JP5488714B2

JP5488714B2 - 弾性波装置

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Publication number: JP5488714B2
Application number: JP2012542804A
Authority: JP
Inventors: 哲池内
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2014-05-14
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Description

本発明は、主として移動体通信機器等において使用される弾性波装置に関する。

近年、携帯電話機などにおいて、通過帯域の異なる複数の高周波フィルタを備えた弾性波装置が多用されている。

図１０は、従来の弾性波装置１００の回路図である。

図１０において、弾性波装置１００は、圧電体単結晶からなる圧電基板１の上に設けられた不平衡−平衡変換型の低域側フィルタ２と不平衡−平衡変換型の高域側フィルタ３とを有する。低域側フィルタ２は、中心周波数が相対的に低い通過帯域を有する。高域側フィルタ３は中心周波数が相対的に高い通過帯域を有する。低域側フィルタ２と高域側フィルタ３では、それぞれ不平衡端子４と平衡端子５の間に縦結合型弾性波共振器６と一端子対弾性波共振器７が直列に接続されて構成されている。弾性波装置１００の低域側フィルタ２に接続された平衡端子５と、高域側フィルタ３に接続された平衡端子５には別の電子回路が接続されている。弾性波装置１００は異なる複数の周波数帯域の電気信号のフィルタリングを行う。

なお、従来の弾性波装置１００に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。

このような従来の弾性波装置１００を用いる通信装置において、平衡端子５に接続される電子回路を共通化して、小型化や低コスト化する傾向がある。例えば、低域側フィルタ２に接続された平衡端子５と高域側フィルタ３に接続された平衡端子５を共通化することが要請されている。

従来の弾性波装置１００において平衡端子５を共通化した場合、低域側フィルタ２と高域側フィルタ３が平衡端子５を経由して接続される。そのため、平衡端子５側の低域側フィルタ２、高域側フィルタ３はそれぞれインピーダンスの影響を相互に受けてアイソレーションが劣化する。また、低域側フィルタ２、高域側フィルタ３のインピ−ダンスの不整合によって挿入損失が増加し、バランス度が低下する。その結果、弾性波装置１００の電気特性が劣化する。

国際公開第２００８／０９６５１４号

本発明に係る弾性波装置は、第１の不平衡端子に接続され、第１の最小周波数から第１の最大周波数までの低域側通過帯域を有する低域側フィルタと、第２の不平衡端子に接続され、前記第１の最大周波数より高い第２の最小周波数から第２の最大周波数までの高域側通過帯域を有する高域側フィルタと、前記低域側フィルタおよび前記高域側フィルタに共通に接続された第１と第２の平衡端子と、を有する。低域側フィルタは、前記第１の不平衡端子に接続された第１の縦結合型弾性波共振器と、前記第１の縦結合型弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第１の一端子対弾性波共振器と、前記第１の一端子対弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第２の一端子対弾性波共振器と、を有する。前記第１の一端子対弾性波共振器の反共振周波数と前記第２の一端子対弾性波共振器の反共振周波数との両方は、前記第１の最大周波数よりも高くかつ前記第２の最小周波数よりも低い。前記第２の一端子対弾性波共振器の反共振周波数は前記第１の一端子対弾性波共振器の反共振周波数よりも高い。

また、本発明に係る弾性波装置は、第１の不平衡端子に接続され、第１の最小周波数から第１の最大周波数までの低域側通過帯域を有する低域側フィルタと、第２の不平衡端子に接続され、第１の最大周波数より高い第２の最小周波数から第２の最大周波数までの高域側通過帯域を有する高域側フィルタと、低域側フィルタおよび高域側フィルタに共通に接続された第１と第２の平衡端子と、を有する。高域側フィルタは、第２の不平衡端子に接続された第１の縦結合型弾性波共振器と、第１の縦結合型弾性波共振器と第１の平衡端子との間に接続された第１の一端子対弾性波共振器と、第１の一端子対弾性波共振器と第１の平衡端子との間に接続された第２の一端子対弾性波共振器と、を有する。第１の一端子対弾性波共振器の反共振周波数は、第２の最大周波数よりも高く、第２の一端子対弾性波共振器の反共振周波数は第１の一端子対弾性波共振器の反共振周波数よりも高い。

また、本発明に係る弾性波装置は、第１の不平衡端子に接続され第１の最小周波数から第１の最大周波数までの低域側通過帯域を有する低域側フィルタと、第２の不平衡端子に接続され第１の最大周波数より高い第２の最小周波数から第２の最大周波数までの高域側通過帯域を有する高域側フィルタと、低域側フィルタおよび高域側フィルタに共通に接続された第１と第２の平衡端子と、を有する。低域側フィルタは、第１の不平衡端子に接続された第１の縦結合型弾性波共振器と、第１の縦結合型弾性波共振器に接続された第１の一端子対弾性波共振器と、第１の一端子対弾性波共振器と第１の平衡端子との間に接続され、第１の一端子対弾性波共振器と第１の接続点で接続された第２の一端子対弾性波共振器と、前記第１の縦結合型弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続された第３の一端子対弾性波共振器と、前記第３の一端子対弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続され、前記第３の一端子対弾性波共振器と第２の接続点で接続された第４の一端子対弾性波共振器と、前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に接続された容量素子と、を有する。低域側フィルタの比帯域幅は前記高域側フィルタの比帯域幅よりも狭い。

また、本発明に係る弾性波装置は、第１の不平衡端子に接続され第１の最小周波数から第１の最大周波数までの低域側通過帯域を有する低域側フィルタと、第２の不平衡端子に接続され前記第１の最大周波数より高い第２の最小周波数から第２の最大周波数までの高域側通過帯域を有する高域側フィルタと、前記低域側フィルタおよび前記高域側フィルタに共通に接続された第１と第２の平衡端子と、を有する前記高域側フィルタは、前記第２の不平衡端子に接続された第１の縦結合型弾性波共振器と、前記第１の縦結合型弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第１の一端子対弾性波共振器と、前記第１の一端子対弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続され、前記第１の一端子対弾性波共振器と第１の接続点で接続された第２の一端子対弾性波共振器と、前記第１の縦結合型弾性波共振器に接続された第３の一端子対弾性波共振器と、前記第３の一端子対弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続され、前記第３の一端子対弾性波共振器と第２の接続点で接続された第４の一端子対弾性波共振器と、前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に接続された容量素子と、を有する。前記高域側フィルタの比帯域幅は、前記低域側フィルタの比帯域幅よりも狭い。

この弾性波装置は、他方のフィルタへの信号の混入を抑え、通過帯域におけるインピーダンスのマッチングを向上させる。

図１Ａは実施の形態１における弾性波装置の回路図である。図１Ｂは比較例の弾性波装置の回路図である。図２Ａは実施の形態１における実施例と比較例のそれぞれの弾性波装置の一端子対弾性波共振器の通過特性の概念図である。図２Ｂは実施の形態１における弾性波装置と比較例の弾性波装置のそれぞれの一端子対弾性波共振器の共振周波数、反共振周波数の値を比較した図である。図３Ａは実施の形態１と比較例における弾性波装置の定在波比特性図である。図３Ｂは実施の形態１と比較例における弾性波装置の定在波比特性図である。図４は実施の形態１と比較例における弾性波装置の定在波比特性図である。図５Ａは実施の形態１と比較例における弾性波装置の通過特性図である。図５Ｂは実施の形態１と比較例における弾性波装置の通過特性図である。図６Ａは実施の形態１と比較例における弾性波装置の振幅バランス特性図である。図６Ｂは実施の形態１と比較例における弾性波装置の振幅バランス特性図である。図７Ａは実施の形態１と比較例における弾性波装置の位相バランス特性図である。図７Ｂは実施の形態１と比較例における弾性波装置の位相バランス特性図である。図８は実施の形態１における他の弾性波装置の回路図である。図９は実施の形態２における弾性波装置の回路図である。図１０は従来の弾性波装置の回路図である。

（実施の形態１）
実施の形態１における弾性波装置１０１について、図面を参照しながら説明する。

図１Ａは実施の形態１における弾性波装置１０１の回路図である。図１Ａにおいて、弾性波装置１０１は、圧電基板１１の上に配置された中心周波数が相対的に低い低域側通過帯域ＰＢ１を有する低域側フィルタ１２と、中心周波数が相対的に高い高域側通過帯域ＰＢ２を有する高域側フィルタ１３を有する。弾性波装置１０１は、第１の不平衡端子１４と、第２の不平衡端子１５と、第１の平衡端子１６と、第２の平衡端子１７を有する。不平衡端子１４は低域側フィルタ１２に接続されている。不平衡端子１５は高域側フィルタ１３に接続されている。平衡端子１６、１７は低域側フィルタ１２と高域側フィルタ１３の両方に接続されている。

低域側フィルタ１２は第１の縦結合型弾性波共振器１８と、第１の１段目の一端子対弾性波共振器１９と、第１の２段目の一端子対弾性波共振器２０とを有する。縦結合型弾性波共振器１８は不平衡端子１４に接続されている。一端子対弾性波共振器１９と一端子対弾性波共振器２０は、縦結合型弾性波共振器１８と平衡端子１６との間に互いに直列に接続されている。低域側フィルタ１２はさらに第２の１段目の一端子対弾性波共振器２１と、第２の２段目の一端子対弾性波共振器２２とを有する。一端子対弾性波共振器２１と一端子対弾性波共振器２２は縦結合型弾性波共振器１８と平衡端子１７との間に互いに直列に接続されている。

高域側フィルタ１３は第２の縦結合型弾性波共振器２３と、第３の１段目の一端子対弾性波共振器２４と、第３の２段目の一端子対弾性波共振器２５とを有する。第２の縦結合型弾性波共振器２３は第２の不平衡端子１５に接続されている。１段目の一端子対弾性波共振器２４と２段目の一端子対弾性波共振器２５は縦結合型弾性波共振器２３と平衡端子１６との間に接続点４０で互いに直列に接続されている。高域側フィルタ１３はさらに第４の１段目の一端子対弾性波共振器２６と、第４の２段目の一端子対弾性波共振器２７とを有する。一端子対弾性波共振器２６と一端子対弾性波共振器２７は、縦結合型弾性波共振器２３と平衡端子１７との間に接続点４１で互いに直列に接続されている。接続点４０と接続点４１の間に容量素子２８が直列に接続されている。容量素子２８は圧電基板１１上に設けられた導電パターンにより形成されている。弾性波装置１０１が電子機器の内部において接続して使用される際に、第１の平衡端子１６と第２の平衡端子１７の間にインダクタ１０１Ａが外部回路として接続されるように構成されて使用される。

実施の形態１において、低域側フィルタ１２の通過帯域である低域側通過帯域ＰＢ１は１．８０５ＧＨｚ〜１．８８０ＧＨｚである。低域側通過帯域ＰＢ１の中心周波数はその通過帯域の中点の１．８４２５ＧＨｚであり、その帯域幅は０．０７５ＧＨｚであり、帯域幅を中心周波数で割って計算されるその比帯域幅は４．０７％である。高域側フィルタ１３の通過帯域である高域側通過帯域ＰＢ２は１．９３０ＧＨｚ〜１．９９０ＧＨｚである。高域側通過帯域ＰＢ２の中心周波数はその通過帯域の中点の１．９６０ＧＨｚであり、その帯域幅は０．０６０ＧＨｚであり、帯域幅を中心周波数で割って計算されるその比帯域幅は３．０６％である。

一端子対弾性波共振器１９、２０、２１、２２の反共振周波数ｆＡＲ１９、ｆＡＲ２０、ｆＡＲ２１、ｆＡＲ２２は低域側通過帯域ＰＢ１の高域側帯域外で、かつ高域側通過帯域ＰＢ２の低域側帯域外に設定されている。すなわち一端子対弾性波共振器１９、２０、２１、２２の反共振周波数ｆＡＲ１９、ｆＡＲ２０、ｆＡＲ２１、ｆＡＲ２２は、低域側通過帯域ＰＢ１の最大周波数である１．８８０ＧＨｚよりも高く、かつ高域側通過帯域ＰＢ２の最小周波数である１．９３０ＧＨｚよりも低い。

図１０に示す従来の弾性波装置１００において平衡端子５を共通化した場合、低域側フィルタ２と高域側フィルタ３が平衡端子５を経由して接続される。そのため、平衡端子５側の低域側フィルタ２、高域側フィルタ３はそれぞれインピーダンスの影響を相互に受ける。これによって、他方のフィルタの信号が混入してアイソレーションが劣化する。また、低域側フィルタ２、高域側フィルタ３のインピ−ダンスの不整合によって挿入損失が増加し、バランス度が低下する。その結果、弾性波装置１００の電気特性が劣化する。

実施の形態１の実施例である弾性波装置１０１と比較例である弾性波装置１１１の通過特性について説明する。

図１Ｂは比較例である弾性波装置１１１の回路図である。図１Ｂに示す弾性波装置１１１において、図１Ａに示す実施の形態１における弾性波装置１０１と共通する構成部品については同一番号を付す。

弾性波装置１１１は、弾性波装置１０１の低域側フィルタ１２と、高域側フィルタ１３の代わりに、低域側フィルタ１１２と、高域側フィルタ１１３とを有する。低域側フィルタ１１２は、弾性波装置１０１の第１の１段目の一端子対弾性波共振器１９と、第１の２段目の一端子対弾性波共振器２０と第２の１段目の一端子対弾性波共振器２１と、第２の２段目の一端子対弾性波共振器２２の代わりに、第１の１段目の一端子対弾性波共振器１１９と、第１の２段目の一端子対弾性波共振器１２０と、第２の１段目の一端子対弾性波共振器１２１と、第２の２段目の一端子対弾性波共振器１２２とを有する。高域側フィルタ１１３は、弾性波装置１０１の第３の１段目の一端子対弾性波共振器２４と、第３の２段目の一端子対弾性波共振器２５と、第４の１段目の一端子対弾性波共振器２６と、第４の２段目の一端子対弾性波共振器２７との代わりに、第３の１段目の一端子対弾性波共振器１２４と、第３の２段目の一端子対弾性波共振器１２５と、第４の１段目の一端子対弾性波共振器１２６と、第４の２段目の一端子対弾性波共振器１２７とを有する。

比較例である弾性波装置１１１において、低域側フィルタ１１２と高域側フィルタ１１３とは共通の平衡端子１６、１７に接続されている。低域側フィルタ１１２内でそれぞれ直列に接続された一端子対弾性波共振器１１９、１２０、１２１、１２２の反共振周波数ｆＡＲ１１９、ｆＡＲ１２０、ｆＡＲ１２１、ｆＡＲ１２２は高域側通過帯域ＰＢ２内に設定されている。これによって高域側通過帯域ＰＢ２において、共通の平衡端子１６、１７から見た低域側フィルタ１１２のインピーダンスが大きくなる。その結果、高域側フィルタ１１３から低域側フィルタ１１２に流出するエネルギー損失を最小化することができる。

図２Ａは、実施例である弾性波装置１０１と比較例である弾性波装置１１１のそれぞれの一端子対弾性波共振器の通過特性の概念図である。図２Ａにおいて、実線は一端子対弾性波共振器１９の通過特性Ｐ１９、一端子対弾性波共振器２０の通過特性Ｐ２０、一端子対弾性波共振器２１の通過特性Ｐ２１、一端子対弾性波共振器２２の通過特性Ｐ２２、一端子対弾性波共振器２４の通過特性Ｐ２４、一端子対弾性波共振器２５の通過特性Ｐ２５、一端子対弾性波共振器２６の通過特性Ｐ２６、一端子対弾性波共振器２７の通過特性Ｐ２７を示している。一端子対弾性波共振器１９〜２２の共振周波数ｆＲ１９〜ｆＲ２２は低域側通過帯域ＰＢ１内に設けられている。一端子対弾性波共振器１９〜２２の反共振周波数ｆＡＲ１９〜ｆＡＲ２２は低域側通過帯域ＰＢ１の最大周波数と高域側通過帯域ＰＢ２の最小周波数との間に設けられている。図２Ａにおいて、破線は、図１Ｂに示される比較例である弾性波装置１１１の一端子対弾性波共振器１１９の通過特性Ｐ１１９、一端子対弾性波共振器１２０の通過特性Ｐ１２０、一端子対弾性波共振器１２１の通過特性Ｐ１２１、一端子対弾性波共振器１２２の通過特性Ｐ１２２を示している。一端子対弾性波共振器１１９〜１２２の共振周波数ｆＲ１１９〜ｆＲ１２２は低域側通過帯域ＰＢ１内に設けられている。一端子対弾性波共振器１１９〜１２２の反共振周波数ｆＡＲ１１９〜ｆＡＲ１２２は高域側通過帯域ＰＢ２内に設けられている。

比較例の弾性波装置１１１において、低域側通過帯域ＰＢ１において高域側フィルタ１１３は容量性として動作する。しかし、反共振周波数ｆＡＲ１１９〜ｆＡＲ１２２が高域側通過帯域ＰＢ２内にあるので、高域側通過帯域ＰＢ２において、フィルタ１１２内の直列に接続された一端子対弾性波共振器１１９〜１２２のインピーダンスが大きくなる。よって低域側フィルタ１１２は高域側通過帯域ＰＢ２の全帯域において容量性として動作しない。このため、低域側フィルタ１１２と高域側フィルタ１１３の合成インピーダンスを共通接続端子１６、１７側からみたときに、低域側通過帯域ＰＢ１におけるインピーダンスと高域側通過帯域ＰＢ２におけるインピーダンスとの差が大きくなってしまい、低域側と高域側の両方の通過帯域でのインピーダンス整合を取ることは困難となる。

一方、実施例である弾性波装置１０１において、低域側フィルタ１２の一端子対弾性波共振器１９〜２２の反共振周波数ｆＡＲ１９〜ｆＡＲ２２は低域側通過帯域ＰＢ１の最大周波数と高域側通過帯域ＰＢ２の最小周波数との間に設定されている。そのため低域側フィルタ１２における高域側通過帯域ＰＢ２のインピーダンスは容量性となる。高域側フィルタ１３における低域側通過帯域ＰＢ１のインピーダンスも容量性である。このように、低域側フィルタ１２のインピーダンスがオープン特性になる反共振周波数ｆＡＲ１９〜ｆＡＲ２２を低域側通過帯域ＰＢ１と高域側通過帯域ＰＢ２の間に設定することで、高域側通過帯域ＰＢ２において低域側フィルタ１２は容量性として動作する。これによって共通接続端子１６、１７から見たときの低域側通過帯域ＰＢ１におけるインピーダンスと高域側通過帯域ＰＢ２におけるインピーダンスの差を小さくすることができる。そのため、高域側フィルタ１３から低域側フィルタ１２に流出するエネルギー損失を抑え、インピーダンスの整合を向上させることができる。また、一端子対弾性波共振器１９〜２２の反共振周波数ｆＡＲ１９〜ｆＡＲ２２が低域側通過帯域ＰＢ１の高域側近傍に設定されるので、低域側フィルタ１２の急峻度を向上することができる。平衡端子１６と平衡端子１７の間に外部回路として設けられたインダクタ１０１Ａによって、低域側フィルタ１２と高域側フィルタ１３の容量性をキャンセルすることができる。

図２Ａにおいて、弾性波装置１０１の一端子対弾性波共振器２４〜２７の共振周波数ｆＲ２４〜ｆＲ２７は高域側通過帯域ＰＢ２内に設けられている。一端子対弾性波共振器２４〜２７の反共振周波数ｆＡＲ２４〜ｆＡＲ２７は高域側通過帯域ＰＢ２の高域側帯域外、すなわち高域側通過帯域ＰＢ２の最大周波数よりも高い値に設定されている。比較例である弾性波装置１１１の一端子対弾性波共振器１２４〜１２７の共振周波数ｆＲ１２４〜ｆＲ１２７も同様に高域側通過帯域ＰＢ２内に設けられており、反共振周波数ｆＡＲ１２４〜ｆＡＲ１２７は高域側通過帯域ＰＢ２の高域側帯域外すなわち高域側通過帯域ＰＢ２の最大周波数よりも高い値に設定されている。

図２Ｂは実施の形態１における共振周波数ｆＲ１９〜ｆＲ２２、ｆＲ２４〜ｆＲ２７、ｆＲ１１９〜ｆＲ１２２、ｆＲ１２４〜ｆＲ１２７と反共振周波数ｆＡＲ１９〜ｆＡＲ２２、ｆＡＲ２４〜ｆＡＲ２７、ｆＡＲ１１９〜ｆＡＲ１２２、ｆＡＲ１２４〜ｆＡＲ１２７の各値を示している。

次に、実施例である弾性波装置１０１と比較例である弾性波装置１１１の特性について説明する。

図３Ａ〜図７は、実施例である弾性波装置１０１の各種の特性と、比較例における弾性波装置１１１の各種の特性をシミュレーションにより求めた特性図である。図３Ａ〜図７において、実線は図２Ｂにおける一端子対弾性波共振器１９〜２２、２４〜２７を用いた弾性波装置１０１についてシミュレートした結果得られた特性を示す。破線は図２Ｂにおける比較例の一端子対弾性波共振器１１９〜１２２、１２４〜１２７を用いた弾性波装置１１１についてシミュレートした結果得られた特性を示す。図３Ａ〜図７において、マーカーＡからマーカーＢの周波数範囲が低域側通過帯域ＰＢ１である。すなわち、マーカーＡは低域側通過帯域ＰＢ１の最小周波数、マーカーＢは低域側通過帯域ＰＢ１の最大周波数を表す。マーカーＣからマーカーＤの周波数範囲が高域側通過帯域ＰＢ２である。すなわち、マーカーＣは高域側通過帯域ＰＢ２の最小周波数、マーカーＤは高域側通過帯域ＰＢ２の最大周波数を表す。

図３Ａは不平衡端子１４（低域側不平衡端子）からみた弾性波装置１０１の定在波比と弾性波装置１１１の定在波比の特性図である。図３Ａより、実施例において、不平衡端子１４からみた弾性波装置１０１の定在波比は弾性波装置１１１の定在波比よりも１に近い。このことから、低域側通過帯域ＰＢ１において弾性波装置１０１の低域側フィルタ１２のインピーダンスの整合が大きく改善されていることが判る。

図３Ｂは、不平衡端子１５（高域側不平衡端子）からみた弾性波装置１０１の定在波比と弾性波装置１１１の定在波比の特性図である。図３Ｂより、不平衡端子１５からみた弾性波装置１０１の定在波比は、弾性波装置１１１の定在波比と比べてほとんど差がない。このことから、高域側通過帯域ＰＢ２における弾性波装置１０１のインピーダンスの整合は劣化していないことが判る。

図４は、平衡端子１６と平衡端子１７からみた弾性波装置１０１の定在波比と弾性波装置１１１の定在波比の特性図である。図４より、低域側通過帯域ＰＢ１において、平衡端子１６と平衡端子１７からみた弾性波装置１０１の定在波比は弾性波装置１１１の定在波比に比べて１により近く、大きく良化している。このことから、弾性波装置１０１のインピーダンスの整合は大きく改善されていることが判る。

図５Ａは、低域側通過帯域ＰＢ１および高域側通過帯域ＰＢ２を含む、低域側フィルタ１２と低域側フィルタ１１２の通過特性図である。図５Ａにおいて、比較例は実施例と比較して低域側通過帯域ＰＢ１において挿入損失が大きい。これに対して実施例は、特に低域側通過帯域ＰＢ１の高域側半分において、挿入損失を低減することができ、弾性波装置の電気特性を大きく改善されている。これは、この領域における弾性波装置１０１のインピーダンスの整合を向上することにより、電気信号エネルギーの反射ロスを低減することができたことによる。また低域側通過帯域ＰＢ１と高域側通過帯域ＰＢ２の間において、実施例は比較例に比べてより急峻に減衰しており、その挿入損失が急峻に増加している。これは反共振周波数ｆＡＲ１９〜ｆＡＲ２２を比較例の反共振周波数ｆＡＲ１１９〜ｆＡＲ１２２よりも低域側通過帯域ＰＢ１に近づけたことによる。

図５Ｂは、低域側通過帯域ＰＢ１および高域側通過帯域ＰＢ２を含む、実施例の高域側フィルタ１３と比較例の高域側フィルタ１１３の通過特性図である。図５Ｂにおいて、高域側フィルタ１３の挿入損失と高域側フィルタ１１３の挿入損失には大きな差はない。しかし、高域側通過帯域ＰＢ２の最小周波数付近においては、弾性波装置１０１の挿入損失がより低減されている。

図６Ａは、低域側通過帯域ＰＢ１における実施例の低域側フィルタ１２と比較例の低域側フィルタ１１２のそれぞれの振幅バランス特性図である。図６Ａに示すように、比較例と比較して実施例は、低域側通過帯域ＰＢ１の高域側半分において、低域側フィルタ１２の平衡端子１６、１７間の振幅バランスが大きく改善されている。これは、この領域におけるインピーダンスの整合が向上されたことによる。

図６Ｂは、高域側通過帯域ＰＢ２における実施例の高域側フィルタ１３と比較例の高域側フィルタ１１３の振幅バランス特性図である。図６Ｂより、高域側通過帯域ＰＢ２において高域側フィルタ１３の平衡端子１６、１７間の振幅バランスは、高域側フィルタ１１３と比較してほとんど差がない。

図７Ａは、低域側通過帯域ＰＢ１における実施例の低域側フィルタ１２と比較例の低域側フィルタ１１２の位相バランス特性図である。図７Ａに示すように、比較例と比較して実施例は、低域側通過帯域ＰＢ１の高域側半分において、位相バランスが大きく改善されている。これは、この領域におけるインピーダンスの整合が向上されたことによる。

図７Ｂは、高域側通過帯域ＰＢ２における実施例の高域側フィルタ１３と比較例の高域側フィルタ１１３の位相バランス特性図である。図７Ｂより、高域側通過帯域ＰＢ２において、高域側フィルタ１３の平衡端子１６、１７間の位相バランスは、高域側フィルタ１１３と比較してほとんど差がない。

以上のように、実施例である弾性波装置１０１では、一端子対弾性波共振器１９〜２２の反共振周波数ｆＡＲ１９〜ｆＡＲ２２が、低域側通過帯域ＰＢ１の高域側帯域外かつ高域側通過帯域ＰＢ２の低域側帯域外に設けられている。これによって、低域側通過帯域ＰＢ１において低域側フィルタ１２のインピーダンスの整合が向上し、特に低域側通過帯域ＰＢ１の挿入損失が大きく低減される。さらに、低域側通過帯域ＰＢ１の位相と振幅のバランス度を大きく向上することができる。

なお、実施の形態１において、一端子対弾性波共振器１９〜２２の反共振周波数ｆＡＲ１９〜ｆＡＲ２２の全てが、低域側通過帯域ＰＢ１の高域側帯域外かつ高域側通過帯域ＰＢ２の低域側帯域外に設けられているが、これに限られない。例えば、一端子対弾性波共振器１９〜２２の反共振周波数ｆＡＲ１９〜ｆＡＲ２２の少なくとも１つが、低域側通過帯域ＰＢ１の高域側帯域外かつ高域側通過帯域ＰＢ２の低域側帯域外に設けられた場合であっても、上記の効果を有する。

実施の形態１において、一端子対弾性波共振器２４〜２７の共振周波数ｆＲ２４〜ｆＲ２７が高域側通過帯域ＰＢ２内に設けられ、反共振周波数ｆＡＲ２４〜ｆＡＲ２７が高域側通過帯域ＰＢ２の高域側帯域外に設けられている。これにより、高域側通過帯域ＰＢ２の高域側帯域外において高域側フィルタ１３への入力信号をより減衰させることができる。また、一端子対弾性波共振器２４〜２７の共振周波数ｆＲ２４〜ｆＲ２７の少なくとも１つが高域側通過帯域ＰＢ２内に設けられ、反共振周波数ｆＡＲ２４〜ｆＡＲ２７の少なくとも１つが高域側通過帯域ＰＢ２の高域側帯域外に設けられてもよい。これによっても、高域側フィルタ１３への入力信号をより減衰させることができる。

実施の形態１において、一端子対弾性波共振器２０の反共振周波数ｆＡＲ２０と一端子対弾性波共振器１９の反共振周波数ｆＡＲ１９を異ならせることによって低域側通過帯域ＰＢ１の高域部分における挿入損失を低減させることができる。反共振周波数ｆＡＲ１９を低域側通過帯域ＰＢ１の最大周波数よりも高くし、反共振周波数ｆＡＲ２０よりも低くする。これによって、低域側フィルタ１２の高域部分における入力信号の減衰の急峻性を向上させることができる。これは次の理由による。一端子対弾性波共振器１９は、共振周波数ｆＲ１９と反共振周波数ｆＡＲ１９の間で誘導性になるのに対して、縦結合型弾性波共振器１８は、低域側通過帯域ＰＢ１の高域部分で容量性になる。一端子対弾性波共振器１９と縦結合型弾性波共振器１８は直接に接続されているので、両者は共役なインピーダンスをもつ。これによってインピーダンスの整合が取れて、低域側通過帯域ＰＢ１の高域部分における挿入損失を低減することができる。また、一端子対弾性波共振器１９の反共振周波数ｆＡＲ１９の位置での減衰を確保することができる。そして、反共振周波数ｆＡＲ２０を反共振周波数ｆＡＲ１９よりも高くすることによって、一端子対弾性波共振器１９の反共振周波数ｆＡＲ１９より高域な領域での減衰量を確保する。一端子対弾性波共振器２０の反共振周波数ｆＡＲ２０を高域側通過帯域ＰＢ２の最小周波数よりも低くする。これによって、共通接続端子である平衡端子１６から見たときの低域側通過帯域ＰＢ１におけるインピーダンスと高域側通過帯域ＰＢ２におけるインピーダンスの差を小さくすることができる。このため、インピーダンスを整合させることができ、低域側通過帯域ＰＢ１、高域側通過帯域ＰＢ２における挿入損失を低減することができる。

同様に、一端子対弾性波共振器２２の反共振周波数ｆＡＲ２２と一端子対弾性波共振器２１の反共振周波数ｆＡＲ２１を異なる値に設定することによって、低域側通過帯域ＰＢ１の高域部分における挿入損失を低減させることができる。反共振周波数ｆＡＲ２１を低域側通過帯域ＰＢ１の最大周波数よりも高くし、反共振周波数ｆＡＲ２２よりも低く設定する。これによって、低域側フィルタ１２の高域部分における入力信号の減衰の急峻性を向上させることができる。そして、反共振周波数ｆＡＲ２２を反共振周波数ｆＡＲ２１よりも高くする。これによって、一端子対弾性波共振器２１の反共振周波数ｆＡＲ２１より高域な領域での減衰量を確保することができる。一端子対弾性波共振器２２の反共振周波数ｆＡＲ２２を高域側通過帯域ＰＢ２の最小周波数よりも低くする。これによって、共通接続端子である平衡端子１７から見たときの低域側通過帯域ＰＢ１におけるインピーダンスと高域側通過帯域ＰＢ２におけるインピーダンスの差を小さくすることができる。このため、インピーダンスを整合させることができ、低域側通過帯域ＰＢ１、高域側通過帯域ＰＢ２における挿入損失を低減することができる。

実施の形態１において、高域側フィルタ１３の一端子対弾性波共振器２５の反共振周波数ｆＡＲ２５と一端子対弾性波共振器２４の反共振周波数ｆＡＲ２４を異なる値に設定する。これによってバランス度の劣化を抑制することができる。また、反共振周波数ｆＡＲ２５を反共振周波数ｆＡＲ２４よりも高くすることにより、通過特性において入力信号の減衰の急峻度を向上させることができる。

同様に、一端子対弾性波共振器２７の反共振周波数ｆＡＲ２７と一端子対弾性波共振器２６の反共振周波数ｆＡＲ２６を異ならせることによって、高域側フィルタ１３の高域部分におけるフィルタ特性を向上させることができる。反共振周波数ｆＡＲ２６を高域側通過帯域ＰＢ２の最大周波数よりも高くし、反共振周波数ｆＡＲ２７よりも低くする。これによって、高域側フィルタ１３の高域部分における入力信号の減衰の急峻度を向上させることができる。反共振周波数ｆＡＲ２７を反共振周波数ｆＡＲ２６よりも高くする。これによって、一端子対弾性波共振器２６の反共振周波数ｆＡＲ２６より高域な領域での減衰量を確保することができる。

以上のように、実施の形態１にかかる弾性波装置１０１は、低域側通過帯域ＰＢ１を有する低域側フィルタ１２と、高域側通過帯域ＰＢ２を有する高域側フィルタ１３と、平衡端子１６と平衡端子１７を有する。低域側フィルタ１２は不平衡端子１５に接続されている。低域側通過帯域ＰＢ１は第１の最小周波数から第１の最大周波数までの周波数帯である。高域側フィルタ１３は不平衡端子１５に接続されている。高域側通過帯域ＰＢ２は第１の最大周波数より高い第２の最小周波数から第２の最大周波数までの周波数帯である。平衡端子１６、１７は低域側フィルタ１２および高域側フィルタ１３に共通に接続されている。低域側フィルタ１２は、縦結合型弾性波共振器１８と、縦結合型弾性波共振器１８に直列に接続された一端子対弾性波共振器１９とを有する。一端子対弾性波共振器１９の反共振周波数は、第１の最大周波数より高くかつ第２の最小周波数より低く設定されている。

また、縦結合型弾性波共振器１８は不平衡端子１４に接続されている。一端子対弾性波共振器１９は縦結合型弾性波共振器１８と平衡端子１６との間に直列に接続されている。低域側フィルタ１２は、縦結合型弾性波共振器１８と平衡端子１６との間に直列に接続された一端子対弾性波共振器２１をさらに有する。高域側フィルタ１３は、縦結合型弾性波共振器２３と、一端子対弾性波共振器２４と、一端子対弾性波共振器２６とを有する。縦結合型弾性波共振器２３は不平衡端子１５に接続されている。一端子対弾性波共振器２４は縦結合型弾性波共振器２３と平衡端子１６との間に直列に接続されている。一端子対弾性波共振器２６は縦結合型弾性波共振器２３と平衡端子１７との間に直列に接続されている。

また、容量素子２８を高域側フィルタまたは低域側フィルタに設けることによって、高域側フィルタまたは低域側フィルタの比帯域幅を調整することができる。本実施の形態１に係る弾性波装置１０１では、高域側フィルタ１３において、一端子対弾性波共振器２４と一端子対弾性波共振器２５とを接続する配線と、一端子対弾性波共振器２６と一端子対弾性波共振器２７とを接続する配線との間に容量素子２８を接続する。すなわち容量素子２８は図１Ａに示される接続点４０と接続点４１の間に接続点４０、４１と直列に接続される。高域側フィルタ１３に容量素子２８を設けることによって、同一の圧電基板１１上に形成された低域側フィルタ１２と高域側フィルタ１３の比帯域幅を異ならせることができる。よって高域側フィルタ１３の帯域幅を狭める方向に調整することが可能になる。

なお、低域側通過帯域ＰＢ１における比帯域幅を高域側通過帯域ＰＢ２の比帯域幅よりも狭くする場合には、図１Ａに示す弾性波装置１０１とは逆に、低域側フィルタ１２に容量素子を設けるとよい。図８は実施の形態１における他の弾性波装置１０２の回路図である。図８において、図１Ａに示す弾性波装置１０１と共通する弾性波装置１０２の構成部品については同一番号を付している。弾性波装置１０２は、弾性波装置１０１の低域側フィルタ１２と、高域側フィルタ１３の代わりに、低域側フィルタ２１２と、高域側フィルタ２１３とを有する。弾性波装置１０２は、弾性波装置１０１の容量素子２８の代わりに容量素子１２８を有する。容量素子１２８は圧電基板１１上に設けられた導電パターンにより形成されている。図８において、一端子対弾性波共振器１９と一端子対弾性波共振器２０は接続点１４０で接続されている。一端子対弾性波共振器２１と一端子対弾性波共振器２２は接続点１４１で接続されている。容量素子１２８は接続点１４０と接続点１４１の間に接続点１４０、１４１と直列に接続されている。

このような構成とすることで、低域側通過帯域ＰＢ１の比帯域幅を高域側通過帯域ＰＢ２の比帯域幅よりも狭くすることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２における弾性波装置１０３について、図面を参照しながら説明する。

図９は実施の形態２における弾性波装置１０３の回路図である。図９において、図１Ａに示す実施の形態１における弾性波装置１０１と共通する実施の形態２における弾性波装置１０３の構成部品については同一番号を付している。

実施の形態２における弾性波装置１０３は、実施の形態１における弾性波装置１０１の低域側フィルタ１２と、高域側フィルタ１３の代わりに、低域側フィルタ３１２と、高域側フィルタ３１３とを有する。実施の形態２における弾性波装置１０３は、実施の形態１における弾性波装置１０１の低域側フィルタ１２および高域側フィルタ１３において、縦結合型弾性波共振器１８、２３と、平衡端子１６、１７との間に、それぞれ２個の一端子対弾性波共振器が直列に設けられる代わりに、低域側フィルタ３１２と高域側フィルタ３１３においてそれぞれ１個の一端子対弾性波共振器が設けられている点で相違する。

すなわち、縦結合型弾性波共振器１８と平衡端子１６との間に第１の一端子対弾性波共振器１９が設けられ、縦結合型弾性波共振器１８と平衡端子１７との間に第２の一端子対弾性波共振器２１が設けられている。そして、縦結合型弾性波共振器２３と平衡端子１６との間に第３の一端子対弾性波共振器２４が設けられ、縦結合型弾性波共振器２３と平衡端子１７との間に第４の一端子対弾性波共振器２６が設けられている。

一端子対弾性波共振器１９、２１の少なくとも一方の反共振周波数を、低域側通過帯域ＰＢ１の高域側帯域外でかつ高域側通過帯域ＰＢ２の低域側帯域外に設定する。すなわち一端子対弾性波共振器１９、２１の少なくとも一方の反共振周波数は低域側通過帯域ＰＢ１の最大周波数より高く、高域側通過帯域ＰＢ２の最小周波数より低い値に設定する。これによって、一方のフィルタから他方のフィルタへの信号の混入を抑え、通過帯域におけるインピーダンスのマッチングが向上する。その結果、挿入損失の低減およびバランス度の向上を図ることができる。

本発明に係る弾性波装置は、他方のフィルタへの信号の混入を抑え、通過帯域におけるインピーダンスのマッチングを向上させ、優れた電気特性を得ることができるもので、主として移動体通信機器において複数の弾性波フィルタを備え、共通の平衡端子を有する弾性波装置において有用である。

１２，１１２，２１２，３１２低域側フィルタ
１３，１１３，２１３，３１３高域側フィルタ
１４不平衡端子（第１の不平衡端子）
１５不平衡端子（第２の不平衡端子）
１６平衡端子（第１の平衡端子）
１７平衡端子（第２の平衡端子）
１８縦結合型弾性波共振器（第１の縦結合型弾性波共振器）
１９一端子対弾性波共振器（第１の一端子対弾性波共振器）
２０一端子対弾性波共振器（第５の一端子対弾性波共振器）
２１一端子対弾性波共振器（第２の一端子対弾性波共振器）
２２一端子対弾性波共振器（第５の一端子対弾性波共振器、第６の一端子対弾性波共振器）
２３縦結合型弾性波共振器（第２の縦結合型弾性波共振器）
２４一端子対弾性波共振器（第３の一端子対弾性波共振器）
２５一端子対弾性波共振器（第５の一端子対弾性波共振器）
２６一端子対弾性波共振器（第４の一端子対弾性波共振器）
２７一端子対弾性波共振器（第５の一端子対弾性波共振器、第６の一端子対弾性波共振器）
２８，１２８容量素子
４０，１４０接続点（第１の接続点）
４１，１４１接続点（第２の接続点）

Claims

第１の不平衡端子に接続され、第１の最小周波数から第１の最大周波数までの低域側通過帯域を有する低域側フィルタと、
第２の不平衡端子に接続され、前記第１の最大周波数より高い第２の最小周波数から第２の最大周波数までの高域側通過帯域を有する高域側フィルタと、
前記低域側フィルタおよび前記高域側フィルタに共通に接続された第１と第２の平衡端子と、
を備え、
前記低域側フィルタは、
前記第１の不平衡端子に接続された第１の縦結合型弾性波共振器と、
前記第１の縦結合型弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第１の一端子対弾性波共振器と、
前記第１の一端子対弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第２の一端子対弾性波共振器と、
を有し、
前記第１の一端子対弾性波共振器の反共振周波数と前記第２の一端子対弾性波共振器の反共振周波数との両方を前記第１の最大周波数よりも高くかつ前記第２の最小周波数よりも低くし、
前記第２の一端子対弾性波共振器の反共振周波数を前記第１の一端子対弾性波共振器の反共振周波数よりも高くした、
弾性波装置。
第１の不平衡端子に接続され、第１の最小周波数から第１の最大周波数までの低域側通過帯域を有する低域側フィルタと、
第２の不平衡端子に接続され、前記第１の最大周波数より高い第２の最小周波数から第２の最大周波数までの高域側通過帯域を有する高域側フィルタと、
前記低域側フィルタおよび前記高域側フィルタに共通に接続された第１と第２の平衡端子と、
を備え、
前記高域側フィルタは、
前記第２の不平衡端子に接続された第１の縦結合型弾性波共振器と、
前記第１の縦結合型弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第１の一端子対弾性波共振器と、
前記第１の一端子対弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第２の一端子対弾性波共振器と、
を有し、
前記第１の一端子対弾性波共振器の反共振周波数を前記第２の最大周波数よりも高くし、
前記第２の一端子対弾性波共振器の反共振周波数を前記第１の一端子対弾性波共振器の反共振周波数よりも高くした、
弾性波装置。
第１の不平衡端子に接続され第１の最小周波数から第１の最大周波数までの低域側通過帯域を有する低域側フィルタと、
第２の不平衡端子に接続され前記第１の最大周波数より高い第２の最小周波数から第２の最大周波数までの高域側通過帯域を有する高域側フィルタと、
前記低域側フィルタおよび前記高域側フィルタに共通に接続された第１と第２の平衡端子と、
を備え、
前記低域側フィルタは、
前記第１の不平衡端子に接続された第１の縦結合型弾性波共振器と、
前記第１の縦結合型弾性波共振器に接続された第１の一端子対弾性波共振器と、
前記第１の一端子対弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続され、前記第１の一端子対弾性波共振器と第１の接続点で接続された第２の一端子対弾性波共振器と、
前記第１の縦結合型弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続された第３の一端子対弾性波共振器と、
前記第３の一端子対弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続され、前記第３の一端子対弾性波共振器と第２の接続点で接続された第４の一端子対弾性波共振器と、
前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に接続された容量素子と、
を有し、
前記低域側フィルタの比帯域幅を前記高域側フィルタの比帯域幅よりも狭くした、
弾性波装置。
第１の不平衡端子に接続され第１の最小周波数から第１の最大周波数までの低域側通過帯域を有する低域側フィルタと、
第２の不平衡端子に接続され前記第１の最大周波数より高い第２の最小周波数から第２の最大周波数までの高域側通過帯域を有する高域側フィルタと、
前記低域側フィルタおよび前記高域側フィルタに共通に接続された第１と第２の平衡端子と、
を備え、
前記高域側フィルタは、
前記第２の不平衡端子に接続された第１の縦結合型弾性波共振器と、
前記第１の縦結合型弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第１の一端子対弾性波共振器と、
前記第１の一端子対弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続され、前記第１の一端子対弾性波共振器と第１の接続点で接続された第２の一端子対弾性波共振器と、
前記第１の縦結合型弾性波共振器に接続された第３の一端子対弾性波共振器と、
前記第３の一端子対弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続され、前記第３の一端子対弾性波共振器と第２の接続点で接続された第４の一端子対弾性波共振器と、
前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に接続された容量素子と、
を有し、
前記高域側フィルタの比帯域幅を前記低域側フィルタの比帯域幅よりも狭くした、
弾性波装置。
前記高域側フィルタは、前記第１と第２の平衡端子のそれぞれと前記第２の不平衡端子との間に接続された第２の縦結合型弾性波共振器を有する、
請求項１に記載の弾性波装置。
前記低域側フィルタは、前記第１の縦結合型弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続された第３の一端子対弾性波共振器をさらに有し、
前記高域側フィルタは、
前記第２の縦結合型弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第４の一端子対弾性波共振器と、
前記第２の縦結合型弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続された第５の一端子対弾性波共振器と、
をさらに有する、
請求項５に記載の弾性波装置。
前記低域側フィルタは、前記第１と第２の平衡端子のそれぞれと前記第１の不平衡端子との間に接続された第２の縦結合型弾性波共振器を有する、
請求項２に記載の弾性波装置。
前記高域側フィルタは、前記第１の縦結合型弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続された第３の一端子対弾性波共振器をさらに有し、
前記低域側フィルタは、
前記第２の縦結合型弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第４の一端子対弾性波共振器と、
前記第２の縦結合型弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続された第５の一端子対弾性波共振器と、
をさらに有する、
請求項７に記載の弾性波装置。
前記高域側フィルタは、
前記第１と第２の平衡端子のそれぞれと前記第２の不平衡端子との間に接続された第２の縦結合型弾性波共振器と、
前記第２の縦結合型弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第５の一端子対弾性波共振器と、
前記第２の縦結合型弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続された第６の一端子対弾性波共振器と、
を有する、
請求項３に記載の弾性波装置。
前記低域側フィルタは、
前記第１と第２の平衡端子のそれぞれと前記第１の不平衡端子との間に接続された第２の縦結合型弾性波共振器と、
前記第２の縦結合型弾性波共振器と前記第１の平衡端子との間に接続された第５の一端子対弾性波共振器と、
前記第２の縦結合型弾性波共振器と前記第２の平衡端子との間に接続された第６の一端子対弾性波共振器と、
を有する、
請求項４に記載の弾性波装置。