JP2004088778A - 弾性表面波フィルタ、及びそれを用いたアンテナ共用器、通信機器 - Google Patents

Abstract

　【課題】 送信周波数帯域における減衰量を確保しつつ、受信周波数帯域におけるリップルを低減させる弾性表面波フィルタ等を提供する。
　【解決手段】　受信周波数帯域を通過させ、送信周波数帯域を減衰させる弾性表面波共振器１１６と、弾性表面波共振器１１６に直列に接続され、前記受信周波数帯域を通過させ、前記送信周波数帯域を減衰させる弾性表面波フィルタ１０１と、を備え、弾性表面波フィルタ１０１および弾性表面波共振器１１６の接続点である弾性表面波共振器１１６の一端、および／または前記弾性表面波共振器１１６の他端にインダクタ１が接続された、弾性表面波フィルタ。
【選択図】 図１

Description

　本発明は、弾性表面波フィルタ、及びそれを用いたアンテナ共用器、通信機器に関する。

　図２３に国内ディジタル携帯電話システムの１つであるＰＤＣシステムにおける、受信周波数帯域（８１０〜８２８ＭＨｚ）、送信周波数帯域（９４０〜９５８ＭＨｚ）を示す。この構成では、従来の時分割に代わって送信と受信とを同時に行なう方式が採用されており、アンテナ共用器が必要とされる。図２５は、このような周波数帯域において使用されるＰＤＣシステムにおいて、受信フィルタとして使用される縦モード型弾性表面波フィルタ１０１の平面図の一例を示す。

　図２５に示す弾性表面波フィルタ１０１は、圧電基板１０８上に、ＩＤＴ電極１０３〜１０５、反射器電極１０６，１０７を有する。ＩＤＴ電極１０３〜１０５は、それぞれ複数の電極指を有し、ＩＤＴ電極１０３の上部バスバー側は、端子１０２に接続され、ＩＤＴ電極１０４，１０５の下部バスバー側は、第２の端子１０９に接続されている。ＩＤＴ電極１０３の下部バスバー側、およびＩＤＴ電極１０４，１０５の上部バスバー側は、接地されている。

　図２４に、このような構成の縦モード型弾性表面波フィルタ１０１の減衰特性１１１を示す。また、図２４に示す曲線１１２は、ＰＤＣの受信周波数帯域（以下受信周波数帯域という。）における減衰特性を右軸のスケールで拡大したものである。この図２４からわかるように、ＰＤＣの送信周波数帯域（以下送信周波数帯域という。）における減衰量は−４２ｄｂ程度である。この程度の減衰量では十分ではなく、アンテナ共用器において、送信信号が受信信号に影響を及ぼしてしまう。

　図２６は、弾性表面波フィルタ１０１の端子１０２から見たインピーダンス特性を示すスミスチャートである。図２６において、１１３は、送信周波数帯域のうちの９５０ＭＨｚにおけるインピーダンス特性、１１４、１１５は、それぞれ受信周波数帯域のうちの８１０ＭＨｚ、８２８ＭＨｚにおけるインピーダンス特性を示す。

　図２６からわかるように、受信周波数帯域においては、インピーダンス特性は、ほぼ整合しているが、送信周波数帯域においては、その位相がオープン位置からずれている。このように、送信周波数帯域からその位相がオープン位置からずれていると、アンテナ共用器において、送信信号のロスの原因となる。

　そこで図２７に示すように、弾性表面波共振器１１６を端子１０２と弾性表面波フィルタ１０１の間に縦続接続する。弾性表面波共振器１１６は、ＩＤＴ電極１１７、反射器電極１１８，１１９を有する。ＩＤＴ電極１１７には、複数の電極指が形成され、上部バスバー側は、端子１０２に接続され、下部バスバー側は、弾性表面波フィルタ１０１のＩＤＴ電極１０３の上部バスバー側に接続されている。

　図２８に、弾性表面波共振器１１６の減衰特性１２０を示す。なお、図２８に示す曲線１２１は、同減衰特性を右軸のスケールに拡大して示したものである。図２８からわかるように、このような弾性表面波共振器１１６は、送信周波数帯域において、−２０ｄＢ程度の減衰極を有していることがわかる。また、Ｒ１、Ｒ２で示す受信周波数帯域においては、−０．７ｄＢ程度のロスがあることがわかる。弾性表面波共振器は、通過帯域近傍を減衰させるのには有利であるが、離れるとロスが大きくなる。すなわち、弾性表面波共振器の共振周波数は、縦モード型弾性表面波フィルタの通過帯域近傍に設定され、反共振周波数は減衰帯域近傍に設定されることが望ましい（例えば、特許文献１を参照）。このような、受信周波数帯域におけるロスは、ＰＤＣシステムなどの送信信号周波数帯域と受信信号周波数帯域が離れている通信システムにおいては、増加する。

　図２８に示すような特性を有する弾性表面共振器１１６と、弾性表面波フィルタ１０１とを縦続接続してなる弾性表面波フィルタ１３０の減衰特性を図２９に示す。このような弾性表面波フィルタ１３０によると、送信周波数帯域において、−６２ｄＢ程度の減衰極を形成することができ、アンテナ共用器において、図２５に示す弾性表面波フィルタ１０１単体からなるフィルタに比べて、送信周波数帯域の送信信号を十分に減衰させることができる。

　次に、図３０に示す弾性表面波フィルタ１４０は、図２７に示す弾性表面波フィルタ１３０に、さらに弾性波共振器１３１を縦列接続したものである。弾性表面波共振器１３１は、弾性表面波共振器１１６と同様の構成であり、ＩＤＴ電極１３２、反射電極１３３，１３４を有している。そして、ＩＤＴ電極１３２の上部バスバー側には端子１０２が接続され、ＩＤＴ電極１３２の下部バスバー側は弾性表面波共振器１１６のＩＤＴ電極１１７の上部バスバー側に接続されている。

　このような弾性表面波フィルタ１４０の減衰特性を図３１に示す。図３１からわかるように、送信周波数帯域における減衰量はより大きくなり、図２７に示す弾性表面波フィルタ１３０よりもさらに大きな減衰量が得られることがわかる。
特開平６−２６０８７６号公報

　しかしながら、図２７に示す弾性表面波フィルタ１３０においては、図２９に示すように受信周波数帯域において、大きなリップル２００が生じる。また、図３０に記載の弾性表面波フィルタ１４０においては、図３１に示すように、受信周波数帯域にさらに大きなリップル２１０が生じる。

　このようなリップルが受信周波数帯域に存在すると、その帯域においてロスの増加となる。これは、図２８に示すように、弾性表面波共振器１１６，１３１の特性において、ＰＤＣのように送信周波数帯域と受信周波数帯域が離れている場合、受信周波数帯域におけるロスが大きくなっていることに起因する。

　本発明は、上記の課題を鑑み、受信周波数と送信周波数が離れている場合でも、送信周波数帯域における減衰量を確保しつつ、受信周波数帯域におけるリップルを低減させる弾性表面波フィルタ、およびそれを用いたアンテナ共用器を提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するために、第１の本発明は、少なくとも一つの圧電基板と、
　前記圧電基板上に形成された少なくとも一つの弾性表面波共振器と、
　前記圧電基板上に形成された縦モード型弾性表面波フィルタとを備え、
　前記弾性表面波共振器と前記縦モード型弾性表面波フィルタとは縦続接続され、
　前記弾性表面波共振器は、その一端が接地された少なくとも一つのインダクタとも接続されており、
　前記少なくとも一つの弾性表面波共振器の減衰帯域は、前記縦モード型弾性表面波フィルタの通過帯域よりも高周波側に離れている弾性表面波フィルタである。

　また、第２の本発明は、少なくとも一つの圧電基板と、
　前記圧電基板上に形成された少なくとも一つの弾性表面波共振器と、
　前記圧電基板上に形成された縦モード型弾性表面波フィルタとを備え、
　前記少なくとも一つの弾性表面波共振器の電極材料と前記縦モード型弾性表面波フィルタの電極材料とが異なる弾性表面波フィルタである。

　また、第３の本発明は、前記少なくとも一つの弾性表面波共振器の電極材料は、前記縦モード型弾性表面波フィルタの電極材料よりも高い耐電性を有する第２の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第４の本発明は、前記少なくとも一つの弾性表面波共振器の電極構成が積層電極構成である第３の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第５の本発明は、前記弾性表面波共振器と前記縦モード型弾性表面波フィルタとは縦続接続され、
　前記弾性表面波共振器は、その一端が接地された少なくとも一つのインダクタとも接続されている第２の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第６の本発明は、前記弾性表面波共振器の減衰帯域は前記縦モード型弾性表面波フィルタの通過帯域より高く設定されている第５の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第７の本発明は、前記インダクタの他端は、前記弾性表面波共振器の、前記縦モード型弾性表面波フィルタと反対の側に接続されている第１または第５の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第８の本発明は、前記弾性表面波共振器は縦続接続された複数個であって、
　前記弾性表面波共振器の、前記縦モード型弾性表面波フィルタと反対の側とは、前記縦続接続された複数個の前記弾性表面波共振器同士の接続部分を含む第７の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第９の本発明は、前記インダクタの他端は、前記弾性表面波共振器と前記縦モード型弾性表面波フィルタとの接続部分と接続されている第４または第５の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第１０の本発明は、前記インダクタは互いに複数個であって、それぞれのインダクタは、互いに異なる接続部分にて前記弾性表面波共振器と接続している第８の本発明の弾性表面波フィルタである。　

　また、第１１の本発明は、前記インダクタは前記減衰帯域の周波数におけるインピーダンスの位相をオープンに近づける第１または第５の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第１２の本発明は、前記インダクタは前記通過帯域の周波数におけるインピーダンスを整合させる第１１の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第１３の本発明は、前記少なくとも一つの弾性表面波共振器の電極膜厚と前記縦モード型弾性表面波フィルタとの電極膜厚とが異なる第１または第２の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第１４の本発明は、前記圧電基板は複数枚であって、
　前記少なくとも一つの弾性表面波共振器が形成される圧電基板と、前記縦モード型弾性表面波フィルタが形成される圧電基板とは異なる第１または第２の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第１５の本発明は、前記少なくとも一つの弾性表面波共振器と前記縦モード型弾性表面波フィルタの少なくとも一方はフェースダウン実装されている第１４の本発明の弾性表面波フィルタである。

　また、第１６の本発明は、前記少なくとも一つの弾性表面波共振器と前記縦モード型弾性表面波フィルタの他方はワイヤー実装されている第１５の本発明の弾性表面波フィルタである。　

　また、第１７の本発明は、前記弾性表面波共振器の減衰帯域はＰＤＣシステムにおける送信周波数帯域であり、縦モード型弾性表面波フィルタの通過帯域はＰＤＣシステムにおける受信帯域である第１または第２の本発明の弾性表面波フィルタである。　

　また、第１８の本発明は、アンテナ端子と、
　前記アンテナ端子に接続される受信フィルタと、
　前記アンテナ端子に接続される送信フィルタと、
　前記アンテナ端子と前記受信フィルタとの間に設けられた第１の位相回路および／または前記アンテナ端子と前記送信フィルタとの間に設けられた第２の位相回路とを備え、
　前記受信フィルタとして、第１または第２の本発明の弾性表面波フィルタを用いたアンテナ共用器である。　

　また、第１９の本発明は、前記送信フィルタの全部または一部は、圧電基板上に形成される弾性表面波フィルタで構成される第１８の本発明のアンテナ共用器である。　

　また、第２０の本発明は、前記送信フィルタは、前記受信フィルタとして用いられる前記弾性表面波フィルタの前記弾性表面波共振器が形成されているのと同一の圧電基板上に形成される第１９の本発明のアンテナ共用器である。　

　また、第２１の本発明は、前記少なくとも一つの弾性表面波共振器と前記送信フィルタとが同一のパッケージまたは同一の実装基板上に実装され、前記縦モード型弾性表面波フィルタは前記パッケージまたは前記実装基板とは別のパッケージまたは実装基極上に実装される第１９の本発明のアンテナ共用器である。　

　また、第２２の本発明は、前記受信フィルタとして用いられる前記弾性表面波フィルタの弾性表面波共振器と前記送信フィルタとは異なる圧電基板上に形成され、
　前記弾性表面波共振器と前記送信フィルタの少なくとも一方がフェースダウン実装である第１９の本発明のアンテナ共用器である。　

　また、第２３の本発明は、前記弾性表面波共振器と前記送信フィルタの一方がフェースダウン実装で他方がワイヤー実装である第２２の本発明のアンテナ共用器である。　

　また、第２４の本発明は、前記受信フィルタとして用いられる前記弾性表面波フィルタの前記弾性表面波共振器と前記送信フィルタとが実装されるパッケージあるいは実装基板における、前記弾性表面波共振器と前記送信フィルタとが実装される部位の境界には障壁が設けられている第１９の本発明のアンテナ共用器である。　

　また、第２５の本発明は、第１９の本発明のアンテナ共用器と、
　前記アンテナ共用器に接続されるアンテナと、
　前記アンテナ共用器に接続され、前記アンテナを介して信号を送信する送信手段と、
　前記アンテナ共用器に接続され、前記アンテナを介して信号を受信する受信手段とを備えた通信機器である。

　本発明によれば、送信周波数帯域における減衰量を確保しつつ、受信周波数帯域におけるリップルを低減させる弾性表面波フィルタ等を提供することができる。

　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

　（実施の形態１）
　本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタ１０の構成について、図１を参照して説明する。図１に記載の弾性表面波フィルタ１０において、図２７に示す従来の弾性表面波フィルタ１３０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

　実施の形態１の弾性表面波フィルタ１０は、弾性表面波フィルタ１１６の端子１０２側に、その一端が接地されたインダクタ１を備えた点が、従来の弾性表面波フィルタ１３０と構成を異にする。

　図１に示すように、インダクタ１は、その一端がＩＤＴ電極１１７のバスバー側と端子１０２との間の接続点３００に接続され、他端は接地されている。すなわち、縦型モード弾性表面波フィルタ１０１、および弾性表面波共振器１１６の接続点の、弾性表面波共振器１１６に対する反対側であるＩＤＴ電極１１７の上部バスバー側にインダクタ１が接続されている。

　なお、弾性表面波共振器１１６は、本発明の弾性表面波共振器の一例であり、縦モード型弾性表面波フィルタ１０１は、本発明の縦モード型弾性表面波フィルタの一例である。

　このようなインダクタ１を備えた弾性表面波フィルタ１０の減衰特性を図２に示す。図２に示す受信周波数帯域におけるリップル２２０は、図２９に示すリップル２１０に比べて小さくなっており、受信周波数帯域内におけるロスも改善している。

　ここで、より低い周波数帯域を通過させ、より高い周波数を減衰させることについて説明する。図２８において、減衰極周波数は９５０ＭＨｚであり、これは、弾性表面波共振器の反共振周波数に対応する。また、通過帯域のロスが最小となる周波数はおおよそ９２０ＭＨｚであり、これは弾性表面波共振器の共振周波数に対応する。

　一般には、縦モード型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振器を組み合わせる場合、縦モード型弾性表面波フィルタの通過帯域と弾性表面波共振器の共振周波数すなわちロスが小となる周波数はほぼ一致させる、あるいは近づけるように設計されている。

　しかしながら、今回の場合、図２８に示すように、通過帯域が８１０ＭＨｚから８２８ＭＨｚであるのに対し、減衰極周波数が９５０ＭＨｚと大きく離れており、この場合には、弾性表面波共振器の共振周波数、すなわちロスの小さくなる帯域が、縦モード型弾性表面波フィルタの通過帯域から離れ、縦モード型弾性表面波フィルタの減衰帯域に位置する結果となり、縦モード型弾性表面波フィルタと弾性表面波共振器とを単に組み合わせるだけでは、フィルタ全体として特性を劣化させる。ここでは、減衰極周波数と通過帯域の高い側の周波数は、減衰極周波数で規格化しておおよそ１３％離れている。よって、このようなシステムに関しては本構成の効果は十分に得られる。

　図３は、本実施の形態１の弾性表面波フィルタ１０の端子１０２から見たインピーダンス特性を表すスミスチャートである。図３において、２は、送信周波数帯域のうちの９５０ＭＨｚにおけるインピーダンス特性であり、３、４は、受信周波数帯域のうち、それぞれ８１０ＭＨｚ、８２８ＭＨｚにおける、端子１０２から弾性表面波フィルタ１０を見たインピーダンス特性を示す。図３に示すように、送信周波数帯域においてインピーダンスの位相がオープン位置に近づいている一方、受信周波数帯域においてもインピーダンスが整合されている。

　このように本受信周波数帯域の弾性表面波フィルタ１０によれば、インダクタ１の追加により、受信周波数帯域のインピーダンスを整合させ、その結果受信周波数帯域におけるリップルを低減させることができる。

　図４は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの第１の変形例を示す。図４に示す弾性表面波フィルタ２０は、端子１０２と接続点３００との間に伝送線路５を接続した構成である。伝送線路５は例えば基板配線として形成する。伝送線路５は、図３に示す送信周波数帯域における位相特性２をオープン位置にするために必要なインピーダンス特性（この場合は、位相周りで約２０°のインピーダンス特性）を有している。

　このような伝送線路５を設けた結果、インピーダンス特性は、図６に示すようになり、送信周波数帯域における位相特性２をオープン位置とすることができる。また図５は、このような伝送線路５を有する弾性表面波フィルタ２０の減衰特性を示す。図５のリップル２３０からわかるように、伝送線路５の追加によってもリップル特性は良好なまま保たれる。

　このように、弾性表面波フィルタ１０に伝送線路５を直列に追加することにより、送信周波数帯域における位相特性をオープン位置とすることができる。従って、弾性表面波フィルタ２０を、例えば、図１７（ａ）に示す共用器において受信フィルタとして利用した場合、アンテナ側から見た受信周波数帯域のインピーダンス特性がオープン位置であるため、送信フィルタにおけるロスの増加を抑えることができ、効率的に送信信号をアンテナに伝達することができる。

　なお、上記の説明では、インダクタ１をＩＤＴ電極１１７の上部バスバーと端子１０２との間の接続点３００に接続されているものとしたが、インダクタ１は、弾性表面波共振器１１６と縦モード型弾性表面波フィルタ１０１との接続点に接続するようにしてもよい。図７に、インダクタ１が弾性表面波共振器１０６のＩＤＴ電極１１７の下部バスバー側と、縦型弾性表面波フィルタ１０１のＩＤＴ電極１０３の上部バスバー側との接続点３１０に接続される場合を示す。

　図８は、図７に示す弾性表面波フィルタ３０の減衰特性を示す。図８に示すリップル２４０と図２９に示すリップル２００とを比較してわかるように図７に示す弾性表面波フィルタ３０においても受信周波数帯域のリップルを低減させることができる。

　図９は、図７に示す弾性表面波フィルタ３０のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。この場合、図９に示すように、送信周波数帯域での位相特性を、オープンに近づけることができる。

　ここで、弾性表面波共振器とインダクタの接続位置関係について説明する。

　図１０は、図１に示す弾性表面波フィルタ１０における、弾性表面波共振器１１６およびインダクタ１を含む、弾性表面波共振器単体４００の構成図である。

　また、図１１は上記の弾性表面波共振器単体４００の通過特性を示す。図１１と、図２８に示す従来の弾性表面波共振器１１６の通過特性とを比較してわかるように、インダクタ１を接続した共振器においては、インダクタ１を接続していない弾性表面波共振器１１６単体の場合に比べて、受信周波数帯域におけるロスが低減され、通過特性が改善していることがわかる。

　弾性表面波共振器単体４００の端子１０２から見たインピーダンス特性をスミスチャートで示したものが図１２である。また、同弾性表面波共振器単体４００において、端子１０９から見たインピーダンス特性を図１３に示す。

　図１２および図１３を比較すると、受信周波数帯域においては、位相特性３，４および位相特性３′、４′の両者ともインピーダンス特性の整合が取れていることがわかる。

　一方、送信周波数帯域においては、図１２に示す送信周波数９５０ＭＨｚでの位相特性２は誘導性であるのに対し、図１３に示す送信周波数９５０ＭＨｚでの位相特性２′は、容量性である。従って、図４に示したように伝送線路５を用いて、送信周波数帯域での位相特性をオープンにしようとするとき、インダクタの接続位置を、ＩＤＴ電極１１７の下部バスバー側とすると、より長い伝送線路５が必要となる。従ってアンテナから見たインピーダンスをオープンとするためには、インダクタ１は、ＩＤＴ電極１１７の上部バスバー側に接続されている方が望ましい。

　なお、インダクタ１は、受信周波数帯域でのインピーダンス特性を整合させるものであれば、ＩＤＴ電極１１７の上部バスバー側である接続点３００および下部バスバー側である接続点３１０の両方に接続してもよい。その場合も上記と同様の効果を得ることができる。また、図１１より、減衰極周波数と通過帯域の高い側の周波数が、減衰極周波数で規格化して７％以上離れている場合でも、約８８０ＭＨｚの場合であっても、図２８に示す例と比較して、弾性表面波共振器のロスは最小ロスより０．２ｄＢ以上低減されており、本発明の構成を適用することで、十分に効果が得られる。すなわち、本発明の構成を適用することで、弾性表面波共振器の共振周波数が縦モード型弾性表面波フィルタの高い周波数側の減衰帯域にある場合は、十分な効果が得られる。

　（実施の形態２）
　図１４に本発明の実施の形態２の弾性表面波フィルタ４０の平面図を示す。ただし図１と同一部または相当部には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。図１４に示す弾性表面波フィルタ４０は、実施の形態１の弾性表面波フィルタ１０の縦モード型弾性表面波フィルタ１０１に加えて、弾性表面波共振器１１６にさらに縦続接続された弾性表面波共振器１３１、弾性表面波共振器１１６と弾性表面波共振器１３１との接続点３２０に、その一端が接地されたインダクタ１、および端子１０２と弾性表面波共振器１３１との接続点３３０に、その一端が接地されたインダクタ１１とを備えている。すなわち本実施の形態は、その一端が接地されたインダクタが接続された弾性表面波共振器が、二段に縦列接続されている点が実施の形態１と異なる。

　図１５は、上記の構成を有する弾性表面波フィルタ４０の減衰特性を示す。このように弾性表面波フィルタ４０によれば、従来技術の弾性表面波フィルタ１４０に比べて、受信周波数帯域でのリップル２５０が大幅に低減することができる。また、受信周波数帯域におけるロスも、図３１に示す従来技術の弾性表面波フィルタ１４０の場合に比べて改善している。

　図１６は、本実施の形態の弾性表面波フィルタ４０の端子１０２から見たインピーダンス特性を示す。図１６より、受信周波数帯域におけるインピーダンス特性は整合されていることがわかる。また、送信周波数帯域における位相特性も、誘導性側でオープン位置に近くなっているので、図４に示す構成と同様、端子１０２と弾性表面波共振器１３３との間に伝送線路５を挿入することで容易に位相特性をオープン位置となるよう調整することができる。

　なお、本実施の形態では、インダクタ１は弾性表面波共振器１１６と弾性表面波共振器１３１との接続点３２０に、またインダクタ１１は端子１０２と弾性表面波共振器１３１との接続点３３０にそれぞれ接続する構成としたが、図７に示す構成と同様に、弾性表面波共振器１１６と縦モード型弾性表面波フィルタ１０１との接続点に、その一端が接地された新たなインダクタを接続する構成としてもよい。さらに、必ずしも上記全ての接続点にインダクタを接続せず、一部の接続点にのみインダクタを接続する構成としてもよい。

　また、本実施の形態の弾性表面波フィルタ４０は、その一端が接地されたインダクタが接続された弾性表面波共振器１１６，１３３が二段に縦列接続されているものとしたが、三段以上に縦列接続された弾性表面波共振器を備えた構成としてもよい。この場合、インダクタは、各弾性表面波共振器同士の接続点、弾性表面波共振器と縦モード型弾性表面波フィルタの接続点、および端子１０２と弾性表面波共振器との接続点の少なくともいずれか一カ所に接続すればよい。その場合も上記と同様の効果を得ることができる。

　また、上記の実施の形態１，２において、接続点３００，３１０，３２０、３３０および他の接続点は本発明の接続部分の一例であるが、本発明の接続部分は、各弾性表面波共振器同士、弾性表面波共振器と縦モード型弾性表面波フィルタ、端子１０２と弾性表面波共振器のそれぞれを接続する電気的通路の任意の部分であってよく、実際の接続点の具体的な位置や大きさによって限定されるものではない。

　（実施の形態３）
　図１７（ａ）は、本発明の実施の形態３の弾性表面波フィルタおよびそれを用いたアンテナ共用器のブロック図を示す。図１７（ａ）において、共振器２５は、実施の形態１、実施の形態２における弾性表面波共振器１１６、または弾性表面波共振器１１６と弾性表面波共振器１３１との直列回路であり、共振器２５の出力側は、縦モード型弾性表面波フィルタ１０１に接続されている。共振器２５の入力側は、本発明の第１の位相回路の一例である位相回路２３の一端に接続され、位相回路２３の他端は、アンテナ端子２７を介してアンテナ２１および本発明の第２の位相回路の一例である位相回路２２の一端に接続され、位相回路２２の他端は、送信フィルタ２４の一端に接続されている。縦モード型弾性表面波フィルタ１０１の他端には図示しない受信手段が接続され、送信フィルタ２４の他端には図示しない送信手段が接続されている。

　本実施の形態においては、共振器２５を構成する各電極部分に耐電力材料を用いた。図１７（ｂ）、（ｃ）に、各電極部分が耐電力材料で構成される場合の一例を示す。

　図１７（ｂ）に示すように、共振器２５の各電極部分の構成は、圧電基板１０８の表面に、Ｔｉで構成された電極層３１が形成され、電極層３１の上部にＡｌ−Ｓｃ−Ｃｕ等の電極層３２が積層されて形成される。

　あるいは、図１７（ｃ）に示すように、電極層３１および電極層３２がさらに重ねられて例えば４層に形成するようにしてもよい。

　一方、縦モード弾性表面波フィルタ１０１の電極３３は、図１７（ｄ）に示すように耐電力材料でない通常の電極材料であるＡｌ、Ａｌ−Ｃｕなどから形成される。

　このように、共振器２５の部分に耐電力材料を用いて電極を形成し、縦モード型弾性表面波フィルタ１０１の電極材料に通常の電極材料を使用することで、ロスの増加を抑制することができる。その理由を以下に示す。

　従来より、弾性表面波フィルタは耐電性が弱いため、上述の耐電力材料が広く用いられている。これは図２７に示す従来の、縦モード型弾性表面波フィルタ１０１と弾性表面波共振器１１６を縦列接続した構成でも同様であり、各部の電極指、バスバーにはいずれも耐電性材料が用いられていた。

　しかしながら、上記の耐電力材料は、Ａｌ、Ａｌ−Ｃｕなどの通常の電極材料に比べて抵抗が大きいため、上記のようなアンテナ共用器に用いた場合、受信側における損失が若干大きくなる。

　これに対し、共振器２５の各電極部分に耐電力材料を使用し、縦モード型弾性表面波フィルタ１０１の各電極材料として通常の電極材料を使用すれば、受信側において送信側からの影響を抑制しつつ、受信電力の損失を最小限に抑制することができる。

　ここで、図３２〜３３に、図１４に示す構成を基本として、弾性表面波共振器と縦モード弾性表面波フィルタとで電極材料を違えた本実施の形態の構成と、弾性表面波共振器および縦モード弾性表面波フィルタの両方で同一の耐電性の電極材料を用いた従来例の特性を比較して示す。

　図３２は従来例の受信フィルタの通過特性を示す図である。これは位相回路を含む特性である。電極としては積層電極：ＡＩ−Ｓｃ−Ｃｕ（１５７０Å）／Ｔｉ（２００Å）／ＡＩ−Ｓｃ−Ｃｕ（１５７０Å）／Ｔｉ（２００Å）を用いており、Ａ１−Ｃｕ電極換算で３９００Åにほぼ相当する質量付加となるようにしている。なお、図示しないが、フィルタのパッケージに関しては、アイソレーション確保のため、端子１０２とインダクタの各接続点の間にはＧＮＤが配置される端子配置としている。　

　図３２より、アイソレーションは確保できているが、ロスは２．５ｄＢと大きくなり、特性が劣化している。図３３に示す本実施の形態の耐電性の低いＡＩ−Ｃｕ電極での受信フィルタと比較すると、０．７ｄＢロスが大きくなっている。である。この原因に関しては、通過帯域外のインピーダンスはほぼ５０Ωにあることから、整合損によるものではなく、電極の抵抗成分に起因する劣化が大きいと考えられる。

　特に、上記に説明したように、縦モード型弾性表面波フィルタはノッチフィルタとして用いているＳＡＷ共振器に比べて、ＩＤＴ電極の本数も少なく、交差幅も長い設計となっている。すなわち、弾性表面波共振器のＩＤＴ電極の電極指対は１００対程度であるのに対し、縦モード型弾性表面波フィルタのＩＤＴ電極の電極指対の数は１５〜２０対程度とかなり少なく、また電極指の交差幅も小さい。

　このことから、このＩＤＴ電極の抵抗成分によるロスの増大が劣化の原因と考えられる。また、弾性表面波共振器で十分減衰量を確保すれば、縦モード型弾性表面波フィルタの耐電力性は問題ない。

　以上のように、本実施の形態の構成では、弾性表面波共振器と縦モード弾性表面波フィルタとで電極材料を異ならせることにより、十分な耐電性を確保しつつ、ロスを抑制することができる。

　なお、本実施の形態において、耐電力材料として示した材料は、一例であり、縦モード型弾性表面波フィルタ１０１に用いる電極材料より耐電力性を有するものであれば他の材料を用いてもよく、また通常の電極材料として示した材料も、固有抵抗が充分に低ければ他の電極材料が用いられてもよい（また、耐電力材料を用いた電極は積層電極の構成でなくともよい）。

　また、共振器２５が複数の弾性表面波共振器から構成される場合は、アンテナ端子に近い側の一部の弾性表面波共振器は縦モード型弾性表面波フィルタ１０１と同様の通常の電極材料にて作成してもよい。図１４に示す、弾性表面波共振器１３１と弾性波共振器１１６を備えた構成を例に取ると、弾性表面波共振器１３１の各電極材料を耐電力材料で構成し、弾性表面波共振器１１６の各電極材料は通常の電極材料で構成する。この場合も上記と同様の効果を得ることができる。なお、複数の弾性表面波共振器を用いる場合は、縦モード型弾性表面波フィルタ１０１寄りに配置されたものから順に通常の電極材料にて作成したものとすることが望ましい。

　また、位相回路２２，２３は、伝送線路であっても、インダクタやコンデンサを組み合わせて構成しても構わない。

　また、アンテナ端子２７は、半導体を用いたスイッチ素子の内部に位置していても構わない。また、積層電極の構成は、図１７（ｂ）〜（ｄ）に示す例に限定されない。その材料、積層の層の数、積層させる材料の順によらず、所望の耐電性が得られる構成であればよい。

　また、本実施の形態の電極材料の構成は、実施の形態１〜２の、インダクタ１，インダクタ１１等を備えた弾性表面波フィルタにおいて実現してもよいし、インダクタを有さない図２７，図３０に示す従来例と同様の構成の弾性表面波フィルタにおいて実現してもよい。

　（実施の形態４）
　図１８に、本発明の実施の形態４の弾性表面波フィルタの平面図を示す。ただし図１４と同一部または相当部には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

　本実施の形態４の弾性表面波フィルタ５０は、弾性表面波共振器１３１、１１６を一つの圧電基板４１上に形成し、縦モード型弾性表面波共振器１０１を別の圧電基板４２に形成した点が、実施の形態２の弾性表面波フィルタ４０と相違する。また、図１９にこのような弾性表面波フィルタ５０を利用したアンテナ共用器６０のブロック図を示す。

　上記のように、弾性表面波共振器１３１および弾性表面波共振器１１６を１つの圧電基板４１上に設置し、縦モード型弾性表面波フィルタ１０１を別の１つの圧電基板４２に設置することにより、各基板ごとに容易に電極材料を変更することができるので製造工程が簡単になる。例えば、実施の形態３で示したように、弾性表面波共振器１３１、１１６の各電極材を耐電力材料を用いて積層構造で構成し、縦モード型弾性表面波フィルタ１０１の各電極材料を耐電力材料ではない通常の電極材料で形成する場合、両者の製造プロセスは異なるため、同一圧電基板上に設置しようとするとその製造工程が複雑となり、製造コストが高くなる。しかし、上記のように、耐電圧材料を使用する圧電基板４１と通常の材料を使用する圧電基板４２を別とすることにより、それぞれ単純な製造工程で製造することができ、全体としての製造コストも安くなる。

　さらに弾性表面波共振器１１６，１３１と、縦モード型弾性表面波フィルタ１０１との電極膜厚を異ならせることにより、それぞれにおいて最適な設計を行なうことができる。

　なお、上記の説明においては、弾性表面波共振器１３１、１１６を一つの圧電基板４１上に形成するとしたが、弾性表面波共振器毎に異なる圧電基板上に作成してもよい。この場合、弾性表面波共振器毎に電極材料を互いに異ならせる場合の製造工程がより簡単になるという効果がある。

　（実施の形態５）
　図２０に本発明の実施の形態５として、図１９に示すアンテナ共用器とは別の構成のアンテナ共用器の一例を示す。図２０に示すアンテナ共用器７０は、各電極部分が耐電力材料で構成された弾性表面波共振器１３１、１１６が設置された圧電基板４１上に、さらに送信フィルタ４３が設置されていることを特徴とする。送信フィルタ４３としては、弾性表面波フィルタが望ましい。

　このように同一の圧電基板４１上に送信フィルタ４３を形成することにより、アンテナ共用器７０全体の大きさを小型化することができる。また、この場合、送信フィルタ４３の各電極も受信側の弾性表面波共振器１３１、１１６の各電極と同一の耐電力材料を使用することにより、送信側のフィルタと受信側の構成要素を同一の製造工程で作製することができる。従って、アンテナ共用器７０全体の製造工程を単純化することができ、その結果製造コストも安くなる。

　また、送信側のフィルタである送信フィルタ４３と受信側の弾性表面波共振器の構成要素を同一工程で作製することにより、各電極材料のバラツキを抑制することができ、その結果、例えば送信フィルタの通過帯域と受信フィルタの減衰極周波数を厳密に一致させるように製造することが可能になるなど、アンテナ共用器７０全体の製造精度が向上する。

　図２１は、本発明の実施の形態５の実装図として、図２０に示す実施の形態５のアンテナ共用器の各部が、独立した複数のパッケージ５２および５３にそれぞれ別れて収納されている構成を示す。

　パッケージ５２には、圧電基板４１が収容され、圧電基板４１には、受信側の共振器２５とともに送信側のフィルタである送信フィルタ４３が設置されている。そして、各接続点は、ワイヤ結合などにより外部電極５１に接続され、各外部電極５１を介してインダクタ１，１１、および端子１０２が接続されている。

　パッケージ５３には、受信側の圧電基板４２が収容され、圧電基板４２には、受信側の弾性表面波フィルタ１０１が設置されている。そして、各接続点には、外部電極５１を介して、パッケージ５３の外部電極５１、端子１０９に接続されている。

　このように、受信側の共振器２５と弾性表面波フィルタ１０１を別のパッケージとすることにより、互いにアイソレーションを取ることができ、不要な電磁結合を排除することができる。従って、本実施の形態のアンテナ共用器によれば、受信側において、送信周波数帯域における高減衰特性を実現することができ、高精度のアンテナ共用器を実現することができる。

　なお、パッケージ５２内において、共振器２５および送信側の送信フィルタ４３のうち、少なくとも一方はフェースダウン実装がされる。すなわち、図２２（ａ）の模式断面図に示すように、共振器２５と送信フィルタ４３の両方がフェースダウン実装されるか、図２２（ｂ）の模式断面図に示すように、共振器２５または送信フィルタ４３のいずれか一方がフェースダウン実装され、他方がワイヤ実装される。このように、共振器２５、および送信側の送信フィルタ４３のうちの少なくとも一方がフェースダウン実装されることにより、ワイヤーの空間的結合などによる送信側と受信側とのアイソレーション劣化を抑制することができる。

　この場合、いずれか一方がフェースダウン実装であり、他方がワイヤー実装である場合は、図２２（ｃ）の模式断面図に示すように、共振器２５と送信側の送信フィルタ４３との間に障壁５４が設置されることが望ましい。このような障壁５４が設けられることにより、ワイヤ実装の際にワイヤを固定する樹脂などがフェースダウン実装面に流れ込むことを防止することができる。また、その場合、フェースダウン実装から先に行ない、後からワイヤ実装を行なうことが望ましい。

　また、本実施の形態において、同一の圧電基板４１上に受信側の共振器２５と、送信側の送信フィルタ４３が設置される、として説明したが、共振器２５と送信フィルタ４３が同一のパッケージ５２内において、別の圧電基板上に形成されてもよい。その場合も上記と同様、不要な電磁結合を排除することができ、上記と同様の効果を得ることができる。

　なお、以上までの説明において、本発明の弾性表面波フィルタ、およびアンテナ共用器は、ＰＤＣシステムにおける受信周波数帯域、送信周波数帯域を想定してきたが、ＰＤＣシステム以外のシステムにおいて、使用されることも考えられる。また、送信と受信の周波数関係が逆転した場合でも、本発明の弾性表面波フィルタは適用可能である。

　また、本発明には、以上までに説明したアンテナ共用器と、アンテナ共用器に接続され、送信信号を送信する送信手段と、アンテナ共用器に接続され、受信信号を受信する受信手段とを備える通信機器もその範囲に含まれる。

　本発明に係る弾性表面波フィルタ等は、送信周波数帯域における減衰量を確保しつつ、受信周波数帯域におけるリップルを低減させる弾性表面波フィルタ等の用途に適用できる。

図１は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの平面図である。 図２は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの特性を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの特性を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの変形例を示す平面図である。 図５は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの変形例の特性を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの変形例の特性を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの変形例を示す平面図である。 図８は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの変形例の特性を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの変形例の特性を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの一部の構成を示す平面図である。 図１１は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの一部の構成の特性を示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの一部の構成の特性を示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態１の弾性表面波フィルタの一部の構成の特性を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態２の弾性表面波フィルタの平面図である。 図１５は、本発明の実施の形態２の弾性表面波フィルタの特性を示す図である。 図１６は、本発明の実施の形態２の弾性表面波フィルタの特性を示す図である。 図１７（ａ）は、本発明の実施の形態３の弾性表面波フィルタを用いたアンテナ共用器の構成を示すブロック図である。図１７（ｂ）は、本発明の実施の形態３の弾性表面波フィルタの共振器２５の電極の構成を示す図である。図１７（ｃ）は、本発明の実施の形態３の弾性表面波フィルタの共振器２５の電極の構成を示す図である。図１７（ｄ）は、本発明の実施の形態３の弾性表面波フィルタの共振器２５の電極の構成を示す図である。 図１８は、本発明の実施の形態４の弾性表面波フィルタの構成を示す平面図である。 図１９は、本発明の実施の形態４の弾性表面波フィルタをアンテナ共用器として利用した場合のブロック図である。 図２０は、本発明の実施の形態５のアンテナ共用器の構成を示すブロック図である。 図２１は、本発明の実施の形態５のアンテナ共用器の構成を示す平面断面図である。 図２２（ａ）は、本発明の実施の形態５のアンテナ共用器の構成を示す模式断面図である。図２２（ｂ）は、本発明の実施の形態５のアンテナ共用器の構成を示す模式断面図である。図２２（ｃ）は、本発明の実施の形態５のアンテナ共用器の構成を示す模式断面図である。 図２３は、ＰＤＣの受信周波数帯域および送信周波数帯域を示す図である。 図２４は、従来技術の弾性表面波フィルタの特性を示す図である。 図２５は、従来技術の弾性表面波フィルタの平面図である。 図２６は、従来技術の弾性表面波フィルタの特性を示す図である。 図２７は、従来技術の弾性表面波フィルタの平面図である。 図２８は、従来技術の弾性表面波フィルタの構成の一部の特性を示す図である。 図２９は、従来技術の弾性表面波フィルタの特性を示す図である。 図３０は、従来技術の弾性表面波フィルタの平面図である。 図３１は、従来技術の弾性表面波フィルタの特性を示す図である。 図３２は、従来技術の弾性表面波フィルタの通過特性を示す図である。 図３３は、本発明の実施の形態３の弾性表面波フィルタの通過特性を示す図である。

符号の説明

　１、１１ インダクタ
　１０、２０，３０，４０，５０，６０ 弾性表面波フィルタ
　１０１ 縦モード型弾性表面波フィルタ
　１０２，１０９ 端子
　１１６ 弾性表面波共振器
　１１７ ＩＤＴ電極

Claims (25)

1. 少なくとも一つの圧電基板と、
   　前記圧電基板上に形成された少なくとも一つの弾性表面波共振器と、
   　前記圧電基板上に形成された縦モード型弾性表面波フィルタとを備え、
   　前記弾性表面波共振器と前記縦モード型弾性表面波フィルタとは縦続接続され、
   　前記弾性表面波共振器は、その一端が接地された少なくとも一つのインダクタとも接続されており、
   　前記少なくとも一つの弾性表面波共振器の減衰帯域は、前記縦モード型弾性表面波フィルタの通過帯域よりも高周波側に離れている弾性表面波フィルタ。
2. 少なくとも一つの圧電基板と、
   　前記圧電基板上に形成された少なくとも一つの弾性表面波共振器と、
   　前記圧電基板上に形成された縦モード型弾性表面波フィルタとを備え、
   　前記少なくとも一つの弾性表面波共振器の電極材料と前記縦モード型弾性表面波フィルタの電極材料とが異なる弾性表面波フィルタ。
3. 前記少なくとも一つの弾性表面波共振器の電極材料は、前記縦モード型弾性表面波フィルタの電極材料よりも高い耐電性を有する請求項２に記載の弾性表面波フィルタ。
4. 前記少なくとも一つの弾性表面波共振器の電極構成が積層電極構成である請求項３に記載の弾性表面波フィルタ。
5. 前記弾性表面波共振器と前記縦モード型弾性表面波フィルタとは縦続接続され、
   　前記弾性表面波共振器は、その一端が接地された少なくとも一つのインダクタとも接続されている請求項２に記載の弾性表面波フィルタ。
6. 前記弾性表面波共振器の減衰帯域は前記縦モード型弾性表面波フィルタの通過帯域より高く設定されている請求項５に記載の弾性表面波フィルタ。
7. 前記インダクタの他端は、前記弾性表面波共振器の、前記縦モード型弾性表面波フィルタと反対の側に接続されている請求項１または５に記載の弾性表面波フィルタ。
8. 前記弾性表面波共振器は縦続接続された複数個であって、
   　前記弾性表面波共振器の、前記縦モード型弾性表面波フィルタと反対の側とは、前記縦続接続された複数個の前記弾性表面波共振器同士の接続部分を含む請求項７に記載の弾性表面波フィルタ。
9. 前記インダクタの他端は、前記弾性表面波共振器と前記縦モード型弾性表面波フィルタとの接続部分と接続されている請求項４または５に記載の弾性表面波フィルタ。
10. 前記インダクタは互いに複数個であって、それぞれのインダクタは、互いに異なる接続部分にて前記弾性表面波共振器と接続している請求項８に記載の弾性表面波フィルタ。
11. 前記インダクタは前記減衰帯域の周波数におけるインピーダンスの位相をオープンに近づける請求項１または５に記載の弾性表面波フィルタ。
12. 前記インダクタは前記通過帯域の周波数におけるインピーダンスを整合させる請求項１１に記載の弾性表面波フィルタ。
13. 前記少なくとも一つの弾性表面波共振器の電極膜厚と前記縦モード型弾性表面波フィルタとの電極膜厚とが異なる請求項１または２に記載の弾性表面波フィルタ。
14. 前記圧電基板は複数枚であって、
    　前記少なくとも一つの弾性表面波共振器が形成される圧電基板と、前記縦モード型弾性表面波フィルタが形成される圧電基板とは異なる請求項１または２に記載の弾性表面波フィルタ。
15. 前記少なくとも一つの弾性表面波共振器と前記縦モード型弾性表面波フィルタの少なくとも一方はフェースダウン実装されている請求項１４に記載の弾性表面波フィルタ。
16. 前記少なくとも一つの弾性表面波共振器と前記縦モード型弾性表面波フィルタの他方はワイヤー実装されている請求項１５に記載の弾性表面波フィルタ。
17. 前記弾性表面波共振器の減衰帯域はＰＤＣシステムにおける送信周波数帯域であり、縦モード型弾性表面波フィルタの通過帯域はＰＤＣシステムにおける受信帯域である請求項１または２に記載の弾性表面波フィルタ。
18. アンテナ端子と、
    　前記アンテナ端子に接続される受信フィルタと、
    　前記アンテナ端子に接続される送信フィルタと、
    　前記アンテナ端子と前記受信フィルタとの間に設けられた第１の位相回路および／または前記アンテナ端子と前記送信フィルタとの間に設けられた第２の位相回路とを備え、
    　前記受信フィルタとして、請求項１または２に記載の弾性表面波フィルタを用いたアンテナ共用器。
19. 前記送信フィルタの全部または一部は、圧電基板上に形成される弾性表面波フィルタで構成される請求項１８に記載のアンテナ共用器。
20. 前記送信フィルタは、前記受信フィルタとして用いられる前記弾性表面波フィルタの前記弾性表面波共振器が形成されているのと同一の圧電基板上に形成される請求項１９に記載のアンテナ共用器。
21. 前記少なくとも一つの弾性表面波共振器と前記送信フィルタとが同一のパッケージまたは同一の実装基板上に実装され、前記縦モード型弾性表面波フィルタは前記パッケージまたは前記実装基板とは別のパッケージまたは実装基極上に実装される請求項１９に記載のアンテナ共用器。
22. 前記受信フィルタとして用いられる前記弾性表面波フィルタの弾性表面波共振器と前記送信フィルタとは異なる圧電基板上に形成され、
    　前記弾性表面波共振器と前記送信フィルタの少なくとも一方がフェースダウン実装である請求項１９に記載のアンテナ共用器。
23. 前記弾性表面波共振器と前記送信フィルタの一方がフェースダウン実装で他方がワイヤー実装である請求項２２に記載のアンテナ共用器。
24. 前記受信フィルタとして用いられる前記弾性表面波フィルタの前記弾性表面波共振器と前記送信フィルタとが実装されるパッケージあるいは実装基板における、前記弾性表面波共振器と前記送信フィルタとが実装される部位の境界には障壁が設けられている請求項１９に記載のアンテナ共用器。
25. 請求項１９に記載のアンテナ共用器と、
    　前記アンテナ共用器に接続されるアンテナと、
    　前記アンテナ共用器に接続され、前記アンテナを介して信号を送信する送信手段と、
    　前記アンテナ共用器に接続され、前記アンテナを介して信号を受信する受信手段とを備えた通信機器。

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