JP2010109417A - Ladder type filter and duplexer with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラダー型フィルタに関し、特に、交叉幅重み付けが施された弾性波共振子を有するラダー型フィルタ及びそれを備えたデュプレクサに関する。 The present invention relates to a ladder-type filter, and more particularly to a ladder-type filter having an acoustic wave resonator subjected to cross width weighting and a duplexer including the same.
従来、例えば下記の特許文献1や特許文献2などにおいて、IDT電極を有する共振子に対して、交叉幅重み付けを行うことが提案されている。具体的には、特許文献1には、図12に略図的に示す構造の共振子が開示されている。図12に示すように、特許文献1に開示されている共振子100は、互いに間挿し合う一対のくし歯電極により構成されたIDT電極101と、IDT電極101の弾性表面波伝搬方向両側に設けられたグレーティング反射器102,103とを備えている。共振子100では、IDT電極101には、IDT電極101の電極指101aの交叉幅が弾性表面波伝搬方向両側から中央部に向かって大きくなるように交叉幅重み付けが施されている。特許文献1には、このような交叉幅重み付けをIDT電極101対して施すことにより、縦モード、横モード及びラブ波型弾性表面波を利用した場合のレイリー波によるスプリアスを抑圧することができると共に、Q値を高くすることができる旨が記載されている。
Conventionally, for example, in
一方、特許文献2では、図12に示す共振子100のように、極大点がひとつとなるように交叉幅重み付けをIDT電極に施した場合、良好な共振特性が得られるものの、耐電力性が低くなりがちであることが指摘されている。特許文献2では、この問題に鑑み、極大点が複数現れる交叉幅重み付けをIDT電極に施すことが提案されている。
On the other hand, in
図13は、特許文献2に開示されている共振子の略図的平面図である。図13に示すように、特許文献2に開示されている共振子200では、IDT電極201には、IDT電極201の電極指201aの交叉幅が極大となる極大点が2つとなるように交叉幅重み付けが施されている。IDT電極201のように、極大点が複数となるように交叉幅重み付けをIDT電極に施すことにより、反共振周波数におけるQ値を高くすると共に、耐電力性を高めることができる。
近年、携帯電話端末のように、複数の高周波帯を使用する携帯情報端末において、データの交錯を防止するなどの目的のため、共振子を利用した高周波フィルタ等が用いられている。データの交錯を確実に防止する観点から、このような高周波フィルタに対しても、良好な周波数特性が求められている。このため、上記の特許文献1や特許文献2に開示されている交叉幅重み付けを施したIDT電極を有する共振子を用いて高周波フィルタを構成することも考えられる。
In recent years, high frequency filters using resonators and the like have been used in portable information terminals that use a plurality of high frequency bands, such as mobile phone terminals, for the purpose of preventing data from intermingling. From the viewpoint of surely preventing data from being mixed, good frequency characteristics are also demanded for such a high-frequency filter. For this reason, it is also conceivable to configure a high-frequency filter using a resonator having an IDT electrode subjected to cross width weighting disclosed in
しかしながら、例えば、極大点が1つの共振子、または極大点が複数の共振子を用いてラダー型のフィルタを構成した場合、通過帯域高域側のフィルタ特性の高い急峻性と、良好なVSWR特性とを両立させることが困難であった。 However, for example, when a ladder-type filter is configured by using a resonator having a single maximum point or a plurality of resonators having a maximum point, high steepness of the filter characteristic on the high passband side and good VSWR characteristics It was difficult to achieve both.
本発明の目的は、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性が高く、かつVSWR特性が良好なラダー型フィルタ及びそれを備えたデュプレクサを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a ladder type filter having a high steepness in the filter characteristics on the high side of the passband and a good VSWR characteristic, and a duplexer including the same.
本発明に係るラダー型フィルタは、入力端と、出力端と、複数の直列腕共振子と、並列腕共振子と、キャパシタとを備えている。複数の直列腕共振子は、入力端と出力端とを接続する直列腕において互いに直列に接続されている。複数の直列腕共振子の各々は、IDT電極を有する。並列腕共振子は、直列腕とグラウンド電位とを接続する並列腕に設けられている。直列腕共振子と並列腕共振子とのそれぞれは、弾性波共振子からなる。キャパシタは、複数の直列腕共振子のうちの一部の直列腕共振子に並列に接続されている。キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のIDT電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている。キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子のIDT電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。 The ladder filter according to the present invention includes an input end, an output end, a plurality of series arm resonators, a parallel arm resonator, and a capacitor. The plurality of series arm resonators are connected in series with each other in a series arm connecting the input end and the output end. Each of the plurality of series arm resonators has an IDT electrode. The parallel arm resonator is provided on the parallel arm that connects the series arm and the ground potential. Each of the series arm resonator and the parallel arm resonator includes an elastic wave resonator. The capacitor is connected in parallel to a part of the plurality of series arm resonators. The IDT electrode of the series arm resonator to which the capacitors are connected in parallel is subjected to cross width weighting so that a plurality of maximum points where the cross width is maximum are formed in the elastic wave propagation direction. The IDT electrodes of the series arm resonators to which capacitors are not connected in parallel are subjected to cross width weighting so that only one local maximum point having a maximum cross width is formed in the elastic wave propagation direction.
本発明に係るラダー型フィルタのある特定の局面では、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のIDT電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が2つ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。 In a specific aspect of the ladder filter according to the present invention, the IDT electrode of the series arm resonator to which the capacitor is connected in parallel has two maximum points where the cross width is maximum in the elastic wave propagation direction. Cross width weighting is applied as described above.
本発明に係るラダー型フィルタの他の特定の局面では、並列腕共振子は、IDT電極を有し、並列腕共振子のIDT電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。この構成によれば、並列腕共振子のIDT電極として、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されているIDT電極を用いた場合と比較して、受信側フィルタにおけるVSWR特性をさらに良好にすることができる。 In another specific aspect of the ladder filter according to the present invention, the parallel arm resonator includes an IDT electrode, and the IDT electrode of the parallel arm resonator has a maximum crossing width that is maximum in the elastic wave propagation direction. Cross width weighting is applied so that only one point is formed. According to this configuration, when the IDT electrode of the parallel arm resonator is used as an IDT electrode that is subjected to cross width weighting so that a plurality of local maximum points having a maximum cross width are formed in the elastic wave propagation direction. As compared with, the VSWR characteristics in the receiving filter can be further improved.
本発明に係るデュプレクサは、上記本発明に係るラダー型フィルタを備えている。 The duplexer according to the present invention includes the ladder filter according to the present invention.
本発明に係るデュプレクサのある特定の局面では、アンテナ端子と、アンテナ端子に接続されている送信側フィルタ及び受信側フィルタとをさらに備え、送信側フィルタは、ラダー型フィルタを有する。この構成によれば、送信側における通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高めつつ、受信側フィルタにおけるVSWR特性を良好にすることができる。 In a specific aspect of the duplexer according to the present invention, the duplexer further includes an antenna terminal, a transmission filter and a reception filter connected to the antenna terminal, and the transmission filter includes a ladder filter. According to this configuration, it is possible to improve the VSWR characteristic in the reception-side filter while enhancing the steepness of the filter characteristic on the high-pass band side on the transmission side.
本発明に係るラダー型フィルタでは、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のIDT電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている一方、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子のIDT電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されているため、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高くすると共に、VSWR特性を良好にすることができる。 In the ladder filter according to the present invention, the IDT electrode of the series arm resonator to which the capacitors are connected in parallel has a crossing width so that a plurality of maximum points having a maximum crossing width are formed in the elastic wave propagation direction. The IDT electrodes of series arm resonators that are weighted but do not have capacitors connected in parallel have a crossover width so that only one local maximum point is formed in the elastic wave propagation direction. Since the weighting is performed, the steepness of the filter characteristic on the high passband side can be increased and the VSWR characteristic can be improved.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本実施形態のデュプレクサの回路図である。図1に示すように、デュプレクサ1は、送信側フィルタチップ20に搭載されている送信側フィルタ11と、受信側フィルタチップ21に搭載されている受信側フィルタ12とを備えている。受信側フィルタ12は、アンテナ端子10と、第1及び第2の受信側信号端子18a、18bとの間に設けられている。一方、送信側フィルタ11は、アンテナ端子10と、送信側信号端子17との間に設けられている。
FIG. 1 is a circuit diagram of the duplexer of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
送信側フィルタ11は、アンテナ端子10に接続されている入力端15と、送信側信号端子17に接続されている出力端16とを備えている。入力端15と出力端16とは、直列腕9によって接続されている。直列腕9には、互いに直列に接続されている複数の直列腕共振器S1〜S3が設けられている。各直列腕共振器S1〜S3は、ひとつの直列腕共振子または互いに直列に接続されている複数の直列腕共振子を備えている。すなわち、直列腕9には、互いに直列に接続されている複数の直列腕共振子が設けられている。この直列腕共振子は、弾性波共振子である。
The transmission-
具体的には、本実施形態では、入力端15に直接接続されている第1の直列腕共振器S1は、互いに直列に接続されている2つの直列腕共振子S1a、S1bにより構成されている。直列腕共振子S1a、S1bには、キャパシタは並列に接続されていない。
Specifically, in the present embodiment, the first series arm resonator S1 directly connected to the
第1の直列腕共振器S1の後段に接続されている第2の直列腕共振器S2は、互いに直列に接続されている3つの直列腕共振子S2a〜S2cにより構成されている。第2の直列腕共振器S2を構成する3つの直列腕共振器S2a〜S2cのうちの直列腕共振子S2a、S2bには、キャパシタC1が並列に接続されている。一方、直列腕共振子S2cには、キャパシタは並列に接続されていない。 The second series arm resonator S2 connected to the subsequent stage of the first series arm resonator S1 includes three series arm resonators S2a to S2c connected in series. A capacitor C1 is connected in parallel to the series arm resonators S2a and S2b among the three series arm resonators S2a to S2c constituting the second series arm resonator S2. On the other hand, no capacitor is connected in parallel to the series arm resonator S2c.
第2の直列腕共振器S2と出力端16との間に接続されている第3の直列腕共振器S3は、互いに直列に接続されている3つの直列腕共振子S3a〜S3cにより構成されている。第3の直列腕共振器S3を構成する3つの直列腕共振子S3a〜S3cのうちの直列腕共振子S3a、S3bには、キャパシタは並列に接続されていない。一方、直列腕共振子S3cには、キャパシタC2が並列に接続されている。直列腕共振器S3cには、さらにインダクタL5が並列に接続されている。
The third series arm resonator S3 connected between the second series arm resonator S2 and the
直列腕9とグラウンド電位との間には、少なくともひとつの並列腕が接続されている。具体的には、本実施形態では、直列腕9とグラウンド電位との間には、複数の並列腕13a〜13cが接続されている。
At least one parallel arm is connected between the
複数の並列腕13a〜13cのそれぞれには、並列腕共振器P1〜P3が設けられている。各並列腕共振器P1〜P3は、ひとつの並列腕共振子または、互いに直列に接続されている複数の並列腕共振子を備えている。この並列腕共振子は、弾性波共振子である。
Parallel arm resonators P1 to P3 are provided in each of the plurality of
具体的には、第1の並列腕13aは、第1の直列腕共振器S1と第2の直列腕共振器S2との間の接続点と、グラウンド電位との間に接続されている。第1の並列腕13aには、互いに直列に接続されている第1の並列腕共振器P1とインダクタL1とが設けられている。第1の並列腕共振器P1は、互いに直列に接続されている2つの並列腕共振子P1a、P1bにより構成されている。
Specifically, the first
一方、第2の並列腕13bは、第2の直列腕共振器S2と第3の直列腕共振器S3との間の接続点と、グラウンド電位との間に接続されている。第2の並列腕13bには、互いに直列に接続されている第2の並列腕共振器P2とインダクタL2とが設けられている。第2の並列腕共振器P2は、互いに直列に接続されている2つの並列腕共振子P2a、P2bにより構成されている。
On the other hand, the second
第1の並列腕13aと第2の並列腕13bとは互いに接続されており、インダクタL3を介してグラウンド電位に接続されている。なお、このインダクタL3と、インダクタL1、L2、L4及びL5のそれぞれは、配線パターンまたはコイルパターンにより得られるインダクタンス分により構成されていてもよいし、別個のインダクタチップにより構成されていてもよい。
The first
第3の並列腕13cは、第3の直列腕共振器S3と出力端16との間の接続点と、グラウンド電位との間に接続されている。第3の並列腕13cには、互いに直列に接続されている第3の並列腕共振器P3とインダクタL4とが設けられている。第3の並列腕共振器P3は、互いに直列に接続されている2つの並列腕共振子P3a、P3bにより構成されている。
The third
本実施形態の特徴は、複数の直列腕共振子S1a、S1b、S2a〜S2c、S3a〜S3cのそれぞれがIDT電極を有しており、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子S2a、S2b、S3cにおいては、IDT電極に極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されており、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子S1a、S1b、S2c、S3a、S3bにおいては、IDT電極に極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている点にある。なお、以下の説明において、キャパシタC1またはC2が並列に接続されている直列腕共振子S2a、S2b、S3cを直列腕共振子Sxと総称し、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子S1a、S1b、S2c、S3a、S3bを直列腕共振子Syと総称する。 The feature of this embodiment is that each of the plurality of series arm resonators S1a, S1b, S2a to S2c, S3a to S3c has an IDT electrode, and the series arm resonators S2a and S2b in which capacitors are connected in parallel. In S3c, cross width weighting is performed so that a plurality of local maximum points are formed in the IDT electrode, and in the series arm resonators S1a, S1b, S2c, S3a, S3b in which capacitors are not connected in parallel, Cross width weighting is performed so that only one local maximum point is formed on the IDT electrode. In the following description, series arm resonators S2a, S2b, and S3c to which capacitors C1 or C2 are connected in parallel are collectively referred to as series arm resonators Sx, and series arm resonators S1a in which no capacitors are connected in parallel are used. , S1b, S2c, S3a, and S3b are collectively referred to as a series arm resonator Sy.
なお、本実施形態のキャパシタは、圧電基板上に形成されている一対のくし歯電極からなるキャパシタであってもよいし、圧電基板上に形成されている一対の容量取り出し電極からなるキャパシタであってもよいし、外付けのキャパシタであってもよい。 The capacitor of the present embodiment may be a capacitor composed of a pair of comb-tooth electrodes formed on a piezoelectric substrate, or a capacitor composed of a pair of capacitance extraction electrodes formed on a piezoelectric substrate. Alternatively, an external capacitor may be used.
図2に、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子Sxの略図的平面図を示し、図3に直列腕共振子Sxの一部分の弾性波伝搬方向に沿った略図的断面図を示す。図3に示すように、直列腕共振子Sxは、圧電基板35と、電極36と、中間膜37と、上層膜38とを備えている。圧電基板35は、LiNbO3やLiTaO3などの適宜の圧電材料からなる基板により構成される。圧電基板35は、例えば、カット角126.0°のLiNbO3基板により構成することができる。
FIG. 2 is a schematic plan view of a series arm resonator Sx in which capacitors are connected in parallel, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a part of the series arm resonator Sx along the elastic wave propagation direction. As shown in FIG. 3, the series arm resonator Sx includes a
電極36は、圧電基板35の上に形成されている。この電極36によって、後述するIDT電極30や第1及び第2のグレーティング反射器31,32が構成されている。電極36は、Al、Pt、Au、Cuなどの適宜の電極材料により構成することができる。電極36は、複数の導電膜が積層された導電膜積層体によっても構成することができる。例えば、電極36は、NiCr膜、Pt膜、Ti膜、Al膜、Ti膜が圧電基板35側からこの順番で積層された積層膜によって構成することができる。
The
圧電基板35の上面の電極36が形成されていない部分には、中間膜37が形成されている。中間膜37の上面と電極36の上面とはほぼ面一とされている。この中間膜37によって、電極36が形成された圧電基板35の上面が平坦とされている。なお、中間膜37は、SiO2やSiNなどの適宜の絶縁材料により形成することができる。
An
電極36と中間膜37とは、上層膜38によって被覆されている。上層膜38は、SiO2やSiNなどの適宜の絶縁材料により形成することができる。また、上層膜38は、複数の絶縁膜の積層体により構成してもよい。上層膜38は、例えば、SiO2膜とSiN膜とが圧電基板35側からこの順番で積層された絶縁膜の積層体により構成することができる。なお、上層膜38は、圧電基板35の周波数温度特性と逆の周波数温度特性を有する材料により形成されていることが好ましい。この構成によれば、直列腕共振子Sxの周波数温度特性を改善することができる。
The
図2に示すように、直列腕共振子Sxは、それぞれ電極36によって構成されているIDT電極30と、第1及び第2のグレーティング反射器31,32とを備えている。第1及び第2のグレーティング反射器31,32は、IDT電極30の弾性波伝搬方向の両側に配置されている。本実施形態では、直列腕共振子Sxは、IDT電極30により励振される弾性表面波を利用する共振子である。もっとも、直列腕共振子Sxは、弾性表面波以外の弾性波、例えば、弾性境界波を利用する共振子であってもよい。
As shown in FIG. 2, the series arm resonator Sx includes an
IDT電極30は、第1及び第2のくし歯電極33,34を備えている。第1及び第2のくし歯電極33,34のそれぞれは、相互に平行に延びる複数の電極指33a、34aを備えている。複数の電極指33aと、複数の電極指34aとは、互いに間挿し合っている。
The
本実施形態では、IDT電極30には、弾性表面波伝搬方向において、電極指33aと電極指34aとの交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている。具体的には、IDT電極30には、弾性表面波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が2つ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、複数の電極指34aの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第1の包絡線Aと、複数の電極指33aの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第2の包絡線Bとのそれぞれは、電極指の先端側に向かって突出する第1の山部A1,B1と、第2の山部A2,B2とを備えている。そして、第1及び第2の包絡線A、Bにより囲まれた交叉領域H1は、2つの略菱形状の領域が連ねられた形状となっている。なお、第1及び第2の包絡線A、Bは、互いに接していてもよいし、図2に示すように互いに隔離していてもよい。
In this embodiment, the
図4は、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Syの略図的平面図を示す。直列腕共振子Syは、施されている交叉幅重み付けの態様を除いては、上記直列腕共振子Sxと実質的に同様の構成を有する。従って、上記直列腕共振子Sxの構成部材と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符合で参照し、説明を省略する。また、直列腕共振子Syの説明においても図3を共通に参照するものとする。 FIG. 4 shows a schematic plan view of a series arm resonator Sy with no capacitors connected in parallel. The series arm resonator Sy has substantially the same configuration as the series arm resonator Sx except for the applied cross width weighting. Therefore, members having substantially the same function as the constituent members of the series arm resonator Sx are referred to by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the description of the series arm resonator Sy, FIG. 3 is commonly referred to.
キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Syも、キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子Sxと同様に、圧電基板35と、電極36と、中間膜37と、上層膜38とを備えている。
Similarly to the series arm resonator Sx in which the capacitor is connected in parallel, the series arm resonator Sy in which the capacitor is not connected in parallel also has the
図4に示すように、直列腕共振子Syは、それぞれ図3に示す電極36によって構成されているIDT電極40と、IDT電極40の弾性表面波伝搬方向における両側に設けられた第1及び第2のグレーティング反射器41,42とを備えている。本実施形態では、直列腕共振子Syは、IDT電極40により励振される弾性表面波を利用する共振子である。もっとも、直列腕共振子Syは、弾性表面波以外の弾性波、例えば、弾性境界波を利用する共振子であってもよい。
As shown in FIG. 4, the series arm resonator Sy includes the
IDT電極40は、第1及び第2のくし歯電極43,44を備えている。第1及び第2のくし歯電極43,44のそれぞれは、相互に平行に延びる複数の電極指43a、44aを備えている。複数の電極指43aと、複数の電極指44aとは、互いに間挿し合っている。
The
本実施形態では、IDT電極40には、弾性表面波伝搬方向において、電極指43aと電極指44aとの交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、複数の電極指44aの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第3の包絡線Cと、複数の電極指43aの先端を結ぶことにより形成される仮想線である第4の包絡線Dとのそれぞれは、電極指の先端側に向かって突出するひとつの山部のみを備えている。そして、第3及び第4の包絡線C、Dにより囲まれた交叉領域H2は、略菱形形状の領域となっている。なお、第3及び第4の包絡線C、Dは、互いに接していてもよいし、図4に示すように互いに離間していてもよい。
In this embodiment, the
本実施形態において、並列腕共振子の構成は特に限定されない。例えば、並列腕共振子は、IDT電極を有する適宜の共振子により構成することができる。但し、図5に模式的に示すように、並列腕共振子は、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子Syと同様に、極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されているIDT電極50と、IDT電極50の弾性表面波伝搬方向における両側に配置された第1及び第2のグレーティング反射器51,52とを有するものであることが好ましい。
In the present embodiment, the configuration of the parallel arm resonator is not particularly limited. For example, the parallel arm resonator can be configured by an appropriate resonator having an IDT electrode. However, as schematically shown in FIG. 5, the parallel arm resonator is subjected to cross width weighting so that only one local maximum point is formed in the same manner as the series arm resonator Sy in which no capacitor is connected in parallel. The
以上説明したように、本実施形態では、キャパシタC1またはC2が並列に接続されている直列腕共振子SxのIDT電極30には、弾性表面波伝搬方向において、電極指33aと電極指34aとの交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されている一方、キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子SyのIDT電極40には、弾性表面波伝搬方向において、電極指43aと電極指44aとの交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、下記の実施例においても裏付けられるように、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高めると共に、VSWR特性を良好にすることができる。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施形態では、並列腕共振子のIDT電極にも、直列腕共振子SyのIDT電極40と同様に、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている。このため、並列腕共振子のIDT電極として、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されているIDT電極を用いた場合と比較して、受信側フィルタ12におけるVSWR特性をさらに良好にすることができる。
In the present embodiment, the IDT electrode of the parallel arm resonator is also subjected to the cross width weighting so that only one local maximum point having the maximum cross width is formed, similarly to the
以下、本実施形態における効果について、具体的な実施例を用いてさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the effects of the present embodiment will be described in more detail using specific examples.
(実施例)
図1〜図5に示す構成のデュプレクサ1を、下記の設計パラメータで作製し、送信側フィルタ11における挿入損失と、アンテナ端子10側のVSWR特性と、送信側信号端子17側のVSWR特性とのそれぞれを測定した。
(Example)
The
圧電基板:カット角が126.0°のLiNbO3基板
中間膜:厚さ170nmのSiO2膜
電極36:圧電基板側から、NiCr膜(厚さ:10nm)/Pt膜(厚さ:40nm)/Ti膜(厚さ:10nm)/Al膜(厚さ:80nm)/Ti膜(厚さ10nm)
上層膜38:圧電基板側から、SiO2膜(厚さ500nm)/SiN膜(厚さ:30nm)
キャパシタC1の容量:0.75pF
キャパシタC2の容量:2.90pF
インダクタL5のインダクタンス値:1.15nH
Piezoelectric substrate: LiNbO 3 substrate with a cut angle of 126.0 ° Intermediate film: SiO 2 film with a thickness of 170 nm Electrode 36: NiCr film (thickness: 10 nm) / Pt film (thickness: 40 nm) / Ti film (thickness: 10 nm) / Al film (thickness: 80 nm) / Ti film (thickness: 10 nm)
Upper layer film 38: From the piezoelectric substrate side, SiO 2 film (thickness 500 nm) / SiN film (thickness: 30 nm)
Capacitor C1 capacitance: 0.75 pF
Capacitor C2 capacitance: 2.90 pF
Inductance value of the inductor L5: 1.15 nH
送信側フィルタ11の各共振子の設計パラメータは、下記の表1に示すように設定した。また、送信側フィルタ11の全ての共振子に対して、最小交叉幅/最大交叉幅=0.2となるように交叉幅重み付けを施した。交叉幅の極大点がひとつの共振子は、交叉幅がIDT電極の弾性表面波伝搬方向における中央において最大となり、両端において最小となるようにした。また、交叉幅は、弾性表面波伝搬方向において、直線的に変化するようにした。
The design parameters of each resonator of the
交叉幅の極大点が2つの共振子は、交叉幅がIDT電極の弾性表面波伝搬方向における中央と両端とにおいて最小となり、両端から1/4の箇所で最大となるようにした。また、交叉幅は、弾性表面波伝搬方向において、直線的に変化するようにした。 In the resonator having two cross-point maximum points, the cross-width is minimized at the center and both ends in the surface acoustic wave propagation direction of the IDT electrode, and is maximized at a quarter of both ends. In addition, the crossing width was changed linearly in the surface acoustic wave propagation direction.
(比較例1)
送信側フィルタ11の全ての共振子に対して、弾性表面波伝搬方向において、電極指43aと電極指44aとの交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けを施したこと、キャパシタC1、C2の容量及びインダクタL5のインダクタンス値以外は上記実施例と同様の構成を有するデュプレクサを比較例1として作製し、送信側フィルタ11における挿入損失と、アンテナ端子10側のVSWR特性と、送信側信号端子17側のVSWR特性とのそれぞれを測定した。測定結果を、実施例の測定結果と共に図6〜図8に示す。
(Comparative Example 1)
Cross width weighting is applied to all the resonators of the
(比較例2)
送信側フィルタ11の全ての共振子に対して、弾性表面波伝搬方向において、電極指43aと電極指44aとの交叉幅が極大となる極大点が2つ形成されるように交叉幅重み付けを施したこと以外は上記実施例と同様の構成を有するデュプレクサを比較例2として作製し、送信側フィルタ11における挿入損失と、アンテナ端子10側のVSWR特性と、送信側信号端子17側のVSWR特性とのそれぞれを測定した。測定結果を、実施例の測定結果と共に図9〜図11に示す。
(Comparative Example 2)
Cross width weighting is applied to all resonators of the
なお、比較例1におけるキャパシタC1、C2の容量及びインダクタL5のインダクタンス値は以下の通りである。 Note that the capacitances of the capacitors C1 and C2 and the inductance value of the inductor L5 in Comparative Example 1 are as follows.
キャパシタC1の容量:0.85pF
キャパシタC2の容量:3.00pF
インダクタL5のインダクタンス値:1.15nH
Capacitor C1 capacitance: 0.85 pF
Capacitor C2 capacitance: 3.00 pF
Inductance value of the inductor L5: 1.15 nH
比較例2におけるキャパシタC1、C2の容量及びインダクタL5のインダクタンス値は、実施例におけるキャパシタC1,C2の容量及びインダクタL5のインダクタンス値と同じとした。 The capacitances of the capacitors C1 and C2 and the inductance value of the inductor L5 in Comparative Example 2 were the same as the capacitances of the capacitors C1 and C2 and the inductance value of the inductor L5 in the example.
図6に示す結果からわかるように、キャパシタが並列に接続されている共振子に極大点が2つの交叉幅重み付けが施されている一方、キャパシタが並列に接続されていない共振子に極大点がひとつの交叉幅重み付けが施されている実施例の方が、全ての共振子に極大点がひとつの交叉幅重み付けが施されている比較例1よりも通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性が高かった。具体的には、1.91GHzHz〜1.94GHzの周波数帯域において、フィルタ特性のスルーレベルに対して、挿入損失が3.5dBから45dBに至る周波数間隔は、比較例1では11.6MHzであったのに対して、実施例では、10.6MHzと1MHz小さかった。Tx帯域(1.85GHz〜1.91GHz)内におけるVSWR特性に関しては、図7及び図8に示す結果からわかるように、実施例と比較例1とでほぼ同等であった。 As can be seen from the results shown in FIG. 6, two cross width weights are applied to the resonators to which the capacitors are connected in parallel, while the resonators to which the capacitors are not connected in parallel have the maximum points. The embodiment in which one cross width weighting is applied is steeper in the filter characteristics on the higher passband side than the comparative example 1 in which all resonators are subjected to one cross width weighting with a maximum point. Was high. Specifically, in the frequency band from 1.91 GHz to 1.94 GHz, the frequency interval from the insertion loss of 3.5 dB to 45 dB with respect to the through level of the filter characteristics was 11.6 MHz in Comparative Example 1. On the other hand, in the example, it was 10.6 MHz and 1 MHz smaller. Regarding the VSWR characteristics in the Tx band (1.85 GHz to 1.91 GHz), as can be seen from the results shown in FIG. 7 and FIG. 8, the example and the comparative example 1 were almost the same.
また、図9に示す結果からわかるように、実施例と比較例2とでは、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性はほぼ同等であった。具体的には、1.91GHzHz〜1.94GHzの周波数帯域において、フィルタ特性のスルーレベルに対して、挿入損失が3.5dBから45dBに至る周波数間隔は、実施例では、10.6MHzであり、比較例2では、10.8MHzであった。Tx帯域(1.85GHz〜1.91GHz)内におけるVSWR特性に関しては、図10及び図11に示す結果からわかるように、比較例2に対して実施例の方が、格段にVSWR特性が高いことがわかる。 Further, as can be seen from the results shown in FIG. 9, the steepness of the filter characteristics on the high side of the passband was almost the same in the example and the comparative example 2. Specifically, in the frequency band of 1.91 GHz to 1.94 GHz, the frequency interval from the insertion loss of 3.5 dB to 45 dB with respect to the through level of the filter characteristics is 10.6 MHz in the embodiment. In Comparative Example 2, the frequency was 10.8 MHz. Regarding the VSWR characteristics in the Tx band (1.85 GHz to 1.91 GHz), as can be seen from the results shown in FIG. 10 and FIG. 11, the VSWR characteristics are much higher in the example than in the comparative example 2. I understand.
これらの結果から、キャパシタが並列に接続されている共振子に極大点が2つの交叉幅重み付けを施す一方、キャパシタが並列に接続されていない共振子に極大点がひとつの交叉幅重み付けを施すことにより、VSWR特性を低下させることなく、通過帯域高域側のフィルタ特性の急峻性を高められることがわかる。 From these results, a resonator with a capacitor connected in parallel is weighted with two cross widths, while a resonator without a capacitor connected in parallel is weighted with one cross width. Thus, it is understood that the steepness of the filter characteristic on the high pass band side can be improved without degrading the VSWR characteristic.
また、上記実施形態では、直列腕共振子SxのIDT電極30に対して極大点が2つの交叉幅重み付けを施す例について説明した。但し、本発明において、IDT電極30に施す交叉幅重み付けは、極大点が複数形成される重み付けである限りにおいて特に限定されない。例えば、直列腕共振子SxのIDT電極30に対して極大点が3つ以上の交叉幅重み付けを施してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the cross point weighting of two maximum points is applied to the
また、各包絡線は、1または複数の曲線部及び1または複数の直線部との少なくとも一方により構成されていてもよい。 Each envelope may be constituted by at least one of one or more curved portions and one or more straight portions.
1…デュプレクサ
9…直列腕
10…アンテナ端子
11…送信側フィルタ
12…受信側フィルタ
13a…第1の並列腕
13b…第2の並列腕
13c…第3の並列腕
15…入力端
16…出力端
17…送信側信号端子
18a、18b…受信側信号端子
S1〜S3…直列腕共振器
P1〜P3…並列腕共振器
S1a、S1b、S2a、S2b、S2c、S3a、S3b、S3c…直列腕共振子
P1a、P1b、P2a、P2b、P3a、P3b…並列腕共振子
C1,C2…キャパシタ
P1〜P5…インダクタ
H1,H2…交叉領域
A〜D…包絡線
20…送信側フィルタチップ
21…受信側フィルタチップ
30…IDT電極
31,32…グレーティング反射器
33,34…くし歯電極
33a、34a…電極指
35…圧電基板
36…電極
37…中間膜
38…上層膜
40…IDT電極
41,42…グレーティング反射器
43,44…くし歯電極
43a、44a…電極指
50…IDT電極
51,52…グレーティング反射器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
出力端と、
前記入力端と前記出力端とを接続する直列腕において互いに直列に接続されており、各々、IDT電極を有する複数の直列腕共振子と、
前記直列腕とグラウンド電位とを接続する並列腕に設けられている並列腕共振子と、
前記複数の直列腕共振子のうちの一部の直列腕共振子に並列に接続されているキャパシタとを備え、
前記直列腕共振子と前記並列腕共振子とのそれぞれは、弾性波共振子からなり、
前記キャパシタが並列に接続されている直列腕共振子のIDT電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点が複数形成されるように交叉幅重み付けが施されており、
前記キャパシタが並列に接続されていない直列腕共振子のIDT電極には、弾性波伝搬方向において、交叉幅が極大となる極大点がひとつのみ形成されるように交叉幅重み付けが施されている、ラダー型フィルタ。 An input end;
An output end;
A plurality of series arm resonators each having an IDT electrode, which are connected in series with each other in a series arm connecting the input end and the output end;
A parallel arm resonator provided on a parallel arm connecting the series arm and a ground potential;
A capacitor connected in parallel to some series arm resonators of the plurality of series arm resonators,
Each of the series arm resonator and the parallel arm resonator comprises an acoustic wave resonator,
The IDT electrode of the series arm resonator to which the capacitor is connected in parallel is subjected to cross width weighting so that a plurality of maximum points where the cross width is maximum are formed in the elastic wave propagation direction,
The IDT electrodes of the series arm resonators to which the capacitors are not connected in parallel are subjected to cross width weighting so that only one local maximum point having a maximum cross width is formed in the elastic wave propagation direction. Ladder type filter.
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