CN112242827B - 多路复用器 - Google Patents

Abstract

提供一种具有附加电路并且兼顾小型化和电特性的多路复用器。多路复用器具备发送滤波器电路、接收滤波器电路、和与发送滤波器电路的一部分并联地连接的附加电路。发送滤波器电路具有：串联谐振器，配置在连结端子的信号路径上；和并联谐振器，配置在连结信号路径上的对应的节点和接地的信号路径上，最靠近端子的串联谐振器由分割谐振器构成。附加电路具有：谐振器组，由在弹性波传播方向上并列设置的多个IDT电极构成；和电容器，谐振器组的一端经由电容器与端子连接，谐振器组的另一端不经由电容器而与分割谐振器之间的信号路径连接。

Description

多路复用器

技术领域

本发明涉及具有附加电路的多路复用器。

背景技术

以往，已知具有作为附加电路的消除电路的多路复用器(例如，专利文献1)。

图9是示出在专利文献1中记载的多路复用器的结构的一个例子的电路图。如图9所示，多路复用器7具备发送滤波器电路60、接收滤波器电路70和消除电路80。

发送滤波器电路60与接收滤波器电路70在端子P0公共连接。通过该结构，多路复用器7作为如下的双工器而起作用：经由发送滤波器电路60从端子PO输出由端子P1接收的高频信号，并且经由接收滤波器电路70从端子P2输出由端子P0接收的高频信号。

发送滤波器电路60是将发送频带作为通带的滤波器。发送滤波器电路60通过由串联谐振器61、62、63和64以及并联谐振器65、66、67和68构成的梯型的谐振器滤波器构成。在并联谐振器65与接地之间以及并联谐振器66、67与接地之间，分别连接有特性调整用的电感器91和92。串联谐振器62、63和64是分割谐振器(split resonator)。

接收滤波器电路70是将接收频带作为通带的滤波器。接收滤波器电路70通过由串联谐振器71以及72和并联谐振器73以及74构成的梯型的谐振器滤波器、和纵向耦合谐振器型滤波器75构成。纵向耦合谐振器型滤波器75通过互相并联地连接的纵向耦合型谐振器76以及77构成。

消除电路80由纵向耦合型谐振器81和电容器82构成，与发送滤波器电路60的一部分并联地连接。具体地，纵向耦合型谐振器81的一端经由电容器82与端子P0连接，纵向耦合型谐振器81的另一端不经由电容器而与发送滤波器电路60中的串联谐振器61和62之间的信号路径连接。电容器82由谐振器构成。

消除电路80生成消除信号，该消除信号相对于流经发送滤波器电路60的非期望的频带(例如，接收频带)的信号即非期望信号，相位相反并且优选的是振幅相同。在将发送滤波器电路60和消除电路80合在一起的电路中，通过非期望信号与消除信号相加且非期望信号的振幅减小，从而发送路径的衰减特性以及发送与接收之间的隔离度特性(以下，总称为电特性)提高。

在多路复用器7中，能够通过发送滤波器电路60的串联谐振器61调整从端子P1观察的将发送滤波器电路60和消除电路80合在一起的阻抗。由此，由于能够省略纵向耦合型谐振器81的端子P1则的电容器，因而能够通过更小型化的多路复用器7而获得提高电特性的效果。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-74539号公报

以往的多路复用器在小型化上优异，但另一方面存在难以充分地提高电特性的情况。

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明提供具有附加电路并且兼顾小型化与电特性的提高的多路复用器。

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多路复用器具备：第1滤波器电路，与公共端子和第1端子连接；第2滤波器电路，与所述公共端子和第2端子连接；和附加电路，与所述第1滤波器电路的一部分并联地连接，所述第1滤波器电路具有：1个以上的串联谐振器，配置在将所述公共端子和所述第1端子连结的信号路径上；和1个以上的并联谐振器，配置在所述信号路径上的对应的节点与接地之间，所述1个以上的串联谐振器中最靠近所述第1端子的串联谐振器由不经由所述节点中的任何一个而串联连接的多个分割谐振器构成，所述附加电路具有由在压电基板上在弹性波传播方向并列设置的多个IDT(InterDigital Transducer，叉指换能器)电极构成的谐振器组和电容器，所述谐振器组的一端经由所述电容器而与所述公共端子连接，所述谐振器组的另一端不经由电容器而与相邻的所述分割谐振器之间的所述信号路径连接。

发明效果

根据上述多路复用器，附加电路的谐振器组与构成第1滤波器电路的最靠近第1端子的串联谐振器的分割谐振器中相邻的分割谐振器之间的信号路径连接。由此，附加电路隔着第1滤波器电路的至少1个分割谐振器与第1端子连接。

因此，能够通过第1滤波器电路的分割谐振器来调整从第1端子观察的将第1滤波器电路和附加电路合在一起的阻抗。由此，能够省略附加电路内的第1端子侧的电容器，因而多路复用器被小型化。

此外，较之于将附加电路的谐振器组与第1滤波器电路的最靠近第1端子的串联谐振器和其次近的串联谐振器之间的信号路径连接的结构，与附加电路并联地连接的第1滤波器电路的部分变得更长。由此，有效的消除信号的生成变得容易，因而能够使电特性更有效地提高。

根据以上，可获得兼顾小型化和电特性的提高的多路复用器。

附图说明

图1是示出实施方式涉及的多路复用器的结构的一个例子的电路图。

图2是示意性地示出IDT电极的构造的一个例子的俯视图和剖视图。

图3是示出比较例1涉及的多路复用器的结构的一个例子的电路图。

图4是示出比较例2涉及的多路复用器的结构的一个例子的电路图。

图5是示出从端子P1观察的多路复用器的阻抗的一个例子的史密斯圆图。

图6是示出多路复用器的端子P1、P0之间的通过特性的一个例子的曲线图。

图7是示出多路复用器的端子P1、P2之间的隔离度特性的一个例子的曲线图。

图8是示出变形例涉及的多路复用器的结构的一个例子的电路图。

图9是示出以往例涉及的多路复用器的结构的一个例子的电路图。

附图标记说明

1、2、3、4、7：多路复用器

10、60：发送滤波器电路

11、12、13、14、61、62、63、64、71、72：串联谐振器

11a、11b、11c：分割谐振器

15、16、17、18、65、66、67、68、73、74：并联谐振器

20、70：接收滤波器电路

30：附加电路

31：谐振器组

32、82：电容器

33、34、50：IDT电极

41、42、43、44、91、92：电感器

50a、50b：梳齿状电极

51a、51b：电极指

52a、52b：汇流条电极

53：电极层

54：保护层

59：压电基板

75：纵向耦合谐振器型滤波器

76、77、81：纵向耦合型谐振器

80：消除电路

P0、P1、P2：端子。

具体实施方式

以下，对于本发明的实施方式，使用实施方式和附图来详细地说明。另外，以下说明的实施方式均示出总括性的或具体的例子。在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置和连接方式等，是一个例子，其主旨不是限定本发明。此外，在以下的实施方式中，“连接”不仅包括由布线导体直接连接的情况，还包括经由其他的电路元件而电连接的情况。

对于实施方式涉及的多路复用器，列举出具备发送滤波器电路、接收滤波器电路、和与发送滤波器电路的一部分并联地连接的附加电路的双工器的例子来说明。

图1是示出实施方式涉及的多路复用器的结构的一个例子的电路图。如图1所示，多路复用器1具有端子P0、P1、P2、发送滤波器电路10、接收滤波器电路20、和附加电路30。端子P0例如与未图示的天线元件连接。

在此，端子P0、P1以及P2分别是公共端子、第1端子和第2端子的一个例子，发送滤波器电路10和接收滤波器电路20分别是第1滤波器电路和第2滤波器电路的一个例子。

发送滤波器电路10是将给定的发送频带作为通带的滤波器电路，与端子P0和端子P1连接。发送滤波器电路10的一端以及另一端可以分别与端子P0、P1直接连接，也可以经由未图示的其他的电路元件连接。

发送滤波器电路10通过由串联谐振器11～14、并联谐振器15～18、和电感器41～44构成的梯型的谐振器滤波器而构成。

串联谐振器11～14配置在作为将端子P0和端子P1连结的信号路径的串联臂上。并联谐振器15～18配置在作为将串联臂上的对应的节点和接地连结的信号路径的并联臂上。电感器41配置在串联臂上的串联谐振器11与端子P1之间，电感器43、44配置在并联臂上。

最靠近端子P1的串联谐振器11由不经由连接了并联谐振器15～18的任何节点而串联连接的多个分割谐振器11a、11b以及11c构成。同样地，串联谐振器12～14以及并联谐振器15～17各自也可以由不经由连接了其他的谐振器的任何节点而串联连接的多个分割谐振器构成。

接收滤波器电路20是将给定的接收频带作为通带的滤波器电路，与端子P0和端子P2连接。接收滤波器电路20的一端以及另一端可以分别与端子P0、P2直接连接，也可以经由未图示的其他的电路元件连接。

对接收滤波器电路20的结构不特别地限定。作为一个例子，接收滤波器电路20也可以是与图9所示的接收滤波器电路70相同的结构。即，接收滤波器电路20也可以由梯型的滤波器电路和纵向耦合谐振器型滤波器构成(未图示)。

附加电路30具有由在弹性波传播方向上并列设置的IDT电极33和34构成的谐振器组31和电容器32，与发送滤波器电路10的一部分并联地连接。具体地，谐振器组31的一端经由电容器32与端子P0连接，谐振器组31的另一端不经由电容器而与分割谐振器11a和11b之间的信号路径连接。

谐振器组31可以构成利用IDT电极之间的表面波的耦合来传递信号的纵向耦合谐振器型滤波器，也可以构成利用IDT电极之间的表面波的传播来传递信号的横向滤波器。谐振器组31也可以由3个以上的IDT电极构成(未图示)。

谐振器组31控制通过附加电路30的信号的相位，电容器32控制通过附加电路30的信号的振幅。由此，附加电路30生成与在发送滤波器电路10中泄漏的消除对象的信号(例如，接收频带的信号分量)相抵消的信号(即消除信号)。

消除信号是在与消除对象的信号分量相加时相加结果的振幅比消除对象的信号分量的振幅小的信号，是相对于消除对象的信号分量，相位相反并且优选的是振幅相同的信号。

在此，消除对象的信号分量与消除信号的相位相反是指，在-180°以上且180°以下的范围内，两者的相位差的绝对值比90°大。这等同于消除对象的信号分量与消除信号具有彼此相反方向的相位分量。

此外，虽然优选的是消除信号与消除对象的信号分量的振幅相同，但是也可以振幅不同。根据消除信号与消除对象的信号分量的相位差，在两者的相加结果的振幅比消除对象的信号分量的振幅小的情况下，能够使衰减特性提高。

接下来，对IDT电极的基本的构造进行说明。

图2是示意性地表示IDT电极50的基本的构造的一个例子的俯视图和剖视图。图2所示的IDT电极50的构造除了适用于附加电路30中的IDT电极33、34，还适用于构成发送滤波器电路10中的串联谐振器11～14和并联谐振器15～17的各个分割谐振器和并联谐振器18。另外，图2的例子是用于说明IDT电极50的基本的构造的例子，构成电极的电极指的根数和长度等不限定于图2的例子。

IDT电极50由互相对置的一对梳齿状电极50a、50b构成。梳齿状电极50a通过互相平行的多个电极指51a、和连接多个电极指51a的汇流条电极52a构成。梳齿状电极50b通过互相平行的多个电极指51b、和连接多个电极指51b的汇流条电极52b构成。电极指51a以及51b形成为在与弹性波的传播方向即X轴方向正交的方向上延伸，并配置为彼此互相交替插入。

规定IDT电极50的形状和大小的参数称为电极参数。作为电极参数的一个例子，可列举出电极指51a或电极指51b的X轴方向上的重复周期即波长λ、在X轴方向上观察电极指51a、51b重复的长度即交叉宽度L、电极指51a、51b的线宽W、以及相邻的电极指51a、51b之间的间隔宽度S。

将电极指51a、51b合在一起的电极指的根数的1/2即对数、将电极指51a、51b合在一起的电极指的重复周期即间距(W+S)、线宽在间距中占据的比例即占空比W/(W+S)也是电极参数的一个例子。

电极指51a、51b、以及汇流条电极52a、52b通过形成在压电基板59上的电极层53构成。

作为一个例子，电极层53可以由铜、铝等金属或它们的合金构成，压电基板59可以由含有钽酸锂或铌酸锂等的压电体层构成。电极层53也可以隔着未图示的密接层而形成在压电基板59上。电极层53也可以被保护层54覆盖。

压电基板59可以由一层压电体层构成，也可以是在至少一部分具有压电性的层叠型基板。在至少一部分具有压电性的层叠型基板也可以是由以下部分构成的层叠体：支承基板；高声速膜，形成在支承基板上，所传播的体波声速与在压电薄膜中传播的弹性波声速相比为高速；低声速膜，层叠在高声速膜上，所传播的体波声速与在压电薄膜中传播的弹性体波声速相比为低速；和压电薄膜，层叠在低声速膜上。此外，支承基板也可以是兼作高声速膜和支承基板的硅基板等的高声速支承基板。

IDT电极50的电容以及在压电基板59上的面积根据电极参数规定。

接下来，基于与比较例的对比，说明如上述那样构成的多路复用器1的效果。以下，将多路复用器1作为实施例来参照。

图3是示出比较例1涉及的多路复用器的结构的一个例子的电路图。在图3的多路复用器3中，附加电路30的谐振器组31与发送滤波器电路10的串联谐振器11和12之间的信号路径连接。

图4是示出比较例2涉及的多路复用器的结构的一个例子的电路图。在图4的多路复用器4中，附加电路30的谐振器组31与发送滤波器电路10的串联谐振器11的端子P1侧的端部和电感器41之间的信号路径连接。

图5是示出从端子P1观察的多路复用器的发送频带中的阻抗的一个例子的史密斯圆图。在图5的例子中，在史密斯圆图的中心表示的特性阻抗是50Ω。

图6是示出多路复用器的端子P1、P0之间的通过特性的一个例子的曲线图。在图6中，特别地将发送频带中的通过特性放大而示出。

图7是示出多路复用器的端子P1、P2之间的隔离度特性的一个例子的曲线图。

从图5可以得知，从端子P1观察的多路复用器的发送频带中的阻抗在实施例和比较例1中处于良好的匹配状态，相对于此，在比较例2中向短路侧偏移。此外，从图6可以得知，端子P1、P0之间的发送频带中的插入损耗在实施例和比较例1中几乎相同，相对于此，在比较例2中更大(图6的放大部分)。该差异起因于在图5中可以看出的匹配的偏移。

从图7可以得知，端子P1、P2之间的接收频带中的插入损耗的最小值在实施例和比较例2中几乎相同，相对于此，在比较例1中更小(接收频带的低频端)。即，可以得知，在比较例1中，与实施例和比较例2相比，针对接收频带的信号分量的端子P1、P2之间的隔离度差。该差异是由于以下原因而产生的：在比较例1中，与实施例和比较例2相比，与附加电路30并联地连接的发送滤波器电路10的部分更短，因此生成有效的消除信号变得困难。

这样，在实施例中，与比较例2相比，端子P1、P0之间的发送频带中的衰减优异，并且与比较例1相比，端子P1、P2之间的接收频带中的隔离度优异。即，在实施例中，与比较例1和2相比，可获得更良好的电特性。

从该结果可以得知，在实施例的多路复用器1中，能够兼顾小型化和电特性的提高。

在多路复用器1中，附加电路30的谐振器组31与发送滤波器电路10的分割谐振器11a和11b之间的信号路径连接，但是不限于该例子。

图8是示出变形例涉及的多路复用器的结构的一个例子的电路图。在图8的多路复用器2中，附加电路30的谐振器组31与发送滤波器电路10的分割谐振器11b和11c之间的信号路径连接。通过多路复用器2，也可获得与多路复用器1同样的效果。

多路复用器2是在第1滤波器电路的最靠近第1端子的串联谐振器由3个以上的分割谐振器构成的情况下，附加电路的谐振器组与分割谐振器中除最靠近第1端子的分割谐振器以外的2个分割谐振器之间的信号路径连接的一个例子。

在这样的结构中，附加电路的谐振器组经由2个以上的分割谐振器(在多路复用器2的例子中，为分割谐振器11a和11b)与第1端子连接。

此时，位于谐振器组与第1端子之间的分割谐振器中的至少2个分割谐振器也可以在电容和压电基板上的面积的至少一个方面，互相不同。

具体地，在多路复用器2的例子中，分割谐振器11a以及11b也可以在电容和压电基板上的面积的至少一个方面互相不同。由此，由于能够对分割谐振器11a以及11b根据其作用而进行设计，因此能够将分割谐振器的设计合理化。

例如，也可以将最靠近第1端子的分割谐振器即分割谐振器11a设置为大电容或大面积，由此使电流密度降低，确保耐电力性和低失真性。此外，也可以将分割谐振器11b设置为适合于从端子P1观察的多路复用器2的匹配的电容。

以上，对本发明的实施方式涉及的多路复用器进行了说明，但本发明不限定于各个实施方式。只要不脱离本发明的主旨，对本实施方式实施了本领域技术人员想到的各种变形的实施方式、组合不同的实施方式中的结构要素而构建的方式也可以包括在本发明的一个或多个方式的范围内。

例如，在实施方式中，列举了双工器的例子而进行了说明，但本发明的适用不限于双工器。例如，也可以适用于简单地对频带不同的多个信号进行分波和合波的双工器、三工器、四工器等。

工业实用性

本发明作为具有附加电路的多路复用器，能够广泛地利用于便携式电话机等通信设备。

Claims (4)

1.多路复用器，具备：

第1滤波器电路，与公共端子和第1端子连接；

第2滤波器电路，与所述公共端子和第2端子连接；和

附加电路，与所述第1滤波器电路的一部分并联地连接，

所述第1滤波器电路具有：1个以上的串联谐振器，配置在将所述公共端子和所述第1端子连结的信号路径上；和1个以上的并联谐振器，配置在所述信号路径上的对应的节点与接地之间，所述1个以上的串联谐振器中最靠近所述第1端子的串联谐振器由不经由所述节点中的任何一个而串联连接的多个分割谐振器构成，

所述附加电路具有电容器和由在压电基板上在弹性波传播方向并列设置的多个IDT电极即叉指换能器电极构成的谐振器组，所述谐振器组的一端经由所述电容器与所述公共端子连接，所述谐振器组的另一端不经由电容器而与相邻的所述分割谐振器之间的所述信号路径连接。

2.根据权利要求1所述的多路复用器，其中，

最靠近所述第1端子的所述串联谐振器由3个以上的分割谐振器构成，

所述谐振器组的所述另一端与所述分割谐振器中除最靠近所述第1端子的所述分割谐振器以外的2个所述分割谐振器之间的所述信号路径连接。

3.根据权利要求2所述的多路复用器，其中，

位于所述谐振器组的所述另一端与所述第1端子之间的所述分割谐振器中的至少2个分割谐振器在电容和所述压电基板上的面积的至少一个方面互相不同。

4.根据权利要求3所述的多路复用器，其中，

位于所述谐振器组的所述另一端与所述第1端子之间的所述分割谐振器中最靠近所述第1端子的所述分割谐振器在所述电容和所述压电基板上的所述面积的至少一个方面最大。