(57)【要約】      （修正有）【課題】広帯域にわたって減衰量を得る事ができ、通過帯域において優れた挿入損失特性が得られる分波回路の提供。【解決手段】  第１ポートＰ１と第２ポートＰ２間に接続で第１周波数帯域を通過周波数帯域とする第１フィルタと、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３間に接続で第２周波数帯域を通過周波数帯域とする第２フィルタからなり、第１フィルタは、Ｐ１−Ｐ２間の第１インダクタンス素子Ｌ１と、Ｌ１のＰ２側とグランド間に、第２インダクタンス素子Ｌ２と第１キャパシタンス素子Ｃ１との第１直列共振回路と、Ｌ１のＰ２側に、第３インダクタンス素子Ｌ３と第２キャパシタンス素子Ｃ２との並列共振回路を備え、第１直列共振回路は、第２の周波数帯域内に減衰極を有し、前記並列共振回路は、第１の周波数帯域の２倍を超え、３倍未満の周波数帯域内に減衰極を有し、前記第１直列共振回路の共振周波数は前記並列共振回路の共振周波数よりも低周波数に設定する。【選択図】  図１
2005323063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数の異なる少なくとも２つの通信システムの高周波信号を分波する分波回路であって、
第１ポートと第２ポートとの間に接続され、第１の周波数帯域を通過周波数帯域とする第１フィルタと、第１ポートと第３ポートとの間に接続され、第２の周波数帯域を通過周波数帯域とする第２フィルタとを備え、
前記第１フィルタは、第１ポートと第２ポートとの間に接続された第１インダクタンス素子と、前記第１インダクタンス素子の第２ポート側とグランドとの間に配置され、第２インダクタンス素子及び第１キャパシタンス素子を備えた第１直列共振回路と、前記第１インダクタンス素子の第２ポート側に配置され、第３インダクタンス素子及び第２キャパシタンス素子を備えた並列共振回路を備え、
前記第１直列共振回路は、第２の周波数帯域内に減衰極を有し、
前記並列共振回路は、第１の周波数帯域の２倍を超え、３倍未満の周波数帯域内に減衰極を有し、
前記第１直列共振回路の共振周波数は前記並列共振回路の共振周波数よりも低周波数に設定されていることを特徴とする分波回路。
【請求項２】
前記並列共振回路の少なくとも一端とグランドとの間に第３キャパシタンス素子を配置したことを特徴とする請求項１に記載の分波回路。
【請求項３】
前記第２フィルタは、第１ポートと第３ポートとの間に接続された第４キャパシタンス素子と、前記第４キャパシタンス素子と直列接続される第５キャパシタンス素子と、前記第４キャパシタンス素子と第５キャパシタンス素子との接続点とグランドとの間に配置され、第４インダクタンス素子及び第６キャパシタンス素子を備えた第２直列共振回路を有し、
前記第２直列共振回路は、第１の周波数帯域内に減衰極を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の分波回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話などの移動体通信機器に用いられる分波回路に関し、具体的には高周波回路（フロントエンド部）に用いられ、周波数の異なる少なくとも２つの通信システムの高周波信号を分波する分波回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年移動体通信機器のひとつの形態として、携帯電話一台で２つ以上の通信システムで通話を可能とするマルチバンド携帯電話がある。この携帯電話にあっては、それぞれのシステムに対応する周波数の高周波信号を分波する分波回路が必要である。
この様な分波回路として、複数のフィルタ回路を組み合わせて構成される分波回路がある。特許文献１には、フィルタ回路をインダクタンス素子、キャパシタンス素子で構成し、各素子を積層体内に電極パターンで形成した積層構造の積層型分波器が提案されている。図５に、その等価回路図を示す。
この積層型分波器は、誘電体からなる絶縁層を積層一体化した積層体の内部にパターン電極を形成し、このパターン電極により構成したインダクタンス素子とキャパシタンス素子とを直列接続して２つのノッチ回路（直列共振回路）を構成し、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２との間に、ローパスフィルタ回路と第１直列共振回路を配置し、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３との間に、ハイパスフィルタ回路と第２直列共振回路を配置して構成される。
前記第２直列共振回路は、周波数ｆ１で挿入損失が最大となるように構成され、前記第１直列共振回路は前記周波数ｆ１と異なる周波数ｆ２で挿入損失が最大となるように構成されている。第１ポートＰ１に入力された周波数ｆ１のマイクロ波信号は第３ポートＰ３に出力されず、また第１ポートＰ１に入力された周波数ｆ２のマイクロ波信号は第２ポートＰ２に出力されないため、マイクロ波信号の分配を行うことが出来る。
【特許文献１】特開２００１−１１９２５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在、移動体通信装置として複数の周波数帯の通信システム、例えばＤＣＳ１８００（送信周波数１７１０〜１７８５ＭＨｚ、受信周波数１８０５〜１８８０ＭＨｚ）とＧＳＭ９００（送信周波数８８０〜９１５ＭＨｚ、受信周波数９２５〜９６０ＭＨｚ）とで動作が可能なデュアルバンド携帯電話、ＤＣＳ１８００及びＰＣＳ１９００（送信周波数１８５０〜１９１０ＭＨｚ、受信周波数１９３０〜１９９０ＭＨｚ）とＧＳＭ９００とで動作が可能なトリプルバンド携帯電話や、前記トリプルバンド携帯電話にＧＳＭ８５０（送信周波数８２４〜８４９ＭＨｚ、受信周波数８６９〜８９４ＭＨｚ）のシステムを加えたクワッドバンド携帯電話が提案されており、これを総称してマルチバンド携帯電話と呼称している。
これら通信システムの利用周波数帯を大別すると、周波数帯域８００ＭＨｚ〜１ＧＨｚを利用する通信システムと、相対的に高周波数帯域の１．５ＧＨｚ〜２．４ＧＨｚを利用する通信システムとになる。
【０００４】
近年の携帯電話のマルチバンド化に伴い、前記分波回路では複数の低周波数帯域の通信システム、複数の高周波数帯域の通信システムを分波することが必要と成ってきた。しかしながら従来の分波回路を構成するフィルタ回路では、複数の通信システムの周波数帯域を包含する広周波数帯域にわたって減衰量を確保することが困難であって、このため、通過帯域において所望の挿入損失を得られないといった問題があった。
そこで本発明では、２つ以上の通信システムで通話を可能とするマルチバンド携帯電話に用いられ、前記通信システムに対応する高周波信号を分波する分波回路において、広帯域にわたって減衰量を得ることでき、通過帯域において優れた挿入損失特性が得られる分波回路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】
【０００５】
本発明は、周波数の異なる少なくとも２つの通信システムの高周波信号を分波する分波回路であって、第１ポートと第２ポートとの間に接続され、第１の周波数帯域を通過周波数帯域とする第１フィルタと、第１ポートと第３ポートとの間に接続され、第２の周波数帯域を通過周波数帯域とする第２フィルタとを備え、前記第１フィルタは、第１ポートと第２ポートとの間に接続された第１インダクタンス素子と、前記第１インダクタンス素子の第２ポート側とグランドとの間に配置され、第２インダクタンス素子及び第１キャパシタンス素子を備えた第１直列共振回路と、前記第１インダクタンス素子の第２ポート側に配置され、第３インダクタンス素子及び第２キャパシタンス素子を備えた並列共振回路を備え、前記第１直列共振回路は、第２の周波数帯域内に減衰極を有し、前記並列共振回路は、第１の周波数帯域の２倍を超え、３倍未満の周波数帯域内に減衰極を有し、前記第１直列共振回路の共振周波数は前記並列共振回路の共振周波数よりも低周波数に設定されている分波回路である。
【０００６】
本発明のおいては、前記並列共振回路の少なくとも一端とグランドとの間に第３キャパシタンス素子を配置し、ローパスフィルタを構成するのが好ましい。
【０００７】
本発明における前記第２フィルタは、第１ポートと第３ポートとの間に接続された第４キャパシタンス素子と、前記第４キャパシタンス素子と直列接続される第５キャパシタンス素子と、前記第４キャパシタンス素子と第５キャパシタンス素子との接続点とグランドとの間に配置される第４インダクタンス素子と第６キャパシタンス素子からなる第２直列共振回路を備え、前記第２直列共振回路は、第１の周波数帯域内に減衰極を有するように構成するのが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の分波回路は、広帯域にわたって減衰量を得ることでき、通過帯域において優れた挿入損失特性が得られるため、２つ以上の通信システム、特には３つ以上の通信システムで通話を可能とするマルチバンド携帯電話に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施例に係る分波回路の等価回路を示す図である。この分波回路は、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２との間に接続され、第１の周波数帯域ｆ１を通過周波数帯域とする第１フィルタと、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３との間に接続され、第２の周波数帯域ｆ２を通過周波数帯域とする第２フィルタとを備えている。第１の周波数帯域ｆ１は、第２の周波数帯域ｆ２と比較し低周波数側に有り、互いに重なり合わない周波数帯に設定される。前記第１フィルタは、第２の周波数帯域（高周波数帯域）ｆ２で大きな減衰量を示すものであり、前記第２フィルタは、第１の周波数帯域（低周波数帯域）ｆ１で大きな減衰量を示す。
【００１０】
第１ポートＰ１と第２ポートＰ２との間に接続された第１フィルタは、一端が第１ポートＰ１に接続する第１インダクタンス素子Ｌ１と、前記第１インダクタンス素子Ｌ２の第２ポートＰ２側とグランドとの間に配置され、第２インダクタンス素子Ｌ２と第１キャパシタンス素子Ｃ１からなる第１直列共振回路と、前記第１インダクタンス素子Ｌ１の第２ポートＰ２側に配置される第３インダクタンス素子Ｌ３と、第２キャパシタンス素子Ｃ２からなる並列共振回路を備え、前記第１直列共振回路は、第２の周波数帯域ｆ２内に減衰極を有し、挿入損失が最大となるように構成されている。前記並列共振回路は、第１の周波数帯域ｆ１の２倍を超え、３倍未満の周波数帯域内に減衰極を有するように構成され、前記第１直列共振回路の共振周波数は前記並列共振回路の共振周波数よりも低周波数に設定されている。このように構成すれば、並列共振回路による通過帯域周波数での損失を減じながら、広帯域にわたって大きな減衰量を得ることできる。
【００１１】
第１ポートＰ１と第３ポートＰ３との間に接続された第２フィルタは、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３との間に接続された第４キャパシタンス素子Ｃ４と、前記第４キャパシタンス素子Ｃ４と直列接続される第５キャパシタンス素子Ｃ５と、前記第４キャパシタンス素子Ｃ４と第５キャパシタンス素子Ｃ５との接続点とグランドとの間に配置され、第４インダクタンス素子Ｌ４及び第６キャパシタンス素子Ｃ６を備えた第２直列共振回路を有し、前記第２直列共振回路は、第１の周波数帯域ｆ１内に減衰極を有し、挿入損失が最大となるように構成されている。
【００１２】
このように構成することで、第１ポートＰ１に入力した第１の周波数帯域ｆ１は、第２ポートＰ２に表れるが、第３ポートＰ３には出力されず、また、第１ポートＰ１に入力した第２の周波数帯域ｆ１は、第３ポートＰ３に表れるが、第２ポートＰ２には出力されないため、高周波信号を分波することが出来る。
【００１３】
図２は、本発明に係る他の態様の分波器であって、第１フィルタの並列共振回路の一端とグランドとの間に、第３キャパシタンス素子Ｃ３を配置したものである。前記第３キャパシタンス素子Ｃ３により、さらに高周波側信号の減衰性能を向上させている。図２の分波器においては、並列共振回路の一端のみにキャパシタンス素子を接続しているが、他端にも接続すれば、さらに高周波側信号の減衰性能を向上させることが出来る。
【実施例】
【００１４】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
図３は本発明の分波回路を含む、マルチバンド携帯電話のフロントエンド部の回路ブロックであり、図４はその等価回路である。本実施例では、分波回路に加えて、フィルタ回路、スイッチ回路を配置した第１乃至４の通信システムに対応したにフロントエンド部ついて説明する。なお説明においては、第１の通信システムをＧＳＭ８５０（送信周波数８２４〜８４９ＭＨｚ、受信周波数８６９〜８９４ＭＨｚ）、第２の通信システムをＧＳＭ９００（送信周波数８８０〜９１５ＭＨｚ、受信周波数９２５〜９６０ＭＨｚ）、第３の通信システムをＤＣＳ１８００（送信周波数１７１０〜１７８５ＭＨｚ、受信周波数１８０５〜１８８０ＭＨｚ）、第４の通信システムをＰＣＳ１９００（送信周波数１８５０〜１９１０ＭＨｚ、受信周波数１９３０〜１９９０ＭＨｚ）としている。
【００１５】
図３に示したマルチバンド携帯電話器のフロントエンド部は、分波回路１、フィルタ回路２、高周波スイッチ回路３，４を備えるものであり、分波回路１とアンテナＡＮＴと接続し、前記分波回路１の後段には、フィルタ回路２、高周波スイッチ回路３，４が接続される。そして、高周波スイッチ回路３，４には、さらにＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００或いはＤＣＳ１８００，ＰＣＳ１９００の送受信回路（Ｔｘ，Ｒｘ）が接続される。
前記分波回路１は、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００或いはＤＣＳ１８００，ＰＣＳ１９００の送受信信号が、互いの信号経路に回りこまないように、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタから選ばれる複数のフィルタ回路で構成される。本実施例においては、図２で示した分波回路を用いている。
【００１６】
相対的に低周波数であるＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００の第１の周波数帯域ｆ１を扱う第１フィルタは、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２との間に接続された第１インダクタンス素子Ｌ１と、前記第１インダクタンス素子Ｌ２の第２ポートＰ２側とグランドとの間に配置され、第２インダクタンス素子Ｌ２及び第１キャパシタンス素子Ｃ１を備えた第１直列共振回路と、前記第１インダクタンス素子Ｌ１の第２ポートＰ２側に配置され、第３インダクタンス素子Ｌ３及び第２キャパシタンス素子Ｃ２を備えた並列共振回路と、前記並列共振回路の第２ポートＰ２側の一端とグランドとの間に第３キャパシタンス素子Ｃ３を配置した構成である。
相対的に高周波数であるＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００の第２の周波数帯域ｆ２を扱う第２フィルタは、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３との間に接続された第４キャパシタンス素子Ｃ４と、前記第４キャパシタンス素子Ｃ４と直列接続される第５キャパシタンス素子Ｃ５と、前記第４キャパシタンス素子Ｃ４と第５キャパシタンス素子Ｃ５との接続点とグランドとの間に配置され、第４インダクタンス素子Ｌ４及び第６キャパシタンス素子Ｃ６を備えた第２直列共振回路を有する構成である。
【００１７】
前記第１直列共振回路により、第２の周波数帯域内（１７１０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ）に減衰極を形成し、前記並列共振回路により、第１の周波数帯域（８２４ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）の２倍を超え、３倍未満の周波数帯域内（１６４８ＭＨｚを超え、２８８０ＭＨｚ未満）に減衰極を形成し、前記第１直列共振回路の共振周波数を前記並列共振回路の共振周波数よりも低周波数に設定している。そして、前記第２直列共振回路は、第１の周波数帯域内（８２４ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）に減衰極を有するように構成している。
このように構成することで、本発明の分波回路は、広帯域にわたって大きな減衰量を得ることが出来、通過帯域において優れた挿入損失特性が得られるため、第１ポートＰ１に入力した第１の周波数帯域ｆ１は、第２ポートＰ２に表れるが、第３ポートＰ３には出力されず、また、第１ポートＰ１に入力した第２の周波数帯域ｆ１は、第３ポートＰ３に表れるが、第２ポートＰ２には出力されないため、高周波信号を分波することが出来る。分波された高周波信号は、分波回路の後段に配置された高周波スイッチ回路３，４へと入力する。
【００１８】
また前記高周波スイッチ回路３，４は、一般に、ダイオード、トランジスタなどのスイッチング素子を用いて構成される。一般に、ダイオード、トランジスタなどの非線形デバイスに高電力の高周波信号を投入すると、基本波の整数倍の周波数をもった高調波が現れることが知られている。
前記マルチバンド携帯電話器のフロントエンド部においても、送信回路Ｔｘに含まれる高出力増幅器で高調波が生じ、送信信号に重畳して高周波スイッチ回路３，４に入力する。さらに各スイッチ回路３，４においても、スイッチング素子として用いたＰＩＮダイオードにより高調波が発生する。このため、従来のマルチバンド携帯電話のフロントエンド部では、高出力増幅器及びスイッチ回路で発生する高調波を除去するように、各送信信号の経路にフィルタ回路を別途接続していた。しかしながら、本発明の分波回路では、前記第１直列共振回路及び並列共振回路により、第１の周波数帯域ｆ１の高周波信号のみを通過させ、その高調波を減衰させることが出来ることから、アンテナから放射される高調波を削減できるとともに、前記高調波と近しい、或いは重複する第２の周波数帯域ｆ２の高周波信号を扱う回路への、前記高調波の漏洩を防ぐことも出来る。さらに、従来必要であった、フロントエンド部のフィルタ回路を削減することが可能なので、マルチバンド携帯電話器の小型化に寄与する。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の分波回路は、広帯域にわたって減衰量を得ることでき、通過帯域において優れた挿入損失特性が得られるため、２つ以上の通信システム、特には３つ以上の通信システムで通話を可能とするマルチバンド携帯電話に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例に係る分波回路の等価回路である。
【図２】本発明の一実施例に係る他の分波回路の等価回路である。
【図３】マルチバンド携帯電話のフロントエンド部の回路ブロックである。
【図４】本発明の一実施例に係る分波回路を用いたマルチバンド携帯電話のフロントエンド部の等価回路である。
【図５】従来の分波回路の等価回路である。
【符号の説明】
【００２１】
１  分波回路
２  フィルタ回路
３、４  スイッチ回路
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４  インダクタンス素子
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６  キャパシタンス素子
Ｐ１  第１ポート
Ｐ２  第２ポート
Ｐ３  第３ポート
Ｔｘ  送信回路
Ｒｘ  受信回路
２  ダイプレクサ回路
３，４  フィルタ回路
５，６  スイッチ回路
１００  多層基板
Ｌ２１，Ｌ３１  第１インダクタンス素子
Ｌ２０．Ｌ３０  第２インダクタンス素子
Ｃ２３，Ｃ３３  第１キャパシタンス素子
【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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