(57)【要約】      （修正有）【課題】共通端子に接続された各弾性波フィルタの通過帯域内の挿入損失が低減された小型のマルチプレクサを提供する。【解決手段】マルチプレクサ１は、ノードｎ１およびノードｎ２と、一端がノードｎ１に接続され、他端がノードｎ２に接続されたインダクタ２０と、ノードｎ１にインダクタ２０を介さずに接続され、バンドＡの送受信帯域を通過帯域とする送受信フィルタ１１と、ノードｎ２に接続され、バンドＢを通過帯域とする送信フィルタ１２及び受信フィルタ１３並びにバンドＣを通過帯域とする送信フィルタ１４と受信フィルタ１５を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１共通接続端子および第２共通接続端子と、
一端が前記第１共通接続端子に接続され、他端が前記第２共通接続端子に接続されたインダクタンス素子と、
前記第１共通接続端子に前記インダクタンス素子を介さずに接続され、第１周波数帯域を通過帯域とする第１弾性波フィルタと、
前記第２共通接続端子に接続され、第２周波数帯域を通過帯域とする第２弾性波フィルタと、
前記第２共通接続端子に接続され、第３周波数帯域を通過帯域とする第３弾性波フィルタと、を備える、
マルチプレクサ。
【請求項２】
前記第１周波数帯域は、前記第２周波数帯域および前記第３周波数帯域よりも高周波側にある、
請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項３】
前記第１共通接続端子と前記第１弾性波フィルタとを接続する配線は、前記第１共通接続端子と前記インダクタンス素子とを接続する配線よりも短い、
請求項１または２に記載のマルチプレクサ。
【請求項４】
前記第１弾性波フィルタ、前記第２弾性波フィルタ、および前記第３弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子とを結ぶ経路に接続された弾性波共振子である直列腕共振子、および、前記経路とグランドとの間に接続された弾性波共振子である並列腕共振子の少なくとも１つを有し、
前記第２共通接続端子から前記第２弾性波フィルタ単体を見た場合の前記第１周波数帯域における反射損失は、前記第２共通接続端子から前記第３弾性波フィルタ単体を見た場合の前記第１周波数帯域における反射損失よりも大きく、
前記第２共通接続端子は、前記第２弾性波フィルタが有する弾性波共振子のうち前記直列腕共振子と接続されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項５】
前記第１弾性波フィルタ、前記第２弾性波フィルタ、および前記第３弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子とを結ぶ経路に接続された弾性波共振子である直列腕共振子、および、前記経路とグランドとの間に接続された弾性波共振子である並列腕共振子の少なくとも１つを有し、
前記第２共通接続端子は、前記第２弾性波フィルタが有する弾性波共振子のうち前記直列腕共振子と接続され、かつ、前記第３弾性波フィルタが有する弾性波共振子のうち前記直列腕共振子と接続されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項６】
さらに、
前記第２共通接続端子に接続され、第４周波数帯域を通過帯域とする第４弾性波フィルタを備え、
前記第１弾性波フィルタは、前記第１周波数帯域を受信帯域とする受信フィルタであり、
前記第２弾性波フィルタは、前記第２周波数帯域を送信帯域とする送信フィルタであり、
前記第３弾性波フィルタは、前記第３周波数帯域を送信帯域とする送信フィルタであり、
前記第１周波数帯域は、前記第１周波数帯域、前記第２周波数帯域、および前記第３周波数帯域のなかで最も高周波側にあり、
前記第２弾性波フィルタを通過する前記第２周波数帯域の高周波送信信号と、前記第３弾性波フィルタを通過する前記第３周波数帯域の高周波送信信号とにより発生する相互変調歪の周波数が、前記第１周波数帯域の少なくとも一部と重複し、
前記第４弾性波フィルタと前記インダクタンス素子とは、前記第２周波数帯域および前記第３周波数帯域を通過帯域とし前記第１周波数帯域を減衰帯域とする低域通過型フィルタを構成する、
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】
さらに、
前記第１共通接続端子に前記インダクタンス素子を介さずに接続され、第５周波数帯域を通過帯域とする第５弾性波フィルタを備え、
前記第１周波数帯域、前記第２周波数帯域、前記第３周波数帯域、および前記第５周波数帯域のうち、前記第１周波数帯域と前記第５周波数帯域とは、周波数において隣り合っている、
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８】
さらに、
前記第２共通接続端子に接続され、第６周波数帯域を通過帯域とする第６弾性波フィルタを備え、
前記第１弾性波フィルタは、前記第１周波数帯域を受信帯域とする受信フィルタであり、
前記第２弾性波フィルタは、前記第２周波数帯域を送信帯域とする送信フィルタであり、
前記第３弾性波フィルタは、前記第３周波数帯域を送信帯域とする送信フィルタであり、
前記第１周波数帯域は、前記第１周波数帯域、前記第２周波数帯域、および前記第３周波数帯域のなかで最も高周波側にあり、
前記第２弾性波フィルタを通過する前記第２周波数帯域の高周波送信信号と、前記第３弾性波フィルタを通過する前記第３周波数帯域の高周波送信信号とにより発生する相互変調歪の周波数が、前記第１周波数帯域の少なくとも一部と重複し、
前記第５弾性波フィルタと前記第６弾性波フィルタと、前記インダクタンス素子とは、前記第２周波数帯域および前記第３周波数帯域を通過帯域とし前記第１周波数帯域を減衰帯域とする低域通過型フィルタを構成する、
請求項７に記載のマルチプレクサ。
【請求項９】
前記第１弾性波フィルタ、前記第２弾性波フィルタおよび前記第３弾性波フィルタのそれぞれは、圧電性を有する基板に形成され、
前記第１弾性波フィルタ、前記第２弾性波フィルタおよび前記第３弾性波フィルタのそれぞれは、ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極を有する弾性波共振子で構成され、
前記基板は、
支持基板と、
前記ＩＤＴ電極が一方面上に形成された圧電体層と、
前記支持基板と前記圧電体層との間に配置され、弾性波エネルギーを閉じ込めることが可能なエネルギー閉じ込め層と、を備え、
前記エネルギー閉じ込め層は、
伝搬するバルク波の音速が互いに異なる複数の層、または、音響インピーダンスが互いに異なる複数の層、からなる、
請求項１〜８のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話には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、複数の通信バンドの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フィルタとしては、低損失性および高減衰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、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、共通端子と、インダクタンス素子とを備えたマルチプレクサが開示されている。上記複数の弾性波フィルタのうち第１の受信側フィルタは、その並列腕共振子がインダクタンス素子を介して共通端子に接続され、第２の受信側フィルタ、第１の送信側フィルタおよび第２の送信側フィルタは、それぞれ、その直列腕共振子が共通端子に直接接続されている。上記構成によれば、共通端子から見た第１の受信側フィルタのインピーダンスと、共通端子からみた第２の受信側フィルタ、第１の送信側フィルタおよび第２の送信側フィルタの合成回路のインピーダンスとを複素共役の関係とすることができる。よって、上記複数の弾性波フィルタ間のインピーダンス整合が良化し、マルチプレクサの低損失性を実現できるとしている。
【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】
特許文献１に記載のマルチプレクサでは、第１の受信側フィルタの共通端子から見たインピーダンスを、直列接続されたインダクタンス素子により誘導性領域に位相シフトさせ、共通端子に接続された他のフィルタの合成回路のインピーダンスと複素共役の関係としている。
【０００６】
しかしながら、第１の受信側フィルタの相手帯域（他のフィルタの通過帯域）におけるインピーダンスを上記インダクタンス素子により誘導領域に位相シフトさせる場合、大きなインダクタンス値が必要となるため、第１の受信側フィルタが設けられた経路の伝搬損失が大きくなる。また、サイズの大きなインダクタが必要となるため、マルチプレクサの回路サイズも大きくなる。
【０００７】
さらに、第１の受信側フィルタ単体の相手帯域におけるインピーダンスのリアクタンス成分に対して、当該インピーダンスを上記インダクタンス素子により誘導領域に位相シフトした後の相手帯域におけるリアクタンス成分の絶対値が小さくなると、当該位相シフト後のインピーダンスの相手帯域における反射損失が増大する。このため、上記相手帯域を通過帯域とする他のフィルタの挿入損失が増大するという問題がある。
【０００８】
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、共通端子に接続された各弾性波フィルタの通過帯域内の挿入損失が低減された小型のマルチプレクサ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】
【０００９】
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、第１共通接続端子および第２共通接続端子と、一端が前記第１共通接続端子に接続され、他端が前記第２共通接続端子に接続されたインダクタンス素子と、前記第１共通接続端子に前記インダクタンス素子を介さずに接続され、第１周波数帯域を通過帯域とする第１弾性波フィルタと、前記第２共通接続端子に接続され、第２周波数帯域を通過帯域とする第２弾性波フィルタと、前記第２共通接続端子に接続され、第３周波数帯域を通過帯域とする第３弾性波フィルタと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、共通端子に接続された各弾性波フィルタの通過帯域内の挿入損失が低減された小型のマルチプレクサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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２Ａ】実施の形態１に係るマルチプレクサを構成する弾性波フィルタの回路構成の第１例を示す図である。
【図２Ｂ】実施の形態１に係るマルチプレクサを構成する弾性波フィルタの回路構成の第２例を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る弾性波フィルタの弾性波共振子を模式的に表す平面図および断面図である。
【図４】実施の形態１に係る弾性波共振子のインピーダンス特性を表すグラフである。
【図５】比較例に係るマルチプレクサの回路構成図である。
【図６Ａ】比較例に係るバンドＣ用送信フィルタのインピーダンスを示すスミスチャートである。
【図６Ｂ】比較例に係るバンドＣ用送信フィルタにおける位相シフト前後の反射特性を比較したグラフである。
【図７Ａ】実施の形態１に係るバンドＢおよびバンドＣ用フィルタ単体および合成回路のノードｎ２から見たインピーダンスを示すスミスチャートである。
【図７Ｂ】実施の形態１に係るバンドＢ用受信フィルタ単体および合成回路のノードｎ２における反射特性を比較したグラフである。
【図７Ｃ】実施の形態１に係るバンドＢおよびバンドＣ用フィルタの合成回路のノードｎ１およびノードｎ２から見たインピーダンスを示すスミスチャートである。
【図７Ｄ】実施の形態１に係るバンドＢおよびバンドＣ用フィルタの合成回路のノードｎ１およびノードｎ２における反射特性を比較したグラフである。
【図８】実施の形態１および比較例に係るバンドＢおよびバンドＣ用フィルタの合成回路のノードｎ１における反射特性を比較したグラフである。
【図９Ａ】実施の形態１および比較例に係るバンドＡ用フィルタの挿入損失を比較したグラフである。
【図９Ｂ】実施の形態１に係るバンドＡ用フィルタとバンドＢおよびバンドＣ用フィルタの合成回路との各バンドにおける複素共役によるインピーダンス整合を表すスミスチャートである。
【図１０】実施の形態１に係るマルチプレクサを構成する回路素子の配置構成図である。
【図１１Ａ】実施の形態１の変形例に係るマルチプレクサを構成する各弾性波フィルタのバンドＡにおける反射特性を示すグラフである。
【図１１Ｂ】ラダー型フィルタの構造によるインピーダンスの差異を説明するアドミタンスチャートである。
【図１２】実施の形態２に係るマルチプレクサの回路構成図である。
【図１３】実施の形態３に係るマルチプレクサの回路構成図、等価回路、および通過特性を示す図である。
【図１４】実施の形態３の変形例に係るマルチプレクサの回路構成図、等価回路、および通過特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、実施例および図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施例で示される数値、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。以下の実施例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。
【００１３】
（実施の形態１）
［１．１  マルチプレクサの回路構成］
図１は、実施の形態１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、送受信フィルタ１１と、送信フィルタ１２および１４と、受信フィルタ１３および１５と、インダクタ２０と、共通端子１００と、を備える。また、マルチプレクサ１は、さらに、共通端子１００とインダクタ２０の一端とを結ぶ経路上に設けられたノードｎ１（第１共通接続端子）、ならびに、送信フィルタ１２、１４、受信フィルタ１３、１５とインダクタ２０の他端とを結ぶ経路上に設けられたノードｎ２（第２共通接続端子）を備えている。なお、共通端子１００とノードｎ１とは、同一の端子であってもよく、この場合には、共通端子１００が第１共通接続端子に相当する。
【００１４】
共通端子１００は、例えば、アンテナ素子に接続される。
【００１５】
インダクタ２０は、一端がノードｎ１に接続され、他端がノードｎ２に接続されたインダクタンス素子である。つまり、インダクタ２０は、ノードｎ１とノードｎ２との間に直列接続されている。なお、インダクタ２０は、チップインダクタ、実装基板に形成されたコイルパターン、および、配線のインダクタンス成分、のいずれであってもよい。
【００１６】
送受信フィルタ１１は、通信バンドＡ（以下バンドＡと記す）の送受信帯域（第１周波数帯域）を通過帯域とする第１弾性波フィルタである。送受信フィルタ１１は、インダクタ２０を介さずにノードｎ１に接続されている。送受信フィルタ１１は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された高周波送信信号を、入出力端子９１を経由して入力し、ノードｎ１へ出力する。また、送受信フィルタ１１は、共通端子１００から入力された高周波受信信号を入力し、入出力端子９１へ出力する。なお、送受信フィルタ１１が配置された経路における送信および受信の切り替えは、例えば、入出力端子９１に接続されるスイッチ回路（図示せず）により実施されてもよい。なお、バンドＡとしては、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のＢａｎｄ４０（送受信帯域：２３００−２４００ＭＨｚ）が適用される。
【００１７】
送信フィルタ１２は、バンドＢの送信帯域（第２周波数帯域）を通過帯域とする第２弾性波フィルタである。送信フィルタ１２は、ノードｎ２に接続されている。送信フィルタ１２は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された高周波送信信号を、入出力端子９２を経由して入力し、ノードｎ２へ出力する。なお、バンドＢの送信帯域としては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ１（送信帯域：１９２０−１９８０ＭＨｚ）が適用される。
【００１８】
受信フィルタ１３は、バンドＢの受信帯域（第２周波数帯域）を通過帯域とする第２弾性波フィルタである。受信フィルタ１３は、ノードｎ２に接続されている。受信フィルタ１３は、共通端子１００から入力された高周波受信信号を入力し、入出力端子９３へ出力する。なお、バンドＢの受信帯域としては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ１（受信帯域：２１１０−２１７０ＭＨｚ）が適用される。また、バンドＢの受信帯域としては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ６６（受信帯域：２１１０−２２００ＭＨｚ）が適用される。
【００１９】
送信フィルタ１４は、バンドＣの送信帯域（第３周波数帯域）を通過帯域とする第３弾性波フィルタである。送信フィルタ１４は、ノードｎ２に接続されている。送信フィルタ１４は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された高周波送信信号を、入出力端子９４を経由して入力し、ノードｎ２へ出力する。なお、バンドＣの送信帯域としては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ３（送信帯域：１７１０−１７８５ＭＨｚ）が適用される。
【００２０】
受信フィルタ１５は、バンドＣの受信帯域（第３周波数帯域）を通過帯域とする第３弾性波フィルタである。受信フィルタ１５は、ノードｎ２に接続されている。受信フィルタ１５は、共通端子１００から入力された高周波受信信号を入力し、入出力端子９５へ出力する。なお、バンドＣの受信帯域としては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ３（受信帯域：１８０５−１８８０ＭＨｚ）が適用される。
【００２１】
なお、本実施の形態に係るマルチプレクサ１において、インダクタ２０を介さずにノードｎ１に接続された第１弾性波フィルタは、送受信フィルタに限定されず、送信フィルタおよび受信フィルタのいずれかであってもよい。また、インダクタ２０を介さずにノードｎ１に接続された第１弾性波フィルタは、１つであることに限定されず、２つ以上であってもよい。また、送信フィルタ１２、１４および受信フィルタ１３、１５のそれぞれは、送信フィルタ、受信フィルタおよび送受信フィルタのいずれであってもよい。また、ノードｎ２に直接接続された弾性波フィルタは、４つであることに限定されず、２つ以上であればよい。
【００２２】
送受信フィルタ１１、送信フィルタ１２および１４、ならびに受信フィルタ１３および１５は、弾性波フィルタであり、概ね容量性インピーダンスを有する。本実施の形態に係るマルチプレクサ１の上記構成によれば、インダクタ２０の他端に接続されていない容量性の送受信フィルタ１１に対して、インダクタ２０により、ノードｎ２に接続された送信フィルタ１２、１４、および受信フィルタ１３、１５の合成（並列）回路のノードｎ１から見たインピーダンスを誘導性とする。これによれば、ノードｎ１から見た送受信フィルタ１１のインピーダンスと、ノードｎ１から見た上記合成回路のインピーダンスとを、複素共役の関係とすることができるので、マルチプレクサ１を構成する各弾性波フィルタ間のインピーダンス整合が良化し、低損失のマルチプレクサ１を実現できる。
【００２３】
ここで、インダクタ２０に２以上の弾性波フィルタが並列接続された本実施の形態の構成と、誘導性インピーダンスにシフトさせるためのインダクタに１つの弾性波フィルタのみが接続されている比較例の構成とを比較する。本実施の形態の構成は、比較例の構成に比べて、リアクタンスが小さい上記合成回路を誘導性領域にシフトさせるため、当該誘導性領域へとシフトさせるためのインダクタ２０のインダクタンス値を小さく設定できる。よって、直列接続されたインダクタ２０による伝搬損失を低減でき、さらにマルチプレクサ１を小型化できる。
【００２４】
また、送信フィルタ１２、１４、および受信フィルタ１３、１５それぞれの単体のインピーダンスに対して、上記合成回路のインピーダンスは、アドミタンスチャートにおける等コンダクタンス円上を時計回りにシフトする。よって、本実施の形態の上記合成回路は、比較例の１つの弾性波フィルタに比べて、容量性領域のうちリアクタンスが小さい低インピーダンス領域に位置する。このため、インダクタ２０により容量性領域から等レジスタンス円上を時計回りにシフトする上記合成回路のインピーダンスは、スミスチャートにおいてより外周に位置することとなる（インピーダンスの張り付きが改善される）。これにより、ノードｎ１から見た上記合成回路のインピーダンスのうち送受信フィルタ１１の通過帯域（バンドＡ）における反射損失が小さくなる（反射係数が大きくなる）。よって、送受信フィルタ１１の挿入損失が低減される。
【００２５】
以上、本実施の形態によれば、低損失かつ小型化されたマルチプレクサ１を提供できる。
【００２６】
［１．２  弾性波フィルタの構造］
ここで、マルチプレクサ１を構成する各弾性波フィルタの回路構成、および、弾性波フィルタを構成する弾性波共振子の構造について例示する。
【００２７】
図２Ａは、実施の形態１に係るマルチプレクサ１を構成する各弾性波フィルタの回路構成の第１例を示す図である。また、図２Ｂは、実施の形態１に係るマルチプレクサ１を構成する弾性波フィルタの回路構成の第２例を示す図である。
【００２８】
本実施の形態に係るマルチプレクサ１を構成する送受信フィルタ１１、送信フィルタ１２および１４、ならびに受信フィルタ１３および１５は、例えば、図２Ａに示された弾性波フィルタ１０Ａ、または、図２Ｂに示された弾性波フィルタ１０Ｂの回路構成を有する。
【００２９】
図２Ａに示された弾性波フィルタ１０Ａは、直列腕共振子１０１〜１０５と、並列腕共振子１５１〜１５４と、インダクタ１６１と、を備える。
【００３０】
直列腕共振子１０１〜１０５は、入出力端子１１０と入出力端子１２０とを結ぶ経路に直列配置されている。また、並列腕共振子１５１〜１５４のそれぞれは、直列腕共振子１０１〜１０５、入出力端子１１０および１２０の各接続点とグランドとの間に接続されている。上記接続構成により、弾性波フィルタ１０Ａ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１６１は、並列腕共振子１５１、１５２および１５３の接続点とグランドとの間に接続され、フィルタ通過特性における減衰極を調整する。弾性波フィルタ１０Ａが、送受信フィルタ１１、送信フィルタ１２および１４、ならびに受信フィルタ１３および１５のいずれかに適用される場合、入出力端子１１０が、ノードｎ１またはノードｎ２に接続される。なお、マルチプレクサ１を構成する弾性波フィルタの第１例として示された弾性波フィルタ１０Ａにおいて、直列腕共振子および並列腕共振子の数は任意であり、また、インダクタ１６１はなくてもよい。
【００３１】
図２Ｂに示された弾性波フィルタ１０Ｂは、縦結合型フィルタ部２０３と、直列腕共振子２０１および２０２と、並列腕共振子２６１〜２６３と、を備える。
【００３２】
縦結合型フィルタ部２０３は、例えば、９個のＩＤＴを有し、当該９個のＩＤＴのそれぞれは、互いに対向する一対のＩＤＴ電極で構成されている。直列腕共振子２０１および２０２、ならびに、並列腕共振子２６１および２６２は、ラダー型フィルタ部を構成している。上記接続構成により、弾性波フィルタ１０Ｂは、バンドパスフィルタを構成する。弾性波フィルタ１０Ｂが、送受信フィルタ１１、送信フィルタ１２および１４、ならびに受信フィルタ１３および１５のいずれかに適用される場合、入出力端子１１０が、ノードｎ１またはノードｎ２に接続される。なお、マルチプレクサ１を構成する弾性波フィルタの第２例として示された弾性波フィルタ１０Ｂにおいて、直列腕共振子および並列腕共振子の数、および、縦結合型フィルタ部２０３を構成するＩＤＴの数は任意である。
【００３３】
図３は、実施の形態１に係る弾性波フィルタの弾性波共振子を模式的に表す平面図および断面図である。同図には、図２Ａに例示した弾性波フィルタ１０Ａを構成する複数の弾性波共振子のうち、直列腕共振子１０１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３に示された直列腕共振子１０１は、上記複数の弾性波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。
【００３４】
直列腕共振子１０１は、圧電性を有する基板２５０と、ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極２２とで構成されている。図３の平面図に示すように、基板２５０の上には、互いに対向する一対のＩＤＴ電極２２ａおよび２２ｂが形成されている。ＩＤＴ電極２２ａは、互いに平行な複数の電極指２２２ａと、複数の電極指２２２ａを接続するバスバー電極２２１ａとで構成されている。また、ＩＤＴ電極２２ｂは、互いに平行な複数の電極指２２２ｂと、複数の電極指２２２ｂを接続するバスバー電極２２１ｂとで構成されている。複数の電極指２２２ａおよび２２２ｂは、Ｘ軸方向と直交する方向に沿って形成されている。
【００３５】
また、複数の電極指２２２ａおよび２２２ｂ、ならびに、バスバー電極２２１ａおよび２２１ｂで構成されるＩＤＴ電極２２は、図３の断面図に示すように、密着層２２３と主電極層２２４との積層構造となっている。
【００３６】
密着層２２３は、基板２５０と主電極層２２４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２２３の膜厚は、例えば、１２ｎｍである。
【００３７】
主電極層２２４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２２４の膜厚は、例えば１６２ｎｍである。
【００３８】
保護層２２５は、ＩＤＴ電極２２ａおよび２２ｂを覆うように形成されている。保護層２２５は、主電極層２２４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。
【００３９】
なお、密着層２２３、主電極層２２４および保護層２２５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２２は、上記積層構造でなくてもよい。ＩＤＴ電極２２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２２５は、形成されていなくてもよい。
【００４０】
次に、基板２５０の積層構造について説明する。
【００４１】
基板２５０は、支持基板２５３と、エネルギー閉じ込め層２５２と、圧電体層２５１とを備え、支持基板２５３、エネルギー閉じ込め層２５２、および圧電体層２５１がこの順でｚ軸方向に積層された構造を有している。
【００４２】
圧電体層２５１は、例えば、ＬｉＴａＯ３圧電単結晶または圧電セラミックスが用いられる。
【００４３】
支持基板２５３は、圧電体層２５１、エネルギー閉じ込め層２５２、およびＩＤＴ電極２２を支持する基板である。
【００４４】
エネルギー閉じ込め層２５２は、１層または複数の層からなり、その少なくとも１つの層を伝搬する弾性バルク波の速度は、圧電体層２５１近傍を伝搬する弾性波の速度よりも大きい。例えば、図３の（ｂ）に示すように、低音速層２５４と、高音速層２５５との積層構造となっている。低音速層２５４は、圧電体層２５１を伝搬する弾性波の音速よりも、低音速層２５４中のバルク波の音速が低速となる膜である。高音速層２５５は、圧電体層２５１を伝搬する弾性波の音速よりも、高音速層２５５中のバルク波の音速が高速となる膜である。なお、支持基板２５３を高音速層としてもよい。
【００４５】
また、エネルギー閉じ込め層２５２は、例えば、図３の（ｃ）に示すように、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層２５６と、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層２５７とが、交互に積層された構成を有する音響インピーダンス層２５８である。
【００４６】
上記構成によれば、圧電性を有する基板２５０を用いた弾性波共振子は、圧電体層２５１の誘電率が高いため、容量性のインピーダンスを示す傾向にある。
【００４７】
図４は、実施の形態１に係る弾性波共振子のインピーダンス特性を表すグラフである。同図に示すように、弾性波共振子のインピーダンスは、共振周波数ｆｒにおいて極小となり、反共振周波数ｆａにおいて極大となり、共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａとの間の周波数帯域を除き、容量性を示す。
【００４８】
ここで、本実施の形態に係るマルチプレクサを構成する弾性波フィルタとして適用され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しておく。図４に示すように、ラダー型の弾性波フィルタを構成する並列腕共振子は、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、直列腕共振子は、共振周波数ｆｒｓおよび反共振周波数ｆａｓ（＞ｆｒｓ＞ｆｒｐ）を有している。並列腕共振子の反共振周波数ｆａｐと直列腕共振子の共振周波数ｆｒｓとを近接させることにより、並列腕共振子のインピーダンスが０に近づく共振周波数ｆｒｐ近傍は、低周波側阻止域となる。また、これより周波数が高くなると、反共振周波数ｆａｐ近傍で並列腕共振子のインピーダンスが高くなり、かつ、共振周波数ｆｒｓ近傍で直列腕共振子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の近傍は、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、直列腕共振子のインピーダンスが高くなり、高周波側阻止域となる。
【００４９】
上記動作原理によれば、ラダー型の弾性波フィルタのインピーダンスは、通過帯域を除き、容量性を示す。
【００５０】
本実施の形態に係るマルチプレクサ１の回路構成によれば、容量性インピーダンスを有する各弾性波フィルタ間のインピーダンス整合を良化させ、マルチプレクサ１を低損失化および小型化することが可能となる。
【００５１】
なお、本実施の形態に係るマルチプレクサ１を構成する送受信フィルタ１１、送信フィルタ１２および１４、ならびに受信フィルタ１３および１５は、例えば、上記の積層構造を有する弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）共振子で構成される。なお、上記各弾性波フィルタは、上述した弾性表面波デバイスに限定されず、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）デバイス、もしくは、ＦＢＡＲ（Ｆｉｌｍ  Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）等であってもよい。なお、ＳＡＷには、表面波だけでなく境界波も含まれる。
【００５２】
以下、本実施の形態に係るマルチプレクサ１の作用効果について、比較例に係るマルチプレクサ５００と比較しながら詳細に説明する。
【００５３】
［１．３  比較例に係るマルチプレクサの構成］
図５は、比較例に係るマルチプレクサ５００の回路構成図である。同図に示すように、マルチプレクサ５００は、送受信フィルタ１１と、送信フィルタ１２および１４と、受信フィルタ１３および１５と、インダクタ５２０と、共通端子１００と、を備える。比較例に係るマルチプレクサ５００は、実施の形態１に係るマルチプレクサ１と比較して、インダクタ５２０の接続構成が異なる。以下、比較例に係るマルチプレクサ５００について、実施の形態１に係るマルチプレクサ１と異なる点を中心に説明する。
【００５４】
インダクタ５２０は、一端がノードｎ１に接続され、他端が送信フィルタ１４に接続されている。
【００５５】
送受信フィルタ１１は、バンドＡの送受信帯域を通過帯域とする弾性波フィルタであり、共通端子１００に直接接続されている。送信フィルタ１２は、バンドＢの送信帯域を通過帯域とする弾性波フィルタであり、共通端子１００に直接接続されている。受信フィルタ１３は、バンドＢの受信帯域を通過帯域とする弾性波フィルタであり、共通端子１００に直接接続されている。送信フィルタ１４は、バンドＣの送信帯域を通過帯域とする弾性波フィルタであり、インダクタ５２０の他端に接続されている。受信フィルタ１５は、バンドＣの受信帯域を通過帯域とする弾性波フィルタであり、共通端子１００に直接接続されている。
【００５６】
比較例に係るマルチプレクサ５００の上記構成によれば、インダクタ５２０が接続されていない容量性の送受信フィルタ１１、送信フィルタ１２、受信フィルタ１３および１５に対して、インダクタ５２０により、送信フィルタ１４のノードｎ１から見たインピーダンスを誘導性とする。これによれば、ノードｎ１から見た送信フィルタ１４のインピーダンスと、ノードｎ１から見た送受信フィルタ１１、送信フィルタ１２、受信フィルタ１３および１５の合成（並列）回路のインピーダンスとを、複素共役の関係とすることができる。
【００５７】
この場合、１つの送信フィルタ１４のみがインダクタ５２０に接続されているため、送信フィルタ１４は、実施の形態１に係るマルチプレクサ１における４つの弾性波フィルタの合成回路に比べて、リアクタンスが大きい。このため、送信フィルタ１４を誘導性領域へとシフトさせるためのインダクタ５２０のインダクタンス値は、実施の形態１に係るマルチプレクサ１のインダクタ２０のインダクタンス値と比較して大きく設定される。よって、送信フィルタ１４が配置された経路の伝搬損失が大きくなり、さらにマルチプレクサ５００が大型化する。
【００５８】
図６Ａは、比較例に係る送信フィルタ１４のインピーダンスを示すスミスチャートである。同図の（ａ）には、共通端子１００側から送信フィルタ１４を見た場合の、インダクタ５２０により位相シフトされる前後の自帯域（バンドＣの送信帯域）におけるインピーダンスが示され、同図の（ｂ）には、共通端子１００側から送信フィルタ１４を見た場合の、インダクタ５２０により位相シフトされる前後のバンドＡにおけるインピーダンスが示されている。図６Ａに示すように、送信フィルタ１４のインピーダンスは、インダクタ５２０により、容量性領域から等レジスタンス円（虚軸）上を時計回りにシフトする。この等レジスタンス円上の位相シフトに起因して、図６Ａの（ｂ）に示すように、インダクタ５２０による位相シフト後の送信フィルタ１４のバンドＡにおけるインピーダンスが、インダクタ５２０による位相シフト前のインピーダンスよりも左側領域に位置すると、位相シフト後のインピーダンスは、スミスチャートにおいてより内側に位置してしまう（インピーダンスの張り付きが悪化する）。これに対して、インダクタ５２０による位相シフト後の送信フィルタ１４のバンドＡにおけるインピーダンスを、インダクタ５２０による位相シフト前のインピーダンスよりも右側領域に位置しようとすると、位相シフト量を大きくする必要があり、大きなインダクタンス値を有するインダクタ５２０が必要となり、送信フィルタ１４の伝搬損失が大きくなり、さらにマルチプレクサ５００が大型化する。
【００５９】
ここで、送信フィルタ１４単体のインピーダンスＺ０は、以下の式１で表されるとする。
【００６０】
Ｚ０＝Ｚａ＋ｊＺｂ        （式１）
【００６１】
また、インダクタ５２０のインダクタンス値をＬとすると、位相シフト後の送信フィルタ１４のインピーダンスＺ１は、以下の式２で表されるとする。
【００６２】
Ｚ１＝Ｚａ＋ｊＺｂ＋ｊωＬ        （式２）
【００６３】
ここで、送信フィルタ１４のインピーダンスＺ１が、インピーダンスＺ０よりも左側領域に位置することは、以下の式３で表される。
【００６４】
｜ｊＺｂ｜＞｜ｊＺｂ＋ｊωＬ｜          （式３）
【００６５】
つまり、インピーダンスＺ１のリアクタンスが、インピーダンスＺ０のリアクタンスよりも小さい場合、特に、減衰帯域のインピーダンスは、スミスチャートのより内側に位置してしまい、いわゆるインピーダンスの張り付きが悪化する。
【００６６】
図６Ｂは、比較例に係る送信フィルタ１４における位相シフト前後の反射特性を比較したグラフである。同図に示すように、上記式３を満たす条件では、共通端子１００から見た送信フィルタ１４の反射損失は、周波数全般において、インダクタ５２０による位相シフト後のほうが増大し、インダクタ５２０が接続されていない送受信フィルタ１１の通過帯域（バンドＡ）においても増大している。
【００６７】
［１．４  実施の形態１に係るマルチプレクサの作用効果］
図７Ａは、実施の形態１に係る送信フィルタ１２、送信フィルタ１４、受信フィルタ１３および受信フィルタ１５単体、ならびに、これらのフィルタの合成回路のノードｎ２から見たインピーダンスを示すスミスチャートである。上記合成回路は、各弾性波フィルタに容量成分が並列付加されたものとなるため、上記合成回路のインピーダンスは、各弾性波フィルタのインピーダンスに対して、アドミタンスチャート上の等コンダクタンス円（虚軸）上を時計回りにシフトする。よって、図７Ａに示すように、ノードｎ２から見た上記合成回路のバンドＡにおけるインピーダンスは、ノードｎ２から見た送信フィルタ１２、１４、受信フィルタ１３および受信フィルタ１５の各単体の、バンドＡにおけるインピーダンスと比較して、容量性かつ低インピーダンス領域にシフトするので、スミスチャートのより外側に位置し、いわゆるインピーダンスの張り付きが改善される。
【００６８】
図７Ｂは、実施の形態１に係る受信フィルタ１３単体および上記合成回路のノードｎ２における反射特性を比較したグラフである。同図に示すように、ノードｎ２における上記合成回路のバンドＡにおける反射損失は、受信フィルタ１３単体のバンドＡにおける反射損失と比較して、小さくなっている。
【００６９】
図７Ｃは、実施の形態１に係る送信フィルタ１２、送信フィルタ１４、受信フィルタ１３および受信フィルタ１５の合成回路のノードｎ１およびノードｎ２から見たインピーダンスを示すスミスチャートである。同図に示すように、上記合成回路のノードｎ１から見たバンドＡにおけるインピーダンスは、インダクタ２０により、ノードｎ２から見たバンドＡにおけるインピーダンスに対して、スミスチャートの等レジスタンス円（虚軸）上を時計回りにシフトする。このとき、上記合成回路のノードｎ２から見たバンドＡにおけるインピーダンスは、図７Ａに示すように、各弾性波フィルタ単体のバンドＡにおけるインピーダンスよりも、容量性かつ低インピーダンス領域にシフトしている。このため、上記合成回路のノードｎ１から見たバンドＡにおけるインピーダンスは、インダクタ２０のインダクタンス値が小さくても、上記合成回路のノードｎ２から見たバンドＡにおけるインピーダンスに対して右側領域に位置させることができる。つまり、以下の式４が成立する。
【００７０】
｜ｊＺｂ｜＜｜ｊＺｂ＋ｊωＬ｜          （式４）
【００７１】
つまり、ノードｎ１から見た上記合成回路のバンドＡにおけるインピーダンスは、ノードｎ２から見た上記合成回路のバンドＡにおけるインピーダンスと比較して、誘導性領域かつスミスチャートのより外側に位置し、いわゆるインピーダンスの張り付きが改善される。
【００７２】
図７Ｄは、実施の形態１に係る上記合成回路のノードｎ１およびノードｎ２における反射特性を比較したグラフである。同図に示すように、ノードｎ１における上記合成回路のバンドＡにおける反射損失は、ノードｎ２における上記合成回路のバンドＡにおける反射損失よりも低減されている。
【００７３】
図８は、実施の形態１および比較例に係る上記合成回路のノードｎ１における反射特性を比較したグラフである。同図の（ｃ）に示すように、ノードｎ１から見た上記合成回路のバンドＡにおけるインピーダンスの反射損失は、比較例に係るマルチプレクサ５００よりも、実施の形態１に係るマルチプレクサ１のほうが小さくなっている。
【００７４】
図９Ａは、実施の形態１および比較例に係るマルチプレクサの送受信フィルタ１１の通過特性を比較したグラフである。実施の形態１に係るマルチプレクサ１では、図８に示された上記合成回路のバンドＡにおける反射損失が低減されていることにより、図９Ａに示すように、送受信フィルタ１１の通過帯域における挿入損失が低減されている。
【００７５】
図９Ｂは、実施の形態１に係る送受信フィルタ１１と上記合成回路との各バンドにおける複素共役によるインピーダンス整合を表すスミスチャートである。同図の（ａ）に示すように、本実施の形態に係るマルチプレクサ１では、インダクタ２０に接続されていない送受信フィルタ１１のノードｎ１から見たインピーダンスと、インダクタ２０に共通接続された送信フィルタ１２、送信フィルタ１４、受信フィルタ１３および受信フィルタ１５の合成回路のノードｎ１から見たインピーダンスとを複素共役の関係とすることで、各弾性波フィルタ間のインピーダンス整合を良化させて、マルチプレクサ１の低損失化を図っている。図９Ｂの（ｂ）〜（ｆ）には、それぞれ、ノードｎ１から見た送受信フィルタ１１のインピーダンスと、ノードｎ１から見た上記合成回路のインピーダンスとの、（ｂ）バンドＢ送信帯域における複素共役、（ｃ）バンドＢ受信帯域における複素共役、（ｄ）バンドＡにおける複素共役、（ｅ）バンドＣ送信帯域における複素共役、および（ｆ）バンドＣ受信帯域における複素共役、が示されている。いずれの通過帯域においても、上記の複素共役による合成インピーダンスが基準インピーダンス（例えば、５０Ω）に整合されていることが解る。これにより、各通過帯域における挿入損失が低減されるので、マルチプレクサ１の低損失化が実現される。
【００７６】
なお、本実施の形態に係るマルチプレクサ１において、インダクタ２０の他端に接続されていない弾性波フィルタ（送受信フィルタ１１）の通過帯域は、インダクタ２０の他端に接続されたその他の弾性波フィルタの通過帯域よりも高周波側にあってもよい。
【００７７】
インダクタ２０（インダクタンス値Ｌ）による上記並列回路の所定の角周波数ωにおける位相シフト量は、ｊωＬとなる。これによれば、インダクタ２０による上記並列回路の減衰帯域（バンドＡ：角周波数ωＡ）における位相シフト量はｊωＡＬとなり、ωＡが大きい分、インダクタンス値Ｌを小さくできる。よって、マルチプレクサ１の低損失および小型化に貢献できる。
【００７８】
高出力移動局（ＨＰＵＥ：Ｈｉｇｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）への対応要求により、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）で規定されるＬＴＥバンドの周波数割り当てのうちＴＤＤ（時分割複信）バンドは、１つの基地局で広い範囲をカバーできるように、携帯電話等のアンテナ端から出力される信号電力が、ＦＤＤ（周波数分割複信）バンドの送信電力（例えば２３ｄＢｍ）に対して３ｄＢ大きくなるよう要求される（例えば、２６ｄＢｍ）。
【００７９】
ＴＤＤバンドの中でも、特にＬＴＥのＢａｎｄ４０、Ｂａｎｄ４１といった、より周波数の高い通信バンドにおいては、帯域近傍の減衰要求も厳しい。このため、フィルタの通過帯域内の挿入損失が、他バンドのフィルタの挿入損失に比べ大きくなる傾向にある。
【００８０】
上記観点からも、本実施の形態に係るマルチプレクサ１を、ＨＰＵＥに対応したシステムとして用いる場合には、インダクタ２０の他端に接続されていない弾性波フィルタ（送受信フィルタ１１）として、低損失の対応が求められるＢａｎｄ４０およびＢａｎｄ４１に適用されることが望ましい。これにより、ＨＰＵＥに対応した低損失かつ小型のマルチプレクサ１を提供できる。
【００８１】
［１．５  実施の形態１に係るマルチプレクサの配置構成］
図１０は、実施の形態１に係るマルチプレクサ１を構成する回路素子の配置構成図である。同図に示すように、本実施の形態に係るマルチプレクサ１では、実装基板５０上に、送受信フィルタ１１、送信フィルタ１２、送信フィルタ１４、受信フィルタ１３および受信フィルタ１５が実装されている。また、共通端子１００と上記各弾性波フィルタとは、実装基板５０上に形成された配線により接続されている。
【００８２】
ここで、ノードｎ１と送受信フィルタ１１とを接続する配線３１は、ノードｎ１とインダクタ２０とを接続する配線３２よりも短いことが望ましい。
【００８３】
上記配置構成によれば、配線３１を短くできるので、インダクタ２０の他端に接続されていない送受信フィルタ１１のインピーダンスが、意図しない配線の寄生インダクタンスなどにより位相シフトしてしまうことを極力排除できる。よって、ノードｎ１から見た送受信フィルタ１１のインピーダンスと、ノードｎ１から見た上記合成回路のインピーダンスとを、より高精度な複素共役の関係とすることができる。
【００８４】
［１．６  変形例に係るマルチプレクサ］
本変形例に係るマルチプレクサの回路構成は、図１に示された実施の形態１に係るマルチプレクサ１の回路構成と同じであるが、本変形例に係るマルチプレクサは、各弾性波フィルタの具体的回路構成を規定している点が、実施の形態１に係るマルチプレクサ１と異なる。以下、本変形例に係るマルチプレクサについて、実施の形態１に係るマルチプレクサ１と異なる構成を中心に説明する。
【００８５】
図１１Ａは、実施の形態１の変形例に係るマルチプレクサを構成する各弾性波フィルタ単体のバンドＡにおける反射特性を示すグラフである。同図に示すように、インダクタ２０の他端に接続された送信フィルタ１２、送信フィルタ１４、受信フィルタ１３および受信フィルタ１５のなかで、受信フィルタ１３（第２弾性波フィルタ）のバンドＡにおける反射損失が、その他の弾性波フィルタのバンドＡにおける反射損失よりも大きい。
【００８６】
図１１Ｂは、ラダー型フィルタの構造によるインピーダンスの差異を説明するアドミタンスチャートである。同図の（ａ）には、入出力端子１１０に最も近く接続された弾性波共振子が直列腕共振子１０１であるラダー型の弾性波フィルタ（弾性波フィルタＡと記す）の、入出力端子１１０から見たバンドＡにおけるインピーダンスが示されている。また、同図の（ｂ）には、入出力端子１１０に最も近く接続された弾性波共振子が並列腕共振子１５１であるラダー型の弾性波フィルタ（弾性波フィルタＢと記す）の、入出力端子１１０から見たバンドＡにおけるインピーダンスが示されている。上記弾性波フィルタＡまたはＢを、他の弾性波フィルタとともにノードｎ２に共通接続した合成回路のインピーダンスは、弾性波フィルタＡまたはＢ単体のインピーダンスに対して、等コンダクタンス円上を時計回りシフトし、低インピーダンス側へとシフトする。このとき、上記シフト量が大きいほど、上記合成回路のインピーダンスは、アドミタンスチャートのより外周へとシフトするので、反射損失の改善量が大きくなる。この観点から、本変形例に係るマルチプレクサでは、バンドＡにおける反射損失が最も大きい受信フィルタ１３の回路構成を、上記弾性波フィルタＡの回路構成としている。すなわち、ノードｎ２（第２共通接続端子）は、受信フィルタ１３が有する弾性波共振子のうち直列腕共振子１０１と接続されている。
【００８７】
ノードｎ２に直列腕共振子１０１が接続された受信フィルタ１３（第２弾性波フィルタ）のノードｎ２側から見たインピーダンスは、容量性かつ大きなリアクタンスを有する。このため、他の弾性波フィルタとの並列接続により、バンドＡのインピーダンスを低インピーダンス側にシフトするにあたり、シフト量が大きくなる。このため、並列接続された合成回路のバンドＡにおけるインピーダンスを、スミスチャートのより外周に位置させることができ、バンドＡにおける反射損失を小さくすることができる。よって、送受信フィルタ１１（第１弾性波フィルタ）の挿入損失が低減される。
【００８８】
なお、上記変形例では、ノードｎ２に接続された送信フィルタ１２、送信フィルタ１４、受信フィルタ１３および受信フィルタ１５のうち、受信フィルタ１３のみが上記弾性波フィルタＡの構成を有するものとしたが、その他の送信フィルタ１２、送信フィルタ１４、および受信フィルタ１５も、上記弾性波フィルタＡの構成を有していてもよい。
【００８９】
これによれば、ノードｎ２に直列腕共振子１０１が接続された送信フィルタ１２、送信フィルタ１４、受信フィルタ１３および受信フィルタ１５それぞれのノードｎ２側から見たインピーダンスは、容量性かつ大きなリアクタンスを有する。このため、これらのフィルタの並列接続による合成回路のバンドＡにおけるインピーダンスは、低インピーダンス側にシフトするにあたり、大きなシフト量を確保できる。このため、上記合成回路のバンドＡにおけるインピーダンスを、スミスチャートのより外周に位置させることができ、バンドＡにおける反射損失をより小さくすることができる。よって、送受信フィルタ１１（第１弾性波フィルタ）の挿入損失がより低減される。
【００９０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に係るマルチプレクサ１に対して、ノードｎ１にインダクタンス素子を介さずに複数の弾性波フィルタが接続された構成を有するマルチプレクサ２を示す。
【００９１】
図１２は、実施の形態２に係るマルチプレクサ２の回路構成図である。同図に示すように、マルチプレクサ２は、送受信フィルタ１１および１６と、送信フィルタ１２および１４と、受信フィルタ１３および１５と、インダクタ２０と、共通端子１００と、を備える。また、マルチプレクサ２は、さらに、共通端子１００とインダクタ２０の一端とを結ぶ経路上に設けられたノードｎ１（第１共通接続端子）、ならびに、送信フィルタ１２、１４、受信フィルタ１３、１５とインダクタ２０の他端とを結ぶ経路上に設けられたノードｎ２（第２共通接続端子）を備えている。なお、共通端子１００とノードｎ１とは、同一の端子であってもよく、この場合には、共通端子１００が第１共通接続端子に相当する。
【００９２】
本実施の形態に係るマルチプレクサ２は、実施の形態１に係るマルチプレクサ１と比較して、インダクタ２０を介さずにノードｎ１と接続された送受信フィルタ１６を有する点が異なる。以下、本実施の形態に係るマルチプレクサ２について、実施の形態１に係るマルチプレクサ１と同じ点については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００９３】
送受信フィルタ１６は、バンドＤの送受信帯域（第５周波数帯域）を通過帯域とする第５弾性波フィルタである。送受信フィルタ１６は、インダクタ２０を介さずにノードｎ１に接続されている。送受信フィルタ１６は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された高周波送信信号を、入出力端子９６を経由して入力し、ノードｎ１へ出力する。また、送受信フィルタ１６は、共通端子１００から入力された高周波受信信号を入力し、入出力端子９６へ出力する。なお、バンドＤとしては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ４１（送受信帯域：２４９６−２６９０ＭＨｚ）が適用される。
【００９４】
ここで、バンドＡ、バンドＢ送信帯域、バンドＢ受信帯域、バンドＣ送信帯域、バンドＣ受信帯域、およびバンドＤのうち、バンドＡとバンドＤとは、周波数において隣り合っている。
【００９５】
これによれば、バンドＡとバンドＤとが近接しているので、ノードｎ１から見た、送信フィルタ１２、１４、受信フィルタ１３、１５の合成回路のインピーダンスのうちバンドＡおよびバンドＤを含む周波数帯域における反射損失が小さくなる（反射係数が大きくなる）。また、送受信フィルタ１６を、送信フィルタ１２、１４、受信フィルタ１３、１５とともにノードｎ２に接続した合成回路と比較して、送受信フィルタ１６がインダクタ２０の他端に接続されないので、送受信フィルタ１６の挿入損失を低減できる。よって、低損失かつ小型化されたマルチプレクサ２を提供できる。
【００９６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１および２に係るマルチプレクサに対して、さらに、送信信号の相互変調歪による受信感度の劣化を抑制した回路構成について示す。
【００９７】
図１３は、実施の形態３に係るマルチプレクサ３の（ａ）回路構成図、（ｂ）等価回路、および（ｃ）通過特性を示す図である。同図の（ａ）に示すように、マルチプレクサ３は、送信フィルタ１２および１４と、受信フィルタ１３および１５と、インダクタ２０と、共通端子１００と、を備える。また、マルチプレクサ３は、さらに、共通端子１００とインダクタ２０の一端とを結ぶ経路上に設けられたノードｎ１（第１共通接続端子）、ならびに、送信フィルタ１２、１４、受信フィルタ１５とインダクタ２０の他端とを結ぶ経路上に設けられたノードｎ２（第２共通接続端子）を備えている。なお、共通端子１００とノードｎ１とは、同一の端子であってもよく、この場合には、共通端子１００が第１共通接続端子に相当する。
【００９８】
本実施の形態に係るマルチプレクサ３は、実施の形態１に係るマルチプレクサ１と比較して、マルチプレクサ３を構成する弾性波フィルタの接続構成が異なる。以下、本実施の形態に係るマルチプレクサ３について、実施の形態１に係るマルチプレクサ１と同じ点については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００９９】
受信フィルタ１３は、バンドＢの受信帯域（第１周波数帯域）を通過帯域とする第１弾性波フィルタである。受信フィルタ１３は、インダクタ２０を介さずにノードｎ１に接続されている。受信フィルタ１３は、共通端子１００から入力された高周波受信信号を入力し、入出力端子９３へ出力する。なお、バンドＢの受信帯域としては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ１（受信帯域：２１１０−２１７０ＭＨｚ）が適用される。また、バンドＢの受信帯域としては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ６６（受信帯域：２１１０−２２００ＭＨｚ）が適用される。
【０１００】
送信フィルタ１２は、バンドＢの送信帯域（第２周波数帯域）を通過帯域とする第２弾性波フィルタである。送信フィルタ１２は、ノードｎ２に接続されている。送信フィルタ１２は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された高周波送信信号を、入出力端子９２を経由して入力し、ノードｎ２へ出力する。なお、バンドＢの送信帯域としては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ１（送信帯域：１９２０−１９８０ＭＨｚ）が適用される。
【０１０１】
送信フィルタ１４は、バンドＣの送信帯域（第３周波数帯域）を通過帯域とする第３弾性波フィルタである。送信フィルタ１４は、ノードｎ２に接続されている。送信フィルタ１４は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された高周波送信信号を、入出力端子９４を経由して入力し、ノードｎ２へ出力する。なお、バンドＣの送信帯域としては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ３（送信帯域：１７１０−１７８５ＭＨｚ）が適用される。
【０１０２】
受信フィルタ１５は、バンドＣの受信帯域（第４周波数帯域）を通過帯域とする第４弾性波フィルタである。受信フィルタ１５は、ノードｎ２に接続されている。受信フィルタ１５は、共通端子１００から入力された高周波受信信号を入力し、入出力端子９５へ出力する。なお、バンドＣの受信帯域としては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ３（受信帯域：１８０５−１８８０ＭＨｚ）が適用される。
【０１０３】
バンドＢの受信帯域（第１周波数帯域）は、バンドＢの受信帯域（第１周波数帯域）、バンドＢの送信帯域（第２周波数帯域）、およびバンドＣの送信帯域（第３周波数帯域）のなかで最も高周波側にある。
【０１０４】
上記構成において、例えば、バンドＢの送信帯域の高周波送信信号とバンドＣの送信帯域の高周波送信信号とを同時送信（２アップリンクＣＡ）する場合、送信フィルタ１２を通過するバンドＢの送信帯域の高周波送信信号と、送信フィルタ１４を通過するバンドＣの送信帯域の高周波送信信号とにより発生する相互変調歪の周波数が、バンドＢの受信帯域の少なくとも一部と重複する。
【０１０５】
これに対して、本実施の形態に係るマルチプレクサ３では、受信フィルタ１５とインダクタ２０とは、図１３の（ｃ）に示すように、バンドＢの送信帯域およびバンドＣの送信帯域を通過帯域としバンドＢの受信帯域を減衰帯域とする低域通過型フィルタを構成している。具体的には、図１３の（ｂ）に示すように、受信フィルタ１５とインダクタ２０とは、インダクタ１８Ｌおよびキャパシタ１８Ｃを含む等価回路を有する低域通過型フィルタ１８を構成する。
【０１０６】
これにより、バンドＢの送信帯域（第２周波数帯域）の高周波送信信号とバンドＣの送信帯域（第３周波数帯域）の高周波送信信号とにより発生する相互変調歪成分を低域通過型フィルタ１８で減衰できるので、当該相互変調歪成分がノードｎ１を経由して受信フィルタ１３に流入することを抑制できる。よって、相互変調歪に起因した受信感度の劣化を抑制することが可能となる。
【０１０７】
図１４は、実施の形態３の変形例に係るマルチプレクサ４の（ａ）回路構成図、（ｂ）等価回路、および（ｃ）通過特性を示す図である。同図の（ａ）に示すように、マルチプレクサ４は、送信フィルタ１２および１４と、受信フィルタ１３および１５と、送受信フィルタ１７と、インダクタ２０と、共通端子１００と、を備える。また、マルチプレクサ４は、さらに、共通端子１００とインダクタ２０の一端とを結ぶ経路上に設けられたノードｎ１（第１共通接続端子）、ならびに、送信フィルタ１２、１４、受信フィルタ１５とインダクタ２０の他端とを結ぶ経路上に設けられたノードｎ２（第２共通接続端子）を備えている。なお、共通端子１００とノードｎ１とは、同一の端子であってもよく、この場合には、共通端子１００が第１共通接続端子に相当する。
【０１０８】
本変形例に係るマルチプレクサ４は、実施の形態３に係るマルチプレクサ３と比較して、インダクタ２０を介さずにノードｎ１と接続された送受信フィルタ１７を有する点が異なる。以下、本変形例に係るマルチプレクサ４について、実施の形態３に係るマルチプレクサ３と同じ点については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１０９】
送受信フィルタ１７は、バンドＥの送受信帯域（第５周波数帯域）を通過帯域とする第５弾性波フィルタである。送受信フィルタ１７は、インダクタ２０を介さずにノードｎ１に接続されている。送受信フィルタ１７は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された高周波送信信号を、入出力端子９７を経由して入力し、ノードｎ１へ出力する。また、送受信フィルタ１７は、共通端子１００から入力された高周波受信信号を入力し、入出力端子９７へ出力する。なお、バンドＥとしては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ４０（送受信帯域：２３００−２４００ＭＨｚ）または、Ｂａｎｄ４１（送受信帯域：２４９６−２６９０ＭＨｚ）が適用される。
【０１１０】
受信フィルタ１５は、バンドＣの受信帯域（第６周波数帯域）を通過帯域とする第６弾性波フィルタである。受信フィルタ１５は、ノードｎ２に接続されている。受信フィルタ１５は、共通端子１００から入力された高周波受信信号を入力し、入出力端子９５へ出力する。なお、バンドＣの受信帯域としては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ３（受信帯域：１８０５−１８８０ＭＨｚ）、または、Ｂａｎｄ３２（受信帯域：１４５２−１４９６ＭＨｚ）が適用される。
【０１１１】
バンドＢの受信帯域（第１周波数帯域）は、バンドＢの受信帯域（第１周波数帯域）、バンドＢの送信帯域（第２周波数帯域）、およびバンドＣの送信帯域（第３周波数帯域）のなかで最も高周波側にある。
【０１１２】
上記構成において、例えば、バンドＢの送信帯域の高周波送信信号とバンドＣの送信帯域の高周波送信信号とを同時送信（２アップリンクＣＡ）する場合、送信フィルタ１２を通過するバンドＢの送信帯域の高周波送信信号と、送信フィルタ１４を通過するバンドＣの送信帯域の高周波送信信号とにより発生する相互変調歪の周波数が、バンドＢの受信帯域の少なくとも一部と重複する。
【０１１３】
これに対して、本変形例に係るマルチプレクサ４では、受信フィルタ１５と送受信フィルタ１７とインダクタ２０とは、図１４の（ｃ）に示すように、バンドＢの送信帯域およびバンドＣの送信帯域を通過帯域としバンドＢの受信帯域を減衰帯域とする低域通過型フィルタを構成している。具体的には、図１４の（ｂ）に示すように、受信フィルタ１５と送受信フィルタ１７とインダクタ２０とは、インダクタ１９Ｌ、キャパシタ１９Ｃ１および１９Ｃ２を含む等価回路を有する低域通過型フィルタ１９を構成する。
【０１１４】
これにより、バンドＢの送信帯域（第２周波数帯域）の高周波送信信号とバンドＣの送信帯域（第３周波数帯域）の高周波送信信号とにより発生する相互変調歪成分を低域通過型フィルタ１９で減衰できるので、当該相互変調歪成分がノードｎ１を経由して受信フィルタ１３に流入することを抑制できる。よって、相互変調歪に起因した受信感度の劣化を抑制することが可能となる。なお、本変形例に係る低域通過型フィルタ１９は、実施の形態３に係る低域通過型フィルタ１８と比較して、送受信フィルタ１７の等価容量成分が並列付加されるため、通過帯域から減衰帯域への遷移領域の急峻性をより高めることが可能となる。
【０１１５】
（その他の実施の形態）
以上、本発明に係るマルチプレクサについて、実施の形態および変形例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態および変形例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係るマルチプレクサを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【０１１６】
また、例えば、上記実施の形態および変形例に係るマルチプレクサにおいて、各構成要素の間に、インダクタおよびキャパシタなどの整合素子、ならびにスイッチ回路が接続されていてもかまわない。なお、インダクタには、各構成要素間を繋ぐ配線による配線インダクタが含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
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】
【０１１８】
１、２、３、４、５００    マルチプレクサ
１０Ａ、１０Ｂ    弾性波フィルタ
１１、１６、１７    送受信フィルタ
１２、１４    送信フィルタ
１３、１５    受信フィルタ
１８、１９    低域通過型フィルタ
１８Ｃ、１９Ｃ１、１９Ｃ２    キャパシタ
１８Ｌ、１９Ｌ、２０、１６１、５２０    インダクタ
２２、２２ａ、２２ｂ    ＩＤＴ電極
３１、３２    配線
５０    実装基板
９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、１１０、１２０    入出力端子
１００    共通端子
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、２０１、２０２    直列腕共振子
１５１、１５２、１５３、１５４、２６１、２６２、２６３    並列腕共振子
２０３    縦結合型フィルタ部
２２１ａ、２２１ｂ    バスバー電極
２２２ａ、２２２ｂ    電極指
２２３    密着層
２２４    主電極層
２２５    保護層
２５０    基板
２５１    圧電体層
２５２    エネルギー閉じ込め層
２５３    支持基板
２５４    低音速層
２５５    高音速層
２５６    低音響インピーダンス層
２５７    高音響インピーダンス層
２５８    音響インピーダンス層
ｎ１、ｎ２    ノード
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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