KR20220113752A - 필터 장치, 멀티플렉서, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치 - Google Patents

필터 장치, 멀티플렉서, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치 Download PDF

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KR20220113752A
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토시아키 타카타
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

통과 대역 밖에서의 감쇠량의 확대를 도모할 수 있는 필터 장치를 제공한다.
제1 단자(2a)와 제2 단자(2b) 사이에 복수개의 직렬암 공진기(S1~S4)를 가지는 필터 회로(3)가 접속되고, 직렬암 공진기(S1~S4)는 반공진 주파수가 서로 다른 적어도 2개의 직렬암 공진기(S1, S3)를 가지며, 제1 단자(2a)와 제2 단자(2b) 사이에서 필터 회로(3)에 병렬로 부가 회로(4)가 접속되고, 부가 회로(4)는 적어도 3개의 IDT 전극(5~8)을 가지며, IDT 전극(5~8)은 탄성파 전파 방향을 따라 배치되고, 적어도 3개의 IDT 전극(5~8)은 제1 단자(2a) 측에서 필터 회로(3)에 접속된 IDT 전극(7) 및 IDT 전극(5)과, 제2 단자(2b) 측에서 필터 회로(3)에 접속된 IDT 전극(6, 8)을 가지며, IDT 전극(7)은 가장 낮은 반공진 주파수를 가지는 직렬암 공진기(S3)의 한쪽 단부인 제1 노드(N1)에 접속되고, IDT 전극(5)은 직렬암 공진기(S3) 이외의 직렬암 공진기(S1, S2)의 한쪽 단부인 제1 노드(N1)와는 다른 제2 노드(N2)에 접속되며, IDT 전극(8)은 제3 노드에 접속되는, 필터 장치(1).

Description

필터 장치, 멀티플렉서, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치
본 발명은 복수개의 직렬암(serial arm) 공진기를 가지는 필터 장치, 멀티플렉서, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치에 관한 것이다.
종래, 복수개의 직렬암 공진기를 가지는 대역통과형 필터가 다양하게 제안되고 있다. 하기의 특허문헌 1에 기재된 듀플렉서에서는 입력 단자와 공통 단자 사이에 송신 필터로서의 대역통과형 필터가 접속된다. 이 대역통과형 필터는 복수개의 직렬암 공진기 및 복수개의 병렬암(parallel arm) 공진기를 가진다. 또한, 필터의 대역 밖에서의 감쇠량을 개선하기 위해, 위상 시프트 회로가 입력 단자와 공통 단자 사이에서 필터에 병렬로 접속된다. 특허문헌 1에서는 위상 시프트 회로는 예를 들면 4개의 IDT 전극을 가진다. 입력 단자와 필터 사이의 노드에 4개의 IDT 전극 중 2개의 IDT 전극이 접속된다. 또한, 공통 단자와 필터 사이의 노드에 나머지 2개의 IDT 전극이 접속된다.
일본 공개특허공보 특개2018-38040호
특허문헌 1에서는 위상 시프트 회로의 2개의 IDT 전극이 입력 단자와 필터 사이의 동일한 노드에 접속된다. 나머지 2개의 IDT 전극도 공통 단자와 필터 사이의 동일한 노드에 접속된다.
특허문헌 1에 기재된 바와 같은 위상 시프트 회로에서는 위상 시프트 회로에서의 위상이 필터의 대역 밖에서의 위상에 대하여 반전된다. 그에 따라, 대역 밖의 감쇠량의 개선이 도모된다.
그러나 특허문헌 1에 기재된 위상 시프트 회로를 사용한 구성에서는 필터의 통과 대역 고역(高域) 측에서의 감쇠량을 충분히 개선할 수 없는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은 통과 대역 밖의 감쇠량을 충분히 크게 할 수 있는 필터 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 필터 장치는 제1 단자와, 제2 단자와, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 잇는 직렬암에 배치된 복수개의 직렬암 공진기를 가지는 필터 회로와, 상기 직렬암에서 적어도 일부의 상기 직렬암 공진기에 병렬로 접속된 부가 회로를 포함하고, 상기 부가 회로는 제1 IDT 전극과 제2 IDT 전극과 제3 IDT 전극을 포함하는 적어도 3개의 IDT 전극을 가지며, 적어도 3개의 상기 IDT 전극은 탄성파 전파 방향을 따라 배치되고, 상기 제1 IDT 전극은 상기 복수개의 직렬암 공진기 중 가장 낮은 반공진 주파수를 가지는 직렬암 공진기의 한쪽 단부(端部)인 제1 노드에 접속되며, 상기 제2 IDT 전극은 상기 제1 노드와는 전위가 다른 제2 노드에 접속되고, 상기 제3 IDT는 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드와는 전위가 다른 제3 노드에 접속되며, 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드는 상기 제3 노드보다 상기 제1 단자에 가깝다.
본 발명에 따르면, 통과 대역 밖에서의 감쇠량을 충분히 크게 할 수 있는 필터 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다.
도 2는 제1 실시형태에서 이용된 IDT 전극의 전극 구조를 나타내는 평면도이다.
도 3은 비교예 1의 필터 장치의 회로도이다.
도 4는 비교예 2의 필터 장치의 회로도이다.
도 5는 실시예 및 비교예 1, 2의 감쇠량-주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태로서의 통신 장치 및 고주파 프론트엔드 회로의 구성도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 본 발명을 분명하게 한다.
한편, 본 명세서에 기재된 각 실시형태는 예시적인 것이며, 다른 실시형태 간에 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것을 지적해 둔다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다.
필터 장치(1)는 제1 단자(2a)로서의 입력 단자와, 제2 단자(2b)를 가진다. 도 1에서는 나타내지 않았지만, 제2 단자(2b)는 다른 대역통과형 필터의 일단(一端)과 공통 접속되고, 멀티플렉서를 구성한다. 이 필터 장치(1)는 Band26의 송신 필터를 구성한다. Band26의 송신 필터의 통과 대역은 814㎒~849㎒이다. 한편, Band26의 수신 필터의 통과 대역은 859㎒~894㎒이다. 따라서, 필터 장치(1)에서는 859㎒~894㎒에서의 감쇠량이 충분히 큰 것이 요구된다.
제1 단자(2a)와 제2 단자(2b) 사이에 래더형 대역통과형 필터 회로(3)가 접속된다. 필터 회로(3)는 복수개의 직렬암 공진기(S1~S4)와 복수개의 병렬암 공진기(P1~P3)를 가진다. 직렬암 공진기(S1~S4) 및 병렬암 공진기(P1~P3)는 각각 탄성표면파 공진자로 이루어진다. 이 탄성표면파 공진자의 구조는 특별히 한정되지 않지만, Y커트의 LiNbO3 기판을 사용한, 러브파를 이용한 탄성표면파 공진자를 사용했다.
직렬암 공진기(S1~S4)의 반공진 주파수에 의해, 통과 대역 고역 측의 감쇠극이 구성된다. 물론, 직렬암 공진기(S1~S4)의 공진 주파수 및 반공진 주파수는 하기의 표 1에 나타내는 바와 같다.
Figure pct00001
표 1로부터 분명한 바와 같이, 직렬암 공진기(S3)의 반공진 주파수가 다른 직렬암 공진기(S1, S2, S4)의 반공진 주파수보다도 낮다.
한편, 병렬암 공진기(P1~P3)의 공진 주파수 및 반공진 주파수는 하기의 표 2에 나타내는 바와 같다.
Figure pct00002
반공진 주파수가 가장 낮은 직렬암 공진기(S3)에 병렬로 교락(橋絡) 용량으로서 콘덴서(C1)가 접속된다. 여기서 나타내는 직렬암 공진기(S3)의 반공진 주파수란, 병렬로 교락 용량으로서 콘덴서(C1)가 접속된 후의 반공진 주파수를 나타낸다.
한편, 본 발명에서 직렬암 공진기의 반공진 주파수는 병렬로 교락 용량이 접속된 경우는 상기와 같이, 교락 용량이 접속된 후의 반공진 주파수를 말하는 것으로 하고, 교락 용량이 병렬로 접속되지 않은 경우는 직렬암 공진기 자체의 반공진 주파수를 말하는 것으로 한다.
필터 장치(1)에서는 제1 단자(2a)와 제2 단자(2b) 사이에서 상기 필터 회로(3)에 병렬로 부가 회로(4)가 접속된다. 구체적으로는, 부가 회로(4)는 필터 회로(3)가 포함하는 직렬암 공진기(S1~S4) 중 직렬암 공진기(S2~S4)와 병렬로 접속된다. 이와 같이, 필터 회로(3)가 포함하는 적어도 일부의 직렬암 공진기에 병렬로 부가 회로(4)가 접속된 경우도 "필터 회로에 병렬로 부가 회로가 접속"되는 경우에 포함되는 것으로 한다.
부가 회로(4)는 복수개의 IDT 전극(5~8)을 가진다. 복수개의 IDT 전극(5~8)은 탄성파 전파 방향을 따라 배치된다. 도 2에 이 IDT 전극(5~8)의 전극 구조를 평면도로 나타낸다.
도 2로부터 분명한 바와 같이, 실제로는 복수개의 IDT 전극(5~8)의 탄성파 전파 방향 양측에 반사기(9, 10)가 마련된다. 그에 따라, 종결합형 공진기가 구성된다. 물론, 본 발명에서는 적어도 3개의 IDT 전극(5~8)이 탄성파 전파 방향을 따라 배치되면 되고, 반사기(9, 10)는 마련되지 않아도 된다. 따라서, 종결합형에 한정되지 않고, 트랜스버설형 탄성파 장치를 사용해도 된다.
IDT 전극(5~8) 중 IDT 전극(7)이 본 발명에서의 제1 IDT 전극에 상당하고, IDT 전극(5)이 본 발명에서의 제2 IDT 전극에 상당하며, IDT 전극(6, 8)이 제3 IDT 전극에 상당한다.
IDT 전극(5~8)의 각 일단은 그라운드 전위에 접속된다. IDT 전극(5~8)의 각 타단(他端)은 필터 회로(3)에 접속된다. 보다 상세하게는 IDT 전극(5, 7)의 타단은 필터 회로(3)의 제1 단자(2a) 측의 노드에 접속된다. IDT 전극(7)은 제1 노드(N1)에 접속된다. IDT 전극(5)은 제2 노드(N2)에 접속된다. 여기서, 필터 회로(3)에서 제1 단자(2a) 측의 노드란, 직렬암 공진기(S1~S4)가 구성된 부분에서, 중앙을 포함하면서 중앙보다도 제1 단자(2a) 측에 마련된 노드를 나타낸다. 여기서, 제2 노드(N2)는 제1 노드(N1)와 다르다. 즉, 제1 노드(N1)는 반공진 주파수가 가장 낮은 직렬암 공진기(S3)의 한쪽 단부에 위치한다. 제2 노드(N2)는 직렬암 공진기(S1)와 직렬암 공진기(S2) 사이의 노드이다.
한편, IDT 전극(6, 8)의 일단은 그라운드 전위에 접속되고, 타단은 제3 노드(N3)에 접속된다. 제3 노드(N3)는 제2 단자(2b) 측에 위치한 노드이며, 구체적으로는, 제2 단자(2b)와 직렬암 공진기(S4) 사이의 노드이다. IDT 전극(6, 8)은 상기와 같이 동일한 노드인 제3 노드(N3)에 접속된다.
IDT 전극(6, 8)은 콘덴서(C2, C3)를 각각 통해 제3 노드(N3)에 접속된다.
상기 부가 회로(4)는 적어도 3개의 IDT 전극(5~8)과, 필수는 아닌 반사기(9, 10)와, 필수는 아닌 상기 콘덴서(C2, C3)를 가진다. 이 부가 회로(4)를 필터 회로(3)에 병렬로 접속함으로써, 필터 장치(1)에서는 통과 대역 고역 측의 감쇠량, 보다 구체적으로는 859㎒~894㎒의 주파수역에서의 감쇠량을 충분히 크게 하는 것이 가능하게 되어 있다. 그것을 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
한편, IDT 전극(5~8)의 평균 전극지(電極指) 피치는 각각 2.024㎛, 1.976㎛, 2.030㎛, 1.990㎛이다. 평균 전극지 피치란, IDT 전극에서의 (각 전극지의 전극지 피치의 총합)/(전극지의 개수)이다. 제1 노드(N1)에 접속된 IDT 전극(7)의 평균 전극지 피치는 제2 노드(N2)에 접속된 IDT 전극(5)의 평균 전극지 피치보다도 크다.
상기 필터 장치(1)의 감쇠량-주파수 특성을 도 5에 실선으로 나타낸다. 비교를 위해, 굵은 파선으로 비교예 1의 감쇠량-주파수 특성을 얇은 파선으로 비교예 2의 감쇠량-주파수 특성을 나타낸다. 한편, 비교예 1의 필터 장치(101)의 회로도를 도 3에 나타낸다. 또한, 비교예 2의 필터 장치(102)의 회로도를 도 4에 나타낸다.
도 3으로부터 분명한 바와 같이, 필터 장치(101)는 부가 회로(4)를 가지지 않는다. 한편, 비교예 2의 필터 장치(102)는 부가 회로(4)를 가지지만, IDT 전극(5, 7)이 모두 제2 노드(N2)에 접속된다. 비교예 1 및 비교예 2의 필터 장치(101, 102)의 기타 구성은 실시예와 마찬가지로 했다.
도 5로부터 분명한 바와 같이, Band26의 수신 필터의 통과 대역의 최소 감쇠량은 비교예 1에서는 47.9㏈이고, 비교예 2에서는 49.8㏈이었다. 이에 반하여, 실시예에서는 57.9㏈이었다. 따라서, 실시예에 따르면, Band26의 수신 필터의 통과 대역, 즉, Band26의 송신 필터의 고역 측의 감쇠역에서의 감쇠량을 크게 할 수 있음을 알 수 있다.
한편, Band26의 송신 필터의 통과 대역인 814㎒~849㎒에서의 손실은 비교예 1에서 2.08㏈이며, 비교예 2에서는 2.27㏈이었다. 이에 반하여 실시예에서는 2.08㏈이었다.
따라서, 상기 실시형태에 따르면, 통과 대역 밖인 수신 필터의 통과 대역에서의 감쇠량을 충분히 크게 할 수 있다. 또한, 실시예에서는 통과 대역인 814㎒~849㎒에 의한 손실도 부가 회로(4)를 가지지 않는 비교예 1과 비교하여 열화되지 않았다.
한편, 도 5에 나타내는 바와 같이, 비교예 1에서는 수신 필터의 통과 대역의 저역 측 단부(Lch)=859㎒ 부근 및 고역 측 단부(Hch)=894㎒ 부근에서의 감쇠량이 작았다. 이 저역 측 단부(Lch)의 악화는 직렬암 공진기(S3)에 콘덴서(C1)가 병렬로 접속되는 것에 의한다고 생각된다. Band26의 송신 필터에서는 송신 필터의 통과 대역과 수신 필터의 통과 대역 사이의 주파수 간격이 좁다. 그 때문에, 송신 필터에서는 통과 대역의 고역 측에서 보다 급준(急峻)한 필터 특성이 요구된다. 이 통과 대역 고역 측의 급준성을 높이기 위해서는 직렬암 공진기에 병렬로 콘덴서를 접속하고, 반공진 주파수를 낮추면 된다. 그러나 반공진 주파수 부근의 감쇠량이 커지면, 그 고역 측에서의 감쇠량이 작아지는, 소위 반동이 커진다. 그 때문에, 수신 필터의 통과 대역의 저역 측 단부(Lch) 부근의 감쇠량이 악화된다는 문제가 있었다.
상기와 같은 저역 측 단부(Lch) 부근의 감쇠량의 악화를 해결하기 위해서는 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 위상 시프트 회로를 접속하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 직렬암 공진기의 반공진 주파수에 의해 생긴 감쇠극 부근에서는 위상의 변화가 크기 때문에, 위상 시프트 회로에 의해 위상을 반전시키는 것이 어렵다. 또한, 수신 필터의 통과 대역의 저역 측 단부(Lch)와, 고역 측 단부(Hch) 사이에서 넓은 범위에 걸쳐 위상을 확실하게 반전시키기는 어렵다. 그 때문에, 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 위상 시프트 회로에서는 수신 필터의 통과 대역 전역에서, 감쇠량을 충분히 작게 하는 것이 어려웠다.
또한, 상기 부가 회로(4)를 가지지 않는 비교예 1에 반하여, 상기 실시예에서는 수신 필터의 통과 대역의 저역 측 단부(Lch) 부근 및 고역 측 단부(Hch) 중 어느 것에서도 감쇠량을 충분히 크게 하는 것이 가능하게 되어 있다. 우선, 부가 회로(4)에서의 입력 단자 측에 접속되는 IDT 전극(5, 7)이, 다른 제1, 제2 노드(N1, N2)에 접속됨으로써, 수신 필터의 통과 대역의 저역 측 단부(Lch) 측의 감쇠량을 개선하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 제1 노드(N1)에 접속된 IDT 전극(7)의 평균 전극지 피치를 상대적으로 크게 함으로써, 부가 회로(4)에서의 IDT 전극(7)→IDT 전극(8)의 경로에서 형성되는 통과 대역의 중심 주파수가 낮아진다. 따라서, 제1 노드(N1)를 지나는 경로에 의해 수신 필터의 통과 대역의 저역 측 단부(Lch) 측의 감쇠량이 넓은 주파수 범위에 걸쳐, 한층 더 개선된다. 한편, 제2 노드(N2)에 접속된 IDT 전극(5)의 평균 전극지 피치를 상대적으로 작게 함으로써, IDT 전극(5)→IDT 전극(6)의 경로에서 형성되는 통과 대역의 중심 주파수가 높아진다. 그 때문에, 제2 노드(N2)를 지나는 경로에 의해 수신 필터의 통과 대역의 고역 측 단부(Hch) 측의 감쇠량을 개선할 수 있다.
따라서, 실시예에 따르면, 저역 측 단부(Lch) 부근 및 고역 측 단부(Hch) 부근 중 어느 것에서도 감쇠량을 충분히 크게 할 수 있다. 또한, 수신 필터의 통과 대역 전역에서 감쇠량을 충분히 크게 할 수 있다.
특히, 상기 실시형태에서는 콘덴서(C1)가 반공진 주파수가 가장 낮은 직렬암 공진기(S3)에 병렬로 접속된다. 직렬암 공진기(S3)의 한쪽 단부인 제1 노드(N1)에 IDT 전극(7)을 접속함으로써, 수신 필터의 통과 대역 전역의 감쇠량을 개선하는 효과가 한층 더 높아졌다. 이것은 부가 회로(4)를 다른 소자를 개재하지 않고, 직렬암 공진기(S3)에 직접 접속함으로써, 반공진 주파수 부근의 위상을 효과적으로 반전시킬 수 있는 것에 의한다.
한편, 도 5로부터 분명한 바와 같이, 비교예 2에서는 수신 필터의 통과 대역의 고역 측 단부(Hch) 부근에서는 실시예와 동등한 감쇠량이 얻어진다. 그러나 저역 측 단부(Lch) 부근에서는 부가 회로(4)를 가지지 않는 비교예 1과 비교하여 비교예 2에서는 감쇠량은 대부분 개선되지 않았다. 이것은 직렬암 공진기(S3)의 반공진 주파수가 원인으로 발생한 저역 측 단부(Lch) 부근의 반동 부분에서의 위상 변화가 크고, 부가 회로(4)에서 위상 반전시키는 것이 곤란하기 때문이라고 생각된다.
즉, IDT 전극(5, 7)이 동일한 제2 노드(N2)에 접속되었기 때문에, 고역 측 단부(Hch) 부근의 감쇠량을 개선시키는 IDT 전극(7)→IDT 전극(8)의 경로와, 저역 측 단부(Lch) 부근의 감쇠량을 개선시키는 IDT 전극(5)→IDT 전극(6)의 경로가 서로 간섭한다. 따라서, 저역 측 단부(Lch) 부근과 고역 측 단부(Hch) 부근에서의 위상 조정을 분담시키기 어렵다.
한편, 제1 단자(2a)가 입력 단자인 경우, 입력 단자 측에 접속되는 복수개의 IDT 전극(5, 7)이 다른 노드인 제1 노드(N1) 또는 제2 노드(N2)에 접속된 것이 바람직하다. 그로써, 대전력 인가 시의 부가 회로(4)의 파괴가 발생하기 어렵다. 따라서, 바람직하게는 IDT 전극(5) 및 IDT 전극(7) 중 적어도 하나가 복수개의 직렬암 공진기(S1~S4) 중 제1 단자(2a)에 가장 가까운 직렬암 공진기(S1)와 제1 단자(2a) 사이의 노드 이외의 노드에 접속된 것이 바람직하다.
물론, 도 6에 나타내는 제2 실시형태와 같이, IDT 전극(5)은 제1 단자(2a)와 제1 단자(2a)에 가장 가까운 직렬암 공진기(S1) 사이의 노드에 접속되어도 된다. 즉, IDT 전극(7) 및 IDT 전극(5) 중 적어도 하나가 제1 단자(2a)에 가장 가까운 직렬암 공진기(S1)와 제1 단자(2a) 사이에 접속되어도 된다.
또한, 도 7에 나타내는 제3 실시형태와 같이, 제2 단자(2b) 측에서 필터 회로(3)에 접속된 IDT 전극(6, 8)이 다른 노드, 즉, 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)에 접속되어도 된다. 이 경우, IDT 전극(6)은 본 발명에서의 제3 IDT 전극이며, IDT 전극(8)은 본 발명에서의 제4 IDT 전극이다.
도 1에서는 부가 회로(4)는 위상을 반전시키면서 신호의 진폭을 조정하기 위해, 콘덴서(C2, C3)를 가진다. 이 콘덴서(C2, C3)는 반드시 마련되지 않아도 된다. 또한, IDT 전극(5, 7)은 직접 필터 회로(3)에 접속되었지만, IDT 전극(5)과 제2 노드(N2) 사이, IDT 전극(7)과 제1 노드(N1) 사이에 용량 소자를 접속해도 된다. 그로써, 위상을 반전시키는 신호의 진폭을 보정할 수 있다.
또한, 콘덴서(C2, C3)나, IDT 전극(5, 7) 측에 상기와 같이 접속되어도 되는 용량 소자 대신에 직렬암 공진기의 용량을 응용해도 된다.
한편, 도 1에서는 필터 회로(3)는 복수개의 탄성파 공진자를 가지는 래더형 필터이었는데, 본 발명에서는 필터 장치(1)의 필터 회로(3)의 회로 구성은 이에 한정되는 것은 아니다. 복수개의 직렬암 공진기를 가지는 대역통과형의 다양한 필터를 필터 회로(3)로서 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 필터 장치(1)는 송신 필터에 한정되지 않고, 수신 필터나 다른 대역통과형 필터이어도 된다. 따라서, 제1 단자(2a)는 수신 단자이어도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 Band26의 송신 필터에 적용한 예를 나타내고, 그 경우, 통과 대역 고역 측으로서 Band26의 수신 필터의 통과 대역에서의 감쇠량의 개선이 도모되었다. 이와 같은 통과 대역 고역 측의 감쇠량을 개선하는 부분은 Band26의 수신 필터의 통과 대역에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 필터 장치(1)는 예를 들면 제2 단자(2b)를, 수신 필터의 일단과 공통 접속함으로써 듀플렉서로서 사용할 수 있다. 또한, 3개 이상의 대역통과형 필터의 일단끼리가 공통 접속된 멀티플렉서에서의 하나의 대역통과형 필터로서 필터 장치(1)를 알맞게 사용할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 직렬암 공진기(S1~S4) 및 병렬암 공진기(P1~P3)는 탄성표면파 공진자에 의해 구성되었지만, 벌크파 공진자에 의해 구성되어도 된다.
상기 각 실시형태의 필터 장치는 고주파 프론트엔드 회로의 듀플렉서 등으로서 사용할 수 있다. 이 예를 하기에서 설명한다.
도 8은 통신 장치 및 고주파 프론트엔드 회로의 구성도이다. 한편, 같은 도면에는 고주파 프론트엔드 회로(230)와 접속되는 각 구성 요소, 예를 들면, 안테나 소자(202)나 RF 신호 처리 회로(RFIC)(203)도 함께 도시되어 있다. 고주파 프론트엔드 회로(230) 및 RF 신호 처리 회로(203)는 통신 장치(240)를 구성한다. 한편, 통신 장치(240)는 전원, CPU나 디스플레이를 포함해도 된다.
고주파 프론트엔드 회로(230)는 스위치(225)와 듀플렉서(201A, 201B)와 필터(231, 232)와 로우 노이즈 앰프 회로(214, 224)와 파워앰프 회로(234a, 234b, 244a, 244b)를 포함한다. 한편, 도 8의 고주파 프론트엔드 회로(230) 및 통신 장치(240)는 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치의 일례이며, 이 구성에 한정되는 것은 아니다.
듀플렉서(201A)는 필터(211, 212)를 가진다. 듀플렉서(201B)는 필터(221, 222)를 가진다. 듀플렉서(201A, 201B)는 스위치(225)를 통해 안테나 소자(202)에 접속된다. 한편, 상기 필터 장치는 필터(211, 212)이어도 되고, 필터(221, 222, 231, 232)이어도 된다.
또한, 본 발명은 예를 들면, 3개의 필터의 안테나 단자가 공통화된 트리플렉서나, 6개의 필터의 안테나 단자가 공통화된 헥사플렉서 등, 3개 이상의 필터를 포함하는 멀티플렉서에 대해서도 적용할 수 있다.
또한, 멀티플렉서는 송신 필터 및 수신 필터 쌍방을 포함하는 구성에 한정되지 않고, 송신 필터만 또는 수신 필터만 포함하는 구성이어도 상관없다.
스위치(225)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 따라, 안테나 소자(202)와 소정 밴드에 대응하는 신호 경로를 접속하고, 예를 들면, SPDT(Single Pole Double Throw)형 스위치에 의해 구성된다. 한편, 안테나 소자(202)와 접속되는 신호 경로는 하나에 한정되지 않고, 복수개이어도 된다. 즉, 고주파 프론트엔드 회로(230)는 캐리어 어그리게이션에 대응해도 된다.
로우 노이즈 앰프 회로(214)는 안테나 소자(202), 스위치(225) 및 듀플렉서(201A)를 경유한 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를 증폭시키고, RF 신호 처리 회로(203)에 출력하는 수신 증폭 회로이다. 로우 노이즈 앰프 회로(224)는 안테나 소자(202), 스위치(225) 및 듀플렉서(201B)를 경유한 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를 증폭시키고, RF 신호 처리 회로(203)에 출력하는 수신 증폭 회로이다.
파워앰프 회로(234a, 234b)는 RF 신호 처리 회로(203)로부터 출력된 고주파 신호(여기서는 고주파 송신 신호)를 증폭시키고, 듀플렉서(201A) 및 스위치(225)를 경유하여 안테나 소자(202)에 출력하는 송신 증폭 회로이다. 파워앰프 회로(244a, 244b)는 RF 신호 처리 회로(203)로부터 출력된 고주파 신호(여기서는 고주파 송신 신호)를 증폭시키고, 듀플렉서(201B) 및 스위치(225)를 경유하여 안테나 소자(202)에 출력하는 송신 증폭 회로이다.
RF 신호 처리 회로(203)는 안테나 소자(202)로부터 수신 신호 경로를 통해 입력된 고주파 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리하여 생성된 수신 신호를 출력한다. 또한, RF 신호 처리 회로(203)는 입력된 송신 신호를 업컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리하여 생성된 고주파 송신 신호를 파워앰프 회로(234a, 234b, 244a, 244b)에 출력한다. RF 신호 처리 회로(203)는 예를 들면, RFIC이다. 한편, 통신 장치는 BB(베이스밴드)IC를 포함해도 된다. 이 경우, BBIC는 RFIC로 처리된 수신 신호를 신호 처리한다. 또한, BBIC는 송신 신호를 신호 처리하고, RFIC에 출력한다. BBIC로 처리된 수신 신호나, BBIC가 신호 처리하기 전의 송신 신호는 예를 들면, 화상 신호나 음성 신호 등이다.
한편, 고주파 프론트엔드 회로(230)는 상기 듀플렉서(201A, 201B) 대신에, 듀플렉서(201A, 201B)의 변형예에 따른 듀플렉서를 포함해도 된다.
한편, 통신 장치(240)에서의 필터(231, 232)는 로우 노이즈 앰프 회로(214, 224) 및 파워앰프 회로(234a, 234b, 244a, 244b)를 개재하지 않고, RF 신호 처리 회로(203)와 스위치(225) 사이에 접속된다. 필터(231, 232)도 듀플렉서(201A, 201B)와 마찬가지로, 스위치(225)를 개재하여 안테나 소자(202)에 접속된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 따른 필터 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치에 대해 실시형태를 들어 설명했는데, 본 발명은 상기 실시형태에서의 임의의 구성 요소를 조합하여 실현되는 다른 실시형태나, 상기 실시형태에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해내는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 본 발명에 따른 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
본 발명은 탄성파 공진자, 필터, 듀플렉서, 멀티밴드 시스템에 적용할 수 있는 멀티플렉서, 프론트엔드 회로 및 통신 장치로서, 휴대전화기 등의 통신기기에 널리 이용할 수 있다.
1: 필터 장치
2a, 2b: 제1, 제2 단자
3: 필터 회로
4: 부가 회로
5, 6, 7, 8: IDT 전극
9, 10: 반사기
201A, 201B: 듀플렉서
202: 안테나 소자
203: RF 신호 처리 회로
211, 212: 필터
214: 로우 노이즈 앰프 회로
221, 222: 필터
224: 로우 노이즈 앰프 회로
225: 스위치
230: 고주파 프론트엔드 회로
231, 232: 필터
234a, 234b: 파워앰프 회로
240: 통신 장치
244a, 244b: 파워앰프 회로
C1, C2, C3: 콘덴서
N1, N2, N3, N4: 제1, 제2, 제3, 제4 노드
P1, P2, P3: 병렬암 공진기
S1, S2, S3, S4: 직렬암 공진기

Claims (10)

  1. 제1 단자와, 제2 단자와, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 잇는 직렬암(serial arm)에 배치된 복수개의 직렬암 공진기를 가지는 필터 회로와,
    상기 직렬암에서, 적어도 일부의 상기 직렬암 공진기에 병렬로 접속된 부가 회로를 포함하고,
    상기 부가 회로는 제1 IDT 전극과 제2 IDT 전극과 제3 IDT 전극을 포함하는 적어도 3개의 IDT 전극을 가지며, 적어도 3개의 상기 IDT 전극은 탄성파 전파 방향을 따라 배치되고,
    상기 제1 IDT 전극은 상기 복수개의 직렬암 공진기 중 가장 낮은 반공진 주파수를 가지는 직렬암 공진기의 한쪽 단부인 제1 노드에 접속되고, 상기 제2 IDT 전극은 상기 제1 노드와는 전위가 다른 제2 노드에 접속되며, 상기 제3 IDT는 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드와는 전위가 다른 제3 노드에 접속되고, 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드는 상기 제3 노드보다 상기 제1 단자에 가까운, 필터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 IDT 전극의 평균 전극지(電極指) 피치가 상기 제2 IDT 전극의 평균 전극지 피치보다도 큰, 필터 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 단자가 입력 단자이며, 상기 제1 IDT 전극 및 상기 제2 IDT 전극 중 적어도 하나가, 상기 복수개의 직렬암 공진기 중 상기 제1 단자에 가장 가까운 직렬암 공진기와 상기 제1 단자 사이의 노드 이외의 노드에 접속되는, 필터 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 IDT 전극 및 상기 제2 IDT 전극 중 적어도 하나가, 상기 복수개의 직렬암 공진기 중 상기 제1 단자에 가장 가까운 직렬암 공진기와 상기 제1 단자 사이의 노드에 접속되는, 필터 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    가장 낮은 반공진 주파수를 가지는 상기 직렬암 공진기에 병렬로 접속된 용량 소자를 더 포함하는, 필터 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 3개의 상기 IDT 전극은 제4 IDT 전극을 더 가지며, 상기 제4 IDT 전극은 상기 제2 노드와는 전위가 다른 제4 노드에 접속되고, 상기 제4 노드는 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드보다도 상기 직렬암에서 상기 제2 단자 측에 위치하며, 상기 제4 노드는 상기 제3 노드와는 전위가 다른 노드인, 필터 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 회로는 복수개의 병렬암(parallel arm) 공진기를 더 가지는, 필터 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 필터 장치와, 상기 필터 장치와 일단(一端)끼리가 공통 접속된 다른 필터 장치를 포함하는, 멀티플렉서.
  9. 제8항에 기재된 멀티플렉서와, 상기 멀티플렉서에 접속된 증폭기를 포함하는, 고주파 프론트엔드 회로.
  10. 제9항에 기재된 고주파 프론트엔드 회로와, 상기 고주파 프론트엔드 회로와 접속된 RF 신호 처리 회로를 포함하는, 통신 장치.
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