JPWO2017221548A1 - 弾性波フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

弾性波フィルタ装置（１０）は、送信側フィルタ（２０）、受信側フィルタ（３０）、アンテナ端子（Ｐａｎｔ）、および、整合回路（４０）を備える。整合回路（４０）は、送信側フィルタ（２０）と受信側フィルタ（３０）との共通接続点（５０）と、アンテナ端子（Ｐａｎｔ）との間に接続されている。送信側フィルタ（２０）は、ラダー型回路（２１）と複数のフィルタ用インダクタ（２３１、２４１）とを備える。整合回路（４０）は、整合用インダクタ（４１）を備える。ラダー型回路（２１）は、複数の直列腕共振子（２１１、２１２、２１３、２１４）と、複数の並列腕共振子（２２１、２２２、２２３、２２４）とを備える。整合用インダクタ（４１）は、共通接続点（５０）とアンテナ端子（Ｐａｎｔ）とを接続する伝送ラインと、フィルタ用インダクタ（２３１）における並列腕共振子（２２１）側の第１端子（２３１１）との間に接続されている。

Description

本発明は、複数の弾性波共振子とインダクタとを備えた弾性波フィルタ装置に関する。

弾性波フィルタ装置の一種として、特許文献１には、複数の弾性表面波共振子を備えたデュプレクサが記載されている。特許文献１に記載のデュプレクサは、送信側フィルタと受信側フィルタとを備える。

送信側フィルタは、複数の直列腕共振子、複数の並列腕共振子、および、複数のインダクタを備える。複数の直列腕共振子と複数の並列腕共振子とは、ラダー型に接続されている。複数のインダクタのそれぞれは、複数の並列腕共振子のそれぞれとグランドとの間に接続されている。

受信側フィルタは、送信側フィルタと同様に、複数の直列腕共振子、複数の並列腕共振子、および、複数のインダクタを備える。複数の直列腕共振子と複数の並列腕共振子とは、ラダー型に接続されている。複数のインダクタのそれぞれは、複数の並列腕共振子のそれぞれとグランドとの間に接続されている。

送信側フィルタおよび受信側フィルタは、整合回路を介してアンテナに接続されている。整合回路は、整合用インダクタを備える。整合用インダクタは、送信側フィルタおよび受信側フィルタとアンテナとを接続する伝送ラインとグランドとの間に接続されている。

通常、このような回路構成のデュプレクサは、圧電デバイスと、該圧電デバイスが実装される回路基板とから構成される。圧電デバイスには、複数の直列腕共振子と複数の並列腕共振子とが形成されている。回路基板には、送信側フィルタを構成する複数のインダクタ、受信側フィルタを構成する複数のインダクタ、および、整合用インダクタが実装または形成されている。

特開２０１２−２４４５５１号公報

整合用インダクタのインダクタンスは、送信側フィルタおよび受信側フィルタを構成する複数のインダクタのインダクタンスと比較して大きい。

このため、整合用インダクタを回路基板に形成する場合、回路基板に占める整合用インダクタの面積が大きくなる。このため、回路基板の小型化が容易でなく、回路基板の設計自由度が低下してしまう。

したがって、本発明の目的は、回路基板の設計自由度が高く、小型化が可能な弾性波フィルタ装置を提供することにある。

この発明の弾性波フィルタ装置は、アンテナ端子、複数の帯域通過型フィルタ、および、整合回路を備える。アンテナ端子は、アンテナに接続される。複数の帯域通過型フィルタは、アンテナ端子に共通接続されている。整合回路は、アンテナ端子と複数の帯域通過型フィルタの共通接続点との間に接続されている。複数の帯域通過型フィルタのうち少なくとも１つの帯域通過型フィルタは、ラダー型回路、および、フィルタ用インダクタを備える。ラダー型回路は、弾性波共振子からなる少なくとも１つの直列腕共振子と、弾性波共振子からなる少なくとも１つの並列腕共振子とを有する。フィルタ用インダクタは、少なくとも１つの並列腕共振子とグランド電位との間に接続されている。整合回路は、整合用インダクタを備える。整合用インダクタは、共通接続点とアンテナ端子とを接続する伝送ラインと、フィルタ用インダクタにおける並列腕共振子側の端子との間に接続されている。

この構成では、整合回路のインダクタは、整合用インダクタと、当該整合用インダクタに接続されたフィルタ用インダクタとによって構成される。したがって、整合用インダクタのみで、整合回路に対して所望のインダクタンスを実現する場合と比較して、整合用インダクタのインダクタンスが小さくなる。

また、この発明の弾性波フィルタ装置では、次の構成であることが好ましい。少なくとも１つの並列腕共振子は複数である。フィルタ用インダクタは、第１フィルタ用インダクタと第２フィルタ用インダクタとを有する。第１フィルタ用インダクタは、１つの並列腕共振子のみに接続されるインダクタである。整合用インダクタは、伝送ラインと第１フィルタ用インダクタとの間に接続されている。

この構成では、整合用インダクタと第１フィルタ用インダクタとが接続されたことによる送信側フィルタの特性の変化が小さい。

また、この発明の弾性波フィルタ装置では、第１フィルタ用インダクタが接続される並列腕共振子は、第２フィルタ用インダクタが接続される並列腕共振子よりも接続点に近いことが好ましい。

この構成では、整合用インダクタと第１フィルタ用インダクタとが接続されたことによる送信側フィルタの特性の変化がさらに小さい。

また、この発明の弾性波フィルタ装置では、少なくとも１つの帯域通過型フィルタは、送信側フィルタであってもよい。

この構成では、一般的にラダー型回路が用いられる送信側フィルタのフィルタ用インダクタによって、整合用インダクタのインダクタンスが小さくなる。

この発明によれば、回路基板の設計自由度が高く、小型化の弾性波フィルタ装置を実現できる。

本発明の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。 本発明の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の概略構成図である。 （Ａ）は、本発明の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の送信端子Ｐｔｘとアンテナ端子Ｐａｎｔとの間の挿入損失の周波数特性図であり、（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る弾性波フィルタ装置のアンテナ端子Ｐａｎｔと受信端子Ｐｒｘとの間の挿入損失の周波数特性図であり、（Ｃ）は、本発明の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の送信端子Ｐｔｘと受信端子Ｐｒｘとの間の挿入損失の周波数特性図である。

本発明の実施形態に係る弾性波フィルタ装置について、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。図２は、本発明の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の概略構成図である。

図１に示すように、弾性波フィルタ装置１０は、送信側フィルタ２０、受信側フィルタ３０、整合回路４０、送信端子Ｐｔｘ、受信端子Ｐｒｘ、および、アンテナ端子Ｐａｎｔを備える。また、弾性波フィルタ装置１０は、送信側フィルタ２０と受信側フィルタ３０との共通接続点５０を備える。弾性波フィルタ装置１０は、所謂デュプレクサである。

なお、アンテナ端子Ｐａｎｔには、アンテナＡＮＴが接続される。送信側フィルタ２０には、高周波の通信バンドの送信信号を生成、増幅する送信側回路（図示を省略している。）が接続され、受信側フィルタ３０には、高周波の通信バンドの受信信号を増幅、復調する受信側回路（図示を省略している。）が接続されている。

送信側フィルタ２０は、送信端子Ｐｔｘと共通接続点５０との間に接続されている。受信側フィルタ３０は、受信端子Ｐｒｘと共通接続点５０との間に接続されている。整合回路４０は、アンテナ端子Ｐａｎｔと共通接続点５０との間に接続されている。

送信側フィルタ２０は、ラダー型回路２１、フィルタ用インダクタ２３１、および、フィルタ用インダクタ２４１を備える。ラダー型回路２１は、複数の直列腕共振子２１１、２１２、２１３、２１４と、複数の並列腕共振子２２１、２２２、２２３、２２４とを備える。複数の直列腕共振子２１１、２１２、２１３、２１４と、複数の並列腕共振子２２１、２２２、２２３、２２４とは、それぞれ弾性共振子である。より具体的には、複数の直列腕共振子２１１、２１２、２１３、２１４と、複数の並列腕共振子２２１、２２２、２２３、２２４とは、それぞれが弾性表面波共振子である。フィルタ用インダクタ２３１が、本発明の「第１フィルタ用インダクタ」に対応する。フィルタ用インダクタ２４１が、本発明の「第２フィルタ用インダクタ」に対応する。

送信側フィルタ２０の周波数特性は、送信信号の周波数帯域が通過帯域内となり、受信信号の周波数帯域が減衰域内となるように設定されている。送信側フィルタ２０は、帯域通過型フィルタである。

複数の直列腕共振子２１１、２１２、２１３、２１４は、共通接続点５０と送信端子Ｐｔｘとの間に、直列接続されている。具体的には、直列腕共振子２１１は、共通接続点５０に接続されている。直列腕共振子２１２は、直列腕共振子２１１に接続されている。直列腕共振子２１３は、直列腕共振子２１２に接続されている。直列腕共振子２１４は、直列腕共振子２１３に接続されている。直列腕共振子２１４は、送信端子Ｐｔｘに接続されている。

並列腕共振子２２１の第１端子は、直列腕共振子２１１と直列腕共振子２１２とを接続する伝送ラインに接続されている。並列腕共振子２２２の第１端子は、直列腕共振子２１２と直列腕共振子２１３とを接続する伝送ラインに接続されている。並列腕共振子２２３の第１端子は、直列腕共振子２１３と直列腕共振子２１４とを接続する伝送ラインに接続されている。並列腕共振子２２４の第１端子は、直列腕共振子２１４と送信端子Ｐｔｘとを接続する伝送ラインに接続されている。

フィルタ用インダクタ２３１の第１端子２３１１は、並列腕共振子２２１の第２端子に接続されている。フィルタ用インダクタ２３１の第２端子２３１２は、グランド電位に接続されている。このように、フィルタ用インダクタ２３１は、１つの並列腕共振子２２１のみに接続されている。

また、フィルタ用インダクタ２３１は、複数の並列腕共振子２２２、２２３、２２４よりも共通接続点５０に近い並列腕共振子２２１に接続されている。言い換えれば、フィルタ用インダクタ２３１が接続される並列腕共振子２２１は、送信側フィルタ２０を構成する複数の並列腕共振子２２１、２２２、２２３、２２４における他の複数の並列腕共振子２２２、２２３、２２４よりも共通接続点５０に近い。

フィルタ用インダクタ２４１の第１端子は、複数の並列腕共振子２２２、２２３、２２４の各第２端子に接続されている。フィルタ用インダクタ２４１の第２端子は、グランド電位に接続されている。

受信側フィルタ３０は、詳細な回路構成を省略しているが、複数の弾性波共振子を備えている。受信側フィルタ３０の周波数特性は、受信信号の周波数帯域が通過帯域内となり、送信信号の周波数帯域が減衰域内となるように設定されている。受信側フィルタ３０は、帯域通過型フィルタである。

整合回路４０は、整合用インダクタ４１を備える。整合用インダクタ４１の第１端子４１１は、アンテナ端子Ｐａｎｔと共通接続点５０とを接続する伝送ラインに接続されている。整合用インダクタ４１の第２端子４１２は、フィルタ用インダクタ２３１の第１端子２３１１に接続されている。

この構成により、整合回路４０は、アンテナ端子Ｐａｎｔと共通接続点５０とを接続する伝送ラインとグランド電位との間に整合用インダクタ４１とフィルタ用インダクタ２３１との直列回路が接続された構成を、有する。

このような構成からなる弾性波フィルタ装置１０は、図２に示すように、回路基板２００と圧電デバイス３００とによって形成されている。回路基板２００は、誘電体基板の外面もしくは内部に導体パターンを形成してなる。この構成により、回路基板２００には、フィルタ用インダクタ２３１、フィルタ用インダクタ２４１、整合用インダクタ４１、送信端子Ｐｔｘ、受信端子Ｐｒｘ、および、アンテナ端子Ｐａｎｔが形成されている。

圧電デバイス３００は、圧電基板とＩＤＴ電極とからなる。この構成により、送信側フィルタ２０の複数の直列腕共振子２１１、２１２、２１３、２１４、複数の並列腕共振子２２１、２２２、２２３、２２４、および、受信側フィルタ３０の複数の弾性波共振子が形成されている。圧電デバイス３００と回路基板２００とは、図示していない接続導体（ワイヤーボンディング等）によって接続されている。

上述の構成により、整合回路４０のインダクタンスは、整合用インダクタ４１のインダクタンスとフィルタ用インダクタ２３１のインダクタンスとを加算したインダクタンスである。したがって、弾性波フィルタ装置１０は、整合回路４０のインピーダンスを変化させることなく、整合用インダクタ４１のインダクタンスを小さくできる。

これにより、弾性波フィルタ装置１０は、回路基板２００における整合用インダクタ４１の形成面積を小さくできる。したがって、弾性波フィルタ装置１０は、回路基板２００の設計自由度が向上し、小型化が可能になる。

図３（Ａ）は、本発明の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の送信端子Ｐｔｘとアンテナ端子Ｐａｎｔとの間の挿入損失の周波数特性図である。図３（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る弾性波フィルタ装置のアンテナ端子Ｐａｎｔと受信端子Ｐｒｘとの間の挿入損失の周波数特性図である。図３（Ｃ）は、本発明の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の送信端子Ｐｔｘと受信端子Ｐｒｘとの間の挿入損失の周波数特性図である。なお、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）に示す従来構成は、特許文献１に示す構成と同じ構成である。

図３（Ａ）に示すように、本実施形態の弾性波フィルタ装置１０の構成を用いることによって、送信信号に対して、従来構成と同程度の挿入損失に抑えることができる。すなわち、本実施形態の弾性波フィルタ装置１０は、従来構成と同程度に、送信端子Ｐｔｘからアンテナ端子Ｐａｎｔに、送信信号を低損失で伝送できる。

図３（Ｂ）に示すように、本実施形態の弾性波フィルタ装置１０の構成を用いることによって、受信信号に対して、従来構成と同程度の挿入損失に抑えることができる。すなわち、本実施形態の弾性波フィルタ装置１０は、従来構成と同程度に、アンテナ端子Ｐａｎｔから受信端子Ｐｒｘに、受信信号を低損失で伝送できる。

図３（Ｃ）に示すように、本実施形態の弾性波フィルタ装置１０の構成を用いることによって、送信信号および受信信号に対して、従来構成と同程度の挿入損失を得ることができる。すなわち、本実施形態の弾性波フィルタ装置１０は、送信信号の周波数帯域と受信信号の周波数帯域とでともに、従来構成と同程度に、送信端子Ｐｔｘと受信端子Ｐｒｘとの間のアイソレーションを確保することができる。

このように、本実施形態の弾性波フィルタ装置１０は、従来構成のような整合用インダクタのみで整合回路が構成される回路構成と比較して、同等のフィルタ特性を得られる。すなわち、弾性波フィルタ装置１０は、従来構成と同等の優れたフィルタ特性を実現しながら、回路の設計自由度を向上し、弾性波フィルタ装置１０の小型化が可能になる。

なお、本実施形態の説明では、送信側フィルタ２０における共通接続点５０に最も近い並列腕共振子２２１に接続されるフィルタ用インダクタ２３１に、整合用インダクタ４１が接続される態様を示した。しかしながら、送信側フィルタ２０における他のフィルタ用インダクタに接続しても、同様の効果を得ることは可能である。ただし、本実施形態の構成を用いることによって、整合用インダクタ４１とフィルタ用インダクタとが接続されることによる送信側フィルタ２０への影響をより小さくでき、有効である。

また、本実施形態の説明では、１つの並列腕共振子２２１のみに接続するフィルタ用インダクタ２３１に接続する態様を示したが、複数の並列腕共振子に接続するフィルタ用インダクタに接続しても、同様の効果を得ることは可能である。ただし、本実施形態の構成を用いることによって、整合用インダクタ４１とフィルタ用インダクタとが接続されることによる送信側フィルタ２０への影響をより小さくでき、有効である。

また、本実施形態の説明では、弾性波フィルタとしてデュプレクサの態様を示したが、トリプレクサ以上のマルチプレクサに対しても、同様の構成を適用し、上述の作用効果を得ることができる。

１０：弾性波フィルタ装置
２０：送信側フィルタ
２１：ラダー型回路
３０：受信側フィルタ
４０：整合回路
４１：整合用インダクタ
５０：共通接続点
２００：回路基板
２１１、２１２、２１３、２１４：直列腕共振子
２２１、２２２、２２３、２２４：並列腕共振子
２３１、２４１：フィルタ用インダクタ
３００：圧電デバイス
４１１：整合用インダクタ４１の第１端子
４１２：整合用インダクタ４１の第２端子
２３１１：フィルタ用インダクタ２３１の第１端子
２３１２：フィルタ用インダクタ２３１の第２端子
ＡＮＴ：アンテナ
Ｐａｎｔ：アンテナ端子
Ｐｒｘ：受信端子
Ｐｔｘ：送信端子

Claims (4)

1. アンテナに接続されるアンテナ端子と、
   前記アンテナ端子に共通接続されている複数の帯域通過型フィルタと、
   前記アンテナ端子と前記複数の帯域通過型フィルタの共通接続点との間に接続された整合回路と、を備え、
   前記複数の帯域通過型フィルタのうち少なくとも１つの帯域通過型フィルタは、
   弾性波共振子からなる少なくとも１つの直列腕共振子と、弾性波共振子からなる少なくとも１つの並列腕共振子とを有するラダー型回路と、
   前記少なくとも１つの並列腕共振子とグランド電位との間に接続されたフィルタ用インダクタと、を備え、
   前記整合回路は、整合用インダクタを備え、
   前記整合用インダクタは、前記共通接続点と前記アンテナ端子とを接続する伝送ラインと、前記フィルタ用インダクタにおける前記並列腕共振子側の端子との間に接続されている、
   弾性波フィルタ装置。
2. 前記少なくとも１つの並列腕共振子は複数であり、
   前記フィルタ用インダクタは、第１フィルタ用インダクタと第２フィルタ用インダクタとを有し、
   前記第１フィルタ用インダクタは、１つの並列腕共振子のみに接続されるインダクタであり、
   前記整合用インダクタは、前記伝送ラインと前記第１フィルタ用インダクタとの間に接続されている、
   請求項１に記載の弾性波フィルタ装置。
3. 前記第１フィルタ用インダクタが接続される並列腕共振子は、前記第２フィルタ用インダクタが接続される並列腕共振子よりも前記接続点に近い、
   請求項２に記載の弾性波フィルタ装置。
4. 前記少なくとも１つの帯域通過型フィルタは、送信側フィルタである、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の弾性波フィルタ装置。

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