JP2003163505A - 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、高周波モジュールおよび通信装置 - Google Patents
誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、高周波モジュールおよび通信装置Info
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Abstract
型に通信装置を構成できる誘電体フィルタを提供する。 【解決手段】 誘電体ブロック1の内部に、一方の面か
ら対向する面にかけて内面に内導体3a〜3cをそれぞ
れ形成するステップ構造の内導体形成孔2a〜2cを備
えており、外面に外導体4とこれから離間した入力端子
6a,6cおよび出力端子6bを備えて、誘電体フィル
タ101を構成する。入力端子6a,6cはそれぞれ内
導体3aと結合度が異なるように形成されている。この
誘電体フィルタ101を送信側フィルタとして用い、入
力端子6aを通常に用い、入力端子6cをアンテナから
の回り込み波が生じた場合に用いる。これにより、通常
は低損失で信号を伝送し、回り込み波が発生した場合に
は、これは誘電体フィルタ101内で減衰することによ
り、前段回路への影響を低減する。
Description
車電話等の移動体通信機に使用されるマイクロ波用の誘
電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、これらを備えた高
周波モジュール、および通信装置に関するものである。
クサ、およびこれらを備えた通信装置について、図6、
図7を参照して説明する。
斜視図であり、(b)は従来の誘電体デュプレクサの外
観斜視図である。図7は従来の通信装置のブロック図で
ある。図6において、1は誘電体ブロック、2a〜2f
は内導体形成孔、3a〜3fは内導体、4は外導体、5
は励振孔、6a,6bは伝送信号に応じて入力端子また
は出力端子となる入出力端子、7はアンテナ端子、10
1は誘電体フィルタ、102は誘電体デュプレクサであ
る。
タ101は、誘電体ブロック1の内部に、一方の面から
対向する他方の面にかけて、内面に内導体3a〜3cを
それぞれ形成するステップ構造の内導体形成孔2a〜2
cを備えており、外面に外導体4とこれから離間し、一
方が入力端子となり、他方が出力端子となる入出力端子
6a,6bとを備えている。外導体4は内導体形成孔2
a〜2cの一方の開口端面(図における左手前面)を除
き、略全面に形成されている。内導体3a〜3cが外導
体4から離間した内導体形成孔2a〜2cの開口端を内
導体3a〜3cの開放端とし、他方の内導体3a〜3c
と外導体4とが導通する開口端を内導体3a〜3cの短
絡端としている。この構造により、各内導体形成孔がそ
れぞれλ/4共振器として作用する。入出力端子6a,
6bは、それぞれ内導体3a,3cに結合しており、誘
電体ブロック1の側面から実装面(図における上面)に
かけて形成されている。
デュプレクサ102は、誘電体ブロック1の内部に、一
方の面から対向する他方の面にかけて、内面に内導体3
a〜3fをそれぞれ形成するステップ構造の内導体形成
孔2a〜2fと、内面電極を設けた励振孔5とを備えて
おり、外面に、外導体4と、これから離間し、一方が入
力端子となり、他方が出力端子となる入出力端子6a,
6bおよびアンテナ端子7とを備えている。外導体4は
内導体形成孔2a〜2fの一方の開口端面(図における
右奥面)を除き、略全面に形成されている。内導体3a
〜3fが外導体4から離間した内導体形成孔2a〜2f
の開口端を内導体3a〜3fの開放端とし、他方の内導
体3a〜3fと外導体4とが導通する開口端を内導体3
a〜3fの短絡端としている。この構造により、各内導
体形成孔がそれぞれλ/4共振器として作用する。入出
力端子6a,6bは、それぞれ内導体3a,3fに結合
しており、誘電体ブロック1の側面から実装面(図にお
ける下面)にかけて形成されている。アンテナ端子7
は、内導体形成孔2c,2d間に短絡端面から実装面に
かけて形成されており、励振孔5に導通している。この
ような構造とすることにより、一つの誘電体ブロック
に、内導体形成孔2a〜2cよりなる誘電体フィルタと
内導体形成孔2d〜2fよりなる誘電体フィルタとを備
える。よって、一方のフィルタを送信側フィルタとし、
他方のフィルタを受信側フィルタとすることにより、誘
電体デュプレクサとして機能する。
は、電力増幅器PA、アイソレータISO、低ノイズ増
幅器LNA、デュプレクサDPX、およびアンテナAN
Tより構成されている。
器PAで増幅され、アイソレータISOを介し、デュプ
レクサDPXに入力される。デュプレクサDPXでは必
要な周波数帯域のみを通過してアンテナANTに信号を
出力し、アンテナANTより外部に送信する。また、デ
ュプレクサDPXは、アンテナANTで受信された信号
のうち必要な周波数帯域のみを通過し、低ノイズ増幅器
LNAに出力する。低ノイズ増幅器LNAは入力信号を
増幅して、後段回路に出力する。このような通信装置の
デュプレクサDPXには、図6に示した誘電体デュプレ
クサや、誘電体フィルタを複数組み合わせたものを利用
している。
従来の誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサを備えた通
信装置においては、以下に示す解決すべき課題があっ
た。
6,図7に示すように送信側フィルタの入力端子が一つ
であるため、アンテナからの回り込み波(送信信号のア
ンテナからの反射波)が生じた場合、その回り込み波が
逆にアンテナ端子から送信側入力端子を介して、アイソ
レータ側に伝送されてしまう。ここで、アイソレータが
なければ、この回り込み波は、電力増幅器に伝送され
る。これにより、電力増幅器が飽和するため、レベルシ
フトは行うが、増幅作用が生じなくなる。
には、アイソレータを挿入するのであるが、アイソレー
タを挿入することにより、送信系の伝送回路の総合的な
損失が増加してしまう。また、アイソレータを挿入する
ことにより、回路全体として素子が一つ増えることとな
り、その分、サイズが大きくなる。
せずに、全体として小型に通信装置を構成できる誘電体
フィルタ、誘電体デュプレクサ、および高周波モジュー
ルを提供することにある。
端子を同一の内導体にそれぞれ特性が異なるように結合
し、送信信号の伝搬特性に応じて、いずれか一つを選択
利用して、誘電体フィルタを構成する。
された複数の入力端子を同一の内導体と特性が異なるよ
うに結合し、送信信号の伝搬特性に応じ、いずれか一つ
を選択利用して、誘電体デュプレクサを構成する。
と、該誘電体フィルタに設けられた、複数の入力端子の
それぞれに接続され、送信信号をいずれか一つの入力端
子に入力するように切り替えを行うスイッチング素子と
から、高周波モジュールを構成する。
サと、該誘電体デュプレクサ設けられた、複数の入力端
子のそれぞれに接続され、送信信号をいずれか一つの入
力端子に入力するように切り替えを行うスイッチング素
子とから、高周波モジュールを構成する。
の入力側にカプラを設け、前記スイッチング素子から前
記カプラ側へ戻り、前記カプラから出力される回り込み
波の強度を検出して、該回り込み波が所定強度を超える
ときに、回り込み波の強度が小さくなるようにスイッチ
ング素子を切り替える制御回路を設けて、高周波モジュ
ールを構成する。
くは誘電体デュプレクサ、または高周波モジュールを備
えて通信装置を構成する。
ルタ、および通信装置について、図1〜図3を参照して
説明する。図1は通信装置のブロック図である。図1に
おいて、ANTは送受信アンテナ、DPXはデュプレク
サ、SWはスイッチング素子、CPLはカプラ、PAは
電力増幅器、LNAは低ノイズ増幅器である。前段回路
から入力された信号は、電力増幅器PAで増幅され、カ
プラCPL、スイッチング素子SWを通過し、デュプレ
クサDPXに入力される。デュプレクサDPXでは必要
な周波数帯域のみを通過してアンテナANTに信号を出
力し、アンテナANTより外部に送信する。また、デュ
プレクサDPXは、アンテナANTで受信された信号の
うち必要な周波数帯域のみを通過し、低ノイズ増幅器L
NAに出力する。低ノイズ増幅器LNAは入力信号を増
幅して、後段回路に出力する。
サDPXの一方の入力端子(TX1)に接続するように
スイッチを設定している。ここで、制御回路は、カプラ
から出力される送信信号の回り込み波の強度が所定強度
より高いとき、スイッチング素子に切替信号を出力す
る。スイッチング素子はこの切替信号を受けた場合にの
み、スイッチを切り替えて、入力端子(TX2)に接続
する。
として、図2に示す誘電体フィルタを利用する。
る。図2において、1は誘電体ブロック、2a〜2cは
内導体形成孔、3a〜3cは内導体、4は外導体、6
a,6cは入力端子、6bは出力端子、101は誘電体
フィルタである。誘電体フィルタ101は、誘電体ブロ
ック1の内部に、一方の面から対向する他方の面にかけ
て、内面に内導体3a〜3cをそれぞれ形成するステッ
プ構造の内導体形成孔2a〜2cを備えており、外面に
外導体4と、これから離間した入力端子6a,6cおよ
び出力端子6bとを備えている。外導体4は内導体形成
孔2a〜2cの一方の開口端面(図における左手前面)
を除き、略全面に形成されている。内導体3a〜3cが
外導体4から離間した内導体形成孔2a〜2cの開口端
を内導体3a〜3cの開放端とし、他方の内導体3a〜
3cと外導体4とが導通する開口端を内導体3a〜3c
の短絡端としている。この構造により、各内導体形成孔
がそれぞれλ/4共振器として作用する。入力端子6
a,6cは内導体3aに結合し、誘電体ブロック1の側
面(図における右手前面)から実装面(図における上
面)にかけて形成されている。一方、出力端子6bは内
導体3cに結合し、誘電体ブロック1の側面(図におけ
る左奥面)から実装面(図における上面)にかけて形成
されている。
りも内導体3aの開放端からの距離が近いため、外部結
合の容量Qeをより多く得ることができる。よって、内
導体3aからなる共振器と入力端子6aとの間のVSW
Rおよび損失は、内導体3aからなる共振器と入力端子
6cとの間のそれよりも良好な値をとる。
50MHzに設定した誘電体フィルタの特性図を図3に
示す。
bとの間の周波数特性図であり、(b)は入力端子6c
と出力端子6bとの間の周波数特性図である。
と出力端子6bとの間では、通過帯域における通過特
性、反射特性とも良好である。一方、図3の(b)に示
すように、入力端子6cと出力端子6bとの間では、通
過損失、反射損失がともに大きくなり、全体的な伝送損
失が増大する。
用いることにより、伝送損失を抑制する。回り込み波が
生じた場合には、入力端子6cを用いることにより、回
り込み波をフィルタにより減衰させる。よって、電力増
幅器PAに回り込み波が入力し、増幅できなくなるとい
った不具合を防止することができる。
誘電体フィルタ101の出力端子6bを用い、通常の信
号送信に利用するデュプレクサの入力端子(TX1)と
して誘電体フィルタ101の入力端子6aを用いる。一
方、回り込み波をカプラからの出力により検出した場合
に切り替えられるデュプレクサの入力端子(TX2)と
して、誘電体フィルタ101の入力端子6cを用いる。
これにより、送信信号の回り込み波を抑制しながら、伝
送損失を抑制した送信回路網を構成することができる。
ては、図6に示したような従来の誘電体フィルタを用い
ても、図2に示した誘電体フィルタをもう一つ用いても
良い。
状であることに限らず、所望の特性が得られるように、
形状を異ならせてもよい。
成しているが、三つ以上形成しても、前述の主旨に沿っ
て、入力端子の選択を行うことにより、同様の効果を得
ることができる。
レクサ、および通信装置について、図4を参照して説明
する。図4は誘電体デュプレクサの外観斜視図である。
図4において、1は誘電体ブロック、2a〜2fは内導
体形成孔、3a〜3fは内導体、4は外導体、5は励振
孔、6a,6cは入力端子、6bは出力端子、7はアン
テナ端子、102は誘電体デュプレクサである。
ック1の内部に、一方の面から対向する他方の面にかけ
て、内面に内導体3a〜3fをそれぞれ形成するステッ
プ構造の内導体形成孔2a〜2fと内面電極を設けた励
振孔5を備えており、外面に、外導体4と、これから離
間した入力端子6a,6c、出力端子6bおよびアンテ
ナ端子7とを備えている。外導体4は内導体形成孔2a
〜2fの一方の開口端面(図における右奥面)を除き、
略全面に形成されている。内導体3a〜3fが外導体4
から離間した内導体形成孔2a〜2fの開口端を内導体
3a〜3fの開放端とし、他方の内導体3a〜3fと外
導体4とが導通する開口端を内導体3a〜3fの短絡端
としている。この構造により、各内導体形成孔がそれぞ
れλ/4共振器として作用する。
し、誘電体ブロック1の側面(図における右手前面)か
ら実装面(図における下面)にかけて形成されている。
一方、出力端子6bは内導体3fに結合し、誘電体ブロ
ック1の側面(図における左奥面)から実装面(図にお
ける下面)にかけて形成されている。
ィルタと同様に、入力端子6aは、入力端子6cよりも
内導体3aの開放端からの距離が近いため、より多くの
外部結合容量Qeを得ることができる。よって、内導体
3aからなる共振器と入力端子6aとの間のVSWRお
よび損失は、内導体3aからなる共振器と入力端子6c
との間のそれよりも良好な値をとる。
d間に短絡端面から実装面にかけて形成されており、励
振孔5に導通している。
誘電体ブロックに、内導体形成孔2a〜2cよりなる誘
電体フィルタと、内導体形成孔2d〜2fよりなる誘電
体フィルタとを備える。
誘電体フィルタを送信側フィルタとし、内導体形成孔2
d〜2fよりなる誘電体フィルタを受信側フィルタとす
ることにより、二つの入力端子を有する誘電体デュプレ
クサを構成する。
信装置のデュプレクサとして用いることにより、第1の
実施形態と同様の効果を得ることができる。
ールについて、図5を参照して説明する。図5は高周波
モジュールの外観斜視図であり、(a)は上面からの斜
視図、(b)は下面からの斜視図である。図5におい
て、102は誘電体デュプレクサ、6a,6cは入力端
子、6bは出力端子、7はアンテナ端子、10はベース
基板、11はスイッチング素子、12はカプラ、13a
はベース基板10に形成された入力端子、13bはベー
ス基板10に形成された出力端子、14はベース基板1
0に形成されたアンテナ端子、15は回路電極、16は
制御回路素子である。
クサ102、スイッチング素子11、カプラ12および
制御回路素子16を実装しており、ベース基板10の表
面に形成された回路電極15により、それぞれ接続され
ている。
示した誘電体デュプレクサと同じであり、その送信側フ
ィルタの入力端子6a,6cはスイッチング素子11の
二つの出力端子に接続している。スイッチング素子11
の入力端子はカプラ12に接続しており、カプラ12は
ベース基板10に設けられた入力端子13aに導通して
いる。制御回路素子16はスイッチング素子11および
カプラ12に接続している。一方、デュプレクサの受信
側フィルタの出力端子となる入出力端子6bはベース基
板10に設けられた出力端子13bに導通している。ま
た、誘電体デュプレクサ102のアンテナ端子7はベー
ス基板10のアンテナ端子14に導通している。
に示したように送信信号を低損失で伝送し、入力端子6
cは、送信信号およびその回り込み波を減衰する。
選択して伝送するようにスイッチング素子11を設定し
ておくことにより、低損失に送信信号を伝送することが
できる。また、送信信号の回り込み波が生じた時には、
カプラ12は、回り込み波を制御回路素子16に伝送す
る。制御回路素子16は、この回り込み波を検知し、回
り込み波が所定の強度を超えた場合にスイッチング素子
11に切り替え信号を発生する。スイッチング素子11
は、切り返し信号を受け、スイッチを切り替え、入力端
子6cを選択することにより、回り込み波を減衰し、カ
プラ12以前の回路への不要信号の流入を抑制すること
ができる。
素子、カプラおよび制御回路素子を同一基板上に備えた
高周波モジュールを構成する。
れの素子の配置や、入出力端子、アンテナ端子の位置を
任意に設計することができるため、設計の自由度が向上
する。
サ、スイッチング素子、カプラ、および制御回路素子か
らなる高周波モジュールを示したが、誘電体デュプレク
サとスイッチング素子とからなるものや、誘電体デュプ
レクサの代わりに二つの誘電体フィルタ(内、送信側フ
ィルタは図2に示した誘電体フィルタ)を用いても、同
様の効果が得られる。
ルタおよび誘電体デュプレクサについては、内導体形成
孔の一方の開口面に外導体を形成しないことにより、内
導体の開放端を構成したものであるが、内導体形成孔の
両開口面に外導体を形成し、内導体形成孔内に内導体非
形成部を設けて開放端を構成したものについても、同様
の効果を得られる。
体から離間した結合用電極を形成したものについても、
同様の効果が得られる。
一の内導体にそれぞれ特性が異なるように結合し、この
うち一つを、送信信号の伝搬特性に応じて選択する誘電
体フィルタを構成する。これにより、一方の入力端子
を、必要な通過帯域で低損失な伝送特性を得られるよう
に設定しておき、他方の入力端子を、敢えて通過帯域で
の損失量を多くしておくことができる。この誘電体フィ
ルタを送信フィルタとして用いることにより、送信時に
は、低損失な伝送特性を得られる入力端子を使用し、ア
ンテナからの回り込み波が発生した場合には、損失の大
きい入力端子を使用して、伝送特性に優れ、回り込み波
の影響を抑制する通信装置を構成することができる。
の複数の入力端子を同一の内導体と特性が異なるように
結合し、このうちいずれか一つを、送信信号の伝搬特性
に応じて選択する誘電体デュプレクサを構成する。これ
により、一方の入力端子を、必要な通過帯域で低損失な
伝送特性を得られるように設定しておき、他方の入力端
子を、敢えて通過帯域での損失量を多くしておくことが
できる。この誘電体デュプレクサを使用することによ
り、前述の誘電体フィルタの場合と同じような効果を得
ることができる。
ルタと、該誘電体フィルタに形成された、特性が異なる
ように結合する入力端子のそれぞれに接続され、送信信
号をいずれか一つの入力端子に入力するように切り替え
を行うスイッチング素子とから、高周波モジュールを構
成することにより、設計自由度の向上することができ、
これにより、通信装置全体の設計自由度も向上させるこ
とができる。
プレクサと、該誘電体デュプレクサの送信側フィルタに
形成された、特性が異なるように結合する入力端子のそ
れぞれに接続され、送信信号をいずれか一つの入力端子
に入力するように切り替えを行うスイッチング素子とか
ら、高周波モジュールを構成することにより、前述の誘
電体フィルタの場合と同様に設計自由度を向上させるこ
とができる。
グ素子の入力側にカプラを設け、前記スイッチング素子
から前記カプラ側へ戻り、前記カプラから出力される回
り込み波の強度を検出して、該回り込み波が所定強度を
超えるときに、回り込み波の強度が小さくなるようにス
イッチング素子を切り替える制御回路を設けて、高周波
モジュールを構成することにより、外部回路を新たに接
続することなく、伝送信号による入力端子の切り替えを
行うことができる。
ルタ、もしくは前記誘電体デュプレクサ、または前記高
周波モジュールを備えることにより、優れた通信特性を
有する通信装置を構成することができる。
視図
特性図
観斜視図
斜視図
サの外観斜視図
Claims (6)
- 【請求項1】 略直方体形状の誘電体ブロックの内部
に、それぞれの内面に内導体を形成した複数の内導体形
成孔を配列し、前記誘電体ブロックの外面に、配列した
前記内導体形成孔のうち、所定の内導体形成孔の内導体
にそれぞれ結合する複数の入力端子および出力端子と、
外導体とを形成した誘電体フィルタにおいて、 前記複数の入力端子は、同一の内導体にそれぞれ特性が
異なるように結合し、前記複数の入力端子のうち、いず
れか一つを、送信信号の伝搬特性に応じて選択的に利用
するようにした誘電体フィルタ。 - 【請求項2】 略直方体形状の誘電体ブロックの内部
に、それぞれの内面に内導体を形成した複数の内導体形
成孔を配列し、前記誘電体ブロックの外面に、配列した
前記内導体形成孔のうち所定の内導体形成孔の内導体に
それぞれ結合する複数の入力端子、出力端子、およびア
ンテナ端子と、外導体とを形成することにより、送信側
フィルタと、受信側フィルタとを前記誘電体ブロックに
構成した誘電体デュプレクサにおいて、 前記複数の入力端子は、同一の内導体と特性が異なるよ
うに結合し、前記複数の入力端子のうち、いずれか一つ
を、送信信号の伝搬特性に応じて選択的に利用するよう
にした誘電体デュプレクサ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の誘電体フィルタと、 前記複数の入力端子のそれぞれに接続され、送信信号を
いずれか一つの入力端子に入力するように切り替えを行
うスイッチング素子とからなる高周波モジュール。 - 【請求項4】 請求項2に記載の誘電体デュプレクサ
と、 前記複数の入力端子のそれぞれに接続され、送信信号を
いずれか一つの入力端子に入力するように切り替えを行
うスイッチング素子とからなる高周波モジュール。 - 【請求項5】 前記スイッチング素子の入力側にカプラ
を設け、前記スイッチング素子から前記カプラ側へ戻
り、前記カプラから出力される回り込み波の強度を検出
して、該回り込み波が所定強度を超えるときに、前記回
り込み波の強度が小さくなるように前記スイッチング素
子を切り替える制御回路を設けてなる請求項4または請
求項5に記載の高周波モジュール。 - 【請求項6】 請求項1に記載の誘電体フィルタ、請求
項2に記載の誘電体デュプレクサ、または請求項3〜5
のいずれかに記載の高周波モジュールを備えてなる通信
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001358126A JP3765400B2 (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、高周波モジュールおよび通信装置 |
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JP3765400B2 JP3765400B2 (ja) | 2006-04-12 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020129892A1 (ja) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | 株式会社村田製作所 | カプラモジュール |
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2001
- 2001-11-22 JP JP2001358126A patent/JP3765400B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2020129892A1 (ja) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | 株式会社村田製作所 | カプラモジュール |
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