(57)【要約】  ２次歪み信号のような音響信号の非線形性による歪み信号を効果的に抑制し得る弾性表面波共振器を提供する。  第１のＩＤＴを構成するための第１のＩＤＴ電極７と、第２のＩＤＴを構成するための第２のＩＤＴ電極８とが圧電基板２の第１の主面上に形成されており、圧電基板２におけるｃ軸を圧電基板２の第１の主面２ａに投影した軸方向において、第１のＩＤＴ電極７における電界印加方向と、第２のＩＤＴ電極８における電界印加方向とが逆向きとされている、弾性表面波共振器。
2015002047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端子と、第２の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子との間に接続されている第１，第２のＩＤＴとを有する弾性表面波共振器であって、
第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、ｃ軸方向が、前記第１の主面及び前記第２の主面に対して傾斜する方向である圧電基板と、
前記第１のＩＤＴを構成するために、前記圧電基板の第１の主面側に形成されており、第１，第２のくし歯電極を有する第１のＩＤＴ電極と、
前記第２のＩＤＴを構成するために前記圧電基板の第１の主面側に形成されており、第３，第４のくし歯電極を有する第２のＩＤＴ電極とを備え、
前記圧電基板の前記第１の主面を平面視した場合に、前記第１のＩＤＴにおける電界印加の向きと、前記第２のＩＤＴにおける電界印加の向きとが、前記ｃ軸を前記圧電基板の前記第１の主面に投影した投影ｃ軸と平行な方向において、逆向きとされている、弾性表面波共振器。
【請求項２】
前記第１，第２のＩＤＴ電極はそれぞれ複数本の電極指を有し、前記ｃ軸を前記第１の主面に投影した投影ｃ軸の延びる方向が、前記第１，第２のＩＤＴ電極における前記複数本の電極指の延びる方向と平行な成分を有する、請求項１に記載の弾性表面波共振器。
【請求項３】
前記ｃ軸を前記第１の主面に投影した場合、前記投影ｃ軸の延びる方向が、前記第１，第２のＩＤＴ電極における前記電極指の延びる方向と平行である、請求項２に記載の弾性表面波共振器。
【請求項４】
前記第１のＩＤＴと、前記第２のＩＤＴとが、電気的に並列に接続されている、請求項１〜３のいずれか1項に記載の弾性表面波共振器。
【請求項５】
前記第１のＩＤＴと、前記第２のＩＤＴとが、電気的に直列に接続されている、請求項１または２に記載の弾性表面波共振器。
【請求項６】
前記第１のＩＤＴと前記第２のＩＤＴとを電気的に接続し、かつ前記圧電基板の第１の主面側であって、前記第１のＩＤＴと前記第２のＩＤＴとから発生する弾性表面波の音響結合を抑制する位置に設けられている配線パターンをさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性表面波共振器。
【請求項７】
前記第１のＩＤＴと前記第２のＩＤＴとを電気的に接続し、かつ前記圧電基板の第１の主面側において前記第１のＩＤＴと前記第２のＩＤＴとの間に設けられている配線パターンをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性表面波共振器。
【請求項８】
前記第１のＩＤＴと、前記第２のＩＤＴとが、前記第１のＩＤＴの電極指交差幅方向においてずらされて配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性表面波共振器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性表面波共振器からなる反転接続回路を含む弾性表面波フィルタ部を備える、弾性表面波フィルタ装置。
【請求項１０】
前記弾性表面波フィルタ部が、ラダー型フィルタ部を備える、請求項９に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項１１】
アンテナ端子と送信端子とを有し、
前記ラダー型フィルタ部は、前記アンテナ端子を前記送信端子との間に接続されている直列腕と、前記直列腕と接地電位とに接続される少なくとも２つの並列腕と、
前記直列腕に設けられた複数の直列腕共振子と、前記各並列腕に設けられた少なくとも１つの並列腕共振子とを含み、
前記複数の直列腕共振子のうち前記アンテナ端子にもっとも近い直列腕共振子が、前記反転接続回路により構成されており、
前記少なくとも２つの並列腕のうち、前記アンテナ端子にもっとも近い並列腕に配置されている並列腕共振子が、もう１つの前記反転接続回路により構成されている、請求項１０に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項１２】
前記弾性表面波フィルタ部が、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部を有する、請求項９〜１１のいずれか1項に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項１３】
共通接続端子を有し、該接続共通端子に並列に複数のフィルタが接続されており、複数のフィルタのうち少なくとも１つのフィルタが請求項９〜１２のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ装置からなる、マルチプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＩＤＴを接続してなる弾性表面波共振器及び該弾性表面波共振器を備えた弾性表面波フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機器のデュプレクサなどにおいて、様々な帯域フィルタが用いられている。下記の特許文献１には、ＢＡＷ共振器からなる第１，第２の共振器を直列に接続してなる装置が開示されている。ＢＡＷ共振器では、圧電材料のｃ軸または分極軸方向において、該圧電材料を挟んで一対の電極が配置されている。特許文献１では、第１の共振器と第２の共振器とにおいて、ｃ軸または分極軸の同じ方向の電極同士が同電位とされている。それによって、２次歪みの抑制が図られている。【０００３】
他方、下記の特許文献２には、圧電基板上に複数のＩＤＴ電極が形成されている弾性表面波装置を有するデュプレクサが開示されている。ここでは、特定の周波数を通過させないように、アンテナ端子に並列共振回路が接続されている。並列共振回路の共振特性により、２次歪みのような特定の周波数の信号の入力が防止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０８５９８９号公報
【特許文献２】特開２００７−３３６４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
携帯電話機などにおいては、マルチバンド化に伴って、２次歪み信号による受信特性等の劣化が問題となっている。例えば、あるバンドの送信波の２倍波が、他のバンドの受信帯域と一致することがある。この場合、弾性表面波装置を用いたデュプレクサでは、上記送信波を出力している際に、送信波の２倍の周波数の２次歪み信号が発生する。この２次歪み信号が受信回路に回り込むと、受信特性を劣化させることとなる。【０００６】
特許文献１に記載のＢＡＷ（バルク音響波）を用いた構成においては、上記構成により２次歪み信号の抑制が図られている。しかしながら、特許文献１では、圧電基板上にＩＤＴ電極を配置してなる弾性表面波を用いた構成における２次歪み信号については何ら開示されていない。【０００７】
他方、特許文献２に記載のように、従来の弾性表面波装置では、特定の周波数の信号の入力を抑制するための並列共振回路等を接続する方法が用いられていた。このような方法では、入力される歪み信号の周波数が、並列共振回路で減衰される特定の周波数範囲にあるときには効果を現す。しかしながら、あらかじめ設定した周波数範囲を外れた歪み信号を抑制することはできない。【０００８】
本発明の目的は、２次歪み信号のような音響振動の非線形性による歪み信号を効果的に抑制し得る、弾性表面波共振器及び該弾性表面波共振器を有する弾性表面波フィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る弾性表面波共振器は、第１の端子と、第２の端子と、第１の端子と第２の端子との間に接続されている第１，第２のＩＤＴとを有する。本発明では、圧電基板と、第１及び第２のＩＤＴ電極とが備えられている。圧電基板は、第１の主面と第１の主面と対向する第２の主面とを有し、ｃ軸の方向が、第１の主面及び第２の主面に対して傾斜している方向とされている。前記第１のＩＤＴを構成するために、第１のＩＤＴ電極が前記圧電基板の第１の主面上に形成されている。第１のＩＤＴ電極は、第１，第２のくし歯電極を有する。前記第２のＩＤＴを構成するために第２のＩＤＴ電極が前記圧電基板の第１の主面上に形成されている。第２のＩＤＴ電極は、第３，第４のくし歯電極を有する。【００１０】
本発明では、前記第１の主面を平面視した場合に、前記第１のＩＤＴにおける電界印加の向きと、前記第２のＩＤＴにおける電界印加の向きとが、前記ｃ軸を前記圧電基板の第１の主面に投影した投影ｃ軸と平行な方向において逆向きとされている。【００１１】
本発明に係る弾性表面波共振器のある特定の局面では、前記第１，第２のＩＤＴ電極はそれぞれ複数本の電極指を有し、前記ｃ軸を前記第１の主面に投影した投影ｃ軸の延びる方向が、前記第１，第２のＩＤＴ電極における前記複数本の電極指の延びる方向と平行な成分を有する。【００１２】
本発明に係る弾性表面波共振器の他の特定の局面では、前記ｃ軸を前記第１の主面に投影した場合、投影ｃ軸の延びる方向は、前記第１，第２のＩＤＴ電極における前記電極指の延びる方向と平行である。【００１３】
本発明に係る弾性表面波共振器の他の特定の局面では、前記第１のＩＤＴと、前記第２のＩＤＴとが、電気的に並列に接続されている。【００１４】
本発明に係る弾性表面波共振器のさらに別の特定の局面では、前記第１のＩＤＴと、前記第２のＩＤＴとが、電気的に直列に接続されている。【００１５】
本発明に係る弾性表面波共振器の別の特定の局面では、前記第１のＩＤＴと前記第２のＩＤＴとを電気的に接続し、かつ前記圧電基板の第１の主面側であって、前記第１のＩＤＴと前記第２のＩＤＴとから発生する弾性表面波の音響結合を抑制する位置に設けられている配線パターンがさらに備えられている。【００１６】
本発明に係る弾性表面波共振器の別の特定の局面では、前記第１のＩＤＴと前記第２のＩＤＴとを電気的に接続し、かつ前記圧電基板の第１の主面側において前記第１のＩＤＴと前記第２のＩＤＴとの間に設けられている配線パターンがさらに備えられている。【００１７】
本発明に係る弾性表面波共振器のさらに他の特定の局面では、前記第１のＩＤＴと、前記第２のＩＤＴとが、前記第１のＩＤＴの電極指交差幅方向においてずらされて配置されている。【００１８】
本発明に係る弾性表面波フィルタ装置は、本発明に従って構成されている弾性表面波共振器からなる反転接続回路を含む弾性表面波フィルタ部を備える。【００１９】
本発明に係る弾性表面波フィルタ装置のある特定の局面では、弾性表面波フィルタ部が、ラダー型フィルタ部を備えている。【００２０】
本発明に係る弾性表面波フィルタ装置の他の特定の局面では、アンテナ端子と送信端子とを有し、前記ラダー型フィルタ部は、前記アンテナ端子を前記送信端子との間に接続されている直列腕と、前記直列腕と接地電位とに接続される少なくとも２つの並列腕と、前記直列腕に設けられた複数の直列腕共振子と、前記各並列腕に設けられた少なくとも１つの並列腕共振子とを含み、前記複数の直列腕共振子のうち前記アンテナ端子にもっとも近い直列腕共振子が、前記反転接続回路により構成されており、前記少なくとも２つの並列腕のうち、前記アンテナ端子にもっとも近い並列腕に配置されている並列腕共振子が、もう１つの前記反転接続回路により構成されている。【００２１】
本発明に係る弾性表面波フィルタ装置の他の特定の局面では、前記弾性表面波フィルタ部が、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部を有する。【００２２】
本発明に係るマルチプレクサは、共通接続端子を有し、該接続共通端子に並列に複数のフィルタが接続されており、複数のフィルタのうち少なくとも１つのフィルタが本発明に従って構成されている弾性表面波フィルタ装置からなる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る弾性表面波共振器では、第１のＩＤＴにおける電界印加の向きと、第２のＩＤＴにおける電界印加の向きとが、ｃ軸を圧電基板の第１の主面に投影したｃ軸と平行な方向において逆向きとされているため、第１のＩＤＴにおける歪み信号の位相と、第２のＩＤＴにおける歪み信号の位相が逆となる。そのため、２次歪み信号のような音響信号の非線形性に基づく歪み信号を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波共振器を有する弾性表面波フィルタ装置の模式的平面図である。
【図２】図２は、本発明の１実施形態における弾性表面波共振器についてのｃ軸と、電界方向との関係を示す模式的側面図である。
【図３】図３は、弾性表面波共振器における圧電基板のｃ軸と、励振される振動の方向との関係の一例を示す斜視図である。
【図４】図４は、弾性表面波共振器における圧電基板のｃ軸と、励振される振動の方向との関係の他の例を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態の弾性表面波フィルタ装置に用いられている弾性表面波共振器部分の模式的平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態及び比較例における２次歪み発生周波数と、２次歪み信号との強度との関係を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置としてのデュプレクサの回路構成を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第３の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置としてのデュプレクサの回路構成を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第４の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置としてのデュプレクサの回路構成を示す図である。
【図１０】図１０は、反転接続回路の変形例を示す回路図である。
【図１１】図１１は、本発明の第５の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置としてのデュプレクサの回路構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第６の実施形態としてのラダー型フィルタの回路構成を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の第７の実施形態としてのラダー型フィルタの回路構成を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第８の実施形態としてのラダー型フィルタと縦結合弾性共振子型フィルタとを備えるデュプレクサの回路構成の概略図を示す。
【図１５】図１５は、本発明の第８〜第１０の実施形態と、比較例とにおける伝送特性の測定結果を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の第８〜第１０の実施形態と、比較例における２次相互変調ひずみの測定結果を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の第１１の実施形態としての縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置を示す模式的平面図である。
【００２７】
弾性表面波フィルタ装置１は、圧電基板２を有する。圧電基板２は、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶、あるいは非圧電性の基板などで構成した担体上にＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶などの圧電性を有する圧電膜を形成した複合構造からなる。
【００２８】
圧電基板２上に図１に示す電極構造が形成されている。この電極構造は、入力端子３と出力端子４とを有する。入力端子３と出力端子４との間に、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ５をそれぞれ構成している複数のＩＤＴ電極が直列に接続されている。また、並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２を構成するＩＤＴ電極も形成されている。これらの直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ５と、並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２とが配線パターン５により電気的に接続されている。それによってラダー型フィルタ部が構成されている。
【００２９】
圧電基板２上においては、直列腕共振子Ｓ５と出力端子４との間に、本発明の一実施形態となる反転接続部６が形成されている。反転接続部６は、第１のＩＤＴ電極７と、第２のＩＤＴ電極８とを有する。すなわち、圧電基板２上に、第１，第２のＩＤＴ電極７，８を形成することにより、第１，第２のＩＤＴが構成されている。
【００３０】
第１のＩＤＴ電極７は、互いに間挿しあう複数本の電極指を有する第１，第２のくし歯電極７ａ，７ｂを備える。同様に、第２のＩＤＴ電極８も、互いに間挿しあう複数本の電極指を有する第３，第４のくし歯電極８ａ，８ｂを備える。反転接続部６では、直列腕共振子Ｓ５と第１，第２のＩＤＴ電極７，８とが接続されているバスバー９が第１の端子を構成しており、出力端子４が第２の端子を構成していることになる。すなわち、第１の端子と第２の端子との間に、第１のＩＤＴ及び第２のＩＤＴが接続されている。本実施形態では、第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８とが電気的に並列に接続されている。
【００３１】
上記圧電基板２は、前述した圧電単結晶からなる。ｃ軸は、第２の主面である下面側から第１の主面２ａである上面に向かって傾斜している。そして、ｃ軸を第１の主面２ａに投影した投影ｃ軸の向きは矢印Ｃで示す向きとなる。言い換えれば、圧電基板２を平面視した場合、ｃ軸は矢印Ｃで示す向きとなる。
【００３２】
ここでｃ軸の測定方法は、一般的な測定方法を用いればよい。即ち、圧電基板の結晶構造を六方晶として表記したとき、ＸＲＤ（Ｘ―ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）を用いた＜００１＞方位の極点図測定により、圧電基板のｃ軸の角度を求めればよい。
【００３３】
本実施形態の特徴は、第１のＩＤＴ電極７における電界印加方向と、第２のＩＤＴ電極８における電界印加方向が、矢印Ｃと平行な方向において、互いに逆向きとされていることにある。すなわち、第１のＩＤＴ電極７では、第１のくし歯電極７ａが入力側に、第２のくし歯電極７ｂが出力側に接続されている。具体的には、入力側のバスバー９に第１のくし歯電極７ａが接続されており、出力端子４に第２のくし歯電極７ｂが接続されている。よって、第１のＩＤＴ電極７における電界印加の向きを示す矢印Ｅ１は、矢印Ｃと同一方向である。
【００３４】
これに対して、第２のＩＤＴ電極８では、第４のくし歯電極８ｂがバスバー９に配線パターン５Ａを介して接続されている。他方、第３のくし歯電極８ａが出力端子４に配線パターン５Ｂを介して接続されている。従って、電界印加の向きを示す矢印Ｅ２は、矢印Ｃと逆方向となる。
【００３５】
本実施形態では、第１，第２のＩＤＴ電極７，８に上記のように互いに逆向きの電界が印加されるように、配線パターン５Ａ及び配線パターン５Ｂによって、第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８とが電気的に並列に接続されている。具体的には、入力端子３側に位置する第１のＩＤＴ電極７の第１のくし歯電極７ａと、出力端子４側に位置する第２のＩＤＴ電極８の第４のくし歯電極８ｂとが配線パターン５Ａを介して電気的に接続されている。さらに、出力端子４側に位置する第１のＩＤＴ電極７の第２のくし歯電極７ｂと、入力端子３側に位置する第３のくし歯電極８ａとが配線パターン５Ｂを介して電気的に接続されている。従って、２次歪み信号が第１，第２のＩＤＴ電極７，８間で打ち消し合う。よって、２次歪み信号の発生を効果的に抑制することができる。さらに、配線パターン５Ｂが、第１のＩＤＴ電極７及び第２のＩＤＴ電極８から発生する弾性表面波の伝播方向上に位置し、かつ第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８との間に位置する圧電基板２上に設けられている。そのため、第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８との音響結合が抑制できる効果を有する。さらに、第１のＩＤＴ電極７から発生する弾性表面波の伝搬路Ａと第２のＩＤＴ電極８から発生する弾性表面波の伝搬路Ｂとが互いに重なり合う場合、伝搬路Ａと伝搬路Ｂとが互いに重なり合い、かつ第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８と間に位置する圧電基板２上に、配線パターン５Ｂが設けられていることが好ましい。またさらに、弾性表面波の伝播方向に垂直な方向で第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８とが距離をもって配置されている。これによっても、ＩＤＴ電極７とＩＤＴ電極８との縦モードの音響結合が抑制できる効果を有する。
【００３６】
より具体的には、弾性表面波フィルタ装置１では、入力端子３から入力信号が与えられる。出力端子４から出力信号が取り出されるが、２次歪み信号が発生することがある。この場合、２次歪み信号が最も大きく発生する部分は、ラダー型フィルタ部において出力端子４に最も近いＩＤＴである。すなわち、直列腕共振子Ｓ５を構成しているＩＤＴである。
【００３７】
本実施形態では、上記反転接続部６が直列腕共振子Ｓ５と出力端子４との間に接続されている。従って、上記２次歪み信号の発生を効果的に抑制することができる。反転接続部６において２次歪み信号を打ち消し合う構成を、以下においてより詳細に説明する。
【００３８】
図２は、圧電基板２の一部である圧電基板部分２Ａを取り出して示す模式的側面図である。圧電基板部分２Ａにおいて、矢印Ｃｏがｃ軸の向きである。すなわち矢印Ｃｏは、第２の主面２ｂから第１の主面２ａ側に向かっている。ただし、矢印Ｃｏは、第１の主面２ａと傾斜した方向に延びている。このｃ軸方向を第１の主面２ａに投影した投影ｃ軸の向きは、前述した図１の矢印Ｃで示す方向となる。
【００３９】
他方、第１のＩＤＴ電極７においては、第１のくし歯電極７ａが入力側、第２のくし歯電極７ｂが出力側に接続されている。従って、電界印加の向きＥ１が、矢印Ｃｏを第１の主面２ａに投影した軸方向Ｃと同一方向となる。
【００４０】
これに対して、図１で示すように、第２のＩＤＴ電極８における電界印加の向きＥ２は、上記電界印加の向きＥ１と逆向きである。本実施形態において、電気的に互いに接続される第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８とが、圧電基板のｃ軸の向きに対する電界印加の向きが互いに反転して接続されている反転接続回路が形成されている。
【００４１】
よって、投影ｃ軸方向は、第１，第２のＩＤＴ電極７，８の電極指の延びる方向と平行な成分を有している。携帯電話で用いられる周波数帯では、励振される弾性表面波の代表的な音響振動成分としては、図３及び図４において矢印Ｈ，Ｖで示すベクトルを有するものが挙げられる。
【００４２】
図３では、１ポート型弾性表面波共振子１０１が示されている。１ポート型弾性表面波共振子１０１は、圧電基板１０２を有する。圧電基板１０２では、ｃ軸の方向は図示の矢印Ｃｏで示す方向であり、その水平成分は矢印Ｃで示す向きとなる。くし歯電極１０３，１０４の電極指が矢印Ｃが延びる方向と同一方向に延びている。くし歯電極１０３は入力側、くし歯電極１０４は出力側となるようにして、弾性表面波共振子１０１を動作させた場合、矢印Ｈで示す方向に振動成分が発生する。この矢印Ｈの方向の振動成分は、矢印Ｃと同じ向きのベクトルを有する。このような振動モードとしては、例えばリーキー波が挙げられる。
【００４３】
他方、図４に示す弾性表面波共振子１０１では、第１，第２のくし歯電極１０３，１０４間に上記と同様に電界を印加した場合、矢印Ｖで示す振動成分が発生する。このような振動モードは、ｃ軸の垂直方向成分と同じ向きのベクトルを有する。この振動成分Ｖを有する振動モードとしては、例えばレーリー波が挙げられる。
【００４４】
図３及び図４に示したいずれの振動モードにおいても、ｃ軸が、圧電基板１０２の第１の主面に対する法線方向に対して傾斜している場合、音響振動変位はｃ軸に対して非対称となる。この音響振動の非対称性により、弾性表面波共振子や弾性表面波フィルタでは、２次歪み成分が生じる。他方、音響振動は、ＩＤＴ電極に印加される電圧により生じる。
【００４５】
上述した実施形態では、第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８との間で印加される電界の向きがｃ軸の水平成分の方向において逆向きとされている。従って、発生する２次歪み信号の位相も逆となる。それによって、第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８とにおいて、２次歪み信号を打ち消し合わせ、２次歪み信号の発生を効果的に抑制することが可能とされている。
【００４６】
従って、上記反転接続部６に代えて、図５に示す弾性表面波共振子からなる反転接続部１１を用いてもよい。反転接続部１１では、圧電基板２上に、第１，第２のＩＤＴ電極７，８が形成されている。圧電基板２のｃ軸を第１の主面２ａに投影した場合の軸方向を矢印Ｃで示す。すなわち、ｃ軸の水平方向成分が矢印Ｃで示す方向となる。
【００４７】
圧電基板２の第１の主面２ａ上において、第１のＩＤＴ電極７が第１の端子１２に接続されている。また、第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８とは電気的に直列に接続されている。すなわち、第１のくし歯電極７ａが第１の端子１２に接続されている。第２のくし歯電極７ｂが配線パターン１４により、第２のＩＤＴ電極８の第３のくし歯電極８ａに電気的に接続されている。第４のくし歯電極８ｂが、第２の端子１３に電気的に接続されている。よって、第１の端子１２と第２の端子１３との間において、第１，第２のＩＤＴ電極７，８が直列に接続されている。
【００４８】
ここでは、第１のＩＤＴ電極７及び第２のＩＤＴ電極８の電極指の延びる方向は矢印Ｃと平行な方向である。そして、第１の端子１２を入力端、第２の端子１３を出力端とした場合、第１のＩＤＴ電極７における電界印加の向きＥ１は矢印Ｃと逆方向となる。これに対して、第２のＩＤＴ電極８における電界印加の向きＥ２は、矢印Ｃと同じ向きとなる。すなわち、矢印Ｃが延びる方向において、電界印加の向きＥ２と電界印加の向きＥ１は逆向きとされている。
【００４９】
なお、図５に示すように、電界印加の向きＥ１，Ｅ２は、互いに対向する１対の電極指が延びる方向に沿って延びる。以下の記載においても、電界印加の向きに関する説明は同様とする。
【００５０】
このように、第１，第２のＩＤＴ電極７，８は電気的に直列に接続されていてもよい。その場合においても、第１のＩＤＴ電極７で生じた２次歪み信号の位相と、第２のＩＤＴ電極８で生じた２次歪み信号の位相とは逆になる。従って、２次歪み信号を効果的に抑制することができる。
【００５１】
なお、図１〜図５に示すように、第１のＩＤＴ電極７と、第２のＩＤＴ電極８とは、第１のＩＤＴ電極７の電極指交差幅方向においてずらされていることが好ましい。それによって、第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８との弾性表面波が音響結合することによる２次歪み信号をより効果的に抑制し得る。さらに好ましくは、ＩＤＴ電極７，８は電極指交差幅方向において、互いに重ならないように位置をずらして配置されることが望ましい。さらに、図５に示すように、ＩＤＴ電極７，８は電極指交差幅方向において、圧電基板２上で互いに重なっていないことが望ましい。電極指交差幅とは、異なる電位に接続される、隣り合う電極指同士が弾性表面波伝播方向において重なり合っている領域の電極指の延びる方向の寸法をいう。従って、電極指交差幅方向は、該交差幅の延びる方向、すなわち電極指の延びる方向となる。第２のくし歯電極７ｂに接続されるバスバーと、第４のくし歯電極８ｂに接続されるバスバーとが、共用されずに、圧電基板２上で隙間を有する位置に配置されている。そのため、第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８との横モードの音響結合が抑制できる効果を有する。
【００５２】
上記実施形態の反転接続部６を有する弾性表面波フィルタ装置を送信フィルタとして備えるバランス型デュプレクサにおける２次歪み信号の発生量を測定した。比較のために、上記反転接続部６を有しないことを除いては同様に構成されたバランス型デュプレクサの２次歪み信号の発生量を測定した。結果を図６に示す。
【００５３】
図６の横軸の相互変調歪（ＩＭＤ）発生周波数は、２次歪み信号発生周波数を示し、縦軸の２次ＩＭＤ  Ｒｘ＋Ｔｘは、歪み信号の発生量すなわち送信側から受信側に侵入した２次歪み信号の強度を示す。
【００５４】
図６から明らかなように、比較例では２次歪み信号の強度は−９６ｄＢｍ程度であった。これに対して、上記反転接続部６を有するデュプレクサでは、２次歪み信号の強度は−１０５ｄＢｍ程度と遙かに小さくなっていることがわかる。すなわち、上記反転接続部６において、２次歪み信号を抑制し得ることがわかる。
【００５５】
特に、後述するようにデュプレクサでは、送信フィルタと受信フィルタとを接続する側の端部である合成端において２次歪み信号が発生しやすい。本実施形態では、図１に示すように、出力端子側、すなわち送信端子と反対側の合成端側に反転接続部６が設けられている。そのため、２次歪み信号の発生をより効果的に抑制することが可能とされている。
【００５６】
図７は、本発明の第２の実施形態に係るデュプレクサの回路図である。デュプレクサ２１はアンテナ端子２２を有する。アンテナ端子２２に接続される合成端としての共通接続端子２３に送信フィルタＴｘ及び受信フィルタＲｘが接続されている。
【００５７】
送信フィルタＴｘは、ラダー型フィルタ部を有する。このラダー型フィルタ部は、複数の直列腕共振子Ｓを直列腕に有する。また、第１〜第４の並列腕に、それぞれ、並列腕共振子Ｐ，Ｐが設けられている。ラダー型フィルタ部は、入力端子としての送信端子２４に一端が接続されている。
【００５８】
ラダー型フィルタ部の他端は、反転接続部６を介して共通接続端子２３に接続されている。すなわち、送信フィルタＴｘは、上記ラダー型フィルタ部と反転接続部６とを有する。そして、反転接続部６が、第１の実施形態と同様に、送信端子２４と反対側である、出力端子側に配置されている。よって、送信フィルタＴｘにおける２次歪み信号の発生を効果的に抑制し得る。
【００５９】
なお、図７及び後述の図８〜図１４及び図１７においては、投影ｃ軸を実線で、ＩＤＴにおける電界印加方向を破線で示す。
【００６０】
なお、上記直列腕共振子Ｓ及び並列腕共振子Ｐは、図１に示した弾性表面波フィルタ装置１と同様に、圧電基板上にＩＤＴ電極を形成することにより構成されている。すなわち、直列腕共振子Ｓ及び並列腕共振子Ｐは弾性表面波表面共振子からなる。以下の第３の実施形態〜第６の実施形態においても、ラダー型フィルタ部の直列腕共振子Ｓ及び並列腕共振子Ｐは同様に構成されている。
【００６１】
受信フィルタＲｘは、共通接続端子２３と第１，第２の受信端子２６，２７との間に接続されている。すなわち、受信フィルタＲｘは、バランス型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２５と反転接続部６とを有する。ここでは、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２５の入力端側に、すなわち共通接続端子２３側に反転接続部６が接続されている。受信フィルタＲｘでは、２次歪み信号が多く発生するのは、入力端側である。よって、反転接続部６が入力端側に設置されているため、本実施形態においては、受信フィルタＲｘにおいても２次歪み信号をより一層効果的に抑制することが可能とされている。
【００６２】
図８は、本発明の第３の実施形態に係るデュプレクサの回路図である。第３の実施形態のデュプレクサ３１では、反転接続部６Ａ，６Ａが送信フィルタＴｘ及び受信フィルタＲｘにおいて設けられている。すなわち、図７に示した反転接続部６，６に代えて、直列接続型の反転接続部６Ａ，６Ａが用いられている。デュプレクサ３１のその他の構成はデュプレクサ２１と同様である。従って同一部分については同一参照番号を付することにより、その説明は省略する。
【００６３】
デュプレクサ３１のように、直列接続型の反転接続部６Ａ，６Ａを用いてもよい。それによってデュプレクサ２１の場合と同様に、送信フィルタＴｘ及び受信フィルタＲｘにおける２次歪み信号の発生を効果的に抑制することができる。
【００６４】
また、直列接続型の反転接続部６Ａを用いた場合、第１の実施形態の場合に比べて、耐電力性を高めることができる。
【００６５】
図９は、本発明の第４の実施形態に係るデュプレクサ４１を示す回路図である。デュプレクサ４１では、図７に示したデュプレクサ２１に、さらに反転接続部６Ｃ，６Ｃが接続されている。
【００６６】
より具体的には、図７における送信フィルタＴｘの共通接続端子２３に最も近い第１の並列腕において、並列腕共振子Ｐ，Ｐに代えて、反転接続部６Ｃが接続されている。この反転接続部６Ｃは、反転接続部６と同様に構成されている。受信フィルタＲｘにおいても、反転接続部６の受信端子側端部とグラウンド電位との間に反転接続部６Ｃが接続されている。
【００６７】
このように、信号経路とグラウンド電位との間に、反転接続部６Ｃを形成してもよく、その場合には、並列腕で発生する２次歪み信号を抑制することができる。よって、直列腕及び並列腕の双方において２次歪み信号の発生を効果的に抑制することができる。
【００６８】
デュプレクサ４１では、信号経路とグラウンド電位との間に反転接続部６Ｃ，６Ｃを接続したが、図１０に示す反転接続部６Ｄを反転接続部６Ｃの代わりに用いてもよい。すなわち、並列接続型の反転接続部６Ｃに代えて、図１０に示すように、直列接続型の反転接続部６Ｄを用いてもよい。
【００６９】
図１１は、本発明の第５の実施形態に係るデュプレクサを示す回路図である。デュプレクサ５１では、受信フィルタＲｘがラダー型フィルタからなることを除いては、第２の実施形態のデュプレクサ２１と同様に構成されている。ここでは、受信フィルタＲｘが複数の直列腕共振子Ｓ及び複数の並列腕共振子Ｐを有するラダー型フィルタにより構成されている。そして、ラダー型フィルタの入力端側すなわち共通接続端子２３側に反転接続部６が形成されている。デュプレクサ５１のように受信フィルタＲｘをラダー型フィルタ部により構成してもよい。
【００７０】
なお、本実施形態のデュプレクサ５１においても図９に示したデュプレクサ４１と同様に、送信フィルタＴｘ及び受信フィルタＲｘにおいて１つの並列腕に代えて反転接続部６Ｃを用いてもよい。さらに、反転接続部６Ｃではなく、直列接続型の反転接続部６Ｄを用いてもよい。
【００７１】
また、直列腕に設けられている反転接続部６についても、図８に示した直列接続型の反転接続部６Ａによって置き換えられてもよい。その場合には、耐電力性をより一層高めることができる。
【００７２】
図１２は、本発明の第６の実施形態としての弾性表面波フィルタ装置を示す回路図である。弾性表面波フィルタ装置６１は、デュプレクサではなく第１の端子６２と第２の端子６３とを有するラダー型フィルタである。この弾性表面波フィルタ装置６１の回路構成自体は、図７に示した送信フィルタＴｘと同様である。従って、同一部分については同一番号を付することによりその説明は省略する。本実施形態の弾性表面波フィルタ装置６１においても、反転接続部６がラダー型フィルタからなる弾性表面波フィルタ部に接続されている。よって、２次歪み信号を効果的に抑制することができる。好ましくは、第１の端子６２を出力端子とすることにより２次歪み信号をより、効果的に抑制することができる。
【００７３】
図１３は、本発明の第７の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置を示す回路図である。弾性表面波フィルタ装置７１では、図１２に示した弾性表面波フィルタ装置６１の第１の端子６２に最も近い並列腕共振子Ｐの１つが反転接続部６Ｃにより置き換えられている。このように、反転接続部６Ｃを設けてもよく、それによって並列腕における２次歪み信号も抑制することができる。
【００７４】
図１４は、本発明の第８の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置８１を示す回路図である。弾性表面波フィルタ装置８１は、Ｂａｎｄ５において用いられるデュプレクサである。弾性表面波フィルタ装置８１は、送信フィルタ８２と受信フィルタ８３とを有する。送信フィルタの通過帯域すなわち送信帯域は、受信フィルタの通過帯域すなわち受信帯域よりも低周波数側に位置している。
【００７５】
送信フィルタ８２は、ラダー型弾性表面波フィルタにより構成されている。送信フィルタ８２の一端がアンテナ端子８４に接続されている。送信フィルタ８２の他端は送信端子８５に接続されている。ここで、本発明における第１の端子がアンテナ端子８４であり、第２の端子が送信端子８５である。
【００７６】
上記送信フィルタ８２は、直列腕に設けられた複数の直列腕共振子Ｓを有する。また、直列腕と接地電位との間に接続されている複数の並列腕のそれぞれに、並列腕共振子Ｐが接続されている。送信端子８５にもっとも近い並列腕共振子Ｐと接地電位との間にインダクタンスＬ１が接続されている。残りの並列腕共振子Ｐ，Ｐと後述する反転接続部８６の接地電位側端部が共通接続されている。この共通接続されている部分と接地電位との間にインダクタンスＬ２が接続されている。
【００７７】
直列腕においては、アンテナ端子８４にもっとも近い側に直列腕共振子が並列分割されて形成された反転接続部８７が設けられている。また、反転接続部８７と直列腕共振子Ｓとの間の接続点とインダクタンスＬ２との間に前述した反転接続部８６が設けられている。上記直列腕共振子Ｓ、並列腕共振子Ｐは、いずれも弾性表面波共振子からなる。また、反転接続部８６，８７は、弾性表面波共振子を二つの弾性表面波共振子に並列分割することにより形成されている。
【００７８】
受信フィルタ８３は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部８８を有する。縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部８８とアンテナ端子８４との間に弾性表面波共振子８９が接続されている。
【００７９】
上記第８の実施形態の弾性表面波フィルタ装置８１の効果を、以下の第９，第１０の実施形態及び比較例と比較した。結果を図１５及び図１６に示した。
【００８０】
第９の実施形態として、弾性表面波フィルタ装置８１におけるアンテナ端子８４にもっとも近い並列腕に設けられた反転接続部８６を、並列分割されていない弾性表面波共振子により構成した。その他の構成は上記第８の実施形態と同様として、第９の実施形態のデュプレクサを作製した。
【００８１】
第１０の実施形態では、アンテナ端子８４に接続されている直列腕の反転接続部８７に代えて、並列分割されていない一つの弾性表面波共振子を用いたことを除いては、上記第８の実施形態と同様とした。
【００８２】
比較例では、上記反転接続部８６，８７を、それぞれ、並列分割されていない弾性表面波共振子に変更したこと以外は、弾性表面波フィルタ装置８１と同様として、デュプレクサを作製した。
【００８３】
図１５は、第８の実施形態の弾性表面波フィルタ装置８１と第９，第１０の実施形態及び比較例の伝送特性を示す。図１５から、弾性表面波フィルタ装置８１と、第９，第１０の実施形態及び比較例とでは、伝送特性にさほど差がないことがわかる。第８の実施形態の弾性表面波フィルタ装置では、送信側の通過帯域すなわち送信帯域内の高域側部分における挿入損失が、第９及び第１０の実施形態に比べると、０．１ｄＢ程度低くなっていることがわかる。比較例に比べると、弾性表面波フィルタ装置８１では、送信帯域内の高域側における挿入損失は０．０５ｄＢ低く、比較例とほぼ同等であった。
【００８４】
図１６は、弾性表面波フィルタ装置８１と第９，第１０の実施形態及び比較例における、８７５ＭＨｚ〜８９０ＭＨｚの通過帯域、すなわち受信帯域における２次のＩＭＤの応答を示す図である。比較例に比べ、第９の実施形態では、この帯域における２次のＩＭＤの発生が抑制されている。第１０の実施形態では、８９０ＭＨｚ〜９００ＭＨｚの帯域、すなわち通過帯域内の高域側において、２次のＩＭＤの応答が小さくなっている。
【００８５】
これに対して、第８の実施形態の弾性表面波フィルタ装置８１では、比較例に比べ、８７５ＭＨｚ〜８８７ＭＨｚ及び８９０ＭＨｚ〜９００ＭＨｚの帯域、すなわち通過帯域内の高域側及び通過帯域の低域側の双方において、２次のＩＭＤの応答が小さくなっている。よって、第８の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置８１では、第９，第１０の実施形態及び比較例に比べて、圧電基板の結晶の非対称性に起因して生じる非線形信号を効果的に抑制することができる。
【００８６】
デュプレクサでは、送信信号が送信端子から送信フィルタに入力される。他方、アンテナ端子から受信信号及びノイズが送信フィルタに入ることとなる。ラダー型弾性表面波フィルタを有する送信フィルタでは、並列腕共振子の共振周波数が、通過帯域の低域側端部の低域側近傍に位置している。従って、通過帯域の低域側端部の近傍では、直列腕共振子に大きな電力が印加される。また、直列腕共振子の反共振周波数が、通過帯域の高域側端部の高域側近傍に位置している。従って、通過帯域の高域側端部の近傍では、並列腕共振子に大きな電力が印加されることになる。
【００８７】
印加される電力が大きくなると、アンテナ端子から入力される信号の相互変調が生じる。そのため、通過帯域内の低域側部分では、直列腕共振子から大きな非線形信号が発生し、通過帯域の高域側では、並列腕共振子から大きな非線形信号が発生する。
【００８８】
これに対して、上記弾性表面波フィルタ装置８１では、直列腕に配置された反転接続部８７及び並列腕に配置された反転接続部８６が、アンテナ端子８４に近い側に設けられている。この反転接続部８６，８７は、弾性表面波共振子は並列分割してなる、極性反転構造を有する。従って、通過帯域内の高域側及び低域側の双方において、２次の非線形信号の発生を抑制しているものと考えられる。さらに、２次のＩＭＤが生じやすいアンテナ端子８４側縁すなわち送信フィルタ及び受信フィルタを共通接続しているアンテナ端子８４側にもっとも近い直列腕共振子及び並列腕共振子にそれぞれ反転接続部８７，８６が設けられている。そのため、広い周波数帯域において、２次のＩＭＤの発生を効果的に抑制することが可能となったと考えられる。
【００８９】
よって、図１６に示したように、並列腕にのみ反転接続部８６を用いた第９の実施形態、直列腕にのみ反転接続部８６を設けた第１０の実施形態、反転接続部を有しない比較例に比べ、上記弾性表面波フィルタ装置８１では、送信フィルタの通過帯域内の挿入損失を大きく低下させることなく、２次の非線形信号の発生を広い周波数範囲にわたり抑制することが可能とされている。
【００９０】
図１７は、本発明の第１１の実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置を示す回路図である。弾性表面波フィルタ装置９１は入力端子９２と、平衡出力端子９３，９４を有する。弾性表面波フィルタ装置９１では、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部２５の入力端側に反転接続部６Ａが接続されている。すなわち、弾性表面波フィルタ装置９１は、図８に示したデュプレクサ３１の受信フィルタＲｘと同様の回路構成を有する。
【００９１】
このように、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部２５の入力端側に反転接続部６Ａを接続してもよい。それにより２次歪み信号を効果的に抑制することができる。なお、反転接続部６Ａに代えて、並列接続型の反転接続部６を接続してもよい。
【００９２】
上述してきた各実施形態から明らかなように、本発明に従って構成された弾性表面波フィルタ装置及びデュプレクサでは、弾性表面波フィルタ部の入力端側または出力端側に本発明に係る反転接続部を適宜接続することができる。それによって、２次歪み信号を効果的に抑制することができる。この場合、反転接続部は、上記直列接続型であってもよく、並列接続型であってもよい。また、ラダー型フィルタでは、直列腕及び並列腕の双方に反転接続部を接続してもよく、それによって２次歪みをより効果的に抑制することができる。
【００９３】
なお、デュプレクサに限らず、トリプレクサなどの他のマルチプレクサにも本発明を適用することができる。また、反転接続部の以外の共振子は弾性表面波に限らず、バルク弾性波を用いてもよい。
【００９４】
さらに、本発明によって弾性波フィルタ装置における弾性波フィルタ部の回路構成はラダー型及び縦結合共振子型に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９５】
１…弾性表面波フィルタ装置
２…圧電基板
２Ａ…圧電基板部分
２ａ…第１の主面
２ｂ…第２の主面
３…入力端子
４…出力端子
５…配線パターン
５Ａ…配線パターン
５Ｂ…配線パターン
６…反転接続部
６Ａ…反転接続部
６Ｃ…反転接続部
６Ｄ…反転接続部
７…第１のＩＤＴ電極
７ａ…くし歯電極
７ｂ…くし歯電極
８…第２のＩＤＴ電極
８ａ，８ｂ…くし歯電極
９…バスバー
１１…反転接続部
１２…第１の端子
１３…第２の端子
１４…配線パターン
２１…デュプレクサ
２２…アンテナ端子
２３…共通接続端子
２４…送信端子
２５…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部
２６，２７…第２の受信端子
３１…デュプレクサ
４１…デュプレクサ
５１…デュプレクサ
６１…弾性表面波フィルタ装置
６２…第１の端子
６３…第２の端子
７１…弾性表面波フィルタ装置
８１…弾性表面波フィルタ装置
８２…送信フィルタ
８３…受信フィルタ
８４…アンテナ端子
８５…送信端子
８６，８７…反転接続部
８８…縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
８９…弾性表面波共振子
９１…弾性表面波フィルタ装置
９２…入力端子
９３，９４…平衡出力端子
Ｅ１…電界印加の向き
Ｅ２…電界印加の向き
Ｐ１，Ｐ２…並列腕共振子
Ｓ１〜Ｓ５…直列腕共振子
１０１…１ポート型弾性表面波共振子
１０２…圧電基板
１０３…くし歯電極
１０４…くし歯電極
【図１】
2015002047.tif 000003
【図２】
2015002047.tif 000004
【図３】
2015002047.tif 000005
【図４】
2015002047.tif 000006
【図５】
2015002047.tif 000007
【図６】
2015002047.tif 000008
【図７】
2015002047.tif 000009
【図８】
2015002047.tif 000010
【図９】
2015002047.tif 000011
【図１０】
2015002047.tif 000012
【図１１】
2015002047.tif 000013
【図１２】
2015002047.tif 000014
【図１３】
2015002047.tif 000015
【図１４】
2015002047.tif 000016
【図１５】
2015002047.tif 000017
【図１６】
2015002047.tif 000018
【図１７】
2015002047.tif 000019
【国際調査報告】
2015002047.tif 000020
2015002047.tif 000021
2015002047.tif 000022
2015002047.tif 000023
2015002047.tif 000024