(57)【要約】【課題】送信信号におけるＦＢＡＲの２次および３次のひずみによる２倍波および３倍波の両方の発生を抑制し得る分波器を提供する。【解決手段】分波器１は、ラダー型の第１ＦＢＡＲフィルタ２およびそれより高い周波数の通過帯域を有するラダー型の第２ＦＢＡＲフィルタを備え、第１ＦＢＡＲフィルタの一方端子と第２ＦＢＡＲフィルタの一方端子との接続部をアンテナ端子ＡＮＴと接続してなり、更に、接続部とグランドとの間に介在する共振回路４を備える。共振回路４は、その直列共振周波数をＦｒ１とし且つ第１ＦＢＡＲフィルタの通過帯域の中心周波数をＦｆ１としたとき、Ｆｒ１がＦｆ１の２倍乃至３倍の範囲内となるように設定される。共振回路４は第１インダクタ７と第１キャパシタ８とを直列に接続したものまたはチップキャパシタからなる。分波器１は、更に接続部と共振回路４との間に介在する第２インダクタ５を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１薄膜圧電共振器フィルタおよび該第１薄膜圧電共振器フィルタより高い周波数の通過帯域を有する第２薄膜圧電共振器フィルタを備え、前記第１薄膜圧電共振器フィルタの一方の端子と前記第２薄膜圧電共振器フィルタの一方の端子との接続部をアンテナ端子と接続してなる分波器であって、
前記分波器は、更に、前記接続部とグランドとの間に介在する共振回路を備えており、
該共振回路は、直列共振を発生し、その直列共振周波数をＦｒ１とし且つ前記第１薄膜圧電共振器フィルタの通過帯域の中心周波数をＦｆ１としたとき、前記Ｆｒ１が前記Ｆｆ１の２倍乃至３倍の範囲内となるように設定されていることを特徴とする分波器。
【請求項２】
前記共振回路は第１インダクタと第１キャパシタとを直列に接続したものからなることを特徴とする、請求項１に記載の分波器。
【請求項３】
前記共振回路はチップキャパシタからなることを特徴とする、請求項１に記載の分波器。
【請求項４】
更に、前記接続部と前記共振回路との間に介在する第２インダクタを有することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の分波器。
【請求項５】
前記第１薄膜圧電共振器フィルタおよび第２薄膜圧電共振器フィルタの少なくとも一方はラダー型フィルタであり、該ラダー型フィルタは並列共振器とグランドとの間に介在する第３インダクタを備えることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の分波器。
【請求項６】
前記第１薄膜圧電共振器フィルタおよび第２薄膜圧電共振器フィルタの前記一方の端子はそれぞれそれらの直列共振器と直接的に接続されていることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の分波器。
【請求項７】
前記第１薄膜圧電共振器フィルタおよび第２薄膜圧電共振器フィルタは多層基板に実装されていることを特徴とする、請求項１乃至６の何れか一項に記載の分波器。
【請求項８】
前記第１薄膜圧電共振器フィルタおよび第２薄膜圧電共振器フィルタは多層基板に実装されており、該多層基板には、前記共振回路の第１インダクタおよび第１キャパシタ、前記第２インダクタ、並びに前記第３インダクタのうちの少なくとも１つが内蔵されていることを特徴とする、請求項２、４および５の何れか一項に記載の分波器。
【請求項９】
前記第１薄膜圧電共振器フィルタおよび第２薄膜圧電共振器フィルタはフリップチップ実装方式により前記多層基板に実装されていることを特徴とする請求項７乃至８の何れか一項に記載の分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機器において用いられ送信フィルタおよび受信フィルタを備える分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信機器において、小型化の要求や高機能化に伴う高周波化が進んでいる。このような背景から高周波通信用のフィルタにおいて、従来の誘電体フィルタやセラミックフィルタに比べて外形サイズを小さくすることができると共に、急峻なロールオフ特性や更なる高周波化にも適していることから、薄膜圧電共振器（ＦＢＡＲ）を用いたフィルタすなわちＦＢＡＲフィルタの利用が検討されている。
【０００３】
ＦＢＡＲフィルタは、ラダー型フィルタとして構成することにより、ＦＢＡＲフィルタの段数やＦＢＡＲの容量を変化させ、また、並列共振器とグランドとの間にインダクタを設置するなどして、ＦＢＡＲフィルタの挿入損失や減衰特性を容易に変化させることができる。
【０００４】
このＦＢＡＲフィルタを用いた応用部品として、送受信信号を周波数によって分けることのできる分波器がある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、アンテナ端子側に並列に接続されたキャパシタと直列に接続されたインダクタとを備え、ＦＢＡＲを用いた分波器が開示されている。また、特許文献２には、アンテナ端子とフィルタとの間に接続され、並列に接続されたキャパシタとインダクタによる並列共振回路を備え、ＦＢＡＲを用いた分波器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６０９１５号公報
【特許文献２】特開２００７−３３６４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高周波無線通信機器におけるＦＢＡＲを用いた分波器においては、２次ひずみおよび／又は３次ひずみが発生するという課題が存在する。２次ひずみおよび３次ひずみは、共振器の構造や材料の非線形性により発生するもので、送信フィルタの通過帯域周波数を通過した送信信号にそれぞれ２倍波および３倍波の信号が発生してしまうことにより、送信信号の２倍波周波数および３倍波周波数の減衰特性を著しく悪化させてしまうことになる。
【０００８】
特許文献１には、分波器における２次ひずみおよび３次ひずみに関する記載は無く、もちろん送信信号の２倍波周波数および３倍波周波数の減衰特性を向上させるという技術的課題に関する示唆もない。また、特許文献２には、分波器において、キャパシタとインダクタとによる並列共振器により送信信号の２倍波周波数又は３倍波周波数の減衰特性を向上し、高次ひずみを減少することが記載されているが、ここに記載されている回路構成の場合、送信信号の２倍波周波数付近に並列共振回路の共振点を設けたのでは送信信号の３倍波周波数付近の減衰特性はほとんど向上しないため、３次ひずみによる３倍波の発生を抑制することはできない。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、送信信号におけるＦＢＡＲの２次ひずみおよび３次ひずみによる２倍波および３倍波の両方の発生を抑制することが可能な分波器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】
【００１０】
本発明によれば、
第１薄膜圧電共振器フィルタおよび該第１薄膜圧電共振器フィルタより高い周波数の通過帯域を有する第２薄膜圧電共振器フィルタを備え、前記第１薄膜圧電共振器フィルタの一方の端子と前記第２薄膜圧電共振器フィルタの一方の端子との接続部をアンテナ端子と接続してなる分波器であって、
前記分波器は、更に、前記接続部とグランドとの間に介在する共振回路を備えており、
該共振回路は、直列共振を発生し、その直列共振周波数をＦｒ１とし且つ前記第１薄膜圧電共振器フィルタの通過帯域の中心周波数をＦｆ１としたとき、前記Ｆｒ１が前記Ｆｆ１の２倍乃至３倍の範囲内となるように設定されていることを特徴とする分波器、
が提供される。
【００１１】
本発明によれば、共振回路の共振による送信信号の２倍波周波数および３倍波周波数の減衰と、共振回路のキャパシタンスに基づく周波数特性に伴う高周波減衰による送信信号の２倍波周波数および３倍波周波数の減衰とによって、送信信号におけるＦＢＡＲの２次ひずみおよび３次ひずみによる２倍波および３倍波の両方の発生を抑制した分波器を実現できる。
【００１２】
上記構成において、前記共振回路は、例えば、第１インダクタと第１キャパシタとを直列に接続したものからなる。
【００１３】
また、上記構成において、前記共振回路は、例えば、チップキャパシタからなる。これによれば、チップキャパシタの自己共振を利用して共振回路を構成するため、小型の分波器を実現できる。
【００１４】
上記構成において、好ましくは、前記分波器は、更に、前記接続部と前記共振回路との間に介在する第２インダクタを有する。これによれば、優れた通過特性の分波器を実現できる。
【００１５】
上記構成において、好ましくは、前記第１薄膜圧電共振器フィルタおよび第２薄膜圧電共振器フィルタの少なくとも一方はラダー型フィルタであり、該ラダー型フィルタは並列共振器とグランドとの間に介在する第３インダクタを備える。これによれば、小型かつ減衰特性に優れた分波器を実現できる。
【００１６】
上記構成において、好ましくは、前記第１薄膜圧電共振器フィルタおよび第２薄膜圧電共振器フィルタの前記一方の端子はそれぞれそれらの直列共振器と直接的に接続されている。これによれば、小型の分波器を実現できる。
【００１７】
上記構成において、好ましくは、前記第１薄膜圧電共振器フィルタおよび第２薄膜圧電共振器フィルタは多層基板に実装されている。また、該多層基板には、前記共振回路の第１インダクタおよび第１キャパシタ、前記第２インダクタ、並びに前記第３インダクタのうちの少なくとも１つを内蔵させることができる。これによれば、小型の分波器を実現できる。
【００１８】
上記構成において、好ましくは、前記第１薄膜圧電共振器フィルタおよび第２薄膜圧電共振器フィルタはフリップチップ実装方式により前記多層基板に実装されている。これによれば、小型の分波器を実現できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、送信信号におけるＦＢＡＲの２次ひずみおよび３次ひずみによる２倍波および３倍波の両方の発生を抑制することができ、送信信号の２倍波周波数および３倍波周波数の減衰特性の悪化を抑制した分波器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の分波器の一実施形態を示す回路図である。
【図２】チップキャパシタの回路図である。
【図３】ＦＢＡＲの縦断面図である。
【図４】多層構造ＬＴＣＣ基板を各層ごとに上面からみた模式的分解図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’断面に相当する分波器の縦断面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ’断面に相当する樹脂封止済み分波器の縦断面図である。
【図７】比較のために示す従来の分波器の回路図である。
【図８】本発明実施形態に属する分波器（実施例１）と比較形態に属する分波器（比較例１）との第１ＦＢＡＲフィルタの通過特性の比較を示す図である。
【図９】多層構造ＬＴＣＣ基板を各層ごとに上面からみた模式的分解図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ’断面に相当する分波器の縦断面図である。
【図１１】本発明実施形態に属する分波器（実施例２）と比較形態に属する分波器（比較例１）との第１ＦＢＡＲフィルタの通過特性の比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は本発明の分波器の一実施形態を示す回路図である。本実施形態の分波器１は、第１薄膜圧電共振器フィルタ（第１ＦＢＡＲフィルタ）２および該第１ＦＢＡＲフィルタより高い周波数の通過帯域を有する第２薄膜圧電共振器フィルタ（第２ＦＢＡＲフィルタ）３を備える。第１ＦＢＡＲフィルタ２の一方の端子と第２ＦＢＡＲフィルタ３の一方の端子との接続部がアンテナ端子ＡＮＴと接続されている。第１ＦＢＡＲフィルタ２の他方の端子は送信機接続端子ＴＸとされ、第２ＦＢＡＲフィルタ３の他方の端子は受信機接続端子ＲＸとされている。
【００２３】
アンテナ端子ＡＮＴに接続される第１ＦＢＡＲフィルタ２の端子と第２ＦＢＡＲフィルタ３の端子との接続部と、グランドとの間には、共振回路４が介在している。共振回路４は、直列共振を発生するものであり、例えば、第１インダクタ７と第１キャパシタ８とを直列に接続したものからなる。このような共振回路４は、自己共振周波数を有するチップキャパシタ６を用いることでも、実現することができる。すなわち、チップキャパシタ６は、図２に示すとおり、キャパシタンス成分８（第１キャパシタ８に相当）に加えて、キャパシタ電極によるインダクタンス成分７（第１インダクタ７に相当）を有する。これらのキャパシタンスとインダクタンスとは直列接続となることから、チップキャパシタ６は直列共振による共振回路４として機能する。すなわち、自己共振はチップキャパシタ６内のインダクタンス成分７とキャパシタンス成分８とによる直列共振のことである。尚、以下の説明においては、チップキャパシタ６内のインダクタンス成分７およびキャパシタンス成分８を、それぞれ第１インダクタ７および第１キャパシタ８ということがある。
【００２４】
更に、前記のアンテナ端子ＡＮＴに接続される第１ＦＢＡＲフィルタ２の端子と第２ＦＢＡＲフィルタ３の端子との接続部と、共振回路４との間には第２インダクタ５が介在している。アンテナ端子ＡＮＴは、第２インダクタ５を介して第１ＦＢＡＲフィルタ２の端子と第２ＦＢＡＲフィルタ３の端子との接続部に接続されている。
【００２５】
第１ＦＢＡＲフィルタ２は、ラダー型フィルタであり、直列に接続された３個の直列共振器Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３と３個の並列共振器Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３とを含んでいる。第１ＦＢＡＲフィルタ２は、更に、第１並列共振器Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３とグランドとの間にそれぞれ接続された３個の第３インダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３を有する。第１ＦＢＡＲフィルタ２のアンテナ端子側の端子（前記接続部側の端子）は直列共振器Ｓ１１と直接的に接続されている。該直列共振器Ｓ１１は、第１ＦＢＡＲフィルタ２の他の直列共振器Ｓ１２，Ｓ１３よりも小さな容量で構成されるのが好ましい。
【００２６】
同様に、第２ＦＢＡＲフィルタ３は、ラダー型フィルタであり、直列に接続された３個の直列共振器Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３と３個の並列共振器Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３とを含んでいる。第２ＦＢＡＲフィルタ３は、更に、第２並列共振器Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３とグランドとの間にそれぞれ接続された３個の第３インダクタＬ２１，Ｌ２２，Ｌ２３を有する。第２ＦＢＡＲフィルタ３のアンテナ端子側の端子（前記接続部側の端子）は直列共振器Ｓ２１と直接的に接続されている。該直列共振器Ｓ２１は、第２ＦＢＡＲフィルタ３の他の直列共振器Ｓ２２，Ｓ２３よりも小さな容量で構成されるのが好ましい。
【００２７】
共振回路４は、その直列共振周波数をＦｒ１とし且つ第１ＦＢＡＲフィルタ２の通過帯域の中心周波数をＦｆ１としたとき、Ｆｒ１がＦｆ１の２倍乃至３倍の範囲内となるように設定されている。これにより、送信信号におけるＦＢＡＲの２次ひずみおよび３次ひずみによる２倍波および３倍波の両方の発生を抑制することが可能となる。
【００２８】
以下、分波器１の作用とくに共振回路４の機能に基づく送信信号の２倍波周波数および３倍波周波数の減衰特性の悪化抑制の作用につき、具体的に説明する。
【００２９】
第１ＦＢＡＲフィルタ２の直列共振器および並列共振器の容量は、例えば、Ｓ１１が１．８ｐＦ、Ｓ１２が２．０ｐＦ、Ｓ１３が２．２ｐＦ、Ｐ１１が１．７ｐＦ、Ｐ１２が１．７ｐＦ、Ｐ１３が１．７ｐＦである。第２ＦＢＡＲフィルタ３の直列共振器および並列共振器の容量は、Ｓ２１が１．０ｐＦ、Ｓ２２が１．７ｐＦ、Ｓ２３が１．７ｐＦ、Ｐ２１が１．８ｐＦ、Ｐ２２が２．５ｐＦ、Ｐ２３が１．８ｐＦである。
【００３０】
本実施形態では、共振回路４の一方端がグランドに接続された構成とすることにより、周波数が高くなるにつれて第１キャパシタ８のインピーダンスＺが低下し、電流がグランドに流れやすくなっていくため、高周波数になるほど減衰が大きくなり、送信信号の２倍波周波数および３倍波周波数の減衰が向上し、送信信号におけるＦＢＡＲの２次ひずみおよび３次ひずみによる２倍波および３倍波の両方の発生を抑制することができる。
【００３１】
本実施形態は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）のＢａｎｄＩ帯の分波器である。第１ＦＢＡＲフィルタ２は送信用フィルタであり、送信信号となる通過帯域の周波数は１９２０から１９８０ＭＨｚであり、通過帯域の中心周波数Ｆｆ１は１９５０ＭＨｚである。第２ＦＢＡＲフィルタ３は受信用フィルタであり、通過帯域の周波数は２１１０から２１７０ＭＨｚである。すなわち、送信信号の通過帯域中心周波数Ｆｆ１の２倍波から３倍波の周波数範囲は、２×（Ｆｆ１）乃至３×（Ｆｆ１）となり、具体的には３９００ＭＨｚ乃至５８５０ＭＨｚとなる。チップキャパシタ６のキャパシタンス成分または第１キャパシタ８の容量値は、例えば２．２ｐＦである。従って、２×（Ｆｆ１）乃至３×（Ｆｆ１）に自己共振周波数を持つためには、チップキャパシタ６のインダクタンス成分または第１インダクタ７のインダクタンス値Ｌ（＝１／（ω２×Ｃ））は０．３４乃至０．７６ｎＨに設定されていればよい（ω＝２πｆ＝２π×［２（Ｆｆ１）〜３（Ｆｆ１）］から）。共振回路４として機能するチップキャパシタ６の自己共振周波数は例えば４８００ＭＨｚであり、この場合、チップキャパシタ６のインダクタンス成分または第１インダクタ７のインダクタンス値は０．５０ｎＨとなる。
【００３２】
チップキャパシタ６等からなる共振回路４および第２インダクタ５が移相整合回路としても作用する。
【００３３】
チップキャパシタ６等からなる共振回路４および第２インダクタ５が、この機能を発揮するためには、第１ＦＢＡＲフィルタ２のアンテナ端子ＡＮＴ側からみた反射特性と第２ＦＢＡＲフィルタ３のアンテナ端子ＡＮＴ側からみた反射特性は同じであることが極めて好ましい。すなわち、第１ＦＢＡＲフィルタ２の通過帯域周波数（１９２０から１９８０ＭＨｚ）の反射特性と第２ＦＢＡＲフィルタ３の通過帯域周波数（２１１０から２１７０ＭＨｚ）の反射特性とが同じであること、および第１ＦＢＡＲフィルタ２の遮断帯域周波数（２１１０から２１７０ＭＨｚ）の反射特性と第２ＦＢＡＲフィルタ３の遮断帯域周波数（１９２０から１９８０ＭＨｚ）の反射特性とが同じであることが極めて好ましい。
【００３４】
反射特性はインピーダンスＺがいくらになっているかにより表すとことができ、本実施形態においては、第１ＦＢＡＲフィルタ２の通過帯域周波数（１９２０から１９８０ＭＨｚ）および第２ＦＢＡＲフィルタ３の通過帯域周波数（２１１０から２１７０ＭＨｚ）ではインピーダンスＺ＝０．７−ｊ０．５であり、第１ＦＢＡＲフィルタ２の遮断帯域周波数（２１１０から２１７０ＭＨｚ）および第２ＦＢＡＲフィルタ３の遮断帯域周波数（１９２０から１９８０ＭＨｚ）ではインピーダンスＺ＝０．０２−ｊ１．４となっている。遮断帯域周波数におけるインピーダンスＺの実部は無限大（∞）であることが望ましい。
【００３５】
このように構成した第１ＦＢＡＲフィルタ２および第２ＦＢＡＲフィルタ３をアンテナ端子ＡＮＴ側で接続し、アンテナ端子ＡＮＴ側からみたとき１９２０から１９８０ＭＨｚおよび２１１０から２１７０ＭＨｚの反射特性はインピーダンスＺ＝０．３−ｊ０．５となる。
【００３６】
良好な通過特性の分波器とするために、アンテナ端子ＡＮＴ側からみた１９２０から１９８０ＭＨｚおよび２１１０から２１７０ＭＨｚの反射特性はインピーダンスＺ＝１．０＋ｊ０．０となることが望ましい。このため移相整合回路として、チップキャパシタ等からなる共振回路４および第２インダクタ５が設置されている。
【００３７】
チップキャパシタ６のキャパシタンス成分または第１キャパシタ８の容量値は、２．２ｐＦであり、インダクタンス成分または第１インダクタ７のインダクタンス値は０．５０ｎＨであることから、チップキャパシタ６を設置していない状態でアンテナ端子ＡＮＴ側からみた１９２０から１９８０ＭＨｚおよび２１１０から２１７０ＭＨｚの反射特性はインピーダンスＺ＝０．３＋ｊ０．５であれば、共振回路４を設置することによりインピーダンスＺ＝１．０＋ｊ０．０に移相整合が可能となる。移相整合回路となるチップキャパシタ６および第２インダクタ５を設置しない状態でアンテナ端子ＡＮＴ側からみた１９２０から１９８０ＭＨｚおよび２１１０から２１７０ＭＨｚの反射特性がインピーダンスＺ＝０．３−ｊ０．５であることから、第２インダクタ５を設置することによりアンテナ端子ＡＮＴ側からみた１９２０から１９８０ＭＨｚおよび２１１０から２１７０ＭＨｚの反射特性はインピーダンスＺ＝０．３＋ｊ０．５となればよいので、第２インダクタ５の適切なインダクタンス値は３．９０ｎＨとなる。共振回路４による移相整合状態により、第２インダクタ５の値を変更することで良好な通過特性の分波器とすることができる。
【００３８】
図３は、第１ＦＢＡＲフィルタ２の直列共振器Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３および並列共振器Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３、並びに第２ＦＢＡＲフィルタ３の直列共振器Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３および並列共振器Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３のそれぞれを構成するＦＢＡＲ９の縦断面図である。
【００３９】
基板１０上に、下部電極１１、圧電膜１２、上部電極１３の順に形成されており、圧電膜１２を挟んで下部電極１１と上部電極１３とが重なり合った箇所が共振部１４となる。基板１０の平坦な表面と共振部１４との間には空洞部１５が形成されている。
【００４０】
なお、基板１０は、シリコン（Ｓｉ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）およびガラスのいずれかからなるか、もしくはこれらの積層構造からなる。下部電極１１および上部電極１３は、いずれも、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）およびチタン（Ｔｉ）のいずれかからなるか、もしくはこれらの積層構造からなる。圧電膜１２は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかからなる。
【００４１】
圧電膜１２の結晶配向性は高いことが望ましい。圧電膜１２の結晶配向性が低い場合、圧電膜１２の電界分布が大きく変化し、下部電極１１と上部電極１３との電位差が大きくなることから、２次ひずみおよび３次ひずみが大きくなりやすい。本実施形態において圧電膜１２として用いられる窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜の結晶配向性は、例えば１．４ｄｅｇ以下と良好である。
【００４２】
また、ＦＢＡＲ９は、図３に示すように基板１０の平坦な表面と下部電極１１との間に空洞部１５を有するメンブラン型の薄膜圧電共振器以外に、基板１０に空洞部形成のための凹みがあるピット型の薄膜圧電共振器（図示せず）、基板１０に空洞部形成のための貫通孔があるＤｅｅｐ−ＲＩＥ型の薄膜圧電共振器（図示せず）、または、空洞部１５に代えて音響ミラー層を用いたＳＭＲ型の薄膜圧電共振器（図示せず）とすることもできる。
【００４３】
本発明においては、第１ＦＢＡＲフィルタの直列および並列のＦＢＡＲからなる構成部分並びに第２ＦＢＡＲフィルタの直列および並列のＦＢＡＲからなる構成部分を、それぞれ、半導体、絶縁体または圧電体基板上に形成したフィルタチップの形態となし、これらのフィルタチップを、第１ＦＢＡＲフィルタの第３インダクタおよび第２ＦＢＡＲフィルタの第３インダクタを線路パターンにて形成した低温焼成セラミックス基板（ＬＴＣＣ：Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）などの多層基板に実装する形態が望ましい。これにより、より一層小型の分波器を実現することができる。
【００４４】
図４は本実施形態において共振回路４としてチップキャパシタ６を使用した分波器の多層構造ＬＴＣＣ基板（多層基板）１６を各層ごとに上面からみた模式的分解図であり、図５は図４のＡ−Ａ’断面に相当する縦断面図である。なお、チップキャパシタ６はＬＴＣＣ基板１６外に設置しているため、図示していない。
【００４５】
ＬＴＣＣ基板１６は、上から順に第１層、第２層、第３層、第４層および第５層の順に積層されている。尚、図５において第５層は図示を省略されている。ＬＴＣＣ基板１６の第１層には、チップ化された第１および第２のＦＢＡＲフィルタ２，３がフリップチップ実装方式によりフェースダウンで実装されている。この実装では、Ａｕバンプ１７を機能面（上記共振部１４が形成されている面）に備えた第１ＦＢＡＲフィルタ２および第２ＦＢＡＲフィルタ３と、Ａｕメッキ処理を施したＬＴＣＣ基板１６とによる、Ａｕ−Ａｕ接合が採用されている。これにより、ワイヤーを用いた接続などの必要性がなくなるため、小型化が可能となる。
【００４６】
主として第１層および第２層において、線路パターンにより、第３インダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３、および第２インダクタ５が形成されている。第３層には主として接続線路が形成されており、第４層には主としてグランドパターンが形成されており、第５層には主として前記アンテナ端子（ＡＮＴ）、送信機接続端子（ＴＸ）および受信機接続端子（ＲＸ）が形成されている。これによって、第２インダクタ５および第３インダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３を外付けする必要がなくなるため、小型化が可能となる。
【００４７】
図６は本実施形態の分波器１の最終形態を示す縦断面図である。この図は図５に対応する断面を示すものであり、図５に示されるものと同様の部材または部分等には同一の符号が付されている。
【００４８】
ＬＴＣＣ基板１６にフリップチップ実装方式により第１ＦＢＡＲフィルタ２および第２ＦＢＡＲフィルタ３を実装した後に、第１ＦＢＡＲフィルタ２および第２ＦＢＡＲフィルタ３の機能面上が中空状態となるようにして、封止用樹脂１８により密閉封止をしている。密閉封止については、第１ＦＢＡＲフィルタ２および第２ＦＢＡＲフィルタ３の機能面が中空状態であればよいので、メタルや樹脂によるキャップを用いた封止形態（図示せず）や、フィルム状の樹脂を用いた封止形態（図示せず）とすることもできる。
【００４９】
図７は比較のために示す従来の分波器１９の回路図である。この比較形態は、その基本的構成において、上記本発明実施形態のものと比較して、共振回路４および第２インダクタ５に代わって第４インダクタ２０が設けられている点が異なる。第４インダクタ２０は、アンテナ端子ＡＮＴと第１ＦＢＡＲフィルタ２のアンテナ側端子および第２ＦＢＡＲフィルタ３のアンテナ側端子の接続部と、グランドとの間に介在している。その他の構成は、基本的には上記本発明実施形態のものと同じである。
【００５０】
図８は上記本発明実施形態に属する分波器［共振回路４としてチップキャパシタ６が用いられているもの］（実施例１）と上記比較形態に属する分波器（比較例１）との第１ＦＢＡＲフィルタ２の通過特性の比較を示す図である。実施例１は、４８００ＭＨｚにチップキャパシタ６の自己共振による共振点が発生しており、比較例１に比べて２倍波周波数および３倍波周波数の減衰特性が向上している。
【００５１】
図９は、上記の本発明実施形態において、特に、共振回路４を、前記チップキャパシタ６ではなしに、直列接続の第１インダクタ７と第１キャパシタ８とからなるものとし、これらをＬＴＣＣ基板１６に内蔵した分波器を示すものであり、ＬＴＣＣ基板１６を各層ごとに上面からみた模式的分解図である。この図９は上記図４に対応する部分を示すものである。図１０は図９のＡ−Ａ’断面に相当する縦断面図である。これらの図において、図４および図５に示されるものと同様の部材または部分等には同一の符号が付されている。
【００５２】
図９に示すように、ＬＴＣＣ基板１６は上から順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層および第６層の順に積層されている。尚、図１０において第６層は図示を省略されている。本実施形態は、図４および図５の実施形態の第３層と第４層との間に、共振回路４を構成する第１インダクタ７と第１キャパシタ８を構成する一方の電極とを形成する層を第４層として挿入したような形態をなしている。第１キャパシタ８の一方の電極は、例えば面積が１．０６ｍｍ２となるように一辺が１．０３ｍｍの正方形で形成されており、第１キャパシタ８の他方の電極として第５層のグランドパターンを利用している。第１キャパシタ８の一方の電極を正方形状ではなく、円形、楕円形および多角形などに変更してもよい。第１キャパシタ８の一対の電極間の距離は、第４層の厚さに相当し、たとえば３０μｍである。尚、第１キャパシタ８の電極は１つの層のみではなく、複数の層に渡って形成することもできる。
【００５３】
その他の構成は、図４および図５の実施形態と同様である。
【００５４】
図９および図１０の実施形態によれば、第２インダクタ５および第３インダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３に加えて、第１インダクタ７および第１キャパシタ８をも外付けする必要がなくなるため、小型化が可能となる。
【００５５】
共振回路４は、たとえば第１インダクタ７のインダクタンス値が０．４５ｎＨで、第１キャパシタ８の容量値が２．２ｐＦとなるように設定することができ、このときの共振回路４の直列共振周波数Ｆｒ１は４８９０ＭＨｚとなる。
【００５６】
図４および図５の分波器の場合と同様の理由で、図９および図１０の実施形態においては、第２インダクタ５のインダクタンス値は、例えば３．９０ｎＨとすることができる。
【００５７】
図１１は図９および図１０の実施形態に属する分波器［共振回路４として第１インダクタ７と第１キャパシタ８とからなるものが用いられているもの］（実施例２）と上記比較形態に属する分波器（比較例１）との第１ＦＢＡＲフィルタ２の通過特性の比較を示す図である。実施例２は、４８９０ＭＨｚに共振回路４の直列共振による共振点が発生しており、比較例１に比べて２倍波周波数および３倍波周波数の減衰特性が向上している。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例および比較例により本発明を説明する。
【００５９】
（実施例１）
上記図１および図３乃至図６の実施形態に属する分波器１であって、共振回路４としてチップキャパシタ６が用いられているものを製造した。
【００６０】
第１ＦＢＡＲフィルタ２の直列共振器および並列共振器の容量は、Ｓ１１が１．８ｐＦ、Ｓ１２が２．０ｐＦ、Ｓ１３が２．２ｐＦ、Ｐ１１が１．７ｐＦ、Ｐ１２が１．７ｐＦ、Ｐ１３が１．７ｐＦであった。第２ＦＢＡＲフィルタ３の直列共振器および並列共振器の容量は、Ｓ２１が１．０ｐＦ、Ｓ２２が１．７ｐＦ、Ｓ２３が１．７ｐＦ、Ｐ２１が１．８ｐＦ、Ｐ２２が２．５ｐＦ、Ｐ２３が１．８ｐＦであった。
【００６１】
各ＦＢＡＲにおいて、基板１０はシリコン（Ｓｉ）からなり、下部電極１１はモリブデン（Ｍｏ）からなり、圧電膜１２は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなり、上部電極１３はルテニウム（Ｒｕ）からなるものであった。圧電膜１２の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）結晶配向性は１．４ｄｅｇ以下であった。
【００６２】
第１ＦＢＡＲフィルタ２の通過帯域の中心周波数Ｆｆ１は１９５０ＭＨｚであり、共振回路４として機能するチップキャパシタ６の自己共振周波数Ｆｒ１は４８００ＭＨｚ（＝２．４６×Ｆｆ１）であった。チップキャパシタ６は、第１インダクタ７のインダクタンス値が０．５０ｎＨであり、第１キャパシタ８の容量値が２．２ｐＦであった。第２インダクタ５のインダクタンス値は３．９０ｎＨであった。
【００６３】
図８に、本実施例の分波器の第１ＦＢＡＲフィルタ２の通過特性を示す。後述の比較例１に比べて２倍波周波数および３倍波周波数の減衰特性が向上している。
【００６４】
表１に送信信号の２次ひずみによる２倍波の出力電力および３次ひずみによる３倍波の出力電力を示す。ここでは、第１ＦＢＡＲフィルタ２の送信機接続端子ＴＸに、周波数が１９５０ＭＨｚで電力が２７ｄＢｍ、２８ｄＢｍ、２９ｄＢｍおよび３０ｄＢｍの信号をそれぞれ入力し、第２ＦＢＡＲフィルタ３の受信機接続端子ＲＸを５０Ωに終端し、アンテナ端子ＡＮＴから出力される２倍波の２次ひずみによる出力電力および３倍波の３次ひずみによる出力電力を測定した。後述の比較例１に比べて、２次ひずみによる２倍波の出力電力を１５ｄＢｍ程度抑制することができ、３次ひずみによる３倍波の出力電力を１０ｄＢｍ程度抑制することができた。
【００６５】
（比較例１）
上記図７の比較形態に属する分波器１９を製造した。第１ＦＢＡＲフィルタ２および第２ＦＢＡＲフィルタ３の構成は、実施例１と同様とした。
【００６６】
第４インダクタ２０のインダクタンス値は２．５ｎＨであった。
【００６７】
表１に、実施例１と同様にして測定した送信信号の２次ひずみによる２倍波の出力電力および３次ひずみによる３倍波の出力電力を示す。
【００６８】
（実施例２）
上記図１乃至図３、図９および図１０の実施形態に属する分波器１であって、共振回路４として直列接続の第１インダクタ７と第１キャパシタ８とからなるものが用いられているものを製造した。その他の構成は実施例１と同様である。
【００６９】
第１ＦＢＡＲフィルタ２の通過帯域の中心周波数Ｆｆ１は１９５０ＭＨｚであり、共振回路４の直列共振周波数Ｆｒ１は４８９０ＭＨｚ（＝２．５１×Ｆｆ１）であった。第１インダクタ７のインダクタンス値が０．４５ｎＨであり、第１キャパシタ８の容量値が２．２ｐＦであった。
【００７０】
図１１に、本実施例の分波器の第１ＦＢＡＲフィルタ２の通過特性を示す。後述の比較例１に比べて２倍波周波数および３倍波周波数の減衰特性が向上している。
【００７１】
表１に、実施例１と同様にして測定した送信信号の２次ひずみによる２倍波の出力電力および３次ひずみによる３倍波の出力電力を示す。比較例１に比べて、２次ひずみによる２倍波の出力電力を１４ｄＢｍ程度抑制することができ、３次ひずみによる３倍波の出力電力を１１ｄＢｍ程度抑制することができた。
【００７２】
（実施例３）
本実施例は、図９に示される第１インダクタ７の長さを長くすることでインダクタンス値を０．７５ｎＨとし、共振回路４の直列共振周波数Ｆｒ１を３９２０ＭＨｚ（＝２．０１×Ｆｆ１）にしたことを除いて、実施例２と同様にして分波器を製造した。
【００７３】
表１に、実施例１と同様にして測定した送信信号の２次ひずみによる２倍波の出力電力および３次ひずみによる３倍波の出力電力を示す。比較例１に比べて、２次ひずみによる２倍波の出力電力を１７ｄＢｍ程度抑制することができ、３次ひずみによる３倍波の出力電力を５ｄＢｍ程度抑制することができた。
【００７４】
本実施例における共振回路４の直列共振周波数Ｆｒ１は、第１ＦＢＡＲフィルタ２の通過帯域の中心周波数Ｆｆ１の３倍波周波数から離れた箇所に設定されたが、２×（Ｆｆ１）以上に設定することにより、共振回路４内の第１キャパシタ８の周波数特性による高周波数の減衰とあわせて、比較例１に比べて２次ひずみによる２倍波の発生および３次ひずみによる３倍波の発生を抑制することができた。
【００７５】
（比較例２）
本実施例は、図９に示される第１インダクタ７の長さを更に長くすることでインダクタンス値を０．８０ｎＨとし、共振回路４の直列共振周波数Ｆｒ１を３８００ＭＨｚ（＝１．９５×Ｆｆ１）にしたことを除いて、実施例３と同様にして分波器を製造した。
【００７６】
表１に、実施例１と同様にして測定した送信信号の２次ひずみによる２倍波の出力電力および３次ひずみによる３倍波の出力電力を示す。比較例１に比べて、２次ひずみによる２倍波の出力電力を１８ｄＢｍ程度抑制することができたが、３次ひずみによる３倍波の出力電力を１ｄＢｍ程度しか抑制することができなかった。
【００７７】
３次ひずみによる３倍波の発生の抑制については、共振回路４内の第１キャパシタ８の周波数特性に伴う減衰による効果のみとなっており、上記実施例３の結果と合わせ考えれば、共振回路４の直列共振周波数Ｆｒ１が２×（Ｆｆ１）よりも小さいときには、送信信号の３倍波周波数の減衰特性が劣化し、２次ひずみおよび３次ひずみによる２倍波および３倍波の両方の発生を抑制することは困難となることが分かる。
【００７８】
（実施例４）
本実施例は、図９に示される第１インダクタ７の長さを短くすることでインダクタンス値を０．３４ｎＨとし、共振回路４の直列共振周波数Ｆｒ１を５８２０ＭＨｚ（＝２．９８×Ｆｆ１）にしたことを除いて、実施例２と同様にして分波器を製造した。
【００７９】
表１に、実施例１と同様にして測定した送信信号の２次ひずみによる２倍波の出力電力および３次ひずみによる３倍波の出力電力を示す。比較例１に比べて、２次ひずみによる２倍波の出力電力を４ｄＢｍ程度抑制することができ、３次ひずみによる３倍波の出力電力を１５ｄＢｍ程度抑制することができた。
【００８０】
本実施例における共振回路４の直列共振周波数Ｆｒ１は、第１ＦＢＡＲフィルタ２の通過帯域の中心周波数Ｆｆ１の２倍波周波数から離れた箇所に設定されたが、３×（Ｆｆ１）以下に設定することにより、共振回路４内の第１キャパシタ８の周波数特性による高周波数の減衰とあわせて、比較例１に比べて２次ひずみによる２倍波の発生および３次ひずみによる３倍波の発生を抑制することができた。
【００８１】
（比較例３）
本実施例は、図９に示される第１インダクタ７の長さを更に短くすることでインダクタンス値を０．３２ｎＨとし、共振回路４の直列共振周波数Ｆｒ１を６０００ＭＨｚ（＝３．０８×Ｆｆ１）にしたことを除いて、実施例４と同様にして分波器を製造した。
【００８２】
表１に、実施例１と同様にして測定した送信信号の２次ひずみによる２倍波の出力電力および３次ひずみによる３倍波の出力電力を示す。比較例１に比べて、３次ひずみによる３倍波の出力電力を１７ｄＢｍ程度抑制することができたが、２次ひずみによる２倍波の出力電力を１ｄＢｍ程度しか抑制することができなかった。
【００８３】
２次ひずみによる２倍波の発生の抑制については、共振回路４内の第１キャパシタ８の周波数特性に伴う減衰による効果のみとなっており、上記実施例４の結果と合わせ考えれば、共振回路４の直列共振周波数Ｆｒ１が３×（Ｆｆ１）よりも大きいときには、送信信号の２倍波周波数の減衰特性が劣化し、２次ひずみおよび３次ひずみによる２倍波および３倍波の両方の発生を抑制することは困難となることが分かる。
【００８４】
【表１】
2010206375.tif 000003
【符号の説明】
【００８５】
１        分波器
２        第１薄膜圧電共振器（ＦＢＡＲ）フィルタ
３        第２薄膜圧電共振器（ＦＢＡＲ）フィルタ
４        共振回路
５        第２インダクタ
６        チップキャパシタ
７        第１インダクタ
８        第１キャパシタ
９        薄膜圧電共振器（ＦＢＡＲ）
１０      基板
１１      下部電極
１２      圧電膜
１３      上部電極
１４      共振部
１５      空洞部
１６      ＬＴＣＣ基板
１７      Ａｕバンプ
１８      封止用樹脂
１９      分波器
２０      第４インダクタ
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３  直列共振器
Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３  並列共振器
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３  第３インダクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010206375.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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