JP3509773B2 - 弾性表面波装置、通信装置 - Google Patents

弾性表面波装置、通信装置

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JP3509773B2
JP3509773B2 JP2001130252A JP2001130252A JP3509773B2 JP 3509773 B2 JP3509773 B2 JP 3509773B2 JP 2001130252 A JP2001130252 A JP 2001130252A JP 2001130252 A JP2001130252 A JP 2001130252A JP 3509773 B2 JP3509773 B2 JP 3509773B2
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acoustic wave
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波装置お
よびこれを用いた通信装置に関するものであり、特に、
弾性表面波分波器として好適に用いられる弾性表面波装
置およびこれを用いた通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】弾性表面波装置は、圧電体の表面に沿っ
て伝搬する弾性表面波を利用した弾性表面波素子を備え
る装置であり、遅延線、フィルタ、共振子などに利用さ
れている。弾性表面波は電磁波に比べて波長が短いた
め、弾性表面波装置そのものを小型化し易いなどの利点
がある。それゆえ、たとえば携帯電話などでは、高周波
回路に設けられるフィルタとして弾性表面波装置が用い
られている。
【0003】近年では、特に携帯電話などの移動体通信
においては、より一層の小型化や低背化が求められてお
り、それゆえ弾性表面波装置もさらに一層の小型化・低
背化が求められている。そこで、携帯電話では、一つの
アンテナで異なる周波数帯で送受信を行うために、弾性
表面波装置を分波器(分岐フィルタ)として用いる需要
が大きくなっている。
【0004】上記分波器に関する技術としては、たとえ
ば、(a)特開平5−167388号公報に開示されて
いる弾性表面波分波器が挙げられる。この技術では、た
とえば図10に示すように、複数の弾性表面波共振子
(以下、単に共振子と略す)を用いて、梯子型(ラダー
型)の弾性表面波フィルタ(以下、適宜フィルタと略
す)を構成し、このフィルタを二つ並列接続して分波器
を形成している。
【0005】具体的には、上記分波器では、直列共振子
Sと並列共振子Pとを交互に接続した構成の梯子型のフ
ィルタFi およびFiiを用いており、これらが共通端子
0 にて並列接続されている。また、各フィルタFi
よびFiiを構成する共振子のうち、上記共通端子T0
直接接続される共振子Si およびSiiの接続は直列とな
っている。さらに、フィルタFi とフィルタFiiとを比
較した場合、通過帯域の周波数が相対的に高いものがフ
ィルタFiiであり、このフィルタFiiは、通信装置に用
いた場合、受信用フィルタとして用いられる。一方、フ
ィルタFi は送信用フィルタとして用いられる。
【0006】上記のように、二つの弾性表面波フィルタ
で分波器を構成した場合には、上記フィルタFi を基準
とすると、次のようなフィルタ特性(インピーダンス特
性)が要求される。すなわち、フィルタFi は、自身の
通過帯域では、回路全体のインピーダンスに近い値とな
り、フィルタFiiの通過帯域となる阻止帯域では、回路
全体のインピーダンスよりも非常に大きな値となるとい
う特性である。通常のトランスバーサル型の弾性表面波
フィルタでは、このようなフィルタ特性を得ることが容
易ではないので、分波器全体の回路構成が複雑化してい
た。
【0007】これに対して上記(a)の公報の技術で
は、最も共通端子側となる共振子Si ・Siiを直列に接
続した直列共振子としているので、該直列共振子が各フ
ィルタのインピーダンス特性を整合するだけでなく、分
波器全体の構成における位相調整にも利用することが可
能となっている。それゆえ、通過帯域外の阻止帯域での
インピーダンスが回路インピーダンスよりも非常に大き
くなり、上記インピーダンス特性を実現できる。
【0008】また、(b)特開平11−68512号公
報には、梯子型フィルタ以外の構成の弾性表面波フィル
タを用いた場合の分波器が開示されている。この技術で
は、上記(a)の公報の技術と同様に、直列共振子を、
分波器の構成とする際の位相調整用の素子として利用し
ている。
【0009】このように、梯子型の弾性表面波フィルタ
を用いて分波器を構成する場合、各弾性表面波フィルタ
においては、共通端子に直接接続されている共振子が直
列となっていれば、該共振子(直列共振子)を位相調整
用の素子として機能させることができる。また、梯子型
の弾性表面波フィルタ以外のバンドパスフィルタにおい
ても、直列接続された共振子を位相調整に用いることが
できる。
【0010】ここで、各弾性表面波フィルタのインピー
ダンス特性を劣化させないためには、上記直列共振子の
インピーダンスや周波数は、分波器全体の特性に影響を
与える重要なパラメータとなる。そのため、上記(b)
の公報に開示されている技術では、直列共振子の周波
数、特に共振周波数を、弾性表面波フィルタの通過帯域
における中央の周波数である中心周波数と一致させてい
る。これによって、該直列共振子を含む弾性表面波フィ
ルタのインピーダンス特性が低下することを効果的に回
避することが可能となっている。
【0011】なお、上記(a)の公報の技術では、直列
共振子の共振周波数については特に限定されていない。
しかしながら、やはり梯子型のフィルタにおいても、イ
ンピーダンス特性の低下を回避するためには、直列共振
子の共振周波数を、該直列共振子を含む弾性表面波フィ
ルタの中心周波数に一致させるようになっていることが
好ましい。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
技術では、上記直列共振子のインピーダンスを位相調整
用に高く設定した条件で、共振周波数を弾性表面波フィ
ルタの中心周波数に一致させると、通過帯域の幅が劣化
するという問題点を生じる。
【0013】すなわち、上記直列共振子は、位相調整用
に用いられるため、インピーダンスを高い範囲に限定す
る必要が生じる。ここで、上記共振子のインピーダンス
の変化は周波数の変化に対して非常に急峻となる。特
に、共振周波数から反共振周波数までの間で、インピー
ダンスの周波数依存性は最大となる。
【0014】上記直列共振子の共振周波数を、弾性表面
波フィルタの中心周波数となるように設定した場合、通
過帯域の中央よりも低い周波数の帯域(低域)では、直
列共振子のインピーダンスが低いので、特に問題はな
い。これに対して、通過帯域の中央よりも高い周波数の
帯域(高域)では、上記インピーダンスが急激に変化す
るために、直列共振子のインピーダンスが高くなる。そ
の結果、高域側で良好に整合をとることができず、本来
通過帯域である高域側が実質的に阻止帯域(遮断帯域)
化して通過帯域の幅を劣化させてしまう。
【0015】比帯域が小さい場合には、上記直列共振子
の共振周波数を中心周波数に合わせても、通過帯域の幅
はほとんど劣化しない。しかしながら、比帯域が大きい
場合には、各弾性表面波フィルタ間で十分な整合をとる
ことができなくなるという問題点が生じる。
【0016】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、複数の弾性表面波フィルタか
ら構成され、分波器として用いられた場合に、各弾性表
面波フィルタの比帯域が大きい場合でも、通過帯域が劣
化せず、優れた整合性を発揮できる弾性表面波装置と、
これを用いた通信装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる弾性表面
波装置は、上記の課題を解決するために、通過帯域の周
波数が相対的に低い第1の弾性表面波フィルタと、通過
帯域の周波数が相対的に高い第2の弾性表面波フィルタ
とを備えており、これら各フィルタを一つの共通端子に
接続してなる弾性表面波装置において、上記第2の弾性
表面波フィルタに含まれる複数の弾性表面波共振子のう
ち、最も共通端子側に接続される結合側共振子が直列接
続となっており、かつ、該結合側共振子の共振周波数
が、上記第2の弾性表面波フィルタにおける通過帯域の
中心周波数よりも高く設定され、上記弾性表面波フィル
タが、直列共振子と並列共振子とを交互に接続してなる
梯子型となっていることを特徴としている。
【0018】上記構成によれば、第2の弾性表面波フィ
ルタ(第2フィルタ)に含まれる複数の弾性表面波共振
子(共振子)のうち、共通端子側、すなわち各フィルタ
を結合する側に接続されている結合側共振子の共振周波
数を、第2フィルタの通過帯域における中心周波数より
も高く設定している。すなわち、上記中心周波数をf0
とし、結合側共振子の共振周波数をfsrとすると、f0
<fsrの関係が成立する。
【0019】二つの弾性表面波フィルタを一つの共通端
子に接続してなる構成の弾性表面波装置は分波器として
好適に用いられるものであるが、このような構成では、
一般に、結合側共振子は整合素子としても利用される。
ところが、従来では、そのために、共振周波数よりも高
い周波数側、すなわち高域側で良好に整合をとることが
できず、通過帯域の幅が狭められていた。
【0020】これに対して、本発明にかかる上記構成の
弾性表面波装置では、第2フィルタの通過帯域における
中心周波数f0 と、結合側共振子の共振周波数fsrとの
間に、f0 <fsrの関係が成立しているため、通過帯域
内でのインピーダンスの周波数依存性を小さくすること
が可能になる。その結果、上記通過帯域の劣化を回避し
た分波器を得ることができる。
【0021】また、本発明にかかる他の弾性表面波装置
は、上記の課題を解決するために、通過帯域の周波数が
相対的に低い第1の弾性表面波フィルタと、通過帯域の
周波数が相対的に高い第2の弾性表面波フィルタとを備
えており、これら各フィルタを一つの共通端子に接続し
てなる弾性表面波装置において、上記第2の弾性表面波
フィルタに含まれる複数の弾性表面波共振子のうち、最
も共通端子側に接続される結合側共振子が直列接続とな
っているとともに、上記弾性表面波フィルタが、直列共
振子と並列共振子とを交互に接続してなる梯子型となっ
おり、かつ、該結合側共振子の共振周波数をfsr
し、上記第2の弾性表面波フィルタにおける通過帯域の
中心周波数をf0 とし、通過帯域のバンド幅をBWとし
た場合に、上記共振周波数fsrが、次式 の範囲内に設定されることを特徴としている。
【0022】さらに、上記弾性表面波装置においては、
上記共振周波数fsrが、次式 の範囲内に設定されることがより好ましい。
【0023】上記構成によれば、第2フィルタに含まれ
る結合側共振子の共振周波数を、上記式(1)、好まし
くは上記式(2)の範囲内に設定することになる。その
ため、上記共振周波数をより最適化することになるの
で、通過帯域の劣化を回避できるだけでなく、通過帯域
のより一層の広域化を図ることができる。その結果、広
い通過帯域を有する分波器を得ることができる。
【0024】また、フィルタが梯子型となっていること
で、上記通過帯域の広域化をより確実に実現することが
でき、分波器として優れた効果を発揮することが可能に
なる。
【0025】本発明にかかる弾性表面波装置は、上記構
成に加えて、さらに、共通端子側に接続される整合手段
を含むことを特徴としている。
【0026】上記構成によれば、結合側共振子が位相調
整素子として機能するが、さらに整合手段を含むこと
で、各フィルタの整合をより良好にとることができる。
【0027】本発明にかかる通信装置は、上記構成の弾
性表面波装置を分波器として用いることを特徴としてい
る。
【0028】上記構成によれば、上記弾性表面波装置を
分波器として用いているので、非常に良好な送受信機能
を発揮する通信装置とすることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】〔実施の形態1〕 本発明の第1の実施の形態について図1ないし図8に基
づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明は
これに限定されるものではない。
【0030】本発明にかかる弾性表面波装置は、弾性表
面波フィルタを二つ接続してなる弾性表面波分波器であ
って、通過帯域の周波数が相対的に高い側のフィルタに
おける、アンテナ側の端子に直列接続される結合側共振
子の共振周波数を、上記通過帯域の中心周波数よりも高
く、好ましくは、通過帯域のより高い側の肩口に設定し
たものである。上記弾性表面波装置は、通信装置の分波
器として好適に用いることができる。
【0031】図1に示すように、本実施の形態にかかる
弾性表面波分波器(以下、分波器と略す)は、通過帯域
の周波数が相対的に低い第1バンドパスフィルタF
1 と、通過帯域の周波数が相対的に高い第2バンドパス
フィルタF2 とを共通端子T0 にて並列に接続したもの
である。なお、バンドパスフィルタを以下、単にフィル
タと略す。また、弾性表面波共振子も以下、単に共振子
と略す。
【0032】本発明においては、上記第1フィルタF1
および第2フィルタF2 は何れも、直列に接続される直
列共振子Sと並列に接続される並列共振子Pとを交互に
接続させてなる梯子型(ラダー型)の弾性表面波フィル
タとなっている。
【0033】具体的には、上記第1フィルタF1 は、直
列共振子S1 ,S2 ,S3 と、並列共振子P1 ,P2
ら構成されている。上記直列共振子S1 ,S2 ,S3
この順で互いに直列に接続されている。並列共振子P1
およびP2 は何れも、直列共振子S1 〜S3 に対して並
列に接続されており、並列共振子P1 は直列共振子S1
−S2 間で、並列共振子P2 は直列共振子S2 −S3
で、それぞれ並列接続となっている。
【0034】第2フィルタF2 は、直列共振子S4 ,S
5 ,S6 と、並列共振子P3 ,P4 から構成されてい
る。上記第1フィルタF1 と同様、直列共振子S4 ,S
5 ,S6 はこの順で互いに直列に接続されている。並列
共振子P3 およびP4 は何れも、直列共振子S4 〜S6
に対して並列に接続されており、並列共振子P3 は直列
共振子S4 −S5 間で、並列共振子P4 は直列共振子S
5 −S6 間で、それぞれ並列接続となっている。
【0035】上記第1フィルタF1 は、直列共振子S1
側にフィルタ信号端子T01を有し、直列共振子S3 側に
フィルタ信号端子T1 を有している。同様に、上記第2
フィルタF2 は、直列共振子S3 側にフィルタ信号端子
02を有し、直列共振子S6 側にフィルタ信号端子T2
を有している。また、並列共振子P1 〜P4 は何れもア
ースラインに接続されるようになっている。
【0036】上記各フィルタ信号端子のうち、フィルタ
信号端子T01およびT02は、後述する整合回路Mを介し
て共通端子T0 に接続されている。それゆえ各フィルタ
1 ・F2 は共通端子T0 にて並列接続となっている。
【0037】なお、上記フィルタ信号端子T01およびT
02が共通端子T0 に接続されている回路上の部位を、説
明の便宜上、「結合部J」と表現する。また、各フィル
タF1 ・F2 を構成する直列共振子S…のうち、結合部
J側となる直列共振子S1 およびS4 を、説明の便宜
上、「結合側共振子」と表現する。
【0038】上記直列共振子S1 〜S6 および並列共振
子P1 〜P4 は、図1(および従来の構成である図1
0)では、模式的に図示しているが、より具体的には、
図2(a)に示すように、互いに対向して組み合わせら
れる櫛形駆動電極11と、この櫛形駆動電極11を挟持
するように配置される反射器12・12とを含む弾性表
面波素子となっている。なお、反射器12・12を用い
ず、櫛型駆動電極11のみで共振子S・Pを構成するこ
ともできる。
【0039】上記櫛形駆動電極11は、対向する一対の
端子からそれぞれ延長された複数の電極指とを交叉させ
て噛み合わせたような状態に形成されており、かつ、各
電極指の間隔が所望の共振周波数に応じた間隔となるよ
うに設定されている。上記一対の端子には、それぞれ接
続線13が接続されている。また、対向する各端子から
それぞれ延長された1個ずつの電極指の組み合わせを1
対とすれば、櫛形駆動電極を構成する電極指の対数は、
共振周波数等に応じて適宜設定される。同じく、対向す
る端子からそれぞれ延長された各電極指が交叉する幅
(交叉幅)も、共振周波数等に応じて適宜設定される。
【0040】なお、図2(a)に示す共振子SまたはP
のより具体的な構成と図1における模式図との対応関係
は、図2(b)に示すようになっている。すなわち、模
式図において、接続線13に挟まれている正方形が上記
櫛形駆動電極11(および反射器12)となっている。
【0041】上記各フィルタF1 ・F2 のより具体的な
構成については、弾性表面波フィルタとなっていれば上
述した梯子型の構成に特に限定されるものではなく、従
来公知の構成を用いることができる。また、上記共振子
S・Pのより具体的な構成についても、弾性表面波素子
であれば上記構成に特に限定されるものではなく、同じ
く従来公知の構成を用いることができる。
【0042】したがって、共振子S・Pを形成するため
の電極材料や形成方法などとしても特に限定されるもの
ではなく、Alなど一般的な材料で、一般的な形成方法
で形成されればよい。また、上記共振子S・Pを形成す
る圧電基板としても特に限定されるものではなく、64
°YカットX伝搬LiNbO3 基板や、36°Yカット
X伝搬LiTaO3 基板など種々の圧電基板を用いるこ
とができる。
【0043】本実施の形態における分波器は、上記のよ
うに、各フィルタF1 ・F2 のそれぞれが有するフィル
タ信号端子T1 およびT2 と、各フィルタF1 ・F2
互いに接続する共通端子T0 とを有している。それゆ
え、後述する実施の形態2のように通信装置に応用する
場合には、共通端子T0 に対してアンテナを接続し、信
号端子T1 およびT2 に対してそれぞれ送信手段および
受信手段を接続する。これによって、上記構成の弾性表
面波装置を良好な分波器として用いることができる。
【0044】さらに、図1に示すように、上記結合部J
には、インダクタンス素子L、キャパシタンス素子C、
図示しない遅延線などの整合回路(マッチング回路)M
が付加されていることが好ましい。上記インダクタンス
素子Lは、各フィルタF1 ・F2 それぞれに対して結合
部Jを介して直列に接続されている一方、キャパシタン
ス素子Cは、インダクタンス素子Lに対して並列に接続
されている。なお、これら各素子も、パッケージに内蔵
されていてもよい。
【0045】上記整合回路Mの構成としては、整合手段
として機能するような構成となっていれば、上記直列の
インダクタンス素子Lと並列のキャパシタンス素子Cと
を含む構成に限定されるものではなく、各種整合手段を
用いることができる。たとえば、並列のインダクタンス
素子と直列のキャパシタンス素子とを含む構成であって
もよく、あるいはストリップラインを組み合わせた構成
や、その他種々の整合素子であってもよい。
【0046】なお、少なくとも、上記第1フィルタF1
および第2フィルタF2 は、一つのパッケージに搭載さ
れて1パッケージ化されていてもよい。また、上記整合
回路Mも各フィルタF1 ・F2 とともに1パッケージ化
されていてもよいが、外部接続されるようになっていて
もよい。したがって、本発明にかかる分波器のパッケー
ジ化については特に限定されるものではない。
【0047】上記分波器においては、上記結合部Jに最
近接する側の直列共振子S1 およびS4 のうち、第2フ
ィルタF2 に含まれる結合側共振子S4 の共振周波数
が、該第2フィルタF2 の通過帯域における中央の周波
数である中心周波数よりも高く設定されている。すなわ
ち、上記中心周波数をf0 とし、結合側共振子S4 の共
振周波数をfsrとすると、f0 <fsrの関係が成立す
る。
【0048】上記結合側共振子S4 は、第2フィルタF
2 を構成する一つの素子としてのみならず、第1フィル
タF1 と第2フィルタF2 とを結合するための位相調整
素子としても利用できる。そのため、結合側共振子S4
のインピーダンスは、他の直列共振子S5 やS6 に対し
て相対的に高く設定されている。それゆえ、結合側共振
子S4 の共振周波数fsrが、第2フィルタF2 の中心周
波数f0 に設定されると、共振周波数fsrよりも高い周
波数側、すなわち高域側で良好に整合をとることができ
なくなる。そのため、本来通過帯域である高域側が実質
的に阻止帯域(遮断帯域)化して通過帯域の幅が狭めら
れる。
【0049】また、結合側共振子S4 のインピーダンス
が相対的に高く設定されているため、この結合側共振子
4 のインピーダンスの周波数依存性は非常に大きくな
る。本実施の形態では、上述したように、共通端子T0
に整合回路Mを付加しているが、このような外部接続さ
れた整合回路Mのみでは、良好に整合をとることができ
ない。
【0050】比帯域が小さい場合には、上記結合側共振
子の共振周波数を中心周波数に合わせても、通過帯域の
幅は実質的にほとんど劣化しない。しかしながら、比帯
域が大きい場合、すなわち通過帯域が広い場合には、各
弾性表面波フィルタ間で十分な整合をとることができな
くなる。
【0051】このように従来の構成では、通過帯域の大
幅な劣化が生じていたが、本発明では、上記のように、
通過帯域の周波数が相対的に高い弾性表面波フィルタ
(図1では第2フィルタF2 )に含まれる結合側共振子
の共振周波数を、通過帯域における高域側へシフトさせ
ている。そのため、通過帯域内でのインピーダンスの周
波数依存性を小さくすることが可能になり、上記通過帯
域の劣化を回避することができる。
【0052】本発明では、第2フィルタF2 に含まれる
上記結合側共振子S4 の共振周波数fsrが中心周波数f
0 よりも大きくなっていればよいが、より好ましくは、
共振周波数fsrが次式(1)で示す範囲内に設定されて
いる。なお、上記中心周波数0 は、厳密には、図3に示
すように、図1に示す第2フィルタF2 から、上記直列
共振子S4 を取り除いた構成の分波器における第2フィ
ルタF02における中心周波数に相当し、また、BWは通
過帯域の幅(バンド幅)である。
【0053】 共振周波数fsrが上記の範囲内であれば、単に通過帯域
の劣化を回避するだけでなく、通過帯域をより広域化す
ることが可能になる。これに対して、共振周波数fsr
0 +BW×0.2未満の値であると、中心周波数f0
に近すぎる値であるため、通過帯域の広域化が不十分と
なる。一方、共振周波数fsrが、f0 +BW×0.7を
超えると、共振周波数fsrが高すぎてやはり広域化が不
十分となる。
【0054】さらに、本発明においては、上記共振周波
数fsrが次式(2)で示す範囲内に設定されていること
が特に好ましい。
【0055】 共振周波数fsrがこの範囲内であれば、通過帯域をより
一層広帯域化することが可能になる。なお、共振周波数
srが上記式(1)、好ましくは式(2)で示す範囲内
が望ましい点については、後述する実施例においてより
具体的に説明する。
【0056】上記結合側共振子S4 の具体的な構成とし
ては、特に限定されるものではない。すなわち、上述し
た例では、結合側共振子S4 が1個の弾性表面波素子か
らなる1素子構成となっているが、これに限定されるも
のではなく、たとえば、2個以上の弾性表面波素子を直
列に接続させてなる多素子構成とし、この多素子構成に
おけるトータルのインピーダンスを同一となるように設
計すれば同様の効果を得ることができる。
【0057】すなわち、共振子を複数段直列に接続して
多素子構成とした場合、該多素子構成における素子端子
間の共振周波数は、合成されて一つの周波数となる。そ
のため、上記結合側共振子S4 が多素子構成となった場
合でも、この多素子構成の素子端子間に接続される直列
共振子群の合成された共振周波数が前記各式で示す範囲
内にあればよい。
【0058】たとえば、図4に示すように、結合側共振
子S4 がS41およびS42の2個の直列共振子Sから構成
され、各直列共振子Sの共振周波数fsr1 およびfsr2
がそれぞれ異なっている(fsr1 ≠fsr2 )とする。こ
の場合、上記素子端子間は、共通端子T0 から並列共振
子P3との接続部位となる素子端子t43までの間に相当
する。ここで、上記直列共振子S41およびS42の合成さ
れた共振周波数fsr0 が上記式(1)、好ましくは上記
式(2)の範囲内となっていれば、これら各共振子S41
・S42は一つの結合側共振子S4 を構成することにな
る。その結果、理論上同様の効果を得ることができる。
【0059】加えて、本発明では、上記結合側共振子S
4 だけでなく、上記整合回路Mも設けられていることが
非常に好ましい。これによって各フィルタF1 ・F2
整合をより良好にとることができる。
【0060】〔実施例〕 本実施の形態における上記式(1)好ましくは式(2)
に示す、結合側共振子S4の共振周波数fsrの範囲につ
いて、以下の実施例に基づいてより具体的に説明する。
なお、本実施例は、上記各式に示す共振周波数fsrの範
囲を得るための一例であって、本発明はこの実施例に限
定されるものではない。
【0061】本実施例において用いられる分波器は、図
1に示すように、第1フィルタF1 および第2フィルタ
2 から構成され、各フィルタF1 ・F2 の何れも梯子
型(ラダー型)の弾性表面波フィルタとなっているもの
を用いた。なお、上記第1フィルタF1 は、その通過帯
域が1920MHz以上1980MHz以下の範囲内と
なっている。一方、第2フィルタF2 は、その通過帯域
が2110MHz以上2170MHz以下の範囲内とな
っている。
【0062】上記各フィルタF1 ・F2 を形成するため
の圧電基板としては、64°YカットX伝搬LiNbO
3 基板を用いた。そして、この基板上にAlを主成分と
した電極材料で、図2に示すように、櫛型駆動電極11
等を形成して直列共振子S1 〜S6 および並列共振子P
1 〜P4 とした。そしてこれをパッケージ化して、図1
に示す回路構成の分波器を形成した。なお、上記各共振
子S1 〜S6 およびP1 〜P4 の電極パラメータを表1
に示す。また、表1には、各共振子における櫛形駆動電
極11の対数と交叉幅とについても示している。
【0063】
【表1】
【0064】各フィルタF1 ・F2 の結合部Jには、整
合回路Mを付加した。この整合回路Mは、パッケージの
外側で、図1に示すように、インダクタンス素子L
(3.5nH)を直列に接続するとともに、キャパシタ
ンス素子C(2pF)を並列に接続してなっている。
【0065】ここで、結合側共振子S4 の周波数を、表
2に示すように、水準1から水準10まで変化させて、
上記第2フィルタF2 のフィルタ特性との関係を評価し
た。なお、水準1から水準10にかけて周波数は高くな
っており、水準3が、通過帯域の中央である中心周波数
0 に共振周波数fsrを設定した従来の梯子型フィルタ
である。それゆえ、周波数差も水準1から水準10にか
けて大きくなり、水準3で0MHzとなる。
【0066】
【表2】
【0067】また、上記構成の分波器の比較例として、
図3に示すように、図1に示す回路構成から、結合側共
振子S4 を除去した第2フィルタF02を含む比較分波器
を用いた。この比較分波器における第2フィルタF02
フィルタ特性を用いて、本発明にかかる上記構成の分波
器の特性を規格化した。
【0068】上記比較分波器におけるフィルタ特性の中
心周波数をf0 =2145MHzとし、3dBのバンド
幅をBW=90MHzとし、結合側共振子S4 の共振周
波数をfsrとして、共振周波数fsrと中心周波数f0
の周波数差fsr’を次式(3)で規格化した。
【0069】 fsr’=(fsr−f0 )/BW ・・・(3) 上記周波数差fsr’を横軸にとって、本実施例における
上記分波器のフィルタ特性のバンド幅と電圧定在波比
(VSWR)とを縦軸にとったグラフを図5に表す。図
5のグラフでは、fsr’=0がフィルタの中心周波数f
0 に相当し、fsr’=0.5が3dBをロス規格とする
通信システムにおける、通過帯域の高域側の上限に相当
する。また、黒丸がバンド幅の値を示し、白丸がVSW
Rの値を示す。なお、バンド幅BWを何dBとするかに
ついては、通信システムの規格により決定されるもので
あり、特に限定されるものではない。
【0070】図5に示すように、上記共振周波数f
srを、第2フィルタF2 の通過帯域の中心である中心周
波数f0 に一致させる(fsr’=0)ように設定するよ
りも、通過帯域の高域側に設定する方がバンド幅、すな
わち通過帯域の幅がより広くなっていることがわかる。
【0071】特に周波数差fsr’が0.2以上0.7以
下の範囲内であれば、VSWRに関しても2以下(VS
WR≦2)となって反射特性が良好になるとともに、通
過帯域を広域化することが可能になっている。さらに、
周波数差fsr’が0.3以上0.6以下の範囲内であれ
ばバンド幅がピークとなるので、第2フィルタF2 をよ
り広域化するように設計をする際に非常に有利となる。
【0072】図5のグラフで明らかになった上記結果を
まとめれば、結合側共振子S4の共振周波数fsrを、前
記式(1)、好ましくは式(2)の範囲に設定すること
になる。
【0073】ここで、結合側共振子S4 の共振周波数f
srが中心周波数f0 である場合、すなわち従来の設定で
ある表2における水準3(fsr’=0)の場合の、第2
フィルタF2 のフィルタ特性を図6に示す。同様に、表
2における水準5(fsr’=0.22)、すなわち上記
式(1)の範囲内の設定である場合の、第2フィルタF
2 のフィルタ特性を図7に示す。さらに、表2における
水準7(fsr’=0.44)、すなわち上記式(2)の
範囲内の設定である場合の、第2フィルタF2 のフィル
タ特性を図8に示す。なお、図6〜図8においては、縦
軸が挿入損失であり、横軸が周波数である。
【0074】これら各図に示される結果から明らかなよ
うに、従来の設定におけるフィルタ特性よりも、上記式
(1)の範囲内の設定におけるフィルタ特性の方が、バ
ンド幅がより広帯域化されており、さらに上記式(2)
の範囲内の設定におけるフィルタ特性であれば、バンド
幅がさらに広帯域化されていることが確認できる。
【0075】このように、本発明では、二つの異なる通
過帯域を有する弾性表面波フィルタを結合してなる弾性
表面波分波器において、周波数が相対的に高い弾性表面
波フィルタに含まれる結合側共振子の共振周波数を、該
弾性表面波フィルタの中心周波数よりも高く設定してい
る。その結果、通過帯域の劣化を回避できる上に、共振
周波数を適切な範囲内に設定すれば、通過帯域をより広
域化することも可能となる。
【0076】なお、本発明では、上述したように、弾性
表面波フィルタとして、梯子型のフィルタを用いる構成
を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、種々の弾性表面波フィルタに適用可能である。
【0077】〔実施の形態2〕 本発明の第2の実施の形態について図9に基づいて説明
すれば、以下の通りである。なお、本発明はこれに限定
されるものではない。また、説明の便宜上、前記実施の
形態1で使用した部材と同じ機能を有する部材には同一
の番号を付記し、その説明を省略する。
【0078】本実施の形態では、前記実施の形態1にお
ける弾性表面波分波器を通信装置に応用した例について
より具体的に説明する。
【0079】図9に示すように、本実施の形態における
通信装置100は、具体的には、受信を行うレシーバ側
(Rx側)として、アンテナ101、アンテナ共用部/
RFTopフィルタ102、アンプ103、Rx段間フ
ィルタ104、ミキサ105、1stIFフィルタ10
6、ミキサ107、2ndIFフィルタ108、1st
+2ndローカルシンセサイザ111、TCXO(temp
erature compensated crystal oscillator(温度補償型
水晶発振器))112、デバイダ113、ローカルフィ
ルタ114を備えている。
【0080】また、上記通信装置100は、送信を行う
トランシーバ側(Tx側)として、上記アンテナ101
および上記アンテナ共用部/RFTopフィルタ102
を共用するとともに、TxIFフィルタ121、ミキサ
122、Tx段間フィルタ123、アンプ124、カプ
ラ125、アイソレータ126、APC(automatic po
wer control (自動出力制御))127を備えている。
【0081】そして、上記アンテナ共用部/RFTop
フィルタ102としては、前記実施の形態1における弾
性表面波分波器を好適に用いることができる。
【0082】このように、本実施の形態における通信装
置は、前記実施の形態1の弾性表面波分波器を用いてい
るので、非常に良好な送受信機能を発揮することが可能
となっている。
【0083】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる弾性表面
波装置は、第2の弾性表面波フィルタに含まれる複数の
弾性表面波共振子のうち、最も共通端子側に接続される
結合側共振子が直列接続となっており、かつ、該結合側
共振子の共振周波数が、上記第2の弾性表面波フィルタ
における通過帯域の中心周波数よりも高く設定され、上
記弾性表面波フィルタが、直列共振子と並列共振子とを
交互に接続してなる梯子型となっている構成である。
【0084】上記構成では、上記中心周波数をf0
し、結合側共振子の共振周波数をfsrとすると、f0
srの関係が成立する。そのため、第2フィルタにおけ
る通過帯域内でのインピーダンスの周波数依存性を小さ
くすることが可能になる。その結果、上記通過帯域の劣
化を回避した分波器を得ることができるという効果を奏
する。
【0085】また、本発明にかかる他の弾性表面波装置
は、以上のように、最も共通端子側に接続される結合側
共振子が直列接続となっているとともに、上記弾性表面
波フィルタが、直列共振子と並列共振子とを交互に接続
してなる梯子型となっており、かつ、上記結合側共振子
の共振周波数をfsrとし、上記第2の弾性表面波フィル
タにおける通過帯域の中心周波数をf0 とし、通過帯域
のバンド幅をBWとした場合に、上記共振周波数f
srが、次式 の範囲内に設定される構成である。
【0086】さらに、上記弾性表面波装置においては、
上記共振周波数fsrが、次式 の範囲内に設定されることがより好ましい。
【0087】上記構成では、上記結合側共振子の共振周
波数を、上記式(1)、好ましくは上記式(2)の範囲
内に設定するため、上記共振周波数をより最適化するこ
とになる。その結果、通過帯域の劣化を回避できるだけ
でなく、通過帯域のより一層の広域化を図ることができ
るので、通過帯域を広域化した分波器を得ることができ
るという効果を奏する。
【0088】また、フィルタが梯子型となっていること
で、上記通過帯域の広域化をより確実に実現することが
でき、分波器として優れた効果を発揮することが可能に
なるという効果を奏する。
【0089】本発明にかかる弾性表面波装置は、上記構
成に加えて、さらに、共通端子側に接続される整合手段
を含む構成である。
【0090】上記構成では、結合側共振子が位相調整素
子として機能するが、さらに整合手段を含むことで、各
フィルタの整合をより良好にとることができるという効
果を奏する。
【0091】また、本発明にかかる通信装置は、上記構
成の弾性表面波装置を分波器として用いる構成である。
【0092】上記構成では、上記弾性表面波装置を分波
器として用いているので、非常に良好な送受信機能を発
揮する通信装置とすることができるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる弾性表面波装置としての弾性表
面波分波器の概略構成を示す模式図である。
【図2】(a)は、図1に示す分波器を構成する弾性表
面波共振子の具体的な構成を示す説明図であり、(b)
は、(a)に対応する模式図である。
【図3】図1に示す分波器において、結合側共振子を除
いた構成を示す模式図である。
【図4】図1に示す分波器の他の例を示す模式図であ
る。
【図5】図1に示す分波器において、結合側共振子の共
振周波数および第2フィルタの中心周波数の周波数差
と、バンド幅およびVSWRとの関係を示すグラフであ
る。
【図6】図1に示す分波器において、結合側共振子の共
振周波数の設定が従来の場合におけるフィルタ特性を示
すグラフである。
【図7】図1に示す分波器において、結合側共振子の共
振周波数の設定が式(1)の場合におけるフィルタ特性
を示すグラフである。
【図8】図1に示す分波器において、結合側共振子の共
振周波数の設定が式(2)の場合におけるフィルタ特性
を示すグラフである。
【図9】本発明にかかる通信装置の要部ブロック図であ
る。
【図10】従来の弾性表面波分波器の概略構成を示す模
式図である。
【符号の説明】
1 第1バンドパスフィルタ(第1の弾性表面波フィ
ルタ) F2 第2バンドパスフィルタ(第2の弾性表面波フィ
ルタ) T0 共通端子 S4 結合側共振子 S 直列共振子 P 並列共振子 M 整合回路(整合手段) 100 通信装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 9/64 H04B 1/40

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】通過帯域の周波数が相対的に低い第1の弾
    性表面波フィルタと、通過帯域の周波数が相対的に高い
    第2の弾性表面波フィルタとを備えており、これら各フ
    ィルタを一つの共通端子に接続してなる弾性表面波装置
    において、 上記第2の弾性表面波フィルタに含まれる複数の弾性表
    面波共振子のうち、最も共通端子側に接続される結合側
    共振子が直列接続となっており、 かつ、該結合側共振子の共振周波数が、上記第2の弾性
    表面波フィルタにおける通過帯域の中心周波数よりも高
    く設定され、上記弾性表面波フィルタが、直列共振子と
    並列共振子とを交互に接続してなる梯子型となっている
    ことを特徴とする弾性表面波装置。
  2. 【請求項2】通過帯域の周波数が相対的に低い第1の弾
    性表面波フィルタと、通過帯域の周波数が相対的に高い
    第2の弾性表面波フィルタとを備えており、これら各フ
    ィルタを一つの共通端子に接続してなる弾性表面波装置
    において、 上記第2の弾性表面波フィルタに含まれる複数の弾性表
    面波共振子のうち、最も共通端子側に接続される結合側
    共振子が直列接続となっているとともに、上記弾性表面
    波フィルタが、直列共振子と並列共振子とを交互に接続
    してなる梯子型となっており、 かつ、該結合側共振子の共振周波数をfsrとし、上記第
    2の弾性表面波フィルタにおける通過帯域の中心周波数
    をf0 とし、通過帯域のバンド幅をBWとした場合に、
    上記共振周波数fsrが、次式 の範囲内に設定されることを特徴とする弾性表面波装
    置。
  3. 【請求項3】さらに、上記共振周波数fsrが、次式 の範囲内に設定されることを特徴とする請求項2記載の
    弾性表面波装置。
  4. 【請求項4】さらに、共通端子側に接続される整合手段
    を含むことを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項
    に記載の弾性表面波装置。
  5. 【請求項5】請求項1ないし4の何れかに記載の弾性表
    面波装置を分波器として用いたことを特徴とする通信装
    置。
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