(57)【要約】【課題】フィルタを分布定数線路で構成した場合、ある周波数を超えると、例えば誘導性を持つ分布定数線路は容量性に、容量性を持つ分布定数線路は誘導性となり、入力インピーダンスが周波数によって大きく変化しフィルタとしての機能が失われる。また、高調波成分が２倍、３倍になるにつれて、その帯域幅も２倍３倍となり、広帯域での高減衰を得ることが困難となる。【解決手段】絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるように構成した積層ローパスフィルタにおいて、前記積層ローパスフィルタと出力端子をつなぐパターン線路との間に跳ね返りが起きる周波数に合わせてパターン線路とヴィアを介して絶縁体層上部表面に実装したチップキャパシタによって構成した直列共振回路を用いることを特徴とした積層フィルタである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるように構成した積層ローパスフィルタにおいて、前記積層ローパスフィルタと出力端子をつなぐ線路との間に分布定数線路とヴィアを介して絶縁体層上部表面に実装したチップキャパシタによって構成した直列共振回路を用いた積層フィルタ。
【請求項２】
絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるように構成した積層ハイパスフィルタにおいて、前記積層ハイパスフィルタと出力端子をつなぐ線路との間に分布定数線路とヴィアを介して絶縁体層上部表面に実装したチップキャパシタによって構成した直列共振回路を用いた積層フィルタ。
【請求項３】
直列共振回路は絶縁体層間で分布定数線路によるオープンスタブによって形成した請求項１、２に記載の積層フィルタ。
【請求項４】
直列共振回路は絶縁体層間で分布定数線路によるショートスタブによって形成した請求項１、２に記載の積層フィルタ。
【請求項５】
請求項３、４に記載の直列共振回路において絶縁体層間に構成した分布定数線路をテーパー状に形成した積層フィルタ。
【請求項６】
請求項１、２に記載の積層フィルタの上部絶縁体層の上部表面に、前記積層フィルタの出力端子とつながる第１の端子と、第２の信号入力端子である第２の端子と、第１の信号出力端子である第３の端子と、第２の信号出力端子である第４の端子とを有する高周波スイッチ回路において、直列共振回路のチップキャパシタを前記第２の端子と前記高周波スイッチ回路との間に接続し、前記直列共振回路の分布定数線路と、前記チップキャパシタと前記高周波スイッチ回路との間に設けた分布定数線路の合計の電気長が１／２波長となるようにした、高周波スイッチ回路。
【請求項７】
直列共振回路の分布定数線路を高周波スイッチ回路と同一平面状にチップインダクタで構成した請求項６に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項８】
直列共振回路のチップキャパシタを可変容量ダイオードで置き換えて構成した請求項６に記載の高周波スイッチ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば情報通信用端末に用いられるアンテナスイッチモジュールおよびそれを用いた通信装置の信号の切換を行う積層フィルタおよび高周波スイッチ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報通信用端末に用いられるフィルタは、図３のようなものが使用されていた。動作原理を簡単に説明する。
【０００３】
シャントに接続されたキャパシタ１，２は低周波成分に対しては開放、高周波成分に対して短絡となり、直列に接続されたインダクタ３は低周波成分に対しては短絡、高周波成分に対しては開放となる。したがって、低周波成分のみを透過させるローパスフィルタとなる。
【０００４】
しかしながら、図３に示すローパスフィルタでは、段数を増やさなければ急峻な減衰を得ることができないため、回路の大型化は必至であった。また、少ない段数で急峻な減衰を得るためには、ローパスフィルタの各素子の定数をChebyshev型ローパスフィルタのそれらに設定すればよいが、これは透過領域にリプルを持つため、低損失で広帯域透過させることは困難であった。さらに低コスト化を図るため分布定数線路を用いて構成した場合、ある周波数を超えると、例えば誘導性を持つ分布定数線路は容量性に、容量性を持つ分布定数線路は誘導性となり、入力インピーダンスが周波数によって大きく変化しフィルタとしての機能が失われた。
【０００５】
そのため、図４に示すような有極型ローパスフィルタが考案された。以下簡単に動作原理を説明する。
【０００６】
有極性ローパスフィルタ１０はＬＣ直列回路１６，１８，２０を備える。図５に示すように、このローパスフィルタ１０の周波数特性における減衰域には３つの極Ω2-1、Ω4-1、Ω6-1が現れる。ここで例えば、ＬＣ直列共振１８の共振周波数、すなわち極周波数極Ω4-1を調整して小さくすれば、極Ω2-1と極Ω4-1との間隔が狭められ、極間における減衰量は大きくなる。
【０００７】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報として、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開昭６１−７７４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、これを分布定数線路で構成した場合、ある周波数を超えると、例えば誘導性を持つ分布定数線路は容量性に、容量性を持つ分布定数線路は誘導性となり、入力インピーダンスが周波数によって大きく変化しフィルタとしての機能が失われる。また、高調波成分が２倍、３倍になるにつれて、その帯域幅も２倍３倍となり、広帯域での高減衰を得ることが困難となる。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、透過損失を抑え、高調波領域では広帯域で高減衰を得ることができるローパスフィルタを構成すること、かつその１部を用いて高周波スイッチ回路のアイソレーション特性の向上を図ることを目的とするものである。これが実現できれば、例えばアンテナスイッチにおいて、パワーアンプで増幅された基本波信号は低損失で透過し、前記パワーアンプで発生した高調波成分は広帯域、高減衰で除去することができ、また前記基本波信号が受信側に回り込む量を抑えることができ、前記課題を改善できる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、特に、絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるように構成した積層ローパスフィルタにおいて、前記積層ローパスフィルタと出力端子をつなぐ線路との間に分布定数線路とヴィアを介して絶縁体層上部表面に実装したチップキャパシタによって構成した直列共振回路を用いたことを特徴とする積層フィルタである。直列共振回路は積層ローパスフィルタとのインピーダンス整合をとる必要なく所望の位置に設けることができ、この直列共振回路を設けたことにより高調波成分での入力インピーダンスの変動による跳ね返り成分を容易に除去でき、第２、第３高調波成分を十分減衰させることができる。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるように構成した積層ハイパスフィルタにおいて、前記積層ハイパスフィルタと出力端子をつなぐ線路との間に分布定数線路とヴィアを介して絶縁体層上部表面に実装したチップキャパシタによって構成した直列共振回路を用いることを特徴とした積層フィルタである。直列共振回路は積層ハイパスフィルタとのインピーダンス整合をとる必要なく所望の位置に設けることができ、直列共振回路を設けたことによりカットオフ周波数より低い周波数にて急峻に減衰させることができる。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、直列共振回路は絶縁体層間で分布定数線路によるオープンスタブによって形成される請求項１、２に記載の積層フィルタである。オープンスタブで構成することにより、実装部品数を減らすことができ、低コストかつ製作工程を少なくすることができる。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、直列共振回路は絶縁体層間で分布定数線路によるショートスタブによって形成される請求項１、２に記載の積層フィルタである。ショーとスタブで構成することにより、実装部品数を減らすことができ、低コストかつ製作工数が少なくできる。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、直列共振回路を絶縁体層間に構成した分布定数線路をテーパー状に形成することを特徴とする積層フィルタである。テーパー状に形成することにより減衰が必要となる周波数帯を広帯域に渡って減衰させることができる。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、請求項１、２に記載の積層フィルタの上部絶縁体層の上部表面に、前記積層フィルタの出力端子とつながる第１の端子と、第２の信号入力端子である第２の端子と、第１の信号出力端子である第３の端子と、第２の信号出力端子である第４の端子とを有する高周波スイッチ回路において、直列共振回路のチップキャパシタを前記第２の端子と前記高周波スイッチ回路との間に接続し、前記直列共振回路の分布定数線路と、前記チップキャパシタと前記高周波スイッチ回路との間に設けた分布定数線路の合計の電気長が１／２波長となるように調整することを特徴とした高周波スイッチ回路である。直列共振回路を設けたことにより請求項１、２と同じ効果を得ることができ、直列共振回路の分布定数線路と、チップキャパシタと高周波スイッチ回路との間に設けた分布定数線路の合計の電気長が１／２波長となるように調整することで、入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路を構成するという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、直列共振回路の分布定数線路を前記高周波スイッチ回路と同一平面状にチップインダクタで構成した請求項６に記載の高周波スイッチ回路である。これにより請求項６に示す効果を得ることができ、かつ実装部品を用いることで周波数調整を簡易に行うことができる。
【００１７】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、前記直列共振回路チップキャパシタを可変容量ダイオードで置き換えて構成した請求項６に記載の高周波スイッチ回路である。これにより請求項６に示す効果を得ることができ、かつ周波数調整を簡易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる積層フィルタ及びこれを用いた高周波スイッチ回路は、例えば無線ＬＡＮモジュールにおいて、送信側においてＰＡで増幅された基本波信号は低損失で透過し、前記ＰＡで発生した高調波成分は広帯域、高減衰で除去することができ、また前記基本波信号が受信側に回り込む量を抑えることができ、入出力端子間において２０デシベル以上のアイソレーション特性を有するアンテナスイッチ回路を構成することができる。
【００１９】
さらに構成によっては部品点数を減らすことができ、コスト削減にもつながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜５に記載の発明について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態１における積層ローパスフィルタの回路図である。
【００２２】
図１に示すように、信号入力端子２１から、絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるように、キャパシタ２２、インダクタ２３、キャパシタ２４で構成した基本的なローパスフィルタ（ＬＰＦ）の、キャパシタ２４と信号出力端子２５の接続点に、直列共振回路（ＳＲＣ）を設けており、直列共振回路は特性インピーダンスが誘導性となる分布定数線路２６とヴィア２７と実装部品のチップキャパシタ２８で構成している。
【００２３】
ここで、本実施の形態では、直列共振回路を、ローパスフィルタの高調波成分での入力インピーダンスの変動により跳ね返り成分で共振をするように設けているので、容易にそれを除去することができ、第２、第３高調波成分を十分減衰させることができる。
【００２４】
なお、本発明の実施の形態１では、図１に示したようなローパスフィルタを指定したが、ローパスフィルタを絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるようなハイパスフィルタを構成した場合では、直列共振回路を接続することによりカットオフ周波数より低い周波数にて急峻な減衰特性を得ることができる。
【００２５】
また、本発明の実施の形態１では図１に示したような直列共振回路を指定したが、オープンスタブやショートスタブ、またそれらをテーパー状に構成しても同様の特性を得ることができる。
【００２６】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項６〜８に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図２は本発明の実施の形態２における積層フィルタの回路図である。
【００２８】
図２に示すように、信号入力端子２９から絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるようにキャパシタ３０、インダクタ３１、キャパシタ３２で構成した基本的なローパスフィルタ（ＬＰＦ）の、キャパシタ３２と信号出力端子３３の接続点に、直列共振回路（ＳＲＣ）を設けており、直列共振回路は特性インピーダンスが誘導性となる分布定数線路３４とヴィア３５と実装部品のチップキャパシタ３６で構成している。また信号出力端子３３は、高周波スイッチ回路の入力端子としてつながっており、さらに高周波スイッチ回路は、高周波スイッチ回路入力端子３７と、高周波スイッチ回路出力端子３８，３９とを有し、高周波スイッチ回路入力端子でもある信号出力端子３３と高周波スイッチ回路出力端子３８，３９との間を導通・遮断する第１のスイッチ回路ＳＷ１と、高周波スイッチ回路入力端子３７と高周波スイッチ回路出力端子３８、高周波スイッチ回路出力端子３９との間を導通・遮断する第２のスイッチ回路ＳＷ２を備えた高周波スイッチ回路を構成する。
【００２９】
ここで、本実施の形態では、直列共振回路をローパスフィルタの高調波成分での入力インピーダンスの変動による跳ね返り周波数で共振をするように設けているので、容易にそれを除去することができ、第２、第３高調波成分を十分減衰させることができる。
【００３０】
また、直列共振回路ＳＲＣのチップキャパシタ３６を高周波スイッチ回路入力端子３７と第２のスイッチ回路ＳＷ２との間に接続し、直列共振回路ＳＲＣの分布定数線路４０と、チップキャパシタ３６と第２のスイッチ回路ＳＷ２との間に設けた分布定数線路４０の合計の電気長が１／２波長となるように分布定数線路４０の長さを調整することで、入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路を構成するという作用を有する。
【００３１】
なお、本発明の実施の形態２では直列共振回路ＳＲＣを分布定数線路４０とチップキャパシタ３６で表現しているが、チップキャパシタ３６の代わりにチップインダクタあるいは可変容量ダイオードを、ローパスフィルタの高調波成分での入力インピーダンスの変動による跳ね返り周波数で共振をするように設ける構成であれば、チップキャパシタと同等の効果を得ることができる。
【００３２】
本発明では、直列共振回路をローパスフィルタの高調波成分での入力インピーダンスの変動による跳ね返り周波数で共振をするように設けるとしているが、急峻な減衰曲線を得るために所望の周波数で共振するように設けることも可能であり、高周波スイッチ回路のアイソレーション特性についても同等の効果を得ることができる。
【００３３】
また、本発明では積層型、同一平面型回路で構成しても同等の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかる積層フィルタ及びこれを用いた高周波スイッチ回路は、例えば無線ＬＡＮモジュールにおいて、送信側においてＰＡで増幅された基本波信号は低損失で透過し、前記ＰＡで発生した高調波成分は広帯域、高減衰で除去することができ、また前記基本波信号が受信側に回り込む量を抑えることができ、入出力端子間において２０デシベル以上のアイソレーション特性を有するアンテナスイッチ回路を構成することができる。
【００３５】
さらに構成によっては部品点数を減らすことができ、コスト削減にもつながる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１における積層フィルタの回路図
【図２】本発明の実施の形態２における積層フィルタの回路図
【図３】従来のフィルタの回路図
【図４】従来のフィルタの回路図
【図５】従来のフィルタ回路の特性図
【符号の説明】
【００３７】
２１，２９  信号入力端子
２２，２４，３０，３２  キャパシタ
２３，３１  インダクタ
２５，３３  信号出力端子
２６，３４，４０  分布定数線路
２７，３５  ヴィア
２８，３６  チップキャパシタ
３７  高周波スイッチ回路入力端子
３８，３９  高周波スイッチ回路出力端子
【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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