(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ端子と送信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する送信フィルタと、
前記アンテナ端子と受信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する受信フィルタと、
前記送信フィルタの前記複数の弾性波共振器及び前記受信フィルタの前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、
前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して直列に接続された弾性波共振器と、を備え、
前記送信フィルタ又は前記受信フィルタのうち通過帯域周波数が低い方のフィルタはラダー型フィルタであって、
前記直列に接続された弾性波共振器の反共振周波数は、前記送信フィルタ又は前記受信フィルタのうち通過帯域周波数が高い方のフィルタの通過帯域にあることを特徴とする分波器。
【請求項２】
アンテナ端子と送信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する送信フィルタと、
前記アンテナ端子と受信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する受信フィルタと、
前記送信フィルタの前記複数の弾性波共振器及び前記受信フィルタの前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、
前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して並列に接続された弾性波共振器と、を備え、
前記送信フィルタ又は前記受信フィルタのうち通過帯域周波数が高い方のフィルタはラダー型フィルタであって、
前記並列に接続された弾性波共振器の共振周波数は、前記送信フィルタ又は前記受信フィルタのうち通過帯域周波数が低い方のフィルタの通過帯域にあることを特徴とする分波器。
【請求項３】
アンテナ端子と送信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する送信フィルタと、
前記アンテナ端子と受信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する受信フィルタと、
前記送信フィルタの前記複数の弾性波共振器及び前記受信フィルタの前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、
前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して直列に接続された弾性波共振器又は静電容量と、を備えることを特徴とする分波器。
【請求項４】
前記遅延線又は縦結合型共振器の前記入力側及び出力側の両方に、前記直列に接続された弾性波共振器又は静電容量を備えることを特徴とする請求項３記載の分波器。
【請求項５】
前記遅延線又は縦結合型共振器と前記直列に接続された弾性波共振器又は静電容量との間のノードと、グランドとの間に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して並列に接続された弾性波共振器又は静電容量を備えることを特徴とする請求項３または４記載の分波器。
【請求項６】
アンテナ端子と送信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する送信フィルタと、
前記アンテナ端子と受信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する受信フィルタと、
前記送信フィルタの前記複数の弾性波共振器及び前記受信フィルタの前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、３つのＩＤＴを有する縦結合型共振器と、を備えることを特徴とする分波器。
【請求項７】
前記遅延線又は前記縦結合型共振器は、前記送信端子と前記受信端子との間に、前記送信フィルタ及び前記受信フィルタに対して並列に接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の分波器。
【請求項８】
前記遅延線又は前記縦結合型共振器は、前記送信端子と前記アンテナ端子との間に、前記送信フィルタに対して並列に接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の分波器。
【請求項９】
前記遅延線又は前記縦結合型共振器は、前記受信端子と前記アンテナ端子との間に、前記受信フィルタに対して並列に接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の分波器。
【請求項１０】
複数の前記遅延線又は前記縦結合型共振器を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の分波器。
【請求項１１】
前記直列に接続された静電容量は、反射器がないＩＤＴで構成されていることを特徴とする請求項３または４記載の分波器。
【請求項１２】
前記並列に接続された静電容量は、反射器がないＩＤＴで構成されていることを特徴とする請求項５記載の分波器。
【請求項１３】
前記遅延線又は縦結合型共振器と、前記直列に接続された弾性波共振器又は静電容量と、前記並列に接続された弾性波共振器又は静電容量と、のうちの一部又は全部は、送信フィルタチップ上及び受信フィルタチップ上に設けられていることを特徴とする請求項５記載の分波器。
【請求項１４】
前記直列に接続された弾性波共振器又は静電容量のうち前記送信端子側に設けられた弾性波共振器又は静電容量は送信フィルタチップ上に設けられ、前記受信端子側に設けられた弾性波共振器又は静電容量は受信フィルタチップ上に設けられ、
前記遅延線又は縦結合型共振器は前記送信フィルタチップ上又は前記受信フィルタチップ上に設けられていることを特徴とする請求項４記載の分波器。
【請求項１５】
前記送信フィルタ及び前記受信フィルタは直列共振器を含むフィルタであり、
前記送信フィルタ又は前記受信フィルタのうち通過帯域周波数が高い方のフィルタに含まれる直列共振器のうち、前記遅延線又は縦結合型共振器に並列に接続された直列共振器の中で最も電極指間ピッチの広い直列共振器の電極指間ピッチをλＩＤＴとし、前記直列に接続された弾性波共振器の電極指間ピッチをλＣＡＰとした場合に、
λＩＤＴ＞１．１３８×λＣＡＰ
の関係を有することを特徴とする請求項３または４記載の分波器。
【請求項１６】
入力端子と出力端子との間に接続された複数の弾性波共振器と、
前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、
前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して直列に接続された弾性波共振器と、を備え、
前記入力端子と前記出力端子との間に接続された前記複数の弾性波共振器はラダー型フィルタを構成していて、
前記直列に接続された弾性波共振器の反共振周波数は、前記ラダー型フィルタの高周波数側の抑圧域にあることを特徴とするフィルタ。
【請求項１７】
入力端子と出力端子との間に接続された複数の弾性波共振器と、
前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、
前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して並列に接続された弾性波共振器と、を備え、
前記入力端子と前記出力端子との間に接続された前記複数の弾性波共振器はラダー型フィルタを構成していて、
前記並列に接続された弾性波共振器の共振周波数は、前記ラダー型フィルタの低周波数側の抑圧域にあることを特徴とするフィルタ。
【請求項１８】
入力端子と出力端子との間に接続された複数の弾性波共振器と、
前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、
前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して直列に接続された弾性波共振器又は静電容量と、を備えることを特徴とするフィルタ。
【請求項１９】
前記遅延線又は縦結合型共振器と前記直列に接続された弾性波共振器又は静電容量との間のノードと、グランドとの間に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して並列に接続された弾性波共振器又は静電容量を備えることを特徴とする請求項１８記載のフィルタ。
【請求項２０】
請求項１から１５のいずれか一項記載の分波器又は請求項１６から１９のいずれか一項記載のフィルタを有することを特徴とする通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分波器、フィルタ及び通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話端末に代表される無線通信機器のマルチバンド化及びマルチシステム化が進み、１つの無線通信機器に複数の無線装置が搭載されるようになっている。一方で、無線通信機器の小型化も引き続き求められている。このため、無線装置の中で使用される部品数を減らすことが検討されている。例えば、送信経路や受信経路の段間フィルタを削除することにより、部品数を減らすことが検討されている。しかしながら、この場合、フィルタの減衰特性の向上や、分波器の送信端子と受信端子との間のアイソレーション特性の向上が求められる。
【０００３】
フィルタの減衰特性又は分波器のアイソレーション特性を向上させる方法として、例えばラダー型弾性波フィルタを用いた場合、並列共振器にインダクタを直列に接続させる方法が提案されている。しかしながら、この方法では挿入損失が大きくなってしまうという課題がある。特許文献１には、高減衰、高アイソレーション化と同時に低損失化を可能とするフィルタが開示されている。特許文献１に開示されたフィルタは、任意の周波数帯域の信号を抽出するフィルタ部に接続された共振器に対して並列に位相変換器を接続させ、位相変換器に入力される信号を共振器での位相と１８０°異なる位相に変換するフィルタである。また、特許文献２から４には、送信信号の一部をキャパシタが設けられた経路に取り出し、この経路を通過した信号で、送信信号のうち受信側に漏れた信号を打ち消して、アイソレーション特性を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７１９１１号公報
【特許文献２】特開２００４−２４２２８０号公報
【特許文献３】特開２００５−１３６６５８号公報
【特許文献４】国際公開第ＷＯ２００９／０２５１０６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のフィルタでは、位相変換器によって共振器の位相と１８０°異ならせる位相に変換させることは容易ではなく、減衰特性及びアイソレーション特性の向上と低損失化とを同時に実現することは難しかった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、挿入損失を増大させることなく、分波器のアイソレーション特性又はフィルタの減衰特性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アンテナ端子と送信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する送信フィルタと、前記アンテナ端子と受信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する受信フィルタと、前記送信フィルタの前記複数の弾性波共振器及び前記受信フィルタの前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して直列に接続された弾性波共振器と、を備え、前記送信フィルタ又は前記受信フィルタのうち通過帯域周波数が低い方のフィルタはラダー型フィルタであって、前記直列に接続された弾性波共振器の反共振周波数は、前記送信フィルタ又は前記受信フィルタのうち通過帯域周波数が高い方のフィルタの通過帯域にあることを特徴とする分波器である。本発明によれば、挿入損失を増大させることなく、分波器のアイソレーション特性を向上させることができる。
【０００９】
本発明は、アンテナ端子と送信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する送信フィルタと、前記アンテナ端子と受信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する受信フィルタと、前記送信フィルタの前記複数の弾性波共振器及び前記受信フィルタの前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して並列に接続された弾性波共振器と、を備え、前記送信フィルタ又は前記受信フィルタのうち通過帯域周波数が高い方のフィルタはラダー型フィルタであって、前記並列に接続された弾性波共振器の共振周波数は、前記送信フィルタ又は前記受信フィルタのうち通過帯域周波数が低い方のフィルタの通過帯域にあることを特徴とする分波器である。本発明によれば、挿入損失を増大させることなく、分波器のアイソレーション特性を向上させることができる。
【００１０】
本発明は、アンテナ端子と送信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する送信フィルタと、前記アンテナ端子と受信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する受信フィルタと、前記送信フィルタの前記複数の弾性波共振器及び前記受信フィルタの前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して直列に接続された弾性波共振器又は静電容量と、を備えることを特徴とする分波器である。本発明によれば、挿入損失を増大させることなく、分波器のアイソレーション特性を向上させることができる。
【００１１】
上記構成において、前記遅延線又は縦結合型共振器の前記入力側及び出力側の両方に、前記直列に接続された弾性波共振器又は静電容量を備える構成とすることができる。この構成によれば、挿入損失の増大をより容易に抑えることができる。
【００１２】
上記構成において、前記遅延線又は縦結合型共振器と前記直列に接続された弾性波共振器又は静電容量との間のノードとグランドとの間に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して並列に接続された弾性波共振器又は静電容量を備える構成とすることができる。この構成によれば、遅延線又は縦結合型共振器にかかる電力を抑えられ、耐電力を向上させることができる。
【００１３】
本発明は、アンテナ端子と送信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する送信フィルタと、前記アンテナ端子と受信端子との間に接続され、複数の弾性波共振器を有する受信フィルタと、前記送信フィルタの前記複数の弾性波共振器及び前記受信フィルタの前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、３つのＩＤＴを有する縦結合型共振器と、を備えることを特徴とする分波器である。本発明によれば、挿入損失を増大させることなく、分波器のアイソレーション特性を向上させることができる。
【００１４】
上記構成において、前記遅延線又は縦結合型共振器は、前記送信端子と前記受信端子との間に、前記送信フィルタ及び前記受信フィルタに対して並列に接続されている構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記遅延線又は縦結合型共振器は、前記送信端子と前記アンテナ端子との間に、前記送信フィルタに対して並列に接続されている構成とすることができる。
【００１６】
上記構成において、前記遅延線又は縦結合型共振器は、前記受信端子と前記アンテナ端子との間に、前記受信フィルタに対して並列に接続されている構成とすることができる。
【００１７】
上記構成において、複数の前記遅延線又は縦結合型共振器を備える構成とすることができる。
【００１８】
上記構成において、前記直列に接続された静電容量は、反射器がないＩＤＴで構成されている構成とすることができる。
【００１９】
上記構成において、前記並列に接続された静電容量は、反射器がないＩＤＴで構成されている構成とすることができる。
【００２０】
上記構成において、前記遅延線又は縦結合型共振器と、前記直列に接続された弾性波共振器又は静電容量と、前記並列に接続された弾性波共振器又は静電容量と、のうちの一部又は全部は、送信フィルタチップ上及び受信フィルタチップ上に設けられている構成とすることができる。
【００２１】
上記構成において、前記直列に接続された弾性波共振器又は静電容量のうち前記送信端子側に設けられた弾性波共振器又は静電容量は送信フィルタチップ上に設けられ、前記受信端子側に設けられた弾性波共振器又は静電容量は受信フィルタチップ上に設けられ、前記遅延線又は縦結合型共振器は前記送信フィルタチップ上又は前記受信フィルタチップ上に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、アイソレーション特性をより向上させることができる。
【００２２】
上記構成において、前記送信フィルタ及び前記受信フィルタは直列共振器を含むフィルタであり、前記送信フィルタ又は前記受信フィルタのうち通過帯域周波数が高い方のフィルタに含まれる直列共振器のうち、前記遅延線又は縦結合型共振器に並列に接続された直列共振器の中で最も電極指間ピッチの広い直列共振器の電極指間ピッチをλＩＤＴとし、前記直列に接続された弾性波共振器の電極指間ピッチをλＣＡＰとした場合に、λＩＤＴ＞１．１３８×λＣＡＰの関係を有する構成とすることができる。この構成によれば、直列に接続された弾性波共振器を通過する信号の損失を抑制することができる。
【００２３】
本発明は、入力端子と出力端子との間に接続された複数の弾性波共振器と、前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して直列に接続された弾性波共振器と、を備え、前記入力端子と前記出力端子との間に接続された前記複数の弾性波共振器はラダー型フィルタを構成していて、前記直列に接続された弾性波共振器の反共振周波数は、前記ラダー型フィルタの高周波数側の抑圧域にあることを特徴とするフィルタである。本発明によれば、挿入損失を増大させることなく、フィルタの減衰特性を向上させることができる。
【００２５】
本発明は、入力端子と出力端子との間に接続された複数の弾性波共振器と、前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して並列に接続された弾性波共振器と、を備え、前記入力端子と前記出力端子との間に接続された前記複数の弾性波共振器はラダー型フィルタを構成していて、前記並列に接続された弾性波共振器の共振周波数は、前記ラダー型フィルタの低周波数側の抑圧域にあることを特徴とするフィルタである。本発明によれば、挿入損失を増大させることなく、フィルタの減衰特性を向上させることができる。
【００２６】
本発明は、入力端子と出力端子との間に接続された複数の弾性波共振器と、前記複数の弾性波共振器のうちの少なくとも一部に対して並列に接続された、少なくとも２つのＩＤＴを含む遅延線又は縦結合型共振器と、前記遅延線又は縦結合型共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して直列に接続された弾性波共振器又は静電容量と、を備えることを特徴とするフィルタである。本発明によれば、挿入損失を増大させることなく、フィルタの減衰特性を向上させることができる。
【００２７】
上記構成において、前記遅延線又は縦結合型共振器と前記直列に接続された弾性波共振器又は静電容量との間のノードとグランドとの間に、前記遅延線又は縦結合型共振器に対して並列に接続された弾性波共振器又は静電容量を備える構成とすることができる。この構成によれば、遅延線又は縦結合型共振器にかかる電力を抑えられ、耐電力を向上させることができる。
【００２８】
本発明は、上記記載の分波器又は上記記載のフィルタを有することを特徴とする通信モジュールである。本発明によれば、挿入損失を増大させることなく、分波器のアイソレーション特性が向上した又はフィルタの減衰特性が向上した通信モジュールを得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、挿入損失を増大させることなく、分波器のアイソレーション特性又はフィルタの減衰特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、携帯電話端末のブロック図の例である。
【図２】図２は、今後予想される携帯電話端末のブロック図の例である。
【図３】図３は、分波器のブロック図の例である。
【図４】図４は、ラダー型弾性波フィルタを示す回路図の例である。
【図５】図５は、縦結合型弾性波共振器フィルタを示す回路図の例である。
【図６】図６は、ラダー型弾性波フィルタと縦結合型弾性波共振器フィルタとが組み合わされたフィルタを示す回路図の例である。
【図７】図７は、縦結合型弾性波共振器フィルタと弾性波共振器とを組み合わせたフィルタを示す回路図の例である。
【図８】図８（ａ）は、弾性表面波共振器を示す平面図の例、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ間の断面図の例である。図８（ｃ）は、ラブ波共振器の断面図の例、図８（ｄ）は、弾性境界波共振器の断面図の例である。
【図９】図９（ａ）は、圧電薄膜共振器を示す平面図の例、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ間の断面図の例である。
【図１０】図１０（ａ）は、弾性表面波、ラブ波及び弾性境界波を用いた縦結合型弾性波共振器フィルタの平面図の例であり、図１０（ｂ）は、バルク弾性波を用いた縦結合型弾性波共振器フィルタの断面図の例である。
【図１１】図１１（ａ）は、比較例１に係る分波器の回路図の例であり、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、アイソレーション特性を示す図の例である。
【図１２】図１２（ａ）は、キャンセル回路の回路図の例であり、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）は、キャンセル回路を通過する信号の特性を示す図の例である。
【図１３】図１３は、実施例１に係る分波器の回路図の例である。
【図１４】図１４（ａ）は、実施例１に係る分波器のアイソレーション特性のシミュレーション結果であり、図１４（ｂ）は、挿入損失のシミュレーション結果である。
【図１５】図１５（ａ）から図１５（ｅ）に、キャンセル回路の変形例を示す回路図の例である。
【図１６】図１６は、弾性波遅延線の平面図の例である。
【図１７】図１７（ａ）から図１７（ｄ）は、キャンセル回路の接続例を示す回路図の例である。
【図１８】図１８（ａ）は、シミュレーションに用いた分波器の図の例であり、図１８（ｂ）は、送信フィルタのフィルタ特性のシミュレーション結果である。
【図１９】図１９は、反射器がないＩＤＴで形成された静電容量の平面図の例である。
【図２０】図２０（ａ）は、比較例２に係る分波器の回路図の例であり、図２０（ｂ）は、実施例２に係る分波器の回路図の例である。
【図２１】図２１（ａ）は、比較例２の送信フィルタチップの平面図の例であり、図２１（ｂ）は、実施例２の送信フィルタチップの平面図の例である。
【図２２】図２２（ａ）は、比較例２の受信フィルタチップの平面図の例であり、図２２（ｂ）は、実施例２の受信フィルタチップの平面図の例である。
【図２３】図２３（ａ）から図２３（ｃ）は、比較例２の送信フィルタチップ及び受信フィルタチップが実装される積層基板の平面図の例である。
【図２４】図２４（ａ）から図２４（ｃ）は、実施例２の送信フィルタチップ及び受信フィルタチップが実装される積層基板の平面図の例である。
【図２５】図２５は、パッケージを示す解体斜視図の例である。
【図２６】図２６は、比較例２及び実施例２に係る分波器のアイソレーション信号の振幅特性の測定結果である。
【図２７】図２７（ａ）は、通過特性の測定結果であり、図２７（ｂ）は、Ｑ値の測定結果である。
【図２８】図２８（ａ）は、１段のラダー型弾性波フィルタの回路図の例であり、図２８（ｂ）は、通過特性を示す図の例である。
【図２９】図２９（ａ）は、直列共振器を２つ用いたラダー型弾性波フィルタの回路図の例であり、図２９（ｂ）は、通過特性を示す図の例である。
【図３０】図３０（ａ）は、直列共振器を３つ用いたラダー型弾性波フィルタの回路図の例であり、図３０（ｂ）は、通過特性を示す図の例である。
【図３１】図３１（ａ）は、比較例３に係る分波器の回路図の例であり、図３１（ｂ）は、実施例３に係る分波器の回路図の例である。
【図３２】図３２（ａ）は、キャンセル回路を通過する信号の振幅特性のシミュレーション結果であり、図３２（ｂ）は、位相特性のシミュレーション結果である。
【図３３】図３３は、キャンセル回路を構成する縦結合型弾性波共振器と弾性波共振器との周波数特性のシミュレーション結果である。
【図３４】図３４は、比較例３及び実施例３に係る分波器のアイソレーション信号の振幅特性のシミュレーション結果である。
【図３５】図３５は、実施例３の変形例１に係る分波器の回路図の例である。
【図３６】図３６は、実施例４に係る通信モジュールのブロック図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
まず初めに、分波器にアイソレーション特性の向上が求められる理由の例について説明する。図１は、携帯電話端末のＲＦ（Radio Frequency）ブロック図の例である。図１を参照して、携帯電話端末は、分波器１００、アンテナ１０２、パワーアンプ１０４、段間フィルタ１０６、１０８及びトランシーバＩＣ１１０を備えている。トランシーバＩＣ１１０は、受信回路１１２、送信回路１１４、ローノイズアンプ１１６、１１８、ミキサ１２０、１２２、ローパスフィルタ１２４、１２６、可変ゲインアンプ１２８、１３０、ハイブリッド１３２及び発振器１３４を備えている。送信回路１１４は送信信号を生成する。段間フィルタ１０６は送信信号を通過させ、送信信号以外の周波数の信号を抑圧する。パワーアンプ１０４は送信信号を増幅する。分波器１００は送信信号をアンテナ１０２に出力し、受信側には出力させない。アンテナ１０２は送信信号を送信する。
【００３２】
アンテナ１０２は受信信号を受信する。分波器１００は受信信号を受信側に出力し、送信側には出力させない。ローノイズアンプ１１６、１１８は受信信号を増幅する。段間フィルタ１０８は受信信号を通過させ、受信信号以外の周波数の信号を抑圧する。また、段間フィルタ１０８は不平衡入力を平衡出力している。ハイブリッド１３２は、発振器１３４の出力した発振信号を位相が９０°異なる信号とし、それぞれミキサ１２０、１２２に出力する。ミキサ１２０、１２２は、受信信号と発振信号とをミキシングする。ローパスフィルタ１２４、１２６はダウンコンバートした受信信号を通過させ、キャリア信号を抑圧する。受信回路１１２は受信した信号を処理する。
【００３３】
図１の構成の携帯電話端末を小型化するためには、図２のような構成が望まれる。図２を参照して、図１の段間フィルタ１０６、１０８とローノイズアンプ１１６とが取り除かれ、平衡信号への変換は分波器１００が行っている。このように、段間フィルタ１０６、１０８が除去されると、段間フィルタの機能を分波器１００が負担することとなる。つまり、分波器１００内のフィルタに２つのフィルタ分の抑圧性能が求められる。具体的には、フィルタ特性の通過帯域外抑圧度の向上と、分波器のアイソレーション特性の向上と、が求められる。
【００３４】
ここで、アイソレーションについて図を用いて説明する。図３は、分波器のブロック図の例である。図３を参照して、分波器は、送信フィルタ１３６、受信フィルタ１３８及び整合回路１４０を備えている。送信フィルタ１３６は、アンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘの間に接続されている。受信フィルタ１３８は、アンテナ端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘの間に接続されている。送信フィルタ１３６と受信フィルタ１３８の少なくとも一方とアンテナ端子Ａｎｔの間に整合回路１４０が接続されている。
【００３５】
送信フィルタ１３６は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号としてアンテナ端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ１３８は、アンテナ端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。整合回路１４０は、送信フィルタ１３６を通過した送信信号が、受信フィルタ１３８側に漏れずアンテナ端子Ａｎｔから出力するようにインピーダンスを整合させる回路である。
【００３６】
このように、理想的には、送信端子Ｔｘから入力された送信信号は、送信フィルタ１３６及び整合回路１４０を介してアンテナ端子Ａｎｔから全て出力され、受信端子Ｒｘには出力されないことが望ましい。しかしながら、現実には、送信信号の全てがアンテナ端子Ａｎｔから出力されるわけではなく、一部は整合回路１４０及び受信フィルタ１３８を通過して受信端子Ｒｘに出力されてしまう。送信端子Ｔｘに入力される送信信号の電力は、アンテナ端子Ａｎｔに入力される受信信号の電力に対して非常に大きいため、受信端子Ｒｘに出力される送信信号の割合を非常に小さくすることが求められる。送信端子Ｔｘに入力された送信信号のうち受信端子Ｒｘに漏れる電力の割合を送信端子と受信端子間のアイソレーションといい、漏れた信号のことをアイソレーション信号という。そこで、以下にアイソレーション特性を向上させることが可能な実施例を示す。
【実施例１】
【００３７】
まず、分波器に用いられるフィルタの例について説明する。図４は、ラダー型弾性波フィルタを示す回路図の例である。図４を参照して、ラダー型弾性波フィルタ１０は、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔの間に、弾性波共振器を直列に接続させた直列共振器Ｓ１〜Ｓ３と、並列に接続させた並列共振器Ｐ１〜Ｐ２と、を備えている。
【００３８】
図５は、縦結合型弾性波共振器フィルタ（多重モードフィルタ）を示す回路図の例である。図５を参照して、縦結合型弾性波共振器フィルタ１２は、弾性波共振器Ｒ１〜Ｒ３を備えている。弾性波共振器Ｒ１〜Ｒ３は、弾性波の伝搬方向に配列されている。弾性波共振器Ｒ２の一端が入力端子Ｔｉｎに、他端がグランドに接続されている。弾性波共振器Ｒ１及びＲ３のそれぞれの一端が出力端子Ｔｏｕｔに、それぞれの他端がグランドに接続されている。
【００３９】
図６は、ラダー型弾性波フィルタと縦結合型弾性波共振器フィルタとが組み合わされたフィルタを示す回路図の例である。図６を参照して、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔの間にラダー型弾性波フィルタ１０と縦結合型弾性波共振器フィルタ１２が直列に接続されている。ラダー型弾性波フィルタ１０は、直列共振器Ｓ１〜Ｓ２と並列共振器Ｐ１〜Ｐ２を備えている。縦結合型弾性波共振器フィルタ１２は、弾性波共振器Ｒ１〜Ｒ３を備えている。
【００４０】
図７は、縦結合型弾性波共振器フィルタと弾性波共振器を組み合わせたフィルタを示す回路図の例である。図７を参照して、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔの間に、直列共振器Ｓ１と縦結合型弾性波共振器フィルタ１２が直列に接続され、並列共振器Ｐ１が並列に接続されている。
【００４１】
分波器の送信フィルタ及び受信フィルタとして、図４から図７で説明したフィルタのいずれかを用いることができる。
【００４２】
次に、フィルタに用いられる弾性波共振器の例について説明する。図８（ａ）は、弾性表面波共振器を示す平面図の例、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ間の断面図の例である。図８（ｃ）は、ラブ波共振器の断面図の例、図８（ｄ）は、弾性境界波共振器の断面図の例である。図８（ａ）及び図８（ｂ）を参照して、タンタル酸リチウム（ＬＴ）又はニオブ酸リチウム（ＬＮ）などの圧電基板１４上に、アルミニウム又は銅などの金属膜１６が設けられている。金属膜１６により、反射器Ｒ０、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）ＩＤＴ０、入力端子Ｔｉｎ及び出力端子Ｔｏｕｔが形成されている。ＩＤＴは、２つの櫛型電極１８を備えている。２つの櫛型電極１８にはそれぞれ入力端子Ｔｉｎ及び出力端子Ｔｏｕｔが接続されている。入力端子Ｔｉｎ及び出力端子Ｔｏｕｔは、例えばパッドである。ＩＤＴ０の弾性波の伝搬方向の両側に反射器Ｒ０が配置されている。櫛型電極１８及び反射器Ｒ０は、弾性波の波長λに対応する間隔に配置された電極指を備えている。ＩＤＴ０により励振された弾性波は、反射器Ｒ０により反射される。これにより、弾性表面波共振器は、弾性波の波長λに対応する周波数において共振する。
【００４３】
ラブ波共振器及び弾性境界波共振器の平面図は図８（ａ）と同じであるため説明を省略する。図８（ｃ）を参照して、ラブ波共振器においては、金属膜１６を覆うように誘電体膜２０が設けられている。誘電体膜２０としては、例えば酸化シリコン膜を用いることができる。図８（ｄ）を参照して、弾性境界波共振器においては、誘電体膜２０上にさらに誘電体膜２２が設けられている。誘電体膜２２は、例えば酸化アルミニウム膜を用いることができる。弾性波を誘電体膜２０内に閉じ込めるため誘電体膜２２の音速は誘電体膜２０より速いことが好ましい。
【００４４】
図９（ａ）は、圧電薄膜共振器を示す平面図の例、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ間の断面図の例である。図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して、例えばシリコン等の基板２４上に下部電極２６、窒化アルミニウム等の圧電膜２８、上部電極３０が順次積層されている。圧電膜２８を挟み上部電極３０と下部電極２６とが重なる領域が共振領域３２である。共振領域３２においては、圧電膜２８内で励振されて上下方向に伝搬する弾性波（厚み縦振動のバルク波）が共振し共振器として機能する。共振領域３２の下方の基板２４には、空隙３４が形成されている。空隙３４は、基板２４と下部電極２６との間に形成されていてもよい。また、空隙３４の代わりに、弾性波を反射する音響多層膜が形成されていてもよい。
【００４５】
図４から図７で説明したフィルタの弾性波共振器として、図８（ａ）から図９（ｂ）で説明した弾性表面波共振器、ラブ波共振器、弾性境界波共振器及び圧電薄膜共振器の少なくとも１つを用いることができる。
【００４６】
次に、縦結合型弾性波共振器について詳しく説明する。図１０（ａ）は、弾性表面波、ラブ波及び弾性境界波を用いた縦結合型弾性波共振器の平面図の例である。図１０（ａ）を参照して、反射器Ｒ０の間に複数のＩＤＴ１〜３が弾性波の伝搬方向に配列されている。ＩＤＴ２の一方の櫛型電極が入力端子Ｔｉｎに接続され、他方の櫛型電極がグランドに接続されている。ＩＤＴ１及びＩＤＴ３のそれぞれの一方の櫛型電極が出力端子Ｔｏｕｔに接続され、それぞれの他方の櫛型電極がグランドに接続されている。
【００４７】
図１０（ｂ）は、バルク弾性波を用いた縦結合型弾性波共振器の断面図の例である。図１０（ｂ）を参照して、圧電膜２８と、圧電膜２８を挟む下部電極２６及び上部電極３０と、を備える複数の圧電薄膜共振器３６ａ、３６ｂが積層されている。圧電薄膜共振器３６ａと３６ｂとの間には、誘電体膜３８が設けられている。圧電薄膜共振器３６ａの上部電極３０は出力端子Ｔｏｕｔに接続され、下部電極２６はグランドに接続されている。圧電薄膜共振器３６ｂの上部電極３０はグランドに接続され、下部電極２６は入力端子Ｔｉｎに接続されている。なお、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）で説明した縦結合型弾性波共振器は、出力が不平衡出力であるが、平衡出力とすることもできる。
【００４８】
次に、比較例１に係る分波器について説明する。比較例１に係る分波器は、送信帯域が１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚ、受信帯域が１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚの北米ＰＣＳ（Personal Communications Service）に用いる分波器である。図１１（ａ）は、比較例１に係る分波器の回路図の例であり、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、アイソレーション特性を示す図の例である。図１１（ａ）を参照して、比較例１に係る分波器では、送信フィルタ１４２及び受信フィルタ１４４にラダー型弾性波フィルタが用いられている。送信フィルタ１４２は、直列共振器Ｓ１１〜Ｓ１４と並列共振器Ｐ１１〜Ｐ１３を備えている。受信フィルタ１４４は、直列共振器Ｓ２１〜Ｓ２４と並列共振器Ｐ２１〜Ｐ２３を備えている。整合回路１４６は、アンテナ端子Ａｎｔとグランドの間に接続されたインダクタＬ１を備えている。送信端子Ｔｘに入力された送信信号は、送信フィルタ１４２を通過して、大部分がアンテナ端子Ａｎｔから出力するが、一部はアイソレーション信号として受信端子Ｒｘに出力する。アンテナ端子Ａｎｔに入力された受信信号は、受信フィルタ１４４を通過して、受信端子Ｒｘに出力する。
【００４９】
図１１（ｂ）は、アイソレーション信号の振幅特性のシミュレーション結果であり、図１１（ｃ）は、アイソレーション信号の位相特性のシミュレーション結果である。図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）を参照して、送信帯域及び受信帯域において、アイソレーション信号の抑圧度は小さく、位相は大きく変動していることが分かる。
【００５０】
ここで、送信帯域及び受信帯域において、図１１（ｂ）の振幅と同程度の大きさの振幅を持ち、図１１（ｃ）の位相と逆位相となるような信号パスを作り出すことができれば、アイソレーション信号を相殺させて、アイソレーション信号の振幅を低減できると考えられる。送信帯域及び受信帯域において、アイソレーション信号と同程度の大きさの振幅で、逆位相となる信号を意図的に作り出す信号パスをキャンセルパスと呼び、キャンセルパスを構成する回路をキャンセル回路と呼ぶこととする。
【００５１】
発明者が鋭意検討した結果、縦結合型弾性波共振器を用いることで、キャンセルパスを作り出せることを見出した。図１２（ａ）は、キャンセル回路の回路図の例であり、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）は、キャンセル回路を通過する信号の特性を示す図の例である。図１２（ａ）を参照して、キャンセル回路４０は、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔの間に直列に接続された静電容量４２、４４と縦結合型弾性波共振器４６を備えている。静電容量４２は縦結合型弾性波共振器４６の入力側に接続され、静電容量４４は出力側に接続されている。
【００５２】
縦結合型弾性波共振器４６は、３つの弾性波共振器Ｒ１〜Ｒ３を備えていて、例えば弾性表面波、ラブ波及び弾性境界波を用いた縦結合型弾性波共振器であり、図１０（ａ）と同様な構成をしている。つまり、縦結合型弾性波共振器４６は、反射器の間に３つのＩＤＴが弾性波の伝搬方向に配列されている。弾性波共振器Ｒ１〜Ｒ３の互いの間隔（つまり、入力ＩＤＴと出力ＩＤＴの間隔）並びにＲ１〜Ｒ３それぞれの電極指間ピッチ及び開口長の少なくとも１つを調整することで、キャンセル回路４０を通過する信号の振幅及び位相を調整することができる。電極指間ピッチは、１つのＩＤＴの中で複数の電極指間ピッチが存在するように調整をしてもよい。なお、縦結合型弾性波共振器４６に、図１０（ｂ）のようなバルク波を用いた縦結合型弾性波共振器を用いてもよい。この場合、誘電体膜３８の厚さを調整することで、キャンセル回路４０を通過する信号の振幅及び位相を調整することができる。
【００５３】
図１２（ｂ）は、キャンセル回路を通過する信号の振幅特性のシミュレーション結果であり、図１２（ｃ）は、位相特性のシミュレーション結果である。図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）では、キャンセル回路を通過する信号を太線で示し、比較例１に係る分波器のアイソレーション信号を細線で示している。図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）を参照して、縦結合型弾性波共振器４６の入力ＩＤＴと出力ＩＤＴの間隔、電極指間ピッチ及び開口長を適切に調整することで、送信帯域及び受信帯域において、キャンセル回路４０を通過する信号を、アイソレーション信号と同程度の振幅でほぼ逆位相とすることができる。縦結合型弾性波共振器は、入出力ＩＤＴと出力ＩＤＴの間隔などの調整により位相を調整することが容易である点を利用している。そこで、このようなキャンセル回路を用い、アイソレーション特性を向上させることが可能な実施例１に係る分波器を以下に説明する。
【００５４】
図１３は、実施例１に係る分波器の回路図の例である。実施例１に係る分波器も北米ＰＣＳに用いる分波器である。図１３を参照して、実施例１に係る分波器では、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０にラダー型弾性波フィルタが用いられている。送信フィルタ４８、受信フィルタ５０及び整合回路５２の構成は、比較例１と同じであるため、ここでは説明を省略する。送信フィルタ４８の共振器のうち最も送信端子Ｔｘ側に位置する直列共振器Ｓ１１と送信端子Ｔｘとの間のノードと、受信フィルタ５０の共振器のうち最も受信端子Ｒｘ側に位置する直列共振器Ｓ２４と受信端子Ｒｘとの間のノードと、の間にキャンセル回路４０が接続されている。つまり、キャンセル回路４０は、送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘとの間に、送信フィルタ４８の直列共振器Ｓ１１〜Ｓ１４及び受信フィルタ５０の直列共振器Ｓ２１〜Ｓ２４に対して並列に接続されている。キャンセル回路４０は、図１２（ａ）で説明した構成と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００５５】
図１４（ａ）は、実施例１に係る分波器のアイソレーション信号の振幅特性のシミュレーション結果であり、図１４（ｂ）は、挿入損失のシミュレーション結果である。なお、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）では、比較のために、比較例１に係る分波器のシミュレーション結果も示しており、実施例１のシミュレーション結果を太線で、比較例１のシミュレーション結果を細線で示している。図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）で説明したように、キャンセル回路４０の縦結合型弾性波共振器４６のパラメータを適切に設定することで、キャンセル回路４０を通過する信号を、アイソレーション信号と同程度の振幅でほぼ逆位相とすることができる。このため、キャンセル回路４０を通過する信号によってアイソレーション信号を相殺することができ、図１４（ａ）のように、実施例１では、比較例１に比べて、送信帯域及び受信帯域において、アイソレーションを１０ｄＢ程度向上させることができる。
【００５６】
また、図１４（ｂ）のように、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０の挿入損失は、実施例１と比較例１とでほとんど差のない結果である。つまり、キャンセル回路４０を接続しても、挿入損失はほとんど増加しない。これは、縦結合型弾性波共振器４６に静電容量４２、４４が直列に接続されていることで、キャンセル回路４０の入出力インピーダンスを高くすることができ、キャンセル回路４０に流れ込む信号量を抑制することができる為である。したがって、静電容量４２、４４は、キャンセル回路４０に流れ込む信号量やキャンセルパスを通過する信号の振幅を考慮して、容量の大きさを決めることが望まれる。
【００５７】
以上説明してきたように、実施例１によれば、送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘとの間に、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０に対して並列に縦結合型弾性波共振器４６を含むキャンセル回路４０が接続されている。このように、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０の弾性波共振器の少なくとも一部に対して並列にキャンセル回路４０を接続させることで、挿入損失を増大させることなく、分波器のアイソレーション特性を向上させることができる。
【００５８】
キャンセル回路４０は、図１２（ａ）で説明した構成に限られる訳ではない。図１５（ａ）から図１５（ｅ）に示す、キャンセル回路の変形例の場合でもよい。図１５（ａ）を参照して、出力側の静電容量４４が接続されていない場合でもよい。図１５（ｂ）を参照して、入力側と出力側の両方の静電容量４２、４４が接続されていない場合でもよい。なお、図１５（ｂ）の場合では、静電容量４２、４４が接続されていないため、縦結合型弾性波共振器４６の設計でキャンセル回路４０の入出力インピーダンスを高くすることが求められる。図１５（ｃ）を参照して、縦結合型弾性波共振器４６は、２つの弾性波共振器Ｒ１、Ｒ２を備えている場合でもよい。つまり、縦結合型弾性波共振器４６は、反射器の間に少なくとも２つのＩＤＴが弾性波の伝搬方向に配列されている場合であればよい。
【００５９】
図１５（ｄ）を参照して、静電容量４２、４４に代えて、弾性波共振器５４、５６が接続されている場合でもよい。弾性波共振器５４、５６の共振周波数を調整することで、キャンセル回路に流れ込む信号量を抑制できる。図１５（ｅ）を参照して、弾性波共振器５４と縦結合型弾性波共振器４６との間のノードと、グランドとの間に弾性波共振器５８が接続されている場合でもよい。これにより、縦結合型弾性波共振器４６にかかる電力を抑えられ、耐電力を向上させることができる。
【００６０】
また、キャンセル回路４０において、縦結合型弾性波共振器４６の代わりに弾性波遅延線を用いてもよい。図１６は、弾性波遅延線を示す平面図の例である。図１６を参照して、弾性波遅延線６０は、少なくとも２つのＩＤＴ（ＩＤＴ１、ＩＤＴ２）を備える。ＩＤＴ１の一方の櫛型電極が入力端子Ｔｉｎに接続され、他方の櫛型電極がグランドに接続されている。ＩＤＴ２の一方の櫛型電極が出力端子Ｔｏｕｔに接続され、他方の櫛型電極がグランドに接続されている。ＩＤＴ１とＩＤＴ２とは弾性波の伝搬方向で配列されていて、ＩＤＴ１及びＩＤＴ２の外側に反射器は配置されていない。つまり、弾性波遅延線６０は、共振状態にない。このような弾性波遅延線６０を用いた場合でも、入力ＩＤＴと出力ＩＤＴの間隔、電極指間ピッチ及び開口長を適切に設定することで、キャンセル回路４０を通過する信号を、アイソレーション信号と同程度の振幅でほぼ逆位相とすることができる。また、アポタイズの構造を適切に変化させて振幅及び位相の調整を行ってもよい。
【００６１】
したがって、図１２（ａ）及び図１５（ａ）から図１６で説明したことをまとめると、キャンセル回路４０は、少なくとも２つのＩＤＴを含む弾性波遅延線又は縦結合型弾性波共振器を有する場合であればよい。また、弾性波遅延線又は縦結合型弾性波共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、弾性波遅延線又は縦結合型弾性波共振器に対して弾性波共振器又は静電容量が直列に接続されている場合が好ましく、両方に直列に接続されている場合がより好ましい。入力側及び出力側の少なくとも一方に弾性波共振器又は静電容量を直列に接続することで、挿入損失の増大を容易に抑えることができ、両方に直列に接続することで、挿入損失の増大をより容易に抑えることができる。さらに、弾性波遅延線又は縦結合型弾性波共振器と直列に接続された弾性波共振器又は静電容量との間のノードと、グランドとの間に、弾性波遅延線又は縦結合型共振器に対して弾性波共振器又は静電容量が並列に接続されている場合が好ましい。これにより、弾性波遅延線又は縦結合型弾性波共振器にかかる電力を抑えられ、耐電力を向上させることができる。
【００６２】
キャンセル回路４０は、図１３で説明した構成で接続されている場合に限られる訳ではない。図１７（ａ）から図１７（ｄ）に示す、キャンセル回路４０の接続例の場合でもよい。図１７（ａ）を参照して、キャンセル回路４０は、送信フィルタ４８内の任意のノードと受信フィルタ５０内の任意のノードとの間に接続されている場合でもよい。図１７（ｂ）を参照して、キャンセル回路４０は、送信端子Ｔｘとアンテナ端子Ａｎｔの間に、送信フィルタ４８に対して並列に接続されている場合でもよい。この場合、送信フィルタ４８の減衰特性を向上させることができるため、受信帯域での抑圧度を上げることで、受信帯域のアイソレーション特性を向上させることが可能となる。図１７（ｃ）を参照して、キャンセル回路４０は、受信端子Ｒｘとアンテナ端子Ａｎｔの間に、受信フィルタ５０に対して並列に接続されている場合でもよい。この場合、受信フィルタ５０の減衰特性を向上させることができるため、送信帯域での抑圧度を上げることで、送信帯域のアイソレーション特性を向上させることが可能となる。図１７（ｄ）を参照して、送信端子Ｔｘとアンテナ端子Ａｎｔの間に、送信フィルタ４８に並列にキャンセル回路４０が１つ接続され、受信端子Ｒｘとアンテナ端子Ａｎｔの間に、受信フィルタ５０に並列にキャンセル回路４０が１つ接続されている場合でもよい。つまり、複数のキャンセル回路４０を備える場合でもよい。このように、キャンセル回路４０は、分波器の様々なノード間に接続されることができ、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０の弾性波共振器の少なくとも一部に対して並列に接続される構成とすることができる。
【００６３】
ここで、送信端子とアンテナ端子の間にキャンセル回路を接続させた場合での、送信フィルタのフィルタ特性について説明する。図１８（ａ）は、シミュレーションに用いた分波器の図の例である。シミュレーションに用いた分波器は、送信帯域が１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚ、受信帯域が２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚのＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式のバンド１に対応した分波器である。図１８（ａ）を参照して、静電容量４２、４４と縦結合型弾性波共振器４６を有するキャンセル回路４０が、送信端子Ｔｘとアンテナ端子Ａｎｔの間に、送信フィルタに対して並列に接続されている。
【００６４】
このような分波器に対して、縦結合型弾性波共振器４６のパラメータ（入力ＩＤＴと出力ＩＤＴの間隔、電極指間ピッチ及び開口長）を変えた３通りについてシミュレーションを行った。図１８（ｂ）は、送信フィルタのフィルタ特性のシミュレーション結果である。図１８（ｂ）において、３通りについてのシミュレーション結果を、太線、細線及び１点鎖線で示している。また、比較のために、キャンセル回路４０を接続させない場合の送信フィルタのフィルタ特性もシミュレーションを行い、この結果を破線で示している。図１８（ｂ）を参照して、縦結合型弾性波共振器４６のパラメータの設定如何によって、ＧＰＳ（Global Positioning System）帯域（１５６５ＭＨｚ〜１５８５ＭＨｚ）での抑圧度の大幅な向上、受信帯域での抑圧度の大幅な向上、及び、ＧＰＳ帯域と受信帯域との両方での抑圧度の向上を実現できることが分かる。また、キャンセル回路４０を接続しても、送信帯域における挿入損失に増加は見られなかった。
【００６５】
このことから、キャンセル回路４０を用いることで、分波器のアイソレーション特性を向上させるだけではく、フィルタの減衰特性を向上させることもできることが分かる。つまり、フィルタを、複数の弾性波共振器と、複数の弾性波共振器の少なくとも一部に対して並列に接続されたキャンセル回路と、を備える構成とすることで、挿入損失を増大させることなく、フィルタの減衰特性を向上させることができる。このようなフィルタを示す図の例として、図１７（ｂ）の送信フィルタ４８、図１７（ｃ）の受信フィルタ５０、及び図１７（ｃ）の送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０が挙げられる。
【００６６】
なお、フィルタの場合であっても、分波器の場合と同様、弾性波遅延線又は縦結合型弾性波共振器の入力側及び出力側の少なくとも一方に、弾性波遅延線又は縦結合型弾性波共振器に対して弾性波共振器又は静電容量が直列に接続されている場合や、両方に直列に接続されている場合でもよい。これにより、挿入損失の増大を容易に抑えることができる。また、弾性波遅延線又は縦結合型弾性波共振器と直列に接続された弾性波共振器又は静電容量との間のノードとグランドとの間に、弾性波遅延線又は縦結合型弾性波共振器に対して弾性波共振器又は静電容量が並列に接続されている場合でもよい。これにより、弾性波遅延線又は縦結合型弾性波共振器にかかる電力を抑えられ、耐電力を向上させることができる。
【００６７】
また、フィルタが不平衡入力−平衡出力のバランスフィルタである場合では、キャンセル回路は、入力端子と一方の出力端子との間及び入力端子と他方の出力端子との間の少なくとも一方に、弾性波共振器に対して並列に接続されていればよく、両方に並列に接続されている場合がより好ましい。
【００６８】
図１２（ａ）、図１５（ａ）及び図１５（ｃ）に示したキャンセル回路４０において、縦結合型弾性波共振器４６に直列に接続された静電容量４２、４４は、反射器がないＩＤＴで構成される場合でもよい。また、静電容量４２と縦結合型弾性波共振器４６との間に並列に静電容量が接続される場合、並列に接続される静電容量は、反射器がないＩＤＴで構成される場合でもよい。図１９に、反射器がないＩＤＴで構成された静電容量の平面図の例を示す。
【００６９】
弾性波遅延線６０及び縦結合型弾性波共振器４６を構成するＩＤＴの開口長が短いと耐電力が低くなり壊れ易くなる。したがって、耐電力を考慮すると、弾性波遅延線６０及び縦結合型弾性波共振器４６のＩＤＴの開口長は長い方が好ましく、例えば２０λ以上の場合が好ましく、４０λ以上の場合がより好ましい。なお、λは弾性波の波長である。
【００７０】
実施例１において、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０がラダー型弾性波フィルタの場合を例に示したが、図４から図７で説明したフィルタの少なくとも１つを用いる場合でもよい。また、フィルタに備わる共振器には、図８（ａ）から図９（ｂ）で説明した弾性表面波共振器、ラブ波共振器、弾性境界波共振器及び圧電薄膜共振器の少なくとも１つを用いることができる。
【実施例２】
【００７１】
図２０（ａ）は、比較例２に係る分波器の回路図の例であり、図２０（ｂ）は、実施例２に係る分波器の回路図の例である。比較例２及び実施例２に係る分波器も北米ＰＣＳに用いる分波器である。図２０（ａ）を参照して、送信フィルタ１４２は４段のラダー型弾性波フィルタが用いられ、受信フィルタ１４４は６段のラダー型弾性波フィルタが用いられている。送信フィルタ１４２は、直列共振器Ｓ１１〜Ｓ１３と並列共振器Ｐ１１〜Ｐ１２を備えている。受信フィルタ１４４は、直列共振器Ｓ２１〜Ｓ２４と並列共振器Ｐ２１〜Ｐ２３を備えている。直列共振器及び並列共振器には弾性表面波共振器を用いている。整合回路１４６は、アンテナ端子Ａｎｔとグランドの間に接続されたインダクタＬ１を備えている。
【００７２】
図２０（ｂ）を参照して、送信フィルタ４８、受信フィルタ５０及び整合回路５２は、比較例２と同じ構成であるため、ここでは説明を省略する。送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘとの間に、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０に対して並列にキャンセル回路４０ａが接続されている。キャンセル回路４０ａは、弾性波共振器５４、５６と縦結合型弾性波共振器４６が直列に接続されている。弾性波共振器５４は縦結合型弾性波共振器４６の送信端子Ｔｘ側に接続され、弾性波共振器５６は受信端子Ｒｘ側に接続されている。縦結合型弾性波共振器４６は、３つの弾性波共振器Ｒ１〜Ｒ３で構成されている。弾性波共振器５４、５６及びＲ１〜Ｒ３には弾性表面波共振器を用いている。
【００７３】
図２１（ａ）は、比較例２の送信フィルタチップの平面図の例であり、図２１（ｂ）は、実施例２の送信フィルタチップの平面図の例である。図２１（ａ）及び図２１（ｂ）を参照して、送信フィルタチップ１４８、６２は、ＬＴからなる圧電基板１５０、６４上に、Ａｌからなる金属膜が形成されている。金属膜により各共振器、パッド１５２、６６及び配線が形成される。パッド１５２、６６上にはバンプ１５４、６８が形成されている。パッド１５２、６６のうち、パッドＡｎｔはアンテナ端子に接続されるパッド、パッドＴｘは送信端子に接続されるパッド、パッドＧｎｄはグランドに接続されるパッド、パッドＸはキャンセル回路４０の縦結合型弾性波共振器４６に接続されるパッドである。各共振器は、図２０（ａ）及び図２０（ｂ）の回路図中の共振器に対応している。このように、キャンセル回路４０ａに含まれる弾性波共振器５４は、送信フィルタチップ６２上に設けられている。
【００７４】
図２２（ａ）は、比較例２の受信フィルタチップの平面図の例であり、図２２（ｂ）は、実施例２の受信フィルタチップの平面図の例である。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）を参照して、受信フィルタチップ１５６、７０は、ＬＴからなる圧電基板１５０、６４上に、Ａｌからなる金属膜が形成されている。金属膜により、各共振器、パッド１５２、６６及び配線が形成される。パッド１５２、６６上にはバンプ１５４、６８が形成されている。パッド１５２、６６のうち、パッドＡｎｔはアンテナ端子に接続されるパッド、パッドＲｘは受信端子に接続されるパッド、パッドＧｎｄはグランドに接続されるパッド、パッドＹはキャンセル回路４０ａの弾性波共振器５４に接続されるパッドである。各共振器は、図２０（ａ）及び図２０（ｂ）の回路図中の共振器に対応している。このように、キャンセル回路４０ａに含まれる縦結合型弾性波共振器４６及び弾性波共振器５６は、受信フィルタチップ７０上に設けられている。
【００７５】
図２３（ａ）から図２３（ｃ）は、比較例２の送信フィルタチップ及び受信フィルタチップが実装される積層基板の平面図の例である。図２４（ａ）から図２４（ｃ）は、実施例２の送信フィルタチップ及び受信フィルタチップが実装される積層基板の平面図の例である。図２３（ａ）及び図２４（ａ）は、送信フィルタチップ１４８、６２及び受信フィルタチップ１５６、７０がフリップチップ実装されるダイアタッチ層１５８、７２の上面図の例である。送信フィルタチップ１４８、６２及び受信フィルタチップ１５６、７０を透視して図示している。図２３（ｂ）及び図２４（ｂ）は、下面にフットパッド１６０、７４が形成されているフットパッド層１６２、７６の上面図の例である。フットパッド１６０、７４はフットパッド層を透視して破線で示している。図２３（ｃ）及び図２４（ｃ）は、フットパッド層１６２、７６の下面を透視した図の例である。
【００７６】
図２３（ａ）及び図２４（ａ）を参照して、セラミックなどの絶縁体からなるダイアタッチ層１５８、７２の上面には、銅などの金属からなる配線１６４、７７が形成されている。送信フィルタチップ６２上に設けられた弾性波共振器５４と、受信フィルタチップ７０上に設けられた縦結合型弾性波共振器４６及び弾性波共振器５６とは、キャンセル回路用配線７７ａにより電気的に接続されている。ビア１６６、７８は、ダイアタッチ層１５８、７２を貫通する金属が埋め込まれたビアである。
【００７７】
図２３（ｂ）及び図２４（ｂ）を参照して、セラミックなどの絶縁体からなるフットパッド層１６２、７６の上面には、銅などの金属からなる配線１６４、７７が形成されている。ダイアタッチ層１５８、７２を貫通したビア１６６、７８が配線１６４、７７に電気的に接続されている。ビア１６８、８０は、フットパッド層１６２、７６を貫通する金属が埋め込まれたビアである。
【００７８】
図２３（ｃ）及び図２４（ｃ）を参照して、金属からなるフットパッド１６０、７４には、フットパッド層１６２、７６を貫通したビア１６８、８０が電気的に接続されている。フットパッド１６０、７４のうち、フットパッドＡｎｔはアンテナ端子に接続されるフットパッド、フットパッドＴｘは送信端子に接続されるフットパッド、フットパッドＲｘは受信端子に接続されるフットパッド、フットパッドＧｎｄはグランドに接続されるフットパッドである。
【００７９】
図２５は、パッケージを示す解体斜視図の例である。図２５を参照して、ダイアタッチ層及びフットパッド層を含む積層基板８２上に、セラミックなどの絶縁体からなるキャビティ層８４が形成されている。キャビティ層８４の中央にはキャビティ８６が形成されている。積層基板８２上に、チップ６２及び７０をフリップチップ実装する。金属からなるリッド８８をキャビティ層８４上に固着する。これにより、チップ６２及び７０は、キャビティ８６に気密封止される。以上により、チップ６２及び７０が実装されたパッケージ９０が形成される。
【００８０】
図２６は、比較例２及び実施例２に係る分波器のアイソレーション信号の振幅特性の測定結果である。図２６において、比較例２のアイソレーション信号を細線で、実施例２のアイソレーション信号を太線で示している。図２６を参照して、送信帯域及び受信帯域において、実施例２は比較例２に比べて、アイソレーションが１０ｄＢ程度向上している。これは、実施例１と同じ理由によるものであり、送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘとの間に、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０に対して並列にキャンセル回路４０ａが接続されているためである。
【００８１】
実施例２では、図２１（ｂ）及び図２２（ｂ）のように、縦結合型弾性波共振器４６の送信端子Ｔｘ側に接続された弾性波共振器５４は送信フィルタチップ６２上に設けられ、受信端子Ｒｘ側に接続された弾性波共振器５６は受信フィルタチップ７０上に設けられている。弾性波共振器５４は送信信号を減衰させることから、弾性波共振器５４、５６が共に送信フィルタチップ６２又は受信フィルタチップ７０上に設けられている場合に比べて、送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘとを電気的に離すことができる。これにより、アイソレーション特性をより向上させることができる。縦結合型弾性波共振器４６については、送信フィルタチップ６２上に設けられていても、受信フィルタチップ７０上に設けられていてもよい。
【００８２】
実施例２では、縦結合型弾性波共振器４６と弾性波共振器５４、５６とが全て送信フィルタチップ６２上及び受信フィルタチップ７０上に設けられている場合を例に説明した。図１６（ｅ）のように、弾性波共振器５４と縦結合型弾性波共振器４６の間に弾性波共振器５８が並列に接続されている場合、縦結合型弾性波共振器４６と、弾性波共振器５４、５６、５８と、のうちの一部又は全部が、送信フィルタチップ６２上及び受信フィルタチップ７０上に設けられている場合でもよい。
【００８３】
実施例２においても、実施例１と同様に、縦結合型弾性波共振器４６に直列に接続される弾性波共振器５４、５６に代えて静電容量とする場合でもよい。また、弾性波共振器５４と縦結合型弾性波共振器４６との間に並列に弾性波共振器又は静電容量が接続される接続される場合でもよい。さらに、縦結合型弾性波共振器４６を弾性波遅延線とする場合でもよい。
【００８４】
ここで、弾性波共振器５４、５６のように、弾性波共振器をキャパシタとして用いる場合における、弾性波共振器のＱ値についての検討結果について説明する。４２°ＹカットＬＴ基板上にＩＤＴを形成し、ＩＤＴの電極指間ピッチλを１．６２μｍ、開口長を１９．９λ、ＩＤＴ対数を５９．５対とした弾性表面波共振器を作製し、通過特性とＱ値について測定した。図２７（ａ）は、通過特性の測定結果であり、図２７（ｂ）は、Ｑ値の測定結果である。図２７（ａ）を参照して、弾性波共振器の共振周波数ｆｒは２３３２ＭＨｚで、反共振周波数ｆａは２４０５ＭＨｚであった。
【００８５】
図２７（ｂ）を参照して、共振周波数ｆｒ付近でＱ値は０となることがわかった。また、共振周波数ｆｒ以上の周波数では、Ｑ値は低い値（１０前後）となることがわかった。これは、共振周波数ｆｒより高い周波数では、ＩＤＴからバルク波（圧電基板内部に放射される弾性波）が励振され、この波が損失となりＱ値の低下を招いていると考えられる。一方、共振周波数ｆｒより低い周波数では、ｆｒから離れるほどＱ値は高くなることがわかった。Ｑ値が例えば４０以上となると、キャパシタとして用いる弾性波共振器を通過する信号の損失を十分に抑制できる。したがって、Ｑ値は４０以上の場合が好ましく、Ｑ値が４０となる周波数ｆ４０は２０５０ＭＨｚであった。
【００８６】
ここで、ｆｒとｆ４０の関係を一般化すると、図２７（ｂ）の結果から、
ｆｒ＝１．１３８×ｆ４０・・・・（１）
の関係が得られる。ここで、図２０（ｂ）の分波器において、弾性波共振器５４、５６のＱ値が４０以上となるのが好ましいのは、送信フィルタ４８の送信帯域及び受信フィルタ５０の受信帯域である。受信帯域の上端周波数をｆｕｐとすると、弾性波共振器５４、５６の共振周波数ｆｒが、
ｆｒ＞１．１３８×ｆｕｐ・・・・（２）
を満たせば、送信帯域及び受信帯域において、弾性波共振器５４、５６のＱ値が４０以上を確保できる。
【００８７】
ここで、式（２）を電極指間ピッチで表現することを考える。ラダー型弾性波フィルタにおいて、通過帯域の上端周波数を決めるのは、直列共振器のうち最も共振周波数が低い共振器である。つまり、最も電極指間ピッチの広い直列共振器である。図２０（ｂ）の分波器において、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０のうち通過帯域周波数が高い方のフィルタの直列共振器の中で、最も電極指間ピッチが広い共振器の電極指間ピッチをλＩＤＴとし、弾性波共振器５４、５６の電極指間ピッチをλｃａｐとすると、式（２）から、
λＩＤＴ＞１．１３８×λｃａｐ・・・・（３）
が得られる。
【００８８】
したがって、式（３）を満たすように弾性波共振器５４、５６の電極指間ピッチλｃａｐを設定すれば、送信帯域及び受信帯域において、弾性波共振器５４、５６のＱ値を４０以上とすることができ、弾性波共振器５４、５６を通過する信号の損失を抑制できる。
【００８９】
なお、上記説明は、４２°ＹカットＬＴ基板上にＩＤＴを形成し、電極指間ピッチλを１．６２μｍ、開口長を１９．９λ、ＩＤＴ対数を５９．５対とする弾性表面波共振器の測定結果を基に行ったが、これ以外の共振器についても同様の測定を行っている。その結果、ＬＴ基板のカット角を３６°〜４８°Ｙまで変化させても式（１）の関係は変化せず、また、共振器の電極指間ピッチ、開口長、ＩＤＴ対数を変化させても式（１）の関係は変化しなかった。
【００９０】
静電容量のＱ値は、−Ｉｍ［Ｚ］／Ｒｅ［Ｚ］で定義される。純粋なキャパシタのインピーダンスＺをＺ＝Ｒ＋１／ｊωＣ（Ｒは抵抗、ωは角振動数、Ｃは静電容量）とすると、Ｑ＝１／ωＣＲで表せる。ＣとＲを定数とすると、Ｑの周波数依存は、１／ｆ型（ｆは周波数）の関数になる。一方、共振器で静電容量を作製した場合のＱ特性は、図２７（ｂ）のように、１／ｆ型にはならない。この理由は以下によるものである。即ち、共振周波数と反共振周波数との間はＬ性（誘電性）となるため、Ｑは定義されない。共振周波数以下では、徐々に１／ωＣＲに漸近する。ＬＴやＬＮ基板を用いたＳＨ波共振器の場合、反共振周波数を少し超えた周波数（バルク波のカットオフ周波数）からバルク波放射（圧電基板内部への波の放射）が起こり、この損失により、反共振周波数よりも高い周波数では静電容量のＱ値は極端に悪くなる。以上の理由により、ＳＨ波を用いた共振器で静電容量を作製した場合のＱ特性は、基板やカット角などによらず、図２７（ｂ）のようになる。
【００９１】
また、図１７（ｂ）から図１７（ｄ）のように、キャンセル回路４０ａが送信フィルタ４８又は受信フィルタ５０の直列共振器に並列に接続されている場合は、キャンセル回路４０ａに並列に接続された直列共振器の中で最も広い電極指間ピッチを有する共振器の電極指間ピッチをλＩＤＴとして、λＩＤＴ＞１．１３８×λｃａｐの関係を満たせばよい。図１７（ａ）のように、キャンセル回路４０ａが送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０の一部の直列共振器に並列に接続されている場合は、送信フィルタ４８又は受信フィルタ５０のうち通過帯域周波数が高い方のフィルタに含まれる直列共振器で、且つ、キャンセル回路４０ａに並列に接続された直列共振器の中で、最も広い電極指間ピッチを有する共振器の電極指間ピッチをλＩＤＴとして、λＩＤＴ＞１．１３８×λｃａｐの関係を満たせばよい。これにより、弾性波遅延線又は縦結合型弾性波共振器に直列に接続された弾性波共振器を通過する信号の損失を抑制できる。
【００９２】
キャンセル回路４０ａに含まれる弾性波共振器５４、５６は高耐電力であることが望ましい。耐電力を向上させるために、ＩＤＴの一方の櫛型電極と他方の櫛型電極とが、その間に浮き導体を介して直列に接続された構成とすることが好ましい。特に、送信信号は大電力であることから、送信端子Ｔｘ側に設けられた弾性波共振器５４は、ＩＤＴの櫛型電極が浮き導体を介して直列に接続された構成として、耐電力を向上させることが好ましい。
【００９３】
実施例２において、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０がラダー型弾性波フィルタの場合を例に示したが、図４から図７で説明したフィルタの少なくとも１つを用いることもできる。また、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０に弾性表面波共振器を用いた場合を例に説明したが、ラブ波共振器及び弾性境界波共振器を用いることもできる。
【００９４】
実施例１及び実施例２においては、送信帯域が１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚ、受信帯域が１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚの北米ＰＣＳに用いる分波器を例に説明した。しかしながら、他の送信帯域及び受信帯域を有する分波器にも適用できる。例えば、送信帯域が８２４ＭＨｚ〜８４９ＭＨｚ、受信帯域が８６９ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚのＣｅｌｌｕｌａｒシステム用の分波器に適用することもできる。
【実施例３】
【００９５】
実施例３は、送信フィルタにラダー型弾性波フィルタが用いられた分波器において、送信フィルタの通過帯域よりも高周波数側の抑圧域でのアイソレーション特性をより向上させることができる場合の例である。まず、ラダー型弾性波フィルタの通過特性について説明する。図２８（ａ）は、１段のラダー型弾性波フィルタの回路図の例であり、図２８（ｂ）は、通過特性を示す図の例である。図２８（ａ）のように、１段のラダー型弾性波フィルタは、入力端子Ｉｎと出力端子Ｏｕｔとの間に直列に直列共振器Ｓ１が接続され、並列に並列共振器Ｐ１が接続されている。
【００９６】
この１段のラダー型弾性波フィルタの通過特性を、図２８（ｂ）を用いて説明する。図２８（ｂ）においては、１段のラダー型弾性波フィルタの通過特性を太実線で示し、直列共振器Ｓ１単体での通過特性を細実線で示し、並列共振器Ｐ１単体での通過特性を破線で示している。図２８（ｂ）のように、直列共振器Ｓ１単体での通過量は、共振周波数ｆｒｓで最大値をとり、反共振周波数ｆａｓで最小値をとる。一方、並列共振器Ｐ１単体での通過量は、共振周波数ｆｒｐで最小値をとり、反共振周波数ｆａｐで最大値をとる。このため、直列共振器Ｓ１の共振周波数ｆｒｓと並列共振器Ｐ１の反共振周波数ｆａｐとをほぼ同じ周波数とすることで、バンドパス特性を有するラダー型弾性波フィルタが得られる。このことから、ラダー型弾性波フィルタの通過特性は、通過帯域の高周波数側は直列共振器Ｓ１の通過特性を反映して形成され、低周波数側は並列共振器Ｐ１の通過特性を反映して形成される。
【００９７】
しかしながら、１段のラダー型弾性波フィルタでは、通過帯域よりも高周波数側及び低周波数側に十分な広さの抑圧域が形成されない。例えば、通過帯域よりも高周波数側の抑圧域を広くする手法として、反共振周波数の異なる複数の直列共振器を用いる方法がある。
【００９８】
図２９（ａ）は、直列共振器を２つ用いたラダー型弾性波フィルタの回路図の例であり、図２９（ｂ）は、通過特性を示す図の例である。図２９（ａ）のように、入力端子Ｉｎと出力端子Ｏｕｔとの間に直列に、直列共振器Ｓ１に加えて、直列共振器Ｓ１よりも反共振周波数が高い直列共振器Ｓ２が接続されている。図２９（ｂ）においては、直列共振器を２つ用いたラダー型弾性波フィルタの通過特性を太実線で示し、直列共振器Ｓ２単体での通過特性を一点鎖線で示している。図２９（ｂ）のように、直列共振器を２つ用いたラダー型弾性波フィルタでは、通過帯域よりも高周波数側に、２つの直列共振器Ｓ１、Ｓ２の反共振特性を反映した抑圧域が形成される。
【００９９】
図３０（ａ）は、直列共振器を３つ用いたラダー型弾性波フィルタの回路図の例であり、図３０（ｂ）は、通過特性を示す図の例である。図３０（ａ）のように、入力端子Ｉｎと出力端子Ｏｕｔとの間に直列に、直列共振器Ｓ２よりも反共振周波数が高い直列共振器Ｓ３がさらに接続されている。図３０（ｂ）においては、直列共振器を３つ用いたラダー型弾性波フィルタの通過特性を太実線で示し、直列共振器Ｓ３単体での通過特性を二点鎖線で示している。図３０（ｂ）のように、直列共振器を３つ用いたラダー型弾性波フィルタでは、通過帯域よりも高周波数側に、３つの直列共振器Ｓ１〜Ｓ３の反共振特性を反映した抑圧域が形成される。
【０１００】
このように、ラダー型弾性波フィルタにおいては、通過帯域よりも高周波数側に十分な広さの抑圧域を形成するために、反共振周波数の異なる複数の直列共振器を設けることがなされる。このようなラダー型弾性波フィルタを分波器に用いた場合、高周波数側のアイソレーション特性は、ラダー型弾性波フィルタの直列共振器の反共振特性を反映した周波数特性となる。つまり、アイソレーション信号は、ラダー型弾性波フィルタの直列共振器の反共振特性を反映し、高周波数側の抑圧域内に減衰極が存在することになり、抑圧域内で振幅特性及び位相特性が急激に変化する。したがって、このようなアイソレーション信号をキャンセル回路を通過する信号で相殺させるには、キャンセル回路を通過する信号の周波数特性に、直列共振器の反共振特性を反映させることが好ましい。そこで、以上のことを踏まえて、実施例３に係る分波器について以下に説明する。
【０１０１】
図３１（ａ）は、比較例３に係る分波器の回路図の例であり、図３１（ｂ）は、実施例３に係る分波器の回路図の例である。比較例３及び実施例３に係る分波器は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のバンド１（送信帯域：１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚ、受信帯域：２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚ）に対応した分波器である。図３１（ａ）のように、比較例３に係る分波器は、送信フィルタ１４２、受信フィルタ１４４、及び整合回路１４６を有する。送信フィルタ１４２は、８段のラダー型弾性波フィルタが用いられ、直列共振器Ｓ１１〜Ｓ１５と並列共振器Ｐ１１〜Ｐ１４とを有する。受信フィルタ１４４は、アンテナ端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に直列に接続された弾性波共振器Ｓ３０〜Ｓ３２と縦結合型弾性波共振器フィルタＦとを有する。縦結合型弾性波共振器フィルタＦは、互いに並列に接続された２つの縦結合型弾性波共振器フィルタＦ１、Ｆ２を有する。縦結合型弾性波共振器フィルタＦ１は、３つの弾性波共振器Ｒ１０〜Ｒ１２を有し、縦結合型弾性波共振器Ｆ２は、３つの弾性波共振器Ｒ１３〜Ｒ１５を有する。直列共振器Ｓ１１〜Ｓ１５、並列共振器Ｐ１１〜Ｐ１４、並びに弾性波共振器Ｓ３０〜Ｓ３２及びＲ１０〜Ｒ１５には、弾性表面波共振器が用いられている。整合回路１４６は、アンテナ端子Ａｎｔとグランドとの間に接続されたインダクタＬ１を備える。
【０１０２】
図３１（ｂ）のように、実施例３に係る分波器は、送信フィルタ４８、受信フィルタ５０、整合回路５２、及びキャンセル回路４０ｂを有する。送信フィルタ４８、受信フィルタ５０、及び整合回路５２は、比較例３と同じであるため、ここでは説明を省略する。キャンセル回路４０ｂは、送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘとの間に、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０に対して並列に接続されている。キャンセル回路４０ｂは、直列に接続された弾性波共振器８１、８３、８５、８７と縦結合型弾性波共振器４６とを有する。弾性波共振器８１〜８５は縦結合型弾性波共振器４６の送信端子Ｔｘ側に接続され、弾性波共振器８７は受信端子Ｒｘ側に接続されている。縦結合型弾性波共振器４６は、３つの弾性波共振器Ｒ１〜Ｒ３を有する。弾性波共振器８１〜８７及びＲ１〜Ｒ３には弾性表面波共振器が用いられている。
【０１０３】
比較例３及び実施例３では、送信フィルタに多段のラダー型弾性波フィルタが用いられている。このため、図２８（ａ）から図３０（ｂ）で説明したように、アイソレーション信号は、送信フィルタの高周波数側の抑圧域内（受信帯域内）に減衰極を有し、抑圧域内で振幅特性及び位相特性が急激に変化する。このようなアイソレーション信号をキャンセル回路４０ｂを通過する信号で相殺させるには、縦結合型弾性波共振器４６を構成する弾性波共振器Ｒ１〜Ｒ３のパラメータを適切に設定することに加え、キャンセル回路４０ｂを通過する信号の周波数特性に弾性波共振器８１〜８７の反共振特性を反映させることが好ましい。
【０１０４】
図３２（ａ）は、キャンセル回路４０ｂを通過する信号の振幅特性のシミュレーション結果であり、図３２（ｂ）は、位相特性のシミュレーション結果である。図３２（ａ）及び図３２（ｂ）では、キャンセル回路４０ｂを通過する信号を太線で示している。また、比較のために、比較例３に係る分波器のアイソレーション信号を細線で示している。図３２（ａ）及び図３２（ｂ）のように、縦結合型弾性波共振器４６のパラメータと弾性波共振器８１〜８７の反共振周波数を適切に設定することで、送信帯域及び受信帯域において、キャンセル回路４０ｂを通過する信号を、アイソレーション信号と同程度の振幅でほぼ逆位相とすることができる。特に、アイソレーション信号は、受信帯域に減衰極を有するが、キャンセル回路４０ｂを通過する信号も、受信帯域に同様の減衰極を有し、同様の振幅特性が確保されている。
【０１０５】
図３３は、キャンセル回路４０ｂを構成する縦結合型弾性波共振器４６と弾性波共振器８１〜８７との周波数特性のシミュレーション結果である。図３３では、縦結合型弾性波共振器４６の周波数特性を二点鎖線で示し、弾性波共振器８１〜８７の周波数特性をそれぞれ実線、点線、破線、一点鎖線で示している。図３３のように、弾性波共振器８１〜８７それぞれの反共振周波数は異なっていて、弾性波共振器８１〜８７のうちの１つの弾性波共振器８５の反共振周波数は、受信帯域内に設定されている。図３２（ａ）及び図３３のシミュレーション結果から、弾性波共振器８５の反共振特性を利用することで、受信帯域において、キャンセル回路４０ｂを通過する信号にアイソレーション信号と同様の減衰極を持たせることができ、同様の振幅特性を確保できたことが分かる。
【０１０６】
図３４は、比較例３及び実施例３に係る分波器のアイソレーション信号の振幅特性のシミュレーション結果である。図３４では、実施例３のシミュレーション結果を太線で示し、比較例３のシミュレーション結果を細線で示している。図３４のように、実施例３は、比較例３に比べて、送信帯域及び受信帯域の両方で、アイソレーション特性が向上している。特に、比較例３のアイソレーション信号は受信帯域内に減衰極を有して振幅特性が急激に変化しているが、実施例３では、受信帯域全体に渡ってアイソレーション特性が向上できている。これは、前述の通り、弾性波共振器８５の反共振特性を利用することで、受信帯域において、キャンセル回路４０ｂを通過する信号にアイソレーション信号と同様の減衰極を持たせることができ、同様の振幅特性を確保できたためである。
【０１０７】
以上説明してきたように、実施例３によれば、キャンセル回路４０ｂは、縦結合型弾性波共振器４６と、これに直列に接続された弾性波共振器８１〜８７と、を有する。送信フィルタ４８がラダー型弾性波フィルタであるため、アイソレーション信号の振幅特性及び位相特性は、送信フィルタ４８の高周波数側の抑圧域（受信帯域）で急激に変化する。そこで、縦結合型弾性波共振器４６のパラメータを適切に設定することに加え、弾性波共振器８５の反共振周波数を受信帯域に設定する。これにより、図３２（ａ）から図３３で説明したように、送信帯域及び受信帯域において、キャンセル回路４０ｂを通過する信号を、アイソレーション信号と同振幅で且つ逆位相により近づけることができる。したがって、図３４のように、分波器のアイソレーション特性をより向上させることができる。
【０１０８】
実施例３では、送信帯域が受信帯域よりも低い分波器を例に説明したが、受信帯域が送信帯域よりも低い分波器の場合でもよい。この場合、受信フィルタをラダー型弾性波フィルタで構成し、且つ、キャンセル回路に含まれ、縦結合型弾性波共振器に直列に接続された弾性波共振器の反共振周波数を送信帯域に設定する。これにより、送信帯域でのアイソレーション特性をより向上させることができる。以上のことから、送信フィルタ又は受信フィルタのうち通過帯域周波数が低い方のフィルタがラダー型弾性波フィルタで、且つ、キャンセル回路に含まれ、縦結合型弾性波共振器に直列に接続された弾性波共振器の反共振周波数が、送信フィルタ又は受信フィルタのうち通過帯域周波数が高い方のフィルタの通過帯域にある場合が好ましい。
【０１０９】
また、実施例３においても、実施例１の図１８（ａ）及び図１８（ｂ）で説明したのと同様に、キャンセル回路４０ｂを送信端子Ｔｘとアンテナ端子Ａｎｔとの間に接続することで、分波器のアイソレーション特性を向上させるだけでなく、送信フィルタ４８の減衰特性を向上させることができる。つまり、ラダー型弾性波フィルタを構成する複数の弾性波共振器の少なくとも一部に対してキャンセル回路を並列に接続し、縦結合型弾性波共振器に対して直列に接続された弾性波共振器の反共振周波数をラダー型弾性波フィルタの高周波数側の抑圧域にすることで、フィルタの減衰特性を向上させることができる。
【０１１０】
実施例３では、縦結合型弾性波共振器４６に対して複数の弾性波共振器８１〜８７が直列に接続され、その中の１つの弾性波共振器８５の反共振周波数が受信帯域に設定されている場合を例に示したが、これに限られない。縦結合型弾性波共振器４６に直列に接続された複数の弾性波共振器のうち二以上（複数）の弾性波共振器の反共振周波数が受信帯域に設定されている場合でもよい。また、縦結合型弾性波共振器４６に対して１つの弾性波共振器が直列に接続され、この弾性波共振器の反共振周波数が受信帯域に設定されている場合でもよい。しかしながら、縦結合型弾性波共振器４６に対して複数の弾性波共振器が直列に接続されている場合は、設計自由度が増すことから、この場合がより好ましい。また、縦結合型弾性波共振器４６に直列に接続され、反共振周波数が受信帯域に設定された弾性波共振器は、縦結合型弾性波共振器４６の入力側、出力側、及び入力側と出力側の両方、のいずれに接続されている場合でもよい。
【０１１１】
図２８（ａ）及び図２８（ｂ）で説明したように、１段のラダー型弾性波フィルタでは、通過帯域よりも高周波数側だけでなく、低周波数側にも十分な広さの抑圧域が形成されない。通過帯域よりも低周波数側の抑圧域を広くする手法として、共振周波数の異なる複数の並列共振器を用いる方法がある。このようなラダー型弾性波フィルタを分波器に用いた場合、アイソレーション特性は、ラダー型弾性波フィルタの並列共振器の共振特性を反映した周波数特性となる。つまり、アイソレーション信号は、ラダー型弾性波フィルタの並列共振器の共振特性を反映し、低周波数側の抑圧域内に減衰極が存在することになり、抑圧域内で振幅特性及び位相特性が急激に変化する。したがって、このようなアイソレーション信号をキャンセル回路を通過する信号で相殺させるには、キャンセル回路を通過する信号の周波数特性に、並列共振器の共振特性を反映させることが好ましい。
【０１１２】
実施例３と同様の思想を適用すると、送信フィルタ又は受信フィルタのうち通過帯域周波数が高い方のフィルタがラダー型弾性波フィルタで、且つ、キャンセル回路に含まれ、縦結合型弾性波共振器に並列に接続された弾性波共振器の共振周波数を、送信フィルタ又は受信フィルタのうち通過帯域周波数が低い方のフィルタの通過帯域にすることで、分波器のアイソレーション特性をより向上させることができる。
【０１１３】
図３５は、実施例３の変形例１に係る分波器の回路図の例である。実施例３の変形例１に係る分波器は、実施例３と同様に、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のバンド１（送信帯域：１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚ、受信帯域：２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚ）に対応した分波器である。図３５のように、送信フィルタ４８は、実施例３と同じく、８段のラダー型弾性波フィルタが用いられ、直列共振器Ｓ１１〜Ｓ１５と並列共振器Ｐ１１〜Ｐ１４とを有する。受信フィルタ５０は、６段のラダー型弾性波フィルタが用いられ、直列共振器Ｓ２１〜Ｓ２４と並列共振器Ｐ２１〜Ｐ２３とを有する。整合回路５２は、アンテナ端子Ａｎｔとグランドとの間に接続されたインダクタＬ１を備えている。
【０１１４】
送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘとの間であって、送信フィルタ４８及び受信フィルタ５０に対して並列に接続されたキャンセル回路４０ｃは、実施例３のキャンセル回路４０ｂの構成に加えて、縦結合型弾性波共振器４６に対して並列に接続された弾性波共振器８９を有する。弾性波共振器８９の共振周波数は、送信帯域に設定されている。
【０１１５】
実施例３の変形例１によれば、キャンセル回路４０ｃは、縦結合型弾性波共振器４６とこれに直列に接続された弾性波共振器８１〜８７に加えて、縦結合型弾性波共振器４６に並列に接続された弾性波共振器８９を有する。送信フィルタ４８と受信フィルタ５０とがラダー型弾性波フィルタであるため、アイソレーション信号の振幅特性及び位相特性は、送信フィルタ４８の高周波数側の抑圧域（受信帯域）と受信フィルタ５０の低周波数側の抑圧域（送信帯域）とで急激に変化する。このため、実施例３で説明したような縦結合型弾性波共振器４６のパラメータを適切に設定し且つ弾性波共振器８５の反共振周波数を受信帯域に設定することに加え、弾性波共振器８９の共振周波数を送信帯域に設定する。これにより、送信帯域及び受信帯域において、キャンセル回路４０ｃを通過する信号を、アイソレーション信号と同振幅で且つ逆位相により近づけることができる。したがって、分波器のアイソレーション特性をより向上させることができる。
【０１１６】
実施例３の変形例１でも、実施例３と同様に、受信帯域が送信帯域よりも低い分波器の場合でもよい。この場合、送信フィルタをラダー型弾性波フィルタで構成し、且つ、キャンセル回路に含まれ、縦結合型弾性波共振器に並列に接続された弾性波共振器の共振周波数を受信帯域に設定する。これにより、受信帯域でのアイソレーション特性をより向上させることができる。
【０１１７】
また、実施例３の変形例１の場合でも、キャンセル回路４０ｃを受信端子Ｒｘとアンテナ端子Ａｎｔとの間に接続することで、分波器のアイソレーション特性を向上させるだけでなく、受信フィルタ５０の減衰特性を向上させることができる。つまり、ラダー型弾性波フィルタを構成する複数の弾性波共振器の少なくとも一部に対してキャンセル回路を並列に接続し、縦結合型弾性波共振器に対して並列に接続された弾性波共振器の共振周波数をラダー型弾性波フィルタの低周波数側の抑圧域にすることで、フィルタの減衰特性を向上させることができる。
【０１１８】
実施例３の変形例１においても、縦結合型弾性波共振器４６に対して複数の弾性波共振器が並列に接続され、その中の少なくとも１つの弾性波共振器の共振周波数が送信帯域に設定されている場合でもよい。また、縦結合型弾性波共振器４６に並列に接続され、共振周波数が送信帯域に設定された弾性波共振器は、縦結合型弾性波共振器４６の入力側、出力側、及び入力側と出力側の両方、のいずれに接続されている場合でもよい。
【０１１９】
実施例３及び実施例３の変形例１においても、実施例１のように、キャンセル回路に流れ込む信号量を抑制するために、縦結合型弾性波共振器４６に静電容量又は弾性波共振器が直列に接続される場合でもよい。また、縦結合型弾性波共振器４６を弾性波遅延線とする場合でもよい。さらに、キャンセル回路４０ｂ、４０ｃを、実施例１の図１７（ａ）から図１７（ｄ）のように接続させてもよい。さらに、フィルタに備わる共振器には、弾性表面波共振器の他に、図８（ｃ）から図９（ｂ）で説明したラブ波共振器、弾性境界波共振器及び圧電薄膜共振器を用いてもよい。
【０１２０】
実施例３及び実施例３の変形例１においては、送信帯域が１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚ、受信帯域が２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚのＷ−ＣＤＭＡ方式のバンド１に対応した分波器の場合を例に説明した。しかしながら、他の送信帯域及び受信帯域を有する分波器にも適用できる。例えば、実施例１及び実施例２のような北米ＰＣＳに用いる分波器又はＣｅｌｌｕｌａｒシステム用の分波器等にも適用することができる。
【０１２１】
実施例１から実施例３のように、キャンセル回路を通過する信号でアイソレーション信号を相殺する場合において、アイソレーション信号の振幅特性及び位相特性が送信帯域及び／又は受信帯域で急激に変化する場合には、キャンセル回路は縦結合型弾性波共振器又は遅延線を含んで構成されることが望ましい。
【実施例４】
【０１２２】
実施例４は、実施例１から実施例３のいずれかに係る分波器を備える通信モジュールの例である。図３６は、実施例４に係る通信モジュールのブロック図の例である。図３６を参照して、通信モジュールは、アンテナ９２、アンテナスイッチ９４、分波器バンク９６及びアンプモジュール９８を備える。通信モジュールは、例えば携帯電話用のＲＦモジュールであり、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）（登録商標、以下同様）通信方式及びＷ−ＣＤＭＡ通信方式など、複数の通信方式に対応している。ＧＳＭ方式については、８５０ＭＨｚ帯（ＧＳＭ８５０）、９００ＭＨｚ帯（ＧＳＭ９００）、１８００ＭＨｚ帯（ＧＳＭ１８００）、１９００ＭＨｚ帯（ＧＳＭ１９００）に対応している。アンテナ９２は、ＧＳＭ方式及びＷ−ＣＤＭＡ方式のいずれの送受信信号も送受信できる。
【０１２３】
分波器バンク９６は、複数の分波器９６ａ〜９６ｃを含む。複数の分波器９６ａ〜９６ｃは、それぞれ複数の通信方式の各々に対応した分波器である。アンテナスイッチ９４は、送受信する信号の通信方式に応じて、分波器バンク９６が備える複数の分波器から、通信方式に対応する分波器を選択し、選択された分波器とアンテナ９２とを接続する。各分波器はアンプモジュール９８に接続されている。アンプモジュール９８は、分波器９６ａ〜９６ｃの受信フィルタが受信した信号を増幅し、処理部に出力する。また、アンプモジュール９８は、処理部により生成された信号を増幅し分波器９６ａ〜９６ｃの送信フィルタに出力する。
【０１２４】
分波器９６ａ〜９６ｃの少なくとも１つが、実施例１から実施例３のいずれかに係る分波器である。これにより、挿入損失を増大させることなく、分波器のアイソレーション特性が向上した通信モジュールを得ることができる。通信モジュールは、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末）などの電子装置に搭載してもよい。
【０１２５】
実施例４では、実施例１から実施例３のいずれかの分波器を備える通信モジュールを例に説明したが、複数の弾性波共振器の少なくとも一部に対して並列に接続されたキャンセル回路を有するフィルタを備える通信モジュールの場合でもよい。この場合、挿入損失を増大させることなく、フィルタの減衰特性が向上した通信モジュールを得ることができる。
【０１２６】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかか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。
【符号の説明】
【０１２７】
１０  ラダー型弾性波フィルタ
１２  縦結合型弾性波共振器フィルタ
１４  圧電基板
１６  金属膜
１８  櫛型電極
２０、２２  誘電体膜
２４  基板
２６  下部電極
２８  圧電膜
３０  上部電極
３２  共振領域
３４  空隙
３６ａ、３６ｂ  圧電薄膜共振器
３８  誘電体膜
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  キャンセル回路
４２、４４  静電容量
４６  縦結合型弾性波共振器
４８  送信フィルタ
５０  受信フィルタ
５２  整合回路
５４、５６、５８  弾性波共振器
６０  弾性波遅延線
６２  送信フィルタチップ
６４  圧電基板
６６  パッド
６８  バンプ
７０  受信フィルタチップ
７２  ダイアタッチ層
７４  フットパッド
７６  フットパッド層
７７  配線
７７ａ  キャンセル回路用配線
７８、８０  ビア
８２  積層基板
８４  キャビティ層
８６  キャビティ
８８  リッド
９０  パッケージ
８１、８３、８５、８７、８９  弾性波共振器
９２  アンテナ
９４  アンテナスイッチ
９６  分波器バンク
９６ａ、９６ｂ、９６ｃ  分波器
９８  アンプモジュール
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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