(57)【要約】  挿入損失が小さく、かつ低コストな複合フィルタ装置を提供する。  複合フィルタ装置１は、第１のフィルタ２と、通過帯域が異なる複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂとを備える。第１のフィルタ２及び複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの一端が共通接続されている。第１のフィルタ２は、ＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板と、圧電基板上に設けられているＩＤＴ電極と、圧電基板上にＩＤＴ電極を覆うように設けられている誘電体層とを有する。第１のフィルタ２はレイリー波の基本波を利用している。第１のフィルタ２の通過帯域は、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂのいずれの通過帯域よりも低い周波数帯域に配置されている。
2016111262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフィルタと、
通過帯域が異なる複数の第２のフィルタと、
を備え、
前記第１のフィルタ及び前記複数の第２のフィルタの一端が共通接続されており、
前記第１のフィルタが、ＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板と、前記圧電基板上に設けられているＩＤＴ電極と、前記圧電基板上に前記ＩＤＴ電極を覆うように設けられている誘電体層と、を有し、
前記第１のフィルタがレイリー波の基本波を利用しており、
前記第１のフィルタの通過帯域が、前記複数の第２のフィルタのいずれの通過帯域よりも低い周波数帯域に配置されている、複合フィルタ装置。
【請求項２】
アンテナ端子をさらに備え、
前記第１のフィルタ及び前記複数の第２のフィルタの前記一端が前記アンテナ端子に共通接続されている、請求項１に記載の複合フィルタ装置。
【請求項３】
前記第１のフィルタの前記圧電基板が、カット角が１１０°以上であり、かつ１５０°以下である回転ＹカットのＬｉＮｂＯ３からなる、請求項１または２に記載の複合フィルタ装置。
【請求項４】
前記ＩＤＴ電極が、密度が７．８７×１０３ｋｇ／ｍ３よりも大きい金属からなる金属層を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合フィルタ装置。
【請求項５】
前記ＩＤＴ電極の前記金属層が、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、Ｐｄ、Ｔａ、Ａｕ及びＡｇのうち少なくとも１種の金属からなる、請求項４に記載の複合フィルタ装置。
【請求項６】
前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、前記第１のフィルタのレイリー波の縦波の周波数よりも低い周波数帯域に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合フィルタ装置。
【請求項７】
前記ＩＤＴ電極の厚みをｈ、密度をρとし、前記ＩＤＴ電極により規定される波長をλとし、前記第１のフィルタの通過帯域の中心周波数をｆとし、ρ×ｈ／λをｘとし、前記ｆで規格化した周波数をｙとすると、前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、下記の式（１）
式（１）
１＜ｙ＜２．３９２×１０−４×ｘ＋１．６２４６
を満たす周波数帯域に配置されている、請求項６に記載の複合フィルタ装置。
【請求項８】
前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、前記第１のフィルタのレイリー波の速い横波の周波数よりも低い周波数帯域に配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合フィルタ装置。
【請求項９】
前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、下記の式（２）
式（２）
１＜ｙ＜１．７３５８×１０−４×ｘ＋１．１７８１
を満たす周波数帯域に配置されている、請求項８に記載の複合フィルタ装置。
【請求項１０】
前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、前記第１のフィルタのレイリー波の速い横波の周波数よりも高い周波数帯域に配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合フィルタ装置。
【請求項１１】
前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、下記の式（３）
式（３）
２．００３２×１０−４×ｘ＋１．２１３８＜ｙ＜２．３９２×１０−４×ｘ＋１．６２４６
を満たす周波数帯域に配置されている、請求項１０に記載の複合フィルタ装置。
【請求項１２】
前記複数の第２のフィルタのうち少なくとも１個の第２のフィルタの通過帯域が、前記第１のフィルタのレイリー波の速い横波の周波数よりも低い周波数帯域に配置されており、残りの前記第２のフィルタの通過帯域が、前記第１のフィルタのレイリー波の速い横波の周波数よりも高い周波数帯域に配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合フィルタ装置。
【請求項１３】
前記複数の第２のフィルタのうち少なくとも１個の第２のフィルタの通過帯域が、下記の式（２）
式（２）
１＜ｙ＜１．７３５８×１０−４×ｘ＋１．１７８１
を満たす周波数帯域に配置されており、残りの前記第２のフィルタの通過帯域が、下記の式（３）
式（３）
２．００３２×１０−４×ｘ＋１．２１３８＜ｙ＜２．３９２×１０−４×ｘ＋１．６２４６
を満たす周波数帯域に配置されている、請求項１２に記載の複合フィルタ装置。
【請求項１４】
前記複数の第２のフィルタのうち少なくとも１個の第２のフィルタが、ＬｉＴａＯ３からなる圧電基板を有する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の複合フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複合フィルタ装置が携帯電話機などに広く用いられている。【０００３】
例えば、下記の特許文献１では、３個以上の帯域通過型フィルタを有するマルチプレクサが開示されている。特許文献１のマルチプレクサにおいては、アンテナ端子に３個以上の帯域通過型フィルタが共通接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−６２５５６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、特許文献１のマルチプレクサでは、各帯域通過型フィルタのコンダクタンス成分が、共通接続されている他の帯域通過型フィルタの挿入損失を増大させていた。全ての帯域通過型フィルタの圧電基板を損失が小さいＬｉＮｂＯ３基板とし、挿入損失を小さくすることが考えられる。しかしながら、ＬｉＮｂＯ３を用いると、コストが高くなるという問題があった。【０００６】
本発明の目的は、挿入損失が小さく、かつ低コストな複合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】
【０００７】
本発明に係る複合フィルタ装置は、第１のフィルタと、通過帯域が異なる複数の第２のフィルタと、を備え、前記第１のフィルタ及び前記複数の第２のフィルタの一端が共通接続されており、前記第１のフィルタが、ＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板と、前記圧電基板上に設けられているＩＤＴ電極と、前記圧電基板上に前記ＩＤＴ電極を覆うように設けられている誘電体層と、を有し、前記第１のフィルタがレイリー波の基本波を利用しており、前記第１のフィルタの通過帯域が、前記複数の第２のフィルタのいずれの通過帯域よりも低い周波数帯域に配置されている。【０００８】
本発明に係る複合フィルタ装置のある特定の局面では、アンテナ端子をさらに備え、前記第１のフィルタ及び前記複数の第２のフィルタの前記一端が前記アンテナ端子に共通接続されている。【０００９】
本発明に係る複合フィルタ装置の他の特定の局面では、前記第１のフィルタの前記圧電基板が、カット角が１１０°以上であり、かつ１５０°以下である回転ＹカットのＬｉＮｂＯ３からなる。この場合には、レイリー波の基本波を好適に利用することができる。【００１０】
本発明に係る複合フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極が、密度が７．８７×１０３ｋｇ／ｍ３よりも大きい金属からなる金属層を有する。この場合には、第１のフィルタは、広い範囲においてバルク波放射を小さくすることができる。【００１１】
本発明に係る複合フィルタ装置の別の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極の前記金属層が、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、Ｐｄ、Ｔａ、Ａｕ及びＡｇのうち少なくとも１種の金属からなる。この場合には、第１のフィルタは、広い範囲においてバルク波放射を小さくすることができる。【００１２】
本発明に係る複合フィルタ装置の別の特定の局面では、前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、前記第１のフィルタのレイリー波の縦波の周波数よりも低い周波数帯域に配置されている。この場合には、挿入損失を効果的に小さくすることができる。【００１３】
本発明に係る複合フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極の厚みをｈ、密度をρとし、前記ＩＤＴ電極により規定される波長をλとし、前記第１のフィルタの通過帯域の中心周波数をｆとし、ρ×ｈ／λをｘとし、前記ｆで規格化した周波数をｙとすると、前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、下記の式（１）【００１４】
式（１）
１＜ｙ＜２．３９２×１０−４×ｘ＋１．６２４６
を満たす周波数帯域に配置されている。この場合には、挿入損失を効果的に小さくすることができる。【００１５】
本発明に係る複合フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、前記第１のフィルタのレイリー波の速い横波の周波数よりも低い周波数帯域に配置されている。この場合には、挿入損失を効果的に小さくすることができる。【００１６】
本発明に係る複合フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、下記の式（２）【００１７】
式（２）
１＜ｙ＜１．７３５８×１０−４×ｘ＋１．１７８１
を満たす周波数帯域に配置されている。この場合には、挿入損失を効果的に小さくすることができる。【００１８】
本発明に係る複合フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、前記第１のフィルタのレイリー波の速い横波の周波数よりも高い周波数帯域に配置されている。この場合には、挿入損失を効果的に小さくすることができる。【００１９】
本発明に係る複合フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記複数の第２のフィルタの通過帯域が、下記の式（３）【００２０】
式（３）
２．００３２×１０−４×ｘ＋１．２１３８＜ｙ＜２．３９２×１０−４×ｘ＋１．６２４６
を満たす周波数帯域に配置されている。この場合には、挿入損失を効果的に小さくすることができる。【００２１】
本発明に係る複合フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記複数の第２のフィルタのうち少なくとも１個の第２のフィルタの通過帯域が、前記第１のフィルタのレイリー波の速い横波の周波数よりも低い周波数帯域に配置されており、残りの前記第２のフィルタの通過帯域が、前記第１のフィルタのレイリー波の速い横波の周波数よりも高い周波数帯域に配置されている。この場合には、挿入損失を効果的に小さくすることができる。【００２２】
本発明に係る複合フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記複数の第２のフィルタのうち少なくとも１個の第２のフィルタの通過帯域が、下記の式（２）【００２３】
式（２）
１＜ｙ＜１．７３５８×１０−４×ｘ＋１．１７８１
を満たす周波数帯域に配置されており、残りの前記第２のフィルタの通過帯域が、下記の式（３）【００２４】
式（３）
２．００３２×１０−４×ｘ＋１．２１３８＜ｙ＜２．３９２×１０−４×ｘ＋１．６２４６
を満たす周波数帯域に配置されている。この場合には、挿入損失を効果的に小さくすることができる。【００２５】
本発明に係る複合フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記複数の第２のフィルタのうち少なくとも１個の第２のフィルタが、ＬｉＴａＯ３からなる圧電基板を有する。この場合には、挿入損失を小さくすることができ、かつコストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、挿入損失が小さく、かつ低コストな複合フィルタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る複合フィルタ装置のブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態における第１のフィルタの回路図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態における第１のフィルタで用いられている第１の直列腕共振子の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）中のＩ−Ｉ線に沿う部分の断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例における第１のフィルタを示す拡大正面断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態における複数の第２のフィルタのうちの１つの第２のフィルタで用いられている弾性表面波共振子の拡大正面断面図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態における第１のフィルタで用いられている弾性表面波共振子の一例としての第１の直列腕共振子のインピーダンス特性を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態における第１のフィルタで用いられている弾性表面波共振子の一例としての第１の直列腕共振子のレイリー波の位相と周波数との関係を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態における第１のフィルタで用いられている弾性表面波共振子の一例としての第１の直列腕共振子のレイリー波の各周波数とＩＤＴ電極のρ×ｈ／λとの関係を示す図である。
【図９】図９は、ＩＤＴ電極の厚みがそれぞれ異なる第１の実施形態における各第１の直列腕共振子のインピーダンス特性を示す図である。
【図１０】図１０は、ＩＤＴ電極の厚みがそれぞれ異なる第１の実施形態における各第１の直列腕共振子のレイリー波の位相と周波数との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施形態における第１のフィルタで用いられている第１の直列腕共振子及び第１の並列腕共振子のレイリー波の各周波数を第１のフィルタの通過帯域の中心周波数で規格化した各規格化周波数とＩＤＴ電極のρ×ｈ／λとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る複合フィルタ装置のブロック図である。
【００３１】
複合フィルタ装置１は、第１のフィルタ２と通過帯域の異なる複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂとを有する。複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの個数は、特に限定されない。
【００３２】
複合フィルタ装置１は、アンテナ端子１７を有する。第１のフィルタ２及び複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの一端は、アンテナ端子１７に共通接続されている。
【００３３】
図２は、第１の実施形態における第１のフィルタの回路図である。
【００３４】
第１のフィルタ２は、ラダー型フィルタである。第１のフィルタ２は、入力端子２ａ及び出力端子２ｂを有する。入力端子２ａと出力端子２ｂとの間には第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４が接続されている。第１の直列腕共振子Ｓ１と第２の直列腕共振子Ｓ２との間の接続点とグラウンド電位との間には、第１の並列腕共振子Ｐ１が接続されている。第２の直列腕共振子Ｓ２と第３の直列腕共振子Ｓ３との間の接続点とグラウンド電位との間には、第２の並列腕共振子Ｐ２が接続されている。第３の直列腕共振子Ｓ３と第４の直列腕共振子Ｓ４との間の接続点とグラウンド電位との間には、第３の並列腕共振子Ｐ３が接続されている。第４の直列腕共振子Ｓ４と出力端子２ｂとの間の接続点とグラウンド電位との間には、第４の並列腕共振子Ｐ４が接続されている。なお、第１のフィルタ２の回路構成は、上記には限定されない。第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４は、弾性表面波共振子からなる。
【００３５】
図３（ａ）は、第１の実施形態における第１のフィルタで用いられている第１の直列腕共振子の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）中のＩ−Ｉ線に沿う部分の断面図である。
【００３６】
第１の直列腕共振子Ｓ１は、圧電基板３を有する。圧電基板３は、回転ＹカットのＬｉＮｂＯ３からなる。第１のフィルタ２は、レイリー波の基本波を利用している。圧電基板３のＬｉＮｂＯ３のカット角は、レイリー波の基本波を利用できればよく、例えば、１１０°以上であり、かつ１５０°以下であることが望ましい。好ましくは、圧電基板３のＬｉＮｂＯ３のカット角は、１２６°以上であり、かつ１３０°以下であることがより一層望ましい。
【００３７】
圧電基板３上には、ＩＤＴ電極４が設けられている。ＩＤＴ電極４の弾性表面波伝搬方向における両側には、反射器５が設けられている。ＩＤＴ電極４は、Ｐｔからなる金属層により構成されている。ＩＤＴ電極４は、密度が大きい金属からなることが好ましい。それによって、レイリー波の基本波をより一層良好に励振させることができる。なお、ＩＤＴ電極４は、密度ρが７．８７×１０３ｋｇ／ｍ３よりも大きい金属からなる金属層を有していればよい。例えば、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、Ｐｄ、Ｔａ、Ａｕ及びＡｇのうち少なくとも１種の金属からなる金属層を有していることが好ましい。
【００３８】
図４に示す変形例のように、第１のフィルタのＩＤＴ電極２４は、複数の金属層２４ａ〜２４ｄを有していてもよい。なお、金属層の層数は特に限定されない。
【００３９】
図３（ｂ）に戻り、圧電基板３上には、ＩＤＴ電極４を覆うように、誘電体層６が設けられている。誘電体層６は、第１の直列腕共振子Ｓ１において、レイリー波を利用できるようにするために設けられている。誘電体層６は、ＳｉＯ２からなる。なお、誘電体層６は、ＳｉＯ２以外の適宜の誘電体からなっていてもよい。
【００４０】
なお、第２〜第４の直列腕共振子Ｓ２〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４は、第１の直列腕共振子Ｓ１と同様の構成を有し、同じ圧電基板３上に構成されている。第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４は、それぞれ適宜のＩＤＴ電極の厚み及びＩＤＴ電極の電極指間距離などを有し、図１に示した第１のフィルタ２を構成している。
【００４１】
本実施形態の複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂも、複数の弾性表面波共振子を用いて構成されたラダー型フィルタである。
【００４２】
図５は、本発明の第１の実施形態における複数の第２のフィルタのうちの１つの第２のフィルタで用いられている弾性表面波共振子の拡大正面断面図である。
【００４３】
第２のフィルタ１２Ａで用いられている弾性表面波共振子は、ＬｉＴａＯ３からなる圧電基板１３を有し、リーキー波を利用している。なお、上記弾性表面波共振子は、ＬｉＴａＯ３以外の圧電単結晶や圧電セラミックスなどからなる圧電基板を有していてもよい。
【００４４】
第２のフィルタ１２Ｂで用いられている弾性表面波共振子も、第２のフィルタ１２Ａで用いられている弾性表面波共振子と同様の構造を有する。
【００４５】
第１のフィルタ２の通過帯域は、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂのいずれの通過帯域よりも低い周波数帯域に配置されている。
【００４６】
図６は、本発明の第１の実施形態における第１のフィルタで用いられている弾性表面波共振子の一例としての第１の直列腕共振子のインピーダンス特性を示す図である。
【００４７】
破線Ａ、Ｂ、Ｄ及びＥに示されている周波数において、レイリー波の強度が大きく変化していることがわかる。破線Ａ及びＢに示されている周波数は、図２に示した第１の直列腕共振子Ｓ１の共振周波数及び反共振周波数に相当する。破線Ｄに示されている周波数は、レイリー波の速い横波の周波数に相当する。破線Ｅに示されている周波数は、レイリー波の縦波の周波数に相当する。なお、破線Ｃに示されている周波数は、レイリー波の遅い横波の周波数に相当する。なお、第２〜第４の直列腕共振子Ｓ２〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４も、それぞれ共振周波数、反共振周波数、レイリー波の遅い横波の周波数、レイリー波の速い横波の周波数及びレイリー波の縦波の周波数の同様の関係を有する。
【００４８】
本実施形態では、図１に示した複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂのいずれの通過帯域も、第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４のレイリー波の縦波の周波数よりも低く、かつ速い横波の周波数以外である周波数帯域に配置されている。さらに、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの通過帯域は、第１のフィルタ２の通過帯域よりも高い周波数帯域に配置されている。それによって、挿入損失を小さくすることができる。これを、以下において説明する。
【００４９】
図７は、第１の実施形態における第１のフィルタで用いられている弾性表面波共振子の一例としての第１の直列腕共振子のレイリー波の位相と周波数との関係を示す図である。
【００５０】
破線Ｄ及びＥに示されている速い横波の周波数及び縦波の周波数において、レイリー波の位相が大きく変化していることがわかる。さらに、縦波の周波数よりも高い周波数帯域においても、レイリー波の位相が大きく変化していることがわかる。位相の変化が大きいことは、バルク波放射が大きいことを示す。すなわち、レイリー波のバルク波放射は、速い横波の周波数及び縦波の周波数以上の周波数帯域において大きい。言い換えれば、縦波の周波数以下であり、かつ速い横波の周波数以外の周波数であれば、レイリー波のバルク波放射は小さい。第１のフィルタ２に用いられている他の弾性表面波共振子のレイリー波のバルク波放射も同様である。このように、第１のフィルタ２は、広い範囲においてバルク波放射を小さくすることができる。
【００５１】
ところで、複合フィルタ装置におけるフィルタで用いられている共振子のバルク波放射は、共通接続されている他のフィルタのコンダクタンスを小さくする。そのため、挿入損失は大きくなる。従来の複合フィルタ装置においては、それぞれのフィルタのコンダクタンスが複数のフィルタで用いられている共振子のバルク波放射により小さくされるため、挿入損失は増大していた。
【００５２】
例えば、従来、複合フィルタ装置は、ＬｉＴａＯ３基板を伝搬するリーキー波を利用する弾性表面波共振子を用いるフィルタや、ＬｉＮｂＯ３基板を伝搬するラブ波を利用する弾性表面波共振子を用いるフィルタにより構成されていた。上記複合フィルタ装置における弾性表面波共振子では、共振周波数よりも高い周波数帯域、あるいは遅い横波よりも高い周波数帯域においてバルク波放射が大きかった。よって、フィルタの通過帯域が高いほど、フィルタの挿入損失が大きくなっていた。
【００５３】
これに対して、本実施形態の第１のフィルタ２では、第１のフィルタ２に用いられている各弾性表面波共振子のレイリー波の縦波の周波数以下であり、かつ速い横波の周波数以外の周波数であれば、各弾性表面波共振子のレイリー波のバルク波放射を小さくすることができる。複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの通過帯域は、いずれも第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４のレイリー波の縦波の周波数以下であり、かつ速い横波の周波数以外の周波数帯域に配置されている。そのため、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂは、第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４のバルク波放射の影響を受け難い。従って、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの挿入損失を効果的に小さくすることができる。
【００５４】
さらに、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂは、ＬｉＴａＯ３からなる圧電基板をそれぞれ有し、リーキー波を利用している。ＬｉＴａＯ３基板を用いた弾性表面波共振子のリーキー波のバルク波放射は、上記弾性表面波共振子の共振周波数よりも低い周波数帯域においては極めて小さい。
【００５５】
本実施形態では、第１のフィルタ２の通過帯域は、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂのいずれの通過帯域よりも低い周波数帯域に位置している。よって、第１のフィルタ２の挿入損失も効果的に小さくすることができる。
【００５６】
複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂのいずれの圧電基板も、コストが低いＬｉＴａＯ３基板である。よって、第１のフィルタ２及び複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの挿入損失を効果的に小さくすることができ、かつコストを低くすることができる。
【００５７】
図８は、本発明の第１の実施形態における第１のフィルタで用いられている弾性表面波共振子の一例としての第１の直列腕共振子のレイリー波の各周波数とＩＤＴ電極のρ×ｈ／λとの関係を示す図である。実線は縦波の周波数を示し、周期が短い破線は速い横波の周波数を示し、一点鎖線は遅い横波の周波数を示し、二点鎖線は反共振周波数を示し、周期が長い破線は共振周波数を示す。なお、ρはＩＤＴ電極を構成する金属の密度であり、ｈはＩＤＴ電極の厚みであり、λはＩＤＴ電極が励振する波の波長である。
【００５８】
図３（ｂ）で示した第１の直列腕共振子Ｓ１のＩＤＴ電極４のρ×ｈ／λが大きいほど、第１の直列腕共振子Ｓ１の反共振周波数及び共振周波数は小さい。他方、縦波、速い横波及び遅い横波の周波数は、ρ×ｈ／λの値に関わらず一定である。そのため、ＩＤＴ電極４のρ×ｈ／λが大きいほど、第１の直列腕共振子Ｓ１の反共振周波数及び共振周波数と縦波との周波数の差を大きくすることができる。第１のフィルタ２に用いられている他の弾性表面波共振子においても同様である。よって、各弾性表面波共振子にρ×ｈ／λが大きいＩＤＴ電極を用いることにより、第１のフィルタ２の通過帯域と各弾性表面波共振子の縦波との周波数の差を大きくすることができる。それによって、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの通過帯域を配置できる領域を広くすることができる。従って、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの通過帯域をより広くすることもでき、より多くの第２のフィルタの通過帯域を配置することもできる。
【００５９】
図９は、ＩＤＴ電極の厚みがそれぞれ異なる第１の実施形態における各第１の直列腕共振子のインピーダンス特性を示す図である。図１０は、ＩＤＴ電極の厚みがそれぞれ異なる第１の実施形態における各第１の直列腕共振子のレイリー波の位相と周波数との関係を示す図である。Ｘ１〜Ｘ１０は、ＩＤＴ電極の厚みがそれぞれ異なる各第１の直列腕共振子を示す。
【００６０】
Ｘ１〜Ｘ１０においては、それぞれＩＤＴ電極の厚みのみを異ならせている。それぞれのｈ／λは、下記の表１の通りである。
【００６１】
【表１】
2016111262.tif 000003
【００６２】
表１に示すように、Ｘ１のｈ／λが最も小さく、Ｘ１からＸ１０にかけて順番にｈ／λを大きい値としている。Ｘ１〜Ｘ１０においては、それぞれＩＤＴ電極の厚みのみが異なるため、それぞれのρ×ｈ／λも、Ｘ１において最も小さく、Ｘ１からＸ１０にかけて順番に大きい値となっている。図９及び図１０に示すように、Ｘ１における第１の直列腕共振子の反共振周波数及び共振周波数と縦波との周波数の差が最も小さく、Ｘ１からＸ１０まで順番に上記周波数の差が大きくなっていることがわかる。よって、第１の直列腕共振子に用いるＩＤＴ電極のρ×ｈ／λが大きいほど、縦波と反共振周波数及び共振周波数との周波数の差が大きくなっていることがわかる。
【００６３】
なお、図４に示した変形例のように、４層の金属層２４ａ〜２４ｄを有する場合には、ρ×ｈ／λは以下に示す式のように求めることができる。なお、金属層２４ａ〜２４ｄのそれぞれの厚みをｈ１〜ｈ４とする。
【００６４】
ρ×ｈ／λ＝ρ１×ｈ１／λ＋ρ２×ｈ２／λ＋ρ３×ｈ３／λ＋ρ４×ｈ４／λ
【００６５】
金属層が４層以外の複数層である場合も上記と同様に、各金属層における密度と第１のフィルタの波長で規格化した厚みとの積を算出し、全ての金属層における上記積を足し合わせることにより、ＩＤＴ電極のρ×ｈ／λを求めることができる。
【００６６】
図１１は、本発明の第１の実施形態における第１のフィルタで用いられている第１の直列腕共振子及び第１の並列腕共振子のレイリー波の各周波数を第１のフィルタの通過帯域の中心周波数で規格化した各規格化周波数とＩＤＴ電極のρ×ｈ／λとの関係を示す図である。三角形のプロットを結ぶ実線は直列腕共振子の縦波を示し、円形のプロットを結ぶ実線は並列腕共振子の縦波を示し、三角形のプロットを結ぶ破線は直列腕共振子の速い横波を示し、円形のプロットを結ぶ破線は並列腕共振子の速い横波を示し、三角形のプロットを結ぶ一点鎖線は直列腕共振子の遅い横波を示し、円形のプロットを結ぶ一点鎖線は並列腕共振子の遅い横波を示す。
【００６７】
図２に示した第１の直列腕共振子Ｓ１における各規格化周波数は、第１の直列腕共振子のＩＤＴ電極のρ×ｈ／λに比例している。第１の並列腕共振子Ｐ１における各規格化周波数は、第１の並列腕共振子のＩＤＴ電極のρ×ｈ／λに比例している。同様に、第２〜第４の直列腕共振子Ｓ２〜Ｓ４及び第２〜第４の並列腕共振子Ｐ２〜Ｐ４の各規格化周波数も、それぞれのＩＤＴ電極のρ×ｈ／λに比例している。第１の直列腕共振子Ｓ１における各規格化周波数は、第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４において、いずれのρ×ｈ／λにおいても最も高い。第１の並列腕共振子Ｐ１における各規格化周波数は、第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４において、いずれのρ×ｈ／λにおいても最も低い。第１の直列腕共振子Ｓ１及び第１の並列腕共振子Ｐ１の縦波、速い横波及び遅い横波の各規格化周波数とρ×ｈ／λとの関係式は、下記の表２の示す通りである。
【００６８】
【表２】
2016111262.tif 000004
【００６９】
上述のように、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの通過帯域を、第１のフィルタ２に用いられている第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４のいずれのレイリー波の縦波の規格化周波数よりも低く、第１のフィルタ２の通過帯域よりも高い周波数帯域に配置することにより、挿入損失を効果的に小さくすることができる。この条件は、下記の式（１）により示される。なお、ρ×ｈ／λをｘとし、第１のフィルタ２の通過帯域の中心周波数ｆにより規格化した規格化周波数をｙとする。
【００７０】
式（１）
１＜ｙ＜２．３９２×１０−４×ｘ＋１．６２４６
【００７１】
複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの通過帯域が式（１）の条件を満たす周波数帯域に配置されていることにより、挿入損失を効果的に小さくすることができる。
【００７２】
上述のように、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの通過帯域が第１のフィルタ２に用いられている第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４のいずれのレイリー波の縦波の規格化周波数よりも低く、かつ速い横波の規格化周波数と異なる周波数帯域に配置することにより、挿入損失を効果的に小さくすることができる。この条件は、下記の式（２）及び式（３）により示される。複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの通過帯域が第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４のいずれの速い横波の規格化周波数よりも低い周波数帯域に配置されている場合、下記の式（２）により示される。
【００７３】
式（２）
１＜ｙ＜１．７３５８×１０−４×ｘ＋１．１７８１
【００７４】
複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの通過帯域が第１〜第４の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び第１〜第４の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４のいずれの速い横波の規格化周波数よりも高い周波数帯域に配置されている場合、下記の式（３）により示される。
【００７５】
式（３）
２．００３２×１０−４×ｘ＋１．２１３８＜ｙ＜２．３９２×１０−４×ｘ＋１．６２４６
【００７６】
全ての第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの通過帯域が式（２）の条件を満たしてもよく、全ての第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂの通過帯域が式（３）の条件を満たしてもよい。あるいは、複数の第２のフィルタ１２Ａ，１２Ｂのうち少なくとも１個の第２のフィルタ１２Ａが式（２）の条件を満たし、残りの第２のフィルタ１２Ｂが式（３）の条件を満たしていてもよい。上記のいずれの場合においても、挿入損失を効果的に小さくすることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１…複合フィルタ装置
２…第１のフィルタ
２ａ…入力端子
２ｂ…出力端子
３…圧電基板
４…ＩＤＴ電極
５…反射器
６…誘電体層
１２Ａ，１２Ｂ…第２のフィルタ
１３…圧電基板
１７…アンテナ端子
２４…ＩＤＴ電極
２４ａ〜２４ｄ…金属層
Ｓ１〜Ｓ４…第１〜第４の直列腕共振子
Ｐ１〜Ｐ４…第１〜第４の並列腕共振子
【図１】
2016111262.tif 000005
【図２】
2016111262.tif 000006
【図３】
2016111262.tif 000007
【図４】
2016111262.tif 000008
【図５】
2016111262.tif 000009
【図６】
2016111262.tif 000010
【図７】
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【図８】
2016111262.tif 000012
【図９】
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【図１０】
2016111262.tif 000014
【図１１】
2016111262.tif 000015
【国際調査報告】
2016111262.tif 000016
2016111262.tif 000017
2016111262.tif 000018
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