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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-21
(45)【発行日】2023-09-29
(54)【発明の名称】分波器
(51)【国際特許分類】
H03H 9/72 20060101AFI20230922BHJP
H03H 9/64 20060101ALI20230922BHJP
H03H 9/70 20060101ALI20230922BHJP
H03H 9/17 20060101ALI20230922BHJP
【ＦＩ】
H03H9/72
H03H9/64 Z
H03H9/70
H03H9/17 F
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019150855
(22)【出願日】2019-08-21
(65)【公開番号】P2021034806
(43)【公開日】2021-03-01
【審査請求日】2022-07-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100126480
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 睦
(72)【発明者】
【氏名】大久保 功太
【審査官】石田 昌敏
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－０３３３７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２０２１３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／０１９７９４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０４９８３０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１７０７５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０２４１５５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０３Ｈ ９／００－ ９／７６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１端子とアンテナに接続される共通端子との間において、所定の周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタと、第２端子と前記共通端子との間において、前記所定の周波数帯域の信号を減衰させるバンドエリミネーションフィルタと、
を備え、
前記バンドエリミネーションフィルタは、前記第２端子と前記共通端子との間の線路に直列接続された複数の共振子を備え、
前記複数の共振子は、最も共振周波数が低い第１共振子と、前記第１共振子より前記共通端子側に設けられた第２共振子と、を含み、
前記バンドパスフィルタは、
前記第１端子と前記共通端子との間において、直列腕に配置された第３共振子及び並列腕に配置された第４共振子を備え、
前記複数の共振子の反共振周波数は、いずれも、前記第４共振子の共振周波数より高く、前記第３共振子の反共振周波数より低い、分波器。
【請求項2】
前記複数の共振子は、最も容量値が大きい第５共振子と、前記第５共振子より前記共通端子側に設けられた第６共振子と、を含む、請求項１に記載の分波器。
【請求項3】
前記第１共振子及び前記第２共振子は、互いに隣接して設けられ、前記バンドエリミネーションフィルタは、一端が前記第１共振子と前記第２共振子との接続点に接続され、他端に基準電位が供給された第１インダクタをさらに備える、
請求項１又は２に記載の分波器。
【請求項4】
前記バンドエリミネーションフィルタは、前記第２共振子と前記共通端子との間において、前記第２共振子に直列接続された第２インダクタをさらに備え、前記第１インダクタのインダクタンス値は、前記第２インダクタのインダクタンス値より大きい、
請求項３に記載の分波器。
【請求項5】
前記バンドエリミネーションフィルタは、前記第２端子と前記共通端子との間の線路に直列接続された第２インダクタ及び第３インダクタをさらに備え、前記バンドパスフィルタは、前記第１端子と前記共通端子との間の線路に直列接続された第４インダクタをさらに備え、
前記第３インダクタは、前記第４インダクタより前記第２インダクタの近くに配置された、
請求項１から３のいずれか一項に記載の分波器。
【請求項6】
前記バンドエリミネーションフィルタは、前記第２端子と前記共通端子との間の線路に直列接続された第３インダクタをさらに備え、前記バンドパスフィルタは、前記第１端子と前記共通端子との間の線路に直列接続された第４インダクタをさらに備え、
前記分波器は、前記バンドパスフィルタと前記バンドエリミネーションフィルタの接続点と、前記共通端子との間の線路に直列接続された第５インダクタをさらに備え、
前記第３インダクタは、前記第４インダクタより前記第５インダクタの近くに配置された、
請求項１から４のいずれか一項に記載の分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、分波器に関する。
【背景技術】
【0002】
携帯電話等の移動体通信機においては、互いに異なる複数の周波数帯域の信号を同時に送受信する、いわゆるキャリアアグリゲーションに対応することが求められている。キャリアアグリゲーションにおいては、例えば１つのアンテナが受信した受信信号を周波数帯域に応じて分けるための分波器がアンテナに接続されている。例えば下記特許文献１には、所定の周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタと、所定の周波数帯域の信号を減衰させるバンドエリミネーションフィルタと、を備えたマルチプレクサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１８／０３０２７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような複数のフィルタを含むマルチプレクサにおいては、一方のフィルタの特性が他方のフィルタの特性に影響を与え、他方のフィルタの通過特性を劣化させることがあるが、上記特許文献１ではこのような点は考慮されていない。従って、例えばバンドエリミネーションフィルタが備える共振子の設計によっては、バンドパスフィルタの通過特性を劣化させ得る。
【0005】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、バンドパスフィルタの通過特性の劣化を抑制することができる分波器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
かかる目的を達成するため、本発明の一側面に係る分波器は、第１端子とアンテナに接続される共通端子との間において、所定の周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタと、第２端子と共通端子との間において、該所定の周波数帯域の信号を減衰させるバンドエリミネーションフィルタと、を備え、バンドエリミネーションフィルタは、第２端子と共通端子との間の線路に直列接続された複数の共振子を備え、複数の共振子は、最も共振周波数が低い第１共振子と、第１共振子より共通端子側に設けられた第２共振子と、を含む。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、バンドパスフィルタの通過特性の劣化を抑制することができる分波器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る分波器を含む通信装置の構成例を示す図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る分波器及びそれに関連する構成要素の構成例を示す図である。
【図3】バンドパスフィルタ及びバンドエリミネーションフィルタに含まれる各共振子の減衰特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図4A】バンドエリミネーションフィルタの共振子の共振周波数及び容量値の条件を変えた場合における、バンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図4B】バンドエリミネーションフィルタの共振子の共振周波数及び容量値の条件を変えた場合における、バンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図4C】バンドエリミネーションフィルタの共振子の共振周波数及び容量値の条件を変えた場合における、バンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図4D】バンドエリミネーションフィルタの共振子の共振周波数及び容量値の条件を変えた場合における、バンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図5A】バンドエリミネーションフィルタのインダクタの条件を変えた場合における、バンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図5B】バンドエリミネーションフィルタのインダクタの条件を変えた場合における、バンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図5C】バンドエリミネーションフィルタのインダクタの条件を変えた場合における、バンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図5D】バンドエリミネーションフィルタのインダクタの条件を変えた場合における、バンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0010】
図１は、本発明の一実施形態に係る分波器を含む通信装置の構成例を示す図である。本実施形態に係る通信装置は、例えば携帯電話等の移動体通信機に搭載され、信号の送信及び受信を行う。
【0011】
図１に示されるように、通信装置１００は、例えば、アンテナ１０と、分波器２０と、スイッチ３０と、デュプレクサ４０と、電力増幅器５０と、低雑音増幅器６０，６１と、ＲＦＩＣ７０，７１と、を備える。
【0012】
アンテナ１０は、基地局との間で無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号の送信及び受信を行ったり、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの信号を受信したりする。
【0013】
分波器２０は、アンテナ１０から送信される送信信号及びアンテナ１０が受信する受信信号を周波数に基づいて分ける機能を有する。分波器２０は、バンドパスフィルタ２１と、バンドエリミネーションフィルタ２２と、を含む。バンドパスフィルタ２１は、所定の周波数の信号を通過させ、当該所定の周波数以外の周波数の信号を減衰させるフィルタである。バンドエリミネーションフィルタ２２は、所定の周波数の信号を減衰させ、当該所定の周波数以外の信号を通過させるフィルタである。
【0014】
本実施形態において、バンドパスフィルタ２１が通過させる周波数帯域である通過帯域と、バンドエリミネーションフィルタ２２が減衰させる周波数帯域である減衰帯域は重なっている。例えば、アンテナ１０が受信した種々の信号からＧＰＳの受信信号を抽出したい場合、バンドパスフィルタ２１の通過帯域及びバンドエリミネーションフィルタ２２の減衰帯域は、ＧＰＳの受信信号の周波数となるように設定される。これにより、ＧＰＳの受信信号はバンドパスフィルタ２１を通過し、それ以外の受信信号はバンドエリミネーションフィルタ２２を通過する。このように、分波器２０によると、様々な周波数の信号から特定の周波数の信号を抽出することができる。なお、抽出される信号の種類はＧＰＳに限定されない。
【0015】
バンドパスフィルタ２１を通過した受信信号は、低雑音増幅器６０に供給される。バンドエリミネーションフィルタ２２を通過した受信信号は、スイッチ３０に供給される。また、バンドエリミネーションフィルタ２２には、スイッチ３０から送信信号が供給される。分波器２０の構成の詳細については後述する。
【0016】
スイッチ３０は、バンドエリミネーションフィルタ２２から供給される受信信号を、通信規格や周波数帯域に基づいて、いずれかのデュプレクサに供給する。図１ではデュプレクサ４０が一例として示されているが、スイッチ３０には複数のデュプレクサが接続されていてよく、あるいはデュプレクサに代えて分波器や受信機が接続されていてもよい。また、スイッチ３０は、各デュプレクサから供給される送信信号をバンドエリミネーションフィルタ２２に供給する。なお、通信装置１００は、スイッチ３０を備えていなくてもよい。
【0017】
デュプレクサ４０は、スイッチ３０から供給される受信信号と、電力増幅器５０から供給される送信信号を、周波数に基づいて分ける機能を有する。デュプレクサ４０は、例えば２つのバンドパスフィルタ４１，４２を備える。一方のバンドパスフィルタ４１は、受信周波数帯域の信号を通過させ、他方のバンドパスフィルタ４２は、送信周波数帯域の信号を通過させる。これにより、送信信号及び受信信号間の相互の漏洩が抑制される。
【0018】
電力増幅器５０は、ＲＦＩＣ７１において生成される送信信号の電力を増幅して、デュプレクサ４０に供給する。
【0019】
低雑音増幅器６０は、分波器２０から供給される受信信号の電力を増幅して、ＲＦＩＣ７０に供給する。
【0020】
低雑音増幅器６１は、デュプレクサ４０から供給される受信信号の電力を増幅して、ＲＦＩＣ７１に供給する。
【0021】
ＲＦＩＣ７０は、分波器２０によって抽出された所定の信号（例えば、ＧＰＳの受信信号）を処理する集積回路である。ＲＦＩＣ７１は、当該所定の信号を除く信号、すなわち、バンドエリミネーションフィルタ２２の通過帯域に含まれる信号（例えば、携帯電話の受信信号）を処理する集積回路である。なお、図１ではＲＦＩＣ７０とＲＦＩＣ７１とが別々のＩＣにより構成された例が示されているが、これらの一部又は全ての機能が１つのチップにより構成されていてもよい。
【0022】
上述した通信装置１００が備える各構成要素は、同じチップにモジュールとして形成されていてもよく、あるいは別々のチップに形成されていてもよい。通信装置１００は、例えばアンテナ１０を備えていなくてもよく、その場合は、通信装置１００にアンテナ１０が接続されていてもよい。次に、分波器２０の構成についてさらに詳細に説明する。
【0023】
図２は、本発明の一実施形態に係る分波器及びそれに関連する構成要素の構成例を示す図である。
【0024】
図２に示されるように、本実施形態にかかる分波器２０Ａは、バンドパスフィルタ２１Ａと、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａと、を含む。バンドパスフィルタ２１Ａは、アンテナ１０から共通端子Ｔ３を経由して供給された受信信号を端子Ｔ１（第１端子）から出力する。バンドエリミネーションフィルタ２２Ａは、アンテナ１０から共通端子Ｔ３を経由して供給された受信信号を端子Ｔ２（第２端子）から出力するとともに、スイッチ３０から端子Ｔ２を経由して供給された送信信号を共通端子Ｔ３から出力する。本実施形態では、バンドパスフィルタ２１Ａは、受信信号を通過させるが、これに代えて、又はこれに加えて送信信号を通過させてもよい。
【0025】
バンドパスフィルタ２１Ａは、複数の共振子が直列腕及び並列腕に配置されたラダー型フィルタである。具体的に、バンドパスフィルタ２１Ａは、４つの共振子Ｓ１～Ｓ４と、３つの共振子Ｐ１～Ｐ３と、インダクタＬ２と、を備える。共振子及びインダクタの数はそれぞれ一例であり、これに限定されない。
【0026】
共振子Ｓ１～Ｓ４及び共振子Ｐ１～Ｐ３の素子は特に限定されないが、例えば、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタ、圧電薄膜共振子等のフィルタ、又はバルク弾性波（ＢＡＷ：Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタ等であってもよい。以下に説明する共振子Ｓ５，Ｓ６においても同様である。
【0027】
４つの共振子Ｓ１（第３共振子）～Ｓ４は、共通端子Ｔ３と端子Ｔ１とを結ぶ線路Ｕ１において、アンテナ１０側から近い順にそれぞれ直列接続されている。３つの共振子Ｐ１（第４共振子）～Ｐ３は、アンテナ１０側から近い順にそれぞれ、線路Ｕ１から分岐するように並列に接続されている。３つの共振子Ｐ１～Ｐ３は、一端が、それぞれ共振子Ｓ１と共振子Ｓ２との接続点、共振子Ｓ２と共振子Ｓ３との接続点、共振子Ｓ３と共振子Ｓ４との接続点に接続され、他端に基準電位（例えば接地電位）が供給されている。
【0028】
インダクタＬ２（第４インダクタ）は、共振子Ｓ４と端子Ｔ１との間において、直列腕に配置された共振子に直列接続されている。
【0029】
バンドエリミネーションフィルタ２２Ａは、複数の共振子が直列に接続された構成である。具体的に、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａは、２つの共振子Ｓ５，Ｓ６と、３つのインダクタＬ３～Ｌ５を備える。共振子及びインダクタの数は一例であり、これに限定されない。
【0030】
共振子Ｓ５（第２共振子、第６共振子）及び共振子Ｓ６（第１共振子、第５共振子）は、共通端子Ｔ３と端子Ｔ２とを結ぶ線路Ｕ２において、アンテナ１０側から近い順に隣接して直列接続されている。
【0031】
インダクタＬ３（第２インダクタ）は、共通端子Ｔ３と共振子Ｓ５との間において、共振子Ｓ５に直列接続されている。インダクタＬ４（第１インダクタ）は、線路Ｕ２から分岐するように、一端が共振子Ｓ５と共振子Ｓ６との接続点に接続され、他端に基準電位（例えば接地電位）が供給されている。インダクタＬ５（第３インダクタ）は、共振子Ｓ６と端子Ｔ２との間において、共振子Ｓ６に直列接続されている。
【0032】
インダクタＬ１（第５インダクタ）は、バンドパスフィルタ２１Ａとバンドエリミネーションフィルタ２２Ａとの接続点Ａと、共通端子Ｔ３との間の線路に直列接続されている。
【0033】
本実施形態では、バンドパスフィルタ２１Ａの通過帯域及びその帯域幅と、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａの減衰帯域及びその帯域幅が略同一である。従って、各フィルタに含まれる各共振子は、図３に示されるような共振周波数及び反共振周波数の条件を満たす。
【0034】
図３は、図２に示されるバンドパスフィルタ及びバンドエリミネーションフィルタに含まれる各共振子の減衰特性のシミュレーション結果を示すグラフである。同図に示されるグラフにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は信号の減衰量（ｄＢ）を示す。特性２００は、バンドパスフィルタ２１Ａの共振子Ｓ１の減衰特性を示す。特性２１０は、バンドパスフィルタ２１Ａの共振子Ｐ１の減衰特性を示す。特性２２０は、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａの共振子Ｓ５の減衰特性を示す。特性２３０は、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａの共振子Ｓ６の減衰特性を示す。
【0035】
共振子Ｓ１，Ｓ５，Ｓ６は直列腕に配置されるため、図３に示されるように、その反共振周波数において信号が大きく減衰する。共振子Ｐ１は並列腕に配置されるため、その共振周波数において信号が大きく減衰する。本実施形態では、バンドパスフィルタ２１Ａの共振子Ｓ１の反共振周波数と、共振子Ｐ１の共振周波数との間に、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａの共振子Ｓ５及び共振子Ｓ６の反共振周波数が配置されている。これにより、バンドパスフィルタ２１Ａの通過帯域とバンドエリミネーションフィルタ２２Ａの減衰帯域とが重なることとなる。なお、図３では、バンドパスフィルタ２１Ａの共振子の一例として共振子Ｓ１及び共振子Ｐ１が選択されているが、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａに含まれる共振子の反共振周波数は、バンドパスフィルタ２１Ａのいずれか１つの並列腕の共振子の共振周波数より高く、いずれか１つの直列腕の共振子の反共振周波数より低ければよい。
【0036】
ここで、複数のフィルタを含む分波器においては、一方のフィルタの特性が他方のフィルタの特性に影響を与え、他方のフィルタの通過特性を劣化させることがある。従って、例えばバンドエリミネーションフィルタが備える共振子の設計によっては、バンドパスフィルタの通過特性を劣化させ得る。
【0037】
この点、本実施形態では、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａが備える共振子のうち、共通端子Ｔ３側の共振子Ｓ５の共振周波数が、端子Ｔ２側の共振子Ｓ６の共振周波数より高くなるように設定されている。なお、例えばＳＡＷフィルタの共振周波数ｆrは、櫛形電極（ＩＤＴ：Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）の周期をλとし、ＳＡＷフィルタを構成する圧電基板における音速をｖとすると、ｆr＝ｖ／λ［Ｈｚ］により表される。従って、例えば共振子がＳＡＷフィルタである場合、櫛形電極の周期を調整することにより、所望の共振周波数ｆrを得ることができる。
【0038】
バンドパスフィルタ２１Ａとバンドエリミネーションフィルタ２２Ａとの接続点Ａから見たバンドパスフィルタ２１Ａ側のインピーダンスをＺ１とし、接続点Ａから見たバンドエリミネーションフィルタ２２Ａ側のインピーダンスをＺ２とする。一般的に、バンドパスフィルタ２１Ａの通過帯域におけるインピーダンスＺ１は、例えば５０Ωであり、かつバンドエリミネーションフィルタ２２Ａの減衰帯域におけるインピーダンスＺ２は高いインピーダンスとなるように設計される。ここで、インピーダンスＺ２が低くなると、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａ側に信号が漏れやすくなるため、バンドパスフィルタ２１Ａの通過特性の劣化を招き、バンドパスフィルタ２１Ａの挿入損失が大きくなり得る。
【0039】
本実施形態では、共振子Ｓ５の共振周波数が共振子Ｓ６の共振周波数より高いことにより、バンドパスフィルタ２１Ａの通過帯域におけるインピーダンスＺ２が高くなる。これにより、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａ側に漏洩する信号が減少し、バンドパスフィルタ２１Ａ側に流れる信号が増加するため、結果としてバンドパスフィルタ２１Ａの通過特性の劣化を抑制することができる。
【0040】
また、共振子は所定の静電容量を有するが、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａにおいて、共振子Ｓ５の容量値は、共振子Ｓ６の容量値より小さい方が好ましい。これによっても、バンドパスフィルタ２１Ａの通過帯域におけるインピーダンスＺ２がより高くなることにより、バンドパスフィルタ２１Ａの通過特性の劣化を抑制することができる。
【0041】
図４Ａから図４Ｄは、図２に示されるバンドエリミネーションフィルタの共振子の共振周波数及び容量値の条件を変えた場合における、バンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。具体的に、本シミュレーションでは、共振子Ｓ５，Ｓ６の共振周波数の高低関係、及び、共振子Ｓ５，Ｓ６の容量値の大小関係を変えている。共振子Ｓ６に対する共振子Ｓ５の共振周波数及び容量値の関係を以下の表１に示す。
【表1】
【0042】
また、本シミュレーションは、一例として、バンドパスフィルタ２１Ａの通過帯域を１１６６．２２～１１８６．６８ＭＨｚとしている。本グラフにおいて、横軸は信号の周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は信号の減衰量（ｄＢ）を示す。いずれのグラフも、紙面上側のグラフは通過特性を１０ｄＢ単位で表した結果（左側の縦軸の目盛参照）であり、紙面下側のグラフは通過特性を１ｄＢ単位で表した結果（右側の縦軸の目盛参照）である。
【0043】
図４Ａと図４Ｂの比較から、共振子Ｓ５の共振周波数が共振子Ｓ６の共振周波数より高い方が、バンドパスフィルタの通過特性が大きく改善されていることが分かる。図４Ｂでは、通過帯域においてほぼ一様に、信号の減衰量が－２～－１ｄＢ程度に収まっていることが分かる。また、図４Ｃと図４Ｄの比較においても同様に、共振子Ｓ５の共振周波数が共振子Ｓ６の共振周波数より高い方が、バンドパスフィルタの通過特性が大きく改善されている。
【0044】
図４Ｂと図４Ｄの比較から、共振子Ｓ５の容量値が共振子Ｓ６の容量値より小さい方が、特にバンドパスフィルタの高帯域側の通過特性がやや改善されていることが分かる。また、図４Ａと図４Ｃの比較においても同様に、共振子Ｓ５の容量値が共振子Ｓ６の容量値より小さい方が、特にバンドパスフィルタの高帯域側の通過特性がやや改善されている。
【0045】
以上のシミュレーション結果から、共振子Ｓ５，Ｓ６の容量値の大小関係に依らず、共振子Ｓ５の共振周波数は、共振子Ｓ６の共振周波数より高い方が好ましいといえる。また、共振子のＳ５，Ｓ６の共振周波数の高低関係に依らず、共振子Ｓ５の容量値が共振子Ｓ６の容量値より小さい方が好ましいといえる。容量値の大小関係に比べて、共振周波数の大小関係の方が、バンドパスフィルタの通過特性の改善に大きく寄与するといえる。
【0046】
なお、上述の実施形態では、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａが２つの共振子Ｓ５，Ｓ６を備える構成が示されているが、バンドエリミネーションフィルタが備える共振子は３つ以上であってもよい。バンドエリミネーションフィルタが３つ以上の共振子を備える場合、最も共振周波数が低い共振子より共通端子Ｔ３側に、少なくとも１つの共振子が設けられていればよい。また、最も容量値が大きい共振子より共通端子Ｔ３側に、少なくとも１つの共振子が設けられていればよい。
【0047】
上述の実施形態では、バンドエリミネーションフィルタ２２ＡがインダクタＬ４の両側に１つずつ共振子を備える構成が示されているが、これらの共振子Ｓ５，Ｓ６の一方又は双方は分割されていてもよい。共振子が分割されるとは、１つの共振子の代わりに複数の直列接続された共振子が設けられ、かつ当該複数の共振子を合成した特性が、分割される前の１つの共振子の特性と一致することをいう。共振子Ｓ５，Ｓ６の一方又は双方が分割される場合、分割された全ての共振子が、それぞれ上述の共振周波数の高低関係を満たすことが好ましい。また、分割された複数の共振子の合成容量値が、上述の容量値の大小関係を満たすことが好ましい。
【0048】
次に、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａが備えるインダクタＬ４について説明する。バンドエリミネーションフィルタ２２Ａは、共振子Ｓ５と共振子Ｓ６との間にインダクタＬ４を備えることにより、バンドパスフィルタ２１Ａの通過帯域におけるインピーダンスＺ２が高くなるため、これによってもバンドパスフィルタ２１Ａの通過特性を改善することができる。
【0049】
図５Ａから図５Ｄは、図２に示されるバンドエリミネーションフィルタのインダクタＬ４の条件を変えた場合における、バンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。図５Ａは、バンドエリミネーションフィルタ２２ＡのインダクタＬ４に相当するインダクタを備えない構成におけるシミュレーション結果である。図５Ｂは、バンドエリミネーションフィルタ２２ＡのインダクタＬ４に相当するインダクタの一端が、共振子Ｓ５と共振子Ｓ６との接続点の代わりに、共振子Ｓ６とインダクタＬ５との接続点に接続される構成におけるシミュレーション結果である。図５Ｃは、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａにおいて、インダクタＬ４のインダクタンス値がインダクタＬ３のインダクタンス値より小さい場合におけるシミュレーション結果である。図５Ｄは、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａにおいて、インダクタＬ４のインダクタンス値がインダクタＬ３のインダクタンス値より大きい場合におけるシミュレーション結果である。
【0050】
【0051】
図５Ａと図５Ｂの比較から、バンドエリミネーションフィルタが線路Ｕ２から分岐されたインダクタを備えることにより、特にバンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数付近の通過特性がやや改善していることが分かる。
【0052】
【0053】
【0054】
以上のシミュレーション結果から、本実施形態に係るバンドエリミネーションフィルタ２２Ａは、共振子Ｓ５と共振子Ｓ６との間に、インダクタＬ３よりインダクタンス値が大きいインダクタＬ４を備えることにより、バンドパスフィルタ２１の通過特性がより改善すると言える。
【0055】
【0056】
バンドパスフィルタ２１Ａに含まれるインダクタとバンドエリミネーションフィルタ２２Ａに含まれるインダクタを１つのパッケージに内層する場合、インダクタＬ５は、インダクタＬ２よりインダクタＬ１の近くに配置されることが好ましい。図６に示される例では、インダクタＬ１の一部とインダクタＬ５の一部が、基板３００上において略平行となるように形成されている。このようにインダクタＬ１とインダクタＬ５が近くに配置されることにより、両インダクタが結合し、相互誘導作用が生じるため、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａの通過特性が改善される。
【0057】
図７Ａ及び図７Ｂは、図２に示されるバンドエリミネーションフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。図７Ａは、インダクタＬ１とインダクタＬ５とが比較的近くに配置され、両者の間に相互誘導作用が生じている場合のシミュレーション結果を示す。図７Ｂは、インダクタＬ１とインダクタＬ５とが比較的遠くに配置され、両者の間に相互誘導作用が生じていない場合のシミュレーション結果を示す。図７Ａ及び図７Ｂにおける横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は減衰量（ｄＢ）を１ｄＢ単位で示す。
【0058】
図７Ａと図７Ｂの比較から、インダクタＬ１とインダクタＬ５との距離が近い方が、特に３０００～５０００ＭＨｚの領域において減衰量が改善していることが分かる。すなわち、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａの通過特性が改善している。
【0059】
なお、図６では図示されていないが、インダクタＬ５は、インダクタＬ１に代えてインダクタＬ３と結合していてもよい。すなわち、インダクタＬ５は、インダクタＬ２よりインダクタＬ３の近くに配置されてよい。この場合も、インダクタＬ１と結合した場合と同様に、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａの通過特性が改善される。
【0060】
以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。分波器２０Ａは、第１端子とアンテナに接続される共通端子との間において、所定の周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタ２１Ａと、第２端子と共通端子との間において、所定の周波数帯域の信号を減衰させるバンドエリミネーションフィルタ２２Ａと、を備え、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａは、第２端子と共通端子との間の線路に直列接続された複数の共振子を備え、複数の共振子は、最も共振周波数が低い第１共振子と、第１共振子より共通端子側に設けられた第２共振子と、を含む。これにより、バンドパスフィルタ２１Ａの通過帯域におけるインピーダンスＺ２がより高くなるため、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａ側に漏洩する信号が減少する。従って、バンドパスフィルタ２１Ａ側に流れる信号が増加し、バンドパスフィルタ２１Ａの通過特性の劣化を抑制することができる。
【0061】
分波器２０Ａにおいて、バンドパスフィルタ２１Ａは、第１端子と共通端子との間において、直列腕に配置された第３共振子及び並列腕に配置された第４共振子を備え、複数の共振子の反共振周波数は、いずれも、第４共振子の共振周波数より高く、第３共振子の反共振周波数より低くてもよい。これにより、バンドパスフィルタ２１Ａの通過帯域とバンドエリミネーションフィルタ２２Ａの減衰帯域とが重なることとなる。
【0062】
分波器２０Ａにおいて、複数の共振子は、最も容量値が大きい第５共振子と、第５共振子より共通端子側に設けられた第６共振子と、を含んでいてもよい。これにより、バンドパスフィルタ２１Ａの通過帯域におけるインピーダンスＺ２がより高くなるため、バンドパスフィルタ２１Ａの通過特性の劣化を抑制することができる。
【0063】
分波器２０Ａにおいて、第１共振子及び第２共振子は、互いに隣接して設けられ、バンドエリミネーションフィルタは、一端が第１共振子と第２共振子との接続点に接続され、他端に基準電位が供給された第１インダクタをさらに備えていてもよい。これにより、バンドパスフィルタ２１Ａの通過帯域におけるインピーダンスＺ２がより高くなるため、バンドパスフィルタ２１Ａの通過特性の劣化を抑制することができる。
【0064】
分波器２０Ａにおいて、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａは、第２共振子と共通端子との間において、第２共振子に直列接続された第２インダクタをさらに備え、第１インダクタのインダクタンス値は、第２インダクタのインダクタンス値より大きくてもよい。これにより、バンドパスフィルタ２１Ａの通過特性がより改善する。
【0065】
分波器２０Ａにおいて、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａは、第２端子と共通端子との間の線路に直列接続された第２インダクタ及び第３インダクタをさらに備え、バンドパスフィルタ２１Ａは、第１端子と共通端子との間の線路に直列接続された第４インダクタをさらに備え、第３インダクタは、第４インダクタより第２インダクタの近くに配置されていてもよい。これにより、第３インダクタと第２インダクタとが結合し、相互誘導作用が生じるため、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａの通過特性が改善される。
【0066】
分波器２０Ａにおいて、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａは、第２端子と共通端子との間の線路に直列接続された第３インダクタをさらに備え、バンドパスフィルタ２１Ａは、第１端子と共通端子との間の線路に直列接続された第４インダクタをさらに備え、分波器２０Ａは、バンドパスフィルタとバンドエリミネーションフィルタの接続点と、共通端子との間の線路に直列接続された第５インダクタをさらに備え、第３インダクタは、第４インダクタより第５インダクタの近くに配置されていてもよい。これにより、第３インダクタと第５インダクタとが結合し、相互誘導作用が生じるため、バンドエリミネーションフィルタ２２Ａの通過特性が改善される。
【0067】
以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更又は改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【0068】
１００…通信装置、１０…アンテナ、２０，２０Ａ…分波器、２１，２１Ａ…バンドパスフィルタ、２２，２２Ａ…バンドエリミネーションフィルタ、３０…スイッチ、４０…デュプレクサ、４１，４２…バンドパスフィルタ、５０…電力増幅器、６０，６１…低雑音増幅器、７０，７１…ＲＦＩＣ、３００…基板、Ｔ１，Ｔ２…端子、Ｔ３…共通端子、Ｌ１～Ｌ５…インダクタ、Ｕ１，Ｕ２…線路、Ｓ１～Ｓ６，Ｐ１～Ｐ３…共振子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7A】
【図7B】
