CN103765774B - 高频滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明在采用了与多频段对应的高频滤波器的收发系统中，不必采用开关，便能够实现PA的共用与布线、电路的简易化。本发明提供一种高频滤波器，具备：第1以及第2发送滤波器；第1以及第2接收滤波器；与第1以及第2发送滤波器的输入侧连接的匹配电路，发送信号经由匹配电路而被输入至第1以及第2发送滤波器，构成匹配电路的谐振器，与第1以及第2发送滤波器中、通带的频带更高的滤波器的输入侧串联连接。

Description

高频滤波器
技术领域
本发明涉及一种高频滤波器。
背景技术
随着移动电话的多频带化、多模化，移动电话中搭载的双工机(duplexer)的数量在增大。另一方面，为了消除因移动电话的多功能化加速而引起的空间不足，要求无线部小型化的愿望强烈。在这样的背景下，对将多个双工机集成而成的多重双工机模块的期待在提高。
专利文献1公开了图12所示的多重双工机模块1000。配置了天线端子1002、匹配电路1031、第1双工机1032和第2双工机1033。第1双工机1032、和天线端子1002经由匹配电路1031而相连接。
在先技术文献
【专利文献】
【专利文献1】：日本特开2010-45563号公报
【专利文献2】：日本特开2000-315936号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
图13示出了这样的多重双工机模块、与天线以及收发器(transceiver)之间的连接示例。在图13(a)所示的例子中，第1双工机1032与第2双工机1033的各发送侧端子以及各接收侧端子，与收发器的各端子之间通过各条布线经由各PA(放大器)1101～1104而连接。另外，或者如图13(b)所示的例子那样，研究对PA进行共用。在该示例中，第1双工机1032以及第2双工机1033的各发送侧端子经由开关1301而与收发器的端子连接。在第1双工机1032以及第2双工机1033的各发送侧的滤波器的通带重复或者接近的情况下，通过如上述那样具备开关1301，从而能够对PA1102进行共用。
但是，像这样配置了多个双工机等的收发滤波器的情况下，或者布线变得复杂，或者产生因新增加的开关的插入损耗而导致的消耗电力的增加、因开关而引起的失真，另外，需要增加用于开关控制的布线以及电路。因此，本发明的目的在于，提供一种不必采用开关，便能够实现PA的共用以及布线或电路的简易化的、对应多频带的高频滤波器。
用于解决课题的技术手段
本发明是一种高频滤波器，具备：第1滤波器；第2滤波器；和第1匹配电路，其与第1滤波器的输入侧以及第2滤波器的输入侧连接，作为对高频滤波器的输入的第1输入，经由第1匹配电路被输入至第1滤波器或者所述第2滤波器。
另外，所述第1匹配电路包含至少一个第1谐振器，所述至少一个谐振器，与所述第1滤波器以及所述第2滤波器中、通带的频带更高的滤波器的输入侧串联连接。
另外，第1输入是发送信号，第1滤波器以及第2滤波器，分别为被输入了发送信号的第1发送滤波器以及第2发送滤波器，高频滤波器还具备：第1接收滤波器；和第2接收滤波器，作为被输入至高频滤波器的第2输入的接收信号，被输入至第1接收滤波器以及第2接收滤波器中。
另外，还具备第2匹配电路，其被连接在第1接收滤波器的输出侧与第2接收滤波器的输出侧。
另外，第2匹配电路包含至少一个第2谐振器，至少一个第2谐振器，被串联连接在第1接收滤波器以及第2接收滤波器中、通带的频带更高的一方的滤波器的输入侧。
另外，第1发送滤波器及第1接收滤波器的组、以及、第2发送滤波器及第2接收滤波器的组中的至少一组，被构成为双工机。
另外，第2发送滤波器的通带的频带，比第1发送滤波器的通带的频带高，第2接收滤波器的通带的频带，比第1接收滤波器的通带的频带高，第2发送滤波器的通带的频带以及第1接收滤波器的通带的频带有一部分重复。
另外，第1发送滤波器、第2发送滤波器、第1接收滤波器、第2接收滤波器中的至少一个，由采用了非泄漏弹性波的弹性波滤波器构成。
另外，高频滤波器还具备放大器，第1输入，在被放大器放大之后，经由第1匹配电路而被输入至第1滤波器或者第2滤波器。
另外，高频滤波器还具备天线开关，该天线开关与各发送滤波器的输出侧以及各接收滤波器的输入侧连接。
发明效果
根据本发明的高频滤波器，不必采用开关，便能够实现PA的共用以及布线、电路的简易化。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式涉及的高频滤波器的构成以及连接形态的图。
图2是表示本发明的第二实施方式涉及的高频滤波器的构成以及连接形态的图。
图3是表示本发明的第三实施方式涉及的高频滤波器的构成以及连接形态的图。
图4是表示本发明的第四实施方式涉及的高频滤波器的构成以及连接形态的图。
图5是表示本发明的第五实施方式涉及的高频滤波器的构成以及连接形态的图。
图6是表示本发明的第六实施方式涉及的高频滤波器的构成以及连接形态的图。
图7是表示本发明的第七实施方式涉及的高频滤波器的构成以及连接形态的图。
图8是本发明的第一实施例涉及的高频滤波器的特性的图。
图9是本发明的第一实施例涉及的高频滤波器的特性的图。
图10是本发明的第一实施例涉及的高频滤波器的特性的图。
图11是表示本发明的第二实施例涉及的高频滤波器的构成以及连接形态的图。
图12是现有的多重双工机模块的构成的图。
图13是表示现有的多重双工机模块的连接形态的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下针对本发明的第一实施方式进行说明。图1是本实施方式涉及的高频滤波器100的构成、与天线、收发器等之间的连接的一例的图。高频滤波器100具备：基板101；配置在基板上的第1发送滤波器111；第2发送滤波器112；第1匹配电路121；将从收发器901输出并被PA904放大后的发送信号输入的输入端子131；第1天线端子141；和第2天线端子142。对输入端子131输入发送信号。输入端子131，经由第1匹配电路121而与第1发送滤波器111以及第2发送滤波器112连接。第1发送滤波器111与第2发送滤波器112的输出，分别与第1天线端子141以及第2天线端子142连接。第1天线端子141和第2天线端子142，经由天线开关902而与天线903连接。
第1发送滤波器111以及第2发送滤波器112，能够由例如采用了非泄漏波的梯型滤波器或者DMS滤波器等的弹性波滤波器构成。
第1匹配电路121，实现第1发送滤波器111以及第2发送滤波器112之间的匹配。通过将电感器152以与信号路径并联的方式进行接地连接，并将第1谐振器153与第1发送滤波器111以及第2发送滤波器112中的至少一方的输入侧串联连接，从而便能够实现第1匹配电路121。第1谐振器153，优选与第1发送滤波器111以及第2发送滤波器112中、通带的频带更高的一方的输入侧串联连接。第1谐振器153具有作为电容器的特性，通过串联连接从而作为高通滤波器发挥作用。因此，通过在通带的频带更高的发送滤波器的输入侧串联连接第1谐振器153，从而能够抑制与低频带对应的发送信号被输入到该发送滤波器。本实施方式中，第2发送滤波器112的通带的频带，比第1发送滤波器111的通带的频带更高，且在第2发送滤波器112的输入侧串联连接第1谐振器153。另外，也可以在第1发送滤波器111的输入侧以及第2发送滤波器112的输入侧双方分别串联连接谐振器。另外，第1匹配电路121也可以采用其他电路结构而构成。
另外，如图1所示，也可以进一步在第1发送滤波器111与第1天线端子141之间、以及、第2发送滤波器112与第2天线端子142之间，分别进一步设置匹配电路122、123。
通过在第1发送滤波器111、第2发送滤波器112的各输入侧设置第1匹配电路121，从而即使通过同一布线输入发送信号，也能发挥第1发送滤波器111以及第2发送滤波器112各自的通带特性，因此能够将收发器901的发送信号输出端子与高频滤波器100的输入端子131之间的布线以及PA904共用化。这样，便不再需要设置对发送信号的输入目的地进行切换的开关、对该开关进行控制的电路，便能够实现布线、电路的简易化。
(第二实施方式)
以下针对本发明的第二实施方式进行说明。图2是表示本实施方式涉及的高频滤波器200的构成、与天线、收发器等之间的连接的一例的图。高频滤波器200，在第一实施方式涉及的高频滤波器100中，进一步具备：第1输出端子261以及第2输出端子262；第1接收滤波器211；以及第2接收滤波器212。
来自天线903的接收信号通过天线开关90被分路，输入给第1天线端子141和第2天线端子142。被输入给第1天线端子141的接收信号，被输入到第1接收滤波器211，被输入给第2天线端子142的接收信号，被输入到第2接收滤波器212。另外，第1接收滤波器211的输出，与第1输出端子261连接，第2接收滤波器212的输出，与第2输出端子262连接。第1输出端子261以及第2输出端子262，与收发器911连接，内置于收发器911的PA905、PA906，对接收信号进行放大。
第1接收滤波器211以及第2接收滤波器212，由例如采用了非泄漏波的梯型滤波器或者DMS滤波器等的弹性波滤波器构成。
在本实施方式中，也将收发器911的发送信号输出端子和高频滤波器200的输入端子131之间的布线以及PA904共用化。这样，与第一实施方式同样地，不再需要设置用于对发送信号的输入目的地进行切换的开关、对该开关进行控制的电路，能够实现布线、电路的简易化。
(第三实施方式)
以下针对本发明的第三实施方式进行说明。图3是表示本实施方式涉及的高频滤波器300的构成、与天线、收发器等之间的连接的一例的图。高频滤波器300，在第二实施方式涉及的高频滤波器200中，在第1接收滤波器211的输出侧与第2接收滤波器212的输出侧之间进一步具备第2匹配电路322，取代第1输出端子261以及第2输出端子262，具备第3输出端子363，其将第1接收滤波器211和第2接收滤波器212的各输出经由第2匹配电路322相连接。
第2匹配电路322实现第1接收滤波器211以及第2接收滤波器212之间的匹配。通过将电感器352以与信号路径并联的方式进行接地连接，并将第2谐振器353与第1接收滤波器211以及第2接收滤波器212中的至少一方的输出侧串联连接，从而能够实现第2匹配电路322。第2谐振器353，优选与第1接收滤波器211以及第2接收滤波器212中、通带的频带更高的接收滤波器的输出侧进行串联连接。这样，便能够从该接收滤波器的输出中去掉与低频带对应的接收信号。本实施方式中，设第2接收滤波器212的通带的频带比第1接收滤波器211的通带的频带高，在第2接收滤波器212的输出侧串联连接第2谐振器353。另外，也可以在第1接收滤波器211的输出侧以及第2接收滤波器212的输出侧双方分别串联连接谐振器。另外，第2匹配电路322也可以采用其他电路结构而构成。
在本实施方式中，收发器921的发送信号输出端子与高频滤波器300的输入端子131之间的布线以及PA904被共用化。另外，第3输出端子263与收发器921连接，内置于收发器921中的PA907对接收信号进行放大。即，收发器921的接收信号输入端子与高频滤波器300的第3输出端子363之间的布线以及PA907被共用化。这样，便能够进一步实现布线的简易化。
(第四实施方式)
以下针对本发明的第四实施方式进行说明。图4是表示本实施方式涉及的高频滤波器400的构成、与天线、收发器等之间的连接一例的图。高频滤波器400，在第二实施方式涉及的高频滤波器200中，具备分别具有不平衡-平衡变换功能的滤波器413以及滤波器414，来作为第1接收滤波器211以及第2接收滤波器212，且取代第1输出端子261以及第2输出端子262，具备第4-第7输出端子464、465、466、467。第1接收滤波器413的一对各输出信号线，分别与第4输出端子464以及第5输出端子465连接，第2接收滤波器414的一对各输出信号线，与第6输出端子466以及第7输出端子467分别连接。
第1接收滤波器413以及第2接收滤波器414，能够由例如采用了非泄漏波的梯型滤波器或者DMS滤波器等的弹性波滤波器构成。
在本实施方式中，收发器931的发送信号输出端子与高频滤波器200的输入端子131之间的布线以及PA904也被共用化。这样，与第一实施方式同样地，不再需要设置用于对发送信号的输入目的地进行切换的开关、对该开关进行控制的电路，便能够实现布线、电路的简易化。
(第五实施方式)
以下对本发明的第五实施方式进行说明。图5是本实施方式涉及的高频滤波器500的构成图。高频滤波器500，在第三实施方式涉及的高频滤波器300中，与第四实施方式同样地，还具备分别具有不平衡-平衡变换功能的第1接收滤波器413以及第2接收滤波器414，来作为第1接收滤波器211以及第2接收滤波器212，且取代第3输出端子363，具备第8输出端子568以及第9输出端子569，另外，取代第2匹配电路322，具备第3匹配电路523。第1接收滤波器413的1对各输出信号线，分别与第8输出端子568以及第9输出端子569连接，并且第2接收滤波器414的1对各输出信号线，也与第8输出端子568以及第9输出端子569连接。
第3匹配电路523实现第1接收滤波器413以及第2接收滤波器414之间的匹配。通过将电感器552连接在第8输出端子568与第9输出端子569之间，且将第3谐振器553以及第4谐振器554与第1接收滤波器413以及第2接收滤波器414中、通带的频带更高的一方的输出侧的各输出信号线串联连接，从而便能够实现第3匹配电路523。通过在通带的频带更高的接收滤波器的输出侧串联连接谐振器，从而能够从该接收滤波器的输出中去掉与低频带对应的接收信号。在本实施方式中，设第2接收滤波器414的通带的频带，比第1接收滤波器413的通带的频带高，在第2接收滤波器414的输出侧串联连接第3谐振器553以及第4谐振器554。另外，也可以在第1接收滤波器211的输出侧以及第2接收滤波器212的输出侧双方分别串联连接谐振器。另外，第3匹配电路523也可以采用其他电路结构来构成。
在本实施方式中，收发器941的发送信号输出端子和高频滤波器500的输入端子131之间的布线以及PA904也被共用化。进而，收发器941的接收信号输入端子与高频滤波器500的第8输出端子568以及第9输出端子569之间的布线以及PA909被共用化。这样，便能够进一步实现布线的简易化。
(第六实施方式)
以下对本发明的第六实施方式进行说明。图6是本实施方式涉及的高频滤波器600的构成图。高频滤波器600，在第四实施方式涉及的高频滤波器400中，由第1双工机611构成第1发送滤波器111以及第1接收滤波器413，由第2双工机612构成第2发送滤波器112以及第2接收滤波器414。高频滤波器600的与天线以及收发器之间的连接形态，与图4所示的第四实施方式涉及的高频滤波器400相同，不需要设置对发送信号的输入目的地进行切换的开关、对该开关进行控制的电路，能够实现布线、电路的简易化。
另外，高频滤波器600，由双工机构成第1发送滤波器111以及第1接收滤波器413的组、以及、第2发送滤波器112以及第2接收滤波器414的组的两组，也可以由双工机仅构成其中的一组。
(第七实施方式)
以下对本发明的第七实施方式进行说明。图7是本实施方式涉及的高频滤波器700的构成图。高频滤波器700，在第五实施方式涉及的高频滤波器500中，由第1双工机711构成第1发送滤波器111以及第1接收滤波器413，由第2双工机712构成第2发送滤波器112以及第2接收滤波器414。高频滤波器700的与天线以及收发器之间的连接形态，与图5所示的第五实施方式涉及的高频滤波器500相同，收发器的发送信号输出端子与高频滤波器500的输入端子131之间的布线以及PA904被共用化。进而，收发器941的接收信号输入端子与高频滤波器500的第8输出端子568以及第9输出端子569之间的布线以及PA909被共用化。这样，便能够进一步实现布线的简易化。
另外，高频滤波器700，虽然由双工机构成第1发送滤波器111以及第1接收滤波器413的组、以及、第2发送滤波器112以及第2接收滤波器414的组这两组，但也可以由双工机仅构成其中一组。
另外，作为其他实施方式，也可以在第二以及第三实施方式涉及的高频滤波器200以及300中，由双工机构成第1发送滤波器111以及第1接收滤波器211的组、以及、第2发送滤波器112以及第2接收滤波器212的组中的至少一组。
实施例1
对本发明的第一实施例进行说明。本实施例涉及的高频滤波器800，在第五实施方式涉及的高频滤波器500中，设第1发送滤波器111以及第1接收滤波器413分别对应于频段(band)5的发送以及接收频带(发送：824～849MHz、接收：869～894MHz)，第2发送滤波器112以及第2接收滤波器414分别对应于频段8的发送以及接收频带(发送：880～915MHz、接收：925～960MHz)。
即，第2发送滤波器112的通带的频带，比第1发送滤波器111的通带的频带高，第2接收滤波器414的通带的频带，比第1接收滤波器413的通带的频带高，第2发送滤波器112的通带的频带以及第1接收滤波器413的通带的频带有一部分重复。
图8是表示将图5所示的天线开关902切换至第1天线端子141侧的情况下、以及切换至第2天线端子142侧的情况下的、输入端子131与天线之间的通过特性的图表。可知能实现分别与频段5以及频段8的发送信号的频带对应的通带。
图9是表示将图5所示的天线开关902切换至第1天线端子141侧的情况下、以及、切换至第2天线端子142侧的情况下的、天线与第8输出端子568(第9输出端子569)之间的通过特性的图表。可知能实现分别与频段5以及频段8的接收信号的频带宽对应的通带。
图10是表示将图5所示的天线开关902切换至第1天线端子141侧的情况下、以及切换至第2天线端子142侧的情况下的、输入端子131与第8输出端子568(第9输出端子569)之间的通过特性的图表。可知任一情况下，在频段5以及频段8的收发信号的频带，都能确保分离性(isolation)。
实施例2
下面对本发明的第二实施例进行说明。图11是表示本实施例的构成的图。本实施例采用高频滤波器100a以及100b构成，被用于采用了以时分的方式交替进行发送以及接收的TDD(TimeDivisionDup1ex：时分双工)方式的通信中。采用第一实施方式涉及的高频滤波器100，来作为高频滤波器100a。高频滤波器100b，在高频滤波器100中，取代第1发送滤波器111以及第2发送滤波器112，具备第1接收滤波器125以及第2接收滤波器126，取代输入端子131具备输出端子132，并作为接收用的滤波器发挥作用。其他构成要素，与高频滤波器100同样，参照含有相同数字的符号。作为一例，高频滤波器100a的第1发送滤波器111以及第2发送滤波器112，分别与频段5的发送以及频段8的发送频带对应，高频滤波器100b的第1接收滤波器125以及第2接收滤波器126，分别与频段5的接收以及频段8的接收的频带对应。
对高频滤波器100a的输入端子131输入被从收发器901输出并由PA904放大后的发送信号，第1天线端子141以及第2天线端子142经由天线开关912而与天线903连接。
高频滤波器100b的第1天线端子141b以及第2天线端子142b，经由天线开关912而与天线903连接并被输入接收信号，来自输出端子132的输出信号，由PA910放大后被输入至收发器951。
天线开关912，将天线903的连接目的地切换至高频滤波器100a的第1天线端子141以及第2天线端子142、或者高频滤波器100b的第1天线端子141b以及第2天线端子142b的其中一个。这样，便能够对频段5的发送、频段8的发送、频段5的接收以及频段8的接收进行切换。通过按规定的时间片重复这样的切换，从而能够实现采用了两个频段的、基于TDD方式的通信。
以上，针对本发明的高频滤波器的各实施方式、实施例进行了说明，但本发明，不仅能够作为单个高频滤波器来实现，还能够通过与其他滤波器等之间的组合，来作为其他电子电路模块的一部分来实现。另外，也可以将上述的天线开关、发送信号用的PA等作为高频滤波器的构成要素。另外，在上述的说明中，说明了将高频滤波器应用于无线收发器的情况，但也可以用作其他用途的滤波器。
产业上的可利用性
本发明在被用于移动电话等的高频滤波器中是有用的，尤其在对应多频段的高频滤波器中是有用的。
符号说明
100、100a、200、300、400、500、600、700、800高频滤波器
111、112、125、126发送滤波器
121、121b、122、123、322、523匹配电路
131输入端子
141、141b、142、142b天线端子
152、152b、352电感器
153、153b、353、553、554谐振器
211、2112、413、414接收滤波器
132、261、262、263、363、464、465、466、467、568、569输出端子
611、612双工机
901、911、921、931、941、951收发器
902、912天线开关
903天线
904、905、906、907、908、909、910PA
1000多重双工机模块
1002天线端子
1031匹配电路
1032第1双工机
1033第2双工机
1301开关

Claims (12)

1.一种高频滤波器，包括：
第1输入，接收第1信号；
第1滤波器；
第2滤波器；以及
第1匹配电路，连接到所述第1滤波器的输入和所述第2滤波器的输入，所述第1信号经由所述第1匹配电路被提供给所述第1滤波器的输入和所述第2滤波器的输入中的一个，所述第1匹配电路包括谐振器，所述谐振器串联连接在所述第1输入与所述第1滤波器和所述第2滤波器中的仅一个的输入之间，所述第1滤波器和所述第2滤波器中的每一个具有通带，所述谐振器连接到的所述第1滤波器和所述第2滤波器中的所述一个具有比所述第1滤波器和所述第2滤波器中的另一个频率更高的通带。
2.根据权利要求1所述的高频滤波器，其中，所述第1信号是第1发送信号，所述第1滤波器和所述第2滤波器分别是被提供所述第1发送信号的第1发送滤波器和第2发送滤波器。
3.根据权利要求2所述的高频滤波器，还包括：
第2输入，接收第2信号；
第1接收滤波器；以及
第2接收滤波器，所述第2信号是被提供给所述第1接收滤波器和所述第2接收滤波器的第2接收信号。
4.根据权利要求3所述的高频滤波器，还包括：
第2匹配电路，其被连接到所述第1接收滤波器的输出和所述第2接收滤波器的输出。
5.根据权利要求4所述的高频滤波器，其中，所述第2匹配电路包括串联连接到所述第1接收滤波器和所述第2接收滤波器中的一个的输出的第2谐振器，所述第2谐振器连接到的所述第1接收滤波器和所述第2接收滤波器中的所述一个具有一通带，所述通带具有比所述第1接收滤波器和所述第2接收滤波器中的另一个的通带更高的频率。
6.根据权利要求3所述的高频滤波器，其中，所述第1发送滤波器和所述第1接收滤波器的组、以及所述第2发送滤波器和所述第2接收滤波器的组中的至少一组被构成为双工机。
7.根据权利要求3所述的高频滤波器，其中，所述第2发送滤波器的通带的频带，比所述第1发送滤波器的通带的频带高，所述第2接收滤波器的通带的频带，比所述第1接收滤波器的通带的频带高。
8.根据权利要求7所述的高频滤波器，其中，所述第2发送滤波器的通带的频带以及所述第1接收滤波器的通带的频带有一部分重复。
9.根据权利要求3所述的高频滤波器，其中，所述第1发送滤波器、所述第2发送滤波器、所述第1接收滤波器、所述第2接收滤波器中的至少一个由采用了非泄漏弹性波的弹性波滤波器构成。
10.根据权利要求1所述的高频滤波器，还包括：
放大器，放大所述第1信号并且将放大后的第1信号经由所述第1匹配电路提供给所述第1滤波器或所述第2滤波器。
11.根据权利要求1、2和10中的任一项所述的高频滤波器，还包括：
天线开关，连接到所述第1滤波器的输出和所述第2滤波器的输出。
12.根据权利要求3-9中的任一项所述的高频滤波器，还包括：
天线开关，连接到所述第1发送滤波器的输出、所述第2发送滤波器的输出、所述第1接收滤波器的输入以及所述第2接收滤波器的输入。
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