CN105075118B - 双工器 - Google Patents
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Abstract
提供一种在具有第1以及第2频带滤波器的双工器中，能够扩大第1频带滤波器中的高次谐波的衰减量的双工器。该双工器(1)具有：第1频带滤波器、和通带比第1频带滤波器低的第2频带滤波器，第1频带滤波器具有非平衡型的弹性表面波滤波器(7)，在第1频带滤波器中，在压电基板(21)上设置有第1～第3信号布线电极(31～33)和地线布线电极(34)，第1～第3信号布线电极(31～33)的任意的信号布线电极设置有与地线布线电极(34)立体交叉的立体交叉部，为了构成低通滤波器用电容器，隔着层间绝缘膜(42)来与地线布线电极对置的部分的信号布线电极的宽度被构成为比立体交叉部以外的部分的该信号布线电极的宽度宽。
Description
技术领域
本发明涉及具有通带不同的第1以及第2频带滤波器的双工器，更详细来讲，涉及第1频带滤波器由非平衡型的弹性表面波滤波器构成的双工器。
背景技术
以往，提出了各种使用了弹性表面波滤波器的双工器。例如，在下述的专利文献1中，公开了具有发送用滤波器和接收用滤波器的SAW分波器。在专利文献1中，接收用滤波器由纵向耦合谐振器型的弹性表面波滤波器构成。专利文献1所述的由纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器构成的接收滤波器具有不平衡输入端子和不平衡输出端子。也就是说，该接收滤波器是非平衡型的弹性表面波滤波器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-349591号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
以往，作为被用作双工器的接收滤波器的弹性表面波滤波器，已知上述非平衡型的弹性表面波滤波器和能够取得平衡输出的平衡型的弹性表面波滤波器。在平衡型的弹性表面波滤波器中，通过平衡输出端子间的平衡性，能够提高高次谐波的衰减量。
与此相对地，在使用了专利文献1所述的非平衡型的弹性表面波滤波器的情况下，难以增大高次谐波的衰减量。若高次谐波的衰减量小，则从电压控制振荡器(VC)输出的噪声信号与高次谐波合成，可能产生不必要的信号。因此，存在接收灵敏度恶化的可能性。
本发明的目的在于，提供一种能够增大高次谐波的衰减量的双工器。
-解决课题的手段-
本申请的第1发明是一种具有第1频带滤波器、和通带位于比第1频带滤波器更靠低频率侧的第2频带滤波器的双工器。
在第1发明中，第1频带滤波器由具有不平衡输入-不平衡输出的非平衡型的弹性表面波滤波器构成。第1频带滤波器具备：压电基板、和构成在压电基板上的电极结构。所述电极结构具有：输入电极焊盘、输出电极焊盘、与地线电位连接的地线电极焊盘、作为具有至少一个IDT电极的弹性表面波滤波器而发挥功能的功能电极部、连接所述功能电极部与所述输入电极焊盘的第1信号布线电极、在所述功能电极部内流过信号电流的第2信号布线电极、连接所述功能电极部与所述输出电极焊盘的第3信号布线电极、和连结所述功能电极部与所述地线电极焊盘的地线布线电极。
在第1发明中，所述第1～第3信号布线电极内的任意的信号布线电极设置有与所述地线布线电极立体交叉的立体交叉部。在该立体交叉部，在地线布线电极与信号布线电极之间设置有层间绝缘膜。隔着层间绝缘膜而与地线布线电极对置的部分的该信号布线电极的宽度被构成为比该立体交叉部以外的部分的该信号布线电极的宽度宽，以便构成低通滤波器用电容器。
本申请的第2发明是一种具有第1频带滤波器、和通带位于比第1频带滤波器更靠低频率侧的第2频带滤波器的双工器。在第2发明中，所述第1频带滤波器也由具有不平衡输入-不平衡输出的非平衡型的弹性表面波滤波器构成。
在第2发明中，所述弹性表面波滤波器具备：压电基板、和构成在所述压电基板上的电极结构。在第2发明中，所述电极结构具有：输入电极焊盘、输出电极焊盘、与地线电位连接的地线电极焊盘、作为具有至少一个IDT电极的弹性表面波滤波器而发挥功能的功能电极部、连接所述功能电极部与所述输入电极焊盘的第1信号布线电极、在所述功能电极部内流过信号电流的第2信号布线电极、连接所述功能电极部与所述输出电极焊盘的第3信号布线电极、和连结所述功能电极部与所述地线电极焊盘的地线布线电极。
在第2发明中，进一步设置有与所述地线电极焊盘相连并且未与所述功能电极部电连接的地线电极焊盘延长部。并且，所述地线电极焊盘延长部隔着层间绝缘膜而与所述第1信号布线电极～所述第3信号布线电极内的任意的信号布线电极重叠，以便构成低通滤波器用电容器。
在本发明所涉及的双工器中，优选地，在构成有所述低通滤波器用电容器的部分，所述地线布线电极被配置在所述层间绝缘膜与所述压电基板之间。
在本发明所涉及的双工器中，优选地，所述非平衡型的弹性表面波滤波器是纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器。
在本发明所涉及的双工器的另一特定的方面，所述第1频带滤波器是接收滤波器，所述第2频带滤波器是发送滤波器。
-发明效果-
在本发明所涉及的双工器中，由于第1～第3信号布线电极之中任意的信号布线电极隔着层间绝缘膜而与地线布线电极或者地线电极焊盘延长部重叠，以构成低通滤波器用电容器，因此在由非平衡输出的弹性表面波滤波器构成的第1频带滤波器中，能够充分增大高次谐波的衰减量。
附图说明
图1是构成本发明的一实施方式中的双工器的接收滤波器的弹性表面波滤波器的俯视图。
图2是本发明的一实施方式所涉及的双工器的电路图。
图3是在本发明的一实施方式中，在接收滤波器构成的低通用电容器部分的示意性的正面截面图。
图4是用于比较例的双工器的接收滤波器用弹性表面波滤波器的俯视图。
图5是表示本发明的实施方式的双工器的接收滤波器以及比较例的双工器的接收滤波器的频率特性的图。
具体实施方式
以下，通过参照附图来说明本发明的具体实施方式，来使本发明清楚明了。
图2是本发明的一实施方式所涉及的双工器的电路图。双工器1具有：天线端子2、发送端子3、接收端子4。在天线端子2与发送端子3之间连接作为第2频带滤波器的发送滤波器5。发送滤波器5由梯形电路结构的弹性表面波滤波器构成。也就是说，多个串联臂谐振器S1～S5和多个并联臂谐振器P1～P4分别由弹性表面波谐振器构成。并联臂谐振器P1～P3的接地电位侧的端部共通连接，经由电感L1与接地电位连接。并联臂谐振器P4的接地电位侧端部经由电感L2与地(earth)电位连接。串联臂谐振器S5与电感L3并联连接。
另外，上述发送滤波器5的电路结构在本发明中并不被特别限定。
另一方面，在天线端子2与接收端子4之间连接作为第1频带滤波器的接收滤波器6。接收滤波器6的通带即接收频带比发送滤波器5的通带高。
在本实施方式中，接收滤波器6具有非平衡型的纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器7。在纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器7与天线端子2之间，多个1端口型弹性表面波谐振器8～10相互串联连接。此外，在纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器7与接收端子4之间的连接点11和接地电位之间，连接1端口型弹性表面波谐振器12。
本实施方式的双工器1的特征在于，在接收滤波器6，图2所示的低通滤波器用电容器C1～C3连接在信号电位与接地电位之间。这里，在图2中，电容器C1连接在弹性表面波谐振器8和天线端子2之间的连接点13与接地电位之间。电容器C2连接在弹性表面波谐振器10和纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器7之间的连接点14与接地电位之间。电容器C3连接在和纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器7的输出侧端部相连的连接点15与接地电位之间。
图1是上述双工器1中的接收滤波器6的俯视图。接收滤波器6具有压电基板21。压电基板21由LiTiO3以及LiNbO3等压电单结晶构成。并且，也可以取代压电单结晶而使用压电陶瓷。
在上述压电基板21上形成图示的电极结构。该电极结构由金属材料构成，该金属材料由Al、Cu、Ag或者以这些为主体的合金等构成。
上述电极结构具有：与天线端子连接的输入电极焊盘22、与接收端子连接的输出电极焊盘23。此外，在压电基板21上，设置与地线电位连接的地线电极焊盘24～27。进一步地，上述电极结构包含用于构成图2所示的1端口型弹性表面波谐振器8～10的IDT电极。
在图1中，IDT电极结构部分由用矩形的框包围X而成的框部来表示。此外，在构成上述纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器7的部分，也构成3IDT型的第1以及第2纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器部7A、7B。这里，IDT结构部分也通过用矩形的框包围X而成的框部来示意性地表示。
进一步地，构成图1所示的1端口型弹性表面波谐振器12的IDT电极也形成在压电基板21上。
在上述电极结构之中，将具有1端口型弹性表面波谐振器8～10、纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器7以及1端口型弹性表面波谐振器12的部分、即作为弹性表面波滤波器而起作用的部分设为功能电极部。
上述电极结构还具有以下的第1～第3信号布线电极以及地线布线电极。
第1信号布线电极31将输入电极焊盘22与第11端口型弹性表面波谐振器8电连接。第2信号布线电极32是在上述功能电极部内流过信号电流的布线部分。第3信号布线电极33将功能电极部与输出电极焊盘23连接。此外，地线布线电极34是将功能电极部与地线电极焊盘24、25、26或者27电连接的布线电极部分。本实施方式的特征在于，设置有低通滤波器用电容器C1～C3。
层间绝缘膜41能够使用聚酰亚胺等合成树脂或者SiO2等电介质来构成。
在该立体交叉部中，为了构成低通滤波器用电容器，第1信号布线电极31的部分31a的宽度如附有斜线的阴影线所示，被设为比不是立体交叉部的第1信号布线电极31的部分的宽度宽。此外，在图3所示的立体交叉部，经由层间绝缘膜41来与第1信号布线电极31对置的地线布线电极34a的俯视形状与在上方重叠的第1信号布线电极31相同或者被设为包含其的形状。因此，在上述立体交叉部，构成具有足够的静电电容的低通滤波器用电容器C1。
另外，在图1所示的低通滤波器用电容器C1～C3之中的低通滤波器用电容器C1，在地线电极焊盘延长部35上隔着层间绝缘膜41重叠有第1信号布线电极31的部分31a。这里，所谓地线电极焊盘延长部35，是指与地线电极焊盘24连接但不与功能电极部电连接的部分。也就是说，地线电极焊盘延长部35不具有将功能电极部与地线电位连接的功能。该地线电极焊盘延长部35为了构成上述低通滤波器用电容器C1，被设置在层间绝缘膜41的下方。
如图1的箭头所示，在低通滤波器用电容器C2、C3，第2信号布线电极32也隔着层间绝缘膜42、43与位于下方的地线布线电极重叠。在俯视压电基板的方向上，与地线布线电极重叠的第2信号布线电极的部分32a的宽度W被设为比不与地线布线电极重叠的第2信号布线电极32的部分的宽度宽。这样，在构成上述低通滤波器用电容器C2、C3的部分，第2信号布线电极32的部分32a、32b的宽度也被设为比不与地线布线电极重叠的第2信号布线电极32的部分的宽度宽。此外，隔着层间绝缘膜42、43来与第2信号布线电极32重叠的地线布线电极部分也被设为与第2信号布线电极32的宽度变宽的部分32a、32b相同的形状或者包含该形状的形状。因此，构成具有足够的静电电容的低通滤波器用电容器C2、C3。
在本实施方式的双工器1中，接收滤波器6具有非平衡型的纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器7。在非平衡型的纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器7，难以增大高次谐波的衰减量。但是，在本实施方式中，上述低通滤波器用电容器C1～C3连接在信号电位与地线电位之间。因此，能够有效地使高次谐波衰减。
另外，在本发明中，构成接收滤波器6的弹性表面波滤波器是非平衡型即可，并不局限于纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器。例如也可以使用梯形滤波器。并且，在梯形滤波器的情况下，在压电基板上需要较大的空间，难以作出上述那样的立体交叉部分。因此，期望如本实施方式这样，使用纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器7。将与布线延伸的方向成直角的方向的布线的尺寸设为宽度。另外，在宽度不恒定的情况下，俯视压电基板，隔着层间绝缘膜来与地线布线电极部分重叠的信号布线的部分的宽度使用将与地线布线电极部分重叠的信号布线的面积A除以信号布线长L得到的平均宽度Wave即可。
另外，虽然在本实施方式中，构成有低通滤波器用电容器C1～C3，但也可以仅设置低通滤波器用电容器C1～C3之中的一个。也就是说，只要低通滤波器用电容器连接在信号电位与地线电位之间即可，并不特别限定其个数以及连接位置。
图5是表示上述实施方式的双工器1中的接收滤波器6的频率特性与比较例的频率特性的图。
这里，使用具有3IDT型的第1以及第2纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器部7A、7B的纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器7，构成Band1的接收滤波器。Band1的接收滤波器的通带是2110～2170MHz。3倍波具有6330～6510MHz的频率。
另外，图4是比较例的弹性表面波滤波器101的俯视图。关于与图1相同的部分赋予相同的参照编号。在本比较例中，没有构成上述低通滤波器用电容器C1～C3。也就是说，如立体交叉部D1～D5所示那样存在。但是，仅仅是进行立体交叉。具体来讲，不具有隔着层间绝缘膜与下方的地线布线电极重叠的信号布线部分的宽度比未立体交叉的信号布线部分的宽度宽的结构。
图5的虚线表示除了未设置上述低通滤波器用电容器C1～C3，与上述实施方式同样构成的比较例的接收滤波器的频率特性。实线表示上述实施方式的频率特性。
在比较例中，虽然设置了立体交叉部D1～D5，但由于没有积极地构成低通滤波器用电容器，因此3倍波的衰减量较小。与此相对地，在上述实施方式中，由于构成有上述低通滤波器用电容器C1～C3，因此能够将3倍波的衰减量增大大约8dB。
这是由设置有上述低通滤波器用电容器C1～C3导致的。也就是说，这是由于在信号布线并联插入静电电容而该静电电容起到作为低通滤波器的功能所导致的。
在本发明中，上述实施方式的低通滤波器用电容器C1～C3之中，也可以仅构成1个以上的不使用地线布线电极而使用地线电极焊盘延长部35来构成的低通滤波器用电容器C1。或者，也可以仅设置1个以上的上述低通滤波器用电容器C2、上述低通滤波器用电容器C3。在低通滤波器用电容器C2、C3中，不使用地线电极焊盘延长部35，而使用地线布线电极。
进一步地，如上述实施方式那样，也可以并用使用了地线电极焊盘延长部35的低通滤波器用电容器C1、具有地线布线电极的低通滤波器用电容器C2、C3。
在上述实施方式中，接收滤波器6具备具有3IDT型的第1、第2弹性表面波滤波器部的纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器。并且，在本发明中，如上述那样，作为构成接收滤波器的弹性表面波滤波器的功能电极部的结构并不局限于上述实施方式的构造。
另外，在上述实施方式的双工器1中，第1频带滤波器是接收滤波器，第2频带滤波器是发送滤波器。本发明并不这样局限于接收滤波器以及发送滤波器，能够广泛地应用于具有通带不同的第1以及第2频带滤波器的双工器。
-符号说明-
1…双工器
2…天线端子
3…发送端子
4…接收端子
5…发送滤波器
6…接收滤波器
7…纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器
7A、7B…第1、第2纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器部
8～10…1端口型弹性表面波谐振器
11…连接点
12…1端口型弹性表面波谐振器
13～15…连接点
21…压电基板
22…输入电极焊盘
23…输出电极焊盘
24～27…地线电极焊盘
31…第1信号布线电极
32…第2信号布线电极
33…第3信号布线电极
34…地线布线电极
35…地线电极焊盘延长部
41～43…层间绝缘膜
C1～C3…低通滤波器用电容器
D1～D5…立体交叉部
L1～L3…电感
P1～P4…并联臂谐振器
S1～S5…串联臂谐振器
Claims (5)
1.一种双工器，其具有：第1频带滤波器、和通带位于比该第1频带滤波器更靠低频率侧的第2频带滤波器，所述双工器的特征在于，
所述第1频带滤波器由具有不平衡输入-不平衡输出的非平衡型的弹性表面波滤波器构成，
所述第1频带滤波器具备：压电基板和在所述压电基板上构成的电极结构，
所述电极结构具有：输入电极焊盘、输出电极焊盘、与地线电位连接的地线电极焊盘、作为具有至少一个IDT电极的弹性表面波滤波器而发挥功能的功能电极部、连接所述功能电极部与所述输入电极焊盘的第1信号布线电极、在所述功能电极部内流过信号电流的第2信号布线电极、连接所述功能电极部与所述输出电极焊盘的第3信号布线电极、和连结所述功能电极部与所述地线电极焊盘的地线布线电极，
所述第1信号布线电极～所述第3信号布线电极内的任意的信号布线电极设置有与所述地线布线电极立体交叉的立体交叉部，在该立体交叉部，在该地线布线电极与该信号布线电极之间设置有层间绝缘膜，隔着该层间绝缘膜而与该地线布线电极对置的部分的该信号布线电极的宽度被构成为比该立体交叉部以外的部分的该信号布线电极的宽度宽，以便构成低通滤波器用电容器，
在所述立体交叉部中，隔着所述层间绝缘膜而与所述信号布线电极对置的所述地线布线电极的俯视形状，为与重合的该信号布线电极相同的形状，或者为将重合的该信号布线电极包含在内的形状。
2.根据权利要求1所述的双工器，其特征在于，
在构成所述低通滤波器用电容器的部分，所述地线布线电极被配置在所述层间绝缘膜与所述压电基板之间。
3.根据权利要求1或2所述的双工器，其特征在于，
所述非平衡型的弹性表面波滤波器是纵向耦合谐振器型弹性表面波滤波器。
4.根据权利要求1或2所述的双工器，其特征在于，
所述第1频带滤波器是接收滤波器，所述第2频带滤波器是发送滤波器。
5.根据权利要求3所述的双工器，其特征在于，
所述第1频带滤波器是接收滤波器，所述第2频带滤波器是发送滤波器。
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