(57)【要約】【課題】通過特性の劣化を抑制することができる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、基板６の一方の面に配置され、アンテナ素子に接続される共通接続端子５０と、基板６の一方の面と対向する他方の面に実装され、共通接続端子５０と接続され、互いに異なる通過帯域を有するＢａｎｄ２５およびＢａｎｄ６６それぞれの送信側および受信側の弾性波フィルタとを備え、弾性波フィルタのうちのＢａｎｄ６６の送信側の弾性波フィルタは、基板６において、最も共通接続端子に近い位置に配置されている。【選択図】図５Ａ
2019016882.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、
基板の一方の面に配置され、前記アンテナ素子に接続される共通接続端子と、
前記基板の一方の面と対向する他方の面に実装され、前記共通接続端子と接続され、互いに異なる通過帯域を有する少なくとも３つの弾性波フィルタとを備え、
前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうちの第１の弾性波フィルタは、前記基板において、前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうちで最も前記共通接続端子に近い位置に配置されている、
マルチプレクサ。
【請求項２】
前記第１の弾性波フィルタは、前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうち前記第１の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの少なくとも１つである第２の弾性波フィルタの通過帯域に含まれる周波数の不要波を発生する、
請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項３】
前記第２の弾性波フィルタは、前記基板において、前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうち前記第１の弾性波フィルタおよび前記第２の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタよりも前記共通接続端子に近い位置に配置されている、
請求項２に記載のマルチプレクサ。
【請求項４】
前記基板は、複数の層で形成され、
前記第１の弾性波フィルタと前記共通接続端子とを接続する配線は、前記複数の層のうちの１つの層に形成されている、
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の弾性波フィルタは、入力端子および出力端子と、前記入力端子および前記出力端子を結ぶ経路上に配置される直列腕共振部、および、前記経路と基準端子との間に接続される並列腕共振部の少なくとも１つと、を有し、
前記共通接続端子に最も近い前記直列腕共振部および前記共通接続端子に最も近い前記並列腕共振部の少なくともいずれかは、
直列に接続された複数の弾性波共振子と、
前記複数の弾性波共振子のそれぞれの間の接続経路の少なくとも１つと基準端子との間に接続された第１の容量素子と、を有する、
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】
前記第１の弾性波フィルタは、入力端子および出力端子と、前記入力端子および前記出力端子を結ぶ経路上に配置される直列腕共振部、および、前記経路と基準端子との間に接続される並列腕共振部の少なくとも１つと、を有し、
前記共通接続端子に最も近い前記直列腕共振部および前記共通接続端子に最も近い前記並列腕共振部の少なくともいずれかは、
少なくとも１つの弾性波共振子と、
前記少なくとも１つの弾性波共振子の両端部を橋絡するように当該弾性波共振子と並列に接続された第２の容量素子と、を有する、
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７】
前記第１の弾性波フィルタ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バルク波音速よりも、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１〜６のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項８】
前記第１の弾性波フィルタを構成する圧電基板は、
ＩＤＴ電極が一方面上に形成された、ＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶基板で構成されている、
請求項１〜６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、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アンテナ端子に共通に接続された弾性表面波装置（ＳＡＷデュプレクサ）が開示されている。
【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】
圧電体層を用いた弾性表面波フィルタでは、圧電体層に高周波電力のエネルギーが閉じこめられるため、フィルタ通過帯域よりも高周波数側に高次モードが発生する場合がある。高次モードが発生すると反射損失が悪化するため、当該高次モードの発生周波数が、アンテナ端子に接続された他の弾性表面波フィルタの通過帯域に含まれると、他の弾性表面波フィルタの通過帯域内にリップルが発生し挿入損失を劣化させることとなる。これにより、マルチプレクサ全体の通過特性も劣化するという課題がある。
【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、通過特性の劣化を抑制することができる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】
【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、基板の一方の面に配置され、前記アンテナ素子に接続される共通接続端子と、前記基板の一方の面と対向する他方の面に実装され、前記共通接続端子と接続され、互いに異なる通過帯域を有する少なくとも３つの弾性波フィルタとを備え、前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうちの第１の弾性波フィルタは、前記基板において、前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうちで最も前記共通接続端子に近い位置に配置されている。
【０００８】
この構成によれば、第１の弾性波フィルタのインダクタンス成分を小さくすることにより、第１の弾性波フィルタにおいて、第２の弾性波フィルタの通過帯域に相当する周波数に現れる不要波を低減することができる。これにより、第１の弾性波フィルタにおいて不要波が生じる周波数を通過帯域に含む第２の弾性波フィルタの通過特性の劣化を抑制することができる。したがって、マルチプレクサの通過特性の劣化を抑制することができる。
【０００９】
また、前記第１の弾性波フィルタは、前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうち前記第１の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの少なくとも１つである第２の弾性波フィルタの通過帯域に含まれる周波数の不要波を発生してもよい。
【００１０】
これにより、第１の弾性波フィルタが不要波を発生する構成であっても、当該不要波を低減し、第２の弾性波フィルタの通過特性の劣化を抑制することができる。したがって、マルチプレクサの通過特性の劣化を抑制することができる。
【００１１】
また、前記第２の弾性波フィルタは、前記基板において、前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうち前記第１の弾性波フィルタおよび前記第２の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタよりも前記共通接続端子に近い位置に配置されていてもよい。
【００１２】
これにより、第１の弾性波フィルタで発生する不要波の影響を受ける第２の弾性波フィルタを共通接続端子に近い位置に配置するので、第２の弾性波フィルタが当該不要波から受ける影響をより低減することができる。したがって、第２の弾性波フィルタの通過特性の劣化をより抑制し、マルチプレクサの通過特性の劣化をより抑制することができる。
【００１３】
また、前記基板は、複数の層で形成され、前記第１の弾性波フィルタと前記共通接続端子とを接続する配線は、前記複数の層のうちの１つの層に形成されていてもよい。
【００１４】
これにより、配線が複数の層にわたって引き回されるのを抑制することができる。したがって、配線の長さを短くすることができるので、第１の弾性波フィルタのインダクタンス成分をより低減することができる。したがって、第２の弾性波フィルタの通過特性の劣化をより抑制し、マルチプレクサの通過特性の劣化をより抑制することができる。
【００１５】
また、前記第１の弾性波フィルタは、入力端子および出力端子と、前記入力端子および前記出力端子を結ぶ経路上に配置される直列腕共振部、および、前記経路と基準端子との間に接続される並列腕共振部の少なくとも１つと、を有し、前記共通接続端子に最も近い前記直列腕共振部および前記共通接続端子に最も近い前記並列腕共振部の少なくともいずれかは、直列に接続された複数の弾性波共振子と、前記複数の弾性波共振子のそれぞれの間の接続経路の少なくとも１つと基準端子との間に接続された第１の容量素子と、を有してもよい。
【００１６】
これにより、第１の弾性波フィルタのインダクタンス成分を小さくするとともに容量成分を大きくすることにより、第１の弾性波フィルタにおいて、第２の弾性波フィルタの通過帯域に相当する周波数に現れる不要波をより低減することができる。これにより、第２の弾性波フィルタの通過特性の劣化をより抑制し、マルチプレクサの通過特性の劣化を抑制することができる。
【００１７】
また、前記第１の弾性波フィルタは、入力端子および出力端子と、前記入力端子および前記出力端子を結ぶ経路上に配置される直列腕共振部、および、前記経路と基準端子との間に接続される並列腕共振部の少なくとも１つと、を有し、前記共通接続端子に最も近い前記直列腕共振部および前記共通接続端子に最も近い前記並列腕共振部の少なくともいずれかは、少なくとも１つの弾性波共振子と、前記少なくとも１つの弾性波共振子の両端部を橋絡するように当該弾性波共振子と並列に接続された第２の容量素子と、を有してもよい。
【００１８】
これにより、簡単な構成で、第１の弾性波フィルタのインダクタンス成分を小さくするとともに容量成分を大きくすることができる。したがって、第１の弾性波フィルタにおいて、第２の弾性波フィルタの通過帯域に相当する周波数に現れる不要波をより低減することができる。これにより、第２の弾性波フィルタの通過特性の劣化を抑制し、マルチプレクサの通過特性の劣化を抑制することができる。
【００１９】
また、前記第１の弾性波フィルタ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バルク波音速よりも、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。
【００２０】
また、前記第１の弾性波フィルタを構成する圧電基板は、ＩＤＴ電極が一方面上に形成された、ＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶基板で構成されていてもよい。
【００２１】
これにより、弾性波フィルタの構成が、共振子の共振周波数の高次モードの周波数にリップルを発生しやすい構成であっても、不要波を低減し、マルチプレクサの通過特性の劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るマルチプレクサによれば、通過特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に係るマルチプレクサの回路構成図である。
【図２Ａ】実施の形態に係る共振子の一例を模式的に表す平面図および断面図である。
【図２Ｂ】実施の形態に係る共振子の他の例を模式的に表す断面図である。
【図３Ａ】実施の形態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】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６Ａ】実施の形態に係るマルチプレクサの基板の第１層における平面図である。
【図６Ｂ】実施の形態に係るマルチプレクサの基板の第２層における平面図である。
【図６Ｃ】実施の形態に係るマルチプレクサの基板の第３層における平面図である。
【図７】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の配置の一例を示す平面図である。
【図８Ａ】比較例に係るマルチプレクサの基板の第１層における平面図である。
【図８Ｂ】比較例に係るマルチプレクサの基板の第２層における平面図である。
【図８Ｃ】比較例に係るマルチプレクサの基板の第３層における平面図である。
【図９Ａ】実施の形態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９Ｂ】実施の形態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９Ｃ】実施の形態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９Ｄ】実施の形態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１０】実施の形態に係るマルチプレクサの効果を説明するためのＢａｎｄ６６の送信側フィルタの回路構成図である。
【図１１Ａ】実施の形態および比較例に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタにおいて最も共通接続端子に近い直列腕共振子の位相を比較したグラフである。
【図１１Ｂ】実施の形態および比較例に係るＢａｎｄ６６の送信側フィルタにおいて最も共通接続端子に近い直列腕共振子の反射損失を比較したグラフである。
【図１２】実施の形態の変形例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１３】実施の形態の変形例２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１４】実施の形態の変形例３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。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、実施の形態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。
【００２５】
（実施の形態）
［１．マルチプレクサの基本構成］
本実施の形態では、ＦＤＤ−ＬＴＥ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ−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。
【００２６】
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接続端子５０で接続されたクワッドプレクサである。
【００２７】
図１は、本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と、共通接続端子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。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とは、弾性表面波フィルタである。また、マルチプレクサ１は、共通接続端子５０においてアンテナ素子２に接続されている。共通接続端子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が接続されている。なお、インダクタンス素子３１は共通接続端子５０とアンテナ素子２との間に直列に接続されてもよい。また、マルチプレクサ１は、インダクタンス素子３１を備えない構成であってもよい。また、インダクタンス素子３１は、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に外付けされた構成であってもよい。
【００２８】
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）でフィルタリングして共通接続端子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である。
【００２９】
受信側フィルタ１２は、共通接続端子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）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である。また、受信側フィルタ１２と共通接続端子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の共通接続端子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。なお、マルチプレクサ１は、受信側フィルタ１２と共通接続端子５０との間にインダクタンス素子２１を備えない構成であってもよい。
【００３０】
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）でフィルタリングして共通接続端子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である。なお、本実施の形態にかかるマルチプレクサ１において、送信側フィルタ１３は第１の弾性波フィルタである。
【００３１】
送信側フィルタ１３は、受信側フィルタ１４の通過帯域に含まれる周波数の不要波を発生する。本実施の形態に係るマルチプレクサ１では、後述するように、送信側フィルタ１３が発生する不要波が受信側フィルタ１４に影響を与えるのを抑制することができる。
【００３２】
受信側フィルタ１４は、共通接続端子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）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である。なお、本実施の形態にかかるマルチプレクサ１において、受信側フィルタ１４は第２の弾性波フィルタである。
【００３３】
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、後述するように、入力端子と出力端子とを接続する接続経路である直列腕に直列に接続された少なくとも１つの直列腕共振子と、直列腕と基準端子（グランド）との間の接続経路である並列腕に接続された少なくとも１つの並列腕共振子とを有している。直列腕共振子および並列腕共振子は、弾性表面波共振子である。
【００３４】
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、共通接続端子５０に、他の素子を介することなく直接接続されている。また、受信側フィルタ１２は、インダクタンス素子２１を介して共通接続端子５０に接続されている。
【００３５】
なお、インダクタンス素子２１は、受信側フィルタ１２と共通接続端子５０との間に限らず、受信側フィルタ１４と共通接続端子５０との間に直列接続されていてもよい。また、マルチプレクサ１は、インダクタンス素子２１を備えない構成であってもよい。
【００３６】
［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。
【００３７】
図２Ａは、本実施の形態に係る弾性表面波共振子の一例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２Ａ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を構成する複数の直列腕共振子および並列腕共振子のうち、送信側フィルタ１１の直列腕共振子１０１を構成する共振子１００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２Ａに示された共振子１００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および長さなどは、これに限定されない。
【００３８】
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。
【００３９】
図２Ａ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。
【００４０】
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２Ａ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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の厚さは、例えば２５ｎｍである。
【００４４】
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。
【００４５】
次に、圧電基板５の積層構造について説明する。
【００４６】
図２Ａ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。
【００４７】
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。
【００４８】
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を伝搬する表面波および境界波などの弾性波よりも、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。
【００４９】
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。
【００５０】
なお、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。
【００５１】
また、受信側フィルタ１２の共通接続端子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および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。
【００５２】
なお、高音速支持基板５１は、支持基板と、圧電膜５３を伝搬する表面波および境界波などの弾性波よりも、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。
【００５３】
また、図２Ｂは、本実施の形態に係る共振子１００の他の例を模式的に表す断面図である。図２Ａに示した共振子１００では、共振子１００を構成するＩＤＴ電極５４が、圧電膜５３を有する圧電基板５上に形成された例を示したが、当該ＩＤＴ電極５４が形成される基板は、図２Ｂに示すように、圧電体層の単層からなる圧電基板５７であってもよい。圧電基板５７は、例えば、ＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶で構成されている。
【００５４】
上述した圧電膜５３および圧電基板５７は、弾性波フィルタ装置の要求通過特性などに応じて、適宜、積層構造、材料、カット角、および、厚みを変更してもよい。上述したカット角以外のカット角を有するＬｉＴａＯ３圧電基板などを用いた共振子１００であっても、上述した圧電膜５３を用いた共振子１００と同様の効果を奏することができる。
【００５５】
なお、図２Ａ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との間隔、ｈはＩＤＴ電極１０１ａおよび１０１ｂの高さを示している。なお、繰り返しピッチλ、交叉幅Ｌ、電極指の幅Ｗ、電極指の間隔Ｓ、ＩＤＴ電極の高さｈ等、共振子１００の形状および大きさを決定するパラメータを、共振子パラメータという。
【００５６】
［３．各弾性波フィルタの構成］
以下、図３Ａ〜図３Ｄを用いて、各弾性波フィルタの回路構成について説明する。
【００５７】
［３−１．送信側フィルタの回路構成］
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、直列腕共振子１０１〜１０５と、並列腕共振子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。
【００５８】
直列腕共振子１０１〜１０５は、送信入力端子１０と送信出力端子６１との間の接続経路である直列腕に互いに直列に接続されている。また、並列腕共振子１５１〜１５４は、送信入力端子１０、送信出力端子６１および直列腕共振子１０１〜１０５の各接続点と基準端子（グランド）との間の接続経路である並列腕のそれぞれに、互いに並列に接続されている。直列腕共振子１０１〜１０５および並列腕共振子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。
【００５９】
インダクタンス素子１４１は、送信入力端子１０と直列腕共振子１０１との間に直列接続されている。なお、インダクタンス素子１４１は、送信入力端子１０と直列腕共振子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との結合を利用して、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。
【００６０】
また、インダクタンス素子１６１は、並列腕共振子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、並列腕共振子１５１と基準端子との間に接続されている。
【００６１】
送信出力端子６１は、共通接続端子５０（図１参照）に接続されている。また、送信出力端子６１は、直列腕共振子１０５に接続されており、並列腕共振子１５１〜１５４のいずれにも直接接続されていない。
【００６２】
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、直列腕共振子３０１〜３０４と、並列腕共振子３５１〜３５４と、整合用のインダクタンス素子３６１〜３６３とを備える。
【００６３】
直列腕共振子３０１〜３０４は、送信入力端子３０と送信出力端子６３との間の接続経路である直列腕に互いに直列に接続されている。また、並列腕共振子３５１〜３５４は、送信入力端子３０、送信出力端子６３および直列腕共振子３０１〜３０４の各接続点と基準端子（グランド）との間の接続経路である並列腕のそれぞれに、互いに並列となるように接続されている。直列腕共振子３０１〜３０４および並列腕共振子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、並列腕共振子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、並列腕共振子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と直列腕共振子３０１との間に接続されている。インダクタンス素子３６３は、送信入力端子３０と並列、つまり、送信入力端子３０と直列腕共振子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。
【００６４】
送信出力端子６３は、共通接続端子５０（図１参照）に接続されている。また、送信出力端子６３は、直列腕共振子３０４に接続されており、並列腕共振子３５１〜３５４のいずれにも直接接続されていない。
【００６５】
［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、直列腕共振子２０１と、並列腕共振子２５１〜２５３とを備える。
【００６６】
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、ＩＤＴ２１１〜２１５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。
【００６７】
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。
【００６８】
また、図３Ｂに示すように、直列腕共振子２０１、ならびに、並列腕共振子２５１および２５２は、ラダー型フィルタ部を構成している。
【００６９】
受信入力端子６２は、インダクタンス素子２１（図１参照）を介して共通接続端子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、並列腕共振子２５１に接続されている。
【００７０】
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、直列腕共振子４０１〜４０５と、並列腕共振子４５１〜４５４と、整合用のインダクタンス素子４６１とを備える。
【００７１】
直列腕共振子４０１〜４０５は、受信出力端子４０と受信入力端子６４との間の接続経路である直列腕に互いに直列に接続されている。また、並列腕共振子４５１〜４５４は、受信出力端子４０、受信入力端子６４および直列腕共振子４０１〜４０５の各接続点と基準端子（グランド）との間の接続経路である並列腕のそれぞれに、互いに並列に接続されている。直列腕共振子４０１〜４０５および並列腕共振子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、並列腕共振子４５１、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。
【００７２】
受信入力端子６４は、共通接続端子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、直列腕共振子４０５に接続されており、並列腕共振子４５４には直接接続されていない。
【００７３】
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、直列腕共振子および並列腕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。
【００７４】
［３−３．マルチプレクサの配置構成］
以下、基板６におけるマルチプレクサ１の送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１２および１４の配置構成について説明する。
【００７５】
本実施の形態に係るマルチプレクサ１では、以下に説明するように、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とは、基板６に実装されている。そして、送信側フィルタ１３は、共通接続端子５０に最も近い位置に配置されている。
【００７６】
図５Ａは、実施の形態に係るマルチプレクサの送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１２および１４の配置の一例を示す平面図である。図５Ｂは、実施の形態に係るマルチプレクサ１の送信側フィルタ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。
【００７７】
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のうち、基板６の共通接続端子５０が形成された一端に近い位置には、送信側フィルタ１３および受信側フィルタ１２が配置されている。また、基板６において、送信側フィルタ１３および受信側フィルタ１２よりも共通接続端子５０から遠い位置には、送信側フィルタ１１および受信側フィルタ１４が配置されている。
【００７８】
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とが、基板６の上に実装されている。
【００７９】
圧電基板１１ａ、１２ａ、１３ａおよび１４ａは、例えば、図２Ａの（ｃ）に示した圧電基板５の構成であってもよいし、図２Ｂに示した圧電基板５７の構成であってもよい。
【００８０】
圧電基板１１ａ、１２ａ、１３ａおよび１４ａには、それぞれ、基板６に形成された配線と接続される複数の端子が設けられている。
【００８１】
圧電基板１１ａ、１２ａ、１３ａおよび１４ａのうち、基板６の共通接続端子５０が形成された一端に近い側に配置された圧電基板１３ａにおいて、共通接続端子５０に最も近い位置に配置された端子１３ｂは、配線等を介して共通接続端子５０に接続されている。送信側フィルタ１３において、端子１３ｂは、アンテナ端子である。端子１３ｂは、例えば、圧電基板１３ａに設けられた複数の端子のうち、最も共通接続端子５０に近い位置に配置されている。
【００８２】
また、圧電基板１３ａにおいて、例えば共通接続端子５０から最も遠い位置に配置された端子１３ｃは、配線等を介して送信入力端子３０に接続される。
【００８３】
圧電基板１１ａ、１２ａ、１３ａおよび１４ａは、図５Ｂに示すように、基板６の上にはんだ７により実装されている。また、図５Ｂに示すように、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。
【００８４】
また、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。
【００８５】
図６Ａは、実施の形態に係るマルチプレクサ１の基板６の第１層６ａにおける平面図である。図６Ｂは、実施の形態に係るマルチプレクサ１の基板６の第２層６ｂにおける平面図である。図６Ｃは、実施の形態に係るマルチプレクサ１の基板６の第３層６ｃにおける平面図である。
【００８６】
基板６は、例えば、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、第１層６ａ、第２層６ｂおよび第３層６ｃを含んでいる。第１層６ａは、基板６において、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が実装される最上層、第３層６ｃは、基板６において第１層６ａが設けられた側と反対側に設けられた最下層、第２層６ｂは、第１層６ａと第３層６ｃの間に設けられた複数の層のうちの１つである。
【００８７】
第１層６ａには、複数の端子９が形成されている。これらの端子９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が実装される端子である。端子９は、第１層６ａと第３層６ｃの間に設けられた複数の層または第３層６ｃに形成された、配線パターンおよび端子の少なくともいずれかと、ビア（図示せず）で接続されている。
【００８８】
第２層６ｂには、図６Ｂに示すように、配線２２ａが形成されている。配線２２ａには、第１層６ａに配置された端子１３ｂがビアを介して接続されている。第３層６ｃには、送信入力端子１０、受信出力端子２０、送信入力端子３０および受信出力端子４０が接続される端子１０ａ、２０ａ、３０ａおよび４０ａが形成されている。端子３０ａは、第１層６ａ、第２層６ｂおよびその他の層に形成された配線等を介して、圧電基板１３ａの端子１３ｃと接続されている。また、第３層６ｃには、共通接続端子５０およびグランドに接続されるグランド端子７０が形成されている。共通接続端子５０は、第３層６ｃにおいて、基板６の一端に隣接するように配置されている。グランド端子７０は、共通接続端子５０と、端子１０ａおよび３０ａと、端子２０ａおよび４０ａとを隔てるように配置されている。なお、第２層６ｂおよびその他の層には、インダクタンス素子２１および３１が形成されていてもよい。
【００８９】
また、第２層６ｂにおける配線２２ａには、第３層６ｃに配置された共通接続端子５０がビアを介して接続されている。配線２２ａには、送信側フィルタ１３の端子１３ｂがビアを介して接続されている。また、配線２２ａは、第２層６ｂの１層のみに形成されている。つまり、端子１３ｂと共通接続端子５０とを接続する配線２２ａは、１つの層に形成されている。これにより、端子１３ｂと共通接続端子５０とを接続する配線の長さを短くすることができる。
【００９０】
なお、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、その他の配線および端子が内蔵されていてもよい。
【００９１】
図７は、比較例に係るマルチプレクサの送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１２および１４の配置の一例を示す平面図である。図８Ａは、比較例に係るマルチプレクサの基板６の第１層６ａにおける平面図である。図８Ｂは、比較例に係るマルチプレクサの基板６の第２層６ｂにおける平面図である。図８Ｃは、比較例に係るマルチプレクサの基板６の第３層６ｃにおける平面図である。
【００９２】
図７に示すように、比較例に係るマルチプレクサでは、基板６の共通接続端子５０が形成された一端に近い位置には、送信側フィルタ１１および受信側フィルタ１４が配置されている。また、送信側フィルタ１１および受信側フィルタ１４よりも共通接続端子５０から遠い位置には、送信側フィルタ１３および受信側フィルタ１２が配置されている。
【００９３】
比較例に係るマルチプレクサでは、図８Ａおよび図８Ｃに示すように、基板６の第１層６ａおよび第３層６ｃは、本実施の形態に係るマルチプレクサの第１層６ａおよび第３層６ｃと同様である。一方、図８Ｂに示すように、第２層６ｂは、配線２２ａよりも長さが長い配線２２ｂを有している。そして、配線２２ｂには、送信側フィルタ１３を構成する圧電基板１３ａの端子１３ｂが接続される。
【００９４】
言い換えると、本実施の形態に係るマルチプレクサ１では、端子１３ｂが接続される配線２２ａの長さを、比較例に係るマルチプレクサの配線２２ｂよりも短くしている。したがって、端子１３ｂと共通接続端子５０との間のインダクタンス成分を減少し、送信側フィルタ１３で発生する不要波が受信側フィルタ１４の通過特性に影響を与えるのを抑制することができる。
【００９５】
なお、不要波を発生する送信側フィルタ１３を共通接続端子５０に近い位置に配置するだけでなく、送信側フィルタ１３に発生した不要波により影響を受ける受信側フィルタ１４についても、共通接続端子５０に近い位置に配置してもよい。これにより、受信側フィルタ１４が送信側フィルタ１３で発生した不要波の影響を受けるのを抑制することができる。
【００９６】
［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。
【００９７】
例えば、図３Ａに示された並列腕共振子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、直列腕共振子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、直列腕共振子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、直列腕共振子１０１〜１０５の反共振周波数ｆａｓ、並列腕共振子１５１〜１５４の共振周波数ｆｒｐ、および、並列腕共振子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。
【００９８】
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、並列腕共振子１５１〜１５４の反共振周波数ｆａｐと直列腕共振子１０１〜１０５の共振周波数ｆｒｓとを近接させる。これにより、並列腕共振子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近傍で並列腕共振子１５１〜１５４のインピーダンスが高くなり、かつ、共振周波数ｆｒｓ近傍で直列腕共振子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、直列腕共振子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、直列腕共振子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。
【００９９】
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の繰り返しピッチ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。
【０１００】
なお、共振子において、共振周波数と反共振周波数との差の、共振周波数に対する比を、共振比帯域という。例えば、上述した直列腕共振子１０１の共振比帯域は、｜ｆａｓ−ｆｒｓ｜／ｆｒｓと表すことができる。
【０１０１】
［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、上述した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。
【０１０２】
本実施の形態に係る送信側フィルタ１３では、比較例に係るマルチプレクサの送信側フィルタ１３と同様にＢａｎｄ６６の受信側フィルタ１４の通過帯域に含まれる周波数に不要波（高次モード）が発生するという問題があるが、本実施の形態に係る送信側フィルタ１３では、以下に説明するように、共通接続端子５０に近い位置に送信側フィルタ１３を配置することにより不要波の影響を低減している。
【０１０３】
図９Ａ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９Ｂ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９Ｃ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９Ｄ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。なお、図９Ａ〜図９Ｄでは、本実施の形態に係る送信側フィルタ１３を用いたとき各フィルタの伝送特性を実施例１、比較例に係る送信側フィルタ１３を用いたときの各フィルタの伝送特性を比較例として示している。
【０１０４】
図９Ａに示すＢａｎｄ２５の送信側フィルタ１１について、実施例１として示す挿入損失と比較例として示す挿入損失とを比較すると、送信側フィルタ１１の通過帯域である１８５０−１９１５ＭＨｚでは、実施例１と比較例との挿入損失の大きさの違いはほとんど見られない。
【０１０５】
また、図９Ｂに示すＢａｎｄ２５の受信側フィルタ１２について、実施例１として示す挿入損失と比較例として示す挿入損失とを比較すると、受信側フィルタ１２の通過帯域である１９３０−１９９５ＭＨｚでは、実施例１と比較例との挿入損失の大きさの違いはほとんど見られない。
【０１０６】
また、図９Ｃに示すＢａｎｄ６６の送信側フィルタ１３について、実施例１として示す挿入損失と比較例として示す挿入損失とを比較すると、送信側フィルタ１３の通過帯域である１７１０−１７８０ＭＨｚでは、実施例１と比較例との挿入損失の大きさの違いはほとんど見られない。また、送信側フィルタ１３の通過帯域外である２０００−２１００ＭＨｚ付近において、比較例に対して実施例１では挿入損失が小さくなっている。さらに、図９Ｃに破線で囲んだ領域に示すように、２１３０−２１５０ＭＨｚ付近において、比較例に対して実施例１では挿入損失が大きくなっている。つまり、送信側フィルタ１３を本実施の形態に係る構成とすることにより、不要波を低減し、他のフィルタに対する影響を抑制しているといえる。
【０１０７】
また、図９Ｄに示すＢａｎｄ６６の受信側フィルタ１４について、実施例１として示す挿入損失と比較例として示す挿入損失とを比較すると、図９Ｄに破線で囲んだ領域に示すように、受信側フィルタ１４の通過帯域２０１０−２２００ＭＨｚに含まれる２１１０−２１４０ＭＨｚ付近において、比較例に対して実施例１では挿入損失が小さくなっており、通過特性が向上している。
【０１０８】
つまり、本実施の形態に係るマルチプレクサ１の送信側フィルタ１３の構成によると、送信側フィルタ１３の２１３０−２１５０ＭＨｚ付近での挿入損失が向上するとともに、送信側フィルタ１３と共通接続端子５０において接続された受信側フィルタ１４の２１１０−２１４０ＭＨｚ付近の通過特性が向上する。この理由について、以下に説明する。
【０１０９】
上述したように、本実施の形態に係るマルチプレクサ１における送信側フィルタ１３から共通接続端子５０までの配線の長さは、比較例に係るマルチプレクサにおける送信側フィルタ１３から共通接続端子５０までの配線の長さよりも短い。これにより、送信側フィルタ１３おいて、送信出力端子６３と直列腕共振子３０４の間の配線により発生するインダクタンス成分は、比較例として示すマルチプレクサよりも実施例１として示すマルチプレクサ１のほうが小さくなる。例えば、実施例１として示す本実施の形態に係るマルチプレクサ１のほうが、比較例として示すマルチプレクサよりもインダクタンス成分が０．５Ｈ小さくなる。この場合、本実施の形態に係る送信側フィルタ１３において、最も共通接続端子５０に近い位置に配置された直列腕共振子３０４は、−０．５Ｈのインダクタンスを有すると考えることができる。
【０１１０】
図１０は、本実施の形態に係るマルチプレクサ１の効果を説明するための送信側フィルタ１３の回路構成図である。本実施の形態に係る送信側フィルタ１３では、図１０に示すように、送信側フィルタ１３において最も共通接続端子５０に近い位置に配置された直列腕共振子３０４に、−０．５Ｈのインダクタンス８０が接続されていると仮定することができる。なお、図１０に示す送信側フィルタ１３において、直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５３およびインダクタンス素子３６１〜３６３は、上述した実施の形態１に示した直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５３およびインダクタンス素子３６１〜３６３と同様であるため、説明を省略する。
【０１１１】
図１１Ａは、本実施の形態および比較例に係る直列腕共振子３０４の位相を比較したグラフである。図１１Ｂは、本実施の形態および比較例に係る直列腕共振子３０４の反射損失を比較したグラフである。なお、図１１Ａおよび図１１Ｂでは、本実施の形態に係る送信側フィルタ１３に係る直列腕共振子３０４の結果を実施例２、比較例に係る直列腕共振子３０４の結果を比較例として示している。
【０１１２】
なお、本実施の形態に係る直列腕共振子３０４は、上述したように−０．５Ｈのインダクタンス８０が接続された直列腕共振子３０４であり、比較例に係る直列腕共振子３０４は、当該インダクタンスが接続されていない直列腕共振子３０４である。
【０１１３】
図１１Ａにおいて矢印で示すように、位相については、実施例２および比較例の両方について、受信側フィルタ１４の通過帯域に含まれる２１４０ＭＨｚ付近に、直列腕共振子３０４の不要波（高次モード）による極大点が現れている。このときの位相の変化は、比較例として示した直列腕共振子３０４よりも実施例２として示した直列腕共振子３０４のほうが小さくなっている。
【０１１４】
同様に、反射損失についても、図１１Ｂにおいて矢印で示すように、実施例２および比較例の両方について、受信側フィルタ１４の通過帯域に含まれる２１４０ＭＨｚ付近に、直列腕共振子３０４の不要波（高次モード）による極小点が現れている。このときの反射損失は、比較例として示した直列腕共振子３０４よりも、実施例２として示した直列腕共振子３０４のほうが小さくなっている。また、実施例２として示した直列腕共振子３０４では、直列腕共振子３０４の高次モードにおける共振比帯域は小さくなる。これは、実施例２として示した直列腕共振子３０４では、これに直列に接続されたインダクタンスが小さくなったことで、直列腕共振子３０４の電気機械結合係数が小さくなったように見えるためである。これにより、実施例２として示した直列腕共振子３０４では、反射損失は小さくなる。よって、本実施の形態に係る送信側フィルタ１３では、直列腕共振子３０４の不要波（高次モード）が受信側フィルタ１４に与える影響が小さくなり、受信側フィルタ１４の通過特性の劣化が抑制される。
【０１１５】
ここで、実施例２として示した直列腕共振子３０４では、図１１Ａに示すように、直列腕共振子３０４の共振周波数のメインモード付近である１７５０ＭＨｚ付近において位相のリップルが発生している。これにより、共振周波数のメインモードの周波数における共振比帯域は小さくなったように見える。一般に、共振周波数のメインモードの周波数について共振比帯域が小さくなると、送信側フィルタ１３の通過帯域幅は小さくなるため、送信側フィルタ１３の通過帯域における挿入損失が劣化する。しかし、本実施の形態に係る送信側フィルタ１３では、直列腕共振子３０４だけでなく直列腕共振子３０１〜３０３の共振子パラメータを調整することにより、送信側フィルタ１３の通過特性の劣化を抑制することができる。これにより、マルチプレクサ１において、送信側フィルタ１３の通過特性を劣化させることなく、受信側フィルタ１４の通過特性の劣化を抑制することができる。
【０１１６】
［６．まとめ］
以上、実施の形態に係るマルチプレクサ１によれば、送信側フィルタ１３において、送信側フィルタ１３と共通接続端子５０において接続された他の弾性波フィルタである受信側フィルタ１４の通過帯域に含まれる周波数に現れる不要波を低減することができる。これにより、送信側フィルタ１３においてリップルが生じる周波数を通過帯域に含む受信側フィルタ１４の通過特性の劣化を抑制することができる。このとき、送信側フィルタ１３の通過帯域内のロスを劣化させることもなく、また、送信側フィルタ１３および受信側フィルタ１４以外の送信側フィルタ１１および受信側フィルタ１２の通過帯域のロスを劣化させることもない。したがって、マルチプレクサ１の通過特性の劣化を抑制することができる。
【０１１７】
（実施の形態の変形例１）
図１２は、本実施の形態の変形例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７１３の回路構成図である。本変形例に係るマルチプレクサが実施の形態１に係るマルチプレクサ１と異なる点は、送信側フィルタ７１３が、実施の形態１に示した送信側フィルタ１３において最も共通接続端子５０に近い位置に配置された直列腕共振子３０４に代えて、直列腕共振部３０５を有している点である。
【０１１８】
図１２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７１３の回路構成図である。図１２に示すように、送信側フィルタ７１３は、直列腕共振子３０１〜３０３と、直列腕共振部３０５と、並列腕共振子３５１〜３５４と、整合用のインダクタンス素子３６１〜３６３とを備える。
【０１１９】
直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５４およびインダクタンス素子３６１〜３６３は、上述した実施の形態１に示した直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５４およびインダクタンス素子３６１〜３６３と同様であるため、説明を省略する。
【０１２０】
直列腕共振部３０５は、共振子３０５ａおよび３０５ｂと容量素子３０５ｃとを有している。共振子３０５ａおよび３０５ｂは弾性表面波共振子であり、上述した共振子１００と同様の構成をしている。また、共振子３０５ａおよび３０５ｂは、共振子パラメータが互いに同一になるように構成されている。ここでいう同一とは、共振子３０５ａおよび３０５ｂの製造時に生じる誤差を含むものとする。
【０１２１】
共振子３０５ａおよび３０５ｂは、直列腕共振子３０３と送信出力端子６３とを接続する接続経路に、この順に直列に接続されている。容量素子３０５ｃは、共振子３０５ａと共振子３０５ｂとを接続する接続経路と基準端子との間に接続されている。本実施の形態において、容量素子３０５ｃは、第１の容量素子である。
【０１２２】
容量素子３０５ｃは、後述するように、例えば共振子１００と同様の構成の櫛歯容量で構成されている。なお、容量素子３０５ｃは、櫛歯容量に限らずどのような構成としてもよい。例えば、共振子３０５ａおよび３０５ｂを接続する配線の近くに基準端子に接続される配線を近づけることで、容量素子３０５ｃを構成してもよい。また、送信側フィルタ７１３を実装する実装基板（図示せず）に容量素子３０５ｃを形成してもよい。
【０１２３】
この構成によれば、直列腕共振子３０３と送信出力端子６３との間の配線のインピーダンスのインダクタンス成分を低減するとともに容量成分を大きくすることができる。これにより、送信側フィルタ７１３において、受信側フィルタ１４の通過帯域に含まれる周波数に現れる不要波を低減することができる。よって、送信側フィルタ７１３においてリップルが生じる周波数を通過帯域に含む受信側フィルタ１４の通過特性の劣化を抑制することができる。したがって、マルチプレクサ１の通過特性の劣化を抑制することができる。
【０１２４】
（実施の形態の変形例２）
図１３は、本実施の形態の変形例２に係るマルチプレクサを構成するＢａｎｄ６６の送信側フィルタ８１３の回路構成図である。本変形例に係るマルチプレクサが実施の形態１に係るマルチプレクサ１と異なる点は、送信側フィルタ８１３が、最も共通接続端子５０に近い並列腕共振子３５４に代えて、並列腕共振部３５５を有している点である。
【０１２５】
図１３に示すように、送信側フィルタ８１３は、直列腕共振子３０１〜３０４と、並列腕共振子３５１〜３５３と、並列腕共振部３５５と、整合用のインダクタンス素子３６１〜３６３とを備える。
【０１２６】
直列腕共振子３０１〜３０４、並列腕共振子３５１〜３５３およびインダクタンス素子３６１〜３６３の構成は、実施の形態１に示した直列腕共振子３０１〜３０４、並列腕共振子３５１〜３５３およびインダクタンス素子３６１〜３６３と同様である。
【０１２７】
並列腕共振部３５５は、共振子３５５ａおよび３５５ｂと容量素子３５５ｃとを有している。共振子３５５ａおよび３５５ｂは弾性表面波共振子であり、上述した共振子１００と同様の構成をしている。また、共振子３５５ａおよび３５５ｂは、共振子パラメータが互いに同一になるように構成されている。
【０１２８】
共振子３５５ａおよび３５５ｂは、直列腕共振子３０３と３０４とを接続する接続経路とグランドとの間に、この順に直列に接続されている。共振子３５５ａと共振子３５５ｂとを接続する接続経路と基準端子との間には、容量素子３５５ｃが接続されている。本実施の形態において、容量素子３５５ｃは、第１の容量素子である。
【０１２９】
容量素子３５５ｃは、例えば共振子１００と同様の構成の櫛歯容量で構成されている。なお、容量素子３５５ｃは、櫛歯容量に限らずどのような構成としてもよい。例えば、共振子３５５ａおよび３５５ｂを接続する配線の近くに基準端子に接続される配線を近づけることで、容量素子３５５ｃを構成してもよい。また、送信側フィルタ８１３を実装する実装基板（図示せず）に容量素子３５５ｃを形成してもよい。
【０１３０】
この構成によれば、上述した実施の形態１の変形例１に示した送信側フィルタ７１３と同様、直列腕共振子３０３と送信出力端子６３との間の配線のインピーダンスのインダクタンス成分を低減するとともに、容量成分を大きくすることができる。これにより、送信側フィルタ８１３において、受信側フィルタ１４の通過帯域に含まれる周波数に現れる不要波を低減することができる。よって、送信側フィルタ８１３においてリップルが生じる周波数を通過帯域に含む受信側フィルタ１４の通過特性の劣化を抑制することができる。したがって、マルチプレクサ１の通過特性の劣化を抑制することができる。
【０１３１】
（実施の形態の変形例３）
図１４は、本実施の形態の変形例３に係るマルチプレクサを構成するＢａｎｄ６６の送信側フィルタ９１３の回路構成図である。本変形例に係るマルチプレクサが実施の形態１に係るマルチプレクサ１と異なる点は、Ｂａｎｄ６６の送信側フィルタ９１３において最も共通接続端子５０に近い位置に接続された直列腕共振子３０４に代えて、直列腕共振部３０６を有している点である。
【０１３２】
図１４に示すように、送信側フィルタ９１３は、直列腕共振子３０１〜３０３と、直列腕共振部３０６と、並列腕共振子３５１〜３５４と、整合用のインダクタンス素子３６１〜３６３とを備える。
【０１３３】
直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５４およびインダクタンス素子３６１〜３６３の構成は、実施の形態１に示した直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５４およびインダクタンス素子３６１〜３６３と同様である。
【０１３４】
直列腕共振部３０６は、共振子３０６ａと容量素子３０６ｂとを有している。共振子３０６ａは、直列腕共振部３０３と送信出力端子６３とを接続する接続経路に、直列腕共振部３０３と直列に接続されている。共振子３０６ａは弾性表面波共振子であり、上述した共振子１００と同様の構成をしている。また、容量素子３０６ｂは、直列腕共振部３０３と送信出力端子６３とを接続する接続経路において、直列腕共振部３０３と直列にかつ共振子３０６ａと並列になるように接続されている。つまり、容量素子３０６ｂは、共振子３０６ａの両端部を橋絡するように、すなわち、共振子３０６ａの入力ポート側と出力ポート側とを橋絡するように、共振子３０６ａと並列に接続されている。容量素子３０６ｂは、実施の形態の変形例１および２にそれぞれに示した容量素子３０４ｃおよび３５５ｃと同様の構成をしている。なお、本実施の形態において、容量素子３０６ｂは、第２の容量素子である。
【０１３５】
この構成によれば、簡単な構成で、上述した実施の形態１の変形例１に示した送信側フィルタ７１３と同様、直列腕共振子３０３と送信出力端子６３との間の配線のインピーダンスのインダクタンス成分を低減するとともに、容量成分を大きくすることができる。これにより、送信側フィルタ９１３において、受信側フィルタ１４の通過帯域に含まれる周波数に現れる不要波を低減することができる。よって、送信側フィルタ９１３においてリップルが生じる周波数を通過帯域に含む受信側フィルタ１４の通過特性の劣化を抑制することができる。したがって、マルチプレクサ１の通過特性の劣化を抑制することができる。
【０１３６】
なお、図１４に示した送信側フィルタ９１３では、最も共通接続端子５０に近い直列腕共振部３０６に共振子３０６ａおよび容量素子３０６ｂを配置する構成としたが、これに限らず、最も共通接続端子５０に近い並列腕共振部３５４に、共振子とこれに並列に接続された容量素子とを配置してもよい。より具体的には、並列腕共振部３５４において、直列腕共振部３０６と３０３とを接続する接続経路とグランドとの間に共振子を接続し、当該共振子と並列になるように当該共振子の両側に容量素子を接続してもよい。このとき、送信側フィルタ９１３は、直列腕共振部３０６に代えて直列腕共振子３０４を備える構成としてもよいし、直列腕共振部３０６および直列腕共振子３０４を備えない構成としてもよい。
【０１３７】
（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ついて、クワッドプレクサの実施の形態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。
【０１３８】
例えば、最も共通接続端子に近い直列腕共振子に設けられた共振子は、実施の形態１に示したように３つに限らず、少なくとも１つの共振子を有していればよい。また、容量素子は、実施の形態１に示したように、２つの共振子の間の接続経路と基準端子の間に接続されてもよいし、実施の形態２に示したように、１つの共振子の両側に、当該共振子と並列に接続されていてもよい。
【０１３９】
また、共振子の共振子パラメータは、適宜変更してもよい。
【０１４０】
また、実施の形態１の変形例１および２に示した容量素子は、櫛歯容量であってもよいし、他の構成であってもよい。例えば、２つの共振子を接続する配線の近くに基準端子に接続される配線を近づけることで、容量素子を構成してもよい。また、送信側フィルタを実装する実装基板に容量素子を形成してもよい。
【０１４１】
また、共振子を構成する圧電基板を構成する圧電膜および圧電基板は、弾性波フィルタ装置の要求通過特性などに応じて、適宜、積層構造、材料、カット角、および、厚みを変更してもよい。
【０１４２】
また、本発明に係るマルチプレクサは、上述したように、アンテナ素子と共通接続端子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を備えてもよいし、アンテナ素子と共通接続端子との間の経路に直列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。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。また、本発明に係るマルチプレクサは、インダクタンス素子３１を備えない構成としてもよい。
【０１４３】
また、本発明に係るマルチプレクサは、実施の形態のようなＢａｎｄ２５＋Ｂａｎｄ６６のクワッドプレクサに限られない。
【０１４４】
例えば、本発明に係るマルチプレクサは、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腕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接続端子と接続される端子には、直列腕共振子が接続され並列腕共振子は接続されない。
【０１４５】
また、本発明に係るマルチプレクサは、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腕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接続端子と接続される端子には、直列腕共振子が接続され並列腕共振子は接続されない。
【０１４６】
また、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。
【０１４７】
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く、例えば、複数の送信周波数帯域を有する送信装置、または、複数の受信周波数帯域を有する受信装置として適用してもよい。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、本実施の形態に係るマルチプレクサ１と同様の効果が奏される。
【０１４８】
また、上記実施の形態では、マルチプレクサ、クワッドプレクサ、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、本発明に係るマルチプレクサ、クワッドプレクサ、送信装置および受信装置を構成する各フィルタは、直列腕共振子および並列腕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マルチプレクサ、クワッドプレクサ、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。
【０１４９】
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。また、インダクタンス素子２１を備えない構成も本発明に含まれる。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】
【０１５０】
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、および受信装置等として、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１５１】
１    マルチプレクサ
２    アンテナ素子
５、１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、５７    圧電基板
１０、３０    送信入力端子
１１、１３、７１３、８１３    送信側フィルタ
１２、１４    受信側フィルタ
２０、４０    受信出力端子
２１、３１、１４１、１６１、１６２、３６１、３６２、３６３、４６１    インダクタンス素子
５０    共通接続端子
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
８０    インダクタンス
１００、３０５ａ、３０５ｂ、３０６ａ、３５５ａ、３５５ｂ    共振子
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、２０１、３０１、３０２、３０３、３０４、３０６、４０１、４０２、４０３、４０４、４０５    直列腕共振子
１１０ａ、１１０ｂ    電極指
１１１ａ、１１１ｂ    バスバー電極
１５１、１５２、１５３、１５４、２５１、２５２、２５３、３５１、３５２、３５３、３５４、４５１、４５２、４５３、４５４    並列腕共振子
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
３０５、３０６    直列腕共振部
３０５ｃ、３５５ｃ    容量素子（第１の容量素子）
３０６ｂ    容量素子（第２の容量素子）
３５５    並列腕共振部
５４１    密着層
５４２    主電極層
【図１】
2019016882.tif 000003
【図２Ａ】
2019016882.tif 000004
【図２Ｂ】
2019016882.tif 000005
【図３Ａ】
2019016882.tif 000006
【図３Ｂ】
2019016882.tif 000007
【図３Ｃ】
2019016882.tif 000008
【図３Ｄ】
2019016882.tif 000009
【図４】
2019016882.tif 000010
【図５Ａ】
2019016882.tif 000011
【図５Ｂ】
2019016882.tif 000012
【図６Ａ】
2019016882.tif 000013
【図６Ｂ】
2019016882.tif 000014
【図６Ｃ】
2019016882.tif 000015
【図７】
2019016882.tif 000016
【図８Ａ】
2019016882.tif 000017
【図８Ｂ】
2019016882.tif 000018
【図８Ｃ】
2019016882.tif 000019
【図９Ａ】
2019016882.tif 000020
【図９Ｂ】
2019016882.tif 000021
【図９Ｃ】
2019016882.tif 000022
【図９Ｄ】
2019016882.tif 000023
【図１０】
2019016882.tif 000024
【図１１Ａ】
2019016882.tif 000025
【図１１Ｂ】
2019016882.tif 000026
【図１２】
2019016882.tif 000027
【図１３】
2019016882.tif 000028
【図１４】
2019016882.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月6日(2018.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、
基板の一方の面に配置され、前記アンテナ素子に接続される共通接続端子と、
前記基板の一方の面と対向する他方の面に実装され、前記共通接続端子と接続され、互いに異なる通過帯域を有する少なくとも３つの弾性波フィルタとを備え、
前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうちの第１の弾性波フィルタは、前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうち前記第１の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの少なくとも１つである第２の弾性波フィルタの通過帯域に含まれる周波数の不要波を発生し、前記基板において、前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうちで最も前記共通接続端子に近い位置に配置されている、
マルチプレクサ。
【請求項２】
前記第２の弾性波フィルタは、前記基板において、前記少なくとも３つの弾性波フィルタのうち前記第１の弾性波フィルタおよび前記第２の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタよりも前記共通接続端子に近い位置に配置されている、
請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項３】
前記基板は、複数の層で形成され、
前記第１の弾性波フィルタと前記共通接続端子とを接続する配線は、前記複数の層のうちの１つの層に形成されている、
請求項１または２に記載のマルチプレクサ。
【請求項４】
前記第１の弾性波フィルタは、入力端子および出力端子と、前記入力端子および前記出力端子を結ぶ経路上に配置される直列腕共振部、および、前記経路と基準端子との間に接続される並列腕共振部の少なくとも１つと、を有し、
前記共通接続端子に最も近い前記直列腕共振部および前記共通接続端子に最も近い前記並列腕共振部の少なくともいずれかは、
直列に接続された複数の弾性波共振子と、
前記複数の弾性波共振子のそれぞれの間の接続経路の少なくとも１つと基準端子との間に接続された第１の容量素子と、を有する、
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の弾性波フィルタは、入力端子および出力端子と、前記入力端子および前記出力端子を結ぶ経路上に配置される直列腕共振部、および、前記経路と基準端子との間に接続される並列腕共振部の少なくとも１つと、を有し、
前記共通接続端子に最も近い前記直列腕共振部および前記共通接続端子に最も近い前記並列腕共振部の少なくともいずれかは、
少なくとも１つの弾性波共振子と、
前記少なくとも１つの弾性波共振子の両端部を橋絡するように当該弾性波共振子と並列に接続された第２の容量素子と、を有する、
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】
前記第１の弾性波フィルタ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バルク波音速よりも、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１〜５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１の弾性波フィルタを構成する圧電基板は、
ＩＤＴ電極が一方面上に形成された、ＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶基板で構成されている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
直列腕共振子３０１〜３０４は、送信入力端子３０と送信出力端子６３との間の接続経路である直列腕に互いに直列に接続されている。また、並列腕共振子３５１〜３５４は、送信入力端子３０、送信出力端子６３および直列腕共振子３０１〜３０４の各接続点と基準端子（グランド）との間の接続経路である並列腕のそれぞれに、互いに並列となるように接続されている。直列腕共振子３０１〜３０４および並列腕共振子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、並列腕共振子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、並列腕共振子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３０と直列腕共振子３０１との間に接続されている。インダクタンス素子３６３は、送信入力端子３０と並列、つまり、送信入力端子３０と直列腕共振子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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
また、図９Ｃに示すＢａｎｄ６６の送信側フィルタ１３について、実施例１として示す挿入損失と比較例として示す挿入損失とを比較すると、送信側フィルタ１３の通過帯域である１７１０−１７８０ＭＨｚでは、実施例１と比較例との挿入損失の大きさの違いはほとんど見られない。また、送信側フィルタ１３の通過帯域外である２０００−２１００ＭＨｚ付近において、比較例に対して実施例１では挿入損失が小さくなっている。さらに、図９Ｃに破線で囲んだ領域に示すように、２１３０−２１５０ＭＨｚ付近において、比較例に対して実施例１では挿入損失が大きく（減衰量が大きく）なっている。つまり、送信側フィルタ１３を本実施の形態に係る構成とすることにより、２１３０−２１５０ＭＨｚ付近における不要波を低減し、他のフィルタに対する影響を抑制しているといえる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
つまり、本実施の形態に係るマルチプレクサ１の送信側フィルタ１３の構成によると、送信側フィルタ１３の２１３０−２１５０ＭＨｚ付近での減衰量が向上するとともに、送信側フィルタ１３と共通接続端子５０において接続された受信側フィルタ１４の２１１０−２１４０ＭＨｚ付近の通過特性が向上する。この理由について、以下に説明する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
図１０は、本実施の形態に係るマルチプレクサ１の効果を説明するための送信側フィルタ１３の回路構成図である。本実施の形態に係る送信側フィルタ１３では、図１０に示すように、送信側フィルタ１３において最も共通接続端子５０に近い位置に配置された直列腕共振子３０４に、−０．５Ｈのインダクタンス８０が接続されていると仮定することができる。なお、図１０に示す送信側フィルタ１３において、直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５３およびインダクタンス素子３６１〜３６３は、上述した本実施の形態に示した直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５３およびインダクタンス素子３６１〜３６３と同様であるため、説明を省略する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
［６．まとめ］
以上、実施の形態に係るマルチプレクサ１は、基板６の一方の面に配置され、アンテナ素子２に接続される共通接続端子５０と、基板６の一方の面と対向する他方の面に実装され、共通接続端子５０と接続され、互いに異なる通過帯域を有する少なくとも３つの弾性波フィルタ（送信側フィルタ１１および１３、受信側フィルタ１２および１４）とを備え、上記少なくとも３つの弾性波フィルタのうちの第１の弾性波フィルタ（送信側フィルタ１３）は、上記少なくとも３つの弾性波フィルタのうち第１の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの少なくとも１つである第２の弾性波フィルタ（受信側フィルタ１４）の通過帯域に含まれる周波数の不要波を発生し、基板６において、上記少なくとも３つの弾性波フィルタ（送信側フィルタ１１および１３、受信側フィルタ１２および１４）のうちで最も共通接続端子５０に近い位置に配置されている。
これによれば、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のそれぞれと共通接続端子５０とを接続する配線のうち、送信側フィルタ１３と共通接続端子５０とを接続する配線を最も短くすることができるので、当該配線のインダクタンス成分を最も小さくすることが可能となる。このため、送信側フィルタ１３において、受信側フィルタ１４の通過帯域に相当する周波数に現れる不要波を低減することができる。これにより、送信側フィルタ１３において不要波が生じる周波数を通過帯域に含む受信側フィルタ１４の通過特性の劣化を抑制することができる。このとき、送信側フィルタ１３の通過帯域内のロスを劣化させることもなく、また、送信側フィルタ１３および受信側フィルタ１４以外の送信側フィルタ１１および受信側フィルタ１２の通過帯域のロスを劣化させることもない。したがって、マルチプレクサ１の通過特性の劣化を抑制することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
（実施の形態の変形例１）
図１２は、本実施の形態の変形例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７１３の回路構成図である。本変形例に係るマルチプレクサが実施の形態に係るマルチプレクサ１と異なる点は、送信側フィルタ７１３が、実施の形態に示した送信側フィルタ１３において最も共通接続端子５０に近い位置に配置された直列腕共振子３０４に代えて、直列腕共振部３０５を有している点である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
図１２は、本実施の形態の変形例１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７１３の回路構成図である。図１２に示すように、送信側フィルタ７１３は、直列腕共振子３０１〜３０３と、直列腕共振部３０５と、並列腕共振子３５１〜３５４と、整合用のインダクタンス素子３６１〜３６３とを備える。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５４およびインダクタンス素子３６１〜３６３は、上述した実施の形態に示した直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５４およびインダクタンス素子３６１〜３６３と同様であるため、説明を省略する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２４】
（実施の形態の変形例２）
図１３は、本実施の形態の変形例２に係るマルチプレクサを構成するＢａｎｄ６６の送信側フィルタ８１３の回路構成図である。本変形例に係るマルチプレクサが実施の形態に係るマルチプレクサ１と異なる点は、送信側フィルタ８１３が、最も共通接続端子５０に近い並列腕共振子３５４に代えて、並列腕共振部３５５を有している点である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２６】
直列腕共振子３０１〜３０４、並列腕共振子３５１〜３５３およびインダクタンス素子３６１〜３６３の構成は、実施の形態に示した直列腕共振子３０１〜３０４、並列腕共振子３５１〜３５３およびインダクタンス素子３６１〜３６３と同様である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
この構成によれば、上述した実施の形態の変形例１に示した送信側フィルタ７１３と同様、直列腕共振子３０３と送信出力端子６３との間の配線のインピーダンスのインダクタンス成分を低減するとともに、容量成分を大きくすることができる。これにより、送信側フィルタ８１３において、受信側フィルタ１４の通過帯域に含まれる周波数に現れる不要波を低減することができる。よって、送信側フィルタ８１３においてリップルが生じる周波数を通過帯域に含む受信側フィルタ１４の通過特性の劣化を抑制することができる。したがって、マルチプレクサ１の通過特性の劣化を抑制することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５４およびインダクタンス素子３６１〜３６３の構成は、実施の形態に示した直列腕共振子３０１〜３０３、並列腕共振子３５１〜３５４およびインダクタンス素子３６１〜３６３と同様である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
直列腕共振部３０６は、共振子３０６ａと容量素子３０６ｂとを有している。共振子３０６ａは、直列腕共振部３０３と送信出力端子６３とを接続する接続経路に、直列腕共振部３０３と直列に接続されている。共振子３０６ａは弾性表面波共振子であり、上述した共振子１００と同様の構成をしている。また、容量素子３０６ｂは、直列腕共振部３０３と送信出力端子６３とを接続する接続経路において、直列腕共振部３０３と直列にかつ共振子３０６ａと並列になるように接続されている。つまり、容量素子３０６ｂは、共振子３０６ａの両端部を橋絡するように、すなわち、共振子３０６ａの入力ポート側と出力ポート側とを橋絡するように、共振子３０６ａと並列に接続されている。容量素子３０６ｂは、実施の形態の変形例１および２にそれぞれに示した容量素子３０５ｃおよび３５５ｃと同様の構成をしている。なお、本実施の形態において、容量素子３０６ｂは、第２の容量素子である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
この構成によれば、簡単な構成で、上述した実施の形態の変形例１に示した送信側フィルタ７１３と同様、直列腕共振子３０３と送信出力端子６３との間の配線のインピーダンスのインダクタンス成分を低減するとともに、容量成分を大きくすることができる。これにより、送信側フィルタ９１３において、受信側フィルタ１４の通過帯域に含まれる周波数に現れる不要波を低減することができる。よって、送信側フィルタ９１３においてリップルが生じる周波数を通過帯域に含む受信側フィルタ１４の通過特性の劣化を抑制することができる。したがって、マルチプレクサ１の通過特性の劣化を抑制することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
なお、図１４に示した送信側フィルタ９１３では、最も共通接続端子５０に近い直列腕共振部３０６に共振子３０６ａおよび容量素子３０６ｂを配置する構成としたが、これに限らず、最も共通接続端子５０に近い並列腕共振子３５４に、共振子とこれに並列に接続された容量素子とを配置してもよい。より具体的には、並列腕共振子３５４において、直列腕共振部３０６と直列腕共振子３０３とを接続する接続経路とグランドとの間に共振子を接続し、当該共振子と並列になるように当該共振子の両側に容量素子を接続してもよい。このとき、送信側フィルタ９１３は、直列腕共振部３０６に代えて直列腕共振子３０４を備える構成としてもよいし、直列腕共振部３０６および直列腕共振子３０４を備えない構成としてもよい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
また、容量素子は、変形例１に示したように、２つの共振子の間の接続経路と基準端子の間に接続されてもよいし、変形例３に示したように、１つの共振子の両側に、当該共振子と並列に接続されていてもよい。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４０】
また、実施の形態の変形例１および２に示した容量素子は、櫛歯容量であってもよいし、他の構成であってもよい。例えば、２つの共振子を接続する配線の近くに基準端子に接続される配線を近づけることで、容量素子を構成してもよい。また、送信側フィルタを実装する実装基板に容量素子を形成してもよい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
また、共振子を構成する圧電膜５３および圧電基板５７は、弾性波フィルタ装置の要求通過特性などに応じて、適宜、積層構造、材料、カット角、および、厚みを変更してもよい。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４２】
また、本発明に係るマルチプレクサは、上述したように、アンテナ素子と共通接続端子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を備えてもよいし、アンテナ素子と共通接続端子との間の経路に直列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、チップ状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。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。また、本発明に係るマルチプレクサは、インダクタンス素子３１を備えない構成としてもよい。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５１】
１    マルチプレクサ
２    アンテナ素子
５、１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、５７    圧電基板
６    基板
１０、３０    送信入力端子
１１、１３、７１３、８１３    送信側フィルタ
１２、１４    受信側フィルタ
２０、４０    受信出力端子
２１、３１、１４１、１６１、１６２、３６１、３６２、３６３、４６１    インダクタンス素子
５０    共通接続端子
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
８０    インダクタンス
１００、３０５ａ、３０５ｂ、３０６ａ、３５５ａ、３５５ｂ    共振子
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、２０１、３０１、３０２、３０３、３０４、３０６、４０１、４０２、４０３、４０４、４０５    直列腕共振子
１１０ａ、１１０ｂ    電極指
１１１ａ、１１１ｂ    バスバー電極
１５１、１５２、１５３、１５４、２５１、２５２、２５３、３５１、３５２、３５３、３５４、４５１、４５２、４５３、４５４    並列腕共振子
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
３０５、３０６    直列腕共振部
３０５ｃ、３５５ｃ    容量素子（第１の容量素子）
３０６ｂ    容量素子（第２の容量素子）
３５５    並列腕共振部
５４１    密着層
５４２    主電極層