JPWO2016121818A1 - フィルタ,分波器および通信装置 - Google Patents
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Abstract
Description
<通信装置>
図1は、本開示の実施形態に係る通信装置101の要部を示すブロック図である。通信装置101は、電波を利用した無線通信を行うものである。分波器7は、通信装置101において送信周波数の信号と受信周波数の信号とを分波する機能を有している。
図2は、本開示の一実施形態に係るフィルタ1を用いた分波器7の構成を示す回路図である。より具体的には、分波器7とアンテナ109とを示す回路図であり、アンテナを除く部分が分波器7である。分波器7は、図1において通信装置101に使用されている分波器である。分波器7は、第1フィルタ11と第2フィルタ12とを備えている。この例では、第1フィルタ11として送信フィルタを、第2フィルタ12として、送信フィルタよりも通過帯域が高周波側に位置する受信フィルタを備える場合を示している。第1フィルタ11および/または第2フィルタ12を構成するフィルタは、圧電基板2上に配置された共振子で構成されている。
ラダー型フィルタを構成する第1フィルタ11に使用するフィルタ1について説明する。フィルタ1を用いることにより、送信信号の通過周波数の帯域外において減衰を大きくすることができる。
なお、第2並列共振子Pyによりフィルタ1の通過帯域のインピーダンス整合がずれる場合があるため、その他共振子の周波数ピッチや静電容量も合わせて調整している。
第1実施形態では、第2並列共振子Pyは、第1並列共振子Pxとはその共振周波数と静電容量とのみを異なる設計思想で設計した例を用いて説明したが、反射器4を異ならせてもよい。具体的には、第1並列共振子Pxの反射器4は反射器バスバー41で各ストリップ42を接続しているが、第2並列共振子Pyの反射器4は反射器バスバー41のない開放型としてもよい。以下、第1実施形態と異なる部分のみを説明し、重複する説明を省略する。
第1実施形態では、第2並列共振子Pyは、第1並列共振子Pxとはその共振周波数と静電容量とのみを異なる設計思想で設計した例を用いて説明したが、図14に示すように、反射器4を含まない、IDT電極3のみを備える共振子としてもよい。以下、第1実施形態と異なる部分のみを説明し、重複する説明を省略する。
第1実施形態では、第2並列共振子Pyは、第1並列共振子PXとはその共振周波数と静電容量とのみを異なる設計思想で設計した例を用いて説明したが、図15に示すように、反射器4の反射電極指42を少なくした共振子としてもよい。以下、第1実施形態と異なる部分のみを説明し、重複する説明を省略する。
第1実施形態では、第2並列共振子Pyは、第1並列共振子Pxとはその共振周波数と静電容量とのみを異なる設計思想で設計した例を用いて説明したが、IDT電極3の形状を異ならせてもよい。具体的には、第2並列共振子Pyを斜め共振子としてもよい。以下、第1実施形態と異なる部分のみを説明し、重複する説明を省略する。
第1実施形態では、第2並列共振子Pyは、第1並列共振子Pxとはその共振周波数と静電容量とのみを異なる設計思想で設計した例を用いて説明したが、IDT電極3の一部を間引いてもよい。以下、第1実施形態と異なる部分のみを説明し、重複する説明を省略する。
材料:46°YカットX伝搬LiTaO3基板
厚み:15〜30μm
なお、圧電基板2の裏面にはSi基板を貼り合わせている
[IDT電極3]
材料:Al−Cu合金
(ただし、圧電基板2と導電層15との間には6nmのTiからなる下地層がある。)
厚さ(Al−Cu合金層):176nm
IDT電極3の電極指32:
(デューティー:w1/Pt1)0.5
(交差幅W)10〜30λ (λ=2×Pt1)
(電極本数)150〜500本
(電極ピッチ)1.0〜1.2μm
[反射器4]
材料:Al−Cu合金
(ただし、圧電基板2と導電層15との間には6nmのTiからなる下地層がある)
厚さ(Al−Cu合金層):176nm
反射電極指42の本数:30本
反射電極指42のピッチPt2:1.0〜1.2μm
[保護層5]
材料:SiO2
厚さ:15nm
このような基本構成のSAW素子を用いて、実施例1として、図9に示すに4つの直列共振子S1〜S4と4つの並列共振子P1〜P4をラダー型に接続したフィルタ素子を形成した。そして、並列共振子P2を第2並列共振子Pyとした。
材料:Al−Cu合金
(ただし、圧電基板2と導電層15との間には6nmのTiからなる下地層がある。)
厚さ(Al−Cu合金層):176nm
IDT電極3の電極指32:
(デューティー:w1/Pt1)0.5
(交差幅W)7λ (λ=2×Pt1)
(電極本数)50本
(電極ピッチ)1.02μm
[反射器4]
材料:Al−Cu合金
(ただし、圧電基板2と導電層15との間には6nmのTiからなる下地層がある)
厚さ(Al−Cu合金層):176nm
反射電極指42の本数:20本
反射電極指42のピッチPt2:1.02μm
[保護層5]
材料:SiO2
厚さ:15nm
<実施例1>
上述の基本構成に加え、実施例1として、第2並列共振子Pyの構成は、第1実施形態の例をモデルとしたものを設定した。具体的には、直列共振子S1〜S4の共振周波数、反共振周波数はそれぞれ、およそ1760MHzとおよそ1820MHzとし、第1並列共振子Pxの共振周波数、反共振周波数はそれぞれ、およそ1700MHzとおよそ1810MHzとし、第2並列共振子Pyの共振周波数、反共振周波数はそれぞれ1880MHz、1920MHzとした。また、第1並列共振子Pxの静電容量をおよそ3pFとしたのに対して、第2並列共振子Pyの静電容量はおよそ0.7pFとした。ただし、第1並列共振子Pxおよび第2並列共振子Pyの反射器4は、直列共振子S1〜S4と同様に浮き電極としている。
次に実施例2として、第2並列共振子Pyの構成を第2実施形態の例とした場合についてシミュレーションした。実施例1と実施例2の第2並列共振子のインピーダンス特性を図11Aに示し、反共振周波数近傍のインピーダンス特性を図11Bに示す。図11A,図11Bにおいて、横軸は周波数、縦軸はインピーダンスを示し、実線で実施例1に係る特性を、太線で実施例2に係る特性を示している。
次に実施例3として、第2並列共振子Pyの構成を第3実施形態の例とした場合についてシミュレーションした。実施例2と実施例3のフィルタ特性を示した。図13において、横軸は周波数、縦軸は減衰量を示し、太線で実施例2に係るフィルタの特性を、実線で実施例3に係るフィルタの特性を示している。
次に実施例4として、第1並列共振子Pxの反射器4を基準電位に接続し、第2並列共振子Pyの反射器4を直列共振子S1〜S4と同様に浮き電極とした場合についてシミュレーションした。
材料:46°YカットX伝搬LiTaO3基板
[IDT電極3]
材料:Al−Cu合金
(ただし、圧電基板2と導電層15との間には6nmのTiからなる下地層がある。)
厚さ(Al−Cu合金層):414nm
IDT電極3の電極指32:
(デューティー:w1/Pt1)0.5
(交差幅W)10〜30λ (λ=2×Pt1)
(電極本数)120〜200本
(電極ピッチ)2.25〜2.45μm
[反射器4]
材料:Al−Cu合金
(ただし、圧電基板2と導電層15との間には6nmのTiからなる下地層がある)
厚さ(Al−Cu合金層):414nm
反射電極指42の本数:20本
反射電極指42のピッチPt2:2.25〜2.45μm
[保護層5]
材料:SiO2
厚さ:15nm
このような基本構成のSAW素子を用いて、実施例4として、図17に示すに4つの直列共振子S1〜S4と4つの並列共振子P1〜P4をラダー型に接続したフィルタを形成した。そして、並列共振子P4を第2並列共振子Pyとした。
材料:Al−Cu合金
(ただし、圧電基板2と導電層15との間には6nmのTiからなる下地層がある。)
厚さ(Al−Cu合金層):414nm
IDT電極3の電極指32:
(デューティー:w1/Pt1)0.5
(交差幅W)7λ (λ=2×Pt1)
(電極本数)50本
(電極ピッチ)2.14μm
[反射器4]
材料:Al−Cu合金
(ただし、圧電基板2と導電層15との間には6nmのTiからなる下地層がある)
厚さ(Al−Cu合金層):414nm
反射電極指42の本数:20本
反射電極指42のピッチPt2:2.14μm
[保護層5]
材料:SiO2
厚さ:15nm
なお、直列共振子S1〜S4の反射器4は浮き電極とし、並列共振子P1〜P3の反射器4は基準電位に接続した。そして、並列共振子P4の反射器4は浮き電極とした。並列共振子P4の容量は他の並列共振子の容量の7%程度にあたる4pFとした。
材料:38.7°YカットX伝搬LiTaO3基板
[IDT電極3]
材料:Al−Cu合金
厚さ(Al−Cu合金層):198nm
IDT電極3の電極指32:
(デューティー:w1/Pt1)0.55
(交差幅W)10〜30λ (λ=2×Pt1)
(電極本数)50〜400本
(電極ピッチ)1.1〜1.4μm
[反射器4]
材料:Al−Cu合金
厚さ(Al−Cu合金層):198nm
反射電極指42の本数:20〜30本
反射電極指42のピッチPt2:1.1〜1.4μm
[保護層5]
材料:SiO2
厚さ:15nm
Claims (15)
- 入力部と、
出力部と、
前記入力部と前記出力部との間にラダー型に接続された、IDT電極を備える複数の直列共振子および複数の並列共振子とを備え、
複数の該並列共振子は、
共振周波数が複数の前記直列共振子の共振周波数よりも低い、少なくとも1つの第1並列共振子と、
共振周波数が複数の前記直列共振子の反共振周波数よりも高い、少なくとも1つの第2並列共振子と
を備える、フィルタ。 - 前記少なくとも1つの第2並列共振子は、それぞれ弾性波の伝搬方向において前記IDT電極の両側に配置された、複数本のストリップを備えた開放型の反射器を備える、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記少なくとも1つの第1並列共振子および前記少なくとも1つの第2並列共振子は、それぞれ弾性波の伝搬方向において前記IDT電極の両側に配置された、複数本のストリップを備えた反射器を有し、
前記少なくとも1つの第2並列共振子は、前記反射器の前記ストリップの本数が前記少なくとも1つの第1並列共振子における前記反射器の前記ストリップの本数よりも少ない、請求項1に記載のフィルタ。 - 前記少なくとも1つの第2並列共振子が備えている前記反射器が開放型である、請求項3に記載のフィルタ。
- 前記少なくとも1つの第2並列共振子は、前記IDT電極のみを備える、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記少なくとも1つの第1並列共振子および前記少なくとも1つの第2並列共振子は、弾性波の伝搬方向において前記IDT電極の両側に配置された反射器を有し、
前記少なくとも1つの第1並列共振子の前記反射器は基準電位に接続されており、
前記少なくとも1つの第2並列共振子の前記反射器は浮き電位になっている、請求項1に記載のフィルタ。 - 複数の前記直列共振子は、弾性波の伝搬方向において前記IDT電極の両側に反射器を備え、複数の前記直列共振子の少なくとも1つの前記反射器は浮き電位になっている、請求項6に記載のフィルタ。
- 前記少なくとも1つの第2並列共振子は、該第2並列共振子の共振周波数が通過帯域よりも高い、請求項1乃至7のいずれかに記載のフィルタ。
- 前記少なくとも1つの第2並列共振子は、前記IDT電極が、複数本の第1電極指と、これに交差する複数本の第2電極指とを備え、複数本の前記第1電極指と複数本の前記第2電極指とは互いに異なる電位に接続されており、複数本の前記第1電極指のそれぞれの先端を結ぶ仮想線が弾性波の伝搬方向に対して傾斜している、請求項1乃至8のいずれかに記載のフィルタ。
- 前記少なくとも1つの第2並列共振子は、前記IDT電極が、複数本の第1電極指と、これに交差する複数本の第2電極指とを備え、複数本の前記第1電極指と複数本の前記第2電極指とは互いに異なる電位に接続されており、複数本の前記第1電極指は、隣り合って配置される2本以上の隣接電極指を含む、請求項1乃至8のいずれかに記載のフィルタ。
- 前記第2並列共振子は、前記第1並列共振子に比べて静電容量が小さい、請求項1乃至10のいずれかに記載のフィルタ。
- 前記第1並列共振子は、複数の前記並列共振子のうちで最も前記出力部の側に設けられている、請求項1乃至10のいずれかに記載のフィルタ。
- 第1端子と第2端子と第3端子とを備え、
前記第1端子と前記第2端子との間に電気的に接続された請求項1乃至12のいずれかに記載のフィルタからなる第1フィルタと、
前記第1端子と前記第3端子との間に電気的に接続された、前記第1フィルタの通過帯域よりも高周波側に通過帯域を有する第2フィルタとを備える、分波器。 - 前記第2フィルタの通過帯域内に、前記第2並列共振子の共振周波数が位置している、請求項13に記載の分波器。
- アンテナと、
該アンテナに電気的に接続された請求項13または14に記載の分波器と、
該分波器に電気的に接続されたRF−ICとを備える通信装置。
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