DE112015004609B4

DE112015004609B4 - Abzweigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112015004609B4
Application number: DE112015004609.7T
Authority: DE
Inventors: Takao Mukai
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2022-06-23
Anticipated expiration: 2035-09-19
Also published as: US10128815B2; US20170194939A1; JP6414600B2; KR101907810B1; KR20170048570A; JPWO2016056377A1; WO2016056377A1; DE112015004609T5; CN107078721B; CN107078721A

Abstract

Abzweigungsvorrichtung (1, 1A, 1B), die auf einer Leiterplatte (20) umfasst:erste bis vierte Signalanschlüsse (T1, T2, T3, T4),ein erstes Filter (100, 100A), das mit den ersten bis dritten Signalanschlüssen (T1, T2, T3) verbunden ist, erste und zweite voneinander verschiedene Durchlassbänder aufweist und mehrere erste Parallelarmresonatoren (P11, P12, P13) umfasst,ein zweites Filter (200, 200A), das mit den ersten und vierten Signalanschlüssen (T1, T4) verbunden ist, ein drittes Durchlassband aufweist, das von den ersten und zweiten Durchlassbändern verschieden ist, und mehrere zweite Parallelarmresonatoren (P21, P22, P23) umfasst,einen ersten Induktor (L1), der zwischen dem ersten Signalanschluss (T1) und einem Erdungspotenzial verbunden ist,einen zweiten Induktor (L12), der zwischen mindestens zwei Parallelarmresonatoren (P12, P13) der mehreren ersten Parallelarmresonatoren und einem Erdungspotenzial verbunden ist, undeinen dritten Induktor (L22), der zwischen mindestens zwei Parallelarmresonatoren (P22, P23) der mehreren zweiten Parallelarmresonatoren und einem Erdungspotenzial verbunden ist,wobei der erste Induktor (L1) induktiv mit dem zweiten Induktor (L12) und dem dritten Induktor (L22) gekoppelt ist, undwobei sowohl eine Distanz (D1) auf der Leiterplatte (20) zwischen dem ersten Induktor und dem zweiten Induktor als auch eine Distanz (D2) auf der Leiterplatte (20) zwischen dem ersten Induktor und dem dritten Induktor kürzer sind als eine Distanz (D3) auf der Leiterplatte (20) zwischen dem zweiten Induktor und dem dritten Induktor.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abzweigungsvorrichtung und insbesondere eine Abzweigungsvorrichtung, die mehrere Filtervorrichtungen und Induktoren enthält.
STAND DER TECHNIK
Abzweigungsvorrichtungen wie zum Beispiel Duplexer, die Sendesignale und Empfangssignale unter Verwendung von Oberflächenschallwellen (Surface Acoustic Wave, SAW)-Filtern oder dergleichen nach der Frequenz trennen, werden weithin in Kommunikationsvorrichtungen wie zum Beispiel Mobiltelefonen und Smartphones verwendet.
Diese Art von Abzweigungsvorrichtung verwendet ein Kettenfilter, wobei mehrere Oberflächenschallwellenresonatoren in Form einer Leiterkette verbunden sind, um ein Durchlassband zu verbreitern, bei dem es sich um ein Frequenzband handelt, das die Sendesignale und die Empfangssignale passieren können. Darüber hinaus kommt auch eine Konfiguration zum Einsatz, bei der mehrere Induktoren den Filtern hinzugefügt werden, um einen Impedanzabgleich mit einer Sende-/Empfangsantenne herbeizuführen und die Eigenschaften des Durchlassbandes jedes Filters zu justieren.
Die JP 2009-21895 A offenbart eine Konfiguration einer gemeinsam genutzten Antennenvorrichtung, die erste bis dritte Filter enthält, die elektrisch mit einer Antenne verbunden sind und die Durchlassbänder bei voneinander verschiedenen Frequenzen besitzen, wobei ein Induktor zum Impedanzabgleich zwischen einem Antennenanschluss und einem Erdungspotenzial angeordnet ist.
Außerdem offenbart die JP 2007-174100 A eine Konfiguration eines Duplexers, der Sendesignale und Empfangssignale trennt, wobei ein Induktor für einen Antennenabgleich und ein Induktor zum Justieren der Eigenschaften eines Sendefilters (Erweiterungsinduktor) als Mäanderleitungen innerhalb eines laminierten Substrats ausgebildet sind. In dem in der JP 2007-174100 A offenbarten Duplexer werden die Isoliereigenschaften verbessert, indem man die durch die Induktoren erzeugten Magnetfelder orthogonal zueinander ausrichtet, um den Einfluss von aufeinander wirkenden elektromagnetischen Feldern zu reduzieren.
Die WO 2014/034373 A1 offenbart eine Filtervorrichtung, die einen ersten und einen zweiten Signalanschluss, einen ersten und einen zweiten Induktor und eine Filtereinheit, die zwischen den ersten und den zweiten Signalanschluss geschaltet ist, aufweist, wobei der erste Induktor zwischen einen Verbindungspunkt zwischen der Filtereinheit und dem ersten Signalanschluss und ein Massepotenzial und der zweite Induktor zwischen die Filtereinheit und den zweiten Signalanschluss geschaltet ist und der zweite Induktor elektromagnetisch mit dem ersten Induktor gekoppelt ist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
In Kommunikationsvorrichtungen wie zum Beispiel Mobiltelefonen ist es notwendig, die Größe der Vorrichtung weiter zu reduzieren und Signale, die mehrere verschiedene Durchlassbänder aufweisen, präzise zu trennen. Darum ist es in einer Abzweigungsvorrichtung, die mehrere Filter aufweist, wie oben beschrieben, notwendig, die Dämpfungseigenschaften für Signale außerhalb der Soll-Durchlassbänder der Filter zu verbessern und die Isoliereigenschaften zwischen den Filtern zu verbessern.
Angesichts der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einer Abzweigungsvorrichtung, die Signale mehrerer verschiedener Durchlassbänder trennt, die Dämpfungseigenschaften außerhalb der Durchlassbänder zu verbessern und die Isoliereigenschaften zu verbessern.
Lösung des Problems
Die Abzweigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Ansprüchen definiert und enthält auf einer Leiterplatte erste bis vierte Signalanschlüsse, erste und zweite Filter und erste bis dritte Induktoren. Das erste Filter ist mit den ersten bis dritten Signalanschlüssen verbunden und weist erste und zweite voneinander verschiedene Durchlassbänder auf. Das zweite Filter ist mit den ersten und vierten Signalanschlüssen verbunden und weist ein drittes Durchlassband auf, das von den ersten und zweiten Durchlassbändern verschieden ist. Der erste Induktor ist zwischen dem ersten Signalanschluss und einem Erdungspotenzial verbunden. Der zweite Induktor ist zwischen Parallelarmresonatoren des ersten Filters und einem Erdungspotenzial verbunden. Der dritte Induktor ist zwischen Parallelarmresonatoren des zweiten Filters und einem Erdungspotenzial verbunden. Der erste Induktor ist induktiv mit dem zweiten Induktor und dem dritten Induktor koppelt. Sowohl eine Distanz auf der Leiterplatte zwischen dem ersten Induktor und dem zweiten Induktor als auch eine Distanz auf der Leiterplatte zwischen dem ersten Induktor und dem dritten Induktor sind kürzer als eine Distanz auf der Leiterplatte zwischen dem zweiten Induktor und dem dritten Induktor.
Bevorzugt ist der erste Induktor im Wesentlichen um die gleiche Distanz auf der Leiterplatte von dem zweiten Induktor und dem dritten Induktor beabstandet.
Bevorzugt ist der erste Induktor so angeordnet, dass ein Kopplungskoeffizient zwischen dem ersten Induktor und dem zweiten Induktor und ein Kopplungskoeffizient zwischen dem ersten Induktor und dem dritten Induktor beide innerhalb eines Bereichs von mindestens 0,04 und maximal 0,07 liegen.
Bevorzugt enthält die Abzweigungsvorrichtung des Weiteren einen fünften Signalanschluss. Das erste Filter enthält einen ersten Filterabschnitt, der mit den ersten und zweiten Signalanschlüssen verbunden ist und das erste Durchlassband aufweist, und einen zweiten Filterabschnitt, der mit den ersten und dritten Signalanschlüssen verbunden ist und das zweite Durchlassband aufweist. Das zweite Filter enthält ein drittes Filterabschnitt, der mit den ersten und vierten Signalanschlüssen verbunden ist und das dritte Durchlassband aufweist, und einen vierten Filterabschnitt, der mit den ersten und fünften Signalanschlüssen verbunden ist und ein viertes Durchlassband aufweist, das von dem dritten Durchlassband verschieden ist.
Bevorzugt ist das erste Filter in einem ersten Filterchip enthalten, der auf der Leiterplatte montiert ist. Das zweite Filter ist in einem zweiten Filterchip enthalten, der auf der Leiterplatte montiert ist. Der erste Induktor ist in einem Induktorchip enthalten, der auf der Leiterplatte montiert ist. Der zweite Induktor ist so auf der Leiterplatte angeordnet, dass er den ersten Filterchip mindestens teilweise überlappt, wenn die Leiterplatte in einer Grundrissansicht betrachtet wird. Der dritte Induktor ist so auf der Leiterplatte angeordnet, dass er den zweiten Filterchip mindestens teilweise überlappt, wenn die Leiterplatte in einer Grundrissansicht betrachtet wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Mit der Abzweigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung können die Dämpfungseigenschaften außerhalb von Durchlassbändern verbessert werden, und die Isoliereigenschaften können in einer Abzweigungsvorrichtung verbessert werden.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Schaltbild, das eine Abzweigungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist ein Schaubild, das ein erstes Beispiel der Gesamtanordnung auf einer Leiterplatte der jeweiligen Elemente der in 1 veranschaulichten Abzweigungsvorrichtung veranschaulicht.
3 ist ein erstes Schaubild, das eine Beziehung zwischen induktiver Kopplung eines Induktors und Isoliereigenschaften mit Bezug auf ein erstes Band veranschaulicht.
4 ist ein zweites Schaubild, das eine Beziehung zwischen induktiver Kopplung eines Induktors und Isoliereigenschaften mit Bezug auf das erste Band veranschaulicht.
5 ist ein erstes Schaubild, das eine Beziehung zwischen induktiver Kopplung eines Induktors und Isoliereigenschaften mit Bezug auf ein zweites Band veranschaulicht.
6 ist ein zweites Schaubild, das eine Beziehung zwischen induktiver Kopplung eines Induktors und Isoliereigenschaften mit Bezug auf das zweite Band veranschaulicht.
7 ist ein Schaubild, das Isoliereigenschaften eines Empfangsdurchlassbandes veranschaulicht, wenn ein Kopplungskoeffizient eines Induktors variiert wird, mit Bezug auf das erste Band.
8 ist ein Schaubild, das einen Kopplungskoeffizienten und Isoliereigenschaften eines Empfangsdurchlassbandes veranschaulicht.
9 ist ein Schaubild, das ein zweites Beispiel der Gesamtanordnung auf einer Leiterplatte der jeweiligen Elemente der in 1 veranschaulichten Abzweigungsvorrichtung veranschaulicht.
10 ist ein schematisches Schaltbild, das eine Abzweigungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
11 ist ein Schaubild, das die Gesamtanordnung auf einer Leiterplatte der jeweiligen Elemente der in 10 veranschaulichten Abzweigungsvorrichtung veranschaulicht.
12 ist ein schematisches Schaltbild, das eine Abzweigungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen beschrieben. Es ist anzumerken, dass identische oder entsprechende Elemente in den Zeichnungen die gleichen Bezugszahlen erhalten, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
Erste Ausführungsform
1 ist ein schematisches Schaltbild, das eine Abzweigungsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie in 1 veranschaulicht, ist die Abzweigungsvorrichtung 1 ein sogenannter Triplexer, der einen Duplexer 100 und ein Filter 200 enthält, die jeweils elektrisch mit einer Antenne 10 durch einen Antennenanschluss T1 verbunden sind.
Der Antennenanschluss T1, der einen ersten Signalanschluss darstellt, ist mit einem Erdungspotenzial verbunden, wobei ein Induktor L1, der in einem Induktorchip 50 enthalten ist, zwischen beiden angeordnet ist. Der Induktor L1 wird für einen Impedanzabgleich zwischen der Abzweigungsvorrichtung 1 und der Antenne 10 verwendet und bildet einen ersten Induktor.
Der Duplexer 100, der ein erstes Filter darstellt, enthält einen Sendefilterabschnitt 110, der ein erstes Durchlassband (zum Beispiel 704 bis 716 MHz) aufweist, und einen Empfangsfilterabschnitt 120, der ein zweites Durchlassband aufweist, das von dem ersten Durchlassband (zum Beispiel 734 bis 756 MHz) verschieden ist. Das Filter 200 enthält einen Sendefilterabschnitt 210, der ein drittes Durchlassband aufweist, das von den ersten und zweiten Durchlassbändern (zum Beispiel 777 bis 787 MHz) verschieden ist.
Der Sendefilterabschnitt 110 ist ein Kettenfilter, das zwischen dem Antennenanschluss T1 und einem Sendeanschluss T2, der einen zweiten Signalanschluss darstellt, verbunden ist. Ein am Sendeanschluss T2 empfangenes Sendesignal wird durch das Kettenfilter gefiltert und vom Antennenanschluss T1 ausgegeben. Der Sendefilterabschnitt 110 enthält Reihenarmresonatoren S11 bis S14, die zwischen dem Antennenanschluss T1 und dem Sendeanschluss T2 in Reihe geschaltet sind, und Parallelarmresonatoren P11 bis P13.
Ein Ende des Parallelarmresonators P11 ist mit einem Verbindungsknoten zwischen den Reihenarmresonatoren S11 und S12 verbunden, und ein anderes Ende ist mit einem Erdungspotenzial verbunden, wobei ein Induktor L11 zwischen beiden angeordnet ist. Ein Ende des Parallelarmresonators P12 ist mit einem Verbindungsknoten zwischen den Reihenarmresonatoren S12 und S13 verbunden, und ein anderes Ende ist mit einem Erdungspotenzial verbunden, wobei ein Induktor L12 einen zweiten Induktor bildet, der zwischen beiden angeordnet ist. Ein Ende des Parallelarmresonators P13 ist mit einem Verbindungsknoten zwischen den Reihenarmresonatoren S13 und S14 verbunden, und ein anderes Ende ist mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Parallelarmresonator P12 und dem Induktor L12 verbunden. Oder anders ausgedrückt: Der Parallelarmresonator P13 ist außerdem mit einem Erdungspotenzial verbunden, wobei der Induktor L12 zwischen beiden angeordnet ist.
Der Empfangsfilterabschnitt 120 ist ein symmetrisches Filter, das zwischen einem Empfangsanschluss T3, der einen dritten Signalanschluss darstellt, und dem Antennenanschluss T1 verbunden ist. Genauer gesagt, wird der Empfangsfilterabschnitt 120 aus längsgekoppelten Filtern vom Resonator-Typ für elastische Wellen gebildet. Der Empfangsfilterabschnitt 120 enthält einen Oberflächenschallwellenresonator S15 und längsgekoppelte Filter vom Resonator-Typ für elastische Wellen 121 und 122. Der Empfangsanschluss T3 ist ein Paar symmetrischer Signalanschlüsse, die Signale mit zueinander entgegengesetzten Phasen senden.
Ein Ende des Oberflächenschallwellenresonators S15 ist mit dem Antennenanschluss verbunden, und ein anderes Ende ist mit dem längsgekoppelten Filter vom Resonator-Typ für elastische Wellen 121 verbunden. Das längsgekoppelte Filter vom Resonator-Typ für elastische Wellen 121 und das längsgekoppelte Filter vom Resonator-Typ für elastische Wellen 122 sind längs miteinander verbunden und haben Symmetrisch-unsymmetrisch-Umwandlungsfunktionen. Der Empfangsfilterabschnitt 120 wandelt ein durch die Antenne 10 empfangenes unsymmetrisches Signal durch den Oberflächenschallwellenresonator S15 in ein symmetrisches Signal um und gibt das symmetrische Signal an den Empfangsanschluss T3 aus.
Es ist anzumerken, dass der Empfangsfilterabschnitt 120 als ein gemeinsames Empfangsfilter fungiert, das in der Lage ist, sowohl ein Empfangssignal in einem Band zu empfangen, das durch den Sendefilterabschnitt 110 (Band 17) verwendet wird, als auch ein Empfangssignal in einem Band zu empfangen, das durch den Sendefilterabschnitt 210 verwendet wird, was später noch beschrieben wird (Band 13).
Der Sendefilterabschnitt 210, der in dem Filter 200 enthalten ist, welches das zweite Filter bildet, ist ein Kettenfilter, das zwischen einem Sendeanschluss T4, der einen vierten Signalanschluss darstellt, und dem Antennenanschluss T1 verbunden ist. Ein am Sendeanschluss T4 empfangenes Sendesignal wird durch den Sendefilterabschnitt 210 gefiltert und vom Antennenanschluss T1 ausgegeben. Der Sendefilterabschnitt 210 enthält Reihenarmresonatoren S21 bis S24, die zwischen dem Antennenanschluss T1 und dem Sendeanschluss T4 in Reihe geschaltet sind, und Parallelarmresonatoren P21 bis P23.
Ein Ende des Parallelarmresonators P21 ist mit einem Verbindungsknoten zwischen den Reihenarmresonatoren S22 und S23 verbunden, und ein anderes Ende ist mit einem Erdungspotenzial verbunden, wobei ein Induktor L21 zwischen beiden angeordnet ist. Ein Ende des Parallelarmresonators P22 ist mit einem Verbindungsknoten verbunden, der in dem Reihenarm der Reihenarmresonatoren S23 und S24 ausgebildet ist, und ein anderes Ende ist mit einem Erdungspotenzial verbunden, wobei ein Induktor L22, der einen dritten Induktor bildet, zwischen beiden angeordnet ist. Ein Ende des Parallelarmresonators P23 ist mit einem Reihenarm verbunden, der mit dem Sendeanschluss T4 verbunden ist, und ein anderes Ende ist mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Parallelarmresonator P22 und dem Induktor L22 verbunden. Oder anders ausgedrückt: Der Parallelarmresonator P23 ist außerdem mit einem Erdungspotenzial verbunden, wobei der Induktor L22 zwischen beiden angeordnet ist.
Es ist anzumerken, dass die Zahlen und Verbindungszustände der Reihenarmresonatoren und der Parallelarmresonatoren in den Sendefilterabschnitten 110 und 210 nicht auf jene in 1 veranschaulichten beschränkt sind und je nach Zweckmäßigkeit auf der Basis der verwendeten Durchlassbänder ausgewählt werden können.
Die Induktoren (L11, L12, L21 und L22), die zwischen den Parallelarmresonatoren und dem Erdungspotenzial in Kettenfiltern wie den Sendefilterabschnitten 110 und 210 verbunden sind, werden allgemein als „Erweiterungsinduktoren (Erweiterungsspulen)“ bezeichnet und werden dafür verwendet, eine Lastkapazität in einer Oszillationsschaltung seriell zu machen. Von diesen werden Induktoren, die zwischen mehreren Parallelarmresonatoren und dem Erdungspotenzial verbunden sind, wie zum Beispiel die Induktoren L12 und L22, auch als „polarisierte Induktoren (polarisierte Spulen)“ bezeichnet und werden dafür verwendet, einen Dämpfungspol mit einer gewünschten Frequenz bereitzustellen und die Dämpfung in einem Hochfrequenzbereich zu verbessern.
2 ist ein Schaubild, das die Gesamtanordnung auf einer Leiterplatte 20 der jeweiligen Elemente der in 1 veranschaulichten Abzweigungsvorrichtung veranschaulicht.
Wie in 2 veranschaulicht, sind ein Filterchip 30, der einen ersten Filterchip bildet, der den Duplexer 100 enthält, ein Filterchip 40, der einen zweiten Filterchip bildet, der das Filter 200 enthält, und der Induktorchip 50, der den Induktor L1 enthält, auf der Leiterplatte 20 montiert.
Der Filterchip 30 und der Induktorchip 50 sind elektrisch durch ein Struktur-Interconnect EL1 auf der Leiterplatte 20 verbunden, und der Filterchip 40 und der Induktorchip 50 sind elektrisch durch ein Struktur-Interconnect EL2 auf der Leiterplatte 20 verbunden. Der Induktorchip 50 ist elektrisch mit dem Antennenanschluss T1 durch ein Struktur-Interconnect EL3 verbunden. Das Struktur-Interconnect EL1, das Struktur-Interconnect EL2 und das Struktur-Interconnect EL3 sind jeweils mit einem gemeinsamen Verbindungspunkt verbunden. Ein Ende des Filterchips 30, ein Ende des Filterchips 40 und ein Ende des Induktorchips 50 sind mit dem Antennenanschluss T1 durch den gemeinsamen Verbindungspunkt verbunden. Es ist anzumerken, dass ein anderes Ende des Induktorchips 50 mit einem Erdungspotenzial verbunden ist.
Der polarisierte Induktor L12, der mit dem Sendefilterabschnitt 110 des Duplexers 100 verbunden ist, und der polarisierte Induktor L22, der mit dem Sendefilterabschnitt 210 des Filters 200 verbunden ist, werden durch Wickelstruktur-Interconnects auf der Leiterplatte 20 gebildet. Die Induktoren L12 und L22 sind mindestens teilweise oder vollständig an Positionen angeordnet, welche die Filterchips 30 bzw. 40 überlappen, wenn die Leiterplatte 20 in einer Grundrissansicht betrachtet wird. Dies macht es möglich, einen beträchtlichen Teil der Montagefläche auf der Leiterplatte 20 einzusparen.
Diese Art von Abzweigungsvorrichtung, die Filter für zwei Bänder aufweist, kann in einer mobilen Vorrichtung wie zum Beispiel einem Mobiltelefon oder einem Smartphone verwendet werden, weshalb es erwünscht ist, dass die Abzweigungsvorrichtung so klein wie möglich ist.
Wenn jedoch die Filter für zwei Bänder, die voneinander verschiedene Durchlassbänder haben, nahe zueinander gebracht werden, weil die Vorrichtung verkleinert wird, so können Signale, die das Partnerfilter durchqueren, Signale beeinflussen, die das andere Filter durchqueren. Dies kann zu einem Abfall der Qualität insbesondere der Empfangssignale in dem Empfangsfilterabschnitt führen, wo die Durchlassbänder einander gleich sind. Es ist darum notwendig, sowohl die Größe der Vorrichtung als Ganzes zu verringern als auch die Isoliereigenschaften zwischen den Filtern zu verbessern.
In der ersten Ausführungsform sind, um die Isoliereigenschaften zwischen den Filtern zu verbessern, die Induktoren L12 und L22 der Sendefilterabschnitten 110 und 210 nahe dem Induktorchip 50 angeordnet, der den Induktor L1 enthält, was eine induktive Kopplung zwischen dem Induktor L1 und dem Induktor L12 und zwischen dem Induktor L1 und dem Induktor L22 ermöglicht.
Eine solche induktive Kopplung zwischen einem eingangsseitigen (antennenseitigen) Induktor und einem ausgangsseitigen (filterseitigen) Induktor bildet in dem Raum zwischen den Induktoren einen neuen Signalpfad, der von den Signalpfaden verschieden ist, die durch das Struktur-Interconnect gebildet werden. Durch zweckmäßiges Justieren von Parametern, wie zum Beispiel der Induktivität, wird der Einfluss der Signale, die das partnerseitige Band durchqueren, mittels eines Signals verringert, das den neuen Signalpfad durchquert, der durch die induktive Kopplung gebildet wird. Zum Beispiel kann durch die Verwendung von induktiver Kopplung in dem Soll-Frequenzband zum Senden eines Signals, das die gleiche Amplitude, aber entgegengesetzte Phasen aufweist, vermieden werden, dass unnötige Signale das Filter durchqueren.
Dies macht es möglich, die Signaldämpfung des Durchlassbandes für das partnerseitige Band in jedem der Filter zu verbessern, und somit können die Isoliereigenschaften zwischen den Filtern verbessert werden.
Genauer gesagt, ist, wie in 2 veranschaulicht, der Induktorchip 50 zwischen den zwei Filterchips 30 und 40 auf der Leiterplatte 20 angeordnet, und darum sind die Induktoren L12 und L22 und der Induktor L1 nahe beieinander angeordnet.
Es ist allgemein bekannt, dass induktive Kopplung proportional zu einem Kopplungskoeffizienten κ ist und dass der Kopplungskoeffizient κ in dem Maße zunimmt, wie die Distanz zwischen Induktoren abnimmt. Es ist darum wünschenswert, dass die Induktoren L12 und L22 so nahe wie möglich bei dem Induktorchip 50 angeordnet, um die Isoliereigenschaften zu verbessern.
Unter der Annahme, dass eine Distanz zwischen dem Induktorchip 50 und dem Induktor L12 durch D1 repräsentiert wird, eine Distanz zwischen dem Induktorchip 50 und dem Induktor L22 durch D2 repräsentiert wird und eine Distanz zwischen den Induktoren L12 und L22 durch D3 repräsentiert wird, ist es bevorzugt, dass D1 und D2 kleiner sind als D3 (D1 < D3 und D2 < D3), und dass ferner D1 ≈ D2, wie in 2 gezeigt.
Die Isoliereigenschaften der Abzweigungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, die eine Anordnung aufweist wie zum Beispiel die, die in 2 veranschaulicht ist, werden nun anhand der 3 bis 8 beschrieben. Es ist anzumerken, dass die 3 bis 7 Isoliereigenschaften bezeichnen, die in zwei Fällen entstehen, und zwar, wenn der polarisierte Induktor auf der Partnerbandseite hinreichend von dem Induktorchip 50 beabstandet ist, so dass es zu keiner induktiven Kopplung kommt, ein Fall, bei dem der polarisierte Induktor jenes Bandes dann an einer induktiven Kopplung gehindert wird, und ein Fall, bei dem der polarisierte Induktor dann veranlasst wird, induktiv zu koppeln. In den 3 bis 7 repräsentiert die vertikale Achse einen Einfügeverlust dB, und die horizontale Achse repräsentiert die Frequenz MHz. In 8 repräsentiert die vertikale Achse einen Einfügeverlust dB, und die horizontale Achse repräsentiert den Kopplungskoeffizienten κ.
3 und 4 sind Kurvendiagramme, die eine Beziehung zwischen dem Kopplungskoeffizienten für das erste Band (Band 17) auf der Seite des Sendefilterabschnitts 110 und den Isoliereigenschaften veranschaulichen. Hier zeigt 3 Ergebnisse einer Simulation in dem Fall, bei dem der Kopplungskoeffizient κ auf 0 eingestellt wird, um eine induktive Kopplung zu verhindern, und 4 zeigt Ergebnisse einer Simulation in dem Fall, bei dem der Kopplungskoeffizient κ auf 0,05 eingestellt wird, um eine induktive Kopplung herbeizuführen.
Vergleicht man die 3 und 4, so wird der Einfügeverlust nahe 734 bis 756 MHz, was das Durchlassband des gemeinsamen Empfangsfilterabschnitts 120 ist, durch die induktive Kopplung verringert. Anders ausgedrückt: es ist zu sehen, dass das Herbeiführen einer induktiven Kopplung zwischen dem eingangsseitigen Induktor L1 und dem polarisierten Induktor L12 die Isoliereigenschaften in dem empfangsseitigen Durchlassband (Rx-Band) verbessert.
5 und 6 sind Kurvendiagramme, die eine Beziehung zwischen dem Kopplungskoeffizienten für das zweite Band (Band 13) auf der Seite des Sendefilterabschnitts 210 und den Isoliereigenschaften veranschaulichen. Wie in den 3 und 4 zeigt 5 Ergebnisse einer Simulation in dem Fall, bei dem der Kopplungskoeffizient κ auf 0 eingestellt wird, um eine induktive Kopplung zu verhindern, und 6 zeigt Ergebnisse einer Simulation in dem Fall, bei dem der Kopplungskoeffizient κ auf 0,05 eingestellt wird, um eine induktive Kopplung herbeizuführen.
Vergleicht man die 5 und 6, so wird der Einfügeverlust nahe 734 bis 756 MHz, was das gemeinsame Empfangsdurchlassband ist, durch die induktive Kopplung verringerte. Anders ausgedrückt: es ist zu sehen, dass das Justieren des Kopplungskoeffizienten κ auf 0,05 und das Herbeiführen einer induktiven Kopplung zwischen dem eingangsseitigen Induktor L1 und dem polarisierten Induktor L22 einen Signalpfad zwischen dem eingangsseitigen Induktor L1 und dem polarisierten Induktor L22 bildet, der die Isoliereigenschaften in der Rx-Band verbessert.
7 ist ein Kurvendiagramm, das Veränderungen der Isoliereigenschaften im Rx-Band veranschaulicht, wenn der Kopplungskoeffizient von κ = 0 zu κ = 0,1 mit Bezug auf das erste Band variiert wird. In 7 bezeichnen die Linien LN1 bis LN5 Fälle, in denen κ= 0, 0,02, 0,05, 0,07 bzw. 0,1.
Wie in 7 veranschaulicht, verringert sich der Einfügeverlust anfangs allmählich in dem Maße, wie der Kopplungskoeffizient κ von 0 zunimmt, aber der Einfügeverlust kehrt sich dann um und nimmt in dem Maße zu, wie der Kopplungskoeffizient κ zunimmt, sobald κ größer wird als 0,05. 8 hingegen ist ein Kurvendiagramm, das eine Beziehung zwischen dem Kopplungskoeffizienten κ und dem Einfügeverlust veranschaulicht. Aus 8 ist auch zu erkennen, dass sich der Einfügeverlust allmählich in dem Maße verringert, wie der Kopplungskoeffizient κ von 0 zu 0,05 zunimmt, und sich dann allmählich in dem Maße erhöht, wie κ von 0,05 zunimmt.
Hier wird in der Regel eine Isolierung von mindestens 55 dB für das empfangsseitige Durchlassband (Rx-Band) benötigt, und darum ist es in der Konfiguration gemäß der ersten Ausführungsform wünschenswert, dass die Parameter so eingestellt werden, dass der Kopplungskoeffizient κ in einem Bereich von 0,04 bis 0,07 liegt.
Wie bis hierher beschrieben, ermöglicht in einer Abzweigungsvorrichtung (Triplexer), die in der Lage ist, in zwei Bändern zu senden und zu empfangen, wie in der vorliegenden ersten Ausführungsform, das Veranlassen, dass sich die polarisierten Induktoren in den jeweiligen Sendefilterabschnitten induktiv mit einem eingangsseitigen Induktor zum Abgleichen koppeln, eine Verbesserung der Isoliereigenschaften der empfangsseitigen Durchlassbänder des gemeinsamen Empfangsfilterabschnitts.
(Variante)
Die Anordnung der polarisierten Induktoren auf der Leiterplatte ist nicht auf die in 2 veranschaulichte Anordnung beschränkt, und es können noch weitere Anordnungen verwendet werden, solange eine induktive Kopplung mit dem eingangsseitigen Induktor in dem Induktorchip möglich ist.
9 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem der Induktor L22 so angeordnet ist, dass er den Filterchip 40 in der Schaltung auf der Seite des Sendefilterabschnitts 210 vollständig überlappt.
Zweite Ausführungsform
Die erste Ausführungsform beschreibt eine Konfiguration, bei der das empfangsseitige Filter durch zwei Bänder gemeinsam genutzt wird. Jedoch beschreibt die zweite Ausführungsform ein Beispiel einer Konfiguration, die zwei Duplexer (einen Quadruplexer) verwendet, wobei ein empfangsseitiges Filter für jedes Band bereitgestellt ist.
10 ist ein schematisches Schaltbild, das eine Abzweigungsvorrichtung 1A gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 10 veranschaulicht, ist ein separater Empfangsfilterabschnitt 220 für ein Band des Sendefilterabschnitts 210 des Filters 200 in der in 1 veranschaulichten Abzweigungsvorrichtung 1 bereitgestellt, und ein Duplexer 200A wird durch den Sendefilterabschnitt 210 und den Empfangsfilterabschnitt 220 gebildet. Es ist anzumerken, dass die Elemente in 10, die die gleichen wie jene in 1 sind, nicht noch einmal beschrieben werden.
Wie in 10 veranschaulicht, ist der Empfangsfilterabschnitt 220 in dem Duplexer 200A ein symmetrisches Filter, das ein drittes Filter bildet, das zwischen einem Empfangsanschluss T5, der einen fünften Signalanschluss darstellt, und dem Antennenanschluss T1 verbunden ist. Genauer gesagt, wird der Empfangsfilterabschnitt 220 aus längsgekoppelten Filtern vom Resonator-Typ für elastische Wellen gebildet. Der Empfangsfilterabschnitt 220 enthält einen Oberflächenschallwellenresonator S25 und längsgekoppelte Filter vom Resonator-Typ für elastische Wellen 221 und 222.
Ein Ende des Oberflächenschallwellenresonators S25 ist mit dem Antennenanschluss verbunden, und ein anderes Ende ist mit dem längsgekoppelten Filter vom Resonator-Typ für elastische Wellen 221 verbunden. Das längsgekoppelte Filter vom Resonator-Typ für elastische Wellen 221 und das längsgekoppelte Filter vom Resonator-Typ für elastische Wellen 222 sind längs miteinander verbunden und haben Symmetrisch-unsymmetrisch-Umwandlungsfunktionen. Der Empfangsfilterabschnitt 220 wandelt ein durch die Antenne 10 empfangenes unsymmetrisches Signal in ein symmetrisches Signal durch den Oberflächenschallwellenresonator S25 um und gibt das symmetrische Signal an den Empfangsanschluss T5 aus.
In der zweiten Ausführungsform kann das Durchlassband des Empfangsfilterabschnitts 220 in dem Duplexer 200A auf das gleiche Durchlassband eingestellt werden wie das Durchlassband des Empfangsfilterabschnitts 120 in dem Duplexer 100 oder kann auf ein anderes Durchlassband eingestellt werden.
11 ist ein Schaubild, das die Gesamtanordnung auf einer Leiterplatte 20 der jeweiligen Elemente der in 10 veranschaulichten Abzweigungsvorrichtung veranschaulicht. In 11 ist ein Filterchip 40A, der den Duplexer 200A enthält, anstelle des Filterchips 40 montiert, der in der ersten Ausführungsform anhand von 2 beschrieben wurde. Der Filterchip 30 und der Filterchip 40A sind symmetrisch mit Bezug auf den Induktorchip 50 angeordnet, und die polarisierten Induktoren L12 und L22 sind jeweils nahe dem Induktor L1 in dem Induktorchip 50 angeordnet, um induktiv mit ihm gekoppelt zu werden.
Dementsprechend können selbst in einer Abzweigungsvorrichtung, die zwei Duplexer verwendet, die ein separates Empfangsfilter für jedes Band aufweisen, die Isoliereigenschaften des empfangsseitigen Durchlassbandes verbessert werden, indem veranlasst wird, dass sich die polarisierten Induktoren in jedem Duplexer induktiv mit einem eingangsseitigen Induktor koppeln.
Dritte Ausführungsform
Eine Abzweigungsvorrichtung 1B gemäß einer dritten Ausführungsform ersetzt den Duplexer 100 der ersten Ausführungsform durch einen Triplexer 100A, der zwei Sendefilterabschnitte 110 und 110A aufweist. Oder anders ausgedrückt: Die Abzweigungsvorrichtung 1B enthält die Sendefilterabschnitte 110, 110A und 210, die drei verschiedenen Bändern entsprechen, die voneinander verschiedene Durchlassbänder haben, und den gemeinsamen Empfangsfilterabschnitt 120.
Dementsprechend wird es selbst in der Abzweigungsvorrichtung 1B, die nicht weniger als drei Bänder aufweist, durch das Veranlassen, dass sich polarisierte Induktoren L12, L12A und L22 in den Sendefilterabschnitten 110, 110A bzw. 210 induktiv mit dem antennenseitigen Induktor L1 koppeln, möglich, die Isoliereigenschaften der empfangsseitigen Durchlassbänder der jeweiligen Bänder zu verbessern.
Es wird davon ausgegangen, dass die im vorliegenden Text offenbarten Ausführungsformen zweckmäßig kombiniert werden können. Die im vorliegenden Text offenbarten Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht als beispielhaft und in keiner Weise als einschränkend zu verstehen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die obigen Beschreibungen definiert, sondern durch den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche, und alle Änderungen, die unter die gleiche wesentliche Bedeutung wie der Schutzumfang der Ansprüche fallen, sollen ebenfalls darin aufgenommen sein.
Bezugszeichenliste

1, 1A, 1B: Abzweigungsvorrichtung
10: Antenne
20: Leiterplatte
L1, L11, L11A, L12, L12A, L21, L22: Induktor
30, 40, 40A: Filterchip
50: Induktorchip
100, 200A: Duplexer
100A: Triplexer
110, 110A, 210: Sendefilterabschnitt
120, 220: Empfangsfilterabschnitt
121, 122, 221, 222: Längsgekoppelte Filter vom Resonator-Typ für elastische Wellen
S15, S25: Oberflächenschallwellenresonator
200: Filter
EL1 - EL3: Struktur-Interconnect
P11 - P13, P21 - P23: Parallelarmresonator
S11 - S14, S21 - S24: Reihenarmresonator
T1: Antennenanschluss
T2, T4: Sendeanschluss
T3, T5: Empfangsanschluss

Claims

Abzweigungsvorrichtung (1, 1A, 1B), die auf einer Leiterplatte (20) umfasst: erste bis vierte Signalanschlüsse (T1, T2, T3, T4), ein erstes Filter (100, 100A), das mit den ersten bis dritten Signalanschlüssen (T1, T2, T3) verbunden ist, erste und zweite voneinander verschiedene Durchlassbänder aufweist und mehrere erste Parallelarmresonatoren (P11, P12, P13) umfasst, ein zweites Filter (200, 200A), das mit den ersten und vierten Signalanschlüssen (T1, T4) verbunden ist, ein drittes Durchlassband aufweist, das von den ersten und zweiten Durchlassbändern verschieden ist, und mehrere zweite Parallelarmresonatoren (P21, P22, P23) umfasst, einen ersten Induktor (L1), der zwischen dem ersten Signalanschluss (T1) und einem Erdungspotenzial verbunden ist, einen zweiten Induktor (L12), der zwischen mindestens zwei Parallelarmresonatoren (P12, P13) der mehreren ersten Parallelarmresonatoren und einem Erdungspotenzial verbunden ist, und einen dritten Induktor (L22), der zwischen mindestens zwei Parallelarmresonatoren (P22, P23) der mehreren zweiten Parallelarmresonatoren und einem Erdungspotenzial verbunden ist, wobei der erste Induktor (L1) induktiv mit dem zweiten Induktor (L12) und dem dritten Induktor (L22) gekoppelt ist, und wobei sowohl eine Distanz (D1) auf der Leiterplatte (20) zwischen dem ersten Induktor und dem zweiten Induktor als auch eine Distanz (D2) auf der Leiterplatte (20) zwischen dem ersten Induktor und dem dritten Induktor kürzer sind als eine Distanz (D3) auf der Leiterplatte (20) zwischen dem zweiten Induktor und dem dritten Induktor.
Abzweigungsvorrichtung (1, 1A, 1B) nach Anspruch 1, wobei der erste Induktor (L1) im Wesentlichen um die gleiche Distanz auf der Leiterplatte (20) von dem zweiten Induktor (L12) und dem dritten Induktor (L22) angeordnet ist.
Abzweigungsvorrichtung (1, 1A, 1B) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Induktor (L1) so angeordnet ist, dass ein Kopplungskoeffizient zwischen dem ersten Induktor (L1) und dem zweiten Induktor (L12) und ein Kopplungskoeffizient zwischen dem ersten Induktor (L1) und dem dritten Induktor (L22) beide innerhalb eines Bereichs von mindestens 0,04 und maximal 0,07 liegen.
Abzweigungsvorrichtung (1, 1A, 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Filter (100, 100A) enthält: einen ersten Kettenfilterabschnitt (110), der das erste Durchlassband aufweist und einen ersten Reihenarmresonator (S11, S12, S13, S14) und einen der ersten Parallelarmresonatoren (P11, P12, P13) enthält, und ein längsgekoppeltes Filter vom Resonator-Typ (121, 122), das das zweite Durchlassband aufweist.
Abzweigungsvorrichtung (1, 1A, 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das zweite Filter (200, 200A) einen zweiten Kettenfilterabschnitt (210) enthält, der das dritte Durchlassband aufweist und einen zweiten Reihenarmresonator (S21, S22, S23, S24) und einen der zweiten Parallelarmresonatoren (P21, P22, P23) enthält.
Abzweigungsvorrichtung (1, 1A, 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Filter (100, 100A) einen ersten Reihenarmresonator (S11, S12, S13, S14) enthält, das zweite Filter (200, 200A) einen zweiten Reihenarmresonator (S21, S22, S23, S24) enthält, ein weiterer zweiter Induktor (L11) zwischen einem weiteren der ersten Parallelarmresonatoren und einem weiteren Erdungspotenzial verbunden ist, und ein weiterer dritter Induktor (L21) zwischen einem weiteren der zweiten Parallelarmresonatoren und einem weiteren Erdungspotenzial verbunden ist.
Abzweigungsvorrichtung (1, 1A, 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: einen fünften Signalanschluss (T5), wobei das erste Filter (100, 100A) enthält: einen ersten Filterabschnitt (110), der mit den ersten und zweiten Signalanschlüssen (T1, T2) verbunden ist und das erste Durchlassband aufweist, und einen zweiten Filterabschnitt (210), der mit den ersten und dritten Signalanschlüssen (T1, T3) verbunden ist und das zweite Durchlassband aufweist, und das zweite Filter (200, 200A) enthält: einen dritten Filterabschnitt (220), der mit den ersten und vierten Signalanschlüssen (T1, T4) verbunden ist und das dritte Durchlassband aufweist, und einen vierten Filterabschnitt (120), der mit den ersten und fünften Signalanschlüssen (T1, T5) verbunden ist und ein viertes Durchlassband aufweist, das von dem dritten Durchlassband verschieden ist.
Abzweigungsvorrichtung (1, 1A, 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Filter (100, 100A) in einem ersten Filterchip (30) enthalten ist, der auf der Leiterplatte (20) montiert ist, das zweite Filter (200, 200A) in einem zweiten Filterchip (40, 40A) enthalten ist, der auf der Leiterplatte (20) montiert ist, der erste Induktor (L1) in einem Induktorchip (50) enthalten ist, der auf der Leiterplatte (20) montiert ist, der zweite Induktor (L12) so auf der Leiterplatte (20) angeordnet ist, dass er den ersten Filterchip (30) mindestens teilweise überlappt, wenn die Leiterplatte (20) in einer Grundrissansicht betrachtet wird, und der dritte Induktor (L22) so auf der Leiterplatte (20) angeordnet ist, dass er den zweiten Filterchip (40, 40A) mindestens teilweise überlappt, wenn die Leiterplatte (20) in einer Grundrissansicht betrachtet wird.