Title:
Multiplexer, Sendevorrichtung und Empfangsvorrichtung
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Ein Multiplexer (1) enthält einen gemeinsamen Anschluss (60), der mit einem Induktivitätselement (21) in einem Verbindungspfad mit einem Antennenelement (4) verbunden ist, mehrere Filterelemente (11, 12, 13, 14, 15) die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement (4) unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses (60) verbunden sind, und ein Induktivitätselement (21), das zwischen ein Sendefilter (11), das von der Antennenseite aus gesehen eine größte Kapazität unter den mehreren Filterelementen aufweist, und den gemeinsamen Anschluss (60) in Reihe geschaltet ist. Eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises ist niedriger als jedes von Durchlassbändern der mehreren Filterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des Sendefilters enthält.





Inventors:
Araki, Masato (Kyoto-fu, Nagaokakyo-shi, JP)
Application Number:
DE102017103331A
Publication Date:
08/24/2017
Filing Date:
02/17/2017
Assignee:
MURATA MANUFACTURING CO., LTD. (Kyoto-fu, Nagaokakyo-shi, JP)
International Classes:
H03H7/46; H03H9/54; H04J1/02
Foreign References:
JP2003332885A2003-11-21
JP2004104799A2004-04-02
Attorney, Agent or Firm:
CBDL Patentanwälte, 47051, Duisburg, DE
Claims:
1. Multiplexer, der Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbändern über ein Antennenelement sendet und empfängt, umfassend:
– einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist,
– mehrere Filterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und
– ein Induktivitätselement, das zwischen einem ersten Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen eine größte Kapazität unter den mehreren Filterelementen aufweist, und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist,
– wobei eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises niedriger ist als jedes von Durchlassbändern der mehreren Filterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des ersten Filterelements enthält.

2. Multiplexer, der Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbändern über ein Antennenelement sendet und empfängt, umfassend:
– einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist,
– mehrere Filterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und
– ein Induktivitätselement, das zwischen einem zweiten Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen eine kleinste Kapazität unter den mehreren Filterelementen aufweist, und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist,
– wobei eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises oberhalb von jedem der Durchlassbänder der mehreren Filterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des zweiten Filterelements enthält.

3. Multiplexer nach Anspruch 1 oder 2,
– wobei der Multiplexer Hochfrequenzsignale in fünf oder mehr Frequenzbändern sendet und empfängt, und
– wobei die mehreren Filterelemente fünf oder mehr Filterelemente enthalten.

4. Multiplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jedes der mehreren Filterelemente ein Filter für Oberflächenschallwellen oder einen Filter für elastische Wellen, das Volumenschallwellen verwendet, ist.

5. Multiplexer nach Anspruch 4, wobei mindestens eines der mehreren Filterelemente einen Reihenresonator enthält, der zwischen dem gemeinsamen Anschluss und einem ersten Anschluss in Reihe geschaltet ist, und einen Parallelresonator enthält, der zwischen einem Verbindungspfad von dem gemeinsamen Anschluss zu dem ersten Anschluss und einem Referenzanschluss angeordnet ist.

6. Multiplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend das Impedanzanpassungselement.

7. Sendevorrichtung, die Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbändern über ein Antennenelement sendet, umfassend:
– einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist,
– mehrere Sendefilterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und
– ein Induktivitätselement, das zwischen einem ersten Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen eine größte Kapazität unter den mehreren Sendefilterelementen aufweist, und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist,
– wobei eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises niedriger ist als jedes von Durchlassbändern der mehreren Sendefilterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des ersten Filterelements enthält.

8. Sendevorrichtung, die Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbändern über ein Antennenelement sendet, umfassend:
– einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist,
– mehrere Sendefilterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und
– ein Induktivitätselement, das zwischen einem zweiten Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen eine kleinste Kapazität unter den mehreren Sendefilterelementen aufweist, und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist,
– wobei eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises höher ist als jedes von Durchlassbändern der mehreren Sendefilterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des zweiten Filterelements enthält.

9. Empfangsvorrichtung, die Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbändern über ein Antennenelement empfängt, umfassend:
– einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist,
– mehrere Empfangsfilterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und
– ein Induktivitätselement, das zwischen einem ersten Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen eine größte Kapazität unter den mehreren Empfangsfilterelementen aufweist, und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist,
– wobei eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises niedriger ist als jedes von Durchlassbändern der mehreren Empfangsfilterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des ersten Filterelements enthält.

10. Empfangsvorrichtung, die Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbändern über ein Antennenelement empfängt, umfassend:
– einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist,
– mehrere Empfangsfilterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und
– ein Induktivitätselement, das zwischen einem zweiten Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen eine kleinste Kapazität unter den mehreren Empfangsfilterelementen aufweist, und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist,
– wobei eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises höher ist als jedes von Durchlassbändern der mehreren Empfangsfilterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des zweiten Filterelements enthält.

Description:
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft einen Multiplexer, eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In den vergangenen Jahren ist im Bereich der Mobiltelefonie eine Nachfrage nach Endgeräten entstanden, die mehrere Frequenzbänder und mehrere Drahtlossysteme unterstützen, das heißt, es werden Multiband- und Multimodus-Endgeräte verlangt. Zu diesem Zweck ist ein Multiplexer zum Trennen von Hochfrequenzsignalen nach Funkträgerfrequenzen (Bändern) unmittelbar unter einer Antenne angeordnet. Als mehrere Bandpassfilter eines Multiplexers werden Filter für elastische Wellen verwendet, die geringe Verluste in einem Durchlassband und Steilheit nahe dem Durchlassband aufweisen.

Die JP 2003-332885 A offenbart einen Oberflächenschallwellen-Demultiplexer, kurz SAW-Demultiplexer genannt (SAW = Surface Acoustic Wave), bei dem zwei Ketten-SAW-Filter, die verschiedene Durchlassbänder aufweisen, mit einem gemeinsamen Anschluss verbunden sind. In dem SAW-Demultiplexer ist ein Impedanzanpassungskreis, der einen Induktor und einen Kondensator enthält, zwischen einer Antenne und dem gemeinsamen Anschluss angeordnet.

Die JP 2004-104799 A offenbart ein Filter, bei dem ein Schallresonator zwischen einem Verbindungsknoten von in Reihe geschalteten Induktoren und der Erdung angeordnet ist. Mit dieser Anordnung wird ein Kerbfilter mit einer hohen Steilheit durch einen LC-Resonanzkreis gebildet, der den Induktor und die Kapazität des Schallresonators enthält.

Für einen Multiplexer, der eine kleine Anzahl von nutzbaren Bändern aufweist, kann eine Impedanzanpassung zwischen einem Antennenelement und jedem Signalweg erreicht werden, indem ein Impedanzanpassungskreis zwischen dem Antennenelement und einem gemeinsamen Anschluss angeordnet wird, wie bei dem SAW-Demultiplexer, der in der JP 2003-332885 A beschrieben ist.

Wenn die Anzahl verwendeter Bänder zunimmt, wird es immer schwieriger, eine Impedanzanpassung für mehrere Filterelemente nur mit dem oben erwähnten Impedanzanpassungskreis zu erreichen. Es wurde deshalb erwogen zusätzlich zu dem genannten Impedanzanpassungskreis Anpassungselemente wie zum Beispiel einen Induktor und einen Kondensator zu individuellen Filterelementen hinzuzufügen. In diesem Fall kann jedoch unerwartet eine Kerbwellenform, die durch den LC-Resonanzkreis gebildet wird, der in der JP 2004-104799 A beschrieben ist, innerhalb eines Durchlassbandes des Multiplexers generiert werden. Infolge dessen wird es schwierig, geringe Verluste in dem Durchlassband des Multiplexers sicherzustellen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Multiplexer, eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung mit reduzierten Einfügeverlusten in einem Durchlassband jedes Filterelements anzugeben.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält ein Multiplexer, der Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbänder über ein Antennenelement sendet und empfängt, einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist, mehrere Filterelemente, die verschiedene Durchlassbänder besitzen und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und ein Induktivitätselement, das zwischen ein erstes Filterelement, das von der Seite des Antennenelements gesehen die größte Kapazität unter den mehreren Filterelementen aufweist, und den gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist. Eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises liegt unterhalb von jedem der Durchlassbänder der mehreren Filterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des ersten Filterelements enthält.

In einem Multiplexer, in dem mehrere Filterelemente mit einem gemeinsamen Anschluss verbunden sind, ist, um eine Impedanzanpassung zwischen einem Antennenelement und den mehreren Filterelementen zu erreichen, ein Induktivitätselement zwischen ein Filterelement unter den mehreren Filterelementen und den gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet. Mit dieser Konfiguration haben eine induktive Impedanz des einen Filterelements und eine kapazitive Impedanz der anderen Filterelemente, die parallel geschaltet sind, eine komplex konjugierte Beziehung. Darum kann selbst dann, wenn die Anzahl von Filterelementen, die mit dem Antennenelement parallel geschaltet sind, zunimmt, eine hoch-präzise Impedanzanpassung zwischen dem Antennenelement und den mehreren Filterelementen erreicht werden. Aufgrund der LC-Reihenresonanz, die durch das Induktivitätselement und die Kapazität des einen Filterelements generiert wird, kann eine Kerbe (Dämpfungspunkt) in Durchlassbänder der anderen Filterelemente generiert werden. Somit wird angenommen, dass der Verlust in den Durchlassbändern erhöht wird.

Mit der oben beschriebenen Konfiguration kann insbesondere der Verlust an einem Niederfrequenz-Ende des Durchlassbandes des Multiplexers verringert werden, indem man die Resonanzfrequenz des LC-Reihenresonanzkreises, der das Induktivitätselement und das erste Filterelement, das mit dem Induktivitätselement verbunden ist, enthält, auf einen Frequenzbereich einstellt, der niedriger als das Durchlassband des Multiplexers ist.

Darüber hinaus enthält gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Multiplexer, der Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbänder über ein Antennenelement sendet und empfängt, einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist, mehrere Filterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und ein Induktivitätselement, das zwischen ein zweites Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen unter den mehreren Filterelementen eine kleinste Kapazität aufweist, und den gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist. Eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises liegt oberhalb von jedem der Durchlassbänder der mehreren Filterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des zweiten Filterelements enthält.

Mit der oben beschriebenen Konfiguration kann insbesondere der Verlust an einem Hochfrequenz-Ende des Durchlassbandes des Multiplexers verringert werden, indem man die Resonanzfrequenz des LC-Reihenresonanzkreises, der das Induktivitätselement und das zweite Filterelement, das mit dem Induktivitätselement verbunden ist, enthält, auf einen Frequenzbereich einstellt, der höher als das Durchlassband des Multiplexers ist.

Darüber hinaus kann der Multiplexer Hochfrequenzsignale in fünf oder mehr Frequenzbändern senden und empfangen, und die mehreren Filterelemente können fünf oder mehr Filterelemente enthalten.

Für einen Multiplexer, wie zum Beispiel einen Triplexer oder einen dualen Duplexer, der vier oder weniger Frequenzbänder aufweist, kann eine Impedanzanpassung zwischen dem Antennenelement und den mehreren Filterelementen durch einen Impedanzanpassungskreis, der zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss angeordnet ist, umfassend erreicht werden. Im Gegensatz dazu ist für einen Multiplexer, der fünf oder mehr Frequenzbänder aufweist, die kombinierte Impedanz der fünf oder mehr Filterelemente, die parallel geschaltet sind, extrem kapazitiv. Darum ist es schwierig, eine Impedanzanpassung zwischen dem Antennenelement und jedem der mehreren Filterelemente nur mit dem Impedanzanpassungselement, das zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss angeordnet ist, zu erreichen.

Mit der oben beschriebenen Konfiguration wird selbst dann, wenn die Anzahl von Bändern zunimmt und das Durchlassband des Multiplexers breiter wird, die Resonanzfrequenz des LC-Reihenresonanzkreises, der das Induktivitätselement und das Filterelement enthält, auf einen Frequenzbereich eingestellt, der niedriger (oder höher) als das Durchlassband des Multiplexers ist. Darum kann insbesondere der Verlust an einem Niederfrequenz-Ende (oder Hochfrequenz-Ende) des Durchlassbandes des Multiplexers verringert werden.

Darüber hinaus kann jedes der mehreren Filterelemente ein Filter für Oberflächenschallwellen oder ein Filter für elastische Wellen, das Volumenschallwellen verwendet, sein.

Filter für elastische Wellen haben allgemein kapazitive Impedanz. Darum ist ein Impedanzanpassungsansatz effektiv, bei dem ein Induktivitätselement zwischen einem Filterelement unter den mehreren Filterelementen und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet wird und die induktive Impedanz des einen Filterelements und die kapazitive Impedanz der anderen Filterelemente, die parallel geschaltet sind, in eine komplex konjugierte Beziehung gebracht werden.

Darüber hinaus kann mindestens eines der mehreren Filterelemente einen Reihenresonator, der zwischen dem gemeinsamen Anschluss und einem ersten Anschluss in Reihe geschaltet ist, und einen Parallelresonator, der zwischen einem Verbindungspfad von dem gemeinsamen Anschluss zu dem ersten Anschluss und einem Referenzanschluss angeordnet ist, enthalten. Insbesondere ist die Impedanz eines Filters für elastische Wellen, das eine Kettenstruktur enthält, kapazitiv. Darum ist ein Impedanzanpassungsansatz effektiv, bei dem ein Induktivitätselement zwischen einem Filterelement unter den mehreren Filterelementen und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet wird, und die induktive Impedanz des einen Filterelements und die kapazitive Impedanz der anderen Filterelemente, die parallel geschaltet sind, in eine komplex konjugierte Beziehung gebracht werden.

Der Multiplexer kann ferner das Impedanzanpassungselement enthalten, und entsprechend kann eine Antennen-Frontend-Einheit, die geringe Verluste aufweist, einfach durch Verbinden des Antennenelements mit dem Multiplexer konfiguriert werden. Daher kann die Schaltkreisimplementierung auf einfache Weise bewerkstelligt werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält eine Sendevorrichtung, die Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbändern über ein Antennenelement sendet, einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist, mehrere Sendefilterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und ein Induktivitätselement, das zwischen ein erstes Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen unter den mehreren Sendefilterelementen eine größte Kapazität aufweist, und den gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist. Eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises liegt unterhalb von jedem der Durchlassbänder der mehreren Sendefilterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des ersten Filterelements enthält.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält eine Sendevorrichtung, die Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbändern über ein Antennenelement sendet, einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist, mehrere Sendefilterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und ein Induktivitätselement, das zwischen ein zweites Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen unter den mehreren Sendefilterelementen eine kleinste Kapazität aufweist, und den gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist. Eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises liegt oberhalb von jedem der Durchlassbändern der mehreren Sendefilterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des zweiten Filterelements enthält.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Empfangsvorrichtung, die Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbändern über ein Antennenelement empfängt, einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist, mehrere Empfangsfilterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und ein Induktivitätselement, das zwischen ein erstes Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen eine größte Kapazität unter den mehreren Empfangsfilterelementen aufweist, und den gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist. Eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises liegt unterhalb von jedem der Durchlassbänder der mehreren Empfangsfilterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des ersten Filterelements enthält.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Empfangsvorrichtung, die Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbändern über ein Antennenelement empfängt, einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem Impedanzanpassungselement an einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement verbunden ist, mehrere Empfangsfilterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses verbunden sind, und ein Induktivitätselement, das zwischen ein zweites Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen eine kleinste Kapazität unter den mehreren Empfangsfilterelementen aufweist, und den gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist. Eine Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises liegt oberhalb von jedem der Durchlassbänder der mehreren Empfangsfilterelemente, wobei der LC-Reihenresonanzkreis eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des zweiten Filterelements enthält.

Mit einem Multiplexer, einer Sendevorrichtung und einer Empfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können selbst dann, wenn die Anzahl der zu unterstützenden Bänder zunimmt, Einfügeverluste in einem Durchlassband jedes Filterelements reduziert werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der 11 Figuren umfassenden Zeichnung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

1 ist ein Schaltbild eines Multiplexers gemäß einer Ausführungsform.

2 enthält eine Grundrissansicht und eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Resonator eines Filters für Oberflächenschallwellen gemäß einer Ausführungsform veranschaulichen.

3A ist ein Schaltbild eines Sendefilters für Band 1 gemäß einer Ausführungsform.

3B ist ein Schaltbild eines Empfangsfilters für Band 1 gemäß einer Ausführungsform.

3C ist ein Schaltbild eines Sendefilters für Band 3 gemäß einer Ausführungsform.

3D ist ein Schaltbild eines Empfangsfilters für Band 3 gemäß einer Ausführungsform.

3E ist ein Schaltbild eines Sende- und Empfangsfilters für Band 40 gemäß einer Ausführungsform.

4 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine Konfiguration von Elektroden eines längsgekoppelten Filters für Oberflächenschallwellen gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.

5 ist ein Schaubild, das einen LC-Reihenresonanzkreis veranschaulicht, der ein Induktorelement und ein Filterelement enthält.

6 ist ein Kapazitätsersatzschaltbild eines Sendefilters für Band 1 gemäß einer Ausführungsform.

7A ist ein Diagramm, das Bandpasseigenschaften eines Multiplexers gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.

7B ist ein Diagramm, das Frequenzeigenschaften eines Kapazitätsersatzstromkreises eines Multiplexers gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.

8A ist ein Diagramm, das Veränderungen der Bandpasseigenschaften eines Multiplexers gemäß einer Ausführungsform in dem Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert eines Induktivitätselements erhöht wird.

8B ist ein Diagramm, das Veränderungen der Bandpasseigenschaften eines Multiplexers gemäß einer Ausführungsform in dem Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert eines Induktivitätselements verringert wird.

9A ist ein Diagramm, das Bandpasseigenschaften von Filterelementen für Band 1 in dem Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert eines Induktivitätselements erhöht wird.

9B ist ein Diagramm, das Bandpasseigenschaften von Filterelementen für Band 1 in dem Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert eines Induktivitätselements verringert wird.

10A ist ein Diagramm, das Bandpasseigenschaften von Filterelementen für Band 3 in dem Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert eines Induktivitätselements erhöht wird.

10B ist ein Diagramm, das Bandpasseigenschaften von Filterelementen für Band 3 in dem Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert eines Induktivitätselements verringert wird.

11A ist ein Diagramm, das Bandpasseigenschaften von Filterelementen für Band 40 in dem Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert eines Induktivitätselements erhöht wird.

11B ist ein Diagramm, das Bandpasseigenschaften von Filterelementen für Band 40 in dem Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert eines Induktivitätselements verringert wird.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben. Jede der unten beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht ein allgemeines oder konkretes Beispiel. Die Zahlenwerte, Formen, Materialien, Komponenten sowie Anordnungs- und Verbindungskonfiguration der Komponenten und dergleichen, die in den unten beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht sind, sind lediglich ein Beispiel und sollen die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Jede Komponente in den unten beschriebenen Ausführungsformen, die nicht in einem unabhängigen Anspruch genannt ist, ist als optionale Komponente zu verstehen. Darüber hinaus sind die Größen von in den Zeichnungen veranschaulichten Komponenten oder das Verhältnis von Größen der Komponenten nicht unbedingt genau.

1. Grundkonfiguration des Multiplexers

In einer Ausführungsform wird ein Pentaplexer, der für Band 1 (Sendedurchlassband: von etwa 1920 MHz bis etwa 1980 MHz, Empfangsdurchlassband: von etwa 2110 MHz bis etwa 2170 MHz), Band 3 (Sendedurchlassband: von etwa 1710 MHz bis etwa 1785 MHz, Empfangsdurchlassband: von etwa 1805 MHz bis etwa 1880 MHz) und Band 40 (Durchlassband: von etwa 2300 MHz bis etwa 2400 MHz) der Time Division Long Term Evolution(TD-LTE)-Standards verwendet wird, beispielhaft gezeigt.

Ein Multiplexer 1 gemäß dieser Ausführungsform ist ein Pentaplexer, der einen Band 1-Duplexer, einen Band 3-Duplexer und ein Band 40-Filter enthält, die zu einem gemeinsamen Anschluss 60 gebündelt sind.

1 ist ein Schaltbild des Multiplexers 1 gemäß einer Ausführungsform. Wie in 1 veranschaulicht, enthält der Multiplexer 1 Sendefilter 11 und 13, Empfangsfilter 12 und 14, ein Sende- und Empfangsfilter 15, ein Induktivitätselement 21, einen gemeinsamen Anschluss 60, Sendeeingabe-Endgeräte 10 und 30, Empfangsausgabe-Endgeräte 20 und 40 und einen Eingangs- und Ausgangsanschluss 50. Der Multiplexer 1 ist mit einem Antennenelement 4 unter Zwischenschaltung eines Induktivitätselementes 31 (Impedanzanpassungselement) verbunden, wobei das Induktivitätselement 31 mit dem gemeinsamen Anschluss 60 und dem Antennenelement 4 in Reihe geschaltet ist.

Das Sendefilter 11 ist ein Bandpassfilter vom Typ mit unsymmetrischem Eingang und unsymmetrischem Ausgang, das ein in einem Sendekreis (einem RFIC oder dergleichen) generiertes Sendesignal über den Sendeeingangsanschluss 10 eingibt, eine Filterung mit dem Sendedurchlassband (von etwa 1920 MHz bis etwa 1980 MHz) für Band 1 ausführt und das gefilterte Signal an den gemeinsamen Anschluss 60 ausgibt. Darüber hinaus ist das Induktivitätselement 21 zwischen dem Sendefilter 11 und dem gemeinsamen Anschluss 60 in Reihe geschaltet.

Das Empfangsfilter 12 ist ein Bandpassfilter vom Typ mit unsymmetrischem Eingang und unsymmetrischem Ausgang, das ein von dem gemeinsamen Anschluss 60 eingegebenes Empfangssignal eingibt, eine Filterung mit einem Empfangsdurchlassband (von etwa 2110 MHz bis etwa 2170 MHz) für Band 1 ausführt und das gefilterte Signal an den Empfangsausgabe-Anschluss 20 ausgibt.

Das Sendefilter 13 ist ein Bandpassfilter vom Typ mit unsymmetrischem Eingang und unsymmetrischem Ausgang, das ein in einem Sendekreis (einem RFIC oder dergleichen) generiertes Sendesignal über den Sendeeingangsanschluss 30 eingibt, eine Filterung mit einem Sendedurchlassband (von etwa 1710 MHz bis etwa 1785 MHz) für Band 3 ausführt und das gefilterte Signal an den gemeinsamen Anschluss 60 ausgibt.

Das Empfangsfilter 14 ist ein Bandpassfilter vom Typ mit unsymmetrischem Eingang und unsymmetrischem Ausgang, das ein von dem gemeinsamen Anschluss 60 eingegebenes Empfangssignal eingibt, eine Filterung mit einem Empfangsdurchlassband (von etwa 1805 MHz bis etwa 1880 MHz) für Band 3 ausführt und das gefilterte Signal an den Empfangsausgabe-Anschluss 40 ausgibt.

Das Sende- und Empfangsfilter 15 ist ein Bandpassfilter vom Typ mit unsymmetrischem Eingang und unsymmetrischem Ausgang, das ein von dem gemeinsamen Anschluss 60 eingegebenes Empfangssignal eingibt, ein in einem Sendekreis (einem RFIC oder dergleichen) generiertes Sendesignal über den Sendeeingangsanschluss 10 eingibt, eine Filterung mit einem Durchlassband (von etwa 2300 MHz bis etwa 2400 MHz) für Band 40 ausführt und das gefilterte Signal an den Empfangsausgabe-Anschluss 40 oder den gemeinsamen Anschluss 60 ausgibt.

Das Sendefilter 13, das Empfangsfilter 12 und 14 und das Sende- und Empfangsfilter 15 sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 60 verbunden.

In dieser Ausführungsform sind das Sendefilter 11 und 13, das Empfangsfilter 12 und 14 und das Sende- und Empfangsfilter 15 Filter für Oberflächenschallwellen.

2. Konfiguration des Resonators für Oberflächenschallwellen

Im Folgenden wird eine Konfiguration der Resonatoren für Oberflächenschallwellen der Sendefilter 11 und 13, der Empfangsfilter 12 und 14 und des Sende- und Empfangsfilters 15 beschrieben.

2 ist ein Beispiel einer Grundrissansicht und einer Querschnittsansicht, die schematisch einen Resonator eines Filters für Oberflächenschallwellen gemäß einer Ausführungsform veranschaulichen. In 2 sind ein schematische Grundrissansicht und eine schematische Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Reihenresonators 101 des Sendefilters 11 unter mehreren Resonatoren der oben erwähnten fünf Filter veranschaulichen, beispielhaft gezeigt. Der in 2 veranschaulichte Reihenresonator ist für den Zweck der Erläuterung einer typischen Struktur der mehreren Resonatoren veranschaulicht, und Anzahl und Länge von Elektrodenfingern einer Elektrode sind nicht darauf beschränkt.

Jeder der Resonatoren der oben erwähnten fünf Filter enthält ein piezoelektrisches Substrat 510 und Interdigitaltransducer(IDT)-Elektroden 11a und 11b, die im Wesentlichen eine Kammform aufweisen.

Wie in der Grundrissansicht von 2 veranschaulicht, wird das Paar IDT-Elektroden 11a und 11b, die einander zugewandt sind, auf dem piezoelektrischen Substrat 510 gebildet. Die IDT-Elektrode 11a enthält mehrere Elektrodenfinger 110a, die parallel zueinander verlaufen, und eine Sammelschienenelektrode 111a, die die mehreren Elektrodenfinger 110a verbindet. Darüber hinaus enthält die IDT-Elektrode 11b mehrere Elektrodenfinger 110b, die parallel zueinander verlaufen, und eine Sammelschienenelektrode 111b, die die mehreren Elektrodenfinger 110b verbindet.

Darüber hinaus hat eine IDT-Elektrode 54, die die mehreren Elektrodenfinger 110a und 110b und die Sammelschienenelektroden 111a und 111b enthält, eine Mehrschichtstruktur, die eine unmittelbare Kontaktschicht 541 und eine Hauptelektrodenschicht 542 enthält, wie in der Querschnittsansicht von 2 veranschaulicht.

Die unmittelbare Kontaktschicht 541 ist eine Schicht, die dazu dient, den Kontakt zwischen dem piezoelektrischen Substrat 510 und der Hauptelektrodenschicht 542 zu verbessern, und besteht zum Beispiel aus Ti. Die Filmdicke der unmittelbaren Kontaktschicht 541 beträgt zum Beispiel etwa 12 nm.

Die Hauptelektrodenschicht 542 besteht zum Beispiel aus Al, das etwa 1 % Cu enthält. Die Filmdicke der Hauptelektrodenschicht 542 beträgt zum Beispiel etwa 162 nm.

Eine Schutzschicht 550 wird gebildet, um die IDT-Elektroden 11a und 11b zu bedecken. Die Schutzschicht 550 ist eine Schicht, die dazu dient, die Hauptelektrodenschicht 542 vor der äußeren Umgebung zu schützen, die Frequenz-Temperatur-Kennlinie zu justieren, die Feuchtigkeitsbeständigkeit zu erhöhen und dergleichen. Eine Hauptkomponente der Schutzschicht 550 kann zum Beispiel Siliziumdioxid sein.

Die Materialien, aus denen die unmittelbare Kontaktschicht 541, die Hauptelektrodenschicht 542 und die Schutzschicht 550 bestehen, sind nicht auf die oben beschriebenen Materialien beschränkt. Darüber hinaus braucht die IDT-Elektrode 54 nicht die Mehrschichtstruktur zu haben. Die IDT-Elektrode 54 kann zum Beispiel aus Metall, wie zum Beispiel Ti, Al, Cu, Pt, Au, Ag oder Pd, oder einer Legierung des oben genannten Metalls bestehen, oder kann aus Mehrschichtkörpern bestehen, die aus dem oben genannten Metall oder einer Legierung davon bestehen. Die Schutzschicht 550 kann auch weggelassen werden.

Das piezoelektrische Substrat 510 besteht zum Beispiel aus Lithiumtantalat-Einkristall, der in einem zuvor festgelegten Schnittwinkel geschnitten ist, oder Keramik, durch die Oberflächenschallwellen in einer zuvor festgelegten Richtung passieren.

Im Folgenden werden Designparameter einer IDT-Elektrode beschrieben. Die Wellenlänge eines Resonators für Oberflächenschallwellen ist durch einen Wiederholungsmittenabstand λ der mehreren Elektrodenfinger 110a und 110b der IDT-Elektroden 11a und 11b definiert, der in einem mittleren Teil von 2 veranschaulicht ist. Darüber hinaus repräsentiert die Querbreite L einer IDT-Elektrode die Elektrodenfingerlänge von Überlappungsteilen des Elektrodenfingers 110a der IDT-Elektrode 11a und der Elektrodenfinger 110b der IDT-Elektrode 11b, wie in einem oberen Teil von 2 veranschaulicht. Darüber hinaus repräsentiert die Anzahl von Paaren die Anzahl der Elektrodenfinger 110a oder 110b.

Die Struktur jedes Filters für Oberflächenschallwellen, der den Multiplexer 1 gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert, ist nicht auf die in 2 veranschaulichte Struktur beschränkt. Zum Beispiel kann die IDT-Elektrode 54 eine einzelne Schicht eines Metallfilms sein, anstatt eine Mehrschichtstruktur aus mehreren Metallfilmen zu haben.

3. Schaltkreiskonfiguration jedes Filters

3A ist ein Schaltbild des Sendefilters 11 für Band 1 gemäß einer Ausführungsform. Wie in 3A veranschaulicht, enthält das Sendefilter 11 Reihenresonatoren 101 bis 104 und Parallelresonatoren 151 bis 154. Darüber hinaus ist das Induktivitätselement 21 zur Impedanzanpassung zwischen dem Sendefilter 11 und dem gemeinsamen Anschluss 60 in Reihe geschaltet.

Die Reihenresonatoren 101 bis 104 sind zwischen dem Sendeeingangsanschluss 10 (erster Anschluss) und dem gemeinsamen Anschluss 60 miteinander in Reihe geschaltet. Darüber hinaus sind die Parallelresonatoren 151 bis 154 zwischen entsprechenden Bezugsanschlüssen (Erde) und entsprechenden Verbindungspunkten des Sendeeingangsanschlusses 10, des Reihenresonatoren 101 bis 104 und des Induktivitätselements 21 zueinander parallel geschaltet. Mit der Verbindungskonfiguration der Reihenresonatoren 101 bis 104 und der Parallelresonatoren 151 bis 154 ist das Sendefilter 11 als ein Kettenbandpassfilter konfiguriert.

3C ist ein Schaltbild des Sendefilters 13 für Band 3 gemäß einer Ausführungsform. Wie in 3C veranschaulicht, enthält das Sendefilter 13 Reihenresonatoren 301 bis 303 und Parallelresonatoren 351 bis 353.

Die Reihenresonatoren 301 bis 303 sind zwischen dem Sendeeingangsanschluss 30 (erster Anschluss) und dem gemeinsamen Anschluss 60 miteinander in Reihe geschaltet. Darüber hinaus sind die Parallelresonatoren 351 bis 353 zwischen entsprechenden Bezugsanschlüssen (Erde) und entsprechenden Verbindungspunkten des Sendeeingangsanschlusses 30, der Reihenresonatoren 301 bis 303 und des gemeinsamen Anschlusses 60 zueinander parallel geschaltet. Mit der Verbindungskonfiguration der Reihenresonatoren 301 bis 303 und der Parallelresonatoren 351 bis 353 ist das Sendefilter 13 als ein Kettenbandpassfilter konfiguriert.

3E ist ein Schaltbild des Sende- und Empfangsfilters 15 für Band 40 gemäß einer Ausführungsform. Wie in 3E veranschaulicht, enthält das Sende- und Empfangsfilter 15 Reihenresonatoren 501 bis 505 und Parallelresonatoren 551 bis 554.

Die Reihenresonatoren 501 bis 505 sind zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschluss 50 (erster Anschluss) und den gemeinsamen Anschluss 60 miteinander in Reihe geschaltet. Darüber hinaus sind die Parallelresonatoren 551 bis 554 zwischen entsprechenden Bezugsanschlüssen (Erde) und entsprechenden Verbindungspunkten des Eingangs- und Ausgangsanschlusses 50, der Reihenresonatoren 501 bis 505 und des gemeinsamen Anschlusses 60 zueinander parallel geschaltet. Mit der Verbindungskonfiguration der Reihenresonatoren 501 bis 505 und der Parallelresonatoren 551 bis 554 ist das Sende- und Empfangsfilter 15 als ein Kettenbandpassfilter konfiguriert.

3B ist ein Schaltbild des Empfangsfilters 12 für Band 1 gemäß einer Ausführungsform. Wie in 3B veranschaulicht, enthält das Empfangsfilter 12 eine längsgekoppelte Filtereinheit für Oberflächenschallwellen. Genauer gesagt, enthält das Empfangsfilter 12 eine längsgekoppelte Filtereinheit 203, Reihenresonatoren 201 und 202 und einen Parallelresonator 251. Die Reihenresonatoren 201 und 202 und die Parallelresonator 251 bilden eine Kettenfiltereinheit.

3D ist ein Schaltbild des Empfangsfilters 14 für Band 3 gemäß einer Ausführungsform. Wie in 3D veranschaulicht, enthält das Empfangsfilter 14 eine längsgekoppelte Filtereinheit für Oberflächenschallwellen. Genauer gesagt, enthält das Empfangsfilter 14 eine längsgekoppelte Filtereinheit 403, Reihenresonatoren 401, 402 und 404 und Parallelresonatoren 451 und 452. Die Reihenresonatoren 401, 402 und 404 und die Parallelresonatoren 451 und 452 bilden eine Kettenfiltereinheit.

4 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine Elektrodenkonfiguration der längsgekoppelten Filtereinheit 403 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 4 veranschaulicht, enthält die längsgekoppelte Filtereinheit 403 IDTs 411 bis 419, Reflektoren 420 und 421, einen Eingangsport 430 und einen Ausgangsport 440.

Die IDTs 411 bis 419 enthalten jeweils ein Paar IDT-Elektroden, die einander zugewandt sind. Die IDTs 414 und 416 sind so angeordnet, dass sie die IDT 415 zwischen sich aufnehmen, und die IDTs 413 und 417 sind so angeordnet, dass sie die IDTs 414 bis 416 zwischen sich aufnehmen. Darüber hinaus sind die IDTs 412 und 418 so angeordnet, dass sie die IDTs 413 bis 417 zwischen sich aufnehmen, und die IDTs 411 und 419 sind so angeordnet, dass sie die IDTs 412 bis 418 zwischen sich aufnehmen. Die Reflektoren 420 und 421 sind so angeordnet, dass sie die IDTs 411 bis 419 zwischen sich aufnehmen. Darüber hinaus sind die IDTs 411, 413, 415, 417 und 419 parallel zwischen dem Eingangsport 430 und Bezugsanschlüssen (Erde) verbunden, und die IDTs 412, 414, 416 und 418 sind parallel zwischen dem Ausgangsport 440 und Bezugsanschlüssen verbunden.

Die Elektrodenkonfiguration der längsgekoppelten Filtereinheit 203 ähnelt der Elektrodenkonfiguration der längsgekoppelten Filtereinheit 403 des Empfangsfilters 14 mit Ausnahme der Anzahl der vorgesehenen IDTs. Darum wird auf eine Erläuterung der Elektrodenkonfiguration der längsgekoppelten Filtereinheit 203 verzichtet.

Die Anordnungskonfiguration der Resonatoren und Schaltkreiselemente in Filtern für Oberflächenschallwellen, die in dem Multiplexer 1 gemäß dieser Ausführungsform angeordnet sind, ist nicht auf die Anordnungskonfiguration der Sendefilter 11 und 13, der Empfangsfilter 12 und 14 und des Sende- und Empfangsfilters 15 beschränkt. Die Anordnungskonfiguration der Resonatoren und der Schaltkreiselemente der Filter für Oberflächenschallwellen variiert gemäß den Spezifikationen, die für Bandpasseigenschaften in individuellen Frequenzbändern benötigt werden. Die oben erwähnte Anordnungskonfiguration repräsentiert zum Beispiel die Anzahl der angeordneten Reihenresonatoren und Parallelresonatoren und die Auswahl der Filterkonfiguration, wie zum Beispiel ein Kettentyp oder ein längsgekoppelter Typ.

Darüber hinaus kann ein Induktivitätselement zur Bildung eines Dämpfungspols zwischen einen Parallelresonator und einen Referenzanschluss eingefügt werden. Darüber hinaus können Bezugsanschlüsse, mit denen Parallelresonatoren verbunden sind, gemeinsam genutzt oder isoliert.

4. Wesentliche Konfiguration des Multiplexers

Wesentliche Eigenschaften des Multiplexers 1 gemäß dieser Ausführungsform sind, (1) dass das Induktivitätselement 21 zwischen dem Sendefilter 11, das von der Seite des Antennenelements 4 aus gesehen die größte Kapazität unter den oben erwähnten fünf Filtern aufweist, und dem gemeinsamen Anschluss 60 in Reihe geschaltet ist, und (2) dass die Resonanzfrequenz des LC-Reihenresonanzkreises, der eine induktive Komponente des Induktivitätselements 21 und eine kapazitive Komponente des Sendefilters 11 enthält, unterhalb von jedem der Durchlassbänder der fünf Filterelemente liegt.

Mit dem Multiplexer 1, der diese wesentlichen Eigenschaften aufweist, kann selbst dann, wenn die Anzahl der zu unterstützenden Bänder zunimmt, ein Einfügeverlust in Durchlassbändern individueller Filter, welche die Bänder bilden, reduziert werden.

Für einen Multiplexer mit einer kleinen Anzahl zu verwendender Bänder, das heißt, einen Multiplexer mit einer kleinen Anzahl von Signalwegen, die in Multiplexmanier mit einem Antennenelement verbunden sind, kann eine Impedanzanpassung zwischen dem Antennenelement 4 und den individuellen Signalwegen erreicht werden, indem ein Impedanzanpassungskreis, der einen Induktor und einen Kondensator enthält, zwischen dem Antennenelement 4 und dem gemeinsamen Anschluss 60 angeordnet wird.

Wenn jedoch die Anzahl zu verwendender Bänder zunimmt, so wird es immer schwieriger, eine Impedanzanpassung für mehrere Filterelemente nur mit dem Impedanzanpassungskreis zu erreichen, der zwischen dem Antennenelement 4 und dem gemeinsamen Anschluss 60 angeordnet.

Somit kann das Hinzufügen, zusätzlich zu dem oben erwähnten Impedanzanpassungskreis, eines Anpassungselements, wie zum Beispiel eines Induktor und eines Kondensators, zu jedem Filterelement in Betracht gezogen werden.

Zum Beispiel wird in dem Fall, wo kapazitive Impedanzeigenschaften bereitgestellt werden, wie bei den fünf SAW-Filterelementen gemäß dieser Ausführungsform, eine Konfiguration, in der ein Induktivitätselement zwischen einem Filterelement und dem gemeinsamen Anschluss 60 in Reihe geschaltet ist, in Betracht gezogen. Mit dieser Konfiguration wird eine komplex konjugierte Beziehung zwischen der induktiven Impedanz des einen Filterelements vom Antennenelements 4 aus gesehen und der kapazitiven Impedanz der anderen Filterelemente, die zu dem gemeinsamen Anschluss 60 parallel geschaltet sind, erreicht. Darum kann selbst in dem Fall, wo die Anzahl von Filterelementen, die mit dem Antennenelement parallel geschaltet sind, zunimmt und die Kapazität der kombinierten Impedanz der anderen Filterelemente, die zu dem gemeinsamen Anschluss 60 parallel geschaltet sind, zunimmt, eine hoch-präzise Impedanzanpassung zwischen dem Antennenelement und den mehreren Filterelementen erreicht werden. Die individuellen Filterelemente des Multiplexers 1 gemäß dieser Ausführungsform enthalten eine Kettenstruktur, die Reihenresonatoren und Parallelresonatoren enthält. Insbesondere ist die Impedanz eines Filters für elastische Wellen, das die Kettenstruktur enthält, kapazitiv. Darum ist ein Impedanzanpassungsansatz effektiv, bei dem ein Induktivitätselement zwischen einem Filterelement unter mehreren Filterelementen und einem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet wird und die induktive Impedanz des einen Filterelements und die kapazitive Impedanz der anderen Filterelemente, die parallel geschaltet sind, in eine komplex konjugierte Beziehung gebracht werden.

Die Konfiguration, in der das Induktivitätselement zwischen das eine Filterelement und den gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist, zeigt jedoch das nachfolgend beschriebene Problem.

5 ist ein Schaubild, das einen LC-Reihenresonanzkreis veranschaulicht, der ein Induktorelement und ein Filterelement enthält. Wie in 5 veranschaulicht, wird zum Beispiel in dem Fall, wo das Induktivitätselement 21 zwischen dem Sendefilter 11 und dem gemeinsamen Anschluss 60 in Reihe geschaltet ist, eine LC-Reihenresonanz in einem Pfad von dem gemeinsamen Anschluss 60 zu einem Erdungs (Referenz)-Anschluss durch eine induktive Komponente (L) des Induktivitätselements 21 und eine kapazitive Komponente (C) des Sendefilters 11 generiert. Die Resonanzfrequenz fr der LC-Reihenresonanz wird durch Gleichung 1 dargestellt.

Individuelle Filterelemente eines Multiplexers sind mit dem gemeinsamen Anschluss 60 verbunden. Darum ist der Multiplexer so konfiguriert, dass ein Kerbfilter, das die Resonanzfrequenz fr aufweist, zu den individuellen Filterelementen hinzugefügt wird. In diesem Fall wird, wenn die Resonanzfrequenz fr in einem Durchlassband der individuellen Filterelemente vorhanden ist, ein Einfügeverlust innerhalb das Durchlassband durch die Kerbe erhöht.

Wenn die Anzahl von Frequenzbändern, die in einem Multiplexer verwendet werden, zunimmt, so nimmt auch die Breite des Durchlassbandes des Multiplexers zu, die durch Kombinieren der Durchlassbänder individueller Frequenzbänder erhalten wird. Wenn die Breite des Durchlassbandes des Multiplexers zunimmt, so wird auch die Gefahr größer, dass die Resonanzfrequenz fr der LC-Reihenresonanz in dem Durchlassband vorhanden ist. Somit nimmt der Verlust in dem Durchlassband des Multiplexers zu.

Der Multiplexer 1 gemäß dieser Ausführungsform reduziert den Verlust in dem Durchlassband des Multiplexers 1, indem veranlasst wird, dass eine Kerbe (Dämpfungspunkt), die durch die LC-Reihenresonanz generiert wird, die durch das Induktivitätselement 21 und das Sendefilter 11, das die größte Kapazität – beim Blick von der Seite des Antennenelements 4 – aufweist, in einem Frequenzbereich generiert wird, der niedriger als das Durchlassband des Multiplexers 1 ist.

Im Folgenden werden die Auswirkungen auf die Funktionsweise beschriebenen, die durch die Konfiguration des Multiplexers 1 erreicht werden.

In dem Multiplexer 1 gemäß dieser Ausführungsform ist das Induktivitätselement 21 zwischen dem gemeinsamen Anschluss 60 und dem Sendefilter 11, das von der Seite des Antennenelements 4 aus gesehen die größte Kapazität unter den mehreren Filterelementen, die mit dem gemeinsamen Anschluss 60 verbunden sind, aufweist, in Reihe geschaltet. Zum Vergleich zwischen den Kapazitäten der mehreren Filterelemente, die mit dem gemeinsamen Anschluss 60 verbunden sind, wird im Folgenden ein Verfahren zum Berechnen der Kapazitäten der individuellen Filterelemente beschrieben.

6 ist ein Kapazitätsersatzschaltbild des Sendefilters 11 gemäß einer Ausführungsform. In 6 sind eine Schaltkreiskonfiguration des Sendefilters 11 für Band 11 (oberer Teil) und ein Ersatzstromkreis für einen Fall, wo ein Resonator als eine Kapazität angesehen wird (niedriger Teil), veranschaulicht. Filterelemente in dieser Ausführungsform enthalten Resonatoren für Oberflächenschallwellen. Darum können die Resonatoren als Kapazitäten angesehen werden.

Wie bei dem in 6 veranschaulichten Sendefilter 11 können Kapazitätsersatzstromkreise für das Sendefilter 13, die Empfangsfilter 12 und 14 und das Sende- und Empfangsfilter 15 eingestellt werden. Auf der Basis der Kapazitätsersatzstromkreise, die wie oben beschrieben eingestellt werden, können Kapazitäten von individuellen Filterelementen von der Seite des Antennenelements 4 aus gesehen berechnet werden.

Tabelle 1 veranschaulicht Berechnungsergebnisse von Ersatzkapazitäten der Sendefilter 11 und 13, der Empfangsfilter 12 und 14 und des Sende- und Empfangsfilters 15. Tabelle 1

Filterkapazität (pF) beim Blick von der Seite des Antennenelements 4Band 1 Sendefilter 112,050 Band 1 Empfangsfilter 120,575 Band 3 Sendefilter 130,875 Band 3 Empfangsfilter 140,525 Band 40 Sende- und Empfangsfilter 150,925

Wie aus Tabelle 1 zu erkennen ist, hat das Sendefilter 11 von der Seite des Antennenelements 4 aus gesehen die größte Filterkapazität. Auf diese Grundlage wird das Induktivitätselement 21 zwischen dem gemeinsamen Anschluss 60 und dem Sendefilter 11 in Reihe geschaltet.

Auf Basis von Gleichung 1 nimmt die Resonanzfrequenz fr einer Kerbe (Dämpfungspol) in dem Maße ab, wie die Filterkapazität zunimmt. Indem man das Induktivitätselement 21 mit dem Filterelement, das die größte Filterkapazität aufweist, in Reihe schaltet, kann veranlasst werden, dass die Resonanzfrequenz fr der Kerbe (Dämpfungspol) in einem niedrigsten Frequenzbereich generiert wird. Somit kann die Kerbe (Dämpfungspol) in einem Frequenzbereich generiert werden, der niedriger als das Durchlassband des Multiplexers 1 ist.

7A ist ein Diagramm, das Bandpasseigenschaften des Multiplexers 1 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. In 7A sind Bandpasseigenschaften des Sendefilters 11 für Band 1, das zwischen dem gemeinsamen Anschluss 60 und dem Sendeeingangsanschluss 10 angeordnet ist (durchgezogene Linie), Bandpasseigenschaften des Empfangsfilters 12 für Band 1, das zwischen dem gemeinsamen Anschluss 60 und dem Empfangsausgabe-Anschluss 20 angeordnet ist (grobe durchbrochene Linie), Bandpasseigenschaften des Sendefilters 13 für Band 3, das zwischen dem gemeinsamen Anschluss 60 und dem Sendeeingangsanschluss 30 angeordnet ist (feine durchbrochene Linie), Bandpasseigenschaften des Empfangsfilters 14 für Band 3, das zwischen dem gemeinsamen Anschluss 60 und dem Empfangsausgabe-Anschluss 40 angeordnet ist (strichpunktierte Linie), und Bandpasseigenschaften des Sende- und Empfangsfilters 15 für Band 40, das zwischen dem gemeinsamen Anschluss 60 und dem Eingangs- und Ausgangsanschluss 50 angeordnet ist (doppelt strichpunktierte Linie), veranschaulicht. Der Induktivitätswert des Induktivitätselements 21 wird auf etwa 5,6 nH eingestellt.

Wie aus dem Diagramm von 7A zu erkennen ist, ist ein Einfügeverlust in den Durchlassbändern der fünf Filterelemente exzellent. Es wird angenommen, dass dies daran liegt, dass Kerben (Dämpfungspole) nicht in den Durchlassbändern der fünf Filterelemente auftreten, sondern in einem Frequenzbereich, der niedriger ist als die Durchlassbänder.

7B ist ein Diagramm, das Frequenzeigenschaften von Kapazitätsersatzstromkreisen des Multiplexers 1 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. In 7B sind Simulationsergebnisse der Frequenzeigenschaften der Kapazitätsersatzstromkreise individueller Filterelemente veranschaulicht. Mit Ausnahme der Frequenzeigenschaften des Kapazitätsersatzstromkreises des Sendefilters 11 für Band 1 erscheint eine Kerbe (Dämpfungspol) in individuellen Frequenzeigenschaften. Die Frequenzen der Kerben (Dämpfungspole) in dem Diagramm von 7B sind im Wesentlichen gleich den Frequenzen der Kerben (Dämpfungspole) in dem Diagramm von 7A. Darum kann bestimmt werden, dass die Kerben (Dämpfungspole) in dem Diagramm von 7A durch den LC-Reihenresonanzkreis generiert werden, der das Induktivitätselement 21 und das Sendefilter 11 enthält.

8A ist ein Diagramm, das Veränderungen der Bandpasseigenschaften des Multiplexers 1 für den Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert des verbundenen Induktivitätselements erhöht wird. Wie in 7A, sind die Bandpasseigenschaften der fünf Filterelemente veranschaulicht, und die Bandpasseigenschaften (dicke Linie) für den Fall, wo der Induktivitätswert des Induktivitätselements 21 erhöht wird (etwa 9,6 nH), sind in 8A veranschaulicht. Darüber hinaus sind für ein klares Erkennen der Bandpasseigenschaften der individuellen Filterelemente die Bandpasseigenschaften von individuellen Bändern in 9A, 10A und 11A veranschaulicht.

9A ist ein Diagramm, das die Bandpasseigenschaften der Filterelemente für Band 1 für den Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert des Induktivitätselements erhöht wird. 10A ist ein Diagramm, das die Bandpasseigenschaften der Filterelemente für Band 3 für den Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert des Induktivitätselements erhöht wird. 11A ist ein Diagramm, das die Bandpasseigenschaften der Filterelemente für Band 40 für den Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert des Induktivitätselements erhöht wird.

Wenn der Induktivitätswert des Induktivitätselements 21 von etwa 5,6 nH auf etwa 9,6 nH erhöht wird, so wird die durch Gleichung 1 definierte Resonanzfrequenz fr zu einer Niederfrequenzseite verschoben. Somit wird, wie aus dem unteren Diagramm von 8A zu erkennen ist, ein Einfügeverlust von vier Filtern außer dem Sendefilter 11 verringert. Das liegt daran, dass Signallecks, die in einem Sendesignalweg für Band 1 auftreten, reduziert werden, indem man die Resonanzfrequenz fr, die eine Kerbe (Dämpfungspol) hervorruft, auf eine Niederfrequenzseite einstellt.

8B ist ein Diagramm, das Veränderungen der Bandpasseigenschaften des Multiplexers für den Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert des Induktivitätselements verringert wird. Wie in 7A, sind die Bandpasseigenschaften der fünf Filterelemente veranschaulicht, und die Bandpasseigenschaften (dicke Linie) für den Fall, wo der Induktivitätswert des Induktivitätselements 21 verringert wird (etwa 1,6 nH), sind in 8B veranschaulicht. Darüber hinaus sind für ein klares Erkennen der Bandpasseigenschaften der individuellen Filterelemente die Bandpasseigenschaften individueller Frequenzbänder in den 9B, 10B und 11B veranschaulicht.

9B ist ein Diagramm, das die Bandpasseigenschaften der Filterelemente für Band 1 für den Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert eines Induktivitätselements verringert wird. 10B ist ein Diagramm, das die Bandpasseigenschaften der Filterelemente für Band 3 für den Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert eines Induktivitätselements verringert wird. 11B ist ein Diagramm, das Bandpasseigenschaften der Filterelemente für Band 40 für den Fall veranschaulicht, wo der Induktivitätswert eines Induktivitätselements verringert wird.

Wenn der Induktivitätswert des Induktivitätselements 21 von etwa 5,6 nH auf etwa 1,6 nH verringert wird, so wird die durch Gleichung 1 definierte Resonanzfrequenz fr zu einer höherfrequenten Seite verschoben. Somit wird, wie aus dem unteren Diagramm von 8B zu erkennen ist, ein Einfügeverlust von vier Filtern außer dem Sendefilter 11 erhöht. Das liegt daran, dass Signallecks, die in einem Sendesignalweg für Band 1 auftreten, erhöht werden, indem man die Resonanzfrequenz fr, die eine Kerbe (Dämpfungspol) hervorruft, auf einen Frequenzbereich einstellt, der höher als das Durchlassband des Multiplexers ist.

Der Induktivitätswert des in den 8A und 8B veranschaulichten Induktivitätselements 21 wird nicht allein durch Verschieben der Resonanzfrequenz fr einer Kerbe (Dämpfungspol) bestimmt. Der Induktivitätswert bewirkt auch eine Justierung anderer Bandpasseigenschaften. Darum kann der Induktivitätswert nicht allein für den Zweck der Justierung der Resonanzfrequenz fr geändert werden. Von diesem Standpunkt aus gesehen, ist – um eine niedrigere Resonanzfrequenz fr einzustellen – eine Konfiguration, in der das Induktivitätselement 21 zwischen dem gemeinsamen Anschluss 60 und einem Filter, das die größte Kapazität in dem Multiplexer 1 aufweist, angeordnet ist, wesentlich, um geringe Verluste des Multiplexers 1 sicherzustellen.

In dieser Ausführungsform wurde eine Konfiguration, in der die Resonanzfrequenz fr eines LC-Reihenresonanzkreises in einem Frequenzbereich generiert wird, der niedriger als das Durchlassband des Multiplexers 1 ist, am Beispiel eines Pentaplexers erläutert. Jedoch kann ein Multiplexer gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch eine Konfiguration enthalten, in der die Resonanzfrequenz fr des LC-Reihenresonanzkreises in einem Frequenzbereich generiert wird, der höher als das Durchlassband des Multiplexers 1 ist.

Das heißt, ein Multiplexer, der Hochfrequenzsignale in mehreren Frequenzbändern über das Antennenelement 4 sendet und empfängt, kann dadurch gekennzeichnet werden, dass er enthält: den gemeinsamen Anschluss 60, der mit einem Impedanzanpassungselement in einem Verbindungspfad mit dem Antennenelement 4 verbunden ist, mehrere Filterelemente, die verschiedene Durchlassbänder haben und die mit dem Antennenelement 4 unter Zwischenschaltung des gemeinsamen Anschlusses 60 verbunden sind, und ein Induktivitätselement, das zwischen einem zweiten Filterelement, das von der Seite des Antennenelements 4 aus gesehen die kleinste Kapazität unter den mehreren Filterelementen aufweist, und dem gemeinsamen Anschluss 60 in Reihe geschaltet ist, wobei die Resonanzfrequenz eines LC-Reihenresonanzkreises, der eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente der zweiten Filterelement enthält, höher ist als jedes von Durchlassbändern der mehreren Filterelemente.

Mit dieser Konfiguration kann die Resonanzfrequenz fr des LC-Reihenresonanzkreises, der das Induktivitätselement und das zweite Filterelement, das mit dem Induktivitätselement verbunden ist, enthält, auf einen Frequenzbereich eingestellt werden, der höher als das Durchlassband des Multiplexers ist. Darum kann insbesondere der Verlust an einem Hochfrequenz-Ende des Durchlassbandes des Multiplexers verringert werden.

5. Schlussfolgerung

Im Vergleich zu einem Multiplexer des Standes der Technik ist der Multiplexer 1 gemäß der Ausführungsform von 1 dadurch gekennzeichnet, dass (1) ein Induktivitätselement zwischen einem ersten Filterelement, das von einer Seite des Antennenelement gesehen die größte Kapazität unter mehreren Filterelementen aufweist, und einem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist, und (2) die Resonanzfrequenz fr eines LC-Reihenresonanzkreis, der eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des ersten Filterelements enthält, niedriger ist als jedes der Durchlassbänder der mehreren Filterelemente.

Für einen Multiplexer mit einer kleinen Anzahl zu verwendender Bänder kann eine Impedanzanpassung zwischen dem Antennenelement und jedem Signalweg erreicht werden, indem ein Impedanzanpassungskreis zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss angeordnet wird. Wenn jedoch die Anzahl zu verwendender Bänder zunimmt, so wird es immer schwieriger, eine Impedanzanpassung zwischen dem Antennenelement und jedem der mehreren Filterelemente zu erreichen. Es wird somit eine Konfiguration in Betracht gezogen, in der ein Induktivitätselement zwischen einem Filterelement und einem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist. Mit dieser Konfiguration können die induktive Impedanz des einen Filterelements von der Seite des Antennenelements aus gesehen und die kapazitive Impedanz der anderen Filterelemente, die zu dem gemeinsamen Anschluss parallel geschaltet sind, eine komplex konjugierte Beziehung haben. Darum kann selbst in dem Fall, wo eine Erhöhung der Anzahl von Filterelementen, die mit dem Antennenelement parallel geschaltet sind, die kapazitive Impedanz erhöht, eine hoch-präzise Impedanzanpassung zwischen dem Antennenelement und den mehreren Filterelementen erreicht werden.

Mit der Konfiguration, in der das Induktivitätselement zwischen dem einen Filterelement und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist, wird jedoch die LC-Reihenresonanz durch die induktive Komponente des Induktivitätselements und die kapazitive Komponente (C) des ersten Filterelements generiert. Wenn die Resonanzfrequenz fr der LC-Reihenresonanz in Durchlassbändern der Filterelemente vorhanden ist, so wird ein Einfügeverlust in den Durchlassbändern durch Kerben (Dämpfungspole) erhöht, die durch die Resonanzfrequenz fr definiert werden.

Im Gegensatz dazu verringert der Multiplexer 1 gemäß der Ausführungsform von 1 den Verlust in dem Durchlassband des Multiplexers 1, indem veranlasst wird, dass eine Kerbe (Dämpfungspol), die durch die LC-Reihenresonanz verursacht wird, die durch das Induktivitätselement und das erste Filterelement, das die größte Kapazität – beim Blick von der Seite des Antennenelements – aufweist, gebildet wird, außerhalb des Durchlassbandes des Multiplexers 1 generiert wird (in einem Frequenzbereich, der niedriger als das Durchlassband des Multiplexers 1 ist). Das heißt, mit dem Multiplexer 1, der die oben beschrieben wesentlichen Eigenschaften (1) und (2) aufweist, kann selbst dann, wenn die Anzahl der zu unterstützenden Bänder zunimmt, ein Einfügeverlust in den Durchlassbändern von Filtern, welche die Bänder bilden, verringert werden. Ähnliche Vorteile werden mit den Multiplexern gemäß der anderen oben beschriebenen Ausführungsformen erzielt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Induktivitätselements 21 in Reihe zwischen ein zweites Filterelement, das von der Seite des Antennenelements aus gesehen die kleinste Kapazität unter mehreren Filterelement hat, und ein gemeinsamen Anschluss geschaltet ist, und das die Resonanzfrequenz fr eines LC-Reihenresonanzkreis, der eine induktive Komponente des Induktivitätselements und eine kapazitive Komponente des zweiten Filterelements enthält, höher als jedes der Durchlassbänder der mehreren Filterelemente liegt

Weitere Ausführungsformen

Oben wurden Multiplexer gemäß bestimmter Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Jedoch ist ein Multiplexer gemäß der Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen, die durch Kombinieren von Komponenten in den vorangegangen Ausführungsform implementiert werden, Modifizierungen, die durch die Vornahme von Modifizierungen an den vorangegangen Ausführungsform erhalten werden und die der Fachmann ersinnt, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, und verschiedene Vorrichtungen, die einen Multiplexer gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten, können ebenfalls in die vorliegende Erfindung aufgenommen werden.

Zum Beispiel wurde oben ein Pentaplexer, der fünf Frequenzbänder aufweist, beispielhaft gezeigt. Eine kennzeichnende Konfiguration eines Multiplexers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird auf einen Multiplexer angewendet, der zwei oder mehr Bänder aufweist. Das heißt, die kennzeichnende Konfiguration eines Multiplexers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf Multiplexer angewendet, die zwei bis vier Bänder aufweisen, wie zum Beispiel ein Duplexer, ein Diplexer, ein Triplexer und ein Quadplexer, oder Multiplexer, die sechs oder mehr Bänder aufweisen. Wenn die Anzahl zu verwendender Bänder zunimmt, das heißt, wenn die Anzahl von Filterelementen, die verschiedene Durchlassbänder aufweisen, zunimmt, so ist es vorteilhafter, eine kennzeichnende Konfiguration eines Multiplexers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anzuwenden.

Darüber hinaus wurde oben beispielhaft ein Multiplexer gezeigt, der sowohl Senden als auch Empfangen ausführt. Jedoch kann die Erfindung auch auf eine Sendevorrichtung angewendet werden, die mehrere Bänder aufweist und nur Senden ausführt, sowie auf eine Empfangsvorrichtung, die mehrere Bänder aufweist und nur Empfangen ausführt. Selbst in diesem Fall kann die Sendevorrichtung oder die Empfangsvorrichtung, die eine kennzeichnende Konfiguration wie in der vorangegangen Ausführungsform hat, ähnliche Nutzeffekte erreichen wie im Fall des Multiplexers 1 gemäß der vorangegangenen Ausführungsform.

Darüber hinaus kann der Multiplexer 1 gemäß einer Ausführungsform ferner ein Induktivitätselement 31 enthalten, das zwischen dem Antennenelement 4 und dem gemeinsamen Anschluss 60 in Reihe geschaltet ist. Zum Beispiel kann der Multiplexer 1 gemäß einer Ausführungsform eine Konfiguration haben, in der mehrere Filterelemente, die verschiedene Durchlassbänder aufweisen, und die Induktivitätselemente 21 und 31 von im Wesentlichen einer Chipform auf einem Hochfrequenzsubstrat montiert sind. Dementsprechend kann eine Antennen-Frontend-Einheit, die geringe Verluste erreicht, einfach durch Verbinden des Antennenelements 4 mit dem Multiplexer konfiguriert werden. Darum kann die Schaltkreisimplementierung auf einfache Weise erreicht werden.

Darüber hinaus können die Induktivitätselemente 21 und 31 zum Beispiel Chip-Induktoren sein oder können durch Leiterstrukturen eines Hochfrequenzsubstrats gebildet werden.

Darüber hinaus ist der Multiplexer 1 gemäß der Erfindung nicht auf einen Multiplexer beschränkt, der eine Kombination von Band 1, Band 3 und Band 40 aufweist, wie in der vorangegangen Ausführungsform. Jede Kombination von Bändern ist möglich.

Darüber hinaus kann das piezoelektrische Substrat 510, das ein Filter für Oberflächenschallwellen konfiguriert, eine Mehrschichtstruktur haben, in der ein Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, ein Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und ein piezoelektrischer Film in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind. Der piezoelektrische Film besteht zum Beispiel aus piezoelektrischem LiTaO3-Einkristall oder piezoelektrischer Keramik. Der piezoelektrische Film hat eine Dicke von zum Beispiel etwa 600 nm. Das Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit ist ein Substrat, das den Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, den piezoelektrischen Film und die IDT-Elektrode 54 stützt. Darüber hinaus ist das Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit ein Substrat, in dem sich Volumenwellen mit höherer Schallgeschwindigkeit ausbreiten als elastische Wellen von Oberflächenschallwellen oder Grenzwellen, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreiten, und dient dazu, Oberflächenschallwellen innerhalb eines Teils zu halten, in dem der piezoelektrische Film und der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit übereinandergelegt sind, und die Oberflächenschallwellen nicht unter das Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit entweichen zu lassen. Das Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit ist zum Beispiel ein Siliziumsubstrat und hat eine Dicke von zum Beispiel etwa 200 µm. Der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit ist ein Film, in dem sich Volumenwellen mit niedriger Geschwindigkeit ausbreiten als Volumenwellen, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreiten, und ist zwischen dem piezoelektrischen Film und dem Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit angeordnet. Mit dieser Struktur und der Eigenschaft, dass Energie von elastischen Wellen im Wesentlichen auf ein Medium mit niedriger Schallgeschwindigkeit konzentriert wird, kann ein Entweichen von Energie von Oberflächenschallwellen nach außerhalb einer IDT-Elektrode vermieden werden. Der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit ist zum Beispiel ein Film, der Siliziumdioxid als eine Hauptkomponente enthält und eine Dicke von zum Beispiel etwa 670 nm hat. Mit dieser Mehrschichtstruktur, im Vergleich zu der Struktur, die das piezoelektrische Substrat 510 als eine einzelne Schicht enthält, kann der Gütewert von Resonanzfrequenz und Antiresonanzfrequenz deutlich erhöht werden. Das heißt, ein Resonator für Oberflächenschallwellen kann einen hohen Gütewert haben, und darum kann ein Filter mit einem geringen Einfügeverlust unter Verwendung des Resonators für Oberflächenschallwellen konfiguriert werden.

Darüber hinaus kann, um eine Impedanzanpassung unter mehreren Filtern für Oberflächenschallwellen zu erreichen, ein Schaltkreiselement, wie zum Beispiel ein Induktivitätselement und ein Kapazitätselement, hinzugefügt werden. Zum Beispiel kann das Induktivitätselement 21 mit einer Seite des Sendefilters 11 nahe dem gemeinsamen Anschluss 60 verbunden werden. Dementsprechend wird angenommen, dass der Gütewert jedes Resonators äquivalent verringert wird. Jedoch kann selbst in einem solchen Fall mit der Mehrschichtstruktur eines piezoelektrischen Substrats der Gütewert jedes Resonators auf einem hohen Niveau gehalten werden. Darum kann ein Filter für Oberflächenschallwellen, das geringe Verluste in einem Band aufweist, gebildet werden.

Das Stützsubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit kann eine Struktur haben, in der ein Stützsubstrat und ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, in dem sich Volumenwellen mit höherer Schallgeschwindigkeit ausbreiten als elastische Wellen von Oberflächenschallwellen oder Grenzwellen, die sich in einem piezoelektrischen Film ausbreiten, übereinandergelegt sind. In diesem Fall kann eine piezoelektrische Substanz wie zum Beispiel Saphir, Lithiumtantalat, Lithiumniobat oder -kristall, Keramik, wie zum Beispiel Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid, Zirkonoxid, Cordierit, Mullit, Steatit oder Forsterit, eine dielektrische Substanz wie zum Beispiel Glas, ein Halbleiter wie zum Beispiel Silizium oder Galliumnitrit, eine Harzsubstrat oder dergleichen als das Stützsubstrat verwendet werden. Darüber hinaus können verschiedene Materialien mit hoher Schallgeschwindigkeit, wie zum Beispiel Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid, ein DLC-Film, Diamant, ein Medium, das eines dieser Materialien als eine Hauptkomponente enthält, oder ein Medium, das ein Gemisch der obigen Materialien als eine Hauptkomponente enthält, für den Film mit hoher Schallgeschwindigkeit verwendet werden.

Darüber hinaus wurden beispielhaft Filter für Oberflächenschallwellen gezeigt, die IDT-Elektroden als ein Sendefilter, ein Empfangsfilter und ein Sende- und Empfangsfilter enthalten, die einen Multiplexer, eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung konfigurieren. Jedoch können individuelle Filter, die einen Multiplexer, eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung gemäß der Erfindung konfigurieren, auch Filter für elastische Wellen sein, die Reihenresonatoren und Parallelresonatoren enthalten und elastische Grenzwellen und Volumenschallwellen (Bulk Acoustic Waves, BAWs) verwenden. Filter für elastische Wellen enthalten allgemein eine kapazitive Impedanz. Darum ist ein Impedanzanpassungsansatz effektiv, bei dem ein Induktivitätselement zwischen einem gemeinsamen Anschluss und einem Filterelement unter mehreren Filterelementen in Reihe geschaltet wird und veranlasst wird, dass die induktive Impedanz des einen Filterelements und die kapazitive Impedanz der anderen Filterelemente, die parallel geschaltet sind, in eine komplex konjugierte Beziehung gebracht werden. Darum können Nutzeffekte ähnlich denen erreicht werden, die durch einen Multiplexer, eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung gemäß der vorangegangen Ausführungsform erreicht werden.

Die vorliegende Erfindung wird weithin für eine Kommunikationsvorrichtung, wie zum Beispiel ein Mobiltelefon, als ein verlustarmer Multiplexer, eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung verwendet, die auf Frequenzstandards für Multiband und Multimodus angewendet werden können.

Obgleich oben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, versteht es sich, dass dem Fachmann Variationen und Modifizierungen einfallen, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung ist darum allein durch die folgenden Ansprüche definiert.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • JP 2003-332885 A [0003, 0005]
  • JP 2004-104799 A [0004, 0006]