DE102017112008A1

DE102017112008A1 - Multiplexierer und Hochfrequenz-(HF)-Frontend-Modul

Info

Publication number: DE102017112008A1
Application number: DE102017112008.4A
Authority: DE
Inventors: Junpei YASUDA
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2017-12-14
Also published as: US20170359048A1; US10148246B2; CN107483027A; CN107483027B

Abstract

Ein Multiplexierer enthält ein erstes Filter, das zwischen einem gemeinsamen Antennenanschluss und einem ersten Anschluss angeordnet ist, und ein zweites Filter, das zwischen dem gemeinsamen Antennenanschluss und einem zweiten Anschluss angeordnet ist und das höhere Durchlassbandfrequenzen als das erste Filter hat. Das zweite Filter enthält mehrere IDTs, die so angeordnet sind, dass sie längs gekoppelt sind. Unter den mehreren in den IDTs enthaltenen IDT-Elektroden sind erste IDT-Elektroden mit der Antennenseite des gemeinsamen Anschlusses verbunden, und zweite IDT-Elektroden sind mit der Seite des zweiten Anschlusses verbunden. Die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden haben verschiedene Hauptmittenabstände der Elektrodenfinger. Mindestens eine der zweiten IDT-Elektroden hat den maximalen Hauptmittenabstand der Elektrodenfinger.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Multiplexierer, der mehrere Filter enthält, sowie ein Hochfrequenz-(HF)-Frontend-Modul, das den Multiplexierer enthält.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Seit einigen Jahren wird von Mobiltelefonen verlangt, mehrere Frequenzbänder und mehrere Drahtlossysteme, das heißt Multibänder und Multimodi, verarbeiten zu können. Zu diesem Zweck wird ein Multiplexierer, der ein Hochfrequenz-(HF)-Signal mit mehreren Drahtlosträgerfrequenzen unterteilt, unmittelbar unter einer einzelnen Antenne angeordnet. Als eines von mehreren Bandpassfiltern, die bei dem Multiplexierer benutzt werden, wird zum Beispiel ein Filter für elastische Wellen mit verlustarmer Kennlinie innerhalb des Durchlassbandes und steiler Durchlassbandkennlinie um das Durchlassband herum verwendet.
Als Filter für elastische Wellen kann zum Beispiel ein Filter verwendet werden, das ein längsgekoppeltes Filter für elastische Wellen mit fünf Interdigitaltransducern (IDTs) enthält, wie in der WO 2013/069225 A1 offenbart. Bei diesem Filter für elastische Wellen sind die fünf IDTs entlang einer Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen auf einem piezoelektrischen Substrat angeordnet.
Bei dem in der WO 2013/069225 A1 offenbarten Filter für elastische Wellen sind unter den fünf IDTs eine erste IDT-Elektrode, eine dritte IDT-Elektrode und eine fünfte IDT-Elektrode gemeinsam mit einem eingangsseitigen Anschluss (unsymmetrischen Anschluss) verbunden, und eine zweite IDT-Elektrode und eine vierte IDT-Elektrode sind mit einem anderen ausgabeseitigen Anschluss (symmetrischen Anschluss) verbunden. Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der WO 2013/069225 A1 beträgt der Mittenabstand von Elektrodenfingern der ersten und fünften IDT-Elektroden etwa 1,0582 µm, der Mittenabstand von Elektrodenfingern der zweiten und vierten IDT-Elektroden beträgt etwa 1,0569 µm, und der Mittenabstand von Elektrodenfingern der dritten IDT-Elektrode beträgt etwa 1,0612 µm. Daher ist eine IDT-Elektrode, die den maximalen Elektrodenfinger-Mittenabstand (die dritte IDT-Elektrode in dem genannten Ausührungsbeispiel der WO 2013/069225 A1 aufweist, mit dem eingangsseitigen Anschluss verbunden.
Um wie oben beschrieben Multibänder verarbeiten zu können, wird ein Multiplexierer verwendet, der mehrere Filter enthält. Es wurde aber festgestellt, dass sich, wenn ein Filter für elastische Wellen mit den oben beschriebenen Elektrodenfinger-Mittenabständen als eines der Filter des Multiplexierers verwendet wird, die Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer verschlechtern können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in den Fällen, in denen ein Filter für elastische Wellen in einem Multiplexierer verwendet wird, die Verschlechterung der Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters desselben Multiplexierers zu unterdrücken.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält ein Multiplexierer: einen gemeinsamen Anschluss, einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, ein erstes Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den ersten Anschluss verbindet, und ein zweites Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den zweiten Anschluss verbindet, wobei das zweite Filter höhere Durchlassbandfrequenzen als das erste Filter aufweist. Das zweite Filter ist ein Filter für elastische Wellen und enthält mehrere Interdigitaltransducer (IDTs), die entlang einer Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind. Jede der mehreren IDTs enthält ein Paar IDT-Elektroden, die einander zugewandt sind. Unter den mehreren IDT-Elektroden, die in den mehreren IDTs enthalten sind, sind erste IDT-Elektroden mit der Seite des gemeinsamen Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden, und zweite IDT-Elektroden sind mit der Seite des zweiten Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden. Die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden sind jeweils auf einer Fläche eines piezoelektrischen Substrats ausgebildet, und jede hat mehrere Elektrodenfinger, die nebeneinander in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind. Die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden haben verschiedene Hauptmittenabstände der Elektrodenfinger. Mindestens eine der zweiten IDT-Elektroden unter den mehreren IDT-Elektroden hat einen maximalen Hauptmittenabstand der Elektrodenfinger.
Indem man mindestens eine der zweiten IDT-Elektroden den maximalen Elektrodenfinger-Hauptmittenabstand haben lässt, kann die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters verursacht und in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters auftritt, aus dem Durchlassband des ersten Filters entfernt werden. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in einem Multiplexierer verwendet wird, die Verschlechterung von Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer unterdrückt werden.
Mindestens eine der ersten IDT-Elektroden unter den mehreren IDT-Elektroden kann einen Mindest-Hauptmittenabstand der Elektrodenfinger haben.
Indem man mindestens eine der ersten IDT-Elektroden den Mindest-Elektrodenfinger-Hauptmittenabstand, wie oben beschrieben haben lässt, kann die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters verursacht und in dem Durchlassband des ersten Filters auftritt, zu einer höherfrequenten Seite des Durchlassbandes des ersten Filters, das innerhalb des niedrigerfrequenzseitigen Stoppbandes des zweiten Filters liegt, verschoben werden. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in einem Multiplexierer verwendet wird, die Verschlechterung von Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer unterdrückt werden.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält ein Multiplexierer einen gemeinsamen Anschluss, einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, ein erstes Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den ersten Anschluss verbindet, und ein zweites Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den zweiten Anschluss verbindet, wobei das zweite Filter höhere Durchlassbandfrequenzen als das erste Filter aufweist. Das zweite Filter ist ein Filter für elastische Wellen und enthält mehrere Interdigitaltransducer (IDTs), die entlang einer Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind. Jede der mehreren IDTs enthält ein Paar IDT-Elektroden, die einander zugewandt sind. Unter den mehreren IDT-Elektroden, die in den mehreren IDTs enthalten sind, sind erste IDT-Elektroden mit der Seite des gemeinsamen Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden, und zweite IDT-Elektroden sind mit der Seite des zweiten Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden. Die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden sind jeweils auf einer Fläche eines piezoelektrischen Substrats ausgebildet, und jede hat mehrere Elektrodenfinger, die nebeneinander in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind. Die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden haben verschiedene Hauptmittenabstände der Elektrodenfinger. Ein Gesamtdurchschnitt von Mittenabständen der in den ersten IDT-Elektroden enthaltenen Elektrodenfinger ist weniger als ein Gesamtdurchschnitt von Mittenabständen der in den zweiten IDT-Elektroden enthaltenen Elektrodenfinger.
Indem man den Gesamtdurchschnitt der Mittenabstände der in den ersten IDT-Elektroden enthaltenen Elektrodenfinger weniger als den Gesamtdurchschnitt der Mittenabstände der in den zweiten IDT-Elektroden enthaltenen Elektrodenfinger auslegt, kann die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters verursacht und in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters auftritt, aus dem Durchlassband des ersten Filters entfernt werden. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in einem Multiplexierer verwendet wird, die Verschlechterung von Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer unterdrückt werden.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält ein Multiplexierer: einen gemeinsamen Anschluss, einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, ein erstes Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den ersten Anschluss verbindet, und ein zweites Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den zweiten Anschluss verbindet, wobei das zweite Filter höhere Durchlassbandfrequenzen als das erste Filter aufweist. Das zweite Filter ist ein Filter für elastische Wellen und enthält mehrere Interdigitaltransducer (IDTs), die entlang einer Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind. Jede der mehreren IDTs enthält ein Paar IDT-Elektroden, die einander zugewandt sind. Unter den mehreren IDT-Elektroden, die in den mehreren IDTs enthalten sind, sind erste IDT-Elektroden mit der Seite des gemeinsamen Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden, und zweite IDT-Elektroden sind mit der Seite des zweiten Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden. Die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden sind jeweils auf einer Fläche eines piezoelektrischen Substrats ausgebildet, und jede hat mehrere Elektrodenfinger, die nebeneinander in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind. Die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden haben verschiedene Hauptmittenabstände der Elektrodenfinger. Wenn ein Durchschnitt von Mittenabständen der Elektrodenfinger von jeder der IDT-Elektroden erhalten wird, so ist eine IDT-Elektrode, die einen maximalen Durchschnitt aufweist, eine der zweiten IDT-Elektroden.
Wenn der Durchschnitt der Mittenabstände der Elektrodenfinger von jeder der IDT-Elektroden erhalten wird, indem man eine IDT-Elektrode, die den maximalen Durchschnitt aufweist, als eine der zweiten IDT-Elektroden konfiguriert, kann die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters verursacht und in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters auftritt, aus dem Durchlassband des ersten Filters entfernt werden. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in einem Multiplexierer verwendet wird, die Verschlechterung von Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer unterdrückt werden.
Wenn der Durchschnitt der Mittenabstände der Elektrodenfinger von jeder der IDT-Elektroden erhalten wird, so kann eine IDT-Elektrode, die einen minimalen Durchschnitt aufweist, eine der ersten IDT-Elektroden sein.
Indem man eine IDT-Elektrode, die den minimalen Durchschnitt aufweist, als eine der ersten IDT-Elektroden konfiguriert, kann die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters verursacht und in dem Durchlassband des ersten Filters auftritt, zu einer höherfrequenten Seite des Durchlassbandes des ersten Filters, das innerhalb des niedrigerfrequenzseitigen Stoppbandes des zweiten Filters liegt, verschoben werden. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in einem Multiplexierer verwendet wird, die Verschlechterung von Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer unterdrückt werden.
Ein Schaltungselement, das von dem zweiten Filter verschieden ist, kann zwischen den ersten IDT-Elektroden und dem gemeinsamen Anschluss verbunden sein.
Selbst wenn ein Schaltungselement, das von dem zweiten Filter verschieden ist, zwischen den ersten IDT-Elektroden und dem gemeinsamen Anschluss verbunden wird, kann die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters verursacht und in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters auftritt, aus dem Durchlassband des ersten Filters entfernt werden. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in einem Multiplexierer verwendet wird, die Verschlechterung von Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer unterdrückt werden.
Das zweite Filter kann eine ungerade Anzahl von drei oder mehr IDTs enthalten, und die Anzahl der ersten IDT-Elektroden kann kleiner sein als die Anzahl der zweiten IDT-Elektroden.
Erfindungsgemäß kann die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters verursacht und in dem Durchlassband des ersten Filters auftritt, auf einfache Weise zu einer höherfrequenten Seite verschoben werden. Wenn ein Filter für elastische Wellen in einem Multiplexierer verwendet wird, so kann die Verschlechterung von Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer unterdrückt werden.
Das zweite Filter kann fünf oder mehr IDTs enthalten.
Erfindungsgemäß kann das Frequenzdurchlassband sowohl des ersten Filters als auch des zweiten Filters verbreitert werden.
Das erste Filter und das zweite Filter können beide Empfangsfilter sein.
Erfindungsgemäß ist es möglich, einen Multiplexierer bereitzustellen, der mehrere Empfangsfilter enthält, die, wenn ein Filter für elastische Wellen verwendet wird, die Verschlechterung von Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer unterdrücken kann.
Wenn das erste Filter mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden wird, kann das zweite Filter mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden werden.
Erfindungsgemäß kann selbst dann, wenn eine unnötige Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters verursacht, in dem Durchlassband des ersten Filters auftritt, die unnötige Welle aus dem Durchlassband des ersten Filters entfernt werden. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in einem Multiplexierer verwendet wird, die Verschlechterung von Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer unterdrückt werden.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält ein Hochfrequenz (HF)-Frontend-Modul den oben beschriebenen Multiplexierer.
Indem man in einem Multiplexierer eines HF-Frontend-Moduls wie oben beschrieben mindestens eine der zweiten IDT-Elektroden den maximalen Elektrodenfinger-Hauptmittenabstand haben lässt, kann die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters verursacht und in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters auftritt, aus dem Durchlassband des ersten Filters entfernt werden. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in einem HF-Frontend-Modul verwendet wird, die Verschlechterung von Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben HF-Frontend-Modul unterdrückt werden.
Die vorliegende Erfindung kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in einem Multiplexierer oder einem HF-Frontend-Modul verwendet wird, die Verschlechterung von Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer oder demselben HF-Frontend-Modul unterdrücken.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht beschränkenden Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit der neun Zeichnungsfiguren umfassenden Zeichnung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist ein Schaltbild einer Kommunikationsvorrichtung, die einen Multiplexierer gemäß einer ersten Ausführungsform enthält.
1B ist ein Schaubild, das den Einfügeverlust (die Durchlassbandeigenschaften) des Multiplexierers gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist ein Schaltbild, das einen Multiplexierer gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht, der ein erstes Filter und ein zweites Filter enthält.
3 ist eine schematische Draufsicht, die das zweite Filter des in 2 veranschaulichten Multiplexierers veranschaulicht.
4(a) ist eine Draufsicht und 4(b) eine Schnittansicht, die schematisch einen IDT des zweiten Filters gemäß 2 zeigen.
5 ist eine schematische Draufsicht, die ein zweites Filter eines Multiplexierers gemäß einem Vergleichsbeispiel veranschaulicht.
6A und 6B zeigen den Einfügeverlust in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters.
7A und 7B zeigen den Rücklaufverlust des zweiten Filters in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters.
8 ist ein Schaltbild eines HF-Frontend-Moduls, das einen Multiplexierer gemäß der ersten Ausführungsform enthält.
9 ist eine schematische Draufsicht, die die Konfiguration einer zweiten Filterseite eines Multiplexierers gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen beschrieben. Die unten beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen umfassende oder konkrete Beispiele. Die Bezugszahlen, Formen, Materialien, Elemente und die Anordnung und die Verbindungen der Elemente sind nur beispielhaft und sind nicht so auszulegen, als schränkten sie die vorliegende Erfindung ein. Unter den Elementen in den folgenden Ausführungsformen werden Elemente, die nicht in unabhängigen Ansprüchen beschrieben sind, als beliebige Elemente beschrieben. Die Größen oder Größenverhältnisse von in den Zeichnungen veranschaulichten Elementen sind nicht unbedingt exakt.
Erste Ausführungsform
1. Gesamtkonfiguration des Multiplexierers
1A ist ein Schaltbild einer Kommunikationsvorrichtung 9, die einen Multiplexierer 1 gemäß einer ersten Ausführungsform enthält. 1B ist ein Schaubild, das den Einfügeverlust (die Durchlassbandeigenschaften) des Multiplexierers 1 gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
Wie in 1A veranschaulicht, enthält die Kommunikationsvorrichtung 9 den Multiplexierer 1 und einen integrierten Hochfrequenzschaltkreis (RFIC) 4, der eine Hochfrequenz (HF)-Signalverarbeitungsschaltung ist. Der Multiplexierer 1 ist mit einer Antennenvorrichtung 2 verbunden, wobei sich ein gemeinsamer Antennenanschluss 15 dazwischen befindet.
1A veranschaulicht, als ein Beispiel des Multiplexierers 1, einen Quadplexer, der auf Band 25 (Sendedurchlassband: etwa 1850 MHz bis etwa 1915 MHz, und Empfangsdurchlassband: etwa 1930 MHz bis etwa 1995 MHz) und auf Band 66 (Sendedurchlassband: etwa 1710 MHz bis etwa 1780 MHz, und Empfangsdurchlassband: etwa 2110 MHz bis etwa 2200 MHz) von Long-Term Evolution (LTE) angewendet wird.
Der Multiplexierer 1 enthält sendeseitige Filter 101 und 103, empfangsseitige Filter 102 und 104, einen gemeinsamen Antennenanschluss 15, Sendeeingangsanschlüsse 106 und 108 und Empfangsausgangsanschlüsse 107 und 109. Anschlussdrähte von jedem der sendeseitigen Filter 101 und 103 und der empfangsseitigen Filter 102 und 104 sind gebündelt und mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 verbunden.
Die sendeseitigen Filter 101 und 103 sind Bandpassfilter, die eine durch den RFIC 4 generierte Sendewelle über die Sendeeingangsanschlüsse 106 bzw. 108 empfangen, die Sendewelle unter Verwendung ihrer jeweiligen Sendedurchlassbänder filtern und die gefilterten Sendewellen an den gemeinsamen Antennenanschluss 15 ausgeben.
Die empfangsseitigen Filter 102 und 104 sind Bandpassfilter, die eine von dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 eingespeiste Empfangswelle empfangen, die Empfangswelle unter Verwendung ihrer jeweiligen Empfangsdurchlassbänder filtern und die gefilterten Empfangswellen an die Empfangsausgangsanschlüsse 107 bzw. 109 ausgeben.
Es werden nun zwei beliebige in dem in 1A gezeigten Multiplexierer 1 enthaltenen Filter näher beschrieben. Die beiden Filter werden als erstes Filter 11 und als zweites Filter 12 bezeichnet.
2 ist ein Schaltbild, das einen Multiplexierer 1A veranschaulicht, der das erste Filter 11 und das zweite Filter 12 enthält.
Wie in 2 veranschaulicht, ist das erste Filter 11 auf einem Kanal angeordnet, der den gemeinsamen Antennenanschluss 15 und einen ersten Anschluss 16 verbindet. Das zweite Filter 12 ist auf einem Kanal angeordnet, der den gemeinsamen Antennenanschluss 15 und einen zweiten Anschluss 17 verbindet. Das zweite Filter 12 ist mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 zumindest dann verbunden, wenn das erste Filter 11 mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 verbunden ist und eine Filterung ausführt.
Das zweite Filter 12 hat höhere Durchlassbandfrequenzen als das erste Filter 11. In der Ausführungsform wird zum Beispiel das erste Filter 11 als ein Filter mit einem Empfangsdurchlassband von Band 25 (Band 25 Rx) beschrieben, und das zweite Filter 12 wird als ein Filter mit einem Empfangsdurchlassband von Band 66 (Band 66 Rx) beschrieben.
2. Struktur von IDTs des zweiten Filters
3 ist eine schematische Draufsicht, die das zweite Filter 12 des Multiplexierers 1A veranschaulicht.
Das zweite Filter 12 ist ein längsgekoppeltes Filter für elastische Wellen und enthält mehrere IDTs 211, 212, 213, 214 und 215. Es ist zu beachten, dass das erste Filter 11 ein Kettenfilter sein kann, das Reihenresonatoren und Parallelresonatoren enthält, oder ein längsgekoppeltes Filter für elastische Wellen sein kann.
Vor der Beschreibung des zweiten Filters 12 wird die Struktur der IDTs 211 bis 215 des zweiten Filters 12 unter Verwendung einer IDT 22 beschrieben, die den IDTs 211 bis 215 gemein ist.
4(a) ist eine Draufsicht und 4(b) eine Schnittansicht, die schematisch die IDT 22 darstellen. Es ist zu beachten, dass die IDT 22 hier dazu verwendet wird, die typische Struktur eines Filters für elastische Wellen zu beschreiben, und dass die Anzahl und die Länge von Elektrodenfingern, die jede Elektrode konfigurieren, nicht auf die der IDT 22 beschränkt sind.
Die IDT 22 enthält Interdigitaltransducer-(IDT)-Elektroden 22a und 22b, die im Wesentlichen eine Kammform haben.
Wie in 4(a) veranschaulicht, wird das Paar IDT-Elektroden 22a und 22b, die einander zugewandt sind, auf einem piezoelektrischen Substrat 326 ausgebildet. Die IDT-Elektrode 22a enthält mehrere Elektrodenfinger 222a, die parallel zueinander verlaufen, und eine Sammelschienenelektrode 221a, die die mehreren Elektrodenfinger 222a verbindet. Die IDT-Elektrode 22b enthält mehrere Elektrodenfinger 222b, die parallel zueinander verlaufen, und eine Sammelschienenelektrode 221b, die die mehreren Elektrodenfinger 222b verbindet. Die mehreren Elektrodenfinger 222a und 222b werden entlang einer Richtung ausgebildet, die eine Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen schneidet. Das heißt, die Elektrodenfinger 222a und 222b werden in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen nebeneinander ausgebildet.
Die IDT-Elektroden 22a und 22b, die jeweils die mehreren Elektrodenfinger 222a und 222b und die Sammelschienenelektroden 221a und 221b enthalten, haben eine Mehrschichtstruktur, die eine Adhäsionsschicht 323 und eine Hauptelektrodenschicht 324 enthält, wie in 4(b) veranschaulicht.
Die Adhäsionsschicht 323 ist eine Schicht zum Verbessern der Adhäsion zwischen dem piezoelektrischen Substrat 326 und der Hauptelektrodenschicht 324, und es wird zum Beispiel Ti als ein Material der Adhäsionsschicht 323 verwendet. Die Adhäsionsschicht 323 hat zum Beispiel eine Filmdicke von etwa 12 nm.
Als Material für die Hauptelektrodenschicht 324 wird zum Beispiel Al, das 1 % Cu enthält, verwendet. Die Hauptelektrodenschicht 324 hat zum Beispiel eine Filmdicke von etwa 162 nm.
Eine Schutzschicht 325 wird so ausgebildet, dass sie die IDT-Elektroden 22a und 22b bedeckt. Die Schutzschicht 325 ist eine Schicht zum Schützen der Hauptelektrodenschicht 324 vor der äußeren Umgebung, zum Justieren der Frequenz-Temperatur-Kennlinie und zum Verbessern der Feuchtigkeitsbeständigkeit. Die Schutzschicht 325 ist zum Beispiel ein Film, der Siliziumdioxid als eine Hauptkomponente enthält.
Das piezoelektrische Substrat 326 wird zum Beispiel aus einem piezoelektrischen LiTaO₃-Einkristall, einem piezoelektrischen LiNbO₃-Einkristall mit einem bestimmten Schnittwinkel oder aus piezoelektrischer Keramik gebildet.
Es werden nun die Designparameter der IDT 22 beschrieben. Die Wellenlänge eines Oberflächenschallwellen-(SAW)-Resonators wird durch einen Wiederholungsmittenabstand λ der mehreren Elektrodenfinger 222a und 222b definiert, welche die in Teil (b) von 4 veranschaulichte IDT 22 konfigurieren. Die Überlappungsbreite L der IDT-Elektroden 22a und 22b ist, wie in Teil (a) von 4 veranschaulicht, eine überlappende Elektrodenfingerlänge in dem Fall, wo die Elektrodenfinger 222a der IDT-Elektrode 22a und die Elektrodenfinger 222b der IDT-Elektrode 22b aus der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen betrachtet werden. Ein Metallisierungsverhältnis D ist eine Leitungsbreitenbelegungsrate der mehreren Elektrodenfinger 222a und 222b, die das Verhältnis der Leitungsbreite der Elektrodenfinger 222a und 222b zur Summe der Leitungsbreite und der Raumbreite der Elektrodenfinger 222a und 222b ist. Genauer gesagt, ist das Metallisierungsverhältnis D als W/(W + S) definiert, wobei W die Leitungsbreite der Elektrodenfinger 222a und 222b ist, die die IDT-Elektroden 22a und 22b konfigurieren, und S die Raumbreite zwischen den benachbarten Elektrodenfingern 222a und Elektrodenfingern 222b ist.
3. Konfiguration des zweiten Filters gemäß einer Ausführungsform
Wie oben beschrieben, ist das zweite Filter 12 ein längsgekoppeltes Filter für elastische Wellen und enthält die mehreren IDTs 211 bis 215, wie in 3 veranschaulicht. Das zweite Filter 12 enthält außerdem Reflektoren 220 und 221, einen ersten Port 230 und einen zweiten Port 240, wobei der erste Port 230 auf der Seite des gemeinsamen Antennenanschlusses 15, von den mehreren IDTs 211 bis 215 aus betrachtet, aus dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 und dem zweiten Anschluss 17 angeordnet ist. Der zweite Port 240 ist auf der Seite des zweiten Anschlusses 17, von den mehreren IDTs 211 bis 215 aus betrachtet, aus dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 und dem zweiten Anschluss 17 angeordnet.
Wenn zum Beispiel ein HF-Signal von dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 in das zweite Filter 12 eingespeist wird, so kommt es zwischen dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 und einem Referenzanschluss (Erde) zu einem Potenzialunterschied, der seinerseits das piezoelektrische Substrat 326 verformt, wodurch eine Oberflächenschallwelle generiert wird. Indem man den Mittenabstand λ der Elektrodenfinger von jeder der IDTs 211 bis 215 ungefähr an die Wellenlänge des Durchlassbandes angleicht, kann ein HF-Signal mit einer durchzulassenden Frequenzkomponente unter Verwendung des zweiten Filters 12 durchgelassen werden.
Die IDT 211 des zweiten Filters 12 enthält ein Paar IDT-Elektroden 211a und 211b, die einander zugewandt sind. Gleichermaßen haben die IDTs 212 bis 215 jeweils Paare von IDT-Elektroden 212a und 212b, 213a und 213b, 214a und 214b und 215a und 215b, die einander zugewandt sind. Die IDTs 211 bis 215 sind der Reihe nach entlang der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen dergestalt angeordnet, dass sie längs gekoppelt sind. Das heißt, die IDTs 212 und 214 sind so angeordnet, dass sie die IDT 213 in der Ausbreitungsrichtung zwischen sich aufnehmen, und die IDTs 211 und 215 sind so angeordnet, dass sie die IDTs 212 bis 214 in der Ausbreitungsrichtung zwischen sich aufnehmen. Die Reflektoren 220 und 221 sind so angeordnet, dass sie die IDTs 211 bis 215 in der Ausbreitungsrichtung zwischen sich aufnehmen.
Die IDTs 212 und 214 sind parallel zwischen dem ersten Port 230 und dem Referenzanschluss (Erde) verbunden. Insbesondere sind die IDT-Elektroden 212a und 214a mit dem Referenzanschluss verbunden. Die IDT-Elektroden 212b und 214b sind mit der Seite des gemeinsamen Antennenanschlusses 15, aus dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 und dem zweiten Anschluss 17, verbunden, wobei der erste Port 230 dazwischen angeordnet ist.
Die IDTs 211, 213 und 215 sind parallel zwischen dem zweiten Port 240 und dem Referenzanschluss verbunden. Genauer gesagt, sind die IDT-Elektroden 211a, 213a und 215a mit dem Referenzanschluss verbunden. Die IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b sind mit der Seite des zweiten Anschlusses 17, aus dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 und dem zweiten Anschluss 17, verbunden, wobei der zweite Port 240 dazwischen angeordnet ist.
Auf diese Weise sind bei dem zweiten Filter 12 unter den mehreren IDTs 211 bis 215 erste IDT-Elektroden 212b und 214b mit der Seite des gemeinsamen Antennenanschlusses 15 verbunden, und zweite IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b sind mit der Seite des zweiten Anschlusses 17 verbunden. Das heißt, der Verbindungszielort der ersten IDT-Elektroden 212b und 214b ist der gemeinsame Antennenanschluss 15, und der Verbindungszielort der zweiten IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b ist der zweite Anschluss 17.

Tabelle 1 zeigt die Designparameter (Elektrodenfinger-Hauptmittenabstand λm, Überschneidungsbreite L, Anzahl N von IDT-Paaren und Metallisierungsverhältnis D) der IDTs 211 bis 215. Tabelle 1

	IDT 211b	IDT 212b	IDT 213b	IDT 214b	IDT 215b
Elektrodenfinger-Hauptmittenabstand λm (µm)	λ1 1,850	λ2 1,838 (Minimum)	λ3 1,854 (Maximum)	λ4 1,838 (Minimum)	λ5 1,850
Überschneidungsbreite L (µm)	40	40	40	40	40
Anzahl N von Paaren	21,5	19	9,5	19	21,5
Metallisierungsverhältnis D	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
Verbunden mit dem	zweiten Anschluss	gemeinsamen Antennenanschluss	zweiten Anschluss	gemeinsamen Antennenanschluss	zweiten Anschluss

Der Mittenabstand der Elektrodenfinger der Reflektoren 220 und 221 beträgt etwa 1,855 µm und ist damit größer als die Elektrodenfinger-Hauptmittenabstände λ1 bis λ5 der IDTs 211 bis 215.
Die in Tabelle 1 angegebenen Elektrodenfinger-Hauptmittenabstände λm sind jeweils die Mittenabstände der Elektrodenfinger in der Mitte der IDT-Elektroden 211b bis 215b. Im Fall der IDT-Elektrode 211b ist beispielsweise der Hauptmittenabstand λm ein Mittenabstand, der durch Elektrodenfinger gebildet wird, die mindestens 50 % aller Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 211b belegen. In einem längsgekoppelten Filter für elastische Wellen kann der Elektrodenfinger-Mittenabstand an zwei Enden der IDT-Elektrode 211b kleiner ausgebildet werden als der in ihrer Mitte, um den Kopplungsgrad zur benachbart positionierten IDT-Elektrode 212b zu justieren. Somit hat der Elektrodenfinger-Mittenabstand λ andere Werte für die Mitte und die zwei Enden der IDT-Elektrode 211b in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen, von der gesamten IDT-Elektrode 211b aus betrachtet. Darum können in der Ausführungsform die Elektrodenfinger-Mittenabstände λ der IDT-Elektroden 211b bis 215b anhand der Hauptmittenabstände λm verglichen werden.
Bei der der Tabelle 1 zugrundeliegenden Ausführungsform haben die Elektrodenfinger-Hauptmittenabstände λm die folgende Beziehung: (λ2 = λ4) < (λ1 = λ5) < λ3
Die Elektrodenfinger-Hauptmittenabstände λ2 und λ4 der ersten IDT-Elektroden 212b und 214b, die mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 verbunden sind, unterscheiden sich von den Elektrodenfinger-Hauptmittenabständen λ1, λ3 und λ5 der zweiten IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b, die mit dem zweiten Anschluss 17 verbunden sind.
Unter den Hauptmittenabständen λ1 bis λ5 der mehreren IDT-Elektroden 211b bis 215b ist der Elektrodenfinger-Hauptmittenabstand λ3 der zweiten IDT-Elektrode 213b, die mit dem zweiten Anschluss 17 verbunden ist, der maximale. Unter den Hauptmittenabständen λ1 bis λ5 sind die Hauptmittenabstände λ2 und λ4 der IDT-Elektroden 212b und 214b, die mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 verbunden sind, die minimalen.
Bei der Ausführungsform ist der Gesamtdurchschnitt der Mittenabstände λ der in den ersten IDT-Elektroden 212b und 214b enthaltenen Elektrodenfinger kleiner als der Gesamtdurchschnitt der Mittenabstände λ der in den zweiten IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b enthaltenen Elektrodenfinger. Der Gesamtdurchschnitt der Elektrodenfinger-Mittenabstände λ kann durch Berechnen des gewichteten Durchschnitts der Elektrodenfinger-Mittenabstände λ erhalten werden, einschließlich jener in der Mitte und an den zwei Enden jeder IDT-Elektrode. In der Ausführungsform beträgt der Gesamtdurchschnitt der Elektrodenfinger-Mittenabstände der ersten IDT-Elektroden 212b und 214b etwa 1,789 µm, und der Gesamtdurchschnitt der Elektrodenfinger-Mittenabstände der zweiten IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b beträgt etwa 1,819 µm.
Wenn bei der Ausführungsform der Durchschnitt der Elektrodenfinger-Mittenabstände λ von jeder der IDT-Elektroden 211b bis 215b erhalten wird, so ist eine IDT-Elektrode, die den maximalen Durchschnitt hat, eine der zweiten IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b. Der Durchschnitt mehrerer Elektrodenfinger-Mittenabstände λ ist ein Wert, der für jede IDT-Elektrode durch Berechnen des gewichteten Durchschnitts der Elektrodenfinger-Mittenabstände λ erhalten wird, einschließlich jener in der Mitte und an den zwei Enden der IDT-Elektrode. In der Ausführungsform ist eine IDT-Elektrode, die den maximalen Durchschnitt hat, die IDT-Elektrode 213b, und IDT-Elektroden, die den minimalen Durchschnitt haben, sind die IDT-Elektroden 212b und 214b.
4. Konfiguration des zweiten Filters gemäß einem Vergleichsbeispiel
5 ist eine schematische Draufsicht, die ein zweites Filter 552 eines Multiplexierers gemäß einem Vergleichsbeispiel veranschaulicht.
Wie in 5 gezeigt, enthält das zweite Filter 552 mehrere IDTs 511 bis 515, die Reflektoren 220 und 221, den ersten Port 230 und den zweiten Port 240.
Die IDT 511 hat ein Paar IDT-Elektroden 511a und 511b, die einander zugewandt sind. Gleichermaßen haben die IDTs 512 bis 515 jeweils Paare von IDT-Elektroden 512a und 512b, 513a und 513b, 514a und 514b und 515a und 515b, die einander zugewandt sind. Die IDTs 511 bis 515 sind der Reihe nach entlang der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen dergestalt angeordnet, dass sie längs gekoppelt sind.
Die IDTs 511, 513 und 515 sind parallel zwischen dem ersten Port 230 und einem Referenzanschluss (Erde) verbunden. Genauer gesagt, sind die IDT-Elektroden 511a, 513a und 515a mit dem Referenzanschluss verbunden. Die IDT-Elektroden 511b, 513b und 515b hingegen sind mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 verbunden, wobei der erste Port 230 dazwischen angeordnet ist.
Die IDTs 512 und 514 sind parallel zwischen dem zweiten Port 240 und dem Referenzanschluss verbunden. Genauer gesagt sind die IDT-Elektroden 512a und 514a mit dem Referenzanschluss verbunden. Die IDT-Elektroden 512b und 514b hingegen sind mit dem zweiten Anschluss 17 verbunden, wobei der zweite Port 240 dazwischen angeordnet ist.
Bei dem zweiten Filter 552 gemäß dem Vergleichsbeispiel sind unter den mehreren IDTs 511 bis 515 erste IDT-Elektroden 511b, 513b und 515b mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 verbunden, und zweite IDT-Elektroden 512b und 514b sind mit dem zweiten Anschluss 17 verbunden.

In Tabelle 2 sind die Designparameter der IDTs 511 bis 515 gemäß dem Vergleichsbeispiel zusammengestellt. Tabelle 2

	IDT 511b	IDT 512b	IDT 513b	IDT 514b	IDT 515b
Elektrodenfinger-Hauptmittenabstand λm (µm)	λ1 1,833	λ2 1,817 (Minimum)	λ3 1,926 (Maximum)	λ4 1,817 (Minimum)	λ5 1,833
Überschneidungsbreite L (µm)	43	43	43	43	43
Anzahl N von Paare	16,5	11	11,15	11	16,5
Metallisierungsverhältnis D	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
Verbunden mit dem	gemeinsamen Antennenanschluss	zweiten Anschluss	gemeinsamen Antennenanschluss	zweiten Anschluss	gemeinsamen Antennenanschluss

Der Mittenabstand der Elektrodenfinger der Reflektoren 220 und 221 beträgt etwa 1,861 µm und ist damit größer als der Elektrodenfinger-Hauptmittenabstand λ1 der IDT 511 und kleiner als der Elektrodenfinger-Hauptmittenabstand λ3 der IDT 513.
Bei dem Tabelle 2 zugrundeliegenden Vergleichsbeispiel haben die Elektrodenfinger-Hauptmittenabstände λm die folgende Beziehung: (λ2 = λ4) < (λ1 = λ5) < λ3
Die Größenbeziehung unter den Elektrodenfinger-Hauptmittenabständen λm gemäß dem Vergleichsbeispiel ist die gleiche wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, jedoch sind bei dem Vergleichsbeispiel die IDT-Elektroden 511b, 513b und 515b mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 und die IDT-Elektroden 512b und 514b mit dem zweiten Anschluss 17 verbunden.
5. Frequenzkennlinien der Ausführungsform und des Vergleichsbeispiels
Im Folgenden werden die Frequenzkennlinien des Multiplexierers gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel beschrieben.
6A und 6B veranschaulichen den Einfügeverlust in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters 11. Als eine Evaluierungsschaltung, die der in 6A veranschaulichten Ausführungsform entspricht, wird eine Schaltung, die Anschlussdrähte auf einer Seite des ersten Filters 11 und des zweiten Filter 12 bündelt, verwendet. Als eine Evaluierungsschaltung, die dem Vergleichsbeispiel entspricht, wird eine Schaltung verwendet, wo das zweite Filter 12 der Ausführungsform durch das zweite Filter 552 des Vergleichsbeispiels ersetzt wird.
6B ist ein Kurvendiagramm, das den Einfügeverlust (die Durchlassbandeigenschaften) bei der Ausführungsform und bei dem Vergleichsbeispiels von etwa 1850 MHz bis etwa 2050 MHz veranschaulicht. Wie in 6B veranschaulicht, wird in dem Vergleichsbeispiel der Einfügeverlust in der Nähe von etwa 1975 MHz größer, was innerhalb des Bandes von Band 25 Rx liegt.
Im Gegensatz dazu wird in der Ausführungsform – im Vergleich zum Vergleichsbeispiel – der Einfügeverlust in der Nähe von etwa 1975 MHz kleiner. Diese Differenz wird mit Bezug auf die 7A und 7B beschrieben.
7A und 7B veranschaulichen den Rücklaufverlust des zweiten Filters 12 (oder des Filters 552) in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters 11. Als eine Evaluierungsschaltung, die der in 7A veranschaulichten Ausführungsform entspricht, wird eine Schaltung verwendet, die das erste Filters 11 und das zweite Filters 12 nicht bündelt und die nur das zweite Filter 12 enthält. Als eine Evaluierungsschaltung, die dem Vergleichsbeispiel entspricht, wird eine Schaltung verwendet, die nur das zweite Filter 552 des Vergleichsbeispiels enthält.
7B ist ein Kurvendiagramm, das den Rücklaufverlust bei der Ausführungsform und bei dem Vergleichsbeispiel von etwa 1850 MHz bis etwa 2050 MHz veranschaulicht. Wie in 7B veranschaulicht, tritt in dem Vergleichsbeispiel eine unnötige Welle, die einen großen Rücklaufverlust verursacht, in der Nähe von etwa 1975 MHz auf, was innerhalb des Bandes 25 Rx liegt. Dies deutet darauf hin, dass in dem zweiten Filter 552 des Vergleichsbeispiels ein bei etwa 1975 MHz eingespeistes Signal nicht hinreichend reflektiert wird und teilweise absorbiert wird. Wegen dieser unnötigen Welle in der Nähe von etwa 1975 MHz steigt der Einfügeverlust im Bereich von etwa 1975 MHz an, wie in 6B gezeigt.
Demgegenüber ist bei der Ausführungsform der Rücklaufverlust innerhalb des Bandes 25 Rx klein. Das bedeutet, dass durch Verändern der Elektrodenfinger-Mittenabstände λ der IDT-Elektroden 211b bis 215b die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters 12 verursacht und die in dem Frequenzdurchlassband (Band 25 Rx) des ersten Filters 11 auftritt, aus dem Durchlassband des ersten Filters 11 entfernt wird. Insbesondere kann durch Vergrößern der Elektrodenfinger-Hauptmittenabstände λm der IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b, die mit dem zweiten Anschluss 17 verbunden sind, oder Verringern der Elektrodenfinger-Hauptmittenabstände der IDT-Elektroden 212b und 214b, die mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 verbunden sind, die Position der oben angesprochenen unnötige Welle zu einer höherfrequenten Seite des Durchlassbandes des ersten Filters 11 verschoben werden. Dementsprechend kann in dem Multiplexierer 1A, der das zweite Filter 12 der Ausführungsform verwendet, eine Erhöhung des Einfügeverlustes in dem Durchlassband des ersten Filters 11 unterdrückt werden.
6. Schlussfolgerung
Der Multiplexierer 1A gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform enthält den gemeinsamen Antennenanschluss 15, den ersten Anschluss 16, den zweiten Anschluss 17, das erste Filter 11, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Antennenanschluss 15 und den ersten Anschluss 16 verbindet, und das zweite Filter 12, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Antennenanschluss 15 und den zweiten Anschluss 17 verbindet, und das höhere Durchlassbandfrequenzen als das erste Filter 11 hat.
Das zweite Filter 12 ist ein Filter für elastische Wellen und enthält die mehreren IDTs 211 bis 215, die entlang der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind. Jede der IDTs 211 bis 215 enthält ein Paar IDT-Elektroden, die einander zugewandt sind. Unter den IDT-Elektroden, die die IDTs 211 bis 215 konfigurieren, sind erste IDT-Elektroden 212b und 214b mit der Seite des gemeinsamen Antennenanschlusses 15, aus dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 und dem zweiten Anschluss 17, verbunden, und zweite IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b sind mit der Seite des zweiten Anschlusses 17, aus dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 und dem zweiten Anschluss 17, verbunden. Die ersten IDT-Elektroden 212b und 214b und die zweiten IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b sind jeweils auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 326 ausgebildet, und jede hat mehrere Elektrodenfinger, die nebeneinander in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind. Die ersten IDT-Elektroden 212b und 214b und die zweiten IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b haben verschiedene Hauptmittenabstände λm mehrerer Elektrodenfinger, die nebeneinander in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind. Mindestens eine der zweiten IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b hat einen maximalen Elektrodenfinger-Hauptmittenabstand λm unter den mehreren IDT-Elektroden 211b bis 215b.
Mit dieser Konfiguration kann die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters 12 verursacht und die in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters 11 auftritt, aus dem Durchlassband des ersten Filters 11 entfernt werden. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in dem Multiplexierer 1A verwendet wird, die Verschlechterung der Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer 1A unterdrückt werden.
Mindestens eine der ersten IDT-Elektroden 212b und 214b kann einen Mindest-Elektrodenfinger-Hauptmittenabstand λm unter den mehreren IDT-Elektroden 211b bis 215b haben.
Dementsprechend kann die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters 12 verursacht und die in dem Durchlassband des ersten Filters 11 auftritt, zu einer höherfrequenten Seite des Durchlassbandes des ersten Filters 11 verschoben werden, das innerhalb des niedrigerfrequenzseitigen Stoppbandes des zweiten Filters 12 liegt. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in dem Multiplexierer 1A verwendet wird, die Verschlechterung der Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer 1A unterdrückt werden.
In dem Multiplexierer 1A gemäß der Ausführungsform ist der Gesamtdurchschnitt der Mittenabstände λ der in den ersten IDT-Elektroden 212b und 214b enthaltenen Elektrodenfinger kleiner als der Gesamtdurchschnitt der Mittenabstände λ der in den zweiten IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b enthaltenen Elektrodenfinger.
In dem Multiplexierer 1A gemäß der Ausführungsform, wenn der Durchschnitt der Elektrodenfinger-Mittenabstände λ von jeder der IDT-Elektroden 211b bis 215b erhalten wird, ist eine IDT-Elektrode, die den maximalen Durchschnitt hat, eine der zweiten IDT-Elektroden 211b, 213b und 215b.
Mit dieser Konfiguration kann die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters 12 verursacht und die in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters 11 auftritt, aus dem Durchlassband des ersten Filters entfernt werden 11. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in dem Multiplexierer 1A verwendet wird, die Verschlechterung der Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer 1A unterdrückt werden.
Weitere Ausführungsformen
Obgleich oben bestimmte konkrete Ausführungsformen der Multiplexierer 1 und 1A beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können die beschriebenen Ausführungsformen wie folgt modifiziert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
8 ist ein Schaltbild, das ein Hochfrequenz-(HF)-Frontend-Modul 8 veranschaulicht, das einen Multiplexierer 1B enthält. In dem in 8 veranschaulichten HF-Frontend-Modul 8 sind zwei rauscharme Verstärker (Low Noise Amplifiers, LNAs) 3 zwischen dem ersten Anschluss 16 und dem RFIC 4 bzw. zwischen dem zweiten Anschluss 17 und dem RFIC 4 angeordnet. Um den Verbindungszustand mit der Antennenvorrichtung 2 umzuschalten, ist ein Multiportschalter 5 zwischen dem ersten Filter 11 und dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 und zwischen dem zweiten Filter 12 und dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 angeordnet. Der Multiportschalter 5 ist ein Schalter, der gleichzeitig mehrere Verbindungen ein- und ausschalten kann. Dank des Multiportschalters 5 kann, wenn das erste Filter 11 mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 verbunden ist, das heißt, wenn das erste Filter 11 Signale verarbeitet, das zweite Filter 12 ebenfalls mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 verbunden werden.
Wie in der oben beschriebenen Ausführungsform kann auch in dem HF-Frontend-Modul 8 mit einer solchen Schaltungskonfiguration, wenn ein Filter für elastische Wellen als Teil des Multiplexierers 1B verwendet wird, die Verschlechterung der Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer 1B unterdrückt werden.
Obgleich oben eine Ausführungsform beschrieben wurde, bei der sowohl das erste Filter 11 als auch das zweite Filter 12 des Multiplexierers 1A Empfangsfilter sind, ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und es können beide Filter 11 und 12 Sendefilter sein, oder eines der Filter 11 und 12 kann ein Empfangsfilter sein, und das andere kann ein Sendefilter sein. Insbesondere kann ein Bandpassfilter des Bandes 66 Rx als das zweite Filter 12 dienen, und eines der Bandpassfilters des Bandes 25 Tx und des Bandes 66 Tx kann als das erste Filter 11 dienen. Alternativ kann ein Bandpassfilter des Bandes 25 Rx als das zweite Filter 12 dienen, und einer der Bandpassfilter des Bandes 66 Tx und des Bandes 25 Tx kann als das erste Filter 11 dienen. Alternativ kann ein Bandpassfilter des Bandes 25 Tx als das zweite Filter 12 dienen, und ein Bandpassfilter des Bandes 66 Tx kann als das erste Filter 11 dienen.
Als mögliche Modifikationen im Rahmen des Erfindungsgedankens kommen zum Beispiel nachfolgend beschriebene Merkmale in Betracht.
9 ist eine schematische Draufsicht, die die Konfiguration der Seite des zweiten Filters 12 eines Multiplexierers gemäß einer weiteren Ausführungsform veranschaulicht.
Bei dem Multiplexierer gemäß dieser Ausführungsform ist ein Schaltungselement 350 zwischen den ersten IDT-Elektroden 212b und 214b des zweiten Filters 12 und dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 verbunden. Insbesondere ist das Schaltungselement 350, das von dem zweiten Filter 12 verschieden ist, zwischen dem ersten Port 230 und dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 in Reihe geschaltet. Das Schaltungselement 350 ist zum Beispiel ein Induktor, ein Kondensator, ein Schalter, ein LC-Resonator oder ein Resonator für elastische Wellen. Zum Beispiel können der LC-Resonator und der Resonator für elastische Wellen Reihenresonatoren oder Parallelresonatoren sein, oder können Resonatoren sein, die sowohl einen Reihenresonator als auch einen Parallelresonator enthalten. Das Schaltungselement 350 kann für den Zweck einer Frequenzfalle oder zur Impedanzanpassung vorhanden sein. Bei dieser Ausführungsform kann selbst dann, wenn das Schaltungselement 350 zwischen dem ersten IDT-Elektroden 212b und 214b und dem gemeinsamen Antennenanschluss 15 wie oben beschrieben geschaltet ist, die Position einer unnötigen Welle, die einen großen Rücklaufverlust des zweiten Filters 12 verursacht und die in dem Frequenzdurchlassband des ersten Filters 11 auftritt, aus dem Durchlassband des ersten Filters 11 entfernt werden. Dementsprechend kann, wenn ein Filter für elastische Wellen in einem Multiplexierer verwendet wird, die Verschlechterung der Durchlassbandeigenschaften eines anderen Filters in demselben Multiplexierer konfigurieren, unterdrückt werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Oberflächenschallwellen-(SAW)-Filter, das IDT-Elektroden enthält, als die Multiplexierer 1 und 1A und das HF-Frontend-Modul 8 verwendet. Jedoch kann jedes Filter, das die Multiplexierer 1 und 1A und das HF-Frontend-Modul 8 konfiguriert, ein Filter für elastische Wellen sein, das eine Grenzschallwelle verwendet. Selbst in diesem Fall können die gleichen vorteilhaften Auswirkungen wie die des Multiplexierers 1 und 1A und des HF-Frontend-Moduls 8 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsformen erreicht werden.
Das in dem SAW-Filter enthaltene piezoelektrische Substrat 326 kann eine Mehrschichtstruktur haben, in der ein Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, ein Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und ein piezoelektrischer Film in dieser Reihenfolge laminiert sind. Der piezoelektrische Film wird zum Beispiel aus einem piezoelektrischen LiTaO₃-Einkristall mit 50°-Y-Schnitt und X-Ausbreitung oder einer piezoelektrischer Keramik gebildet, insbesondere aus einem Lithiumtantalat-Einkristall, der entlang einer Fläche geschnitten ist, die als eine Normale eine Achse aufweist, die um 50° von der Y-Achse um die X-Achse, die als die Mittelachse dient, gedreht ist oder aus einer Keramik, wobei es sich um einen Einkristall oder um Keramik handelt, bei denen sich eine Oberflächenschallwelle in der X-Achsen-Richtung ausbreitet. Der piezoelektrische Film hat zum Beispiel eine Dicke von etwa 600 nm. Das Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit ist ein Substrat, das den Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, den piezoelektrischen Film und die IDT-Elektroden stützt. Das Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit ist ein Substrat, wo die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle in dem Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit höher ist als die einer Oberflächenschallwelle oder einer Grenzschallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitet, und hat die Funktion, eine elastische Welle in einem Abschnitt einzuschließen, wo der piezoelektrische Film und der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit laminiert sind, wodurch verhindert wird, dass die elastische Welle nach unten unter das Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit entweicht. Das Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit ist zum Beispiel ein Siliziumsubstrat und hat zum Beispiel eine Dicke von etwa 200 µm. Der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit ist ein Film, wo die Schallgeschwindigkeit einer elastischen Welle in dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit niedriger ist als die einer Volumenwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitet, und ist zwischen dem piezoelektrischen Film und dem Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit angeordnet. Mit dieser Struktur und der Eigenschaft, dass Energie in einem Medium konzentriert wird, wo die Schallgeschwindigkeit einer elastischen Welle im Wesentlichen niedrig ist, wird das Entweichen einer SAW-Energie nach außerhalb der IDT-Elektroden unterdrückt. Der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit ist zum Beispiel ein Film, der Siliziumdioxid als eine Hauptkomponente hat und zum Beispiel eine Dicke von etwa 670 nm hat. Mit dieser Mehrschichtstruktur kann im Vergleich zu der Struktur, wo das piezoelektrische Substrat 326 als eine einzelne Schicht verwendet wird, der Gütewert einer Resonanzfrequenz und einer Antiresonanzfrequenz deutlich erhöht werden. Das heißt, weil ein SAW-Resonator mit einem hohen Gütewert konfiguriert werden kann, kann unter Verwendung dieses SAW-Resonators ein Filter mit einem geringen Einfügeverlust konfiguriert werden.
Die vorliegende Erfindung kann allgemein in einem verlustarmen Multiplexierer und einem verlustarmes HF-Frontend-Modul verwendet werden, die auf Frequenzstandards mit Multibändern und Multimodi in einer Kommunikationsvorrichtung, wie zum Beispiel einem Mobiltelefon, anwendbar sind.
Obgleich oben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, versteht es sich, dass dem Fachmann Variationen und Modifizierungen einfallen, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung ist darum allein anhand der folgenden Ansprüche zu bestimmen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2013/069225 A1 [0003, 0004, 0004, 0004]

Claims

Multiplexierer, umfassend – einen gemeinsamen Anschluss, – einen ersten Anschluss, – einen zweiten Anschluss, – ein erstes Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den ersten Anschluss verbindet, und – ein zweites Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den zweiten Anschluss verbindet, wobei das zweite Filter höhere Durchlassbandfrequenzen als das erste Filter hat, wobei: – das zweite Filter ein Filter für elastische Wellen umfasst, das mehrere Interdigitaltransducer (IDTs) enthält, die entlang einer Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind, – jede der mehreren IDTs ein Paar IDT-Elektroden, die einander zugewandt sind, – unter den mehreren IDT-Elektroden, die in den mehreren IDTs enthalten sind, enthält, erste IDT-Elektroden mit der Seite des gemeinsamen Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden sind, und zweite IDT-Elektroden mit der Seite des zweiten Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden sind, – die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden jeweils auf einer Fläche eines piezoelektrischen Substrats ausgebildet sind, und jede mehrere Elektrodenfinger hat, die nebeneinander in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind, – die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden verschiedene Hauptmittenabstände der Elektrodenfinger haben, und – mindestens eine der zweiten IDT-Elektroden einen maximalen Hauptmittenabstand der Elektrodenfinger unter den mehreren IDT-Elektroden hat.
Multiplexierer nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der ersten IDT-Elektroden einen Mindest-Hauptmittenabstand der Elektrodenfinger unter den mehreren IDT-Elektroden hat.
Multiplexierer, umfassend – einen gemeinsamen Anschluss, – einen ersten Anschluss, – einen zweiten Anschluss, – ein erstes Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den ersten Anschluss verbindet, und – ein zweites Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den zweiten Anschluss verbindet, wobei das zweite Filter höhere Durchlassbandfrequenzen als das erste Filter hat, wobei: – das zweite Filter ein Filter für elastische Wellen umfasst, das mehrere Interdigitaltransducer (IDTs) enthält, die entlang einer Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind, – jede der mehreren IDTs ein Paar IDT-Elektroden, die einander zugewandt sind, – unter den mehreren IDT-Elektroden, die in den mehreren IDTs enthalten sind, enthält, erste IDT-Elektroden mit der Seite des gemeinsamen Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden sind, und zweite IDT-Elektroden mit der Seite des zweiten Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden sind, – die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden jeweils auf einer Fläche eines piezoelektrischen Substrats ausgebildet sind, und jede mehrere Elektrodenfinger hat, die nebeneinander in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind, – die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden verschiedene Hauptmittenabstände der Elektrodenfinger haben und – ein Gesamtdurchschnitt von Mittenabständen der in den ersten IDT-Elektroden enthaltenen Elektrodenfinger kleiner ist als ein Gesamtdurchschnitt von Mittenabständen der in den zweiten IDT-Elektroden enthaltenen Elektrodenfinger.
Multiplexierer, umfassend – einen gemeinsamen Anschluss, – einen ersten Anschluss, – einen zweiten Anschluss, – ein erstes Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den ersten Anschluss verbindet, und – ein zweites Filter, das auf einem Kanal angeordnet ist, der den gemeinsamen Anschluss und den zweiten Anschluss verbindet, wobei das zweite Filter höhere Durchlassbandfrequenzen als das erste Filter hat, wobei: – das zweite Filter ein Filter für elastische Wellen umfasst, das mehrere Interdigitaltransducer (IDTs) enthält, die entlang einer Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind, – jede der mehreren IDTs ein Paar IDT-Elektroden, die einander zugewandt sind, – unter den mehreren IDT-Elektroden, die in den mehreren IDTs enthalten sind, enthält, erste IDT-Elektroden mit der Seite des gemeinsamen Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden sind, und zweite IDT-Elektroden mit der Seite des zweiten Anschlusses aus dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden sind, – die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden jeweils auf einer Fläche eines piezoelektrischen Substrats ausgebildet sind, und jede mehrere Elektrodenfinger hat, die nebeneinander in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet sind, – die ersten IDT-Elektroden und die zweiten IDT-Elektroden verschiedene Hauptmittenabstände der Elektrodenfinger haben, und – eine IDT-Elektrode, die zu den zweiten IDT-Elektroden gehört, einen maximalen Durchschnitt der Abstände der Elektrodenfinger unter den mehreren IDT-Elektroden hat.
Multiplexierer nach Anspruch 4, wobei eine IDT-Elektrode, die zu den ersten IDT-Elektroden gehört, einen minimalen Durchschnitt der Abstände der Elektrodenfinger unter den mehreren IDT-Elektroden hat.
Multiplexierer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Schaltungselement, das von dem zweiten Filter verschieden ist, zwischen den ersten IDT-Elektroden und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist.
Multiplexierer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: das zweite Filter eine ungerade Anzahlt von drei oder mehr IDTs enthält und eine Anzahl der ersten IDT-Elektroden kleiner ist als eine Anzahl der zweiten IDT-Elektroden.
Multiplexierer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das zweite Filter fünf oder mehr IDTs enthält.
Multiplexierer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das erste Filter und das zweite Filter beides Empfangsfilter sind.
Multiplexierer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei, wenn das erste Filter mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden wird, das zweite Filter mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden wird.
Hochfrequenz (HF)-Frontend-Modul, das den Multiplexierer nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.