(57)【要約】【課題】  同一基板上に異種のＳＡＷフィルタが形成された分波器であって、クロストークを軽減した良好なフィルタ特性を有する分波器を提供する。【解決手段】  同一の基板１０上にラダー型フィルタ１１０と多重モード結合型フィルタ１２０とが形成された分波器１において、ラダー型フィルタ１１０と多重モード結合型フィルタ１２０とのＩＤＴ１１１，１１２，１２１，１２２を同一の層構造で且つ同一の膜厚を有するように形成する。同一の層構造は、アルミニウムの単層構造である。分波器１は、各ＩＤＴの膜厚をｈ，ラダー型フィルタ１１０の周波数帯域の中心周波数をｆ1，多重モード結合型フィルタ１２０の周波数帯域の中心周波数をｆ2とした場合、ｈ×ｆ1が３００以上４８０以下で、かつｈ×ｆ2が３００以上４３０以下の条件を満足する。【選択図】          図１
2004343736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基板における同一面上にラダー型フィルタと多重モード結合型フィルタとが形成された分波器において、
前記ラダー型フィルタを形成する第１の櫛形電極と前記多重モード結合型フィルタを形成する第２の櫛形電極とが同一の層構造であって同一の膜厚を有し、
前記第１及び第２の櫛形電極がアルミニウムを主成分とする単層膜で形成されており、
前記第１及び第２の櫛形電極の膜厚をｈとし，前記ラダー型フィルタの周波数帯域の中心周波数をｆ1とし，前記多重モード結合型フィルタの周波数帯域の中心周波数をｆ2とした場合、式１の関係式をそれぞれ満足することを特徴とする分波器。
【数１】
2004343736.tif 000011
【請求項２】
前記膜厚ｈと前記中心周波数ｆ1及びｆ2とが更に、式２の関係式をそれぞれ満足することを特徴とする請求項１記載の分波器。
【数２】
2004343736.tif 000012
【請求項３】
圧電基板における同一面上にラダー型フィルタと多重モード結合型フィルタとが形成された分波器において、
前記ラダー型フィルタを形成する第１の櫛形電極と前記多重モード結合型フィルタを形成する第２の櫛形電極とが同一の層構造であって同一の膜厚を有し、
前記第１及び第２の櫛形電極がアルミニウム以外の金属材料を主成分とする単層膜又は、アルミニウム以外の金属材料を主成分とする層を含むｎ層（ｎは１以上の整数）の単層膜又は多層膜で形成されており、
前記第１及び第２の櫛形電極のｋ番目の層の膜厚をｈk（ｋは１以上の整数）とし，該ｋ番目の層を形成する金属材料のアルミニウムに対する比重をａkとし，前記ラダー型フィルタの周波数帯域の中心周波数をｆ1とし，前記多重モード結合型フィルタの周波数帯域の中心周波数をｆ2とした場合、式３の関係式をそれぞれ満足することを特徴とする分波器。
【数３】
2004343736.tif 000013
【請求項４】
前記膜厚ｈkと、前記比重ａkと、前記中心周波数ｆ1及びｆ2とが更に、式４の関係式をそれぞれ満足することを特徴とする請求項３記載の分波器。
【数４】
2004343736.tif 000014
【請求項５】
前記所定の基板が弾性表面波の伝搬方向をＸ方向とした回転Ｙカットのリチウムタンタレート基板であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の分波器。
【請求項６】
前記分波器は、前記多重モード結合型フィルタを複数個有することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分波器に関し、特に複数の弾性表面波フィルタが同一基板上に形成された分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、２つの弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＡＷ）フィルタを用いて構成されるアンテナ分波器は、特に８００ＭＨｚ帯の携帯電話・移動体通信機等に採用されている。このようなアンテナ分波器に使用されるＳＡＷフィルタには、安定した動作や長寿命を実現するために、高い耐電力性が要求される。そこで従来では、２つのＳＡＷフィルタを共に、比較的耐電極性の高い、ＳＡＷ素子を梯子型（ラダー型）に接続したラダー型フィルタで作製することが一般的であった。
【０００３】
また近年、携帯電話・移動体通信機の小型化に対する強い要求に伴い、１．９ＧＨｚ帯移動体通信システム（例えば、北米向けＰｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｅｒｖｉｃｅ：ＰＣＳ）で使用されるアンテナ分波器においても、比較的小型化が容易なＳＡＷフィルタを用いて作製することが望まれている。
【０００４】
以上のようなアンテナ分波器の小型化は、８００ＭＨｚ帯或いは１．９ＧＨｚ帯に関わらず、常に要求されていることであり、その実現手段としては、２つのＳＡＷフィルタを同一の基板上に形成する方法等が考えられている（例えば以下に示す特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平２００２−２３７７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、更なる小型化を目的として２つのＳＡＷフィルタをより小さな基板上に配置することは、通過帯域外の抑制度の劣化や送信信号と受信信号とのクロストーク等を助長してしまうという問題を発生させる。これは特に、８００ＭＨｚ帯に比べて高周波である１．９ＧＨｚ帯のアンテナ分波器に関して顕著に現れ易いため、ＳＡＷフィルタを用いて作製することが困難であった。
【０００７】
このような送信信号と受信信号とのクロストークによる問題を解決するためには、例えばアンテナ分波器を構成する２つのＳＡＷフィルタを各々別の基板上に作製する方法が考えられる。
【０００８】
しかしながら、ＳＡＷフィルタを用いてアンテナ分波器を作製する場合、小型化を実現するため以外に、以下に示すような理由から、２つのＳＡＷフィルタを同一基板上に同時に作製することが極めて望ましい。即ち、２つのＳＡＷフィルタを別々の基板上に作製した場合、プロセスバッチ間の電極膜厚変動や、電極指幅の変動によって２つのＳＡＷフィルタの中心周波数がそれぞれ変動する。この結果、その中心周波数間隔は、それぞれのＳＡＷフィルタの中心周波数変動量の２倍だけ変動することになり、アンテナ分波器の特性が大きくばらついてしまう。これに対し、同一基板上に２つのＳＡＷフィルタを同時に作製した場合、例えば電極膜厚変動、電極指幅の変動があっても、それらは２つの弾性表面波フィルタの中心周波数を同じように変動させるため、中心周波数間隔がほとんど変化せず、所望するフィルタ特性のアンテナ分波器を得ることができる。このように、アンテナ分波器の特性が、作製された２つの弾性表面波フィルタの中心周波数間隔によって大きな影響を受けるため、歩留りよく製造するためにも、同一基板上に２つのＳＡＷフィルタを同時に作製することが好ましい。
【０００９】
このように、アンテナ分波器に対する市場の要求は高周波化及び小型化であるが、何れの要求を満足しようとしても、従来技術では送信信号と受信信号とのクロストークが顕著となるため、良好なフィルタ特性を実現することが極めて困難であった。
【００１０】
本発明は、以上のような問題を考慮してなされたものであり、同一基板上に複数のＳＡＷフィルタが形成された分波器であって、クロストークを軽減した良好なフィルタ特性を有する分波器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】
【００１１】
かかる目的を達成するために、本発明は、請求項１記載のように、所定の基板における同一面上にラダー型フィルタと多重モード結合型フィルタとが形成された分波器において、前記ラダー型フィルタを形成する第１の櫛形電極と前記多重モード結合型フィルタを形成する第２の櫛形電極とが同一の層構造であって同一の膜厚を有し、前記第１及び第２の櫛形電極がアルミニウムを主成分とする単層膜で形成されており、前記第１及び第２の櫛形電極の膜厚をｈとし，前記ラダー型フィルタの周波数帯域の中心周波数をｆ1とし，前記多重モード結合型フィルタの周波数帯域の中心周波数をｆ2とした場合、式１の関係式をそれぞれ満足するように構成される。
【００１２】
【数５】
2004343736.tif 000003
【００１３】
送信側フィルタ及び受信側フィルタが共に弾性表面波フィルタで構成された分波器において、一方の弾性表面波フィルタにラダー型フィルタよりも帯域外抑制効果の大きい多重モード結合型フィルタを適用することで、送信側及び受信側の通過帯域における送信信号と受信信号とのクロストークを低減することができる。尚、他の一方に多重モード結合型フィルタよりも耐電力性の高いラダー型フィルタを適用することで、分波器の耐電力性が低下することを抑制できる。また、ラダー型フィルタと多重モード結合型フィルタとのそれぞれの櫛形電極を同一の基板上に、同一の層構造及び膜厚で形成することで、両者に生じる中心周波数の変動に相関を持たせることができるため、製造時の誤差によるフィルタ特性の変動を抑制することができ、分波器の歩留りを向上させることできる。更に、同一の基板上に上記の通り異種の弾性表面波フィルタが形成された構成において、上記式１を満足するように設計することで、送信側の通過帯域からの遷移域と受信側の通過帯域からの遷移域とを２０ＭＨｚ以下とすることができるため、送信信号と受信信号とのクロストークを低減でき、フィルタ特性を改善することができる。
【００１４】
また、請求項１記載の前記分波器は、好ましくは請求項２記載のように、前記膜厚ｈと前記中心周波数ｆ1及びｆ2とが更に、式２の関係式をそれぞれ満足するように構成される。
【００１５】
【数６】
2004343736.tif 000004
【００１６】
上記式２を満足するように設計することで、製造時の誤差により電極膜厚や電極指幅が変動した場合でも、確実に遷移域を２０ＭＨｚよりも小さい値とすることが可能となり、フィルタ特性を確実に改善することができる。
【００１７】
また、本発明は、請求項３記載のように、圧電基板における同一面上にラダー型フィルタと多重モード結合型フィルタとが形成された分波器において、前記ラダー型フィルタを形成する第１の櫛形電極と前記多重モード結合型フィルタを形成する第２の櫛形電極とが同一の層構造であって同一の膜厚を有し、前記第１及び第２の櫛形電極がアルミニウム以外の金属材料を主成分とする単層膜又は、アルミニウム以外の金属材料を主成分とする層を含むｎ層（ｎは１以上の整数）の単層膜又は多層膜で形成されており、前記第１及び第２の櫛形電極のｋ番目の層の膜厚をｈk（ｋは１以上の整数）とし，該ｋ番目の層を形成する金属材料のアルミニウムに対する比重をａkとし，前記ラダー型フィルタの周波数帯域の中心周波数をｆ1とし，前記多重モード結合型フィルタの周波数帯域の中心周波数をｆ2とした場合、式３の関係式をそれぞれ満足するように構成される。
【００１８】
【数７】
2004343736.tif 000005
【００１９】
送信側フィルタ及び受信側フィルタが共に弾性表面波フィルタで構成された分波器において、一方の弾性表面波フィルタにラダー型フィルタよりも帯域外抑制効果の大きい多重モード結合型フィルタを適用することで、送信側及び受信側の通過帯域における送信信号と受信信号とのクロストークを低減することができる。尚、他の一方に多重モード結合型フィルタよりも耐電力性の高いラダー型フィルタを適用することで、分波器の耐電力性が低下することを抑制できる。また、ラダー型フィルタと多重モード結合型フィルタとのそれぞれの櫛形電極を同一の基板上に、同一の層構造及び膜厚で形成することで、両者に生じる中心周波数の変動に相関を持たせることができるため、製造時の誤差によるフィルタ特性の変動を抑制することができ、分波器の歩留りを向上させることできる。更に、同一の基板上に上記の通り異種の弾性表面波フィルタが形成された構成において、上記式３を満足するように設計することで、送信側の通過帯域からの遷移域と受信側の通過帯域からの遷移域とを２０ＭＨｚ以下とすることができるため、送信信号と受信信号とのクロストークを低減でき、フィルタ特性を改善することができる。更にまた、アルミニウムの単層膜よりも耐電力性が改善された単層膜又は多層膜を用いて櫛形電極を形成する場合でも、上記式３を満足するように設計することで、同様な理由によりフィルタ特性を改善することができる。尚、比較的高い耐電力性を持つ層でラダー型フィルタ及び多重モード結合型フィルタの櫛形電極を形成することで、分波器の耐電力性を向上することができる。
【００２０】
また、請求項３記載の前記分波器は、好ましくは請求項４記載のように、前記膜厚ｈkと、前記比重ａkと、前記中心周波数ｆ1及びｆ2とが更に、式４の関係式をそれぞれ満足するように構成される。
【００２１】
【数８】
2004343736.tif 000006
【００２２】
上記式４を満足するように設計することで、製造時の誤差により電極膜厚や電極指幅が変動した場合でも、確実に遷移域を２０ＭＨｚよりも小さい値とすることが可能となり、フィルタ特性を確実に改善することができる。
【００２３】
また、請求項１から４の何れか一項に記載の前記所定の基板には、請求項５記載のように、弾性表面波の伝搬方向をＸ方向とした回転Ｙカットのリチウムタンタレート基板が適用されることが好ましい。比較的低損失な特性を有するリチウムタンタレート基板を用いることで、低損失な分波器を作製することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、同一基板上に異種のＳＡＷフィルタが形成された分波器であって、クロストークを軽減した良好なフィルタ特性を有する分波器を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を好適に実施した形態について図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
先ず、本発明の実施例１を図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施例による分波器１の構成を示すブロック図である。分波器１は、同一の基板１０上に複数の弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタ（送信側フィルタ１１，受信側フィルタ１２）が形成された構成を有する。ここで、高周波化及び小型化しても良好なフィルタ特性が得られるようにするために、２つのＳＡＷフィルタ（１１，１２）のうち一方をラダー型フィルタで作成し、他方を多重モード結合型フィルタで作成する。また、分波器１には、入力インピーダンスを整合するために、２つのＳＡＷフィルタ（１１，１２）と共通端子であるアンテナポート１５とを接続する配線上に整合回路である位相シフタ１３が設けられている。
【００２７】
ラダー型フィルタの構成例を図２に示す。図２に示すように、ラダー型フィルタ１１０は直列に接続された櫛形電極（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：以下、ＩＤＴという）１１１と、これに並列に接続されたＩＤＴ１１２とを有して構成される。尚、直列に接続されたＩＤＴ１１１を含んで構成される共振子を直列共振子といい、並列に接続されたＩＤＴ１１２を含んで構成される共振子を並列共振子という。直列共振子はラダー型配置の直列腕に配置され、並列共振子は並列腕に配置されている。
【００２８】
これに対し、多重モード結合型フィルタは、ラダー型フィルタ１１０よりも通過帯域外の抑圧度が広い周波数範囲にわたって良好である。多重モード結合型フィルタ１２０の構成を図３に示す。図３に示すように、多重モード結合型フィルタ１２０は、複数（図３では例として３つ）のＩＤＴ１２１及び１２２を横並びに配列した構成を有し、更にこれらの並びの両脇に反射電極１２３を配置した構成を有している。ＩＤＴ１２１は入力側に設けられており、ＩＤＴ１２２は出力側に設けられている。この構成により、多重モード結合型フィルタ１２０は、ＳＡＷの励振・受信を基本としてフィルタ特性を得ている。なお、図３に示す構成は、多段モード結合型フィルタのうちの二重モード型弾性表面波（ＤＭＳ：Ｄｏｕｂｌｅ  Ｍｏｄｅ  ＳＡＷ）フィルタのものである。
【００２９】
以上のような構成において、ラダー型フィルタ１１０はＩＤＴ（１１１，１１２）で形成されるＳＡＷ共振器を１つのインピーダンス素子と見なした電気回路であるため、浮遊容量等の影響により一般に多重モード結合型フィルタ１２０よりも通過帯域外抑圧度が劣る。従って、分波器１における何れか一方のＳＡＷフィルタ（１１／１２）を多重モード結合型フィルタ１２０とすることで、送信信号と受信信号とのクロストークが低減できる。これを図４及び図５を用いて、より詳細に説明する。
【００３０】
図４に、ラダー型フィルタ１１０のフィルタ特性と多重モード結合型フィルタ１２０のフィルタ特性とを示す。図４を参照すると明らかなように、通過帯域の挿入損失に関しては、ラダー型フィルタ１１０及び多重モード結合型フィルタ１２０のそれぞれにおいて優れている周波数帯域があり、双方のフィルタ特性を同等と見なすことができる。これに対し、特に低周波側（図４中、特に破線で囲まれた領域）の帯域外抑制度に関しては、多重モード結合型フィルタ１２０の方がラダー型フィルタ１１０よりも１０ｄＢ程度優れていることが判る。
【００３１】
次に、分波器１における高周波側のフィルタ（受信側フィルタ１２）を多重モード結合型フィルタ１２０とした場合の送信側から受信側へのクロストークと、同じく受信側フィルタ１２をラダー型フィルタ１１０とした場合の送信側から受信側へのクロストークとをシミュレーションし、これらの結果を図５に示す。尚、このシミュレーションでは分波器１における低周波側のフィルタ（送信側フィルタ１１）をラダー型フィルタ１１０としている。
【００３２】
図５を参照すると明らかなように、受信側フィルタ１２を多重モード結合型フィルタ１２０とした場合の方が、ラダー型フィルタ１１０とした場合よりも、特に低周波側（図５中、特に破線で囲まれた領域）の抑圧が改善している。これは、この領域における多重モード結合型フィルタ１２０の帯域外抑制度がラダー型フィルタ１１０よりも優れているからである（図４参照）。この結果から、分波器１における一方を多重モード結合型フィルタ１２０とすることで、クロストークに優れた特性を得られることを容易に判断することができる。
【００３３】
但し、多重モード結合型フィルタ１２０はラダー型フィルタ１１０に比べ、耐電力性が劣る。このため、２つのＳＡＷフィルタ（１１，１２）の両方を多重モード結合型フィルタ１２０で構成することは、分波器１の耐電力性を大幅に低下させることに繋がる。従って、耐電力性とフィルタ特性向上とのバランスを考慮して、２つのＳＡＷフィルタ（１１，１２）のうち何れか一方のみを多重モード結合型フィルタ１２０とすることが好ましい。
【００３４】
また、ラダー型フィルタ１１０と多重モード結合型フィルタ１２０と（特にＩＤＴ１１１，１１２，１２１，１２２）は、図１で示したように、同一の基板１０上に、同一の金属材料を用いて、同一の膜厚で形成されることが好ましい。これは、設計の容易化及び製造工程の簡素化を実現する上で有効であり、且つプロセスバッチ間の電極膜厚変動や電極指幅の変動によって生じる２つのＳＡＷフィルタ（１１，１２）の中心周波数の変動を自動的にキャンセルする上でも有効である。即ち、製造工程において生じる電極膜厚変動や電極指幅の変動は、送信側フィルタ１１と受信側フィルタ１２とを同時に形成することで相関を持つ。これにより、両者に生じる中心周波数の変動にも相関が現れる。従って、同じように変動する２つのＳＡＷフィルタ（１１，１２）の中心周波数の間隔はほとんど変化しないため、容易に所望するフィルタ特性を得ることが可能となり、分波器１の歩留りを向上させることが達成できる。
【００３５】
尚、２つのＳＡＷフィルタ（１１，１２）を構成するＩＤＴ（１１１，１１２，１２１，１２２）には、例えばアルミニウム（Ａｌ）等を主成分とした金属材料等を用いて形成した電極膜を適用することができる。しかしながら、これに限定されず、アルミニウム（Ａｌ）以外の金属材料を主成分とした単層構造として形成することも、これのような層を含む多層構造として形成することも可能である。尚、アルミニウム（Ａｌ）以外の金属材料としては、例えばチタン（Ｔｉ），銅（Ｃｕ），金（Ａｕ），モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ），タンタル（Ｔａ），クロム（Ｃｒ），白金（Ｐｔ），ルテニウム（Ｒｕ）又はロジウム（Ｒｈ）等を使用することができる。
【００３６】
また、２つのＳＡＷフィルタ（１１，１２）が形成される基板１０には、切り出し角が回転Ｙカット板である４２°ＹカットＸ伝搬リチウムタンタレートの圧電単結晶基板（以下、ＬＴ基板という）や，切り出し角が回転Ｙカット板である４２°ＹカットＸ伝搬リチウムナイオベートの圧電単結晶基板（以下、ＬＮ基板という）や，このほか水晶等の圧電材料等で作製された圧電性素子基板（以下、圧電基板という）を適用することができる。例えばＬＴ基板を使用することで、低損失な特性を得ることができる。
【００３７】
但し、送信側フィルタ１１（本実施例ではラダー型フィルタ１１０）と受信側フィルタ１２（本実施例では多重モード結合型フィルタ１２０）とを同一の基板上に形成する場合、換言すれば、異種のＳＡＷフィルタを同一の基板上に形成する場合、多重モード結合型フィルタ１２０とラダー型フィルタ１１０それぞれの最適設計パラメータ、特に最適なＩＤＴ（１１１及び１１２、１２１及び１２２）の電極膜厚が異なるため、両者に関して同時に良好なフィルタ特性を得ることは困難である。そこで本発明者らは、以下に説明するような設計条件を考慮することで、ラダー型フィルタ１１０と多重モード結合型フィルタ１２０とで同時に良好なフィルタ特性が得られることを見いだした。
【００３８】
上記の設計条件を説明するにあたり、先だってラダー型フィルタ１１０と多重モード結合型フィルタ１２０との電極膜厚に対する遷移域変化について説明する。遷移域とは、図６に示すように、通過域と阻止域との境界の領域を指す。即ち、例えばラダー型フィルタ１１０の通過域を−３．５ｄＢ以上の領域とし、阻止域を−４２ｄＢ以下の領域とした場合、これの遷移域は−４２ｄＢより大きく−３．５ｄＢより小さい領域となる。同様に、多重モード結合型フィルタ１２０の通過域を−４ｄＢ以上の領域とし、阻止域を−５０ｄＢ以下の領域とした場合、これの遷移域は−５０ｄＢより大きく−４ｄＢより小さい領域となる。
【００３９】
次に、図７は、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）向けである１．９ＧＨｚ帯の分波器に組み込むためのラダー型フィルタ１１０に関する遷移域幅の依存性を示すグラフである。この際、基板１０を上述のＬＴ基板とし、ＩＤＴ１１１，１１２を電極材料にアルミニウム（Ａｌ）を用いて単層構造で形成した。また、図７の横軸を一般化したＩＤＴ１１１，１１２の膜厚とするために、ラダー型フィルタ１１０の中心周波数をｆ1とし、これと膜厚ｈとの積ｈ×ｆ1を横軸に用いた。
【００４０】
また、図８は、同じくＰＣＳ向けである１．９ＧＨｚ帯の分波器に組み込むための多重モード結合型フィルタ１２０に関する遷移域幅の依存性を示すグラフである。この際、ラダー型フィルタ１１０と同様に、基板１０を上述のＬＴ基板とし、ＩＤＴ１２１，１２２を電極材料にアルミニウム（Ａｌ）を用いて単層構造で形成した。また、図８の横軸を一般化したＩＤＴ１１１，１１２の膜厚とするために、多重モード結合型フィルタ１２０の中心周波数をｆ2とし、これと膜厚ｈとの積ｈ×ｆ2を横軸に用いた。
【００４１】
尚、上記のラダー型フィルタ１１０は、ＰＣＳの規格に適合する送信用フィルタ（送信帯域１８５０〜１９１０［ＭＨｚ］）として作製されており、その中心周波数ｆ1が１８８０ＭＨｚである。また、多重モード結合型フィルタ１２０は、ＰＣＳの規格に適合する受信用フィルタ（受信帯域１９３０〜１９９０［ＭＨｚ］）として作製されており、その中心周波数ｆ2が１９６０ＭＨｚである。
【００４２】
ここで、ＰＣＳで使用する１．９ＧＨｚ帯における送信帯域と受信帯域との間隔は、送信帯域の上限が１９１０ＭＨｚであって受信帯域の下限が１９３０ＭＨｚであることから、２０ＭＨｚしかない。このように送信帯域と受信帯域とが極めて接近している状況では、送信側フィルタ１１及び受信側フィルタ１２のフィルタ特性に極めて急峻なカットオフ特性を要求する（上記した例では、それぞれ２０ＭＨｚ以下のカットオフ特性となる）。図７に示すラダー型フィルタ１１０のフィルタ特性から、上記のカットオフ特性を満足するには、ｈ×ｆ1を４８０以下の範囲とする必要がある。また、図８に示す多重モード結合型フィルタ１２０のフィルタ特性から、同様に上記のカットオフ特性を満足するためには、ｈ×ｆ2を３００以上４３０以下の範囲とする必要がある。但し、ラダー型フィルタ１１０は電極膜厚が薄すぎると、図９に示すように、通過域にリップルが現れてしまう。従って、ｈ×ｆ1の下限は３００以上であることが好ましい。尚、図９は、ｈ×ｆ1を変えたときのラダー型フィルタ１１０の通過特性変化を示すグラフである。
【００４３】
以上のような理由から、同一基板における同一面上にラダー型フィルタ１１０と多重モード結合型フィルタ１２０とが形成された分波器１において、ラダー型フィルタ１１０を形成するＩＤＴ１１１，１１２と多重モード結合型フィルタ１２０を形成するＩＤＴ１２１，１２２とを金属材料を用いて同一の膜厚で形成する場合、各ＩＤＴ１１１，１１２，１２１，１２２の膜厚ｈ，ラダー型フィルタ１１の周波数帯域の中心周波数ｆ1，多重モード結合型フィルタ１２の周波数帯域の中心周波数ｆ2とが次の式１の関係式をそれぞれ満足するような設計条件をとることが好ましい。これにより、送信側フィルタ１１と受信側フィルタ１２との遷移域を２０ＭＨｚ以下とすることができ、送信信号と受信信号とのクロストークを低減できるため、ＰＣＳ使用を満足する良好なフィルタ特性を持った分波器を実現することができる。
【００４４】
【数９】
2004343736.tif 000007
【００４５】
また、実際に分波器１を作製する際には、ＩＤＴ１１１，１１２，１２１，１２２の電極膜厚や電極指幅に変動があるため、遷移域を２０ＭＨｚよりも小さい１５ＭＨｚと見積もることが好ましい。これを満足する設計条件を次の式２に示す。
【００４６】
【数１０】
2004343736.tif 000008
【００４７】
但し、上記では１．９ＧＨｚ帯の分波器１について説明したが、本発明はこの周波数帯域に限定されるものではなく、例えば８００ＭＨｚ帯や２．０ＧＨｚ帯等、種々目的に応じて変形することが可能であり、上述した効果と同様の効果が得られる。つまり、図７及び図８に示すグラフはそれぞれ、ラダー型フィルタ及び多重モード結合型フィルタの中心周波数にかかわらず成り立つ。
【００４８】
次に、上記した構成及び設計条件を満足するように作製した具体的な分波器１００について図面を用いて詳細に説明する。
【００４９】
本具体例は、分波器１をＰＣＳで使用される１．９ＧＨｚ帯のアンテナ分波器として作製した場合である。分波器１００の構成を図１０に示す。
【００５０】
本具体例では基板１０にＬＴ基板を用いた。また、基板１０上に形成する送信側フィルタ１１には、図２に示すような、４つの直列共振子を有して成る４段構成のラダー型フィルタ１１０を用いた。更に、同基板１０上に形成する受信側フィルタ１２には、図３に示すような、３つのＩＤＴ（１２１，１２２）を一列に配置し、その両側に反射器も設けた構成の多重モード結合型フィルタ１２０ａ〜１２０ｆを並列に３つ接続し、且つこれを２段に接続した構成（ＤＭＳ並列多段接続構成）のフィルタを用いた。各多重モード結合型フィルタ１２０ａ〜１２０ｆの接続関係を図１３に示す。なお、図１３は単相入出力構成であるが、バランス入出力構成であってもよい。更に、受信側フィルタ１２の入力部とアンテナポートとの間に位相シフタ１３を設けた。
【００５１】
ラダー型フィルタ１１０及び多重モード結合型フィルタ１２０ａ〜１２０ｆを構成するＩＤＴ（１１１，１１２，１２１，１２２：図２及び図３参照）は、単層構造で基板１０上に同時に作製され、その構造をアルミニウム（Ａｌ）を主成分とした電極材料による単層とし、膜厚ｈを０．１８μｍとした。
【００５２】
従って、膜厚ｈ（＝１．８×１０-7［ｍ］）と各送信側フィルタ１１の中心周波数ｆ1（＝１．８８×１０9［Ｈｚ］）又は受信側フィルタ１２の中心周波数ｆ2（＝１．９６×１０9［Ｈｚ］）とを乗算した値は、それぞれ略３３８，略３５３となり、式１に示す設計条件を満足する。更に、この値は式２に示す設計条件をも満足している。
【００５３】
以上のように構成した分波器１００の送信側からアンテナへの通過特性（＝送信側フィルタ１１の通過特性）及びアンテナから受信側への通過特性（＝受信フィルタ１２の通過特性）を図１１に示す。図１１を参照すると明らかなように、挿入損失は送信帯域で−３．５ｄＢ以下、受信帯域で−４ｄＢ以下を確保することができた。また、抑圧度は送信帯域で−５０ｄＢ以上、受信帯域で−４５ｄＢ以上を確保することができた。これらから、本具体例による分波器１００が実使用において有用であることを確認できた。
【００５４】
また、分波器１００の送信側から受信側へのクロストーク特性を図１２に示す。図１２を参照すると明らかなように、クロストークを送信帯域において−５０ｄＢ以上に抑えることができ、受信帯域において−４２ｄＢ以上に抑えることができた。これらから、本具体例による分波器１００が良好な特性を発揮し、分波器１００が実使用において有用であることを確認できた。
【００５５】
上記分波器の好ましい実施形態は、同一電極材料で同一の膜厚を厚さを持つ電極を同一基板上形成しているため、製造プロセスが単純となり、歩留りよく分波器を製作することができる。
【実施例２】
【００５６】
次に、本発明の実施例２について図面を用いて詳細に説明する。上記した実施例１では、送信側フィルタ１１（本実施例ではこれを実施例１と同様にラダー型フィルタ１１０とする）及び受信側フィルタ１２（本実施例ではこれを実施例１と同様に多重モード結合型フィルタ１２０とする）のＩＤＴ１１１，１１２，１２１，１２２をアルミニウム（Ａｌ）を主成分とした電極材料を用いて単層構造で作製した場合を例に挙げた。
【００５７】
但し、一般的に送信側フィルタ１１のＩＤＴ１１１，１１２を耐電力性の高い電極膜を用いて作製することが好ましい場合がある。これは、送信側フィルタ１１に受信側フィルタ１２よりも大きな電力が印加されるためである。そこで、本実施例では、ＩＤＴ１１１，１１２を比較的高耐電力な電極膜で形成した場合を例に挙げて説明する。
【００５８】
本実施例では、高耐電力な電極膜として、アルミニウム−銅／銅／アルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃｕ／Ｃｕ／Ａｌ−Ｃｕ）の３層構造や、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とした材料とチタン（Ｔｉ）とを積層化した多層構造や、アルミニウム−マグネシウム（Ａｌ−Ｍｇ）の積層構造や、アルミニウム−銅−マグネシウム（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ）の積層構造等を有する金属膜を使用する。
【００５９】
また、上記のような電極膜を用いて送信側フィルタ１２（ラダー型フィルタ１１０）のＩＤＴ（１１１、１１２）を形成する際、同一の工程において同一の層構造の受信側フィルタ１２（多重モード結合型フィルタ１２０）のＩＤＴ（１２１，１２２）を形成することも、分波器１の耐電力性を向上する上で有効である。即ち、受信側フィルタ１２には送信側フィルタ１１から漏れだした電力が流れ込む。このため、受信側フィルタ１２もある程度の耐電力性を持つように形成する必要がある。上記のように、受信側フィルタ１２も送信側フィルタ１１と同様の高耐電力な電極膜で形成することで、受信側フィルタ１２（多重モード結合型フィルタ１２０）の耐電力性を向上することができる。更に、送信側フィルタ１１と受信側フィルタ１２とのＩＤＴ（１１１，１１２，１２１，１２２）を同一のプロセスで同一の層構造として形成することは、製造プロセスが複雑化することを回避できるだけでなく、上述したように、電極膜厚変動や電極指幅の変動によるフィルタ特性の変動を抑制できる点からも有効である。
【００６０】
尚、ＩＤＴ１１１，１１２，１２１，１２２を形成する電極材料にアルミニウム（Ａｌ）以外を使用した場合、アルミニウム（Ａｌ）との比重の関係から、実質的な電極膜厚が変化する。そこで、本実施例では、ＩＤＴ１１１，１１２，１２１，１２２をアルミニウム（Ａｌ）以外の電極材料で形成された層を含む単層又は多層構造で形成した場合、この電極材料のアルミニウム（Ａｌ）に対する比重を乗算することによって、実質的にアルミニウム（Ａｌ）で形成した場合の電極膜厚に換算し、この値が上述した式１で規定した設計条件を満足するように構成する。ここで、ＩＤＴ１１１，１１２，１２１，１２２を構成する各層の膜厚をｈk（但し、ｋは自然数），この層を形成する電極材料のアルミニウム（Ａｌ）に対する比重をａkとした場合、本実施例による設計条件は、次の式３で示すようになる。
【００６１】
【数１１】
2004343736.tif 000009
【００６２】
また、実施例１と同様に、実際に分波器１を作製する際のＩＤＴ１１１，１１２，１２１，１２２の電極膜厚や電極指幅の変動を考慮する場合では、遷移域を２０ＭＨｚよりも小さい１５ＭＨｚと見積もるために、設計条件を次の式４で示すように設定する。
【００６３】
【数１２】
2004343736.tif 000010
【００６４】
このような設計条件を設けることで、本実施例によれば、アルミニウム（Ａｌ）以外の電極材料を用いて単層又は多層構造のＩＤＴ１１１，１１２，１２１，１２２を形成した場合でも、実施例１と同様に、送信信号と受信信号とのクロストークを低減することが可能となり、ＰＣＳ仕様を満足する良好なフィルタ特性を有する分波器を作製することができる。
【００６５】
但し、上述したような積層構造を有する電極膜で形成したＩＤＴ（１１１，１１２，１２１，１２２）は、例えばアルミニウム（Ａｌ）の単層で形成した場合と比較して電気抵抗が大きいため、フィルタ挿入損失が増加してしまう。そこで、本実施例では、例えば実施例１における図１０及び図１３で示した構成と同様に、複数個の多重モード結合型フィルタ１２０を並列して接続した構成とする。これにより、受信側フィルタ１２の電気抵抗が小さくなり、フィルタ挿入損失を低減することが可能となる。尚、他の構成は実施例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６６】
以上、説明した実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態による分波器１の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態で使用するラダー型フィルタ１１０の構成例を示す上視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態で使用する多重モード結合型フィルタ１２０の構成例を示す上視図である。
【図４】図２に示すラダー型フィルタ１１０とフィルタ特性と図３に示す多重モード結合型フィルタ１２０のフィルタ特性とを示すグラフである。
【図５】分波器１における高周波側のフィルタ（受信側フィルタ１２）を多重モード結合型フィルタ１２０とした場合とラダー型フィルタ１１０とした場合との送信側から受信側へのクロストークとをシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図６】フィルタの送信特性における遷移域を説明するためのグラフである。
【図７】図２のラダー型フィルタの電極膜厚に対する遷移域を示すグラフである。
【図８】図３の多重モード結合型フィルタの電極膜厚に対する遷移域を示すグラフである。
【図９】膜厚ｈと中心周波数ｆ1との積の値を変えたときのラダー型フィルタ１１０の通過特性変化を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１の実施形態において具体的に構成した分波器１００の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す分波器１００の送信側からアンテナへの通過特性（＝送信側フィルタ１１の通過特性）及びアンテナから受信側への通過特性（＝受信フィルタ１２の通過特性）を示すグラフである。
【図１２】図１０に示す分波器１００の送信側から受信側へのクロストーク特性を示すグラフである。
【図１３】図１０に示す分波器で用いられているＤＭＳ並列多段接続構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１、１００  分波器
１０  基板
１１  送信側フィルタ
１２  受信側フィルタ
１３  位相シフタ
１１０  ラダー型フィルタ
１１１、１１２、１２１、１２２  ＩＤＴ
１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅ、１２０ｆ  多重モード結合型フィルタ
１２３  反射電極
【図１】
2004343736.tif 000015
【図２】
2004343736.tif 000016
【図３】
2004343736.tif 000017
【図４】
2004343736.tif 000018
【図５】
2004343736.tif 000019
【図６】
2004343736.tif 000020
【図７】
2004343736.tif 000021
【図８】
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【図９】
2004343736.tif 000023
【図１０】
2004343736.tif 000024
【図１１】
2004343736.tif 000025
【図１２】
2004343736.tif 000026
【図１３】
2004343736.tif 000027