(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024162470
(43)【公開日】2024-11-21
(54)【発明の名称】マルチプレクサ
(51)【国際特許分類】
H03H 9/72 20060101AFI20241114BHJP
H03H 9/70 20060101ALI20241114BHJP
H03H 9/17 20060101ALI20241114BHJP
H03H 7/46 20060101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
H03H9/72
H03H9/70
H03H9/17 F
H03H7/46 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023078003
(22)【出願日】2023-05-10
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100189430
【弁理士】
【氏名又は名称】吉川 修一
(74)【代理人】
【識別番号】100190805
【弁理士】
【氏名又は名称】傍島 正朗
(72)【発明者】
【氏名】小笹 茂生
【テーマコード（参考）】
5J097
5J108
【Ｆターム（参考）】
5J097AA01
5J097AA15
5J097BB15
5J097CC05
5J097EE08
5J097GG03
5J097KK02
5J097KK04
5J108AA07
5J108BB08
5J108CC11
5J108EE03
5J108EE04
5J108EE07
5J108EE13
5J108JJ01
(57)【要約】
【課題】共通接続されたフィルタの通過帯域内の挿入損失が低減されたマルチプレクサを提供する。
【解決手段】マルチプレクサ１は、第１通過帯域を有するフィルタ２０と、第１通過帯域よりも高周波側の第２通過帯域を有するフィルタ１０と、を備え、フィルタ１０が有する複数の弾性波共振子は、フィルタ１０の直列腕経路上に配置された直列腕共振子Ｓ３１と、直列腕共振子Ｓ３１と並列接続された直列腕共振子Ｓ３２と、直列腕共振子Ｓ３１と直列腕共振子Ｓ３２との接続点ｎ１とグランドとを結ぶ並列腕経路上に配置された並列腕共振子Ｐ２と、を含み、直列腕共振子Ｓ３１と直列腕共振子Ｓ３２とを含む直列腕共振子Ｓ３は、第２通過帯域よりも低い反共振周波数ｆａｓＬおよび第２通過帯域よりも高い反共振周波数ｆａｓＨを有し、並列腕共振子Ｐ２は反共振周波数ｆａｐ２を有し、反共振周波数ｆａｐ２は第２通過帯域の低周波端ｆＢ１Ｌよりも低い。
【選択図】図５
【解決手段】マルチプレクサ１は、第１通過帯域を有するフィルタ２０と、第１通過帯域よりも高周波側の第２通過帯域を有するフィルタ１０と、を備え、フィルタ１０が有する複数の弾性波共振子は、フィルタ１０の直列腕経路上に配置された直列腕共振子Ｓ３１と、直列腕共振子Ｓ３１と並列接続された直列腕共振子Ｓ３２と、直列腕共振子Ｓ３１と直列腕共振子Ｓ３２との接続点ｎ１とグランドとを結ぶ並列腕経路上に配置された並列腕共振子Ｐ２と、を含み、直列腕共振子Ｓ３１と直列腕共振子Ｓ３２とを含む直列腕共振子Ｓ３は、第２通過帯域よりも低い反共振周波数ｆａｓＬおよび第２通過帯域よりも高い反共振周波数ｆａｓＨを有し、並列腕共振子Ｐ２は反共振周波数ｆａｐ２を有し、反共振周波数ｆａｐ２は第２通過帯域の低周波端ｆＢ１Ｌよりも低い。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１通過帯域を有する第１フィルタと、
前記第１通過帯域よりも周波数が高い第２通過帯域を有する第２フィルタと、を備え、
前記第１フィルタの一端と前記第２フィルタの一端とが接続され、
前記第２フィルタは、複数の弾性波共振子を有し、
前記複数の弾性波共振子は、
前記第２フィルタの前記一端と他端とを結ぶ直列腕経路上に配置された第１直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子と並列接続された第２直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子と前記第２直列腕共振子との接続点のうちの前記一端側の接続点とグランドとを結ぶ並列腕経路上に配置された第１並列腕共振子と、を含み、
前記第１直列腕共振子と前記第２直列腕共振子とが合成された共振子は、前記第２通過帯域よりも低い第１反共振周波数および前記第２通過帯域よりも高い第２反共振周波数を有し、
前記第１並列腕共振子は、第３反共振周波数を有し、
前記第３反共振周波数は、前記第２通過帯域の低周波端よりも低い、
マルチプレクサ。
前記第１通過帯域よりも周波数が高い第２通過帯域を有する第２フィルタと、を備え、
前記第１フィルタの一端と前記第２フィルタの一端とが接続され、
前記第２フィルタは、複数の弾性波共振子を有し、
前記複数の弾性波共振子は、
前記第２フィルタの前記一端と他端とを結ぶ直列腕経路上に配置された第１直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子と並列接続された第２直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子と前記第２直列腕共振子との接続点のうちの前記一端側の接続点とグランドとを結ぶ並列腕経路上に配置された第１並列腕共振子と、を含み、
前記第１直列腕共振子と前記第２直列腕共振子とが合成された共振子は、前記第２通過帯域よりも低い第１反共振周波数および前記第２通過帯域よりも高い第２反共振周波数を有し、
前記第１並列腕共振子は、第３反共振周波数を有し、
前記第３反共振周波数は、前記第２通過帯域の低周波端よりも低い、
マルチプレクサ。
【請求項2】
前記第３反共振周波数は、前記第１反共振周波数以上であり、かつ、前記第２通過帯域の低周波端よりも低い、
請求項１に記載のマルチプレクサ。
請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項3】
前記第３反共振周波数は、前記第１反共振周波数と一致している、
請求項１に記載のマルチプレクサ。
請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項4】
前記第２フィルタは、さらに、
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路に配置された第３直列腕共振子を含む、
請求項１～３のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路に配置された第３直列腕共振子を含む、
請求項１～３のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項5】
前記第２フィルタは、
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路に配置された複数の直列腕共振子を含み、
前記第３直列腕共振子は、前記複数の直列腕共振子のなかで、前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子に最も近く接続されている、
請求項４に記載のマルチプレクサ。
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路に配置された複数の直列腕共振子を含み、
前記第３直列腕共振子は、前記複数の直列腕共振子のなかで、前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子に最も近く接続されている、
請求項４に記載のマルチプレクサ。
【請求項6】
前記第３直列腕共振子は、前記複数の直列腕共振子のなかで、容量が最も小さい、
請求項５に記載のマルチプレクサ。
請求項５に記載のマルチプレクサ。
【請求項7】
前記第２フィルタは、
前記直列腕経路とグランドとの間に接続された複数の並列腕共振子を含み、
前記第１並列腕共振子は、前記複数の並列腕共振子の中で共振周波数が最も低い、
請求項１～３のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
前記直列腕経路とグランドとの間に接続された複数の並列腕共振子を含み、
前記第１並列腕共振子は、前記複数の並列腕共振子の中で共振周波数が最も低い、
請求項１～３のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項8】
前記第１並列腕共振子を除く前記複数の並列腕共振子の少なくとも１つの反共振周波数は、前記第２通過帯域に含まれる、
請求項７に記載のマルチプレクサ。
請求項７に記載のマルチプレクサ。
【請求項9】
前記複数の弾性波共振子のそれぞれは、ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極を有する弾性表面波共振子で構成され、
前記第２フィルタは、前記直列腕経路とグランドとの間に接続された複数の並列腕共振子を含み、
前記第１並列腕共振子は、前記複数の並列腕共振子の中で前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチが最も大きい、
請求項１～３のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
前記第２フィルタは、前記直列腕経路とグランドとの間に接続された複数の並列腕共振子を含み、
前記第１並列腕共振子は、前記複数の並列腕共振子の中で前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチが最も大きい、
請求項１～３のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項10】
前記第２フィルタにおいて、
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路には、互いに並列接続された２つの直列腕共振子が配置されていない、
請求項１～３のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路には、互いに並列接続された２つの直列腕共振子が配置されていない、
請求項１～３のいずれか１項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、弾性波フィルタを備えるマルチプレクサに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、互いに並列接続された２つの直列腕共振子と、並列腕共振子と、を備えたラダー型の弾性波フィルタが開示されている。上記２つの直列腕共振子が合成された共振子は、弾性波フィルタの通過帯域よりも低い第１反共振周波数および当該通過帯域よりも高い第２反共振周波数を有する。これによれば、弾性波フィルタの狭帯域化およびフィルタ特性の急峻性を向上できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－１３６６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に開示された弾性波フィルタを、マルチプレクサの高周波側のフィルタとして適用すると、第１反共振周波数の低周波側帯域が誘導性インピーダンスであることに起因して、低周波側のフィルタの通過帯域付近にリプルが発生する場合がある。
【0005】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、共通接続されたフィルタの通過帯域内の挿入損失が低減されたマルチプレクサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るマルチプレクサは、第１通過帯域を有する第１フィルタと、第１通過帯域よりも周波数が高い第２通過帯域を有する第２フィルタと、を備え、第１フィルタの一端と第２フィルタの一端とが接続され、第２フィルタは、複数の弾性波共振子を有し、複数の弾性波共振子は、第２フィルタの一端と他端とを結ぶ直列腕経路上に配置された第１直列腕共振子と、第１直列腕共振子と並列接続された第２直列腕共振子と、第１直列腕共振子と第２直列腕共振子との接続点のうちの一端側の接続点とグランドとを結ぶ並列腕経路上に配置された第１並列腕共振子と、を含み、第１直列腕共振子と第２直列腕共振子とが合成された共振子は、第２通過帯域よりも低い第１反共振周波数および第２通過帯域よりも高い第２反共振周波数を有し、第１並列腕共振子は、第３反共振周波数を有し、第３反共振周波数は、第２通過帯域の低周波端よりも低い。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、共通接続されたフィルタの通過帯域内の挿入損失が低減されたマルチプレクサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態に係るマルチプレクサの回路構成図である。
【図2】実施の形態に係るマルチプレクサを構成する弾性波フィルタの回路構成図である。
【図3A】実施の形態に係る第２フィルタを構成する弾性波共振子の第１例を模式的に表す平面図および断面図である。
【図3B】実施の形態に係る第２フィルタを構成する弾性波共振子の第２例を模式的に表す断面図である。
【図3C】実施の形態に係る第２フィルタを構成する弾性波共振子の第３例を模式的に表す断面図である。
【図4】実施の形態に係る第２フィルタの第１直列腕共振子および第２直列腕共振子を合成した共振子のインピーダンス特性を示すグラフである。
【図5】実施の形態に係る第１フィルタの第１直列腕共振子および第２直列腕共振子を合成した共振子のインピーダンスおよび第１並列腕共振子のインピーダンスの周波数関係を示すグラフである。
【図6A】実施の形態および比較例に係る第２フィルタの接続点ｎ１から端子１１０側を見た場合のインピーダンスを表すスミスチャートである。
【図6B】実施の形態および比較例に係る第２フィルタの接続点ｎ１から端子１１０側を見た場合のインピーダンスを表すスミスチャートである。
【図6C】実施の形態および比較例に係る第２フィルタの接続点ｎ３から端子１１０側を見た場合のインピーダンスを表すスミスチャートである。
【図6D】実施の形態および比較例に係る第２フィルタの接続点ｎ３から端子１１０側を見た場合のインピーダンスを表すスミスチャートである。
【図6E】実施の形態および比較例に係る第２フィルタの共通端子１００から端子１１０側を見た場合のインピーダンスを表すスミスチャートである。
【図7A】実施の形態および比較例に係る第１フィルタの通過特性を表すグラフである。
【図7B】実施の形態に係る第２フィルタの通過特性を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の実施の形態について、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例は、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。
【0010】
なお、各図は、本発明を示すために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる場合がある。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素化される場合がある。
【0011】
本開示の回路構成において、「接続される」とは、接続端子および／または配線導体で直接接続される場合だけでなく、インダクタおよびキャパシタなどの整合素子、ならびにスイッチ回路を介して電気的に接続される場合も含む。「ＡおよびＢの間に接続される」とは、ＡおよびＢの間でＡおよびＢの両方に接続されることを意味する。
【0012】
また、「平行」および「垂直」などの要素間の関係性を示す用語、「矩形」などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の誤差をも含むことを意味する。
【0013】
また、以下の実施の形態において、フィルタの通過帯域は、当該通過帯域内における挿入損失の最小値から３ｄＢ大きい２つの周波数間の周波数帯域と定義される。
【0014】
また、本開示において、バンドＡは、無線アクセス技術（ＲＡＴ：Radio Access Technology）を用いて構築される通信システムのために、標準化団体など（例えば３ＧＰＰ（登録商標）、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）等）によって予め定義された周波数バンドを意味する。本実施の形態では、通信システムとしては、例えばＬＴＥ(Long Term Evolution)システム、５Ｇ（5th Generation）－ＮＲ（New Radio）システム、およびＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）システム等を用いることができるが、これらに限定されない。
【0015】
また、バンドＡのアップリンク動作バンドとは、バンドＡのうちのアップリンク用に指定された周波数範囲を意味する。また、バンドＡのダウンリンク動作バンドとは、バンドＡのうちのダウンリンク用に指定された周波数範囲を意味する。
【0016】
（実施の形態）
［１．１ マルチプレクサ１の回路構成］
図１は、実施の形態に係るマルチプレクサ１の回路構成図である。同図に示すように、マルチプレクサ１は、フィルタ１０および２０と、共通端子１００と、出力端子１１０および入力端子１２０と、を備える。
［１．１ マルチプレクサ１の回路構成］
図１は、実施の形態に係るマルチプレクサ１の回路構成図である。同図に示すように、マルチプレクサ１は、フィルタ１０および２０と、共通端子１００と、出力端子１１０および入力端子１２０と、を備える。
【0017】
共通端子１００は、例えば、アンテナに接続される。
【0018】
フィルタ２０は、第１フィルタの一例であり、バンドＡのアップリンク動作バンドを含む通過帯域（第１通過帯域）を有する。フィルタ２０の一端（出力端）は共通端子１００に接続され、他端（入力端）は入力端子１２０に接続される。フィルタ１０は、例えば、弾性波共振子を含む弾性波フィルタ、または、インダクタおよびキャパシタで構成されたＬＣフィルタであってもよく、これらに限定されない。
【0019】
フィルタ１０は、第２フィルタの一例であり、バンドＡのダウンリンク動作バンドを含む通過帯域（第２通過帯域）を有する。フィルタ１０の通過帯域は、フィルタ２０の通過帯域よりも高周波側に位置する。フィルタ１０の一端（入力端）は共通端子１００に接続され、他端（出力端）は出力端子１１０に接続される。つまり、フィルタ１０の一端とフィルタ２０の一端とは接続されている。フィルタ１０は、複数の弾性波共振子を有する弾性波フィルタである。
【0020】
バンドＡとしては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ３０（アップリンク動作バンド：２３０５－２３１５ＭＨｚ、ダウンリンク動作バンド：２３５０－２３６０ＭＨｚ）が適用される。
【0021】
なお、フィルタ１０の通過帯域は、フィルタ２０の通過帯域よりも高周波側に位置していればよく、フィルタ１０および２０の通過帯域は、それぞれ、同一バンドのダウンリンク動作バンドおよびアップリンク動作バンドを含む通過帯域でなくてもよい。例えば、フィルタ１０の通過帯域はバンドＢを含み、フィルタ２０の通過帯域はバンドＢよりも低周波側のバンドＣを含んでもよい。
【0022】
なお、本実施の形態に係るマルチプレクサ１において、フィルタ１０および２０以外のフィルタが共通端子１００に接続されていてもよい。また、共通端子１００と出力端子１１０とを結ぶ経路、および、共通端子１００と入力端子１２０とを結ぶ経路のいずれかに、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一方を含むインピーダンス整合回路が接続されてもよい。
【0023】
なお、共通端子１００、出力端子１１０および入力端子１２０は、マルチプレクサ１が備えていなくてもよい。
【0024】
［１．２ フィルタ１０の回路構成］
次に、マルチプレクサ１を構成するフィルタ１０の回路構成について例示する。
次に、マルチプレクサ１を構成するフィルタ１０の回路構成について例示する。
【0025】
図２は、実施の形態に係るマルチプレクサ１を構成するフィルタ１０（第２フィルタ）の回路構成図である。同図に示すように、フィルタ１０は、直列腕共振子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４と、並列腕共振子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４と、を備える。
【0026】
直列腕共振子Ｓ１～Ｓ４は、フィルタ１０の一端と他端とを結ぶ（共通端子１００と出力端子１１０とを結ぶ）直列腕経路上に配置される。また、並列腕共振子Ｐ１～Ｐ４のそれぞれは、直列腕共振子Ｓ１～Ｓ４および出力端子１１０の各接続点とグランドとの間に接続されている。上記接続構成により、フィルタ１０は、ラダー型のバンドパスフィルタを構成している。
【0027】
直列腕共振子Ｓ３は、互いに並列接続された直列腕共振子Ｓ３１およびＳ３２で構成されている。直列腕共振子Ｓ３１は、第１直列腕共振子の一例であり、上記直列腕経路上に配置される。直列腕共振子Ｓ３２は、第２直列腕共振子の一例であり、上記直列腕経路上に配置され、直列腕共振子Ｓ３１と並列接続される。
【0028】
並列腕共振子Ｐ２は、第１並列腕共振子の一例であり、直列腕共振子Ｓ３１と直列腕共振子Ｓ３２との接続点ｎ１およびｎ２のうちのフィルタ１０の一端側（共通端子１００側）の接続点ｎ１とグランドとを結ぶ並列腕経路上に配置される。
【0029】
直列腕共振子Ｓ２は、第３直列腕共振子の一例であり、共通端子１００と直列腕共振子Ｓ３との間の直列腕経路に配置される。直列腕共振子Ｓ２は、直列腕共振子Ｓ１およびＳ２のうち、直列腕共振子Ｓ３に最も近く接続されている。
【0030】
なお、本実施の形態に係るフィルタ１０において、直列腕共振子Ｓ３および並列腕共振子Ｐ２は必須の構成要素であり、その他の直列腕共振子および並列腕共振子は無くてもよい。また、フィルタ１０において、直列腕共振子Ｓ３よりも出力端子１１０側または並列腕共振子Ｐ２よりも共通端子１００側に、縦結合型の弾性波共振器が接続されてもよい。また、並列腕共振子Ｐ１～Ｐ４のそれぞれとグランドとの間にインダクタが接続されていてもよい。
【0031】
［１．３ 弾性波共振子の構造］
次に、フィルタ１０が有する弾性波共振子の構造について例示する。
次に、フィルタ１０が有する弾性波共振子の構造について例示する。
【0032】
図３Ａは、実施の形態に係るフィルタ１０（第２フィルタ）を構成する弾性波共振子の第１例を模式的に表す平面図および断面図である。同図には、フィルタ１０を構成する複数の弾性波共振子（直列腕共振子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３１、Ｓ３２およびＳ４、並列腕共振子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）のそれぞれの基本構造が例示されている。なお、図３Ａに示された弾性波共振子６０は、フィルタ１０を構成する弾性波共振子の典型的な構造を説明するためのものであって、電極を構成する電極指の本数および長さなどは、これに限定されない。
【0033】
弾性波共振子６０は、圧電性を有する基板５０と、櫛形電極６０ａおよび６０ｂとで構成されている。
【0034】
図３Ａの（ａ）に示すように、基板５０の上には、互いに対向する一対の櫛形電極６０ａおよび６０ｂが形成されている。櫛形電極６０ａは、互いに平行な複数の電極指６１ａと、複数の電極指６１ａを接続するバスバー電極６２ａとで構成されている。また、櫛形電極６０ｂは、互いに平行な複数の電極指６１ｂと、複数の電極指６１ｂを接続するバスバー電極６２ｂとで構成されている。複数の電極指６１ａおよび６１ｂは、弾性波伝搬方向（Ｘ軸方向）と直交する方向に沿って形成されている。
【0035】
また、複数の電極指６１ａおよび６１ｂ、ならびに、バスバー電極６２ａおよび６２ｂで構成されるＩＤＴ電極５４は、図３Ａの（ｂ）に示すように、密着層５４０と主電極層５４２との積層構造となっている。
【0036】
密着層５４０は、基板５０と主電極層５４２との密着性を向上させるための層であり、材料として、例えば、Ｔｉが用いられる。主電極層５４２は、材料として、例えば、Ｃｕを１％含有したＡｌが用いられる。保護層５５は、櫛形電極６０ａおよび６０ｂを覆うように形成されている。保護層５５は、主電極層５４２を外部環境から保護する、周波数温度特性を調整する、および、耐湿性を高めるなどを目的とする層であり、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする誘電体膜である。
【0037】
なお、密着層５４０、主電極層５４２および保護層５５を構成する材料は、上述した材料に限定されない。さらに、ＩＤＴ電極５４は、上記積層構造でなくてもよい。ＩＤＴ電極５４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、保護層５５は、形成されていなくてもよい。
【0038】
次に、基板５０の積層構造について説明する。
【0039】
図３Ａの（ｃ）に示すように、基板５０は、高音速支持基板５１と、低音速膜５２と、圧電膜５３とを備え、高音速支持基板５１、低音速膜５２および圧電膜５３がこの順で積層された構造を有している。
【0040】
圧電膜５３は、例えばθ°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶または圧電セラミックス（Ｘ軸を中心軸としてＹ軸からθ°回転した軸を法線とする面で切断したリチウムタンタレート単結晶、またはセラミックスであって、Ｘ軸方向に弾性表面波が伝搬する単結晶またはセラミックス）からなる。なお、各フィルタの要求仕様により、圧電膜５３として使用される圧電単結晶の材料およびカット角θが適宜選択される。
【0041】
高音速支持基板５１は、低音速膜５２、圧電膜５３ならびにＩＤＴ電極５４を支持する基板である。高音速支持基板５１は、さらに、圧電膜５３を伝搬する表面波および境界波などの弾性波よりも、高音速支持基板５１中のバルク波の音速が高速となる基板であり、弾性表面波を圧電膜５３および低音速膜５２が積層されている部分に閉じ込め、高音速支持基板５１より下方に漏れないように機能する。高音速支持基板５１の材料としては、例えば、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、スピネル、サイアロンなどのセラミック、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ダイヤモンドなどの誘電体、もしくはシリコンなどの半導体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。なお、上記スピネルには、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎなどから選ばれる１以上の元素と酸素とを含有するアルミニウム化合物が含まれる。上記スピネルの例としては、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＦｅＡｌ２Ｏ４、ＺｎＡｌ２Ｏ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４を挙げることができる。
【0042】
低音速膜５２は、圧電膜５３を伝搬するバルク波よりも、低音速膜５２中のバルク波の音速が低速となる膜であり、圧電膜５３と高音速支持基板５１との間に配置される。この構造と、弾性波が本質的に低音速な媒質にエネルギーが集中するという性質とにより、弾性表面波エネルギーのＩＤＴ電極外への漏れが抑制される。低音速膜５２の材料としては、例えば、ガラス、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化リチウム、酸化タンタル、もしくは酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物などの誘電体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。
【0043】
なお、基板５０の上記積層構造によれば、圧電基板を単層で使用している従来の構造と比較して、共振周波数および反共振周波数におけるＱ値を大幅に高めることが可能となる。すなわち、Ｑ値が高い弾性波共振子を構成し得るので、当該弾性波共振子を用いて、挿入損失が小さいフィルタを構成することが可能となる。
【0044】
なお、高音速支持基板５１は、支持基板と、圧電膜５３を伝搬する表面波および境界波などの弾性波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速となる高音速膜とが積層された構造を有していてもよい。この場合、高音速膜の材料としては、高音速支持基板５１の材料と同じ材料を用いることができる。また、支持基板の材料としては、例えば、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどのセラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、シリコン、窒化ガリウムなどの半導体、もしくは樹脂、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。
【0045】
なお、本明細書において、「材料の主成分」とは、当該材料に占める割合が５０重量％を超える成分をいう。上記主成分は、単結晶、多結晶およびアモルファスのうちいずれかの状態、もしくは、これらが混在した状態で存在していてもよい。
【0046】
図３Ｂは、実施の形態に係るフィルタ１０を構成する弾性波共振子の第２例を模式的に表す断面図である。図３Ａに示した弾性波共振子６０では、ＩＤＴ電極５４が、圧電膜５３を有する基板５０上に形成された例を示したが、当該ＩＤＴ電極５４が形成される基板は、図３Ｂに示すように、圧電体層の単層からなる圧電単結晶基板５７であってもよい。
【0047】
圧電単結晶基板５７は、例えば、ＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶で構成されている。本例に係る弾性波共振子は、ＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶基板５７と、ＩＤＴ電極５４と、圧電単結晶基板５７上およびＩＤＴ電極５４上に形成された保護層５８と、で構成されている。
【0048】
上述した圧電膜５３および圧電単結晶基板５７は、弾性波フィルタ装置の要求通過特性などに応じて、適宜、積層構造、材料、カット角、および、厚みを変更してもよい。上述したカット角以外のカット角を有するＬｉＴａＯ３圧電基板などを用いた弾性波共振子であっても、上述した圧電膜５３を用いた弾性波共振子６０と同様の効果を奏することができる。
【0049】
また、ＩＤＴ電極５４が形成される基板は、支持基板と、エネルギー閉じ込め層と、圧電膜とが、この順で積層された構造を有していてもよい。圧電膜上にＩＤＴ電極５４が形成される。圧電膜は、例えば、ＬｉＴａＯ３圧電単結晶または圧電セラミックスが用いられる。支持基板は、圧電膜、エネルギー閉じ込め層、およびＩＤＴ電極５４を支持する基板である。
【0050】
エネルギー閉じ込め層は１層または複数の層からなり、その少なくとも１つの層を伝搬するバルク弾性波の速度は、圧電膜近傍を伝搬する弾性波の速度よりも大きい。例えば、エネルギー閉じ込め層は、低音速層と、高音速層との積層構造となっていてもよい。低音速層は、圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも、低音速層中のバルク波の音速が低速となる膜である。高音速層は、圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも、高音速層中のバルク波の音速が高速となる膜である。なお、支持基板を高音速層としてもよい。
【0051】
また、エネルギー閉じ込め層は、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層と、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層とが、交互に積層された構成を有する音響インピーダンス層であってもよい。
【0052】
ここで、弾性波共振子６０を構成するＩＤＴ電極の電極パラメータについて説明する。
【0053】
弾性波共振子の波長とは、図３Ａの（ｂ）に示すＩＤＴ電極５４を構成する複数の電極指６１ａまたは６１ｂの繰り返し周期である波長λで規定される。また、電極指ピッチは、波長λの１／２であり、櫛形電極６０ａおよび６０ｂをそれぞれ構成する電極指６１ａおよび６１ｂのライン幅をＷとし、隣り合う電極指６１ａと電極指６１ｂとの間のスペース幅をＳとした場合、（Ｗ＋Ｓ）で定義される。
【0054】
なお、ＩＤＴ電極５４において、隣り合う電極指間の間隔が一定でない場合には、ＩＤＴ電極５４の電極指ピッチは、ＩＤＴ電極５４の平均電極指ピッチで定義される。ＩＤＴ電極５４の平均電極指ピッチは、ＩＤＴ電極５４に含まれる電極指６１ａ、６１ｂの総本数をＮｉ本とし、ＩＤＴ電極５４の、弾性波伝搬方向における一方端に位置する電極指と他方端に位置する電極指との中心間距離をＤｉとすると、Ｄｉ／（Ｎｉ－１）と定義される。
【0055】
また、図３Ｃは、実施の形態に係るフィルタ１０を構成する弾性波共振子の第３例を模式的に表す断面図である。図３Ｃには、フィルタ１０の弾性波共振子として、バルク弾性波共振子が示されている。同図に示すように、バルク弾性波共振子は、例えば、支持基板６５と、下部電極６６と、圧電体層６７と、上部電極６８と、を有しており、支持基板６５、下部電極６６、圧電体層６７、および上部電極６８がこの順で積層された構成となっている。
【0056】
支持基板６５は、下部電極６６、圧電体層６７、および上部電極６８を支持するための基板であり、例えば、シリコン基板である。なお、支持基板６５は、下部電極６６と接触する領域に、空洞が設けられている。これにより、圧電体層６７を自由に振動させることが可能となる。
【0057】
下部電極６６は、支持基板６５の一方面上に形成されている。上部電極６８は、支持基板６５の一方面上に形成されている。下部電極６６および上部電極６８は、材料として、例えば、Ｃｕを１％含有したＡｌが用いられる。
【0058】
圧電体層６７は、下部電極６６と上部電極６８との間に形成されている。圧電体層６７は、例えば、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＫＮ（ニオブ酸カリウム）、ＬＮ（リチウムニオベイト）、ＬＴ（リチウムタンタレート）、水晶、およびＬｉＢＯ（ホウ酸リチウム）の少なくとも１つを主成分とする。
【0059】
上記積層構成を有するバルク弾性波共振子は、下部電極６６と上部電極６８との間に電気的なエネルギーを印加することで圧電体層６７内にてバルク弾性波を誘発して共振を発生させるものである。このバルク弾性波共振子により生成されるバルク弾性波は、下部電極６６と上部電極６８との間を、圧電体層６７の膜面に垂直な方向に伝搬する。つまり、バルク弾性波共振子は、バルク弾性波を利用した共振子である。
【0060】
［１．４ 並列分割された直列腕共振子Ｓ３の共振特性］
次に、直列腕共振子Ｓ３１およびＳ３２の並列分割された直列腕共振子Ｓ３の共振特性（インピーダンス特性）について説明する。
次に、直列腕共振子Ｓ３１およびＳ３２の並列分割された直列腕共振子Ｓ３の共振特性（インピーダンス特性）について説明する。
【0061】
図４は、実施の形態に係るフィルタ１０（第２フィルタ）の直列腕共振子Ｓ３１およびＳ３２を合成した直列腕共振子Ｓ３のインピーダンス特性を示すグラフである。直列腕共振子Ｓ３は、並列分割された直列腕共振子Ｓ３１およびＳ３２を合成した共振子である。直列腕共振子Ｓ３１は共振周波数ｆｒ１および反共振周波数ｆａ１を有し、直列腕共振子Ｓ３２は共振周波数ｆｒ２および反共振周波数ｆａ２を有する。共振周波数ｆｒ１と共振周波数ｆｒ２とは異なり、反共振周波数ｆａ１と反共振周波数ｆａ２とは異なる。
【0062】
直列腕共振子Ｓ３１およびＳ３２を合成した直列腕共振子Ｓ３の共振特性は、図４に示すように、インピーダンスが極小となる共振周波数ｆｒｓＬおよびｆｒｓＨ、ならびに、インピーダンスが極大となる反共振周波数ｆａｓＬ（第１反共振周波数）およびｆａｓＨ（第２反共振周波数）を有する。共振周波数ｆｒｓＬおよびｆｒｓＨ、ならびに、反共振周波数ｆａｓＬおよびｆａｓＨの周波数関係は、ｆｒｓＬ＜ｆａｓＬ＜ｆｒｓＨ＜ｆａｓＨである。共振周波数ｆｒｓＬよりも低周波側の周波数帯域では、直列腕共振子Ｓ３のインピーダンスは容量性（Ｃ性）を示し、共振周波数ｆｒｓＬよりも高周波側かつ反共振周波数ｆａｓＬ（第１反共振周波数）よりも低周波側の周波数帯域では、直列腕共振子Ｓ３のインピーダンスは誘導性（Ｌ性）を示す。また、反共振周波数ｆａｓＬよりも高周波側かつ共振周波数ｆｒｓＨよりも低周波側の周波数帯域では、直列腕共振子Ｓ３のインピーダンスは容量性を示し、共振周波数ｆｒｓＨよりも高周波側かつ反共振周波数ｆａｓＨ（第２反共振周波数）よりも低周波側の周波数帯域では、直列腕共振子Ｓ３のインピーダンスは誘導性を示し、反共振周波数ｆａｓＨよりも高周波側の周波数帯域では、直列腕共振子Ｓ３のインピーダンスは容量性を示す。また、誘導性を示す周波数帯域において、反共振周波数に近づくほど誘導性が高くなり、共振周波数に近づくほど誘導性が低くなる。
【0063】
［１．５ 直列腕共振子Ｓ３および並列腕共振子Ｐ２の周波数関係］
次に、直列腕共振子Ｓ３および並列腕共振子Ｐ２の周波数関係について説明する。
次に、直列腕共振子Ｓ３および並列腕共振子Ｐ２の周波数関係について説明する。
【0064】
なお、以下の図５および図６Ａ～図６Ｅにおいて、フィルタ１０の通過帯域の低周波端をｆＢ１Ｌとし、フィルタ１０の通過帯域の高周波端をｆＢ１Ｈとし、フィルタ２０の通過帯域の低周波端をｆＢ２Ｌとし、フィルタ２０の通過帯域の高周波端をｆＢ２Ｈとする。
【0065】
図５は、実施の形態に係るフィルタ１０（第２フィルタ）の直列腕共振子Ｓ３のインピーダンス（ａ）、および、実施の形態および比較例に係る並列腕共振子Ｐ２のインピーダンス（ｂ）の周波数関係を示すグラフである。
【0066】
なお、比較例に係るマルチプレクサは、実施の形態に係るマルチプレクサ１と比較して、フィルタ１０の並列腕共振子Ｐ２の反共振周波数ｆａｐ２が、フィルタ１０の通過帯域内に含まれる点のみが異なる。図５の（ｂ）において、実施の形態に係る並列腕共振子Ｐ２のインピーダンスは実線波形で表されており、比較例に係る並列腕共振子Ｐ２のインピーダンスは破線波形で表されている。
【0067】
図５の（ａ）に示すように、実施の形態および比較例に係るマルチプレクサにおいて、直列腕共振子Ｓ３の反共振周波数ｆａｓＬは、フィルタ１０の通過帯域よりも低周波側に位置している。また、図示していないが、直列腕共振子Ｓ３の反共振周波数ｆａｓＨは、フィルタ１０の通過帯域よりも高周波側に位置している。
【0068】
フィルタ１０を高周波側のフィルタとしてマルチプレクサを構成すると、反共振周波数ｆａｓＬの低周波側帯域のインピーダンスが誘導性であることに起因して、フィルタ１０において、上記低周波帯域のインピーダンス変動量が大きくなる（スミスチャートにおける上記低周波帯域のインピーダンスの巻きが大きくなる）。このため、上記低周波帯域と通過帯域が重複する低周波側のフィルタ２０において、フィルタ２０の通過帯域付近（図５の（ａ）に示されたリプル発生帯）に不要レスポンスが発生し、通過帯域内のリプルとして発現する場合がある。なお、本実施の形態および比較例におけるリプル発生帯とは、図５の（ａ）に示すように、フィルタ２０の通過帯域の低周波端ｆＢ２Ｌから反共振周波数ｆａｓＬまでの周波数帯と定義される。
【0069】
これに対して、本実施の形態に係るマルチプレクサ１では、図５の（ｂ）に示すように、直列腕共振子Ｓ３の共通端子１００側に直接接続された並列腕共振子Ｐ２の反共振周波数ｆａｐ２を、フィルタ１０の通過帯域の低周波端ｆＢ１Ｌよりも低くしている（図５の（ｂ）の実線波形）。なお、並列腕共振子Ｐ２の共振周波数から反共振周波数ｆａｐ２までの周波数領域では、並列腕共振子Ｐ２のインピーダンスは誘導性を示す。また、誘導性を示す周波数帯域において、反共振周波数ｆａｐ２に近づくほど誘導性は高くなり、共振周波数に近づくほど誘導性は低くなる。
【0070】
これによれば、フィルタ１０において、直列腕共振子Ｓ３のインピーダンスが誘導性となる周波数領域と、並列腕共振子Ｐ２のインピーダンスが誘導性となる周波数領域とを重ねることが可能となる。これにより、フィルタ１０において、上記低周波帯域（上記リプル発生帯）のインピーダンス変動量を小さくできる（スミスチャートにおける上記低周波帯域のインピーダンスの巻きを小さくできる）。このため、上記低周波帯域と通過帯域とが重複する低周波側のフィルタ２０において、フィルタ２０の通過帯域付近に発生する不要レスポンスが抑制されるので、フィルタ２０の通過帯域内のリプルを抑制できる。よって、共通端子１００に接続されたフィルタ２０の通過帯域内の挿入損失が低減されたマルチプレクサ１を提供することが可能となる。
【0071】
なお、比較例に係る（従来の）マルチプレクサでは、フィルタ１０の並列腕共振子Ｐ２の反共振周波数ｆａｐ２は、フィルタ１０の通過帯域内に位置するので、並列腕共振子Ｐ２のインピーダンスが誘導性となる（誘導性が高い）周波数領域を、フィルタ２０の通過帯域と重複させることは困難である。
【0072】
なお、本実施の形態に係るマルチプレクサ１において、並列腕共振子Ｐ２の反共振周波数ｆａｐ２は、反共振周波数ｆａｓＬ以上であり、かつ、フィルタ１０の通過帯域の低周波端ｆＢ１Ｌよりも低いことが望ましい。
【0073】
これによれば、フィルタ１０において、直列腕共振子Ｓ３のインピーダンスが誘導性となる周波数領域と、並列腕共振子Ｐ２のインピーダンスが誘導性となる周波数領域とを高精度に重ねることが可能となる。
【0074】
また、本実施の形態に係るマルチプレクサ１において、並列腕共振子Ｐ２の反共振周波数ｆａｐ２は、反共振周波数ｆａｓＬと一致していることがさらに望ましい。
【0075】
これによれば、フィルタ１０において、直列腕共振子Ｓ３のインピーダンスが誘導性となる周波数領域と、並列腕共振子Ｐ２のインピーダンスの誘導性が高い周波数領域とを重ねることが可能となる。
【0076】
なお、本実施の形態において、反共振周波数ｆａｐ２が反共振周波数ｆａｓＬと一致している、とは、２つの反共振周波数が完全に一致していることだけでなく、反共振周波数ｆａｐ２が反共振周波数ｆａｓＬの（１００±０．１）％の範囲内にあることを含む。
【0077】
［１．６ フィルタ１０のインピーダンス状態］
次に、本実施の形態に係るマルチプレクサが有するフィルタ１０の各ノードから見たインピーダンスについて、比較例に係るマルチプレクサと比較しながら、図６Ａ～図６Ｅを参照して説明する。
次に、本実施の形態に係るマルチプレクサが有するフィルタ１０の各ノードから見たインピーダンスについて、比較例に係るマルチプレクサと比較しながら、図６Ａ～図６Ｅを参照して説明する。
【0078】
図６Ａは、実施の形態および比較例に係るフィルタ１０（第２フィルタ）の接続点ｎ１から出力端子１１０側を見た場合のインピーダンスを表すスミスチャートである。なお、同図には、フィルタ２０、直列腕共振子Ｓ１およびＳ２、ならびに並列腕共振子Ｐ１およびＰ２が接続されていない状態で、直列腕共振子Ｓ３およびＳ４ならびに並列腕共振子Ｐ３およびＰ４が接続された回路を接続点ｎ１から見たインピーダンスが示されている。
【0079】
同図に示すように、実施の形態に係るフィルタ１０において、フィルタ２０の通過帯域の低周波端ｆＢ２Ｌから反共振周波数ｆａｓＬまでの帯域（以下、リプル発生帯と記す）は、スミスチャートの誘導性領域に位置している。
【0080】
一方、比較例に係るフィルタ１０において、リプル発生帯は、スミスチャートの誘導性領域に位置しており、実施の形態に係るフィルタ１０と同じ特性となっている。
【0081】
図６Ｂは、実施の形態および比較例に係るフィルタ１０（第２フィルタ）の接続点ｎ１ら出力端子１１０側を見た場合のインピーダンスを表すスミスチャートである。なお、同図には、フィルタ２０、直列腕共振子Ｓ１およびＳ２、ならびに並列腕共振子Ｐ１が接続されていない状態で、直列腕共振子Ｓ３およびＳ４ならびに並列腕共振子Ｐ２、Ｐ３およびＰ４が接続された回路を接続点ｎ１から見たインピーダンスが示されている。
【0082】
実施の形態および比較例の双方において、図６Ｂに示された回路は、図６Ａに示された回路に比べて並列腕共振子Ｐ２が接続されたことで、フィルタ１０のリプル発生帯には並列腕共振子Ｐ２の誘導性インピーダンスが並列付加される。このため、フィルタ１０のリプル発生帯のインピーダンスは、スミスチャート上において等コンダクタンス円を反時計回りに移動する。
【0083】
ただし、実施の形態では、反共振周波数ｆａｓＬは、並列腕共振子Ｐ２の反共振周波数ｆａｐ２により近いため、リプル発生帯のうち反共振周波数ｆａｓＬ付近は、誘導性の高インピーダンスが並列付加されるので、スミスチャート上においてインピーダンスのシフト量は小さい。
【0084】
これに対して、比較例では、反共振周波数ｆａｓＬは、並列腕共振子Ｐ２の反共振周波数ｆａｐ２よりも低周波側の周波数と重なるため、リプル発生帯のうち反共振周波数ｆａｓＬ付近は、誘導性の低インピーダンスが並列付加されるので、スミスチャート上においてインピーダンスのシフト量は大きい。
【0085】
また、実施の形態および比較例では、リプル発生帯のうち低周波端ｆＢ２Ｌには、どちらも同程度の誘導性のインピーダンスが並列付加されるので、実施の形態および比較例では、スミスチャート上において低周波端ｆＢ２Ｌのインピーダンスのシフト量は略同じである。
【0086】
つまり、図６Ｂにおいて、実施の形態におけるリプル発生帯のインピーダンス偏差（低周波端ｆＢ２Ｌから反共振周波数ｆａｓＬまでのインピーダンスの差）は、比較例におけるリプル発生帯のインピーダンス偏差よりも大きい。
【0087】
図６Ｃは、実施の形態および比較例に係るフィルタ１０（第２フィルタ）の接続点ｎ３から出力端子１１０側を見た場合のインピーダンスを表すスミスチャートである。なお、同図には、フィルタ２０、直列腕共振子Ｓ１および並列腕共振子Ｐ１が接続されていない状態で、直列腕共振子Ｓ２、Ｓ３およびＳ４ならびに並列腕共振子Ｐ２、Ｐ３およびＰ４が接続された回路を接続点ｎ３から見たインピーダンスが示されている。
【0088】
実施の形態および比較例の双方において、図６Ｃに示された回路は、図６Ｂに示された回路に比べて直列腕共振子Ｓ２が接続されたことで、フィルタ１０のリプル発生帯には直列腕共振子Ｓ２の容量性インピーダンスが直列付加される。このため、フィルタ１０のリプル発生帯のインピーダンスは、等レジスタンス円を反時計回りに移動する。
【0089】
実施の形態および比較例では、リプル発生帯には、どちらも同程度の容量性のインピーダンスが直列付加されるので、実施の形態および比較例では、スミスチャート上においてリプル発生帯のシフト量は略同じである。
【0090】
つまり、図６Ｃでは、図６Ｂのインピーダンス偏差の関係を維持し、実施の形態におけるリプル発生帯のインピーダンス偏差は、比較例におけるリプル発生帯のインピーダンス偏差よりも大きい。また、スミスチャート上において、リプル発生帯のインピーダンスを含む１巻きのインピーダンスの周波数範囲は、実施の形態よりも比較例の方が広い。
【0091】
図６Ｄは、実施の形態および比較例に係るフィルタ１０（第２フィルタ）の接続点ｎ３から出力端子１１０側を見た場合のインピーダンスを表すスミスチャートである。なお、同図には、フィルタ２０および直列腕共振子Ｓ１が接続されていない状態で、直列腕共振子Ｓ２、Ｓ３およびＳ４ならびに並列腕共振子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４が接続された回路を接続点ｎ３から見たインピーダンスが示されている。
【0092】
実施の形態および比較例の双方において、図６Ｄに示された回路は、図６Ｃに示された回路に比べて並列腕共振子Ｐ１が接続されたことで、フィルタ１０のリプル発生帯には並列腕共振子Ｐ１の誘導性インピーダンスが並列付加される。このため、スミスチャート上において、フィルタ１０のリプル発生帯のインピーダンスは、等コンダクタンス円を反時計回りに移動する。
【0093】
実施の形態では、図６Ｃにおける反共振周波数ｆａｓＬが大きな等コンダクタンス円上に位置しているため、並列腕共振子Ｐ１の誘導性インピーダンスが並列付加されることで、この大きな等コンダクタンスを反時計まわりに大きく移動する。また、図６Ｃにおける低周波端ｆＢ２Ｌも大きな等コンダクタンス円上に位置しているため、並列腕共振子Ｐ１の誘導性インピーダンスが並列付加されることで、この大きな等コンダクタンスを反時計まわりに大きく移動する。
【0094】
一方、比較例では、図６Ｃにおける反共振周波数ｆａｓＬが小さな等コンダクタンス円上に位置しているため、並列腕共振子Ｐ１の誘導性インピーダンスが並列付加されることで、この小さな等コンダクタンスを反時計まわりに移動する。このため、反共振周波数ｆａｓＬは、さほど移動しない。また、図６Ｃにおける低周波端ｆＢ２Ｌは大きな等コンダクタンス円上に位置しているため、並列腕共振子Ｐ１の誘導性インピーダンスが並列付加されることで、この大きな等コンダクタンスを反時計まわりに大きく移動する。
【0095】
上記のように、実施の形態および比較例では、フィルタ１０のリプル発生帯の両端を構成する反共振周波数ｆａｓＬおよび低周波端ｆＢ２Ｌのインピーダンスシフト量が異なるため、結果的に、実施の形態の方が、比較例よりも、リプル発生帯のインピーダンスの収束度が高くなる（インピーダンスの変化量が小さくなる）。
【0096】
これは、図６Ｃで述べた、スミスチャート上において、リプル発生帯のインピーダンスを含むインピーダンスの１巻きの周波数範囲が、実施の形態よりも比較例の方が広いことに起因する。すなわち、スミスチャート上において、１巻きのインピーダンスの周波数範囲が狭いほうが、１巻きのインピーダンスの周波数範囲が広いほうよりも、誘導性インピーダンスが並列付加された場合のリプル発生帯のインピーダンスの収束度が高くなる（インピーダンスの変化量が小さくなる）。
【0097】
図６Ｅは、実施の形態および比較例に係るフィルタ１０（第２フィルタ）の共通端子１００から出力端子１１０側を見た場合のインピーダンスを表すスミスチャートである。なお、同図には、フィルタ２０が接続されていない状態で、直列腕共振子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４ならびに並列腕共振子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４が接続された回路を共通端子１００から見たインピーダンスが示されている。
【0098】
実施の形態および比較例の双方において、図６Ｅに示された回路は、図６Ｄに示された回路に比べて直列腕共振子Ｓ１が接続されたことで、フィルタ１０のリプル発生帯には直列腕共振子Ｓ１の容量性インピーダンスが直列付加される。このため、フィルタ１０のリプル発生帯のインピーダンスは、等レジスタンス円を反時計回りに移動する。
【0099】
実施の形態および比較例では、リプル発生帯には、どちらも同程度の容量性のインピーダンスが直列付加されるので、実施の形態および比較例では、スミスチャート上において、リプル発生帯のシフト量は略同じであり、いずれも誘導性領域から容量性領域へ移動する。
【0100】
つまり、図６Ｅでは、図６Ｄのインピーダンス収束度の関係を維持し、実施の形態におけるリプル発生帯のインピーダンス収束度は、比較例におけるリプル発生帯のインピーダンス収束度よりも高い。言い換えると、スミスチャート上において、実施の形態におけるリプル発生帯のインピーダンスの巻きは、比較例におけるリプル発生帯のインピーダンスの巻きよりも小さい。このため、実施の形態に係るマルチプレクサ１では、上記リプル発生帯と通過帯域が重複する低周波側のフィルタ２０において、フィルタ２０の通過帯域付近に発生する不要レスポンスが抑制されるので、フィルタ２０の通過帯域内のリプルを抑制できる。
【0101】
なお、本実施の形態に係るマルチプレクサ１において、フィルタ１０の直列腕共振子Ｓ２は、共通端子１００と直列腕共振子Ｓ３とを結ぶ直列腕経路上に配置された直列腕共振子のなかで、最も容量が小さいことが望ましい。
【0102】
これによれば、直列腕共振子Ｓ３および並列腕共振子Ｐ２と共通端子１００側で最も近く接続される直列腕共振子Ｓ２の容量を小さくすることで、スミスチャート上において、上記リプル発生帯を、よりオープン側（高インピーダンス側）へ移動させることが可能となる。
【0103】
また、並列腕共振子Ｐ２は、フィルタ１０を構成する複数の並列腕共振子の中で、共振周波数が最も低いことが望ましい。
【0104】
これによれば、並列腕共振子Ｐ２の高インピーダンスの誘導性領域をリプル発生帯に重ねることができるので、リプル発生帯のインピーダンス偏差を大きくできる。
【0105】
また、並列腕共振子Ｐ２は、フィルタ１０を構成する複数の並列腕共振子の中で、ＩＤＴ電極の電極指ピッチが最も大きいことが望ましい。
【0106】
これによれば、並列腕共振子Ｐ２の高インピーダンスの誘導性領域をリプル発生帯に重ねることができるので、リプル発生帯のインピーダンス偏差を大きくできる。
【0107】
また、並列腕共振子Ｐ２を除く複数の並列腕共振子の少なくとも１つの反共振周波数は、フィルタ１０の通過帯域に含まれる。
【0108】
これによれば、フィルタ１０の通過帯域の挿入損失を低減できる。
【0109】
また、フィルタ１０において、共通端子１００と直列腕共振子Ｓ３との間の直列腕経路には、互いに並列接続された２つの直列腕共振子で構成された共振子は配置されていないことが望ましい。
【0110】
これによれば、フィルタ２０の通過帯域付近に発生する不要レスポンスを発現させる共振子が、直列腕共振子Ｓ３および並列腕共振子Ｐ２よりも共通端子１００側に接続されていないので、上記不要レスポンスの発生を抑制できる。
【0111】
【0112】
図７Ａには、実施の形態に係るマルチプレクサ１における入力端子１２０から共通端子１００の通過特性（実線波形）、および、比較例に係るマルチプレクサにおける入力端子１２０から共通端子１００の通過特性（破線波形）が示されている。また、図７Ｂには、実施の形態に係るマルチプレクサ１における共通端子１００から入力端子１１０の通過特性が示されている。なお、比較例に係るマルチプレクサにおける共通端子１００から入力端子１１０の通過特性は、図７Ｂに示された実施の形態に係るマルチプレクサ１の通過特性とほぼ同じ波形であるため、図７Ｂへの記載を省略している。
【0113】
図７Ａに示すように、比較例に係るマルチプレクサのフィルタ２０の通過特性において、通過帯域の高周波側領域にリプルが発生しているのに対して、実施の形態に係るマルチプレクサ１のフィルタ２０の通過特性では、通過帯域の高周波側領域におけるリプルが解消されている。これにより、実施の形態に係るマルチプレクサ１では、フィルタ２０の通過帯域の挿入損失を低減できる。
【0114】
これは、実施の形態に係るマルチプレクサ１では、上記リプル発生帯と通過帯域が重複する低周波側のフィルタ２０において、フィルタ２０の通過帯域付近に発生する不要レスポンスが抑制されることに起因する。
【0115】
［２ 効果など］
以上のように、本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、第１通過帯域を有するフィルタ２０と、第１通過帯域よりも周波数が高い第２通過帯域を有するフィルタ１０と、を備え、フィルタ１０の一端とフィルタ２０の一端とが接続され、フィルタ１０は複数の弾性波共振子を有し、当該複数の弾性波共振子は、フィルタ１０の一端と他端とを結ぶ直列腕経路上に配置された直列腕共振子Ｓ３１と、直列腕共振子Ｓ３１と並列接続された直列腕共振子Ｓ３２と、直列腕共振子Ｓ３１と直列腕共振子Ｓ３２との接続点ｎ１とグランドとを結ぶ並列腕経路上に配置された並列腕共振子Ｐ２と、を含み、直列腕共振子Ｓ３１と直列腕共振子Ｓ３２とが合成された直列腕共振子Ｓ３は、第２通過帯域よりも低い反共振周波数ｆａｓＬおよび第２通過帯域よりも高い反共振周波数ｆａｓＨを有し、並列腕共振子Ｐ２は反共振周波数ｆａｐ２を有し、反共振周波数ｆａｐ２は第２通過帯域の低周波端ｆＢ１Ｌよりも低い。
以上のように、本実施の形態に係るマルチプレクサ１は、第１通過帯域を有するフィルタ２０と、第１通過帯域よりも周波数が高い第２通過帯域を有するフィルタ１０と、を備え、フィルタ１０の一端とフィルタ２０の一端とが接続され、フィルタ１０は複数の弾性波共振子を有し、当該複数の弾性波共振子は、フィルタ１０の一端と他端とを結ぶ直列腕経路上に配置された直列腕共振子Ｓ３１と、直列腕共振子Ｓ３１と並列接続された直列腕共振子Ｓ３２と、直列腕共振子Ｓ３１と直列腕共振子Ｓ３２との接続点ｎ１とグランドとを結ぶ並列腕経路上に配置された並列腕共振子Ｐ２と、を含み、直列腕共振子Ｓ３１と直列腕共振子Ｓ３２とが合成された直列腕共振子Ｓ３は、第２通過帯域よりも低い反共振周波数ｆａｓＬおよび第２通過帯域よりも高い反共振周波数ｆａｓＨを有し、並列腕共振子Ｐ２は反共振周波数ｆａｐ２を有し、反共振周波数ｆａｐ２は第２通過帯域の低周波端ｆＢ１Ｌよりも低い。
【0116】
これによれば、フィルタ１０において、直列腕共振子Ｓ３のインピーダンスが誘導性となる周波数領域と、並列腕共振子Ｐ２のインピーダンスが誘導性となる周波数領域とを重ねることが可能となる。これにより、フィルタ１０において、第２通過帯域よりも低周波の帯域（リプル発生帯と記す）のインピーダンス変動量を小さくできる（スミスチャートにおける上記リプル発生帯のインピーダンスの巻きを小さくできる）。このため、上記リプル発生帯と通過帯域が重複する低周波側のフィルタ２０において、フィルタ２０の通過帯域付近に発生する不要レスポンスが抑制されるので、通過帯域内のリプルを抑制できる。よって、共通端子１００に接続されたフィルタ２０の通過帯域内の挿入損失が低減されたマルチプレクサ１を提供することが可能となる。
【0117】
また例えば、マルチプレクサ１において、反共振周波数ｆａｐ２は、反共振周波数ｆａｓＬ以上であり、かつ、第２通過帯域の低周波端ｆＢ１Ｌよりも低い。
【0118】
これによれば、フィルタ１０において、直列腕共振子Ｓ３のインピーダンスが誘導性となる周波数領域と、並列腕共振子Ｐ２のインピーダンスが誘導性となる周波数領域とを高精度に重ねることが可能となる。
【0119】
また例えば、マルチプレクサ１において、反共振周波数ｆａｐ２は、反共振周波数ｆａｓＬと一致している。
【0120】
これによれば、フィルタ１０において、直列腕共振子Ｓ３のインピーダンスが誘導性となる周波数領域と、並列腕共振子Ｐ２のインピーダンスの誘導性が高い周波数領域とを重ねることが可能となる。
【0121】
また例えば、マルチプレクサ１において、フィルタ１０は、さらに、フィルタ１０の上記一端と直列腕共振子Ｓ３との間の直列腕経路に配置された直列腕共振子Ｓ２を含む。
【0122】
また例えば、マルチプレクサ１において、フィルタ１０は、上記一端と直列腕共振子Ｓ３との間の直列腕経路に配置された複数の直列腕共振子を含み、直列腕共振子Ｓ２は、上記複数の直列腕共振子のなかで、直列腕共振子Ｓ３に最も近く接続されている。
【0123】
また例えば、マルチプレクサ１において、直列腕共振子Ｓ２は、上記複数の直列腕共振子のなかで、容量が最も小さい。
【0124】
これによれば、上記リプル発生帯を、スミスチャート上で、よりオープン側（高インピーダンス側）へ移動させることが可能となる。
【0125】
また例えば、マルチプレクサ１において、フィルタ１０は、上記直列腕経路とグランドとの間に接続された複数の並列腕共振子を含み、並列腕共振子Ｐ２は、上記複数の並列腕共振子の中で共振周波数が最も低い。
【0126】
これによれば、並列腕共振子Ｐ２の高インピーダンスの誘導性領域をリプル発生帯に重ねることができるので、リプル発生帯のインピーダンス偏差を大きくできる。
【0127】
また例えば、マルチプレクサ１において、並列腕共振子Ｐ２を除く上記複数の並列腕共振子の少なくとも１つの反共振周波数は、第２通過帯域に含まれる。
【0128】
これによれば、フィルタ１０の通過帯域の挿入損失を低減できる。
【0129】
また例えば、マルチプレクサ１において、上記複数の弾性波共振子のそれぞれは、ＩＤＴ電極を有する弾性表面波共振子で構成され、フィルタ１０は、上記直列腕経路とグランドとの間に接続された複数の並列腕共振子を含み、並列腕共振子Ｐ２は、上記複数の並列腕共振子の中でＩＤＴ電極の電極指ピッチが最も大きい。
【0130】
これによれば、並列腕共振子Ｐ２の高インピーダンスの誘導性領域をリプル発生帯に重ねることができるので、リプル発生帯のインピーダンス偏差を大きくできる。
【0131】
また例えば、マルチプレクサ１のフィルタ１０において、上記一端と直列腕共振子Ｓ３との間の直列腕経路には、互いに並列接続された２つの直列腕共振子が配置されていない。
【0132】
これによれば、フィルタ２０の通過帯域付近に発生する不要レスポンスを発現させる共振子が、直列腕共振子Ｓ３および並列腕共振子Ｐ２よりも共通端子１００側に接続されていないので、上記不要レスポンスの発生を抑制できる。
【0133】
（その他の実施の形態）
以上、本発明に係るマルチプレクサについて、実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。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、本発明に係るマルチプレクサを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
以上、本発明に係るマルチプレクサについて、実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。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、本発明に係るマルチプレクサを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【0134】
また、例えば、上記実施の形態に係るマルチプレクサにおいて、各構成要素の間に、インダクタおよびキャパシタなどの整合素子、ならびにスイッチ回路が接続されていてもかまわない。
【0135】
なお、上記実施の形態において示された共振周波数および反共振周波数は、例えば、弾性波共振子の２つの入出力電極にＲＦプローブを接触させて反射特性を測定することで導出される。
【0136】
以下に、上記実施の形態に基づいて説明したマルチプレクサの特徴を示す。
【0137】
＜１＞
第１通過帯域を有する第１フィルタと、
前記第１通過帯域よりも周波数が高い第２通過帯域を有する第２フィルタと、を備え、
前記第１フィルタの一端と前記第２フィルタの一端とが接続され、
前記第２フィルタは、複数の弾性波共振子を有し、
前記複数の弾性波共振子は、
前記第２フィルタの前記一端と他端とを結ぶ直列腕経路上に配置された第１直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子と並列接続された第２直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子と前記第２直列腕共振子との接続点のうちの前記一端側の接続点とグランドとを結ぶ並列腕経路上に配置された第１並列腕共振子と、を含み、
前記第１直列腕共振子と前記第２直列腕共振子とが合成された共振子は、前記第２通過帯域よりも低い第１反共振周波数および前記第２通過帯域よりも高い第２反共振周波数を有し、
前記第１並列腕共振子は、第３反共振周波数を有し、
前記第３反共振周波数は、前記第２通過帯域の低周波端よりも低い、マルチプレクサ。
第１通過帯域を有する第１フィルタと、
前記第１通過帯域よりも周波数が高い第２通過帯域を有する第２フィルタと、を備え、
前記第１フィルタの一端と前記第２フィルタの一端とが接続され、
前記第２フィルタは、複数の弾性波共振子を有し、
前記複数の弾性波共振子は、
前記第２フィルタの前記一端と他端とを結ぶ直列腕経路上に配置された第１直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子と並列接続された第２直列腕共振子と、
前記第１直列腕共振子と前記第２直列腕共振子との接続点のうちの前記一端側の接続点とグランドとを結ぶ並列腕経路上に配置された第１並列腕共振子と、を含み、
前記第１直列腕共振子と前記第２直列腕共振子とが合成された共振子は、前記第２通過帯域よりも低い第１反共振周波数および前記第２通過帯域よりも高い第２反共振周波数を有し、
前記第１並列腕共振子は、第３反共振周波数を有し、
前記第３反共振周波数は、前記第２通過帯域の低周波端よりも低い、マルチプレクサ。
【0138】
＜２＞
前記第３反共振周波数は、前記第１反共振周波数以上であり、かつ、前記第２通過帯域の低周波端よりも低い、＜１＞に記載のマルチプレクサ。
前記第３反共振周波数は、前記第１反共振周波数以上であり、かつ、前記第２通過帯域の低周波端よりも低い、＜１＞に記載のマルチプレクサ。
【0139】
＜３＞
前記第３反共振周波数は、前記第１反共振周波数と一致している、＜１＞または＜２＞に記載のマルチプレクサ。
前記第３反共振周波数は、前記第１反共振周波数と一致している、＜１＞または＜２＞に記載のマルチプレクサ。
【0140】
＜４＞
前記第２フィルタは、さらに、
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路に配置された第３直列腕共振子を含む、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載のマルチプレクサ。
前記第２フィルタは、さらに、
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路に配置された第３直列腕共振子を含む、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載のマルチプレクサ。
【0141】
＜５＞
前記第２フィルタは、
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路に配置された複数の直列腕共振子を含み、
前記第３直列腕共振子は、前記複数の直列腕共振子のなかで、前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子に最も近く接続されている、＜４＞に記載のマルチプレクサ。
前記第２フィルタは、
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路に配置された複数の直列腕共振子を含み、
前記第３直列腕共振子は、前記複数の直列腕共振子のなかで、前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子に最も近く接続されている、＜４＞に記載のマルチプレクサ。
【0142】
＜６＞
前記第３直列腕共振子は、前記複数の直列腕共振子のなかで、容量が最も小さい、＜５＞に記載のマルチプレクサ。
前記第３直列腕共振子は、前記複数の直列腕共振子のなかで、容量が最も小さい、＜５＞に記載のマルチプレクサ。
【0143】
＜７＞
前記第２フィルタは、
前記直列腕経路とグランドとの間に接続された複数の並列腕共振子を含み、
前記第１並列腕共振子は、前記複数の並列腕共振子の中で共振周波数が最も低い、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載のマルチプレクサ。
前記第２フィルタは、
前記直列腕経路とグランドとの間に接続された複数の並列腕共振子を含み、
前記第１並列腕共振子は、前記複数の並列腕共振子の中で共振周波数が最も低い、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載のマルチプレクサ。
【0144】
＜８＞
前記第１並列腕共振子を除く前記複数の並列腕共振子の少なくとも１つの反共振周波数は、前記第２通過帯域に含まれる、＜７＞に記載のマルチプレクサ。
前記第１並列腕共振子を除く前記複数の並列腕共振子の少なくとも１つの反共振周波数は、前記第２通過帯域に含まれる、＜７＞に記載のマルチプレクサ。
【0145】
＜９＞
前記複数の弾性波共振子のそれぞれは、ＩＤＴ電極を有する弾性表面波共振子で構成され、
前記第２フィルタは、前記直列腕経路とグランドとの間に接続された複数の並列腕共振子を含み、
前記第１並列腕共振子は、前記複数の並列腕共振子の中で前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチが最も大きい、＜１＞～＜８＞のいずれかに記載のマルチプレクサ。
前記複数の弾性波共振子のそれぞれは、ＩＤＴ電極を有する弾性表面波共振子で構成され、
前記第２フィルタは、前記直列腕経路とグランドとの間に接続された複数の並列腕共振子を含み、
前記第１並列腕共振子は、前記複数の並列腕共振子の中で前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチが最も大きい、＜１＞～＜８＞のいずれかに記載のマルチプレクサ。
【0146】
＜１０＞
前記第２フィルタにおいて、
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路には、互いに並列接続された２つの直列腕共振子が配置されていない、＜１＞～＜９＞のいずれかに記載のマルチプレクサ。
前記第２フィルタにおいて、
前記一端と前記第１直列腕共振子および前記第２直列腕共振子との間の前記直列腕経路には、互いに並列接続された２つの直列腕共振子が配置されていない、＜１＞～＜９＞のいずれかに記載のマルチプレクサ。
【産業上の利用可能性】
【0147】
本発明は、マルチバンド化およびマルチモード化された周波数規格に適用できる低損失のマルチプレクサとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【0148】
１ マルチプレクサ
１０、２０ フィルタ
５０ 基板
５１ 高音速支持基板
５２ 低音速膜
５３ 圧電膜
５４ ＩＤＴ電極
５５、５８ 保護層
５７ 圧電単結晶基板
６０ 弾性波共振子
６０ａ、６０ｂ 櫛形電極
６１ａ、６１ｂ 電極指
６２ａ、６２ｂ バスバー電極
６５ 支持基板
６６ 下部電極
６７ 圧電体層
６８ 上部電極
１００ 共通端子
１１０ 出力端子
１２０ 入力端子
ｎ１、ｎ２、ｎ３ 接続点
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ 並列腕共振子
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ４ 直列腕共振子
１０、２０ フィルタ
５０ 基板
５１ 高音速支持基板
５２ 低音速膜
５３ 圧電膜
５４ ＩＤＴ電極
５５、５８ 保護層
５７ 圧電単結晶基板
６０ 弾性波共振子
６０ａ、６０ｂ 櫛形電極
６１ａ、６１ｂ 電極指
６２ａ、６２ｂ バスバー電極
６５ 支持基板
６６ 下部電極
６７ 圧電体層
６８ 上部電極
１００ 共通端子
１１０ 出力端子
１２０ 入力端子
ｎ１、ｎ２、ｎ３ 接続点
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ 並列腕共振子
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ４ 直列腕共振子
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図7A】
【図7B】