JP2010021914A - 分波器 - Google Patents

Abstract

【課題】相互変調歪み（ＩＭＤ）の発生を抑制できる分波器を提供する。
【解決手段】分波器１００は、共振素子が梯子型に接続された送信フィルタ１００ａと、共振素子及び縦結合型弾性波フィルタ素子を含む受信フィルタ１００ｂとを備える。送信フィルタの共振素子うち送信フィルタ１００ａと受信フィルタ１００ｂとが接続される共通端１００ｘに最も近い共振素子と、受信フィルタ１００ｂの共振素子及び縦結合型弾性波フィルタ素子のうち共通端１００ｘに最も近い共振素子との少なくとも一方が、直列接続された複数の共振器１０１ａ，１０１ｂ；１０９ａ，１０９ｂ；１１１ａ，１１１ｂを含む共振器群で構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は分波器に関し、詳しくは、例えば携帯電話システムに好適な分波器に関する。

一般に、バルク弾性波を利用する圧電薄膜共振器（ＢＡＷ共振器）は、ＢＡＷ共振器自身が持つ効果（非線形効果）によって、ＩＭＤ（intermodulation distortion；相互変調歪み）が発生する。そのため、例えば携帯電話システムの分波器にＢＡＷ共振器を用いた場合、受信感度の劣化を引き起こすことが知られている。特に、ＢＡＷ共振器に入力される電力との相関が強く、高電力の負荷がかかるほど、非線形効果が発生しやすいことが知れている。

ＢＡＷ共振器の非線形特性を低減するため、例えば図１０の断面図に示すように、上下の電極７２Ｔ，７２Ｂの間に圧電層７２Ｐが配置されている第１のＢＡＷ共振器７２と、上下の電極７４Ｔ，７４Ｂの間に圧電層７４Ｐが配置されている第２のＢＡＷ共振器７４とを、それぞれの分極方向が矢印７２Ｒ，７４Ｒで示す方向になるように構成し、位相が反転するようにする電極接続を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−６４９５号公報

しかしながら、このような構成では、ＢＡＷ共振器を並列に接続するため、もとのＢＡＷ共振器の容量の半分の容量をもつＢＡＷ共振器を並列に２つ接続することになる。ＢＡＷ共振器では、一般に容量の小さい共振器ほどＱ値の劣化が起こるため、特許文献１の構成では、特性劣化が生じやすくなる。

また、特許文献１の構成では、ＢＡＷ共振器を逆平行に接続することでＩＭＤの発生を緩和できるものの、ユーザー要求を満足するレベルに達していないことが、実験的に分かっている。

さらに、弾性表面波を利用する弾性表面波共振器（ＳＡＷ共振器）を用いた分波器に比べ、ＢＡＷ共振器を用いた分波器は、ＩＭＤの発生が顕著であり、ＢＡＷ共振器の方がＳＡＷ共振器よりも非線形効果が生じやすいことが、実験的に分かっている。

本発明は、かかる実情に鑑み、相互変調歪み（ＩＭＤ）の発生を抑制できる分波器を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した分波器を提供する。

分波器は、共振素子が梯子型に接続された送信フィルタと、共振素子及び縦結合型弾性波フィルタ素子を含む受信フィルタとを備える。分波器は、前記送信フィルタの前記共振素子うち前記送信フィルタと前記受信フィルタとが接続される共通端に最も近い前記共振素子と、前記受信フィルタの前記共振素子及び縦結合型弾性波フィルタ素子のうち前記共通端に最も近い前記共振素子との少なくとも一方が、直列接続された複数の共振器を含む共振器群で構成される。

上記構成によれば、送信フィルタ及び受信フィルタの少なくとも一方について、最も共通端に近い共振素子を、直列接続された複数の共振器に分割することにより、複数の共振器に分割しない場合と比べると、共振器１つあたりの電力密度が小さくなり、非線形効果が減少し、ＩＭＤの発生を抑制できる。

好ましくは、前記共振器群に含まれる直列接続された複数の前記共振器は、基板の一方主面に沿って一対の電極の間に圧電薄膜が配置され、かつ前記基板から音響的に分離されている振動部を備える圧電薄膜共振器で構成される。隣り合う前記圧電薄膜共振器は、それぞれの前記圧電薄膜の分極方向が同一であり、かつ、それぞれの前記一対の電極間の電界方向が反転する。

この場合、隣り合う共振器の分極方向に対する電界方向を反転することで、振動の位相が反転し、非線形２次効果が相互に打ち消しあうため、ＩＭＤの発生を抑制することができる。

好ましくは、前記送信フィルタの前記共振素子うち前記共通端に最も近い前記共振素子と、前記受信フィルタの前記共振素子及び縦結合型弾性波フィルタ素子のうち前記共通端に最も近い前記共振素子との少なくとも一方が、複数の前記共振器群を並列接続することにより構成される。

この場合、共振器群を並列接続することにより、共振器１つあたりの電力密度がより小さくなり、非線形効果がより減少し、ＩＭＤの発生を一層抑制できる。

好ましくは、並列接続された複数の前記共振器群に含まれる直列接続された複数の前記共振器は、基板の一方主面に沿って一対の電極の間に圧電薄膜が配置され、かつ前記基板から音響的に分離されている振動部を備える圧電薄膜共振器で構成される。隣り合う前記圧電薄膜共振器は、それぞれの前記圧電薄膜の分極方向が同一であり、かつ、それぞれの前記一対の電極間の電界の方向が反転する。

この場合、隣り合う共振器の分極方向に対する電界方向を反転することで、振動の位相が反転し、非線形２次効果が相互に打ち消しあうため、ＩＭＤの発生を抑制することができる。

好ましくは、前記共振器群の直列接続された複数の前記共振器を構成する前記圧電薄膜共振器の前記振動部は、前記一対の電極のそれぞれ前記圧電薄膜とは反対側に配置された一対の絶縁膜をさらに備え、前記一対の絶縁膜の厚みが実質的に同一である。

この場合、振動部は、圧電薄膜に関して対称に電極と絶縁膜とが配置され、振動が厚み方向両側に対称に伝搬する状態となるようにして、２次の非線形現象を抑制できる。したがって、ＩＭＤの発生がさらに抑制できる。

好ましくは、前記共振器群の直列接続された複数の前記共振器を構成する前記圧電薄膜共振器は、前記振動部を厚み方向から透視したとき、前記一対の電極同士が圧電薄膜を介して重なる前記振動部の外周縁は、隣接する２辺が曲線で滑らかにつながれている。

この場合、圧電薄膜共振器の振動部について、厚み方向から透視したときの外周縁の角部を曲線で形成することにより、振動部内での振動反射状態が振動部の角部で不連続にならないようにすることができるので、ＩＭＤの発生をさらに抑制できる。

好ましくは、前記共振器群の直列接続された複数の前記共振器を構成する前記圧電薄膜共振器は、前記振動部を厚み方向から透視したとき、前記振動部に接続される引き回し配線の輪郭が、前記一対の電極同士が圧電薄膜を介して重なっている前記振動部の外周縁に滑らかな曲線でつながれている。

この場合、厚み方向から透視したときに、圧電薄膜共振器の振動部に接続する引き回し配線が、振動部との接続部分に曲線部を備えることにより、振動部での振動反射状態が、振動部と引き回し配線との接続部分で不連続にならないようにすることができるので、ＩＭＤの発生がさらに抑制される。

本発明によれば、分波器の送信フィルタ又は受信フィルタを構成する共振器のうち、送信フィルタと受信フィルタとが接続された共通端に最も近い共振器を直列に２つ以上に分割し、直列接続することで、ＩＭＤの発生を抑制できる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１２を参照しながら説明する。

＜実施例１＞ 実施例１の分波器１００について、図１〜図７を参照しながら説明する。

図１の電気回路図に示すように、実施例１の分波器１００は、共振器１０１ａ，１０１ｂ，１０２〜１０７，１０９ａ，１０９ｂ，１１０，１１１ａ，１１１ｂ，１１２と、縦結合型フィルタ１２０とを備え、アンテナ端とＴｘ端及びＲｘ端の間に、送信フィルタ１００ａと受信フィルタ１００ｂとが構成されている。インダクタＬ１〜Ｌ６は、分波器１００自体が備えても、分波器１００に外付けされてもよい。

Ｔｘ端には、不平衡（アンバランス信号）を入・出力できる。受信フィルタ１００ｂは不平衡信号を平衡信号（バランス信号）に変換する機能を持ち、Ｒｘ端には、平衡信号が出力される。

アンテナ端とＴｘ端との間に構成される送信フィルタ１００ａは、直列に接続される５つの共振器１０１ａ，１１ｂ，１０３，１０５，１０７と、並列に接続される３つの共振器１０２，１０４，１０６とを備える。アンテナ端側の２つの共振器１０１ａ，１０１ｂは、通常は１つの共振器で構成されるところを直列に分割され、カスケード接続（直列接続）されている。

すなわち、送信フィルタ１００ａは、交互に梯子型に接続される共振素子を共振器で構成するにあたり、送信フィルタ１００ａと受信フィルタ１００ｂとが接続される共通端１００ｘに最も近い共振素子を、直列接続された２つの共振器１０１ａ，１０１ｂで構成し、他の共振子を、それぞれ１つの共振器１０２〜１０７で構成している。

この２つの共振器１０１ａ，１０１ｂには、ＢＡＷ共振器、ＳＡＷ共振器もしくは弾性境界波共振器を用いる。他の共振器１０２〜１０７には、ＢＡＷ共振器を用いる。

アンテナ端とＲｘ端との間に構成される受信フィルタ１００ｂは、共振器１０９ａ，１０９ｂ；１１０；１１１ａ，１１１ｂ；１１２と縦結合型フィルタ１２０とを備える。一方のＲｘ端と共通端１００ｘとの間に配置される共振器のうち、アンテナ端側の２つの共振器１０９ａ，１０９ｂは、通常は１つの共振器で構成されるところを直列に分割され、直列接続されている。同様に、他方のＲｘ端と共通端１００ｘとの間に配置される共振器のうち、アンテナ端側の２つの共振器１１１ａ，１１１ｂは、通常は１つの共振器で構成されるところを直列に分割され、直列接続されている。

すなわち、受信フィルタ１００ｂは、共振素子及び縦結合型フィルタで構成するにあたり、一方のＲｘ端側について、共通端１００ｘに最も近い共振素子を直列接続された２つの共振器１０９ａ，１０９ｂで構成し、他方のＲｘ端側について、共通端１００ｘに最も近い共振素子を直列接続された２つの共振器１１１ａ，１１１ｂで構成している。

共振器１０９ａ，１０９ｂ，１１０，１１１ａ，１１１ｂ，１１２には、ＢＡＷ共振器、ＳＡＷ共振器もしくは弾性境界波共振器を用いる。他の共振器１０２〜１０７には、ＢＡＷ共振器を用いる。縦結合型フィルタ１２０には、縦結合型ＳＡＷフィルタ又は縦結合型弾性境界波フィルタ等の縦結合型弾性波フィルタを用いる。

受信フィルタ１００ｂの共振器１０９ａ，１０９ｂ；１１０；１１１ａ，１１１ｂ；１１２や縦結合型フィルタ１２０は、送信フィルタ１００ａのＳＡＷ共振器又は弾性境界波共振器の共振器１０１ａ，１０１ｂと、同一のチップに形成してもよい。例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３)基板上の同一チップ内に、送信フィルタ１００ａの一部を構成する共振器１０１ａ，１０１ｂと、受信フィルタ１００ｂを構成する共振器１０９ａ，１０９ｂ；１１０；１１１ａ，１１１ｂ；１１２及び縦結合型フィルタ１２０とを形成し、基板内で配線することで、図１のように接続してもよい。

また、受信フィルタ１００ｂの共振器１１０，１１２は、ＢＡＷ共振器で構成し、送信フィルタ１００ａ内のＢＡＷ共振器で構成する共振器１０２〜１０７と同一のチップに形成してもよい。

分波器１００は、送信フィルタ１００ａ及び受信フィルタ１００ｂにおいて、それぞれ最もアンテナ端側の本来は１つの共振器で構成される部分を直列に分割し、直列接続された２つの共振器１０１ａ，１０１ｂ；１０９ａ，１０９ｂ；１１１ａ，１１１ｂで構成することによって、共振器一つあたりの電力密度が半分になるため、非線形効果が減少し、ＩＭＤの発生が抑制できる。

共振器群の共振器１０１ａ，１０１ｂ；１０９ａ，１０９ｂ；１１１ａ，１１１ｂをＢＡＷ共振器で構成する場合には、図２〜図４に示すように構成する。

図２は、共振器が直列接続された共振器群の一つの共振器について、共振器が接続される方向と直角方向の断面を示している。図２に示すように、基板１２上に、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層３０と相対的に高い高音響インピーダンス層３２とが交互に配置されており、その上に、振動部１０ｘを構成する下部電極１５、圧電薄膜１６及び上部電極１７が配置されている。振動部１０ｘは、交互に積層された低音響インピーダンス層３０と高音響インピーダンス層３２とによって、基板１２から音響的に分離されている。

図３は、共振器が直列接続された共振器群の共振器１０１ａ，１０１ｂについて、共振器１０１ａ，１０１ｂが接続される方向の断面を示している。図４は、図３の断面構成を模式的に示す説明図である。

図３及び図４に示すように、共振器１０１ａ，１０１ｂは、圧電薄膜１６が共通であり、共振器１０１ａの上部電極１７ａはアンテナ端側に接続され、共振器１０１ａの下部電極１５ａと共振器１０１ｂの上部電極１７ｂとが接続され、共振器１０１ｂの下部電極１５ｂはＲｘ端側に接続される。このような電極接続により、共振器１０１ａ，１０１ｂは、それぞれの分極方向が、図４において実線の矢印で示すように同じ方向である。一方、それぞれの電界方向は、図４において破線の矢印で示すように逆方向である。

このように、直列接続された共振器１０１ａ，１０１ｂにおいて分極方向に対する電界方向を反転することで、振動の位相が反転し、非線形効果の２次効果が相互に打ち消しあうため、ＩＭＤの発生を抑制できる。

共振器群の共振器１０１ａ，１０１ｂ；１０９ａ，１０９ｂ；１１１ａ，１１１ｂをＢＡＷ共振器で構成する場合には、図５の要部断面図に示すように、圧電薄膜１６を挟持する一対の電極１５，１７の外側に絶縁膜１４，１８が配置され、厚み方向（図において上下方向）に対して垂直方向（例えば、図において紙面垂直方向）から見たときに、圧電薄膜１６に対して実質的に対称構造にすることが好ましい。

典型的には、上部電極１７と下部電極１５とを同じ材料を用いて同じ厚みに形成し、上部電極１７に接して配置される上部絶縁膜１８と下部電極１５に接して配置される下部絶縁膜１４とを同じ材料を用いて同じ厚みに形成する。

圧電薄膜１６に対して厚み方向の構造が対称であると、振動が圧電薄膜１６の厚み方向両側に伝搬する状態が対称となり、２次の非線形現象が抑制される。すなわち、このようなＢＡＷ共振器を用いた分波器では、ＩＭＤの発生が抑制される。

振動伝搬の状態が対称となれば２次の非線形現象が抑制されるので、振動伝搬の状態が実質的に対称となる程度に、上部電極１７及び上部絶縁膜１８の合計厚みと、下部電極１５及び下部絶縁膜１４の合計厚みとがおおよそ一致する構成であればよく、上部電極１７と下部電極１５の厚みが多少異なったり、上部絶縁膜１８と下部絶縁膜１４の厚みが多少異なったりしても、ＩＭＤの発生が抑制される。

すなわち、圧電薄膜１６の両側に配置される一対の電極１５，１７の厚みが実質的に同一であり、かつ、それぞれの電極１５，１７の圧電薄膜１６とは反対側に配置された絶縁膜１４，１８の厚みが実質的に同一であることが好ましい。

図６（ａ）は、図１において鎖線で囲まれている部分の送信フィルタの共振器１０２〜１０７の構成を書き直した電気回路図である。図６（ａ）のＰｏｒｔ１は、図１の共振器１０１ｂに接続される。図６（ａ）のＰｏｒｔ３及びＰｏｒｔ４は、図１のインダクタＬ３に接続される。図６（ａ）のＰｏｒｔ５は、図１のインダクタＬ４に接続される。図６（ａ）のＰｏｒｔ２は、図１のインダクタＬ５に接続される。

図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した直列共振器Ｓ１〜Ｓ３と並列共振器Ｐ１〜Ｐ３のチップ内のレイアウトを示す、厚み方向から透視した透視図である。各共振器Ｓ１〜Ｓ３，Ｐ１〜Ｐ３の振動部６０は、引き回し配線６４で接続されている。振動部６０は、一対の電極同士が圧電薄膜を介して重なっている部分である。

図６（ｂ）に示すように、引き回し配線６４は一定幅ではなく、振動部６０に接近するほど引き回し配線６４の幅が急激に広がっている。引き回し配線６４は、振動部６０に接続される部分の輪郭が、滑らかな曲線で振動部６０の外周縁につながれている。このように、引き回し配線６４が振動部６０に接続される部分に曲線部を備えることにより、振動部６０での振動反射状態が引き回し配線６４との接続部分で不連続にならないようにすることができるので、ＩＭＤの発生が抑制される。

さらに、図６（ｃ）の拡大透視図に示すように、振動部６０の外周縁の角部６２は丸く形成されており、振動部６０の外周縁は、隣り合う辺同士が滑らかな曲線でつながれている。

このように振動部６０の角部を曲線で形成することにより、振動部６０内での振動反射状態が振動部６０の角部で不連続にならないようにすることができるので、ＩＭＤの発生を抑制できる。

送信フィルタ１００ａや受信フィルタ１００ｂを構成するＢＡＷ共振器は、図７の断面図に示すように、種々の構成とすることができる。

図７（ａ）は、圧電薄膜１６を挟持する一対の電極１５，１７の外側に絶縁膜１４，１８が配置された振動部１０が、空隙１３を介して基板１２から浮いた状態で支持されている例である。空隙１３は、基板１２上に犠牲層を形成し、その上に各層１４〜１８を形成した後、犠牲層を除去することにより形成できる。下部絶縁膜１４は、上部絶縁膜１８とは異なる材料で構成してもよい。

図７（ｂ）は、圧電薄膜１６を挟持する一対の電極１５，１７の外側に絶縁膜１４，１８が配置された振動部１０が、基板１２を貫通する空洞１２ｓの上に配置されている例である。空洞１２ｓは、振動部１０を形成した基板を裏側からエッチングすることにより形成できる。この場合、基板１２に接する絶縁膜１４には、エッチングされない材料を用いる。

図７（ｃ）は、圧電薄膜１６を挟持する一対の電極１５，１７の外側に絶縁膜１４，１８が配置された振動部１０が、基板１２に形成された非貫通の空洞（くぼみ）１２ｔの上に配置されている例である。基板１２に予め空洞１２ｔを形成しておき、空洞１２ｔに犠牲層を埋め込んだ状態で振動部１０を形成した後、犠牲層を除去する。

図７（ｄ）〜（ｆ）は、振動部１０ａと基板１２との間に音響反射層を配置した例である。音響反射層は、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層３０と、相対的に高い高音響インピーダンス層３２とが交互に配置されており、例えば音響インピーダンスが異なる材料を交互に積層することによって形成することができる。

図７（ｄ）は、基板１２上に全体的に音響反射層が形成され、その上に振動部１０ａが形成されている例である。

図７（ｅ）は、基板１２の空洞（くぼみ）１２ｋの中に音響反射層３０，３２が形成され、その上に振動部１０ａが形成されている例である。

図７（ｆ）は、基板１２の一部に音響反射層３０，３２が形成され、その上に振動部１０ａが形成されている例である。

なお、下部電極１５に接する音響反射層３０は、振動部１０ａの下部絶縁膜として機能させてもよい。

＜実施例２＞ 実施例２の分波器について、図８〜図１１を参照しながら説明する。

実施例２の分波器は、実施例１と略同様に構成されている。以下では、相違点を中心に説明する。

図８の電気回路図に示すように、実施例２の分波器２００は、実施例１と略同様に、共振器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２０２〜２０７，２０９ａ，２０９ｂ，２１０，２１１ａ，２１１ｂ，２１２と、縦結合型フィルタ２２０とを備え、アンテナ端とＴｘ端及びＲｘ端の間に、送信フィルタ２００ａと受信フィルタ２００ｂとが構成されている。インダクタＬ１〜Ｌ６は、分波器２００自体が備えても、分波器２００に外付けされてもよい。

実施例１と異なり、送信フィルタ２００ａは、通常は１つの共振器で構成する最もアンテナ端側の共振素子が、４つの共振器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄを用いて構成されている。すなわち、共振器２０１ａ，２０１ｂが直列接続された第１の共振器群と、共振器２０１ｃ，２０１ｄが直列接続された第２の共振器群とが、並列に接続されている。

受信フィルタ２００ｂは、実施例１と同じ構成である。なお、アンテナ端側の直列接続された２つの共振器２０９ａ，２０９ｂ；２１１ａ，２１１ｂは、１つの共振器で構成しても、送信フィルタ２００ａの共振器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄのように直列接続された共振器を含む共振器群が並列に接続された構成としてもよい。

共振器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２００１ｄには、ＢＡＷ共振器、ＳＡＷ共振器もしくは弾性境界波共振器を用いる。他の共振器２０２〜２０７には、ＢＡＷ共振器を用いる。縦結合型フィルタ２２０には、縦結合型ＳＡＷフィルタ又は縦結合型弾性境界波フィルタ等の縦結合型弾性波フィルタを用いる。

受信フィルタ２００ｂの共振器２０９ａ，２０９ｂ；２１０；２１１ａ，２１１ｂ；２１２や縦結合型フィルタ２２０は、送信フィルタ２００ａのＳＡＷ共振器又は弾性境界波共振器の共振器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄと、同一のチップに形成してもよい。例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３)基板上の同一チップ内に、送信フィルタ２００ａの一部を構成する共振器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄと、受信フィルタ２００ｂを構成する共振器２０９ａ，２０９ｂ；２１０；２１１ａ，２１１ｂ；２１２及び縦結合型フィルタ２２０とを形成し、基板内で配線することで、図８のように接続してもよい。

また、受信フィルタ２００ｂの共振器２１０，２１２は、ＢＡＷ共振器で構成し、送信フィルタ２００ａ内のＢＡＷ共振器で構成する共振器２０２〜２０７と同一のチップに形成してもよい。

図９は、送信フィルタ２００ａのアンテナ端側の並列に接続される一方の共振器群の共振器２０１ａ，２０１ｂについて、共振器２０１ａ，２０１ｂが接続される方向の断面を示している。図１０は、送信フィルタ２００ａのアンテナ端側の並列に接続される共振器群の共振器２０１ａ，２０１ｂ；２０１ｃ，２０１ｄの断面構成を模式的に示す説明図である。

図９及び図１０に示すように、共振器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄは、圧電薄膜１６が共通であり、共振器２０１ａの上部電極１７ａと共振器２０１ｃの下部電極１５ｃとがアンテナ端側に接続され、共振器２０１ａの下部電極１５ａと共振器２０１ｂの上部電極１７ｂとが接続され、共振器２０１ｃの上部電極１７ｃと共振器２０１ｄの下部電極１５ｄとが接続され、共振器２０１ｂの下部電極１５ｂと共振器２０１ｄの上部電極１７ｄとがＲｘ端側に接続される。共振器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄは、それぞれの分極方向が、図１０において実線の矢印で示すように同じ方向である。一方、電界方向については、図１０において破線の矢印で示すように、同じ共振器群の共振器２０１ａ，２０１ｂ；２０１ｃ，２０１ｄ同士は同じであるが、一方の共振器群の共振器２０１ａ，２０１ｂと他方の共振器群の共振器２０１ｃ，２０１ｄとは逆方向である。

このように、並列に接続される一方の共振器群の共振器２０１ａ，２０１ｂと他方の共振器群の共振器２０１ｃ，２０１ｄとについて、分極方向に対する電界方向を反転することで、一方の共振器群の共振器２０１ａ，２０１ｂと他方の共振器群の共振器２０１ｃ，２０１ｄとの間で振動の位相が反転し、非線形効果の２次効果が相互に打ち消しあうため、ＩＭＤの発生を抑制できる。

図１１は、他の断面構成を模式的に示す説明図である。並列に接続される共振器群の共振器２０１ａ，２０１ｂ；２０１ｃ，２０１ｄは、圧電薄膜が共通であり、共振器２０１ａの上部電極１７ａと共振器２０１ｃの下部電極１５ｃとがアンテナ端側に接続され、共振器２０１ａの下部電極１５ａと共振器２０１ｂの下部電極１５ｂとが接続され、共振器２０１ｃの上部電極１７ｃと共振器２０１ｄの上部電極１７ｄとが接続され、共振器２０１ｂの上部電極１７ｂと共振器２０１ｄの下部電極１５ｄとがＲｘ端側に接続される。

このような電極接続により、共振器２０１ａ，２０１ｂ；２０１ｃ，２０１ｄは、図１１において実線の矢印で示す分極方向に対して、電界方向が図１１において破線の矢印で示すようになる。すなわち、同じ共振器群の共振器２０１ａ，２０１ｂ；２０１ｃ，２０１ｄ同士の電界方向が互いに逆方向であり、かつ、一方の共振器群内における共振器２０１ａ，２０１ｂの電界方向と他方の共振器群内における共振器２０１ｃ，２０１ｄの電界方向とは逆方向である。

このように隣接する共振器間で電界方向を反転することで、共振器群２０１ａ，２０１ｂ；２０１ｃ，２０１ｄ間において振動の位相が反転し、かつ各共振器群２０１ａ，２０１ｂ；２０１ｃ，２０１ｄ内においても振動の位相が反転し、非線形効果の２次効果が相互に打ち消しあうため、ＩＭＤの発生を抑制できる。

実施例２の分波器２００は、送信フィルタ２００ａ内で最もアンテナ端側に配置される直列共振素子の部分を１つの共振器で構成する代わりに、複数の共振器が直列接続された共振器群を並列に接続した構成に置き換えることにより、実施例１と同様に、ＩＭＤの発生が抑制される。

＜実施例３＞ 実施例３の分波器３００について、図１２を参照しながら説明する。

実施例３の分波器３００は、実施例１と略同様に構成されている。以下では、相違点を中心に説明する。

図１２の電気回路図に示すように、実施例３の分波器３００は、実施例１と略同様に、共振器３０１ａ，３０１ｂ，３０２〜３０７，３０９ａ，３０９ｂ，３１０，３１１ａ，３１１ｂ，３１２と、縦結合型フィルタ３２０とを備え、アンテナ端とＴｘ端及びＲｘ端の間に、送信フィルタ３００ａと受信フィルタ３００ｂとが構成される。インダクタＬ１〜Ｌ６は、分波器３００自体が備えても、分波器３００に外付けされてもよい。

受信フィルタ３００ｂは、実施例１と同じ構成である。なお、アンテナ端側の直列接続された２つの共振器３０９ａ，３０９ｂ；３１１ａ，３１１ｂは、１つの共振器で構成してもよい。

送信フィルタ３００ａは、直列共振素子と並列共振素子とでフィルタが構成される点では実施例１と同じであるが、実施例１ではアンテナに最も近い共振素子が直列共振素子であり、それを直列に分割して直列接続された２つの共振器１０１ａ，１０１ｂで構成するのに対して、実施例３の送信フィルタ３００ａでは、アンテナに最も近い共振素子が並列共振素子であり、それを直列に分割して直列接続された２つ共振器３０１ａ，３０１ｂで構成している。

この２つの共振器３０１ａ，３０１ｂと、その次の共振器３０２とには、ＢＡＷ共振器、ＳＡＷ共振器もしくは弾性境界波共振器を用いる。他の共振器３０３〜３０７には、ＢＡＷ共振器を用いる。縦結合型フィルタ３２０には、縦結合型ＳＡＷフィルタ又は縦結合型弾性境界波フィルタ等の縦結合型弾性波フィルタを用いる。

受信フィルタ３００ｂの共振器３０９ａ，３０９ｂ；３１０；３１１ａ，３１１ｂ；３１２や縦結合型フィルタ３２０は、送信フィルタ３００ａのＳＡＷ共振器又は弾性境界波共振器の共振器３０１ａ，３０１ｂ，３０２と、同一のチップに形成してもよい。例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３)基板上の同一チップ内に、送信フィルタ３００ａの一部を構成する共振器３０１ａ，３０１ｂ，３０２と、受信フィルタ３００ｂを構成する共振器３０９ａ，３０９ｂ；３１０；３１１ａ，３１１ｂ；３１２及び縦結合型フィルタ３２０とを形成し、基板内で配線することで、図１２のように接続してもよい。

また、受信フィルタ３００ｂの共振器３１０，３１２は、ＢＡＷ共振器で構成し、送信フィルタ３００ａ内のＢＡＷ共振器で構成する共振器３０３〜３０７と同一のチップに形成してもよい。

実施例３の分波器３００のように、最もアンテナ端側の並列共振素子を、共振器が直列接続された共振器群で置き換えても、実施例１と同様の効果が得られる。

＜まとめ＞ 以上のように、分波器のフィルタを構成する共振器のうち、最もアンテナ端に近い共振器を、直列に分割して直列接続された複数の共振器で置き換えると、共振器１つあたりの電力密度が小さくなり、非線形効果が減少し、ＩＭＤの発生が抑制できる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

分波器の電気回路図である。（実施例１） 共振器群の共振器の断面図である。（実施例１） 共振器群の共振器の断面図である。（実施例１） 共振器群の共振器の断面構造を模式的に示す説明図である。（実施例１） 主要部断面図である。（実施例１） 分波器のレイアウト図である。（実施例１） 圧電薄膜共振器の断面図である。（実施例１） 分波器の電気回路図である。（実施例２） 共振器群の共振器の断面図である。（実施例２） 共振器群の共振器の断面構造を模式的に示す説明図である。（実施例２） 共振器群の共振器の断面構造を模式的に示す説明図である。（実施例２） 分波器の電気回路図である。（実施例３） ＢＡＷ装置の断面図である。（従来例）

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｘ 振動部
１２ 基板
１４ 絶縁膜
１５ 電極
１６ 圧電薄膜
１７ 電極
１８ 絶縁膜
１００ 分波器
１００ａ 送信フィルタ
１００ｂ 受信フィルタ
１００ｘ 共通端
１０１ａ，１０１ｂ，１０２〜１０７，１０９ａ，１０９ｂ，１１０，１１１ａ，１１１ｂ，１１２ 共振器
１２０ 縦結合型フィルタ
２００ 分波器
２００ａ 送信フィルタ
２００ｂ 受信フィルタ
２００ｘ 共通端
２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２０２〜２０７，２０９ａ，２０９ｂ，２１０，２１１ａ，２１１ｂ，２１２ 共振器
２２０ 縦結合型フィルタ
３００ 分波器
３００ａ 送信フィルタ
３００ｂ 受信フィルタ
３００ｘ 共通端
３０１ａ，３０１ｂ，３０２〜３０７，３０９ａ，３０９ｂ，２１０，３１１ａ，３１１ｂ，３１２ 共振器
３２０ 縦結合型フィルタ

Claims (7)

1. 共振素子が梯子型に接続された送信フィルタと、共振素子及び縦結合型弾性波フィルタ素子を含む受信フィルタとを備える分波器であって、
   前記送信フィルタの前記共振素子うち前記送信フィルタと前記受信フィルタとが接続される共通端に最も近い前記共振素子と、前記受信フィルタの前記共振素子及び縦結合型弾性波フィルタ素子のうち前記共通端に最も近い前記共振素子との少なくとも一方が、直列接続された複数の共振器を含む共振器群で構成されることを特徴とする、分波器。
2. 前記共振器群に含まれる直列接続された複数の前記共振器は、
   基板の一方主面に沿って一対の電極の間に圧電薄膜が配置され、かつ前記基板から音響的に分離されている振動部を備える圧電薄膜共振器で構成され、
   隣り合う前記圧電薄膜共振器は、それぞれの前記圧電薄膜の分極方向が同一であり、かつ、それぞれの前記一対の電極間の電界方向が反転することを特徴とする、請求項２に記載の分波器。
3. 前記送信フィルタの前記共振素子うち前記共通端に最も近い前記共振素子と、前記受信フィルタの前記共振素子及び縦結合型弾性波フィルタ素子のうち前記共通端に最も近い前記共振素子との少なくとも一方が、複数の前記共振器群を並列接続することにより構成されることを特徴とする、請求項１に分波器。
4. 並列接続された複数の前記共振器群に含まれる直列接続された複数の前記共振器は、
   基板の一方主面に沿って一対の電極の間に圧電薄膜が配置され、かつ前記基板から音響的に分離されている振動部を備える圧電薄膜共振器で構成され、
   隣り合う前記圧電薄膜共振器は、それぞれの前記圧電薄膜の分極方向が同一であり、かつ、それぞれの前記一対の電極間の電界の方向が反転することを特徴とする、請求項３に記載の分波器。
5. 前記共振器群の直列接続された複数の前記共振器を構成する前記圧電薄膜共振器の前記振動部は、
   前記一対の電極のそれぞれ前記圧電薄膜とは反対側に配置された一対の絶縁膜をさらに備え、前記一対の絶縁膜の厚みが実質的に同一であることを特徴とする、請求項２又は４に記載の分波器。
6. 前記共振器群の直列接続された複数の前記共振器を構成する前記圧電薄膜共振器は、
   前記振動部を厚み方向から透視したとき、前記一対の電極同士が圧電薄膜を介して重なる前記振動部の外周縁は、隣接する２辺が曲線で滑らかにつながれていることを特徴とする、請求項２又は４に記載の分波器。
7. 前記共振器群の直列接続された複数の前記共振器を構成する前記圧電薄膜共振器は、
   前記振動部を厚み方向から透視したとき、前記振動部に接続される引き回し配線の輪郭が、前記一対の電極同士が圧電薄膜を介して重なっている前記振動部の外周縁に滑らかな曲線でつながれていることを特徴とする、請求項２又は４に記載の分波器。

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