(57)【要約】      （修正有）【課題】弾性波共振器のバルクモードが弾性波フィルタの挿入損失に与える影響を減らすことができるフィルタを提供する。【解決手段】弾性波フィルタは、複数の弾性波共振器２０を含む。複数の弾性波共振器は、第１弾性波共振器２２と、第１弾性波共振器に並列された回路要素２４を含む。回路要素と第１弾性表面波共振器とは共振周波数が異なる。回路要素は、第１弾性波共振器のバルクモードが弾性波フィルタの挿入損失に与える影響を減らすことができる。第１弾性波共振器は、弾性表面波共振器としてよい。回路要素は、第２弾性波共振器又はキャパシタとしてよい。【選択図】図２Ａ
2019205166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性表面波フィルタであって、
無線周波数信号をフィルタリングするべく構成されて第１弾性表面波共振器を含む複数の弾性表面波共振器と、
前記弾性表面波フィルタの一段において前記第１弾性表面波共振器に並列された回路要素と
を含み、
前記回路要素と前記第１弾性表面波共振器とは共振周波数が異なる、弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
前記第１弾性表面波共振器及び前記回路要素は、前記弾性表面波フィルタのシャントアームに含まれる、請求項１の弾性表面波フィルタ。
【請求項３】
前記第１弾性表面波共振器及び前記回路要素は、前記弾性表面波フィルタの直列アームに含まれる、請求項１の弾性表面波フィルタ。
【請求項４】
前記回路要素は、前記弾性表面波共振器の第２弾性表面波共振器である、請求項１の弾性表面波フィルタ。
【請求項５】
前記第２弾性表面波共振器は、前記第１弾性表面波共振器のバルクモード周波数においてインピーダンスを低下させるように配列される、請求項４の弾性表面波フィルタ。
【請求項６】
前記弾性表面波フィルタは、前記第１弾性表面波共振器の共振周波数に対応する第１開放を与え、かつ、前記第２弾性表面波共振器の共振周波数に対応する第２開放を与えるように構成される、請求項４の弾性表面波フィルタ。
【請求項７】
前記回路要素はキャパシタである、請求項１の弾性表面波フィルタ。
【請求項８】
前記キャパシタは、前記第１弾性表面波共振器のバルクモード周波数における周波数成分を通過させるように配列される、請求項７の弾性表面波フィルタ。
【請求項９】
前記第１弾性表面波共振器に並列された第２回路要素をさらに含み、
前記回路要素は、前記弾性表面波共振器の第２弾性表面波共振器であり、
前記第２回路要素はキャパシタである、請求項１の弾性表面波フィルタ。
【請求項１０】
前記第１弾性表面波共振器は温度補償弾性表面波共振器である、請求項１の弾性表面波フィルタ。
【請求項１１】
前記弾性表面波フィルタは、マルチ帯域除去フィルタとして配列される、請求項１の弾性表面波フィルタ。
【請求項１２】
前記弾性表面波フィルタの第２段において前記弾性表面波共振器の第２弾性表面波共振器に並列された第２回路要素をさらに含み、
前記第２回路要素と前記第２弾性表面波共振器とは共振周波数が異なる、請求項１の弾性表面波フィルタ。
【請求項１３】
弾性波フィルタアセンブリであって、
共通ノードに結合された第１弾性波フィルタと、
前記共通ノードに結合された第２弾性波フィルタと
を含み、
前記第２弾性波フィルタは、前記第２弾性波フィルタの一段において回路要素に並列された弾性波共振器を含み、
前記弾性波共振器と前記回路要素とは共振周波数が異なり、
前記第２弾性波フィルタは、前記第２弾性波フィルタの周波数応答において、前記第１弾性波フィルタの通過帯域に関連付けられる周波数を抑制するべく配列される、弾性波フィルタアセンブリ。
【請求項１４】
前記共通ノードに結合された第３弾性波フィルタと、
前記共通ノードに結合された第４弾性波フィルタと
をさらに含む、請求項１３の弾性波フィルタアセンブリ。
【請求項１５】
前記共通ノードに結合された第３弾性波フィルタをさらに含み、
前記第２弾性波フィルタは、前記第２弾性波フィルタの周波数応答において前記第３弾性波フィルタに関連付けられる周波数を抑制するべく配列される、請求項１３の弾性波フィルタアセンブリ。
【請求項１６】
前記回路要素はキャパシタである、請求項１３の弾性波フィルタアセンブリ。
【請求項１７】
前記弾性波共振器は第１弾性表面波共振器であり、
前記回路要素は第２弾性表面波共振器である、請求項１３の弾性波フィルタアセンブリ。
【請求項１８】
前記第２弾性波フィルタはマルチ帯域除去フィルタとして配列され、
前記第２弾性波フィルタは温度補償弾性表面波共振器を含む、請求項１３の弾性波フィルタアセンブリ。
【請求項１９】
前記弾性波共振器及び前記回路要素は、前記第２弾性波フィルタの周波数応答において前記第１弾性波フィルタの通過帯域に関連付けられる周波数を抑制するべく配列される、請求項１３の弾性波フィルタアセンブリ。
【請求項２０】
無線通信デバイスであって、
アンテナと、
前記アンテナに結合されたマルチプレクサと
を含み、
前記マルチプレクサは、共通ノードに結合されて無線周波数信号をフィルタリングするべく配列された複数のフィルタを含み、
前記複数のフィルタは弾性表面波フィルタを含み、
前記弾性表面波フィルタは、
弾性表面波共振器と、
前記弾性表面波フィルタの一段において前記弾性表面波共振器に並列された回路要素と
を含み、
前記回路要素と前記弾性表面波共振器とは共振周波数が異なり、
前記弾性表面波フィルタは、前記弾性表面波フィルタの周波数応答において、前記複数のフィルタの他のフィルタの通過帯域に関連付けられる周波数を抑制するべく配列される、無線通信デバイス。
【請求項２１】
前記弾性表面波フィルタは帯域除去フィルタである、請求項２０の無線通信デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、弾性波共振器を含むフィルタに関する。
【０００２】
優先権出願の相互参照
本願は、２０１８年５月２５日に出願された「回路要素に並列された弾性波フィルタ」との名称の米国仮特許出願第６２／６７６，７１２号の優先権の利益を主張し、その開示は全体がここに参照により組み入れられる。
【背景技術】
【０００３】
弾性波フィルタが、無線周波数信号をフィルタリングするべく配列された複数の弾性波共振器を含み得る。弾性波共振器は、無線周波数信号をフィルタリングするラダー回路として配列することができる。弾性波フィルタの例は、弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタ及びバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタを含む。所定のＳＡＷフィルタは、温度補償を含む。かかるフィルタは、温度補償ＳＡＷ（ＴＣＳＡＷ）フィルタと称される。
【０００４】
無線周波数電子システムには弾性波フィルタを実装することができる。例えば、携帯電話機の無線周波数フロントエンドにおけるフィルタは、弾性波フィルタを含み得る。
【発明の概要】
【０００５】
特許請求の範囲に記載のイノベーションはそれぞれがいくつかの側面を有し、その単独の一つのみが、その所望の属性に対して関与するわけではない。特許請求の範囲を制限することなく、本開示のいくつかの卓越した特徴の概要が以下に記載される。
【０００６】
本開示の一側面は、無線周波数信号をフィルタリングするべく構成された弾性表面波共振器を含む弾性表面波フィルタに関する。弾性表面波共振器は、第１弾性表面波共振器を含む。弾性表面波フィルタは、弾性表面波フィルタの一段において第１弾性表面波共振器に並列された回路要素を含む。回路要素と第１弾性表面波共振器とは共振周波数が異なる。
【０００７】
第１弾性表面波共振器及び回路要素は、弾性表面波フィルタのシャントアームに含まれてよい。第１弾性表面波共振器及び回路要素は、弾性表面波フィルタの直列アームに含まれてよい。
【０００８】
回路要素は、弾性表面波共振器の第２弾性表面波共振器としてよい。第２弾性表面波共振器は、第１弾性表面波共振器のバルクモード周波数においてインピーダンスを低下させるように配列することができる。弾性表面波フィルタは、第１弾性表面波共振器の共振周波数に対応する第１開放を与え、第２弾性表面波共振器の共振周波数に対応する第２開放を与えるように構成することができる。
【０００９】
回路要素はキャパシタとしてよい。キャパシタは、第１弾性表面波共振器のバルクモード周波数における周波数成分を通過させるように配列することができる。
【００１０】
弾性表面波フィルタはさらに、第１弾性表面波共振器に並列された第２回路要素を含んでよい。かかる例において、回路要素は弾性表面波共振器の第２弾性表面波共振器としてよく、第２回路要素はキャパシタとしてよい。
【００１１】
第１弾性表面波共振器は、温度補償弾性表面波共振器としてよい。第１弾性表面波共振器は、圧電層上のインターディジタルトランスデューサ電極と、当該インターディジタルトランスデューサ電極上の当該圧電層に対向する二酸化ケイ素とを含み得る。
【００１２】
弾性表面波フィルタは、マルチ帯域除去フィルタとして配列することができる。
【００１３】
弾性表面波共振器はさらに、弾性表面波フィルタの第２段において弾性表面波共振器の第２弾性表面波共振器に並列された第２回路要素を含み得る。ここで、第２回路要素と第２弾性表面波共振器とは共振周波数が異なる。
【００１４】
本開示の他側面によれば、共通ノードに結合された第１弾性波フィルタと、当該共通ノードに結合された第２弾性波フィルタとを含む弾性波フィルタアセンブリである。第２弾性波フィルタは、第２弾性波フィルタの一段において回路要素に並列された弾性波共振器を含む。弾性波共振器と回路要素とは共振周波数が異なる。第２弾性波フィルタは、当該第２弾性波フィルタの周波数応答において第１弾性波フィルタの通過帯域に関連付けられる周波数を抑制するべく配列される。
【００１５】
弾性波フィルタアセンブリはさらに、共通ノードに結合された第３弾性波フィルタと、当該共通ノードに結合された第４弾性波フィルタとを含み得る。マルチプレクサが、第１弾性波フィルタ及び第２弾性波フィルタを含み得る。かかるマルチプレクサは、例えばクアッドプレクサとしてよい。いくつかの例において、第１弾性波フィルタと共通ノードとの間にスイッチを結合することができる。
【００１６】
第２弾性波フィルタは、マルチ帯域除去フィルタとして配列することができる。第２弾性波フィルタは、温度補償弾性表面波共振器を含み得る。
【００１７】
弾性波フィルタアセンブリはさらに、共通ノードに結合された第３弾性波フィルタを含み得る。ここで、第２弾性波フィルタは、当該第２弾性波フィルタの周波数応答において第３弾性波フィルタに関連付けられる周波数を抑制するべく配列される。
【００１８】
回路要素はキャパシタとしてよい。いくつかの他例において、弾性波共振器は第１弾性表面波共振器としてよく、回路要素は第２弾性表面波共振器である。
【００１９】
弾性波共振器及び回路要素は、第２弾性波フィルタの周波数応答において第１弾性波フィルタの通過帯域に関連付けられる周波数を抑制するべく配列することができる。
【００２０】
本開示の他側面は、アンテナと当該アンテナに結合されたマルチプレクサとを含む無線通信デバイスである。マルチプレクサは、共通ノードに結合されて無線周波数信号をフィルタリングするべく配列された複数のフィルタを含む。複数のフィルタは、弾性表面波フィルタを含み、当該弾性表面波フィルタは、弾性表面波共振器と、当該弾性表面波フィルタの一段において第１弾性表面波共振器に並列された回路要素とを含む。回路要素と弾性表面波共振器とは共振周波数が異なる。弾性表面波フィルタは、当該弾性表面波フィルタの周波数応答において当該複数のフィルタの他のフィルタの通過帯域に関連付けられる周波数を抑制するべく配列される。
【００２１】
弾性表面波フィルタは帯域除去フィルタとしてよい。マルチプレクサは、無線周波数フロントエンドに含まれてよい。マルチプレクサは、ダイバーシティ受信モジュールに含まれてよい。マルチプレクサはクアッドプレクサとしてよい。マルチプレクサはトライプレクサとしてよい。マルチプレクサは、ここに開示される弾性表面波フィルタ及び／又はフィルタアセンブリの一つ以上の適切な特徴を含んでよい。無線通信機器は、例えば携帯電話機としてよい。
【００２２】
本開示をまとめる目的で本イノベーションの所定の側面、利点及び新規な特徴が、ここに記載されてきた。かかる利点の必ずしもすべてが、いずれかの特定の実施形態において達成されるというわけではない。よって、本イノベーションは、ここに教示される一つの利点又は一群の利点を、ここに教示又は示唆される他の利点を必ずしも達成するわけではなく、達成又は最適化する態様で、具体化し又は実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本開示の実施形態が、非制限的な例により、添付の図面を参照して記載される。
【００２４】
【図１】アンテナと通信するマルチプレクサの例の模式的な図である。
【図２Ａ】回路要素に並列された弾性波共振器の模式的な図である。回路要素は、一実施形態に係る図１のマルチプレクサのフィルタに実装することができる。
【図２Ｂ】キャパシタに並列された弾性波共振器の模式的な図である。キャパシタは、一実施形態に係る図１のマルチプレクサのフィルタに実装することができる。
【図２Ｃ】他の弾性波共振器に並列された弾性波共振器の模式的な図である。当該他の弾性波共振器は、一実施形態に係る図１のマルチプレクサに実装することができる。
【図３】スイッチを介してアンテナと通信するフィルタの例の模式的な図である。
【図４】一実施形態に係るフィルタを含むクアッドプレクサの例の模式的な図である。
【図５】図４のフィルタのシミュレーションされた送信機能を所望のフィルタ応答と比較するグラフである。
【図６】フィルタのシミュレーションされた周波数応答によるグラフである。
【図７Ａ】ベースライン弾性波共振器と、キャパシタに並列された弾性波共振器とを例示する。
【図７Ｂ】第１周波数範囲に対するベースライン弾性波共振器の周波数応答と、図７Ａのキャパシタに並列された弾性波共振器の周波数応答とを比較する。
【図７Ｃ】第２周波数範囲に対するベースライン弾性波共振器の周波数応答と、図７Ａのキャパシタに並列された弾性波共振器の周波数応答とを比較する。
【図８Ａ】ベースライン弾性波共振器と、並列された弾性波共振器とを例示する。
【図８Ｂ】第１周波数範囲に対するベースライン弾性波共振器の周波数応答と、図８Ａの並列された弾性波共振器の周波数応答とを比較する。
【図８Ｃ】第２周波数範囲に対するベースライン弾性波共振器の周波数応答と、図８Ａの並列された弾性波共振器の周波数応答とを比較する。
【図９】一実施形態に係るフィルタの模式的な図である。
【図１０Ａ】第１周波数範囲に対する図９のフィルタのシミュレーションされた周波数応答のグラフである。
【図１０Ｂ】第２周波数範囲に対する図９のフィルタのシミュレーションされた周波数応答のグラフである。
【図１１】一つ以上の実施形態に係るフィルタを含む無線通信デバイスの模式的なブロック図である。
【図１２】一つ以上の実施形態に係るフィルタを含む他の無線通信デバイスの模式的なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
所定の実施形態の以下の詳細な説明は、特定の実施形態の様々な記載を表す。しかしながら、ここに記載の技術革新は、例えば特許請求の範囲によって画定され及びカバーされる多数の異なる態様で具体化することができる。本記載において、参照される図面では、同じ参照番号が同一の又は機能的に類似の要素を示し得る。理解されることだが、図面に例示される要素は必ずしも縮尺どおりではない。さらに理解されることだが、所定の実施形態は、図面に例示されるよりも多くの要素を含んでよく、及び／又は図面に例示される要素の部分集合を含んでよい。さらに、いくつかの実施形態は、２以上の図面からの特徴のいずれかの適切な組み合わせを組み入れてよい。
【００２６】
純粋通過フィルタは、一つ以上の除去帯域内の周波数を除く周波数を通過させることができる。純粋通過フィルタは、帯域除去フィルタと称してよい。弾性表面波共振器を含む純粋通過フィルタにおいて、圧電基板内を伝播して当該純粋通過フィルタの応答よりも高い周波数で生じるバルクモードは、挿入損失性能を劣化させ得る。本開示の側面は、弾性表面波デバイスのバルクモード応答が引き起こす挿入損失のリップルを低減することに関する。
【００２７】
純粋通過フィルタは、共通ノードにおいて一緒に結合された複数フィルタを含むマルチプレクサに実装することができる。一つ以上フィルタからの信号漏洩が、純粋通過フィルタの性能に影響を与え得る。本開示の側面は、そのような漏洩を抑制することに関する。
【００２８】
バルク弾性波デバイスを、純粋通過フィルタに対して使用することができる。バルク弾性波デバイスは典型的に、相対的に広に帯域周波数範囲において多数の応答を有しないからである。弾性表面波デバイスにおいて、表面質量荷重の増加により、バルクモード周波数を相対的にシフトさせることができる。これは、バルクモード速度を存在させることなく弾性表面波速度を変化させることができるからである。しかしながら、そのようなシフトの望ましい量は、所定の純粋帯域フィルタアプリケーションを目的とする実用的な実装にとって大きすぎる。
【００２９】
本開示の側面は、回路要素に並列された弾性波共振器を含む弾性波フィルタに関する。ここで、弾性波共振器と回路要素とは共振周波数が異なる。弾性波共振器は、温度補償弾性表面波共振器のような弾性表面波共振器としてよい。第１共振周波数を有する第１弾性波共振器は、第２共振周波数を有するキャパシタ又は／及び第２弾性波共振器に並列されてよい。キャパシタは、当該キャパシタが第１弾性波共振器におけるバルクモード周波数の信号を通過させるような容量を有し得る。第１弾性波共振器及び第２弾性波共振器は、他の各共振器のバルクモード周波数において低いインピーダンスを有するように配列することができる。開示の技術は、共通ノードに結合された複数のフィルタを含むマルチプレクサに実装することができる。
【００３０】
ここに開示される技術によれば、純粋帯域フィルタが、弾性表面波デバイス技術を使用して実装されてもなお、性能仕様を満たすようになる。バルク弾性波デバイスと比較すると、弾性表面波デバイスは典型的に、チップサイズが小さくコストが低減され得る。したがって、ここに記載される原理及び利点に係る弾性表面波純粋通過フィルタは、バルク弾性波純粋通過フィルタと比べて小さなチップサイズ及び低減されたコストで性能仕様を満たすことができる。
【００３１】
図１は、アンテナ１６と通信するマルチプレクサの例を含む無線周波数システム１０の模式的な図である。例示のマルチプレクサは、共通ノードに結合された複数のフィルタ１２及び１４を含む。図１において、共通ノードは、フィルタがアンテナ１６に結合されるノードである。図１の共通ノードは、アンテナノードと称してよい。マルチプレクサは、共通ノードに結合された２つ以上のフィルタを含み得る。マルチプレクサは、デュプレクサ、トライプレクサ、クアッドプレクサ等である。弾性波フィルタアセンブリが、マルチプレクサを含み得る。マルチプレクサの複数のフィルタのいくつか又はすべてを、弾性波フィルタとすることができる。マルチプレクサは、例えばダイバーシティ受信モジュール又はフロントエンドモジュールに含まれてよい。
【００３２】
図１のマルチプレクサは、帯域除去フィルタとしてよい。フィルタ１２は、回路要素に並列された弾性表面波共振器を含み得る。弾性表面波共振器に並列された回路要素により、弾性表面波共振器のバルクモード応答が引き起こす挿入損失におけるリップルを低減することができる。弾性表面波共振器のバルクモード応答を抑制することにより、フィルタの性能を改善することができる。
【００３３】
図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃは、図１のフィルタ１２に含まれ得る回路例を例示する。これらの回路例は、マルチプレクサ及び／又は独立型フィルタに含まれるフィルタに実装することができる。これらの回路例の原理及び利点はいずれも、適切であれば互いに一緒に実装することができる。少なくとも第１フィルタ及び第２フィルタを含むマルチプレクサの文脈において、図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃは、互いに並列された弾性波共振器及び回路要素が、第２フィルタの周波数応答における第１フィルタの通過帯域に関連付けられる周波数を抑制するべく第２フィルタに含まれ得る回路例を与える。図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃの回路例は、他の弾性表面波共振器とともに弾性表面波フィルタに含まれ得る。図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃのいずれかに示される回路例は、弾性波フィルタにおける直列アーム及び／又はシャントアームに含まれ得る。回路例は、弾性表面波フィルタの一段において回路要素に並列された弾性表面波共振器を含む。弾性波フィルタの当該一段は、直列共振器及びシャント共振器を含むラダー段としてよい。ラダー段の文脈において、いずれかの回路例の弾性表面波共振器は、当該ラダー段の直列共振器又はシャント共振器を実装し得る。
【００３４】
図２Ａは、回路要素２４に並列された弾性表面波共振器２２を含む共振回路２０の模式的な図である。回路要素２４は、弾性表面波共振器２２とは異なる共振周波数を有する。弾性表面波共振器２２及び回路要素２４は、一フィルタの一段に並列されてよい。例えば、弾性表面波共振器２２及び回路要素２４は、図１のマルチプレクサ１０のフィルタ１２のラダー段に並列されてよい。共振回路２０は、所定のアプリケーションにおいて、ラダーフィルタの直列アームを実装し得る。共振回路２０は、いくつかの他のアプリケーションにおいて、ラダーフィルタのシャントアームを実装し得る。
【００３５】
図２Ｂは、キャパシタ２６に並列された弾性表面波共振器２２を含む共振回路２５の模式的な図である。キャパシタ２６は、弾性表面波共振器２２とは異なる共振周波数を有し得る。キャパシタ２６は、キャパシタ２６が弾性表面波共振器２２におけるバルクモード周波数の信号を通過させるような容量を有し得る。弾性表面波共振器２２及びキャパシタ２６は、一フィルタの一段に並列されてよい。例えば、弾性表面波共振器２２及び回路要素２６は、図１のマルチプレクサ１０のフィルタ１２のラダー段に並列されてよい。共振回路２５は、所定のアプリケーションにおいて、ラダーフィルタの直列アームを実装し得る。共振回路２５は、いくつかの他のアプリケーションにおいて、ラダーフィルタのシャントアームを実装し得る。
【００３６】
図２Ｃは、第２弾性表面波共振器２８に並列された第１弾性表面波共振器２２を含む共振回路２７の模式的な図である。第１弾性表面波共振器２２及び第２弾性表面波共振器２８は、それぞれの他方の弾性表面波共振器のバルクモード周波数において低いインピーダンスを有するように配列することができる。
【００３７】
図２Ａから２Ｃのいずれかの弾性表面波共振器２２及び／又は２８は、温度補償弾性表面波共振器としてよい。温度補償弾性表面波共振器は、圧電層と対向するようにインターディジタルトランスデューサ電極を覆う温度補償層（例えば二酸化ケイ素）を含み得る。温度補償層は、弾性表面波共振器の周波数温度係数（ＴＣＦ）を、温度補償層を含まない同様の弾性表面波共振器と比べてゼロに近くすることができる。
【００３８】
温度補償弾性表面波共振器によれば、共振周波数の１．３倍及び共振周波数の１．８倍において導波モードに起因する損失が存在し得る。帯域通過フィルタにおける導波モードスプリアス応答の影響は、ＬＣ共振器を付加することによって対処することができる。しかしながら、帯域除去フィルタにおいては、共振周波数の１．３倍及び共振周波数の１．８倍において単独で減衰帯域を形成する帯域除去フィルタに起因する導波モードスプリアス応答を抑制することが困難となり得る。減衰レベルは、約２デシベル（ｄＢ）から４ｄＢの範囲となり得る。図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃそれぞれの共振回路２０、２５及び２７は、有利なことに、温度補償弾性表面波共振器を含む帯域除去フィルタにおける導波モードスプリアス応答を抑制することができる。
【００３９】
複数の実施形態が弾性表面波共振器を参照して説明されるが、ここに説明されるいずれかの適切な原理及び利点は、他のタイプの弾性波共振器、例えば弾性境界波共振器及び／又はラム波共振器、に実装することができる。弾性表面波共振器、弾性境界波及びラム波共振器は、ＩＤＴ電極を典型的に含むタイプの弾性波共振器である。
【００４０】
複数のフィルタが、スイッチを介してアンテナと通信することができる。図３は、スイッチ３２を介してアンテナ１６と通信する複数のフィルタ１２及び１４を含む無線周波数システム３０の模式的な図である。弾性波フィルタアセンブリが、フィルタ１２及び１４を含み得る。フィルタ１２及び１４とスイッチ３２とは、スイッチプレクシングを実装し得る。スイッチプレクシングは、オンデマンドマルチプレクシングを実装し得る。フィルタ１２及び／又は１４は、ここに説明されるいずれかの適切な原理及び利点に従って実装することができる。
【００４１】
図４は、一実施形態に係るフィルタを含むクアッドプレクサ４０の例の模式的な図である。弾性波フィルタアセンブリが、クアッドプレクサ４０を含み得る。例示のように、クアッドプレクサ４０は、低帯域通過フィルタ４２、中間・低帯域／中間帯域／高帯域通過フィルタ４４、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）Ｌ１通過フィルタ４６、及びＧＰＳＬ５通過フィルタ４８を含む。これらの４つのフィルタは、アンテナノードＡＮＴにおいて互いに結合される。フィルタ４４は、ＧＰＳＬ１周波数において第１電気開放を有し、ＧＰＳＬ５周波数において第２電気開放を有し得る。したがって、フィルタ４４は、マルチ帯域除去フィルタとして動作することができる。ＧＰＳＬ１周波数は、約１５７５メガヘルツ（ＭＨｚ）を中心とし得る。ＧＰＳＬ５周波数は、約１１７６ＭＨｚを中心とし得る。フィルタ４４は、フィルタ４４の一段においてキャパシタ及び／又は他の弾性表面波共振器に並列された弾性表面波共振器を含み得る。例えば、フィルタ４４は、図２Ａの共振回路２０の一つ以上、図２Ｂの共振回路２５の一つ以上、図２Ｃの共振回路２７の一つ以上、又はこれらのいずれかの適切な組み合わせを含み得る。クアッドプレクサ４０は、例えばダイバーシティ受信モジュールに実装することができる。フィルタ４４を参照して実施形態が説明されるが、ここに説明されるいずれかの適切な原理及び利点は、帯域通過フィルタ、低域通過フィルタ又は高域通過フィルタのような他のフィルタにも実装することができる。
【００４２】
図５は、一実施形態に係る図４のフィルタ４４のシミュレーションされた送信機能を、所望のフィルタ応答と比較するグラフである。図５に示されるように、フィルタ４４は、低帯域周波数に対し、所望のフィルタ応答よりも強い減衰を与える。フィルタ４４はまた、ＧＰＳＬ１及びＧＰＳＬ５周波数においても、所望の応答よりも強い減衰を与える。フィルタ４４は、フィルタ４６のＧＰＳＬ１通過帯域に関連付けられる周波数を抑制するべく、互いに並列された弾性波共振器及び回路要素配列を含み得る。フィルタ４４は、フィルタ４８のＧＰＳＬ５通過帯域に関連付けられる周波数を抑制するべく、互いに並列された弾性波共振器及び回路要素配列を含み得る。例えば図５に示されるように、フィルタ４４の中間・低帯域及び中間帯域／高帯域周波数は、挿入損失が所望の応答よりも低くなり得る。
【００４３】
図６は、高帯域挿入損失が劣化しているフィルタのシミュレーションされた周波数応答によるグラフである。これは、圧電基板（例えばニオブ酸リチウム基板）の中へと伝播するバルク波に起因し得る。このバルク波伝播は、ＴＣＳＡＷフィルタにとって、他のＳＡＷフィルタよりも顕著となり得る。図６に示される劣化した挿入損失は、ここに説明される原理及び利点を適用することによって補償することができる。
【００４４】
図７Ａから８Ｃは、図４のフィルタ４４のコンポーネントが、どのようにして、図５に示される所望の周波数応答のような、所望の周波数応答の仕様を満たす周波数応答をもたらし得るのかを例示する。
【００４５】
図７Ａは、ベースライン弾性表面波共振器２２、及びキャパシタ２６と並列された弾性表面波共振器２２を例示する。所定の例において、弾性表面波共振器２２とキャパシタ２６とは同じダイに統合することができる。
【００４６】
図７Ｂは、低帯域から中間低帯域の周波数範囲に対し、ベースライン弾性表面波共振器２２の周波数応答と、キャパシタ２６に並列された弾性表面波共振器２２の周波数応答とを比較する。キャパシタ２６に並列された弾性表面波共振器２２は、図２Ｂの共振回路２６に対応する。図７Ｂに示されるように、並列キャパシタ２６は、低帯域から中間低帯域の周波数範囲におけるノッチを、低周波数側にシフトさせることができる。図７Ｂは、キャパシタ２６が、ノッチ深さを減らし得ることを示す。
【００４７】
図７Ｃは、中間帯域から高帯域の周波数範囲に対し、ベースライン弾性波共振器の周波数応答と、図７Ａのキャパシタに並列された弾性波共振器の周波数応答とを比較する。図７Ｃは、並列キャパシタ２６が、ポートＰ１からポートＰ２への周波数応答においてリップルを減らし得ることを例示する。所定の例において、ポートＰ１をアンテナポートとし、ポートＰ２を受信ポートとしてよい。図７Ｃに示されるように、並列キャパシタ２６は、中間帯域から高帯域の周波数範囲において挿入損失を減らすことができる。
【００４８】
図８Ａは、ベースライン弾性表面波共振器２２と、並列弾性表面波共振器２２及び２８とを例示する。並列弾性表面波共振器２２及び２８は、図２Ｃの共振回路２７に対応する。弾性表面波共振器２８は、弾性表面波共振器２２の通過帯域外側のスプリアス応答及び／又は漏洩を補償することができる。弾性表面波共振器２２及び２８は、一つのダイに統合することができる。いくつかの例において、並列弾性波共振器は、技術的に異なり及び／又は別個のダイに実装してよい。
【００４９】
図８Ｂは、低帯域から中間低帯域の周波数範囲に対し、ベースライン弾性表面波共振器２２の周波数応答と、並列弾性表面波共振器２２及び２８の周波数応答とを比較する。図８Ｂに示されるように、並列弾性表面波共振器２２及び２８は、低帯域から中間・低帯域の周波数範囲におけるノッチを、弾性表面波共振器２２のみと比べて低周波数側にシフトし、この周波数範囲において第２ノッチを生成することもできる。２つのノッチは、図４のマルチプレクサ４０におけるフィルタ４４に対するＧＰＳＬ１及びＧＰＳＬ５周波数帯域の開放周波数に対応し得る。
【００５０】
図８Ｃは、中間帯域から高帯域の周波数範囲に対し、ベースライン弾性表面波共振器２２の周波数応答と、並列弾性表面波共振器２２及び２８の周波数応答とを比較する。図８Ｃは、並列弾性表面波共振器２２及び２８が、単数弾性表面波共振器２２と比べ、ポートＰ１からポートＰ２への周波数応答においてリップルを減らし得ることを例示する。したがって、並列弾性表面波共振器２２及び２８により、単数弾性表面波共振器と周波数応答における多数の開放周波数とを使用することよりもバルクモードスプリアス応答を小さくすることができる。
【００５１】
図７Ａ及び８Ａは、図４のマルチプレクサ４０におけるフィルタ４４の性能を高めることができる回路トポロジの例を例示する。図７Ａから８Ｃの原理及び利点は、２つ以上の他の回路要素に並列された弾性波共振器に関連して適用することもできる。
【００５２】
図９は、一実施形態に係るフィルタ５０の例の模式的な図である。フィルタ５０は、純粋通過フィルタとしてよい。フィルタ５０は、図４のフィルタ４４の一例である。フィルタ５０において、ポートＰ１をアンテナポートとし、ポートＰ２を受信出力ポートとしてよい。例示のフィルタ５０は、弾性表面波共振器５１、５２、５５、５７、５９及び６２と、キャパシタ５３、５４、５８及び６３と、インダクタ５６及び６１とを含む。図９に示されるように、フィルタ５０は、フィルタ５０の複数段に複数の並列回路を含む。複数段はそれぞれ、キャパシタ及び／又は他の弾性表面波共振器に並列された弾性表面波共振器を含む。弾性表面波共振器５１、５２、５５、５７、５９及び６２の一つ以上を温度補償弾性表面波共振器としてよい。所定のアプリケーションにおいて、弾性表面波共振器５１、５２、５５、５７、５９及び６２のすべてを温度補償弾性表面波共振器としてよい。
【００５３】
図９に示されるように、フィルタ５０の第１直列アームは、弾性表面波共振器５２に並列され、さらにキャパシタ５３にも並列された弾性表面波共振器５１を含む。フィルタ５０の第１シャントアームは、キャパシタ５４に並列された弾性表面波共振器５５を含む。弾性表面波共振器５５及びキャパシタ５４が、図２Ｂの共振回路２５に対応する共振回路を形成する。フィルタ５０の第２直列アームは、キャパシタ５８に並列された弾性表面波共振器５７を含む。弾性表面波共振器５７及びキャパシタ５８が、図２Ｂの共振回路２５に対応する共振回路を形成する。フィルタ５０の第３直列アームは、キャパシタ６３に並列された弾性表面波共振器６２を含む。弾性表面波共振器６２及びキャパシタ６３が、図２Ｂの共振回路２５に対応する共振回路を形成する。
【００５４】
図１０Ａは、第１周波数範囲に対する図９のフィルタ５０のシミュレーションされた周波数応答のグラフである。このシミュレーションは、独立型フィルタに対するものであり、マルチプレクサ（例えばクアッドプレクサ）に関連付けられる損失を説明するものではない。図１０Ａに示されるように、周波数応答は、ＧＰＳＬ１周波数帯域及びＧＰＳＬ５周波数帯域にノッチを含む。
【００５５】
図１０Ｂは、第２周波数範囲に対する図９のフィルタ５０のシミュレーションされた周波数応答のグラフである。このシミュレーションは、独立型フィルタに対するものであり、マルチプレクサ（例えばクアッドプレクサ）に関連付けられる損失を説明するものではない。第２周波数範囲は、フィルタ５０の通過帯域を含む。図１０Ｂは、フィルタ５０の並列回路が、中間帯域／高帯域周波数に対し、各並列回路の代わりに単数共振器を含むものと比べて平坦な周波数応答を与えることを示す。
【００５６】
ここに開示されるフィルタは、無線周波数信号をフィルタする方法を実装し得る。かかる方法は、無線周波数信号を弾性波フィルタに与えることと、当該無線周波数信号を当該弾性波フィルタによってフィルタリングすることとを含む。弾性波フィルタは、当該弾性波フィルタの一段における回路要素に並列された弾性波共振器を含む。ここで、弾性波共振器と回路要素とは共振周波数が異なる。回路要素は、例えば第２弾性波共振器又はキャパシタとしてよい。弾性波フィルタは、帯域除去フィルタとしてよい。帯域除去フィルタのような弾性波フィルタを含むマルチプレクサの文脈において、当該マルチプレクサの他のフィルタの対応通過帯域に関連付けられる一つ以上の周波数帯域を抑制することができる。弾性波フィルタは、ここに開示されるいずれかの適切な原理及び利点に従って実装することができる。
【００５７】
図１１は、一実施形態に係る無線周波数フロントエンド１０２にフィルタ１０３を含む無線通信デバイス１００の模式的な図である。無線通信デバイス１００は、任意の適切な無線通信デバイスとしてよい。例えば、無線通信デバイス１００は、スマートフォンのような携帯電話機としてよい。例示のように、無線通信デバイス１００は、アンテナ１０１、ＲＦフロントエンド１０２、送受信器１０４、プロセッサ１０５及びメモリ１０６を含む。アンテナ１０１は、ＲＦフロントエンド１０２が与えるＲＦ信号を送信することができる。かかるＲＦ信号は、キャリアアグリゲーション信号を含み得る。アンテナ１０１は、受信したＲＦ信号を、処理を目的としてＲＦフロントエンド１０２に与えることができる。かかるＲＦ信号は、キャリアアグリゲーション信号を含み得る。
【００５８】
ＲＦフロントエンド１０２は、一つ以上の電力増幅器、一つ以上の低雑音増幅器、ＲＦスイッチ、受信フィルタ、送信フィルタ、デュプレクスフィルタ、マルチプレクサ、周波数マルチプレクシング回路、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。ＲＦフロントエンド１０２は、任意の適切な通信規格に関連付けられたＲＦ信号を送信及び受信することができる。フィルタ１０３は、ここに説明されるフィルタのいずれかの適切な原理及び利点に従って実装することができる。例えば、フィルタ１０３は、図１から１０Ｂのいずれかを参照して説明された特徴のいずれかの適切な組み合わせを実装してよい。
【００５９】
ＲＦ送受信器１０４は、増幅及び／又は他の処理を目的としてＲＦ信号をＲＦフロントエンド１０２に与えることができる。送受信器１０４はまた、ＲＦフロントエンド１０２の低雑音増幅器が与えるＲＦ信号を処理することもできる。送受信器１０４はプロセッサ１０５と通信する。プロセッサ１０５はベース帯域プロセッサとしてよい。プロセッサ１０５は、無線通信デバイス１００のための任意の適切なベース帯域処理機能を与えることができる。メモリ１０６は、プロセッサ１０５によりアクセスすることができる。メモリ１０６は、無線通信デバイス１００のための任意の適切なデータを記憶することができる。
【００６０】
図１２は、一実施形態に係る無線周波数フロントエンド１０２におけるフィルタ１０３、及びダイバーシティ受信モジュール１１２における第２帯域通過フィルタ１１３を含む無線通信デバイス１１０の模式的な図である。無線通信デバイス１１０は図１１の無線通信デバイス１００と同様であるが、無線通信デバイス１１０がさらにダイバーシティ受信機能を含む点が異なる。図１２に例示されるように、無線通信デバイス１１０は、ダイバーシティアンテナ１１１と、ダイバーシティアンテナ１１１が受信した信号を処理するべく構成されてフィルタ１１３を含むダイバーシティモジュール１１２と、無線周波数フロントエンド１０２及びダイバーシティ受信モジュール１１２双方と通信する送受信器１１４とを含む。フィルタ１１３は、ここに説明されるフィルタのいずれかの適切な原理及び利点に従って実装することができる。例えば、フィルタ１１３は、図１から１０Ｂのいずれかを参照して説明された特徴のいずれかの適切な組み合わせを実装してよい。
【００６１】
ここに説明される原理及び特徴のいずれも、上述したシステム、モジュール、チップ、フィルタアセンブリ、フィルタ、無線通信デバイス及び方法のみにとどまらず、他の適切なシステム、モジュール、チップ、フィルタアセンブリ、フィルタ、無線通信デバイス及び方法に適用することができる。上述の様々な実施形態の要素及び動作は、さらなる実施形態を与えるべく組み合わせることができる。ここに説明される原理及び利点はいずれも、約４５０ＭＨｚから６ＧＨｚの範囲のような、約３０ｋＨｚから３００ＧＨｚの範囲にある周波数を有する信号を処理するべく構成された無線周波数回路に関連して実装することができる。いくつかの例において、一実施形態に係るフィルタはＲＦ信号を、ミリメートル波周波数までの及びミリメートル波周波数を含む周波数においてフィルタリングすることができる。
【００６２】
本開示の複数の側面は、様々な電子デバイスに実装することができる。電子デバイスの例は、消費者向け電子製品、チップ及び／又はパッケージ状無線周波数モジュールのような消費者向け電子製品の部品、電子試験機器、アップリンク無線通信デバイス、パーソナルエリアネットワーク通信デバイス等を含んでよいが、これらに限られない。消費者向け電子製品の例は、スマートフォンのような携帯電話機、スマートウォッチ又はイヤーピースのようなウェアラブルコンピューティングデバイス、電話機、テレビ、コンピュータモニタ、コンピュータ、ルータ、モデム、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、車載電子機器システムのような車両エレクトロニクスシステム、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、デジタル音楽プレーヤ、デジタルカメラのようなカメラ、携帯メモリチップ、家庭電化製品等を含んでよいが、これらに限られない。さらに、電子デバイスは未完成の製品も含んでよい。
【００６３】
さらに、とりわけ「できる」、「し得る」、「してよい」、「かもしれない」、「例えば」、「のような」等のようなここに記載の条件付き言語は一般に、特にそうでないことが述べられ、又は使用の文脈上そうでないことが理解される場合を除き、所定の実施形態が所定の特徴、要素及び／又は状態を含む一方で他の実施形態がこれらを含まないことを伝えるように意図される。ここで一般に使用される用語「結合」は、直接結合されるか、又は一以上の中間要素を介して結合されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。同様に、ここで一般に使用される単語「接続」は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。加えて、単語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の単語は、本アプリケーションにおいて使用される場合、本アプリケーション全体を言及し、本アプリケーションの任意の固有部分を言及するわけではない。
【００６４】
所定の実施形態が記載されてきたが、これらの実施形態は、例により提示されたにすぎないので、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際のところ、ここに記載される新規なデバイス、フィルタ、フィルタアセンブリ、チップ、方法、装置及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法、装置及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更は、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。例えば、ここに記載の回路ブロックは、削除し、移動し、付加し、分割し、結合し、及び／又は修正してよい。これらのブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まる、任意のそのような形態又は修正をカバーすることが意図される。
【図１】
2019205166.tif 000003
【図２Ａ】
2019205166.tif 000004
【図２Ｂ】
2019205166.tif 000005
【図２Ｃ】
2019205166.tif 000006
【図３】
2019205166.tif 000007
【図４】
2019205166.tif 000008
【図５】
2019205166.tif 000009
【図６】
2019205166.tif 000010
【図７Ａ】
2019205166.tif 000011
【図７Ｂ】
2019205166.tif 000012
【図７Ｃ】
2019205166.tif 000013
【図８Ａ】
2019205166.tif 000014
【図８Ｂ】
2019205166.tif 000015
【図８Ｃ】
2019205166.tif 000016
【図９】
2019205166.tif 000017
【図１０Ａ】
2019205166.tif 000018
【図１０Ｂ】
2019205166.tif 000019
【図１１】
2019205166.tif 000020
【図１２】
2019205166.tif 000021
【外国語明細書】
2019205166000001.pdf