JP6635113B2 - 高周波モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、送信フィルタ及び受信フィルタを備えた高周波モジュールに関するものである。
無線通信機能を備える携帯機器等は、送信フィルタ及び受信フィルタを備える。送信フィルタは、高周波信号である送信信号のうち、通過帯域の成分のみを通過させ、当該通過帯域以外の成分を減衰させる。受信フィルタは、アンテナが受信した受信信号のうち、通過帯域の成分のみを通過させ、当該通過帯域以外の成分を減衰させる（例えば特許文献１を参照）。
特許文献１に開示された高周波モジュールは、アンテナに接続される共通端子と送信端子との間に送信フィルタを備えている。当該高周波モジュールは、共通端子と受信端子との間に受信フィルタを備えている。当該送信フィルタは、共通端子と送信端子との間を接続する直列腕に、直列に接続される複数の直列腕共振子を備えている。当該送信フィルタは、当該直列腕とグラウンドとの間を接続する複数の並列腕のそれぞれに、直列に接続されている複数の並列腕共振子を備えている。
さらに、特許文献１に開示された高周波モジュールは、複数の並列腕共振子のうちの２つの並列腕共振子を接続する接続端とグラウンドとの間に接続されたインダクタを備えている。当該高周波モジュールでは、このインダクタと、共通端子に接続された整合用のインダクタとの間に誘導性結合が生じている。特許文献１に開示された高周波モジュールにおいては、当該誘導性結合によって調整経路が形成されることで、送信端子と受信端子との間のアイソレーション特性が向上するとされている。
また、特許文献１に開示された高周波モジュールは、２つの並列腕共振子を接続する接続端とグラウンドとの間に接続されたインダクタとは別に、当該２つの並列腕共振子と異なる他の１つの並列腕共振子とグラウンドとの間に接続されたインダクタを備えている。このインダクタにより、送信フィルタの減衰特性が向上するとされている。
国際公開第２０１５／０１９７２２号パンフレット
しかしながら、特許文献１に開示された高周波モジュールは、アイソレーション特性の向上と、送信フィルタの高調波減衰特性の向上とを両立させることを考慮していない。例えば、特許文献１に開示された高周波モジュールにおいて、アイソレーション特性の調整のために一方のインダクタの配置等を調整すると、送信フィルタの高調波減衰特性に影響が出ることがある。換言すれば、特許文献１に開示された高周波モジュールにおいて、送信フィルタの高調波減衰特性の調整のために、他方のインダクタのインダクタンスを調整すると、アイソレーション特性に影響が出ることがある。すなわち、特許文献１に開示された高周波モジュールにおいて、アイソレーション特性の向上と、送信フィルタの高調波減衰特性の向上との両立は困難であった。
そこで、本発明の目的は、アイソレーション特性が優れ、送信フィルタの高調波減衰特性が優れた高周波モジュールを提供することにある。
高周波モジュールは、
アンテナに接続される共通端子と、
送信端子と、
受信端子と、
前記共通端子及び前記送信端子の間に接続される送信フィルタ部と、
前記共通端子及び前記受信端子の間に接続される受信フィルタ部と、
前記共通端子と、前記送信フィルタ部と受信フィルタ部の接続部との間に接続されるアンテナ側整合素子、または、前記送信端子及び前記送信フィルタ部の間に接続される送信側整合素子と、
を備え、
前記送信フィルタ部は、
前記共通端子と送信端子との間を接続する直列腕に、直列に接続される複数の直列腕共振子と、
前記直列腕とグラウンドとの間を接続する複数の並列腕のそれぞれに、直列に接続される複数の並列腕共振子と、
前記複数の並列腕共振子のうちの少なくとも２つの前記並列腕共振子を接続する接続端とグラウンドとの間に接続された第１インダクタと、
前記複数の並列腕共振子のうちの前記少なくとも２つの並列腕共振子と異なる１つの並列腕共振子とグラウンドとの間に接続された第２インダクタと、を有し、
前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、および、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部からなる群から選択される少なくとも１つと、前記第２インダクタとは、電磁界結合し、
前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、両者の間の電磁界結合を阻害するように構成される。
このような構造を有する本発明の高周波モジュールでは、アイソレーション特性の向上および送信フィルタ部の高調波減衰特性の向上を両立させることができる。
具体的には、例えば、第１インダクタは、送信フィルタ部の高調波減衰特性の調整のために用いられる。例えば、第１インダクタのインダクタンスを調整することにより、送信フィルタ部の減衰特性における高調波の減衰極が変化する。第１インダクタのインダクタンスは、減衰極が所望の周波数となるように調整される。
本発明の高周波モジュールでは、前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、および、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部からなる群から選択される少なくとも１つと、第２インダクタとは、電磁界結合する。
この電磁界結合により、送信端子から共通端子への主経路とは別に調整経路が形成される。この電磁界結合の態様及び強度を調整すると、送信フィルタ部を介して共通端子へ流れる送信信号は、調整経路を介して共通端子へ流れる送信信号によって相殺される。具体的には、送信フィルタ部を介して共通端子へ流れる送信信号と、調整経路を介して共通端子へ流れる送信信号と、の両信号の振幅が一致し、かつ位相が１８０°異なるように、電磁界結合の結合態様、および電磁界結合の強度を調整する。受信端子へ回り込む送信信号が減衰されるので、高周波モジュールは、アイソレーション特性が向上する。
本発明の高周波モジュールでは、前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、両者の間の電磁界結合を阻害するように構成される。
これにより、第１インダクタと第２インダクタとの間に電磁界結合は生じない。ただし、本発明では、電磁界結合が生じないとは、意識的に電磁界結合が生じないように設計することを意味する。従って、電磁界結合が生じないとは、現実的に、電磁界結合が完全に生じないことを意味するわけではない。
本発明の高周波モジュールでは、第１インダクタと第２インダクタとの間の電磁界結合が阻害されるので、第１インダクタおよび第２インダクタを、互いの影響を考慮せずに個別に調整することができる。すなわち、例えば、送信フィルタ部の高調波減衰特性の改善のために第１インダクタのインダクタンスを調整しても、第２インダクタの電磁界結合によって向上したアイソレーション特性は維持される。
つまり、本発明の高周波モジュールは、互いに影響を受けない第１インダクタと第２インダクタとを用いるので、第２インダクタによるアイソレーション特性の向上と、第１インダクタによる送信フィルタ部の高調波減衰特性の向上とを両立させることができる。
なお、上述では、第２インダクタはアイソレーション特性向上のための調整経路を構成し、第１インダクタは送信フィルタ部の高調波減衰特性の調整に用いられている。しかしながら、本発明において、アイソレーション特性を向上させるための調整経路を形成するために、第２インダクタに変えて第１インダクタを選んでもよい。すなわち、本発明の高周波モジュールは、第１インダクタの電磁界結合でアイソレーション特性を向上させ、第２インダクタで送信フィルタ部の高調波減衰特性を向上させてもよい。
本発明の高周波モジュールにおいて、前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、および、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部からなる群から選択される１つと、前記第１インダクタとが電磁界結合するように構成されてもよい。
この構成では、第１インダクタが他の回路素子と電磁界結合することで、アイソレーション特性を調整するための第２調整経路が形成される。従って、第２調整経路を形成する電磁界結合の態様及び強度を調整すれば、高周波モジュールのアイソレーション特性はさらに向上する。
本発明の高周波モジュールにおいて、前記受信端子及び前記受信フィルタ部との間に接続される受信側整合素子、をさらに備え、
前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、前記受信側整合素子、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部、及び前記受信フィルタ部の一方端から他方端への受信経路からなる群から選択される少なくとも１つと、前記第１インダクタとが電磁界結合するように構成されてもよい。
この構成では、高周波モジュールのアイソレーション特性はさらに向上する。
高周波モジュールは、
アンテナに接続される共通端子と、
送信端子と、
受信端子と、
前記共通端子及び前記送信端子の間に接続される送信フィルタ部と、
前記共通端子及び前記受信端子の間に接続される受信フィルタ部と、
前記共通端子と、前記送信フィルタ部と受信フィルタ部の接続部との間に接続されるアンテナ側整合素子、または、前記送信端子及び前記送信フィルタ部の間に接続される送信側整合素子と、
を備え、
前記送信フィルタ部は、
前記共通端子と前記送信端子との間を接続する直列腕に、直列に接続される複数の直列腕共振子と、
前記直列腕とグラウンドとの間を接続する複数の並列腕のそれぞれに、直列に接続される複数の並列腕共振子と、
前記複数の並列腕共振子のうちの少なくとも２つの前記並列腕共振子を接続する接続端とグラウンドとの間に接続された第１インダクタと、
前記複数の並列腕共振子のうちの前記少なくとも２つの並列腕共振子と異なる１つの並列腕共振子とグラウンドとの間に接続された第２インダクタと、を有し、
前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、および、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部からなる群から選択される少なくとも１つと、前記第１インダクタとは、電磁界結合し、
前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、両者の間の電磁界結合を阻害するように構成される。
このような構造を有する本発明の高周波モジュールでは、アイソレーション特性の向上および送信フィルタ部の高調波減衰特性の向上を両立させることができる。
本発明の高周波モジュールにおいて、前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、および、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部からなる群から選択される１つと、前記第２インダクタとが電磁界結合するように構成されてもよい。
この構成では、第２インダクタが他の回路素子と電磁界結合することで、アイソレーション特性を調整するための第２調整経路が形成される。従って、第２調整経路を形成する電磁界結合の態様及び強度を調整すれば、高周波モジュールのアイソレーション特性はさらに向上する。
本発明の高周波モジュールにおいて、前記受信端子及び前記受信フィルタ部との間に接続される受信側整合素子、をさらに備え、
前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、前記受信側整合素子、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部、及び前記受信フィルタ部の一方端から他方端への受信経路からなる群から選択される少なくとも１つと、前記第２インダクタとが電磁界結合するように構成されてもよい。
この構成では、高周波モジュールのアイソレーション特性はさらに向上する。
第１インダクタと第２インダクタとの間に電磁界結合を生じさせないために、以下のように高周波モジュールを構成してもよい。
本発明の高周波モジュールは、
基板をさらに備え、
前記送信フィルタ部は前記基板に実装され、
前記基板の平面視において、前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、異なる位置に配置されてもよい。
この構成では、アイソレーション特性および送信フィルタ部の高調波減衰特性がさらに向上する。
本発明の高周波モジュールにおいて、前記第１インダクタ及び前記第２インダクタの一方は、チップインダクタとして、前記基板の主面に配置され、
前記第１インダクタ及び前記第２インダクタの他方は、前記基板の内部に形成されてもよい。この場合も、基板の平面視において、第１インダクタ及び第２インダクタは、重ならないように配置されてもよい。
この構成では、アイソレーション特性および送信フィルタ部の高調波減衰特性がさらに向上する。
本発明の高周波モジュールにおいて、
前記第１インダクタ及び前記第２インダクタは、前記基板内のグラウンドを介して配置されてもよい。
この構成では、アイソレーション特性および送信フィルタ部の高調波減衰特性がさらに向上する。
本発明によれば、アイソレーション特性が優れ、送信フィルタの高調波減衰特性が優れた高周波モジュールを実現することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る高周波モジュールの第１回路例を示す回路ブロック図である。 図２は、本発明の実施形態に係る高周波モジュールの第２回路例を示す回路ブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係る高周波モジュールの第３回路例を示す回路ブロック図である。 図４は、本発明の実施形態に係る高周波モジュールの第４回路例を示す回路ブロック図である。 図５は、本発明の実施形態に係る高周波モジュールの第５回路例を示す回路ブロック図である。 図６は、本発明の実施形態に係る高周波モジュールの第６回路例を示す回路ブロック図である。 図７は、本発明の実施形態に係る高周波モジュールの第７回路例を示す回路ブロック図である。 図８は、本発明の実施形態に係る高周波モジュールの第８回路例を示す回路ブロック図である。 図９（Ａ）〜図９（Ｈ）は、それぞれ、図１から図８に示す高周波モジュールの整合回路の具体例を示す回路図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る高周波モジュールの第１外部接続端子と第２外部接続端子との間のアイソレーション特性を示すグラフである。 図１１は、本発明の実施形態に係る高周波モジュールの送信信号用のフィルタ部の高調波減衰特性を示すグラフである。 図１２は、高周波モジュールの第１の構造の主要構造を示す側面概念図である。 図１３は、高周波モジュールの第２の構造の主要構造を示す側面概念図である。 図１４は、高周波モジュールの第３の構造の主要構造を示す上面概念図である。 図１５は、高周波モジュールの第４の構造の主要構造を示す側面概念図である。 図１６は、高周波モジュールの第５の構造の主要構造を示す側面概念図である。
以下、本発明の実施形態に係る高周波モジュールについて、図を参照して説明する。次の説明では、高周波モジュールの一例として、デュプレクサを用いて説明する。明細書中において、「電磁界結合」とは、電界結合、磁界結合、またはその両方の結合を意味している。また、図において、「ＮＯ」は、回路構成間に電磁界結合が生じていないことを示している。
図１は第１回路例のデュプレクサ１０１の回路ブロック図である。図２は第２回路例のデュプレクサ１０１Ａの回路ブロック図である。図３は第３回路例のデュプレクサ１０１Ｂの回路ブロック図である。図４は第４回路例のデュプレクサ１０１Ｃの回路ブロック図である。図５は第５回路例のデュプレクサ１０１Ｄの回路ブロック図である。図６は第６回路例のデュプレクサ１０１Ｅの回路ブロック図である。なお、図１〜図６では、図を視認し易くするため、誘導性結合もしくは容量性結合の代表例を示している。
まず、図１〜図６にそれぞれ示すデュプレクサ１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅに対して共通な回路構成について説明する。以下、デュプレクサ１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅを、デュプレクサ１０１〜１０１Ｅとまとめて称す。
デュプレクサ１０１〜１０１Ｅは、第１外部接続端子Ｐ１、第２外部接続端子Ｐ２、第３外部接続端子Ｐ３、送信信号用のフィルタ部２０、受信信号用のフィルタ部３０、インダクタ４１Ｌ、インダクタ４２Ｌ、インダクタ５０、およびインダクタ６０を備える。
送信信号用のフィルタ部２０は、第１外部接続端子Ｐ１と第３外部接続端子Ｐ３との間に接続されている。受信信号用のフィルタ部３０は、第２外部接続端子Ｐ２と第３外部接続端子Ｐ３との間に接続されている。インダクタ４１Ｌは、整合素子であり、第１外部接続端子Ｐ１と送信信号用のフィルタ部２０との間の経路４０１に対しシャント接続される。インダクタ４２Ｌは、整合素子であり、第３外部接続端子Ｐ３と送信信号用のフィルタ部２０との間の経路４０２に対しシャント接続される。
送信信号用のフィルタ部２０は、シリーズ接続端子Ｐ２１、シリーズ接続端子Ｐ２２、シャント接続端子Ｐ２３、およびシャント接続端子Ｐ２４を備える。シリーズ接続端子Ｐ２１は、第１外部接続端子Ｐ１に接続される。シリーズ接続端子Ｐ２２は、第３外部接続端子Ｐ３に接続される。
シャント接続端子Ｐ２３は、インダクタ６０を介して、グラウンドに接続されている。シャント接続端子Ｐ２４は、インダクタ５０を介して、グラウンドに接続されている。インダクタ６０は、本発明の第２インダクタに相当する。インダクタ５０は、本発明の第１インダクタに相当する。
なお、本願では、シャント接続とは、経路とグラウンドとの間の接続を意味する。また、シリーズ接続とは、回路構成間の直列接続を意味する。
送信信号用のフィルタ部２０は、複数のＳＡＷ共振子２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，および２０６（以下、これらＳＡＷ共振子をまとめて説明する場合にはＳＡＷ共振子２０１〜２０６と称する）を備える。また、送信信号用のフィルタ部２０は、複数のＳＡＷ共振子２１１，２１２，および２１３を備える。ＳＡＷ共振子２０１〜２０６は、本発明の直列腕共振子に相当する。ＳＡＷ共振子２１１，２１２，２１３は、それぞれ本発明の並列腕共振子に相当する。
ＳＡＷ共振子２０１〜２０６は、シリーズ接続端子Ｐ２１とシリーズ接続端子Ｐ２２との間に直列に接続される。すなわち、ＳＡＷ共振子２０１〜２０６は、第１外部接続端子Ｐ１と第３外部接続端子Ｐ３との間を接続する直列腕に、直列に接続されている。具体的には、ＳＡＷ共振子２０１は、一方端が接続導体３０１を介してシリーズ接続端子Ｐ２１に接続され、他方端がＳＡＷ共振子２０２の一方端に接続される。ＳＡＷ共振子２０２の他方端は、接続導体３０２を介してＳＡＷ共振子２０３の一方端に接続される。ＳＡＷ共振子２０３の他方端は、ＳＡＷ共振子２０４の一方端に接続される。ＳＡＷ共振子２０４の他方端は、接続導体３０３を介してＳＡＷ共振子２０５の一方端に接続される。ＳＡＷ共振子２０５の他方端は、ＳＡＷ共振子２０６の一方端に接続される。ＳＡＷ共振子２０６の他方端は、接続導体３０４を介してシリーズ接続端子Ｐ２２に接続される。
ＳＡＷ共振子２１１，２１２，および２１３は、第１外部接続端子Ｐ１及び第３外部接続端子Ｐ３の間の直列腕と、グラウンドとの間を接続する複数の並列腕に、それぞれ接続される。具体的には、ＳＡＷ共振子２１３は、一方端が接続導体３０１に接続され、他方端がシャント接続端子Ｐ２４に接続される。ＳＡＷ共振子２１２は、一方端が接続導体３０２に接続され、他方端がシャント接続端子Ｐ２４に接続される。すなわち、シャント接続端子Ｐ２４は、ＳＡＷ共振子２１２，および２１３に対する共通の端子であり、これらのＳＡＷ共振子２１２，および２１３の他方端をまとめてグラウンドに接続する。ＳＡＷ共振子２１１は、一方端が接続導体３０３に接続され、他方端がシャント接続端子Ｐ２３に接続される。
ＳＡＷ共振子２０１〜２０６，２１１，２１２，および２１３は、それぞれに共振周波数を有する。送信信号用のフィルタ部２０は、このような構成により所謂ラダー接続型フィルタを構成し、ＳＡＷ共振子２０１〜２０６，２１１，２１２，および２１３を組み合わせることで、送信信号用のフィルタ部２０としての所望の通過特性および減衰特性を実現する。なお、送信信号用のフィルタ部２０において、ＳＡＷ共振子の数や配置は、通過させたい信号の周波数帯域および所望の減衰特性を得るために適宜変更しても構わない。
受信信号用のフィルタ部３０は、シリーズ接続端子Ｐ３３、ＳＡＷ共振子３１、縦結合型のＳＡＷ共振子３２、縦結合型のＳＡＷ共振子３３、整合回路３４、および平衡接続端子Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂを備える。
シリーズ接続端子Ｐ３３は、接続導体４０３を介して第３外部接続端子Ｐ３に接続される。ＳＡＷ共振子３１は、一方端がシリーズ接続端子Ｐ３３に接続され、他方端が接続導体３１２を介してＳＡＷ共振子３２の一方端に接続される。縦結合型のＳＡＷ共振子３２は、平衡―不平衡変換機能を有する。ＳＡＷ共振子３２の他方端は、ＳＡＷ共振子３３の一方端に平衡接続する。ＳＡＷ共振子３３の他方端は、整合回路３４の一方端に接続される。整合回路３４は、インダクタ、およびキャパシタを備える。整合回路３４の他方端は、平衡接続端子Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂに接続される。平衡接続端子Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂは、平衡端子である第２外部接続端子Ｐ２に接続される。ただし、受信信号用のフィルタ部３０の構成が平衡−不平衡変換機能を有することは本実施形態に必須ではない。従って、第２外部接続端子Ｐ２及び受信信号用のフィルタ部３０の平衡接続端子Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂは、それぞれ不平衡端子であっても構わない。
本実施形態に係るデュプレクサ１０１〜１０１Ｅでは、以下に示すように、インダクタ５０とインダクタ６０との間の電磁界結合を阻害するように、インダクタ５０とインダクタ６０は配置される。これにより、インダクタ５０とインダクタ６０との間に電磁界結合は生じない。ただし、本実施形態では、電磁界結合が生じない、または電磁界結合を阻害するとは、意識的に電磁界結合が生じないように設計することを意味する。従って、電磁界結合が生じない、または電磁界結合を阻害するとは、現実的に、電磁界結合が完全に生じないことを意味するわけではない。
インダクタ５０とインダクタ６０との間に電磁界結合を生じさせないことによって、インダクタ５０とインダクタ６０とは、互いに影響を受けずに個別にそれぞれのインダクタンスを調整することができる。その結果、デュプレクサ１０１〜１０１Ｅのアイソレーション特性と送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性との両方を向上させることが可能となる。互いに影響を受けないインダクタ５０（第１インダクタ）とインダクタ６０（第２インダクタ）によって、デュプレクサ１０１〜１０１Ｅのアイソレーション特性の向上と、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性の向上とを両立させることができる。以下に詳細を説明する。
（第１回路例）
図１に示すデュプレクサ１０１では、インダクタ５０とインダクタ６０との間の電磁界結合を阻害するようにインダクタ５０とインダクタ６０は配置される。例えば、インダクタ６０とインダクタ５０との間にグラウンドが配置される、あるいはインダクタ６０とインダクタ５０との間の距離は、インダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの間の距離と比べて、長くなるようにインダクタ６０とインダクタ５０は配置される。これにより、インダクタ５０とインダクタ６０との間に電磁界結合が生じなくなるため、インダクタ６０とインダクタ５０とは、個別に調整可能である。
インダクタ５０と電磁界結合しないインダクタ６０と、インダクタ４２Ｌとの間に電磁界結合（容量性結合または誘導性結合）が生じるように構成されている。この電磁界結合により、アイソレーション特性を調整するための調整経路が形成される。この調整経路は、接続導体３０３、ＳＡＷ共振子２１１、シャント接続端子Ｐ２３、インダクタ６０、インダクタ４２Ｌを含む。
第１外部接続端子Ｐ１から送信信号用のフィルタ部２０及び経路４０２を通過する送信信号と、当該調整経路を通過する送信信号とが、第３外部接続端子Ｐ３において相殺されるように、調整経路を形成する電磁界結合の結合態様、および電磁界結合の強度が調整される。具体的には、第３外部接続端子Ｐ３において、第１外部接続端子Ｐ１から送信信号用のフィルタ部２０及び経路４０２を通過する送信信号と、調整経路を通過する送信信号の振幅が一致し、かつ位相が１８０°異なるように、インダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの電磁界結合の態様及び強度を調整する。電磁界結合の態様とは、インダクタ６０及びインダクタ４２Ｌの誘導性結合、及びインダクタ６０及びインダクタ４２Ｌを構成する導体間の容量性結合を含む。電磁界結合の強度は、例えばインダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの距離に対応する。電磁界結合の態様及び強度の調整により、第１外部接続端子Ｐ１から送信信号用のフィルタ部２０及び経路４０２を通過する送信信号が、調整経路を流れる送信信号によって相殺されるので、送信経路における送信信号の減衰量が増加する。その結果、第２外部接続端子Ｐ２においても送信信号が減衰されるので、デュプレクサ１０１の送信―受信間のアイソレーション特性は向上する。
インダクタ６０と電磁結合していないインダクタ５０は、第３外部接続端子Ｐ３において送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性が所望特性となるように、そのインダクタンスが調整される。インダクタ５０のインダクタンスが変化すると、送信信号用のフィルタ部２０の減衰特性における高調波領域の減衰極は変化する。インダクタ５０のインダクタンスは、送信信号用のフィルタ部２０の減衰特性において、減衰極が所望の周波数となるように設定される。
なお、インダクタ６０と電磁界結合していないインダクタ５０のインダクタンスの変化によって設定される減衰極によって減衰する所望の周波数とは、例えば、送信信号の高調波の周波数などが挙げられる。送信信号の高調波とは、送信信号の２倍波、３倍波などが挙げられる。
図１に示すデュプレクサ１０１では、インダクタ５０とインダクタ６０との間に電磁界結合を生じさせないため、インダクタ５０及びインダクタ６０が個別に調整可能となる。よって、インダクタ５０のインダクタンスを調整しても、デュプレクサ１０１のアイソレーション特性は影響を受けない。同様に、インダクタ６０及びインダクタ４２Ｌの電磁界結合の態様及び強度を調整しても、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性は影響を受けない。その結果、デュプレクサ１０１は、送受信間のアイソレーション特性の向上と、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性の向上とを、両立させることができる。
（第２回路例）
図２のデュプレクサ１０１Ａは図１に示すデュプレクサ１０１と以下の点において相違する。デュプレクサ１０１Ａにおいては、インダクタ６０Ａとインダクタ４１Ｌとの間に電磁界結合が生じることで調整経路が形成され、その結果として送受信間アイソレーション特性を向上させる。すなわち、この例では、アイソレーション特性を向上させるための調整経路は、インダクタ４１Ｌ、インダクタ６０Ａ、シャント接続端子Ｐ２３、ＳＡＷ共振子２１１、および接続導体３０３を含む。
図２に示すように、デュプレクサ１０１Ａおいても、インダクタ６０Ａとインダクタ５０との間の電磁界結合を阻害するようにインダクタ６０Ａとインダクタ５０は配置される。例えば、インダクタ６０Ａとインダクタ５０との間にグラウンドが配置される、あるいはインダクタ６０Ａとインダクタ５０との距離は、インダクタ６０Ａとインダクタ４１Ｌとの距離と比べて、長くなるようにインダクタ６０Ａとインダクタ５０は配置される。従って、インダクタ６０Ａとインダクタ５０とは、個別に調整可能である。
よって、インダクタ５０のインダクタンスを調整しても、デュプレクサ１０１Ａのアイソレーション特性は影響を受けない。同様に、インダクタ６０Ａ及びインダクタ４１Ｌの電磁界結合の態様及び強度を調整しても、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性は影響を受けない。その結果、デュプレクサ１０１Ａは、送受信間のアイソレーション特性の向上と、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性の向上とを、両立させることができる。
（第３回路例）
図３のデュプレクサ１０１Ｂは、図１に示すデュプレクサ１０１と以下の点で相違する。デュプレクサ１０１Ｂにおいては、インダクタ６０Ｂと接続導体３０２との間に電磁界結合が生じることで調整経路が形成され、その結果として送受信間アイソレーション特性を向上させる。すなわち、この例では、アイソレーション特性を向上させるための調整経路は、接続導体３０２、インダクタ６０Ｂ、シャント接続端子Ｐ２３、ＳＡＷ共振子２１１、および接続導体３０３を含む。
図３に示すように、デュプレクサ１０１Ｂにおいても、インダクタ６０Ｂとインダクタ５０との間の電磁界結合を阻害するようにインダクタ６０Ｂとインダクタ５０は配置される。例えば、インダクタ６０Ｂとインダクタ５０との間にグラウンドが配置される、あるいはインダクタ６０Ｂとインダクタ５０との距離は、インダクタ６０Ｂと接続導体３０２との距離と比べて長くなるように、インダクタ６０Ｂとインダクタ５０は配置される。従って、インダクタ６０Ｂとインダクタ５０とは、個別に調整可能である。
よって、インダクタ５０のインダクタンスを調整しても、デュプレクサ１０１Ｂのアイソレーション特性は影響を受けない。同様に、インダクタ６０Ｂ及び接続導体３０２の電磁界結合の態様及び強度を調整しても、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性は影響を受けない。その結果、デュプレクサ１０１Ｂは、送受信間のアイソレーション特性の向上と、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性の向上とを、両立させることができる。
なお、第３回路例は、インダクタ６０Ｂと接続導体３０１、インダクタ６０Ｂと接続導体３０３、またはインダクタ６０Ｂと接続導体３０４との間に電磁界結合が生じることで、調整経路が構成される態様であっても構わない。
（第４回路例）
図４のデュプレクサ１０１Ｃは、図１に示すデュプレクサ１０１と以下の点で相違する。デュプレクサ１０１Ｃにおいては、インダクタ６０Ｃと接続導体４０３との間に電磁界結合が生じることで調整経路が形成され、その結果として送受信間アイソレーション特性を向上させる。すなわち、この例では、アイソレーション特性を向上させるための調整経路は、接続導体４０３、インダクタ６０Ｃ、シャント接続端子Ｐ２３、ＳＡＷ共振子２１１、および接続導体３０３を含む。
図４に示すように、デュプレクサ１０１Ｃにおいても、インダクタ６０Ｃとインダクタ５０とは間の電磁界結合を阻害するように構成される。例えば、インダクタ６０Ｃとインダクタ５０との間にグラウンドが配置される、あるいはインダクタ６０Ｃとインダクタ５０との距離は、インダクタ６０Ｃと接続導体４０３との距離と比べて、長くなるようにインダクタ６０Ｃとインダクタ５０は配置される。従って、インダクタ６０Ｃとインダクタ５０とは、個別に調整可能である。
よって、インダクタ５０のインダクタンスを調整しても、デュプレクサ１０１Ｃのアイソレーション特性は影響を受けない。同様に、インダクタ６０Ｃ及び接続導体４０３の電磁界結合の態様及び強度を調整しても、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性は影響を受けない。その結果、デュプレクサ１０１Ｃは、送受信間のアイソレーション特性の向上と、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性の向上とを、両立させることができる。
（第５回路例）
図５のデュプレクサ１０１Ｄは、図１に示すデュプレクサ１０１と以下の点で相違する。デュプレクサ１０１Ｄにおいては、インダクタ６０Ｄと受信信号用のフィルタ部３０の接続導体３１２との間に電磁界結合が生じることで調整経路が形成され、その結果として送受信間アイソレーション特性を向上させる。すなわち、この例では、アイソレーション特性を向上させるための調整経路は、接続導体３１２、インダクタ６０Ｄ、シャント接続端子Ｐ２３、ＳＡＷ共振子２１１、および接続導体３０３を含む。
図５に示すように、デュプレクサ１０１Ｄにおいても、インダクタ６０Ｄとインダクタ５０との間の電磁界結合を阻害するように、インダクタ６０Ｄとインダクタ５０は配置される。例えば、インダクタ６０Ｄとインダクタ５０との間にグラウンドが配置される。あるいはインダクタ６０Ｄとインダクタ５０との距離は、インダクタ６０Ｄと接続導体３１２との距離と比べて、長くなるようにインダクタ６０Ｄとインダクタ５０は配置される。従って、インダクタ６０Ｄとインダクタ５０とは、個別に調整可能である。
よって、インダクタ５０のインダクタンスを調整しても、デュプレクサ１０１Ｄのアイソレーション特性は影響を受けない。同様に、インダクタ６０Ｄ及び接続導体３１２の電磁界結合の態様及び強度を調整しても、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性は影響を受けない。その結果、デュプレクサ１０１Ｄは、送受信間のアイソレーション特性の向上と、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性の向上とを、両立させることができる。
（第６回路例）
図６のデュプレクサ１０１Ｅは、図１に示すデュプレクサ１０１と以下の点で相違する。デュプレクサ１０１Ｅは、インダクタ６０Ｅと受信信号用のフィルタ部３０の整合回路３４との間に電磁界結合が生じることで調整経路が形成され、その結果として送受信間アイソレーション特性を向上させる。すなわち、この例では、アイソレーション特性を向上させるための送信信号の減衰量を調整するための調整経路は、整合回路３４、インダクタ６０Ｅ、シャント接続端子Ｐ２３、ＳＡＷ共振子２１１、および接続導体３０３を含む。
図６に示すように、デュプレクサ１０１Ｅにおいても、インダクタ６０Ｅとインダクタ５０との間の電磁界結合を阻害するように、インダクタ６０Ｅとインダクタ５０との間にグラウンドが配置される、あるいはインダクタ６０Ｅとインダクタ５０との距離は、インダクタ６０Ｅとフィルタ部３０の整合回路３４との距離と比べて、長くなるようにインダクタ６０Ｅとインダクタ５０は配置される。従って、インダクタ６０Ｅとインダクタ５０とは、個別に調整可能である。
よって、インダクタ５０のインダクタンスを調整しても、デュプレクサ１０１Ｅのアイソレーション特性は影響を受けない。同様に、インダクタ６０Ｅ及び整合回路３４の電磁界結合の態様及び強度を調整しても、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性は影響を受けない。その結果、デュプレクサ１０１Ｅは、送受信間のアイソレーション特性の向上と、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性の向上とを、両立させることができる。
なお、上述の例は、インダクタ６０〜６０Ｅと、１つの回路構成要素との間に電磁界結合が生じたが、インダクタ６０〜６０Ｅと、２つ以上の回路構成要素との間に電磁界結合が生じてもよい。すなわち、デュプレクサ１０１〜１０１Ｅは、インダクタ６０〜６０Ｅを介した複数の調整経路を備えてもよい。
また、上述の例は少なくとも１つの回路構成要素とインダクタ６０〜６０Ｅのうちの１つとが電磁界結合することで、インダクタ６０〜６０Ｅのうちの１つが調整経路を形成し、その結果として送受信間アイソレーション特性を向上させた。インダクタ６０〜６０Ｅのうちの１つと電磁界結合していないインダクタ５０によって送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性を向上させた。以下のように、アイソレーション特性を向上させるための調整経路を形成する、少なくとも１つの回路構成要素と電磁界結合されるインダクタとしては、インダクタ６０〜６０Ｅに代えてインダクタ５０を選んでもよい。
（第７回路例）
図７は、第７回路例のデュプレクサ１０１Ｆの回路ブロック図である。図７に示すように、デュプレクサ１０１Ｆは、インダクタ５０Ｆとインダクタ４２Ｌとの間に電磁界結合が生じることで、調整経路が形成される。インダクタ６０Ｆとインダクタ５０Ｆとの間の電磁界結合が阻害される。
すなわち、インダクタ５０Ｆとインダクタ４２Ｌとの間に電磁界結合が生じることで、調整経路が形成され、その結果としてデュプレクサ１０１Ｆの送受信間アイソレーション特性を向上させる。デュプレクサ１０１Ｆでは、インダクタ６０Ｆは、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性を調整するために用いられる。
第７回路例のデュプレクサ１０１Ｆにおいても、インダクタ６０Ｆとインダクタ５０Ｆとの間の電磁界結合を阻害するように、インダクタ６０Ｆとインダクタ５０Ｆは配置される。例えば、インダクタ６０Ｆとインダクタ５０Ｆとの間にグラウンドが配置される。あるいはインダクタ６０Ｆとインダクタ５０Ｆとの距離は、インダクタ５０Ｆとインダクタ４２Ｌとの距離と比べて長くなるように、インダクタ６０Ｆとインダクタ５０Ｆは配置される。従って、インダクタ６０Ｆとインダクタ５０Ｆとは、個別に調整可能である。
よって、インダクタ６０Ｆのインダクタンスを調整しても、デュプレクサ１０１Ｆのアイソレーション特性は影響を受けない。同様に、インダクタ５０Ｆ及びインダクタ４２Ｌの電磁界結合の態様及び強度を調整しても、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性は影響を受けない。その結果、デュプレクサ１０１Ｆは、送受信間のアイソレーション特性の向上と、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性の向上とを、両立させることができる。
図示は省略するが、アイソレーション特性を向上させるための調整経路は、インダクタ５０Ｆ及びインダクタ４２Ｌの間に生じる電磁界結合によって形成される例に限らない。調整経路は、インダクタ４１Ｌ，４２Ｌ、接続導体３０１〜３０４、接続導体４０３、接続導体３１２、および整合回路３４からなる群から選択される少なくとも１つと、インダクタ５０Ｆとの間に電磁界結合が生じることにより形成されてもよい。
（第８回路例）
図８は、第８回路例のデュプレクサ１０１Ｇの回路ブロック図である。デュプレクサ１０１Ｇにおいては、インダクタ５０Ｇとインダクタ４１Ｌとの間にも電磁界結合が生じる。すなわち、第８回路例では、インダクタ６０と電磁界結合していないインダクタ４１Ｌと、インダクタ５０Ｇとの間に電磁界結合が生じている。
デュプレクサ１０１Ｇにおいても、インダクタ６０とインダクタ５０Ｇとの間の電磁界結合を阻害するように、インダクタ６０とインダクタ５０Ｇは配置される。例えば、インダクタ６０とインダクタ５０Ｇとの間にグラウンドが配置される。あるいはインダクタ６０とインダクタ５０Ｇとの距離は、インダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの距離および／またはインダクタ５０Ｇとインダクタ４１Ｌとの距離と比べて長くなるように、インダクタ６０とインダクタ５０Ｇは配置される。従って、インダクタ６０とインダクタ５０Ｇとは、個別に調整可能である。
この例では、インダクタ５０Ｇとインダクタ４１Ｌとの間に生じる電磁界結合により、さらに調整経路が形成される。インダクタ５０Ｇとインダクタ４１Ｌとの間に生じる電磁界結合の態様及び強度を調整することで、アイソレーション特性を向上させる。すなわち、第８回路例では、インダクタ５０Ｇとインダクタ４１Ｌによる調整経路と、インダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの間の生じる電磁界結合による調整経路と、を用いるので、アイソレーション特性をさらに向上させることができる。
なお、上述の例は、第１外部接続端子Ｐ１側の整合素子として、シャント接続型の整合素子であるインダクタ４１Ｌを示し、第３外部接続端子Ｐ３側の整合素子として、シャント接続型のインダクタ４２Ｌを示した。しかし、第１外部接続端子Ｐ１側および第３外部接続端子Ｐ３側の整合素子として、以下に示すものを用いてもよい。
具体的には、第１外部接続端子Ｐ１側の整合素子は、図９（Ａ）に示すインダクタ４１Ｌに限らず、図９（Ｂ）に示すシャント接続型のキャパシタ４１Ｃであってもよいし、図９（Ｃ）に示すシリーズ接続のインダクタ４３Ｌ、又は図９（Ｄ）に示すシリーズ接続のキャパシタ４３Ｃであってもよい。
また、第３外部接続端子Ｐ３側の整合素子は、図９（Ｅ）に示すインダクタ４２Ｌに限らず、図９（Ｆ）に示すシャント接続型のキャパシタ４２Ｃであってもよいし、図９（Ｇ）に示すシリーズ接続のインダクタ４４Ｌ、又は図９（Ｈ）に示すシリーズ接続のキャパシタ４４Ｃであってもよい。
インダクタ５０もしくはインダクタ６０と電磁界結合する整合素子として、インダクタを用いれば、誘導性結合の強度が増加する。インダクタ５０もしくはインダクタ６０と電磁界結合する整合素子として、キャパシタを用いれば、容量性結合の強度が増加する。
ただし、本発明の実施形態に係るデュプレクサは、第１外部接続端子Ｐ１側の整合素子、および、第３外部接続端子Ｐ３側の整合素子のいずれか一方を備えるだけであってもよい。さらに、図９（Ａ）〜図９（Ｈ）に示す各素子を組み合わせた整合回路を第１外部接続端子Ｐ１側（第３外部接続端子Ｐ３側）に配置してもよい。
次に、図１０は、図１に示されているデュプレクサ１０１のアイソレーション特性を示すグラフである。図１０の横軸は周波数を示し、図１０の縦軸はアイソレーション量を示す。ただし、図１０に示すアイソレーション量は、第１外部接続端子Ｐ１と、第２外部接続端子Ｐ２との間のアイソレーション量を示す。
図１０において、太幅実線は本願実施例に係るデュプレクサ１０１のアイソレーション特性を示す。具体的には、実施例に係るデュプレクサ１０１では、インダクタ５０とインダクタ６０との間の電磁界結合を阻害するように構成されており、かつインダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの間の電磁界結合によって調整経路が形成されている。図１０において、細幅実線は比較例１に係るデュプレクサのアイソレーション特性を示す。具体的には、比較例１に係るデュプレクサでは、アイソレーション向上のための調整経路が形成されていない。図１０において、点線は比較例２に係るデュプレクサのアイソレーション特性を示す。具体的には、比較例２に係るデュプレクサでは、インダクタ５０とインダクタ６０との間に電磁界結合が生じていること以外は、実施例に係るデュプレクサ１０１と同じ回路構成を備える。
図１０に示すように、８８５ＭＨｚから８９７．５ＭＨｚにおいて、実施例に係るデュプレクサ１０１のアイソレーション特性は、比較例１に係るデュプレクサのアイソレーション特性と比べて改善された。この理由は以下であると考えられる。インダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの間の電磁界結合による調整経路によって、実施例に係るデュプレクサ１０１の送信信号用のフィルタ部２０を介して第３外部接続端子Ｐ３へ流れる送信信号が、調整経路を介して第３外部接続端子Ｐ３へ流れる送信信号によって相殺され、第２外部接続端子Ｐ２へ回り込む送信信号が減衰される。その結果として、送受信間アイソレーション特性が向上する。インダクタ５０とインダクタ６０とによって調整経路が形成されている比較例２に係るデュプレクサと本願実施例に係るデュプレクサ１０１では、同程度のアイソレーション量を確保した。
次に、図１１は、図１に示されているデュプレクサ１０１の送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性を示すグラフである。図１１の横軸は周波数を示し、図１１の縦軸は第１外部接続端子Ｐ１から第３外部接続端子Ｐ３へ伝搬する送信信号の減衰量を示す。図１１の実線は、実施例に係るデュプレクサ１０１のフィルタ部２０の高調波減衰特性を示す。図１１の点線は、比較例２に係るデュプレクサの送信フィルタの高調波減衰特性を示す。
ただし、比較例２及び実施例に係るデュプレクサの送信フィルタ（送信信号用のフィルタ部２０）は、それぞれ、８００ＭＨｚ帯を通過帯域とするように設定されている。実施例に係るデュプレクサ１０１は、インダクタ５０とインダクタ６０との間の電磁界結合を阻害するように構成されており、かつインダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの間に電磁界結合によって調整経路が形成されている。また、比較例２に係るデュプレクサは、インダクタ５０とインダクタ６０との間に電磁界結合が生じていること以外は、実施例に係るデュプレクサ１０１と同じ回路構成を備える。
図１１に示すように、比較例２に係るデュプレクサでは、１．０ＧＨｚから３．２ＧＨｚの減衰量は２８ｄＢから４０ｄＢであった。これに対し、実施例に係るデュプレクサ１０１では、１．０ＧＨｚから３．２ＧＨｚの減衰量は、４０ｄＢ以上であった。すなわち、送信信号用のフィルタ部２０の送信帯域の高調波である、２．０ＧＨｚから３．０ＧＨｚにおいては、実施例に係るデュプレクサ１０１の減衰量は、比較例に係るデュプレクサの減衰量よりも１０ｄＢ以上多かった。つまり、実施例に係るデュプレクサ１０１では、比較例２に係るデュプレクサと比較して、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性が向上した。
フィルタ部２０の高調波減衰特性を調整するためにインダクタ５０のインダクタンスを調整しても、図１０に示すデュプレクサ１０１のアイソレーション特性にはほとんど影響しなかった。アイソレーション特性を調整するためにインダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの電磁界結合の態様及び強度を調整しても、図１１に示すフィルタ部２０の高調波減衰特性にはほとんど影響がなかった。つまり、実施例に係るデュプレクサ１０１では、アイソレーション特性と、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性とを個別に調整することができた。その結果、実施例に係るデュプレクサ１０１は、アイソレーション特性の向上と、送信信号用のフィルタ部２０の高調波減衰特性の向上とを両立させることができた。
次に、本発明の実施形態に係るデュプレクサの構造について説明する。以下、上述のデュプレクサ１０１〜１０１Ｆのうち、デュプレクサ１０１の構造を代表して説明する。
（第１の構造）
図１２は、デュプレクサ１０１の第１の構造の主要構造を示す側面概念図である。デュプレクサ１０１は、積層基板１００、フィルタ基板２００、カバー層２９０、側面カバー層２９１、および実装型回路素子４２０を備える。ただし、デュプレクサ１０１の側面とは、フィルタ基板２００が実装される積層基板１００の天面１００Ｓに直交する面である。
積層基板１００は、複数の誘電体層を積層してなる。積層基板１００の天面（実装面）１００Ｓおよび内層には、所定パターンの電極が形成されており、デュプレクサ１０１の送信信号用のフィルタ部２０及び受信信号用のフィルタ部３０を除く配線パターンが形成されている。例えば、第１の構造では、インダクタ５０およびインダクタ６０は、積層基板１００の内層に形成されている。
インダクタ５０は、線状電極（線状導体）から構成されている。この線状電極の一方端は、ビア導体５１Ｖを介して、送信信号用のフィルタ部２０のシャント接続端子Ｐ２４となる実装用電極２９４が実装されるランド電極に接続されている。このランド電極は、積層基板１００の天面１００Ｓに形成されている。インダクタ５０を構成する線状電極の他方端は、ビア導体５２Ｖを介して、積層基板１００内に形成された内部グラウンドパターンに接続されている。
インダクタ６０は、線状電極（線状導体）から構成されている。この線状電極の一方端は、ビア導体６１Ｖを介して、送信信号用のフィルタ部２０のシャント接続端子Ｐ２３となる実装用電極２９４が実装されるランド電極に接続されている。このランド電極は、積層基板１００の天面１００Ｓに形成されている。インダクタ６０を構成する線状電極の他方端は、ビア導体６２Ｖを介して、積層基板１００内に形成された内部グラウンドパターンに接続されている。
積層基板１００の底面１００Ｒには、外部接続用電極が形成されており、これら外部接続用電極により、上述の第１外部接続端子Ｐ１、第２外部接続端子Ｐ２、および第３外部接続端子Ｐ３が実現される。ただし、積層基板１００の底面１００Ｒとは、フィルタ基板２００が実装される積層基板１００の天面１００Ｓに対向する面である。
送信信号用のフィルタ部２０および受信信号用のフィルタ部３０は、フィルタ基板２００、カバー層２９０、側面カバー層２９１、接続電極２９３、および実装用電極２９４によって形成されている。
フィルタ基板２００は、平板状の圧電基板からなる。フィルタ基板２００の第１主面には、フィルタ電極および配線パターンが形成されている。フィルタ電極は、例えば、所謂ＩＤＴ電極からなる。このように、圧電基板の主面にＩＤＴ電極を形成することで、上述の各ＳＡＷ共振子を実現することができる。フィルタ基板２００の第１主面側には、平板状のカバー層２９０が配置されている。カバー層２９０は、平板状の絶縁性材料からなり、平面視してフィルタ基板２００と同じ形状からなる。また、カバー層２９０は、平面視して、フィルタ基板２００と重なるように配置されており、フィルタ基板２００の第１主面から所定距離の間隔を空けて配置されている。ただし、カバー層２９０の平面視とは、フィルタ基板２００が積層基板１００の天面１００Ｓに実装された状態において、天面１００Ｓの法線方向に沿ってカバー層２９０を視ることを意味する。
フィルタ基板２００の第１主面とカバー層２９０との間には、側面カバー層２９１が配置されている。側面カバー層２９１も絶縁性材料からなり、平面視して、フィルタ基板２００およびカバー層２９０の全周に亘って、外周端から内側へ所定幅の範囲にのみ形成されている。すなわち、側面カバー層２９１は、中央に開口を有する枠状の構造である。
このように、カバー層２９０と側面カバー層２９１が配置されることで、フィルタ基板２００の第１主面のフィルタ電極が形成される領域は、フィルタ基板２００、カバー層２９０、および側面カバー層２９１によって密閉空間２９２内に配置される。これにより、ＳＡＷ共振子の共振特性を向上させることができ、フィルタとしての所望の特性を精確に実現することができる。
接続電極２９３は、フィルタ基板２００の第１主面に一方端が接し、他方端がカバー層２９０におけるフィルタ基板２００側と反対側の面に露出する形状からなる。この際、接続電極２９３は、側面カバー層２９１およびカバー層２９０を貫通するように形成されている。接続電極２９３の一方端は、フィルタ基板２００の第１主面に形成された配線パターンに接続されている。
実装用電極２９４は、接続電極２９３の他方端に接続し、カバー層２９０におけるフィルタ基板２００側と反対側の面から突出する形状で形成されている。この接続電極２９３と実装用電極２９４の組を複数設けることにより、上述の送信信号用のフィルタ部２０および受信信号用のフィルタ部３０のシリーズ接続端子Ｐ２１、シリーズ接続端子Ｐ２２、シャント接続端子Ｐ２３、シャント接続端子Ｐ２４、シリーズ接続端子Ｐ３３、平衡接続端子Ｐ２Ａ、および平衡接続端子Ｐ２Ｂ、が実現される。なお、接続電極２９３の他方端に半田やＡｕ等を用いたバンプを形成し、そのバンプを介して実装用電極２９４と接続してもよい。
以上のような構成とすることで、送信信号用のフィルタ部２０および受信信号用のフィルタ部３０は、所謂ＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）の構造となり、送信信号用のフィルタ部２０および受信信号用のフィルタ部３０を小型に形成することができる。
そして、このＷＬＰ構造の送信信号用のフィルタ部２０および受信信号用のフィルタ部３０は、積層基板１００の天面１００Ｓに実装されている。これにより、送信信号用のフィルタ部２０および受信信号用のフィルタ部３０は、第１外部接続端子Ｐ１、第２外部接続端子Ｐ２、および第３外部接続端子Ｐ３に接続される。
インダクタ４２Ｌは、実装型回路素子４２０によって実現される。具体的には、実装型回路素子４２０は、絶縁性材料からなる直方体形状の筐体を備え、当該筐体の内部に、インダクタ４２Ｌとなるスパイラル電極が形成されている。スパイラル電極は、筐体の外周に沿って伸長し線状電極と層間接続電極によって実現される。各層の線状電極は、層間接続電極によって一本の線状電極になるように接続されている。スパイラル電極の両端は、筐体の対向する両端面に形成された外部接続電極に接続されている。
このような構成からなる実装型回路素子４２０は、スパイラル電極の中心軸が天面１００Ｓに直交するように、積層基板１００の天面１００Ｓに実装されている。ただし、実装型回路素子４２０は、スパイラル電極の中心軸が天面１００Ｓに平行となるように実装されてもよい。
なお、図示は省略するが、インダクタ４１Ｌも、実装型回路素子によって実現される。ただし、インダクタ４１Ｌ，４２Ｌは、積層基板１００の天面１００Ｓに形成された線状電極により実現されてもよい。また、インダクタ４１Ｌ，４２Ｌは、積層基板１００の内部に形成された線状電極によって実現されてもよい。
そして、図１２に示すように、インダクタ４２Ｌを実現する実装型回路素子４２０と、インダクタ６０を構成する線状電極とを近接して配置する。これにより、実装型回路素子４２０のスパイラル電極からなるインダクタ４２Ｌと、積層基板１００内の線状電極からなるインダクタ６０との間で、図１２の太破線矢印に示すように、誘導性結合を生じさせることができる。なお、図示は省略するが、第３外部接続端子Ｐ３側の整合素子として、キャパシタを用いる場合、インダクタ６０を構成する線状電極と、当該キャパシタとは、間に容量性結合を生じる。
この際、インダクタ６０を構成する線状電極と、インダクタ４２Ｌを構成するスパイラル電極との距離を変化させることで、インダクタ４２Ｌとインダクタ６０との電磁界結合の強度を調整できる。これにより、デュプレクサ１０１のアイソレーション特性を調整することができ、所望とするアイソレーション特性をより精確に実現することができる。また、インダクタ６０を構成する線状電極の長さを調整することで、調整経路を流れる送信信号の周波数特性を調整することができる。さらに、調整経路の経路長さを調整することで、調整経路を通過した送信信号の第２外部接続端子Ｐ２における位相を調整することができる。
デュプレクサ１０１の第１の構造では、インダクタ５０を構成する線状電極と、インダクタ６０を構成する線状電極とを遠ざけて配置する。図１２に示す構造では、各線状電極は、平面方向に遠ざけられて配置されている。例えば、インダクタ６０とインダクタ５０との距離が、インダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの距離と比べて長くなるように、インダクタ６０とインダクタ５０は配置される。図１２の側面概念図に示すように、インダクタ５０は積層基板１００の一方側面側に配置され、インダクタ６０は、積層基板１００の一方側面に対向する他方側面側、例えばデュプレクサ１０１を平面視して実装型回路素子４２０と重なる領域に配置される。これにより、インダクタ５０とインダクタ６０との間に誘導性結合が生じない。無論、各線状電極を平面方向に加えて積層方向にも遠ざけて配置してもよい。また、インダクタ５０とインダクタ６０との間の誘導性結合を阻害するような構成をインダクタ６０とインダクタ５０との間に設けてもよい。例えば、インダクタ５０とインダクタ６０の間にグラウンドなどを設けることによって、インダクタ５０とインダクタ６０との間の誘導性結合を阻害してもよい。
また、インダクタ５０とインダクタ６０との間の誘導性結合を阻害するために、インダクタ５０を構成する線状電極と、インダクタ６０を構成する線状電極とは、互いの長手方向が異なるように配置されてもよい。
（第２の構造）
次に、図１３は、デュプレクサ１０１の第２の構造の主要構造を示す側面概念図である。図１２に示す例では、インダクタ５０及びインダクタ６０は、積層基板１００内に形成されていたが、図１３に示すように、積層基板１００内ではなく、カバー層２９０に形成されていてもよい。図１３に示す構造では、インダクタ５０およびインダクタ６０は、線状電極から構成されている。そして、インダクタ４２Ｌを実現する実装型回路素子４２０と、インダクタ６０を構成する線状電極とは近接して配置されている。これにより、上述と同様に、インダクタ４２Ｌとインダクタ６０との間で、図１３の太破線矢印に示すように、誘導性結合を生じさせることができる。
第２の構造においても、インダクタ５０を構成する線状電極と、インダクタ６０を構成する線状電極とは、平面方向に遠ざけられて配置されている。例えば、インダクタ６０とインダクタ５０との距離が、インダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの距離と比べて長くなるように、インダクタ６０とインダクタ５０は配置される。図１３の側面概念図に示すように、インダクタ５０はカバー層２９０の一方端側に配置され、インダクタ６０は、カバー層２９０の一方端に対向する他方端側に配置される。これにより、上述と同様に、インダクタ５０とインダクタ６０とは、間に誘導性結合が生じない。
（第３の構造）
次に、図１４は、デュプレクサ１０１の第３の構造の主要構造を示す上面概念図である。第３の構造では、インダクタ５０及びインダクタ６０は、インダクタ４２Ｌと同様に、積層基板１００の天面１００Ｓに実装される実装型回路素子（例えば、チップインダクタ）によって実現される。すなわち、インダクタ５０及びインダクタ６０は、絶縁性材料からなる直方体形状の筐体を有する実装型回路素子によって実現される。
図１４に示すように、インダクタ５０は、実装型回路素子５００によって実現される。インダクタ６０は、実装型回路素子６００によって実現される。そして、インダクタ４２Ｌを実現する実装型回路素子４２０と、インダクタ６０を実現する実装型回路素子６００とは、近接して配置されている。
第３の構造において、インダクタ５０を実現する実装型回路素子５００と、インダクタ６０を実現する実装型回路素子６００とは、平面方向に遠ざけられて配置されている。ただし、平面方向とは、積層基板１００の天面１００Ｓに平行な方向である。図１４では、平面方向の第１方向と、平面方向の第２方向とは、直交している。例えば、インダクタ６０とインダクタ５０との距離が、インダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの距離と比べて長くなるように、インダクタ６０とインダクタ５０は配置される。インダクタ５０を実現する実装型回路素子５００は平面視で積層基板１００の第２方向に平行な辺のうち第１方向下流の辺側に配置され、インダクタ６０を実現する実装型回路素子６００は、積層基板１００の第２方向に平行な辺のうち第１方向上流の辺側に配置されている。
なお、インダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの間に生じる誘導性結合の強度は、実装型回路素子６００と、実装型回路素子４２０との距離によって調整可能である。
同様に、インダクタ５０とインダクタ６０との間の電磁界結合を阻害するためには、実装型回路素子５００と実装型回路素子６００とを、互いの長手方向が対向しないように配置する。
また、インダクタ５０とインダクタ６０との間の電磁界結合を阻害するために、実装型回路素子５００のスパイラル電極の中心軸と、実装型回路素子６００のスパイラル電極の中心軸とが、直交するようにしてもよい。
（第４の構造）
次に、図１５は、デュプレクサ１０１の第４の構造の主要構造を示す側面概念図である。第４の構造は、インダクタ５０を構成する線状電極と、インダクタ６０を構成する線状電極とが、積層基板１００の内部において内部グラウンドパターンを介して配置される点において、図１２に示す第１の構造と相違する。
図１５に示すように、インダクタ５０を構成する線状電極は、ビア導体５２Ｖを介して内部グラウンドパターンに接続されている。インダクタ６０を構成する線状電極は、ビア導体６２Ｖを介して、内部グラウンドパターンと異なる基準グラウンドパターンに接続されている。インダクタ５０を構成する線状電極は、内部グラウンドパターンより積層方向に配置されている。インダクタ６０を構成する線状電極は、内部グラウンドパターンより積層方向の反対方向に配置されている。これにより、インダクタ５０を構成する線状電極と、インダクタ６０を構成する線状電極とは、積層基板１００を積層方向に視た場合に重なる部分を有しても、間に誘導性結合が生じない。
なお、インダクタ５０を構成する線状電極と、インダクタ６０を構成する線状電極とは、内部グラウンドパターンを介し、かつ、積層基板１００を積層方向に視た場合に、重ならないように配置されてもよい。これにより、さらに、各線状電極間に誘導性結合が生じなくなる。また、インダクタ５０およびインダクタ６０は、積層基板１００を積層方向に視た場合に、互いに重ならなければよく、一方がカバー層２９０や、積層基板１００の天面１００Ｓに形成されてもよい。
また、図１５は、インダクタ５０とインダクタ６０とが積層方向に内部グラウンドパターンを介していたが、デュプレクサ１０１の第４の構造は、平面方向に内部グラウンドパターンを介する態様であっても構わない。
（第５の構造）
次に、図１６は、デュプレクサ１０１の第５の構造の主要構造を示す側面概念図である。図１６に示すデュプレクサ１０１は、所謂ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）構造で実現されている。
デュプレクサ１０１は、フィルタ基板２００を備える。フィルタ基板２００の第１主面には、上述のように送信信号用のフィルタ部２０および受信信号用のフィルタ部３０を実現するフィルタ電極や配線パターンが形成されている。
デュプレクサ１０１は、さらにフィルタ実装用基板２８０を備える。フィルタ実装用基板２８０は、例えばアルミナ基板からなり、平面視した面積がフィルタ基板２００よりも所定量大きい。フィルタ実装用基板２８０には、所定パターンの電極が形成されている。
フィルタ基板２００は、第１主面がフィルタ実装用基板２８０側になるように、バンプ導体２８１によってフィルタ実装用基板２８０の天面（実装面）２８０Ｓに実装されている。また、フィルタ実装用基板２８０の天面２８０Ｓには、インダクタ４２Ｌを構成する実装型回路素子４２０が実装されている。フィルタ実装用基板２８０の底面２８０Ｒには、インダクタ５０およびインダクタ６０を構成する線状電極、並びに外部接続用バンプ導体２８２が形成されている。
フィルタ実装用基板２８０の天面２８０Ｓには、樹脂層２８３が塗布されている。ただし、ＩＤＴ電極には樹脂層２８３は塗布されておらず、ＩＤＴ電極の部分は中空構造となっている。これにより、フィルタ電極および配線パターンが外部環境に曝されることを防止でき、ＳＡＷ共振子の共振特性を向上させることができ、フィルタとしての所望の特性を精確に実現することができる。
ここで、インダクタ４２Ｌを構成するスパイラル電極とインダクタ６０を構成する線状電極とが、積層基板１００を平面視して少なくとも一部が重なるように配置する。これより、図１６に示すように、インダクタ４２Ｌとインダクタ６０の間に誘導性結合を生じさせることができる。特に、本実施形態の構成では、インダクタ４２Ｌを構成するスパイラル電極とインダクタ６０を構成する線状電極との間隔（距離）を短くすることができるので、より強い誘導性結合を容易に実現することができる。
また、図１６に示すように、インダクタ５０を構成する線状電極と、インダクタ６０を構成する線状電極とは、平面方向に遠ざけられて配置されている。例えば、インダクタ６０とインダクタ５０との距離が、インダクタ６０とインダクタ４２Ｌとの距離と比べて長くなるようにインダクタ６０とインダクタ５０は配置される。図１６の側面概念図に示すように、インダクタ５０はフィルタ実装用基板２８０の底面１００Ｒの一方端側に配置され、インダクタ６０は、フィルタ実装用基板２８０の底面１００Ｒの一方端と対向する他方端側、例えばデュプレクサ１０１を平面視してインダクタ４２Ｌと重なる領域に配置されている。これにより、インダクタ５０とインダクタ６０との間の誘導性結合が阻害される。
また、デュプレクサ１０１全体がＣＳＰ構造であるので、デュプレクサ１０１を小型且つ薄型で実現することができる。
なお、上述の各実現構造では、整合回路としてインダクタを用いる例を示したが、整合回路がキャパシタの場合についても、同様の構造で実現することができる。例えば、スパイラル電極を有する実装型回路素子４２０の代わりに、実装型の積層コンデンサ素子を用いればよい。
また、上述の送信信号用のフィルタ部２０は、所謂ラダー接続型フィルタであったが、送信信号用のフィルタ部２０は、例えば、縦結合共振器フィルタであってもよい。この場合でも、上述の整合回路とインダクタとの間の誘導性結合また容量性結合を調整することにより、アイソレーション特性の向上した高周波モジュールを実現することができる。
また、本発明は、所謂ベアチップ型のフィルタ部を用いた高周波モジュールに適用することもできる。
２０…送信信号用のフィルタ部
３０…受信信号用のフィルタ部
３１，３２，３３…ＳＡＷ共振子
３４…整合回路
４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃ，４４Ｃ…キャパシタ
４１Ｌ，４２Ｌ，４３Ｌ，４４Ｌ…インダクタ
５０，５０Ｆ，５０Ｇ…インダクタ
５１Ｖ，５１Ｖ，６１Ｖ，６２Ｖ…ビア導体
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆ…インダクタ
１００…積層基板
１０１…デュプレクサ
１０１…積層基板
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅ，１０１Ｆ，１０１Ｇ…デュプレクサ
２００…フィルタ基板
２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２１１，２１２，２１３…ＳＡＷ共振子
２８０…フィルタ実装用基板
２８１…バンプ導体
２８２…外部接続用バンプ導体
２８３…樹脂層
２９０…カバー層
２９１…側面カバー層
２９２…密閉空間
２９３…接続電極
２９４…実装用電極
３０１，３０２，３０３，３０４，３１２，４０３…接続導体
４２０，５００，６００…実装型回路素子

Claims (9)

  1. アンテナに接続される共通端子と、
    送信端子と、
    受信端子と、
    前記共通端子及び前記送信端子の間に接続される送信フィルタ部と、
    前記共通端子及び前記受信端子の間に接続される受信フィルタ部と、
    前記共通端子と、前記送信フィルタ部と受信フィルタ部の接続部との間に接続されるアンテナ側整合素子、または、前記送信端子及び前記送信フィルタ部の間に接続される送信側整合素子と、
    を備えた高周波モジュールであって、
    前記送信フィルタ部は、
    前記共通端子と送信端子との間を接続する直列腕に、直列に接続される複数の直列腕共振子と、
    前記直列腕とグラウンドとの間を接続する複数の並列腕のそれぞれに、直列に接続される複数の並列腕共振子と、
    前記複数の並列腕共振子のうちの少なくとも２つの前記並列腕共振子を接続する接続端とグラウンドとの間に接続された第１インダクタと、
    前記複数の並列腕共振子のうちの前記少なくとも２つの並列腕共振子と異なる１つの並列腕共振子とグラウンドとの間に接続された第２インダクタと、を有し、
    前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、および、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部からなる群から選択される少なくとも１つと、前記第２インダクタとは、電磁界結合し、
    前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、前記グラウンドとは異なる基準電位に接続されるグラウンドパターンを介して配置され、両者の間の電磁界結合を阻害するように構成され、
    前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、複数の誘電体層を積層してなる積層基板に形成された線状電極であり、
    前記グラウンドパターンは、前記積層基板における前記第１インダクタを形成する線状電極と前記第２インダクタを形成する線状電極との間に形成された内部グラウンドパターンである、
    高周波モジュール。
  2. 前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、および、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部からなる群から選択される１つと、前記第１インダクタとが電磁界結合するように構成される、
    請求項１に記載の高周波モジュール。
  3. 前記受信端子及び前記受信フィルタ部との間に接続される受信側整合素子、
    をさらに備え、
    前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、前記受信側整合素子、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部、及び前記受信フィルタ部の一方端から他方端への受信経路からなる群から選択される少なくとも１つと、前記第１インダクタとが電磁界結合するように構成される、
    請求項１または２に記載の高周波モジュール。
  4. アンテナに接続される共通端子と、
    送信端子と、
    受信端子と、
    前記共通端子及び前記送信端子の間に接続される送信フィルタ部と、
    前記共通端子及び前記受信端子の間に接続される受信フィルタ部と、
    前記共通端子と、前記送信フィルタ部と受信フィルタ部の接続部との間に接続されるアンテナ側整合素子、または、前記送信端子及び前記送信フィルタ部の間に接続される送信側整合素子と、
    を備えた高周波モジュールであって、
    前記送信フィルタ部は、
    前記共通端子と前記送信端子との間を接続する直列腕に、直列に接続される複数の直列腕共振子と、
    前記直列腕とグラウンドとの間を接続する複数の並列腕のそれぞれに、直列に接続される複数の並列腕共振子と、
    前記複数の並列腕共振子のうちの少なくとも２つの前記並列腕共振子を接続する接続端とグラウンドとの間に接続された第１インダクタと、
    前記複数の並列腕共振子のうちの前記少なくとも２つの並列腕共振子と異なる１つの並列腕共振子とグラウンドとの間に接続された第２インダクタと、を有し、
    前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、および、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部からなる群から選択される少なくとも１つと、前記第１インダクタとは、電磁界結合し、
    前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、前記グラウンドとは異なる基準電位に接続されるグラウンドパターンを介して配置され、両者の間の電磁界結合を阻害するように構成され、
    前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、複数の誘電体層を積層してなる積層基板に形成された線状電極であり、
    前記グラウンドパターンは、前記積層基板における前記第１インダクタを形成する線状電極と前記第２インダクタを形成する線状電極との間に形成された内部グラウンドパターンである、
    高周波モジュール。
  5. 前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、および、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部からなる群から選択される１つと、前記第２インダクタとが電磁界結合するように構成される、
    請求項４に記載の高周波モジュール。
  6. 前記受信端子及び前記受信フィルタ部との間に接続される受信側整合素子、
    をさらに備え、
    前記アンテナ側整合素子、前記送信側整合素子、前記受信側整合素子、前記送信フィルタ部における前記直列腕の一部、及び前記受信フィルタ部の一方端から他方端への受信経路からなる群から選択される少なくとも１つと、前記第２インダクタとが電磁界結合するように構成される、
    請求項４または５に記載の高周波モジュール。
  7. 基板をさらに備え、
    前記送信フィルタ部は前記基板に実装され、
    前記基板の平面視において、前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、異なる位置に配置される、
    請求項１〜６のいずれかに記載の高周波モジュール。
  8. 前記第１インダクタ及び前記第２インダクタの一方は、チップインダクタとして、前記基板の主面に配置され、
    前記第１インダクタ及び前記第２インダクタの他方は、前記基板の内部に形成される、
    請求項７に記載の高周波モジュール。
  9. 前記第１インダクタ及び前記第２インダクタは、前記基板内のグラウンドを介して配置される、
    請求項７又は８に記載の高周波モジュール。
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