JP3937302B2 - Filter and duplexer using thin film piezoelectric resonator - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機器の技術分野に属するものであり、特に薄膜圧電共振器を用いた送受切換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
セルラ電話機のRF回路部には常に小型化が求められる。最近では、セルラ電話機に多様な機能を付与することが要望されており、その実現のためにはできるだけ多くのコンポーネントを組み込むことが好ましく、一方でセルラ電話機の大きさには制約があるので、結局、機器における実装密度を高めることが必要となる。そのため、特にRF回路部に対する専有面積(実装面積)及び高さの低減の要求が厳しく、従ってRF回路部を構成するコンポーネントについても専有面積及び高さの低いものが求められている。また、低コストに製造できるように、各コンポーネントをできるだけ単一の部品で構成することが要求されている。特に、RF回路部を構成するコンポーネントの1つである送受切換器に関しては、耐電力が求められ、電力供給に対して破壊や特性劣化を起こさないことが必要である。
【0003】
現在、この送受切換器は、セラミックフィルタやSAW(弾性表面波)フィルタを利用している。セラミックフィルタは、モノリシック化が可能で安価であるが、共振器の損失が大きく、それをカバーするために約23×7×5mmの寸法が必要であり、実装面積や高さの低減の要求を十分に満たすことができない。一方、SAWフィルタは、小型であるが、高周波での耐電力に問題があり、送信の出力電力にサージが生ずると故障する可能性がある。また、特性改善のために、電子スイッチを併用した回路を構成することもできるが、その場合には回路構成が複雑になり、高価になる。
【0004】
このような事情に鑑みて、特開2001−24476号公報には、送信帯域と受信帯域との分離が少なく、さらに高い電力レベルが要求されるCDMA−PCS装置等の用途における利用を可能にする送受切換器が提案されている。この送受切換器は、送信用帯域フィルタと受信用帯域フィルタと90度移相器との3つの部品から構成されている。各フィルタを構成している薄膜圧電共振器(Film Bulk Acoustic Resonator:“FBAR”と略称される)は非常に小型で高性能である。しかし、90度移相器はそれぞれのフィルタを構成している薄膜圧電共振器とは別個のものであり、インダクタ及びキャパシタの受動部品からなるものである。このため、特開2001−24476号公報に記載の送受切換器は、複数のフィルタ及び90度移相器を1枚の基板に搭載する必要があり、モノリシック化が難しく、十分な低コスト化は困難である。また、この送受切換器の90度移相器を伝送線路により形成することも可能であるが、その場合には少なくとも十数mmの長さが必要となり、フィルタに比べかなり大きなスペースが必要となり、小型化には不向きである。即ち、小型化に適しているという薄膜圧電共振器の特長を十分に生かすことができない。
【0005】
また、送受切換器を上述した用途に用いる場合、各フィルタにおいて中心周波数の4%までのパスバンド幅が要求される(例えば、中心周波数が2GHzの場合には約80MHzの通過帯域幅になる)。しかし、この用途に使用される薄膜共振器の圧電材料は主としてAlNやZnOからなっており、その場合には上記所要のパスバンド幅を容易に達成はできない。これは、パスバンド幅が材料パラメータの電気機械結合係数(K2)により制限されるためである。このような問題を解決する1つの方法として、特開2001−244704号公報には、薄膜共振器に直列あるいは並列に外部インダクタ素子を接続することで、材料の有効K2が増大したかのようにして、広いパスバンド幅を得ることが提案されている。しかし、この方法には、インダクタ素子を外付けにすることでフィルタ形状全体が大きくなるという欠点がある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、薄膜圧電共振器を用いた送信用フィルタと薄膜圧電共振器を用いた受信用フィルタとを結びつける整合回路や各フィルタの有用なパスバンド幅を得るためのインダクタ等の受動素子を送信用フィルタ及び受信用フィルタとモノリシックに形成することにより、小型で、耐電力が良好で、製造が容易でコスト低減が可能な送受切換器を提供することを目的とするものである。
【0007】
また、本発明は、以上の様な送受切換器に使用されるフィルタを提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
送信ポート、受信ポート及び送受共用ポートと;
前記送信ポートと前記送受共用ポートとの間に接続され、薄膜圧電共振器からなる第1の直列素子及び薄膜圧電共振器からなる第1の分路素子を備えた第1の回路を含んでおり、送信通過周波数帯域を有する送信帯域フィルタと;
前記受信ポートと前記送受共用ポートとの間に接続され、薄膜圧電共振器からなる第2の直列素子及び薄膜圧電共振器からなる第2の分路素子を備えた第2の回路を含んでおり、受信通過周波数帯域を有する受信帯域フィルタと;
を含んで構成される送受切換器において、
前記送信ポート、前記受信ポート、前記送受共用ポート、前記送信帯域フィルタ及び前記受信帯域フィルタは共通の基板を用いて形成されており、該基板はセラミック基板であり且つ少なくとも内部にパターン状導体膜を有しており、前記基板には前記パターン状導体膜を用いて形成され且つ前記送受共用ポートと前記送信帯域フィルタ及び前記受信帯域フィルタとに接続された位相整合回路が設けられていることを特徴とする送受切換器、
が提供される。
【0009】
本発明の一態様においては、前記位相整合回路は、前記送受共用ポートとの接続端から前記送信帯域フィルタとの接続端までの長さ及び前記送受共用ポートとの接続端から前記受信帯域フィルタとの接続端までの長さをそれぞれ所要値に設定してなるラインパターン状の導体膜を用いて形成されている。本発明の一態様においては、前記位相整合回路は、前記送受共用ポートと前記送信帯域フィルタとの間に配置されたインダクタ及びキャパシタを含む送信側部分、及び、前記送受共用ポートと前記受信帯域フィルタとの間に配置されたインダクタ及びキャパシタを含む受信側部分のうちの少なくとも一方を用いて形成されている。本発明の一態様においては、前記送信帯域フィルタまたは前記受信帯域フィルタは、前記パターン状導体膜を用いて前記基板に形成された受動素子を含んでなる。
【0010】
本発明の一態様においては、前記受動素子は、前記第1の回路の第1の分路素子または前記第2の回路の第2の分路素子と直列に接続されているインダクタ、あるいは、前記第1の回路の第1の直列素子と並列に接続されているインダクタ、あるいは、前記第2の回路の第2の直列素子と並列に接続されているキャパシタである。
【0011】
また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
第1のポートと第2のポートとの間に接続されているフィルタであって、
薄膜圧電共振器からなる直列素子及び薄膜圧電共振器からなる分路素子を備えており、前記第1のポート、前記第2のポート、前記直列素子及び前記分路素子は共通の基板を用いて形成されており、該基板はセラミック基板であり且つ少なくとも内部にパターン状導体膜を有しており、前記基板には前記パターン状導体膜を用いて形成され且つ前記直列素子または前記分路素子に接続された受動素子が設けられていることを特徴とするフィルタ、
が提供される。
【0012】
本発明の一態様においては、前記受動素子は、前記分路素子と直列に接続されているインダクタ、あるいは、前記直列素子と並列に接続されているインダクタ、あるいは、前記直列素子と並列に接続されているキャパシタである。
【0013】
前記セラミック基板は、例えば、複数のセラミックシート及び前記パターン状導体膜を含む積層体からなる。前記セラミック基板は、例えば、セラミックとガラスとの混合物を含んでなり、焼成温度が800〜950℃である。前記セラミック基板は、例えば、アルミナとホウケイ酸系ガラスとの混合物、フォルステライトとホウ酸系ガラスとの混合物、またはホウ酸スズバリウムを含んでなる。前記パターン状導体膜は、例えば、銀または銅からなる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0015】
図1は、本発明の送受切換器の実施形態の構成を示すブロック図である。図1において、送受切換器100は、送信帯域フィルタ110、受信帯域フィルタ130及び位相整合回路150を含んでなる。送信帯域フィルタ110の一方端は第1のポート(送信ポート)102と接続されており、受信帯域フィルタ130の一方端は第2のポート(受信ポート)104と接続されている。送信帯域フィルタ110の他方端及び受信帯域フィルタ130の他方端は位相整合回路150を介して第3のポート(送受共用ポートとしてのアンテナポート)106と接続されている。即ち、位相整合回路150は、アンテナポート106、送信帯域フィルタ110及び受信帯域フィルタ130と、それぞれ接続されている。送信ポート102は送信回路に接続され、受信ポート104は受信回路に接続され、アンテナポート106は送受信アンテナANTに接続される。
【0016】
図2は、本実施形態の送受切換器100の回路構成図である。位相整合回路150は、送信帯域フィルタ110と受信帯域フィルタ130とを結びつけるように配置されている。送信帯域フィルタ110及び受信帯域フィルタ130は、いずれも複数の薄膜圧電共振器(FBAR)を含んでなるものである。
【0017】
ここで、薄膜圧電共振器について簡潔に説明する。
【0018】
図3は、薄膜圧電共振器の模式的平面図であり、図4はそのX−X断面図である。薄膜圧電共振器10は、上面と下面との間を上下に貫通してエアーギャップを形成する貫通孔14を有する基板16と、該基板16の上面上に該上面の貫通孔開口を形成する端縁により周縁部が支持されて吊られた形態の圧電スタック22とを有する。該圧電スタック22は、圧電層12とその上下両面に接合された電極層18,20とからなる。電極層18,20にはそれぞれ端子26,28が付されており、該端子26,28には電源が接続される。圧電共振器スタック22において、電極端子26,28の間に印加される電圧に応答して圧電層12は矢印24で示される方向に伸張及び収縮する。
【0019】
圧電層12は、例えば、酸化亜鉛(ZnO)や窒化アルミニウム(AlN)のような薄膜として製造できる圧電材料を有する。電極層18,20は、例えば、金(Au)、モリブデン(Mo)、あるいはアルミニウム(Al)からなるものでよい。
【0020】
圧電層12と電極層18,20との積層体から構成される圧電共振器スタック22は、その周縁部で吊られており、その主表面が両方とも空気その他の周囲ガス又は真空と接している。この場合、圧電共振器スタック22はQの高い音波共振器を形成する。端子26,28を介して電極層18,20に加えられる交流信号は、圧電共振器スタック22における音速を該スタック22の重み付き厚さの2倍で割った値に等しい周波数を持つものである。すなわち、fr =c/2t0 (ここで、fr は共振周波数であり、cはスタック22内の音速であり、t0 はスタック22の重み付き厚さである)の場合、その交流信号によって、圧電共振器スタック22が共振する。スタック22を構成する層内における音速が各層を構成する材料ごとに異なるため、圧電共振器スタック22の共振周波数は、物理的厚さではなく、圧電層12や電極層18,20内の音速とそれらの物理的厚みとを考慮した重み付き厚さにより決まる。
【0021】
図5は、図3及び図4のものとは異なる薄膜圧電共振器の模式的断面図である。この例は、貫通孔14により形成されるエアーギャップの代わりに、音響インピーダンス変換器30を用いていること以外は、図3及び図4のものと同様である。
【0022】
図6は、以上のような薄膜圧電共振器10の素子等価回路を示す。個々の共振器は、等価インダクタンス(Lm )及び等価キャパシタンス(Cm )によって直列共振を生じ、更にこれら及び等価キャパシタンス(C0 )によって前記直列共振より高い共振周波数の並列共振を生ずる。
【0023】
再び図2を参照して、送信帯域フィルタ110及び受信帯域フィルタ130について更に詳細に説明する。
【0024】
送信帯域フィルタ110は、薄膜圧電共振器からなる第1の直列素子としての直列共振素子111,113,115と薄膜圧電共振器からなる第1の分路素子としての分路共振素子112,114とにより第1の回路としての梯子型回路を形成するように接続された(2+1/2)段の帯域フィルタである。梯子型回路は、圧電共振器を用いて帯域フィルタを形成する一般的な手法である。直列共振素子111,113,115は、第1のポート(送信ポート)102と位相整合回路150との間を接続している。分路共振素子112は、グランドと直列共振素子111,113間のノード117との間を接続している。分路共振素子114は、グランドと直列共振素子113,115間のノード118との間を接続している。尚、図示されている様に、分路共振素子114とグランドとの間にはインダクタ119が介在している。該インダクタ119は、フィルタ特性を所望のものに近付ける(即ちフィルタ特性を向上させる)ための受動素子として機能する。このインダクタ119のインダクタンスを適宜設定することにより、送信帯域フィルタ110のパスバンドを所望のものに近付けることができる。
【0025】
受信帯域フィルタ130は、薄膜圧電共振器からなる第2の直列素子としての直列共振素子131,133,135と薄膜圧電共振器からなる第2の分路素子としての分路共振素子132,134,136により第2の回路としての梯子型回路を形成するように接続された3段の帯域フィルタである。直列共振素子131,133,135は、第2のポート(受信ポート)104と位相整合回路150との間を接続している。分路共振素子132は、グランドと直列共振素子131,133間のノード137との間を接続している。分路共振素子134は、グランドと直列共振素子133,135間のノード138との間を接続している。分路共振素子136は、グランドと第2のポート(受信ポート)104との間を接続している。尚、図示されている様に、分路共振素子134,136とグランドとの間には、それぞれインダクタ139,139’が介在している。該インダクタ139,139’は、フィルタ特性を所望のものに近付ける(即ちフィルタ特性を向上させる)ための受動素子として機能する。これらのインダクタ139,139’のインダクタンスを適宜設定することにより、受信帯域フィルタ130のパスバンドを送信帯域フィルタ110のパスバンドとは異なる所望のものに近付けることができる。
【0026】
位相整合回路150は第3のポート(送受共用ポートとしてのアンテナポート)106、送信帯域フィルタ110の直列共振素子111、及び受信帯域フィルタ130の直列共振素子131と、それぞれ接続されている。なお、図1及び図2では位相整合回路150はグランドに接続されているが、位相整合回路150はグランドに接続されていなくてもよい。
【0027】
図7は、位相整合回路150の例を示す回路図である。図7(a)では、位相整合回路150は、アンテナポート106と送信帯域フィルタ110との間に配置されたインダクタL1及びキャパシタC1を含む送信側部分、及び、アンテナポート106と受信帯域フィルタ130との間に配置されたインダクタL2及びキャパシタC2を含む受信側部分を用いて形成されている。図7(b)では、位相整合回路150は、アンテナポート106と受信帯域フィルタ130との間に配置されたインダクタL1,L2及びキャパシタCを含む受信側部分のみを用いて形成されている。送信側部分のみを用いて位相整合回路150を形成することも可能である。図7(c)では、位相整合回路150は、アンテナポート106との接続端から送信帯域フィルタ110との接続端までのラインパターン状の導体膜S1、及び、アンテナポート106との接続端から受信帯域フィルタ130との接続端までのラインパターン状の導体膜S2を用いて形成されており、ここで、送信帯域フィルタ110の中心周波数をftとし、受信帯域フィルタ130の中心周波数をfrとし、光速をcとし、導体膜S1,S2の形成されている基板16の実効比誘電率をεrとして、導体膜S1の長さが(λr/4)=c/[4√(εr)fr]となり且つ導体膜S2の長さが(λt/4)=c/[4√(εr)ft]となるように、設定されている。λt,λrはそれぞれ周波数ft,frに対応する波長である。
【0028】
適切に設定された位相整合回路150が存在することで、第1のポート(送信ポート)102に印加される送信信号は第1のポート(送信ポート)102から第3のポート(アンテナポート)106に流れ、第2のポート(受信ポート)104や受信帯域フィルタ130にはほとんど影響を与えない。また、位相整合回路150が存在することで、第3のポート(アンテナポート)106から入ってくる受信信号は送信帯域フィルタ110や第1のポート(送信ポート)102からの影響を受けずに、受信帯域フィルタ130を通り第2のポート(受信ポート)104に達する。このため、送受切換器として安定に作用する。
【0029】
図8は送受切換器の斜視図であり、図9はその部分断面図である。基板16は、セラミック基板である。該セラミック基板16は、図9に示されているように、複数のセラミックシート16a−1,16a−2,16a−3,16a−4及び隣接セラミックシート間に位置するパターン状導体膜16bを含む積層体からなる。セラミックシートは、例えば、セラミックスとガラスとの混合物からなる。あるいは、セラミックシートは、例えば、アルミナとホウケイ酸系ガラスとの混合物、フォルステライトとホウ酸系ガラスとの混合物、またはホウ酸スズバリウムからなる。また、パターン状導体膜16bは、例えば導電性の高い銀または銅からなる。このようなセラミックシートとパターン状導体膜との積層体は、複数のセラミックグリーンシートの隣接するものどうしの間に銀ペーストまたは銅ペーストを所望パターンにて付与し、800〜950℃の比較的低い温度で焼成することにより容易に得ることができる。セラミックシートには、適宜の位置にスルーホールが形成されており、その内部に充填されたスルーホール導体16cにより隣接層のパターン状導体膜16bどうしが接続されている。
【0030】
セラミック基板16の厚さは例えば0.5〜1.2mmであり、セラミックシート16a−1,16a−2,16a−3,16a−4の厚さは例えば0.02〜0.3mmであり、パターン状導体膜16bの厚さは例えば0.005〜0.02mmである。なお、セラミックシートは、パターン状導体膜16bにより所望の回路素子を形成するのに必要な数だけ用いればよい。
【0031】
セラミック基板16において、隣接するセラミックシートどうしの材質は異なっていてもよいし同一でもよい。隣接するセラミックシートどうしの材質が同一の場合には、これら個々のシートの峻別ができない場合もあるが、そのようなものも本発明でいうセラミック基板に包含されるものである。
【0032】
図10は、パターン状導体膜16bにより基板16中に形成される受動素子の例を示す模式的斜視図である。図10(a)はインダクタを示しており、該インタクタは同一平面内の渦巻き状パターンLPに形成されている。セラミックシートに形成されたスルーホールTH内のスルーホール導体を介して隣接する層の渦巻き状パターンと接続してもよい。図10(b)はキャパシタを示しており、該キャパシタは互いに隣接する2つの層の平面電極CP1,CP2から構成されている。
【0033】
図9において、基板16内には、上記図7(a)の位相整合回路150が形成されており、更に、インダクタ119,139,139’が形成されている。基板16の上面には、送信帯域フィルタ110を構成する共振素子111,114他が配置されており、受信帯域フィルタ130を構成する共振素子131,134,136他が配置されている。これらの共振素子を覆うように、基板16の上面には、送信帯域フィルタ側のカバー部材110a及び受信帯域フィルタ側のカバー部材130aが接合されている。基板16の下面には、ほぼ全体的にグランド導体膜Gが付されている。
【0034】
以上のように、送信ポート102、受信ポート104、アンテナポート106、送信帯域フィルタ110及び受信帯域フィルタ130を共通の基板16を用いて形成し、この基板16を複数のセラミックシート及びパターン状導体膜を含む積層体からなるものとすることで、位相整合回路150更にはフィルタ特性向上のための受動素子たるインダクタ119,139,139’を基板16に作り込むことができる。従って、圧電薄膜共振器の小型であることの特徴を生かして、送受切換器の小型化が可能になる。また、パターン状導体膜として導電性の高いAg、Cuからなるものを用いることができ、Q値の高いキャパシタやインダクタを構成できるので、フィルタ特性をほとんど劣化させない小型の送受切換器を構成することができる。
【0035】
図12は、セラミック基板に対する圧電共振器スタックの取り付けの更に別の形態を示す図であり、(a)に模式的平面図を示し、(b)にそのX−X断面図を示す。圧電共振器スタック22の下方において、セラミック基板16の上面には凹部14’が形成されている。該凹部14’の深さは、圧電共振器スタック22の上下方向の振動を許容すればよく、例えば数ミクロン程度である。この様な凹部14’を焼結前の基板材料に形成しておき、焼結後に該凹部14’を合成樹脂等で埋め、その上に圧電共振器スタック22を形成してから凹部14’内の合成樹脂等を除去することにより、図12の形態を得ることができる。また、セラミック基板16に対する圧電共振器スタック22の取り付けは、該圧電共振器スタック22をフィルム上に形成しておき、これを半田ボールの様なメタルバンプを用いて空間を介在させつつ固定してもよい。
【0036】
図11は、本発明の送受切換器の更に別の実施形態の回路構成図である。本図において、上記図1〜10におけると同様の機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。
【0037】
本実施形態では、送信帯域フィルタ110においてノード117と第1のポート(送信ポート)102とが追加受動素子たるインダクタ120で接続されており、即ちインダクタ120は直列共振素子113,115に対して並列に接続されている。各直列共振素子の等価キャパシタC0 とインダクタ120との間で追加の共振回路が形成され、これにより、所望の減衰帯域内(特に通過帯域に近く且つ該通過帯域より高い周波数)に新しい減衰極が形成され、少ない段数で一層よい送信フィルタ特性を得ることができる。
【0038】
また、本実施形態では、ノード137と第2のポート(受信ポート)104とが、追加受動素子たるキャパシタ140で接続されており、即ちキャパシタ140は直列共振素子133,135に対して並列に接続されている。各直列共振素子とキャパシタ140との間で追加の共振回路が形成され、これにより、所望の減衰帯域内(特に通過帯域に近く且つ該通過帯域より低い周波数)に新しい減衰極が形成され、少ない段数で一層よい受信フィルタ特性を得ることができる。
【0039】
尚、以上の実施形態では位相整合回路150を1つ用いたが、本発明では2つ以上の位相整合回路を用いることも可能である。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の送受切換器によれば、送信ポート、受信ポート、送受共用ポート、薄膜圧電共振器を含む送信帯域フィルタ及び薄膜圧電共振器を含む受信帯域フィルタをパターン状導体膜を含む共通のセラミック基板を用いて形成しており、該セラミック基板においてパターン状導体膜を用いて位相整合回路を形成しているので、小型化、耐電力の向上、製造の容易化及びコスト低減が可能である。
【0041】
また、本発明のフィルタによれば、薄膜圧電共振器からなる直列素子及び薄膜圧電共振器からなる分路素子を第1のポート及び第2のポートとともにパターン状導体膜を含む共通のセラミック基板を用いて形成しており、該セラミック基板においてパターン状導体膜を用いて受動素子を設けているので、小型化、耐電力の向上、製造の容易化及びコスト低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の送受切換器の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の送受切換器の回路構成図である。
【図3】薄膜圧電共振器の模式的平面図である。
【図4】図3のX−X断面図である。
【図5】薄膜圧電共振器の模式的断面図である。
【図6】薄膜圧電共振器の素子等価回路図である。
【図7】位相整合回路の例を示す回路図である。
【図8】本発明の送受切換器の斜視図である。
【図9】図8の部分断面図である。
【図10】パターン状導体膜により基板中に形成される受動素子の例を示す模式的斜視図である。
【図11】本発明の送受切換器の更に別の回路構成図である。
【図12】セラミック基板に対する圧電共振器スタックの取り付け形態を示す図である。
【符号の説明】
10 薄膜圧電共振器
12 圧電層
14 貫通孔
14’ 凹部
16 セラミック基板
16a−1,16a−2,16a−3,16a−4 セラミックシート
16b パターン状導体膜
16c スルーホール導体
18,20 電極層
22 圧電共振器スタック
26,28 電極端子
30 音響インピーダンス変換器
100 送受切換器
102 送信ポート
104 受信ポート
106 アンテナポート
110 送信帯域フィルタ
110a カバー部材
111,113,115 送信帯域フィルタの直列共振素子
112,114 送信帯域フィルタの分路共振素子
117,118 ノード
119,120 インダクタ
130 受信帯域フィルタ
130a カバー部材
131,133,135 受信帯域フィルタの直列共振素子
132,134,136 受信帯域フィルタの分路共振素子
137,138 ノード
139,139’ インダクタ
140 キャパシタ
150 位相整合回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of communication equipment, and particularly relates to a transmission / reception switch using a thin film piezoelectric resonator.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
The RF circuit part of a cellular telephone is always required to be downsized. Recently, it has been demanded to add various functions to cellular phones, and it is preferable to incorporate as many components as possible in order to realize them, while the size of cellular phones is limited. Therefore, it is necessary to increase the mounting density in the equipment. For this reason, in particular, there is a strict demand for reduction of the exclusive area (mounting area) and height for the RF circuit portion, and therefore, components that constitute the RF circuit portion are also required to have a low exclusive area and height. In addition, each component is required to be composed of a single part as much as possible so that it can be manufactured at low cost. In particular, with respect to a duplexer that is one of the components constituting the RF circuit unit, it is required to withstand electric power, and it is necessary that the power supply does not break down or deteriorate characteristics.
[0003]
Currently, this duplexer uses a ceramic filter or a SAW (surface acoustic wave) filter. The ceramic filter can be monolithic and is inexpensive, but the loss of the resonator is large, and a size of about 23 × 7 × 5 mm is necessary to cover it, and there is a demand for reduction in mounting area and height. I can't satisfy it enough. On the other hand, the SAW filter is small in size, but has a problem with power durability at high frequencies, and may fail if a surge occurs in the output power of transmission. In addition, a circuit using an electronic switch can be configured to improve characteristics, but in that case, the circuit configuration becomes complicated and expensive.
[0004]
In view of such circumstances, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-24476 discloses that the transmission band and the reception band are less separated and can be used in applications such as a CDMA-PCS apparatus that requires a higher power level. A duplexer has been proposed. This transmission / reception switcher is composed of three parts: a transmission band filter, a reception band filter, and a 90-degree phase shifter. The thin film piezoelectric resonator (abbreviated as “FBAR”) constituting each filter is very small and has high performance. However, the 90-degree phase shifter is separate from the thin film piezoelectric resonator constituting each filter, and is composed of passive components such as an inductor and a capacitor. For this reason, the duplexer described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-24476 needs to mount a plurality of filters and a 90-degree phase shifter on a single substrate, making monolithic difficult and sufficiently reducing the cost. Have difficulty. In addition, although it is possible to form a 90-degree phase shifter of this transmission / reception switcher with a transmission line, in that case, a length of at least a dozen millimeters is required, and a considerably large space is required compared to a filter. Not suitable for downsizing. That is, the feature of the thin film piezoelectric resonator that is suitable for miniaturization cannot be fully utilized.
[0005]
Further, when the duplexer is used for the above-described applications, each filter requires a pass bandwidth of up to 4% of the center frequency (for example, when the center frequency is 2 GHz, the pass bandwidth is about 80 MHz). . However, the piezoelectric material of the thin film resonator used in this application is mainly made of AlN or ZnO, and in this case, the required pass bandwidth cannot be easily achieved. This is because the passband width is limited by the electromechanical coupling coefficient (K2) of the material parameter. As one method for solving such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-244704 discloses that an effective inductor K2 is increased by connecting an external inductor element in series or in parallel to a thin film resonator. Thus, it has been proposed to obtain a wide pass bandwidth. However, this method has a drawback that the entire filter shape is increased by externally attaching the inductor element.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a matching circuit that connects a transmission filter using a thin film piezoelectric resonator and a reception filter using a thin film piezoelectric resonator, and a useful pass bandwidth of each filter. By providing a passive element such as an inductor for obtaining a monolithic structure with a transmission filter and a reception filter, it is possible to provide a transmission / reception switch that is small in size, excellent in power resistance, easy to manufacture, and capable of reducing costs. It is intended.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a filter used in the above-described duplexer.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the object as described above is achieved.
A transmission port, a reception port and a transmission / reception shared port;
A first circuit connected between the transmission port and the transmission / reception common port and including a first series element made of a thin film piezoelectric resonator and a first shunt element made of a thin film piezoelectric resonator; A transmission band filter having a transmission pass frequency band;
A second circuit connected between the receiving port and the transmission / reception common port and including a second series element made of a thin film piezoelectric resonator and a second shunt element made of a thin film piezoelectric resonator; A reception band filter having a reception pass frequency band;
A duplexer comprising:
The transmission port, the reception port, the transmission / reception shared port, the transmission band filter, and the reception band filter are formed using a common substrate, and the substrate is a ceramic substrate, and at least a patterned conductor film is formed inside. And the substrate is provided with a phase matching circuit formed using the patterned conductor film and connected to the transmission / reception common port, the transmission band filter, and the reception band filter. A duplexer,
Is provided.
[0009]
In one aspect of the present invention, the phase matching circuit includes a length from a connection end to the transmission / reception shared port to a connection end to the transmission band filter, and a length from the connection end to the transmission / reception shared port to the reception band filter. Are formed using line-patterned conductor films in which the lengths to the connection ends are respectively set to required values. In one aspect of the present invention, the phase matching circuit includes a transmission side portion including an inductor and a capacitor disposed between the transmission / reception shared port and the transmission band filter, and the transmission / reception shared port and the reception band filter. Are formed using at least one of the receiving side portions including the inductor and the capacitor disposed between the two. In one aspect of the present invention, the transmission band filter or the reception band filter includes a passive element formed on the substrate using the patterned conductor film.
[0010]
In one aspect of the present invention, the passive element is an inductor connected in series with a first shunt element of the first circuit or a second shunt element of the second circuit, or An inductor connected in parallel with the first series element of the first circuit, or a capacitor connected in parallel with the second series element of the second circuit.
[0011]
In addition, according to the present invention, the object as described above is achieved.
A filter connected between the first port and the second port,
A series element comprising a thin film piezoelectric resonator and a shunt element comprising a thin film piezoelectric resonator are provided, and the first port, the second port, the series element and the shunt element are formed using a common substrate. The substrate is a ceramic substrate and has at least a patterned conductor film therein; the substrate is formed using the patterned conductor film; and is connected to the series element or the shunt element. A filter, characterized in that a connected passive element is provided;
Is provided.
[0012]
In one aspect of the present invention, the passive element is an inductor connected in series with the shunt element, an inductor connected in parallel with the series element, or connected in parallel with the series element. It is a capacitor.
[0013]
The ceramic substrate is made of, for example, a laminate including a plurality of ceramic sheets and the patterned conductor film. The ceramic substrate includes, for example, a mixture of ceramic and glass and has a firing temperature of 800 to 950 ° C. The ceramic substrate comprises, for example, a mixture of alumina and borosilicate glass, a mixture of forsterite and borate glass, or tin barium borate. The patterned conductor film is made of, for example, silver or copper.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a duplexer according to the present invention. In FIG. 1, the duplexer 100 includes a transmission band filter 110, a reception band filter 130, and a phase matching circuit 150. One end of the transmission band filter 110 is connected to the first port (transmission port) 102, and one end of the reception band filter 130 is connected to the second port (reception port) 104. The other end of the transmission band filter 110 and the other end of the reception band filter 130 are connected to a third port (antenna port as a transmission / reception shared port) 106 via a phase matching circuit 150. That is, the phase matching circuit 150 is connected to the antenna port 106, the transmission band filter 110, and the reception band filter 130, respectively. The transmission port 102 is connected to the transmission circuit, the reception port 104 is connected to the reception circuit, and the antenna port 106 is connected to the transmission / reception antenna ANT.
[0016]
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the duplexer 100 according to the present embodiment. The phase matching circuit 150 is arranged so as to connect the transmission band filter 110 and the reception band filter 130. Each of the transmission band filter 110 and the reception band filter 130 includes a plurality of thin film piezoelectric resonators (FBARs).
[0017]
Here, the thin film piezoelectric resonator will be briefly described.
[0018]
FIG. 3 is a schematic plan view of the thin film piezoelectric resonator, and FIG. 4 is an XX cross-sectional view thereof. The thin film piezoelectric resonator 10 includes a substrate 16 having a through hole 14 that vertically penetrates between an upper surface and a lower surface to form an air gap, and an end that forms a through hole opening on the upper surface of the substrate 16. And a piezoelectric stack 22 having a peripheral portion supported by an edge and suspended. The piezoelectric stack 22 includes a piezoelectric layer 12 and electrode layers 18 and 20 bonded to both upper and lower surfaces thereof. Terminals 26 and 28 are respectively attached to the electrode layers 18 and 20, and a power source is connected to the terminals 26 and 28. In the piezoelectric resonator stack 22, the piezoelectric layer 12 expands and contracts in the direction indicated by the arrow 24 in response to a voltage applied between the electrode terminals 26 and 28.
[0019]
The piezoelectric layer 12 includes a piezoelectric material that can be manufactured as a thin film such as zinc oxide (ZnO) or aluminum nitride (AlN). The electrode layers 18 and 20 may be made of, for example, gold (Au), molybdenum (Mo), or aluminum (Al).
[0020]
A piezoelectric resonator stack 22 composed of a laminate of the piezoelectric layer 12 and the electrode layers 18 and 20 is suspended at the peripheral edge thereof, and both main surfaces thereof are in contact with air or other ambient gas or vacuum. . In this case, the piezoelectric resonator stack 22 forms an acoustic resonator having a high Q. The AC signal applied to the electrode layers 18 and 20 via the terminals 26 and 28 has a frequency equal to the value obtained by dividing the sound velocity in the piezoelectric resonator stack 22 by twice the weighted thickness of the stack 22. . That is, f r = C / 2t 0 (Where f r Is the resonant frequency, c is the speed of sound in the stack 22, and t 0 Is the weighted thickness of the stack 22), the piezoelectric resonator stack 22 resonates due to the AC signal. Since the sound velocity in the layers constituting the stack 22 differs depending on the material constituting each layer, the resonance frequency of the piezoelectric resonator stack 22 is not the physical thickness but the sound velocity in the piezoelectric layer 12 and the electrode layers 18 and 20. It is determined by the weighted thickness considering their physical thickness.
[0021]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a thin film piezoelectric resonator different from that of FIGS. 3 and 4. This example is the same as that shown in FIGS. 3 and 4 except that an acoustic impedance converter 30 is used instead of the air gap formed by the through hole 14.
[0022]
FIG. 6 shows an element equivalent circuit of the thin film piezoelectric resonator 10 as described above. Each resonator has an equivalent inductance (L m ) And equivalent capacitance (C m ) Cause series resonance, and these and equivalent capacitance (C 0 ) Causes a parallel resonance with a resonance frequency higher than the series resonance.
[0023]
With reference to FIG. 2 again, the transmission band filter 110 and the reception band filter 130 will be described in more detail.
[0024]
The transmission band filter 110 includes series resonant elements 111, 113, and 115 as first series elements made of thin film piezoelectric resonators, and shunt resonant elements 112 and 114 as first shunt elements made of thin film piezoelectric resonators. Thus, the (2 + 1/2) stage band-pass filter is connected so as to form a ladder-type circuit as the first circuit. A ladder-type circuit is a general method for forming a band-pass filter using a piezoelectric resonator. The series resonant elements 111, 113, 115 are connected between the first port (transmission port) 102 and the phase matching circuit 150. The shunt resonant element 112 connects the ground and the node 117 between the series resonant elements 111 and 113. The shunt resonant element 114 connects the ground and the node 118 between the series resonant elements 113 and 115. As shown in the drawing, an inductor 119 is interposed between the shunt resonant element 114 and the ground. The inductor 119 functions as a passive element for bringing the filter characteristic close to a desired one (that is, improving the filter characteristic). By appropriately setting the inductance of the inductor 119, the pass band of the transmission band filter 110 can be brought close to a desired one.
[0025]
The reception band filter 130 includes series resonant elements 131, 133, and 135 as second series elements made of thin film piezoelectric resonators, and shunt resonant elements 132, 134, and second shunt elements made of thin film piezoelectric resonators. 136 is a three-stage bandpass filter connected so as to form a ladder circuit as a second circuit. The series resonant elements 131, 133, and 135 connect the second port (reception port) 104 and the phase matching circuit 150. The shunt resonant element 132 connects the ground and the node 137 between the series resonant elements 131 and 133. The shunt resonant element 134 connects the ground and the node 138 between the series resonant elements 133 and 135. The shunt resonant element 136 connects between the ground and the second port (reception port) 104. As shown in the drawing, inductors 139 and 139 ′ are interposed between the shunt resonant elements 134 and 136 and the ground, respectively. The inductors 139 and 139 ′ function as passive elements for bringing the filter characteristics closer to desired ones (that is, improving the filter characteristics). By appropriately setting the inductances of these inductors 139 and 139 ′, the pass band of the reception band filter 130 can be brought close to a desired one different from the pass band of the transmission band filter 110.
[0026]
The phase matching circuit 150 is connected to the third port (antenna port as a transmission / reception shared port) 106, the series resonance element 111 of the transmission band filter 110, and the series resonance element 131 of the reception band filter 130. 1 and 2, the phase matching circuit 150 is connected to the ground, but the phase matching circuit 150 may not be connected to the ground.
[0027]
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating an example of the phase matching circuit 150. In FIG. 7A, the phase matching circuit 150 includes a transmission side portion including an inductor L1 and a capacitor C1 disposed between the antenna port 106 and the transmission band filter 110, and the antenna port 106 and the reception band filter 130. Is formed using a receiving side portion including an inductor L2 and a capacitor C2 arranged between the two. In FIG. 7B, the phase matching circuit 150 is formed using only the reception side portion including the inductors L1 and L2 and the capacitor C arranged between the antenna port 106 and the reception band filter 130. It is also possible to form the phase matching circuit 150 using only the transmission side portion. In FIG. 7C, the phase matching circuit 150 receives the line-patterned conductor film S1 from the connection end to the antenna port 106 to the connection end to the transmission band filter 110 and the connection end to the antenna port 106. It is formed using a conductor film S2 in a line pattern up to the connection end with the band filter 130, where the center frequency of the transmission band filter 110 is ft, the center frequency of the reception band filter 130 is fr, and the speed of light Is c, the effective relative permittivity of the substrate 16 on which the conductor films S1 and S2 are formed is εr, and the length of the conductor film S1 is (λr / 4) = c / [4√ (εr) fr] and The length of the conductor film S2 is set such that (λt / 4) = c / [4√ (εr) ft]. λt and λr are wavelengths corresponding to the frequencies ft and fr, respectively.
[0028]
Due to the presence of the appropriately set phase matching circuit 150, the transmission signal applied to the first port (transmission port) 102 is transmitted from the first port (transmission port) 102 to the third port (antenna port) 106. The second port (reception port) 104 and the reception band filter 130 are hardly affected. In addition, since the phase matching circuit 150 exists, the reception signal that enters from the third port (antenna port) 106 is not affected by the transmission band filter 110 or the first port (transmission port) 102. The signal passes through the reception band filter 130 and reaches the second port (reception port) 104. For this reason, it acts stably as a duplexer.
[0029]
FIG. 8 is a perspective view of the duplexer, and FIG. 9 is a partial sectional view thereof. The substrate 16 is a ceramic substrate. As shown in FIG. 9, the ceramic substrate 16 includes a plurality of ceramic sheets 16a-1, 16a-2, 16a-3, 16a-4 and a patterned conductor film 16b positioned between adjacent ceramic sheets. It consists of a laminate. The ceramic sheet is made of, for example, a mixture of ceramics and glass. Alternatively, the ceramic sheet is made of, for example, a mixture of alumina and borosilicate glass, a mixture of forsterite and borate glass, or tin barium borate. The patterned conductor film 16b is made of, for example, highly conductive silver or copper. Such a laminate of a ceramic sheet and a patterned conductor film gives a silver paste or a copper paste in a desired pattern between adjacent ones of a plurality of ceramic green sheets, and is relatively low at 800 to 950 ° C. It can be easily obtained by baking at a temperature. Through holes are formed at appropriate positions in the ceramic sheet, and the patterned conductor films 16b in the adjacent layers are connected to each other by through hole conductors 16c filled therein.
[0030]
The thickness of the ceramic substrate 16 is, for example, 0.5 to 1.2 mm, and the thickness of the ceramic sheets 16a-1, 16a-2, 16a-3, 16a-4 is, for example, 0.02 to 0.3 mm. The thickness of the patterned conductor film 16b is, for example, 0.005 to 0.02 mm. The ceramic sheet may be used in the number necessary for forming a desired circuit element by the patterned conductor film 16b.
[0031]
In the ceramic substrate 16, the materials of adjacent ceramic sheets may be different or the same. When adjacent ceramic sheets are made of the same material, the individual sheets may not be distinguished from each other, but such sheets are also included in the ceramic substrate referred to in the present invention.
[0032]
FIG. 10 is a schematic perspective view showing an example of a passive element formed in the substrate 16 by the patterned conductor film 16b. FIG. 10A shows an inductor, which is formed in a spiral pattern LP in the same plane. You may connect with the spiral pattern of an adjacent layer through the through-hole conductor in the through-hole TH formed in the ceramic sheet. FIG. 10B shows a capacitor, which is composed of two layers of planar electrodes CP1 and CP2 adjacent to each other.
[0033]
In FIG. 9, the phase matching circuit 150 of FIG. 7A is formed in the substrate 16, and inductors 119, 139, and 139 ′ are further formed. On the upper surface of the substrate 16, resonance elements 111, 114, etc. constituting the transmission band filter 110 are arranged, and resonance elements 131, 134, 136, etc. constituting the reception band filter 130 are arranged. A cover member 110a on the transmission band filter side and a cover member 130a on the reception band filter side are joined to the upper surface of the substrate 16 so as to cover these resonant elements. A ground conductor film G is almost entirely attached to the lower surface of the substrate 16.
[0034]
As described above, the transmission port 102, the reception port 104, the antenna port 106, the transmission band filter 110, and the reception band filter 130 are formed using the common substrate 16, and the substrate 16 is formed of a plurality of ceramic sheets and patterned conductor films. Therefore, inductors 119, 139, and 139 ′, which are passive elements for improving the filter characteristics, can be formed in the substrate 16. Therefore, it is possible to reduce the size of the transmission / reception switching device by taking advantage of the small size of the piezoelectric thin film resonator. In addition, a pattern conductor film made of Ag or Cu having high conductivity can be used, and a capacitor or inductor having a high Q value can be configured. Therefore, a small duplexer that hardly deteriorates the filter characteristics is configured. Can do.
[0035]
FIGS. 12A and 12B are views showing still another form of attachment of the piezoelectric resonator stack to the ceramic substrate. FIG. 12A is a schematic plan view, and FIG. 12B is an XX cross-sectional view thereof. A recess 14 ′ is formed on the upper surface of the ceramic substrate 16 below the piezoelectric resonator stack 22. The depth of the concave portion 14 ′ may allow vibration in the vertical direction of the piezoelectric resonator stack 22, and is about several microns, for example. Such a recess 14 'is formed in the substrate material before sintering, the recess 14' is filled with a synthetic resin or the like after sintering, and a piezoelectric resonator stack 22 is formed thereon, and then the recess 14 ' By removing the synthetic resin and the like, the form of FIG. 12 can be obtained. In addition, the piezoelectric resonator stack 22 is attached to the ceramic substrate 16 by forming the piezoelectric resonator stack 22 on a film and fixing it with a metal bump such as a solder ball with a space interposed therebetween. Also good.
[0036]
FIG. 11 is a circuit configuration diagram of still another embodiment of the duplexer according to the present invention. In this figure, the same code | symbol is attached | subjected to the member or part which has a function similar to the said FIGS.
[0037]
In the present embodiment, in the transmission band filter 110, the node 117 and the first port (transmission port) 102 are connected by an inductor 120 as an additional passive element, that is, the inductor 120 is parallel to the series resonant elements 113 and 115. It is connected to the. Equivalent capacitor C of each series resonant element 0 An additional resonant circuit is formed between the inductor 120 and the inductor 120, thereby forming a new attenuation pole within the desired attenuation band (especially near the passband and higher than the passband), and better with fewer stages Transmission filter characteristics can be obtained.
[0038]
In the present embodiment, the node 137 and the second port (reception port) 104 are connected by the capacitor 140 as an additional passive element, that is, the capacitor 140 is connected in parallel to the series resonant elements 133 and 135. Has been. An additional resonant circuit is formed between each series resonant element and the capacitor 140, thereby forming a new attenuation pole in the desired attenuation band (especially near and below the passband) and less A better reception filter characteristic can be obtained by the number of stages.
[0039]
In the above embodiment, one phase matching circuit 150 is used. However, in the present invention, two or more phase matching circuits may be used.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the transmission / reception switching device of the present invention, the transmission port, the reception port, the transmission / reception common port, the transmission band filter including the thin film piezoelectric resonator, and the reception band filter including the thin film piezoelectric resonator are patterned conductor films. Since a phase matching circuit is formed using a patterned conductor film on the ceramic substrate, it is possible to reduce the size, improve the power durability, facilitate manufacturing, and reduce the cost. Is possible.
[0041]
In addition, according to the filter of the present invention, the common ceramic substrate including the pattern element conductive film together with the first port and the second port of the series element including the thin film piezoelectric resonator and the shunt element including the thin film piezoelectric resonator is provided. Since the passive element is provided using the patterned conductor film on the ceramic substrate, it is possible to reduce the size, improve the power durability, facilitate the manufacturing, and reduce the cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a duplexer according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a duplexer according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic plan view of a thin film piezoelectric resonator.
4 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a thin film piezoelectric resonator.
FIG. 6 is an element equivalent circuit diagram of a thin film piezoelectric resonator.
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating an example of a phase matching circuit.
FIG. 8 is a perspective view of a duplexer according to the present invention.
9 is a partial cross-sectional view of FIG.
FIG. 10 is a schematic perspective view showing an example of a passive element formed in a substrate by a patterned conductor film.
FIG. 11 is still another circuit configuration diagram of the duplexer according to the present invention.
FIG. 12 is a view showing a mounting form of the piezoelectric resonator stack to the ceramic substrate.
[Explanation of symbols]
10 Thin film piezoelectric resonator
12 Piezoelectric layer
14 Through hole
14 'recess
16 Ceramic substrate
16a-1, 16a-2, 16a-3, 16a-4 Ceramic sheet
16b Patterned conductor film
16c Through-hole conductor
18, 20 electrode layer
22 Piezoelectric resonator stack
26, 28 electrode terminals
30 Acoustic impedance converter
100 duplexer
102 Transmission port
104 Receiving port
106 Antenna port
110 Transmission band filter
110a cover member
111, 113, 115 Series resonant element of transmission band filter
112,114 Shunt resonance element of transmission band filter
117,118 nodes
119,120 inductor
130 Receive Band Filter
130a cover member
131,133,135 Series resonant element of reception band filter
132,134,136 Shunt resonance element of reception band filter
137,138 nodes
139, 139 'inductor
140 capacitors
150 Phase matching circuit

Claims (16)

送信ポート、受信ポート及び送受共用ポートと;
前記送信ポートと前記送受共用ポートとの間に接続され、薄膜圧電共振器からなる第1の直列素子及び薄膜圧電共振器からなる第1の分路素子を備えた第1の回路を含んでおり、送信通過周波数帯域を有する送信帯域フィルタと;
前記受信ポートと前記送受共用ポートとの間に接続され、薄膜圧電共振器からなる第2の直列素子及び薄膜圧電共振器からなる第2の分路素子を備えた第2の回路を含んでおり、受信通過周波数帯域を有する受信帯域フィルタと;
を含んで構成される送受切換器において、
前記送信ポート、前記受信ポート、前記送受共用ポート、前記送信帯域フィルタ及び前記受信帯域フィルタは共通の基板を用いて形成されており、該基板はセラミック基板であり且つ少なくとも内部にパターン状導体膜を有しており、前記基板には前記パターン状導体膜を用いて形成され且つ前記送受共用ポートと前記送信帯域フィルタ及び前記受信帯域フィルタとに接続された位相整合回路が設けられていることを特徴とする送受切換器。
A transmission port, a reception port and a transmission / reception shared port;
A first circuit connected between the transmission port and the transmission / reception common port and including a first series element made of a thin film piezoelectric resonator and a first shunt element made of a thin film piezoelectric resonator; A transmission band filter having a transmission pass frequency band;
A second circuit connected between the receiving port and the transmission / reception common port and including a second series element made of a thin film piezoelectric resonator and a second shunt element made of a thin film piezoelectric resonator; A reception band filter having a reception pass frequency band;
A duplexer comprising:
The transmission port, the reception port, the transmission / reception shared port, the transmission band filter, and the reception band filter are formed using a common substrate, and the substrate is a ceramic substrate, and at least a patterned conductor film is formed inside. And the substrate is provided with a phase matching circuit formed using the patterned conductor film and connected to the transmission / reception common port, the transmission band filter, and the reception band filter. A duplexer.
前記セラミック基板は複数のセラミックシート及び前記パターン状導体膜を含む積層体からなることを特徴とする、請求項1に記載の送受切換器。2. The duplexer according to claim 1, wherein the ceramic substrate is made of a laminate including a plurality of ceramic sheets and the patterned conductor film. 前記セラミック基板は、セラミックとガラスとの混合物を含んでなり、焼成温度が800〜950℃であることを特徴とする、請求項1〜2のいずれかに記載の送受切換器。The duplexer according to any one of claims 1 to 2, wherein the ceramic substrate comprises a mixture of ceramic and glass and has a firing temperature of 800 to 950 ° C. 前記セラミック基板は、アルミナとホウケイ酸系ガラスとの混合物、フォルステライトとホウ酸系ガラスとの混合物、またはホウ酸スズバリウムを含んでなることを特徴とする、請求項1〜2のいずれかに記載の送受切換器。3. The ceramic substrate according to claim 1, wherein the ceramic substrate comprises a mixture of alumina and borosilicate glass, a mixture of forsterite and borate glass, or tin barium borate. 4. The duplexer. 前記パターン状導体膜は銀または銅からなることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の送受切換器。5. The duplexer according to claim 1, wherein the patterned conductor film is made of silver or copper. 前記位相整合回路は、前記送受共用ポートとの接続端から前記送信帯域フィルタとの接続端までの長さ及び前記送受共用ポートとの接続端から前記受信帯域フィルタとの接続端までの長さをそれぞれ所要値に設定してなるラインパターン状の導体膜を用いて形成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の送受切換器。The phase matching circuit has a length from a connection end to the transmission / reception shared port to a connection end to the transmission band filter and a length from a connection end to the transmission / reception shared port to a connection end to the reception band filter. The transmission / reception switching device according to any one of claims 1 to 5, wherein the transmission / reception switching device is formed using a line pattern-like conductor film set to a required value. 前記位相整合回路は、前記送受共用ポートと前記送信帯域フィルタとの間に配置されたインダクタ及びキャパシタを含む送信側部分、及び、前記送受共用ポートと前記受信帯域フィルタとの間に配置されたインダクタ及びキャパシタを含む受信側部分のうちの少なくとも一方を用いて形成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の送受切換器。The phase matching circuit includes a transmission side portion including an inductor and a capacitor disposed between the transmission / reception shared port and the transmission band filter, and an inductor disposed between the transmission / reception shared port and the reception band filter. 6. The transmission / reception switching device according to claim 1, wherein the transmission / reception switching device is formed using at least one of a receiving side portion including a capacitor. 前記送信帯域フィルタまたは前記受信帯域フィルタは、前記パターン状導体膜を用いて前記基板に形成された受動素子を含んでなることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の送受切換器。The transmission / reception switching according to any one of claims 1 to 7, wherein the transmission band filter or the reception band filter includes a passive element formed on the substrate using the patterned conductor film. vessel. 前記受動素子は、前記第1の回路の第1の分路素子または前記第2の回路の第2の分路素子と直列に接続されているインダクタ、あるいは、前記第1の回路の第1の直列素子と並列に接続されているインダクタ、あるいは、前記第2の回路の第2の直列素子と並列に接続されているキャパシタであることを特徴とする、請求項8に記載の送受切換器。The passive element may be an inductor connected in series with a first shunt element of the first circuit or a second shunt element of the second circuit, or a first shunt of the first circuit 9. The duplexer according to claim 8, wherein the duplexer is an inductor connected in parallel with a series element or a capacitor connected in parallel with a second series element of the second circuit. 請求項8〜9のいずれかに記載の送受切換器において前記送信帯域フィルタまたは前記受信帯域フィルタとして使用されているフィルタ。The filter used as the said transmission band filter or the said reception band filter in the transmission / reception switching device in any one of Claims 8-9. 第1のポートと第2のポートとの間に接続されているフィルタであって、
薄膜圧電共振器からなる直列素子及び薄膜圧電共振器からなる分路素子を備えており、前記第1のポート、前記第2のポート、前記直列素子及び前記分路素子は共通の基板を用いて形成されており、該基板はセラミック基板であり且つ少なくとも内部にパターン状導体膜を有しており、前記基板には前記パターン状導体膜を用いて形成され且つ前記直列素子または前記分路素子に接続された受動素子が設けられていることを特徴とするフィルタ。
A filter connected between the first port and the second port,
A series element comprising a thin film piezoelectric resonator and a shunt element comprising a thin film piezoelectric resonator are provided, and the first port, the second port, the series element and the shunt element are formed using a common substrate. The substrate is a ceramic substrate and has at least a patterned conductor film therein; the substrate is formed using the patterned conductor film; and is connected to the series element or the shunt element. A filter comprising a connected passive element.
前記セラミック基板は複数のセラミックシート及び前記パターン状導体膜を含む積層体からなることを特徴とする、請求項11に記載のフィルタ。The filter according to claim 11, wherein the ceramic substrate is formed of a laminate including a plurality of ceramic sheets and the patterned conductor film. 前記セラミック基板は、セラミックとガラスとの混合物を含んでなり、焼成温度が800〜950℃であることを特徴とする、請求項11〜12のいずれかに記載のフィルタ。The filter according to any one of claims 11 to 12, wherein the ceramic substrate comprises a mixture of ceramic and glass and has a firing temperature of 800 to 950 ° C. 前記セラミック基板は、アルミナとホウケイ酸系ガラスとの混合物、フォルステライトとホウ酸系ガラスとの混合物、またはホウ酸スズバリウムを含んでなることを特徴とする、請求項11〜12のいずれかに記載のフィルタ。13. The ceramic substrate according to claim 11, wherein the ceramic substrate comprises a mixture of alumina and borosilicate glass, a mixture of forsterite and borate glass, or tin barium borate. Filter. 前記パターン状導体膜は銀または銅からなることを特徴とする、請求項11〜14のいずれかに記載のフィルタ。The filter according to claim 11, wherein the patterned conductor film is made of silver or copper. 前記受動素子は、前記分路素子と直列に接続されているインダクタ、あるいは、前記直列素子と並列に接続されているインダクタ、あるいは、前記直列素子と並列に接続されているキャパシタであることを特徴とする、請求項11〜15のいずれかに記載のフィルタ。The passive element is an inductor connected in series with the shunt element, an inductor connected in parallel with the series element, or a capacitor connected in parallel with the series element. The filter according to any one of claims 11 to 15.
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