WO2022059643A1 - 弾性波フィルタ - Google Patents

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    • H03H9/725—Duplexers

Definitions

  • the first filter circuit 10 includes series arm resonators S1, S2, S3 and parallel arm resonators P1, P2, P3, and P4, which are elastic wave resonators.
  • One end of the parallel arm resonator P2 is connected to the node n2a between the series arm resonators S1 and S2, and the other end is connected to the reference terminal.
  • One end of the parallel arm resonator P3 is connected to the node n2c between the series arm resonators S1 and S2, and the other end is connected to the reference terminal.
  • One end of the parallel arm resonator P3 is connected to the node n3 between the series arm resonators S2 and S3, and the other end is connected to the reference terminal.
  • the reference terminal on the other end side of the parallel arm resonators P1 and P2 is standardized, and the reference terminal on the other end side of the parallel arm resonators P3 and P4 is standardized.
  • the nodes n2a and n2c and the node n2b described later may be the same node.
  • the number of series arm resonators and parallel arm resonators constituting the first filter circuit 10 is not limited to three or four, and the number of series arm resonators is one or more and the number of parallel arm resonators is two or more. It should be. Further, an inductor may be provided between the parallel arm resonator and the reference terminal. Further, in FIG. 1, a part of the reference terminals to which the parallel arm resonators are connected is shared, but whether the reference terminals are shared or individualized depends on, for example, the mounting layout of the first filter circuit 10. It can be appropriately selected due to restrictions and the like.
  • the plurality of first comb-shaped electrodes 31a and 32a are electrically connected to a plurality of different nodes on the first path r1. Specifically, the first comb-shaped electrode 31a is connected to the node n2b by the first terminal 21, and the first comb-shaped electrode 32a is connected to the node n4 by the second terminal 22. On the other hand, each of the second comb-shaped electrodes 31b and 32b is connected to the ground.
  • the dielectric layer 326 is, for example, a film containing silicon dioxide (SiO 2 ) as a main component.
  • the dielectric layer 326 is provided for the purpose of adjusting the frequency temperature characteristics of the IDT electrode group 25, protecting the electrode layer 325 from the external environment, or enhancing the moisture resistance.
  • the attenuation slope located on the high frequency side of the own band is steeper than that of the elastic wave filter of the comparative example.
  • the elastic wave filter 1 of the embodiment has a larger amount of attenuation in the mating band than the elastic wave filter of the comparative example.
  • these characteristics appear in the first filter circuit 10 and in the transition band (716 MHz-728 MHz) and the partner band (728 MHz-746 MHz) between the own band and the partner band. This is because the signal phase of the additional resonance circuit 20 is partially out of phase.
  • the elastic wave filter 1 of the embodiment can improve the damping characteristics outside the pass band as compared with the elastic wave filter of the comparative example.
  • the resonance frequency F of the series arm resonator is, for example, the resonance frequency when the characteristics of one or more series arm resonators are averaged.
  • the resonance frequency F in this example is the resonance frequency when the characteristics of the series arm resonators S2 and S3 to which the additional resonance circuit 20 is connected in parallel are averaged.
  • the resonance frequency f1 of the additional resonance circuit 20 coincides with the resonance frequency F of one or more series arm resonators in the pass band of the first filter circuit 10.
  • the fact that the resonance frequencies F and f1 match means that, for example, the resonance frequency f1 of the additional resonance circuit 20 is from the smallest resonance frequency to the largest resonance frequency among the resonance frequencies of one or more series arm resonators. It means that it is located within the range of.
  • the first filter circuit 10 has one or more series arm resonators, and at least one resonance frequency f1 of the additional resonance circuit 20 has a resonance frequency F of one or more series arm resonators in the passing band. They may match.
  • the additional resonance circuit 20 has a plurality of resonance frequencies included in the passing band, and the value of the resonance frequency f1 indicating the smallest impedance among the plurality of resonance frequencies is the resonance of one or more series arm resonators. It may be closest to the frequency value.
  • a multiplexer including two filters has been described as an example, but in the present invention, for example, a triplexer having common antenna terminals of three filters and a hexaplexer having common antenna terminals of six filters have been described. Can also be applied to. That is, the multiplexer need only have two or more filters.
  • first signal terminal T1 and the second signal terminal T2 may be either an input terminal or an output terminal.
  • first signal terminal T1 when the first signal terminal T1 is an input terminal, the second signal terminal T2 becomes an output terminal, and when the second signal terminal T2 is an input terminal, the first signal terminal T1 becomes an output terminal.
  • the laminated structure, material, and thickness may be appropriately changed according to the required passing characteristics of the surface acoustic wave filter, and the LiTaO 3 piezoelectric substrate or LiNbO having a cut angle other than the cut angle shown in the above embodiment may be changed. 3 It is possible to obtain the same effect even with an elastic surface wave filter using a piezoelectric substrate or the like.

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Abstract

弾性波フィルタ（１）は、所定の周波数帯域を通過帯域とし、第１信号端子（Ｔ１）および第２信号端子（Ｔ２）を結ぶ第１の経路（ｒ１）上に設けられた第１フィルタ回路（１０）と、第１フィルタ回路（１０）の少なくとも一部に対し並列接続された付加共振回路（２０）と、を備える。付加共振回路（２０）は、弾性波伝搬方向（Ｄ１）に沿って配置された複数のＩＤＴ電極（３１、３２）からなるＩＤＴ電極群（２５）を有する。付加共振回路（２０）が有する１以上の共振周波数のうちの少なくとも１つの共振周波数（ｆ１）は、第１フィルタ回路（１０）の通過帯域内に含まれている。

Description

弾性波フィルタ
　本発明は、弾性波共振子を有する弾性波フィルタに関する。
　従来、弾性波共振子を有する弾性波フィルタが知られている。この種の弾性波フィルタの一例として、特許文献１には、所定の周波数帯域を通過帯域とするフィルタ回路と、フィルタ回路に並列接続されたキャンセル回路とを備える弾性波フィルタが開示されている。この弾性波フィルタによれば、フィルタ回路の減衰特性およびアイソレーション特性を改善することができる。
特開２０１８－７４５３９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載された弾性波フィルタは、特許文献１の図５に示すように、キャンセル回路の共振周波数が、フィルタ回路の通過帯域から高周波側に大きく離れている。そのためこの弾性波フィルタでは、通過帯域内における挿入損失を低減することが困難である。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、フィルタ回路の通過帯域内における挿入損失を低減することができる弾性波フィルタを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性波フィルタは、所定の周波数帯域を通過帯域とし、第１信号端子および第２信号端子を結ぶ第１の経路上に設けられたフィルタ回路と、フィルタ回路の少なくとも一部に対し並列接続された付加共振回路と、を備え、付加共振回路は、弾性波伝搬方向に沿って配置された複数のＩＤＴ電極からなるＩＤＴ電極群を有し、付加共振回路が有する１以上の共振周波数のうちの少なくとも１つの共振周波数は、フィルタ回路の通過帯域内に含まれている。
　本発明に係る弾性波フィルタによれば、フィルタ回路の通過帯域内における挿入損失を低減することができる。
図１は、実施の形態に係る弾性波フィルタを備えるマルチプレクサの回路構成図である。 図２は、実施の形態に係る弾性波フィルタの付加共振回路に含まれるＩＤＴ電極群を示す模式図である。 図３は、図２に示すＩＤＴ電極群の構造を模式的に示す平面図および断面図である。 図４は、実施の形態に係る弾性波フィルタおよび付加共振回路の挿入損失を示す図である。 図５は、実施の形態に係る弾性波フィルタが備える第１フィルタ回路および付加共振回路の位相特性を示す図である。 図６は、実施の形態および比較例の弾性波フィルタの通過特性を示す図である。 図７Ａは、実施の形態に係る弾性波フィルタの通過帯域における挿入損失の改善量を示す図である。 図７Ｂは、実施の形態に係る弾性波フィルタの第１フィルタ回路および付加共振回路の挿入損失を示す図である。 図８は、第１フィルタ回路の直列腕共振子および付加共振回路の挿入損失の一例を示す図である。 図９は、第１フィルタ回路の直列腕共振子および付加共振回路の一例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、実施の形態および図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ、または大きさの比は、必ずしも厳密ではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する場合がある。また、以下の実施の形態において、「接続される」とは、直接接続される場合だけでなく、他の素子等を介して電気的に接続される場合も含まれる。
　（実施の形態）
　［１．マルチプレクサの構成］
　実施の形態に係る弾性波フィルタを備えるマルチプレクサの構成について、図１を参照しながら説明する。
　図１は、実施の形態に係る弾性波フィルタ１を備えるマルチプレクサ５の回路構成図である。なお、図１にはアンテナ素子９も示されている。
　マルチプレクサ５は、複数のフィルタを備える分波器または合波器である。マルチプレクサ５は、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０を有する弾性波フィルタ１と、第２フィルタ回路５０とを備えている。第１フィルタ回路１０は、所定の周波数帯域を通過帯域とするフィルタ回路である。
　また、マルチプレクサ５は、第１信号端子Ｔ１、第２信号端子Ｔ２および第３信号端子Ｔ３を備えている。
　第１信号端子Ｔ１は、弾性波フィルタ１に接続されている。また、第１信号端子Ｔ１は、マルチプレクサ５の外部において、増幅回路等（図示せず）を介してＲＦ信号処理回路（図示せず）に接続される。
　第２信号端子Ｔ２は、弾性波フィルタ１および第２フィルタ回路５０のそれぞれに接続される共通端子である。具体的には、第２信号端子Ｔ２は、弾性波フィルタ１と第２信号端子Ｔ２との間のノードｎ０を介して弾性波フィルタ１に接続され、また、ノードｎ０を介して第２フィルタ回路５０に接続されている。また、第２信号端子Ｔ２は、マルチプレクサ５の外部でアンテナ素子９に接続される。第２信号端子Ｔ２は、マルチプレクサ５のアンテナ端子でもある。
　第３信号端子Ｔ３は、第２フィルタ回路５０に接続されている。また、第３信号端子Ｔ３は、マルチプレクサ５の外部において、増幅回路等（図示せず）を介してＲＦ信号処理回路（図示せず）に接続される。
　弾性波フィルタ１は、第１信号端子Ｔ１と第２信号端子Ｔ２とを結ぶ第１の経路ｒ１上に配置されている。弾性波フィルタ１は、例えば、上り周波数帯（送信帯域）を通過帯域とする送信フィルタであり、第２フィルタ回路５０よりも通過帯域が低くなるように設定される。弾性波フィルタ１の通過帯域は、第１フィルタ回路１０の通過帯域と同じである。
　弾性波フィルタ１は、第１フィルタ回路１０と、第１フィルタ回路１０に付加接続された付加共振回路２０とを備える。付加共振回路２０は、第１フィルタ回路１０の通過帯域外の不要波をキャンセルするための回路である。付加共振回路２０は、複数の共振周波数（共振点）を有し、付加共振回路２０が有する１以上の共振周波数のうちの少なくとも１つの共振周波数は、第１フィルタ回路１０の通過帯域内に含まれている。付加共振回路２０の共振周波数については後述する。
　第２フィルタ回路５０は、第２信号端子Ｔ２と第３信号端子Ｔ３とを結ぶ第３の経路ｒ３上に配置されている。第２フィルタ回路５０は、第１フィルタ回路１０の通過帯域と異なる周波数帯域を通過帯域とする。第２フィルタ回路５０は、例えば、下り周波数帯（受信帯域）を通過帯域とする受信フィルタである。第２フィルタ回路５０は、例えば、複数の直列腕共振子と、複数の並列腕共振子と、縦結合型弾性波共振器とによって構成される。
　弾性波フィルタ１および第２フィルタ回路５０のそれぞれには、自帯域の周波数を通過させ、自帯域外に位置する相手帯域の周波数を減衰させるような特性が求められる。
　［２．弾性波フィルタの構成］
　次に、弾性波フィルタ１の構成について、図１および図２を参照しながら説明する。
　図１に示すように、弾性波フィルタ１は、第１フィルタ回路１０と付加共振回路２０とを備えている。
　第１フィルタ回路１０は、弾性波共振子である直列腕共振子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３および並列腕共振子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を備えている。
　直列腕共振子Ｓ１～Ｓ３は、第１信号端子Ｔ１と第２信号端子Ｔ２とを結ぶ第１の経路ｒ１（直列腕）上に配置されている。直列腕共振子Ｓ１～Ｓ３は、第１信号端子Ｔ１から第２信号端子Ｔ２に向かって、この順で直列に接続されている。
　並列腕共振子Ｐ１～Ｐ４は、第１の経路ｒ１上に並ぶ第１信号端子Ｔ１、直列腕共振子Ｓ１～Ｓ３の間の各ノードｎ１、ｎ２ａ、ｎ２ｃ、ｎ３と基準端子（グランド）とを結ぶ経路（並列腕）上に互いに並列に接続されている。具体的には、並列腕共振子Ｐ１～Ｐ４のうち、第１信号端子Ｔ１に最も近い並列腕共振子Ｐ１は、一端が第１信号端子Ｔ１と直列腕共振子Ｓ１との間のノードｎ１に接続され、他端が基準端子に接続されている。並列腕共振子Ｐ２は、一端が直列腕共振子Ｓ１とＳ２との間のノードｎ２ａに接続され、他端が基準端子に接続されている。並列腕共振子Ｐ３は、一端が直列腕共振子Ｓ１とＳ２との間のノードｎ２ｃに接続され、他端が基準端子に接続されている。並列腕共振子Ｐ３は、一端が直列腕共振子Ｓ２とＳ３との間のノードｎ３に接続され、他端が基準端子に接続されている。なお、並列腕共振子Ｐ１、Ｐ２の他端側の基準端子は共通化され、並列腕共振子Ｐ３、Ｐ４の他端側の基準端子は共通化されている。ノードｎ２ａ、ｎ２ｃおよび後述するノードｎ２ｂは、同じノードであってもよい。
　このように第１フィルタ回路１０は、第１の経路ｒ１上に配置された３つの直列腕共振子Ｓ１～Ｓ３、および、第１の経路ｒ１と基準端子とを結ぶ経路上に配置された４つの並列腕共振子Ｐ１～Ｐ４で構成されるπ型のラダーフィルタ構造を有している。
　なお、第１フィルタ回路１０を構成する直列腕共振子および並列腕共振子の数は、３つまたは４つに限定されず、直列腕共振子が１つ以上かつ並列腕共振子が２つ以上であればよい。また、並列腕共振子と基準端子との間には、インダクタが設けられていてもよい。また図１では、並列腕共振子が接続される基準端子の一部が共通化されているが、基準端子を共通化するか個別化するかは、例えば、第１フィルタ回路１０の実装レイアウトの制約等によって適宜選択され得る。
　次に、弾性波フィルタ１の付加共振回路２０について説明する。付加共振回路２０は、第１フィルタ回路１０の通過帯域外の不要波に逆位相をかけることで、弾性波フィルタ１から不要波が出力されることを抑制する回路である。
　付加共振回路２０は、第１フィルタ回路１０の少なくとも一部に並列接続されように、第１の経路ｒ１上の異なる複数のノードに接続される。付加共振回路２０は、付加共振回路２０の一端側の接続ノードとなる第１端子２１、他端側の接続ノードとなる第２端子２２、および、第１端子２１と第２端子２２とを結ぶ第２の経路ｒ２上に配置されたＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極群２５を有している。なお、ここでいう端子は、高周波信号の入口または出口を意味する。
　第１端子２１および第２端子２２のそれぞれは、ＩＤＴ電極群２５に電気的に接続されている。つまり、ＩＤＴ電極群２５の複数のＩＤＴ電極のそれぞれは容量素子等を介さずに、第２の経路ｒ２を介して第１の経路ｒ１に直接接続されている。
　また、第１端子２１および第２端子２２のそれぞれは、第１の経路ｒ１上の異なるノードに接続される。図１では、第１端子２１は、直列腕共振子Ｓ１とＳ２との間のノードｎ２ｂに接続され、第２端子２２は、直列腕共振子Ｓ３と第２信号端子Ｔ２との間のノードｎ４に接続されている。
　図２は、弾性波フィルタ１の付加共振回路２０に含まれるＩＤＴ電極群２５を示す模式図である。なお図２では、電極および配線が実線で示されている。
　前述したように、付加共振回路２０は、ＩＤＴ電極群２５を有している。ＩＤＴ電極群２５は、複数のＩＤＴ電極３１および３２からなる弾性波共振子群である。ＩＤＴ電極群２５は、例えば、縦結合型共振器である。複数のＩＤＴ電極３１、３２は、弾性波伝搬方向Ｄ１に沿って隣り合って配置されている。複数のＩＤＴ電極３１、３２の電極パラメータは、互いに異なっている。
　また、付加共振回路２０は、複数の反射器４１、４２を有している。複数の反射器４１、４２は、弾性波伝搬方向Ｄ１において、ＩＤＴ電極群２５を挟み込むように、ＩＤＴ電極群２５の両外側に位置している。図２には、２つの反射器４１、４２を備える付加共振回路２０が例示されている。
　複数のＩＤＴ電極３１、３２は、複数の第１櫛歯状電極３１ａ、３２ａおよび複数の第２櫛歯状電極３１ｂ、３２ｂを有している。複数のＩＤＴ電極３１、３２のうち、一方のＩＤＴ電極３１は、一対となる第１櫛歯状電極３１ａおよび第２櫛歯状電極３１ｂによって構成されている。他方のＩＤＴ電極３２は、一対となる第１櫛歯状電極３２ａおよび第２櫛歯状電極３２ｂによって構成されている。
　第１櫛歯状電極３１ａおよび第２櫛歯状電極３１ｂは、互いに対向している。第１櫛歯状電極３２ａおよび第２櫛歯状電極３２ｂは、互いに対向している。
　複数の第１櫛歯状電極３１ａ、３２ａは、第１の経路ｒ１上の異なる複数のノードに電気的に接続される。具体的には、第１櫛歯状電極３１ａが、第１端子２１によってノードｎ２ｂに接続され、第１櫛歯状電極３２ａが、第２端子２２によってノードｎ４に接続される。一方、第２櫛歯状電極３１ｂ、３２ｂのそれぞれは、グランドに接続されている。
　なお、上記では、付加共振回路２０の第１端子２１がノードｎ２ｂに接続され、第２端子２２がノードｎ４に接続されている例を示したが、それに限られない。第１端子２１および第２端子２２のそれぞれは、第１の経路ｒ１上にて隣り合う２以上の直列腕共振子の両外側のノードに接続されていればよい。例えば、第１端子２１は、第１信号端子Ｔ１と直列腕共振子Ｓ１とを結ぶ第１の経路ｒ１上のノードｎ１に接続されていてもよいし、ノードｎ３に接続されていてもよい。例えば、第２端子２２は、ノードｎ３に接続されていてもよい。
　［３．付加共振回路のＩＤＴ電極群の構造］
　次に、付加共振回路２０に含まれるＩＤＴ電極群２５の構造について説明する。ＩＤＴ電極群２５は、例えば、複数の弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ）共振子によって構成されている。
　図３は、ＩＤＴ電極群２５の構造を模式的に示す平面図および断面図である。なお、図３に示されたＩＤＴ電極群２５は、共振子の典型的な構造を説明するためのものであって、ＩＤＴ電極および反射器に含まれる電極指の本数や長さなどは、これに限定されない。
　ＩＤＴ電極群２５は、圧電性を有する基板３２０と、基板３２０上に形成された複数のＩＤＴ電極３１、３２とによって構成される。弾性波伝搬方向Ｄ１におけるＩＤＴ電極群２５の両外側には、複数の反射器４１、４２が設けられている。
　図３の断面図に示すように、ＩＤＴ電極群２５および複数の反射器４１、４２の電極は、基板３２０と、各ＩＤＴ電極３１、３２および複数の反射器４１、４２の電極を構成する電極層３２５と、各ＩＤＴ電極３１、３２および各反射器４１、４２を覆うように基板３２０上に設けられた誘電体層３２６とによって形成される。
　基板３２０は、例えば、カット角１２７．５°のＬｉＮｂＯ３基板（ニオブ酸リチウム基板）ある。基板３２０内を伝搬する弾性波としてレイリー波が使用される場合、基板３２０のカット角は、１２０°±２０°、または、３００°±２０°であることが望ましい。
　電極層３２５は、複数の金属層が積層された構造を有している。電極層３２５は、例えば、上から順に、Ｔｉ層、Ａｌ層、Ｔｉ層、Ｐｔ層、ＮｉＣｒ層が積層されることで形成されている。
　誘電体層３２６は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とする膜である。誘電体層３２６は、ＩＤＴ電極群２５の周波数温度特性を調整すること、電極層３２５を外部環境から保護すること、または、耐湿性を高めることなどを目的として設けられている。
　図３の平面図に示すように、ＩＤＴ電極３１は、互いに対向する一対の第１櫛歯状電極３１ａおよび第２櫛歯状電極３１ｂを有している。ＩＤＴ電極３２は、互いに対向する一対の第１櫛歯状電極３２ａおよび第２櫛歯状電極３２ｂを有している。
　各第１櫛歯状電極３１ａ、３２ａは、櫛歯状の形状を有し、互いに平行な複数の電極指３６ａと、複数の電極指３６ａのそれぞれの一端同士を接続するバスバー電極３７ａとで構成されている。各第２櫛歯状電極３１ｂ、３２ｂは、櫛歯の形状を有し、互いに平行な複数の電極指３６ｂと、複数の電極指３６ｂのそれぞれの一端同士を接続するバスバー電極３７ｂとで構成されている。各バスバー電極３７ａおよび３７ｂは、弾性波伝搬方向Ｄ１に沿って延びるように形成されている。複数の電極指３６ａおよび３６ｂは、弾性波伝搬方向Ｄ１の直交方向Ｄ２に延びるように形成され、直交方向Ｄ２に互いに間挿し合い、弾性波伝搬方向Ｄ１に対向している。
　第１櫛歯状電極３１ａは、配線を介して第１端子２１に接続され、第１櫛歯状電極３２ａは、配線を介して第２端子２２に接続される。第２櫛歯状電極３１ｂは、配線を介してグランドに接続される、第２櫛歯状電極３２ｂは、配線を介してグランドに接続される。なお、グランドは、マルチプレクサ５の基板等に設けられたグランド接続用電極（図示省略）であってもよい。
　付加共振回路２０の共振周波数は、例えば、複数の電極指３６ａ、３６ｂのピッチ（λ／２）、または、複数の電極指３６ａ、３６ｂの交差幅を変えることで調整可能である。
　［４．弾性波フィルタの通過特性等］
　本実施の形態の弾性波フィルタ１の通過特性等について説明する。
　図４は、弾性波フィルタ１の通過特性を示す図である。図５は、弾性波フィルタ１が備える第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の位相特性を示す図である。
　図４および図５では、弾性波フィルタ１を送信フィルタとし、第２フィルタ回路５０を受信フィルタとした例が示されている。また、弾性波フィルタ１の通過帯域を６９８ＭＨｚ－７１６ＭＨｚとし、第２フィルタ回路５０の通過帯域を７２８ＭＨｚ－７４６ＭＨｚとした例が示されている。
　図４に示すように、付加共振回路２０は、複数の共振周波数を有し、付加共振回路２０が有する１以上の共振周波数のうちの少なくとも１つの共振周波数は、第１フィルタ回路１０の通過帯域内に含まれている。例えば、図４では、付加共振回路２０の２つの共振周波数ｆ１、ｆ２のうち、共振周波数ｆ１が、第１フィルタ回路１０の通過帯域内に存在している。また、複数の共振周波数ｆ１、ｆ２のうち、共振周波数ｆ１と異なる他の共振周波数ｆ２は、第１フィルタ回路１０の通過帯域外に含まれている。具体的には、他の共振周波数ｆ２は、第２フィルタ回路５０の通過帯域外であって、第２フィルタ回路５０の通過帯域よりも高周波側の帯域に存在している。
　以下において、弾性波フィルタ１が備える第１フィルタ回路１０の通過帯域を自帯域と呼び、第２フィルタ回路５０の通過帯域を相手帯域と呼ぶ場合がある。
　図５の位相特性に示すように、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０のそれぞれを通過する信号位相は、自帯域において同相である。一方、上記それぞれを通過する信号位相は、相手帯域では、一部の周波数帯域は同相であるが、一部の周波数帯域を除く大部分の周波数帯域は逆相となっている。
　具体的には、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０のそれぞれを通過する信号位相は、自帯域において、第１フィルタ回路１０の信号位相が容量性を示す場合に、付加共振回路２０の信号位相も容量性を示し、第１フィルタ回路１０の信号位相が誘導性を示す場合に、付加共振回路２０の信号位相も誘導性を示す。このように、付加共振回路２０に流れる信号が、第１フィルタ回路１０に流れる信号に対し容量性および誘導性に関して同じ特性を有することで、第１フィルタ回路１０に流れる信号を強めることができる。すなわち、自帯域における第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の信号位相を同相とすることで、弾性波フィルタ１の自帯域における挿入損失を低減することが可能となる。
　一方、相手帯域では、一部の周波数帯域において第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の信号位相が誘導性を示すが、一部の周波数帯域を除く８０％以上の周波数帯域では、第１フィルタ回路１０の信号位相は容量性を示し、付加共振回路２０の信号位相は誘導性を示す。つまり、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の信号位相は、相手帯域において、同相よりも逆相となる部分（周波数領域）が多い。このように、付加共振回路２０に流れる信号の大部分が、第１フィルタ回路１０に流れる信号に対し容量性および誘導性に関して逆の特性を有することで、第１フィルタ回路１０に流れる信号を弱めることができる。すなわち、相手帯域における第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の信号位相を逆相にすることで、弾性波フィルタ１が相手帯域の通過特性に悪影響を及ぼすことを抑制できる。
　また、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の信号位相を位相角の差で比較すると、自帯域における上記信号位相の位相角の差は、相手帯域における上記信号位相の位相角の差よりも小さくなっている。例えば、自帯域の８０％以上の帯域における上記信号位相の位相角の差は１０°以内であり、相手帯域の８０％以上の帯域における上記信号位相の位相角の差は９０°以上である。このような位相角の差の違いを有することで、自帯域にて第１フィルタ回路１０に流れる信号を強め、相手帯域にて第１フィルタ回路１０に流れる信号を弱めることができる。これにより、自帯域における挿入損失を低減し、相手帯域における減衰特性を向上することができる。
　次に、上記の特性を示す弾性波フィルタ１の通過特性について、比較例の弾性波フィルタの通過特性と比べながら説明する。
　図６は、実施の形態および比較例の弾性波フィルタの通過特性を示す図である。なお、比較例は、付加共振回路２０を備えていない弾性波フィルタ、すなわち第１フィルタ回路１０のみで構成される弾性波フィルタである。
　図６に示すように、実施の形態の弾性波フィルタ１は、比較例の弾性波フィルタに比べて、自帯域よりも高周波側に位置する減衰スロープが急峻化されている。また、実施の形態の弾性波フィルタ１は、比較例の弾性波フィルタに比べて、相手帯域における減衰量が大きくなっている。これらの特性が表れるのは、図５の位相特性に示すように、自帯域と相手帯域との間の遷移帯域（７１６ＭＨｚ－７２８ＭＨｚ）および相手帯域（７２８ＭＨｚ－７４６ＭＨｚ）において、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の信号位相が、一部逆相になっているためである。このように、実施の形態の弾性波フィルタ１は、比較例の弾性波フィルタに比べて、通過帯域外における減衰特性を改善することができる。
　次に、弾性波フィルタ１の通過帯域における挿入損失の改善量について説明する。
　図７Ａは、弾性波フィルタ１の通過帯域における挿入損失の改善量を示す図である。図７Ｂは、弾性波フィルタ１の第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の挿入損失を示す図である。
　図７Ａの縦軸は、比較例の弾性波フィルタの挿入損失に対する実施の形態の弾性波フィルタ１の挿入損失の改善量（ｄＢ）である。挿入損失の改善量は、例えば図６を一例として参照し、弾性波フィルタ１の通過帯域のうち挿入損失が最大となる周波数（例えば７１６ＭＨｚ）において、実施の形態の挿入損失から比較例の挿入損失を減算することで求められる。実施の形態の挿入損失と比較例の挿入損失との差が大きいほど、挿入損失が改善されていることになる。
　図７Ａの横軸は、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の挿入損失の差（ｄＢ）である。第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の挿入損失の差は、例えば図７Ｂを一例として参照し、通過帯域のうち挿入損失が最大となる周波数（例えば７１６ＭＨｚ）において、第１フィルタ回路１０を通過する信号の挿入損失から付加共振回路２０を通過する信号の挿入損失を減算することで求められる。第１フィルタ回路１０を通過する信号の挿入損失と付加共振回路２０を通過する信号の挿入損失との差が小さいほど（図７Ａにおいて右側であるほど）、付加共振回路２０を通過する信号が強い信号であることになる。
　図７Ａに示すように、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の挿入損失の差が、２５ｄＢよりも小さくなると、縦軸で示す挿入損失の改善量が向上する。すなわち、弾性波フィルタ１の通過帯域内において、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０のそれぞれを通過する信号の挿入損失の差は、２５ｄＢ以内であることが望ましい。
　次に、第１フィルタ回路１０に含まれる直列腕共振子の共振周波数Ｆと付加共振回路２０の共振周波数ｆ１との関係について説明する。直列腕共振子の共振周波数Ｆは、例えば、１以上の直列腕共振子の特性を平均した場合の共振周波数である。この例における共振周波数Ｆは、付加共振回路２０が並列接続されている直列腕共振子Ｓ２、Ｓ３の特性を平均した場合の共振周波数である。
　図８は、第１フィルタ回路１０の直列腕共振子および付加共振回路２０の挿入損失の一例を示す図である。図９は、第１フィルタ回路１０の直列腕共振子および付加共振回路２０の一例を示す図である。図８の（ａ）および図９の（ａ）には、直列腕共振子の共振周波数Ｆと付加共振回路２０の共振周波数ｆ１とがずれている例が示され、図８の（ｂ）および図９の（ｂ）には、２つの共振周波数Ｆ、ｆ１が一致している例が示されている。
　例えば図８の（ａ）に示すように、直列腕共振子の共振周波数Ｆに対して、付加共振回路２０の共振周波数ｆ１がずれていると、通過帯域内において、第１フィルタ回路１０を通過する信号と付加共振回路２０を通過する信号との間に不整合が生じやすい。これは直列腕共振子が、自身の共振周波数と異なる周波数において高いインピーダンスを持つという性質を有するからである。図９の（ａ）に示すように、高いインピーダンスを持った直列腕共振子に信号が流れると電圧降下により付加共振回路２０の両端に電位差Ｖが発生し、この電位差Ｖによって付加共振回路２０が励振する。そのため、第１フィルタ回路１０を通過する信号と付加共振回路２０を通過する信号との間に不整合が生じる。
　例えば図８の（ｂ）に示すように、直列腕共振子の共振周波数Ｆに対して、付加共振回路２０の共振周波数ｆ１が一致していると、通過帯域内において、第１フィルタ回路１０を通過する信号と付加共振回路２０を通過する信号との間に不整合が生じにくい。これは直列腕共振子が、自身の共振周波数においてインピーダンスが実質的に０となり、短絡していることと等価になるからである。図９の（ｂ）に示すように、インピーダンスが実質的に０である直列腕共振子に信号が流れても付加共振回路２０には電位差Ｖがほぼ発生せず、付加共振回路２０はほとんど励振しない。そのため、第１フィルタ回路１０を通過する信号と付加共振回路２０を通過する信号との間に不整合が生じにくい。
　このように、付加共振回路２０の共振周波数ｆ１は、第１フィルタ回路１０の通過帯域内において、１以上の直列腕共振子の共振周波数Ｆと一致していることが望ましい。なお、上記において共振周波数Ｆ、ｆ１が一致しているとは、例えば、付加共振回路２０の共振周波数ｆ１が、１以上の直列腕共振子の共振周波数のうち最小の共振周波数から最大の共振周波数までの範囲内に位置していることを意味する。
　また、付加共振回路２０は、第１フィルタ回路１０の通過帯域内において、複数の共振周波数を有している場合（挿入損失の極大値を複数有している場合）、複数の共振周波数のうち最も小さいインピーダンス（または挿入損失）を示す共振周波数ｆ１の値は、最も小さいインピーダンス（または挿入損失）を示す共振周波数ｆ１と異なる共振周波数よりも、直列腕共振子の共振周波数Ｆの値に近いことが望ましい。つまり、付加共振回路２０は、通過帯域内に含まれる複数の共振周波数を有し、複数の共振周波数のうち、最も小さいインピーダンスを示す共振周波数ｆ１の値は、１以上の直列腕共振子の共振周波数の値に最も近くてもよい。
　（まとめ）
　以上説明したように、本実施の形態に係る弾性波フィルタ１は、所定の周波数帯域を通過帯域とし、第１信号端子Ｔ１および第２信号端子Ｔ２を結ぶ第１の経路ｒ１上に設けられた第１フィルタ回路（フィルタ回路）１０と、第１フィルタ回路１０の少なくとも一部に対し並列接続された付加共振回路２０と、を備える。付加共振回路２０は、弾性波伝搬方向Ｄ１に沿って配置された複数のＩＤＴ電極３１、３２からなるＩＤＴ電極群２５を有する。付加共振回路２０が有する１以上の共振周波数のうちの少なくとも１つの共振周波数ｆ１は、第１フィルタ回路１０の通過帯域内に含まれている。
　例えば、従来の弾性波フィルタでは、キャンセル回路の共振周波数が通過帯域外に大きく離れているため、通過帯域においてキャンセル回路に流れる信号が小さく、第１フィルタ回路１０に流れる信号を強めることが難しい。それに対し、本実施の形態の弾性波フィルタ１では、付加共振回路２０の上記少なくとも１つの共振周波数ｆ１が、第１フィルタ回路１０の通過帯域内に含まれているので、通過帯域内において、第１フィルタ回路１０に流れる信号を強めることができる。これにより、第１フィルタ回路１０の通過帯域内における挿入損失を低減することができる。
　また、通過帯域内において、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の信号位相は、同相であってもよい。
　このように、信号位相が同相であることで、第１フィルタ回路１０に流れる信号を強めることができる。これにより、第１フィルタ回路１０の通過帯域内における挿入損失を確実に低減することができる。
　また、付加共振回路２０は、複数の共振周波数ｆ１、ｆ２を有し、少なくとも１つの共振周波数ｆ１と異なる他の共振周波数ｆ２は、第１フィルタ回路１０の通過帯域外に含まれていてもよい。
　この弾性波フィルタ１によれば、通過帯域外における減衰特性を向上することができる。
　また、通過帯域内における第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の信号位相の位相角の差は、通過帯域外における第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の信号位相の位相角の差よりも小さくてもよい。
　これによれば、付加共振回路２０を用い、通過帯域内にて第１フィルタ回路１０に流れる信号を強め、通過帯域外にて第１フィルタ回路１０に流れる信号を弱めることができる。これにより、通過帯域内における挿入損失を低減し、通過帯域外における減衰特性を向上することができる。
　また、通過帯域内において、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０のそれぞれを通過する信号の挿入損失の差は、２５ｄＢ以内であってもよい。
　これによれば、比較例の弾性波フィルタに対する実施の形態の弾性波フィルタ１の挿入損失の改善量を向上させることができる。
　また、第１フィルタ回路１０は、１以上の直列腕共振子を有し、付加共振回路２０の少なくとも１つの共振周波数ｆ１は、通過帯域内において、１以上の直列腕共振子の共振周波数Ｆと一致していてもよい。
　これによれば、通過帯域内において、第１フィルタ回路１０を通過する信号と付加共振回路２０を通過する信号との間の不整合が生じにくく、第１フィルタ回路１０の挿入損失を低減することができる。
　また、付加共振回路２０は、通過帯域内に含まれる複数の共振周波数を有し、複数の共振周波数のうち、最も小さいインピーダンスを示す共振周波数ｆ１の値は、１以上の直列腕共振子の共振周波数の値に最も近くてもよい。
　これによれば、第１フィルタ回路１０に流れる信号を効果的に強めることができる。これにより、第１フィルタ回路１０の通過帯域内における挿入損失を低減することができる。
　また、複数のＩＤＴ電極３１、３２のそれぞれは、第１の経路ｒ１と異なる第２の経路ｒ２を介して第１の経路ｒ１に直接接続されていてもよい。
　これによれば、付加共振回路２０に流れる信号を強めることができ、第１フィルタ回路１０に流れる信号をさらに強めることができる。これにより、第１フィルタ回路１０の通過帯域内における挿入損失を低減することができる。
　また、マルチプレクサ５は、上記の弾性波フィルタ１と、第１信号端子Ｔ１、第２信号端子Ｔ２および第３信号端子Ｔ３と、第１フィルタ回路１０とは異なる周波数帯域を通過帯域とし、第２信号端子Ｔ２と第３信号端子Ｔ３とを結ぶ第３の経路ｒ３上に配置された第２フィルタ回路５０と、を備えていてもよい。共振周波数ｆ１と異なる他の共振周波数ｆ２は、第２フィルタ回路５０の通過帯域外に含まれていてもよい。第１フィルタ回路１０の相手帯域すなわち第２フィルタ回路５０の通過帯域内において、第１フィルタ回路１０および付加共振回路２０の信号位相は、同相よりも逆相となる部分が多くてもよい。
　（その他の実施の形態）
　以上、本発明の実施の形態に係る弾性波フィルタについて、実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る弾性波フィルタまたはマルチプレクサを含む高周波フロントエンド回路および通信装置も本発明に含まれる。
　上記では、ＩＤＴ電極群２５が２つのＩＤＴ電極を備えている例を示したが、それに限られず、ＩＤＴ電極の数は、３つ以上であってもよい。
　上記では、弾性波フィルタ１の通過帯域が、第２フィルタ回路５０の通過帯域よりも低くなるように設定されている例を示したが、それに限られず、弾性波フィルタ１の通過帯域は、第２フィルタ回路５０の通過帯域よりも高くなるように設定されていてもよい。
　上記では、弾性波フィルタ１が送信フィルタである例を示したが、それに限られず、弾性波フィルタ１は受信フィルタであってもよい。また、マルチプレクサ５は、送信フィルタおよび受信フィルタの双方を備える構成に限られず、送信フィルタのみ、または、受信フィルタのみを備える構成であってもよい。
　また、上記では、２つのフィルタを含むマルチプレクサを例に説明したが、本発明は、例えば、３つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたトリプレクサや、６つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたヘキサプレクサについても適用することができる。つまり、マルチプレクサは、２以上のフィルタを備えていればよい。
　また、第１信号端子Ｔ１および第２信号端子Ｔ２は、入力端子および出力端子のいずれかであってもよい。例えば、第１信号端子Ｔ１が入力端子である場合は、第２信号端子Ｔ２が出力端子となり、第２信号端子Ｔ２が入力端子である場合は、第１信号端子Ｔ１が出力端子となる。
　また、第２フィルタ回路５０は、前述したフィルタの構成に限定されず、要求されるフィルタ特性等に応じて適宜設計され得る。具体的には、第２フィルタ回路５０は、縦結合型のフィルタ構造であってもよいし、ラダー型のフィルタ構造であってもよい。また、第２フィルタ回路５０を構成する各共振子は、ＳＡＷ共振子に限らず、例えば、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ）共振子であってもよい。さらには、第２フィルタ回路５０は、共振子を用いずに構成されていてもよく、例えば、ＬＣ共振フィルタあるいは誘電体フィルタであってもよい。
　また、ＩＤＴ電極３１、３２および反射器４１、４２の電極層３２５および誘電体層３２６を構成する材料は、前述した材料に限定されない。また、ＩＤＴ電極３１、３２は、上記積層構造でなくてもよい。ＩＤＴ電極３１、３２は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄなどの金属または合金から構成されてもよく、また、上記の金属または合金から構成される複数の積層体から構成されてもよい。
　また、実施の形態では、基板３２０として圧電性を有する基板を示したが、当該基板は、圧電体層の単層からなる圧電基板であってもよい。この場合の圧電基板は、例えば、ＬｉＴａＯ３の圧電単結晶、または、ＬｉＮｂＯ３などの他の圧電単結晶で構成される。また、ＩＤＴ電極３１、３２が形成される基板３２０は、圧電性を有する限り、全体が圧電体層からなるものの他、支持基板上に圧電体層が積層されている構造を用いてもよい。また、上記実施の形態に係る基板３２０のカット角は限定されない。つまり、弾性波フィルタの要求通過特性などに応じて、適宜、積層構造、材料、および厚みを変更してもよく、上記実施の形態に示すカット角以外のカット角を有するＬｉＴａＯ３圧電基板またはＬｉＮｂＯ３圧電基板などを用いた弾性表面波フィルタであっても、同様の効果を奏することが可能となる。
　本発明は、弾性波フィルタを有するマルチプレクサ、フロントエンド回路および通信装置として、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
　１　　弾性波フィルタ
　５　　マルチプレクサ
　９　　アンテナ素子
　１０　第１フィルタ回路（フィルタ回路）
　２０　付加共振回路
　２５　ＩＤＴ電極群
　３１、３２　ＩＤＴ電極
　３１ａ、３２ａ　第１櫛歯状電極
　３１ｂ、３２ｂ　第２櫛歯状電極
　３６ａ、３６ｂ　電極指
　３７ａ、３７ｂ　バスバー電極
　４１、４２　反射器
　５０　第２フィルタ回路
　３２０　基板
　３２５　電極層
　３２６　誘電体層
　Ｄ１　弾性波伝搬方向
　Ｄ２　直交方向
　ｎ０、ｎ１、ｎ２ａ、ｎ２ｂ、ｎ２ｃ、ｎ３、ｎ４　ノード
　Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４　並列腕共振子
　ｒ１　第１の経路
　ｒ２　第２の経路
　ｒ３　第３の経路
　Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３　直列腕共振子
　Ｔ１　第１信号端子
　Ｔ２　第２信号端子
　Ｔ３　第３信号端子
　ｆ１、ｆ２、Ｆ　共振周波数

Claims (8)

  1. 　所定の周波数帯域を通過帯域とし、第１信号端子および第２信号端子を結ぶ第１の経路上に設けられたフィルタ回路と、
    　前記フィルタ回路の少なくとも一部に対し並列接続された付加共振回路と、
    　を備え、
    　前記付加共振回路は、弾性波伝搬方向に沿って配置された複数のＩＤＴ電極からなるＩＤＴ電極群を有し、
    　前記付加共振回路が有する１以上の共振周波数のうちの少なくとも１つの共振周波数は、前記フィルタ回路の通過帯域内に含まれている
    　弾性波フィルタ。
  2. 　前記通過帯域内において、前記フィルタ回路および前記付加共振回路の信号位相は、同相である
    　請求項１に記載の弾性波フィルタ。
  3. 　前記付加共振回路は、複数の共振周波数を有し、
    　前記少なくとも１つの共振周波数と異なる他の共振周波数は、前記フィルタ回路の通過帯域外に含まれている
    　請求項１または２に記載の弾性波フィルタ。
  4. 　前記通過帯域内における前記フィルタ回路および前記付加共振回路の信号位相の位相角の差は、前記通過帯域外における前記フィルタ回路および前記付加共振回路の信号位相の位相角の差よりも小さい
    　請求項３に記載の弾性波フィルタ。
  5. 　前記通過帯域内において、前記フィルタ回路および前記付加共振回路のそれぞれを通過する信号の挿入損失の差は、２５ｄＢ以内である
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ。
  6. 　前記フィルタ回路は、１以上の直列腕共振子を有し、
    　前記付加共振回路の前記少なくとも１つの共振周波数は、前記通過帯域内において、前記１以上の直列腕共振子の共振周波数と一致している
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ。
  7. 　前記付加共振回路は、前記通過帯域内に含まれる複数の前記共振周波数を有し、
    　前記複数の前記共振周波数のうち、最も小さいインピーダンスを示す共振周波数の値は、前記１以上の直列腕共振子の共振周波数の値に最も近い
    　請求項５に記載の弾性波フィルタ。
  8. 　前記複数のＩＤＴ電極のそれぞれは、前記第１の経路と異なる第２の経路を介して前記第１の経路に直接接続されている
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ。
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