(57)【要約】  アイソレーション特性を改善することができ、かつ結合係数を容易に調整することができる、フィルタ装置を提供する。  フィルタ装置１は、アンテナに接続されるアンテナ端子３と、アンテナ端子３とグラウンド電位との間に接続されており、かつ並列分割された複数のインダクタである、複数の第１のインダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂと、アンテナ端子３に共通接続されており、かつそれぞれ第２のインダクタＬ２ａ，Ｌ１２ｂを有する第１，第２の弾性波フィルタ２ａ，２ｂ（複数の帯域通過型フィルタ）とを備える。複数の第１のインダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂと複数の第２のインダクタＬ２ａ，Ｌ１２ｂとが、それぞれ主に１対１で電磁界結合している。
2017199543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナに接続されるアンテナ端子と、
前記アンテナ端子とグラウンド電位との間に接続されており、かつ並列分割された複数のインダクタである、複数の第１のインダクタと、
前記アンテナ端子に共通接続されており、かつそれぞれ第２のインダクタを有する複数の帯域通過型フィルタと、
を備え、
前記複数の第１のインダクタと前記複数の第２のインダクタとが、それぞれ主に１対１で電磁界結合している、フィルタ装置。
【請求項２】
前記複数の第１のインダクタの間が電磁シールドされている、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
少なくとも１つの前記第２のインダクタが、グラウンド電位に接続されている、請求項１または２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
少なくとも１つの前記第２のインダクタが、グラウンド電位に接続されていないインダクタを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
少なくとも１つの前記帯域通過型フィルタが、ラダー型フィルタである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
少なくとも１つの前記帯域通過型フィルタが、縦結合共振子型弾性波フィルタである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
複数の前記帯域通過型フィルタを含む３つ以上の帯域通過型フィルタが、前記アンテナ端子に共通接続されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通過帯域を有するフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、異なる周波数帯域を利用した複数の通信信号を共通アンテナで送受信する、複数の通過帯域を有するフィルタ装置が各種提案されている。例えば、下記の特許文献１には、ラダー型フィルタを有するフィルタ装置の一例が記載されている。ラダー型フィルタは、信号端子と直列腕共振子との間に接続されたインダクタを有する。他方、アンテナ端子とグラウンド電位との間には、１つのインダクタが接続されている。アンテナ端子に接続されたインダクタと、ラダー型フィルタのインダクタとは、電磁界結合している。これにより、阻止帯域における減衰量が大きくされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８００６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のフィルタ装置では、インダクタを含むラダー型フィルタを複数有する場合には十分対応することができなかった。すなわち、複数のラダー型フィルタが有する複数のインダクタと、アンテナ端子に接続されたインダクタとを電磁界結合すると、アンテナ端子に接続されたインダクタを介して、複数のラダー型フィルタのインダクタ間で不要な結合が生じ、アイソレーション特性が劣化するおそれがある。さらに、アンテナ端子に接続されたインダクタと、各インダクタとの結合係数を調整することが困難となる。【０００５】
本発明の目的は、アイソレーション特性を改善することができ、かつ結合係数を容易に調整することができる、フィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るフィルタ装置は、アンテナに接続されるアンテナ端子と、前記アンテナ端子とグラウンド電位との間に接続されており、かつ並列分割された複数のインダクタである、複数の第１のインダクタと、前記アンテナ端子に共通接続されており、かつそれぞれ第２のインダクタを有する複数の帯域通過型フィルタとを備え、前記複数の第１のインダクタと前記複数の第２のインダクタとが、それぞれ主に１対１で電磁界結合している。【０００７】
本発明に係るフィルタ装置のある特定の局面では、前記複数の第１のインダクタの間が電磁シールドされている。この場合には、並列分割された第１のインダクタが互いに電磁界結合することを効果的に抑制することができる。よって、アイソレーション特性をより一層改善することができる。【０００８】
本発明に係るフィルタ装置の他の特定の局面では、少なくとも１つの前記第２のインダクタが、グラウンド電位に接続されている。この場合には、アイソレーション特性を効果的に改善することができる。【０００９】
本発明に係るフィルタ装置のさらに他の特定の局面では、少なくとも１つの前記第２のインダクタが、グラウンド電位に接続されていないインダクタを含む。この場合には、アイソレーション特性を効果的に改善することができる。【００１０】
本発明に係るフィルタ装置の別の特定の局面では、少なくとも１つの前記帯域通過型フィルタが、ラダー型フィルタである。【００１１】
本発明に係るフィルタ装置のさらに別の特定の局面では、少なくとも１つの前記帯域通過型フィルタが、縦結合共振子型弾性波フィルタである。【００１２】
本発明に係るフィルタ装置のさらに別の特定の局面では、複数の前記帯域通過型フィルタを含む３つ以上の帯域通過型フィルタが、前記アンテナ端子に共通接続されている。この場合には、アイソレーション特性を効果的に改善することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アイソレーション特性を改善することができ、かつ結合係数を容易に調整することができる、フィルタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置の模式的回路図である。
【図２】図２は、比較例のフィルタ装置の模式的回路図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態及び比較例における第１，第４の弾性波フィルタのアイソレーション特性を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態及び比較例における第２，第３の弾性波フィルタのアイソレーション特性を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態及び比較例における第３，第４の弾性波フィルタのクロス−アイソレーション特性を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態及び比較例における第１，第２の弾性波フィルタのクロス−アイソレーション特性を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態における構成の一例を示す拡大平面図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態における構成の一例を示す正面断面図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例における第１の弾性波フィルタの回路図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係るフィルタ装置の模式的回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１６】
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置の模式的回路図である。
【００１８】
フィルタ装置１は、アンテナに接続されるアンテナ端子３を有する。フィルタ装置１は、アンテナ端子３に共通接続されている第１〜第４の弾性波フィルタ２ａ〜２ｄを有する。アンテナ端子３とグラウンド電位との間には、並列分割された、第１のインダクタＬ１ａ及び第１のインダクタＬ１ｂが接続されている。第１のインダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂは、インピーダンス整合用のインダクタである。
【００１９】
本実施形態では、第１の弾性波フィルタ２ａは、Ｂａｎｄ３の送信帯域である１７１０ＭＨｚ以上、１７８５ＭＨｚ以下の通過帯域を有する送信フィルタである。第２の弾性波フィルタ２ｂは、Ｂａｎｄ１の受信帯域である２１１０ＭＨｚ以上、２１７０ＭＨｚ以下の通過帯域を有する受信フィルタである。第３の弾性波フィルタ２ｃは、Ｂａｎｄ１の送信帯域である１９２０ＭＨｚ以上、１９８０ＭＨｚ以下の通過帯域を有する送信フィルタである。第４の弾性波フィルタ２ｄは、Ｂａｎｄ３の受信帯域である１８０５ＭＨｚ以上、１８８０ＭＨｚ以下の通過帯域を有する受信フィルタである。なお、第１〜第４の弾性波フィルタ２ａ〜２ｄの通過帯域は、上記に限定されない。
【００２０】
第１，第２の弾性波フィルタ２ａ，２ｂは、ラダー型フィルタである。図１においてブロック図で示す第３，第４の弾性波フィルタ２ｃ，２ｄの構成は特に限定されない。
【００２１】
第１の弾性波フィルタ２ａは入力端子４を有する。第１の弾性波フィルタ２ａは、入力端子４とアンテナ端子３との間に互いに直列に接続された直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及びグラウンド電位に接続された並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４を有する。第１の弾性波フィルタ２ａは、並列腕共振子Ｐ１とグラウンド電位との間に接続された第２のインダクタＬ２ａを有する。図１中の破線で示すように、第２のインダクタＬ２ａは、第１のインダクタＬ１ａと電磁界結合されている。
【００２２】
第２の弾性波フィルタ２ｂは、出力端子５を有する。第２の弾性波フィルタ２ｂは、アンテナ端子３と出力端子５との間に互いに直列に接続された直列腕共振子Ｓ１１〜Ｓ１５及びグラウンド電位に接続された並列腕共振子Ｐ１１〜Ｐ１５を有する。第２の弾性波フィルタ２ｂは、並列腕共振子Ｐ１５とグラウンド電位との間に接続された第２のインダクタＬ１２ｂを有する。図１中の破線で示すように、第２のインダクタＬ１２ｂは、第１のインダクタＬ１ｂと電磁界結合されている。本実施形態のように、第１のインダクタＬ１ａと第１のインダクタＬ１ｂとの間が電磁シールドされていることが好ましい。第１のインダクタＬ１ａのインダクタンスは、特に限定されないが、３．２４ｎＨである。第１のインダクタＬ１ｂのインダクタンスは、特に限定されないが、３．２４ｎＨである。なお、第１，第２の弾性波フィルタ２ａ，２ｂの回路構成の詳細は後述する。
【００２３】
本実施形態の特徴は、以下のように構成されていることにある。１）第１のインダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂが並列分割されている。２）第１のインダクタＬ１ａが第２のインダクタＬ２ａに主に電磁界結合されており、かつ第１のインダクタＬ１ｂが第２のインダクタＬ１２ｂに主に電磁界結合されている。それによって、アイソレーション特性を改善することができ、かつ結合係数を容易に調整することができる。これを、第１，第２の弾性波フィルタ２ａ，２ｂの構成の詳細と共に説明する。
【００２４】
第１の弾性波フィルタ２ａにおいては、入力端子４と直列腕共振子Ｓ１との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ１が接続されている。直列腕共振子Ｓ１と直列腕共振子Ｓ２との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ２が接続されている。直列腕共振子Ｓ２と直列腕共振子Ｓ３との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ３が接続されている。直列腕共振子Ｓ３と直列腕共振子Ｓ４との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ４が接続されている。
【００２５】
並列腕共振子Ｐ１とグラウンド電位との間には、上記第２のインダクタＬ２ａが接続されている。並列腕共振子Ｐ２とグラウンド電位との間には、第３のインダクタＬ３ａが接続されている。並列腕共振子Ｐ３とグラウンド電位との間には、第３のインダクタＬ３ｂが接続されている。並列腕共振子Ｐ４とグラウンド電位との間には、第３のインダクタＬ３ｃが接続されている。
【００２６】
第２の弾性波フィルタ２ｂにおいては、直列腕共振子Ｓ１１と直列腕共振子Ｓ１２との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ１１が接続されている。直列腕共振子Ｓ１２と直列腕共振子Ｓ１３との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ１２が接続されている。直列腕共振子Ｓ１３と直列腕共振子Ｓ１４との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ１３が接続されている。直列腕共振子Ｓ１４と直列腕共振子Ｓ１５との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ１４が接続されている。直列腕共振子Ｓ１５と出力端子５との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ１５が接続されている。
【００２７】
並列腕共振子Ｐ１１とグラウンド電位との間には、第３のインダクタＬ１３ａが接続されている。並列腕共振子Ｐ１２とグラウンド電位との間には、第３のインダクタＬ１３ｂが接続されている。並列腕共振子Ｐ１３，Ｐ１４のグラウンド電位側の端部は、第３のインダクタＬ１３ｃに共通接続されている。第３のインダクタＬ１３ｃはグラウンド電位に接続されている。並列腕共振子Ｐ１５とグラウンド電位との間には、上記第２のインダクタＬ１２ｂが接続されている。
【００２８】
ここで、本実施形態においては、上述したように、第１のインダクタＬ１ａが第２のインダクタＬ２ａに主に電磁界結合されている。それによって、アンテナ端子３に不要な信号が伝達されることを抑制することができる。他方、第１のインダクタＬ１ｂが第２のインダクタＬ１２ｂに主に電磁界結合されている。それによって、出力端子５から不要な信号が出力されることを抑制することができる。従って、アイソレーション特性を効果的に改善することができる。
【００２９】
なお、第１のインダクタＬ１ａが第２のインダクタＬ２に主に電磁界結合されている旨の表現における主には、第１のインダクタＬ１ａが、第２のインダクタＬ２ａと電磁界結合されているが、他の第２のインダクタにも第２のインダクタＬ２ａとの電磁界結合よりも弱いが電磁界結合されている構成を含むものである。すなわち、本発明においては、複数の第１のインダクタと複数の第２のインダクタとが、それぞれ主に１対１で電磁界結合しているが、この主に１対１で電磁界結合しているとは、第１のインダクタが、１対１で電磁界結合している第２のインダクタ以外の第２のインダクタとも１対１で電磁界結合している該当の第２のインダクタよりも弱く電磁界結合している構成をも含むものである。言い換えれば、主に１対１で電磁界結合しているとは、複数の第１のインダクタのそれぞれが、複数の第２のインダクタと最も強く電磁界結合する一組の組み合わせを有し、複数の第１のインダクタのそれぞれが、最も強く電磁界結合している第２のインダクタ以外の第２のインダクタと電磁界結合していてもよいことを意味する。
【００３０】
さらに、第１のインダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂが並列分割されている。それによって、第１のインダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂの合計のインダクタンスを最適な値とした状態において、第１のインダクタＬ１ａ及び第１のインダクタＬ１ｂのインダクタンスをそれぞれ調整することができる。よって、上記の最適な状態において、第１のインダクタＬ１ａと第２のインダクタＬ２ａとの結合係数を調整することができ、かつ第１のインダクタＬ１ｂと第２のインダクタＬ１２ｂとの結合係数を調整することもできる。
【００３１】
本実施形態では、第１のインダクタＬ１ａと第２のインダクタＬ２ａとの結合係数は、−０．００１７である。第１のインダクタＬ１ｂと第２のインダクタＬ１２ｂとの結合係数は、−０．００３７である。このように、フィルタ装置１において、結合係数を容易に、かつ好適に調整することができる。
【００３２】
第１の弾性波フィルタ２ａは、第１のインダクタＬ１ａと電磁界結合している第２のインダクタＬ２ａを有していればよく、回路構成は特に限定されない。同様に、第２の弾性波フィルタ２ｂは、第１のインダクタＬ１ｂと電磁界結合している第２のインダクタＬ１２ｂを有していればよく、回路構成は特に限定されない。
【００３３】
本実施形態の効果を、比較例と比較することにより、より詳細に説明する。
【００３４】
図２は、比較例のフィルタ装置の模式的回路図である。
【００３５】
比較例のフィルタ装置１０１は、アンテナ端子３とグラウンド電位に接続されたインダクタＬ１０１を１つのみ有する点で、第１の実施形態と異なる。インダクタＬ１０１は、第１の弾性波フィルタ２ａの第２のインダクタＬ２ａと電磁界結合している。
【００３６】
図３は、第１の実施形態及び比較例における第１，第４の弾性波フィルタのアイソレーション特性を示す図である。図４は、第１の実施形態及び比較例における第２，第３の弾性波フィルタのアイソレーション特性を示す図である。図５は、第１の実施形態及び比較例における第３，第４の弾性波フィルタのクロス−アイソレーション特性を示す図である。図６は、第１の実施形態及び比較例における第１，第２の弾性波フィルタのクロス−アイソレーション特性を示す図である。実線は第１の実施形態の結果を示し、破線は比較例の結果を示す。なお、クロス−アイソレーション特性とは、異なるＢａｎｄ間のアイソレーション特性を指す。
【００３７】
図３に示すように、第１，第４の弾性波フィルタにおけるアイソレーション特性は、比較例と比較して、第１の実施形態において改善されていることがわかる。図４に示すように、第２，第３の弾性波フィルタにおけるアイソレーション特性も、第１の実施形態において改善されていることがわかる。図５に示すように、第３，第４の弾性波フィルタにおけるクロス−アイソレーション特性は、第１の実施形態及び比較例において同等である。図６に示すように、第１，第２の弾性波フィルタにおけるクロス−アイソレーション特性は、比較例と比較して、第１の実施形態において改善されていることがわかる。
【００３８】
比較例では、図２に示すように、電磁界結合しているインダクタが第１の弾性波フィルタ２ａにおける第２のインダクタＬ２ａ及びインダクタＬ１０１のみであるため、アイソレーション特性を十分に高めることができていない。
【００３９】
これに対して、本実施形態では、図１に示すように、第１，第２の弾性波フィルタ２ａ，２ｂにおける第２のインダクタＬ２ａ，Ｌ１２ｂが、第１のインダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂとそれぞれ１対１で電磁界結合している。それによって、第１，第２の弾性波フィルタ２ａ，２ｂにおいて帯域外減衰量を大きくすることでき、アイソレーション特性を効果的に改善することができる。
【００４０】
なお、第１，第２の弾性波フィルタ２ａ，２ｂにおいては、電磁界結合を用いることにより、特に通過帯域の高域側において、帯域外減衰量をより一層大きくすることができる。
【００４１】
図５及び図６に示したように、第１，第２の弾性波フィルタ２ａ，２ｂと、第１，第２の弾性波フィルタ２ａ，２ｂ以外の弾性波フィルタとにおけるアイソレーション特性を改善することができる。よって、本発明は、弾性波フィルタを３つ以上有する場合において、特に好適に適用することができる。
【００４２】
本実施形態のように、通過帯域が互いに異なるＢａｎｄである第１，第２の弾性波フィルタ２ａ，２ｂが、上記のように電磁界結合している第２のインダクタＬ２ａ，Ｌ１２ｂを有することが好ましい。それによって、クロス−アイソレーション特性を効果的に改善することができる。
【００４３】
送信フィルタにおいては、第２のインダクタＬ２ａは、入力端子４とグラウンド電位との間に接続されたインダクタであることが好ましい。それによって、インピーダンス整合を効果的に改善することができる。受信フィルタにおいては、第２のインダクタＬ１２ｂは、出力端子５とグラウンド電位との間に接続されたインダクタであることが好ましい。それによって、インピーダンス整合を効果的に改善することができる。
【００４４】
なお、第１のインダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂと電磁界結合されている第２のインダクタＬ２ａ，Ｌ１２ｂの配置は、上記に限定されない。
【００４５】
第１のインダクタＬ１ａと第１のインダクタＬ１ｂとの間は、電磁シールドされていることが好ましい。それによって、第１のインダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂが電磁界結合することを効果的に抑制することができる。よって、アイソレーション特性をより一層改善することができる。
【００４６】
第１のインダクタＬ１ａと第１のインダクタＬ１ｂとの間が電磁シールドされている構成は、特に限定されない。例えば、図７に示すように、第１のインダクタＬ１ａと第１のインダクタＬ１ｂとが同じ基板上に設けられている場合には、第１のインダクタＬ１ａと第１のインダクタＬ１ｂとの間に、配線７を配置することにより、電磁シールドしてもよい。図８に示すように、フィルタ装置が素子８と、素子８が搭載された積層体とを有する場合には、第１のインダクタＬ１ａと第１のインダクタＬ１ｂとを異なる層に配置することにより、電磁シールドしてもよい。このとき、第１のインダクタＬ１ａと第１のインダクタＬ１ｂとの間に金属層９が設けられていることが好ましい。それによって、第１のインダクタＬ１ａと第１のインダクタＬ１ｂとを、より一層確実に電磁シールドすることができる。
【００４７】
なお、３つ以上の弾性波フィルタが第２のインダクタを有していてもよい。各第２のインダクタが、３つ以上に並列分割された各第１のインダクタと１対１で電磁界結合していてもよい。この場合においても、アイソレーション特性を効果的に高めることができる。
【００４８】
もっとも、本実施形態においては、２つの第１のインダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂを有していればよいため、上記の効果を得ることができ、かつ小型化を図ることもできる。
【００４９】
図９に示す第１の実施形態の第１の変形例のように、第１の弾性波フィルタにおいては、第２のインダクタＬ２２ａは、直列腕共振子Ｓ１と入力端子４との間に接続されたインダクタであってもよい。このように、フィルタ装置における複数の第２のインダクタは、グラウンド電位に直接接続されていない第２のインダクタＬ２２ａを含んでいてもよい。
【００５０】
図１０に示す第１の実施形態の第２の変形例のように、第１の弾性波フィルタ３２ａは、縦結合共振子型弾性波フィルタ３６を有していてもよい。この場合においても、第１のインダクタＬ１ａと第２のインダクタＬ２ａとが電磁界結合していればよい。なお、図１０においては、第１の弾性波フィルタ３２ａの一部をブロック図で示す。
【００５１】
フィルタ装置は、弾性波フィルタ以外の複数のフィルタにより構成されていてもよい。この場合においても、並列分割された複数の第１のインダクタと複数の第２のインダクタとが、それぞれ主に１対１で電磁界結合していればよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…フィルタ装置
２ａ〜２ｄ…第１〜第４の弾性波フィルタ
３…アンテナ端子
４…入力端子
５…出力端子
７…配線
８…素子
９…金属層
３２ａ…第１の弾性波フィルタ
３６…縦結合共振子型弾性波フィルタ
Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ…第１のインダクタ
Ｌ２ａ，Ｌ１２ｂ，Ｌ２２ａ…第２のインダクタ
Ｌ３ａ〜Ｌ３ｃ，Ｌ１３ａ〜Ｌ１３ｃ…第３のインダクタ
Ｌ１０１…インダクタ
Ｐ１〜Ｐ４，Ｐ１１〜Ｐ１５…並列腕共振子
Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ１１〜Ｓ１５…直列腕共振子
【図１】
2017199543.tif 000003
【図２】
2017199543.tif 000004
【図３】
2017199543.tif 000005
【図４】
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【図５】
2017199543.tif 000007
【図６】
2017199543.tif 000008
【図７】
2017199543.tif 000009
【図８】
2017199543.tif 000010
【図９】
2017199543.tif 000011
【図１０】
2017199543.tif 000012
【国際調査報告】
2017199543.tif 000013
2017199543.tif 000014
2017199543.tif 000015