CN112335177A - 多工器 - Google Patents

Abstract

多工器(1)具备天线端子(ANT)、具有互不相同的通带的滤波器(10～30)、以及对通过的信号的相位进行调整的相位电路(40、45)。滤波器(10)与天线端子(ANT)连接。第二滤波器(20)经由相位电路(40)而与天线端子(ANT)连接。滤波器(30)经由相位电路(45)而与合流点(JP2)连接。滤波器(20)在滤波器(10)的第一通带中产生无用波。相位电路(40)对相位进行调整，使得天线端子(ANT)处的第一通带的阻抗成为开路状态。相位电路(45)对相位进行调整，使得合流点(JP2)处的第一通带的阻抗成为短路状态。

Description

多工器

技术领域

本公开涉及多工器，更具体地是涉及降低在滤波器中产生的无用波(杂散)的影响的多工器的结构。

背景技术

近年来，在便携电话或智能手机等便携终端中，使用多个频带的电波而进行通信的多频通信不断进展。在这样的便携终端中，搭载有用于将由一个天线收发的高频信号分割为多个频带的信号的多工器。

在日本特开2013-62556号公报(专利文献1)中，公开了一种具备具有互不相同的通带的多个带通滤波器的多工器。在日本特开2013-62556号公报(专利文献1)中，具有两个滤波器(F1、F2)并联连接的双工器和其他滤波器经由匹配电路而与天线端子并联连接的结构，对匹配电路进行了调整，使得在各滤波器中其他滤波器的通带中的阻抗的相位在从天线端子观察时成为开放状态。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-62556号公报

发明内容

发明要解决的课题

在使用多工器的通信装置中，存在由于外部噪声等的影响而产生突发的相位变化，产生作为规定频率以外的频率信号成分的无用波(杂散)的情况。例如，是从滤波器A产生滤波器B的通带的信号这样的情况。在该情况下，即便从天线端子观察时各滤波器的阻抗为开放状态，在滤波器A中产生的杂散的影响也会传递到滤波器B，可能引起滤波器B的通过特性的恶化。

本公开是为了解决这样的课题而完成的，其目的在于，在具备具有互不相同的通带的多个带通滤波器的多工器中，抑制由于杂散的产生而引起的通过特性的恶化。

用于解决课题的手段

本公开的某一方面的多工器具备天线端子、第一滤波器～第三滤波器、以及构成为对通过的信号的相位进行调整的第一相位电路及第二相位电路。第一滤波器具有第一通带，与天线端子连接。第二滤波器具有第二通带，经由第一相位电路而与天线端子连接。第二滤波器在第一通带中产生无用波。第三滤波器具有第三通带，经由第二相位电路而连接到第一相位电路与第二滤波器之间的连接节点。第一相位电路对相位进行调整，使得天线端子处的第一通带的阻抗成为开路状态。第二相位电路对相位进行调整，使得连接节点处的第一通带的阻抗成为短路状态。

发明效果

根据本公开的多工器，在第一通带中产生杂散的第二滤波器经由被调整为第一通带的阻抗成为开路状态的第一相位电路而与第一滤波器连接，并且，经由被调整为第一通带的阻抗成为短路状态的第二相位电路而与第三滤波器连接。因此，在第二滤波器中产生的杂散不向具有第一通带的第一滤波器侧传递，而向第三滤波器侧传递。因此，能够抑制由于在第二滤波器中产生的杂散的影响而导致第一滤波器的通过特性恶化。

附图说明

图1是实施方式的多工器的概要电路图。

图2是用于说明杂散的产生的图。

图3是用于说明由第二相位电路引起的相位变化的图。

图4是用于说明第二滤波器与第三滤波器的合流点处的第二滤波器及第三滤波器的相位的图。

图5是示出第二相位电路的例子的图。

图6是用于说明由第一相位电路引起的相位变化的图。

图7是示出第一相位电路的例子的图。

图8是用于说明基于有无相位电路的在第二滤波器中产生的杂散对第一滤波器的影响的图。

图9是用于说明在第二滤波器中产生的杂散电平与第二相位电路的调整范围之间的关系的图。

图10是示出针对杂散电平的第二相位电路的调整范围的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式详细进行说明。需要说明的是，针对图中相同或相当的部分标注相同的标记，不重复其说明。

图1是本实施方式的多工器1的概要电路图。参照图1，多工器1具备与天线ANT连接的天线端子T0、滤波器10～30、相位电路40、45、以及输出端子T1～T3。

滤波器10～30是具有互不相同的通带的带通滤波器。作为滤波器10～30，例如能够使用声表面波(Surface Acoustic Wave：SAW)滤波器或者体声波(Bulk Acoustic Wave：BAW)滤波器等。

滤波器10(第一滤波器)具有通带BW1(第一通带)，滤波器20(第二滤波器)具有通带BW2(第二通带)，滤波器30(第三滤波器)具有通带BW3(第三通带)。各滤波器的通带的设定能够是任意的，但在本实施方式的例子中，设定为通带BW1位于最低频侧的频带，通带BW3位于最高频侧的频带，通带BW2位于中间的频带。

滤波器10与天线端子T0连接，使由天线ANT接收到的高频信号中的通带BW1的信号通往输出端子T1。滤波器20经由相位电路40(第一相位电路)而与天线端子T0连接。滤波器20使由天线ANT接收到的高频信号中的通带BW2的信号通往输出端子T2。

滤波器30经由相位电路45(第二相位电路)而连接到相位电路40与滤波器20的连接节点JP2。滤波器30使由天线ANT接收到的高频信号中的通带BW3的信号通往输出端子T3。

即，多工器1成为经由相位电路45而并联连接的滤波器20、30经由相位电路40而与滤波器10并联连接的结构。

相位电路40、45是用于调整所通过的高频信号的相位的电路。在本实施方式中，相位电路40对通过信号的相位进行调整，使得滤波器10与双工器的连接节点JP1(即，天线端子T0)处的滤波器10的通带(通带BW1)的阻抗成为开路状态。另一方面，相位电路45对通过信号的相位进行调整，使得连接节点JP2处的通带BW1的阻抗成为短路状态。

需要说明的是，在本实施方式中，阻抗为“开路状态”是指高阻抗状态，表示成为史密斯圆图中的左端部附近(-180°附近)的相位的状态。在本实施方式中，“开路状态”不一定指阻抗无限大。另外，阻抗为“短路状态”是指阻抗接近0Ω的低阻抗状态，表示成为史密斯圆图中的右端部附近(0°附近)的相位的状态。

在这样的多工器中，各滤波器在从天线端子T0观察的情况下对于与自身的通带对应的频率的信号为短路状态，对于该通带以外的频率的信号为开路状态。然而，在与各输出端子连接的电路或者滤波器自身中，有时由于噪声等的影响而产生具有自身的通带以外的频率的无用波(杂散)。在该杂散的频率包含在其他滤波器的通带中的情况下，可能对该其他滤波器的通过特性造成影响。

图2是用于说明杂散的产生的图，在图1的结构的滤波器20中，示出产生了具有滤波器10的通带BW1内的频率的杂散的例子。更详细而言，在图2中，在横轴示出频率，在纵轴示出天线端子T0处的滤波器20的反射损耗(回波损耗)。

如图2的线LN1所示，在滤波器20的通带BW2(f3＜f＜f4)中，阻抗低，回波损耗变大，使该通带BW2的信号以低损耗通过。另一方面，在滤波器10的通带BW1(f1＜f＜f2)中，本来应该成为较低的回波损耗，但在频率fa中，由于杂散的影响而回波损耗稍微变大。

在产生了这样的杂散的情况下，当不存在图1中的相位电路40时，在滤波器20中产生的杂散如图1中的虚线箭头RT那样通过连接节点JP1而传递到滤波器10。由于杂散的频率在滤波器10的通带BW1内，因此，该杂散通过滤波器10从输出端子T1输出，结果导致滤波器10的通过特性发生劣化。

在本实施方式中，通过相位电路40来调整相位，使得天线端子T0(即连接节点JP1)处的通带BW1的阻抗成为开路状态，此外，相位电路45也对相位进行调整，使得连接节点JP2处的通带BW1的阻抗成为短路状态。由此，在滤波器20中产生的杂散不通过阻抗相对高的相位电路40，而容易流向阻抗相对低的相位电路45。由此，在滤波器20中产生的杂散难以传递到滤波器10。

另外，由于相位电路40的通带BW1的阻抗成为开路状态，因此，由天线ANT接收到的高频信号中的通带BW1的信号不流向滤波器20、30侧而流向滤波器10。由此，能够抑制滤波器10的通过特性的下降。

接下来，使用图3～图7，对本实施方式的多工器1的各点处的相位进行说明。图3是用于说明通过相位电路45后的滤波器30的通带BW1的相位的图。换言之，如图3的(a)那样，是用于说明从连接节点JP2观察滤波器30侧时的对于通带BW1的信号的阻抗的图。如上所述，相位电路45被调整为对于滤波器10的通带BW1的阻抗成为短路状态，因此，在图3的(b)的史密斯圆图上，阻抗位于外周圆的-180°附近(图中的区域AR1)附近。

图4是用于说明在连接了滤波器20与滤波器30的状态下从连接节点JP2观察滤波器20、30侧时(图4的(a))的对于通带BW1的信号的相位的图。在该情况下，连接节点JP2与滤波器20直接连接，对于相位电路45，对相位进行调整，使得通带BW1的阻抗成为短路状态。因此，在从连接节点JP2观察滤波器20、30侧的情况下，通带BW1的阻抗整体上也成为短路状态，如图4的(b)那样，在史密斯圆图上，阻抗位于外周圆的-180°附近(图中的区域AR1)附近。

图5是示出用于实现相位电路45的具体的电路结构的例子的图。作为相位电路45，能够应用延迟线60(图5的(a))、串联电感器L1(图5的(b))、并联电容器C1(图5的(c))、以及串联电感器L1与并联电容器C1的组合中(图5的(d))的任意一种。

图5的(a)是作为相位电路45而应用延迟线60的例子。在史密斯圆图上，延迟线沿着将史密斯圆图的中央作为中心的圆(等SWR圆)而顺时针使阻抗移动。因此，通过调整延迟线的长度，能够使阻抗接近图4的(b)的短路状态的区域AR2。

作为相位电路45，也能够如图5的(b)那样应用串联电感器L1。串联电感器沿着与史密斯圆图的右端部相接的圆(等电阻圆)而顺时针使阻抗移动。因此，通过调整串联电感器L1的电感，能够使阻抗接近图4的(b)的短路状态的区域AR2。

作为相位电路45，也能够如图5的(c)那样应用并联电容器C1。并联电容器沿着与史密斯圆图的左端部相接的圆(等电导圆)而顺时针使阻抗移动。因此，通过调整并联电容器C1的电容，能够使阻抗接近图4的(b)的短路状态的区域AR2。

图5的(d)是组合了上述的串联电感器L1与并联电容器C1的例子。根据初始的阻抗的状态，仅利用串联电感器或并联电容器来调整相位时，有时无法充分地接近短路状态，或者产生必须增大所使用的电感器、电容器的元件尺寸的情况。通过适当地组合串联电感器与并联电容器，能够在抑制尺寸变大的同时，使阻抗接近短路状态。需要说明的是，也可以在串联电感器L1和并联电容器C1的基础上进一步组合延迟线60。

图6是用于说明通过相位电路40后的滤波器20、30的通带BW1的相位的图。即，如图6的(a)那样，是用于说明从连接节点JP1观察滤波器20、30侧时的对于通带BW1的信号的阻抗的图。如上所述，相位电路40被调整为对于滤波器10的通带BW1的阻抗成为开路状态，因此，在图6的(b)的史密斯圆图上，阻抗位于外周圆的-0°附近(图中的区域AR3)附近。其结果是，在滤波器20中产生的具有通带BW1内的频率的杂散无法通过相位电路40，而是通过低阻抗的相位电路45向滤波器30侧流动。因此，能够抑制在滤波器20中产生的杂散向滤波器10传递。

图7是示出用于实现相位电路40的具体的电路结构的例子的图。作为相位电路40，能够应用延迟线62(图7的(a))、串联电感器L2(图7的(b))、以及延迟线62与串联电感器L2的组合(图7的(c))。如上所述，当使用延迟线时，阻抗沿着等SWR圆而顺时针移动，当使用串联电感器时，阻抗沿着等电阻圆而顺时针移动。因此，在初始的阻抗是位于史密斯圆图的下半部分的电容性的阻抗的情况下，通过使相位比图4所示的设为短路状态的情况更大地变化，能够接近图6的(b)的开路状态的区域AR3。例如，在作为相位电路40、45都使用串联电感器的情况下，使用于相位电路40的串联电感器L2的电感大于用于相位电路45的串联电感器L1的电感。

图8是用于说明基于有无相位电路40、45的在滤波器20中产生的杂散对滤波器10的影响的图。具体而言，图8是对未使用相位电路40、45的多工器(比较例)的情况下的滤波器10的插入损耗与本实施方式的多工器1的情况下的滤波器10的插入损耗进行了比较的仿真结果。在图8中，虚线LN2示出比较例的情况下的插入损耗，实线LN3示出本实施方式的情况下的插入损耗。

参照图8，在比较例的情况(虚线LN2)下，在滤波器10的通带BW1中，在杂散的频率fa的部分产生纹波，插入损耗增加。该杂散的频率fa的插入损耗例如在与峰值的比较中增加了0.5dB以上的情况下，作为无用波而成为问题。插入损耗的增加在与峰值的比较中小于0.5dB的情况下，可以认为未产生无用波。即，可知在比较例中，在滤波器20中产生的杂散作为无用波而对滤波器10的通过特性造成影响。

另一方面，在本实施方式的多工器1的情况(实线LN3)下，抑制了频率fa中的插入损耗的增加，降低了来自滤波器20的杂散的影响。

图9是用于说明在滤波器20中产生的杂散的电平与相位电路45的调整范围的关系的图。在图9的横轴示出通过相位电路45后的相位，在纵轴示出从连接节点JP1观察滤波器20、30侧时的滤波器20、30的回波损耗。线LN10～LN50示出在滤波器20中产生的杂散(纹波)的回波损耗分别为1dB、3dB、5dB、10dB、30dB的情况。回波损耗的分贝值越大，杂散电平越大。

在图9中，将回波损耗的容许值设为1dB(线ALW)，回波损耗比该容许值小的状态(即，在图9中比线ALW靠上侧)示出降低了杂散对滤波器10的影响的状态。

例如，示出在杂散的反射损耗为1dB而较小的情况下(线LN10)，如果使用相位电路45在-235°以上且小于-15°的范围内对相位进行调整，则能够将在滤波器20中产生的杂散对滤波器10造成的影响降低到容许范围。

另外，示出在杂散的回波损耗为30dB而较大的情况下(线LN50)，为了将杂散的影响降低到容许范围，需要通过相位电路45，在-200°以上且小于-155°的更窄的范围内对相位进行调整。

即，在滤波器20中产生的杂散电平越大，则由相位电路45进行的相位的调整范围越窄。另外，在-180°以上且小于0°的范围内观察的情况下，随着杂散电平变大，为了将杂散的影响降低到容许范围，需要将相位调整得更大。

图10是示出对于杂散电平的相位电路45的调整范围的一例的图。需要说明的是，在图10的例子中，基于图9所示的仿真的结果来决定调整范围。

参照图10，在滤波器20中产生的杂散的回波损耗为10dB以上且小于30dB(图9的线LN50与线LN40之间)的情况下，通过相位电路45在-200°以上且小于-155°的范围内调整相位，由此，能够将杂散对滤波器10的影响降低到容许范围。

在杂散的回波损耗为5dB以上且小于10dB(图9的线LN40与线LN30之间)的情况下，相位电路45的相位调整范围成为-205°以上且小于-145°。在杂散的回波损耗为3dB以上且小于5dB(图9的线LN30与线LN20之间)的情况下，相位电路45的相位调整范围成为-210°以上且小于-130°。在杂散的回波损耗为1dB以上且小于3dB(图9的线LN20与线LN10之间)的情况下，相位电路45的相位调整范围成为-215°以上且小于-105°。

如以上那样，通过根据在滤波器20中产生的杂散的电平来适当地调整相位电路45的相位，能够降低在滤波器20中产生的杂散对滤波器10的影响。

需要说明的是，在上述实施方式中，对包括三个滤波器的多工器(三工器)的情况的例子进行了说明，但在滤波器数量为四个以上的多工器中，也能够通过根据产生杂散的滤波器而适当地配置相位电路，来降低对包括该杂散的频率的其他滤波器的影响。

此次公开的实施方式应认为在全部方面是例示而不是限制性的内容。本公开的范围由权利要求书示出而非上述实施方式的说明，意在包括与权利要求书同等的含义及范围内的全部变更。

附图标记说明：

1多工器，10、20、30滤波器，40、45相位电路，60、62延迟线，ALW、LN1、LN10～LN50线，ANT天线，AR1～AR3区域，BW1～BW3通带，C1电容器，JP1、JP2连接节点，L1、L2串联电感器，T0天线端子，T1～T3输出端子。

Claims (5)

1.一种多工器，具备：

天线端子；

第一滤波器，其与所述天线端子连接，具有第一通带；

第二滤波器，其具有第二通带，在所述第一通带中产生无用波；

第三滤波器，其具有第三通带，在所述第一通带中不产生无用波；以及

第一相位电路及第二相位电路，其构成为调整所通过的信号的相位，

所述第二滤波器经由所述第一相位电路而与所述天线端子连接，

所述第三滤波器经由所述第二相位电路而连接到所述第一相位电路与所述第二滤波器之间的连接节点，

所述第一相位电路对相位进行调整，使得所述天线端子处的所述第一通带的阻抗成为开路状态，

所述第二相位电路对相位进行调整，使得所述连接节点处的所述第一通带的阻抗成为短路状态。

2.根据权利要求1所述的多工器，其中，

所述第一相位电路具有连接在所述天线端子与所述第二滤波器之间的延迟线、电感器或者串联连接的延迟线及电感器中的任意一种结构。

3.根据权利要求1或2所述的多工器，其中，

所述第二相位电路具有包括连接在所述连接节点与所述第三滤波器之间的延迟线及电感器以及连接在所述连接节点与接地电位之间的电容器中的至少一个的结构。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的多工器，其中，

在所述第二滤波器中产生的所述第一通带的无用波越大，所述第二相位电路的相位调整范围被设定得越窄。

5.根据权利要求4所述的多工器，其中，

在所述第二相位电路中，

在所述第二滤波器中产生的所述第一通带的无用波的反射损耗为10dB以上且小于30dB的情况下，将所述相位调整范围设定为-200°以上且小于-155°，

在所述反射损耗为5dB以上且小于10dB的情况下，将所述相位调整范围设定为-205°以上且小于-145°，

在所述反射损耗为3dB以上且小于5dB的情况下，将所述相位调整范围设定为-210°以上且小于-130°，

在所述反射损耗为1dB以上且小于3dB的情况下，将所述相位调整范围设定为-215°以上且小于-105°。

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