CN109327202B - 双工器以及前端电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双工器以及前端电路，能够在提升布线的配置的自由度的同时提高多个滤波器间的隔离特性。双工器具备：第1滤波器电路，在第1端子与共用端子之间使第1频带的信号通过，且具有第1谐振器，该第1谐振器的一端与设置在第1端子和共用端子之间的线路连接以使得从线路分支；第2滤波器电路，在第2端子与共用端子之间使与第1频带不同的第2频带的信号通过；第1布线，一端与共用端子连接，另一端被开路；和第2布线，一端与第1谐振器的另一端连接，另一端被接地，第1布线和第2布线电磁耦合。

Description

双工器以及前端电路
技术领域
本发明涉及双工器以及前端电路。
背景技术
近年来，在便携式电话等通信设备中，经由一个天线来进行信号的发送以及接收的情况下，利用了分配发送信号和接收信号的双工器。例如，在专利文献1中公开了使发送信号的频带通过的发送滤波器和使接收信号的频带通过的接收滤波器由梯型滤波器构成的双工器。在这种双工器中，由于信号有可能从发送滤波器漏出至接收滤波器，因此要求提高发送滤波器与接收滤波器间的隔离特性。例如，在专利文献1所公开的双工器中，通过使连接在天线端子和接地之间的第1布线、和连接在梯型滤波器具备的谐振器和接地之间的第2布线进行电磁耦合，由此来提高隔离特性。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2007/102560号
然而，在专利文献1所公开的双工器中，需要将各个布线配置为流经平行配置的第1布线和第2布线的电流的朝向成为相反方向，因此会产生布线在配置上的制约。
发明内容
发明要解决的课题
本发明正是鉴于该状况而完成的，其目的在于，提供一种在提升布线的配置的自由度的同时提高多个滤波器间的隔离特性的双工器以及前端电路。
用于解决课题的手段
为了实现这样的目的，本发明的一个方面所涉及的双工器具备：第1滤波器电路，在第1端子与共用端子之间使第1频带的信号通过，且具有第1谐振器，所述第1谐振器的一端与设置在第1端子和共用端子之间的线路连接以使得从线路分支；第2滤波器电路，在第2端子与共用端子之间使与第1频带不同的第2频带的信号通过；第1布线，一端与共用端子连接，另一端被开路；和第2布线，一端与第1谐振器的另一端连接，另一端被接地，第1布线和第2布线电磁耦合。
此外，本发明的一个方面所涉及的双工器具备：第1滤波器电路，使第1频带的信号从第1端子向共用端子通过，且具有第1谐振器，所述第1谐振器的一端与设置在第1端子和共用端子之间的线路连接以使得从线路分支；第2滤波器电路，使与第1频带不同的第2频带的信号从共用端子向第2端子通过；第1布线，一端与共用端子连接，另一端被开路；和第2布线，一端与第1谐振器的另一端连接，另一端被接地，第1布线和第2布线电磁耦合。
此外，本发明的一个方面所涉及的前端电路具备：第1滤波器电路，在第1端子与共用端子之间使第1发送信号通过；第2滤波器电路，在第2端子与共用端子之间使第1接收信号通过；第3滤波器电路，在第3端子与第4端子之间使第2发送信号以及第2接收信号通过，且具有第1谐振器，所述第1谐振器的一端与设置在第3端子和第4端子之间的线路连接以使得从线路分支；开关电路，将共用端子以及第4端子的任一方或者双方连接至天线端子；第1布线，一端与第4端子连接，另一端被开路；和第2布线，一端与第1谐振器的另一端连接，另一端被接地，第1布线和第2布线电磁耦合。
发明效果
根据本发明，能够提供一种在提升布线的配置的自由度的同时提高多个滤波器间的隔离特性的双工器以及前端电路。
附图说明
图1是概念性地表示本发明的第1实施方式所涉及的双工器的结构的图。
图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的双工器中的滤波器电路以及短截线的结构的电路图。
图3是形成本发明的第1实施方式所涉及的双工器的多层基板的主面的俯视图。
图4是图3的IV-IV线剖视图。
图5是表示本发明的第2实施方式所涉及的双工器中的滤波器电路以及短截线的结构的电路图。
图6是形成本发明的第2实施方式所涉及的双工器的多层基板的主面的俯视图。
图7是表示双工器100A中的滤波器电路间的隔离特性的仿真结果的曲线图。
图8A是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的俯视图。
图8B是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的俯视图。
图9是表示图8A以及图8B所示的结构中的滤波器电路间的隔离特性的仿真结果的曲线图。
图10是概念性地表示本发明的第3实施方式所涉及的双工器的结构的图。
图11是表示双工器100C中的滤波器电路10的输出阻抗的轨迹的史密斯圆图(Smith chart)。
图12是概念性地表示本发明的第4实施方式所涉及的双工器的结构的图。
图13A是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的剖视图。
图13B是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的剖视图。
图13C是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的剖视图。
图14是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的俯视图。
图15A是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的俯视图。
图15B是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的俯视图。
图16是表示图15A以及图15B所示的结构中的滤波器电路间的隔离特性的仿真结果的曲线图。
图17A是表示短路短截线31的线路宽度的变形例的俯视图。
图17B是表示短路短截线31的线路宽度的变形例的俯视图。
图18是概念性地表示本发明的第5实施方式所涉及的双工器的结构的图。
图19是表示本发明的第5实施方式所涉及的双工器中的滤波器电路以及短截线的结构的电路图。
图20是表示本发明的第6实施方式所涉及的双工器中的滤波器电路以及短截线的结构的电路图。
图21是形成本发明的第6实施方式所涉及的双工器的多层基板的主面的俯视图。
图22是表示本发明的第7实施方式所涉及的双工器中的滤波器电路以及短截线的结构的电路图。
图23是形成本发明的第7实施方式所涉及的双工器的多层基板的主面的俯视图。
图24是表示双工器200A中的滤波器电路间的隔离特性的仿真结果的曲线图。
图25是表示双工器200C中的滤波器电路间的隔离特性的仿真结果的曲线图。
图26是概念性地表示本发明的第5实施方式的变形例所涉及的双工器的结构的图。
图27是概念性地表示本发明的第5实施方式的其他变形例所涉及的双工器的结构的图。
图28是概念性地表示本发明的第8实施方式所涉及的前端电路的结构的图。
符号说明
100A～100C、200A～200E...双工器，100D...多工器，300A...前端电路，10～12...滤波器电路，20...天线端子，21...共用端子，22...发送侧端子，23...接收侧端子，24～28...端子，30、36...短截线(开路短截线)，31～35、37...短截线(短路短截线)，41～47...谐振器，50...模块基板，50A～50N...多层基板，51、52...内层，53...表层，60...匹配电路，70、71...开关电路，80～86...谐振器，90、91...端子，L1、L2...线路。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。另外，对于同一要素赋予同一符号，并省略重复的说明。
图1是概念性地表示本发明的第1实施方式所涉及的双工器的结构的图。图1所示的双工器100A例如用于便携式电话等通信设备，在经由一个天线来进行给定的频带的无线频率(RF：Radio Frequency，射频)信号的发送以及接收的情况下，具有分配发送信号和接收信号的功能。具体而言，双工器100A例如具备两个滤波器电路10、11、天线端子20、共用端子21、发送侧端子22、接收侧端子23以及两个短截线(Stub)30、31。
对于滤波器电路10(第1滤波器电路)，例如从发送电路(未图示)经由发送侧端子22(第1端子)而被供给发送信号。滤波器电路10是在发送侧端子22与共用端子21之间使给定的频带(第1频带)的信号通过且使其他频率的信号衰减的滤波器。通过了滤波器电路10的信号从共用端子21经由天线端子20而从连接在天线端子20前面的天线(未图示)被发送。另外，关于滤波器电路10的结构的详情将后述。
在天线中接收到的接收信号经由天线端子20以及共用端子21而被供给至滤波器电路11(第2滤波器电路)。滤波器电路11是在共用端子21与接收侧端子23(第2端子)之间使给定的频带(第2频带)的信号通过且使其他频率的信号衰减的滤波器。通过了滤波器电路11的接收信号例如被供给至接收电路(未图示)。
滤波器电路10的通带和滤波器电路11的通带并无特别限定，但两者为彼此不同的频带。例如，在双工器100A用于频带8的RF信号的收发的情况下，滤波器电路10的通带是频带8的发送频带即880～915MHz，滤波器电路11的通带是频带8的接收频带即925～960MHz。即，在该情况下，滤波器电路11的通带较之于滤波器电路10的通带而频率更高。另外，也可以滤波器电路10的通带较之于滤波器电路11的通带而频率更高。此外，滤波器电路10以及滤波器电路11可以形成于不同的芯片，或者也可以形成于相同的芯片。
短截线30(第1布线)是一端与共用端子21连接且另一端被开路的开路短截线。在以下的说明中，短截线30也记载为开路短截线30。
短截线31(第2布线)是一端与后述的滤波器电路10所具备的谐振器连接且另一端被接地的短路短截线。在以下的说明中，短截线31也记载为短路短截线31。短路短截线31为了便于说明而绘制在滤波器电路10之外，但也可以是滤波器电路10中包含的构成要素的一部分。
开路短截线30以及短路短截线31分别例如可以由电感元件或者电阻元件等集总常数元件构成，或者也可以由具有电感成分的布线等分布常数元件构成。开路短截线30以及短路短截线31的至少一部分通过电磁感应而磁耦合(磁场耦合)。在此，关于本说明书中的“耦合”，若以本实施方式为例，则在通过具备开路短截线30和短路短截线31从而与不具备开路短截线30和短路短截线31的结构相比滤波器电路10、11间的隔离特性得到改善的情况下，这些开路短截线30和短路短截线31“耦合”。另外，耦合并不限于磁场耦合，也可以是电场耦合。接下来，参照图2来进一步详细说明滤波器电路10以及短截线30、31的结构。
图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的双工器中的滤波器电路以及短截线的结构的电路图。另外，为了便于说明，在图2中开路短截线30以及短路短截线31由电感元件的记号来表示，但开路短截线30以及短路短截线31由布线构成。在以下所示的图5、图19、图20以及图22中也同样。
双工器100A所具备的滤波器电路10A是多个滤波器构成要素被串联以及并联连接的梯型滤波器。具体而言，滤波器电路10A具备：与连结发送侧端子22和共用端子21的线路L1串联连接的四个谐振器41～44、和分别并联连接在线路L1与接地之间的三个谐振器45～47。谐振器41～47的具体结构并无特别限定，但例如为声表面波(SAW：Surface AcousticWave)滤波器。或者，谐振器41～47例如可以为压电薄膜谐振器等滤波器、体声波(BAW：BulkAcoustic Wave)滤波器、或者I.H.P.SAW(Incredible High Performance-SAW：极高性能SAW)滤波器等。另外，谐振器41～47的数量为一例，可以比该数量多，也可以比该数量少。
被并联连接的谐振器45～47之中最接近发送侧端子22的谐振器45(第1谐振器)的一端与线路L1连接以使得从线路L1分支，另一端(端子24)与短路短截线31的一端连接。短路短截线31的一端与端子24连接，另一端被接地。另外，连接短路短截线31的谐振器不限于谐振器45，也可以为被并联连接的其他任意的谐振器。在本实施方式中，开路短截线30以及短路短截线31形成于模块基板50(例如多层基板)。在该模块基板50安装有形成滤波器电路10A的芯片。
另外，图2所示的表示滤波器电路10A的框架和表示模块基板50的框架的区别为一例，并不限定于此。例如，在图2中，虽然谐振器46、47的连接点包含在表示滤波器电路10A的框架中，但实际上既可以在形成滤波器电路10A的芯片上连接，或者也可以在模块基板50中连接。在以下所示的图5中也同样。接下来，参照图3以及图4来说明开路短截线30以及短路短截线31磁耦合这样的配置。
图3是形成本发明的第1实施方式所涉及的双工器的多层基板的主面的俯视图，图4是图3的IV-IV线剖视图。另外，在图3中，形成于多层基板的不同层的要素重叠示出。此外，为了便于说明，为了与短路短截线31进行区分，对开路短截线30a赋予斜线。在以下的图6、图8A、图8B、图14、图15A、图15B、图21以及图23中也同样。
图3以及图4所示的多层基板50A具有与XY平面平行的矩形状的主面、和与Z轴平行的厚度。在多层基板50A的主面，形成有图2所示的包括发送侧端子22、共用端子21以及端子24在内的多个端子、滤波器电路10、11(未图示)、和短截线30a、31a。具体而言，关于短路短截线31a，一端与端子24连接，从端子24起延伸使得在多层基板的主面的俯视下逆时针地描绘螺旋状，另一端经由过孔而与接地连接。另一方面，关于开路短截线30a，一端与共用端子21连接，从共用端子21向端子24侧延伸，且从端子24起延伸使得按照短路短截线31a的配置逆时针地描绘螺旋状，另一端被开路。
此外，如图4所示，开路短截线30a和短路短截线31a形成于多层基板50A中的不同层。具体而言，多层基板50A例如是内层51、52以及表层53依次层叠而构成的。开路短截线30a形成于表层53，短路短截线31a形成于内层52。在此，开路短截线30a和短路短截线31a在多层基板50A的主面的俯视下被配置为在Z轴方向上相互重叠。由此，开路短截线30a和短路短截线31a夹着内层52而磁耦合。另外，多层基板50A的层数为例示，并不限定于此。
返回图1，一般而言，在双工器中，发送信号的大部分从共用端子21流向天线端子20侧(参照图1实线箭头)，但发送信号的一部分经由共用端子21而向接收用的滤波器电路11漏出(参照图1虚线箭头)。或者，由于信号路径的耦合等，信号也会漏出。该漏出的信号例如包含在滤波器电路11的通带中的情况下，会通过滤波器电路11而被供给至连接在接收侧端子23前面的低噪声放大器(LNA：Low Noise Amplifier)，可能导致接收灵敏度的下降。为了应对该问题，要求在双工器中实现滤波器电路间的高隔离特性。
关于这一点，由于双工器100A如上所述那样具备短路短截线31，因此在滤波器电路10A中，由谐振器45的电容成分和短路短截线31的自感成分来构成串联谐振电路。此外，双工器100A如上所述那样还具备与短路短截线31磁耦合的开路短截线30，从而在短路短截线31中还会产生互感成分。由此，串联谐振电路的谐振频率的信号经由该串联谐振电路而与接地短路。因此，双工器100A与不具备短截线30、31的结构相比，滤波器电路10A的通带外的信号的衰减量上升。具体而言，例如，通过短截线30、31的自感值的调整，能够使得比滤波器电路10A的通带高且包含在滤波器电路11的通带中的频率的信号衰减。故此，双工器100A与不具备短截线30、31的结构相比，能够提高滤波器电路10、11间的隔离特性。
此外，在双工器100A中，不问开路短截线30中流动的电流和短路短截线31中流动的电流的方向，既可以为相同方向，或者也可以为相反方向。由此，较之于如专利文献1所公开的那样作为与共用端子21连接的短截线而利用短路短截线的结构(以下称为现有结构。)，在多层基板形成短截线30、31时的配置的自由度提高，结果，双工器100A的设计的自由度提高。
此外，在双工器100A中，由于作为与共用端子21连接的短截线而利用开路短截线，因此无需将短截线的一端与接地连接。由此也使得双工器100A与现有结构相比短截线30、31的配置的自由度提高。
此外，开路短截线与短路短截线相比，短截线的插入所引起的阻抗特性的变化少。因此，根据双工器100A，能够在从不具备开路短截线的结构抑制阻抗特性的变化的同时，设置开路短截线30。
另外，通过调整开路短截线30和短路短截线31在Z轴方向上重叠的区域(以下还简单称为“重叠量”。)的宽度，从而能够调整开路短截线30和短路短截线31的耦合的强度。例如，通过使任一方或者双方的短截线的线路长度、线路宽度变化，从而能够调整短截线的重叠量。
此外，例如，在滤波器电路11的通带比滤波器电路10的通带低的情况下，也可以调整短截线30、31的自感值以使得比滤波器电路10的通带低且包含在滤波器电路11的通带中的频率的信号被衰减。
此外，本实施方式中的各端子由用于将芯片和模块基板电连接的物理端子构成，但本说明书中的“端子”并不限于这种物理端子。即，该“端子”包括通过电路图表征各构成要素的情况下的表示电连接的连接点的意思。例如，在天线(未图示)和滤波器电路10、11形成于同一芯片，从天线(未图示)至滤波器电路10、11的布线被一体形成的情况下，若开路短截线30与该布线的任一区域连接，则等同于与图1所示的共用端子21连接。
图5是表示本发明的第2实施方式所涉及的双工器中的滤波器电路以及短截线的结构的电路图。另外，对于与第1实施方式相同的要素赋予相同的符号，并省略说明。此外，在本实施方式以后，省略关于与第1实施方式共同的事项的记述，仅说明不同点。尤其是，关于同样的结构带来的同样的作用效果，不在每个实施方式中逐次提及。
图5所示的双工器100B与图2所示的双工器100A相比，还具备短截线32。
短截线32(第3布线)是一端与谐振器46(第2谐振器)和谐振器47的另一端(端子25)连接且另一端被接地的短路短截线。在以下的说明中，短截线32也记载为短路短截线32。短路短截线32与短路短截线31同样地与开路短截线30磁耦合。
图6是形成本发明的第2实施方式所涉及的双工器的多层基板的主面的俯视图。
在图6所示的多层基板50B中，关于短路短截线32a，一端与端子25连接，从端子25起延伸使得在多层基板50B的主面的俯视下顺时针地描绘螺旋状，另一端经由过孔而与接地连接。此外，短路短截线32a与短路短截线31a同样地与开路短截线30b形成于不同层。关于开路短截线30b，一端与共用端子21连接，且延伸以使得与短路短截线31a的至少一部分以及短路短截线32a的至少一部分在Z轴方向上分别重叠。由此，开路短截线30b和短路短截线31a、以及开路短截线30b和短路短截线32a分别磁耦合。
即便通过这种结构，双工器100B也能够获得与双工器100A同样的效果。此外，在双工器100B中，通过还具备短路短截线32a，从而能够使得滤波器电路10B的通带外的频率的信号进一步衰减。因此，双工器100B与双工器100A相比能够进一步提高隔离特性。
图7是表示双工器100A中的滤波器电路间的隔离特性的仿真结果的曲线图。具体而言，图7表示在双工器100A的具备开路短截线30的结构和不具备开路短截线30的结构中滤波器电路10、11间的隔离特性的比较。该曲线图中的纵轴表示隔离特性(dB)，横轴表示频率(MHz)。
如图7所示，在滤波器电路11的通带(925～960MH)中，根据具备开路短截线30的结构，在950MHz附近处隔离特性大幅提高。与之相伴，在整个频带中也实现了大致-60dB以上的隔离特性。例如，在960MHz，与不具备开路短截线30的结构相比，隔离特性改善了10dB程度。另外，在发送信号的频带(880～915MHz)中，几乎不存在有无开路短截线30所引起的隔离特性的差异。即，可以说通过开路短截线30的插入，几乎不会给发送频带带来影响，能够改善接收频带的隔离特性。
图8A以及图8B是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的俯视图。
具体而言，在图8A所示的多层基板50C中，被配置为开路短截线30c从共用端子21朝向另一端的方向与短路短截线31b从端子24朝向接地侧的方向一致。另一方面，在图8B所示的多层基板50D中，被配置为开路短截线30d从共用端子21朝向另一端的方向与短路短截线31b从接地侧朝向端子24的方向一致。
图9是表示图8A以及图8B所示的结构中的滤波器电路间的隔离特性的仿真结果的曲线图。如图9所示，无论开路短截线30c、30d与短路短截线31b重叠的方向为哪个方向，隔离特性均几乎不存在差异。即，由图9可知，隔离特性的改善不依赖于开路短截线30c、30d与短路短截线31b重叠的方向。
图10是概念性地表示本发明的第3实施方式所涉及的双工器的结构的图。图10所示的双工器100C与图1所示的双工器100A相比，还具备匹配电路60。另外，关于滤波器电路10、11、短截线30、31等的结构的详情，由于与双工器100A相同，因此省略详细说明。
匹配电路60连接在共用端子21与天线端子20之间。匹配电路60对滤波器电路10、11的输出阻抗和天线(未图示)的输入阻抗进行匹配。
与共用端子21连接的短截线不仅能够为了改善隔离特性而使用，还能够为了对双工器和天线(未图示)的阻抗进行匹配而使用。在此，若假设如现有结构那样在共用端子21连接短路短截线，则为了兼顾隔离特性的改善和阻抗匹配，需要使该短路短截线的线路长度变长以便增大短路短截线的电感值。另一方面，一般而言，开路短截线与短路短截线相比，在使用的频带中对阻抗特性带来的影响小。因此，在双工器100C中，即便与现有结构相比缩短开路短截线30的线路长度，对匹配电路60带来的影响也小。如此，在双工器100C中，能够独立地控制匹配电路60的阻抗匹配和隔离特性的改善。
另外，可以通过调整开路短截线30的线路长度、线路宽度，从而使阻抗特性稍微变化。换言之，在双工器100C中，也能够将开路短截线30用于阻抗匹配的调整。
另外，并不限于如图10所示那样由匹配电路60和开路短截线30双方来匹配阻抗的结构，也可以取代匹配电路60而由开路短截线30来匹配阻抗。
图11是表示双工器100C中的滤波器电路10的输出阻抗的轨迹的史密斯圆图。具体而言，图11表示图10所示的双工器100C之中、具备开路短截线30的结构和不具备开路短截线30的结构中的滤波器电路10的输出阻抗的轨迹。另外，使发送信号的频率在滤波器电路10的通带即从880MHz至915MHz变化。
如图11所示，虽然滤波器电路10的输出阻抗具有频率特性，但无论是哪个频率，具备开路短截线30的结构的轨迹和不具备开路短截线30的结构的轨迹均几乎重叠。由此可知，双工器100C具备开路短截线30给使用的频带中的阻抗特性带来的影响小。
图12是概念性地表示本发明的第4实施方式所涉及的多工器的结构的图。图12所示的多工器100D具备三个图1所示的双工器100A的结构，还具备对该三个双工器和天线端子20的电导通进行切换的开关电路70。
具体而言，多工器100D例如具备与三个不同频带分别对应的双工器100Ax～100Az。由于各双工器100Ax～100Az的结构与图1所示的双工器100A相同，因此赋予类似的符号并省略说明。在多工器100D中，三个双工器100Ax～100Az的任一个根据被收发的信号的频带而进行动作。另外，多工器100D所具备的双工器100Ax～100Az的个数为例示，并不限定于此。
开关电路70是3输入1输出的开关。开关电路70将从各个滤波器电路10x～10z的任一个供给的发送信号输出至匹配电路60，并将从匹配电路60供给的接收信号输出至各个滤波器电路11x～11z的任一个。另外，开关电路也可以为n输入n输出的开关(n：整数)。
在此，若假设由短路短截线来构成短截线30x～30z，则如上述那样在阻抗特性中会出现影响，因此需要根据该短路短截线的电感值来调整匹配电路的常数。因此，需要按照每个滤波器电路具备匹配电路，双工器具备多个匹配电路。关于这一点，根据本实施方式，由于短截线30x～30z由开路短截线构成，因此如图11中也示出的那样短截线的插入对阻抗特性带来的影响小。因此，能够抑制对匹配电路60的阻抗匹配带来的影响，同时能够形成为按照每个频带而短截线的电感值成为最佳。由此，即便是多工器100D与多个频带对应的情况，也只要在开关电路70的后级具备一个匹配电路60即可。因此，根据多工器100D，与由短路短截线来构成短截线30x～30z的情况相比，电路规模削减。
另外，图12中的开关电路70是3输入之中的任1输入与天线端子20连接的结构，但也可以取代该结构而是3输入的任意或者全部能够同时与天线端子20连接的结构。在该情况下，能够应对多个双工器100Ax～100Az同时进行通信的、所谓的载波聚合。在这种载波聚合中，不仅要求提高同一频带中的发送侧和接收侧的滤波器电路间(例如滤波器电路10x和滤波器电路11x等)的隔离特性，还要求提高不同频带中的滤波器电路间的隔离特性。因此，本发明的应用变得更有效。
此外，在图12中，开路短截线30x～30z分别设置在共用端子21x～21z与开关电路70之间，但这些开路短截线也可以设置在开关电路70与天线端子20之间。
接下来，参照图13A～图17B来说明本发明所涉及的双工器的各种变形例。
图13A～图13C是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的剖视图。另外，图13A～图13C示出与图4所示的多层基板的剖视图同样的方向。
在图13A所示的多层基板50E中，形成于表层53的开路短截线30e的一部分(在图13A中为X轴正方向侧的一部分)和形成于内层52的短路短截线31c的一部分(在图13A中为X轴负方向侧的一部分)在Z轴方向上重叠地配置。另一方面，在图13B所示的多层基板50F中，形成于表层53的开路短截线30f和形成于内层52的短路短截线31d在Z轴方向上不重叠而错开地配置。此外，在图13C所示的多层基板50G中，开路短截线30g以及短路短截线31e均形成于内层52，彼此相邻地配置。
如此，只要开路短截线30以及短路短截线31磁耦合即可，其配置并无特别限定。例如，如上所述，如图4所示，在多层基板的主面的俯视下，开路短截线30以及短路短截线31也可以不错开而重叠。或者，如图13A以及图13B所示，开路短截线30以及短路短截线31也可以错开。此外，如图13C所示，开路短截线30以及短路短截线31也可以在同一层中排列配置。
另外，形成开路短截线30以及短路短截线31的层并无特别限定。此外，图13A～图13C所示的开路短截线30以及短路短截线31的位置可以调换。此外，关于图5所示的短路短截线32，由于与短路短截线31相同，因此省略详细说明。
图14是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的俯视图。另外，图14表示与图3所示的多层基板的俯视图相同的方向。
在图14所示的多层基板50H中，开路短截线30h以及短路短截线31b例如如图13C所示那样形成于同一层。具体而言，短路短截线31b逆时针地形成为螺旋状，开路短截线30h逆时针地形成为螺旋状以使得包围该短路短截线31b的周围的三面。在开路短截线30h和短路短截线31b相邻的区域中，两短截线大致平行地并排形成。如此，开路短截线30和短路短截线31的磁耦合通过两短截线的接近来实现，但该接近并不限于不同层间，也可以通过同一层中的并排来实现。
图15A以及图15B是表示开路短截线30以及短路短截线31的配置的变形例的俯视图，图16是表示图15A以及图15B所示的结构中的滤波器电路间的隔离特性的仿真结果的曲线图。图15A所示的多层基板50I和图15B所示的多层基板50J的开路短截线30和短路短截线31的重叠方式不同。
具体而言，形成于多层基板50J的开路短截线30j与形成于多层基板50I的开路短截线30i相比，从接近端子24的一侧与短路短截线31b重叠。若比较这些多层基板50I、50J，则如图16所示，可以说开路短截线30从与短路短截线31之中未被接地的一侧的一端(即端子24)接近的一侧起被重叠更能够以少的重叠量来提高隔离特性。因此，多层基板50J与多层基板50I相比，能够缩短开路短截线30的线路长度。
图17A以及图17B是表示短路短截线31的线路宽度的变形例的俯视图。另外，图17A以及图17B表示与图3所示的多层基板的俯视图相同的方向。此外，在图17A以及图17B中，为了便于说明，省略了开路短截线30的图示。
具体而言，图17B所示的在多层基板50L形成的短路短截线31g的线路宽度比图17A所示的在多层基板50K形成的短路短截线31f的线路宽度细。如此，若使短路短截线31的线路宽度变细，则能够增加螺旋状的布线的卷绕数，或者缩窄螺旋状的布线的间隔。由此，能够提高短路短截线31的自感值。通过调整短路短截线31f、31g的自感值，从而能够调整与开路短截线30的耦合的强度。另外，短路短截线31的线路宽度例如也可以比开路短截线30的线路宽度细。
上述的双工器100A～100C以及多工器100D均为了抑制发送信号向接收用的滤波器电路11漏出而将短路短截线31、32与发送侧的滤波器电路10进行了连接。然而，在这种双工器中，也可能接收信号向发送侧的滤波器电路10漏出。因此，接下来，参照图18至图23来说明抑制该接收信号的漏出的结构(第5实施方式至第7实施方式)。
图18是概念性地表示本发明的第5实施方式所涉及的双工器的结构的图。图18所示的双工器200A与图1所示的双工器100A相比，取代短路短截线31而具备短路短截线33。
短路短截线33(第2布线)的一端与后述的滤波器电路11所具备的谐振器连接，另一端被接地。开路短截线30(第1布线)是与图1所示的开路短截线30同样的结构。开路短截线30和短路短截线33磁耦合。
由于接收用的滤波器电路11(第1滤波器电路)的具体结构与图2所示的发送用的滤波器电路10(第2滤波器电路)的具体结构不同，因此参照图19来说明这一点。
图19是表示本发明的第5实施方式所涉及的双工器中的滤波器电路以及短截线的结构的电路图。
滤波器电路11A包括多个滤波器构成要素。具体而言，滤波器电路1lA具备：在接收侧端子23与共用端子21之间被纵型连接的五个谐振器80～84、与将接收侧端子23与共用端子21之间连结的线路L2串联连接的谐振器85、以及连接在线路L2与接地之间的谐振器86。谐振器80～86的具体结构并无特别限定，但例如与谐振器41～47同样地可以是SAW滤波器，或者也可以是压电薄膜谐振器等滤波器、BAW滤波器、或者I.H.P.SAW滤波器等。另外，谐振器80～86的数量为一例，可以比该数量多，也可以比该数量少。
被纵型连接的谐振器80～84各自的一端经由谐振器85而与共用端子21连接、或者交替地与接收侧端子23连接，另一端均被接地。谐振器86(第1谐振器)的一端与线路L2连接以使得从线路L2分支，另一端(端子26)与短路短截线33的一端连接。
短路短截线33的一端与端子26连接，另一端被接地。短路短截线33与开路短截线30一起形成于模块基板50，与开路短截线30磁耦合。另外，模块基板50中的开路短截线30和短路短截线33的配置例如能够设为与图3所示的多层基板50A同样的结构，因此省略详细说明。
根据上述的结构，双工器200A与双工器100A～100C以及多工器100D同样地，与不具备短截线30、33的结构相比，能够使得滤波器电路11A的通带外的信号的衰减量上升。因此，双工器200A能够提高滤波器电路10、11间的隔离特性。
图20是表示本发明的第6实施方式所涉及的双工器中的滤波器电路以及短截线的结构的电路图。图20所示的双工器200B与图19所示的双工器200A相比，还具备短路短截线34。
短路短截线34(第3布线)的一端与谐振器80～84(第2谐振器)的接地侧的端子27连接，另一端被接地。即，短路短截线34设置在谐振器80～84与接地之间。短路短截线34与短路短截线33同样地，与开路短截线30一起形成于模块基板50，与开路短截线30磁耦合。
图21是形成本发明的第6实施方式所涉及的双工器的多层基板的主面的俯视图。
在图21所示的多层基板50M中，短路短截线33a、34a(对应于图20中的短路短截线33、34)形成于与开路短截线30k(对应于图20中的开路短截线30)不同的层。具体而言，关于短路短截线33a，一端与端子26连接，在多层基板50M的主面的俯视下从端子26朝向Y轴负方向侧延伸。另一方面，关于短路短截线34a，一端与端子27连接，在该俯视下从端子27向X轴正方向侧延伸。短路短截线33a以及短路短截线34a在多层基板50M中接触，另一端均经由过孔而与接地连接。
关于开路短截线30k，一端与共用端子21连接，且延伸以使得在Z轴方向上分别与短路短截线33a、34a的至少一部分重叠。具体而言，开路短截线30k在中间具有分支点，从该分支点朝向开路侧的另一端而分成两个部分。而且，这两个部分分别与短路短截线33a、34a重叠。由此，开路短截线30k和短路短截线33a、34a分别磁耦合。
根据这种结构，双工器200B也能够获得与双工器200A同样的效果。此外，在双工器200B中，通过还具备短路短截线34，从而能够使得滤波器电路11B的通带外的频率的信号进一步衰减。因此，双工器200B与双工器200A相比能够进一步提高隔离特性。
另外，在图21中示出开路短截线30k在中间具有分支点的结构，但开路短截线30k也可以从共用端子21分成两个部分。
此外，模块基板50中的开路短截线30和短路短截线33、34的配置并无特别限定，例如也可以设为与图6所示的多层基板50B同样的结构。
此外，在图20中示出双工器200B具备两个短路短截线33、34的结构，但双工器200B具备的短路短截线也可以为任意一方。
图22是表示本发明的第7实施方式所涉及的双工器中的滤波器电路以及短截线的结构的电路图。图22所示的双工器200C与图20所示的双工器200B相比，还具备短路短截线35。
短路短截线35(第3布线)的一端与谐振器80～84(第2谐振器)的接地侧的端子28连接，另一端被接地。即，短路短截线35设置在谐振器80～84与接地之间。短路短截线35与短路短截线34同样地，与开路短截线30一起形成于模块基板50，与开路短截线30磁耦合。
图23是形成本发明的第7实施方式所涉及的双工器的多层基板的主面的俯视图。
在图23所示的多层基板50N中，短路短截线35a(对应于图22中的短路短截线35)形成于与开路短截线301(对应于图20中的开路短截线30)不同的层。具体而言，关于短路短截线35a，一端与端子28连接，在多层基板50N的主面的俯视下从端子28朝向Y轴负方向侧延伸。短路短截线35a在多层基板50N中与短路短截线33a、34a接触，另一端经由过孔而与接地连接。
关于开路短截线301，一端与共用端子21连接，且延伸以使得在Z轴方向上分别与短路短截线33a、34a、35a的至少一部分重叠。具体而言，开路短截线301在中间具有分支点，从该分支点朝向开路侧的另一端而分成三个部分。而且，这三个部分分别与短路短截线33a、34a、35a重叠。由此，开路短截线301和短路短截线33a、34a、35a分别磁耦合。
根据这种结构，双工器200C也能够获得与双工器200A、200B同样的效果。此外，在双工器200C中，通过还具备短路短截线35，从而能够使得滤波器电路11B的通带外的频率的信号进一步衰减。因此，双工器200C与双工器200B相比能够进一步提高隔离特性。
另外，在图23中示出开路短截线301在中间具有分支点的结构，但开路短截线301也可以从共用端子21分成三个部分。
此外，在图22中示出双工器200C具备三个短路短截线33～35的结构，但双工器200C所具备的短路短截线也可以为任意一个或者两个。
图24是表示双工器200A中的滤波器电路间的隔离特性的仿真结果的曲线图。具体而言，图24表示在双工器200A的具备开路短截线30的结构和不具备开路短截线30的结构中滤波器电路10、11间的隔离特性的比较。该曲线图中的纵轴表示隔离特性(dB)，横轴表示频率(GHz)。另外，在该仿真中，假定双工器200A用于频带11的RF信号的收发的情况，滤波器电路10的通带为1427.9～1447.9MHz，滤波器电路11的通带为1475.9～1495.9MHz。
如图24所示，根据具备开路短截线30的结构，在整个发送频带(1427.9～1447.9MHz)之中的一半程度的频带中隔离特性得到提高。此外，在接收信号的频带中，几乎不存在有无开路短截线30所引起的隔离特性的差异。即，可以说通过开路短截线30的插入，能够改善发送频带的隔离特性而几乎不会给接收频带带来影响。
图25是表示双工器200C中的滤波器电路间的隔离特性的仿真结果的曲线图。具体而言，图25表示在双工器200C的具备开路短截线30的结构和不具备开路短截线30的结构中滤波器电路10、11间的隔离特性的比较。该曲线图中的纵轴表示隔离特性(dB)，横轴表示频率(GHz)。另外，设为对象的频带与上述的图24相同。
如图25所示，根据具备开路短截线30的结构，虽然在整个发送频带(1427.9～1447.9MHz)之中的一部分的频带中隔离特性恶化，但在特定的频率(1444MHz程度)附近，隔离特性却大幅提高。此外，在接收信号的频带中，几乎不存在有无开路短截线30所引起的隔离特性的差异。即，可以说通过开路短截线30的插入，能够改善发送频带的隔离特性而几乎不会给接收频带带来影响。此外，可以说，由于双工器200C具备多个短路短截线33～35，因此通过适当调整这些短截线的电感值、与开路短截线的耦合的强度，从而尤其能够使得希望的频率的信号衰减。
图26是概念性地表示本发明的第5实施方式的变形例所涉及的双工器的结构的图。此外，图27是概念性地表示本发明的第5实施方式的其他变形例所涉及的双工器的结构的图。图26所示的双工器200D以及图27所示的双工器200E均是双工器100A和双工器200A的结构被组合在一起的结构。
具体而言，在双工器200D中，连接于滤波器电路10的短路短截线31和连接于滤波器电路11的短路短截线33均与一个开路短截线30磁耦合。另一方面，双工器200E具备两个开路短截线30A、30B。而且，连接于滤波器电路10的短路短截线31和连接于滤波器电路11的短路短截线33分别与开路短截线30A、30B磁耦合。另外，关于开路短截线30以及短路短截线31、33的具体的连接结构，由于设为与上述的实施方式相同，因此省略详细说明。
根据上述的结构，双工器200D、200E较之于不具备短截线30(30A、30B)、31、33的结构，均能够抑制从滤波器电路10向滤波器电路11漏出的信号、和从滤波器电路11向滤波器电路10漏出的信号。因此，双工器200D、200E能够提高滤波器电路10、11间的隔离特性。
另外，在图26以及图27中示出各双工器所具备的开路短截线和短路短截线的组合为两个的例子，但双工器所具备的该组合可以为三个以上。
至此为止叙述的双工器100A～100C、多工器100D以及双工器200A～200E均假定了根据频率来划分发送信号和接收信号的滤波器电路。即，在便携式电话中，假定了在发送和接收中利用不同频率的信号的FDD(Frequency Division Duplex：频分双工)方式。另一方面，在便携式电话中，也能够适用在根据时间来区分发送和接收的同时利用同一频带的信号的TDD(Time Division Duplex：时分双工)方式。因此，接下来，参照图28来说明在同时利用这些FDD方式和TDD方式的情况下抑制相互的滤波器电路间的漏出的结构(第8实施方式)。
图28是概念性地表示本发明的第8实施方式所涉及的前端电路的结构的图。图28所示的前端电路300A具备FDD用电路310、TDD用电路320、开关电路71、开路短截线36以及短路短截线37。
FDD用电路310是包括图1所示的双工器100A的结构的电路。即，滤波器电路10(第1滤波器电路)使给定的频带的发送信号Tx1(第1发送信号)从发送侧端子22(第1端子)向共用端子21通过。滤波器电路11(第2滤波器电路)使该频带的接收信号Rx1(第1接收信号)从共用端子21向接收侧端子23(第2端子)通过。在本实施方式中，共用端子21与开关电路71的一个输出端连接。
TDD用电路320包括滤波器电路12和端子90、91。滤波器电路12(第3滤波器电路)具有在收发侧的端子90(第3端子)与天线侧的端子91(第4端子)之间使给定的频带的发送信号Tx2(第2发送信号)以及接收信号Rx2(第2接收信号)通过的频率特性。对于滤波器电路12，根据时间来供给发送信号Tx2或者接收信号Rx2的任意一方。端子91与开关电路71的另一个输出端连接。
另外，滤波器电路12与上述的滤波器电路10A、10B、11A～11C等同样地具备一个或者多个谐振器，而关于具体结构，由于与该上述的滤波器电路相同，因此省略详细说明。
开关电路71是1输入2输出的开关。开关电路71的输入端与天线端子20连接，输出端的一方与FDD用电路310连接，输出端的另一方与TDD用电路320连接。由此，开关电路71根据从前端电路300A的外部供给的控制信号而将FDD用电路310和TDD用电路320的任意一方连接至天线端子20、或者将双方同时连接至天线端子20。在开关电路71将FDD用电路310和TDD用电路320双方同时连接至天线端子20的情况下，前端电路300A对应于同时进行FDD方式下的通信和TDD方式下的通信的载波聚合。
开路短截线36(第1布线)的一端连接在端子91与开关电路71之间，另一端被开路。
短路短截线37(第2布线)的一端与滤波器电路12所具备的谐振器(未图示)连接，另一端被接地。开路短截线36和短路短截线37磁耦合。
在上述的结构中，前端电路300A与双工器100A～100C、多工器100D以及双工器200A～200E同样地，较之于不具备短截线36、37的结构，能够使得TDD用电路320侧的滤波器电路12的通带外的信号的衰减量上升。因此，前端电路300A能够提高FDD用电路310与TDD用电路320之间的隔离特性。
另外，在图28中，在TDD用电路320的一侧具备短截线36、37，但取而代之也可以在FDD用电路310的一侧的滤波器电路10、滤波器电路11具备短截线。或者，如图26以及图27所示，也可以在TDD用电路320以及FDD用电路310双方具备短截线。
此外，在图28中示出前端电路300A各具备一个FDD用电路310和TDD用电路320的结构，但前端电路所具备的FDD用电路和TDD用电路的个数并不限于此，均可以具备两个以上。
以上，对本发明的例示性的实施方式进行了说明。双工器100A～100C以及多工器100D具备：滤波器电路10、11、一端与共用端子21连接且另一端被开路的开路短截线30、和一端与滤波器电路10中的谐振器45连接且另一端被接地的短路短截线31，开路短截线30和短路短截线31电磁耦合。由此，滤波器电路10的通带外的频率的信号流向短截线31侧，因此与不具备短截线30、31的结构相比，通带外的信号的衰减量上升。因此，双工器100A～100C以及多工器100D能够在提升布线的配置的自由度的同时提高多个滤波器间的隔离特性。
此外，双工器200A～200E具备：滤波器电路10、11、一端与共用端子21连接且另一端被开路的开路短截线30、和一端与滤波器电路11中的谐振器86连接且另一端被接地的短路短截线33，开路短截线30和短路短截线33电磁耦合。由此，滤波器电路11的通带外的频率的信号流向短截线33侧，因此与不具备短截线30、33的结构相比，通带外的信号的衰减量上升。因此，双工器200A～200E能够在提升布线的配置的自由度的同时提高多个滤波器间的隔离特性。
此外，在双工器100B、200B中，滤波器电路10B、11B还具备短路短截线32、34。由此，能够使得滤波器电路10B、11B的通带外的频率的信号进一步衰减。因此，双工器100B、200B与双工器100A、200A相比能够进一步提高隔离特性。
此外，在双工器100A～100C、多工器100D以及双工器200A～200E中，也可以开路短截线30和短路短截线31、33分别形成于多层基板的不同层，并形成为两短截线的至少一部分重叠。由此，开路短截线30和短路短截线31、33磁耦合。
此外，在双工器100A～100C、多工器100D以及双工器200A～200E中，也可以开路短截线30和短路短截线31、33分别形成于多层基板的同一层，且两短截线的至少一部分大致平行且相邻地形成。由此，开路短截线30和短路短截线31、33磁耦合。
此外，双工器100A～100C、多工器100D以及双工器200A～200E所具备的各短截线并无特别限定，但可以由集总常数元件构成。
此外，前端电路300A具备：滤波器电路10～12、一端与端子91连接且另一端被开路的开路短截线36、和一端与滤波器电路12中的谐振器连接且另一端被接地的短路短截线37，开路短截线36和短路短截线37电磁耦合。由此，滤波器电路12的通带外的频率的信号流向短截线37侧，因此与不具备短截线36、37的结构相比，通带外的信号的衰减量上升。因此，前端电路300A能够在提升布线的配置的自由度的同时提高多个滤波器间的隔离特性。
以上说明过的各实施方式用于使本发明的理解变得容易，并非用于限定和解释本发明。本发明能够不脱离其主旨地进行变更或者改良，并且在本发明中也包含其等价物。即，只要具备本发明的特征，则本领域技术人员对各实施方式适当施加设计变更后的方式也包含在本发明的范围内。例如，各实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等，并非限定于例示的内容，能够适当进行变更。此外，各实施方式具备的各要素只要在技术上可行就能够组合，只要包括本发明的特征，则将它们组合之后的方式也包含在本发明的范围内。
例如，在上述的实施方式中，示出与共用端子21、端子91连接的短截线为开路短截线，与滤波器电路所具备的谐振器连接的短截线为短路短截线的例子，但短截线的结构并不限于此。例如，也可以与共用端子21、端子91连接的短截线为短路短截线，与谐振器连接的短截线为开路短截线。
此外，在上述的实施方式中均示出开路短截线和短路短截线通过电磁感应进行了磁场耦合的例子，但也可以取代磁场耦合而进行电场耦合。具体而言，例如，在多层基板中通过扩大构成开路短截线和短路短截线的金属层的面积，从而能够形成接合电容。如此，开路短截线和短路短截线的电磁耦合能够设为磁场耦合或者电场耦合、或者它们的组合。
此外，上述的各实施方式也可以分别组合在一起来构成。例如，如图21以及图23所示那样的开路短截线具有分支点的结构也可以适用于双工器100A～100C、多工器100D、双工器200A、200D、200E或者前端电路300A。

Claims (9)

1.一种双工器，其特征在于，具备：
第1滤波器电路，在第1端子与共用端子之间使第1频带的信号通过，且具有第1谐振器，所述第1谐振器的一端与设置在所述第1端子和所述共用端子之间的线路连接以使得从所述线路分支；
第2滤波器电路，在第2端子与所述共用端子之间使与所述第1频带不同的第2频带的信号通过；
第1布线，一端与所述共用端子连接，另一端被开路；和
第2布线，一端与所述第1谐振器的另一端连接，另一端被接地，
所述第1布线和所述第2布线电磁耦合。
2.根据权利要求1所述的双工器，其特征在于，
所述第1频带为给定的频带中的接收频带，
所述第2频带为该给定的频带中的发送频带。
3.一种双工器，其特征在于，具备：
第1滤波器电路，使第1频带的信号从第1端子向共用端子通过，且具有第1谐振器，所述第1谐振器的一端与设置在所述第1端子和所述共用端子之间的线路连接以使得从所述线路分支；
第2滤波器电路，使与所述第1频带不同的第2频带的信号从所述共用端子向第2端子通过；
第1布线，一端与所述共用端子连接，另一端被开路；和
第2布线，一端与所述第1谐振器的另一端连接，另一端被接地，
所述第1布线和所述第2布线电磁耦合。
4.根据权利要求1或3所述的双工器，其特征在于，
所述第1滤波器电路还具有第2谐振器，所述第2谐振器的一端与所述线路连接以使得从所述线路分支，
所述双工器还具备第3布线，所述第3布线的一端与所述第2谐振器的另一端连接，所述第3布线的另一端被接地，
所述第1布线和所述第3布线电磁耦合。
5.根据权利要求1或3所述的双工器，其特征在于，
所述第1频带为给定的频带中的发送频带，
所述第2频带为该给定的频带中的接收频带。
6.根据权利要求1或3所述的双工器，其特征在于，
所述双工器还具备形成有所述第1布线以及所述第2布线的多层基板，
所述第1布线和所述第2布线分别形成于所述多层基板的不同层，且配置为在所述多层基板的主面的俯视下所述第1布线的至少一部分和所述第2布线的至少一部分重叠。
7.根据权利要求1或3所述的双工器，其特征在于，
所述双工器还具备形成有所述第1布线以及所述第2布线的多层基板，
所述第1布线和所述第2布线分别形成于所述多层基板的同一层，所述第1布线的至少一部分和所述第2布线的至少一部分平行且相邻地配置。
8.根据权利要求1或3所述的双工器，其特征在于，
所述第1布线和所述第2布线中的至少一者由集总常数元件构成。
9.一种前端电路，其特征在于，具备：
第1滤波器电路，在第1端子与共用端子之间使第1发送信号通过；
第2滤波器电路，在第2端子与所述共用端子之间使第1接收信号通过；
第3滤波器电路，在第3端子与第4端子之间使第2发送信号以及第2接收信号通过，且具有第1谐振器，所述第1谐振器的一端与设置在所述第3端子和所述第4端子之间的线路连接以使得从所述线路分支；
开关电路，将所述共用端子以及所述第4端子的任一方或者双方连接至天线端子；
第1布线，一端与所述第4端子连接，另一端被开路；和
第2布线，一端与所述第1谐振器的另一端连接，另一端被接地，
所述第1布线和所述第2布线电磁耦合。
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