Title:
Kettenfilter, Filtermodul für elastische Wellen und Duplexer
Kind Code:
T5
Abstract:

Es wird ein Kettenfilter bereitgestellt, das eine Vereinfachung oder Weglassung einer Anpassungsschaltung ermöglicht.
Es wird ein Kettenfilter bereitgestellt, das als ein Sendefilter 4 dient. Ein Resonator, der sich nahe einem Eingangsanschluss 4a des Kettenfilters befindet, ist ein Parallelarmresonator, und der Parallelarmresonator, der dem Eingangsanschluss 4a am nächsten liegt, enthält mehrere Teilungsresonatoren P1a und P1b, die parallel geschaltet sind. Mindestens ein Teilungsresonator P1a hat eine Resonanzfrequenz und eine Antiresonanzfrequenz, die sich außerhalb eines Durchlassbandes des Kettenfilters befinden, und der übrige Teilungsresonator P1b und die übrigen Parallelarmresonatoren P2 und P3 haben jeweils eine Antiresonanzfrequenz, die sich innerhalb des Durchlassbandes befinden.



Inventors:
Takata, Toshiaki (Kyoto-fu, Nagaokakyo-shi, JP)
Application Number:
DE112015005490T
Publication Date:
08/17/2017
Filing Date:
11/27/2015
Assignee:
Murata Manufacturing Co., Ltd. (Kyoto-fu, Nagaokakyo-shi, JP)
Attorney, Agent or Firm:
CBDL Patentanwälte, 47051, Duisburg, DE
Claims:
1. Kettenfilter, das ein Durchlassband aufweist, umfassend:
einen Eingangsanschluss,
einen Ausgangsanschluss,
einen Reihenarmresonator, der an einem Reihenarm angeordnet ist, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss miteinander verbindet, und
mehrere Parallelarmresonatoren, die an jeweiligen Parallelarmen angeordnet sind, die jeweils den Reihenarm und ein Erdungspotenzial miteinander verbinden,
wobei der Reihenarmresonator und jeder der mehreren Parallelarmresonatoren jeweils ein Resonator für elastische Wellen sind,
wobei die mehreren Parallelarmresonatoren einen eingangsanschlussseitigen Parallelarmresonator enthalten, der dem Eingangsanschluss auf dem nächsten liegt,
wobei der eingangsanschlussseitige Parallelarmresonator mehrere geteilte Resonatoren umfasst, die parallel geschaltet sind,
wobei mindestens ein Teilungsresonator unter den mehreren Teilungsresonatoren eine Resonanzfrequenz und eine Antiresonanzfrequenz hat, die sich außerhalb des Durchlassband befinden, und
wobei der Rest der mehreren Teilungsresonatoren, die nicht der mindestens eine Teilungsresonator sind, und die übrigen mehreren Parallelarmresonatoren, die nicht der eingangsanschlussseitige Parallelarmresonator sind, jeweils eine Antiresonanzfrequenz haben, die sich innerhalb des Durchlassbandes befindet.

2. Kettenfilter nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Teilungsresonator einen Elektrodenfinger-Mittenabstand hat, der sich von Elektrodenfinger-Mittenabständen der übrigen mehreren Teilungsresonatoren und der übrigen mehreren Parallelarmresonatoren unterscheidet.

3. Kettenfilter nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: ein piezoelektrisches Substrat, und mehrere IDT-Elektroden, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind.

4. Kettenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Impedanz des Kettenfilters, vom Eingangsanschluss aus gesehen, niedriger ist als eine Impedanz des Kettenfilters, vom Ausgangsanschluss aus gesehen.

5. Filtermodul für elastische Wellen, umfassend:
das Kettenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, und
einen Verstärker, der mit dem Eingangsanschluss des Kettenfilters verbunden ist.

6. Filtermodul für elastische Wellen nach Anspruch 5, wobei das Kettenfilter als ein erster elektronischer Komponentenchip konfiguriert ist, der das piezoelektrische Substrat enthält, und der Verstärker als ein zweiter elektronischer Komponentenchip konfiguriert ist, der ein Verstärkersubstrat enthält.

7. Filtermodul für elastische Wellen nach Anspruch 6, wobei der erste elektronische Komponentenchip und der zweite elektronische Komponentenchip montiert auf einem Gehäusesubstrat sind.

8. Filtermodul für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 5 zu 7, ferner umfassend: eine Anpassungsschaltung, die zwischen dem Kettenfilter und dem Verstärker verbunden ist.

9. Duplexer, umfassend:
ein Sendefilter, das das Filtermodul für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 5 bis 8 enthält, und
ein Empfangsfilter.

10. Duplexer nach Anspruch 9, wobei sich die Resonanzfrequenz des mindestens einen Teilungsresonators, der die Resonanzfrequenz und die Antiresonanzfrequenz besitzt, die sich außerhalb des Durchlassbandes befinden, innerhalb eines Durchlassbandes des Empfangsfilters befindet.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kettenfilter, das mehrere Resonatoren für elastische Wellen enthält, ein Filtermodul für elastische Wellen und einen Duplexer.

STAND DER TECHNIK

Herkömmlicherweise ist ein Duplexer mit einem Antennenende von Mobiltelefonen verbunden. Ein in Patentdokument 1 beschriebener Duplexer enthält ein Sendefilter, das ein Kettenfilter ist, das mehrere Oberflächenschallwellenresonatoren enthält. Ein Verstärker ist mit einem Sendeanschluss verbunden, der ein Eingangsanschluss von diesem Kettenfilter ist. Zum Zwecke der Impedanzanpassung ist eine Anpassungsschaltung zwischen dem Eingangsanschluss des Kettenfilters und dem Verstärker verbunden. Die Anpassungsschaltung enthält eine Streifenleitung und eine offene Stichleitung.

Zitierungsliste Patentdokument

  • Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2008-67413

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Technisches Problem

Duplexer wie zum Beispiel der, der in Patentdokument 1 beschrieben ist, erfordern eine Anpassungsschaltung, um eine Impedanzanpassung zwischen einem Kettenfilter und einem Verstärker zu erreichen. Darum werden die Abmessungen eines solchen Duplexers durch diese Anpassungsschaltung vergrößert.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kettenfilter, das eine Vereinfachung oder Weglassung einer Anpassungsschaltung ermöglicht, ein Filtermodul für elastische Wellen, das das Kettenfilter enthält, und einen Duplexer, der das Filtermodul für elastische Wellen als ein Sendefilter enthält, bereitzustellen.

LÖSUNG DES PROBLEMS

Ein Kettenfilter gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Durchlassband und enthält einen Eingangsanschluss, einen Ausgangsanschluss, einen Reihenarmresonator, der an einem Reihenarm angeordnet ist, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss miteinander verbindet, und mehrere Parallelarmresonatoren, die an jeweiligen Parallelarmen angeordnet sind, die jeweils den Reihenarm und ein Erdungspotenzial miteinander verbinden, wobei der Reihenarmresonator und die mehreren Parallelarmresonatoren jeweils ein Resonator für elastische Wellen sind, wobei die mehreren Parallelarmresonatoren einen eingangsanschlussseitigen Parallelarmresonator enthalten, der dem Eingangsanschluss am nächsten liegt, wobei der eingangsanschlussseitige Parallelarmresonator mehrere Teilungsresonatoren umfasst, die parallel geschaltet sind, wobei mindestens ein Teilungsresonator unter den mehreren Teilungsresonatoren eine Resonanzfrequenz und eine Antiresonanzfrequenz hat, die sich außerhalb des Durchlassbandes befinden, und wobei der Rest der mehreren Teilungsresonatoren, die nicht der mindestens eine Teilungsresonator sind, und der Rest der mehreren Parallelarmresonatoren, die nicht der eingangsanschlussseitige Parallelarmresonator sind, jeweils eine Antiresonanzfrequenz haben, die sich innerhalb des Durchlassbandes befindet.

Bei einer bestimmten konkreten Ausführungsform des Kettenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung hat der mindestens eine Teilungsresonator einen Elektrodenfinger-Mittenabstand, der sich von Elektrodenfinger-Mittenabständen der übrigen mehreren Teilungsresonatoren und der übrigen mehreren Parallelarmresonatoren unterscheidet.

Bei einer anderen konkreten Ausführungsform des Kettenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Kettenfilter ein piezoelektrisches Substrat und mehrere IDT-Elektroden, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind.

Bei einer anderen konkreten Ausführungsform des Kettenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Impedanz des Kettenfilters, vom Eingangsanschluss aus gesehen, niedriger als eine Impedanz des Kettenfilters, vom Ausgangsanschluss aus gesehen.

Ein Filtermodul für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Kettenfilter, das gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist, und einen Verstärker, der mit dem Eingangsanschluss des Kettenfilters verbunden ist.

Bei einer bestimmten konkreten Ausführungsform des Filtermoduls für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Kettenfilter als ein erster elektronischer Komponentenchip konfiguriert, der das piezoelektrische Substrat enthält, und der Verstärker ist als ein zweiter elektronischer Komponentenchip konfiguriert, der ein Verstärkersubstrat enthält. In diesem Fall kann ein kleines Filtermodul für elastische Wellen erhalten werden, indem man zum Beispiel den ersten elektronischen Komponentenchip und den zweiten elektronischen Komponentenchip auf einem Gehäusesubstrat montiert.

Bei einer anderen konkreten Ausführungsform des Filtermoduls für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung sind der erste elektronische Komponentenchip und der zweite elektronische Komponentenchip auf einem Gehäusesubstrat montiert. In diesem Fall sind der erste und der zweite elektronische Komponentenchip auf dem Gehäusesubstrat montiert, um zu einer einzelnen Komponente integriert zu werden. Dementsprechend kann das Filtermodul für elastische Wellen als eine einzelne Komponente gehandhabt werden.

Bei einer anderen konkreten Ausführungsform des Filtermoduls für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Filtermodul für elastische Wellen ferner eine Anpassungsschaltung, die zwischen dem Kettenfilter und dem Verstärker verbunden ist. Wie oben beschrieben, kann das Filtermodul für elastische Wellen ferner eine Anpassungsschaltung enthalten. In diesem Fall kann auf eine große Anpassungsschaltung verzichtet werden, da gemäß der vorliegenden Erfindung eine Impedanzanpassung zwischen dem Kettenfilter und dem Verstärker erreicht wird.

Ein Duplexer gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Sendefilter, das das Filtermodul für elastische Wellen, das gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist, enthält, und ein Empfangsfilter. Da die Abmessungen des Sendefilters reduziert werden können, können die Abmessungen des gesamten Duplexers reduziert werden.

Bei einer bestimmten konkreten Ausführungsform des Duplexers gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich die Resonanzfrequenz des mindestens einen Teilungsresonators, der die Resonanzfrequenz und die Antiresonanzfrequenz besitzt, die sich außerhalb des Durchlassbandes befinden, innerhalb eines Durchlassbandes des Empfangsfilters. In diesem Fall wird es weniger wahrscheinlich, dass Rauschen von dem Verstärker zur Empfangsfilterseite dringt.

VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG

Mit dem Kettenfilter gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Impedanzanpassung durch die kapazitive Eigenschaft des mindestens einen Teilungsresonators erreicht werden. Somit kann eine Anpassungsschaltung zur Impedanzanpassung weggelassen oder vereinfacht werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Schaltbild eines Duplexers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 ist ein schematisches Konfigurationsschaubild eines Filtermoduls für elastische Wellen, das ein Sendefilter gemäß der ersten Ausführungsform und einen Verstärker enthält.

3 ist eine vorderseitige Ansicht einer Filtermodulvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.

4 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine Elektrodenstruktur auf einem piezoelektrischen Substrat des Duplexers gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.

5 ist ein Impedanz-Smith-Diagramm, das Impedanzkennlinien an einem Sende-Ende des Duplexers gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.

6 ist ein Impedanz-Smith-Diagramm, das Impedanzkennlinien an einem Sende-Ende eines Duplexers gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel veranschaulicht.

7 ist ein Impedanz-Smith-Diagramm, das Impedanzkennlinien an einem Sende-Ende eines Duplexers gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel veranschaulicht.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand einer Beschreibung konkreter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Zeichnungen offenbart.

Es ist zu beachten, dass jede im vorliegenden Text beschriebene Ausführungsform beispielhaft ist und dass zwischen verschiedenen Ausführungsformen eine Konfiguration durch eine andere Konfiguration teilweise ersetzt oder mit einer anderen Konfiguration kombiniert werden kann.

1 ist ein Schaltbild eines Duplexers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Duplexer 1 enthält einen Antennenanschluss 3, der mit einer Antenne 2 verbunden ist. Ein Induktor L1 ist zwischen dem Antennenanschluss 3 und einem Erdungspotenzial verbunden. Ein Sendefilter 4 und ein Empfangsfilter 5 sind mit dem Antennenanschluss 3 verbunden. Das Sendefilter 4 enthält einen Eingangsanschluss 4a, der ein Sendeanschluss ist, und einen Ausgangsanschluss 4b. Der Ausgangsanschluss 4b ist mit dem Antennenanschluss 3 verbunden. Ein Verstärker 6 ist mit dem Eingangsanschluss 4a verbunden. Der Verstärker 6 verstärkt ein Sendesignal, das in das Sendefilter 4 eingespeist werden soll.

Das Sendefilter 4 und der Verstärker 6 bilden ein Filtermodul für elastische Wellen 7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist ein schematisches Konfigurationsschaubild des Filtermoduls für elastische Wellen 7.

Es wird wieder auf 1 Bezug genommen. Das Sendefilter 4 ist ein Kettenfilter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt, sind mehrere Reihenarmresonatoren S1 bis S5 in einem Reihenarm angeordnet, der den Eingangsanschluss 4a und den Ausgangsanschluss 4b miteinander verbindet.

Jeder der mehreren Reihenarmresonatoren S1 bis S5 ist ein Oberflächenschallwellenresonator, der ein Resonator für elastische Wellen ist.

Es sind erste bis dritte Parallelarme 4c bis 4e vorhanden, die jeweils den Reihenarm und das Erdungspotenzial miteinander verbinden. Der erste Parallelarm 4c verbindet den Eingangsanschluss 4a und das Erdungspotenzial miteinander. Der Parallelarm, der dem Eingangsanschluss 4a am nächsten liegt, ist der erste Parallelarm 4c. Der erste Parallelarm 4c enthält einen ersten Teilungsresonator P1a und einen zweiten Teilungsresonator P1b, die durch parallele Teilung eines Parallelarmresonators erhalten werden. Genauer gesagt wird der eingangsanschlussseitige Parallelarmresonator, der dem Eingangsanschluss 4a am nächsten liegt, durch parallele Teilung in den ersten Teilungsresonator P1a und den zweiten Teilungsresonator P1b geteilt. Der erste Teilungsresonator P1a und der zweite Teilungsresonator P1b sind in dem ersten Parallelarm 4c parallel geschaltet. Der Begriff „parallele Teilung“ meint eine Konfiguration, in der ein Parallelarmresonator in mehrere Teilungsresonatoren geteilt ist, die parallel geschaltet sind. No Reihenarmresonator ist vorliegende zwischen Teilungsresonatoren erhaltenen durch parallele Teilung gemäß der vorliegenden Erfindung.

In dem ersten Parallelarm 4c ist ein Induktor L2 zwischen dem Erdungspotenzial und Endabschnitten der ersten und zweiten Teilungsresonatoren P1a und P1b, die näher am Erdungspotenzial liegen, verbunden. Der zweite Parallelarm 4d verbindet einen Knoten zwischen dem Reihenarmresonator S2 und dem Reihenarmresonator S3 mit dem Erdungspotenzial. Der zweite Parallelarm 4d enthält einen Parallelarmresonator P2. Der dritte Parallelarm 4e verbindet einen Knoten zwischen dem Reihenarmresonator S3 und dem Reihenarmresonator S4 mit dem Erdungspotenzial. Der dritte Parallelarm 4e enthält einen Parallelarmresonator P3.

Endabschnitte der Parallelarmresonatoren P2 und P3, die sich näher am Erdungspotenzial befinden, sind über einen gemeinsamen Knoten 8 verbunden. Dies bedeutet, dass der zweite Parallelarm 4d und der dritte Parallelarm 4e gemeinsam über den gemeinsamen Knoten 8 verbunden sind. Ein Induktor L3 ist zwischen diesem gemeinsamen Knoten 8 und dem Erdungspotenzial verbunden. Die ersten und zweiten Teilungsresonatoren P1a und P1b und die Parallelarmresonatoren P2 und P2 sind jeweils ein Oberflächenschallwellenresonator.

Merkmale des Filtermoduls für elastische Wellen 7 gemäß der Ausführungsform sind, dass der Resonator, der dem Eingangsanschluss 4a des Sendefilter 4 am nächsten liegt, kein Reihenarmresonator ist, sondern ein Parallelarmresonator, ist und dass dieser Parallelarmresonator einer parallelen Teilung unterzogen wird. Außerdem hat der erste Teilungsresonator P1a eine Resonanzfrequenz und eine Antiresonanzfrequenz, die sich außerhalb eines Durchlassbandes des Sendefilters 4 befinden.

Dementsprechend fungiert der erste Teilungsresonator P1a als Kapazität in dem Durchlassband des Sendefilters 4, wie aus einem unten beschriebenen Beispiel erkennbar ist, und kann so eine Impedanzanpassung zwischen dem Verstärker 6 und dem Sendefilter 4 bewirken. Darum kann eine Anpassungsschaltung, die im Allgemeinen zwischen dem Sendefilter 4 und dem Verstärker 6 angeordnet ist, in dem Filtermodul für elastische Wellen 7 weggelassen werden. Folglich können die Abmessungen des Filtermoduls für elastische Wellen 7 reduziert werden.

Der zweite Teilungsresonator P1b, der der Rest der mehreren Teilungsresonatoren des Parallelarmresonators ist, die nicht der erste Teilungsresonator P1a sind, und die Parallelarmresonatoren P2 und P3 haben jeweils eine Antiresonanzfrequenz, die sich innerhalb des Durchlassbandes des Sendefilters 4 befindet. Das heißt, der zweite Teilungsresonator P1b, der der Rest der mehreren durch parallele Teilung erhaltenen Teilungsresonatoren ist, die nicht der erste Teilungsresonator P1a sind, und die Parallelarmresonatoren P2 und P3, die der Rest der mehreren Parallelarmresonatoren sind, die nicht die Parallelarmresonatoren P1a und P1b sind, bilden das Durchlassband des Sendefilters 4.

In dieser Ausführungsform wird der Parallelarmresonator, der dem Eingangsanschluss 4a am nächsten liegt, durch parallele Teilung in die ersten und zweiten Teilungsresonatoren P1a und P1b geteilt. In der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der durch parallele Teilung erhaltenen Teilungsresonatoren nicht auf 2 beschränkt. Das heißt, der Parallelarmresonator, der dem Eingangsanschluss 4a am nächsten liegt, kann durch parallele Teilung in drei oder mehr Teilungsresonatoren geteilt werden. In jedem Fall wird mindestens ein Teilungsresonator unter den mehreren Teilungsresonatoren als der erste Teilungsresonator verwendet, und der Rest der Teilungsresonatoren, die nicht der erste Teilungsresonator sind, kann in einer Konfiguration verwendet werden, die der des oben beschriebenen zweiten Teilungsresonators ähnelt.

Bevorzugt sind ein einzelner erster Teilungsresonator P1a und ein einzelner zweiter Teilungsresonator P1b wie in der vorliegenden Ausführungsform vorhanden. Mit dieser Konfiguration können die Abmessungen reduziert werden.

Das in 1 veranschaulichte Empfangsfilter 5 enthält ein längsgekoppeltes Oberflächenschallwellenfilter 9 vom Resonatortyp. Das Empfangsfilter 5 enthält einen Eingangsanschluss 5a und einen Ausgangsanschluss, der als ein Empfangsanschluss 5b dient. Ein Resonator für elastische Wellen 10 ist zwischen dem Eingangsanschluss 5a und dem längsgekoppelten Oberflächenschallwellenfilter vom Resonatortyp 9 verbunden. Außerdem ist ein Resonator für elastische Wellen 11 zwischen dem Erdungspotenzial und einem Knoten zwischen dem längsgekoppelten Oberflächenschallwellenfilter vom Resonatortyp 9 und dem Empfangsanschluss 5b verbunden.

Bei der vorliegenden Erfindung ist die Schaltungskonfiguration des Empfangsfilters 5 nicht auf diese beschränkt und kann entsprechend modifiziert werden. Das Empfangsfilter 5 kann ein Kettenfilter sein, das mehrere Resonatoren für elastische Wellen enthält.

Ein Beispiel einer physischen Struktur des Filtermoduls für elastische Wellen 7 gemäß der Ausführungsform wird mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.

3 ist eine vorderseitige Ansicht einer Filtermodulvorrichtung 20, in der der Duplexer 1 und der Verstärker 6 angeordnet sind. Die Filtermodulvorrichtung 20 enthält ein Gehäusesubstrat 21. Ein erster elektronischer Komponentenchip 22 und ein zweiter elektronischer Komponentenchip 23 sind auf dem Gehäusesubstrat 21 montiert. Der erste elektronische Komponentenchip 22 enthält das Sendefilter 4 und das Empfangsfilter 5, die in 1 veranschaulicht sind. Der zweite elektronische Komponentenchip 23 enthält den Verstärker 6. In der Filtermodulvorrichtung 20 sind der erste elektronische Komponentenchip 22 und der zweite elektronische Komponentenchip 23 auf dem Gehäusesubstrat 21 montiert, um in einer einzelnen Komponente integriert zu werden. Dementsprechend wird die in 1 veranschaulichte Schaltungskonfiguration durch die Filtermodulvorrichtung 20 implementiert, die eine einzelne elektronische Komponente ist. Somit können der Duplexer 1 und der Verstärker 6 problemlos in Mobiltelefonen oder dergleichen montiert werden.

Der erste elektronische Komponentenchip 22 enthält ein piezoelektrisches Substrat 24. IDT-Elektroden 25 werden auf einer der Hauptflächen des piezoelektrischen Substrats 24 ausgebildet. Die IDT-Elektroden 25 bilden Oberflächenschallwellenresonatoren. 4 ist eine schematische Grundrissansicht einer Elektrodenstruktur auf der einen Hauptfläche dieses piezoelektrischen Substrats 24. Die Reihenarmresonatoren S1 bis S5, die ersten und zweiten Teilungsresonatoren P1a und P1b und die Parallelarmresonatoren P2 und P3, die oben beschrieben wurden, werden auf der einen Hauptfläche des piezoelektrischen Substrats 24 ausgebildet. 4 veranschaulicht schematisch einen Teil, wo jeder Resonator ausgebildet ist, mittels eines Symbols X, das von einem rechteckigen Rahmen umschlossen wird. In der Praxis ist jeder Oberflächenschallwellenresonator ein Oberflächenschallwellenresonator, der eine IDT-Elektrode und Reflektoren enthält, die auf den jeweiligen Seiten der IDT-Elektrode entlang der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenschallwelle angeordnet sind.

Zusätzlich ist das Empfangsfilter 5, das mit einer gestrichelten Linie veranschaulicht ist, mit dem Antennenanschluss 3 auf dem piezoelektrischen Substrat 24 verbunden. Ein Teil, wo das Empfangsfilter 5 ausgebildet ist, ist nur als eine Region mittels der gestrichelten Linie veranschaulicht.

Es ist zu beachten, dass der erste elektronische Komponentenchip 22 sowohl das Sendefilter 4 und das Empfangsfilter 5 in 3 und 4 enthält. Alternativ kann der erste elektronische Komponentenchip 22 das Sendefilter 4 in der vorliegenden Erfindung allein enthalten. Das heißt, das Filtermodul für elastische Wellen 7 ist nicht auf das Sendefilter des Duplexers beschränkt und braucht lediglich eine Schaltungskonfiguration aufzuweisen, in der ein Kettenfilter und ein Verstärker verbunden sind.

Ferner sind die Resonatoren für elastische Wellen nicht auf Oberflächenschallwellenresonatoren beschränkt, sondern es können auch andere Resonatoren für elastische Wellen, wie zum Beispiel Grenzschallwellenresonatoren und Volumenwellenresonatoren, die einen piezoelektrischen Dünnfilm verwenden, verwendet werden.

In dieser Ausführungsform werden unterschiedliche Resonanzkennlinien des ersten Teilungsresonators P1a und des zweiten Teilungsresonator P1b implementiert, indem man die IDT-Elektrode des ersten Teilungsresonators P1a und die IDT-Elektrode des zweiten Teilungsresonators P1b mit verschiedenen Elektrodenfinger-Mittenabständen konfiguriert. Das heißt, der Elektrodenfinger-Mittenabstand des ersten Teilungsresonators P1a wird so eingestellt, dass die Resonanzfrequenz und die Antiresonanzfrequenz des ersten Teilungsresonators P1a außerhalb des Durchlassbandes des Sendefilters 4 angeordnet sind.

Natürlich können auch andere Verfahren, wie zum Beispiel das Ändern des Metallisierungsverhältnisses oder der Filmdicke der Elektrodenfinger der IDT-Elektroden, als die Konfiguration zum Positionieren der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz des ersten Teilungsresonators P1a außerhalb des Durchlassbandes verwendet werden.

Außerdem hat der erste Teilungsresonator P1a weder die Resonanzfrequenz noch die Antiresonanzfrequenz innerhalb des Durchlassbandes des Sendefilters 4. Der erste Teilungsresonator P1a entlädt das Eingangssignal bei der Resonanzfrequenz an das Erdungspotenzial. Dementsprechend kann die Dämpfung des ersten Teilungsresonators P1a bei der Resonanzfrequenz verstärkt werden. Folglich kann auch die Außerbanddämpfung des Sendefilters 4 verstärkt werden.

Bevorzugt wird die Resonanzfrequenz des ersten Teilungsresonators P1a auf das Durchlassband des Empfangsfilters 5 eingestellt, das heißt, auf innerhalb des Empfangsbandes. Mit dieser Konfiguration kann die Dämpfung des Sendefilters 4 in dem Empfangsband verstärkt werden. Folglich können die Isoliereigenschaften zwischen dem Sendefilter und dem Empfangsfilter verbessert werden.

Außerdem verringert sich eventuell die Empfangsempfindlichkeit, falls Rauschen von dem Verstärker 6 über das Sendefilter 4 in das Empfangsfilter 5 gelangt. Wenn die Resonanzfrequenz des ersten Teilungsresonators P1a auf das Empfangsband eingestellt wird, wie oben beschrieben, so wird es weniger wahrscheinlich, dass Rauschen von dem Verstärker 6 auf die Seite des Empfangsfilters 5 gelangt.

Wie oben beschrieben, befinden sich die Resonanzfrequenz und die Antiresonanzfrequenz des ersten Teilungsresonators P1a außerhalb des Durchlassbandes des Sendefilters 4, und die Antiresonanzfrequenzen der Parallelarmresonatoren P2 und P3 liegen innerhalb des Durchlassbandes. Auf diese Weise kann eine Impedanzanpassung zweckmäßig erreicht werden, und die Eingangsimpedanz des Sendefilters 4, vom Eingangsanschluss 4a aus gesehen, was der Sendeanschluss ist, kann auf 45 Ω oder niedriger reduziert werden.

Die Ausgangsimpedanz des Sendefilters 4, vom Ausgangsanschluss 4b aus gesehen, ist 50 Ω. Das heißt, die Eingangsimpedanz des Sendefilters 4, vom Eingangsanschluss 4a aus gesehen, wird so eingestellt, dass sie niedriger ist als die Ausgangsimpedanz des Sendefilters 4, vom Ausgangsanschluss 4b aus gesehen.

Mit dieser Konfiguration kann eine Impedanzanpassung zwischen dem Verstärker 6, der eine Ausgangsimpedanz von niedriger als 50 Ω hat, und dem Sendefilter 4, das mit dem Verstärker 6 verbunden ist und eine Eingangsimpedanz von 45 Ω oder niedriger hat, effektiv erreicht werden.

Von den ersten und zweiten Teilungsresonatoren P1a und P1b, die die mehreren Teilungsresonatoren sind, befindet sich der erste Teilungsresonator P1a, dessen Resonanzfrequenz und Antiresonanzfrequenz sich außerhalb des Durchlassbandes des Sendefilters 4 befinden, näher beim Eingangsanschluss 4a.

Als Nächstes wird ein konkretes Beispiel beschrieben.

Es wird ein Beispiel, in dem die Ausführungsform auf einen Band 13-Duplexer angewendet wird, beschrieben. In Band 13 reicht das Sendeband von 777 MHz bis 787 MHz, und das Empfangsband reicht von 746 MHz bis 756 MHz.

Der Elektrodenfinger-Mittenabstand, die Überlappungsbreite und die Anzahl der Elektrodenfingerpaare eines Sendefilters eines Duplexers gemäß dem Beispiel werden so eingestellt, wie veranschaulicht in Tabelle 1. Tabelle 1

P1a P1b P2 P3 S1 S2 S3 S4 S5 Elektrodenfinger-Mittenabstand (µm) 2,215 2,533 2,538 2,548 2,453 2,448 2,410 2,436 2,453 Überlappungsbreite (µm) 63 99 107 163 48 48 74 58 103 Anzahl der Paare 70 70 120 120 120 120 65 121 74

Wie aus Tabelle 1 zu erkennen ist, wird in dieser Ausführungsform der Elektrodenfinger-Mittenabstand des ersten Teilungsresonators P1a auf 2,215 µm eingestellt, und der Elektrodenfinger-Mittenabstand des zweiten Teilungsresonators P1b wird auf 2,533 µm eingestellt. Der erste Teilungsresonator P1a und der zweite Teilungsresonator P1b sind so konfiguriert, dass sie eine gleiche Anzahl von Elektrodenfingerpaaren haben.

Der Elektrodenfinger-Mittenabstand des Parallelarmresonators P2 und der Elektrodenfinger-Mittenabstand des Parallelarmresonators P3 werden auf 2,538 µm bzw. 2,548 µm eingestellt.

Der erste Teilungsresonator P1a hat eine Resonanzfrequenz von 856 MHz und eine Antiresonanzfrequenz von 882 MHz.

Zum Vergleich werden ein Duplexer gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel und ein Duplexer gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel, die in der folgenden Weise konfiguriert sind, hergestellt. In dem ersten Vergleichsbeispiel wird ein Parallelarmresonator P1x mit den in Tabelle 2 veranschaulichten Designparametern anstelle der ersten und zweiten Teilungsresonatoren P1a und P1b verwendet. Tabelle 2

P1x Elektrodenfinger-Mittenabstand (µm) 2,543 Überlappungsbreite (µm) 162 Anzahl der Paare 70

Wie aus Tabelle 2 zu erkennen ist, hat der Parallelarmresonator P1x gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel einen Elektrodenfinger-Mittenabstand von 2,543 µm und hat eine Resonanzfrequenz von 762 MHz und eine Antiresonanzfrequenz von 786 MHz. Dementsprechend bildet der Parallelarmresonator P1x das Durchlassband. Außerdem hat der Parallelarmresonator P1x eine Elektrodenfinger-Überlappungsbreite von 162 µm, was zweimal so groß ist wie bei den ersten und zweiten Teilungsresonatoren P1a und P1b gemäß dem Beispiel. Anders ausgedrückt: Die Größe des Parallelarmresonators P1x gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel entspricht der Summe der Größen des ersten Teilungsresonators P1a und des zweiten Teilungsresonators P1b.

In dem zweiten Vergleichsbeispiel wird ein in Tabelle 3 veranschaulichter Parallelarmresonator P1y anstelle der ersten und zweiten Teilungsresonatoren P1a und P1b verwendet. Tabelle 3

P1y Elektrodenfinger-Mittenabstand (µm) 2,044 Überlappungsbreite (µm) 41 Anzahl der Paare 70

Der Parallelarmresonator P1y gemäß Tabelle 3 hat einen Elektrodenfinger-Mittenabstand von 2,044 µm und hat eine Resonanzfrequenz von 910 MHz und eine Antiresonanzfrequenz von 937 MHz. Dieser Parallelarmresonator P1y hat die Resonanzfrequenz und die Antiresonanzfrequenz, die sich außerhalb des Durchlassbandes des Sendefilters 4 befinden.

Außerdem wird in dem zweiten Vergleichsbeispiel die Überlappungsbreite des Parallelarmresonators P1y auf 41 µm reduziert, und der Elektrodenfinger-Mittenabstand wird auf 2,044 µm reduziert.

5 ist ein Impedanz-Smith-Diagramm, das die Impedanzkennlinien am Sende-Ende, das heißt, am Eingangsanschluss 4a, in dem Beispiel veranschaulicht. 6 und 7 sind Impedanz-Smith-Diagramme, die die Impedanzkennlinien am Eingangsanschluss des Sendefilters in dem ersten Vergleichsbeispiel bzw. dem zweiten Vergleichsbeispiel veranschaulichen. In den 5 bis 7 entspricht ein dicker Linienabschnitt dem Durchlassband des Sendefilters.

Die Eingangsanschluss-Impedanzwerte bei Frequenzen von 777 MHz, 782 MHz und 787 MHz an dem Eingangsanschluss, die den 5 bis 7 entnommen werden, sind jeweils in den Tabellen 4 bis 6 unten gezeigt. Tabelle 4

Beispiel Impedanz (Ω) Frequenz (MHz) Realer Teil Imaginärer TeilKombiniert777 23,5 –28,0 36,5 782 33,6 –24,3 41,4787 28,0 –23,7 36,7
Tabelle 5 Erstes Vergleichsbeispiel Impedanz (Ω) Frequenz (MHz) Realer Teil Imaginärer TeilKombiniert777 57,0 –4,5 57,2782 52,5 6,4 52,9787 47,6 –10,1 48,7
Tabelle 6 Zweites Vergleichsbeispiel Impedanz (Ω) Frequenz (MHz) Realer Teil Imaginärer TeilKombiniert777 12,4 –24,7 27,7782 29,2 –27,8 40,4787 31,3 –25,8 40,6

Wie in 5 und Tabelle 4 veranschaulicht, ist in dem Beispiel die Impedanz des Sendefilters, vom Eingangsanschluss 4a aus gesehen, im Sendeband kleiner als 50 Ω, und eine Schwankung der Impedanz in dem Durchlassband ist klein.

Im Gegensatz dazu ist in dem in 6 und Tabelle 5 veranschaulichten ersten Vergleichsbeispiel die Schwankung in dem Durchlassband klein. Jedoch beträgt die Impedanz des Sendefilters, vom Eingangsanschluss aus gesehen, ungefähr 50 Ω, und darum wird die Impedanz nicht reduziert.

Außerdem wird in dem in 7 und Tabelle 6 veranschaulichten zweiten Vergleichsbeispiel die Impedanz auf weniger als 50 Ω in dem Durchlassband reduziert. Das heißt, die Impedanz kann durch die Verwendung eines einzelnen Parallelarmresonators P1y als Kapazität reduziert werden. Jedoch ist die Schwankung der Impedanz in dem Durchlassband in dem zweiten Vergleichsbeispiel größer als in dem Beispiel. Dementsprechend ist es schwierig, eine zweckmäßige Impedanzanpassung mit dem Verstärker in dem gesamten Durchlassband zu erreichen.

Das Filtermodul für elastische Wellen 7 gemäß der Ausführungsform enthält keine Anpassungsschaltung, jedoch kann das Filtermodul für elastische Wellen 7 eine Anpassungsschaltung 31 zwischen dem Eingangsanschluss 4a und dem Verstärker 6 enthalten, wie durch eine gestrichelte Linie in 2 angedeutet. Selbst in diesem Fall kann, da die Impedanz durch den ersten Teilungsresonator P1a reduziert wird, die Anpassungsschaltung 31 als eine Komponente ausgebildet werden, die viel kleiner als eine konventionelle Anpassungsschaltung zur Impedanzanpassung ist. Dementsprechend kann die Anpassungsschaltung vereinfacht und in ihren Abmessungen reduziert werden.

Bezugszeichenliste

1
Duplexer
2
Antenne
3
Antennenanschluss
4
Sendefilter
4a
Eingangsanschluss
4b
Ausgangsanschluss
4c–4e
erste bis dritte Parallelarme
5 E
mpfangsfilter
5a
Eingangsanschluss
5b
Empfangsanschluss
6
Verstärker
7
Filtermodul für elastische Wellen
8
gemeinsamer Knoten
9
Oberflächenschallwellenfilter
10. 11
Resonatoren für elastische Wellen
20
Filtermodulvorrichtung
21
Gehäusesubstrat
22, 23
erste und zweite elektronische Komponentenchips
24
piezoelektrisches Substrat
25
IDT-Elektroden
31
Anpassungsschaltung
L1–L3
Induktoren
P1a, P1b
erste und zweite Teilungsresonatoren
P2, P3
Parallelarmresonatoren
S1–S5
Reihenarmresonatoren