复合滤波器以及通信装置的制作方法

文档序号:34259237发布日期:2023-05-25 04:15阅读:37来源:国知局
复合滤波器以及通信装置的制作方法

1.本公开涉及具有2个以上的滤波器的复合滤波器,以及包括该复合滤波器的通信装置。


背景技术:

2.已知具有2个以上的滤波器的复合滤波器。在下述专利文献1至4中,作为复合滤波器公开了双工器。双工器具有发送滤波器和接收滤波器;发送滤波器将从发送端子输入的高频信号(发送信号)进行滤波,并输出到天线;接收滤波器,将从天线输入的高频信号(接收信号)进行滤波,并输出到接收端子。在专利文献1至4中,为了提高发送滤波器与接收滤波器的隔离性,经由90
°
混合器将发送滤波器以及接收滤波器连接到天线等。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:国际公开第2009/078095号
6.专利文献2:日本特表2015-530810号公报
7.专利文献3:日本特表2013-545325号公报
8.专利文献4:日本特表2014-511626号公报


技术实现要素:

9.根据本公开的一个方面的复合滤波器,具有公共端子、第一端子和第二端子。在所述复合滤波器中,执行以下中的至少一者:将具有在第一通带内的相互不同的频率的2个信号同时输入到所述第一端子,以及,将具有在与所述第一通带不同的第二通带内的相互不同的频率的2个信号同时输入到所述第二端子。所述复合滤波器具有:第一滤波器系统,连接所述公共端子和所述第一端子;和,第二滤波器系统,连接所述公共端子和所述第二端子。所述第一滤波器系统以及所述第二滤波器系统共用:与所述公共端子连接的第一90
°
混合器。所述第一90
°
混合器具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口。所述第三端口导通所述第一端口以及所述第二端口。所述第四端口导通所述第一端口以及所述第二端口。所述第四端口从所述第一端口分配有:相对于从所述第一端口分配到所述第三端口的信号的相位,相位偏移90
°
的信号。所述第一端口连接到所述公共端子。所述第一滤波器系统具有第一滤波器、第二滤波器和第二90
°
混合器。所述第一滤波器连接到所述第三端口,并与所述第一通带相对应。所述第二滤波器连接到所述第四端口,并与所述第一通带相对应。所述第二90
°
混合器将所述第一滤波器以及所述第二滤波器连接到所述第一端子。所述第二90
°
混合器具有第五端口、第六端口、第七端口和第八端口。所述第七端口导通所述第五端口以及所述第六端口。所述第八端口导通所述第五端口以及所述第六端口。所述第八端口从所述第五端口分配有:相对于从所述第五端口分配到所述第七端口的信号的相位,相位偏移90
°
的信号。所述第五端口连接到所述第一滤波器。所述第六端口连接到所述第二滤波器。所述第八端口连接到所述第一端子。所述第二滤波器系统将所述第三端口以及所述第
四端口与所述第二端子导通,以使从所述第三端口流向所述第二端子的信号的相位相对于从所述第四端口流向所述第二端子的信号的相位相对地偏移90
°
而两者的相位差变化90
°

10.根据本公开的一个方面的通信装置,具有:上述复合滤波器;天线,与所述公共端子连接;和,集成电路元件,与所述第一端子以及所述第二端子连接。所述集成电路元件执行以下中的至少一者:将具有在第一通带内的相互不同的频率的2个信号同时输入到所述第一端子;以及,将具有在所述第二通带内的相互不同的频率的2个信号同时输入到所述第二端子。
附图说明
11.图1是表示第一实施方式的分波器的结构的电路图。
12.图2a是用于说明90
°
混合器的动作的一个示例的示意图。
13.图2b是用于说明90
°
混合器的动作的另一示例的示意图。
14.图3a是用于说明向发送端子输入1个信号时分波器的动作的示意图。
15.图3b是用于说明向天线端子输入1个信号时分波器的动作的示意图。
16.图4a是用于说明向发送端子输入2个信号时分波器的动作的另一示意图。
17.图4b是用于说明向发送端子以及天线端子输入信号时分波器的动作的另一示意图。
18.图5是表示第二实施方式的分波器的结构的电路图。
19.图6是表示第三实施方式的分波器的结构的电路图。
20.图7是示意性表示图1的分波器所包括的谐振器的结构的一个示例的俯视图。
21.图8是示意性地表示图1的分波器所包括的分波器主体的结构的一个示例的电路图。
22.图9是表示图8的分波器主体所包括的芯片的一个示例的俯视图。
23.图10是表示图6的分波器的变形例的结构的电路图。
24.图11a是表示实施方式的分波器的结构的示例的俯视图。
25.图11b是表示实施方式的分波器的结构的另一示例的俯视图。
26.图11c是表示实施方式的分波器的结构的又一示例的俯视图。
27.图12是表示作为实施方式的分波器的应用例的通信装置的结构的框图。
具体实施方式
28.以下将参照附图,对本公开的实施方式进行说明。另外,在以下的说明中使用的图是示意性的。因此,例如,附图上的尺寸比率等未必与实际情况一致。
29.在第一实施方式的说明之后,基本上将仅描述与先前说明的实施方式的不同点。关于没有特别提及的事项,可以与先前说明的实施方式相同,也可以从先前说明的实施方式类推。
30.在本公开中,当言及“使相位偏移”时,相位可以提前也可以延迟。但是,为了方便,在指定偏移量进行说明时,“使相位偏移”仅指其中的一个。例如,关于1个复合滤波器内的多个元件(例如90
°
混合器)的功能,在说明“使相位偏移90
°”
时,多个元件均具有使相位提前90
°
的功能,或者均具有使相位延迟90
°
的功能。此外,例如,当一个元件具有两个端子,并
使从一个端子流向另一个端子的信号以及从另一个端子流向一个端子的信号的相位偏移90
°
时,上述2个信号均相位提前90
°
,或者均相位延迟90
°
31.《第一实施方式》
32.(分波器的概要)
33.图1是表示作为第一实施方式的复合滤波器的分波器1的结构的电路图。
34.更加详细地,分波器1构成为双工器。分波器1例如具有发送滤波器系统2t和接收滤波器系统2r;发送滤波器系统2t对来自发送端子7的发送信号进行滤波,并输出至天线端子5;接收滤波器系统2r对来自天线端子5的接收信号进行滤波,并输出至接收端子9。
35.发送滤波器系统2t具有:直接负责对发送信号进行滤波的发送滤波器13a以及13b(以下,有时不区分这两者,或将这两者统称为“发送滤波器13”)。此外,接收滤波器系统2r具有:直接负责对接收信号进行滤波的接收滤波器15。发送滤波器13与发送频带对应。接收滤波器15与接收频带对应。换言之,发送滤波器13以及接收滤波器15的通带相互不同(相互不重叠。)。另外,有时将分波器1中包含发送滤波器13以及接收滤波器15、直接有助于滤波的部分称为分波器主体3。
36.已知,在发送滤波器13和/或接收滤波器15中,由于其非线性而产生互调失真(imd,inter modulation distortion)等非线性失真(失真信号)。另外,在本公开中,只要没有特别说明,互调失真是包括无源互调失真(pim,passive inter modulation)的广义含义。该非线性失真使得分波器1的特性下降。更加详细地,例如,由于在发送滤波器13中非线性失真的频率位于接收滤波器15的通带内,因此,非线性失真经由接收滤波器15并被输入到接收端子9,接收灵敏度下降。
37.因此,分波器1具有90
°
混合器17以及19(以下,有时省略“90
°”
。)。混合器17以及19对发送信号和/或接收信号进行分配、相位的调整和/或合成。在该过程中,例如,非线性失真被分配,被分配的非线性失真相互反相,然后被合成而相互抵消。即,可减少非线性失真。具体地,本实施方式中,例如可减少pim。其另一方面,分波器1基本上维持发送信号以及接收信号的强度。
38.发送滤波器系统2t以及接收滤波器系统2r共用混合器17。混合器17连接到天线端子5。并且,在混合器17中,发送滤波器系统2t和接收滤波器系统2r相互分支。
39.发送滤波器系统2t具有连接到发送端子7的混合器19。从发送端子7到天线端子5的信号路径在混合器19中分支,发送滤波器13a位于一个路径上,发送滤波器13b位于另一个路径上。发送滤波器13a以及13b相互与相同的通带对应。发送滤波器13a以及13b位于混合器19与混合器17之间。终端电阻器23与混合器19的未使用的端口19c连接。
40.接收滤波器系统2r如已述地具有接收滤波器15。接收滤波器15位于混合器17与接收端子9之间。
41.(滤波器)
42.发送滤波器13是以规定的发送频带作为通带的带通滤波器。同样地,接收滤波器15是以规定的接收频带作为通带的带通滤波器。发送频带以及接收频带例如可以遵循各种标准。此外,发送频带可以包括:遵循规定标准的两个以上的发送频带。接收频带也是同样的。
43.发送滤波器13a以及13b与相同的发送频带对应。即,发送滤波器13a以及13b的通
带实质上和/或在设计上是相同的。发送滤波器13a以及13b被构成为相互相同或类似,具有实质上或设计上相互相同的特性。但是,发送滤波器13a以及13b可以被微调整以使得通带稍微不同和/或特性稍微不同。
44.发送滤波器13以及接收滤波器15的具体的结构例如可以是公知的结构,或者应用了公知的结构。例如,发送滤波器13和/或接收滤波器15可以是包括压电体的压电滤波器,可以是利用电介质内的电磁波的电介质滤波器,也可以是组合了电感器以及电容器的lc滤波器,还可以是它们当中的2个以上的组合。压电滤波器例如可以是利用弹性波的压电滤波器,也可以是不利用弹性波(例如利用压电振子)的压电滤波器。弹性波例如是saw(surface acoustic wave,表面声波)、baw(bulk acoustic wave,体声波)、弹性边界波或板波(但是这些弹性波并不总是区分)。
45.(90
°
混合器)
46.如公知地,混合器17具有用于输入和/或输出信号的四个端口17a至17d,此外,具有作为分配器、合成器以及90
°
移相器的功能。混合器17的结构例如可以是公知的结构,或者应用了公知的结构的结构。例如,尽管没有特别图示,但混合器17可以是分布常数型的混合器,也可以是集中常数型的混合器。另外,作为混合器17,分支线耦合器是很公知的。
47.图2a是表示混合器17的动作的一个示例的示意图。图2b是表示混合器17的动作的另一示例的示意图。
48.在图示的示例中,纸面左侧的端口17a以及17b分别与纸面右侧的端口17c以及17d导通。此处的导通指的是指可以使信号流动。因此,例如,如图2a所示,输入到端口17a的信号可以从端口17c以及17d输出。
49.另外,为了方便,在本实施方式的说明中,有时会基于表示混合器17的图形中的端口17a至17d的位置关系而进行说明。但是,图形上4个端口17a至17d的位置关系与实际的4个端口17a至17d的位置关系也可以不一致。
50.如图2a所示,输入到纸面左侧的端口17a的信号s1分配到纸面右侧的端口17c以及17d,并作为信号s1-0以及s1-90输出。此时的分配比(信号s1-0的强度与信号s1-90的强度之比)为1:1。另外,强度例如是电压、电流和/或功率。信号s1-0的相位例如与信号s1的相位相同。另一方面,信号s-90的相位例如相对于信号s1-0的相位偏移90
°

51.另外,尽管以下是同样的,但在分配前的信号s1与分配后的信号s1-0以及s1-90之间也可以存在一定的相位差。信号s1-0的相位和信号s1-90的相位偏移90
°
是90
°
混合器的本质。但是,在本实施方式的说明中,为了方便,有时说明为分配前的信号s1和分配后的信号s1-0的相位相同。
52.以上的动作在向其他的端口17b至17d输入有信号的情况也是同样的。即,输入到位于纸面左右方向的一个方向的2个端口中的1个端口的信号以1:1的分配比例被分配,并从位于纸面左右方向的另一个方向的2个端口输出。此时,从相对于输入有信号的端口、位于纸面上下方向的相反侧的端口输出的信号的相位,相对于从相对于输入有信号的端口、位于纸面上下方向的同一侧的端口输出的信号的相位偏移90
°

53.另外,由于如上述地进行动作的混合器被称为90
°
混合器,因此,混合器17的4个端口的关系可以仅根据与一部分端口有关的说明来进行确定。例如,进行了如下的说明,即:端口17d为以下的端口:即从端口17a分配有相位相对于从端口17a分配到端口17c的信号的
相位偏移90
°
的信号的端口。根据该说明可教导:端口17a以及剩余的端口17b位于纸面左右方向的同一侧,端口17c以及端口17d位于端口17a以及端口17b的相反侧;以及,端口17a以及端口17c位于纸面上下方向的同一侧,端口17b及端口17d位于端口17a以及端口17c的相反侧。当如上所述地通过从端口17a被分配的信号对4个端口的关系进行说明时,混合器17实际上没有必要以信号从端口17a输入的这种方式进行设置。
54.如图2b所示,当信号s1被输入到纸面左侧的端口17a,同时,信号s2被输入到纸面左侧的端口17b时,信号s1以及s2合成有由如上所述地被分配的信号。例如,在端口17c输出有合成了信号s1-0和信号s2-90的信号,其中,信号s1-0为从信号s1被分配且具有与信号s1的相位相同的相位的信号,信号s2-90为从信号s2被分配且具有从信号s2的相位偏移了90
°
的相位的信号。在端口17d输出有合成了信号s1-90和信号s2-0的信号,其中,信号s1-90为从信号s1被分配且具有从信号s1的相位偏移了90
°
的信号,信号s2-0为从信号s2被分配且具有与信号s2的相位相同的相位的信号。尽管对于将信号输入到纸面左侧的2个端口17a以及17b的情况进行了说明,但将信号输入到纸面右侧的2个端口17c以及17d的情况也是同样的。
55.另外,如已所述地,在信号s1与信号s1-0之间可以存在相位差,在信号s2与信号s2-0之间可以存在相位差。此时,上述2个相位差相同。信号方向为相反方向的情况下的2个相位差也与上述2个相位差相同。此外,在另一观点中,例如可以说,混合器17构成为:从端口17b流向端口17c的信号s2-90的相位相对于从端口17a流向端口17c的信号s1-0的相位相对地偏移90
°
,两者的相位差变化90
°
(信号s1以及s2的相位差与信号s1-0以及s2-90的相位差相差90
°
)。上述的相对偏移90
°
是指:偏移前的信号的相位彼此(信号s1的相位以及信号s2的相位)也可以不一致。
56.关于混合器17进行了说明,但是上述说明也可以将17以及17a至17d置换为19以及19a至19d,并被引用到混合器19。
57.返回到图1,在混合器17中,端口17a连接到天线端子5。端口17b连接到接收滤波器15。端口17c连接到发送滤波器13a。端口17d连接到发送滤波器13b。
58.在混合器19中,端口19a连接到发送滤波器13a。端口19b连接到发送滤波器13b。端口19c如已述地连接到终端电阻器23。端口19d连接到发送端子7。
59.(终端电阻器)
60.终端电阻器23例如具有规定的电阻值,与混合器19的端口19c和基准电位部(未图示)连接。由此,例如可减少从端口19a和/或19b流向端口19c的信号的反射。尽管终端电阻器23的电阻值可以根据比终端电阻器23更靠混合器19侧的阻抗而适当地设定,但一般为50ω。终端电阻器23的结构例如可以是公知的结构,或者应用了公知的结构的结构。例如,尽管没有特别图示,但终端电阻器23可以是安装在电路基板上的电子部件,也可以是在电路基板上形成的导体图案。
61.(复合滤波器的动作)
62.图3a是说明向发送端子7输入信号(例如发送信号)时的分波器1的动作的图。该图中,用箭头表示信号的流向。此外,如纸面右侧的图例所示,箭头的线型根据信号的相位变化而不同。此处,设流经发送端子7时的信号的相位是0
°

63.从发送端子7输入到混合器19的端口19d的信号被分配到端口19a以及19b。从端口
19a输出相位为90
°
的信号,该信号经由发送滤波器13a被输入到混合器17的端口17c。从端口19b输出相位为0
°
的信号,该信号经由发送滤波器13b被输入到混合器17的端口17d。
64.输入到端口17c的相位为90
°
的信号在维持相位的状态下被分配到端口17a。另一方面,输入到端口17d的相位为0
°
的信号被移相90
°
并被分配到端口17a。因此,分配到端口17a的2个信号具有相互相同的相位(90
°
),被合成并输出到天线端子5。
65.此外,输入到端口17c的相位为90
°
的信号被移相90
°
(变为相位180
°
的信号)并被分配到端口17b。另一方面,输入端口17d的相位为0
°
的信号在维持相位的状态下被分配到端口17b。因此,分配到端口17b的2个信号具有相互相反的相位(0
°
以及180
°
)而相互抵消。即,不向接收滤波器15输出信号。
66.如上所述,从发送端子7输入的信号被输出到天线端子5,而不输出到接收滤波器15(接收端子9)。尽管为了便于说明,表现为输入到端口17c以及17d的2个信号被分配到端口17b,但从端口17b没有信号输出,这意味着实质上并没有向端口17b分配信号。即,如果忽略插入损耗,则从天线端子5输出的信号的强度与输入到发送端子7的信号的强度相同。
67.图3b是说明向天线端子5输入信号(例如接收信号)时的分波器1的动作的图。该图中,用箭头表示输入到天线端子5的信号的流向。此外,与图3a同样地,箭头的线型根据信号的相位变化而不同(参照图3a的图例)。此处,将流经天线端子5时的信号的相位设为0
°

68.从天线端子5输入到混合器17的端口17a的信号被分配到端口17c以及17d。相位为0
°
的信号从端口17c流向发送滤波器13a。相位为90
°
的信号从端口17d流向发送滤波器13b。发送滤波器13a以及13b的通带外的信号(例如,接收信号)被发送滤波器13a以及13b反射,返回端口17c以及17d。
69.被发送滤波器13a反射并输入到端口17c的相位为0
°
的信号被移相90
°
并被分配到端口17b。另一方面,被发送滤波器13b反射并输入到端口17d的相位为90
°
的信号在维持相位的状态下被分配到端口17b。因此,分配到端口17b的2个信号具有相互相同的相位(90
°
),被合成并输出到接收滤波器15,进而输出到接收端子9。
70.此外,被发送滤波器13a反射并输入到端口17c的相位为0
°
的信号在维持相位的状态下被分配到端口17a。另一方面,被发送滤波器13b反射并输入到端口17d的相位为90
°
的信号被移相90
°
(变为相位为180
°
的信号)并被分配到端口17a。因此,分配到端口17a的2个信号具有相互相反的相位(0
°
以及180
°
)而相互抵消。即,不向天线端子5输出信号。
71.如上所述,从天线端子5输入的信号(接收信号)向接收端子9输出,而不向发送端子7输出,并且没有向天线端子5返回。尽管为了便于说明,表现为输入到端口17c以及17d的2个信号被分配到端口17a,但从端口17a没有信号输出,这意味着实质上并没有向端口17a分配信号。即,如果忽略插入损耗,则向接收端子9输出的信号的强度与输入到天线端子5的信号的强度相同。
72.(非线性失真)
73.发送滤波器13以及接收滤波器15的构成要素有时具有非线性。例如,在压电滤波器中,施加到压电体的应力与压电体中产生的变形(此处不是非线性失真,而是变形量之比)的关系理想上是线性的。但是,当应力达到一定程度的大小时,难以产生变形,进而达到饱和。即,压电体的特性是输入和响应为不成比例的非线性的。其结果是,若以比较大的功率向滤波器输入了1个或2个以上的信号,将会产生非线性失真(失真信号)。
74.例如,将输入滤波器的2个信号(输入电压)的频率设为f1以及f2,并且将m和n设为整数(
……‑
3,-2,-1,0,1,2,3
……
)。此时,在滤波器中,生成具有m
×
f1+n
×
f2的频率的信号(在另一观点中为输出电压以及输出电流)。|m|+|n|称为阶数。|m|+|n|为2以上的信号为非线性失真。m以及n两者不为0的信号为互调失真。m以及n中的一者为0的信号是高次谐波。
75.作为产生非线性失真的2个信号,可以列举出各种信号。例如可列举:在基站等中、被2个以上的频带共用的分波器1中,同时输入到发送端子7的2个发射信号。此外,例如可列举:来自天线端子5的干扰波(噪声)和输入发送端子7的发送信号。
76.另外,在本实施方式的说明中,当只称为非线性失真时,只要没有特别说明,m以及n的值可以是任意的。例如,非线性失真可以是m=2且n=-1的三阶非线性失真,可以是m=2并且n=1的三阶非线性失真,可以是奇数阶的非线性失真,也可以是偶数阶的非线性失真。本实施方式中的复合滤波器能够减少这些非线性失真中|m+n|=1的非线性失真流入接收滤波器15侧的可能性。作为|m+n|=1的非线性失真,例如可列举出:三阶互调失真(m=2,n=-1)、五阶互调失真(m=3,n=-2)等奇数阶的互调失真。
77.图4a是说明向发送端子7同时输入频率互不相同的2个信号(例如具有发送滤波器13的通带内的频率的2个发送信号),结果在发送滤波器13中产生非线性失真(例如pim)时的分波器1的动作的图。该图中,用箭头表示信号的流向。此外,与图3a同样地,箭头的线型根据信号的相位变化而不同。此处,将流经发送端子7时的信号的相位设为0
°

78.在从发送端子7到发送滤波器13a以及13b的信号路径中,通过描绘相互平行的箭头来表示频率互不相同的2个信号在流动。从箭头的线型可以理解,与参考图3a说明的信号同样地,2个信号分别通过混合器19而被移相90
°
并被分配到发送滤波器13a以及13b。在各发送滤波器13中,由于输入了频率相互不同的2个信号,产生了非线性失真。非线性失真的一部分从发送滤波器13流向混合器17。
79.在从发送滤波器13a以及13b到混合器17侧,用箭头表示上述的非线性失真的流向。如上所述,输入到发送端子7的频率相互不同的2个信号分别被移相90
°
并被分配到2个发送滤波器13。若将输入到滤波器的2个信号的相位设为φ1、φ2,则产生的非线性失真的相位由与上述频率相同的表达式:m
×
φ1+n
×
φ2计算。现在,若设φ1=φ2=90
°
,则由于产生的非线性失真的相位为m
×
90
°
+n
×
90
°
=(m+n)
×
90
°
,因此在|m+n|=1的情况下为90
°
。其结果是,在发送滤波器13a中产生的非线性失真和在发送滤波器13b中产生的非线性失真,相位相互偏移90
°

80.上述的相位相互偏移90
°
且流经混合器17的2个非线性失真,与图3a中从2个发送滤波器13流向混合器17的2个信号同样地被处理。即,虽然2个非线性失真从混合器17向天线端子5输出,但没有输出到接收滤波器15(接收端子9)。这样,由输入到发送端子7的2个信号引起的在发送滤波器13中产生的非线性失真没有输出到接收端子9。
81.图4b是说明向发送端子7输入信号(例如发送信号),并向天线端子5输入信号(例如干扰波),结果在发送滤波器13中产生非线性失真时的分波器1的动作的图。该图中,用箭头表示信号的流向。此外,与图4a同样地,箭头的线型根据信号的相位变化而不同(参照图4a的图例)。此处,关于输入到发送端子7的信号,将流经发送端子7时的信号的相位设为0
°
。关于输入到天线端子5的信号,将流经天线端子5时的信号的相位设为0
°

82.从发送端子7经由混合器19朝向发送滤波器13a以及13b的箭头表示输入到发送端
子7的信号的流向。如参考图3a所说明地,输入到发送端子7的信号被移相90
°
并被分配到发送滤波器13a以及13b。
83.从天线端子5经由混合器17朝向发送滤波器13a以及13b的箭头表示输入到天线端子5的信号的流向。如参考图3b所说明地,输入到天线端子5的信号被移相90
°
并被分配到发送滤波器13a以及13b。
84.因此,在各发送滤波器13中,由于输入了频率互不相同的2个信号(来自发送端子7的信号以及来自天线端子5的信号),产生了非线性失真。非线性失真的一部分从发送滤波器13流向混合器17。
85.此处,将输入到天线端子5的信号的频率设为f1,将输入到发送端子7的信号的频率设为f2,并且着眼于m=2且n=-1的非线性失真(具有2
×
f1-f2的频率的三阶非线性失真)。从发送滤波器13a以及13b朝向混合器17的箭头表示该三阶非线性失真的流向。
86.在发送滤波器13a中,输入有来自天线端子5的相位为0
°
的信号和来自发送端子7的相位为90
°
的信号。因此,具有2
×
f1-f2的频率的非线性失真的相位为:2
×0°‑
90
°
=-90
°
。另一方面,在发送滤波器13b中,输入有来自天线端子5的相位为90
°
的信号和来自发送端子7的相位为0
°
的信号。因此,具有2
×
f1-f2的频率的非线性失真的相位为:2
×
90
°‑0°
=180
°

87.由发送滤波器13a生成并输入到混合器17的端口17c的相位为-90
°
的非线性失真,被移相90
°
(变为相位为0
°
的信号),并被分配到端口17b。另一方面,由发送滤波器13b生成并输入到混合器17的端口17d的相位为180
°
的非线性失真,在被维持相位的状态下被分配到端口17b。因此,分配到端口17b的2个非线性失真具有相互相反的相位(0
°
以及180
°
)而相互抵消。即,非线性失真没有输入到接收滤波器15,进而没有输出到接收端子9。
88.如上所述,在本实施方式中,复合滤波器(分波器1)具有:公共端子(天线端子5)、第一端子(发送端子7)和第二端子(接收端子9)。在分波器1中,将具有第一通带(发送频带)内的相互不同的频率的2个信号同时输入到发送端子7。分波器1具有:第一滤波器系统(发送滤波器系统2t),连接天线端子5和发送端子7;和,第二滤波器系统(接收滤波器系统2r),连接天线端子5和接收端子9。发送滤波器系统2t以及接收滤波器系统2r共用:与天线端子5连接的第一90
°
混合器(混合器17)。混合器17具有第一端口(端口17a)以及第二端口(端口17b)、与端口17a以及17b导通的第三端口(端口17c)、和与端口17a以及17b导通的第四端口(端口17d)。端口17d为如下的端口:即从端口17a分配有相位相对于从端口17a分配到端口17c的信号的相位偏移90
°
的信号的端口。端口17a连接到天线端子5。发送滤波器系统2t具有:第一滤波器(发送滤波器13a)、第二滤波器(发送滤波器13b)和第二90
°
混合器(混合器19)。发送滤波器13a连接到端口17c,与发送频带对应。发送滤波器13b连接到端口17d,与发送频带对应。混合器19将发送滤波器13a以及13b连接到发送端子7。此外,混合器19具有:第五端口以及第六端口(端口19a以及端口19b)、与端口19a以及端口19b导通的第七端口(端口19c)和与端口19a以及19b导通的第八端口(端口19d)。端口19d为如下的端口:即从端口19a分配有相位相对于从端口19a分配到端口19c的信号的相位偏移90
°
的信号的端口。端口19a连接到发送滤波器13a。端口19b连接到发送滤波器13b。端口19d连接到发送端子。接收滤波器系统2r(更具体地,与发送滤波器系统2t共用的混合器17)将端口17c以及端口17d与接收端子9(在另一观点中为端口17b)导通,以使从端口17c流向接收端子9的信号的相位相
对于从端口17d流向接收端子9的信号的相位相对地偏移90
°
而两者的相位差变化90
°

89.因此,例如,如参考图4a所说明地,由同时输入到发送端子的2个发送信号而引起的在2个发送滤波器13中产生的2个非线性失真在混合器17中相互抵消,从而可减少输入到接收滤波器15的非线性失真(理论上消失。)。其结果是,可提高分波器1的接收灵敏度。
90.接收滤波器系统2r可以具有第三滤波器(接收滤波器15)。接收滤波器15对应于与第一通带(发送频带)不同的第二通带(接收频带),可以连接混合器17的端口17b和接收端子9。
91.该情况下,例如,与后述的第三实施方式相比,接收滤波器系统2r的结构简单。在另一观点中,容易小型化。此外,例如,如本实施方式地,在第一滤波器系统为发送滤波器系统2t、第二滤波器系统为接收滤波器系统2r的情况下,可以在实现上述结构的简化和/或小型化并且提高耐电性。具体地,如下所述。在第一滤波器系统(在本实施方式中为发送滤波器系统2t)中,输入到第一端子(在本实施方式中是发送端子7)的信号,由混合器19分配并输入到第一滤波器以及第二滤波器(在本实施方式中为发送滤波器13a以及13b)。因此,可减少分别输入到第一滤波器以及第二滤波器的功率。另一方面,通常,输入到发送端子7的发送信号的强度高于从天线端子5输入的接收信号的强度。因此,通过在发送滤波器系统2t中设置2个发送滤波器13,在接收滤波器系统2r中设置1个接收滤波器15,能够实现结构的简化和/或小型化并且提高耐电性。
92.复合滤波器(分波器1)可以具有与第七端口(端口19c)连接的终端电阻器23。
93.该情况下,例如,能够减少发送滤波器系统2t中的反射损失。在另一种观点中,能够减小发送端子7中的电压驻波比(vswr,voltage standing wave ratio)(理论上能够为最小值1。)。具体地,如下所述。如参考图3a所说明地,输入到发送端子7的信号由混合器19分配到发送滤波器13a以及13b。由发送滤波器13a反射并从端口19a流向端口19d(在另一观点中为发送端子7)的信号,通过混合器19变为:相对于输入到发送端子7的信号具有180
°
相位差的信号。另一方面,由发送滤波器13b反射并从端口19b流向端口19d的信号维持与输入到发送端子7的信号相同的相位。因此,两者相互抵消。即,输入到发送端子7的信号即使其一部分被发送滤波器13a以及13b反射,也没有返回到发送端子7。此外,由发送滤波器13a反射并从端口19a流向端口19c(在另一观点中为终端电阻器23)的信号,通过混合器19变为:相对于输入到发送端子7的信号具有90
°
相位差的信号。另一方面,由发送滤波器13b反射并从端口19b流向端口19c的信号也通过混合器19变为:相对于输入到发送端子7的信号具有90
°
相位差的信号。因此,这2个信号被合成并被输入到终端电阻器23。这样,理论上反射波全部被输入终端电阻器23。因此,若适当地设置终端电阻器23的阻抗,则能够减少返回发送端子7的反射波(理论上没有),并且能够减小发送端子7中的vswr。在另一观点中,可减少发送滤波器13a以及13b的阻抗匹配的必要性,提高发送滤波器13a以及13b的设计的自由度。
94.另外,在以上的第一实施方式中,分波器1是复合滤波器的一个示例。天线端子5是公共端子的一个示例。发送端子7是第一端子的一个示例。接收端子9是第二端子的一个示例。发送滤波器系统2t是第一滤波器系统的一个示例。接收滤波器系统2r是第二滤波器系统的一个示例。发送滤波器13a是第一滤波器的一个示例。发送滤波器13b是第二滤波器的一个示例。接收滤波器15是第三滤波器的一个示例。发送频带是第一通带的一个示例。接收频带是第二通带的一个示例。混合器17是第一混合器的一个示例。端口17a是第一端口的一
个示例。端口17b是第二端口的一个示例。端口17c是第三端口的一个示例。端口17d是第四端口的一个示例。混合器19是第二混合器的一个示例。端口19a是第五端口的一个示例。端口19b是第六端口的一个示例。端口19c是第七端口的一个示例。端口19d是第八端口的一个示例。
95.《第二实施方式》
96.(分波器的结构)
97.图5是表示作为第二实施方式的复合滤波器的分波器201的结构的电路图。
98.简而言之,分波器201是在第一实施方式的分波器1中,将发送滤波器13和接收滤波器15对换后的结构。具体地,如下所述。
99.接收滤波器系统202r从天线端子5向接收端子9依次具有:混合器17、2个接收滤波器15a以及15b(以下,有时不区别这两者,或将这两者统称为“接收滤波器15”。)、混合器19和终端电阻器23。关于它们的连接关系,也可以引用第一实施方式中的发送滤波器系统2t中的连接关系的说明。但是,将发送滤波器13a和13b(13)的用语置换为接收滤波器15a以及15b(15)的用语,将发送端子7的用语置换为接收端子9的用语。
100.与第一实施方式中的2个发送滤波器13同样地,2个接收滤波器15与相同的通带(但是,为与第一实施方式不同的接收频带)对应。关于2个接收滤波器15的结构以及特性可以设为相同等的情况,可以引用第一实施方式中的2个发送滤波器13的说明。
101.发送滤波器系统202t从发送端子7到天线端子5依次具有:发送滤波器13和混合器17。关于它们的连接关系,也可以引用第一实施方式中的接收滤波器系统2r中的连接关系的说明。但是,将接收滤波器15的用语置换为发送滤波器13的用语,将接收端子9的用语置换为发送端子7的用语。
102.(分波器的动作)
103.分波器201的动作如下所述。
104.首先,说明向发送端子7输入信号(例如发送信号)时的分波器1的动作。在以下的说明中,将流经发送端子7时的信号的相位设为0
°

105.从发送端子7经由发送滤波器13输入到混合器17的端口17b的信号被分配到端口17c以及端口17d。从端口17c输出的信号具有90
°
的相位,被接收滤波器15a反射并返回端口17c。从端口17d输出的信号具有0
°
的相位,被接收滤波器15b反射并返回端口17d。
106.在图3a中,也与上述同样地,相位为90
°
的信号被输入到端口17c并且相位为0
°
的信号被输入到端口17d。因此,在本实施方式中,也与第一实施方式同样地,输入到发送端子7的信号从端口17a输出到天线端子5,而没有从端口17b输出。
107.接着,说明向天线端子5输入信号(例如发送信号)时的分波器1的动作。在以下的说明中,将流经天线端子5时的信号的相位设为0
°

108.从天线端子5输入到混合器17的端口17a的信号被分配到端口17c以及17d。从端口17c输出的信号具有0
°
的相位,经由接收滤波器15a输入到混合器19的端口19a。从端口17d输出的信号具有90
°
的相位,经由接收滤波器15b输入到混合器19的端口19b。
109.从输入到端口19a的相位为0
°
的信号被分配到端口19d(接收端子9)的信号,被移相90
°
。从输入到端口19b的相位为90
°
的信号被分配到端口19d的信号,维持相位90
°
。因此,2个信号具有相互相同的相位(90
°
),被合成并从端口19d输出到接收端子9。
110.另一方面,从输入到端口19a的相位为0
°
的信号被分配到端口19c的信号,维持相位0
°
。从输入到端口19b的相位为90
°
的信号被分配到端口19c的信号被移相90
°
而变为相位为180
°
的信号。因此,2个信号相互抵消而没有从端口19c输出。
111.如上所述,从天线端子5输入的信号被输出到接收滤波器15(接收端子9),另一方面由于混合器17的作用没有输出到发送滤波器13(发送端子7)。此外,尽管为了便于说明,表现为输入到端口19a或者19b的信号被分配到端口19c,但从端口19c没有信号输出,这意味着实质上并没有向端口19c分配信号。即,如果忽略插入损耗,则输出到接收端子9的信号的强度与输入到天线端子5的信号的强度相同。
112.接着,说明向发送端子7输入2个信号,在发送滤波器13中产生非线性失真时分波器1的动作。在以下的说明中,非线性失真具有接收滤波器15的接收频带内的频率,且不被接收滤波器15反射,而是通过接收滤波器15。此外,将从发送滤波器13流向混合器17的端口17b时的非线性失真的相位设为0
°

113.从发送滤波器13输入到端口17b的非线性失真被分配到端口17c以及端口17d。从端口17c输出的非线性失真具有90
°
的相位,经由接收滤波器15a输入到混合器19的端口19a。从端口17d输出的非线性失真具有0
°
的相位,经由接收滤波器15b输入到混合器19的端口19b。
114.从输入到端口19a的相位为90
°
的非线性失真被分配到端口19d(接收端子9)的非线性失真被移相90
°
而变为相位为180
°
的非线性失真。从输入到端口19b的相位为0
°
的非线性失真被分配到端口19d的非线性失真,维持相位0
°
。因此,2个非线性失真具有相互相反的相位(180
°
、0
°
)而相互抵消。即,非线性失真没有向接收端子9输出。
115.另一方面,从输入到端口19a的相位为90
°
的非线性失真被分配到端口19c的非线性失真,维持相位90
°
。从输入到端口19b的相位为0
°
的非线性失真被分配到端口19c的非线性失真被移相90
°
而变为相位为90
°
的非线性失真。因此,2个非线性失真具有相互相同的相位(90
°
),被合成并输出到终端电阻器23。此外,在本实施方式中,由于发送信号被接收滤波器15反射,因此对接收滤波器15也施加了强的发送信号。因此,接收滤波器15也产生非线性失真。但是,由于在接收滤波器15a和接收滤波器15b产生的非线性失真的相位关系与在上述发送滤波器13产生并传播到接收滤波器15的非线性失真相同,因此,根据同样的原理,非线性失真被终端电阻器23吸收,而没有输入到接收端子9。
116.如上所述,在本实施方式中,复合滤波器(分波器201)具有:公共端子(天线端子5)、第一端子(接收端子9)和第二端子(发送端子7)。在分波器1中,将具有在与第一通带(接收频带)不同的第二通带(发送频带)内的相互不同的频率的2个信号同时输入到发送端子7。分波器1具有:第一滤波器系统(接收滤波器系统202r),连接天线端子5和接收端子9;和,第二滤波器系统(发送滤波器系统202t),连接天线端子5和发送端子7。发送滤波器系统202t以及接收滤波器系统202r共用:与天线端子5连接的第一90
°
混合器(混合器17)。端口17a连接到天线端子5。接收滤波器系统202r具有:第一滤波器(接收滤波器15a)、第二滤波器(接收滤波器15b)、第二90
°
混合器(混合器19)。接收滤波器15a连接到端口17c,与接收频带对应。接收滤波器15b连接到端口17d,与接收频带对应。混合器19将接收滤波器15a及15b与接收端子9连接。端口19a连接到接收滤波器15a。端口19b连接到接收滤波器15b。端口19d连接到接收端子9。发送滤波器系统202t(更具体地,与接收滤波器系统202r共用的混合器
17)将端口17c以及端口17d与发送端子7(在另一观点中为端口17b)导通,以使从端口17c流向发送端子7的信号的相位相对于从端口17d流向发送端子7的信号的相位相对地偏移90
°
而两者的相位差变化90
°

117.因此,从上述动作可以理解,能够得到与第一实施方式同样或类似的效果。例如,在发送滤波器13中产生的具有接收频带内的频率的非线性失真在被分配到2个接收滤波器15a以及15b后,在混合器19中相互抵消。即,可减少输入到接收端子9的非线性失真(理论上消失。)。其结果是,可提高分波器1的接收灵敏度。
118.另外,在以上的第二实施方式中,分波器201是复合滤波器的一个示例。天线端子5是公共端子的一个示例。接收端子9是第一端子的一个示例。发送端子7是第二端子的一个示例。接收滤波器系统202r是第一滤波器系统的一个示例。发送滤波器系统202t是第二滤波器系统的一个示例。接收滤波器15a是第一滤波器的一个示例。接收滤波器15b是第二滤波器的一个示例。发送滤波器13是第三滤波器的一个示例。接收频带是第一通带的一个示例。发送频带是第二通带的一个示例。此外,与第1实施方式相同,混合器17以及19的各种端口是第一端口至第八端口的一个示例。
119.《第三实施方式》
120.(分波器的结构)
121.图6是表示作为第三实施方式的复合滤波器的分波器301的结构的电路图。
122.简而言之,分波器301是第一实施方式和第二实施方式组合。从图1与图6的比较可以理解,在分波器301中,发送滤波器系数2t可以设为与第一实施方式中的相同。从图5与图6比较可以理解,在分波器301中,接收滤波器系统202r可以设为与第二实施方式中的相同。
123.如上所述,接收滤波器系统202r可以设为与第二实施方式中的相同。但是,为了方便,对接收滤波器系统202r所包括的混合器和终端电阻器标注了与第二实施方式不同的标号。具体地,在图6中,混合器21以及端口21a至21d与图5的混合器19以及端口19a至19d对应。另外,在图6中,终端电阻器27与图5的终端电阻器23对应。
124.混合器17的端口17b可以连接有终端电阻器25。关于终端电阻器23的已述的说明也可被引用到终端电阻器25。
125.(分波器的动作)
126.分波器301的动作如下所述。
127.向发送端子7输入信号(例如发送信号)时的分波器301的动作,大致与第一实施方式中向发送端子7输入信号时的分波器1的动作相同。例如,输入到发送端子7的信号,从混合器17的端口17a输出到天线端子5,没有从端口17b输出。在本实施方式中,与第一实施方式不同,从发送滤波器13流向混合器17的信号也流向接收滤波器15。此时,接收频带外的信号(例如,发送信号)被接收滤波器15反射。
128.向天线端子5输入信号(例如接收信号)时的分波器301的动作,大致与第二实施方式中向天线端子5输入信号时的分波器201的动作相同。即,输入到天线端子5的信号通过接收滤波器15(接收端子9)之后,从混合器21的端口21d输出到接收端子9,而没有从混合器21的端口21c输出。在本实施方式中,与第二实施方式不同,从混合器17流向接收滤波器15的信号也流向发送滤波器13。此时,发送频带外的信号(例如,接收信号)被发送滤波器13反射。另外,通常,为了获得发送滤波器和接收滤波器的匹配,在连接发送滤波器和接收滤波
器的布线上需要匹配电路(未图示)。作为匹配电路,例如可列举:被插入接收滤波器侧的布线途中的延迟线、或一个端子连接到该布线且另一个端子连接到基准电位部的电感器等。
129.对向发送端子7输入2个信号(例如发送信号),在发送滤波器13中产生非线性失真(例如pim)时的分波器301的动作进行说明。
130.从向发送端子7输入2个信号到在发送滤波器13中产生非线性失真的动作,与参考图4a说明的第一实施方式中的动作相同。即,在发送滤波器13a以及13b中,产生了相位相互偏移90
°
的非线性失真。具体地,若在发送滤波器13b中产生的非线性失真的相位设为0
°
,则在发送滤波器13a中产生相位为90
°
的非线性失真。与第一实施方式同样地,这些非线性失真中的至少一部分流向混合器17,并从端口17a流向天线端子5。
131.在本实施方式中,与第一实施方式不同,在发送滤波器13a中产生的相位为90
°
的非线性失真也流向接收滤波器15a。此外,在发送滤波器13b中产生的相位为0
°
的非线性失真也流向接收滤波器15b。此时的状况与在第二实施方式中、在发送滤波器13中产生的非线性失真由混合器17分配到接收滤波器15a以及15b时的状况相同。因此,与第二实施方式同样地,经由接收滤波器15的非线性失真(具有接收频带内的频率的非线性失真)从混合器21的端口21c输出,没有从端口21d输出到接收端子9。
132.如上所述,在本实施方式中,复合滤波器(分波器301)具有与第一实施方式相同的第一滤波器系统(发送滤波器系统2t)。此外,第二滤波器系统(接收滤波器系统202r。更具体地为混合器21)将端口17c以及端口17d与接收端子9(在另一观点中为端口21d)导通,以使从端口17c流向接收端子9信号的相位相对于从端口17d流向接收端子9的信号的相位相对地偏移90
°
而两者的相位差变化90
°

133.因此,从上述动作可以理解,能够得到与第一实施方式同样或类似的效果。例如,在发送滤波器13中产生的具有接收频带内的频率的非线性失真分配到2个接收滤波器15a以及15b后,在混合器21中相互抵消。即,可减少输入到接收端子9的非线性失真(理论上消失。)。其结果是,可提高分波器1的接收灵敏度。
134.第二滤波器系统(接收滤波器系统202r)可以具有:第三滤波器(接收滤波器15a)、第四滤波器(接收滤波器15b)以及第三90
°
混合器(例如混合器21)。接收滤波器15a可以连接到第三端口(端口17c),并可以与第二通带(接收频带)对应。接收滤波器15b可以连接到第四端口(端口17d),并可以与接收频带对应。第九端口(端口21a)可以连接到接收滤波器15a。第十端口(端口21b)可以连接到接收滤波器15b。第十二端口(端口21d)可以连接到接收端子。
135.该情况下,例如,由于与第一实施方式相比,不仅发送滤波器13,而且接收滤波器15也设为2个,因此,在接收滤波器15中也可以提高耐电性。此外,例如,可以使用双工器作为发送滤波器13a以及接收滤波器15a,使用其他的双工器作为发送滤波器13b以及接收滤波器15b。
136.分波器301可以具有:分别与第二端口(端口17b)、第七端口(端口19c)以及第十一端口(端口21c)连接的3个终端电阻器23、25以及27。
137.该情况下,例如可减少非必要的反射。更具体,关于终端电阻器23如已描述的那样。关于终端电阻器25,对于输入到天线端子5、并被发送滤波器13a以及13b或者接收滤波器15a以及15b反射的信号,也能起到与终端电阻器23相同的效果。输入到发送端子7的2个
信号引起的pim从端口21c输出到终端电阻器27。因此,可以通过调节终端电阻器27的阻抗来减少pim的反射。
138.在以上的第三实施方式中,分波器301是复合滤波器的一个示例。天线端子5是公共端子的一个示例。发送端子7是第一端子的一个示例。接收端子9是第二端子的一个示例。发送滤波器系统2t是第一滤波器系统的一个示例。接收滤波器系统202r是第二滤波器系统的一个示例。发送滤波器13a是第一滤波器的一个示例。发送滤波器13b是第二滤波器的一个示例。接收滤波器15a是第三滤波器的一个示例。接收滤波器15b是第四滤波器的一个示例。发送频带是第一通带的一个示例。接收频带是第二通带的一个示例。混合器19是第二混合器的一个示例。混合器21是第三混合器的一个示例。端口21a是第九端口的一个示例。端口21b是第十端口的一个示例。端口21c是第十一端口的一个示例。端口21d是第十二端口的一个示例。
139.另外,在本实施方式中,与第一实施方式以及第二实施方式不同,在图6中,即使将发送滤波器13和接收滤波器15对换,分波器301结构也不变。在另一观点中,可以与上述对应关系相反地,将接收端子9视为第一端子的一个示例,并且将发送端子7视为第二端子的一个示例。对于第一滤波器系统及第二滤波器系统、第一滤波器至第四滤波器、第一通带及第二通带、第五端口至第十二端口也是同样的。
140.《分波器内的元件的结构例以及分波器的应用例》
141.以下示出了实施方式的分波器内的元件的结构例、以及分波器的应用例等。只要没有特别地限定,以下说明的结构例以及应用例等也可以适用于上述的任一实施方式。但是,为了方便,有时以多个实施方式的分波器为代表,使用任一个的实施方式(主要是第一实施方式)的标记。此外,有时以第一实施方式的分波器1的结构作为前提进行说明。
142.(弹性波滤波器的示例)
143.如已述地,发送滤波器13和/或接收滤波器15可以设为使用弹性波的弹性波滤波器。以下示出了弹性波滤波器的结构的一个示例。
144.(弹性波元件的示例)
145.图7是示意性地表示作为弹性波滤波器所包括的弹性波元件的一个示例的弹性波谐振器29(以下,有时简称为“谐振器29”。)的结构的俯视图。另外,在以下的说明中,只要不产生矛盾等,谐振器29的用语也可以置换为弹性波元件的用语。
146.尽管谐振器29的任何一个方向均可被设置为上方或下方,但以下为了方便,有时将由d1轴、d2轴以及d3轴构成的直角坐标系附加于附图,并以d3轴的正方向作为上方,使用上表面或者下表面等术语。另外,d1轴被定义为:与沿着后述的压电体的上表面传播的弹性波的传播方向平行;d2轴被定义为:与压电体的上表面平行且与d1轴正交;d3轴被定义为:与压电体的上表面正交。
147.谐振器29由所谓的单端口弹性波谐振器构成。谐振器29中,例如从在纸面两侧示意性地示出的2个端子28中的一个输入的信号从2个端子28中的另一个输出。此时,谐振器29执行从电信号到弹性波的转换以及从弹性波到电信号的转换。从后述的图8的说明中将理解,端子28例如可以对应于天线端子5、发送端子7、接收端子9以及基准电位部11(后述)中的任何一个。
148.谐振器29例如包括:基板31(其至少上表面31a侧的一部分),位于上表面31a上的
激励电极33,和位于激励电极33的两侧的一对反射器35。在一个基板31上可以构成有多个谐振器29。即,基板31可以被多个谐振器29共用。在以下的说明中,为了区别共用同一基板31的多个谐振器29,为了方便,有时将激励电极33以及一对反射器35的组合(谐振器29的电极部)表现为谐振器29(谐振器29不包含基板31)。
149.基板31至少在上表面31a中的设置有谐振器29的区域具有压电性。作为这样的基板31,例如可以列举出:基板整体由压电体构成的基板(即压电基板)。此外,例如可以列举出所谓的贴合基板。贴合基板包括:由具有上表面31a的压电体形成的基板(压电基板);和,通过粘接剂或者不通过粘接剂而直接贴合在该压电基板的上表面31a的相反侧的表面上的支撑基板。支撑基板可以在压电基板的下方具有或不具有空腔。此外,作为在设置有谐振器29的区域具有压电性的基板31,例如可以列举出:由支撑基板以及在支撑基板的+d3侧的主表面的一部分区域或主表面的整个表面上包括有由压电体形成的膜(压电膜)或压电膜的多层膜所形成的基板。
150.构成基板31中的至少设置有谐振器29的区域的压电体31b例如由具有压电性的单晶构成。作为构成这样的单晶的材料,例如可以列举出:钽酸锂(litao3)、铌酸锂(linbo3)以及水晶(sio2)。切角、平面形状以及各种尺寸可以适当地设定。
151.激励电极33以及反射器35由设置于基板31上的层状导体构成。激励电极33以及反射器35例如以相互相同的材料以及厚度构成。构成它们的层状导体例如是金属。金属例如是al或者以al为主要成分的合金(al合金)。al合金例如是铝-铜合金。层状导体可以由多层金属层构成。层状导体的厚度根据谐振器29所需的电气特性等适当地设定。作为一个示例,层状导体的厚度为50nm以上且600nm以下。
152.激励电极33由所谓的idt(interdigital transducer,叉指式换能器)电极构成,具有一对梳齿电极37(为了便于观察,在一个梳齿电极上附有阴影线)。各梳齿电极37例如具有:汇流条39;多个电极指41,从汇流条39相互并列地延伸;多个虚设电极43,位于多个电极指41之间并从汇流条39突出。并且,一对梳齿电极37以多个电极指41互相啮合(交叉)的方式进行配置。
153.汇流条39例如形成为:大致以恒定的宽度在弹性波的传播方向(d1方向)上直线状延伸的长条状。并且,一对汇流条39在与弹性波的传播方向正交的方向(d2轴方向)上互相对置。另外,汇流条39的宽度可以变化,或者,相对于弹性波的传播方向倾斜。
154.各电极指41例如形成为:大致以恒定的宽度在与弹性波的传播方向正交的方向(d2轴方向)上直线状地延伸的长条状。另外,电极指41的宽度可以变化。在各梳齿电极37中,多个电极指41沿弹性波的传播方向排列。此外,一个梳齿电极37的多个电极指41与另一个梳齿电极37的多个电极指41基本上交替地排列。
155.多个电极指41的间距p(例如相互相邻的2个电极指41的中心之间的距离)在激励电极33内基本上是恒定的。另外,激励电极33也可以在一部分具有关于间距p特别的部分。作为特别部分,例如可以列举出:间距p比大部分(例如8成以上)窄的窄间距部、间距p比大部分宽的宽间距部、少数的电极指41实质上被间除的间除部。
156.以下,在说明间距p的情况下,除非另有说明,是指除去上述的特别部分以外的部分(多个电极指41中的大部分)的间距。此外,即使在除去特别部分以外的大部分的多个电极指41中,在间距变化的情况下,也可以将大部分的多个电极指41的间距的平均值作为间
距p的值使用。
157.电极指41的根数可以根据谐振器29所需的电气特性适当地设置。由于图7是示意图,因此电极指41示出的根数少。实际上,可以排列比图示更多的电极指41。对于后述的反射器35的条形电极47也是同样的。
158.多个电极指41的长度例如相互相等。另外,激励电极33可以实施多个电极指41的长度(在另一观点中为交叉宽度w)根据传播方向的位置而变化的、所谓的切趾。电极指41的长度以及宽度可以根据所需的电气特性等适当地设置。
159.虚设电极43例如大致以恒定的宽度在与弹性波的传播方向正交的方向突出。其宽度例如与电极指41的宽度相等。此外,多个虚设电极43以与多个电极指41同样的间距进行排列;一个梳齿电极37的虚设电极43的远端隔着间隙与另一个梳齿电极37的电极指41的远端对置。另外,激励电极33也可以不包括虚设电极43。
160.一对反射器35在弹性波的传播方向上位于激励电极33的两侧。各反射器35例如可以设为电气浮置状态,也可以被赋予基准电位。各反射器35例如形成为格子状。即,反射器35包括:相互对置的一对汇流条45和在一对汇流条45之间延伸的多个条形电极47。多个条形电极47的间距、以及相互邻接的电极指41与条形电极47之间的间距基本上与多个电极指41的间距相等。
161.当向一对梳齿电极37施加电压时,通过多个电极指41向具有压电性的上表面31a施加电压,上表面31a振动。由此,激励沿d1方向传播的弹性波(例如saw)。弹性波被多个电极指41反射。并且,产生以多个电极指41的间距p为大致半波长(λ/2)的驻波。通过驻波在压电体31b中产生的电信号被多个电极指41取出。根据这样的原理,谐振器29作为以将间距p为半波长的弹性波的频率作为谐振频率的谐振器而发挥作用。
162.尽管未特别地图示,但谐振器29可也以具有:从激励电极33以及反射器35之上覆盖基板31的上表面31a的未图示的保护膜。这样的保护膜例如由sio2等绝缘材料构成,有助于降低激励电极33等腐蚀的可能性和/或补偿因谐振器29的温度变化而引起的特性变化。此外,谐振器29还可以具有附加膜,该附加膜与激励电极33以及反射器35的上表面或下表面重叠,具有基本上在俯视透视视角下收纳于激励电极33以及反射器35的形状。这样的附加膜例如由声学特性与激励电极33等材料不同的绝缘材料或金属材料构成,有助于提高弹性波的反射系数。
163.如上所述,一个谐振器29的代表性结构例具有一个激励电极33。但是,1个谐振器29可以具有:相互串联连接的多个激励电极33。换言之,一个谐振器29可以被分割为多个。该情况下,例如,由于施加到谐振器29的电压分散到多个激励电极33,因此可提高谐振器29的耐电性。此外,由于弹性波的振动变小,因此可减少非线性失真。
164.(使用弹性波滤波器的分波器主体的结构例)
165.图8是示意性表示分波器主体3(包括发送滤波器13以及接收滤波器15,直接有助于滤波的部分)的结构的电路图。该图中仅示出了分波器1中的分波器主体3以及端子。即,省略了混合器17以及19等的图示。此外,仅示出了发送滤波器13a和13b中的一个。
166.从该图的纸面的左上角所示的附图标记可理解,在该图中,梳齿电极37用二叉的叉形状示意性地表示,反射器35用两端弯曲的1条线表示。另外,在以下的说明中,只要不产生矛盾等,分波器主体3的用语也可以被分波器1的用语置换。
167.如已述地,分波器主体3具有:天线端子5、发送端子7、接收端子9、发送滤波器13以及接收滤波器15。此外,分波器主体3具有基准电位部11。基准电位部11是被赋予基准电位的部位(导体),更详细地,例如可以是被赋予基准电位的端子,也可以是端子以外的结构(例如屏蔽物)。
168.天线端子5和滤波器(13以及15)经由混合器17连接。在图8中,为了方便,省略了混合器17,用虚线表示天线端子5与滤波器的连接。此外,发送端子7和发送滤波器13经由混合器19连接。在以下说明中,为了方便,有时以没有设置混合器17以及19的方式对连接关系进行说明。
169.在图8中,与图1不同,描绘了2个接收端子9。这对应于:图8所例示的结构中,接收滤波器15输出包含相位相互相反的2个信号的平衡信号。但是,接收滤波器15也可以输出由信号电平相对于基准电位变化的1个信号形成的不平衡信号(接收端子9可以只有一个。)。显然,在第一实施方式的分波器1中,可以适用2个接收端子9。在第二实施方式的分波器201中,例如,可以通过对每个接收端子9设置混合器19(合计设置2个混合器19),而适用2个接收端子9。关于第三实施方式分波器301也是同样的。
170.发送滤波器13例如通过多个谐振器29(29s以及29p)连接成梯型而构成的、梯型滤波器构成。即,发送滤波器13具有多个(也可以是一个)串联谐振器29s和多个(也可以是一个)并联谐振器29p(并联臂),多个(也可以是一个)串联谐振器29s在发送端子7与天线端子5之间串联连接,多个(也可以是一个)并联谐振器29p(并联臂)将该串联线(串联臂)和基准电位部11进行连接。
171.接收滤波器15例如包括谐振器29和多模滤波器49(包括双模滤波器。以下有时称为mm滤波器49。)而构成。mm滤波器49具有:在弹性波的传播方向上排列的多个(在图示的示例中为3个)激励电极33、和配置于其两侧的一对反射器35。
172.另外,上述的发送滤波器13以及接收滤波器15的结构仅为一个示例,可以适当变形。例如,接收滤波器15可以与发送滤波器13同样地由梯型滤波器构成,或者相反,发送滤波器13可以具有mm滤波器49。
173.在上述的结构中,多个谐振器29(29s、29p以及接收滤波器15的谐振器29)以及mm滤波器49分别可以是弹性波元件。这些多个弹性波元件可以设置于1个基板31,也可以分散地设置于2个以上的基板31。例如,构成发送滤波器13的多个谐振器29可以设置于同一基板31。同样地,构成接收滤波器15的谐振器29以及mm滤波器49可以设置于同一基板31。发送滤波器13a以及13b可以设置于同一基板31,也可以设置于相互不同的基板31。同样地,接收滤波器15a以及15b可以设置于同一基板31,也可以设置于相互不同的基板31。发送滤波器13(1个或2个)以及接收滤波器15(1个或2个)可以设置于同一基板31,也可以设置于相互不同的基板31。对于1个滤波器,可以将多个串联谐振器29s设置于同一基板31并且将多个并联谐振器29p设置于其他的同一基板31。
174.(弹性波元件的基板的共用的示例)
175.如上所述,多个弹性波元件(弹性波谐振器29等)可以适当地配置在1个以上的基板31。以下示出了其一个示例。
176.图9是表示分波器主体3所包括的芯片51的一个示例的俯视图。从直角坐标系d1-d2-d3可以理解,该图示出了基板31的上表面31a。此外,在该图中,谐振器29(29s以及29p)
用长方形示意性地表示。
177.芯片51在同一基板31上具有:由梯型滤波器构成的发送滤波器13a以及13b。此外,芯片51具有:与安装有芯片51的电路基板电连接的多个端子(53i、53o、53g和53e)。2个端子53i是输入发送信号的端子。例如,在分波器1中,2个端子53i与混合器19的端口19a以及19b连接,进而连接到发送端子7。2个端子53o是输出滤波后的发送信号的端子。例如,在分波器1中,2个端子53o与混合器17的端口17c以及17d连接,进而连接到天线端子5。多个(在图示的示例中为3个)端子53g是被赋予基准电位的端子。关于端子53e将在后面叙述。
178.如已述地,发送滤波器13a以及13b可以设为实质上相同的结构。例如,发送滤波器13a以及13b可以是:串联谐振器29s以及并联谐振器29p的数量设为相互相同,且相互对应的谐振器29设为相互相同的结构。设为相互相同的结构的谐振器29彼此例如可以设为:电极部(激励电极33以及反射器35)的形状、尺寸、材料以及基板31相对于晶体取向的方向可以相互相同。但是,对于滤波器而言并非本质的部分可以在发送滤波器13a以及13b中相互不同。例如,在正交坐标系d1-d2-d3中的多个谐振器29彼此的相对位置、以及连接谐振器29彼此的布线的形状以及长度等可以在发送滤波器13a以及13b中相互不同。
179.这样,第一滤波器以及第二滤波器(此处为发送滤波器13a以及13b)可以位于同一压电体31b上。
180.该情况下,例如,可提高降低已述的非线性失真的效果。具体地,如下所述。在将发送滤波器13a以及13b设置在相互不同的压电体31b的方式(该方式也包含在本公开的技术中。)中,即使发送滤波器13a以及13b在设计上是相同的结构,有时由于电极的图案化和/或压电体31b的制造误差,特性也相互不同。其结果是,在发送滤波器13a中产生的非线性失真和在发送滤波器13b中产生的非线性失真在强度和/或相位上变得相互不同。进而,使两者相互抵消的效果有可能降低。但是,通过在同一压电体31b中设置发送滤波器13a以及13b,可以降低出现这种不良情况产生的可能性。
181.另外,此处,作为位于同一压电体31b的第一滤波器以及第二滤波器,选取发送滤波器13a以及13b(第1实施方式等)为作为示例。但是,位于同一压电体31b的第一滤波器以及第二滤波器也可以是接收滤波器15a以及15b(第二实施方式等)。此外,第三滤波器以及第四滤波器(第三实施方式的接收滤波器15a以及15b)也可以位于同一压电体31b。
182.图10是表示第三实施方式中压电体31b的共用的示例的示意图。
183.如该图所示,发送滤波器13a以及13b可以共用压电体31b(在另一观点中为基板31)。此外,接收滤波器15a以及15b可以共用压电体31b(基板31)。这样,通过分别在发送滤波器13以及接收滤波器15中共用压电体31b,如上所述,可提高相互抵消非线性失真的效果。
184.在图示的示例中,被发送滤波器13a以及13b共用的压电体31b、和被接收滤波器15a以及15b共用的压电体31b设为不同的压电体31b(不同的基板31)。该情况下,例如,可降低1个基板31(在另一观点中为1个芯片部件)大型化的可能性。另外,虽然也与以上的说明重复,但是与图示的示例不同,也可以在1个基板31(压电体31b)上设置全部的4个滤波器。此外,在4个滤波器中,也可以仅发送滤波器13a以及13b共用压电体31b,或者仅接收滤波器15a以及15b共用压电体31b。
185.(终端电阻器的示例)
186.返回到图9。如已述地,终端电阻器23可以是形成在电路基板上的导电图案。图9是表示其一个示例的图。在该例子中,终端电阻器23由形成在基板31的上表面31a上的导体图案构成。但是,此处省略了导体图案的具体形状的图示,导体图案的配置区域的一个示例用矩形来示意地表现。导体图案例如可以形成为蜿蜒状地延伸等适当的形状。终端电阻器23与端子53e和被赋予基准电位的端子53g连接。端子53e连接到混合器19的端口19c。
187.这样,终端电阻器23可以位于第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器(以及第四滤波器)中的至少一个(在图示的示例中是作为第一滤波器以及第二滤波器的发送滤波器13a以及13b)所位于的压电体31b上。
188.该情况下,例如,由于可以在形成滤波器的电极部的同时形成终端电阻器23,因此有望削减成本。另外,通过利用光刻技术,电极部的形成的精度变高,滤波特性提高。
189.在图9中,例示了设有终端电阻器23的压电体31b为设有发送滤波器13a以及13b的压电体的方式。但是,从到目前为止的说明中可以理解,设置有终端电阻器23的压电体31b例如除了发送滤波器13a以及13b之外、或者代替发送滤波器13a以及13b,可以是第一实施方式的接收滤波器15(或者第三实施方式的接收滤波器15a和/或15b)所位于的压电体31b,可以是发送滤波器13a以及13b中的仅一个所位于的压电体31b,可以是仅第二实施方式的一个发送滤波器13所位于的压电体31b,也可以是代替该1个发送滤波器13或者除了该1个发送滤波器13之外、第二实施方式的2个接收滤波器15a以及15b中的一个或两个所位于的压电体31b。
190.此处,尽管以终端电阻器23为示例进行了说明,但是,只要不产生矛盾等,上述说明也可以引用到第三实施方式的终端电阻器25及27。例如,在第三实施方式中,终端电阻器23、25以及27中的至少一个可以位于:第一滤波器至第四滤波器(发送滤波器13a及13b、以及接收滤波器15a及15b)中的至少一个所位于的压电体31b。
191.(分波器的结构例)
192.分波器的结构可以适当地设置。以下,示出了三个示例。此处,为了方便,标注第二实施方式分波器201的符号。但是,以下例示的结构例也可以适用于其他的实施方式。
193.图11a是表示分波器201的结构的示例的俯视图。
194.该例子中,构成分波器201的各元件(13、15a、15b、17、19以及23)分别是被封装的电子部件。这些电子部件安装在电路基板61上,通过电路基板61的配线63相互连接。尽管未特别图示,但是电路基板61可以安装有:与分波器201连接的其他的电子部件和/或不与分波器201连接的电子部件。换言之,分波器201可以是印刷电路板(印刷电路板、以及安装在该印刷电路板的电子部件)的一部分。这样,在分波器201中,分波器主体3以外的元件可以不与分波器主体3一起封装,而是设为相对于分波器主体3的外置的电子部件。
195.图11b是表示分波器201的结构的另一示例的俯视图。
196.该例子中,构成分波器201的各元件(13、15a、15b、17、19以及23)一起被封装而成为一个电子部件。例如,分波器201具有电路基板65,安装有各元件。发送滤波器13和接收滤波器15a以及15b例如可以是裸芯片的状态或晶片级封装的状态。其他的元件可为封装的状态,也可以是未封装的状态。构成分波器201的多个元件通过覆盖在电路基板65的上表面的未图示的树脂等一起密封。电路基板65在适当位置设置有天线端子5、发送端子7以及接收端子9。
197.图11c是表示分波器201的结构的又一示例的俯视图。
198.该例子中,与图11b例子同样地,构成分波器201的各元件(13、15a、15b、17、19以及23)一起被封装而成为一个电子部件。例如,分波器201具有电路基板67,安装有各元件。但是,一部分的元件(在图示的示例中为分波器主体3以外的所有元件)内置在电路基板67内。即,通过在电路基板67的内部或表面上设置导体等从而构成各个元件。
199.电路基板61、65及67可以采用公知的各种方式。例如,这些基板可以是ltcc(low temperature co-fired ceramics,低温共烧陶瓷)基板、httc(high temperature co-fired ceramic,高温共烧陶瓷)基板或有机基板。
200.图11a至图11c的结构例可以进行组合。例如,分波器主体3以外的多个元件(17、19以及23)中,一部分元件可以与分波器主体3一起被封装,并且其他的元件可以是外置的。此外,例如,在分波器主体3以外的多个元件中的全部或一部分与分波器主体3一起封装的情况下,被封装的多个元件的一部分可以安装在电路基板上,并且其余的元件内置在电路基板中。此外,例如,一部分元件可以内置于安装有外置的元件的电路基板61。
201.(通信装置)
202.图12是表示作为分波器1的应用例的通信装置151的主要部分的框图。通信设备151使用电波进行无线通信,例如包括分波器1。此处,分波器1仅表示了发送滤波器13以及接收滤波器15。此外,两个发送滤波器13a以及13b被表现为一个发送滤波器13。
203.在通信设备151中,通过rf-ic(radio frequency integrated circuit)153,将包括要发送的信息的发送信息信号tis进行调制以及升频(转换为具有载波频率的高频信号),从而成为发送信号ts。发送信号ts通过带通滤波器155,去除发送用的通带以外的非必要成分,并通过放大器157放大,输入到分波器1(发送端子7)。然后,分波器1(发送滤波器13)从输入的发送信号ts中去除发送用的通带以外的非必要成分,并将该去除后的发送信号ts从天线端子5输出至天线159。天线159将输入的电信号(发送信号ts)转换成无线信号(电波)并发送。
204.此外,在通信装置151中,通过天线159接收到的无线信号(电波)通过天线159转换为电信号(接收信号rs),并输入到分波器1(天线端子5)。分波器1(接收滤波器15)从输入的接收信号rs去除接收用的通带以外的非必要成分,并从接收端子9输出至放大器161。输出的接收信号rs通过放大器161放大,通过带通滤波器163去除接收用的通带以外的非必要成分。然后,通过rf-ic153进行频率降低以及解调,将接收信号rs转化为接收信息信号ris。
205.另外,发送信息信号tis以及接收信息信号ris可以是包括适当信息的低频信号(基带信号),例如,为模拟的声音信号或数字化的信号。无线信号的通带可以适当地设定,也可以是比较高频的通带(例如5ghz以上)。调制方式可以是相位调制、振幅调制、频率调制或其中的任意2个以上的组合。尽管电路方式在图12中例示了直接转换方式,但电路方式也可以是除此之外的适当的方式,例如也可以是双超外差方式。另外,图12仅示意性地示出了主要部分,可以在适当的位置上添加低通滤波器或隔离器等;另外,可以改变放大器等的位置。
206.本公开的技术不限于以上实施方式,可以以各种方式实现。
207.复合滤波器不限于双工器。例如,复合滤波器可以具有通带相互不同的2个发送滤波器系统作为第一滤波器系统和第二滤波器系统。在另一观点中,可以同时执行以下两者:
将具有在第一通带内的相互不同的频率的2个信号同时输入到第一端子;和,将具有在与所述第一通带不同的第二通带内的相互不同的频率的2个信号同时输入到第二端子。复合滤波器除了第一滤波器系统和第二滤波器系统以外,还可以具有其他滤波器系统。例如,复合滤波器可以是具有三个滤波器系统的三路复用器,也可以是具有四个滤波器系统的四路复用器。
208.附图标记说明
[0209]1…
分波器(复合滤波器)、2t

发送滤波器系统(第一滤波器系统)、2r

接收滤波器系统(第二滤波器系统)、5

天线端子(公共端子)、7

发送端子(第一端子或第二端子)、9

接收端子(第二端子或第一端子)、13

发送滤波器(第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器或第四滤波器)、13a

发送滤波器(第一滤波器或第三滤波器)、13b

发送滤波器(第二滤波器或第四滤波器)、15

接收滤波器(第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器或第四滤波器)、15a

接收滤波器(第一滤波器或第三滤波器)、15b

接收滤波器(第二滤波器或第四滤波器)、17

90
°
混合器、17a

端口(第一端口)、17b

端口(第二端口)、17c

端口(第三端口)、17d

端口(第四端口)、19

90
°
混合器、19a

端口(第五端口)、19b

端口(第六端口)、19c

端口(第七端口)、19d

端口(第八端口)、21

90
°
混合器、21a

端口(第九端口)、21b

端口(第十端口)、21c

端口(第十一端口)、21d

端口(第十二端口)。
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