(57)【要約】【課題】  フィルタの挿入損失の低下及び小型化が可能な電子回路、及び当該電子回路を搭載した電子モジュールを提供すること。【解決手段】  アンテナ端子２０に接続された、通過帯域の異なる複数のデュプレクサ（２３、２４）と、アンテナ端子２０と複数のデュプレクサ（２３、２４）のそれぞれとの間に接続された複数の弾性波フィルタ（４０、４１）と、を備え、複数の弾性波フィルタ（４０、４１）のうち第１弾性波フィルタ４０のフィルタ特性は、複数のデュプレクサ（２３、２４）のうち、第１弾性波フィルタ４０に接続された第１デュプレクサ２３の送信及び受信双方の通過帯域の信号を通過させ、複数のデュプレクサ（２３、２４）のうち、第１弾性波フィルタ４０とは異なる第２弾性波フィルタ４１に接続された第２デュプレクサ２４の送信及び受信双方の通過帯域の信号を抑圧するように設定されている電子回路、及び当該電子回路を含む電子モジュール。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ端子に接続された、通過帯域の異なる複数のデュプレクサと、
前記アンテナ端子と前記複数のデュプレクサのそれぞれとの間に接続された複数の弾性波フィルタと、を備え、
前記複数の弾性波フィルタのうち第１弾性波フィルタのフィルタ特性は、前記複数のデュプレクサのうち、前記第１弾性波フィルタに接続された第１デュプレクサの送信及び受信双方の通過帯域の信号を通過させ、前記複数のデュプレクサのうち、前記第１弾性波フィルタとは異なる第２弾性波フィルタに接続された第２デュプレクサの送信及び受信双方の通過帯域の信号を抑圧するように設定されていることを特徴とする電子回路。
【請求項２】
前記複数の弾性波フィルタのうち少なくとも１つは、バンドパスフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
【請求項３】
前記複数の弾性波フィルタのうち少なくとも１つは、２重モードフィルタであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子回路。
【請求項４】
前記複数の弾性波フィルタのうち少なくとも１つは、バルク波を用いるフィルタであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子回路。
【請求項５】
前記複数の弾性波フィルタのうち少なくとも１つは、圧電薄膜を用いたＣＲＦ（Coupled Resonator Filter）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子回路。
【請求項６】
前記圧電薄膜は、圧電定数を高める元素を含む窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項５に記載の電子回路。
【請求項７】
前記複数の弾性波フィルタのうち少なくとも１つは、板波を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子回路。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子回路を備えた電子モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路及び当該電子回路を含む電子モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等をはじめとする移動通信システムの技術分野では、トラフィックの増大に対応するために、無線通信の伝送速度の向上が望まれている。伝送速度を向上させるための方法の１つとして、異なる周波数帯のキャリアを複数束ねて通信を行うCarrier Aggregation（ＣＡ）技術が検討されている（例えば、非特許文献１を参照）。Carrier Aggregationにおいて用いられる周波数帯は、例えば８００ＭＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の組み合わせが考えられるが、これ以外にも様々な周波数帯の組み合わせを用いることができる。
【０００３】
ＣＡにおける送受信用の高周波回路では、共通のアンテナ端子と複数の内部端子（受信端子または送信端子）のそれぞれとの間に、特定の周波数帯の信号を通過させるためのデュプレクサが配置されている。デュプレクサは、異なる複数の周波数帯のそれぞれに対応して複数配置されている。また、アンテナ端子と複数のデュプレクサとの間には、それぞれダイプレクサが配置されている。ダイプレクサは、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタが合成された特性を有し、一方（例えば、８００ＭＨｚ帯）の信号経路に他方（例えば、２ＧＨｚ帯）の信号が流入することを抑制するフィルタとして機能する。ダイプレクサの構成としては、例えばインダクタとコンデンサの組み合わせによる集中定数型や、λ／４線路が形成された分布定数型等の構成を用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＮＴＴ  ＤＯＣＯＭＯ  テクニカル・ジャーナル、Vol.18、No.2、p12-p21
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＣＡにおける送受信用の高周波回路は、アンテナ端子と各デュプレクサとの間にダイプレクサが配置されていた。しかし、ダイプレクサは小型化が難しく、挿入損失が比較的大きいという課題があった。また、ダイプレクサの減衰曲線のスカート特性は急峻ではないため、Carrier Aggregationで使用される複数の周波数帯同士が接近している場合に、互いの周波数帯において充分な信号抑圧が確保できない場合があった。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みなされたものであり、フィルタにおける挿入損失の低下及び小型化が可能な電子回路、及び当該電子回路を搭載した電子モジュール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】
【０００７】
本発明は、アンテナ端子に接続された、通過帯域の異なる複数のデュプレクサと、前記アンテナ端子と前記複数のデュプレクサのそれぞれとの間に接続された複数の弾性波フィルタと、を備え、前記複数の弾性波フィルタのうち第１弾性波フィルタのフィルタ特性は、前記複数のデュプレクサのうち、前記第１弾性波フィルタに接続された第１デュプレクサの送信及び受信双方の通過帯域の信号を通過させ、前記複数のデュプレクサのうち、前記第１弾性波フィルタとは異なる第２弾性波フィルタに接続された第２デュプレクサの送信及び受信双方の通過帯域の信号を抑圧するように設定されていることを特徴とする電子回路、及び当該電子回路を含む電子モジュールである。
【０００８】
上記構成において、前記複数の弾性波フィルタのうち少なくとも１つは、バンドパスフィルタである構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記複数の弾性波フィルタのうち少なくとも１つは、２重モードフィルタである構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記複数の弾性波フィルタのうち少なくとも１つは、バルク波を用いるフィルタである構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記複数の弾性波フィルタのうち少なくとも１つは、圧電薄膜を用いたＣＲＦ（Coupled Resonator Filter）である構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記圧電薄膜は、圧電定数を高める元素を含む窒化アルミニウムである構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記複数の弾性波フィルタのうち少なくとも１つは、板波を用いる構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フィルタにおける挿入損失の低下及び小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、比較例に係る電子モジュールの全体ブロック図である。
【図２】図２は、実施例１に係る電子モジュールの全体ブロック図である。
【図３】図３は、デュプレクサの回路構成図である。
【図４】図４は、弾性波フィルタの断面図である。
【図５】図５は、弾性波フィルタ及びデュプレクサの構成図（上面図）である。
【図６】図６は、弾性波フィルタ及びダイプレクサのフィルタ特性を示すグラフである。
【図７】図７は、弾性波フィルタ及びデュプレクサを組み合わせたフィルタの帯域特性を示すグラフである。
【図８】図８は、弾性波フィルタ及びデュプレクサを組み合わせたフィルタの広帯域特性を示すグラフ（その１）である。
【図９】図９は、弾性波フィルタ及びデュプレクサを組み合わせたフィルタの広帯域特性を示すグラフ（その２）である。
【図１０】図１０は、弾性波フィルタ及びデュプレクサの実装形態を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例１に係る電子モジュールの外観を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、板波を用いた弾性波フィルタ構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、比較例に係る電子モジュールの全体ブロック図である。電子モジュールは、２つのアンテナ端子（第１アンテナ端子１０及び第２アンテナ端子２０）と、アンテナ端子を介して入出力される信号の処理を行うための内部回路３０とを備えている。アンテナ端子（１０、２０）と内部回路３０との間には、ダイプレクサ及びデュプレクサにより構成されるフィルタ回路が、それぞれの信号経路毎に設けられている。
【００１７】
第１アンテナ端子１０には、スイッチ１１が接続されている。スイッチ１１は、１対多端子型のＳＰＮＴ−ＳＷ（Single pole N throw）スイッチであり、第１アンテナ端子１０からの信号を、複数の信号線に切り替えて出力すると共に、複数の信号線からの信号を第１アンテナ端子１０へと出力する。スイッチ１１から出力される信号線のうち１つは、ダイプレクサ１２に接続されており、他の信号線は図示しない同様な回路を介して内部回路３０に接続されている。内部回路３０は、アンテナ端子から入力された高周波信号を、回路内のローノイズアンプ（不図示）によりダウンコンバートして、ベースバンド信号へと変換する。また、内部回路３０は、送信用のベースバンド信号をアップコンバートして、アンテナ端子から出力可能な高周波信号に変換する。
【００１８】
ダイプレクサ１２は、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタが組み合わされた構成を有し、スイッチ１１からの信号を２つの信号成分（高周波側と低周波側）に分割して出力すると共に、内部回路３０側からの信号をスイッチ１１へと出力する。ダイプレクサ１２は、例えば、積層されたセラミックの中に、インダクタとコンデンサを形成した集中定数型またはλ／４線路を形成した分布定数型とすることができる。
【００１９】
ダイプレクサ１２から出力される２本の信号線には、それぞれデュプレクサ１３及び１４が接続されている。デュプレクサ１３及び１４は、それぞれ２つのバンドパスフィルタ（１３ａ及び１３ｂ、１４ａ及び１４ｂ）が組み合わされた構成を有する。送信側のバンドパスフィルタ（１３ａ、１４ａ）は、内部回路３０から入力された信号のうち、特定の周波数帯の信号を通過させ、アンテナ側へと出力する。受信側のバンドパスフィルタ（１３ｂ、１４ｂ）は、ダイプレクサ１２から入力された信号のうち、特定の周波数帯の信号を通過させ、内部回路３０へと出力する。これらのバンドパスフィルタにより、送信側の信号が受信側の信号線に混入すること、及び受信側の信号が送信側の信号線に混入することが抑制されている。デュプレクサ１３及び１４を構成するバンドパスフィルタは、例えば圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）、あるいは、弾性表面波共振器（ＳＡＷ）をラダー型に組み合わせたフィルタにより実現することができる。
【００２０】
デュプレクサ１３及び１４からは、それぞれ２本ずつの信号線が内部回路３０へと接続されている。２本の信号線のうち一方は送信信号を、他方は受信信号をそれぞれ伝達する。送信側のバンドパスフィルタ（１３ａ、１４ａ）に接続された信号線には、それぞれ信号増幅用のパワーアンプ１５及び１６が設けられている。
【００２１】
第２アンテナ端子２０には、１段目のダイプレクサ２１が接続されている。ダイプレクサ２１は、第２アンテナ端子２０からの信号を２本の信号線に分割して内部回路３０側へ出力すると共に、内部回路３０側からの信号を第２アンテナ端子２０へと出力する。ダイプレクサ２１に接続された内部回路３０側の２本の信号線のうち、一方はダイプレクサ２２へと接続され、他方はデュプレクサ２５へと接続されている。第２アンテナ端子２０側のフィルタ回路におけるデュプレクサ（２３、２４、２５）及びダイプレクサ（２１、２２）の構成等は、第１アンテナ端子１０側のフィルタ回路におけるデュプレクサ（１３、１４）及びダイプレクサ１２と同様とすることができる。
【００２２】
２段目のダイプレクサ２２から出力される２本の信号線には、それぞれデュプレクサ２３及び２４が接続されている。デュプレクサ２３及び２４は、それぞれ２つのバンドパスフィルタ（２３ａ及び２３ｂ、２４ａ及び２４ｂ）が組み合わされた構成を有する。送信側のバンドパスフィルタ（２３ａ、２４ａ）は、内部回路３０から入力された信号のうち、特定の周波数帯の信号を通過させ、アンテナ側へと出力する。受信側のバンドパスフィルタ（２３ｂ、２４ｂ）は、ダイプレクサ２１から入力された信号のうち、特定の周波数帯の信号を通過させ、内部回路３０へと出力する。これらのバンドパスフィルタにより、送信側の信号が受信側の信号線に混入すること、及び受信側の信号が送信側の信号線に混入することが抑制されている。デュプレクサ２３及び２４を構成するバンドパスフィルタは、例えば圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）、あるいは、弾性表面波共振器（ＳＡＷ）をラダー型に組み合わせたフィルタにより実現することができる。
【００２３】
デュプレクサ２３及び２４からは、それぞれ２本ずつの信号線が内部回路３０へと接続されている。２本の信号線のうち一方は送信信号を、他方は受信信号をそれぞれ伝達する。送信側のバンドパスフィルタ（２３ａ、２４ａ）に接続された信号線には、それぞれ信号増幅用のパワーアンプ２６及び２７が設けられている。また、１段目のダイプレクサ２１に接続されたデュプレクサ２５からは、２本の信号線が内部回路３０へと接続されており、送信側のバンドパスフィルタ２５ａに接続された信号線には、パワーアンプ２８が設けられている。
【００２４】
図１に示すように、比較例では、アンテナ端子とデュプレクサとの間にダイプレクサが挿入されている。例えば、第２アンテナ端子２０側の回路において、デュプレクサ２３及び２４の前段（アンテナ端子側）に、ダイプレクサ２２が接続されている。前述のように、ダイプレクサは積層セラミックにより形成されているため、低背化及び小型化が比較的困難である。また、ダイプレクサが挿入されることにより、信号損失（例えば、０．５ｄＢ程度）が発生してしまう（例えば、８００ＭＨｚ及び２ＧＨｚの組み合わせ等）。さらに、ダイプレクサはＱ値が低く、スカート特性（減衰特性）が急峻ではない。このため、Carrier Aggregationで使用される２つの周波数帯の間隔が狭い（例えば、１．５ＧＨｚ及び２ＧＨｚの組み合わせ等）場合、互いの周波数帯で充分な抑圧が確保することが難しい。仮に、充分な抑圧を確保しようとすると、インダクタやコンデンサによる回路を多段にしなければならず、トレードオフとして通過帯域の損失が増加してしまう。以下の実施例では、上記の課題を解決するための電子回路について説明する。
【実施例１】
【００２５】
図２は、実施例１に係る電子モジュールの全体ブロック図である。比較例（図１）と異なり、領域３２において、２段目のダイプレクサ２２の代わりに弾性波フィルタ（４０、４１）が設けられている。具体的には、１段目のダイプレクサ２１の出力が２系統の信号線に分割され、そのうち一方が弾性波フィルタ４０に、他方が弾性波フィルタ４１にそれぞれ接続されている。弾性波フィルタ４０から出力される信号線はデュプレクサ２３へ接続され、弾性波フィルタ４１から出力される信号線はデュプレクサ２４へと接続されている。弾性波フィルタ（４０、４１）は、後段のデュプレクサの送信周波数、受信周波数の双方を通過させる帯域幅を有するフィルタである必要がある。これは、弾性表面波フィルタ（ＳＡＷ）では実現が難しい。なお、デュプレクサは２つの場合を例示しているが、３個以上であっても構わない。
【００２６】
ここで、デュプレクサ２３は例えば８００ＭＨｚ帯のＢａｎｄ８（送信帯域：８８０〜９１５ＭＨｚ、受信帯域９２５〜９６０ＭＨｚ）のデュプレクサとし、デュプレクサ２４は例えば２ＧＨｚ帯のＢａｎｄ２（送信帯域：１８５０〜１９１０ＭＨｚ、受信帯域：１９３０〜１９９０ＭＨｚ）のデュプレクサとすることができる。これにより、比較例に係るフィルタに比べ、０．２〜０．４ｄＢ程度低損失な領域３２を形成することができ、異なる周波数帯（Ｂａｎｄ８及びＢａｎｄ２）を用いたCarrier Aggregationを実現することができる。また、周波数帯の間隔がさらに狭い１．５ＧＨｚ及び２ＧＨｚの組み合わせに本実施例を用いれば、低損失でかつ互いの周波数帯で十分な抑圧を確保することのできる領域３２を形成でき、狭い周波数帯を組み合わせたCarrier Aggregationが実現できる。
【００２７】
図３は、図２に示すデュプレクサの回路構成図である。ここでは、デュプレクサ２３の構成について説明する。デュプレクサ２３と第２アンテナ端子２０との間にあるダイプレクサ２１、弾性波フィルタ４０の記載は省略している。デュプレクサ２３は、送信端子ＴＸ及び受信端子ＲＸにそれぞれ接続されたラダーフィルタ２３ａ及び２３ｂを含む。
【００２８】
送信側のラダーフィルタ２３ａは、アンテナ端子２０と送信端子ＴＸとの間に接続された直列共振器Ｓ１０〜Ｓ１３と、それぞれの直列共振器の間に接続された並列共振器Ｐ１０〜Ｐ１２とを含む。並列共振器Ｐ１０〜Ｐ１２の一端は、共通のインダクタＬ１０を介して接地されている。
【００２９】
受信側のラダーフィルタ２３ｂは、アンテナ端子２０と受信端子ＲＸとの間に接続された直列共振器Ｓ２０〜Ｓ２３と、それぞれの直列共振器の間に接続された並列共振器Ｐ２０〜Ｐ２２とを含む。並列共振器Ｐ２０〜Ｐ２２の一端は、それぞれ別個のインダクタＬ２０〜Ｌ２２を介して接地されている。なお、デュプレクサ２４もデュプレクサ２３と同様の回路構成となっている（図５にて図示）。
【００３０】
２つのラダーフィルタ２３ａ及び２３ｂとアンテナ端子２０との間には、整合回路が設けられている。本実施例では、整合回路は片側が接地されたインダクタＬ１により構成されている。このＬ１は、図５ではＬ２、Ｌ３として示されているが、Ｌ１はＬ２もしくはＬ３と同じ機能である。
【００３１】
図４は、図２に示す弾性波フィルタ（４０、４１）の一例の断面模式図である。弾性波フィルタ（４０、４１）には、共にＣＲＦ（Coupled Resonator Filter）構造を有する２重モード型の弾性波フィルタを用いることができる。すなわち、弾性波フィルタ４０は、基板５０上に、圧電薄膜共振器（Film Bulk Acoustic Resonator：ＦＢＡＲ）である第１共振器６０及び第２共振器８０が、デカプラ膜７０を挟んで重ねられた構成を有する。第１共振器６０は、下部電極６２、圧電薄膜６４、及び上部電極６６を含み、第２共振器８０は、下部電極８２、圧電薄膜８４、及び上部電極８６を含む。また、第１共振器６０の下部電極６２と基板５０との間に空隙５２が形成されている。
【００３２】
第１共振器６０の下部電極６２は第１端子５６に接続され、第２共振器８０の上部電極８６は第２端子５４に接続されている。第１共振器６０の上部電極６６及び第２共振器８０の下部電極８２は、共に接地されている。
【００３３】
圧電薄膜６４及び８４には、例えば、ＡｌＮに圧電定数を高める元素（例えば、アルカリ土類金属（スカンジウム（Ｓｃ）等）または希土類金属（エルピウム（Ｅｒ）等）を添加した材料を用いることができる。また、上記の材料の代わりに、ＡｌＮよりも圧電性の大きいＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate）またはＢＳＴ（Barium Strontium Titanate）を用いることもできる。これらの材料を用いることにより、圧電定数を高める元素が添加がされていないＡｌＮ圧電膜を用いる場合に比べ、十分な帯域幅をもち且つ低損失な特性を有するバンドパスフィルタを実現することができる。なお、通常のＡｌＮ圧電膜の圧電定数（圧電歪定数）は１．５５［Ｃ／ｍ２］であるが、本実施例では圧電定数を高める元素を添加することにより、圧電定数が３．０［Ｃ／ｍ２］まで高められている。
【００３４】
基板５０には、例えばシリコン（Ｓｉ）を用いることができる。下部電極（６２、８２）及び上部電極（６６、８６）を形成する電極膜には、例えばタングステン（Ｗ）を用いることができる。デカプラ膜７０には、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いることができる。この構成により、弾性波フィルタ（４０、４１）は、後段のデュプレクサの送信周波数、受信周波数の双方を通過させる通過帯域（送信及び受信双方の通過帯域）を有し、低損失で、高抑圧のフィルタを実現できる。
【００３５】
図５は、図２に示す弾性波フィルタ（４０、４１）及びデュプレクサ（２３、２４）の構成を示す上面模式図であり、図３の回路図に対応する。弾性波フィルタ（４０、４１）は、それぞれＣＲＦ構造を有する弾性波フィルタである。
【００３６】
弾性波フィルタ４０は、３つの端子Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃを備える。Ｔ１ａはアンテナ側の信号端子であり、図４における第１端子５６及び第２端子５４の一方に相当する。Ｔ１ｂは内部回路側の信号端子であり、図４における第１端子５６及び第２端子５４の他方に相当する。Ｔ１ｃは接地端子であり、図４におけるグランドに相当する。
【００３７】
弾性波フィルタ４０には、デュプレクサ２３における送信側のラダーフィルタ２３ａと、受信側のラダーフィルタ２３ｂが接続されている。送信側のラダーフィルタ２３ａは、直列共振器Ｓ１０〜Ｓ１３及び並列共振器Ｐ１０〜Ｐ１２を含み、各共振器の間は配線４２（実際は上部電極と下部電極からなる）により電気的に接続されている。受信側のラダーフィルタ２３ｂは、直列共振器Ｓ２０〜Ｓ２３及び並列共振器Ｐ２０〜Ｐ２２を含み、各共振器の間は配線４３（実際は上部電極と下部電極からなる）により電気的に接続されている。弾性波フィルタ４０とラダーフィルタ（２３ａ、２３ｂ）との間には、整合回路Ｌ２が設けられている。ラダーフィルタを構成する直列共振器及び並列共振器は、圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）により形成されている。
【００３８】
弾性波フィルタ４１は、３つの端子Ｔ２ａ、Ｔ２ｂ、Ｔ２ｃを備える。Ｔ２ａはアンテナ側の信号端子であり、図４における第１端子５６及び第２端子５４の一方に相当する。Ｔ２ｂは内部回路側の信号端子であり、図４における第１端子５６及び第２端子５４の他方に相当する。Ｔ２ｃは接地端子であり、図４におけるグランドに相当する。
【００３９】
弾性波フィルタ４１には、デュプレクサ２４における送信側のラダーフィルタ２４ａと、受信側のラダーフィルタ２４ｂが接続されている。送信側のラダーフィルタ２４ａは、直列共振器Ｓ３０〜Ｓ３３及び並列共振器Ｐ３０〜Ｐ３２を含み、各共振器の間は配線４４（実際は上部電極と下部電極からなる）により電気的に接続されている。受信側のラダーフィルタ２４ｂは、直列共振器Ｓ４０〜Ｓ４３及び並列共振器Ｐ４０〜Ｐ４２を含み、各共振器の間は配線４５（実際は上部電極と下部電極からなる）により電気的に接続されている。弾性波フィルタ４１とラダーフィルタ（２４ａ、２４ｂ）との間には、整合回路Ｌ３が設けられている。ラダーフィルタを構成する直列共振器及び並列共振器は、圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）により形成されている。
【００４０】
実施例１に係る電子回路によれば、デュプレクサとアンテナ端子との間に接続されるフィルタにおいて、ダイプレクサに代えて弾性波フィルタを用いている。弾性波フィルタは、積層セラミック型のダイプレクサに比べ、小型化・低背化が容易である。また、弾性波フィルタは、挿入損失が小さく、減衰曲線のスカート特性が急峻であるという特性を有する。特に、Carrier Aggregationにおいて近い周波数帯の信号を使用する場合、スカート特性が急峻であれば、互いの周波数帯で十分な信号抑圧を確保することが容易となり、フィルタ全体の挿入損失を低下させることができる。
【００４１】
図６は、実施例１に係る弾性波フィルタ（図２の符号４０及び４１）と、比較例に係るダイプレクサ（図１の符号２２）とのシミュレーションによるフィルタ特性の比較を示すグラフである。図６〜図９のシミュレーションでは、弾性波フィルタとして図４に示すＣＲＦを用いた。第１共振器６０及び第２共振器８０において、下部電極（６２、８２）及び上部電極（６６、８６）には、タングステン（Ｗ）を用い、それぞれの膜厚を、Ｂａｎｄ２側は１７０ｎｍ（６２、８６）、３８０ｎｍ（６６、８２）、Ｂａｎｄ８側は２６０ｎｍ（６２、８６）、７３０ｎｍ（６６、８２）とした。圧電薄膜（６４、８４）には、圧電定数を高める元素を添加することにより、圧電定数を２．２［Ｃ／ｍ２］まで高めたＡｌＮ薄膜を用い、それぞれの膜厚を、８１０ｎｍ（Ｂａｎｄ２側）、１７６０ｎｍ（Ｂａｎｄ８側）とした。デカプラ膜７０の膜厚は、３８０ｎｍ（Ｂａｎｄ２側）、８２０ｎｍ（Ｂａｎｄ８側）とした。
【００４２】
図６（ａ）は、Ｂａｎｄ２側のフィルタ特性を、図６（ｂ）は、Ｂａｎｄ８側のフィルタ特性をそれぞれ示している。図中のＢａｎｄ２及びＢａｎｄ８は、それぞれのバンドにおける通過帯域を示す。また、グラフ中の実線は弾性波フィルタ（実施例１）の特性を、点線はダイプレクサ（比較例）の特性をそれぞれ示している。図示するように、弾性波フィルタはダイプレクサに比べスカート特性が急峻であり、通過帯域近傍の周波数の抑制に優れている。また、弾性波フィルタ（４０、４１）はバンドパスフィルタであるため、低周波側と高周波側の両方を抑圧することができ、ダイプレクサに比べて広帯域抑圧に優れている。
【００４３】
図７は、弾性波フィルタ及びデュプレクサを組み合わせたフィルタ（図２の領域３２に相当する部分）の帯域特性を示すグラフである。図７（ａ）は、Ｂａｎｄ２側のフィルタ特性を、図７（ｂ）は、Ｂａｎｄ８側のフィルタ特性をそれぞれ示している。また、グラフ中の実線は弾性波フィルタとデュプレクサとの組み合わせフィルタ（実施例１）の特性を、点線はダイプレクサとデュプレクサとの組み合わせフィルタ（比較例）の特性をそれぞれ示している。図示するように、実施例１に係るフィルタは、比較例に係るフィルタに比べ、０．２〜０．４ｄＢ程度低損失となっている。
【００４４】
図８及び図９は、上記組み合わせフィルタの広帯域特性を示すグラフである。図８（ａ）は、Ｂａｎｄ２の送信側（ＴＸ）のフィルタ特性を、図８（ｂ）は、Ｂａｎｄ２の受信側（ＲＸ）のフィルタ特性を、図９（ａ）は、Ｂａｎｄ８の送信側（ＴＸ）のフィルタ特性を、図９（ｂ）は、Ｂａｎｄ８の受信側（ＲＸ）のフィルタ特性をそれぞれ示している。また、グラフ中の実線は弾性波フィルタとデュプレクサとの組み合わせフィルタ（実施例１）の特性を、点線はダイプレクサとデュプレクサとの組み合わせフィルタ（比較例）の特性をそれぞれ示している。図示するように、実施例１に係るフィルタは、比較例に係るフィルタに比べ、広帯域抑圧に優れている。一般的に、帯域内損失と広帯域抑圧とはトレードオフの関係にあるため、実施例１のように広帯域抑圧に余裕があるフィルタでは、フィルタ特性を低損失設計とすることにより、挿入損失を更に低下させることができる。
【００４５】
以上のように、実施例１に係る電子回路によれば、挿入損失を抑制し、広帯域抑圧に優れたフィルタ特性を得ることができる。また、上記電子回路を種々の電子モジュール（例えば、携帯電話等）に組み込むことにより、電子モジュールの小型化及び高性能化を図ることができる。
【００４６】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、図２の領域３２に示す弾性波フィルタ及びデュプレクサの実装形態を示す模式図である。弾性波フィルタ（４０、４１）と第２アンテナ端子２０との間にあるダイプレクサ２１の記載は省略している。図１２（ａ）に示す形態では、弾性波フィルタ４０及び４１が同一のパッケージＣ１に封止されて一体となり、その他のデュプレクサ（２３、２４）は個別のパッケージ（Ｃ２、Ｃ３）に封止されている。図１０（ｂ）に示す形態では、弾性波フィルタ４０とそれに接続されたデュプレクサ２３、及び弾性波フィルタ４１とそれに接続されたデュプレクサ２４が、それぞれ同一のパッケージ（Ｃ１、Ｃ２）に封止されて一体となっている。図１０（ｃ）に示す形態では、弾性波フィルタ（４０、４１）とデュプレクサ（２３、２４）とが、全て同一のパッケージ（Ｃ１）に封止されて一体となっている。このように、図２に示す高周波回路における領域３２のフィルタ回路は、様々な実装方法により実現することができる。
【００４７】
図１１は、実施例１（図２、図５）に係る電子回路を搭載した電子モジュールの外観を示す斜視図である。図１１に示すように、電子回路を構成する弾性波フィルタ（４０、４１）及びデュプレクサ（２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ）は、それぞれパッケージ化され、プリント基板１００の上面に実装されている。図１１では、弾性波フィルタ及びデュプレクサがそれぞれ別個にパッケージングされた例を示しているが、図１０（ａ）〜（ｃ）にて説明したように、弾性波フィルタ及びデュプレクサを一体化してもよい。
【実施例２】
【００４８】
実施例２は、弾性波フィルタ（４０、４１）に、ＣＲＦの代わりに板波を利用するフィルタを用いた例である。
【００４９】
図１２は、実施例２に係る弾性波フィルタの上面及び断面模式図である。基板９０上に圧電薄膜９１が設けられている。圧電薄膜９１は、スパッタ等の物理気相成長、あるいは、圧電単結晶基板を薄板化することにより作製される。圧電薄膜９１上に櫛形電極９２〜９４及び反射電極９５〜９６が形成されている。櫛形電極９２〜９４及び反射電極９５〜９６は、弾性波の伝搬方向に配列されている。また、櫛形電極９２〜９４及び反射電極９５〜９６が形成された領域の下方には、基板９０と圧電薄膜９１との間に空隙９７が設けられている。
【００５０】
中央に配置された櫛形電極９３の一端は、第１端子Ｔ１に接続され、他方は接地されている。櫛形電極９３の両側に配置された櫛形電極９２及び９４の一端は、共通の第２端子Ｔ２に接続され、他方は接地されている。実施例２に係る弾性波フィルタは、板波を用いる弾性波フィルタである。板波はバルク波の一種であり、ラム波及びＳＨ波がこれに含まれる。
【００５１】
実施例２に係る弾性波フィルタでは、圧電体結晶（圧電薄膜９１）のカット面の方位を調節することにより、ラム波またはＳＨ波のいずれを用いるかを決定することができる。例えば、ラム波を利用する場合には、ＺカットＸ伝播のＬｉＮｂＯ３等を使用することができ、ＳＨ波を利用する場合には、４２°ＹカットＸ伝播のＬｉＴａＯ３等を使用することができる。実施例２に係る弾性波フィルタは、ラム波及びＳＨ波のうちいずれを用いても実現することができる。
【００５２】
実施例２に係る電子回路によれば、実施例１と同様に、挿入損失を抑制し、広帯域抑圧に優れたフィルタ特性を得ることができる。また、上記電子回路を種々の電子モジュール（例えば、携帯電話等）に組み込むことにより、電子モジュールの小型化及び高性能化を図ることができる。このように、弾性波フィルタ（４０、４１）に板波を利用するフィルタを用いた場合でも、後段のデュプレクサの送信周波数及び受信周波数の双方を通過させる通過帯域（送信及び受信双方の通過帯域）を有し、低損失で、高抑圧のフィルタを実現することができる。
【００５３】
実施例１〜２では、弾性波フィルタ（４０、４１）にバンドパスフィルタを用いている。ハイパスフィルタとローパスフィルタを組み合わせたダイプレクサでは、高周波側と低周波側のいずれか一方しか抑圧することができない。これに対し、バンドパスフィルタでは、高周波側と低周波側の両方を抑圧することができるため、広帯域抑圧に優れている。また、バンドパスフィルタは、ダイプレクサに比べＱ値が高く、減衰曲線のスカート特性が急峻である。このため、Carrier Aggregationにおいて間隔の近い２つの周波数帯を用いる場合に特に好適である。
【００５４】
実施例１〜２では、弾性波フィルタ（４０、４１）に２重モードフィルタを用いている。２重モードフィルタとしては、ＤＭＳ（Double Mode SAW Filter）及びＣＲＦ等を用いることができる。２重モードフィルタは、広帯域抑圧に優れるため、フィルタ特性を低損失設計とすることで、挿入損失を更に低下させることができる。このように、弾性波フィルタ（４０、４１）に２重モードフィルタを用いることで、後段のデュプレクサの送信周波数、受信周波数の双方を通過させる通過帯域（送信及び受信双方の通過帯域）を有し、低損失で、高抑圧のフィルタを実現することができる。
【００５５】
実施例１〜２では、弾性波フィルタ（４０、４１）にバルク波を利用する弾性波フィルタを用いている。弾性波フィルタには、表面波を利用するフィルタ（ＳＡＷフィルタ等）と、バルク波を利用するフィルタ（ＦＢＡＲ、ＣＲＦ、板波フィルタ等）がある。表面波を利用するフィルタでは、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）に微細な電極パターンを使用するため、耐電力性が弱く、ハイパワーの信号を用いた通信には不向きである。これに対し、バルク波を利用するフィルタのうち、ＦＢＡＲ及びＣＲＦ（図４）は微細な電極パターンを使用しないため、耐電力性に優れている。また、板波フィルタ（図１２）はＩＤＴ（櫛形電極）を使用するフィルタであるが、板波の伝搬速度は表面波よりも早いため、ＩＤＴの電極指幅を太くすることができ、ＳＡＷフィルタよりも耐電力性に優れている。このように、弾性波フィルタ（４０、４１）をバルク波を利用する弾性波フィルタとすることで、耐電力性に優れ、ハイパワーの信号通信に適したフィルタを実現することができる。
【００５６】
実施例１〜２では、弾性波フィルタの後段に接続されるデュプレクサをラダー型フィルタとした例について説明したが（図３）、他の型（例えば、ラティス型または２重モード型）のフィルタを用いてもよい。ラダー型フィルタとした場合の共振器の数も、図３の形態に限定されるものではない。また、実施例１では、デュプレクサにおける整合回路にシャントインダクタ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を使用したが、整合回路はλ／４線路等他の回路で構成してもよい。また、フィルタ設計でインピーダンスを最適化することが出来る場合には、整合回路を設けなくともよい。
【００５７】
実施例１〜２に係る電子回路は、種々の高周波回路に対し適用することが可能であるが、異なる周波数帯のキャリアを複数束ねて通信を行うCarrier Aggregationに対し、特に好適である。
【００５８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０                            第１アンテナ端子
１２、２１、２２                ダイプレクサ
１３、１４、２３、２４、２５    デュプレクサ
１５、１６、２６、２７、２８    パワーアンプ
２０                            第２アンテナ端子
３０                            内部回路
４０、４１                      弾性波フィルタ
５０、９０                      基板
６０                            第１共振器
６２、８２                      下部電極
６４、８４、９１                圧電薄膜
６６、８６                      上部電極
７０                            デカプラ膜
８０                            第２共振器
９２、９３、９４                櫛形電極
９５、９６                      反射電極
１００                          プリント基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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