JPWO2009050988A1 - バランス型弾性波フィルタ装置及び複合フィルタ - Google Patents

バランス型弾性波フィルタ装置及び複合フィルタ

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Abstract

通過帯域よりも高域側における第1,第2の平衡端子間の平衡度及び減衰特性の差動特性が改善された弾性波フィルタ装置を得る。第1,第2の弾性波フィルタ素子13,14が不平衡端子9に並列に接続されており、第1〜第3のIDT21〜23の内、第2,第3のIDT22,23が第1の平衡端子10に、第4〜第6のIDT24〜26の内、第5,第6のIDT25,26が第2の平衡端子11に接続されており、第1のアース端子61が、不平衡端子9側であって、第1の弾性波フィルタ素子13側に寄せられて配置されており、第1,第2の弾性波フィルタ素子13,14間の中心に対し第1のアース端子61と点対称に第3のアース端子65が配置されている、弾性波フィルタ装置4。

Description

本発明は、平衡−不平衡変換機能を有するバランス型弾性波フィルタ装置に関し、特に、圧電基板上に形成されたアース配線及びアース端子の配置が改善された弾性波フィルタ装置及び該弾性波フィルタ装置を用いた複合フィルタに関する。
近年、携帯電話機などでは、複数の通信システムが備えられている。従って、互いの通信システムの悪影響を低減するために、通過帯域外における減衰量の拡大が強く求められている。また、携帯電話機の小型化に伴い、1つの圧電基板上に2つのフィルタ素子が構成されている、小型のデュアルフィルタチップが開発されている。
このようなデュアルフィルタチップの一例として、下記の特許文献1には、図18に示すバランス型弾性波フィルタ装置が開示されている。
バランス型弾性波フィルタ装置1000では、圧電基板1002上に図示の電極構造が形成されている。この電極構造の形成により、縦結合型の第1,第2の弾性表面波フィルタ1001,1001Aが形成されている。
第1の弾性表面波フィルタ1001は、不平衡端子1003と、第1,第2の平衡端子1004,1005とを有する平衡−不平衡変換機能を有するバランス型の弾性表面波フィルタである。弾性表面波フィルタ1001は、不平衡端子1003に1ポート型弾性表面波共振子1006を介して接続された第1,第2の3IDT型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ素子1007,1008を有する。弾性表面波フィルタ素子1007,1008は、1ポート型弾性表面波共振子1009,1010を介して、それぞれ、第1,第2の平衡端子1004,1005に接続されている。
第2の弾性表面波フィルタ1001Aは、第1の弾性表面波フィルタ1001と同様に構成されている。従って、第1の弾性表面波フィルタ1001の説明に用いた参照番号に、Aを付した参照番号を付することにより、第1の弾性表面波フィルタ1001の説明を第2の弾性表面波フィルタ1001Aの説明に援用することとする。
WO2006/003787
弾性波フィルタ装置1000では、平衡−不平衡変換機能を有する第1,第2の弾性表面波フィルタ1001,1001Aが1つの圧電基板2上に設けられている。そして、弾性表面波フィルタ1001において、平衡端子1004または1005に接続されるIDTである平衡側IDTのアース側端部と、第2の弾性表面波フィルタ1001Aにおいて、第1の平衡端子1004Aまたは第2の平衡端子1005Aに接続されている平衡側のIDTのアース側端部が線路1011,1011Aにより共通接続され、アース電位に接続されている。すなわち、図18に示す共通アース端子1021がアース電位に接続されることにより、平衡側のIDTがアース電位に接続されている。すなわち、1つのアース端子1021に、平衡端子1004,1005,1004A,1005Aのいずれかに接続されるIDTのアース側端部を共通接続することにより、弾性波フィルタ装置1000の小型化が図られている。
しかしながら、上記弾性波フィルタ装置1000では、通過帯域高域側における第1,第2の平衡端子1004,1005間及び第1,第2の平衡端子1004A,1005A間における信号の平衡度が十分でなく、また帯域外減衰特性が十分でないという問題があった。
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、通過帯域よりも高域側の通過帯域外の周波数域において、第1,第2の平衡端子間で取り出される信号の平衡度が高められ、かつ帯域外減衰特性の改善を図ることが可能とされている弾性波フィルタ装置、及び該弾性波フィルタ装置を用いた複合フィルタを提供することにある。
本願の第1の発明によれば、不平衡端子と、第1,第2の平衡端子とを有するバランス型弾性波フィルタ装置であって、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられており、不平衡端子と第1の平衡端子との間に接続されており、弾性波伝搬方向に順に配置された第2,第1,第3のIDTと、第1〜第3のIDTが配置されている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された第1,第2の反射器とを有する縦結合型の第1の弾性波フィルタ素子と、前記圧電基板の前記第1の弾性波フィルタ素子が設けられている部分の弾性波伝搬方向に隔てられて配置されており、不平衡端子と、第2の平衡端子との間に接続されており、弾性波伝搬方向に順に配置された第5,第4,第6のIDTと、第4〜第6のIDTが設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された第3,第4の反射器とを有する縦結合型の第2の弾性波フィルタ素子とを備え、入力信号に対する第1の弾性波フィルタ素子の出力信号の位相に対し、前記入力信号に対する前記第2の弾性波フィルタ素子の出力信号の位相が180°異なっており、前記第1,第2の弾性波フィルタ素子よりも不平衡端子側に、かつ第1,第2の弾性波フィルタ素子間の中点よりも第1の弾性波フィルタ素子側に設けられており、前記第2,第3,第5及び第6のIDTの各一端または前記第1,第4のIDTの各一端に電気的に接続されている第1のアース端子と、前記第2,第3,第5及び第6のIDTの各一端または前記第1,第4のIDTの各一端に電気的に接続されており、第1,第2の弾性波フィルタ素子間の中点に対して前記第1のアース端子と点対称に配置された第3のアース端子と、前記第2,第3のIDTの各他端または前記第1のIDTの他端が接続されており、前記第1の弾性波フィルタ素子と前記第1の平衡端子とを接続している第1の信号配線と、前記第5及び第6のIDTの各他端または前記第4のIDTの他端に接続されており、前記第2の弾性波フィルタ素子と前記第2の平衡端子とを接続している第2の信号配線と、前記第1,第2の信号配線間に挟まれた領域に設けられた第2のアース端子とをさらに備えることを特徴とする、バランス型弾性波フィルタ装置が提供される。
また、第2の発明によれば、不平衡端子と、第1,第2の平衡端子とを有するバランス型弾性波フィルタ装置であって、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられており、不平衡端子と第1の平衡端子との間に接続されており、弾性波伝搬方向に順に配置された第2,第1,第3のIDTと、第1〜第3のIDTが配置されている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された第1,第2の反射器とを有する縦結合型の第1の弾性波フィルタ素子と、前記圧電基板の前記第1の弾性波フィルタ素子が設けられている部分の弾性波伝搬方向に隔てられて配置されており、不平衡端子と、第2の平衡端子との間に接続されており、弾性波伝搬方向に順に配置された第5,第4,第6のIDTと、第4〜第6のIDTが設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された第3,第4の反射器とを有する縦結合型の第2の弾性波フィルタ素子とを備え、入力信号に対する第1の弾性波フィルタ素子の出力信号の位相に対し、前記入力信号に対する前記第2の弾性波フィルタ素子の出力信号の位相が180°異なっており、前記第1,第2の弾性波フィルタ素子よりも不平衡端子側に、かつ第1,第2の弾性波フィルタ素子間の中点よりも第1の弾性波フィルタ素子側に設けられており、前記第2,第3,第5及び第6のIDTが接続されている第1のアース端子と、前記第2,第3,第5及び第6のIDTが接続されており、第1,第2の弾性波フィルタ素子間の中点に対して前記第1のアース端子と点対称に配置された第3のアース端子と、前記第1の弾性波フィルタ素子の第1のIDTと前記第1の平衡端子とを接続している第1の信号配線と、前記第2の弾性波フィルタ素子の第4のIDTと前記第2の平衡端子とを接続している第2の信号配線と、前記第1,第2の信号配線に挟まれた領域に設けられた第2のアース端子とをさらに備え、前記第2のIDTの前記第1のアース端子に接続されるアース端が、直接第1のアース端子に接続されておらず、前記第3のIDTのアース電位に接続される端部を介して第1のアース端子に接続されている、バランス型弾性波フィルタ装置が提供される。この場合には、第2のIDTのアース端が第3のIDTのアース電位に接続される端部を介して第1のアース端子に接続されているので、第2のIDTのアース端から第1のアース端子までの線路が第1のアース端子に近い側のIDTのアース端と第1のアース端子との線路よりも長くされるため、通過帯域高域側における平衡度及び減衰特性をより一層改善することができる。
本願の第3の発明によれば、不平衡端子と、第1,第2の平衡端子とを有するバランス型弾性波フィルタ装置であって、圧電基板と、前記圧電基板上に配置された第1のIDTと、第1のIDTの弾性波伝搬方向両側に配置された第2,第3のIDTと、第1〜第3のIDTが配置されている部分の弾性波伝搬方向両側に配置された第4,第5のIDTと、第1〜第5のIDTが設けられている部分の弾性波伝搬方向両側に配置された第1,第2の反射器とを有する縦結合共振子型のバランス型弾性波フィルタ装置であって、不平衡端子と、第1,第2の平衡端子とを有し、前記圧電基板上において、前記第1〜第5のIDTよりも前記不平衡端子側に、かつ前記第1のIDTの中心よりも第4のIDT方向に寄せられて設けられた第1のアース端子と、前記第2,第3のIDTの各一端を、それぞれ、前記第1及び第2の平衡端子に接続している第1,第2の信号配線と、前記第1,第2の信号配線に挟まれた領域に設けられた第2のアース端子と、前記第1〜第5のIDTが設けられている部分の中心点に対して、前記第1のアース端子と点対称に配置された第3のアース端子とを備え、前記第1,第4及び第5のIDTの各一端が前記不平衡端子に、各他端が前記第2のアース端子に接続されており、第3のIDTの極性が第2のIDTの極性に対して反転されており、前記第2,第3のIDTの各一端が前記第1,第2の信号配線に接続されており、各他端が前記第1のアース端子に接続されており、前記第2のIDTのアース端子に接続される側の端部と、前記第3のIDTのアース端子に接続される側の端部とが、バランス型弾性波フィルタ装置の中心よりも第4のIDT側において第1のアース端子に接続されており、かつ第5のIDT側において第3のアース端子に接続されている、バランス型弾性波フィルタ装置が提供される。
第4の発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に配置された第1のIDTと、第1のIDTの弾性波伝搬方向両側に配置された第2,第3のIDTと、第1〜第3のIDTが配置されている部分の弾性波伝搬方向両側に配置された第4,第5のIDTと、第1〜第5のIDTが設けられている部分の弾性波伝搬方向両側に配置された第1,第2の反射器とを有する縦結合共振子型のバランス型弾性波フィルタ装置であって、不平衡端子と、第1,第2の平衡端子とを有し、前記第2及び第3のIDTの各一端が前記不平衡端子に接続されており、前記第1のIDTが弾性波伝搬方向に分割されて設けられた第1の分割IDT部及び第2の分割IDT部と、該第1,第2の分割IDT部の各他端が接続されて構成されている中点部とを有し、前記第1の分割IDT部及び前記第4のIDTが前記第1の平衡端子に接続されており、前記第2の分割IDT部及び前記第5のIDTが前記第2の平衡端子に接続されており、前記第2のIDTの極性に対して前記第3のIDTの極性が反転されており、前記圧電基板上において、前記第1〜第5のIDTよりも前記不平衡端子側に、かつ第1のIDTの中心よりも第4のIDT側に寄せられて設けられた第1のアース端子と、前記第4のIDTの一端と前記第1の分割IDT部の一端とを、前記第1の平衡端子に接続している第1の信号配線と、前記第5のIDTの一端と前記第2の分割IDT部の一端とを前記第2の平衡端子に接続している第2の信号配線と、前記第1の信号配線と前記第2の信号配線とに挟まれた領域に設けられており、かつ前記第2及び第3のIDTの各他端に接続されている第2のアース端子と、前記第1〜第5のIDTが設けられている部分の中心点に対して、前記第1のアース端子と点対称に配置されている第3のアース端子とをさらに備え、前記第4のIDTの他端と前記中点部と前記第5のIDT部の他端とが、第4のIDT側で第1のアース端子に接続されており、かつ第5のIDT側で前記第3のアース端子に接続されていることを特徴とする、バランス型弾性波フィルタ装置が提供される。
本発明に係る複合フィルタは、本発明に従って構成されたバランス型弾性波フィルタ装置を備えることを特徴とする。
また、好ましくは、複合フィルタは、前記複合フィルタが、前記バランス型弾性波フィルタ装置と、該バランス型弾性波フィルタ装置とは異なる弾性波フィルタ装置とを有し、前記バランス型弾性波フィルタ装置と、該他の弾性波フィルタ装置とが、1つの圧電基板上に設けられており、前記バランス型弾性波フィルタ装置及び前記他の弾性波フィルタ装置が前記第1のアース配線を共有している。従って、通過帯域外における信号の平衡度が改善され、かつ通過帯域外減衰特性のより一層良好な複合フィルタを提供することができる。
(発明の効果)
本願の第1〜第4の発明では、上記第1のアース端子が、不平衡端子側であって、かつ弾性波伝搬方向において片側に寄せられて設けられており、第3のアース端子が、複数のIDTが設けられている部分の中心に対して第1のアース端子に点対称に配置されているため、平衡端子に接続されるIDT間におけるアースの影響が近づけられる。そのため、通過帯域よりも高域側における第1,第2の平衡端子間における減衰特性の差が小さくなり、減衰特性を改善することができるとともに、第1,第2の平衡端子間における信号の平衡度を改善することが可能となる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る複合フィルタを示す模式的平面図である。 図2は、第1の実施形態の複合フィルタと比較するために用意した第1の比較例の複合フィルタを示す模式的平面図である。 図3は、第1の実施形態及び第1の比較例の複合フィルタの各弾性波フィルタ装置の減衰量の差動特性を示す図である。 図4は、第1の実施形態及び第1の比較例の弾性波フィルタ装置の第1の平衡端子側の減衰特性S21及び第2の平衡端子側の減衰特性S31を示す図である。 図5は、第1の実施形態及び第1の比較例の弾性波フィルタ装置の振幅バランス特性を示す図である。 図6は、図5の周波数範囲を拡大して示す振幅バランス特性を示す図である。 図7は、第1の実施形態及び第1の比較例の弾性波フィルタ装置の位相バランス特性を示す図である。 図8は、図7の位相バランス特性の周波数範囲を拡大して示す図である。 図9は、第1の実施形態及び第1の比較例の弾性波フィルタ装置のコモンモード減衰特性を示す図である。 図10は、図9に示したコモンモード減衰特性の周波数範囲を拡大して示す図である。 図11は、本発明の第2の実施形態に係る複合フィルタの模式的平面図である。 図12は、第2の実施形態における第1の平衡端子側の減衰特性S21と第2の平衡端子側の減衰特性S31を示す図である。 図13は、第2の実施形態の弾性波フィルタ装置における第1,第2の平衡端子間の減衰特性の差動特性を示す図である。 図14は、第2の比較例の弾性波フィルタ装置における第1,第2の平衡端子における各減衰特性S21,S31を示す図である。 図15は、第2の比較例の弾性波フィルタ装置における第1,第2の平衡端子間の減衰特性の差動特性を示す図である。 図16は、本発明の第3の実施形態に係る複合フィルタの模式的平面図である。 図17は、第3の実施形態の変形例の弾性波フィルタ装置を模式的に示す平面図である。 図18は、従来の弾性波フィルタ装置の一例を示す模式的平面図である。
符号の説明
1…複合フィルタ
2…圧電基板
3,4…受信用フィルタ
6…不平衡端子
7…第1の平衡端子
8…第2の平衡端子
9…不平衡端子
10…第1の平衡端子
11…第2の平衡端子
12…1ポート型弾性表面波共振子
13…第1の弾性波フィルタ素子
14…第2の弾性波フィルタ素子
21…第1のIDT
22…第2のIDT
23…第3のIDT
24…第4のIDT
25…第5のIDT
26…第6のIDT
27…1ポート型弾性表面波共振子
28…1ポート型弾性表面波共振子
31〜34…反射器
41,42…弾性表面波フィルタ素子
51〜53…IDT
54〜56…IDT
57,58…反射器
59,60…反射器
61…第1のアース端子
62〜64…線路
62A…線路
65…第3のアース端子
66…線路
66A…線路
66B…線路
67…第2のアース端子
68…第1の信号配線
69…第2の信号配線
101…複合フィルタ
201…複合フィルタ
203…受信用フィルタ
204…受信用フィルタ
221…第1のIDT
221A…第1のIDT
221a,221b…分割IDT部
222…第2のIDT
223…第3のIDT
224…第4のIDT
225…第5のIDT
226,227…反射器
231〜235…第1〜第5のIDT
236,237…反射器
242…アース端子
243…第1の信号配線
244…第2の信号配線
245…第3のアース端子
262…線路
図1は、本発明の一実施形態に係る弾性波フィルタ装置が備えられた複合フィルタの模式的平面図である。本実施形態の複合フィルタは、GSM900受信用フィルタと、GSM1800受信用フィルタとを1つの圧電基板2上に構成した弾性表面波装置である。
GSM900受信用フィルタ3の通過帯域は925〜960MHzであり、GSM1800受信用フィルタ4の通過帯域は1805〜1880MHzである。
圧電基板2上に、図示の電極構造を形成することにより、いずれも平衡−不平衡変換機能を有するGSM900受信用フィルタ3及びGSM1800受信用フィルタ4が構成されている。GSM900受信用フィルタ3は、不平衡端子6と、第1,第2の平衡端子7,8とを有する。同様に、GSM1800受信用フィルタ4は、不平衡端子9と、第1,第2の平衡端子10,11とを有する。不平衡端子6,9側のインピーダンスは50Ωとされており、第1,第2の平衡端子7,8,10,11側のインピーダンスは100Ωとされている。
また、受信用フィルタ3,4は、図示の電極構造を有する弾性表面波フィルタ装置である。よって、受信用フィルタ3,4は、平衡−不平衡変換機能と、インピーダンス変換機能とを備えた弾性表面波フィルタ装置である。
本実施形態の複合フィルタ1では、上記受信用フィルタ3,4の内、GSM1800受信用フィルタ4が、本発明の一実施形態に係るバランス型弾性波フィルタ装置である。
GSM1800受信用フィルタ4は、不平衡端子9に接続された1ポート型弾性表面波共振子12を有する。不平衡端子9には、1ポート型弾性表面波共振子12を介して、3IDT型の第1,第2の弾性波フィルタ素子13,14が接続されている。第1,第2の弾性波フィルタ素子13,14は、いずれも3IDT型の縦結合型の弾性表面波フィルタである。
第1の弾性波フィルタ素子13は、第1のIDT21と、第1のIDT21の弾性表面波伝搬方向両側に配置された第2,第3のIDT22,23とを有する。すなわち、弾性表面波伝搬方向に沿って、第2のIDT22、第1のIDT21及び第3のIDT23の順に、IDT21〜23が配置されている。IDT21〜23が設けられている領域の表面波伝搬方向両側に、第1,第2の反射器31,32が配置されている。
他方、第2の弾性波フィルタ素子14では、弾性表面波伝搬方向に沿って、第5のIDT25、第4のIDT24及び第6のIDT26がこの順序で配置されている。第4〜第6のIDT24〜26が設けられている領域の表面波伝搬方向両側に、第3,第4の反射器33,34が配置されている。第2の弾性波フィルタ素子14は、第1の弾性波フィルタ素子13の弾性波伝搬方向に隔てられて配置されている。
第1の弾性波フィルタ素子13の第1のIDT21の一端が1ポート型弾性表面波共振子12を介して不平衡端子9に接続されており、他端がアース電位に接続される。第2,第3のIDT22,23の各一端がアース電位に接続されており、各他端は共通接続され、弾性表面波共振子27を介して第1の平衡端子10に接続されている。また、第2の弾性波フィルタ素子14においても、中央の第4のIDT24の一端が1ポート型弾性表面波共振子12を介して不平衡端子9に接続されている。他方、第5,第6のIDT25,26の一端がアース電位に接続されており、各他端が共通接続され、1ポート型弾性表面波共振子28を介して第2の平衡端子11に接続されている。
他方、GSM900受信用フィルタ3は、3IDT型の第1,第2の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ素子41,42を2段縦続接続した構造を有する。弾性表面波フィルタ素子41では、弾性表面波伝搬方向に第2,第1及び第3のIDT52,51,53がこの順序で配置されている。第2の弾性表面波フィルタ素子42においては、弾性表面波伝搬方向において、第5,第4及び第6のIDT55,54,56がこの順序で配置されている。IDT51〜53が設けられている部分の表面波伝搬方向両側に、反射器57,58が配置されており、IDT54〜56が設けられている領域の表面波伝搬方向両側に反射器59,60が配置されている。ここでは、不平衡端子6に、第1のIDT51の一端が接続されており、他端がアース電位に接続されている。IDT52,53の各一端が共通接続され、後述の第1のアース端子61に接続されている。IDT52,53の各他端が、IDT55,56の各一端に接続されており、IDT55,56の各他端が共通接続されている。IDT54の一端が第1の平衡端子7に、他端が第2の平衡端子8に接続されている。IDT51の他端はアース電位に接続されている。また、反射器58がIDT53のアース端に接続されており、かつ反射器58が、反射器60、IDT56のアース端、IDT55のアース端、反射器59及び反射器57に接続されている。
ところで、圧電基板2上において、上記電極構造を形成する場合、小型化を図るためには、アース電位に接続される複数の部分が共通接続されるのが普通である。ここでは、本実施形態の弾性波フィルタ装置であるGSM1800受信用フィルタ4においては、IDT22,23のアース端が線路62により共通接続されており、かつ第2のIDT22のアース端が線路63により第1のアース端子61に接続されている。他方、IDT23のアース端が、反射器32,33及びIDT25のアース端に電気的に接続されている。IDT25のアース端が、線路64により、第6のIDT26のアース端と共通接続されている。従って、平衡端子10または平衡端子11に接続される平衡側のIDTであるIDT22,23,25,26のアース端が、第1のアース端子61に接続されている。
他方、IDT26のアース端が反射器34に電気的に接続されており、反射器34が第3のアース端子65に接続されている。
また、不平衡端子9に接続されている第1,第4のIDT21,24のアース端が線路66により共通接続されて、第2のアース端子67に接続されている。
第1〜第3のアース端子61,65,67は、いずれもプリント回路基板等に実装する際に、アース電位に接続されるバンプにそれぞれ接続される。
ここでは、第1のアース端子61は、第1,第2の弾性波フィルタ素子13,14間の中心よりも第1の弾性波フィルタ素子13側にずらされて、かつ第1,第2の弾性波フィルタ素子13,14よりも不平衡端子9側に配置されている。これは、複合フィルタ1では、圧電基板2上に、GSM900受信用フィルタ3と、GSM1800受信用フィルタ4とが構成されており、両受信用フィルタ3,4間で第1のアース端子61を共用するためである。第1のアース端子61が、受信用フィルタ3,4で共有されているため、第1のアース端子61は、受信用フィルタ3と受信用フィルタ4との間に設けられることとなり、不平衡端子6,9は、それぞれ、第1のアース端子61の両側に配置されることになる。
他方、不平衡端子9に接続される第1のIDT21及び第4のIDT24のアース端を線路66により共通接続することにより、第2のアース端子67が第1,第4のIDT21,25により共有されている。
この第2のアース端子67は、第1,第2の信号配線68,69間に挟まれた領域に設けられている。なお、第1の信号配線68は、第1の弾性波フィルタ素子13の第2,第3のIDT22,23を第1の平衡端子10に接続している信号配線である。同様に、第2の信号配線69は、第2の弾性波フィルタ素子14の第5,第6のIDT25,26を第2の平衡端子11に接続している信号配線である。
本実施形態の特徴は、上記第1のアース端子61と、第1,第2の弾性波フィルタ素子13,14間の中心に対し点対称な位置に第3のアース端子65が設けられていることにある。第3のアース端子65は、前述したように、反射器34を介して平衡側のIDTであるIDT26に接続されている。また、IDT26のアース端が、線路64により、同じく平衡側のIDTであるIDT25のアース端に接続されている。
従って、本実施形態の弾性波フィルタ装置であるGSM1800受信用フィルタ4では、第1の弾性波フィルタ素子13側における平衡側のIDTである第2,第3のIDT22,23のアース端と第1のアース端子61との間の距離と、第2の弾性波フィルタ素子14側の平衡側のIDTである第5,第6のIDT25,26のアース端と第3のアース端子65との間の距離が近づけられている。従って、平衡側IDTであるIDT22,23におけるアースのインピーダンスの影響と、IDT25,26におけるアースのインピーダンスの影響とが近づけられるので、第1,第2の平衡端子10,11間において、通過帯域外であって通過帯域高域側における平衡度が改善され、かつ通過帯域外の高域側における減衰特性を改善することができる。すなわち、通過帯域よりも高域側における第1,第2の平衡端子間における減衰特性の差を小さくすることができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。
比較のために、図2に示す第1の比較例の複合フィルタ1021を用意した。複合フィルタ1021では、第3のアース端子65が設けられていないことを除いては、上記第1の実施形態の複合フィルタ1と同様に構成されている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明を省略する。
図3は、上記第1の実施形態及び第1の比較例の複合フィルタにおける各GSM1800受信用フィルタ4の減衰量の第1,第2の平衡端子10,11間の差動特性を示す図であり、実線が第1の実施形態の結果を、破線が第1の比較例の結果を示す。GSM1800受信用フィルタ4の通過帯域は1805〜1880MHzであり、この通過帯域よりも高域側において、第1の実施形態によれば、第1の比較例に比べて、第1,第2の平衡端子間の減衰量の差動特性が改善されていることがわかる。
また、図4は、第1の実施形態及び第1の比較例の受信用フィルタ4における第1の平衡端子10側の減衰特性S21と、第2の平衡端子11側の減衰特性S31を示す。図4において、実線及び破線が、上記第1の実施形態及び第1の比較例の受信用フィルタ4における第2の平衡端子11側における減衰量周波数特性S31であり、一点鎖線及び二点鎖線がそれぞれ、第1の実施形態及び第1の比較例の受信用フィルタ4における第1の平衡端子10側における減衰量周波数特性S21を示す図である。
図4から明らかなように、第1の実施形態によれば、第1の比較例に比べて、通過帯域である1805〜1880MHzよりも高域側、すなわち3000MHz以上における周波数域における減衰量が拡大されていることがわかる。
また、図5及び図6は、上記第1の実施形態及び第1の比較例における各受信用フィルタ4の振幅バランス特性を示す図であり、図6は図5の周波数範囲を拡大して示す図である。図5及び図6において、実線は第1の実施形態の結果を、破線は第1の比較例の結果を示す。
また、図7及び図8は、上記第1の実施形態及び第1の比較例における各受信用フィルタ4の位相バランス特性を示す図であり、図8は図7の周波数範囲を拡大して示す図である。図7及び図8において、実線は第1の実施形態の結果を、破線は第1の比較例の結果を示す。
図9及び図10は、上記第1の実施形態及び第1の比較例における各受信用フィルタ4のコモンモード減衰特性を示す図であり、図10は図9の周波数範囲を拡大して示す図である。図9及び図10において、実線は第1の実施形態の結果を、破線は第1の比較例の結果を示す。
図5〜図10から明らかなように、通過帯域である1805〜1880MHzよりも高周波側である3000MHz以上の帯域において、第1の比較例に比べて第1の実施形態によれば、振幅バランス特性、位相バランス特性及びコモンモード減衰量のいずれもが改善されることがわかる。
すなわち、振幅バランス特性では、第1の比較例に比べて第1の実施形態によれば、広い周波数域にわたり、0dBに近づいており、また位相バランス特性では、180°に近づいているため、平衡度が改善されていることがわかる。
図11は、本発明の第2の実施形態に係る複合フィルタの模式的平面図である。第2の実施形態の複合フィルタ101は、第1の実施形態の複合フィルタ1と、第1のアース端子61と第2のIDT22との電気的接続構造が異なることを除いては、第1の実施形態と同様とされている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明を省略することとする。
第2の実施形態の複合フィルタ101では、第1のアース端子61は、第1の実施形態の場合と同様に、第1,第2の弾性波フィルタ素子13,14よりも不平衡端子9側であって、第1の弾性波フィルタ素子13側に配置されている。そして、第1のアース端子61には、第1の弾性波フィルタ素子13の第3のIDT23が線路62Aにより電気的に接続されているが、線路62Aは、第2のIDT22のアース端に接続されていない。すなわち、反射器31の端部がアース線路66Aにより、第1,第4のIDT21,25のアース端を共通接続している線路66に電気的に接続されている。そして、第2のIDT22のアース端が上記反射器31を介して、上記線路66Aに接続されている。従って、第2のIDT22のアース端は第1のアース端子61に直接接続されていない。反射器31は、アース線路66A、線路66を介して第2のアース端子67に接続されるとともに、さらに線路66に接続された線路66Bにより反射器34と第3のアース端子65に接続されている。
上記のように、第1のアース端子61に対しては、第2のIDT22は、直接接続されておらず、上記反射器31、線路66A、線路66、線路66B、反射器34、線路64及び線路62Aを介して接続されていることになる。
そのため、第1の弾性波フィルタ素子13側における平衡側のIDTであるIDT22,23のアース側端部への第1のアース端子61からの影響が、第1の実施形態の場合に比べて緩和され、平衡側のIDTであるIDT22,23におけるアースの程度と、第2の弾性波フィルタ素子14側における平衡側のIDTであるIDT25,26におけるアースの程度とが近づけられる。それによって、第1の実施形態に比べて、より一層通過帯域よりも高域側の通過帯域外における平衡度の改善と、減衰特性の改善を果たすことができる。これを図12〜図15を参照して説明する。
図12は、上記第2の実施形態における第1の平衡端子における減衰特性S21と、第2の平衡端子における減衰特性S31を示す。実線が第1の平衡端子における減衰特性S21を、破線が第2の平衡端子における減衰特性S31を示す。また、図13は、第1,第2の平衡端子間における差動特性を示す。
比較のために、第3のアース端子65が設けられていないことを除いては、上記第2の実施形態の複合フィルタ101と同様に構成された第2の比較例(図示しない)を用意した。第2の比較例の第1,第2の平衡端子における減衰特性を図14に、第1,第2の平衡端子間の減衰特性の差動特性を図15に示す。なお、図14における実線は第1の平衡端子における減衰特性S21を、破線は第2の平衡端子における減衰特性S31を示す。
図12及び図13を図14及び図15と比較すれば明らかなように、第2の実施形態によれば、第2の比較例に比べて、通過帯域よりも高域側である3000MHz以上の帯域において、第1,第2の平衡端子間の差動特性を改善することができ、平衡度の改善が図られていることがわかる。
特に、図12及び図13を、図4及び図3と比較すれば、上記第2の実施形態によれば、第1の実施形態の場合と比べても、より一層平衡度及び通過帯域よりも高域側における減衰量の差動特性を改善し得ることがわかる。
図16は、本発明の第3の実施形態に係る複合フィルタの模式的平面図である。
第3の実施形態の複合フィルタ201では、圧電基板2上に、通過帯域が1805〜1880MHzのDCS受信用フィルタ203と通過帯域が1930〜1990MHzであるPCS受信用フィルタ204とが形成されている。
受信用フィルタ203,204は、いずれも、5IDT型の縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ素子である。
本実施形態のように、3IDT型ではなく、5IDT型の縦結合共振子型の弾性波フィルタを用いてもよい。
なお、第3の実施形態のバランス型弾性波フィルタ装置は、複合フィルタ201における上記受信用フィルタ204である。
受信用フィルタ204は、不平衡端子9と、第1,第2の平衡端子10,11との間に接続されている。また、受信用フィルタ203は、不平衡端子6と、第1,第2の平衡端子7,8との間に接続されている。
PCS受信用フィルタ204では、第1のIDT221の弾性表面波伝搬方向両側に、第2,第3のIDT222,223が配置されており、IDT221〜223が配置されている領域の表面波伝搬方向両側に、第4,第5のIDT224,225が配置されている。不平衡端子9に、弾性表面波共振子12を介して、第1のIDT221,第4及び第5のIDT224,225の各一端が共通接続され、弾性表面波共振子12を介して不平衡端子9に接続されている。第1のIDT221及び第4,第5のIDT224,225の各他端は、共通接続され、第2のアース端子67に接続されている。第2のIDT222の一端と第3のIDT223の一端が線路262により共通接続され、第1のアース端子61に接続されている。
他方、第2のIDT222の他端が第1の信号配線68により第1の平衡端子10に接続されている。また、第3のIDT223が第2の信号配線69により第2の平衡端子11に接続されている。本実施形態においても、第2のアース端子67は、第1,第2の信号配線68,69間の領域に設けられている。
また、第5のIDT225のアース端が反射器227に接続され、かつ反射器227が第3のアース端子65に接続されている。
本実施形態においても、第1のアース端子61は、弾性波フィルタ素子である受信用フィルタ4よりも不平衡端子9側に配置されており、かつ第1のアース端子61と受信用フィルタ204の中心に対し点対称な位置に第3のアース端子65が設けられている。ここで、受信用フィルタ204の中心とは、5IDT型の弾性表面波フィルタ素子の第1〜第5のIDT221〜225が設けられている部分の中心をいうものとする。
従って、本実施形態においても、アースのインピーダンスの影響が、第1の平衡端子10側のIDTである第2のIDT222側と、第2の平衡端子11側のIDTである第3のIDT223側とで同等とされ、それによって、第1の実施形態と同様に、平衡度が改善され、通過帯域が高域側における第1,第2の平衡端子間における減衰特性の差動特性が改善される。
なお、図16において、DCS受信用フィルタ203側においても、第1〜第5のIDTとして、第4のIDT234、第2のIDT232、第1のIDT231、第3のIDT233及び第5のIDT235がこの順序で弾性波伝搬方向に配置されている。また、反射器236,237が第1〜第5のIDT231〜235が設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置されている。
受信用フィルタ203では、不平衡端子6に、第1のIDT231及び第4及び第5のIDT234,235の各一端が共通接続され、弾性表面波共振子241を介して不平衡端子6に接続されている。IDT231,234,235の各他端は、共通接続され、アース端子242に接続されている。第2のIDT232が第1の信号配線243により第1の平衡端子側にさらに接続されている。第2の信号配線244により第3のIDT233が第2の平衡端子の位置に接続されている。アース端子242は、第1,第2の信号配線243,244間に配置されている。
好ましくは、受信用フィルタ203においても、破線で示すように、反射器236に接続される第3のアース端子245を、受信用フィルタ203の中心に対して第1のアース端子61と点対称に設けることが望ましい。ここで、受信用フィルタ203の中心とは、第1〜第5のIDT231〜235が設けられている領域の中心をいうものとする。
それによって、受信用フィルタ203側においても、第1,第2の平衡端子7,8間における通過帯域よりも高域側における平衡度の改善及び減衰特性の差動特性の改善を図ることができる。
なお、図16では、第3の実施形態の弾性波フィルタ装置として受信用フィルタ204において、第1,第4及び第5のIDT221,224,225が不平衡端子に接続されるIDTであったが、5IDT型の縦結合共振子型弾性波フィルタ装置において、第1,第4及び第5のIDTを平衡端子に接続されるIDTとしてもよい。このような変形例としては、図17に示す5IDT型の縦結合共振子型フィルタを挙げることができる。ここでは、中央の第1のIDT221Aが、弾性波伝搬方向にIDTを2分割することにより設けられた第1,第2の分割IDT部221a,221bを有する。第1分割IDT部221aと、第4のIDT224との各一端が第1の平衡端子10に接続される。第2の分割IDT部221b及び第5のIDT225の各一端が共通接続され、第2の平衡端子11に接続される。この場合、第2,第3のIDT222,223の各一端が共通接続されて、不平衡端子9に接続されることになる。この場合においても、第4のIDT224のアース電位に接続される端部が第1のアース端子61に接続されることになるが、第5のIDT225のアース電位に接続される側の端部を、受信用フィルタ204の中心に対して第1のアース端子61と点対称に配置された第3のアース端子65に接続すればよい。
第1,第2の分割IDT部221a,221bの各他端が接続されて中点部221cが構成される。図17では、中点部221cが第1のアース端子61に接続されている。中点部221cはアース電位に接続される配線から電気的に浮いていてもよい。
なお、第1〜第3の実施形態では、弾性表面波フィルタ素子を用いたが、本発明は、弾性表面波フィルタ素子に代えて弾性境界波素子を用いた弾性波フィルタ装置であってもよい。

Claims (6)

  1. 不平衡端子と、第1,第2の平衡端子とを有するバランス型弾性波フィルタ装置であって、
    圧電基板と、
    前記圧電基板上に設けられており、不平衡端子と第1の平衡端子との間に接続されており、弾性波伝搬方向に順に配置された第2,第1,第3のIDTと、第1〜第3のIDTが配置されている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された第1,第2の反射器とを有する縦結合型の第1の弾性波フィルタ素子と、
    前記圧電基板の前記第1の弾性波フィルタ素子が設けられている部分の弾性波伝搬方向に隔てられて配置されており、不平衡端子と、第2の平衡端子との間に接続されており、弾性波伝搬方向に順に配置された第5,第4,第6のIDTと、第4〜第6のIDTが設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された第3,第4の反射器とを有する縦結合型の第2の弾性波フィルタ素子とを備え、入力信号に対する第1の弾性波フィルタ素子の出力信号の位相に対し、前記入力信号に対する前記第2の弾性波フィルタ素子の出力信号の位相が180°異なっており、
    前記第1,第2の弾性波フィルタ素子よりも不平衡端子側に、かつ第1,第2の弾性波フィルタ素子間の中点よりも第1の弾性波フィルタ素子側に設けられており、前記第2,第3,第5及び第6のIDTの各一端または前記第1,第4のIDTの各一端に電気的に接続されている第1のアース端子と、
    前記第2,第3,第5及び第6のIDTの各一端または前記第1,第4のIDTの各一端に電気的に接続されており、第1,第2の弾性波フィルタ素子間の中点に対して前記第1のアース端子と点対称に配置された第3のアース端子と、
    前記第2,第3のIDTの各他端または前記第1のIDTの他端が接続されており、前記第1の弾性波フィルタ素子と前記第1の平衡端子とを接続している第1の信号配線と、
    前記第5及び第6のIDTの各他端または前記第4のIDTの他端に接続されており、前記第2の弾性波フィルタ素子と前記第2の平衡端子とを接続している第2の信号配線と、
    前記第1,第2の信号配線間に挟まれた領域に設けられた第2のアース端子とをさらに備えることを特徴とする、バランス型弾性波フィルタ装置。
  2. 不平衡端子と、第1,第2の平衡端子とを有するバランス型弾性波フィルタ装置であって、
    圧電基板と、
    前記圧電基板上に設けられており、不平衡端子と第1の平衡端子との間に接続されており、弾性波伝搬方向に順に配置された第2,第1,第3のIDTと、第1〜第3のIDTが配置されている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された第1,第2の反射器とを有する縦結合型の第1の弾性波フィルタ素子と、
    前記圧電基板の前記第1の弾性波フィルタ素子が設けられている部分の弾性波伝搬方向に隔てられて配置されており、不平衡端子と、第2の平衡端子との間に接続されており、弾性波伝搬方向に順に配置された第5,第4,第6のIDTと、第4〜第6のIDTが設けられている領域の弾性波伝搬方向両側に配置された第3,第4の反射器とを有する縦結合型の第2の弾性波フィルタ素子とを備え、入力信号に対する第1の弾性波フィルタ素子の出力信号の位相に対し、前記入力信号に対する前記第2の弾性波フィルタ素子の出力信号の位相が180°異なっており、
    前記第1,第2の弾性波フィルタ素子よりも不平衡端子側に、かつ第1,第2の弾性波フィルタ素子間の中点よりも第1の弾性波フィルタ素子側に設けられており、前記第2,第3,第5及び第6のIDTが接続されている第1のアース端子と、
    前記第2,第3,第5及び第6のIDTが接続されており、第1,第2の弾性波フィルタ素子間の中点に対して前記第1のアース端子と点対称に配置された第3のアース端子と、
    前記第1の弾性波フィルタ素子の第1のIDTと前記第1の平衡端子とを接続している第1の信号配線と、
    前記第2の弾性波フィルタ素子の第4のIDTと前記第2の平衡端子とを接続している第2の信号配線と、
    前記第1,第2の信号配線に挟まれた領域に設けられた第2のアース端子とをさらに備え、
    前記第2のIDTの前記第1のアース端子に接続されるアース端が、直接第1のアース端子に接続されておらず、前記第3のIDTのアース電位に接続される端部を介して第1のアース端子に接続されている、バランス型弾性波フィルタ装置。
  3. 不平衡端子と、第1,第2の平衡端子とを有するバランス型弾性波フィルタ装置であって、
    圧電基板と、
    前記圧電基板上に配置された第1のIDTと、第1のIDTの弾性波伝搬方向両側に配置された第2,第3のIDTと、第1〜第3のIDTが配置されている部分の弾性波伝搬方向両側に配置された第4,第5のIDTと、第1〜第5のIDTが設けられている部分の弾性波伝搬方向両側に配置された第1,第2の反射器とを有する縦結合共振子型のバランス型弾性波フィルタ装置であって、
    不平衡端子と、第1,第2の平衡端子とを有し、
    前記圧電基板上において、前記第1〜第5のIDTよりも前記不平衡端子側に、かつ前記第1のIDTの中心よりも第4のIDT方向に寄せられて設けられた第1のアース端子と、
    前記第2,第3のIDTの各一端を、それぞれ、前記第1及び第2の平衡端子に接続している第1,第2の信号配線と、
    前記第1,第2の信号配線に挟まれた領域に設けられた第2のアース端子と、
    前記第1〜第5のIDTが設けられている部分の中心点に対して、前記第1のアース端子と点対称に配置された第3のアース端子とを備え、
    前記第1,第4及び第5のIDTの各一端が前記不平衡端子に、各他端が前記第2のアース端子に接続されており、第3のIDTの極性が第2のIDTの極性に対して反転されており、
    前記第2,第3のIDTの各一端が前記第1,第2の信号配線に接続されており、各他端が前記第1のアース端子に接続されており、
    前記第2のIDTのアース端子に接続される側の端部と、前記第3のIDTのアース端子に接続される側の端部とが、バランス型弾性波フィルタ装置の中心よりも第4のIDT側において第1のアース端子に接続されており、かつ第5のIDT側において第3のアース端子に接続されている、バランス型弾性波フィルタ装置。
  4. 圧電基板と、
    前記圧電基板上に配置された第1のIDTと、
    第1のIDTの弾性波伝搬方向両側に配置された第2,第3のIDTと、第1〜第3のIDTが配置されている部分の弾性波伝搬方向両側に配置された第4,第5のIDTと、第1〜第5のIDTが設けられている部分の弾性波伝搬方向両側に配置された第1,第2の反射器とを有する縦結合共振子型のバランス型弾性波フィルタ装置であって、
    不平衡端子と、第1,第2の平衡端子とを有し、
    前記第2及び第3のIDTの各一端が前記不平衡端子に接続されており、
    前記第1のIDTが弾性波伝搬方向に分割されて設けられた第1の分割IDT部及び第2の分割IDT部と、該第1,第2の分割IDT部の各他端が接続されて構成されている中点部とを有し、
    前記第1の分割IDT部及び前記第4のIDTが前記第1の平衡端子に接続されており、前記第2の分割IDT部及び前記第5のIDTが前記第2の平衡端子に接続されており、
    前記第2のIDTの極性に対して前記第3のIDTの極性が反転されており、
    前記圧電基板上において、前記第1〜第5のIDTよりも前記不平衡端子側に、かつ第1のIDTの中心よりも第4のIDT側に寄せられて設けられた第1のアース端子と、
    前記第4のIDTの一端と前記第1の分割IDT部の一端とを、前記第1の平衡端子に接続している第1の信号配線と、
    前記第5のIDTの一端と前記第2の分割IDT部の一端とを前記第2の平衡端子に接続している第2の信号配線と、
    前記第1の信号配線と前記第2の信号配線とに挟まれた領域に設けられており、かつ前記第2及び第3のIDTの各他端に接続されている第2のアース端子と、
    前記第1〜第5のIDTが設けられている部分の中心点に対して、前記第1のアース端子と点対称に配置されている第3のアース端子とをさらに備え、
    前記第4のIDTの他端と前記中点部と前記第5のIDT部の他端とが、第4のIDT側で第1のアース端子に接続されており、かつ第5のIDT側で前記第3のアース端子に接続されていることを特徴とする、バランス型弾性波フィルタ装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のバランス型弾性波フィルタ装置を備えることを特徴とする、複合フィルタ。
  6. 前記複合フィルタが、前記バランス型弾性波フィルタ装置と、該バランス型弾性波フィルタ装置とは異なる弾性波フィルタ装置とを有し、前記バランス型弾性波フィルタ装置と、該他の弾性波フィルタ装置とが、1つの圧電基板上に設けられており、前記バランス型弾性波フィルタ装置及び前記他の弾性波フィルタ装置が前記第1のアース配線を共有している、請求項5に記載の複合フィルタ。
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