(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子を介して複数の周波数帯域の高周波信号を送受信するマルチプレクサであって、
前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、
互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数のフィルタ素子と、
前記複数のフィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の大きい第１フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、
前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第１フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数のフィルタ素子の通過帯域のいずれよりも低く、
前記複数のフィルタ素子のそれぞれは、弾性表面波フィルタ、または、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタである、
マルチプレクサ。
【請求項２】
アンテナ素子を介して複数の周波数帯域の高周波信号を送受信するマルチプレクサであって、
前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、
互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数のフィルタ素子と、
前記複数のフィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の小さい第２フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、
前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第２フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数のフィルタ素子の通過帯域のいずれよりも高く、
前記複数のフィルタ素子のそれぞれは、弾性表面波フィルタ、または、ＢＡＷを用いた弾性波フィルタである、
マルチプレクサ。
【請求項３】
前記マルチプレクサは、５以上の周波数帯域の高周波信号を送受信し、
前記複数のフィルタ素子は、５以上のフィルタ素子で構成されている、
請求項１または２に記載のマルチプレクサ。
【請求項４】
前記複数のフィルタ素子の少なくとも１つは、
前記共通端子と第１端子との間に直列配置された直列共振子と、前記共通端子から前記第１端子までの接続経路と基準端子との間に配置された並列共振子とを含む
請求項１または２に記載のマルチプレクサ。
【請求項５】
さらに、
前記アンテナ素子と前記共通端子との接続経路に接続されたインピーダンス整合素子を備える、
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】
アンテナ素子を介して複数の周波数帯域の高周波信号を送信する送信装置であって、
前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、
互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数の送信用フィルタ素子と、
前記複数の送信用フィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の大きい第１フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、
前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第１フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数の送信用フィルタ素子の通過帯域のいずれよりも低く、
前記複数の送信用フィルタ素子のそれぞれは、弾性表面波フィルタ、または、ＢＡＷを用いた弾性波フィルタである、
送信装置。
【請求項７】
アンテナ素子を介して複数の周波数帯域の高周波信号を送信する送信装置であって、
前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、
互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数の送信用フィルタ素子と、
前記複数の送信用フィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の小さい第２フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、
前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第２フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数の送信用フィルタ素子の通過帯域のいずれよりも高く、
前記複数の送信用フィルタ素子のそれぞれは、弾性表面波フィルタ、または、ＢＡＷを用いた弾性波フィルタである、
送信装置。
【請求項８】
アンテナ素子を介して複数の周波数帯域の高周波信号を受信する受信装置であって、
前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、
互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数の受信用フィルタ素子と、
前記複数の受信用フィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の大きい第１フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、
前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第１フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数の受信用フィルタ素子の通過帯域のいずれよりも低く、
前記複数の受信用フィルタ素子のそれぞれは、弾性表面波フィルタ、または、ＢＡＷを用いた弾性波フィルタである、
受信装置。
【請求項９】
アンテナ素子を介して複数の周波数帯域の高周波信号を受信する受信装置であって、
前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、
互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数の受信用フィルタ素子と、
前記複数の受信用フィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の小さい第２フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、
前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第２フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数の受信用フィルタ素子の通過帯域のいずれよりも高く、
前記複数の受信用フィルタ素子のそれぞれは、弾性表面波フィルタ、または、ＢＡＷを用いた弾性波フィルタである、
受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチプレクサ、送信装置および受信装置に関する。
【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、無線搬送周波数（バンド）に応じて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近傍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、通過帯域が異なる２つのラダー型ＳＡＷフィルタが共通端子に接続されたＳＡＷ分波器が開示されている。このＳＡＷ分波器には、アンテナと共通端子との間にインダクタおよびキャパシタで構成されたインピーダンス整合回路が配置されている。
【０００４】
また、特許文献２には、直列接続されたインダクタの接続ノードとアースとの間に音響共振器が配置されたフィルタが開示されている。この構成によれば、インダクタと音響共振器の容量とで構成されるＬＣ共振回路により、急峻性の高いノッチフィルタが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３２８８５号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
使用されるバンド数が少ないマルチプレクサの場合には、特許文献１に記載されたＳＡＷ分波器のように、アンテナ素子と共通端子との間にインピーダンス整合回路を配置することでアンテナ素子と各信号経路とのインピーダンス整合をとることが可能である。
【０００７】
しかしながら、使用されるバンド数が多くなるほど、上記インピーダンス整合回路だけで複数のフィルタ素子のそれぞれに適合するインピーダンス整合をとることが困難となってくる。これに対して、上記インピーダンス整合回路の他、各フィルタ素子に対して個別にインダクタおよびキャパシタなどの整合素子を付加することが考えられる。しかし、この場合には、特許文献２に記載されたようなＬＣ共振回路で構成されたノッチ波形がマルチプレクサ通過帯域内に予期せず発生する場合がある。この結果、マルチプレクサの通過帯域の低損失性を確保することが困難となる。
【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、各フィルタ素子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、および受信装置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周波数帯域の高周波信号を送受信するマルチプレクサであって、前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数のフィルタ素子と、前記複数のフィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の大きい第１フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第１フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数のフィルタ素子の通過帯域のいずれよりも低い。
【００１０】
複数のフィルタ素子が共通端子で束ねられたマルチプレクサにおいて、アンテナ素子と複数のフィルタ素子とのインピーダンス整合をとるため、複数のフィルタ素子のうち一のフィルタ素子と共通端子との間にインダクタンス素子が直列配置される。これによれば、上記一のフィルタ素子の誘導性インピーダンスと、並列接続されたその他のフィルタ素子の容量性インピーダンスとを複素共役の関係とすることができる。よって、アンテナ素子に並列接続されるフィルタ素子の数が増加しても、アンテナ素子と複数のフィルタ素子との高精度なインピーダンス整合を実現できる。このとき、上記インダクタンス素子と上記一のフィルタ素子の容量とで発生するＬＣ直列共振により、他のフィルタ素子の通過帯域内にノッチ（減衰点）を発生させ、当該通過帯域のロスを増加させてしまうことが想定される。
【００１１】
これに対して、上記構成によれば、インダクタンス素子と当該インダクタンス素子が接続された第１フィルタ素子とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数をマルチプレクサの通過帯域よりも低い周波数域に設定することにより、特に、マルチプレクサ通過帯域の低域端のロスを改善することが可能となる。
【００１２】
また、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周波数帯域の高周波信号を送受信するマルチプレクサであって、前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数のフィルタ素子と、前記複数のフィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の小さい第２フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第２フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数のフィルタ素子の通過帯域のいずれよりも高い。
【００１３】
上記構成によれば、インダクタンス素子と当該インダクタンス素子が接続された第２フィルタ素子とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数をマルチプレクサの通過帯域よりも高い周波数域に設定することにより、特に、マルチプレクサ通過帯域の高域端のロスを改善することが可能となる。
【００１４】
また、前記マルチプレクサは、５以上の周波数帯域の高周波信号を送受信し、前記複数のフィルタ素子は、５以上のフィルタ素子で構成されていてもよい。
【００１５】
トリプレクサやデュアルデュプレクサのような、周波数帯域が４系統以下で構成されたマルチプレクサの場合には、アンテナ素子と共通端子との間に配置されたインピーダンス整合回路により、アンテナ素子と複数のフィルタ素子とのインピーダンス整合を総合的にとることが可能である。これに対して、周波数帯域が５系統以上となると、並列接続された５以上のフィルタ素子の合成インピーダンスが極端に容量性となり、アンテナ素子と共通端子との間に配置されたインピーダンス整合素子だけでは、アンテナ素子と複数のフィルタ素子のそれぞれとのインピーダンス整合をとることが困難となる。
【００１６】
これに対して、上記構成によれば、バンド数が増加してマルチプレクサの通過帯域が広帯域化されても、インダクタンス素子とフィルタ素子とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数が、マルチプレクサの通過帯域よりも低い（または高い）周波数域に設定される。これにより、特に、マルチプレクサ通過帯域の低域端（または高域端）のロスを改善することが可能となる。
【００１７】
また、前記複数のフィルタ素子のそれぞれは、弾性表面波フィルタ、または、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタであってもよい。
【００１８】
弾性波フィルタは、容量性インピーダンスを有する傾向にあるため、複数のフィルタ素子のうち一のフィルタ素子と共通端子との間にインダクタンス素子を直列配置し、当該一のフィルタ素子の誘導性インピーダンスと、並列接続されたその他のフィルタ素子の容量性インピーダンスとを複素共役の関係とすることによるインピーダンス整合の手法が有効となる。
【００１９】
また、前記複数のフィルタ素子の少なくとも１つは、前記共通端子と第１端子との間に直列配置された直列共振子と、前記共通端子から前記第１端子までの接続経路と基準端子との間に配置された並列共振子とを含んでもよい。
【００２０】
ラダー型構造を含む弾性波フィルタのインピーダンスは、特に容量性となるため、複数のフィルタ素子のうち一のフィルタ素子と共通端子との間にインダクタンス素子を直列配置し、当該一のフィルタ素子の誘導性インピーダンスと、並列接続されたその他のフィルタ素子の容量性インピーダンスとを複素共役の関係とすることによるインピーダンス整合の手法が効果的となる。
【００２１】
また、さらに、前記インピーダンス整合素子を備えてもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る送信装置は、アンテナ素子を介して複数の周波数帯域の高周波信号を送信する送信装置であって、前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数の送信用フィルタ素子と、前記複数の送信用フィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の大きい第１フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第１フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数の送信用フィルタ素子の通過帯域のいずれよりも低い。
【００２４】
また、本発明の一態様に係る送信装置は、アンテナ素子を介して複数の周波数帯域の高周波信号を送信する送信装置であって、前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数の送信用フィルタ素子と、前記複数の送信用フィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の小さい第２フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第２フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数の送信用フィルタ素子の通過帯域のいずれよりも高い。
【００２５】
また、本発明の一態様に係る受信装置は、アンテナ素子を介して複数の周波数帯域の高周波信号を受信する受信装置であって、前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数の受信用フィルタ素子と、前記複数の受信用フィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の大きい第１フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第１フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数の受信用フィルタ素子の通過帯域のいずれよりも低い。
【００２６】
また、本発明の一態様に係る受信装置は、アンテナ素子を介して複数の周波数帯域の高周波信号を受信する受信装置であって、前記アンテナ素子との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子と、互いに異なる通過帯域を有し、各々が前記共通端子を経由して前記アンテナ素子に接続された複数の受信用フィルタ素子と、前記複数の受信用フィルタ素子のうち前記アンテナ素子側からみて最も容量の小さい第２フィルタ素子と前記共通端子との間に直列配置されたインダクタンス素子と、を備え、前記インダクタンス素子の誘導成分と前記第２フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、前記複数の受信用フィルタ素子の通過帯域のいずれよりも高い。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るマルチプレクサ、送信装置および受信装置によれば、対応すべきバンド数が増加しても、各フィルタ素子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】
【００２８】
【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２】実施の形態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】実施の形態に係るＢａｎｄ１の送信用フィルタの回路構成図である。
【図３Ｂ】実施の形態に係るＢａｎｄ１の受信用フィルタの回路構成図である。
【図３Ｃ】実施の形態に係るＢａｎｄ３の送信用フィルタの回路構成図である。
【図３Ｄ】実施の形態に係るＢａｎｄ３の受信用フィルタの回路構成図である。
【図３Ｅ】実施の形態に係るＢａｎｄ４０の送受信用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５】インダクタ素子とフィルタ素子とで構成されるＬＣ直列共振回路を表す図である。
【図６】実施の形態に係るＢａｎｄ１の送信用フィルタの容量等価回路図である。
【図７Ａ】実施の形態に係るマルチプレクサの通過特性を表すグラフである。
【図７Ｂ】実施の形態に係るマルチプレクサの容量等価回路の周波数特性を表すグラフである。
【図８Ａ】インダクタンス素子のインダクタンス値を増加させた場合の実施の形態に係るマルチプレクサの通過特性の変化を表すグラフである。
【図８Ｂ】インダクタンス素子のインダクタンス値を減少させた場合の実施の形態に係るマルチプレクサの通過特性の変化を表すグラフである。
【図９Ａ】インダクタンス素子のインダクタンス値を増加させた場合のＢａｎｄ１のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。
【図９Ｂ】インダクタンス素子のインダクタンス値を減少させた場合のＢａｎｄ１のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。
【図１０Ａ】インダクタンス素子のインダクタンス値を増加させた場合のＢａｎｄ３のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。
【図１０Ｂ】インダクタンス素子のインダクタンス値を減少させた場合のＢａｎｄ３のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。
【図１１Ａ】インダクタンス素子のインダクタンス値を増加させた場合のＢａｎｄ４０のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。
【図１１Ｂ】インダクタンス素子のインダクタンス値を減少させた場合のＢａｎｄ４０のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、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。
【００３０】
［１．マルチプレクサの基本構成］
本実施の形態では、ＴＤ−ＬＴＥ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）規格のＢａｎｄ１（送信通過帯域：１９２０−１９８０ＭＨｚ、受信通過帯域：２１１０−２１７０ＭＨｚ）、Ｂａｎｄ３（送信通過帯域：１７１０−１７８５ＭＨｚ、受信通過帯域：１８０５−１８８０ＭＨｚ）、およびＢａｎｄ４０（通過帯域：２３００−２４００ＭＨｚ）に適用されるペンタプレクサについて例示する。
【００３１】
本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、Ｂａｎｄ１用デュプレクサとＢａｎｄ３用デュプレクサとＢａｎｄ４０用フィルタとが共通端子６０で束ねられたペンタプレクサである。
【００３２】
図１は、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、送信用フィルタ１１および１３と、受信用フィルタ１２および１４と、送受信用フィルタ１５と、インダクタンス素子２１と、共通端子６０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、入出力端子５０とを備える。また、マルチプレクサ１は、共通端子６０およびアンテナ素子４に直列接続されたインダクタンス素子３１（インピーダンス整合素子）を介して、アンテナ素子４に接続されている。
【００３３】
送信用フィルタ１１は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された送信信号を、送信入力端子１０を経由して入力し、Ｂａｎｄ１の送信通過帯域（１９２０−１９８０ＭＨｚ）でフィルタリングして共通端子６０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、送信用フィルタ１１と共通端子６０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】
受信用フィルタ１２は、共通端子６０から入力された受信信号を入力し、Ｂａｎｄ１の受信通過帯域（２１１０−２１７０ＭＨｚ）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。
【００３５】
送信用フィルタ１３は、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された送信信号を、送信入力端子３０を経由して入力し、Ｂａｎｄ３の送信通過帯域（１７１０−１７８５ＭＨｚ）でフィルタリングして共通端子６０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。
【００３６】
受信用フィルタ１４は、共通端子６０から入力された受信信号を入力し、Ｂａｎｄ３の受信通過帯域（１８０５−１８８０ＭＨｚ）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。
【００３７】
送受信用フィルタ１５は、共通端子６０から入力された受信信号を入力し、また、送信回路（ＲＦＩＣなど）で生成された送信信号を、送信入力端子１０を経由して入力し、Ｂａｎｄ４０の通過帯域（２３００−２４００ＭＨｚ）でフィルタリングして受信出力端子４０または共通端子６０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。
【００３８】
送信用フィルタ１３、受信用フィルタ１２および１４、ならびに、送受信用フィルタ１５は、共通端子６０に、直接、接続されている。
【００３９】
本実施の形態では、送信用フィルタ１１および１３、受信用フィルタ１２および１４、ならびに送受信用フィルタ１５は、弾性表面波フィルタで構成されている。
【００４０】
［２．弾性表面波共振子の構造］
ここで、送信用フィルタ１１および１３、受信用フィルタ１２および１４、ならびに送受信用フィルタ１５を構成する弾性表面波共振子の構造について説明する。
【００４１】
図２は、実施の形態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の一例である。同図には、上記５つのフィルタを構成する複数の共振子のうち、送信用フィルタ１１の直列共振子１０１の構造を表す平面摸式図および断面模式図が例示されている。なお、図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。
【００４２】
上記５つのフィルタの各共振子は、圧電基板５１０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。
【００４３】
図２の平面図に示すように、圧電基板５１０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。
【００４４】
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。
【００４５】
密着層５４１は、圧電基板５１０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。
【００４６】
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。
【００４７】
保護層５５０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５５０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。
【００４８】
なお、密着層５４１、主電極層５４２および保護層５５０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５５０は、形成されていなくてもよい。
【００４９】
圧電基板５１０は、例えば、所定のカット角で切断され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、所定の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。
【００５０】
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とが重複する電極指長さである。また、対数は、複数の電極指１１０ａまたは１１０ｂの本数である。
【００５１】
なお、本発明に係るマルチプレクサ１を構成する各弾性表面波フィルタの構造は、図２に記載された構造に限定されない。例えば、ＩＤＴ電極５４は、金属膜の積層構造でなく、金属膜の単層であってもよい。
【００５２】
［３．各フィルタの回路構成］
図３Ａは、実施の形態に係るＢａｎｄ１の送信用フィルタ１１の回路構成図である。図３Ａに示すように、送信用フィルタ１１は、直列共振子１０１〜１０４と、並列共振子１５１〜１５４とを備える。また、送信用フィルタ１１と共通端子６０との間にはインピーダンス整合用のインダクタンス素子２１が直列接続されている。
【００５３】
直列共振子１０１〜１０４は、送信入力端子１０（第１端子）と共通端子６０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、直列共振子１０１〜１０４およびインダクタンス素子２１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１０１〜１０４および並列共振子１５１〜１５４の上記接続構成により、送信用フィルタ１１は、ラダー型のバンドパスフィルタを構成している。
【００５４】
図３Ｃは、実施の形態に係るＢａｎｄ３の送信用フィルタ１３の回路構成図である。図３Ｃに示すように、送信用フィルタ１３は、直列共振子３０１〜３０３と、並列共振子３５１〜３５３とを備える。
【００５５】
直列共振子３０１〜３０３は、送信入力端子３０（第１端子）と共通端子６０との間に互いに直列に接続されている。また、並列共振子３５１〜３５３は、送信入力端子３０、直列共振子３０１〜３０３および共通端子６０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３０１〜３０３および並列共振子３５１〜３５３の上記接続構成により、送信用フィルタ１３は、ラダー型のバンドパスフィルタを構成している。
【００５６】
図３Ｅは、実施の形態に係るＢａｎｄ４０の送受信用フィルタ１５の回路構成図である。図３Ｅに示すように、送受信用フィルタ１５は、直列共振子５０１〜５０５と、並列共振子５５１〜５５４とを備える。
【００５７】
直列共振子５０１〜５０５は、入出力端子５０（第１端子）と共通端子６０との間に互いに直列に接続されている。また、並列共振子５５１〜５５４は、入出力端子５０、直列共振子５０１〜５０５および共通端子６０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５０１〜５０５および並列共振子５５１〜５５４の上記接続構成により、送受信用フィルタ１５は、ラダー型のバンドパスフィルタを構成している。
【００５８】
図３Ｂは、実施の形態に係るＢａｎｄ１の受信用フィルタ１２の回路構成図である。図３Ｂに示すように、受信用フィルタ１２は、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、受信用フィルタ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とを備える。直列共振子２０１および２０２、ならびに並列共振子２５１は、ラダー型フィルタ部を構成している。
【００５９】
図３Ｄは、実施の形態に係るＢａｎｄ３の受信用フィルタ１４の回路構成図である。図３Ｄに示すように、受信用フィルタ１４は、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、受信用フィルタ１４は、縦結合型フィルタ部４０３と、直列共振子４０１、４０２および４０４と、並列共振子４５１および４５２とを備える。直列共振子４０１、４０２および４０４と、並列共振子４５１および４５２は、ラダー型フィルタ部を構成している。
【００６０】
図４は、実施の形態に係る縦結合型フィルタ部４０３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４０３は、ＩＤＴ４１１〜４１９と、反射器４２０および４２１と、入力ポート４３０および出力ポート４４０とを備える。
【００６１】
ＩＤＴ４１１〜４１９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。ＩＤＴ４１４および４１６は、ＩＤＴ４１５を挟み込むように配置され、ＩＤＴ４１３および４１７は、ＩＤＴ４１４〜４１６を挟み込むように配置されている。また、ＩＤＴ４１２および４１８は、ＩＤＴ４１３〜４１７を挟み込むように配置され、ＩＤＴ４１１および４１９は、ＩＤＴ４１２〜４１８を挟み込むように配置されている。反射器４２０および４２１は、ＩＤＴ４１１〜４１９を挟み込むように配置されている。また、ＩＤＴ４１１、４１３、４１５、４１７および４１９は、入力ポート４３０と基準端子（グランド）との間に並列接続され、ＩＤＴ４１２、４１４、４１６および４１８は、出力ポート４４０と基準端子との間に並列接続されている。
【００６２】
なお、縦結合型フィルタ部２０３の電極構成は、受信用フィルタ１４を構成する縦結合型フィルタ部４０３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。
【００６３】
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、送信用フィルタ１１および１３、受信用フィルタ１２および１４、ならびに送受信用フィルタ１５の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（バンド）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。
【００６４】
また、並列共振子と基準端子との間に減衰極形成用のインダクタンス素子が挿入されていてもよい。また、並列共振子が接続される基準端子は共通化されていてもよいし、分離されていてもよい。
【００６５】
［４．マルチプレクサの要部構成］
本実施の形態に係るマルチプレクサ１の要部特徴は、（１）上記５つのフィルタ素子のうちアンテナ素子４側からみて最も容量の大きい送信用フィルタ１１と共通端子６０との間にインダクタンス素子２１が直列配置されている、（２）インダクタンス素子２１の誘導成分と送信用フィルタ１１の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数が上記５つのフィルタ素子の通過帯域のいずれよりも低い、ことである。
【００６６】
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。
【００６７】
使用されるバンド数が少ない、つまり、アンテナ素子に束ねられる信号経路の数が少ないマルチプレクサの場合には、アンテナ素子４と共通端子６０との間に、インダクタおよびキャパシタで構成されたインピーダンス整合回路を配置することで、アンテナ素子４と各信号経路とのインピーダンス整合をとることが可能である。
【００６８】
しかしながら、使用されるバンド数が多くなるほど、アンテナ素子４と共通端子６０との間に配置されたインピーダンス整合回路だけで、複数のフィルタ素子のそれぞれに適合するインピーダンス整合をとることが困難となる。
【００６９】
これに対して、上記インピーダンス整合回路の他、各フィルタ素子に対して個別にインダクタおよびキャパシタなどの整合素子を付加することが考えられる。
【００７０】
例えば、本実施の形態に係る５つのＳＡＷフィルタ素子のように、容量性のインピーダンス特性を有する場合には、一のフィルタ素子と共通端子６０との間にインダクタンス素子を直列配置する構成が挙げられる。これによれば、アンテナ素子４側から見た上記一のフィルタ素子の誘導性インピーダンスと、共通端子６０に並列接続されたその他のフィルタ素子の容量性インピーダンスとを複素共役の関係とすることができる。よって、アンテナ素子に並列接続されるフィルタ素子の数が増加して、共通端子６０に並列接続されたその他のフィルタ素子の合成インピーダンスの容量性が大きくなった場合であっても、アンテナ素子と複数のフィルタ素子との高精度なインピーダンス整合を実現できる。本実施の形態に係るマルチプレクサ１を構成する各フィルタ素子は、直列共振子と並列共振子とで構成されたラダー型構造を含む。ラダー型構造を含む弾性波フィルタのインピーダンスは、特に容量性となるため、複数のフィルタ素子のうち一のフィルタ素子と共通端子との間にインダクタンス素子を直列配置し、当該一のフィルタ素子の誘導性インピーダンスと、並列接続されたその他のフィルタ素子の容量性インピーダンスとを複素共役の関係とすることによるインピーダンス整合の手法が効果的となる。
【００７１】
しかしながら、上記一のフィルタ素子と共通端子との間にインダクタンス素子を直列配置する構成をとった場合、以下のような問題が発生する。
【００７２】
図５は、インダクタ素子とフィルタ素子とで構成されるＬＣ直列共振回路を表す図である。同図に示すように、例えば、送信用フィルタ１１と共通端子６０との間にインダクタンス素子２１が直列接続された場合には、共通端子６０から接地（基準）端子への経路において、インダクタンス素子２１の誘導成分（Ｌ）および送信用フィルタ１１の容量成分（Ｃ）によりＬＣ直列共振が発生する。このＬＣ直列共振の共振周波数ｆｒは以下の式１で表される。
【００７３】
【数１】
0006658070.tif 000002
【００７４】
マルチプレクサの場合、各フィルタ素子は共通端子６０で接続されているため、各フィルタ素子に共振周波数ｆｒを有するノッチフィルタが付加された構成となる。この場合、各フィルタ素子の通過帯域内に共振周波数ｆｒが存在する場合、当該通過帯域内の挿入損失がノッチにより悪化することとなる。
【００７５】
マルチプレクサの使用周波数帯域（バンド）の数が多くなるほど、各周波数帯域の通過帯域を合成したマルチプレクサの通過帯域は広帯域化される。マルチプレクサの通過帯域が広帯域化されるほど、ＬＣ直列共振の共振周波数ｆｒが当該通過帯域内に存在してしまうことが懸念され、これにより、マルチプレクサの通過帯域のロスを増加させてしまうこととなる。
【００７６】
これに対して、本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、インダクタンス素子２１と、アンテナ素子４側から見て容量が最大である送信用フィルタ１１とで形成されるＬＣ直列共振に起因したノッチ（減衰点）を、マルチプレクサ１の通過帯域よりも低周波側に発生させることにより、マルチプレクサ１の通過帯域のロスを低減するものである。
【００７７】
以下、マルチプレクサ１の構成による作用効果について説明する。
【００７８】
本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、共通端子６０に束ねられた複数のフィルタ素子のうち、アンテナ素子４側から見た容量が最大である送信用フィルタ１１と共通端子６０との間に、インダクタンス素子２１が直列接続されている。ここで、共通端子６０に束ねられた複数のフィルタ素子の容量値を比較するにあたり、各フィルタ素子の容量値の算出方法について説明する。
【００７９】
図６は、実施の形態に係る送信用フィルタ１１の容量等価回路図である。同図には、Ｂａｎｄ１の送信用フィルタ１１の回路構成（上段）および共振子を容量とみた場合の等価回路（下段）が示されている。本実施の形態に係るフィルタ素子は、弾性表面波共振子で構成されているため、各共振子を容量とみなすことが可能である。
【００８０】
送信用フィルタ１３、受信用フィルタ１２および１４、ならびに送受信用フィルタ１５についても、図６に示された送信用フィルタ１１と同様に、容量等価回路を設定できる。このようにして設定された容量等価回路により、アンテナ素子４側からみた場合の各フィルタ素子の容量値が算出される。
【００８１】
表１に、送信用フィルタ１１および１３、受信用フィルタ１２および１４、ならびに送受信用フィルタ１５の等価容量の算出結果を示す。
【００８２】
【表１】
0006658070.tif 000003
【００８３】
表１より、アンテナ素子４側からみた場合のフィルタ容量が最も大きいのは、送信用フィルタ１１である。この結果より、インダクタンス素子２１が、共通端子６０と送信用フィルタ１１との間に直列接続される。
【００８４】
式１より、ノッチ（減衰極）の共振周波数ｆｒは、フィルタ容量が大きいほど低くなる。よって、インダクタンス素子２１をフィルタ容量が最も大きいフィルタ素子に直列接続することにより、ノッチ（減衰極）の共振周波数ｆｒを最も低周波側で発生させることができるので、ノッチ（減衰極）をマルチプレクサ１の通過帯域よりも低周波側で発生させることが可能となる。
【００８５】
図７Ａは、実施の形態に係るマルチプレクサ１の通過特性を表すグラフである。図７Ａには、共通端子６０と送信入力端子１０との間におけるＢａｎｄ１の送信用フィルタ１１の通過特性（実線）、共通端子６０と受信出力端子２０との間におけるＢａｎｄ１の受信用フィルタ１２の通過特性（粗い破線）、共通端子６０と送信入力端子３０との間におけるＢａｎｄ３の送信用フィルタ１３の通過特性（細かい破線）、共通端子６０と受信出力端子４０との間におけるＢａｎｄ３の受信用フィルタ１４の通過特性（一点鎖線）、および共通端子６０と入出力端子５０との間におけるＢａｎｄ４０の送受信用フィルタ１５の通過特性（二点鎖線）が表されている。ここで、インダクタンス素子２１のインダクタンス値は、５．６ｎＨに設定されている。
【００８６】
同図のグラフに示すように、５つのフィルタ素子の通過帯域内の挿入損失は良好であることが解る。これは、５つのフィルタ素子の通過帯域内ではなく、当該通過帯域よりも低周波側でノッチ（減衰極）が発生していることに起因するものと考えられる。
【００８７】
図７Ｂは、実施の形態に係るマルチプレクサ１の容量等価回路の周波数特性を表すグラフである。同図には、各フィルタ素子の容量等価回路の周波数特性のシミュレーション結果が表されている。Ｂａｎｄ１の送信用フィルタ１１の容量等価回路の周波数特性を除いて、各周波数特性にノッチ（減衰極）が見られる。図７Ｂのグラフに見られるノッチ（減衰極）の周波数と図７Ａのグラフに見られるノッチ（減衰極）の周波数とが略一致していることから、図７Ａのグラフに見られるノッチ（減衰極）は、インダクタンス素子２１と送信用フィルタ１１とのＬＣ直列共振回路により発生したものと判断できる。
【００８８】
図８Ａは、インダクタンス素子のインダクタンス値を増加させた場合のマルチプレクサ１の通過特性の変化を表すグラフである。同図には、図７Ａと同様に５つのフィルタ素子の通過特性が表されているが、インダクタンス素子２１のインダクタンス値を増加させた場合（９．６ｎＨ）の通過特性（太線）が示されている。また、各フィルタ素子の通過特性を明確に認識させるため、バンドごとのフィルタ通過特性を、図９Ａ、図１０Ａおよび図１１Ａに示す。
【００８９】
図９Ａは、インダクタンス素子のインダクタンス値を増加させた場合のＢａｎｄ１のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。図１０Ａは、インダクタンス素子のインダクタンス値を増加させた場合のＢａｎｄ３のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。図１１Ａは、インダクタンス素子のインダクタンス値を増加させた場合のＢａｎｄ４０のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。
【００９０】
インダクタンス素子２１のインダクタンス値を５．６ｎＨから９．６ｎＨへと増加させたことにより、式１で規定される共振周波数ｆｒはより低周波側へシフトする。これにより、図８Ａの下段グラフに示すように、送信用フィルタ１１以外の４つのフィルタの挿入損失が改善していることがわかる。これは、ノッチ（減衰極）を発生させる共振周波数ｆｒをより低周波数側に設定したことにより、Ｂａｎｄ１の送信信号経路で発生する信号漏洩が小さくなったことに起因するものである。
【００９１】
図８Ｂは、インダクタンス素子のインダクタンス値を減少させた場合のマルチプレクサの通過特性の変化を表すグラフである。同図には、図７Ａと同様に５つのフィルタ素子の通過特性が表されているが、インダクタンス素子２１のインダクタンス値を減少させた場合（１．６ｎＨ）の通過特性（太線）が示されている。また、各フィルタ素子の通過特性を明確に認識させるため、周波数帯域ごとのフィルタ通過特性を、図９Ｂ、図１０Ｂおよび図１１Ｂに示す。
【００９２】
図９Ｂは、インダクタンス素子のインダクタンス値を減少させた場合のＢａｎｄ１のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。図１０Ｂは、インダクタンス素子のインダクタンス値を減少させた場合のＢａｎｄ３のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。図１１Ｂは、インダクタンス素子のインダクタンス値を減少させた場合のＢａｎｄ４０のフィルタ素子の通過特性を表すグラフである。
【００９３】
インダクタンス素子２１のインダクタンス値を５．６ｎＨから１．６ｎＨへと減少させたことにより、式１で規定される共振周波数ｆｒはより高周波側へシフトする。これにより、図８Ｂの下段グラフに示すように、送信用フィルタ１１以外の４つのフィルタの挿入損失が劣化していることがわかる。これは、ノッチ（減衰極）を発生させる共振周波数ｆｒがマルチプレクサの通過帯域内に向けて高周波数側にシフトしたことにより、Ｂａｎｄ１の送信信号経路で発生する信号漏洩が大きくなったことに起因するものである。
【００９４】
なお、図８Ａおよび図８Ｂで示したインダクタンス素子２１のインダクタンス値は、ノッチ（減衰極）の共振周波数ｆｒをシフトさせることのみによって決定される値ではなく、その他の帯域通過特性の調整にも影響するため、単純に共振周波数ｆｒの調整目的のみをもって当該インダクタンス値を変更することはできない。この観点から、共振周波数ｆｒを低く設定するために、インダクタンス素子２１をマルチプレクサ１において最も容量が大きいフィルタと共通端子６０との間に配置するという構成が、マルチプレクサ１の低損失性を確保するために必須となる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、ＬＣ直列共振回路の共振周波数ｆｒをマルチプレクサ１の通過帯域よりも低周波側へ発生させる構成についてペンタプレクサを例示して説明したが、本発明に係るマルチプレクサは、ＬＣ直列共振回路の共振周波数ｆｒをマルチプレクサ１の通過帯域よりも高周波側へ発生させる構成を有していてもよい。
【００９６】
すなわち、アンテナ素子４を介して複数の周波数帯域の高周波信号を送受信するマルチプレクサであって、アンテナ素子４との接続経路にインピーダンス整合素子が接続される共通端子６０と、互いに異なる通過帯域を有し、各々が共通端子６０を経由してアンテナ素子４に接続された複数のフィルタ素子と、当該複数のフィルタ素子のうちアンテナ素子４側からみて最も容量の小さい第２フィルタ素子と共通端子６０との間に直列配置されたインダクタンス素子とを備え、当該インダクタンス素子の誘導成分と第２フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数は、上記複数のフィルタ素子の通過帯域のいずれよりも高い、ことを特徴とするものであってもよい。
【００９７】
この構成によれば、インダクタンス素子と当該インダクタンス素子が接続された第２フィルタ素子とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数ｆｒを、マルチプレクサの通過帯域よりも高い周波数域に設定することが可能となる。これにより、特に、マルチプレクサ通過帯域の高域端のロスを改善することが可能となる。
【００９８】
［５．まとめ］
以上、本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、従来のマルチプレクサと比較して、（１）複数のフィルタ素子のうちアンテナ素子側からみて最も容量の大きい第１フィルタ素子と共通端子との間にインダクタンス素子が直列配置されている、（２）インダクタンス素子の誘導成分と第１フィルタ素子の容量成分とで構成されるＬＣ直列共振回路の共振周波数ｆｒが上記複数のフィルタ素子の通過帯域のいずれよりも低い、ことを特徴とするものである。
【００９９】
使用されるバンド数が少ないマルチプレクサの場合には、アンテナ素子と共通端子との間に、インピーダンス整合回路を配置することで、アンテナ素子と各信号経路とのインピーダンス整合をとることが可能である。しかしながら、使用されるバンド数が多くなるほど、アンテナ素子と複数のフィルタ素子のそれぞれとのインピーダンス整合をとることが困難となってくる。
【０１００】
これに対して、一のフィルタ素子と共通端子との間にインダクタンス素子を直列接続する構成が挙げられる。これによれば、アンテナ素子側から見た上記一のフィルタ素子の誘導性インピーダンスと、共通端子に並列接続されたその他のフィルタ素子の容量性インピーダンスとを複素共役の関係とすることができる。よって、アンテナ素子に並列接続されるフィルタ素子の数が増加して上記容量性インピーダンスが大きくなった場合であっても、アンテナ素子と複数のフィルタ素子との高精度なインピーダンス整合を実現できる。
【０１０１】
しかしながら、上記一のフィルタ素子と共通端子との間にインダクタンス素子を直列接続する構成をとった場合には、インダクタンス素子の誘導成分および第１フィルタ素子の容量成分（Ｃ）によりＬＣ直列共振が発生する。このＬＣ直列共振の共振周波数ｆｒが、各フィルタ素子の通過帯域内に存在する場合、当該通過帯域内の挿入損失が共振周波数ｆｒで規定されるノッチ（減衰極）により悪化することとなる。
【０１０２】
これに対して、本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、インダクタンス素子と、アンテナ素子側から見て容量が最大である第１フィルタ素子とで形成されるＬＣ直列共振に起因したノッチ（減衰点）を、マルチプレクサ１の通過帯域外（低周波側）に発生させることにより、マルチプレクサ１の通過帯域のロスを低減するものである。つまり、上記要部特徴（１）および（２）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。
【０１０３】
（その他の実施の形態など）
以上、本発明に係るマルチプレクサについて、上記実施の形態を挙げて説明したが、本発明のマルチプレクサは、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本開示のマルチプレクサを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【０１０４】
例えば、実施の形態では、５つの周波数帯域を有するペンタプレクサを例示したが、本発明に係るマルチプレクサの特徴的な構成は、２以上のバンドを有するマルチプレクサに適用される。つまり、デュプレクサ、ダイプレクサ、トリプレクサ、およびクワッドプレクサなどの２〜４個のバンドを有するマルチプレクサ、さらには、６以上のバンドを有するマルチプレクサに適用される。なお、使用されるバンド数が多いほど、つまり、異なる通過帯域を有するフィルタ素子の数が多いほど、本発明に係るマルチプレクサの特徴的な構成を適用することの効果は大きい。
【０１０５】
また、上記実施の形態では、送信および受信の双方を担うマルチプレクサを例示したが、送信のみを担う複数のバンドを有する送信装置、および、受信のみを担う複数のバンドを有する受信装置にも適用される。この場合であっても、上記実施の形態のような特徴的な構成を有する送信装置または受信装置であれば、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。
【０１０６】
また、本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、さらに、アンテナ素子４と共通端子６０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、本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、高周波基板上に、異なる通過帯域を有する複数のフィルタ素子と、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。
【０１０７】
これにより、本マルチプレクサにアンテナ素子４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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
また、本発明に係るマルチプレクサ１は、上記実施の形態のようなＢａｎｄ１＋Ｂａｎｄ３＋Ｂａｎｄ４０の組み合わせを有するマルチプレクサに限られず、バンドの組み合わせは任意である。
【０１１０】
また、弾性表面波フィルタを構成する圧電基板５１０は、高音速支持基板と、低音速膜と、圧電膜とがこの順で積層された積層構造であってもよい。圧電膜は、例えば、ＬｉＴａＯ３圧電単結晶または圧電セラミックスからなる。圧電膜は、例えば、厚みが６００ｎｍである。高音速支持基板は、低音速膜、圧電膜ならびにＩＤＴ電極５４を支持する基板である。高音速支持基板は、さらに、圧電膜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および低音速膜が積層されている部分に閉じ込め、高音速支持基板より下方に漏れないように機能する。高音速支持基板は、例えば、シリコン基板であり、厚みは、例えば２００μｍである。低音速膜は、圧電膜を伝搬するバルク波よりも、低音速膜中のバルク波の音速が低速となる膜であり、圧電膜と高音速支持基板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。この積層構造によれば、圧電基板５１０を単層で使用している構造と比較して、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。
【０１１１】
また、送信用フィルタ１１の共通端子６０側にインダクタンス素子２１が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場合がる。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、圧電基板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。
【０１１２】
なお、高音速支持基板は、支持基板と、圧電膜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。
【０１１３】
また、上記実施の形態では、マルチプレクサ、送信装置および受信装置を構成する送信用フィルタ、受信用フィルタ、および送受信用フィルタとして、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、送信装置および受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。弾性波フィルタは、容量性インピーダンスを有する傾向にあるため、複数のフィルタ素子のうち一のフィルタ素子と共通端子との間にインダクタンス素子を直列配置し、当該一のフィルタ素子の誘導性インピーダンスと、並列接続されたその他のフィルタ素子の容量性インピーダンスとを複素共役の関係とすることによるインピーダンス整合の手法が有効となる。よって、上記実施の形態に係るマルチプレクサ、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。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
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】
【０１１５】
１    マルチプレクサ
４    アンテナ素子
１０、３０    送信入力端子
１１、１３    送信用フィルタ
１１ａ、１１ｂ、５４    ＩＤＴ電極
１２、１４    受信用フィルタ
１５    送受信用フィルタ
２０、４０    受信出力端子
２１、３１    インダクタンス素子
５０    入出力端子
６０    共通端子
１０１、１０２、１０３、１０４、２０１、２０２、３０１、３０２、３０３、４０１、４０２、４０４、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５    直列共振子
１１０ａ、１１０ｂ    電極指
１１１ａ、１１１ｂ    バスバー電極
１５１、１５２、１５３、１５４、２５１、３５１、３５２、３５３、４５１、４５２、５５１、５５２、５５３、５５４    並列共振子
２０３、４０３    縦結合型フィルタ部
４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９    ＩＤＴ
４２０、４２１    反射器
４３０    入力ポート
４４０    出力ポート
５１０    圧電基板
５４１    密着層
５４２    主電極層
５５０    保護層
【図１】
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【図２】
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【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３Ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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