(57)【要約】アンテナ共用器であって、第１周波数帯域の信号を通過させる第１フィルタ（３）と、第１周波数帯域より高い第２周波数帯域の信号を通過させる第２フィルタ（４）とを有するアンテナ共用器（１）であって、第１フィルタ（３）は、最も反共振周波数の低い直列共振器（７）と、その他の直列共振器とを含む。最も反共振周波数の低い直列共振器（７）の電気機械結合係数が、その他の直列共振器の電気機械結合係数よりも小さくなるように、最も反共振周波数の低い直列共振器（７）の主要弾性波の伝搬角と、その他の直列共振器の主要弾性波の伝搬角とを異ならせた。
2011102128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１周波数帯域の信号を通過させる第１フィルタと、前記第１周波数帯域より高い第２周波数帯域の信号を通過させる第２フィルタとを有するアンテナ共用器であって、
前記第１フィルタは、圧電体と、前記圧電体の上に形成された保護膜と、前記圧電体と前記保護膜との間に形成され、主要弾性波を励振させる電極とを有し、前記電極を含む複数の共振器を直列および並列に接続させて形成したラダー型フィルタを備え、
前記ラダー型フィルタは、複数の直列共振器を有し、
前記複数の直列共振器は、最も反共振周波数の低い直列共振器と、前記最も反共振周波数の低い直列共振器以外のその他の共振器とを含み、
前記最も反共振周波数の低い直列共振器の電気機械結合係数が、前記その他の共振器の電気機械結合係数よりも小さくなるように、前記最も反共振周波数の低い直列共振器の主要弾性波の伝搬角と、前記その他の共振器の主要弾性波の伝搬角とを異ならせたアンテナ共用器。
【請求項２】
前記第１フィルタに含まれる前記複数の直列共振器のうち、前記最も反共振周波数の低い直列共振器の静電容量は、前記その他の共振器の静電容量よりも大きい請求項１に記載のアンテナ共用器。
【請求項３】
前記第１フィルタは送信フィルタであり、
前記最も反共振周波数の低い直列共振器は、前記第１フィルタの前記複数の直列共振器のうち、前記第１フィルタの入力端子の最も近くに配置された直列共振器である請求項２に記載のアンテナ共用器。
【請求項４】
第１周波数帯域の信号を通過させる第１フィルタと、前記第１周波数帯域より高い第２周波数帯域の信号を通過させる第２フィルタとを有するアンテナ共用器であって、
前記第２フィルタは、圧電体と、前記圧電体の上に形成された保護膜と、前記圧電体と前記保護膜との間に形成され、主要弾性波を励振させる電極とを有し、前記電極を含む共振器を直列および並列に接続させて形成したラダー型フィルタを備え、
前記ラダー型フィルタは、複数の並列共振器を有し、
前記複数の並列共振器は、最も共振周波数の高い並列共振器と、前記最も共振周波数の高い並列共振器以外のその他の共振器とを含み、
前記最も共振周波数の高い並列共振器の電気機械結合係数が、前記その他の共振器の電気機械結合係数よりも小さくなるように、前記最も共振周波数の高い並列共振器の主要弾性波の伝搬角と、前記その他の共振器の主要弾性波の伝搬角とを異ならせたアンテナ共用器。
【請求項５】
前記保護膜は、酸化ケイ素膜からなる請求項１または請求項４に記載のアンテナ共用器。
【請求項６】
前記圧電体は、オイラー角（φ，θ，ψ）を有するニオブ酸リチウム系であり、
前記保護膜は、その膜厚が０．２７λ（λ：主要弾性波の波長）よりも厚く、
前記その他の共振器における前記オイラー角が、
−１００°≦θ≦−６０°と、
１．１９３φ−２°≦ψ≦１．１９３φ＋２°と、
ψ≦−２φ−３°および−２φ＋３°≦ψのいずれか一方と
を満たす請求項１または請求項４に記載のアンテナ共用器。
【請求項７】
前記圧電体は、オイラー角（φ，θ，ψ）を有するニオブ酸リチウム系であり、
前記保護膜は、膜厚が０．２λ（λ：主要弾性波の波長）よりも厚く、前記電極の電極指の延伸方向と直交する方向の断面において前記電極の電極指の上方に凸部を有し、
前記凸部の頂部の幅は、前記電極の電極指の幅よりも小さく、
前記その他の共振器における前記オイラー角は、
−１００°≦θ≦−６０°と、
１．１９３φ−２°≦ψ≦１．１９３φ＋２°と、
ψ≦−２φ−３°および−２φ＋３°≦ψのいずれか一方と
を満たす請求項１または請求項４に記載のアンテナ共用器。
【請求項８】
前記その他の共振器における前記オイラー角が、
−２０°≦φ≦２０°の関係を満たす請求項６に記載のアンテナ共用器。
【請求項９】
前記その他の共振器における前記オイラー角が、
−２０°≦φ≦２０°の関係を満たす請求項７に記載のアンテナ共用器。
【請求項１０】
前記保護膜は、前記断面において前記凸部の頂部から最下部にかけて下に凸の曲線形状を有する請求項７に記載のアンテナ共用器。
【請求項１１】
前記凸部の頂部の幅は、前記電極の電極指幅の１／２以下である請求項７に記載のアンテナ共用器。
【請求項１２】
前記凸部の頂部の中心位置は、前記電極指の中心位置の上方に実質的に一致している請求項７に記載のアンテナ共用器。
【請求項１３】
前記凸部の高さをＴ、前記電極の膜厚をｈとしたときに、０．０３λ＜Ｔ≦ｈの関係を満たす請求項７に記載のアンテナ共用器。
【請求項１４】
第１周波数帯域の信号を通過させる第１フィルタと、前記第１周波数帯域より高い第２周波数帯域の信号を通過させる第２フィルタとを有するアンテナ共用器であって、
前記第１フィルタは、圧電体と、前記圧電体の上に形成された保護膜と、前記圧電体と前記保護膜との間に形成され、主要弾性波を励振させる電極とを有し、前記電極を含む複数の共振器を直列および並列に接続させて形成したラダー型フィルタを備え、
前記ラダー型フィルタは、複数の直列共振器を有し、
前記複数の直列共振器は、一の直列共振器と、前記一の直列共振器よりも反共振周波数の高い他の直列共振器とを含み、
前記一の直列共振器の電気機械結合係数が、前記他の直列共振器の電気機械結合係数よりも小さくなるように、前記一の直列共振器の主要弾性波の伝搬角と前記他の直列共振器の主要弾性波の伝搬角とを異ならせたアンテナ共用器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のフィルタを有するアンテナ共用器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）等の、送受同時通信を行う通信方式の携帯電話が急速に普及している。これに伴い、デュプレクサ等のアンテナ共用器の需要が増加している。また、アンテナ共用器を構成する素子としては、小型化、低背化および量産性の面で優れた、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）素子、境界波（Ｂｏｕｎｄａｒｙ  Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）素子、または、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）素子等が主流となっている。【０００３】
一般的に、アンテナ共用器は、送信帯域の信号とその高域側に隣接した受信帯域の信号とを分波するために、２つのフィルタ（送信フィルタと受信フィルタ）を有している。特に、送信フィルタとして、直列共振器と並列共振器とが梯子状に接続された、ラダー型フィルタが採用されている。【０００４】
例えば、３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）において定められたＢａｎｄ２における、送信帯域と受信帯域との間隔（クロスバンド）は、２０ＭＨｚ（比帯域幅で表現すると１．０６％）である。この間隔は、従来のアンテナ共用器でよく用いられていた、Ｂａｎｄ５のクロスバンドである２０ＭＨｚ（比帯域幅：２．３６％）と比較すると非常に狭い。【０００５】
そこで、この狭いクロスバンドに対応して急峻性を確保する為に、送信フィルタの共振器のＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）に重み付けを施す技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。【０００６】
また、ラダー型フィルタにおいて、共振器の主要弾性波の伝搬角を異ならせる技術も各種提案させている（例えば、特許文献２および特許文献３を参照）。【０００７】
しかしながら、特許文献１は狭帯域化を目的としたものであり、Ｂａｎｄ２のように、帯域幅が６０ＭＨｚと広帯域なアンテナ共用器を実現する手段は開示されていない。すなわち、特許文献１に記載されたアンテナ共用器の送信フィルタにおいては、受信帯域における減衰を十分確保するために急峻性を上げると、逆に送信帯域幅が狭くなり、広い送信通過帯域における損失が大きくなってしまうという課題があった。特に、Ｂａｎｄ２における送受信通過帯域は比帯域幅で３．２％と広く、この広い送信通過帯域で損失を小さく保つことが非常に困難であった。【０００８】
今後、Ｂａｎｄ２に加えて、Ｂａｎｄ３およびＢａｎｄ８等においても、広帯域な低ロス特性と急峻な減衰特性との両立が可能なアンテナ共用器が必要になると考えられる。【０００９】
しかしながら、従来から知られている技術においては、広帯域で低ロス特性を実現しようとすると、十分な急峻性を得ることができないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２００１−５００６９７号公報
【特許文献２】特開平７−２８３６８８号公報
【特許文献３】国際公開第２００５／０６００９４号
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、アンテナ共用器において、クロスバンドにおける急峻性と通過帯域における低ロス特性とを両立させるものである。
【００１２】
本発明のアンテナ共用器は、第１周波数帯域の信号を通過させる第１フィルタと、第１周波数帯域より高い第２周波数帯域の信号を通過させる第２フィルタとを有するアンテナ共用器であって、第１フィルタは、圧電体と、圧電体の上に形成された保護膜と、圧電体と保護膜との間に形成され、主要弾性波を励振させる電極とを有し、電極を含む複数の共振器を直列および並列に接続させて形成したラダー型フィルタを備え、ラダー型フィルタは、複数の直列共振器を有し、複数の直列共振器は、最も反共振周波数の低い直列共振器と、最も反共振周波数の低い直列共振器以外のその他の共振器とを含み、最も反共振周波数の低い直列共振器の電気機械結合係数が、その他の共振器の電気機械結合係数よりも小さくなるように、最も反共振周波数の低い直列共振器の主要弾性波の伝搬角と、その他の共振器の主要弾性波の伝搬角とを異ならせた構成である。
【００１３】
また、本発明のアンテナ共用器は、第１周波数帯域の信号を通過させる第１フィルタと、第１周波数帯域より高い第２周波数帯域の信号を通過させる第２フィルタとを有するアンテナ共用器である。第２フィルタは、圧電体と、圧電体の上に形成された保護膜と、圧電体と保護膜との間に形成され、主要弾性波を励振させる電極とを有し、電極を含む共振器を直列および並列に接続させて形成したラダー型フィルタを備えている。ラダー型フィルタは、複数の並列共振器を有し、複数の並列共振器は、最も共振周波数の高い並列共振器と、最も共振周波数の高い並列共振器以外のその他の共振器とを含み、最も共振周波数の高い並列共振器の電気機械結合係数が、その他の共振器の電気機械結合係数よりも小さくなるように、最も共振周波数の高い並列共振器の主要弾性波の伝搬角と、その他の共振器の主要弾性波の伝搬角とを異ならせた構成である。
【００１４】
さらに、本発明のアンテナ共用器は、第１周波数帯域の信号を通過させる第１フィルタと、第１周波数帯域より高い第２周波数帯域の信号を通過させる第２フィルタとを有するアンテナ共用器である。第１フィルタは、圧電体と、圧電体の上に形成された保護膜と、圧電体と保護膜との間に形成され、主要弾性波を励振させる電極とを有し、電極を含む複数の共振器を直列および並列に接続させて形成したラダー型フィルタを備えている。ラダー型フィルタは、複数の直列共振器を有し、複数の直列共振器は、一の直列共振器と、一の直列共振器よりも反共振周波数の高い他の直列共振器とを含み、一の直列共振器の電気機械結合係数が、他の直列共振器の電気機械結合係数よりも小さくなるように、一の直列共振器の主要弾性波の伝搬角と他の直列共振器の主要弾性波の伝搬角とを異ならせた構成である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における、アンテナ共用器の回路模式図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る、アンテナ共用器における第１フィルタの模式断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタの、電気機械結合係数を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタを構成する、各直列共振器の反共振周波数、静電容量、伝搬角ψおよび電気機械結合係数を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタの通過特性を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタの圧電体が、オイラー角（０°，−８７．５°，０°）のニオブ酸リチウム系である場合のその他の共振器群の周波数特性図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタの圧電体が、オイラー角（０°，−９０°，０°）のニオブ酸リチウム系である場合のその他の共振器群の周波数特性図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて保護膜の膜厚を変化させたときの、速い横波の電気機械結合係数（ｋ２）を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて保護膜の膜厚を変化させたときの、速い横波の共振のＱ値（Ｑｓ）を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて保護膜の膜厚を変化させたときの、速い横波の反共振のＱ値（Ｑａ）を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて保護膜の膜厚を変化させたときの、速い横波の電気機械結合係数（ｋ２）を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて保護膜の膜厚を変化させたときの、速い横波の共振のＱ値（Ｑｓ）を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて保護膜の膜厚を変化させたときの、速い横波の反共振のＱ値（Ｑａ）を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、φ＝−９°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、φ＝−６°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、φ＝−３°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、φ＝０°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、φ＝＋３°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１０Ｆ】図１０Ｆは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、φ＝＋６°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１０Ｇ】図１０Ｇは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、φ＝＋９°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、ψ＝−９°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、ψ＝−６°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、ψ＝−３°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、ψ＝０°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１１Ｅ】図１１Ｅは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、ψ＝＋３°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１１Ｆ】図１１Ｆは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、ψ＝＋６°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１１Ｇ】図１１Ｇは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、ψ＝＋９°とした場合のアドミタンス特性を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、圧電体を、オイラー角（７°，−８７．５°，８．４°）のニオブ酸リチウムとし、電極を膜厚０．０３λの銅とし、保護膜をその上面が平坦な膜厚０．３５λの酸化ケイ素とした場合のその他の共振器群のアドミタンス特性図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、圧電体を、オイラー角（９°，−８７．５°，１０．７°）のニオブ酸リチウムとしたときのアドミタンス特性図である。
【図１３】図１３は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタのオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、φとψとの望ましい範囲を示した図である。
【図１４】図１４は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における第１フィルタにおいて、圧電体のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、ψをψ＝１．１９３φから上下に変化させた場合のその他の共振器群のレイリー波のＱ値を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第１フィルタの圧電体のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、ψをψ＝−２φの関係から上下に変化させた場合における、その他の共振器群の速い横波のＱ値を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第１フィルタの圧電体のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、θを変化させた場合におけるその他の共振器群のレイリー波の電気機械結合係数（ｋ２）を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第１フィルタの圧電体のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、θを変化させた場合におけるその他の共振器群のＳＨ波の規格化結合係数を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第１フィルタの圧電体のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、φをψ＝１．１９３φの関係に沿って変化させた場合における、その他の共振器群のレイリー波の電気機械結合係数（ｋ２）を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第１フィルタの圧電体のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、φをψ＝１．１９３φに沿って変化させた場合における、その他の共振器群のＳＨ波の規格化結合係数を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明の第２の実施の形態における、アンテナ共用器の回路模式図である。
【図２１】図２１は、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における第1フィルタの模式断面図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における第1フィルタにおいて、圧電体を、オイラー角（７°，−８７．５°，８．４°）のニオブ酸リチウムとし、電極を膜厚０．０８λのアルミニウムとし、保護膜をその上面に高さＴ＝０．０８λの凸部を有する膜厚０．３５λの酸化ケイ素とした場合のその他の共振器群のアドミタンス特性図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における第1フィルタにおいて、圧電体を、オイラー角（９°，−８７．５°，１０．７°）のニオブ酸リチウムとしたときのアドミタンス特性図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第1フィルタの製造方法の一例を示す図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第1フィルタの製造方法の一例を示す図である。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第1フィルタの製造方法の一例を示す図である。
【図２３Ｄ】図２３Ｄは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第1フィルタの製造方法の一例を示す図である。
【図２３Ｅ】図２３Ｅは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第1フィルタの製造方法の一例を示す図である。
【図２３Ｆ】図２３Ｆは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第1フィルタの製造方法の一例を示す図である。
【図２３Ｇ】図２３Ｇは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第1フィルタの製造方法の一例を示す図である。
【図２３Ｈ】図２３Ｈは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第1フィルタの製造方法の一例を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明の第３の実施の形態における、アンテナ共用器の回路模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態における、アンテナ共用器１の回路模式図である。
【００１８】
本実施の形態におけるアンテナ共用器１は、アンテナ端子２に夫々接続された、送信フィルタである第１フィルタ３と受信フィルタである第２フィルタ４とを備えている。また、アンテナ共用器１は、第１フィルタ３と第２フィルタ４とのアイソレーションを確保するために、第１フィルタ３と第２フィルタ４との間に接続された移相器１０を有している。
【００１９】
アンテナ共用器１は、例えばＢａｎｄ２用であり、第１フィルタ３が、１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚの第１周波数帯域（送信帯域）の信号を通過し、第２フィルタ４が、第１周波数帯域より高い１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚの第２周波数帯域（受信帯域）の信号を通過する。
【００２０】
ここで、第１フィルタ３および第２フィルタ４の回路構成について詳述する。
【００２１】
第１フィルタ３は、入力端子５と、この入力端子５からアンテナ端子２にかけて順番に直列接続された、第１直列共振器６、第２直列共振器７、第３直列共振器８および第４直列共振器９を備えている。第１フィルタ３は、さらに、第１直列共振器６と第２直列共振器７との間に、並列に接地接続された第１並列共振器１１と、第２直列共振器７と第３直列共振器８との間に並列に接地接続された第２並列共振器１２と、第３直列共振器８と第４直列共振器９との間に並列に接地接続された第３並列共振器１３とを備えている。
【００２２】
第２フィルタ４は、アンテナ端子２と出力端子１８との間に、アンテナ端子２側から順番に直列接続された、第５直列共振器１４、第６直列共振器１５、第７直列共振器１６および第８直列共振器１７を備えている。第２フィルタ４は、さらに、第５直列共振器１４と第６直列共振器１５との間に並列に接地接続された第４並列共振器１９と、第６直列共振器１５と第７直列共振器１６との間に並列に接地接続された第５並列共振器２０と、第７直列共振器１６と第８直列共振器１７との間に並列に接地接続された第６並列共振器２１と、第８直列共振器１７と出力端子１８との間に並列に接地接続された第７並列共振器２２とを備えている。なお、第２フィルタ４は、多重モード弾性波フィルタ（図示せず）を備える構成であってもよい。
【００２３】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における、第１フィルタ３の模式断面図である。第１フィルタ３は、圧電体２３と、圧電体２３上に形成された保護膜２４と、圧電体２３と保護膜２４との間に形成され、波長λの例えばＳＨ（Ｓｈｅａｒ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）波からなる主要弾性波を励振させる、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）である電極２５とを有している。圧電体２３、保護膜２４および電極２５が、上述した各共振器を構成している。
【００２４】
電極２５は、櫛形の電極であり、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、チタン、タングステン、モリブデン、白金もしくはクロムからなる単体金属、これらの金属を主成分とする合金、または、これらの金属の積層物からなる。なお、この電極２５の（電極指幅／ピッチ）で表されるメタライゼーションレシオ（デューティ）は、量産性や低ロス化の観点から、０．４５以上０．６未満とすることが望ましい。
【００２５】
圧電体２３は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）等からなる圧電単結晶基板である。特に、圧電体２３がニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）系である場合には、後述する理由によって、第３直列共振器８、第４直列共振器９、第１並列共振器１１、第２並列共振器１２および第３並列共振器１３における圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）が、−１００°≦θ≦−６０°、１．１９３φ−２°≦ψ≦１．１９３φ＋２°、ψ≦−２φ−３°，−２φ＋３°≦ψの関係を満たすことが望ましい。なお、φ、θはそれぞれ、圧電体２３の切出しカット角であり、ψは、第３直列共振器８、第４直列共振器９、第１並列共振器１１、第２並列共振器１２および第３並列共振器１３の主要弾性波の伝搬角である。
【００２６】
なお、ニオブ酸リチウム系の圧電体２３は、三方晶系の結晶であるため、オイラー角には次の関係がある。
【００２７】
（φ，θ，ψ）＝（６０＋φ，−θ，ψ）
＝（６０−φ，−θ，１８０−ψ）
＝（φ，１８０＋θ，１８０−ψ）
＝（φ，θ，１８０＋ψ）
保護膜２４は、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜からなる。保護膜２４は、圧電体２３とは逆の温度特性を有する。保護膜２４が酸化ケイ素からなる場合、その膜厚を所定膜厚より厚くすることで、第１フィルタ３の周波数温度特性を向上させることができる。このとき、ニオブ酸リチウムからなる圧電体２３の、第１直列共振器６および第２直列共振器７以外の、第３直列共振器８、第４直列共振器９、第１並列共振器１１、第２並列共振器１２および第３並列共振器１３において、そのオイラー角（φ，θ，ψ）を変化させる。具体的には、φとψを所定角度以上とし、かつ、ψ＝１．１９３φの関係にある程度従うように変化させる。これにより、レイリー波による不要スプリアスの発生を抑制しながら、速い横波が発生する周波数帯付近における不要スプリアスをも抑制することができる。この不要スプリアスの抑制作用については後述する。
【００２８】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における第１フィルタ３の、電気機械結合係数を示す図である。図３の例では、圧電体２３がオイラー角（６°，−８７．５°，ψ°）のニオブ酸リチウムであり、電極２５が膜厚０．１２λのアルミニウムであり、保護膜２４が電極２５の電極指上方におけるその上面に凸部を有した膜厚０．３５λの酸化ケイ素からなるものとする。図３には、伝搬角ψを変化させた場合の、主要弾性波の電気機械結合係数を示している。電気機械結合係数は、ψ＝７．４°のときの値で規格化した値を示している。なお、この凸部の高さは０．０３λよりも高く、かつ、電極２５の高さ以下であり、凸部の頂部の幅は、電極２５の電極指の幅よりも小さいものとした。
【００２９】
なお、本明細書中において、保護膜２４の膜厚とは、圧電体２３と保護膜２４とが接している部分（電極２５が非形成の部分）における、圧電体２３と保護膜２４との境界面から保護膜２４の上面までの距離をいうものとする。
【００３０】
図３に示したように、本実施の形態における第１フィルタ３を用いれば、伝搬角ψを変化させることにより、主要弾性波の電気機械結合係数を制御することができる。なお、第１フィルタ３における主要弾性波の電気機械結合係数は、伝搬角ψ＝０°の場合に最大値９．６％を示す。
【００３１】
次に、第１フィルタ３の一例として、圧電体２３をオイラー角（６°，−８７．５°，７．４°）のニオブ酸リチウムとし、電極２５を膜厚０．１２λのアルミニウムとし、保護膜２４を電極２５の電極指上方におけるその上面に凸部を有した膜厚０．３５λの酸化ケイ素とした場合について、説明する。
【００３２】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における第１フィルタ３を構成する、各直列共振器の反共振周波数、静電容量、伝搬角ψおよび電気機械結合係数を示す図である。
【００３３】
図４に示したように、第２直列共振器７の反共振周波数は、その他の直列共振器、すなわち、第１直列共振器６、第３直列共振器８および第４直列共振器９の反共振周波数よりも低い。この第２直列共振器７を含む、第１直列共振器６および第２直列共振器７の電気機械結合係数を、他の第３直列共振器８および第４直列共振器９の電気機械結合係数よりも小さくしている。このために、第１直列共振器６および第２直列共振器７の主要弾性波の伝搬角ψを、第３直列共振器８および第４直列共振器９の主要弾性波の伝搬角ψに対して異ならせている。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、圧電体２３のオイラー角のうち、第１直列共振器６および第２直列共振器７の伝搬角ψを、他の第３直列共振器８および第４直列共振器９の伝搬角ψに対して変化させた第１フィルタ３について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複数の直列共振器のうち、最も反共振周波数の低い第２直列共振器７の電気機械結合係数を、他の共振器である第１直列共振器６、第３直列共振器８および第４直列共振器９の電気機械結合係数よりも小さくしてもよい。この場合には、最も反共振周波数の低い第２直列共振器７の主要弾性波の伝搬角ψを、他の共振器である第１直列共振器６、第３直列共振器８および第４直列共振器９の主要弾性波の伝搬角ψと異ならせればよい。
【００３５】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における、第１フィルタ３の通過特性を示す図である。図５においては、本実施の形態の第１フィルタ３の通過特性と、第１直列共振器６および第２直列共振器７の伝搬角ψを第３直列共振器８および第４直列共振器９の伝搬角ψに対して変化させないフィルタの通過特性とを対比させて表示している。
【００３６】
図５に示したように、第１直列共振器６および第２直列共振器７の伝搬角を、第３直列共振器８および第４直列共振器９の伝搬角よりも大きくすることによって、第１フィルタ３の通過帯域の高周波数側（点線で囲った部分）でのスロープ特性を急峻にすることができる。
【００３７】
上述したように、本実施の形態におけるアンテナ共用器１の第１フィルタ３は、圧電体２３の上に電極２５を覆うように形成された保護膜２４を有する構成である。このような構成とすることにより、各直列共振器における主要弾性波の伝搬角ψ（伝搬方向）を変化させることによって、各直列共振器の主要弾性波の電気機械結合係数を幅広く制御することができる。
【００３８】
さらに、第１フィルタ３において、急峻性に大きく影響する、最も反共振周波数の低い第２直列共振器７の電気機械結合係数を他の共振器と比較して小さくすることにより、クロスバンドにおける急峻性を向上させることができる。
【００３９】
また、急峻性への影響の小さい、最も反共振周波数の低い第２直列共振器７以外の直列共振器（その他の直列共振器と記す）、すなわち、本実施の形態においては、反共振周波数の比較的高い第３直列共振器８の電気機械結合係数を大きく確保することにより、通過帯域幅を広くでき、広い送信通過帯域において損失を抑制することができる。すなわち、本実施の形態のアンテナ共用器１によれば、クロスバンドにおける急峻性と送信通過帯域における低損失化とを両立させることができる。
【００４０】
なお、図４に示したように、最も反共振周波数の低い第２直列共振器７の静電容量を、第１フィルタ３に含まれる複数の直列共振器のうちで、最も大きくすることが望ましい。これは、静電容量の大きな共振器を直列接続した場合の通過ロスは小さいので、伝搬角を変化させる際に、フィルタの通過帯域の高周波数側のロス劣化を伴うことなく急峻なスロープ特性を得られるためである。
【００４１】
なお、伝搬角を変化させる直列共振器（本実施の形態においては、第１直列共振器６および第２直列共振器７）における圧電体２３のオイラー角のうち、伝搬角ψについては、必ずしも上述した特定範囲（ψ≦−２φ−３°，−２φ＋３°≦ψの関係）を満たさなくてもよい。これは、伝搬角を変化させる直列共振器は反共振周波数が低いため、不要スプリアスが通過特性に与える影響度が低いためである。すなわち、第１フィルタ３においては、伝搬角を変化させないその他の直列共振器、本実施の形態においては、第３直列共振器８および第４直列共振器９における圧電体２３のオイラー角ψを、上述した特定範囲にすればよい。これにより、伝搬角を変化させる直列共振器、例えば第１直列共振器６および第２直列共振器７における圧電体２３のオイラー角ψを上述した特定範囲外にしても、不要スプリアスを抑制することができるとともに、クロスバンドにおける急峻性を向上させることができる。
【００４２】
なお、複数の直列共振器のうち、最も反共振周波数の低い第２直列共振器７以外の任意の直列共振器（一の直列共振器）と、一の直列共振器よりも反共振周波数の高い、他の直列共振器とについて、電気機械結合係数を異ならせてもよい。たとえば、図４の例においては、第１直列共振器６の電気機械結合係数と、第１直列共振器６よりも反共振周波数の高い第３直列共振器８の電気機械結合係数とを異ならせている。すなわち、第１直列共振器６の電気機械結合係数が、第３直列共振器８の電気機械結合係数よりも小さくなるように、第１直列共振器６の主要弾性波の伝搬角ψと第３直列共振器８の主要弾性波の伝搬角ψとを異ならせている。これにより、クロスバンドにおける急峻性と送信通過帯域における低損失化とを両立させることができる。
【００４３】
本実施の形態における第1フィルタ３によれば、伝搬角を変化させる直列共振器を第１直列共振器６および第２直列共振器７とした場合に、これらの直列共振器以外の共振器である、第３直列共振器８、第４直列共振器９、第１並列共振器１１、第２並列共振器１２および第３並列共振器１３（以下その他の共振器群３８と記す）における圧電体２３のオイラー角を特定範囲にすることにより、不要スプリアスを抑制することができる。この作用について説明する。
【００４４】
図６は、本発明の第１の実施の形態におけるアンテナ共用器１に係る第１フィルタ３の圧電体２３が、オイラー角（０°，−８７．５°，０°）のニオブ酸リチウム系である場合のその他の共振器群３８の周波数特性図であり、図７は、オイラー角（０°，−９０°，０°）のニオブ酸リチウム系である場合のその他の共振器群３８の周波数特性図である。なお、図６および図７において、その縦軸は整合値に対する規格化アドミタンスを示し、横軸はその他の共振器群３８に発生する、遅い横波（音速４０２４ｍ／ｓ）の半分の周波数に対する規格化周波数を示している。これは、他の特性図においても同じであるものとする。
【００４５】
なお、図６に示した例においては、第１フィルタ３の電極２５は、膜厚０．０３λの銅であり、保護膜２４はその上面が平坦で膜厚０．３５λの酸化ケイ素である。
【００４６】
また、図７に示した例においては、第１フィルタの電極２５は、膜厚０．０８λのアルミニウムであり、保護膜２４は電極２５の電極指上方におけるその上面に凸部を有した膜厚０．３５λの酸化ケイ素である。なお、この凸部の高さは０．０３λよりも高く、かつ、電極２５の高さ以下であり、凸部の頂部の幅は、電極２５の電極指の幅よりも小さいものとした。
【００４７】
図６および図７に示したように、その他の共振器群３８の温度特性を向上するために、酸化ケイ素からなる保護膜２４の膜厚を、例えば０．３５λとすると、共振周波数の約１．２倍付近において、不要スプリアス２６，２７が発生する。この不要スプリアスは、その他の共振器群３８に発生する速い横波が原因であると考えられる。なお、その他の共振器群３８に発生する横波のうち、最も音速が速いものを速い横波と記し、その他の共振器群３８に発生する横波のうち、最も音速が遅いものを遅い横波と記す。
【００４８】
次に、第１フィルタ３において、圧電体２３をオイラー角（０°，−８７．５°，０°）のニオブ酸リチウムとし、電極２５を膜厚０．０３λの銅とし、保護膜２４をその上面が平坦な酸化ケイ素とし、その膜厚を変化させたときの特性変化について説明する。
【００４９】
図８Ａは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における第１フィルタ３において保護膜２４の膜厚を変化させたときの、速い横波の電気機械結合係数（ｋ２）を示す図であり、図８Ｂは、速い横波の共振のＱ値（Ｑｓ）を示す図であり、図８Ｃは、速い横波の反共振のＱ値（Ｑａ）を示す図である。
【００５０】
図８Ｂに示したように、保護膜２４の膜厚を０．２７λ（波長λの２７％を示す。以下同じ）よりも厚くすると、速い横波の共振のＱ値が大きくなる。また、図８Ｃに示したように、保護膜２４の膜厚を０．３４λよりも厚くすると、速い横波の反共振のＱ値も大きくなる。
【００５１】
次に、第１フィルタ３において、圧電体２３をオイラー角（０°，−９０°，０°）のニオブ酸リチウムとし、電極２５を膜厚０．０８λのアルミニウムとし、保護膜２４を電極２５の電極指上方におけるその上面に上述した凸部を有した酸化ケイ素とし、その膜厚を変化させたときの特性変化について説明する。
【００５２】
図９Ａは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における、第１フィルタ３において保護膜２４の膜厚を変化させたときの、速い横波の電気機械結合係数（ｋ２）を示す図であり、図９Ｂは、速い横波の共振のＱ値（Ｑｓ）を示す図であり、図９Ｃは、速い横波の反共振のＱ値（Ｑａ）を示す図である。
【００５３】
図９Ｂに示したように、保護膜２４の膜厚を０．２λよりも厚くすると、速い横波の共振のＱ値が大きくなる。また、図９Ｃに示したように、保護膜２４の膜厚を０．２７λよりも厚くすると、速い横波の反共振のＱ値も大きくなる。
【００５４】
従来は、この速い横波による不要スプリアスが発生し、共振器を適用したフィルタ、または、アンテナ共用器の特性品質が劣化するという課題があった。
【００５５】
ここで、この速い横波による不要スプリアスを抑制するために、圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、φとψとを変化させる例について説明する。
【００５６】
図１０Ａ〜図１０Ｇは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における第１フィルタ３において、φを変化させた場合のアドミタンス特性を示す図であり、図１１Ａ〜図１１Ｇは、ψを変化させた場合のアドミタンス特性を示す図である。なお、図１０Ａ〜図１０Ｇおよび図１１Ａ〜図１１Ｇにおいて、１ｅ＋０２以上、及び、１ｅ−０２以下の場合のアドミタンス特性は図示していない。
【００５７】
図１０Ａ〜図１０Ｇおよび図１１Ａ〜図１１Ｇは、圧電体２３がオイラー角（０°，−９０°，０°）のニオブ酸リチウムであり、電極２５が膜厚０．０８λのアルミニウムであり、保護膜２４が電極２５の電極指上方におけるその上面に上述した凸部を有した膜厚０．３５λの酸化ケイ素からなる場合の特性図である。
【００５８】
図１０Ａ〜図１０Ｇおよび図１１Ａ〜図１１Ｇそれぞれの上部には、圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）を示している。例えば、図１０Ａ〜図１０Ｇ、および、図１１Ａ〜図１１Ｇに示したように、φを変化させた場合にもψを変化させた場合にも、不要スプリアスを抑制することができる。しかしながら、これらの場合には、逆に、共振周波数から少し低い周波数帯に、異なる不要スプリアスが発生する。この不要スプリアスはレイリー波による不要スプリアスだと考えられる。
【００５９】
そこで、第１フィルタ３における保護膜２４の膜厚が０．２７λよりも大きい場合に、レイリー波による不要スプリアスの発生を抑制するとともに、速い横波による不要スプリアスをも抑制するための検討を行った。
【００６０】
具体的には、アンテナ共用器１における第１フィルタ３を、オイラー角（φ，θ，ψ）のニオブ酸リチウム系の圧電体２３と、圧電体２３の上に設けられ、波長λの主要弾性波を励振させる電極２５と、電極２５を覆うように圧電体２３の上に設けられ、０．２７λより厚い保護膜２４とを備えた構成とする。その上で、圧電体２３のオイラー角を、−１００°≦θ≦−６０°、１．１９３φ−２°≦ψ≦１．１９３φ＋２°、ψ≦−２φ−３°，−２φ＋３°≦ψを満たすよう構成する。
【００６１】
このように、圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、φとψとを所定角度以上とし、かつ、ψ＝１．１９３φの関係にある程度従うように変化させる。これにより、レイリー波による不要スプリアスの発生を抑制しながら、速い横波が発生する周波数帯付近における不要スプリアスをも抑制することができる。
【００６２】
なお、図８Ａに示したように、速い横波の電気機械結合係数が所定レベル以下となるように、保護膜２４の膜厚の上限を０．５λとすることが望ましい。
【００６３】
図１２Ａは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における第１フィルタ３において、圧電体２３を、オイラー角（７°，−８７．５°，８．４°）のニオブ酸リチウムとし、電極２５を膜厚０．０３λの銅とし、保護膜２４をその上面が平坦な膜厚０．３５λの酸化ケイ素とした場合のその他の共振器群３８の特性図であり、図１２Ｂは、圧電体２３を、オイラー角（９°，−８７．５°，１０．７°）のニオブ酸リチウムとしたときの特性図である。
【００６４】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示したように、このような構成の第１フィルタ３におけるその他の共振器群３８によれば、レイリー波による不要スプリアスの発生を抑制しながら、速い横波が発生する周波数帯付近における不要スプリアスをも抑制することができる。
【００６５】
図１３は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における第１フィルタ３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、φとψとの望ましい範囲を示した図である。
【００６６】
図１３においては、ニオブ酸リチウム系からなる圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、φとψとの望ましい範囲を斜線で示している。この例においては、−１００°≦θ≦−６０°とし、保護膜２４の膜厚を０．２７λよりも厚く設定すると共に、電極２５を規格化膜厚０．０３λの銅としている。
【００６７】
図１３に示したψ＝１．１９３φの直線は、レイリー波による不要スプリアスが最も抑制される場合のφとψとの関係を示す線である。この線を中心として、ψの範囲を、±２度以内、すなわち１．１９３φ−２°≦ψ≦１．１９３φ＋２°の範囲とすることにより、レイリー波による不要スプリアスを抑制することができる。
【００６８】
図１４は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における第１フィルタ３において、圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、ψをψ＝１．１９３φから上下に変化させた場合のその他の共振器群３８のレイリー波のＱ値を示す図である。なお、縦軸は、レイリー波のＱ値（Ｑｓ）を示し、横軸は、ψのψ＝１．１９３φの関係からの変化分Δψを示している。図１４に示したように、圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、ψがψ＝１．１９３φから±２度の範囲において、その他の共振器群３８のレイリー波のＱ値を所定レベル以下に抑制することができる。
【００６９】
図１３に戻って、ψ＝−２φの関係を満たす直線は、速い横波による不要スプリアスが最も大きく発生する場合のφとψとの関係を示す線である。この線を中心として、ψを±３度以上の範囲、すなわち、ψ≦−２φ−３°，−２φ＋３°≦ψの範囲とすることにより、速い横波による不要スプリアスが抑制される。
【００７０】
図１５は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における、第１フィルタ３の圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、ψをψ＝−２φの関係から上下に変化させた場合における、その他の共振器群３８の速い横波のＱ値を示す図である。図１５においては、圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、ψをψ＝−２φから上下に変化させ、φ＝０°，０．５°，１°，１．５°，２°，２．５°としたときの速い横波のＱ値を示している。
【００７１】
図１５に示したように、圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、ψがψ＝−２φ＋３°から±３度以上の範囲において、その他の共振器群３８の速い横波のＱ値が所定レベル以下に抑制される。
【００７２】
図１６は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における、第１フィルタ３の圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、θを変化させた場合におけるその他の共振器群３８のレイリー波の電気機械結合係数（ｋ２）を示す図である。図１６に示したように、レイリー波の電気機械結合係数を０．０１以下に抑制するためには、圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、θが−１００°≦θ≦−６０°の関係を満たす必要がある。
【００７３】
図１７は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における、第１フィルタ３の圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、θを変化させた場合におけるその他の共振器群３８のＳＨ波の規格化結合係数を示す図である。なお、規格化結合係数は、電気機械結合係数の値を、θ＝−９０°の場合の電気機械結合係数の値で規格化した値である。図１７に示したように、圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうちのθが、上述した−１００°≦θ≦−６０°の範囲を含む、−１１０°≦θ≦−６０°の範囲において、ＳＨ波の電気機械結合係数（ｋ２）が所定値以上の値となる。
【００７４】
図１８は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における、第１フィルタ３の圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、φをψ＝１．１９３φの関係に沿って変化させた場合における、その他の共振器群３８のレイリー波の電気機械結合係数（ｋ２）を示す図である。図１８に示したように、φ≦２０°の範囲において、レイリー波の電気機械結合係数を、上述した０．０１よりもさらに低い、約０．００２以下に抑制することができる。φについて、圧電体２３のオイラー角を負方向に回転させた場合にも同様の結果を得ることができる。すなわち、上述した条件において、第１フィルタ３の圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうちのφが｜φ｜≦２０°の関係を満たすことが望ましい。これにより、レイリー波の電気機械結合係数をさらに抑制することができる。
【００７５】
図１９は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ共用器１における、第１フィルタ３の圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、φをψ＝１．１９３φに沿って変化させた場合における、その他の共振器群３８のＳＨ波の規格化結合係数を示す図である。図１９は、φに関して圧電体２３のオイラー角を正方向に回転させた場合であるが、φに関して圧電体２３のオイラー角を負方向に回転させた場合にも同様の結果を得ることができる。図１９に示したように、主要弾性波であるＳＨ波の観点からも、圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうちのφが｜φ｜≦２０°の関係を満たすことにより、所定値以上のＳＨ波の電気機械結合係数を得ることができる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては、圧電体２３として、上述した所定範囲のオイラー角を有するニオブ酸リチウムを用いた場合について説明したが、本発明のアンテナ共用器はこの例に限定されない。例えば、上記規定範囲外のオイラー角を有するニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムを用いることも可能である。
【００７７】
また、上述した主要弾性波は、圧電体２３の表面を伝搬する弾性表面波および弾性境界波の両者に適用可能である。例えば、保護膜２４の膜厚をλ以上としたときには、主要弾性波は弾性境界波となる。
【００７８】
なお、本実施の形態においては、第２直列共振器７の反共振周波数を、第１直列共振器６、第３直列共振器８および第４直列共振器９の反共振周波数よりも低くした例を用いて説明した。しかしながら、本発明はこの例に限定されるものではない。例えば、入力端子５の最も近くに配置された第１直列共振器６の反共振周波数を、第２直列共振器７、第３直列共振器８および第４直列共振器９の反共振周波数よりも低くしてもよい。この構成によれば、最も入力端子５側に近い第１直列共振器６の電極指の幅を、最も広くすることができるので、耐電力性に優れたアンテナ共用器１を提供することができる。
【００７９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００８０】
図２０は、本発明の第２の実施の形態における、アンテナ共用器５１の回路模式図である。
【００８１】
図２１は、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器５１における第1フィルタ５３の模式断面図である。本実施の形態におけるアンテナ共用器５１は、図１に示したアンテナ共用器１と同様に、第１フィルタ５３および第２フィルタ４を備えている。なお、特に説明しない限りにおいて、第１フィルタ５３の構成は、第１の実施の形態の第１フィルタ３と同様であるものとする。
【００８２】
本実施の形態における第1フィルタ５３は、オイラー角（φ，θ，ψ）を有するニオブ酸リチウム系の圧電体２３と、圧電体２３の上に設けられて波長λの主要弾性波を励振させる電極２５と、この電極２５を覆うように圧電体２３の上に設けられ、膜厚が０．２λよりも厚い保護膜２４とを備えている。
【００８３】
保護膜２４は、電極２５の電極指の延伸方向と直交する方向の断面において電極２５の電極指の上方で凸部２８を有する構成である。この凸部２８の頂部２９の幅は、電極２５の電極指の幅よりも小さい。
【００８４】
圧電体２３のオイラー角は、−１００°≦θ≦−６０°、１．１９３φ−２°≦ψ≦１．１９３φ＋２°、ψ≦−２φ−３°，−２φ＋３°≦ψの関係を満たしている。
【００８５】
図２１に示した構成のように、保護膜２４が凸部２８を有する場合、速い横波による不要スプリアスが特に問題となる。そこで、第1フィルタ５３の周波数温度特性を向上すべく、例えば酸化ケイ素からなる保護膜２４の膜厚を０．２λより厚くした場合を想定する。この場合にも、圧電体２３のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、φとψを所定角度以上とし、かつ、ψ＝１．１９３φにある程度従うように変化させると、レイリー波による不要スプリアスの発生を抑制しながら速い横波が発生する周波数帯付近における不要スプリアスを抑制することができる。
【００８６】
図２２Ａは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における第1フィルタ５３において、圧電体２３を、オイラー角（７°，−８７．５°，８．４°）のニオブ酸リチウムとし、電極２５を膜厚０．０８λのアルミニウムとし、保護膜２４をその上面に高さＴ＝０．０８λの凸部２８を有する膜厚０．３５λの酸化ケイ素とした場合のその他の共振器群３８の特性図であり、図２２Ｂは、圧電体２３を、オイラー角（９°，−８７．５°，１０．７°）のニオブ酸リチウムとしたときの特性図である。
【００８７】
図２２Ａおよび図２２Ｂに示したように、本実施の形態の第1フィルタ５３によれば、レイリー波による不要スプリアスの発生を抑制しながら、速い横波が発生する周波数帯付近における不要スプリアスを抑制することができる。
【００８８】
なお、保護膜２４の凸部２８は、その凸部２８の頂部２９から最下部３０にかけて下に凸な曲線となる形状を有することが望ましい。この場合、この下に凸な曲線またはその延長線と、頂部２９を含む圧電体２３の上面に平行な直線とが交わる点同士の間の距離で定義される、頂部２９の幅Ｌを、電極２５の電極指の幅よりも小さくしている。これにより、凸部２８における保護膜２４の質量付加が連続的かつ緩やかに変化する。その結果、保護膜２４の形状に起因する不要な反射を発生させることを抑制しつつ、第1フィルタ５３の電気的特性を向上することができる。
【００８９】
なお、凸部２８の頂部２９の幅を、さらに電極２５の電極指幅の１／２以下とすることが望ましい。また、頂部２９の中心位置を、電極指の中心位置の上方に実質的に一致させることが望ましい。これにより、質量付加効果により電極指での反射率が更に高まり、第1フィルタ５３の電気的特性を向上させることができる。
【００９０】
さらに、凸部２８の高さをＴ、電極２５の膜厚をｈとしたときに、０．０３λ＜Ｔ≦ｈの関係を満たすことが望ましい。これは、保護膜２４の凸部２８の最下部３０から頂部２９までの高さＴと電気的特性との関係を検討すると、Ｔを、０．０３λよりも大きくすれば、保護膜２４の表面をフラットにしたものに対して反射率の向上が大きく見られるからである。一方、高さＴを電極２５の膜厚ｈよりも高くすると、製造時（後述する）に、さらに、保護膜２４を作成する為の新たな工程を追加することが必要となり、製造方法が煩雑となるので、高さＴを膜厚ｈ以下とすることが望ましい。
【００９１】
ここで、本発明の第２の実施の形態における、第1フィルタ５３の製造方法について説明する。
【００９２】
図２３Ａ〜図２３Ｈは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ共用器における、第1フィルタ５３の製造方法の一例を示す図である。
【００９３】
まず、図２３Ａに示したように、圧電体３１の上面に、ＡｌまたはＡｌ合金を蒸着またはスパッタ等の方法により、電極および反射器の少なくともいずれかとなる電極膜３２を成膜する。
【００９４】
そして、図２３Ｂに示したように、電極膜３２の上面にレジスト膜３３を形成する。
【００９５】
さらに、図２３Ｃに示したように、所望の形状となるように露光・現像技術等を用いてレジスト膜３３を加工する。
【００９６】
そして、図２３Ｄに示したように、ドライエッチング技術等を用いて電極膜３２をＩＤＴ電極や反射器等の、所望の形状に加工した後、レジスト膜３３を除去する。
【００９７】
次に、図２３Ｅに示したように、電極膜３２を覆うように酸化ケイ素を蒸着またはスパッタする等の方法により、保護膜３４を形成する。このとき、保護膜３４に上述した凸部２８を得る方法として、圧電体３１側にバイアスを印加しながらスパッタリングで成膜を行う、いわゆるバイアススパッタリング法を用いることができる。
【００９８】
酸化ケイ素のターゲットをスパッタリングすることにより、圧電体３１上に保護膜３４を堆積させると同時に、バイアスを印加することにより、圧電体３１上の保護膜３４の一部をスパッタリングする。つまり保護膜３４を堆積させながら一部を削ることにより、保護膜３４の形状をコントロールすることができる。保護膜３４の形状をコントロールする手段としては、保護膜３４を堆積させる途中で圧電体３１に印加するバイアスとスパッタリング電力との比率を変化させたり、成膜の初期は圧電体３１にバイアスをかけずに成膜し、途中から成膜と同時にバイアスを印加したりすればよい。このとき、圧電体３１の温度についても管理を行う。
【００９９】
次に、図２３Ｆに示したように、保護膜３４の表面にレジスト膜３５を形成する。
【０１００】
そして、図２３Ｇに示したように、露光・現像技術等を用いてレジスト膜３５を所望の形状に加工する。
【０１０１】
次に、図２３Ｈに示したように、ドライエッチング技術等を用いて、電気信号を取出すためのパッド３６の部分等、保護膜３４が不要な部分の保護膜３４を取り除き、その後レジスト膜３５を除去する。
【０１０２】
そして、ダイシングにより分割することによって、第１フィルタ５３を有するアンテナ共用器５１を得ることができる。
【０１０３】
以上のように、バイアススパッタリング法を用いて、適当な成膜条件下で保護膜３４を成膜することで、所望の形状を得ることができる。
【０１０４】
本実施の形態における第１フィルタ５３のその他の共振器群の特性は、図１３から図１９に示した、第１の実施の形態における第１フィルタ３のその他の共振器群３８の特性と同様である。例えば、第１フィルタ５３の周波数温度特性を向上すべく例えば酸化ケイ素からなる保護膜３４の膜厚を０．２λより厚くした場合を想定する。この場合に、圧電体３１のオイラー角（φ，θ，ψ）のうち、φとψを所定角度以上とし、かつ、ψ＝１．１９３φにある程度従うように変化させると、レイリー波による不要スプリアスの発生を抑制しながら速い横波が発生する周波数帯付近における不要スプリアスを抑制することができる。
【０１０５】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【０１０６】
図２４は、本発明の第３の実施の形態における、アンテナ共用器６１の回路模式図である。
【０１０７】
本実施の形態においては、アンテナ共用器６１の第２のフィルタ５４について、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明した第１フィルタ３，５３の構成を適用する。
【０１０８】
具体的には、第２フィルタ５４における第４並列共振器１９の共振周波数を、その他の並列共振器、具体的には、第５並列共振器２０、第６並列共振器２１および第７並列共振器２２の共振周波数よりも高くしている。そして、第４並列共振器１９の電気機械結合係数を、第５並列共振器２０、第６並列共振器２１および第７並列共振器２２の電気機械結合係数よりも小さくしている。このため、第４並列共振器１９の主要弾性波の伝搬角ψを、第５並列共振器２０、第６並列共振器２１および第７並列共振器２２の主要弾性波の伝搬角ψに対して異ならせている。
【０１０９】
なお、本発明の第３の実施の形態におけるアンテナ共用器６１の第２フィルタ５４の圧電体２３、保護膜２４、電極２５等の構成は、特に説明しない限り、第１の実施の形態および第２の実施の形態におけるアンテナ共用器１，５１の第１フィルタ３，５３の構成と同様である。
【０１１０】
なお、本実施の形態においては、第２フィルタ５４の第４並列共振器１９について、圧電体２３のオイラー角のうちの伝搬角ψを変化させるものとして説明するが、本発明はこの例に限定されるものではない。第４並列共振器１９だけではなく、その他の各並列共振器の伝搬角を変化させていてもよい。例えば、並列共振器のうち、最も共振周波数の高い第４並列共振器１９、および第５並列共振器２０の電気機械結合係数を、その他の並列共振器、つまり第６並列共振器２１および第７並列共振器２２の電気機械結合係数よりも小さくしてもよい。この場合には、第４並列共振器１９および第５並列共振器２０の主要弾性波の伝搬角ψを、その他の共振器である、第６並列共振器２１および第７並列共振器２２の主要弾性波の伝搬角ψと異ならせた構成とすればよい。
【０１１１】
本実施の形態のアンテナ共用器６１に係る受信フィルタ５４によれば、第４並列共振器１９の伝搬角ψを、他の並列共振器である第５並列共振器２０、第６並列共振器２１および第７並列共振器２２の伝搬角ψよりも大きくすることにより、第２フィルタ５４の通過帯域の高周波数側のスロープ特性を急峻にすることができる。
【０１１２】
また、上述したように、アンテナ共用器６１の第２フィルタ５４も、第１の実施の形態での説明と同様に、圧電体２３の上に電極２５を覆うように形成された保護膜２４を有する構成である。
【０１１３】
これにより、共振器における主要弾性波の伝搬角ψ（伝搬方向）を変化させることで共振器の主要弾性波の電気機械結合係数を大きく制御することができる。
【０１１４】
本実施の形態に係るアンテナ共用器６１における第２フィルタ５４によれば、急峻性に大きく影響する、最も共振周波数の高い第４並列共振器１９の電気機械結合係数を他の並列共振器と比較して小さくすることにより、クロスバンドにおける急峻性を向上させることができる。
【０１１５】
また、急峻性への影響の小さい、共振周波数の比較的高いその他の並列共振器、すなわち第５並列共振器２０、第６並列共振器２１および第７並列共振器２２の電気機械結合係数を第４並列共振器１９よりも大きくすることにより、通過帯域幅が広くなり、広い送信通過帯域における損失を抑制することができる。すなわち、本実施の形態のアンテナ共用器６１によれば、クロスバンドにおける急峻性と受信通過帯域における低損失化とを両立させることができる。
【０１１６】
さらに、複数の並列共振器のうちの最も共振周波数の高い第４並列共振器１９以外の並列共振器、例えば第５並列共振器２０と、第５並列共振器２０よりも共振周波数の低い並列共振器、例えば第６並列共振器２１との電気機械結合係数を比較して、第５並列共振器２０の電気機械結合係数が第６並列共振器２１の電気機械結合係数よりも小さくなるように構成してもよい。つまり、第５並列共振器２０の主要弾性波の伝搬角ψと第６並列共振器２１の主要弾性波の伝搬角ψとを異ならせても良い。これにより、クロスバンドにおける急峻性と受信通過帯域における低損失化とを両立させることができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態のアンテナ共用器６１における送信フィルタの構成を、第１の実施の形態および第２の実施の形態において説明した送信フィルタ３，５３と同様の構成とすることにより、クロスバンドにおける急峻性と送受信通過帯域における低損失化とを両立させることができる。しかしながら、本実施の形態のアンテナ共用器６１は、この例に限定されず、送信フィルタとして様々な公知のラダー型フィルタを用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
以上述べたように、本発明のアンテナ共用器は、クロスバンドにおける急峻性と通過帯域における低損失化とを両立させることができるという効果を有し、携帯電話等の電子機器に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１，５１，６１    アンテナ共用器
２    アンテナ端子
３，５３    第１フィルタ
４，５４    第２フィルタ
５    入力端子
６    第１直列共振器
７    第２直列共振器
８    第３直列共振器
９    第４直列共振器
１０    移相器
１１    第１並列共振器
１２    第２並列共振器
１３    第３並列共振器
１４    第５直列共振器
１５    第６直列共振器
１６    第７直列共振器
１７    第８直列共振器
１８    出力端子
１９    第４並列共振器
２０    第５並列共振器
２１    第６並列共振器
２２    第７並列共振器
２３，３１    圧電体
２４，３４    保護膜
２５    電極
２８    凸部
２９    頂部
３０    最下部
３２    電極膜
３３，３５    レジスト膜
３６    パッド
３８    その他の共振器群
【図１】
2011102128.tif 000003
【図２】
2011102128.tif 000004
【図３】
2011102128.tif 000005
【図４】
2011102128.tif 000006
【図５】
2011102128.tif 000007
【図６】
2011102128.tif 000008
【図７】
2011102128.tif 000009
【図８Ａ】
2011102128.tif 000010
【図８Ｂ】
2011102128.tif 000011
【図８Ｃ】
2011102128.tif 000012
【図９Ａ】
2011102128.tif 000013
【図９Ｂ】
2011102128.tif 000014
【図９Ｃ】
2011102128.tif 000015
【図１０Ａ】
2011102128.tif 000016
【図１０Ｂ】
2011102128.tif 000017
【図１０Ｃ】
2011102128.tif 000018
【図１０Ｄ】
2011102128.tif 000019
【図１０Ｅ】
2011102128.tif 000020
【図１０Ｆ】
2011102128.tif 000021
【図１０Ｇ】
2011102128.tif 000022
【図１１Ａ】
2011102128.tif 000023
【図１１Ｂ】
2011102128.tif 000024
【図１１Ｃ】
2011102128.tif 000025
【図１１Ｄ】
2011102128.tif 000026
【図１１Ｅ】
2011102128.tif 000027
【図１１Ｆ】
2011102128.tif 000028
【図１１Ｇ】
2011102128.tif 000029
【図１２Ａ】
2011102128.tif 000030
【図１２Ｂ】
2011102128.tif 000031
【図１３】
2011102128.tif 000032
【図１４】
2011102128.tif 000033
【図１５】
2011102128.tif 000034
【図１６】
2011102128.tif 000035
【図１７】
2011102128.tif 000036
【図１８】
2011102128.tif 000037
【図１９】
2011102128.tif 000038
【図２０】
2011102128.tif 000039
【図２１】
2011102128.tif 000040
【図２２Ａ】
2011102128.tif 000041
【図２２Ｂ】
2011102128.tif 000042
【図２３Ａ】
2011102128.tif 000043
【図２３Ｂ】
2011102128.tif 000044
【図２３Ｃ】
2011102128.tif 000045
【図２３Ｄ】
2011102128.tif 000046
【図２３Ｅ】
2011102128.tif 000047
【図２３Ｆ】
2011102128.tif 000048
【図２３Ｇ】
2011102128.tif 000049
【図２３Ｈ】
2011102128.tif 000050
【図２４】
2011102128.tif 000051
【国際調査報告】
2011102128.tif 000052
2011102128.tif 000053
2011102128.tif 000054
2011102128.tif 000055