(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を分配する分配器と、分配された信号の所望の周波数帯域を抑圧するノッチフィルタが交互に縦続接続されたアンテナ共用器であって、
Ｐを１以上の整数とし、Ｑ、Ｒを２以上の整数とし、
第１入出力端子、第２入出力端子、第３入出力端子を備え第１入出力端子から第２入出力端子をみて第３入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となり第１入出力端子から第３入出力端子をみて第２入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となる第１から第Ｐ分配器と、第１入出力端子と第２入出力端子とを備える第１から第Ｑノッチフィルタと、入出力端子と送信端子と受信端子とを備える第１から第Ｒデュプレクサとを含み、
前記第１分配器の第１入出力端子はアンテナ素子と、前記第１分配器の第２入出力端子は第１ノッチフィルタの第１入出力端子と、前記第１分配器の第３入出力端子は第２ノッチフィルタの第１入出力端子と接続され、
Ｐが２以上の整数である場合に、ｐを２以上Ｐ以下の整数とし、
前記第ｐ分配器の第１入出力端子は第（ｐ−１）ノッチフィルタの第２入出力端子と、前記第ｐ分配器の第２入出力端子は第（２ｐ−１）ノッチフィルタの第１入出力端子と、前記第ｐ分配器の第３入出力端子は第２ｐノッチフィルタの第１入出力端子と接続され、
前記第１から第Ｑノッチフィルタのうち、アンテナ素子からみて最も末端に属するＲ個のノッチフィルタの各第２入出力端子は、前記第１から第Ｒデュプレクサの各入出力端子と接続され、
前記第１から第Ｒデュプレクサの送信端子は送信回路と、受信端子は受信回路と接続され、
前記任意の分配器の第２入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該分配器の第３入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止し、
前記任意の分配器の第３入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該分配器の第２入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止するアンテナ共用器。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ共用器であって、前記Ｐが１、前記Ｑが２、前記Ｒが２であるアンテナ共用器。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナ共用器であって、前記Ｐが２、前記Ｑが４、前記Ｒが３であるアンテナ共用器。
【請求項４】
請求項１に記載のアンテナ共用器であって、前記Ｐが３、前記Ｑが６、前記Ｒが４であるアンテナ共用器。
【請求項５】
信号を分配する分配器と、分配された信号の所望の周波数帯域を抑圧するノッチフィルタが交互に縦続接続されたアンテナ共用器であって、
Ｐを１以上の整数とし、Ｑ、Ｒを２以上の整数とし、
第１入出力端子、第２入出力端子、第３入出力端子、第４入出力端子を備え第１入出力端子から第２入出力端子をみて第３、第４入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となり、第１入出力端子から第３入出力端子をみて第２、第４入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となり、第１入出力端子から第４入出力端子をみて第２、第３入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となる第１から第Ｐ分配器と、第１入出力端子と第２入出力端子とを備える第１から第Ｑノッチフィルタと、入出力端子と送信端子と受信端子とを備える第１から第Ｒデュプレクサからなるアンテナ共用器であって、
前記第１分配器の第１入出力端子はアンテナ素子と、前記第１分配器の第２入出力端子は第１ノッチフィルタの第１入出力端子と、前記第１分配器の第３入出力端子は第２ノッチフィルタの第１入出力端子と、前記第１分配器の第４入出力端子は第３ノッチフィルタの第１入出力端子と接続され、
Ｐが２以上の整数である場合に、ｐを２以上Ｐ以下の整数とし、
前記第ｐ分配器の第１入出力端子は第（ｐ−１）ノッチフィルタの第２入出力端子と、前記第ｐ分配器の第２入出力端子は第（３ｐ−２）ノッチフィルタの第１入出力端子と、前記第ｐ分配器の第３入出力端子は第（３ｐ−１）ノッチフィルタの第１入出力端子と、前記第ｐ分配器の第４入出力端子は第３ｐノッチフィルタの第１入出力端子と接続され、
前記第１から第Ｑノッチフィルタのうち、アンテナ素子からみて最も末端に属するＲ個のノッチフィルタの各第２入出力端子は、前記第１から第Ｒデュプレクサの各入出力端子と接続され、
前記第１から第Ｒデュプレクサの送信端子は送信回路と、受信端子は受信回路と接続され、
前記任意の分配器の第２入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該分配器の第３、および第４入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止し、
前記任意の分配器の第３入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該分配器の第２、および第４入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止し、
前記任意の分配器の第４入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該分配器の第２、および第３入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止するアンテナ共用器。
【請求項６】
請求項５に記載のアンテナ共用器であって、前記Ｐが１、前記Ｑが３、前記Ｒが３であるアンテナ共用器。
【請求項７】
請求項１から６の何れかに記載のアンテナ共用器であって、
前記デュプレクサの受信端子と受信回路との間に受信帯域信号を通過させる帯域通過フィルタを備えるアンテナ共用器。
【請求項８】
請求項１から６の何れかに記載のアンテナ共用器であって、
前記デュプレクサの送信端子と送信回路との間に当該デュプレクサの受信端子を通過する受信帯域信号を阻止するノッチフィルタを備えるアンテナ共用器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基地局装置などに用いるアンテナ共用器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周波数デュプレクス方式を採用する無線通信システム用無線回路では、一般に送受信波を分離するためにアンテナ直下にデュプレクサを用いる。デュプレクサは送受信間で高いアイソレーションを達成しつつ、送信帯域及び受信帯域にて低挿入損失を達成する必要がある。また、送信帯域にて高い送信出力に耐えることが必要である。例えば、２ＧＨｚ帯移動通信用基地局装置では、最大送信出力２０Ｗ、送受信帯域の周波数差１９０ＭＨｚ、送受信間アイソレーションが少なくとも８０ｄＢ以上のデュプレクサが用いられている。高耐圧、急峻な帯域外減衰特性を達成するために、デュプレクサには空洞共振器を用いる。複数のデュプレクサを用いるマルチバンド対応デュプレクサは、複数のデュプレクサ出力をトーナメント構成または並列構成にて合成する回路が必要となる。一般にデュプレクサには低通過損失が求められることから、３ｄＢ電力合成器を用いることはできない。したがって、複数のフィルタを用いることが必要となる。【０００３】
図１を参照して、従来技術のデュアルバンド対応アンテナ共用器について説明する。図１は従来技術における８００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯のデュアルバンド対応のアンテナ共用器８００の構成例を示す図である。アンテナ共用器８００は、８００ＭＨｚ帯と２ＧＨｚ帯とを分離する８００ＭＨｚ帯／２ＧＨｚ帯デュアルバンドデュプレクサ８１１と、８００ＭＨｚ帯デュプレクサ８２１と、２ＧＨｚ帯デュプレクサ８２２とを備える。８００ＭＨｚ帯／２ＧＨｚ帯デュアルバンドデュプレクサ８１１は、第１入出力端子８１１−１と、第２入出力端子８１１−２と、第３入出力端子８１１−３とを備える。８００ＭＨｚ帯デュプレクサ８２１は、入出力端子８２１−１と、送信端子８２１−２と、受信端子８２１−３とを備える。２ＧＨｚ帯デュプレクサ８２２は、入出力端子８２２−１と、送信端子８２２−２と、受信端子８２２−３とを備える。図１の構成では、通過帯域を低損失にできる。【０００４】
次に図２を参照して、従来技術のトリプルバンド対応アンテナ共用器について説明する。図２は従来技術における８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯のトリプルバンド対応のアンテナ共用器９００の構成例を示す図である。アンテナ共用器９００は、８００ＭＨｚから１．５ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯とを分離する８００ＭＨｚから１．５ＧＨｚ帯／２ＧＨｚ帯デュアルバンドデュプレクサ９１１と、８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯とを分離する８００ＭＨｚ帯／１．５ＧＨｚ帯デュアルバンドデュプレクサ９２１と、８００ＭＨｚ帯デュプレクサ９３１と、１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ９３２と、２ＧＨｚ帯デュプレクサ９３３とを備える。８００ＭＨｚから１．５ＧＨｚ帯／２ＧＨｚ帯デュアルバンドデュプレクサ９１１は、第１入出力端子９１１−１と、第２入出力端子９１１−２と、第３入出力端子９１１−３とを備える。８００ＭＨｚ帯／１．５ＧＨｚ帯デュアルバンドデュプレクサ９２１は、第１入出力端子９２１−１と、第２入出力端子９２１−２と、第３入出力端子９２１−３とを備える。８００ＭＨｚ帯デュプレクサ９３１は、入出力端子９３１−１と、送信端子９３１−２と、受信端子９３１−３とを備える。１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ９３２は、入出力端子９３２−１と、送信端子９３２−２と、受信端子９３２−３とを備える。２ＧＨｚ帯デュプレクサ９３３は、入出力端子９３３−１と、送信端子９３３−２と、受信端子９３３−３とを備える。図２に類似する構成として、特許文献１がある。ＧＰＳを使用する１．２２７６ＧＨｚと１．５７５４２ＧＨｚ、無線ＬＡＮを使用する２．４５ＧＨｚと５．２ＧＨｚ、ＤＳＲＣを使用する５．８ＧＨｚの５バンドをデュプレクサを用いてトーナメント形で合成する。複数帯域を合成するには、特許文献１のようにデュプレクサをトーナメント形で多段で構成するのが一般的である。【０００５】
特許文献２では、複信、二波単信及び一波単信の無線通信モードに対応したアンテナ共用装置として二つノッチフィルタを用いる。この構成では送信部のノッチフィルタは受信部の動作帯域を阻止し、受信部のノッチフィルタは送信部の動作帯域を阻止する。特許文献２はアンテナ共用器をノッチフィルタで構成できることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７８０５９号公報
【特許文献２】特開２００８−１１１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
今日、移動通信基地局装置は小型かつ軽量であることが求められている。また、移動通信基地局装置でサポートする周波数帯は複数ある。従来はそれぞれの周波数帯で装置を構成していたが、今後は設置スペースの関係から複数の装置を一体化することが必要となる。このとき、上記で述べたようにマルチバンド対応アンテナ共用器はそれ相当の寸法を必要とすることが想定されるため、マルチバンド対応アンテナ共用器の小型化と軽量化が必要となる。【０００８】
しかしながら、上述のように複数のデュプレクサをトーナメント形式に構成して具体化されるアンテナ共用器は、個々のデュプレクサの周波数特性に依存するものの、一般に相当の寸法を有する。例えば、移動通信基地局用アンテナ共用器の場合、個々のデュプレクサが縦２０ｃｍ、横１０ｃｍ、高さ５ｃｍ程度の寸法を持つ。デュアルバンド対応アンテナ共用器の場合、このようなデュプレクサを３つ用いることから、それ相応の寸法を持つことが予想される。またサポートする帯域数の増大に伴い、具体化されるマルチバンド対応アンテナ共用器の寸法は増大することが容易に類推できる。【０００９】
動作周波数帯の異なる複数のデュプレクサ出力を結合するには電力合成器を用いる方法があるが、接続するデュプレクサ数の増大に伴い挿入損失が増大する。また電力合成器は終端抵抗に合成端子数分の１に相当する電力を消費するため、デュプレクサ出力は見かけ上挿入損失（分配損失とする）が増大したことになる。【００１０】
従来、小型のフィルタとしてＳＡＷフィルタが知られているが、ＳＡＷフィルタによって移動通信基地局用デュプレクサにおいて求められる急峻な帯域外減衰特性を具体化するには挿入損失と遅延時間偏差の増大を許容しなければならず、ＳＡＷフィルタを移動通信基地局用デュプレクサにこのまま適用することは困難であった。【００１１】
特許文献２のようにノッチフィルタをアンテナ共用器として用いる例は知られており、ノッチフィルタはデュプレクサと比較してサイズが小さい。しかし、従来のノッチフィルタは狭帯域かつ単一の周波数帯の信号を阻止することができるのみであるため、複数の周波数帯をサポートするマルチバンド対応アンテナ共用器には使用することが出来ない。ノッチフィルタのみで複数周波数帯で使用できるアンテナ共用器を構成するためには、ノッチフィルタが複数の周波数帯の信号を阻止する特性、従来よりも広帯域で信号を阻止する特性を備えている必要がある。しかし、このようなノッチフィルタは阻止量が十分でなく、ノッチフィルタのみをトーナメント方式に構成することによってもマルチバンド対応のアンテナ共用器を実現することは出来なかった。【００１２】
そこで、本発明では、従来と同等の周波数特性を達成しつつ、小型かつ軽量なマルチバンド対応アンテナ共用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】
【００１３】
本発明のアンテナ共用器は、信号を分配する分配器と、分配された信号の所望の周波数帯域を抑圧するノッチフィルタが交互に縦続接続される。Ｐを１以上の整数とし、Ｑ、Ｒを２以上の整数とし、第１入出力端子、第２入出力端子、第３入出力端子を備え第１入出力端子から第２入出力端子をみて第３入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となり第１入出力端子から第３入出力端子をみて第２入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となる第１から第Ｐ分配器と、第１入出力端子と第２入出力端子とを備える第１から第Ｑノッチフィルタと、入出力端子と送信端子と受信端子とを備える第１から第Ｒデュプレクサとを含む。
【００１４】
第１分配器の第１入出力端子はアンテナ素子と、第１分配器の第２入出力端子は第１ノッチフィルタの第１入出力端子と、第１分配器の第３入出力端子は第２ノッチフィルタの第１入出力端子と接続される。Ｐが２以上の整数である場合に、ｐを２以上Ｐ以下の整数とし、第ｐ分配器の第１入出力端子は第（ｐ−１）ノッチフィルタの第２入出力端子と、第ｐ分配器の第２入出力端子は第（２ｐ−１）ノッチフィルタの第１入出力端子と、第ｐ分配器の第３入出力端子は第２ｐノッチフィルタの第１入出力端子と接続される。第１から第Ｑノッチフィルタのうち、アンテナ素子からみて最も末端に属するＲ個のノッチフィルタの各第２入出力端子は、第１から第Ｒデュプレクサの各入出力端子と接続される。第１から第Ｒデュプレクサの送信端子は送信回路と、受信端子は受信回路と接続される。任意の分配器の第２入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該分配器の第３入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止する。任意の分配器の第３入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該分配器の第２入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のアンテナ共用器によれば、従来と同等の周波数特性を達成しつつ、小型かつ軽量なマルチバンド対応のアンテナ共用器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術における８００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯のデュアルバンド対応のアンテナ共用器の構成例を示す図。
【図２】従来技術における８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯のトリプルバンド対応のアンテナ共用器の構成例を示す図。
【図３】本発明のアンテナ共用器（デュアルバンド対応）の要点を説明する図。
【図４】本発明のアンテナ共用器（トリプルバンド対応）の要点を説明する図。
【図５】実施例１にかかるアンテナ共用器の構成を示す図。
【図６】本発明のアンテナ共用器に用いられるノッチフィルタの構成例を示す図。
【図７】図６を基本回路とするノッチフィルタのシュミレーション結果を示す図。
【図８】実施例２にかかるアンテナ共用器の構成を示す図。
【図９】本発明のアンテナ共用器に用いられるノッチフィルタの構成例を示す図。
【図１０】図９を基本回路とするノッチフィルタのシュミレーション結果を示す図。
【図１１】実施例３にかかるアンテナ共用器の構成を示す図。
【図１２】実施例４にかかるアンテナ共用器の構成を示す図。
【図１３】実施例５にかかるアンテナ共用器の構成を示す図。
【図１４】実施例６にかかるアンテナ共用器の構成を示す図。
【図１５】実施例６のアンテナ共用器を平面回路で構成した例を示す図。
【図１６】実施例６のアンテナ共用器を平面回路で構成した例についてマイクロ波回路シミュレータによる線形シミュレーション結果を示す図。
【図１７】変形例１にかかるアンテナ共用器の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【００１８】
＜本発明のポイント＞
以下、図３、図４を参照して本発明のポイントについて説明する。図３は本発明のアンテナ共用器（デュアルバンド対応）の要点を説明する図である。図４は本発明のアンテナ共用器（トリプルバンド対応）の要点を説明する図である。本発明のアンテナ共用器では、複数のデュプレクサを合成する回路にノッチフィルタを用いる。例えば、２周波数に対応したデュアルバンド対応アンテナ共用器の場合、図３のようにそれぞれ周波数阻止域の異なる二つのノッチフィルタであるノッチフィルタ１、ノッチフィルタ２を用いる。トリプルバンド以上に対応するデュプレクサでは、図４に示すようにトーナメント合成形にてノッチフィルタを構成する。本発明のアンテナ共用器は複数の減衰極をもち、広帯域かつ高阻止量を可能にするノッチフィルタを用いる。特許文献１のように従来デュプレクサを用いた回路に比較して、ノッチフィルタを用いた回路は、阻止するべき周波数帯を抑圧しつつ、通過帯域の挿入損失を低く抑えることができる。ノッチフィルタを用いた回路は、３ｄＢ電力分配器のように通過電力が半分になることもない。また帯域通過フィルタと比較して、通過帯域の群遅延時間偏差をきわめて少なくすることが可能になる。また、本発明のアンテナ共用器は、周波数帯域ごとに従来のデュプレクサを設けるため、ノッチフィルタのみで実現できない十分な阻止量を得ることができる。
【実施例１】
【００１９】
以下、図５を参照して実施例１にかかるデュアルバンド対応のアンテナ共用器について説明する。図５は本実施例にかかるアンテナ共用器１００の構成を示す図である。【００２０】
本実施例のアンテナ共用器１００は、分配器としてＴ分配器１１１と、２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１と、１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２２と、１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ１３１と、２ＧＨｚ帯デュプレクサ１３２とを備える。Ｔ分配器１１１は、第１入出力端子１１１−１と、第２入出力端子１１１−２と、第３入出力端子１１１−３とを備える。２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１は、第１入出力端子１２１−１と、第２入出力端子１２１−２とを備える。１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２２は、第１入出力端子１２２−１と、第２入出力端子１２２−２とを備える。１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ１３１は、入出力端子１３１−１と、送信端子１３１−２と、受信端子１３１−３とを備える。２ＧＨｚ帯デュプレクサ１３２は、入出力端子１３２−１と、送信端子１３２−２と、受信端子１３２−３とを備える。以下の実施例においても、Ｔ分配器は第１、第２、第３入出力端子を備えるものとし、添え字をそれぞれ（構成部番号）−１、（構成部番号）−２、（構成部番号）−３と表記するものとし、第１入出力端子はアンテナ端子側の入出力端子であるものとし、第２、第３入出力端子は送受信回路側の入出力端子であるものとする。同様に、以下の実施例においても、ノッチフィルタは第１、第２入出力端子を備えるものとし、添え字をそれぞれ（構成部番号）−１、（構成部番号）−２と表記するものとし、第１入出力端子はアンテナ端子側の入出力端子であるものとし、第２入出力端子は送受信回路側の入出力端子であるものとする。また、同様に、以下の実施例においても、デュプレクサは入出力端子、送信端子、受信端子を備えるものとし、添え字をそれぞれ（構成部番号）−１、（構成部番号）−２、（構成部番号）−３と表記するものとし、入出力端子はアンテナ端子側の入出力端子であってノッチフィルタに接続されるものとし、送信端子は送信回路（送信系統）に接続される端子であるものとし、受信端子は受信回路（受信系統）に接続される端子であるものとする。【００２１】
Ｔ分配器１１１の第１入出力端子１１１−１はアンテナ素子と接続される。Ｔ分配器１１１の第２入出力端子１１１−２は２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１の第１入出力端子１２１−１と接続される。Ｔ分配器１１１の第３入出力端子１１１−３は１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２２の第１入出力端子１２２−１と接続される。２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１の第２入出力端子１２１−２は、１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ１３１の入出力端子１３１−１と接続される。１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２２の第２入出力端子１２２−２は、２ＧＨｚ帯デュプレクサ１３２の入出力端子１３２−１と接続される。１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ１３１の送信端子１３１−２は１．７ＧＨｚ帯の送信回路と、受信端子１３１−３は１．７ＧＨｚ帯の受信回路と接続される。２ＧＨｚ帯デュプレクサ１３２の送信端子１３２−２は２ＧＨｚ帯の送信回路と、受信端子１３２−３は２ＧＨｚ帯の受信回路と接続される。【００２２】
Ｔ分配器１１１の第２入出力端子１１１−２に接続された２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１は、Ｔ分配器１１１の第３入出力端子１１１−３に１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２２を介して接続された２ＧＨｚ帯デュプレクサ１３２に入力される周波数帯域（２ＧＨｚ帯）の信号を阻止する。Ｔ分配器１１１の第３入出力端子１１１−３に接続された１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２２は、Ｔ分配器１１１の第２入出力端子１１１−２に２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１を介して接続された１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ１３１に入力される周波数帯域（１．７ＧＨｚ帯）の信号を阻止する。【００２３】
１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ１３１は、送信周波数帯１．８６０ＧＨｚから１．８８０ＧＨｚであり、受信周波数帯１．７６５ＧＨｚから１．７８５ＧＨｚである。送受信間のアイソレーション、すなわち送信帯域から受信帯域への回り込みは少なくとも１００ｄＢ以上である。また、挿入損失は送受信帯域それぞれ０．５ｄＢ以下である。送信帯域の耐圧は少なくとも２０Ｗ以上である。２ＧＨｚ帯デュプレクサ１３２は、送信帯域２．１３０ＧＨｚから２．１５０ＧＨｚであり、受信帯域１．９４０ＧＨｚから１．９６０ＧＨｚである。送受信間のアイソレーションは、少なくとも８０ｄＢ以上あり、通過帯域のそれぞれの挿入損失は０．５ｄＢ以下である。送信帯域の耐圧は少なくとも２０Ｗ以上である。このような高い帯域外減衰特性と高い耐圧を可能にするため、これらのデュプレクサは一般に空洞共振器を用いる。【００２４】
２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１は、２ＧＨｚ帯の送信波及び受信波が１．７ＧＨｚ帯送受信装置に混入しないよう２ＧＨｚ帯の送信波及び受信波を十分に抑圧することが必要である。また、同様に１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２２は、１．７ＧＨｚ帯の送信波及び受信波が２ＧＨｚ帯送受信装置に混入しないよう１．７ＧＨｚ帯の送信波及び受信波を十分に抑圧することが必要である。【００２５】
次に、図６、図７を参照して、本発明のアンテナ共用器に用いられるノッチフィルタとそのシュミレーション結果について説明する。図６は本発明のアンテナ共用器に用いられるノッチフィルタの構成例を示す図である。図７は図６を基本回路とするノッチフィルタのシュミレーション結果を示す図である。【００２６】
図６のノッチフィルタは３つの減衰極を持つ開放スタブ１９と短絡スタブ１７、１８とを備える。詳細には、図６のノッチフィルタは、ポート１１に伝送線路１２を接続し、伝送線路１２に伝送線路１３を接続し、伝送線路１３に伝送線路１４を接続し、伝送線路１４に伝送線路１５を接続し、伝送線路１５にポート１６を接続し、伝送線路１２と伝送線路１３とをつなぐ回路を分岐させて短絡スタブ１７を接続し、伝送線路１３と伝送線路１４とをつなぐ回路を分岐させて短絡スタブ１８を接続し、伝送線路１４と伝送線路１５とをつなぐ回路を分岐させて開放スタブ１９を接続している。短絡スタブ１７、１８は接地されている。ノッチフィルタは１つの開放スタブ１９と２つの短絡スタブ１７、１８とそれらのスタブを接続する伝送線路１２から１５により、それぞれのスタブ長と伝送線路長を調整することで阻止する周波数帯を調整できる。例えば、１．７ＧＨｚ帯の送受信帯域を阻止する場合には、１．７６５ＧＨｚから１．８８０ＧＨｚまで目標とする阻止量を達成するノッチフィルタが必要である。図６のノッチフィルタの設計周波数は１．７６５ＧＨｚと１．８８０ＧＨｚの中間である１．８２２５ＧＨｚとした。１．７ＧＨｚ帯の送信帯域と受信帯域を同時に阻止するためである。伝送線路１２から１５、短絡スタブ１７、１８、開放スタブ１９は何れも特性インピーダンス５０Ω、Ｆ０＝１．８２２５ＧＨｚの条件の下で、伝送線路１２の位相を１０ｄｅｇ、伝送線路１３の位相を１２７ｄｅｇ、伝送線路１４の位相を１３８ｄｅｇ、伝送線路１５の位相を１０ｄｅｇ、短絡スタブ１７の位相を２８ｄｅｇ、短絡スタブ１８の位相を１７６ｄｅｇ、開放スタブ１９の位相を１０７ｄｅｇに、設定している。【００２７】
図７は図６を基本回路とする１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタの計算機シミュレーション結果である。図７のシュミレーション結果から１．７６５ＧＨｚ（ｍ１）から１．８８０ＧＨｚ（ｍ２）にて阻止量２３ｄＢ以上を達成できたことが分かる。また、１．９４０ＧＨｚ（ｍ３）から２．１５０ＧＨｚ（ｍ４）の最大通過損失は０．５ｄＢとなっている。このように１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタは２ＧＨｚ帯の送受信波を低挿入損失で伝送できるとともに、１．７ＧＨｚ帯を２３ｄＢ以上阻止することができる。２ＧＨｚ帯ノッチフィルタでも同様の特性を得ることができる。ノッチフィルタには図６のほかにマイクロストリップラインで構成する平面回路、空洞共振器による回路、誘電体共振器による回路などを適用できる。【００２８】
Ｔ分配器１１１は、例えばマイクロストリップラインの３端子回路にて構成できる。例えば５０Ω線路をＴ字に構成した回路である。Ｔ分配器１１１の第１入出力端子１１１−１はアンテナ素子に接続され、残りの２端子（第２入出力端子１１１−２、第３入出力端子１１１−３）は２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１と１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２２に接続される。Ｔ分配器１１１は１．７ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯を分配するが、２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１の第１入出力端子１２１−１に１．７ＧＨｚ帯の信号が分配されないようにすることも必要である。同様に１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２２の第１入出力端子１２２−１に２ＧＨｚ帯の信号が分配されないようにすることが必要である。これを可能にする方法として、第１入出力端子１１１−１から第２入出力端子１１１−２をみて１．７ＧＨｚ帯が開放条件となること、また第１入出力端子１１１−１から第３入出力端子１１１−３をみて２ＧＨｚ帯が開放条件となる回路構成を用いる。例えば、分岐する点から第２入出力端子１１１−２側に２ＧＨｚの１／４波長となる箇所に短絡点を設ける。同様に分岐する点から第３入出力端子１１１−３側に１．７ＧＨｚの１／４波長となる箇所に短絡点を設ける。これにより、１．７ＧＨｚ帯の信号において分岐する点からみて第３入出力端子１１１−３は回路として見えない。２ＧＨｚ帯の信号において分岐する点からみて第２入出力端子１１１−２は回路として見えない。これにより、分岐する点は物理的に１．７ＧＨｚ帯の端子と２ＧＨｚ帯の端子を結合しているが、１．７ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の信号を分配損失なしに分離できる。短絡点は１／４波長による開放スタブでもよく、またチップコンデンサを介してグランドに接してもよい。【００２９】
図７の計算機シミュレーション結果から、アンテナ素子からみて１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２２側は１．７ＧＨｚ帯阻止量２３ｄＢ以上である。また図６と同様の構成で２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１を構成する場合、回路の対称性から２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１側は２ＧＨｚ帯阻止量２３ｄＢ以上となる。このように、Ｔ分配器１１１と２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２１と１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ１２２により１．７ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯のデュアルバンド対応のアンテナ共用器を構成できる。Ｔ分配器１１１はマイクロストリップラインに限られず同軸ケーブルで構成してもよい。【００３０】
本発明のアンテナ共用器の変形例として、低域通過フィルタまたは高域通過フィルタをノッチフィルタの代わりに用いることによってアンテナ共用器を構成してもよい。１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタに相当するのは２ＧＨｚ帯を通過する高域通過フィルタであり、２ＧＨｚ帯ノッチフィルタに相当するのは１．７ＧＨｚ帯を通過する低域通過フィルタである。これら低域通過フィルタ及び高域通過フィルタを用いる場合、その帯域外減衰特性を具体化する回路の観点から、送受信の周波数間隔が大きいことがのぞましい。
【実施例２】
【００３１】
以下、図８を参照して実施例２にかかるトリプルバンド対応のアンテナ共用器について説明する。図８は本実施例にかかるアンテナ共用器２００の構成を示す図である。【００３２】
本実施例のアンテナ共用器２００は、Ｔ分配器２１１と、１．７／２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２１と、１．５ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２２と、Ｔ分配器２３１と、２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２４１と、１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２４２と、１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ２５１と、１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ２５２と、２ＧＨｚ帯デュプレクサ２５３とを備える。【００３３】
Ｔ分配器２１１の第１入出力端子２１１−１はアンテナ素子と接続される。Ｔ分配器２１１の第２入出力端子２１１−２は１．７／２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２１の第１入出力端子２２１−１と接続される。Ｔ分配器２１１の第３入出力端子２１１−３は１．５ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２２の第１入出力端子２２２−１と接続される。１．７／２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２１の第２入出力端子２２１−２は、１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ２５１の入出力端子２５１−１と接続される。１．５ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２２の第２入出力端子２２２−２は、Ｔ分配器２３１の第１入出力端子２３１−１と接続される。Ｔ分配器２３１の第２入出力端子２３１−２は２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２４１の第１入出力端子２４１−１と接続される。Ｔ分配器２３１の第３入出力端子２３１−３は１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２４２の第１入出力端子２４２−１と接続される。２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２４１の第２入出力端子２４１−２は、１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ２５２の入出力端子２５２−１と接続される。１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２４２の第２入出力端子２４２−２は、２ＧＨｚ帯デュプレクサ２５３の入出力端子２５３−１と接続される。１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ２５１の送信端子２５１−２は１．５ＧＨｚ帯の送信回路と、受信端子２５１−３は１．５ＧＨｚ帯の受信回路と接続される。１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ２５２の送信端子２５２−２は１．７ＧＨｚ帯の送信回路と、受信端子２５２−３は１．７ＧＨｚ帯の受信回路と接続される。２ＧＨｚ帯デュプレクサ２５３の送信端子２５３−２は２ＧＨｚ帯の送信回路と、受信端子２５３−３は２ＧＨｚ帯の受信回路と接続される。【００３４】
Ｔ分配器２１１の第２入出力端子２１１−２に接続された１．７／２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２１は、Ｔ分配器２１１の第３入出力端子２１１−３に１．５ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２２などを介して接続された１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ２５２、２ＧＨｚ帯デュプレクサ２５３に入力される周波数帯域（１．７ＧＨｚ帯／２ＧＨｚ帯）の信号を阻止する。Ｔ分配器２１１の第３入出力端子２１１−３に接続された１．５ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２２は、Ｔ分配器２１１の第２入出力端子２１１−２に１．７／２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２１を介して接続された１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ２５１に入力される周波数帯域（１．５ＧＨｚ帯）の信号を阻止する。Ｔ分配器２３１の第２入出力端子２３１−２に接続された２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２４１は、Ｔ分配器２３１の第３入出力端子２３１−３に１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２４２を介して接続された２ＧＨｚ帯デュプレクサ２５３に入力される周波数帯域（２ＧＨｚ帯）の信号を阻止する。Ｔ分配器２３１の第３入出力端子２３１−３に接続された１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２４２は、Ｔ分配器２３１の第２入出力端子２３１−２に２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２１を介して接続された１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ２５２に入力される周波数帯域（１．７ＧＨｚ帯）の信号を阻止する。【００３５】
１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ２５１は、送信帯域１．４９６ＧＨｚから１．５１１ＧＨｚであり、受信帯域１．４４８ＧＨｚから１．４６３ＧＨｚである。送受信帯域のアイソレーションはおよそ１００ｄＢであり、送信帯域及び受信帯域の通過損失はおよそ０．５ｄＢである。このような特性を具体化するデュプレクサとして空洞共振器を用いる構成が知られている。【００３６】
１．５ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２２は、図６と同様に構成され、図７と同様に所望の周波数帯を阻止することができる。１．７／２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２１は、例えば図９に示すように２つの開放スタブ２６、２７と伝送線路２２、２３、２４を用いる構成で実現できる。詳細には、図９のノッチフィルタは、ポート２１に伝送線路２２を接続し、伝送線路２２に伝送線路２３を接続し、伝送線路２３に伝送線路２４を接続し、伝送線路２４にポート２５を接続し、伝送線路２２と伝送線路２３とをつなぐ回路を分岐させて開放スタブ２６を接続し、伝送線路２３と伝送線路２４とをつなぐ回路を分岐させて開放スタブ２７を接続している。これは複数の周波数帯で共振するためである。１．７／２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２１は、１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２１と２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２４１を縦続接続して構成することとしてもよい。【００３７】
図１０は、図９に示す二つの開放スタブを持つ１．７ＧＨｚ帯／２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ２２１の計算機シミュレーション結果である。回路は阻止するそれぞれの周波数帯に合わせた開放スタブ２６、２７と、１．７ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の中間周波数である１．９３４ＧＨｚの伝送線路とした。開放スタブの位相は１．８２２５ＧＨｚの開放スタブ２７の位相を９０ｄｅｇ、２．０４５ＧＨｚの開放スタブ２６の位相を９１ｄｅｇとした。図１０をみれば図９のノッチフィルタ２２１が１．７６５ＧＨｚ（ｍ１）から１．８８０ＧＨｚ（ｍ２）にて阻止量２８ｄＢ以上を達成しており、１．９４０ＧＨｚ（ｍ３）から２．１５０ＧＨｚ（ｍ４）にて阻止量２５ｄＢ以上を達成していることが分かる。また、１．４４８ＧＨｚ（ｍ５）から１．５１１ＧＨｚ（ｍ６）の通過損失０．５ｄＢ以下である。このように２つの開放スタブを用いることでデュアルバンドノッチフィルタを構成できる。これ以外にも、広帯域に周波数を阻止する広帯域ノッチフィルタを構成することも可能である。例えば、整合回路にてノッチフィルタを構成してもよい。【００３８】
上記実施例では、１．５ＧＨｚ帯から１．７ＧＨｚ帯へのアイソレーションは２８ｄＢ以上であり、１．５ＧＨｚ帯から２ＧＨｚ帯へのアイソレーションは２８ｄＢ以上であり、１．７ＧＨｚ帯から２ＧＨｚ帯へのアイソレーションは５６ｄＢ以上である。このように帯域通過フィルタを用いることなく、ノッチフィルタを用いることでトリプレクサーを構成することができる。【００３９】
トリプルバンド対応アンテナ共用器において、各周波数帯のアイソレーションはノッチフィルタの阻止量に依存する。阻止量を十分に取れない場合には、複数の同一周波数帯ノッチフィルタを縦続接続してもよい。【００４０】
本発明では、図６、図７、図９、図１０に示したように複数の周波数帯域を阻止するノッチフィルタ、及び広い周波数帯域にわたり十分な減衰特性を有するノッチフィルタを設計した。ここで、特許文献２に用いられる一般的なノッチフィルタは、流入を阻止したい単一の周波数帯信号を阻止する能力があれば必要かつ十分であるため、複数の周波数帯（例えば１．５ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯）の双方を阻止するように構成されていない。また、特許文献２に用いられる一般的なノッチフィルタは、前述と同様の理由から狭帯域の阻止域を有していれば十分であるため、広帯域にわたり十分な減衰特性を持つように構成されていない。例えば１．５ＧＨｚ帯デュプレクサは、送信帯域が１．４９６ＧＨｚから１．５１１ＧＨｚであり、受信帯域が１．４４８ＧＨｚから１．４６３ＧＨｚであるため、本発明において１．５ＧＨｚ帯以外の周波数帯のデュプレクサの前段に配置するノッチフィルタは少なくとも１．４４８ＧＨｚから１．５１１ＧＨｚの６３ＭＨｚ帯域幅にて８０ｄＢ以上の十分な阻止量が必要となる。しかし、特許文献２に用いられるような一般的なノッチフィルタはこのような阻止域の広帯域性、十分な減衰特性を有しない。【００４１】
一方、本発明のアンテナ共用器においては、送信回路、受信回路の前段に構成されるデュプレクサと組み合わせて使用した場合に複数周波数帯に用いるアンテナ共用器として十分な性能（阻止量）を有するように、ノッチフィルタの阻止域と阻止率の関係を十分に調整しており、いわばノッチフィルタについて本構成を充たす極値解を模索したものである。本発明では、上述のようにノッチフィルタの最適化を図ることにより従来にない小型軽量なマルチバンド対応アンテナ共用器を実現できる。
【実施例３】
【００４２】
以下、図１１を参照して実施例３にかかるクワッドバンド対応のアンテナ共用器について説明する。図１１は本実施例にかかるアンテナ共用器３００の構成を示す図である。【００４３】
本実施例のアンテナ共用器３００は、３つのＴ分配器３１１、３３１、３３２と、６つのノッチフィルタ３２１、３２２、３４１、３４２、３４３、３４４と、４つのデュプレクサ３５１、３５２、３５３、３５４を備える。【００４４】
本実施例では実施例１のアンテナ共用器１００で用いられた回路構成を二つ用い、クワッドバンド（８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯）を結合する回路を構成する。具体的には、Ｔ分配器３１１の第１入出力端子３１１−１はアンテナ素子と、第２入出力端子３１１−２はノッチフィルタ３２１の第１入出力端子３２１−１と、第３入出力端子３１１−３はノッチフィルタ３２２の第１入出力端子３２２−１と接続されている。Ｔ分配器３３１（３３２）の第１入出力端子３３１−１（３３２−１）はノッチフィルタ３２１（３２２）の第２入出力端子３２１−２（３２２−２）と接続されている。Ｔ分配器３３１（３３２）の第２入出力端子３３１−２（３３２−２）はノッチフィルタ３４１（３４３）の第１入出力端子３４１−１（３４３−１）と、Ｔ分配器３３１（３３２）の第３入出力端子３３１−３（３３２−３）はノッチフィルタ３４２（３４４）の第１入出力端子３４２−１（３４４−１）と接続されている。ノッチフィルタのうち、アンテナ素子からみて最も末端に属するノッチフィルタ３４１、３４２、３４３、３４４の第２入出力端子３４１−２、３４２−２、３４３−２、３４４−２は、デュプレクサ３５１、３５２、３５３、３５４の入出力端子（３５１−１、３５２−１、３５３−１、３５４−１）と接続されている。デュプレクサ３５１、３５２、３５３、３５４の送信端子３５１−２、３５２−２、３５３−２、３５４−２は送信回路と、受信端子３５１−３、３５２−３、３５３−３、３５４−３は受信回路と接続されている。【００４５】
任意のＴ分配器（３１１、３３１、３３２のいずれか）の第２（３）入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該Ｔ分配器の第３（２）入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止する。【００４６】
各周波数帯ノッチフィルタは図６と同様に構成することができ、それぞれ所望の周波数帯を阻止する。８００ＭＨｚ帯及び１．５ＧＨｚ帯を阻止する８００／１．５ＧＨｚノッチフィルタ３２２は図９と同様に複数の開放スタブで構成できる。また１．７ＧＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯を阻止する１．７／２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ３２１も図９と同様に構成できる。【００４７】
クワッドバンドを結合する回路の各周波数帯アイソレーションは、ノッチフィルタの個数で決まる。例えば、図１０では、１．５ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯のアイソレーションは少なくとも８００ＧＨｚ帯および１．５ＧＨｚ帯ノッチフィルタの１．５ＧＨｚ帯の阻止量である。同様に、８００ＭＨｚと２ＧＨｚ帯のアイソレーションは少なくとも８００ＭＨｚ帯および１．５ＧＨｚ帯ノッチフィルタの８００ＭＨｚ帯の阻止量である。
【実施例４】
【００４８】
本発明のアンテナ共用器は実施例１から３におけるアンテナ共用器のように２、３、４つの周波数帯に限定すること無く、理論上は際限なく対応周波数帯を増やした構成とすることができる。そこで、本発明のアンテナ共用器が幾つの周波数帯で用いられるものであっても共通して充たさなければならない条件について述べたうえで、図１２を参照して実施例４にかかるディカバンド（１０種類の周波数帯）対応のアンテナ共用器４００について説明する。図１２は本実施例にかかるアンテナ共用器４００の構成を示す図である。【００４９】
本発明のアンテナ共用器は、信号を分配する分配器と、分配された信号の所望の周波数帯域を抑圧するノッチフィルタが交互に縦続接続される。Ｐを１以上の整数とし、Ｑ、Ｒを２以上の整数とする。第１から第Ｐ分配器（Ｔ分配器）と、第１から第Ｑノッチフィルタと、第１から第Ｒデュプレクサとを備えている必要がある。分配器（Ｔ分配器）は、実施例１において述べたように、第１入出力端子、第２入出力端子、第３入出力端子を備え第１入出力端子から第２入出力端子をみて第３入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となり第１入出力端子から第３入出力端子をみて第２入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となるように構成されている必要がある。ノッチフィルタは第１入出力端子と第２入出力端子とを備えている。デュプレクサは入出力端子と送信端子と受信端子とを備えている。
【００５０】
分配器（Ｔ分配器）のうちアンテナと接続されるＴ分配器については、その第１入出力端子はアンテナ素子と、第２入出力端子は第１ノッチフィルタの第１入出力端子と、第３入出力端子は第２ノッチフィルタの第１入出力端子と接続される。分配器（Ｔ分配器）のうち、アンテナ素子と接続される分配器（Ｔ分配器）以外の分配器（Ｔ分配器）である第ｐ分配器（ｐは２以上Ｐ以下の整数）の第１入出力端子は第（ｐ−１）ノッチフィルタの第２入出力端子と、第２入出力端子は第（２ｐ−１）ノッチフィルタの第１入出力端子と、第３入出力端子は第２ｐノッチフィルタの第１入出力端子と接続される。第１から第Ｑノッチフィルタのうち、アンテナ素子からみて最も末端に属するＲ個のノッチフィルタの各第２入出力端子は、第１から第Ｒデュプレクサの各入出力端子と接続される。第１から第Ｒデュプレクサの送信端子は送信回路と、受信端子は受信回路と接続される。任意の分配器（Ｔ分配器）の第２（３）入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該分配器（Ｔ分配器）の第３（２）入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止することを特徴とする。本発明のアンテナ共用器は対応する周波数帯が幾つであろうと、上述の要件をすべて充たすように構成されている。
【００５１】
以下、ディカバンド対応の本実施例のアンテナ共用器４００について簡単に説明を加える。本実施例のアンテナ共用器４００は、９つのＴ分配器４１１、４３１、４３２、４５１、４５２、４７１から４７４と、１８個のノッチフィルタ４２１、４２２、４４１から４４４、４６１から４６４、４８１から４８８と、１０個のデュプレクサ４９０から４９９を備える。従って上記説明においてＰ＝９、Ｑ＝１８、Ｒ＝１０とした場合である。【００５２】
アンテナと接続されるＴ分配器４１１については、第１入出力端子はアンテナ素子と、第２入出力端子はノッチフィルタ４２１の第１入出力端子と、第３入出力端子はノッチフィルタ４２２の第１入出力端子と接続される。残りの８つのＴ分配器（４３１、４３２、４５１、４５２、４７１から４７４）の第１入出力端子はノッチフィルタ（４２１、４２２、４４１、４４２、４６１から４６４）の第２入出力端子と、第２入出力端子はノッチフィルタ（４４１、４４３、４６１、４６３、４８１、４８３、４８５、４８７）の第１入出力端子と、第３入出力端子はノッチフィルタ（４４２、４４４、４６２、４６４、４８２、４８４、４８６、４８８）の第１入出力端子と接続される。アンテナ素子からみて最も末端に属するノッチフィルタ４４３、４４４、４８１から４８８の第２入出力端子は、デュプレクサ４９０から４９９の入出力端子と接続される。デュプレクサ４９０から４９９の送信端子は送信回路と、受信端子は受信回路と接続される。任意のＴ分配器の第２（３）入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該Ｔ分配器の第３（２）入出力端子にノッチフィルタを介して、又はノッチフィルタおよびＴ分配器を介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止する。例えばＴ分配器４１１の第３入出力端子と接続されたノッチフィルタ４２２は、Ｔ分配器４１１の第２入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサ４９１から４９８に入力される周波数帯域（第１から第８周波数帯）の信号を阻止するように構成されている。
【実施例５】
【００５３】
実施例１から実施例４において、電力増幅器出力にノッチフィルタを挿入し、低雑音受信増幅器出力に帯域通過フィルタを挿入することで、各周波数帯のアイソレーションをさらに高めることができる。以下、図１３を参照して実施例３のトリプルバンド対応のアンテナ共用器３００にノッチフィルタ、帯域通過フィルタをさらに付加した実施例５にかかるアンテナ共用器５００について説明する。図１３は本実施例にかかるアンテナ共用器５００の構成を示す図である。本実施例では、実施例３のアンテナ共用器３００に１．５ＧＨｚ帯と１．７ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の送信系統にノッチフィルタ５６１、５６２、５６３、増幅器５８１、５８２、５８３を挿入し、１．５ＧＨｚ帯と１．７ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の受信系統に帯域通過フィルタ５９１、５９２、５９３、増幅器５７１、５７２、５７３を挿入している。【００５４】
送信系統に挿入するノッチフィルタ５６１から５６３は、受信帯域の周波数成分を抑圧する。例えば、１．５ＧＨｚ帯送信系統に挿入するノッチフィルタ５６１は１．５ＧＨｚ帯受信帯域の１．４４８ＧＨｚから１．４６３ＧＨｚの周波数成分を抑圧する。また、受信系統に挿入する帯域通過フィルタ５９１から５９３は、受信帯域の周波数成分を通過する。例えば、１．５ＧＨｚ帯受信系統に挿入する帯域通過フィルタ５９１は１．５ＧＨｚ帯受信帯域の１．４４８ＧＨｚから１．４６３ＧＨｚの周波数成分を通過する。これは各周波数帯域のデュプレクサの送受信間に十分なアイソレーションがとれない場合に有効である。すなわち、送信帯域に挿入するノッチフィルタにて受信帯域への送信波の漏れ込みを軽減し、受信帯域に挿入する帯域通過フィルタにてトリプルバンド送信帯域の送信波からの干渉を軽減する。
【実施例６】
【００５５】
実施例１から実施例５での分配器は２分配であり、回路構成はトーナメント構成であった。実施例６では、３分配する分配器を用いて回路構成をスター構成としたアンテナ共用器について説明する。以下、図１４を参照して実施例６のアンテナ共用器について説明する。図１４は本実施例にかかるアンテナ共用器６００の構成を示す図である。【００５６】
図１４に示すように、本実施例のアンテナ共用器６００は、例えば実施例５の変形版として構成することができる。本実施例のアンテナ共用器６００は、Ｔ分配器５１１、５３１の代用として分配器６１１を備える。分配器６１１は第１入出力端子６１１−１と、第２入出力端子６１１−２と、第３入出力端子６１１−３と、第４入出力端子６１１−４とを備える。また、本実施例のアンテナ共用器６００は、２ＧＨｚ帯開放スタブ６２１１と、１．７ＧＨｚ帯開放スタブ６２１２と、２ＧＨｚ帯開放スタブ６４１１と、１．５ＧＨｚ帯開放スタブ６４１２と、１．７ＧＨｚ帯開放スタブ６４２１と、１．５ＧＨｚ帯開放スタブ６４２２とを備える。また、本実施例のアンテナ共用器６００は、実施例５のアンテナ共用器５００が備える１．７／２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ５２１と、１．５ＧＨｚ帯ノッチフィルタ５２２と、２ＧＨｚ帯ノッチフィルタ５４１と、１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタ５４２を備えない。それ以外の各構成については、実施例５のアンテナ共用器５００と同じであるので説明を略する。【００５７】
分配器６１１の第１入出力端子６１１−１はアンテナと接続される。第２入出力端子６１１−２は、１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ５５１の入出力端子５５１−１と接続され、その線路の中ほどには２ＧＨｚ帯開放スタブ６２１１と、１．７ＧＨｚ帯開放スタブ６２１２とが接続される。第３入出力端子６１１−３は、１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ５５２の入出力端子５５２−１と接続され、その線路の中ほどには２ＧＨｚ帯開放スタブ６４１１と、１．５ＧＨｚ帯開放スタブ６４１２とが接続される。第４入出力端子６１１−４は、２ＧＨｚ帯デュプレクサ５５３の入出力端子５５３−１と接続され、その線路の中ほどには１．７ＧＨｚ帯開放スタブ６４２１と、１．５ＧＨｚ帯開放スタブ６４２２とが接続される。【００５８】
分配器６１１は、第１入出力端子６１１−１から第２入出力端子６１１−２をみて第３、第４入出力端子６１１−３、４を通過する周波数帯が開放条件となり、第１入出力端子６１１−１から第３入出力端子６１１−３をみて第２、第４入出力端子６１１−２、４を通過する周波数帯が開放条件となり、第１入出力端子６１１−１から第４入出力端子６１１−４をみて第２、第３入出力端子６１１−２、３を通過する周波数帯が開放条件となる。【００５９】
アンテナ素子から入力された信号は分配器６１１にて３分配され、それぞれ第２入出力端子６１１−２、第３入出力端子６１１−３、第４入出力端子６１１−４から出力される。分配された信号は、それぞれ所望の周波数帯をろ波する他周波数帯のノッチフィルタによってろ波される。例えば、１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ５５１に入力される信号は２ＧＨｚ帯ノッチフィルタに相当する２ＧＨｚ帯開放スタブ６２１１と１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタに相当する１．７ＧＨｚ帯開放スタブ６２１２にてろ波され、分配器６１１で分配された信号から１．５ＧＨｚ帯の信号が抽出される。１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ５５２に入力される信号は２ＧＨｚ帯ノッチフィルタに相当する２ＧＨｚ帯開放スタブ６４１１と１．５ＧＨｚ帯ノッチフィルタに相当する１．５ＧＨｚ帯開放スタブ６４１２にてろ波され、分配器６１１で分配された信号から１．７ＧＨｚ帯の信号が抽出される。２ＧＨｚ帯デュプレクサ５５３に入力される信号は１．７ＧＨｚ帯ノッチフィルタに相当する１．７ＧＨｚ帯開放スタブ６４２１と１．５ＧＨｚ帯ノッチフィルタに相当する１．５ＧＨｚ帯開放スタブ６４２２にてろ波され、分配器６１１で分配された信号から２ＧＨｚ帯の信号が抽出される。【００６０】
以下、図１５を参照して、本実施例のアンテナ共用器６００を平面回路で構成した例について説明する。図１５は本実施例のアンテナ共用器６００を平面回路で構成した例を示す図である。【００６１】
図１５に示すように、分配器６１１は４つの伝送線路６１１１、６１１２、６１１３、６１１４にて構成される。各周波数帯の開放スタブ６２１１、６２１２、６４１１、６４１２、６４２１、６４２２はそれぞれ伝送線路にて構成される。詳細には、第１ポート６１には伝送線路６１１１が接続され、伝送線路６１１１には、伝送線路６１１２、６１１３、６１１４が分岐接続され、伝送線路６１１２には伝送線路６５が接続され、伝送線路６５には第２ポート６２が接続される。伝送線路６１１３には伝送線路６６が接続され、伝送線路６６には第３ポート６３が接続される。伝送線路６１１４には伝送線路６７が接続され、伝送線路６７には第４ポート６４が接続される。伝送線路６１１２と伝送線路６５とをつなぐ回路を分岐させて開放スタブ６２１１を接続し、伝送線路６５と第２ポート６２とをつなぐ回路を分岐させて開放スタブ６２１２を接続し、伝送線路６１１３と伝送線路６６とをつなぐ回路を分岐させて開放スタブ６４１１を接続し、伝送線路６６と第３ポート６３とをつなぐ回路を分岐させて開放スタブ６４１２を接続し、伝送線路６１１４と伝送線路６７とをつなぐ回路を分岐させて開放スタブ６４２１を接続し、伝送線路６７と第４ポート６４とをつなぐ回路を分岐させて開放スタブ６４２２を接続する。【００６２】
分配器６１１は、第１ポート６１の入力インピーダンスを５０Ω、各開放スタブ入力インピーダンスを５０Ωと仮定した場合、第１ポート６１直近の伝送線路６１１１は特性インピーダンス５０Ωから５０／３Ωにインピーダンス変換される。その後、伝送線路６１１２、６１１３、６１１４は特性インピーダンスを５０／３Ωから５０Ωにそれぞれインピーダンス変換される。このとき伝送線路６１１１、６１１２、６１１３、６１１４の特性インピーダンスは２８．８Ωになる。分配器６１１は３バンドの中心周波数である１．９５８ＧＨｚで設計される。第２ポート６２には１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ５５１を接続するため、図１４と同じく２ＧＨｚ帯開放スタブ６２１１と１．７ＧＨｚ帯開放スタブ６２１２を用いる。周波数の高いほうが波長が短いことから、２ＧＨｚ帯開放スタブ６２１１が１．７ＧＨｚ帯開放スタブ６２１２よりもアンテナ側に配置される。第３ポート６３には１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ５５２を接続するため、図１４と同じく２ＧＨｚ帯開放スタブ６４１１と１．５ＧＨｚ帯開放スタブ６４１２を用いる。２ＧＨｚ帯開放スタブ６４１１が１．５ＧＨｚ帯開放スタブ６４１２よりもアンテナ側に配置される。第４ポート６４には２ＧＨｚ帯デュプレクサ５５３を接続するため、図１４と同じく１．７ＧＨｚ帯開放スタブ６４２１と１．５ＧＨｚ帯開放スタブ６４２２を用いる。伝送線路はマイクロストリップラインにて作成可能である。具体的な基板定数を与えることで、線路幅、線路長を決定することができる。【００６３】
なお、図１５の回路構成例において、伝送線路６１１１、６１１２、６１１３、６１１４の特性インピーダンスは２８．８Ω、位相９０ｄｅｇ、周波数Ｆ０＝１９５８ＭＨｚであり、伝送線路６５、６６、６７の特性インピーダンスは５０Ω、位相１０ｄｅｇ、周波数Ｆ０＝１９５８ＭＨｚである。また、開放スタブ６２１１の特性インピーダンスは５０Ω、位相９０ｄｅｇ、周波数Ｆ０＝２０４５ＭＨｚであり、開放スタブ６２１２の特性インピーダンスは５０Ω、位相１４３ｄｅｇ、周波数Ｆ０＝１８２３ＭＨｚであり、開放スタブ６４１１の特性インピーダンスは５０Ω、位相７０ｄｅｇ、周波数Ｆ０＝２０４５ＭＨｚであり、開放スタブ６４１２の特性インピーダンスは５０Ω、位相９４ｄｅｇ、周波数Ｆ０＝１４８０ＭＨｚであり、開放スタブ６４２１の特性インピーダンスは５０Ω、位相３６．５ｄｅｇ、周波数Ｆ０＝１８２３ＭＨｚであり、開放スタブ６４２２の特性インピーダンスは５０Ω、位相８８ｄｅｇ、周波数Ｆ０＝１４８０ＭＨｚである。【００６４】
次に、図１６を参照して、図１５の平面回路構成例における回路特性について説明する。図１６は本実施例のアンテナ共用器６００を平面回路で構成した例についてマイクロ波回路シミュレータによる線形シミュレーション結果を示す図である。【００６５】
図１６において、三角形記号で示したグラフはＳ１１（第１ポートの反射特性）、四角形記号で示したグラフはＳ２１（第１ポートから第２ポートの通過特性）、菱形記号で示したグラフはＳ３１（第１ポートから第３ポートの通過特性）、蝶形四辺形（ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ＿ｑｕａｄｒｉｌａｔｅｒａｌ）記号で示したグラフはＳ４１（第１ポートから第４ポートの通過特性）である。ここで、１．５ＧＨｚ帯の通過周波数は１４４８ＭＨｚから１５１１ＭＨｚである。１．７ＧＨｚ帯の通過周波数は１７６５ＭＨｚから１８８０ＭＨｚである。２ＧＨｚ帯の通過周波数は１９４０ＭＨｚから２１５０ＭＨｚである。図１６に示すように、通過周波数での挿入損失は１．９５１ｄＢから０．６８２８ｄＢの範囲である。このようにスター構成である３分配器を用いる３バンドデュプレクサは回路として動作可能であることがわかる。分配器を２分配とし、第１実施例のようにトーナメント構成にするのか、または第６実施例のように分配器を３分配とし、スター構成にするのかは、分波する周波数帯数と分配器に求められる特性による。分離する周波数帯数の増加に伴い、トーナメント構成よりはスター構成のほうが段数が少ないことから回路をコンパクトに構成でき、低損失を図れる利点がある。【００６６】
本発明のアンテナ共用器は実施例６におけるアンテナ共用器のように３つの周波数帯に限定すること無く、理論上は際限なく対応周波数帯を増やした構成とすることができる。以下、実施例６のように３分配する分配器を用いてスター構成とした場合、共通して充たさなければならない条件について述べる。【００６７】
本発明のアンテナ共用器は、信号を分配する分配器と、分配された信号の所望の周波数帯域を抑圧するノッチフィルタが交互に縦続接続される。Ｐを１以上の整数とし、Ｑ、Ｒを２以上の整数とする。
【００６８】
本発明のアンテナ共用器は、第１から第Ｐ分配器と、第１から第Ｑノッチフィルタと、第１から第Ｒデュプレクサとを備えている必要がある。分配器は、実施例６において述べたように、第１から第４入出力端子を備え、第１入出力端子から第２入出力端子をみて第３、第４入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となり、第１入出力端子から第３入出力端子をみて第２、第４入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となり、第１入出力端子から第４入出力端子をみて第２、第３入出力端子を通過する周波数帯が開放条件となるように構成されている必要がある。ノッチフィルタは第１入出力端子と第２入出力端子とを備えている。デュプレクサは入出力端子と送信端子と受信端子とを備えている。【００６９】
分配器のうちアンテナと接続される分配器（実施例６では分配器６１１）については、その第１入出力端子はアンテナ素子と、第２、第３、第４入出力端子は第１、第２、第３ノッチフィルタの各第１入出力端子と接続される。分配器のうち、アンテナ素子と接続される分配器以外の分配器（第ｐ分配器）の第１入出力端子は第（ｐ−１）ノッチフィルタの第２入出力端子と、第２、第３、第４入出力端子は第（３ｐ−２）、第（３ｐ−１）、第３ｐノッチフィルタの第１入出力端子と接続される。
【００７０】
第１から第Ｑノッチフィルタのうち、アンテナ素子からみて最も末端に属するＲ個のノッチフィルタの各第２入出力端子は、第１から第Ｒデュプレクサの各入出力端子と接続される。第１から第Ｒデュプレクサの送信端子は送信回路と、受信端子は受信回路と接続される。任意の分配器の第２入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該分配器の第３、および第４入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止する。任意の分配器の第３入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該分配器の第２、および第４入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止する。任意の分配器の第４入出力端子に接続されたノッチフィルタは、当該分配器の第２、および第３入出力端子にノッチフィルタを介して接続された全てのデュプレクサに入力される周波数帯域の信号を阻止する。【００７１】
実施例６のアンテナ共用器６００は、上述のＰ＝１、Ｑ＝３、Ｒ＝３として構成した本発明のアンテナ共用器の一例である。【００７２】
＜変形例１＞
以下、図１７を参照して、実施例６の変形例である変形例１のアンテナ共用器６００ａについて説明する。図１７は変形例１にかかるアンテナ共用器の構成を示す図である。本変形例のアンテナ共用器６００ａは、実施例６の開放スタブによるノッチフィルタの代替としてＬＰＦ、ＢＰＦ、ＨＰＦを用いた構成である。図１７に示す通り、本変形例のアンテナ共用器６００ａは、実施例６の開放スタブ６２１１、６２１２、６４１１、６４１２、６４２１、６４２２の代わりに、１．５ＧＨｚ帯ＬＰＦ６２１と、１．７ＧＨｚ帯ＢＰＦ６４１と、２ＧＨｚ帯ＨＰＦ６４２とを備える。１．５ＧＨｚ帯ＬＰＦ６２１は、第１入出力端子６２１−１と、第２入出力端子６２１−２とを備える。１．７ＧＨｚ帯ＢＰＦ６４１は、第１入出力端子６４１−１と、第２入出力端子６４１−２とを備える。２ＧＨｚ帯ＨＰＦ６４２は、第１入出力端子６４２−１と、第２入出力端子６４２−２とを備える。【００７３】
分配器６１１の第１入出力端子６１１−１はアンテナと接続される。第２入出力端子６１１−２は、１．５ＧＨｚ帯ＬＰＦ６２１の第１入出力端子６２１−１と接続され、第３入出力端子６１１−３は、１．７ＧＨｚ帯ＢＰＦ６４１の第１入出力端子６４１−１と接続され、第４入出力端子６１１−４は、２ＧＨｚ帯ＨＰＦ６４２の第１入出力端子６４２−１と接続される。１．５ＧＨｚ帯ＬＰＦ６２１の第２入出力端子６２１−２は１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ５５１の入出力端子５５１−１と接続される。１．７ＧＨｚ帯ＢＰＦ６４１の第２入出力端子６４１−２は１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ５５２の入出力端子５５２−１と接続される。２ＧＨｚ帯ＨＰＦ６４２の第２入出力端子６４２−２は２ＧＨｚ帯デュプレクサ５５３の入出力端子５５３−１と接続される。【００７４】
１．５ＧＨｚ帯デュプレクサ５５１に入力される信号は、分配器６１１に入力される信号から１．７ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の信号を除去するＬＰＦである１．５ＧＨｚ帯ＬＰＦ６２１によってろ波される。同様に１．７ＧＨｚ帯デュプレクサ５５２に入力される信号は分配器６１１に入力する信号から１．５ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の信号をろ波するＢＰＦである１．７ＧＨｚ帯ＢＰＦ６４１によってろ波される。２ＧＨｚ帯デュプレクサ５５３に入力される信号は分配器６１１に入力される信号から１．５ＧＨｚ帯と１．７ＧＨｚ帯の信号をろ波するＨＰＦである２ＧＨｚ帯ＨＰＦ６４２によってろ波される。本変形例のように３バンドにおいてトーナメント構成にすることなく、スター構成の３分配器で３バンドデュプレクサを構成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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