JP2011040817A - 分波器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分波器は、共通端子に接続される、通過帯域の異なる2以上のフィルタF1,F2を備え、フィルタF1、F2の少なくとも1つは、フィルタの入力端子および出力端子を繋ぐ線路に直列に接続された複数の直列共振器S1〜Snと、前記線路に並列に接続された並列共振器P1〜Pmを含み、直列共振器の少なくとも1つには、インダクタンスL1が並列接続されており、インダクタンスL1が並列接続された直列共振器S1は、直列に接続された複数の共振器S11〜S13に分轄されている。
【選択図】図10
Description
図10は、第1の実施形態にかかる分波器(デュプレクサ)の構成例を示す回路図である。図10に示す分波器は、共通端子Pcomに接続される、通過帯域の異なる2つのフィルタF1、F2を備える。フィルタF2は、フィルタF2の共通端子PcomとフィルタF2の入出力端子P2とを繋ぐ線路上に直列に接続された複数の直列共振器S1〜Snと、この線路に並列に接続された並列共振器P1〜Pmを含む。直列共振器S1〜Snの少なくとも1つ(ここでは、一例としてS1およびS4)には、インダクタンスが並列接続されている。直列共振器S1は、直列に接続された複数の共振器S11〜S13に分轄されている。
次に、本実施形態にかかる分波器の効果について説明する。図12は、ラダー型フィルタの直列共振器にインダクタンスを並列接続した場合のフィルタ特性について説明するための図である。図12の一番上のグラフは、その左に示すラダー型フィルタのフィルタ特性を示す。上から2番目のグラフは、上記ラダー型フィルタの並列共振器のアドミッタンス特性を示す。上から3番目のグラフは、上記ラダー型フィルタの直列共振器のアドミッタンス特性を示す。上から4番目のグラフは、上記ラダー型フィルタにおいて、インダクタンスが並列接続された直列共振器のアドミッタンス特性を示す。
図14は、第2の実施形態における分波器の回路構成例を示す図である。図14の回路は、例えば、WCDMA Band2用分波器に用いることができる。図14に示す例では、アンテナに接続される共通端子Ant(port1)に送信フィルタF1と、受信フィルタF2が接続されている。受信フィルタF2は、バラン回路B1に接続される。バラン回路B1は、平衡不平衡変換器であり、受信フィルタF2のシングル出力を、バランス出力に変換する。なお、本実施形態では、インダクタンスが並列接続された共振器S1を有する受信フィルタF2が自フィルタ、送信フィルタF1が相手フィルタとなる。
図16は、図14に示す回路構成の分波器において、得られる特性を示すグラフである。図16(a)に示すグラフは、送信フィルタF1の通過特性S12と、送信フィルタF1からみた受信フィルタF2の反射係数Γの一例を示している。図16(b)は、図16(a)における送信フィルタ通過帯域の端部を拡大したものである。図16のグラフに示すS12やΓは、例えば、有限要素法による電磁界シミュレーションを用いて計算することができる。
図18は、図14に示した直列共振器S1〜S7が、FBARである場合の、共振器S11〜S13の構成例を示す図である。図18(a)〜(c)は、FBARを上から見た図である。上部電極および下部電極が圧電膜を挟んで対向する領域(共振領域)はハッチングで示している。図18(a)〜(c)に示す例では、分轄された共振器S11〜S13は、いずれも共振領域の形状が異なっている。図18(a)に示す例では、共振器S11〜S13の共振領域はいずれも四角形である。共振器S11〜S13の共振領域の面積(S1、S2、S3)は、すべて同じである(S1=S2=S3)。これにより、各共振器S11〜S13の静電容量が同じになる。
図19は、第3の実施形態にかかる分波器の構成例を示す回路図である。図19に示す分波器は、共通端子Pcomに接続された通過帯域の異なる2つのフィルタF1、F2を備える。フィルタF2は、フィルタF2の共通端子PcomとフィルタF2の入出力端子P2とを繋ぐ線路上に直列に接続された複数の直列共振器S1〜S4と、この線路に並列に接続された並列共振器P1〜P4を含む。直列共振器S1〜S4の少なくとも1つ(ここでは、一例としてS1およびS4)には、インダクタンスL1、L2が並列接続されている。直列共振器S1〜S4は、圧電膜を挟んで上部電極および下部電極が対向する共振領域をそれぞれ有する圧電薄膜共振器(例えば、FBAR)である。インダクタンスL1が並列接続された直列共振器S1の共振領域の電極平面方向における最も長い幅Aと最も短い幅Bとの比(A/B)は、その他の直列共振器S2〜S4の共振領域における最も長い幅Aと最も短い幅Bとの比(A/B)より小さい。
図24は、上記第1〜3の実施形態における分波器を用いたRFモジュールの一例である。図24に示す例では、分波器は、フィルタバンクモジュール(デュプレクサバンクモジュール)の一部として用いられている。図24に示すRFモジュールは、スイッチモジュール6、デュプレクサバンクモジュール7およびアンプモジュール8を含む。デュプレクサバンクモジュール7は、周波数帯域の異なる複数のデュプレクサD1、D2、D3、・・・を備える。スイッチモジュール6は、アンテナで送受信した信号を扱うデュプレクサを切り替える。すなわち、スイッチモジュール6は、デュプレクサD1、D2、D3、・・・のうちいずれのデュプレクサを使うかを選択する。アンプモジュール8は、デュプレクサD1、D2、D3、・・・から出力される信号またはデュプレクサD1、D2、D3、・・・に入力する信号を増幅する。
本実施形態では、上記第1〜4で説明した分波器の実装例を説明する。ここでは、一例として、図26に示す回路構成の分波器を実装する場合について説明する。図26に示す分波器では、アンテナ端子Antに送信フィルタF1と受信フィルタF2が接続されている。送信フィルタF1は、直列共振器S1〜S4と並列共振器P1〜P2により構成されるラダー型フィルタである。受信フィルタF2は、ラダー型フィルタLF1、集中定数型のバランB1およびラティス型フィルタLF2を備える。ラダー型フィルタLF1は、直列共振器S5〜S7と並列共振器P3〜P5で構成される。
共通端子に接続される、通過帯域の異なる2以上のフィルタを備え、
前記2以上のフィルタの少なくとも1つは、フィルタの入力端子および出力端子を繋ぐ線路に直列に接続された複数の直列共振器と、前記線路に並列に接続された並列共振器を含み、
前記直列共振器の少なくとも1つには、インダクタンスが並列接続されており、
前記インダクタンスが並列接続された直列共振器は、直列に接続された複数の共振器に分轄されている、分波器。
前記分轄された複数の共振器は、互いに形状が異なる、付記1に記載の分波器。
前記分轄された複数の共振器の静電容量が等しいことを特徴とする、付記1または2に記載の分波器。
前記分轄された複数の共振器は、圧電基板の上に設けられたIDTとその両側に配置される反射器とをそれぞれ有する弾性表面波共振器であり、
前記分轄された複数の弾性表面波共振器の開口長は互いに異なっている、付記1〜3のいずれか1項に記載の分波器。
前記分轄された複数の共振器は、圧電膜と、圧電膜を挟んで対向する上部電極および下部電極とをそれぞれ有する圧電薄膜共振器であり、
前記分轄された複数の圧電薄膜共振器それぞれにおける上部電極と下部電極が圧電膜を挟んで対向する領域の形状は、互いに異なっている、付記1〜3のいずれか1項に記載の分波器。
前記分轄された複数の共振器は、圧電膜と、圧電膜を挟んで対向する上部電極および下部電極とをそれぞれ有する圧電薄膜共振器であり、
前記圧電薄膜共振器それぞれの共振周波数は互いに異なっている、付記1〜3のいずれか1項に記載の分波器。
通過帯域の異なる2以上のフィルタを備え、
前記2以上のフィルタの少なくとも1つは、フィルタの入力端子および出力端子を繋ぐ線路に直列に接続された複数の直列共振器と、前記線路に並列に接続された並列共振器を含み、
前記直列共振器の少なくとも1つには、インダクタンスが並列接続されており、
前記直列共振器は、圧電膜を挟んで上部電極および下部電極が対向する共振領域をそれぞれ有する圧電薄膜共振器であり、
前記インダクタンスが並列接続された直列共振器の共振領域の電極平面方向における最も長い幅Aと最も短い幅Bとの比(A/B)が、その他の直列共振器の共振領域における最も長い幅Aと最も短い幅Bとの比(A/B)より小さい、分波器。
前記直列共振器を有するフィルタは、ラダー型フィルタまたはラティス型フィルタであって、
前記インダクタンスが並列接続された直列共振器は、前記ラダー型フィルタまたは前記ラティス型フィルタの最前段の共振器である、付記1〜7のいずれか1項に記載の、分波器。
付記1〜8のいずれか1項に記載の分波器を含む、通信モジュール。
付記1〜8のいずれか1項に記載の分波器を含む、通信機器。
Claims (8)
- 共通端子に接続される、通過帯域の異なる2以上のフィルタを備え、
前記2以上のフィルタの少なくとも1つは、フィルタの入力端子および出力端子を繋ぐ線路に直列に接続された複数の直列共振器と、前記線路に並列に接続された並列共振器を含み、
前記直列共振器の少なくとも1つには、インダクタンスが並列接続されており、
前記インダクタンスが並列接続された直列共振器は、直列に接続された複数の共振器に分轄されている、分波器。 - 前記分轄された複数の共振器は、互いに形状が異なる、請求項1に記載の分波器。
- 前記分轄された複数の共振器の静電容量が等しいことを特徴とする、請求項1または2に記載の分波器。
- 前記分轄された複数の共振器は、圧電基板の上に設けられたIDTとその両側に配置される反射器とをそれぞれ有する弾性表面波共振器であり、
前記分轄された複数の弾性表面波共振器の開口長は互いに異なっている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の分波器。 - 前記分轄された複数の共振器は、圧電膜と、圧電膜を挟んで対向する上部電極および下部電極とをそれぞれ有する圧電薄膜共振器であり、
前記分轄された複数の圧電薄膜共振器それぞれにおける上部電極と下部電極が圧電膜を挟んで対向する領域の形状は、互いに異なっている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の分波器。 - 前記分轄された複数の共振器は、圧電膜と、圧電膜を挟んで対向する上部電極および下部電極とをそれぞれ有する圧電薄膜共振器であり、
前記圧電薄膜共振器それぞれの共振周波数は互いに異なっている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の分波器。 - 通過帯域の異なる2以上のフィルタを備え、
前記2以上のフィルタの少なくとも1つは、フィルタの入力端子および出力端子を繋ぐ線路に直列に接続された複数の直列共振器と、前記線路に並列に接続された並列共振器を含み、
前記直列共振器の少なくとも1つには、インダクタンスが並列接続されており、
前記直列共振器は、圧電膜を挟んで上部電極および下部電極が対向する共振領域をそれぞれ有する圧電薄膜共振器であり、
前記インダクタンスが並列接続された直列共振器の共振領域の電極平面方向における最も長い幅Aと最も短い幅Bとの比(A/B)が、その他の直列共振器の共振領域における最も長い幅Aと最も短い幅Bとの比(A/B)より小さい、分波器。 - 前記直列共振器を有するフィルタは、ラダー型フィルタまたはラティス型フィルタであって、
前記インダクタンスが並列接続された直列共振器は、前記ラダー型フィルタまたは前記ラティス型フィルタの最前段の共振器である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の、分波器。
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