KR20170120507A - 탄성파 필터 장치 - Google Patents

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KR20170120507A
KR20170120507A KR1020170049810A KR20170049810A KR20170120507A KR 20170120507 A KR20170120507 A KR 20170120507A KR 1020170049810 A KR1020170049810 A KR 1020170049810A KR 20170049810 A KR20170049810 A KR 20170049810A KR 20170120507 A KR20170120507 A KR 20170120507A
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

기본파뿐만 아니라 고차 모드도 여진되는 제1 필터가, 제2 필터와 공통 접속되어 있는 경우에, 제2 필터에 있어서의 통과 대역 내의 삽입 손실을 작게 할 수 있는, 탄성파 필터 장치를 제공한다.
제1 통과 대역 f1을 갖는 제1 필터(13)와, 제1 통과 대역 f1보다도 고주파수측에 위치하고 있는 제2 통과 대역 f2를 갖는 제2 필터가, 공통 접속점에서 공통 접속되어 있고, 제1 필터(13)는 공통 접속점측에, 직렬 아암 공진자, 병렬 아암 공진자 또는 종결합 공진자형 탄성파 필터를 갖고, 제1 필터는, 기본파와, 고차 모드가 발생하는 필터이며, 제1 필터(13)의 제1 통과 대역 f1보다도 고주파수측에 나타나는 고차 모드의 공진 주파수를 f1h로 한 경우, f1h<f2이며, 공통 접속점측에, 1) 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자(S1), 2) 병렬 아암 공진자 또는 3) 종결합 공진자형 탄성파 필터가 배치되어 있는, 탄성파 필터 장치.

Description

탄성파 필터 장치{ELASTIC WAVE FILTER DEVICE}
본 발명은 제1, 제2 필터가 일단부측에서 공통 접속되어 있는, 탄성파 필터 장치에 관한 것이다.
하기의 특허문헌 1에는, 휴대 전화의 안테나에 접속되는 탄성파 필터 장치가 개시되어 있다. 이 탄성파 필터 장치는, 탄성파 필터로 이루어지는 송신 필터와, 탄성파 필터로 이루어지는 수신 필터를 갖는다. 송신 필터의 일단부와, 수신 필터의 일단부가 공통 접속되어 있다. 이 공통 접속되어 있는 부분이 안테나에 접속되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 탄성파 필터 장치에서는, 송신 필터는, LiNbO3를 전반하는 레일리파를 이용하고 있다. 이 송신 필터에서는, 공통 접속점에 가장 가까운 소자가, 직렬 아암 공진자로 되어 있다. 송신 필터의 통과 대역보다도, 수신 필터의 통과 대역이 높게 되어 있다.
일본 특허 공개 제2015-111845호 공보
특허문헌 1에 기재된 바와 같은, 복수의 대역 통과형 필터의 일단부끼리를 공통 접속한 경우, 하나의 대역 통과형 필터에 있어서 발생하는 모드가, 다른 대역 통과형 필터의 필터 특성에 영향을 준다는 문제가 있었다.
특허문헌 1에서는, 송신 필터는, LiNbO3를 전반하는 레일리파의 기본파를 이용하고 있다. 이 경우, 기본파뿐만 아니라, 예를 들어 세자와파와 같은 고차 모드도 여진된다. 이 고차 모드가, 수신 필터의 통과 대역 내에 위치하면, 수신 필터의 통과 대역 내의 삽입 손실이 커진다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 기본파뿐만 아니라 고차 모드도 여진되는 제1 필터가, 제2 필터와 공통 접속되어 있는 경우에, 제2 필터에 있어서의 통과 대역 내의 삽입 손실을 작게 할 수 있는, 탄성파 필터 장치를 제공하는 데 있다.
본원의 제1 발명에 관한 탄성파 필터 장치는, 제1 통과 대역 f1을 갖는 제1 필터와, 상기 제1 통과 대역 f1보다도 고주파수측에 위치하고 있는 제2 통과 대역 f2를 갖는 제2 필터를 구비하고, 상기 제1 필터의 일단부와, 상기 제2 필터의 일단부가 공통 접속점에서 공통 접속되어 있고, 상기 제1 필터는, 상기 공통 접속점측에, IDT 전극을 갖는 직렬 아암 공진자, 병렬 아암 공진자 또는 종결합 공진자형 탄성파 필터를 갖고, 상기 제1 필터는, 기본파와, 고차 모드가 발생하는 필터이며, 상기 제1 필터의 상기 제1 통과 대역 f1보다도 고주파수측에 나타나는 고차 모드의 공진 주파수를 f1h로 한 경우, f1h<f2이며, 상기 공통 접속점측에, 1) 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자, 2) 병렬 아암 공진자 또는 3) 종결합 공진자형 탄성파 필터가 배치되어 있다.
제1 발명에 관한 탄성파 필터 장치의 어느 특정한 국면에서는, 상기 공진 주파수가 가장 높지는 않은 직렬 아암 공진자가, 공진 주파수가 가장 낮은 직렬 아암 공진자이다.
제1 발명에 관한 탄성파 필터 장치의 다른 특정한 국면에서는, 상기 공통 접속점측에, 상기 제1 필터에 있어서, 상기 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자로서, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 작지 않은 직렬 아암 공진자가 배치되어 있다. 이 경우에는, IDT 전극의 형성 시에, 전극 핑거 피치를 조정하는 것만으로, 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자를 용이하게 형성할 수 있다.
제1 발명에 관한 탄성파 필터 장치의 다른 특정한 국면에서는, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 작지 않은 직렬 아암 공진자가, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 큰 직렬 아암 공진자이다.
제1 발명에 관한 탄성파 필터 장치의 또다른 특정한 국면에서는, 상기 제1 필터가, LiNbO3를 전반하는 레일리파를 이용한 탄성파 필터이다.
제1 발명에 관한 탄성파 필터 장치의 또다른 특정한 국면에서는, 위상 조정 회로가 더 구비되어 있다.
본원의 제2 발명에 관한 탄성파 필터 장치는, 제1 통과 대역 f1을 갖는 제1 필터와, 상기 제1 통과 대역 f1보다도 고주파수측에 위치하고 있는 제2 통과 대역 f2를 갖는 제2 필터를 구비하고, 상기 제1 필터의 일단부와, 상기 제2 필터의 일단부가 공통 접속점에서 공통 접속되어 있고, 상기 제1 필터는, 상기 공통 접속점측에, 직렬 아암 공진자, IDT 전극을 갖는 병렬 아암 공진자 또는 종결합 공진자형 탄성파 필터를 갖고, 상기 제1 필터는, 기본파와, 고차 모드가 발생하는 필터이며, 상기 제1 필터의 상기 제1 통과 대역 f1보다도 고주파수측에 나타나는 고차 모드의 공진 주파수를 f1h로 한 경우, f1h>f2이며, 상기 공통 접속점측에, 4) 공진 주파수가 가장 낮지 않은 병렬 아암 공진자, 5) 직렬 아암 공진자 또는 6) 종결합 공진자형 탄성파 필터가 배치되어 있다.
제2 발명에 관한 탄성파 필터 장치의 어느 특정한 국면에서는, 상기 공진 주파수가 가장 낮지 않은 병렬 아암 공진자가, 공진 주파수가 가장 높은 병렬 아암 공진자이다.
제2 발명에 관한 탄성파 필터 장치의 다른 특정한 국면에서는, 상기 공통 접속점측에, 상기 제1 필터에 있어서, 상기 공진 주파수가 가장 낮지 않은 병렬 아암 공진자로서, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 크지 않은 병렬 아암 공진자가 배치되어 있다. 이 경우에는, IDT 전극의 형성 시에, 전극 핑거 피치를 조정하는 것만으로, 공진 주파수가 가장 높은 병렬 아암 공진자를 용이하게 형성할 수 있다.
제2 발명에 관한 탄성파 필터 장치의 다른 특정한 국면에서는, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 크지 않은 병렬 아암 공진자가, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 작은 병렬 아암 공진자이다.
제2 발명에 관한 탄성파 필터 장치의 또다른 특정한 국면에서는, 상기 제1 필터가, LiNbO3를 전반하는 레일리파를 이용한 탄성파 필터이다.
제2 발명에 관한 탄성파 필터 장치의 또다른 특정한 국면에서는, 위상 조정 회로가 더 구비되어 있다.
본 발명(제1, 제2 발명을 총칭하여, 이하에서 본 발명이라 한다.)에 관한 탄성파 필터 장치에서는, 상기 제1 필터가, 탄성파 공진자로 이루어지는 복수의 직렬 아암 공진자와, 탄성파 공진자로 이루어지는 복수의 병렬 아암 공진자를 갖는 래더형 필터여도 된다.
또한, 본 발명에 따른 탄성파 필터 장치에서는, 상기 제1 필터가, 종결합 공진자형 탄성파 필터를 갖는 것이어도 된다. 이 경우, 상기 종결합 공진자형 탄성파 필터의 상기 공통 접속점측에, 또는 상기 공통 접속점과는 반대측에 배치되어 있는, 직렬 아암 공진자 및 병렬 아암 공진자 중 중 적어도 한 쪽을 갖고 있어도 된다.
본 발명에 따른 탄성파 필터 장치의 다른 특정한 국면에서는, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터 중 적어도 한쪽이, 상기 공통 접속점과의 접속 상태를 전환하는 전환부를 통하여, 상기 공통 접속점에 접속되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 필터 장치의 또다른 특정한 국면에서는, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터가, 각각 상기 전환부를 통하여 상기 공통 접속점에 접속되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 필터 장치에 의하면, 제2 필터의 통과 대역 내의 삽입 손실을 작게 하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 탄성파 필터 장치를 설명하기 위한 개략도적 정면 단면도이다.
도 3은 실시예 1에서 사용한 제1 필터의 회로도이다.
도 4는 실시예 2에서 사용한 제1 필터의 회로도이다.
도 5는 실시예 3에서 사용한 제1 필터의 회로도이다.
도 6은 실시예 1 내지 3 및 비교예의 탄성파 필터 장치에 있어서의, 제2 필터의 필터 특성을 도시하는 도면이다.
도 7은 실시예 1 내지 3 및 비교예의 탄성파 필터 장치에 있어서의, 제1 필터 단체의 공통 접속점측에서 본 리턴 로스 특성을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치에서 사용되고 있는 실시예 4의 제1 필터의 회로도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치에서 사용되고 있는 실시예 5의 제1 필터의 회로도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치에서 사용되고 있는 실시예 6의 제1 필터의 회로도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치에서 사용되고 있는 실시예 7의 제1 필터의 회로도이다.
도 12는 제1 필터로서의 래더형 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치의 블록도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치의 블록도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치의 블록도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명함으로써, 본 발명을 명확히 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 각 실시 형태는 예시적인 것이며, 다른 실시 형태 간에 있어서, 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능함을 지적해 둔다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치의 블록도이다. 탄성파 필터 장치(1)는 제1 필터(11)와, 제2 필터(12)를 갖는다. 제1 필터(11)는 LiNbO3를 전반하는 레일리파를 이용한 탄성파 필터를 포함한다. 제1 필터(11)는 제1 통과 대역 f1을 갖는 대역 통과형 필터이다.
제2 필터(12)는 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태에서는, 탄성파 필터를 포함한다. 제2 필터(12)는 제2 통과 대역 f2를 갖는 대역 통과형 필터이다. 제1 통과 대역 f1보다도, 제2 통과 대역 f2가 고주파수측에 위치하고 있다.
제1 필터(11)의 일단부와, 제2 필터(12)의 일단부가, 공통 접속점(3)에 있어서 공통 접속되어 있다. 공통 접속점(3)은 안테나 단자(4)에 접속되어 있다. 안테나 단자(4)는 휴대 전화 등의 안테나에 접속된다. 탄성파 필터 장치(1)는 휴대 전화 등에 사용된다. 또한, 도 1에서는, 제1 필터(11)와 제2 필터(12)를 도시했지만, 추가로 1개 이상의 대역 통과형 필터가 공통 접속점(3)에 접속되어 있어도 된다.
공통 접속점(3)과 접지 전위 사이에 임피던스 정합용의 인덕터(L1)가 접속되어 있다.
도 2는, 제1 필터(11)의 물리적 구조를 개략도적으로 도시하는 정면 단면도이다. 제1 필터(11)는 LiNbO3 기판(5)을 갖는다. LiNbO3 기판(5) 상에 IDT 전극(6)이 설치되어 있다. IDT 전극(6)은 복수개의 전극 핑거(6a)를 갖는다. IDT 전극(6)의 탄성파 전반 방향 양측에 반사기(7, 8)가 설치되어 있다. 그에 의해, 하나의 탄성파 공진자가 구성되어 있다. IDT 전극(6), 반사기(7, 8)를 덮도록, 유전체층(9)이 적층되어 있다. 유전체층(9)은 SiO2 등을 포함한다.
제1 필터(11)는 복수의 탄성파 공진자와, 종결합 공진자형 탄성파 필터를 갖는다. 이 제1 필터(11)에 관한 실시예 1 내지 3을 도 3 내지 도 5에 도시한다. 도 3에 도시하는 실시예 1의 제1 필터(13)는 제1 단자(14)와 제2 단자(15)를 갖는다. 제1 단자(14)가 공통 접속점(3)에 접속되는 단자이다.
제1 단자(14)와 제2 단자(15)를 연결하는 직렬 아암에, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)가 배치되어 있다. 제1 필터(13)에서는, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)에 의해, 통과 대역이 형성되어 있다. 그리고, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)의 공통 접속점측에, 직렬 아암 공진자(S1) 및 병렬 아암 공진자(P1)가 설치되어 있다. 또한, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)와 제2 단자(15) 사이에, 직렬 아암 공진자(S2, S3) 및 병렬 아암 공진자(P2)가 설치되어 있다. 직렬 아암 공진자(S1) 및 병렬 아암 공진자(P1), 및 직렬 아암 공진자(S2, S3) 및 병렬 아암 공진자(P2)는, 통과 대역을 조정하기 위하여 설치되어 있다.
이 제1 필터(13)는 LiNbO3를 전반하는 레일리파를 이용하고 있다. 이 경우, 레일리파뿐만 아니라, 세자와파와 같은 고차 모드도 여진된다. 제1 필터(13)는 Band25의 수신 필터이다.
이에 비해, 전술한 제2 필터(12)는 Band41의 수신 필터이다.
Band25의 수신 필터의 제1 통과 대역 f1은, 1930MHz 내지 1995MHz의 범위이다. 한편, Band41의 수신 필터의 제2 통과 대역 f2는, 2496MHz 내지 2690MHz의 범위이다. 따라서, f2>f1이다. 그리고, 상기 제1 필터(13)에 있어서, 고차 모드로서 발생하는 세자와파의 공진 주파수를, f1h로 한다.
제1 실시 형태의 탄성파 필터 장치(1)에서는, f1h<f2로 되어 있다.
제1 필터(13)에서는, 묶음단, 즉 전술한 공통 접속점(3)측에, 직렬 아암 공진자(S1)가 배치되어 있다. 이 직렬 아암 공진자(S1)는, 직렬 트랩을 구성하고 있는 직렬 아암 공진자(S1 내지 S3) 중, 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자이다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 제1 필터에 있어서, 1개의 직렬 아암 공진자(S1)만이 배치되어 있어도 된다. 그 경우에는, 하나의 직렬 아암 공진자(S1)는, 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자가 된다. 즉, 본 발명에 있어서는, 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자라는 표현은, 복수의 직렬 아암 공진자를 갖는 구성에 한정되는 것은 아니다.
또한, 공통 접속점측에 배치된다란, 제1 필터의 회로 구성에 있어서, 공통 접속점에 가장 가까운 위치에 설치되어 있는 것을 의미한다.
제1 필터(13)에 있어서, 제2 필터(12)의 필터 특성에 대한 영향이 큰 것은, 도 3에 있어서, 공통 접속점측에 배치되어 있는 소자이다. 제1 필터(13)에서는, 이 공통 접속점측에 배치되어 있는 소자는, 직렬 아암 공진자(S1)이다. 일반적으로, 세자와파와 같은 고차 모드의 공진 주파수는, 세자와파를 예로 들면, 병렬 아암 공진자에 있어서의 세자와파의 공진 주파수<종결합 공진자형 탄성파 필터에 있어서의 세자와파의 공진 주파수<직렬 아암 공진자에 있어서의 세자와파의 공진 주파수의 관계가 있다.
제1 필터(13)에서는, 공통 접속점측의 직렬 아암 공진자(S1)는, 직렬 아암 공진자(S1 내지 S3) 중, 공진 주파수가 가장 높지 않다. 그로 인해, f1h<f2인데, 가장 영향이 큰 직렬 아암 공진자(S1)에 있어서의 고차 모드의 공진 주파수 f1h가, 제2 필터(12)의 제2 통과 대역 f2보다도 저주파수측으로 멀리 떨어져 있다. 따라서, 제2 필터(12)의 제2 통과 대역 f2에 있어서의 대역 내 삽입 손실을 작게 할 수 있다.
바람직하게는, 직렬 아암 공진자(S1)는, 직렬 아암 공진자(S1 내지 S3) 중, 공진 주파수가 가장 낮은 직렬 아암 공진자로 하는 것이 바람직하다. 그 경우에는, 통과 대역 내의 삽입 손실을 보다 한층 작게 할 수 있다.
도 4는, 제1 실시 형태의 탄성파 필터 장치에 사용되는 실시예 2의 제1 필터(17)의 회로도이다. 실시예 2의 제1 필터(17)는 도 3에 있어서의 직렬 아암 공진자(S1)가 제거된 구조에 상당한다. 기타의 점에 대해서는, 제1 필터(17)는 제1 필터(13)와 동일하다.
따라서, 실시예 2의 제1 필터(17)에서는, 공통 접속점측에, 병렬 아암 공진자(P1)가 배치되어 있다.
전술한 바와 같이, 고차 모드의 공진 주파수에는, 동일한 차수의 고차 모드인 한, 병렬 아암 공진자의 고차 모드의 공진 주파수<종결합 공진자형 탄성파 필터의 고차 모드의 공진 주파수<직렬 아암 공진자의 고차 모드의 공진 주파수의 관계가 있다. 따라서, 실시예 2의 제1 필터(17)에서는, 공통 접속점측에 배치되어 있는 병렬 아암 공진자(P1)의 고차 모드의 공진 주파수는 낮기 때문에, 가장 영향을 주는 병렬 아암 공진자(P1)의 고차 모드의 공진 주파수 f1h가, 제2 필터의 제2 통과 대역 f2보다도 저주파수측으로 효과적으로 멀리 떨어져 있다. 따라서, 실시예 2의 제1 필터(17)에 있어서도, 제2 필터(12)의 통과 대역 내의 삽입 손실을 작게 할 수 있다.
도 5는, 제1 실시 형태의 탄성파 필터 장치에서 사용되는 실시예 3의 제1 필터의 회로도이다.
실시예 3의 제1 필터(18)는 실시예 1의 제1 필터(13) 중, 직렬 아암 공진자(S1) 및 병렬 아암 공진자(P1)가 제거된 구조에 상당한다. 기타의 구성은, 실시예 1과 동일하다.
실시예 3의 제1 필터(18)에서는, 공통 접속점측에 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)가 배치되어 있다. 전술한 바와 같이, 동일한 차수의 고차 모드인 한, 병렬 아암 공진자에 있어서의 고차 모드의 공진 주파수<종결합 공진자형 탄성파 필터의 고차 모드의 공진 주파수<직렬 아암 공진자에 있어서의 고차 모드의 공진 주파수이다. 따라서, 실시예 3의 제1 필터(18)를 사용한 경우에 있어서도, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)에 있어서의 고차 모드의 공진 주파수가 낮기 때문에, 해당고차 모드의 공진 주파수 f1h를, 제2 필터의 제2 통과 대역 f2보다도 저주파수측으로 멀리 떨어지게 할 수 있다. 따라서, 제2 필터(12)의 통과 대역 내에 있어서의 삽입 손실을 저감할 수 있다.
도 6의 실선은 실시예 1, 파선은 비교예, 이점쇄선은 실시예 2, 일점쇄선은 실시예 3의 각 제1 필터를 사용한 경우의 제2 필터의 필터 특성을 도시하는 도면이다.
또한, 비교예의 제1 필터로서는, 도 3에 도시한 실시예 1의 제1 필터(13)와 동일한 회로 구성을 갖고, 단, 직렬 아암 공진자(S1)의 공진 주파수가, 직렬 아암 공진자(S1 내지 S3)의 공진 주파수 중, 가장 높게 되어 있다. 이 경우, 직렬 아암 공진자(S1)에 있어서 여진된 고차 모드의 공진 주파수도 높아진다. 따라서, f1h가 f2에 근접한다. 도 6으로부터 명백해진 바와 같이, 파선으로 나타내는 비교예의 필터 특성에서는, 제2 필터(12)의 통과 대역 내에서, 삽입 손실이 대폭으로 악화되어 있음을 알 수 있다. 이에 비해, 실시예 1 내지 3의 제1 필터를 사용한 경우에는, 제2 필터의 통과 대역에 있어서의 삽입 손실의 열화가 발생되기 어려워, 삽입 손실을 작게 할 수 있음을 알 수 있다.
도 7은 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예의 제1 필터 단체의 공통 접속점측에서 본 리턴 로스 특성을 도시하는 도면이다. 도 7로부터 명백해진 바와 같이, 실시예 1 및 비교예에서는, 직렬 아암 공진자(S1)의 존재에 의한 리턴 로스의 큰 피크가 나타나 있다. 이 경우, 파선으로 나타내는 비교예에서는, 보다 고주파수측에 이 피크가 위치하고 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 제2 필터의 통과 대역 내의 삽입 손실을 악화시킴을 알 수 있다. 이에 비해, 실시예 1에서는, 상기 리턴 로스가 악화되어 있는 부분이, 제2 필터(12)의 제2 통과 대역 f2의 하한인 2496MHz보다도 저주파수측으로 멀리 떨어져 있다. 또한, 실시예 2의 경우에는, 병렬 아암 공진자(P1)에 의한 리턴 로스의 악화가 2447MHz 부근에 나타나 있고, 실시예 3에서는, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)에 의한 리턴 로스의 악화가 2456MHz 부근에서 나타나 있다. 모두, 제2 통과 대역 f2의 하한인 2496MHz보다도 저주파수측으로 충분히 이격되어 있다.
상기한 바와 같이 f1<f2인 경우에, f1h<f2인 경우, 제1 필터(11)의 공통 접속점측에 배치되는 소자가, 1) 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자, 2) 병렬 아암 공진자 또는 3) 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)이면, 제2 필터(12)에 있어서의 통과 대역 내의 삽입 손실을 작게 할 수 있다.
또한, 도 1에 파선으로 나타낸 바와 같이, 위상 조정 회로(10)가 설치되어 있어도 된다. 이 위상 조정 회로(10)로서는, LC 매칭 필터나, 마이크로스트립 라인 등을 사용할 수 있다.
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치를 설명한다. 제2 실시 형태의 탄성파 필터 장치는, 도 1에 도시한 제1 실시 형태의 탄성파 필터 장치(1)와 동일한 회로 구성을 갖는다. 따라서, 제1 필터(11) 및 제2 필터(12)가 공통 접속점(3)측에서 공통 접속되어 있다. 그리고, 제2 실시 형태의 탄성파 필터 장치에 있어서도, 제1 필터(11)는 Band25의 수신 필터이며, 제1 통과 대역 f1은 1930MHz 내지 1995MHz의 범위이다. 또한, 제2 필터(12)는 제1 실시 형태와 마찬가지로, Band41의 수신 필터이며, 제2 통과 대역 f2는 2496MHz 내지 2690MHz의 범위이다. 따라서, f1<f2이다.
무엇보다, 제2 실시 형태에서는, 제1 필터(11)에 있어서의 고차 모드의 공진 주파수 f1h는, f1h>f2에 위치하도록 구성되어 있다. 즉, 제1 필터(11)에 있어서의 고차 모드는, 제2 필터(12)의 통과 대역보다도 고역측에 위치한다.
제2 실시 형태에서는, 제1 필터(11)의 고차 모드의 공진 주파수를 제2 필터(12)의 통과 대역보다도 고역측으로 멀리 떨어지게 함으로써, 제2 필터(12)의 통과 대역 내의 삽입 손실의 저감이 도모된다. 상기 고차 모드의 공진 주파수 f1h를 제2 통과 대역 f2로부터 확실하게 멀리 떨어지게 하기 위해서, 제2 실시 형태에서는, 제1 필터(11)의 공통 접속점(3)측에 배치되는 소자가, 4) 공진 주파수가 가장 낮지 않은 병렬 아암 공진자, 5) 직렬 아암 공진자 또는 6) 종결합 공진자형 탄성파 필터이다.
제2 실시 형태의 복수의 실시예를 도 8 내지 도 11에 도시한다.
도 8은, 제2 실시 형태에 따른 실시예 4에 있어서의 제1 필터의 회로도이다. 제1 필터(21)는 제1 단자(14)와 제2 단자(15)를 갖는다. 제1 단자(14)와 제2 단자(15)를 연결하는 직렬 아암에 있어서, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)가 배치되어 있다. 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)에 의해, 통과 대역이 형성되어 있다. 그리고, 통과 대역을 조정하기 위해서, 병렬 아암 공진자(P1), 및 직렬 아암 공진자(S2, S3), 병렬 아암 공진자(P2)가 배치되어 있다. 이들 중, 병렬 아암 공진자(P1)가, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)의 공통 접속점측에 배치되어 있다. 직렬 아암 공진자(S2, S3) 및 병렬 아암 공진자(P2)는, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)와 제2 단자(15) 사이에 배치되어 있다.
제1 필터(21)에서는, 병렬 아암 공진자(P1, P2) 중, 공통 접속점측에 배치되어 있는 병렬 아암 공진자(P1)는, 공진 주파수가 가장 낮지 않은 병렬 아암 공진자이다. 따라서, 병렬 아암 공진자(P1)에 있어서 여진되는 고차 모드의 공진 주파수는 상대적으로 높게 되어 있다. 그로 인해, 공통 접속점측의 소자인, 병렬 아암 공진자(P1)의 고차 모드의 공진 주파수가, 제2 필터의 제2 통과 대역 f2의 상한보다도 고주파수측으로 멀리 떨어져 있다. 따라서, 제2 필터(12)에 있어서의 통과 대역의 삽입 손실을 작게 할 수 있다.
바람직하게는, 제2 실시 형태에 있어서, 병렬 아암 공진자(P1)는, 공진 주파수가 가장 높은 병렬 아암 공진자를 사용하는 것이 바람직하다. 그 경우에는, 제2 통과 대역 f2의 상한보다도, 공진 주파수 f1h를 보다 고주파수측으로 멀리 떨어지게 할 수 있다.
또한, 도 8에 도시한 실시예 4의 제1 필터에서는, 병렬 아암 공진자(P1, P2)가 구비되어 있었지만, 하나의 병렬 아암 공진자(P1)만이 구비되어 있어도 된다. 즉, 본 발명에 있어서, 공진 주파수가 가장 낮지 않은 병렬 아암 공진자란, 복수의 병렬 아암 공진자를 갖는 구조에 한정되는 것은 아니다.
도 9는, 제2 실시 형태의 실시예 5에 있어서의 제1 필터(22)의 회로도이다. 제1 필터(22)에서는, 직렬 아암 공진자(S1)가 공통 접속점측에 설치되어 있다. 기타의 구성은, 실시예 4의 제1 필터(21)와 동일하다. 여기에서는, 공통 접속점측에 직렬 아암 공진자(S1)가 배치되어 있다. 전술한 바와 같이, 고차 모드의 공진 주파수의 관계는, 병렬 아암 공진자에 있어서의 고차 모드의 공진 주파수<종결합 공진자형 탄성파 필터에 있어서의 고차 모드의 공진 주파수<직렬 아암 공진자에 있어서의 고차 모드의 공진 주파수이다. 제1 필터(22)에서는, 고차 모드의 공진 주파수가 높은 직렬 아암 공진자(S1)가 공통 접속점측에 접속되어 있기 때문에, 고차 모드의 공진 주파수 f1h를, 제2 통과 대역 f2보다도 고주파수측에 확실하게 위치시킬 수 있다. 그로 인해, 제2 필터(12)에 있어서의 통과 대역 내의 삽입 손실도 작게 할 수 있다.
도 10은, 제2 실시 형태의 실시예 6에 있어서의 제1 필터의 회로도이다. 제1 필터(23)는 제1 필터(22)의 병렬 아암 공진자(P1)를 제거한 구조에 상당한다. 이 경우에 있어서도, 공통 접속점측에 직렬 아암 공진자(S1)가 배치되어 있기 때문에, 마찬가지로, 제2 필터(12)의 통과 대역 내의 삽입 손실을 작게 할 수 있다.
도 11은, 제2 실시 형태에 있어서의 실시예 7의 제1 필터(24)의 회로도이다. 제1 필터(24)는 제1 필터(23)의 직렬 아암 공진자(S1)를 제거한 회로 구조를 갖는다. 따라서, 공통 접속점측에는, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)가 배치되어 있다. 따라서, 이 경우에 있어서도, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)에 있어서의 고차 모드의 공진 주파수 f1h가 비교적 높기 때문에, 제2 통과 대역 f2보다도 고주파수측으로 멀리 떨어져 있다. 따라서, 제2 필터(12)의 통과 대역 내의 삽입 손실을 작게 할 수 있다.
또한, 제1, 제2 실시 형태에서는, 공통 접속점측에 배치되는 직렬 아암 공진자나 병렬 아암 공진자의 공진 주파수를 선택하고 있는데, 이 공진 주파수의 조정은, 직렬 아암 공진자 및 병렬 아암 공진자를 구성하고 있는 탄성파 공진자의 설계 파라미터를 연구함으로써 용이하게 행할 수 있다. 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)에 있어서도 마찬가지이다. 무엇보다, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)나, 직렬 아암 공진자 및/또는 병렬 아암 공진자에 의해, 제1 필터의 제1 통과 대역 f1을 확실하게 형성할 필요가 있다. 더욱이, 상기한 바와 같이 공통 접속점측에 배치되는 소자를 제1, 제2 실시 형태와 같이 선택함으로써, 제2 필터의 통과 대역 내에 있어서의 삽입 손실을 충분히 작게 할 수 있다.
또한, 상기 직렬 아암 공진자나 병렬 아암 공진자의 공진 주파수 조정은, 재료 및 설계 파라미터를 연구함으로써 행할 수 있지만, 바람직하게는, IDT 전극에 있어서의 전극 핑거 피치를 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 실시 형태에서는, 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자(S1)로서, 직렬 아암 공진자 중, IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 작지 않은 직렬 아암 공진자를 사용하면 된다. 직렬 아암 공진자(S1)를, 공진 주파수가 가장 낮은 직렬 아암 공진자로 하는 경우에는, 직렬 아암 공진자(S1)로서, IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 큰 직렬 아암 공진자를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 공통 접속점측에 접속되는 병렬 아암 공진자, 즉 공진 주파수가 가장 낮지 않은 병렬 아암 공진자(P1)로서, 병렬 아암 공진자 중, IDT 전극에 있어서의 전극 핑거 피치가 가장 크지 않은 병렬 아암 공진자를 사용하는 것이 바람직하다. 병렬 아암 공진자(P1)를, 공진 주파수가 가장 높은 병렬 아암 공진자로 하는 경우에는, 병렬 아암 공진자(P1)로서, IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 작은 병렬 아암 공진자를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 제2 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로 위상 조정 회로를 갖고 있어도 된다.
상기한 바와 같이 IDT 전극의 전극 핑거 피치로 공진 주파수를 조정하는 경우, 전극막의 막 두께 조정에 비해, 용이하게 공진 주파수를 조정할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 제1 필터의 회로 구성은, 공통 접속점측에, 직렬 아암 공진자, 병렬 아암 공진자 또는 종결합 공진자형 탄성파 필터를 갖는 한, 특별히 한정되는 것은 아니다.
따라서, 도 12에 도시한 바와 같이, 제1 필터는, 탄성파 공진자로 이루어지는 복수의 직렬 아암 공진자(S1 내지 S5)와, 탄성파 공진자로 이루어지는 복수의 병렬 아암 공진자(P1 내지 P4)를 갖는 래더형 필터여도 된다.
또한, 제1 필터는, LiNbO3를 전반하는 레일리파를 이용한 것에 한하지 않고, 다른 압전체를 사용한 것이어도 되고, 또한 제1 필터는, 레일리파 이외의 기본파를 사용한 것이어도 되고, 기본파와 고차 모드가 발생하는 한, 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 실시예 1 내지 7에 도시한 바와 같이, 제1 필터는, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)를 갖는 것이어도 된다. 이 경우, 제1 필터는, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)만을 갖고 있어도 된다. 또한, 실시예 1 내지 7과 같이, 종결합 공진자형 탄성파 필터(16)의 공통 접속점측에, 또는 공통 접속점과는 반대측에, 직렬 아암 공진자 및 병렬 아암 공진자 중 적어도 한쪽을 갖는 구성이어도 된다.
도 13은, 제3 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치의 블록도이다.
제3 실시 형태는, 위상 조정 회로(30)의 배치가 제1 실시 형태와 상이하다. 보다 구체적으로는, 위상 조정 회로(30)는 공통 접속점(3)과 제2 필터(12) 사이에 배치되어 있다. 기타의 구성은, 제1 실시 형태의 탄성파 필터 장치(1)와 동일하다.
위상 조정 회로(30)는 콘덴서(C30) 및 인덕터(L30)를 갖는다. 콘덴서(C30)는, 공통 접속점(3)과 제2 필터(12) 사이에 접속되어 있다. 인덕터(L30)는, 콘덴서(C30)와 제2 필터(12) 사이의 접속점과 접지 전위 사이에 접속되어 있다. 위상 조정 회로(30)에 의해, 안테나 단자(4)측에 있어서, 제1 필터(11)와 제2 필터(12)의 신호의 위상이 매칭되어 있다. 또한, 위상 조정 회로(30)의 회로 구성은 상기에 한정되지 않는다.
본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 제1 필터(11)가 제2 필터(12)와 공통 접속되어 있다. 따라서, 제2 필터(12)에 있어서의 통과 대역 내의 삽입 손실을 작게 할 수 있다.
도 14는, 제4 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치의 블록도이다. 도 15는, 제4 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치의 블록도이다. 도 14와 도 15는, 후술하는 제2 전환부의 상태가 상이하다.
도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 제4 실시 형태는, 제1 필터(11) 및 제2 필터(12)가 스위치(43)를 통하여 안테나 단자(4)에 공통 접속되어 있는 점에 있어서, 제1 실시 형태와 상이하다. 기타의 구성은, 제1 실시 형태의 탄성파 필터 장치(1)와 동일하다.
스위치(43)는 제1 전환부(43a) 및 제2 전환부(43b)를 갖는다. 제1 전환부(43a)는 제1 필터(11)와 공통 접속점(3) 사이에 배치되어 있다. 제1 전환부(43a)는 제1 필터(11)와 공통 접속점(3)의 접속 상태를 전환하는 전환부이다. 제2 전환부(43b)는 제2 필터(12)와 공통 접속점(3) 사이에 배치되어 있다. 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 제2 전환부(43b)는 제2 필터(12)와 공통 접속점(3)의 접속 상태를 전환하는 전환부이다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 필터(11)가 제1 전환부(43a)를 통하여 공통 접속점(3)에 접속되어 있고, 또한 제2 필터(12)가 제2 전환부(43b)를 통하여 공통 접속점(3)에 접속되어 있다. 또한, 제1 필터(11) 및 제2 필터(12) 중 적어도 한쪽이 전환부를 통하여 공통 접속점(3)에 접속되어 있으면 된다. 스위치(43)는 제1 전환부(43a) 및 제2 전환부(43b) 중 적어도 한쪽을 갖고 있으면 된다.
본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 제1 필터(11)가 제2 필터(12)와 공통 접속된다. 따라서, 제2 필터(12)에 있어서의 통과 대역 내의 삽입 손실을 작게 할 수 있다.
그런데, 상기 제3 실시 형태 및 제4 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 필터(11)에 있어서의 고차 모드의 공진 주파수 f1h는, f1h<f2에 위치하도록 구성되어 있다. 제1 필터(11)에 있어서의 고차 모드의 공진 주파수 f1h는, 제2 실시 형태와 마찬가지로, f1h>f2에 위치하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우에 있어서도, 제1 필터(11)를 제2 실시 형태와 동일한 구성으로 함으로써, 제2 필터(12)에 있어서의 통과 대역 내의 삽입 손실을 작게 할 수 있다.
1: 탄성파 필터 장치
3: 공통 접속점
4: 안테나 단자
5: LiNbO3 기판
6: IDT 전극
6a: 전극 핑거
7, 8: 반사기
9: 유전체층
10: 위상 조정 회로
11, 13: 제1 필터
12: 제2 필터
14, 15: 제1, 제2 단자
16: 종결합 공진자형 탄성파 필터
17 내지 18, 21 내지 24): 제1 필터
30: 위상 조정 회로
43: 스위치
43a, 43b: 제1, 제2 전환부
C30: 콘덴서
L1, L30: 인덕터
P1 내지 P4: 병렬 아암 공진자
S1 내지 S5: 직렬 아암 공진자

Claims (17)

  1. 제1 통과 대역 f1을 갖는 제1 필터와,
    상기 제1 통과 대역 f1보다도 고주파수측에 위치하고 있는 제2 통과 대역 f2를 갖는 제2 필터를 구비하고,
    상기 제1 필터의 일단부와, 상기 제2 필터의 일단부가 공통 접속점에서 공통 접속되어 있고,
    상기 제1 필터는, 상기 공통 접속점측에, IDT 전극을 갖는 직렬 아암 공진자, 병렬 아암 공진자 또는 종결합 공진자형 탄성파 필터를 갖고,
    상기 제1 필터는, 기본파와, 고차 모드가 발생하는 필터이며,
    상기 제1 필터의 상기 제1 통과 대역 f1보다도 고주파수측에 나타나는 고차 모드의 공진 주파수를 f1h로 한 경우, f1h<f2이며, 상기 공통 접속점측에, 1) 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자, 2) 병렬 아암 공진자 또는 3) 종결합 공진자형 탄성파 필터가 배치되어 있는, 탄성파 필터 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자가, 공진 주파수가 가장 낮은 직렬 아암 공진자인, 탄성파 필터 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공통 접속점측에, 상기 제1 필터에 있어서, 상기 공진 주파수가 가장 높지 않은 직렬 아암 공진자로서, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 작지 않은 직렬 아암 공진자가 배치되어 있는, 탄성파 필터 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 작지 않은 직렬 아암 공진자가, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 큰 직렬 아암 공진자인, 탄성파 필터 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 필터가, LiNbO3를 전반하는 레일리파를 이용한 탄성파 필터인, 탄성파 필터 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 위상 조정 회로를 더 갖는, 탄성파 필터 장치.
  7. 제1 통과 대역 f1을 갖는 제1 필터와,
    상기 제1 통과 대역 f1보다도 고주파수측에 위치하고 있는 제2 통과 대역 f2를 갖는 제2 필터를 구비하고,
    상기 제1 필터의 일단부와, 상기 제2 필터의 일단부가 공통 접속점에서 공통 접속되어 있고,
    상기 제1 필터는, 상기 공통 접속점측에, 직렬 아암 공진자, IDT 전극을 갖는 병렬 아암 공진자 또는 종결합 공진자형 탄성파 필터를 갖고,
    상기 제1 필터는, 기본파와, 고차 모드가 발생하는 필터이며,
    상기 제1 필터의 상기 제1 통과 대역 f1보다도 고주파수측에 나타나는 고차 모드의 공진 주파수를 f1h로 한 경우, f1h>f2이며, 상기 공통 접속점측에, 4) 공진 주파수가 가장 낮지 않은 병렬 아암 공진자, 5) 직렬 아암 공진자 또는 6) 종결합 공진자형 탄성파 필터가 배치되어 있는, 탄성파 필터 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 공진 주파수가 가장 낮지 않은 병렬 아암 공진자가, 공진 주파수가 가장 높은 병렬 아암 공진자인, 탄성파 필터 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 공통 접속점측에, 상기 제1 필터에 있어서, 상기 공진 주파수가 가장 낮지 않은 병렬 아암 공진자로서, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 크지 않은 병렬 아암 공진자가 배치되어 있는, 탄성파 필터 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 크지 않은 병렬 아암 공진자가, 상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치가 가장 작은 병렬 아암 공진자인, 탄성파 필터 장치.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1 필터가, LiNbO3를 전반하는 레일리파를 이용한 탄성파 필터인, 탄성파 필터 장치.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 위상 조정 회로를 더 갖는, 탄성파 필터 장치.
  13. 제1항, 제2항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터가, 탄성파 공진자로 이루어지는 복수의 직렬 아암 공진자와, 탄성파 공진자로 이루어지는 복수의 병렬 아암 공진자를 갖는 래더형 필터인, 탄성파 필터 장치.
  14. 제1항, 제2항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터가, 종결합 공진자형 탄성파 필터를 갖는 탄성파 필터 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 필터가, 상기 종결합 공진자형 탄성파 필터의 상기 공통 접속점측에, 또는 상기 공통 접속점과는 반대측에 배치되어 있는, 직렬 아암 공진자 및 병렬 아암 공진자 중 중 적어도 한 쪽을 갖는 탄성파 필터 장치.
  16. 제1항, 제2항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터 중 적어도 한쪽이, 상기 공통 접속점과의 접속 상태를 전환하는 전환부를 통하여, 상기 공통 접속점에 접속되어 있는, 탄성파 필터 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터가, 각각 상기 전환부를 통하여 상기 공통 접속점에 접속되어 있는, 탄성파 필터 장치.
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