KR102153878B1 - 멀티플렉서, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치 - Google Patents

멀티플렉서, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치 Download PDF

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Abstract

멀티플렉서(1)는 수신 측 필터(12)와 통과 대역의 주파수가 수신 측 필터(12)보다 높은 수신 측 필터(14)를 포함하고, 수신 측 필터(12)는 제1 경로 상에 배치된 직렬암 공진자(101), 및 제1 경로와 그라운드를 잇는 경로 상에 배치된 병렬암 공진자(151~153)를 가지며, 각 공진자를 구성하는 복수개의 전극지의 선단을 잇는 방향(D)은 탄성파 전파 방향과 소정의 각도로 교차하고, 공통 접속 단자(50)에 가장 가까운 병렬암 공진자(151)는 제3 전극지(이형 핑거)를 포함하지 않고, 그 밖의 병렬암 공진자(152 및 153)는 제3 전극지(이형 핑거)를 포함한다.

Description

멀티플렉서, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치
본 발명은 탄성파 필터를 포함하는 멀티플렉서, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치에 관한 것이다.
최근의 휴대전화 단말 등의 통신 장치는 한 단말로 복수개의 주파수 대역 및 복수개의 무선방식, 이른바 멀티밴드화 및 멀티모드화에 대응하는 것이 요구되고 있다. 이에 대응하기 위해, 통신 장치의 하나의 안테나 바로 아래에는 복수개의 무선 반송 주파수를 가지는 고주파 신호를 분파하는 멀티플렉서가 배치된다. 멀티플렉서를 구성하는 복수개의 대역통과형 필터로는 통과 대역 내에서의 저손실성 및 통과 대역 주변에서의 통과 특성의 급준성(急峻性)을 특징으로 하는 탄성파 필터가 이용된다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에는 복수개의 탄성표면파 필터가 공통 접속 단자에 접속된 구성을 가지는 탄성표면파 장치(SAW 듀플렉서)가 개시되어 있다. 상기 탄성표면파 장치에서는 하나의 탄성표면파 필터를 공통 접속 단자 측으로부터 본 임피던스와, 상기 하나의 탄성표면파 필터 이외의 탄성표면파 필터를 공통 접속 단자 측으로부터 본 합성 임피던스를 복소공역의 관계로 함으로써, 탄성표면파 장치의 공통 접속 단자 측으로부터 본 임피던스를 특성 임피던스에 정합시킨다. 이로써, 탄성표면파 장치의 삽입 손실의 열화를 저감한다.
국제공개공보 WO2016/208670
종래 기술에 따른 탄성표면파 장치에서는 상기 하나의 탄성표면파 필터의 공통 접속 단자 측으로부터 본 임피던스를 보다 쇼트(short) 측에 배치시키기 위해, 복수개의 병렬암(parallel arm) 공진자 중 공통 접속 단자에 가장 가까운 위치에 배치된 병렬암 공진자의 용량을 다른 병렬암 공진자에 비해 크게 했다. 이에 기인하여, 상기 하나의 탄성표면파 필터의 통과 대역의 저주파 측의 급준성을 악화시키지 않도록, 복수개의 병렬암 공진자 중 공통 접속 단자에 가장 가까운 위치에 배치된 병렬암 공진자의 공진 주파수를 다른 병렬암 공진자의 공진 주파수보다 낮게 했다. 그 때문에, 통과 대역 밖의 고주파 측의 저지역(沮止域)에 생겨야 할 스톱밴드 리플(stopband ripple)이 통과 대역 내의 고주파단에 생겨, 상기 탄성표면파 필터의 통과 대역폭이 협소화된다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 탄성표면파 필터의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있는 멀티플렉서, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 양태에 따른 멀티플렉서는 공통 접속 단자, 제1 단자 및 제2 단자와, 상기 공통 접속 단자와 상기 제1 단자를 잇는 제1 경로 상에 배치된 제1 필터와, 상기 공통 접속 단자와 상기 제2 단자를 잇는 제2 경로 상에 배치된 제2 필터를 포함하고, 상기 제1 필터는 상기 제1 경로 상에 배치된 1개 이상의 직렬암(serial arm) 공진자와, 상기 제1 경로와 그라운드를 잇는 경로 상에 배치된 2개 이상의 병렬암 공진자를 가지며, 상기 1개 이상의 직렬암 공진자 및 상기 2개 이상의 병렬암 공진자의 각 공진자는 기판 상에 형성된 한 쌍의 빗살 형상 전극으로 이루어지는 IDT 전극 및 반사기를 가지며, 상기 2개 이상의 병렬암 공진자의 각 공진자가 가지는 상기 IDT 전극은 복수개의 제1 전극지(電極指)와, 상기 제1 전극지와 서로 맞물리는 복수개의 제2 전극지를 가지며, 상기 복수개의 제1 전극지의 선단을 잇는 방향 및 상기 복수개의 제2 전극지의 선단을 잇는 방향은 탄성파 전파 방향과 교차하고, 상기 2개 이상의 병렬암 공진자를 구성하는 상기 IDT 전극은 상기 복수개의 제1 전극지 및 상기 복수개의 제2 전극지 중 상기 선단에서의 전극지 폭이 중앙부에서의 전극지 폭보다 넓은 제3 전극지, 및 상기 선단에서의 전극지 폭이 중앙부에서의 전극지 폭 이하인 제4 전극지 중 적어도 하나로 구성되고, 상기 2개 이상의 병렬암 공진자 중 상기 공통 접속 단자에 가장 가까운 병렬암 공진자를 구성하는 상기 복수개의 제1 전극지 및 상기 복수개의 제2 전극지에서 차지하는 상기 제4 전극지의 개수 비율은 그 밖의 병렬암 공진자가 가지는 상기 복수개의 제1 전극지 및 상기 복수개의 제2 전극지에서 차지하는 상기 제4 전극지의 개수 비율보다 높다.
압전체층을 이용하여 형성된 1포트의 탄성표면파를 이용한 공진자에서는 공진 주파수와 반공진 주파수 사이에 이른바 스톱밴드 리플이 발생하고, 또한 주파수가 낮아지기 때문에 통과 대역 내의 전송 특성을 열화시키는 경우가 있다. 이 대책으로서, IDT 전극의 복수개의 전극지 각각의 버스바(busbar) 전극과 접속된 일단(一端)과 반대 측의 선단끼리를 잇는 방향이 탄성파 전파 방향과 교차하도록, IDT 전극의 교차 폭에 가중치를 부여한 교차 폭 가중치 부여 IDT 전극이 이용된다. 또한, 이 교차 폭 가중치 부여 IDT와 조합하여, 통과 대역 내의 삽입 손실을 더 개선하기 위해, 전극지 선단의 전극지 폭을 전극지 중앙부의 전극지 폭보다 넓게 한, 이른바 이형 핑거(variant finger)가 이용된다. 이 구성에 의해, IDT 전극에서 이른바 횡모드 리플이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 교차 폭 가중치 부여 IDT 전극 및 이형 핑거가 이용된 1포트의 탄성표면파로 구성된 제1 필터에서, 상기 제1 필터의 공통 접속 단자에 가장 가까운 병렬암 공진자에 대해, 상기 병렬암 공진자를 구성하는 모든 전극지에 대한 이형 핑거의 개수 비율을 다른 병렬암 공진자의 이형 핑거의 개수 비율보다 낮게 한다. 이 구성에 의해, 제1 필터를 구성하는 모든 병렬암 공진자의 이형 핑거의 개수 비율을 동등하게 한 경우와 비교하여, 통과 대역 고역 측에서, 제1 필터의 필터 특성이 열화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, IDT, 압전막, 저음속막, 고음속막 및 지지 기판의 적층 구조의 기판 상에 각 공진자의 IDT 전극이 형성되므로, 상기 IDT 전극을 포함하는 각 공진자의 Q값을 높은 값으로 유지할 수 있다.
이로써, 탄성표면파 필터의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 2개 이상의 병렬암 공진자 중 상기 공통 접속 단자에 가장 가까운 병렬암 공진자를 구성하는 상기 제3 전극지의 개수는 그 밖의 병렬암 공진자를 구성하는 상기 제3 전극지의 개수보다 적어도 된다.
이로써, 제1 필터의 공통 접속 단자에 가장 가까운 병렬암 공진자에 대해, 이형 핑거의 개수 비율을 그 밖의 병렬암 공진자의 이형 핑거의 개수 비율보다 낮게 하고, 또한 제1 필터의 공통 접속 단자에 가장 가까운 병렬암 공진자를 구성하는 이형 핑거의 개수를 그 밖의 병렬암 공진자의 이형 핑거의 개수보다 적게 하므로, 각 병렬암 공진자를 구성하는 각 IDT 전극의 쌍수 및 교차 폭 등의 전극 파라미터가 달라도 통과 대역 내의 리플을 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 탄성표면파 필터의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 2개 이상의 병렬암 공진자 중 상기 공통 접속 단자에 가장 가까운 병렬암 공진자의 상기 IDT 전극은 상기 제3 전극지를 포함하지 않고, 상기 그 밖의 병렬암 공진자의 상기 IDT 전극은 상기 제3 전극지를 포함해도 된다.
이로써, 통과 대역 내의 리플을 가장 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 탄성표면파 필터의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 제1 전극지의 선단을 잇는 방향과 상기 복수개의 제2 전극지의 선단을 잇는 방향은 교차하지 않아도 된다.
IDT 전극의 복수개의 제1 전극지의 선단끼리를 잇는 방향과 복수개의 제2 전극지의 선단끼리를 잇는 방향이 교차하지 않는, 이른바 경사형 IDT를 사용함으로써, 이른바 횡모드 리플이 발생하는 것을 억제함과 함께, 통과 대역 내의 전송 특성의 열화를 억제할 수 있다. 따라서, 탄성표면파 필터의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 안테나에 접속되는 안테나 접속 단자와 상기 공통 접속 단자 사이의 접속 경로에 접속된 제1 인덕턴스 소자를 가져도 된다.
이로써, 공통 단자로부터 본 멀티플렉서의 복소 임피던스를 미세 조정할 수 있다.
또한, 상기 공통 접속 단자와 상기 제1 필터 사이의 접속 경로에 직렬 접속된 제2 인덕턴스 소자를 가져도 된다.
이로써, 제1 필터의 통과 대역 밖의 대역을 통과 대역으로 하는 필터의 임피던스는 유도성이 되므로, 공통 접속 단자로부터 본 멀티플렉서의 복소 임피던스를 유도성 측 방향으로 미세 조정하는 것이 가능해진다. 또한, 복소공역의 관계를 이용하여, 공통 접속 단자로부터 본 멀티플렉서의 복소 임피던스를 특성 임피던스로 조정할 수 있다.
또한, 상기 제1 필터는 상기 1개 이상의 직렬암 공진자 및 상기 2개 이상의 병렬암 공진자로 구성되는 래더형 필터 구조를 가져도 된다.
이로써, 제1 필터의 저손실성을 확보하면서, 통과 대역 내의 리플을 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 탄성표면파 필터의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 제1 필터는 추가로 상기 제1 경로 상에 배치된 종결합형 필터 구조를 가져도 된다.
이로써, 감쇠 강화 등의 요구되는 필터 특성에 적응하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 기판은 상기 IDT 전극이 한쪽 주면(主面) 상에 형성된 압전체층과, 상기 압전체층을 전파하는 탄성파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 고속인 고음속 지지 기판과, 상기 고음속 지지 기판과 상기 압전체층 사이에 배치되고, 상기 압전체층을 전파하는 탄성파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 저속인 저음속막을 포함해도 된다.
이로써, 압전체층을 가지는 기판 상에 형성된 IDT 전극을 포함하는 각 공진자의 Q값을 높은 값으로 유지할 수 있다.
또한, 상기 제1 필터를 포함하는 2개의 필터를 포함하는 제1 듀플렉서, 및 제2 듀플렉서에 의해 구성되어도 된다.
이로써, 복수개의 듀플렉서를 포함하는 멀티플렉서에 대해, 통과 대역 내의 리플을 억제할 수 있다. 따라서, 탄성표면파 필터의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 한 양태에 따른 고주파 프론트 엔드 회로는 상술한 특징을 가지는 멀티플렉서와 상기 멀티플렉서에 접속된 증폭 회로를 포함한다.
이로써, 통과 대역 내의 리플을 억제하고, 탄성표면파 필터의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있는 고주파 프론트 엔드 회로를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 한 양태에 따른 통신 장치는 안테나 소자로 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로와, 상기 안테나 소자와 상기 RF 신호 처리 회로 사이에서 상기 고주파 신호를 전달하는 상술한 특징을 가지는 고주파 프론트 엔드 회로를 포함한다.
이로써, 통과 대역 내의 리플을 억제하고, 탄성표면파 필터의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있는 통신 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 멀티플렉서, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치에 따르면, 탄성표면파 필터의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 따른 멀티플렉서의 회로 구성도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 멀티플렉서를 구성하는 Band25의 수신 측 필터의 회로 구성도이다.
도 3a는 실시형태 1에 따른 Band25의 수신 측 필터의 공진자를 모식적으로 나타내는 개략 구성도이고, (a)는 평면도, (b) 및 (c)는 단면도이다.
도 3b는 Band25의 수신 측 필터의 공진자의 다른 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 실시형태 1에 따른 Band25의 수신 측 필터의 IDT 전극의 평면도이다.
도 5a는 실시형태 1에 따른 멀티플렉서에서의 Band25의 수신 측 필터의 전송 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5b는 도 5a의 일부를 확대한 그래프이다.
도 6a는 실시형태 1에 따른 멀티플렉서에서의 Band25의 수신 측 필터의, 인덕턴스 소자를 접속하기 전의 임피던스 특성을 나타내는 스미스 차트이다.
도 6b는 실시형태 1에 따른 멀티플렉서에서의 Band25의 수신 측 필터의, 인덕턴스 소자를 접속한 후의 임피던스 특성을 나타내는 스미스 차트이다.
도 7은 실시형태 1 및 비교예에 따른 Band25의 수신 측 필터의 통과 특성을 비교한 그래프이다.
도 8은 실시형태 1에 따른 Band25의 수신 측 필터의 공통 접속 단자에 가장 가까운 병렬암 공진자의 공진 특성을 비교예와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 9a는 실시형태 1에 따른 Band25의 수신 측 필터의 공통 접속 단자에 가장 가까운 병렬암 공진자의 공진 특성을 비교예와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 9b는 실시형태 1에 따른 Band25의 수신 측 필터의 공통 접속 단자에 가장 가까운 병렬암 공진자의 반사 특성을 비교예와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 10은 변형예에 따른 멀티플렉서의 회로 구성도이다.
도 11은 실시형태 2에 따른 고주파 프론트 엔드 회로의 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 실시형태 및 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 한편, 이하에서 설명하는 실시형태는 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시형태에서 나타내지는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지가 아니다. 이하의 실시형태에서의 구성 요소 중 독립 청구항에 기재되지 않은 구성 요소에 대해서는 임의의 구성 요소로서 설명된다. 또한, 도면에 나타내지는 구성 요소의 크기 또는 크기의 비는 반드시 엄밀하지는 않다.
(실시형태 1)
[1. 멀티플렉서의 기본 구성]
본 실시형태에서는 TD-LTE(Time Division Long Term Evolution) 규격의 Band25(송신 통과 대역: 1850-1915㎒, 수신 통과 대역: 1930-1995㎒) 및 Band66(송신 통과 대역: 1710-1780㎒, 수신 통과 대역: 2010-2200㎒)에 적용되는 쿼드플렉서에 대해 예시한다.
본 실시형태에 따른 멀티플렉서(1)는 Band25용 듀플렉서와 Band66용 듀플렉서가 공통 접속 단자(50)로 접속된 쿼드플렉서이다.
도 1은 본 실시형태에 따른 멀티플렉서(1)의 회로 구성도이다. 동(同) 도면에 나타내는 바와 같이, 멀티플렉서(1)는 송신 측 필터(11 및 13)와 수신 측 필터(12 및 14)와 인덕턴스 소자(21)와 송신 입력 단자(10 및 30)와 수신 출력 단자(20 및 40)와 공통 접속 단자(50)와 안테나 접속 단자(60)를 포함한다. 송신 측 필터(11) 및 수신 측 필터(12)에 의해, 제1 듀플렉서인 Band25용 듀플렉서가 구성된다. 송신 측 필터(13) 및 수신 측 필터(14)에 의해, 제2 듀플렉서인 Band66용 듀플렉서가 구성된다.
또한, 멀티플렉서(1)는 안테나 접속 단자(60)에서 안테나 소자(2)에 접속된다. 안테나 접속 단자(60)와 공통 접속 단자(50)의 접속 경로와, 기준 단자인 그라운드 사이에는 인덕턴스 소자(31)가 접속된다. 본 실시형태에서 인덕턴스 소자(31)는 제1 인덕턴스 소자이다. 이로써, 공통 단자로부터 본 멀티플렉서의 복소 임피던스를 미세 조정하는 것이 가능해진다. 한편, 인덕턴스 소자(31)는 안테나 접속 단자(60)와 공통 접속 단자(50)의 접속 경로에 직렬로 접속되어도 된다. 공통 단자와 안테나 소자 사이에 작은 인덕턴스 값을 가지는 제1 인덕턴스 소자를 접속함으로써, 공통 단자로부터 본 멀티플렉서의 복소 임피던스를 유도 측 방향으로 미세 조정할 수 있다. 또한, 인덕턴스 소자(31)는 멀티플렉서(1)에 포함시킨 구성으로 해도 되고, 멀티플렉서(1)에 외장된 구성이어도 된다.
송신 측 필터(11)는 송신 회로(RFIC 등)로 생성된 송신파를 송신 입력 단자(10)를 경유하여 입력하고, 상기 송신파를 Band25의 송신 통과 대역(1850-1915㎒: 제1 통과 대역)으로 필터링하여 공통 접속 단자(50)에 출력하는 비평형 입력-비평형 출력형의 대역통과형 필터이다. 송신 측 필터(11)는 본 발명에서의 제2 필터이다.
수신 측 필터(12)는 공통 접속 단자(50)로부터 입력된 수신파를 입력하고, 상기 수신파를 Band25의 수신 통과 대역(1930-1995㎒: 제2 통과 대역)으로 필터링하여 수신 출력 단자(20)에 출력하는 비평형 입력-비평형 출력형의 대역통과형 필터이다. 수신 측 필터(12)는 본 발명에서의 제1 필터이다.
또한, 수신 측 필터(12)와 공통 접속 단자(50) 사이에는 인덕턴스 소자(21)가 직렬 접속된다. 본 실시형태에서 인덕턴스 소자(21)는 제2 인덕턴스 소자이다. 인덕턴스 소자(21)가 수신 측 필터(12)의 공통 접속 단자(50) 측에 접속됨으로써, 수신 측 필터(12)의 통과 대역 밖의 대역을 통과 대역으로 하는 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(14)의 통과 대역에 상당하는, 수신 측 필터(12)의 통과 대역에서의 임피던스는 유도성이 된다.
송신 측 필터(13)는 송신 회로(RFIC 등)로 생성된 송신파를 송신 입력 단자(30)를 경유하여 입력하고, 상기 송신파를 Band66의 송신 통과 대역(1710-1780㎒: 제3 통과 대역)으로 필터링하여 공통 접속 단자(50)에 출력하는 비평형 입력-비평형 출력형의 대역통과형 필터이다. 송신 측 필터(13)는 본 발명에서의 제2 필터이다.
수신 측 필터(14)는 공통 접속 단자(50)로부터 입력된 수신파를 입력하고, 상기 수신파를 Band66의 수신 통과 대역(2010-2200㎒: 제4 통과 대역)으로 필터링하여 수신 출력 단자(40)에 출력하는 비평형 입력-비평형 출력형의 대역통과형 필터이다. 수신 측 필터(14)는 본 발명에서의 제2 필터이다.
송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(14)는 공통 접속 단자(50)에 직접 접속된다.
송신 입력 단자(10 및 30) 및 수신 출력 단자(20 및 40)는 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(12 및 14)에 각각 대응하여 마련된다. 또한, 송신 입력 단자(10 및 30) 및 수신 출력 단자(20 및 40)는 멀티플렉서(1)의 외부에서, 증폭 회로 등(도시하지 않음)을 통해 RF 신호 처리 회로(RFIC: Radio Frequency Integrated Circuit, 도시하지 않음)에 접속된다.
한편, 인덕턴스 소자(21)는 수신 측 필터(12)와 공통 접속 단자(50) 사이에 한정되지 않고, 수신 측 필터(14)와 공통 접속 단자(50) 사이에 직렬 접속되어도 된다.
[2. 필터의 기본 구성]
다음으로, 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(12 및 14)의 기본 구성에 대해, Band25 Rx를 통과 대역으로 하는 수신 측 필터(12)의 기본 구성을 예로 설명한다.
도 2는 본 실시형태에 따른 멀티플렉서(1)를 구성하는 Band25의 수신 측 필터(12)의 회로 구성도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 수신 측 필터(12)는 직렬암 공진자(101)와, 병렬암 공진자(151~153)와, 종결합형 필터부(103)가 2개 병렬로 접속된 종결합형 필터부를 포함한다.
직렬암 공진자(101)는 수신 입력 단자(62)와 수신 출력 단자(20)를 잇는 제1 경로(직렬암)에 직렬로 접속된다. 또한, 병렬암 공진자(151~153)는 수신 입력 단자(62)와 직렬암 공진자(101), 직렬암 공진자(101)와 종결합형 필터부, 종결합형 필터부와 수신 출력 단자(20) 각각의 접속점과, 기준단자(그라운드)를 잇는 경로(병렬암) 상에 서로 병렬로 접속된다. 병렬암 공진자(151~153)는 기준단자에 직접 접속된다. 직렬암 공진자(101) 및 병렬암 공진자(151~153)의 상기 접속 구성에 의해, 수신 측 필터(12)는 래더형 밴드패스 필터를 가진다.
종결합형 필터부(103)는 수신 입력 단자(62)와 수신 출력 단자(20) 사이에 배치된 종결합형 필터 구조를 가진다. 종결합형 필터부(103)는 직렬암 공진자(101)의 수신 출력 단자(20) 측에 병렬로 2개 배치된다. 각 종결합형 필터부(103)는 5개의 IDT(103a~103e)와 그 양단에 배치된 반사기(도시하지 않음)로 구성된다. 한편, 도 2에서는 반사기의 도시를 생략했다. 종결합형 필터부(103)가 배치되는 위치는 상술한 위치에 한정되지 않고, 예를 들면, 수신 입력 단자(62)와 직렬암 공진자(101) 사이여도 상관없다.
수신 입력 단자(62)는 인덕턴스 소자(21)(도 1 참조)를 통해 공통 접속 단자(50)(도 1 참조)에 접속된다. 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 수신 입력 단자(62)는 병렬암 공진자(151)에 접속된다.
이와 같이, 수신 측 필터(12)는 제1 경로 상에 배치된 1개 이상의 직렬암 공진자(본 실시형태에서는 직렬암 공진자(101)), 및 제1 경로와 기준단자(그라운드)를 잇는 경로 상에 배치된 2개 이상의 병렬암 공진자(본 실시형태에서는 3개의 병렬암 공진자(151~153))로 구성되는 래더형 필터 구조, 및 종결합형 필터부를 가진다.
한편, 수신 측 필터(12)의 직렬암 공진자 및 병렬암 공진자의 수는 상술한 수에 한정되지 않고, 직렬암 공진자가 1개 이상, 병렬암 공진자가 2개 이상이면 된다.
또한, 병렬암 공진자(151~153)는 인덕턴스 소자를 통해 기준단자에 접속되어도 된다. 또한, 직렬암 상 혹은 병렬암 상에 인덕턴스 소자 및 커패시턴스 소자 등의 임피던스 소자가 삽입 또는 접속되어도 된다.
또한, 도 2에 나타낸 수신 측 필터(12)에서는 병렬암 공진자(151~153)가 접속되는 기준단자(그라운드)는 개별화되어 있는데, 병렬암 공진자(151~153)가 접속되는 기준단자는 공통화되어 있어도 된다. 공통화된 기준단자 및 개별화된 기준단자는 예를 들면, 수신 측 필터(12)의 실장 레이아웃의 제약 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.
한편, 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(14)는 상기의 구성에 한정되지 않고, 요구되는 필터 특성 등에 따라 적절히 설계될 수 있다. 구체적으로는, 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(14)는 래더형(ladder-type) 필터 구조를 가지는 구성이어도 되고, 가지지 않는 구성이어도 된다. 또한, 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(14)는 종결합형 필터 구조를 가지는 구성이어도 되고, 가지지 않는 구성이어도 된다. 또한, 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(14)를 구성하는 각 공진자는 SAW 공진자에 한정되지 않고, 예를 들면, BAW(Bulk Acoustic Wave) 공진자여도 상관없다. 나아가, 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(14)는 공진자를 이용하지 않고 구성되어도 되고, 예를 들면, LC 공진 필터 혹은 유전체 필터여도 상관없다.
[3. 공진자의 기본 구성]
다음으로, 수신 측 필터(12)를 구성하는 각 공진자(직렬암 공진자 및 병렬암 공진자)의 기본 구성에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는 공진자는 탄성표면파(SAW: Surface Acoustic Wave) 공진자이다.
도 3a는 본 실시형태에 따른 Band25의 수신 측 필터(12)의 공진자를 모식적으로 나타내는 개략 구성도이고, (a)는 평면도, (b) 및 (c)는 단면도이다. 도 3a의 (b)는 (c)의 일부를 확대한 도면이다. 도 3a의 (a)~(c)에는 수신 측 필터(12)를 구성하는 복수개의 공진자 중 공통 접속 단자(50)에 가장 가까운 병렬암 공진자(151)의 구조를 나타내는 평면 모식도 및 단면 모식도가 예시되어 있다. 한편, 도 3a의 (a)~(c)에 나타내진 병렬암 공진자(151)는 상기 복수개의 공진자의 전형적인 구조를 설명하기 위한 것으로서, 전극을 구성하는 전극지의 개수나 길이 등은 이에 한정되지 않는다.
도 3a의 (a)에 나타내는 바와 같이, 병렬암 공진자(151)는 서로 대향하는 한 쌍의 빗살 형상 전극(32a 및 32b)과, 한 쌍의 빗살 형상 전극(32a 및 32b)에 대하여 탄성파의 전파 방향으로 배치된 반사기(32c)를 가진다. 한 쌍의 빗살 형상 전극(32a 및 32b)은 IDT(InterDigital Transducer) 전극을 구성한다. 한편, 실장 레이아웃의 제약 등에 의해, 한 쌍의 반사기(32c) 중 한쪽이 배치되지 않아도 된다.
빗살 형상 전극(32a)은 빗살 형상으로 배치되고, 서로 평행한 복수개의 전극지(322a) 및 복수개의 오프셋 전극지(323a)와, 복수개의 전극지(322a) 각각의 일단끼리 및 복수개의 오프셋 전극지(323a) 각각의 일단끼리를 접속하는 버스바 전극(321a)으로 구성된다. 본 실시형태에서 복수개의 전극지(322a)는 제1 전극지이다.
또한, 빗살 형상 전극(32b)은 빗살 형상으로 배치되고, 서로 평행한 복수개의 전극지(322b) 및 복수개의 오프셋 전극지(323b)와, 복수개의 전극지(322b) 각각의 일단끼리 및 복수개의 오프셋 전극지(323b) 각각의 일단끼리를 접속하는 버스바 전극(321b)으로 구성된다. 본 실시형태에서, 복수개의 전극지(322b)는 제2 전극지이다.
복수개의 전극지(322a 및 322b) 및 복수개의 오프셋 전극지(323a 및 323b)는 탄성파 전파 방향(X축 방향)의 직교방향으로 연장되도록 형성된다. 또한, 전극지(322a)와 오프셋 전극지(323b)는 상술한 직교방향에서 대향하고, 전극지(322b)와 오프셋 전극지(323a)는 상술한 직교방향에서 대향한다. 또한, 복수개의 전극지(322a)와 복수개의 전극지(322b)는 탄성파 전파 방향(X축 방향)으로 교대로 배치된다. 즉, 복수개의 전극지(322a)와 복수개의 전극지(322b)는 서로 맞물려 있다.
여기서, 복수개의 전극지(322a) 각각의 선단끼리(복수개의 전극지(322a) 각각의 버스바 전극(321a)과 접속되지 않은 단부끼리)를 잇는 방향(D)은 탄성파 전파 방향(X축 방향)과 소정의 각도로 교차한다. 또한, 복수개의 전극지(322b) 각각의 선단끼리(복수개의 전극지(322b) 각각의 버스바 전극(321b)과 접속되지 않은 단부끼리)를 잇는 방향(D)은 탄성파 전파 방향(X축 방향)과 상술한 소정의 각도로 교차한다. 즉, 병렬암 공진자(151)를 구성하는 각 IDT 전극은 탄성파 전파 방향과 복수개의 전극지가 늘어선 방향이 교차하도록 교차 폭에 가중치가 부여된, 교차 폭 가중치 부여 IDT가 되어 있다. 더욱이, 도 3a의 (a)에 나타내는 병렬암 공진자(151)는 전극지(322a)의 선단끼리를 잇는 방향과, 전극지(322b)의 선단끼리를 잇는 방향이 교차하지 않는 경사형 IDT에 의해 구성된다. 직렬암 공진자(101), 병렬암 공진자(152 및 153)에 대해서도 병렬암 공진자(151)와 마찬가지로 각 IDT 전극은 경사형 IDT에 의해 구성된다.
압전체층을 이용하여 형성된 1포트의 탄성표면파를 이용한 공진자에서는 공진 주파수와 반공진 주파수 사이에 이른바 횡모드 리플이 발생하고, 통과 대역 내의 전송 특성을 열화시키는 경우가 있다. 본 실시형태에 따른 수신 측 필터(12)에서는 이 대책으로서, 각 공진자의 IDT 전극에는 경사형 IDT가 채용되었다. 한편, 직렬암 공진자(101), 병렬암 공진자(151~153)는 경사형 IDT 전극에 한정되지 않고, 전극지(322a)의 선단끼리를 잇는 방향과 전극지(322b)의 선단끼리를 잇는 방향이 교차하도록 교차 폭에 가중치가 부여된, 교차 폭 가중치 부여 IDT 전극이어도 된다. 예를 들면, IDT 전극에서 탄성파 전파 방향의 일단 측으로부터 타단(他端) 측으로 감에 따라 교차 폭이 감소하도록 교차 폭에 가중치가 부여된 교차 폭 가중치 부여 IDT 전극이어도 된다.
한 쌍의 반사기(32c)는 한 쌍의 빗살 형상 전극(32a 및 32b)에 대하여 상술한 방향(D)으로 배치된다. 구체적으로는 한 쌍의 반사기(32c)는 상술한 방향(D)에서, 한 쌍의 빗살 형상 전극(32a 및 32b)을 끼도록 배치된다. 각 반사기(32c)는 그레이팅(grating) 구조이다. 한 쌍의 반사기(32c)는 반사기 버스바 전극이 상술한 방향(D)을 따라 형성된다.
이와 같이 구성된 한 쌍의 반사기(32c)는 전파되는 탄성파의 정재파를 공진자(여기서는 병렬암 공진자(151))의 외부에 누설시키지 않고 가둘 수 있다. 이로써, 상기 공진자는 한 쌍의 빗살 형상 전극(32a 및 32b)의 전극 피치, 쌍수 및 교차 폭 등으로 규정되는 통과 대역의 고주파 신호를 저손실로 전파하고, 통과 대역 밖의 고주파 신호를 고도로 감쇠시키는 것이 가능해진다.
또한, 한 쌍의 빗살 형상 전극(32a 및 32b)(복수개의 전극지(322a 및 322b), 복수개의 오프셋 전극지(323a 및 323b), 및 버스바 전극(321a 및 321b)으로 구성되는 IDT 전극은 도 3a의 (b)에 나타내는 바와 같이, 밀착층(324)과 메인 전극층(325)의 적층 구조로 되어 있다. 또한, 반사기(32c)의 절단면 구조는 IDT 전극의 절단면 구조와 동일하기 때문에 이하에서는 그 설명을 생략한다.
밀착층(324)은 압전체층(327)과 메인 전극층(325)의 밀착성을 향상시키기 위한 층이며, 재료로서 예를 들면, Ti가 사용된다. 밀착층(324)의 막 두께는 예를 들면, 12㎚이다.
메인 전극층(325)은 재료로서 예를 들면, Cu를 1% 함유한 Al이 사용된다. 메인 전극층(325)의 막 두께는 예를 들면 162㎚이다.
보호층(326)은 IDT 전극을 덮도록 형성된다. 보호층(326)은 메인 전극층(325)을 외부 환경으로부터 보호하고, 주파수 온도 특성을 조정하며, 내습성을 높이는 것 등을 목적으로 하는 층이며, 예를 들면, 이산화규소를 주성분으로 하는 막이다. 보호층(326)의 막 두께는 예를 들면 25㎚이다.
한편, 밀착층(324), 메인 전극층(325) 및 보호층(326)을 구성하는 재료는 상술한 재료에 한정되지 않는다. 더욱이, IDT 전극은 상술한 적층 구조가 아니어도 된다. IDT 전극은 예를 들면, Ti, Al, Cu, Pt, Au, Ag, Pd 등의 금속 또는 합금으로 구성되어도 되고, 또한 상술한 금속 또는 합금으로 구성되는 복수개의 적층체로 구성되어도 된다. 또한, 보호층(326)은 형성되지 않아도 된다.
이와 같은 IDT 전극 및 반사기(32c)는 다음에 설명하는 기판(320)의 주면 상에 배치된다. 이하, 기판(320)의 적층 구조에 대해 설명한다.
도 3a의 (c)에 나타내는 바와 같이, 기판(320)은 고음속 지지 기판(329)과 저음속막(328)과 압전체층(327)을 포함하고, 고음속 지지 기판(329), 저음속막(328) 및 압전체층(327)이 이 순서로 적층된 구조를 가진다.
압전체층(327)은 IDT 전극 및 반사기(32c)가 주면 상에 배치된 압전막이다. 압전체층(327)은 예를 들면, 50°Y커트 X전파 LiTaO3 압전 단결정 또는 압전 세라믹스(X축을 중심축으로 하여 Y축으로부터 50° 회전한 축을 법선으로 하는 면으로 절단한 탄탈산리튬 단결정 또는 세라믹스로서, X축 방향으로 탄성표면파가 전파하는 단결정 또는 세라믹스)로 이루어진다. 압전체층(327)의 두께는 IDT 전극의 전극 피치로 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 한 경우, 3.5λ 이하이며, 예를 들면, 600㎚이다.
고음속 지지 기판(329)은 저음속막(328), 압전체층(327) 및 IDT 전극을 지지하는 기판이다. 고음속 지지 기판(329)은 더욱이 압전체층(327)을 전파하는 표면파나 경계파의 탄성파보다도 고음속 지지 기판(329) 중의 벌크파의 음속이 고속인 기판이며, 탄성표면파를 압전체층(327) 및 저음속막(328)이 적층되어 있는 부분에 가두고, 고음속 지지 기판(329)보다 하방으로 누설되지 않도록 기능한다. 고음속 지지 기판(329)은 예를 들면, 실리콘 기판이며, 두께는 예를 들면 125㎛이다. 한편, 고음속 지지 기판(329)은 (1) 질화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 실리콘(silicon), 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 또는 수정 등의 압전체, (2) 산화알루미늄(알루미나), 사파이어, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 또는 포스테라이트 등의 각종 세라믹, (3) 마그네시아다이아몬드, (4) 상술한 각 재료를 주성분으로 하는 재료, 및 (5) 상술한 각 재료의 혼합물을 주성분으로 하는 재료 중 어느 하나로 구성되어도 된다.
저음속막(328)은 압전체층(327)을 전파하는 탄성파의 음속보다도 저음속막(328) 중의 벌크파의 음속이 저속인 막이며, 압전체층(327)과 고음속 지지 기판(329) 사이에 배치된다. 이 구조와, 탄성파는 저음속인 매질에 에너지가 집중된다는 성질에 의해, 탄성표면파 에너지의 IDT 전극 밖으로의 누설이 억제된다. 저음속막(328)은 예를 들면, 이산화규소를 주성분으로 하는 막이다. 저음속막(328)의 두께는 IDT 전극의 전극 피치로 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 한 경우, 2λ 이하이며, 예를 들면 670㎚이다.
기판(320)의 상술한 적층 구조에 따르면, 압전기판을 단층으로 사용하는 종래의 구조와 비교하여, 공진 주파수 및 반공진 주파수에서의 Q값을 대폭적으로 높이는 것이 가능해진다. 즉, Q값이 높은 탄성표면파 공진자를 구성할 수 있으므로, 상기 탄성표면파 공진자를 이용하여 삽입 손실이 작은 필터를 구성하는 것이 가능해진다.
한편, 고음속 지지 기판(329)은 지지 기판과, 압전체층(327)을 전파하는 표면파나 경계파의 탄성파보다도 전파하는 벌크파의 음속이 고속인 고음속막이 적층된 구조를 가져도 된다. 이 경우, 지지 기판은 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정 등의 압전체, 알루미나, 마그네시아, 질화규소, 질화알루미늄, 탄화규소, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트 등의 각종 세라믹, 유리 등의 유전체 또는 실리콘, 사파이어, 질화갈륨 등의 반도체 및 수지 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 고음속막은 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 산질화규소, DLC막 또는 다이아몬드, 상술한 재료를 주성분으로 하는 매질, 상술한 재료의 혼합물을 주성분으로 하는 매질 등, 다양한 고음속 재료를 사용할 수 있다.
또한, 도 3b는 Band25의 수신 측 필터(12)의 공진자의 다른 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 3a에 나타낸 공진자에서는 공진자를 구성하는 IDT 전극이 압전체층(327)을 가지는 압전기판(320) 상에 형성된 예를 나타냈는데, 상기 IDT 전극이 형성되는 기판은 도 3b에 나타내는 바와 같이, 압전체층의 단층으로 이루어지는 압전기판(57)이어도 된다. 압전기판(57)은 예를 들면, LiNbO3의 압전 단결정으로 구성된다.
또한, IDT 전극(54)이 형성되는 기판은 지지 기판과 에너지 가둠층과 압전막이 이 순서로 적층된 구조를 가져도 된다. 압전막 상에 IDT 전극(54)이 형성된다. 압전막은 예를 들면, LiTaO3 압전 단결정 또는 압전 세라믹스가 사용된다. 지지 기판은 압전막, 에너지 가둠층, 및 IDT 전극(54)을 지지하는 기판이다.
에너지 가둠층은 1층 또는 복수의 층으로 이루어지고, 그 적어도 하나의 층을 전파하는 탄성 벌크파의 속도는 압전막 근방을 전파하는 탄성파의 속도보다 크다. 예를 들면, 저음속층과 고음속층의 적층 구조로 되어 있어도 된다. 저음속층은 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다도 저음속층 중의 벌크파의 음속이 저속인 막이다. 고음속층은 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다도 고음속층 중의 벌크파의 음속이 고속인 막이다. 한편, 지지 기판을 고음속층으로 해도 된다.
또한, 에너지 가둠층은 음향 임피던스가 상대적으로 낮은 저음향 임피던스층과 음향 임피던스가 상대적으로 높은 고음향 임피던스층이 교대로 적층된 구성을 가지는 음향 임피던스층이어도 된다.
또한, 상술한 본 실시형태에 따른 압전체층(327)은 50° Y커트 X전파 LiTaO3 단결정을 사용한 것인데, 단결정 재료의 커트 각은 이에 한정되지 않는다. 즉, 탄성파 필터 장치의 요구 통과 특성 등에 따라, 적절히 적층 구조, 재료, 및 두께를 변경해도 되고, 상술한 커트 각 이외의 커트 각을 가지는 LiTaO3 압전기판 또는 LiNbO3 압전기판 등을 사용한 탄성표면파 필터여도 동일한 효과를 발휘하는 것이 가능해진다.
여기서, 탄성표면파 공진자를 구성하는 IDT 전극의 전극 파라미터의 일례(실시예)에 대해 설명한다.
탄성표면파 공진자의 파장이란, 도 3a의 (b)에 나타내는 IDT 전극을 구성하는 복수개의 전극지(322a 또는 322b)의 반복 주기인 파장 λ로 규정된다. 또한, 전극 피치는 파장 λ의 1/2이며, 빗살 형상 전극(32a 및 32b)을 구성하는 전극지(322a 및 322b)의 라인 폭을 W로 하고, 서로 이웃하는 전극지(322a)와 전극지(322b) 사이의 스페이스 폭을 S로 한 경우, (W+S)로 정의된다. 또한, 한 쌍의 빗살 형상 전극(32a 및 32b)의 교차 폭 L은 도 3a의 (a)에 나타내는 바와 같이, 전극지(322a)와 전극지(322b)의 방향(D)으로부터 본 경우의 중복되는 전극지 길이이다. 또한, 각 공진자의 전극 듀티는 복수개의 전극지(322a 및 322b)의 라인 폭 점유율이며, 복수개의 전극지(322a 및 322b)의 라인 폭과 스페이스 폭의 가산값에 대한 상기 라인 폭의 비율이며, W/(W+S)로 정의된다.
표 1에 실시예에 따른 수신 측 필터(12)를 구성하는 직렬암 공진자(101), 병렬암 공진자(151~153)의 전극 파라미터(파장 λ, 교차 폭 L, 쌍수 N, 및 전극 듀티 R)의 상세를 나타낸다. 이 구성에서는 병렬암 공진자(151)는 병렬암 공진자(152 및 153)에 비해 용량이 크기 때문에, 병렬암 공진자(151~153) 중에서 가장 주파수가 낮은 공진자이다.
Figure 112019133909188-pct00001
또한, 표 2에 실시예에 따른 수신 측 필터(12)를 구성하는 종결합형 필터부(103)의 IDT(103a~103e)의 전극 파라미터(파장 λ, 교차 폭 L, 쌍수 N, 및 전극 듀티 R)의 상세를 나타낸다. 한편, IDT(103a~103e)는 파장 λ1의 메인 피치 영역과, λ1보다 작은 파장 λ2의 협(狹)피치 영역을 가진다. IDT(103a 및 103e) 각각과 IDT(103a 및 103e) 각각에 가장 가까운 반사기 사이의 거리는 0.53λR이다.
Figure 112019133909188-pct00002
한편, 상술한 실시예에서는 수신 측 필터(12)에서, 모든 직렬암 공진자 및 병렬암 공진자가 경사형 IDT로 구성되는 것으로 했는데, 수신 측 필터(12)를 구성하는 공진자 중 적어도 병렬암 공진자(151~153)가 경사형 IDT로 구성되면 된다. 또한, 경사형 IDT에 한정되지 않고, 다른 교차 폭 가중치 부여 IDT여도 된다.
또한, 상술한 실시예에서는 모든 직렬암 공진자 및 병렬암 공진자가 오프셋 전극지를 가지는 것으로 했는데, 이에 한정되지 않고, 각 공진자는 오프셋 전극지를 가지지 않아도 된다.
또한, 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(14)를 구성하는 직렬암 공진자, 병렬암 공진자 및 종결합형 필터부를 구성하는 각 IDT는 경사형 IDT, 또는 다른 교차 폭 가중치 부여 IDT여도 되고, 교차 폭이 가중치 부여되지 않은 IDT여도 된다.
[4. 실시예와 비교예에서 다른 공진자 구조]
여기서는 본 실시형태의 실시예에 따른 수신 측 필터(12)에서, 병렬암 공진자(151)와 그 이외의 병렬암 공진자(152 및 153)에서는 다른 공진자 구조를 가지는 것을 설명한다. 또한, 멀티플렉서(1)와의 비교를 위해, 후술할 비교예에 따른 멀티플렉서의 수신 측 필터(12)의 구성에 대해서도 설명한다.
한편, 직렬암 공진자(101) 및 종결합형 필터부(103)의 각 IDT는 상술한 바와 같이, 경사형 IDT, 또는 교차 폭 가중치 부여 IDT여도 되고, 교차 폭이 가중치 부여되지 않은 IDT여도 된다. 이하에서는 직렬암 공진자(101)는 병렬암 공진자(152 및 153)와 동일한 구성으로서, 병렬암 공진자(152 및 153)와 함께 설명한다.
도 4는 본 실시형태에 따른 Band25의 수신 측 필터(12)의 IDT 전극의 평면도이며, (a)는 IDT 전극의 전체 구조를 나타내는 도면, (b)는 병렬암 공진자(151)의 IDT 전극의 일부를 확대한 도면, (c)는 직렬암 공진자(101), 병렬암 공진자(152 및 153)의 IDT 전극의 일부를 확대한 도면이다.
도 4의 (a)~(c)에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 수신 측 필터(12)에서는 병렬암 공진자(152 및 153) 및 직렬암 공진자(101)는 경사형 IDT로 구성되고, 한 쌍의 빗살 형상 전극(32a 및 32b)을 구성하는 전극지(322a 및 322b)(도 4의 (c)에 나타내는 단부(322d)를 가지는 322b2) 및 오프셋 전극지(323a(도 4의 (c)에 나타내는 단부(323d)를 가지는 323a2) 및 323b)는 제3 전극지이다. 즉, 병렬암 공진자(152 및 153) 및 직렬암 공진자(101) 각각을 구성하는 복수개의 전극지(322a 및 322b) 및 오프셋 전극지(323a 및 323b)는 단부의 전극지 폭이 중앙부에서의 전극지 폭보다 넓다.
여기서, 복수개의 전극지 중 버스바 전극과 접속되지 않은 단부의 전극지 폭이 전극지 중앙부의 전극지 폭보다 넓은 형상을 가지는 전극지는 이형 핑거로 정의된다.
한편, 병렬암 공진자(151)도 경사형 IDT로 구성되는데, 한 쌍의 빗살 형상 전극(32a 및 32b)을 구성하는 전극지(322a 및 322b(도 4의 (b)에 나타내는 322b1)) 및 오프셋 전극지(323a(도 4의 (b)에 나타내는 323a1) 및 323b)는 제4 전극지이다. 즉, 병렬암 공진자(151)를 구성하는 복수개의 전극지(322a 및 322b) 및 오프셋 전극지(323a 및 323b)는 단부의 전극지 폭이 중앙부에서의 전극지 폭 이하이며, 이른바 이형 핑거는 아니다.
또한, 비교예에 따른 멀티플렉서의 수신 측 필터(12)는 실시예에 따른 멀티플렉서(1)의 수신 측 필터(12)와 마찬가지로, 수신 입력 단자(62)와 수신 출력 단자(20) 사이에, 직렬암 공진자(101), 병렬암 공진자(151~153), 및 종결합형 필터부(103)가 병렬로 2개 접속된 종결합형 필터부를 가진다. 비교예에 따른 멀티플렉서의 수신 측 필터(12)에서, 직렬암 공진자(101), 병렬암 공진자(151~153) 및 종결합형 필터부(103)의 각 IDT(103a~103e) 각각의 전극 파라미터는 표 1 및 표 2에 나타내진 본 실시예에 따른 직렬암 공진자(101), 병렬암 공진자(151~153) 및 종결합형 필터부(103)의 각 IDT(103a~103e) 각각의 전극 파라미터와 동일하다.
비교예에 따른 수신 측 필터(12)가 본 실시형태에 따른 수신 측 필터(12)와 다른 점은 병렬암 공진자(151)에서, 한 쌍의 빗살 형상 전극(32a 및 32b)을 구성하는 전극지(322a 및 322b) 및 오프셋 전극지(323a 및 323b)가 단부의 전극지 폭이 중앙부에서의 전극지 폭보다 넓은 제3 전극지(이형 핑거)인 점이다.
즉, 본 실시예에 따른 수신 측 필터(12)에서는 공통 접속 단자(50)에 가장 가까운 병렬암 공진자(151)의 전극지는 제4 전극지로 구성되고, 제3 전극지(이형 핑거)를 가지지 않는다. 또한, 병렬암 공진자(152 및 153)의 전극지는 제3 전극지(이형 핑거)로 구성된다. 직렬암 공진자(101)의 전극지도 제3 전극지(이형 핑거)로 구성된다.
이에 반하여, 비교예에 따른 수신 측 필터(12)에서는 직렬암 공진자(101) 및 병렬암 공진자(151~153)의 전극지는 제3 전극지(이형 핑거)로 구성된다.
한편, 본 실시형태에 따른 수신 측 필터(12)에서는 병렬암 공진자(151)의 전극지는 제3 전극지(이형 핑거)를 가지지 않는 구성에 한정되지 않고, 제3 전극지를 가지는 구성이어도 된다. 이때, 병렬암 공진자(151)의 전극지에서 차지하는 제4 전극지의 개수 비율이 병렬암 공진자(152 및 153)의 전극지에서 차지하는 제4 전극지의 개수 비율보다 높은 구성으로 하면 된다. 또한, 병렬암 공진자(151)의 전극지에서 차지하는 제3 전극지의 개수가 병렬암 공진자(152 및 153)의 전극지에서 차지하는 제3 전극지의 개수보다 적은 구성으로 해도 된다.
이하, 본 실시예에 따른 멀티플렉서(1)에 의해 발휘되는 효과에 대해, 비교예에 따른 멀티플렉서와 비교하면서 설명한다.
[5. 실시예 및 비교예에 따른 멀티플렉서의 특성 비교]
도 5a는 본 실시형태에 따른 멀티플렉서(1)에서의 Band25의 수신 측 필터의 전송 특성을 나타내는 그래프이다. 도 5b는 도 5a의 일부를 확대한 그래프이다.
도 5a 및 도 5b에서는 본 실시예에 따른 멀티플렉서(1)의 구성으로부터 수신 측 필터(12)만 꺼내서 측정한 전송 특성을 나타내고 있다. 또한, 도 5a 및 도 5b에는 비교예로서, 상술한 바와 같이 병렬암 공진자(151)에 이형 핑거를 마련했을 때의 수신 측 필터(12)의 전송 특성을 나타내고 있다. 구체적으로는, 도 5a 및 도 5b에는 수신 측 필터(12)를 경유하는 경로의 통과 특성이 나타나 있고, 보다 구체적으로는 수신 입력 단자(62)에 입력되는 신호 강도에 대한, 수신 출력 단자(20)로부터 출력되는 신호 강도의 비인 삽입 손실이 나타나 있다.
도 5a에서 파선으로 둘러싼 영역에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 수신 측 필터(12)에서는 통과 대역 고주파 측에 발생하는 감쇠극은 비교예에 따른 수신 측 필터(12)의 경우에 비해 고주파 측으로 시프트된다. 이로써, 본 실시예에 따른 수신 측 필터(12)의 통과 대역 폭은 도 5b에 나타내는 바와 같이, 삽입 손실이 3㏈이 되는 경우에 약 1㎒ 넓어졌다. 한편, 이것 이외의 전기적 특성, 특히 통과 대역 저주파 측의 급준성은 실시예에 따른 수신 측 필터(12)와 비교예에 따른 수신 측 필터(12)에서는 거의 변함이 없다.
통과 대역폭이 넓어지면, 온도나 가공 불균일성에 의한 특성 불균일성에 대한 허용 범위가 넓어진다. 따라서, 본 실시예에 따른 수신 측 필터(12)에 따르면, 멀티플렉서(1)의 양품률을 향상시키거나, 삽입 손실을 보다 작게 할 수 있다.
이것은 다음과 같은 이유에 따른다. 도 6a는 본 실시형태에 따른 멀티플렉서(1)에서의 Band25의 수신 측 필터(12)의, 인덕턴스 소자(21)를 접속하기 전의 임피던스 특성을 나타내는 스미스 차트이다. 도 6b는 본 실시형태에 따른 멀티플렉서(1)에서의 Band25의 수신 측 필터(12)의, 인덕턴스 소자(21)를 접속한 후의 임피던스 특성을 나타내는 스미스 차트이다. 한편, 도 6a 및 도 6b에 나타내는 마커(1 및 2)는 송신 측 필터(13)의 통과 대역, 마커(3 및 4)는 송신 측 필터(11)의 통과 대역, 마커(5 및 6)는 수신 측 필터(14)의 통과 대역, 마커(7 및 8)는 수신 측 필터(12)의 통과 대역을 나타내고 있다.
상술한 바와 같이, 수신 측 필터(12)와 공통 접속 단자(50) 사이에 인덕턴스 소자(21)를 직렬로 접속한 상태에서 멀티플렉서(1)의 안테나 접속 단자(60)와 공통 접속 단자(50)의 임피던스의 정합을 취하는 경우, 공통 접속 단자(50)에 접속된 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(12 및 14)의 통과 대역의 임피던스는 도 6a에 나타내는 임피던스로부터 도 6b에 나타내는 임피던스와 같이, 유도성 측으로 이동시킬 필요가 있다. 여기서, 인덕턴스 소자(21)의 값을 가능한 한 작게 하기 위해서는 인덕턴스 소자(21)를 접속하기 전의 멀티플렉서(1)에서, 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(12 및 14)의 통과 대역의 임피던스를 도 6a에 나타내는 바와 같이, 가능한 한 쇼트 부근(스미스 차트의 왼쪽 끝)에 배치할 필요가 있다.
그리고 송신 측 필터(11 및 13) 및 수신 측 필터(12 및 14)의 통과 대역의 임피던스를 가능한 한 쇼트 부근(스미스 차트의 왼쪽 끝)에 배치하기 위해서는 수신 측 필터(12)의 공통 접속 단자(50)에 가장 가까운 병렬암 공진자(151)의 용량을 병렬암 공진자(152 및 153)의 용량보다 크게 할 필요가 있다.
여기서, 일반적으로 병렬암 공진자는 통과 대역 저주파 측의 급준성을 향상시킬 목적으로도 사용되는데, 통과 대역 저주파 측의 급준성을 향상시키기 위해서는 병렬암 공진자의 공진점을 통과 대역의 매우 근방의 주파수에 배치할 필요가 있다. 그러나 용량이 큰 병렬암 공진자(151)에 대해, 공진점을 통과 대역 근방의 주파수에 배치하면, 로스가 악화되어 버린다.
도 7은 본 실시형태 및 비교예에 따른 Band25의 수신 측 필터(12)의 통과 특성을 비교한 그래프이다. 도 7에서, 비교예의 파형(실선)은 본 실시형태의 파형(파선)에 비해, 공통 접속 단자(50)에 가장 가까운 위치에 배치된 병렬암 공진자(151)의 파장을 0.02㎛ 작게 하여 공진점을 통과 대역 근방의 주파수에 가깝게 한 경우의 특성을 나타내고 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 병렬암 공진자(151)의 공진점을 통과 대역 근방의 주파수에 가깝게 한 경우에는 통과 대역 저주파 측에서 로스가 크게 악화된 것을 알 수 있다.
따라서, 통과 대역 저주파 측의 로스의 악화를 억제하기 위해서는 병렬암 공진자(151)의 공진점의 주파수를 병렬암 공진자(152 및 153)의 공진점의 주파수에 비해 낮게 할 필요가 있다.
도 8은 실시형태 1에 따른 Band25의 수신 측 필터(12)의 병렬암 공진자(151, 152 및 153)의 공진 특성을 나타내는 그래프이다. 도 8에서, (a)는 수신 측 필터(12)의 삽입 손실, (b)는 병렬암 공진자(151, 152 및 153)의 임피던스의 주파수 특성(이른바 임피던스 특성)을 나타내고 있다.
도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 병렬암 공진자(151)의 공진 주파수(frp151)를 병렬암 공진자(152)의 공진 주파수(frp152) 및 병렬암 공진자(153)의 공진 주파수(frp153)에 비해 낮게 함으로써, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 수신 측 필터(12)의 통과 대역 저주파 측의 로스의 악화를 억제할 수 있다.
한편, 그 폐해로서, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 병렬암 공진자(151)에서는 통과 대역의 고주파 측에 스톱밴드 리플이 생긴다(파선 동그라미의 영역). 스톱밴드 리플이란, 공진자의 반사기에 기인하여, 통과 대역 이외의 저지역, 예를 들면, 공진자의 반공진점보다 주파수가 높은 측에 생기는 잔물결 형상의 임피던스의 흐트러짐이다. 이로써, 수신 측 필터(12)의 고주파 측의 통과 대역 폭이 좁아진다는 문제가 있다.
상세하게는 병렬암 공진자(151)에서, 반사기(32c)는 전파된 탄성표면파를 외부에 누설하지 않고 가두기 위해, 공진자의 공진 주파수를 포함하는 소정 대역에서 높은 반사 계수를 가지도록 설계된다.
이때, 반사 계수가 높은 소정 대역의 주변 대역에는 반사기(32c)에 기인하는, 반사 계수가 커지거나 작아지는 것을 반복하는 반사 계수의 바운싱 백(bouncing back)이 발생한다.
SAW 공진자에서는 이 반사 계수의 바운싱 백에 의해, 도 8의 (b)에 파선의 동그라미로 나타낸 바와 같이, 반공진점보다 주파수가 높은 측(즉, 공진 주파수 fr 및 반공진 주파수 fa 중 어느 것보다도 고역 측)에서, 임피던스 특성에 리플이 생긴다.
일반적으로, 래더형 필터 구조를 가지는 필터에서는 직렬암 공진자의 공진 주파수 frs와 병렬암 공진자의 반공진 주파수 fap를 대략 일치시킴으로써, frs 및 fap를 통과 대역의 중심 주파수로 하는 대역통과형 필터를 구성한다. 래더형 필터 구조에서 SAW 공진자를 병렬암 공진자로 이용하면, 대역통과형 필터의 고역 측에서, 상술한 반사기(32c)에 기인하는 스톱밴드 리플이 발생한다.
구체적으로는, 본 실시형태에서 비교예로서 나타낸 바와 같이, 수신 측 필터(12)의 병렬암 공진자(151)의 IDT 전극을 구성하는 전극지를, 직렬암 공진자(101), 병렬암 공진자(152 및 153)의 IDT 전극을 구성하는 전극지와 마찬가지로, 제3 전극지(이형 핑거)로 한 경우, 수신 측 필터(12)의 고역 측에 리플이 생긴다.
이에 반하여, 실시예에 따른 구성에서는 수신 측 필터(12)의 병렬암 공진자(151)의 IDT 전극을 구성하는 전극지를 병렬암 공진자(152 및 153)의 IDT 전극을 구성하는 전극지와 다르게 하고, 제4 전극지(이형 핑거 없음)로 했다. 이로써, 수신 측 필터(12)의 고역 측에 발생한 스톱밴드 리플을 보다 고주파 측으로 시프트시킴과 함께, 스톱밴드 리플의 크기를 작게 할 수 있다. 이에 대해 도 9a 및 도 9b를 이용하여 설명한다.
도 9a는 실시형태 1에 따른 Band25의 수신 측 필터(12)의 공통 접속 단자(50)에 가장 가까운 병렬암 공진자(151)의 공진 특성을 비교예와 비교하여 나타내는 그래프이다. 도 9b는 실시형태 1에 따른 Band25의 수신 측 필터(12)의 공통 접속 단자(50)에 가장 가까운 병렬암 공진자(151)의 반사 특성을 비교예와 비교하여 나타내는 그래프이다. 구체적으로는 도 9a에는 제3 전극지(이형 핑거)로 구성된 비교예에 따른 병렬암 공진자(151)의 공진 특성(파선)과 제4 전극지(이형 핑거 없음)로 구성된 실시예에 따른 병렬암 공진자(151)의 공진 특성(실선)이 나타나 있다. 또한, 도 9b에는 제3 전극지(이형 핑거)로 구성된 비교예에 따른 병렬암 공진자(151)의 반사 특성(파선)과 제4 전극지(이형 핑거 없음)로 구성된 실시예에 따른 병렬암 공진자(151)의 반사 특성(실선)이 나타나 있다. 이 반사 특성은 공통 접속 단자(50)로부터 수신 측 필터(12)에 입력된 신호 강도에 대하여, 공통 접속 단자(50)에 출력된 신호의 강도비인 반사 손실(리턴 로스(return loss))이 나타나 있다.
병렬암 공진자(151)가 압전체층(327), 저음속막(328), 및 고음속 지지 기판(329)의 적층 구조의 기판에 경사형 IDT의 구조를 가지는 경우, 비교예로서 나타낸 바와 같이, IDT 전극이 제3 전극지(이형 핑거)를 가지는 구성으로 함으로써, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 공진자의 Q특성은 향상되지만, 반공진점보다 고주파 측에는 스톱밴드 리플이 크게 발생한다.
이에 반하여, 실시예로서 나타낸 바와 같이, 병렬암 공진자(151)의 IDT 전극이 제3 전극지(이형 핑거)를 가지지 않는 제4 전극지(이형 핑거 없음)만의 구성인 경우, 도 9a에 나타내는 바와 같이 공진 특성은 열화되긴 하지만, 도 9b에 나타내는 바와 같이 스톱밴드 리플은 보다 고주파 측으로 시프트된다. 한편, 이 공진 특성의 열화는 병렬암 공진자(151)의 공진점의 주파수가 다른 병렬암 공진자(152 및 153)의 공진점의 주파수에 비해 낮게 되어 있기 때문에, 수신 측 필터(12)의 특성, 특히 통과 대역 저주파 측의 급준성에 영향을 주는 것은 아니다. 또한, 리플의 레벨(크기)은 작아지고, 리턴 로스는 저감된다. 이로써, 실시예에 따른 수신 측 필터(12)의 통과 대역은 비교예에 비해 넓어진다. 또한, 스톱밴드 리플은 수신 측 필터(12)의 고주파 측의 저지역에서 발생하기 때문에, 수신 측 필터(12)의 통과 대역에 대하여 영향을 주지 않는다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 멀티플렉서(1)에서는 병렬암 공진자(151)의 이형 핑거의 개수 비율을 병렬암 공진자(152 및 153)보다 낮게 했다. 이로써, 수신 측 필터(12)의 스톱밴드 리플을 고주파 측으로 시프트시킴과 함께 작게 할 수 있으므로, 저주파 측의 수신 측 필터(12)의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 멀티플렉서는 상기 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 실시예에 따른 수신 측 필터(12)에서, 공통 접속 단자(50)에 가장 가까운 병렬암 공진자(151)를 구성하는 전극지에서 차지하는 제4 전극지의 개수 비율이 그 밖의 병렬암 공진자(152 및 153)를 구성하는 전극지에서 차지하는 제4 전극지의 개수 비율보다 높아도 된다.
이로써, 수신 측 필터(12)를 구성하는 모든 병렬암 공진자(151~153)의 이형 핑거의 개수 비율을 동등하게 한 경우와 비교하여, 수신 측 필터(12)의 통과 대역 고주파 측에 발생하는 리플을 억제할 수 있다. 이로써, 수신 측 필터(12)의 통과 대역 폭이 협소화되는 것을 억제할 수 있다.
더욱이, 상술한 바와 같이, 실시예에 따른 수신 측 필터(12)에서, 공통 접속 단자(50)에 가장 가까운 병렬암 공진자(151)를 구성하는 IDT 전극에서의 제3 전극지(이형 핑거)의 개수가, 그 밖의 병렬암 공진자(152 및 153)를 구성하는 IDT 전극에서의 제3 전극지(이형 핑거)의 개수보다 적어도 된다.
이로써, 각 병렬암 공진자를 구성하는 각 IDT 전극의 쌍수 및 교차 폭 등의 전극 파라미터가 달라도 수신 측 필터(14)의 통과 대역 내의 리플을 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다.
(변형예)
본 발명에 따른 멀티플렉서는 상술한 실시형태 1에 나타낸 바와 같이, 공통 접속 단자(50)와 안테나 접속 단자(60)의 접속 경로와 기준단자 사이에 인덕턴스 소자(31)가 접속된 구성에 한정되지 않는다.
도 10은 실시형태 1의 변형예에 따른 멀티플렉서(1a)의 회로 구성도이다. 본 변형예에 따른 멀티플렉서(1a)는 도 10에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 공통 접속 단자(50)와 안테나 접속 단자(60)의 접속 경로에 직렬로 인덕턴스 소자(31)가 접속된 구성이다.
이 구성이어도 상술한 바와 같이, 수신 측 필터(12)의 스톱밴드 리플을 작게 함으로써, 저주파 측의 수신 측 필터(12)의 필터 특성을 열화시키지 않고, 고주파 측의 수신 측 필터(14)의 통과 대역 내의 리플을 억제할 수 있다.
한편, 공통 접속 단자(50)와 안테나 접속 단자(60) 사이에는 하나의 인덕턴스 소자가 접속된 구성에 한정되지 않고, 복수개의 인덕턴스 소자가 접속된 구성이어도 된다. 또한, 인덕턴스 소자에 한정되지 않고 커패시턴스 소자가 접속된 구성이어도 된다. 또한, 인덕턴스 소자 및 커패시턴스 소자는 공통 접속 단자(50)와 안테나 접속 단자(60) 사이에 직렬로 접속되어도 되고, 공통 접속 단자(50)와 안테나 접속 단자(60)의 접속 경로와 기준 단자 사이에 접속되어도 된다.
(실시형태 2)
상술한 실시형태 1 및 그 변형예에 따른 멀티플렉서는 고주파 프론트 엔드 회로, 나아가서는 상기 고주파 프론트 엔드 회로를 포함하는 통신 장치에 적용할 수도 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 이와 같은 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치에 대해 설명한다.
도 11은 실시형태 2에 따른 고주파 프론트 엔드 회로(5)의 구성도이다. 한편, 동 도면에는 고주파 프론트 엔드 회로(5)와 접속되는 각 구성 요소(안테나 소자(2), RF 신호 처리 회로(RFIC)(3), 및 베이스밴드 신호 처리 회로(BBIC)(4))에 대해서도 함께 도시되어 있다. 고주파 프론트 엔드 회로(5)와 RF 신호 처리 회로(3)와 베이스밴드 신호 처리 회로(4)는 통신 장치(6)를 구성한다.
고주파 프론트 엔드 회로(5)는 실시형태 1에 따른 멀티플렉서(1)와 수신 측 스위치(80) 및 송신 측 스위치(70)와 로우노이즈 앰프 회로(81)와 파워앰프 회로(71)를 포함한다.
송신 측 스위치(70)는 멀티플렉서(1)의 송신 입력 단자(10 및 30)에 개별적으로 접속된 2개의 선택 단자, 및 파워앰프 회로(71)에 접속된 공통 단자를 가지는 스위치 회로이다.
수신 측 스위치(80)는 멀티플렉서(1)의 수신 출력 단자(20 및 40)에 개별적으로 접속된 2개의 선택 단자, 및 로우노이즈 앰프 회로(81)에 접속된 공통 단자를 가지는 스위치 회로이다.
이들 송신 측 스위치(70) 및 수신 측 스위치(80)는 각각 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 따라, 공통 단자와 소정 밴드에 대응하는 신호 경로를 접속하고, 예를 들면, SPDT(Single Pole Double Throw)형 스위치에 의해 구성된다. 한편, 공통 단자와 접속되는 선택 단자는 하나에 한정되지 않고, 복수개여도 상관없다. 즉, 고주파 프론트 엔드 회로(5)는 캐리어 어그리게이션에 대응해도 상관없다.
파워앰프 회로(71)는 RF 신호 처리 회로(3)로부터 출력된 고주파 신호(여기서는 고주파 송신신호)를 증폭시키고, 송신 측 스위치(70) 및 멀티플렉서(1)를 경유하여 안테나 소자(2)에 출력하는 송신 증폭 회로이다.
로우노이즈 앰프 회로(81)는 안테나 소자(2), 멀티플렉서(1) 및 수신 측 스위치(80)를 경유한 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를 증폭시키고, RF 신호 처리 회로(3)에 출력하는 수신 증폭 회로이다.
RF 신호 처리 회로(3)는 안테나 소자(2)로부터 수신 신호 경로를 통해 입력된 고주파 수신 신호를 다운 컨버전 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리하여 생성된 수신 신호를 베이스밴드 신호 처리 회로(4)에 출력한다. 또한, RF 신호 처리 회로(3)는 베이스밴드 신호 처리 회로(4)로부터 입력된 송신 신호를 업 컨버전 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리하여 생성된 고주파 송신 신호를 파워앰프 회로(71)에 출력한다. RF 신호 처리 회로(3)는 예를 들면, RFIC이다.
베이스밴드 신호 처리 회로(4)로 처리된 신호는 예를 들면, 화상 신호로서 화상 표시를 위해, 또는 음성 신호로서 통화를 위해 사용된다.
한편, 고주파 프론트 엔드 회로(5)는 상술한 각 구성 요소 사이에 다른 회로 소자를 포함해도 된다.
이상과 같이 구성된 고주파 프론트 엔드 회로(5) 및 통신 장치(6)에 따르면, 상술한 실시형태 1에 따른 멀티플렉서(1)를 포함함으로써, 통과 대역 내의 리플을 억제할 수 있다.
한편, 고주파 프론트 엔드 회로(5)는 실시형태 1에 따른 멀티플렉서(1) 대신에 실시형태 1의 변형예에 따른 멀티플렉서(1a)를 포함해도 상관없다.
또한, 통신 장치(6)는 고주파 신호의 처리 방식에 따라, 베이스밴드 신호 처리 회로(BBIC)(4)를 포함하지 않아도 된다.
(기타 변형예 등)
이상, 본 발명의 실시형태에 따른 멀티플렉서에 대해, 쿼드플렉서의 실시형태를 들어 설명했는데, 본 발명은 상술한 실시형태에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 상술한 실시형태에 다음과 같은 변형을 가한 양태도 본 발명에 포함될 수 있다.
예를 들면, 상기 설명에서는 멀티플렉서로서, 쿼드플렉서를 예로 설명했는데, 본 발명은 예를 들면, 3개의 필터의 안테나 접속 단자가 공통화된 트리플렉서나, 6개의 필터의 안테나 접속 단자가 공통화된 헥사플렉서에 대해서도 적용할 수 있다. 즉, 멀티플렉서는 2개 이상의 필터를 포함하면 된다.
또한, 멀티플렉서는 송신 측 필터 및 수신 측 필터 쌍방을 포함하는 구성에 한정되지 않고, 송신 측 필터만 또는 수신 측 필터만 포함하는 구성이어도 상관없다.
또한, 상술한 실시형태 1에서는 수신 측 필터(12)가 제1 필터에 상당하는 것으로서 설명했다. 즉, 제1 필터는 실시형태 1에서는 수신 필터였다. 그러나 본 발명은 제1 필터의 용도 등에 한정되지 않고, 적용할 수 있다. 이 때문에, 제1 필터는 송신 측 필터여도 된다.
본 발명은 멀티밴드 시스템에 적용할 수 있는 멀티플렉서, 프론트 엔드 회로 및 통신 장치로서, 휴대전화 등의 통신기기에 널리 이용할 수 있다.
1, 1a: 멀티플렉서
2: 안테나 소자
3: RF 신호 처리 회로(RFIC)
4: 베이스밴드 신호 처리 회로(BBIC)
5: 고주파 프론트 엔드 회로
6: 통신 장치
10, 30: 송신 입력 단자
11, 13: 송신 측 필터
12, 14: 수신 측 필터
20, 40: 수신 출력 단자
21: 인덕턴스 소자(제2 인덕턴스 소자)
31: 인덕턴스 소자(제1 인덕턴스 소자)
32a, 32b: 빗살 형상 전극
32c: 반사기
50: 공통 접속 단자
54: IDT 전극
55, 326: 보호층
57: 압전기판
60: 안테나 접속 단자
62: 수신 입력 단자
70: 송신 측 스위치
71: 파워앰프 회로
80: 수신 측 스위치
81: 로우노이즈 앰프 회로
101: 직렬암 공진자
103: 종결합형 필터부
103a, 103b, 103c, 103d, 103e: IDT
151, 152, 153: 병렬암 공진자
320: 기판
321a, 321b: 버스바 전극
322a: 전극지(제1 전극지)
322b: 전극지(제2 전극지)
322d, 323d: 단부
323a, 323b, 323a1, 323a2: 오프셋 전극지
324: 밀착층
325: 메인 전극층
327: 압전체층
328: 저음속막
329: 고음속 지지 기판

Claims (12)

  1. 공통 접속 단자, 제1 단자 및 제2 단자와,
    상기 공통 접속 단자와 상기 제1 단자를 잇는 제1 경로 상에 배치된 제1 필터와,
    상기 공통 접속 단자와 상기 제2 단자를 잇는 제2 경로 상에 배치된 제2 필터를 포함하고,
    상기 제1 필터는,
    상기 제1 경로 상에 배치된 1개 이상의 직렬암(serial arm) 공진자와,
    상기 제1 경로와 그라운드를 잇는 경로 상에 배치된 2개 이상의 병렬암(parallel arm) 공진자를 가지며,
    상기 1개 이상의 직렬암 공진자 및 상기 2개 이상의 병렬암 공진자의 각 공진자는 기판 상에 형성된 한 쌍의 빗살 형상 전극으로 이루어지는 IDT 전극 및 반사기를 가지며,
    상기 2개 이상의 병렬암 공진자의 각 공진자가 가지는 상기 IDT 전극은,
    복수개의 제1 전극지와 상기 제1 전극지와 서로 맞물리는 복수개의 제2 전극지를 가지며,
    상기 복수개의 제1 전극지의 선단을 잇는 방향 및 상기 복수개의 제2 전극지의 선단을 잇는 방향은 탄성파 전파 방향과 교차하고,
    상기 복수개의 제1 전극지 및 상기 복수개의 제2 전극지는 선단에서의 전극지 폭이 중앙부에서의 전극지 폭보다 넓은 제3 전극지, 및 선단에서의 전극지 폭이 중앙부에서의 전극지 폭 이하인 제4 전극지 중 적어도 하나로 구성되며,
    상기 2개 이상의 병렬암 공진자 중 상기 공통 접속 단자에 가장 가까운 제1 병렬암 공진자를 구성하는 상기 복수개의 제1 전극지 및 상기 복수개의 제2 전극지에서 차지하는 상기 제4 전극지의 개수 비율은 상기 2개 이상의 병렬암 공진자 중 나머지 병렬암 공진자가 가지는 상기 복수개의 제1 전극지 및 상기 복수개의 제2 전극지에서 차지하는 상기 제4 전극지의 개수 비율보다 높은, 멀티플렉서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2개 이상의 병렬암 공진자 중 상기 제1 병렬암 공진자를 구성하는 상기 제3 전극지의 개수는 상기 나머지 병렬암 공진자를 구성하는 상기 제3 전극지의 개수보다 적은, 멀티플렉서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2개 이상의 병렬암 공진자 중 상기 제1 병렬암 공진자의 상기 IDT 전극은 상기 제3 전극지를 포함하지 않으면서 상기 제4 전극지로 구성되고,
    상기 나머지 병렬암 공진자의 상기 IDT 전극은 상기 제3 전극지를 포함하는, 멀티플렉서.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 전극지의 선단을 잇는 방향과 상기 복수개의 제2 전극지의 선단을 잇는 방향은 교차하지 않는, 멀티플렉서.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    안테나에 접속되는 안테나 접속 단자와 상기 공통 접속 단자 사이의 접속 경로에 접속된 제1 인덕턴스 소자를 가지는, 멀티플렉서.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공통 접속 단자와 상기 제1 필터 사이의 접속 경로에 직렬 접속된 제2 인덕턴스 소자를 가지는, 멀티플렉서.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 필터는 상기 1개 이상의 직렬암 공진자 및 상기 2개 이상의 병렬암 공진자로 구성되는 래더형(ladder-type) 필터 구조를 가지는, 멀티플렉서.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 필터는 추가로 상기 제1 경로 상에 배치된 종결합형 필터 구조를 가지는, 멀티플렉서.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 IDT 전극이 한쪽 주면(主面) 상에 형성된 압전체층과,
    상기 압전체층을 전파하는 탄성파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 고속인 고음속 지지 기판과,
    상기 고음속 지지 기판과 상기 압전체층 사이에 배치되고, 상기 압전체층을 전파하는 탄성파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 저속인 저음속막을 포함하는, 멀티플렉서.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 필터를 포함하는 2개의 필터를 포함하는 제1 듀플렉서, 및 제2 듀플렉서에 의해 구성되는, 멀티플렉서.
  11. 제1항 또는 제2항에 기재된 멀티플렉서와,
    상기 멀티플렉서에 접속된 증폭 회로를 포함하는, 고주파 프론트 엔드 회로.
  12. 안테나 소자로 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로와,
    상기 안테나 소자와 상기 RF 신호 처리 회로 사이에서 상기 고주파 신호를 전달하는 제11항에 기재된 고주파 프론트 엔드 회로를 포함하는, 통신 장치.
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