CN105850042B - 滤波器装置 - Google Patents

Abstract

提供改善隔离特性且插入损耗的增加难以发生的滤波器装置。滤波器装置(1)中，第1滤波器(5)与第2滤波器(7)通过具有第1导体线路部分(9a)的滤波器连接导体线路(9)而被连接至公共连接点(2)，第1导体线路部分(9a)设置有与单一的导体线路相比电长度较短的并联连接部分(10)。

Description

滤波器装置

技术领域

本发明涉及被用于例如双工器等的滤波器装置。

背景技术

以往，提出各种具备了通频带不同的多个滤波器的滤波器装置。下述的专利文献1公开了移动电话机用的双工器。在专利文献1所述的双工器中，在基板上安装有发送滤波器芯片和接收滤波器芯片。被设置在基板上的天线端子通过导体线路而与发送滤波器及接收滤波器连接。此外，在天线端子与接收滤波器之间的滤波器连接导体线路部分，在1个IDT电极上连接着具有1个输入端子与1个输出端子的声表面波谐振器。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：WO2007/145049 A1

发明内容

-发明要解决的技术问题-

在专利文献1所述的现有的双工器中，存在发送滤波器与接收滤波器之间的隔离特性不充分的问题。为了改善隔离，只要将发送滤波器芯片与接收滤波器芯片的距离增大且分开地配置即可。然而，该情况下，与天线端子连接着的公共连接点和发送滤波器之间的布线距离增长、或者公共连接点与接收滤波器之间的布线距离增长，由此基于高频电路中的布线的电长度增长。因此，自发送滤波器与接收滤波器之间的最佳的阻抗匹配脱离。由于这种阻抗不匹配而存在插入损耗增加的问题。

为了补偿上述阻抗不匹配，也考虑提高发送滤波器或接收滤波器内的谐振器的阻抗。然而，该情况下插入损耗也增加。

本发明的目的在于，提供一种具备了多个带通型滤波器的滤波器装置，其隔离特性高、而且插入损耗的增加难以发生。

-用于解决技术问题的手段-

本发明涉及的滤波器装置具备：具有第1端子及第2端子且具有第1通频带的第1滤波器；具有第3端子及第4端子且具有与上述第1滤波器的第1通频带不同的第2通频带的第2滤波器；以及具有第5端子与上述第5端子所连接的公共连接点且所述公共连接点被连接于上述第1端子及第2端子的一方与上述第3端子及第4端子的一方的滤波器连接导体线路，上述滤波器连接导体线路包含：被连接于上述公共连接点与上述第1滤波器的第1导体线路部分；和被连接于上述公共连接点与上述第2滤波器的第2导体线路部分，该第1导体线路部分包含多个导体线路被相互并联地连接的并联连接部分，使得与单一的导体线路的情况相比电长度缩短。

本发明涉及的滤波器装置的某一特定的方面中，还具备被连接于上述并联连接部分与上述第1滤波器的谐振器。

本发明涉及的滤波器装置的其他特定的方面中，上述并联连接部分不具有功能元件。

本发明涉及的滤波器装置的又一特定的方面中，上述滤波器连接导体线路中，被连接于上述公共连接点与上述第2滤波器的第2导体线路部分的长度和上述第1导体线路部分的长度不同。

本发明涉及的滤波器装置的又一特定的方面中，从上述并联连接部分的一端朝向另一端的上述多个导体线路的各导体线路中，上述多个导体线路之中的至少1条导体线路的长度和其他导体线路的长度不同。

本发明涉及的滤波器装置的另一特定的方面中，还具备基板，上述基板上设置有上述第1滤波器及第2滤波器。

本发明涉及的滤波器装置的再一特定的方面中，上述并联连接部分的多条导体线路相互并列地设置在规定的平面内。

本发明涉及的滤波器装置的其他特定的方面中，上述并联连接部分的多条导体线路设置在位于不同高度的平面内。

-发明效果-

根据本发明，由于上述并联连接部分被设置于滤波器连接导体线路，故能够提供一种隔离特性优越、而且插入损耗的增加难以发生的滤波器装置。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的滤波器装置的物理性构造的示意性俯视图。

图2是本发明的第1实施方式涉及的滤波器装置的电路图。

图3是表示第1实施方式的滤波器装置的电路的概略构成图。

图4是表示第1实施方式中的第2滤波器的衰减量频率特性的图。

图5是表示第1实施方式中的第1滤波器的衰减量频率特性的图。

图6是表示在第1实施方式的实施例中使滤波器芯片间的间隔发生了变化时的隔离特性的变化的图。

图7是表示使公共连接点与第1滤波器的间隔发生了变化时的第2滤波器的衰减量频率特性的图。

图8是表示使公共连接点与第1滤波器的间隔发生了变化时的第1滤波器的衰减量频率特性的图。

图9是表示第1实施方式的滤波器装置中的第2滤波器的阻抗特性的阻抗史密斯圆图。

图10是表示第1实施方式的滤波器装置中的第1滤波器的阻抗特性的阻抗史密斯圆图。

图11是表示将第1滤波器与第2滤波器公共连接时的公共连接点处的第1滤波器的通频带即发送频带中的阻抗史密斯圆图的图。

图12是涉及本发明的第2实施方式的滤波器装置的概略构成图。

图13是表示本发明的第3实施方式所采用的并联连接部分的俯视图。

图14是表示本发明的并联连接部分的变形例的立体图。

图15是表示本发明中的并联连接部分的其他变形例的示意性立体图。

图16是表示第1滤波器串联地连接有谐振器的电路的示意性电路图。

图17是用于说明基于图16所示的电路的阻抗调整作用的阻抗史密斯圆图。

具体实施方式

以下通过参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，从而使本发明明了。

图2是本发明的第1实施方式涉及的滤波器装置的电路图。滤波器装置1具有与天线连接的公共连接点2。公共连接点2与接地电位之间连接有电感器L1。

公共连接点2和接收端子4a、4b之间连接有第1滤波器5。

本实施方式中，滤波器装置1是双工器，第1滤波器5是接收滤波器。另一方面，公共连接点2与发送端子6之间连接着第2滤波器7。第2滤波器7是发送滤波器。

第1滤波器5的公共连接点2侧的端子4c是本发明中的第1端子，接收端子4a、4b成为第2端子。此外，第2滤波器7中，公共连接点2侧的端子8是第3端子，发送端子6成为第4端子。公共连接点2与第5端子T连接。第5端子T与天线连接。

构成第1端子的端子4c和构成第3端子的端子8被电连接于公共连接点2。滤波器连接导体线路9具有：将上述第5端子T、公共连接点2和第1端子4c连接的第1导体线路部分9a；以及将公共连接点2与第3端子8连接的第2导体线路部分9b。

因此，第1导体线路部分9a对公共连接点2与第1滤波器5进行连接。此外，第2导体线路部分9b对公共连接点2与第2滤波器7进行连接。

本实施方式的特征在于，在上述滤波器连接导体线路9中，在第1导体线路部分9a设置有并联连接部分10。并联连接部分10是相互流通通信信号的多个导体线路10a、10b被并联地连接的部分。该并联连接部分10与相同长度的单一的导体线路的情况相比，成为电长度缩短的导体线路部分。因此，即便使并联连接部分10的长度物理性地增长，也能够构成电学上较短的导体线路部分。

由此，通过将并联连接部分10的长度增长，从而能够提高第1滤波器5与第2滤波器7之间的隔离特性。而且，本实施方式中，并联连接部分10与单一的导体线路的情况相比电长度较短。由此，插入损耗的增加也难以发生。关于这一点，后面会基于实施例更详细地说明。

如图2所示，在本实施方式中第2滤波器7是梯子型滤波器。即，构成将第3端子8与发送端子6连结的串联臂。该串联臂中，自发送端子6一侧起按顺序配置有串联臂谐振器S1a～S1c、串联臂谐振器S2、串联臂谐振器S3a、S3b及串联臂谐振器S4a～S4c。

此外，自发送端子6一侧起按顺序设置有第1～第4并联臂，以便连结串联臂与接地电位。第1并联臂连结发送端子6与接地电位。并联臂谐振器P1a、P1b及电感器L2相互串联地连接于第1并联臂。

第2并联臂将串联臂谐振器S1c与串联臂谐振器S2之间的连接点及接地电位连结。第3并联臂将串联臂谐振器S2与串联臂谐振器S3a之间的连接点及接地电位连接。

第4并联臂将串联臂谐振器S3b与串联臂谐振器S4a之间的连接点及接地电位连接。第2～第4并联臂上分别相互串联地连接着并联臂谐振器P2a、P2b、并联臂谐振器P3a、P3b及并联臂谐振器P4a、P4b。并联臂谐振器P2b、P3b、P4b的接地电位侧端部被公共连接。该公共连接部分和接地电位之间连接着电感器L3。

串联臂谐振器及并联臂谐振器能够使用利用了SAW或者BAW的谐振器。另外，第2滤波器7的构成并不仅限于梯子型滤波，能够包括纵耦合谐振器型滤波器。

在构成接收滤波器的第1滤波器5中，在作为输入端的第1端子4c侧设置有被相互串联地连接的谐振器11a～11d。谐振器11d连接着纵耦合谐振器型的弹性波滤波器13。弹性波滤波器13是具有平衡-不平衡变换功能的带通型滤波器。弹性波滤波器13具有第1～第4弹性波滤波器部13a～13d，第1～第4弹性波滤波器部13a～13d分别具有奇数个的IDT。具有奇数个的IDT的弹性波滤波器部13a～13d中的IDT的数量只要是奇数即可，并未被限定。即，能使用3IDT型、5IDT型或者7IDT型等。第1、第2弹性波滤波器部13a、13b被并联地连接在端子14a与接收端子4a之间。此外，在端子14b与接收端子4b之间并联地连接着第3、第4弹性波滤波器部13c、13d。第1、第2弹性波滤波器部13a、13b的输出端被公共连接，该公共连接部分与接地电位之间连接着谐振器15。同样，第3、第4弹性波滤波器部13c、13d的输出端被公共连接。该公共连接部分与接地电位之间连接着谐振器16。接收端子4a与接收端子4b之间连接着电感器L4。

上述第1滤波器5及第2滤波器7的构成，作为具有通频带的滤波器弹性波装置、例如由带通型滤波器构成的弹性波装置，只要使用公知的构成即可。本发明针对第1滤波器5及第2滤波器7的具体的构成并未特别地限定。

图3是表示图2示出的滤波器装置的电路构成的概略构成图。根据图3可以明了，在公共连接点2与第1滤波器5之间构成并联连接部分10。在并联连接部分10的实施方式的一例中，具备：相互保持一定的间隔地在基板21的主面上延伸且长度相互相等的2条导体线路的主体部；以及将2条导体线路的各两端连接的导体线路的连接部。导体线路的主体部的长度比导体线路的连接部的长度长。

图1是表示本实施方式的滤波器装置1的物理性构造的示意性俯视图。滤波器装置1具有基板21。该基板21上形成有图示的布线图案。而且，如单点划线所示，在基板21上搭载构成第1滤波器5的滤波器芯片。

在基板21的上表面形成有对第1滤波器5与第2滤波器7进行电连接的导体线路。更具体的是，在基板21的上表面通过导电膜形成有与天线连接的公共连接点2。滤波器连接导体线路9的剩余部分也由导电膜形成。在此，公共连接点2由位于构成发送滤波器的第2滤波器7的下方的电极连接盘形成。而且，连结该公共连接点2与作为发送滤波器的第2滤波器7的电连接部分构成图2的第2导体线路部分9b。另一方面，从公共连接点2朝着第1滤波器5侧延伸的导体线路部分是图2的第1导体线路部分9a。而且，在该第1导体线路部分9a中，设置有上述并联连接部分10。

如前所述，即便将并联连接部分10的长度物理性地增长，与单一的导体线路的情况相比，电长度也会缩短。因此，本实施方式的滤波器装置1中，在第1滤波器5与第2滤波器7的距离增长且2个滤波器间的相位发生了变动时，可以通过缩短导体线路的电长度来补偿发生过变动的相位。由此，能够改善第1滤波器5与第2滤波器7的隔离特性。而且，如图4及图5所示，插入损耗的增加也难以发生。

图4表示第2滤波器的通频带的衰减量频率特性，图5表示第1滤波器的衰减量频率特性。图4及图5中的实线表示第1实施方式的实施例的结果，虚线表示比较例的衰减量频率特性，在比较例中，取代并联连接部分而使用相同长度的单一的导体线路，除此以外同样地构成。

另外，上述实施例的第1、第2滤波器5、7的设计参数如下。

(第1滤波器5的设计参数)

谐振器11a～11d如下述的表1所示地构成。

[表1]

第1～第4弹性波滤波器部13a～13d的设计参数如下述的表2所示。另外，弹性波滤波器部13a～13d的设计参数设为相同。在此，作为具有奇数个的IDT的纵耦合谐振器型的弹性波滤波器部，各弹性波滤波器部13a～13d由将7个IDT排列在弹性波的传播方向的7IDT型的纵耦合谐振器型的弹性波滤波器部构成。即，顺序地设置有第1IDT～第7IDT。设置有第1IDT～第7IDT的区域的弹性波的传播方向的两端部分中，在一侧配置有第1反射器，在另一侧配置有第2反射器。

[表2]

谐振器15、16如下述的表3所示地进行了设计。

[表3]

	波长(μm)	占空比(duty)	对数(对)	交叉宽度(μm)
					谐振器15、16	20.4	0.61	58.0	26

电感器L4的值设为18nH。

(第2滤波器7的设计参数)

串联臂谐振器S1a～S1c、S2、S3a、S3b、S4a～S4c及并联臂谐振器P1a、P1b～P4a、P4b如下述的表4所示地进行了设计。

[表4]

电感器L2的值设为3.3nH、L3的值设为1.0nH。

上述实施例中，将构成上述第1滤波器5与第2滤波器7的滤波器芯片间的间隔设为1000μm。

图6表示将该滤波器芯片间的间隔设为100μm、1000μm或者1500μm时的隔离特性。图6中，单点划线表示100μm时的结果，虚线表示1000μm时的结果，实线表示1500μm时的结果。根据图6可以明了，通过增大滤波器芯片间隔，从而能改善隔离特性。特别是，如上述实施方式那样将滤波器芯片间隔设为1500μm时，不仅能确保充分的隔离特性，还能抑制上述那样的插入损耗的增加。而且，在导体线路中，由于仅仅变更导电图案来形成并联连接部分10就行，故也难以招致成本的增加。

认为通过使用了上述并联连接部分10，从而不仅能改善隔离特性还能抑制插入损耗的增加，是基于以下的理由。

如图6示出的，一方滤波器与另一方滤波器的物理性间隔变得越大，隔离特性就变得越良好。另一方面，若增大2个滤波器间的间隔，则第1导体线路部分9a的物理性的长度增长，电长度增长。因此，第1滤波器5与第2滤波器7之间的阻抗匹配自最佳值偏移。由此认为插入损耗增加。

图7及图8表示自公共连接点与第1滤波器5接近的状态起增大了上述滤波器芯片间隔时的特性的变化。相对于图7及图8的实线，图7及图8的虚线所表示的特性是将间隔在电学上增大了+40[ps]时的结果。图7表示第2滤波器的衰减量频率特性，图8表示第1滤波器的衰减量频率特性。

根据图7及图8可以明了，若增大间隔，则插入损耗增加。这是因为第1滤波器5与第2滤波器7之间的阻抗匹配自最佳值偏移的缘故。

例如在上述实施方式的滤波器装置1中，为了使双工器功能发挥，构成发送滤波器的第2滤波器7需要具有图9所示的阻抗特性。构成接收滤波器的第1滤波器5需要具有图10所示的阻抗特性。

另外，图9～图11中，Tx及Rx分别表示发送频带及接收频带。即，在作为发送滤波器的第2滤波器7中，需要具有以下阻抗特性：发送频带Tx中的阻抗为50Ω、接收频带Rx的阻抗位于史密斯圆图上的开路区域、即表示无穷大的阻抗的区域。在作为接收滤波器的第1滤波器5中，需要具有以下阻抗特性：接收频带Rx的阻抗为50Ω、发送频带Tx的阻抗位于史密斯圆图上的开路区域。

若将具有上述阻抗特性的2个滤波器公共连接，则发送频带中，第2滤波器7的阻抗值即50Ω和第1滤波器5的开路阻抗被并联连接，该并联连接后的阻抗成为双工器的阻抗。其值为50Ω。

接收频带中也同样。换言之，在公共连接点2处被公共连接的第1、第2滤波器5、7中，若对方侧的滤波器的通频带的阻抗自史密斯圆图上的开路区域偏移，则如图11所示，双工器的阻抗自50Ω偏移。图7及图8中，认为插入损耗增加是因为第1导体线路部分9a的电长度增长而使构成接收滤波器的第1滤波器5中的发送频带的阻抗自开路偏移开。即，认为双工器整体的阻抗自50Ω偏移开且插入损耗增加。

与此相对，在这种插入损耗增加时，只要将构成接收滤波器的第1滤波器5中的发送频带的阻抗设为开路即可。如图16所示，第1滤波器5的前级串联地连接串联谐振器S10，由此能够在图17的箭头A的方向补偿阻抗。即，只要通过串联谐振器S10的连接，能使构成接收滤波器的第1滤波器5中的发送频带的阻抗接近开路一侧即可。

然而，在这种阻抗调整方法中，插入损耗依然增加。即，布线长度增加，与电长度增长的量相应地通过串联谐振器S10的连接来进行补偿的方法中，需要提高并调整串联谐振器S10的阻抗。在通过连接串联谐振器S10，从而第1滤波器5的阻抗的实部被提高的构成中，构成接收滤波器的第1滤波器5的损耗仍然增加。

与此相对，在上述实施方式中，通过设置上述并联连接部分10，从而即便增长物理性的布线的长度，也能缩短导体线路部分的电长度。上述实施方式中，若阻抗的虚部变化且电长度被缩短，则史密斯圆图上能够使滤波器的阻抗以史密斯圆图的表的中心为基准在逆时针方向上移动。因此，能够减小对上述阻抗匹配的影响。因而，能够抑制插入损耗的增加。

此外，由于仅在上述第1导体线路部分9a设置并联连接部分10就行，故为了调整阻抗不再需要另一功能元件。即，无需形成电感器L或电容器C。上述并联连接部分不具有这种功能元件。因此，仅利用布线就能实现阻抗匹配，能够抑制插入损耗的增加。此外，即便仅由不包含电感分量及电容分量的纯粹的布线部分来构成也能实现阻抗匹配，因此原理上可抑制LC谐振引起的电磁波的辐射，所以很难对外部的电路造成影响。进一步地，也难以受到来自外部的电路的影响。

另外，如图16示出的，仅在第1滤波器5的前级连接串联谐振器S10并对阻抗进行了调整，是无法抑制插入损耗的增加的。理所当然，在本发明中如第1实施方式那样也可以在第1滤波器5的前级连接串联地谐振器11a～11d。即，也可以还具备被连接于并联连接部分10和第1滤波器5之间的谐振器11a～11d。该情况下，通过设置了并联连接部分10而产生的效果和上述谐振器的阻抗调整功能这两者，能够实现隔离的提高及插入损耗的增加的抑制。

图12是本发明的第2实施方式涉及的滤波器装置的概略构成图。第1实施方式中，在公共连接点2与第1滤波器5之间的第1导体线路部分9a设置了并联连接部分10。与此相对，如图12示意性所示，也可以将并联连接部分10B配置于第2滤波器7一侧。在此，在连接公共连接点2与第2滤波器7的第2导体线路部分设置有并联连接部分10B。

另外，也可以如图12所示的并联连接部分10B那样并联地连接有3条导体线路10a～10c。并联连接部分中的被并联地连接的导体线路的数量并未特别地限定。

此外，在上述第1、第2实施方式中，虽然相对于公共连接点而公共连接了第1滤波器的第1端子和第2滤波器的第3端子，但本发明也可以具有将具有第1及第2端子的第1滤波器5、具有第3及第4端子的第2滤波器7和第2端子及第4端子公共连接的构成。即，能够在第1滤波器的第1及第2端子之中的一方和第2滤波器的第3及第4端子的一方通过公共连接点而被公共连接的构成中广泛应用本发明。

此外，图13是表示本发明的第3实施方式所采用的并联连接部分的俯视图。并联连接部分10A中，在一端31与另一端32之间并联地连接着第1导体线路33与第2导体线路34。理所当然，从连接点35经过第1导体线路33而抵达连接点36的路径、和从连接点35经过第2导体线路34而抵达连接点36的路径不同。即，第2导体线路34侧的路径缩短。这样，在并联连接部分中也可以具有连接点35、36间的路径长度不同的导体线路。

图14是表示并联连接部分的变形例的立体图。并联连接部分10C中，导体线路10a～10c被配置为在1个面内平行。即，1个面内并设有多条导体线路10a～10c。与此相对，如图15所示的变形例的并联连接部分10D那样，多个导体线路10a～10c也可以在多层基板的主面的法线方向、即厚度方向上位于不同高度的平面内分开地配置。例如也可以在厚度方向上处于多层基板内的不同高度位置的多个层分为导体线路10a～10c而进行配置，通过连接电极等将导体线路的两端连接来构成并联连接部分。

另外，本发明不只是能适应于通过滤波器将发送信号与接收信号分波的双工器，还能适应于将3个以上的信号分波的多工器。进而，本发明也能适应于通过滤波器将发送信号彼此、或者接收信号彼此分波的同向双工器。各滤波器既可以仅由梯子型弹性波滤波器构成，或者也可以仅由纵耦合谐振器型弹性波滤波器构成。此外，梯子型滤波器的谐振器也可以由BAW谐振器构成。

-符号说明-

1...滤波器装置

2...公共连接点

4a、4b...接收端子

4c...第1端子

5...第1滤波器

6...发送端子

7...第2滤波器

8...第3端子

8a、8b...端子

9...滤波器连接导体线路

9a、9b...第1、第2导体线路部分

10、10A、10B、10C、10D...并联连接部分

10a～10c...导体线路

11a～11d...谐振器

13...弹性波滤波器

13a～13d...第1～第4弹性波滤波器部

15、16...谐振器

14a、14b...端子

21...基板

31...一端

32...另一端

33...第1导体线路

34...第2导体线路

35、36...连接点

L1～L4...电感器

P1a、P1b～P4a、P4b...并联臂谐振器

S1a～S1c、S2、S3a、S3b、S4a～S4c...串联臂谐振器

S10...串联谐振器

Claims (9)

1.一种滤波器装置，其具备：

第1滤波器，其具有第1端子及第2端子且具有第1通频带；

第2滤波器，其具有第3端子及第4端子且具有与所述第1滤波器的第1通频带不同的第2通频带；以及

滤波器连接导体线路，其具有第5端子及与所述第5端子连接着的公共连接点，所述公共连接点被连接于所述第1端子及所述第2端子的一方，并且被连接于所述第3端子及所述第4端子的一方，

所述滤波器连接导体线路包含：被连接于所述公共连接点与所述第1滤波器的第1导体线路部分；及被连接于所述公共连接点与所述第2滤波器的第2导体线路部分，

该第1导体线路部分包含多个导体线路被相互并联地连接的并联连接部分，使得与单一的导体线路的情况相比电长度缩短。

2.根据权利要求1所述的滤波器装置，其中，

该滤波器装置还具备：被连接于所述并联连接部分与所述第1滤波器的谐振器。

3.根据权利要求1所述的滤波器装置，其中，

所述并联连接部分不具有功能元件。

4.根据权利要求2所述的滤波器装置，其中，

所述并联连接部分不具有功能元件。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的滤波器装置，其中，

所述滤波器连接导体线路中，被连接于所述公共连接点与所述第2滤波器的第2导体线路部分的长度和所述第1导体线路部分的长度不同。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的滤波器装置，其中，

从所述并联连接部分的一端朝向另一端的所述多个导体线路的各导体线路中，所述多个导体线路之中的至少1条所述导体线路的长度与其他所述导体线路的长度不同。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的滤波器装置，其中，

该滤波器装置还具备基板，

在所述基板上设置有所述第1滤波器及所述第2滤波器。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的滤波器装置，其中，

所述并联连接部分的多条导体线路相互并列地设置于规定的平面内。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的滤波器装置，其中，

所述并联连接部分的多条导体线路被分配在位于不同高度的多个平面内。