CN103597744B

CN103597744B - 分波器

Info

Publication number: CN103597744B
Application number: CN201280027712.1A
Authority: CN
Inventors: 谷口康政
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2032-05-16
Also published as: JPWO2012172909A1; JP5673818B2; WO2012172909A1; DE112012002502T5; DE112012002502B4; CN103597744A

Abstract

本发明提供一种分波器，其能够在并不导致部件件数的增大以及大型化的情况下，在高通滤波器的通带内形成陡峭的阻带。一种分波器(1)，其中，在天线端子(4)连接低通滤波器(2)的一端以及高通滤波器(3)的一端，在高通滤波器(3)连接弹性波陷波滤波器(6)，该弹性波陷波滤波器(6)在高通滤波器(3)的通带，即第2通带，形成频率宽度比第2通带窄的阻带。

Description

分波器

技术领域

本发明涉及对通带不同的多个信号进行分波的分波器，更详细地来讲，涉及在天线端子连接低通滤波器(1ow-pass filter)以及由LC滤波器(filter)组成的高通滤波器(high-pass filter)的分波器。

背景技术

近年来，移动电话在对应于多个移动通信系统的同时，也具备GPS、近距离无线通信、移动电视(mobile television)等功能。在这样的多功能移动电话中，虽然对频带不同的多个发送接收信号进行处理，但天线只能尽可能地被共用。因此，需要能够对多个发送接收信号进行分波的分波器。

例如，在下述的专利文献1中，公开了在天线端子并联连接高通滤波器、低通滤波器而成的天线共用器(diplexer)。在该天线共用器中，高通滤波器使高频带的发送接收信号通过，使低频带的发送接收信号衰减。另一方面，低通滤波器使低频带的发送接收信号通过，使高频带的发送接收信号衰减。这里，高通滤波器以及低通滤波器均由包含电感器以及电容器的LC滤波器构成。

另一方面，在下述的专利文献2中，在天线电路连接以下分波电路。该分波电路具有：低通滤波器，其取出第1频带的高频信号；中通滤波器(mid-pass filter)电路，其取出比第1频带高的第2频带的高频信号；和高通滤波器，其取出比第2频带高的第3频带的高频信号。该低通滤波器、中通滤波器以及高通滤波器均由电感器以及电容器组成的LC滤波器构成。另外，在专利文献2中，公开了在这些滤波器上进一步连接由声表面波滤波器组成的双工器(duplex)的电路结构。

此外，在下述的专利文献3中，公开了在天线端子连接天线共用器，在天线共用器上进一步连接陷波滤波器的多波段(multiband)天线开关电路。在该多频道天线开关电路中，天线共用器具有低通滤波器以及高通滤波器。该高通滤波器以及低通滤波器均由电感器和电容器组成的LC滤波器构成。同样地，陷波滤波器也由LC滤波器构成。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：WO2008/088040号公报

专利文献2：特开2006-86871号公报

专利文献3：特开2003-133989号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

在专利文献1～3中，低通滤波器以及高通滤波器由LC滤波器构成。此外，陷波滤波器等也由LC滤波器构成。因此，难以提高滤波器特性的陡度(steepness)。

本发明的目的在于提供一种分波器，该分波器具备低通滤波器和高通滤波器，在高通滤波器的通带内，能够在不使部件件数增大并且不导致大型化的情况下，构成陡度优良的阻带。

-解决课题的手段-

与本发明有关的分波器具备：天线端子；第1接收端子以及第2接收端子；低通滤波器，其连接在所述天线端子与第1接收端子之间，具有第1通带；高通滤波器，其连接在所述天线端子与第2接收端子之间，具有位于所述第1通带的高频侧的第2通带；和弹性波陷波滤波器，其位于所述第2通带内，具有频率宽度比所述第2通带窄的阻带。

在与本发明有关的分波器的某个特定形式中，上述弹性波陷波滤波器与高通滤波器串联连接。因此，在高通滤波器的通带内，能够确定形成基于弹性波陷波滤波器的窄的阻带。

在与本发明有关的分波器的其他特定形式中，在所述弹性波陷波滤波器的阻抗特性中，在所述阻带的频率范围内存在输入侧阻抗的实部比50Ω小、虚部为0的点。在这种情况下，能够减小阻带附近的弹性波陷波滤波器的输入侧阻抗。因此，具有弹性波陷波滤波器的阻带的频率的信号，难以流过未连接弹性波陷波滤波器的低通滤波器侧。因此，在低通滤波器侧，在与上述阻带对应的频率范围出现衰减极。。

在与本发明有关的分波器的其他特定形式中，所述弹性波陷波滤波器具有梯型电路结构，该梯型电路结构具有：连结输入端与输出端的串联臂、连接在串联臂与接地电位之间的多个并联臂、与串联臂串联连接的多个电感器和分别与多个并联臂连接的多个并联谐振器，所述输入端侧的初段为并联臂谐振器。在这种情况下，能够减小弹性波陷波滤波器的阻带中的输入阻抗。

在与本发明有关的又一特定形式中，所述弹性波陷波滤波器连接在所述分波器的第2接收端子与所述高通滤波器之间。

-发明效果-

根据本发明的分波器，由于具有位于由高通滤波器形成的第2通带内的阻带的弹性波陷波(trap)滤波器串联连接在高通滤波器，因此能够在第2通带内形成窄的阻带。并且，由于该阻带由弹性波陷波滤波器形成，因此能够在不导致部件件数的增大以及大型化的情况下，形成陡度优良的阻带。

附图说明

图1是与本发明的一个实施方式有关的分波器的电路图。

图2是在图1的分波器中使用的弹性波陷波滤波器的电路图。

图3是表示图1所示的实施例的分波器中低通滤波器侧的通过特性的图。

图4是表示图1所示的实施例的分波器中高通滤波器侧的通过特性的图。

图5是表示图1所示的实施例中使用的弹性波陷波滤波器的阻抗史密斯圆图的图。

图6是表示本发明的分波器中使用的弹性波陷波滤波器的变形例的电路图。

图7是表示图6所示的弹性波陷波滤波器的阻抗史密斯圆图的图。

图8是表示使用了图6所示的弹性波陷波滤波器的本发明的其他实施例的分波器中低通滤波器侧的通过特性的图。

图9是表示使用了图6所示的弹性波陷波滤波器的本发明的其他实施例的分波器中的高通滤波器侧的通过特性的图。

具体实施方式

下面，参照附图，通过对本发明的具体实施方式进行说明，来使本发明清楚明白。

图1是与本发明的一个实施方式有关的分波器的电路图。

作为需要本实施方式的分波器的多功能移动电话，例如有装载了一段(One-Seg)用调谐器(tuner)的移动电话。这样的移动电话在UHF频带、特别是在470～710MHz频带接收地面波数字广播(ISDB-T)。但是，随着模拟广播的停止，计划VHF频带、也就是207.5～220MHz也用于面向移动电话等移动通信终端的地面波数字广播(ISDB-Tmm)。ISDB-T和ISDB-Tmm都具有共用天线的可能性。因此，在像ISDB-T以及ISDB-Tmm那样接收频带不同的多个地面波数字广播的情况下，需要对从同一个天线输入的多个接收频带信号进行分波的分波器。

此外，对于一段用调谐器而言，移动通信系统的发送频带信号、即830～845MHz的信号成为干扰波。因此，在对ISDB-T以及ISDB-Tmm的接收频带信号进行分波的分波器中，需要除去发送频带信号、即Tx频带信号。

本实施方式的分波器1具备：低通滤波器2，其使ISDB-Tmm的接收频带信号通过，使ISDB-T的接收频带信号衰减；和高通滤波器3，其使ISDB-T的接收频带信号通过，使ISDB-Tmm的接收频带信号衰减。也就是说，低通滤波器2是以207.5～220MHz为通带(第1通带)的频带滤波器，高通滤波器3是以470～710MHz为通带(第2通带)的频带滤波器。

在天线端子4连接低通滤波器2的一端。低通滤波器2的另一端与第1接收端子5连接。也就是说，低通滤波器2连接在天线端子4与第1接收端子5之间。

高通滤波器3的一端与天线端子4连接。高通滤波器3的另一端与弹性波陷波滤波器6的一端连接。弹性波陷波滤波器6的另一端与第2接收端子7连接。也就是说，高通滤波器3和弹性波陷波滤波器6串联连接在天线端子4和第2接收端子7之间。这里，弹性波陷波滤波器6位于高通滤波器3的通带内，是将带宽比高通滤波器3的通带窄的移动通信系统的发送频带、即Tx频带作为阻带的陷波滤波器。

低通滤波器2在连结天线端子4与第1接收端子5的串联臂上具有相互串联连接的多个电感器L1～L3。在电感器L2和电感器L3的连接点与接地电位之间连接电容器C1。也就是说，低通滤波器2是由多个电感器L1～L3以及电容器C1组成的LC滤波器。

另一方面，高通滤波器3具有：电容器C2，其与连结天线端子4与弹性波陷波滤波器6的串联臂连接；和电感器L4，其连接在电容器C2的天线端子4相反侧的端部与接地电位之间。因此，高通滤波器3也由具有电容器C2和电感器L4的LC滤波器组成。

本实施方式的特征是，借助弹性波陷波滤波器6而在高通滤波器3的通带内形成频率宽度比高通滤波器3的通带窄的阻带。在图2中表示弹性波陷波滤波器6的电路结构。

由图2可知，弹性波陷波滤波器6具有梯型的电路结构。更具体来讲，在连结输入端6a与输出端6b的串联臂上，多个电感器L5～L7相互串联连接。在输入端6a与接地电位之间连接着弹性波谐振器P1。在电感器L5和电感器L6的连接点与接地电位之间连接弹性波谐振器P2。在电感器L6和电感器L7的连接点与接地电位之间连接弹性波谐振器P3。在输出端6b与接地电位之间连接弹性波谐振器P4。

弹性波陷波滤波器6构成为具有梯型电路结构，多个并联臂分别具有弹性波谐振器P1～P4。因此，与LC滤波器相比，在陷波特性的陡度方面较好。因此，在串联连接有弹性波陷波滤波器6的高通滤波器3的通带内，能够形成滤波器特性陡峭的阻带，也就是陷波频带。

根据下述的表1所示的规格，形成声表面波谐振器、即弹性波谐振器P1～P4，该声表面波谐振器具有IDT(inter-digital transducer，叉指式换能器)和配置于该IDT两侧的2个反射器。由此，弹性波谐振器P1～P3的谐振频率位于移动通信系统的Tx频带(830～845MHz)。

[表1]

	P1	P2	P3	P4
						IDT的波长	5.2466	5.2643	5.2937	3.9	[μm]
反射器的波长	5.2466	5.2643	5.2937	3.9	[μm]
						IDT的交叉宽	57.84	98.52	83.73	48.04	[μm]
IDT的对数	86	94	85	91	[对]
						反射器的对数	1.5	1.5	1.5	1.5	[对]
IDT的占空比	0.3208	0.3057	0.3061	0.3232

此外，电感器L1的电感为12nH，电感器L2的电感为16nH，电感器L3的电感为19nH。

图3是表示根据上述规格而制作出的本实施方式的分波器1中的第1接收端子5的通过特性、即低通滤波器2的通过特性的图。另一方面，图4表示分波器1中的第2接收端子7的通过特性。在图4中，用附上阴影的A表示ISDB-T使用的频带。高通滤波器3在该ISDB-T的频带A中的插入损耗非常小。

此外，高通滤波器3本身使约330MHz以下的信号衰减，使比约330MHz高的信号通过。但是，在本实施方式中，弹性波陷波滤波器6在高通滤波器3的通带内形成阻带。也就是说，弹性波陷波滤波器6具有陷波特性，该陷波特性在837MHz附近具有衰减量大的衰减极。在图3以及图4中，用B表示移动通信系统的Tx频带(830～845MHz)。由图4可知，能够得到在ISDB-T的频带A中插入损耗小，在Tx频带B中衰减量大的滤波器特性。具体来讲，相对于710MHz附近的衰减量1.5dB，而在830MHz衰减量大幅度地提高为51dB。这样，弹性波陷波滤波器6是为了确保在Tx频带B内第2接收端子7侧的衰减量而设置的。

与LC滤波器相比，上述弹性波陷波滤波器6的陷波特性的陡度较好。因此，如图4所示，能够在第2接收端子7有选择地使Tx频带B的信号衰减。由此，由于Tx频带B的信号未成为干扰波，故能够良好地接收ISDB-T的频带A的信号。

此外，在本实施方式中，由于在高通滤波器3侧连接弹性波陷波滤波器6，因此在低通滤波器2侧几乎不产生通带内的插入损耗。也就是说，如图3所示，低通滤波器2使400MHz以上的信号大幅度地衰减。并且，在可从取出低通滤波器2的信号的第1接收端子5中取出的信号中出现用箭头C表示的衰减极。因此，在第1接收端子5也能使Tx频带B中的衰减量增大。这是由弹性波陷波滤波器6的电路结构导致的。在本实施方式中，在弹性波陷波滤波器6，输入端6a侧的初级是谐振频率位于Tx频带B的并联臂谐振器。因此，能够容易地减小Tx频带B附近的弹性波陷波滤波器6的输入侧阻抗。在图5对此进行表示。图5是表示弹性波陷波滤波器6的S11反射特性的阻抗史密斯圆图。由图5可知，在阻带的频率范围内(830～845MHz)存在阻抗史密斯圆图中的实部比50Ω小、虚部为0的点D。因此，能够减小输入侧阻抗。因此，Tx频带B的信号难以流过未连接弹性波陷波滤波器6的低通滤波器2侧。由此，在低通滤波器2侧出现图3所示的箭头C的衰减极。

因此，虽然不是特别限定，但最好像本实施方式这样，在弹性波陷波滤波器6中，并联臂谐振器是输入侧端部的谐振器，也就是说在输入端子连接并联臂谐振器。

另外，这样良好的弹性波陷波滤波器的电路结构不仅限定于图2所示的电路结构。图6是表示弹性波陷波滤波器的良好的变形例的一个例子的电路图。

在图6所示的弹性波陷波滤波器11中，在连结输入端12与输出端13的串联臂上，多个串联臂谐振器S1～S4相互串联连接。串联臂谐振器S1～S4由声表面波谐振器组成。

在输入端12与接地电位之间连接第1并联臂谐振器P11。在串联臂谐振器S1、S2间的连接点与接地电位之间连接第2并联臂谐振器P12。在串联臂谐振器S2、S3间的连接点与接地电位之间连接第3并联臂谐振器P13。在串联臂谐振器S3、S4间的连接点与接地电位之间连接第4并联臂谐振器P14。此外，在输出端13与接地电位之间连接第5并联臂谐振器P15。第1～第5并联臂谐振器P11～P15由声表面波谐振器组成。

另一方面，在输入端12与串联臂谐振器S2、S3间的连接点之间连接电感器L11。也就是说，电感器L11与串联臂谐振器S1、S2并联连接。同样地，在串联臂谐振器S2、S3间的连接点与输出端13之间连接电感器L12。也就是说，电感器L12在与串联臂谐振器S3、S4并联连接的同时，与电感器L11串联连接。

在本变形例的弹性波陷波滤波器11中，输入端12侧的初级的谐振器也是谐振频率位于Tx频带的第1并联臂谐振器P11。因此，与上述实施方式同样地，能够减小Tx频带附近的输入侧阻抗。在本变形例中，在串联臂谐振器S1～S4以及第1～第5并联臂谐振器P11～P15中，进行了如下面的表2所示的设计。此外，针对电感器L11、L12，分别设为10nH的值。

[表2]

	P11	S1	P12	S2	P13	S3	P14	S4	P15
											IDT的波长	3.5272	4.6863	4.6423	4.3824	4.5882	4.5784	4.7843	4.1765	4.4804	[μm]
反射器的波长	3.5272	46883	4.6423	4.3824	4.5882	4.5784	4.7843	4.1765	4.4804	[μm]
											IDT的交叉宽	50.12	76.47	100	89.59	73.88	8188	91.06	72.7I	5059	[μm]
IDT的对数	48	106	60	55	77	95	35	72	62	[对]
											反射器的对数	4.5	1.5	4.5	45	3.5	45	4.5	4.5	4.5	[对]
IDT的占空比	0.5946	0.5913	0.5915	0.6542	0.5938	0.5918	0.591	0.8545	05933

图7是表示上述规格的弹性波陷波滤波器11的S11反射特性阻抗史密斯圆图的图。在弹性波陷波滤波器11，也与所述弹性波陷波滤波器6同样地，在阻带的频率范围内(830～845MHz)存在实部比50Ω小且虚部为0的点E。因此，能够减小输入侧阻抗。

图8以及图9是分别表示除去使用了本变形例的弹性波陷波滤波器11的情况以外，与上述实施方式同样构成的分波器中的第1接收端子以及第2接收端子的通过特性的图。

由图9可知，即便在本变形例的分波器中，也如图9所示在ISDB-T的频带A中插入损耗非常小。对此，在Tx频带B中，由于衰减极在835MHz附近出现，因此能够得到大的衰减量。

另一方面，由图8可知，在低通滤波器侧，能够使400MHz以上的信号衰减，能够在ISDB-Tmm的通带207.5～220MHz减小插入损耗。并且，由于上述弹性波陷波滤波器11的输入侧阻抗低，因此830～845MHz的信号难以流过低通滤波器侧。因此，如图8所示，在该频带出现衰减极C。因此，在第1接收端子侧也能够有效地抑制由于Tx频带B的接收而导致的干扰。

但是，在图2所示的弹性波陷波滤波器6中，由于不需要串联臂谐振器，因此与弹性波陷波滤波器11相比，能够在弹性波陷波滤波器6推进小型化。

无论是哪种，在本实施方式的分波器中，由于是通过弹性波陷波滤波器6或者弹性波陷波滤波器11来形成阻带的分波器，因此与使用了LC滤波器的情况相比，能够有效地提高Tx频带的阻带的陡度。毋庸置疑，若使LC滤波器的电感器、电容器的数量增加，虽然能够接近于弹性波陷波滤波器的特性，但是在该情况下，会导致LC滤波器的大型化、部件件数的增加。对此，本实施方式的分波器能够在几乎不导致大型化、部件件数增加的情况下，在高通滤波器的通带内形成陡峭的阻带。

另外，虽然在本实施方式中，在弹性波陷波滤波器中使用了声表面波谐振器，但也可以使用弹性边界波谐振器、压电薄膜谐振器等各种各样的弹性波谐振器。

另外，在本实施方式中，对在第1接收端子使ISDB-Tmm频带的信号通过，在第2接收端子使ISDB-T频带的信号通过，并且阻止Tx频带的信号的分波器进行了说明。但是，发明中的第1、第2通带并未限定于上述特定的频带。例如，与本发明有关的分波器也能够适用于具备使用800～900MHz频带的通信系统、使用2GHz频带的通信系统和2.5GHz频带的WLAN的移动电话。在该情况下，只要高通滤波器使1GHz以下的信号衰减、低通滤波器使1.8GHz以上的信号衰减、陷波滤波器使2.5GHz频带的信号衰减即可。

另外，在本发明中，针对在频率范围相对高的第2通带内形成的阻带，并未限于上述实施方式中的Tx频带，也可以是其他的频带。

符号说明：

1...分波器

2...低通滤波器

3...高通滤波器

4...天线端子

5...第1接收端子

6...弹性波陷波滤波器

6a...输入端

6b...输出端

7...第2接收端子

11...弹性波陷波滤波器

12...输入端

13...输出端

L1～L3、L5～L7、L11、L12...电感器

P1～P4...弹性波谐振器

P11～P15...第1～第5并联臂谐振器

S1～S4...串联臂谐振器

Claims

1.一种分波器，具备：

天线端子；

第1接收端子以及第2接收端子；

低通滤波器，其连接在所述天线端子与第1接收端子之间，具有第1通带；

高通滤波器，其连接在所述天线端子与第2接收端子之间，具有位于所述第1通带的高频侧的第2通带；和

弹性波陷波滤波器，其位于所述第2通带内，具有频率宽度比所述第2通带窄的阻带，

所述弹性波陷波滤波器与所述高通滤波器串联连接，

在所述弹性波陷波滤波器的阻抗特性中，在所述阻带的频率范围内存在输入侧阻抗的实部比50Ω小、虚部为0的点，

所述弹性波陷波滤波器具有梯型电路结构，该梯型电路结构具有：连结输入端与输出端的串联臂、连接在串联臂与接地电位之间的多个并联臂、各自的一端与串联臂串联连接的多个电感器和分别位于多个并联臂的多个并联臂谐振器，

所述并联臂谐振器由声表面波谐振器构成，

所述输入端侧的初级的谐振器为谐振频率位于所述第1通带内的并联臂谐振器。

2.根据权利要求1所述的分波器，其特征在于，

所述弹性波陷波滤波器连接在所述分波器的第2接收端子与所述高通滤波器之间。