特許 6798866 マルチプレクサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6798866

(24)【登録日】2020年11月24日

(45)【発行日】2020年12月9日

(54)【発明の名称】マルチプレクサ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/72 20060101AFI20201130BHJP

   H03H 9/64 20060101ALI20201130BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/72

   H03H9/64 Z

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-243166(P2016-243166)

(22)【出願日】2016年12月15日

(65)【公開番号】特開2018-98691(P2018-98691A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2019年5月10日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】奥道 武宏

(72)【発明者】

【氏名】浦田 知徳

【審査官】 橋本 和志

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１７／２１７１９７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｈ ９／７２

Ｈ０３Ｈ ９／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれが少なくとも１つの共振子を含み、互いに通過帯域の異なる第１フィルタ，第２フィルタおよび第３フィルタと、
前記第１フィルタ、前記第２フィルタおよび前記第３フィルタが電気的に共通に接続されている接続点と、
第１ポートと第２ポートとを備え、前記第１ポートを前記第１フィルタの側に接続し、前記第２ポートを前記接続点の側に接続することで、前記接続点と前記第１フィルタとの間に直列接続された容量素子と、を備え、
前記第１フィルタは、前記少なくとも１つの共振子のうち最も前記容量素子の側に接続された第１共振子を備え、
前記接続点と前記第１フィルタとの間には基準電位への分岐路を備えず、
前記容量素子は、前記第２フィルタおよび前記第３フィルタのうち、前記第２ポートの側に位置するフィルタの通過帯域の周波数帯において、前記第１フィルタの前記第１共振子よりも損失が少なく、
前記第２フィルタは、前記第２ポートの側に位置しており、
第３ポートと第４ポートとを備え、前記第３ポートを前記第２フィルタの側に接続し、前記第４ポートを前記接続点の側に接続することで、前記接続点と前記第２フィルタとの間に直列接続された第２容量素子をさらに備え、
前記第２容量素子は、前記第１フィルタおよび前記第３フィルタのうち、前記第４ポートの側に位置するフィルタの通過帯域の周波数帯において、前記第２フィルタの前記少なくとも１つの共振子のうち最も前記第２容量素子の側に接続された第２共振子よりも損失が少ない、
マルチプレクサ。

【請求項2】

前記第１フィルタの通過帯域は、前記第２フィルタおよび前記第３フィルタのうち、前記第２ポートの側に位置するフィルタの通過帯域よりも低周波数側である、請求項１に記載のマルチプレクサ。

【請求項3】

前記第１フィルタの前記少なくとも１つの共振子は、弾性波共振子を含む、請求項１または２に記載のマルチプレクサ。

【請求項4】

前記容量素子は、チップコンデンサである、請求項１乃至３のいずれかに記載のマルチプレクサ。

【請求項5】

前記容量素子は、前記弾性波共振子よりも共振周波数が高い１対の櫛歯状電極で構成される、請求項３に記載のマルチプレクサ。

【請求項6】

複数の共振子を含み、前記第１フィルタ、前記第２フィルタおよび前記第３フィルタのいずれとも通過帯域が異なる第４フィルタをさらに備え、
前記第１フィルタと前記第３フィルタとを共通に接続する第１接続点と、
前記第２フィルタと前記第４フィルタとを共通に接続する第２接続点と、を備え、
前記接続点は、前記第１接続点と前記第２接続点とが配線を介しそれぞれ電気的に接続されており、
前記容量素子は、前記第１接続点と前記接続点との間に接続され、
前記第２容量素子は、前記第２接続点と前記接続点との間に接続されている、請求項１乃至５のいずれかに記載のマルチプレクサ。

【請求項7】

前記接続点が電気的に接続されるアンテナ端子をさらに備え、
前記接続点と前記アンテナ端子との間に整合回路が接続されている、請求項１乃至６のいずれかに記載のマルチプレクサ。

【請求項8】

前記第１フィルタと、前記第２フィルタおよび前記第３フィルタの通過帯域を周波数順に並べたときに、隣接する通過帯域同士の間隔が通過帯域幅の５倍以下である、請求項１乃至５のいずれかに記載のマルチプレクサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信機器に搭載され、アンテナに接続されるマルチプレクサに関し、より詳細には３以上の異なる通過帯域を有するフィルタを備えたマルチプレクサに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、通信規格において注目されている技術としてキャリアアグリゲーション（Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｇｇｒｉｇａｔｉｏｎ；以下ＣＡとする）がある。ＣＡは、複数のキャリアを同時に用いて広帯域伝送を可能とする技術である。

【0003】

ＣＡに対応した通信機器では、複数の周波数帯域が同時に使用される。そのため、ＣＡに対応した通信機器では、複数の周波数帯域の複数の信号を同時に分離できる分波器（マルチプレクサ）が必要になる。

【0004】

このようなマルチプレクサとして、特許文献１には、互いに異なる３つの周波数帯の信号を分離するトリプレクサが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−５７３４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、更なる高速通信ならびに低消費電力の実現が求められており、これに伴い、フィルタに対しては複数の通過帯域のそれぞれにおいて挿入損失を抑制する技術が求められている。ＣＡにおいて同時に用いられる周波数帯域が近接する場合に特にこの技術が必要となる。

【0007】

本願は、係る事情の下に案出されたものであり、その目的は、高い通信品質を実現することのできるマルチプレクサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係るマルチプレクサは、第１フィルタと第２フィルタと第３フィルタと接続点と容量素子とを含む。第１フィルタと第２フィルタと第３フィルタとは、それぞれ少なくとも１つの共振子を含んで構成され、互いに通過帯域が異なるものである。そして、接続点は、これら第１フィルタと第２フィルタと第３フィルタとが電気的に共通に接続されている。容量素子は、前記接続点と前記第１フィルタとの間に直列接続されている。この接続点と第１フィルタとの間には基準電位への分岐路を備えていない。そして、この容量素子は、前記第２フィルタおよび前記第３フィルタのうち、前記容量素子よりも前記接続点の側に位置するフィルタの通過帯域の周波数帯において、前記第１フィルタの前記少なくとも１つの共振子のうち最も前記容量素子の側に接続された第１共振子よりも損失が少ないものである。

【発明の効果】

【0009】

上記の構成によれば、好適に異なる周波数帯の信号を分離し、高い通信品質を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の第１の実施形態に係るマルチプレクの構成を示す回路図である。

【図2】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図１のマルチプレクサのフィルタの構成を示す回路図である。

【図3】図１に示すマルチプレクの変形例の構成を示す回路図である。

【図4】本開示の第２の実施形態に係るマルチプレクの構成を示す回路図である。

【図5】図２における共振子の構造を示す平面図である。

【図6】マルチプレクサの模式的な回路図である。

【図7】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、実施例に係るマルチプレクサの周波数特性を示す線図である。

【図8】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、図７の要部拡大図であり、各フィルタの通過帯域帯における他のフィルタの反射係数を示す線図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態に係るマルチプレクサについて、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

【0012】

第２の実施形態以降において、既に説明された実施形態と同一または類似する構成については、既に説明された実施形態の構成に付された符号と同一の符号を用い、また、図示および説明を省略することがある。また、第２の実施形態以降において、既に説明された実施形態の構成と対応（類似）する構成について、既に説明された実施形態の構成に付した符号とは異なる符号を付した場合において、特に断りがない事項については、既に説明された実施形態の構成と同様である。

【0013】

＜第１の実施形態＞
（基本的構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係るマルチプレクサ１の構成を示す回路図である。マルチプレクサ１は、アンテナ端子ＡＮＴ，接続点１０，第１端子Ｓ１，第２端子Ｓ２，第３端子Ｓ３を備える。

【0014】

アンテナ端子ＡＮＴは接続点１０に接続され、接続点１０から第１〜第３端子Ｓ１〜Ｓ３がそれぞれ並列接続される。そして、接続点１０と、第１〜第３端子Ｓ１〜Ｓ３のそれぞれとの間に、第１フィルタＦ１，第２フィルタＦ２，第３フィルタＦ３が接続されている。すなわち、第１フィルタＦ１〜第３フィルタＦ３は、アンテナ端子ＡＮＴに対して並列に接続されており、接続点１０で初めて共通に接続されている。さらに、接続点１０と第１フィルタＦ１との間には容量素子Ｃ１が直列に接続されている。

【0015】

後述するが、本マルチプレクサ１によれば、この容量素子Ｃ１により、容量素子Ｃ１が前段に接続された第１フィルタＦ１の相手側のフィルタＦ２，Ｆ３の各々の通過帯域における反射係数を高めることができる。

【0016】

ここで、接続点１０と第１フィルタＦ１との間には基準電位への分岐路が存在しない。この例では、接続点１０と各フィルタＦ１〜Ｆ３との間には、いずれの経路においても基準電位への分岐路がない。このことは、各フィルタＦ１〜Ｆ３と接続点１０との間には、整合回路や他のフィルタ等が存在しないことを示す。

【0017】

第１〜第３フィルタＦ１〜Ｆ３は、送信フィルタや受信フィルタとして機能するフィルタであり、少なくとも１つの共振子２１を含んで構成される。図２（ａ），（ｂ）に、各フィルタにおける共振子の接続例を示す模式的な回路図である。

【0018】

送信フィルタとして機能するフィルタは、例えば、図２（ａ）に示すような、ラダー型フィルタによって構成されていてもよい。すなわち、送信フィルタは、その入力側Ｉ１と出力側Ｏ１との間において直列に接続された１以上（本実施形態では３）の直列共振子１３Ａと、その直列のラインと基準電位部との間に設けられた１以上（本実施形態では２）の並列共振子１３Ｂとを有している。すなわち、共振子２１として、直列共振子１３Ａと並列共振子１３Ｂとを備えている。なお、個々の直列共振子１３Ａ，並列共振子１３Ｂは、全く同一のものではなく、その配置位置，求めるフィルタ特性により、それぞれ個別の設計がなされる。

【0019】

ここで、送信フィルタの入力側Ｉ１は第１端子Ｓ１または第２端子Ｓ２または第３端子Ｓ３に接続され、出力側Ｏ１はアンテナ端子ＡＮＴ側に接続される。

【0020】

受信フィルタとして機能するフィルタは、例えば、図２（ｂ）に示すような、その入力側Ｉ２と出力側Ｏ２との間において、多重モード型フィルタ１５と、その入力側に直列に接続された補助共振子１３Ｃとを有している。すなわち、この例では共振子２１は補助共振子１３Ｃである。なお、本実施形態において、多重モードは、２重モードを含むものとする。

【0021】

ここで、受信フィルタの出力側Ｏ２は第１端子Ｓ１または第２端子Ｓ２または第３端子Ｓ３に接続され、入力側Ｉ２はアンテナ端子ＡＮＴ側に接続される。

【0022】

（容量素子）
容量素子Ｃ１は、容量素子Ｃ１が第１フィルタＦ１に接続される側のポートｐ１と、接続点１０側のポートｐ２とを備える。ここで、容量素子Ｃ１を基準に回路的にみると、ポートｐ１側に位置するフィルタ（この例では第１フィルタＦ１）と、ポートｐ２側に位置するフィルタ（この例では第２フィルタ，第３フィルタＦ３）とがある。ポートｐ２側に位置するフィルタとは、ポートｐ１側に位置するフィルタに対してアンテナ端子ＡＮＴからみて並列接続されているフィルタということもできる。以後、ポートｐ１側に位置するフィルタを後段に位置するフィルタ、ポートｐ２側に位置するフィルタを前段に位置するフィルタと呼ぶことがある。

【0023】

容量素子Ｃ１は、前段に位置するフィルタの通過帯域の周波数帯において、後段に位置するフィルタのうち最もアンテナ端子ＡＮＴ側に位置する共振子２１よりも、損失が小さい。具体的には、前段に位置するフィルタの通過帯域の周波数帯において、Ｑ値の高いコンデンサとしている。

【0024】

複数の共振子２１のうち最もアンテナ端子ＡＮＴ側に位置する共振子２１（第１共振子２１Ａ）とは、図２（ａ）に示す送信フィルタの場合には出力側Ｏ１に位置する直列共振子１３Ａであり、図２（ｂ）に示す受信フィルタの場合には、補助共振子１３Ｃである。なお、図２（ａ）に示すようなラダー型フィルタの場合であって、並列共振子１３Ｂが最も出力側Ｏ１に位置する場合には、並列共振子１３Ｂが第１共振子２１Ａとなる。

【0025】

容量素子Ｃ１は、上述の条件を満たせば特に限定はなく、チップコンデンサを用いてもよいし、圧電基板２や不図示の実装基板上に形成された電極パターンで形成してもよい。なお、いずれの場合であっても、容量素子Ｃ１の容量値はその他の構成要件との関係で適宜調整するものとする。

【0026】

容量素子Ｃ１がチップコンデンサの場合には、Ｑ値を高くすることができる。また、所望の容量値に合わせて適宜付け替えもしくは切り替えることができる。

【0027】

容量素子Ｃ１を電極パターンで形成する場合には小型化が可能となる。また、マルチプレクサ１全体としての部品点数を削減することができる。容量素子Ｃ１を電極パターンで構成する場合には、矩形状の対向電極としてもよいし、弾性表面波を励振する櫛歯状電極と同様の形状としてもよい。その場合には、所望の容量を小さい面積で得ることができる。圧電基板２上に櫛歯状電極で構成する場合には、意図せぬ弾性波の発生を抑制するために、共振周波数を調整したり、弾性表面波の伝搬方向とずらして配置したりすればよい。

【0028】

このような容量素子Ｃ１を図１に示す位置に直列に接続することで、後段に位置するフィルタを前段に位置するフィルタの通過帯域の周波数帯において反射係数の高いものとすることができる。その結果、複数のフィルタを備えるマルチプレクサ１において相手側のフィルタの通過帯域においても挿入損失の少ない、優れたフィルタ特性を実現することができるものとなる。

【0029】

なお、複数のフィルタを並列接続するマルチプレクサにおいて、不要の信号を分離するためにフィルタの前段にＬＣフィルタを設ける例が知られている。しかしながら、このようなＬＣフィルタは比帯域幅が大きく、Ｌｏｗ ＢａｎｄとＨｉｇｈ Ｂａｎｄの切り分け等の広い信号の切り分けには有効であるが、近接した通過帯域を備える複数のフィルタ間の信号の切り替えには適用することができない。具体的には、並列接続された複数のフィルタの通過帯域の間隔が、例えば通過帯域の５倍以下である場合には、通過帯域が近接した状態であるといえる。また、実際のマルチプレクサ１においては、通過帯域幅の２倍以下、１倍以下の場合もある。

【0030】

ここで、第１フィルタＦ１の共振子２１が弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）共振子（以下、ＳＡＷ共振子という）である場合には、容量素子Ｃ１の後段に位置するフィルタ（第１フィルタＦ１）の通過帯域を、容量素子Ｃ１の前段に位置するフィルタの通過帯域に比べて低くしてもよい。言い換えると、複数のフィルタが並列接続される場合において、最も通過帯域が高いフィルタ以外のフィルタに容量素子Ｃ１を接続してもよい。

【0031】

ＳＡＷ共振子を用いたフィルタにおいては、通過帯域の高周波数側でバルク波放射による損失が顕著に発生する。このバルク波放射によるロスが増大した周波数帯に他のフィルタの通過帯域が重なったときに通信品質が低下してしまう。そこで、容量素子Ｃ１を配置することで、この周波数帯における反射係数を高め、その結果、この周波数帯に通過帯域が重複した他のフィルタの特性を高めることができる。

【0032】

さらに、容量素子Ｃ１よりも前段に位置するフィルタの中に、第１フィルタＦ１の通過帯域よりも低周波数側に通過帯域が位置するフィルタが存在する場合には、容量素子Ｃ１を圧電基板２上に形成された櫛歯電極で構成してもよい。より具体的には、櫛歯電極はＳＡＷの伝搬方向に沿って形成され、その共振周波数が、最もアンテナ端子ＡＮＴ側に位置する共振子２１の共振周波数よりも高くなるように形成されている。言い換えると、容量素子Ｃ１の櫛歯状電極の電極指周期（後述）は最もアンテナ端子ＡＮＴ側に位置する共振子２１を構成する櫛歯状電極の電極指周期よりも小さくなっている。

【0033】

このように構成することで、容量素子Ｃ１は、その後段に位置するフィルタ（第１フィルタＦ１）の通過帯域とは関係のない、より高周波数側の周波数で共振するＳＡＷ共振子として機能する。ＳＡＷ共振子は共振周波数よりも低周波数側の領域においてはバルク波放射による損失が小さいため、容量素子Ｃ１により、その後段に位置するフィルタ（第１フィルタＦ１）の通過帯域よりも低周波数側において損失を低減することができる。その結果、後段に位置するフィルタ（第１フィルタＦ１）の通過帯域よりも低周波数側に位置するフィルタに対して反射係数を高めることができる。

【0034】

より好ましくは、容量素子Ｃ１による共振周波数が、全フィルタ（Ｆ１〜Ｆ３）の通過帯域よりも高周波数側に位置するように、電極指周期を調整してもよい。

【0035】

なお、図１に示す例では、３つのフィルタが並列接続されるマルチプレクサ１の例を示したが、４以上であってもよい。さらに、３つのフィルタのうち１つのフィルタのみに容量素子を設けた場合について説明したが、複数のフィルタ（全てのフィルタの場合を含む）についてそれぞれに容量素子を設けてもよい。図３に、複数のフィルタ（この例では２つ）のそれぞれについて容量素子Ｃを設けた例を示す。第１フィルタＦ１と接続点１０との間に接続された容量素子Ｃ１に加え、第２フィルタＦ２と接続点Ｉ０との間に接続された第２容量素子Ｃ２を備える。第２容量素子Ｃ２の第３ポートｐ３は、容量素子Ｃ１の第１ポートｐ１に相当し、第２容量素子Ｃ２の第４ポートｐ４は、容量素子Ｃ１の第２ポートｐ２に相当する。第２容量素子Ｃ２に求められる損失の大きさは、容量素子Ｃ１と同様である。すなわち、第２容量素子Ｃ２の前段に位置するフィルタ（第１フィルタＦ１，第３フィルタＦ３）の通過帯域の周波数領域における損失が、第２容量素子Ｃ２の後段に位置するフィルタ（第２フィルタＦ２）のうち最もアンテナ端子ＡＮＴ側に位置する共振子２１（第２共振子２１Ｂという）の損失よりも小さくなるように設計されている。このような場合には、より多くの通過帯域について反射係数を高め、その結果通信品質を高めることができる。

【0036】

＜第２の実施形態＞
上述の例では、１つのフィルタに１つの容量素子Ｃ１を設けた例について説明したが、２以上のフィルタに対して１つの容量素子を設けてもよい。このようなマルチフィルタ１Ａの一例の回路図を図４に示す。

【0037】

図４において、マルチプレクサ１Ａは、アンテナ端子ＡＮＴ，接続点１０，第１接続点１１、第２接続点１２，第１端子Ｓ１，第２端子Ｓ２，第３端子Ｓ３，第４端子Ｓ４とを備える。

【0038】

アンテナ端子ＡＮＴは接続点１０に接続され、接続点１０から第１〜第４端子Ｓ１〜Ｓ４がそれぞれ並列接続される。より具体的には、第１接続点１１と第１端子Ｓ１との間に第１フィルタＦ１が接続されている。そして、第１接続点１１と第３端子Ｓ３との間に第３フィルタＦ３が接続されている。すなわち、第１接続点１１に対して第１フィルタＦ１と第３フィルタＦ３とが並列接続されている。

【0039】

同様に、第２接続点１２と第２端子Ｓ２との間に第２フィルタが接続され、第２接続点１２と第４端子Ｓ４との間に第４フィルタＦ４が接続されている。

【0040】

そして、接続点１０に対して第１接続点１１と第２接続点１２とが並列に接続されている。すなわち、第１フィルタＦ１〜第４フィルタＦ４は、アンテナ端子ＡＮＴに対して並列に接続されており、接続点１０で初めて共通に接続されている。さらに、接続点１０と第１フィルタＦ１との間には容量素子Ｃ１が直列に接続されている。この例では、接続点１０と第１接続点１１との間に容量素子Ｃ１が接続されている。同様に、接続点と第２フィルタＦ２との間であって、その中の接続点１０と第２接続点１２との間には第２容量素子Ｃ２が直列に接続されている。

【0041】

このような構成とする場合には、容量素子Ｃ１に対して前段に位置するフィルタは第２フィルタＦ２と第４フィルタＦ４とであって、後段に位置するフィルタは第１フィルタＦ１と第３フィルタＦ３とである。同様に、第２容量素子Ｃ２に対して、前段に位置するフィルタは第１フィルタＦ１と第３フィルタＦ３とであり、後段に位置するフィルタは第２フィルタＦ２と第４フィルタＦ４とである。

【0042】

容量素子Ｃ１，Ｃ２に求められる特性は、第１の実施形態で説明した通りである。例えば、容量素子Ｃ１については、第２フィルタＦ２と第４フィルタＦ４との両方の通過帯域において、第１フィルタＦ１と第３フィルタＦ３の両方の第１共振子２１よりも損失の少ないコンデンサを用いている。

【0043】

このように２つのフィルタに対して１つの容量素子で反射係数を高めることで、部品点数を少なくすることができる。

【0044】

さらに、この例では、アンテナ端子ＡＮＴと接続点１０との間の配線から分岐して基準電位に接続されるインダクタンスＬが位置している。容量素子Ｃ１と第２容量素子Ｃ２とはあくまでも反射係数を高めるために挿入された成分であるが、これら２つの容量素子Ｃ１，Ｃ２とこのインダクタンスＬとでアンテナ端子ＡＮＴとの整合をとることもできる。一方（第１，第３フィルタＦ１，Ｆ３）側から他方（第２，第４フィルタＦ２）側をみたときには、直列接続された容量素子Ｃ１，第２容量素子Ｃ２と間にインダクタンスＬが分岐して接地される構成となる。このようにコンデンサ２つが直列接続されていることから位相回転を減ずることができ、整合をとりやすくなる。

【0045】

また、上述の例では、２つのフィルタに対して１つの容量素子を設けた構成を２つ並列接続した例を示したが、一方の容量素子は省略してもよいし、２つのフィルタに対して１つの容量素子を設けた構成と、１つのフィルタに１つの容量素子Ｃ１を設けた構成を組み合わせてもよい。

【0046】

（各構成要素）
以下、上述のマルチプレクサ１，１Ａを構成する各構成要素について図５を用いて説明する。図５において、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、Ｄ１軸、Ｄ２軸およびＤ３軸からなる直交座標系を定義し、Ｄ３軸の正側（図５の紙面手前側）を上方として、上面等の語を用いることがあるものとする。

【0047】

共振子１７は、ＳＡＷ共振子でも圧電薄膜共振子でも水晶振動子でもよいが、この例では、弾性表面波共振子で構成した場合について説明する。ＳＡＷ共振子は、圧電基板２上に後述のＩＤＴ電極１９等の導体パターンを形成してなる。

【0048】

圧電基板２は、Ｄ１軸およびＤ２軸に平行な（Ｄ３軸に直交する）上面を有する基板である。その平面形状および寸法は適宜に設定されてよい。また、圧電基板２は、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）単結晶またはタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）単結晶等の圧電性を有する単結晶からなる。そのカット角は、利用するＳＡＷの種類等に応じて適宜に設定されてよい。例えば、圧電基板２は、回転ＹカットＸ伝搬のものである。すなわち、Ｘ軸は圧電基板２の上面（Ｄ１軸）に平行であり、Ｙ軸は、圧電基板２の上面の法線に対して所定の角度で傾斜している。

【0049】

なおＤ１軸、Ｄ２軸およびＤ３軸からなる直交座標系と、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる直交座標系（すなわち結晶方位）との関係は一定であるものとする。従って、以下では、圧電基板２の結晶方位の向きをＤ１軸、Ｄ２軸および／またはＤ３軸で示すことがある。

【0050】

ここで、圧電基板２の裏面には圧電基板を構成する材料よりも線膨張係数の小さい材料からなる支持基板を貼り合せてもよいし、このような支持基板と圧電基板２との間に音速の早い材料と低い材料とを積層した音響反射構造層を介在させてもよい。

【0051】

図５は、直列共振子１３Ａ、並列共振子１３Ｂおよび補助共振子１３Ｃ（以下、これらを区別せずに、「共振子１３」ということがある。）等のＳＡＷ共振子の構造を示す平面図である。

【0052】

共振子１３は、例えば、１ポートＳＡＷ共振子として構成されており、圧電基板２と、圧電基板２の上面に設けられたＩＤＴ電極１９および反射器２１とを有している。なお、共振子１３は、上記の他、ＩＤＴ電極１９および反射器２１の上面に配置される付加膜、ＩＤＴ電極１９および反射器２１と圧電基板２との間に介在する下地層、圧電基板２の上面をＩＤＴ電極１９および反射器２１（または付加膜）の上から覆う保護層等を有していてもよい。

【0053】

ＩＤＴ電極１９は、圧電基板２の上面に形成された導電パターン（導電層）によって構成されており、正側櫛歯電極２３Ａおよび負側櫛歯電極２３Ｂを有している。なお、以下では、正側櫛歯電極２３Ａおよび負側櫛歯電極２３Ｂを単に「櫛歯電極２３」といい、これらを区別しないことがある。また、正側櫛歯電極２３Ａは、１対の櫛歯電極２３のうちＤ２軸の正側に位置する櫛歯電極２３を指し、負側櫛歯電極２３Ｂは、１対の櫛歯電極２３のうちＤ２軸の負側に位置する櫛歯電極２３を指すものとする（これらの名称は電位の正側・負側を指すものではない。）。

【0054】

各櫛歯電極２３は、例えば、互いに対向する２本のバスバー２５と、各バスバー２５から他のバスバー２５側へ並列に延びる複数の電極指２７と、複数の電極指２７の間において各バスバー２５から他のバスバー２５側へ延びる複数のダミー電極２９と、を有している。そして、１対の櫛歯電極２３は、複数の電極指２７が互いに噛み合うように（交差するように）配置されている。

【0055】

なお、ＳＡＷの伝搬方向は複数の電極指２７の向き等によって規定されるが、本実施形態では、便宜的に、ＳＡＷの伝搬方向を基準として、複数の電極指２７の向き等を説明することがある。

【0056】

バスバー２５は、例えば、概ね一定の幅でＳＡＷの伝搬方向（Ｄ１軸方向、Ｘ軸方向）に直線状に延びる長尺状に形成されている。そして、１対のバスバー２５は、ＳＡＷの伝搬方向に交差（本実施形態では直交）する方向（Ｄ２軸方向）において対向している。また、１対のバスバー２５は、例えば、互いに平行であり、一対のバスバー２５間の距離は、ＳＡＷの伝搬方向において一定である。

【0057】

複数の電極指２７は、例えば、概ね一定の幅でＳＡＷの伝搬方向に直交する方向（Ｄ２軸方向）に直線状に延びる長尺状に形成されており、ＳＡＷの伝搬方向（Ｄ１軸方向、Ｘ軸方向）に概ね一定の間隔で配列されている。１対の櫛歯電極２３の複数の電極指２７は、そのピッチｐ（例えば電極指２７の中心間距離）が、例えば、共振させたい周波数でのＳＡＷの波長λの半波長と同等となるように設けられている。波長λは、例えば、１．５μｍ〜６μｍである。

【0058】

複数の電極指２７の長さ（Ｄ２軸方向）は、例えば、互いに同等とされている。また、複数の電極指２７の幅（Ｄ１軸方向）は、例えば、互いに同等とされている。なお、これらの寸法は、共振子１３に要求される電気特性等に応じて適宜に設定されてよい。例えば、電極指２７の幅は、複数の電極指２７のピッチｐに対して０．４ｐ〜０．７ｐである。

【0059】

複数のダミー電極２９は、例えば、概ね一定の幅でＳＡＷの伝搬方向に直交する方向（Ｄ２軸方向）に直線状に延びる長尺状に形成されており、複数の電極指２７間の中央に配置されている（複数の電極指２７と同等のピッチで配列されている）。そして、一方の櫛歯電極２３のダミー電極２９の先端は、他方の櫛歯電極２３の電極指２７の先端とギャップＧを介して対向している。ダミー電極２９の幅（Ｄ１軸方向）は、例えば、電極指２７の幅と同等である。複数のダミー電極２９の長さ（Ｄ２軸方向）は、例えば、互いに同等である。

【0060】

複数のギャップＧの数は、複数の電極指２７の本数と同数である。また、複数のギャップＧの幅（Ｄ１軸方向）は、複数の電極指２７の幅および複数のダミー電極２９の幅と同等であり、また、ギャップＧ同士で互いに同等である。複数のギャップＧの長さ（Ｄ２軸方向）は、ギャップＧ同士で互いに同一である。この長さは、共振子１３に要求される電気特性等に応じて適宜に設定されてよい。例えば、ギャップＧの長さは、０．１λ〜０．６λである。

【0061】

ＩＤＴ電極１９は、例えば、金属によって形成されている。この金属としては、例えば、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金（Ａｌ合金）が挙げられる。Ａｌ合金は、例えば、Ａｌ−Ｃｕ合金である。なお、ＩＤＴ電極１９は、複数の金属層から構成されてもよい。ＩＤＴ電極１９の厚みは適宜に設定されてよい。

【0062】

ＩＤＴ電極１９によって圧電基板２に電圧が印加されると、圧電基板２の上面付近において上面に沿ってＤ１軸方向に伝搬するＳＡＷが誘起される。また、ＳＡＷは、電極指２７によって反射される。そして、電極指２７のピッチｐを半波長とする定在波が形成される。定在波は、当該定在波と同一周波数の電気信号に変換され、電極指２７によって取り出される。このようにして、共振子１３は、共振子もしくはフィルタとして機能する。

【0063】

反射器２１は、圧電基板２の上面に形成された導電パターン（導電層）によって構成されており、平面視において格子状に形成されている。すなわち、反射器２１は、ＳＡＷの伝搬方向に交差する方向において互いに対向する１対のバスバー（符号省略）と、これらバスバー間においてＳＡＷの伝搬方向に直交する方向（Ｄ２軸方向）に延びる複数の電極指（符号省略）とを有している。反射器２１の複数の電極指は、ＩＤＴ電極１９の複数の電極指２７と概ね同等のピッチで配列されている。

【0064】

なお、図５に示すＳＡＷ共振子の構成を容量素子として用いる場合には、反射器２１やダミー電極２９を省略してもよい。

【0065】

以上のような構成の共振子１７を備えることにより、小型なマルチプレクサを提供することができる。

【実施例】

【0066】

まず、容量素子Ｃ１挿入の効果を確認するために、図６に示す回路図で示されるマルチプレクサについて検討した。

【0067】

第１フィルタＦ１の通過帯域は第２フィルタＦ２の通過帯域よりも低周波数側に位置し、互いのフィルタの通過帯域同士の間隔は通過帯域幅の約３倍であった。この場合に、第１容量素子Ｃ１の容量を３．２ｐＦ、第２フィルタＦ２の通過帯域の周波数帯におけるＱ値を１００とし、第２容量素子Ｃ２の容量を１．１ｐＦ、インダクタＬのインダクタンスを３．３ｎＨとしたマルチプレクサのモデルを作成した。このモデルを実施例１とする。

【0068】

同様に比較例として、容量素子Ｃ１，第２容量素子Ｃ２を備えず、インダクタＬの大きさを３．０ｎＨとしたマルチプレクサのモデルを作成した。なお、容量素子Ｃ１，第２容量素子Ｃ２を備える場合と備えない場合とでインダクタＬの大きさが異なる。これは、それぞれの構成においてアンテナ端子ＡＮＴとの整合がとれるように最適化したことによる。

【0069】

シミュレーションの結果、容量素子Ｃ１，第２容量素子Ｃ２を備えない比較例のときには、第１フィルタＦ１の第２フィルタＦ２の通過帯域の周波数帯における反射係数Γは０．８６４であった。これに対して、容量素子Ｃ１，第２容量素子Ｃ２を備える場合には反射係数Γは０．９０３であり、理想とする１に近付かせることができる。その結果、マルチプレクサ全体の損失を低減することができる。

【0070】

次の実施例（実施例２）として、図４に示すマルチプレクサ１Ａを製造しその周波数特性を測定した。同様に、比較例として、図４に示す例において容量素子Ｃ１，Ｃ２を備えないマルチプレクサを製造し、同様に周波数特性を測定した。

【0071】

４つのフィルタの通過帯域の周波数帯は、第２フィルタＦ２，第１フィルタＦ１，第３フィルタＦ３，第４フィルタＦ４の順に高くなるように設定した。言い換えると、４つの通過帯域のうち、真ん中に位置する近接する通過帯域を備えるフィルタ２つが第１接続点１１に接続され、一番低い通過待機と一番高い通過帯域を備えるフィルタ２つが第２接続点１２に接続されている。

【0072】

ここで、容量素子Ｃ１，第２容量素子Ｃ２は、それぞれチップコンデンサであり、インダクタＬは不図示の回路基板（実装基板）に形成した導線パターンとした。容量素子Ｃ１，第２容量素子Ｃ２，インダクタＬの構成は以下の通りである。

【0073】

容量素子Ｃ１ ：容量値 １２ｐＦ，１ＧＨｚにおけるＱ値 ６０
第２容量素子Ｃ２：容量値 １０ｐＦ，１ＧＨｚにおけるＱ値 ６０
インダクタＬ ：インダクタンス １．６ｎＨ，１ＧＨｚにおけるＱ値 ６２
容量素子Ｃ１，第２容量素子Ｃ２，インダクタＬ：いずれも不図示の実装基板に実装しチップ素子
フィルタＦ１〜Ｆ４の通過帯域：１．７ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚ
このような構成の実施例２および比較例の周波数特性について図７に示す。図７（ａ）に、比較例のマルチプレクサについて各フィルタの周波数と反射係数Γの大きさとの相関を示す。図７（ｂ）に実施例２のルチプレクサについて各フィルタの周波数と反射係数Γの大きさとの相関を示す。

【0074】

この図から明らかなように、周波数が高くなるにつれて、通過帯域の高周波数側における反射係数が徐々に低くなるが、実施例は比較例に比べて、その降下する傾きが小さくなっていることが確認できた。これにより、実施例に係るマルチプレクサは相手側の複数の通過帯域において反射係数を高めることができることを確認した。

【0075】

図８に、図７の要部拡大図を示す。具体的には、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、第１フィルタＦ１〜第４フィルタＦ４の各通過帯域帯におけるその他のフィルタの反射係数を示すものである。（ａ）〜（ｄ）において、薄く塗りつぶした領域が通過帯域帯となっている。にさらに、各フィルタの通過帯域内における、他のフィルタの反射係数Γの大きさを確認すると、通過帯域中央付近の落ち込みや、通過帯域の高周波数側の肩部における反射係数Γの劣化を抑制できていることを確認できた。以上より、実施例に係るマルチプレクサにより通信品質が向上することを確認できた。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】