JP7417487B2 - Acoustic wave devices and communication equipment - Google Patents

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本開示は、弾性波を利用する弾性波デバイス、及び当該弾性波デバイスを含む通信装置に関する。 The present disclosure relates to an elastic wave device that uses elastic waves, and a communication device that includes the elastic wave device.

弾性波を利用する弾性波デバイスが知られている(例えば下記特許文献1~3)。弾性波は、例えば、SAW(Surface Acoustic Wave)又はBAW(Bulk Acoustic Wave)である。弾性波デバイスにおいては、相互変調歪(IMD:Inter Modulation Distortion)等の非線形歪が生じることが知られている。なお、本開示において、相互変調歪は、特に断りが無い限り、パッシブ相互変調歪(PIM:Passive Inter Modulation)を含む広義の意味であるものとする。特許文献1~3では、偶数次の非線形歪を低減するための技術が開示されている。 BACKGROUND ART Acoustic wave devices that utilize elastic waves are known (for example, Patent Documents 1 to 3 listed below). The elastic wave is, for example, a SAW (Surface Acoustic Wave) or a BAW (Bulk Acoustic Wave). It is known that nonlinear distortion such as intermodulation distortion (IMD) occurs in elastic wave devices. Note that in this disclosure, unless otherwise specified, intermodulation distortion has a broad meaning including passive intermodulation distortion (PIM). Patent Documents 1 to 3 disclose techniques for reducing even-order nonlinear distortion.

国際公開第2013/161881号International Publication No. 2013/161881 国際公開第2014/133084号International Publication No. 2014/133084 国際公開第2016/159053号International Publication No. 2016/159053

非線形歪を低減できる弾性波デバイス及び通信装置が待たれる。 Acoustic wave devices and communication devices that can reduce nonlinear distortion are awaited.

本開示の一態様に係る弾性波デバイスは、圧電体、及び該圧電体に電圧を印加する励振電極を有している弾性波素子部と、前記弾性波素子部と、所定の端子又は基準電位部とを仲介している1以上の非線形素子を含んでおり、前記弾性波素子部において生じる奇数次の非線形歪のうちのいずれかである第1非線形歪に対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍の非線形歪を生じるキャンセル部と、を有している。 An acoustic wave device according to an aspect of the present disclosure includes a piezoelectric body, an acoustic wave element section having an excitation electrode that applies a voltage to the piezoelectric body, the acoustic wave element section, and a predetermined terminal or a reference potential. the first nonlinear distortion, which is any one of the odd-order nonlinear distortions occurring in the acoustic wave element part, has a phase of 180±40°. and a canceling section that produces nonlinear distortion with an intensity of 1.7 to 0.3 times.

一例において、前記弾性波デバイスは、分波器である。当該分波器は、アンテナ端子と、前記アンテナ端子に出力される信号をフィルタリングする送信フィルタと、前記アンテナ端子から入力される信号をフィルタリングする受信フィルタと、を有しており、前記弾性波素子部が前記送信フィルタ又は前記受信フィルタである。 In one example, the elastic wave device is a duplexer. The duplexer includes an antenna terminal, a transmission filter that filters a signal output to the antenna terminal, and a reception filter that filters a signal input from the antenna terminal, and the elastic wave element section is the transmission filter or the reception filter.

本開示の一態様に係る通信装置は、上記分波器と、前記アンテナ端子に接続されているアンテナと、前記送信フィルタ及び前記受信フィルタに接続されている集積回路素子と、を有している。 A communication device according to an aspect of the present disclosure includes the duplexer, an antenna connected to the antenna terminal, and an integrated circuit element connected to the transmission filter and the reception filter. .

上記の構成によれば、非線形歪を低減できる。 According to the above configuration, nonlinear distortion can be reduced.

図1(a)及び図1(b)は実施形態に係る分波器の構成例及び他の構成例を示す模式図であり、図1(c)、図1(d)及び図1(e)は、実施形態に係る分波器が含む非線形素子の例を示す図である。1(a) and 1(b) are schematic diagrams showing a configuration example and other configuration examples of the duplexer according to the embodiment, and FIG. 1(c), FIG. 1(d), and FIG. ) is a diagram showing an example of a nonlinear element included in a duplexer according to an embodiment. 実施形態に係る分波器に含まれる弾性波共振子の構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the configuration of an elastic wave resonator included in the duplexer according to the embodiment. 実施形態に係る分波器が含む分波器本体の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a duplexer main body included in the duplexer according to the embodiment. 実施形態に係る弾性波素子の非線形性を説明する図である。It is a figure explaining the nonlinearity of the elastic wave element concerning an embodiment. 図5(a)、図5(b)、図5(c)及び図5(d)は、実施形態に係る非線形素子としてのキャパシターの非線形性を説明する図である5(a), FIG. 5(b), FIG. 5(c), and FIG. 5(d) are diagrams illustrating nonlinearity of a capacitor as a nonlinear element according to an embodiment. 図6(a)及び図6(b)は、非線形性の極性が非線形歪の低減に及ぼす影響についての計算結果を示す図である。FIGS. 6A and 6B are diagrams showing calculation results regarding the influence of the polarity of nonlinearity on the reduction of nonlinear distortion. 図7(a)及び図7(b)は、非線形性の極性が非線形歪の低減に及ぼす影響についての他の計算結果を示す図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams showing other calculation results regarding the influence of the polarity of nonlinearity on the reduction of nonlinear distortion. 図8(a)及び図8(b)は、強誘電体及び反強誘電体における電場の強さと分極との関係を示す図である。FIGS. 8A and 8B are diagrams showing the relationship between electric field strength and polarization in a ferroelectric material and an antiferroelectric material. 図9(a)及び図9(b)は、強誘電体及び反強誘電体を有するキャパシターにおける電圧と容量との関係の一例を示す図である。FIGS. 9A and 9B are diagrams showing an example of the relationship between voltage and capacitance in a capacitor including a ferroelectric material and an antiferroelectric material. 図10(a)は2つのキャパシターの接続例を示す図であり、図10(b)及び図10(c)は当該接続例における特性を説明する図である。FIG. 10(a) is a diagram showing a connection example of two capacitors, and FIGS. 10(b) and 10(c) are diagrams explaining the characteristics of the connection example. 図11(a)は1つのダイオードの特性を示す図であり、図11(b)は2ダイオードの接続例を示す図であり、図11(c)は当該接続例における特性を説明する図であり、図11(d)及び図11(e)は他の接続例を示す図である。FIG. 11(a) is a diagram showing the characteristics of one diode, FIG. 11(b) is a diagram showing a connection example of two diodes, and FIG. 11(c) is a diagram explaining the characteristics of the connection example. 11(d) and 11(e) are diagrams showing other connection examples. 種々の素子が生じる非線形歪の強度の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the intensity of nonlinear distortion caused by various elements. 図13(a)、図13(b)、図13(c)及び図13(d)は非線形素子と調整素子との接続例を示す模式図である。13(a), FIG. 13(b), FIG. 13(c), and FIG. 13(d) are schematic diagrams showing examples of connections between nonlinear elements and adjustment elements. 図14(a)及び図14(b)は実施形態に係る分波器の構造例を示す平面図である。FIGS. 14(a) and 14(b) are plan views showing structural examples of the duplexer according to the embodiment. 実施形態に係る分波器を含む通信装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a communication device including a duplexer according to an embodiment. 実施形態に係る分波器の他の構造例を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing another structural example of the duplexer according to the embodiment.

以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものである。従って、例えば、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。 Embodiments according to the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that the diagrams used in the following explanation are schematic. Therefore, for example, the dimensional ratios, etc. on the drawings do not necessarily match the reality.

(分波器の概要)
図1(a)は、第1例に係る分波器1Aの構成を示す模式図である。図1(b)は、第2例に係る分波器1Bの構成を示す模式図である。以下では、分波器1A及び1Bを区別せずに、分波器1ということがある。各分波器1は、弾性波デバイスの一例である。
(Outline of duplexer)
FIG. 1A is a schematic diagram showing the configuration of a duplexer 1A according to a first example. FIG. 1(b) is a schematic diagram showing the configuration of a duplexer 1B according to a second example. Hereinafter, the duplexers 1A and 1B may be referred to as the duplexer 1 without distinction. Each duplexer 1 is an example of an elastic wave device.

図示の分波器1は、より詳細には、デュプレクサとして構成されている。分波器1は、例えば、送信端子7からの送信信号をフィルタリングしてアンテナ端子5へ出力する送信フィルタ13(弾性波素子部の一例)と、アンテナ端子5からの受信信号をフィルタリングして受信端子9に出力する受信フィルタ15とを有している。なお、送信端子7は、送信フィルタ13にとっての入力端子であるということができる。アンテナ端子5は、送信フィルタ13にとっての出力端子であるということができる。 More specifically, the illustrated duplexer 1 is configured as a duplexer. The duplexer 1 includes, for example, a transmission filter 13 (an example of an elastic wave element section) that filters the transmission signal from the transmission terminal 7 and outputs the filtered signal to the antenna terminal 5, and a transmission filter 13 (an example of an elastic wave element section) that filters the transmission signal from the antenna terminal 5 and receives the filtered signal. It has a reception filter 15 that outputs to the terminal 9. Note that the transmission terminal 7 can be said to be an input terminal for the transmission filter 13. The antenna terminal 5 can be said to be an output terminal for the transmission filter 13.

送信フィルタ13は、例えば、弾性波素子19を含んで構成されている。その結果、送信フィルタ13は、弾性波素子19の非線形性に起因する非線形歪(歪信号)を生じる。そこで、分波器1は、非線形性歪を低減するためのキャンセル部17を有している。キャンセル部17は、送信フィルタ13(弾性波素子部)で生じる第1非線形歪に対して、位相が逆の第2非線形歪を生じる。これにより、第1非線形歪の少なくとも一部が第2非線形歪によって打ち消される。 The transmission filter 13 includes, for example, an elastic wave element 19. As a result, the transmission filter 13 generates nonlinear distortion (distortion signal) due to the nonlinearity of the elastic wave element 19. Therefore, the duplexer 1 includes a canceling section 17 for reducing nonlinear distortion. The canceling unit 17 generates a second nonlinear distortion having an opposite phase to the first nonlinear distortion generated in the transmission filter 13 (acoustic wave element unit). Thereby, at least a portion of the first nonlinear distortion is canceled out by the second nonlinear distortion.

キャンセル部17が生じる第2非線形歪の強度は、例えば、送信フィルタ13(弾性波素子部)が生じる第1非線形歪の強度の2倍未満、例えば1.7~0.3倍であり、理想的には1倍である。2倍未満であれば、キャンセル部17が設けられていない態様に比較して、多少なりとも分波器1において生じる非線形歪が低減される。1倍であれば、送信フィルタ13から出力される第1非線形歪の全部が打ち消される。 The intensity of the second nonlinear distortion generated by the canceling section 17 is, for example, less than twice the intensity of the first nonlinear distortion generated by the transmission filter 13 (acoustic wave element section), for example, 1.7 to 0.3 times, which is ideal. Actually, it is 1 times more. If it is less than twice, the nonlinear distortion occurring in the duplexer 1 is reduced to some extent compared to an embodiment in which the canceling section 17 is not provided. If it is 1 times, all of the first nonlinear distortion output from the transmission filter 13 is canceled out.

なお、強度は、例えば、電圧、電流及び/又は電力であり、特に断りが無い限り、絶対値を指すものとする。位相が逆であるということは、別の観点では、位相が180°ずれているということである。位相は、180±40°の範囲で適宜変更されてもよい。また、位相が逆であるというとき、周波数は同じであることを前提としている。位相及び強度の比較は、特に断りない限り、送信フィルタ13に交流信号が入力されている状況において、同一時点における第1非線形歪と第2非線形歪との間でなされてよい。受信フィルタ15は、送信フィルタ13と同様に、弾性波素子19を含んで構成されてよい。 Note that the strength is, for example, voltage, current, and/or electric power, and unless otherwise specified, it refers to an absolute value. In other words, the opposite phase means that the phases are 180° out of phase. The phase may be changed as appropriate within the range of 180±40°. Furthermore, when we say that the phases are opposite, it is assumed that the frequencies are the same. Unless otherwise specified, the phase and intensity comparison may be made between the first nonlinear distortion and the second nonlinear distortion at the same time in a situation where an AC signal is input to the transmission filter 13. Like the transmission filter 13, the reception filter 15 may be configured to include an elastic wave element 19.

分波器1Aにおいては、キャンセル部17は、送信端子7とアンテナ端子5との間で送信フィルタ13に対して直列に接続されている。換言すれば、キャンセル部17は、送信フィルタ13とアンテナ端子5とを仲介している。特に図示しないが、送信フィルタ13とアンテナ端子5とを仲介するキャンセル部17に代えて、又は加えて、送信フィルタ13と送信端子7とを仲介するキャンセル部17が設けられてもよい。すなわち、直列に接続されるキャンセル部17は、送信フィルタ13に対して、入力側及び出力側のいずれに接続されてもよい。また、受信フィルタ15とアンテナ端子5とを仲介する位置にキャンセル部17が設けられてもよい。 In the duplexer 1A, the canceling section 17 is connected in series to the transmission filter 13 between the transmission terminal 7 and the antenna terminal 5. In other words, the canceling unit 17 mediates between the transmission filter 13 and the antenna terminal 5. Although not particularly illustrated, a canceling unit 17 that mediates between the transmitting filter 13 and the transmitting terminal 7 may be provided instead of or in addition to the canceling unit 17 that mediates between the transmitting filter 13 and the antenna terminal 5. That is, the canceling units 17 connected in series may be connected to either the input side or the output side of the transmission filter 13. Further, the canceling section 17 may be provided at a position that mediates between the reception filter 15 and the antenna terminal 5.

分波器1Bにおいては、キャンセル部17は、送信フィルタ13とアンテナ端子5との間でシャントに接続されている。シャントは、信号経路(ここでは送信フィルタ13からアンテナ端子5への経路)から分岐して基準電位部11に接続される態様を指すものとする。別の観点では、キャンセル部17は、送信フィルタ13のアンテナ端子5側と基準電位部11とを仲介している。特に図示しないが、送信フィルタ13のアンテナ端子5側と基準電位部11とを仲介するキャンセル部17に代えて、又は加えて、送信フィルタ13の送信端子7側と基準電位部11とを仲介するキャンセル部17が設けられてもよい。すなわち、シャントに接続されるキャンセル部17は、送信フィルタ13に対して、入力側及び出力側のいずれに接続されてもよい。また、受信フィルタ15とアンテナ端子5とを仲介する位置にキャンセル部17が設けられてもよい。 In the duplexer 1B, the canceling section 17 is connected to a shunt between the transmission filter 13 and the antenna terminal 5. A shunt refers to a mode in which a signal is branched off from a signal path (here, a path from the transmission filter 13 to the antenna terminal 5) and connected to the reference potential section 11. From another perspective, the cancellation unit 17 mediates between the antenna terminal 5 side of the transmission filter 13 and the reference potential unit 11. Although not particularly illustrated, instead of or in addition to the canceling section 17 that mediates between the antenna terminal 5 side of the transmission filter 13 and the reference potential section 11, the canceling section 17 mediates between the transmission terminal 7 side of the transmission filter 13 and the reference potential section 11. A canceling unit 17 may be provided. That is, the canceling section 17 connected to the shunt may be connected to either the input side or the output side of the transmission filter 13. Further, the canceling section 17 may be provided at a position that mediates between the reception filter 15 and the antenna terminal 5.

特に図示しないが、分波器1A及び1Bは、組み合わされてもよい。すなわち、分波器1は、送信フィルタ13に直列に接続されているキャンセル部17と、送信フィルタ13にシャントに接続されているキャンセル部17とを有していてもよい。また、ここでは、送信フィルタ13に接続されているキャンセル部17を例示しているが、当該キャンセル部17に代えて、又は加えて、受信フィルタ15に接続され、受信フィルタ15の非線形歪を低減するキャンセル部17が設けられてもよい。 Although not particularly illustrated, the duplexers 1A and 1B may be combined. That is, the duplexer 1 may include a canceling section 17 connected in series to the transmitting filter 13 and a canceling section 17 connected to the transmitting filter 13 in a shunt manner. In addition, although the canceling section 17 connected to the transmitting filter 13 is illustrated here, it is connected to the receiving filter 15 instead of or in addition to the canceling section 17 to reduce nonlinear distortion of the receiving filter 15. A canceling unit 17 may be provided.

分波器1のうち、キャンセル部17以外の部分を分波器本体3ということがある。アンテナ端子5、送信端子7、受信端子9及び基準電位部11は、分波器1又は分波器本体3の一部であってよい。基準電位部11は、基準電位が付与される部位(導体)であり、より詳細には、例えば、基準電位が付与される端子であってもよいし、端子以外の構成(例えばシールド)であってもよい。 The portion of the duplexer 1 other than the canceling section 17 may be referred to as a duplexer main body 3. The antenna terminal 5, the transmission terminal 7, the reception terminal 9, and the reference potential section 11 may be part of the duplexer 1 or the duplexer main body 3. The reference potential part 11 is a part (conductor) to which a reference potential is applied, and more specifically, it may be a terminal to which a reference potential is applied, or a structure other than the terminal (for example, a shield). You can.

キャンセル部17は、1以上の非線形素子21を含んで構成されている。非線形素子21は、入力電圧に対する応答が非線形性を有している電子素子である。より詳細には、例えば、交流電圧が印加されたときに流れる交流電流の実効値が交流電圧の実効値の変化に対して非線形に変化する(比例しない)素子である。この非線形性は、分波器1において非線形素子21に入力されると想定されている電圧の範囲内で現れればよく、あらゆる電圧の範囲において生じる必要は無い。実施されている分波器1において、非線形素子21に入力されると想定されている電圧は、例えば、分波器1の仕様書及び/又は実施状況から特定されてよい。 The canceling unit 17 is configured to include one or more nonlinear elements 21. The nonlinear element 21 is an electronic element whose response to input voltage is nonlinear. More specifically, for example, it is an element in which the effective value of an alternating current that flows when an alternating voltage is applied changes nonlinearly (not proportionally) to a change in the effective value of the alternating voltage. This nonlinearity only needs to appear within the range of voltages that are assumed to be input to the nonlinear element 21 in the duplexer 1, and does not need to occur in every voltage range. In the duplexer 1 being implemented, the voltage assumed to be input to the nonlinear element 21 may be specified, for example, from the specifications and/or implementation status of the duplexer 1.

図1(c)~図1(e)は、キャンセル部17が含む非線形素子21の例を示す図である。 FIG. 1(c) to FIG. 1(e) are diagrams showing examples of the nonlinear element 21 included in the canceling section 17.

図1(c)に示すように、非線形素子21は、例えば、非線形性を有するキャパシター23とされてよい。図1(d)に示すように、非線形素子21は、例えば、非線形性を有するインダクター25とされてよい。図1(e)に示すように、非線形素子21は、例えば、非線形性を有するダイオード27とされてよい。このように、非線形素子21は、種々の態様とされてよい。キャンセル部17は、1つのみ非線形素子21を有していてもよいし、同一の種類の2以上の非線形素子を有していてもよいし、互いに異なる種類の2以上の非線形素子を有していてもよい。 As shown in FIG. 1C, the nonlinear element 21 may be, for example, a capacitor 23 having nonlinearity. As shown in FIG. 1(d), the nonlinear element 21 may be, for example, an inductor 25 having nonlinearity. As shown in FIG. 1(e), the nonlinear element 21 may be, for example, a diode 27 having nonlinearity. In this way, the nonlinear element 21 may take various forms. The canceling unit 17 may have only one nonlinear element 21, two or more nonlinear elements of the same type, or two or more nonlinear elements of different types. You can leave it there.

なお、図1(d)では、便宜上、インダクターの代表的な記号ではなく、コイル25aとコア25bとを有するインダクターの記号が示されている。ただし、インダクター25は、コア25bを有さないものであってよい。 Note that in FIG. 1(d), for convenience, a symbol of an inductor having a coil 25a and a core 25b is shown instead of a typical symbol of an inductor. However, the inductor 25 may not have the core 25b.

(弾性波素子)
図2は、送信フィルタ13(及び/又は受信フィルタ15)が含む弾性波素子19の一例としての表面弾性波共振子29(以下、単に「共振子29」ということがある。)の構成を模式的に示す平面図である。なお、以下の説明において、共振子29の語は、矛盾等が生じない限り、弾性波素子19の語に置換されてよい。
(Acoustic wave device)
FIG. 2 schematically shows the configuration of a surface acoustic wave resonator 29 (hereinafter sometimes simply referred to as "resonator 29") as an example of the acoustic wave element 19 included in the transmission filter 13 (and/or reception filter 15). FIG. In the following description, the word resonator 29 may be replaced with the word acoustic wave element 19 unless a contradiction occurs.

共振子29は、いずれの方向が上方又は下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、D1軸、D2軸及びD3軸からなる直交座標系を図面に付すとともに、D3軸の正側を上方として、上面又は下面等の用語を用いることがある。なお、D1軸は、後述する圧電体の上面に沿って伝搬する弾性波の伝搬方向に平行になるように定義され、D2軸は、圧電体の上面に平行かつD1軸に直交するように定義され、D3軸は、圧電体の上面に直交するように定義されている。 Although the resonator 29 may be oriented either upward or downward, in the following, for convenience, an orthogonal coordinate system consisting of the D1 axis, D2 axis, and D3 axis is attached to the drawing, and the D3 axis is Terms such as upper surface or lower surface may be used with the positive side of the surface as the upper side. Note that the D1 axis is defined to be parallel to the propagation direction of an elastic wave propagating along the top surface of the piezoelectric body, which will be described later, and the D2 axis is defined to be parallel to the top surface of the piezoelectric body and orthogonal to the D1 axis. The D3 axis is defined to be orthogonal to the top surface of the piezoelectric body.

共振子29は、いわゆる1ポート弾性波共振子によって構成されている。共振子29は、例えば、紙面両側に模式的に示された2つの端子28の一方から入力された信号を2つの端子28の他方から出力する。この際、共振子29は、電気信号から弾性波への変換及び弾性波から電気信号への変換を行う。後述する図3の説明から理解されるように、端子28は、例えば、アンテナ端子5、送信端子7、受信端子9及び基準電位部11のいずれかに対応する。 The resonator 29 is constituted by a so-called one-port acoustic wave resonator. For example, the resonator 29 outputs a signal input from one of the two terminals 28 schematically shown on both sides of the paper from the other of the two terminals 28. At this time, the resonator 29 converts an electric signal into an elastic wave, and converts an elastic wave into an electric signal. As will be understood from the description of FIG. 3 described later, the terminal 28 corresponds to, for example, any one of the antenna terminal 5, the transmission terminal 7, the reception terminal 9, and the reference potential section 11.

共振子29は、例えば、基板31(その少なくとも上面31a側の一部)と、上面31a上に位置する励振電極33と、励振電極33の両側に位置する1対の反射器35とを含んでいる。1つの基板31上には、複数の共振子29が構成されてよい。すなわち、基板31は、複数の共振子29に共用されてよい。以下の説明では、同一の基板31を共用する複数の共振子29を区別するために、便宜上、励振電極33及び1対の反射器35の組み合わせ(共振子29の電極部)が共振子29であるかのように(共振子29が基板31を含まないかのように)表現することがある。 The resonator 29 includes, for example, a substrate 31 (at least a part of the upper surface 31a side thereof), an excitation electrode 33 located on the upper surface 31a, and a pair of reflectors 35 located on both sides of the excitation electrode 33. There is. A plurality of resonators 29 may be configured on one substrate 31. That is, the substrate 31 may be shared by a plurality of resonators 29. In the following description, in order to distinguish between a plurality of resonators 29 that share the same substrate 31, for convenience, the combination of an excitation electrode 33 and a pair of reflectors 35 (electrode portions of the resonator 29) will be referred to as the resonator 29. (as if the resonator 29 does not include the substrate 31).

基板31は、少なくとも、上面31aのうち共振子29が設けられる領域に圧電性を有している。このような基板31としては、例えば、基板全体が圧電体によって構成されているもの(すなわち圧電基板)を挙げることができる。また、例えば、いわゆる貼り合わせ基板を挙げることができる。貼り合わせ基板は、上面31aを有する圧電体からなる基板(圧電基板)と、この圧電基板の上面31aとは反対側の面に、接着剤を介して、又は接着剤を介さずに直接に貼り合わされた支持基板とを有している。支持基板は、圧電基板の下方において空洞を有していてもよいし、有していなくてもよい。また、共振子29が設けられる領域に圧電性を有している基板31としては、例えば、支持基板と、支持基板の+D3側の主面の一部領域又は主面の全面に、圧電体からなる膜(圧電膜)又は圧電膜を含む多層膜が形成されたものを挙げることができる。 The substrate 31 has piezoelectricity at least in the region of the upper surface 31a where the resonator 29 is provided. An example of such a substrate 31 is one in which the entire substrate is made of a piezoelectric material (that is, a piezoelectric substrate). Further, for example, a so-called bonded substrate can be mentioned. A bonded substrate is a substrate made of a piezoelectric material having an upper surface 31a (piezoelectric substrate) and a surface of the piezoelectric substrate opposite to the upper surface 31a, which is directly attached with or without an adhesive. and a mated support substrate. The support substrate may or may not have a cavity below the piezoelectric substrate. Further, as for the substrate 31 having piezoelectricity in the region where the resonator 29 is provided, for example, the support substrate and a part of the main surface on the +D3 side of the support substrate or the entire main surface are made of piezoelectric material. Examples include those in which a film (piezoelectric film) or a multilayer film including a piezoelectric film is formed.

基板31のうちの少なくとも共振子29が設けられる領域を構成している圧電体31bは、例えば、圧電性を有する単結晶によって構成されている。このような単結晶を構成する材料としては、例えば、タンタル酸リチウム(LiTaO)、ニオブ酸リチウム(LiNbO)及び水晶(SiO)を挙げることができる。カット角、平面形状および各種の寸法は適宜に設定されてよい。 The piezoelectric body 31b constituting at least the region of the substrate 31 where the resonator 29 is provided is made of, for example, a piezoelectric single crystal. Examples of materials constituting such a single crystal include lithium tantalate (LiTaO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), and quartz (SiO 2 ). The cut angle, planar shape, and various dimensions may be set appropriately.

励振電極33及び反射器35は、基板31上に設けられた層状導体によって構成されている。励振電極33および反射器35は、例えば、互いに同一の材料および厚さで構成されている。これらを構成する層状導体は、例えば、金属である。金属は、例えば、AlまたはAlを主成分とする合金(Al合金)である。Al合金は、例えば、Al-Cu合金である。層状導体は、複数の金属層から構成されていてもよい。層状導体の厚さは、共振子29に要求される電気特性等に応じて適宜に設定される。一例として、層状導体の厚さは50nm以上600nm以下である。 The excitation electrode 33 and the reflector 35 are composed of a layered conductor provided on the substrate 31. The excitation electrode 33 and the reflector 35 are, for example, made of the same material and thickness. The layered conductors constituting these are, for example, metal. The metal is, for example, Al or an alloy containing Al as a main component (Al alloy). The Al alloy is, for example, an Al-Cu alloy. The layered conductor may be composed of multiple metal layers. The thickness of the layered conductor is appropriately set depending on the electrical characteristics required of the resonator 29 and the like. As an example, the thickness of the layered conductor is 50 nm or more and 600 nm or less.

励振電極33は、いわゆるIDT(Interdigital Transducer)電極によって構成されており、1対の櫛歯電極37(一方には視認性をよくする便宜上ハッチングを付す)を有している。各櫛歯電極37は、例えば、バスバー39と、バスバー39から互いに並列に延びる複数の電極指41と、複数の電極指41の間においてバスバー39から突出する複数のダミー電極43とを有している。そして、1対の櫛歯電極37は、複数の電極指41が互いに噛み合うように(交差するように)配置されている。 The excitation electrode 33 is constituted by a so-called IDT (Interdigital Transducer) electrode, and has a pair of comb-teeth electrodes 37 (one is hatched for convenience to improve visibility). Each comb-teeth electrode 37 includes, for example, a busbar 39, a plurality of electrode fingers 41 extending in parallel from the busbar 39, and a plurality of dummy electrodes 43 protruding from the busbar 39 between the plurality of electrode fingers 41. There is. The pair of comb-teeth electrodes 37 are arranged so that the plurality of electrode fingers 41 interlock with each other (cross each other).

バスバー39は、例えば、概略、一定の幅で弾性波の伝搬方向(D1方向)に直線状に延びる長尺状に形成されている。そして、一対のバスバー39は、弾性波の伝搬方向に直交する方向(D2方向)において互いに対向している。なお、バスバー39は、幅が変化したり、弾性波の伝搬方向に対して傾斜したりしていてもよい。 The bus bar 39 is, for example, formed in an elongated shape that has a substantially constant width and extends linearly in the propagation direction of the elastic wave (direction D1). The pair of bus bars 39 are opposed to each other in a direction (direction D2) orthogonal to the propagation direction of elastic waves. Note that the bus bar 39 may have a width that changes or may be inclined with respect to the propagation direction of the elastic wave.

各電極指41は、例えば、概略、一定の幅で弾性波の伝搬方向に直交する方向(D2方向)に直線状に延びる長尺状に形成されている。なお、電極指41は、幅が変化していてもよい。各櫛歯電極37において、複数の電極指41は、弾性波の伝搬方向に配列されている。また、一方の櫛歯電極37の複数の電極指41と他方の櫛歯電極37の複数の電極指41とは、基本的には交互に配列されている。 Each electrode finger 41 is, for example, formed in an elongated shape that has a substantially constant width and extends linearly in a direction (direction D2) orthogonal to the propagation direction of elastic waves. Note that the electrode fingers 41 may have varying widths. In each comb-teeth electrode 37, the plurality of electrode fingers 41 are arranged in the propagation direction of the elastic wave. Moreover, the plurality of electrode fingers 41 of one comb-teeth electrode 37 and the plurality of electrode fingers 41 of the other comb-teeth electrode 37 are basically arranged alternately.

複数の電極指41のピッチp(例えば互いに隣り合う2本の電極指41の中心間距離)は、励振電極33内において基本的に一定である。なお、励振電極33は、一部にピッチpに関して特異な部分を有していてもよい。特異な部分としては、例えば、大部分(例えば8割以上)よりもピッチpが狭くなる狭ピッチ部、大部分よりもピッチpが広くなる広ピッチ部、少数の電極指41が実質的に間引かれた間引き部が挙げられる。 The pitch p of the plurality of electrode fingers 41 (for example, the distance between the centers of two adjacent electrode fingers 41) is basically constant within the excitation electrode 33. Note that the excitation electrode 33 may have a part that is unique with respect to the pitch p. Specific areas include, for example, a narrow pitch area where the pitch p is narrower than the majority (for example, 80% or more), a wide pitch area where the pitch p is wider than the majority, and a small number of electrode fingers 41 that are substantially spaced apart. An example is the thinned out part.

以下において、ピッチpという場合、特に断りがない限りは、上記のような特異な部分を除いた部分(複数の電極指41の大部分)のピッチをいうものとする。また、特異な部分を除いた大部分の複数の電極指41においても、ピッチが変化しているような場合においては、大部分の複数の電極指41のピッチの平均値をピッチpの値として用いてよい。 In the following, unless otherwise specified, pitch p refers to the pitch of a portion (most of the plurality of electrode fingers 41) excluding the unique portions as described above. In addition, in cases where the pitch of most of the plurality of electrode fingers 41 excluding peculiar parts is changing, the average value of the pitches of most of the plurality of electrode fingers 41 is used as the value of pitch p. May be used.

電極指41の本数は、共振子29に要求される電気特性等に応じて適宜に設定されてよい。図2は模式図であることから、電極指41の本数は少なく示されている。実際には、図示よりも多くの電極指41が配列されてよい。後述する反射器35のストリップ電極47についても同様である。 The number of electrode fingers 41 may be appropriately set depending on the electrical characteristics required of the resonator 29 and the like. Since FIG. 2 is a schematic diagram, the number of electrode fingers 41 is shown to be small. In reality, more electrode fingers 41 than shown may be arranged. The same applies to the strip electrode 47 of the reflector 35, which will be described later.

複数の電極指41の長さは、例えば、互いに同等である。なお、励振電極33は、複数の電極指41の長さ(別の観点では交差幅W)が伝搬方向の位置に応じて変化する、いわゆるアポダイズが施されていてもよい。電極指41の長さ及び幅は、要求される電気特性等に応じて適宜に設定されてよい。 The lengths of the plurality of electrode fingers 41 are, for example, equal to each other. Note that the excitation electrode 33 may be subjected to so-called apodization, in which the length of the plurality of electrode fingers 41 (from another point of view, the intersection width W) changes depending on the position in the propagation direction. The length and width of the electrode fingers 41 may be set as appropriate depending on required electrical characteristics and the like.

ダミー電極43は、例えば、概ね一定の幅で弾性波の伝搬方向に直交する方向に突出している。その幅は、例えば電極指41の幅と同等である。また、複数のダミー電極43は、複数の電極指41と同等のピッチで配列されており、一方の櫛歯電極37のダミー電極43の先端は、他方の櫛歯電極37の電極指41の先端とギャップを介して対向している。なお、励振電極33は、ダミー電極43を含まないものであってもよい。 The dummy electrode 43 has, for example, a substantially constant width and protrudes in a direction perpendicular to the propagation direction of the elastic wave. Its width is, for example, equivalent to the width of the electrode finger 41. Further, the plurality of dummy electrodes 43 are arranged at the same pitch as the plurality of electrode fingers 41, and the tip of the dummy electrode 43 of one comb-teeth electrode 37 is the tip of the electrode finger 41 of the other comb-teeth electrode 37. and are facing each other through a gap. Note that the excitation electrode 33 may not include the dummy electrode 43.

1対の反射器35は、弾性波の伝搬方向において励振電極33の両側に位置している。各反射器35は、例えば、電気的に浮遊状態とされてもよいし、基準電位が付与されてもよい。各反射器35は、例えば、格子状に形成されている。すなわち、反射器35は、互いに対向する1対のバスバー45と、1対のバスバー45間において延びる複数のストリップ電極47とを含んでいる。複数のストリップ電極47のピッチ、及び互いに隣接する電極指41とストリップ電極47とのピッチは、基本的には複数の電極指41のピッチと同等である。 The pair of reflectors 35 are located on both sides of the excitation electrode 33 in the propagation direction of the elastic wave. For example, each reflector 35 may be electrically floating or may be provided with a reference potential. Each reflector 35 is formed, for example, in a lattice shape. That is, the reflector 35 includes a pair of bus bars 45 facing each other and a plurality of strip electrodes 47 extending between the pair of bus bars 45. The pitch between the plurality of strip electrodes 47 and the pitch between adjacent electrode fingers 41 and strip electrodes 47 are basically equivalent to the pitch between the plurality of electrode fingers 41.

1対の櫛歯電極37に電圧が印加されると、複数の電極指41によって圧電性を有する上面31aに電圧が印加され、上面31aが振動する。これにより、D1方向に伝搬する弾性波(例えばSAW)が励振される。弾性波は、複数の電極指41によって反射される。そして、複数の電極指41のピッチpを概ね半波長(λ/2)とする定在波が立つ。定在波によって基板31に生じる電気信号は、複数の電極指41によって取り出される。このような原理により、共振子29は、ピッチpを半波長とする弾性波の周波数を共振周波数とする共振子として機能する。 When a voltage is applied to the pair of comb-teeth electrodes 37, the voltage is applied to the piezoelectric upper surface 31a by the plurality of electrode fingers 41, and the upper surface 31a vibrates. This excites an elastic wave (for example, SAW) that propagates in the D1 direction. The elastic waves are reflected by the plurality of electrode fingers 41. Then, a standing wave is created in which the pitch p of the plurality of electrode fingers 41 is approximately half a wavelength (λ/2). Electric signals generated on the substrate 31 by the standing waves are extracted by the plurality of electrode fingers 41. Based on this principle, the resonator 29 functions as a resonator whose resonant frequency is the frequency of an elastic wave whose pitch p is a half wavelength.

特に図示しないが、共振子29は、励振電極33及び反射器35の上から基板31の上面31aを覆う不図示の保護膜を有していてもよい。このような保護膜は、例えば、SiO等の絶縁材料からなり、励振電極33等が腐食する蓋然性を低減したり、及び/又は共振子29の温度変化に起因する特性変化を補償したりすることに寄与する。また、共振子29は、励振電極33及び反射器35の上面又は下面に重なり、基本的に平面透視において励振電極33及び反射器35に収まる形状を有している付加膜を有していてもよい。このような付加膜は、例えば、励振電極33等の材料とは音響的な特性が異なる絶縁材料又は金属材料からなり、SAWの反射係数を向上させることに寄与する。 Although not particularly shown, the resonator 29 may have a protective film (not shown) that covers the upper surface 31a of the substrate 31 from above the excitation electrode 33 and the reflector 35. Such a protective film is made of an insulating material such as SiO 2 , for example, and reduces the possibility that the excitation electrode 33 etc. will corrode, and/or compensates for changes in characteristics due to temperature changes of the resonator 29. Contribute to things. Furthermore, the resonator 29 may have an additional film that overlaps the upper or lower surface of the excitation electrode 33 and the reflector 35 and has a shape that basically fits within the excitation electrode 33 and the reflector 35 when seen in plan view. good. Such an additional film is made of, for example, an insulating material or a metal material that has different acoustic characteristics from the material of the excitation electrode 33, etc., and contributes to improving the reflection coefficient of the SAW.

1つの共振子29の代表的な構成例は、上記のように、1つの励振電極33を有している。ただし、1つの共振子29は、互いに直列に接続された複数の励振電極33を有していてもよい。換言すれば、1つの共振子29は、複数に分割されていてもよい。この場合、例えば、共振子29に印加される電圧が複数の励振電極33に分散されるから、共振子29の耐電性が向上する。また、弾性波の振動が小さくされるから、非線形歪が低減される。 A typical configuration example of one resonator 29 has one excitation electrode 33, as described above. However, one resonator 29 may have a plurality of excitation electrodes 33 connected in series. In other words, one resonator 29 may be divided into a plurality of parts. In this case, for example, the voltage applied to the resonator 29 is distributed to the plurality of excitation electrodes 33, so that the electric resistance of the resonator 29 is improved. Furthermore, since the vibrations of the elastic waves are reduced, nonlinear distortion is reduced.

(分波器本体の構成例)
図3は、分波器本体3(分波器1のうちキャンセル部17を除いた部分)の構成を模式的に示す回路図である。この図の紙面左上に示された符号から理解されるように、この図では、櫛歯電極37が二叉のフォーク形状によって模式的に示され、反射器35は両端が屈曲した1本の線で表わされている。なお、以下の説明において、分波器本体3の語は、矛盾等が生じない限り、分波器1の語に置換されてよい。
(Example of configuration of duplexer body)
FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the duplexer main body 3 (the portion of the duplexer 1 excluding the canceling section 17). As can be understood from the reference numeral shown at the upper left of the drawing, the comb-teeth electrode 37 is schematically shown in the form of a two-pronged fork, and the reflector 35 is a single line with bent ends. It is expressed as. In the following description, the term duplexer main body 3 may be replaced with the term duplexer 1 as long as there is no contradiction.

分波器本体3は、既述のように、アンテナ端子5、送信端子7、受信端子9、基準電位部11、送信フィルタ13及び受信フィルタ15を有している。なお、図3では、図1とは異なり、受信端子9が2つ描かれている。これは、図3に例示する構成では、受信フィルタ15が、位相が互いに逆の2つの信号を含む平衡信号を出力することに対応している。ただし、受信フィルタ15は、基準電位に対して信号レベルが変化する1つの信号からなる不平衡信号を出力するものであっても構わない(受信端子9は1つであっても構わない。)。 The duplexer main body 3 has the antenna terminal 5, the transmission terminal 7, the reception terminal 9, the reference potential section 11, the transmission filter 13, and the reception filter 15, as described above. In addition, in FIG. 3, two receiving terminals 9 are drawn, unlike FIG. 1. In the configuration illustrated in FIG. 3, this corresponds to the reception filter 15 outputting a balanced signal containing two signals whose phases are opposite to each other. However, the reception filter 15 may output an unbalanced signal consisting of one signal whose signal level changes with respect to the reference potential (the number of reception terminals 9 may be one). .

送信フィルタ13は、例えば、複数の共振子29(29S及び29P)がラダー型に接続されて構成された、ラダー型フィルタによって構成されている。すなわち、送信フィルタ13は、送信端子7とアンテナ端子5との間で直列に接続された複数(1つでも可)の直列共振子29Sと、その直列のライン(直列腕)と基準電位部11とを接続する複数(1つでも可)の並列共振子29P(並列腕)とを有している。 The transmission filter 13 is configured by, for example, a ladder type filter in which a plurality of resonators 29 (29S and 29P) are connected in a ladder type. That is, the transmission filter 13 includes a plurality of (or one) series resonators 29S connected in series between the transmission terminal 7 and the antenna terminal 5, the series line (series arm), and the reference potential section 11. It has a plurality of (or even one) parallel resonators 29P (parallel arms) that connect the two.

受信フィルタ15は、例えば、共振子29と、多重モード型フィルタ49(ダブルモード型フィルタを含むものとする。以下、MMフィルタ49ということがある。)とを含んで構成されている。MMフィルタ49は、弾性波の伝搬方向に配列された複数(図示の例では3つ)の励振電極33と、その両側に配置された1対の反射器35とを有している。 The reception filter 15 includes, for example, a resonator 29 and a multimode filter 49 (including a double mode filter. Hereinafter, it may be referred to as the MM filter 49). The MM filter 49 includes a plurality of (three in the illustrated example) excitation electrodes 33 arranged in the propagation direction of elastic waves, and a pair of reflectors 35 disposed on both sides of the excitation electrodes 33.

なお、上記の送信フィルタ13及び受信フィルタ15の構成は、あくまで一例であり、適宜に変形されてよい。例えば、受信フィルタ15が送信フィルタ13と同様にラダー型フィルタによって構成されたり、逆に、送信フィルタ13がMMフィルタ49を有していたりしてもよい。 Note that the configurations of the transmission filter 13 and reception filter 15 described above are merely examples, and may be modified as appropriate. For example, the reception filter 15 may be configured by a ladder filter like the transmission filter 13, or conversely, the transmission filter 13 may include the MM filter 49.

上記の構成において、複数の共振子29(29S、29P及び受信フィルタ15の共振子29)及びMMフィルタ49のそれぞれは、弾性波素子19の一例である。これらの複数の弾性波素子19は、1つの基板31に設けられてもよいし、2以上の基板31に分散して設けられてもよい。例えば、送信フィルタ13を構成する複数の共振子29は、同一の基板31に設けられてよい。同様に、受信フィルタ15を構成する共振子29及びMMフィルタ49は、同一の基板31に設けられてよい。送信フィルタ13及び受信フィルタ15は、同一の基板31に設けられてもよいし、互いに異なる基板31に設けられてもよい。上記の他、例えば、複数の直列共振子29Sを同一の基板31に設けるとともに、複数の並列共振子29Pを他の同一の基板31に設けてもよい。 In the above configuration, each of the plurality of resonators 29 (29S, 29P and the resonator 29 of the reception filter 15) and the MM filter 49 is an example of the elastic wave element 19. These plurality of acoustic wave elements 19 may be provided on one substrate 31 or may be provided in a distributed manner on two or more substrates 31. For example, the plurality of resonators 29 configuring the transmission filter 13 may be provided on the same substrate 31. Similarly, the resonator 29 and the MM filter 49 that constitute the reception filter 15 may be provided on the same substrate 31. The transmission filter 13 and the reception filter 15 may be provided on the same substrate 31 or may be provided on mutually different substrates 31. In addition to the above, for example, a plurality of series resonators 29S may be provided on the same substrate 31, and a plurality of parallel resonators 29P may be provided on another same substrate 31.

(弾性波素子の非線形性及び非線形歪の種類)
図4は、弾性波素子19の非線形性を説明する図である。
(Types of nonlinearity and nonlinear distortion of elastic wave elements)
FIG. 4 is a diagram illustrating the nonlinearity of the acoustic wave element 19.

この図において、横軸は、弾性波素子19を構成する圧電体31bに生じる応力T(Pa)を示している。横軸の右側ほど応力Tの値が大きい。横軸の中央の位置は応力Tが0の位置である。縦軸は、圧電体31bの歪S(無次元量。ここでは歪信号のことではなく、圧電体31bの変形量の比である。)を示している。縦軸は、上方ほど値が大きい。縦軸の中央の位置は、歪Sが0の位置である。 In this figure, the horizontal axis indicates stress T (Pa) generated in the piezoelectric body 31b that constitutes the acoustic wave element 19. The value of stress T is larger toward the right side of the horizontal axis. The center position of the horizontal axis is the position where the stress T is zero. The vertical axis indicates the strain S of the piezoelectric body 31b (a dimensionless quantity; here, it is not a strain signal but a ratio of the amount of deformation of the piezoelectric body 31b). On the vertical axis, the higher the value, the larger the value. The center position of the vertical axis is the position where the strain S is 0.

線L0は、圧電体31bが線形な特性を有していると仮定したときの応力Tと歪Sとの関係を示している。すなわち、線L0は、応力Tと歪Sとが比例関係にある仮想的な特性を示している。 A line L0 indicates the relationship between the stress T and the strain S when it is assumed that the piezoelectric body 31b has linear characteristics. That is, the line L0 indicates a hypothetical characteristic in which stress T and strain S are in a proportional relationship.

一方、線L1は、実際の圧電体31bの特性を示している。実際の圧電体31bにおいては、応力Tの絶対値がある程度の大きさに達すると、歪は生じ難くなり、さらには飽和する。すなわち、圧電体31bの特性は、入力と応答とが比例しない非線形なものである。なお、この場合は、応力Tと歪Sの関係を定義する弾性定数cが非線形性を持つと換言してもよい。また、圧電材料では、他の材料物性である誘電率ε及び圧電定数eも非線形性を持っている。誘電率εが非線形性を持つ場合は、弾性波素子19に印加される電圧と、流れる電流の関係が線形ではなくなる。また、圧電定数eが非線形性を持つ場合は、応力と発生する電荷が線形ではなくなる。いずれの場合も、最終的には弾性波素子19に印加される電圧と、流れる電流の関係が非線形になる。 On the other hand, the line L1 indicates the actual characteristics of the piezoelectric body 31b. In the actual piezoelectric body 31b, when the absolute value of the stress T reaches a certain level, strain becomes less likely to occur, and furthermore, the piezoelectric body 31b becomes saturated. That is, the characteristics of the piezoelectric body 31b are nonlinear in that input and response are not proportional. In this case, it may be said that the elastic constant c that defines the relationship between stress T and strain S has nonlinearity. In addition, in piezoelectric materials, other physical properties of the material, such as the dielectric constant ε and the piezoelectric constant e, also have nonlinearity. When the dielectric constant ε has nonlinearity, the relationship between the voltage applied to the acoustic wave element 19 and the flowing current is no longer linear. Further, when the piezoelectric constant e has nonlinearity, the stress and the generated charge are not linear. In either case, the relationship between the voltage applied to the acoustic wave element 19 and the flowing current eventually becomes nonlinear.

以上のことから、弾性波素子19は、入力電圧に対して非線形な応答を生じる非線形性を有している。従って、例えば、弾性波素子19に比較的大きな電力で1つ又は2以上の信号が入力されると非線形歪(歪信号)が生じる。 From the above, the elastic wave element 19 has nonlinearity that causes a nonlinear response to the input voltage. Therefore, for example, when one or more signals with relatively high power are input to the elastic wave element 19, nonlinear distortion (distortion signal) occurs.

例えば、弾性波素子19に入力される2つの信号(入力電圧)の周波数をf1及びf2とし、m及びnを整数(…-3、-2、-1、0、1、2、3…)とする。このとき、非線形素子21においては、m×f1+n×f2の周波数を有する信号(別の観点では出力電圧及び出力電流)が生成される。|m|+|n|は次数と呼ばれる。|m|+|n|が2以上の信号が非線形歪である。m及びnの双方が0でない信号は、相互変調歪(広義)である。m及びnの一方が0である信号は高調波である。 For example, the frequencies of two signals (input voltages) input to the acoustic wave element 19 are f1 and f2, and m and n are integers (...-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3...) shall be. At this time, in the nonlinear element 21, a signal (an output voltage and an output current from another point of view) having a frequency of m×f1+n×f2 is generated. |m|+|n| is called the degree. A signal in which |m|+|n| is 2 or more is nonlinear distortion. A signal in which both m and n are not 0 has intermodulation distortion (in a broad sense). A signal in which one of m and n is 0 is a harmonic.

非線形歪を生じる2つの信号としては、種々の信号を挙げることができる。例えば、基地局などにおいて2以上の周波数帯に共用されている分波器1において、送信端子7に同時に入力される2つの送信信号が挙げられる。また、例えば、アンテナ端子5からの妨害波(ノイズ)と、送信端子7に入力される送信信号とが挙げられる。なお、本明細書では、送信フィルタ13に2つの送信信号を入力した際に、弾性波素子19の3次の非線形性のため発生した相互変調歪が受信周波数帯になり、その歪信号が受信フィルタ15の出力側に現れたものをPIM3(3rd Order Passive Inter-Modulation)と定義して、本発明の動作原理の説明を行う。 Various signals can be cited as the two signals that cause nonlinear distortion. For example, in a duplexer 1 that is shared by two or more frequency bands in a base station or the like, two transmission signals are simultaneously input to the transmission terminal 7. Further, examples include interference waves (noise) from the antenna terminal 5 and a transmission signal input to the transmission terminal 7. Note that in this specification, when two transmission signals are input to the transmission filter 13, intermodulation distortion generated due to third-order nonlinearity of the elastic wave element 19 becomes the reception frequency band, and the distorted signal is transmitted to the reception frequency band. What appears on the output side of the filter 15 is defined as PIM3 (3rd Order Passive Inter-Modulation), and the operating principle of the present invention will be explained.

なお、本実施形態の説明において、例えば、弾性波素子19又は送信フィルタ13が生じる非線形歪と、非線形素子21又はキャンセル部17が生じる非線形歪とが比較される場合、特に断りが無い限りは、両者は、m及びnそれぞれの値が互いに同じであり、かつ非線形歪の要因となった信号が互いに同じであるものとする。換言すれば、比較される2つの非線形歪は、周波数(m×f1+n×f2)が同じであるものとする。 In the description of this embodiment, for example, when the nonlinear distortion generated by the elastic wave element 19 or the transmission filter 13 is compared with the nonlinear distortion generated by the nonlinear element 21 or the canceling section 17, unless otherwise specified, It is assumed that the values of m and n are the same in both cases, and the signals that cause nonlinear distortion are the same. In other words, it is assumed that the two nonlinear distortions to be compared have the same frequency (m×f1+n×f2).

(キャパシターの非線形性の例)
図5(a)~図5(d)は、非線形素子21に利用されるキャパシター23の非線形性を説明する図である。
(Example of capacitor nonlinearity)
5(a) to 5(d) are diagrams illustrating the nonlinearity of the capacitor 23 used in the nonlinear element 21. FIG.

図5(a)及び図5(b)において、横軸は、キャパシター23の電極間(誘電体)に印加される電場Eの強さ(V/m)を示している。横軸の右側ほど電場Eが強い。横軸の中央の位置は電場Eの強さが0の位置である。縦軸は、キャパシター23の電極間の誘電体の分極P(C/m)を示している。縦軸は、上方ほど値が大きい。縦軸の中央の位置は、分極Pが0の位置である。 In FIGS. 5(a) and 5(b), the horizontal axis indicates the strength (V/m) of the electric field E applied between the electrodes (dielectric material) of the capacitor 23. The electric field E is stronger toward the right side of the horizontal axis. The center position of the horizontal axis is the position where the strength of the electric field E is zero. The vertical axis indicates polarization P (C/m 2 ) of the dielectric between the electrodes of the capacitor 23. On the vertical axis, the higher the value, the larger the value. The center position of the vertical axis is the position where the polarization P is 0.

図5(a)及び図5(b)において、線L10は、線形な特性を有している誘電体における電場Eの強さと分極Pとの関係を示している。すなわち、線L10は、電場Eの強さと分極Pとが比例関係にある特性を示している。 In FIGS. 5A and 5B, a line L10 indicates the relationship between the strength of the electric field E and the polarization P in a dielectric material having linear characteristics. That is, the line L10 shows a characteristic in which the strength of the electric field E and the polarization P are in a proportional relationship.

図5(a)の線L11及び図5(b)の線L12は、それぞれ非線形な特性を有している誘電体における電場Eの強さと分極Pとの関係の例を示している。図5(a)の線L11は、電場Eの強さの絶対値が大きくなると、線形の特性(線L10)に比較して、分極Pの絶対値が小さくなる非線形性の例を示している。このような非線形性を負の非線形性というものとする。逆に、図5(b)の線L12は、電場Eの強さ絶対値が大きくなると、線形の特性(線L10)に比較して、分極Pの絶対値が大きくなる非線形性の例を示している。このような非線形性を正の非線形性というものとする。 A line L11 in FIG. 5(a) and a line L12 in FIG. 5(b) each show an example of the relationship between the strength of the electric field E and the polarization P in a dielectric material having nonlinear characteristics. Line L11 in FIG. 5(a) shows an example of nonlinearity in which when the absolute value of the strength of electric field E increases, the absolute value of polarization P becomes smaller compared to the linear characteristic (line L10). . Such nonlinearity is referred to as negative nonlinearity. Conversely, the line L12 in FIG. 5(b) shows an example of nonlinearity in which when the absolute value of the electric field E increases, the absolute value of the polarization P increases compared to the linear characteristic (line L10). ing. Such nonlinearity is referred to as positive nonlinearity.

図5(c)及び図5(d)において、横軸は、キャパシター23に印加される電圧V(単位:V)を示している。横軸の右側ほど電圧Vの値が大きい。横軸の中央の位置は電圧Vが0の位置である。縦軸は、キャパシター23の静電容量C(F)を示している。縦軸は、上方ほど値が大きい。縦軸の中央の位置は、静電容量Cが0の位置である。 In FIGS. 5(c) and 5(d), the horizontal axis indicates the voltage V (unit: V) applied to the capacitor 23. The value of voltage V is larger toward the right side of the horizontal axis. The center position on the horizontal axis is the position where the voltage V is 0. The vertical axis indicates the capacitance C(F) of the capacitor 23. On the vertical axis, the higher the value, the larger the value. The center position of the vertical axis is the position where the capacitance C is 0.

図5(c)及び図5(d)において、線L15は、電極間の誘電体が線形性を有しているキャパシターにおける電圧Vと容量Cとの関係を示している。すなわち、線L15は、図5(a)及び図5(b)の線L10に対応している。この場合の容量Cは、電圧Vによらずに一定である。 In FIGS. 5(c) and 5(d), a line L15 indicates the relationship between the voltage V and the capacitance C in a capacitor in which the dielectric between the electrodes has linearity. That is, line L15 corresponds to line L10 in FIGS. 5(a) and 5(b). The capacitance C in this case is constant regardless of the voltage V.

図5(c)において、線L16は、電極間の誘電体が負の非線形性を有しているキャパシター23における電圧Vと容量Cとの関係を示している。すなわち、線L16は、図5(a)の線L11に対応している。この場合の容量Cは、電圧Vの絶対値が大きくなるほど小さくなる。この特性について、負の非線形性ということがある。 In FIG. 5C, a line L16 indicates the relationship between the voltage V and the capacitance C in the capacitor 23 in which the dielectric between the electrodes has negative nonlinearity. That is, line L16 corresponds to line L11 in FIG. 5(a). In this case, the capacitance C becomes smaller as the absolute value of the voltage V becomes larger. This characteristic is sometimes referred to as negative nonlinearity.

図5(d)において、線L17は、電極間の誘電体が正の非線形性を有しているキャパシター23における電圧Vと容量Cとの関係を示している。すなわち、線L17は、図5(b)の線L12に対応している。この場合の容量Cは、電圧Vの絶対値が大きくなるほど大きくなる。この特性について、正の非線形性ということがある。 In FIG. 5(d), a line L17 indicates the relationship between the voltage V and the capacitance C in the capacitor 23 in which the dielectric between the electrodes has positive nonlinearity. That is, line L17 corresponds to line L12 in FIG. 5(b). The capacitance C in this case increases as the absolute value of the voltage V increases. This characteristic is sometimes referred to as positive nonlinearity.

このような非線形性を有するキャパシター23は、弾性波素子19と同様に、非線形歪を生じ得る。従って、このようなキャパシター23を含むキャンセル部17を弾性波素子19(送信フィルタ13)に接続することによって、弾性波素子19が生じる非線形歪の少なくとも一部を打ち消すことができる。 Capacitor 23 having such nonlinearity can cause nonlinear distortion similarly to elastic wave element 19. Therefore, by connecting the canceling section 17 including such a capacitor 23 to the elastic wave element 19 (transmission filter 13), at least a portion of the nonlinear distortion generated by the elastic wave element 19 can be canceled.

(非線形性の正負)
上記のように、非線形性には、極性が正のものと、極性が負のものとが存在する。そして、本願発明者の検討によれば、正及び負の一方の非線形性によって生じる非線形歪は、弾性波素子19が生じる非線形歪を打ち消すことができる一方で、正及び負の他方の非線形性によって生じる非線形歪は、弾性波素子19が生じる非線形歪に足し合わされ、非線形歪を増大させる。
(Sign of nonlinearity)
As mentioned above, nonlinearity has positive polarity and negative polarity. According to the inventor's study, the nonlinear distortion caused by one of the positive and negative nonlinearities can be canceled out by the nonlinear distortion caused by the elastic wave element 19, while the nonlinear distortion caused by the other positive and negative nonlinearity The generated nonlinear distortion is added to the nonlinear distortion generated by the elastic wave element 19, increasing the nonlinear distortion.

図6(a)、図6(b)、図7(a)及び図7(b)は、キャパシター23の非線形性の極性が、送信フィルタ13が生じる非線形歪を打ち消す効果に及ぼす影響について、シミュレーション計算結果を示す図である。 6(a), FIG. 6(b), FIG. 7(a), and FIG. 7(b) show simulations of the influence of the polarity of the nonlinearity of the capacitor 23 on the effect of canceling the nonlinear distortion generated by the transmission filter 13. It is a figure showing a calculation result.

これらの図において、横軸は周波数f(MHz)を示している。縦軸は、3次のパッシブ相互変調(dBm)を示し、図ではPIM3(dBm)と略している。図中の複数の線は、キャパシター23の静電容量の非線形性の大きさを互いに異ならせた複数のケースについて、周波数fとPIM3との関係を示している。図面の下方の凡例の数値は、各線が対応するケースの非線形静電容量C(F/V)を示している。非線形静電容量は下記式によってあらわされる
C=C+CV+C+・・・
In these figures, the horizontal axis indicates the frequency f (MHz). The vertical axis indicates third-order passive intermodulation (dBm), which is abbreviated as PIM3 (dBm) in the figure. A plurality of lines in the figure indicate the relationship between the frequency f and the PIM3 for a plurality of cases in which the magnitude of the nonlinearity of the capacitance of the capacitor 23 is made different from each other. The numerical values in the legend at the bottom of the drawing indicate the nonlinear capacitance C 3 (F/V 2 ) of the case to which each line corresponds. Nonlinear capacitance is expressed by the following formula
C=C 1 +C 1 V+C 3 V 2 +...

図6(a)及び図6(b)は、図1(a)のように、キャパシター23を送信フィルタ13に対して直列に接続した場合の結果を示している。図7(a)及び図7(b)は、図1(b)のように、キャパシター23を送信フィルタ13に対してシャントに接続した場合の結果を示している。図6(a)及び図7(a)は、キャパシター23が正の非線形性を有している場合の結果を示している。図6(b)及び図7(b)は、キャパシター23が負の非線形性を有している場合の結果を示している。なお、ここでは、キャパシター23が生じる非線形歪の強度及び/又は位相を調整する他の素子(後述)は接続されていない。また、計算を簡単にするために、1次と2次の静電容量C、Cは0と置いている。すなわち、キャパシター23は3次の非線形性Cのみを持つと仮定している。 6(a) and 6(b) show the results when the capacitor 23 is connected in series with the transmission filter 13 as in FIG. 1(a). 7(a) and 7(b) show the results when the capacitor 23 is connected in a shunt manner to the transmission filter 13 as shown in FIG. 1(b). 6(a) and 7(a) show the results when the capacitor 23 has positive nonlinearity. FIGS. 6(b) and 7(b) show the results when the capacitor 23 has negative nonlinearity. Note that other elements (described later) that adjust the intensity and/or phase of nonlinear distortion produced by the capacitor 23 are not connected here. Furthermore, in order to simplify the calculation, the primary and secondary capacitances C 1 and C 2 are set to 0. That is, it is assumed that the capacitor 23 has only third-order nonlinearity C3 .

これらの図において、非線形静電容量Cが0とされている線は、キャパシター23が接続されていない態様(比較例)の結果を示している。そして、キャパシター23の非線形性の極性が正の場合においては(図6(a)及び図7(a))、直列接続であっても、シャント接続であっても、キャパシター23の非線形静電容量Cが大きくなるほど、PIM3が低減されている。ただし、キャパシター23の非線形静電容量Cを大きくし過ぎた場合には、この限りではない。一方、キャパシター23の非線形性の極性が負の場合においては(図6(b)及び図7(b))、直列接続であっても、シャント接続であっても、キャパシター23の非線形静電容量Cが大きくなるほど、PIM3が増加している。 In these figures, the line where the nonlinear capacitance C 3 is 0 shows the results of an embodiment (comparative example) in which the capacitor 23 is not connected. When the polarity of the nonlinearity of the capacitor 23 is positive (FIGS. 6(a) and 7(a)), the nonlinear capacitance of the capacitor 23 is The larger C3 is, the more PIM3 is reduced. However, this does not apply if the nonlinear capacitance C3 of the capacitor 23 is made too large. On the other hand, when the polarity of the nonlinearity of the capacitor 23 is negative (FIGS. 6(b) and 7(b)), the nonlinear capacitance of the capacitor 23 is As C3 increases, PIM3 increases.

上記の計算結果によって確認できるように、非線形素子21における非線形性の正負を適宜に設定することによって、弾性波素子19によって生じる非線形歪を低減することができる。換言すれば、単に弾性波素子19と非線形素子21とを開示した公知文献が存在しても、その非線形性の正負が考慮されていなければ、本実施形態に係る技術を開示していることにはならない。 As confirmed by the above calculation results, the nonlinear distortion caused by the acoustic wave element 19 can be reduced by appropriately setting the sign of the nonlinearity in the nonlinear element 21. In other words, even if there is a known document that simply discloses the acoustic wave element 19 and the nonlinear element 21, if the positive or negative of the nonlinearity is not taken into account, the technology according to the present embodiment is disclosed. Must not be.

なお、上記のシミュレーション計算の条件とされた構成においては、正の非線形性が非線形性歪を低減する効果を奏した。ただし、弾性波素子19及び/又は弾性波素子19によって構成される弾性波素子部(本実施形態では送信フィルタ13)の構成によっては、上記とは逆に、負の非線形性が非線形性歪を低減する効果を奏し得る。また、後述するように、非線形歪等の位相及び/又は強度は、非線形素子21に他の素子を直列又は並列に接続することなどによって調整可能であるから、その調整次第では、上記のシミュレーション計算において非線形性歪を増加させたキャパシター23も利用可能である。 In addition, in the configuration used as the condition for the above-mentioned simulation calculation, positive nonlinearity had the effect of reducing nonlinear distortion. However, depending on the configuration of the elastic wave element 19 and/or the elastic wave element section (transmission filter 13 in this embodiment) constituted by the elastic wave element 19, negative nonlinearity may cause nonlinear distortion, contrary to the above. This can have the effect of reducing Furthermore, as will be described later, the phase and/or intensity of nonlinear distortion etc. can be adjusted by connecting other elements in series or parallel to the nonlinear element 21, so depending on the adjustment, the above simulation calculation A capacitor 23 with increased nonlinear distortion is also available.

(キャパシターの構成例)
キャパシター23の構成は適宜なものとされてよい。例えば、キャパシター23は、誘電体(誘電体層)を厚さ方向に挟んで互いに対向する層状の2つの電極を有するものであってよい。この場合、誘電体及び電極は、平面状であってもよいし、曲面状であってもよい。また、キャパシター23は、誘電体の表面に設けられ、又は誘電体に埋設され、平面方向(厚さ方向に直交する方向)において互いに対向する層状の2つの電極を有するものであってもよい。この場合、電極は、例えば、互いに平行に延びる長尺状であってもよいし、互いに噛み合う櫛歯電極であってもよい。また、キャパシター23は、回路基板に実装される電子部品として構成されたものであってもよいし、回路基板内に作り込まれたものであってもよい。
(Example of capacitor configuration)
The structure of the capacitor 23 may be any suitable structure. For example, the capacitor 23 may have two layered electrodes facing each other with a dielectric material (dielectric layer) sandwiched therebetween in the thickness direction. In this case, the dielectric and the electrode may be planar or curved. Further, the capacitor 23 may be provided on the surface of the dielectric material or embedded in the dielectric material, and may have two layered electrodes facing each other in the planar direction (direction perpendicular to the thickness direction). In this case, the electrodes may be elongated, extending parallel to each other, or may be comb-shaped electrodes that engage with each other. Furthermore, the capacitor 23 may be configured as an electronic component mounted on a circuit board, or may be built into the circuit board.

キャパシター23の誘電体として、非線形性を有するものを用いることによって、非線形性を有するキャパシター23を実現できる。そのような誘電体としては、種々のものを利用可能である。例えば、常誘電体は、一般には、線形性を有するが、一部の材料においては、図5(a)又は図5(b)に示した非線形性を発揮し得る。また、大きな非線形性を有する誘電体として、強誘電体及び反強誘電体を挙げることができる。 By using a nonlinear dielectric material for the capacitor 23, the capacitor 23 having nonlinearity can be realized. Various types of dielectric materials can be used as such dielectric materials. For example, paraelectric materials generally have linearity, but some materials can exhibit nonlinearity as shown in FIG. 5(a) or FIG. 5(b). In addition, examples of dielectrics having large nonlinearity include ferroelectrics and antiferroelectrics.

強誘電体及び反強誘電体の具体的な成分及び/又は組成は適宜なものとされてよい。例えば、強誘電体は、チタン酸バリウム(BaTiO)系のものとされてよい。また、例えば、反強誘電体は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT:lead zirconate titanate)系もしくはチタン酸ジルコン酸ランタン鉛(PLZT:lead lanthanum zirconate titanate)系のものとされてよい。なお、BaTiO系は、BaTiOだけでなく、BaTiOのうち比較的少ない物質量(モル比)で一部が他の元素に置換されているものを含んでよいし、及び/又は組成式に組み込まれない不純物を含んでいてもよい。PZT、PLZTについても同様である。この場合に、置換されるモル比は、例えば、各サイト内において0.2以下、0.1以下又は0.01以下とされてよい。及び/又は不純物の質量%は、例えば、20質量%以下、10質量%又は1質量%以下とされてよい。 The specific components and/or compositions of the ferroelectric and antiferroelectric may be determined as appropriate. For example, the ferroelectric material may be based on barium titanate (BaTiO 3 ). Further, for example, the antiferroelectric material may be based on lead zirconate titanate (PZT) or lead lanthanum zirconate titanate (PLZT). Note that the BaTiO 3 system may include not only BaTiO 3 but also BaTiO 3 in which a relatively small amount (molar ratio) of BaTiO 3 is partially substituted with other elements, and/or the composition formula: may contain impurities that are not incorporated into the The same applies to PZT and PLZT. In this case, the molar ratio of substitution may be, for example, 0.2 or less, 0.1 or less, or 0.01 or less within each site. And/or the mass % of impurities may be, for example, 20 mass % or less, 10 mass % or less, or 1 mass % or less.

(強誘電体キャパシター及び反強誘電体キャパシターの非線形性の例)
図8(a)は、強誘電体における電場Eの強さと分極Pとの関係を示す図である。図8(b)は、反強誘電体における電場Eの強さと分極Pとの関係を示す図である。これらの図の横軸及び縦軸は、図5(a)及び図5(b)のものと同様である。
(Example of nonlinearity of ferroelectric capacitor and antiferroelectric capacitor)
FIG. 8(a) is a diagram showing the relationship between the strength of the electric field E and the polarization P in a ferroelectric material. FIG. 8(b) is a diagram showing the relationship between the strength of the electric field E and the polarization P in an antiferroelectric material. The horizontal and vertical axes of these figures are the same as those of FIGS. 5(a) and 5(b).

これらの図に示されているように、強誘電体及び反強誘電体においては、電場Eの強さと分極Pとは比例関係にない。すなわち、強誘電体及び反強誘電体は非線形性を有している。その結果、電極間の誘電体(便宜上、誘電体の表面に電極が配置されている態様の誘電体も含むものとする。矛盾等が生じない限り、他の記載においても同様。)として、強誘電体及び反強誘電体を有するキャパシター23は、正及び/又は負の非線形性を有する。 As shown in these figures, in ferroelectrics and antiferroelectrics, the strength of the electric field E and the polarization P are not in a proportional relationship. That is, ferroelectrics and antiferroelectrics have nonlinearity. As a result, as a dielectric between electrodes (for convenience, this also includes a dielectric in which electrodes are arranged on the surface of the dielectric. The same applies in other descriptions unless there is a contradiction). The capacitor 23 having antiferroelectric material has positive and/or negative nonlinearity.

強誘電体又は反強誘電体を有するキャパシター23に交流電圧を印加したときの電圧V(例えば実効値)と容量Cとの関係は、図8(a)及び図8(b)に示した曲線の具体的な形状等に応じて規定され、多様である。以下では、2つの例を示す。 The relationship between the voltage V (for example, effective value) and the capacitance C when an AC voltage is applied to the capacitor 23 having a ferroelectric or antiferroelectric material is shown by the curves shown in FIGS. 8(a) and 8(b). It is defined depending on the specific shape of the object, etc., and is diverse. Two examples are shown below.

図9(a)は、強誘電体を有するキャパシター23における電圧Vと容量Cとの関係の一例を示す図である。この図の横軸及び縦軸は、図5(c)及び図5(d)のものと同様である。この図は、所定の周波数の交流電圧を印加することによって得られている。従って、横軸の電圧Vは、例えば、交流電圧の代表値(例えば実効値又は最大値)である。 FIG. 9A is a diagram showing an example of the relationship between the voltage V and the capacitance C in the capacitor 23 having a ferroelectric material. The horizontal and vertical axes of this figure are the same as those of FIGS. 5(c) and 5(d). This figure was obtained by applying an alternating current voltage of a predetermined frequency. Therefore, the voltage V on the horizontal axis is, for example, a representative value (for example, an effective value or a maximum value) of the AC voltage.

線L21は、強誘電体を有するキャパシター23における電圧Vと容量Cとの関係を示している。この例では、電圧Vが0付近から大きくなると、容量Cが大きくなる。ただし、電圧Vが大きくなるほど変化率は小さくなっている。そして、容量Cの増加は頭打ちとなり、さらには、容量Cは減少する。 A line L21 shows the relationship between the voltage V and the capacitance C in the capacitor 23 having a ferroelectric material. In this example, as the voltage V increases from around 0, the capacitance C increases. However, as the voltage V increases, the rate of change decreases. Then, the increase in capacitance C reaches a ceiling, and furthermore, capacitance C decreases.

このような特性を有するキャパシター23は、線形の特性を示す線L22との比較から理解されるように、電圧Vが所定の電圧範囲R1内にある場合において、正の非線形性を有している。従って、キャパシター23に入力される電圧が電圧範囲R1内となるように、キャパシター23の構成(例えば誘電体の厚さ)を調整したり、他の素子を接続して分圧したりすることによって、キャパシター23を正の非線形性を有する非線形素子21として利用することができる。 The capacitor 23 having such characteristics has positive nonlinearity when the voltage V is within the predetermined voltage range R1, as can be understood from a comparison with the line L22 showing linear characteristics. . Therefore, by adjusting the configuration of the capacitor 23 (for example, the thickness of the dielectric material) or connecting other elements to divide the voltage so that the voltage input to the capacitor 23 is within the voltage range R1, Capacitor 23 can be used as nonlinear element 21 having positive nonlinearity.

また、キャパシター23は、線形の特性を示す線L23との比較から理解されるように、電圧Vが所定の電圧範囲R2内にある場合において、負の非線形性を有している。従って、キャパシター23に入力される電圧が電圧範囲R2内となるように、キャパシター23の構成を調整したり、他の素子を接続して分圧したりすることによって、キャパシター23を負の非線形性を有する非線形素子21として利用することができる。 Furthermore, as can be understood from a comparison with line L23 showing linear characteristics, capacitor 23 has negative nonlinearity when voltage V is within a predetermined voltage range R2. Therefore, by adjusting the configuration of the capacitor 23 or connecting other elements to divide the voltage so that the voltage input to the capacitor 23 is within the voltage range R2, the capacitor 23 can be made to have negative nonlinearity. It can be used as the nonlinear element 21 having the following structure.

図9(b)は、反強誘電体を有するキャパシター23における電圧Vと容量Cとの関係の一例を示す図である。この図の横軸及び縦軸は、図9(a)のものと同様である。この図は、図9(a)と同様に、周波数の交流電圧を印加することによって得られている。 FIG. 9(b) is a diagram showing an example of the relationship between the voltage V and the capacitance C in the capacitor 23 having an antiferroelectric material. The horizontal and vertical axes of this figure are the same as those of FIG. 9(a). This figure is obtained by applying an alternating current voltage of the same frequency as in FIG. 9(a).

線L25は、反強誘電体を有するキャパシター23における電圧Vと容量Cとの関係を示している。この例では、電圧Vが0付近から大きくなると、容量Cが大きくなる。また、電圧Vが大きくなるほど変化率は大きくなっている。さらに電圧Vが大きくなると、変化率は小さくなり始める。そして、容量Cの増加は頭打ちとなり、さらには、容量Cは減少する。 A line L25 shows the relationship between the voltage V and the capacitance C in the capacitor 23 having an antiferroelectric material. In this example, as the voltage V increases from around 0, the capacitance C increases. Further, as the voltage V increases, the rate of change increases. As the voltage V further increases, the rate of change begins to decrease. Then, the increase in capacitance C reaches a ceiling, and furthermore, capacitance C decreases.

このような特性を有するキャパシター23は、線形の特性を示す線L26との比較から理解されるように、電圧Vが所定の電圧範囲R3内にある場合において、正の非線形性を有している。従って、キャパシター23に入力される電圧が電圧範囲R1内となるように、キャパシター23の構成を調整したり、他の素子を接続して分圧したりすることによって、キャパシター23を正の非線形性を有する非線形素子21として利用することができる。 The capacitor 23 having such characteristics has positive nonlinearity when the voltage V is within the predetermined voltage range R3, as can be understood from a comparison with the line L26 showing linear characteristics. . Therefore, by adjusting the configuration of the capacitor 23 or dividing the voltage by connecting other elements so that the voltage input to the capacitor 23 is within the voltage range R1, the capacitor 23 can be made to have positive nonlinearity. It can be used as the nonlinear element 21 having the following structure.

また、キャパシター23は、線形の特性を示す線L27との比較から理解されるように、電圧Vが所定の電圧範囲R4内にある場合において、負の非線形性を有している。従って、キャパシター23に入力される電圧が電圧範囲R4内となるように、キャパシター23の構成を調整したり、他の素子を接続して分圧したりすることによって、キャパシター23を負の非線形性を有する非線形素子21として利用することができる。 Furthermore, as can be understood from a comparison with line L27 showing linear characteristics, capacitor 23 has negative nonlinearity when voltage V is within a predetermined voltage range R4. Therefore, by adjusting the configuration of the capacitor 23 or connecting other elements to divide the voltage so that the voltage input to the capacitor 23 is within the voltage range R4, the capacitor 23 can be made to have negative nonlinearity. It can be used as the nonlinear element 21 having the following structure.

(キャパシター同士の接続例)
キャンセル部17は、互いに接続されている2以上のキャパシター23を有していてもよい。以下に一例を示す。
(Example of connection between capacitors)
The canceling unit 17 may include two or more capacitors 23 that are connected to each other. An example is shown below.

図10(a)は、キャパシター23同士の接続例を示す模式図である。 FIG. 10A is a schematic diagram showing an example of how the capacitors 23 are connected to each other.

キャンセル部17は2つのキャパシター23(23A及び23B)を有している。各キャパシター23は、1対の電極23aと、その間に介在する誘電体23bとを有している。誘電体23bは、例えば、強誘電体によって構成されており、予め分極されている。分極の方向は、誘電体23b内の矢印によって示されているように、1対の電極23aの対向方向である。そして、2つのキャパシター23は、電圧の印加方向に対する分極の方向が互いに逆になるように並列接続されている。2つのキャパシター23は、例えば、互いに同一の構成である(互いに同一の特性を有している。)。ただし、2つのキャパシター23は、互いに異なる構成であっても構わない(互いに異なる特性を有していても構わない。)。 The canceling section 17 has two capacitors 23 (23A and 23B). Each capacitor 23 has a pair of electrodes 23a and a dielectric 23b interposed therebetween. The dielectric material 23b is made of, for example, a ferroelectric material, and is polarized in advance. The direction of polarization is the direction in which the pair of electrodes 23a face each other, as indicated by the arrows in the dielectric 23b. The two capacitors 23 are connected in parallel so that the polarization directions with respect to the voltage application direction are opposite to each other. For example, the two capacitors 23 have the same configuration (have the same characteristics). However, the two capacitors 23 may have mutually different configurations (they may have mutually different characteristics).

図10(b)は、2つのキャパシター23それぞれの特性の例を示す図である。これらの図において、縦軸及び横軸は、図5(d)と同様である。線L31は、2つのキャパシター23の一方の特性を示している。線L32は、2つのキャパシター23の他方の特性を示している。 FIG. 10(b) is a diagram showing an example of the characteristics of the two capacitors 23. In these figures, the vertical and horizontal axes are the same as in FIG. 5(d). Line L31 shows the characteristics of one of the two capacitors 23. Line L32 shows the characteristics of the other of the two capacitors 23.

2つのキャパシター23は、電圧が印加される方向が互いに逆であることから、その特性は、電圧Vが0の位置を通る縦軸に対して対称的なものとなる。例えば、線L31で示される特性は、電圧Vが負である場合においては線形性を示し、電圧Vが正である場合においては正の非線形性を示している。一方、線L32で示される特性は、上記とは逆に、電圧Vが正である場合においては線形性を示し、電圧Vが負である場合においては正の非線形性を示している。 Since the directions in which voltages are applied to the two capacitors 23 are opposite to each other, their characteristics are symmetrical with respect to the vertical axis passing through the position where the voltage V is zero. For example, the characteristic shown by the line L31 shows linearity when the voltage V is negative, and shows positive nonlinearity when the voltage V is positive. On the other hand, the characteristic shown by the line L32, contrary to the above, shows linearity when the voltage V is positive, and shows positive nonlinearity when the voltage V is negative.

図10(c)は、2つのキャパシター23全体の特性の例を示す図である。これらの図において、縦軸及び横軸は、図5(d)と同様である。線L33は、2つのキャパシター23全体の特性を示している。 FIG. 10(c) is a diagram showing an example of the overall characteristics of the two capacitors 23. In these figures, the vertical and horizontal axes are the same as in FIG. 5(d). A line L33 indicates the overall characteristics of the two capacitors 23.

2つのキャパシター23全体の特性は、図10(b)に示した各キャパシター23の特性を足し合わせたものとなる。その結果、2つのキャパシター23全体では、電圧Vが負の場合と、電圧Vが正の場合との双方において、正の非線形性が現れる。なお、キャパシター23は非線形素子21の一例であるが、並列接続された2以上のキャパシター23全体を非線形素子21として捉えてもよい。このように2つのキャパシターを接続することにより、キャパシターで発生する偶数次の非線形性を無くすことができる。このため、PIM3を打ち消す際に副作用として生じるPIM2及び2次高調波の発生を抑制することができる。 The overall characteristics of the two capacitors 23 are the sum of the characteristics of each capacitor 23 shown in FIG. 10(b). As a result, positive nonlinearity appears across the two capacitors 23 both when the voltage V is negative and when the voltage V is positive. Note that although the capacitor 23 is an example of the nonlinear element 21, the entirety of two or more capacitors 23 connected in parallel may be regarded as the nonlinear element 21. By connecting two capacitors in this manner, even-order nonlinearity occurring in the capacitors can be eliminated. Therefore, it is possible to suppress the generation of PIM2 and second harmonics that occur as a side effect when canceling PIM3.

(インダクター)
インダクター25は、キャパシター23と同様に、非線形性を有し得る。例えば、図5(a)及び図5(b)は、横軸の電場の強さ(V/m)を磁界の強さ(A/m)に置換し、縦軸の分極(C/m)を磁束密度(T)に置換して、インダクター25のコア25b(磁性体)における磁界の強さと磁束密度との関係を示す図として捉えてよい。また、図5(c)及び図5(d)は、縦軸の容量(F)をインダクタンス(H)に置換して、インダクター25における電圧(V)とインダクタンスとの関係を示す図として捉えてよい。そして、非線形性を有するインダクター25は、非線形性を有するキャパシター23と同様に、弾性波素子19が生じる非線形歪の少なくとも一部を打ち消す非線形歪を生じ得る。
(inductor)
Inductor 25, like capacitor 23, may have nonlinearity. For example, in FIGS. 5(a) and 5(b), the electric field strength (V/m) on the horizontal axis is replaced with the magnetic field strength (A/m), and the polarization (C/m2 ) on the vertical axis. ) may be replaced with the magnetic flux density (T), and the graph may be interpreted as a diagram showing the relationship between the strength of the magnetic field and the magnetic flux density in the core 25b (magnetic material) of the inductor 25. Furthermore, FIGS. 5(c) and 5(d) can be viewed as diagrams showing the relationship between the voltage (V) and inductance in the inductor 25 by replacing the capacitance (F) on the vertical axis with inductance (H). good. Similarly to the nonlinear capacitor 23, the nonlinear inductor 25 can produce nonlinear distortion that cancels out at least a portion of the nonlinear distortion produced by the acoustic wave element 19.

図5(a)~図5(d)をインダクター25の特性を示す図に変換してよいことから理解されるように、インダクター25についても、正の非線形性及び負の非線形性が存在する。そして、例えば、インダクター25における非線形性の正負を適宜に設定することによって、弾性波素子19において生じた非線形歪を低減することができる。 As can be understood from the fact that FIGS. 5A to 5D may be converted into diagrams showing the characteristics of the inductor 25, the inductor 25 also has positive nonlinearity and negative nonlinearity. For example, by appropriately setting the positive and negative polarity of the nonlinearity in the inductor 25, the nonlinear distortion generated in the acoustic wave element 19 can be reduced.

インダクター25の構成は適宜なものとされてよい。例えば、インダクター25のコイル25a(磁性体)は、線材が立体的に巻かれたものであってもよいし、線材又は層状導体が平面上において渦巻き状又はミアンダ状に延びているものであってもよい。また、インダクター25のコア25bは、設けられてもよいし、設けられなくてもよい。コア25bは、例えば、立体的なコイル25aの内部に位置したり、平面状かつ渦巻き状のコイル25aの内側に位置したりしてよい。磁性体の表面上に平面状のコイルが設けられている場合、この磁性体もコア25bの一種として捉えられてよい。 The inductor 25 may have an appropriate configuration. For example, the coil 25a (magnetic material) of the inductor 25 may be a wire wound three-dimensionally, or a wire or a layered conductor extending spirally or meanderingly on a plane. Good too. Further, the core 25b of the inductor 25 may or may not be provided. The core 25b may be located inside the three-dimensional coil 25a, or inside the planar and spiral coil 25a, for example. When a planar coil is provided on the surface of a magnetic body, this magnetic body may also be regarded as a type of core 25b.

インダクター25は、例えば、コア25bとして、非線形性を有する磁性体を有することによって、非線形性を実現できる。そのような磁性体としては、種々のものを利用可能である。例えば、常磁性体は、一般には、線形性を有するが、一部の材料においては、非線形性を発揮し得る。また、大きな非線形性を有する磁性体として、強磁性体及び反強磁性体を挙げることができる。強磁性体としては、例えば、フェライトを挙げることができる。反強磁性体としては、例えば、酸化マンガン(MnO)系又は酸化ニッケル系(NiO)のものを挙げることができる。 The inductor 25 can realize nonlinearity by having a magnetic material having nonlinearity as the core 25b, for example. Various kinds of magnetic materials can be used as such magnetic materials. For example, paramagnetic materials generally have linearity, but some materials can exhibit nonlinearity. Further, examples of magnetic substances having large nonlinearity include ferromagnetic substances and antiferromagnetic substances. Examples of the ferromagnetic material include ferrite. Examples of the antiferromagnetic material include manganese oxide (MnO)-based and nickel oxide (NiO)-based materials.

強磁性体及び反強磁性体は、強誘電体及び反強誘電体に類似した特性を有している。例えば、図8(a)及び図8(b)は、横軸の電場の強さ(V/m)を磁界の強さ(A/m)に置換し、縦軸の分極(C/m)を磁束密度(T)に置換して、強磁性体及び反強磁性体の特性を示す図として捉えられてよい。そして、図9(a)及び図9(b)は、縦軸の容量(F)をインダクタンス(H)に置換して、インダクター25における電圧(V)とインダクタンスとの関係を示す図として捉えてよい。従って、強誘電体又は反強誘電体を有するキャパシター23と同様に、強磁性体又は反強磁性体を有するインダクター25に入力される電圧が所定の電圧の範囲となるように、インダクター25の構成(例えばコイル25aの巻き数)を調整したり、他の素子を接続して分圧したりすることによって、インダクター25を正又は負の非線形性を有する非線形素子21として利用することができる。 Ferromagnets and antiferromagnets have properties similar to ferroelectrics and antiferroelectrics. For example, in FIGS. 8(a) and 8(b), the electric field strength (V/m) on the horizontal axis is replaced with the magnetic field strength (A/m), and the polarization (C/m 2 ) may be replaced with magnetic flux density (T), and it may be interpreted as a diagram showing the characteristics of ferromagnets and antiferromagnets. 9(a) and 9(b) can be understood as diagrams showing the relationship between the voltage (V) and inductance in the inductor 25 by replacing the capacitance (F) on the vertical axis with inductance (H). good. Therefore, similarly to the capacitor 23 having a ferroelectric material or an antiferroelectric material, the inductor 25 is configured such that the voltage input to the inductor 25 having a ferromagnetic material or an antiferromagnetic material is within a predetermined voltage range. The inductor 25 can be used as the nonlinear element 21 having positive or negative nonlinearity by adjusting the number of turns of the coil 25a (for example, the number of turns of the coil 25a) or by connecting other elements to divide the voltage.

キャンセル部17は、互いに接続された複数のインダクター25を有していてもよい。特に図示しないが、キャンセル部17は、図10(a)のキャパシター23と同様に、コイル25aの右ねじの方向に対する磁性体の分極方向が互いに逆向きになるように並列接続された2つのインダクター25を有していてもよい。 The canceling section 17 may include a plurality of inductors 25 connected to each other. Although not particularly shown, the canceling unit 17 is composed of two inductors connected in parallel so that the polarization directions of the magnetic bodies with respect to the right-handed screw direction of the coil 25a are opposite to each other, similar to the capacitor 23 in FIG. 10(a). 25.

(ダイオード)
図11(a)は、非線形素子21としてのダイオード27の特性を示す図である。
(diode)
FIG. 11A is a diagram showing the characteristics of the diode 27 as the nonlinear element 21.

この図において、横軸は電圧V(V)を示している。縦軸は、電流I(A)を示している。線L41は、ダイオード27に印加される電圧と、ダイオード27を流れる電流との関係を示している。 In this figure, the horizontal axis indicates voltage V (V). The vertical axis indicates current I(A). Line L41 shows the relationship between the voltage applied to diode 27 and the current flowing through diode 27.

公知のように、ダイオード27は、順方向に電圧が印加されたときは(図において電圧Vが正の範囲においては)、電流を流れさせる。一方、ダイオード27は、逆方向に電圧が印加されたときは(図において電圧Vが負の範囲においては)、理想的には、電流を流れさせない。また、ダイオード27に順方向に電圧が印加される場合において、電圧が所定の大きさ(順方向電圧又は順方向電圧降下)未満のときには電流が流れにくく、電圧が順方向電圧を超えると電流が流れやすくなる。従って、線L40によって示される線形な特性との比較から理解されるように、ダイオード27は、順方向電圧付近において、著しい正の非線形性を示す。このような非線形性を有するダイオード27は、弾性波素子19が生じる非線形歪の少なくとも一部を打ち消す非線形歪を生じ得る。 As is well known, the diode 27 allows current to flow when a voltage is applied in the forward direction (in the positive range of the voltage V in the figure). On the other hand, the diode 27 ideally does not allow current to flow when a voltage is applied in the reverse direction (in the negative range of the voltage V in the figure). In addition, when a voltage is applied to the diode 27 in the forward direction, when the voltage is less than a predetermined magnitude (forward voltage or forward voltage drop), it is difficult for the current to flow, and when the voltage exceeds the forward voltage, the current flows. It will flow easier. Therefore, as can be understood from a comparison with the linear characteristic shown by line L40, diode 27 exhibits significant positive nonlinearity near the forward voltage. The diode 27 having such nonlinearity can produce nonlinear distortion that cancels out at least part of the nonlinear distortion produced by the acoustic wave element 19.

ダイオード27の構成は、適宜なものとされてよい。例えば、ダイオード27は、半導体ダイオードであってもよいし、半導体ダイオードでなくてもよい。また、例えば、ダイオード27は、PNダイオード、PINダイオード又はショットキーバリアダイオード(SBD)とされてよい。 The diode 27 may have any suitable configuration. For example, the diode 27 may or may not be a semiconductor diode. Further, for example, the diode 27 may be a PN diode, a PIN diode, or a Schottky barrier diode (SBD).

キャンセル部17は、互いに接続された複数のダイオード27を有していてもよい。以下に一例を示す。 The canceling unit 17 may include a plurality of diodes 27 connected to each other. An example is shown below.

図11(b)は、ダイオード27同士の接続例を示す模式図である。 FIG. 11(b) is a schematic diagram showing an example of how the diodes 27 are connected to each other.

図11(a)から分かるように、一般的にダイオードは大きな偶数次の非線形性を持つ。このため、本発明によりPIM3など奇数次の歪を抑制する場合、この偶数次の非線形性によりダイオードからは大きな偶数次の歪(2次の相互変調歪、2次高調波など)が発生してしまう。しかし、ダイオードを2個接続することにより、この偶数次の非線形性を無くすことができる。キャンセル部17が有する2つのダイオード27(27A及び27B)は、互いに逆向きに並列接続されている。すなわち、ダイオード27Aのカソードとダイオード27Bのアノードとが接続され、ダイオード27Aのアノードとダイオード27Bのカソードとが接続されている。別の観点では、一方のダイオード27は、カソードが弾性波素子19に接続され、他方のダイオード27は、アノードが弾性波素子19に接続されている。これは、並列接続された2つのダイオード27が送信フィルタ13に対して直列に接続されている態様(図1(a))、及び並列接続された2つのダイオード27が送信フィルタ13に対してシャントに接続されている態様(図1(b))のいずれの態様においても言える。 As can be seen from FIG. 11(a), diodes generally have large even-order nonlinearity. Therefore, when suppressing odd-order distortion such as PIM3 according to the present invention, large even-order distortion (second-order intermodulation distortion, second-order harmonics, etc.) is generated from the diode due to this even-order nonlinearity. Put it away. However, by connecting two diodes, this even-order nonlinearity can be eliminated. The two diodes 27 (27A and 27B) included in the canceling unit 17 are connected in parallel in opposite directions. That is, the cathode of the diode 27A and the anode of the diode 27B are connected, and the anode of the diode 27A and the cathode of the diode 27B are connected. From another perspective, one diode 27 has a cathode connected to the acoustic wave element 19, and the other diode 27 has an anode connected to the acoustic wave element 19. This is because two diodes 27 connected in parallel are connected in series with the transmission filter 13 (FIG. 1(a)), and two diodes 27 connected in parallel are connected in a shunt manner with respect to the transmission filter 13. The same applies to any of the modes in which the terminals are connected to (FIG. 1(b)).

図11(c)は、2つのダイオード27全体の特性の例を示す図である。これらの図において、縦軸及び横軸は、図11(a)と同様である。線L45は、2つのダイオード27全体の特性を示している。 FIG. 11C is a diagram showing an example of the overall characteristics of the two diodes 27. In these figures, the vertical and horizontal axes are the same as in FIG. 11(a). Line L45 shows the characteristics of the two diodes 27 as a whole.

2つのダイオード27全体の特性は、図11(a)に示した各ダイオード27の特性を足し合わせたものとなる。その結果、2つのダイオード27全体では、電圧Vが負の場合と、電圧Vが正の場合との双方において、正の非線形性が現れる。なお、ダイオード27は非線形素子21の一例であるが、並列接続された2以上のダイオード27全体を非線形素子21として捉えてもよい。このように2つのダイオードを接続することにより、1つのダイオードの場合に発生してしまう偶数次の非線形性を無くすことができる。このため、PIM3を打ち消す際に副作用として生じるPIM2及び2次高調波の発生を抑制することができる。 The overall characteristics of the two diodes 27 are the sum of the characteristics of each diode 27 shown in FIG. 11(a). As a result, positive nonlinearity appears across the two diodes 27 both when the voltage V is negative and when the voltage V is positive. Note that, although the diode 27 is an example of the nonlinear element 21, the whole of two or more diodes 27 connected in parallel may be regarded as the nonlinear element 21. By connecting two diodes in this manner, it is possible to eliminate even-order nonlinearity that would occur in the case of one diode. Therefore, it is possible to suppress the generation of PIM2 and second harmonics that occur as a side effect when canceling PIM3.

図11(d)及び図11(e)は、ダイオード27の利用態様の他の例を示す模式図である。 FIGS. 11(d) and 11(e) are schematic diagrams showing other examples of how the diode 27 is used.

これらの例では、2つのダイオード27が直列に接続されている。より詳細には、図11(d)ではカソード同士が接続されている。図11(e)ではアノード同士が接続されている。なお、図11(d)及び図11(e)のいずれの態様においても、また、図1(a)及び図1(b)のいずれの態様においても、図11(b)の態様と同様に、一方のダイオード27は、カソードが弾性波素子19に接続され、他方のダイオード27は、アノードが弾性波素子19に接続されていると言える。図11(d)及び図11(e)の態様の場合、ダイオードには直流電流は流れなくなるが、非線形容量の様に動作させることができる。この場合においても、電圧が正の場合と負の場合とに亘って非線形性を発現させることができる。 In these examples, two diodes 27 are connected in series. More specifically, in FIG. 11(d), the cathodes are connected to each other. In FIG. 11(e), the anodes are connected to each other. In addition, in both the embodiments of FIG. 11(d) and FIG. 11(e), and also in any of the embodiments of FIG. 1(a) and FIG. 1(b), similar to the embodiment of FIG. 11(b). It can be said that one diode 27 has a cathode connected to the acoustic wave element 19, and the other diode 27 has an anode connected to the acoustic wave element 19. In the embodiments of FIGS. 11(d) and 11(e), no direct current flows through the diode, but it can be operated like a nonlinear capacitor. In this case as well, nonlinearity can be exhibited both when the voltage is positive and when the voltage is negative.

(非線形素子が生じる非線形歪の調整)
図12は、種々の素子が生じる非線形歪の強度の一例を示す図である。
(Adjustment of nonlinear distortion caused by nonlinear elements)
FIG. 12 is a diagram showing an example of the intensity of nonlinear distortion caused by various elements.

この図において、横軸は素子に入力される信号の強度Pin(dBm)を示している。縦軸は、3次の高調波H3の強度(dBm)を示している。図中の線は、各種の非線形素子における信号の強度Pinと高調波H3の強度との関係を示している。具体的には、線L50は弾性波素子19に対応している。線L51はインダクター25に対応している。線L52はダイオード27の一例であるPINダイオードに対応している。線L53はダイオード27の他の例であるSBDに対応している。なお、この非線形歪の強度は一例であり、各種非線形素子の素子値、製品形態、設計などにより変化する。もちろん、共振子29から発生する歪の大きさも、共振子29の動作原理、サイズ、設計などにより変化する。 In this figure, the horizontal axis indicates the strength Pin (dBm) of the signal input to the element. The vertical axis indicates the intensity (dBm) of the third harmonic H3. The lines in the figure indicate the relationship between the signal strength Pin and the harmonic H3 strength in various nonlinear elements. Specifically, the line L50 corresponds to the acoustic wave element 19. Line L51 corresponds to inductor 25. The line L52 corresponds to a PIN diode, which is an example of the diode 27. Line L53 corresponds to SBD, which is another example of diode 27. Note that the intensity of this nonlinear distortion is just an example, and varies depending on the element values of various nonlinear elements, product form, design, etc. Of course, the magnitude of the distortion generated by the resonator 29 also varies depending on the operating principle, size, design, etc. of the resonator 29.

この例では、ダイオードで発生する歪(L52、L53)は、弾性波素子19で発生する歪(L50)に比して大きいため、適切に打消しを起こすためには、ダイオードで発生する歪を小さく調整する必要がある。また、インダクター25で発生する歪(L51)は弾性波素子19で発生する歪(L50)に比して小さいため、適切に打消しを起こすためには、インダクター25で発生する歪を大きく調整する必要がある。 In this example, the distortion (L52, L53) generated by the diode is larger than the distortion (L50) generated by the acoustic wave element 19, so in order to properly cancel the distortion, it is necessary to reduce the distortion generated by the diode. Need to make small adjustments. Furthermore, since the distortion (L51) generated in the inductor 25 is smaller than the distortion (L50) generated in the acoustic wave element 19, the distortion generated in the inductor 25 must be adjusted to a large extent in order to properly cancel the distortion. There is a need.

この図に示されているように、弾性波素子19及び非線形素子21は、互いに同一の強度の信号が入力されたときに互いに異なる強度の非線形歪を生じる。従って、非線形素子21が生じる非線形歪の強度及び/又は位相を適宜に調整することによって、弾性波素子19が生じる非線形歪を打ち消すことができる。換言すれば、単に弾性波素子19と非線形素子21とを開示した公知文献が存在しても、その非線形性の正負も考慮して適宜に非線形性の強度及び/又は位相が調整されていなければ、本実施形態に係る技術を開示していることにはならない。 As shown in this figure, the elastic wave element 19 and the nonlinear element 21 generate nonlinear distortions of different intensities when signals of the same intensity are input to each other. Therefore, by appropriately adjusting the intensity and/or phase of the nonlinear distortion produced by the nonlinear element 21, the nonlinear distortion produced by the elastic wave element 19 can be canceled out. In other words, even if there is a publicly known document disclosing the acoustic wave element 19 and the nonlinear element 21, the strength and/or phase of the nonlinearity must be appropriately adjusted in consideration of the positive and negative of the nonlinearity. , does not disclose the technology according to this embodiment.

図1(a)又は図1(b)に示す分波器1においては、非線形素子21は、例えば、少なくとも、送信フィルタ13(弾性波素子部)において生じる種々の非線形歪のうちのいずれかである第1非線形歪に対してm及びnの値が同じ(別の観点では周波数m×f1+n×f2が同じ)非線形歪(第2非線形歪)を生じる。そして、第2非線形歪は、第1非線形歪に対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍となるように、位相及び/又は強度が調整される。または、位相が180±28°で、かつ強度が1.5~0.5倍となるように位相及び/又は強度が調整されてもよいし、位相が180±16°で、かつ強度が1.3~0.7倍となるように位相及び/又は強度が調整されてもよい。なお、位相については、調整不要な場合もある。 In the duplexer 1 shown in FIG. 1(a) or FIG. 1(b), the nonlinear element 21 is, for example, at least one of various nonlinear distortions occurring in the transmission filter 13 (acoustic wave element section). For a certain first nonlinear distortion, a nonlinear distortion (second nonlinear distortion) is generated in which the values of m and n are the same (from another point of view, the frequencies m×f1+n×f2 are the same). The phase and/or intensity of the second nonlinear distortion is adjusted so that the phase is 180±40° and the intensity is 1.7 to 0.3 times as large as that of the first nonlinear distortion. Alternatively, the phase and/or intensity may be adjusted so that the phase is 180±28° and the intensity is 1.5 to 0.5 times, or the phase is 180±16° and the intensity is 1. The phase and/or intensity may be adjusted to be .3 to 0.7 times as large. Note that the phase may not require adjustment in some cases.

第1非線形歪に対して、第2非線形歪の位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍の場合、第1非線形歪を3dB程度、第2非線形歪との打消しによって低減することができると見込まれる。第1非線形歪に対して、第2非線形歪の位相が180±28°で、かつ強度が1.5~0.5倍の場合、第1非線形歪を6dB程度、第2非線形歪との打消しによって低減することができると見込まれる。第1非線形歪に対して、第2非線形歪の位相が180±16°で、かつ強度が1.3~0.7倍の場合、第1非線形歪を10dB程度、第2非線形歪との打消しによって低減することができると見込まれる。第1非線形歪に対して、第2非線形歪の位相が180°で、かつ強度が1倍の場合は歪をほぼ完全に打ち消すことができると見込まれる。 When the phase of the second nonlinear distortion is 180±40° and the intensity is 1.7 to 0.3 times the first nonlinear distortion, the first nonlinear distortion is canceled out by about 3 dB and the second nonlinear distortion. It is expected that this can be reduced by When the phase of the second nonlinear distortion is 180±28° and the intensity is 1.5 to 0.5 times the first nonlinear distortion, the first nonlinear distortion is canceled out by about 6 dB and the second nonlinear distortion. It is expected that this can be reduced by When the phase of the second nonlinear distortion is 180±16° and the intensity is 1.3 to 0.7 times the first nonlinear distortion, the first nonlinear distortion is canceled by about 10 dB with the second nonlinear distortion. It is expected that this can be reduced by When the phase of the second nonlinear distortion is 180° and the intensity is 1 times that of the first nonlinear distortion, it is expected that the distortion can be almost completely canceled out.

キャンセル部17における非線形歪の強度及び/又は位相の調整は、種々の方法によって実現されてよい。 Adjustment of the intensity and/or phase of the nonlinear distortion in the canceling unit 17 may be realized by various methods.

例えば、非線形素子21自体の特性が調整されてよい。例えば、キャパシター23における誘電体の厚さ、電極面積及び/又は誘電率が調整され、これにより、キャパシター23が生じる非線形歪の強度が調整され、ひいては、キャンセル部17における非線形歪の強度が調整されてよい。また、例えば、インダクター25における巻き数、各種の寸法及び/又は透磁率が調整され、これにより、インダクター25が生じる非線形歪の強度が調整され、ひいては、キャンセル部17における非線形歪の強度が調整されてよい。また、例えば、ダイオード27における各種の寸法が調整され、これにより、ダイオード27が生じる非線形歪の強度が調整され、ひいては、キャンセル部17における非線形歪の強度が調整されてよい。また、複数の非線形素子21を直列または並列に接続してもよい。 For example, the characteristics of the nonlinear element 21 itself may be adjusted. For example, the thickness, electrode area, and/or dielectric constant of the dielectric in the capacitor 23 are adjusted, thereby adjusting the intensity of nonlinear distortion caused by the capacitor 23, and in turn, adjusting the intensity of nonlinear distortion in the canceling section 17. It's fine. Further, for example, the number of turns, various dimensions, and/or magnetic permeability in the inductor 25 are adjusted, thereby adjusting the intensity of nonlinear distortion generated in the inductor 25, and in turn, adjusting the intensity of nonlinear distortion in the canceling section 17. It's fine. Further, for example, various dimensions in the diode 27 may be adjusted, thereby adjusting the intensity of nonlinear distortion generated by the diode 27, and, in turn, adjusting the intensity of nonlinear distortion in the canceling section 17. Further, a plurality of nonlinear elements 21 may be connected in series or in parallel.

上記の非線形素子21自体の特性の調整は、キャンセル部17が1つの非線形素子21のみからなる態様においてなされてもよいし、下記に述べるように、キャンセル部17が1つの非線形素子21以外の素子を有する態様においてなされてもよい。なお、前者の態様では、1つの非線形素子21は、例えば、送信フィルタ13(弾性波素子部)が生じる第1非線形歪と同じ周波数(m×f1+n×f2)の第2非線形歪を生じ、この第2非線形歪は、第1非線形歪に対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍(又は位相が180±28°で、かつ強度が1.5~0.5倍、位相が180±16°で、かつ強度が1.3~0.7倍。理想的には180°で、かつ強度が1倍)である。 The above-mentioned adjustment of the characteristics of the nonlinear element 21 itself may be performed in a mode in which the canceling section 17 consists of only one nonlinear element 21, or, as described below, the canceling section 17 consists of an element other than one nonlinear element 21. It may be done in an embodiment having the following. In the former mode, one nonlinear element 21 produces, for example, a second nonlinear distortion of the same frequency (m×f1+n×f2) as the first nonlinear distortion produced by the transmission filter 13 (acoustic wave element section), and this The second nonlinear distortion has a phase of 180±40° and an intensity of 1.7 to 0.3 times (or a phase of 180±28° and an intensity of 1.5 to 0.3 times) the first nonlinear distortion. 0.5 times, the phase is 180±16°, and the intensity is 1.3 to 0.7 times. Ideally, the angle is 180° and the intensity is 1 times).

また、非線形素子21とは別の1以上の素子(調整素子51というものとする。)が設けられることによって、キャンセル部17における非線形歪の強度及び/又は位相が調整されてもよい。これは、別の観点から言えば、送信フィルタ13(弾性波素子部)において生じた第1非線形歪とキャンセル部17において生じた第2非線形歪との強度の差、及び第1非線形歪の位相と第2非線形歪の位相の逆相との差の少なくとも一方の差が、1以上の調整素子51が設けられていないと仮定したときの前記一方の差よりも小さいということである。 Further, the intensity and/or phase of the nonlinear distortion in the canceling section 17 may be adjusted by providing one or more elements (referred to as adjustment elements 51) different from the nonlinear element 21. From another perspective, this is due to the difference in strength between the first nonlinear distortion generated in the transmission filter 13 (acoustic wave element section) and the second nonlinear distortion generated in the canceling section 17, and the phase of the first nonlinear distortion. This means that at least one of the differences between the second nonlinear distortion and the opposite phase of the second nonlinear distortion is smaller than the one difference when it is assumed that one or more adjustment elements 51 are not provided.

調整素子51は、非線形素子21に入力される信号を調整することによって第2非線形歪を調整するものであってもよいし、非線形素子21から出力された非線形歪を直接に調整するものであってもよい。また、調整素子51は、線形素子であってもよいし、非線形素子であってもよい。調整素子51としては、種々の素子が利用されてよく、例えば、抵抗体、キャパシター及びインダクターを挙げることができる。 The adjustment element 51 may adjust the second nonlinear distortion by adjusting the signal input to the nonlinear element 21, or may directly adjust the nonlinear distortion output from the nonlinear element 21. You can. Moreover, the adjustment element 51 may be a linear element or a nonlinear element. Various elements may be used as the adjustment element 51, such as resistors, capacitors, and inductors.

調整素子51が非線形素子である場合、この非線形素子は、弾性波素子19が生じる非線形歪を打ち消す非線形歪を生じる他の非線形素子21であってもよいし、そうでなくてもよい。前者の場合、別の観点では、キャンセル部17は、送信フィルタ13(弾性波素子部)が生じる第1非線形歪と同じ周波数(m×f1及びn×f2)の第2非線形歪を生じる複数の非線形素子21を含んでいる。そして、該複数の非線形素子21が生じる第2非線形歪の合計が、第1非線形歪に対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍、位相が180±28°で、かつ強度が1.5~0.5倍、位相が180±16°で、かつ強度が1.3~0.7倍である。 When the adjustment element 51 is a nonlinear element, this nonlinear element may or may not be another nonlinear element 21 that produces nonlinear distortion that cancels the nonlinear distortion produced by the acoustic wave element 19. In the former case, from another perspective, the canceling unit 17 uses a plurality of filters that generate second nonlinear distortions at the same frequencies (m×f1 and n×f2) as the first nonlinear distortions generated by the transmission filter 13 (acoustic wave element unit). It includes a nonlinear element 21. The sum of the second nonlinear distortions generated by the plurality of nonlinear elements 21 has a phase of 180±40°, an intensity of 1.7 to 0.3 times, and a phase of 180±40° relative to the first nonlinear distortion. 28° and the intensity is 1.5 to 0.5 times, the phase is 180±16° and the intensity is 1.3 to 0.7 times.

既述のように、弾性波素子19は、m×f1及びn×f2の周波数を有し、m及びnの値が互いに異なる種々の非線形歪を生じ得る。これは、非線形素子21についても同様である。キャンセル部17は、上述した調整の結果、送信フィルタ13(弾性波素子部)において生じる種々の非線形歪のうち、1つのみを低減してもよいし、2以上の非線形歪を低減してもよい。例えば、キャンセル部17は、m=2かつn=-1の3次の相互変調歪のみを低減してもよいし、これに加えて、m=2かつn=1の3次の相互変調歪を低減してもよいし、さらに他の奇数次の非線形歪及び/又は偶数次の非線形歪を低減してもよい。 As described above, the elastic wave element 19 has frequencies of m×f1 and n×f2, and can generate various nonlinear distortions in which the values of m and n are different from each other. This also applies to the nonlinear element 21. The canceling unit 17 may reduce only one of the various nonlinear distortions that occur in the transmission filter 13 (acoustic wave element unit) as a result of the above-mentioned adjustment, or may reduce two or more nonlinear distortions. good. For example, the canceling unit 17 may reduce only the third-order intermodulation distortion where m = 2 and n = -1, or in addition to this, the canceling unit 17 may reduce only the third-order intermodulation distortion where m = 2 and n = 1. may be reduced, and other odd-order nonlinear distortion and/or even-order nonlinear distortion may be further reduced.

図13(a)~図13(d)は、調整素子51の接続例を示す模式図である。 FIGS. 13(a) to 13(d) are schematic diagrams showing connection examples of the adjustment element 51.

図13(a)及び図13(b)は、キャンセル部17が送信フィルタ13に直列に接続されている態様における調整素子51の接続例を示している。図13(a)では、非線形素子21と調整素子51とが直列に接続されている。図13(b)では、非線形素子21と調整素子51とが並列に接続されている。 13(a) and 13(b) show an example of how the adjustment element 51 is connected in a mode in which the canceling section 17 is connected in series to the transmission filter 13. In FIG. 13(a), the nonlinear element 21 and the adjustment element 51 are connected in series. In FIG. 13(b), the nonlinear element 21 and the adjustment element 51 are connected in parallel.

図13(c)及び図13(d)は、キャンセル部17が送信フィルタ13にシャントに接続されている態様における調整素子51の接続例を示している。図13(c)では、非線形素子21と調整素子51とが直列に接続されている。図13(d)では、非線形素子21と調整素子51とが並列に接続されている。 13(c) and 13(d) show examples of connections of the adjustment element 51 in a mode in which the canceling section 17 is connected to the transmission filter 13 in a shunt manner. In FIG. 13(c), the nonlinear element 21 and the adjustment element 51 are connected in series. In FIG. 13(d), the nonlinear element 21 and the adjustment element 51 are connected in parallel.

なお、図示の例とは異なり、非線形素子21及び/又は調整素子51の数は、1つに限定されず、2以上であってもよい。また、1以上の非線形素子21及び1以上の調整素子51においては、直列接続と並列接続とが組み合わされてもよい。 Note that, unlike the illustrated example, the number of nonlinear elements 21 and/or adjustment elements 51 is not limited to one, and may be two or more. Moreover, in one or more nonlinear elements 21 and one or more adjustment elements 51, series connection and parallel connection may be combined.

調整素子51が非線形素子21と直列に接続されている態様においては、例えば、分圧によって非線形素子21に印加される電圧を低減することができる。また、調整素子51が非線形素子21と並列に接続されている態様においては、例えば、分流によって非線形素子21に流れる電流を低減することができる。そして、非線形素子21における電圧及び/又は電流の低減によって、非線形素子21において生じる非線形歪の強度を低下させ、送信フィルタ13において生じる非線形歪と釣り合せることができる。 In an embodiment in which the adjustment element 51 is connected in series with the nonlinear element 21, the voltage applied to the nonlinear element 21 can be reduced by voltage division, for example. Furthermore, in a mode in which the adjustment element 51 is connected in parallel with the nonlinear element 21, the current flowing through the nonlinear element 21 can be reduced by, for example, shunting. By reducing the voltage and/or current in the nonlinear element 21, the intensity of the nonlinear distortion occurring in the nonlinear element 21 can be reduced and balanced with the nonlinear distortion occurring in the transmission filter 13.

調整素子51が非線形素子21に直列に接続されている態様においては、調整素子51として、入力された信号の位相をずらして出力する位相器(位相シフタ)が用いられてよい。この場合、非線形素子21に入力される信号の位相を調整することにより、及び/又は非線形素子21から出力される非線形歪の位相を直接に調整することにより、送信フィルタ13が生じる非線形歪の位相と、キャンセル部17から出力される非線形歪の位相とを逆相にすることができる。位相器は、入力された信号の位相を進ませるものであってもよいし、遅らせるものであってもよい。位相器における入力に対する出力のずれは、90°又は180°等の一般的な値とされてよい。位相器の構成は、公知の種々の構成と同様とされて構わない。 In a mode in which the adjustment element 51 is connected in series to the nonlinear element 21, a phase shifter that shifts the phase of an input signal and outputs the signal may be used as the adjustment element 51. In this case, by adjusting the phase of the signal input to the nonlinear element 21 and/or by directly adjusting the phase of the nonlinear distortion output from the nonlinear element 21, the transmission filter 13 adjusts the phase of the nonlinear distortion generated. and the phase of the nonlinear distortion output from the canceling unit 17 can be made to be in opposite phase. The phase shifter may advance or delay the phase of the input signal. The deviation of the output relative to the input in the phase shifter may be a typical value such as 90° or 180°. The configuration of the phase shifter may be similar to various known configurations.

(調整素子の他の用途)
調整素子51は、非線形素子21が生じる非線形歪の強度及び/又は位相の調整に加えて、又は代えて、本来伝送されるべき信号(ここでは送信端子7からアンテナ端子5へ伝送される送信信号)に非線形素子21が及ぼす影響を低減することに寄与してもよい。
(Other uses of adjustment element)
In addition to or instead of adjusting the intensity and/or phase of the nonlinear distortion generated by the nonlinear element 21, the adjustment element 51 adjusts the signal that should be originally transmitted (here, the transmission signal transmitted from the transmission terminal 7 to the antenna terminal 5). ) may contribute to reducing the influence of the nonlinear element 21 on the nonlinear element 21.

例えば、送信フィルタ13にシャントに接続されている1以上の非線形素子21に直列に接続されている1以上の調整素子51(図13(c))は、抵抗値が比較的大きい抵抗体、インダクタンスが比較的大きいインダクター、及び/又は容量が比較的小さいキャパシターとされてよい。この場合、送信信号を基準電位部11へ流れにくくすることができる。 For example, the one or more adjustment elements 51 (FIG. 13(c)) connected in series with the one or more nonlinear elements 21 connected in a shunt manner to the transmission filter 13 are resistors with relatively large resistance values, inductances, etc. It may be an inductor with a relatively large capacity and/or a capacitor with a relatively small capacity. In this case, it is possible to make it difficult for the transmission signal to flow to the reference potential section 11.

また、例えば、送信フィルタ13に直列に接続されている1以上の非線形素子21に並列に接続されている1以上の調整素子51(図13(b))は、抵抗値が比較的小さい抵抗体、容量が比較的大きいキャパシター、及び/又はインダクタンスが比較的小さいインダクターとされてよい。この場合、送信信号をアンテナ端子5へ流れやすくできる。 Further, for example, one or more adjustment elements 51 (FIG. 13(b)) connected in parallel to one or more nonlinear elements 21 connected in series to the transmission filter 13 are resistors with a relatively small resistance value. , a capacitor with a relatively large capacitance, and/or an inductor with a relatively small inductance. In this case, the transmission signal can easily flow to the antenna terminal 5.

上記において、調整素子51の抵抗値、インダクタンス及び容量は適宜に設定されてよい。例えば、伝送すべき信号に関して意図されている周波数(例えば通過帯域の中心周波数)及び電圧(例えば最大値又は実効値)を想定したときに、大きな抵抗値、大きなインダクタンス及び/又は小さな容量をインピーダンスに変換した値は、キャンセル部17全体のインピーダンスの2/3以上又は4/5以上とされてよい。また、大きな容量及び/又は小さなインダクタンスをインピーダンスに変換した値は、キャンセル部17全体のインピーダンスの1/3以下又は1/5以下とされてよい。 In the above, the resistance value, inductance, and capacitance of the adjustment element 51 may be set as appropriate. For example, large resistances, large inductances and/or small capacitances can be used as impedances, given the intended frequency (e.g. passband center frequency) and voltage (e.g. maximum or rms value) of the signal to be transmitted. The converted value may be 2/3 or more or 4/5 or more of the impedance of the entire canceling section 17. Further, the value obtained by converting the large capacitance and/or small inductance into impedance may be set to 1/3 or less or 1/5 or less of the impedance of the entire canceling section 17.

(構造例)
分波器1の構造は適宜なものとされてよい。以下に、2つの例を示す。
(Structure example)
The structure of the duplexer 1 may be any suitable structure. Two examples are shown below.

図14(a)は、分波器1の構造の例を示す平面図である。 FIG. 14(a) is a plan view showing an example of the structure of the duplexer 1.

この例では、分波器本体3及び1以上(図示の例では3つ)の非線形素子21は、それぞれパッケージングされた電子部品とされている。これらの電子部品は、回路基板53に実装され、回路基板53の配線55によって互いに接続されている。特に図示しないが、回路基板53には、分波器1に対して接続される他の電子部品、及び/又は分波器1に対して非接続とされる電子部品が実装されてよい。換言すれば、分波器1は、プリント回路板(プリント配線板、及び当該プリント配線板に実装された電子部品)の一部とされてよい。このように、非線形素子21は、分波器本体3と共にパッケージングされるのではなく、分波器本体3に対する外付けの電子部品とされてよい。 In this example, the duplexer main body 3 and one or more (three in the illustrated example) nonlinear elements 21 are each packaged electronic components. These electronic components are mounted on a circuit board 53 and connected to each other by wiring 55 on the circuit board 53. Although not particularly illustrated, other electronic components connected to the duplexer 1 and/or electronic components not connected to the duplexer 1 may be mounted on the circuit board 53. In other words, the duplexer 1 may be a part of a printed circuit board (a printed wiring board and electronic components mounted on the printed wiring board). In this way, the nonlinear element 21 may be an external electronic component to the duplexer main body 3 instead of being packaged together with the duplexer main body 3.

図14(b)は、分波器1の構造の他の例を示す平面図である。 FIG. 14(b) is a plan view showing another example of the structure of the duplexer 1.

この例では、分波器本体3及び1以上(図示の例では3つ)の非線形素子21は、共にパッケージングがなされて1つの電子部品とされている。例えば、分波器1は、回路基板57を有しており、送信フィルタ13、受信フィルタ15及び1以上の非線形素子21が実装されている。送信フィルタ13及び受信フィルタ15は、例えば、ベアチップの状態、又はウェハレベルパッケージの状態とされてよい。非線形素子21は、パッケージングがなされた状態であってもよいし、なされていない状態であってもよい。送信フィルタ13、受信フィルタ15及び1以上の非線形素子21は、回路基板57の上面を覆う不図示の樹脂等によって共に封止される。回路基板57には、適宜な位置にアンテナ端子5、送信端子7及び受信端子9が設けられる。 In this example, the duplexer main body 3 and one or more (three in the illustrated example) nonlinear elements 21 are packaged together to form one electronic component. For example, the duplexer 1 includes a circuit board 57, on which a transmission filter 13, a reception filter 15, and one or more nonlinear elements 21 are mounted. The transmission filter 13 and the reception filter 15 may be in the form of a bare chip or a wafer level package, for example. The nonlinear element 21 may be in a packaged state or may be in an unpackaged state. The transmission filter 13, the reception filter 15, and one or more nonlinear elements 21 are sealed together with a resin (not shown) that covers the upper surface of the circuit board 57. The circuit board 57 is provided with an antenna terminal 5, a transmission terminal 7, and a reception terminal 9 at appropriate positions.

回路基板53及び57は、公知の種々の態様とされてよい。例えば、これらの基板は、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)基板、HTCC(High Temperature Co-Fired Ceramic)基板又は有機基板とされてよい。 The circuit boards 53 and 57 may take various known forms. For example, these substrates may be LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) substrates, HTCC (High Temperature Co-Fired Ceramic) substrates, or organic substrates.

特に図示しないが、調整素子51も、非線形素子21と同様に、分波器本体3に対する外付けの電子部品とされてもよいし、分波器本体3と共にパッケージングされるものとされてもよい。外付けか否か等の態様は、2以上の非線形素子21同士で異なっていたり、2以上の調整素子51同士で異なっていたり、非線形素子21と調整素子51とで異なっていたりしてもよい。 Although not particularly illustrated, the adjustment element 51 may also be an external electronic component to the duplexer main body 3, similar to the nonlinear element 21, or may be packaged together with the duplexer main body 3. good. Aspects such as whether or not to attach externally may be different between two or more nonlinear elements 21, different between two or more adjustment elements 51, or different between nonlinear element 21 and adjustment element 51. .

図14(a)の構造例と図14(b)構造例とは組み合わされてもよい。すなわち、複数の素子のうち、一部の素子が分波器本体3と共にパッケージングされるとともに他の素子が外付けとされてもよい。また、非線形素子21及び/又は調整素子51は、回路基板53及び/又は57に実装されるのではなく、回路基板の表面及び/又は内部に作り込まれてもよい。 The structural example of FIG. 14(a) and the structural example of FIG. 14(b) may be combined. That is, some of the plurality of elements may be packaged together with the duplexer main body 3, and other elements may be attached externally. Furthermore, the nonlinear element 21 and/or the adjustment element 51 may be built into the surface and/or inside of the circuit board instead of being mounted on the circuit board 53 and/or 57.

また、図16に示すように、非線形素子21及び/又は調整素子51をまとめて1つのパッケージに入れた素子56を、分波器本体3と共に回路基板53(又は57)に実装してもよい。 Alternatively, as shown in FIG. 16, an element 56 in which the nonlinear element 21 and/or the adjustment element 51 are packaged together in one package may be mounted on the circuit board 53 (or 57) together with the duplexer main body 3. .

(通信装置)
図15は、分波器1の利用例としての通信装置151の要部を示すブロック図である。通信装置151は、電波を利用した無線通信を行うものであり、例えば、分波器1を含んでいる。ここでは、キャンセル部17の図示は省略されている。
(Communication device)
FIG. 15 is a block diagram showing main parts of a communication device 151 as an example of how the duplexer 1 is used. The communication device 151 performs wireless communication using radio waves, and includes a duplexer 1, for example. Here, illustration of the canceling unit 17 is omitted.

通信装置151において、送信すべき情報を含む送信情報信号TISは、RF-IC(Radio Frequency Integrated Circuit)153によって変調及び周波数の引き上げ(搬送波周波数を有する高周波信号への変換)がなされて送信信号TSとされる。送信信号TSは、バンドパスフィルタ155によって送信用の通過帯以外の不要成分が除去され、増幅器157によって増幅されて分波器1(送信端子7)に入力される。そして、分波器1(送信フィルタ13)は、入力された送信信号TSから送信用の通過帯以外の不要成分を除去し、その除去後の送信信号TSをアンテナ端子5からアンテナ159に出力する。アンテナ159は、入力された電気信号(送信信号TS)を無線信号(電波)に変換して送信する。 In the communication device 151, a transmission information signal TIS containing information to be transmitted is modulated and frequency raised (converted to a high frequency signal having a carrier frequency) by an RF-IC (Radio Frequency Integrated Circuit) 153 to become a transmission signal TS. It is said that The transmission signal TS has unnecessary components outside the transmission passband removed by a bandpass filter 155, is amplified by an amplifier 157, and is input to the duplexer 1 (transmission terminal 7). Then, the duplexer 1 (transmission filter 13) removes unnecessary components other than the transmission passband from the input transmission signal TS, and outputs the removed transmission signal TS from the antenna terminal 5 to the antenna 159. . The antenna 159 converts the input electric signal (transmission signal TS) into a wireless signal (radio wave) and transmits the signal.

また、通信装置151において、アンテナ159によって受信された無線信号(電波)は、アンテナ159によって電気信号(受信信号RS)に変換されて分波器1(アンテナ端子5)に入力される。分波器1(受信フィルタ15)は、入力された受信信号RSから受信用の通過帯以外の不要成分を除去して受信端子9から増幅器161へ出力する。出力された受信信号RSは、増幅器161によって増幅され、バンドパスフィルタ163によって受信用の通過帯以外の不要成分が除去される。そして、受信信号RSは、RF-IC153によって周波数の引き下げ及び復調がなされて受信情報信号RISとされる。 Furthermore, in the communication device 151, a radio signal (radio wave) received by the antenna 159 is converted into an electric signal (received signal RS) by the antenna 159, and is input to the duplexer 1 (antenna terminal 5). The duplexer 1 (reception filter 15) removes unnecessary components outside the reception passband from the input reception signal RS, and outputs the signal from the reception terminal 9 to the amplifier 161. The output reception signal RS is amplified by an amplifier 161, and a bandpass filter 163 removes unnecessary components outside the reception passband. Then, the received signal RS is frequency lowered and demodulated by the RF-IC 153 to become a received information signal RIS.

なお、送信情報信号TIS及び受信情報信号RISは、適宜な情報を含む低周波信号(ベースバンド信号)でよく、例えば、アナログの音声信号もしくはデジタル化された信号である。無線信号の通過帯は、適宜に設定されてよく、比較的高周波の通過帯(例えば5GHz以上)とされても構わない。変調方式は、位相変調、振幅変調、周波数変調もしくはこれらのいずれか2つ以上の組み合わせのいずれであってもよい。回路方式は、図15では、ダイレクトコンバージョン方式を例示したが、それ以外の適宜なものとされてよく、例えば、ダブルスーパーヘテロダイン方式であってもよい。また、図15は、要部のみを模式的に示すものであり、適宜な位置にローパスフィルタやアイソレータ等が追加されてもよいし、また、増幅器等の位置が変更されてもよい。 Note that the transmission information signal TIS and the reception information signal RIS may be low frequency signals (baseband signals) containing appropriate information, such as analog audio signals or digitized signals. The passband of the wireless signal may be set as appropriate, and may be a relatively high frequency passband (for example, 5 GHz or higher). The modulation method may be phase modulation, amplitude modulation, frequency modulation, or a combination of two or more of these. As for the circuit system, although a direct conversion system is illustrated in FIG. 15, any other suitable circuit system may be used, for example, a double superheterodyne system may be used. Further, FIG. 15 schematically shows only the main parts, and a low-pass filter, an isolator, etc. may be added at an appropriate position, or the position of an amplifier, etc. may be changed.

以上のとおり、本実施形態では、弾性波デバイス(分波器1)は、弾性波素子部(送信フィルタ13)と、キャンセル部17とを有している。送信フィルタ13は、圧電体31b、及び該圧電体31bに電圧を印加する励振電極33を有している。キャンセル部17は、送信フィルタ13と、所定の端子(図1(a)ではアンテナ端子5)又は基準電位部11とを仲介している1以上の非線形素子21を含んでいる。キャンセル部17は、送信フィルタ13において生じる奇数次の非線形歪のうちのいずれかである第1非線形歪に対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍の非線形歪を生じる。 As described above, in this embodiment, the elastic wave device (brancher 1) includes an elastic wave element section (transmission filter 13) and a canceling section 17. The transmission filter 13 includes a piezoelectric body 31b and an excitation electrode 33 that applies a voltage to the piezoelectric body 31b. The cancellation unit 17 includes one or more nonlinear elements 21 that mediate between the transmission filter 13 and a predetermined terminal (the antenna terminal 5 in FIG. 1A) or the reference potential unit 11. The canceling unit 17 has a phase of 180±40° and an intensity of 1.7 to 0.3 times the first nonlinear distortion, which is any of the odd-order nonlinear distortions generated in the transmission filter 13. Causes nonlinear distortion.

従って、既述のように、キャンセル部17が生じる第2非線形歪によって弾性波素子部において生じる第1非線形歪の一部又は全部が打ち消され、分波器1において生じる非線形歪が低減される。その結果、例えば、送信フィルタ13において受信フィルタ15の通過帯域内に周波数を有する第1非線形歪が生じたときに、第1非線形歪の強度を低減して、第1非線形歪が受信フィルタ15を通過する蓋然性を低減できる。ひいては、分波器1の受信感度を向上させることができる。 Therefore, as described above, the second nonlinear distortion produced by the canceling section 17 cancels out part or all of the first nonlinear distortion produced in the elastic wave element section, and the nonlinear distortion produced in the duplexer 1 is reduced. As a result, for example, when first nonlinear distortion having a frequency within the passband of the receiving filter 15 occurs in the transmitting filter 13, the intensity of the first nonlinear distortion is reduced, and the first nonlinear distortion passes through the receiving filter 15. The probability of passing can be reduced. As a result, the receiving sensitivity of the duplexer 1 can be improved.

1以上の非線形素子21は、キャパシター23、インダクター25及びダイオード27のいずれか1つを少なくとも含んでよい。 One or more nonlinear elements 21 may include at least one of a capacitor 23, an inductor 25, and a diode 27.

この場合、例えば、公知の電子素子又はそれを応用した電子素子を用いて送信フィルタ13の非線形歪を低減することができる。その結果、例えば、コスト削減が図られる。 In this case, for example, the nonlinear distortion of the transmission filter 13 can be reduced using a known electronic device or an electronic device that is an application thereof. As a result, for example, cost reduction can be achieved.

1以上の非線形素子21は、印加される交流電圧の実効値が所定の電圧範囲内において大きいほど静電容量が大きくなるキャパシター23を含んでよい。また、1以上の非線形素子21は、印加される交流電圧の実効値が所定の電圧範囲内において大きいほどインダクタンスが大きくなるインダクター25を含んでよい。 The one or more nonlinear elements 21 may include a capacitor 23 whose capacitance increases as the effective value of the applied AC voltage increases within a predetermined voltage range. Furthermore, the one or more nonlinear elements 21 may include an inductor 25 whose inductance increases as the effective value of the applied AC voltage increases within a predetermined voltage range.

これらの場合、キャパシター23の非線形性は正である。一方、圧電体31bは、図4に示したように、負の非線形性を示す。その結果、図6(a)~図7(b)を参照して説明したように、位相の調整を行わずに、キャパシター23の非線形性歪によって弾性波素子19の非線形歪を打ち消すことができる蓋然性が高い。ひいては、キャンセル部17の構成を簡素化できる。 In these cases, the nonlinearity of capacitor 23 is positive. On the other hand, the piezoelectric body 31b exhibits negative nonlinearity, as shown in FIG. As a result, as explained with reference to FIGS. 6(a) to 7(b), the nonlinear distortion of the elastic wave element 19 can be canceled by the nonlinear distortion of the capacitor 23 without adjusting the phase. High probability. As a result, the configuration of the canceling section 17 can be simplified.

キャパシター23は、静電容量増加用の反強誘電体(誘電体23b)を有してよい。反強誘電体は、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛系材料によって構成されてよい。また、キャパシター23は、静電容量増加用の強誘電体(誘電体23b)を有してよい。強誘電体は、チタン酸バリウム系材料によって構成されてよい。インダクター25は、インダクタンス増加用の強磁性体(コア25b)を有してよい。 The capacitor 23 may include an antiferroelectric material (dielectric material 23b) for increasing capacitance. The antiferroelectric material may be composed of a lanthanum lead titanate zirconate based material. Further, the capacitor 23 may include a ferroelectric material (dielectric material 23b) for increasing capacitance. The ferroelectric material may be made of barium titanate-based material. The inductor 25 may include a ferromagnetic material (core 25b) for increasing inductance.

これらの場合においては、例えば、キャパシター23及び/又はインダクター25が非線形性を発現しやすく、かつ非線形性が強くなりやすい。非線形性が強い方が非線形歪の強度が大きくなりやすいから、非線形素子21の構成を小型化しつつ、送信フィルタ13の非線形歪を低減する効果を得ることができる。 In these cases, for example, the capacitor 23 and/or the inductor 25 tend to exhibit nonlinearity, and the nonlinearity tends to become strong. Since the stronger the nonlinearity, the greater the intensity of nonlinear distortion, it is possible to obtain the effect of reducing the nonlinear distortion of the transmission filter 13 while downsizing the configuration of the nonlinear element 21.

1以上の非線形素子21は、アノード及びカソードのうちアノードが弾性波素子19に接続されているダイオード27Aと、アノード及びカソードのうちカソードが弾性波素子19に接続されているダイオード27Bと、を含んでよい。 The one or more nonlinear elements 21 include a diode 27A, which has an anode and a cathode connected to the acoustic wave element 19, and a diode 27B, which has a cathode connected to the acoustic wave element 19. That's fine.

この場合、ダイオード27の強い非線形性を利用できる。非線形性が強いことにより、非線形素子21の構成を小型化しつつ、弾性波素子19の非線形歪を打ち消すための非線形歪を生じさせることができる。そして、図11(c)を参照して説明したように、入力電圧が正の場合と負の場合との双方に関して、弾性波素子19の非線形歪を打ち消すための非線形歪を生じさせることができる。 In this case, the strong nonlinearity of the diode 27 can be utilized. Due to the strong nonlinearity, it is possible to generate nonlinear distortion for canceling the nonlinear distortion of the acoustic wave element 19 while downsizing the configuration of the nonlinear element 21. As explained with reference to FIG. 11(c), nonlinear distortion can be generated to cancel the nonlinear distortion of the acoustic wave element 19 both when the input voltage is positive and when the input voltage is negative. .

キャンセル部17は、非線形素子21に接続されている1以上の調整素子51を有してよい。弾性波素子19が生じる第1非線形歪の強度と非線形素子21が生じる第2非線形歪の強度との差、及び第1非線形歪の位相と第2非線形歪の位相の逆相との差の少なくとも一方の差は、1以上の調整素子51が設けられていないと仮定したときの前記一方の差よりも小さくされてよい。 The canceling unit 17 may include one or more adjustment elements 51 connected to the nonlinear element 21. At least the difference between the intensity of the first nonlinear distortion generated by the elastic wave element 19 and the intensity of the second nonlinear distortion generated by the nonlinear element 21, and the difference between the phase of the first nonlinear distortion and the opposite phase of the phase of the second nonlinear distortion. One difference may be made smaller than the one difference when it is assumed that one or more adjustment elements 51 are not provided.

すなわち、非線形素子21が生じる第2非線形歪によって弾性波素子19が生じる第1非線形歪の一部又は全部を打ち消すことができるように調整素子51が設けられてよい。この場合、例えば、非線形素子21の設計の自由度が向上する。例えば、非線形素子21として汎用品を用いることが可能になる。 That is, the adjustment element 51 may be provided so that the second nonlinear distortion produced by the nonlinear element 21 can cancel out part or all of the first nonlinear distortion produced by the acoustic wave element 19 . In this case, for example, the degree of freedom in designing the nonlinear element 21 is improved. For example, it becomes possible to use a general-purpose product as the nonlinear element 21.

1以上の調整素子51は、非線形素子21とは別の非線形素子を含んでよい。 One or more adjustment elements 51 may include a nonlinear element different from nonlinear element 21.

この場合、例えば、非線形素子21が生じる非線形歪の強度を分圧によって調整したり、非線形歪の位相を調整したりするだけでなく、調整素子51が生じる非線形歪を非線形素子21の非線形歪に重畳して、非線形歪の強度を調整することができる。その結果、例えば、非線形素子21の設計の自由度が向上する。 In this case, for example, in addition to adjusting the intensity of the nonlinear distortion generated by the nonlinear element 21 by dividing the voltage or adjusting the phase of the nonlinear distortion, the nonlinear distortion generated by the adjustment element 51 is adjusted to the nonlinear distortion of the nonlinear element 21. By superimposing them, the strength of nonlinear distortion can be adjusted. As a result, for example, the degree of freedom in designing the nonlinear element 21 is improved.

1以上の調整素子51は、線形素子を含んでよい。 One or more adjustment elements 51 may include linear elements.

この場合、調整素子51は、基本的に非線形歪を生じない。従って、例えば、調整素子51が、非線形素子21が生じる非線形歪の強度に及ぼす影響を予測しやすい。すなわち、調整された非線形歪の強度の予測が容易である。 In this case, the adjustment element 51 basically does not produce nonlinear distortion. Therefore, for example, it is easy to predict the influence of the adjustment element 51 on the intensity of nonlinear distortion generated by the nonlinear element 21. That is, it is easy to predict the intensity of the adjusted nonlinear distortion.

1以上の非線形素子21は、弾性波素子19が生じる第1非線形歪と同じ周波数の第2非線形歪をそれぞれ生じる複数の非線形素子21とされてよい。該複数の非線形素子21が生じる第2非線形歪の合計は、第1非線形歪に対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍とされてよい。 The one or more nonlinear elements 21 may be a plurality of nonlinear elements 21 that each generate second nonlinear distortion at the same frequency as the first nonlinear distortion generated by the elastic wave element 19. The sum of the second nonlinear distortions generated by the plurality of nonlinear elements 21 may have a phase of 180±40° and an intensity of 1.7 to 0.3 times the first nonlinear distortion.

この場合、例えば、複数の非線形素子21によって、第1非線形歪の一部又は全部を打ち消すのに必要な強度を有する第2非線形歪を生成すればよいから、個々の非線形素子21の設計の自由度が向上する。例えば、非線形素子21として汎用品を用いることが可能になる。 In this case, for example, it is sufficient to generate second nonlinear distortion having the strength necessary to cancel part or all of the first nonlinear distortion using a plurality of nonlinear elements 21, so there is freedom in designing each nonlinear element 21. degree will improve. For example, it becomes possible to use a general-purpose product as the nonlinear element 21.

1以上の非線形素子21が、弾性波素子19が生じる第1非線形歪と同じ周波数の第2非線形歪を生じる1つの非線形素子21(便宜上、第1非線形素子21という。)を含んでよい。第1非線形素子21が生じる第2非線形歪は、第1非線形歪に対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍とされてよい。 The one or more nonlinear elements 21 may include one nonlinear element 21 (for convenience, referred to as the first nonlinear element 21) that generates a second nonlinear distortion at the same frequency as the first nonlinear distortion generated by the elastic wave element 19. The second nonlinear distortion generated by the first nonlinear element 21 may have a phase of 180±40° and an intensity of 1.7 to 0.3 times as much as the first nonlinear distortion.

すなわち、1つの第1非線形素子21によって、第1非線形歪の一部又は全部を打ち消すのに必要な強度を有する第2非線形歪が生成されてよい。別の観点では、そのように第1非線形素子21の構成が調整されてよい。この場合、例えば、複数の非線形素子21を設けたり、1以上の調整素子51を設けたりする必要性が低減され、キャンセル部17を小型化できる。 That is, one first nonlinear element 21 may generate second nonlinear distortion having a strength necessary to cancel part or all of the first nonlinear distortion. From another point of view, the configuration of the first nonlinear element 21 may be adjusted in this way. In this case, for example, the need to provide a plurality of nonlinear elements 21 or one or more adjustment elements 51 is reduced, and the cancellation unit 17 can be made smaller.

なお、以上の実施形態において、分波器1は弾性波デバイスの一例である。送信フィルタ13は弾性波素子部の一例である。アンテナ端子5は所定の端子の一例である。RF-ICは集積回路素子の一例である。 In addition, in the above embodiment, the duplexer 1 is an example of an elastic wave device. The transmission filter 13 is an example of an elastic wave element section. The antenna terminal 5 is an example of a predetermined terminal. RF-IC is an example of an integrated circuit device.

また、一般に、弾性波素子19および、非線形素子21で発生する歪の強度、位相は周波数依存性を持っている。このため、第1非線形歪と第2非線形歪の打ち消しは、一般的にはある特定の周波数で最大になり、その他の周波数では打ち消しの効果は小さくなる。しかし、その場合でも、所望の周波数範囲にわたって、ある程度の歪の低減は可能である。これは、図6や図7に示したシミュレーション結果から明白である。また、調整素子51を使って回路を最適化することにより、弾性波素子19および、非線形素子21で発生する歪の周波数依存性を近づけ、打ち消しの効果が発揮される周波数範囲を広げることができる。 Further, in general, the intensity and phase of distortion generated in the elastic wave element 19 and the nonlinear element 21 have frequency dependence. Therefore, the cancellation of the first nonlinear distortion and the second nonlinear distortion is generally maximum at a certain frequency, and the cancellation effect becomes small at other frequencies. However, even in that case, it is possible to reduce distortion to some extent over a desired frequency range. This is clear from the simulation results shown in FIGS. 6 and 7. Furthermore, by optimizing the circuit using the adjustment element 51, it is possible to bring the frequency dependence of the distortion generated in the acoustic wave element 19 and the nonlinear element 21 close to each other, thereby expanding the frequency range in which the cancellation effect is exhibited. .

本開示に係る技術は、上記の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。 The technology according to the present disclosure is not limited to the above embodiments, and may be implemented in various ways.

例えば、弾性波は、SAWに限定されない。弾性波は、BAW、弾性境界波または板波(ただし、これらの波とSAWとは必ずしも区別できるわけではない。)であってもよい。別の観点では、別の観点では、励振電極は、IDTに限定されない。例えば、励振電極は、圧電薄膜共振器(FBAR:Film Bulk Acoustic Resonator)のように、圧電薄膜を厚さ方向に挟む1対の電極であってもよい。 For example, elastic waves are not limited to SAWs. The elastic waves may be BAWs, boundary acoustic waves, or plate waves (although these waves are not necessarily distinguishable from SAWs). In another aspect, the excitation electrode is not limited to an IDT. For example, the excitation electrodes may be a pair of electrodes that sandwich a piezoelectric thin film in the thickness direction, such as in a piezoelectric thin film resonator (FBAR).

弾性波素子部は、送信フィルタに限定されない。例えば、弾性波素子部は、受信フィルタであってもよいし、共振子であってもよい。 The elastic wave element section is not limited to a transmission filter. For example, the elastic wave element section may be a reception filter or a resonator.

弾性波デバイスは、分波器に限定されない。例えば、弾性波デバイスは、共振子又はフィルタであっても構わない。別の観点では、弾性波デバイスは、弾性波素子部(実施形態では送信フィルタ13)とは別の機能部(実施形態では受信フィルタ15)を有していなくてもよい。また、分波器は、デュプレクサに限定されない。例えば、分波器は、3つのフィルタを有するトリプレクサであってもよいし、4つのフィルタを有するクアッドプレクサであってもよい。 Acoustic wave devices are not limited to duplexers. For example, the elastic wave device may be a resonator or a filter. From another point of view, the elastic wave device does not need to have a functional section (the reception filter 15 in the embodiment) different from the elastic wave element section (the transmission filter 13 in the embodiment). Further, the branching filter is not limited to a duplexer. For example, the duplexer may be a triplexer with three filters or a quadplexer with four filters.

非線形素子は、キャパシター、インダクター及びダイオードに限定されない。例えば、弾性波素子であってもよい。 Nonlinear elements are not limited to capacitors, inductors and diodes. For example, it may be an acoustic wave element.

本開示に係る技術は、奇数次の非線形歪だけでなく、偶数次の非線形歪の低減に利用されてもよい。本開示に係る技術からは、例えば、以下の概念の発明を抽出可能である。 The technology according to the present disclosure may be used to reduce not only odd-order nonlinear distortion but also even-order nonlinear distortion. For example, inventions based on the following concepts can be extracted from the technology according to the present disclosure.

(概念1)
圧電体、及び該圧電体に電圧を印加する励振電極を有している弾性波素子部と、
前記弾性波素子部と、所定の端子又は基準電位部とを仲介している1以上の非線形素子を含んでおり、前記弾性波素子部において生じる複数の非線形歪のうちのいずれかである第1非線形歪に対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍の非線形歪を生じるキャンセル部と、
を有しており、
前記1以上の非線形素子が、キャパシター、インダクター及びダイオードのいずれか1つを少なくとも含んでいる
弾性波デバイス。
(Concept 1)
an acoustic wave element section having a piezoelectric body and an excitation electrode that applies a voltage to the piezoelectric body;
A first strain including one or more nonlinear elements mediating the elastic wave element section and a predetermined terminal or reference potential section, and which is any one of a plurality of nonlinear distortions occurring in the acoustic wave element section. a canceling section that generates nonlinear distortion with a phase of 180±40° and an intensity of 1.7 to 0.3 times with respect to nonlinear distortion;
It has
An acoustic wave device, wherein the one or more nonlinear elements include at least one of a capacitor, an inductor, and a diode.

1…分波器(弾性波デバイス)、5…アンテナ端子、11…基準電位部、13…送信フィルタ(弾性波素子部)、17…キャンセル部、21…非線形素子、31b…圧電体、33…励振電極。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Duplexer (acoustic wave device), 5... Antenna terminal, 11... Reference potential section, 13... Transmission filter (acoustic wave element section), 17... Cancellation section, 21... Nonlinear element, 31b... Piezoelectric body, 33... Excitation electrode.

Claims (21)

圧電体、及び該圧電体に電圧を印加する励振電極を有している弾性波素子部と、
前記弾性波素子部と、所定の端子又は基準電位部とを仲介している1以上の非線形素子を含んでおり、前記弾性波素子部において生じる奇数次非線形歪のうちのいずれかである第1非線形歪に対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍の非線形歪を生じるキャンセル部と、
を有している弾性波デバイス。
an acoustic wave element section having a piezoelectric body and an excitation electrode that applies a voltage to the piezoelectric body;
A first strain including one or more nonlinear elements mediating the elastic wave element section and a predetermined terminal or reference potential section, and which is any one of odd-order nonlinear distortions occurring in the elastic wave element section. a canceling section that generates nonlinear distortion with a phase of 180±40° and an intensity of 1.7 to 0.3 times with respect to nonlinear distortion;
An elastic wave device that has
前記1以上の非線形素子が、キャパシター、インダクター及びダイオードのいずれか1つを少なくとも含んでいる
請求項1に記載の弾性波デバイス。
The acoustic wave device according to claim 1, wherein the one or more nonlinear elements include at least one of a capacitor, an inductor, and a diode.
前記1以上の非線形素子が前記キャパシターを含んでおり、
前記キャパシターは、印加される交流電圧の実効値が所定の電圧範囲内において大きいほど静電容量が大きくな
請求項2に記載の弾性波デバイス。
the one or more nonlinear elements include the capacitor;
The capacitance of the capacitor increases as the effective value of the applied AC voltage increases within a predetermined voltage range.
The elastic wave device according to claim 2.
前記キャパシターが反強誘電体を有している
請求項3に記載の弾性波デバイス。
The acoustic wave device according to claim 3, wherein the capacitor includes an antiferroelectric material.
前記反強誘電体がチタン酸ジルコン酸鉛系またはチタン酸ジルコン酸ランタン鉛系材料によって構成されている
請求項4に記載の弾性波デバイス。
The acoustic wave device according to claim 4, wherein the antiferroelectric material is made of a lead zirconate titanate-based material or a lead lanthanum zirconate titanate-based material.
前記キャパシターが強誘電体を有している
請求項3に記載の弾性波デバイス。
The acoustic wave device according to claim 3, wherein the capacitor includes a ferroelectric material.
前記強誘電体がチタン酸バリウム系材料によって構成されている
請求項6に記載の弾性波デバイス。
The acoustic wave device according to claim 6, wherein the ferroelectric material is made of a barium titanate-based material.
前記1以上の非線形素子が前記インダクターを含んでおり、
前記インダクターは、印加される交流電圧の実効値が所定の電圧範囲内において大きいほどインダクタンスが大きくな
請求項2に記載の弾性波デバイス。
the one or more nonlinear elements include the inductor,
The inductance of the inductor increases as the effective value of the applied AC voltage increases within a predetermined voltage range.
The elastic wave device according to claim 2.
前記インダクターが強磁性体を有している
請求項8記載の弾性波デバイス。
The acoustic wave device according to claim 8, wherein the inductor includes a ferromagnetic material.
前記1以上の非線形素子が、
アノード及びカソードのうちアノードが前記弾性波素子に接続されている第1ダイオードと、
アノード及びカソードのうちカソードが前記弾性波素子に接続されている第2ダイオードと、を含んでいる
請求項2に記載の弾性波デバイス。
The one or more nonlinear elements are
a first diode having an anode of an anode and a cathode connected to the acoustic wave element section ;
The acoustic wave device according to claim 2, further comprising a second diode whose cathode, out of an anode and a cathode, is connected to the acoustic wave element section .
前記1以上の非線形素子が、
逆極性に直列に接続した2つのダイオードを含んでいる請求項2に記載の弾性波デバイス。
The one or more nonlinear elements are
3. The acoustic wave device according to claim 2, comprising two diodes connected in series with opposite polarities.
前記1以上の非線形素子が、前記第1非線形歪と同じ周波数の第2非線形歪を生じる第1非線形素子を含んでおり、
前記キャンセル部が、前記第1非線形素子に接続されている1以上の調整素子を有しており、
前記第1非線形歪の強度と前記第2非線形歪の強度との差、及び前記第1非線形歪の位相と前記第2非線形歪の位相の逆相との差の少なくとも一方の差が、前記1以上の調整素子が設けられていないと仮定したときの前記一方の差よりも小さい
請求項1~11のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
The one or more nonlinear elements include a first nonlinear element that produces a second nonlinear distortion at the same frequency as the first nonlinear distortion,
The canceling section has one or more adjustment elements connected to the first nonlinear element,
At least one of the difference between the intensity of the first nonlinear distortion and the intensity of the second nonlinear distortion, and the difference between the phase of the first nonlinear distortion and the opposite phase of the phase of the second nonlinear distortion, The elastic wave device according to any one of claims 1 to 11, wherein the difference is smaller than the one difference when the above adjustment element is not provided.
前記1以上の調整素子が、前記第1非線形素子とは別の非線形素子を含んでいる
請求項12に記載の弾性波デバイス。
The acoustic wave device according to claim 12, wherein the one or more adjustment elements include a nonlinear element different from the first nonlinear element.
前記1以上の調整素子が線形素子を含んでいる
請求項12又は13に記載の弾性波デバイス。
The acoustic wave device according to claim 12 or 13, wherein the one or more adjustment elements include a linear element.
前記1以上の非線形素子が、前記第1非線形歪と同じ周波数の第2非線形歪をそれぞれ生じる複数の非線形素子であり、該複数の非線形素子が生じる前記第2非線形歪の合計が、前記第1非線形歪に対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍である
請求項1~14のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
The one or more nonlinear elements are a plurality of nonlinear elements that each produce a second nonlinear distortion at the same frequency as the first nonlinear distortion, and the sum of the second nonlinear distortions produced by the plurality of nonlinear elements is equal to the first nonlinear distortion. The elastic wave device according to any one of claims 1 to 14, wherein the phase is 180±40° and the intensity is 1.7 to 0.3 times as large as nonlinear distortion.
前記1以上の非線形素子が、前記第1非線形歪と同じ周波数の第2非線形歪を生じる第1非線形素子を含んでおり、該第1非線形素子が生じる前記第2非線形歪が、前記第1非線形歪に対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍である
請求項1~15のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
The one or more nonlinear elements include a first nonlinear element that produces a second nonlinear distortion at the same frequency as the first nonlinear distortion, and the second nonlinear distortion produced by the first nonlinear element is equal to the first nonlinear distortion. The elastic wave device according to any one of claims 1 to 15, wherein the phase is 180±40° and the intensity is 1.7 to 0.3 times as large as the distortion.
前記キャンセル部が、前記弾性波素子部において生じる互いに周波数が異なる2以上の非線形歪のそれぞれに対して、位相が180±40°で、かつ強度が1.7~0.3倍の非線形歪を生じる
請求項1~16のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
The canceling unit applies nonlinear distortion with a phase of 180±40° and an intensity of 1.7 to 0.3 times for each of two or more nonlinear distortions having different frequencies that occur in the elastic wave element unit. The acoustic wave device according to any one of claims 1 to 16.
前記キャンセル部と、前記弾性波素子部は、単一のパッケージに内蔵されている請求項1~17のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。 The acoustic wave device according to any one of claims 1 to 17, wherein the cancellation section and the acoustic wave element section are housed in a single package. 前記キャンセル部と、前記弾性波素子部が、単一の回路基板に実装される請求項1~17のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。 The acoustic wave device according to claim 1, wherein the cancellation section and the acoustic wave element section are mounted on a single circuit board. アンテナ端子と、
前記アンテナ端子に出力される信号をフィルタリングする送信フィルタと、
前記アンテナ端子から入力される信号をフィルタリングする受信フィルタと、
を有しており、
前記弾性波素子部が前記送信フィルタ又は前記受信フィルタである
請求項1~19のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
antenna terminal and
a transmission filter that filters a signal output to the antenna terminal;
a reception filter that filters a signal input from the antenna terminal;
It has
The elastic wave device according to any one of claims 1 to 19, wherein the elastic wave element section is the transmission filter or the reception filter.
請求項20に記載の弾性波デバイスと、
前記アンテナ端子に接続されているアンテナと、
前記送信フィルタ及び前記受信フィルタに接続されている集積回路素子と、
を有している通信装置。
The elastic wave device according to claim 20,
an antenna connected to the antenna terminal;
an integrated circuit element connected to the transmit filter and the receive filter;
A communication device that has
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JP2017220910A (en) 2016-06-10 2017-12-14 太陽誘電株式会社 Surface acoustic wave
JP2020043380A (en) 2018-09-06 2020-03-19 株式会社村田製作所 Filter and multiplexer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016088804A1 (en) 2014-12-02 2016-06-09 京セラ株式会社 Acoustic wave element, branching filter, and communication module
JP2017220910A (en) 2016-06-10 2017-12-14 太陽誘電株式会社 Surface acoustic wave
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