(57)【要約】【課題】非線形歪を低減したフィルタを提供すること。【解決手段】フィルタ１０１は、端子Ｔ１、Ｔ２を結び１以上の直列腕回路Ｃ１１、Ｓ１２〜Ｓ１４から構成される信号経路Ｒと、信号経路Ｒ上に配置された１以上のノードＮ１１〜Ｎ１４とグランド電極とに接続されている１以上の並列腕回路Ｐ２１〜Ｐ２４と、を有し、直列腕回路Ｃ１１、Ｓ１２〜Ｓ１４は、互いに隣接するノードの間、端子Ｔ１に最も近いノードＮ１１と端子Ｔ１との間、および端子Ｔ２に最も近いノードＮ１４と端子Ｔ２との間、のいずれかの区間を構成し、直列腕回路Ｃ１１、Ｓ１２〜Ｓ１４および並列腕回路Ｐ２１〜Ｐ２４のうち、１の回路Ｃ１１は弾性波共振子を含まず、他の回路は弾性波共振子を含む。【選択図】図２
2020043380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と、
出力端子と、
前記入力端子と前記出力端子を結び、１以上の直列腕回路から構成される信号経路と、
前記信号経路上に配置された１以上のノードとグランド電極とに接続されている１以上の並列腕回路と、を有し、
前記１以上の直列腕回路は、互いに隣接する前記ノードの間、前記入力端子に最も近い前記ノードと前記入力端子との間、および前記出力端子に最も近い前記ノードと前記出力端子との間、のいずれかの区間を構成し、
前記１以上の直列腕回路および前記１以上の並列腕回路のうち、１の回路は弾性波共振子を含まず、他の回路は弾性波共振子を含む、
フィルタ。
【請求項２】
前記１の回路は容量素子で構成されている、
請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
前記弾性波共振子は、圧電性を有する基板と前記基板上に形成されたＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極とで構成され、
前記容量素子は、前記基板上に形成されたＩＤＴ電極または前記基板上に実装された表面実装部品で構成されている、
請求項２に記載のフィルタ。
【請求項４】
前記信号経路のうち、前記入力端子に最も近い前記ノードと前記入力端子との間の区間を、前記１の回路が構成している、
請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルタ。
【請求項５】
前記信号経路のうち、前記出力端子に最も近い前記ノードと前記出力端子との間の区間を、前記１の回路が構成している、
請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルタ。
【請求項６】
前記１以上の直列腕回路のうち１の直列腕回路が、前記弾性波共振子として縦結合型共振器を含む、
請求項１から５のいずれか１項に記載のフィルタ。
【請求項７】
一端同士が互いに接続されている複数のフィルタを有し、
前記複数のフィルタのうち少なくとも１のフィルタが、請求項１から６のいずれか１項に記載のフィルタである、
マルチプレクサ。
【請求項８】
前記複数のフィルタは、第１フィルタ、第２フィルタおよび第３フィルタを含み、
前記第１フィルタの通過帯域内にある周波数をｆ１と表記し、前記第２フィルタの通過帯域内にある周波数をｆ２と表記するとき、｜ｍ×ｆ１±ｎ×ｆ２｜（ｍ、ｎは自然数）によって表される複数の周波数ｆＩＭＤのうち少なくとも１の周波数が前記第３フィルタの通過帯域内にあり、
前記第３フィルタが、請求項１から６のいずれか１項に記載のフィルタである、
請求項７に記載のマルチプレクサ。
【請求項９】
前記第１フィルタは１９２０ＭＨｚ以上１９８０ＭＨｚ以下の通過帯域を有し、
前記第２フィルタは１７１０ＭＨｚ以上１７８５ＭＨｚ以下の通過帯域を有し、
前記第３フィルタは２１１０ＭＨｚ以上２２００ＭＨｚ以下の通過帯域を有する、
請求項８に記載のマルチプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタおよびマルチプレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話には、一端末で複数の周波数帯域および複数の無線方式、いわゆるマルチバンド化およびマルチモード化に対応することが要求されている。これに対応すべく、１つのアンテナの直下には、複数の無線搬送周波数を有する高周波信号を分波および合波するマルチプレクサが配置される。マルチプレクサを構成する複数の帯域通過フィルタとしては、通過帯域内における低損失性および通過帯域周辺における通過特性の急峻性を特徴とする弾性波フィルタが用いられる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示されるマルチプレクサは、共通端子と第１入出力端子との間に配置された第１フィルタ、共通端子と第２入出力端子との間に配置された第２フィルタ、および共通端子と第１フィルタとの接続経路に直列に配置されたコンデンサを備える。第１フィルタは、１以上の弾性表面波共振子で構成される。第２フィルタの通過帯域（以下、第２通過帯域）におけるコンデンサのＱ値は、第１フィルタを構成する１以上の弾性表面波共振子を容量として見た場合の第２通過帯域におけるＱ値よりも高い。
【０００４】
このような構成によれば、第２通過帯域では等価的にＱ値の低いコンデンサとして機能する第１フィルタのＱ値を、共通端子と第１フィルタとの接続経路に直列に配置されたコンデンサによって上げることができる。その結果、第１フィルタの第２通過帯域における反射係数が上がり、第１のフィルタとともに共通端子に接続された第２のフィルタの第２通過帯域における挿入損失が改善される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１７／２１７１９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
昨今、新たな周波数帯域の開放および複数の周波数帯域を同時に利用して通信を行うキャリアアグリゲーション技術の普及を背景として、マルチプレクサを構成するフィルタの非線形歪が利用中の周波数帯域内に発生する状況が増えつつある。例えば、非線形歪が利用中の受信帯域内に発生すると、受信感度の劣化などの問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、非線形歪の小さいフィルタおよびそのようなフィルタを用いたマルチプレクサの提供を目的とする。
【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フィルタは、入力端子と、出力端子と、前記入力端子と前記出力端子を結び、１以上の直列腕回路から構成される信号経路と、前記信号経路上に配置された１以上のノードとグランド電極とに接続されている１以上の並列腕回路と、を有し、前記１以上の直列腕回路は、互いに隣接する前記ノードの間、前記入力端子に最も近い前記ノードと前記入力端子との間、および前記出力端子に最も近い前記ノードと前記出力端子との間、のいずれかの区間を構成し、前記１以上の直列腕回路および前記１以上の並列腕回路のうち、１の回路は弾性波共振子を含まず、他の回路は弾性波共振子を含む。
【発明の効果】
【０００９】
このような構成において、１以上の直列腕回路および１以上の並列腕回路が弾性波共振子を含んでいる場合は、いわゆるラダー型の弾性波フィルタの基本的な構成と等しい。これに対し、上述の構成では、１の直列腕回路または１の並列腕回路を、弾性波共振子を含めずに構成するので、基本的なラダー型の弾性波フィルタと比べて、弾性波共振子に起因する非線形歪を低減したフィルタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】基本的なフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図２】実施の形態１に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図３】実施の形態１に係るフィルタの通過特性の一例を示すグラフである。
【図４】実施の形態１に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図５】実施の形態１に係るフィルタの歪特性の一例を示すグラフである。
【図６】実施の形態１に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図７】実施の形態１に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図８】実施の形態１に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図９】実施の形態１に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図１０】実施の形態１に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図１１】実施の形態１に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図１２】実施の形態１の変形例に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図１３】実施の形態２に係るマルチプレクサの構成の一例を示す回路図である。
【図１４】実施の形態２に係るマルチプレクサの適用例を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態２の比較例１に係るマルチプレクサの構成の一例を示す回路図である。
【図１６】実施の形態２の比較例２に係るマルチプレクサの構成の一例を示す回路図である。
【図１７】実施の形態２に係るマルチプレクサの歪特性の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、実施の形態およ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、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。
【００１２】
（実施の形態１）
実施の形態１に係るフィルタについて、ラダー型の弾性波フィルタの例を挙げて説明する。ここで、ラダー型の弾性波フィルタとは、入力端子と出力端子とを結び、１以上の直列腕回路から構成される信号経路と、信号経路上に配置された１以上のノードとグランド電極とに接続されている１以上の並列腕回路と、を有し、１以上の直列腕回路は、互いに隣接するノードの間、前記入力端子に最も近いノードと前記入力端子との間、および前記出力端子に最も近いノードと前記出力端子との間、のいずれかの区間を構成し、少なくとも１つの直列腕回路および少なくとも１つの並列腕回路が弾性波共振子を含むフィルタを言う。
【００１３】
まず、基本的なラダー型の弾性波フィルタの構成について説明する。
【００１４】
図１は、基本的なラダー型の弾性波フィルタの構成の一例を示す回路図である。図１に示されるように、フィルタ１００は、端子Ｔ１、Ｔ２と、端子Ｔ１、Ｔ２を結び、ノードＮ１１〜Ｎ１４が配置された信号経路Ｒと、直列腕回路Ｓ１１〜Ｓ１４と、並列腕回路Ｐ２１〜Ｐ２４と、を有する。
【００１５】
直列腕回路Ｓ１１〜Ｓ１４は、信号経路の端子Ｔ１とノードＮ１１との間の区間、ノードＮ１１とＮ１２との間の区間、ノードＮ１２とＮ１３との間の区間、ノードＮ１３とＮ１４との間の区間、をそれぞれ構成している。並列腕回路Ｐ２１〜Ｐ２４は、ノードＮ１１〜Ｎ１４とグランド端子との間にそれぞれ接続されている。
【００１６】
ここで、端子Ｔ１、Ｔ２のうち、一方の端子が第１高周波信号を取得するための入力端子であり、他方の端子が第１高周波信号にフィルタ処理を施した第２高周波信号を出力するための出力端子である。入力端子および出力端子は端子Ｔ１、Ｔ２のいずれかに固定されている必要はなく、フィルタ１００は高周波信号を両方向にフィルタ処理してもよい。つまり、端子Ｔ１、Ｔ２と入力端子および出力端子との対応付けは任意でありかつ随時に変更され得る。
【００１７】
直列腕回路Ｓ１１〜Ｓ１４および並列腕回路Ｐ１１〜Ｐ１４の各々は、弾性波共振子で構成される。なお、直列腕回路Ｓ１１〜Ｓ１４および並列腕回路Ｐ１１〜Ｐ１４の各々は、弾性波共振子以外の回路素子、例えばインダクタなどを含んでもよい。
【００１８】
直列腕回路Ｓ１１〜Ｓ１４および並列腕回路Ｐ１１〜Ｐ１４の各々を構成する弾性波共振子は、圧電性を有する基板と前記基板上に形成されたＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極とで構成された弾性表面波共振子であってもよい。
【００１９】
直列腕回路Ｓ１１、Ｓ１２および並列腕回路Ｐ２１は、２つの弾性波共振子を直列に接続してなる分割共振子で構成される。分割共振子を用いることにより、例えば、単一の弾性波共振子と同等の特性をより大きな素子寸法で実現できるので、耐電力性が向上する。
【００２０】
このように構成されたフィルタ１００では、直列腕回路Ｓ１１〜Ｓ１４および並列腕回路Ｐ１１〜Ｐ１４の各々を構成する弾性波共振子の非線形性のために、入力信号の高調波歪や２つの入力信号の相互変調歪といった非線形歪が生じる。
【００２１】
新たな周波数帯域の開放および複数の周波数帯域を同時に利用して通信を行うキャリアアグリゲーション技術の普及に伴い、フィルタの非線形歪が利用中の周波数帯域内に発生する状況が増えつつある。例えば、非線形歪が利用中の受信帯域内に発生すると、受信感度の劣化などの問題が生じる。
【００２２】
そこで、本発明者らは、１以上の直列腕回路および１以上の並列腕回路のうち、１の回路が弾性波共振子を含まず、他の回路が弾性波共振子を含むラダー型のフィルタを提案する。
【００２３】
図２は、実施の形態１に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。図２に示されるように、フィルタ１０１は、基本的なラダー型の弾性波フィルタである図１のフィルタ１００の直列腕回路Ｓ１１を、容量素子で構成されかつ弾性波共振子を含まない直列腕回路Ｃ１１で置き換えて構成される。
【００２４】
直列腕回路Ｃ１１は端子Ｔ１とノードＮ１１との間の区間を構成する。直列腕回路Ｓ１２はノードＮ１１とノードＮ１２との間の区間を構成する。直列腕回路Ｓ１３はノードＮ１２とノードＮ１３との間の区間を構成する。直列腕回路Ｓ１４はノードＮ１３と端子Ｔ２との間の区間を構成する。
【００２５】
並列腕回路Ｐ２１はノードＮ１１とグランド電極との間に接続されている。並列腕回路Ｐ２２はノードＮ１２とグランド電極との間に接続されている。並列腕回路Ｐ２３はノードＮ１３とグランド電極との間に接続されている。並列腕回路Ｐ２４はノードＮ１４とグランド電極との間に接続されている。
【００２６】
直列腕回路Ｓ１２〜Ｓ１４および並列腕回路Ｐ２１〜Ｐ２４の各々は弾性波共振子を含み、直列腕回路Ｃ１１は、容量素子で構成され、弾性波共振子を含まない。
【００２７】
直列腕回路Ｃ１１を構成する容量素子は、直列腕回路Ｓ１２〜Ｓ１４および並列腕回路Ｐ２１〜Ｐ２４の弾性波共振子が構成されている圧電性の基板と同じ基板上に形成されたＩＤＴ電極または当該基板上に実装された表面実装部品で構成されていてもよい。
【００２８】
フィルタ１０１によれば、直列腕回路Ｃ１１を、弾性波共振子を含めずに構成するので、基本的なラダー型の弾性波フィルタと比べて、弾性波共振子に起因する非線形歪が低減される。具体的に、直列腕回路Ｃ１１を、弾性波共振子と比べて非線形性が小さい容量素子で構成するので、基本的なラダー型の弾性波フィルタに近い特性を有しながら、非線形歪の小さいフィルタが得られる。
【００２９】
図３は、実施の形態１に係るフィルタの通過特性の一例を示すグラフである。図３では、１９２０ＭＨｚ−１９８０ＭＨｚの通過帯域が得られるように個々の弾性波共振子を設計したフィルタ１００、１０１をそれぞれ比較例および実施例とし、端子Ｔ１、Ｔ２間の挿入損失を示している。なお、図３に示す挿入損失は、整合ずれによる損失を含まない。
【００３０】
図３に見られるように、比較例と実施例とで通過特性は略同一である。フィルタ１００（比較例）の通過特性が８つの弾性波共振子で形成されるのに対し、フィルタ１０１（実施例）の通過特性は７つの弾性波共振子で形成される。このように、フィルタ１００と１０１とでは通過特性を形成する弾性波共振子の個数に大きな違いがないことから、フィルタ１０１においても、フィルタ１００の通過特性に近い良好な通過特性が形成できたものと考えられる。
【００３１】
したがって、フィルタ１００を構成する８つの弾性波共振子のうち非線形歪の発生に最も強く関与する弾性波共振子を容量素子で置き換えること、つまり、直列腕回路Ｓ１１〜Ｓ１４および並列腕回路Ｐ１１〜Ｐ１４のうち１の回路を容量素子で構成し、弾性波共振子を含めないことで、フィルタ１００に近い特性を有しながら、非線形歪の小さいフィルタを得ることができる。
【００３２】
発明者らの検討例によれば、フィルタ１００の端子Ｔ１、Ｔ２をそれぞれ入力端子、出力端子とした場合、端子Ｔ２（出力端子）に最も近い直列腕回路Ｓ１４を容量素子で構成し、弾性波共振子を含まないことが、高調波歪を低減するために最も有効であった。また、端子Ｔ１（入力端子）に最も近い直列腕回路Ｓ１１を容量素子で構成し、弾性波共振子を含まないことが、相互変調歪を低減するために最も有効であった。
【００３３】
図４は、実施の形態１に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。図４に示されるように、フィルタ１０２は、フィルタ１００の直列腕回路Ｓ１４を容量素子で構成し、弾性波共振子を含まない直列腕回路Ｃ１４で置き換えて構成される。
【００３４】
図５は、実施の形態１に係るフィルタの歪特性の一例を示すグラフである。図５では、フィルタ１００、１０２をそれぞれ比較例および実施例とし、端子Ｔ１に同一のテスト信号を印加したときに端子Ｔ２に出力される３次高調波歪のレベルを、２１１０ＭＨｚ−２１７０ＭＨｚの周波数帯域について示している。
【００３５】
図５に見られるように、フィルタ１００（比較例）に比べて、フィルタ１０２（実施例）の端子Ｔ２に出力される３次高調波歪は、周波数帯域のほぼ全域で低減されている。この結果から、ラダー型のフィルタの複数の直列腕回路のうち、一例として、出力端子に最も近い直列腕回路を容量素子で構成し、弾性波共振子を含まないことが、３次高調波歪の低減に有効であることが分かった。
【００３６】
なお、フィルタ１００を構成する直列腕回路Ｓ１１〜Ｓ１４および並列腕回路Ｐ１１〜Ｐ１４のうち、非線形歪の低減を目的として弾性波共振子を含まない回路で置き換えられるべき回路は、直列腕回路Ｓ１１またはＳ１４には限られない。容量素子で構成され弾性波共振子を含まない回路で置き換えた場合に最もよく非線形歪が低減する回路を、例えばシミュレーション等によって直列腕回路Ｓ１１〜Ｓ１４および並列腕回路Ｐ２１〜Ｐ２４の中から特定し、特定された回路を、容量素子で構成され弾性波共振子を含まない回路で置き換えてもよい。
【００３７】
図６〜図１１は、実施の形態１に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。図６〜図１１に示されるように、フィルタ１０３〜１０８は、フィルタ１００の並列腕回路Ｐ２１、直列腕回路Ｓ１２、並列腕回路Ｐ２２、直列腕回路Ｓ１３、並列腕回路Ｐ２３、Ｐ２４のいずれか１の回路を、容量素子で構成され弾性波共振子を含まない並列腕回路Ｃ２１、直列腕回路Ｓ１２、並列腕回路Ｃ２２、直列腕回路Ｃ１３、並列腕回路Ｃ２３、Ｃ２４のうち対応する１の回路で置き換えて構成されている。
【００３８】
このように、入力端子と出力端子とを結び、１以上の直列腕回路から構成される信号経路と、前記信号経路上に配置された１以上のノードとグランド電極とに接続されている１以上の並列腕回路と、を有し、前記１以上の直列腕回路は、互いに隣接する前記ノードの間、前記入力端子に最も近い前記ノードと前記入力端子との間、および前記出力端子に最も近い前記ノードと前記出力端子との間、のいずれかの区間を構成し、少なくとも１つの前記直列腕回路および少なくとも１つの前記並列腕回路が弾性波共振子を含まず、他の回路が弾性波共振子を含むフィルタは、本発明に含まれる。
【００３９】
なお、直列腕回路に含まれる弾性波共振子は、上記で説明した弾性波共振子や分割共振子には限られず、例えば、縦結合型共振器であってもよい。
【００４０】
図１２は、実施の形態１の変形例に係るフィルタの構成の一例を示す回路図である。図１２では、直列腕回路と並列腕回路とをそれぞれ１つずつ有する、最小構成のラダー型のフィルタを例示している。図１２に示されるように、フィルタ３０２は、端子Ｔ１、Ｔ２と、端子Ｔ１、Ｔ２を結び、ノードＮ１１が配置された信号経路Ｒと、直列腕回路ＬＣ３２と、並列腕回路Ｃ４１と、を有する。
【００４１】
直列腕回路ＬＣ３２は、信号経路ＲのノードＮ１１と端子Ｔ２との間の区間を構成している。並列腕回路Ｃ４１は、ノードＮ１１とグランド端子との間に接続されている。直列腕回路ＬＣ３２は縦結合型共振器を含んでいる。並列腕回路Ｃ４１は、容量素子で構成され、弾性波共振子を含まない。
【００４２】
フィルタ３０２は、縦結合型共振器を信号経路Ｒ上に配置し信号経路Ｒとグランド電極との間に弾性波共振子を接続した弾性波フィルタにおける弾性波共振子を容量素子で置き換えた構成に対応する。
【００４３】
フィルタ３０２によれば、弾性波共振子が容量素子で置き換えられる前の縦結合型共振器を有する弾性波フィルタに近い特性を有しながら、非線形歪の小さいフィルタが得られる。
【００４４】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るマルチプレクサについて、一端同士が互いに接続されている複数のフィルタを有するマルチプレクサの例を挙げて説明する。複数のフィルタのうち少なくとも１のフィルタには、実施の形態１で説明したフィルタが用いられる。
【００４５】
図１３は、実施の形態２に係るマルチプレクサの構成の一例を示す回路図である。図１３に示されるように、マルチプレクサ２１０ａは、一端同士が互いに接続されかつアンテナ２１８に接続されているフィルタ２１１、２１２、２１３ａ、２１４を有し、フィルタ２１３ａには、図２のフィルタ１０１が用いられる。
【００４６】
このように構成されるマルチプレクサ２１０ａによれば、フィルタ２１３ａに非線形歪の小さいフィルタ１０１を用いるので、フィルタ２１３ａにおいて発生する非線形歪に起因する特性の劣化が少ないマルチプレクサが得られる。
【００４７】
マルチプレクサ２１０ａによる歪特性の改善効果について、具体的なフロントエンド回路への適用を想定して説明する。
【００４８】
図１４は、実施の形態２に係るマルチプレクサの適用例を示すブロック図である。図１４に示されるように、フロントエンド回路２００は、マルチプレクサ２１０、２２０を有し、マルチプレクサ２１０、２２０は、アンテナ２１８、２２８にそれぞれ接続されている。
【００４９】
マルチプレクサ２１０は、通過帯域が互いに異なるフィルタ２１１、２１２、２１３、２１４を有する。フィルタ２１１、２１２、２１３、２１４の通過帯域は、一例として、それぞれ、ＬＴＥ（登録商標）（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のバンドＢ１の上り帯域１９２０ＭＨｚ−１９８０ＭＨｚ、バンドＢ３の上り帯域１７１０ＭＨｚ−１７８５ＭＨｚ、バンドＢ１の下り帯域２１１０ＭＨｚ−２２００ＭＨｚ、バンドＢ３の下り帯域１８０５ＭＨｚ−１８８０ＭＨｚである。
【００５０】
マルチプレクサ２２０もまた、通過帯域が互いに異なるフィルタ２２１、２２２、２２３、２２４を有する。フィルタ２２１、２２２、２２３、２２４の通過帯域は、フィルタ２１１、２１２、２１３、２１４の通過帯域とそれぞれ同じである。
【００５１】
このように構成されるフロントエンド回路２００は、バンドＢ１とバンドＢ３とを同時に使用して通信を行うキャリアアグリゲーションに適応する。特には、バンドＢ１の送信信号とバンドＢ３の送信信号とを同時に送信する、２アップリンク動作に適応する。
【００５２】
バンドＢ１とバンドＢ３とによる２アップリンク動作において、バンドＢ１の送信信号とバンドＢ３の送信信号との相互変調歪がバンドＢ１の受信帯域内に発生する懸念がある。相互変調歪とは、第１周波数ｆ１の第１信号と第２周波数ｆ２の第２信号とから、｜ｍ×ｆ１±ｎ×ｆ２｜（ｍ、ｎは自然数）なる周波数ｆＩＭＤに生じる非線形歪を言う。
【００５３】
具体的に、バンドＢ１の送信周波数ｆＢ１Ｔｘの２倍からバンドＢ３の送信周波数ｆＢ３Ｔｘを減じた周波数２ｆＢ１Ｔｘ−ｆＢ３Ｔｘは、バンドＢ１の受信周波数ｆＢ１Ｒｘと重複する。そのため、バンドＢ１の受信帯域を通過帯域とするフィルタ２１３、２２３においてバンドＢ１の送信信号とバンドＢ３の送信信号との相互変調歪が発生すると、発生した相互変調歪によってバンドＢ１の受信信号が妨害され、バンドＢ１での受信感度が劣化する。
【００５４】
そこで、フィルタ２１３、２２３を、実施の形態１で説明した非線形歪の小さいフィルタで構成する。これにより、バンドＢ１の送信信号とバンドＢ３の送信信号との相互変調歪が低減されるので、バンドＢ１の受信信号に対する妨害が軽減され、バンドＢ１での受信感度が改善される。フィルタ２１３、２２３には、一例として、フィルタ１０１を用いてもよく、その場合、マルチプレクサ２１０、２２０は、図１３のマルチプレクサ２１０ａと等しい。
【００５５】
マルチプレクサ２１０ａによる相互変調歪の低減効果について、比較例に係るマルチプレクサとの対比により説明する。
【００５６】
図１５は、実施の形態２の比較例１に係るマルチプレクサの構成の一例を示す回路図である。図１５に示されるように、マルチプレクサ２１０ｂは、図１３のマルチプレクサ２１０ａのフィルタ２１３ａを、フィルタ２１３ｂで置き換えて構成される。フィルタ２１３ｂには、図１のフィルタ１００が用いられる。
【００５７】
図１６は、実施の形態２の比較例２に係るマルチプレクサの構成の一例を示す回路図である。図１６に示されるように、マルチプレクサ２１０ｃは、図１３のマルチプレクサ２１０ａのフィルタ２１３ａを、フィルタ２１３ｃで置き換えて構成される。フィルタ２１３ｃは、フィルタ２１３ａ、フィルタ２１３ｂと比べて、入力端子に接続された直列腕回路ＣＳ１１が、容量素子と弾性波共振子とを直列接続した回路で構成される点で相違する。
【００５８】
図１７は、実施の形態２に係るマルチプレクサの歪特性の一例を示すグラフである。
【００５９】
図１７では、図１４のマルチプレクサ２１０に、マルチプレクサ２１０ａ（実施例）、マルチプレクサ２１０ｂ（比較例１）、マルチプレクサ２１０ｃ（比較例２）を用いた場合に、フィルタ２１３で発生する相互変調歪のレベルを、２１１０ＭＨｚ−２１７０ＭＨｚの周波数帯域について示している。
【００６０】
前提条件としては、図１４に示されるように、バンドＢ１の送信信号はマルチプレクサ２１０を介してアンテナ２１８から送信され、バンドＢ３の送信信号はマルチプレクサ２２０を介してアンテナ２２８から送信されるとした。また、アンテナ２１８、２２８間に１５ｄＢのアイソレーションがあるとし、フィルタ２１３に入力されるバンドＢ１の送信信号のレベルおよびバンドＢ３の送信信号のレベルをそれぞれ２５ｄＢｍおよび１０ｄＢｍとした。同様に、フィルタ２２３に入力されるバンドＢ１の送信信号のレベルおよびバンドＢ３の送信信号のレベルをそれぞれ１０ｄＢｍおよび２５ｄＢｍとした。
【００６１】
図１７に見られるように、マルチプレクサ２１０ｂ（比較例１）とマルチプレクサ２１０ｃ（比較例２）とでは、周波数帯域の全域でほぼ同じレベルの相互変調歪が発生しているのに対し、マルチプレクサ２１０ａ（実施例）で生じる相互変調歪は、周波数帯域の全域で低減されている。この結果から、ラダー型のフィルタの複数の直列腕回路のうち、一例として、入力端子に接続されている直列腕回路を容量素子のみで構成することが、相互変調歪の低減に有効であることが分かった。
【００６２】
（まとめ）
本発明の一態様に係るフィルタは、入力端子と、出力端子と、前記入力端子と前記出力端子を結び、１以上の直列腕回路から構成される信号経路と、前記信号経路上に配置された１以上のノードとグランド電極とに接続されている１以上の並列腕回路と、を有し、前記１以上の直列腕回路は、互いに隣接する前記ノードの間、前記入力端子に最も近い前記ノードと前記入力端子との間、および前記出力端子に最も近い前記ノードと前記出力端子との間、のいずれかの区間を構成し、前記１以上の直列腕回路および前記１以上の並列腕回路のうち、１の回路は弾性波共振子を含まず、他の回路は弾性波共振子を含む。
【００６３】
このような構成において、１以上の直列腕回路および１以上の並列腕回路が弾性波共振子を含んでいる場合は、いわゆるラダー型の弾性波フィルタの基本的な構成と等しい。これに対し、上述の構成では、１の直列腕回路または１の並列腕回路を、弾性波共振子を含めずに構成するので、基本的なラダー型の弾性波フィルタと比べて、弾性波共振子に起因する非線形歪を低減したフィルタが得られる。
【００６４】
また、前記１の回路は容量素子で構成されていてもよい。
【００６５】
このような構成によれば、１の回路を弾性波共振子と比べて非線形性が小さい容量素子で構成するので、基本的なラダー型の弾性波フィルタに近い特性を有しながら、非線形歪の小さいフィルタが得られる。
【００６６】
また、前記弾性波共振子は、圧電性を有する基板と前記基板上に形成されたＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極とで構成され、前記容量素子は、前記基板上に形成されたＩＤＴ電極または前記基板上に実装された表面実装部品で構成されるとしてもよい。
【００６７】
このような構成によれば、弾性波共振子が実装された基板と同一の基板上に容量素子を実装できるので、小型化に優れたフィルタが得られる。
【００６８】
また、前記信号経路のうち、前記入力端子に最も近い前記ノードと前記入力端子との間の区間を、前記１の回路が構成しているとしてもよい。
【００６９】
このような構成によれば、非線形歪の一例である相互変調歪を効果的に低減することができる。
【００７０】
また、前記信号経路のうち、前記出力端子に最も近い前記ノードと前記出力端子との間の区間を、前記１の回路が構成しているとしてもよい。
【００７１】
このような構成によれば、非線形歪の一例である高調波歪を効果的に低減することができる。
【００７２】
また、前記１以上の直列腕回路のうち１の直列腕回路が、前記弾性波共振子として縦結合型共振器を含んでもよい。
【００７３】
このような構成によれば、非線形歪の小さいフィルタが得られる。
【００７４】
本発明の一態様に係るマルチプレクサは、一端同士が互いに接続されている複数のフィルタを備え、前記複数のフィルタのうち少なくとも１のフィルタが、前述したフィルタである。
【００７５】
このような構成によれば、非線形歪の小さいフィルタを用いてマルチプレクサを構成するので、フィルタの非線形歪に起因する特性の劣化が少ないマルチプレクサが得られる。
【００７６】
また、前記複数のフィルタは、第１フィルタ、第２フィルタおよび第３フィルタを含み、前記第１フィルタの通過帯域内にある周波数をｆ１と表記し、前記第２フィルタの通過帯域内にある周波数をｆ２と表記するとき、｜ｍ×ｆ１±ｎ×ｆ２｜、ｍ、ｎは自然数、によって表される複数の周波数ｆＩＭＤのうち少なくとも１の周波数が前記第３フィルタの通過帯域内にあり、前記第３フィルタが、前記フィルタであるとしてもよい。
【００７７】
このような構成によれば、第１フィルタの通過帯域内の信号と第２フィルタの通過帯域内の信号との相互変調歪が第３フィルタの通過帯域内に生じる状況において、第３フィルタに非線形歪の小さいフィルタを用いることで相互変調歪を低減している。その結果、例えば第３フィルタが受信フィルタである場合に生じる受信感度の劣化など、相互変調歪に起因する特性の劣化が少ないマルチプレクサが得られる。
【００７８】
また、前記第１フィルタは１９２０ＭＨｚ以上１９８０ＭＨｚ以下の通過帯域を有し、前記第２フィルタは１７１０ＭＨｚ以上１７８５ＭＨｚ以下の通過帯域を有し、前記第３フィルタは２１１０ＭＨｚ以上２２００ＭＨｚ以下の通過帯域を有するとしてもよい。
【００７９】
このような構成によれば、第１フィルタ、第２フィルタおよび第３フィルタの通過帯域は、具体的に、ＬＴＥ（登録商標）におけるバンドＢ１の送信帯域、バンドＢ３の送信帯域およびバンドＢ１の受信帯域である。つまり、第１フィルタ、第２フィルタおよび第３フィルタは、ＬＴＥ（登録商標）におけるバンドＢ１の送信フィルタ、バンドＢ３の送信フィルタおよびバンドＢ１の受信フィルタとして用いられる。
【００８０】
ここで、バンドＢ１の送信信号とバンドＢ３の送信信号とを同時に送信する２アップリンク動作を行う場合、バンドＢ１の送信信号の周波数の２倍からバンドＢ３の送信信号の周波数を減じた周波数の相互変調歪はバンドＢ１の受信帯域内に発生する。そこで、第３フィルタに非線形歪の小さいフィルタを用いて相互変調歪を低減することで、バンドＢ３の受信感度の劣化を軽減することができる。
【００８１】
以上、本発明の実施の形態に係るフィルタおよびマルチプレクサについて説明したが、本発明は、個々の実施の形態には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、非線形歪の小さいフィルタおよびマルチプレクサとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【００８３】
１００〜１０８、２１１、２１２、２１３、２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１４、３０２  フィルタ
２００  フロントエンド回路
２１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２２０  マルチプレクサ
２１８、２２８  アンテナ
Ｔ１、Ｔ２  端子
Ｒ  信号経路
Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｃ１１〜Ｃ１４、ＣＳ１１、ＬＣ３２  直列腕回路
Ｐ２１〜Ｐ２４、Ｃ２１〜Ｃ２４、Ｃ４１  並列腕回路
【図１】
2020043380.tif 000003
【図２】
2020043380.tif 000004
【図３】
2020043380.tif 000005
【図４】
2020043380.tif 000006
【図５】
2020043380.tif 000007
【図６】
2020043380.tif 000008
【図７】
2020043380.tif 000009
【図８】
2020043380.tif 000010
【図９】
2020043380.tif 000011
【図１０】
2020043380.tif 000012
【図１１】
2020043380.tif 000013
【図１２】
2020043380.tif 000014
【図１３】
2020043380.tif 000015
【図１４】
2020043380.tif 000016
【図１５】
2020043380.tif 000017
【図１６】
2020043380.tif 000018
【図１７】
2020043380.tif 000019