルタ２０３及び受信側弾性表面波フィルタ２０４が接続されている。また、共通信号端子２０２と、送信側弾性表面波分波器２０３との間に第１のローパスフィルタ２０５が接続されており、共通信号端子２０２と受信側弾性表面波フィルタ２０４との間に第２のローパスフィルタ２０６が接続されている。
ローパスフィルタ２０５，２０６は、並列コンデンサＣ１，Ｃ２と、直列に接続されたインダクタＬとを有する。
特開平９−９８０４６号公報に記載のローパスフィルタを用いる方法の他、従来、オープンスタブやショートスタブを用いてトラップを構成し、それによって送信側周波数の２倍波や３倍波の減衰量を改善する技術が知られている。
他方、特開平１１−６８５１２号公報には、弾性表面波装置を構成している圧電基板上に容量素子を構成する方法の一例が開示されている。図２１は、この弾性表面波装置２１１を示す模式的平面図である。弾性表面波装置２１１では、圧電基板上に弾性表面波フィルタ２１３，２１４が構成されている。そして、インピーダンス整合を図るための容量素子２１５が同じく圧電基板２１２上に形成されている。容量素子２１５は、図示のように、櫛形電極により構成されており、かつ該櫛形電極の電極指が並ぶ方向が、弾性表面波フィルタ２１３，２１４における表面波伝搬方向に対して９０度回転された方向とされている。
また、特開平５−１６７３８８号公報には、弾性表面波分波器において、相対的に周波数が高い弾性表面波フィルタとアンテナ側共通端子との間に、ガラスエポキシ基板やセラミック基板上に金属ストリップラインを形成することにより構成されたインダクタンスＬが接続されている。このイングクタンスＬは、位相回転用素子であり、インダクタンスＬの接続されている側の弾性表面波フィルタの低周波数側の減衰域高インピーダンス化を図るように作用するとされている構造が開示されている。
特開平９−９８０４６号公報に記載の弾性表面波分波器２０１では、並列コンデンサＣ１，Ｃ２及び直列に接続されたインダクタＬからなるローパスフィルタ２０５，２０６を送信側弾性表面波フィルタ２０３及び受信側弾性表面波フィルタ２０４の双方に接続することにより、通過帯域よりも高周波側の減衰量が全体的に改善されている。そのため、送信側周波数の２倍波及び３倍波だけでなく、高周波側の減衰量が全体的に改善されるため、挿入損失が大きくなるという問題があった。
他方、上述したオープンスタブやショートスタブなどを用いたトラップ型のフィルタを弾性表面波分波器に構成した場合には、該トラップの位置を送信側周波数の２倍波及び３倍波の周波数位置とすることにより、挿入損失の悪化をさほど招くことなく、上記２倍波及び３倍波における減衰量を改善することはできる。しかしながら、オープンスタブやショートスタブを用いたトラップフィルタを構成した場合、弾性表面波分波器のパッケージ内におけるトラップフィルタの占有面積が大きくなり、弾性表面波分波器の小型化が困難であった。
なお、特開平１１−６８５１２号公報には、上記のように、圧電基板を用いて構成された弾性表面波フィルタにおいて、弾性表面波フィルタの表面波伝搬方向に対して電極指が並ぶ方向が９０度回転された方向に櫛形電極を配置することにより、容量素子を構成した構造が開示されているが、容量素子２１５はあくまでも弾性表面波フィルタ２１３，２１４の整合用素子として用いられているものにすぎない。
また、特開平５−１６７３８８号公報に記載の先行技術では、弾性表面波分波器における位相回転用素子として、上記インダクタＬが開示されているにすぎない。
【発明の開示】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、送信側周波数の２倍波及び３倍波における減衰量を改善することができ、しかも低損失であり、かつ小型化を図ることを可能とする弾性表面波分波器を提供することにある。
本願の第１の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、前記送信側弾性表面波フィルタ及び前記受信側弾性表面波フィルタに接続されており、かつ送信側通過帯域よりも高周波側に２つのトラップ減衰極を有する高周波素子とを備える、弾性表面波分波器である。
第１の発明の弾性表面波フィルタのある特定の局面では、前記２つのトラップ減衰極が、送信側通過帯域の２倍波及び３倍波もしくはその近傍に位置している。
第１の発明に係る弾性表面波分波器のさらに他の特定の局面では、前記高周波素子が、第１，第２のインダクタと、第１〜第３の容量素子とを有し、第１、第２のインダクタと第１〜第３の容量素子とにより、２つの前記トラップ減衰極が構成されている。
第１の発明に係る弾性表面波分波器のさらに他の特定の局面では、前記第１〜第３の容量素子が、第１〜第３の各共通端子に各々２つずつの前記容量素子が共通接続されたΔ型に接続されており、前記第１の共通端子と、アース電位との間に第１のインダクタが接続されており、前記第２，第３の共通端子間に、第２のインダクタが接続されている。
第１の発明に係る弾性表面波分波器のさらに別の特定の局面では、前記第２のインダクタと、該第２のインダクタに並列に接続されている容量素子との反共振により、前記送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波もしくはその近傍に第１のトラップの減衰極が発生され、第１〜第３の容量素子Δ型接続と等価なＴ型接続において求められた容量と、前記第１のインダクタとの共振によって、前記送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の３倍波もしくはその近傍に第２のトラップの減衰極が発生される。
本願の第２の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有し、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの一端が共振接続点で接続されており、該共振接続点と、前記アンテナ端子との間にだけ設けられた高周波素子とを備え、前記高周波素子を構成している前記インダクタが、前記パッケージ材内に形成されていることを特徴とする、弾性表面波分波器である。
第２の発明に係る弾性表面波分波器のある特定の局面では、前記パッケージ材内に設けられた位相整合用ストリップラインをさらに備え、前記高周波素子を構成している前記インダクタが、前記ストリップラインとパッケージ材の同一面内に形成されている。
第２の発明に係る弾性表面波分波器の他の特定の局面では、前記インダクタが、パッケージ材内の少なくとも２つ以上の層に渡って磁束を強め合うように配置されている。
第２の発明に係る弾性表面波分波器のさらに他の特定の局面では、前記ストリップラインと前記インダクタの双方が、前記パッケージ材内において少なくとも２つ以上の層に渡ってかつ同一の２つ以上の層に渡って形成されている。
本願の第３の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、前記容量素子が、前記送信側及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している前記圧電基板上に形成された櫛形電極により構成されており、前記櫛形電極の電極指ピッチに沿う方向が、該櫛形電極が形成されている弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向に対して９０度回転された方向とされており、前記容量素子によって発生するリップルが、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域及び受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波及び３倍波並びにその近傍に位置しないことを特徴とする、弾性表面波分波器である。
第３の発明に係る弾性表面波分波器のある特定の局面では、前記圧電基板がＬｉＴａＯ３基板であり、前記容量素子を構成している櫛形電極における電極指の周期が下記の式（１）〜（３）〔但し、式（１）〜（３）において、ｆＨは、受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数を、ｆＬは、送信側弾性表面波フィルタのフィルタの通過帯域の下限周波数を意味し、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチ（電極指の幅と、電極指間のスペースの和）である〕のいずれかの範囲にあることを特徴とする。
５３００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（１）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（２）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（３）
第３の発明に係る弾性表面波分波器のさらに別の特定の局面では、前記櫛形電極の電極指周期が、下記の式（４）〜（１２）〔但し、ｆＴＬは、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の下限周波数、ｆＴＨは、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチを示す。〕の範囲にある。
５５００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（４）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（５）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（６）
５５００／（２×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（７）
６８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（２×ｆＴＨ）
…式（８）
１８８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（９）
５５００／（３×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（１０）
６８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（３×ｆＴＨ）
…式（１１）
１８８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（１２）
本願の第４の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性裏面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、前記容量素子が、前記送信側及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板上において、第１の電極膜と、第２の電極膜と、第１，第２の電極膜間に挟持された絶縁膜とからなる積層構造を形成することにより構成されている、弾性表面波分波器である。
第３の，第４の発明のある特定の局面では、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが、それぞれの独立の圧電基板を用いて構成されており、前記高周波素子を形成するための容量素子が、前記受信側弾性表面波フィルタの圧電基板に形成されている。
第３，第４の発明に係る弾性表面波分波器のさらに他の特定の局面では、前記高周波素子を構成している容量素子が、前記受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側端部の近傍に形成されている。
第３，第４の発明のさらに別の特定の局面では、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが同一の圧電基板上に形成されており、前記高周波素子を構成するための前記容量素子が、受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側端部の近傍に形成されている。
本願の第５の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、前記インダクタが、前記パッケージ材内に形成されており、前記容量素子は、前記送信側弾性表面波フィルタ及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板に形成されていることを特徴とする、弾性表面波分波器である。
本願の第６の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインをさらに備え、前記インダクタが、前記位相調整用ストリップラインとパッケージ材内の同一の層に複数層に渡って形成されており、前記受信側弾性表面波フィルタ及び送信側弾性表面波フィルタを構成している前記圧電基板がＬｉＴａＯ３基板であり、前記容量素子が、圧電基板上に櫛形電極からなり、該櫛形電極の電極指を結ぶ方向が、弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向に対して直交する方向とされており、前記櫛形電極の電極指の周期が下記の式（１３）〜（１５）〔但し、式（１３）〜（１５）において、ｆＨは、受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数を、ｆＬは、送信側弾性表面波フィルタのフィルタの通過帯域の下限周波数を意味し、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチ（電極指の幅と、電極指間のスペースの和）である〕の範囲にあることを特徴とする、弾性表面波分波器である。
５３００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（１３）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（１４）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（１５）
本願の第７の発明は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つの位相整合用素子と、ローパスフィルタとを備える弾性表面波分波器であって、前記ローパスフィルタが前記アンテナ端子と、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタとの間に接続されており、前記ローパスフィルタが、ローパスフィルタ機能とアンテナ整合機能とを併せ持つことを特徴とする、弾性表面波分波器である。
第７の発明の弾性表面波分波器のある特定の局面では、前記位相整合用素子が、周波数が相対的に高い側の弾性表面波フィルタと、アンテナ端子との間に配置され、該位相整合用素子による位相遅延量が、周波数が相対的に低い側の弾性表面波フィルタの中心周波数において９０度未満である。
第７の発明に係る弾性表面波分波器では、上記位相遅延量は、好ましくは６０〜８０度の範囲とされる。
第７の発明に係る弾性表面波分波器のさらに別の特定の局面では、前記ローパスフィルタを除いた前記弾性表面波分波器のアンテナ端子におけるインピーダンスが、少なくとも送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの各通過帯域幅の５０％以上の周波数範囲で誘導性であり、前記ローパスフィルタの通過域におけるインピーダンスが容量性とされており、それによってアンテナ側から見て実軸に整合がとられている。
本願の第８の発明に係る弾性表面波分波器は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有し、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの一端が共振接続点で接続されており、該共振接続点と、前記アンテナ端子との間にだけ設けられた高周波素子とを備え、前記インダクタが、パッケージ材内に形成されており、前記容量素子が、圧電基板上に形成された櫛形電極からなり、該櫛形電極の電極指ピッチの方向が、該圧電基板上において伝搬する表面波装置の伝搬方向に対して９０度回転された方向であり、該容量素子によって生じるリップルが送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの通過域の約２倍波及び３倍波並びにその近傍に位置せず、前記高周波素子がローパスフィルタ機能とアンテナ整合機能とを併せ持つことを特徴とする。
本願の第９の発明に係る弾性表面波分波器は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインと、高周波素子とを備える弾性表面波分波器であって、前記高周波素子が、送信側弾性表面波フィルタの２倍波及び３倍波もしくはその近傍に２つのトラップ減衰極を有し、該高周波素子は、第１，第２のインダクタと、第１〜第３の容量素子とを少なくとも備え、前記第１〜第３の容量素子が、第１〜第３の各共通端子に各々２つずつの容量素子が共通接続されたΔ型に接続されており、前記第１の共通端子と、アース電位との間に第１のインダクタが接続されており、前記第２，第３の共通端子間に、第２のインダクタが接続されている、前記第２のインダクタが、前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインと同一の層にかつ複数層に渡って形成されており、前記ストリップラインの送信側信号端子と接続される端子と、前記第２のインダクタの送信側信号端子と接続される端子とが、前記パッケージ材において短絡されていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波分波器の回路構成を示す図である。
図２は、本発明の第１の実施形態の弾性表面波分波器の略図的正面断面図である。
図３は、本発明の第１の実施形態に用いられる受信側弾性表面波フィルタ及び該受信側弾性表面波フィルタの圧電基板内に形成される第１〜第３の容量素子を説明するための模式的平面断面図である。
図４は、第１の実施形態の弾性表面波分波器で用いられている高周波素子の回路構成を示す図である。
図５は、第１の実施形態の弾性表面波分波器周波数特性、並びにこのために用意した高周波素子を有しない比較例の弾性表面波分波器の周波数特性を示す図である。
図６は、図４に示した高周波素子の周波数特性を示す図である。
図７は、高周波素子の変形例の回路構成を示す図である。
図８は、図７に示した変形例の高周波素子の周波数特性を示す図である。
図９は、高周波素子のさらに他の変形例を示す回路図である。
図１０は、図９に示した高周波素子の周波数特性を示す図である。
図１１は、（ａ）及び（ｂ）は、Δ型接続された第１〜第３の容量素子からなる部分の回路図と、該Δ型接続をＴ字型回路に置き換えた場合の透過回路を示す図である。
図１２は、３６度ＬｉＴａＯ３基板上に弾性表面波フィルタ及び櫛形電極を、弾性表面波伝搬方向に対して櫛形電極の電極指ピッチの方向が９０度回転された方向となるように櫛形電極が形成されている構造における位相−周波数特性を示す図である。
図１３は、櫛形電極の電極指ピッチが式（１）〜（３）のいずれかを満たす場合、及び式（１）〜（３）のいずれの範囲にも含まれない場合の弾性表面波分波器の周波数特性を示す図である。
図１４は、高周波素子が接続されている部分に寄生インダクタンス成分が寄生されている場合の弾性表面波分波器の回路構成を示す図である。
図１５は、図１４に示した寄生インダクタンス成分が寄生されていない場合、寄生インダクタンス成分が挿入されている場合の高周波素子の周波数特性を示す図である。
図１６は、位相整合用回路の位相遅延量が７５度の場合の受信側弾性表面波フィルタのインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
図１７は、位相整合用素子における位相遅延量が９０度未満とした場合の弾性表面波分波器の送信側弾性表面波フィルタの整合状態の変化を説明するためのスミスチャートである。
図１８は、位相整合用素子の位相遅延量が６０度程度になった場合の送信側弾性表面波フィルタの整合状態の変化を示すスミスチャートである。
図１９は、誘電性に回り過ぎたインピーダンスを高周波素子の容量成分によって制御した場合の送信側弾性表面波フィルタの整合状態の変化を示すスミスチャートである。
図２０は、従来の弾性表面波分波器の一例を示す回路図である。
図２１は、従来の弾性表面波フィルタにおいて、インピーダンス整合を図るために櫛形の容量電極が圧電基板上に形成されている構造を示す模式的平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、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。
図１は、本発明の一実施形態に係る弾性表面波分波器の回路構成を示す図であり、図２は、該弾性表面波分波器の正面断面図である。
本実施形態の弾性表面波分波器１は、送信側の通過帯域が８２４〜８４９ＭＨｚであり、受信側の通過帯域が８６９〜８９４ＭＨｚの携帯電話用弾性表面波分波器である。もっとも、本発明に係る弾性表面波分波器における送信側の通過帯域及び受信側の通過帯域はこれらに限定されるものではない。
図１に示すように、弾性表面波分波器１は、アンテナＡＮＴに接続されるアンテナ端子２を有し、アンテナ端子３に送信側弾性表面波フィルタ３及び受信側弾性表面波フィルタ４が接続されている。
送信側弾性表面波フィルタ３と受信側弾性表面波フィルタ４とは、共通接続点５において各々のアンテナ端子側の端部が共通に接続されている。そして、アンテナ端子２と、共通接続点５との間に高周波素子としてローパスフィルタ６が接続されている。ローパスフィルタ６の詳細は後程説明する。
また、受信側弾性表面波フィルタ４と共通接続点５との間には、位相整合用素子７が接続されている。
図２に示すように、本実施形態の弾性表面波分波器１のパッケージ構造は、パッケージ材１１と、蓋材１２とからなる。パッケージ材１１は、上方に開いた開口１１ａを有し、該開口１１ａを閉成するように蓋材１２がパッケージ材１１に接合されている。パッケージ材１１は、圧電性セラミックスあるいは合成樹脂等の適宜の材料により構成される。また、蓋材１２は、金属もしくはセラミックスなどの適宜の材料により構成され得る。
パッケージ材１１の開口１１ａ内には、送信側弾性表面波フィルタ３及び受信側弾性表面波フィルタ４が略図的に示すバンプ１３，１４を用いてフリップチップボンディング工法によりパッケージ材１１のチップ搭載面１１ｂに実装されている。なお、チップ搭載面１１ｂは、開口１１ａの底面であるが、平板状パッケージ基板を用いた場合には、チップ搭載面は上面となる。
また、パッケージ材１１の受信側弾性表面波フィルタ４が設けられている側においてアンテナ端子２（図１参照）が設けられている。
送信側弾性表面波フィルタ３及び受信側弾性表面波フィルタ４は、それぞれ、独立の圧電基板上に複数の１ポート型弾性表面波共振子を形成することにより構成されている。また、図１から明らかなように、送信側弾性表面波フィルタ３は、複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６と、複数の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２とからなるラダー型回路構成を有する。同様に、受信側弾性表面波フィルタ４も、複数の直列腕共振子Ｓ７〜Ｓ１０及び複数の並列腕共振子Ｐ３〜Ｐ５からなるラダー型回路構成を備えている。
上記直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６，Ｓ７〜Ｓ１０及び並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３〜Ｐ５は、それぞれ、前述したように１ポート型の弾性表面波共振子により構成されている。
図３に示すように、受信側弾性表面波フィルタ４は、矩形の圧電基板２１を用いて構成されている。上記圧電基板２１上に、上述した直列腕共振子Ｓ７〜Ｓ１０及び並列腕共振子Ｐ３〜Ｐ５が形成されている。なお、直列腕共振子Ｓ７，Ｓ８は、図３では１つの共振子として略図的に示す。同様に、直列腕共振子Ｓ９，Ｓ１０も図３では１つの共振子として示す。各直列腕共振子Ｓ７〜Ｓ１０及び並列腕共振子Ｐ３〜Ｐ５は、いずれも、櫛形電極からなるＩＤＴ（インターデジタルトランスデューサ）の表面波伝搬方向両側にグレーティング反射器を形成してなる１ポート型弾性表面波共振子により構成されている。
送信側弾性表面波フィルタ３も同様に、矩形の圧電基板上に直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ６及び並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２を構成するように複数の１ポート型弾性表面波共振子が形成されている構造を有する。
本実施形態では、上記送信側弾性表面波フィルタ３及び受信側弾性表面波フィルタ４を構成している圧電基板として、３６度ＬｉＴａＯ３基板が用いられている。もっとも、本発明においては、弾性表面波フィルタ３，４を構成するための圧電基板は、他の圧電単結晶あるいは圧電セラミックスにより構成されていてもよい。また、本実施形態では、圧電基板上に形成された各種電極の材料としてＡｌを主成分とするＡｌ合金が用いられているが、Ａｌ以外のＡｕやＣｕなどの材料を用いてもよい。また、複数の金属を積層することにより、各種電極を形成してもよい。
図１に戻り、受信側弾性表面波フィルタ４と共通接続点５との間には、位相整合用素子７が接続されている。この位相整合用素子７は、より具体的には、パッケージ材１１内に埋設されたストリップラインにより構成されている。すなわち、図２に示すように、パッケージ材１１のチップ搭載面１１ｂと下面１１ｃとの間の中間高さ位置に、ストリップライン１５，１６が形成されている。ストリップライン１５の一端が、ビアホール電極１７により受信側弾性表面波フィルタ４に接続されている。ストリップライン１５の他端は、ビアホール電極１８によりストリップライン１６に接続されている。ストリップライン１６は、ビアホール電極１９によりパッケージ材１１のチップ搭載面１１ｂに形成された配線電極（図示せず）に接続されている。この配線電極が、図１の共通接続点５に接続されている。
すなわち、上記位相整合用素子７は、弾性表面波分波器１を構成するパッケージ材１１内に構成されている。上記ストリップライン１５，１６は５０Ω付近の特性インピーダンスを有する。また、ストリップライン１５，１６の長さは、これらによる位相シフト量が、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域中心周波数８３６．５ＭＨｚにおいて位相が７５度回転する長さとされている。
他方、図１のローパスフィルタ６は、少なくとも１つの容量素子と、少なくとも１つのインダクタとを有する。より具体的には、図３に示すように、受信側弾性表面波フィルタ４を構成する圧電基板２１上に、第１〜第３の容量素子２２〜２４が形成されている。
第１〜第３の容量素子２２〜２４は、いずれも櫛形電極により構成されている。そして、第１〜第３の容量素子２２〜２４は、第１〜第３の共通端子２５〜２７にそれぞれ２つの容量素子が共通接続されて、Δ型に接続されている。
ローパスフィルタ６は、前記第１〜第３の容量素子２２〜２４のΔ型接続により得られる容量と、図２に示されているパッケージ材１１内に埋設されたインダクタンス素子２９，３０との共振を利用するように構成されている。すなわち、インダクタンス素子２９，３０は、パッケージ材１１内において、複数の層において電極を形成することにより構成されている。インダクタンス素子２９，３０は、インダクタンス値に応じてらせん状またはミアンダ状などの形状に構成され得る。インダクタンス素子２９，３０はビアホール電極３１で接続されている。インダクタンス素子２９の一端は、ビアホール電極３２によりパッケージ材１１の上面に設けられた配線電極（図示せず）に接続されている。また、インダクタンス素子３０は、ビアホール電極３３に接続されており、ビアホール電極３３は、パッケージ材１１の下面１１ｃに至っており、該下面１１ｃに形成された配線電極（図示せず）に接続されている。上記インダクタンス素子２９，３０と同じようにして、もう一組のインダクタンス素子を構成する（図示せず）。
上記インダクタンス素子２９，３０及びもう一組のインダクタンス素子と、第１〜第３の容量素子２２〜２４により、図４に示す回路構成のローパスフィルタ６が構成されている。なお、図４におけるインダクタンスＬ１，Ｌ２は図２のインダクタンス素子２９，３０と前述のもう一組のインダクタンス素子とによりそれぞれ構成されている。すなわち、図４に示す回路を構成するように、インダクタンス素子２９，３０が容量素子２２〜２４と接続されている。なお、インダクタンスＬは、Ｌ２に比べて、インダクタンス値が小さいため、一層構造のビアホールのみでも構成することができる。
上記ローパスフィルタ６は、上述したように、アンテナ端子２と共通接続点５との間に接続されている。ローパスフィルタ６は、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の中心周波数の２倍波及び３倍波もしくはその近傍に減衰極を有する周波数特性を有し、かつ送信側及び受信側弾性表面波フィルタの通過帯域におけるインピーダンス整合を図るように作用する。すなわち、本実施形態では、上記ローパスフィルタ６により、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域の２倍波及びその近傍に第１の減衰極が３倍波もしくはその近傍に第２の減衰極が発生されるため、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波及び３倍波を効果的に抑圧することができ、良好な周波数特性を得ることができる。
図３に示すように、容量素子２２〜２４を構成している櫛形電極の電極指の並んでいる方向、すなわち、電極指ピッチの方向は、受信側弾性表面波フィルタ４における表面波伝搬方向と直交する方向に配置されている。なお、受信側弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向とは、直列腕共振子Ｓ７〜Ｓ１０及び並列腕共振子Ｐ３〜Ｐ５における表面波伝搬方向をいう。言い換えれば、容量素子２２〜２４を構成している各櫛形電極の電極指ピッチの方向は、上記表面波伝搬方向に対して９０度回転された方向とされている。
また、容量素子２２〜２４における電極指ピッチ、すなわち、電極指の幅と電極指間のスペースの幅の合計は本実施形態では４．５μｍとされている。
図２から明らかなように、インダクタンス素子２９，３０は、位相整合用素子を構成するストリップライン１５，１６と同様に複数の層に渡って形成されており、かつインダクタンス素子２９，３０及びストリップライン１５，１６は、それぞれ同一平面内に形成されている。すなわち、本実施形態では、インダクタンス素子を構成する電極と、位相整合用素子７を構成する電極とが、複数の層に渡り、かつ同一平面内に位置するように配置されている。なお、図示していない前述のもう一組のインダクタンスは、インダクタンス２９，３０と同様に構成されている。
次に、弾性表面波分波器１の作用効果につき説明する。
上記実施形態の弾性表面波分波器と、上記実施形態から上記ローパスフィルタ６が取り除かれた比較例の弾性表面波分波器を用意し、周波数特性を測定した。図５は結果を示す。図５の実線が本実施形態の弾性表面波分波器１の周波数特性を、破線が比較例の弾性表面波分波器の周波数特性を示す。
図５から明らかなように、本実施形態の弾性表面波分波器１では、受信側弾性表面波フィルタ４の中心周波数の２倍及び３倍の周波数位置に、矢印Ａ，Ｂで示す第１，第２の減衰極が生じていることがわかる。すなわち、ローパスフィルタ６によれば、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域の２倍波及び３倍波における減衰量を改善し得ることがわかる。
上記実施形態では、ローパスフィルタ６は、図４に示す回路構成を有するように構成されていたが、本発明においては、上記ローパスフィルタ６の回路構成は種々変形することができる。
図７及び図９は、ローパスフィルタ６の変形例を示す各回路図である。
図７に示すローパスフィルタ３６では、４個の容量素子３６ａ〜３６ｄと、２個のインダクタンス素子３６ｅ，３６ｆとが用いられている。すなわち、インダクタンス素子３６ｅと容量素子３６ｂとが並列に接続されており、同様にインダクタンス素子３６ｆと容量素子３６ｃとが並列に接続されている。そして、インダクタンス素子３６ｅ及び容量素子３６ｂの並列接続構造と、インダクタンス素子３６ｆ及び容量素子３６ｃの並列構造が直列に接続されており、これらの並列接続構造が設けられている部分の外側においてアース電位との間に、それぞれ、容量素子３６ａ，３６ｄが接続されている。
また、図９に示すローパスフィルタ３７では、３個の容量素子３７ａ〜３７ｃと、２個のインダクタンス素子３７ｄ，３７ｅとが用いられている。ここでは、インダクタンス素子３７ｄと、容量素子３７ｂとが並列に接続されている。この並列接続構造の外側において、それぞれ、アース電位との間に、容量素子３７ａ，３７ｃが接続されている。また、容量素子３７ｃとアース電位との間に、上記インダクタンス素子３７ｅが接続されている。
図６，図８及び図１０は、上記ローパスフィルタ６，３６，３７の周波数特性を示す図である。
なお、図６，図８，図１０に示したローパスフィルタ６，３６，３７の特性は、上記ローパスフィルタにおけるインダクタンス素子及び容量素子の仕様を下記の表１に示す通りとした場合の特性である。
図８及び図１０から明らかなように、ローパスフィルタ３６，３７を用いた場合においても、ローパスフィルタ６の場合と同様に、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域の２倍波及び３倍波においてそれぞれ、第１，第２の減衰極が発生され得ることがわかる。
しかしながら、ローパスフィルタ３６，３７では、減衰極の帯域における減衰量がローパスフィルタ６を用いた場合に比べて低くなるため、通過帯域における損失を最小限に抑制するには、上記ローパスフィルタ６を用いることが望ましい。
上記のように、図４に示したローパスフィルタ６を用いることにより、少なくとも３つの容量素子と少なくとも２つのインダクタンス素子とを組み合わせることにより、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域である８００〜９００ＭＨｚ付近で整合が取れ、その２倍波及び３倍波に減衰極を有するフィルタ特性の得られることがわかる。
特に、ローパスフィルタ６では、第１〜第３の容量素子２２〜２４が上記のようにΔ型に接続されており、第１の共通端子２５とアース電位との間に第１のインダクタンス素子Ｌ１が接続されており、第２，第３の共通端子２６，２７間に第２のインダクタンス素子Ｌ２が接続されている。ここでは、第２のインダクタンスＬ２と第２のインダクタンスＬ２に並列に接続された容量素子２３との反共振により第１の減衰極が生じ、後述の容量Ｃｚと、第１のインダクタンスＬ１との共振により第２の減衰極が生じる。従ってローパスフィルタ６を用いた場合、ローパスフィルタ３６，３７に比べて、素子数の低減を測り得るだけでなく、全体としての容量値及びインダクタンス値を小さくすることができる。また、ローパスフィルタ６は、ローパスフィルタ３６，３７に比べてより小型に構成することができる。
ローパスフィルタ６の第１〜第３の容量素子２２〜２４の接続を、例えば、図１１（ａ）に示すΔ型の接続から、図１１（ｂ）に示すＴ型の接続構造に変形することにより、ローパスフィルタ６の減衰極の位置を計算することができる。Ｔ型の接続構造では、全体の容量Ｃｚの値は以下の通りとなる。
Ｃｚ＝（Ｃａ＋Ｃｂ＋Ｃａ×Ｃｃ／Ｃｂ）
表１に示した場合に準じて、Ｃａ＝１．３ｐＦ、Ｃｂ＝１．３ｐＦ及びＣｃ＝２．３５ｐＦを代入すると、Ｃｚ＝３．３ｐＦと大きな値となる。
また、第２の減衰極の位置は、インダクタンス素子Ｌ２と容量Ｃｚの共振により決定される。従って、すなわち、１／（２×π×（Ｌ２×Ｃｚ）１／２）により決定されるため、容量Ｃｚの値が大きくなると、インダクタンスＬ２の値を小さくしても周波数が一致し、ローパスフィルタ３６，３７に比べて、より一層小型化を図ることができる。
なお、ローパスフィルタを形成するインダクタンス素子は、受信側弾性表面波フィルタ４外に設けられてもよい。しかしながら、上記実施形態のように、パッケージ材１１内にインダクタンス素子２９，３０等を内蔵させることにより、より一層の小型化を図ることができる。また、弾性表面波分波器１の付加価値を高めることができる。
本実施形態においては、ローパスフィルタ６は、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域２倍波及び３倍波を減衰させるように構成されることが必要である。このローパスフィルタ６は、本実施形態では、受信側弾性表面波フィルタ４とアンテナ端子２との間に接続されていた。これに対して、ローパスフィルタ６を、受信側弾性表面波フィルタ４と出力端子４１（図１参照）との間に接続した場合にも、受信側弾性表面波フィルタ４の周波数特性を改善することはできる。しかしながら、好ましくは、上記実施形態のように、受信側弾性表面波フィルタ４のアンテナ側にローパスフィルタ６を接続することにより、受信側弾性表面波フィルタの高周波数特性の改善にも寄与することができる。
また、インダクタンス素子２９，３０等は、パッケージ材１１内に形成されていたが、インダクタンス素子２９，３０等が、送信側弾性表面波フィルタ３側において構成されていると、位相整合用のストリップライン１５，１６との間で容量結合や誘導結合が生じ、減衰域の特性が極端に悪化する。これに対して、本実施形態のように、インダクタンス素子２９，３０等がストリップライン１５，１６とはパッケージ材１１の主面方向において隔てられて、受信用弾性表面波フィルタ４側に位置された場合には、上記のような結合が生じ難いため、減衰域の特性の悪化を抑制することができる。しかも、インダクタンス素子２９，３０等を構成する電極１９，２０を、ストリップライン１５，１６と複数の層に渡り、かつ同一面内に配置することができ、パッケージ材１１の小型化及び製造工程後の簡略化を果たすことができる。
加えて、上記インダクタンス素子２９，３０を、ストリップライン１５，１６とそれぞれ同一面内に配置した構造では、上記のように製造工程の簡略化を果たすことができるので、コストの低減及び弾性表面波分波器１の低背化を果たすことも可能となる。特に、インダクタンス素子２９，３０等が複数の層に渡り形成されているため、インダクタンス素子２９，３０等では、自己誘導を高め合うことができ、それによっても、小型化を進めることができる。
加えて、位相整合用のストリップライン１５，１６も同様に複数層に渡って形成されており、かつ上記インダクタンス素子２９，３０等と同一面内に形成されているので、同一プロセスにより同時に形成することができるので、コストを低減することができる。
なお、上記ローパスフィルタを構成する容量は、パッケージ材１１内に内蔵されてもよい。しかしながら、上記実施形態のように弾性表面波フィルタ４を構成する圧電基板２１上に容量素子を形成することにより、パッケージ材１１内に内蔵させた場合に比べて弾性表面波分波器１の低背化を進めることができる。特に、上記のように、櫛形電極からなる容量素子２２〜２４を用いた場合には、小さな面積で大きな容量を得ることができるため、容量素子の小型化を図ることができる。また、上記櫛形電極を用いて容量素子２２〜２４が構成されているので、容量素子を、弾性表面波共振子の電極形成と同時に形成することができ、それによってもコストを低減することができる。
上記実施形態では、上記容量素子２２〜２４を構成する櫛形電極の電極指ピッチの方向が、前述した表面波伝搬方向に対して９０度回転された方向とされているので、容量素子２２〜２４を構成している櫛形電極において所望でない応答が生じ難い。
好ましくは、圧電基板としてＬｉＴａＯ３基板を用いる場合には、容量素子２２〜２４を構成する櫛形電極における電極指ピッチＰの範囲は、下記の式（１）〜（３）の範囲とすることが望ましく、それによってより一層低損失の弾性表面波分波器１を提供することができる。
なお、ｆＨは、受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数を、ｆＬは、送信側弾性表面波フィルタのフィルタの通過帯域の下限周波数を意味する。
５３００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（１）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（２）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（３）
上記実施形態では、ｆＨ＝８９４ＭＨｚであり、ｆＬ＝８２４ＭＨｚであるため、
６．１５×１０−６≧２×Ｐ
８．２５×１０−６≦２×Ｐ≦１８．５×１０−６
２２．８×１０−６≦２×Ｐ
のいずれかを満たすように櫛形電極を構成すればよい。上記実施形態では、櫛形の電極指ピッチＰは、前述したように４．５μｍとされているため、上記条件を満たし、従って、良好なフィルタ特性を得ることができる。
次に、式（１）〜（３）につき、図１２を参照して説明する。
弾性表面波フィルタが形成されている３６度ＬｉＴａＯ３基板上に、表面波フィルタ表面波伝搬方向であるＸ軸に対して９０度回転した方向に電極指が並ぶように櫛形電極を形成し、該櫛形電極のインピーダンスを測定した。結果を図１２に示す。この場合、櫛形電極の電極指ピッチは１０μｍ、電極指の対数は２５対とした。図１２から明らかなように、３００ＭＨｚ付近及び９００ＭＨｚ付近に大きなリップルが存在することがわかる。位相はリアクタンス分と抵抗分の比率により決定される。位相が−９０度に近ければ近い程、抵抗分が小さく、良好な容量が得られることを示し、位相が大きくなるに従って抵抗分が増えることを示す。従って、ローパスフィルタの容量素子では、上記リップルが現れる周波数帯を避ける必要のあることがわかる。位相がボトム付近である−８５度よりも大きくなる領域に限定すると、避けるべき周波数帯は２７５ＭＨｚ、３４０ＭＨｚ、８２５ＭＨｚ、及び９４０ＭＨｚとなる。
電極指ピッチが１０μｍであるため、上記周波数位置を音速に換算すると、５５００、６８００、１６５００及び１８８００ｍ／秒となる。従って、通過帯域の相対的に低いフィルタ、すなわち、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域の下限周波数から、通過帯域が相対的に高いフィルタ、すなわち、受信側弾性表面波フィルタ４の通過帯域の上限周波数までを、上記範囲から外す必要がある。ここで、式（１）〜（３）の範囲外、すなわち、電極指ピッチを１０μｍ選択した場合と、式（１）〜（３）の範囲内である７μｍに選択した場合との特性の差を図１３に示す。図１３の実線が７μｍの場合を示し、破線が１０μｍの場合を示す。図１３から明らかなように、ローパスフィルタ用の容量素子として、電極指の並ぶ方向が表面波伝搬方向に対して９０度回転された方向となるように櫛形電極を形成した場合、式（１）〜（３）を満たすことにより、損失を低減し得ることがわかる。
また、ローパスフィルタ６を用いて送信側の通過帯域の２倍波及び３倍波付近に減衰極を得る場合、さらに２倍波及び３倍波の周波数においても上述したリップルが存在することがある。これらのリップルを回避することができれば、２つの弾性表面波フィルタ３，４の帯域内特性と、減衰極における減衰量の悪化を防ぐことができ、より一般一層良好な弾性表面波分波器を提供することができる。
また、本発明においては、送信側弾性表面波フィルタ３の通過帯域の下限周波数をｆＴＬ、通過帯域の上限周波数ｆＴＨとすると、電極指ピッチＰは、下記の式（４）〜（１２）のいずれかの範囲内に設定することがより一層望ましい。
５５００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（４）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（５）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（６）
５５００／（２×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（７）
６８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（２×ｆＴＨ）
…式（８）
１８８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（９）
５５００／（３×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（１０）
６８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（３×ｆＴＨ）
…式（１１）
１８８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（１２）
例えば、上記実施形態のように、送信側の通過帯域が８２４〜８４９ＭＨｚ、受信側の通過帯域が８６９〜８９４ＭＨｚの場合、電極指ピッチは、下記のいずれかの範囲に限定することが望ましく、それによってリップルを通過帯域及び送信帯域の２倍波及び３倍波の領域の双方から外すことができる。
▲１▼１．０８μｍ以下
▲２▼１．３７〜１．６２μｍ
▲３▼２．０６〜３．０８μｍ
▲４▼４．１３〜４．８６μｍ
▲５▼５．７０〜９．２２μｍ
▲６▼１１．４μｍ以上
また、上記実施形態では、櫛形電極により、ローパスフィルタの容量素子が構成されていたが、櫛形電極以外の構造を採用することにより容量素子を構成してもよい。例えば、圧電基板上に、第１の電極、誘電体及び第２の電極を積層した構造により容量素子を形成してもよい。この場合には、誘電体のｔａｎδでＱ値が決定され、ｔａｎδの良好な誘電体膜を用いることにより、損失の低減を図ることができる。
本実施形態では、上記櫛形電極からなる容量素子２２〜２４は、受信側弾性表面波フィルタ４を構成する圧電基板２１上に配置されていたが、送信側弾性表面波フィルタ３に構成されてもよい。もっとも、弾性表面波分波器では、送信側弾性表面波フィルタ３に大電力が投入されるため、耐電力を高めるために、送信側弾性表面波フィルタ３は、より多段に構成されるのが普通である。従って、送信側弾性表面波フィルタ３は、受信側弾性表面波フィルタ４に比べてチップサイズが大きいのが普通である。よって、上記実施形態のように、受信側弾性表面波フィルタ４に容量素子２２〜２４を構成することにより、受信側弾性表面波フィルタ４と送信側弾性表面波フィルタ３のチップサイズを近づけることができ、あるいは等しくすることができる。それによって、弾性表面波分波器１の製造に際しての取扱い性を高めるこができるとともに、受信側弾性表面波フィルタ４のパッケージ材料１１との接合部の信頼性を高めることができる。
さらに、ローパスフィルタを構成するための容量素子を、受信側弾性表面波フィルタ４のアンテナ端近傍に配置することにより、送信側弾性表面波フィルタ３の信号端子や受信側弾性表面波フィルタの出力端との間の容量結合や誘導結合を防ぐことができ、アイソレーション特性に優れた弾性表面波分波器を提供することができる。
上記実施形態の弾性表面波分波器１では、位相整合用素子７による位相遅延量は７５度とされていた。この場合には、送信側弾性表面波フィルタ３にとって、受信側弾性表面波フィルタ４が誘導性の素子にみえることとなる。すなわち、送信側弾性表面波フィルタ３に並列にインダクタンスが付加されたこととなる。この場合の受信側弾性表面波フィルタ４のみのインピーダンス特性を図１６にスミスチャートで示す。
弾性表面波フィルタを設計する場合、弾性表面波フィルタ単体の特性で帯域を拡げようとした場合、容量性に落ち込むため、最適な値の並列インダクタを付加することにより、実軸的に整合をとることができる。従って、位相遅延量を９０度未満とすることにより、図１７に送信側弾性表面波フィルタの整合状態をスミスチャートで矢印で示すように、弾性表面波分波器１のアンテナ端における整合状態を５０Ω整合に近づけることができる。もっとも、位相遅延量がさらに小さくなり、６０度程度になると、図１８に送信側弾性表面波フィルタの整合状態をスミスチャートで矢印で示すように、誘導性に回り過ぎ、逆に整合状態が悪化する。この場合には、図１９に送信側弾性表面波フィルタの整合状態をスミスチャートで矢印で示すように、誘電性に回り過ぎたインピーダンスを、ローパスフィルタの容量成分により制御し、それによってインピーダンス整合を図ることができる。
但し、位相遅延量が小さくなり過ぎると、コンダクタ分が大きくなり過ぎ、送信側弾性表面波フィルタ３の損失の劣化につながる。従って、位相回転量は、好ましくは、６０度以上とされる。また、小型化を図ることができ、単体では容量性に落ち込んだフィルタの実軸上で整合がとれるようにするには、位相回転量は８０度未満とすることが望ましい。すなわち６０度以上、８０度未満とすることにより、より小型であり、整合状態に優れた弾性表面波分波器１を提供することができる。
なお、上記実施形態では、送信側弾性表面波フィルタ３と受信側弾性表面波フィルタ４とは、それぞれ独立の圧電基板に構成されていたが、送信側弾性表面波フィルタ３及び受信側弾性表面波フィルタ４は、同一の圧電基板に構成されていてもよい。
また、弾性表面波フィルタ３，４のパッケージ材１１への接合方法についても、バンプを用いたものに限定されず、ワイヤボンディングを用いた接合方法を採用してもよい。
なお、上記実施形態のように、バンプにより弾性表面波フィルタ３，４をパッケージ材１１に接合した構造では、上記のように受信側弾性表面波フィルタ４と送信側弾性表面波フィルタ３とを独立の圧電基板に構成することが望ましく、それによって弾性表面波フィルタ３，４とパッケージ材１１との接合強度を高めることができる。また、前述したように、受信側弾性表面波フィルタ４と送信側弾性表面波フィルタ３とを独立の圧電基板上に構成した場合には、受信側弾性表面波フィルタ４側に上記高周波素子を構成するための容量素子を搭載することが望ましい。
また、上記実施形態では、位相整合用素子７を構成するストリップライン１５，１６と、高周波素子を構成するインダクタ素子２９，３０が、複数の層に渡り、かつそれぞれが同一平面内に位置するように構成されていたが、ストリップライン１５，１６と上記インダクタ素子２９，３０とは、パッケージ材１１の異なる平面内に形成されていてもよく、またストリップライン１５，１６及びインダクタ素子２９，３０は、複数の層に渡り形成される必要は必ずしもない。しかしながら、上記実施形態のように、同一平面内にかつ複数層に渡るように形成することにより、インダクタ素子及びストリップラインが内蔵されている構造の小型化及び低コスト化を図ることができる。
上記実施形態では、位相整合用素子７による位相シフト量が、７５度とされていたが、位相シフト量は、これに限定されず、一般的に短絡から解放まで９０度位相回転される位相整合用素子を用いてもよい。もっとも、上記実施形態のように、７５度と位相遅延量を短めに設定することにより、パッケージ材１１の小型化を図ることができる。加えて、ローパスフィルタのインピーダンスを含めることにより、インピーダンス整合が良好な弾性表面波分波器１を提供することができる。
本発明に係る弾性表面波分波器は、上記のように、種々の構成により様々な効果を果たし得るものであるが、本発明においては、好ましくは、上記実施形態のように、第１〜第３の容量素子２２〜２４と２つの誘導素子であるインダクタンス素子２９，３０とを用いて高周波素子６が構成されているため、すなわちインダクタンス素子２９，３０がパッケージ材に内蔵され、容量素子２２〜２４が弾性表面波フィルタ４を構成する圧電基板上に形成されているため、より一層小型であり、かつ低背化を進め得る弾性表面波分波器を提供することができるという利点を有する。
上記インダクタンス素子が弾性表面波フィルタを構成する圧電基板上に形成される場合には、薄膜プロセスなどによりインダクタンス素子を形成する必要がある。この場合には、Ｑ値の高いインダクタンス素子を得ることが困難である。これに対して、上記実施形態のようにインダクタンス素子２９，３０がパッケージ材１１に内蔵されている場合、特にパッケージ材１１の複数の層に渡って形成されており、かつ位相調整用のストリップライン１５，１６を複数の層に渡ってかつさらに同一平面内に形成されている場合には、小型であり、Ｑ値が高いインダクタを容易に構成することができる。
さらに、弾性表面波分波器に付加される上記インダクタのＱ値が悪いと、減衰極の減衰量が十分な大きさとならないだけでなく、通過帯域における損失の劣化が生じるおそれがある。また、容量素子をパッケージ材内に形成した場合には、特に本願発明のように複数のトラップを発生させる上記高周波素子では、３つの容量素子が必要となる。従って、容量素子をパッケージ材を内臓した構造では、上記インダクタンス素子やストリップラインなどの他の素子との容量結合が避け難くなり、かつ小型化や低背化を進める上でも不利となる。よって、圧電基板上に容量素子を形成することにより、低背化を進め得るだけでなく、パッケージ材内の他の素子との所望でない結合を防ぐことができ、良好なローパス特性を得ることができる。
また、圧電基板上に容量電極を形成して容量素子を構成する場合、上記櫛形電極の電極素子の並ぶ方向を表面波伝搬方向に対して９０度回転させた構造では、前述したように、容量素子の容量に起因するリップルを弾性表面波フィルタ３，４の通過帯域に表れないように抑制することができ、より一層低損失かつ減衰量の抑圧素子を構成することができる。
従って、上記種々の構成を組み合わせた本発明の弾性表面波分波器では、より一層特性が良好であり、小型化及び低背化が可能な弾性表面波分波器を提供することができる。
特に、図４に示した２つの減衰極を有するローパスフィルタ６では、弾性表面波分波器に複合される場合、特定の部分に寄生成分が入ると、急激に減衰極の悪化がみられる。すなわち、図１４に矢印Ｃで示す位置に寄生インダクタ成分Ｌｘが入ると、トラップ減衰極の急激な悪化が生じる。これを、図１５を参照して説明する。図１５の実線は、上記寄生成分が存在しない場合のローパスフィルタ６の周波数特性を示し、一点鎖線は、寄生成分の大きさが０．１ｎＨの場合、破線は寄生成分の大きさが０．５ｎＨの場合の周波数特性をそれぞれ示す。
図１５から明らかなように、通過帯域の２倍波の減衰量が上記寄生インダクタ成分Ｌｘが挿入されることにより極端に悪化することがわかる。
上記のような寄生インダクタ成分Ｌｘの影響を回避するには、パッケージ材１１内にインダクタンス素子２９，３０を内蔵させた構造において、ストリップライン１５，１６の送信信号端子と接続される端子と、インダクタンス素子２９，３０の送信側信号端子と接続される端子が、パッケージ材内ではなく、パッケージ材１１のバンプにより接合される面に寄生されることが望ましく、それによって上記寄生インダクタ成分Ｌｘを極力小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
本願の第１の発明に係る弾性表面波分波器では、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタがパッケージ材に搭載された弾性表面波分波器において、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタに接続されており、かつ送信側通過帯域よりも高周波側に２つのトラップ減衰極を有する高周波素子が備えられているため、２つのトラップ減衰極により送信側通過帯域よりも高周波側の所望でない高調波やリップル等を抑圧することができ、それによって良好な周波数特性の弾性表面波分波器を提供することができる。
２つのトラップ減衰極が、送信側通過帯域の２倍波及び３倍波もしくはその近傍に位置している場合には、送信側通過帯域の２倍波及び３倍波の減衰量を抑制することができる。
高周波素子が、第１，第２のインダクタと、第１〜第３の容量素子とを有し、第１，第２のインダクタと第１〜第３の容量素子とにより、２つのトラップ減衰極が構成されている場合には、５個の素子のみで上記２つのトラップ減衰極を有する高周波素子を構成することができる。
第１〜第３の容量素子が、Δ型に接続されており、第１の共通端子とアース電位との間に第１のインダクタが、第２，第３の共通端子間に第２のインダクタが接続されている構成を有する場合には、高周波素子を構成する容量素子の数を低減することができ、かつ全体の静電容量及びインダクタンスの値を大きくすることができ、弾性表面波分波器の小型化を進めることができる。第２のインダクタと、第２のインダクタに並列に接続されている容量素子との反共振により送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波もしくはその近傍に第１のトラップの減衰極が発生し、Δ型に接続された第１〜第３の容量素子から等価的に求められたＹ型接続の場合の容量と第１のインダクタとの共振により、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の３倍波もくしはその近傍に第２のトラップ減衰極が生じるように構成されている場合には、弾性表面波分波器の小型化を計ることができる。
また、第２の発明に係る弾性表面波分波器では、受信側弾性表面波フィルタ及び送信側弾性表面波フィルタの一端が共通接続点で接続されており、共通接続点とアンテナ共振端子との間にだけ高周波素子が設けられており、該高周波素子を構成しているインダクタがパッケージ内に形成されているため、受信側の高周波特性を改善することができるとともに、弾性表面波分波器の小型化を進めることができる。
パッケージ材内に設けられた位相整合用ストリップラインがさらに備えられ、上記高周波素子を構成しているインダクタがストリップラインとパッケージ内の同一の面内に形成されている場合には、弾性表面波分波器の小型化をさらに進めることができるとともに、ストリップラインとインダクタとの間の容量結合や誘導結合が生じ難く、従って減衰域の悪化を招かない、弾性表面波分波器を提供することができる。インダクタが誘導を強め合うようにパッケージ材内の少なくとも２つの層以上に配置されている場合には、インダクタにおいて自己誘導を高めることができ、より一層弾性表面波分波器の小型化を図ることができる。
ストリップラインとインダクタの双方がパッケージ材内において２つの層以上に渡ってかつ同一の２つ以上の層に渡って形成されている場合には、弾性表面波分波器の小型化、減衰域の悪化を抑制することができるとともに、製造工程において、インダクタ及びストリップラインを同一プロセスで形成することができ、製造コストの低減を図ることができる。
第３の発明に係る弾性表面波分波器では、受信側弾性表面波フィルタ及び送信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、少なくとも１つのインダクタと少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、容量素子が、弾性表面波フィルタを構成している圧電基板上に形成された櫛形電極により形成されており、櫛形電極の電極指ピッチに沿う方向が、櫛形電極が形成されている弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向に対して９０度回転された方向とされている。従って、櫛形電極による容量素子では、同一面積で相対的に大きな静電容量を得ることができる。また、上記容量素子が表面波に応答し難いため、所望でないリップルが生じ難く、また容量素子によって発生するリップルが送信側弾性表面波フィルタの通過帯域及び受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波、３倍波及びその近傍に位置しないため、良好な周波数特性を有する弾性表面波分波器を提供することができる。
第３の発明において、圧電基板がＬｉＴａＯ３基板からなり、容量素子を構成している櫛形電極の電極指の周期Ｐが上述した式（１）〜（３）のいずれかの範囲にある場合には、低損失の弾性表面波分波器を提供することができ、特に、上述した式（４）〜（１２）を満たす場合には、容量素子によるリップルが受信側弾性表面波フィルタの通過帯域及び送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波、３倍波及びその近傍の領域から確実に外れることになる。
第４の発明に係る弾性表面波分波器では、容量素子は、送信側及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板上において、第１の電極膜と第２の電極膜と、第１，第２の電極膜間に挟持された絶縁膜とからなる積層構造により構成されているので、圧電基板上にパッケージ製法によりこれらの膜を形成することにより、容易に容量素子を構成することができる。
第３，第４の発明に係る弾性表面波分波器において、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが、それぞれ独立の圧電基板を用いて構成されており、高周波素子を形成するための容量素子が、受信側弾性表面波フィルタの圧電基板に形成されている場合には、各弾性表面波フィルタとパッケージ材との接合強度を容易に高めることができるとともに、送信側弾性表面波フィルタと受信側弾性表面波フィルタのサイズを近づけることができ、生産に際しての取扱い性を高めることが可能となる。
高周波素子を構成している容量素子が、受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側部の近傍に配置されている場合には、送信側弾性表面波フィルタの信号端子や、受信側弾性表面波フィルタの出力端子との間の容量結合や誘導結合を抑制することができ、アイソレーションや遅延特性を改善することができる。
送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが同一の圧電基板上に形成されており、高周波素子を構成するための容量素子が、受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側の端部の近傍に形成されている場合には、１つの圧電基板で送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタを構成することができるため、組み立て作業を容易とすることができる。
また、容量素子が、受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側の端部近傍に配置されている場合には、送信側弾性表面波フィルタの送信信号端子や受信側弾性表面波フィルタの出力端との間の誘導結合や容量結合を抑制することができ、アイソレーションを改善することができる。
第５の発明に係る弾性表面波分波器では、インダクタがパッケージ材内に形成されており、容量素子が送信側弾性表面波フィルタ及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板に形成されているために、弾性表面波分波器の小型化を図ることかできるとともに、容量素子が圧電基板に形成されているため、送信側弾性表面波フィルタまたは受信側弾性表面波フィルタの多機能化を図ることができる。
第６の発明に係る弾性表面波分波器では、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板がＬｉＴａＯ３基板であり、高周波素子を構成する容量素子が、該圧電基板上に設けられた櫛形電極からなり、該櫛形電極が、弾性表面波フィルタにおいて表面波を伝搬する方向に対して９０度回転された方向に配置されているため、櫛形電極による所望でないリップルを発生し難い。また、櫛形電極の電極指の周期が、上述した式（１）〜（３）の範囲にあるため、低損失の弾性表面波分波器を提供するこができる。
第７の発明に係る弾性表面波分波器では、少なくとも１つの位相整合用素子と、ローパスフィルタとが備えられており、ローパスフィルタがアンテナ端子と、送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタとの間に接続されており、ローパスフィルタは、ローパスフィルタ機能とアンテナ整合機能とを併せ持つため、本発明に従って、通過帯域における減衰量を改善することができ、良好な周波数特性を有するとともに、アンテナとのインピーダンス整合を容易に図り得る弾性表面波分波器を提供することができる。
位相整合用素子が、周波数が相対的に高い側の弾性表面波フィルタと、アンテナ端子との間に配置され、位相整合用素子における位相遅延量が、周波数が相対的に低い側の弾性表面波フィルタが中心周波数において９０度未満である場合には、弾性表面波分波器のアンテナ端における整合状態を５０Ω整合に近づけることができる。特に、位相遅延量が６０〜８０度の範囲にある場合には、より一層良好な整合状態を実現することができる。
ローパスフィルタを除いた弾性表面波分波器のアンテナ端子におけるインピーダンスが、少なくとも送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの各通過帯域の５０％以上の周波数配置で誘電性であり、ローパスフィルタの通過域におけるインピーダンスが容量性とされている場合には、それによってアンテナ側から実軸上に整合が図られる。
第８，第９の発明に係る弾性表面波分波器は、本願の第１〜第４の発明に係る弾性表面波分波器の構成を備えるため、図示した第１〜第４の発明に従って、良好な周波数特性を有し、小型化を図ることができ、さらに高周波における減衰量を改善することができ、所望でないリップルが生じ難い、弾性表面波分波器を提供することができ、特に、高周波素子が、送信側弾性表面波フィルタの２倍波及び３倍波もしくはその近傍に２つのトラップ減衰極を有し、高周波素子が、Δ型に接続された第１〜第３の容量素子と、上記第１，第２のインダクタとを有し、第２のインダクタがパッケージ内に設けられた位相調整用ストリップラインと同一の層にかつ複数層に渡って形成されており、ストリップラインの送信側信号端子と接続される端子と、第２のインダクタの送信側信号端子と接続される端子とがパッケージ材において短絡されている構成を有する場合には、本発明に従って、送信側弾性表面波フィルタの高調波の減衰域における減衰量を十分に改善することができ、従って受信側弾性表面波フィルタの損失特性を効果的に改善することができるとともに、弾性表面波分波器の小型化及び低背化を図ることができ、さらにインピーダンス整合が容易であり、かつ製造容易な弾性表面波分波器を提供することが可能となる。
【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】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び前記受信側弾性表面波フィルタに接続されており、かつ送信側通過帯域よりも高周波側に２つのトラップ減衰極を有する高周波素子とを備える、弾性表面波分波器。
【請求項２】
前記２つのトラップ減衰極が、送信側通過帯域の２倍波及び３倍波もしくはその近傍に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の弾性表面波分波器。
【請求項３】
前記高周波素子が、第１，第２のインダクタと、第１〜第３の容量素子とを有し、第１、第２のインダクタと第１〜第３の容量素子とにより、２つの前記トラップ減衰極が構成されている、請求項１または２に記載の弾性表面波分波器。
【請求項４】
前記第１〜第３の容量素子が、第１〜第３の各共通端子に各々２つずつの前記容量素子が共通接続されたΔ型に接続されており、前記第１の共通端子と、アース電位との間に第１のインダクタが接続されており、前記第２，第３の共通端子間に、第２のインダクタが接続されている、請求項３に記載の弾性表面波分波器。
【請求項５】
前記第２のインダクタと、該第２のインダクタに並列に接続されている容量素子との反共振により、前記送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波もしくはその近傍に第１のトラップの減衰極が発生され、
第１〜第３の容量素子Δ型接続と等価なＴ型接続において求められた容量と、前記第１のインダクタとの共振によって、前記送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の３倍波もしくはその近傍に第２のトラップの減衰極が発生される、請求項４に記載の弾性表面波分波器。
【請求項６】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有し、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの一端が共振接続点で接続されており、該共振接続点と、前記アンテナ端子との間にだけ設けられた高周波素子とを備え、
前記高周波素子を構成している前記インダクタが、前記パッケージ材内に形成されていることを特徴とする、弾性表面波分波器。
【請求項７】
前記パッケージ材内に設けられた位相整合用ストリップラインをさらに備え、前記高周波素子を構成している前記インダクタが、前記ストリップラインとパッケージ材の同一面内に形成されている、請求項６に記載の弾性表面波分波器。
【請求項８】
前記インダクタが、パッケージ材内の少なくとも２つ以上の層に渡って磁束を強め合うように配置されていることを特徴とする、請求項６または７に記載の弾性表面波分波器。
【請求項９】
前記ストリップラインと前記インダクタの双方が、前記パッケージ材内において少なくとも２つ以上の層に渡ってかつ同一の２つ以上の層に渡って形成されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の弾性表面波分波器。
【請求項１０】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、
前記容量素子が、前記送信側及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している前記圧電基板上に形成された櫛形電極により構成されており、
前記櫛形電極の電極指ピッチに沿う方向が、該櫛形電極が形成されている弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向に対して９０度回転された方向とされており、
前記容量素子によって発生するリップルが、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域及び受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波及び３倍波並びにその近傍に位置しないことを特徴とする、弾性表面波分波器。
【請求項１１】
前記圧電基板がＬｉＴａＯ３基板であり、前記容量素子を構成している櫛形電極における電極指の周期が下記の式（１）〜（３）〔但し、式（１）〜（３）において、ｆＨは、受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数を、ｆＬは、送信側弾性表面波フィルタのフィルタの通過帯域の下限周波数を意味し、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチ（電極指の幅と、電極指間のスペースの和）である〕のいずれかの範囲にあることを特徴とする、請求項１０に記載の弾性表面波分波器。
５３００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（１）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（２）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（３）
【請求項１２】
前記櫛形電極の電極指周期が、下記の式（４）〜（１２）〔但し、ｆＴＬは、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の下限周波数、ｆＴＨは、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチを示す。〕の範囲にあることを特徴とする、請求項１１に記載の弾性表面波分波器。
５５００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（４）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（５）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（６）
５５００／（２×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（７）
６８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（２×ｆＴＨ）
…式（８）
１８８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（９）
５５００／（３×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（１０）
６８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（３×ｆＴＨ）
…式（１１）
１８８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（１２）
【請求項１３】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、
前記容量素子が、前記送信側及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板上において、第１の電極膜と、第２の電極膜と、第１，第２の電極膜間に挟持された絶縁膜とからなる積層構造を形成することにより構成されている、弾性表面波分波器。
【請求項１４】
送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが、それぞれの独立の圧電基板を用いて構成されており、前記高周波素子を形成するための容量素子が、前記受信側弾性表面波フィルタの圧電基板に形成されている、請求項１０〜１３のいずれかに記載の弾性表面波分波器。
【請求項１５】
前記高周波素子を構成している容量素子が、前記受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側端部の近傍に形成されている、請求項１４に記載の弾性表面波分波器。
【請求項１６】
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが同一の圧電基板上に形成されており、前記高周波素子を構成するための前記容量素子が、受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側端部の近傍に形成されていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の弾性表面波分波器。
【請求項１７】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、
前記インダクタが、前記パッケージ材内に形成されており、前記容量素子は、前記送信側弾性表面波フィルタ及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板に形成されていることを特徴とする、弾性表面波分波器。
【請求項１８】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、
前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインをさらに備え、
前記インダクタが、前記位相調整用ストリップラインとパッケージ材内の同一の層に複数層に渡って形成されており、
前記受信側弾性表面波フィルタ及び送信側弾性表面波フィルタを構成している前記圧電基板がＬｉＴａＯ３基板であり、
前記容量素子が、圧電基板上に櫛形電極からなり、該櫛形電極の電極指を結ぶ方向が、弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向に対して直交する方向とされており、
前記櫛形電極の電極指の周期が下記の式（１３）〜（１５）〔但し、式（１３）〜（１５）において、ｆＨは、受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数を、ｆＬは、送信側弾性表面波フィルタのフィルタの通過帯域の下限周波数を意味し、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチ（電極指の幅と、電極指間のスペースの和）である〕の範囲にあることを特徴とする、弾性表面波分波器。
５３００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（１３）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（１４）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（１５）
【請求項１９】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つの位相整合用素子と、
ローパスフィルタとを備える弾性表面波分波器であって、
前記ローパスフィルタが前記アンテナ端子と、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタとの間に接続されており、
前記ローパスフィルタが、ローパスフィルタ機能とアンテナ整合機能とを併せ持つことを特徴とする、弾性表面波分波器。
【請求項２０】
前記位相整合用素子が、周波数が相対的に高い側の弾性表面波フィルタと、アンテナ端子との間に配置され、該位相整合用素子による位相遅延量が、周波数が相対的に低い側の弾性表面波フィルタの中心周波数において９０度未満であることを特徴とする、請求項１９に記載の弾性表面波分波器。
【請求項２１】
前記位相遅延量が６０〜８０度の範囲にある、請求項２０に記載の弾性表面波分波器。
【請求項２２】
前記ローパスフィルタを除いた前記弾性表面波分波器のアンテナ端子におけるインピーダンスが、少なくとも送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの各通過帯域幅の５０％以上の周波数範囲で誘導性であり、前記ローパスフィルタの通過域におけるインピーダンスが容量性とされており、それによってアンテナ側から見て実軸に整合がとられていることを特徴とする、請求項１９〜２１のいずれかに記載の弾性表面波分波器。
【請求項２３】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有し、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの一端が共振接続点で接続されており、該共振接続点と、前記アンテナ端子との間にだけ設けられた高周波素子とを備え、
前記インダクタが、パッケージ材内に形成されており、前記容量素子が、圧電基板上に形成された櫛形電極からなり、該櫛形電極の電極指ピッチの方向が、該圧電基板上において伝搬する表面波装置の伝搬方向に対して９０度回転された方向であり、該容量素子によって生じるリップルが送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの通過域の約２倍波及び３倍波並びにその近傍に位置せず、
前記高周波素子がローパスフィルタ機能とアンテナ整合機能とを併せ持つことを特徴とする、弾性表面波分波器。
【請求項２４】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインと、
高周波素子とを備える弾性表面波分波器であって、
前記高周波素子が、送信側弾性表面波フィルタの２倍波及び３倍波もしくはその近傍に２つのトラップ減衰極を有し、
該高周波素子は、第１，第２のインダクタと、第１〜第３の容量素子とを少なくとも備え、前記第１〜第３の容量素子が、第１〜第３の各共通端子に各々２つずつの容量素子が共通接続されたΔ型に接続されており、前記第１の共通端子と、アース電位との間に第１のインダクタが接続されており、前記第２，第３の共通端子間に、第２のインダクタが接続されている、
前記第２のインダクタが、前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインと同一の層にかつ複数層に渡って形成されており、
前記ストリップラインの送信側信号端子と接続される端子と、前記第２のインダクタの送信側信号端子と接続される端子とが、前記パッケージ材において短絡されていることを特徴とする、弾性表面波分波器。
【請求項１】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び前記受信側弾性表面波フィルタに接続されており、かつ送信側通過帯域よりも高周波側に２つのトラップ減衰極を有する高周波素子とを備える、弾性表面波分波器。
【請求項２】
前記２つのトラップ減衰極が、送信側通過帯域の２倍波及び３倍波もしくはその近傍に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の弾性表面波分波器。
【請求項３】
前記高周波素子が、第１，第２のインダクタと、第１〜第３の容量素子とを有し、第１、第２のインダクタと第１〜第３の容量素子とにより、２つの前記トラップ減衰極が構成されている、請求項１または２に記載の弾性表面波分波器。
【請求項４】
前記第１〜第３の容量素子が、第１〜第３の各共通端子に各々２つずつの前記容量素子が共通接続されたΔ型に接続されており、前記第１の共通端子と、アース電位との間に第１のインダクタが接続されており、前記第２，第３の共通端子間に、第２のインダクタが接続されている、請求項３に記載の弾性表面波分波器。
【請求項５】
前記第２のインダクタと、該第２のインダクタに並列に接続されている容量素子との反共振により、前記送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波もしくはその近傍に第１のトラップの減衰極が発生され、
第１〜第３の容量素子Δ型接続と等価なＴ型接続において求められた容量と、前記第１のインダクタとの共振によって、前記送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の３倍波もしくはその近傍に第２のトラップの減衰極が発生される、請求項４に記載の弾性表面波分波器。
【請求項６】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有し、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの一端が共振接続点で接続されており、該共振接続点と、前記アンテナ端子との間にだけ設けられた高周波素子とを備え、
前記高周波素子を構成している前記インダクタが、前記パッケージ材内に形成されていることを特徴とする、弾性表面波分波器。
【請求項７】
前記パッケージ材内に設けられた位相整合用ストリップラインをさらに備え、前記高周波素子を構成している前記インダクタが、前記ストリップラインとパッケージ材の同一面内に形成されている、請求項６に記載の弾性表面波分波器。
【請求項８】
前記インダクタが、パッケージ材内の少なくとも２つ以上の層に渡って磁束を強め合うように配置されていることを特徴とする、請求項６または７に記載の弾性表面波分波器。
【請求項９】
前記ストリップラインと前記インダクタの双方が、前記パッケージ材内において少なくとも２つ以上の層に渡ってかつ同一の２つ以上の層に渡って形成されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の弾性表面波分波器。
【請求項１０】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、
前記容量素子が、前記送信側及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している前記圧電基板上に形成された櫛形電極により構成されており、
前記櫛形電極の電極指ピッチに沿う方向が、該櫛形電極が形成されている弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向に対して９０度回転された方向とされており、
前記容量素子によって発生するリップルが、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域及び受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の２倍波及び３倍波並びにその近傍に位置しないことを特徴とする、弾性表面波分波器。
【請求項１１】
前記圧電基板がＬｉＴａＯ３基板であり、前記容量素子を構成している櫛形電極における電極指の周期が下記の式（１）〜（３）〔但し、式（１）〜（３）において、ｆＨは、受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数を、ｆＬは、送信側弾性表面波フィルタのフィルタの通過帯域の下限周波数を意味し、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチ（電極指の幅と、電極指間のスペースの和）である〕のいずれかの範囲にあることを特徴とする、請求項１０に記載の弾性表面波分波器。
５３００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（１）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（２）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（３）
【請求項１２】
前記櫛形電極の電極指周期が、下記の式（４）〜（１２）〔但し、ｆＴＬは、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の下限周波数、ｆＴＨは、送信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチを示す。〕の範囲にあることを特徴とする、請求項１１に記載の弾性表面波分波器。
５５００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（４）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（５）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（６）
５５００／（２×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（７）
６８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（２×ｆＴＨ）
…式（８）
１８８００／（２×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（９）
５５００／（３×ｆＴＨ）≧２×Ｐ …式（１０）
６８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ≦１６５００／（３×ｆＴＨ）
…式（１１）
１８８００／（３×ｆＴＬ）≦２×Ｐ …式（１２）
【請求項１３】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、
前記容量素子が、前記送信側及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板上において、第１の電極膜と、第２の電極膜と、第１，第２の電極膜間に挟持された絶縁膜とからなる積層構造を形成することにより構成されている、弾性表面波分波器。
【請求項１４】
送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが、それぞれの独立の圧電基板を用いて構成されており、前記高周波素子を形成するための容量素子が、前記受信側弾性表面波フィルタの圧電基板に形成されている、請求項１０〜１３のいずれかに記載の弾性表面波分波器。
【請求項１５】
前記高周波素子を構成している容量素子が、前記受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側端部の近傍に形成されている、請求項１４に記載の弾性表面波分波器。
【請求項１６】
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが同一の圧電基板上に形成されており、前記高周波素子を構成するための前記容量素子が、受信側弾性表面波フィルタのアンテナ端子側端部の近傍に形成されていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の弾性表面波分波器。
【請求項１７】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、
前記インダクタが、前記パッケージ材内に形成されており、前記容量素子は、前記送信側弾性表面波フィルタ及び／または受信側弾性表面波フィルタを構成している圧電基板に形成されていることを特徴とする、弾性表面波分波器。
【請求項１８】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続されており、圧電基板を用いて構成された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有する高周波素子とを備え、
前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインをさらに備え、
前記インダクタが、前記位相調整用ストリップラインとパッケージ材内の同一の層に複数層に渡って形成されており、
前記受信側弾性表面波フィルタ及び送信側弾性表面波フィルタを構成している前記圧電基板がＬｉＴａＯ３基板であり、
前記容量素子が、圧電基板上に櫛形電極からなり、該櫛形電極の電極指を結ぶ方向が、弾性表面波フィルタにおいて表面波が伝搬する方向に対して直交する方向とされており、
前記櫛形電極の電極指の周期が下記の式（１３）〜（１５）〔但し、式（１３）〜（１５）において、ｆＨは、受信側弾性表面波フィルタの通過帯域の上限周波数を、ｆＬは、送信側弾性表面波フィルタのフィルタの通過帯域の下限周波数を意味し、Ｐは、櫛形電極の電極指ピッチ（電極指の幅と、電極指間のスペースの和）である〕の範囲にあることを特徴とする、弾性表面波分波器。
５３００／ｆＨ≧２×Ｐ …式（１３）
６８００／ｆＬ≦２×Ｐ≦１６５００／ｆＨ …式（１４）
１８８００／ｆＬ≦２×Ｐ …式（１５）
【請求項１９】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つの位相整合用素子と、
ローパスフィルタとを備える弾性表面波分波器であって、
前記ローパスフィルタが前記アンテナ端子と、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタとの間に接続されており、
前記ローパスフィルタが、ローパスフィルタ機能とアンテナ整合機能とを併せ持つことを特徴とする、弾性表面波分波器。
【請求項２０】
前記位相整合用素子が、周波数が相対的に高い側の弾性表面波フィルタと、アンテナ端子との間に配置され、該位相整合用素子による位相遅延量が、周波数が相対的に低い側の弾性表面波フィルタの中心周波数において９０度未満であることを特徴とする、請求項１９に記載の弾性表面波分波器。
【請求項２１】
前記位相遅延量が６０〜８０度の範囲にある、請求項２０に記載の弾性表面波分波器。
【請求項２２】
前記ローパスフィルタを除いた前記弾性表面波分波器のアンテナ端子におけるインピーダンスが、少なくとも送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの各通過帯域幅の５０％以上の周波数範囲で誘導性であり、前記ローパスフィルタの通過域におけるインピーダンスが容量性とされており、それによってアンテナ側から見て実軸に整合がとられていることを特徴とする、請求項１９〜２１のいずれかに記載の弾性表面波分波器。
【請求項２３】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
少なくとも１つのインダクタと、少なくとも１つの容量素子とを有し、前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの一端が共振接続点で接続されており、該共振接続点と、前記アンテナ端子との間にだけ設けられた高周波素子とを備え、
前記インダクタが、パッケージ材内に形成されており、前記容量素子が、圧電基板上に形成された櫛形電極からなり、該櫛形電極の電極指ピッチの方向が、該圧電基板上において伝搬する表面波装置の伝搬方向に対して９０度回転された方向であり、該容量素子によって生じるリップルが送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタの通過域の約２倍波及び３倍波並びにその近傍に位置せず、
前記高周波素子がローパスフィルタ機能とアンテナ整合機能とを併せ持つことを特徴とする、弾性表面波分波器。
【請求項２４】
アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続された送信側弾性表面波フィルタと、
前記アンテナ端子に接続された受信側弾性表面波フィルタと、
前記送信側弾性表面波フィルタ及び受信側弾性表面波フィルタが搭載されたパッケージ材と、
前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインと、
高周波素子とを備える弾性表面波分波器であって、
前記高周波素子が、送信側弾性表面波フィルタの２倍波及び３倍波もしくはその近傍に２つのトラップ減衰極を有し、
該高周波素子は、第１，第２のインダクタと、第１〜第３の容量素子とを少なくとも備え、前記第１〜第３の容量素子が、第１〜第３の各共通端子に各々２つずつの容量素子が共通接続されたΔ型に接続されており、前記第１の共通端子と、アース電位との間に第１のインダクタが接続されており、前記第２，第３の共通端子間に、第２のインダクタが接続されている、
前記第２のインダクタが、前記パッケージ材内に設けられた位相調整用ストリップラインと同一の層にかつ複数層に渡って形成されており、
前記ストリップラインの送信側信号端子と接続される端子と、前記第２のインダクタの送信側信号端子と接続される端子とが、前記パッケージ材において短絡されていることを特徴とする、弾性表面波分波器。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０２７９８
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【発行日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５０６１５１（Ｐ２００５−５０６１５１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００４７８２
【国際出願日】平成１６年４月１日（２００４．４．１）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【発行日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００４７８２
【国際出願日】平成１６年４月１日（２００４．４．１）
【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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