JP2001285025A - アンテナ共用器 - Google Patents

アンテナ共用器

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JP2001285025A JP2000100295A JP2000100295A JP2001285025A JP 2001285025 A JP2001285025 A JP 2001285025A JP 2000100295 A JP2000100295 A JP 2000100295A JP 2000100295 A JP2000100295 A JP 2000100295A JP 2001285025 A JP2001285025 A JP 2001285025A
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了一 高山
Tetsuo Kawasaki
哲生 川崎
Hiroki Satou
祐己 佐藤
Toru Sakuragawa
徹 櫻川
Kozo Murakami
弘三 村上
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    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
    • H03H9/6423—Means for obtaining a particular transfer characteristic
    • H03H9/6433—Coupled resonator filters
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナ端子側からの信号の入力に対しても
耐電力性を有し、安定した特性を有するアンテナ共用器
を提供することを目的とするものである。 【解決手段】 入力端子に入力側を接続した送信側フィ
ルタと、この送信側フィルタに接続した移相回路と、こ
の移相回路に接続した受信側フィルタと、この受信側フ
ィルタに接続した出力端子と、前記送信側フィルタと移
相回路との間に接続したアンテナ端子とを備え、前記送
信側フィルタはラダー型弾性表面波フィルタであり、前
記アンテナ端子側の最外腕は直列腕ＳＡＷ共振器４５ｂ
であり、送信側フィルタにおいて、送信信号の出力側か
らの反射波に対する耐電力性が、入力端子側からの電力
印加に対する耐電力性と同等以上である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話などの無線
通信機器に用いるアンテナ共用器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のアンテナ共用器について以下に説
明する。
【０００３】図２４に示すように、アンテナ共用器は
入、出力端子３０１，３０５間に送信側フィルタ３０
２、移相回路３０３（図中点線で囲んだ部分）、受信側
フィルタ３０４の順に接続し、送信側フィルタ３０２と
移相回路３０３との間にアンテナ端子３０６を接続した
ものである。この送信側フィルタ３０２として弾性表面
波フィルタが適用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような構成のアン
テナ共用器を携帯端末機器に用いる場合、入力端子３０
１より送信側フィルタ３０２に信号が入力されるときの
耐電力性の向上のみ改善することが行われてきた。
【０００５】しかしながら、携帯端末機器のホィップア
ンテナが完全に伸ばされている時、もしくは完全に収納
されている時に最も最良の状態となりアンテナ共用器の
アンテナ端子とアンテナの移相整合のとれた状態となる
が、それ以外の状況下、つまりアンテナが完全に伸ばさ
れていなかったり、仮にアンテナが破損した状況などで
はアンテナ共用器のアンテナ端子とアンテナの間では移
相不整合の状態、極端な場合はアンテナ共用器のアンテ
ナ端子から先が開放状態となることがある。
【０００６】通常、アンテナ共用器の内部では送信信号
が受信回路側に回り込むことでの損失や雑音を抑制する
ため、送信側フィルタの出力端およびアンテナ側の出力
端子から受信側回路が送信周波数帯では開放状態に見え
るように移相回路が設けられている。
【０００７】従ってアンテナ共用器のアンテナ端子とア
ンテナの間では移相不整合の状態においては、送信側フ
ィルタの出力端から出力された信号の一部が送信フィル
タに反射されることになる。またアンテナ共用器のアン
テナ端子から先が開放状態においては、出力信号が全反
射に近い形で送信側フィルタに出力端側から入力される
ことになる。この場合入力信号と反射波の重ね合わせに
より最大約２倍の高周波電圧および高周波電流が印加さ
れることが考えられる。
【０００８】従って弾性表面波フィルタを送信側フィル
タに用いたアンテナ共用器の場合、出力側のＳＡＷ共振
器に最も大きな電力が印加されるため、出力端子側に近
いＳＡＷ共振器が劣化してしまうという問題を有してい
た。
【０００９】そこで本発明は、アンテナ端子側からの信
号の入力に対しても耐電力性を有し、安定した特性を有
するアンテナ共用器を提供することを目的とするもので
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のアンテナ共用器は、入力端子と、この入力端
子に入力側を接続した送信側フィルタと、この送信側フ
ィルタの出力側に入力側を接続した移相回路と、この移
相回路の出力側に入力側を接続した受信側フィルタと、
この受信側フィルタの出力側に接続した出力端子と、前
記送信側フィルタと移相回路との間に接続したアンテナ
端子とを備え、少なくとも前記送信側フィルタは、弾性
表面波フィルタで構成すると共に送信側の入力端子から
信号を入力した場合と、前記アンテナ端子から前記信号
と同じ信号を入力した場合の耐電力性が同等もしくは前
記アンテナ端子から入力した場合の方が優れた耐電力性
を有しているものであり、送信信号のアンテナ端子での
反射による電極の劣化を防止することにより、上記目的
を達成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、入力端子と、この入力端子に入力側を接続した送信
側フィルタと、この送信側フィルタの出力側に入力側を
接続した移相回路と、この移相回路の出力側に入力側を
接続した受信側フィルタと、この受信側フィルタの出力
側に接続した出力端子と、前記送信側フィルタと移相回
路との間に接続したアンテナ端子とを備え、少なくとも
前記送信側フィルタは、弾性表面波フィルタで構成する
と共に送信側の入力端子から信号を入力した場合と、前
記アンテナ端子から前記信号と同じ信号を入力した場合
の耐電力性が同等もしくは前記アンテナ端子から入力し
た場合の方が優れた耐電力性を有しているアンテナ共用
器であり、送信信号がアンテナ端子で反射したとして
も、弾性表面波フィルタの劣化を防止し、安定したアン
テナ共用器の動作を得ることができるものである。
【００１２】請求項２に記載の発明は、弾性表面波フィ
ルタを入力側から見た時と出力側から見た時の構成を等
しくした請求項１に記載のアンテナ共用器であり、入力
端子側及びアンテナ端子側からの印加電力に対して優れ
た耐電力性を有するものである。
【００１３】請求項３に記載の発明は、弾性表面波フィ
ルタを形成する圧電基板上において、前記弾性表面波フ
ィルタのレイアウトは対称である請求項１に記載のアン
テナ共用器であり、入力端子側及びアンテナ端子側のど
ちらから電圧が印加されたとしても、放熱状況が等しく
なり、入力端子側及びアンテナ端子側からの印加電力に
対して同等の耐電力性を有し、安定した動作を行うアン
テナ共用器となる。
【００１４】請求項４に記載の発明は、入力端子と、こ
の入力端子に入力側を接続した送信側フィルタと、この
送信側フィルタの出力側に入力側を接続した移相回路
と、この移相回路の出力側に入力側を接続した受信側フ
ィルタと、この受信側フィルタの出力側に接続した出力
端子と、前記送信側フィルタと移相回路との間に接続し
たアンテナ端子とを備え、前記送信側フィルタは、ラダ
ー型弾性表面波フィルタで構成すると共に前記アンテナ
端子側の最外腕は直列腕ＳＡＷ共振器であり、送信側フ
ィルタにおいて、送信信号の出力側（アンテナ端子側）
からの反射波に対する耐電力性が入力端子側からの電力
印加に対する耐電力性と同等以上となる。
【００１５】請求項５に記載の発明は、分割した最外腕
の直列腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい前記直列腕
ＳＡＷ共振器は、前記最外腕以外の直列腕ＳＡＷ共振器
の容量よりも大きくした請求項４に記載のアンテナ共用
器であり、送信側フィルタにおいて、送信信号の出力側
（アンテナ端子側）からの反射波に対する耐電力性が入
力端子側からの電力印加に対する耐電力性と同等以上と
なる。
【００１６】請求項６に記載の発明は、最外腕の直列腕
ＳＡＷ共振器のインターディジタルトランスデューサ電
極の分割前の対数をＮｉ、分割後の対数をＮａとする
と、Ｎｉ≦Ｎａである請求項４に記載のアンテナ共用器
であり、送信側フィルタにおいて、送信信号の出力側
（アンテナ端子側）からの反射波に対する耐電力性が入
力端子側からの電力印加に対する耐電力性と同等以上と
なる。
【００１７】請求項７に記載の発明は、最外腕の直列腕
ＳＡＷ共振器のインターディジタルトランスデューサ電
極の分割前の交差幅をＬｉ、分割後の交差幅をＬａとす
るとＬａ≦Ｌｉとする請求項６に記載のアンテナ共用器
であり、送信側フィルタにおいて、送信信号の出力側
（アンテナ端子側）からの反射波に対する耐電力性が入
力端子側からの電力印加に対する耐電力性と同等以上と
なる。
【００１８】請求項８に記載の発明は、アンテナ端子に
最も近い並列腕ＳＡＷ共振器を複数に分割した請求項４
に記載のアンテナ共用器であり、送信周波数帯におい
て、大きな電圧のかかる並列腕ＳＡＷ共振器の耐電圧性
を高めて、劣化を抑制することができる。
【００１９】請求項９に記載の発明は、アンテナ端子に
最も近い並列腕ＳＡＷ共振器の分割後の合成容量が分割
前の容量と同等である請求項８に記載のアンテナ共用器
であり、通常印加される高周波電圧の約２倍の高周波電
圧に対しても並列腕ＳＡＷ共振器の劣化を抑制すること
ができる。
【００２０】請求項１０に記載の発明は、分割した並列
腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい前記並列腕ＳＡＷ
共振器は、前記分割した並列腕以外の並列腕ＳＡＷ共振
器よりも大きな容量を有する請求項８に記載のアンテナ
共用器であり、仮にアンテナ端子において送信信号が全
反射した場合でも、最も大きな高周波電圧が印加される
出力側端子（アンテナ端子）に最も近い並列腕ＳＡＷ共
振器の耐電圧性を特に高めておくことにより劣化を抑制
することができる。
【００２１】請求項１１に記載の発明は、受信側フィル
タはラダー型弾性表面波フィルタで構成すると共に入力
端子側の最外腕が直列腕ＳＡＷ共振器である請求項４に
記載のアンテナ共用器であり、仮にアンテナ端子におい
て送信信号が全反射したような場合においても、送信側
からの漏れ電力に対して受信側フィルタの劣化を抑制す
ることができる。
【００２２】請求項１２に記載の発明は、入力端子側の
最外腕が直列腕ＳＡＷ共振器を複数に分割した請求項１
１に記載のアンテナ共用器であり、送信側からの漏れ電
力に対して受信側フィルタの劣化を抑制することがで
き、十分な耐電力性を有するものである。
【００２３】請求項１３に記載の発明は、分割した最外
腕の直列腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい前記直列
腕ＳＡＷ共振器は、前記最外腕以外の直列腕ＳＡＷ共振
器の容量よりも大きくした請求項１２に記載のアンテナ
共用器であり、送信側からの漏れ電力に対して受信側フ
ィルタの劣化を抑制することができ、十分な耐電力性を
有するものである。
【００２４】請求項１４に記載の発明は、最外腕の直列
腕ＳＡＷ共振器のインターディジタルトランスデューサ
電極の分割前の対数をＮｉ、分割後の対数をＮａとする
と、Ｎｉ≦Ｎａである請求項１２に記載のアンテナ共用
器であり、送信側からの漏れ電力に対して受信側フィル
タの劣化を抑制することができ、十分な耐電力性を有す
るものである。
【００２５】請求項１５に記載の発明は、最外腕の直列
腕ＳＡＷ共振器のインターディジタルトランスデューサ
電極の分割前の交差幅をＬｉ、分割後の交差幅をＬａと
するとＬａ≦Ｌｉとする請求項１４に記載のアンテナ共
用器であり、送信側からの漏れ電力に対して受信側フィ
ルタの劣化を抑制することができ、十分な耐電力性を有
するものである。
【００２６】請求項１６に記載の発明は、アンテナ端子
に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器を複数に分割した請求項
１１に記載のアンテナ共用器であり、送信側からの漏れ
電力による並列腕ＳＡＷ共振器の耐電圧性を高めて、劣
化を抑制することができる。
【００２７】請求項１７に記載の発明は、アンテナ端子
に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器の分割後の合成容量が分
割前の容量と同等である請求項１１に記載のアンテナ共
用器であり、通常印加される高周波電圧の約２倍の高周
波電圧に対しても並列腕ＳＡＷ共振器の劣化を抑制する
ことができる。
【００２８】請求項１８に記載の発明は、分割した並列
腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい前記並列腕ＳＡＷ
共振器は、他の並列腕ＳＡＷ共振器の容量よりも大きな
容量を有する請求項１６に記載のアンテナ共用器であ
り、送信側からの漏れ電力による最も大きな高周波電圧
が印加されるアンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共振
器の耐電圧性を高めることにより劣化を抑制することが
できる。
【００２９】請求項１９に記載の発明は、弾性表面波フ
ィルタの入力側から見た時と出力側から見た時の構成を
等しくした請求項４に記載のアンテナ共用器であり、入
力端子側及びアンテナ端子側からの印加電力に対して優
れた耐電力性を有するものである。
【００３０】請求項２０に記載の発明は、弾性表面波フ
ィルタを形成する圧電基板上において、前記弾性表面波
フィルタのレイアウトは対称である請求項４に記載のア
ンテナ共用器であり、入力端子側及びアンテナ端子側の
どちらから電圧が印加されたとしても、放熱状況が等し
くなり、入力端子側及びアンテナ端子側からの印加電力
に対して同等の耐電力性を有し、安定した動作を行うア
ンテナ共用器となる。
【００３１】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。
【００３２】（実施の形態１）本発明の実施の形態１で
は８００ＭHz帯のアンテナ共用器（送信帯域：８２４Ｍ
Hz〜８４９ＭHz、受信帯域８６９ＭHz〜８９４ＭHz）に
ついて説明する。
【００３３】図１は本実施の形態１のアンテナ共用器の
ブロック回路図であり、入、出力端子１，５間に送信側
フィルタ２、移相回路３（図中点線で囲んだ部分）、受
信側フィルタ４の順に接続し、送信側フィルタ２と移相
回路３との間にアンテナ端子６を接続したものである。
【００３４】このアンテナ共用器の受信側フィルタ４は
図２に示すようにＳＡＷ共振器１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃを直列腕と並列腕に配置
し、直列腕３段、並列腕３段の合計６段のＳＡＷ共振器
で構成されたラダー型の弾性表面波フィルタを用いた。
これらのＳＡＷ共振器は図３に示すように圧電基板上に
おいて一対のインターディジタルトランスデューサ電極
１００の両側に反射器電極１０１を設けたものである。
【００３５】図４は本発明の実施の形態１におけるアン
テナ共用器の送信側フィルタ２として用いる弾性表面波
フィルタの上面図、図５は図４に示す弾性表面波フィル
タの回路図であり、直列腕５段、並列腕２段の合計７段
のＳＡＷ共振器で構成されている。４０は圧電基板、４
１は入力用電極、４２は出力用電極、４３，４４ａ，４
４ｂ，４５ａ，４５ｂは直列腕ＳＡＷ共振器、４６，４
７は並列腕ＳＡＷ共振器、４８はアース電極である。
【００３６】この弾性表面波フィルタを構成するＳＡＷ
共振器も図３に示すように基本的に一対のインターディ
ジタルトランスデューサ電極の両側に反射器電極を設け
たものである。直列腕ＳＡＷ共振器４４ａと４４ｂ，４
５ａと４５ｂとはそれぞれ同一構造のＳＡＷ共振器であ
る。
【００３７】つまりこの弾性表面波フィルタは、図７に
示す直列腕ＳＡＷ共振器と並列腕ＳＡＷ共振器の回路を
基本構成として、イメージインピーダンス法により、図
８に示すように接続し、隣接する並列腕ＳＡＷ共振器お
よび直列腕ＳＡＷ共振器をそれぞれ一つのＳＡＷ共振器
にまとめて表現した図６に示す弾性表面波フィルタを基
本構造とするものであり、図６において直列腕ＳＡＷ共
振器６３，６４は図４、図５に示す直列腕ＳＡＷ共振器
４４ａと４４ｂ、４５ａと４５ｂの分割前に相当する。
【００３８】また比較のために図６に示す弾性表面波フ
ィルタと等価である図９、図１０に示す弾性表面波フィ
ルタを準備する。図９に示す構成の弾性表面波フィルタ
は、図６に示す弾性表面波フィルタにおいて直列腕ＳＡ
Ｗ共振器６４を９４ａ，９４ｂに分割したものであり、
図１０に示す弾性表面波フィルタは図６に示す弾性表面
波フィルタの直列腕ＳＡＷ共振器６３，６４をそれぞれ
１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂに分割したも
のである。
【００３９】図６に示す直列腕ＳＡＷ共振器６３，６
４，６５及び並列腕ＳＡＷ共振器６６，６７の容量をそ
れぞれＣ６３，Ｃ６４，Ｃ６５，Ｃ６６，Ｃ６７とする
と、送信側フィルタの受信帯域の減衰量を確保するため
に容量を下げているため、（Ｃ６３，Ｃ６４）＞Ｃ６
５，Ｃ６６＝Ｃ６７の関係となっている。
【００４０】また、これらの容量をそれぞれ１とした場
合の図５、図９、図１０において対応する直列腕及び並
列腕ＳＡＷ共振器の容量を（表１）に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】図６に示すＳＡＷ共振器を分割したＳＡＷ
共振器の開口長は分割前後で同じとし、対数はＮ段に分
割したＳＡＷ共振器については分割前の対数のＮ倍とし
た。従ってＮ段に分割した分割後の１つ１つのＳＡＷ共
振器の容量は分割前のＳＡＷ共振器の容量のＮ倍となっ
ている。従って図３、図９、図１０においては分割した
ＳＡＷ共振器はそれぞれ二つに分割したため分割前の容
量の２倍の容量を有するものとなっている。
【００４３】従って図５に示す弾性表面波フィルタにお
いてはＣ４３＝Ｃ４４ａ（あるいはＣ４４ｂ）＊２、
（Ｃ４５ａ、Ｃ４５ｂ）＞Ｃ４３＞（Ｃ４４ａ，Ｃ４４
ｂ）、Ｃ４６＝Ｃ４７となっている。
【００４４】これらの弾性表面波フィルタにおいて耐電
力性評価を行った。試験方法としては、環境温度８５
℃、印加周波数は８４９ＭHzとし、電力印加時間が１０
０時間を越えた場合その印加電力に対しては耐電力性が
あるものとし、印加電力を３０ｄＢｍから１ｄＢｍずつ
あげて試験を行い寿命が１００時間満たなくなる印加電
力より１ｄＢｍ低い電力を弾性表面波フィルタの耐電力
性限界レベルとした。
【００４５】この耐電力性評価試験は図１に示すアンテ
ナ共用器において、アンテナ端子６および出力端子５を
それぞれ５０Ωで終端した状態で入力端子１に電力を印
加した場合と、アンテナ端子６は開放状態、出力端子５
は５００Ωで終端した状態で入力端子１に電力を印加し
た場合の二つの場合について行った。この結果を（表
２）に示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】（表２）には試験後の弾性表面波フィルタ
の表面の観察によって劣化が確認されたＳＡＷ共振器に
ついても合せて示している。またどの弾性表面波フィル
タにおいても、受信側フィルタ４の弾性表面波フィルタ
が劣化することはなかった。
【００４８】（表２）からわかるように、アンテナ端子
を開放にした場合、アンテナ端子を５０Ωで終端した場
合よりも低い電力で弾性表面波フィルタが劣化してしま
うことがわかる。またこの実施の形態１の弾性表面波フ
ィルタのように容量が小さな中間段の直列腕ＳＡＷ共振
器４４ａ，４４ｂを入力端子側初段の直列腕ＳＡＷ共振
器４３の容量と同じになるように多段分割すると同時に
最終段の直列腕ＳＡＷ共振器４５ａ，４５ｂを初段の直
列腕ＳＡＷ共振器４３よりもそれぞれ容量が大きくなる
ように分割することが有効であることが比較例２，３と
比較するとわかる。
【００４９】特に比較例２，３からわかるように、アン
テナ端子を５０Ω終端した場合においても耐電力性が最
終段の直列腕ＳＡＷ共振器９５，１０５によって決まっ
てしまうような設計の場合は、従来行われてきたような
電力の入力端子１側の直列腕ＳＡＷ共振器を多段分割化
することでは耐電力性が改善されないばかりか、アンテ
ナ端子６が開放状態の場合には、さらに低い電力でやは
り最終段の直列腕ＳＡＷ共振器が劣化してしまうことが
わかる。
【００５０】従って本実施の形態１の弾性表面波フィル
タのように送信側の入力端子１から信号入力した場合
と、アンテナ端子６から前記信号と同じ信号を入力した
場合の耐電力性が同等もしくはアンテナ端子６から入力
した場合の方が優れた耐電力性を有するものを用いるこ
とにより、アンテナ端子での反射波による送信側のフィ
ルタ２の劣化を防止することができる。
【００５１】（実施の形態２〜５）本実施の形態２〜５
では１．９ＧHz帯のアンテナ共用器（送信帯域：１．８
５ＧHz〜１．９１ＧHz、受信帯域１．９３ＧHz〜１．９
９ＧHz）を用いて説明する。このアンテナ共用器の構成
は図１に示したものと同じであるので説明を省略する。
【００５２】本実施の形態２〜５においても受信側フィ
ルタ４として図２に示すラダー型弾性表面波フィルタを
用いた。
【００５３】送信側フィルタ２として、実施の形態２に
おいては図１２、実施の形態３においては図１３、実施
の形態４においては図１４、実施の形態５においては図
１５に示す構成のラダー型弾性表面波フィルタを用い
た。また図１１は、実施の形態２に示す送信側フィルタ
の圧電基板上でのレイアウトを示すものであり、１１０
は圧電基板、１１１は入力用電極、１１２は出力用電
極、１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１４
ｃ，１１４ｄ，１１５ａ，１１５ｂは直列腕ＳＡＷ共振
器、１１６，１１７は並列腕ＳＡＷ共振器である。
【００５４】この図からわかるようにこの弾性表面波フ
ィルタは入力用電極１１１側から出力用電極１１２側を
見た場合と、逆に出力用電極１１２側から入力用電極１
１１側を見た場合で構成が全く同じになるように、つま
り回路的にも圧電基板１１０上での配置的にも対称にな
るように形成されている。比較例４としてこの実施の形
態２と同じ回路構成で圧電基板１１０上での配置が異な
る弾性表面波フィルタを図１６に示す。この図からわか
るように比較例４においては出力用電極１１２側の直列
腕ＳＡＷ共振器１１５ａ，１１５ｂのインターディジタ
ルトランスデューサ電極１１５ｃ，１１５ｄのバスバー
およびパッド電極１１５ｅの面積が他の直列腕ＳＡＷ共
振器１１３ａ，１１３ｂ、１１４ａ〜１１４ｄと比較す
ると小さくなっている。
【００５５】また、実施の形態２〜５、比較例４の基本
構造となったラダー型弾性表面波フィルタを比較例５と
し、この構成を図１７に示す。この弾性表面波フィルタ
は図１８に示す直列腕ＳＡＷ共振器と並列腕ＳＡＷ共振
器の回路を基本構成としてイメージインピーダンス法に
より図１９のように接続し、隣接する並列腕ＳＡＷ共振
器および直列腕ＳＡＷ共振器をそれぞれ一つのＳＡＷ共
振器にまとめたものである。
【００５６】従って図１７に示す弾性表面波フィルタに
おいてそれぞれのＳＡＷ共振器の容量をＣ１７３，Ｃ１
７４，Ｃ１７５，Ｃ１７６，Ｃ１７７（各数字は図１７
におけるＳＡＷ共振器の番号と対応するものとする）と
すると、Ｃ１７３＝２×Ｃ１７４、Ｃ１７３＝Ｃ１７５
＞Ｃ１１４、Ｃ１１６＝Ｃ１１７となっている。図１７
の各ＳＡＷ共振器の容量を１とした場合、これに対応す
る図１１、図１３〜図１６の弾性表面波フィルタの各Ｓ
ＡＷ共振器の容量を（表３）に示す。
【００５７】
【表３】
【００５８】本実施の形態２〜５においても実施の形態
１と同様基本構造の弾性表面波フィルタ（図１７）にお
いて分割したＳＡＷ共振器の開口長はその分割前後で同
じとし、対数はＮ段に分割したＳＡＷ共振器については
分割前の対数のＮ倍とした。従ってＮ段に分割した分割
後の各ＳＡＷ共振器の容量は分割前のＳＡＷ共振器の容
量のＮ倍となっている。
【００５９】上記の各弾性表面波フィルタについて実施
の形態１と同様の耐電力性評価試験を行った。但し、環
境温度は５０℃、印加周波数は１．９１ＧHzとし、印加
電力を２７ｄＢｍから１ｄＢｍずつあげて試験を行い寿
命が１００時間に満たなくなる印加電力より１ｄＢｍ低
い電力を各弾性表面波フィルタの耐電力性限界レベルと
した。この結果を（表４）に示す。
【００６０】
【表４】
【００６１】（表４）には試験後の弾性表面波フィルタ
の表面の観察によって劣化が確認されたＳＡＷ共振器に
ついても合せて示している。またどの弾性表面波フィル
タにおいても、試験を行った範囲において受信側弾性表
面波フィルタが劣化することはなかった。
【００６２】（表４）からわかるように、アンテナ端子
を開放にした場合、アンテナ端子を終端した場合よりも
低い電力で弾性表面波フィルタが劣化してしまうことが
わかる。また実施の形態２と比較例４とを比較すると分
かるように弾性表面波フィルタの回路構成が等しくて
も、圧電基板上のレイアウトが異なると耐電力性が異な
ることがわかる。
【００６３】比較例４においては最終段の直列腕ＳＡＷ
共振器１１５ａ，１１５ｂのバスバーおよびパッド電極
の面積を他の直列腕ＳＡＷ共振器と比較すると小さくし
たため、通電中に発生した熱の放熱が実施の形態２と比
較した場合悪く、そのため耐電力性が低下したと考えら
れる。つまり通電中に発生する熱の放熱のことも考慮す
ると回路的にだけでなく圧電基板上でのレイアウトも対
称にすることにより、放熱の偏りをできるだけ小さくす
ることができ、耐電力性を向上させることができる。ま
た圧電基板上でのレイアウトを考える際は、アンテナ端
子が開放された状況において入力電力よりも大きな電力
が印加される可能性のある出力端子５に最も近いＳＡＷ
共振器や最も最初に劣化してしまうＳＡＷ共振器のバス
バーやパッドの面積を広くし、放熱の効率を高めてやる
のが良いことが容易に考えられる。
【００６４】また、実施の形態３からわかるように直列
腕ＳＡＷ共振器の耐電力を改善していくと並列腕ＳＡＷ
共振器が劣化するモードが観測される。これは試験後の
観察から出力端子５に近い並列腕ＳＡＷ共振器のインタ
ーディジタルトランスデューサ電極間で放電してしまっ
たのが劣化原因とわかった。つまりこの場合も、アンテ
ナ端子での反射波と入力信号との重ね合わせにより、並
列腕ＳＡＷ共振器にはアンテナ端子を５０Ω終端して入
力端から電力を入力した場合よりも大きな高周波電圧が
印加されたためにインターディジタルトランスデューサ
電極間で放電を起こしてしまったと考えられる。従って
実施の形態４，５のように出力端子５に近い並列腕ＳＡ
Ｗ共振器を分割して各ＳＡＷ共振器に印加される高周波
電圧を分圧してやるとこの並列腕ＳＡＷ共振器の劣化を
抑制できアンテナ端子を開放した場合の耐電力性をさら
に向上させることができる。また耐電力性限界レベルも
通常観測される直列腕ＳＡＷ共振器によって決定される
こととなる。
【００６５】（実施の形態６〜８）実施の形態６〜実施
の形態８では１．９ＧHz帯のアンテナ共用器（送信帯
域：１．８５ＧHz〜１．９１ＧHz、受信帯域１．９３Ｇ
Hz〜１．９９ＧHz）について説明する。アンテナ共用器
の構成は、図１に示したものと同じであるので説明を省
略する。
【００６６】但し送信側フィルタ２として実施の形態４
と同じ構成のラダー型弾性表面波フィルタを用い、受信
側フィルタ３として実施の形態６は図２０、実施の形態
７は図２１、実施の形態８は図２２、比較例６は図２３
に示すラダー型弾性表面波フィルタをそれぞれ用いた。
【００６７】図２０〜図２２のラダー型弾性表面波フィ
ルタは入力端子１側の初段が直列腕ＳＡＷ共振器２０
３，２１３，２２３ａである。また図２０に示す弾性表
面波フィルタを基本構成として図２１においては、入力
端子１側に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器のみ二段に分割
したものであり、図２２においては入力端子１側に最も
近い直列腕ＳＡＷ共振器２２３ａ，２２３ｂと並列腕Ｓ
ＡＷ共振器２２６ａ，２２６ｂの両方を二段に分割した
ものである。
【００６８】図２３（比較例６）のラダー型弾性表面波
フィルタは入力端子１側初段が並列腕ＳＡＷ共振器２３
６となっている。実施の形態７，８においても分割とし
た直列腕ＳＡＷ共振器２１６ａ，２１６ｂ，２２３ａ，
２２３ｂ，２２６ａ，２２６ｂの開口長はその分割前で
ある直列腕ＳＡＷ共振器２０３，２０６とそれぞれ同じ
とし、対数はＮ段に分割したＳＡＷ共振器については分
割前の対数のＮ倍とした。従ってＮ段に分割した分割後
の各ＳＡＷ共振器の容量は分割前のＳＡＷ共振器の容量
のＮ倍となっている。実施の形態７，８においてはそれ
ぞれ二段に分割したので各ＳＡＷ共振器は分割前の容量
の２倍の容量を有するものとなっている。
【００６９】上記の各弾性表面波フィルタについて実施
の形態２〜５と同様の耐電力性評価試験を行った。この
結果を（表５）に示す。
【００７０】
【表５】
【００７１】（表５）には試験後の弾性表面波フィルタ
の表面の観察によって劣化を確認したＳＡＷ共振器につ
いても合せて示している。またどの弾性表面波フィルタ
においてもアンテナ端子を開放した状態の試験において
は試験を行った範囲では送信側弾性表面波フィルタが劣
化することはなかった。
【００７２】（表５）からわかるように、受信側フィル
タ４については入力端子１側初段が直列腕ＳＡＷ共振器
２０３，２１３，２２３ａのラダー型弾性表面波フィル
タを用いることにより、高耐電力性を有することが分か
る。これは移相回路３を有するアンテナ共用器では送信
電力のほとんどが移相回路３のアンテナ端子で反射され
ることによるものと考えられる。またアンテナ端子が開
放状態になった場合を考慮しても、受信側フィルタ４の
入力端子１側のＳＡＷ共振器を多段化することで耐電力
性をさらに向上させることができる。
【００７３】本発明のポイントについて以下に記載す
る。
【００７４】（１）アンテナ端子からの反射波による送
信側フィルタの劣化を防止するために、複数に分割した
最外腕（アンテナ端子６に最も近い）直列腕ＳＡＷ共振
器の内最も容量が小さい直列腕ＳＡＷ共振器の容量を前
記最外腕以外の直列腕ＳＡＷ共振器の容量よりも大きく
する。そのために、最外腕以外の直列腕ＳＡＷ共振器の
インターディジタルトランスデューサ電極の分割前の対
数をＮｉ、分割後の対数をＮａとすると、Ｎｉ≦Ｎａと
すれば良い。さらに最外腕の直列腕ＳＡＷ共振器のイン
ターディジタルトランスデューサ電極の分割前の交差幅
をＬｉ、分割後の交差幅をＬａとするとＬａ≦Ｌｉとす
ることにより、電極指１本あたりの抵抗の上昇は抑制さ
れ発熱の影響を軽減することができる。
【００７５】また、送信側フィルタ２の直列腕ＳＡＷ共
振器は、耐電力性を考慮した場合、入力端子１および出
力端子２に近いほど容量が大きいものを用いることが好
ましい。
【００７６】（２）送信側フィルタ２としてラダー型弾
性表面波フィルタを用いた場合、図１４、図１５に示す
ように、アンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器を
複数に分割することにより、送信用周波数帯域におい
て、大きな電圧のかかる並列腕ＳＡＷ共振器の耐電圧性
を高めて、劣化を抑制することができる。またアンテナ
端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器を複数に分割する時
は分割後の合成容量が分割前の容量と同等となるように
することにより、通常印加される高周波電圧の約２倍の
高周波電圧に対しても並列腕ＳＡＷ共振器の劣化を抑制
することができる。さらに分割した並列腕ＳＡＷ共振器
の内最も容量が小さい並列腕ＳＡＷ共振器は、分割した
並列腕以外の並列腕ＳＡＷ共振器よりも大きな容量を有
するようにすることにより、さらに最も大きな高周波電
圧が印加される出力側端子（アンテナ端子）に最も近い
並列腕ＳＡＷ共振器の耐電圧性を向上させることができ
る。
【００７７】（３）受信側フィルタ４としてラダー型弾
性表面波フィルタを用いる場合、アンテナ端子側に最も
近い初段を直列腕ＳＡＷ共振器とし、複数に分割すると
共に分割した直列腕ＳＡＷ共振器内最も容量が小さい直
列腕ＳＡＷ共振器は、前記初段以外の直列腕ＳＡＷ共振
器の容量よりも大きくすることにより、さらに耐電力性
を向上させることができる。すなわち分割前のインター
ディジタルトランスデューサ電極の対数をＮｉ、分割後
の対数をＮａとすると、Ｎｉ≦Ｎａとすればよい。
【００７８】さらに分割前の交差幅をＬｉ、分割後の交
差幅をＬａとするとＬａ≦Ｌｉとすることにより、電極
指１本あたりの抵抗の上昇は抑制され発熱の影響を軽減
することができる。
【００７９】（４）受信側フィルタ４としてラダー型弾
性表面波フィルタを用いた場合は、図２１、図２２に示
すようにアンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共振器を
複数に分割することにより、耐電圧性を高めて、劣化を
抑制することができる。この時分割後の合成容量が分割
前の容量と同等とすることにより、通常印加される高周
波電圧の約２倍の高周波電圧に対しても並列腕ＳＡＷ共
振器の劣化を抑制することができる。さらに、分割した
並列腕ＳＡＷ共振器の内最も容量が小さい並列腕ＳＡＷ
共振器は、他の並列腕ＳＡＷ共振器よりも大きな容量を
有するものとすることにより、さらに耐電圧性を高める
ことができる。
【００８０】（５）送信側フィルタ、受信側フィルタと
もラダー型弾性表面波フィルタを用いた場合は、入力側
から見た時と出力側から見た時の構成を回路的に、より
好ましくは圧電基板上のレイアウト的にも対称となるよ
うに設計することにより、通電中に発生する熱の放熱を
効率よく行うことができ、耐電力性を向上させることが
できる。
【００８１】（６）送信側フィルタ、受信側フィルタ
は、ラダー型弾性表面波フィルタを用いた場合について
のみ説明したが、送信側の入力端子から信号を入力した
場合と、アンテナ端子から前記信号と同じ信号を入力し
た場合の耐電力性が同等もしくはアンテナ端子から入力
した場合の方が優れた耐電力性を有しているようなもの
であればラチス型弾性表面波フィルタやラダー型の一部
に縦結合型弾性表面波フィルタ等他の弾性表面波フィル
タを用いた場合も同様の効果が得られるものである。
【００８２】
【発明の効果】以上本発明によると、アンテナ端子側か
らの信号の入力に対して耐電力性を有し、安定した特性
を有するアンテナ共用器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器
のブロック回路図
【図２】本発明の実施の形態１における受信側フィルタ
の回路図
【図３】本発明の実施の形態１〜８におけるＳＡＷ共振
器の構成図
【図４】本発明の実施の形態１における送信側フィルタ
の上面図
【図５】図４に示す送信側フィルタの回路図
【図６】本発明の実施の形態１に示す弾性表面波フィル
タの基本構造を示す回路図
【図７】図６に示す弾性表面波フィルタを構成する基本
構成回路図
【図８】図７に示す基本構成回路を用いて図６に示す基
本構造を形成するときの接続方法を説明するための回路
図
【図９】本発明の比較例２における弾性表面波フィルタ
の回路図
【図１０】本発明の比較例３における弾性表面波フィル
タの回路図
【図１１】本発明の実施の形態２における送信側フィル
タの上面図
【図１２】図１１に示す送信側フィルタの回路図
【図１３】本発明の実施の形態３における送信側フィル
タの回路図
【図１４】本発明の実施の形態４における送信側フィル
タの回路図
【図１５】本発明の実施の形態５における送信側フィル
タの回路図
【図１６】本発明の比較例４における送信側フィルタの
上面図
【図１７】本発明の比較例５における送信側フィルタの
回路図
【図１８】図７に示す送信側フィルタを構成するための
基本構成回路図
【図１９】図７に示す送信側フィルタを構成する図１８
に示す基本構成回路の接続方法を説明するための回路図
【図２０】本発明の実施の形態６における受信側フィル
タの回路図
【図２１】本発明の実施の形態７における受信側フィル
タの回路図
【図２２】本発明の実施の形態８における受信側フィル
タの回路図
【図２３】本発明の比較例６における受信側フィルタの
回路図
【図２４】従来のアンテナ共用器のブロック回路図
【符号の説明】
１ 入力端子 ２ 送信側フィルタ ３ 移相回路 ４ 受信側フィルタ ５ 出力端子 ６ アンテナ端子 １０ａ ＳＡＷ共振器 １０ｂ ＳＡＷ共振器 １０ｃ ＳＡＷ共振器 １１ａ ＳＡＷ共振器 １１ｂ ＳＡＷ共振器 １１ｃ ＳＡＷ共振器 ４０ 圧電基板 ４１ 入力用電極 ４２ 出力用電極 ４３ 直列腕ＳＡＷ共振器 ４４ａ 直列腕ＳＡＷ共振器 ４４ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器 ４５ａ 直列腕ＳＡＷ共振器 ４５ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器 ４６ 並列腕ＳＡＷ共振器 ４７ 並列腕ＳＡＷ共振器 ４８ アース電極 ６３ 直列腕ＳＡＷ共振器 ６４ 直列腕ＳＡＷ共振器 ６５ 直列腕ＳＡＷ共振器 ６６ 並列腕ＳＡＷ共振器 ６７ 並列腕ＳＡＷ共振器 ９３ａ 直列腕ＳＡＷ共振器 ９３ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器 ９５ 直列腕ＳＡＷ共振器 １００ ＩＤＴ電極 １０１ 反射器電極 １０３ａ 直列腕ＳＡＷ共振器 １０３ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器 １０４ａ 直列腕ＳＡＷ共振器 １０４ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器 １０５ 直列腕ＳＡＷ共振器 １１０ 圧電基板 １１１ 入力用電極 １１２ 出力用電極 １１３ａ 直列腕ＳＡＷ共振器 １１３ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器 １１４ａ 直列腕ＳＡＷ共振器 １１４ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器 １１４ｃ 直列腕ＳＡＷ共振器 １１４ｄ 直列腕ＳＡＷ共振器 １１５ａ 直列腕ＳＡＷ共振器 １１５ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器 １１６ 並列腕ＳＡＷ共振器 １１７ 並列腕ＳＡＷ共振器 ２０３ 直列腕ＳＡＷ共振器 ２０６ 直列腕ＳＡＷ共振器 ２１３ 直列腕ＳＡＷ共振器 ２１６ａ 直列腕ＳＡＷ共振器 ２１６ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器 ２２３ａ 直列腕ＳＡＷ共振器 ２２３ｂ 直列腕ＳＡＷ共振器 ２２６ａ 並列腕ＳＡＷ共振器 ２２６ｂ 並列腕ＳＡＷ共振器 ２３６ 並列腕ＳＡＷ共振器
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 祐己 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 櫻川 徹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 村上 弘三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J006 KA02 LA08 PB03 5J097 AA26 BB01 BB15 CC02 DD06 DD13 LL03 5K011 BA03 DA02 DA27 JA00 KA00 KA02

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力端子と、この入力端子に入力側を接
    続した送信側フィルタと、この送信側フィルタの出力側
    に入力側を接続した移相回路と、この移相回路の出力側
    に入力側を接続した受信側フィルタと、この受信側フィ
    ルタの出力側に接続した出力端子と、前記送信側フィル
    タと移相回路との間に接続したアンテナ端子とを備え、
    少なくとも前記送信側フィルタは、弾性表面波フィルタ
    で構成すると共に送信側の入力端子から信号を入力した
    場合と、前記アンテナ端子から前記信号と同じ信号を入
    力した場合の耐電力性が同等もしくは前記アンテナ端子
    から入力した場合の方が優れた耐電力性を有する構成と
    したアンテナ共用器。
  2. 【請求項２】 弾性表面波フィルタは、入力側から見た
    時と出力側から見た時の構成を等しくした請求項１に記
    載のアンテナ共用器。
  3. 【請求項３】 弾性表面波フィルタを形成する圧電基板
    上において、前記弾性表面波フィルタのレイアウトは対
    称である請求項１に記載のアンテナ共用器。
  4. 【請求項４】 入力端子と、この入力端子に入力側を接
    続した送信側フィルタと、この送信側フィルタの出力側
    に入力側を接続した移相回路と、この移相回路の出力側
    に入力側を接続した受信側フィルタと、この受信側フィ
    ルタの出力側に接続した出力端子と、前記送信側フィル
    タと移相回路との間に接続したアンテナ端子とを備え、
    前記送信側フィルタは、ラダー型弾性表面波フィルタで
    構成すると共に前記アンテナ端子側の最外腕は直列腕Ｓ
    ＡＷ共振器であり、この直列腕ＳＡＷ共振器は複数に分
    割されたものであるアンテナ共用器。
  5. 【請求項５】 分割した最外腕の直列腕ＳＡＷ共振器の
    内最も容量が小さい前記直列腕ＳＡＷ共振器は、前記最
    外腕以外の直列腕ＳＡＷ共振器の容量よりも大きくした
    請求項４に記載のアンテナ共用器。
  6. 【請求項６】 最外腕の直列腕ＳＡＷ共振器のインター
    ディジタルトランスデューサ電極の分割前の対数をＮ
    ｉ、分割後の対数をＮａとすると、Ｎｉ≦Ｎａである請
    求項４に記載のアンテナ共用器。
  7. 【請求項７】 最外腕の直列腕ＳＡＷ共振器のインター
    ディジタルトランスデューサ電極の分割前の交差幅をＬ
    ｉ、分割後の交差幅をＬａとするとＬａ≦Ｌｉとする請
    求項６に記載のアンテナ共用器。
  8. 【請求項８】 アンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共
    振器を複数に分割した請求項４に記載のアンテナ共用
    器。
  9. 【請求項９】 アンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ共
    振器の分割後の合成容量が分割前の容量と同等である請
    求項８に記載のアンテナ共用器。
  10. 【請求項１０】 分割した並列腕ＳＡＷ共振器の内最も
    容量が小さい前記並列腕ＳＡＷ共振器は、前記分割した
    並列腕以外の並列腕ＳＡＷ共振器よりも大きな容量を有
    する請求項８に記載のアンテナ共用器。
  11. 【請求項１１】 受信側フィルタはラダー型弾性表面波
    フィルタで構成すると共に入力端子側の最外腕が直列腕
    ＳＡＷ共振器である請求項４に記載のアンテナ共用器。
  12. 【請求項１２】 入力端子側の最外腕が直列腕ＳＡＷ共
    振器を複数に分割した請求項１１に記載のアンテナ共用
    器。
  13. 【請求項１３】 分割した最外腕の直列腕ＳＡＷ共振器
    の内最も容量が小さい前記直列腕ＳＡＷ共振器は、前記
    最外腕以外の直列腕ＳＡＷ共振器の容量よりも大きくし
    た請求項１２に記載のアンテナ共用器。
  14. 【請求項１４】 最外腕の直列腕ＳＡＷ共振器のインタ
    ーディジタルトランスデューサ電極の分割前の対数をＮ
    ｉ、分割後の対数をＮａとすると、Ｎｉ≦Ｎａである請
    求項１２に記載のアンテナ共用器。
  15. 【請求項１５】 最外腕の直列腕ＳＡＷ共振器のインタ
    ーディジタルトランスデューサ電極の分割前の交差幅を
    Ｌｉ、分割後の交差幅をＬａとするとＬａ≦Ｌｉとする
    請求項１４に記載のアンテナ共用器。
  16. 【請求項１６】 アンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ
    共振器を複数に分割した請求項１１に記載のアンテナ共
    用器。
  17. 【請求項１７】 アンテナ端子に最も近い並列腕ＳＡＷ
    共振器の分割後の合成容量が分割前の容量と同等である
    請求項１１に記載のアンテナ共用器。
  18. 【請求項１８】 分割した並列腕ＳＡＷ共振器の内最も
    容量が小さい前記並列腕ＳＡＷ共振器は、他の並列腕Ｓ
    ＡＷ共振器の容量よりも大きな容量を有する請求項１６
    に記載のアンテナ共用器。
  19. 【請求項１９】 弾性表面波フィルタは、入力側から見
    た時と出力側から見た時の構成を等しくした請求項４に
    記載のアンテナ共用器。
  20. 【請求項２０】 弾性表面波フィルタを形成する圧電基
    板上において、前記弾性表面波フィルタのレイアウトは
    対称である請求項４に記載のアンテナ共用器。
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