(57)【要約】マルチプレクサ（１）は、互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタと、アンテナ素子（２）との接続経路にインダクタンス素子（３１）が直列接続される共通端子（５０）と、インダクタンス素子（２１）とを備え、複数の弾性波フィルタのうち、受信側フィルタ（１２）の受信入力端子（６２）は、インダクタンス素子（２１）を介して共通端子（５０）に接続され、かつ、並列共振子（２５１）と接続され、送信側フィルタ（１１および１３）ならびに受信側フィルタ（１４）の送信出力端子（６１および６３）ならびに受信入力端子（６４）は、それぞれ、共通端子（５０）に接続され、かつ、直列共振子（１０５、３０４および４０１）と接続され、並列共振子と接続されていない。
2016208670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子を介して複数の高周波信号を送受信するマルチプレクサであって、
互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタと、
前記アンテナ素子との接続経路に第１インダクタンス素子が直列接続される共通端子と、
第２インダクタンス素子とを備え、
前記複数の弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する接続経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、
前記複数の弾性波フィルタのうち、一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子側の端子は、当該端子および前記共通端子に接続された前記第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、
前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子側の端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子および前記並列共振子のうち前記直列共振子と接続されている
マルチプレクサ。
【請求項２】
前記第２インダクタンス素子と前記一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子とが直列接続された状態で、前記第２インダクタンス素子を介して前記一の弾性波フィルタ単体を見た場合の、所定の通過帯域における複素インピーダンスと、前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子が前記共通端子と接続された状態で、前記共通端子と接続された前記端子側から前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタを見た場合の、前記所定の通過帯域における複素インピーダンスとは、複素共役の関係にある
請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項３】
前記直列共振子および前記並列共振子は、ＩＤＴ電極を有し、
前記ＩＤＴ電極が一方面上に形成された圧電体層と、
前記圧電体層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体層との間に配置され、前記圧電体層を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜とを備える
請求項１または２に記載のマルチプレクサ。
【請求項４】
前記マルチプレクサは、前記複数の弾性波フィルタとして、
第１の通過帯域を有し、前記アンテナ素子へ送信信号を出力する第１の前記弾性波フィルタと、
前記第１の通過帯域に隣接する第２の通過帯域を有し、前記アンテナ素子から受信信号を入力する第２の前記弾性波フィルタと、
前記第１の通過帯域および前記第２の通過帯域より低周波側にある第３の通過帯域を有し、前記アンテナ素子へ送信信号を出力する第３の前記弾性波フィルタと、
前記第１の通過帯域および前記第２の通過帯域より高周波側にある第４の通過帯域を有し、前記アンテナ素子から受信信号を入力する第４の前記弾性波フィルタとを備え、
前記第２インダクタンス素子が接続された前記一の弾性波フィルタは、前記第２の前記弾性波フィルタおよび前記第４の前記弾性波フィルタの少なくとも一方である
請求項１〜３のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項５】
さらに、
前記第１インダクタンス素子を備える
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】
互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を入力し、当該複数の高周波信号をフィルタリングして共通のアンテナ素子から無線送信させる送信装置であって、
送信回路から前記複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の送信用弾性波フィルタと、
前記アンテナ素子との接続経路に第１インダクタンス素子が直列接続される共通端子とを備え、
前記複数の送信用弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する接続経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、
前記複数の送信用弾性波フィルタのうち、一の送信用弾性波フィルタの出力端子は、当該出力端子および前記共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、
前記一の送信用弾性波フィルタ以外の送信用弾性波フィルタの出力端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子および前記並列共振子のうち前記直列共振子と接続されている
送信装置。
【請求項７】
互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を、アンテナ素子を介して入力し、当該複数の高周波信号を分波して受信回路へ出力する受信装置であって、
前記アンテナ素子から前記複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の受信用弾性波フィルタと、
前記アンテナ素子との接続経路に第１インダクタンス素子が直列接続される共通端子とを備え、
前記複数の受信用弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、
前記複数の受信用弾性波フィルタのうち、一の受信用弾性波フィルタの入力端子は、当該入力端子および前記共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、
前記一の受信用弾性波フィルタ以外の受信用弾性波フィルタの入力端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子および前記並列共振子のうち前記直列共振子と接続されている
受信装置。
【請求項８】
アンテナ素子を介して複数の高周波信号を送受信するマルチプレクサのインピーダンス整合方法であって、
互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタのうち、一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子の一方から、当該一の弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがショート状態となり、前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子の一方から、当該弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがオープン状態となるよう、前記複数の弾性波フィルタを調整するステップと、
前記一の弾性波フィルタにフィルタ整合用インダクタンス素子が直列接続された場合の、前記フィルタ整合用インダクタンス素子側から前記一の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスと、前記一の弾性波フィルタ以外の他の弾性波フィルタが共通端子に並列接続された場合の、前記共通端子側から前記他の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスとが、複素共役の関係となるように、フィルタ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップと、
前記フィルタ整合用インダクタンス素子を介して前記一の弾性波フィルタが前記共通端子と接続され、かつ、前記共通端子に前記他の弾性波フィルタが並列接続された合成回路の、前記共通端子から見た複素インピーダンスが特性インピーダンスと一致するよう、前記アンテナ素子と前記共通端子との間に直列接続されるアンテナ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップとを含み、
前記複数の弾性波フィルタを調整するステップでは、
入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを有する前記複数の弾性波フィルタのうち、前記一の弾性波フィルタにおいて、前記並列共振子が前記フィルタ整合用インダクタンス素子と接続されるよう前記並列共振子および前記直列共振子を配置し、前記他の弾性波フィルタにおいて、前記並列共振子および前記直列共振子のうち前記直列共振子が前記共通端子と接続されるよう、前記並列共振子および前記直列共振子を配置する
マルチプレクサのインピーダンス整合方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のマルチプレクサと、
前記マルチプレクサに接続された増幅回路と、を備える
高周波フロントエンド回路。
【請求項１０】
アンテナ素子で送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、
前記アンテナ素子と前記ＲＦ信号処理回路との間で前記高周波信号を伝達する請求項９に記載の高周波フロントエンド回路と、を備える
通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波フィルタを備えるマルチプレクサ、送信装置、受信装置、高周波フロントエンド回路、通信装置、およびマルチプレクサのインピーダンス整合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話には、一端末で複数の周波数帯域および複数の無線方式、いわゆるマルチバンド化およびマルチモード化に対応することが要求されている。これに対応すべく、１つのアンテナの直下には、複数の無線搬送周波数を有する高周波信号を分波するマルチプレクサが配置される。マルチプレクサを構成する複数の帯域通過フィルタとしては、通過帯域内における低損失性および通過帯域周辺における通過特性の急峻性を特徴とする弾性波フィルタが用いられる。【０００３】
特許文献１には、複数の弾性表面波フィルタが接続された構成を有する弾性表面波装置（ＳＡＷデュプレクサ）が開示されている。具体的には、受信側弾性表面波フィルタおよび送信側弾性表面波フィルタとアンテナ端子との接続ノードと基準端子との間に、アンテナ素子とアンテナ端子とのインピーダンス整合をとるため、インダクタンス素子が接続（接続ノードに並列接続）されている。この並列接続されたインダクタンス素子により、容量性を有する複数の弾性表面波フィルタが接続されたアンテナ端子から弾性表面波フィルタを見た複素インピーダンスを、特性インピーダンスに近づけることができる。これにより、挿入損失の劣化を防止できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４７８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アンテナ端子にインダクタンス素子を並列接続するという従来のインピーダンス整合手法では、全ての弾性波フィルタのアンテナ端子から見た複素インピーダンスを特性インピーダンスに合わせることは困難であり、また挿入損失が大きくなることが想定される。【０００６】
特に、昨今のマルチバンド化およびマルチモード化に対応する場合には、トリプレクサおよびクワッドプレクサのように、アンテナ端子に接続される弾性波フィルタの数が増加する。弾性波フィルタの数が増えれば増えるほど、アンテナ端子から見た複素インピーダンスの容量性は高くなり、特性インピーダンスからのずれ量が大きくなる。アンテナ端子にインダクタンス素子を並列接続する場合、このずれが大きいほど、当該インダクタンス素子のインダクタンス値がより小さい領域でインピーダンス整合がとられる。しかし、並列接続されたインダクタンス素子のインダクタンス値が小さくなるとほど、弾性波フィルタからの信号は当該インダクタンス素子を介して基準端子側へ漏れてしまう。【０００７】
つまり、分波すべき周波数帯域の数が多いほど、言い換えると、アンテナ端子に接続される弾性波フィルタが多いほど、アンテナ端子にインダクタンス素子が並列接続された構成では、弾性波フィルタの挿入損失が悪化してしまうという課題がある。【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、各フィルタの通過帯域内の挿入損失が低減されたマルチプレクサ、送信装置、受信装置、高周波フロントエンド回路、通信装置、およびマルチプレクサのインピーダンス整合方法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、アンテナ素子を介して複数の高周波信号を送受信するマルチプレクサであって、互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタと、前記アンテナ素子との接続経路に第１インダクタンス素子が直列接続される共通端子と、第２インダクタンス素子とを備え、前記複数の弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する接続経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、前記複数の弾性波フィルタのうち、一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子側の端子は、当該端子および前記共通端子に接続された前記第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子側の端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子および前記並列共振子のうち前記直列共振子と接続されている。【００１０】
上記構成によれば、対応すべきバンド数およびモード数が増加しても、マルチプレクサを構成する各弾性波フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することが可能となる。【００１１】
また、前記第２インダクタンス素子と前記一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子とが直列接続された状態で、前記第２インダクタンス素子を介して前記一の弾性波フィルタ単体を見た場合の、所定の通過帯域における複素インピーダンスと、前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうち前記アンテナ素子に近い方の端子が前記共通端子と接続された状態で、前記共通端子と接続された前記端子側から前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタを見た場合の、前記所定の通過帯域における複素インピーダンスとは、複素共役の関係にあってもよい。【００１２】
これにより、第２インダクタンス素子と一の弾性波フィルタとが直列接続された回路と、当該一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタが共通端子で並列接続された回路とが合成された回路を有するマルチプレクサの共通端子から見た複素インピーダンスを、通過帯域内の低損失性を確保しつつ特性インピーダンスと整合させることが可能となる。また、共通端子とアンテナ素子との間に、小さなインダクタンス値を有する第１インダクタンス素子を直列接続することにより、共通端子から見たマルチプレクサの複素インピーダンスを、誘導側方向へと微調整することが可能となる。【００１３】
また、前記直列共振子および前記並列共振子は、ＩＤＴ電極を有し、前記ＩＤＴ電極が一方面上に形成された圧電体層と、前記圧電体層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体層との間に配置され、前記圧電体層を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜とを備えてもよい。【００１４】
一の弾性波フィルタの共通端子側に第２インダクタンス素子が直列接続された場合など、複数の弾性波フィルタ間でのインピーダンス整合をとるため、インダクタンス素子やキャパシタンス素子などの回路素子が付加される。この場合、各共振子のＱ値が等価的に小さくなる場合が想定される。しかしながら、本圧電基板の積層構造によれば、各共振子のＱ値を高い値に維持できる。よって、帯域内の低損失性を有する弾性波フィルタを形成することが可能となる。【００１５】
また、前記マルチプレクサは、前記複数の弾性波フィルタとして、第１の通過帯域を有し、前記アンテナ素子へ送信信号を出力する第１の前記弾性波フィルタと、前記第１の通過帯域に隣接する第２の通過帯域を有し、前記アンテナ素子から受信信号を入力する第２の前記弾性波フィルタと、前記第１の通過帯域および前記第２の通過帯域より低周波側にある第３の通過帯域を有し、前記アンテナ素子へ送信信号を出力する第３の前記弾性波フィルタと、前記第１の通過帯域および前記第２の通過帯域より高周波側にある第４の通過帯域を有し、前記アンテナ素子から受信信号を入力する第４の前記弾性波フィルタとを備え、前記第２インダクタンス素子が接続された前記一の弾性波フィルタは、前記第２の前記弾性波フィルタおよび前記第４の前記弾性波フィルタの少なくとも一方であってもよい。【００１６】
また、さらに、前記第１インダクタンス素子を備えてもよい。【００１７】
これにより、本マルチプレクサにアンテナ素子を接続するだけで低損失性を有するアンテナフロントエンド部を構成できるので、回路実装が容易となる。【００１８】
また、本発明の一態様に係る送信装置は、互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を入力し、当該複数の高周波信号をフィルタリングして共通のアンテナ素子から無線送信させる送信装置であって、送信回路から前記複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の送信用弾性波フィルタと、前記アンテナ素子との接続経路に第１インダクタンス素子が直列接続される共通端子とを備え、前記複数の送信用弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する接続経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、前記複数の送信用弾性波フィルタのうち、一の送信用弾性波フィルタの出力端子は、当該出力端子および前記共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、前記一の送信用弾性波フィルタ以外の送信用弾性波フィルタの出力端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子および前記並列共振子のうち前記直列共振子と接続されている。【００１９】
また、本発明の一態様に係る受信装置は、互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を、アンテナ素子を介して入力し、当該複数の高周波信号を分波して受信回路へ出力する受信装置であって、前記アンテナ素子から前記複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の受信用弾性波フィルタと、前記アンテナ素子との接続経路に第１インダクタンス素子が直列接続される共通端子とを備え、前記複数の受信用弾性波フィルタのそれぞれは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備え、前記複数の受信用弾性波フィルタのうち、一の受信用弾性波フィルタの入力端子は、当該入力端子および前記共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して前記共通端子に接続され、かつ、前記並列共振子と接続され、前記一の受信用弾性波フィルタ以外の受信用弾性波フィルタの入力端子は、前記共通端子に接続され、かつ、前記直列共振子および前記並列共振子のうち前記直列共振子と接続されている。【００２０】
また、本発明の一態様に係るマルチプレクサのインピーダンス整合方法は、アンテナ素子を介して複数の高周波信号を送受信するマルチプレクサのインピーダンス整合方法であって、互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタのうち、一の弾性波フィルタの入力端子および出力端子の一方から、当該一の弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがショート状態となり、前記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子の一方から、当該弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがオープン状態となるよう、前記複数の弾性波フィルタを調整するステップと、前記一の弾性波フィルタにフィルタ整合用インダクタンス素子が直列接続された場合の、前記フィルタ整合用インダクタンス素子側から前記一の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスと、前記一の弾性波フィルタ以外の他の弾性波フィルタが共通端子に並列接続された場合の、前記共通端子側から前記他の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスとが、複素共役の関係となるように、フィルタ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップと、前記フィルタ整合用インダクタンス素子を介して前記一の弾性波フィルタが前記共通端子と接続され、かつ、前記共通端子に前記他の弾性波フィルタが並列接続された合成回路の、前記共通端子から見た複素インピーダンスが特性インピーダンスと一致するよう、前記アンテナ素子と前記共通端子との間に直列接続されるアンテナ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップとを含み、前記複数の弾性波フィルタを調整するステップでは、入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、前記入力端子と前記出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを有する前記複数の弾性波フィルタのうち、前記一の弾性波フィルタにおいて、前記並列共振子が前記フィルタ整合用インダクタンス素子と接続されるよう前記並列共振子および前記直列共振子を配置し、前記他の弾性波フィルタにおいて、前記並列共振子および前記直列共振子のうち前記直列共振子が前記共通端子と接続されるよう、前記並列共振子および前記直列共振子を配置する。【００２１】
これにより、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。【００２２】
また、本発明の一態様に係る高周波フロントエンド回路は、上記記載の弾性波フィルタ、上記記載のマルチプレクサ、または上記記載のデュプレクサと、前記弾性波フィルタ、前記マルチプレクサまたは前記デュプレクサに接続された増幅回路と、を備える。【００２３】
これにより、対応すべきバンド数およびモード数が増加しても、各バンドの信号経路を構成する各フィルタの通過帯域内の挿入損失が低減された高周波フロントエンド回路を提供することが可能となる。【００２４】
また、本発明の一態様に係る通信装置は、アンテナ素子で送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、前記アンテナ素子と前記ＲＦ信号処理回路との間で前記高周波信号を伝達する上記記載の高周波フロントエンド回路と、を備える。【００２５】
これにより、対応すべきバンド数およびモード数が増加しても、各バンドの信号経路を構成する各フィルタの通過帯域内の挿入損失が低減された通信装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るマルチプレクサ、送信装置、受信装置、高周波フロントエンド回路、および通信装置によれば、対応すべきバンド数およびモード数が増加しても、それらを構成する各フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施例に係るマルチプレクサの回路構成図である。
【図２】図２は、実施例に係る弾性表面波フィルタの共振子を模式的に表す平面図および断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施例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】図３Ｂは、実施例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】図３Ｃは、実施例に係るマルチプレクサを構成するＢａｎｄ４の送信側フィルタの回路構成図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、実施例に係るマルチプレクサを構成するＢａｎｄ４の受信側フィルタの回路構成図である。
【図４】図４は、実施例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５】図５は、比較例に係るマルチプレクサの回路構成図である。
【図６Ａ】図６Ａは、比較例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６Ｂ】図６Ｂは、比較例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６Ｃ】図６Ｃは、比較例に係るマルチプレクサを構成するＢａｎｄ４の送信側フィルタの回路構成図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、比較例に係るマルチプレクサを構成するＢａｎｄ４の受信側フィルタの回路構成図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図７Ｃ】図７Ｃは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ４の送信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図７Ｄ】図７Ｄは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ４の受信側フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図８Ａ】図８Ａは、比較例に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタ単体の送信出力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、比較例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ単体の受信入力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図８Ｃ】図８Ｃは、比較例に係るＢａｎｄ４の送信側フィルタ単体の送信出力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図８Ｄ】図８Ｄは、比較例に係るＢａｎｄ４の受信側フィルタ単体の受信入力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図９】図９は、比較例に係る４つのフィルタを共通端子で並列接続した回路の共通端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャート、および、共通端子にインダクタ素子を並列接続した場合の複素インピーダンスの動きを説明するスミスチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施例に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタ単体の送信出力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ単体の受信入力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、実施例に係るＢａｎｄ４の送信側フィルタ単体の送信出力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、実施例に係るＢａｎｄ４の受信側フィルタ単体の受信入力端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１１】図１１は、実施例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタとインダクタンス素子とが直列接続された回路単体のインダクタンス素子側から見た複素インピーダンスを表すスミスチャート、および、実施例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ以外の全てのフィルタを共通端子で並列接続した回路単体の共通端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施例に係るマルチプレクサを共通端子から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施例に係るマルチプレクサの共通端子とアンテナ素子との間にインダクタンス素子を直列接続した場合の、アンテナ素子側から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１３】図１３は、実施例に係るマルチプレクサを備える高周波フロントエンド回路および通信装置の回路構成図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施の形態の変形例１に係るマルチプレクサの構成を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施の形態の変形例２に係るマルチプレクサの構成を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態に係るマルチプレクサのインピーダンス整合方法を説明する動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
（実施例）
［１．マルチプレクサの基本構成］
本実施例では、ＬＴＥ（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Ｂａｎｄ４（送信通過帯域：１７１０−１７５５ＭＨｚ、受信通過帯域：２１１０−２１５５ＭＨｚ）に適用されるクワッドプレクサについて例示する。
【００３０】
本実施例に係るマルチプレクサ１は、Ｂａｎｄ２５用デュプレクサとＢａｎｄ４用デュプレクサとが共通端子５０で接続されたクワッドプレクサである。
【００３１】
図１は、実施例に係るマルチプレクサ１の回路構成図である。同図に示すように、マルチプレクサ１は、送信側フィルタ１１および１３と、受信側フィルタ１２および１４と、インダクタンス素子２１（第２インダクタンス素子）と、共通端子５０と、送信入力端子１０および３０と、受信出力端子２０および４０とを備える。また、マルチプレクサ１は、共通端子５０およびアンテナ素子２に直列接続されたインダクタンス素子３１（第１インダクタンス素子）を介して、アンテナ素子２に接続されている。
【００３２】
送信側フィルタ１１は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された送信波を、送信入力端子１０を経由して入力し、当該送信波をＢａｎｄ２５の送信通過帯域（１８５０−１９１５ＭＨｚ：第１の通過帯域）でフィルタリングして共通端子５０へ出力する非平衡入力−非平衡出力型の帯域通過フィルタ（第１の弾性波フィルタ）である。
【００３３】
受信側フィルタ１２は、共通端子５０から入力された受信波を入力し、当該受信波をＢａｎｄ２５の受信通過帯域（１９３０−１９９５ＭＨｚ：第２の通過帯域）でフィルタリングして受信出力端子２０へ出力する非平衡入力−非平衡出力型の帯域通過フィルタ（第２の弾性波フィルタ）である。また、受信側フィルタ１２と共通端子５０との間には、インダクタンス素子２１が直列接続されている。
【００３４】
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Ｂａｎｄ４の送信通過帯域（１７１０−１７５５ＭＨｚ：第３の通過帯域）でフィルタリングして共通端子５０へ出力する非平衡入力−非平衡出力型の帯域通過フィルタ（第３の弾性波フィルタ）である。
【００３５】
受信側フィルタ１４は、共通端子５０から入力された受信波を入力し、当該受信波をＢａｎｄ４の受信通過帯域（２１１０−２１５５ＭＨｚ：第４の通過帯域）でフィルタリングして受信出力端子４０へ出力する非平衡入力−非平衡出力型の帯域通過フィルタ（第４の弾性波フィルタ）である。
【００３６】
送信側フィルタ１１および１３、ならびに、受信側フィルタ１４は、共通端子５０に直接接続されている。
【００３７】
［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。
【００３８】
図２は、実施例に係る弾性表面波フィルタの共振子を模式的に表す平面図および断面図である。同図には、送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１２および１４を構成する複数の共振子のうち、送信側フィルタ１１の直列共振子の構造を表す平面摸式図および断面模式図が例示されている。なお、図２に示された直列共振子は、上記複数の共振子の典型的な構造を説明するためのものであって、電極を構成する電極指の本数や長さなどは、これに限定されない。
【００３９】
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の各共振子は、圧電体層５３を有する基板５と、櫛形形状を有するＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１１ａおよび１１ｂとで構成されている。
【００４０】
図２の平面図に示すように、基板５の上には、互いに対向する一対のＩＤＴ電極１１ａおよび１１ｂが形成されている。ＩＤＴ電極１１ａ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１１ｂ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。
【００４１】
また、複数の電極指１１０ａおよび１１０ｂ、ならびに、バスバー電極１１１ａおよび１１１ｂで構成されるＩＤＴ電極５４は、図２の断面図に示すように、密着層５４１と主電極層５４２との積層構造となっている。
【００４２】
密着層５４１は、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。
【００４３】
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。
【００４４】
保護層５５は、ＩＤＴ電極１１ａおよび１１ｂ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。
【００４５】
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。
【００４６】
次に、基板５の積層構造について説明する。
【００４７】
図２の下段に示すように、基板５は、高音速支持基板５１と、低音速膜５２と、圧電体層５３とを備え、高音速支持基板５１、低音速膜５２および圧電体層５３がこの順で積層された構造を有している。
【００４８】
圧電体層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。圧電体層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体層５３が用いられる。
【００４９】
高音速支持基板５１は、低音速膜５２、圧電体層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、圧電体層５３を伝搬する表面波や境界波の弾性波よりも、高音速支持基板５１中のバルク波の音速が高速となる基板であり、弾性表面波を圧電体層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。
【００５０】
低音速膜５２は、圧電体層５３を伝搬する弾性波の音速よりも、低音速膜５２中のバルク波の音速が低速となる膜であり、圧電体層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。
【００５１】
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。
【００５２】
また、受信側フィルタ１２の共通端子５０側にインピーダンス整合用のインダクタンス素子２１が直列接続された場合など、複数の弾性表面波フィルタ間でのインピーダンス整合をとるため、インダクタンス素子やキャパシタンス素子などの回路素子が付加される。これにより、各共振子のＱ値が等価的に小さくなる場合が想定される。しかしながら、このような場合であっても、基板５の上記積層構造によれば、各共振子のＱ値を高い値に維持できる。よって、帯域内の低損失性を有する弾性表面波フィルタを形成することが可能となる。
【００５３】
なお、高音速支持基板５１は、支持基板と、圧電体層５３を伝搬する表面波や境界波の弾性波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速となる高音速膜とが積層された構造を有していてもよい。この場合、支持基板は、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、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。
【００５４】
ここで、ＩＤＴ電極の設計パラメータについて説明する。弾性表面波共振子の波長とは、図２の中段に示すＩＤＴ電極１１ａおよび１１ｂを構成する複数の電極指１１０ａおよび１１０ｂの繰り返しピッチλで規定される。また、ＩＤＴ電極の交叉幅Ｌは、図２の上段に示すように、ＩＤＴ電極１１ａの電極指１１０ａとＩＤＴ電極１１ｂの電極指１１０ｂとのＸ軸方向から見た場合の重複する電極指長さである。また、デューティー比は、複数の電極指１１０ａおよび１１０ｂのライン幅占有率であり、複数の電極指１１０ａおよび１１０ｂのライン幅とスペース幅との加算値に対する当該ライン幅の割合である。より具体的には、デューティー比は、ＩＤＴ電極１１ａおよび１１ｂを構成する電極指１１０ａおよび１１０ｂのライン幅をＷとし、隣り合う電極指１１０ａと電極指１１０ｂとの間のスペース幅をＳとした場合、Ｗ／（Ｗ＋Ｓ）で定義される。
【００５５】
［３．各フィルタの回路構成］
図３Ａは、実施例に係るマルチプレクサ１を構成するＢａｎｄ２５の送信側フィルタ１１の回路構成図である。図３Ａに示すように、送信側フィルタ１１は、直列共振子１０１〜１０５と、並列共振子１５１〜１５４と、整合用のインダクタンス素子１４１および１６１とを備える。
【００５６】
直列共振子１０１〜１０５は、送信入力端子１０と送信出力端子６１との間に互いに直列に接続されている。また、並列共振子１５１〜１５４は、送信入力端子１０、送信出力端子６１および直列共振子１０１〜１０５の各接続点と基準端子（グランド）との間に互いに並列に接続されている。直列共振子１０１〜１０５および並列共振子１５１〜１５４の上記接続構成により、送信側フィルタ１１は、ラダー型のバンドパスフィルタを構成している。また、インダクタンス素子１４１は、送信入力端子１０と直列共振子１０１との間に接続され、インダクタンス素子１６１は、並列共振子１５２、１５３および１５４の接続点と基準端子との間に接続されている。
【００５７】
送信出力端子６１は、共通端子５０に接続されている。また、送信出力端子６１は、直列共振子１０５に接続されており、並列共振子１５１〜１５４のいずれにも直接接続されていない。
【００５８】
図３Ｃは、実施例に係るマルチプレクサ１を構成するＢａｎｄ４の送信側フィルタ１３の回路構成図である。図３Ｃに示すように、送信側フィルタ１３は、直列共振子３０１〜３０４と、並列共振子３５１〜３５４と、整合用のインダクタンス素子３６１〜３６３とを備える。
【００５９】
直列共振子３０１〜３０４は、送信入力端子３０と送信出力端子６３との間に互いに直列に接続されている。また、並列共振子３５１〜３５４は、送信入力端子３０、送信出力端子６３および直列共振子３０１〜３０４の各接続点と基準端子（グランド）との間に互いに並列に接続されている。直列共振子３０１〜３０４および並列共振子３５１〜３５４の上記接続構成により、送信側フィルタ１３は、ラダー型のバンドパスフィルタを構成している。
【００６０】
送信出力端子６３は、共通端子５０に接続されている。また、送信出力端子６３は、直列共振子３０４に接続されており、並列共振子３５１〜３５４のいずれにも直接接続されていない。
【００６１】
［４．受信側フィルタの回路構成］
図３Ｂは、実施例に係るマルチプレクサ１を構成するＢａｎｄ２５の受信側フィルタ１２の回路構成図である。図３Ｂに示すように、受信側フィルタ１２は、例えば、縦結合型の弾性表面波フィルタ部を含む。より具体的には、受信側フィルタ１２は、縦結合型フィルタ部２０３と、直列共振子２０１および２０２と、並列共振子２５１〜２５３とを備える。
【００６２】
図４は、実施例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、ＩＤＴ２１１〜２１９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。
【００６３】
ＩＤＴ２１１〜２１９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。ＩＤＴ２１４および２１６は、ＩＤＴ２１５をＸ軸方向に挟み込むように配置され、ＩＤＴ２１３および２１７は、ＩＤＴ２１４〜２１６をＸ軸方向に挟み込むように配置されている。また、ＩＤＴ２１２および２１８は、ＩＤＴ２１３〜２１７をＸ軸方向に挟み込むように配置され、ＩＤＴ２１１および２１９は、ＩＤＴ２１２〜２１８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、ＩＤＴ２１１〜２１９をＸ軸方向に挟み込むように配置されている。また、ＩＤＴ２１１、２１３、２１５、２１７および２１９は、入力ポート２３０と基準端子（グランド）との間に並列接続され、ＩＤＴ２１２、２１４、２１６および２１８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。
【００６４】
また、図３Ｂに示すように、直列共振子２０１および２０２、ならびに、並列共振子２５１および２５２は、ラダー型フィルタ部を構成している。
【００６５】
受信入力端子６２は、インダクタンス素子２１を介して共通端子５０に接続されている。また、図３Ｂに示すように、受信入力端子６２は、並列共振子２５１に接続されている。
【００６６】
図３Ｄは、実施例に係るマルチプレクサ１を構成するＢａｎｄ４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、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１４は、縦結合型フィルタ部４０２と、直列共振子４０１と、並列共振子４５１とを備える。
【００６７】
縦結合型フィルタ部４０２の電極構成は、受信側フィルタ１２を構成する縦結合型フィルタ部２０３と比較して、ＩＤＴの配置数以外の電極構成は同様であるので、説明を省略する。
【００６８】
受信入力端子６４は、共通端子５０に接続されている。また、図３Ｄに示すように、受信入力端子６４は、直列共振子４０１に接続されており、並列共振子４５１には直接接続されていない。
【００６９】
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、上記実施例に係る送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１２および１４で例示した配置構成に限定されない。上記弾性表面波フィルタにおける共振子および回路素子の配置構成は、各周波数帯域（Ｂａｎｄ）における通過特性の要求仕様により異なる。上記配置構成とは、例えば、直列共振子および並列共振子の配置数であり、また、ラダー型および縦結合型などのフィルタ構成の選択である。
【００７０】
本実施の形態に係るマルチプレクサ１が備える弾性波フィルタにおける共振子および回路素子の配置構成のうち、本発明の要部特徴は、（１）送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１２および１４のそれぞれは、直列共振子および並列共振子の少なくとも１つを備え、（２）一の弾性波フィルタである受信側フィルタ１２の受信入力端子６２は、インダクタンス素子２１を介して共通端子５０に接続され、かつ、並列共振子２５１と接続され、（３）受信側フィルタ１２以外の弾性波フィルタである送信側フィルタ１１、１３の送信出力端子６１および６３ならびに受信側フィルタ１４の受信入力端子６４は、それぞれ、共通端子５０に接続され、かつ、直列共振子および並列共振子のうち直列共振子１０５、３０４および４０１と接続されている、ことである。
【００７１】
つまり、実施例に係るマルチプレクサ１は、互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性表面波フィルタと、アンテナ素子２との接続経路にインダクタンス素子３１が直列接続される共通端子５０と、インダクタンス素子２１とを備える。ここで、複数の弾性表面波フィルタのそれぞれは、基板５上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、基板５上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備える。また、複数の弾性表面波フィルタのうち、受信側フィルタ１２の受信入力端子６２は、インダクタンス素子２１を介して共通端子５０に接続され、かつ、並列共振子２５１と接続される。一方、送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１４の送信出力端子６１および６３ならびに受信入力端子６４は、それぞれ、共通端子５０に接続され、かつ、直列共振子１０５、３０４および４０１と接続され、並列共振子と接続されていない。
【００７２】
上記要部特徴を有するマルチプレクサ１によれば、対応すべきバンド数およびモード数が増加しても、それらを構成する各フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することが可能となる。
【００７３】
［５．弾性表面波フィルタの動作原理］
ここで、本実施例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しておく。
【００７４】
例えば、図３Ａに示された並列共振子１５１〜１５４は、それぞれ、共振特性において共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐ（＞ｆｒｐ）を有している。また、直列共振子１０１〜１０５は、それぞれ、共振特性において共振周波数ｆｒｓおよび反共振周波数ｆａｓ（＞ｆｒｓ＞ｆｒｐ）を有している。なお、直列共振子１０１〜１０５の共振周波数ｆｒｓは、略一致するように設計されるが、必ずしも一致していない。また、直列共振子１０１〜１０５の反共振周波数ｆａｓ、並列共振子１５１〜１５４の共振周波数ｆｒｐ、および、並列共振子１５１〜１５４の反共振周波数ｆａｐについても同様であり、必ずしも一致していない。
【００７５】
ラダー型の共振子によりバンドパスフィルタを構成するにあたり、並列共振子１５１〜１５４の反共振周波数ｆａｐと直列共振子１０１〜１０５の共振周波数ｆｒｓとを近接させる。これにより、並列共振子１５１〜１５４のインピーダンスが０に近づく共振周波数ｆｒｐ近傍は、低域側阻止域となる。また、これより周波数が増加すると、反共振周波数ｆａｐ近傍で並列共振子１５１〜１５４のインピーダンスが高くなり、かつ、共振周波数ｆｒｓ近傍で直列共振子１０１〜１０５のインピーダンスが０に近づく。これにより、反共振周波数ｆａｐ〜共振周波数ｆｒｓの近傍では、送信入力端子１０から送信出力端子６１への信号経路において信号通過域となる。さらに、周波数が高くなり、反共振周波数ｆａｓ近傍になると、直列共振子１０１〜１０５のインピーダンスが高くなり、高周波側阻止域となる。つまり、直列共振子１０１〜１０５の反共振周波数ｆａｓを、信号通過域外のどこに設定するかにより、高周波側阻止域における減衰特性の急峻性が大きく影響する。
【００７６】
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、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１１ａおよび１１ｂのピッチλと、通過帯域の波長とを略一致させておくことにより、通過させたい周波数成分を有する高周波信号のみが送信側フィルタ１１を通過する。
【００７７】
以下、本実施例に係るマルチプレクサ１の周波数特性およびインピーダンス特性について、比較例に係るマルチプレクサと比較しながら説明する。
【００７８】
［６．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６００の回路構成図である。また、図６Ａは、比較例に係るマルチプレクサ６００を構成するＢａｎｄ２５の送信側フィルタ６６の回路構成図である。図６Ｂは、比較例に係るマルチプレクサ６００を構成するＢａｎｄ２５の受信側フィルタ６７の回路構成図である。図６Ｃは、比較例に係るマルチプレクサ６００を構成するＢａｎｄ４の送信側フィルタ６８の回路構成図である。図６Ｄは、比較例に係るマルチプレクサ６００を構成するＢａｎｄ４の受信側フィルタ６９の回路構成図である。
【００７９】
図５に示すように、マルチプレクサ６００は、送信側フィルタ６６および６８と、受信側フィルタ６７および６９と、共通端子６５０と、送信入力端子６６０および６８０と、受信出力端子６７０および６９０とを備える。また、共通端子６５０とアンテナ素子２との接続ノードに、インダクタンス素子７１が並列接続されている。
【００８０】
以下、比較例に係るマルチプレクサ６００の具体的構成について、実施例に係るマルチプレクサ１と異なる点を中心に説明する。
【００８１】
送信側フィルタ６６は、図６Ａに示すように、送信側フィルタ１１と同じ回路構成である。送信側フィルタ６８は、図６Ｃに示すように、送信側フィルタ１３と同じ回路構成である。受信側フィルタ６９は、図６Ｄに示すように、受信側フィルタ１４と同じ回路構成である。
【００８２】
受信側フィルタ６７は、図６Ｂに示すように、受信側フィルタ１２と比較して、受信入力端子６７５には直列共振子７０１が接続されており、並列共振子が接続されていない点のみが構成として異なる。
【００８３】
以上のように、比較例に係るマルチプレクサ６００は、実施例に係るマルチプレクサ１と比較して、（１）受信側フィルタ６７と共通端子６５０との間にインダクタンス素子が直列接続されていない点、（２）共通端子６５０とアンテナ素子２との間に配置されたインダクタンス素子７１は直列接続ではなく並列接続である点、および（３）受信側フィルタ６７の受信入力端子６７５には直列共振子７０１が接続されており並列共振子が接続されていない点、が構成として異なる。
【００８４】
［７．実施例と比較例との特性比較］
図７Ａは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタ１１および６６の通過特性を比較したグラフである。図７Ｂは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ１２および６７の通過特性を比較したグラフである。図７Ｃは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ４の送信側フィルタ１３および６８の通過特性を比較したグラフである。図７Ｄは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ４の受信側フィルタ１４および６９の通過特性を比較したグラフである。
【００８５】
図７Ａ〜図７Ｄより、Ｂａｎｄ２５の送信側および受信側、ならびに、Ｂａｎｄ４の送信側において、実施例の通過帯域内の挿入損失が比較例の通過帯域内の挿入損失よりも優れていることが解る。さらに、実施例に係るマルチプレクサ１では、Ｂａｎｄ２５の送信側および受信側、ならびに、Ｂａｎｄ４の送信側および受信側の全ての周波数帯域において、通過帯域内の要求仕様（送信側挿入損失２．０ｄＢ以下、および、受信側挿入損失３．０ｄＢ以下）を満足していることが解る。
【００８６】
一方、比較例に係るマルチプレクサ６００では、Ｂａｎｄ２５の送信側および受信側において、通過帯域内の要求仕様を満足していないことが解る。
【００８７】
以上のように、本実施例に係るマルチプレクサ１によれば、対応すべきバンド数およびモード数が増加しても、それらを構成する各フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することが可能となる。
【００８８】
以下では、本実施の形態に係るマルチプレクサ１が通過帯域内の低損失性を実現できる理由を説明する。
【００８９】
［８．比較例におけるインピーダンス整合］
図８Ａおよび図８Ｂは、それぞれ、比較例に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタ６６単体の送信出力端子６６５から見た複素インピーダンス、および、受信側フィルタ６７単体の受信入力端子６７５から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。また、図８Ｃおよび図８Ｄは、それぞれ、比較例に係るＢａｎｄ４の送信側フィルタ６８単体の送信出力端子６８５から見た複素インピーダンス、および受信側フィルタ６９単体の受信入力端子６９５から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【００９０】
比較例に係るマルチプレクサ６００では、各フィルタを共通端子６５０に接続した後、並列接続されたインダクタンス素子７１により最終的なインピーダンス整合をとる。このため、各フィルタ単体でのインピーダンス特性においては、通過帯域外の周波数領域における複素インピーダンスがオープン側に来るように設計する。具体的には、図８Ａにおける送信側フィルタ６６の通過帯域外領域ＢOUT66、図８Ｂにおける受信側フィルタ６７の通過帯域外領域ＢOUT67、図８Ｃにおける送信側フィルタ６８の通過帯域外領域ＢOUT68、および、図８Ｄにおける受信側フィルタ６９の通過帯域外領域ＢOUT69、の複素インピーダンスを、全て略オープン側に配置している。これらの複素インピーダンス配置を実現するため、全てのフィルタの、共通端子６５０に接続される共振子を、並列共振子ではなく直列共振子としている。
【００９１】
図９は、比較例に係る４つのフィルタを共通端子６５０で並列接続した回路の、共通端子６５０から見た複素インピーダンスを表すスミスチャート（左側）であり、共通端子６５０にインダクタンス素子７１を並列接続した場合の複素インピーダンスの動きを説明するスミスチャート（右側）である。
【００９２】
図９の左側に示されるように、４つのフィルタを共通端子６５０で並列接続した回路の通過帯域における複素インピーダンスは、高い容量性（スミスチャートの下半円の外周領域）を示している。また、マルチモード化およびマルチバンド化が加速することで対応すべきフィルタの数が増加するほど、上記回路の複素インピーダンスの容量性は強くなる。
【００９３】
ここで、上記通過帯域における複素インピーダンスを特性インピーダンスへと整合させるためには、図９の右側に示されるように、並列接続されたインダクタンス素子７１のインダクタンス値を小さくする方向へ調整する必要がある。つまり、フィルタの数が増加するほど、より小さいインダクタンス値を有するインダクタンス素子７１を並列接続する必要がある。本比較例では、インダクタンス素子７１のインダクタンス値は、例えば、１．５ｎＨであった。
【００９４】
しかしながら、このような小さなインダクタンス値をもつインダクタンス素子７１を並列接続すると、インダクタンス素子７１のインピーダンスが小さくなり、基準（接地）端子へ向けて電流が流れ易くなる。これにより、通過させたい高周波信号が基準（接地）端子へ漏洩し、各フィルタの通過帯域における挿入損失が大きくなってしまう。
【００９５】
［９．実施例におけるインピーダンス整合］
図１０Ａおよび図１０Ｂは、それぞれ、実施例に係るＢａｎｄ２５の送信側フィルタ１１単体の送信出力端子６１から見た複素インピーダンス、および、受信側フィルタ１２単体の受信入力端子６２から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。また、図１０Ｃおよび図１０Ｄは、それぞれ、実施例に係るＢａｎｄ４の送信側フィルタ１３単体の送信出力端子６３から見た複素インピーダンス、および、受信側フィルタ１４単体の受信入力端子６４から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【００９６】
実施例に係るマルチプレクサ１では、送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１４単体でのインピーダンス特性においては、比較例と同様に、通過帯域外の周波数領域における複素インピーダンスがオープン側に来るように設計される。具体的には、図１０Ａにおける、第２インダクタ２１が接続されていない送信側フィルタ１１の通過帯域外領域ＢOUT11、図１０Ｃにおける、第２インダクタ２１が接続されていない送信側フィルタ１３の通過帯域外領域ＢOUT13、および、図１０Ｄにおける、第２インダクタ２１が接続されていない受信側フィルタ１４の通過帯域外領域ＢOUT14の複素インピーダンスを、略オープン側に配置している。これらの複素インピーダンス配置を実現するため、上記３つのフィルタの、共通端子５０に接続される共振子を、並列共振子ではなく直列共振子としている。
【００９７】
一方、第２インダクタ２１が接続されている受信側フィルタ１２では、共通端子５０に接続される共振子を、並列共振子としている。このため、図１０Ｂに示すように、受信側フィルタ１４の通過帯域外領域ＢOUT12の複素インピーダンスを、略ショート側に配置している。この通過帯域外領域ＢOUT12をショート側に配置した目的については後述する。
【００９８】
図１１は、実施例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ１２とインダクタンス素子２１とが直列接続された回路単体の共通端子５０から見た複素インピーダンスを表すスミスチャート（左側）、および、実施例に係るＢａｎｄ２５の受信側フィルタ１２以外の全てのフィルタを共通端子５０で並列接続した回路単体の共通端子５０から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。
【００９９】
図１１に示すように、インダクタンス素子２１と受信側フィルタ１２の入力端子とが直列接続された状態で、インダクタンス素子２１を介して受信側フィルタ１２単体を見た場合の、所定の通過帯域における複素インピーダンスと、送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１４の入力端子および出力端子のうちアンテナ素子２に近い方の端子が共通端子５０と接続された状態で、共通端子５０と接続された上記端子側から送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１４を見た場合の、上記所定の通過帯域における複素インピーダンスとは、概ね複素共役に近い関係にあることが解る。つまり、上記２つの複素インピーダンスを合成すれば、インピーダンス整合がとれて、合成された回路の複素インピーダンスが特性インピーダンス付近に来ることとなる。なお、２つの回路の複素インピーダンスが複素共役の関係にあるとは、互いの複素インピーダンスの複素成分の正負が反転している関係を含み、複素成分の絶対値が等しい場合に限定されない。つまり、本実施の形態における複素共役の関係とは、一方の回路の複素インピーダンスが容量性（スミスチャートの下半円）に位置し、他方の回路の複素インピーダンスが誘導性（スミスチャートの上半円）に位置するような関係も含まれる。
【０１００】
ここで、図１０Ｂに示すように、受信側フィルタ１２の通過帯域外領域ＢOUT12の複素インピーダンスを略ショート側に配置した目的は、通過帯域外領域ＢOUT12（送信側フィルタ１１および１３ならびに受信側フィルタ１４の通過帯域）の複素インピーダンスを、より小さなインダクタンス値を有するインダクタンス素子２１により、上記複素共役の関係を有する位置にシフトさせるためである。なお、このときのインダクタンス素子２１のインダクタンス値は、例えば、５．９ｎＨである。仮に、受信側フィルタ１２の通過帯域外領域ＢOUT12が、比較例のようにオープン側に位置する場合には、より大きなインダクタンス値を有するインダクタンス素子２１により、通過帯域外領域ＢOUT12を上記複素共役の関係を有する位置にシフトさせなければならない。インダクタンス素子２１は、直列接続されているので、インダクタンス値が大きければ大きいほど受信側フィルタ１２の通過帯域内の挿入損失が悪化してしまう。つまり、実施例に係る受信側フィルタ１２のように、並列共振子２５１を利用して通過帯域外領域ＢOUT12の複素インピーダンスをショート側に配置させることによりインダクタンス素子２１のインダクタンス値を小さくできるので、通過帯域内の挿入損失を低減することが可能となる。
【０１０１】
図１２Ａは、実施例に係るマルチプレクサ１を共通端子５０から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。つまり、図１２Ａに示された複素インピーダンスは、図１１に示された２つの回路を合成したマルチプレクサの共通端子５０から見た複素インピーダンスを表している。図１１に示された２つの回路の複素インピーダンスを、互いに複素共役となる関係に配置したことにより、合成された回路の複素インピーダンスは、４つの通過帯域において特性インピーダンスに接近したものとなっており、インピーダンス整合が実現されている。
【０１０２】
図１２Ｂは、実施例に係るマルチプレクサ１の共通端子５０とアンテナ素子２との間にインダクタンス素子３１を直列接続した場合の、アンテナ素子２側から見た複素インピーダンスを表すスミスチャートである。図１２Ａに示されたように、互いに複素共役となる関係に配置された２つの回路を合成した回路では、わずかながら、複素インピーダンスが特性インピーダンスから外れている（わずかに容量性側へずれている）。これに対して、共通端子５０とアンテナ素子２との間にインダクタンス素子３１を直列接続することにより、共通端子５０から見たマルチプレクサ１の複素インピーダンスを、誘導側方向へと微調整している。なお、このときのインダクタンス素子３１のインダクタンス値は、例えば、２．３ｎＨである。これにより、マルチプレクサ１を構成する各フィルタの挿入損失を損なうことなく、各フィルタの通過帯域における複素インピーダンスを特性インピーダンスに一致させることが可能となる。
【０１０３】
［１０．実施例および比較例のまとめ］
以上、実施例に係るマルチプレクサ１は、比較例に係るマルチプレクサ６００と比較して、（１）受信側フィルタ１２と共通端子５０との間にインダクタンス素子２１が直列接続されており、（２）共通端子５０とアンテナ素子２との間に配置されたインダクタンス素子３１は並列接続ではなく直列接続されており、（３）受信側フィルタ１２の受信入力端子６２には並列共振子２５１が接続されている点が構成として異なる。
【０１０４】
これによれば、小さなインダクタンス値を有するインダクタンス素子２１と受信側フィルタ１２とが直列接続された回路単体の共通端子５０から見た複素インピーダンスと、受信側フィルタ１２以外の全てのフィルタを共通端子５０で並列接続した回路単体の共通端子５０から見た複素インピーダンスとを、複素共役の関係にすることができる。これにより、上記２つの回路が合成された回路を有するマルチプレクサ１の共通端子５０から見た複素インピーダンスを、通過帯域内の低損失性を確保しつつ特性インピーダンスと整合させることが可能となる。また、共通端子５０とアンテナ素子２との間に、小さなインダクタンス値を有するインダクタンス素子３１を直列接続することにより、共通端子５０から見たマルチプレクサ１の複素インピーダンスを、誘導側方向へと微調整することが可能となる。
【０１０５】
［１１．高周波フロントエンド回路および通信装置の構成］
ここで、上記実施例に係るマルチプレクサ１を備える高周波フロントエンド回路７０および通信装置８０について説明する。
【０１０６】
図１３は、実施例に係るマルチプレクサ１を備える高周波フロントエンド回路７０および通信装置８０の回路構成図である。同図には、高周波フロントエンド回路７０と、アンテナ素子２と、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）３と、ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）４と、インダクタンス素子３１とが示されている。高周波フロントエンド回路７０とＲＦ信号処理回路３と、ベースバンド信号処理回路４とは、通信装置８０を構成している。
【０１０７】
高周波フロントエンド回路７０は、実施例に係るマルチプレクサ１と、送信側スイッチ２６および受信側スイッチ２７と、パワーアンプ回路２８と、ローノイズアンプ回路２９と、を備える。
【０１０８】
送信側スイッチ２６は、マルチプレクサ１の送信入力端子１０および３０に個別に接続された２つの選択端子、ならびに、パワーアンプ回路２８に接続された共通端子を有するスイッチ回路である。
【０１０９】
受信側スイッチ２７は、マルチプレクサ１の受信出力端子２０および４０に個別に接続された２つの選択端子、ならびに、ローノイズアンプ回路２９に接続された共通端子を有するスイッチ回路である。
【０１１０】
これら送信側スイッチ２６および受信側スイッチ２７は、それぞれ、制御部（図示せず）からの制御信号にしたがって、共通端子と所定のバンドに対応する信号経路とを接続し、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチによって構成される。なお、共通端子と接続される選択端子は１つに限らず、複数であってもかまわない。つまり、高周波フロントエンド回路７０は、キャリアアグリゲーションに対応してもかまわない。
【０１１１】
パワーアンプ回路２８は、ＲＦ信号処理回路３から出力された高周波信号（ここでは高周波送信信号）を増幅し、送信側スイッチ２６およびマルチプレクサ１を経由してアンテナ素子２に出力する送信増幅回路である。
【０１１２】
ローノイズアンプ回路２９は、アンテナ素子２、マルチプレクサ１および受信側スイッチ２７を経由した高周波信号（ここでは高周波受信信号）を増幅し、ＲＦ信号処理回路３へ出力する受信増幅回路である。
【０１１３】
ＲＦ信号処理回路３は、アンテナ素子２から受信信号経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をベースバンド信号処理回路４へ出力する。また、ＲＦ信号処理回路３は、ベースバンド信号処理回路４から入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号をパワーアンプ回路２４へ出力する。ＲＦ信号処理回路３は、例えば、ＲＦＩＣである。
【０１１４】
ベースバンド信号処理回路４で処理された信号は、例えば、画像信号として画像表示のために、または、音声信号として通話のために使用される。
【０１１５】
なお、高周波フロントエンド回路７０は、上述した各構成要素の間に、他の回路素子を備えていてもよい。
【０１１６】
以上のように構成された高周波フロントエンド回路７０および通信装置８０によれば、上記実施例に係るマルチプレクサ１を備えることにより、対応すべきバンド数およびモード数が増加しても、各バンドの信号経路を構成する各フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減することが可能となる。
【０１１７】
また、通信装置８０は、高周波信号の処理方式に応じて、ベースバンド信号処理回路４を備えていなくてもよい。
【０１１８】
（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例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施例には限定されない。例えば、上記実施例に次のような変形を施した態様も、本発明に含まれ得る。
【０１１９】
例えば、実施例に係る基板５の圧電体層５３は、５０°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3単結晶を使用したものであるが、単結晶材料のカット角はこれに限定されない。つまり、ＬｉＴａＯ3単結晶を圧電体層として用いて、実施例に係るマルチプレクサを構成する弾性表面波フィルタの圧電体層のカット角は、５０°Ｙであることに限定されない。上記以外のカット角を有するＬｉＴａＯ3圧電体層を用いた弾性表面波フィルタであっても、同様の効果を奏することが可能となる。また、上記圧電体層は、ＬｉＮｂＯ3などの他の圧電単結晶からなるものであってもよい。また、本発明において、基板５としては、圧電体層５３を有する限り、全体が圧電体層からなるものの他、支持基板上に圧電体層が積層されている構造を用いてもよい。
【０１２０】
また、本発明に係るマルチプレクサ１は、さらに、アンテナ素子２と共通端子５０との間に直列接続されたインダクタンス素子３１を備えてもよい。例えば、本発明に係るマルチプレクサ１は、高周波基板上に、上述した特徴を有する複数の弾性波フィルタと、チップ上のインダクタンス素子２１および３１とが実装された構成を有していてもよい。
【０１２１】
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。
【０１２２】
また、本発明に係るマルチプレクサは、実施例のようなＢａｎｄ２５＋Ｂａｎｄ４のクワッドプレクサに限られない。
【０１２３】
図１４Ａは、実施の形態の変形例１に係るマルチプレクサの構成を示す図である。例えば、本発明に係るマルチプレクサは、図１４Ａに示すように、送信帯域および受信帯域を有するＢａｎｄ２５、Ｂａｎｄ４およびＢａｎｄ３０を組み合わせたシステム構成に適用される、６つの周波数帯域を有するヘキサプレクサであってもよい。この場合、例えば、Ｂａｎｄ２５の受信側フィルタに、インダクタンス素子２１が直列接続され、Ｂａｎｄ２５の受信側フィルタの受信入力端子には並列共振子が接続される。さらに、Ｂａｎｄ２５の受信側フィルタ以外の５つのフィルタの共通端子と接続される端子には、直列共振子が接続され並列共振子は接続されない。
【０１２４】
図１４Ｂは、実施の形態の変形例２に係るマルチプレクサの構成を示す図である。例えば、本発明に係るマルチプレクサは、図１４Ｂに示すように、送信帯域および受信帯域を有するＢａｎｄ１、Ｂａｎｄ３およびＢａｎｄ７を組み合わせたシステム構成に適用される、６つの周波数帯域を有するヘキサプレクサであってもよい。この場合、例えば、Ｂａｎｄ１の受信側フィルタに、インダクタンス素子２１が直列接続され、Ｂａｎｄ１の受信側フィルタの受信入力端子には並列共振子が接続される。さらに、Ｂａｎｄ１の受信側フィルタ以外の５つのフィルタの共通端子と接続される端子には、直列共振子が接続され並列共振子は接続されない。
【０１２５】
前述したように、本発明に係るマルチプレクサでは、構成要素である弾性波フィルタの数が多いほど、従来の整合手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。
【０１２６】
さらに、本発明に係るマルチプレクサは、送受信を行うデュプレクサを複数有する構成でなくてもよい。例えば、複数の送信周波数帯域を有する送信装置として適用できる。つまり、互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を入力し、当該複数の高周波信号をフィルタリングして共通のアンテナ素子から無線送信させる送信装置であって、送信回路から複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の送信用弾性波フィルタと、アンテナ素子との接続経路に第１インダクタンス素子が直列接続される共通端子とを備えていてもよい。ここで、複数の送信用弾性波フィルタのそれぞれは、圧電体層上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、圧電体層上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備える。また、複数の送信用弾性波フィルタのうち、一の送信用弾性波フィルタの出力端子は、当該出力端子および共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して共通端子に接続され、かつ、並列共振子と接続される。一方、上記一の送信用弾性波フィルタ以外の送信用弾性波フィルタの出力端子は、共通端子に接続され、かつ、直列共振子および並列共振子のうち直列共振子と接続されている。
【０１２７】
さらに、本発明に係るマルチプレクサは、例えば、複数の受信周波数帯域を有する受信装置として適用できる。つまり、互いに異なる搬送周波数帯域を有する複数の高周波信号を、アンテナ素子を介して入力し、当該複数の高周波信号を分波して受信回路へ出力する受信装置であって、アンテナ素子から複数の高周波信号を入力し、所定の周波数帯域のみを通過させる複数の受信用弾性波フィルタと、アンテナ素子との接続経路に第１インダクタンス素子が直列接続される共通端子とを備えてもよい。ここで、複数の受信用弾性波フィルタのそれぞれは、圧電体層上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、圧電体層上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを備える。また、複数の受信用弾性波フィルタのうち、一の受信用弾性波フィルタの入力端子は、当該入力端子および共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して共通端子に接続され、かつ、並列共振子と接続される。一方、上記一の受信用弾性波フィルタ以外の受信用弾性波フィルタの入力端子は、共通端子に接続され、かつ、直列共振子および並列共振子のうち直列共振子と接続されている。
【０１２８】
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。
【０１２９】
また、本発明は、上記のような特徴的な弾性波フィルタおよびインダクタンス素子を備えるマルチプレクサ、送信装置および受信装置だけではなく、このような特徴的な構成要素をステップとしたマルチプレクサのインピーダンス整合方法としても成立する。
【０１３０】
図１５は、実施の形態に係るマルチプレクサのインピーダンス整合方法を説明する動作フローチャートである。
【０１３１】
本発明に係るマルチプレクサのインピーダンス整合方法は、（１）互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタのうち、一の弾性波フィルタ（弾性波フィルタＡ）の入力端子および出力端子の一方から、当該一の弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがショート状態となり、上記一の弾性波フィルタ以外の弾性波フィルタ（弾性波フィルタＢ）の入力端子および出力端子の一方から、当該弾性波フィルタ単体を見た場合の、他の弾性波フィルタの通過帯域における複素インピーダンスがオープン状態となるよう、複数の弾性波フィルタを調整するステップ（Ｓ１０）と、（２）上記一の弾性波フィルタ（弾性波フィルタＡ）にフィルタ整合用インダクタンス素子が直列接続された場合の、フィルタ整合用インダクタンス素子側から上記一の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスと、上記一の弾性波フィルタ以外の他の弾性波フィルタ（複数の弾性波フィルタＢ）が共通端子に並列接続された場合の、共通端子側から他の弾性波フィルタを見た場合の複素インピーダンスとが、複素共役の関係となるように、フィルタ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップ（Ｓ２０）と、（３）フィルタ整合用インダクタンス素子を介して上記一の弾性波フィルタ（弾性波フィルタＡ）が共通端子と接続され、かつ、共通端子に上記他の弾性波フィルタ（複数の弾性波フィルタＢ）が並列接続された合成回路の、共通端子から見た複素インピーダンスが、特性インピーダンスと一致するようアンテナ素子と共通端子との間に直列接続されるアンテナ整合用インダクタンス素子のインダクタンス値を調整するステップ（Ｓ３０）とを含み、（４）複数の弾性波フィルタを調整するステップでは、圧電体層上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子との間に接続された直列共振子、および、圧電体層上に形成されたＩＤＴ電極を有し入力端子と出力端子とを接続する電気経路と基準端子との間に接続された並列共振子の少なくとも１つを有する上記複数の弾性波フィルタのうち、上記一の弾性波フィルタにおいて、並列共振子がフィルタ整合用インダクタンス素子と接続されるよう並列共振子および直列共振子を配置し、上記他の弾性波フィルタにおいて、並列共振子および直列共振子のうち直列共振子が共通端子と接続されるよう、並列共振子および直列共振子を配置する、ことを特徴とする。
【０１３２】
これにより、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。
【０１３３】
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、受信装置、高周波フロントエンド回路、および通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、受信装置、高周波フロントエンド回路、および通信装置を構成する各フィルタは、直列共振子および並列共振子で構成される弾性境界波やＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタであってもよい。これによっても、上記実施の形態に係るマルチプレクサ、クワッドプレクサ、送信装置、受信装置、高周波フロントエンド回路、および通信装置、が有する効果と同様の効果が奏される。
【０１３４】
また、上記実施例に係るマルチプレクサ１では、受信側フィルタ２０にインダクタ素子２１が直列接続された構成を例示したが、送信側フィルタにインダクタ素子２１が直列接続された構成も本発明に含まれる。つまり、本発明に係るマルチプレクサは、互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタと、アンテナ素子２との接続経路に第１インダクタンス素子が直列接続される共通端子と、第２インダクタンス素子とを備え、複数の弾性波フィルタのうち、送信側フィルタの出力端子は、当該出力端子および共通端子に接続された第２インダクタンス素子を介して共通端子に接続され、かつ、並列共振子と接続され、上記送信側フィルタ以外の弾性波フィルタの入力端子および出力端子のうちアンテナ素子側の端子は、共通端子に接続され、かつ、直列共振子および並列共振子のうち直列共振子と接続されている、構成を有していてもよい。これによっても、対応すべきバンド数およびモード数が増加しても、低損失のマルチプレクサを提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、マルチバンド化およびマルチモード化された周波数規格に適用できる低損失のマルチプレクサ、送信装置、および受信装置として、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１３６】
１、６００    マルチプレクサ
２    アンテナ素子
３    ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）
４    ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）
５    基板
１０、３０、６６０、６８０    送信入力端子
１１、１３、６６、６８    送信側フィルタ
１１ａ、１１ｂ、５４    ＩＤＴ電極
１２、１４、６７、６９    受信側フィルタ
２０、４０、６７０、６８０    受信出力端子
２１、３１、７１、１４１、１６１、３６１、３６２、３６３、６４１、６６１、８６１、８６２、８６３    インダクタンス素子
２６    送信側スイッチ
２７    受信側スイッチ
２８    パワーアンプ回路
２９    ローノイズアンプ回路
５０、６５０    共通端子
５１    高音速支持基板
５２    低音速膜
５３    圧電体層
５５    保護層
６１、６３、６６５、６８５    送信出力端子
６２、６４、６７５、６９５    受信入力端子
７０    高周波フロントエンド回路
８０    通信装置
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、２０１、２０２、３０１、３０２、３０３、３０４、４０１、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、７０１、７０２、８０１、８０２、８０３、８０４、９０１    直列共振子
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、６５１、６５２、６５３、６５４、７５１、７５２、８５１、８５２、８５３、８５４、９５１    並列共振子
２０３、４０２    縦結合型フィルタ部
２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９    ＩＤＴ
２２０、２２１    反射器
２３０    入力ポート
２４０    出力ポート
５４１    密着層
５４２    主電極層
【図１】
2016208670.tif 000003
【図２】
2016208670.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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