JP2011114826A

JP2011114826A - フィルタ、分波器、通信モジュール

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Publication number: JP2011114826A
Application number: JP2009272201A
Authority: JP
Inventors: Motoaki Hara; 基揚原; Jun Tsutsumi; 潤堤; Shogo Inoue; 将吾井上; Masafumi Iwaki; 匡郁岩城; Masanori Ueda; 政則上田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2029-11-30
Also published as: JP5356194B2; WO2011065199A1; US8552820B2; US20120274421A1

Abstract

【課題】送信フィルタ、受信フィルタともに減衰域を確保し、且つ、十分な急峻性を実現する。
【解決手段】少なくとも一つの直列共振器と複数の並列共振器とを備えたフィルタであって、直列共振器及び並列共振器は励振電極と反射器とを備え、複数の並列共振器の共振周波数が互いに異なる場合、複数の並列共振器のうち最も高い共振周波数を有する並列共振器以外の並列共振器のうち少なくとも一つの並列共振器は、励振電極のピッチより狭いピッチを有する反射器を備えている。
【選択図】図８

Description

本願の開示は、フィルタ、分波器、通信モジュールに関する。

携帯電話に代表される無線機器の急速な普及により、分波器への需要は急速に拡大している。特に小型で高い急峻性を有する弾性波素子を用いた分波器への需要は旺盛である。

近年、無線システムの高度化が急速に進展しており、それに伴い、高周波フィルタへの要求仕様は非常に複雑化している。例えば、分波器に含まれる送信フィルタおよび受信フィルタは、通過帯域において低損失であり、相手帯域（送信フィルタの帯域に対する受信フィルタの帯域、および受信フィルタの帯域に対する送信フィルタの帯域）において抑圧が高いことが好ましい。

一般に、携帯電話端末等に搭載されるフィルタは、通過帯域を広く確保するため、共振子を多段接続することが多い。例えば、特許文献１及び２には、ラダーフィルタの一例が開示されている。

特許第３３８８４７５号公報特開平１０−９３３７５号公報

しかしながら特許文献１及び２が開示しているラダーフィルタでは、十分な急峻性を有する減衰点を確保することが困難である。

本願に開示するフィルタは、少なくとも一つの直列共振器と複数の並列共振器とを備えたフィルタであって、前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、前記複数の並列共振器の共振周波数が互いに異なる場合、前記複数の並列共振器のうち最も高い共振周波数を有する並列共振器以外の並列共振器のうち少なくとも一つの並列共振器は、前記励振電極のピッチより狭いピッチを有する前記反射器を備えている。

本願に開示するフィルタは、少なくとも一つの直列共振器と複数の並列共振器とを備えたフィルタであって、前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、前記複数の並列共振器の共振周波数が互いに異なる場合、前記複数の並列共振器のうち最も高い共振周波数を有する並列共振器以外の並列共振器のうち少なくとも一つの並列共振器は、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が、前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より小さい。

本願に開示するフィルタは、複数の直列共振器と少なくとも一つの並列共振器とを備えたフィルタであって、前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、前記複数の直列共振器の反共振周波数が互いに異なる場合、最も低い反共振周波数を有する直列共振器以外の直列共振器のうち少なくとも一つの直列共振器は、前記励振電極のピッチよりも広いピッチを有する反射器を備えている。

本願に開示するフィルタは、複数の直列共振器と少なくとも一つの並列共振器とを備えたフィルタであって、前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、前記複数の直列共振器の反共振周波数が互いに異なる場合、最も低い反共振周波数を有する直列共振器以外の直列共振器のうち少なくとも一つの直列共振器は、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より大きい。

本願の開示によれば、送信フィルタ、受信フィルタともに減衰域を確保し、且つ、十分な急峻性を実現することができる。

入力端子Ｔ_inと出力端子Ｔ_outとに直列に共振子Ｓを接続した回路図入力端子Ｔ_inと出力端子Ｔ_outとの間に並列に共振子Ｐを接続した回路図共振子Ｓ及び共振子Ｐの周波数特性を示す特性図図１Ａに示す共振子Ｓを直列腕に配し、図１Ｂに示す共振子Ｐを並列腕に配した回路図図２Ａに示すフィルタの周波数特性を示す特性図ラダーフィルタの回路図ラダーフィルタの回路図弾性表面波共振器の平面図図４ＡにおけるＡ−Ａ’部の断面図弾性境界波共振器の平面図図５ＡにおけるＡ−Ａ’部の断面図ラブ波共振器の平面図図６ＡにおけるＡ−Ａ’部の断面図ラダーフィルタの回路図直列共振器と並列共振器の極配置を同一にした場合の通過特性図並列共振器の共振点を低周波側にシフトさせた場合の通過特性図直列共振器の反共振点を高周波側にシフトさせた場合の通過特性図分波器の通過特性図分波器のブロック図共振器の通過特性図共振器の反射特性図共振器の通過特性図共振器の反射特性図共振器の通過特性図共振器の反射特性図並列共振器の反射器ピッチを狭くした場合の通過特性図並列共振器の反射器ピッチと励振電極ピッチとが同じ場合の通過特性図受信フィルタ及び並列共振器の周波数特性図受信フィルタ及び並列共振器の周波数特性図通信モジュールのブロック図分波器の具体回路構成を示す回路図送信フィルタの実施例を示す平面図受信フィルタの実施例を示す平面図分波器の具体構成を示す斜視図分波器の具体実装例を示す平面図ＩＰＤの構成を示す模式図ＩＰＤを備えた分波器の具体構成を示す斜視図

（実施の形態）
〔１．フィルタの構成〕
携帯電話に代表される無線機器の急速な普及により、分波器への需要は急速に拡大している。特に小型で高い急峻性を有する弾性波素子を用いた分波器への需要は旺盛である。

分波器は、送信用フィルタと受信用フィルタとを含むが、これらのフィルタを弾性波素子を用いて実現する手法として、ラダー型フィルタを用いることができる。ラダー型フィルタは、共振周波数の異なる二つの共振器を梯子状に結線している高周波フィルタである。

図１Ａは、直列共振器の回路図である。図１Ｂは、並列共振器の回路図である。図１Ｃは、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐの通過帯域の特性図である。図１Ｃにおいて、共振周波数ｆ_rsは、図１Ａに示す直列共振器Ｓの共振周波数である。反共振周波数ｆ_asは、直列共振器Ｓの反共振周波数である。共振周波数ｆ_rpは、並列共振器Ｐの共振周波数である。反共振周波数ｆ_apは、並列共振器Ｐの反共振周波数である。

共振周波数ｆ_rsと反共振周波数ｆ_asとを有する直列共振器Ｓと、共振周波数ｆ_rpと反共振周波数ｆ_apとを有する並列共振器Ｐとにおいて、反共振周波数ｆ_apと共振周波数ｆ_rsとがほぼ同じ値を有するとき、図２Ａに示すように直列共振器Ｓを直列腕に接続して並列共振器Ｐを並列腕に接続することで、図２Ｂに示すようなフィルタ特性が実現できる。

ラダーフィルタは、図２Ａに示す一対の梯子型回路が多段に接続されている回路であるが、接続の際に各段間での反射を防ぐため、それぞれの梯子型回路は図３Ａに示すようにミラー反転させた形で接続される。すなわち、ラダーフィルタの直列腕において、直列共振器と並列腕とを交互に接続するのではなく、図３Ａに示すように、直列共振器、並列腕、並列腕、直列共振器の順で接続する。図３Ａに示すように多段接続すると、直列腕において同種の共振器が直列接続されている箇所と、並列腕において同種の共振器が並列接続されている箇所とが存在する。しかし、実際のフィルタではラダーフィルタを小型化するために、これらの共振器は一つの共振器として容量的に合成される。図３Ｂは、図３Ａにおける破線で囲んだ共振器を容量的に合成した場合のラダーフィルタを示す。図３Ｂにおいて、直列腕に接続された容量Ｃｓを有する共振器は、合成されてＣｓ／２の容量を有する。また、並列腕に接続された容量Ｃｓを有する共振器は、合成されて２Ｃｓの容量を有する。

ラダーフィルタに含まれる共振器は、弾性表面波（Surface Acoustic Wave）共振器が広く用いられている。

図４Ａは、ＳＡＷ共振器の平面図である。図４Ｂは、図４ＡにおけるＡ−Ａ’部の断面図である。ＳＡＷ共振器は、圧電基板１と、圧電基板１上に形成されている励振電極となる一対のＩＤＴ（InterDigitated Transducer）２及び３と、その両端に配置されるグレーティング反射器（以下、反射器）４及び５とを備えている。ＩＤＴ２には入力端子６が接続されている。ＩＤＴ３には出力端子７が接続されている。図４Ｂにおいて、プラス符号はＩＤＴ２の励振電極を示し、マイナス符号はＩＤＴ３の励振電極を示している。

図５Ａは、弾性境界波共振器の平面図である。図５Ｂは、図５ＡにおけるＡ−Ａ’部の断面図である。弾性境界波共振器は、ＩＤＴ２及び３と反射器４及び５とを誘電体膜８で覆っている。図６Ａは、ラブ波共振器の平面図である。図６Ｂは、図６ＡにおけるＡ−Ａ’部の断面図である。ラブ波共振器は、基板１０と、基板１０上に形成されている圧電膜１１と、圧電膜１１上に形成されているＩＤＴ２及び３と、反射器４及び５とを備えている。基板１０において、ＩＤＴ２及び３と反射器４及び５に重なる領域には空隙１２が形成されている。以上のような弾性境界波共振器及びラブ波共振器は、いずれもＳＡＷ共振器と同様の励振電極構造を有し、共振点と反共振点を有するＳＡＷ共振器と同様の電気特性を示す。

上記説明では、ラダーフィルタを構成する直列共振器および並列共振器の極配置はそれぞれ同一であることを示唆したが、各共振器の極配置は必ずしも同一である必要はない。

図７Ａ〜図７Ｅは、共振器の極配置を変化させた例を示す。図７Ａは、ラダーフィルタの回路図である。図７Ｂは、直列共振器Ｓ１〜Ｓ３および並列共振器Ｐ１，Ｐ２のそれぞれの極配置を同一にした場合の通過特性の特性図である。図７Ｂに示すように、通過帯域の両端に、ラダーフィルタの特徴である強勢な引き込みが生成されている。

図７Ｃは、適切な並列共振器の共振点を低周波側にシフトさせた場合の特性図である。並列共振器の共振点を低周波側にシフトさせることによって、図７Ｃの帯域Ｒ１に示すようにフィルタ通過帯域の低周波側に二つの引き込み点を生成することができる。ただし、引き込み点の減衰量は劣化する（十分な減衰量が得られにくい）。

図７Ｄは、適切な直列共振器の反共振点を高周波側にシフトさせた場合の特性図である。直列共振器の反共振点を高周波側にシフトさせることによって、図７Ｄの帯域Ｒ２に示すように、フィルタ通過帯域の高周波側に二つの引き込み点を生成することができる。ただし、引き込み点の減衰量は劣化する（十分な減衰量が得られにくい）。

図７Ｃ及び図７Ｄに示すように、並列共振器の共振点を低周波側にシフトまたは直列共振器の反共振点を高周波側にシフトさせる方法は、急峻な減衰点は得られないものの、帯域を持った減衰域を通過帯域近傍に生成することができる。したがって、複数のフィルタを組み合わせる分波器に採用することができる方法である。

図７Ｅは、図７Ｃに示す通過特性を有するフィルタと図７Ｄに示す通過特性を有するフィルタとを組み合わせた分波器の通過特性を示す。図７Ｅにおいて、実線で示す特性は図７Ｄに示す特性を有する共振器の通過特性であり、破線で示す特性は図７Ｃに示す特性を有する共振器の通過特性である。

分波器において十分な帯域幅を有する減衰帯域を確保するためには、フィルタに含まれる共振器の極配置を調整することは有効な手段の一つである。しかし、前述したように、共振器の極配置を調整すると、減衰極の減衰量は劣化し、フィルタの急峻性も劣化してしまう。また、分波器の仕様によっては、ＷＣＤＭＡ＿Ｂａｎｄ２（送信帯：１８５０〜１９１０ＭＨｚ，受信帯：１９３０〜１９９０ＭＨｚ）や、ＷＣＤＭＡ＿Ｂａｎｄ３（送信帯：１７１０〜１７８５ＭＨｚ，受信帯：１８０５〜１８８０ＭＨｚ）のように送受信フィルタの通過域が非常に近接する場合があり、急峻性の劣化は深刻な問題である（ＷＣＤＭＡ：Wideband Code Division Multiple Access）。

本実施の形態は、送信フィルタ、受信フィルタともに減衰域を確保し、且つ、十分な急峻性を実現することを主な目的としている。以下、本実施の形態について幾つかの実施例を挙げて説明する。

（実施例１）
図８は、分波器の一例であるＷＣＤＭＡ＿Ｂａｎｄ２用分波器の回路図である。図８に示す分波器は、送信フィルタ２１、受信フィルタ２２、移相器２３、バラン回路２４を備えている。受信フィルタ２２は、６段構成のラダー型フィルタである。移相器２３は、直列共振器とインダクタンスを並列接続した回路である。バラン回路２４は、１つの入力系統（シングル入力）を２つの出力系統（バランス出力）に変換する回路である。送信フィルタ２１及び移相器２３は、アンテナ端子ＡＮＴに接続されている。

（表１）は、受信フィルタ２２に含まれる並列共振器の共振周波数と反共振周波数とを示した表である。（表１）に示すように、並列共振器Ｐ１及びＰ２の共振点は、通過帯域（１９３０〜１９９０ＭＨｚ）の下端周波数の近傍に位置している。並列共振器Ｐ３及びＰ４の共振点は、通過帯域より低周波側に離れた周波数帯域に位置している。並列共振器Ｐ１〜Ｐ４の共振周波数を異ならせることによって、受信フィルタ２２の帯域（１８５０〜１９１０ＭＨｚ）に減衰帯を生成することができる。

ここで、励振電極のピッチと反射器のピッチとの関係性について説明する。

図９Ａは、励振電極のピッチＰ_resと反射器のピッチＰ_refとが等しい場合の、共振器の通過特性を示す。図９Ｂは、励振電極のピッチＰ_resと反射器のピッチＰ_refとが等しい場合の、反射器の反射特性を示す。図９Ａ及び図９Ｂは、励振電極ピッチＰ_resと反射器ピッチＰ_refとをいずれも２．０３μｍとしたときの特性である。図９Ａにおいて、阻止域は、反射器からほぼ全反射する反射器の阻止域である。

図１０Ａは、反射器のピッチＰ_refが励振電極のピッチＰ_resより広い場合の、共振器の通過特性を示す。図１０Ｂは、反射器のピッチＰ_refが励振電極のピッチＰ_resより広い場合の、反射器の反射特性を示す。図１０Ａ及び図１０Ｂは、励振電極ピッチＰ_resを２．０３μｍとし、反射器ピッチＰ_refを２．０６μｍとしたときの特性である。図１０Ｂに示すように、共振器の共振点ｆ_rおよび反共振点ｆ_aは、反射器の阻止域に包括されている。したがって、低損失フィルタの実現には、反射器のピッチは励振電極のピッチより大きいことが一般に望ましい。

ここで、図１０Ａに示す通過特性に生成されるリップルＢは、反射器の阻止域の下端周波数に位置する。また、リップルＣは、反射器の阻止域の上端周波数に位置する。このリップルＢ及びＣは、共振器の容量が小さいほど顕著に現れる。

図１１Ａは、反射器のピッチＰ_refが励振電極のピッチＰ_resより狭い場合の、共振器の通過特性を示す。図１１Ｂは、反射器のピッチＰ_refが励振電極のピッチＰ_resより狭い場合の、反射器の反射特性を示す。図１１Ａ及び図１１Ｂは、励振電極ピッチＰ_resを２．０３μｍとし、反射器ピッチＰ_refを２．００μｍとしたときの特性である。反射器のピッチＰ_refを励振電極のピッチＰ_resよりも狭くすることにより、図１１Ｂに示すように、反射器の阻止域端部を示すリップルＢが共振点ｆ_rより高周波側に生成される。この手法では、共振点ｆ_rが反射器の阻止域外に配置され、共振点ｆ_rでの損失が増大してしまうため、フィルタ設計においては好ましくない。また、共振点ｆ_rと反共振点ｆ_aとの間にリップルＢが生成される点からも好ましいとは言えない。

なお、図９Ａ〜図１１Ｂに示す特性を有する共振器では、反射器及び励振電極において、電極部と無電極部との比（デューティ比）が同じであることを想定している。また、反射器と励振電極の電極膜厚が同じであることを想定している。しかしながら、実際のデバイスでは、デューティ比や電極膜厚を、反射器と励振電極とで異ならせている場合もあり、電極ピッチに基づく議論は、より本質的には平準化ピッチの大小関係で議論することが好ましい。「平準化ピッチ」とは、電極ピッチ（Ｐ_res、Ｐ_ref）を、反射器および励振電極を伝搬する表面波の音速（Ｖ_ares、Ｖ_aref）で除算した値である。すなわち、図９Ａ及び図９Ｂは、平準化ピッチが反射器と励振電極とで等しい場合の特性を示していると換言することができる。また、図１０Ａ及び図１０Ｂは、反射器の平準化ピッチが励振電極の平準化ピッチより広い場合の特性を示していると換言することができる。また、図１１Ａ及び図１１Ｂは、反射器の平準化ピッチが励振電極の平準化ピッチより狭い場合の特性を示していると換言することができる。

また、（表１）に示す並列共振器Ｐ３及びＰ４は、相手帯域の減衰域を確保するため、通過帯域から低周波側に離れた点に共振点を配置する特性を有する。この共振器の極配置は、減衰域の幅を確保できるものの、通過帯域のエッジの引き込み点の減衰量を劣化させ、フィルタの急峻性を損なわせる。そこで、本実施の形態では、通過帯域から低周波側に離れた点に共振点を有する並列共振器の反射器ピッチを調整することを提案する。具体的には、通過帯域から低周波側に離れた点に共振点を有する並列共振器の反射器ピッチを、励振電極のピッチより狭ピッチとし、反射器の阻止域の下端周波数をフィルタ通過帯域の下端周波数に位置する引き込み点に一致させるものである。

図１２Ａは、（表１）で示した並列共振器Ｐ４の反射器ピッチを（表２）に示すように狭窄させ、反射器の阻止域の下端周波数をフィルタ通過帯域の下端の引き込み点に一致させたときの通過特性である。図１２Ｂは、並列共振器Ｐ４の反射器ピッチと励振電極ピッチとが等しい場合の通過特性である。

並列共振器Ｐ４の反射器ピッチを狭窄させた場合、図１２Ａの符号Ａ’で示す周波数において引き込み量が大きくなり、通過帯域の下端周波数近傍における急峻性を向上することができる。一方、並列共振器Ｐ４の反射器ピッチと励振電極ピッチとが等しい場合、図１２Ｂの符号Ａで示す周波数における引き込み量が少なく、通過帯域の下端周波数近傍における特性が鈍り、十分な急峻性が得られにくい。

図１３Ａは、受信フィルタの特性に並列共振器Ｐ４の特性（図１２Ａ参照）を重ねた特性図である。図１３Ｂは、受信フィルタの特性に図１２Ｂに示す並列共振器Ｐ４の特性（図１２Ｂ参照）を重ねた特性図である。図１２Ａ及び図１２Ｂにおいて、スプリアスＢ及びＣは反射器の阻止域端部を示すスプリアスである。並列共振器Ｐ４の反射器ピッチを狭窄させた場合、図１３Ａに示すように反射器阻止域の下端とフィルタの通過帯域下端の引き込み点とを一致させることができる。したがって、通過帯域下端の急峻性を、図１３Ｂに示す特性に比べて改善することができる。

上記に示すように、反射器の阻止域端部の周波数で生成されるリップルを急峻性改善に利用する場合、リップルの位置は、フィルタ通過帯域下端の引き込みを形成する共振器の共振点から反共振点の間に位置することが望ましい。

ここで、フィルタ通過帯域下端の引き込み点を決定する共振器は、フィルタに含まれる並列共振器の中で最も高い共振周波数を有する共振器である。本実施例では、フィルタ通過帯域下端の引き込み点を決定する共振器は、並列共振器Ｐ２である。

反射器の阻止域端部の周波数で生成されるリップルは、必ずしも急峻性改善に利用される必要は無く、相手帯域の減衰を改善するために用いられても良い。その場合は、狭窄される反射器の阻止域の下端周波数は、並列共振器Ｐ４の共振点から、最も高い共振周波数を有する共振器（Ｐ２）の共振点の間に位置されることが望ましい。

なお、フィルタ通過帯域の下端の急峻性を改善する実施例について上記したが、同様の類推よりフィルタ通過帯域上端の急峻性を改善することも可能である。

具体的には、適切な直列共振器の反射器ピッチを拡張し、反射器の阻止域上端の周波数をフィルタ通過帯域上端の引き込み点に一致させることである。これによって、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す特性と同様の効果をフィルタ通過帯域上端にて得ることが可能である。フィルタ通過帯域上端の引き込み点を定義する直列共振器は、回路を構成する直列共振器のなかで、最も低い反共振周波数を有する共振器である。したがって、急峻性改善を得るためには、反射器を拡張してシフトされる反射器阻止域の上端周波数は、最も低い反共振周波数を有する直列共振器の共振周波数と反共振周波数との間に位置されることが望ましい。

さらに、フィルタの通過帯域より高周波側に相手帯域があると仮定した場合、相手帯域の減衰を改善するために該リップルを使用すると、拡張される反射器の阻止域の上端は、該直列共振器の反共振点から、最も低い反共振周波数を有する共振器の反共振点の間に配置されることが望ましい。

図１４は、本実施の形態にかかる分波器を備えたＲＦモジュールの一例である。図１４に示すＲＦモジュールは、スイッチモジュール２０２（SW Module）、分波器バンクモジュール２０３（Duplexer Bank Module）、および増幅器モジュール２０４（AMP Module）を備えている。分波器バンクモジュール２０３は、複数の分波器２０３ａ〜２０３ｃを備えている。スイッチモジュール２０２は、アンテナ２０１ａ及び２０１ｂに接続されている。スイッチモジュール２０２は、分波器バンクモジュール２０３に含まれている複数の分波器２０３ａ〜２０３ｃを適宜選択して、送信信号や受信信号の交信を行う。図１４において、分波器はフィルタバンクモジュール２０３の一部としているが、例えば、分波器を増幅器モジュール２０４やスイッチモジュール２０２と組み合わせてモジュール化することもできる。

（実施例２）
図１５は、本実施の形態にかかる分波器の具体的な回路図を示す。分波器は、アンテナ端子３０１、送信フィルタ３０２、受信フィルタ３０３、整合回路３０７、送信端子３０８、受信端子３０９ａ及び３０９ｂを備えている。アンテナ端子３０１は、アンテナに接続されている。送信フィルタ３０２は、ラダーフィルタで実現されている。受信フィルタ３０３は、ラダーフィルタ３０４、集中定数型バラン回路３０５、およびラティスフィルタ３０６を備えている。ラダーフィルタ３０４は、本実施の形態にかかる条件に設定された共振器を備えている。集中定数型バラン回路３０５は、ラダーフィルタ３０４の出力端子（シングル端子）をラティスフィルタ３０６の入力端子（バランス端子）に接続するために、シングル−バランス変換を行う回路である。

図１６Ａは、本実施の形態にかかる分波器における送信フィルタのフィルタチップを一例を示す模式図である。フィルタチップは、４２°Ｙ板ＬｉＮｂＯ₃基板４０１上に、Ａｌ電極を櫛歯状にパターニングすることで形成される。基板４０１上には、アンテナ端子に接続された入力端子４０２、ラダーフィルタ４０３、送信端子に接続された出力端子４０４、グランド端子４０５及び４０６を備えている。ラダーフィルタ４０３は、直列共振器４０３ａ〜４０３ｄと並列共振器４０３ｅ、４０３ｆを備えている。

図１６Ｂは、本実施の形態にかかる分波器における受信フィルタのフィルタチップを一例を示す模式図である。フィルタチップは、４２°Ｙ板ＬｉＮｂＯ₃基板５０１上に、Ａｌ電極を櫛歯状にパターニングすることで形成される。基板５０１上には、整合回路用共振器５０２ａ、ラダーフィルタ５０３、集中定数型バラン用共振器５０４ａ及び５０４ｂ，ラティスフィルタ５０５、出力端子５０６ａ及び５０６ｂ、バンプ５０７ａ及び５０７ｂ、グランド端子５０８ａ〜５０８ｃを備えている。整合回路は、整合回路用共振器５０２ａとインダクタＬ５０１とを含む。ラダーフィルタ５０３は、直列共振器５０３ａ、５０３ｂと、並列共振器５０３ｃ〜５０３ｅを備えている。集中定数型バランは、キャパシタとして機能する共振器５０４ａ及び５０４ｂと、インダクタＬ５０２及びＬ５０３とを含む。ラティスフィルタ５０５は、共振器５０５ａ〜５０５ｄを備えている。バンプ５０７ａ及び５０７ｂは、アンテナ端子（不図示）に接続されている。

なお、図１６Ａ及び図１６Ｂでは、送信フィルタと受信フィルタとを別個のチップで図示しているが、同一基板上に形成することも容易である。

図１７および図１８は、分波器の実装方法に関する概略図である。フィルタチップは機械的に駆動される部位を有するため、気密封止されることが望ましい。気密封止の一形態としては、キャビティを有するセラミックパッケージに平板状の金属リッドを溶接することで実現される。

図１７は、分波器のフィルタチップの分解斜視図である。図１７に示すようにフィルタチップは、セラミックパッケージ９４のキャビティ内に、受信フィルタ用チップ９２と送信フィルタ用チップ９３とが内蔵され、金属リッド９１により気密封止される。これにより、分波器パッケージ９６が完成する。

図１８は、分波器パッケージ９６の実装例を示す平面図である。図１８に示すように、基板９５上には、分波器パッケージ９６、整合回路用インダクタチップ９８ａ、集中定数型バラン回路用インダクタチップ９８ｂ及び９８ｃが実装されている。また、基板９５上には、分波器パッケージ９６、整合回路用インダクタチップ９８ａ、集中定数型バラン回路用インダクタチップ９８ｂ及び９８ｃを互いに接続、または外部と接続するための、導電パターン９７ａ〜９７ｅがパターニングされている。導電パターン９７ａは、アンテナに接続される。導電パターン９７ｂ及び９７ｃは、受信回路に接続される。導電パターン９７ｄは、送信回路に接続される。導電パターン９７ｅは、グランドに接続される。

本実施例では、バランもしくはアンテナとのインピーダンス整合のためにインダクタンスを必要とし、そのインダクタンスの実装形態としては、図１８に示すように、インダクタチップを用いてモジュールボード上で集積する手法が挙げられる。

インダクタンスの集積手法として、図１８では、チップインダクタの使用例を挙げたが、インダクタンスは必ずしもチップ部品である必要は無く、図１９に示すように、基板上に作成されるＩＰＤ（Integrated Passive Device）を用いても作製可能である。図１９に示すインダクタチップは、基板６１上に、整合回路用インダクタ６２、集中定数型バラン回路用インダクタ６３及び６４、パッド６５ａ〜６５ｆが実装されている。整合回路用インダクタ６２、集中定数型バラン回路用インダクタ６３及び６４は、いずれもスパイラルコイルである。パッド６５ａ及び６５ｂは、整合回路用インダクタ６２の端部に接続されている。パッド６５ｃ及び６５ｄは、集中定数型バラン回路用インダクタ６３の端部に接続されている。パッド６５ｅ及び６５ｆは、集中定数型バラン回路用インダクタ６４の端部に接続されている。

なお、ＩＰＤは、機械的強度を確保するために、パッケージ内部に収納されることが望ましい。図２０に示すように、フィルタチップとともに気密封止される手法が一実装形態として望ましい。図２０は、分波器のフィルタチップの分解斜視図である。図２０に示すようにフィルタチップは、セラミックパッケージ９４のキャビティ内に、受信フィルタ用チップ９２、送信フィルタ用チップ９３、およびＩＰＤ９９が内蔵され、金属リッド９１により気密封止されている。

〔２．実施の形態の効果、他〕
本実施の形態にかかるフィルタは、少なくとも一つの直列共振器と複数の並列共振器とを梯子形に接続しているラダー型フィルタにおいて、並列共振器の共振周波数が同一でない場合、最も高い共振周波数を有する並列共振器以外の並列共振器のうち少なくとも一つにおいて、反射器のピッチを共振器の励振電極のピッチより狭くし、該反射器の阻止域の下端周波数をフィルタ通過帯域に近接させる構成とした。これにより、送信フィルタ、受信フィルタともに減衰域を確保し、且つ、十分な急峻性を実現することができる。

また、本実施の形態にかかるフィルタは、複数の並列共振器の共振周波数が互いに異なる場合、複数の並列共振器のうち最も高い共振周波数を有する並列共振器以外の並列共振器のうち少なくとも一つの並列共振器は、反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が、励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より小さくする構成とした。これにより、送信フィルタ、受信フィルタともに減衰域を確保し、且つ、十分な急峻性を実現することができる。

また、本実施の形態にかかるフィルタは、複数の直列共振器の反共振周波数が互いに異なる場合、最も低い反共振周波数を有する直列共振器以外の直列共振器のうち少なくとも一つの直列共振器は、励振電極のピッチよりも広いピッチを有する反射器を備えている。これにより、送信フィルタ、受信フィルタともに減衰域を確保し、且つ、十分な急峻性を実現することができる。

また、本実施の形態にかかるフィルタは、複数の直列共振器の反共振周波数が互いに異なる場合、最も低い反共振周波数を有する直列共振器以外の直列共振器のうち少なくとも一つの直列共振器は、反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より大きくする構成とした。これにより、送信フィルタ、受信フィルタともに減衰域を確保し、且つ、十分な急峻性を実現することができる。

本実施の形態に関して、以下の付記を開示する。

（付記１）
少なくとも一つの直列共振器と複数の並列共振器とを備えたフィルタであって、
前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、
前記複数の並列共振器の共振周波数が互いに異なる場合、前記複数の並列共振器のうち最も高い共振周波数を有する並列共振器以外の並列共振器のうち少なくとも一つの並列共振器は、前記励振電極のピッチより狭いピッチを有する前記反射器を備えている、フィルタ。

（付記２）
少なくとも一つの直列共振器と複数の並列共振器とを備えたフィルタであって、
前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、
前記複数の並列共振器の共振周波数が互いに異なる場合、前記複数の並列共振器のうち最も高い共振周波数を有する並列共振器以外の並列共振器のうち少なくとも一つの並列共振器は、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が、前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より小さい、フィルタ。

（付記３）
前記反射器のピッチが前記励振電極のピッチより狭い共振器、もしくは、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より小さい共振器において、
その阻止帯域の下端周波数が該共振器の共振点と、最も高い共振周波数を有する共振器の反共振点の間に配置される、付記１または２記載のフィルタ。

（付記４）
前記反射器のピッチが前記励振電極のピッチより狭い共振器、もしくは、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より小さい並列共振器のうちの一つの並列共振器は、前記複数の並列共振器の中で最も静電容量が小さい、付記１または２記載のフィルタ。

（付記５）
複数の直列共振器と少なくとも一つの並列共振器とを備えたフィルタであって、
前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、
前記複数の直列共振器の反共振周波数が互いに異なる場合、最も低い反共振周波数を有する直列共振器以外の直列共振器のうち少なくとも一つの直列共振器は、前記励振電極のピッチよりも広いピッチを有する反射器を備えている、フィルタ。

（付記６）
複数の直列共振器と少なくとも一つの並列共振器とを備えたフィルタであって、
前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、
前記複数の直列共振器の反共振周波数が互いに異なる場合、最も低い反共振周波数を有する直列共振器以外の直列共振器のうち少なくとも一つの直列共振器は、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より大きい、フィルタ。

（付記７）
前記反射器のピッチが前記励振電極のピッチより広い共振器、もしくは、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より大きい共振器において、
その阻止帯域の上端周波数が、該共振器の反共振点と最も低い反共振周波数を有する共振器の共振点の間に配置される、付記５または６に記載のフィルタ。

（付記８）
前記反射器のピッチが前記励振電極のピッチより広い共振器、もしくは、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より大きい共振器のうち一つの共振器は、前記複数の直列共振器の中で最も静電容量が小さい、付記５または６に記載のフィルタ。

（付記９）
送信フィルタと受信フィルタとを備えた分波器であって、
前記送信フィルタまたは前記受信フィルタは、付記１〜８のうちいずれか一つに記載のフィルタを備えた、分波器。

（付記１０）
付記１〜８のうちいずれか一つに記載のフィルタ、または付記９に記載の分波器を備えた、通信モジュール。

本願は、フィルタ、分波器、通信モジュールに有用である。

２１送信フィルタ
２２受信フィルタ
２３整合回路
２４バラン回路
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４並列共振器

Claims

少なくとも一つの直列共振器と複数の並列共振器とを備えたフィルタであって、
前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、
前記複数の並列共振器の共振周波数が互いに異なる場合、前記複数の並列共振器のうち最も高い共振周波数を有する並列共振器以外の並列共振器のうち少なくとも一つの並列共振器は、前記励振電極のピッチより狭いピッチを有する前記反射器を備えている、フィルタ。
少なくとも一つの直列共振器と複数の並列共振器とを備えたフィルタであって、
前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、
前記複数の並列共振器の共振周波数が互いに異なる場合、前記複数の並列共振器のうち最も高い共振周波数を有する並列共振器以外の並列共振器のうち少なくとも一つの並列共振器は、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が、前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より小さい、フィルタ。
前記反射器のピッチが前記励振電極のピッチより狭い共振器、もしくは、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より小さい共振器において、
その阻止帯域の下端周波数が該共振器の共振点と、最も高い共振周波数を有する共振器の反共振点の間に配置される、請求項１または２記載のフィルタ。
前記反射器のピッチが前記励振電極のピッチより狭い共振器、もしくは、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より小さい並列共振器のうちの一つの並列共振器は、前記複数の並列共振器の中で最も静電容量が小さい、請求項１または２記載のフィルタ。
複数の直列共振器と少なくとも一つの並列共振器とを備えたフィルタであって、
前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、
前記複数の直列共振器の反共振周波数が互いに異なる場合、最も低い反共振周波数を有する直列共振器以外の直列共振器のうち少なくとも一つの直列共振器は、前記励振電極のピッチよりも広いピッチを有する反射器を備えている、フィルタ。
複数の直列共振器と少なくとも一つの並列共振器とを備えたフィルタであって、
前記直列共振器及び前記並列共振器は、励振電極と反射器とを備え、
前記複数の直列共振器の反共振周波数が互いに異なる場合、最も低い反共振周波数を有する直列共振器以外の直列共振器のうち少なくとも一つの直列共振器は、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より大きい、フィルタ。
前記反射器のピッチが前記励振電極のピッチより広い共振器、もしくは、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より大きい共振器において、
その阻止帯域の上端周波数が、該共振器の反共振点と最も低い反共振周波数を有する共振器の共振点の間に配置される、請求項５または６に記載のフィルタ。
前記反射器のピッチが前記励振電極のピッチより広い共振器、もしくは、前記反射器を伝搬する音速Ｖ_arefと前記反射器のピッチＰ_refとの比（Ｐ_ref／Ｖ_aref）が前記励振電極を伝搬する音速Ｖ_aresと前記励振電極のピッチＰ_resとの比（Ｐ_res／Ｖ_ares）より大きい共振器のうち一つの共振器は、前記複数の直列共振器の中で最も静電容量が小さい、請求項５または６に記載のフィルタ。