JP7456876B2 - フィルタ及びマルチプレクサ - Google Patents

Description

本発明は、フィルタ及びマルチプレクサに関する。

スマートフォン等の無線通信機器では、フィルタ及びマルチプレクサに弾性波共振器が用いられている。弾性波共振器は圧電基板上に一対の櫛型電極と一対の反射器とを有する。櫛型電極は複数の電極指と複数の電極指が接続するバスバーとを有する。反射器は一対の櫛型電極が励振する弾性波を反射し一対の櫛型電極内に閉じ込める。櫛型電極の電極指が交差する交差領域を電極指が励振する弾性波の伝搬方向から傾斜させることが知られている（例えば特許文献１）。

国際公開第２０１５／０６４２３８号

特許文献１に記載の弾性波共振器によれば、櫛型電極の電極指が交差する交差領域を弾性波の伝搬方向から傾斜させることで横モードスプリアスが抑制される。しかしながら、このような弾性波共振器を直列共振器及び並列共振器に用いてフィルタを形成した場合に、スプリアスは抑制されるが、挿入損失が大きくなってしまうことがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、挿入損失を低減することを目的とする。

本発明は、入力端子と出力端子との間の経路に直列に接続される１又は複数の直列共振器と、一端が前記経路に接続され、他端がグランドに接続され、第１配列方向に配置される複数の第１電極指と前記複数の第１電極指が接続する第１バスバーとをそれぞれ有し少なくとも一部において前記複数の第１電極指が互い違いとなって向かい合う一対の第１櫛型電極を各々含み、前記複数の第１電極指の平均間隔が最も小さい第１並列共振器は、前記一対の第１櫛型電極のうち一方の第１櫛型電極の前記複数の第１電極指の先端を結ぶ仮想的な第１直線が前記第１配列方向に対して傾斜して延伸し、前記第１並列共振器以外の少なくとも１つの並列共振器は、前記第１直線が前記第１配列方向に略一致して延伸する複数の並列共振器と、を備えるフィルタである。

上記構成において、前記複数の並列共振器のうち少なくとも前記複数の第１電極指の平均間隔が最も大きい第２並列共振器は、前記第１直線が前記第１配列方向に略一致して延伸する構成とすることができる。

上記構成において、前記複数の並列共振器のうち前記第２並列共振器以外の並列共振器は、全て前記第１直線が前記第１配列方向に対して傾斜して延伸する構成とすることができる。

上記構成において、前記複数の並列共振器のうち前記第１並列共振器以外の並列共振器は、全て前記第１直線が前記第１配列方向に略一致して延伸する構成とすることができる。

上記構成において、前記複数の並列共振器の隣り合う共振周波数の間隔の中で最も間隔が大きい箇所を基準として、前記基準よりも共振周波数が高い並列共振器は、前記第１直線が前記第１配列方向に対して傾斜して延伸し、前記基準よりも共振周波数が低い並列共振器は、前記第１直線が前記第１配列方向に略一致して延伸する構成とすることができる。

上記構成において、前記第１並列共振器は、前記入力端子と前記出力端子との間において前記入力端子に最も近い初段及び前記出力端子に最も近い終段以外に接続される構成とすることができる。

上記構成において、前記一対の第１櫛型電極は、前記第１バスバーに接続されるダミー電極指を有さない構成とすることができる。

上記構成において、前記一対の第１櫛型電極は、前記第１バスバーに接続されるダミー電極指を有する構成とすることができる。

上記構成において、前記１又は複数の直列共振器は、第２配列方向に配置された複数の第２電極指と前記複数の第２電極指が接続する第２バスバーとをそれぞれ有し少なくとも一部において前記複数の第２電極指が互い違いとなって向かい合う一対の第２櫛型電極を各々含み、前記一対の第２櫛型電極のうち一方の第２櫛型電極の前記複数の第２電極指の先端を結ぶ仮想的な第２直線が前記第２配列方向に対して傾斜して延伸する構成とすることができる。

本発明は、上記に記載のフィルタを含むマルチプレクサである。

本発明によれば、挿入損失を低減することができる。

図１は、フィルタの回路図である。 図２は、フィルタに用いられる第１弾性波共振器の平面図である。 図３は、第１弾性波共振器の断面図である。 図４は、フィルタに用いられる第２弾性波共振器の平面図である。 図５（ａ）は、実施例１、比較例１、及び比較例２のフィルタの通過特性を示す図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の領域Ａの拡大図である。 図６は、第１弾性波共振器と第２弾性波共振器のＲｅａｌ（Ｙ）の周波数特性を示す図である。 図７（ａ）は、実施例１のフィルタにおける並列共振器Ｐ１からＰ４の通過特性を示す図、図７（ｂ）は、直列共振器Ｓ１からＳ３の通過特性を示す図である。 図８（ａ）は、フィルタに用いられる第３弾性波共振器の平面図、図８（ｂ）は、第４弾性波共振器の平面図である。 図９（ａ）は、フィルタに用いられる第５弾性波共振器の平面図、図９（ｂ）は、第６弾性波共振器の平面図である。 図１０（ａ）から図１０（ｅ）は、基板の他の例を示す断面図である。 図１１（ａ）は、実施例２及び比較例３のフィルタの通過特性を示す図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の領域Ａの拡大図である。 図１２（ａ）は、実施例２のフィルタにおける並列共振器Ｐ１からＰ４の通過特性を示す図、図１２（ｂ）は、直列共振器Ｓ１からＳ３の通過特性を示す図である。 図１３は、実施例３及び比較例４のフィルタの通過特性並びに実施例３のフィルタにおける並列共振器Ｐ１からＰ４及び直列共振器Ｓ１からＳ３の通過特性を示す図である。 図１４は、実施例４に係るデュプレクサの回路図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。

図１は、フィルタの回路図である。図１のように、フィルタ１００は、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間の経路に１又は複数の直列共振器Ｓ１からＳ３が直列に接続されている。入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に複数の並列共振器Ｐ１からＰ４が並列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ４は入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間の経路に一端が接続し、グランド端子に他端が接続されている。

図２は、フィルタに用いられる第１弾性波共振器の平面図である。電極指の配列方向をＸ方向、電極指の延伸方向をＹ方向、圧電基板の法線方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は圧電基板の結晶方位とは限らないが、圧電基板が回転ＹカットＸ伝搬基板の場合にはＸ方向が結晶方位のＸ軸方位となる。

図２のように、第１弾性波共振器１１は１ポート弾性表面波共振器であり、基板２０上にＩＤＴ（InterDigital Transducer）３０及び反射器４０が設けられている。反射器４０はＩＤＴ３０のＸ方向の両側に設けられている。

ＩＤＴ３０は、対向する一対の櫛型電極３４ａ及び３４ｂを備える。櫛型電極３４ａは、複数の電極指３１ａ及びバスバー３２ａを備える。複数の電極指３１ａはバスバー３２ａに接続されている。櫛型電極３４ｂも同様に、複数の電極指３１ｂ及びバスバー３２ｂを備える。複数の電極指３１ｂはバスバー３２ｂに接続されている。電極指３１ａと電極指３１ｂとはＸ方向の少なくとも一部において互い違いとなるように設けられている。電極指３１ａとバスバー３２ｂとはＹ方向において対向する。電極指３１ａの先端とバスバー３２ｂとの間はギャップ３５ｂである。電極指３１ｂとバスバー３２ａも同様であり、電極指３１ｂとバスバー３２ａとはＹ方向において対向し、電極指３１ｂの先端とバスバー３２ａとの間はギャップ３５ａである。Ｙ方向において電極指３１ａと電極指３１ｂとが重なる領域は交差領域３６である。

櫛型電極３４ａの電極指３１ａ及び櫛型電極３４ｂの電極指３１ｂが励振する弾性波は、主にＸ方向に伝搬する。一対の櫛型電極３４ａ及び３４ｂのうち一方の櫛型電極の電極指３１ａ又は３１ｂの間隔Ｄがほぼ弾性波の波長λとなる。電極指３１ａ又は３１ｂの間隔Ｄは、電極指３１ａ及び３１ｂのピッチＰの概ね２倍である。反射器４０は、複数の電極指４１と複数の電極指４１が接続するバスバー４２とを備える。反射器４０は弾性波を反射する。これにより、弾性波のエネルギーが交差領域３６内に閉じ込められる。

ＩＤＴ３０は２つの領域３７ａ及び３７ｂを含む。領域３７ａにおける複数の電極指３１ｂの先端を結ぶ仮想的な直線５０ａａ及び複数の電極指３１ａの先端を結ぶ仮想的な直線５０ｂａを規定する。同様に、領域３７ｂにおける複数の電極指３１ｂの先端を結ぶ仮想的な直線５０ａｂ及び複数の電極指３１ａの先端を結ぶ仮想的な直線５０ｂｂを規定する。複数の電極指３１ｂの先端を結ぶ直線５０ａａ及び５０ａｂ並びに複数の電極指３１ａの先端を結ぶ仮想的な直線５０ｂａ及び５０ｂｂはＸ方向に対して傾斜して延伸する。言い換えると、複数のギャップ３５ａを結ぶ仮想的な直線及び複数のギャップ３５ｂを結ぶ仮想的な直線はＸ方向に対して傾斜して延伸する。領域３７ａにおける直線５０ａａと直線５０ｂａとは略平行であり、直線５０ａａと直線５０ｂａとの間はほぼ交差領域３６である。領域３７ｂにおける直線５０ａｂと直線５０ｂｂとは略平行であり、直線５０ａｂと直線５０ｂｂとの間はほぼ交差領域３６である。

Ｘ方向に平行な仮想的な直線６０ａ及び６０ｂを規定する。直線６０ａと直線５０ａａ及び直線５０ａｂとのなす角度をθａａ及びθａｂとする。直線６０ｂと直線５０ｂａ及び直線５０ｂｂとのなす角度をθｂａ及びθｂｂとする。ここで、θａａ、θａｂ、θｂａ、及びθｂｂは、直線６０ａ及び６０ｂを基準として反時計回りを正とする。図２では、θａａ及びθｂａは正であり、θａｂ及びθｂｂは負である。また、θａａとθｂａは略等しく、θａｂとθｂｂは略等しい。

図３は、第１弾性波共振器の断面図である。図３のように、基板２０は、支持基板２０ａと、支持基板２０ａ上に設けられた減衰層２０ｂ及び温度補償層２０ｃと、支持基板２０ａ上に接合層２０ｄによって接合された圧電基板２０ｅと、を備える。ＩＤＴ３０及び反射器４０は、基板２０上に形成された金属膜２１により形成される。

支持基板２０ａは、単結晶サファイア基板、シリコン基板、スピネル基板、水晶基板、石英基板、アルミナ基板、又は炭化シリコン基板等である。例えば支持基板２０ａに厚さが５０μｍ～５００μｍの単結晶サファイア基板を用いてもよい。減衰層２０ｂは、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、シリコン膜、窒化シリコン膜、又は炭化シリコン膜等である。例えば減衰層２０ｂに厚さが０．１μｍ～１０μｍの酸化アルミニウム膜を用いてもよい。温度補償層２０ｃは、圧電基板２０ｅとは弾性定数の温度係数の符号が反対の材料で形成された膜であり、例えば酸化シリコン膜である。例えば温度補償層２０ｃに厚さが０．１μｍ～１０μｍの酸化シリコン膜を用いてもよい。接合層２０ｄは例えば酸化アルミニウム膜である。例えば接合層２０ｄに厚さが１ｎｍ～２０ｎｍの酸化アルミニウム膜を用いてもよい。なお、支持基板２０ａ、減衰層２０ｂ、温度補償層２０ｃ、及び接合層２０ｄは設けられていなくてもよい。

圧電基板２０ｅは、例えばタンタル酸リチウム基板又はニオブ酸リチウム基板であり、例えば回転ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム基板又はニオブ酸リチウム基板である。例えば圧電基板２０ｅに厚さが０．５μｍ～２０μｍの３６°～４８°ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム基板を用いてもよい。金属膜２１は、例えばアルミニウム膜、銅膜、又はモリブデン膜である。アルミニウム膜、銅膜、又はモリブデン膜と圧電基板２０ｅとの間にチタン膜又はクロム膜等の金属膜が設けられていてもよい。例えば金属膜２１に厚さが１０ｎｍ～５０ｎｍのチタン膜と厚さが７０ｎｍ～１５０ｎｍのアルミニウム銅合金（銅：１重量％）膜との積層膜を用いてもよい。金属膜２１を覆って厚さが５ｎｍ～３０ｎｍの酸化シリコン膜からなる保護膜が設けられていてもよい。

ＩＤＴ３０の電極指３１ａ及び３１ｂの対数を２０対～３００対としてもよい。ＩＤＴ３０の電極指３１ａ及び３１ｂのピッチＰを１μｍ～６μｍとしてもよい。開口長（交差領域３６のＹ方向長）を１０λ～５０λとしてもよい。ＩＤＴ３０の電極指３１ａ及び３１ｂのデューティー比を３０％～８０％としてもよい。反射器４０の電極指４１の対数を５対～２０対としてもよい。反射器４０の電極指４１のピッチを１μｍ～６μｍとしてもよい。反射器４０の電極指４１のデューティー比を３０％～８０％としてもよい。第１弾性波共振器１１においてθａａ及びθｂａ：０°より大きく７°以下とし、θａｂ及びθｂｂを０°より小さく－７°以上としてもよい。

図４は、フィルタに用いられる第２弾性波共振器の平面図である。図４のように、第２弾性波共振器１２は、複数の電極指３１ｂの先端を結ぶ仮想的な直線５０ａ及び複数の電極指３１ａの先端を結ぶ仮想的な直線５０ｂがＸ方向と略平行である。言い換えると、複数のギャップ３５ａを結ぶ仮想的な直線及び複数のギャップ３５ｂを結ぶ仮想的な直線がＸ方向と略平行である。その他の構成は第１弾性波共振器１１と同じであるため説明を省略する。

［実験］
実施例１、比較例１、及び比較例２のフィルタの通過特性の実験を行った。実施例１のフィルタは、図１における直列共振器Ｓ１からＳ３及び並列共振器Ｐ４に図２の第１弾性波共振器１１を用い、並列共振器Ｐ１からＰ３に図４の第２弾性波共振器１２を用いた。比較例１のフィルタは、直列共振器Ｓ１からＳ３及び並列共振器Ｐ１からＰ４に図２の第１弾性波共振器１１を用いた。比較例２のフィルタは、直列共振器Ｓ１からＳ３に図２の第１弾性波共振器１１を用い、並列共振器Ｐ１からＰ４に図４の第２弾性波共振器１２を用いた。表１にまとめる。

表２に、実施例１、比較例１、及び比較例２のフィルタにおける直列共振器Ｓ１からＳ３及び並列共振器Ｐ１からＰ４の共振周波数を示す。表２のように、直列共振器Ｓ１の共振周波数を２７０３．６ＭＨｚ、直列共振器Ｓ２の共振周波数を２７０８．６ＭＨｚ、直列共振器Ｓ３の共振周波数を２６８３．６ＭＨｚとした。並列共振器Ｐ１の共振周波数を２５１３．５ＭＨｚ、並列共振器Ｐ２の共振周波数を２５１８．５ＭＨｚ、並列共振器Ｐ３の共振周波数を２５２３．５ＭＨｚ、並列共振器Ｐ４の共振周波数を２５４８．５ＭＨｚとした。共振周波数は電極指の平均間隔Ｄに相関があることから、直列共振器Ｓ１からＳ３は電極指の平均間隔Ｄがそれぞれ異なり、直列共振器Ｓ３、直列共振器Ｓ１、直列共振器Ｓ２の順に平均間隔Ｄが小さくなっている。並列共振器Ｐ１からＰ４も電極指の平均間隔Ｄがそれぞれ異なり、並列共振器Ｐ１、並列共振器Ｐ２、並列共振器Ｐ３、並列共振器Ｐ４の順に平均間隔Ｄが小さくなっている。

第１弾性波共振器１１及び第２弾性波共振器１２の構成を以下として実験を行った。
基板２０
支持基板２０ａ：厚さが５００μｍのサファイア基板
減衰層２０ｂ：厚さが４５０ｎｍの酸化アルミニウム膜
温度補償層２０ｃ：厚さが４５０ｎｍの酸化シリコン膜
接合層２０ｄ：厚さが１０ｎｍの酸化アルミニウム膜
圧電基板２０ｅ：厚さが７５０ｎｍの４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
ＩＤＴ３０及び反射器４０
金属膜２１：圧電基板２０ｅ側から厚さが５０ｎｍのチタン膜、厚さが１０４ｎｍのアルミニウム銅合金（銅：１重量％）膜
金属膜２１上の保護膜：厚さが１５ｎｍの酸化シリコン膜
第１弾性波共振器１１のθａａ及びθｂａ：７°、θａｂ及びθｂｂ：－７°

図５（ａ）は、実施例１、比較例１、及び比較例２のフィルタの通過特性を示す図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の領域Ａの拡大図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）の横軸は周波数［ＭＨｚ］であり、縦軸は減衰量［ｄＢ］である。減衰量はＳ２１の大きさである。図５（ａ）及び図５（ｂ）のように、比較例２では、通過帯域の低周波側において矢印の箇所にスプリアスが生成されている。このスプリアスは、Ｙ方向に伝搬する弾性波に起因する横モードスプリアスに相当すると考えられる。比較例２でスプリアスが生成されたのは、比較例２では並列共振器Ｐ１からＰ４に、直線５０ａ及び５０ｂがＸ方向に略平行である第２弾性波共振器１２を用いたためであると考えられる。これに対し、実施例１及び比較例１では、通過帯域の低周波側におけるスプリアスの生成が抑制されている。これは、実施例１では並列共振器Ｐ４に、比較例１では並列共振器Ｐ１からＰ４に、直線５０ａａ、５０ａｂ、５０ｂａ、及び５０ｂｂがＸ方向から傾斜する第１弾性波共振器１１を用いたためであると考えられる。

実施例１及び比較例１は共にスプリアスの生成が抑制されているが、比較例１は通過帯域内の高周波側の挿入損失が大きいのに対し、実施例１は挿入損失が低減されている。

図６は、第１弾性波共振器と第２弾性波共振器のＲｅａｌ（Ｙ）の周波数特性を示す図である。図６の横軸は周波数［ＭＨｚ］であり、縦軸はＲｅａｌ（Ｙ）［Ｓ］である。Ｒｅａｌ（Ｙ）はＳ１１のアドミタンスの実部である。第１弾性波共振器１１及び第２弾性波共振器１２の構成を以下として実験を行った。
基板２０
支持基板２０ａ：厚さが５００μｍのサファイア基板
減衰層２０ｂ：厚さが４５０ｎｍの酸化アルミニウム膜
温度補償層２０ｃ：厚さが４５０ｎｍの酸化シリコン膜
接合層２０ｄ：厚さが１０ｎｍの酸化アルミニウム膜
圧電基板２０ｅ：厚さが７５０ｎｍの４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
ＩＤＴ３０及び反射器４０
金属膜２１：圧電基板２０ｅ側から厚さが５０ｎｍのチタン膜、厚さが１０４ｎｍのアルミニウム銅合金（銅：１重量％）膜
金属膜２１上の保護膜：厚さが１５ｎｍの酸化シリコン膜
ＩＤＴ３０の対数：１２０対
ＩＤＴ３０のピッチＰ：１．４８μｍ
開口長（交差領域３６のＹ方向長）：４１．８２λ
ＩＤＴ３０のデューティー比：５５％
反射器４０の対数：１１対
反射器４０のピッチ：１．４８μｍ
反射器４０のデューティー比：５５％
第１弾性波共振器１１のθａａ及びθｂａ：７°、θａｂ及びθｂｂ：－７°

図６のように、第２弾性波共振器１２は共振周波数から反共振周波数までの周波数においてスプリアスが生成されている。このため、図５（ａ）及び図５（ｂ）において、並列共振器Ｐ１からＰ４に第２弾性波共振器１２を用いた比較例２のフィルタでは、通過帯域の低周波側においてスプリアスが生成されたと考えられる。一方、第１弾性波共振器１１では共振周波数から反共振周波数までの周波数においてスプリアスの生成が抑制されている。このため、図５（ａ）及び図５（ｂ）において、並列共振器Ｐ４に第１弾性波共振器１１を用いた実施例１のフィルタ及び並列共振器Ｐ１からＰ４に第１弾性波共振器１１を用いた比較例１のフィルタでは、通過帯域の低周波側におけるスプリアスの生成が抑制されたと考えられる。

図６のように、第１弾性波共振器１１は、第２弾性波共振器１２と比べて、反共振周波数よりも高い周波数において損失が大きくなっている。これは、圧電基板２０ｅが異方性物質であるため、直線５０ａａ、５０ａｂ、５０ｂａ、及び５０ｂｂをＸ方向から傾斜、すなわち交差領域３６を弾性波の伝搬方向から傾斜させたことによって生じたものと考えられる。このため、図５（ａ）及び図５（ｂ）において、並列共振器Ｐ１からＰ４に第１弾性波共振器１１を用いた比較例１のフィルタでは、スプリアスの生成は抑制されたが、通過帯域内の高周波側での挿入損失が大きくなったと考えられる。

図７（ａ）は、実施例１のフィルタにおける並列共振器Ｐ１からＰ４の通過特性を示す図、図７（ｂ）は、直列共振器Ｓ１からＳ３の通過特性を示す図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）の横軸は周波数［ＭＨｚ］であり、縦軸は減衰量［ｄＢ］である。図７（ａ）及び図７（ｂ）において、実施例１のフィルタの通過特性を点線で図示している。

図７（ａ）及び表２のように、並列共振器Ｐ１からＰ４は共振周波数がフィルタの通過帯域よりも低周波側にあり、反共振周波数近傍より高周波側での損失がフィルタの通過帯域内の高周波側の挿入損失に影響を及ぼす。ここで、並列共振器Ｐ１からＰ４の共振周波数はＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の順に高くなっていて、共振周波数の最も高い並列共振器Ｐ４は他の並列共振器Ｐ１からＰ３に比べて反共振周波数より高周波側の損失がフィルタの通過帯域内の高周波側の挿入損失に及ぼす影響が小さい。また、共振周波数が最も高い並列共振器Ｐ４の通過特性はフィルタの通過帯域の低周波側の肩の近くに位置するため、並列共振器Ｐ４にスプリアスが発生した場合にフィルタの通過帯域の低周波側にスプリアスが生成され易い。これらのため、図５（ａ）及び図５（ｂ）において、実施例１のフィルタでは、通過帯域内の高周波側の挿入損失への影響が大きい並列共振器Ｐ１からＰ３に第２弾性波共振器１２を用いていて、これにより、通過帯域内の高周波側の挿入損失が抑制されたと考えられる。また、通過帯域の低周波側のスピリアスへの影響が大きい並列共振器Ｐ４に第１弾性波共振器１１を用いていて、これにより、通過帯域の低周波側におけるスプリアスの生成が抑制されたと考えられる。

図７（ｂ）及び表２のように、直列共振器Ｓ１からＳ３は、共振周波数がフィルタの通過帯域内にあり、反共振周波数がフィルタの通過帯域よりも高周波側にある。したがって、直列共振器Ｓ１からＳ３では反共振周波数よりも高い周波数において損失が大きくなったとしてもフィルタの通過帯域内の挿入損失への影響はほとんどない。このため、直列共振器Ｓ１からＳ３には第１弾性波共振器１１を用いてスプリアスの生成を抑制することが好ましい。

［フィルタに用いられる弾性波共振器の他の例］
図８（ａ）は、フィルタに用いられる第３弾性波共振器の平面図、図８（ｂ）は、第４弾性波共振器の平面図である。図９（ａ）は、フィルタに用いられる第５弾性波共振器の平面図、図９（ｂ）は、第６弾性波共振器の平面図である。

図８（ａ）のように、第３弾性波共振器１３では、反射器４０のバスバー４２がＸ方向に略一致して延在している。その他の構成は第１弾性波共振器１１と同じであるため説明を省略する。第１弾性波共振器１１では反射器４０はバスバー４２がＸ方向に対し傾斜して延在するように設けられていたが、第３弾性波共振器１３のように反射器４０をバスバー４２がＸ方向に略一致して延在するように設けることで、第３弾性波共振器１３のＹ方向の大きさを第１弾性波共振器１１と比べて小さくできる。

図８（ｂ）のように、第４弾性波共振器１４では、複数の電極指３１ｂの先端を結ぶ直線５０ａは直線６０ａに対し傾斜し、複数の電極指３１ａの先端を結ぶ直線５０ｂは直線６０ｂに対し傾斜している。直線５０ａと直線６０ａとのなす角度θａと、直線５０ｂと直線６０ｂとのなす角度θｂとは、ＩＤＴ３０内で一定である。その他の構成は第１弾性波共振器１１と同じであるため説明を省略する。第４弾性波共振器１４においても第３弾性波共振器１３と同様に、反射器４０をバスバー４２がＸ方向に略一致して延在するように設けてもよい。

図９（ａ）のように、第５弾性波共振器１５では、櫛型電極３４ａは、複数の電極指３１ａ、複数のダミー電極指３３ａ、及びバスバー３２ａを備える。複数の電極指３１ａ及び複数のダミー電極指３３ａはバスバー３２ａに接続されている。櫛型電極３４ｂも同様に、複数の電極指３１ｂ、複数のダミー電極指３３ｂ、及びバスバー３２ｂを備える。複数の電極指３１ｂ及び複数のダミー電極指３３ｂはバスバー３２ｂに接続されている。電極指３１ａとダミー電極指３３ｂとはＹ方向において対向する。電極指３１ａの先端とダミー電極指３３ｂの先端との間がギャップ３５ｂである。電極指３１ｂとダミー電極指３３ａも同様であり、電極指３１ｂとダミー電極指３３ａとはＹ方向において対向し、電極指３１ｂの先端とダミー電極指３３ａの先端との間がギャップ３５ａである。その他の構成は第１弾性波共振器１１と同じであるため説明を省略する。

図９（ｂ）のように、第６弾性波共振器１６では、複数の電極指３１ｂの先端を結ぶ直線５０ａは直線６０ａに対し傾斜し、複数の電極指３１ａの先端を結ぶ直線５０ｂは直線６０ｂに対し傾斜している。直線５０ａと直線６０ａとのなす角度θａと、直線５０ｂと直線６０ｂとのなす角度θｂとは、ＩＤＴ３０内で一定である。その他の構成は第５弾性波共振器１５と同じであるため説明を省略する。

第５弾性波共振器１５及び第６弾性波共振器１６においても第３弾性波共振器１３と同様に、反射器４０をバスバー４２がＸ方向に略一致して延在するように設けてもよい。

横モードスプリアスを抑制するための共振器として、第１弾性波共振器１１の代わりに第３弾性波共振器１３から第６弾性波共振器１６のいずれかを用いてもよい。

［基板の他の例］
図１０（ａ）から図１０（ｅ）は、基板の他の例を示す断面図である。図１０（ａ）のように、支持基板２０ａと減衰層２０ｂの界面７０に凹凸が形成されていてもよい。凹凸は規則的に形成されていてもよいし、不規則であってもよい。界面７０の算術平均粗さＲａは１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であってもよいし、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であってもよいし、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であってもよい。図１０（ｂ）のように、支持基板２０ａと減衰層２０ｂの界面７０に加えて、減衰層２０ｂと温度補償層２０ｃの界面７１にも凹凸が形成されていてもよい。図１０（ｃ）のように、支持基板２０ａと温度補償層２０ｃとの間に減衰層が設けられていない場合でもよい。図１０（ｄ）のように、支持基板２０ａと温度補償層２０ｃの界面７２に凹凸が形成されていてもよい。図１０（ｅ）のように、支持基板２０ａと圧電基板２０ｅの間に減衰層、温度補償層、及び接合層が設けられていない場合でもよい。

実施例１のフィルタによれば、複数の並列共振器Ｐ１からＰ４のうち最も共振周波数が高い並列共振器Ｐ４に第１弾性波共振器１１、第３弾性波共振器１３、第４弾性波共振器１４、第５弾性波共振器１５、又は第６弾性波共振器１６を用い、並列共振器Ｐ４以外の少なくとも１つの並列共振器に第２弾性波共振器１２を用いている。言い換えると、複数の並列共振器Ｐ１からＰ４のうち複数の電極指３１ａ又は３１ｂの平均間隔Ｄが最も小さい並列共振器Ｐ４に第１弾性波共振器１１、第３弾性波共振器１３、第４弾性波共振器１４、第５弾性波共振器１５、又は第６弾性波共振器１６を用い、並列共振器Ｐ４以外の少なくとも１つの並列共振器に第２弾性波共振器１２を用いている。第１弾性波共振器１１、第３弾性波共振器１３、第４弾性波共振器１４、第５弾性波共振器１５、又は第６弾性波共振器１６は直線５０ａａ、５０ａｂ、５０ｂａ、５０ｂｂ、５０ａ、及び５０ｂがＸ方向に対して傾斜して延伸する共振器であり、第２弾性波共振器１２は直線５０ａ及び５０ｂがＸ方向に略一致して延伸する共振器である。これにより、図５（ａ）及び図５（ｂ）のように、スプリアスの生成を抑制しつつ、通過帯域内の高周波側の挿入損失を低減することができる。複数の電極指３１ａ又は３１ｂの平均間隔Ｄは、櫛型電極３４ａ又は３４ｂのＸ方向の長さを電極指３１ａ又は３１ｂの本数で除することで算出してもよい。また、ＩＤＴ３０のＸ方向の長さを電極指３１ａ及び３１ｂの対数（電極指３１ａ及び３１ｂの合計本数の１／２）で除することで電極指３１ａ又は３１ｂの平均間隔Ｄとしてもよい。

複数の並列共振器Ｐ１からＰ４のうち最も共振周波数が高い（最も電極指の平均間隔Ｄが小さい）並列共振器Ｐ４以外の並列共振器Ｐ１からＰ３は全て第２弾性波共振器１２としてもよい。これにより、通過帯域内の高周波側の挿入損失を効果的に低減できる。

表１及び表２のように、複数の並列共振器Ｐ１からＰ４の隣り合う共振周波数の間隔の中で最も間隔が大きい箇所を基準として、この基準よりも共振周波数が高い並列共振器Ｐ４は第１弾性波共振器１１とし、基準よりも共振周波数が低い並列共振器Ｐ１からＰ３は第２弾性波共振器１２としてもよい。これにより、スプリアスの抑制と挿入損失の低減の両立を効果的に行うことができる。

直列共振器Ｓ１からＳ３においては反共振周波数よりも高い周波数において損失が大きくなってもフィルタの通過帯域内の挿入損失への影響は小さい。このため、スプリアスの生成を抑制するために、直列共振器Ｓ１からＳ３は全て、第１弾性波共振器１１、第３弾性波共振器１３、第４弾性波共振器１４、第５弾性波共振器１５、又は第６弾性波共振器１６である場合が好ましい。

実施例１では、複数の並列共振器Ｐ１からＰ４のうち共振周波数が最も高い並列共振器Ｐ４に第１弾性波共振器１１を用い、並列共振器Ｐ４以外の残りの並列共振器Ｐ１からＰ３に第２弾性波共振器１２を用いる場合の例を示した。実施例２では、複数の並列共振器のうち共振周波数が最も低い並列共振器に第２弾性波共振器１２を用い、共振周波数が最も高い並列共振器を含む残りの並列共振器全てに第１弾性波共振器１１を用いる場合の例について説明する。

［実験］
実施例２及び比較例３のフィルタの通過特性の実験を行った。実施例２及び比較例３のフィルタでは、図１における直列共振器Ｓ１からＳ３及び並列共振器Ｐ１からＰ４の共振周波数を表３のようにした。すなわち、直列共振器Ｓ１の共振周波数を２７０３．６ＭＨｚ、直列共振器Ｓ２の共振周波数を２６８３．６ＭＨｚ、直列共振器Ｓ３の共振周波数を２７０８．６ＭＨｚとした。並列共振器Ｐ１の共振周波数を２５３８．５ＭＨｚ、並列共振器Ｐ２の共振周波数を２５４８．５ＭＨｚ、並列共振器Ｐ３の共振周波数を２５４３．５ＭＨｚ、並列共振器Ｐ４の共振周波数を２５１３．５ＭＨｚとした。したがって、並列共振器Ｐ１からＰ４のうち共振周波数が最も高い（電極指の平均間隔Ｄが最も小さい）共振器は並列共振器Ｐ２であり、共振周波数が最も低い（電極指の平均間隔Ｄが最も大きい）共振器は並列共振器Ｐ４である。

実施例２のフィルタにおいて、並列共振器Ｐ１からＰ４のうち共振周波数が最も高い共振器は並列共振器Ｐ２で、最も低い共振器は並列共振器Ｐ４であることから、直列共振器Ｓ１からＳ３及び並列共振器Ｐ１からＰ３に図２の第１弾性波共振器１１を用い、並列共振器Ｐ４に図４の第２弾性波共振器１２を用いた。比較例３のフィルタでは、直列共振器Ｓ１からＳ３及び並列共振器Ｐ１からＰ４に図２の第１弾性波共振器１１を用いた。表４にまとめる。

第１弾性波共振器１１及び第２弾性波共振器１２の構成は、実施例１に示した実験のときと同じ条件とした。

図１１（ａ）は、実施例２及び比較例３のフィルタの通過特性を示す図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の領域Ａの拡大図である。図１２（ａ）は、実施例２のフィルタにおける並列共振器Ｐ１からＰ４の通過特性を示す図、図１２（ｂ）は、直列共振器Ｓ１からＳ３の通過特性を示す図である。図１１（ａ）から図１２（ｂ）の横軸は周波数［ＭＨｚ］であり、縦軸は減衰量［ｄＢ］である。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、実施例２のフィルタの通過特性を点線で図示している。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）のように、実施例２は比較例３に比べて通過帯域内の高周波側の挿入損失が低減されている。図１２（ａ）のように、共振周波数が最も低い並列共振器Ｐ４は、反共振周波数よりも高周波側の広い帯域がフィルタの通過帯域内にある。このため、共振周波数が最も低い並列共振器Ｐ４は他の並列共振器Ｐ１からＰ３に比べてフィルタの通過帯域内の挿入損失に及ぼす影響が大きい。

したがって、複数の並列共振器Ｐ１からＰ４のうち少なくとも共振周波数が最も低い（電極指の平均間隔Ｄが最も大きい）並列共振器Ｐ４に第２弾性波共振器１２を用いることが好ましい。これにより、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の実施例２のように、フィルタの通過帯域内の高周波側の挿入損失を効果的に低減できる。

図１２（ａ）のように、並列共振器Ｐ１からＰ３の通過特性はフィルタの通過帯域の低周波側の肩の近くに位置するため、並列共振器Ｐ１からＰ３にスプリアスが発生した場合にフィルタの通過帯域の低周波側においてスプリアスが生成され易い。したがって、複数の並列共振器Ｐ１からＰ４のうち共振周波数が最も低い並列共振器Ｐ４に第２弾性波共振器１２を用い、共振周波数が最も高い並列共振器Ｐ２を含む並列共振器Ｐ４以外の並列共振器Ｐ１からＰ３の全てに第１弾性波共振器１１を用いてもよい。これにより、フィルタの通過帯域内の高周波側の挿入損失を低減しつつ、スプリアスの生成を効果的に抑制できる。

［実験］
実施例３及び比較例４のフィルタに対して行った通過特性の実験について説明する。実施例３及び比較例４のフィルタでは、図１における直列共振器Ｓ１からＳ３及び並列共振器Ｐ１からＰ４の共振周波数を表５のようにした。すなわち、直列共振器Ｓ１の共振周波数を２７０３．６ＭＨｚ、直列共振器Ｓ２の共振周波数を２６８３．６ＭＨｚ、直列共振器Ｓ３の共振周波数を２７０８．６ＭＨｚとした。並列共振器Ｐ１の共振周波数を２５１３．５ＭＨｚ、並列共振器Ｐ２の共振周波数を２５１８．５ＭＨｚ、並列共振器Ｐ３の共振周波数を２５４８．５ＭＨｚ、並列共振器Ｐ４の共振周波数を２５２２．４ＭＨｚとした。したがって、直列共振器Ｓ１からＳ３のうち共振周波数が最も低い（電極指の平均間隔Ｄが最も大きい）共振器は直列共振器Ｓ２であり、並列共振器Ｐ１からＰ４のうち共振周波数が最も高い（電極指の平均間隔Ｄが最も小さい）共振器は並列共振器Ｐ３である。

実施例３のフィルタにおいて、並列共振器Ｐ１からＰ４のうち共振周波数が最も高い共振器は並列共振器Ｐ３であることから、直列共振器Ｓ１からＳ３及び並列共振器Ｐ３に図２の第１弾性波共振器１１を用い、並列共振器Ｐ１、Ｐ２、及びＰ４に図４の第２弾性波共振器１２を用いた。比較例４のフィルタでは、直列共振器Ｓ１からＳ３及び並列共振器Ｐ１からＰ４に図２の第１弾性波共振器１１を用いた。表６にまとめる。

第１弾性波共振器１１及び第２弾性波共振器１２の構成は、実施例１に示した実験のときと同じ条件とした。

図１３は、実施例３及び比較例４のフィルタの通過特性並びに実施例３のフィルタにおける並列共振器Ｐ１からＰ４及び直列共振器Ｓ１からＳ３の通過特性を示す図である。図１３の横軸は周波数［ＭＨｚ］であり、縦軸は減衰量［ｄＢ］である。並列共振器Ｐ１からＰ４の通過特性を点線で図示し、直列共振器Ｓ１からＳ３の通過特性を一点鎖線で図示している。

図１３のように、実施例３は比較例４に比べて通過帯域内の高周波側での挿入損失が低減されている。これは、実施例３では並列共振器Ｐ１、Ｐ２、及びＰ４に第２弾性波共振器１２を用いたためと考えられる。また、実施例３では並列共振器Ｐ３に第１弾性波共振器１１を用い、比較例４では並列共振器Ｐ１からＰ４に第１弾性波共振器１１を用いているため、通過帯域の低周波側でのスプリアスの生成が抑制されている。

実施例１では、複数の並列共振器Ｐ１からＰ４のうち共振周波数が最も高い共振器は出力端子Ｔｏｕｔに最も近くに接続する終段の並列共振器Ｐ４であり、並列共振器Ｐ４に第１弾性波共振器１１を用い、その他の並列共振器Ｐ１からＰ３に第２弾性波共振器１２を用いた場合を例に示した。しかしながら、この場合に限られない。実施例３のように、複数の並列共振器Ｐ１からＰ４のうち共振周波数が最も高い共振器は並列共振器Ｐ３で、並列共振器Ｐ３に第１弾性波共振器１１を用い、その他の並列共振器Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４に第２弾性波共振器１２を用いる場合でもよい。この場合でも、通過帯域の低周波側でのスプリアスの生成を抑制しつつ、通過帯域内の高周波側の挿入損失を低減することができる。

複数の並列共振器Ｐ１からＰ４のうち共振周波数が最も高い（電極指の平均間隔Ｄが最も小さい）共振器は、入力端子Ｔｉｎに最も近くで接続する初段の並列共振器及び出力端子Ｔｏｕｔに最も近くで接続する終段の並列共振器以外の並列共振器であることが好ましい。初段の並列共振器は最も大きな電力が入力され易く、終段の並列共振器はアンテナとのミスマッチによって大きな反射電極が入力されることがあるため、共振周波数が最も高い（電極指の平均間隔Ｄが最小さいい）並列共振器を初段又は終段以外に配置すると静電破壊が起こる場合があるためである。また、複数の直列共振器Ｓ１からＳ３のうち共振周波数が最も低い（電極指の平均間隔Ｄが最も大きい）共振器は、入力端子Ｔｉｎに最も近くで接続する初段の直列共振器及び出力端子Ｔｏｕｔに最も近くで接続する終段の直列共振器以外の直列共振器であることが好ましい。

図１４は、実施例４に係るデュプレクサの回路図である。図１４のように、デュプレクサ２００は、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ８０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ８１が接続されている。送信フィルタ８０は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ８１は、共通端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ８０及び受信フィルタ８１の少なくとも一方を、実施例１から実施例３のフィルタとすることができる。マルチプレクサとしてデュプレクサを例に説明したが、トリプレクサ又はクワッドプレクサでもよい。

以上、本願発明の実施形態について詳述したが、本願発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１１ 第１弾性波共振器
１２ 第２弾性波共振器
１３ 第３弾性波共振器
１４ 第４弾性波共振器
１５ 第５弾性波共振器
１６ 第６弾性波共振器
２０ 基板
２０ａ 支持基板
２０ｂ 減衰層
２０ｃ 温度補償層
２０ｄ 接合層
２０ｅ 圧電基板
２１ 金属膜
３０ ＩＤＴ
３１ａ、３１ｂ 電極指
３２ａ、３２ｂ バスバー
３３ａ、３３ｂ ダミー電極指
３４ａ、３４ｂ 櫛型電極
３５ａ、３５ｂ ギャップ
３６ 交差領域
３７ａ、３７ｂ 領域
４０ 反射器
４１ 電極指
４２ バスバー
５０ａ、５０ｂ、５０ａａ、５０ａｂ、５０ｂａ、５０ｂｂ 直線
６０ａ、６０ｂ 直線
７０～７２ 界面
８０ 送信フィルタ
８１ 受信フィルタ
１００ フィルタ
２００ デュプレクサ

Claims (10)

1. 入力端子と出力端子との間の経路に直列に接続される１又は複数の直列共振器と、
   一端が前記経路に接続され、他端がグランドに接続され、第１配列方向に配置される複数の第１電極指と前記複数の第１電極指が接続する第１バスバーとをそれぞれ有し少なくとも一部において前記複数の第１電極指が互い違いとなって向かい合う一対の第１櫛型電極を各々含み、前記複数の第１電極指の平均間隔が最も小さい第１並列共振器は、前記一対の第１櫛型電極のうち一方の第１櫛型電極の前記複数の第１電極指の先端を結ぶ仮想的な第１直線が前記第１配列方向に対して傾斜して延伸し、前記第１並列共振器以外の少なくとも１つの並列共振器は、前記第１直線が前記第１配列方向に略一致して延伸する複数の並列共振器と、を備えるフィルタ。
2. 前記複数の並列共振器のうち少なくとも前記複数の第１電極指の平均間隔が最も大きい第２並列共振器は、前記第１直線が前記第１配列方向に略一致して延伸する、請求項１に記載のフィルタ。
3. 前記複数の並列共振器のうち前記第２並列共振器以外の並列共振器は、全て前記第１直線が前記第１配列方向に対して傾斜して延伸する、請求項２に記載のフィルタ。
4. 前記複数の並列共振器のうち前記第１並列共振器以外の並列共振器は、全て前記第１直線が前記第１配列方向に略一致して延伸する、請求項１または２に記載のフィルタ。
5. 前記複数の並列共振器の隣り合う共振周波数の間隔の中で最も間隔が大きい箇所を基準として、前記基準よりも共振周波数が高い並列共振器は、前記第１直線が前記第１配列方向に対して傾斜して延伸し、前記基準よりも共振周波数が低い並列共振器は、前記第１直線が前記第１配列方向に略一致して延伸する、請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルタ。
6. 前記第１並列共振器は、前記入力端子と前記出力端子との間において前記入力端子に最も近い初段及び前記出力端子に最も近い終段以外に接続される、請求項１から５のいずれか一項に記載のフィルタ。
7. 前記一対の第１櫛型電極は、前記第１バスバーに接続されるダミー電極指を有さない、請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルタ。
8. 前記一対の第１櫛型電極は、前記第１バスバーに接続されるダミー電極指を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルタ。
9. 前記１又は複数の直列共振器は、第２配列方向に配置された複数の第２電極指と前記複数の第２電極指が接続する第２バスバーとをそれぞれ有し少なくとも一部において前記複数の第２電極指が互い違いとなって向かい合う一対の第２櫛型電極を各々含み、前記一対の第２櫛型電極のうち一方の第２櫛型電極の前記複数の第２電極指の先端を結ぶ仮想的な第２直線が前記第２配列方向に対して傾斜して延伸する、請求項１から８のいずれか一項に記載のフィルタ。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルタを含むマルチプレクサ。
    

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