CN103828234A - 分波装置 - Google Patents

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Abstract

分波装置是与发送频带相比接收频带位于更高频侧的双工器。梯型发送滤波器(100)的串联臂(10)包含多个串联臂谐振器(11～15)，并联臂(20～50)分别包含并联臂谐振器(21～51)。并联臂谐振器(21～51)包含：谐振器(21、41、51)，其具有比串联臂谐振器(11～15)低的谐振频率；和谐振器(31)，其位于上述接收频带内，并且具有比串联臂谐振器(11～15)高的谐振频率，并具有比串联臂谐振器(11～15)以及并联臂谐振器(21、41、51)低的静电电容。

Description

分波装置
技术领域
本发明涉及分波装置，特别是涉及一种具有相互邻近的第1通区和第2通区的分波装置。
背景技术
在日本特开2008-271230号公报(专利文献1)中，在具有与天线相连接的发送滤波器部和接收滤波器部的分波装置中，示出了将与接收滤波器相连接的接地电位和其他的接地电位分离的构成。
在日本特开2010-109894号公报(专利文献2)中，在具有发送滤波器部和接收滤波器部的梯型分波装置中，示出了将1个并联臂谐振器作为陷波滤波器来使用，对发送滤波器部或接收滤波器部的副谐振频带的副谐振响应进行抑制的构成。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2008—271230号公报
专利文献2：JP特开2010—109894号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中记载的发明中，为了使接地电位分离而需要进行布线的路径排布，而且接地电极的配置也受到制约，因此作为结果而可能产生难以实现分波装置的小型化的情况。
在专利文献2中记载的发明中，对与发送滤波器部或接收滤波器部的通带离得比较远的副谐振频带的副谐振响应进行了抑制。但是，在发送滤波器部的通带和接收滤波器部的通带接近时，出现了收发滤波器部间的隔离特性下降的情形。
本发明鉴于上述的问题而作，本发明的目的在于，在具有相互邻近的第1通区和第2通区的分波装置中，使高频侧的通区内的隔离特性得到提高。
解决课题的手段
本发明所涉及的分波装置是具有第1通带和与第1通区相比位于更高频侧并邻近第1通区的第2通区的分波装置。
上述分波装置具备：输入端子；第1输出端子；第2输出端子；第1滤波器部，其电连接于输入端子和第1输出端子之间，并至少规定第1通带；和第2滤波器部，其电连接于输入端子和第2输出端子之间，并至少规定第2通带。
第1滤波器部是梯型滤波器，其包含：串联臂，其电连接与输入端子和第1输出端子之间；和多个并联臂，其电连接于串联臂和接地电位之间。
串联臂包含串联臂谐振器，多个并联臂分别包含至少1个并联臂谐振器。
并联臂谐振器包含：第1谐振器，其具有比串联臂谐振器低的谐振频率；和第2谐振器，其位于第2通带内，并且具有比串联臂谐振器高的谐振频率，并具有比串联臂谐振器以及第1谐振器低的静电电容。
在本发明中，存在“第2谐振器”由多个谐振器构成的情况。该情况的“(第2谐振器)的静电电容”意味着多个谐振器合成后的静电电容。
在1个实施方式中，在上述分波装置中，在第2谐振器和输入端子之间，电连接有至少1个串联臂谐振器。
在1个实施方式中，在上述分波装置中，在第2谐振器和输入端子之间，电连接有至少1个第1谐振器。
在1个实施方式中，在上述分波装置中，第2谐振器构成为反谐振点的阻抗相对于谐振点的阻抗的比率小于所述第1谐振器。
在1个实施方式中，在上述分波装置中，第1谐振器是包含第1反射器的弹性表面波谐振器，第2谐振器是包含第2反射器的弹性表面波谐振器。第2反射器的电极指的根数少于第1反射器的电极指的根数。
在1个实施方式中，在上述分波装置中，第1谐振器是包含第1梳型电极的弹性表面波谐振器，第2谐振器是包含第2梳型电极的弹性表面波谐振器。第2梳型电极的交叉宽度小于第1梳型电极的交叉宽度。
在1个实施方式中，在上述分波装置中，第2谐振器包含串联电连接的多个谐振器。
发明效果
根据本发明，在具有相互邻近的第1通区和第2通区的分波装置中，能够使高频侧的通区内的隔离特性得到提高。
附图说明
图1是本发明的1个实施方式所涉及的分波装置(双工器(duplexer))的简图性电路图。
图2是本发明的1个实施方式所涉及的分波装置(双工器)的一例的示意性剖面图。
图3是本发明的1个实施方式所涉及的分波装置(双工器)的其他示例的示意性剖面图。
图4是表示图1所示的分波装置(双工器)的发送侧通过特性以及隔离特性的图。
图5是简化地表示图1所示的分波装置(双工器)的发送侧通过特性以及谐振特性的图。
图6是表示在并联臂中包含的并联臂谐振器的构成的图。
图7是表示在图4所示的分波装置(双工器)中，使附加的并联臂成为相同并使反射器的电极指的根数减少时的发送侧通过特性的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。另外，对相同或相当的部分标注相同的参照符号，有时并不重复其说明。
另外，在以下所说明的实施方式中，在提及个数、量等的情况下，除了具有特别记载的情况以外，本发明的范围未必一定限定于该个数、量等。此外，在以下的实施方式中，各构成要素除了具有特别记载的情况以外，对于本发明而言不一定是必需的要素。
图1是本实施方式所涉及的分波装置的简图性电路图。本实施方式所涉及的分波装置例如被搭载于与UMTS(Universal MobileTelecommunications System)那样的CDMA(Code Division MultipleAccess)方式相对应的便携式电话机等的高频设备。
更具体来说，本实施方式所涉及的分波装置是与UMTS—BAND5相对应的双工器。UMTS—BAND5的发送频带为824MHz～849MHz，接收频带为869MHz～894MHz。
即，在本实施方式所涉及的分波装置中，发送频带(第1通区)和接收频带(第2通区)隔开20MHz程度的区域而相互邻近，与发送频带相比接收频带更位于高频侧。
但是，上述双工器只不过是例示。本发明所涉及的分波装置丝毫不限定于上述双工器。本发明也能够应用于例如三工器(triplexer)等的双工器以外的分波装置。
如图1所示，本实施方式所涉及的分波装置具有与天线相连接的天线端子Ant(输入端子)、发送端子Tx(第1输出端子)和接收端子Rx(第2输出端子)。
在天线端子Ant和发送端子Tx之间，连接有发送滤波器100(第1滤波器部)。此外，在天线端子Ant和接收端子Rx之间，连接有接收滤波器200。
发送滤波器100规定发送频带，接收滤波器200规定接收频带。
如图1所示，发送滤波器100由将单端口型的弹性表面波谐振器连接成梯子状的梯型滤波器构成。发送滤波器100具有串联臂10。在串联臂10中，串联连接有串联臂谐振器11～15。发送滤波器100具有连接在串联臂10和接地之间的并联臂20、30、40、50。在并联臂20、30、40、50，分别设有并联臂谐振器21、31、41、51。串联臂谐振器11～15以及并联臂谐振器21、31、41、51分别由弹性表面波谐振器构成。
图2是本实施方式所涉及的分波装置的示意性剖面图。如图2所示，分波装置(双工器)具备发送侧的表面弹性波滤波器芯片1A、接收侧的表面弹性波滤波器芯片1B、和例如由陶瓷、树脂等构成的布线基板2。
滤波器芯片1A、1B用于在压电基板上形成由梳型电极以及反射器构成的多个谐振器并对这些进行电连接。压电基板例如由钽酸锂(LiTaO3：LT)、铌酸锂(LiNbO3：LN)等构成。梳型电极以及反射器由Al、Pt、Cu、Au、Ti、NiCr等构成，例如由包含Al层以及Ti层在内的层叠电极构成。
滤波器芯片1A、1B通过凸点3而倒装式安装于布线基板2。在布线基板2上，形成有例如含有环氧系树脂等的密封树脂4，使得覆盖滤波器芯片1A、1B。即，本实施方式所涉及的双工器是CSP(Chip Size Package，芯片尺寸封装)型的弹性表面波滤波器装置。而且，本实施方式所涉及的双工器也能够作为WLP(Wafe Level Package，晶圆级封装)型的弹性表面波滤波器装置来使用。
图3是上述分波装置的变形例的示意性剖面图。如图3所示，也可以将发送侧以及接收侧的表面弹性波滤波器芯片形成为1个滤波器芯片1。
再次参照图1，本实施方式所涉及的分波装置在并联臂30(并联臂谐振器31)具有其特征部分。
具体来说，在图1所示的双工器中，并联臂谐振器31的谐振频率被设定为比其他的谐振器(串联臂谐振器11～15以及并联臂谐振器21、41、51)高、并且在接收频带的区域内。此外，并联臂谐振器31的静电电容比其他的谐振器(串联臂谐振器11～15以及并联臂谐振器21、41、51)的静电电容低，优选为低至50％以下，更具体来说，并联臂谐振器31的静电电容被设定为其他的谐振器的静电电容的平均值的12％程度的值。由于若压电基板是相同材料且梳型电极的电极指间的间距、占空比相同，则静电电容的值与梳型电极的交叉宽度和电极指的根数的乘积存在正相关，因而只要使并联臂谐振器31的梳型电极的交叉宽度与电极指的根数的乘积的值小于其他的谐振器的平均值即可。将梳型电极的电极指的宽度除以距相邻的电极指的空隙与电极指的宽度的和而得到的值为占空比。
关于这样设计的分波装置(双工器)的特性，利用图4、图5进行说明。另外，图5为了说明特性改善的原理而简化了其记载。
在图4(a)、(b)中，图4(a)的纵轴为发送侧通过特性，图4(b)的纵轴为隔离特性且每一个刻度是10dB，横轴为频率并以发送频带与接收频带的中心频率(f0)进行了归一化。图4(a)、(b)中的实线表示去掉了并联臂30时(即开路)的特性，虚线如图1所示，表示设有并联臂30时的特性。
由图4(a)、(b)可知，通过设置并联臂30，接收频带中的发送侧通过特性以及从发送侧到接收侧的隔离特性得到了改善。其原理如下。
如图5所示，构成串联臂10的串联臂谐振器11～15的谐振频率比构成并联臂20、40、50的并联臂谐振器21、41、51的谐振频率高。在本实施方式中，将构成并联臂30的并联臂谐振器31的谐振频率设定为比串联臂谐振器11的谐振频率更高、且位于接收频带内。通过这样，在接收频带内，从发送端子Tx向天线端子Ant的信号经由并联臂30而流向接地电极。因此，能够改善发送滤波器100的接收频带内的衰减量，并能够抑制到达接收端子Rx的信号强度，所以能够改善接收频带内的隔离特性。
如上所述，虽然通过将并联臂谐振器31的谐振频率设定为比串联臂谐振器11～15的谐振频率高，能够改善接收频带内的隔离特性，但是为了维持发送滤波器100的带内特性，需要事先减小并联臂谐振器31的静电电容。即，在发送频带内，并联臂30越接近开路就越能够抑制并联臂30的影响所引起的带内特性的劣化。因此，在本实施方式中，并联臂谐振器31的静电电容设定为比其他的谐振器(串联臂谐振器11～15以及并联臂谐振器21、41、51)的静电电容低。另外，由于谐振器的静电电容的值与梳形电极的电极指的根数、交叉宽度、电极指间的距离等有关，因而通过调整各谐振器中的电极指的根数、交叉宽度等电极指的形状，能够将并联臂谐振器31的静电电容设定为比其他的谐振器的静电电容低。
图6是表示在并联臂30中包含的并联臂谐振器的构成的图。在图6(a)所示的例中，与图1所示的相同，通过单个的谐振器31来构成并联臂30。与此相对，在图6(b)的示例中，通过串联连接的2个谐振器31、32来构成了并联臂30。也可以通过3个以上的谐振器来构成并联臂30。
在采用图6(b)所示的串联分割结构的情况下，谐振器31、32的合成静电电容被设定为比其他的谐振器(串联臂谐振器11～15以及并联臂谐振器21，41，51)的静电电容低。此外，在用多个谐振器构成并联臂20、40、50的情况下，成为相对于并联臂30的比较对象的是多个谐振器的合成静电电容。
如上所述，根据本实施方式所涉及的分波装置，能够使接收频带内的隔离特性得到提高。此外，仅通过变更发送滤波器100的电路就能够实现隔离特性的改善。具体来说，对通过配置于安装滤波器芯片的多层布线构造的布线基板的接地图案的形状变更、或者隔着布线基板的绝缘层而电连接的连接通孔数的增加等来使隔离特性得到提高的现有技术的分波装置、与本实施方式所涉及的分波装置进行比较。根据本实施方式所涉及的分波装置，能够通过发送滤波器100的电路中的梳形电极的电极指的根数或交叉宽度等来提高隔离特性，无需实施包含在封装的布线基板中的接地图案的形状变更或连接通孔数的增加。因此，能够实现分波装置的小型化的同时，使隔离特性得到提高。
此外，如图1所示，通过在并联臂谐振器31和天线端子Ant之间，设有串联臂谐振器11、12以及并联臂谐振器21，能够抑制由于在发送滤波器100的电路中形成并联臂谐振器31而对接收滤波器200产生的影响。因此，即使不变更接收滤波器200的设计也能够改善隔离特性。
在本实施方式中，通过将并联臂谐振器31的谐振频率设定得较高，如上所述，接收频带内的发送侧通过特性得到改善，但在接收频带的高频侧，在通过特性的曲线中产生与并联臂谐振器31的反谐振响应相对应的峰值(图5中的“A”)，在该部分，相对于没有并联臂30的情况的通过特性的曲线(图5中的实线)局部出现了反转现象。
因此，在本实施方式中，通过将并联臂谐振器31的反谐振点的阻抗相对于该谐振器31的谐振点的阻抗的比率设定为比其他的并联臂谐振器21、41、51的该比率小(即，削弱并联臂谐振器31的反谐振点的阻抗的上升)，使得降低上述的峰值。由此，能够获得通过特性以及隔离特性的进一步改善。
此外，在本实施方式中，使并联臂谐振器31中的反射器的电极指的根数少于其他的并联臂谐振器21、41、51中的反射器的电极指的根数。由此能够使并联臂谐振器31的阻抗的比率变小，并在图4(a)的虚线所示的实施例中，若将反射器的电极指的根数从17根减少至5根，则如图7所示，在通过特性的曲线中与并联臂谐振器31的反谐振响应相对应的峰值下降约3dB，能够得到发送侧通过特性的进一步改善。此外，因为能够使并联臂谐振器31的反射器变小，所以能够将分波装置小型化。
另外，本申请发明者确认了通过减少弹性表面波谐振器中的反射器的电极指的根数，能够减小该谐振器的阻抗的比率。
此外，在本实施方式中，使并联臂谐振器31中的梳型电极的交叉宽度小于其他的并联臂谐振器21、41、51中的梳型电极的交叉宽度。具体来说并联臂谐振器31的梳形电极的交叉宽度为10波长以下，其他的并联臂谐振器21、41、51的梳型电极的交叉宽度为大约20～30波长。优选并联臂谐振器31的梳形电极的交叉宽度为十分之一至10波长，并且是其他的并联臂谐振器21、41、51的梳型电极的交叉宽度的二分之一以下的关系。由此，能够使并联臂谐振器31的阻抗的比率小于其他的并联臂谐振器21、41、51，并能够得到隔离特性的进一步改善。另外，将根据梳型电极的电极指的间距而确定的弹性波的波长入作为上述波长。将与不同的电位相连接的相邻的电极指在由IDT激励的弹性表面波的传播方向上互相重叠的电极指的延伸方向的长度作为梳型电极的交叉宽度。
另外，本申请发明者确认了通过减小弹性表面波谐振器中的梳型电极的交叉宽度，能够同时减小该谐振器的阻抗的比率。
此外，如图6(b)所示，通过由串联连接的多个谐振器31、32构成并联臂30，能够一边与由单个的谐振器31构成并联臂30的情况相比较，使所合成的静电电容成为相同程度(即，低于其他的并联臂20、40、50的谐振器)，一边提高每一个谐振器31、32的静电电容。其结果，能够提高构成并联臂30的谐振器的耐电力。
若对上述的内容进行概括，则如下所示。即，本实施方式所涉及的分波装置是具有发送频带(824MHz～849MHz)和比发送频带位于更高频侧并邻近发送频带的接收频带(869MHz～894MHz)的双工器。该双工器具备天线端子Ant、发送端子Tx、接收端子Rx、在天线端子Ant与发送端子Tx之间电连接且规定上述发送频带的发送滤波器100、和在天线端子Ant与接收端子Rx之间电连接且规定上述接收频带的接收滤波器200。发送滤波器100是包含在天线端子Ant与发送端子Tx之间电连接的串联臂10、和在串联臂10与接地电位之间电连接的多个并联臂20、30、40、50的梯型滤波器。串联臂10包含串联臂谐振器11～15，并联臂20、30、40、50分别包含并联臂谐振器21、31、41、51。并联臂谐振器21、31、41、51包含：谐振器21、41、51(第1谐振器)，其具有比串联臂谐振器11～15低的谐振频率；和并联臂谐振器31(第2谐振器)，其位于上述接收频带内并且具有比串联臂谐振器11～15高的谐振频率，并具有比串联臂谐振器11～15以及并联臂谐振器21、41、51低的静电电容。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但应当认为本次公开的实施方式的所有的点为例示而并非限制。本发明的范围通过权利要求的范围来表示，并意在包含在与权利要求的范围均等的意义以及范围内的所有变更。
工业实用性
本发明能够应用于分波装置。
符号说明
1、1A、1B 滤波器芯片
2 布线基板
3 凸点
4 密封树脂
10 串联臂
11、12、13、14、15 串联臂谐振器
20、30、40、50 并联臂
21、31、32、41、51 并联臂谐振器
100 发送滤波器
200 接收滤波器
Ant 天线端子
Tx 发送端子
Rx 接收端子

Claims (7)

1.一种分波装置，具有第1通带和与所述第1通区相比位于更高频侧并邻近所述第1通区的第2通区，
所述分波装置具备：
输入端子；
第1输出端子；
第2输出端子；
第1滤波器部，其电连接于所述输入端子和所述第1输出端子之间，并至少规定所述第1通带；和
第2滤波器部，其电连接于所述输入端子和所述第2输出端子之间，并至少规定所述第2通带，
所述第1滤波器部是梯型滤波器，其包含：
串联臂，其电连接于所述输入端子和所述第1输出端子之间；和
多个并联臂，其电连接于所述串联臂和接地电位之间，
所述串联臂包含串联臂谐振器，
所述多个并联臂分别包含至少1个并联臂谐振器，
所述并联臂谐振器包含：
第1谐振器，其具有比所述串联臂谐振器低的谐振频率；和
第2谐振器，其位于所述第2通带内，并且具有比所述串联臂谐振器高的谐振频率，并具有比所述串联臂谐振器以及所述第1谐振器低的静电电容。
2.根据权利要求1所述的分波装置，其中，
在所述第2谐振器和所述输入端子之间，至少电连接1个所述串联臂谐振器。
3.根据权利要求1或2所述的分波装置，其中，
在所述第2谐振器和所述输入端子之间，至少电连接1个所述第1谐振器。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的分波装置，其中，
所述第2谐振器构成为反谐振点的阻抗相对于谐振点的阻抗的比率小于所述第1谐振器。
5.根据权利要求4所述的分波装置，其中，
所述第1谐振器是包含第1反射器的弹性表面波谐振器，
所述第2谐振器是包含第2反射器的弹性表面波谐振器，
所述第2反射器的电极指的根数少于所述第1反射器的电极指的根数。
6.根据权利要求4所述的分波装置，其中，
所述第1谐振器是包含第1梳型电极的弹性表面波谐振器，
所述第2谐振器是包含第2梳型电极的弹性表面波谐振器，
所述第2梳型电极的交叉宽度小于所述第1梳型电极的交叉宽度。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的分波装置，其中，
所述第2谐振器包含串联电连接的多个谐振器。
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