KR20100099755A

KR20100099755A - 필터, 휴대 단말기 및 전자 부품

Info

Publication number: KR20100099755A
Application number: KR1020107017392A
Authority: KR
Inventors: 다쯔노리 온즈까
Original assignee: 니혼 덴파 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2010-09-13
Also published as: KR101131287B1; US20110102107A1; CN101939912A; JP4805370B2; CN103684340A; EP2246980A4; JP2010035132A; WO2009099248A1; EP2246980A1; US8648672B2

Abstract

본 발명의 목적은, TV 전파의 대역 외에서의 서로 접근한 감쇠역(ranges)에서는 급준하고 큰 감쇠량을 얻는 것, 인덕터의 사용 개수를 억제하여 디바이스의 소형화에 기여할 수 있는 필터를 제공하는 것이다. 본 발명은, 복수의 감쇠역을 각각 형성하기 위한 복수의 병렬 아암의 탄성파 공진자를 인덕터를 개재하지 않고 신호로의 동일 전위점에 접속한다. 혹은 직렬 공진을 일으키는 복수의 소자부의 직렬 회로를 신호로에 병렬 아암으로서 접속한다. 이 때문에 복수의 감쇠역의 각각에 큰 감쇠량이 얻어지지만, 인접하는 극 사이에는 말하자면 0(제로)점에 상당하는 영역이 존재한다. 그러나 0점이 존재하여도 그 양측에서 급준하게 감쇠하는 특성이 얻어진다. 그리고 동일 전위점에 접속된 탄성파 공진자의 조(pairs)(공진자의 조) 혹은 상기 직렬 회로로 이루어지는 병렬 아암을 신호로에 복수단 접속하고, 각 단 사이에는 위상을 반전시키기 위한 인덕터를 개재시키고 있다.

Description

필터, 휴대 단말기 및 전자 부품{FILTER, PORTABLE TERMINAL, AND ELECTRONIC COMPONENT}

본 발명은, 예를 들면 SAW(surface acoustic wave : 탄성 표면파) 필터 등의 필터 및 이 필터를 이용한 예를 들면 디지털 지상파 TV 수신기가 딸린 휴대 단말기 및 필터를 이용한 전자 부품에 관한 것이다.

2003년부터, 일본 내의 디지털 지상파 방송이 시작되고, 또한 2000년부터 유럽을 비롯하여 디지털 지상파 방송의 서비스가 개시되었다. 한편, 휴대 단말기의 보급에 수반하여, 종래의 휴대 단말기의 전화 기능에 대해 메일 기능 등의 각종 고부가가치의 서비스가 제공되고 있다. 이와 같은 흐름 속에서, 세계의 휴대 단말기의 제조 메이커에서는, 지금까지의 휴대 전화 기능 외에, 디지털 지상파용 TV 방송의 수신 기능을 갖게 한 디지털 지상파 TV 수신기가 딸린 휴대 단말기로 함으로써, 디지털 지상파 방송을 수신하는 서비스를 취득하는 것이 검토되고 있다.

이런 종류의 휴대 단말기용 디지털 지상파 TV 튜너 모듈은, 휴대 단말기용인 것에 의해, 수신 감도와 같은 튜너 본래의 특성면의 과제 외에 적은 소비 전력ㆍ소형화ㆍ저배화(低背化)가 요구되고, 또한 송신 전파가 수신 전파를 방해하는 것을 방지하는 것이 요구된다.

도 31에 디지털 지상파 TV 수신기가 딸린 휴대 단말기의 송수신부의 구성도를 도시한다. 디지털 TV 방송을 수신 가능한 휴대 단말기에서는, 음성(및 데이터) 통신과 TV 방송의 주파수대의 차이에 의해, 디지털 TV 방송을 수신하기 위한 안테나(1)와, 음성(및 데이터) 통신 신호를 송수신하기 위한 안테나(2)의 2개의 안테나가 근접 배치된다. 여기서, 통상적으로, 디지털 TV 방송파는 미약 전파(-90㏈m)이므로, TV 튜너 모듈(10)의 수신 감도는 매우 높게 설계된다. 한편, 휴대 단말기로서의 음성(및 데이터)을 송신하는 음성 송신부(4)의 송신파는 안테나(2)로부터 매우 강한 전파(약 +30㏈m)를 발사시킨다. 이 때문에, 음성(및 데이터) 통신의 송신파는 안테나(1)를 통하여 TV 방송의 튜너 모듈(10)까지 도달하고, TV 방송의 수신에 방해가 된다. 이 때문에, 디지털 지상파 TV 수신기가 딸린 휴대 단말기에서는, D/U비(Desired/Undesired : 희망파와 고스트파의 전력비)는 120㏈ 필요하다라고 한다.

그런데 일본 내에서의 디지털 TV 방송의 수신 대역은 470㎒∼770㎒이며, 이 수신 대역보다도 고주파측에 음성 통신의 송신 대역이 근접하여 존재한다. 이 송신 대역은 통신 사업자마다 다르지만, 현재의 상태에서는, 824∼830㎒, 898∼925㎒, 1940∼1960㎒의 송신 대역이 존재한다. 도 32는, 디지털 TV 방송의 수신 대역과 통신 사업자가 사용하는 음성 통신의 송신 대역에 각각 대응하는 통과역과 감쇠역을 나타내는 특성도이다.

이미 설명한 바와 같이, 안테나가 근접 배치되고, 송수신 전파의 대역이 서로 근접한 경우, 음성이나 데이터 통신의 송신 전파가 안테나를 통하여 디지털 TV 방송 수신 안테나에 유입되어, TV 방송의 미약한 수신파에 방해를 주는 문제가 있다. 이 방해를 피하기 위해, 디지털 TV 방송의 수신 안테나의 부근에, 급준한 감쇠량을 갖는 필터를 설치하는 것이 요구된다.

도 33에, 상기의 요구를 만족하는, 디지털 지상파용 TV 튜너 모듈의 수신 계통의 구성예를 도시한다. BEF 회로(밴드ㆍ엘리미네이션ㆍ필터 회로)(11)는, 휴대 전화의 송수신 안테나(도시 생략)로부터 발사되는 송신 전파 주파수대에 급준한 억압(-50∼-60㏈) 특성을 갖고, 안테나(1)에서 수신하는 디지털 지상파 TV 전파를 저손실로 취득한다. LC 필터(12)는, 칩 코일이나 칩 인덕터로 구성되고, 송신 전파 주파수대를 억압(-20∼-40㏈)한다. 밸런 회로(13)는, 송신 전파 주파수대를 억압(-10∼-20㏈)하면서 TV 방송파를 평형-불평형 변환한다. IC 회로(14)는, 변조파로 되는 TV 신호를 베이스 밴드로 변환한다.

BEF 회로에 요구되는 특성은, 디지털 TV 방송의 수신 대역에서는 저손실이며(감쇠량이 작고), 음성이나 데이터 방송의 송신 대역에서는 감쇠가 급준하며 또한 큰 감쇠량이 필요해진다. BEF 회로로서 일반적으로, 코일이나 캐패시터를 사용한 수동 회로나 유전체의 높은 Q값을 이용한 유전체 필터, 또한 상기 수동 회로를 패턴 상에 배치시키거나, 또한 소결시키는 LTCC나 HTCC와 같은 적층 칩 부품이 있다. 그러나, 휴대 단말기 내에 실장되는 모듈에서는, 그 실장 면적과 스페이스는 제한을 받으므로, 이와 같은 구성에서는 한계가 있다. 또한, 디지털 TV 방송의 수신 대역과 음성이나 데이터 방송의 송신 대역은 매우 근접하고 있으므로, 급준한 감쇠 특성이 필요하며, 종래의 필터 설계 이론에서는, 급준도를 높이기 위해서는, 필터의 구성 요소인 공진 회로를 2단 이상으로 접속시키므로, 통과 대역의 손실은 매우 큰 것으로 된다.

따라서 적은 소비 전력ㆍ소형화ㆍ저배화를 가능하게 하는 필터로서, SAW(탄성 표면파) 필터가 있다. 그러나 SAW 공진자 단체로 SAW 필터를 구성하는 것으로는 넓은 통과 대역과 큰 감쇠량을 얻는 것이 어렵다. 한편, 특허 문헌 1에는 병렬 아암인 SAW 공진자를, 전송로(신호로)에 설치한 인덕터를 통하여 복수단 접속하는 구성이 기재되어 있고, 이 방법을 취하면, 감쇠량이 작은 통과역과 이 통과역에 접근하고 또한 큰 감쇠량이 얻어지는 감쇠역을 확보할 수 있다. 도 34는, 7개의 병렬 아암인 SAW 공진자(31)와 위상 반전용의(위상을 90도 어긋나게 하기 위한) 인덕터를 접속하여 구성한 SAW 필터이며, 참조 부호 33은 입력 포트, 참조 부호 34는 출력 포트를 나타내고 있다.

824∼830㎒의 감쇠역을 제1 감쇠역, 898∼925㎒의 감쇠역을 제2 감쇠역으로 부르는 것으로 하면, 7개의 SAW 공진자(31) 중의 3개에 대해서 제1 감쇠역에서 병렬 공진하는 것을 할당하고, 나머지 4개에 대해서는 제2 감쇠역에서 병렬 공진하는 것을 할당하고 있다. 도 35는 이 회로의 필터 특성을 나타내고 있고, 상기의 요구를 만족하는 우수한 필터 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다. 그리고 이 SAW 필터에서는, SAW 공진자(31)의 접속단 수를 늘림으로써 어떻든 큰 감쇠량을 확보할 수 있다.

그런데 SAW 공진자의 접속단 수를 늘리면 그에 수반하여 인덕터의 수도 늘어나므로, 디바이스의 사이즈가 다음의 이유에 의해 커지게 된다. 인덕터를 배선 패턴에 의해 작성하고자 하면, 큰 패턴을 굴곡시키고 또한 막 두께를 크게 할 필요가 있으므로 도체 손실이 커지고, Q값이 낮아지므로 외장의 코일을 이용하는 것이 현실적이다. 도 36은, 외장 코일을 이용한 경우의 SAW 필터의 개략 사시도이며, 참조 부호 35는 배선 기판, 참조 부호 36은 SAW 공진자가 형성된 SAW 디바이스, 참조 부호 37은 외장 코일이다. 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 외장 코일의 장착수가 많아지면 디바이스의 사이즈가 커져, 디바이스의 소형화를 저해하는 큰 요인으로 되어 있다.

휴대 단말기는, 기능의 다양화 등에 수반하여, 점점 소형화가 요구되므로, SAW 필터 디바이스의 한층 소형화를 도모할 수 있는 기술이 요청되고 있다.

특허 문헌 2에는, 서로 다른 공진 주파수를 구비한 복수의 SAW 공진자를 동일 전위점에 접속하여, 이들 복수의 공진 주파수를 조합하여 하나의 밴드패스 필터를 구성하는 기술이 기재되어 있지만, 서로 접근한 급준한 감쇠역에 대응하기 위한 필터에 대해서는 기재되어 있지 않다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2004-104799호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2004-15397호 공보

본 발명의 목적은, 요구되는 통과역에서는 저손실의 특성을 구비하고 또한 통과역 외의 복수의 감쇠역에서는 급준하고 큰 감쇠량을 얻는 필터를 제공하는 데에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 위상 반전용의 인덕터의 사용 개수를 저감할 수 있어 소형화에 기여할 수 있는 필터를 제공하는 데에 있다. 또한 본 발명의 다른 목적은, 상기의 필터를 구비한 휴대 단말기 및 전자 부품을 제공하는 데에 있다.

본 발명은, 통과역보다도 고역측 또는 저역측에 복수의 감쇠역을 형성하기 위한 필터로서,

상기 복수의 감쇠역을 각각 형성하기 위해, 상기 복수의 감쇠역에 각각 대응하는 주파수에서 직렬 공진을 일으키는 소자부를 복수의 병렬 아암으로서 신호로의 동일 전위점에 접속한 것과,

이들 복수의 소자부로 이루어지는 소자부의 조를 신호로에 복수단 접속한 것과,

서로 인접하는 소자부의 조의 사이에서의 상기 신호로에 위상 반전용의 인덕터를 설치한 것을 구비한 것을 특징으로 한다.

또 다른 발명은, 통과역보다도 고역측 또는 저역측에 복수의 감쇠역을 형성하기 위한 필터로서,

상기 복수의 감쇠역을 각각 형성하기 위해, 상기 복수의 감쇠역에 각각 대응하는 주파수에서 직렬 공진을 일으키는 복수의 소자부를 서로 직렬로 접속하고, 이 직렬 회로를 신호로에 병렬 아암으로서 접속한 것과,

복수의 소자부로 이루어지는 상기 직렬 회로인 소자부의 조를 상기 신호로에 복수단 접속한 것과,

상기 직렬 공진을 일으키는 소자부의 구체예로서는, 탄성파 공진자, 탄성 표면파 공진자, 수정 공진자, 압전 박막 공진자, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 공진자, 유전체, 및 코일과 컨덴서로 이루어지는 공진 회로 등을 예로 들 수 있다. 압전 박막 공진자로서는, 예를 들면 FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)이나 SMR(Solid Mounted Resonator) 등을 예로 들 수 있다.

본 발명의 변형예로서, 상기 소자부의 조의 접속단 수는, 상기 감쇠역의 수보다도 1개 이상 많고,

각 단의 사이에 접속된 인덕터 중 상기 감쇠역의 수에 상당하는 개수의 인덕터에는, 각각 직렬 공진을 일으키는 소자부가 병렬로 접속되어 병렬 회로가 구성되고,

이들 복수의 병렬 회로의 병렬 공진 주파수는, 각각 복수의 감쇠역에 대응하는 주파수로 설정되어 있는 구성을 예로 들 수 있다. 본 발명의 필터는, 예를 들면 디지털 지상파 텔레비전 방송용의 수신 대역을 통과역으로 하고, 휴대 단말기로서의 음성 및/또는 데이터의 송신 대역을 감쇠역으로 한다.

또한 본 발명에 따른 휴대 단말기는, 디지털 지상파 텔레비전 방송용의 전파를 수신하기 위한 안테나 및 수신부와, 휴대 단말기로서의 음성 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 안테나를 구비하고, 상기 수신부에 본 발명의 필터가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 전자 부품은, 상기의 본 발명의 필터를 구비하고 있다.

본 발명은, 복수의 감쇠역을 각각 형성하기 위한 복수의 병렬 아암을 이루는, 직렬 공진을 일으키는 소자부를 인덕터를 개재하지 않고 신호로의 동일 전위점에 접속하고 있기 때문에, 복수의 감쇠역의 각각에 큰 감쇠량이 얻어지지만, 서로 인접하고 있는 극(가장 감쇠하고 있는 포인트) 사이에는, 0(제로)점에 상당하는 영역이 존재한다. 그러나 본 발명은, 각각 큰 감쇠가 요구되는 복수의 감쇠역에 대응할 수 있는 전송 특성을 목적으로 하고 있으므로, 0점이 존재하여도 그 양측에서 급준하게 감쇠하는 특성이 얻어지면 그 목적은 달성할 수 있다.

그리고 이와 같이 동일 전위점에 접속된 소자부의 조를 신호로에 복수단 접속하고, 각 단 사이에는 위상을 반전시키기 위한 인덕터를 개재시켜, 각 감쇠역 내에서는 0점이 존재하지 않도록 하고, 이렇게 하여 소자부의 조를 복수단 접속함으로써, 보다 큰 감쇠량을 확보하고, 요구되는 전송 특성에 대응할 수 있게 하고 있다. 이 결과, 저손실의 특성을 구비하고 또한 통과역 외의 복수의 감쇠역에서는 급준하고 큰 감쇠량을 얻을 수 있고, 게다가 위상 반전용의 인덕터의 사용 개수를 저감할 수 있어서 디바이스의 소형화에 기여할 수 있다고 하는 효과가 있다. 따라서 본 발명의 필터는 예를 들면 휴대 단말기에 바람직하며, 또한 디지털 지상파 텔레비전 방송용의 수신 대역을 통과역으로 하고, 휴대 단말기로서의 음성 및/또는 데이터의 송신 대역을 감쇠역으로 하는 경우에 매우 적합하며, 디지털 지상파 TV 수신기가 딸린 휴대 단말기의 TV 튜너에서의 송신 전파가 디지털 TV 방송의 수신파에 방해를 주는 것을 방지하는 데에 바람직하게 된다.

도 1은 SAW 공진자의 등가 회로를 도시하는 회로도, 및 어드미턴스의 주파수 특성을 나타내는 특성도.
도 2는 SAW 공진자를 1개 이용한 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 3은 도 2의 SAW 필터의 전송 특성을 나타내는 특성도.
도 4는 2개의 SAW 공진자를 동일 전위점에 접속하여 구성한 SAW 필터의 일례를 나타내는 회로도.
도 5는 도 4의 SAW 필터의 전송 특성을 나타내는 특성도.
도 6은 직렬 공진 회로를 인덕터를 통하여 2단으로 접속하여 구성한 필터를 도시하는 회로도.
도 7은 도 6의 회로에서의 어드미턴스의 주파수 특성과 전송 특성을 대응지어 나타내는 설명도.
도 8은 직렬 공진 회로를 동일 전위점에 2단으로 접속하여 구성한 필터를 도시하는 회로도.
도 9는 도 8의 회로에서의 어드미턴스의 주파수 특성과 전송 특성을 대응지어 나타내는 설명도.
도 10은 본 발명의 실시 형태인 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 11은 도 10에 도시한 SAW 필터의 전송 특성을 나타내는 특성도.
도 12는 상기의 실시 형태인 SAW 필터와 비교하기 위한 종래의 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 13은 도 12에 도시한 SAW 필터의 전송 특성을 나타내는 특성도.
도 14는 본 발명의 다른 실시 형태인 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 15는 도 14에 도시한 SAW 필터의 전송 특성을 나타내는 특성도.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 형태인 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 17은 도 16에 도시한 SAW 필터의 전송 특성을 나타내는 특성도.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시 형태인 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 19는 도 18에 도시한 SAW 필터의 전송 특성을 나타내는 특성도.
도 20은 도 19에 도시한 SAW 필터의 전송 특성을 확대하여 나타내는 특성도.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시 형태인 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 22는 도 21에 도시한 SAW 필터의 전송 특성을 나타내는 특성도.
도 23은 2개의 SAW 공진자의 직렬 회로를 병렬 아암으로서 접속하여 구성한 SAW 필터의 일례를 나타내는 회로도.
도 24는 도 23의 SAW 필터의 전송 특성을 나타내는 특성도.
도 25는 본 발명의 실시 형태인 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 26은 본 발명의 실시 형태인 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 27은 본 발명의 실시 형태인 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 28은 본 발명의 실시 형태인 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 29는 본 발명의 다른 실시 형태인 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 30은 도 29에 도시한 SAW 필터의 전송 특성을 나타내는 특성도.
도 31은 디지털 지상파 TV 수신기가 딸린 휴대 단말기의 송수신부를 도시하는 구성도.
도 32는 디지털 지상파용 TV 튜너 모듈의 수신 계통을 도시하는 구성도.
도 33은 디지털 지상파용 TV 튜너의 BEF 회로에 요구되는 통과역 및 감쇠역을 나타내는 특성도.
도 34는 종래의 방법에 의해 구성한 SAW 필터를 도시하는 회로도.
도 35는 도 34의 회로에 의해 얻어지는 전송 특성도.
도 36은 SAW 필터의 개관의 일례를 나타내는 사시도.

<제1 실시 형태>

본 발명의 실시 형태의 설명에 앞서서, 본 발명의 구성에 이른 배경, 및 이미 설명한 요청에 알맞은 전송 특성이 얻어지는 이유 등에 대해서 설명해 둔다. 도 1의 (a)는, 탄성파 공진자인 SAW 공진자의 등가 회로를 도시하고 있고, 도 1의 (b)는 SAW 공진자의 주파수에 대한 어드미턴스 특성을 나타내고 있다. Rs는 직렬 저항(저항), Ls는 직렬 인덕턴스(인덕턴스), Cs는 직렬 용량(용량), Cd는 전극 용량(제동 용량), R0은 외부 저항이다. SAW 공진자는 이와 같은 어드미턴스 특성을 갖기 때문에, 도 2에 도시한 바와 같이 각각 종단 임피던스가 50Ω인 입력 포트(41)와 출력 포트(42)와의 사이에, SAW 공진자(5)를 병렬 아암으로서 설치함으로써 필터를 구성하면, 도 3에 도시한 전송 특성이 얻어진다.

도 3 중, P1은 통과 특성, P2는 반사 특성이며, SAW 공진자(5)가 단락되는 주파수 즉 직렬 공진 주파수(공진점)에서 통과 특성이 가장 저하되어 극이 형성되고, 또한 SAW 공진자(5)가 오픈하므로 주파수 즉 병렬 공진 주파수(반공진점)에서 반사 특성이 가장 저하되어 0점이 형성된다. 도 4는, 서로 접근하는 2개의 감쇠역에서 각각 급준한 감쇠량이 얻어지도록 서로 다른 공진점이 설정된 2개의 SAW 공진자(5, 6)를 신호로의 동일 전위점에 병렬 아암으로서 접속하여 구성한 SAW 필터이다. 도 5는 도 4의 SAW 필터에서의 전송 특성을 나타내고, 목적으로 하는 2개의 감쇠역에서 각각 통과 특성에 극이 존재함과 함께, 2개의 극의 사이에 반사 특성의 0점이 존재하는 것을 알 수 있다. 즉 이 전송 특성은 2개의 감쇠역의 사이에 극히 저손실의 영역이 존재한다.

이 이유에 대해서 SAW 공진자 대신에 직렬 공진 회로를 이용하여 고찰한다. 도 6은 병렬 아암을 이루는 직렬 공진 회로(101, 102)이며, 이들 직렬 공진 회로(101, 102)의 사이의 신호로에는 위상을 반전시키기 위한 인덕터(103)가 개재되어 설치되어 있다. 직렬 공진 회로(101, 102)의 공진 주파수는 각각 f1(824㎒) 및 f2(898㎒)로 조정되어 있다. 이 경우, 각 직렬 공진 회로(101, 102)의 주파수에 대한 어드미턴스 특성은, 도 7의 상단에 도시한 바와 같이 각각 Y1, Y2로서 나타내지만, 인덕터(103)가 개재되어 있기 때문에, 어드미턴스 특성 Y2는 반전하고, 이 때문에 필터 회로 전체의 어드미턴스 특성은 Y0과 같이 나타낸다. 따라서 도 7의 하단에 도시한 바와 같이 전송 특성에서는 주파수 f1과 f2와의 사이가 감쇠하고 있고, f1∼f2에 이르는 대역 저지 필터가 형성되게 된다.

이에 대해, 마찬가지로 공진 주파수가 조정된 직렬 공진 회로(101, 102)를 도 8에 도시한 바와 같이 신호로의 동일 전위점에 병렬 아암으로서 접속한 경우에는, 각 직렬 공진 회로(101, 102)의 주파수에 대한 어드미턴스 특성 Y1, Y2는, 도 9의 상단의 좌측에 도시한 바와 같이 나타내고, 필터 회로 전체에서의 어드미턴스 특성 Y0은 도 9의 우측에 도시한 바와 같이 나타낸다. 즉, 인덕터(103)가 개재되지 않으므로 어드미턴스 특성 Y2는 반전하지 않고, 이 때문에 주파수 f1, f2의 사이에 어드미턴스가 제로로 되는 주파수(0점)가 존재하고, 따라서 전송 특성은 도 9의 하단에 도시한 바와 같이 나타낸다. 즉 통과 특성은 주파수 f1, f2에서 급준하게 저하되지만 그 사이에 제로점이 존재하고, 이 때문에 대역 저지 필터로서는 문제점이 있다.

한편, 이미 설명한 도 32에 도시된 바와 같이, 디지털 TV 방송의 수신 대역을 통과역으로 하고, 통신 사업자가 사용하는 음성 통신의 송신 대역을 감쇠역으로 하기 위한 필터에 대해서는, 도 9의 전송 특성은 오히려 형편이 좋다고 말할 수 있다. 즉, 각각 좁은 대역인 복수의 감쇠역에 대응하는 필터로서는, 각 감쇠역에 대응하는 복수의 SAW 공진자를 신호로의 동일 전위점에 병렬 아암으로서 접속함으로써, 목적으로 하는 전송 특성을 얻을 수 있음과 함께 인덕터의 사용 개수를 저감할 수 있다. 예를 들면 통과역의 고역측에 설치되는 2개의 좁은 감쇠역에서 큰 감쇠량이 요구되는 경우, 그 직렬 공진 주파수가 각각 상기 2개의 감쇠역 내로 조정되어 있는 2개의 SAW 공진자가 이용된다.

그러나 도 4에 도시한 바와 같이 2개의 SAW 공진자(5, 6)로 이루어지는 조가 1조분인 경우에는 감쇠역에서 충분한 감쇠량을 확보할 수 없다. 따라서 본 발명에서는, 도 10에 도시한 바와 같이 신호로의 동일 전위점에 접속한 2개의 SAW 공진자의 조를 예를 들면 코일로 이루어지는 인덕터(81)를 통하여 2단 접속하도록 하고 있다. 도 10에서, SAW 공진자(51, 52)는 모두 제1 감쇠역(824∼830㎒의 감쇠역)에서 큰 감쇠량을 확보하기 위한 것이며, SAW 공진자(61, 62)는 모두 제2 감쇠역(898∼925㎒의 감쇠역)에서 큰 감쇠량을 확보하기 위한 것이다. 따라서 SAW 공진자(51, 52)의 각 직렬 공진 주파수는 제1 감쇠역 내로 조정되어 있지만, 제1 감쇠역에서 조금 벗어나 있어도 된다. 또한 SAW 공진자(61, 62)의 각 직렬 공진 주파수는 제2 감쇠역 내로 조정되어 있지만, 제2 감쇠역으로부터 조금 벗어나 있어도 된다. 즉, SAW 공진자(51, 52)의 각 직렬 공진 주파수는 제1 감쇠역의 주파수에 대응하는 주파수로 설정되고, 또한 SAW 공진자(61, 62)의 각 직렬 공진 주파수는 제2 감쇠역의 주파수에 대응하는 주파수로 설정되어 있다.

그리고 제1 감쇠역 내로 조정되어 있는 SAW 공진자(51, 52)의 공진 주파수는 서로 다른 것으로 되고, 또한 제2 감쇠역 내로 조정되어 있는 SAW 공진자(61, 62)의 공진 주파수는 서로 다른 것으로 되어 있다. 이와 같이 동일한 감쇠역 내에서 신호 레벨(전력 레벨)을 감쇠시키기 위한 2개의 SAW 공진자(51, 52)(혹은 61, 62)의 공진 주파수를 서로 다르게 하는 이유는, 좁으면서도 요구되는 감쇠역에서 감쇠 대역을 확보하기 위해서이다. 또한, 감쇠 대역을 확보할 수 있는 것이면, SAW 공진자(51, 52)의 공진 주파수가 동일하여도 되고, 또한 SAW 공진자(61, 62)의 공진 주파수가 동일하여도 된다.

이 실시 형태에서 이용되는 SAW 공진자는, 직렬 공진을 일으키는 소자부에 상당한다. 또한 SAW 공진자(51, 52) 및 SAW 공진자(61, 62)는, 각각 「공진자의 조」에 상당하고, 특허 청구 범위의 용어와 대응시키면, 「소자부의 조」에 상당한다. 이와 같이 「공진자의 조」를 2단 접속함으로써 도 11에 도시한 전송 특성이 얻어진다. 도 11 중의 괄호 내의 숫자는, 감쇠에 기여한 SAW 공진자를 도시하고 있다.

이 전송 특성으로부터 알 수 있는 바와 같이 도 10의 회로에서는, 도 4에 도시한 1조의 경우의 전송 특성(도 5 참조)에 비해 감쇠역 내에서 큰 감쇠량을 확보할 수 있다. 또한 신호로에서의 각 단의 사이(SAW 공진자(51, 52) 및 SAW 공진자(61, 62)의 사이)에는 인덕터(81)가 설치되어 있지만, 이 인덕터(81)를 설치하지 않으면 SAW 공진자(51, 52)(혹은 61, 62)에 의해 형성되는 각 극의 사이에 0점이 형성되게 된다. 따라서 인덕터(81)는, 위상을 반전시키는 역할을 수행하는 것이며, 또한 제2 감쇠역보다도 고역측의 신호 레벨을 감쇠시키는 역할도 하는 것이다.

여기서 SAW 공진자(51, 52) 및 SAW 공진자(61, 62)를 이용하고, 종래의 방법(특허 문헌 1에 의한 방법)에 의해 회로를 구성한 SAW 필터를 도 12에 도시한다. 이 회로에서는, SAW 공진자(51, 52) 및 SAW 공진자(61, 62)의 각각을 인덕터(81, 82 및 83)를 통하여 접속하고 있다. 도 13은, 도 12의 회로에서의 전송 특성이며, 도 11의 전송 특성과 동등하다. 이 것은, 본 발명의 SAW 필터의 실시 형태인 도 10의 회로에 따르면, 종래의 회로와 동등한 전송 특성을 얻으면서, 인덕터의 수를 줄일 수 있는 것이다.

도 14는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 회로를 도시하고 있고, 신호로에서의 동일 전위점에 접속된 2개의 SAW 공진자의 조가 인덕터(81, 82)를 통하여 3단으로 접속되어 있다. SAW 공진자(51, 52, 53)의 공진 주파수는, 상기 제1 감쇠역에 대응하는 주파수이며 또한 서로 다른 주파수로 설정되어 있고, 또한 SAW 공진자(61, 62, 63)의 공진 주파수는, 상기 제2 감쇠역에 대응하는 주파수이며 또한 서로 다른 주파수로 설정되어 있다. 도 15는, 도 14의 회로의 전송 특성을 나타내고, 제1 감쇠역 및 제2 감쇠역의 각각에서, 3개의 SAW 공진자(51, 52, 53, 61, 62, 63)에 대응하여 3개의 극이 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

도 16은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 회로를 도시하고 있고, 신호로에서의 동일 전위점에 접속된 2개의 SAW 공진자의 조가 인덕터(81, 82, 83)를 통하여 4단으로 접속되어 있다. 도 16에서, 각 SAW 공진자의 조만을 이용한 경우의 전송 특성을 각 조에 대응시켜 나타내고 있다. SAW 공진자(51, 52, 53, 54)의 공진 주파수는, 상기 제1 감쇠역에 대응하는 주파수이며 또한 서로 다른 주파수로 설정되어 있고, 또한 SAW 공진자(61, 62, 63, 64)의 공진 주파수는, 상기 제2 감쇠역에 대응하는 주파수이며 또한 서로 다른 주파수로 설정되어 있다.

도 17은, 도 16의 회로의 전송 특성을 나타내고, 제1 감쇠역 및 제2 감쇠역의 각각에서, 4개의 SAW 공진자(51, 52, 53, 54, 61, 62, 63, 64)에 대응하여 4개의 극이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 도 11, 도 15 및 도 17을 비교함으로써 이해되는 바와 같이, 2개의 SAW 공진자의 조의 접속단 수를 늘림으로써, 제1 감쇠역 및 제2 감쇠역의 각각에서 감쇠량을 크게 할 수 있다.

도 18은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 회로를 도시하고 있다. 이 회로는, 3개의 감쇠역에서 신호 레벨을 급준하게 감쇠시키고 또한 그 감쇠량을 크게 확보하고자 하는 것이다. 이 회로에서는, 신호로에서의 동일 전위점에 접속된 3개의 SAW 공진자의 조가 인덕터(81, 82)를 통하여 3단으로 접속되어 있다. 이들 3개의 감쇠역을 제1 감쇠역, 제2 감쇠역, 제3 감쇠역으로 부르는 것으로 하면, SAW 공진자(51, 52, 53)의 공진 주파수는, 상기 제1 감쇠역에 대응하는 주파수이며 또한 서로 다른 주파수로 설정되어 있고, 또한 SAW 공진자(61, 62, 63)의 공진 주파수는, 상기 제2 감쇠역에 대응하는 주파수이며 또한 서로 다른 주파수로 설정되어 있고, 또한 SAW 공진자(71, 72, 73)의 공진 주파수는, 상기 제3 감쇠역에 대응하는 주파수이며 또한 서로 다른 주파수로 설정되어 있다. 도 19 및 도 20은, 도 18의 회로의 전송 특성을 나타내고, 제1 감쇠역, 제2 감쇠역 및 제3 감쇠역의 각각에서, 3개의 SAW 공진자(51, 52, 53, 61, 62, 63, 71, 72, 73)에 대응하여 3개의 극이 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

<제2 실시 형태>

또한 본 발명에서는, 제1 감쇠역 및 제2 감쇠역에서 신호 레벨을 감쇠시키는 경우에, 도 21에 도시한 구성을 채용하여도 된다. 이 회로는, 이미 설명한 도 14에 도시한 SAW 공진자의 조를 3단으로 접속하는 것 외에, SAW 공진자의 조를 더 1조 준비하고, 이 조를 구성하는 2개의 SAW 공진자(54, 64)의 한쪽 및 다른 쪽을 각각 인덕터(81, 82)에 대해 병렬로 접속하고 있다. 그리고 이들 병렬 회로(810, 820)는, 각각 제1 감쇠역 및 제2 감쇠역 내에서 병렬 공진하도록 구성되어 있다. 또한 병렬 회로(810, 820)는, 얻어진 전송 특성이 만족되는 것이면, 각각 제1 감쇠역 및 제2 감쇠역보다도 조금 벗어나 있어도 된다.

즉, 도 21에 도시한 회로는, 병렬 아암의 SAW 공진자를 직렬 공진시켜 감쇠량을 확보하는 것 외에, 병렬 회로(810, 820)의 병렬 공진을 이용하여 감쇠량을 확보하고자 하는 것이다. 도 22는, 도 21의 회로의 전송 특성을 나타내는 것이며, SAW 공진자의 조가 3단이면서, SAW 공진자의 조를 4단 접속한 경우의 전송 특성(도 17)과 마찬가지로 -50㏈ 부근의 감쇠량이 얻어져 있다. 따라서 이와 같은 회로를 채용함으로써, 인덕터의 수를 한층 줄일 수 있다. 이와 같은 회로를 구성하는 경우에는, 상기 SAW 공진자의 조의 접속단 수는, 상기 감쇠역의 수보다도 1개 이상 많은 것이 필요하며, 도 21의 예에서는, SAW 공진자의 조의 접속단 수가 3단이며, 감쇠역의 수는 2개이다.

<제3 실시 형태>

제1 실시 형태는, 신호로의 동일 전위점에 접속한 복수개 예를 들면 2개의 SAW 공진자의 조를, 인덕터를 통하여 복수단 예를 들면 2단 접속하는 구성이었다. 이에 대해 제3 실시 형태는, 복수개의 SAW 공진자를 서로 직렬로 접속한 직렬 회로를 병렬 아암으로서 구성하고, 이 병렬 아암인 SAW 공진자의 조를, 인덕터를 통하여 복수단 접속하여 이루어지는 것이다.

도 23은, 서로 접근하는 2개의 감쇠역에서 각각 급준한 감쇠량이 얻어지도록 서로 다른 공진점이 설정된 2개의 SAW 공진자(5, 6)를 신호로의 동일 전위점에 병렬 아암으로서 접속하여 구성한 SAW 필터이다. 도 24는 도 23의 SAW 필터에서의 전송 특성을 나타내고, 목적으로 하는 2개의 감쇠역에서 각각 통과 특성에 극이 존재함과 함께, 2개의 극의 사이에 반사 특성의 0점이 존재하는 것을 알 수 있다. 도 24에서 괄호 쓰기로 기재한 부호는, 동일 부호의 SAW 공진자의 공진 주파수에 대응하는 극을 나타내고 있다. 따라서 이 전송 특성에서도, 2개의 감쇠역의 사이에 극히 저손실의 영역이 존재하는 것을 알 수 있다. 도 23을 도 10과 비교하면, 도 10에서는 신호로의 동일 전위에 SAW 공진자(5)와 SAW 공진자(6)가 각각 병렬 아암으로서 접속되어 있지만, 도 23에서는 SAW 공진자(5, 6)의 직렬 회로가 병렬 아암으로서 접속되어 있는 점에서 상위하다.

도 25는, 제1 실시 형태의 도 10의 예에 상당한 것이며, 서로 직렬 접속한 2개의 SAW 공진자로 이루어지는 병렬 아암을 인덕터(81)를 통하여 2단 접속하도록 하고 있다. 도 25에서, SAW 공진자(51, 52)는 모두 제1 감쇠역(824∼830㎒의 감쇠역)에서 큰 감쇠량을 확보하기 위한 것이며, SAW 공진자(61, 62)는 모두 제2 감쇠역(898∼925㎒의 감쇠역)에서 큰 감쇠량을 확보하기 위한 것이다.

이 제3 실시 형태에서도, 상기 병렬 아암을 3단 이상 접속하여도 되고, 각 병렬 아암을 구성하는 SAW 공진자를 3개 이상으로서, 이들 3개의 SAW 공진자에 의해 각각 3개의 감쇠역에서의 감쇠량을 확보하도록 하여도 된다. 또한 이 제3 실시 형태에서도, 도 21에서 채용한 구성과 마찬가지의 구성을 채용하여도 된다. 도 26, 도 27, 도 28 및 도 29의 각 구성은, 각각 제1 실시 형태에서의 도 14, 도 18, 도 21 및 도 16의 각 구성에 대응하는 것이다. 도 29에서, 각 SAW 공진자의 조(각 병렬 아암)만을 이용한 경우의 전송 특성을 각 조에 대응지어 나타내고 있다.

도 30은, 도 29의 회로의 전송 특성을 나타내고, 제1 실시 형태에서의 4단 접속의 예의 경우(도 17 참조)와 마찬가지로, 제1 감쇠역 및 제2 감쇠역의 각각에서, 4개의 SAW 공진자(51, 52, 53, 54, 61, 62, 63, 64)에 대응하여 4개의 극이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이 제3 실시 형태에서도, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

이상과 같이 본 발명의 실시 형태에 따르면 인덕터의 수를 적게 하면서 목적으로 하는 전송 특성, 즉 통과 특성의 고역측에 설정되어 있는 복수의 감쇠역에서 급준하고 큰 감쇠량을 확보할 수 있는 전송 특성을 얻을 수 있다. 또한 복수의 감쇠역은 통과역의 저역측에 존재하고 있어도 된다. 이미 설명한 바와 같이 인덕터는 외장 부품인 코일에 의해 구성되는 것이 바람직하지만, 그 경우 부품의 사이즈가 커지므로, 인덕터의 수를 적게 할 수 있는 것은 디바이스의 소형화에 기여할 수 있어, 예를 들면 휴대 단말기에 조립하는 탄성파 필터로서는 매우 바람직하다.

이상에서, 탄성파 공진자는, 탄성 표면파를 이용한 공진자(SAW 공진자)에 한정되지 않고, 최근에 공표되어 있는 압전 기판의 표면보다도 내부를 전파하는 탄성파를 이용한 공진자이어도 된다.

또한 본 발명의 필터의 구성 요소인 직렬 공진을 일으키는 소자부로서는 SAW 공진자에 한정되지 않고, 수정 공진자, 압전 박막 공진자, MEMS 공진자, 유전체이어도 된다. 압전 박막 공진자로서는, 예를 들면 FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)이나 SMR(Solid Mounted Resonator) 등을 예로 들 수 있다. 유전체를 소자부로서 이용하는 경우에는, 마이크로스트립 라인의 양측에 유전체를 설치한 구성으로 된다. 또한 상기 소자부로서는, 코일과 컨덴서로 이루어지는 공진 회로(LC 공진 회로)도 포함된다. 이 경우라도 LC 공진 회로를 이용하여 종래의 필터를 구성하는 경우와 비교하여 위상 반전용의 인덕터를 줄일 수 있으므로, 부품 점수를 적게 할 수 있다고 하는 효과가 있다.

또한 배경 기술의 항목에서 설명한 도 31에 휴대 단말기가 도시되어 있지만, 본 발명의 휴대 단말기는, 도 31의 휴대 단말기의 TV 튜너에 예를 들면 상술한 실시 형태의 탄성 표면파 필터를 적용한 것이다. 또한 본 발명의 전자 부품으로서는, 예를 들면 SAWBEF에 상술한 실시 형태의 탄성 표면파 필터를 적용한 디지털 지상파 TV 튜너 모듈을 예로 들 수 있다.

Claims

통과역보다도 고역측 또는 저역측에 복수의 감쇠역을 형성하기 위한 필터에 있어서,
상기 복수의 감쇠역을 각각 형성하기 위해, 상기 복수의 감쇠역에 각각 대응하는 주파수에서 직렬 공진을 일으키는 소자부를 복수의 병렬 아암으로서 신호로의 동일 전위점에 접속한 것과,
이들 복수의 소자부로 이루어지는 소자부의 조(組)를 신호로에 복수단 접속한 것과,
서로 인접하는 소자부의 조의 사이에서의 상기 신호로에 위상 반전용의 인덕터를 설치한 것을 구비한 것을 특징으로 하는 필터.
통과역보다도 고역측 또는 저역측에 복수의 감쇠역을 형성하기 위한 필터에 있어서,
상기 복수의 감쇠역을 각각 형성하기 위해, 상기 복수의 감쇠역에 각각 대응하는 주파수에서 직렬 공진을 일으키는 복수의 소자부를 서로 직렬로 접속하고, 이 직렬 회로를 신호로에 병렬 아암으로서 접속한 것과,
복수의 소자부로 이루어지는 상기 직렬 회로인 소자부의 조를 상기 신호로에 복수단 접속한 것과,
서로 인접하는 소자부의 조의 사이에서의 상기 신호로에 위상 반전용의 인덕터를 설치한 것을 구비한 것을 특징으로 하는 필터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 소자부의 조의 접속단 수는, 상기 감쇠역의 수보다도 1개 이상 많고,
각 단의 사이에 접속된 인덕터 중 상기 감쇠역의 수에 상당하는 개수의 인덕터에는, 각각 직렬 공진을 일으키는 소자부가 병렬로 접속되어 병렬 회로가 구성되고,
이들 복수의 병렬 회로의 병렬 공진 주파수는, 각각 복수의 감쇠역에 대응하는 주파수로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 필터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 직렬 공진을 일으키는 소자부는, 탄성파 공진자, 탄성 표면파 공진자, 수정 공진자, 압전 박막 공진자, MEMS 공진자, 유전체, 및 코일과 컨덴서로 이루어지는 공진 회로로부터 선택된 것인 것을 특징으로 하는 필터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
디지털 지상파 텔레비전 방송용의 수신 대역을 통과역으로 하고, 휴대 단말기로서의 음성 및/또는 데이터의 송신 대역을 감쇠역으로 하는 것을 특징으로 하는 필터.
디지털 지상파 텔레비전 방송용의 전파를 수신하기 위한 안테나 및 수신부와, 휴대 단말기로서의 음성 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 안테나를 구비하고,
상기 수신부에 제1항 또는 제2항에 기재된 필터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
제1항 또는 제2항에 기재된 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 부품.