DE112012004229T5

DE112012004229T5 - Splitter

Info

Publication number: DE112012004229T5
Application number: DE112012004229.8T
Authority: DE
Inventors: c/o Murata Manufacturing Co. Ltd Yamazaki Sunao
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2014-07-24
Anticipated expiration: 2032-03-13
Also published as: US10148297B2; JP5668852B2; DE112012004229B4; WO2012176508A1; JPWO2012176508A1; US20140113580A1

Abstract

Es wird ein Splitter bereitgestellt, mit dem eine erhöhte Anzahl von Komponenten vermieden wird und der in der Lage ist, ein erwünschtes Signal zu extrahieren, während von einem unerwünschten Signal ausgehende Interferenzen vermieden werden. In einem Splitter 1 ist ein erstes Bandpassfilter 4 zwischen einem Antennenanschluss 3 und einem ersten Anschluss 5 verbunden, ein Hochpassfilter 7 und ein zweites Bandpassfilter 8 sind zwischen dem Antennenanschluss 3 und einem zweiten Anschluss 9 verbunden, ein Durchlassband des zweiten Bandpassfilters 8 ist höher als ein Durchlassband des ersten Bandpassfilters 4, eine Grenzfrequenz des Hochpassfilters 7 befindet sich weiter in Richtung der hochfrequenten Seite als das Durchlassband des ersten Bandpassfilters 4, das Durchlassband des zweiten Bandpassfilters 8 befindet sich weiter in Richtung der hochfrequenten Seite als die Grenzfrequenz, und außerdem fungiert das Hochpassfilter 7 noch als ein Sperrfilter mit einer Antiresonanzfrequenz in einer Übergangsregion, so dass die Steilheit der Übergangsregion zwischen dem Durchlassband des zweiten Bandpassfilters 8 und dem gedämpften Band einen hohen Wert erhält.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Splitter, die zum Beispiel in Mobiltelefonen verwendet werden, und betrifft insbesondere Splitter, bei denen ein erstes Bandpassfilter mit einem Antennenanschluss verbunden ist und ein zweites Bandpassfilter mit dem Antennenanschluss verbunden ist und ein Durchlassband in einem höheren Frequenzbereich aufweist als das erste Bandpassfilter.
STAND DER TECHNIK
In den zurückliegenden Jahren sind in Mobiltelefonen Signale unter Verwendung vieler Kommunikationsregimes gesendet und empfangen worden. Aus diesem Grund ist ein Splitter mit einem Antennenanschluss verbunden.
Zum Beispiel ist ein Splitter, der in 5 veranschaulicht ist, in dem unten zitierten Patentdokument 1 offenbart. Ein Splitter 1001 hat einen Antennenanschluss 1002. Ein Bandpassfilter 1004, das ein relativ kleines Durchlassband hat, ist mit dem Antennenanschluss 1002 über einen Abgleichsschaltkreis 1003 verbunden. Das Bandpassfilter 1004 wird durch ein Oberflächenschallwellenfilter gebildet, und ein Ausgangsanschluss des Filters ist mit einem ersten Anschluss 1005 verbunden.
Ein Hochpassfilter 1006 ist mit dem Antennenanschluss 1002 verbunden, und ein Ausgangsanschluss des Hochpassfilters 1006 ist mit einem zweiten Anschluss 1007 verbunden. Die Grenzfrequenz des Hochpassfilters 1006 befindet sich weiter in Richtung der hochfrequenten Seite als das Durchlassband des Bandpassfilters 1004.
Daneben ist in dem unten zitierten Patentdokument 2 ein Hochfrequenzmodul offenbart, das mit einem GPS-Empfangsfilter und zwei Bandpassfiltern ausgestattet ist, die jeweils zwei Mobilfunkbänder empfangen. Hierbei sind das GPS-Empfangsfilter und die zwei Bandpassfilter so konfiguriert, dass mittels eines Schalters zwischen ihnen geschaltet werden kann.
Zitierungsliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: Internationale Publikation Nr. WO 2005/088833
Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2006-108734

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
In den zurückliegenden Jahren sind Kommunikationsregimes, die mit verschiedenen Frequenzen arbeiten, zusammen in Mobiltelefonen und dergleichen verwendet worden. Außerdem ist zum Beispiel auch eine GPS-Funktion bereitgestellt worden. Für GPS und GLONASS beträgt das Sendefrequenzband 1,5 bis 1,6 GHz. Im Gegensatz dazu beträgt das Sendefrequenzband von WLAN etwa 2,4 GHz gemäß IEEE 802.11b und so weiter. Darum kann zum Beispiel in dem in 5 veranschaulichten Splitter 1001 ein GPS-Signal unter Verwendung des Durchlassbandes des Bandpassfilters 1004 empfangen werden, und ein WLAN-Signal kann mit dem Hochpassfilter 1006 empfangen werden.
Jedoch befindet sich das Band-7-Sendefrequenzband nahe der Frequenz des WLAN-Sendefrequenzbandes, das bei etwa 2,4 GHz liegt. Das Band-7-Sendefrequenzband liegt bei etwa 2,5 bis 2,6 GHz. Darum es ist nicht möglich, ein WLAN-Signal von einem Band-7-Signal mit dem Hochpassfilter 1006 zu trennen.
Für diesen Zweck ist es daher notwendig, ein Bandpassfilter 1008 anzuschließen, dessen Durchlassband die WLAN-Sendefrequenzen enthält und das in 5 durch die Strichlinie dargestellt und dem Hochpassfilter 1006 nachgeschaltet ist.
Darüber hinaus ist es selbst dann, wenn ein solches Bandpassfilter 1008 angeschlossen ist, schwierig, eine hohe Steilheit in einer gedämpften Region neben dem WLAN-Durchlassband zu erhalten. Das Band-7-Sendefrequenzband liegt sehr nahe an dem WLAN-Sendefrequenzband, wie oben beschrieben wurde. Um eine hohe Steilheit für eine gedämpfte Region bei Frequenzen, die höher als das WLAN-Durchlassband sind, zu erhalten, ist es darum notwendig gewesen, zusätzlich zu dem Bandpassfilter 1008 noch ein Bandstoppfilter anzuschließen, das ein Signal des Band-7-Durchlassbandes dämpft. Darum bestand das Problem, dass die Anzahl der Komponenten und die Kosten stiegen.
Andererseits sind auch, wie in Patentdokument 2 beschrieben, das Anschließen von Bandpassfiltern für jeweilige Bänder an einen Antennenanschluss sowie das Schalten zwischen den Filtern unter Verwendung eines Schalter in Betracht gezogen worden, um die Verwendung mehrerer Bänder zu ermöglichen. Da jedoch ein Schalter notwendig ist, nehmen Größe und Kosten zu.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Splitters, der kostengünstig hergestellt werden kann, dessen Bauteilanzahl nicht größer wird und der in der Lage ist, effektiv eine hohe Steilheit einer Filterkennlinie in einer gedämpften Region neben dem Durchlassband eines Bandpassfilters, das an einen Antennenanschluss angeschlossen ist, zu erhalten.
Lösung des Problems
Der Splitter gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Antennenanschluss und einen ersten und einen zweiten Anschluss. Der Splitter enthält ein erstes Bandpassfilter und ein Hochpassfilter. Ein Eingangsanschluss des ersten Bandpassfilters ist mit dem Antennenanschluss verbunden, und ein Ausgangsanschluss des ersten Bandpassfilters ist mit dem ersten Anschluss verbunden. Das erste Bandpassfilter hat ein erstes Durchlassband, das relativ schmal ist.
Das Hochpassfilter hat einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss, und der Eingangsanschluss ist mit dem Antennenanschluss verbunden. Das Hochpassfilter hat ein zweites Durchlassband, das sich bei höheren Frequenzen befindet als die erste Durchlassband.
Außerdem fungiert in der vorliegenden Erfindung das Hochpassfilter als ein Sperrfilter, das ein Stoppband im zweiten Durchlassband bildet.
Bei einer bestimmten konkreten Ausführungsform des Splitters gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Hochpassfilter mindestens einen Resonator für elastische Wellen, der in einem Reihenarm angeordnet ist, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Hochpassfilters verbindet, und mindestens ein Induktivitätselement, das in einem Parallelarm angeordnet ist, der den Reihenarm und ein Erdungspotenzial verbindet. Eine Filterkennlinie des Hochpassfilters wird aus einer Kapazitätskomponente des Resonators für elastische Wellen und einer Induktivität des Induktivitätselements erhalten. Außerdem wird eine Kennlinie des Sperrfilters aus einer Antiresonanzfrequenz des Resonators für elastische Wellen erhalten. Somit wird eine Falle, das heißt ein Stoppband, in der Frequenzkennlinie gebildet. In diesem Fall kann die Steilheit einer gedämpften Region des zweiten Bandpassfilters auf effektivere Weise mit einer kleinen Anzahl der Komponenten auf einen hohen Wert gebracht werden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform des Splitters gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Hochpassfilter einen ersten und einen zweiten Resonator für elastische Wellen, die in dem Reihenarm angeordnet sind, und das Induktivitätselement, das in dem Parallelarm verbunden ist, der einen Verbindungspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Resonator für elastische Wellen und einem Erdungspotenzial verbindet.
Außerdem enthält das Hochpassfilter bei einer weiteren konkreten Ausführungsform des Splitters gemäß der vorliegenden Erfindung einen ersten und einen zweiten Resonator für elastische Wellen, die in dem Reihenarm angeordnet sind, ein erstes Induktivitätselement, das in einem ersten Parallelarm angeordnet ist, der zwischen dem Eingangsanschluss und einem Erdungspotenzial verbunden ist, und ein zweites Induktivitätselement, das in einem zweiten Parallelarm angeordnet ist, der zwischen dem Ausgangsanschluss und dem Erdungspotenzial verbunden ist. In diesem Fall kann durch die in den Parallelarmen angeordneten Induktivitätselemente auf einfache Weise ein Impedanzabgleich herbeigeführt werden. Außerdem kann eine Stoßstehspannungskennlinie auf einen hohen Wert gebracht werden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform des Splitters gemäß der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich ein zweites Bandpassfilter angeordnet, das zwischen einem Ausgangsanschluss des Hochpassfilters und dem zweiten Anschluss verbunden ist, und das ein drittes Durchlassband aufweist, das sich innerhalb des zweiten Durchlassbandes des Hochpassfilters und nahe dem Stoppband befindet. In diesem Fall kann die Steilheit der Filterkennlinie in der Nähe des dritten Durchlassbandes auf effektive Weise auf einen hohen Wert gebracht werden. Darum kann die Selektivität für ein Signal innerhalb des dritten Durchlassbandes auf einen hohen Wert gebracht werden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform des Splitters gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das erste Durchlassband des ersten Bandpassfilters eine Sendefrequenz von GPS oder GLONASS, und das dritte Durchlassband des zweiten Bandpassfilters enthält eine WLAN-Sendefrequenz im 2,4 GHz-Band, und das Stoppband ist ein Band-7- oder Band-40-UMTS-Sendefrequenzband. In diesem Fall kann die Steilheit in der Nähe des WLAN-Durchlassbandes in einer Konfiguration, die das erste Bandpassfilter enthält, das GPS oder GLONASS entspricht, und das zweite Bandpassfilter enthält, das WLAN entspricht, auf effektive Weise auf einen hohen Wert gebracht werden. Darum kann der Einfluss von Band-7 oder Band-40 unterdrückt werden, und die Selektivität für ein WLAN-Signal kann auf einen hohen Wert gebracht werden.
Nutzeffekte der Erfindung
In dem Splitter gemäß der vorliegenden Erfindung fungiert das Hochpassfilter außerdem als ein Sperrfilter, und darum kann ein erwünschtes Signal extrahiert werden, während Interferenzen eines unerwünschten Signals unterdrückt werden. Darüber hinaus kann eine Erhöhung der Anzahl der Komponenten unterdrückt werden, weil das Hochpassfilter außerdem als ein Sperrfilter fungiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Umriss-Strukturschaubild zum Erläutern eines Splitters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Schaltbild für den Splitter gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 veranschaulicht eine Dämpfungs-Frequenz-Kennlinie eines ersten Bandpassfilters, eine Dämpfungs-Frequenz-Kennlinie eines Hochpassfilters und eine Frequenzkennlinie eines zweiten Bandpassfilters des Splitters der ersten Ausführungsform.
4 ist ein Schaltbild für einen Splitter gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Schaltbild, das einen beispielhaften Splitter des Standes der Technik veranschaulicht.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Weiteren wird die vorliegende Erfindung anhand der Beschreibung konkreter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht.
1 ist ein Umriss-Strukturschaubild zum Erläutern eines Splitters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Splitter 1 hat einen Antennenanschluss 3, der mit einer Antenne eines Mobiltelefons verbunden ist. Der Splitter 1 extrahiert ein GPS-Signal und ein WLAN-Signal. In dem Splitter 1 beträgt das GPS-Durchlassband etwa 1,5 bis 1,6 GHz. Andererseits beträgt das WLAN-Durchlassband in IEEE 802.11b, IEEE 802.11g und IEEE 802.11n etwa 2,4 GHz. Nun liegt das UMTS Band-7-Sendefrequenzband aber nahe der hochfrequenten Seite des WLAN-Durchlassbandes im 2,4 GHz-Band. Das Band-7-Sendefrequenzband beträgt 2,5 bis 2,69 GHz. Darum ist es notwendig, dass ein Band-7-Signal hinreichend auf der Seite gedämpft wird, wo ein WLAN-Signal extrahiert werden soll.
Der Splitter 1 weist ein erstes Bandpassfilter 4 auf. Ein Eingangsanschluss des ersten Bandpassfilters 4 ist mit dem Antennenanschluss 3 verbunden. Das erste Bandpassfilter 4 ist dafür angeordnet, ein GPS-Signal zu extrahieren. Ein Ausgangsanschluss des ersten Bandpassfilters 4 ist mit einem ersten Anschluss 5 verbunden. Ein GPS-Signal wird von dem ersten Anschluss 5 extrahiert und in einen RF-IC 6 eingespeist, der dem ersten Anschluss 5 nachgeschaltet ist.
Der Splitter 1 weist ferner ein Hochpassfilter 7 auf. Ein Eingangsanschluss des Hochpassfilters 7 ist mit dem Antennenanschluss 3 verbunden. Das Hochpassfilter 7 ist dafür angeordnet, ein GPS-Signal zu entfernen. Darum befindet sich eine Grenzfrequenz des Hochpassfilters 7 weiter in Richtung der hochfrequenten Seite als das Durchlassband des ersten Bandpassfilters 4.
Bei dieser Ausführungsform fungiert das Hochpassfilter 7 zudem als ein Sperrfilter, das eine Falle, die schematisch durch Pfeil A in 1 repräsentiert wird, in einem Frequenzbereich, der höher als seine Grenzfrequenz ist, das heißt, innerhalb des Durchlassbandes des Hochpassfilters 7, bildet.
Ein Ausgangsanschluss des Hochpassfilters 7 ist mit einem Eingangsanschluss eines zweiten Bandpassfilters 8 verbunden. Das zweite Bandpassfilter 8 ist ein Bandpassfilter, das ein WLAN-Signal extrahiert. Das Durchlassband des zweiten Bandpassfilters 8 ist ein 2,4 GHz-Band, um ein WLAN-Signal zu extrahieren. Ein Ausgangsanschluss des zweiten Bandpassfilters 8 ist mit einem zweiten Anschluss 9 verbunden. Ein WLAN-Signal wird von dem zweiten Anschluss 9 extrahiert und in den RF-IC 6 eingespeist, der dem zweiten Anschluss 9 nachgeschaltet ist.
Wie oben beschrieben, liegen das WLAN-Durchlassband des Splitters 1 und das Band-7-Sendefrequenzband sehr nahe beieinander. Um also Interferenzen zwischen einem WLAN-Signal und einem Band-7-Signal zu vermeiden, ist es notwendig, dass die Dämpfung des Band-7-Sendefrequenzbandes hinreichend groß ist. In dieser Ausführungsform wird eine Konfiguration verwendet, bei der das Hochpassfilter 7 eine Sperrfiltereinheit hat, damit ein Band-7-Signal hinreichend gedämpft werden kann und die Steilheit der Filterkennlinie auf der hochfrequenten Seite des WLAN-Durchlassbandes auf effektive Weise auf einen hohen Wert gebracht werden kann. Dies wird mit Bezug auf das spezielle Schaltbild von 2 ausführlicher erläutert.
2 veranschaulicht ein Schaltbild des Splitters 1. Das erste Bandpassfilter 4 ist ein Bandpassfilter mit einer Kettenschaltungskonfiguration, wie in der Figur veranschaulicht. Das erste Bandpassfilter 4 hat mehrere Reihenarmresonatoren S1 bis S3, die in einem Reihenarm, der einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss des ersten Bandpassfilters 4 verbindet, miteinander in Reihe geschaltet sind. Ein erster Parallelarmresonator P1 ist in einem Parallelarm angeordnet, der einen Verbindungspunkt zwischen den Reihenarmresonatoren S1 und S2 und einem Erdungspotenzial verbindet. Ein Parallelarmresonator P2 ist in einem Parallelarm angeordnet, der einen Verbindungspunkt zwischen den Reihenarmresonatoren S2 und S3 und dem Erdungspotenzial verbindet. Ein Parallelarmresonator P3 ist in einem Parallelarm angeordnet, der den Ausgangsanschluss und das Erdungspotenzial verbindet. Die Reihenarmresonatoren S1 bis S3 und die Parallelarmresonatoren P1 bis P3 werden jeweils durch einen Oberflächenschallwellenresonator gebildet. Jedoch ist das erste Bandpassfilter 4 nicht darauf beschränkt, durch Oberflächenschallwellenresonatoren gebildet zu werden; statt dessen kann es auch durch eine andere Art von Resonator für elastische Wellen gebildet werden, wie zum Beispiel Grenzschallwellenresonatoren oder piezoelektrische Dünnschichtresonatoren. Außerdem ist das erste Bandpassfilter 4 nicht darauf beschränkt, ein Kettenfilter zu sein, solange es ein Bandpassfilter ist, durch das ein GPS-Signal passieren kann.
Das Hochpassfilter 7 enthält einen ersten und einen zweiten Reihenarmresonator S11 und S12, die in einem Reihenarm, der einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss des Hochpassfilters 7 verbindet, miteinander in Reihe geschaltet sind, sowie ein Induktivitätselement L1, das in einem Parallelarm angeordnet ist, der einen Verbindungspunkt zwischen den Reihenarmresonatoren S11 und S12 und dem Erdungspotenzial verbindet. Der erste und der zweite Reihenarmresonator S11 und S12 werden jeweils durch einen Oberflächenschallwellenresonator gebildet. Jedoch sind der erste und der zweite Reihenarmresonator S11 und S12 nicht darauf beschränkt, Oberflächenschallwellenresonatoren zu sein; statt dessen können sie auch durch eine andere Art von Resonator für elastische Wellen gebildet werden, wie zum Beispiel Grenzschallwellenresonatoren oder piezoelektrische Dünnschichtresonatoren.
Die Reihenarmresonatoren S11 und S12 fungieren lediglich als Kapazitäten bei anderen Frequenzen als in den Bereichen zwischen ihren Resonanzfrequenzen und Antiresonanzfrequenzen. Folglich werden in dem Hochpassfilter 7 die Eigenschaften eines Hochpassfilters aus den Kapazitätskomponenten der Reihenarmresonatoren S11 und S12 und der Induktivität des Induktivitätselements L1 erhalten. Das heißt, ein Signal eines Bandes, das sich bis zur Grenzfrequenz erstreckt, wird gedämpft, und ein Signal eines Bandes, das größer als die Grenzfrequenz ist, kann passieren. Diese Grenzfrequenz befindet sich weiter in Richtung der hochfrequenten Seite als das Durchlassband des ersten Bandpassfilters 4, das heißt, weiter in Richtung der hochfrequenten Seite als das GPS-Durchlassband, und befindet sich weiter in Richtung der niederfrequenten Seite als das WLAN-Durchlassband. Darum kann ein GPS-Signal hinreichend durch das Hochpassfilter 7 gedämpft werden, und ein WLAN-Signal kann passieren.
Das Hochpassfilter 7 bildet auch eine Sperrfiltereinheit unter Verwendung der Reihenarmresonatoren S11 und S12, die durch Oberflächenschallwellenresonatoren gebildet werden. Diese Sperrfiltereinheit arbeitet als ein Bandeliminierungsfilter (BEF) und bildet ein Stoppband innerhalb des Durchlassbandes des Hochpassfilters 7. In dem in 1 veranschaulichten Hochpassfilter 7 ist die Bildung des Stoppbandes innerhalb des Durchlassbandes schematisch veranschaulicht.
Das Stoppband wird durch die hohen Impedanzen der Reihenarmresonatoren S11 und S12 bei ihren Antiresonanzfrequenzen gebildet. In dieser Ausführungsform befinden sich die Antiresonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren S11 und S12 in dem Band-7-Durchlassband, das heißt, in der Nähe der hochfrequenten Seite des WLAN-Durchlassbandes. Dies wird mit Bezug auf 3 beschrieben. Die Strichlinie in 3 stellt die Filterkennlinie des oben beschriebenen ersten Bandpassfilters 4 dar. In dem ersten Bandpassfilter 4 beträgt die Einfügungsdämpfung im 1,55-bis-1,65-GHz-Band, welches das GPS-Durchlassband ist, ungefähr 1 dB. Frequenzbereiche, die höher und niedriger als dieses Durchlassband sind, sind gedämpfte Bänder.
Die durchgezogene Linie in 3 stellt die Filterkennlinie des Hochpassfilters 7 dar. Die Grenzfrequenz des Hochpassfilters 7 liegt in einem höheren Frequenzbereich als das GPS-Sendefrequenzband. Das heißt, das Durchlassband des Hochpassfilters 7 liegt in einem höheren Frequenzbereich als das Durchlassband des ersten Bandpassfilters 4. Darum kann ein GPS-Signal hinreichend gedämpft werden. Wie oben beschrieben wurde, enthält das Hochpassfilter 7 in dieser Ausführungsform eine Sperrfiltereinheit, die als ein Bandeliminierungsfilter arbeitet, weshalb ein durch den Pfeil B bezeichnetes Stoppband gebildet wird. Das heißt, die Antiresonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren S11 und S12 befinden sich in der Nähe von 2,5 GHz, was im Band-7-Sendefrequenzband enthalten ist. Darum wird ein durch den Pfeil B bezeichnetes Stoppband in der Nähe von 2,5 GHz gebildet.
Mit Bezug noch einmal auf 2 ist das zweite Bandpassfilter 8, das dem Hochpassfilter 7 nachgeschaltet ist, ein Bandpassfilter, das ein WLAN-Signal passieren lässt. Das Bandpassfilter 8 kann aus einem geeigneten Filter gebildet werden, wie zum Beispiel einem Kettenfilter, das mehrere Resonatoren verwendet, oder einem LC-Filter, das unter Verwendung einer Kapazität und einer Induktivität gebildet wird. In dieser Ausführungsform wird das zweite Bandpassfilter 8 durch ein Kettenfilter gebildet, das mehrere Oberflächenschallwellenresonatoren verwendet, ähnlich wie das erste Bandpassfilter 4.
Die Filterkennlinie des zweiten Bandpassfilters 8 wird durch die Strich-Punkt-Linie C in 3 dargestellt. Wie oben beschrieben wurde, liegen die hochfrequente Seite des WLAN-Durchlassbandes und die niederfrequente Seite des Band-7-Sendefrequenzbandes sehr nahe beieinander. Darum befindet sich das Stoppband B in einer Übergangsregion, wo die Dämpfung rasch zwischen dem hochfrequenten Ende des WLAN-Durchlassbandes und dem gedämpften Band wechselt.
Folglich kann in dieser Ausführungsform für ein von dem zweiten Anschluss 9 extrahiertes Signal die Steilheit der Filterkennlinie am hochfrequenten Ende des WLAN-Durchlassbandes auf effektive Weise auf einen hohen Wert gebracht werden. Das heißt, ist es möglich die Selektivität für ein WLAN-Signal auf einen hohen Wert zu bringen, während ein Band-7-Signal unterdrückt wird.
Darüber hinaus ist das Hochpassfilter 7 so konfiguriert, dass es eine Sperrfiltereinheit enthält, die ein Stoppband unter Verwendung von Resonatoren für elastische Wellen bildet, die sehr scharfe Antiresonanz- und Resonanzfrequenzen haben, weshalb keine zusätzlichen Komponenten oder Schaltkreise zum Erhöhen der Steilheit der Filterkennlinie benötigt werden. Um beispielsweise in dem in Patentdokument 1 beschriebenen Splitter ein Band-7-Signal auf der hochfrequenten Seite des WLAN-Durchlassbandes hinreichend zu unterdrücken, war es notwendig, ein Bandstoppfilter als ein separates Schaltkreiselement hinzuzufügen, wie oben beschrieben wurde.
Im Gegensatz dazu kann das Hochpassfilter 7 in dieser Ausführungsform das Stoppband bilden, indem die hohen Impedanzen der Reihenarmresonatoren S11 und S12 bei ihren Antiresonanzfrequenzen in der Konfiguration, die den ersten und den zweiten Reihenarmresonator S11 und S12 und das Induktivitätselement L1 enthält, ausgenutzt werden. Falls der gleiche Typ eines Resonators für elastische Wellen für den ersten und den zweiten Reihenarmresonator S11 und S12 des Hochpassfilters 7 und die Reihenarmresonatoren S1 bis S3 und die Parallelarmresonatoren P1 bis P3 des ersten Bandpassfilters 4 verwendet wird, so können sie außerdem auf demselben Substrat ausgebildet werden. Außerdem kann in dem Fall, wo das zweite Bandpassfilter 8 durch ein Kettenfilter gebildet wird, das den gleichen Typ eines Resonators für elastische Wellen verwendet, das zweite Bandpassfilter 8 auch auf demselben Substrat ausgebildet sein. Darum kann die Selektivität für ein Signal in dem WLAN-Durchlassband zu niedrigen Kosten auf einen hohen Wert gebracht werden, ohne dass die Anzahl der Komponenten steigt.
4 ist ein Schaltbild für einen Splitter gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einem Splitter 21 der zweiten Ausführungsform ist ein erstes Bandpassfilter 4 mit dem Antennenanschluss 3 verbunden. Das erste Bandpassfilter 4 ist das gleiche wie das der ersten Ausführungsform, und darum werden die gleichen Teilen mit den gleichen Bezugssymbolen versehen, dass auf ihre Beschreibung verzichtet werden kann.
Ein Hochpassfilter 7A und ein zweites Bandpassfilter 8 sind zwischen dem Antennenanschluss 3 und dem zweiten Anschluss 9 miteinander in Reihe geschaltet. Das heißt, das Hochpassfilter 7A ist auf der Seite des Antennenanschlusses 3 angeschlossen. Das zweite Bandpassfilter 8 hat die gleiche Konfiguration wie im Fall der ersten Ausführungsform.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass das Hochpassfilter 7A die veranschaulichte Schaltkreiskonfiguration hat. Das heißt, das Hochpassfilter 7A hat einen ersten und einen zweiten Reihenarmresonator S21 und S22, die in einem Reihenarm, der einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss des Hochpassfilters 7A verbindet, miteinander in Reihe geschaltet sind. Das Hochpassfilter 7A hat außerdem ein erstes Induktivitätselement L21 in einem Parallelarm, der den Eingangsanschluss und das Erdungspotenzial verbindet. Das Hochpassfilter 7A hat außerdem einen Parallelarmresonator P21 in einem Parallelarm, der einen Verbindungspunkt zwischen den Reihenarmresonatoren S21 und S22 und dem Erdungspotenzial verbindet. Ein zweites Induktivitätselement L22 ist in einem Parallelarm angeordnet, der den Ausgangsanschluss und das Erdungspotenzial verbindet.
Darum hat das Hochpassfilter 7A außerdem eine Kettenschaltkreiskonfiguration, die einen Reihenarm und Parallelarme enthält. Die Reihenarmresonatoren S21 und S22 und der Parallelarmresonator P21 werden durch Oberflächenschallwellenresonatoren gebildet. Jedoch können in dieser Ausführungsform die Reihenarmresonatoren S21, S22 und der Parallelarmresonator P21 auch aus einem anderen Resonator für elastische Wellen als einem Oberflächenschallwellenresonator gebildet sein.
Außerdem wird in dem Hochpassfilter 7A dieser Ausführungsform die Kennlinie eines Hochpassfilters, das ein WLAN-Signal passieren lässt, aus den Induktivitätselementen L21 und L22 und den Kapazitätskomponenten der Reihenarmresonatoren S21 und S22 erhalten. Hier wird in dem Hochpassfilter 7A dieser Ausführungsform eine Dämpfung auf der hochfrequenten Seite des WLAN-Durchlassbandes sanft durch die Kapazitätskomponente des Parallelarmresonators P21 erhöht. Folglich kann das Hochpassfilter 7A auch als ein Bandpassfilter bezeichnet werden. Jedoch ist das Hochpassfilter der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, ein Hochpassfilter im engeren Sinne zu sein, sondern kann vielmehr ein Bandfilter mit einer Funktion zum Dämpfen eines Signals eines Bandes sein, das sich bis zur Grenzfrequenz erstreckt und ein Signal eines Bandes, das größer als die Grenzfrequenz ist, passieren lässt. Darum kann das Hochpassfilter der vorliegenden Erfindung auch als ein Bandpassfilter angesehen werden.
Die Antiresonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren S21 und S22 und die Resonanzfrequenz des Parallelarmresonators P21 befinden sich im Band-7-Sendefrequenzband. Darum kann – ähnlich wie in der ersten Ausführungsform – eine Falle durch die Reihenarmresonatoren S21 und S22 und den Parallelarmresonator P21 gebildet werden. Darum kann ein Signal im Band-7-Durchlassband hinreichend gedämpft werden. Darum kann für ein vom zweiten Anschluss 9 extrahiertes Signal die Steilheit der Filterkennlinie auf der hochfrequenten Seite des WLAN-Durchlassbandes auf effektive Weise auf einen hohen Wert gebracht werden. Darum ist es möglich, die Selektivität für ein Signal im WLAN-Durchlassband auf effektive Weise auf einen hohen Wert zu bringen.
Außerdem sind in dieser Ausführungsform das erste und das zweite Induktivitätselement L21 und L22 mit dem Eingangsanschluss oder dem Ausgangsanschluss und parallel mit den Reihenarmresonatoren S21 und S22 verbunden. Darum kann auf einfache Weise ein Impedanzabgleich realisiert werden, indem man die Induktivitätswerte der Induktivitätselemente L21 und L22 justiert. Außerdem ist auf der Eingangsanschlussseite das erste Induktivitätselement L21 mit dem Erdungspotenzial verbunden, und darum kann eine hohe Stoßstehspannungskennlinie erreicht werden.
In der ersten und der zweiten Ausführungsform wurden die Antiresonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren oder die Resonanzfrequenz des Parallelarmresonators des Hochpassfilters im Band-7-Sendefrequenzband angeordnet. Infolge dessen können Signale im Band-7-Sendefrequenzband hinreichend gedämpft werden, und eine hohe Steilheit kann für die Filterkennlinie auf der hochfrequenten Seite des WLAN-Durchlassbandes erreicht werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt. Um beispielsweise die Selektivität für ein Signal im WLAN-Durchlassband zu erhöhen, kann es außerdem notwendig sein, Signale des Band-40-Sendefrequenzbandes (2,3 bis 2,4 GHz) hinreichend zu dämpfen. In einem solchen Fall kann die Steilheit der Filterkennlinie in der Nähe der niederfrequenten Seite des WLAN-Durchlassbandes erhöht werden, indem man die Antiresonanzfrequenz eines Resonators für elastische Wellen, das heißt die Position, an der eine Falle gebildet wird, innerhalb des Band-40-Sendefrequenzbandes anordnet.
Des Weiteren ist das Durchlassband des ersten Bandpassfilters 4 nicht darauf beschränkt, das GPS-Durchlassband zu sein; vielmehr kann es auch das GLONASS-Sendefrequenzband sein. Darüber hinaus ist das Durchlassband des ersten Bandpassfilters 4 nicht darauf beschränkt, das GPS- oder GLONASS-Durchlassband zu sein, solange das Durchlassband kleiner als das Durchlassband des zweiten Bandpassfilters 8 ist. Das heißt, der Splitter der vorliegenden Erfindung kann auf ein weites Feld von Anwendungen angewendet werden, bei denen die Notwendigkeit besteht, Signale, die von einem Antennenanschluss eingespeist werden, in ein erstes Durchlassband, das ein relativ niederfrequentes Durchlassband ist, und ein zweites Durchlassband, das ein relativ hochfrequentes Durchlassband ist, zu trennen. Darum ist das Durchlassband des ersten Bandpassfilters 4 nicht darauf beschränkt, ein GPS- oder GLONASS-Durchlassband zu sein. Gleichermaßen ist das Durchlassband des zweiten Bandpassfilters 8 nicht darauf beschränkt, ein WLAN-Durchlassband zu sein.
Des Weiteren ist die Schaltkreiskonfiguration eines Hochpassfilters, das für die vorliegende Erfindung kennzeichnend ist, nicht auf die Konfigurationen beschränkt, die in 2 und 4 veranschaulicht sind, und für die Anzahl der Stufen des Filters in der Kettenschaltkreiskonfiguration bestehen keine besonderen Beschränkungen. Das heißt, es ist ausreichend, dass die Schaltkreiskonfiguration des Hochpassfilters der vorliegenden Erfindung eine Kettenschaltkreiskonfiguration ist, die mindestens einen Resonator für elastische Wellen, der in einem Reihenarm angeordnet ist, und mindestens ein Induktivitätselement, das in einem Parallelarm angeordnet ist, enthält.
Bezugszeichenliste

1: Splitter
3: Antennenanschluss
4: erstes Bandpassfilter
5: erster Anschluss
6: RF-IC
7: Hochpassfilter
8: zweites Bandpassfilter
9: zweiter Anschluss
21: Splitter
L21: erstes Induktivitätselement
L22: zweites Induktivitätselement
P1 bis P3: Parallelarmresonator
P21: Parallelarmresonator
S1 bis S3: Reihenarmresonator
S11: erster Reihenarmresonator
S12: zweiter Reihenarmresonator
S21: erster Reihenarmresonator
S22: zweiter Reihenarmresonator

Claims

Splitter mit einem Antennenanschluss und einem ersten und einem zweiten Anschluss, umfassend: ein erstes Bandpassfilter mit einem Eingangsanschluss, der mit dem Antennenanschluss verbunden ist, einem Ausgangsanschluss, der mit dem ersten Anschluss verbunden ist, und einem ersten Durchlassband, das relativ klein ist, und ein Hochpassfilter mit einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss, wobei der Eingangsanschluss mit dem Antennenanschluss verbunden ist, und mit einem zweiten Durchlassband, das sich auf höheren Frequenzen befindet als das erste Durchlassband, wobei das Hochpassfilter als ein Sperrfilter fungiert, das ein Stoppband innerhalb des zweiten Durchlassband bildet.
Splitter nach Anspruch 1, wobei das Hochpassfilter mindestens einen Resonator für elastische Wellen enthält, der in einem Reihenarm angeordnet ist, der den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Hochpassfilters verbindet, und mindestens ein Induktivitätselement enthält, das in einem Parallelarm angeordnet ist, der den Reihenarm und ein Erdungspotenzial verbindet, wobei eine Filterkennlinie des Hochpassfilters aus einer Kapazitätskomponente des Resonators für elastische Wellen und einer Induktivität des Induktivitätselements erhalten wird und wobei eine Frequenzkennlinie des Sperrfilters aus einer Antiresonanzfrequenz des Resonators für elastische Wellen erhalten wird.
Splitter nach Anspruch 2, wobei das Hochpassfilter einen ersten und einen zweiten Resonator für elastische Wellen enthält, die in dem Reihenarm angeordnet sind, und das Induktivitätselement enthält, das in dem Parallelarm verbunden ist, der einen Verbindungspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Resonator für elastische Wellen und dem Erdungspotenzial verbindet.
Splitter nach Anspruch 2, wobei das Hochpassfilter Folgendes enthält: einen ersten und einen zweiten Resonator für elastische Wellen, die in dem Reihenarm angeordnet sind, ein erstes Induktivitätselement, das in einem ersten Parallelarm angeordnet ist, der zwischen einem Eingangsanschluss und einem Erdungspotenzial verbunden ist, und ein zweites Induktivitätselement, das in einem zweiten Parallelarm angeordnet ist, der zwischen dem Ausgangsanschluss und dem Erdungspotenzial verbunden ist.
Der Splitter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der des Weiteren ein zweites Bandpassfilter umfasst, das zwischen dem Ausgangsanschluss des Hochpassfilters und dem zweiten Anschluss verbunden ist, und ein drittes Durchlassband aufweist, das sich innerhalb des zweiten Durchlassbandes des Hochpassfilters und nahe dem Stoppband befindet.
Splitter nach Anspruch 5, wobei das erste Durchlassband des ersten Bandpassfilters eine Sendefrequenz von GPS oder GLONASS enthält und das dritte Durchlassband des zweiten Bandpassfilters eine WLAN-Sendefrequenz im 2,4 GHz-Band enthält und das Stoppband ein Band-7- oder Band-40-UMTS-Sendefrequenzband ist.