(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１乃至第３のポートと、前記第１及び第２のポート間の低域通過フィルタを構成する第１のインダクタ及び第１のコンデンサと、前記第２及び第３のポート間の高域通過フィルタを構成する第２のインダクタ及び第２のコンデンサとを備えるとともに、
前記第１及び第２のインダクタが、セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる多層基板に内蔵されるストリップライン電極で形成され、前記第１及び第２のコンデンサが、前記多層基板に内蔵されるコンデンサ電極で形成されるダイプレクサであって、
前記第２のポートと前記第３のポートとの間に直列接続される複数の前記第２のコンデンサを、前記第１のポート及び第２のポート間に直列接続される前記第１のコンデンサの直上に配置し、かつ前記多層基板の高さ方向に積み重ねることを特徴とするダイプレクサ。
【請求項２】
前記第１及び第２のコンデンサのうち前記第１のポートと前記第２のポートとの間および前記第２のポートと前記第３のポートとの間に直列接続されるコンデンサを、前記多層基板の積層方向において前記第２のインダクタの直上に配置しないことを特徴とする請求項１に記載のダイプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイプレクサ及びそれを用いた移動体通信装置に関し、特に、周波数の異なる高周波信号を分離、合成させるダイプレクサ及びそれを用いた移動体通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、１つのアンテナで周波数の異なる高周波信号、例えばＧＳＭ（Global System for Mobile communications）及びＤＣＳ（Digital Cellular System）に対応するために、周波数の異なる高周波信号を分離、合成することができるダイプレクサが用いられている。
【０００３】
図６は、一般的なダイプレクサの等価回路図である。ダイプレクサは、第１〜第３のポートＰ１〜Ｐ３、第１及び第２のポート間の低域通過フィルタＬＰＦ、並びに第２及び第３のポート間の高域通過フィルタＨＰＦで構成される。低域通過フィルタＬＰＦは第１のインダクタＬ１、第１のコンデンサＣ１１，Ｃ１２からなり、第１のポートＰ１と第２のポートＰ２との間に、第１のインダクタＬ１１及び第１のコンデンサＣ１１からなる並列回路が接続され、第１のポートＰ１とグランドとの間に、第１のコンデンサＣ１２が接続される。高域通過フィルタＨＰＦは第２のインダクタＬ２、第２のコンデンサＣ２１〜Ｃ２３からなり、第２のポートＰ２と第３のポートＰ３との間に、第２のコンデンサＣ２１，Ｃ２２が直列接続され、第２のコンデンサＣ２１，Ｃ２２の接続点とグランドとの間に、第２のインダクタＬ２及び第２のコンデンサＣ２３からなる直列回路が接続される。
【０００４】
図７は、従来のダイプレクサの分解斜視図である。ダイプレクサ５０は、第１〜第７のシート層５１１〜５１７からなる多層基板５１を備える。第２、第３及び第６のシート層５１２，５１３，５１６の上面にはコンデンサ電極Ｃｐ５１，Ｃｐ５２、コンデンサ電極Ｃｐ５３，Ｃｐ５４、コンデンサ電極Ｃｐ５５，Ｃｐ５６がそれぞれ形成される。また、第４のシート層５１４の上面にはストリップライン電極ＳＴ５１，ＳＴ５２が形成される。さらに、第５及び第７のシート層５１５，５１７の上面にはグランド電極Ｇｐ５１、グランド電極Ｇｐ５２がそれぞれ形成される。また、第２〜第５のシート層５１２〜５１５には、各シート層５１２〜５１５を貫通するようにビアホール電極Ｖｈ５が形成される。
【０００５】
これらの第１〜第７のシート層５１１〜５１７が積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、多層基板５１となる。そして、ストリップライン電極ＳＴ５１とコンデンサ電極Ｃｐ５１，Ｃｐ５３，Ｃｐ５５、及びストリップライン電極ＳＴ５２とコンデンサ電極Ｃｐ５４，Ｃｐ５６とはそれぞれ多層基板５１の内部にてビアホール電極Ｖｈ５で接続される。また、多層基板５１の側面及び表裏面には、コンデンサ電極Ｃｐ５１に電気的に接続され、第１及び第２のポートＰ１，Ｐ２（図６）となる外部端子Ｔ５１，Ｔ５２と、コンデンサ電極Ｃｐ５２に電気的に接続され、第３のポートＰ３（図６）となる外部端子Ｔ５３と、グランド電極Ｇｐ５１，Ｇｐ５２に電気的に接続され、グランド端子となる外部端子Ｔ５４が形成される。
【０００６】
以上の構成を備えたダイプレクサ５０において、ストリップライン電極ＳＴ５１，ＳＴ５２で第１及び第２のインダクタＬ１，Ｌ２（図６）をそれぞれ形成する。また、コンデンサ電極Ｃｐ５１，Ｃｐ５３で第１のコンデンサＣ１１（図６）、コンデンサ電極Ｃｐ５５とグランド電極Ｇｐ５１、Ｇｐ５２とで第１のコンデンサＣ１２（図６）をそれぞれ形成する。さらに、コンデンサ電極Ｃｐ５１，Ｃｐ５４で第２のコンデンサＣ２１（図６）、コンデンサ電極Ｃｐ５２，Ｃｐ５４で第２のコンデンサＣ２２（図６）、コンデンサ電極Ｃｐ５６とグランド電極Ｇｐ５１，Ｇｐ５２とで第２のコンデンサＣ２３（図６）をそれぞれ形成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来のダイプレクサによれば、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタにおいて、第２のポートと第３のポートとの間に直列接続された第２のコンデンサを形成するコンデンサ電極とグランド電極との間に浮遊容量が発生し、等価回路では図６の破線で示したようなコンデンサが付加された形態になる。また、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタにおいて、第２のインダクタを形成するストリップライン電極がグランド電極に接近しており、ストリップライン電極のインピーダンスが小さくなる。その結果、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタの通過帯域が狭くなったり、挿入損失が大きくなるといった問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタの通過帯域を広くし、挿入損失を小さくする構造を有するダイプレクサ及びそれを用いた移動体通信装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述する問題点を解決するため本発明のダイプレクサは、第１乃至第３のポートと、前記第１及び第２のポート間の低域通過フィルタを構成する第１のインダクタ及び第１のコンデンサと、前記第２及び第３のポート間の高域通過フィルタを構成する第２のインダクタ及び第２のコンデンサとを備えるとともに、前記第１及び第２のインダクタが、セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる多層基板に内蔵されるストリップライン電極で形成され、前記第１及び第２のコンデンサが、前記多層基板に内蔵されるコンデンサ電極で形成されるダイプレクサであって、前記第２のポートと前記第３のポートとの間に直列接続される複数の前記第２のコンデンサを、前記第１のポート及び第２のポート間に直列接続される前記第１のコンデンサの直上に配置し、かつ前記多層基板の高さ方向に積み重ねることを特徴とする。
【００１０】
また、前記第１及び第２のコンデンサのうち前記第１のポートと前記第２のポートとの間および前記第２のポートと前記第３のポートとの間に直列接続されるコンデンサを、前記多層基板の積層方向において前記第２のインダクタの直上に配置しないことを特徴とする。
【００１１】
本発明の移動体通信装置は、上記のダイプレクサを用いたことを特徴とする。
【００１２】
本発明のダイプレクサによれば、第２のポートと第３のポートとの間に直列接続される第２のコンデンサを、第１のポートと第２のポートとの間に接続される第１のコンデンサ上に配置し、かつ多層基板の高さ方向に積み重ねるため、第２のコンデンサを形成するコンデンサ電極とグランド電極との間に、第１のコンデンサを形成するコンデンサ電極が挿入されることとなり、第２のコンデンサを形成するコンデンサ電極とグランド電極との間に発生する浮遊容量を抑えることができる。
【００１３】
本発明の移動体通信装置によれば、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタの通過帯域が広くなるとともに、挿入損失が小さくなるダイプレクサを用いるため、送信特性及び受信特性に優れた移動体通信装置を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明のダイプレクサの第１の実施例の分解斜視図である。ダイプレクサ１０は、第１〜第９のシート層１１１〜１１９からなる多層基板１１を備える。第２〜第５のシート層１１２〜１１５の上面にはコンデンサ電極Ｃｐ１１〜Ｃｐ１４がそれぞれ形成される。また、第６のシート層１１６の上面にはストリップライン電極ＳＴ１１，ＳＴ１２が形成される。
【００１５】
さらに、第７及び第９のシート層１１７，１１９の上面にはグランド電極Ｇｐ１１，Ｇｐ１２がそれぞれ形成される。また、第８のシート層１１８の上面にはコンデンサ電極Ｃｐ１５，Ｃｐ１６が形成される。さらに、第３〜第７のシート層１１３〜１１７には、各シート層１１３〜１１７を貫通するようにビアホール電極Ｖｈ１が形成される。
【００１６】
なお、第１〜第９のシート層１１１〜１１９は、例えば、８５０℃〜１０００℃の温度で焼成可能な酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする誘電体セラミックスを結合剤等とともに混練したものをシート状にしたものである。
【００１７】
また、ストリップライン電極ＳＴ１１，ＳＴ１２、コンデンサ電極Ｃｐ１１〜Ｃｐ１６及びグランド電極Ｇｐ１１，Ｇｐ１２は、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ等からなり、第２〜第９のシート層１１２〜１１９の表面に、周知の印刷法、スパッタリング法、真空蒸着法等の方法によって形成される。
【００１８】
これらの第１〜第９のシート層１１１〜１１９が積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、多層基板１１となる。そして、ストリップライン電極ＳＴ１１とコンデンサ電極Ｃｐ１３〜Ｃｐ１５、及びストリップライン電極ＳＴ１２とコンデンサ電極Ｃｐ１２，Ｃｐ１６とはそれぞれ多層基板１１の内部にてビアホール電極Ｖｈ１で接続される。
【００１９】
また、多層基板１１の側面及び表裏面には、コンデンサ電極Ｃｐ１４に電気的に接続され、第１のポートＰ１（図６）となる外部端子Ｔ１１と、コンデンサ電極Ｃｐ１３に電気的に接続され、第２のポートＰ２（図６）となる外部端子Ｔ１２と、コンデンサ電極Ｃｐ１１に電気的に接続され、第３のポートＰ３（図６）となる外部端子Ｔ１３と、グランド電極Ｇｐ１１，Ｇｐ１２に電気的に接続され、グランド端子となる外部端子Ｔ１４が形成される。なお、これらの端子Ｔ１１〜Ｔ１４は、スパッタリング法、真空蒸着法、塗布焼付等の方法によって形成される。
【００２０】
以上の構成を備えたダイプレクサ１０において、ストリップライン電極ＳＴ１１，ＳＴ１２で第１及び第２のインダクタＬ１，Ｌ２（図６）をそれぞれ形成する。また、コンデンサ電極Ｃｐ１３，Ｃｐ１４で第１のコンデンサＣ１１（図６）、コンデンサ電極Ｃｐ１５とグランド電極Ｇｐ１１，Ｇｐ１２とで第１のコンデンサＣ１２（図６）をそれぞれ形成する。
【００２１】
さらに、コンデンサ電極Ｃｐ１２，Ｃｐ１３で第２のコンデンサＣ２１（図６）、コンデンサ電極Ｃｐ１１，Ｃｐ１２で第２のコンデンサＣ２２（図６）、コンデンサ電極Ｃｐ１６とグランド電極Ｇｐ１１，Ｇｐ１２とで第２のコンデンサＣ２３（図６）をそれぞれ形成する。
【００２２】
すなわち、第２のポートＰ２と第３のポートＰ３との間に直列接続される第２のコンデンサＣ２１，Ｃ２２を、第１のポートＰ１と第２のポートＰ２との間に接続される第１のコンデンサＣ１１上に配置し、かつ多層基板１１の高さ方向に積み重ねる構造になっている。
【００２３】
図２は、図１のダイプレクサの第２及び第３のポート間の通過特性を示す図である。図２中において、実線は本実施例のダイプレクサ１０（図１）、破線は従来例のダイプレクサ５０（図７）の場合を示す。
【００２４】
この図から、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタにおいて、帯域幅は、本実施例のダイプレクサ１０の方が従来例のダイプレクサ５０に比べ広がっていることが解る。
【００２５】
上述の第１の実施例のダイプレクサによれば、第２のポートと第３のポートとの間に直列接続される第２のコンデンサを、第１のポートと第２のポートとの間に接続される第１のコンデンサ上に配置し、かつ多層基板の高さ方向に積み重ねるため、第２のコンデンサを形成するコンデンサ電極とグランド電極との間に、第１のコンデンサを形成する一方のコンデンサ電極が挿入されることとなり、第２のコンデンサを形成するコンデンサ電極とグランド電極との間に発生する浮遊容量を抑えることができる。したがって、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタに無駄な容量が発生しないため、高域通過フィルタの通過帯域を広げることが可能となる。
【００２６】
図３は、本発明のダイプレクサの第２の実施例の分解斜視図である。ダイプレクサ２０は、第１〜第９のシート層２１１〜２１９からなる多層基板２１を備える。第２〜第５のシート層２１２〜２１５の上面にはコンデンサ電極Ｃｐ２１〜Ｃｐ２４がそれぞれ形成される。また、第２及び第６のシート層２１２，２１６の上面にはストリップライン電極ＳＴ２１，ＳＴ２２がそれぞれ形成される。
【００２７】
さらに、第７及び第９のシート層２１７，２１９の上面にはグランド電極Ｇｐ２１，Ｇｐ２２がそれぞれ形成される。また、第８のシート層２１８の上面にはコンデンサ電極Ｃｐ２５，Ｃｐ２６が形成される。さらに、第３〜第７のシート層２１３〜２１７には、各シート層２１３〜２１７を貫通するようにビアホール電極Ｖｈ２が形成される。
【００２８】
なお、第１〜第９のシート層２１１〜２１９は、例えば、８５０℃〜１０００℃の温度で焼成可能な酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする誘電体セラミックスを結合剤等とともに混練したものをシート状にしたものである。
【００２９】
また、ストリップライン電極ＳＴ２１，ＳＴ２２、コンデンサ電極Ｃｐ２１〜Ｃｐ２６及びグランド電極Ｇｐ２１，Ｇｐ２２は、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ等からなり、第２〜第９のシート層２１２〜２１９の表面に、周知の印刷法、スパッタリング法、真空蒸着法等の方法によって形成される。
【００３０】
これらの第１〜第９のシート層２１１〜２１９が積み重ねられ、一体的に焼結されることにより、多層基板２１となる。そして、ストリップライン電極ＳＴ２１とコンデンサ電極Ｃｐ２６、及びストリップライン電極ＳＴ２２とコンデンサ電極Ｃｐ２３〜Ｃｐ２５とはそれぞれ多層基板２１の内部にてビアホール電極Ｖｈ２で接続される。
【００３１】
また、多層基板２１の側面及び表裏面には、コンデンサ電極Ｃｐ２４に電気的に接続され、第１のポートＰ１（図６）となる外部端子Ｔ２１と、コンデンサ電極Ｃｐ２３に電気的に接続され、第２のポートＰ２（図６）となる外部端子Ｔ２２と、コンデンサ電極Ｃｐ２１に電気的に接続され、第３のポートＰ３（図６）となる外部端子Ｔ２３と、グランド電極Ｇｐ２１，Ｇｐ２２に電気的に接続され、グランド端子となる外部端子Ｔ２４が形成される。なお、これらの端子Ｔ２１〜Ｔ２４は、スパッタリング法、真空蒸着法、塗布焼付等の方法によって形成される。
【００３２】
以上の構成を備えたダイプレクサ２０において、ストリップライン電極ＳＴ２１，ＳＴ２２で第２及び第１のインダクタＬ２，Ｌ１（図６）をそれぞれ形成する。また、コンデンサ電極Ｃｐ２３，Ｃｐ２４で第１のコンデンサＣ１１（図６）、コンデンサ電極Ｃｐ２５とグランド電極Ｇｐ２１，Ｇｐ２２とで第１のコンデンサＣ１２（図６）をそれぞれ形成する。
【００３３】
さらに、コンデンサ電極Ｃｐ２２，Ｃｐ２３で第２のコンデンサＣ２１（図６）、コンデンサ電極Ｃｐ２１，Ｃｐ２２で第２のコンデンサＣ２２（図６）、コンデンサ電極Ｃｐ２６とグランド電極Ｇｐ２１，Ｇｐ２２とで第２のコンデンサＣ２３（図６）をそれぞれ形成する。
【００３４】
すなわち、第２のポートＰ２と第３のポートＰ３との間に直列接続される第２のコンデンサＣ２１，Ｃ２２を形成するコンデンサ電極Ｃｐ２１〜Ｃｐ２３、第１のポートＰ１と第２のポートＰ２との間に接続される第１のコンデンサＣ１１を形成する一方のコンデンサ電極Ｃｐ２４上に配置し、かつ多層基板２１の高さ方向に積み重ねる構造になっている。
【００３５】
また、第１のコンデンサＣ１１を形成するコンデンサ電極Ｃｐ２３〜Ｃｐ２５、第２のコンデンサＣ２１〜Ｃ２３を形成するコンデンサ電極Ｃｐ２１〜Ｃｐ２３，Ｃｐ２６を、第２のインダクタＬ２を構成するストリップライン電極ＳＴ２１の直上に配置しない構造にもなっている。
【００３６】
図４は、図３のダイプレクサの第２及び第３のポート間の通過特性を示す図である。図４中において、実線は第２の実施例のダイプレクサ２０（図３）、破線は第１の実施例のダイプレクサ１０（図１）の場合を示す。
【００３７】
この図から、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタにおいて、１．５ＧＨｚ以上の通過帯域で挿入損失は、第２の実施例のダイプレクサ２０の方が第１の実施例のダイプレクサ１０に比べ小さくなっていることが解る。
【００３８】
上述の第２の実施例のダイプレクサによれば、第１の実施例の構造に加え、第１及び第２のコンデンサを、第２のインダクタ上に配置しないため、第２のインダクタを形成するストリップライン電極をグランド電極から離すことができる。
【００３９】
したがって、第１の実施例の効果に加え、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタの第２のインダクタのインピーダンスを上げることができるため、高域通過フィルタの通過帯域で挿入損失を小さくすることが可能となる。
【００４０】
図５は、移動体通信装置の１つである一般的なデュアルバンド携帯電話器の構成の一部を示すブロック図であり、１．８ＧＨｚ帯のＤＣＳと９００ＭＨｚ帯のＧＳＭとを組み合わせた一例を示したものである。デュアルバンド携帯電話器は、アンテナ１、ダイプレクサ２、及び２つの信号経路ＧＳＭ系３、ＤＣＳ系４を備える。
【００４１】
ダイプレクサ２は、送信の際にはＧＳＭ系３あるいはＤＣＳ系４の送信信号を合成し、受信の際にはＧＳＭ系３あるいはＤＣＳ系４に受信信号を分離する役目を担う。
【００４２】
このダイプレクサ２に、第１及び第２の実施例のダイプレクサ１０，２０（図１、図３）を用いれば、ダイプレクサの第２及び第３のポート間の高域通過フィルタの通過帯域が広くなるとともに、挿入損失が小さくなるため、送信特性及び受信特性に優れたデュアルバンド携帯電話器を得ることができる。
【００４３】
なお、上記のダイプレクサの実施例では、シート層が酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とするセラミックスの場合について説明したが、比誘電率（εｒ）が１以上であれば何れの材料でもよく、例えば酸化マグネシウム、シリカを主成分とするセラミックスあるいはフッ素系樹脂等でも同様の効果が得られる。
【００４４】
上記の移動体通信装置の１つであるデュアルバンド携帯電話器において、ＤＣＳとＧＳＭとの組み合わせに使用される場合について説明したが、その使用は、ＤＣＳとＧＳＭとの組み合わせに限定されるものではなく、例えば、ＰＣＳ(Personal Communication Services)とＡＭＰＳ(Advanced Mobile Phone Services)との組み合わせ、ＤＥＣＴ(Digital European Cordless Telephone)とＧＳＭとの組み合わせ、ＰＨＳ(Personal Handy-phone System)とＰＤＣ(Personal Digital Cellular)との組み合わせ、などに使用することができる。
【００４５】
また、２系統の信号経路を有する場合について説明したが、３系統以上の信号経路を有する場合についても同様の効果が得られる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１のダイプレクサによれば、第２のポートと第３のポートとの間に直列接続される第２のコンデンサを、第１のポートと第２のポートとの間に接続される第１のコンデンサ上に配置し、かつ多層基板の高さ方向に積み重ねるため、第２のコンデンサを形成するコンデンサ電極とグランド電極との間に、第１のコンデンサを形成する一方のコンデンサ電極が挿入されることとなり、第２のコンデンサを形成するコンデンサ電極とグランド電極との間に発生する浮遊容量を抑えることができる。したがって、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタに無駄な容量が発生しないため、高域通過フィルタの通過帯域を広げることが可能となる。
【００４７】
請求項２のダイプレクサによれば、第１及び第２のコンデンサを、第２のインダクタ上に配置しないため、第２のインダクタを形成するストリップライン電極をグランド電極から離すことができる。したがって、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタの第２のインダクタのインピーダンスを上げることができるため、高域通過フィルタの通過帯域で挿入損失を小さくすることが可能となる。
【００４８】
請求項３の移動体通信装置によれば、第２及び第３のポート間の高域通過フィルタの通過帯域が広くなるとともに、挿入損失が小さくなるダイプレクサを用いるため、送信特性及び受信特性に優れた移動体通信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイプレクサに係る第１の実施例の分解斜視図である。
【図２】図１のダイプレクサの第２及び第３のポート間の通過特性を示す図である。
【図３】本発明のダイプレクサに係る第２の実施例の分解斜視図である。
【図４】図３のダイプレクサの第２及び第３のポート間の通過特性を示す図である。
【図５】一般的なデュアルバンド携帯電話器（移動体通信装置）の構成の一部を示すブロック図である。
【図６】一般的なダイプレクサの等価回路図である。
【図７】従来のダイプレクサを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１０，２０      ダイプレクサ
１１，２１      多層基板
１１１〜１１９，２１１〜２１９      シート層
Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１〜Ｃ２３    第１及び第２のコンデンサ
Ｃｐ１１〜Ｃｐ１６，Ｃｐ２１〜Ｃｐ２６      コンデンサ電極
Ｌ１，Ｌ２      第１及び第２のインダクタ
Ｐ１〜Ｐ３      第１〜第３のポート
ＳＴ１１，ＳＴ１２，ＳＴ２１，ＳＴ２２      ストリップライン電極
【図１】
0004378793.tif 000002
【図２】
0004378793.tif 000003
【図３】
0004378793.tif 000004
【図４】
0004378793.tif 000005
【図５】
0004378793.tif 000006
【図６】
0004378793.tif 000007
【図７】
0004378793.tif 000008