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技術 マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置

出願人 株式会社村田製作所
発明者 大門克也
出願日 2018年9月27日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2019-545615
公開日 2020年10月22日 (4ヶ月経過) 公開番号 WO2019-065861
状態 未査定
技術分野 弾性表面波素子とその回路網
主要キーワード マルチフィルタ 積層型基板 オフセット電極 送信増幅回路 ローノイズアンプ回路 実装レイアウト 周波数通過帯域 マルチモ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (17)

課題・解決手段

マルチプレクサ(1)の第1フィルタ(11)は、複数の直列共振子(111s〜114s)および複数の並列共振子(111p〜113p)で構成されるラダーフィルタ構造を有する。各共振子(111s〜114s、111p〜113p)は、一対の櫛歯状電極で構成されるIDT電極を有する弾性波共振子である。直列共振子(111s〜114s)のうち、共通端子に最も近い直列共振子(111s)および共通端子に最も近い並列共振子(111p)の少なくとも一方の反射器が有する反射電極指数は、残りの共振子(112s〜114s、112p、113p)の反射器が有する反射電極指数よりも少ない。

概要

背景

近年、携帯電話端末等の通信装置について、1つの端末で複数の周波数帯域及び複数の無線方式、いわゆるマルチバンド化及びマルチモード化に対応するため、高周波信号を周波数帯域ごとに分離(分波)するマルチプレクサが広く用いられている。このようなマルチプレクサに使用されるフィルタは、例えば、弾性波共振子を用いて構成される。

弾性波共振子の一例として、支持基板上に、高音速膜、低音速膜、圧電膜、及びIDT電極をこの順序で積層してなる弾性波装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。当該弾性波装置は、積層型基板の厚み方向に弾性波エネルギー閉じ込め効率が高く、高周波化に対応でき、かつ高いQ値が得られることから、小型でかつ通過損失が小さいフィルタを構成するために適している。

概要

マルチプレクサ(1)の第1フィルタ(11)は、複数の直列共振子(111s〜114s)および複数の並列共振子(111p〜113p)で構成されるラダーフィルタ構造を有する。各共振子(111s〜114s、111p〜113p)は、一対の櫛歯状電極で構成されるIDT電極を有する弾性波共振子である。直列共振子(111s〜114s)のうち、共通端子に最も近い直列共振子(111s)および共通端子に最も近い並列共振子(111p)の少なくとも一方の反射器が有する反射電極指数は、残りの共振子(112s〜114s、112p、113p)の反射器が有する反射電極指数よりも少ない。

目的

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、フィルタのストップバンド上端におけるレスポンスを抑制することができるマルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

共通端子、第1端子、及び第2端子と、前記共通端子と前記第1端子とを結ぶ第1経路上に配置され、複数の弾性波共振子を有する第1フィルタと、前記共通端子と前記第2端子とを結ぶ第2経路上に配置され、通過帯域周波数が前記第1フィルタより高い第2フィルタと、を備え、前記複数の弾性波共振子は、前記第1経路上に配置された2以上の直列共振子と、前記第1経路上のノードグランドとを結ぶ経路上に配置された1以上の並列共振子と、を含み、前記2以上の直列共振子のうち前記共通端子に最も近い第1直列共振子は、前記並列共振子を介さずに前記共通端子に接続され、前記複数の弾性波共振子は、圧電性を有する基板と、前記基板上に形成された一対の櫛歯状電極からなるIDT電極、及び、1以上の反射電極指を有する反射器を有し、前記第1直列共振子および、前記1以上の並列共振子のうち前記共通端子に最も近い第1並列共振子の少なくとも一方の反射電極指数は、残りの前記複数の弾性波共振子の反射電極指数よりも少ない、マルチプレクサ

請求項2

前記第1直列共振子および前記第1並列共振子の反射電極指数は、残りの前記複数の弾性波共振子の反射電極指数よりも少ない、請求項1に記載のマルチプレクサ。

請求項3

共通端子、第1端子、及び第2端子と、前記共通端子と前記第1端子とを結ぶ第1経路上に配置され、複数の弾性波共振子を有する第1フィルタと、前記共通端子と前記第2端子とを結ぶ第2経路上に配置され、通過帯域の周波数が前記第1フィルタより高い第2フィルタと、を備え、前記複数の弾性波共振子は、前記第1経路上に配置された1以上の直列共振子と、前記第1経路とグランドとを結ぶ経路上に配置された2以上の並列共振子と、を含み、前記2以上の並列共振子は、前記1以上の直列共振子のうち前記共通端子に最も近い第1直列共振子から見て前記共通端子側に位置する第1並列共振子と、前記第1端子側に位置する並列共振子を含み、前記複数の弾性波共振子は、圧電性を有する基板と、前記基板上に形成された一対の櫛歯状電極からなるIDT電極、及び、1以上の反射電極指を有する反射器を有し、前記第1並列共振子および前記第1直列共振子の少なくとも一方の反射電極指数は、残りの前記複数の弾性波共振子の反射電極指数よりも少ない、マルチプレクサ。

請求項4

前記第1並列共振子および前記第1直列共振子の反射電極指数は、残りの前記複数の共振子の反射電極指数よりも少ない、請求項3に記載のマルチプレクサ。

請求項5

前記基板は、前記IDT電極が一方の主面上に形成された圧電体層と、前記圧電体層を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速高速である高音支持基板と、前記高音速支持基板と前記圧電体層との間に配置され、前記圧電体層を伝搬するバルク波音速よりも、伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜と、を備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。

請求項6

前記第1フィルタにより発生するストップバンドレスポンスの周波数は、前記第2フィルタの周波数通過帯域に含まれる、請求項1〜5のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。

請求項7

請求項1〜6のいずれか1項に記載のマルチプレクサと、前記マルチプレクサに接続された増幅回路と、を備える、高周波フロントエンド回路

請求項8

アンテナ素子送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、前記アンテナ素子と前記RF信号処理回路との間で前記高周波信号を伝達する請求項7に記載の高周波フロントエンド回路と、を備える、通信装置

技術分野

0001

本発明は、弾性波共振子を含むフィルタを備えるマルチプレクサ高周波フロントエンド回路及び通信装置に関する。

背景技術

0002

近年、携帯電話端末等の通信装置について、1つの端末で複数の周波数帯域及び複数の無線方式、いわゆるマルチバンド化及びマルチモード化に対応するため、高周波信号を周波数帯域ごとに分離(分波)するマルチプレクサが広く用いられている。このようなマルチプレクサに使用されるフィルタは、例えば、弾性波共振子を用いて構成される。

0003

弾性波共振子の一例として、支持基板上に、高音速膜、低音速膜、圧電膜、及びIDT電極をこの順序で積層してなる弾性波装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。当該弾性波装置は、積層型基板の厚み方向に弾性波エネルギー閉じ込め効率が高く、高周波化に対応でき、かつ高いQ値が得られることから、小型でかつ通過損失が小さいフィルタを構成するために適している。

先行技術

0004

国際公開第2012/086639号

発明が解決しようとする課題

0005

弾性波共振子を用いたフィルタでは、自身の通過帯域外において、ストップバンド弾性波グレーティングに閉じ込められることにより、弾性波の波長が一定となる領域)レスポンスが発生することが知られている。特に、特許文献1に記載される積層構造の弾性波共振子のように、弾性波エネルギーの閉じ込め効率が高い弾性波共振子を用いたフィルタでは、比較的大きなストップバンドレスポンスが発生しやすくなる。

0006

このようなストップバンドレスポンスは、当該フィルタ自身の通過帯域内の特性上は問題とならないが、複数のフィルタを経由する経路が互いに接続されるマルチフィルタでは、他のフィルタの特性に影響を与え、劣化させる要因となり得る。具体的には、ストップバンドレスポンスの発生している周波数が他のフィルタの通過帯域内に位置している場合、他のフィルタの通過帯域におけるリップルパスバンドリップル)の増大を招く要因となる。

0007

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、フィルタのストップバンド上端におけるレスポンスを抑制することができるマルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るマルチプレクサは、共通端子、第1端子、及び第2端子と、前記共通端子と前記第1端子とを結ぶ第1経路上に配置され、複数の弾性波共振子を有する第1フィルタと、前記共通端子と前記第2端子とを結ぶ第2経路上に配置され、通過帯域の周波数が前記第1フィルタより高い第2フィルタと、を備え、前記複数の弾性波共振子は、前記第1経路上に配置された2以上の直列共振子と、前記第1経路上のノードグランドとを結ぶ経路上に配置された1以上の並列共振子と、を含み、前記2以上の直列共振子のうち前記共通端子に最も近い第1直列共振子は、前記並列共振子を介さずに前記共通端子に接続され、前記複数の弾性波共振子は、圧電性を有する基板と、前記基板上に形成された一対の櫛歯状電極からなるIDT電極、及び、1以上の反射電極指を有する反射器を有し、前記第1直列共振子および、前記1以上の並列共振子のうち前記共通端子に最も近い第1並列共振子の少なくとも一方の反射電極指数は、残りの前記複数の弾性波共振子の反射電極指数よりも少ない。

0009

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るマルチプレクサは、共通端子、第1端子、及び第2端子と、前記共通端子と前記第1端子とを結ぶ第1経路上に配置され、複数の弾性波共振子を有する第1フィルタと、前記共通端子と前記第2端子とを結ぶ第2経路上に配置され、通過帯域の周波数が前記第1フィルタより高い第2フィルタと、を備え、前記複数の弾性波共振子は、前記第1経路上に配置された1以上の直列共振子と、前記第1経路とグランドとを結ぶ経路上に配置された2以上の並列共振子と、を含み、前記2以上の並列共振子は、前記1以上の直列共振子のうち前記共通端子に最も近い第1直列共振子から見て前記共通端子側に位置する第1並列共振子と、前記第1端子側に位置する並列共振子を含み、前記複数の弾性波共振子は、圧電性を有する基板と、前記基板上に形成された一対の櫛歯状電極からなるIDT電極、及び、1以上の反射電極指を有する反射器を有し、前記第1並列共振子および前記第1直列共振子の少なくとも一方の反射電極指数は、残りの前記複数の弾性波共振子の反射電極指数よりも少ない。

0010

このように、第1直列共振子および第1並列共振子の少なくとも一方の反射電極指数を、残りの複数の弾性波共振子の反射電極指数よりも少なくすることで、第2フィルタに大きな影響を与える第1直列共振子および第1並列共振子の前記一方のストップバンドレスポンスを抑制することができる。これにより、第1フィルタのストップバンドに生じるレスポンスを効果的に抑制することができ、第2フィルタの通過帯域における挿入損失を低減することができる。

発明の効果

0011

本発明に係るマルチプレクサ等によれば、フィルタのストップバンドに生じるレスポンスを抑制することができる。

図面の簡単な説明

0012

図1は、実施の形態及び比較例の両方に共通するマルチプレクサの基本構成図である。
図2は、比較例に係るマルチプレクサの第1フィルタを示す回路構成図である。
図3は、比較例に係る第1フィルタのストップバンドに生じるレスポンスを示す模式図である。
図4は、比較例における第1フィルタのリターンロスを説明する図である。
図5は、実施の形態1に係るマルチプレクサの第1フィルタを示す回路構成図である。
図6は、実施の形態1に係る第1フィルタの弾性波共振子を模式的に表す平面図及び断面図である。
図7は、弾性波共振子の反射電極指数とインピーダンスとの関係を示す図である。
図8Aは、弾性波共振子の反射電極指数と位相との関係を示す図である。
図8Bは、弾性波共振子の反射電極指数と位相との関係を示す図である。
図9Aは、弾性波共振子の反射電極指数とリターンロスとの関係を示す図である。
図9Bは、弾性波共振子の反射電極指数とリターンロスとの関係を示す図である。
図10は、実施の形態1の変形例1に係る第1フィルタの回路構成図である。
図11は、実施の形態1の変形例2に係る第1フィルタの回路構成図である。
図12は、実施の形態2に係るマルチプレクサの第1フィルタの回路構成図である。
図13は、実施の形態2の変形例1に係る第1フィルタの回路構成図である。
図14は、実施の形態3に係る高周波フロントエンド回路の構成図である。

実施例

0013

(本発明に至る経緯)
まず、図1図4を参照しながら本発明に至る経緯について説明する。図1は、本実施の形態及び比較例の両方に共通するマルチプレクサ1の基本構成図である。なお、同図には、共通端子Port1に接続されるアンテナ素子2も図示されている。

0014

マルチプレクサ1は、共通端子Port1と、第1端子Port11と、第2端子Port21と、第1フィルタ11と、第2フィルタ21とを備える。第1フィルタ11は、共通端子Port1と第1端子Port11とを結ぶ第1経路r1上に配置されている。第2フィルタ21は、共通端子Port1と第2端子Port21とを結ぶ第2経路r2上に配置されている。第2フィルタ21は、第1フィルタ11よりも周波数通過帯域が高くなるように設定されている。

0015

図2は、比較例に係るマルチプレクサ1の第1フィルタ11を示す回路構成図である。

0016

比較例に係る第1フィルタ11は、複数の弾性波共振子を含むラダー型フィルタである。第1フィルタ11は、第1経路r1上に配置された弾性波共振子である直列共振子S1、S2、S3、S4、S5と、第1経路r1とグランドとを結ぶ経路上に配置された弾性波共振子である並列共振子P1、P2、P3、P4とを備える。直列共振子S1〜S5は、共通端子Port1から第1端子Port11に向かってこの順で配置されている。並列共振子P1は直列共振子S1及びS2の間に接続され、並列共振子P2は直列共振子S2及びS3の間に接続され、並列共振子P3は直列共振子S3及びS4の間に接続され、並列共振子P4は直列共振子S4及びS5の間に接続されている。以下、直列共振子S1〜S5及び並列共振子P1〜P4の全てまたは一部を指して「共振子」と呼ぶ場合がある。

0017

図3を参照しながら、比較例に係るマルチプレクサ1に起こり得る問題点について説明する。図3は、比較例に係る第1フィルタ11のストップバンドに生じるレスポンスを示す模式図である。図3におけるグラフ太線は、共振周波数f1及び反共振周波数f2を有する直列共振子S1のインピーダンス特性を示しており、グラフの細線は、第1フィルタ11及び第2フィルタ21の挿入損失を示している。

0018

ストップバンドレスポンスは、共振子の反射器に起因して発生するスプリアスであり、例えば、共振子の反共振点よりも周波数が高い側において、さざ波状のインピーダンスの乱れとなって表れる。図3に示すように、第1フィルタ11のいずれかの共振子によるストップバンドレスポンスが、第2フィルタ21の通過帯域内の周波数f3に発生すると、第1フィルタ11で反射されるべき周波数f3の信号の一部が反射されずに損失となり、第2フィルタ21の通過帯域において挿入損失にリップルが生じる。第2フィルタ21のリップルを低減するためには、第1フィルタ11の共振子によって生じるストップバンドレスポンスを抑制する必要がある。

0019

前述したように、弾性波共振子を用いたフィルタでは、自身の通過帯域外において、ストップバンドレスポンスが発生する。特に、弾性波エネルギーの閉じ込め効率が高い弾性波共振子を用いた場合、小型でかつ通過損失が小さいフィルタが構成できる反面、比較的大きなストップバンドレスポンスが発生しやすくなる。そこで、ストップバンドレスポンスを抑制するための技術が必要となる。

0020

ここで、第1フィルタ11に含まれる複数の共振子のうち、どの共振子のストップバンドレスポンスが第2フィルタ21により大きく影響するか、すなわち、どの共振子のストップバンドレスポンスを抑制すると第2フィルタ21の挿入損失の低減に効果的であるかを説明する。

0021

図4は、比較例における第1フィルタ11のリターンロスを説明する図である。図4は、第1フィルタ11に共通端子Port1側から所定の周波数信号を入力した場合のリターンロスと比較して、第1フィルタ11の複数の共振子のうちの1つに抵抗を挿入して所定の周波数信号を入力した場合のリターンロスの増分を示す図である。なお、第1フィルタ11に入力する所定の周波数信号は、第1フィルタ11のストップバンドであってかつ第2フィルタ21の通過帯域の周波数を含む信号である。

0022

共振子に挿入した抵抗は、当該共振子にストップバンドレスポンスが発生している状態を模擬的に表している。第1フィルタ11のリターンロスは、どの共振子に抵抗を挿入したか、つまりどの共振子でストップバンドレスポンスが発生しているかに応じて異なる度合いで増加する。

0023

ここで、リターンロスとは共通端子Port1から見た第1フィルタ11の反射損失のことであり、リターンロスが大きいほど、第1フィルタ11からの信号の反射は小さくなる。つまり、第2フィルタ21の通過帯域の周波数信号が第1フィルタ11に吸収されてしまうことで、第2フィルタ21での挿入損失が増大する。

0024

図4に示すように、共通端子Port1に最も近い直列共振子S1に抵抗を挿入した場合のリターンロスの増分は最大で0.7dBであり、2番目に近い並列共振子P1に抵抗を挿入した場合のリターンロスの増分は最大で0.38dBである。一方、3番目に近い直列共振子S2に抵抗を挿入した場合のリターンロスの増分は最大で0.05dBであり、また、4番目以降の各共振子P2〜P4、S3〜S5に抵抗を挿入した場合のリターンロスの増分は約0dBであり、リターンロスはほとんど増加しないとみなすことができる。

0025

このように、第1フィルタ11におけるリターンロスの増加は、共通端子Port1の近くに位置する共振子、より具体的には共通端子Port1側初段の直列共振子および並列共振子でストップバンドレスポンスが発生した場合ほど大きい。したがって、第2フィルタ21の挿入損失を低減するためには、共通端子Port1側初段の直列共振子および並列共振子に対してストップバンドレスポンスを抑制する対策を施すことが効果的である。

0026

本実施の形態のマルチプレクサ1では、共通端子Port1の近くに位置する共振子が、ストップバンドレスポンスを抑制する構造を有している。これにより、第2フィルタ21の通過帯域における挿入損失を低減することができる。

0027

以下、本発明の実施の形態について、実施例及び図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する場合がある。また、以下の実施の形態において、「接続される」とは、直接接続される場合だけでなく、他の素子等を介して電気的に接続される場合も含まれる。

0028

(実施の形態1)
図1及び図5〜図9を参照しながら実施の形態1に係るマルチプレクサ1について説明する。なお、実施の形態1と前述した比較例とで重複する構成要素もあるが、重複する構成要素を含めて実施の形態1として改めて説明する。

0029

[1−1.マルチプレクサの構成]
実施の形態1のマルチプレクサ1は、通過帯域が互いに異なる複数のフィルタを備えており、これら複数のフィルタのアンテナ側の端子が共通端子Port1で束ねられたマルチプレクサ(分波器)である。具体的には図1に示すように、マルチプレクサ1は、共通端子Port1と、第1端子Port11と、第2端子Port21と、第1フィルタ11と、第2フィルタ21とを備える。

0030

共通端子Port1は、第1フィルタ11及び第2フィルタ21に共通に設けられ、マルチプレクサ1の内部で第1フィルタ11及び第2フィルタ21に接続される。また、共通端子Port1は、マルチプレクサ1の外部でアンテナ素子2に接続される。つまり、共通端子Port1は、マルチプレクサ1のアンテナ端子でもある。

0031

第1端子Port11は、マルチプレクサ1の内部で第1フィルタ11に接続される。第2端子Port21は、マルチプレクサ1の内部で第2フィルタ21に接続される。また、第1端子Port11及び第2端子Port21は、マルチプレクサ1の外部で、増幅回路等(図示せず)を介してRF信号処理回路RFIC:Radio Frequency IntegratedCircuit、図示せず)に接続される。

0032

第1フィルタ11は、共通端子Port1と第1端子Port11とを結ぶ第1経路r1上に配置される。第1フィルタ11は、例えば、BandL(ローバンド)における下り周波数帯受信帯域)を通過帯域とする受信フィルタである。

0033

第2フィルタ21は、共通端子Port1と第2端子Port21とを結ぶ第2経路r2上に配置される。第2フィルタ21は、例えば、BandH(ハイバンド)における下り周波数帯(受信帯域)を通過帯域とする受信フィルタである。

0034

第1フィルタ11及び第2フィルタ21の特性としては、対応するBandの受信帯域(または受信帯域)を通過させ、他の帯域減衰させるような特性が求められる。本実施の形態では、第2フィルタ21は、第1フィルタ11よりも通過帯域周波数が高くなるように設定されている。

0035

第1経路r1と第2経路r2とは、ノードNで接続されている。つまり、ノードNは、第1経路r1及び第2経路r2を束ねる点である。なお、マルチプレクサ1において、第1フィルタ11とノードNとを結ぶ第1経路r1上、及び、第2フィルタ21とノードNとを結ぶ第2経路r2上、あるいは、ノードNと共通端子Port1とを結ぶ経路上等に、インピーダンス整合用インダクタ等のインピーダンス素子が接続されていてもかまわない。

0036

[1−2.フィルタの構成]
次に、第1フィルタ11及び第2フィルタ21の構成について、BandLを通過帯域とする第1フィルタ11を例に挙げて説明する。

0037

図5は、第1フィルタ11を示す回路構成図である。同図に示すように、第1フィルタ11は、弾性波共振子である直列共振子111s、112s、113s、114s及び並列共振子111p、112p、113pを備える。以下、直列共振子111s〜114s及び並列共振子111p〜113pの全部または一部を指して「共振子110」と呼ぶ場合がある。

0038

直列共振子111s〜114sは、共通端子Port1と第1端子Port11とを結ぶ第1経路(直列腕)r1上に、共通端子Port1側からこの順に直列に接続されている。また、並列共振子111p〜113pは、第1経路r1上にて隣り合う直列共振子111s〜114sの間の各ノードn1、n2、n3と基準端子(グランド)とを結ぶ経路(並列腕)上に互いに並列に接続されている。具体的には、共通端子Port1に最も近い直列共振子111sは、並列共振子111p〜113pを間に介さずに共通端子Port1に接続されている。各並列共振子111p〜113pの一端は、ノードn1、n2、n3のいずれか1つに接続され、他端は基準端子に接続されている。

0039

このように、第1フィルタ11は、第1経路r1上に配置された2以上の直列共振子(本実施の形態では4つの直列共振子)、及び、第1経路r1と基準端子(グランド)とを結ぶ経路上に配置された1以上の並列共振子(本実施の形態では3つの並列共振子)で構成されるT型のラダーフィルタ構造を有する。

0040

なお、第1フィルタ11の直列共振子及び並列共振子の数は、それぞれ、4個及び3個に限定されず、直列共振子が2個以上かつ並列共振子が1個以上あればよい。また、並列共振子は、インダクタを介して、基準端子に接続されていてもよい。また、直列腕上あるいは並列腕上に、インダクタ及びキャパシタ等のインピーダンス素子が挿入または接続されていてもよい。また図5では、並列共振子が接続される基準端子が個別化されているが、基準端子を個別化するか共通化するかは、例えば、第1フィルタ11の実装レイアウト制約等によって適宜選択され得る。

0041

[1−3.弾性波共振子の構造]
次に、第1フィルタ11を構成する共振子110の基本構造について説明する。本実施の形態における共振子110は、弾性表面波SAW:Surface Acoustic Wave)共振子である。

0042

なお、もう一方のフィルタである第2フィルタ21は、上記の構成に限定されず、要求されるフィルタ特性等に応じて適宜設計され得る。具体的には、第2フィルタ21は、ラダー型フィルタ構造を有さなくてもよく、例えば縦結合型のフィルタ構造であってもかまわない。また、第2フィルタ21を構成する各共振子は、SAW共振子に限らず、例えば、BAW(Bulk Acoustic Wave)共振子であってもかまわない。さらには、第2フィルタ21は、共振子を用いずに構成されていてもよく、例えば、LC共振フィルタあるいは誘電体フィルタであってもかまわない。

0043

図6は、第1フィルタ11の共振子110を模式的に表す平面図及び断面図である。なお、図6に示された共振子110は、上記共振子110の典型的な構造を説明するためのものであって、電極を構成する電極指の本数や長さなどは、これに限定されない。

0044

図6の平面図に示すように、共振子110は、互いに対向する一対の櫛歯状電極32a及び32bと、一対の櫛歯状電極32a及び32bに対して弾性波伝搬方向Xに配置された反射器32cと、を有する。一対の櫛歯状電極32a及び32bは、IDT電極32を構成している。

0045

櫛歯状電極32aは、櫛歯形状に配置され、互いに平行な複数の電極指322aと、複数の電極指322aのそれぞれの一端同士を接続するバスバー電極321aとで構成されている。また、櫛歯状電極32bは、櫛歯形状に配置され、互いに平行な複数の電極指322bと、複数の電極指322bのそれぞれの一端同士を接続するバスバー電極321bとで構成されている。複数の電極指322a及び322bは、弾性波伝搬方向Xの直交方向に延びるように形成されている。

0046

一対の反射器32cは、一対の櫛歯状電極32a及び32bに対して弾性波伝搬方向Xに配置されている。具体的には、一対の反射器32cは、弾性波伝搬方向Xにおいて、一対の櫛歯状電極32a及び32bを挟むように配置されている。各反射器32cは、互いに平行なM本の反射電極指322c、当該複数の反射電極指を接続する反射器バスバー電極321cと、で構成されている。一対の反射器32cは、反射器バスバー電極321cが弾性波伝搬方向Xに沿って形成されている。

0047

[1−4.弾性波共振子の断面構造
ここで、再び図6を参照しながら、共振子110の断面構造について説明する。

0048

図6の断面図に示すように、複数の電極指322a及び322b、ならびに、バスバー電極321a及び321bで構成されるIDT電極32は、密着層324と主電極層325との積層構造となっている。また、反射器32cの断面構造は、IDT電極32の断面構造と同様のため、以下ではその説明を省略する。

0049

密着層324は、圧電体層327と主電極層325との密着性を向上させるための層であり、材料として、例えば、Tiが用いられる。密着層324の膜厚は、例えば、12nmである。

0050

主電極層325は、材料として、例えば、Cuを1%含有したAlが用いられる。主電極層325の膜厚は、例えば162nmである。

0051

保護層326は、IDT電極32を覆うように形成されている。保護層326は、主電極層325を外部環境から保護する、周波数温度特性を調整する、及び、耐湿性を高めるなどを目的とする層であり、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする膜である。保護層326の膜厚は、例えば25nmである。

0052

このようなIDT電極32ならびに反射器32cは、次に説明する基板320の主面上に配置されている。以下、本実施の形態における基板320の積層構造について説明する。

0053

図6下段に示すように、基板320は、高音速支持基板329と、低音速膜328と、圧電体層327とを備え、高音速支持基板329、低音速膜328及び圧電体層327がこの順で積層された構造を有している。

0054

圧電体層327は、IDT電極32ならびに反射器32cが主面上に配置された圧電膜である。圧電体層327は、例えば、50°YカットX伝搬LiTaO3圧電単結晶または圧電セラミックス(X軸を中心軸としてY軸から50°回転した軸を法線とする面で切断したタンタル酸リチウム単結晶またはセラミックスであって、X軸方向に弾性表面波が伝搬する単結晶またはセラミックス)からなる。圧電体層327の厚みは、IDT電極32の電極ピッチで定まる弾性波の波長をλとした場合、3.5λ以下であり、例えば、600nmである。

0055

高音速支持基板329は、低音速膜328、圧電体層327ならびにIDT電極32を支持する基板である。高音速支持基板329は、さらに、圧電体層327を伝搬する表面波境界波の弾性波よりも、高音速支持基板329中のバルク波音速高速となる基板であり、弾性表面波を圧電体層327及び低音速膜328が積層されている部分に閉じ込め、高音速支持基板329より下方に漏れないように機能する。高音速支持基板329は、例えば、シリコン基板であり、厚みは、例えば125μmである。

0056

低音速膜328は、圧電体層327を伝搬するバルク波の音速よりも、低音速膜328中のバルク波の音速が低速となる膜であり、圧電体層327と高音速支持基板329との間に配置される。この構造と、弾性波が本質的に低音速な媒質エネルギーが集中するという性質とにより、弾性表面波エネルギーのIDT電極32外への漏れが抑制される。低音速膜328は、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする膜である。低音速膜328の厚みは、IDT電極32の電極ピッチで定まる弾性波の波長をλとした場合、2λ以下であり、例えば670nmである。

0057

本実施の形態における基板320の上記積層構造によれば、例えば圧電基板単層で使用している従来の構造と比較して、共振周波数及び反共振周波数におけるQ値を大幅に高めることが可能となる。一方、上記積層構造によれば、基板320の厚み方向における弾性波エネルギーの閉じ込め効率が高くなるので、共振子110によって発生したストップバンドレスポンスが減衰されにくく残ってしまう。そのため、上記積層構造を有する本実施の形態の共振子110では、より一層、ストップバンドレスポンスを抑制するための方策が必要となる。

0058

そこで、本実施の形態では、共通端子Port1に最も近い直列共振子111sおよび共通端子Port1に最も近い並列共振子111pの少なくとも一方の反射器を、残りの共振子である共振子112s〜114s、112p、113pの反射器と比べて、より少ない本数の反射電極指322cで構成する。

0059

[1−5.効果等]
図7は、各反射器32cを構成する反射電極指322cの本数の違いによる共振子110のインピーダンスを比較する図である。具体的には、図7は、各反射器32cを構成する反射電極指数を、それぞれ0、41とした場合における周波数とインピーダンスとの関係を示す図である。ここで、反射電極指数が0本であるとは、共振子110が反射器32cを有しないことを意味する。

0060

図7に示すように、反射電極指数が41である共振子110では、第1フィルタ11のストップバンドにおけるインピーダンスの乱れは比較的大きく、第2フィルタ21の通過帯域である周波数2700MH付近ではっきりしたストップバンドレスポンスが表れている。

0061

これに対し、反射電極指数が0である(つまり、反射器32cを有しない)共振子110では、第1フィルタ11のストップバンドにおけるインピーダンスの乱れは小さく、第2フィルタ21の通過帯域にストップバンドレスポンスがほとんど表れていない。

0062

図8Aは、共振子110の周波数と位相との関係を示す図であって、図7に示すインピーダンスを、Sパラメータを用いて位相に変換した図である。図9Aには、反射電極指数が0および41の場合のインピーダンスに加えて、反射電極指数が11、21、および31の場合のインピーダンス(図7には示さず)からそれぞれ変換した位相が示されている。このようにインピーダンスを位相に変換して見ると、反射電極指数を変えた場合のストップバンドレスポンスの違いが位相の違いとして顕著に表れる。

0063

図8Aに示すように、共振子110では、第1フィルタ11のストップバンドにて位相が大きくなり、ストップバンドレスポンスが表れている。これを反射電極指数ごとに見ると、反射電極指数が41の場合に位相が大きく、反射電極指数を段階的に少なくするにしたがって位相が小さくなっている。例えば、反射電極指数が11の場合は、第1フィルタ11のストップバンドにおける位相は小さく、ストップバンドレスポンスがほとんど表れていない。

0064

図8Bは、共振子110の反射電極指数と第1フィルタ11のストップバンドにおける位相の最大値との関係を示す図である。具体的には、図8Bは、図8Aに示す共振子110の反射電極指数を横軸とし、位相を縦軸としたグラフにおいて、反射電極指数ごとにストップバンドにおける位相の最大値をプロットした図である。

0065

図8Bに示すように、共振子110では、反射電極指数が41の場合に位相が大きく、反射電極指数が減るにしたがって位相が小さくなっている。

0066

図8A図8Bに示すように、共振子110の反射電極指数を11以下とすることで、インピーダンスの乱れ及び位相が小さくなり、ストップバンドレスポンスの発生を抑制することができる。

0067

図9Aは、第1フィルタ11のリターンロスを示す図である。具体的には、図11は、直列共振子111sの反射電極指数を変えた場合における第1フィルタ11の周波数とリターンロスとの関係を示す図である。なお、リターンロスとは、共通端子Port1から第1フィルタ11に入力された信号の強度と、共通端子Port1に出力された信号の強度との比である。リターンロスが大きいほど、信号の反射が小さく、第2フィルタ21の挿入損失が増大することを意味する。なお、直列共振子112s〜114s及び並列共振子111p〜113pの反射電極指数は、いずれも、直列共振子111sの反射電極指数に依らず一定数とした。

0068

図9Aに示すように、第1フィルタ11では、ストップバンドである周波数2700MHz付近でリターンロスが大きくなっている。これを反射電極指数ごとに見ると、反射電極指数が41の場合にリターンロスが大きく、反射電極指数を段階的に少なくするにしたがってリターンロスが小さくなっている。例えば、反射電極指数が11の場合は、第1フィルタ11のストップバンドである周波数2700MHz付近にてリターンロスがほとんど表れていない。

0069

図9Bは、直列共振子111sの反射電極指数と第1フィルタ11のストップバンドにおけるリターンロスの最大値との関係を示す図である。具体的には、図9Bは、図9Aに示す直列共振子111sの反射電極指数を横軸としリターンロスを縦軸としたグラフにおいて、反射電極指数ごとにストップバンドにおけるリターンロスの最大値をプロットした図である。

0070

図9Bに示すように、第1フィルタ11では、直列共振子110の反射電極指数が41の場合にリターンロスが大きく、反射電極指が減るにしたがってリターンロスが小さくなっている。

0071

図9A図9Bに示すように、直列共振子112s〜114s及び並列共振子111p〜113pの反射電極指数を一定数とした条件のもと、第1フィルタ11を構成する直列共振子111sの反射電極指数を11以下とすることで、第1フィルタ11のリターンロスを低減することができる。

0072

このことから、反射電極指数が少ない共振子110を用いることにより、反射電極指数がより多い共振子110を用いる場合と比べて、ストップバンドレスポンスを低減できことが分かる。したがって、直列共振子111sおよび並列共振子111pの少なくとも一方の反射電極指を、共振子112s〜114s、112p、113pの反射電極指よりも少なくすることにより、第1フィルタ11のストップバンドレスポンスを低減し、第2フィルタ21の挿入損失を効果的に低減できる。

0073

本実施の形態に係るマルチプレクサ1は、共通端子Port1、第1端子Port11、及び第2端子Port21と、共通端子Port1と第1端子Port11とを結ぶ第1経路r1上に配置された第1フィルタ11と、共通端子Port1と第2端子Port21とを結ぶ第2経路r2上に配置され、通過帯域の周波数が第1フィルタ11より高い第2フィルタ21と、を備える。

0074

第1フィルタ11は、第1経路r1上に配置された2以上の直列共振子(例えば直列共振子111s〜114s)と、第1経路r1上にて隣り合う直列共振子111s〜114sの間のノードn1〜n3とグランドとを結ぶ経路上に配置された1以上の並列共振子(例えば並列共振子111p〜113p)と、を有し、2以上の直列共振子111s〜114sのうち共通端子Port1に最も近い直列共振子111sは、並列共振子111p〜113pを間に介さずに共通端子Port1に接続されている。

0075

2以上の直列共振子111s〜114s及び1以上の並列共振子111p〜113pの各共振子は、圧電性を有する基板320上に形成された一対の櫛歯状電極32a、32bからなるIDT電極32、及び、1以上の反射電極指を有する反射器32cを有している。

0076

直列共振子111sおよび並列共振子111pの少なくとも一方の反射電極指数は、共振子112s〜114s、112p、113pの反射電極指数よりも少ない。ここで、直列共振子111sが第1直列共振子の一例であり、並列共振子111pが第1並列共振子の一例であり、共振子112s〜114s、112p、113pが残りの複数の弾性波共振子の一例である。

0077

このように、共通端子Port1に最も近い直列共振子111sおよび共通端子Port1に最も近い並列共振子111pの少なくとも一方の反射電極指数を、残りの共振子112s〜114s、112p、113pのいずれの反射電極指数よりも少なくすることで、第2フィルタ21に大きな影響を与える直列共振子111sおよび並列共振子111pの前記一方のストップバンドレスポンスの発生を抑制することができる。これにより、第1フィルタ11のストップバンドレスポンスを抑制することができ、第2フィルタ21の通過帯域における挿入損失を効率的に低減することができる。

0078

(実施の形態1の変形例1)
実施の形態1の変形例1に係るマルチプレクサ1では、直列共振子111sおよび並列共振子111pの両方の反射電極指を、残りの共振子112s〜114s、112p、113pのいずれの反射電極指よりも少なく構成する。

0079

図10は、実施の形態1の変形例1に係る第1フィルタ11の回路構成図である。変形例1に係る第1フィルタ11は、実施の形態1に示した並列共振子111pの代わりに、並列共振子111aを備えている。並列共振子111aは、複数の並列共振子111a、112p、113pのうち、共通端子Port1に最も近い位置に配置されている第1並列共振子の一例である。

0080

変形例1の第1フィルタ11では、直列共振子111sおよび並列共振子111aの両方の反射電極指数が、残りの共振子112s〜114s、112p、113pのいずれの反射電極指数よりも少ない。直列共振子111sの反射電極指数と並列共振子111aの反射電極指数とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。

0081

第1フィルタ11を構成する直列共振子111s〜114sおよび並列共振子111a、112p、113pのうち、第2フィルタ21に影響を与える直列共振子111sおよび並列共振子111aの両方が上記構成を有することで、第1フィルタ11のストップバンドにおけるレスポンスをさらに抑制することができる。

0082

(実施の形態1の変形例2)
実施の形態1の変形例2に係るマルチプレクサ1は、第1フィルタ11の直列共振子111sが、分割された共振子で構成されている。

0083

図11は、実施の形態1の変形例2に係る第1フィルタ11の回路構成図である。図11に示すように、変形例2に係るマルチプレクサ1は、第1フィルタ11の直列共振子111sが、直列接続された2つの直列共振子111b及び111cで構成されている。

0084

実施の形態1の変形例2に係るマルチプレクサ1では、直列共振子111b及び111cのいずれの反射電極指数も、共振子112s〜114s、112p、113pのいずれの反射電極指数よりも少ない。直列共振子111bの反射電極指数と直列共振子111cの反射電極指数とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。

0085

これにより、第1フィルタ11のストップバンドに生じるレスポンスを効果的に抑制することができる。

0086

(実施の形態2)
実施の形態2のマルチプレクサ1は、第1フィルタ11Aがπ型のラダーフィルタ構造を有する点で、T型のラダーフィルタ構造を有する実施の形態1の第1フィルタ11と異なる。

0087

図12は、実施の形態2に係るマルチプレクサ1の第1フィルタ11Aの回路構成図である。同図に示すように、第1フィルタ11Aは、直列共振子111s〜114s及び並列共振子111d、111p〜113pを備える。

0088

直列共振子111s〜114sは、共通端子Port1と第1端子Port11とを結ぶ第1経路(直列腕)r1上に、共通端子Port1側からこの順に直列に接続されている。並列共振子111dは、共通端子Port1と直列共振子111sとの間のノードn0と基準端子(グランド)とを結ぶ経路(並列腕)に接続されている。具体的には、共通端子Port1に最も近い並列共振子111dは、直列共振子111s〜114sを間に介さずに共通端子Port1に接続されている。また、並列共振子111p〜113pは、第1経路r1上にて隣り合う直列共振子111s〜114sの間の各ノードn1、n2、n3と基準端子とを結ぶ経路上に互いに並列に接続されている。

0089

このように、第1フィルタ11Aは、第1経路r1上に配置された1以上の直列共振子(例えば4つの直列共振子111s〜114s)、及び、第1経路r1と基準端子とを結ぶ経路上に配置された2以上の並列共振子(例えば4つの並列共振子111d、111p〜113p)で構成されるπ型のラダーフィルタ構造を有する。

0090

第1フィルタ11Aにおいて、並列共振子111dおよび直列共振子111sの少なくとも一方の反射電極指数は、共振子112s〜114s、111p〜113pの反射電極指数よりも少ない。ここで、直列共振子111sが第1直列共振子の一例であり、並列共振子111dが第1並列共振子の一例であり、共振子112s〜114s、111p〜113pが残りの共振子の一例である。

0091

第1フィルタ11Aを構成する直列共振子111s〜114sおよび並列共振子111d、111p〜113pのうち、第2フィルタ21により大きな影響を与える並列共振子111dおよび直列共振子111sの少なくとも一方が上記構成を有することで、第1フィルタ11Aのストップバンドに生じるレスポンスを抑制することができる。

0092

また、第1フィルタ11Aにおいて、並列共振子111dおよび直列共振子111sの両方の反射電極指数が、残りの共振子112s〜114s、111p〜113pのいずれの反射電極指数よりも少なくてもよい。並列共振子111dの反射電極指数と直列共振子111sの反射電極指数とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。

0093

第1フィルタ11Aを構成する直列共振子111s〜114sおよび並列共振子111d、111p〜113pのうち、第2フィルタ21に影響を与える並列共振子111dおよび直列共振子111sの両方が上記構成を有することで、第1フィルタ11のストップバンドにおけるレスポンスをさらに抑制することができる。

0094

(実施の形態2の変形例1)
実施の形態2の変形例1に係るマルチプレクサ1では、第1フィルタ11Aの並列共振子111dが、分割された共振子で構成されている。

0095

図13は、実施の形態2の変形例1に係る第1フィルタ11Aの回路構成図である。図13に示すように、第1フィルタ11Aでは、直列接続された共振子111e、111fと、直列接続された共振子111g、111hとが、互いに並列に接続されて、並列共振子111dが構成されている。

0096

実施の形態2の変形例1に係るマルチプレクサ1では、並列共振子111dを構成する共振子111e〜111hのいずれの反射電極指数も、共振子112s〜114s、111p〜113pのいずれの反射電極指数よりも少ない。共振子111e〜111hのそれぞれの反射電極指数は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。

0097

これにより、第1フィルタ11Aのストップバンドに生じるレスポンスを効果的に抑制することができる。

0098

(実施の形態3)
上記実施の形態1、2及びその変形例に係るマルチプレクサは、高周波フロントエンド回路、さらには当該高周波フロントエンド回路を備える通信装置に適用することもできる。そこで、本実施の形態では、このような高周波フロントエンド回路及び通信装置について説明する。

0099

図14は、実施の形態3に係る高周波フロントエンド回路30の構成図である。なお、同図には、高周波フロントエンド回路30と接続されるアンテナ素子2、RF信号処理回路(RFIC)3、及び、ベースバンド信号処理回路(BBIC)4についても併せて図示されている。高周波フロントエンド回路30と、RF信号処理回路3と、ベースバンド信号処理回路4とは、通信装置40を構成している。

0100

高周波フロントエンド回路30は、実施の形態1に係るマルチプレクサ1と、受信側スイッチ13及び送信側スイッチ23と、ローノイズアンプ回路14と、パワーアンプ回路24と、を備える。

0101

マルチプレクサ1は、4つのフィルタを備えている。具体的には、マルチプレクサ1は、第1フィルタ11及び第2フィルタ21の他にもフィルタ12及びフィルタ22を備える。フィルタ12は、上り周波数帯送信帯域)を通過帯域とする送信フィルタであり、共通端子Port1と個別端子Port12とを結ぶ経路上に配置されている。フィルタ22は、上り周波数帯(送信帯域)を通過帯域とする送信フィルタであり、共通端子Port1と個別端子Port22とを結ぶ経路上に配置されている。

0102

受信側スイッチ13は、マルチプレクサ1の出力端子である第1端子Port11及び第2端子Port21に個別に接続された2つの選択端子、ならびに、ローノイズアンプ回路14に接続された共通端子を有するスイッチ回路である。

0103

送信側スイッチ23は、マルチプレクサ1の入力端子である個別端子Port12及びPort22に個別に接続された2つの選択端子、ならびに、パワーアンプ回路24に接続された共通端子を有するスイッチ回路である。

0104

これら受信側スイッチ13及び送信側スイッチ23は、それぞれ、制御部(図示せず)からの制御信号にしたがって、共通端子と所定のバンドに対応する信号経路とを接続し、例えば、SPDT(Single Pole Double Throw)型のスイッチによって構成される。なお、共通端子と接続される選択端子は1つに限らず、複数であってもかまわない。つまり、高周波フロントエンド回路30は、キャリアアグリゲーションに対応してもかまわない。

0105

ローノイズアンプ回路14は、アンテナ素子2、マルチプレクサ1及び受信側スイッチ13を経由した高周波信号(ここでは高周波受信信号)を増幅し、RF信号処理回路3へ出力する受信増幅回路である。

0106

パワーアンプ回路24は、RF信号処理回路3から出力された高周波信号(ここでは高周波送信信号)を増幅し、送信側スイッチ23及びマルチプレクサ1を経由してアンテナ素子2に出力する送信増幅回路である。

0107

RF信号処理回路3は、アンテナ素子2から受信信号経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をベースバンド信号処理回路4へ出力する。また、RF信号処理回路3は、ベースバンド信号処理回路4から入力された送信信号アップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号をパワーアンプ回路24へ出力する。RF信号処理回路3は、例えば、RFICである。

0108

ベースバンド信号処理回路4で処理された信号は、例えば、画像信号として画像表示のために、または、音声信号として通話のために使用される。

0109

なお、高周波フロントエンド回路30は、上述した各構成要素の間に、他の回路素子を備えていてもよい。

0110

以上のように構成された高周波フロントエンド回路30及び通信装置40によれば、上記実施の形態1に係るマルチプレクサ1を備えることにより、第1フィルタ11の通過帯域外にて生じるストップバンドレスポンスを抑制することができ、第2フィルタ21の通過帯域内にて生じる挿入損失を低減することができる。

0111

なお、高周波フロントエンド回路30は、実施の形態1に係るマルチプレクサ1の第1フィルタ11に代わり、実施の形態1の変形例1の第1フィルタ11、ならびに、実施の形態2及び実施の形態2の変形例1に係る第1フィルタ11Aを備えてもかまわない。

0112

また、通信装置40は、高周波信号の処理方式に応じて、ベースバンド信号処理回路4を備えていなくてもよい。

0113

(その他の実施の形態)
以上、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置について、実施の形態及びその変形例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態及び変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る高周波フロントエンド回路及び通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。

0114

例えば、上記実施の形態3では、4つのフィルタを含むマルチプレクサを例に説明したが、本発明は、例えば、3つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたトリプレクサや、6つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたヘキサプレクサについても適用することができる。つまり、マルチプレクサは、2以上のフィルタを備えていればよい。

0115

また、上記実施の形態1では、第1フィルタ及び第2フィルタの双方が受信フィルタである例を示した。しかし、本発明は、第1フィルタのストップバンドレスポンスが第2フィルタの通過帯域内に位置するマルチプレクサであれば、第1及び第2フィルタの用途等に限定されず、適用することができる。このため、第1及び第2フィルタは、少なくとも一方が受信フィルタであってもよい。マルチプレクサは、送信フィルタ及び受信フィルタの双方を備える構成に限らず、送信フィルタのみ、または、受信フィルタのみを備える構成であってもかまわない。

0116

また、上記実施の形態1では、共振子110が、オフセット電極指(電極指に対向して相手側のバスバー電極から突出する電極)を有していない例を示したが、これに限られず、各共振子はオフセット電極指を有していてもよい。

0117

また、IDT電極32及び反射器32cの密着層324、主電極層325及び保護層326を構成する材料は、前述した材料に限定されない。さらに、IDT電極32は、上記積層構造でなくてもよい。IDT電極32は、例えば、Ti、Al、Cu、Pt、Au、Ag、Pdなどの金属または合金から構成されてもよく、また、上記の金属または合金から構成される複数の積層体から構成されてもよい。また、保護層326は、形成されていなくてもよい。

0118

また、実施の形態1の共振子110における基板320において、高音速支持基板329は、支持基板と、圧電体層327を伝搬する表面波や境界波の弾性波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速となる高音速膜とが積層された構造を有していてもよい。

0119

また、実施の形態1では、第1フィルタ11を構成するIDT電極32は、圧電体層327を有する基板320上に形成された例を示したが、IDT電極32が形成される基板は、圧電体層327の単層からなる圧電基板であってもよい。この場合の圧電基板は、例えば、LiTaO3の圧電単結晶、または、LiNbO3などの他の圧電単結晶で構成される。また、IDT電極32が形成される基板320は、圧電性を有する限り、全体が圧電体層からなるものの他、支持基板上に圧電体層が積層されている構造を用いてもよい。

0120

また、上記実施の形態1に係る圧電体層327は、50°YカットX伝搬LiTaO3単結晶を使用したものであるが、単結晶材料カット角はこれに限定されない。つまり、弾性波フィルタ装置の要求通過特性などに応じて、適宜、積層構造、材料、及び厚みを変更してもよく、上記以外のカット角を有するLiTaO3圧電基板またはLiNbO3圧電基板などを用いた弾性表面波フィルタであっても、同様の効果を奏することが可能となる。

0121

(まとめ)
本発明の一態様に係るマルチプレクサは、共通端子、第1端子、及び第2端子と、前記共通端子と前記第1端子とを結ぶ第1経路上に配置され、複数の弾性波共振子を有する第1フィルタと、前記共通端子と前記第2端子とを結ぶ第2経路上に配置され、通過帯域の周波数が前記第1フィルタより高い第2フィルタと、を備え、前記複数の弾性波共振子は、前記第1経路上に配置された2以上の直列共振子と、前記第1経路上のノードとグランドとを結ぶ経路上に配置された1以上の並列共振子と、を含み、前記2以上の直列共振子のうち前記共通端子に最も近い第1直列共振子は、前記並列共振子を間に介さずに前記共通端子に接続され、前記複数の弾性波共振子は、圧電性を有する基板と、前記基板上に形成された一対の櫛歯状電極からなるIDT電極、及び、1以上の反射電極指を有する反射器を有し、前記第1直列共振子および、前記1以上の並列共振子のうち前記共通端子に最も近い第1並列共振子の少なくとも一方の反射電極指数は、残りの前記複数の弾性波共振子の反射電極指数よりも少ない。

0122

このように、第1直列共振子および第1並列共振子の少なくとも一方の反射電極指数を、残りの複数の弾性波共振子の反射電極指数よりも少なくすることで、第2フィルタに大きな影響を与える第1直列共振子および第1並列共振子の前記一方のストップバンドレスポンスを抑制することができる。これにより、第1フィルタのストップバンドに生じるレスポンスを効果的に抑制することができ、第2フィルタの通過帯域における挿入損失を低減することができる。

0123

また、前記第1直列共振子および前記第1並列共振子の反射電極指数は、残りの前記複数の弾性波共振子の反射電極指数よりも少なくてもよい。

0124

このように、第1直列共振子および第1並列共振子の両方の反射電極指数を、残りの弾性波共振子の反射電極指数よりも少なくすることで、第2フィルタに影響を与える第1直列共振子および第1並列共振子の両方のストップバンドレスポンスを抑制することができる。これにより、第1フィルタのストップバンドに生じるレスポンスを効果的に抑制することができ、第2フィルタの通過帯域における挿入損失を低減することができる。

0125

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るマルチプレクサは、共通端子、第1端子、及び第2端子と、前記共通端子と前記第1端子とを結ぶ第1経路上に配置され、複数の弾性波共振子を有する第1フィルタと、前記共通端子と前記第2端子とを結ぶ第2経路上に配置され、通過帯域の周波数が前記第1フィルタより高い第2フィルタと、を備え、前記複数の弾性波共振子は、前記第1経路上に配置された1以上の直列共振子と、前記第1経路とグランドとを結ぶ経路上に配置された2以上の並列共振子と、を含み、前記2以上の並列共振子は、前記1以上の直列共振子のうち前記共通端子に最も近い第1直列共振子から見て前記共通端子側に位置する第1並列共振子と、前記第1端子側に位置する並列共振子を含み、前記複数の弾性波共振子は、圧電性を有する基板と、前記基板上に形成された一対の櫛歯状電極からなるIDT電極、及び、1以上の反射電極指を有する反射器を有し、前記第1並列共振子および前記第1直列共振子の少なくとも一方の反射電極指数は、残りの前記複数の弾性波共振子の反射電極指数よりも少ない。

0126

このように、第1並列共振子および第1直列共振子の少なくとも一方の反射電極指数を、残りの前記弾性波共振子の反射電極指数よりも少なくすることで、第2フィルタに大きな影響を与える第1並列共振子および第1直列共振子の前記一方のストップバンドレスポンスを抑制することができる。これにより、第1フィルタのストップバンドに生じるレスポンスを効果的に抑制することができ、第2フィルタの通過帯域における挿入損失を低減することができる。

0127

また、前記第1並列共振子および前記第1直列共振子の反射電極指数は、残りの前記複数の共振子の反射電極指数よりも少なくてもよい。

0128

このように、第1並列共振子および第1直列共振子の両方の反射電極指数を、残りの前記複数の弾性波共振子の反射電極指数よりも少なくすることで、第2フィルタに影響を与える第1並列共振子および第1直列共振子の両方のストップバンドレスポンスを抑制することができる。これにより、第1フィルタのストップバンドに生じるレスポンスを効果的に抑制することができ、第2フィルタの通過帯域における挿入損失を低減することができる。

0129

また、前記基板は、前記IDT電極が一方の主面上に形成された圧電体層と、前記圧電体層を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が高速である高音速支持基板と、前記高音速支持基板と前記圧電体層との間に配置され、前記圧電体層を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜と、を備えていてもよい。

0130

これにより、圧電体層を有する基板上に形成されたIDT電極を含む各共振子のQ値を高い値に維持できる。

0131

また、前記第1フィルタにより発生するストップバンドレスポンスの周波数は、前記第2フィルタの周波数通過帯域に含まれていてもよい。

0132

これによれば、第1フィルタのストップバンドに生じるレスポンスを抑制するとともに、第2フィルタの通過帯域における挿入損失を低減することができる。

0133

また、本発明の一態様に係る高周波フロントエンド回路は、上記いずれかのマルチプレクサと、前記マルチプレクサに接続された増幅回路と、を備える。

0134

これにより、第1フィルタのストップバンドに生じるレスポンスを抑制するとともに第2フィルタにおける通過帯域の挿入損失を低減することができる高周波フロントエンド回路を提供できる。

0135

また、本発明の一態様に係る通信装置は、アンテナ素子で送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、前記アンテナ素子と前記RF信号処理回路との間で前記高周波信号を伝達する上記高周波フロントエンド回路と、を備える。

0136

これにより、第1フィルタのストップバンドに生じるレスポンスを抑制するとともに第2フィルタにおける通過帯域の挿入損失を低減することができる通信装置を提供できる。

0137

本発明は、マルチバンドステムに適用できるマルチプレクサ、フロントエンド回路及び通信装置として、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。

0138

1マルチプレクサ
2アンテナ素子
3RF信号処理回路(RFIC)
4ベースバンド信号処理回路(BBIC)
11、11A 第1フィルタ
12、22 フィルタ
13 受信側スイッチ
14ローノイズアンプ回路
21 第2フィルタ
23 送信側スイッチ
24パワーアンプ回路
30高周波フロントエンド回路
32 IDT電極
32a、32b櫛歯状電極
32c反射器
40通信装置
110共振子
111a、111d〜111h、111p〜113p並列共振子
111b、111c、111s〜114s直列共振子
320基板
321a、321bバスバー電極
321c 反射器バスバー電極
322a、322b電極指
322c反射電極指
324密着層
325主電極層
326 保護層
327圧電体層
328低音速膜
329高音速支持基板
N、n0、n1、n2、n3、n4ノード
Port1共通端子
Port11 第1端子
Port21 第2端子
Port12、Port22 個別端子
r1 第1経路
r2 第2経路

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