(57)【要約】【課題】小型で調整が容易な分波器を提供する。【解決手段】分波器は、送信用フィルタ１と、中心周波数が送信用フィルタ１より高い受信用フィルタ２と、共通アンテナ端子用パッド６と受信用フィルタ２との間に設けられたインピーダンス整合回路３を備える。インピーダンス整合回路３は、第１のすだれ状電極と第２のすだれ状電極とを有する２端子対ＳＡＷ共振子３０と、一端が２端子対ＳＡＷ共振子３０の共通接地端子に接続され、他端が接地された位相線路３１とを備える。第１のすだれ状電極の一端が共通アンテナ端子用パッド６に接続され、第２のすだれ状電極の一端が受信用フィルタ２の入力端子に接続され、第１のすだれ状電極の他端と第２のすだれ状電極の他端とが共通接地端子となる。【選択図】  図１
2007006274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のすだれ状電極と第２のすだれ状電極とを有する２端子対ＳＡＷ共振子と、
一端が前記２端子対ＳＡＷ共振子の共通接地端子に接続され、他端が接地された位相線路とを備え、
前記第１のすだれ状電極の一端が入力端子となり、前記第２のすだれ状電極の一端が出力端子となり、前記第１のすだれ状電極の他端と前記第２のすだれ状電極の他端とが前記共通接地端子となることを特徴とするインピーダンス整合回路。
【請求項２】
一端が第１の信号端子に接続され、他端が共通信号端子に接続された第１のフィルタと、
一端が第２の信号端子に接続され、中心周波数が前記第１のフィルタの中心周波数より高い第２のフィルタと、
前記共通信号端子と前記第２のフィルタの他端との間に設けられた第１のインピーダンス整合回路とを備え、
前記第１のインピーダンス整合回路は、第１のすだれ状電極と第２のすだれ状電極とを有する第１の２端子対ＳＡＷ共振子と、一端が前記第１の２端子対ＳＡＷ共振子の第１の共通接地端子に接続され、他端が接地された第１の位相線路とを備え、前記第１のすだれ状電極の一端が前記共通信号端子に接続され、前記第２のすだれ状電極の一端が前記第２のフィルタの他端に接続され、前記第１のすだれ状電極の他端と前記第２のすだれ状電極の他端とが前記第１の共通接地端子となることを特徴とする分波器。
【請求項３】
請求項２記載の分波器において、
さらに、前記共通信号端子と前記第１のフィルタの他端との間に設けられた第２のインピーダンス整合回路を備え、
前記第２のインピーダンス整合回路は、第３のすだれ状電極と第４のすだれ状電極とを有する第２の２端子対ＳＡＷ共振子と、一端が前記第２の２端子対ＳＡＷ共振子の第２の共通接地端子に接続され、他端が接地された第２の位相線路とを備え、前記第３のすだれ状電極の一端が前記第１のフィルタの他端に接続され、前記第４のすだれ状電極の一端が前記共通信号端子に接続され、前記第３のすだれ状電極の他端と前記第４のすだれ状電極の他端とが前記第２の共通接地端子となることを特徴とする分波器。
【請求項４】
請求項２又は３記載の分波器において、
前記共通信号端子と前記第２の信号端子とが前記第１のフィルタ及び第２のフィルタを挟んで対向するように、前記共通信号端子と前記第２の信号端子とをパッケージ上に配置したことを特徴とする分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インピーダンス整合回路、およびインピーダンス整合回路を用いた分波器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分波器（デュプレクサ）は、主にＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ）方式の携帯電話などの無線通信システムにおいて使用される。ＣＤＭＡ方式の無線システムでは、１本のアンテナを用いて送信と受信が同時に行われるため、送信信号と受信信号とを分離し、かつ互いの信号が相互に影響しないようにする分波器が必要となる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。携帯電話機に搭載される分波器の一般的な構成を図２４に示す。
【０００３】
図２４に示すように、分波器は、図示しない送信回路からの送信信号のみを通過させてアンテナ１０４に供給する中心周波数ｆ１の帯域通過フィルタである送信用フィルタ１０１と、アンテナ１０４で受信された高周波信号のうち所定の受信信号のみを通過させる中心周波数ｆ２（ｆ１＜ｆ２）の帯域通過フィルタである受信用フィルタ１０２と、アンテナ１０４と受信用フィルタ１０２の入力端子との間に設けられたインピーダンス整合回路１０３とから構成される。
【０００４】
送信回路は、送信すべき音声信号やデータ信号等を基に高周波の送信信号を生成して送信用フィルタ１０１に出力する。図示しない受信回路は、受信用フィルタ１０２から出力された受信信号を復調して音声信号やデータ信号等を取り出す。送信用フィルタ１０１及び受信用フィルタ１０２には、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave ）フィルタあるいは圧電薄膜を用いたＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）フィルタなどが用いられる。
【０００５】
前述のとおり、送信用フィルタ１０１の中心周波数ｆ１は受信用フィルタ１０２の中心周波数ｆ２より低く、送信用フィルタ１０１は受信用フィルタ１０２の通過域周波数において高インピーダンスになっているため、送信用フィルタ１０１側にはインピーダンス整合回路は必要ない。一方、受信用フィルタ１０２の低周波数側の減衰域では高インピーダンスとなっておらず、クロストロークの可能性があるため、受信用フィルタ１０２側にインピーダンス整合回路１０３を設ける必要がある。
【０００６】
インピーダンス整合回路１０３としては、特許文献１に開示されているように、信号線に並列に接続されたインダクタＬからなる図２５（Ａ）のようなインピーダンス整合回路や、図２５（Ａ）の構成に補正用のコンデンサＣを直列に接続した図２５（Ｂ）のようなインピーダンス整合回路、あるいは直列位相回転用線路からなるインピーダンス整合回路が知られている。
【０００７】
図２６に、特許文献２に開示された分波器の平面構造を示す。図２６は、分波器パッケージのチップダイボンド面の平面構造を示したものである。図２６において、１１１は送信用フィルタ１０１の入力端子、１１２は送信用フィルタ１０１の出力端子、１２１は受信用フィルタ１０２の入力端子、１２２は受信用フィルタ１０２の出力端子、１０５は送信用フィルタ入力端子用パッド、１０６は共通アンテナ端子用パッド、１０７は受信用フィルタ入力端子用パッド、１０８は受信用フィルタ出力端子用パッドである。位相線路からなるインピーダンス整合回路１０３は、チップダイボンド面の下にある位相線路層に配置されている。位相線路の一端はビアホールにより共通アンテナ端子用パッド１０６に接続され、位相線路の他端はビアホールにより受信用フィルタ入力端子用パッド１０７に接続されている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３２４６９０６号公報
【特許文献２】特許第３５３２１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１でも述べられているように、図２５（Ａ）に示したインダクタのみによるインピーダンス整合回路では、適正なインピーダンス整合がとれない場合が多いという問題点があった。
【００１０】
図２５（Ｂ）に示したインピーダンス整合回路は、図２５（Ａ）のインピーダンス整合回路の改良型であるが、送信用フィルタ１０１の通過域周波数のインピーダンスを調整しようとすると、受信用フィルタ１０２の通過域の整合が変化してしまうため、送信用フィルタ１０１の通過域周波数のインピーダンス調整と受信用フィルタ１０２の通過域の整合との両立が困難な場合が多いという問題点があった。
【００１１】
直列位相回転用線路を用いたインピーダンス整合回路では、位相回転量によりフィルタの整合が変化しないため、送信用フィルタ１０１の通過域周波数のインピーダンス調整のみを行えばよく、調整が容易という点で好ましい。しかし、位相線路をインピーダンス整合回路として動作させるためには、電気長がλ／４（λは受信用フィルタ１０２の中心周波数ｆ２と位相線路の誘電体中の速度とから定まる電磁波の波長）程度必要であり、小型化が難しいという問題点があった。
【００１２】
また、図２６に示すように、特許文献２に開示された分波器では、共通アンテナ端子用パッド１０６と受信用フィルタ出力端子用パッド１０８とが近接して配置されているために、共通アンテナ端子と受信用フィルタの出力端子間のアイソレーションが悪いという問題点があった。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、小型で調整が容易なインピーダンス整合回路および分波器を提供することを目的とする。
また、本発明は、共通アンテナ端子と受信用フィルタの出力端子間のアイソレーションを改善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】
【００１４】
本発明のインピーダンス整合回路は、第１のすだれ状電極と第２のすだれ状電極とを有する２端子対ＳＡＷ共振子と、一端が前記２端子対ＳＡＷ共振子の共通接地端子に接続され、他端が接地された位相線路とを備え、前記第１のすだれ状電極の一端が入力端子となり、前記第２のすだれ状電極の一端が出力端子となり、前記第１のすだれ状電極の他端と前記第２のすだれ状電極の他端とが前記共通接地端子となるものである。
【００１５】
本発明の分波器は、一端が第１の信号端子に接続され、他端が共通信号端子に接続された第１のフィルタと、一端が第２の信号端子に接続され、中心周波数が前記第１のフィルタの中心周波数より高い第２のフィルタと、前記共通信号端子と前記第２のフィルタの他端との間に設けられた第１のインピーダンス整合回路とを備え、前記第１のインピーダンス整合回路は、第１のすだれ状電極と第２のすだれ状電極とを有する第１の２端子対ＳＡＷ共振子と、一端が前記第１の２端子対ＳＡＷ共振子の第１の共通接地端子に接続され、他端が接地された第１の位相線路とを備え、前記第１のすだれ状電極の一端が前記共通信号端子に接続され、前記第２のすだれ状電極の一端が前記第２のフィルタの他端に接続され、前記第１のすだれ状電極の他端と前記第２のすだれ状電極の他端とが前記第１の共通接地端子となるものである。
また、本発明の分波器の１構成例は、さらに、前記共通信号端子と前記第１のフィルタの他端との間に設けられた第２のインピーダンス整合回路を備え、前記第２のインピーダンス整合回路は、第３のすだれ状電極と第４のすだれ状電極とを有する第２の２端子対ＳＡＷ共振子と、一端が前記第２の２端子対ＳＡＷ共振子の第２の共通接地端子に接続され、他端が接地された第２の位相線路とを備え、前記第３のすだれ状電極の一端が前記第１のフィルタの他端に接続され、前記第４のすだれ状電極の一端が前記共通信号端子に接続され、前記第３のすだれ状電極の他端と前記第４のすだれ状電極の他端とが前記第２の共通接地端子となるものである。
また、本発明の分波器の１構成例は、前記共通信号端子と前記第２の信号端子とが前記第１のフィルタ及び第２のフィルタを挟んで対向するように、前記共通信号端子と前記第２の信号端子とをパッケージ上に配置したものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、２端子対ＳＡＷ共振子の共通接地端子に位相線路の一端を接続して、この位相線路の他端を接地することにより、インピーダンス整合回路を実現することができ、位相線路を用いたインピーダンス整合回路の調整が容易であるという優れた効果を保ちつつ、位相線路の線路長を従来よりも短くすることができる。本発明では、位相線路の線路長は従来の７０％程度の長さとなり、インピーダンス整合回路の小型化を実現することができる。
【００１７】
また、本発明では、第１の２端子対ＳＡＷ共振子の共通接地端子に第１の位相線路の一端を接続し、かつ第１の位相線路の他端を接地した第１のインピーダンス整合回路を、分波器に用いることにより、位相線路を用いたインピーダンス整合回路の調整が容易であるという効果を保ちつつ、分波器の小型化を実現することができる。また、第１の２端子対ＳＡＷ共振子の中心周波数付近が分波器の減衰域となるので、分波器の減衰量を改善することができる。
【００１８】
また、本発明では、第２の２端子対ＳＡＷ共振子の共通接地端子に第２の位相線路の一端を接続し、かつ第２の位相線路の他端を接地した第２のインピーダンス整合回路を、共通信号端子と第１のフィルタとの間に設けることにより、第１のフィルタを高周波側の減衰域において更に高インピーダンスにすることができ、第１のフィルタと第２のフィルタとの間の干渉を大幅に低減することができる。また、本発明では、第１のフィルタの高周波側の減衰量を改善することができ、より好ましい分波器特性が得られる。
【００１９】
また、本発明の分波器では、位相線路の一端を２端子対ＳＡＷ共振子の共通接地端子に接続して、位相線路の他端は接地すればよいので、端子の配置に余裕が生じる。このため、本発明では、共通信号端子と第２の信号端子とが第１のフィルタ及び第２のフィルタを挟んで対向するように、共通信号端子と第２の信号端子とをパッケージ上に配置することができ、共通信号端子と第２の信号端子間のアイソレーションを改善することができる。したがって、第１のフィルタが送信用フィルタ、第２のフィルタが受信用フィルタ、共通信号端子が共通アンテナ端子、第２の信号端子が受信用フィルタの出力端子であるとすれば、共通アンテナ端子と受信用フィルタの出力端子間のアイソレーションを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態となる分波器の構成を示す等価回路図である。従来と同様に、図１の分波器は、送信回路（不図示）からの送信信号のみを通過させてアンテナ（不図示）に供給する中心周波数ｆ１の帯域通過フィルタである送信用フィルタ１（第１のフィルタ）と、アンテナで受信された高周波信号のうち所定の受信信号のみを通過させる中心周波数ｆ２（ｆ１＜ｆ２）の帯域通過フィルタである受信用フィルタ２（第２のフィルタ）と、アンテナと受信用フィルタ２との間に設けられたインピーダンス整合回路３とから構成される。
【００２１】
図１において、５は送信用フィルタ入力端子用パッド（第１の信号端子）、６は共通アンテナ端子用パッド（共通信号端子）、８は受信用フィルタ出力端子用パッド（第２の信号端子）、１２は送信用フィルタ１の入力端子、１３は送信用フィルタ１の出力端子、２２は受信用フィルタ２の入力端子、２３は受信用フィルタ２の出力端子、３２はインピーダンス整合回路３の入力端子、３３はインピーダンス整合回路３の出力端子である。
【００２２】
送信用フィルタ１の入力端子１２は、送信用フィルタ入力端子用パッド５を介して送信回路に接続されている。送信用フィルタ１の出力端子１３とインピーダンス整合回路３の入力端子３２とは、共通アンテナ端子用パッド６を介してアンテナに接続されている。受信用フィルタ２の入力端子２２は、インピーダンス整合回路３の出力端子３３に接続されている。受信用フィルタ２の出力端子２３は、受信用フィルタ出力端子用パッド８を介して受信回路（不図示）に接続されている。
【００２３】
送信用フィルタ１は、入出力端子間に挿入される１端子対ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave ）共振子１０と入出力端子と接地との間に挿入される１端子対ＳＡＷ共振子１１とを交互に梯子型に接続した、いわゆるラダー型フィルタにより構成される。同様に、受信用フィルタ２は、１端子対ＳＡＷ共振子２０，２１を交互に梯子型に接続したラダー型フィルタにより構成される。送信用フィルタ１及び受信用フィルタ２のいずれも共通アンテナ端子側は、直列共振子１０，２０から始まる構成となっている。
【００２４】
本実施の形態では、ｎ−ＣＤＭＡ用分波器として、送信用フィルタ１の中心周波数ｆ１は８３６．５ＭＨｚに設定され、受信用フィルタ２の中心周波数ｆ２は８８１．５ＭＨｚに設定されているものとする。図２に図１の分波器の通過特性の１例を示す。図２において、ＣＨＡ１は送信用フィルタ１の特性、ＣＨＡ２は受信用フィルタ２の特性、Ｐ１は送信用フィルタ１の通過域、Ｐ２は受信用フィルタ２の通過域を示す。
【００２５】
図３にインピーダンス整合回路３の平面図を示す。インピーダンス整合回路３は、２端子対ＳＡＷ共振子３０と、位相線路３１とから構成される。２端子対ＳＡＷ共振子３０は、圧電基板上に入力用ＩＤＴ３００（第１のすだれ状電極）と出力用ＩＤＴ３０１（第２のすだれ状電極）とを形成し、さらにその両側にそれぞれ反射器３０２，３０３を配置したものである。周知のように、ＩＤＴ（interdigital transducer ）は、金属からなる櫛状の対向する２つの電極部を有し、各電極部は、対向する電極部に向かって交互に突出した複数の電極指を有している。
【００２６】
図３において、３０４は２端子対ＳＡＷ共振子３０の第１の端子（共振子３０の入力端子３２であり、入力用ＩＤＴ３００の一端）、３０５は２端子対ＳＡＷ共振子３０の第２の端子（共振子３０の出力端子３３であり、出力用ＩＤＴ３０１の一端）、３０６は２端子対ＳＡＷ共振子３０の第３の端子（入力用ＩＤＴ３００の他端）、３０７は２端子対ＳＡＷ共振子３０の第４の端子（出力用ＩＤＴ３０１の他端）である。第１の端子３０４は共通アンテナ端子用パッド６に接続され、第２の端子３０５は受信用フィルタ２の入力端子２２に接続されている。第３の端子３０６と第４の端子３０７は互いに接続された上で位相線路３１の一端に接続され、さらに位相線路３１の他端は接地されている。
【００２７】
位相線路３１は、低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）パッケージ内に形成したストリップラインにより構成され、ワイヤー等の接続手段を介して、２端子対ＳＡＷ共振子３０の第３の端子３０６及び第４の端子３０７に接続される。フィルタ１，２及び２端子対ＳＡＷ共振子３０は、例えば圧電基板ＬｉＴａＯ3 上に形成される。フィルタ１，２の各共振子、２端子対ＳＡＷ共振子３０及び位相線路３１の電極材料としては、例えばＡｌ−Ｃｕ合金などを用いる。２端子対ＳＡＷ共振子３０とフィルタ２を共通の基板上に形成してもよいし、さらにフィルタ１も共通の基板上に形成してもよい。
【００２８】
２端子対ＳＡＷ共振子３０の入力用ＩＤＴ３００、出力用ＩＤＴ３０１の電極指の対数はそれぞれ８０対以上、ＩＤＴ３００と３０１間の距離は０．８λIDT 程度である。ここで、共振波長λIDT は、２端子対ＳＡＷ共振子３０のＩＤＴ電極周期長であり、２端子対ＳＡＷ共振子３０の中心周波数は、図２に示す送信用フィルタ１の通過域Ｐ１の低周波側の端部周波数近傍に設定される。なお、入力用ＩＤＴ３００と出力用ＩＤＴ３０１との間で電極指の対数や、電極指の交差幅、波長λIDT を異なる値にしてもよい。
【００２９】
ここで、インピーダンス整合回路３の作用について説明する。まず、図４に受信用フィルタ２のスミスチャートを示す。点線Ａで囲んだ領域が受信用フィルタ２の通過域のインピーダンスを示し、点線Ｂで囲んだ領域が受信用フィルタ２の低周波側の減衰域（すなわち、送信用フィルタ１の通過域）のインピーダンスを示している。図４によれば、低周波側の減衰域において受信用フィルタ２が低インピーダンスとなっている。したがって、送信用フィルタ１と受信用フィルタ２のみから分波器を構成しようとしても、送信用フィルタ１からの送信信号が受信用フィルタ２に流れ込み、分波器として動作しないことが分かる。
【００３０】
図５に、受信用フィルタ２の前段にインピーダンス整合回路３を接続した場合のスミスチャートを示す。点線Ａ，Ｂで囲んだ領域の意味は図４の場合と同じである。図５によれば、受信用フィルタ２にインピーダンス整合回路３を接続すると、低周波側の減衰域において受信用フィルタ２が高インピーダンスになることが分かる。これにより、送信回路からの送信信号が受信用フィルタ２側に回り込むことがなくなり、分波器として動作することが分かる。
【００３１】
２端子対共振子は、本来、狭帯域の帯域通過フィルタとして用いられる。図６（Ａ）は一般的な２端子対ＳＡＷ共振子の通過特性を示す図、図６（Ｂ）は２端子対ＳＡＷ共振子の入出力間の位相回転角を示す図、図６（Ｃ）は２端子対ＳＡＷ共振子のリターンロスを示す図である。図６（Ｃ）のＳ１１はリターンロスを表すＳパラメータである。図６の例では、２端子対ＳＡＷ共振子の共通接地端子（図３の端子３０６，３０７に相当）に０．１５ｎＨのインダクタンス素子の一端を接続し、このインダクタンス素子の他端を接地している。
【００３２】
図７のような通過特性を有し、かつ図８のようなインピーダンス特性を有する帯域通過フィルタ（以下、フィルタＲと呼ぶ）の前段に、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示した特性の２端子対ＳＡＷ共振子を接続すると、通過特性は図９のように変化し、またインピーダンス特性は図１０のように変化する。図８、図１０において、点線Ｃで囲んだ領域はフィルタＲの通過域のインピーダンスを示し、点線Ｄで囲んだ領域はフィルタＲの低周波側の減衰域のインピーダンスを示している。したがって、フィルタＲの前段に２端子対ＳＡＷ共振子を接続すると、フィルタとして機能しないことが分かる。フィルタとして機能しないことは、フィルタＲの通過域が２端子対ＳＡＷ共振子の減衰域になっていることから明らかである。
【００３３】
一方、２端子対ＳＡＷ共振子の共通接地端子に適切な電気長の位相線路（例えば電気長０．１５λ）の一端を接続して、この位相線路の他端を接地すると、２端子対ＳＡＷ共振子の特性は図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）のようになる。図１１（Ａ）は２端子対ＳＡＷ共振子の通過特性を示す図、図１１（Ｂ）は２端子対ＳＡＷ共振子の入出力間の位相回転角を示す図、図１１（Ｃ）は２端子対ＳＡＷ共振子のリターンロスを示す図である。図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）から明らかなように、２端子対ＳＡＷ共振子の共通接地端子に位相線路を接続すると、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示した２端子対ＳＡＷ共振子で通過域であったところが減衰域になっていることが分かる。
【００３４】
前記のフィルタＲの前段にこのような２端子対ＳＡＷ共振子を接続すると、その通過特性は図１２のようになり、図７に示したフィルタＲの通過特性の形をほぼ維持することができる。また、フィルタＲの前段に２端子対ＳＡＷ共振子を接続したときのスミスチャートは図１３のようになり、点線Ｄで示すフィルタの低周波側の減衰域が高インピーダンスになっていることが分かる。
【００３５】
図１２、図１３に示した特性は、図１の分波器におけるインピーダンス整合回路３及び受信用フィルタ２の特性として好適である。２端子対ＳＡＷ共振子３０のＩＤＴ３００，３０１の電極指の交差幅及び位相線路３１の線路長を調整することにより、受信用フィルタ２の通過域付近のリターンロスを最小にすることができ、また２端子対ＳＡＷ共振子３０の共振波長λIDT 及び位相線路３１の線路長によって受信用フィルタ２の減衰域のインピーダンス配置を調整することにより、インピーダンス整合回路３として最適な組み合わせを得ることができる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態では、２端子対ＳＡＷ共振子３０の共通接地端子に位相線路３１の一端を接続して、この位相線路３１の他端を接地することにより、インピーダンス整合回路を実現することができ、位相線路を用いたインピーダンス整合回路の調整が容易であるという効果を保ちつつ、位相線路３１の線路長を従来よりも短くすることができ、分波器の小型化を実現することができる。
【００３７】
以下、位相線路３１の線路長を従来よりも短くできる理由について説明する。一般的な２端子対ＳＡＷ共振子は、図６（Ｂ）に示すような位相特性を有しており、一定の位相変化素子として用いることが可能である。しかしながら、図６（Ａ）の通過特性をみると、狭帯域なフィルタ特性となっており、所望の周波数における挿入損失が劣化している。これに対して、２端子対ＳＡＷ共振子の共通接地端子に適切な長さの位相線路を接続すると、通過特性が図１１（Ａ）のようになり、広い周波数範囲で低損失な通過特性となり、インピーダンス整合回路に適した特性となる。
【００３８】
接続する受信用フィルタ２のインピーダンスに応じて、２端子対ＳＡＷ共振子３０のインピーダンス設定及び位相線路３１の線路長の最適値が異なるが、位相線路のみを用いたインピーダンス整合回路の場合に比べて、本実施の形態のインピーダンス整合回路３では、２端子対ＳＡＷ共振子３０の位相変化を利用していることから、位相線路３１に必要とされる位相回転量が少なくなり、位相線路３１の線路長を従来よりも短くすることができる。従来のインピーダンス整合回路の位相線路では、電気長がλ／４（λは受信用フィルタの中心周波数ｆ２と位相線路の誘電体中の速度とから定まる電磁波の波長）程度必要であったのに対し、本実施の形態の位相線路３１では、電気長は１／１０λから１／８λ程度である。
【００３９】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１４は本発明の第２の実施の形態となる分波器のパッケージの概略構成を示す平面図、図１５は図１４の分波器のＩ−Ｉ線断面図、図１６は図１４の分波器における位相線路３１を上から透視した図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。
【００４０】
本実施の形態は、第１の実施の形態で説明した分波器をＬＴＣＣパッケージにより構成した例であり、図１４に示す面は、チップダイボンド面である。ＬＴＣＣパッケージは、上下をＧＮＤ導体５０，５２で挟まれた誘電体５１内に位相線路３１を設けたものである。位相線路３１の電極材料としては、Ｃｕやタングステン及びＡｇなどが用いられる。パッケージの基材となる誘電体５１としては、比誘電率７〜１０のアルミナあるいはガラスセラミックが用いられる。
【００４１】
パッケージのチップダイボンド面には、チップを格納するための矩形の空間が形成され、この矩形空間内に送信用フィルタ１及び受信用フィルタ２が搭載されている。そして、これらの送信用フィルタ１及び受信用フィルタ２を囲むように外部接続用の電極パッドが形成され、ワイヤーによって所定の電気的接続がなされている。すなわち、送信用フィルタ１の入力端子１２は、ワイヤーを介して送信用フィルタ入力端子用パッド５と接続され、フィルタ１の出力端子１３は、ワイヤーを介して共通アンテナ端子用パッド６と接続され、フィルタ１の接地端子１４は、ワイヤーを介して接地用パッド１５と接続されている。
【００４２】
一方、２端子対ＳＡＷ共振子３０は受信用フィルタ２上に搭載されている。２端子対ＳＡＷ共振子３０の入力端子３２は、ワイヤーを介して共通アンテナ端子用パッド６と接続され、共振子３０の出力端子３３は、受信用フィルタ２の入力端子２２と接続され、共振子３０の共通接地端子３４（図３の３０６，３０７）は、ワイヤーを介して共通接地端子用パッド３５に接続されている。さらに、受信用フィルタ２の出力端子２３は、ワイヤーを介して受信用フィルタ出力端子用パッド８と接続され、フィルタ２の接地端子２４は、ワイヤーを介して接地用パッド２５と接続されている。
【００４３】
位相線路３１の一端は、ビアホール３６により共通接地端子用パッド３５に接続され、位相線路３１の他端は、ビアホール３７によりＧＮＤ導体５２に接続され、接地されている。ＧＮＤ導体５０とＧＮＤ導体５２とは、内部ビア５３により互いに接続されると共に、側面のキャスタレーション（側面電極）により接続されている。さらに、パッケージの底面にはフットパターン５５が形成され、パッケージの上面はキャップ５６により封止される。
【００４４】
本実施の形態では、共通アンテナ端子用パッド６が含まれるパッド列と受信用フィルタ出力端子用パッド８が含まれるパッド列とを送信用フィルタ１及び受信用フィルタ２を挟んで対向するように配置している。これにより、本実施の形態では、図２６に示した従来の分波器に比べて、共通アンテナ端子と受信用フィルタ２の出力端子間のアイソレーションを改善することができる。
【００４５】
以下、本実施の形態のようなパッド配置が可能な理由について説明する。図２６に示した従来の分波器では、位相線路の線路長を確保する必要があるので、共通アンテナ端子用パッド１０６と受信用フィルタ入力端子用パッド１０７とが送信用フィルタ１０１及び受信用フィルタ１０２を挟んで対向するように配置されている。この配置では、必然的に共通アンテナ端子用パッド１０６と受信用フィルタ出力端子用パッド１０８とが近接して配置されることになる。
【００４６】
一方、本実施の形態では、位相線路３１の一端を２端子対ＳＡＷ共振子３０の共通接地端子に接続して、位相線路３１の他端は接地すればよいので、位相線路３１に関係するパッド配置を決定する際には位相線路３１の線路長を考慮する必要はなく、共通接地端子用パッド３５の位置のみを考慮すればよい。したがって、共通アンテナ端子用パッド６と受信用フィルタ出力端子用パッド８とが送信用フィルタ１及び受信用フィルタ２を挟んで対向するように配置することが可能となる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、ワイヤーボンディングによる構成例を示しているが、フリップチップボンドを用いた実装あるいはＣＳＰ（Chip Scale Package）による実装を用いてもよい。
【００４８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１７は本発明の第３の実施の形態となる分波器のパッケージの概略構成を示す平面図であり、図１、図１４と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、送信用フィルタ１と受信用フィルタ２を１チップ化したものである。
【００４９】
第２の実施の形態では、共通アンテナ端子用パッド６とインピーダンス整合回路３の入力端子３２とがワイヤーを介して接続され、さらに共通アンテナ端子用パッド６と送信用フィルタ１の出力端子１３とがワイヤーを介して接続されているため、インピーダンス整合回路３の入力端子３２にとって不要なインダクタンス成分として、パッド６と端子１３間のワイヤーが付加されていることになる。
【００５０】
これに対して、本実施の形態では、送信用フィルタ１と受信用フィルタ２とを１チップ化したことにより、フィルタ１，２の上に搭載したインピーダンス整合回路３の入力端子３２と送信用フィルタ１の出力端子１３とを直接接続することができ、共通アンテナ端子用パッド６との間の接続は１本のワイヤーだけで済むので、不要なインダクタンス成分を除去することができる。
【００５１】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１８は、本発明の第４の実施の形態となる分波器の構成を示す等価回路図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。第１の実施の形態では、アンテナと受信用フィルタ２との間にインピーダンス整合回路３を挿入しているが、本実施の形態は、さらにアンテナと送信用フィルタ１との間にインピーダンス整合回路４を挿入したものである。
【００５２】
インピーダンス整合回路３と同様に、インピーダンス整合回路４は、２端子対ＳＡＷ共振子４０と、位相線路４１とから構成される。インピーダンス整合回路４の入力端子４２は、送信用フィルタ１の出力端子１３と接続され、インピーダンス整合回路４の出力端子４３は共通アンテナ端子用パッド６を介してアンテナに接続されている。２端子対ＳＡＷ共振子３０と同様に、２端子対ＳＡＷ共振子４０は、入力用ＩＤＴ（第３のすだれ状電極）と出力用ＩＤＴ（第４のすだれ状電極）と反射器とを有し、２端子対ＳＡＷ共振子４０の中心周波数は、図２に示す受信用フィルタ２の通過域Ｐ２の高周波側の端部周波数近傍に設定される。
【００５３】
こうして、本実施の形態では、受信用フィルタ２側にインピーダンス整合回路３を挿入することで、受信用フィルタ２を低周波側の減衰域において高インピーダンスにできるだけでなく、送信用フィルタ１側にインピーダンス整合回路４を挿入することで、送信用フィルタ１を高周波側の減衰域において更に高インピーダンスにすることができる。
【００５４】
すなわち、本実施の形態のようにフィルタ１，２の双方にインピーダンス整合回路を挿入すると、送信用フィルタ１の通過域にあたる受信用フィルタ２の低周波側の減衰域と受信用フィルタ２の通過域にあたる送信用フィルタ１の高周波側の減衰域とをそれぞれ高インピーダンスに設定することが可能となり、送信用フィルタ１と受信用フィルタ２との間の干渉を大幅に低減することができる。
【００５５】
送信用フィルタ１の通過特性の１例を図１９に示す。この送信用フィルタ１の後段に、中心周波数がフィルタ１の中心周波数より高いインピーダンス整合回路４を接続した場合の通過特性を図２０に示す。また、送信用フィルタ１のスミスチャートを図２１に示し、送信用フィルタ１の後段にインピーダンス整合回路４を接続した場合のスミスチャートを図２２に示す。図２１、図２２において、点線Ｅで囲んだ領域は送信用フィルタ１の通過域のインピーダンスを示し、点線Ｆで囲んだ領域は送信用フィルタ１の高周波側の減衰域のインピーダンスを示している。図２１、図２２から明らかなように、インピーダンス整合回路４を接続すると、点線Ｆで示す送信用フィルタ１の高周波側の減衰域が高インピーダンスになることが分かる。
【００５６】
図２３に本実施の形態の分波器の通過特性を示す。図２３において、ＣＨＡ１は送信用フィルタ１の特性、ＣＨＡ２は受信用フィルタ２の特性、Ｐ１は送信用フィルタ１の通過域、Ｐ２は受信用フィルタ２の通過域を示す。図２３によれば、良好な分波器特性が得られることが分かる。また図２０、図２３によれば、送信用フィルタ１の高周波側の減衰量も改善されていることが分かる。これは、送信用フィルタ１の高周波側の減衰域が高インピーダンスになったことによる。したがって、本実施の形態では、第１の実施の形態よりも更に好ましい分波器を得ることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、受信用フィルタ２の中心周波数が送信用フィルタ１の中心周波数より高くなっているが、これに限るものではなく、受信用フィルタ２の中心周波数が送信用フィルタ１の中心周波数より低い場合でも本発明を適用することができる。この場合は、図１、図１８において、送信用フィルタ１と受信用フィルタ２の位置を入れ替えるようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、インピーダンス整合回路、およびインピーダンス整合回路を用いた分波器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態となる分波器の構成を示す等価回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における分波器の通過特性の１例を示す図である。
【図３】図１の分波器におけるインピーダンス整合回路のレイアウトを示す平面図である。
【図４】図１の分波器における受信用フィルタのインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図５】図１の分波器において受信用フィルタの前段にインピーダンス整合回路を接続した場合のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図６】一般的な２端子対ＳＡＷ共振子の通過特性、入出力間の位相回転角及びリターンロスを示す図である。
【図７】帯域通過フィルタの通過特性の１例を示す図である。
【図８】図７の帯域通過フィルタのインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図９】図７、図８の特性の帯域通過フィルタの前段に図６の特性の２端子対ＳＡＷ共振子を接続した場合の通過特性を示す図である。
【図１０】図７、図８の特性の帯域通過フィルタの前段に図６の特性の２端子対ＳＡＷ共振子を接続した場合のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図１１】２端子対ＳＡＷ共振子の共通接地端子に位相線を接続した場合の通過特性、入出力間の位相回転角及びリターンロスを示す図である。
【図１２】図７、図８の特性の帯域通過フィルタの前段に図１１の特性の２端子対ＳＡＷ共振子を接続した場合の通過特性を示す図である。
【図１３】図７、図８の特性の帯域通過フィルタの前段に図１１の特性の２端子対ＳＡＷ共振子を接続した場合のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施の形態となる分波器のパッケージの概略構成を示す平面図である。
【図１５】図１４の分波器の断面図である。
【図１６】図１４の分波器における位相線路を上から透視した図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態となる分波器のパッケージの概略構成を示す平面図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態となる分波器の構成を示す等価回路図である。
【図１９】図１８の分波器における送信用フィルタの通過特性の１例を示す図である。
【図２０】図１９の特性の送信用フィルタの後段にインピーダンス整合回路を接続した場合の通過特性を示す図である。
【図２１】図１８の分波器における送信用フィルタのインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図２２】図１９の特性の送信用フィルタの後段にインピーダンス整合回路を接続した場合のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図２３】本発明の第４の実施の形態における分波器の通過特性の１例を示す図である。
【図２４】分波器の一般的構成を示すブロック図である。
【図２５】従来のインピーダンス整合回路の構成を示す回路図である。
【図２６】従来の分波器のチップダイボンド面の平面構造を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…送信用フィルタ、２…受信用フィルタ、３、４…インピーダンス整合回路、３０、４０…２端子対ＳＡＷ共振子、３１、４１…位相線路。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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