Title:
Multiplexer, Sendevorrichtung, Empfangsvorrichtung, Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis, Kommunikationsvorrichtung und Impedanzanpassungsverfahren für einen Multiplexer
Kind Code:
T5


Abstract:

Ein Multiplexer (1) enthält: mehrere Filter für elastische Wellen, die voneinander verschiedene Durchlassbänder haben, einen gemeinsamen Anschluss (50), mit dem ein Induktivitätselement (31) in einem Verbindungspfad zwischen einem Antennenelement (2) und dem gemeinsamen Anschluss (50) in Reihe geschaltet ist, und ein Induktivitätselement (21). Unter den mehreren Filtern für elastische Wellen ist ein Empfangseingangsanschluss (62) eines Empfangsfilters (12) mit dem gemeinsamen Anschluss (50) über das Induktivitätselement (21) verbunden, und ist mit einem Parallelresonator (251) verbunden. Sendeausgangsanschlüsse (61 und 63) von Sendefiltern (11 und 13) und ein Empfangseingangsanschluss (64) eines Empfangsfilters (14) sind mit dem gemeinsamen Anschluss (50) verbunden, sind mit Reihenresonatoren (105, 304 und 401) verbunden, und sind nicht mit Parallelresonatoren verbunden.




Inventors:
Yoshikawa, Yuichi (Kyoto, JP)
Application Number:
DE112016002335T
Publication Date:
02/15/2018
Filing Date:
06/23/2016
Assignee:
Murata Manufacturing Co., Ltd. (Kyoto, JP)



Attorney, Agent or Firm:
CBDL Patentanwälte, 47051, Duisburg, DE
Claims:
1. Multiplexer, der mehrere Hochfrequenzsignale über ein Antennenelement sendet und empfängt, wobei der Multiplexer umfasst:
mehrere Filter für elastische Wellen, die voneinander verschiedene Durchlassbänder besitzen,
einen gemeinsamen Anschluss, an welchen ein erstes Induktionselement in Reihe in eine Verbindungsleitung zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss geschaltet ist, und
ein zweites Induktionselement,
wobei die mehreren Filter für elastische Wellen jeweils wenigstens einen von einem Reihenresonator, der zwischen einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen geschaltet ist, und einem Parallelresonator, der zwischen eine Verbindungsleitung, welche den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss verbindet, und einen Referenzanschluss geschaltet ist, umfassen,
wobei von dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss eines Filters für elastische Wellen von den mehreren Filtern für elastische Wellen ein antennenelementseitiger Anschluss über das zweite Induktionselement, das mit dem antennenelementseitigen Anschluss und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist, mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist und mit einem Parallelresonator verbunden ist und
von den Eingangsanschlüssen und den Ausgangsanschlüssen der anderen Filter für elastische Wellen als dem einen Filter für elastische Wellen antennenelementseitige Anschlüsse mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden sind und jeweils mit einem Reihenresonator von dem Reihenresonator und dem Parallelresonator verbunden sind.

2. Multiplexer nach Anspruch 1, wobei eine komplexe Impedanz in einem vorgegebenen Durchlassband, wenn das eine Filter für elastische Wellen in einem Alleinstellungszustand von dem zweiten Induktionselement in einem Zustand, wo das zweite Induktionselement und ein Anschluss von dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss des einen Filters für elastische Wellen, der sich näher an dem Antennenelement befindet, in Reihe miteinander geschaltet sind, betrachtet wird, und eine komplexe Impedanz in dem vorgegebenen Durchlassband, wenn die anderen Filter für elastische Wellen als das eine Filter für elastische Wellen von deren Anschlüssen aus, die mit dem gemeinsamen Anschluss in einem Zustand verbunden sind, wo Anschlüsse von den Eingangsanschlüssen und den Ausgangsanschlüssen der anderen Filter für elastische Wellen als dem einen Filter für elastische Wellen, die näher an dem Antennenelement liegen, mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden sind, betrachtet wird, in einer komplex-konjugierten Beziehung zueinander stehen.

3. Multiplexer nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Reihenresonator und der Parallelresonator jeweils eine IDT-Elektrode umfassen, ferner umfassend:
eine piezoelektrische Schicht, die die IDT-Elektrode auf einer ihrer Oberflächen aufweist,
ein Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, in dem eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich darin ausbreitet, größer ist als eine Schallgeschwindigkeit einer elastischen Welle, die sich durch die piezoelektrische Schicht ausbreitet, und
einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der zwischen dem Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit und der piezoelektrischen Schicht angeordnet ist und in dem eine Schallgeschwindigkeit einer sich darin ausbreitenden Volumenwelle kleiner ist als eine Schallgeschwindigkeit einer elastischen Welle, die sich durch die piezoelektrische Schicht ausbreitet.

4. Multiplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Multiplexer als die mehreren Filter für elastische Wellen umfasst:
ein erstes Filter für elastische Wellen, das ein erstes Durchlassband besitzt und das ein Sendesignal an das Antennenelement ausgibt,
ein zweites Filter für elastische Wellen, das ein zweites Durchlassband besitzt, das dem ersten Durchlassband benachbart ist, und in das ein Empfangssignal von dem Antennenelement eingegeben wird,
ein drittes Filter für elastische Wellen, das ein drittes Durchlassband besitzt, das bei einer niedrigeren Frequenz liegt als das erste Durchlassband und das zweite Durchlassband, und das ein Sendesignal an das Antennenelement ausgibt, und
ein viertes Filter für elastische Wellen, das ein viertes Durchlassband besitzt, das bei einer höheren Frequenz liegt als das erste Durchlassband und das zweite Durchlassband, und in das ein Empfangssignal von dem Antennenelement eingegeben wird, und wobei
das eine Filter für elastische Wellen, an das das zweite Induktionselement angeschlossen ist, wenigstens eines von dem zweiten Filter für elastische Wellen und dem vierten Filter für elastische Wellen ist.

5. Multiplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend das erste Induktionselement.

6. Sendevorrichtung, in die mehrere Hochfrequenzsignale eingespeist werden, die voneinander verschiedene Trägerfrequenzbänder haben, die die mehreren Hochfrequenzsignale einer Filterung unterzieht und dann die mehreren Hochfrequenzsignale drahtlos an ein gemeinsames Antennenelement sendet, wobei die Sendevorrichtung umfasst:
mehrere Sendefilter für elastische Wellen, in die die mehreren Hochfrequenzsignale von einem Sendekreis eingespeist werden und die nur vorgegebene Frequenzbänder durchlassen, und
einen gemeinsamen Anschluss, mit dem ein erstes Induktivitätselement in einem Verbindungspfad zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist,
wobei:
die mehreren Sendefilter für elastische Wellen jeweils mindestens einen aus einem Reihenresonator, der zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbunden ist, und einem Parallelresonator, der zwischen einem Verbindungspfad, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss verbindet, und einem Referenzanschluss verbunden ist, enthalten,
unter den mehrere Sendefiltern für elastische Wellen der Ausgangsanschluss eines Sendefilters für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss über ein zweites Induktivitätselement verbunden ist, das mit dem Ausgangsanschluss und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist, und mit einem Parallelresonator verbunden ist, und
der Ausgangsanschluss jedes anderen Sendefilters für elastische Wellen als das eine Sendefilter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist und mit einem Reihenresonator von dem Reihenresonator und dem Parallelresonator verbunden ist.

7. Empfangsvorrichtung, in die über ein Antennenelement mehrere Hochfrequenzsignale eingespeist werden, die voneinander verschiedene Trägerfrequenzbänder haben, die die mehreren Hochfrequenzsignale demultiplexiert und dann die mehreren Hochfrequenzsignale an einen Empfangskreis ausgibt, wobei die Empfangsvorrichtung Folgendes umfasst:
mehrere Empfangsfilter für elastische Wellen, in die die mehreren Hochfrequenzsignale von dem Antennenelement eingespeist werden und die nur vorgegebene Frequenzbänder durchlassen, und
einen gemeinsamen Anschluss, mit dem ein erstes Induktivitätselement in einem Verbindungspfad zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist,
wobei die mehreren Empfangsfilter für elastische Wellen jeweils mindestens einen aus einem Reihenresonator, der zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbunden ist, und einem Parallelresonator, der zwischen einem elektrischen Pfad, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss verbindet, und einem Referenzanschluss verbunden ist, enthalten,
unter den mehreren Empfangsfiltern für elastische Wellen der Eingangsanschluss eines Empfangsfilters für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss über ein zweites Induktivitätselement verbunden ist, das mit dem Eingangsanschluss und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist, und mit einem Parallelresonator verbunden ist, und
der Eingangsanschluss jedes anderen Empfangsfilters für elastische Wellen als das eine Empfangsfilter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist und mit einem Reihenresonator von dem Reihenresonator und dem Parallelresonator verbunden ist.

8. Impedanzanpassungsverfahren für einen Multiplexer, der mehrere Hochfrequenzsignale über ein Antennenelement sendet und empfängt, wobei das Verfahren umfasst:
einen Schritt des Justierens mehrerer Filter für elastische Wellen, die voneinander verschiedene Durchlassbänder haben, dergestalt, dass komplexe Impedanzen in den Durchlassbändern von anderen Filtern für elastische Wellen beim Blick auf ein Filter für elastische Wellen in einem eigenständigen Zustand unter den mehreren Filtern für elastische Wellen von einem Eingangsanschluss oder einem Ausgangsanschluss des einen Filters für elastische Wellen in einem kurzgeschlossenen Zustand sind, und dergestalt, dass komplexe Impedanzen in den Durchlassbändern der anderen Filter für elastische Wellen beim Blick auf die anderen Filter für elastische Wellen als das eine Filter für elastische Wellen in einem eigenständigen Zustand von den Eingangsanschlüssen oder Ausgangsanschlüssen der anderen Filter für elastische Wellen in einem offenen Zustand sind,
einen Schritt des Justierens eines Induktivitätswertes eines Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselements dergestalt, dass eine komplexe Impedanz beim Blick auf das eine Filter für elastische Wellen von dem Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselement, wenn das Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselement mit dem einen Filter für elastische Wellen in Reihe geschaltet ist, und eine komplexe Impedanz beim Blick auf die anderen Filter für elastische Wellen als das eine Filter für elastische Wellen von dem gemeinsamen Anschluss, wenn die anderen Filter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss parallel geschaltet sind, in eine komplex-konjugierte Beziehung zueinander gelangen, und
einen Schritt des Justierens eines Induktivitätswertes eines Antennenanpassungsverwendungs-Induktivitätselements, das zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist, dergestalt, dass eine komplexe Impedanz, von dem gemeinsamen Anschluss aus betrachtet, eines zusammengesetzten Schaltkreises, in dem das eine Filter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss über das Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselement verbunden ist, und die anderen Filter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss parallel geschaltet sind, mit einer Kennimpedanz übereinstimmen, und
in dem Schritt des Justierens der mehreren Filter für elastische Wellen:
unter den mehreren Filtern für elastische Wellen, die jeweils mindestens einen aus einem Reihenresonator, der zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbunden ist, und einem Parallelresonator, der zwischen einem elektrischen Pfad, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbindet, und einem Referenzanschluss verbunden ist, aufweisen, die Parallel- und Reihenresonatoren so angeordnet sind, dass ein Parallelresonator mit dem Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselement in dem einen Filter für elastische Wellen verbunden ist und ein Reihenresonator von den Parallel- und Reihenresonatoren mit dem gemeinsamen Anschluss in jedem der anderen Filter für elastische Wellen verbunden ist.

9. Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis, umfassend:
den Multiplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und
einen Verstärkungskreis, der mit dem Multiplexer verbunden ist.

10. Kommunikationsvorrichtung, umfassend:
einen HF-Signalverarbeitungskreis, der Hochfrequenzsignale verarbeitet, die durch ein Antennenelement gesendet und empfangen werden, und
den Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis nach Anspruch 9, der die Hochfrequenzsignale zwischen dem Antennenelement und dem HF-Signalverarbeitungskreis sendet.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Multiplexer, der ein Filter für elastische Wellen enthält, und eine Sendevorrichtung, eine Empfangsvorrichtung, einen Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis, eine Kommunikationsvorrichtung und ein Impedanzanpassungsverfahren für einen Multiplexer.

STAND DER TECHNIK

In den vergangenen Jahren ist eine Nachfrage nach Mobiltelefonen entstanden, die als ein einzelnes Endgerät mehrere Frequenzbänder und mehrere Drahtlossysteme, das heißt als ein einzelnes Endgerät mehrere Bänder und mehrere Modi unterstützen können. Um dem gerecht zu werden, wird ein Multiplexer, der Hochfrequenzsignale demultiplexiert, die mehrere Funkträgerfrequenzen aufweisen, direkt unter einer einzelnen Antenne angeordnet. Filter für elastische Wellen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie einen niedrigen Verlust innerhalb ihres Durchlassband und eine steile Durchlassband-Kennlinie entlang der Peripherie des Durchlassbandes aufweisen, werden als mehrere Bandpassfilter verwendet, die einen solchen Multiplexer bilden.

Patentdokument 1 offenbart eine Oberflächenschallwellenvorrichtung (SAW-Duplexer) mit einer Konfiguration, bei der mehrere Oberflächenschallwellenfilter miteinander verbunden sind. Insbesondere ist ein Induktivitätselement zwischen einem Verbindungsknoten zwischen einem Empfangs-Oberflächenschallwellenfilter, einem Sende-Oberflächenschallwellenfilter und einem Antennenanschluss und einem (mit dem Verbindungsknoten parallel geschalteten) Referenzanschluss verbunden, um eine Impedanzanpassung zwischen einem Antennenelement und dem Antennenanschluss zu realisieren. Die komplexe Impedanz, die zu sehen ist, wenn ein Oberflächenschallwellenfilter von dem Antennenanschluss her betrachtet wird, mit dem mehrere Oberflächenschallwellenfilter, die kapazitive Eigenschaften besitzen, verbunden sind, kann nahe an eine Kennimpedanz herangeführt werden, indem ein solches parallel geschaltetes Impedanzelement verwendet wird. Es wird davon ausgegangen, dass auf diese Weise eine Verschlechterung des Einfügeverlust verhindert werden kann.

Zitierungsliste Patentdokument

  • Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2003-347898

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG Technisches Problem

Bei dem Impedanzanpassungsverfahren gemäß dem Stand der Technik, bei dem ein Induktivitätselement mit einem Antennenanschluss parallel geschaltet ist, ist es schwierig, die komplexen Impedanzen aller Filter für elastische Wellen, von dem Antennenanschluss aus betrachtet, an die Kennimpedanz anzupassen, und es wird angenommen, dass der Einfügeverlust größer wird.

Wenn, wie neuerdings gefordert, mehrere Bänder und mehrere Modi unterstützt werden, wird die Anzahl der Filter für elastische Wellen, die mit dem Antennenanschluss verbunden sind, erhöht, wie im Fall eines Triplexers und eines Quadplexers. In dem Maße, wie die Anzahl der Filter für elastische Wellen zunimmt, wird die kapazitive Eigenschaft einer komplexen Impedanz, von dem Antennenanschluss aus betrachtet, stärker, und das Ausmaß der Verschiebung der komplexen Impedanz von der Kennimpedanz wird größer. In dem Fall, wo ein Induktivitätselement mit dem Antennenanschluss parallel geschaltet ist, wird eine Impedanzanpassung in einem umso kleineren Bereich von Induktivitätswerten des Induktivitätselements erhalten, je größer diese Verschiebung wird. Wenn jedoch der Induktivitätswert des parallel geschalteten Induktivitätselements kleiner wird, so entweicht ein Signal aus einem Filter für elastische Wellen über das Induktivitätselement in Richtung eines Referenzanschlusses.

Anders ausgedrückt: Wenn die Anzahl der zu demultiplexierenden Frequenzbänder zunimmt, das heißt, wenn die Anzahl der Filter für elastische Wellen, die mit dem Antennenanschluss verbunden sind, erhöht wird, entsteht das Problem, dass sich der Einfügeverlust der Filter für elastische Wellen in einer Konfiguration verschlechtert, in der ein Induktivitätselement mit dem Antennenanschluss parallel geschaltet ist.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Multiplexer, der einen verringerten Einfügeverlust in einem Durchlassband jedes Filters aufweist, eine Sendevorrichtung, eine Empfangsvorrichtung, einen Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis, eine Kommunikationsvorrichtung und ein Impedanzanpassungsverfahren für einen Multiplexer bereitzustellen.

Lösung des Problems

Um die Aufgabe zu lösen, ist ein Multiplexer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Multiplexer, der mehrere Hochfrequenzsignale über ein Antennenelement sendet und empfängt. Der Multiplexer enthält: mehrere Filter für elastische Wellen, die voneinander verschiedene Durchlassbänder haben, einen gemeinsamen Anschluss, an den ein erstes Induktivitätselement in Reihe in einem Verbindungspfad zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss angeschlossen ist, und ein zweites Induktivitätselement. Die mehreren Filter für elastische Wellen enthalten jeweils mindestens einen von einem Reihenresonator, der zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbunden ist, und einem Parallelresonator, der zwischen einem Verbindungspfad, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss verbindet, und einem Referenzanschluss verbunden ist. Ein Antennenelement-seitiger Anschluss von dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss eines einzelnen Filters für elastische Wellen von den mehreren Filtern für elastische Wellen ist mit dem gemeinsamen Anschluss über das zweite Induktivitätselement verbunden, das mit jenem Antennenelement-seitigen Anschluss und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist, und ist mit einem Parallelresonator verbunden. Antennenelement-seitige Anschlüsse unter den Eingangsanschlüssen und den Ausgangsanschlüssen der anderen Filter für elastische Wellen als das eine Filter für elastische Wellen sind mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden und sind jeweils mit dem Reihenresonator aus dem Reihenresonator und dem Parallelresonator verbunden.

Aufgrund dieser Konfiguration kann der Einfügeverlust innerhalb des Durchlassbandes jedes Filters des Multiplexers verringert werden, selbst wenn die Anzahl der unterstützten Bänder und Modi erhöht wird.

Außerdem können eine komplexe Impedanz in einem vorgegebenen Durchlassband, wenn das eine Filter für elastische Wellen in einem eigenständigen Zustand über das zweite Induktivitätselement in einem Zustand betrachtet wird, in dem das zweite Induktivitätselement und ein Anschluss unter dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss des einen Filters für elastische Wellen, der sich näher bei dem Antennenelement befindet, miteinander in Reihe geschaltet sind, und eine komplexe Impedanz in dem vorgegebenen Durchlassband, wenn die Filter für elastische Wellen, die nicht das eine Filter für elastische Wellen sind, von ihren Anschlüssen, die mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden sind, in einem Zustand betrachtet werden, in dem Anschlüsse unter den Eingangsanschlüssen und den Ausgangsanschlüssen der anderen Filter für elastische Wellen als das eine Filter für elastische Wellen, die sich näher bei dem Antennenelement befinden, mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden sind, in einer komplex-konjugierten Beziehung zueinander stehen.

Aufgrund dieser Konfiguration kann die komplexe Impedanz, von dem gemeinsamen Anschluss des Multiplexers aus betrachtet, die einen Schaltkreis enthält, der durch Kombinieren eines Schaltkreises, in dem das zweite Induktivitätselement und das eine Filter für elastische Wellen miteinander in Reihe geschaltet sind, und eines Schaltkreises, in dem die anderen Filter für elastische Wellen als das eine Filter für elastische Wellen an dem gemeinsamen Anschluss miteinander parallel geschaltet sind, gebildet wird, an eine Kennimpedanz angepasst werden, während ein geringer Verlust innerhalb der Durchlassbänder sichergestellt wird. Ferner kann die komplexe Impedanz des Multiplexers, von dem gemeinsamen Anschluss aus betrachtet, in Richtung der induktiven Seite feinjustiert werden, indem das erste Induktivitätselement, das einen kleinen Induktivitätswert aufweist, zwischen dem gemeinsamen Anschluss und dem Antennenelement in Reihe geschaltet wird.

Außerdem können der Reihenresonator und der Parallelresonator jeweils enthalten: eine IDT-Elektrode, eine piezoelektrische Schicht, bei der auf einer Fläche die IDT-Elektrode ausgebildet ist, ein Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, bei dem eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich dort hindurch ausbreitet, höher ist als eine Schallgeschwindigkeit einer elastische Welle, die sich durch die piezoelektrische Schicht hindurch ausbreitet, und einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der zwischen dem Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit und der piezoelektrischen Schicht angeordnet ist, und bei dem eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich dort hindurch ausbreitet, niedriger ist als eine Schallgeschwindigkeit einer elastischen Welle, die sich durch die piezoelektrische Schicht hindurch ausbreitet.

Ein Schaltkreiselement, wie zum Beispiel ein Induktivitätselement oder ein Kapazitätselement, wird hinzugefügt, um eine Impedanzanpassung zwischen mehreren Filtern für elastische Wellen, zu realisieren, wie zum Beispiel in dem Fall, wo das zweite Induktivitätselement mit der Seite des gemeinsamen Anschlusses des einen Filters für elastische Wellen in Reihe geschaltet ist. In einem solchen Fall wäre anzunehmen, dass die Gütewerte der Resonatoren äquivalent verringert werden würden. Jedoch kann der Gütewert jedes Resonators aufgrund der Mehrschichtstruktur des piezoelektrischen Substrats auf einem hohen Wert gehalten werden. Daher können Filter für elastische Wellen gebildet werden, die einen geringen In-Band-Verlust aufweisen.

Außerdem kann der Multiplexer als die mehreren Filter für elastische Wellen enthalten: ein erstes Filter für elastische Wellen, das ein erstes Durchlassband hat und das ein Sendesignal an das Antennenelement ausgibt, ein zweites Filter für elastische Wellen, das ein zweites Durchlassband hat, das sich neben dem ersten Durchlassband befindet und in das ein Empfangssignal von dem Antennenelement eingespeist wird, ein drittes Filter für elastische Wellen, das ein drittes Durchlassband hat, das sich auf einer niedrigeren Frequenz befindet als das erste Durchlassband und das zweite Durchlassband, und das ein Sendesignal an das Antennenelement ausgibt, und ein viertes Filter für elastische Wellen, das ein viertes Durchlassband hat, das sich auf einer höheren Frequenz befindet als das erste Durchlassband und das zweite Durchlassband, und in das ein Empfangssignal von dem Antennenelement eingespeist wird, und das eine Filter für elastische Wellen, an das das zweite Induktivitätselement angeschlossen ist, kann mindestens eines aus dem zweiten Filter für elastische Wellen und dem vierten Filter für elastische Wellen sein.

Außerdem kann der Multiplexer ferner das erste Induktivitätselement enthalten.

Aufgrund dieser Konfiguration kann eine verlustarme Antennen-Frontend-Sektion gebildet werden, indem einfach ein Antennenelement mit dem Multiplexer verbunden wird, und darum wird die Schaltkreis-Implementierung vereinfacht.

Außerdem ist eine Sendevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Sendevorrichtung, in die mehrere Hochfrequenzsignale eingespeist werden, die voneinander verschiedene Trägerfrequenzbänder haben, die mehreren Hochfrequenzsignale einer Filterung unterzieht und dann die mehreren Hochfrequenzsignale drahtlos von einem gemeinsamen Antennenelement sendet. Die Sendevorrichtung enthält: mehrere Sendefilter für elastische Wellen, in die die mehreren Hochfrequenzsignale von einem Sendekreis eingespeist werden und die nur vorgegebene Frequenzbänder durchlassen, und einen gemeinsamen Anschluss, mit dem ein erstes Induktivitätselement in einem Verbindungspfad zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist. Die mehreren Sendefilter für elastische Wellen enthalten jeweils mindestens einen aus einem Reihenresonator, der zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbunden ist, und einem Parallelresonator, der zwischen einem Verbindungspfad, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss verbindet, und einem Referenzanschluss verbunden ist. Unter den mehreren Sendefiltern für elastische Wellen ist der Ausgangsanschluss eines Sendefilters für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss über ein zweites Induktivitätselement verbunden, das mit dem Ausgangsanschluss und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist, und ist mit einem Parallelresonator verbunden, und der Ausgangsanschluss jedes anderen Sendefilters für elastische Wellen als das eine Sendefilter für elastische Wellen ist mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden, und ist mit einem Reihenresonator von dem Reihenresonator und dem Parallelresonator verbunden.

Außerdem ist eine Empfangsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Empfangsvorrichtung, in die über ein Antennenelement mehrere Hochfrequenzsignale eingespeist werden, die voneinander verschiedene Trägerfrequenzbänder haben, die mehreren Hochfrequenzsignale demultiplexiert und dann die mehreren Hochfrequenzsignale an einen Empfangskreis ausgibt. Die Empfangsvorrichtung enthält: mehrere Empfangsfilter für elastische Wellen, in die die mehreren Hochfrequenzsignale von dem Antennenelement eingespeist werden und die nur vorgegebene Frequenzbänder durchlassen, und einen gemeinsamen Anschluss, mit dem ein erstes Induktivitätselement in einem Verbindungspfad zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist. Die mehreren Empfangsfilter für elastische Wellen enthalten jeweils mindestens einen aus einem Reihenresonator, der zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbunden ist, und einem Parallelresonator, der zwischen einem elektrischen Pfad, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss verbindet, und einem Referenzanschluss verbunden ist. Unter den mehreren Empfangsfiltern für elastische Wellen ist der Eingangsanschluss eines Empfangsfilter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss über ein zweites Induktivitätselement verbunden, das mit dem Eingangsanschluss und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist, und ist mit einem Parallelresonator verbunden, und der Eingangsanschluss jedes anderen Empfangsfilters für elastische Wellen als das eine Empfangsfilter für elastische Wellen ist mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden, und ist mit einem Reihenresonator von dem Reihenresonator und dem Parallelresonator verbunden.

Außerdem ist ein Impedanzanpassungsverfahren für einen Multiplexer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Impedanzanpassungsverfahren für einen Multiplexer, der mehrere Hochfrequenzsignale über ein Antennenelement sendet und empfängt. Das Verfahren enthält: einen Schritt des Justierens mehrerer Filter für elastische Wellen, die voneinander verschiedene Durchlassbänder haben, dergestalt, dass komplexe Impedanzen in den Durchlassbändern von anderen Filtern für elastische Wellen beim Blick auf ein Filter für elastische Wellen in einem eigenständigen Zustand unter den mehreren Filtern für elastische Wellen von einem Eingangsanschluss oder einem Ausgangsanschluss des einen Filters für elastische Wellen in einem kurzgeschlossenen Zustand sind, und dergestalt, dass komplexe Impedanzen in den Durchlassbändern der anderen Filter für elastische Wellen beim Blick auf die anderen Filter für elastische Wellen als das eine Filter für elastische Wellen in einem eigenständigen Zustand von den Eingangsanschlüssen oder Ausgangsanschlüssen der Filter für elastische Wellen in einem offenen Zustand sind, einen Schritt des Justierens eines Induktivitätswertes eines Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselements dergestalt, dass eine komplexe Impedanz beim Blick auf das eine Filter für elastische Wellen von dem Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselement, wenn das Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselement mit dem einen Filter für elastische Wellen in Reihe geschaltet ist, und eine komplexe Impedanz beim Blick auf die anderen Filter für elastische Wellen als das eine Filter für elastische Wellen von dem gemeinsamen Anschluss, wenn die anderen Filter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss parallel geschaltet sind, in eine komplex-konjugierte Beziehung zueinander gelangen, und einen Schritt des Justierens eines Induktivitätswertes eines Antennenanpassungsverwendungs-Induktivitätselements, das zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist, dergestalt, dass eine komplexe Impedanz, von dem gemeinsamen Anschluss aus betrachtet, eines zusammengesetzten Schaltkreises, in dem das eine Filter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss über das Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselement verbunden ist, und die anderen Filter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss parallel geschaltet sind, mit einer Kennimpedanz übereinstimmen. In dem Schritt des Justierens der mehreren Filter für elastische Wellen werden von den mehreren Filtern für elastische Wellen, die jeweils mindestens einen aus einem Reihenresonator, der zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbunden ist, und einem Parallelresonator, der zwischen einem elektrischen Pfad, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbindet, und einem Referenzanschluss verbunden ist, aufweisen, die Parallel- und Reihenresonatoren so angeordnet, dass ein Parallelresonator mit dem Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselement in dem einen Filter für elastische Wellen verbunden ist und ein Reihenresonator von dem Parallelresonator und dem Reihenresonator mit dem gemeinsamen Anschluss in jedem der anderen Filter für elastische Wellen verbunden ist.

Aufgrund dieser Konfiguration kann ein Multiplexer bereitgestellt werden, der selbst dann einen geringen Verlust hat, wenn die Anzahl der unterstützten Bänder und Modi erhöht wird.

Außerdem enthält ein Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: den oben beschriebenen Multiplexer und einen Verstärkungskreis, der mit dem Multiplexer verbunden ist.

Aufgrund dieser Konfiguration kann ein Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis bereitgestellt werden, bei dem der Einfügeverlust innerhalb der Durchlassbänder der Filter, die die Signalpfade der jeweiligen Bänder bilden, verringert wird, auch wenn die Anzahl der Bänder und Modi, die durch den Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis unterstützt werden, erhöht wird.

Ferner enthält eine Kommunikationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: einen HF-Signalverarbeitungskreis, der Hochfrequenzsignale verarbeitet, die durch ein Antennenelement gesendet und empfangen werden, und den oben beschriebenen Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis, der die Hochfrequenzsignale zwischen dem Antennenelement und dem HF-Signalverarbeitungskreis sendet.

Aufgrund dieser Konfiguration kann eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt werden, bei der der Einfügeverlust innerhalb der Durchlassbänder der Filter, die die Signalpfade der jeweiligen Bänder bilden, verringert wird, auch wenn die Anzahl der Bänder und Modi, die durch die Kommunikationsvorrichtung unterstützt werden, erhöht wird.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung

Mit dem Multiplexer, der Sendevorrichtung, der Empfangsvorrichtung, dem Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis und der Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Einfügeverlust innerhalb der Durchlassbänder der Filter, die die Bänder und Modi konfigurieren, verringert werden, selbst wenn die Anzahl der unterstützten Bänder und Modi erhöht wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Multiplexers gemäß einem Beispiel.

2 veranschaulicht eine Draufsicht und eine Schnittansicht, die schematisch einen Resonator eines Oberflächenschallwellenfilters gemäß dem Beispiel veranschaulichen.

3A ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 25-Sendefilters des Multiplexers gemäß dem Beispiel.

3B ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 25-Empfangsfilters des Multiplexers gemäß dem Beispiel.

3C ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 4-Sendefilters des Multiplexers gemäß dem Beispiel.

3D ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 4-Empfangsfilters des Multiplexers gemäß dem Beispiel.

4 ist eine schematische Draufsicht, die die Elektrodenkonfiguration eines längsgekoppelten Oberflächenschallwellenfilters gemäß dem Beispiel veranschaulicht.

5 ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Multiplexers gemäß einem Vergleichsbeispiel.

6A ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 25-Sendefilters des Multiplexers gemäß dem Vergleichsbeispiel.

6B ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 25-Empfangsfilters des Multiplexers gemäß dem Vergleichsbeispiel.

6C ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 4-Sendefilters des Multiplexers gemäß dem Vergleichsbeispiel.

6D ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 4-Empfangsfilters des Multiplexers gemäß dem Vergleichsbeispiel.

7A veranschaulicht ein Kurvendiagramm, das die Bandpasskennlinie des Band 25-Sendefilters gemäß dem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel vergleicht.

7B veranschaulicht ein Kurvendiagramm, das die Bandpasskennlinie des Band 25-Empfangsfilters gemäß dem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel vergleicht.

7C veranschaulicht ein Kurvendiagramm, das die Bandpasskennlinie des Band 4-Sendefilters gemäß dem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel vergleicht.

7D veranschaulicht ein Kurvendiagramm, das die Bandpasskennlinie des Band 4-Empfangsfilters gemäß dem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel vergleicht.

8A zeigt ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 25-Sendefilters gemäß dem Vergleichsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von einem Sendeausgangsanschluss aus betrachtet, veranschaulicht.

8B zeigt ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 25-Empfangsfilters gemäß dem Vergleichsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von einem Empfangseingangsanschluss aus betrachtet, veranschaulicht.

8C zeigt ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 4-Sendefilters gemäß dem Vergleichsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von einem Sendeausgangsanschluss aus betrachtet, veranschaulicht.

8D zeigt ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 4-Empfangsfilters gemäß dem Vergleichsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von einem Empfangseingangsanschluss aus betrachtet, veranschaulicht.

9 zeigt ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz eines Schaltkreises gemäß einem Vergleichsbeispiel veranschaulicht, in dem vier Filter an einem gemeinsamen Anschluss miteinander parallel geschaltet sind, von dem gemeinsamen Anschluss aus betrachtet, und ein Smith-Diagramm zum Erläutern der Bewegung der komplexen Impedanz, die eintritt, wenn ein Induktorelement mit dem gemeinsamen Anschluss parallel geschaltet ist.

10A zeigt ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 25-Sendefilters gemäß dem Beispiel der Ausführungsform in einem eigenständigen Zustand, von einem Sendeausgangsanschluss aus betrachtet, veranschaulicht.

10B zeigt ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 25-Empfangsfilters gemäß dem Beispiel der Ausführungsform in einem eigenständigen Zustand, von einem Empfangseingangsanschluss aus betrachtet, veranschaulicht.

10C zeigt ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 4-Sendefilters gemäß dem Beispiel der Ausführungsform in einem eigenständigen Zustand, von einem Sendeausgangsanschluss aus betrachtet, veranschaulicht.

10D zeigt ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 4-Empfangsfilters gemäß dem Beispiel der Ausführungsform in einem eigenständigen Zustand, von einem Empfangseingangsanschluss aus betrachtet, veranschaulicht.

11 zeigt ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz eines Schaltkreises in einem eigenständigen Zustand veranschaulicht, in dem das Band 25-Empfangsfilter gemäß dem Beispiel der Ausführungsform und ein Induktivitätselement miteinander in Reihe geschaltet sind, von dem Induktivitätselement aus betrachtet, und ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz eines Schaltkreises in einem eigenständigen Zustand veranschaulicht, in dem all die anderen Filter als das Band 25-Empfangsfilter gemäß dem Beispiel an einem gemeinsamen Anschluss miteinander parallel geschaltet sind, von dem gemeinsamen Anschluss aus betrachtet.

12A zeigt ein Smith-Diagramm, das eine komplexe Impedanz veranschaulicht, wenn der Multiplexer gemäß dem Beispiel der Ausführungsform von einem gemeinsamen Anschluss aus betrachtet wird.

12B zeigt ein Smith-Diagramm, das eine komplexe Impedanz, von einem Antennenelement aus betrachtet, in dem Fall veranschaulicht, wo ein Induktivitätselement zwischen einem gemeinsamen Anschluss eines Multiplexers gemäß dem Beispiel der Ausführungsform und einem Antennenelement in Reihe geschaltet ist.

13 ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreises, der den Multiplexer gemäß dem Beispiel der Ausführungsform und eine Kommunikationsvorrichtung enthält.

14A veranschaulicht die Konfiguration eines Multiplexers gemäß Modifizierung 1 der Ausführungsform.

14B veranschaulicht die Konfiguration eines Multiplexers gemäß Modifizierung 2 der Ausführungsform.

15 ist ein Betriebsflussdiagramm zum Erläutern eines Impedanzanpassungsverfahrens für einen Multiplexer gemäß einer Ausführungsform.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Weiteren werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail anhand von Beispielen und der Zeichnungen beschrieben. Die im Folgenden beschriebenen Beispiele veranschaulichen jeweils ein umfassendes oder ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Zahlenwerte, Formen, Materialien, Bestandteile, Anordnungspositionen der Bestandteile, die Art und Weise, wie die Bestandteile verbunden sind, und so weiter, die in den folgenden Beispielen angegeben sind, sind lediglich Beispiele und sollen die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Bestandteile unter den Bestandteilen in den folgenden Beispielen, die nicht in den unabhängigen Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, werden als beliebige Bestandteile beschrieben. Außerdem sind die Größen der Bestandteile oder die Verhältnisse zwischen den Größen der Bestandteile, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind, nicht unbedingt maßstabsgetreu veranschaulicht.

(Beispiele) 1. Grundkonfiguration eines Multiplexers

In diesem Beispiel wird ein Quadplexer beispielhaft beschrieben, der auf Band 25 (Sendedurchlassband: 1850–1915 MHz, Empfangsdurchlassband: 1930–1995 MHz) und Band 4 (Sendedurchlassband: 1710–1755 MHz, Empfangsdurchlassband: 2110–2155 MHz) des Long-Term-Evolution-(LTE)-Standards angewendet wird.

Ein Multiplexer 1 gemäß diesem Beispiel ist ein Quadplexer, in der einen Band 25-Duplexer und ein Band 4-Duplexer an einem gemeinsamen Anschluss 50 miteinander verbunden sind.

1 ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild des Multiplexers 1 gemäß diesem Beispiel. Wie in der Figur veranschaulicht, enthält der Multiplexer 1 Sendefilter 11 und 13, Empfangsfilter 12 und 14, ein Induktivitätselement 21 (zweites Induktivitätselement), den gemeinsamen Anschluss 50, Sendeeingangsanschlüsse 10 und 30 und Empfangsausgangsanschlüsse 20 und 40. Außerdem ist der Multiplexer 1 mit einem Antennenelement 2 über ein Induktivitätselement 31 (erstes Induktivitätselement) verbunden, das mit dem gemeinsamen Anschluss 50 und dem Antennenelement 2 in Reihe geschaltet ist.

Das Sendefilter 11 ist ein Unbalanced-Input-Unbalanced-Output-Bandpassfilter (erstes Filter für elastische Wellen), in das eine durch einen Sendekreis (RFIC oder dergleichen) erzeugte Sendewelle über den Sendeeingangsanschluss 10 eingespeist wird, das die Sendewelle in dem Band 25-Sendedurchlassband (1850–1915 MHz: erstes Durchlassband) filtert und die gefilterte Sendewelle an den gemeinsamen Anschluss 50 ausgibt.

Das Empfangsfilter 12 ist ein Unbalanced-Input-Unbalanced-Output-Bandpassfilter (zweites Filter für elastische Wellen), in das eine von dem gemeinsamen Anschluss 50 eingespeiste Empfangswelle eingespeist wird, das die Empfangswelle in dem Band 25-Empfangsdurchlassband (1930–1995 MHz: zweites Durchlassband) filtert und die gefilterte Empfangswelle an den Empfangsausgangsanschluss 20 ausgibt. Außerdem ist das Induktivitätselement 21 zwischen dem Empfangsfilter 12 und dem gemeinsamen Anschluss 50 in Reihe geschaltet.

Das Sendefilter 13 ist ein Unbalanced-Input-Unbalanced-Output-Bandpassfilter (drittes Filter für elastische Wellen), in das eine durch einen Sendekreis (RFIC oder dergleichen) erzeugte Sendewelle über den Sendeeingangsanschluss 30 eingespeist wird, das die Sendewelle in dem Band 4-Sendedurchlassband (1710–1755 MHz: drittes Durchlassband) filtert und die gefilterte Sendewelle an den gemeinsamen Anschluss 50 ausgibt.

Das Empfangsfilter 14 ist ein Unbalanced-Input-Unbalanced-Output-Bandpassfilter (viertes Filter für elastische Wellen), in das eine von dem gemeinsamen Anschluss 50 eingespeiste Empfangswelle eingespeist wird, das die Empfangswelle in dem Band 4-Empfangsdurchlassband (2110–2155 MHz: viertes Durchlassband) filtert und die gefilterte Empfangswelle an den Empfangsausgangsanschluss 40 ausgibt.

Die Sendefilter 11 und 13 und das Empfangsfilter 14 sind mit dem gemeinsamen Anschluss 50 in Reihe geschaltet.

2. Struktur von Oberflächenschallwellenresonatoren

Als Nächstes wird die Struktur der Oberflächenschallwellenresonatoren, die die Sendefilter 11 und 13 und die Empfangsfilters 12 und 14 bilden, beschrieben.

2 zeigt eine Draufsicht und eine Schnittansicht, die schematisch einen Resonator eines Oberflächenschallwellenfilters gemäß dem Beispiel veranschaulichen. In der Figur sind eine schematische Draufsicht und eine geschnittene schematische Ansicht beispielhaft dargestellt, die die Struktur eines Reihenresonators des Sendefilters 11 von den mehreren Resonatoren veranschaulichen, die die Sendefilter 11 und 13 und die Empfangsfilters 12 und 14 bilden. Der in 2 veranschaulichte Reihenresonator dient dem Erläutern der typischen Struktur der mehreren Resonatoren, und die Anzahl, die Länge und so weiter der Elektrodenfinger, die die Elektroden bilden, sind nicht auf das Veranschaulichte beschränkt.

Jeder Resonator der Sendefilter 11 und 13 und der Empfangsfilter 12 und 14 wird aus einem Substrat 5, das eine piezoelektrische Schicht 53 hat, und Interdigitaltransducer(IDT)-Elektroden 11a und 11b, die eine Kammform haben, gebildet.

Wie in der Draufsicht von 2 veranschaulicht, wird das Paar IDT-Elektroden 11a und 11b, die einander zugewandt sind, auf dem Substrat 5 gebildet. Die IDT-Elektrode 11a besteht aus mehreren Elektrodenfingern 110a, die parallel zueinander verlaufen, und einer Sammelschienenelektrode 111a, die die mehreren Elektrodenfinger 110a miteinander verbindet. Außerdem besteht die IDT-Elektrode 11b aus mehreren Elektrodenfingern 110b, die parallel zueinander verlaufen, und einer Sammelschienenelektrode 111b, die die mehreren Elektrodenfinger 110b miteinander verbindet. Die mehreren Elektrodenfinger 110a und die mehreren Elektrodenfinger 110b werden so ausgebildet, dass sie sich in einer Richtung senkrecht zu einer X-Achsen-Richtung erstrecken.

Ferner hat eine IDT-Elektrode 54, die aus mehreren Elektrodenfingern 110a, den mehreren Elektrodenfingern 110b und den Sammelschienenelektroden 111a und 111b besteht, eine Mehrschichtstruktur, die aus einer Klebstoffschicht 541 und einer Hauptelektrodenschicht 542 besteht, wie in der Schnittansicht von 2 veranschaulicht.

Die Klebstoffschicht 541 ist eine Schicht, die dem Verbessern der Adhäsion zwischen dem Substrat 5 und der Hauptelektrodenschicht 542 dient, und Ti wird zum Beispiel als das Material der Klebstoffschicht 541 verwendet. Die Filmdicke der Klebstoffschicht 541 beträgt zum Beispiel 12 nm.

Al mit einem Cu-Gehalt von 1 % wird zum Beispiel als Material für die Hauptelektrodenschicht 542 verwendet. Die Filmdicke der Hauptelektrodenschicht 542 beträgt zum Beispiel 162 nm.

Eine Schutzschicht 55 wird so ausgebildet, dass sie die IDT-Elektroden 11a und 11b bedeckt. Der Zweck der Schutzschicht 55 ist es, die Hauptelektrodenschicht 542 vor der äußeren Umgebung zu schützen, die Frequenz-Temperatur-Kennlinie zu justieren, die Feuchtigkeitsbeständigkeit zu verbessern und weiteres mehr. Die Schutzschicht 55 ist zum Beispiel ein Film, der Siliziumdioxid als eine Hauptkomponente hat.

Die Materialien, die die Klebstoffschicht 541, die Hauptelektrodenschicht 542 und die Schutzschicht 55 bilden, sind nicht auf die oben dargelegten Materialien beschränkt. Außerdem braucht die IDT-Elektrode 54 keine Mehrschichtstruktur zu haben. Die IDT-Elektrode 54 kann aus einem Metall gebildet werden, wie zum Beispiel Ti, Al, Cu, Pt, Au, Ag oder Pd, oder einer Legierung eines solchen Metalls, oder kann aus mehreren Mehrschichtkörpern gebildet werden, die aus einem solchen Metall oder einer solchen Legierung gebildet werden. Ferner braucht die Schutzschicht 55 nicht ausgebildet zu werden.

Als Nächstes wird die Mehrschichtstruktur des Substrats 5 beschrieben.

Wie im unteren Teil von 2 veranschaulicht, enthält das Substrat 5 ein Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 51, einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 52 und eine piezoelektrische Schicht 53 und hat eine Struktur, in der das Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 51, der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 52 und die piezoelektrische Schicht 53 in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet sind.

Die piezoelektrische Schicht 53 besteht aus einem piezoelektrischen LiTaO3-Einkristall mit 50°-Y-Schnitt und X-Ausbreitung oder einer piezoelektrischen Keramik (ein Lithiumtantalat-Einkristall, der entlang einer Ebene geschnitten ist, die eine Normale hat, die durch Drehen einer Achse um 50° von einer Y-Achse um eine X Achse herum erhalten wird, oder ein Keramikwerkstoff, und ist ein Einkristall, in dem sich eine Oberflächenschallwelle in einer X Achsen-Richtung ausbreitet, oder ein Keramikwerkstoff). Die piezoelektrische Schicht 53 hat zum Beispiel eine Dicke von 600 nm. Piezoelektrische Schichten 53, die aus einem piezoelektrischen LiTaO3-Einkristall mit 42–45°-Y-Schnitt und X-Ausbreitung oder einer piezoelektrischen Keramik bestehen, werden für das Sendefilter 13 und das Empfangsfilter 14 verwendet.

Das Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 51 ist ein Substrat, das den Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 52, die piezoelektrische Schicht 53 und die IDT-Elektrode 54 trägt. Das Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 51 ist ein Substrat, in dem die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle im Inneren des Trägersubstrats mit hoher Schallgeschwindigkeit 51 höher ist als die einer elastischen Welle, wie zum Beispiel einer Oberflächenwelle oder einer Grenzwelle, die sich durch die piezoelektrische Schicht 53 hindurch ausbreitet, und ist darum geeignet, eine Oberflächenschallwelle in dem Teil einzuschließen, wo die piezoelektrische Schicht 53 und der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 52 übereinander gelegt sind, und zu verhindern, dass die Oberflächenschallwelle unter das Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 51 entweicht. Das Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 51 ist zum Beispiel ein Siliziumsubstrat und hat zum Beispiel eine Dicke von 200 µm.

Der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 52 ist ein Film, in dem die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle im Inneren des Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit 52 niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit einer elastischen Welle, die sich durch die piezoelektrische Schicht 53 hindurch ausbreitet, und der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 52 ist zwischen der piezoelektrischen Schicht 53 und dem Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 51 angeordnet. Ein Entweichen der Energie einer Oberflächenschallwelle nach außerhalb der IDT-Elektrode wird durch diese Struktur unterdrückt, die die Eigenschaft hat, dass die Energie einer elastischen Welle im Wesentlichen in einem Medium mit einer niedrigen Schallgeschwindigkeit konzentriert wird. Der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 52 ist ein Film, der zum Beispiel Siliziumdioxid als eine Hauptkomponente und zum Beispiel eine Dicke von 670 nm hat.

Die Mehrschichtstruktur des Substrats 5 ist in der Lage, den Gütewert bei der Resonanzfrequenz und Antiresonanzfrequenz im Vergleich zu einer Struktur des Standes der Technik, in der ein piezoelektrisches Substrat als eine einzelne Schicht verwendet wird, signifikant zu erhöhen. Anders ausgedrückt: Es kann ein Oberflächenschallwellenresonator mit hohem Gütewert erhalten werden, und daher kann unter Verwendung des Oberflächenschallwellenresonators ein Filter gebildet werden, der einen kleinen Einfügeverlust aufweist.

Ferner wird ein Schaltkreiselement, wie zum Beispiel ein Induktivitätselement oder ein Kapazitätselement, hinzugefügt, um eine Impedanzanpassung zwischen mehreren Oberflächenschallwellenfiltern zu realisieren, wie zum Beispiel in dem Fall, wo das Induktivitätselement 21, das zur Impedanzanpassung verwendet wird, mit der Seite des gemeinsamen Anschlusses 50 des Empfangsfilters 12 verbunden ist. Somit wäre anzunehmen, dass die Gütewerte der Resonatoren äquivalent abnehmen würden. Jedoch können selbst in einem solchen Fall die Gütewerte der Resonatoren aufgrund der Mehrschichtstruktur des Substrats 5 auf hohen Werten gehalten werden. Daher kann ein Oberflächenschallwellenfilter gebildet werden, das einen geringen In-Band-Verlust hat.

Das Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 51 kann eine Struktur haben, in der ein Trägersubstrat und ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, in dem die Schallgeschwindigkeit einer sich dort hindurch ausbreitenden Volumenwelle höher ist als die einer elastischen Welle, wie zum Beispiel einer Oberflächenschallwelle oder einer Grenzwelle, die sich durch die piezoelektrische Schicht 53, ausbreitet, übereinander gelegt sind. In diesem Fall kann zum Beispiel Saphir, ein piezoelektrisches Material wie zum Beispiel Lithiumtantalat, Lithiumniobat oder Quarz, ein Dielektrikum, wie zum Beispiel einer von verschiedenen Keramikwerkstoffen, wie zum Beispiel Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid, Zirkonoxid, Cordierit, Mullit, Steatit und Forsterit, oder Glas, ein Halbleiter, wie zum Beispiel Silizium- oder Galliumnitrid, oder ein Harzsubstrat als das Trägersubstrat verwendet werden. Außerdem kann ein beliebiges von verschiedenen Materialien mit hoher Schallgeschwindigkeit für den Film mit hoher Schallgeschwindigkeit verwendet werden, wie zum Beispiel Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid, ein DLC-Film oder Diamant, eine Substanz, die eines der oben genannten Materialien als eine Hauptkomponente aufweist, oder eine Substanz, die ein Gemisch aus einem der oben genannten Materialien als eine Hauptkomponente aufweist.

Als Nächstes werden die Designparameter der IDT-Elektrode beschrieben. Die Wellenlänge des Oberflächenschallwellenresonators wird durch einen sich wiederholenden Mittenabstand λ der mehreren Elektrodenfinger 110a und 110b definiert, die die IDT-Elektroden 11a und 11b bilden, die im mittleren Teil von 2 veranschaulicht sind. Außerdem ist eine Überschneidungsbreite L der IDT-Elektrode die Elektrodenfingerlänge, über die sich die Elektrodenfinger 110a der IDT-Elektrode 11a und die Elektrodenfinger 110b der IDT-Elektrode 11b beim Blick aus der X-Achsen-Richtung überlappen, wie im oberen Teil von 2 veranschaulicht. Außerdem ist ein Metallisierungsverhältnis ein Leitungsbreitenbelegungsverhältnis der mehreren Elektrodenfinger 110a und 110b und ist das Verhältnis der Leitungsbreite zur Summe der Leitungsbreite und der Beabstandungsbreite der mehreren Elektrodenfinger 110a und 110b. Genauer gesagt, wird das Metallisierungsverhältnis durch W/(W + S) definiert, wobei W die Breite der Elektrodenfinger 110a und 110b ist, die die IDT-Elektroden 11a und 11b bilden, und S den Abstand zwischen einem Elektrodenfinger 110 und einem Elektrodenfinger 110b ist, die nebeneinander liegen.

3. Schaltkreiskonfiguration von Filtern

3A ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild des Band 25-Sendefilters 11 des Multiplexers 1 gemäß dem Beispiel. Wie in 3A veranschaulicht, enthält das Sendefilter 11 Reihenresonatoren 101 bis 105, Parallelresonatoren 151 bis 154 und Anpassungsverwendungs-Induktivitätselemente 141 und 161.

Die Reihenresonatoren 101 bis 105 sind zwischen dem Sendeeingangsanschluss 10 und einem Sendeausgangsanschluss 61 miteinander in Reihe geschaltet. Außerdem sind die Parallelresonatoren 151 bis 154 zwischen Verbindungspunkten zwischen dem Sendeeingangsanschluss 10, dem Sendeausgangsanschluss 61 und den Reihenresonatoren 101 bis 105 und Referenzanschlüssen (Erde) miteinander parallel geschaltet. Dadurch, dass die Reihenresonatoren 101 bis 105 und die Parallelresonatoren 151 bis 154 auf diese Weise miteinander verbunden sind, bildet das Sendefilter 11 ein Kettenbandpassfilter. Außerdem ist das Induktivitätselement 141 zwischen dem Sendeeingangsanschluss 10 und dem Reihenresonator 101 verbunden, und das Induktivitätselement 161 ist zwischen einem Verbindungspunkt zwischen den Parallelresonatoren 152, 153 und 154 und einem Referenzanschluss verbunden.

Der Sendeausgangsanschluss 61 ist mit dem gemeinsamen Anschluss 50 verbunden. Außerdem ist der Sendeausgangsanschluss 61 mit dem Reihenresonator 105 verbunden und ist nicht direkt mit einem der Parallelresonatoren 151 bis 154 verbunden.

3C ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild des Band 4-Sendefilters 13 des Multiplexers 1 gemäß dem Beispiel. Wie in 3C veranschaulicht, enthält das Sendefilter 13 Reihenresonatoren 301 bis 304, Parallelresonatoren 351 bis 354 und Anpassungsverwendungs-Induktivitätselemente 361 bis 363.

Die Reihenresonatoren 301 bis 304 sind zwischen dem Sendeeingangsanschluss 30 und einem Sendeausgangsanschluss 63 miteinander in Reihe geschaltet. Außerdem sind die Parallelresonatoren 351 bis 354 zwischen Verbindungspunkten zwischen dem Sendeeingangsanschluss 30, dem Sendeausgangsanschluss 63 und den Reihenresonatoren 301 bis 304 und Referenzanschlüssen (Erde) miteinander parallel geschaltet. Dadurch, dass die Reihenresonatoren 301 bis 304 und die Parallelresonatoren 351 bis 354 auf diese Weise miteinander verbunden sind, bildet das Sendefilter 13 ein Kettenbandpassfilter.

Der Sendeausgangsanschluss 63 ist mit dem gemeinsamen Anschluss 50 verbunden. Außerdem ist der Sendeausgangsanschluss 63 mit dem Reihenresonator 304 verbunden und ist nicht direkt mit einem der Parallelresonatoren 351 bis 354 verbunden.

4. Schaltkreiskonfiguration von Empfangsfiltern

3B ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild des Band 25-Empfangsfilters 12 des Multiplexers 1 gemäß dem Beispiel. Wie in 3B veranschaulicht, enthält das Empfangsfilter 12 zum Beispiel eine längsgekoppelte Oberflächenschallwellenfiltersektion. Genauer gesagt enthält das Empfangsfilter 12 eine längsgekoppelte Filtersektion 203, Reihenresonatoren 201 und 202 und Parallelresonatoren 251 bis 253.

4 ist eine schematische Draufsicht, die die Elektrodenkonfiguration der längsgekoppelten Filtersektion 203 gemäß dem Beispiel veranschaulicht. Wie in der Figur veranschaulicht, enthält die längsgekoppelte Filtersektion 203 IDTs 211 bis 219, Reflektoren 220 und 221, einen Eingangsport 230 und einen Ausgangsport 240.

Die IDTs 211 bis 219 werden jeweils aus einem Paar IDT-Elektroden gebildet, die einander zugewandt sind. Die IDTs 214 und 216 sind so angeordnet, dass sie die IDT 215 zwischen sich in der X-Achsen-Richtung aufnehmen, und die IDTs 213 und 217 sind so angeordnet, dass sie die IDTs 214 bis 216 zwischen sich in der X-Achsen-Richtung aufnehmen. Ferner sind die IDTs 212 und 218 so angeordnet, dass sie die IDTs 213 bis 217 zwischen sich in der X-Achsen-Richtung aufnehmen, und die IDTs 211 und 219 sind so angeordnet, dass sie die IDTs 212 bis 218 zwischen sich in der X-Achsen-Richtung aufnehmen. Die Reflektoren 220 und 221 sind so angeordnet, dass sie die IDTs 211 bis 219 zwischen sich in der X-Achsen-Richtung aufnehmen. Außerdem sind die IDTs 211, 213, 215, 217 und 219 zwischen dem Eingangsport 230 und einem Referenzanschluss (Erde) parallel geschaltet, und die IDTs 212, 214, 216 und 218 sind zwischen dem Ausgangsport 240 und einem Referenzanschluss parallel geschaltet.

Ferner bilden, wie in 3B veranschaulicht, die Reihenresonatoren 201 und 202 und die Parallelresonatoren 251 und 252 eine Kettenfiltersektion.

Ein Empfangseingangsanschluss 62 ist mit dem gemeinsamen Anschluss 50 über das Induktivitätselement 21 verbunden. Außerdem ist, wie in 3B veranschaulicht, der Empfangseingangsanschluss 62 mit dem Parallelresonator 251 verbunden.

3D ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild des Band 4-Empfangsfilters 14 des Multiplexers 1 gemäß dem Beispiel. Wie in 3D veranschaulicht, enthält das Empfangsfilter 14 zum Beispiel eine längsgekoppelte Oberflächenschallwellenfiltersektion. Genauer gesagt enthält das Empfangsfilter 14 eine längsgekoppelte Filtersektion 402, einen Reihenresonator 401 und einen Parallelresonator 451.

Die Elektrodenkonfiguration der längsgekoppelten Filtersektion 402 ist die gleiche wie die der längsgekoppelten Filtersektion 203 des Empfangsfilters 12, mit Ausnahme der Anzahl der IDTs, die angeordnet sind, weshalb auf eine Beschreibung verzichtet wird.

Ein Empfangseingangsanschluss 64 ist mit dem gemeinsamen Anschluss 50 verbunden. Außerdem ist, wie in 3D veranschaulicht, der Empfangseingangsanschluss 64 mit dem Reihenresonator 401 verbunden und ist nicht direkt mit dem Parallelresonator 451 verbunden.

Die Anordnungskonfigurationen der Resonatoren und der Schaltkreiselemente in den Oberflächenschallwellenfiltern des Multiplexers 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind nicht auf die Anordnungskonfigurationen beschränkt, die durch die Sendefilter 11 und 13 und die Empfangsfilter 12 und 14 gemäß den obigen Beispielen beispielhaft dargestellt sind. Die Anordnungskonfigurationen der Resonatoren und der Schaltkreiselemente in den Oberflächenschallwellenfiltern unterscheiden sich in Abhängigkeit von den Spezifikationen, die für die Durchlassbandkennlinien in jedem der Frequenzbänder (Bänder) gefordert werden. Der Begriff „Anordnungskonfiguration“ meint zum Beispiel die Anzahl der Reihenresonatoren und Parallelresonatoren, die angeordnet sind, und die Auswahl der Filterkonfigurationen, wie zum Beispiel Ketten- und längsgekoppelte Filterkonfigurationen.

Die Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung aus der Anordnungskonfiguration der Resonatoren und Schaltkreiselemente der Filter für elastische Wellen des Multiplexers 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind, dass (1) die Sendefilter 11 und 13 und die Empfangsfilter 12 und 14 jeweils mindestens einen aus einem Reihenresonator und einem Parallelresonator enthalten, (2) der Empfangseingangsanschluss 62 des Empfangsfilters 12, der ein Filter für elastische Wellen ist, mit dem gemeinsamen Anschluss 50 über das Induktivitätselement 21 verbunden ist und mit dem Parallelresonator 251 verbunden ist, und (3) die Sendeausgangsanschlüsse 61 und 63 der Sendefilter 11 und 13 und der Empfangseingangsanschluss 64 des Empfangsfilters 14, die andere Filter für elastische Wellen als das Empfangsfilter 12 sind, mit dem gemeinsamen Anschluss 50 verbunden sind und jeweils mit den Reihenresonatoren 105, 304 und 401 unter den Reihenresonatoren und Parallelresonatoren verbunden sind.

Anders ausgedrückt: Der Multiplexer 1 gemäß einem Beispiel enthält: mehrere Oberflächenschallwellenfilter, die voneinander verschiedene Durchlassbänder haben, den gemeinsamen Anschluss 50, mit dem das Induktivitätselement 31 in einem Verbindungspfad zwischen dem Antennenelement 2 und dem gemeinsamen Anschluss 50 in Reihe geschaltet ist, und das Induktivitätselement 21. Hier enthalten die mehreren Oberflächenschallwellenfilter jeweils mindestens einen aus einem Reihenresonator, der eine IDT-Elektrode hat, die auf dem Substrat 5 ausgebildet ist und zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Oberflächenschallwellenfilters verbunden ist, und einen Parallelresonator, der eine IDT-Elektrode hat, die auf dem Substrat 5 ausgebildet ist und zwischen einem elektrischen Pfad, der den Eingangsanschluss und der Ausgangsanschluss verbindet, und einem Referenzanschluss verbunden ist. Außerdem ist der Empfangseingangsanschluss 62 des Empfangsfilters 12 unter den mehreren Oberflächenschallwellenfiltern mit dem gemeinsamen Anschluss 50 über das Induktivitätselement 21 verbunden, und ist mit dem Parallelresonator 251 verbunden. Andererseits sind die Sendeausgangsanschlüsse 61 und 63 der Sendefilter 11 und 13 und der Empfangseingangsanschluss 64 des Empfangsfilters 14 mit dem gemeinsamen Anschluss 50 verbunden, sind mit den Reihenresonatoren 105, 304 und 401 verbunden und sind nicht mit einem Parallelresonator verbunden.

Gemäß dem Multiplexer 1 mit den oben beschriebenen Hauptmerkmalen kann selbst dann, wenn die Anzahl der unterstützten Bänder und Modi erhöht wird, ein Einfügeverlust innerhalb der Durchlassbänder der Filter, die diese Bänder und Modi realisieren, verringert werden.

5. Funktionsprinzipien des Oberflächenschallwellenfilters

Als Nächstes werden die Funktionsprinzipien eines Kettenoberflächenschallwellenfilters gemäß diesem Beispiel beschrieben.

Die in 3A veranschaulichten Parallelresonatoren 151 bis 154 haben z.B. jeweils eine Resonanzfrequenz frp und eine Antiresonanzfrequenz fap (> frp) in ihrer Resonanzkennlinie. Außerdem haben die Reihenresonatoren 101 bis 105 jeweils eine Resonanzfrequenz frs und eine Antiresonanzfrequenz fas (> frs > frp) in ihrer Resonanzkennlinie. Die Resonanzfrequenzen frs der Reihenresonatoren 101 bis 105 sind so ausgelegt, dass sie im Wesentlichen zueinander passen, aber sie müssen nicht unbedingt zueinander passen. Außerdem gilt das gleiche für die Antiresonanzfrequenzen fas der Reihenresonatoren 101 bis 105, die Resonanzfrequenzen frp der Parallelresonatoren 151 bis 154 und die Antiresonanzfrequenzen fap der Parallelresonatoren 151 bis 154, und die Frequenzen müssen nicht unbedingt zueinander passen.

Bei der Konstruktion eines Bandpassfilters unter Verwendung von Resonatoren in einer Kettenkonfiguration werden die Antiresonanzfrequenzen fap der Parallelresonatoren 151 bis 154 und die Resonanzfrequenzen frs der Reihenresonatoren 101 bis 105 so ausgelegt, dass sie nahe beieinander liegen. Infolge dessen bildet eine Region in der Nähe der Resonanzfrequenzen frp, wo sich die Impedanzen der Parallelresonatoren 151 bis 154 null nähern, ein niederfrequenzseitiges Stoppband. Ferner werden in dem Maße, wie die Frequenz ab hier zunimmt, die Impedanzen der Parallelresonatoren 151 bis 154 in der Nähe der Antiresonanzfrequenzen fap höher, und die Impedanzen der Reihenresonatoren 101 bis 105 in der Nähe der Resonanzfrequenzen frs nähern sich null. Somit wird ein Signaldurchlassband in einem Signalpfad von dem Sendeeingangsanschluss 10 zu dem Sendeausgangsanschluss 61 in der Nähe der Region von den Antiresonanzfrequenzen fap zu den Resonanzfrequenzen frs gebildet. Außerdem in dem Maße, wie die Frequenz zunimmt und in die Nähe der Antiresonanzfrequenzen fas gelangt, nimmt die Impedanz der Reihenresonatoren 101 bis 105 zu, und ein hochfrequenzseitiges Stoppband wird gebildet. Anders ausgedrückt: Die Steilheit der Dämpfungskennlinien in dem hochfrequenzseitigen Stoppband wird in hohem Maße dadurch beeinflusst, wo die Antiresonanzfrequenzen fas der Reihenresonatoren 101 bis 105 außerhalb des Signaldurchlassbandes eingestellt werden.

Wenn ein Hochfrequenzsignal in das Sendefilter 11 von dem Sendeeingangsanschluss 10 eingespeist wird, so wird ein Potenzialunterschied zwischen dem Sendeeingangsanschluss 10 und den Referenzanschlüssen erzeugt, und infolge dessen wird eine Oberflächenschallwelle, die sich in der X-Richtung ausbreitet, erzeugt, weil sich das Substrat 5 verformt. Hier werden der Mittenabstand λ der IDT-Elektroden 11a und 11b und die Wellenlänge des Durchlassbandes so ausgelegt, dass im Wesentlichen zueinander passen, und infolge dessen wird nur ein Hochfrequenzsignal mit einer Frequenzkomponente, die durchgelassen werden soll, durch das Sendefilter 11 gelassen.

Im Weiteren werden die Frequenzkennlinien und die Impedanzkennlinie des Multiplexers 1 gemäß diesem Beispiel beschrieben, während die Kennlinien mit denen eines Multiplexers gemäß einem Vergleichsbeispiel verglichen werden.

6. Konfiguration des Multiplexers gemäß einem Vergleichsbeispiel

5 ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Multiplexers 600 gemäß einem Vergleichsbeispiel. Außerdem ist 6A ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 25-Sendefilters 66 des Multiplexers 600 gemäß dem Vergleichsbeispiel. 6B ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 25-Empfangsfilters 67 des Multiplexers 600 gemäß dem Vergleichsbeispiel. 6C ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 4-Sendefilters 68 des Multiplexers 600 gemäß dem Vergleichsbeispiel. 6D ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild eines Band 4-Empfangsfilters 69 des Multiplexers 600 gemäß dem Vergleichsbeispiel.

Wie in 5 veranschaulicht, enthält der Multiplexer 600 die Sendefilter 66 und 68, die Empfangsfilter 67 und 69, einen gemeinsamen Anschluss 650, Sendeeingangsanschlüsse 660 und 680 und Empfangsausgangsanschlüsse 670 und 690. Außerdem ist ein Induktivitätselement 71 mit einem Verbindungsknoten zwischen dem gemeinsamen Anschluss 650 und einem Antennenelement 2 parallel geschaltet.

Im Weiteren wird eine konkrete Konfiguration des Multiplexers 600 gemäß dem Vergleichsbeispiel beschrieben, wobei der Fokus auf Punkten liegt, die sich von dem Multiplexer 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel unterscheiden.

Wie in 6A veranschaulicht, hat das Sendefilter 66 die gleiche Schaltkreiskonfiguration wie das Sendefilter 11. Wie in 6C veranschaulicht, hat das Sendefilter 68 die gleiche Schaltkreiskonfiguration wie das Sendefilter 13. Wie in 6D veranschaulicht, hat das Empfangsfilter 69 die gleiche Schaltkreiskonfiguration wie das Empfangsfilter 14.

Wie in 6B veranschaulicht, unterscheidet sich das Empfangsfilter 67 von dem Empfangsfilter 12 nur dadurch, dass ein Reihenresonator 701 mit einem Empfangseingangsanschluss 675 verbunden ist und kein Parallelresonator mit dem Empfangseingangsanschluss 675 verbunden ist.

Wie oben beschrieben, unterscheidet sich die Konfiguration des Multiplexers 600 gemäß dem Vergleichsbeispiel von der des Multiplexers 1 gemäß dem Beispiel dadurch, dass (1) kein Induktivitätselement zwischen dem Empfangsfilter 67 und dem gemeinsamen Anschluss 650 in Reihe geschaltet ist, (2) das Induktivitätselement 71, das zwischen dem gemeinsamen Anschluss 650 und dem Antennenelement 2 angeordnet ist, parallel geschaltet und nicht in Reihe geschaltet ist, und (3) der Reihenresonator 701 mit dem Empfangseingangsanschluss 675 des Empfangsfilters 67 verbunden ist und kein Parallelresonator mit dem Empfangseingangsanschluss 675 des Empfangsfilters 67 verbunden ist.

7. Vergleich der Kennlinien des Ausführungs- und des Vergleichsbeispiels

7A veranschaulicht ein Kurvendiagramm, das die Bandpasskennlinie der Band 25-Sendefilter 11 und 66 gemäß dem Ausführungsbeispiel und dem Vergleichsbeispiel vergleicht. 7B veranschaulicht ein Kurvendiagramm, das die Bandpasskennlinie der Band 25-Empfangsfilter 12 und 67 gemäß dem Ausführungsbeispiel und dem Vergleichsbeispiel vergleicht. 7C veranschaulicht ein Kurvendiagramm, das die Bandpasskennlinie der Band 4-Sendefilter 13 und 68 gemäß dem Ausführungsbeispiel und dem Vergleichsbeispiel vergleicht. 7D veranschaulicht ein Kurvendiagramm, das die Bandpasskennlinie der Band 4-Empfangsfilter 14 und 69 gemäß dem Ausführungsbeispiel und dem Vergleichsbeispiel vergleicht.

Aus den 7A bis 7D wird deutlich, dass der Einfügeverlust innerhalb des Durchlassbandes für die Band 25-Sende- und Empfangsfilter und das Band 4-Sendefilter bei dem Ausführungsbeispiel besser ist als bei dem Vergleichsbeispiel. Ferner wird deutlich, dass die Spezifikationen, die innerhalb der Durchlassbänder (sendeseitiger Einfügeverlust von 2,0 dB oder weniger und empfangsseitiger Einfügeverlust von 3,0 dB oder weniger) verlangt werden, in allen Frequenzbändern der Band 25-Sende- und Empfangsdurchlassbänder und der Band 4-Sende- und Empfangsdurchlassbänder in dem Multiplexer 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel erfüllt sind.

Im Gegensatz dazu wird deutlich, dass die Spezifikationen, die in den Band 25-Sende- und Empfangsdurchlassbändern verlangt werden, in dem Multiplexer 600 gemäß dem Vergleichsbeispiel nicht erfüllt sind.

Wie oben beschrieben, kann mit dem Multiplexer 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Einfügeverlust innerhalb der Durchlassbänder von Filtern, die die Bänder und Modi bilden, auch dann verringert werden, wenn die Anzahl der Bänder und Modi, die durch den Multiplexer 1 unterstützt werden, erhöht wird.

Im Weiteren wird der Grund beschrieben, warum der Multiplexer 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel einen geringen Verlust innerhalb der Durchlassbänder realisieren kann.

8. Impedanzanpassung im Vergleichsbeispiel

8A und 8B zeigen ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 25-Sendefilters 66 gemäß dem Vergleichsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von dem Sendeausgangsanschluss 665 aus betrachtet, veranschaulicht, bzw. ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 25-Empfangsfilters 67 gemäß dem Vergleichsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von dem Empfangseingangsanschluss 675 aus betrachtet, veranschaulicht. Außerdem zeigen 8C und 8D ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 4-Sendefilters 68 gemäß dem Vergleichsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von dem Sendeausgangsanschluss 685 aus betrachtet, veranschaulicht, bzw. ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 4-Empfangsfilters 69 gemäß dem Vergleichsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von dem Empfangseingangsanschluss 695 aus betrachtet, veranschaulicht.

In dem Multiplexer 600 gemäß dem Vergleichsbeispiel ist jedes Filter mit dem gemeinsamen Anschluss 650 verbunden, und dann wird eine endgültige Impedanzanpassung durch das parallel geschaltete Induktivitätselement 71 realisiert. Daher ist der Multiplexer so ausgelegt, dass sich die komplexen Impedanzen in den Frequenzregionen außerhalb der Durchlassbänder in Richtung der offenen Seite in der Impedanzkennlinie jedes der Filter in einem eigenständigen Zustand bewegen. Insbesondere sind die komplexe Impedanz einer außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT66 des Sendefilters 66 in 8A, die komplexe Impedanz einer außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT67 des Empfangsfilters 67 in 8B, die komplexe Impedanz einer außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT68 des Sendefilters 68 in 8C und die komplexe Impedanz einer außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT69 des Empfangsfilters 69 in 8D alle im Wesentlichen auf der offenen Seite angeordnet. Um diese Anordnungen von komplexen Impedanzen zu realisieren, sind die Resonatoren, die mit dem gemeinsamen Anschluss 650 in allen Filtern verbunden sind, Reihenresonatoren anstelle von Parallelresonatoren.

9 zeigt ein Smith-Diagramm (linke Seite), das die komplexe Impedanz eines Schaltkreises gemäß dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht, in dem vier Filter an den gemeinsamen Anschluss 650 miteinander parallel geschaltet sind, von dem gemeinsamen Anschluss 650 aus betrachtet, und ein Smith-Diagramm (rechte Seite) zum Erläutern der Bewegung der komplexen Impedanz, die eintritt, wenn das Induktivitätselement 71 mit dem gemeinsamen Anschluss 650 parallel geschaltet ist.

Wie auf der linken Seite von 9 veranschaulicht, weist die komplexe Impedanz in den Durchlassbändern des Schaltkreises, in dem vier Filter an dem gemeinsamen Anschluss 650 miteinander parallel geschaltet sind, eine hohe kapazitive Eigenschaft auf (äußere Peripherie des unteren Halbkreises des Smith-Diagramms). Ferner wird die kapazitive Eigenschaft der komplexen Impedanz des Schaltkreises in dem Maße stärker, wie die Anzahl der zu unterstützenden Filter aufgrund der beschleunigten Entwicklung von Mehrmodus- und Mehrband-Technologien zunimmt.

Um die komplexe Impedanz an die Kennimpedanz in den Durchlassbändern anzupassen, ist es hier notwendig, den Induktivitätswert des parallel geschalteten Induktivitätselements 71 so zu justieren, dass er kleiner wird, wie auf der rechten Seite von 9 veranschaulicht. Anders ausgedrückt: Wenn die Anzahl der Filter zunimmt, ist es notwendig, ein Induktivitätselement 71, das einen kleinen Induktivitätswert hat, parallel zu schalten. In diesem Vergleichsbeispiel betrug der Induktivitätswert des Induktivitätselements 71 zum Beispiel 1,5 nH.

Wenn jedoch ein solches Induktivitätselement 71, das einen kleinen Induktivitätswert aufweist, parallel geschaltet wird, so wird die Impedanz des Induktivitätselements 71 kleiner, und es wird leichter für einen Strom, in Richtung des Referenz-(Erdungs)-Ausschlusses zu fließen. Somit entweicht ein Hochfrequenzsignal, das von ihm durchgelassen werden soll, zu dem Referenz-(Erdungs)-Anschluss, und der Einfügeverlust in den Durchlassbändern der Filter wird größer.

9. Impedanzanpassung beim Ausführungsbeispiel

10A und 10B zeigen ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 25-Sendefilters 11 gemäß dem Ausführungsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von dem Sendeausgangsanschluss 61 aus betrachtet, veranschaulicht, bzw. ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 25-Empfangsfilters 12 gemäß dem Ausführungsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von dem Empfangseingangsanschluss 62 aus betrachtet, veranschaulicht. Ferner zeigen die 10C und 10D ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz des Band 4-Sendefilters 13 gemäß dem Ausführungsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von dem Sendeausgangsanschluss 63 aus betrachtet, veranschaulicht, bzw. ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz der Band 4-Empfangsfilters 14 gemäß dem Ausführungsbeispiel in einem eigenständigen Zustand, von dem Empfangseingangsanschluss 64 aus betrachtet, veranschaulicht.

Ähnlich wie das Vergleichsbeispiel, ist der Multiplexer 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel so ausgelegt, dass die komplexen Impedanzen in den Frequenzregionen außerhalb der Durchlassbänder in Richtung der offenen Seite in der Impedanzkennlinie der Sendefilter 11 und 13 und des Empfangsfilters 14 in eigenständigen Zuständen bewegt werden. Insbesondere sind die komplexe Impedanz einer außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT11 des Sendefilters 11, an das das Induktivitätselement 21 nicht angeschlossen ist, in 10A, die komplexe Impedanz einer außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT13 des Sendefilters 13, an das das Induktivitätselement 21 nicht angeschlossen ist, in 10C, und die komplexe Impedanz einer außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT14 des Empfangsfilters 14, an das das Induktivitätselement 21 nicht angeschlossen ist, in 10D alle im Wesentlichen auf der offenen Seite angeordnet. Um diese Anordnungen komplexer Impedanzen zu realisieren, sind die Resonatoren, die mit dem gemeinsamen Anschluss 50 verbunden sind, der drei Filter Reihenresonatoren anstelle von Parallelresonatoren.

Andererseits wird in dem Empfangsfilter 12, an das der zweite Induktor 21 angeschlossen ist, ein Parallelresonator als der Resonator verwendet, der mit dem gemeinsamen Anschluss 50 verbunden ist. Darum ist, wie in 10B veranschaulicht, die komplexe Impedanz einer außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT12 des Empfangsfilters 14 im Wesentlichen auf der kurzen Seite angeordnet. Der Zweck des Anordnens der außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT12 auf der kurzen Seite wird im Folgenden beschrieben.

11 zeigt ein Smith-Diagramm (linke Seite), das die komplexe Impedanz eines Schaltkreises in einem eigenständigen Zustand, in dem das Band 25-Empfangsfilter 12 gemäß dem Ausführungsbeispiel und das Induktivitätselement 21 miteinander in Reihe geschaltet sind, von dem gemeinsamen Anschluss 50 aus betrachtet, veranschaulicht, und ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz eines Schaltkreises in einem eigenständigen Zustand, in dem alle anderen Filter als das Band 25-Empfangsfilter 12 gemäß dem Ausführungsbeispiel an dem gemeinsamen Anschluss 50 miteinander parallel geschaltet sind, von dem gemeinsamen Anschluss 50 aus betrachtet, veranschaulicht.

Wie in 11 veranschaulicht, wird deutlich, dass die komplexe Impedanz in einem vorgegebenen Durchlassband in dem Fall, wo das Empfangsfilter 12 in einem eigenständigen Zustand über das Induktivitätselement 21 in einem Zustand betrachtet wird, in dem das Induktivitätselement 21 und der Eingangsanschluss des Empfangsfilters 12 miteinander in Reihe geschaltet sind, und die komplexe Impedanz in dem vorgegebenen Durchlassband in dem Fall, wo die Sendefilter 11 und 13 und das Empfangsfilter 14 von der Seite des Anschlusses, die mit dem gemeinsamen Anschluss 50 verbunden ist, in einem Zustand betrachtet werden, in dem die Anschlüsse aus den Eingangsanschlüssen und den Ausgangsanschlüssen der Sendefilter 11 und 13 und des Empfangsfilters 14, die sich näher bei dem Antennenelement 2 befinden, mit dem gemeinsamen Anschluss 50 verbunden sind, in einer Beziehung stehen, die nahe einer ungefähr komplex-konjugierten Beziehung liegt. Anders ausgedrückt: Wenn diese zwei komplexen Impedanzen miteinander kombiniert werden, so wird eine Impedanzanpassung realisiert, und die komplexe Impedanz des zusammengesetzten Schaltkreises bewegt sich nahe an die Kennimpedanz. Die Bedeutung von „die komplexen Impedanzen von zwei Schaltkreisen stehen in einer komplex-konjugierten Beziehung“ enthält eine Beziehung, in der die Vorzeichen der komplexen Komponenten der komplexen Impedanzen invertiert sind, und ist nicht auf den Fall beschränkt, wo die absoluten Werte der komplexen Komponenten einander gleich sind. Anders ausgedrückt: Eine „komplex-konjugierte Beziehung“ bedeutet bei diesem Ausführungsbeispiel auch eine Beziehung, in der sich die komplexe Impedanz eines Schaltkreises in der kapazitiven Region befindet (der untere Halbkreis des Smith-Diagramms) und die komplexe Impedanz des anderen Schaltkreises sich in der induktiven Region befindet (der obere Halbkreis des Smith-Diagramms).

Wie in 10B veranschaulicht, liegt der Zweck des Anordnens der komplexen Impedanz der außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT12 des Empfangsfilters 12 im Wesentlichen auf der kurzen Seite hier darin zu veranlassen, dass die komplexe Impedanz der außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT12 (Durchlassband der Sendefilter 11 und 13 und des Empfangsfilters 14) unter Verwendung eines Induktivitätselements 21, das einen kleineren Induktivitätswert aufweist, zu einer Position verschoben wird, wo die komplexe Impedanz die oben beschriebene komplex-konjugierte Beziehung hat. Der Induktivitätswert des Induktivitätselements 21 zu diesem Zeitpunkt beträgt zum Beispiel 5,9 nH. In dem Fall, wo die außerhalb des Durchlassbandes liegende Region BOUT12 des Empfangsfilters 12 auf der offenen Seite positioniert ist, wie in dem Vergleichsbeispiel, muss die außerhalb des Durchlassbandes liegende Region BOUT12 unter Verwendung eines Induktivitätselements 21, das einen größeren Induktivitätswert aufweist, zu einer Position verschoben werden, wo die komplexe Impedanz die oben beschriebenen komplex-konjugierte Beziehung hat. Da das Induktivitätselement 21 in Reihe geschaltet ist, wird der Einfügeverlust innerhalb des Durchlassbandes des Empfangsfilters 12 umso mehr verschlimmert, je größer der Induktivitätswert des Induktivitätselements 21 wird. Anders ausgedrückt: Da es möglich ist, den Induktivitätswert des Induktivitätselements 21 unter Verwendung des Parallelresonators 251 kleiner zu machen, um zu veranlassen, dass die komplexe Impedanz der außerhalb des Durchlassbandes liegenden Region BOUT12 auf der kurzen Seite angeordnet ist, wie im Fall des Empfangsfilters 12 gemäß dem Ausführungsbeispiel, kann der Einfügeverlust innerhalb des Durchlassbandes verringert werden.

12A zeigt ein Smith-Diagramm, das eine komplexe Impedanz veranschaulicht, wenn der Multiplexer 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel von dem gemeinsamen Anschluss 50 aus betrachtet wird. Das heißt, die in 12A veranschaulichte komplexe Impedanz stellt die komplexe Impedanz eines Multiplexers dar, der durch Kombinieren der zwei in 11 veranschaulichten Schaltkreise gebildet wird, von dem gemeinsamen Anschluss 50 aus betrachtet. Die komplexe Impedanz des zusammengesetzten Schaltkreises wird nahe an die Kennimpedanz in den vier Durchlassbändern herangeführt, und eine Impedanzanpassung wird realisiert, indem man veranlasst, dass die komplexen Impedanzen der in 11 veranschaulichten zwei Schaltkreise in einer komplex-konjugierten Beziehung zueinander angeordnet sind.

12B zeigt ein Smith-Diagramm, das die komplexe Impedanz, von dem Antennenelement 2 aus betrachtet, in dem Fall veranschaulicht, wo das Induktivitätselement 31 zwischen dem gemeinsamen Anschluss 50 von Multiplexer 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel und dem Antennenelement 2 in Reihe geschaltet ist. Wie in 12A veranschaulicht, ist in dem Schaltkreis, der durch Kombinieren der zwei Schaltkreise gebildet wird, die in einer komplex-konjugierten Beziehung miteinander angeordnet sind, die komplexe Impedanz von der Kennimpedanz beabstandet, wenn auch nur geringfügig (geringfügig in Richtung der kapazitiven Seite beabstandet). Im Gegensatz dazu wird die komplexe Impedanz des Multiplexers 1, von dem gemeinsamen Anschluss 50 aus betrachtet, in Richtung der induktiven Seite feinjustiert, indem das Induktivitätselement 31 zwischen dem gemeinsamen Anschluss 50 und dem Antennenelement 2 in Reihe geschaltet wird. Der Induktivitätswert des Induktivitätselements 31 zu diesem Zeitpunkt ist zum Beispiel 2,3 nH. Somit kann veranlasst werden, dass die komplexe Impedanz in dem Durchlassband jedes Filters des Multiplexers 1 mit der Kennimpedanz übereinstimmt, ohne dass der Einfügeverlust jedes Filters verschlimmert wird.

10. Zusammenfassung des Ausführungsbeispiels und des Vergleichsbeispiels

Wie oben beschrieben, unterscheidet sich die Konfiguration des Multiplexers 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel von der des Multiplexer 600 gemäß dem Vergleichsbeispiel dadurch, dass (1) das Induktivitätselement 21 zwischen dem Empfangsfilter 12 und dem gemeinsamen Anschluss 50 in Reihe geschaltet ist, (2) das Induktivitätselement 31, das zwischen dem gemeinsamen Anschluss 50 und dem Antennenelement 2 angeordnet ist, in Reihe und nicht parallel geschaltet ist, und (3) der Parallelresonator 251 mit dem Empfangseingangsanschluss 62 des Empfangsfilters 12 verbunden ist.

Aufgrund dieser Konfiguration können die komplexe Impedanz eines Schaltkreises in einem eigenständigen Zustand, in dem das Induktivitätselement 21, das einen kleinen Induktivitätswert aufweist, und das Empfangsfilter 12 miteinander in Reihe geschaltet sind, von dem gemeinsamen Anschluss 50 aus betrachtet, und die komplexe Impedanz eines Schaltkreises in einem eigenständigen Zustand, in dem alle Filter mit Ausnahme des Empfangsfilters 12 an dem gemeinsamen Anschluss 50 miteinander parallel geschaltet sind, von dem gemeinsamen Anschluss 50 aus betrachtet, so ausgelegt werden, dass sie eine komplex-konjugierte Beziehung zueinander haben. Infolge dessen kann die komplexe Impedanz des Multiplexers 1, der den Schaltkreis enthält, der durch Kombinieren der oben beschriebenen zwei Schaltkreise gebildet wird, von dem gemeinsamen Anschluss 50 aus betrachtet, so ausgelegt werden, dass sie mit der Kennimpedanz übereinstimmt, während ein nur geringer Verlust innerhalb der Durchlassbänder sichergestellt wird. Ferner kann die komplexe Impedanz des Multiplexers 1, von dem gemeinsamen Anschluss 50 aus betrachtet, in Richtung der induktiven Seite feinjustiert werden, indem das Induktivitätselement 31, das einen kleinen Induktivitätswert aufweist, zwischen dem gemeinsamen Anschluss 50 und dem Antennenelement 2 in Reihe geschaltet wird.

11. Konfigurationen des Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreises und der Kommunikationsvorrichtung

Als Nächstes werden ein Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis 70, der den Multiplexer 1 gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält, und eine Kommunikationsvorrichtung 80 beschrieben.

13 ist ein Schaltkreiskonfigurationsschaubild des Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreises 70, der den Multiplexer 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel enthält, und der Kommunikationsvorrichtung 80. In der Figur sind der Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis 70, das Antennenelement 2, ein HF-Signalverarbeitungskreis (RFIC) 3, ein Basisband-Signalverarbeitungskreis (BBIC) 4 und das Induktivitätselement 31 veranschaulicht. Der Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis 70 und der HF-Signalverarbeitungskreis 3 und der Basisband-Signalverarbeitungskreis 4 bilden die Kommunikationsvorrichtung 80.

Der Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis 70 enthält den Multiplexer 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel, einen Sendeschalter 26, einen Empfangsschalter 27, einen Leistungsverstärkerkreis 28 und einen rauscharmen Verstärkerkreis 29.

Der Sendeschalter 26 ist ein Schalterstromkreis mit zwei Auswahlanschlüssen, die einzeln mit den Sendeeingangsanschlüssen 10 und 30 des Multiplexers 1 verbunden sind, und einem gemeinsamen Anschluss, der mit dem Leistungsverstärkerkreis 28 verbunden ist.

Der Empfangsschalter 27 ist ein Schalterstromkreis, der zwei Auswahlanschlüsse, die einzeln mit den Empfangsausgangsanschlüssen 20 und 40 des Multiplexers 1 verbunden sind, und einen gemeinsamen Anschluss, der mit dem rauscharmen Verstärkerkreis 29 verbunden ist, aufweist.

Der Sendeschalter 26 und der Empfangsschalter 27 verbinden jeweils ihren gemeinsamen Anschluss und einen Signalpfad, der ein vorgegebenes Band gemäß einem Steuersignal von einer (nicht veranschaulichten) Steuereinheit verarbeitet, und werden zum Beispiel durch einpolige Umschalter (SPDT-Schalter) gebildet. Die Konfiguration der Schalter ist nicht auf eine beschränkt, bei der ein Auswahlanschluss mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist. Vielmehr können mehrere Auswahlanschlüsse mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden sein. Anders ausgedrückt: Der Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis 70 kann Trägeraggregation unterstützen.

Der Leistungsverstärkerkreis 28 ist ein Sendeverstärkungskreis, der ein Hochfrequenzsignal (hier ein Hochfrequenz-Sendesignal) verstärkt, das von dem HF-Signalverarbeitungskreis 3 ausgegeben wird, und das verstärkte Hochfrequenzsignal an das Antennenelement 2 über den Sendeschalter 26 und den Multiplexer 1 ausgibt.

Der rauscharme Verstärkerkreis 29 ist ein Empfangsverstärkungskreis, der ein Hochfrequenzsignal (hier Hochfrequenz-Empfangssignal) verstärkt, das ihm über das Antennenelement 2, den Multiplexer 1 und den Empfangsschalter 27 zugeführt wurde, und die verstärkte Hochfrequenzsignal an den HF-Signalverarbeitungskreis 3 ausgibt.

Der HF-Signalverarbeitungskreis 3 unterzieht ein Hochfrequenz-Empfangssignal, das in ihn über einen Empfangssignalpfad des Antennenelements 2 eingespeist wurde, einer Signalverarbeitung unter Verwendung von Abwärtskonvertierung und so weiter und gibt ein durch die Signalverarbeitung erzeugtes Empfangssignal an den Basisband-Signalverarbeitungskreis 4 aus. Außerdem unterzieht der HF-Signalverarbeitungskreis 3 ein von dem Basisband-Signalverarbeitungskreis 4 eingegebenes Sendesignal einer Signalverarbeitung unter Verwendung von Aufwärtskonvertierung und so weiter und gibt ein durch die Signalverarbeitung erzeugtes Hochfrequenzsignal an den Leistungsverstärkungskreis 28 aus. Der HF-Signalverarbeitungskreis 3 ist zum Beispiel ein RFIC.

Ein Signal, das durch die Verarbeitung erzeugt wurde, die durch den Basisband-Signalverarbeitungskreis 4 ausgeführt wird, wird zum Beispiel als ein Bildsignal in einer Bildanzeige verwendet, oder wird als ein Audiosignal in einem Telefonat verwendet.

Der Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis 70 kann noch andere Schaltkreiselemente zwischen den oben genannten Bestandteilen enthalten.

Mit dem Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis 70 und der Kommunikationsvorrichtung 80, die auf diese Weise konfiguriert sind, kann selbst dann, wenn die Anzahl der unterstützten Bänder und Modi erhöht wird, der Einfügeverlust innerhalb der Durchlassbänder der Filter, die die Signalpfade der Bänder bilden, verringert werden, indem der Multiplexer 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel bereitgestellt wird.

Ferner braucht die Kommunikationsvorrichtung 80 in Abhängigkeit von dem Verfahren, das zum Verarbeiten der Hochfrequenzsignale verwendet wird, keinen Basisband-Signalverarbeitungskreis 4 zu enthalten.

(Weitere Modifizierungen usw.)

Ein Multiplexer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde anhand des Beispiels eines oben erwähnten Quadplexers beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel können in der vorliegenden Erfindung Modi enthalten sein, die durch Modifizieren des Ausführungsbeispiels auf folgende Weise erhalten werden.

Zum Beispiel wird ein piezoelektrisches LiTaO3-Einkristallmaterial mit 50°-Y-Schnitt und X-Ausbreitung als die piezoelektrische Schicht 53 des Substrats 5 gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet, aber der Schnittwinkel des Einkristallmaterials ist nicht auf diesen Schnittwinkel beschränkt. Anders ausgedrückt: Der Schnittwinkel der piezoelektrischen Schicht von Oberflächenschallwellenfiltern des Multiplexers gemäß dem Ausführungsbeispiel, in dem ein LiTaO3-Einkristall als eine piezoelektrische Schicht verwendet wird, ist nicht auf einen 50° Y-Schnittwinkel beschränkt. Im Fall eines Oberflächenschallwellenfilters, in dem eine piezoelektrische LiTaO3-Schicht mit einem anderen Schnittwinkel als dem oben beschriebenen verwendet wird, kann ein ähnlicher Effekt erreicht werden. Außerdem kann die piezoelektrische Schicht auch aus einem anderen Typ von piezoelektrischem Einkristall bestehen, wie zum Beispiel LiNbO3. Außerdem kann in der vorliegenden Erfindung, solange das Substrat 5 die piezoelektrische Schicht 53 enthält, eine Struktur für das Substrat 5 verwendet werden, in der die piezoelektrische Schicht auf ein Trägersubstrat gelegt ist, statt dass das gesamte Substrat 5 aus der piezoelektrischen Schicht besteht.

Außerdem kann der Multiplexer 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ferner das Induktivitätselement 31 enthalten, das zwischen dem Antennenelement 2 und dem gemeinsamen Anschluss 50 in Reihe geschaltet ist. Zum Beispiel kann der Multiplexer 1 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration haben, bei der mehrere Filter für elastische Wellen, die die oben beschriebenen Merkmale haben, und Induktivitätselemente 21 und 31, in Form von Chips, auf einem Hochfrequenzsubstrat montiert sind.

Ferner können die Induktivitätselemente 21 und 31 zum Beispiel Chip-Induktoren sein, oder können durch Leiterstrukturen gebildet werden, die in oder auf dem Hochfrequenzsubstrat angeordnet sind.

Außerdem ist der Multiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf einen Band 25- und Band 4-Quadplexer wie in dem Beispiel beschränkt.

14A veranschaulicht die Konfiguration eines Multiplexers gemäß einer ersten Modifizierung des Ausführungsbeispiels. Zum Beispiel kann, wie in 14A veranschaulicht, der Multiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung ein Hexaplexer mit sechs Frequenzbändern sein, der in einer Systemkonfiguration verwendet wird, die Band 25, Band 4 und Band 30, die Sende- und Empfangsbänder haben, in Kombination miteinander verwendet. In diesem Fall ist zum Beispiel das Induktivitätselement 21 mit dem Band 25-Empfangsfilter in Reihe geschaltet, und ein Parallelresonator ist mit dem Empfangseingangsanschluss des Band 25-Empfangsfilters verbunden. Außerdem sind Reihenresonatoren anstelle von Parallelresonatoren mit den Anschlüssen der fünf Filter, mit Ausnahme des Band 25-Empfangsfilters, verbunden, die mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden sind.

14B veranschaulicht die Konfiguration eines Multiplexers gemäß einer zweiten Modifizierung des Ausführungsbeispiels. Zum Beispiel kann, wie in 14B veranschaulicht, der Multiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung ein Hexaplexer mit sechs Frequenzbändern sein, der in einer Systemkonfiguration verwendet wird, die Band 1, Band 3 und Band 7, die Sende- und Empfangsbänder haben, in Kombination miteinander verwendet. In diesem Fall ist zum Beispiel das Induktivitätselement 21 mit dem Band 1-Empfangsfilter in Reihe geschaltet, und ein Parallelresonator ist mit dem Empfangseingangsanschluss des Band 1-Empfangsfilters verbunden. Außerdem sind Reihenresonatoren anstelle von Parallelresonatoren mit den Anschlüssen der fünf Filter, außer dem Band 1-Empfangsfilter verbunden, die mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden sind.

Wie oben beschrieben, kann im Gegensatz zu dem Multiplexer, der mittels eines Anpassungsverfahren des Standes der Technik konfiguriert ist, in dem Multiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung der Einfügeverlust innerhalb der Durchlassbänder verringert werden, wenn die Anzahl der Filter für elastische Wellen, die Bestandteile des Multiplexers sind, zunimmt.

Ferner braucht der Multiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung keine Konfiguration zu haben, die mehrere Duplexer enthält, die Senden und Empfangen ausführen. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung als eine Sendevorrichtung mit mehreren Übertragungsfrequenzbändern angewendet werden. Das heißt, der Multiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung kann als eine Sendevorrichtung angewendet werden, in die mehrere Hochfrequenzsignale mit verschiedenen Trägerfrequenzbändern eingespeist werden, die die mehreren Hochfrequenzsignale einer Filterung unterzieht und dann die gefilterten Hochfrequenzsignale von einer gemeinsamen Antenne drahtlos sendet, und die mehrere Sendefilter für elastische Wellen enthält, in die mehrere Hochfrequenzsignale von einem Sendekreis eingespeist werden und die nur vorgegebene Frequenzbänder durchlassen, sowie einen gemeinsamer Anschluss, mit dem ein erstes Induktivitätselement in einem Verbindungspfad zwischen dem gemeinsamen Anschluss und einem Antennenelement in Reihe geschaltet ist. Hier enthalten die mehreren Sendefilter für elastische Wellen jeweils mindestens einen aus einem Reihenresonator, bei dem eine IDT-Elektrode auf einer piezoelektrischem Schicht ausgebildet ist und der zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbunden ist, und einem Parallelresonator, bei dem eine IDT-Elektrode auf einer piezoelektrischem Schicht ausgebildet ist und der zwischen einem elektrischen Pfad, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss verbindet, und einem Referenzanschluss verbunden ist. Außerdem ist unter den mehreren Sendefiltern für elastische Wellen der Ausgangsanschluss eines Sendefilters für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss über ein zweites Induktivitätselement verbunden, das mit dem Ausgangsanschluss und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist, und ist mit einem Parallelresonator verbunden. Andererseits sind die Ausgangsanschlüsse des anderen Sendefilters für elastische Wellen als das eine Sendefilter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden, und sind jeweils mit einem Reihenresonator von dem Reihenresonator und dem Parallelresonator verbunden.

Ferner kann der Multiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung zum Beispiel als eine Empfangsvorrichtung mit mehreren Empfangsfrequenzbändern angewendet werden. Das heißt, der Multiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf eine Empfangsvorrichtung angewendet werden, in die mehrere Hochfrequenzsignale mit verschiedenen Trägerfrequenzbändern über ein Antennenelement eingespeist werden, die die mehreren Hochfrequenzsignale demultiplexiert und dann die mehreren Hochfrequenzsignale an einen Empfangskreis ausgibt, und die mehrere Empfangsfilter für elastische Wellen enthält, in die mehrere Hochfrequenzsignale von dem Antennenelement eingespeist werden und nur vorgegebenen Frequenzbänder durchlassen, sowie einen gemeinsamen Anschluss, mit dem ein erstes Induktivitätselement in einem Verbindungspfad zwischen dem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist. Hier enthalten die mehreren Empfangsfilter für elastische Wellen jeweils mindestens einen aus einem Reihenresonator, bei dem eine IDT-Elektrode auf einer piezoelektrischem Schicht ausgebildet ist und der zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbunden ist, und einem Parallelresonator, bei dem eine IDT-Elektrode auf einer piezoelektrischem Schicht ausgebildet ist und der zwischen einem elektrischen Pfad, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss verbindet, und einem Referenzanschluss verbunden ist. Außerdem ist unter den mehreren Empfangsfiltern für elastische Wellen der Eingangsanschluss eines Empfangsfilter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss über ein zweites Induktivitätselement verbunden, das mit dem Eingangsanschluss und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist, und ist mit einem Parallelresonator verbunden. Andererseits sind die Eingangsanschlüsse der anderen Empfangsfilter für elastische Wellen als das eine Empfangsfilter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden, und sind jeweils mit einem Reihenresonator von dem Reihenresonator und dem Parallelresonator verbunden.

Auch im Fall der auf diese Weise konfigurierten Sendevorrichtung oder Empfangsvorrichtung wird der gleiche Effekt wie mit dem Multiplexer 1 gemäß dieser Ausführungsform realisiert.

Außerdem wird die vorliegende Erfindung nicht nur als ein Multiplexer implementiert, der Filter für elastische Wellen und Induktivitätselemente, eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung enthält, die wie oben beschrieben gekennzeichnet sind, sondern auch als ein Impedanzanpassungsverfahren für einen Multiplexer, in dem die kennzeichnenden Bestandteile als Schritte des Verfahrens realisiert sind.

15 ist ein Betriebsflussdiagramm zum Erläutern eines Impedanzanpassungsverfahrens für den Multiplexer gemäß der Ausführungsform.

Ein Impedanzanpassungsverfahren für einen Multiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: einen Schritt (S10) zum (1) Justieren mehrerer Filter für elastische Wellen, die voneinander verschiedene Durchlassbänder haben, dergestalt, dass die komplexen Impedanzen in den Durchlassbändern von anderen Filtern für elastische Wellen beim Blick auf ein Filter für elastische Wellen (Filter für elastische Wellen A) in einem eigenständigen Zustand von einem Eingangsanschluss oder einem Ausgangsanschluss des einen Filters für elastische Wellen unter den mehreren Filtern für elastische Wellen in einem kurzgeschlossenen Zustand sind, und dergestalt, dass die komplexen Impedanzen in den Durchlassbändern der anderen Filter für elastische Wellen (Filter für elastische Wellen B) beim Blick auf die anderen Filter für elastische Wellen als das eine Filter für elastische Wellen in einem eigenständigen Zustand von den Eingangsanschlüssen oder Ausgangsanschlüssen der Filter für elastische Wellen in einem offenen Zustand sind, einen Schritt (S20) zum (2) Justieren des Induktivitätswertes eines Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselements dergestalt, dass die komplexe Impedanz beim Blick auf das eine Filter für elastische Wellen (Filter für elastische Wellen A) des Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselements, wenn das Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselement mit dem einen Filter für elastische Wellen in Reihe geschaltet ist, und die komplexe Impedanz beim Blick auf die anderen Filter für elastische Wellen als das eine Filter für elastische Wellen (mehrere Filter für elastische Wellen B) von dem gemeinsamen Anschluss, wenn die anderen Filter für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss parallel geschaltet sind, in eine komplex-konjugierte Beziehung zueinander gelangen, und einen Schritt (S30) zum (3) Justieren des Induktivitätswertes eines Antennenanpassungsverwendungs-Induktivitätselements, das zwischen einem Antennenelement und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist, dergestalt, dass die komplexe Impedanz, von dem gemeinsamen Anschluss aus betrachtet, eines zusammengesetzten Schaltkreises, in dem das eine Filter für elastische Wellen (Filter für elastische Wellen A) mit dem gemeinsamen Anschluss über das Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselement verbunden ist und die anderen Filter für elastische Wellen (mehrere Filter für elastische Wellen B) mit dem gemeinsamen Anschluss parallel geschaltet sind, mit einer Kennimpedanz übereinstimmt, und in dem (4) in dem Schritt des Justierens der mehreren Filter für elastische Wellen von den mehreren Filtern für elastische Wellen, die jeweils mindestens einen aus einem Reihenresonator, bei dem eine IDT-Elektrode auf einer piezoelektrischem Schicht ausgebildet ist und der zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbunden ist, und einem Parallelresonator, bei dem eine IDT-Elektrode auf einer piezoelektrischem Schicht ausgebildet ist und der zwischen einem elektrischen Pfad, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Filters für elastische Wellen verbindet, und einem Referenzanschluss verbunden ist, aufweisen, der Parallelresonator und der Reihenresonator so angeordnet sind, dass der Parallelresonator mit dem Filteranpassungsverwendungs-Induktivitätselement in dem einen Filter für elastische Wellen verbunden ist und der Reihenresonator von dem Parallelresonator und dem Reihenresonator mit dem gemeinsamen Anschluss in jedem der anderen Filter für elastische Wellen verbunden ist.

Somit kann ein Multiplexer bereitgestellt werden, der einen geringen Verlust aufweist, auch wenn die Anzahl der Bänder und Modi, durch den Multiplexer die unterstützt werden, erhöht wird.

Ferner wurden Oberflächenschallwellenfilter, die IDT-Elektroden haben, beispielhaft als Sendefilter und Empfangsfilter dargestellt, die einen Multiplexer, ein Quadplexer, eine Sendevorrichtung, eine Empfangsvorrichtung, einen Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis und eine Kommunikationsvorrichtung in der oben beschriebenen Ausführungsform bilden. Jedoch können die Filter, die den Multiplexer, den Quadplexer, die Sendevorrichtung, die Empfangsvorrichtung, den Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis und die Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, auch Filter für elastische Wellen sein, die durch Reihenresonatoren und Parallelresonatoren gebildet werden und Grenzschallwellen oder Volumenschallwellen (BAW) verwenden. Auch in diesem Fall wird ein Effekt realisiert, der der gleiche ist wie der Effekt, der durch den Multiplexer, den Quadplexer, die Sendevorrichtung, die Empfangsvorrichtung, den Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis und die Kommunikationsvorrichtung gemäß der obigen Ausführungsform realisiert wird.

Ferner ist zwar eine Konfiguration, in der das Induktivitätselement 21 mit dem Empfangsfilter 12 in Reihe geschaltet ist, beispielhaft in dem Multiplexer 1 gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellt, doch ist auch eine Konfiguration, in der das Induktorelement 21 mit einem Sendefilter in Reihe geschaltet ist, in der vorliegenden Erfindung enthalten. Anders ausgedrückt: Ein Multiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Konfiguration haben, die enthält: mehrere Filter für elastische Wellen, die voneinander verschiedene Durchlassbänder haben, einen gemeinsamen Anschluss, mit dem ein erstes Induktivitätselement in einem Verbindungspfad zwischen einem Antennenelement 2 und dem gemeinsamen Anschluss in Reihe geschaltet ist, und ein zweites Induktivitätselement, und bei dem ein Ausgangsanschluss eines Sendefilters unter den mehreren Filtern für elastische Wellen mit dem gemeinsamen Anschluss über das zweite Induktivitätselement verbunden ist, das mit dem Ausgangsanschluss und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist, und mit einem Parallelresonator verbunden ist, und Anschlüsse auf der Antennenseite unter Eingangsanschlüssen und Ausgangsanschlüssen der anderen Filter für elastische Wellen als das Sendefilter mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden sind, und jeweils mit dem Reihenresonator aus dem Reihenresonator und dem Parallelresonator verbunden sind. Auch mit dieser Konfiguration kann ein Multiplexer bereitgestellt werden, der einen geringen Verlust aufweist, auch wenn die Anzahl der Bänder und Modi, die durch den Multiplexer unterstützt werden, erhöht wird.

Industrielle Anwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung kann weithin in Kommunikationsvorrichtungen, wie zum Beispiel Mobiltelefonen, als verlustarme Multiplexer, Sendevorrichtungen und Empfangsvorrichtungen verwendet werden, die auf Frequenzstandards angewendet werden können, die mehrere Bänder und mehrere Modi unterstützen.

Bezugszeichenliste

1, 600
Multiplexer
2
Antennenelement
3
HF-Signalverarbeitungskreis (RFIC)
4
Basisband-Signalverarbeitungskreis (BBIC)
5
Substrat
10, 30, 660, 680
Sendeeingangsanschluss
11, 13, 66, 68
Sendefilter
11a, 11b, 54
IDT-Elektrode
12, 14, 67, 69
Empfangsfilter
20, 40, 670, 680
Empfangsausgangsanschluss
21, 31, 71, 141, 161, 361, 362, 363, 641, 661, 861, 862, 863
Induktivitätselement
26
Sendeschalter
27
Empfangsschalter
28
Leistungsverstärkerkreis
29
rauscharmer Verstärkerkreis
50, 650
gemeinsamen Anschluss
51
Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit
52
Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit
53
piezoelektrische Schicht
55
Schutzschicht
61, 63, 665, 685
Sendeausgangsanschluss
62, 64, 675, 695
Empfangseingangsanschluss
70
Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis
80
Kommunikationsvorrichtung
101, 102, 103, 104, 105, 201, 202, 301, 302, 303, 304, 401, 601, 602, 603, 604, 605, 701, 702, 801, 802, 803, 804, 901
Reihenresonator
110a, 110b
Elektrodenfinger
111a, 111b
Sammelschienenelektrode
151, 152, 153, 154, 251, 252, 253, 351, 352, 353, 354, 451, 651, 652, 653, 654, 751, 752, 851, 852, 853, 854, 951
Parallelresonator
203, 402
längsgekoppelte Filtersektion
211, 212, 213, 214, 215, 216, 217, 218, 219
IDT
220, 221
Reflektor
230
Eingangsport
240
Ausgangsport
541
Klebstoffschicht
542
Hauptelektrodenschicht