CN107017856B - 带通滤波器及分波器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供带通滤波器及分波器。分波器具备设置于共同端口和第一信号端口之间的第一带通滤波器、和设置于共同端口和第二信号端口之间的第二带通滤波器。第一带通滤波器包括串联设置的第一LC共振电路和第一共振电路部。第一共振电路部包括第一弹性波共振器。第二带通滤波器包括串联设置的第二LC共振电路和第二共振电路部。第二共振电路部包括并联连接的第二弹性波共振器和电感器。

Description

带通滤波器及分波器
技术领域
本发明涉及带通滤波器、以及包括该带通滤波器的分波器。
背景技术
近年来，LTE(Long Term Evolution(长期演进))标准的移动体通信系统在被实用化，作为LTE标准的发展标准的LTE-Advanced标准的移动体通信系统的实用化在被研究。LTE-Advanced标准的主要技术之一，有载波聚合技术(Carrier Aggregation，以下记为CA)。CA是可以同时使用被称为组成载波的多个载波进行宽带传送的技术。
与CA相对应的移动体通信设备中，同时使用多个频带。因此，在与CA相对应的移动体通信设备中，需要可以同时分离多个频带的多个信号的分波器。
通常，分离第一频带内的频率的第一信号、比第一频带高的第二频带内的频率的第二信号的分波器具备共同端口、第一信号端口、第二信号端口、设置于从共同端口至第一信号端口的第一信号路径的第一滤波器、设置于从共同端口至第二信号端口的第二信号路径的第二滤波器。第一滤波器例如是低通滤波器或带通滤波器，第二滤波器例如是高通滤波器或带通滤波器。
在作为第一及第二滤波器使用带通滤波器的分波器中，具有在第一信号路径可以增大第一频带外的衰减量，在第二信号路径可以增大第二频带外的衰减量这样的优点。
作为带通滤波器，已知有使用电感器和电容器构成的LC滤波器、或使用弹性波共振器构成的弹性波滤波器。所谓弹性波共振器，为使用弹性波元件构成的共振器。所谓弹性波元件，为利用弹性波的元件。弹性波元件中具有利用弹性表面波的弹性表面波元件或利用体积弹性波的体积弹性波元件。
在日本专利申请公开2010-141859号公报中，记载有一种分波器，其包括分别由LC滤波器构成的两个带通滤波器。
在日本专利申请公开2015-115866号报中，记载有一种分波器，其包括分别由弹性波滤波器构成的两个带通滤波器。
在移动体通信设备中，有时需要分离较接近的两个频带的两个信号的分波器。在这种分波器中需要具有在与截止频率接近的频率区域陡峭地变化的通过衰减特性的滤波器。
一般地，LC滤波器具有难以实现在与截止频率接近的频率区域陡峭地变化的通过衰减特性这样的问题。
另一方面，弹性波滤波器适于实现在与截止频率接近的频率区域陡峭地变化的通过衰减特性，但存在不适于实现宽通带这样的问题。
基于这些因素，目前，存在难以实现适于分离较接近的两个频带的两个信号的分波器以及适于用于这种分波器的带通滤波器这样的问题。
发明内容
本发明的第一目的在于，提供具有在与截止频率接近的频率区域陡峭地变化的通过衰减特性的带通滤波器。
本发明的第二目的在于，提供适于分离较接近的两个频带的两个信号的分波器。
本发明的带通滤波器是使低限截止频率以上且高限截止频率以下的通带内的频率的信号选择性地通过的滤波器。本发明的带通滤波器具备第一端口、第二端口、串联设置于第一端口和第二端口之间的LC共振电路及共振电路部。
共振电路部包括设置于从第一端口至第二端口的路径的至少一个弹性波共振器。共振电路部具有共振频率和至少一个反共振频率。共振频率处于通带内。至少一个反共振频率处于通带外。
在本发明的带通滤波器中，至少一个反共振频率也可以比高限截止频率高。该情况下，共振电路部也可以包括作为至少一个弹性波共振器的串联连接的两个弹性波共振器。
另外，在本发明的带通滤波器，共振电路部还可以包括与至少一个弹性波共振器并联连接的至少一个电感器。另外，作为至少一个反共振频率，共振电路部也可以具有比低限截止频率低的反共振频率、和比高限截止频率高的反共振频率。该情况下，共振电路部也可以包括作为至少一个弹性波共振器的串联连接的两个弹性波共振器，并且包括作为至少一个电感器的与两个弹性波共振器分别并联连接的两个电感器。
另外，在本发明的带通滤波器中，LC共振电路也可以是具有处于通带外的共振频率的LC并联共振电路。
本发明的第一～第三观点的分波器具备共同端口、第一信号端口、第二信号端口、第一滤波器、第二滤波器。第一滤波器设置于共同端口和第一信号端口之间，使第一通带内的频率的信号选择性地通过。第二滤波器设置于共同端口和第二信号端口之间，使比第一通带高的第二通带内的频率的信号选择性地通过。
在本发明的第一观点的分波器中，第一滤波器是第一带通滤波器。第一通带是第一低限截止频率以上且第一高限截止频率以下的频带。第一带通滤波器在共同端口和第一信号端口之间具有从共同端口侧依次串联设置的第一LC共振电路及第一共振电路部。第一共振电路部包括设置于从第一LC共振电路至第一信号端口的路径的至少一个弹性波共振器。第一共振电路部具有处于第一通带内的共振频率、比第一高限截止频率高的至少一个反共振频率。
在本发明的第一观点的分波器中，第一共振电路部也可以包括作为至少一个弹性波共振器的串联连接的两个弹性波共振器。
另外，在本发明的第一观点的分波器中，第一LC共振电路是具有比第一高限截止频率高的共振频率的第一LC并联共振电路。
在本发明的第二观点的分波器中，第二滤波器是第二带通滤波器。第二通带是第二低限截止频率以上且第二高限截止频率以下的频带。第二带通滤波器在共同端口和第二信号端口之间具有从共同端口侧依次串联设置的第二LC共振电路及第二共振电路部。第二共振电路部包括设置于从第二LC共振电路至第二信号端口的路径的至少一个弹性波共振器、与至少一个弹性波共振器并联连接的至少一个电感器。第二共振电路部具有处于第二通带内的共辰频率、比第二低限截止频率低的反共振频率、和比第二高限截止频率高的反共振频率。
在本发明的第二观点的分波器中，第二共振电路部也可以包括作为至少一个弹性波共振器的串联连接的两个弹性波共振器，并且包括作为至少一个电感器的与两个弹性波共振器分别并联连接的两个电感器。
另外，在本发明的第二观点的分波器中，第二LC共振电路也可以是具有比第二低限截止频率低的共振频率的第二LC并联共振电路。
在本发明的第三观点的分波器中，第一滤波器是第一带通滤波器。第一通带是第一低限截止频率以上且第一高限截止频率以下的频带。第一带通滤波器在共同端口和第一信号端口之间具备从共同端口侧依次串联设置的第一LC共振电路及第一共振电路部。第一共振电路部包括设置于从第一LC共振电路至第一信号端口的路径的至少一个第一弹性波共振器。第一共振电路部具有处于第一通带内的共振频率、比第一高限截止频率高的至少一个反共振频率。
另外，在本发明的第三观点的分波器中，第二滤波器是第二带通滤波器。第二通带为第二低限截止频率以上且第二高限截止频率以下的频带。第二带通滤波器在共同端口和第二信号端口之间具备从共同端口侧依次串联设置的第二LC共振电路及第二共振电路部。第二共振电路部包括设置于从第二LC共振电路至第二信号端口的路径的至少一个第二弹性波共振器、与至少一个第二弹性波共振器并联连接的至少一个电感器。第二共振电路部具有处于第二通带内的共振频率、比第二低限截止频率低的反共振频率、和比第二高限截止频率高的反共振频率。
在本发明的第三观点的分波器中，第一共振电路部也可以包括作为至少一个第一弹性波共振器的串联连接的两个第一弹性波共振器。另外，第二共振电路部包括作为至少一个第二弹性波共振器的串联连接的两个第二弹性波共振器，并且包括作为至少一个电感器的与两个第二弹性波共振器分别并联连接的两个电感器。
另外，在本发明的第三观点的分波器中，第一LC共振电路也可以是具有比第一高限截止频率高的共振频率的第一LC并联共振电路，第二LC共振电路也可以是具有比第二低限截止频率低的共振频率的第二LC并联共振电路。
本发明的带通滤波器具备至少包括一个弹性波共振器的共振电路部，共振电路部的共振频率处于通带内，共振电路部的至少一个反共振频率处于通带外。由此，根据本发明的带通滤波器，可实现在与低限截止频率或高限截止频率接近的频率区域陡峭地变化的通过衰减特性。
在本发明的第一观点的分波器中，第一滤波器即第一带通滤波器相当于本发明的带通滤波器。根据本发明的第一观点的分波器，可使第一带通滤波器的通过衰减特性实现在与第一高限截止频率接近的频率区域陡峭地变化的特性。
在本发明的第二观点的分波器中，第二滤波器即第二带通滤波器相当于本发明的带通滤波器。根据本发明的第二观点的分波器，可使第二带通滤波器的通过衰减特性实现在与第二低限截止频率接近的频率区域陡峭地变化的特性。
在本发明的第三观点的分波器中，第一滤波器即第一带通滤波器、和第二滤波器即第二带通滤波器都相当于本发明的带通滤波器。根据本发明的第三观点的分波器，可使第一带通滤波器的通过衰减特性实现在与第一高限截止频率接近的频率区域陡峭地变化的特性，并且可使第二带通滤波器的通过衰减特性实现在与第二低限截止频率接近的频率区域陡峭地变化的特性。
基于这些因素，根据本发明的第一～第三观点，可以实现适于分离较接近的两个频带的两个信号的分波器。
本发明的其它目的、特征及益处根据以下的说明会变得更清楚。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的分波器的构成的电路图。
图2是表示本发明的第一实施方式的分波器的外观的一个例子的立体图。
图3是表示本发明的第一实施方式的分波器的特性的一个例子的特性图。
图4是放大表示图3所示的特性的一部分的特性图。
图5是表示图1所示的分波器的第一弹性波共振器的阻抗特性的说明图。
图6是表示图1所示的分波器的第一弹性波共振器的特性的特性图。
图7是表示图1所示的分波器的第二共振电路部的等效电路的电路图。
图8是表示图1所示的分波器的第二共振电路部的阻抗特性的说明图。
图9是表示图1所示的分波器的第二共振电路部的特性的特性图。
图10是表示本发明的第二实施方式的分波器的构成的电路图。
图11是表示本发明的第二实施方式的分波器的特性的一个例子的特性图。
图12是表示本发明的第三实施方式的分波器的构成的电路图。
图13是表示本发明的第三实施方式的分波器的特性的一个例子的特性图。
图14是放大表示图13所示的特性的一部分的特性图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。首先，参照图1，对本发明的第一实施方式的分波器的构成的概略进行说明。本实施方式的分波器1具备共同端口2、第一信号端口3、第二信号端口4、第一滤波器10、第二滤波器20。
第一滤波器10设置于共同端口2和第一信号端口3之间，使第一通带内的频率的信号选择性地通过。第二滤波器20设置于共同端口2和第二信号端口4之间，使比第一通带高的第二通带内的频率的信号选择性地通过。
本实施方式中，特别是第一滤波器10是第一带通滤波器，第二滤波器20是第二带通滤波器。以下，将第一滤波器10也称为第一带通滤波器10，将第二滤波器20也称为第二带通滤波器20。
在此，参照图3及图4，对第一通带和第二通带进行说明。图3是表示分波器1的特性的一个例子的特性图。图4是放大表示图3所示的特性的一部分的特性图。图3及图4中横轴是频率，纵轴是衰减量。图3及图4中附加了符号51的曲线表示第一带通滤波器10的通过衰减特性。另外，附加了符号52的曲线表示第二带通滤波器20的通过衰减特性。图3及图4所示的特性是通过模拟求出的特性。图3及图4中记号PB1表示第一通带，记号PB2表示第二通带。
第一通带PB1是第一低限截止频率f1L以上且第一高限截止频率f1H以下的频带。第一低限截止频率f1L、和第一高限截止频率f1H在第一带通滤波器10的通过衰减特性中，与衰减量的最小值相比，是衰减量只增大3dB时的两个频率。第一高限截止频率f1H比第一低限截止频率f1L高。
第二通带PB2是第二低限截止频率f2L以上且第二高限截止频率f2H以下的频带。第二低限截止频率f2L、和第二高限截止频率f2H在第二带通滤波器20的通过衰减特性中，与衰减量的最小值相比，是衰减量仅增大3dB时的两个频率。第二高限截止频率f2H比第二低限截止频率f2L高。另外，第二低限截止频率f2L比第一高限截止频率f1H高。
接着，参照图1，对第一及第二带通滤波器10、20的构成进行详细的说明。
第一带通滤波器10具备第一端口P11、第二端口P12。第一端口P11与共同端口2连接。第二端口P12与第一信号端口3连接。
第一带通滤波器10还具备串联设置于第一端口P11和第二端口P12之间的第一LC共振电路11及第一共振电路部12。若更详细地说明，则第一LC共振电路11和第一共振电路部12在第一端口P11和第二端口P12之间自第一端口P11侧按该顺序串联设置。因此，也可以说第一LC共振电路11和第一共振电路部12在共同端口2和第一信号端口3之间自共同端口2侧按该顺序串联设置。
第一LC共振电路11是使用电感器和电容器构成的共振电路。在本实施方式中，特别是第一LC共振电路11是在第一端口P11和第二端口P12之间，即在共同端口2和第一信号端口3之间包括并联设置的电感器L11和电容器C11的第一LC并联共振电路。
第一共振电路部12包括设置于从第一端口Pl1至第二端口Pl2的路径的至少一个第一弹性波共振器。若更详细地说明，则至少一个第一弹性波共振器设置于从第一LC共振电路11至第二端口P12的路径，即设置于从第一LC共振电路11至第一信号端口3的路径。本实施方式中，特别是第一共振电路部12由一个第一弹性波共振器R1构成。
第一弹性波共振器R1是使用弹性波元件构成的共振器。所谓弹性波元件，为利用弹性波的元件。构成第一弹性波共振器R1的弹性波元件可以是利用弹性表面波的弹性表面波元件，也可以是利用体积弹性波的体积弹性波元件。弹性表面波元件利用在压电体表面传播的声波(弹性表面波)，与之相对，体积弹性波元件是利用在压电体的内部传播的声波(体积弹性波)的元件。
第一带通滤波器10还具备电感器L12、L13、电容器C12、C13、C14。电感器L12设置于第一端口P11和第一LC共振电路11之间。电容器C12设置于电感器L12与第一LC共振电路11的连接点和地线之间。电容器C13设置于第一LC共振电路11和第一弹性波共振器R1之间。电感器L13的一端与电容器C13和第一弹性波共振器R1的连接点连接。电容器C14的一端与电感器L13的另一端连接。电容器C14的另一端与地线连接。
第二带通滤波器20具备第一端口P21、第二端口P22。第一端口P21与共同端口2连接。第二端口P22与第二信号端口4连接。
第二带通滤波器20还具备串联设置于第二端口P21和第二端口P22之间的第二LC共振电路21及第二共振电路部22。若更详细地说明，则第二LC共振电路21和第二共振电路部22在第一端口P21和第二端口P22之间自第一端口P21侧按该顺序串联设置。因此，也可以说第二LC共振电路21和第二共振电路部22在共同端口2和第二信号端口4之间自共同端口2侧按该顺序串联设置。
第二LC共振电路21是使用电感器和电容器构成的共振电路。本实施方式中，特别是第二LC共振电路21是在第一端口P21和第二端口P22之间，即在共同端口2和第二信号端口4之间包括并联设置的电感器L21和电容器C21的第二LC并联共振电路。
第二共振电路部22包括设置于从第一端口P21至第二端口P22的路径的至少一个第二弹性波共振器。若更详细地说，则至少一个第二弹性波共振器设置于从第二LC共振电路21至第二端口P22的路径，即设置于从第二LC共振电路21至第二信号端口4的路径。第二共振电路部22还包括与至少一个第二弹性波共振器并联连接的至少一个电感器。本实施方式中，特别是第二共振电路部22由一个第二弹性波共振器R2、与第二弹性波共振器R2并联连接的一个电感器L2构成。
第二弹性波共振器R2与第一弹性波共振器R1相同，是使用弹性波元件构成的共振器。构成第二弹性波共振器R2的弹性波元件可以是弹性表面波元件，也可以是体积弹性波元件。
第二带通滤波器20还具备电感器L22、电容器C22、C23、C24、C25。电容器C22设置于第一端口P21和第二LC共振电路21之间。电感器L22和电容器C23并联设置于电容器C22和第二LC共振电路21的连接点和地线之间。电容器C24设置于第二LC共振电路21和第二共振电路部22的连接点和地线之间。电容器C25设置于第二端口P22和地线之间。
在此，将从共同端口2至第一信号端口3的路径称为第一信号路径，将从共同端口2至第二信号端口4的路径称为第二信号路径。第一通带PB1内的频率的第一信号选择性地通过第一及第二信号路径中的第一信号路径。第二通带PB2内的频率的第二信号选择性地通过第一及第二信号路径中的第二信号路径。这样，分波器1分离第一信号和第二信号。
图2是表示分波器1的外观的一个例子的立体图。在该例子中，分波器1具备层叠体30和第一及第二弹性波共振器R1、R2。层叠体30形成具有外周部的长方体形状。层叠体30的外周部包括上表面、底面、四个侧面。
层叠体30包括被层叠的多个电介质层和多个导体层。第一及第二弹性波共振器R1、R2以外的分波器1的构成要素使用层叠体30的多个电介质层和多个导体层构成。第一及第二弹性波共振器R1、R2搭载于层叠体30的上表面。此外，第一及第二弹性波共振器R1、R2形成为一个封装件，该封装件也可以搭载于层叠体30的上表面。
图中未图示，在层叠体30的底面设置有与共同端口2、第一信号端口3及第二信号端口4对应的三个端子、和与地线连接的端子。
接着，参照图3～图9，对分波器1的特征进行说明。首先，对第一带通滤波器10的特征进行说明。在第一带通滤波器10中，第一LC共振电路11具有处于第一通带PB1之外的共振频率f1C。本实施方式中，特别是共振频率f1C比第一高限截止频率f1H高。
第一共振电路部12即第一弹性波共振器R1具有一个共振频率f1r和一个反共振频率f1a。共振频率f1r是第一弹性波共振器R1的阻抗最小(导纳最大)的频率。反共振频率f1a是第一弹性波共振器R1的导纳最小(阻抗最大)的频率。反共振频率f1a比共振频率f1r高。
图5是表示第一弹性波共振器R1的阻抗特性的史密斯圆图。图5中用记号f1r所示的点表示共振频率f1r的第一弹性波共振器R1的阻抗。另外，在图5中用记号f1a所示的点表示反共振频率f1a的第一弹性波共振器R1的阻抗。
图6表示第一弹性波共振器R1的反射衰减特性。图6中横轴是频率，纵轴是衰减量。图6中用记号f1r所示的点表示共振频率f1r的第一弹性波共振器R1的反射衰减量。另外，在图6中用记号f1a所示的点表示反共振频率f1a的第一弹性波共振器R1的反射衰减量。
如图3及图4所示，第一弹性波共振器R1的共振频率f1r处于第一通带PB1内。第一弹性波共振器R1的反共振频率f1a比第一高限截止频率f1H高。在第一带通滤波器10的通过衰减特性51中，在反共振频率f1a中形成有第一衰减极。第一LC共振电路11的共振频率f1C比反共振频率f1a高。在第一带通滤波器10的通过衰减特性51中，在共振频率f1C中形成有第二衰减极。
共振频率f1r和反共振频率f1a较接近。因此，如上所述，设定共振频率f1r和反共振频率f1a时，共振频率f1r位于第一通带PB1内的第一高限截止频率f1H的附近，反共振频率f1a位于第一通带PB1外的第一高限截止频率f1H的附近。由此，在与第一高限截止频率f1H接近的频率区域，如图3及图4所示，在处于第一通带PB1内的共振频率f1r，可以减小第一带通滤波器10的通过衰减量，在处于第一通带PB1外的反共振频率f1a，可以增大第一带通滤波器10的通过衰减量。其结果，可使第一带通滤波器10的通过衰减特性实现第一通带PB1内的通过衰减量小，且在与第一高限截止频率f1H接近的频率区域陡峭地变化的特性。
接着，对第二带通滤波器20的特征进行说明。第二带通滤波器20中，第二LC共振电路21具有处于第二通带PB2之外的共振频率f2C。本实施方式中，特别是共振频率f2C比第二低限截止频率f2L低。
第二共振电路部22具有一个共振频率f2r和两个反共振频率f2aL、f2aH。反共振频率f2aL比共振频率f2r低。反共振频率f2aH比共振频率f2r高。
在此，参照图7，对第二共振电路部22具有一个共振频率f2r和两个反共振频率f2aL、f2aH的理由进行说明。图7是表示第二共振电路部22的等效电路的电路图。在此，忽略第二共振电路部22中的电阻成分。如图7所示，第二弹性波共振器R2可以表示为由一个电感器L1和两个电容器C0、C1构成的电路。第二弹性波共振器R2在电路构成上具有位于相互相反侧的第一端和第二端。电感器L1的一端和电容器C0的一端与第二弹性波共振器R2的第一端连接。电容器C1的一端与电感器L1的另一端连接。电容器C1的另一端和电容器C0的另一端与第二弹性波共振器R2的第二端连接。电感器L2与第二弹性波共振器R2并联连接。
将电感器L1的电感设为L1，将电容器C0的电容设为C0，将电容器C1的电容设为C1，将电感器L2的电感设为Lm，将第二共振电路部22的阻抗设为Z时，以下的式(1)成立。其中，ω为角频率，j为虚数单位。
1/Z＝(1/jωLm)+jωC0+[1/{jωL1+(1/jωC1)}]…(1)
对式(1)进行变形时，为以下的式(2)。
Z＝jωLm(1－ω2L1C1)/{1－ω2(L1C1+LmC1+LmC0)+ω4L1LmC1C0}…(2)
第二共振电路部22r的共振频率f2r根据式(2)的分子为0时的角频率ω求出，用以下的式(3)表示。
f2r＝1/{2π√(L1C1)}…(3)
另外，将第二共振电路部22的反共振频率设为fa时，fa根据式(2)的分母为0时的角频率ω求出，用以下的式(4)表示。其中，式(4)中的X用式(5)表示，式(5)中的A、B分别用式(6)、(7)表示。
fa＝(√X)/2π…(4)
X＝{B±√(B2－4A)}/2A…(5)
A＝L1LmC1C0…(6)
B＝L1C1+LmC1+LmC0…(7)
根据式(5)，X存在两个解。因此，用式(4)表示的fa也存在两个解。该两个解是两个反共振频率f2aL、f2aH。
作为一个例子，C0为1.26pF，Lm为1.9nH，L1为91.87nH，C1为0.0562pF时，f2r为2215.0MHz，f2aL为2174.7MHz，f2aH为3313.1MHz。
图8表示第二共振电路部22的阻抗特性的史密斯圆图。图8中用记号f2r表示的点表示共振频率f2r的第二共振电路部22的阻抗。另外，在图8中，用记号f2aL所示的点表示反共振频率f2aL的第二共振电路部22的阻抗。另外，在图8中用记号f2aH所示的点表示反共振频率f2aH的第二共振电路部22的阻抗。
图9表示第二共振电路部22的反射衰减特性。图9中横轴是频率，纵轴是衰减量。图9中用记号f2r所示的点表示共振频率f2r的第二共振电路部22的反射衰减量。另外，图9中用记号f2aL所示的点表示反共振频率f2aL的第二共振电路部22的反射衰减量。另外，图9中用记号f2aH所示的点表示反共振频率f2aH的第二共振电路部22的反射衰减量。
如图3及图4所示，第二共振电路部22的共振频率f2r处于第二通带PB2内。第二共振电路部22的反共振频率f2aL比第二低限截止频率f2L低。第二共振电路部22的反共振频率f2aH比第二高限截止频率f2H高。在第二带通滤波器20的通过衰减特性52中，在反共振频率f2aL中形成有第一衰减极。第二LC共振电路21的共辰频率f2C比反共振频率f2aL低。在第二带通滤波器20的通过衰减特性52中，在共振频率f2C中形成有第二衰减极。
共振频率f2r和反共振频率f2aL较接近。因此，如上所述设定共振频率f2r和反共振频率f2aL时，共振频率f2r位于第二通带PB2内的第二低限截止频率f2L的附近，反共振频率f2aL位于处于第二通带PB2外的第二低限截止频率f2L附近。由此，在与第二低限截止频率f2L接近的频率区域，如图3及图4所示，在处于第二通带PB2内的共振频率f2r，可以减小第二带通滤波器20的通过衰减量，在处于第二通带PB2外的反共振频率f2aL中可以增大第二带通滤波器20的通过衰减量。其结果，可使第二带通滤波器20的通过衰减特性实现第二通带PB2内的通过衰减量小且在与第二低限截止频率f2L接近的频率区域陡峭地变化的特性。
另外，如图3所示，在第二带通滤波器20的通过衰减特性52中，在反共振频率f2aH中形成有第三衰减极。由此，可使第二带通滤波器20的通过衰减特性实现比第二通带PB2高的频率区域的通过衰减量大的特性。
但是，在由不包括弹性波共振器的LC滤波器构成的带通滤波器中，如果想要实现在与截止频率接近的频率区域陡峭地变化的通过衰减特性，为了获得大的Q值，需要增大电感器、或增加级数。该情况下，带通滤波器大型化。
在本实施方式中，第一带通滤波器10包括第一弹性波共振器R1，第二带通滤波器20包括第二弹性波共振器R2。通常，在弹性波共振器中可以实现比LC共振器大的Q值。具体而言，一般的LC共振器的Q值为50～100的范围内，与之相对，弹性波共振器中可以实现200以上的Q值。第一及第二弹性波共振器R1、R2的Q值为200以上，例如是600～1000的范围内。因此，根据本实施方式，不增大电感器或增加级数，可以实现上述的第一及第二带通滤波器10、20的通过衰减特性。
基于以上的因素，根据本实施方式，可以实现适于分离较接近的两个频带的两个信号，且可小型化的分波器1。
但是，在本实施方式的分波器1中，第一带通滤波器10中第一LC共振电路11和第一共振电路部12在共同端口2和第一信号端口3之间自共同端口2侧按该顺序串联设置。另外，在第二带通滤波器20中，第二LC共振电路21和第二共振电路部22在共同端口2和第二信号端口4之间自共同端口2侧按该顺序串联设置。在此，对这样的配置产生的效果进行说明。
在第一带通滤波器10中，需要以第一通带PB1中从共同端口2观察的第一信号路径的反射系数的绝对值为0或其附近的值，在第二通带PB2，从共同端口2观察的第一信号路径的反射系数为1或其附近的值的方式调整阻抗特性。另外，在第二带通滤波器20中，需要以在第二通带PB2从共同端口2观察的第二信号路径的反射系数的绝对值为0或其附近的值，在第一通带PB1从共同端口2观察的第二信号路径的反射系数为1或其附近的值的方式调整阻抗特性。
一般地，在弹性波共振器中，与LC共振电路相比阻抗的变化相对于频率的变化大。因此，假使在带通滤波器10、20的连接点和第一LC共振电路11之间存在第一共振电路部12，在带通滤波器10、20的连接点和第二LC共振电路21之间存在第二共振电路部22时，则在带通滤波器10、20双方，如上所述，难以调整阻抗特性。
与此相反，本实施方式中，在带通滤波器10、20的连接点和第一共振电路部12之间存在第一LC共振电路11，在带通滤波器10、20的连接点和第二共振电路部22之间存在第二LC共振电路21。由此，根据本实施方式，带通滤波器10、20双方中如上所述易调整阻抗特性。
此外，在本实施方式中，第一带通滤波器10的构成包括第一LC共振电路11及第一共振电路部12，只要是可以实现第一带通滤波器10的特性，则不限于图1所示的构成。
同样，第二带通滤波器20的构成包括第二LC共振电路21及第二共振电路部22，只要是可以实现第二带通滤波器20的特性，则不限于图1所示的构成。
另外，本发明的分波器，代替第二带通滤波器20也可以具备任意的构成的带通滤波器或高通滤波器。根据该情况的分波器，获得至少可使第一带通滤波器10的通过衰减特性实现第一通带PB1内的通过衰减量小且在与第一高限截止频率f1H接近的频率区域陡峭地变化的特性的效果。
另外，本发明的分波器，代替第一带通滤波器10也可以具备任意的构成的带通滤波器或低通滤波器。根据该情况的分波器，获得至少可使第二带通滤波器20的通过衰减特性实现第二通带PB2内的通过衰减量小且在与第二低限截止频率f2L接近的频率区域陡峭地变化的特性的效果。
[第二实施方式]
接着，对本发明的第二实施方式的分波器进行说明。图10是表示本实施方式的分波器的构成的电路图。本实施方式的分波器101是分离相互不同的三个频带内的频率的三个信号的分波器。以下，将相互不同的三个频带从低方开始依次称为低频带、中间频带、高频带。
本实施方式的分波器101具备共同端口102、第一信号端口3、第二信号端口4、第三信号端口5。分波器101还具备低通滤波器110、第一带通滤波器10、第二带通滤波器20、电容器C40。第一及第二带通滤波器10、20的构成与第一实施方式相同。
低通滤波器110设置于共同端口102和第三信号端口5之间。低通滤波器110包括电感器L31、L32和电容器C31、C32、C33。电感器L31、L32串联设置于共同端口102和信号端口5之间。电容器C31设置于电感器L31、L32的连接点和地线之间。电容器C32设置于第三信号端口5和地线之间。电容器C33与电感器L32并联连接。
电容器C40的一端与共同端口102连接。第一带通滤波器10的第一端口P11和第二带通滤波器20的第一端口P21与电容器C40的另一端连接。第一带通滤波器10的第二端口P12与第一信号端口3连接。第二带通滤波器20的第二端口P22与第二信号端口4连接。
低通滤波器110使低频带内的频率的信号选择性地通过。第一带通滤波器10使中间频带内的频率的信号及高频带内的频率的信号选择性地通过。第二带通滤波器20使高频带内的频率的信号选择性地通过。
在此，将从共同端口102经由低通滤波器110至第三信号端口5的路径称为低频带路径。另外，将从共同端口102经由电容器C40及第一带通滤波器10至第一信号端口3的路径称为中间频带路径。另外，从共同端口102经由电容器C40及第二带通滤波器20至第二信号端口4的路径称为高频带路径。低频带内的频率的信号选择性地通过低频带路径。中间频带内的频率的信号选择性地通过中间频带路径。高频带内的频率的信号选择性地通过高频带路径。
另外，将第一带通滤波器10和第二带通滤波器20的连接点称为端口P2。本实施方式中端口P2与本发明的共同端口对应。
图11是表示分波器101的特性的一个例子的特性图。图11中横轴是频率，纵轴是衰减量。图11中附加了符号60的曲线表示低频带路径的通过衰减特性。另外，附加了符号61的曲线表示中间频带路径的通过衰减特性。另外，附加了符号62的曲线表示高频带路径的通过衰减特性。图11所示的特性通过模拟求出。
本实施方式的其它构成、作用及效果与第一实施方式同样。
[第三实施方式]
接着，对本发明的第三实施方式的分波器进行说明。图12是表示本实施方式的分波器的构成的电路图。本实施方式的分波器201与第二实施方式一样，是分离低频带、中间频带及高频带三个频带内的频率的三个信号的分波器。
本实施方式的分波器201代替第二实施方式的第一带通滤波器10具备第一带通滤波器210，代替第二实施方式的第二带通滤波器20具备第二带通滤波器220。
低通滤波器110使低频带内的频率的信号选择性地通过。第一带通滤波器210使中间频带内的频率的信号及高频带内的频率的信号选择性地通过。第二带通滤波器220使高频带内的频率的信号选择性地通过。
在此，将从共同端口102经由低通滤波器110至第三信号端口5的路径称为低频带路径。另外，将从共同端口102经由电容器C40及第一带通滤波器210至第一信号端口3的路径称为中间频带路径。另外，将从共同端口102经由电容器C40及第二带通滤波器220至第二信号端口4的路径称为高频带路径。低频带内的频率的信号选择性地通过低频带路径。中间频带内的频率的信号选择性地通过中间频带路径。高频带内的频率的信号选择性地通过高频带路径。
另外，将第一带通滤波器210和第二带通滤波器220的连接点称为端口P2。本实施方式中端口P2与本发明的共同端口对应。
第一带通滤波器210代替第一实施方式的第一带通滤波器10的第一共振电路部12而具备第一共振电路部212。第一共振电路部212包括串联连接的两个第一弹性波共振器R11、R12。弹性波共振器R11、R12自第一LC共振电路11侧按弹性波共振器R11、R12的顺序设置于从第一LC共振电路11至第二端口P12的路径，即从第一LC共振电路11至第一信号端口3的路径。
弹性波共振器R11、R12的各个是使用弹性波元件构成的共振器。构成弹性波共振器R11、R12的各个的弹性波元件可以是弹性表面波元件，也可以是体积弹性波元件。
第一共振电路部212还包括电感器L14。电感器L14设置于弹性波共振器R11和弹性波共振器R12的连接点和地线之间。
第二带通滤波器220代替第一实施方式的第二带通滤波器20的第二共振电路部22而具备第二共振电路部222。第二共振电路部222包括串联连接的两个第二弹性波共振器R21、R22。弹性波共振器R21、R22从第二LC共振电路21侧按弹性波共振器R21、R22的顺序设置于从第二LC共振电路21至第二端口P22的路径，即从第二LC共振电路21至第二信号端口4的路径。
弹性波共振器R21、R22的各个是使用弹性波元件构成的共振器。构成弹性波共振器R21、R22的各个的弹性波元件可以是弹性表面波元件，也可以是体积弹性波元件。
第二共振电路部222还包括与弹性波共振器R21并联连接的电感器L24、和与弹性波共振器R22并联连接的电感器L25。
第二带通滤波器220还具备电容器C25。电容器C25设置于弹性波共振器R21和弹性波共振器R22的连接点和地线之间。
图13是表示分波器201的特性的一个例子的特性图。图14是放大表示图13所示的特性的一部分的特性图。图13及图14中横轴是频率，纵轴是衰减量。图13中，附加了符号70的曲线表示低频带路径的通过衰减特性。另外，附加了符号71的曲线表示中间频带路径的通过衰减特性。另外，附加了符号72的曲线表示高频带路径的通过衰减特性。图13及图14所示的特性通过模拟求出。
第一共振电路部212具有处于第一通带PB1内的共振频率f1r、比第一高限截止频率f1H高的两个反共振频率f1a1、f1a2。反共振频率f1a1是弹性波共振器R11的反共振频率。反共振频率f1a2是弹性波共振器R12的反共振频率。如图14所示，在中间频带路径的通过衰减特性71中，在两个反共振频率f1a1、f1a2中形成有两个衰减极。
此外，第一共振电路部212优选包括以弹性波共振器R11和弹性波共振器R12可以具有相互不同的反共振频率的方式使阻抗在弹性波共振器R11和弹性波共振器R12之间变化的元件。作为使阻抗变化的元件优选图12所示的电感器L14。
第二共振电路部222具有处于第二通带PB2内的共振频率f2r、比第二低限截止频率f2L低的两个反共振频率f2a1、f2a2。反共振频率f2a1是由弹性波共振器R21及电感器L24构成的电路的反共振频率之一。反共振频率f2a2是由弹性波共振器R22及电感器L25构成的电路的反共振频率之一。如图14所示，在高频带路径的通过衰减特性72，在两个反共振频率f2a1、f2a2中形成有两个衰减极。
根据本实施方式，与第二实施方式的第一带通滤波器10的通过衰减特性相比，可使第一带通滤波器210的通过衰减特性实现在与第一高限截止频率f1H接近的频率区域更陡峭地变化的特性。另外，根据本实施方式，与第二实施方式的第二带通滤波器20的通过衰减特性相比，可使第二带通滤波器220的通过衰减特性实现在与第二低限截止频率f2L接近的频率区域更陡峭地变化的特性。
本实施方式的其它的构成作用及效果与第一或第二实施方式同样。
此外，本发明不限定于上述各实施方式，可进行各种变更。例如，本发明的第一带通滤波器的特性和第二带通滤波器的特性不限定于各实施方式所示的特性，只要满足权利要求的范围，则是任意的。
基于以上的说明，显然可实施本发明的各种方式或变形例。因此，在权利要求的范围的均等的范围内，以上述优选方式以外的方式也可实施本发明。

Claims (15)

1.一种带通滤波器，其特征在于，
使低限截止频率以上且高限截止频率以下的通带内的频率的信号选择性地通过，
具备：
第一端口；
第二端口；以及
串联设置于所述第一端口和所述第二端口之间的LC共振电路及共振电路部，
所述共振电路部包括设置于从所述第一端口至所述第二端口且经由所述LC共振电路的路径的至少一个弹性波共振器，
所述共振电路部具有共振频率和至少一个反共振频率，
所述共振频率处于所述通带内，
所述至少一个反共振频率处于所述通带外。
2.根据权利要求1所述的带通滤波器，其特征在于，
所述至少一个反共振频率比所述高限截止频率高。
3.根据权利要求2所述的带通滤波器，其特征在于，
所述共振电路部包括作为所述至少一个弹性波共振器的串联连接的两个弹性波共振器。
4.根据权利要求1所述的带通滤波器，其特征在于，
所述共振电路部还包括与所述至少一个弹性波共振器并联连接的至少一个电感器，
作为所述至少一个反共振频率，所述共振电路部具有比所述低限截止频率低的反共振频率、和比所述高限截止频率高的反共振频率。
5.根据权利要求4所述的带通滤波器，其特征在于，
所述共振电路部包括作为所述至少一个弹性波共振器的串联连接的两个弹性波共振器，并且包括作为所述至少一个电感器的与所述两个弹性波共振器分别并联连接的两个电感器。
6.根据权利要求1所述的带通滤波器，其特征在于，
所述LC共振电路是具有处于所述通带外的共振频率的LC并联共振电路。
7.一种分波器，其特征在于，
具备：
共同端口；
第一信号端口；
第二信号端口；
设置于所述共同端口和所述第一信号端口之间且使第一通带内的频率的信号选择性地通过的第一滤波器；以及
设置于所述共同端口和所述第二信号端口之间且使比所述第一通带高的第二通带内的频率的信号选择性地通过的第二滤波器，
所述第一滤波器是第一带通滤波器，
所述第一通带是第一低限截止频率以上且第一高限截止频率以下的频带，
所述第二通带是第二低限截止频率以上的频带，
所述第二低限截止频率高于所述第一高限截止频率，
所述第一带通滤波器在所述共同端口和所述第一信号端口之间具备从所述共同端口侧依次串联设置的第一LC共振电路及第一共振电路部，
所述第一共振电路部包括设置于从所述第一LC共振电路至所述第一信号端口的路径的至少一个弹性波共振器，
所述第一共振电路部具有处于所述第一通带内的共振频率、和比所述第一高限截止频率高的至少一个反共振频率。
8.根据权利要求7所述的分波器，其特征在于，
所述第一共振电路部包括作为所述至少一个弹性波共振器的串联连接的两个弹性波共振器。
9.根据权利要求7所述的分波器，其特征在于，
所述第一LC共振电路是具有比所述第一高限截止频率高的共振频率的第一并联共振电路。
10.一种分波器，其特征在于，
具备：
共同端口；
第一信号端口；
第二信号端口；
设置于所述共同端口和所述第一信号端口之间且使第一通带内的频率的信号选择性地通过的第一滤波器；以及
设置于所述共同端口和所述第二信号端口之间且使比所述第一通带高的第二通带内的频率的信号选择性地通过的第二滤波器，
所述第二滤波器是第二带通滤波器，
所述第二通带是第二低限截止频率以上且第二高限截止频率以下的频带，
所述第一通带是第一高限截止频率以下的频带，
所述第二低限截止频率高于所述第一高限截止频率，
所述第二带通滤波器在所述共同端口和所述第二信号端口之间具备从所述共同端口侧依次串联设置的第二LC共振电路及第二共振电路部，
所述第二共振电路部包括设置于从所述第二LC共振电路至所述第二信号端口的路径的至少一个弹性波共振器、和与所述至少一个弹性波共振器并联连接的至少一个电感器，
所述第二共振电路部具有处于所述第二通带内的共振频率、比所述第二低限截止频率低的反共振频率、和比所述第二高限截止频率高的反共振频率。
11.根据权利要求10所述的分波器，其特征在于，
所述第二共振电路部包括作为所述至少一个弹性波共振器的串联连接的两个弹性波共振器，并且包括作为所述至少一个电感器的与所述两个弹性波共振器分别并联连接的两个电感器。
12.根据权利要求10所述的分波器，其特征在于，
所述第二LC共振电路是具有比所述第二低限截止频率低的共振频率的第二LC并联共振电路。
13.一种分波器，其特征在于，
具备：
共同端口；
第一信号端口；
第二信号端口；
设置于所述共同端口和所述第一信号端口之间且使第一通带内的频率的信号选择性地通过的第一滤波器；以及
设置于所述共同端口和所述第二信号端口之间且使比所述第一通带高的第二通带内的频率的信号选择性地通过的第二滤波器，
所述第一滤波器是第一带通滤波器，
所述第一通带是第一低限截止频率以上且第一高限截止频率以下的频带，
所述第一带通滤波器在所述共同端口和所述第一信号端口之间具备从所述共同端口侧依次串联设置的第一LC共振电路及第一共振电路部，
所述第一共振电路部包括设置于从所述第一LC共振电路至所述第一信号端口的路径的至少一个第一弹性波共振器，
所述第一共振电路部具有处于所述第一通带内的共振频率、和比所述第一高限截止频率高的至少一个反共振频率，
所述第二滤波器是第二带通滤波器，
所述第二通带是第二低限截止频率以上且第二高限截止频率以下的频带，
所述第二低限截止频率高于所述第一高限截止频率，
所述第二带通滤波器在所述共同端口和所述第二信号端口之间具备从所述共同端口侧依次串联设置的第二LC共振电路及第二共振电路部，
所述第二共振电路部包括设置于从所述第二LC共振电路至所述第二信号端口的路径的至少一个第二弹性波共振器、和与所述至少一个第二弹性波共振器并联连接的至少一个电感器，
所述第二共振电路部具有处于所述第二通带内的共振频率、比所述第二低限截止频率低的反共振频率、和比所述第二高限截止频率高的反共振频率。
14.根据权利要求13所述的分波器，其特征在于，
所述第一共振电路部包括作为所述至少一个第一弹性波共振器的串联连接的两个第一弹性波共振器，
所述第二共振电路部包括作为所述至少一个第二弹性波共振器的串联连接的两个第二弹性波共振器，并且包括作为所述至少一个电感器的与所述两个第二弹性波共振器分别并联连接的两个电感器。
15.根据权利要求13所述的分波器，其特征在于，
所述第一LC共振电路是具有比所述第一高限截止频率高的共振频率的第一LC并联共振电路，
所述第二LC共振电路是具有比所述第二低限截止频率低的共振频率的第二LC并联共振电路。
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