JP6766840B2

JP6766840B2 - マルチプレクサ

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Publication number: JP6766840B2
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Inventors: 正人荒木
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Description

本発明は、フィルタ回路を備えるマルチプレクサに関する。

近年の携帯電話には、マルチバンド化に対応すべく、アンテナの直下には、異なる通過帯域に対応した複数のフィルタで構成されたマルチプレクサが配置される。

特許文献１には、マルチプレクサを構成する送信用フィルタの入力端子と受信用フィルタの出力端子との間に配置され、マルチプレクサ内を流れる不要信号と逆位相の信号成分を生成するキャンセル回路の構成が開示されている。これにより、マルチプレクサ内を流れる不要信号を抑制できるので、アイソレーションが改善されたマルチプレクサを提供できるとしている。

特開２０１３−１１８６１１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたマルチプレクサでは、１段の縦結合型弾性波共振器で構成されたキャンセル回路の入力端子が容量素子を介して送信用フィルタの入力端子と接続され、当該キャンセル回路の出力端子が容量素子を介して受信用フィルタの出力端子と接続されている。このため、送信用フィルタの入力端子と受信用フィルタの出力端子との間において、キャンセル回路は、マルチプレクサ内を流れる不要信号を抑制するための信号として、所定の帯域幅を有する１種類の信号のみを生成する。つまり、離散した２つ以上の周波数範囲における不要信号、あるいは、信号強度が異なる複数の不要信号など、複合的に発生する不要信号を、１段の縦結合型弾性波共振器のような小型のキャンセル回路にて総合的に抑制することは困難である。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、マルチプレクサを構成する複数のフィルタ回路の間で複合的に発生する不要信号を総合的に抑制する小型のキャンセル回路を有するマルチプレクサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るマルチプレクサは、高周波信号が入出力される共通端子、第１入出力端子および第２入出力端子と、第１周波数帯域を通過帯域とし、前記共通端子と前記第１入出力端子との間に接続された第１フィルタ回路と、前記第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域を通過帯域とし、前記共通端子と前記第２入出力端子との間に接続された第２フィルタ回路と、第１弾性波共振子、第１端子、前記第１弾性波共振子を介して前記第１端子と音響的接続された第２端子、および、前記第１弾性波共振子を介して前記第１端子と音響的接続された第３端子、を有する第１キャンセル回路と、第２弾性波共振子、第４端子、および、前記第２弾性波共振子を介して前記第４端子と音響的接続された第５端子、を有する第２キャンセル回路と、を備え、前記第１端子が前記第１入出力端子に接続され、前記第２端子が前記第２キャンセル回路を介さずに前記第２入出力端子に接続され、前記第１キャンセル回路と前記第２キャンセル回路とは音響的接続されずに前記第４端子が前記第３端子に接続され、前記第５端子が前記第２入出力端子に接続され、前記第１キャンセル回路および前記第２キャンセル回路は、前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間を伝搬する所定の周波数帯域の不要信号を相殺する信号を生成する。

マルチプレクサでは、第１入出力端子−第１フィルタ回路−共通端子−第２フィルタ回路−第２入出力端子を結ぶ経路を流れる信号、および、第１入出力端子と第２入出力端子との間を直接伝搬する信号（直達波）など、第１入出力端子と第２入出力端子との間を流れる複合的な不要信号が発生し得る。

これに対して、上記構成によれば、第１端子と第２端子および第３端子とが音響的接続された第１キャンセル回路は、第１弾性波共振子の電極パラメータなどを調整することで、第１端子と、第２端子および第３端子との間の位相および振幅をフレキシブルに設定できる。また、第４端子と第５端子とが音響的接続された第２キャンセル回路は、第２弾性波共振子の電極パラメータなどを調整することで、第１キャンセル回路の第３端子から出力される信号の位相および振幅をさらにフレキシブルに設定できる。

これにより、第１入出力端子と第２入出力端子との間を流れる複合的な不要信号を、第１キャンセル回路、および、第１キャンセル回路と第２キャンセル回路とが直列接続された回路、の２系統の回路により総合的に抑制することが可能となる。また、上記複合的な不要信号を抑制する信号を生成する２系統の回路において、第１キャンセル回路を共用しているため、複数のフィルタ回路の間で複合的に発生する不要信号を総合的に抑制する小型のキャンセル回路を有するマルチプレクサを提供することが可能となる。

また、前記第１弾性波共振子は、圧電性を有する基板と、当該基板上に形成された複数のＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極とで構成された縦結合型共振子であり、前記複数のＩＤＴ電極のうち第１ＩＤＴ電極と第２ＩＤＴ電極とは音響的接続され、前記第１ＩＤＴ電極と第３ＩＤＴ電極とは音響的接続され、前記第１ＩＤＴ電極は第１端子に接続され、前記第２ＩＤＴ電極は第２端子に接続され、前記第３ＩＤＴ電極は第３端子に接続され、前記第２ＩＤＴ電極で規定される共振周波数と前記第３ＩＤＴ電極で規定される共振周波数とは異なってもよい。

これにより、縦結合共振子を構成する第２ＩＤＴ電極と第３ＩＤＴ電極との共振周波数が異なるので、上記複合的な不要信号を抑制するための第１キャンセル回路の出力信号の位相および振幅と、第１キャンセル回路と第２キャンセル回路の直列回路の出力信号の位相および振幅とを、異ならせることが可能となる。よって、第１入出力端子と第２入出力端子との間を流れる複合的な不要信号を、第１キャンセル回路および第２キャンセル回路とで構成された小型のキャンセル回路により、効果的かつ総合的に抑制することが可能となる。

また、前記第２ＩＤＴ電極の電極指ピッチと前記第３ＩＤＴ電極の電極指ピッチとは異なってもよい。

これにより、縦結合共振子を構成する第２ＩＤＴ電極と第３ＩＤＴ電極との電極指ピッチが異なるので、上記複合的な不要信号を抑制するための第１キャンセル回路の出力信号の位相および振幅と、第１キャンセル回路と第２キャンセル回路の直列回路の出力信号の位相および振幅とを、異ならせることが可能となる。よって、第１入出力端子と第２入出力端子との間を流れる複合的な不要信号を、第１キャンセル回路および第２キャンセル回路とで構成された小型のキャンセル回路により、効果的かつ総合的に抑制することが可能となる。

また、前記第２ＩＤＴ電極の電極指デューティー比と前記第３ＩＤＴ電極の電極指デューティー比とは異なってもよい。

これにより、縦結合共振子を構成する第２ＩＤＴ電極と第３ＩＤＴ電極との電極指デューティー比が異なるので、上記複合的な不要信号を抑制するための第１キャンセル回路の出力信号の位相および振幅と、第１キャンセル回路と第２キャンセル回路の直列回路の出力信号の位相および振幅とを、異ならせることが可能となる。よって、第１入出力端子と第２入出力端子との間を流れる複合的な不要信号を、第１キャンセル回路および第２キャンセル回路とで構成された小型のキャンセル回路により、効果的かつ総合的に抑制することが可能となる。

また、前記第２弾性波共振子は、前記基板と、当該基板上に形成された複数のＩＤＴ電極とで構成された縦結合型共振子であり、前記複数のＩＤＴ電極のうち第４ＩＤＴ電極と第５ＩＤＴ電極とは音響的接続され、前記第４ＩＤＴ電極は第４端子に接続され、前記第５ＩＤＴ電極は第５端子に接続されていてもよい。

これにより、第１キャンセル回路と第２キャンセル回路とは、同じ圧電性を有する基板に形成された縦結合共振子で構成されているので、キャンセル回路を、より小型化できる。

また、前記第１フィルタ回路は、前記第１端子から前記共通端子へ高周波信号を伝搬する送信側フィルタであり、前記第２フィルタ回路は、前記共通端子から前記第２端子へ高周波信号を伝搬する受信側フィルタであり、前記所定の周波数帯域は、第１周波数帯域および第２周波数帯域の少なくとも一方に含まれ、前記第１キャンセル回路および前記第２キャンセル回路が生成する前記信号は、前記不要信号と異なる位相を有し、前記第１弾性波共振子の挿入損失が極小となる周波数は、前記第１周波数帯域および第２周波数帯域の少なくとも一方に位置していてもよい。

これにより、第１フィルタ回路または第２フィルタ回路の減衰特性が改善されるので、第１フィルタ回路と第２フィルタ回路とのアイソレーション特性が改善される。

また、前記第１フィルタ回路および前記第２フィルタ回路のそれぞれは、複数の弾性波共振子で構成されたラダー型の弾性波フィルタ回路であってもよい。

第１フィルタ回路および第２フィルタ回路がラダー型の弾性波フィルタ回路である場合、第１フィルタ回路および第２フィルタ回路の減衰帯域では位相が複雑に変化しないので、第１フィルタ回路および第２フィルタ回路を流れる成分と逆位相の成分を、例えば縦結合型共振器で構成されたキャンセル回路で形成しやすい。よって、第１フィルタ回路と第２フィルタ回路とのアイソレーション特性の改善効果が、より発揮される。

また、前記第２キャンセル回路は、さらに、前記第２弾性波共振子を介して前記第４端子と音響的接続された第６端子を有し、前記マルチプレクサは、さらに、第３弾性波共振子、第７端子、および、前記第３弾性波共振子を介して前記第７端子と音響的接続された第８端子、を有する第３キャンセル回路を備え、前記第２キャンセル回路と前記第３キャンセル回路とは音響的接続されずに前記第６端子が前記第７端子に接続され、前記第８端子が前記第２入出力端子に接続されていてもよい。

これにより、第１入出力端子と第２入出力端子との間を流れる複合的な不要信号を、第１キャンセル回路、第１キャンセル回路と第２キャンセル回路とが直列接続された回路、および、第１キャンセル回路と第２キャンセル回路と第３キャンセル回路とが直列接続された回路、の３系統の回路により総合的に抑制することが可能となる。また、上記複合的な不要信号を抑制する信号を生成する３系統の回路において、第１キャンセル回路および第２キャンセル回路を共用しているため、複数のフィルタ回路の間で複合的に発生する不要信号を総合的に抑制する小型のキャンセル回路を有するマルチプレクサを提供することが可能となる。

また、さらに、第４弾性波共振子、第９端子、および、前記第４弾性波共振子を介して前記第９端子と音響的接続された第１０端子、を有する第４キャンセル回路と、を備え、前記第１キャンセル回路と前記第４キャンセル回路とは音響的接続されずに前記第９端子が前記第３端子に接続され、前記第１０端子が前記第２入出力端子に接続されていてもよい。

これにより、第１入出力端子と第２入出力端子との間を流れる複合的な不要信号を、第１キャンセル回路、第１キャンセル回路と第２キャンセル回路とが直列接続された回路、および、第１キャンセル回路と第４キャンセル回路とが直列接続された回路、の３系統の回路により総合的に抑制することが可能となる。また、上記複合的な不要信号を抑制する信号を生成する３系統の回路において、第１キャンセル回路を共用しているため、複数のフィルタ回路の間で複合的に発生する不要信号を総合的に抑制する小型のキャンセル回路を有するマルチプレクサを提供することが可能となる。

本発明によれば、マルチプレクサを構成する複数のフィルタ回路の間で複合的に発生する不要信号を総合的に抑制する小型のキャンセル回路を有するマルチプレクサを提供することが可能となる。

実施の形態に係るマルチプレクサおよびその周辺回路の回路構成図である。実施例１に係るマルチプレクサの回路構成図である。実施例１および比較例に係るマルチプレクサのアイソレーション特性を比較したグラフである。実施の形態の変形例１に係るマルチプレクサおよびその周辺回路の回路構成図である。実施例２に係るマルチプレクサの回路構成図である。実施の形態の変形例２に係るマルチプレクサおよびその周辺回路の回路構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、実施例および図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。

（実施の形態）
［１．マルチプレクサの回路構成］
図１は、実施の形態に係るマルチプレクサ１およびその周辺回路の回路構成図である。同図には、本実施の形態に係るマルチプレクサ１と、アンテナ素子９０とが示されている。

マルチプレクサ１は、フィルタ１０および２０と、キャンセル回路３０および４０と、共通端子１００と、入出力端子１１０（第１入出力端子）と、入出力端子１２０（第２入出力端子）と、を備える。フィルタ１０とフィルタ２０とは、共通端子１００で共通接続されている。

フィルタ１０は、第１周波数帯域を通過帯域とした送信用フィルタであり、共通端子１００と入出力端子１１０との間に接続された第１フィルタ回路である。

フィルタ２０は、第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域を通過帯域とした受信用フィルタであり、共通端子１００と入出力端子１２０との間に接続された第２フィルタ回路である。

この構成により、マルチプレクサ１は、アンテナ素子９０にて受信した高周波信号を、共通端子１００およびフィルタ２０を経由して入出力端子１２０から出力し、入出力端子１１０から入力された高周波信号をフィルタ１０および共通端子１００を経由してアンテナ素子９０へ出力するデュプレクサとして機能する。

なお、入出力端子１１０および１２０には、高周波信号を増幅する増幅回路または高周波信号処理回路（ＲＦＩＣ）などが接続される。また、共通端子１００は、アンテナ素子９０に接続されている必要はなく、スイッチ回路などを介してアンテナ素子９０に接続されていてもよい。また、共通端子１００とフィルタ１０および２０との間、および、アンテナ素子９０と共通端子１００との間に、インピーダンス整合用のインダクタまたはキャパシタなどが挿入されていてもよい。

なお、第１周波数帯域と第２周波数帯域との周波数の高低関係はいずれであってもよいが、本実施の形態では、第２周波数帯域が第１周波数帯域よりも高い、つまり、フィルタ２０の通過帯域が、フィルタ１０の通過帯域よりも高い回路構成を例示する。

キャンセル回路３０は、端子３０１（第１端子）、端子３０２（第２端子）および端子３０３（第３端子）と、第１弾性波共振子とを有する第１キャンセル回路である。端子３０１と端子３０２とは、第１弾性波共振子を介して音響的接続されている。また、端子３０１と端子３０３とは、第１弾性波共振子を介して音響的接続されている。

キャンセル回路４０は、端子４０４（第４端子）および端子４０５（第５端子）と、第２弾性波共振子とを有する第２キャンセル回路である。端子４０４と端子４０５とは、第２弾性波共振子を介して音響的接続されている。

キャンセル回路３０とキャンセル回路４０とは、音響的接続はされていない。端子３０１は入出力端子１１０に接続され、端子３０２はキャンセル回路４０を介さずに入出力端子１２０に接続されている。また、端子４０４は端子３０３に接続され、端子４０５は入出力端子１２０に接続されている。

なお、端子３０１と入出力端子１１０との間に、弾性波共振子、インダクタ、キャパシタ、スイッチなどの回路素子が配置されていてもよい。また、端子３０２と入出力端子１２０との間、および、端子４０５と入出力端子１２０との間に、弾性波共振子、インダクタ、キャパシタ、スイッチなどの回路素子が配置されていてもよい。

上記構成を有するマルチプレクサ１において、入出力端子１１０−フィルタ１０−共通端子１００−フィルタ２０−入出力端子１２０を結ぶ経路を流れる信号、および、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間を直接伝搬する信号（直達波）など、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間を流れる複合的な不要信号が発生し得る。この不要信号強度が大きいほど、マルチプレクサ１のアイソレーション性能が低下し、送信信号および受信信号の品質が低下する。

これに対して、端子３０１と端子３０２および３０３とが音響的接続されたキャンセル回路３０は、第１弾性波共振子の電極パラメータなどを調整することで、端子３０１と端子３０２および３０３との間の信号の位相および振幅をフレキシブルに設定できる。また、端子４０４と端子４０５とが音響的接続されたキャンセル回路４０は、第２弾性波共振子の電極パラメータなどを調整することで、キャンセル回路３０の端子３０３から出力される信号の位相および振幅をさらにフレキシブルに設定できる。

これにより、キャンセル回路３０およびキャンセル回路４０は、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間を伝搬する複合的な不要信号を相殺する信号を２種類以上生成することが可能となる。つまり、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間を流れる複合的な不要信号を、キャンセル回路３０、および、キャンセル回路３０とキャンセル回路４０とが直列接続された回路、の２系統の回路により総合的に抑制することが可能となる。また、上記２系統の回路においてキャンセル回路３０を共用しているため、上記複合的な不要信号を総合的に抑制する小型のキャンセル回路を有するマルチプレクサ１を提供することが可能となる。

図２は、実施例１に係るマルチプレクサ１Ａの回路構成図である。同図に示されたマルチプレクサ１Ａは、実施の形態に係るマルチプレクサ１の具体的な回路構成例である。マルチプレクサ１Ａは、フィルタ１０Ａおよび２０Ａと、キャンセル回路３０Ａと、キャンセル回路４０Ａと、容量素子５０と、共通端子１００と、入出力端子１１０（第１入出力端子）と、入出力端子１２０（第２入出力端子）とを備える。フィルタ１０Ａとフィルタ２０Ａとは、共通端子１００で共通接続されている。

フィルタ１０Ａは、第１周波数帯域を通過帯域とした送信用フィルタであり、例えば、弾性波を利用する１以上の直列腕共振子および１以上の並列腕共振子で構成されたラダー型の弾性波フィルタ回路である。

フィルタ２０Ａは、第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域を通過帯域とした受信用フィルタであり、例えば、弾性波を利用する１以上の直列腕共振子および１以上の並列腕共振子で構成されたラダー型の弾性波フィルタ回路である。

なお、フィルタ１０Ａおよび２０Ａは、ラダー型を構成する直列腕共振子および並列腕共振子に加えて、例えば、縦結合型共振器を含んでいてもよい。

キャンセル回路３０Ａは、端子３０１、３０２および３０３と、第１縦結合型共振器とを有する第１キャンセル回路である。第１縦結合型共振器は、圧電性を有する基板と、当該基板上に形成されたＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極３５１（第１ＩＤＴ電極）、ＩＤＴ電極３５２（第２ＩＤＴ電極）、およびＩＤＴ電極３５３（第３ＩＤＴ電極）とを有する、第１弾性波共振子である。ＩＤＴ電極３５１、３５２および３５３のそれぞれは、一対の櫛歯状電極で構成されている。上記櫛歯状電極は、互いに平行に配置された複数の電極指と、各電極指の一端同士を接続するバスバー電極とで構成され、２つの櫛歯状電極の電極指が間挿し合うことで一対の櫛歯状電極が形成されている。ここで、上記櫛歯状電極の繰り返しピッチを、電極指ピッチと定義する。また、複数の電極指のライン幅とスペース幅（隣り合う電極指の間隔）との加算値に対する当該ライン幅の割合を、電極指デューティー比と定義する。

ＩＤＴ電極３５１とＩＤＴ電極３５２とは、複数の電極指の並び方向（電極指の延伸方向と交差する方向）で隣り合っており、ＩＤＴ電極３５１とＩＤＴ電極３５３とは、上記並び方向で隣り合っている。つまり、ＩＤＴ電極３５１とＩＤＴ電極３５２とは音響的接続され、ＩＤＴ電極３５１とＩＤＴ電極３５３とは音響的接続されている。なお、図示していないが、ＩＤＴ電極３５２および３５３の上記並び方向の外側には、反射器が配置されていてもよい。ＩＤＴ電極３５１は端子３０１に接続され、ＩＤＴ電極３５２は端子３０２に接続され、ＩＤＴ電極３５３は端子３０３に接続されている。

ここで、上記基板およびＩＤＴ電極３５２で規定される共振周波数と、上記基板およびＩＤＴ電極３５３で規定される共振周波数とは異なっている。

これにより、キャンセル回路３０Ａの端子３０２の出力信号の位相および振幅と、キャンセル回路３０Ａおよび４０Ａの直列回路（端子４０５）の出力信号の位相および振幅とを、異ならせることが可能となる。よって、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間を流れる複合的な不要信号を、キャンセル回路３０Ａおよび４０Ａで構成された小型のキャンセル回路により、効果的かつ総合的に抑制することが可能となる。

なお、ＩＤＴ電極３５２で規定される共振周波数と、ＩＤＴ電極３５３で規定される共振周波数とを異ならせる具体的手法として、ＩＤＴ電極３５２の電極指ピッチと、ＩＤＴ電極３５３の電極指ピッチとを異ならせてもよい。

また、ＩＤＴ電極３５２で規定される共振周波数と、ＩＤＴ電極３５３で規定される共振周波数とを異ならせる具体的手法として、ＩＤＴ電極３５２の電極指デューティー比と、ＩＤＴ電極３５３の電極指デューティー比とを異ならせてもよい。

また、キャンセル回路３０Ａの第１縦結合型共振器は、３つのＩＤＴ電極３５１、３５２および３５３からなる構成に限定されず、５つのＩＤＴ電極を有する構成、および、７つのＩＤＴ電極を有する構成など、４つ以上のＩＤＴ電極を有する構成であってもよい。

キャンセル回路４０Ａは、端子４０４および４０５と、第２縦結合型共振器とを有する第２キャンセル回路である。第２縦結合型共振器は、圧電性を有する基板と、当該基板上に形成されたＩＤＴ電極４５１（第５ＩＤＴ電極）、ＩＤＴ電極４５２（第４ＩＤＴ電極）、およびＩＤＴ電極４５３（第４ＩＤＴ電極）とを有する、第２弾性波共振子である。ＩＤＴ電極４５１、４５２および４５３のそれぞれは、一対の櫛歯状電極で構成されている。上記櫛歯状電極は、互いに平行に配置された複数の電極指と、各電極指の一端同士を接続するバスバー電極とで構成され、２つの櫛歯状電極の電極指が間挿し合うことで一対の櫛歯状電極が形成されている。なお、第２縦結合型共振器を形成する圧電性を有する基板は、第１縦結合型共振器を形成する圧電性を有する基板と同一であることが望ましい。

ＩＤＴ電極４５１とＩＤＴ電極４５２とは、複数の電極指の並び方向（電極指の延伸方向と交差する方向）で隣り合っており、ＩＤＴ電極４５１とＩＤＴ電極４５３とは、上記並び方向で隣り合っている。つまり、ＩＤＴ電極４５１とＩＤＴ電極４５２とは音響的接続され、ＩＤＴ電極４５１とＩＤＴ電極４５３とは音響的接続されている。なお、図示していないが、ＩＤＴ電極４５２および４５３の上記並び方向の外側には、反射器が配置されていてもよい。ＩＤＴ電極４５２および４５３は端子４０４に接続され、ＩＤＴ電極４５１は端子４０５に接続されている。

また、キャンセル回路４０Ａの第２縦結合型共振器は、３つのＩＤＴ電極４５１、４５２および４５３からなる構成に限定されず、２つのＩＤＴ電極を有する構成、および、４つのＩＤＴ電極を有する構成など、２つ以上のＩＤＴ電極を有する構成であればよい。

これにより、キャンセル回路３０Ａとキャンセル回路４０Ａとは、同じ圧電性を有する基板に形成可能な縦結合共振器で構成されているので、キャンセル回路を、より小型化できる。

また、本実施例に係るマルチプレクサ１Ａにおいて、フィルタ１０および２０がラダー型の弾性波フィルタ回路である場合、フィルタ１０および２０の減衰帯域では位相が複雑に変化しないので、フィルタ１０およびフィルタ２０を流れる不要信号と逆位相の信号を、縦結合型共振器で構成されたキャンセル回路３０Ａおよび４０Ａで形成しやすい。よって、フィルタ１０とフィルタ２０とのアイソレーション特性の改善効果が、より発揮される。

なお、本実施例に係るマルチプレクサ１では、容量素子５０が、送信側の入出力端子１１０とキャンセル回路３０Ａとの間に接続されている。これにより、入出力端子１１０からキャンセル回路３０Ａを見た場合のインピーダンスを調整できる。ここで、本実施例に係るマルチプレクサ１Ａでは、上記インピーダンスを、例えばフィルタ１０の通過帯域（第１周波数帯域）におけるインピーダンスとしている。つまり、入出力端子１１０側からキャンセル回路３０Ａを見た場合の第１周波数帯域におけるインピーダンスを調整できる。このため、入出力端子１１０から入力された第１周波数帯域の信号がフィルタ１０の方へ向かわずキャンセル回路３０Ａに漏洩することを抑制できる。

なお、キャンセル回路３０Ａの挿入損失が極小となる周波数が、第１周波数帯域および第２周波数帯域の少なくとも一方に位置していてもよい。これにより、フィルタ１０または２０の減衰特性が改善されるので、フィルタ１０とフィルタ２０とのアイソレーション特性が改善される。

なお、容量素子５０は、配置されていなくてもよい。

［２．マルチプレクサのアイソレーション特性］
図３は、実施例１および比較例に係るマルチプレクサのアイソレーション特性を比較したグラフである。同図には、実施例１に係るマルチプレクサ１Ａの入出力端子１１０および１２０の間のアイソレーション特性（挿入損失）、ならびに、比較例に係るマルチプレクサの入出力端子１１０および１２０の間のアイソレーション特性（挿入損失）が示されている。

なお、比較例に係るマルチプレクサは、実施例１に係るマルチプレクサ１Ａに対してキャンセル回路３０Ａおよび４０Ａならびに容量素子５０が配置されていないマルチプレクサである。

表１に、実施例１に係るマルチプレクサ１Ａのキャンセル回路３０Ａおよび４０Ａの電極パラメータを示す。

表１に示すように、実施例１に係るマルチプレクサ１Ａでは、ＩＤＴ電極３５２で規定される共振周波数と、ＩＤＴ電極３５３で規定される共振周波数とを異ならせる具体的手法として、ＩＤＴ電極３５２の電極指ピッチと、ＩＤＴ電極３５３の電極指ピッチとを異ならせている。

図３に示すように、実施例１に係るマルチプレクサ１Ａは、比較例に係るマルチプレクサと比較して、送信帯域（第１周波数帯域）および受信帯域（第２周波数帯域）の双方において、アイソレーション（挿入損失（減衰量））が改善されていることが解る。実施例１に係るマルチプレクサ１Ａでは、キャンセル回路３０Ａにより、主に送信帯域（第１周波数帯域）のアイソレーションが改善され、キャンセル回路３０Ａおよび４０Ａの直列回路により、受信帯域（第２周波数帯域）および送信帯域（第１周波数帯域）のアイソレーションが改善されている。

入出力端子１１０と入出力端子１２０との間に、キャンセル回路が配置されない従来のマルチプレクサの場合、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間の不要信号を抑制することは困難である。

また、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間に、キャンセル回路を含む経路が１系統しかない従来のマルチプレクサの場合、離散した２つ以上の周波数帯域における不要信号、あるいは、信号強度が異なる複数の不要信号など、複合的に発生する不要信号を総合的に抑制することは困難である。

これに対して、実施例１に係るマルチプレクサ１Ａでは、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間を流れる複合的な不要信号を、（１）キャンセル回路３０Ａ、および、（２）キャンセル回路３０Ａとキャンセル回路４０Ａとが直列接続された回路、の２系統の回路により総合的に抑制することが可能となる。よって、例えば図３に示すように、受信帯域（第２周波数帯域）のアイソレーションを改善するだけでなく、送信帯域（第１周波数帯域）のアイソレーションも改善できる。

また、上記複合的な不要信号を抑制する信号を生成する２系統の回路において、キャンセル回路３０Ａを共用しているため、上記不要信号を総合的に抑制する小型のキャンセル回路を有するマルチプレクサ１Ａを提供することが可能となる。

［３．変形例１に係るマルチプレクサの回路構成］
図４は、実施の形態の変形例１に係るマルチプレクサ２およびその周辺回路の回路構成図である。同図には、本変形例に係るマルチプレクサ２と、アンテナ素子９０とが示されている。

マルチプレクサ２は、フィルタ１０および２０と、キャンセル回路３０、４１および４２と、共通端子１００と、入出力端子１１０（第１入出力端子）と、入出力端子１２０（第２入出力端子）と、を備える。フィルタ１０とフィルタ２０とは、共通端子１００で共通接続されている。本変形例に係るマルチプレクサ２は、実施の形態に係るマルチプレクサ１と比較して、キャンセル回路４０の替わりにキャンセル回路４１および４２が配置されている点が構成として異なる。以下、本変形例に係るマルチプレクサ２について、実施の形態に係るマルチプレクサ１と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

キャンセル回路４１は、端子４１４（第４端子）、端子４１５（第５端子）および端子４１６（第６端子）と、第２弾性波共振子とを有する第２キャンセル回路である。端子４１４と端子４１５とは、第２弾性波共振子を介して音響的接続されている。また、端子４１４と端子４１６とは、第２弾性波共振子を介して音響的接続されている。

キャンセル回路３０とキャンセル回路４１とは、音響的接続はされていない。端子３０１は入出力端子１１０に接続され、端子３０２はキャンセル回路４１を介さずに入出力端子１２０に接続されている。また、端子４１４は端子３０３に接続され、端子４１５は入出力端子１２０に接続されている。

キャンセル回路４２は、端子４２７（第７端子）および端子４２８（第８端子）と、第３弾性波共振子とを有する第３キャンセル回路である。端子４２７と端子４２８とは、第３弾性波共振子を介して音響的接続されている。

キャンセル回路４１とキャンセル回路４２とは、音響的接続はされていない。端子４２７は端子４１６に接続され、端子４２８は入出力端子１２０に接続されている。

なお、端子３０１と入出力端子１１０との間に、弾性波共振子、インダクタ、キャパシタ、スイッチなどの回路素子が配置されていてもよい。また、端子３０２と入出力端子１２０との間、端子４１５と入出力端子１２０との間、および、端子４２８と入出力端子１２０との間に、弾性波共振子、インダクタ、キャパシタ、スイッチなどの回路素子が配置されていてもよい。

上記構成により、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間を流れる複合的な不要信号を、（１）キャンセル回路３０、（２）キャンセル回路３０とキャンセル回路４１とが直列接続された回路、および、（３）キャンセル回路３０とキャンセル回路４１とキャンセル回路４２とが直列接続された回路、の３系統の回路により総合的に抑制することが可能となる。また、上記複合的な不要信号を抑制する信号を生成する３系統の回路において、キャンセル回路３０およびキャンセル回路４１を共用しているため、複数のフィルタ回路の間で複合的に発生する不要信号を総合的に抑制する小型のキャンセル回路を有するマルチプレクサ２を提供することが可能となる。

図５は、実施例２に係るマルチプレクサ２Ａの回路構成図である。同図に示されたマルチプレクサ２Ａは、実施の形態の変形例１に係るマルチプレクサ２の具体的な回路構成例である。マルチプレクサ２Ａは、フィルタ１０Ａおよび２０Ａと、キャンセル回路３０Ａ、４１Ａおよび４２Ａと、容量素子５０と、共通端子１００と、入出力端子１１０（第１入出力端子）と、入出力端子１２０（第２入出力端子）と、を備える。フィルタ１０Ａとフィルタ２０Ａとは、共通端子１００で共通接続されている。本実施例に係るマルチプレクサ２Ａは、実施例１に係るマルチプレクサ１Ａと比較して、キャンセル回路４０Ａの替わりにキャンセル回路４１Ａおよび４２Ａが配置されている点が構成として異なる。以下、本実施例に係るマルチプレクサ２Ａについて、実施例１に係るマルチプレクサ１Ａと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

キャンセル回路４１Ａは、端子４１４、４１５および４１６と、第２縦結合型共振器とを有する第２キャンセル回路である。第２縦結合型共振器は、圧電性を有する基板と、当該基板上に形成されたＩＤＴ電極４６１（第４ＩＤＴ電極）、ＩＤＴ電極４６２（第５ＩＤＴ電極）、およびＩＤＴ電極４６３とを有する、第２弾性波共振子である。ＩＤＴ電極４６１、４６２および４６３のそれぞれは、一対の櫛歯状電極で構成されている。上記櫛歯状電極は、互いに平行に配置された複数の電極指と、各電極指の一端同士を接続するバスバー電極とで構成され、２つの櫛歯状電極の電極指が間挿し合うことで一対の櫛歯状電極が形成されている。なお、第２縦結合型共振器を形成する圧電性を有する基板は、第１縦結合型共振器を形成する圧電性を有する基板と同一であることが望ましい。

ＩＤＴ電極４６１とＩＤＴ電極４６２とは、複数の電極指の並び方向（電極指の延伸方向と交差する方向）で隣り合っており、ＩＤＴ電極４６１とＩＤＴ電極４６３とは、上記並び方向で隣り合っている。つまり、ＩＤＴ電極４６１とＩＤＴ電極４６２とは音響的接続され、ＩＤＴ電極４６１とＩＤＴ電極４６３とは音響的接続されている。なお、図示していないが、ＩＤＴ電極４６２および４６３の上記並び方向の外側には、反射器が配置されていてもよい。ＩＤＴ電極４６１は、端子４１４に接続され、ＩＤＴ電極４６２は端子４１５に接続され、ＩＤＴ電極４６３は端子４１６に接続されている。

ここで、上記基板およびＩＤＴ電極４６２で規定される共振周波数と、上記基板およびＩＤＴ電極４６３で規定される共振周波数とは異なっていてもよい。

これにより、キャンセル回路４１Ａの端子４１５の出力信号の位相および振幅と、キャンセル回路４１Ａの端子４１６の出力信号の位相および振幅とを、異ならせることが可能となる。よって、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間を流れる複合的な不要信号を、キャンセル回路３０Ａおよび４１Ａで構成された小型のキャンセル回路により、効果的かつ総合的に抑制することが可能となる。

なお、ＩＤＴ電極４６２で規定される共振周波数と、ＩＤＴ電極４６３で規定される共振周波数とを異ならせる具体的手法として、ＩＤＴ電極４６２の電極指ピッチと、ＩＤＴ電極４６３の電極指ピッチとを異ならせてもよい。

また、キャンセル回路４１Ａの第２縦結合型共振器は、３つのＩＤＴ電極４６１、４６２および４６３からなる構成に限定されず、５つのＩＤＴ電極を有する構成、および、７つのＩＤＴ電極を有する構成など、４つ以上のＩＤＴ電極を有する構成であってもよい。

キャンセル回路４２Ａは、端子４２７および４２８と、第３縦結合型共振器とを有する第３キャンセル回路である。第３縦結合型共振器は、圧電性を有する基板と、当該基板上に形成されたＩＤＴ電極４７１、ＩＤＴ電極４７２、およびＩＤＴ電極４７３とを有する、第３弾性波共振子である。ＩＤＴ電極４７１、４７２および４７３のそれぞれは、一対の櫛歯状電極で構成されている。上記櫛歯状電極は、互いに平行に配置された複数の電極指と、各電極指の一端同士を接続するバスバー電極とで構成され、２つの櫛歯状電極の電極指が間挿し合うことで一対の櫛歯状電極が形成されている。なお、第３縦結合型共振器を形成する圧電性を有する基板は、第１縦結合型共振器および第２縦結合型共振器を形成する圧電性を有する基板と同一であることが望ましい。

ＩＤＴ電極４７１とＩＤＴ電極４７２とは、複数の電極指の並び方向（電極指の延伸方向と交差する方向）で隣り合っており、ＩＤＴ電極４７１とＩＤＴ電極４７３とは、上記並び方向で隣り合っている。つまり、ＩＤＴ電極４７１とＩＤＴ電極４７２とは音響的接続され、ＩＤＴ電極４７１とＩＤＴ電極４７３とは音響的接続されている。なお、図示していないが、ＩＤＴ電極４７２および４７３の上記並び方向の外側には、反射器が配置されていてもよい。ＩＤＴ電極４７２および４７３は端子４２７に接続され、ＩＤＴ電極４７１は端子４２８に接続されている。

また、キャンセル回路４２Ａの第３縦結合型共振器は、３つのＩＤＴ電極４７１、４７２および４７３からなる構成に限定されず、２つのＩＤＴ電極を有する構成、および、４つのＩＤＴ電極を有する構成など、２つ以上のＩＤＴ電極を有する構成であればよい。

上記構成によれば、（１）キャンセル回路３０Ａの端子３０２の出力信号の位相および振幅と、（２）キャンセル回路３０Ａおよび４１Ａの直列回路（端子４１５）の出力信号の位相および振幅と、（３））キャンセル回路３０Ａ、４１Ａおよび４２Ａの直列回路（端子４２８）の出力信号の位相および振幅とを、異ならせることが可能となる。よって、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間を流れる複合的な不要信号を、（１）キャンセル回路３０Ａ、（２）キャンセル回路３０Ａとキャンセル回路４１Ａとが直列接続された回路、（３）キャンセル回路３０Ａとキャンセル回路４１Ａとキャンセル回路４２Ａとが直列接続された回路、の３系統の回路により総合的に抑制することが可能となる。例えば、受信帯域（第２周波数帯域）のアイソレーションを改善するだけでなく、送信帯域（第１周波数帯域）のアイソレーション、および、送信高調波帯域なども改善できる。

また、上記複合的な不要信号を抑制する信号を生成する３系統の回路において、キャンセル回路３０Ａを共用しているため、上記不要信号を総合的に抑制する小型のキャンセル回路を有するマルチプレクサ２Ａを提供することが可能となる。

［４．変形例２に係るマルチプレクサの回路構成］
図６は、実施の形態の変形例２に係るマルチプレクサ３およびその周辺回路の回路構成図である。同図には、本変形例に係るマルチプレクサ３と、アンテナ素子９０とが示されている。

マルチプレクサ３は、フィルタ１０および２０と、キャンセル回路３０、４３および４４と、共通端子１００と、入出力端子１１０（第１入出力端子）と、入出力端子１２０（第２入出力端子）と、を備える。フィルタ１０とフィルタ２０とは、共通端子１００で共通接続されている。本変形例に係るマルチプレクサ３は、実施の形態に係るマルチプレクサ１と比較して、キャンセル回路４０の替わりにキャンセル回路４３および４４が配置されている点が構成として異なる。以下、本変形例に係るマルチプレクサ３について、実施の形態に係るマルチプレクサ１と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

キャンセル回路４３は、端子４３４（第４端子）および端子４３５（第５端子）と、第２弾性波共振子とを有する第２キャンセル回路である。端子４３４と端子４３５とは、第２弾性波共振子を介して音響的接続されている。

キャンセル回路３０とキャンセル回路４３とは、音響的接続はされていない。端子３０１は入出力端子１１０に接続され、端子３０２はキャンセル回路４３を介さずに入出力端子１２０に接続されている。また、端子４３４は端子３０３に接続され、端子４３５は入出力端子１２０に接続されている。

キャンセル回路４４は、端子４４９（第９端子）および端子４５０（第１０端子）と、第４弾性波共振子とを有する第４キャンセル回路である。端子４４９と端子４５０とは、第４弾性波共振子を介して音響的接続されている。

キャンセル回路３０とキャンセル回路４３とキャンセル回路４４とは、音響的接続はされていない。端子４４９は端子３０３に接続され、端子４５０は入出力端子１２０に接続されている。

なお、端子３０１と入出力端子１１０との間に、弾性波共振子、インダクタ、キャパシタ、スイッチなどの回路素子が配置されていてもよい。また、端子３０２と入出力端子１２０との間、端子４３５と入出力端子１２０との間、および、端子４５０と入出力端子１２０との間に、弾性波共振子、インダクタ、キャパシタ、スイッチなどの回路素子が配置されていてもよい。

上記構成により、入出力端子１１０と入出力端子１２０との間を流れる複合的な不要信号を、（１）キャンセル回路３０、（２）キャンセル回路３０とキャンセル回路４３とが直列接続された回路、および、（３）キャンセル回路３０とキャンセル回路４４とが直列接続された回路、の３系統の回路により総合的に抑制することが可能となる。また、上記複合的な不要信号を抑制する信号を生成する３系統の回路において、キャンセル回路３０を共用しているため、複数のフィルタ回路の間で複合的に発生する不要信号を総合的に抑制する小型のキャンセル回路を有するマルチプレクサ３を提供することが可能となる。

（その他の変形例など）
以上、本発明に係るマルチプレクサについて、実施の形態、実施例および変形例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態、実施例および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態、実施例および変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係るマルチプレクサを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。

なお、上記実施の形態に係るマルチプレクサでは、フィルタ１０が送信用フィルタであり、フィルタ２０が受信用フィルタである構成としているが、フィルタ１０が受信用フィルタであり、フィルタ２０が送信用フィルタである構成としてもよい。また、フィルタ１０および２０の双方が送信用フィルタである構成、または、フィルタ１０および２０の双方が受信用フィルタである構成であってもよい。さらには、共通端子１００に接続されるフィルタは２つに限られず、３つ以上であってもよい。

また、上記実施の形態に係るフィルタ１０および２０は、典型的には、ＩＤＴ電極を有する弾性表面波フィルタであるが、本発明に係るマルチプレクサを構成する各フィルタは、弾性境界波やＢＡＷ（ＢｕｌｋＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ）を用いた弾性波フィルタであってもよい。これによっても、上記実施の形態に係るマルチプレクサが有する効果と同様の効果を奏することが可能である。

また、例えば、マルチプレクサにおいて、各構成要素の間に、インダクタやキャパシタが接続されていてもかまわない。なお、当該インダクタには、各構成要素間を繋ぐ配線による配線インダクタが含まれてもよい。

本発明は、マルチバンド化された周波数規格に適用できる高アイソレーションのマルチプレクサとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。

１、１Ａ、２、２Ａ、３マルチプレクサ
１０、１０Ａ、２０、２０Ａフィルタ
３０、３０Ａ、４０、４０Ａ、４１、４１Ａ、４２、４２Ａ、４３、４４キャンセル回路
５０容量素子
９０アンテナ素子
１００共通端子
１１０、１２０入出力端子
３０１、３０２、３０３、４０４、４０５、４１４、４１５、４１６、４２７、４２８、４３４、４３５、４４９、４５０端子
３５１、３５２、３５３、４５１、４５２、４５３、４６１、４６２、４６３、４７１、４７２、４７３ＩＤＴ電極

Claims

高周波信号が入出力される共通端子、第１入出力端子および第２入出力端子と、
第１周波数帯域を通過帯域とし、前記共通端子と前記第１入出力端子との間に接続された第１フィルタ回路と、
前記第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域を通過帯域とし、前記共通端子と前記第２入出力端子との間に接続された第２フィルタ回路と、
第１弾性波共振子、第１端子、前記第１弾性波共振子を介して前記第１端子と音響的接続された第２端子、および、前記第１弾性波共振子を介して前記第１端子と音響的接続された第３端子、を有する第１キャンセル回路と、
第２弾性波共振子、第４端子、および、前記第２弾性波共振子を介して前記第４端子と音響的接続された第５端子、を有する第２キャンセル回路と、を備え、
前記第１端子が前記第１入出力端子に接続され、前記第２端子が前記第２キャンセル回路を介さずに前記第２入出力端子に接続され、前記第１キャンセル回路と前記第２キャンセル回路とは音響的接続されずに前記第４端子が前記第３端子に接続され、前記第５端子が前記第２入出力端子に接続され、
前記第１キャンセル回路および前記第２キャンセル回路は、前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間を伝搬する所定の周波数帯域の不要信号を相殺する信号を生成する、
マルチプレクサ。
前記第１弾性波共振子は、圧電性を有する基板と、当該基板上に形成された複数のＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極とで構成された縦結合型共振子であり、
前記複数のＩＤＴ電極のうち第１ＩＤＴ電極と第２ＩＤＴ電極とは音響的接続され、前記第１ＩＤＴ電極と第３ＩＤＴ電極とは音響的接続され、前記第１ＩＤＴ電極は第１端子に接続され、前記第２ＩＤＴ電極は第２端子に接続され、前記第３ＩＤＴ電極は第３端子に接続され、
前記第２ＩＤＴ電極で規定される共振周波数と前記第３ＩＤＴ電極で規定される共振周波数とは異なる、
請求項１に記載のマルチプレクサ。
前記第２ＩＤＴ電極の電極指ピッチと前記第３ＩＤＴ電極の電極指ピッチとは異なる、
請求項２に記載のマルチプレクサ。
前記第２ＩＤＴ電極の電極指デューティー比と前記第３ＩＤＴ電極の電極指デューティー比とは異なる、
請求項２または３に記載のマルチプレクサ。
前記第２弾性波共振子は、前記基板と、当該基板上に形成された複数のＩＤＴ電極とで構成された縦結合型共振子であり、
前記複数のＩＤＴ電極のうち第４ＩＤＴ電極と第５ＩＤＴ電極とは音響的接続され、前記第４ＩＤＴ電極は第４端子に接続され、前記第５ＩＤＴ電極は第５端子に接続されている、
請求項２〜４のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
前記第１フィルタ回路は、前記第１端子から前記共通端子へ高周波信号を伝搬する送信側フィルタであり、
前記第２フィルタ回路は、前記共通端子から前記第２端子へ高周波信号を伝搬する受信側フィルタであり、
前記所定の周波数帯域は、第１周波数帯域および第２周波数帯域の少なくとも一方に含まれ、前記第１キャンセル回路および前記第２キャンセル回路が生成する前記信号は、前記不要信号と異なる位相を有し、
前記第１弾性波共振子の挿入損失が極小となる周波数は、前記第１周波数帯域および第２周波数帯域の少なくとも一方に位置する、
請求項２〜５のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
前記第１フィルタ回路および前記第２フィルタ回路のそれぞれは、複数の弾性波共振子で構成されたラダー型の弾性波フィルタ回路である、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
前記第２キャンセル回路は、さらに、前記第２弾性波共振子を介して前記第４端子と音響的接続された第６端子を有し、
前記マルチプレクサは、さらに、
第３弾性波共振子、第７端子、および、前記第３弾性波共振子を介して前記第７端子と音響的接続された第８端子、を有する第３キャンセル回路を備え、
前記第２キャンセル回路と前記第３キャンセル回路とは音響的接続されずに前記第６端子が前記第７端子に接続され、前記第８端子が前記第２入出力端子に接続されている、
請求項１〜７のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
さらに、
第４弾性波共振子、第９端子、および、前記第４弾性波共振子を介して前記第９端子と音響的接続された第１０端子、を有する第４キャンセル回路と、を備え、
前記第１キャンセル回路と前記第４キャンセル回路とは音響的接続されずに前記第９端子が前記第３端子に接続され、前記第１０端子が前記第２入出力端子に接続されている、
請求項１〜７のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。