CN117713743A - 多工器 - Google Patents

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CN117713743A CN202311171716.3A CN202311171716A CN117713743A CN 117713743 A CN117713743 A CN 117713743A CN 202311171716 A CN202311171716 A CN 202311171716A CN 117713743 A CN117713743 A CN 117713743A
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Abstract

本发明提供一种改善了衰减特性的多工器。多工器具备:第1滤波器电路,连接在公共端子与第1输入输出端子之间,具有包含第1频带的通带;第2滤波器电路,连接在公共端子与第2输入输出端子之间,具有包含比第1频带靠高频侧的第2频带的通带;以及附加电路,与将公共端子和第1输入输出端子连结的路径的至少一部分并联地连接,附加电路包含:谐振器,具有形成在具有压电性的基板上的多个IDT电极,将在附加电路的通过特性中产生的响应的峰值频率设为f1,在从公共端子观察多工器的阻抗特性中,将在比第2频带靠高频侧阻抗变得最小的频率设为f2,在该情况下,满足f2×(1‑0.0012)≤f1≤f2×(1+0.0012)。

Description

多工器
技术领域
本发明涉及多工器。
背景技术
在专利文献1,公开了一种多工器的电路结构,该多工器具备将第1频带作为通带的发送侧滤波器(第1滤波器)以及将第2频带作为通带的接收侧滤波器(第2滤波器)。在第1滤波器的输入输出端子,连接有具有纵向耦合谐振器的附加电路。由此,能够改善第1滤波器的给定的频带中的衰减特性。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-74539号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在专利文献1记载的多工器中,虽然通过附加电路可改善第1滤波器的第2频带中的衰减特性,但是存在如下的问题,即,产生起因于纵向耦合谐振器的IDT电极构造的响应(无用波),第1滤波器的第2频带外的衰减特性劣化。
因此,本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于,提供一种改善了衰减特性的多工器。
用于解决问题的技术方案
本发明的一个方式涉及的多工器具备:公共端子、第1输入输出端子以及第2输入输出端子;第1滤波器电路,连接在公共端子与第1输入输出端子之间,具有包含第1频带的通带;第2滤波器电路,连接在公共端子与第2输入输出端子之间,具有包含比第1频带靠高频侧的第2频带的通带;以及附加电路,与将公共端子和第1输入输出端子连结的路径的至少一部分并联地连接,附加电路包含:谐振器,具有形成在具有压电性的基板上的多个IDT(InterDigital Transducer,叉指换能器)电极,将在附加电路的通过特性中产生的、起因于IDT电极的响应的峰值频率设为f1,在从公共端子观察第1滤波器电路、第2滤波器电路以及附加电路的阻抗特性中,将在比第2频带靠高频侧阻抗变得最小的频率设为f2,在该情况下,满足:
f2×(1-0.0012)≤f1≤f2×(1+0.0012)。
此外,本发明的一个方式涉及的多工器具备:公共端子、第1输入输出端子以及第2输入输出端子;第1滤波器电路,连接在公共端子与第1输入输出端子之间,具有包含第1频带的通带;第2滤波器电路,连接在公共端子与第2输入输出端子之间,具有包含比第1频带靠低频侧的第2频带的通带;以及附加电路,与将公共端子和第1输入输出端子连结的路径的至少一部分并联地连接,附加电路包含:谐振器,具有形成在具有压电性的基板上的多个IDT电极,将在附加电路的通过特性中产生的、起因于IDT电极的响应的峰值频率设为f1,在从公共端子观察第1滤波器电路、第2滤波器电路以及附加电路的阻抗特性中,将在比第2频带靠低频侧阻抗变得最小的频率设为f2,在该情况下,满足:
f2×(1-0.0012)≤f1≤f2×(1+0.0012)。
发明效果
根据本发明,能够提供一种改善了衰减特性的多工器。
附图说明
图1是实施方式涉及的多工器及其周边电路的电路结构图。
图2A是实施例1涉及的第1滤波器电路的电路结构图。
图2B是实施例1涉及的第2滤波器电路的电路结构图。
图3是表示实施例1涉及的附加电路的通过特性的曲线图。
图4是示出从公共端子观察实施例1涉及的多工器的阻抗的史密斯圆图。
图5是实施例1以及比较例涉及的第1滤波器电路以及附加电路的通过特性。
图6是使附加电路的IDT电极间距变化的情况下的第1滤波器电路以及附加电路的通过特性。
图7是表示如下情况下的衰减量的曲线图,即,相对于多工器的比第2频带靠高频侧的阻抗变得最小的频率,使IDT响应的峰值频率变化。
图8A是实施例2涉及的第1滤波器电路的电路结构图。
图8B是实施例2涉及的第2滤波器电路的电路结构图。
图9是表示实施例2涉及的附加电路的通过特性的曲线图。
图10是示出从公共端子观察实施例2涉及的多工器的阻抗的史密斯圆图。
图11是实施例2以及比较例涉及的第1滤波器电路以及附加电路的通过特性。
附图标记说明
1、1A:多工器;
2:天线;
3、4、5:电感器;
10、10A、20、20A:滤波器;
11、12、13、14、15、21、22、26:串联臂谐振子;
16、17、18、19、23、24:并联臂谐振子;
25、31:纵向耦合谐振器;
30:附加电路;
31a、31b、251、252、253、254、255、256、257:弹性波谐振子;
32:电容器;
100:公共端子;
110、120:输入输出端子;
111、112、121、122:端子;
N1、N2:节点。
具体实施方式
以下,利用附图对本公开的实施方式详细地进行说明。另外,以下说明的实施方式均示出总括性或者具体的例子。在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接方式等是一个例子,其主旨并不是限定本发明。
另外,各图是为了示出本发明而适当地进行了强调、省略、或者比率的调整的示意图,未必严格地进行了图示,有时与实际的形状、位置关系、以及比率不同。在各图中,对实质上相同的结构标注相同的附图标记,有时省略或者简化重复的说明。
在本公开的电路结构中,所谓“连接”,不仅包含通过连接端子以及/或者布线导体直接连接的情况,还包含经由其它电路元件电连接的情况。所谓“连接在A与B之间”,意味着在A与B之间与A和B这两者连接。
此外,“平行”以及“垂直”等表示要素间的关系性的用语、“矩形”等表示要素的形状的用语、和数值范围并非仅表示严格的意思,而是意味着实质上等同的范围,例如还包含几%程度的误差。
(实施方式)
[1.多工器的电路结构]
图1是实施方式涉及的多工器1及其周边电路的电路结构图。在同图中,示出了本实施方式涉及的多工器1、天线2以及电感器5。
多工器1具备滤波器10、滤波器20、附加电路30、电感器3以及4、公共端子100、和输入输出端子110(第1输入输出端子)以及输入输出端子120(第2输入输出端子)。
滤波器10是第1滤波器电路的一个例子,连接在公共端子100与输入输出端子110之间,具有包含第1频带的通带。
滤波器20是第2滤波器电路的一个例子,连接在公共端子100与输入输出端子120之间,具有包含比第1频带靠高频侧的第2频带的通带。
电感器3是连接在输入输出端子110与接地之间的阻抗匹配用元件。电感器4是连接在输入输出端子120与接地之间的阻抗匹配用元件。另外,电感器3也可以串联配置在输入输出端子110与滤波器10之间。此外,电感器4也可以串联配置在输入输出端子120与滤波器20之间。此外,也可以不具有电感器3以及4。
附加电路30与将公共端子100和输入输出端子110连结的路径的至少一部分并联地连接。具体地,附加电路30的一端与将公共端子100和输入输出端子110连结的路径上的节点N1连接,另一端与上述路径上的节点N2连接。
附加电路30具备纵向耦合谐振器31和电容器32。纵向耦合谐振器31包含弹性波谐振子31a以及31b,一端(弹性波谐振子31a)与电容器32连接,另一端(弹性波谐振子31b)与节点N2连接。电容器32连接在弹性波谐振子31a与节点N1之间。
弹性波谐振子31a以及31b分别具有基板和形成在该基板上的IDT电极,其中,该基板具有压电性。弹性波谐振子31a的IDT电极包含相互对置的两个梳形电极,一个梳形电极与电容器32连接,另一个梳形电极与接地连接。弹性波谐振子31b的IDT电极包含相互对置的两个梳形电极,一个梳形电极与节点N2连接,另一个梳形电极与接地连接。弹性波谐振子31a的IDT电极和弹性波谐振子31b的IDT电极在弹性波传播方向上并列设置。
另外,纵向耦合谐振器31也可以在弹性波传播方向的两端配置有反射器。
此外,附加电路30也可以代替弹性波谐振子31a以及31b而具有横向型的弹性波谐振子,该横向型的弹性波谐振子利用在两个以上的IDT电极间的表面波的传播来传递信号。
根据上述结构,附加电路30针对比在滤波器10通过的第1频带靠高频侧或者低频侧的给定的频带的成分,生成振幅与该给定的频带的成分大体相同且相位与该给定的频带的成分大体相反的成分。由此,能够改善滤波器10中的上述给定的频带中的衰减特性。
另外,附加电路30所连接的节点N1以及N2只要是将公共端子100和输入输出端子110连结的路径上的节点即可,节点N1以及N2只要隔着滤波器10具有的至少一个串联臂谐振子进行配置即可。
此外,在本实施方式中,节点N1和节点N2是不同的两个节点。所谓不同的两个节点,意味着这两个节点经由阻抗元件(电感器、电容器、电阻或者谐振子等)连接。
此外,也可以不具有电容器32,弹性波谐振子31a的一端也可以与节点N1直接连接。此外,也可以在弹性波谐振子31b的一端与节点N2之间连接有电容器。
[2.实施例1涉及的多工器1]
接着,对实施例1涉及的多工器1进行说明。实施例1涉及的多工器1具有与图1所示的结构同样的结构,具备滤波器10、滤波器20、附加电路30、电感器3以及4、公共端子100、和输入输出端子110(第1输入输出端子)以及输入输出端子120(第2输入输出端子)。
实施例1涉及的多工器1相对于实施方式涉及的多工器1附加了如下的限制,即,滤波器10的通带位于比滤波器20的通带靠低频侧。
图2A是实施例1涉及的滤波器10的电路结构图。
滤波器10是第1滤波器电路的一个例子,是包含多个弹性波谐振子的梯型的弹性波滤波器电路,具备串联臂谐振子11、12、13、14以及15和并联臂谐振子16、17、18以及19。串联臂谐振子11~15配置在将端子111和端子112连结的串联臂路径。并联臂谐振子16~19分别连接在上述串联臂路径与接地之间。串联臂谐振子11~15以及并联臂谐振子16~19分别例如是包含Y切割的LiNbO3压电基板和形成在该压电基板上的IDT电极的、利用了瑞利波的声表面波谐振子。
根据上述结构,滤波器10例如将用于LTE(Long Term Evolution,长期演进)的频段B28或者用于5G(5th Generation,第5代)-NR(New Radio,新空口)的频段n28的上行链路工作频段(703~748MHz)作为通带(第1频带)。
在本实施例中,附加电路30的一端与端子111和串联臂谐振子11之间的节点N1连接,附加电路30的另一端与串联臂谐振子14和串联臂谐振子15之间的节点N2连接。
另外,本发明涉及的第1滤波器电路的电路结构并不限定于图2A所示的滤波器10的电路结构。
图2B是实施例1涉及的滤波器20的电路结构图。
滤波器20是第2滤波器电路的一个例子,是具备纵向耦合谐振器25的弹性波滤波器电路,具备纵向耦合谐振器25、串联臂谐振子21以及22、和并联臂谐振子23以及24,其中,纵向耦合谐振器25包含7个弹性波谐振子。
纵向耦合谐振器25包含弹性波谐振子251、252、253、254、255、256以及257,一端经由串联臂谐振子21与端子121连接,另一端经由串联臂谐振子22与端子122连接。
弹性波谐振子251~257分别具有基板和形成在该基板上的IDT电极,该基板具有压电性。弹性波谐振子251~257的IDT电极包含相互对置的两个梳形电极。弹性波谐振子251、253、255以及257各自的一个梳形电极经由串联臂谐振子21与端子121连接,弹性波谐振子251、253、255以及257各自的另一个梳形电极与接地连接。弹性波谐振子252、254以及256各自的一个梳形电极经由串联臂谐振子22与端子122连接,弹性波谐振子252、254以及256各自的另一个梳形电极与接地连接。弹性波谐振子251~257按照弹性波谐振子251、252、253、254、255、256以及257的顺序配置在弹性波传播方向上。
串联臂谐振子21以及22配置在将端子121和122连结的串联臂路径。并联臂谐振子23以及24分别连接在上述串联臂路径与接地之间。
弹性波谐振子251~257、串联臂谐振子21~22以及并联臂谐振子23~24分别例如是包含Y切割的LiNbO3压电基板和形成在该压电基板上的IDT电极的、利用了瑞利波的声表面波谐振子。
根据上述结构,滤波器20例如将用于LTE的频段B28或者用于5G-NR的频段n28的下行链路工作频段(758~803MHz)作为通带(第2频带)。
另外,本发明涉及的第2滤波器电路的电路结构并不限定于图2B所示的滤波器20的电路结构。
图3是表示实施例1涉及的附加电路30的通过特性的曲线图。在同图中,示出了附加电路30的节点N2至节点N1的通过特性。另外,同图所示的频段B为第1频带,频段A为第2频带。在附加电路30中,将频段A的成分的振幅电平以及相位电平设定为频段A的成分被滤波器10抑制。此时,在比频段A靠高频侧,产生起因于纵向耦合谐振器31的IDT电极的响应(以后,记为IDT响应)。若将该IDT响应的峰值频率设为f1,则在本实施例中IDT响应的峰值频率f1成为812.7MHz。本实施例中的IDT响应的峰值频率是如下的频率,即,在附加电路30的通过特性中,在比第2频带靠高频侧,插入损耗成为极小。
该起因于纵向耦合谐振器31的IDT电极的IDT响应会使滤波器10的比频段A靠高频侧的衰减特性劣化。
相对于此,在本实施例涉及的多工器1中,使IDT响应的峰值频率f1和比多工器1的第2频率高的频带中的低阻抗频率大体一致,由此改善了多工器1的衰减特性。
图4是示出从公共端子100观察实施例1涉及的多工器1的阻抗的史密斯圆图。在同图的史密斯圆图中,示出了从公共端子100观察滤波器10、20以及附加电路30的阻抗。在同图中,滤波器10的通带(频段B)以及滤波器20的通带(频段A)中的阻抗位于基准阻抗(50Ω)附近。另一方面,在同图中,示出了在比滤波器20的通带(频段A:第2频带)靠高频侧阻抗变得最小的频率f2。也就是说,在图4的史密斯圆图中,频率f2的阻抗配置在低阻抗侧的实轴上(电抗成分为0)。
在此,在本实施例中,使上述IDT响应的峰值频率f1与上述阻抗变得最小的频率f2大体一致。具体地,例如,通过对构成附加电路30的纵向耦合谐振器31的IDT电极的间距进行调整,从而能够使上述峰值频率f1与上述频率f2大体一致。
另外,所谓IDT电极的间距,是IDT电极的波长λ的1/2。所谓IDT电极的波长λ,是构成IDT电极的一对梳形电极具有的多个电极指的重复周期。
图5是实施例1以及比较例涉及的滤波器10以及附加电路30的通过特性。在同图中,示出了实施例1以及比较例涉及的多工器的输入输出端子110至公共端子100的通过特性。
另外,虽然比较例涉及的多工器具有图1、图2A以及图2B所示的电路结构,但是上述峰值频率f1相对于上述频率f2相距2.2MHz。
如图5所示,可知实施例1涉及的多工器1与比较例涉及的多工器相比较,在滤波器10以及附加电路30的通过特性中,在比频段A(第2频带)靠高频侧产生的衰减量得到了改善(响应峰值降低)(图5的虚线圈内)。
关于此,可解释为是由于以下的理由,即,在从公共端子100输入了响应的峰值频率f1附近的信号的情况下,由于峰值频率f1与频率f2大体一致,从而峰值频率f1下的滤波器20或者10的阻抗变小,在滤波器20侧流过峰值频率f1附近的信号,而在滤波器10则不流过峰值频率f1附近的信号,或者,峰值频率f1附近的信号在滤波器10内被消耗,从而不向输入输出端子110流过峰值频率f1附近的信号。
也就是说,通过使IDT响应的峰值频率f1和多工器1的阻抗变得最小的频率f2大体一致,从而能够抑制滤波器10(以及附加电路30)中的在比频段A(第2频带)靠高频侧产生的IDT响应,能够改善衰减量。
[3.频率f1和频率f2的一致度]
接着,对IDT响应的峰值频率f1和多工器1的阻抗变得最小的频率f2的一致度进行说明。
图6是使附加电路30的IDT电极间距变化的情况下的滤波器10以及附加电路30的通过特性。在同图的(a)以及(b)中,示出了相对于频率f2使峰值频率f1阶段性地变化的情况下的输入输出端子110至公共端子100的通过特性。特别是,在同图的(b)中,放大显示了比频段A(第2频带)靠高频侧的区域中的通过特性。另外,在使频率f1变化时,使纵向耦合谐振器31的IDT电极的间距在0.06μm(-0.03μm~+0.03μm)的范围内变化。
如图6的(b)所示,通过使纵向耦合谐振器31的IDT电极的间距变化,从而峰值频率f1变化,与该变化相伴地,频率f2(812.7MHz)和峰值频率f1的频率差变化,起因于该频率差的变化,IDT响应的峰值的值增减。
图7是表示如下情况下的衰减量的曲线图,即,相对于多工器1的比频段A(第2频带)靠高频侧的阻抗变得最小的频率f2(812.7MHz),使IDT响应的峰值频率f1变化。横轴示出频率f1,纵轴示出滤波器10以及附加电路30的比频段A靠高频侧的衰减量(最差值)。
如图7所示,通过使峰值频率f1变化,从而衰减量变化,在峰值频率f1与频率f2大体一致的情况下,上述衰减量具有最大值(大约40dB)。
在此,在上述衰减量的要求值为30dB的情况下,需要满足以下的式1。
811.7MHz≤f1≤813.7MHz (式1)
也就是说,对于f2=812.7MHz,f1处于f2±1MHz的范围成为条件。
若以频率f2为基准来表示式1,则成为式2,其结果是,能够用式3来表示。
f2×(1-1MHz/812.7MHz)≤f1≤f2×(1+1MHz/813.7MHz) (式2)
f2×(1-0.0012)≤f1≤f2×(1+0.0012) (式3)
由此,通过使IDT响应的峰值频率f1和多工器1的阻抗变得最小的频率f2如式3所示地大体一致,从而能够抑制滤波器10(以及附加电路30)中的在比频段A(第2频带)靠高频侧产生的IDT响应。其结果是,能够改善上述衰减量,能够确保30dB。
另外,上述衰减量的要求值(30dB)是构成便携式电话等移动体通信终端的无线通信用前端电路的滤波器所需要的通带外衰减量。
另外,在上述衰减量的要求值为35dB的情况下,需要满足以下的式4。
812.25MHz≤f1≤813.15MHz (式4)
也就是说,相对于f2=812.7MHz,f1处于f2±0.45MHz的范围成为条件。
若以频率f2为基准来表示式4,则成为式5,其结果是,能够用式6来表示。
f2×(1-0.45MHz/812.7MHz)≤f1≤f2×(1+0.45MHz/813.7MHz) (式5)
f2×(1-0.00055)≤f1≤f2×(1+0.00055) (式6)
由此,通过使IDT响应的峰值频率f1和多工器1的阻抗变得最小的频率f2如式6所示地大体一致,从而能够抑制滤波器10(以及附加电路30)中的在比频段A(第2频带)靠高频侧产生的IDT响应。其结果是,能够改善上述衰减量,能够确保35dB。
另外,在本实施例涉及的多工器1中,条件为滤波器10的通带处于比滤波器20的通带靠低频侧,但是应用于滤波器10以及20的频段并不限定于用于LTE的频段B28或者用于5G-NR的频段n28。
应用于滤波器10以及20的频段例如也可以是用于LTE的频段B2或者用于5G-NR的频段n2。也就是说,滤波器10应用于将频段B2或者频段n2的上行链路工作频段(1850~1910MHz)作为通带(第1频带)的滤波器,滤波器20应用于将频段B2或者频段n2的下行链路工作频段(2110~2170MHz)作为通带(第2频带)的滤波器。在该情况下,也能够通过满足式3,从而抑制在比第2频带靠高频侧产生的IDT响应,能够确保30dB的比第2频带靠高频侧的衰减量。此外,能够通过满足式6,从而抑制在比第2频带靠高频侧产生的IDT响应,能够确保35dB的比第2频带靠高频侧的衰减量。
此外,应用于滤波器10以及20的频段例如也可以是用于LTE的频段B7或者用于5G-NR的频段n7。也就是说,滤波器10应用于将频段B7或者频段n7的上行链路工作频段(2500~2570MHz)作为通带(第1频带)的滤波器,滤波器20应用于将频段B7或者频段n7的下行链路工作频段(2620~2690MHz)作为通带(第2频带)的滤波器。在该情况下,也能够通过满足式3,从而抑制在比第2频带靠高频侧产生的IDT响应,能够确保30dB的比第2频带靠高频侧的衰减量。此外,能够通过满足式6,从而抑制在比第2频带靠高频侧产生的IDT响应,能够确保35dB的比第2频带靠高频侧的衰减量。
此外,在滤波器10以及20为声表面波滤波器的情况下,也可以是,具有压电性的基板为Y切割的LiNbO3压电基板,而且不利用瑞利波。也可以是,压电性的基板例如为LiTaO3压电基板,而且利用漏波。
此外,具有压电性的基板可以具有依次层叠了高声速支承基板、低声速膜以及压电膜的构造,此外,也可以具有依次层叠了支承基板、能量封闭层以及压电膜的构造。
此外,在本实施例中,滤波器10并不限定于梯型的声表面波滤波器,也可以是梯型以外的构造,此外,还可以是体声波滤波器。进而,滤波器10也可以是包含电感器以及电容器的LC滤波器。此外,滤波器20并不限定于纵向耦合型的声表面波滤波器,也可以是纵向耦合型以外的构造,此外,还可以是体声波滤波器。进而,滤波器20也可以是包含电感器以及电容器的LC滤波器。
此外,构成附加电路30的纵向耦合谐振器31的弹性波谐振子的数量也可以为3个以上。
[4.实施例2涉及的多工器1A]
接着,对实施例2涉及的多工器1A进行说明。实施例2涉及的多工器1A具有与图1所示的结构同样的结构,具备滤波器10A、滤波器20A、附加电路30、电感器3以及4、公共端子100、和输入输出端子110(第1输入输出端子)以及输入输出端子120(第2输入输出端子)。
实施例2涉及的多工器1A相对于实施方式涉及的多工器1附加了如下的限制,即,滤波器10的通带位于比滤波器20的通带靠高频侧。
图8A是实施例2涉及的滤波器10A的电路结构图。
滤波器10A是第1滤波器电路的一个例子,是包含多个弹性波谐振子的梯型的弹性波滤波器电路,具备串联臂谐振子11、12、13以及14、和并联臂谐振子16、17、18以及19。串联臂谐振子11~14配置在将端子111和端子112连结的串联臂路径。并联臂谐振子16~19分别连接在上述串联臂路径与接地之间。串联臂谐振子11~14以及并联臂谐振子16~19分别例如是包含Y切割的LiNbO3压电基板和形成在该压电基板上的IDT电极的、利用了瑞利波的声表面波谐振子。
通过上述结构,滤波器10A例如将用于LTE的频段B71或者用于5G-NR的频段n71的上行链路工作频段(663~698MHz)作为通带(第1频带)。
在本实施例中,附加电路30的一端与端子111和串联臂谐振子11之间的节点N1连接,附加电路30的另一端与串联臂谐振子13和串联臂谐振子14之间的节点N2连接。
另外,本发明涉及的第1滤波器电路的电路结构并不限定于图8A所示的滤波器10A的电路结构。
图8B是实施例2涉及的滤波器20A的电路结构图。
滤波器20A是第2滤波器电路的一个例子,是具备纵向耦合谐振器25的弹性波滤波器电路,具备纵向耦合谐振器25、串联臂谐振子21、22以及26、和并联臂谐振子23以及24,其中,纵向耦合谐振器25包含7个弹性波谐振子。
纵向耦合谐振器25包含弹性波谐振子251、252、253、254、255、256以及257,一端经由串联臂谐振子21以及22与端子121连接,另一端经由串联臂谐振子26与端子122连接。
弹性波谐振子251~257分别具有基板和形成在该基板上的IDT电极,该基板具有压电性。弹性波谐振子251~257的IDT电极包含相互对置的两个梳形电极。弹性波谐振子251、253、255以及257各自的一个梳形电极经由串联臂谐振子21以及22与端子121连接,弹性波谐振子251、253、255以及257各自的另一个梳形电极与接地连接。弹性波谐振子252、254以及256各自的一个梳形电极经由串联臂谐振子26与端子122连接,弹性波谐振子252、254以及254各自的另一个梳形电极与接地连接。弹性波谐振子251~257按照弹性波谐振子251、252、253、254、255、256以及257的顺序配置在弹性波传播方向上。
串联臂谐振子21、22以及26配置在将端子121和122连结的串联臂路径。并联臂谐振子23以及24分别连接在上述串联臂路径与接地之间。
弹性波谐振子251~257、串联臂谐振子21、22、26以及并联臂谐振子23~24分别例如是包含Y切割的LiNbO3压电基板和形成在该压电基板上的IDT电极的、利用了瑞利波的声表面波谐振子。
根据上述结构,滤波器20A例如将用于LTE的频段B71或者用于5G-NR的频段n71的下行链路工作频段(617~652MHz)作为通带(第2频带)。
图9是表示实施例2涉及的附加电路30的通过特性的曲线图。在同图中,示出了附加电路30的节点N2至节点N1的通过特性。另外,同图所示的频段B为第1频带,频段A为第2频带。在附加电路30中,将频段A的成分的振幅电平以及相位电平设定为频段A的成分被滤波器10A抑制。此时,在比频段A靠低频侧,产生起因于纵向耦合谐振器31的IDT电极的IDT响应。若将该IDT响应的峰值频率设为f1,则在本实施例中,IDT响应的峰值频率f1成为610MHz。本实施例中的IDT响应的峰值频率是如下的频率,即,在附加电路30的通过特性中,在比第2频带靠低频侧插入损耗成为极小。
该起因于纵向耦合谐振器31的IDT电极的IDT响应会使滤波器10A的比频段A靠低频侧的衰减特性劣化。
相对于此,在本实施例涉及的多工器1A中,通过使IDT响应的峰值频率f1和多工器1A的比第2频率低的频带中的低阻抗频率大体一致,从而改善了多工器1A的衰减特性。
图10是示出从公共端子100观察实施例2涉及的多工器1A的阻抗的史密斯圆图。在同图的史密斯圆图中,示出了从公共端子100观察滤波器10A、20A、以及附加电路30的阻抗。在同图中,滤波器10A的通带(频段B)以及滤波器20A的通带(频段A)中的阻抗位于基准阻抗(50Ω)附近。另一方面,在同图中,示出了在比滤波器20A的通带(频段A:第2频带)靠低频侧阻抗变得最小的频率f2。也就是说,在图10的史密斯圆图中,频率f2的阻抗配置在低阻抗侧的实轴上(电抗成分为0)。
在此,在本实施例中,使上述IDT响应的峰值频率f1与上述阻抗变得最小的频率f2大体一致。具体地,例如,对构成附加电路30的纵向耦合谐振器31的IDT电极的间距进行调整,从而能够使上述峰值频率f1与上述频率f2大体一致。
图11是实施例2以及比较例涉及的滤波器10A以及附加电路30的通过特性。在同图中,示出了实施例2以及比较例涉及的多工器的输入输出端子110至公共端子100的通过特性。
另外,虽然比较例涉及的多工器具有图1、图8A以及图8B所示的电路结构,但是上述峰值频率f1相对于上述频率f2相距3.2MHz。
如图11所示,可知实施例2涉及的多工器1A与比较例涉及的多工器相比较,在滤波器10A以及附加电路30的通过特性中,在比频段A(第2频带)靠低频侧产生的衰减量得到了改善(响应峰值降低)(图11的虚线圈内)。
关于此,可解释为是由于以下的理由,即,在从公共端子100输入了响应的峰值频率f1附近的信号的情况下,由于峰值频率f1与频率f2大体一致,从而峰值频率f1下的滤波器20A或者10A的阻抗变小,在滤波器20A侧流过峰值频率f1附近的信号,而在滤波器10A则不流过峰值频率f1附近的信号,或者,峰值频率f1附近的信号在滤波器10A内被消耗,从而不向输入输出端子110流过峰值频率f1附近的信号。
也就是说,通过使IDT响应的峰值频率f1和多工器1A的阻抗变得最小的频率f2大体一致,从而能够抑制滤波器10A(以及附加电路30)中的在比频段A(第2频带)靠低频侧产生的IDT响应,能够改善衰减量。
在本实施例涉及的多工器1A中,也成立与图7所示的峰值频率f1和频率f2的关系同样的关系。
即,在滤波器10A以及附加电路30的比频段A靠低频侧的衰减量的要求值为30dB的情况下,满足式3成为条件。
由此,通过使IDT响应的峰值频率f1和多工器1A的阻抗变得最小的频率f2如式3所示地大体一致,从而能够抑制滤波器10A(以及附加电路30)中的在比频段A(第2频带)靠低频侧产生的IDT响应。其结果是,能够改善上述衰减量,能够确保30dB。
另外,在上述衰减量的要求值为35dB的情况下,满足式6成为条件。
由此,通过使IDT响应的峰值频率f1和多工器1A的阻抗变得最小的频率f2如式6所示地大体一致,从而能够抑制滤波器10A(以及附加电路30)中的在比频段A(第2频带)靠低频侧产生的IDT响应。其结果是,能够改善上述衰减量,能够确保35dB。
另外,在本实施例涉及的多工器1A中,条件是滤波器10A的通带处于比滤波器20A的通带靠高频侧,但是应用于滤波器10A以及20A的频段并不限定于用于LTE的频段B71。
此外,在滤波器10A以及20A为声表面波滤波器的情况下,也可以是,具有压电性的基板为Y切割的LiNbO3压电基板,而且不利用瑞利波。也可以是,压电性的基板例如为LiTaO3压电基板,而且利用漏波。
此外,具有压电性的基板可以具有依次层叠了高声速支承基板、低声速膜以及压电膜的构造,此外,也可以具有依次层叠了支承基板、能量封闭层以及压电膜的构造。
另外,在本实施例中,滤波器10A并不限定于梯型的声表面波滤波器,也可以是梯型以外的构造,此外,还可以是体声波滤波器。进而,滤波器10A也可以是包含电感器以及电容器的LC滤波器。此外,滤波器20A并不限定于纵向耦合型的声表面波滤波器,也可以是纵向耦合型以外的构造,此外,还可以是体声波滤波器。进而,滤波器20A也可以是包含电感器以及电容器的LC滤波器。
此外,构成附加电路30的纵向耦合谐振器31的弹性波谐振子的数量也可以为3个以上。
[5.效果等]
像以上那样,实施例1涉及的多工器1具备:公共端子100、输入输出端子110以及120;滤波器10,连接在公共端子100与输入输出端子110之间,具有包含第1频带的通带;滤波器20,连接在公共端子100与输入输出端子120之间,具有包含比第1频带靠高频侧的第2频带的通带;以及附加电路30,与将公共端子100和输入输出端子110连结的路径的至少一部分并联地连接,附加电路30包含:纵向耦合谐振器31,具有形成在具有压电性的基板上的多个IDT电极,将在附加电路30的通过特性中产生的、起因于IDT电极的响应的峰值频率设为f1,在从公共端子100观察滤波器10以及20和附加电路30的阻抗特性中,将在比第2频带靠高频侧阻抗变得最小的频率设为f2,在该情况下,满足f2×(1-0.0012)≤f1≤f2×(1+0.0012)。
由此,通过使IDT响应的峰值频率f1和多工器1的阻抗变得最小的频率f2如上式所示地大体一致,从而能够抑制滤波器10(以及附加电路30)中的在比第2频带靠高频侧产生的IDT响应,能够改善衰减特性。
此外,例如,在多工器1中,也可以满足:
f2×(1-0.00055)≤f1≤f2×(1+0.00055)。
由此,通过使峰值频率f1和频率f2如上式所示地大体一致,从而能够抑制滤波器10(以及附加电路30)中的在比第2频带靠高频侧产生的IDT响应,能够将衰减量确保在35dB以上。
此外,实施例2涉及的多工器1A具备:公共端子100、输入输出端子110以及120;滤波器10A,连接在公共端子100与输入输出端子110之间,具有包含第1频带的通带;滤波器20A,连接在公共端子100与输入输出端子120之间,具有包含比第1频带靠低频侧的第2频带的通带;以及附加电路30,与将公共端子100和输入输出端子110连结的路径的至少一部分并联地连接,附加电路30包含:纵向耦合谐振器31,具有形成在具有压电性的基板上的多个IDT电极,将在附加电路30的通过特性中产生的、起因于IDT电极的响应的峰值频率设为f1,在从公共端子100观察滤波器10以及20和附加电路30的阻抗特性中,将在比第2频带靠低频侧阻抗变得最小的频率设为f2,在该情况下,满足f2×(1-0.0012)≤f1≤f2×(1+0.0012)。
由此,通过使IDT响应的峰值频率f1和多工器1的阻抗变得最小的频率f2如上式所示地大体一致,从而能够抑制滤波器10A(以及附加电路30)中的在比第2频带靠低频侧产生的IDT响应,能够改善衰减特性。
此外,例如,在多工器1A中,也可以满足:
f2×(1-0.00055)≤f1≤f2×(1+0.00055)。
由此,通过使峰值频率f1和频率f2如上式所示地大体一致,从而能够抑制滤波器10A(以及附加电路30)中的在比第2频带靠低频侧产生的IDT响应,能够将衰减量确保在35dB以上。
(其它变形例等)
以上,列举实施方式对多工器进行了说明,但是本发明的弹性波滤波器并不限定于上述实施方式。将上述实施方式中的任意的构成要素组合而实现的其它实施方式、在不脱离本发明的主旨的范围内对上述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的变形例、内置了上述实施方式涉及的多工器的各种设备也包含于本发明。
此外,例如,在多工器中,也可以在各构成要素之间连接有电感器、电容器。另外,该电感器中也可以包含由将各构成要素间相连的布线形成的布线电感器。
产业上的可利用性
本发明作为能够应用于被多频段化以及多模式化了的频率标准的、低损耗以及高衰减的多工器,能够广泛地利用于便携式电话等通信设备。

Claims (4)

1.一种多工器,具备:
公共端子、第1输入输出端子以及第2输入输出端子;
第1滤波器电路,连接在所述公共端子与所述第1输入输出端子之间,具有包含第1频带的通带;
第2滤波器电路,连接在所述公共端子与所述第2输入输出端子之间,具有包含比所述第1频带靠高频侧的第2频带的通带;以及
附加电路,与将所述公共端子和所述第1输入输出端子连结的路径的至少一部分并联地连接,
所述附加电路包含:谐振器,具有形成在具有压电性的基板上的多个IDT电极,即,叉指换能器电极,
将在所述附加电路的通过特性中产生的、起因于所述IDT电极的响应的峰值频率设为f1,
在从所述公共端子观察所述第1滤波器电路、所述第2滤波器电路以及所述附加电路的阻抗特性中,将在比所述第2频带靠高频侧阻抗变得最小的频率设为f2,在该情况下,满足:
f2×(1-0.0012)≤f1≤f2×(1+0.0012)。
2.根据权利要求1所述的多工器,其中,满足:
f2×(1-0.00055)≤f1≤f2×(1+0.00055)。
3.一种多工器,具备:
公共端子、第1输入输出端子以及第2输入输出端子;
第1滤波器电路,连接在所述公共端子与所述第1输入输出端子之间,具有包含第1频带的通带;
第2滤波器电路,连接在所述公共端子与所述第2输入输出端子之间,具有包含比所述第1频带靠低频侧的第2频带的通带;以及
附加电路,与将所述公共端子和所述第1输入输出端子连结的路径的至少一部分并联地连接,
所述附加电路包含:谐振器,具有形成在具有压电性的基板上的多个IDT电极,
将在所述附加电路的通过特性中产生的、起因于所述IDT电极的响应的峰值频率设为f1,
在从所述公共端子观察所述第1滤波器电路、所述第2滤波器电路以及所述附加电路的阻抗特性中,将在比所述第2频带靠低频侧阻抗变得最小的频率设为f2,在该情况下,满足:
f2×(1-0.0012)≤f1≤f2×(1+0.0012)。
4.根据权利要求3所述的多工器,其中,满足:
f2×(1-0.00055)≤f1≤f2×(1+0.00055)。
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