KR102529784B1 - 필터 장치 - Google Patents

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Abstract

소형화를 실현하면서, 부공진에 의해 발생하는 감쇠극을 저역측으로 시프트시킬 수 있는 필터 장치를 제공한다.
접지 단자(g11)에 접속된 병렬 암 공진자(P11)를 포함하는 적어도 하나의 래더형 필터 회로(12)를 갖고, 제1 단자(Tx)와 제2 단자(Rx)를 접속하는 제1 경로(10)와, 접지된 공진자(22)를 갖고, 상기 적어도 하나의 래더형 필터 회로(12) 중 적어도 어느 것에 병렬로 접속되어 있는 제2 경로(20)와, 용량(C1)을 구비하고,
상기 용량(C1)의 일단은 상기 제2 경로(20)에 접속되고, 상기 용량(C1)의 타단은 상기 병렬 암 공진자(P11)와 상기 접지 단자(g11)를 접속하는 제3 경로(24)에 접속된, 필터 장치.

Description

필터 장치{FILTER DEVICE}
본 발명은, 필터 장치에 관한 것이다.
종래, 휴대 전화 등의 무선 통신기에는, 특정 신호를 필터링하기 위한 필터 장치가 탑재되어 있다. 예를 들어, 송신 신호 및 수신 신호와 같이, 다른 대역의 신호를 분리하기 위한 필터 장치가 탑재된다.
특허문헌 1에는, 래더형 필터 회로를 사용한 필터 장치에 관한 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 1에는, 필터 장치에 있어서, 래더형 필터 회로에 병렬로 접속된 루프 회로를 마련함으로써, 필터 장치에 있어서의 아이솔레이션 특성 등을 개선하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2018-88678호 공보
래더형 필터 회로가 구비하는 병렬 암 공진자는, 일반적으로 수 ㎓ 정도의 고주파수에 있어서 부공진에 의해 감쇠극을 발생시켜, 고주파에 있어서의 신호의 감쇠에 기여하고 있다. 부공진에 의해 감쇠시키고자 하는 신호의 대역을 조정하려고 하는 경우에는, 부공진을 조정할 필요가 있다. 예를 들어, WiFi(등록상표) 등의 통신에 이용되는 필터 장치에서는, 감쇠극을 조정할 수 있는 것이 요구되고 있다.
예를 들어, 감쇠극을 저역측으로 시프트시키기 위해서는, 래더형 필터 회로를 구성하는 병렬 암 공진자의 용량을 증가시키는 것이 고려된다. 그러나 병렬 암 공진자의 용량을 증가시키면, 필터 장치를 소형화하는 것이 곤란해진다.
그래서 본 발명은, 소형화를 실현하면서, 부공진에 의해 발생하는 감쇠극을 저역측으로 시프트시킬 수 있는 필터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관한 필터 장치는, 접지 단자에 접속된 병렬 암 공진자를 포함하는 적어도 하나의 래더형 필터 회로를 갖고, 제1 단자와 제2 단자를 접속하는 제1 경로와, 접지된 공진자를 갖고, 적어도 하나의 래더형 필터 회로 중 적어도 어느 것에 병렬로 접속되어 있는 제2 경로와, 용량을 구비하고, 용량의 일단은 제2 경로에 접속되고, 용량의 타단은 병렬 암 공진자와 접지 단자를 접속하는 제3 경로에 접속되어 있다.
본 발명에 따르면, 소형화를 실현하면서, 부공진에 의해 발생하는 감쇠극을 저역측으로 시프트시킬 수 있는 필터 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 필터 장치의 회로도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 필터 장치가 갖는 수신 필터 회로의 회로도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 필터 장치의 일부를 나타내는 상면도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 필터 장치를 A-A'에서 잘라낸 단면도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 필터 장치에 있어서의, 송신 입력 단자로부터 수신 출력 단자로의 전송 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은 송신 입력 단자로부터 안테나로의 감쇠 특성을 나타내는 도면이다.
도 7은 제2 실시 형태에 관한 필터 장치의 회로도이다.
도 8은 제2 실시 형태에 관한 수신 필터 회로의 회로도이다.
도 9는 제2 실시 형태에 관한 필터 장치에 있어서의 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
도 10은 제3 실시 형태에 관한 필터 장치의 회로도이다.
도 11은 제3 실시 형태에 관한 필터 장치에 있어서의 아이솔레이션 특성이다.
도 12는 제1 변형예에 관한 필터 장치의 회로도이다.
도 13은 제2 변형예에 관한 필터 장치의 회로도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일한 부호를 붙인 것은, 동일하거나 또는 마찬가지의 구성을 갖는다.
<1. 제1 실시 형태>
<<1.1. 필터 장치의 회로도>>
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 필터 장치(1)의 회로도이다. 또한, 도 2는, 제1 실시 형태에 관한 필터 장치(1)가 구비하는 수신 필터 회로(14)를 나타내는 회로도이다.
제1 실시 형태에 관한 필터 장치(1)는, 주로, 송신 입력 단자(Tx)와, 수신 출력 단자(Rx)와, 제1 경로(10)와, 제2 경로(20)와, 제2 공통 단자(30)와, 제1 용량(C1)을 구비한다.
제1 경로(10)는, 송신 입력 단자(Tx)와, 수신 출력 단자(Rx)를 접속하고, 송신 필터 회로(12) 및 수신 필터 회로(14)를 갖고 있다.
송신 필터 회로(12)에는, 송신 회로(도시하지 않음)로부터 출력되는 송신 신호가 송신 입력 단자(Tx)를 경유하여 공급된다. 송신 필터 회로(12)는, 송신 입력 단자(Tx)로부터 제1 공통 단자(16)에 소정의 주파수 대역의 신호를 통과시키고, 그 밖의 주파수 대역의 신호를 감쇠시키는 기능을 갖는다. 송신 필터 회로(12)를 통과한 송신 신호는, 제1 공통 단자(16)를 경유하여 제2 공통 단자(30)로부터 기지국으로 송신된다.
수신 필터 회로(14)에는, 제2 공통 단자(30)에 의해 기지국으로부터 수신된 수신 신호가, 제1 공통 단자(16)를 경유하여 공급된다. 수신 필터 회로(14)는, 소정의 주파수 대역의 신호를 통과시키고, 그 밖의 주파수 대역의 신호를 감쇠시키는 기능을 갖는다. 수신 필터 회로(14)를 통과한 수신 신호는, 수신 출력 단자(Rx)를 경유하여 수신 회로(도시하지 않음)에 공급된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 관한 필터 장치(1)는, 송신 필터 회로(12) 및 수신 필터 회로(14)를 갖고 있고, 듀플렉서로서의 기능을 갖는다.
본 실시 형태에 관한 송신 필터 회로(12)는, 복수의 공진자가 직렬 및 병렬로 접속된 래더형 필터 회로이다. 구체적으로는, 송신 필터 회로(12)는, 직렬 암에 배치된 4개의 직렬 암 공진자(S11 내지 S14)와, 병렬 암에 배치된 3개의 병렬 암 공진자(P11 내지 P13)를 구비한다. 병렬 암 공진자(P11 내지 P13) 각각은, 접지 단자(g11 또는 g12)에 접속되어 있다. 구체적으로는, 병렬 암 공진자(P11 및 P12)는, 접지 단자(g11)에 접속되어 있다. 또한, 병렬 암 공진자(P13)는, 접지 단자(g12)에 접속되어 있다. 이하에서는, 병렬 암 공진자(P11 내지 P13) 중에서 가장 송신 입력 단자(Tx)에 가까운 위치에 배치된 병렬 암 공진자(P11)와 접지 단자(g11)를 접속하는 경로를 제3 경로(24)라고 칭한다.
또한, 이들 직렬 암 공진자(S11 내지 S14) 및 병렬 암 공진자(P11 내지 P13) 각각의 수는 일례이며, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 직렬 암 공진자의 수는 3개 이하여도 되고, 5개 이상이어도 된다. 또한, 병렬 암 공진자의 수는, 2개 이하여도 되고, 4개 이상이어도 된다. 또한, 이하의 제2 실시 형태 이후에 설명하는 각종 공진자의 수도, 도면에 나타나 있는 수에 한정되는 것은 아니다.
또한, 직렬 암 공진자(S11 내지 S14) 및 병렬 암 공진자(P11 내지 P13)를 구성하는 소자는 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 탄성 표면파(SAW: Surface Acoustic Wave) 필터, 압전 박막 공진자 등의 필터, 또는 벌크 탄성파(BAW: Bulk Acoustic Wave) 필터 등이어도 된다. 또한, 이하의 제2 실시 형태 이후에 설명하는 각종 공진자도, 마찬가지로 상기한 각종 소자 중 적어도 어느 것에 의해 구성되어 있어도 된다.
이어서, 도 2를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 수신 필터 회로(14)의 구성에 대해 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 수신 필터 회로(14)는, 래더형 필터 회로이며, 2개의 직렬 암 공진자(S21 및 S22)와, 2개의 병렬 암 공진자(P21 및 P22)와, 종결합형 공진자(140)를 구비하고 있다. 또한, 병렬 암 공진자(P21 및 P22)는, 접지 단자(g21)에 접속되어 있다.
종결합형 공진자(140)는, 2개의 5IDT(Inter Digital Transducer)의 종결합형 공진자와, 3개의 반사기(144a 내지 144c)를 구비하고 있다. 2개의 5IDT의 종결합형 공진자는 각각, 5개의 IDT 전극(142a 내지 142j)과 5개의 IDT 전극(142f 내지 142j)을 구비하고 있다.
도 1로 돌아가, 제2 경로(20)에 대해 설명한다. 제2 경로(20)는, 제1 경로(10)에 있어서, 송신 필터 회로(12)에 병렬로 접속되어 있다. 구체적으로는, 제2 경로(20)는, 제1 경로(10)에 있어서의 송신 입력 단자(Tx)의 근방과, 제1 공통 단자(16)에 접속되어 있다. 또한, 제2 경로(20)는, 송신 입력 단자(Tx)로부터 가까운 순으로, 제2 용량(C2), 접지된 2IDT의 종결합형 공진자(22) 및 제3 용량(C3)을 갖고 있다.
제2 경로(20)는, 제1 경로(10)에 있어서의 불필요한 신호에 대해 동진폭이면서 역위상인 캔슬 신호를 생성하고, 제1 경로(10)의 신호에 합성시킴으로써, 제1 경로(10)에 있어서의 불필요한 신호를 감쇠시키는 기능을 갖는다. 본 실시 형태에 관한 제2 경로(20)에서는, 제2 용량(C2) 및 제3 용량(C3)은, 캔슬 신호의 진폭을 조정하는 기능을 갖는다.
2IDT의 종결합형 공진자(22)는, 2개의 IDT 전극으로 구성되어 있고, 종결합형 공진자(22)에 입력된 입력 신호의 위상을 조정하는 기능을 갖는다. 종결합형 공진자(22)에서는, 각각의 IDT 전극에 있어서 여진되는 정재파의 위상이 λ/2만큼 어긋나도록, IDT 피치(전극 핑거의 피치), IDT의 극성 및 IDT 사이의 갭이 설정되어 있다. 종결합형 공진자(22)는, 입력 신호의 위상을 약 λ/2만큼 변화시키고, 입력 신호에 대해 역위상의 출력 신호를 생성하여, 출력할 수 있다. 이 결과, 제2 경로(20)는, 제1 경로(10)에 있어서의 불필요한 신호와 역위상의 캔슬 신호를 생성할 수 있다. 또한, 종결합형 공진자(22)가 위상을 조정하는 대역은, IDT 전극의 공진 주파수 등을 변경함으로써 조정할 수 있다. 또한, 약 λ/2란, 제조 변동 등에 의해 변화될 수 있는 위상의 범위를 포함한다.
제1 용량(C1)은, 제2 경로(20)와 제3 경로(24)에 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 제1 용량(C1)의 일단은, 제2 용량(C2) 및 2IDT의 종결합형 공진자(22)를 접속하는 경로에 접속되고, 제1 용량(C1)의 타단은, 제3 경로(24)에 접속되어 있다. 또한, 제3 경로(24)와 제1 용량(C1)을 접속하는 점과, 접지 단자(g11) 사이에는, 예를 들어 배선에 의해 인덕턴스(도시하지 않음)가 발생하고 있다.
<<1.2. 필터 장치의 구조>>
도 3 및 도 4를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 필터 장치(1)의 구조에 대해 설명한다.
도 3은, 본 실시 형태에 관한 필터 장치(1)의 일부를 나타내는 상면도이다. 또한 도 4는, 도 3에 나타내는 필터 장치를 일점쇄선으로 표시된 A-A'에서 잘라낸 단면도이다.
필터 장치(1)는, 압전 기판(42)을 갖는다. 압전 기판(42)은, SAW가 사용되는 경우에는, 예를 들어 탄탈산리튬(LiTaO3) 또는 니오븀산리튬(LiNbO3) 등의 압전체를 포함하고, BAW가 사용되는 경우에는, 예를 들어 질화알루미늄(AlN) 등의 압전체를 포함해도 된다. 예를 들어, 송신 필터 회로(12), 수신 필터 회로(14), 및 제2 경로(20) 등은, 압전 기판(42) 상에 형성되어 있다.
도 3에는, 송신 필터 회로(12)의 병렬 암 공진자(P11)와, 접지 단자(g11)와, 제2 경로(20)가 갖는 2IDT의 종결합형 공진자(22)와, 제2 용량(C2)이 나타나 있다. 2IDT의 종결합형 공진자(22) 및 제2 용량(C2)은, 제1 배선(43)에 의해 접속되어 있다.
여기서, 제1 배선(43)은, 제2 경로(20)의 일부를 형성하고 있다. 또한, 직렬 암 공진자(S11) 및 접지 단자(g11)는, 제2 배선(45)에 의해 접속되어 있다. 제2 배선(45)은, 제3 경로(24)의 일부를 형성하고 있다. 제1 배선(43)은, 파선 부분에 있어서, 압전 기판(42)과 제2 배선(45) 사이를 통과하고 있다. 즉, 제1 배선(43)과 제2 배선(45)은, 입체적으로 교차하고 있다.
도 4에는, 도 3의 A-A'의 단면도가 나타나 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, A-A'의 단면에서는, 5개의 층이 형성되어 있다. 구체적으로는, 아래부터 차례로, 압전 기판(42), 제1 배선(43), 중간층(44), 제2 배선(45), 및 표면층(46)이 형성되어 있다.
중간층(44)은, 제1 배선(43) 및 제2 배선(45) 사이의 공간에 배치되어 있다. 중간층(44)은, 절연체로 형성되어 있으며, 예를 들어 세라믹으로 형성된 세라믹층이어도 된다. 세라믹층은, 예를 들어 SiO2 등의 유리여도 된다. 표면층(46)은, 예를 들어 SiN 등이어도 된다. 표면층(46)이 제2 배선(45) 상에 형성됨으로써, 제2 배선(45)의 표면이 보호된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 배선(43)과 제2 배선(45)이 대향함으로써, 제1 용량(C1)이 발생하고 있다. 제1 용량(C1)의 크기는, 대향하고 있는 제1 배선(43)과 제2 배선(45)의 면적, 제1 배선(43)과 제2 배선(45) 사이의 거리, 및 중간층(44)의 재질 또는 형상 등을 적절하게 변경함으로써 조정할 수 있다. 제1 용량(C1)의 크기를 변경함으로써, 제2 경로(20)에 의해 생성되는 캔슬 신호의 진폭이나 위상을 조정할 수 있다. 즉, 제1 용량(C1)은, 캔슬 신호를 조정하기 위한 파라미터 중 하나로 되어 있다. 이 때문에, 제1 용량(C1)을 조정함으로써, 예를 들어 제2 용량(C2)의 용량을 변경(예를 들어, 증가)하지 않아도, 적절한 캔슬 신호를 생성하는 것이 가능해진다.
<<1.3. 효과>>
도 5 및 도 6을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 필터 장치(1)의 효과에 대해 설명한다.
도 5는, 본 실시 형태에 관한 필터 장치(1)에 있어서의, 송신 입력 단자(Tx)로부터 수신 출력 단자(Rx)로의 전송 특성(이하, 「아이솔레이션 특성」이라고도 칭함)을 나타내는 도면이다. 도 6은, 송신 입력 단자(Tx)로부터 제2 공통 단자(30)로의 감쇠 특성을 나타내는 도면이다.
도 5에 있어서, 송신 대역은, 송신 필터 회로(12)의 통과 대역을 나타낸다. 또한, 수신 대역은, 수신 필터 회로(14)의 통과 대역을 나타낸다. 도 5에 있어서, 실선은 본 실시 형태에 관한 필터 장치(1)에 있어서의 아이솔레이션 특성, 파선은 제1 용량(C1)이 형성되어 있지 않은 필터 장치(비교예)에 있어서의 아이솔레이션 특성을 나타내고 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 필터 장치(1)에서는, 비교예와 비교하여, 수신 대역에 있어서의 감쇠가 개선되어 있다. 즉, 송신 필터 회로(12)에 있어서의 수신 대역의 감쇠량을 크게 할 수 있다. 이것은, 상기한 바와 같이 제1 용량(C1)이 형성됨으로써, 캔슬 신호를 생성하기 위한 파라미터가 증가하여, 제1 용량(C1)이 존재하지 않는 경우와 비교하여, 불필요한 신호와 동진폭이면서 동위상인 캔슬 신호를 생성하기 쉬워졌기 때문이다. 이에 의해, 송신 필터 회로(12)에 입력된 신호가 수신 필터 회로(14)에 누설되어, 수신 대역에 혼합되는 것이 억제된다. 이 결과, 수신 필터 회로(14)의 수신 감도가 저하되는 것이 억제된다.
송신 필터 회로(12)에서는, 일반적으로는, 수 ㎓ 정도의 고주파에 발생하는 부공진의 감쇠극에 의해, 고주파에 있어서 신호가 감쇠된다. 당해 부공진에 의한 감쇠극은, 병렬 암 공진자(P11 내지 P13)의 용량과, 당해 병렬 암 공진자(P11 내지 P13)로부터 접지 단자(g11 또는 g12)까지의 배선에 의해 형성되는 인덕턴스에 의해 형성된다. 구체적으로는, 감쇠극은, 예를 들어 병렬 암 공진자(P11)의 용량과, 당해 병렬 암 공진자(P11)로부터 접지 단자(g11)까지의 배선에 의해 형성되는 인덕턴스에 의한, 직렬 LC 공진에 의해 형성된다. 이 때문에, 제1 용량(C1)이 형성되어 있지 않은 경우에는, 당해 감쇠극을 저주파수측으로 시프트시키고자 할 때, 병렬 암 공진자(P11)의 용량을 증가시키거나, 또는 인덕턴스를 증가시킬 필요가 있었다. 이들을 증가시키기 위해서는, 병렬 암 공진자 또는 필터 장치를 형성하고 있는 패키지의 내층 인덕턴스 등의 사이즈 업 등이 필요해지므로, 필터 장치의 소형화가 곤란했다.
도 6에서는, 실선은 본 실시 형태에 관한 필터 장치(1)에 있어서의 감쇠 특성, 파선은 제1 용량(C1)이 형성되어 있지 않은 필터 장치(비교예)에 있어서의 감쇠 특성을 나타내고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 필터 장치(1)에 있어서의 감쇠극은, 비교예에 있어서의 감쇠극보다 저주파수측으로 시프트되어 있다. 즉, 제1 용량(C1)이 형성되어 있음으로써, 상기한 직렬 LC 공진에 기초하는 감쇠극이 저주파수측으로 시프트되어 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 병렬 암 공진자 등의 사이즈 업 등을 행하지 않아도, 고주파에 발생하는 부공진에 의한 감쇠극을 조정할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 소형화를 실현하면서, 감쇠극을 저주파수측으로 시프트시킬 수 있다.
<2. 제2 실시 형태>
도 7 내지 도 9를 참조하여, 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에서는 제1 실시 형태와 공통의 사항에 대한 기술을 생략하고, 주로 다른 점에 대해 설명한다.
<<2.1. 필터 장치의 회로도>>
도 7은 제2 실시 형태에 관한 필터 장치(2)의 회로도이다. 또한, 도 8은 제2 실시 형태에 관한 송신 필터 회로(13)의 회로도이다. 또한, 도 9는 제2 실시 형태에 관한 필터 장치(2)에 있어서의 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 7 및 도 8을 참조하여, 제2 실시 형태에 관한 필터 장치(2)의 회로도에 대해 설명한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 필터 장치(2)는, 주로 송신 입력 단자(Tx)와, 수신 출력 단자(Rx)와, 제1 경로(50)와, 제2 경로(52)와, 제2 공통 단자(30)와, 제4 용량(C4)을 구비한다.
제2 실시 형태에 관한 제1 경로(50)는, 송신 입력 단자(Tx)와, 수신 출력 단자(Rx)를 접속하고, 송신 필터 회로(13) 및 수신 필터 회로(15)를 갖고 있다. 제2 실시 형태에 관한 송신 필터 회로(13)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 송신 필터 회로(12)와 마찬가지로, 4개의 직렬 암 공진자(S11 내지 S14)와, 3개의 병렬 암 공진자(P11 내지 P13)와, 2개의 접지 단자(g11 및 g12)를 구비하고 있다. 제2 실시 형태에 관한 송신 필터 회로(13)는, 제1 실시 형태에 관한 송신 필터 회로(12)와 비교하여, 가장 송신 입력 단자(Tx)에 가까운 병렬 암 공진자(P11)가, 용량을 통해 제2 경로에 접속되어 있지 않다는 점에서 다르다.
도 7로 돌아가, 제2 실시 형태에 관한 필터 장치(2)의 회로도에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에 관한 수신 필터 회로(15)는, 제1 실시 형태에 관한 수신 필터 회로(14)와 마찬가지로, 2개의 직렬 암 공진자(S21 및 S22)와, 2개의 병렬 암 공진자(P21 및 P22)와, 종결합형 공진자(140)를 구비하고 있다. 제2 실시 형태에 관한 수신 필터 회로(15)는, 제1 실시 형태에 관한 수신 필터 회로(14)와 달리, 병렬 암 공진자(P21)와 접지 단자(g21)를 접속하는 제3 경로(56)에, 제4 용량(C4)의 일단이 접속되어 있다.
제2 실시 형태에 관한 제2 경로(52)는, 제1 경로(50)에 있어서, 수신 필터 회로(15)에 병렬로 접속되어 있다. 제2 경로(52)는, 제1 공통 단자(16)에 가까운 쪽부터 차례로, 제5 용량(C5), 접지된 2IDT의 종결합형 공진자(54) 및 제6 용량(C6)을 구비하고 있다. 종결합형 공진자의 좌측의 IDT 전극은 제5 용량(C5)에 접속되고, 종결합형 공진자(54)의 우측의 IDT 전극은 제6 용량(C6)에 접속되어 있다. 또한, 제4 용량(C4)의 일단은, 제5 용량(C5)과 종결합형 공진자(54)의 좌측의 IDT 전극을 접속하는 경로에 접속되어 있다.
여기서, 제4 용량(C4)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 제3 경로(56)와, 제5 용량(C5)과 종결합형 공진자(54)를 접속하는 경로가 대향함으로써 제4 용량(C4)이 형성되어 있어도 된다.
<<2.2. 효과>>
도 9를 참조하여, 제2 실시 형태에 관한 필터 장치(2)의 아이솔레이션 특성에 대해 설명한다. 실선은 본 실시 형태에 관한 필터 장치(2)에 있어서의 아이솔레이션 특성을 나타내고, 파선은 제4 용량(C4)이 접속되어 있지 않은 필터 장치(비교예)에 있어서의 아이솔레이션 특성을 나타내고 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 필터 장치(2)에서는, 제4 용량(C4)이 접속됨으로써, 비교예와 비교하여, 송신 대역에 있어서의 감쇠가 개선되어 있음을 알 수 있다. 즉, 수신 필터 회로(15)에 있어서의 송신 대역의 감쇠량을 크게 할 수 있다. 이것은, 제4 용량(C4)이 형성됨으로써, 캔슬 신호를 생성하기 위한 파라미터가 증가하여, 제2 경로(52)에 있어서 불필요한 신호와 동진폭이면서 동위상인 캔슬 신호를 생성하기 쉬워졌기 때문이다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 필터 장치(2)의 소형화를 실현하면서, 고주파 대역에 발생하는 부공진에 기초하는 감쇠극을 저역측으로 시프트시킬 수 있다.
<3. 제3 실시 형태>
<<3.1. 제3 실시 형태의 회로도>>
도 10 및 도 11을 참조하여, 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 도 10은 제3 실시 형태에 관한 필터 장치(3)의 회로도이다. 또한, 도 11은, 제3 실시 형태에 관한 필터 장치(3)에 있어서의 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
제3 실시 형태에 관한 필터 장치(3)에서는, 제2 실시 형태에 관한 필터 장치(2)와 달리, 제2 경로(62)가, 제1 경로(60)에 있어서, 송신 필터 회로(13) 및 수신 필터 회로(15)에 병렬로 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 제2 경로(62)가 송신 입력 단자(Tx)의 근방과, 수신 출력 단자(Rx)의 근방에 접속되어 있다. 또한, 제2 경로(62)는, 송신 입력 단자(Tx)로부터 가까운 순으로, 제8 용량(C8), 접지된 2IDT의 종결합형 공진자(64) 및 제9 용량(C9)을 구비하고 있다. 종결합형 공진자(64)의 좌측의 IDT 전극은 제8 용량(C8)에 접속되고, 종결합형 공진자(64)의 우측의 IDT 전극은 제9 용량(C9)에 접속되어 있다. 또한, 종결합형 공진자(64)의 우측의 IDT 전극과 제9 용량(C9)을 접속하는 경로에는, 제7 용량(C7)의 일단이 접속되어 있다. 또한, 당해 제7 용량(C7)의 타단은, 수신 필터 회로(15)가 갖는 병렬 암 공진자(P21)와 접지 단자(g21)를 접속하는 제3 경로(66)에 접속되어 있다.
<<3.2. 효과>>
도 11을 참조하여, 제3 실시 형태에 관한 필터 장치(3)에 있어서의 아이솔레이션 특성에 대해 설명한다. 도 11에 있어서, 실선은 본 실시 형태에 관한 필터 장치(3)에 있어서의 아이솔레이션 특성을 나타내고, 파선은 제7 용량(C7)이 형성되어 있지 않은 필터 장치(비교예)에 있어서의 아이솔레이션 특성을 나타내고 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 송신 대역과 수신 대역에 있어서, 비교예와 비교하여, 감쇠가 개선되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 수신 필터 회로(15)에 있어서의 송신 대역의 감쇠량을 크게 하고, 또한 송신 필터 회로(13)에 있어서의 수신 대역의 감쇠량을 크게 할 수 있다. 이것은, 제7 용량(C7)이 추가됨으로써, 불필요한 신호를 캔슬하기 위한 파라미터가 증가하여, 불필요한 신호를 캔슬할 수 있었기 때문이다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 필터 장치(3)의 소형화를 실현하면서, 고주파 대역에 발생하는 부공진에 기초하는 감쇠극을 저역측으로 시프트시킬 수 있다.
<4.1. 변형예>
이하, 도 12 및 도 13을 참조하여, 상기한 필터 장치의 변형예에 대해 설명한다.
도 12는 제1 변형예에 관한 필터 장치(4)의 회로도이다. 또한, 도 13은 제2 변형예에 관한 필터 장치(5)의 회로도이다. 이들 변형예에서는, 제3 실시 형태에 관한 필터 장치(3)에 있어서의 제2 경로(62)의 구성이 다르다.
<<4.1. 제1 변형예의 회로도>>
도 12에 나타내는 바와 같이, 제1 변형예에 관한 필터 장치(4)에서는, 제2 경로(72)는, 송신 필터 회로(13) 및 수신 필터 회로(15)에 병렬로 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 필터 장치(4)는, 제1 경로(70)에 있어서, 송신 입력 단자(Tx)의 근방과, 제1 공통 단자(16)와, 수신 출력 단자(Rx)의 근방에 접속되어 있다. 이와 같이, 제1 변형예에 관한 제2 경로(72)는, 제1 경로(70)에 있어서 3점에서 접속되어 있다. 또한, 제2 경로(72)는, 송신 입력 단자(Tx)의 근방에 접속된 제11 용량(C11)과, 제1 공통 단자(16)에 접속된 제12 용량(C12)과, 수신 출력 단자(Rx)의 근방에 접속된 제13 용량(C13)과, 이들 용량에 접속된, 3IDT의 종결합형 공진자(74)를 갖고 있다.
종결합형 공진자(74)는, 3개의 IDT 전극에 의해 구성되어 있다. 이들 IDT 전극은, 모두 서로 다른 접지 단자에 접속되어 있다. 또한, 이들 3개의 IDT 전극은, 각각 좌측부터 차례로 제11 용량(C11), 제12 용량(C12), 및 제13 용량(C13)에 접속되어 있다.
또한, 제1 변형예에 관한 필터 장치(4)는, 제10 용량(C10)을 구비하고 있다. 제10 용량(C10)의 일단은 제2 경로(72)에 접속되고, 제10 용량(C10)의 타단은 병렬 암 공진자(P21)와 접지 단자(g21)를 접속하는 제3 경로(76)에 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 제10 용량(C10)은, 종결합형 공진자(74)의 우측 공진자와 제13 용량(C13)을 접속하는 경로와, 제3 경로(76)에 접속되어 있다.
<<4.2. 제2 변형예의 회로도>>
도 13에 나타내는 바와 같이, 제2 변형예에 관한 필터 장치(5)에서는, 제1 변형예와 마찬가지로, 제1 경로(80)에 있어서, 송신 입력 단자(Tx)의 근방과, 제1 공통 단자(16)와, 수신 출력 단자(Rx) 근방에 접속되어 있다. 또한, 제2 경로(82)는, 송신 입력 단자(Tx)의 근방에 접속된 제16 용량(C16)과, 제1 공통 단자(16)에 접속된 제17 용량(C17)과, 수신 출력 단자(Rx)의 근방에 접속된 제18 용량(C18)과, 이들 용량에 접속된 2IDT의 종결합형 공진자(84)를 갖고 있다.
종결합형 공진자(84)가 구비하는 2개의 IDT 전극은, 상기한 용량에 접속되어 있다. 구체적으로는, 종결합형 공진자(84)의 좌측의 IDT 전극은 제16 용량(C16) 및 제17 용량(C17)에 접속되어 있고, 우측의 IDT 전극은 제18 용량(C18)에 접속되어 있다.
또한, 제2 변형예에 관한 필터 장치(5)는 제15 용량(C15)을 구비하고 있다. 제15 용량(C15)의 일단은 제2 경로(82)에 접속되고, 제15 용량(C15)의 타단은 병렬 암 공진자(P21)와 접지 단자(g21)를 접속하는 제3 경로(86)에 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 제18 용량(C18)은, 종결합형 공진자(84)의 우측의 공진자와 제18 용량(C18)을 접속하는 경로와, 제3 경로(86)에 접속되어 있다.
<<4.3. 효과>>
변형예 1, 2에 관한 필터 장치(4, 5)에 의하면, 제3 실시 형태에 관한 필터 장치(3)와 마찬가지로, 송신 대역과 수신 대역에 있어서의 감쇠를 개선할 수 있다. 또한, 제1 변형예 및 제2 변형예에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 필터 장치(4, 5)의 소형화를 실현하면서, 고주파 대역에 발생하는 부공진에 기초하는 감쇠극을 저역측으로 시프트시킬 수 있다.
<5. 보충>
이상 설명한 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이지, 본 발명을 한정하여 해석하기 위한 것은 아니다. 실시 형태가 구비하는 각 요소, 그리고 그 배치, 재료, 조건, 형상 및 사이즈 등은, 예시한 것에 한정되는 것은 아니고 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 다른 실시 형태에서 나타낸 구성끼리를 부분적으로 치환하거나 또는 조합하는 것이 가능하다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 제2 경로는, 제1 경로에 있어서 2점 또는 3점에서 접속되어 있지만, 제2 경로가 제1 경로에 접속되는 점의 수는 이것에 한정되지 않고, 4점 이상이어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 제2 경로와 제3 경로에 접속된 용량이 제2 경로와 제3 경로가 대향함으로써 형성되어 있는 예에 대해 설명하였다. 이것에 한정되지 않고, 당해 용량은, 각종 방법으로 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 제1 실시 형태에 있어서, 제1 용량(C1)은, 제2 경로(20)와, 병렬 암 공진자(P11)가 대향함으로써 형성되어 있어도 된다. 보다 구체적으로는, 제1 용량(C1)은, 제2 경로(20)와, 병렬 암 공진자(P11)가 구비하는 빗살형 전극 또는 버스 바(도시하지 않음)가 대향함으로써 형성되어 있어도 된다. 또한, 당해 버스 바는, 접지 단자(g11)에 접속되는 버스 바여도 된다. 마찬가지로, 제4 용량(C4), 제7 용량(C7), 제10 용량(C10) 및 제15 용량(C15)를 형성하는 방법도, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제3 경로에 접속되는 용량은, 송신 필터 회로 또는 수신 필터 회로가 구비하는 복수의 병렬 암 공진자 중, 어느 병렬 암 공진자에 접속되어 있어도 된다. 예를 들어, 제1 실시 형태에서는, 제2 경로(20)에 접속되어 있는 제1 용량(C1)은, 병렬 암 공진자(P11)와 접지 단자(g11)를 접속하는 제3 경로(24)에 접속되어 있다. 이것에 한정되지 않고, 제1 용량(C1)은, 예를 들어 병렬 암 공진자(P12)와 접지 단자(g11)를 접속하는 경로, 또는 병렬 암 공진자(P13)와 접지 단자(g12)를 접속하는 경로 등에 접속되어 있어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 제2 경로가 갖는 접지된 공진자는, 2IDT 또는 3IDT의 종결합형 공진자인 것으로서 설명하였다. 이것에 한정되지 않고, 제2 경로가 갖는 접지된 공진자는, 4개 이상의 IDT 전극을 갖는 종결합형 공진자여도 된다. 또한, 종결합형 공진자가 갖는 IDT 전극의 수에 따라서, 제2 경로가 제1 경로에 접속되는 점의 수가 적절하게 설계될 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 본 발명에 관한 필터 장치가 듀플렉서에 적용되는 예에 대해 설명하였다. 이것에 한정되지 않고, 본 발명에 관한 필터 장치는, 필터 회로를 구비하는, 각종 필터 장치에 적용할 수 있다. 필터 장치는, 예를 들어 하나의 필터 회로를 갖는 필터 장치여도 된다. 또한, 필터 장치는, 2개의 필터 회로를 복합한 상술한 듀플렉서, 3개의 필터 회로를 복합한 트라이플렉서, 4개의 필터 회로를 복합한 쿼드플렉서, 또는 8개의 필터 회로를 복합한 옥타플렉서 등을 포함해도 된다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 제1 배선(43)과 제2 배선(45) 사이에 세라믹층이 배치되는 것으로서 설명하였지만, 당해 세라믹층은 배치되어 있지 않아도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 제2 경로에 배치되어 있는 공진자는, 주로 종결합형 공진자이다. 이것에 한정되지 않고, 제2 경로에 배치되어 있는 공진자는, 상기 실시 형태에 있어서 병렬 암 공진자로서 사용되는 공진자여도 된다.
1, 2, 3, 4, 5: 필터 장치
10, 50, 60, 70, 80: 제1 경로
12, 13: 송신 필터 회로
14, 15: 수신 필터 회로
16: 제1 공통 단자
20, 52, 62, 72, 82: 제2 경로
22, 54, 64, 74, 84, 140: 종결합형 공진자
24, 56, 66, 76, 86: 제3 경로
30: 제2 공통 단자
42: 압전 기판
43: 제1 배선
44: 중간층
45: 제2 배선
46: 표면층
50: 제1 경로
C1 내지 C18: 용량
g11, g12, g21: 접지 단자
P11 내지 P13, P21, P22: 병렬 암 공진자
S11 내지 S14, S21, S22: 직렬 암 공진자
Tx: 송신 입력 단자
Rx: 수신 출력 단자

Claims (12)

  1. 접지 단자에 접속된 병렬 암 공진자를 포함하는 적어도 하나의 래더형 필터 회로를 갖고, 제1 단자와 제2 단자를 접속하는 제1 경로와,
    접지된 공진자를 갖고, 상기 적어도 하나의 래더형 필터 회로 중 하나 이상의 래더형 필터 회로에 병렬로 접속되어 있는 제2 경로와,
    용량을 구비하고,
    상기 용량의 일단은 상기 제2 경로에 접속되고, 상기 용량의 타단은 상기 병렬 암 공진자와 상기 접지 단자를 접속하는 제3 경로에 접속된,
    필터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접지된 공진자는, 종결합형의 공진자인,
    필터 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 용량은, 상기 제2 경로의 일부를 형성하고 있는 제1 배선과 상기 제3 경로의 일부를 형성하고 있는 제2 배선이 대향함으로써 형성되어 있는,
    필터 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 용량을 형성하고 있는 상기 제2 경로와 상기 제3 경로 사이에 있는 공간의 적어도 일부에는, 세라믹층이 배치되어 있는,
    필터 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 경로는, 송신용의 상기 래더형 필터 회로인 송신 필터 회로와, 수신용의 상기 래더형 필터 회로인 수신 필터 회로를 갖는,
    필터 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 경로는, 송신용의 상기 래더형 필터 회로인 송신 필터 회로와, 수신용의 상기 래더형 필터 회로인 수신 필터 회로를 갖는,
    필터 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 경로는, 송신용의 상기 래더형 필터 회로인 송신 필터 회로와, 수신용의 상기 래더형 필터 회로인 수신 필터 회로를 갖는,
    필터 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2 경로는, 상기 송신 필터 회로 및 상기 수신 필터 회로에 병렬로 접속되어 있는,
    필터 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제2 경로는, 상기 송신 필터 회로 및 상기 수신 필터 회로에 병렬로 접속되어 있는,
    필터 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 경로는, 상기 송신 필터 회로 및 상기 수신 필터 회로에 병렬로 접속되어 있는,
    필터 장치.
  11. 접지 단자에 접속된 병렬 암 공진자를 포함하는 적어도 하나의 래더형 필터 회로를 갖고, 제1 단자와 제2 단자를 접속하는 제1 경로와,
    접지된 공진자를 갖고, 상기 적어도 하나의 래더형 필터 회로 중 하나 이상의 래더형 필터 회로에 병렬로 접속되어 있는 제2 경로와, 병렬 암 공진과 접지 단자를 접속하는 제3 경로를 구비하고,
    상기 제2 경로를 구성하는 배선과 상기 제3 경로를 구성하는 배선이 평면으로 보아, 겹쳐 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 경로를 구성하는 배선과 상기 제3 경로를 구성하는 배선 사이에 절연체가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
KR1020200119889A 2019-09-18 2020-09-17 필터 장치 KR102529784B1 (ko)

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