(57)【要約】【課題】Ｑ値が低いインダクタンス素子を用いた場合であっても、各フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することができるマルチプレクサ等を提供する。【解決手段】マルチプレクサ１は、フィルタ１１〜１４と、アンテナ素子２との接続経路と基準端子との間にインダクタンス素子３１が接続される共通端子５０とを備え、フィルタ１１〜１４のうち、フィルタ１２の入力端子および出力端子のうちアンテナ素子２に近い方の端子は、インダクタンス素子２１を介して共通端子５０に接続され、かつ、並列共振子と接続され、フィルタ１１〜１４のうち、受信側フィルタ１２以外の送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１４の入力端子および出力端子のうちアンテナ素子２に近い方の端子は、共通端５０に接続され、かつ、直列共振子と接続されている。【選択図】図１
2018133800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子を介して複数の高周波信号を送受信するマルチプレクサであって、
互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタと、
前記アンテナ素子との接続経路と基準端子との間に第１インダクタンス素子が接続されている共通端子とを備え、
前記複数の弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する接続経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、
前記複数の弾性波フィルタのうち、一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子は、第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、
前記複数の弾性波フィルタのうち、前記一の弾性波フィルタ以外の他の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子と接続されている、
マルチプレクサ。
【請求項２】
前記一の弾性波フィルタの前記アンテナ素子に近い方の端子に前記第２インダクタンス素子が接続されることで、前記一の弾性波フィルタの自帯域以外の帯域のインピーダンスは、誘導性となる、
請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項３】
前記第１インダクタンス素子および前記第２インダクタンス素子は、前記複数の弾性波フィルタが実装される実装基板内に内蔵されている、
請求項１または２に記載のマルチプレクサ。
【請求項４】
前記実装基板内において、前記第１インダクタンス素子を構成する配線の巻き方向と前記第２インダクタンス素子を構成する配線の巻き方向は、同一方向である、
請求項３に記載のマルチプレクサ。
【請求項５】
前記第１インダクタンス素子を接続する前の、前記複数の弾性表面波フィルタの全フィルタの前記共通端子からみた特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］は、
４０≦Ｒ≦６０、かつ、−４０≦Ｘ＜０
を満たす、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項６】
前記複数の弾性波フィルタのうち前記一の弾性波フィルタとのアイソレーションが必要な前記他の弾性波フィルタは、前記アンテナ素子に近い方の端子と反対側の端子に、直列または並列に第３インダクタンス素子を有している、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項７】
前記第２インダクタンス素子と前記一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子とが直列接続された状態で、前記第２インダクタンス素子を介して前記一の弾性波フィルタ単体を見た場合の、所定の通過帯域における複素インピーダンスと、前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子が前記共通端子と接続された状態で、前記共通端子と接続された前記アンテナ素子に近い方の端子側から前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタを見た場合の、前記所定の通過帯域における複素インピーダンスとは、複素共役の関係にある、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項８】
前記複数の弾性波フィルタのうちの他の弾性波フィルタのうち、中心周波数が最も高い第１フィルタは、前記実装基板内に配置された、前記第１フィルタと前記共通端子との間の配線の長さが最も短く、
前記複数の弾性波フィルタのうちの他の弾性波フィルタのうち、中心周波数が最も低い第２フィルタは、前記実装基板内に配置された、前記第２フィルタと前記共通端子との間の配線の長さが最も長い、
請求項３に記載のマルチプレクサ。
【請求項９】
前記第２フィルタの前記実装基板内の配線の長さは、λ／４未満である、
請求項８に記載のマルチプレクサ。
【請求項１０】
前記複数の弾性表面波フィルタのそれぞれを構成する圧電基板は、
ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極が一方面上に形成された圧電膜と、
前記圧電膜を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が高速である高音速支持基板と、
前記高音速支持基板と前記圧電膜との間に配置され、前記圧電膜を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜とを備える、
請求項１〜９のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項１１】
前記マルチプレクサは、前記複数の弾性波フィルタとして、
第１の通過帯域を有し、前記アンテナ素子へ送信信号を出力する第１の前記弾性波フィルタと、
前記第１の通過帯域に隣接する第２の通過帯域を有し、前記アンテナ素子から受信信号を入力する第２の前記弾性波フィルタと、
前記第１の通過帯域および前記第２の通過帯域より低周波側にある第３の通過帯域を有し、前記アンテナ素子へ送信信号を出力する第３の前記弾性波フィルタと、
前記第１の通過帯域および前記第２の通過帯域より高周波側にある第４の通過帯域を有し、前記アンテナ素子から受信信号を入力する第４の前記弾性波フィルタとを備え、
前記第２インダクタンス素子が直列接続された前記一の弾性波フィルタは、前記第２の前記弾性波フィルタおよび前記第４の前記弾性波フィルタの少なくとも一方である、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項１２】
互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を入力し、当該複数の高周波信号をフィルタリングして共通のアンテナ素子から無線送信させる送信装置であって、
送信回路から前記複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の送信用弾性波フィルタと、
前記アンテナ素子との接続経路と基準端子との間に第１インダクタンス素子が接続される共通端子とを備え、
前記複数の送信用弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する接続経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、
前記複数の送信用弾性波フィルタのうち、一の送信用弾性波フィルタの出力端子は、当該出力端子および前記共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、
前記一の送信用弾性波フィルタ以外の送信用弾性波フィルタの出力端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子および前記並列共振子のうち前記直列共振子と接続されている、
送信装置。
【請求項１３】
互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を、アンテナ素子を介して入力し、当該複数の高周波信号を分波して受信回路へ出力する受信装置であって、
前記アンテナ素子から前記複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の受信用弾性波フィルタと、
前記アンテナ素子との接続経路と基準端子との間に第１インダクタンス素子が接続される共通端子とを備え、
前記複数の受信用弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、
前記複数の受信用弾性波フィルタのうち、一の受信用弾性波フィルタの入力端子は、当該入力端子および前記共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、
前記一の受信用弾性波フィルタ以外の受信用弾性波フィルタの入力端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子および前記並列共振子のうち前記直列共振子と接続されている、
受信装置。
【請求項１４】
アンテナ素子を介して複数の高周波信号を送受信するマルチプレクサのインピーダンス整合方法であって、
互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタのうち、一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子の一方から、当該一の弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがショート状態となり、前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子の一方から、当該弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがオープン状態となるよう、前記複数の弾性波フィルタを調整するステップと、
前記一の弾性波フィルタにフィルタ整合用インダクタンス素子が直列接続された場合の、前記フィルタ整合用インダクタンス素子側から前記一の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスと、前記一の弾性波フィルタ以外の他の弾性波フィルタが共通端子に並列接続された場合の、前記共通端子側から前記他の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスとが、複素共役の関係となるように、フィルタ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップと、
前記フィルタ整合用インダクタンス素子を介して前記一の弾性波フィルタが前記共通端子と接続され、かつ、前記共通端子に前記他の弾性波フィルタが並列接続された合成回路の、前記共通端子から見た複素インピーダンスが特性インピーダンスと一致するよう、前記アンテナ素子と前記共通端子との接続経路と基準端子との間に接続されるアンテナ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップとを含み、
前記複数の弾性波フィルタを調整するステップでは、
入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを有する前記複数の弾性波フィルタのうち、前記一の弾性波フィルタにおいて、前記並列共振子が前記フィルタ整合用インダクタンス素子と接続されるよう前記並列共振子および前記直列共振子を配置し、前記他の弾性波フィルタにおいて、前記並列共振子および前記直列共振子のうち前記直列共振子が前記共通端子と接続されるよう、前記並列共振子および前記直列共振子を配置する、
マルチプレクサのインピーダンス整合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波フィルタを備えるマルチプレクサ、送信装置および受信装置に関する。
【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。
【０００３】
特許文献１には、複数の弾性表面波フィルタが接続された構成を有する弾性表面波装置（ＳＡＷデュプレクサ）が開示されている。具体的には、受信側弾性表面波フィルタおよび送信側弾性表面波フィルタとアンテナ端子との接続経路とアンテナ素子との間に、アンテナ素子とアンテナ端子とのインピーダンス整合をとるため、インダクタンス素子が直列接続されている。このインダクタンス素子により、容量性を有する複数の弾性表面波フィルタが接続されたアンテナ端子から弾性表面波フィルタを見た複素インピーダンスを、特性インピーダンスに近づけることができる。これにより、挿入損失の劣化を防止できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／２０８６７０号
【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、アンテナ端子にインダクタンス素子を直列接続するという従来のインピーダンス整合では、直列接続されたインダクタンス素子のＱ値が挿入損失（ロス）に与える影響が大きい。例えば、パッケージ内に作製された場合のようにＱ値が低いインダクタンス素子を用いた場合には、各フィルタの通過帯域内の挿入損失が悪化するという課題がある。特に、アンテナ端子を共通化する前に共通端子とフィルタとの間に直列にインダクタンス素子を接続しているフィルタ（例えば、Ｂａｎｄ２５の受信側フィルタ）においては、アンテナ端子に接続されたインダクタンス素子を加えて２つのインダクタンス素子が直列に接続されることになるので、他のフィルタよりも通過帯域内の挿入損失がより悪化してしまうという課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、Ｑ値が低いインダクタンス素子を用いた場合であっても、各フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することができるマルチプレクサ、送信装置および受信装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るマルチプレクサは、アンテナ素子を介して複数の高周波信号を送受信するマルチプレクサであって、互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタと、前記アンテナ素子との接続経路と基準端子との間に第１インダクタンス素子が接続されている共通端子とを備え、前記複数の弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する接続経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、前記複数の弾性波フィルタのうち、一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子は、第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、前記複数の弾性波フィルタのうち、前記一の弾性波フィルタ以外の他の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子と接続されている。
【０００８】
上記構成によれば、第１インダクタンス素子は共通端子とアンテナ素子との接続経路と基準端子との間に接続され、共通端子とアンテナ素子との間に直列に接続されないので、各フィルタに直列に接続される抵抗成分はないため、インピーダンス整合における第１インダクタンス素子のＱ値の影響は少ない。これにより、Ｑ値が低いインダクタンス素子を用いた場合であっても、マルチプレクサを構成する各弾性波フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することができる。
【０００９】
また、前記一の弾性波フィルタの前記アンテナ素子に近い方の端子に前記第２インダクタンス素子が接続されることで、前記一の弾性波フィルタの自帯域以外の帯域のインピーダンスは、誘導性となってもよい。
【００１０】
これにより、複素共役の関係を利用して、複素インピーダンスを特性インピーダンスに容易に調整することができる。したがって、マルチプレクサを構成する各弾性波フィルタの通過帯域内の挿入損失を容易に低減することができる。
【００１１】
また、前記第１インダクタンス素子および前記第２インダクタンス素子は、前記複数の弾性波フィルタが実装される実装基板内に内蔵されていてもよい。
【００１２】
これにより、実装基板内に設けられたＱ値が低いインダクタンス素子を用いても、マルチプレクサを構成する各弾性波フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することができる。
【００１３】
また、前記実装基板内において、前記第１インダクタンス素子を構成する配線の巻き方向と前記第２インダクタンス素子を構成する配線の巻き方向は、同一方向であってもよい。
【００１４】
これにより、第１インダクタンス素子および第２インダクタンス素子には相互インダクタンスが発生するので、第１インダクタンス素子および第２インダクタンス素子が形成される実装基板において、平面視したときの第１インダクタンス素子および第２インダクタンス素子それぞれの占める面積を狭小化することができる。
【００１５】
また、前記第１インダクタンス素子を接続する前の、前記複数の弾性表面波フィルタの全フィルタの前記共通端子からみた特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］は、４０≦Ｒ≦６０、かつ、−４０≦Ｘ＜０を満たしてもよい。
【００１６】
これにより、各弾性波フィルタの挿入損失を悪化させることなく、インピーダンス整合を取ることができる。
【００１７】
また、前記複数の弾性波フィルタのうち前記一の弾性波フィルタとのアイソレーションが必要な前記他の弾性波フィルタは、前記アンテナ素子に近い方の端子と反対側の端子に、直列または並列に第３インダクタンス素子を有していてもよい。
【００１８】
これにより、第３インダクタンス素子と他のインダクタンス素子との結合を利用することで、第３インダクタンス素子が設けられた弾性波フィルタのアイソレーションを大きくすることができる。
【００１９】
また、前記第２インダクタンス素子と前記一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子とが直列接続された状態で、前記第２インダクタンス素子を介して前記一の弾性波フィルタ単体を見た場合の、所定の通過帯域における複素インピーダンスと、前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子が前記共通端子と接続された状態で、前記共通端子と接続された前記アンテナ素子に近い方の端子側から前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタを見た場合の、前記所定の通過帯域における複素インピーダンスとは、複素共役の関係にあってもよい。
【００２０】
これにより、第２インダクタンス素子と一の弾性波フィルタとが直列接続された回路と、当該一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタが共通端子で並列接続された回路とが合成された回路を有するマルチプレクサの共通端子から見た複素インピーダンスを、通過帯域内の低損失性を確保しつつ特性インピーダンスと整合させることが可能となる。また、共通端子とアンテナ素子との間に、小さなインダクタンス値を有する第１インダクタンス素子を直列接続することにより、共通端子から見たマルチプレクサの複素インピーダンスを、誘導性側方向へと微調整することが可能となる。
【００２１】
また、前記複数の弾性波フィルタのうちの他の弾性波フィルタのうち、中心周波数が最も高い第１フィルタは、前記実装基板内に配置された、前記第１フィルタと前記共通端子との間の配線の長さが最も短く、前記複数の弾性波フィルタのうちの他の弾性波フィルタのうち、中心周波数が最も低い第２フィルタは、前記実装基板内に配置された、前記第２フィルタと前記共通端子との間の配線の長さが最も長い構成であってもよい。
【００２２】
中心周波数が最も低い第２フィルタは、共通端子との間の配線が長くなっても挿入損失への影響が小さいが、中心周波数が最も高い第１フィルタは、共通端子との間の配線の長さが挿入損失に敏感に影響する。したがって、この構成によれば、共通端子におけるインピーダンス整合が良好で、かつ、中心周波数が最も高い第１フィルタの挿入損失が良好なマルチプレクサを実現することができる。
【００２３】
また、中心周波数が最も低い第２フィルタの配線の長さが長い場合、実装基板内のインダクタンス成分とキャパシタンス成分によって通過帯域高周波側に発生する減衰極の周波数は、低周波数側に移動する。したがって、この構成によれば、第２フィルタと第２フィルタよりも中心周波数の高い他のフィルタとの間のアイソレーション特性を改善することができる。
【００２４】
また、前記第２フィルタの前記実装基板内の配線の長さは、λ／４未満であってもよい。
【００２５】
これにより、中心周波数が最も低い第２フィルタと共通端子との間の配線において定在波が発生するのを抑制することができる。
【００２６】
また、前記圧電基板は、ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極が一方面上に形成された圧電膜と、前記圧電膜を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が高速である高音速支持基板と、前記高音速支持基板と前記圧電膜との間に配置され、前記圧電膜を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜とを備えてもよい。
【００２７】
一の弾性波フィルタの共通端子側に第２インダクタンス素子が直列接続された場合など、複数の弾性波フィルタ間でのインピーダンス整合をとるため、インダクタンス素子やキャパシタンス素子などの回路素子が付加される。この場合、各共振子のＱ値が等価的に小さくなる場合が想定される。しかしながら、本圧電基板の積層構造によれば、各共振子のＱ値を高い値に維持できる。よって、帯域内の低損失性を有する弾性波フィルタを形成することが可能となる。
【００２８】
また、前記マルチプレクサは、前記複数の弾性波フィルタとして、第１の通過帯域を有し、前記アンテナ素子へ送信信号を出力する第１の前記弾性波フィルタと、前記第１の通過帯域に隣接する第２の通過帯域を有し、前記アンテナ素子から受信信号を入力する第２の前記弾性波フィルタと、前記第１の通過帯域および前記第２の通過帯域より低周波側にある第３の通過帯域を有し、前記アンテナ素子へ送信信号を出力する第３の前記弾性波フィルタと、前記第１の通過帯域および前記第２の通過帯域より高周波側にある第４の通過帯域を有し、前記アンテナ素子から受信信号を入力する第４の前記弾性波フィルタとを備え、前記第２インダクタンス素子が直列接続された前記一の弾性波フィルタは、前記第２の前記弾性波フィルタおよび前記第４の前記弾性波フィルタの少なくとも一方であってもよい。
【００２９】
また、本発明の一態様に係る送信装置は、互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を入力し、当該複数の高周波信号をフィルタリングして共通のアンテナ素子から無線送信させる送信装置であって、送信回路から前記複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の送信用弾性波フィルタと、前記アンテナ素子との接続経路と基準端子との間に第１インダクタンス素子が接続される共通端子とを備え、前記複数の送信用弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する接続経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、前記複数の送信用弾性波フィルタのうち、一の送信用弾性波フィルタの出力端子は、当該出力端子および前記共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、前記一の送信用弾性波フィルタ以外の送信用弾性波フィルタの出力端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子および前記並列共振子のうち前記直列共振子と接続されている。
【００３０】
また、本発明の一態様に係る受信装置は、互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を、アンテナ素子を介して入力し、当該複数の高周波信号を分波して受信回路へ出力する受信装置であって、前記アンテナ素子から前記複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の受信用弾性波フィルタと、前記アンテナ素子との接続経路と基準端子との間に第１インダクタンス素子が接続される共通端子とを備え、前記複数の受信用弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、前記複数の受信用弾性波フィルタのうち、一の受信用弾性波フィルタの入力端子は、当該入力端子および前記共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、前記一の受信用弾性波フィルタ以外の受信用弾性波フィルタの入力端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子および前記並列共振子のうち前記直列共振子と接続されている。
【００３１】
また、本発明の一態様に係るマルチプレクサのインピーダンス整合方法は、アンテナ素子を介して複数の高周波信号を送受信するマルチプレクサのインピーダンス整合方法であって、互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタのうち、一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子の一方から、当該一の弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがショート状態となり、前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子の一方から、当該弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがオープン状態となるよう、前記複数の弾性波フィルタを調整するステップと、前記一の弾性波フィルタにフィルタ整合用インダクタンス素子が直列接続された場合の、前記フィルタ整合用インダクタンス素子側から前記一の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスと、前記一の弾性波フィルタ以外の他の弾性波フィルタが共通端子に並列接続された場合の、前記共通端子側から前記他の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスとが、複素共役の関係となるように、フィルタ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップと、前記フィルタ整合用インダクタンス素子を介して前記一の弾性波フィルタが前記共通端子と接続され、かつ、前記共通端子に前記他の弾性波フィルタが並列接続された合成回路の、前記共通端子から見た複素インピーダンスが特性インピーダンスと一致するよう、前記アンテナ素子と前記共通端子との接続経路と基準端子との間に接続されるアンテナ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップとを含み、前記複数の弾性波フィルタを調整するステップでは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを有する前記複数の弾性波フィルタのうち、前記一の弾性波フィルタにおいて、前記並列共振子が前記フィルタ整合用インダクタンス素子と接続されるよう前記並列共振子および前記直列共振子を配置し、前記他の弾性波フィルタにおいて、前記並列共振子および前記直列共振子のうち前記直列共振子が前記共通端子と接続されるよう、前記並列共振子および前記直列共振子を配置する。
【００３２】
これにより、Ｑ値が低いインダクタンス素子を用いた場合であっても、各フィルタの通過帯域内の挿入損失が低減された低損失の送信装置および受信装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係るマルチプレクサ、送信装置および受信装置によれば、Ｑ値が低いインダクタンス素子を用いた場合であっても、各フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施の形態１に係るマルチプレクサの回路構成図である。
【図２】実施の形態１に係る弾性表面波フィルタの共振子を模式的に表す平面図および断面図である。
【図３Ａ】実施の形態１に係るマルチプレクサを構成するＢａｎｄ２５の送信側フィルタの回路構成図である。
【図３Ｂ】実施の形態１に係るマルチプレクサを構成するＢａｎｄ２５の受信側フィルタの回路構成図である。
【図３Ｃ】実施の形態１に係るマルチプレクサを構成するＢａｎｄ６６の送信側フィルタの回路構成図である。
【図３Ｄ】実施の形態１に係るマルチプレクサを構成するＢａｎｄ６６の受信側フィルタの回路構成図である。
【図４】実施の形態１に係る縦結合型の弾性表面波フィルタの電極構成を示す概略平面図である。
【図５Ａ】実施の形態１に係るマルチプレクサの送信側フィルタおよび受信側フィルタを構成する圧電基板の配置の一例を示す平面図である。
【図５Ｂ】実施の形態１に係るマルチプレクサの送信側フィルタおよび受信側フィルタを構成する圧電基板の配置の一例を示す断面図である。
【図６Ａ】実施の形態１に係るマルチプレクサにおける第１インダクタンス素子および第２インダクタンス素子の配置を示すための、実装基板の一の層における平面図である。
【図６Ｂ】実施の形態１に係るマルチプレクサにおける第１インダクタンス素子および第２インダクタンス素子の配置を示すための、実装基板の他の層における平面図である。
【図６Ｃ】実施の形態１に係るマルチプレクサにおける第１インダクタンス素子および第２インダクタンス素子の配置を示すための、実装基板の他の層における平面図である。
【図６Ｄ】実施の形態１に係るマルチプレクサにおける第１インダクタンス素子および第２インダクタンス素子の配置を示すための、実装基板の他の層における平面図である。
【図７Ａ】実施の形態１および比較例に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図７Ｂ】実施の形態１および比較例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図７Ｃ】実施の形態１および比較例に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図７Ｄ】実施の形態１および比較例に係るＢａｎｄ６６の受信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図８Ａ】実施の形態１に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタ単体の送信出力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図８Ｂ】実施の形態１に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ単体の受信入力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図８Ｃ】実施の形態１に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタ単体の送信出力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図８Ｄ】実施の形態１に係るＢａｎｄ６６の受信側フィルタ単体の受信入力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図９】実施の形態１に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ以外の全てのフィルタを共通端子で並列接続した回路単体の共通端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャート、および、実施の形態に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタとインダクタンス素子とが直列接続された回路単体のインダクタンス素子側から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１０Ａ】実施の形態１に係る４つのフィルタを共通端子で並列接続した回路の共通端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１０Ｂ】実施の形態１に係る４つのフィルタを共通端子で並列接続し、かつ、共通端子とアンテナとの接続経路と基準端子との間にインダクタ素子を接続した場合の複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１１】実施の形態１に係るマルチプレクサの共通端子とアンテナ素子との間にインダクタンス素子を直列接続した場合の、アンテナ素子側から見た複素インピーダンスの範囲を表すスミスチャートである。
【図１２】実施の形態１に係るマルチプレクサにおいて、特性インピーダンスの実部を変更したときのマルチプレクサの挿入損失を示す図である。
【図１３Ａ】実施の形態１に係るマルチプレクサにおいて、特性インピーダンスの実部を４０Ωとしフィルタの容量値を変更したときの、マルチプレクサの共通端子から見た複素インピーダンスの動きを説明するスミスチャートである。
【図１３Ｂ】実施の形態１に係るマルチプレクサにおいて、特性インピーダンスの実部を５０Ωとしフィルタの容量値を変更したときの、マルチプレクサの共通端子から見た複素インピーダンスの動きを説明するスミスチャートである。
【図１３Ｃ】実施の形態１に係るマルチプレクサにおいて、特性インピーダンスの実部を６０Ωとしフィルタの容量値を変更したときの、マルチプレクサの共通端子から見た複素インピーダンスの動きを説明するスミスチャートである。
【図１４】実施の形態２の比較例に係るマルチプレクサの送信側フィルタおよび受信側フィルタを構成する圧電基板の配置の一例を示す平面図である。
【図１５Ａ】実施の形態２の比較例に係るマルチプレクサにおける配線パターンを示すための、実装基板の一の層における平面図である。
【図１５Ｂ】実施の形態２の比較例に係るマルチプレクサにおける配線パターンを示すための、実装基板の他の層における平面図である。
【図１５Ｃ】実施の形態２の比較例に係るマルチプレクサにおける配線パターンを示すための、実装基板の他の層における平面図である。
【図１５Ｄ】実施の形態２の比較例に係るマルチプレクサにおける配線パターンを示すための、実装基板の他の層における平面図である。
【図１６Ａ】実施の形態２および比較例に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図１６Ｂ】実施の形態２および比較例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図１６Ｃ】実施の形態２および比較例に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図１６Ｄ】実施の形態２および比較例に係るＢａｎｄ６６の受信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図１７Ａ】実施の形態２に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタ単体の送信出力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１７Ｂ】実施の形態２の比較例に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタ単体の送信出力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１８Ａ】実施の形態２に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ単体の受信入力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１８Ｂ】実施の形態２の比較例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ単体の受信入力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１９Ａ】実施の形態２に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタ単体の送信出力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１９Ｂ】実施の形態２の比較例に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタ単体の送信出力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図２０Ａ】実施の形態２に係るＢａｎｄ６６の受信側フィルタ単体の受信入力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図２０Ｂ】実施の形態２の比較例に係るＢａｎｄ６６の受信側フィルタ単体の受信入力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図２１】共通端子とフィルタとの間の配線の長さを変更したときの、マルチプレクサの共通端子から見た複素インピーダンスの動きを説明するスミスチャートである。
【図２２】実施の形態２および比較例に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図２３Ａ】実施の形態１および２の変形例１に係るマルチプレクサの構成を示す図である。
【図２３Ｂ】実施の形態１および２の変形例２に係るマルチプレクサの構成を示す図である。
【図２４】実施の形態１および２に係るマルチプレクサのインピーダンス整合方法を説明する動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、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。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。
【００３６】
（実施の形態１）
［１．マルチプレクサの基本構成］
本実施の形態では、ＴＤ−ＬＴＥ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ
Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）規格のＢａｎｄ２５（送信通過帯域：１８５０−１９１５ＭＨｚ、受信通過帯域：１９３０−１９９５ＭＨｚ）およびＢａｎｄ６６（送信通過帯域：１７１０−１７８０ＭＨｚ、受信通過帯域：２０１０−２２００ＭＨｚ）に適用されるクワッドプレクサについて例示する。
【００３７】
本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、Ｂａｎｄ２５用デュプレクサとＢａｎｄ６６用デュプレクサとが共通端子５０で接続されたクワッドプレクサである。
【００３８】
図１は、実施の形態に係るマルチプレクサ１の回路構成図である。同図に示すように、マルチプレクサ１は、送信側フィルタ１１および１３と、受信側フィルタ１２および１４と、インダクタンス素子２１（第２インダクタンス素子）と、共通端子５０と、送信入力端子１０および３０と、受信出力端子２０および４０とを備える。また、マルチプレクサ１は、共通端子５０においてアンテナ素子２に接続されている。共通端子５０とアンテナ素子２との接続経路と、基準端子であるグランドとの間には、インダクタンス素子３１（第１インダクタンス素子）が接続されている。なお、インダクタンス素子３１は、１つのパッケージとしてマルチプレクサ１に含めた構成としてもよいし、マルチプレクサ１の外部、例えば、マルチプレクサ１を構成する送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１２、１４の少なくともいずれかが配置される基板上または基板内に形成された構成であってもよい。
【００３９】
送信側フィルタ１１は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された送信波を、送信入力端子１０を経由して入力し、当該送信波をＢａｎｄ２５の送信通過帯域（１８５０−１９１５ＭＨｚ：第１の通過帯域）でフィルタリングして共通端子５０へ出力する非平衡入力−非平衡出力型の帯域通過フィルタ（第１の弾性波フィルタ）である。
【００４０】
受信側フィルタ１２は、共通端子５０から入力された受信波を入力し、当該受信波をＢａｎｄ２５の受信通過帯域（１９３０−１９９５ＭＨｚ：第２の通過帯域）でフィルタリングして受信出力端子２０へ出力する非平衡入力−非平衡出力型の帯域通過フィルタ（第２の弾性波フィルタ）である。また、受信側フィルタ１２と共通端子５０との間には、インダクタンス素子２１が直列接続されている。インダクタンス素子２１が受信側フィルタ１２の共通端子５０側に接続されることにより、受信側フィルタ１２の通過帯域外の帯域を通過帯域とする送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１４のインピーダンスは誘導性となる。
【００４１】
送信側フィルタ１３は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された送信波を、送信入力端子３０を経由して入力し、当該送信波をＢａｎｄ６６の送信通過帯域（１７１０−１７８０ＭＨｚ：第３の通過帯域）でフィルタリングして共通端子５０へ出力する非平衡入力−非平衡出力型の帯域通過フィルタ（第３の弾性波フィルタ）である。
【００４２】
受信側フィルタ１４は、共通端子５０から入力された受信波を入力し、当該受信波をＢａｎｄ６６の受信通過帯域（２０１０−２２００ＭＨｚ：第４の通過帯域）でフィルタリングして受信出力端子４０へ出力する非平衡入力−非平衡出力型の帯域通過フィルタ（第４の弾性波フィルタ）である。
【００４３】
送信側フィルタ１１および１３、ならびに、受信側フィルタ１４は、共通端子５０に直接接続されている。
【００４４】
なお、インダクタンス素子２１は、受信側フィルタ１２と共通端子５０との間に限らず、受信側フィルタ１４と共通端子５０との間に直列接続されていてもよい。
【００４５】
［２．弾性表面波共振子の構造］
ここで、送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１２および１４を構成する弾性表面波共振子の構造について説明する。
【００４６】
図２は、本実施の形態に係る弾性表面波フィルタの共振子を模式的に表す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）および（ｃ）は（ａ）に示した一点鎖線における断面図である。図２には、送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１２および１４を構成する複数の共振子のうち、送信側フィルタ１１の直列共振子の構造を表す平面摸式図および断面模式図が例示されている。なお、図２に示された直列共振子は、上記複数の共振子の典型的な構造を説明するためのものであって、電極を構成する電極指の本数や長さなどは、これに限定されない。
【００４７】
送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１２および１４を構成する共振子１００は、圧電基板５と、櫛形形状を有するＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１０１ａおよび１０１ｂとで構成されている。
【００４８】
図２の（ａ）に示すように、圧電基板５の上には、互いに対向する一対のＩＤＴ電極１０１ａおよび１０１ｂが形成されている。ＩＤＴ電極１０１ａは、互いに平行な複数の電極指１１０ａと、複数の電極指１１０ａを接続するバスバー電極１１１ａとで構成されている。また、ＩＤＴ電極１０１ｂは、互いに平行な複数の電極指１１０ｂと、複数の電極指１１０ｂを接続するバスバー電極１１１ｂとで構成されている。複数の電極指１１０ａおよび１１０ｂは、Ｘ軸方向と直交する方向に沿って形成されている。
【００４９】
また、複数の電極指１１０ａおよび１１０ｂ、ならびに、バスバー電極１１１ａおよび１１１ｂで構成されるＩＤＴ電極５４は、図２の（ｂ）に示すように、密着層５４１と主電極層５４２との積層構造となっている。
【００５０】
密着層５４１は、圧電基板５と主電極層５４２との密着性を向上させるための層であり、材料として、例えば、Ｔｉが用いられる。密着層５４１の膜厚は、例えば、１２ｎｍである。
【００５１】
主電極層５４２は、材料として、例えば、Ｃｕを１％含有したＡｌが用いられる。主電極層５４２の膜厚は、例えば１６２ｎｍである。
【００５２】
保護層５５は、ＩＤＴ電極１０１ａおよび１０１ｂを覆うように形成されている。保護層５５は、主電極層５４２を外部環境から保護する、周波数温度特性を調整する、および、耐湿性を高めるなどを目的とする層であり、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする膜である。保護層５５は、圧電膜５３とＩＤＴ電極５４とで構成される凹凸形状に沿って、圧電膜５３とＩＤＴ電極５４の上に、例えば２５ｎｍの厚さで形成されている。
【００５３】
なお、密着層５４１、主電極層５４２および保護層５５を構成する材料は、上述した材料に限定されない。さらに、ＩＤＴ電極５４は、上記積層構造でなくてもよい。ＩＤＴ電極５４は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄなどの金属又は合金から構成されてもよく、また、上記の金属又は合金から構成される複数の積層体から構成されてもよい。また、保護層５５は、形成されていなくてもよい。
【００５４】
次に、圧電基板５の積層構造について説明する。
【００５５】
図２の（ｃ）に示すように、圧電基板５は、高音速支持基板５１と、低音速膜５２と、圧電膜５３とを備え、高音速支持基板５１、低音速膜５２および圧電膜５３がこの順で積層された構造を有している。
【００５６】
圧電膜５３は、５０°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶または圧電セラミックス（Ｘ軸を中心軸としてＹ軸から５０°回転した軸を法線とする面で切断したタンタル酸リチウム単結晶、またはセラミックスであって、Ｘ軸方向に弾性表面波が伝搬する単結晶またはセラミックス）からなる。圧電膜５３は、例えば、厚みが６００ｎｍである。なお、送信側フィルタ１３および受信側フィルタ１４については、４２〜４５°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶、または圧電セラミックスからなる圧電膜５３が用いられる。
【００５７】
高音速支持基板５１は、低音速膜５２、圧電膜５３ならびにＩＤＴ電極５４を支持する基板である。高音速支持基板５１は、さらに、圧電膜５３を伝搬する表面波や境界波の弾性波よりも、高音速支持基板５１中のバルク波の音速が高速となる基板であり、弾性表面波を圧電膜５３および低音速膜５２が積層されている部分に閉じ込め、高音速支持基板５１より下方に漏れないように機能する。高音速支持基板５１は、例えば、シリコン基板であり、厚みは、例えば２００μｍである。
【００５８】
低音速膜５２は、圧電膜５３を伝搬するバルク波よりも、低音速膜５２中のバルク波の音速が低速となる膜であり、圧電膜５３と高音速支持基板５１との間に配置される。この構造と、弾性波が本質的に低音速な媒質にエネルギーが集中するという性質とにより、弾性表面波エネルギーのＩＤＴ電極外への漏れが抑制される。低音速膜５２は、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする膜であり、厚みは、例えば６７０ｎｍである。
【００５９】
圧電基板５の上記積層構造によれば、圧電基板を単層で使用している従来の構造と比較して、共振周波数および反共振周波数におけるＱ値を大幅に高めることが可能となる。すなわち、Ｑ値が高い弾性表面波共振子を構成し得るので、当該弾性表面波共振子を用いて、挿入損失が小さいフィルタを構成することが可能となる。
【００６０】
また、受信側フィルタ１２の共通端子５０側にインピーダンス整合用のインダクタンス素子２１が直列接続された場合など、複数の弾性表面波フィルタ間でのインピーダンス整合をとるため、インダクタンス素子やキャパシタンス素子などの回路素子が付加される。これにより、共振子１００のＱ値が等価的に小さくなる場合が想定される。しかしながら、このような場合であっても、圧電基板５の上記積層構造によれば、共振子１００のＱ値を高い値に維持できる。よって、帯域内の低損失性を有する弾性表面波フィルタを形成することが可能となる。
【００６１】
なお、高音速支持基板５１は、支持基板と、圧電膜５３を伝搬する表面波や境界波の弾性波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速となる高音速膜とが積層された構造を有していてもよい。この場合、支持基板は、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、ガラス等の誘電体またはシリコン、窒化ガリウム等の半導体及び樹脂基板等を用いることができる。また、高音速膜は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、ＤＬＣ膜またはダイヤモンド、上記材料を主成分とする媒質、上記材料の混合物を主成分とする媒質等、様々な高音速材料を用いることができる。
【００６２】
なお、図２の（ａ）および（ｂ）において、λはＩＤＴ電極１０１ａおよび１０１ｂを構成する複数の電極指１１０ａおよび１１０ｂの繰り返しピッチ、ＬはＩＤＴ電極１０１ａおよび１０１ｂの交叉幅、Ｗは電極指１１０ａおよび１１０ｂの幅、Ｓは電極指１１０ａと電極指１１０ｂとの間の幅、ｈはＩＤＴ電極１０１ａおよび１０１ｂの高さを示している。
【００６３】
［３．各フィルタおよびインダクタンス素子の構成］
［３−１．送信側フィルタの回路構成］
以下、図３Ａ〜図６Ｃを用いて、各フィルタの回路構成について説明する。
【００６４】
図３Ａは、本実施の形態に係るマルチプレクサ１を構成するＢａｎｄ２５の送信側フィルタ１１の回路構成図である。図３Ａに示すように、送信側フィルタ１１は、直列共振子１０１〜１０５と、並列共振子１５１〜１５４と、整合用のインダクタンス素子１４１、１６１および１６２とを備える。
【００６５】
直列共振子１０１〜１０５は、送信入力端子１０と送信出力端子６１との間に互いに直列に接続されている。また、並列共振子１５１〜１５４は、送信入力端子１０、送信出力端子６１および直列共振子１０１〜１０５の各接続点と基準端子（グランド）との間に互いに並列に接続されている。直列共振子１０１〜１０５および並列共振子１５１〜１５４の上記接続構成により、送信側フィルタ１１は、ラダー型のバンドパスフィルタを構成している。
【００６６】
インダクタンス素子１４１は、送信入力端子１０と直列共振子１０１との間に直列接続されている。インダクタンス素子１４１は第３インダクタンス素子であり、後述するインダクタンス素子２１を接続した受信側フィルタ１２とのアイソレーションが必要な送信側フィルタ１１は、アンテナ素子２に接続される共通端子５０とは反対側の送信入力端子１０に直列にインダクタンス素子１４１を有している。なお、インダクタンス素子１４１は、送信入力端子１０と並列、つまり、送信入力端子１０と直列共振子１０１との接続経路と基準端子との間に接続されていてもよい。インダクタンス素子１４１を有することにより、インダクタンス素子１４１と他のインダクタンス素子１６１、１６２との結合を利用することで、送信側フィルタ１１のアイソレーションを大きくすることができる。
【００６７】
また、インダクタンス素子１６１は、並列共振子１５２、１５３および１５４の接続点と基準端子との間に接続されている。インダクタンス素子１６２は、並列共振子１５１と基準端子との間に接続されている。
【００６８】
送信出力端子６１は、共通端子５０（図１参照）に接続されている。また、送信出力端子６１は、直列共振子１０５に接続されており、並列共振子１５１〜１５４のいずれにも直接接続されていない。
【００６９】
図３Ｃは、本実施の形態に係るマルチプレクサ１を構成するＢａｎｄ６６の送信側フィルタ１３の回路構成図である。図３Ｃに示すように、送信側フィルタ１３は、直列共振子３０１〜３０４と、並列共振子３５１〜３５４と、整合用のインダクタンス素子３６１〜３６３とを備える。
【００７０】
直列共振子３０１〜３０４は、送信入力端子３０と送信出力端子６３との間に互いに直列に接続されている。また、並列共振子３５１〜３５４は、送信入力端子３０、送信出力端子６３および直列共振子３０１〜３０４の各接続点と基準端子（グランド）との間に互いに並列に接続されている。直列共振子３０１〜３０４および並列共振子３５１〜３５４の上記接続構成により、送信側フィルタ１３は、ラダー型のバンドパスフィルタを構成している。また、インダクタンス素子３６１は、並列共振子３５１および３５２の接続点と基準端子との間に接続されている。インダクタンス素子３６２は、並列共振子３５３と基準端子との間に接続されている。インダクタンス素子３６３は、送信入力端子１０と直列共振子３０１との間に接続されている。インダクタンス素子３６３は、上述した送信側フィルタ１１におけるインダクタンス素子１４１と同様、第３インダクタンス素子である。インダクタンス素子３６３は、送信入力端子３０と並列、つまり、送信入力端子３０と直列共振子３０１との接続経路と基準端子との間に接続されていてもよい。
【００７１】
送信出力端子６３は、共通端子５０（図１参照）に接続されている。また、送信出力端子６３は、直列共振子３０４に接続されており、並列共振子３５１〜３５４のいずれにも直接接続されていない。
【００７２】
［３−２．受信側フィルタの回路構成］
図３Ｂは、本実施の形態に係るマルチプレクサ１を構成するＢａｎｄ２５の受信側フィルタ１２の回路構成図である。図３Ｂに示すように、受信側フィルタ１２は、例えば、縦結合型の弾性表面波フィルタ部を含む。より具体的には、受信側フィルタ１２は、縦結合型フィルタ部２０３と、直列共振子２０１と、並列共振子２５１〜２５３とを備える。
【００７３】
図４は、本実施の形態に係る縦結合型フィルタ部２０３の電極構成を示す概略平面図である。同図に示すように、縦結合型フィルタ部２０３は、ＩＤＴ２１１〜ＩＤＴ２１５と、反射器２２０および２２１と、入力ポート２３０および出力ポート２４０とを備える。
【００７４】
ＩＤＴ２１１〜２１５は、それぞれ、互いに対向する一対のＩＤＴ電極で構成されている。ＩＤＴ２１２および２１４は、ＩＤＴ２１３をＸ軸方向に挟み込むように配置され、ＩＤＴ２１１および２１５は、ＩＤＴ２１２〜２１４をＸ軸方向に挟み込むように配置されている。反射器２２０および２２１は、ＩＤＴ２１１〜２１５をＸ軸方向に挟み込むように配置されている。また、ＩＤＴ２１１、２１３および２１５は、入力ポート２３０と基準端子（グランド）との間に並列接続され、ＩＤＴ２１２および２１４は、出力ポート２４０と基準端子との間に並列接続されている。
【００７５】
また、図３Ｂに示すように、直列共振子２０１、ならびに、並列共振子２５１および２５２は、ラダー型フィルタ部を構成している。
【００７６】
受信入力端子６２は、インダクタンス素子２１（図１参照）を介して共通端子５０（図１参照）に接続されている。また、図３Ｂに示すように、受信入力端子６２は、並列共振子２５１に接続されている。
【００７７】
図３Ｄは、本実施の形態に係るマルチプレクサ１を構成するＢａｎｄ６６の受信側フィルタ１４の回路構成図である。図３Ｄに示すように、受信側フィルタ１４は、直列共振子４０１〜４０５と、並列共振子４５１〜４５４と、整合用のインダクタンス素子４６１とを備える。
【００７８】
直列共振子４０１〜４０５は、受信出力端子４０と受信入力端子６４との間に互いに直列に接続されている。また、並列共振子４５１〜４５４は、受信出力端子４０、受信入力端子６４および直列共振子４０１〜４０５の各接続点と基準端子（グランド）との間に互いに並列に接続されている。直列共振子４０１〜４０５および並列共振子４５１〜４５４の上記接続構成により、受信側フィルタ１４は、ラダー型のバンドパスフィルタを構成している。また、インダクタンス素子４６１は、並列共振子４５２、４５２および４５３の接続点と基準端子との間に接続されている。
【００７９】
受信入力端子６４は、共通端子５０（図１参照）に接続されている。また、図３Ｄに示すように、受信入力端子６４は、直列共振子４０１に接続されており、並列共振子４５１には直接接続されていない。
【００８０】
なお、本実施の形態に係るマルチプレクサ１が備える弾性表面波フィルタにおける共振子および回路素子の配置構成は、上記実施の形態に係る送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１２および１４で例示した配置構成に限定されない。上記弾性表面波フィルタにおける共振子および回路素子の配置構成は、各周波数帯域（Ｂａｎｄ）における通過特性の要求仕様により異なる。上記配置構成とは、例えば、直列共振子および並列共振子の配置数であり、また、ラダー型および縦結合型などのフィルタ構成の選択である。
【００８１】
本実施の形態に係るマルチプレクサ１が備える弾性波フィルタにおける共振子および回路素子の配置構成のうち、本発明の要部特徴は、（１）送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１２および１４のそれぞれは、直列共振子および並列共振子の少なくとも１つを備え、（２）一の弾性波フィルタである受信側フィルタ１２の受信入力端子６２は、インダクタンス素子２１を介して共通端子５０に接続され、かつ、並列共振子２５１と接続され、（３）受信側フィルタ１２以外の弾性波フィルタである送信側フィルタ１１、１３の送信出力端子６１および６３ならびに受信側フィルタ１４の受信入力端子６４は、それぞれ、共通端子５０に接続され、かつ、直列共振子および並列共振子のうち直列共振子１０５、３０４および４０５と接続されている、ことである。
【００８２】
つまり、本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性表面波フィルタと、アンテナ素子２との接続経路と基準端子との間にインダクタンス素子３１が接続される共通端子５０と、共通端子５０と一の弾性波フィルタである受信側フィルタ１２の受信入力端子６２との間に直列に接続されたインダクタンス素子２１とを備える。
【００８３】
ここで、複数の弾性表面波フィルタのそれぞれは、圧電基板５上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、圧電基板５上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備える。また、複数の弾性表面波フィルタのうち、受信側フィルタ１２の受信入力端子６２は、インダクタンス素子２１を介して共通端子５０に接続され、かつ、並列共振子２５１と接続される。一方、送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１４の送信出力端子６１および６３ならびに受信入力端子６４は、それぞれ、共通端子５０に接続され、かつ、直列共振子１０５、３０４および４０１と接続され、並列共振子と接続されていない。
【００８４】
また、インダクタンス素子３１は共通端子５０とアンテナ素子２との接続経路と基準端子との間に接続され、共通端子５０とアンテナ素子２との間に直列に接続されないので、各フィルタに直列に接続される抵抗成分はないため、インピーダンス整合におけるインダクタンス素子３１のＱ値の影響は少ない。したがって、上記要部特徴を有するマルチプレクサ１によれば、Ｑ値が低いインダクタンス素子を用いた場合であっても、マルチプレクサを構成する各フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することが可能となる。
【００８５】
［３−３．各フィルタおよびインダクタンス素子の配置構成］
図５Ａは、本実施の形態に係るマルチプレクサの送信側フィルタおよび受信側フィルタの配置の一例を示す平面図である。図５Ｂは、本実施の形態に係るマルチプレクサの送信側フィルタおよび受信側フィルタの配置の一例を示す断面図である。図５Ｂは、図５ＡにおけるVB−VB線における断面図である。
【００８６】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、マルチプレクサ１では、送信側フィルタ１１および１３のそれぞれを構成する圧電基板１１ａおよび１３ａと受信側フィルタ１２および１４のそれぞれを構成する圧電基板１２ａおよび１４ａとは、実装基板６の上に実装されている。
【００８７】
より具体的には、圧電基板１１ａ、１２ａ、１３ａおよび１４ａは、図５Ｂに示すように、実装基板６の上にはんだ７により実装されている。
【００８８】
また、共通端子５０は、図５Ａに示すように、実装基板６の圧電基板１１ａ、１２ａ、１３ａおよび１４ａが実装される面と反対側の面において、実装基板６の一端に近い側に配置されている。そして、圧電基板１１ａおよび１４ａは、共通端子５０に最も近い一端側に、共通端子５０を挟んで並んで配置されている。また、圧電基板１２ａおよび１３ａは、共通端子５０に最も近い一端と対向する他端側に並んで配置されている。つまり、圧電基板１１ａおよび１４ａは、圧電基板１２ａおよび１４ａよりも共通端子５０に近い位置に配置されている。なお、圧電基板１１ａ、１２ａ、１３ａおよび１４ａは、図５Ａに示す配置関係に限らず、他の配置関係となるように配置されてもよい。
【００８９】
また、実装基板６の上には、圧電基板１１ａ、１２ａ、１３ａおよび１４ａを覆うように、封止樹脂８が配置されている。封止樹脂８は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性の樹脂により構成されている。
【００９０】
図６Ａ〜図６Ｄは、本実施の形態に係るマルチプレクサ１におけるインダクタンス素子２１およびインダクタンス素子３１の配置を示すための、実装基板６の一の層および他の層における平面図である。
【００９１】
実装基板６は、プリント基板が複数層積層された構成を有している。複数層のプリント基板には、配線パターンおよびビアが形成されている。例えば、実装基板６は、図６Ａ〜図６Ｄに示すように、第１層６ａ、第２層６ｂ、第３層６ｃおよび第４層６ｄを含んでいる。第１層６ａには配線パターン７ａおよびビア８ａ、第２層６ｂには配線パターン７ｂおよびビア８ｂ、第３層６ｃには配線パターン７ｃおよびビア８ｃ、第４層６ｄには配線パターン７ｄおよびビア８ｄが形成されている。
【００９２】
また、実装基板６には、インダクタンス素子２１およびインダクタンス素子３１が内蔵されている。また、実装基板６には、送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１４を構成するインダクタンス素子が内蔵されている。図６Ｂ〜図６Ｄに示すように、第２層６ｂ、第３層６ｃおよび第４層６ｄには、インダクタンス素子２１および３１の一部がそれぞれ配線パターンとして形成されている。第２層６ｂ、第３層６ｃおよび第４層６ｄを積層し、第２層６ｂと第３層６ｃ、および、第３層６ｃと第４層６ｄにおけるインダクタンス素子２１および３１の配線パターンをそれぞれ接続することにより、インダクタンス素子２１および３１が形成される。
【００９３】
ここで、インダクタンス素子２１および３１は、図６Ｂ〜図６Ｄに示すように、インダクタンス素子２１および３１をそれぞれ構成する配線の巻き方向が同一となるように形成されている。インダクタンス素子２１および３１を構成する配線の巻き方向とは、実装基板６を第１層側から平面視したときに、第１層６ａ側から第４層６ｄ側へインダクタンス素子２１および３１のそれぞれを構成する配線パターンを辿ったときに、当該配線パターンが巻き回される方向（時計回り又は反時計回り）のことをいう。これにより、インダクタンス素子２１および３１には相互インダクタンスが発生するので、実装基板６において、平面視したときのインダクタンス素子２１および３１それぞれの占める面積を狭小化することができる。
【００９４】
［４．弾性表面波フィルタの動作原理］
ここで、本実施の形態に係るラダー型の弾性表面波フィルタの動作原理について説明する。
【００９５】
例えば、図３Ａに示された並列共振子１５１〜１５４は、それぞれ、共振特性において共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐ（＞ｆｒｐ）を有している。また、直列共振子１０１〜１０５は、それぞれ、共振特性において共振周波数ｆｒｓおよび反共振周波数ｆａｓ（＞ｆｒｓ＞ｆｒｐ）を有している。なお、直列共振子１０１〜１０５の共振周波数ｆｒｓは、略一致するように設計されるが、必ずしも一致していない。また、直列共振子１０１〜１０５の反共振周波数ｆａｓ、並列共振子１５１〜１５４の共振周波数ｆｒｐ、および、並列共振子１５１〜１５４の反共振周波数ｆａｐについても同様であり、必ずしも一致していない。
【００９６】
ラダー型の共振子によりバンドパスフィルタを構成するにあたり、並列共振子１５１〜１５４の反共振周波数ｆａｐと直列共振子１０１〜１０５の共振周波数ｆｒｓとを近接させる。これにより、並列共振子１５１〜１５４のインピーダンスが０に近づく共振周波数ｆｒｐ近傍は、低域側阻止域となる。また、これより周波数が増加すると、反共振周波数ｆａｐ近傍で並列共振子１５１〜１５４のインピーダンスが高くなり、かつ、共振周波数ｆｒｓ近傍で直列共振子１０１〜１０５のインピーダンスが０に近づく。これにより、反共振周波数ｆａｐ〜共振周波数ｆｒｓの近傍では、送信入力端子１０から送信出力端子６１への信号経路において信号通過域となる。さらに、周波数が高くなり、反共振周波数ｆａｓ近傍になると、直列共振子１０１〜１０５のインピーダンスが高くなり、高周波側阻止域となる。つまり、直列共振子１０１〜１０５の反共振周波数ｆａｓを、信号通過域外のどこに設定するかにより、高周波側阻止域における減衰特性の急峻性が大きく影響する。
【００９７】
送信側フィルタ１１において、送信入力端子１０から高周波信号が入力されると、送信入力端子１０と基準端子との間で電位差が生じ、これにより、圧電基板５が歪むことでＸ方向に伝搬する弾性表面波が発生する。ここで、ＩＤＴ電極１０１ａおよび１０１ｂのピッチλと、通過帯域の波長とを略一致させておくことにより、通過させたい周波数成分を有する高周波信号のみが送信側フィルタ１１を通過する。
【００９８】
以下、本実施の形態に係るマルチプレクサ１の高周波伝送特性およびインピーダンス特性について、比較例に係るマルチプレクサと比較しながら説明する。
【００９９】
［５．マルチプレクサの高周波伝送特性］
以下、本実施の形態に係るマルチプレクサ１の高周波伝送特性を、比較例に係るマルチプレクサの高周波伝送特性と比較しながら説明する。
【０１００】
比較例に係るマルチプレクサの構成は、図１に示した本実施の形態に係るマルチプレクサ１と比較して、共通端子５０とアンテナ素子２との接続経路と基準端子であるグランドとの間にインダクタンス素子３１が接続されておらず、代わりに共通端子５０とアンテナ素子２の間に直列にインダクタンス素子が接続された構成である。
【０１０１】
図７Ａは、本実施の形態および比較例に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタ１１の通過特性を比較したグラフである。図７Ｂは、本実施の形態および比較例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ１２の通過特性を比較したグラフである。図７Ｃは、本実施の形態および比較例に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタ１３の通過特性を比較したグラフである。図７Ｄは、本実施の形態および比較例に係るＢａｎｄ６６の受信側フィルタ１４の通過特性を比較したグラフである。
【０１０２】
図７Ａ〜図７Ｄより、Ｂａｎｄ２５の送信側および受信側、ならびに、Ｂａｎｄ６６の送信側および受信側において、本実施の形態に係るマルチプレクサ１の通過帯域内の挿入損失が比較例にかかるマルチプレクサの通過帯域内の挿入損失よりも優れていることが解る。さらに、本実施の形態に係るマルチプレクサ１では、Ｂａｎｄ２５の送信側および受信側、ならびに、Ｂａｎｄ６６の受信側の全ての周波数帯域において、通過帯域内の要求仕様（送信側挿入損失２．０ｄＢ以下、および、受信側挿入損失３．０ｄＢ以下）を満足していることが解る。
【０１０３】
一方、比較例に係るマルチプレクサでは、Ｂａｎｄ２５の送信側および受信側において、通過帯域内の要求仕様を満足していないことが解る。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態に係るマルチプレクサ１によれば、対応すべきバンド数およびモード数が増加しても、それらを構成する各フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することが可能となる。
【０１０５】
以下、本実施の形態に係るマルチプレクサ１が通過帯域内の低損失性を実現できる理由を含め、マルチプレクサ１におけるインピーダンス整合について説明する。
【０１０６】
［６．マルチプレクサにおけるインピーダンス整合］
図８Ａおよび図８Ｂは、それぞれ、本実施の形態に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタ１１単体の送信出力端子６１から見た複素インピーダンス、および、受信側フィルタ１２単体の受信入力端子６２から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。また、図８Ｃおよび図８Ｄは、それぞれ、本実施の形態に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタ１３単体の送信出力端子６３から見た複素インピーダンス、および、受信側フィルタ１４単体の受信入力端子６４から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【０１０７】
本実施の形態に係るマルチプレクサ１では、送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１４単体でのインピーダンス特性においては、通過帯域外の周波数領域における複素インピーダンスがオープン側に来るように設計される。具体的には、図８Ａにおける、インダクタンス素子２１が接続されていない送信側フィルタ１１の通過帯域外領域ＢＯＵＴ１１、図８Ｃにおける、インダクタンス素子２１が接続されていない送信側フィルタ１３の通過帯域外領域ＢＯＵＴ１３、および、図８Ｄにおける、インダクタンス素子２１が接続されていない受信側フィルタ１４の通過帯域外領域ＢＯＵＴ１４の複素インピーダンスを、略オープン側に配置している。これらの複素インピーダンス配置を実現するため、上記３つのフィルタの、共通端子５０に接続される共振子を、並列共振子ではなく直列共振子としている。
【０１０８】
一方、インダクタンス素子２１が接続されている受信側フィルタ１２では、共通端子５０に接続される共振子を、並列共振子としている。このため、図８Ｂに示すように、受信側フィルタ１４の通過帯域外領域ＢＯＵＴ１２の複素インピーダンスを、略ショート側に配置している。通過帯域外領域ＢＯＵＴ１２をショート側に配置した目的については後述する。
【０１０９】
また、図９は、本実施の形態に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ１２以外の全てのフィルタを共通端子５０で並列接続した回路単体の共通端子５０から見た複素インピーダンスを表すスミスチャート（左側）、および、本実施の形態に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ１２とインダクタンス素子２１とが直列接続された回路単体の共通端子５０から見た複素インピーダンスを表すスミスチャート（右側）である。
【０１１０】
図９に示すように、インダクタンス素子２１と受信側フィルタ１２の入力端子とが直列接続された状態で、インダクタンス素子２１を介して受信側フィルタ１２単体を見た場合の、所定の通過帯域における複素インピーダンスと、送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１４の入力端子および出力端子のうちアンテナ素子２に近い方の端子が共通端子５０と接続された状態で、共通端子５０と接続された上記端子側から送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１４を見た場合の、上記所定の通過帯域における複素インピーダンスとは、概ね複素共役に近い関係にあることが解る。つまり、上記２つの複素インピーダンスを合成すれば、インピーダンス整合がとれ、合成された回路の複素インピーダンスが特性インピーダンス付近に来ることとなる。
【０１１１】
なお、２つの回路の複素インピーダンスが複素共役の関係にあるとは、互いの複素インピーダンスの複素成分の正負が反転している関係を含み、複素成分の絶対値が等しい場合に限定されない。つまり、本実施の形態における複素共役の関係とは、一方の回路の複素インピーダンスが容量性（スミスチャートの下半円）に位置し、他方の回路の複素インピーダンスが誘導性（スミスチャートの上半円）に位置するような関係も含まれる。
【０１１２】
ここで、図８Ｂに示したように、受信側フィルタ１２の通過帯域外領域ＢＯＵＴ１２の複素インピーダンスを略ショート側に配置した目的は、通過帯域外領域ＢＯＵＴ１２（送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１４の通過帯域）の複素インピーダンスを、インダクタンス素子２１により、上記複素共役の関係を有する位置にシフトさせるためである。なお、このときのインダクタンス素子２１のインダクタンス値は、例えば、５．９ｎＨである。
【０１１３】
仮に、受信側フィルタ１２の通過帯域外領域ＢＯＵＴ１２がオープン側に位置する場合には、より大きなインダクタンス値を有するインダクタンス素子２１により、通過帯域外領域ＢＯＵＴ１２を上記複素共役の関係を有する位置にシフトさせなければならない。インダクタンス素子２１は、受信側フィルタ１２に直列接続されているので、インダクタンス値が大きければ大きいほど受信側フィルタ１２の通過帯域内の挿入損失が悪化してしまう。そこで、本実施の形態に係る受信側フィルタ１２のように、並列共振子２５１を利用して通過帯域外領域ＢＯＵＴ１２の複素インピーダンスをショート側に配置させることにより、インダクタンス素子２１のインダクタンス値を小さくできるので、通過帯域内の挿入損失を低減することが可能となる。
【０１１４】
図１０Ａは、本実施の形態に係るマルチプレクサ１を共通端子５０から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。つまり、図１０Ａに示された複素インピーダンスは、図９に示された２つの回路を合成したマルチプレクサの共通端子５０から見た複素インピーダンスを表している。図９に示された２つの回路の複素インピーダンスを、互いに複素共役となる関係に配置したことにより、合成された回路の複素インピーダンスは、４つの通過帯域において特性インピーダンスに接近したものとなっており、インピーダンス整合が実現されている。
【０１１５】
図１０Ｂは、本実施の形態に係るマルチプレクサ１の共通端子５０とアンテナ素子２との接続経路と基準端子との間にインダクタンス素子３１を接続した場合の、アンテナ素子２側から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。図１０Ａに示されたように、互いに複素共役となる関係に配置された２つの回路を合成した回路では、複素インピーダンスが特性インピーダンスから容量性側かつショート側へずれている。
【０１１６】
これに対して、共通端子５０とアンテナ素子２との接続経路と基準端子との間にインダクタンス素子３１を接続することにより、共通端子５０から見たマルチプレクサ１の複素インピーダンスを調整する。なお、このときのインダクタンス素子３１のインダクタンス値は、例えば、５．６ｎＨである。
【０１１７】
ここで、共通端子５０とアンテナ素子２との接続経路と基準端子との間にインダクタンス素子３１を接続することによりインピーダンス整合を行うことができる範囲について説明する。図１１は、本実施の形態に係るマルチプレクサの共通端子とアンテナ素子との接続経路と基準端子との間にインダクタンス素子３１を接続した場合の、アンテナ素子側から見た複素インピーダンスの範囲を表すスミスチャートである。
【０１１８】
共通端子５０とアンテナ素子２との接続経路と基準端子との間にインダクタンス素子３１を接続することによりインピーダンス整合を行うことができる範囲は、図１１に示す領域Ｐの範囲に限られる。具体的には、インピーダンス整合を行うことができる範囲は、特性インピーダンスから容量性側かつショート側へずれた領域Ｐである。この領域Ｐにある複素インピーダンスは、インダクタンス素子３１を接続することにより、後述するように、スミスチャートにおいて反時計回りで特性インピーダンスに近づく動きをするため、マルチプレクサ１を構成する各フィルタの挿入損失を損なうことなく、容易に各フィルタの通過帯域における複素インピーダンスを特性インピーダンスに一致させることが可能となる。
【０１１９】
なお、図１１において、領域Ｐの左上の境界線付近は、後述する特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］の実部Ｒが４０Ωのとき、領域Ｐの右下の境界線付近は、特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］の実部Ｒが６０Ωのときを示している。
【０１２０】
ここで、領域Ｐに含まれる複素インピーダンスの値について、以下具体的に説明する。
【０１２１】
図１２は、本実施の形態に係るマルチプレクサにおいて、特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］の実部Ｒを変更したときの送信側フィルタ１１の挿入損失を示す図である。送信側フィルタ１１の挿入損失は、マルチプレクサ１においてパワーアンプ（図示せず）の消費電力の低減およびフィルタの耐電力性の向上の点から、２ｄＢ以下であることが好ましい。ここで、図１２によると、挿入損失が２ｄＢ以下となる特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］の実部Ｒの値は、およそ３８Ω〜６２Ω程度となる。したがって、特性インピーダンスＲ＋ｊＸの実部Ｒが少なくとも４０Ω以上６０Ω以下（４０≦Ｒ≦６０）であれば、挿入損失は２ｄＢ以下となるといえる。
【０１２２】
次に、特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］の実部Ｒを４０Ω以上６０Ω以下の範囲としたときの、特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］の虚部Ｘの値の範囲について説明する。図１３Ａ〜１３Ｃは、本実施の形態に係るマルチプレクサにおいて、特性インピーダンスの実部Ｒをそれぞれ４０Ω、５０Ωおよび６０Ωとしフィルタの容量値を変更したときの、マルチプレクサ１の共通端子５０から見た複素インピーダンスを説明するスミスチャートである。
【０１２３】
特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］の実部Ｒを４０Ω、５０Ω、６０Ωとしたときのそれぞれでフィルタの容量値を５種類に変化させたときの特性インピーダンスの変化を確認したところ、図１３Ａ〜図１３Ｃに示すような軌跡をたどることがわかった。図１３Ａ〜図１３Ｃのそれぞれにおいて、最もショート側に示される軌跡は最もインダクタンス値が小さい場合であり、オープン側に行くにつれてインダクタンス値を大きくした場合の軌跡を示している。その軌跡の範囲で特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］の虚部Ｘの値を確認したところ、最も小さいところで−４０Ωであった。また、インダクタンス素子３１を共通端子５０とアンテナ素子２との接続経路と基準端子との間に接続してインピーダンス整合を取るため、特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］の虚部Ｘの値は０Ω未満である。つまり、特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］の虚部Ｘの値は、−４０Ω以上０Ω未満（−４０≦Ｘ＜０）となる。
【０１２４】
したがって、インダクタンス素子３１を共通端子５０とアンテナ素子２との接続経路と基準端子との間に接続してインピーダンス整合を取ることを前提に考えると、必要な挿入損失を得るためには、共通端子５０で共通化した全フィルタの共通端子５０側からみた特性インピーダンスＲ＋ｊＸ［Ω］は、４０≦Ｒ≦６０、かつ、−４０≦Ｘ＜０の範囲とするのが好ましい。これにより、送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１２、１４の挿入損失を悪化させることなく、インピーダンス整合を取ることができる。
【０１２５】
［７．まとめ］
以上、本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、（１）受信側フィルタ１２と共通端子５０との間にインダクタンス素子２１が直列接続されており、（２）共通端子５０とアンテナ素子２との間の接続経路と基準端子との間にインダクタンス素子３１が接続されており、（３）受信側フィルタ１２の受信入力端子６２には並列共振子２５１が接続されており、（４）送信側フィルタ１１の送信出力端子６１、送信側フィルタ１３の送信出力端子６３および受信側フィルタ１４の受信入力端子６４にはそれぞれ直列共振子１０５、３０４、４０５が接続されている。
【０１２６】
これによれば、インダクタンス素子２１と受信側フィルタ１２とが直列接続された回路単体の共通端子５０から見た複素インピーダンスと、受信側フィルタ１２以外の全てのフィルタを共通端子５０で並列接続した回路単体の共通端子５０から見た複素インピーダンスとを、複素共役の関係にすることができる。これにより、上記２つの回路が合成された回路を有するマルチプレクサ１の共通端子５０から見た複素インピーダンスを、通過帯域内の低損失性を確保しつつ容易に特性インピーダンスと整合させることが可能となる。また、共通端子５０とアンテナ素子２との間の接続経路と基準端子との間にインダクタンス素子３１を接続することにより、マルチプレクサ１の共通端子５０から見た複素インピーダンスを、誘導性側へと調整することが可能となる。
【０１２７】
また、インダクタンス素子３１は共通端子５０とアンテナ素子２との接続経路と基準端子との間に接続され、共通端子５０とアンテナ素子２との間に直列に接続されないので、各フィルタに直列に接続される抵抗成分はないため、インピーダンス整合におけるインダクタンス素子３１のＱ値の影響は少ない。したがって、Ｑ値が低いインダクタンス素子を用いた場合であっても、マルチプレクサを構成する各弾性波フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することができる。
【０１２８】
（実施の形態２）
上述したマルチプレクサ１において、複数の弾性波フィルタ１１〜１４のうちの送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１４のうち、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４は、実装基板内の配線長が最も短く、送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１４のうち、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３は、実装基板内の配線長が最も長い構成としてもよい。なお、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４は第１フィルタ、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３は第２フィルタである。
【０１２９】
上述したマルチプレクサ１では、図５Ａに示したように、圧電基板１１ａ、１２ａ、１３ａおよび１４ａは、実装基板６の上に実装されている。より具体的には、圧電基板１１ａおよび１４ａは、共通端子５０に最も近い一端側に、共通端子５０を挟んで並んで配置されている。また、圧電基板１２ａおよび１３ａは、共通端子５０に最も近い一端と対向する他端側に並んで配置されている。つまり、圧電基板１１ａおよび１４ａは、圧電基板１２ａおよび１４ａよりも共通端子５０に近い位置に配置されている。
【０１３０】
この配置により、図６Ａに示すように、実装基板６において、共通端子５０が配置された一端に近い側に配置される圧電基板１４ａから共通端子５０に接続されるビア８ａまでの配線の長さは、圧電基板１３ａから共通端子５０に接続されるビア８ａまでの配線の長さよりも短くなる。つまり、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４と共通端子５０との間の配線の長さは、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３と共通端子５０との間の配線の長さよりも短い。
【０１３１】
これにより、マルチプレクサ１では、以下に説明するように、アンテナ２に接続される共通端子５０におけるインピーダンス整合、および、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４の挿入損失を良好にすることができる。
【０１３２】
以下、受信側フィルタ１４と共通端子５０との間の配線の長さを送信側フィルタ１３と共通端子５０との間の配線の長さよりも短くした場合の効果について説明する。以下では、比較例としてマルチプレクサ１ａを挙げ、マルチプレクサ１とマルチプレクサ１ａとを比較しながら説明する。
【０１３３】
はじめに、比較例に係るマルチプレクサ１ａの構成について、マルチプレクサ１と異なる点を説明する。図１４は、比較例に係るマルチプレクサ１ａの送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１２、１４を構成する圧電基板１１ａ、１３ａおよび１２ａ、１４ａの配置の一例を示す平面図である。図１５Ａ〜図１５Ｄは、比較例に係るマルチプレクサ１ａにおける配線パターンを示すための、実装基板の一の層および他の層における平面図である。
【０１３４】
マルチプレクサ１ａがマルチプレクサ１と異なる点は、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４と共通端子５０との間の配線の長さが、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３と共通端子５０との間の配線の長さよりも長くなっている点である。
【０１３５】
詳細には、マルチプレクサ１ａでは、送信側フィルタ１１および１３のそれぞれを構成する圧電基板１１ａおよび１３ａと、受信側フィルタ１２および１４のそれぞれを構成する圧電基板１２ａおよび１４ａとは、実装基板６の上に実装されている。実装基板６は、図１５Ａ〜図１５Ｄに示すように、第１層６ａ、第２層６ｂ、第３層６ｃおよび第４層６ｄを含んでいる。第１層６ａには配線パターン７ａおよびビア８ａ、第２層６ｂには配線パターン７ｂおよびビア８ｂ、第３層６ｃには配線パターン７ｃおよびビア８ｃ、第４層６ｄには配線パターン７ｄおよびビア８ｄが形成されている。
【０１３６】
ここで、マルチプレクサ１ａでは、図１４に示したように、圧電基板１２ａおよび１３ａは、実装基板６において共通端子５０に最も近い一端側に、共通端子５０を挟んで並んで配置されている。また、圧電基板１１ａおよび１４ａは、実装基板６において共通端子５０に最も近い一端と対向する他端側に並んで配置されている。つまり、圧電基板１２ａおよび１３ａは、圧電基板１１ａおよび１４ａよりも共通端子５０に近い位置に配置されている。
【０１３７】
この配置により、図１５Ａに示す第１層６ａにおいて、実装基板６の共通端子５０が配置された一端に近い側に配置される圧電基板１３ａから共通端子５０に接続されるビア８ａまでの配線の長さは、圧電基板１４ａから共通端子５０に接続されるビア８ａまでの配線の長さよりも短くなっている。つまり、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４と共通端子５０との間の配線の長さは、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３と共通端子５０との間の配線の長さよりも長くなっている。
【０１３８】
図１６Ａは、本実施の形態および比較例に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタ１１の通過特性を比較したグラフである。図１６Ｂは、本実施の形態および比較例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ１２の通過特性を比較したグラフである。図１６Ｃは、本実施の形態および比較例に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタ１３の通過特性を比較したグラフである。図１６Ｄは、本実施の形態および比較例に係るＢａｎｄ６６の受信側フィルタ１４の通過特性を比較したグラフである。
【０１３９】
図１６Ａ〜図１６Ｄに示すように、マルチプレクサ１ａに対してマルチプレクサ１では、通過特性が良好になっている。特に、中心周波数が最も高いＢａｎｄ６６の受信側フィルタ１４では、挿入損失が低減し、良好になっていることがわかる。また、中心周波数が最も低いＢａｎｄ６６の送信側フィルタ１３では、本実施の形態に係るマルチプレクサ１と比較例に係るマルチプレクサ１ａとでは挿入損失にはほとんど差が見られない。また、Ｂａｎｄ２５の送信フィルタ１１および受信フィルタ１２についても、挿入損失が低減し、通過特性が良好になっていることがわかる。
【０１４０】
図１７Ａおよび図１７Ｂは、それぞれ、マルチプレクサ１および１ａにおけるＢａｎｄ２５の送信側フィルタ１１単体の送信出力端子６１から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。図１８Ａおよび図１８Ｂは、それぞれ、マルチプレクサ１および１ａにおけるＢａｎｄ２５の受信側フィルタ１２単体の受信入力端子６２から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。図１９Ａおよび図１９Ｂは、それぞれ、マルチプレクサ１および１ａにおけるＢａｎｄ６６の送信側フィルタ１３単体の送信出力端子６３から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。図２０Ａおよび図２０Ｂは、それぞれ、マルチプレクサ１および１ａにおけるＢａｎｄ６６の受信側フィルタ１４単体の受信入力端子６４から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【０１４１】
図１７Ｂ、図１８Ｂ、図１９Ｂおよび図２０Ｂに示す比較例に係るマルチプレクサ１ａと比較して、図１７Ａ、図１８Ａ、図１９Ａおよび図２０Ａに示すマルチプレクサ１では、送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１２、１４それぞれの共通端子５０側から見た複素インピーダンスが、スミスチャートの中央部に示される特性インピーダンス（５０Ω）に近い位置に示されていることがわかる。したがって、マルチプレクサ１の方がマルチプレクサ１ａよりもインピーダンス整合が良好に取れていることがわかる。
【０１４２】
このように、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４と共通端子５０との間の配線の長さを、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３と共通端子５０との間の配線の長さよりも短くすることより、マルチプレクサ１では、共通端子５０におけるインピーダンス整合、および、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４の挿入損失を良好にすることができる。
【０１４３】
以下、その理由について図２１を用いて説明する。図２１は、共通端子５０と送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１２、１４の各フィルタとの間の配線の長さを変更したときの、マルチプレクサ１の共通端子５０から見た複素インピーダンスの動きを説明するスミスチャートである。
【０１４４】
送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１２、１４の各フィルタと共通端子５０とを接続する配線を実装基板６内に設けると、当該配線のインダクタンス成分によって、送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１２、１４の各フィルタの共通端子５０側から見たインピーダンスは変化する。具体的には、共通端子５０側から見た複素インピーダンスをスミスチャートに示した場合、図２１に示す矢印のように、共通端子５０側から見た複素インピーダンスは時計回りに変化する。この変化量は、送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１２、１４の各フィルタと共通端子５０との間の配線の長さが同一であっても、フィルタの中心周波数が高いほど大きくなる。
【０１４５】
比較例に係るマルチプレクサ１ａでは、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４と共通端子５０との間の配線の長さは、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３と共通端子５０との間の配線の長さよりも長いため、共通端子５０側から見た受信側フィルタ１４の複素インピーダンスの変化量は大きくなる。そのため、共通端子５０側から見た受信側フィルタ１４の複素インピーダンスと、共通端子５０側から見た送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１２の各フィルタの複素インピーダンスとのずれ量は大きくなる。したがって、共通端子５０側から見たマルチプレクサ１ａの複素インピーダンスを特性インピーダンスと整合させることが難しくなる。
【０１４６】
これに対し、本実施の形態に係るマルチプレクサ１では、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４と共通端子５０との間の配線の長さは、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３の配線の長さよりも短い。したがって、共通端子５０側から見た受信側フィルタ１４の複素インピーダンスと、共通端子５０側から見た送信側フィルタ１１、１３および受信側フィルタ１２の各フィルタの複素インピーダンスとのずれ量は小さく、共通端子５０におけるインピーダンス整合は、マルチプレクサ１ａと比較して改善する。つまり、共通端子５０側から見たマルチプレクサ１の複素インピーダンスを特性インピーダンスと容易に整合させることができる。
【０１４７】
特に、図１６Ｄに示したように、マルチプレクサ１では、マルチプレクサ１ａよりも、中心周波数が最も高いＢａｎｄ６６の受信側フィルタ１４の挿入損失が良好となっている。これは、中心周波数が最も低いフィルタであれば配線が長くなっても挿入損失への影響が小さいが、中心周波数が最も高いフィルタであれば、配線の長さが挿入損失に敏感に影響するためである。
【０１４８】
したがって、本実施の形態に係るマルチプレクサ１のように、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４の配線の長さを短く、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３の配線長さを長くすることにより、アンテナ２に接続される共通端子５０におけるインピーダンス整合が良好で、かつ、中心周波数が最も高い受信側フィルタ１４の挿入損失が良好なマルチプレクサを実現することができる。
【０１４９】
また、図２２は、本実施の形態および比較例に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタ１３の通過特性を比較したグラフである。中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３の配線の長さが長い場合、図２２に示すように、実装基板６内のインダクタンス成分と実装基板６内で自然に生じるキャパシタンス成分によって通過帯域高周波側に発生する減衰極の周波数は、低周波数側に移動する。これにより、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３と、送信側フィルタ１３よりも中心周波数の高い他のフィルタとの間のアイソレーション特性を改善することができる。
【０１５０】
なお、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３と共通端子５０との間の配線の長さが長すぎると、当該配線はλ／４の伝送線路となり、定在波が発生する。したがって、実装基板６内に配置される、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３と共通端子５０との間の配線の長さは、λ／４未満としてもよい。これにより、中心周波数が最も低い送信側フィルタ１３と共通端子５０との間の配線において定在波が発生するのを抑制することができる。
【０１５１】
（その他の変形例など）
以上、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサについて、クワッドプレクサを含むマルチプレクサを挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。例えば、上記実施の形態に次のような変形を施した態様も、本発明に含まれ得る。
【０１５２】
例えば、実施の形態１および２に係る圧電基板５の圧電膜５３は、５０°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３単結晶を使用したものであるが、単結晶材料のカット角はこれに限定されない。つまり、ＬｉＴａＯ３基板を圧電基板として用いて、実施の形態に係るマルチプレクサを構成する弾性表面波フィルタの圧電基板のカット角は、５０°Ｙであることに限定されない。上記以外のカット角を有するＬｉＴａＯ３圧電基板を用いた弾性表面波フィルタであっても、同様の効果を奏することが可能となる。
【０１５３】
また、本発明に係るマルチプレクサ１は、さらに、アンテナ素子２と共通端子５０との間の経路とグランドとの間に接続されたインダクタンス素子３１を備えてもよい。例えば、本発明に係るマルチプレクサ１は、高周波基板上に、上述した特徴を有する複数の弾性波フィルタと、チップ上のインダクタンス素子２１および３１とが実装された構成を有していてもよい。
【０１５４】
また、インダクタンス素子２１および３１は、例えば、チップインダクタであってもよく、また、高周波基板の導体パターンにより形成されたものであってもよい。
【０１５５】
また、本発明に係るマルチプレクサは、実施の形態１および２のようなＢａｎｄ２５＋Ｂａｎｄ６６のクワッドプレクサに限られない。
【０１５６】
図１４Ａは、実施の形態１および２の変形例１に係るマルチプレクサの構成を示す図である。例えば、本発明に係るマルチプレクサは、図１４Ａに示すように、送信帯域および受信帯域を有するＢａｎｄ２５、Ｂａｎｄ６６およびＢａｎｄ３０を組み合わせたシステム構成に適用される、６つの周波数帯域を有するヘキサプレクサであってもよい。この場合、例えば、Ｂａｎｄ２５の受信側フィルタに、インダクタンス素子２１が直列接続され、Ｂａｎｄ２５の受信側フィルタの受信入力端子には並列共振子が接続される。さらに、Ｂａｎｄ２５の受信側フィルタ以外の５つのフィルタの共通端子と接続される端子には、直列共振子が接続され並列共振子は接続されない。
【０１５７】
図１４Ｂは、実施の形態１および２の変形例２に係るマルチプレクサの構成を示す図である。例えば、本発明に係るマルチプレクサは、図１４Ｂに示すように、送信帯域および受信帯域を有するＢａｎｄ１、Ｂａｎｄ３およびＢａｎｄ７を組み合わせたシステム構成に適用される、６つの周波数帯域を有するヘキサプレクサであってもよい。この場合、例えば、Ｂａｎｄ１の受信側フィルタに、インダクタンス素子２１が直列接続され、Ｂａｎｄ１の受信側フィルタの受信入力端子には並列共振子が接続される。さらに、Ｂａｎｄ１の受信側フィルタ以外の５つのフィルタの共通端子と接続される端子には、直列共振子が接続され並列共振子は接続されない。
【０１５８】
前述したように、本発明に係るマルチプレクサでは、構成要素である弾性波フィルタの数が多いほど、従来の整合方法により構成されたマルチプレクサと比較して、通過帯域内の挿入損失を低減できる。
【０１５９】
さらに、本発明に係るマルチプレクサは、送受信を行うデュプレクサを複数有する構成でなくてもよい。例えば、本発明に係るマルチプレクサは、複数の送信周波数帯域を有する送信装置として適用できる。つまり、本発明に係るマルチプレクサは、互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を入力し、当該複数の高周波信号をフィルタリングして共通のアンテナ素子から無線送信させる送信装置であって、送信回路から複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の送信用弾性波フィルタと、アンテナ素子との接続経路と基準端子との間に第１インダクタンス素子が接続される共通端子とを備えていてもよい。ここで、複数の送信用弾性波フィルタのそれぞれは、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備える。また、複数の送信用弾性波フィルタのうち、一の送信用弾性波フィルタの出力端子が、当該出力端子および共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して共通端子に接続され、かつ、並列共振子と接続された構成となる。一方、上記一の送信用弾性波フィルタ以外の送信用弾性波フィルタの出力端子は、共通端子に接続され、かつ、直列共振子および並列共振子のうち直列共振子と接続された構成となる。
【０１６０】
さらに、本発明に係るマルチプレクサは、例えば、複数の受信周波数帯域を有する受信装置として適用できる。つまり、互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を、アンテナ素子を介して入力し、当該複数の高周波信号を分波して受信回路へ出力する受信装置であって、アンテナ素子から複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の受信用弾性波フィルタと、アンテナ素子との接続経路と基準端子との間に第１インダクタンス素子が接続される共通端子とを備えてもよい。ここで、複数の受信用弾性波フィルタのそれぞれは、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備える。また、複数の受信用弾性波フィルタのうち、一の受信用弾性波フィルタの入力端子は、当該入力端子および共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して共通端子に接続され、かつ、並列共振子と接続される。一方、上記一の受信用弾性波フィルタ以外の受信用弾性波フィルタの入力端子は、共通端子に接続され、かつ、直列共振子および並列共振子のうち直列共振子と接続されている。
【０１６１】
上記のような構成を有する送信装置または受信装置であっても、実施の形態１および２に係るマルチプレクサ１と同様の効果が奏される。
【０１６２】
また、本発明は、上記のような特徴的な弾性波フィルタおよびインダクタンス素子を備えるマルチプレクサ、送信装置および受信装置だけではなく、このような特徴的な構成要素をステップとしたマルチプレクサのインピーダンス整合方法としても成立する。
【０１６３】
図１５は、実施の形態に係るマルチプレクサのインピーダンス整合方法を説明する動作フローチャートである。
【０１６４】
本発明に係るマルチプレクサのインピーダンス整合方法は、（１）互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタのうち、一の弾性波フィルタ（弾性波フィルタＡ）の入力端子および出力端子の一方から、当該一の弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがショート状態となり、上記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタ（弾性波フィルタＢ）の入力端子および出力端子の一方から、当該弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがオープン状態となるよう、複数の弾性波フィルタを調整するステップ（Ｓ１０）と、（２）上記一の弾性波フィルタ（弾性波フィルタＡ）にフィルタ整合用インダクタンス素子が直列接続された場合の、フィルタ整合用インダクタンス素子側から上記一の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスと、上記一の弾性波フィルタ以外の他の弾性波フィルタ（複数の弾性波フィルタＢ）が共通端子に並列接続された場合の、共通端子側から他の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスとが、複素共役の関係となるように、フィルタ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップ（Ｓ２０）と、（３）フィルタ整合用インダクタンス素子を介して上記一の弾性波フィルタ（弾性波フィルタＡ）が共通端子と接続され、かつ、共通端子に上記他の弾性波フィルタ（複数の弾性波フィルタＢ）が並列接続された合成回路の、共通端子から見た複素インピーダンスが、特性インピーダンスと一致するようアンテナ素子と共通端子との接続経路と基準端子との間に接続されるアンテナ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップ（Ｓ３０）とを含む。そして、（４）複数の弾性波フィルタを調整するステップでは、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを有する上記複数の弾性波フィルタのうち、上記一の弾性波フィルタにおいて、並列共振子がフィルタ整合用インダクタンス素子と接続されるよう並列共振子および直列共振子を配置し、上記他の弾性波フィルタにおいて、並列共振子および直列共振子のうち直列共振子が共通端子と接続されるよう、並列共振子および直列共振子を配置する。
【０１６５】
これにより、Ｑ値が低いインダクタンス素子を用いた場合であっても、各フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することができる。
【０１６６】
また、上記実施の形態では、クワッドプレクサを含むマルチプレクサ、送信装置および受信装置を構成する送信側フィルタおよび受信側フィルタとして、ＩＤＴ電極を有する弾性表面波フィルタを例示した。しかしながら、本発明に係るクワッドプレクサを含むマルチプレクサ、送信装置および受信装置を構成する各フィルタは、直列共振子および並列共振子で構成される弾性境界波やＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタであってもよい。これによっても、上記実施の形態に係る、クワッドプレクサを含むマルチプレクサ、送信装置および受信装置が有する効果と同様の効果が奏される。
【０１６７】
また、上記実施の形態に係るマルチプレクサ１では、受信側フィルタ１２にインダクタンス素子２１が直列接続された構成を例示したが、送信側フィルタ１１および１３、または、受信側フィルタ１４にインダクタンス素子２１が直列接続された構成も本発明に含まれる。つまり、本発明に係るマルチプレクサは、互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタと、アンテナ素子との接続経路に第１インダクタンス素子が直列接続される共通端子と、第２インダクタンス素子とを備え、複数の弾性波フィルタのうち、送信側フィルタの出力端子は、当該出力端子および共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して共通端子に接続され、かつ、並列共振子と接続され、上記送信側フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうちアンテナ素子側の端子は、共通端子に接続され、かつ、直列共振子および並列共振子のうち直列共振子と接続されている構成を有していてもよい。これによっても、対応すべきバンド数およびモード数が増加しても、低損失のマルチプレクサを提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明は、マルチバンド化およびマルチモード化された周波数規格に適用できる低損失のマルチプレクサ、送信装置、および受信装置として、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１６９】
１、１ａ    マルチプレクサ
２    アンテナ素子
５、１１ａ〜１４ａ    圧電基板
６    実装基板
６ａ    第１層（実装基板）
６ｂ    第２層（実装基板）
６ｃ    第３層（実装基板）
６ｄ    第４層（実装基板）
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ    配線パターン
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ    ビア
１０、３０    送信入力端子
１１    送信側フィルタ
１２    受信側フィルタ
１３    送信側フィルタ（第２フィルタ）
１４    受信側フィルタ（第１フィルタ）
２０、４０    受信出力端子
２１    インダクタンス素子（第２インダクタンス素子）
３１    インダクタンス素子（第１インダクタンス素子）
５０    共通端子
５１    高音速支持基板
５２    低音速膜
５３    圧電膜
５４、１０１ａ、１０１ｂ    ＩＤＴ電極
５５    保護層
６１、６３    送信出力端子
６２、６４    受信入力端子
１００    共振子
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、２０１、３０１、３０２、３０３、３０４、４０１、４０２、４０３、４０４、４０５    直列共振子
１１０ａ、１１０ｂ    電極指
１１１ａ、１１１ｂ    バスバー電極
１４１、３６３    インダクタンス素子（第３インダクタンス素子）
１５１、１５２、１５３、１５４、２５１、２５２、２５３、３５１、３５２、３５３、３５４、４５１、４５２、４５３、４５４    並列共振子
１６１、１６２、３６１、３６２、４６１    インダクタンス素子
２０３    縦結合型フィルタ部
２１１、２１２、２１３、２１４、２１５    ＩＤＴ
２２０、２２１    反射器
２３０    入力ポート
２４０    出力ポート
５４１    密着層
５４２    主電極層
【図１】
2018133800.tif 000003
【図２】
2018133800.tif 000004
【図３Ａ】
2018133800.tif 000005
【図３Ｂ】
2018133800.tif 000006
【図３Ｃ】
2018133800.tif 000007
【図３Ｄ】
2018133800.tif 000008
【図４】
2018133800.tif 000009
【図５Ａ】
2018133800.tif 000010
【図５Ｂ】
2018133800.tif 000011
【図６Ａ】
2018133800.tif 000012
【図６Ｂ】
2018133800.tif 000013
【図６Ｃ】
2018133800.tif 000014
【図６Ｄ】
2018133800.tif 000015
【図７Ａ】
2018133800.tif 000016
【図７Ｂ】
2018133800.tif 000017
【図７Ｃ】
2018133800.tif 000018
【図７Ｄ】
2018133800.tif 000019
【図８Ａ】
2018133800.tif 000020
【図８Ｂ】
2018133800.tif 000021
【図８Ｃ】
2018133800.tif 000022
【図８Ｄ】
2018133800.tif 000023
【図９】
2018133800.tif 000024
【図１０Ａ】
2018133800.tif 000025
【図１０Ｂ】
2018133800.tif 000026
【図１１】
2018133800.tif 000027
【図１２】
2018133800.tif 000028
【図１３Ａ】
2018133800.tif 000029
【図１３Ｂ】
2018133800.tif 000030
【図１３Ｃ】
2018133800.tif 000031
【図１４】
2018133800.tif 000032
【図１５Ａ】
2018133800.tif 000033
【図１５Ｂ】
2018133800.tif 000034
【図１５Ｃ】
2018133800.tif 000035
【図１５Ｄ】
2018133800.tif 000036
【図１６Ａ】
2018133800.tif 000037
【図１６Ｂ】
2018133800.tif 000038
【図１６Ｃ】
2018133800.tif 000039
【図１６Ｄ】
2018133800.tif 000040
【図１７Ａ】
2018133800.tif 000041
【図１７Ｂ】
2018133800.tif 000042
【図１８Ａ】
2018133800.tif 000043
【図１８Ｂ】
2018133800.tif 000044
【図１９Ａ】
2018133800.tif 000045
【図１９Ｂ】
2018133800.tif 000046
【図２０Ａ】
2018133800.tif 000047
【図２０Ｂ】
2018133800.tif 000048
【図２１】
2018133800.tif 000049
【図２２】
2018133800.tif 000050
【図２３Ａ】
2018133800.tif 000051
【図２３Ｂ】
2018133800.tif 000052
【図２４】
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