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公開番号2025015130
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023118305
出願日2023-07-20
発明の名称フィルタ装置及びマルチプレクサ
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人大阪フロント特許事務所
主分類H03H 9/145 20060101AFI20250123BHJP(基本電子回路)
要約【課題】マルチプレクサに用いられた場合に不要波の影響を抑制するフィルタ装置を提供する。
【解決手段】マルチプレクサ1において、第1のフィルタ1Aは、第1及び第2の信号端子3A,3Bと、複数の直列及び並列腕共振子を備え、そのうち少なくとも1個が励振角度変化型共振子であり、複数のIDT電極の電極指は曲がっている。隣り合う1組の直列及び並列腕共振子を1個のラダー部としたときに、全てのラダー部のうち、第1の信号端子側に位置している半分のラダー部を前半のラダー部とし、複数の共振子のうち、最も第1の信号端子側に位置している共振子から、前半のラダー部における最も第2の信号端子側に位置しているラダー部の直列及び並列腕共振子までを前半の共振子(直列腕共振子S1a～S1c,S2a,S2b,S3a及び並列腕共振子部P1,P2の並列腕共振子)としたとき、前半の共振子のうち少なくとも1個が励振角度変化型共振子である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の信号端子及び第２の信号端子と、
複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子を含む複数の共振子と、
を備え、
前記複数の直列腕共振子及び前記複数の並列腕共振子のうち少なくとも１個が励振角度変化型共振子であり、
前記励振角度変化型共振子が、圧電体層を含む圧電性基板と、前記圧電性基板上に設けられている複数の電極指を含むＩＤＴ電極と、を有し、
前記圧電体層が伝搬軸を有し、前記複数の電極指が曲がっており、
前記複数の電極指のうちの任意の電極指の、任意の部分における弾性波の励振方向が、第１～第３の方向のうちのいずれかであり、前記第１の方向が、該電極指が延びる方向と垂直な方向であり、前記第２の方向が、該電極指、及び該電極指と隣接する前記電極指の間の最短距離を結ぶ方向であり、前記第３の方向が、該電極指、及び該電極指と隣接する前記電極指の間に生じる電界ベクトル方向であり、
前記励振方向と前記伝搬軸が延びる方向とがなす角の角度を励振角度としたときに、前記励振角度変化型共振子の前記ＩＤＴ電極において、前記励振角度が一様ではなく、
隣り合う１組の前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子を１個のラダー部としたときに、前記第１の信号端子及び前記第２の信号端子の間に複数の前記ラダー部が構成されており、隣り合う前記ラダー部同士において、前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子のうち少なくとも一方が互いに異なる共振子であり、
全ての前記ラダー部のうち、前記第１の信号端子側に位置している半分の前記ラダー部を前半のラダー部とし、前記複数の共振子のうち、最も前記第１の信号端子側に位置している前記共振子から、前記前半のラダー部における最も前記第２の信号端子側に位置している前記ラダー部の前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子までを前半の共振子としたときに、前記前半の共振子のうち少なくとも１個が、前記励振角度変化型共振子である、フィルタ装置。
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
前記第１の信号端子がアンテナに接続される、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
少なくとも１個の前記励振角度変化型共振子の前記ＩＤＴ電極において、前記複数の電極指の平面視における形状が、円弧または楕円弧の形状を含む、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
少なくとも１個の前記励振角度変化型共振子の前記ＩＤＴ電極における前記複数の電極指が、互いに間挿し合っている複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を含み、
前記複数の第２の電極指の先端部における先端を結ぶことにより形成される仮想線を第１の包絡線、前記複数の第１の電極指の先端部における先端を結ぶことにより形成される仮想線を第２の包絡線とし、前記ＩＤＴ電極における、前記第１の包絡線及び前記第２の包絡線の間の領域が交叉領域であり、
前記第１の電極指における前記第１の包絡線上に位置している部分を含み、かついずれかの前記第２の電極指の前記先端部と隣接している部分が前記第１の電極指の隣接部であり、前記第２の電極指における前記第２の包絡線上に位置している部分を含み、かついずれかの前記第１の電極指の前記先端部と隣接している部分が前記第２の電極指の隣接部であり、
前記交叉領域が、平面視における前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指の形状がそれぞれ曲線状である、少なくとも１つの曲線領域を含み、前記少なくとも１つの曲線領域が、一方の端縁が前記第１の包絡線である前記曲線領域を含み、
前記曲線領域において、それぞれの前記第１の電極指及び前記第２の電極指における曲率が一定ではなく、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち少なくとも１組の電極指における、前記第１の包絡線側に位置する前記先端部同士の間、前記隣接部同士の間、または前記先端部及び前記隣接部の間において、曲率が互いに異なる、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
少なくとも１個の前記励振角度変化型共振子が、前記圧電体層上に、前記ＩＤＴ電極を挟み互いに対向するように設けられており、複数の反射器電極指をそれぞれ有する、１対の反射器を有し、
平面視における前記複数の反射器電極指の形状が、曲線状の形状を含む、請求項３に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
少なくとも１個の前記励振角度変化型共振子の前記ＩＤＴ電極における前記複数の電極指が、互いに間挿し合っている複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を含み、
前記複数の第２の電極指の先端部を結ぶことにより形成される仮想線を第１の包絡線、前記複数の第１の電極指の先端部を結ぶことにより形成される仮想線を第２の包絡線とし、前記ＩＤＴ電極における、前記第１の包絡線及び前記第２の包絡線の間の領域が交叉領域であり、
前記交叉領域が、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が平行に延びている複数の平行領域と、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向が互いに交叉する、非平行領域と、を含み、前記交叉領域の少なくとも一部において、前記平行領域及び前記非平行領域が交互に配置されており、前記複数の第１の電極指及び前記第２の電極指がそれぞれ、前記複数の平行領域及び前記非平行領域において直線状に延びており、かつ前記平行領域及び前記非平行領域の境界において屈曲している、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
少なくとも１個の前記励振角度変化型共振子が、前記圧電体層上に、前記ＩＤＴ電極を挟み互いに対向するように設けられており、複数の反射器電極指をそれぞれ有する、１対の反射器を有し、
平面視における前記複数の反射器電極指の形状が、複数の節において屈曲した形状を含む、請求項６に記載のフィルタ装置。
【請求項８】
少なくとも１個の前記励振角度変化型共振子の前記ＩＤＴ電極の、前記励振角度が同じである部分において、電極指ピッチ及びデューティ比のうち少なくとも一方が一定である、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項９】
前記励振角度変化型共振子の前記ＩＤＴ電極における前記複数の電極指が、互いに間挿し合っている複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を含み、
前記複数の第２の電極指の先端部における先端を結ぶことにより形成される仮想線を第１の包絡線、前記複数の第１の電極指の先端部における先端を結ぶことにより形成される仮想線を第２の包絡線とし、前記ＩＤＴ電極における、前記第１の包絡線及び前記第２の包絡線の間の領域が交叉領域であり、
少なくとも１個の前記励振角度変化型共振子の前記交叉領域において、共振周波数または反共振周波数が略一致している、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項１０】
前記第１の信号端子及び前記第２の信号端子を結ぶ経路が直列腕であり、前記直列腕からグラウンド電位に分岐する経路がそれぞれ並列腕であり、前記直列腕及び前記並列腕の接続点がそれぞれノードであり、
１個の前記直列腕共振子、または前記ノードを介さずに互いに直列に接続された複数の前記直列腕共振子の群を直列腕共振子部としたときに、前記直列腕において複数の前記直列腕共振子部が構成されており、
前記第１の信号端子及び前記直列腕共振子部の間、前記第２の信号端子及び前記直列腕共振子部の間、並びに隣り合う前記直列腕共振子部の間を、それぞれ区間としたときに、少なくとも隣り合う前記直列腕共振子部の間の各前記区間に、少なくとも１つの前記ノードが位置しており、
同じ前記区間に位置している前記ノードに接続された前記並列腕に位置している前記並列腕共振子を１つの並列腕共振子部としたときに、複数の前記並列腕共振子部が構成されており、
最も前記第１の信号端子側に位置している前記直列腕共振子部、及び最も前記第１の信号端子側に位置している前記並列腕共振子部のうち少なくとも一方の、少なくとも１個の前記共振子が前記励振角度変化型共振子である、請求項１に記載のフィルタ装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の弾性波共振子を有するフィルタ装置及びマルチプレクサに関する。
続きを表示（約 4,300 文字）【０００２】
従来、複数の弾性波共振子を含むフィルタが、携帯電話機などに広く用いられている。下記の特許文献１には、マルチプレクサとしての、クワッドプレクサの一例が開示されている。このクワッドプレクサは、Ｂａｎｄ１の送信フィルタ及び受信フィルタ、並びにＢａｎｄ３の送信フィルタ及び受信フィルタを有する。各フィルタは共通端子に共通接続されている。共通端子はアンテナ側の端子である。各フィルタはそれぞれ、複数の共振子を含む。これらの共振子はいずれも、ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１８／００３２９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アンテナに接続される端子に、複数の通信バンドのフィルタが共通接続されている場合、該端子に近い共振子において生じた不要波が、他のフィルタのフィルタ特性に影響することが多い。例えば、Ｂａｎｄ１の受信フィルタの共振子においてレイリー波が生じた場合、該レイリー波の周波数は、Ｂａｎｄ３の送信フィルタの通過帯域に位置する。そのため、特許文献１に記載のクワッドプレクサにおけるＢａｎｄ３の送信フィルタでは、Ｂａｎｄ１の受信フィルタの共振子において生じたレイリー波に起因して、挿入損失が大きくなりがちである。
【０００５】
本発明の目的は、マルチプレクサに用いられた場合に、不要波の影響を抑制することができる、フィルタ装置、及び不要波の影響を抑制することができる、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】
【０００６】
本発明に係るフィルタ装置は、第１の信号端子及び第２の信号端子と、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子を含む複数の共振子とを備え、前記複数の直列腕共振子及び前記複数の並列腕共振子のうち少なくとも１個が励振角度変化型共振子であり、前記励振角度変化型共振子が、圧電体層を含む圧電性基板と、前記圧電性基板上に設けられている複数の電極指を含むＩＤＴ電極とを有し、前記圧電体層が伝搬軸を有し、前記複数の電極指が曲がっており、前記複数の電極指のうちの任意の電極指の、任意の部分における弾性波の励振方向が、第１～第３の方向のうちのいずれかであり、前記第１の方向が、該電極指が延びる方向と垂直な方向であり、前記第２の方向が、該電極指、及び該電極指と隣接する前記電極指の間の最短距離を結ぶ方向であり、前記第３の方向が、該電極指、及び該電極指と隣接する前記電極指の間に生じる電界ベクトル方向であり、前記励振方向と前記伝搬軸が延びる方向とがなす角の角度を励振角度としたときに、前記励振角度変化型共振子の前記ＩＤＴ電極において、前記励振角度が一様ではなく、隣り合う１組の前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子を１個のラダー部としたときに、前記第１の信号端子及び前記第２の信号端子の間に複数の前記ラダー部が構成されており、隣り合う前記ラダー部同士において、前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子のうち少なくとも一方が互いに異なる共振子であり、全ての前記ラダー部のうち、前記第１の信号端子側に位置している半分の前記ラダー部を前半のラダー部とし、前記複数の共振子のうち、最も前記第１の信号端子側に位置している前記共振子から、前記前半のラダー部における最も前記第２の信号端子側に位置している前記ラダー部の前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子までを前半の共振子としたときに、前記前半の共振子のうち少なくとも１個が、前記励振角度変化型共振子である。
【０００７】
本発明に係るマルチプレクサは、共通接続端子と、前記共通接続端子に共通接続されている、第１のフィルタ及び第２のフィルタを含む複数のフィルタとを備え、前記複数のフィルタのうち少なくとも前記第１のフィルタが本発明に従い構成されているフィルタ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マルチプレクサに用いられた場合に、不要波の影響を抑制することができる、フィルタ装置、及び不要波の影響を抑制することができる、マルチプレクサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第１の実施形態に係るマルチプレクサの模式的回路図である。
本発明の第１の実施形態における第１のフィルタのラダー部を説明するための回路図である。
本発明の第１の実施形態における第１のフィルタの略図的平面図である。
図３中のＩ－Ｉ線に沿う模式的断面図である。
本発明の第１の実施形態における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的平面図である。
本発明の第１の実施形態における第１のフィルタの略図的平面図である。
本発明の第１の実施形態における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子以外の弾性波共振子の模式的平面図である。
本発明の第１の実施形態における第１のフィルタ、第２のフィルタ、第３のフィルタ及び第４のフィルタの減衰量周波数特性を示す図である。
本発明の第１の実施形態及び第１の比較例における第２のフィルタの減衰量周波数特性を示す図である。
励振角度変化型共振子と、傾斜型のＩＤＴ電極を有する弾性波共振子とにおける位相特性を示す図である。
本発明の第１の実施形態及びその第１～第４の変形例並びに第１の比較例におけるリターンロスを示す図である。
本発明の第１の実施形態におけるＩＤＴ電極の、電極指の平面視における形状を円弧に近似したときの、該円弧が含まれる円を示す略図的平面図である。
本発明の第１の実施形態の第５の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的平面図である。
本発明の第１の実施形態の第６の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的平面図である。
本発明の第１の実施形態の第６の変形例における平行領域及び非平行領域を示す模式的平面図である。
本発明の第１の実施形態の第７の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的平面図である。
本発明の第１の実施形態の第８の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的平面図である。
本発明の第１の実施形態の第９の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的平面図である。
本発明の第１の実施形態の第１０の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子における第１のエッジ領域及び第２のエッジ領域付近を示す模式的平面図である。
（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第１１の変形例における第１の電極指の、第１のエッジ領域、第２のエッジ領域及び中央領域付近における、第１の電極指が延びる方向に沿う断面を示す模式的断面図である。（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第１１の変形例における第２の電極指の、第１のエッジ領域、第２のエッジ領域及び中央領域付近における、第２の電極指が延びる方向に沿う断面を示す模式的断面図である。
本発明の第１の実施形態の第１２の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的平面図である。
本発明の第２の実施形態に係るマルチプレクサの模式的回路図である。
本発明の第２の実施形態における第１のフィルタの略図的平面図である。
本発明の第２の実施形態及び第１の比較例における第１のフィルタの、レイリー波が生じる周波数付近の減衰量周波数特性を示す図である。
本発明の第１の実施形態及び第１の比較例における第１のフィルタの、レイリー波が生じる周波数付近の減衰量周波数特性を示す図である。
本発明の第１の実施形態、第２の実施形態及び第１の比較例におけるリターンロスを示す図である。
本発明の第３の実施形態に係るマルチプレクサの模式的回路図である。
本発明の第３の実施形態の変形例に係るマルチプレクサの模式的回路図である。
本発明の第３の実施形態及びその変形例並びに第２の比較例におけるリターンロスを示す図である。
本発明の第４の実施形態に係るマルチプレクサの模式的回路図である。
本発明の第５の実施形態に係るマルチプレクサの模式的回路図である。
本発明の第５の実施形態における第１のフィルタのラダー部を説明するための回路図である。
本発明の第６の実施形態における第１のフィルタの、複数の励振角度変化型共振子の略図的平面図である。
本発明の第６の実施形態における各励振角度変化型共振子の位相特性を示す図である。
本発明の第１の実施形態、第６の実施形態及び第１の比較例におけるリターンロスを示す図である。
本発明の第７の実施形態に係るマルチプレクサの回路図である。
本発明の第８の実施形態における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的正面断面図である。
本発明の第８の実施形態の第１の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的正面断面図である。
本発明の第８の実施形態の第２の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的正面断面図である。
本発明の第９の実施形態における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的正面断面図である。
本発明の第１０の実施形態における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的正面断面図である。
本発明の第１０の実施形態の第１の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的正面断面図である。
本発明の第１０の実施形態の第２の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的正面断面図である。
本発明の第１０の実施形態の第３の変形例における第１のフィルタの、励振角度変化型共振子の模式的正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
（【００１１】以降は省略されています）

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