JP5016467B2

JP5016467B2 - 弾性波フィルタ

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Publication number: JP5016467B2
Application number: JP2007323892A
Authority: JP
Inventors: 悟小野
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-12-14
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Description

本発明は弾性波フィルタに関し、特に複数の多重モードフィルタを有する弾性波フィルタに関する。

近年、移動体通信システムの発展に伴い、携帯電話、携帯情報端末等が急速に普及している。例えば、携帯電話端末においては、２つ以上の通信システムを有するマルチバンド対応の携帯電話が開発されている。このような機器では、２つ以上の通信システムの帯域をカバーする広帯域のフィルタが求められている。

しかしながら、２つ以上の帯域をカバーし、かつ低損失なフィルタを実現することは困難であった。そこで、複数の弾性波フィルタを並列に接続し、それぞれの弾性波フィルタが各通信システムの通信帯域をカバーするフィルタが用いられている。

特許文献１には、２つの弾性波フィルタを用いた１入力２不平衡出力のフィルタが開示されている。また、特許文献２には、２つの弾性波フィルタを用いた１入力２平衡出力のフィルタが開示されている。１つの入力に対し並列に接続された２つの弾性波フィルタにおいて、それぞれの弾性波フィルタがそれぞれの通過周波数帯域の信号を通過させる。通過周波数帯域外の信号を遮断するためには、一方の弾性波フィルタが通過周波数帯域となる周波数において、他方の弾性波フィルタは高インピーダンスとなることが求められる。

そこで、特許文献１および特許文献２においては、弾性波フィルタと入力との間に直列共振器を挿入することにより、一方の弾性波フィルタの通過周波数帯域において他方の弾性波フィルタは高インピーダンスとなるようにインピーダンスを調整する技術が開示されている。
特開平１１−６８５１２号公報特許３４８０４４５号公報

しかしながら、直列共振器を挿入すると、直列共振器による挿入損失が生じる。また、小型化の妨げにもなる。

本発明は、上記課題に鑑み、低損失でかつ小型化可能な弾性波フィルタを提供することを目的としている。

本発明は、複数の多重モードフィルタが接続され、第１不平衡入力ノードと２つの第１平衡出力ノードとが設けられ、前記複数の多重モードフィルタのうち、第１多重モードフィルタが前記２つの第１平衡出力ノードと接続されている第１弾性波フィルタと、複数の多重モードフィルタが接続され、第２不平衡入力ノードと２つの第２平衡出力ノードとが設けられ、前記複数の多重モードフィルタのうち、前記第１多重モードフィルタとは異なる開口長を有した第２多重モードフィルタが前記２つの第２平衡出力ノードと接続されており、前記第１弾性波フィルタとは通過周波数帯域が異なる第２弾性波フィルタと、を具備し、前記２つの第１平衡出力ノードの各々と、前記２つの第２平衡出力ノードの各々とは共通化され、前記第１多重モードフィルタに含まれる複数のＩＤＴの開口長はほぼ同一であり、前記第２多重モードフィルタに含まれる複数のＩＤＴの開口長はほぼ同一である弾性波フィルタである。本発明によれば、第１多重モードフィルタの開口長と第２多重モードフィルタの開口長とを調整することで、第１弾性波フィルタのインピーダンス及び第２弾性波フィルタのインピーダンスの調整を、容易に行うことができる。このため、直列共振器が不要であり、低損失、小型化が可能となる。また、２つの第１平衡出力ノードの各々と２つの第２平衡出力ノードの各々とが共通化されているため、弾性波フィルタの小型化が可能である。

上記構成において、前記第１弾性波フィルタ及び前記第２弾性波フィルタのうち少なくとも一方は、前記複数の多重モードフィルタのうち２つの多重モードフィルタが前記第１不平衡入力ノード及び前記第２不平衡入力ノードのうちの少なくとも一方に並列接続されており、前記並列接続された２つの多重モードフィルタの各々に、２つの前記第１多重モードフィルタの各々、及び２つの前記第２多重モードフィルタの各々、のうち少なくとも一方が直列接続されている構成とすることができる。この構成によれば、低損失、小型化が可能となる。

上記構成において、前記２つの第１多重モードフィルタの各々、及び前記２つの第２多重モードフィルタの各々、のうち少なくとも一方は、開口長が同一である構成とすることができる。この構成によれば、多重モードフィルタ間のインピーダンスがほぼ同一となるので、振幅バランス特性及び位相バランス特性を向上させることができる。

上記構成において、前記第１弾性波フィルタは、前記複数の多重モードフィルタのうち、２つの多重モードフィルタが前記第１不平衡入力ノードに並列接続され、前記並列接続された２つの多重モードフィルタの各々に、前記２つの第１多重モードフィルタの各々が直列接続されており、前記第２弾性波フィルタは、前記複数の多重モードフィルタのうち、２つの多重モードフィルタが前記第２不平衡入力ノードに並列接続され、前記並列接続された２つの多重モードフィルタの各々に、前記２つの第２多重モードフィルタの各々が直列接続されている構成とすることができる。この構成によれば、低損失、小型化が可能となる。

本願発明は、複数の多重モードフィルタが接続され、第１不平衡入力ノードと２つの第１平衡出力ノードとが設けられ、前記複数の多重モードフィルタのうち、第１多重モードフィルタが前記２つの第１平衡出力ノードと接続されている第１弾性波フィルタと、複数の多重モードフィルタが接続され、第２不平衡入力ノードと２つの第２平衡出力ノードとが設けられ、前記複数の多重モードフィルタのうち、前記第１多重モードフィルタとは異なる開口長を有した第２多重モードフィルタが前記２つの第２平衡出力ノードと接続されており、前記第１弾性波フィルタとは通過周波数帯域が異なる第２弾性波フィルタと、を具備し、前記２つの第１平衡出力ノードの各々と、前記２つの第２平衡出力ノードの各々とは、共通化され、前記２つの第１平衡出力ノードの各々と前記２つの第２平衡出力ノードの各々とを接続する配線は、互いに交差していない構成とすることができる。この構成によれば、配線間における出力信号の干渉を防止することができるため、振幅バランス特性及び位相バランス特性を向上させることができる。

上記構成において、前記第１弾性波フィルタは、前記複数の多重モードフィルタのうち、２つの多重モードフィルタが前記第１不平衡入力ノードに並列接続され、前記並列接続された２つの多重モードフィルタの各々に、前記２つの第１多重モードフィルタの各々が直列接続されており、前記第２弾性波フィルタは、前記複数の多重モードフィルタのうち、２つの多重モードフィルタが前記第２不平衡入力ノードに並列接続され、前記並列接続された２つの多重モードフィルタの各々に、前記２つの第２多重モードフィルタの各々が直列接続され、前記第１不平衡入力ノードと前記並列接続された２つの多重モードフィルタとを接続する配線と、前記第２不平衡入力ノードと前記並列接続された２つの多重モードフィルタとを接続する配線とは交差している構成とすることができる。

上記構成において、前記第１弾性波フィルタは、前記複数の多重モードフィルタのうち、２つの多重モードフィルタが前記第１不平衡入力ノードに並列接続され、前記並列接続された２つの多重モードフィルタの各々に、前記２つの第１多重モードフィルタの各々が直列接続されており、前記第２弾性波フィルタは、前記複数の多重モードフィルタのうち、２つの多重モードフィルタが前記第２不平衡入力ノードに並列接続され、前記並列接続された２つの多重モードフィルタの各々に、前記２つの第２多重モードフィルタの各々が直列接続され、前記第１不平衡入力ノードと前記並列接続された２つの多重モードフィルタとを接続する配線と、前記第２不平衡入力ノードと前記並列接続された２つの多重モードフィルタとを接続する配線とは交差していない構成とすることができる。この構成によれば、第１弾性波フィルタ又は第２弾性波フィルタに信号が入力した際に、配線間における入力側の配線間のカップリングによって信号が漏洩することによる減衰量劣化を防ぐことができる。

上記構成において、前記第１多重モードフィルタ及び前記第２多重モードフィルタのうち少なくとも一方は、２つに分割されたバスバーを有し、前記２つの分割されたバスバーの各々に、前記２つの第１平衡出力ノードの各々、及び前記２つの第２平衡出力ノードの各々、のうち少なくとも一方が設けられている構成とすることができる。この構成によれば、弾性波フィルタを構成する多重モードフィルタの数を減少させることができるため、弾性波フィルタの小型化が可能となる。

上記構成において、前記第１不平衡入力ノードに並列接続された２つの多重モードフィルタの各々及び前記第２不平衡入力ノードに並列接続された２つの多重モードフィルタの各々、のうち少なくとも一方は、開口長が同一である構成とすることができる。この構成によれば、多重モードフィルタ間のインピーダンスがほぼ同一となるので、振幅バランス特性及び位相バランス特性を向上させることができる。

上記構成において、前記２つの第１平衡出力ノードの各々と、前記２つの第２平衡出力ノードの各々とが、共通化されてなる２つの平衡出力ノード間には、整合回路が設けられている構成とすることができる。この構成によれば、第１多重モードフィルタの開口長と第２多重モードフィルタの開口長とを調整することで、第１弾性波フィルタのインピーダンス及び第２弾性波フィルタのインピーダンスの調整を容易に行うことができる。

上記構成において、前記整合回路はインダクタである構成とすることができる。この構成によれば、第１多重モードフィルタの開口長と第２多重モードフィルタの開口長とを調整することで、第１弾性波フィルタのインピーダンス及び第２弾性波フィルタのインピーダンスの調整を容易に行うことができる。

前記第１弾性波フィルタと前記第２弾性波フィルタとは、同一の圧電基板上に形成されている構成とすることができる。この構成によれば、弾性波フィルタを小型化することができる。

本発明によれば、２つの多重モードフィルタの開口長を調整することで、多重モードフィルタのインピーダンスの調整を容易に行うことができる。このため、直列共振器が不要であり、低損失かつ小型化可能な弾性波フィルタが実現できる。さらに、平衡出力ノードを共通化しているため、弾性波フィルタをより小型化することが可能となる。

以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。

図１は実施例１に係る弾性表面波フィルタ１０００の平面図である。弾性表面波フィルタ１０００は、第１弾性波フィルタ１００と、第１弾性波フィルタ１００とは通過周波数帯域が異なる第２弾性波フィルタ２００とを有している。

第１弾性波フィルタ１００について説明する。多重モードフィルタ１４及び多重モードフィルタ１６が、第１不平衡入力ノードＩｎ１０に並列接続されている。多重モードフィルタ１４には第１多重モードフィルタ１０が、多重モードフィルタ１６には第１多重モードフィルタ１２が、各々直列接続されている。第１多重モードフィルタ１０には第１平衡出力ノードＯｕｔ１０が、第１多重モードフィルタ１２には第１平衡出力ノードＯｕｔ１２が、各々接続されている。

第１多重モードフィルタ１０は、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０に接続された出力ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）１０ｂが中央に配置され、その両側に入力ＩＤＴ１０ａが、さらにその外側に反射器Ｒ１０が配置された構成となっている。また、多重モードフィルタ１４は、第１不平衡入力ノードＩｎ１０に接続された入力ＩＤＴ１４ｂの両側に、各々が第１多重モードフィルタ１０の入力ＩＤＴ１０ａに接続された出力ＩＤＴ１４ａが１つずつ配置され、さらにその外側には反射器Ｒ１４が配置された構成となっている。第１多重モードフィルタ１２は第１多重モードフィルタ１０と、また多重モードフィルタ１６は多重モードフィルタ１４と各々同様の構成である。第１多重モードフィルタ１０、第１多重モードフィルタ１２、多重モードフィルタ１４及び多重モードフィルタ１６は、例えばニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムに代表される圧電体からなる同一の圧電基板３０上に設けられている。

多重モードフィルタ１４と、多重モードフィルタ１６とでは、各々を構成するＩＤＴの電極指の配置が異なっている。これにより、多重モードフィルタ１４と、多重モードフィルタ１６とからは、位相が１８０°異なる信号が出力される。結果的に、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と、第１平衡出力ノードＯｕｔ１２とからは、位相が１８０°異なる信号が出力される。

第２弾性波フィルタ２００について説明する。多重モードフィルタ２４及び多重モードフィルタ２６が、第２不平衡入力ノードＩｎ２０に並列接続されている。多重モードフィルタ２４には第２多重モードフィルタ２０が、多重モードフィルタ２６には第２多重モードフィルタ２２が、各々直列接続されている。第２多重モードフィルタ２０には第２平衡出力ノードＯｕｔ２０が、第２多重モードフィルタ２２には第２平衡出力ノードＯｕｔ２２が、各々接続されている。

第２多重モードフィルタ２０及び第２多重モードフィルタ２２は、第１多重モードフィルタ１０と同様に、出力ＩＤＴ，入力ＩＤＴ及び反射器Ｒにより構成される。また、多重モードフィルタ２４及び多重モードフィルタ２６は、多重モードフィルタ１４と同様の構成である。第２多重モードフィルタ２０、第２多重モードフィルタ２２、多重モードフィルタ２４及び多重モードフィルタ２６は同一の圧電基板４０上に設けられている。

多重モードフィルタ２４と多重モードフィルタ２６とでは、各々を構成するＩＤＴの電極指の配置が異なる。これにより、多重モードフィルタ２４と、多重モードフィルタ２６とからは、位相が１８０°異なる信号が出力される。結果的に、第２平衡出力ノードＯｕｔ２０と、第２平衡出力ノードＯｕｔ２２とからは、位相が１８０°異なる信号が出力される。

図２は、弾性波フィルタ１０００を用いる通信機器の例を示すブロック図である。図２を参照に、信号が入力された場合について説明する。

送信ノード４６０ａとデュプレクサ４２０ａとの間には、アンプ４３０ａとフィルタ４４０ａとが設けられている。デュプレクサ４２０ａはアンプ４５０ａを介して、弾性表面波フィルタ１０００に設けられた第１不平衡入力ノードＩｎ１０に接続されている。デュプレクサ４２０ａが設けられているため、送信ノード４６０ａから送信された信号は、第１不平衡入力ノードＩｎ１０側には送信されず、スイッチ４１０を介してアンテナ４００へと送信される。また、送信ノード４６０ｂとデュプレクサ４２０ｂとの間には、アンプ４３０ｂとフィルタ４４０ｂとが設けられている。デュプレクサ４２０ｂはアンプ４５０ｂを介して弾性表面波フィルタ１０００に設けられた第２不平衡入力ノードＩｎ２０に接続されている。デュプレクサ４２０ｂが設けられているため、送信ノード４６０ｂから送信された信号は、第２不平衡入力ノードＩｎ２０側には送信されず、スイッチ４１０を介してアンテナ４００へと送信される。

スイッチ４１０は、デュプレクサ４２０ａとデュプレクサ４２０ｂとの間の切り替えを行う。

アンテナ４００が、第１弾性波フィルタ１００の通過周波数帯域に含まれる周波数Ｆ１の信号Ｓ１を受信した場合を考える。アンテナ４００で受信された信号Ｓ１は、スイッチ４１０を介してデュプレクサ４２０ａへと送信され、アンプ４５０ａを介して第１不平衡入力ノードＩｎ１０へ入力される。図３（ａ）は、信号Ｓ１が弾性波フィルタ１０００に入力された場合を示す模式図である。図３（ａ）に示すように、第１不平衡入力ノードＩｎ１０に入力された信号Ｓ１は、第１弾性波フィルタ１００を通過し、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０及びＯｕｔ１２を介して、平衡出力ノードＯｕｔ３０及びＯｕｔ４０から出力される。

アンテナ４００が、第２弾性波フィルタ２００の通過周波数帯域に含まれる周波数Ｆ２の信号Ｓ２を受信した場合を考える。アンテナ４００で受信された信号Ｓ２は、スイッチ４１０を介してデュプレクサ４２０ｂに送信され、アンプ４５０ｂを介して第２不平衡入力ノードＩｎ２０へ入力される。図３（ｂ）は、信号Ｓ２が弾性波フィルタ１０００に入力された場合を示す模式図である。図３（ｂ）に示すように、第２不平衡入力ノードＩｎ２０に入力された信号Ｓ２は、第２弾性波フィルタ２００を通過し、第２平衡出力ノードＯｕｔ２０及びＯｕｔ２２を介して、平衡出力ノードＯｕｔ３０及びＯｕｔ４０から出力される。

第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と第２平衡出力ノードＯｕｔ２０とは共通化され、第１平衡出力ノードＯｕｔ１２と第２平衡出力ノードＯｕｔ２２とは共通化されている。このため、第１弾性波フィルタ１００を通過した信号Ｓ１（図３（ａ）参照）が第２弾性波フィルタ２００へと漏洩する。また、第２弾性波フィルタ２００を通過した信号Ｓ２（図３（ｂ）参照）が第１弾性波フィルタ１００へと漏洩する。こうした現象により、信号Ｓ１及びＳ２の損失が増大する。

図１を参照に、第１多重モードフィルタ１０の開口長と第１多重モードフィルタ１２の開口長とは等しく、これをＬ１とする。また、第２多重モードフィルタ２０の開口長と第２多重モードフィルタ２２の開口長とは等しく、これをＬ２とする。このとき、開口長Ｌ１と開口長Ｌ２とを調整することにより、第１多重モードフィルタ１０と第２多重モードフィルタ２０とのそれぞれのインピーダンスの調整、及び第１多重モードフィルタ１２と第２多重モードフィルタ２２とのそれぞれのインピーダンスの調整を行うことができる。すなわち、第１弾性波フィルタ１００の通過周波数帯域においては第２弾性波フィルタ２００が高インピーダンスとなり、第２弾性波フィルタの通過周波数帯域においては第１弾性波フィルタ１００が高インピーダンスになるように、開口長Ｌ１及び開口長Ｌ２を調整することができる。これにより、低損失の信号を出力することができる。

前述のように、第１多重モードフィルタ１０の開口長と第１多重モードフィルタ１２の開口長とは、同一である。このことにより、第１多重モードフィルタ１０のインピーダンスと第１多重モードフィルタ１２のインピーダンスとは、ほぼ同一となる。また、多重モードフィルタ１４の開口長と多重モードフィルタ１６の開口長とは、同一であるため、多重モードフィルタ１４のインピーダンスと多重モードフィルタ１６のインピーダンスとは、ほぼ同一となる。同様に、第２多重モードフィルタ２０の開口長と第２多重モードフィルタ２２の開口長とは、同一である。このことにより、第２多重モードフィルタ２０のインピーダンスと第２多重モードフィルタ２２のインピーダンスとは、ほぼ同一となる。また、多重モードフィルタ２４の開口長と多重モードフィルタ２６の開口長とは同一であるため、多重モードフィルタ２４のインピーダンスと多重モードフィルタ２６のインピーダンスとは、ほぼ同一となる。

特に、一方の弾性波フィルタ（例えば第１弾性波フィルタ１００）の平衡出力端子（例えばＯｕｔ１０及びＯｕｔ１２）側の多重モードフィルタ（例えば第１多重モードフィルタ１０及び１２）のそれぞれのインピーダンスは、他方の弾性波フィルタ（例えば第２弾性波フィルタ２００）に対して容量として見えるため、多重モードフィルタのそれぞれのインピーダンスが同一であれば、他方の弾性波フィルタのバランス特性の劣化を防止することができる。このため、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０に出力される信号と、第１平衡出力ノードＯｕｔ１２に出力される信号との振幅の差（以下振幅平衡度）、及び位相のずれ（以下位相平衡度）、並びに第２平衡出力ノードＯｕｔ２０に出力される信号と、第２平衡出力ノードＯｕｔ２２に出力される信号との振幅平衡度、及び位相平衡度を小さくすることができる。結果的に、第１弾性波フィルタ１００から出力される信号の振幅バランス特性及び位相バランス特性、並びに第２弾性波フィルタから出力される信号の振幅バランス特性及び位相バランス特性を保持することができる。なお、位相平衡度とは、信号間の位相差の、１８０°からのずれと定義する。すなわち、位相平衡度がゼロのときは位相差が１８０°となる。開口長とは、ＩＤＴの、上の電極指と下の電極指とが重なる長さである。

実施例１によれば、開口長Ｌ１と開口長Ｌ２とを調整することにより、低損失な信号を得ることができる。直列共振器を用いる必要がないため、弾性表面波フィルタの小型化が可能であり、直列共振器による信号の挿入損失も生じない。また、平衡出力ノードＯｕｔ３０から出力される信号と平衡出力ノードＯｕｔ４０から出力される信号との振幅バランス特性及び位相バランス特性を保持することができる。

また、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と第２平衡出力ノードＯｕｔ２０、及び第１平衡出力ノードＯｕｔ１２と第２平衡出力ノードＯｕｔ２２とが共通化されているため、共通化されていない場合と比較して、出力側のノード数を４から２に減らすことができるため、弾性表面波フィルタの小型化が可能となる。

実施例１においては、第１弾性波フィルタ１００及び第２弾性波フィルタ２００が各々４つの多重モードフィルタを有していたが、多重モードフィルタの個数は４つに限定されるものではなく、各々複数の多重モードフィルタを有していればよい。

実施例１に係る弾性表面波フィルタの周波数特性、振幅バランス特性及び位相バランス特性の計算結果について説明する。

比較例について説明する。第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と第２平衡出力ノードＯｕｔ２０、及び第１平衡出力ノードＯｕｔ１２と第２平衡出力ノードＯｕｔ２２とを共通化させない状態で、第１多重モードフィルタの開口長Ｌ１を、低損失かつ振幅バランス特性及び位相バランス特性を保持した信号が出力されるように最適化する。同様に、第２多重モードフィルタの開口長Ｌ２を最適化する。その後、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と第２平衡出力ノードＯｕｔ２０、及び第１平衡出力ノードＯｕｔ１２と第２平衡出力ノードＯｕｔ２２とを共通化させた場合を、比較例としている。これに対し、実施例１は第１弾性波フィルタ１００の通過周波数帯域においては第２弾性波フィルタ２００が高インピーダンスとなり、第２弾性波フィルタ２００の通過周波数帯域においては第１弾性波フィルタ１００が高インピーダンスとなるように、開口長Ｌ１及び開口長Ｌ２が最適化されている。

図４は計算に用いたパラメータの定義を表す模式図である。図４に示すように、ＩＤＴの下側のバスバー６に電極指２が、上側のバスバー８に電極指４が各々設けられている。開口長Ｌは、下側の電極指２と上側の電極指４とが重なった部分の長さである。第１多重モードフィルタ１０及び第１多重モードフィルタ１２においては、ＬはＬ１である。また、第２多重モードフィルタ２０及び第２多重モードフィルタ２２においては、ＬはＬ２である。波長λは信号の波長である。Ｗは電極指の幅であり、Ｐは電極ピッチである。電極膜厚ｈは電極指の厚さである。

表１は、計算に用いた第１多重モードフィルタ１０及び第１多重モードフィルタ１２のパラメータを示した表である。比較例においては、第１多重モードフィルタ１０の開口長と第１多重モードフィルタ１２の開口長とが異なっているが、実施例１においては両者の開口長は同一である。

表２は、第２多重モードフィルタ２０及び第２多重モードフィルタ２２のパラメータを示した表である。比較例においては、第２多重モードフィルタ２０の開口長と第２多重モードフィルタ２２の開口長とが異なっているが、実施例１においては両者の開口長は同一である。

また、表３は、多重モードフィルタ１４及び多重モードフィルタ１６のパラメータを示した表である。表４は、多重モードフィルタ２４及び多重モードフィルタ２６のパラメータを示した表である。表３、表４においては、比較例と実施例１との間に差異はない。

電極指本数について説明する。例えば表１に示された第１多重モードフィルタ１０の電極指本数、１２／４０／２０、とは図１の左から並んだＩＤＴ１０ａ、ＩＤＴ１０ｂ、ＩＤＴ１０ａ各々の電極指の本数が、１２本、４０本、２０本であることを表している。他の多重モードフィルタについても、同様である。

図５（ａ）から図８（ｂ）に実施例１に係る計算結果を表したグラフを示す。グラフ中の点線は比較例、実線は実施例１を各々表す。

図５（ａ）は、第１弾性波フィルタ１００の周波数特性の計算結果を示したグラフである。図５（ｂ）は、第１弾性波フィルタ１００の通過周波数帯域における図５（ａ）の拡大図である。横軸は周波数、縦軸は信号の挿入損失である。図５（ｂ）に示すように、実施例１の方が、比較例よりも通過周波数帯域での挿入損失が最大１ｄＢ程度小さい。

また、図６（ａ）は、第２弾性波フィルタ２００の周波数特性の計算結果を示したグラフである。図６（ｂ）は、第２弾性波フィルタ２００の通過周波数帯域における図６（ａ）の拡大図である。図６（ｂ）に示すように、実施例１の方が、比較例よりも通過周波数帯域での挿入損失が最大で１ｄＢ程度小さい。

比較例においては、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と第２平衡出力ノードＯｕｔ２０、及び第１平衡出力ノードＯｕｔ１２と第２平衡出力ノードＯｕｔ２２とを共通化させた状態において開口長Ｌ１と開口長Ｌ２の最適化を行っていない。このため、信号の漏洩が発生し、挿入損失が増大する。これに対し、実施例１においては、開口長Ｌ１と開口長Ｌ２の最適化を行っている。そのため、第１弾性波フィルタ１００の通過周波数帯域においては第２弾性波フィルタ２００が高インピーダンスとなり、第２弾性波フィルタの通過周波数帯域においては第１弾性波フィルタ１００が高インピーダンスとなる。従って、信号の漏洩を抑制することができ、挿入損失が減少する。結果的に、図５（ａ）から図６（ｂ）に示したように、実施例１により低損失な信号を得ることができた。

図７（ａ）は、第１弾性波フィルタ１００の振幅バランス特性の計算結果を示したグラフである。横軸は信号の周波数、縦軸は第１平衡出力ノードＯｕｔ１０から出力される信号と、第１平衡出力ノードＯｕｔ１２から出力される信号との振幅平衡度である。実線で示した実施例１の方が、比較例よりも値のバラつきが少なく、振幅バランス特性が向上していることが分かる。

図７（ｂ）は、第１弾性波フィルタ１００の位相バランス特性の計算結果を示したグラフである。横軸は信号の周波数、縦軸は第１平衡出力ノードＯｕｔ１０から出力される信号と、第１平衡出力ノードＯｕｔ１２から出力される信号との位相平衡度である。既述したように、位相平衡度がゼロのとき、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０から出力される信号と、第１平衡出力Ｏｕｔノード１２から出力される信号との位相差は１８０°である。実施例１によれば、比較例よりも位相バランス特性が向上していることが分かる。

図８（ａ）は、第２弾性波フィルタ２００の振幅バランス特性の計算結果を示したグラフである。第２平衡出力ノードＯｕｔ２０から出力される信号と、第２平衡出力ノードＯｕｔ２２から出力される信号との振幅平衡度を示している。実施例１によれば、比較例よりも振幅バランス特性が向上していることが分かる。

図８（ｂ）は、第２弾性波フィルタ２００の位相バランス特性の計算結果を示した図である。縦軸は第２平衡出力ノードＯｕｔ２０から出力される信号と、第２平衡出力ノードＯｕｔ２２から出力される信号との位相平衡度である。実施例１によれば、比較例よりも位相バランス特性が向上していることが分かる。

以上、図７（ａ）から図８（ｂ）に示したように、実施例１によれば、振幅バランス特性及び位相バランス特性を、比較例よりも向上させることができた。

実施例２は、第１多重モードフィルタの出力ＩＤＴ及び第２多重モードフィルタの出力ＩＤＴが各々２つに分割されたバスバーを有している例である。図９に実施例２に係る弾性表面波フィルタの平面図を示す。

図９を参照に、第１弾性波フィルタ１１０について説明する。多重モードフィルタ１７が、第１不平衡入力ノードＩｎ１０に接続されている。多重モードフィルタ１７には、第１多重モードフィルタ１８が直列接続されている。第１多重モードフィルタ１８の中央に設けられた出力ＩＤＴ１８ｂは２つに分割されたバスバーを有している。出力ＩＤＴ１８ｂに設けられたバスバー１３及びバスバー１５の各々に、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０及び第１平衡出力ノードＯｕｔ１２が各々接続されている。出力ＩＤＴ１８ｂの両側に、入力ＩＤＴ１８ａが配置され、さらにその外側に反射器Ｒ１８が配置されている。多重モードフィルタ１７は、第１不平衡入力ノードＩｎ１０に接続された入力ＩＤＴ１７ｂの両側に、出力ＩＤＴ１７ａ及び出力ＩＤＴ１７ｃが配置され、出力ＩＤＴ１７ａ及びＩＤＴ１７ｃの外側には反射器Ｒ１７が配置された構成となっている。出力ＩＤＴ１７ａと出力ＩＤＴ１７ｃの各々は、第１多重モードフィルタ１８の２つの入力ＩＤＴ１８ａの各々に接続されている。多重モードフィルタ１７の電極指は、出力ＩＤＴ１７ａから出力される信号と、出力ＩＤＴ１７ｃから出力される信号とでは、位相が１８０°異なるように配置されている。このため、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と第１平衡出力ノードＯｕｔ１２とからは、位相が１８０°異なる信号が出力される。

第２弾性波フィルタ２１０は、第１弾性波フィルタ１１０と同様の構成であり、第２多重モードフィルタ２８の中央に設けられた出力ＩＤＴ２８ｂは２つに分割されたバスバーを有している。出力ＩＤＴ２８ｂに設けられたバスバー２３及びバスバー２５の各々に、第２平衡出力ノードＯｕｔ２０及び第２平衡出力ノードＯｕｔ２２の各々が接続されている。多重モードフィルタ２７の電極指が、出力ＩＤＴ２７ａから出力される信号と、出力ＩＤＴ２７ｃから出力される信号とでは、位相が１８０°異なるように配置されている。このため、第２平衡出力ノードＯｕｔ２０と第２平衡出力ノードＯｕｔ２２とからは、位相が１８０°異なる信号が出力される。

実施例１と同様に、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と第２平衡出力ノードＯｕｔ２０とが共通化され、また第１平衡出力ノードＯｕｔ１２と第２平衡出力ノードＯｕｔ２２とが共通化されている。このため、第１多重モードフィルタ１８の開口長Ｌ１と第２多重モードフィルタ２８の開口長Ｌ２とを調整することで、第１弾性波フィルタ１１０と第２弾性波フィルタ２１０とのインピーダンスの調整を容易に行うことができる。

実施例２によれば、第１弾性波フィルタ１１０は第１多重モードフィルタ１８と多重モードフィルタ１７とからなる。また、第２弾性波フィルタ２１０は第２多重モードフィルタ２８と多重モードフィルタ２７とからなる。実施例１と比較して、弾性表面波フィルタを構成する多重モードフィルタの数を減少することができるため、弾性表面波フィルタの小型化が可能となる。

実施例３は、実施例１の第１弾性波フィルタ１００と実施例２の第２弾性波フィルタ２１０とを組み合わせた例である。図１０に実施例３に係る弾性表面波フィルタの平面図を示す。

第１多重モードフィルタ１０は第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と、第１多重モードフィルタ１２は第１平衡出力ノードＯｕｔ１２と、各々接続されている。第２多重モードフィルタ２８の出力ＩＤＴ２８ｂは２つに分割されたバスバーを有しており、バスバー２３及びバスバー２５の各々に、第２平衡出力ノードＯｕｔ２０及び第２平衡出力ノードＯｕｔ２２の各々が接続されている。第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と第２平衡出力ノードＯｕｔ２０とは共通化され、また第１平衡出力ノードＯｕｔ１２と第２平衡出力ノードＯｕｔ２２とは共通化されている。実施例１と同様に、第１多重モードフィルタ１０及び第１多重モードフィルタ１２の開口長Ｌ１と、第２多重モードフィルタ２８の開口長Ｌ２とを調整することで、第１弾性波フィルタ１００と第２弾性波フィルタ２１０とのインピーダンスの調整を容易に行うことができる。

実施例３によれば、実施例１と比較して第２弾性波フィルタを構成する多重モードフィルタの数を減少させることができるため、弾性表面波フィルタの小型化が可能となる。

実施例３においては、第１弾性波フィルタ１００と第２弾性波フィルタ２１０とを組み合わせた例を説明したが、実施例２の第１弾性波フィルタ１１０と、実施例１の第２弾性波フィルタ２００とを組み合わせても同様の効果が得られる。

実施例２及び実施例３において説明したように、第１多重モードフィルタ及び第２多重モードフィルタのうち少なくとも一方が２つに分割されたバスバーを有し、分割されたバスバーの各々に、第１平衡入力ノードＯｕｔ１０と第１平衡入力ノードＯｕｔ１２の各々、及び第２平衡入力ノードＯｕｔ２０と第２平衡入力ノードＯｕｔ２２の各々、のうち少なくとも一方が設けられていれば、弾性表面波フィルタは小型化可能である。

図１に示すように、実施例１は、第１弾性波フィルタ及び第２弾性波フィルタの両方が、不平衡入力ノードに並列接続された２つの多重モードフィルタを有している例である。それに対し、図１０に示すように、実施例３は、第１弾性波フィルタ及び第２弾性波フィルタのうちどちらか一方が、不平衡入力ノードに並列接続された２つの多重モードフィルタを有している例である。このように、本発明においては、第１弾性波フィルタ及び第２弾性波フィルタのうち少なくとも一方が、不平衡入力ノードに並列接続された２つの多重モードフィルタを有していればよい。

実施例４は、実施例１の第１多重モードフィルタ１２及び多重モードフィルタ１６を、第２多重モードフィルタ２０及び多重モードフィルタ２４と、各々入れ替えた例である。図１１に実施例４に係る弾性表面波フィルタの平面図を示す。

図１１に示すように、多重モードフィルタ１４、多重モードフィルタ２４、第１多重モードフィルタ１０及び多重モードフィルタ２０が圧電基板３０上に、多重モードフィルタ１６、多重モードフィルタ２６、第１多重モードフィルタ１２及び第２多重モードフィルタ２２が圧電基板４０上に、各々配置されている。第１不平衡入力ノードＩｎ１２と第１不平衡入力ノードＩｎ１４とを接続する配線と、第２不平衡入力ノードＩｎ２２と第２不平衡入力ノードＩｎ２４とを接続する配線とは交差している。それに対し、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と第２平衡出力ノードＯｕｔ２０とを接続する配線と、第１平衡出力ノードＯｕｔ１２と第２平衡出力ノードＯｕｔ２２とを接続する配線とは交差していない。

実施例４によれば、出力側の配線が交差していないため、出力信号の間での干渉が起こりにくい。このことにより、実施例１のように出力側の配線が交差している場合よりも、出力信号の振幅バランス特性及び位相バランス特性が向上する。

実施例５は、実施例４の第１多重モードフィルタ１２及び多重モードフィルタ１６を、第２多重モードフィルタ２２及び多重モードフィルタ２６と各々入れ替えて配置したものである。図１２に実施例５に係る弾性表面波フィルタの平面図を示す。

図１２に示すように、多重モードフィルタ１４、多重モードフィルタ２４、第１多重モードフィルタ１０及び第２多重モードフィルタ２０が圧電基板３０上に、多重モードフィルタ１６、多重モードフィルタ２６、第１多重モードフィルタ１２及び第２多重モードフィルタ２２が圧電基板４０上に、各々配置されている。実施例４と同様に、第１平衡出力ノードＯｕｔ１０と第２平衡出力ノードＯｕｔ２０とを接続する配線と、第１平衡出力ノードＯｕｔ１２と第２平衡出力ノードＯｕｔ２２とを接続する配線とは交差していない。さらに、第１不平衡入力ノードＩｎ１２と第１不平衡入力ノードＩｎ１４とを接続する配線と、第２不平衡入力ノードＩｎ２２と第２不平衡入力ノードＩｎ２４とを接続する配線とは交差していない。

入力側の配線が交差している場合、配線間のカップリングにより、周波数が一方の弾性波フィルタ（例えば第２弾性波フィルタ）の通過周波数帯域にある信号（例えば実施例１において説明したＳ２）が、他方の弾性波フィルタ（例えば第１弾性波フィルタ）に漏洩する。第１弾性波フィルタと第２弾性波フィルタとは、通過周波数帯域が異なっているため、信号の漏洩により、他方の弾性波フィルタの減衰量を劣化させることとなる。実施例５によれば、入力側の配線が交差していないため、配線間のカップリングによる信号の漏洩を防ぎ、結果的に減衰量劣化を防ぐことができる。

実施例６は、第１弾性波フィルタ１００及び第２弾性波フィルタ２００を同一の圧電基板５０上に配置した例である。図１３に実施例６に係る弾性表面波フィルタの平面図を示す。実施例６によれば、実施例１よりも弾性表面波フィルタの小型化が可能となる。

平衡出力端子を共通化していることにより、第１弾性波フィルタ及び第２弾性波フィルタの各々は、他方の弾性波フィルタが容量として見え、インピーダンスが容量性になってしまう。そのミスマッチを補正するために、図１４（ａ）に示すように、実施例１から実施例６において、平衡出力ノードＯｕｔ３０と平衡出力ノードＯｕｔ４０との間に整合回路３００を設置してもよい。特に容量性インピーダンスの調整を行うためには、図１４（ｂ）に示すように、整合回路３００はインダクタ３１０であることが好ましい。

実施例１から実施例６においては、弾性表面波フィルタについて説明したが、本発明は弾性境界波フィルタについても適用可能である。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

図１は実施例１に係る弾性表面波フィルタの平面図である。図２は実施例１に係る弾性表面波フィルタを利用した通信機器を示すブロック図である。図３（ａ）は周波数が第１弾性波フィルタの通過周波数帯域にある信号が入力された場合を示す模式図であり、図３（ｂ）は周波数が第２弾性波フィルタの通過周波数帯域にある信号が入力された場合を示す模式図である。図４は計算に用いたパラメータの定義を示す模式図である。図５（ａ）は第１弾性波フィルタの周波数特性の計算結果であり、図５（ｂ）は通過周波数帯域における図５（ａ）の拡大図である。図６（ａ）は第２弾性波フィルタの周波数特性の計算結果であり、図６（ｂ）は通過周波数帯域における図６（ａ）の拡大図である。図７（ａ）は第１弾性波フィルタの振幅バランス特性の計算結果であり、図７（ｂ）は第１弾性波フィルタの位相バランス特性の計算結果である。図８（ａ）は第２弾性波フィルタの振幅バランス特性の計算結果であり、図８（ｂ）は第２弾性波フィルタの位相バランス特性の計算結果である。図９は実施例２に係る弾性表面波フィルタの平面図である。図１０は実施例３に係る弾性表面波フィルタの平面図である。図１１は実施例４に係る弾性表面波フィルタの平面図である。図１２は実施例５に係る弾性表面波フィルタの平面図である。図１３は実施例６に係る弾性表面波フィルタの平面図である。図１４（ａ）は整合回路を設けた場合を示す模式図であり、図１４（ｂ）は整合回路がインダクタである場合を示す模式図である。

符号の説明

２、４電極指
１０、１２、１８第１多重モードフィルタ
１４、１６、１７、２４、２６、２７多重モードフィルタ
２０、２２、２８第２多重モードフィルタ
３０、４０平衡出力ノード
１００、１１０第１弾性波フィルタ
２００、２１０第２弾性波フィルタ
Ｉｎ１０、Ｉｎ１２、Ｉｎ１４第１不平衡入力ノード
Ｉｎ２０、Ｉｎ２２、Ｉｎ２４第２不平衡入力ノード
Ｏｕｔ１０、Ｏｕｔ１２第１平衡出力ノード
Ｏｕｔ２０、Ｏｕｔ２２第２平衡出力ノード
Ｏｕｔ３０、Ｏｕｔ４０平衡出力ノード

Claims

複数の多重モードフィルタが接続され、第１不平衡入力ノードと２つの第１平衡出力ノードとが設けられ、前記複数の多重モードフィルタのうち、第１多重モードフィルタが前記２つの第１平衡出力ノードと接続されている第１弾性波フィルタと、
複数の多重モードフィルタが接続され、第２不平衡入力ノードと２つの第２平衡出力ノードとが設けられ、前記複数の多重モードフィルタのうち、前記第１多重モードフィルタとは異なる開口長を有した第２多重モードフィルタが前記２つの第２平衡出力ノードと接続されており、前記第１弾性波フィルタとは通過周波数帯域が異なる第２弾性波フィルタと、を具備し、
前記２つの第１平衡出力ノードの各々と、前記２つの第２平衡出力ノードの各々とは、共通化され、
前記２つの第１平衡出力ノードの各々と前記２つの第２平衡出力ノードの各々とを接続する配線は、互いに交差していないことを特徴とする弾性波フィルタ。
前記第１弾性波フィルタは、前記複数の多重モードフィルタのうち、２つの多重モードフィルタが前記第１不平衡入力ノードに並列接続され、前記並列接続された２つの多重モードフィルタの各々に、前記２つの第１多重モードフィルタの各々が直列接続されており、
前記第２弾性波フィルタは、前記複数の多重モードフィルタのうち、２つの多重モードフィルタが前記第２不平衡入力ノードに並列接続され、前記並列接続された２つの多重モードフィルタの各々に、前記２つの第２多重モードフィルタの各々が直列接続され、
前記第１不平衡入力ノードと前記並列接続された２つの多重モードフィルタとを接続する配線と、前記第２不平衡入力ノードと前記並列接続された２つの多重モードフィルタとを接続する配線とは交差していることを特徴とする請求項１記載の弾性波フィルタ。
前記第１弾性波フィルタは、前記複数の多重モードフィルタのうち、２つの多重モードフィルタが前記第１不平衡入力ノードに並列接続され、前記並列接続された２つの多重モードフィルタの各々に、前記２つの第１多重モードフィルタの各々が直列接続されており、
前記第２弾性波フィルタは、前記複数の多重モードフィルタのうち、２つの多重モードフィルタが前記第２不平衡入力ノードに並列接続され、前記並列接続された２つの多重モードフィルタの各々に、前記２つの第２多重モードフィルタの各々が直列接続され、
前記第１不平衡入力ノードと前記並列接続された２つの多重モードフィルタとを接続する配線と、前記第２不平衡入力ノードと前記並列接続された２つの多重モードフィルタとを接続する配線とは交差していないことを特徴とする請求項１記載の弾性波フィルタ。