CN110875509B - 定向耦合器 - Google Patents

定向耦合器 Download PDF

Info

Publication number
CN110875509B
CN110875509B CN201910787408.0A CN201910787408A CN110875509B CN 110875509 B CN110875509 B CN 110875509B CN 201910787408 A CN201910787408 A CN 201910787408A CN 110875509 B CN110875509 B CN 110875509B
Authority
CN
China
Prior art keywords
terminal
variable
line
circuit
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910787408.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110875509A (zh
Inventor
关健太
金良守
清水克也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN110875509A publication Critical patent/CN110875509A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110875509B publication Critical patent/CN110875509B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
    • H01P5/187—Broadside coupled lines
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0123—Frequency selective two-port networks comprising distributed impedance elements together with lumped impedance elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0115—Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/48—Networks for connecting several sources or loads, working on the same frequency or frequency band, to a common load or source
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H04B1/006—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using switches for selecting the desired band
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H2001/0021—Constructional details
    • H03H2001/0078—Constructional details comprising spiral inductor on a substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H2210/00—Indexing scheme relating to details of tunable filters
    • H03H2210/03—Type of tuning
    • H03H2210/036—Stepwise

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

Abstract

本发明提供一种在对希望的频带的高频信号高精度地进行检波的同时被小型化的定向耦合器。定向耦合器(1)具有：主线路(11)，传输高频信号；副线路(12)，与主线路(11)电磁耦合；终端电路(14)，将副线路(12)的一端部(121)终止；可变滤波器(10)，具有输入端子(101)以及输出端子(100)且输入端子(101)与副线路(12)的另一端部(122)连接，可变滤波器(10)是具有一个频带作为通带或阻带的滤波器单位电路，在该滤波器单位电路内配置有用于使该通带或阻带频移的可变无源元件。

Description

定向耦合器
技术领域
本发明涉及定向耦合器。
背景技术
以往，已知一种在副线路的一端部(耦合端口)连接了由多个滤波器以及多个开关构成的滤波器电路的电磁耦合器(定向耦合器)(例如，参照专利文献1)。通过上述多个开关的切换，将上述多个滤波器中的一个滤波器与副线路连接，由此能够在不受到来自其他频带的信号的干扰的情况下对希望的频带的高频信号进行检波。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第9954564号说明书
但是，在上述的以往的定向耦合器中，由于配置了多个通带被固定化的滤波器，因此存在定向耦合器大型化的问题。
发明内容
发明要解决的课题
本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种在对希望的频带的高频信号高精度地进行检波的同时被小型化的定向耦合器。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的一个方式涉及的定向耦合器具备：主线路，传输高频信号；副线路，与所述主线路电磁耦合；终端电路，将所述副线路的一端部终止；和可变滤波器，具有输入端子以及输出端子，所述输入端子与所述副线路的另一端部连接，所述可变滤波器是具有一个频带作为通带或阻带的滤波器单位电路，在所述滤波器单位电路内配置有用于使所述通带或阻带频移的可变无源元件。
发明效果
根据本发明，能够提供一种在对希望的频带的高频信号高精度地进行检波的同时被小型化的定向耦合器。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的定向耦合器的功能性结构的一例的电路图。
图2A是表示实施方式1涉及的可变滤波器的第1例(可变低通滤波器)的电路结构图。
图2B是表示实施方式1涉及的可变滤波器的第2例(可变高通滤波器)的电路结构图。
图2C是表示实施方式1涉及的可变滤波器的第3例(可变带阻滤波器)的电路结构图。
图2D是表示实施方式1涉及的可变滤波器的第4例(可变带通滤波器)的电路结构图。
图3是表示实施方式1涉及的可变滤波器所具有的电感器的电路结构以及俯视构造的图。
图4A是表示实施方式1涉及的可变滤波器的第1例中的通过特性的曲线图。
图4B是表示实施方式1涉及的可变滤波器的第2例中的通过特性的曲线图。
图5A是表示实施方式1涉及的可变滤波器的第5例(可变带通滤波器)的电路结构图。
图5B是表示实施方式1涉及的可变滤波器的第6例(可变带通滤波器)的电路结构图。
图6是包含实施方式1涉及的第5例的可变滤波器的定向耦合器的安装结构图。
图7A是表示实施方式1涉及的可变滤波器的第7例(可变带通滤波器)的电路结构图。
图7B是表示实施方式1涉及的可变滤波器的第8例(可变带通滤波器)的电路结构图。
图8是包含实施方式1涉及的第7例的可变滤波器的定向耦合器的安装结构图。
图9是表示实施方式2涉及的定向耦合器的功能性结构的一例的电路图。
图10是表示实施方式3涉及的定向耦合器的功能性结构的一例的电路图。
符号说明
1、2、3 定向耦合器；
10、10A、10B、20、30、40、50、60、70、80 可变滤波器；
11 主线路；
12 副线路；
14 终端电路；
14V、16V 可变终端电路；
15A、15B、19A、19B、SW11、SW12、SW13、SW14、SW21、SW22、SW23、SW24、SW31、SW32、SW41、SW42、SW43、SW44、SW45、SW51、SW52、SW53a、SW53b、SW54a、SW54b、SW55a、SW55b、SW56、SW56a、SW56b、SW57、SW57a、SW57b、SW58、SW59、SW63a、SW63b、SW64a、SW64b、SW65a、SW65b、SW66a、SW66b、SW67a、SW67b、SW68、SW69、SW71、SW72、SW81、SW82 开关；
17V 可变匹配电路；
18V 可变衰减器；
51、52、58、59、61、62、68、69、71、72、73、74、75、76、81、82、83、84、85、86 线路；
53、63 带宽调整电路；
54、55、64、65 阻抗匹配电路；
56、57、66、67 中心频率调整电路；
90 控制部；
100 输出端子；
101 输入端子；
110 输入端口；
111、215、311、415 电感器；
111a、111b、111c 端子；
111t 布线节点；
112、113、114、115、116、117、211、212、213、214、216、312、411、412、413、414、416、417、531、532、533、541、542、543、551、552、553、561、562、563、571、572、573、631、632、633、641、642、643、651、652、653、661、662、663、671、672、673 电容器；
120 输出端口；
121 一端部；
122 另一端部；
151、154、191、195 公共端子；
152、153、155、156、192、193、194、196、197、198 选择端子；
510、710 电介质基板；
520、720 半导体基板；
530、730 端子基板；
540、740 树脂构件；
n71、n72、n81、n82 连接节点。
具体实施方式
以下，利用附图对本发明的实施方式及其变形例详细地进行说明。另外，以下说明的实施方式及其变形例均示出总括性的或具体的例子。在以下的实施方式及其变形例中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接方式等是一例，并不是对本发明进行限定的主旨。关于以下的实施方式及其变形例中的构成要素之中未记载于独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素来说明。此外，附图所示的构成要素的大小或大小之比未必严密。
(实施方式1)
[1.1定向耦合器的电路结构]
图1是表示实施方式1涉及的定向耦合器1的功能性结构的一例的电路图。如该图所示，定向耦合器1具备主线路11、副线路12、可变滤波器10、终端电路14、和开关15A以及15B。如图1的箭头M所示，主线路11和副线路12相互电磁耦合。
主线路11的一端以及另一端分别连接于输入端口110(RFin)以及输出端口120(RFout)。
副线路12的一端部121与开关15B连接，另一端部122与开关15A连接。
终端电路14与开关15A以及15B连接。
开关15A是具有公共端子151(第1公共端子)、选择端子152(第1选择端子)以及选择端子153(第2选择端子)且配置在另一端部122与可变滤波器10之间的第1开关电路。开关15B是具有公共端子154(第2公共端子)、选择端子155(第3选择端子)以及选择端子156(第4选择端子)且配置在一端部121与终端电路14之间的第2开关电路。更具体来说，另一端部122与公共端子151连接，一端部121与公共端子154连接，可变滤波器10的输入端子101与选择端子152以及155连接，终端电路14与选择端子153以及156连接。
即，终端电路14经由开关15A而与另一端部122连接，经由开关15B而与一端部121连接。此外，可变滤波器10经由开关15A而与另一端部122连接，经由开关15B而与一端部121连接。
另外，在图1中终端电路仅示出了终端电路14这一个，但终端电路也可以包含与开关15A以及开关15B分别连接的多个终端电路。
根据上述结构，为了由副线路12对在主线路11中从输入端口110向输出端口120传输的高频信号进行检波，而将公共端子154和选择端子156设为导通状态，将公共端子154和选择端子155设为非导通状态，将公共端子151和选择端子152设为导通状态，将公共端子151和选择端子153设为非导通状态。另一方面，为了由副线路12对在主线路11中从输出端口120向输入端口110传输的高频信号进行检波，而将公共端子151和选择端子153设为导通状态，将公共端子151和选择端子152设为非导通状态，将公共端子154和选择端子155设为导通状态，将公共端子154和选择端子156设为非导通状态。即，通过开关15A以及15B的切换，能够由副线路12对在主线路11的双方向上传输的高频信号高精度地进行检波。
另外，也可以不具有开关15A以及15B。在此情况下，本发明涉及的定向耦合器在由副线路12对在主线路11中从输入端口110向输出端口120传输的高频信号进行检波的情况下，具有如下结构，即，另一端部122不经由开关地连接于可变滤波器10，一端部121不经由开关地连接于终端电路14。此外，在由副线路12对在主线路11中从输出端口120向输入端口110传输的高频信号进行检波的情况下，具有如下结构，即，另一端部122不经由开关地连接于终端电路14，一端部121不经由开关地连接于可变滤波器10。
可变滤波器10是将一个连续的频带作为通带或阻带的滤波器单位电路，在该滤波器单位电路内配置有用于使该通带频移的可变无源元件。另外，可变无源元件是指使该元件的电路常数值可变的无源元件，例如，电感值可变的可变电感器以及电容值可变的可变电容器符合。
在本实施方式中，上述可变无源元件包含开关和与该开关连接的无源元件。
另外，滤波器单位电路是指，如上所述将一个连续的频带作为通带或阻带的滤波器电路，以下的滤波器电路不符合。即，包含将一个频带作为通带或阻带的第1电路、将另一个频带作为通带或阻带且由与构成第1电路的电路元件不同的电路元件构成的第2电路、和对第1电路以及第2电路的状态(导通状态以及非导通状态)进行切换的开关电路的滤波器电路不符合滤波器单位电路。另外，在此情况下，上述第1电路以及上述第2电路分别符合滤波器单位电路。
由此，能够利用设置在滤波器单位电路内的可变无源元件，使可变滤波器10的通带或阻带移动。换句话说，可以根据情况改变作为可变滤波器的通带或阻带定义的一个连续的频带。因此，能够对在主线路11中传输的高频信号的希望的频带的高频信号，在除去其他频率分量的同时从副线路12的一端部121或另一端部122经由可变滤波器10在输出端子100高精度地进行检波。
在使用定向耦合器的便携式电话等移动体通信机中，近年来，由于多频段化以及全球化，因此需要应对的频带骤增，另一方面，搭载于移动体通信机的功率放大器、双工器也复杂且大型化。因此，对定向耦合器的小型化的要求变强。因此，需要将内置于定向耦合器的滤波器尽量小型化。
此外，为了应对多频段化以及全球化，像以往的定向耦合器那样，将配置了多个具有被固定化的一个通带或阻带的滤波器(滤波器单位电路)的滤波器电路设置在定向耦合器的副线路侧的情况下，产生滤波器(滤波器单位电路)间的相互干扰。其结果是，在对滤波器(滤波器单位电路)要求的功能中，在希望的通带产生纹波，以及/或者，在希望的阻带产生不必要的杂散响应。滤波器(滤波器单位电路)的数目越多，这样的滤波器间的相互干扰越强而且越复杂化。
作为滤波器(滤波器单位电路)间的相互干扰，可列举(1)在使用滤波器(滤波器单位电路)的切换用开关的情况下该开关的隔离度的限度所引起的干扰、(2)在具有电感器的滤波器中电感性耦合所引起的干扰、(3)在声表面波(SAW：Surface Acoustic Wave)滤波器以及BAW(Bulk Acoustic Wave，体声波)滤波器等那样的压电滤波器中振动传播所引起的干扰、在使用电介质谐振器的滤波器以及上述各滤波器中电场耦合所引起的干扰等。
为了抑制上述的相互干扰，可以考虑实施电磁屏蔽以及隔离度的强化以及压电基板及弹性波谐振器的分割等对策，但产生复杂化以及大型化的弊端。
相对于此，根据本实施方式涉及的定向耦合器1的结构，能够使作为滤波器单位电路的可变滤波器10的通带或阻带通过配置在该滤波器单位电路内的可变无源元件进行频移，因此无需配置多个具有与要检波的频带对应的通带的滤波器。因此，能够提供在对希望的频带的高频信号高精度地进行检波的同时被小型化的定向耦合器1。
另外，在本实施方式涉及的定向耦合器1中，在副线路12的一端部121以及另一端部122未连接可变滤波器10以外的滤波器。即，除了可变滤波器10以外，未配置具有与要检波的频带对应的通带的滤波器。因此，能够将定向耦合器1小型化，并且能够抑制在配置有多个滤波器的情况下产生的滤波器间的相互干扰所引起的通带内纹波以及阻带内的无用波杂散等从而提高检波精度。
另外，本发明涉及的定向耦合器不限于像本实施方式涉及的定向耦合器1那样作为与副线路12连接的滤波器仅具有可变滤波器10的结构。例如，也可以是像后述的实施方式3涉及的定向耦合器3那样包含可变滤波器10的多个滤波器与副线路12连接的结构。
[1.2可变滤波器的电路结构以及通过特性]
图2A是表示实施方式1涉及的可变滤波器10(可变滤波器的第1例：可变低通滤波器)的电路结构图。如该图所示，可变滤波器10具有输入端子101、输出端子100、电感器111、电容器112、113、114、115、116以及117、和开关SW11、SW12、SW13以及SW14。可变滤波器10由作为集总常数型的无源元件的电感器以及电容器构成。
具有电感器111、开关SW11、SW12、SW13、电容器112以及113的串联臂电路连接在输入端子101与输出端子100之间。此外，在将输入端子101和输出端子100连结的路径与接地之间，连接有具有电容器114、115、116、117以及开关SW14的并联臂电路。
通过上述连接结构，可变滤波器10在将输入端子101和输出端子100连结的串联臂具有电感成分，在将该串联臂和接地连结的并联臂具有电容成分，由此构成了将一个连续的频带作为通带或阻带的滤波器单位电路(低通型滤波器)。在此，通过开关SW11以及SW12的切换能够使电感器111的电感值不同。此外，通过开关SW13的切换能够使电容器112以及113的合成电容值不同。此外，通过开关SW14的切换能够使电容器114～117的合成电容值不同。即，在可变滤波器10的内部配置有用于使通带或阻带频移的开关SW11～SW14。此外，通过由多个开关SW11～SW14对电感器以及电容器进行切换，从而能够产生能在宽范围内变化的电感值以及电容值。
根据可变滤波器10的结构，由于通过配置在该滤波器单位电路内的开关SW11～SW14使通带或阻带频移，因此无需配置多个具有与要检波的频带对应的通带的滤波器，能够提供在对希望的频带的高频信号高精度地进行检波的同时被小型化的定向耦合器1。
图3是表示实施方式1涉及的可变滤波器10所具有的电感器111的电路结构以及俯视构造的图。在图3的(a)中示出电感器111的电路结构图，在图3的(b)中示出电感器111的俯视结构图。
如图3的(a)所示，电感器111具有端子111a(第3端子)、端子111b(第1端子)以及端子111c(第2端子)，在端子111b与端子111a之间具有第1电感值，在端子111c与端子111a之间具有与第1电感值不同的第2电感值。作为具有这样的不同的第1电感值以及第2电感值的结构，例如，如图3的(b)所示，电感器111成为由平面线圈图案构成的螺旋型的电感器。在形成于同一平面的螺旋状的布线中，在外周端部连接了端子111a，在从内周端部的引出线连接了端子111c，在从外周端部与内周端部之间的布线节点111t的引出线连接了端子111b。
由平面线圈图案构成的螺旋型的电感器111与螺线管型的电感器相比较，能够将磁通的分布抑制得小从而从电感器111的中心起在短距离内陷获磁通。此外，由于由一个螺旋型的电感器111来产生不同的两个电感值，因此与配置两个螺旋型的电感器的结构相比较，能够在更小的区域内陷获磁通。因而，能够抑制电感器111与主线路11以及副线路12的不必要的电感性耦合，因此能够抑制定向耦合器1的特性劣化。此外，与陷获磁通的距离、区域小相应地，能够减小电感器111与主线路11以及副线路12的距离，因此能够将定向耦合器1小型化。
此外，如图2A以及图3所示，端子111b与开关SW11连接，端子111c与开关SW12连接。通过将开关SW11设为导通状态并将开关SW12设为非导通状态，从而电感器111具有第1电感值，通过将开关SW11设为非导通状态并将开关SW12设为导通状态，从而电感器111具有第2电感值。即，通过开关SW11以及SW12的切换，能够由一个电感器111选择性地赋予多个电感值，因此能够将可变滤波器10小型化。
另外，构成可变滤波器10的电感器111可以不是仅由1层的平面线圈图案构成的螺旋型的电感器，也可以由多层的平面线圈图案构成。此外，多层的平面线圈图案分别可以不是螺旋状，也可以是单周卷绕的线圈图案。
此外，电感器111不限于仅具有3个端子的电感器，也可以是具有4个端子、5个端子等3个端子以上的端子的电感器。
此外，构成可变滤波器10的电感器111可以不由一个电感器构成，也可以是具有不同的电感值的两个独立的电感器分别与开关SW11以及SW12连接的结构。
此外，电感器111可以是具有通过使磁路等连续地变化从而使电感值连续地变化的机构的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统)型的电感，此外，也可以是芯片部件。通过使用电感值连续地可变的MEMS型的电感，从而可使滤波器的电特性连续地变化，能够实现精密的调整。
此外，开关SW11～SW14例如可列举由GaAs或者CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)构成的FET(Field Effect Transistor，场效应晶体管)开关或者二极管开关。
此外，电容器112～117可以是MIM(Metal Insulator Metal，金属绝缘体金属)构造的电容器，此外，也可以是由对置的梳齿电极构成的电容器，此外，还可以是芯片部件。进而，也可以是具有使对置的电极的重合的面积连续地变化的机构的MEMS型的电容器。通过使用电感值连续地可变的MEMS型的电感器、以及电容值连续地可变的MEMS型的电容器，从而可使滤波器的电特性连续地变化，能够实现通带以及阻带的精密的调整。此外，通过使用MIM构造的电容器，从而即使为小型的电容器也能够实现比较大的电容值，此外，由于能够抑制电场的泄漏，因此能够抑制与主线路11以及副线路12的不必要的电容耦合。此外，通过使用由梳齿电极构成的电容器，从而能够简化制造工艺。此外，通过使用芯片部件，从而能够实现大电容以及高Q值。
另外，定向耦合器1所具有的可变滤波器10也可以是图2B所示的可变滤波器20。
图2B是表示实施方式1涉及的可变滤波器20(可变滤波器的第2例：可变高通滤波器)的电路结构图。如该图所示，可变滤波器20具有输入端子101、输出端子100、电感器215、电容器211、212、213、214以及216、和开关SW21、SW22、SW23以及SW24。可变滤波器20由集总常数型的电感器以及电容器构成。
具有电容器211、212以及开关SW21的第1串联臂电路和具有电容器213、214以及开关SW22的第2串联臂电路串联连接在输入端子101与输出端子100之间。此外，在第1串联臂电路以及第2串联臂电路的连接点与接地之间，连接有具有电感器215、电容器216、开关SW23以及SW24的并联臂电路。
通过上述连接结构，可变滤波器20在将输入端子101和输出端子100连结的串联臂具有电容成分，在将该串联臂和接地连结的并联臂具有电感成分，由此构成了将一个连续的频带作为通带或阻带的滤波器单位电路(高通型滤波器)。在此，通过开关SW23以及SW24的切换能够使电感器215的电感值不同。此外，通过开关SW21的切换能够使电容器211以及212的合成电容值不同。此外，通过开关SW22的切换能够使电容器213以及214的合成电容值不同。即，在可变滤波器20的内部配置有用于使通带或阻带频移的开关SW21～SW24。此外，通过由多个开关SW21～SW24对电感器以及电容器进行切换，从而能够产生能在宽范围内变化的电感值以及电容值。
根据可变滤波器20的结构，由于通过配置在该滤波器单位电路内的开关SW21～SW24使通带或阻带频移，因此无需配置多个具有与要检波的频带对应的通带的滤波器，能够提供在对希望的频带的高频信号高精度地进行检波的同时被小型化的定向耦合器1。
另外，关于电感器215的结构，与可变滤波器10的电感器111的结构相同。由此，能够抑制电感器215与主线路11以及副线路12的不必要的电感性耦合，因此能够抑制定向耦合器1的特性劣化。此外，通过开关SW23以及SW24的切换，能够由一个电感器215选择性地赋予多个电感值，因此能够将可变滤波器20小型化。
另外，定向耦合器1所具有的可变滤波器10也可以是图2C所示的可变滤波器30。
图2C是表示实施方式1涉及的可变滤波器30(可变滤波器的第3例：可变带阻滤波器)的电路结构图。如该图所示，可变滤波器30具有输入端子101、输出端子100、电感器311、电容器312、和开关SW31以及SW32。可变滤波器30由集总常数型的电感器以及电容器构成。
在将输入端子101和输出端子100连结的串联臂与接地之间，连接有具有电感器311、电容器312、开关SW31以及SW32的并联臂电路。
通过上述连接结构，可变滤波器30通过在将上述串联臂和接地连结的并联臂具有LC串联谐振电路从而是将一个连续的频带作为阻带的滤波器单位电路，构成了带阻滤波器。在此，通过开关SW31以及SW32的切换能够使电感器311的电感值不同。即，在可变滤波器30的内部配置有用于使阻带频移的开关SW31～SW32。
根据可变滤波器30的结构，由于通过配置在该滤波器单位电路内的开关SW31～SW32使阻带频移，因此无需配置多个具有与要检波的频带对应的通带的滤波器，能够提供在对希望的频带的高频信号高精度地进行检波的同时被小型化的定向耦合器1。
另外，关于电感器311的结构，与可变滤波器10的电感器111的结构相同。由此，能够抑制电感器311与主线路11以及副线路12的不必要的电感性耦合，因此能够抑制定向耦合器1的特性劣化。此外，通过开关SW31以及SW32的切换，能够由一个电感器311选择性地赋予多个电感值，因此能够将可变滤波器30小型化。
另外，定向耦合器1所具有的可变滤波器10也可以是图2D所示的可变滤波器40。
图2D是表示实施方式1涉及的可变滤波器40(可变滤波器的第4例：可变带通滤波器)的电路结构图。如该图所示，可变滤波器40具有输入端子101、输出端子100、电感器415、电容器411、412、413、414、416以及417、和开关SW41、SW42、SW43、SW44以及SW45。可变滤波器40由集总常数型的电感器以及电容器构成。
具有电容器411、412以及开关SW41的第1串联臂电路和具有电容器413、414以及开关SW42的第2串联臂电路串联连接在输入端子101与输出端子100之间。此外，在第1串联臂电路以及第2串联臂电路的连接点与接地之间，连接有具有电感器415、电容器416、417、开关SW43、SW44以及SW45的并联臂电路。
通过上述连接结构，可变滤波器40在将输入端子101和输出端子100连结的串联臂具有电容成分，在将该串联臂和接地连结的并联臂具有LC并联谐振电路，由此构成了将一个连续的频带作为通带或阻带的滤波器单位电路(带通型滤波器)。在此，通过开关SW43以及SW44的切换能够使电感器415的电感值不同。此外，通过开关SW41的切换能够使电容器411以及412的合成电容值不同。此外，通过开关SW42的切换能够使电容器413以及414的合成电容值不同。此外，通过开关SW45的切换能够使电容器416以及417的合成电容值不同。即，在可变滤波器40的内部配置有用于使通带或阻带频移的开关SW41～SW45。
根据可变滤波器40的结构，由于通过配置在该滤波器单位电路内的开关SW41～SW45使通带或阻带频移，因此无需配置多个具有与要检波的频带对应的通带的滤波器，能够提供在对希望的频带的高频信号高精度地进行检波的同时被小型化的定向耦合器1。
另外，关于电感器415的结构，与可变滤波器10的电感器111的结构相同。由此，能够抑制电感器415与主线路11以及副线路12的不必要的电感性耦合，因此能够抑制定向耦合器1的特性劣化。此外，通过开关SW43以及SW44的切换，能够由一个电感器415选择性地赋予多个电感值，因此能够将可变滤波器40小型化。
图4A是表示实施方式1涉及的可变滤波器10(第1例)中的通过特性的曲线图。如该图所示，在可变滤波器10中，例如，通过将开关SW11设为非导通状态(Off)，将开关SW12、SW13以及SW14设为导通状态(On)，从而比1.5GHz更靠低频侧的频带成为通带，比1.5GHz更靠高频侧的频带成为阻带。此外，例如，通过将开关SW11设为导通状态，将开关SW12、SW13以及SW14设为非导通状态，从而比3.5GHz更靠低频侧的频带成为通带，比3.5GHz更靠高频侧的频带成为阻带。
根据可变滤波器10的上述通过特性，在对希望的频带(1.5GHz以下或3.5GHz以下)的高频信号进行检波时，例如，能够对除去了该高频信号的高次谐波等的高频信号高精度地进行检波。
图4B是表示实施方式1涉及的可变滤波器20(第2例)中的通过特性的曲线图。如该图所示，在可变滤波器20中，例如，通过将开关SW21、SW22以及SW23设为导通状态，将开关SW24设为非导通状态，从而比1.5GHz更靠高频侧的频带成为通带，比1.5GHz更靠低频侧的频带成为阻带。此外，例如，通过将开关SW21、SW22以及SW23设为非导通状态，将开关SW24设为导通状态，从而比2.0GHz更靠高频侧的频带成为通带，比2.0GHz更靠低频侧的频带成为阻带。
根据可变滤波器20的上述通过特性，在对希望的频带(1.5GHz以上或2.0GHz以上)的高频信号进行检波时，例如，能够对除去了在该高频信号的低频侧出现的杂散等的高频信号高精度地进行检波。
另外，定向耦合器1所具有的可变滤波器10也可以是图5A所示的可变滤波器50。
图5A是表示实施方式1涉及的可变滤波器50(可变滤波器的第5例：可变带通滤波器)的电路结构图。如该图所示，可变滤波器50具有输入端子101、输出端子100、例如由微带线等构成的分布常数型的线路51、52、58以及59、带宽调整电路53、阻抗匹配电路54以及55、中心频率调整电路56以及57、和开关SW51、SW52、SW56、SW57、SW58以及SW59。可变滤波器50由集总常数型的带宽调整电路53、阻抗匹配电路54以及55、中心频率调整电路56以及57、和分布常数型的线路(无源元件)51、52、58以及59构成。
通过线路51以及52，例如形成TEM(Transverse ElectroMagnetic，横向电磁)模式谐振器(主要谐振器)。线路51以及52各自的长边方向的长度较之于比第1频带的中心频率高给定频率的频率的(1/2)波长而短给定长度。
通过分布常数型的线路58以及59，例如形成TEM模式谐振器(调整用谐振器)。线路58以及59经由开关SW51以及SW52而与线路51以及52连接，由此能够形成与不同于主要谐振器的频带对应的谐振器。经由开关SW51将线路51、58连接后的长度(线路51的长度和线路58的长度的相加值)以及经由开关SW52将线路52、59连接后的长度(线路52的长度和线路59的长度的相加值)各自的长边方向的长度较之于比与第1频带不同的第2频带的中心频率高给定频率的频率的(1/2)波长而短给定长度。
带宽调整电路53是具有电容器531、532、533、开关SW53a以及SW53b的第1电路，通过调整谐振器51以及52间的耦合和谐振器58以及59间的耦合来调整可变滤波器50的通带宽度。
阻抗匹配电路54是具有电容器541、542、543、开关SW54a以及SW54b的第2电路，对输入端子101侧的阻抗匹配进行调整。阻抗匹配电路55是具有电容器551、552、553、开关SW55a以及SW55b的第3电路，对输出端子100侧的阻抗匹配进行调整。
中心频率调整电路56是具有电容器561、562、563、开关SW56a以及SW56b的第4电路，对包含分布常数型的线路51、52、58、59中的至少两个以上的线路而构成的谐振器的谐振频率进行调整并设定中心频率。中心频率调整电路57是具有电容器571、572、573、开关SW57a以及SW57b的第5电路，对包含分布常数型的线路51、52、58、59中的至少两个以上的线路而构成的谐振器的谐振频率进行调整并设定中心频率。
阻抗匹配电路54、带宽调整电路53、阻抗匹配电路55串联连接于将输入端子101和输出端子100连结的路径。
线路51的一端与带宽调整电路53以及阻抗匹配电路54连接，线路51的另一端经由开关SW51而与线路58的一端连接，经由开关SW56而与中心频率调整电路56连接。线路58的另一端经由开关SW58而与中心频率调整电路56连接。
线路52的一端与带宽调整电路53以及阻抗匹配电路55连接，谐振器52的另一端经由开关SW52而与线路59的一端连接，经由开关SW57而与中心频率调整电路57连接。线路59的另一端经由开关SW59而与中心频率调整电路57连接。
根据可变滤波器50的上述结构，通过配置在该滤波器单位电路内的开关SW51～SW52、SW56～SW59、SW53a、SW53b、SW54a、SW54b、SW55a、SW55b、SW56a、SW56b、SW57a、SW57b的切换能够使通带或阻带频移。因此，无需配置多个具有与要检波的频带对应的通带的滤波器，能够提供在对希望的频带的高频信号高精度地进行检波的同时被小型化的定向耦合器1。
图5B是表示实施方式1涉及的可变滤波器60(可变滤波器的第6例：可变带通滤波器)的电路结构图。如该图所示，可变滤波器60具有输入端子101、输出端子100、谐振器61、62、68以及69、带宽调整电路63、阻抗匹配电路64以及65、中心频率调整电路66以及67、和开关SW68以及SW69。可变滤波器60由集总常数型的带宽调整电路63、阻抗匹配电路64以及65、中心频率调整电路66以及67、和分布常数型的线路61、62、68以及69构成。
通过分布常数型的线路61以及62，例如形成TEM模式谐振器(主要谐振器)。线路61以及62各自的长边方向的长度较之于比第1频带的中心频率高给定频率的频率的(1/4)波长而短给定长度。
通过分布常数型的线路68以及69，例如形成TEM模式谐振器(调整用谐振器)。线路68以及69通过使开关SW68以及SW69开路从而与线路61以及62连接。由此，能够形成与不同于主要谐振器的频带对应的谐振器。将线路61、68相互连接后的长度(线路61的长度和线路68的长度的相加值)以及将线路62、69相互连接后的长度(线路62的长度和线路69的长度的相加值)各自的长边方向的长度较之于比与第1频带不同的第2频带的中心频率高给定频率的频率的(1/4)波长而短给定长度。
带宽调整电路63是具有电容器631、632、633、开关SW63a以及SW63b的第1电路，通过调整谐振器61以及62间的耦合和谐振器68以及69间的耦合来调整可变滤波器60的通带宽度。
阻抗匹配电路64是具有电容器641、642、643、开关SW64a以及SW64b的第2电路，对输入端子101侧的阻抗匹配进行调整。阻抗匹配电路65是具有电容器651、652、653、开关SW65a以及SW65b的第3电路，对输出端子100侧的阻抗匹配进行调整。
中心频率调整电路66是具有电容器661、662、663、开关SW66a以及SW66b的第4电路，对包含分布常数型的线路61、62、68、69中的至少两个以上的线路而构成的谐振器的谐振频率进行调整并设定中心频率。中心频率调整电路67是具有电容器671、672、673、开关SW67a以及SW67b的第5电路，对包含分布常数型的线路61、62、68、69中的至少两个以上的线路而构成的谐振器的谐振频率进行调整并设定中心频率。
带宽调整电路63串联连接于将输入端子101和输出端子100连结的路径。阻抗匹配电路64与输入端子101连接，阻抗匹配电路65与输出端子100连接。
线路61的一端与阻抗匹配电路64以及中心频率调整电路66连接，线路61的另一端与线路68的一端以及开关SW68连接。线路62的一端与阻抗匹配电路65以及中心频率调整电路67连接，线路62的另一端与线路69的一端以及开关SW69连接。线路68的另一端以及线路69的另一端与接地连接。
根据可变滤波器60的上述结构，通过配置在该滤波器单位电路内的开关SW68～SW69、SW63a、SW63b、SW64a、SW64b、SW65a、SW65b、SW66a、SW66b、SW67a、SW67b的切换能够使通带或阻带频移。因此，无需配置多个具有与要检波的频带对应的通带的滤波器，能够提供在对希望的频带的高频信号高精度地进行检波的同时被小型化的定向耦合器1。
图6是包含实施方式1涉及的可变滤波器50的定向耦合器1的安装结构图。在图6的(a)中示出定向耦合器1的(从z轴正方向观察的)俯视结构图，在图6的(b)中示出定向耦合器1的第1(从y轴负方向观察的)侧视结构图，在图6的(c)中示出定向耦合器1的第2(从x轴正方向观察的)侧视结构图。
在端子基板530上配置有使用了陶瓷等材料的电介质基板510和半导体基板520。定向耦合器1安装于电介质基板510以及半导体基板520。如图6的(a)所示，在电介质基板510形成有分布常数型的线路51、52、58以及59。此外，在半导体基板520形成有主线路11、副线路12、各开关、控制部、带宽调整电路53、阻抗匹配电路54以及55、中心频率调整电路56以及57等。此外，如图6的(b)以及(c)所示，电介质基板510以及半导体基板520分别通过例如凸块电极而与端子基板530连接。在端子基板530的安装了电介质基板510以及半导体基板520的主面形成有树脂构件540以使得覆盖电介质基板510以及半导体基板520。
在电介质基板510中，通过选择低损耗以及高介电常数的基板材料，从而能够将谐振器51、52、58以及59小型化以及低损耗化，因此能够将可变滤波器50小型化以及低损耗化。
此外，通过适当地选择半导体基板520的介电常数，从而能够将主线路11以及副线路12的电长度最佳化，此外，能够高精度地实现主线路11以及副线路12的微细加工。因此，能够抑制定向耦合器1的特性偏差。
另一方面，构成可变滤波器50的集总常数型的各无源元件通过形成于半导体基板520从而具有Q值变得比较低的倾向，此外，形成于半导体基板520的各开关具有接通电阻变高的倾向，但由于能够将这些无源元件以及开关连接于副线路12而非主线路11，因此能够抑制低Q值以及高接通电阻的影响。
在通常的高频电路中，将低Q值的电感器以及具有高接通电阻的开关配置在传输线路上在确保该高频电路的低损耗性的方面并不优选。相对于此，本实施方式涉及的定向耦合器1的副线路12相对于主线路11例如成为-20～-30dB程度的耦合比，因此低Q值的电感器以及高接通电阻的开关所引起的数dB程度的损耗不影响高频信号的检波精度。从该观点出发，低Q值以及高接通电阻的影响通过将无源元件以及开关与副线路12连接也能够消除。
另外，分布常数型的线路51、52、58以及59也可以形成于半导体基板520而非电介质基板510。在此情况下，作为半导体基板520使用电阻比较高的硅基板为宜，通过采用设置了绝缘体层的SOI(Silicon On Insulator，绝缘体上硅)构造，从而能够提高各线路的Q值，能够将可变滤波器50低损耗化。此外，与形成于半导体基板520的各开关以及电容器的连接变得容易，可靠性提高。
此外，分布常数型的线路51、52、58以及59也可以直接形成于端子基板530而非电介质基板510。在此情况下，作为端子基板530使用损耗比较低的树脂基板或电介质陶瓷基板为宜。此时，通过降低端子基板530的介电常数从而能够不过度降低谐振器的阻抗地减小分布常数型的线路的导体损耗，能够将可变滤波器50低损耗化。此外，通过提高端子基板530的介电常数从而能够将分布常数型的线路小型化，能够将可变滤波器50小型化。
图7A是表示实施方式1涉及的可变滤波器70(可变滤波器的第7例：可变带通滤波器)的电路结构图。如该图所示，可变滤波器70具有输入端子101、输出端子100、分布常数型的线路(例如带线)71、72、73、74、75以及76、和开关SW71以及SW72。可变滤波器70由分布常数型的线路71～76构成。
线路71、72、75以及76例如分别是一端为开路状态的带线，作为开路短截线发挥功能。线路73的一端与线路71的另一端连接，线路73的另一端经由开关SW71而与线路75的另一端连接。线路74的一端与线路72的另一端连接，线路74的另一端经由开关SW72而与线路76的另一端连接。
输入端子101与线路71以及73的连接节点n71连接，输出端子100与线路72以及74的连接节点n72连接。
线路71和72电磁耦合，线路73和74电磁耦合，线路75和76电磁耦合。
线路71的电长度和线路73的电长度的相加值、以及线路72的电长度和线路74的电长度的相加值成为第2频带的中心频率的大致(1/2)波长。此外，线路71的电长度、线路73的电长度和线路75的电长度的相加值、以及线路72的电长度、线路74的电长度和线路76的电长度的相加值，例如成为第1频带f1的中心频率的大致(1/2)波长，该第1频带是比第2频带f2低的频带。
在可变滤波器70的上述结构中，例如，通过将开关SW71以及SW72设为导通状态，从而第1频带f1成为通带。此外，例如，通过将开关SW71以及SW72设为非导通状态，从而第2频带f2成为通带。根据可变滤波器70的上述通过特性，在对第1频带f1或第2频带f2的高频信号进行检波时，能够对除去了该高频信号的高次谐波以及杂散等的高频信号高精度地进行检波。
图7B是表示实施方式1涉及的可变滤波器80(可变滤波器的第8例：可变带通滤波器)的电路结构图。如该图所示，可变滤波器80具有输入端子101、输出端子100、分布常数型的线路(例如带线)81、82、83、84、85以及86、和开关SW81以及SW82。可变滤波器80由分布常数型的线路81～86构成。
线路81以及82例如分别是一端为开路状态的带线，作为开路短截线发挥功能。线路83的一端经由开关SW81而与线路81的另一端连接，线路83的另一端与线路85的一端连接。线路84的一端经由开关SW82而与线路82的另一端连接，线路84的另一端与线路86的一端连接。线路85的另一端以及线路86的另一端与接地连接。
输入端子101与线路83以及85的连接节点n81连接，输出端子100与线路84以及86的连接节点n82连接。
线路81和82电磁耦合，线路83和84电磁耦合，线路85和86电磁耦合。
线路83的电长度和线路85的电长度的相加值、以及线路84的电长度和线路86的电长度的相加值成为第2频带f2的中心频率的大致(1/4)波长。此外，线路81的电长度、线路83的电长度和线路85的电长度的相加值、以及线路82的电长度、线路84的电长度和线路86的电长度的相加值例如成为第1频带f1的中心频率的大致(1/4)波长，该第1频带是比第2频带低的频带。
在可变滤波器80的上述结构中，例如，通过将开关SW81以及SW82设为导通状态，从而第1频带f1成为通带。此外，例如，通过将开关SW81以及SW82设为非导通状态，从而第2频带f2成为通带。根据可变滤波器80的上述通过特性，在对第1频带f1或第2频带f2的高频信号进行检波时，能够对除去了该高频信号的高次谐波以及杂散等的高频信号高精度地进行检波。
图8是包含实施方式1涉及的可变滤波器70的定向耦合器1的安装结构图。在图8的(a)中示出定向耦合器1的(从z轴正方向观察的)俯视结构图，在图8的(b)中示出定向耦合器1的第1(从y轴负方向观察的)侧视结构图，在图8的(c)中示出定向耦合器1的第2(从x轴正方向观察的)侧视结构图。
在端子基板730上配置有由陶瓷等材料构成的电介质基板710和半导体基板720。定向耦合器1安装于电介质基板710以及半导体基板720。如图8的(a)所示，在电介质基板710形成有分布常数型的线路71、72、73、74、75以及76。此外，在半导体基板720形成有主线路11、副线路12、各开关、以及控制部。此外，如图8的(b)以及(c)所示，电介质基板710以及半导体基板720分别通过例如凸块电极而与端子基板730连接。在端子基板730的安装了电介质基板710以及半导体基板720的主面形成有树脂构件740以使得覆盖电介质基板710以及半导体基板720。
在电介质基板710中，通过选择低损耗以及高介电常数的基板材料，从而能够将分布常数型的线路71～76小型化以及低损耗化，因此能够将可变滤波器70小型化以及低损耗化。
此外，通过适当地选择半导体基板720的介电常数，从而能够将主线路11以及副线路12的电长度最佳化，此外，能够高精度地实现主线路11以及副线路12的微细加工。因此，能够抑制定向耦合器1的特性偏差。
另一方面，形成于半导体基板720的各开关具有接通电阻变高的倾向，但由于能够将各开关连接于副线路12而非主线路11，因此能够抑制高接通电阻的影响。
另外，线路71～76也可以形成于半导体基板720而非电介质基板710。在此情况下，作为半导体基板720使用高电阻的硅基板为宜，通过采用设置了绝缘体层的SOI构造，从而能够提高各线路的Q值，能够将可变滤波器70低损耗化。此外，与形成于半导体基板720的各开关的连接变得容易，可靠性提高。
此外，分布常数型的线路71～76也可以形成于端子基板730而非电介质基板710。在此情况下，作为端子基板730使用损耗比较低的树脂基板或电介质陶瓷基板为宜。此时，通过降低端子基板730的介电常数从而能够不过度降低谐振器的阻抗地减小分布常数型的线路的导体损耗，能够将可变滤波器70低损耗化。此外，通过提高端子基板730的介电常数从而能够将分布常数型的线路小型化，能够将可变滤波器70小型化。
(实施方式2)
在本实施方式中，示出对实施方式1涉及的定向耦合器1进一步附加了可变终端电路、可变匹配电路、以及可变衰减器的定向耦合器2的结构。
[2.1定向耦合器的电路结构]
图9是表示实施方式2涉及的定向耦合器2的功能性结构的一例的电路图。如该图所示，定向耦合器2具备主线路11、副线路12、可变滤波器10、可变终端电路14V以及16V、开关15A以及15B、可变匹配电路17V、可变衰减器18V、和控制部90。如图9的箭头M所示，主线路11和副线路12相互电磁耦合。本实施方式涉及的定向耦合器2与实施方式1涉及的定向耦合器1相比较，不同点在于，取代终端电路14而附加可变终端电路14V以及16V，进而，附加了可变匹配电路17V、可变衰减器18V、以及控制部90。以下，关于本实施方式涉及的定向耦合器2，对于与实施方式1涉及的定向耦合器1相同的结构省略说明，以不同的结构为中心进行说明。
可变终端电路14V以及16V分别与开关15A以及15B连接。可变终端电路14V经由开关15A而与另一端部122连接，经由开关15B而与一端部121连接。此外，可变终端电路16V经由开关15A而与另一端部122连接，经由开关15B而与一端部121连接。可变终端电路14V以及16V构成了定向耦合器2的终端电路。
可变终端电路14V具有使终端电路的终端阻抗可变的可变电阻元件。此外，可变终端电路16V具有使终端电路的终端阻抗可变的可变电容元件。
根据可变终端电路14V以及16V的结构，能够根据要检波的高频信号的频带使可变电阻元件的电阻值以及可变电容元件的电容值变化，因此能够将与该频带相应的适当的方向性以及隔离度最佳化。另外，能够与由终端电路调整后的终端阻抗对应地调整可变滤波器10的滤波器特性。因此，能够消除连接可变终端电路14V以及16V所造成的对可变滤波器10的滤波器特性的影响。
可变终端电路14V的可变电阻元件例如由多个电阻元件和开关构成。另外，上述多个电阻元件可以形成在半导体基板上，也可以作为芯片部件而另行搭载。
此外，可变终端电路16V的可变电容元件例如由被并联连接的多个电容器构成。另外，上述的多个电容器可以是形成在半导体基板上的MIM电容器或由对置的梳齿电极构成的电容器，也可以作为芯片部件而另行搭载。此外，可变电容元件也可以是具有使对置的电极的重合的面积连续地变化的机构的MEMS型的电容器。
可变匹配电路17V配置在副线路12与可变滤波器10之间。在本实施方式中，可变匹配电路17V的输入端与选择端子152以及155连接，输出端经由可变衰减器18B而与可变滤波器10连接。可变匹配电路17V例如由电感器以及电容器等无源元件以及开关构成。可变匹配电路17V根据要检波的频带使阻抗以及相位等可变，由此能够使从可变匹配电路17V观察副线路12侧的阻抗和可变滤波器10的输入阻抗相匹配。
据此，能够实现与要检波的高频信号的频带相应的适当的方向性以及隔离度。另外，能够与由可变匹配电路17V调整后的阻抗对应地调整可变滤波器10的滤波器特性。因此，能够消除连接可变匹配电路17V所造成的对可变滤波器10的滤波器特性的影响。
另外，可变匹配电路17V经由开关15A而与另一端部122连接，经由开关15B而与一端部121连接即可。例如，也可以与可变滤波器10的输出端子100连接。在此情况下，可变匹配电路17V能够使从可变匹配电路17V观察副线路12侧的阻抗和从可变匹配电路17V观察输出端子100侧的阻抗相匹配。
可变衰减器18V连接在可变匹配电路17V与可变滤波器10之间。通过调整可变衰减器18V的衰减率，从而能够对根据检波对象的频带而变化的可变滤波器10的插入损耗进行补偿，将输出端子100处的检波信号的大小均衡化，将检波精度稳定化。
另外，可变衰减器18V经由开关15A而与另一端部122连接，经由开关15B而与一端部121连接即可。例如，也可以与可变滤波器10的输出端子100连接。
控制部90对可变滤波器10所具有的各开关进行控制，使得可变滤波器10的通带或阻带移动。此外，控制部90对开关15A以及15B进行控制，使得选择副线路12中的检波端子(耦合端口)。此外，控制部90根据检波对象的频带来设定可变终端电路14V的可变电阻元件的电阻值、以及可变终端电路16V的可变电容元件的电容值。此外，控制部90根据检波对象的频带来设定可变匹配电路17V的阻抗以及相位。此外，控制部90根据检波对象的频带来设定可变衰减器的衰减率。
控制部90例如由基于检波对象的频带的选择信息使各开关开闭的电平移位器、进行与外部的串行通信或GPIO(General Purpose Input/Output，通用输入/输出)通信的接口部、存储信息的存储器部、对信号/信息进行处理的逻辑部或处理器部、以及用于开关驱动或各部分的驱动的电源部等构成。
根据控制部90的上述结构，能够从在主线路11传输的具有多个频带的高频信号，将希望的频带的高频信号选择性地输出到输出端子100。
另外，定向耦合器2也可以不具有控制部90，与定向耦合器2连接的外部电路也可以具有控制部90。控制部90例如也可以内置于高频信号处理电路(RFIC)。
(实施方式3)
在本实施方式中，说明相对于实施方式1涉及的定向耦合器1具有多个可变滤波器，此外，具有将可变滤波器进行旁路的结构的定向耦合器2。
[3.1定向耦合器的电路结构]
图10是表示实施方式3涉及的定向耦合器3的功能性结构的一例的电路图。如该图所示，定向耦合器3具备主线路11、副线路12、可变滤波器10A以及10B、可变终端电路14V以及16V、开关15A、15B、19A以及19B、和控制部90。如图10的箭头M所示，主线路11和副线路12相互电磁耦合。本实施方式涉及的定向耦合器3与实施方式1涉及的定向耦合器1相比较，不同点在于，取代终端电路14而附加可变终端电路14V以及16V，配置多个可变滤波器，附加将可变滤波器进行旁路的结构，且附加了控制部90。以下，关于本实施方式涉及的定向耦合器3，对于与实施方式1涉及的定向耦合器1相同的结构省略说明，以不同的结构为中心进行说明。
可变终端电路14V以及16V是与实施方式2涉及的定向耦合器2所具备的可变终端电路14V以及16V同样的结构，因此省略说明。
开关19A是具有公共端子191、选择端子192、193以及194且配置在可变滤波器10A以及10B与副线路12之间的第3开关电路。此外，开关19B具有公共端子195、选择端子196、197以及198，配置在开关15A以及15B与输出端子100之间。
可变滤波器10A以及10B分别具有与实施方式1涉及的可变滤波器10同样的结构，是将一个连续的频带作为通带或阻带的滤波器单位电路，在该滤波器单位电路内配置有用于使该通带频移的开关。另外，可变滤波器10A所具有的通带或阻带与可变滤波器10B所具有的通带或阻带不同。换句话说，可变滤波器10A的通带(或阻带)不同时包含可变滤波器10B的通带(或阻带)中包含的频带。例如，在可变滤波器10A的通带被设定为频带A时，可变滤波器10B的通带被设定为频带B，该频带B是与频带A不同的频带。但是，在可变滤波器10B的通带移动到频带A时，或者在可变滤波器10B的通带移动到与频带A或频带B不同的频带C时，可变滤波器10A的通带可移动到频带B。
具体的连接结构例如如下，公共端子191与选择端子152以及155连接，选择端子192与可变滤波器10A的输入端连接，选择端子194与可变滤波器10B的输入端连接。此外，公共端子195与输出端子100连接，选择端子196与可变滤波器10A的输出端连接，选择端子198与可变滤波器10B的输出端连接。进而，选择端子193和选择端子197被直接连接。
根据上述结构，开关19A以及19B切换使在副线路12传输的高频信号(1)通过可变滤波器10A的路径、(2)通过可变滤波器10B的路径、以及(3)不通过可变滤波器10A以及10B而由旁路线路使其通过的路径。由此，通过选择(3)不通过可变滤波器10A以及10B而由旁路线路使其通过的路径，从而能够通过对(1)通过可变滤波器10A的路径以及(2)通过可变滤波器10B的路径中的插入损耗、和(3)不通过可变滤波器10A以及10B而由旁路路径使其通过的路径中的插入损耗进行比较来对可变滤波器10A以及10B的插入损耗进行监视，此外，能够无损耗地对高频信号进行检波。
此外，通过配置包含可变滤波器10A的多个滤波器，从而能够遍及广大的频带地提高高频信号的检波精度。此外，与仅由具有被固定的通带的滤波器构成的定向耦合器相比，由于至少具有一个可变滤波器10A，因此能够将定向耦合器3小型化。
另外，在本实施方式涉及的定向耦合器3中，采用了具有两个可变滤波器的结构，但可变滤波器只要至少具有一个即可，从该观点出发，也可以取代可变滤波器10B而配置有通带以及阻带被固定化的滤波器。
此外，也可以不具有开关19B，在此情况下，会具有多个输出端子。
此外，也可以取代开关19A以及19B，例如配置双工器。
此外，也可以将包含可变滤波器的多个滤波器串联配置而非并联配置。
控制部90具有与实施方式2涉及的控制部90同样的结构，但相对于实施方式2涉及的控制部90，进一步根据检波对象的频带来控制开关19A以及19B。
(其他的实施方式等)
以上，关于本实施方式涉及的定向耦合器，列举实施方式以及变形例进行了说明，但本发明涉及的定向耦合器并不限定于上述实施方式以及变形例。对上述实施方式以及变形例中的任意的构成要素进行组合而实现的另外的实施方式、对上述实施方式以及变形例在不脱离本发明的主旨的范围内施加本领域技术人员想到的各种变形而得到的变形例、内置了上述定向耦合器的各种设备也包含于本发明。
例如，在上述实施方式及其变形例涉及的定向耦合器中，也可以在将附图所公开的各电路元件以及信号路径连接的路径之间插入另外的电路元件以及布线等。
工业实用性
本发明能够作为定向耦合器而广泛利用。

Claims (10)

1.一种定向耦合器，具备：
主线路，传输高频信号；
副线路，与所述主线路电磁耦合；
终端电路，将所述副线路的一端部终止；和
可变滤波器，具有输入端子以及输出端子，所述输入端子与所述副线路的另一端部连接，
所述可变滤波器是具有一个频带作为通带或阻带的滤波器单位电路，
在所述滤波器单位电路内配置有用于使所述通带或阻带频移的可变无源元件，
所述可变无源元件包含开关和与该开关连接的无源元件，
所述无源元件是集总常数型的电感器，
所述电感器是由平面线圈图案构成的螺旋型的电感器，
所述电感器具有第1端子、第2端子以及第3端子，在所述第1端子与所述第3端子之间具有第1电感值，在所述第2端子与所述第3端子之间具有与所述第1电感值不同的第2电感值，
所述第1端子、所述第2端子以及所述第3端子之中至少两个端子与所述开关连接，
所述开关具备第1开关和第2开关，
所述第1开关的一端与所述电感器的外周端部和内周端部之间的布线节点连接，所述第2开关的一端与所述电感器的所述第2端子连接，所述第1开关的另一端和所述第2开关的另一端连接，
所述可变滤波器具备：
多个第1电容器，在所述第3端子和所述第2端子之间与所述电感器并联连接；
多个第2电容器，连接在将所述第3端子和所述第2端子连接的路径与接地之间；
第3开关，能够使所述多个第1电容器的合成电容可变；以及
第4开关，能够使所述多个第2电容器的合成电容可变。
2.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，
在所述副线路的另一端部未连接所述可变滤波器以外的滤波器。
3.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，
还具备：滤波器，与所述另一端部连接，具有与所述可变滤波器的通带不同的通带。
4.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，
还具备：
第1开关电路，具有第1公共端子、第1选择端子以及第2选择端子，配置在所述另一端部与所述可变滤波器之间；和
第2开关电路，具有第2公共端子、第3选择端子以及第4选择端子，配置在所述一端部与所述终端电路之间，
所述另一端部与所述第1公共端子连接，
所述输入端子与所述第1选择端子以及所述第3选择端子连接，
所述终端电路与所述第4选择端子以及所述第2选择端子连接。
5.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，
所述终端电路具有使该终端电路的终端阻抗可变的可变元件。
6.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，
还具备：第3开关电路，配置在所述可变滤波器与所述副线路之间，切换使在所述副线路传输的高频信号通过所述可变滤波器的路径、以及使在所述副线路传输的高频信号不通过所述可变滤波器而由旁路线路使其通过的路径。
7.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，
还具备：可变衰减器，与所述另一端部连接。
8.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，
还具备：可变匹配电路，与所述另一端部连接。
9.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，
所述主线路以及所述副线路形成于半导体基板。
10.根据权利要求9所述的定向耦合器，其中，
所述可变滤波器所具有的多个无源元件以及开关之中所述多个无源元件的至少一个以及所述开关形成于所述半导体基板。
CN201910787408.0A 2018-08-31 2019-08-23 定向耦合器 Active CN110875509B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018163259A JP6881406B2 (ja) 2018-08-31 2018-08-31 方向性結合器
JP2018-163259 2018-08-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110875509A CN110875509A (zh) 2020-03-10
CN110875509B true CN110875509B (zh) 2023-01-17

Family

ID=69640361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910787408.0A Active CN110875509B (zh) 2018-08-31 2019-08-23 定向耦合器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11121444B2 (zh)
JP (1) JP6881406B2 (zh)
CN (1) CN110875509B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7120177B2 (ja) * 2019-08-01 2022-08-17 株式会社村田製作所 方向性結合器
JP2021175148A (ja) * 2020-04-30 2021-11-01 株式会社村田製作所 方向性結合器
CN115428256A (zh) * 2020-05-09 2022-12-02 株式会社村田制作所 定向耦合器
JP2021190841A (ja) * 2020-05-29 2021-12-13 株式会社村田製作所 方向性結合器
WO2023127694A1 (ja) * 2021-12-27 2023-07-06 株式会社村田製作所 方向性結合器、高周波モジュール及び通信装置
US20230275334A1 (en) * 2022-02-25 2023-08-31 Qualcomm Incorporated Frequency selective coupler

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1198612A (zh) * 1997-03-12 1998-11-11 松下电器产业株式会社 天线共用器
CN203233497U (zh) * 2013-05-28 2013-10-09 仪特电子工业（宁波）有限公司 双分支端分支器电路
JP5345753B2 (ja) * 2006-05-09 2013-11-20 ポリプラスチックス株式会社 高周波用電子部品用材料及び当該材料からなる高周波用電子部品

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2846240B2 (ja) * 1994-05-20 1999-01-13 国際電気株式会社 周波数帯域可変フィルタ
JP2002314360A (ja) 2001-04-11 2002-10-25 Mitsubishi Electric Corp 高周波増幅回路
JP4217106B2 (ja) 2003-05-23 2009-01-28 パナソニック株式会社 モノリシックマイクロ波集積回路
US20080048046A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Ranco Inc. Of Delaware Networked appliance information display apparatus and network incorporating same
US9634640B2 (en) * 2013-05-06 2017-04-25 Qualcomm Incorporated Tunable diplexers in three-dimensional (3D) integrated circuits (IC) (3DIC) and related components and methods
CN107408932B (zh) * 2015-03-25 2020-12-22 株式会社村田制作所 双工器
US10182403B2 (en) * 2015-09-30 2019-01-15 Skyworks Solutions, Inc. Diplexed coupler for carrier aggregation
WO2017136631A1 (en) * 2016-02-05 2017-08-10 Skyworks Solutions, Inc. Electromagnetic couplers with multi-band filtering
TWI728059B (zh) * 2016-02-26 2021-05-21 美商天工方案公司 具有低插入損耗之衰減電路及使用其之模組及裝置
US9876513B2 (en) * 2016-03-31 2018-01-23 Qualcomm Incorporated LC filter layer stacking by layer transfer to make 3D multiplexer structures
TWI720213B (zh) * 2016-06-22 2021-03-01 美商天工方案公司 用於多頻功率偵測之電磁耦合器配置及包括其之裝置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1198612A (zh) * 1997-03-12 1998-11-11 松下电器产业株式会社 天线共用器
JP5345753B2 (ja) * 2006-05-09 2013-11-20 ポリプラスチックス株式会社 高周波用電子部品用材料及び当該材料からなる高周波用電子部品
CN203233497U (zh) * 2013-05-28 2013-10-09 仪特电子工业（宁波）有限公司 双分支端分支器电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN110875509A (zh) 2020-03-10
JP2020036281A (ja) 2020-03-05
US11121444B2 (en) 2021-09-14
JP6881406B2 (ja) 2021-06-02
US20200076045A1 (en) 2020-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110875509B (zh) 定向耦合器
US6404302B1 (en) Surface acoustic wave filter utilizing a transmission line with phase characteristics that increase filter out of band attenuation
JP6676170B2 (ja) 時間遅延フィルタ
JP4579198B2 (ja) 多層帯域通過フィルタ
CN111279612B (zh) 高频电路、多工器、高频前端电路以及通信装置
US10944381B2 (en) Acoustic wave filter device, multiplexer, radio-frequency front end circuit, and communication device
KR100397728B1 (ko) 주파수 가변 필터, 안테나 듀플렉서 및 이들을 포함하고있는 통신장치
US10958242B2 (en) Acoustic wave filter device, multiplexer, radio-frequency front end circuit, and communication device
CN114051694B (zh) 高频模块以及通信装置
US7795996B2 (en) Multilayered coplanar waveguide filter unit and method of manufacturing the same
CN111989818A (zh) 定向耦合器
US6850127B2 (en) Laminated electronic component
US11558035B2 (en) Multiplexer
JP6445580B2 (ja) インピーダンスマッチング回路およびｈｆフィルタ回路の組合せ回路
CN112805875B (zh) 谐振器并联耦合滤波器以及通信装置
US6703912B2 (en) Dielectric resonator devices, dielectric filters and dielectric duplexers
US20210184706A1 (en) Filter device, and radio-frequency front-end circuit and communication apparatus using the same
CN215342185U (zh) 匹配电路、匹配电路元件以及通信装置
US11075658B2 (en) Multilayer substrate, filter, multiplexer, radio-frequency front-end circuit, and communication device
CN101764593B (zh) 滤波器、通信模组以及通信装置
US10629977B2 (en) Filter circuit and frequency switching method
CN104966870A (zh) 基于ltcc与dgs技术的uhf波段高性能滤波器组
JP2006253877A (ja) 高周波フィルタ
CN115764207B (zh) 一种带内陷波频率和衰减可重构的宽带带通滤波器
CN112204881B (zh) 多工器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant