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(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】P2024047755
(43)【公開日】2024-04-08
(54)【発明の名称】マルチプレクサ
(51)【国際特許分類】
H03H 7/46 20060101AFI20240401BHJP
H03H 9/72 20060101ALI20240401BHJP
H03H 9/64 20060101ALI20240401BHJP
H03H 9/54 20060101ALI20240401BHJP
【ＦＩ】
H03H7/46 A
H03H9/72
H03H9/64 Z
H03H9/54 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022153419
(22)【出願日】2022-09-27
(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）】
5J097AA12
5J097BB15
5J097DD29
5J097EE08
5J097KK09
5J097LL07
5J108AA07
5J108CC11
5J108EE03
5J108EE04
5J108EE13
5J108JJ01
(57)【要約】
【課題】共通接続された各弾性波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、共通端子１００と、第一端および第二端を有し、第一端が共通端子１００に接続されたインダクタ３１と、第二端に接続され第１通過帯域を有するフィルタ１１と、共通端子１００に接続され、第１通過帯域よりも高周波側に位置する第２通過帯域を有するフィルタ２１と、第二端およびフィルタ１１を結ぶ経路とグランドとの間に接続されたインダクタ４１と、上記経路とグランドとの間に接続されたキャパシタ４２と、を備え、インダクタ４１とキャパシタ４２とで構成されるＬＣ並列共振回路４０の共振周波数は、第１通過帯域と第２通過帯域との間に位置する。
【選択図】図１
【解決手段】マルチプレクサ１は、共通端子１００と、第一端および第二端を有し、第一端が共通端子１００に接続されたインダクタ３１と、第二端に接続され第１通過帯域を有するフィルタ１１と、共通端子１００に接続され、第１通過帯域よりも高周波側に位置する第２通過帯域を有するフィルタ２１と、第二端およびフィルタ１１を結ぶ経路とグランドとの間に接続されたインダクタ４１と、上記経路とグランドとの間に接続されたキャパシタ４２と、を備え、インダクタ４１とキャパシタ４２とで構成されるＬＣ並列共振回路４０の共振周波数は、第１通過帯域と第２通過帯域との間に位置する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
共通端子と、
第一端および第二端を有し、前記第一端が前記共通端子に接続された第１インダクタンス素子と、
前記第二端に接続され、第１通過帯域を有する第１弾性波フィルタと、
前記共通端子に接続され、前記第１通過帯域よりも高周波側に位置する第２通過帯域を有する第２弾性波フィルタと、
前記第二端および前記第１弾性波フィルタを結ぶ経路とグランドとの間に接続された第２インダクタンス素子と、
前記経路とグランドとの間に接続されたキャパシタンス素子と、を備え、
前記第２インダクタンス素子と前記キャパシタンス素子とで構成される共振回路の共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置する、
マルチプレクサ。
第一端および第二端を有し、前記第一端が前記共通端子に接続された第１インダクタンス素子と、
前記第二端に接続され、第１通過帯域を有する第１弾性波フィルタと、
前記共通端子に接続され、前記第１通過帯域よりも高周波側に位置する第２通過帯域を有する第２弾性波フィルタと、
前記第二端および前記第１弾性波フィルタを結ぶ経路とグランドとの間に接続された第２インダクタンス素子と、
前記経路とグランドとの間に接続されたキャパシタンス素子と、を備え、
前記第２インダクタンス素子と前記キャパシタンス素子とで構成される共振回路の共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置する、
マルチプレクサ。
【請求項2】
さらに、
前記第二端に接続され、前記第２通過帯域よりも低周波側に位置する第３通過帯域を有する第３弾性波フィルタを備え、
前記共振回路の共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置し、かつ、前記第３通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置する、
請求項１に記載のマルチプレクサ。
前記第二端に接続され、前記第２通過帯域よりも低周波側に位置する第３通過帯域を有する第３弾性波フィルタを備え、
前記共振回路の共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置し、かつ、前記第３通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置する、
請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項3】
前記第２インダクタンス素子と前記キャパシタンス素子とは、前記経路とグランドとの間で並列接続されている、
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】
前記キャパシタンス素子は、前記第１弾性波フィルタおよび前記第３弾性波フィルタの接続点と前記第１弾性波フィルタとを結ぶ経路と、グランドとの間に接続されている、
請求項２に記載のマルチプレクサ。
請求項２に記載のマルチプレクサ。
【請求項5】
前記キャパシタンス素子は、弾性波共振子である、
請求項１～４のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
請求項１～４のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
【請求項6】
前記第２インダクタンス素子と前記弾性波共振子とで構成される共振回路は、第１共振周波数および第２共振周波数を有し、
前記第１共振周波数は、前記弾性波共振子の反共振周波数に対応し、
前記第２共振周波数は、前記弾性波共振子の共振周波数に対応し、
前記第１共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置し、
前記第２共振周波数は、前記第１通過帯域よりも低周波側に位置する、
請求項５に記載のマルチプレクサ。
前記第１共振周波数は、前記弾性波共振子の反共振周波数に対応し、
前記第２共振周波数は、前記弾性波共振子の共振周波数に対応し、
前記第１共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置し、
前記第２共振周波数は、前記第１通過帯域よりも低周波側に位置する、
請求項５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、一端が第１共通端子に接続され他端が第２共通端子に接続されたインダクタンス素子と、第１共通端子にインダクタンス素子を介さずに接続され、第１通過帯域を有する第１弾性波フィルタ（第１通過帯域）と、第２共通端子に接続され、第１通過帯域よりも低周波側の第２通過帯域を有する第２弾性波フィルタとを備えたマルチプレクサが開示されている。これによれば、インダクタンス素子が接続された第２弾性波フィルタの第２通過帯域における誘導性のインピーダンスと、第１弾性波フィルタの第２通過帯域における容量性のインピーダンスとを複素共役の関係とし、マルチプレクサの第２通過帯域におけるインピーダンスを基準インピーダンスに整合できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－２２０８７７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に開示されたマルチプレクサでは、第２弾性波フィルタ単体の第２通過帯域におけるインピーダンスが容量成分の大きな領域に位置する場合には、インダクタンス素子が付加された後の第２弾性波フィルタの第２通過帯域におけるインピーダンスが、基準インピーダンスから遠い誘導性領域に位置することとなる。このため、インダクタンス素子が接続された第２弾性波フィルタの第２通過帯域における上記誘導性インピーダンスと、第１弾性波フィルタの第２通過帯域における容量性インピーダンスとでアンバランスが生じ、マルチプレクサの第２通過帯域におけるインピーダンスを精度よく基準インピーダンスに整合できないという問題が生じる。その結果、第２通過帯域における整合損が発生し、マルチプレクサの挿入損失が増大する。
【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、共通接続された各弾性波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、共通端子と、第一端および第二端を有し、第一端が共通端子に接続された第１インダクタンス素子と、第二端に接続され、第１通過帯域を有する第１弾性波フィルタと、共通端子に接続され、第１通過帯域よりも高周波側に位置する第２通過帯域を有する第２弾性波フィルタと、第二端および第１弾性波フィルタを結ぶ経路とグランドとの間に接続された第２インダクタンス素子と、上記経路とグランドとの間に接続されたキャパシタンス素子と、を備え、第２インダクタンス素子とキャパシタンス素子とで構成される共振回路の共振周波数は、第１通過帯域と第２通過帯域との間に位置する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、共通接続された各弾性波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】実施例に係るマルチプレクサの回路構成図である。
【図2】実施例に係る各フィルタの周波数関係を示す図である。
【図3】実施例に係るＬＣ並列共振回路の共振特性およびインピーダンス特性を示す図である。
【図4A】実施例に係る各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4B】実施例に係る各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4C】実施例に係る各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5】比較例に係るマルチプレクサの回路構成図である。
【図6】実施例および比較例に係る第１フィルタ群をノードｐ１から見た場合のインピーダンスを比較したスミスチャートである。
【図7A】実施例および比較例に係る第１フィルタ群をノードｐ２から見た場合のインピーダンスを比較したスミスチャートである。
【図7B】実施例および比較例に係る第１フィルタ群をノードｐ２から見た場合のインピーダンスを比較したスミスチャートおよびコンダクタンスを比較したグラフである。
【図8A】実施例および比較例に係るマルチプレクサをノードｐ３から見た場合のインピーダンスを比較したスミスチャート、および、第１フィルタ群の通過特性を示すグラフである。
【図8B】実施例および比較例に係るマルチプレクサをノードｐ３から見た場合のインピーダンスを比較したスミスチャート、および、第２フィルタ群の通過特性を示すグラフである。
【図9】変形例１に係るマルチプレクサの回路構成図である。
【図10】変形例１に係る各フィルタおよびＬＣ並列共振回路の周波数関係を示す図である。
【図11】変形例２に係るマルチプレクサの回路構成図である。
【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、実施例、変形例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例および変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施例および変形例で示される数値、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。以下の実施例および変形例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、他の回路素子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】
なお、本開示において、「２つのインピーダンスが複素共役の関係となる」とは、合成された２つのインピーダンスの複素成分が０に近づくようにキャンセルされることを意味する。すなわち、一方のインピーダンスをＲ１＋ｊＸ１とし、他方のインピーダンスをＲ２＋ｊＸ２とした場合に、Ｘ１＞０かつＸ２＜０を満たす（一方のインピーダンスが誘導性であり、かつ、他方のインピーダンスが容量性である）ことを意味し、特に、Ｘ１＋Ｘ２＝０を満たすことが好適である。
【0015】
（実施の形態）
［１．１ マルチプレクサ１の回路構成］
図１は、実施例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１１、１２、１３、１４、２１および２２と、インダクタ３１と、ＬＣ並列共振回路４０と、共通端子１００と、入力端子１１０、１３０および２１０と、出力端子１２０、１４０および２２０と、を備える。
［１．１ マルチプレクサ１の回路構成］
図１は、実施例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１１、１２、１３、１４、２１および２２と、インダクタ３１と、ＬＣ並列共振回路４０と、共通端子１００と、入力端子１１０、１３０および２１０と、出力端子１２０、１４０および２２０と、を備える。
【0016】
共通端子１００は、例えば、アンテナ２に接続される。
【0017】
インダクタ３１は、第１インダクタンス素子の一例であり、第一端および第二端を有する。インダクタ３１の第一端は共通端子１００に接続されている。
【0018】
フィルタ１１は、第１弾性波フィルタの一例であり、バンドＡの送信帯域（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１１の一端（出力端）はインダクタ３１の第二端に接続され、他端（入力端）は入力端子１１０に接続されている。フィルタ１１は、１以上の弾性波共振子を有する。
【0019】
フィルタ１２は、第３弾性波フィルタの一例であり、バンドＡの受信帯域（ダウンリンク動作バンド）を含む通過帯域（第３通過帯域）を有する。フィルタ１２の一端（入力端）はインダクタ３１の第二端に接続され、他端（出力端）は出力端子１２０に接続されている。フィルタ１２は、１以上の弾性波共振子を有する。
【0020】
フィルタ１３は、バンドＢの送信帯域（アップリンク動作バンド）を含む通過帯域を有する。フィルタ１３の一端（出力端）はインダクタ３１の第二端に接続され、他端（入力端）は入力端子１３０に接続されている。フィルタ１３は、１以上の弾性波共振子を有する。
【0021】
フィルタ１４は、バンドＢの受信帯域（ダウンリンク動作バンド）を含む通過帯域を有する。フィルタ１３の一端（入力端）はインダクタ３１の第二端に接続され、他端（出力端）は出力端子１４０に接続されている。フィルタ１４は、１以上の弾性波共振子を有する。
【0022】
フィルタ１１、１２、１３および１４は、インダクタ３１の第二端に共通接続された第１フィルタ群である。
【0023】
フィルタ２１は、第２弾性波フィルタの一例であり、バンドＣの送信帯域（アップリンク動作バンド）を含む通過帯域（第２通過帯域）を有する。フィルタ２１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２１０に接続されている。フィルタ２１は、１以上の弾性波共振子を有する。
【0024】
フィルタ２２は、バンドＣの受信帯域（ダウンリンク動作バンド）を含む通過帯域を有する。フィルタ２２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２２０に接続されている。フィルタ２２は、１以上の弾性波共振子を有する。
【0025】
フィルタ２１および２２は、共通端子１００に共通接続された第２フィルタ群である。
【0026】
図２は、実施例に係る各フィルタの周波数関係を示す図である。同図には、フィルタ１１～１４および２１～２２の通過特性の概略が示されている。同図に示すように、各フィルタの通過帯域は、低周波側から順に、フィルタ１１、１２、１３、１４、２１および２２となっている。
【0027】
つまり、第２フィルタ群（フィルタ２１～２２）の各通過帯域は、第１フィルタ群（フィルタ１１～１４）の各通過帯域よりも高周波側に位置している。
【0028】
なお、第１フィルタ群（フィルタ１１～１４）の間では、通過帯域の周波数関係は任意であり、第２フィルタ群（フィルタ２１～２２）の間では、通過帯域の周波数関係は任意である。
【0029】
なお、バンドＡとしては、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）のＢａｎｄ３（送信帯域：１７１０－１７８５ＭＨｚ、受信帯域：１８０５－１８８０ＭＨｚ）が適用される。また、バンドＢとしては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ１（送信帯域：１９２０－１９８０ＭＨｚ、受信帯域：２１１０－２１７０ＭＨｚ）が適用される。また、バンドＣとしては、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ７（送信帯域：２５００－２５７０ＭＨｚ、受信帯域：２６２０－２６９０ＭＨｚ）が適用される。
【0030】
なお、本実施例に係るマルチプレクサ１において、フィルタ１２～１４、および２２はなくてもよい。また、フィルタ１１～１４以外のフィルタがインダクタ３１の第二端に接続されていてもよく、フィルタ２１～２２以外のフィルタが共通端子１００に接続されていてもよい。ただし、インダクタ３１の第二端に接続された各フィルタの通過帯域は、共通端子１００に直接接続された各フィルタの通過帯域よりも低周波側に位置することが条件となる。
【0031】
ＬＣ並列共振回路４０は、共振回路の一例であり、インダクタ３１の第二端およびフィルタ１１を結ぶ経路上のノードｎ２とグランドとの間に接続され、インダクタ４１と、キャパシタ４２と、を備える。インダクタ４１は、第２インダクタンス素子の一例であり、ノードｎ２とグランドとの間に接続されている。キャパシタ４２は、キャパシタンス素子の一例であり、ノードｎ２とグランドとの間に接続されている。つまり、インダクタ４１とキャパシタ４２とは、上記経路とグランドとの間で並列接続されている。本実施例では、ノードｎ２は、フィルタ１１～１４が共通接続されたノードｎ１とインダクタ３１の第二端との間に位置している。
【0032】
なお、インダクタ３１および４１のそれぞれは、チップ状の表面実装型部品、基板に形成された導体コイルまたは導体配線などのインダクタンス素子であってもよい。また、キャパシタ４２は、チップ状の表面実装型部品、基板に形成された導体電極または導体配線などのキャパシタンス素子であってもよい。
【0033】
図３は、実施例に係るＬＣ並列共振回路４０の共振特性およびインピーダンス特性を示す図である。同図の（ａ）には、ＬＣ並列共振回路４０の回路図ならびにインダクタ４１およびキャパシタ４２の数値例が示されている。また、同図の（ｂ）には、ＬＣ並列共振回路４０のインピーダンスの周波数特性が示されている。また、同図の（ｃ）には、ＬＣ並列共振回路４０のインピーダンスを示すスミスチャートが示されている。
【0034】
図３の（ｂ）に示すように、ＬＣ並列共振回路４０の共振周波数Ｆｒにおいて、インピーダンスが極大となる。図３の（ａ）に示すように、インダクタ４１のインダクタンス値Ｌ４１を例えば４．４ｎＨとし、キャパシタ４２のキャパシタンス値Ｃ４２を例えば１．０ｐＦとすることで、ＬＣ並列共振回路４０の共振周波数Ｆｒは、例えば２３９９．５ＭＨｚとなる。
【0035】
ここで、ＬＣ並列共振回路４０の共振周波数Ｆｒは、第１フィルタ群（フィルタ１１～１４）の各通過帯域と、第２フィルタ群（フィルタ２１～２２）の各通過帯域との間に位置している。これによれば、共振周波数Ｆｒよりも低周波側ではＬＣ並列共振回路４０のインピーダンスは誘導性を示し、共振周波数Ｆｒよりも高周波側ではＬＣ並列共振回路４０のインピーダンスは容量性を示すこととなる。
【0036】
なお、共通端子１００、入力端子１１０、１３０および２１０、出力端子１２０、１４０および２２０は、マルチプレクサ１が備えていなくてもよい。
【0037】
［１．２ 弾性波フィルタの構造］
ここで、マルチプレクサ１を構成する各フィルタが有する弾性波共振子の構造について例示する。
ここで、マルチプレクサ１を構成する各フィルタが有する弾性波共振子の構造について例示する。
【0038】
図４Ａは、実施例に係る各フィルタの弾性波共振子の第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１１～１４および２１～２２を構成する弾性波共振子の基本構造が例示されている。なお、図４Ａに示された弾性波共振子６０は、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。
【0039】
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。
【0040】
図４Ａ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。
【0041】
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４Ａ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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
次に、基板５０の積層構造について説明する。
【0045】
図４Ａ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。
【0046】
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。
【0047】
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は、例えば、シリコン基板である。
【0048】
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は、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする膜である。
【0049】
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。
【0050】
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、支持基板には、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、および水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、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、およびフォルステライト等の各種セラミック、ガラス等の誘電体、シリコンおよび窒化ガリウム等の半導体、ならびに樹脂基板等を用いることができる。また、高音速膜には、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、ＤＬＣ膜、ダイヤモンド、これらの材料を主成分とする媒質、これらの材料の混合物を主成分とする媒質等、様々な高音速材料を用いることができる。
【0051】
また、図４Ｂは、実施例に係る各フィルタの弾性波共振子の第２例を模式的に表す断面図である。図４Ａ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４Ｂ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。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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
また、図４Ｃは、実施例に係る各フィルタの弾性波共振子の第３例を模式的に表す断面図である。図４Ｃには、フィルタ１１～１４および２１～２２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。
【0057】
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。
【0058】
下部電極６６は、第１電極の一例であり、支持基板６５の一方面上に形成されている。上部電極６８は、第２電極の一例であり、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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
マルチプレクサ１の各フィルタが有する弾性波共振子が一対の櫛形電極で構成されたＩＤＴ電極を有すること（図４Ａおよび図４Ｂ参照）、または、圧電体層を挟んで対向する一対の平行平板電極を有すること（図４Ｃ参照）により、上記各フィルタのインピーダンスは、容量性を示すこととなる。
【0062】
［１．３ 比較例に係るマルチプレクサ５００］
ここで、従来の構成を有する、比較例に係るマルチプレクサ５００について説明しておく。
ここで、従来の構成を有する、比較例に係るマルチプレクサ５００について説明しておく。
【0063】
図５は、比較例に係るマルチプレクサ５００の回路構成図である。同図に示すように、マルチプレクサ５００は、フィルタ１１、１２、１３、１４、２１および２２と、インダクタ３１と、共通端子１００と、入力端子１１０、１３０および２１０と、出力端子１２０、１４０および２２０と、を備える。比較例に係るマルチプレクサ５００は、実施例に係るマルチプレクサ１と比較して、ＬＣ並列共振回路４０がない点が異なる。
【0064】
比較例に係るマルチプレクサ５００によれば、インダクタ３１が接続されたフィルタ１１～１４の各通過帯域（バンドＡおよびＢ）における誘導性のインピーダンスと、フィルタ２１～２２の上記通過帯域（バンドＡおよびＢ）における容量性のインピーダンスとが複素共役の関係であることを利用し、上記通過帯域（バンドＡおよびＢ）におけるマルチプレクサ５００のインピーダンスを基準インピーダンスに整合させようとしている。
【0065】
しかしながら、比較例に係るマルチプレクサ５００では、フィルタ１１～１４（第１フィルタ群）の各通過帯域（バンドＡおよびＢ）におけるインピーダンスが容量成分の大きな領域に位置する場合がある。なお、インダクタ３１に接続される弾性波フィルタの数が多いほど、第１フィルタ群の各通過帯域におけるインピーダンスの容量成分は大きくなる。これにより、インダクタ３１が接続された状態でのフィルタ１１～１４の各通過帯域（バンドＡおよびＢ）におけるインピーダンスは、インダクタ３１の直列接続により等レジスタンス円を時計回りにシフトして、基準インピーダンスから遠い誘導性領域に位置することとなる。このため、インダクタ３１が接続されたフィルタ１１～１４の各通過帯域（バンドＡおよびＢ）における誘導性インピーダンスと、フィルタ２１～２２の減衰帯域（バンドＡおよびＢ）における容量性インピーダンスとでアンバランスが生じ、マルチプレクサ５００の第１フィルタ群の各通過帯域（バンドＡおよびＢ）におけるインピーダンスを精度よく基準インピーダンスに整合できないという問題が生じる。その結果、上記通過帯域（バンドＡおよびＢ）における整合損が発生し、マルチプレクサ５００の挿入損失が増大する。
【0066】
［１．４ 実施例および比較例に係るマルチプレクサの特性比較］
以下では、本実施例に係るマルチプレクサ１のインピーダンス特性（アドミタンス特性）および通過特性について、実施例および比較例のマルチプレクサを比較しながら説明する。
以下では、本実施例に係るマルチプレクサ１のインピーダンス特性（アドミタンス特性）および通過特性について、実施例および比較例のマルチプレクサを比較しながら説明する。
【0067】
図６は、実施例および比較例に係る第１フィルタ群をノードｐ１から見た場合のインピーダンスを比較したスミスチャートである。同図には、実施例および比較例における、ノードｐ１（インダクタ３１の第二端）からフィルタ１１～１４を見たインピーダンス特性が示されている。なお、ノードｐ１は、インダクタ３１の第二端とノードｎ２（ＬＣ並列共振回路４０の接続点）との間に位置している。
【0068】
同図の（ａ）および（ｂ）には、ノードｐ１からフィルタ１１～１４を見たインピーダンスのうちのバンドＢの送信帯域および受信帯域におけるインピーダンスが示されている。同図の（ｃ）および（ｄ）には、ノードｐ１からフィルタ１１～１４を見たインピーダンスのうちのバンドＡの送信帯域および受信帯域におけるインピーダンスが示されている。同図の（ｅ）および（ｆ）には、ノードｐ１からフィルタ１１～１４を見たインピーダンスのうちのバンドＣの送信帯域および受信帯域におけるインピーダンスが示されている。
【0069】
比較例に係るマルチプレクサ５００では、ノードｐ１からフィルタ１１～１４を見たバンドＡ、バンドＢおよびバンドＣのインピーダンスは、全て容量性領域に位置している。
【0070】
これに対して、実施例に係るマルチプレクサ１では、比較例に係るマルチプレクサ５００と比較して、ノードｐ１からフィルタ１１～１４を見たインピーダンスのうち、共振周波数Ｆｒよりも低周波側に位置するバンドＡおよびバンドＢのインピーダンスは、ＬＣ並列共振回路４０の誘導性（誘導成分の並列接続）により等コンダクタンス円を反時計回りに（基準インピーダンスに向かって）シフトしている。
【0071】
また、実施例に係るマルチプレクサ１では、比較例に係るマルチプレクサ５００と比較して、ノードｐ１からフィルタ１１～１４を見たインピーダンスのうち、共振周波数Ｆｒよりも高周波側に位置するバンドＣのインピーダンスは、ＬＣ並列共振回路４０の容量性（容量成分の並列接続）により等コンダクタンス円を時計回りに（ショート点に向かって）シフトしている。
【0072】
つまり、実施例に係るマルチプレクサ１では、共振周波数ＦｒがバンドＡおよびＢとバンドＣとの間に位置していることにより、比較例に係るマルチプレクサ５００と比較して、ノードｐ１からフィルタ１１～１４を見たバンドＡおよびバンドＢのインピーダンスと、ノードｐ１からフィルタ１１～１４を見たバンドＣのインピーダンスとを、逆方向にシフトさせている。
【0073】
つまり、実施例に係るマルチプレクサ１では、比較例に係るマルチプレクサ５００と比較して、ノードｐ１からフィルタ１１～１４を見たバンドＡおよびバンドＢのインピーダンスは、基準インピーダンスにより近く位置し、ノードｐ１からフィルタ１１～１４を見たバンドＣのインピーダンスは、ショート点により近く位置している。
【0074】
図７Ａは、実施例および比較例に係る第１フィルタ群をノードｐ２から見た場合のインピーダンスを比較したスミスチャートである。また、図７Ｂは、実施例および比較例に係る第１フィルタ群をノードｐ２から見た場合のインピーダンスを比較したスミスチャートおよびコンダクタンスを比較したグラフである。なお、ノードｐ２は、インダクタ３１の第一端と、インダクタ３１および第２フィルタ群の接続点との間に位置している。
【0075】
図７Ａおよび図７Ｂには、実施例および比較例における、ノードｐ２（インダクタ３１の第一端）からフィルタ１１～１４を見たインピーダンス特性が示されている。図７Ａの（ａ）および（ｂ）には、ノードｐ２からフィルタ１１～１４を見たインピーダンスのうちのバンドＢの送信帯域および受信帯域におけるインピーダンスが示されている。図７Ａの（ｃ）および（ｄ）には、ノードｐ２からフィルタ１１～１４を見たインピーダンスのうちのバンドＡの送信帯域および受信帯域におけるインピーダンスが示されている。図７Ｂの（ａ）および（ｂ）には、ノードｐ２からフィルタ１１～１４を見たインピーダンスのうちのバンドＣの送信帯域および受信帯域におけるインピーダンスが示されている。さらに、図７Ｂの（ｃ）には、ノードｐ２からフィルタ１１～１４を見たコンダクタンスの周波数特性が示されている。
【0076】
比較例に係るマルチプレクサ５００では、ノードｐ２からフィルタ１１～１４を見たバンドＡおよびバンドＢのインピーダンスは、直列接続されたインダクタ３１（誘導成分の直列接続）により等レジスタンス円を時計回りにシフトし、全て誘導性領域に位置している。
【0077】
これに対して、実施例に係るマルチプレクサ１では、ノードｐ２からフィルタ１１～１４を見たバンドＡおよびバンドＢのインピーダンスは、直列接続されたインダクタ３１（誘導成分の直列接続）により等レジスタンス円を時計回りにシフトするが、比較例に係るマルチプレクサ５００と比較して、当該シフトする前の位置が基準インピーダンスにより近く位置しているため、当該シフト後の位置は誘導性領域の基準インピーダンスにより近くなっている。
【0078】
これにより、インダクタ３１が接続されたフィルタ１１～１４の各通過帯域（バンドＡおよびＢ）における誘導性インピーダンスと、フィルタ２１～２２の減衰帯域（バンドＡおよびＢ）における容量性インピーダンスとが、より高精度な複素共役の関係となり、マルチプレクサ１の第１フィルタ群の各通過帯域（バンドＡおよびＢ）におけるインピーダンスを高精度に基準インピーダンスに整合することが可能となる。
【0079】
また、実施例に係るマルチプレクサ１では、ノードｐ２からフィルタ１１～１４を見たバンドＣのインピーダンスは、直列接続されたインダクタ３１（誘導成分の直列接続）により等レジスタンス円を時計回りにシフトするが、比較例に係るマルチプレクサ５００と比較して、当該シフトする前の位置がショート点により近く位置しているため、当該シフト後の位置は誘導性領域のオープン点により近くなっている。このため、図７Ｂの（ｃ）に示すように、ノードｐ２からフィルタ１１～１４を見たバンドＣのコンダクタンスが低減されている。つまり、第１フィルタ群へのバンドＣの信号の漏洩を抑制できる。
【0080】
図８Ａは、実施例および比較例に係るマルチプレクサをノードｐ３から見た場合のインピーダンスを比較したスミスチャート、および、第１フィルタ群の通過特性を示すグラフである。また、図８Ｂは、実施例および比較例に係るマルチプレクサをノードｐ３から見た場合のインピーダンスを比較したスミスチャート、および、第２フィルタ群の通過特性を示すグラフである。なお、ノードｐ３は、共通端子１００と、インダクタ３１および第２フィルタ群の接続点との間に位置している。
【0081】
図８Ａの（ａ１）および（ｂ１）には、ノードｐ３から１１～１４および２１～２２を見たインピーダンスのうちのバンドＢの送信帯域および受信帯域におけるインピーダンスが示されている。図８Ａの（ａ２）および（ｂ２）には、フィルタ１３および１４のバンドＢにおける通過特性が示されている。図８Ａの（ｃ１）および（ｄ１）には、ノードｐ３からフィルタ１１～１４および２１～２２を見たインピーダンスのうちのバンドＡの送信帯域および受信帯域におけるインピーダンスが示されている。図８Ａの（ｃ２）および（ｄ２）には、フィルタ１１および１２のバンドＡにおける通過特性が示されている。図８Ｂの（ａ１）および（ｂ１）には、ノードｐ３からフィルタ１１～１４および２１～２２を見たインピーダンスのうちのバンドＣの送信帯域および受信帯域におけるインピーダンスが示されている。図８Ｂの（ａ２）および（ｂ２）には、フィルタ２１および２２のバンドＣにおける通過特性が示されている。
【0082】
図８Ａに示すように、実施例に係るマルチプレクサ１では、比較例に係るマルチプレクサ５００と比較して、ノードｐ３からフィルタ１１～１４および２１～２２を見たバンドＡおよびバンドＢのインピーダンスは、基準インピーダンスにより近くなっている。これにより、フィルタ１３および１４のバンドＢ（通過帯域）における挿入損失が低減されており、また、フィルタ１１および１２のバンドＡ（通過帯域）における挿入損失が低減されている。
【0083】
また、実施例に係るマルチプレクサ１では、比較例に係るマルチプレクサ５００と比較して、ノードｐ２からフィルタ１１～１４を見たバンドＣのコンダクタンスが低減されている（図７Ｂの（ｃ）参照）ので、フィルタ２１および２２のバンドＣ（通過帯域）における挿入損失が低減されている。よって、共通接続された各弾性波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１を提供することが可能となる。
【0084】
［１．５ 変形例１に係るマルチプレクサ１Ａ］
図９は、変形例１に係るマルチプレクサ１Ａの回路構成図である。同図に示すように、マルチプレクサ１Ａは、フィルタ１１、１２、１３、１４、２１および２２と、インダクタ３１と、共振回路４０Ａと、共通端子１００と、入力端子１１０、１３０および２１０と、出力端子１２０、１４０および２２０と、を備える。本変形例に係るマルチプレクサ１Ａは、実施例に係るマルチプレクサ１と比較して、共振回路４０Ａの回路構成が異なる。以下、本変形例に係るマルチプレクサ１Ａについて、実施例に係るマルチプレクサ１と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
図９は、変形例１に係るマルチプレクサ１Ａの回路構成図である。同図に示すように、マルチプレクサ１Ａは、フィルタ１１、１２、１３、１４、２１および２２と、インダクタ３１と、共振回路４０Ａと、共通端子１００と、入力端子１１０、１３０および２１０と、出力端子１２０、１４０および２２０と、を備える。本変形例に係るマルチプレクサ１Ａは、実施例に係るマルチプレクサ１と比較して、共振回路４０Ａの回路構成が異なる。以下、本変形例に係るマルチプレクサ１Ａについて、実施例に係るマルチプレクサ１と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【0085】
共振回路４０Ａは、インダクタ３１の第二端およびフィルタ１１を結ぶ経路上のノードｎ２とグランドとの間に接続され、インダクタ４１と、弾性波共振子４３と、を備える。インダクタ４１は、第２インダクタンス素子の一例であり、ノードｎ２とグランドとの間に接続されている。弾性波共振子４３は、キャパシタンス素子の一例であり、図４Ａ～図４Ｃに示された弾性波共振子６０の構成を有する。弾性波共振子４３は、ノードｎ２とグランドとの間に接続されている。つまり、インダクタ４１と弾性波共振子４３とは、上記経路とグランドとの間で並列接続されている。
【0086】
図１０は、変形例１に係るフィルタ１１～１４および２１～２２と、共振回路４０Ａとの周波数関係を示す図である。同図に示すように、共振回路４０Ａは、共振周波数Ｆ１（第１共振周波数）および共振周波数Ｆ２（第２共振周波数）を有する。共振周波数Ｆ１は共振回路４０Ａのインピーダンスが極大となる周波数であり、弾性波共振子４３の反共振周波数に対応している。共振周波数Ｆ２は共振回路４０Ａのインピーダンスが極小となる周波数であり、弾性波共振子４３の共振周波数に対応している。これによれば、共振周波数Ｆ１とＦ２との間では、共振回路４０Ａのインピーダンスは誘導性を示し、共振周波数Ｆ１よりも高周波側および共振周波数Ｆ２よりも低周波側では共振回路４０Ａのインピーダンスは容量性を示すこととなる。
【0087】
ここで、共振回路４０Ａの共振周波数Ｆ１は、第１フィルタ群（フィルタ１１～１４）の各通過帯域と、第２フィルタ群（フィルタ２１～２２）の各通過帯域との間に位置し、共振回路４０Ａの共振周波数Ｆ２は、第１フィルタ群（フィルタ１１～１４）の各通過帯域よりも低周波側に位置している。
【0088】
これによれば、第１フィルタ群のバンドＡおよびＢにおけるインピーダンスは、共振回路４０Ａの誘導性により等コンダクタンス円に沿って中心方向にシフトした上で、インダクタ３１により等レジスタンス円に沿って誘導性領域にシフトする。一方、第１フィルタ群のバンドＣにおけるインピーダンスは、共振回路４０Ａの容量性により等コンダクタンス円に沿ってショート方向にシフトした上で、インダクタ３１により等レジスタンス円に沿って誘導性領域にシフトする。
【0089】
これにより、誘導性領域に位置する第１フィルタ群のバンドＡおよびＢにおけるインピーダンスは、共振回路４０Ａの誘導性により中心方向にシフトしているので、共振回路４０Ａが付加されていないマルチプレクサと比較して、基準インピーダンスにより近く位置している。よって、誘導性領域に位置する第１フィルタ群のバンドＡおよびＢにおけるインピーダンスと、容量性領域に位置する第２フィルタ群のバンドＡおよびＢにおけるインピーダンスと、の合成インピーダンス（複素共役）を基準インピーダンスに精度よく合わせることが可能となる。よって、第１フィルタ群を低損失にできる。また、第１フィルタ群のバンドＣにおけるインピーダンスは、共振回路４０Ａが付加されていないマルチプレクサと比較して、誘導性領域のよりオープン（高インピーダンス）側にシフトする。よって、第１フィルタ群のバンドＣにおけるコンダクタンスを低減できるので、バンドＣの信号が第１フィルタ群へ漏洩することを抑制できるので、第２フィルタ群を低損失にできる。よって、共通接続された各弾性波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１Ａを提供することが可能となる。
【0090】
［１．６ 変形例２に係るマルチプレクサ１Ｂ］
図１１は、変形例２に係るマルチプレクサ１Ｂの回路構成図である。同図に示すように、マルチプレクサ１Ｂは、フィルタ１１、１２、１３、１４、２１および２２と、インダクタ３１および４４と、弾性波共振子４５と、共通端子１００と、入力端子１１０、１３０および２１０と、出力端子１２０、１４０および２２０と、を備える。本変形例に係るマルチプレクサ１Ｂは、変形例１に係るマルチプレクサ１Ａと比較して、ＬＣ並列共振回路を構成する弾性波共振子の接続位置が異なる。以下、本変形例に係るマルチプレクサ１Ｂについて、変形例１に係るマルチプレクサ１Ａと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
図１１は、変形例２に係るマルチプレクサ１Ｂの回路構成図である。同図に示すように、マルチプレクサ１Ｂは、フィルタ１１、１２、１３、１４、２１および２２と、インダクタ３１および４４と、弾性波共振子４５と、共通端子１００と、入力端子１１０、１３０および２１０と、出力端子１２０、１４０および２２０と、を備える。本変形例に係るマルチプレクサ１Ｂは、変形例１に係るマルチプレクサ１Ａと比較して、ＬＣ並列共振回路を構成する弾性波共振子の接続位置が異なる。以下、本変形例に係るマルチプレクサ１Ｂについて、変形例１に係るマルチプレクサ１Ａと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【0091】
インダクタ４４は、第２インダクタンス素子の一例であり、インダクタ３１の第二端およびフィルタ１１を結ぶ経路上のノードｎ２とグランドとの間に接続されている。
【0092】
弾性波共振子４５は、キャパシタンス素子の一例であり、図４Ａ～図４Ｃに示された弾性波共振子６０の構成を有する。弾性波共振子４５は、フィルタ１１および１２の接続点とフィルタ１１とを結ぶ経路と、グランドとの間に接続されている。弾性波共振子４５は、フィルタ１１の出力端に最も近く接続された弾性波共振子である。なお、弾性波共振子４５は、キャパシタであってもよい。
【0093】
上記構成によれば、インダクタ４４と弾性波共振子４５とは、インダクタ３１の第二端およびフィルタ１１を結ぶ経路とグランドとの間に接続された共振回路を構成する。
【0094】
ここで、インダクタ４４と弾性波共振子４５とで構成された共振回路の共振周波数Ｆ１は、第１フィルタ群（フィルタ１１～１４）の各通過帯域と、第２フィルタ群（フィルタ２１～２２）の各通過帯域との間に位置し、当該ＬＣ並列共振回路の共振周波数Ｆ２は、第１フィルタ群（フィルタ１１～１４）の各通過帯域よりも低周波側に位置している。
【0095】
これによれば、本変形例に係るマルチプレクサ１Ｂは、変形例に係るマルチプレクサ１Ａと同様の効果を奏することが可能となる。よって、共通接続された各弾性波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１Ｂを提供することが可能となる。
【0096】
なお、弾性波共振子４５は、フィルタ１１を構成する弾性波共振子であって、フィルタ１１の出力端に最も近く接続された並列腕共振子であってもよい。ただし、弾性波共振子４５は、フィルタ１１の通過帯域を構成する弾性波共振子としては機能しない。
【0097】
［２ 効果など］
以上のように、実施例に係るマルチプレクサ１は、共通端子１００と、第一端および第二端を有し、第一端が共通端子１００に接続されたインダクタ３１と、第二端に接続され第１通過帯域を有するフィルタ１１と、共通端子１００に接続され、第１通過帯域よりも高周波側に位置する第２通過帯域を有するフィルタ２１と、第二端およびフィルタ１１を結ぶ経路とグランドとの間に接続されたインダクタ４１と、上記経路とグランドとの間に接続されたキャパシタ４２と、を備え、インダクタ４１とキャパシタ４２とで構成されるＬＣ並列共振回路４０の共振周波数は、第１通過帯域と第２通過帯域との間に位置する。
以上のように、実施例に係るマルチプレクサ１は、共通端子１００と、第一端および第二端を有し、第一端が共通端子１００に接続されたインダクタ３１と、第二端に接続され第１通過帯域を有するフィルタ１１と、共通端子１００に接続され、第１通過帯域よりも高周波側に位置する第２通過帯域を有するフィルタ２１と、第二端およびフィルタ１１を結ぶ経路とグランドとの間に接続されたインダクタ４１と、上記経路とグランドとの間に接続されたキャパシタ４２と、を備え、インダクタ４１とキャパシタ４２とで構成されるＬＣ並列共振回路４０の共振周波数は、第１通過帯域と第２通過帯域との間に位置する。
【0098】
これによれば、フィルタ１１の第１通過帯域におけるインピーダンスは、ＬＣ並列共振回路４０の誘導性によりスミスチャート上の等コンダクタンス円に沿って中心方向にシフトした上で、インダクタ３１により等レジスタンス円に沿って誘導性領域にシフトする。一方、フィルタ１１の第２通過帯域におけるインピーダンスは、ＬＣ並列共振回路４０の容量性によりスミスチャート上の等コンダクタンス円に沿ってショート方向にシフトした上で、インダクタ３１により等レジスタンス円に沿って誘導性領域にシフトする。
【0099】
これにより、誘導性領域に位置するフィルタ１１の第１通過帯域におけるインピーダンスは、ＬＣ並列共振回路４０の誘導性により中心方向にシフトしているので、ＬＣ並列共振回路４０が付加されていないマルチプレクサと比較して、基準インピーダンスにより近く位置している。よって、誘導性領域に位置するフィルタ１１の第１通過帯域におけるインピーダンスと、容量性領域に位置するフィルタ２１の第１通過帯域におけるインピーダンスと、の合成インピーダンス（複素共役）を基準インピーダンスに精度よく合わせることが可能となる。よって、フィルタ１１を低損失にできる。また、フィルタ１１の第２通過帯域におけるインピーダンスは、ＬＣ並列共振回路４０が付加されていないマルチプレクサと比較して、誘導性領域のよりオープン（高インピーダンス）側にシフトする。よって、フィルタ１１の第２通過帯域におけるコンダクタンスを低減できるので、第２通過帯域の信号がフィルタ１１へ漏洩することを抑制できるので、フィルタ２１を低損失にできる。よって、共通接続されたフィルタ１１および２１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。
【0100】
また例えば、マルチプレクサ１は、さらに、第二端に接続され、第２通過帯域よりも低周波側に位置する第３通過帯域を有するフィルタ１２を備え、ＬＣ並列共振回路４０の共振周波数は、第１通過帯域と第２通過帯域との間に位置し、かつ、第３通過帯域と第２通過帯域との間に位置してもよい。
【0101】
これによれば、誘導性領域に位置するフィルタ１１および１２の第１通過帯域および第３通過帯域におけるインピーダンスは、ＬＣ並列共振回路４０の誘導性により中心方向にシフトしているので、ＬＣ並列共振回路４０が付加されていないマルチプレクサと比較して、基準インピーダンスにより近く位置している。よって、誘導性領域に位置するフィルタ１１および１２の第１通過帯域および第３通過帯域におけるインピーダンスと、容量性領域に位置するフィルタ２１の第１通過帯域および第３通過帯域におけるインピーダンスと、の合成インピーダンス（複素共役）を基準インピーダンスに精度よく合わせることが可能となる。よって、フィルタ１１および１２を低損失にできる。また、フィルタ１１および１２の第２通過帯域におけるインピーダンスは、ＬＣ並列共振回路４０が付加されていないマルチプレクサと比較して、誘導性領域のよりオープン（高インピーダンス）側にシフトする。よって、フィルタ１１および１２の第２通過帯域におけるコンダクタンスを低減できるので、第２通過帯域の信号がフィルタ１１および１２へ漏洩することを抑制できるので、フィルタ２１を低損失にできる。よって、共通接続されたフィルタ１１、１２および２１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。
【0102】
また例えば、マルチプレクサ１において、インダクタ４１とキャパシタ４２とは、上記経路とグランドとの間で並列接続されていてもよい。
【0103】
また例えば、変形例２に係るマルチプレクサ１Ｂにおいて、キャパシタ４２の代わりに、弾性波共振子４５（キャパシタンス素子）が、フィルタ１１および１２の接続点とフィルタ１１とを結ぶ経路と、グランドとの間に接続されていてもよい。
【0104】
これによれば、インダクタ４４（第２インダクタンス素子）と弾性波共振子４５（キャパシタンス素子）とが、ＬＣ並列共振回路を構成する。これにより、誘導性領域に位置するフィルタ１１および１２のバンドＡおよびＢにおけるインピーダンスと、容量性領域に位置するフィルタ２１のバンドＡおよびＢにおけるインピーダンスと、の合成インピーダンス（複素共役）を基準インピーダンスに精度よく合わせることが可能となる。よって、フィルタ１１および１２を低損失にできる。また、フィルタ１１および１２のバンドＣにおけるインピーダンスは、ＬＣ並列共振回路が付加されていないマルチプレクサと比較して、誘導性領域のよりオープン（高インピーダンス）側にシフトする。よって、フィルタ１１および１２のバンドＣにおけるコンダクタンスを低減できるので、バンドＣの信号がフィルタ１１および１２へ漏洩することを抑制できるので、フィルタ２１を低損失にできる。よって、共通接続された各弾性波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１Ｂを提供することが可能となる。
【0105】
また例えば、変形例１に係るマルチプレクサ１Ａにおいて、第二端およびフィルタ１１を結ぶ経路とグランドとの間に接続されたキャパシタンス素子は、弾性波共振子４３であってもよい。
【0106】
これによれば、実施例に係るマルチプレクサ１と同様の効果を奏することが可能となる。よって、共通接続された各弾性波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１Ａを提供することが可能となる。
【0107】
また例えば、変形例１に係るマルチプレクサ１Ａにおいて、インダクタ４１と弾性波共振子４３とで構成される共振回路４０Ａは、第１共振周波数および第２共振周波数を有し、第１共振周波数は、弾性波共振子４３の反共振周波数ｆａに対応し、第２共振周波数は、弾性波共振子４３の共振周波数ｆｒに対応し、第１共振周波数は、バンドＡとバンドＣとの間に位置し、第２共振周波数は、通過帯域バンドＡよりも低周波側に位置してもよい。
【0108】
これによれば、第１共振周波数と第２共振周波数との間では、共振回路４０Ａのインピーダンスは誘導性を示し、第１共振周波数よりも高周波側および第２共振周波数よりも低周波側では共振回路４０Ａのインピーダンスは容量性を示すこととなる。これにより、実施例に係るマルチプレクサ１と同様の効果を奏することが可能となる。よって、共通接続された各弾性波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１Ａを提供することが可能となる。
【0109】
（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、実施例および変形例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態、実施例および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態、実施例および変形例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、実施例および変形例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態、実施例および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態、実施例および変形例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。
【0110】
また、例えば、上記実施の形態、実施例および変形例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。
【0111】
なお、上記実施の形態、実施例および変形例において示された共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａ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。
【0112】
以下に、上記実施の形態および変形例に基づいて説明したマルチプレクサの特徴を示す。
【0113】
＜１＞
共通端子と、
第一端および第二端を有し、前記第一端が前記共通端子に接続された第１インダクタンス素子と、
前記第二端に接続され、第１通過帯域を有する第１弾性波フィルタと、
前記共通端子に接続され、前記第１通過帯域よりも高周波側に位置する第２通過帯域を有する第２弾性波フィルタと、
前記第二端および前記第１弾性波フィルタを結ぶ経路とグランドとの間に接続された第２インダクタンス素子と、
前記経路とグランドとの間に接続されたキャパシタンス素子と、を備え、
前記第２インダクタンス素子と前記キャパシタンス素子とで構成される共振回路の共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置する、マルチプレクサ。
共通端子と、
第一端および第二端を有し、前記第一端が前記共通端子に接続された第１インダクタンス素子と、
前記第二端に接続され、第１通過帯域を有する第１弾性波フィルタと、
前記共通端子に接続され、前記第１通過帯域よりも高周波側に位置する第２通過帯域を有する第２弾性波フィルタと、
前記第二端および前記第１弾性波フィルタを結ぶ経路とグランドとの間に接続された第２インダクタンス素子と、
前記経路とグランドとの間に接続されたキャパシタンス素子と、を備え、
前記第２インダクタンス素子と前記キャパシタンス素子とで構成される共振回路の共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置する、マルチプレクサ。
【0114】
＜２＞
さらに、
前記第二端に接続され、前記第２通過帯域よりも低周波側に位置する第３通過帯域を有する第３弾性波フィルタを備え、
前記共振回路の共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置し、かつ、前記第３通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置する、＜１＞に記載のマルチプレクサ。
さらに、
前記第二端に接続され、前記第２通過帯域よりも低周波側に位置する第３通過帯域を有する第３弾性波フィルタを備え、
前記共振回路の共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置し、かつ、前記第３通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置する、＜１＞に記載のマルチプレクサ。
【0115】
＜３＞
前記第２インダクタンス素子と前記キャパシタンス素子とは、前記経路とグランドとの間で並列接続されている、＜１＞または＜２＞に記載のマルチプレクサ。
前記第２インダクタンス素子と前記キャパシタンス素子とは、前記経路とグランドとの間で並列接続されている、＜１＞または＜２＞に記載のマルチプレクサ。
【0116】
＜４＞
前記キャパシタンス素子は、前記第１弾性波フィルタおよび前記第３弾性波フィルタの接続点と前記第１弾性波フィルタとを結ぶ経路と、グランドとの間に接続されている、＜２＞に記載のマルチプレクサ。
前記キャパシタンス素子は、前記第１弾性波フィルタおよび前記第３弾性波フィルタの接続点と前記第１弾性波フィルタとを結ぶ経路と、グランドとの間に接続されている、＜２＞に記載のマルチプレクサ。
【0117】
＜５＞
前記キャパシタンス素子は、弾性波共振子である、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載のマルチプレクサ。
前記キャパシタンス素子は、弾性波共振子である、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載のマルチプレクサ。
【0118】
＜６＞
前記第２インダクタンス素子と前記弾性波共振子とで構成される共振回路は、第１共振周波数および第２共振周波数を有し、
前記第１共振周波数は、前記弾性波共振子の反共振周波数に対応し、
前記第２共振周波数は、前記弾性波共振子の共振周波数に対応し、
前記第１共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置し、
前記第２共振周波数は、前記第１通過帯域よりも低周波側に位置する、＜５＞に記載のマルチプレクサ。
前記第２インダクタンス素子と前記弾性波共振子とで構成される共振回路は、第１共振周波数および第２共振周波数を有し、
前記第１共振周波数は、前記弾性波共振子の反共振周波数に対応し、
前記第２共振周波数は、前記弾性波共振子の共振周波数に対応し、
前記第１共振周波数は、前記第１通過帯域と前記第２通過帯域との間に位置し、
前記第２共振周波数は、前記第１通過帯域よりも低周波側に位置する、＜５＞に記載のマルチプレクサ。
【産業上の利用可能性】
【0119】
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】
【0120】
１、１Ａ、１Ｂ、５００ マルチプレクサ
２ アンテナ
１１、１２、１３、１４、２１、２２ フィルタ
４０ ＬＣ並列共振回路
４０Ａ 共振回路
３１、４１、４４ インダクタ
４２ キャパシタ
４３、４５、６０ 弾性波共振子
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、１３０、２１０ 入力端子
１２０、１４０、２２０ 出力端子
ｎ１、ｎ２、ｐ１、ｐ２、ｐ３ ノード
２ アンテナ
１１、１２、１３、１４、２１、２２ フィルタ
４０ ＬＣ並列共振回路
４０Ａ 共振回路
３１、４１、４４ インダクタ
４２ キャパシタ
４３、４５、６０ 弾性波共振子
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、１３０、２１０ 入力端子
１２０、１４０、２２０ 出力端子
ｎ１、ｎ２、ｐ１、ｐ２、ｐ３ ノード
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】