JP2005057342A - 分波器および分波器における分波線路の線路長決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線周波数帯域信号をそれぞれ周波数帯域が異なる３つの周波数帯域で分波する分波器および分波器における分波線路の線路長決定方法を提供。
【解決手段】入出力端子と第１の帯域通過フィルタとが第１の分波線路を介して接続され、入出力端子と第２の帯域通過フィルタとが第２の分波線路を介して接続され、第３の帯域通過フィルタは入出力端子に直接接続され、第１および第２の分波線路は、第３の帯域通過フィルタの分波器特性に応じた線路長にそれぞれ設定されている。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば車載用の移動体通信機器に用いられて、信号を分波する分波器に係り、無線周波数（ＲＦ： Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）として、たとえば、１〜６（ＧＨｚ）帯において使用される弾性表面波フィルタ、誘電体フィルタおよび集中定数フィルタ等の帯域通過フィルタを用いて、３つの周波数帯域に対応するトリプレクサである分波器および分波器における分波線路の線路長決定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、小型で、軽量な携帯電話等の移動体通信機器端末の開発が急速に進められている。このような端末に用いられる部品の小型および高性能化が求められており、弾性表面波（ＳＡＷ）素子を基本としたＲＦ部品の開発が求められている。
【０００３】
とくにＳＡＷフィルタを用いたＳＡＷ分波器はＲＦ部の小型化に大きく貢献するデバイスであるため、その実用化とその高性能化が強く要望されている。ＳＡＷ分波器は、たとえば、８００（ＭＨｚ）帯域のＲＦデバイスも開発され、一部、実用に供されている。
【０００４】
８００（ＭＨｚ）帯域の周波数帯域を用いる移動体通信は多くの方式が実用化されている。この帯域の移動体機器の周波数配列はＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式の場合、たとえば送信帯域が（８２４〜８４９）（ＭＨｚ）、受信帯域が（８６９〜８９４）（ＭＨｚ）で、送信帯域と受信帯域の間隔が２０（ＭＨｚ）である。
【０００５】
さらに近年、小型軽量な移動体通信機器端末の需要の急増に伴い、２（ＧＨｚ）帯域の周波数帯域を用いる移動体通信方式が実用化されている。たとえば、１．９（ＧＨｚ）帯域のＰＣＳ （Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ）方式では送信帯域と受信帯域との間隔が２０（ＭＨｚ）である。このＰＣＳ方式で使用される分波器では誘電体フィルタを用いられ、８００（ＭＨｚ）帯域フィルタよりもさらに２倍の急峻な特性が必要である。
【０００６】
また、近年、薄型で軽量な携帯電話の２（ＧＨｚ）帯域移動体通信機器端末が要求され、２（ＧＨｚ）帯域ＳＡＷ分波器の必要性が高まってきた。２（ＧＨｚ）帯ＳＡＷ分波器は、８００（ＭＨｚ）帯ＳＡＷ分波器と同様に送信フィルタ、受信フィルタおよび分波線路を有する回路構成である。２（ＧＨｚ）帯域ＳＡＷ分波器は、小型で、通過帯域の挿入損失が小さいことや減衰帯域の減衰量が大きいこと等の特性が要求されている。２（ＧＨｚ）帯分波器として、二つのＳＡＷフィルタを一つのパッケージに組み込んだＳＡＷ−ＤＵＰにおいては、互いにフィルタ特性の干渉を防止・低減するために、二つのフィルタチップそれぞれに対して整合回路を設けるか、または少なくとも他方のフィルタのみに整合回路を設ける必要がある。この整合回路は、各フィルタチップとともに多層セラミックパッケージ内に収められ、略高さ２．０（ｍｍ）の分波器パッケージを構成することができる。
【０００７】
この２（ＧＨｚ）帯域分波器を構成する二つのＳＡＷフィルタは、互いに異なる中心周波数を持つものであり、それぞれ通過帯域においては損失が小さく、減衰帯域においては減衰量が大きい特性を持つ必要がある。この互いに中心周波数が異なる二つのＳＡＷフィルタを用いて分波器を構成する場合、互いの特性を劣化させないようにする必要がある。そのため、各々のフィルタの通過域において、他方のフィルタのインピーダンスが無限大であり、さらに反射係数が１であることが理想である。この特性を満たすために各ＳＡＷフィルタにそれぞれ分波線路を付加する必要があった。この分波線路は、たとえば、分布定数素子や、キャパシタおよびインダクタによる集中定数素子等を用いて形成される。
【０００８】
また、携帯電話端末では、その送信信号が、ＲＦ回路の最終段の電力増幅器の出力から分波器のＴｘ端に入力され、送信入力整合回路、送信フィルタ、アンテナ端子整合回路およびアンテナ端子を経てアンテナから空中に放射される。また、受信信号は、アンテナからアンテナ端子、アンテナ端子整合回路を経て、分波線路、受信フィルタおよび受信出力整合回路を通り、分波器のＲｘ端から受信用回路に入力される。送信フィルタには電力増幅器から１〜２（Ｗａｔｔ）程度の電力が印加され、また、受信フィルタにも１（Ｗ）程度の電力が印加されるため、これら２個の送信フィルタおよび受信フィルタはともに耐電力性が要求される。８００（ＭＨｚ）帯域のＳＡＷ分波器ではＳＡＷ分波器としての必要な特性および２．５（Ｗａｔｔ）程度の印加電力に対してもＳＡＷ分波器特性を満足するものが得られて実用に供されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−１６７５１８号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９５０１１号公報。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このＳＡＷ分波器を実用化する場合、ＳＡＷ共振器を構成する電極指間の間隔が狭いため、小さい印加電力に対して特性が変化するという問題があった。また、最近はアンテナが統合化され、さらにフィーダ線を一本化されたフィーダ線の使用が要求されている。この場合、従来では切り替えスイッチ方式やハイブリッド方式で分配合成する必要があり、このため余分なロスが増加して特性が劣化し、さらに個々のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の小型化が困難であった。
【００１１】
このような状況の下、１つのアンテナを共用し、３つの周波数帯域にて使用される分波器（トリプレクサ）が求められている。しかしこれら３つの周波数帯域が互いに干渉しないようにして、特性劣化を低減することは困難であった。
【００１２】
たとえば、３つの周波数帯域に対応するそれぞれのフィルタにおける信号の通過帯域の損失を下げるように、分波器を構成する際に、各フィルタに接続する最適な分波線路のインピーダンスを求めることが困難であった。
【００１３】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、小型化を図るために一本のアンテナを接続し、３個のフィルタに送信帯域および／または受信帯域を割り当て、これら３個の帯域がお互いに干渉しないように、３個のフィルタを並列接続した場合の特性劣化を少なくし、各フィルタに接続される分波線路の最適条件に適合する高性能な分波器および分波器における分波線路の線路長決定方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、無線周波数帯域信号をそれぞれ周波数帯域が異なる３つの周波数帯域で分波する分波器において、この分波器は、アンテナが接続されて無線周波数帯域信号を入出力する入出力端子と、無線周波数帯域信号のうち第１の周波数帯域の第１の信号を通過する第１のフィルタと、無線周波数帯域信号のうち第２の周波数帯の第２の信号を通過する第２のフィルタと、無線周波数帯信号のうち第３の周波数帯域の第３の信号を通過する第３のフィルタと、入出力端子と第１のフィルタとを接続し、線路長に応じて分波器特性を決定する第１の分波線路と、入出力端子と第２のフィルタとを接続し、線路長に応じて分波器特性を決定する第２の分波線路と、入出力端子と第３のフィルタとを直接接続する接続線とを含み、第１の分波線路および第２の分波線路は、それぞれ第３のフィルタの分波器特性に応じて決定した線路長を有することを特徴とする。
【００１５】
この場合、第１の分波線路および第２の分波線路のそれぞれの線路長は、それぞれ第３のフィルタの分波器特性を向上させるように線路長に設定される。
【００１６】
また、第１の分波線路および第２の分波線路は、分布定数線路にて形成されているとよい。また、第１のフィルタ、第２のフィルタおよび第３のフィルタは、それぞれ弾性表面波フィルタであるとよく、さらに、第１、第２および第３のフィルタを一つの圧電基板に形成した構成であるとよい。この場合、第１、第２および第３のフィルタを形成した圧電基板を積層基板パッケージ内に備え、積層パッケージに入出力端子を設けるとよい。
【００１７】
また、第１および第２のフィルタはそれぞれ弾性表面波フィルタであり、第３のフィルタは誘電体フィルタであるとよい。また、第１のフィルタはＧＰＳ用の帯域通過フィルタであり、第２のフィルタはＶＩＣＳ用の帯域通過フィルタであるとよい。
【００１８】
また、第３のフィルタは５．８（ＧＨｚ）帯の帯域通過フィルタであるとよい。この場合、第３のフィルタはＥＴＣ用の帯域通過フィルタであるとよい。また、第２の分波線路の線路長が第１の分波線路の線路長よりも長いとよく、この場合、第１の分波線路の線路長を３．５（ｃｍ）ないし４．５（ｃｍ）のうちいずれかの線路長に設定するとよい。また、第２分波線路の線路長を６．０（ｃｍ）ないし７．０（ｃｍ）のうちいずれかの線路長に設定するとよい。
【００１９】
また、第３のフィルタは３．５（ＧＨｚ）帯の帯域通過フィルタであるとよい。この場合、第２の分波線路の線路長が第１の分波線路の線路長よりも長いとよく、この場合、第１の分波線路の線路長を１．７（ｃｍ）ないし２．０（ｃｍ）のうちいずれかの線路長に設定するとよい。また、第２の分波線路の線路長を４．１（ｃｍ）ないし４．６（ｃｍ）のうちいずれかの線路長に設定するとよい。また、第３のフィルタは、通過帯域が３．４４（ＭＨｚ）ないし３．５２（ＭＨｚ）の帯域通過フィルタであるとよい。
【００２０】
本発明は上述の課題を解決するために、無線周波数帯域信号をそれぞれ周波数帯域が異なる３つの周波数帯域で分波する分波器における分波線路の線路長決定方法において、分波器は、アンテナが接続されて無線周波数帯信号を入出力する入出力端子と、無線周波数帯信号のうち第１の周波数帯域の第１の信号を通過する第１のフィルタと、無線周波数帯信号のうち第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯の第２の信号を通過する第２のフィルタと、無線周波数帯信号のうち第１および第２の周波数帯域よりも高い第３の周波数帯域の第３の信号を通過する第３のフィルタと、入出力端子と前記第１のフィルタとを接続し、線路長に応じて分波器特性を決定する第１の分波線路と、入出力端子と前記第２のフィルタとを接続し、線路長に応じて分波器特性を決定する第２の分波線路とを含み、この方法は、第１および第２の周波数帯域よりも高い第３の周波数帯域の通過帯域損失を下げるように、前記入出力端子と第３のフィルタとを直接接続し、第１の分波線路の第１の線路長と、第２の分波線路の第２の線路長とを、それぞれ、中心周波数が最も高い第３のフィルタの分波器特性に応じて、その中心周波数において算出したインピーダンスに基づいて決定した線路長に設定することを特徴とする。この場合、第１の周波数帯域、第２の周波数帯域および第３の周波数帯域は、それぞれ、互いに１（ＧＨｚ）以上離れた周波数帯域であるとよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による分波器の実施例を詳細に説明する。
【００２２】
図１を参照すると本発明が適用された分波器の基本回路構成が示されている。図示するように分波器２０は、アンテナ２２を接続するＡＮＴ端子２４と、ＡＮＴ端子２４にそれぞれ並列接続した第１、第２および第３の分波線路３０，３２，３４と、第１、第２および第３の分波線路３０，３２，３４のそれぞれに対応して接続した第１、第２および第３のフィルタ４０，４２，４４と、第１、第２および第３のフィルタ４０，４２，４４のそれぞれに接続する第１，第２および第３端５０，５２，５４を含み、図１ではさらに電力増幅器６０の出力が第１端５０に接続されている。
【００２３】
この送信帯域および受信帯域を合わせて３つの周波数帯域を有する分波器２０の実現上において、３つの周波数帯域にてそれぞれ互いに干渉しないようにするために、各フィルタ４０，４２，４４に接続される分波線路３０，３２，３４の線路長を決定することが重要である。決定される分波線路の線路長は、零「線路長＝０」、つまり分波線路を接続しない場合を含んで検討するので、その場合、説明において線路長が零である旨の表現をとる場合がある。
【００２４】
分波器２０の３つの周波数帯域について説明する。第１、第２および第３のフィルタ４０，４２，４４は、第１、第２および第３帯域として、たとえばＧＰＳ用帯域（周波数１５７４〜１５７７ （ＭＨｚ））、ＶＩＣＳ用帯域（周波数２４９８〜２５０２ （ＭＨｚ））、ＥＴＣ用帯域（周波数５７８０〜５８２０ （ＭＨｚ））を通過帯域とするバンドパスフィルタである。これらフィルタにそれぞれ接続された第１、第２および第３の分波線路３０，３２，３４は、このような周波数帯域の間隔において、各フィルタ４０，４２，４４をお互いに干渉しないように分波線路を用いて並列接続して１つのアンテナを接続し、分波線路により互いに干渉しないようにして３つの周波数帯域にて共に通過帯域損失を最小にするように構成したものである。なお、実施例における分波線路の特性インピーダンスは５０（Ω）で構成されている。
【００２５】
図示するように、本実施例の基本構成における分波器２０は、通過帯域が異なる３個の第１、第２および第３のフィルタ４０，４２，４４を並列接続して、１つのアンテナ２２に接続する構成で、３個のフィルタ４０，４２，４４のそれぞれフィルタ単体時の特性と、図示の分波器２０を構成にした場合とで特性に変化が少ないことが要求される。
【００２６】
図２を参照すると、同図には第１のフィルタ４０を送信用フィルタとして使用した場合の構成図が示され、この場合、第２および第３フィルタ３２，３４を合成インピータンス３６として図示し、第２および第３端５２，５４をそれぞれ終端抵抗３８を介して回路に接地している。この説明においては、第１、第２および第３のフィルタと、第１、第２および第３の分波線路とのインピーダンスをそれぞれ１オーム［Ω］として説明する。
【００２７】
図２において、第２および第３の分波線路３２，３４と第２および第３のフィルタ４２，４４とを終端抵抗３８で終端した場合のアンテナ（ＡＮＴ）端子２４から見た入力インピーダンスをＺ_ＩＮ（２３）とする。
【００２８】
第１端５０からＡＮＴ端子２４の伝送特性Ｓ１は式（１）で与えられる。
【００２９】
【数１】
Ｓ_１＝（Ａ_１＋Ｂ_１＋Ｃ_１＋Ｄ_１＋Ａ_１／Ｚ_ＩＮ（２３）＋Ｂ_１／Ｚ_ＩＮ（２３））／２ ・・（１）
この減衰特性は式（２）となる。
【００３０】
【数２】
α_１（ω）＝２０＊ＬＯＧ（ＡＢＳ（Ｓ_１）） ［ｄＢ］ ・・（２）
ここでＡＢＳ（Ｓ_１）はＳ_１の絶対値を示す。
【００３１】
式（１）において、第１のフィルタ４０単体の伝送特性Ｓ_１１は式（３）で与えられる。
【００３２】
【数３】
Ｓ_１１＝（Ａ_１＋Ｂ_１＋Ｃ_１＋Ｄ_１）／２ ・・（３）
この第１のフィルタ４０単体の減衰特性は式（４）となる。
【００３３】
【数４】
α_１１（ω）＝２０＊ＬＯＧ（ＡＢＳ（Ｓ_１１）） ［ｄＢ］ ・・（４）
ここでＡＢＳ（Ｓ_１１）はＳ_１１の絶対値を示す。
【００３４】
第１端５０からＡＮＴ端子２４の伝送特性Ｓ_１に対する合成インピーダンス回路３６（第２および第３のフィルタ３２，３４）の影響は、Ｚ_ＩＮ（２３）と伝送特性の関係が式（１）〜式（４）で与えられるので式（５）で評価される。
【００３５】
【数５】
Ｓ_１（２３）＝（１＋（Ａ_１／Ｚ_ＩＮ（２３）＋Ｂ_１／Ｚ_ＩＮ（２３））／（Ａ_１＋Ｂ_１＋Ｃ_１＋Ｄ_１）） ・・（５）
この減衰特性は式（６）となる。
【００３６】
【数６】
α_１（２３）（ω）＝２０＊ＬＯＧ（ＡＢＳ（Ｓ_１）） ［ｄＢ］ ・・（６）
ここで従来の分波器の構成を図３を参照して説明すると、同図には、送信周波数帯域と受信周波数帯域とを分離する分波器のデュプレクサの構成例が示されている。このデュプレクサ３００は、アンテナ３０２を接続するＡＮＴ端子３０４と、ＡＮＴ端子３０４に接続した整合回路３０６と、整合回路３０６に接続した送信フィルタ３０８と、送信フィルタ３０８に接続した送信入力整合回路３１０と、送信側のＴｘ端３１２と、整合回路３０６に接続した受信側の分波線路３１４と、分波線路３１４の他端に接続した受信フィルタ３１６と、受信フィルタ３１６に接続した受信出力整合回路３１８と、受信側のＲｘ端３２０とを含み、Ｔｘ端３１２には受信信号を増幅する電力増幅器３１４が接続される。
【００３７】
このような構成の分波器（デュプレクサ）３００において、Ｔｘ端３１２からＡＮＴ端子３０４間の伝送特性Ｓ_１１は式（７）で与えられる。
【００３８】
【数７】
Ｓ_１１＝（Ａ_１＋Ｂ_１＋Ｃ_１＋Ｄ_１＋Ａ_１／Ｚ_ＩＮ（ＬＲ）＋Ｂ_１／Ｚ_ＩＮ（ＬＲ））／２ ・・（７）
式（７）は次の様になり、Ｚ_ＩＮ（ＬＲ）が有限による特性が式（７−１）で評価可能である。
【００３９】
【数８】
Ｓ_１１＝（Ａ_１＋Ｂ_１＋Ｃ_１＋Ｄ_１）（１＋（１／Ｚ_ＩＮ（ＬＲ）＊（Ｃ_１＋Ｄ_１）／（Ａ_１＋Ｂ_１）））／２
【００４０】
【数９】
αＺ_ＩＮ（ＬＲ）（ω）≒８．６８６＊Ｒｅ（（１／Ｚ_ＩＮ（ＬＲ））＊（Ｃ_１＋Ｄ_１）／（Ａ_１＋Ｂ_１）） ［ｄＢ］ ・・（７−１）
ここで（１／Ｚ_ＩＮ（ＬＲ）＊（Ｃ_１＋Ｄ_１）／（Ａ_１＋Ｂ_１））の絶対値は１より十分小さい。
【００４１】
この場合の減衰特性は式（８）となる。
【００４２】
【数１０】
α_１（ω）＝２０＊ＬＯＧ（（ＡＢＳ（Ｓ_１１））＋αＺ_ＩＮ（ＬＲ）（ω） ［ｄＢ］ ・・（８）
式（７）においてＺ_ＩＮ（ＬＲ）は図３に示すように、受信フィルタ３１６と分波線路３１４とを直列接続した場合の分波線路３１４の入力端からの入力インピーダンスＺ_ＩＮ（ＬＲ）で、このＺ_ＩＮ（ＬＲ）は式（９）で与えられる。
【００４３】
【数１１】
Ｚ_ＩＮ（ＬＲ）＝（Ｚ_ＩＮ（Ｒ）＊ＣＯＳ（θ）＋ｊＳＩＮ（θ））／（ＣＯＳ（θ）＋ｊＺ_ＩＮ（Ｒ）＊ＳＩＮ（θ）） ・・（９）
ここでθ＝βＬ、β＝２π／λ、Ｌ＝線路長である。
【００４４】
通常、図３に示す分波器３００では、受信フィルタ３１６の入力インピーダンスＺ_ＩＮ（Ｒ）をＺ_ＩＮ（Ｒ）≒０とし、分波線路３１４の線路長Ｌを四分の一波長（λ／４）、すなわち式（９）においてθ＝π／２となる様に設定する。
【００４５】
このように設定すると式（９）に表すＺ_ＩＮ（ＬＲ）は無限大になり、Ｔｘ端３１２およびＡＮＴ端子３０６間の伝送特性Ｓ_１１は式（１０）で与えられ、送信時において受信側回路の影響を受けないようになる。
【００４６】
式（７）において、送信フィルタ３０８の伝送特性Ｓ_１１は式（１０）で与えられる。
【００４７】
【数１２】
Ｓ_１１＝（Ａ_１＋Ｂ_１＋Ｃ_１＋Ｄ_１）／２ ・・（１０）
この送信フィルタの減衰特性は式（１１）となる。
【００４８】
【数１３】
α_１１（ω）＝２０＊ＬＯＧ（ＡＢＳ（Ｓ_１１）） ［ｄＢ］ ・・（１１）
ここでＡＢＳ（Ｓ_１１）はＳ_１１の絶対値を示す。
【００４９】
すなわち、図３に示した従来構成例の分波器（デュプレクサ）３００の特性は前述のように、分波線路３１４の入力端からみた入力インピーダンスＺ_ＩＮ（ＬＲ）により決まる。すなわち式（９）における受信Ｚ_ＩＮ（ＬＲ）がどれくらい大きくなっているかどうかによって特性が評価される。
【００５０】
次に、本実施例における分波線路の線路長と特性との関係を図１に戻ってさらに詳細に設明する。第２のフィルタ４２と分波線路３２とを直列接続した場合の分波線路３２の入力端（ＡＮＴ端子２４）からの入力インピーダンスＺ_ＩＮ（２）は式（１２）で与えられる。
【００５１】
【数１４】
Ｚ_ＩＮ（２）＝（Ｚ_ＩＮ（Ｒ２）＊ＣＯＳ（θ２）＋ｊＳＩＮ（θ２））／（ＣＯＳ（θ２）＋ｊＺ_ＩＮ（Ｒ２）＊ＳＩＮ（θ２））・・（１２）
第３のフィルタ４４と第３の分波線路３４とを直列接続した場合の分波線路３４の入力端（ＡＮＴ端子２４）からの入力インピーダンスＺ_ＩＮ（３）は式（１３）で与えられる。
【００５２】
【数１５】
Ｚ_ＩＮ（３）＝（Ｚ_ＩＮ（Ｒ３）＊ＣＯＳ（θ３）＋ｊＳＩＮ（θ３））／（ＣＯＳ（θ３）＋ｊＺ_ＩＮ（Ｒ３）＊ＳＩＮ（θ３））・・（１３）
合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）は式（１４）になることがわかる。
【００５３】
【数１６】
Ｚ_ＩＮ（２３）＝Ｚ_ＩＮ（２）＊Ｚ_ＩＮ（３）／（Ｚ_ＩＮ（２）＋Ｚ_ＩＮ（３）） ・・（１４）
図３に示した分波器３００の分波線路３１４の入力端からみた入力インピーダンスＺ_ＩＮ（ＬＲ）は、式（９）で与えられたのに対して、図１に示す実施例では合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）は、式（１４）で与えられる。
【００５４】
このことは第１のフィルタ４０の特性に、第２の分波線路３２と、第２のフィルタ４２の入力インピーダンスＺ_ＩＮ（２）と、第３の分波線路３４と、第３のフィルタ４４の入力インピーダンスＺ_ＩＮ（３）とが関係することを示している。
【００５５】
すなわち、従来のデュプレクサの分波線路３１４の最適線路長は四分の一波長（λ／４）であったが、本発明のようにトリプレクサを構成する場合、第２の分波線路３２と第３の分波線路３４とにより特性が決定されるので、各分波線路３２，３４の線路長に幅を持たせることができ、（λ／４）に限定されず余裕ができることがわかる。
【００５６】
以上、図１ないし図３を参照しながら原理的部分について説明した。次に、本発明が適用された３周波数帯域用分波器（トリプレクサ）の具体的構成および動作を説明する。
【００５７】
図４を参照すると、本実施例における３周波数帯域用分波器（トリプレクサ）の構成例が示されている。本実施例では、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：高度道路情報通信システム）およびＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ：自動料金収受）のそれぞれのシステムにて使用される周波数帯域ごとに信号を通過および阻止する分波器であるトリプレクサ４００が形成されている。
【００５８】
図示するように、トリプレクサ４００は、無線周波数１５７４〜１５７７（ＭＨｚ）を使用するＧＰＳ用の第１の帯域通過フィルタ４１０と、無線周波数２４９８〜２５０２（ＭＨｚ）を使用するＶＩＣＳ用の第２の帯域通過フィルタ４１２と、無線周波数５７８０〜５８２０（ＭＨｚ）を使用するＥＴＣ用の第３の帯域通過フィルタ４１４とを含む。第１および第２の帯域通過フィルタ４１０，４１２はさらにそれぞれ第１および第２の分波回路４２０，４２２が接続されて、第３の帯域通過フィルタ４１４と第１および第２の分波回路４２０，４２２とがそれぞれ導電部材４３０，４３２，４３４を介してアンテナ（ＡＮＴ）端子４４０に接続されている。第１、第２および第３の帯域通過フィルタ４１０，４１２，４１４の他端には、それぞれ第１、第２および第３端５０，５２，５４が接続されて、これら端子５０，５２，５４は移動無線機器内のＧＰＳ回路、ＶＩＣＳ回路およびＥＴＣ回路（いずれも図示せず）の各ＲＦ回路に接続される。
【００５９】
本実施例では、３個の帯域通過フィルタを並列接続して分波器を構成する際に、アンテナ端子４４０と各帯域通過フィルタとの間の線路の線路長を特定な値に形成することにより、それぞれのフィルタの単体特性からの特性劣化が少なくなるように構成している。
【００６０】
図４に示す実施例における第１の帯域通過フィルタ４１０はＧＰＳ用に弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタにて圧電基板上に形成し、第２の帯域通過フィルタ４１２をＶＩＣＳ用に弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタにて圧電基板上に形成し、これらフィルタは同一の圧電基板上に一体形成されている。実施例におけるトリプレクサ４００の主要部の外観構成を図５に示す。トリプレクサ４００の圧電基板５００は、図示するように積層パッケージ５０２上に不図示のゴムや樹脂等の弾性部材を介挿して配設されて、全体として分波器モジュールを形成している。
【００６１】
第１の帯域通過フィルタ４１０の回路は、ボンディングワイヤ５１０，５１２によって積層パッケージ５０２の第４層５１４に形成された電極５１６，５１８にそれぞれ接続され、第２の帯域通過フィルタ４１２の回路は、ボンディングワイヤ５２０，５２２によって積層基板パッケージ５０２の第４層５１４に形成された電極５２４，５２６にそれぞれ接続されている。
【００６２】
図示するように積層基板パッケージ５０２は、その下方側から第１層基板５３０、第２層基板５３２、第３層基板５３４および第４層基板５１４が積層されて形成され、同図において第４層基板の上に形成される第５層基板を煩雑化を避けるため省略している。その第５層基板は圧電基板５００を密封するためにその周囲を覆うように形成されて、そのさらに上部に不図示の封入部材により圧電基板５００を封止する。このようにＳＡＷフィルタが形成された圧電基板５００が積層基板パッケージ５０２内に備えられる。なお、第１層基板５３０、第２層基板５３２および第３層基板５３４それぞれ約０．１５（ｍｍ）程度の厚みを有し、第４層基板５１４についても後述の第３の帯域通過フィルタ４１４構成に応じた厚みでよい。
【００６３】
第１の帯域通過フィルタ４１０の回路構成を図６に示す。同図において２つのＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２が端子Ｔ１，Ｔ３間に直接に接続されて直列腕を形成し、さらに３つのＳＡＷ共振器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の一端がそれぞれ接続点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に接続されて並列腕を形成し、ＳＡＷ共振器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の他端が接続点Ｂ４に接続され、接続点Ｂ４はや用インダクタＬＰを介して接続点Ｂ５に接続されている。接続点Ｂ５は端子Ｔ２，Ｔ４に接続されている。第１の帯域通過フィルタ４１０における各ＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、圧電基板５００上にすだれ状電極がそれぞれ形成されて配置され、インダクタＬＰは図５にも示したように、圧電基板５００と積層基板パッケージ５０２とを接続するボンディングワイヤやバンプ接続などにより形成されて配置されている。
【００６４】
第１の帯域通過フィルタ４１０の各素子構成をさらに説明すると、図９に示すように、直列腕のＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２の交差長は、それぞれともに４０（μｍ）であり、対数は１００本のすだれ状電極にて構成されている。また、並列腕のＳＡＷ共振器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の交差長はそれぞれ３９（μｍ）、５５（μｍ）、３９（μｍ）であり、対数はそれぞれ３９（本）、５５（本）、３９（本）のすだれ状電極にて構成されている。
【００６５】
第２の帯域通過フィルタ４１２の回路構成を図７に示す。同図において４つのＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が端子Ｔ１，Ｔ３間に直接に接続されて直列腕を形成し、さらに４つのＳＡＷ共振器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の一端がそれぞれ接続点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に接続されて並列腕を形成し、ＳＡＷ共振器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の他端が接続点Ｂ５に接続され、接続点Ｂ５は有極用インダクタＬＰを介して接続点Ｂ６に接続されている。接続点Ｂ５は端子Ｔ２，Ｔ４に接続されている。第２の帯域通過フィルタ４１２における各ＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２，，Ｓ３，Ｓ４，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、圧電基板５００上にすだれ状電極がそれぞれ形成されて配置され、インダクタＬＰは圧電基板５００と積層基板パッケージ５０２とを接続するボンディングワイヤやバンプ接続などにより形成されて配置されている。
【００６６】
第２の帯域通過フィルタ４１２の各素子構成をさらに説明すると、図１０に示すように、直列腕のＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の交差長は、それぞれ４９（μｍ）、４５（μｍ）、４５（μｍ）、９０（μｍ）であり、対数はそれぞれ９０本のすだれ状電極にて構成されている。また、並列腕のＳＡＷ共振器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の交差長はそれぞれ３５（μｍ）、４５（μｍ）、４５（μｍ），４５（μｍ）であり、対数はそれぞれ３５（本）、４５（本）、４５（本）、４５（本）のすだれ状電極にて構成されている。また有極用インダクタＬＰのインダクタンス値は、０．５（ｎＨ）にて構成される。
【００６７】
第３の帯域通過フィルタ４１４の回路構成を図８に示す。図示するように同図には、インダクタとキャパシタを使用したＬＣフィルタが示されている。端子Ｔ１，Ｔ２間にインダクタＬ１，キャパシタＣ１，インダクタＬ２，キャパシタＣ２，が直列に接続されて、接続点Ｂ１，Ｂ２にはキャパシタＣ３およびインダクタＬ３が並列に接続され、キャパシタＣ３およびインダクタＬ３の他端はそれぞれ接続点Ｂ３，Ｂ４を介して端子Ｔ２，Ｔ４に接続されている。本実施例における第３の帯域通過フィルタ４１４は、積層基板パッケージ５０２の第４層基板５１４に形成されて配置される。
【００６８】
第３の帯域通過フィルタ４１４の各素子構成をさらに説明すると、図１１に示すように、インダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ、３１８．３（ｎＨ）、３１８．３（ｎＨ）、０．０１１８（ｎＨ）にて形成され、キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、それぞれ０．００２３７（ｐＦ）、０．００２３７（ｐＦ）、６３．７（ｐＦ）にて形成されている。
【００６９】
トリプレクサ４０の積層基板パッケージ５０２および第１の帯域通過フィルタ４１０部分の断面図を図１２に示す。本実施例では、第１層基板５３０と第２層基板５３２とを貫通したスルーホール１２００によりＡＮＴ端子４４０と第１の分波線路４２０とが接続され、第３層基板５３４と第４層基板５３４とを貫通したスルーホール１２０２により、第１の分波線路４２０と電極５１６とが接続されている。さらに、第４層基板から第１層基板までを貫通するスルーホール１２０４により電極５１８と第１端５０が接続されている。スルーホール１２００〜１２０４内は導電性の金属等が充填されている。
【００７０】
トリプレクサ４０の積層基板パッケージ５０２および第２の帯域通過フィルタ４１２部分の断面図を図１３に示す。本実施例では、第１層基板５３０を貫通したスルーホール１３００によりＡＮＴ端子４４０と第２の分波線路４２２とが接続され、第２層基板５３２と第４層基板５３４とを貫通したスルーホール１３０２により、第２の分波線路４２２と電極５２４とが接続されている。さらに、第４層基板５１４から第１層基板５３０までを貫通するスルーホール１３０４により電極５２６と第２端５２が接続されている。スルーホール１３００〜１３０４内は導電性の金属等が充填されている。なお、本実施例における各分波線路４２０，４２２は、それぞれ第２層基板５３２および第１層基板５３０上に特定の線路長のマイクロストリップ線路やストリップ線路などの分布定数線路を形成して構成されている。
【００７１】
さらに、第３の帯域通過フィルタ４１４の積層基板パッケージ５０２内の構成例を図１４に示す。同図にはＬＣフィルタが形成される部分の積層基板パッケージ５０２の断面図であり、第３層基板５３４上に配置した電極パターンと、第４層基板５１４の上下面に配置した電極パターンとによりインダクタおよびキャパシタが形成されている。ＡＮＴ端子４４０はスルーホール１４００によって第３の帯域通過フィルタ４１４に直結され、第３の帯域通過フィルタ４１４は、スルーホール１４０２によって第３端５４に接続されている。スルーホール１４００および１４０２内は導電性の金属等が充填されている。
【００７２】
図６〜図８および図１０〜図１１に示した各フィルタ単体構成の中心周波数における単体特性値と、さらに各分波線路３０，３２，３４の各線路長を仮に零とした場合の中心周波数における分波器特性値（ＤＵＰ特性）とを図１５に示す。
【００７３】
中心周波数における単体フィルタ特性と線路長零における分波器特性（ＤＵＰ特性）との差は図１５から、第１の帯域通過フィルタ４１０（ＧＰＳ）の場合、中心周波数１．６（ＧＨｚ）において、単体特性のＧＰＳ（−２．２ｄＢ）とＤＵＰ特性のＧＰＳ（−３．８ｄＢ）との差が１．６（ｄＢ）であり、第２の帯域通過フィルタ４１２（ＶＩＣＳ）の場合、中心周波数２．５（ＧＨｚ）において、単体特性のＶＩＣＳ（−１．７ｄＢ）とＤＵＰ特性のＶＩＣＳ（−２．６ｄＢ）との差が０．９（ｄＢ）であり、第３の帯域通過フィルタ４１４（ＥＴＣ）の場合、中心周波数５．８（（ＧＨｚ））において、単体特性のＥＴＣ（−０．５ｄＢ）とＤＵＰ特性のＥＴＣ（−１２．７ｄＢ）との差が１２．２（ｄＢ）である。これら単体フィルタ特性とその分波器特性（ＤＵＰ特性）の差は零に近く小さいのが望ましい。
【００７４】
本発明ではこの中心周波数における単体フィルタ特性と分波器特性（ＤＵＰ特性）との差が可能な限り小さくなるように、各フィルタの一端に直列接続する分波線路の線路長を設定する。この線路長決定方法は、図１５に示したような各フィルタの単体特性と分波線路の線路長が零の場合の分波器特性（ＤＵＰ特性）との差が最も大きい周波数帯域、つまりこの場合、差１２．２（ｄＢ）であったＥＴＣ帯域に着目し、その特性差が少なくなるようにＧＰＳ帯域およびＶＩＣＳ帯域に対応して設けた各分波線路３０，３２の線路長を決定してトリプレクサ４００を構成する。
【００７５】
各単体フィルタ時の各中心周波数におけるインピーダンスを図１６に示し、分波器を構成した場合の各合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）を図１７に示す。図１５に示したように、中心周波数における単体フィルタと分波器構成時との特性の差がＥＴＣ帯域の場合が一番大きい原因は、図１７に示されているように、中心周波数におけるＥＴＣの合成インピーダンスが低いからである。この合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）は図１７に示すように、ＧＰＳの合成インピーダンスがＺ_ＩＮ（２３）（ＧＰＳ）＝０．０３−ｊ１．４１であり、ＶＩＣＳの合成インピーダンスがＺ_ＩＮ（２３）（ＶＩＣＳ）＝０．１５−ｊ１．４８であり、ＥＴＣの合成インピーダンスがＺ_ＩＮ（２３）（ＥＴＣ）＝０．０１−ｊ０．１２である。
【００７６】
このＥＴＣにおける合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）＝０．０１−ｊ０．１２の原因は、ＥＴＣの中心周波数５．８（ＧＨｚ）におけるＧＰＳおよびＶＩＣＳの単体フィルタ時のインピーダンスで、その値は図１６に示すように、ＧＰＳ＝０．００−ｊ０．２１、ＶＩＣＳ＝０．０３−ｊ０．２８による。
【００７７】
通常、この合成インピーダンスは、ＧＰＳの場合１．６（ＧＨｚ）において、Ｚ_ＩＮ（ＧＰＳ）＝０．０３−ｊ１．４１、ＶＩＣＳの場合２．５（ＧＨｚ）において、Ｚ_ＩＮ（ＶＩＣＳ）＝０．１５−ｊ１．４８であるので、ＥＴＣの単体特性とＤＵＰ特性の差をＧＰＳおよびＶＩＣＳの場合と同程度にするには、ＥＴＣの周波数５．８（ＧＨｚ）におけるＥＴＣの合成インピーダンスをＧＰＳおよびＶＩＣＳの値と同程度にする必要がある。
【００７８】
具体的には、合成インピーダンスのインピーダンスの絶対値で１．４８７以上が必要である。このＥＴＣの５．８（ＧＨｚ）における合成インピーダンスを絶対値で１．４８７以上にするために、ＶＩＣＳの分波線路およびＧＰＳの分波線路の線路長を決定する。
【００７９】
さらに詳細に説明すると、図１において、第２のフィルタ４２をＶＩＣＳフィルタとし、これと第２の分波線路３２とを直列接続した場合、分波線路３２の入力端２４からの入力インピーダンスＺ_ＩＮ（２）は式（１５）で与えられる。つまり、図１６に示した具体的値を式（１２）に入れて整理すると入力端からの入力インピーダンスＺ_ＩＮ（２）は式（１５）となる。ここで、Ｚ_ＩＮ（Ｒ２）は図１６から、Ｚ_ＩＮ（Ｒ２）＝０．０３−ｊ０．２８≒−ｊ０．２８とした。
【００８０】
【数１７】
Ｚ_ＩＮ（２）＝ｊ（ＳＩＮ（θ２）−０．２８＊ＳＩＮ（θ２））／（ＣＯＳ（θ２）＋０．２８＊ＳＩＮ（θ２）） ・・（１５）
ここでθ２＝β２Ｌ２、β２＝（２π／λ）、Ｌ２＝ＶＩＣＳフィルタ（第２のフィルタ４２）に接続される線路の線路長である。
【００８１】
次に、第３のフィルタ４４をＧＰＳフィルタとし、これと第３の分波線路３４とを直列接続した場合、第３の分波線路３４の入力端２４からの入力インピーダンスＺ_ＩＮ（３）は式（１６）で与えられる。ここで、図１６から、Ｚ_ＩＮ（Ｒ３）はＺ_ＩＮ（Ｒ３）＝０．００−ｊ０．２１≒−ｊ０．２１とした。
【００８２】
【数１８】
Ｚ_ＩＮ（３）＝ｊ（ＳＩＮ（θ３）−０．２１＊ＣＯＳ（θ３））／（ＣＯＳ（θ３）＋０．２１＊ＳＩＮ（θ３）） ・・（１６）
ここでθ３＝β３Ｌ３、β３＝（２π／λ）、Ｌ３＝ＧＰＳフィルタ（第３のフィルタ４４）に接続される線路の線路長である。
【００８３】
したがって図２で示した合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）は式（１７）で示される。
【００８４】
【数１９】
ＡＢＳ（Ｚ_ＩＮ（２３））＝ＡＢＳ（Ｚ_ＩＮ（２）＊Ｚ_ＩＮ（３）／（Ｚ_ＩＮ（２）＋Ｚ_ＩＮ（３）） ・・（１７）
ここでＡＢＳ（Ｚ_ＩＮ（２３））はＺ_ＩＮ（２３）の絶対値を表す。
【００８５】
式（１５）、式（１６）に基づいてＺ_ＩＮ（２３）を計算した結果を図１８に示す。図１８はＶＩＣＳ用分波線路として第２の分波線路３２の線路長Ｌ２を（５．０〜７．０）（ｃｍ）に変化させ、また、ＧＰＳ用分波線路として第３の分波線路３４の線路長Ｌ３を（３．５〜５．０）（ｃｍ）に変化させた場合の合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）を示している。たとえばＧＰＳ用分波線路の線路長Ｌ３を４．５（ｃｍ）として、線路長Ｌ２を変化させた場合、線路長Ｌ２を６．０（ｃｍ）または６．５（ｃｍ）にするとＺ_ＩＮ（２３）の絶対値は１．４８以上になり、単体特性とＤＵＰ特性の差がＧＰＳの場合の１．６（ｄＢ）、ＶＩＣＳの場合の０．９（ｄＢ）と同等またはそれ以下になる。
【００８６】
合成インピーダンス（ＩＭＰ）Ｚ_ＩＮ（２３）の基準１．４８を超える場合の組み合わせは同図１８からＮＯ−５、ＮＯ−９、ＮＯ−１０、ＮＯ−１３およびＮＯ−１４の５パターンである。つまり、ＮＯ−５においてＶＩＣＳの線路長Ｌ２＝７．００（ｃｍ）およびＧＰＳの線路長Ｌ３＝３．５０（ｃｍ）、ＮＯ−９においてＶＩＣＳの線路長Ｌ２＝６．５０（ｃｍ）およびＧＰＳの線路長Ｌ３＝４．００（ｃｍ）、ＮＯ−１０においてＶＩＣＳの線路長Ｌ２＝７．００（ｃｍ）およびＧＰＳの線路長Ｌ３＝４．００（ｃｍ）、ＮＯ−１３においてＶＩＣＳの線路長Ｌ２＝６．００（ｃｍ）およびＧＰＳの線路長Ｌ３＝４．５０（ｃｍ）、ＮＯ−１４においてＶＩＣＳの線路長Ｌ２＝６．５０（ｃｍ）およびＧＰＳの線路長Ｌ３＝４．５０（ｃｍ）である。また、ＥＴＣ用分波線路の線路長はＶＩＣＳ帯域のフィルタ中心周波数から３．３（ＧＨｚ）離れており、さらに図１６からわかるようにＥＴＣ用フィルタは、ＧＰＳ帯域およびＶＩＣＳ帯域でのインピーダンスが大きいので、ＥＴＣの線路長を零とした。したがって図４に示したトリプレクサ４００では、ＡＮＴ端子４００と第３の帯域通過フィルタ４１４との間に分波線路を接続せずに、ＡＮＴ端子４００と第３の帯域通過フィルタ４１４とを直接接続する導電部材４３４にて接続し、分波線路としての線路長を零としている。
【００８７】
図４に示したトリプレクサ４００において、図１８のＮＯ−１４で示した組み合わせの線路長（Ｌ２＝６．５０（ｃｍ）、Ｌ３＝４．５０（ｃｍ））での第１の帯域通過フィルタ４１０（ＧＰＳ）における分波器特性１９００（実線）と、トリプレクサ４００における分波線路の各線路長を仮に全て零とした場合（Ｌ＝０）、つまり分波線路を設けない場合のそれぞれの分波器特性１９１０（破線）とを図１９に示す。同様にトリプレクサ４００において、図１８のＮＯ−１４で示した線路長（Ｌ２＝６．５０（ｃｍ）、Ｌ３＝４．５０（ｃｍ））での第２の帯域通過フィルタ４１２（ＶＩＣＳ）における分波器特性２０００（実線）と、トリプレクサ４００における分波線路の各線路長を仮に全て零とした場合（Ｌ＝０）の分波器特性２０１０（破線）とを図２０に示す。同様にトリプレクサ４００において、図１８のＮＯ−１４で示した線路長（Ｌ２＝６．５０（ｃｍ）、Ｌ３＝４．５０（ｃｍ））での第３の帯域通過フィルタ４１４（ＥＴＣ）における分波器特性２１００（実線）と、トリプレクサ４００における分波線路の各線路長を仮に全て零とした場合（Ｌ＝０）の分波器特性２１１０（破線）とを図２０に示す。
【００８８】
このように図４に示した実施例におけるＧＰＳ用分波線路４２０の線路長は、図１８から略（３．５〜４．５）（ｃｍ）、ＶＩＣＳ用分波線路４２２の線路長は略（７．０〜６．０）（ｃｍ）およびＥＴＣ用分波線路の線路長は０（ｃｍ）であることがわかる。
【００８９】
図１８のＮＯ−１４で示した分波線路の線路長の組み合わせの場合における各部の合成インピーダンスＩＭＰと、各フィルタの中心周波数における周波数特性とを図２２に示し、ＧＰＳ用分波線路の線路長を４．５（ｃｍ）としＶＩＣＳ用分波線路の線路長を６．５（ｃｍ）としＥＴＣ帯域に対する線路長を零としたときの分波器（ＤＵＰ）特性値（周波数特性）を図２３に示す。各フィルタの単体特性の場合と、分波器を構成した場合との中心周波数における損失の差を０．９（ｄＢ）以下にするには、合成インピーダンスＩＭＰが０．１５＋ｊ１．４８以上になることが必要であることが図１７からわかるので、合成インピーダンスの絶対値が１．５以上必要であることを基準とする。図１８で示した組み合わせＮＯ−１４の場合の合成インピーダンスは、ＥＴＣが０．２２−ｊ２．７０、ＶＩＣＳが１．２７＋ｊ４．８８、ＧＰＳが０．０８＋ｊ２．４５となっているので、合成インピーダンスの絶対値が１．５以上必要であることの条件を満足する。このように各フィルタの特性の変動は少なく、実用に耐えられる特性が得られている。
【００９０】
以上、図４に示したトリプレクサ４００において、ＧＰＳ用帯域（１５７４〜１５７７（ＭＨｚ））の通過フィルタとして第１の帯域通過フィルタ４１０と、ＶＩＣＳ用帯域（２４９８〜２５０２（ＭＨｚ））の通過フィルタとして第２の帯域通過フィルタ４１２と、ＥＴＣ用帯域（５７８０〜５８２０）（ＭＨｚ））の通過フィルタとして第３の帯域通過フィルタ４１４とを並列接続した分波器（トリプレクサ）の特性を、最も関係する各フィルタの分波線路の線路長の決定手法にて改善し、これにより構成されたトリプレクサ４００の有効性を説明した。
【００９１】
図１９〜図２０に示したように各帯域の通過特性において中心周波数が最も高く、信号を通過する帯域通過フィルタにおいて、ＧＰＳ帯域、ＶＩＣＳ帯域およびＥＴＣ帯域の周波数間隔のように、周波数帯域間隔が離れている３つの帯域通過フィルタにてトリプレクサを構成した場合に、他の帯域とはより周波数帯域が離れているＥＴＣ帯域用フィルタであって、帯域が一番高いＥＴＣ帯域用フィルタの特性を、他の帯域通過フィルタ（ＧＰＳ帯域、ＶＩＣＳ帯域）に接続した分波線路４２０，４２２の線路長を特定したことにより改善することができた。
【００９２】
ＧＰＳ用分波線路４２０の線路長を（３．５〜４．５）（ｃｍ）に構成し、ＶＩＣＳ用分波線路４２２の線路長を（７．０〜６．０）（ｃｍ）に構成し、さらにＥＴＣ用分波線路の線路長を０（ｃｍ）とすること、つまりＥＴＣ帯域用フィルタ４１４を分波線路を介さずにＡＮＴ端子４４０に接続した構成とすることを説明した。このような構成によりＧＰＳ帯域、ＶＩＣＳ帯域およびＥＴＣ帯域のそれぞれの特性を十分満足するトリプレクサ４００を得ることができた。
【００９３】
従来はデュプリケートの分波器はあったが、実施例のような３つの周波数帯域に対応するトリプレクサの分波器は無かった。最近はアンテナが統合化され、さらにフィーダ線を削減するため一本化されたフィーダ線の使用が要求されている。従来では３種類の周波数帯域に対応するためには切替スイッチ方式やハイブリッド方式で分配合成する必要があった。この場合、余分なロスが増加し、特性を劣化させ、さらに個々のＢＰＦも必要となり、小型化が困難であった。しかし本実施例における分波器（トリプレクサ４００）はワンチップ化されて小型化されるとともにフィーダ線およびアンテナ２２を１本化することができる。
【００９４】
上記実施例において、図２３に示したように、ＧＰＳ用分波線路の線路長を４．５（ｃｍ）としＶＩＣＳ用分波線路の線路長を６．５（ｃｍ）としＥＴＣ帯域に対する線路長を零としたときの分波器（ＤＵＰ）特性値（周波数特性）は、周波数１．６０（ＧＨｚ）では−２．２（ｄＢ）、周波数２．５０（ＧＨｚ）では−１．８（ｄＢ）、周波数、５．８０（ＧＨｚ）では−０．６（ｄＢ）と、図１５に示したフィルタ単体特性におけるそれぞれ−２．２（ｄＢ），−１．７（ｄＢ），−０．５（ｄＢ）とほぼ同等の良好な特性が得られている。また、とくにＥＴＣ帯域において、図１５に示したように各分波線路の線路長を仮に全て零にした場合には、周波数５．８０（ＧＨｚ）で−１２．７（ｄＢ）であるのに対し、線路長４．５（ｃｍ）−６．５（ｃｍ）−０の分波器（ＤＵＰ）特性値では同帯域−０．６（ｄＢ）に大幅に改善している。
【００９５】
図４に示した上記実施例では、ＥＴＣ帯域用の第３の帯域通過フィルタ４４はＬＣフィルタで回路構成したが、これに代えてＳＡＷフィルタを用いて構成することができる。この場合の実施例を図２４を参照して説明する。本実施例では、上記実施例で説明した構成と同一構成について同じ参照符号を付し、またその詳細説明を省略する。
【００９６】
本実施例におけるトリプレクサ２４００は、アンテナ端子４４０にＥＴＣ帯域用のＳＡＷフィルタが形成されている第３の帯域通過フィルタが直接接続線路により直接接続され、他端側は第３端５４に接続されている。このトリプレクサ２４００は、図２５にその主要部の外観構成を示すように、ＧＰＳ用のＳＡＷフィルタとして形成した第１の帯域通過フィルタ４１０と、ＶＩＣＳ用のＳＡＷフィルタとして形成した第２の帯域通過フィルタ４１２と、ＥＴＣ用のＳＡＷフィルタとして形成した第３の帯域通過フィルタ２４１０とを同一の圧電基板２５００上に一体形成し、トリプレクサ２４００の圧電基板２５００を積層パッケージ２５１０上に不図示のゴムや樹脂等の弾性部材を介挿して配設して、全体として分波器モジュールを形成している。
【００９７】
第１の帯域通過フィルタ４１０の回路は、ボンディングワイヤ５１０，５１２によって積層パッケージ５０２の第４層２５２０に形成された電極５１６，５１８にそれぞれ接続され、第２の帯域通過フィルタ４１２の回路は、ボンディングワイヤ５２０，５２２によって積層基板パッケージ５０２の第４層２５２０に形成された電極５２４，５２６にそれぞれ接続されている。さらに第３の帯域通過フィルタ２４１０の回路は、ボンディングワイヤ２５２２，２５２４によって積層基板パッケージ２５１０の第４層２５２０に形成された電極２５２６，２５２８にそれぞれ接続されている。
【００９８】
積層基板パッケージ２５１０は、その下方側から第１層基板２５３０、第２層基板２５３２、第３層基板２５３４および第４層基板２５２０が積層されて形成され、同図において第４層基板の上に形成される第５層基板の図示を省略して示している。その第５層基板は圧電基板２５００を密封するためにその周囲を覆い、そのさらに上部に不図示の封入部材により圧電基板２５００を封止する。
【００９９】
第３の帯域通過フィルタ２４１０の回路構成を図２６に示す。同図において３つのＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が端子Ｔ１，Ｔ３間に直接に接続されて直列腕を形成し、さらに４つのＳＡＷ共振器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の一端がそれぞれ接続点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に接続されて並列腕を形成し、ＳＡＷ共振器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の他端が接続点Ｂ５に接続され、接続点Ｂ５は有極用インダクタＬＰを介して接続点Ｂ６に接続されている。接続点Ｂ５は端子Ｔ２，Ｔ４に接続されている。第３の帯域通過フィルタ２４１０における各ＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、圧電基板２５００（図２５）上にすだれ状電極がそれぞれ形成されて配置され、インダクタＬＰは図２５にも示したように圧電基板５００と積層基板パッケージを接続するボンディングワイヤやバンプ接続などにより形成されて配置されている。
【０１００】
第３の帯域通過フィルタ２４１０の各素子構成を図２７に示す。図示するように直列腕のＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の交差長はそれぞれ３０（μｍ）であり、対数はそれぞれ９０本のすだれ状電極にて構成されている。また、並列腕のＳＡＷ共振器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の交差長はそれぞれ２５（μｍ）、３５（μｍ）、３５（μｍ）、２５（μｍ）であり、対数はそれぞれ２５（本）、３５（本）、３５（本）、２５（本）のすだれ状電極にて構成されている。また有極用インダクタＬＰは０．０１（ｎＨ）にて構成される。なお、第１および第２の帯域通過フィルタ４１０，４１２の各構成は、図６、図７、図９および図１０で説明した素子構成と同じでよい。
【０１０１】
本実施例におけるトリプレクサ２４００の積層基板パッケージ２５１０および第１の帯域通過フィルタ４１０部分は図１２で説明した構造と同じ構造でよく、また、第２の帯域通過フィルタ４１２部分は図１３で説明した構造と同じ構造でよい。本実施例では、積層基板パッケージ２５１０および第３の帯域通過フィルタ２４１０部分の断面図を図２８に示す。図示するように、第１層基板２５３０と第４層基板２５２０とを貫通するスルーホール２８００によりＡＮＴ端子４４０と電極２５２６とが接続されている。さらに、第４層基板２５２０から第１層基板２５３０までを貫通するスルーホール２８１０により電極２５２８と第３端５４とが接続されている。スルーホール２８００および２８１０内は導電性の金属等が充填されている。このように本実施例では、同一の圧電基板上に３つのＳＡＷフィルタ４１０，４１２，２４１０を形成して積層基板パッケージ２５１０に収容してトリプレクサ２４を形成している。
【０１０２】
このトリプレクサ２４００の特性を、図１８に示した組み合わせＮＯ−１４の線路長（Ｌ２＝６．５０（ｃｍ）、Ｌ３＝４．５０（ｃｍ））での第１の帯域通過フィルタ４１０（ＧＰＳ）における分波器特性２９００（実線）と、トリプレクサ２４００における分波線路の各線路長を仮に全て零とした場合（Ｌ＝０）、つまり分波線路を設けない場合のそれぞれの分波器特性２９１０（破線）とを図２９に示す。同様にトリプレクサ２４００において、図１８に示した組み合わせＮＯ−１４の線路長（Ｌ２＝６．５０（ｃｍ）、Ｌ３＝４．５０（ｃｍ））での第２の帯域通過フィルタ４１２（ＶＩＣＳ）における分波器特性３０００（実線）と、トリプレクサ２４００における分波線路の各線路長を仮に全て零とした場合（Ｌ＝０）の分波器特性３０１０（破線）とを図３０に示す。同様にトリプレクサ２４００において、組み合わせＮＯ−１４で線路長（Ｌ２＝６．５０（ｃｍ）、Ｌ３＝４．５０（ｃｍ））での第３の帯域通過フィルタ２４１０（ＥＴＣ）における分波器特性３１００（実線）と、トリプレクサ２４００における分波線路の各線路長を仮に全て零とした場合（Ｌ＝０）の分波器特性３１１０（破線）とを図３１に示す。このように本実施例においても、分波線路の各線路長を決定することにより各帯域において良好な分波特性が得られることがわかる。
【０１０３】
次に、ＧＰＳ用帯域（１５７４〜１５７７（ＭＨｚ））の第１の帯域通過フィルタおよびＶＩＣＳ用帯域（２４９８〜２５０２（ＭＨｚ））用の第２の帯域通過フィルタに加えて、たとえば、近距離・超高速通信用のＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）などにて採用される３．５（ＧＨｚ）（３４４０〜３５２０（ＭＨｚ））帯の第３の帯域通過フィルタを備えるトリプレクサの実施例を説明する。
【０１０４】
本実施例におけるトリプレクサは、帯域間隔が第２の帯域通過フィルタと第３の帯域通過フィルタとの間隔が１（ＧＨｚ）である点で前述の実施例における帯域間隔（３．３（ＧＨｚ））と異なる。本実施例では前述の実施例と同様に、通過帯域の周波数が一番高く構成している第３の帯域通過フィルタの特性に着目し、第３の帯域通過フィルタの特性を改善するように、第１の帯域通過フィルタおよび第２の帯域通過フィルタにそれぞれ接続する分波線路の線路長を決定する。これにより、各フィルタの互いの干渉を改善し、３個の帯域通過フィルタを並列接続して１本のアンテナを共用し、３つの帯域共に高性能の特性となる分波器（トリプレクサ）が構成される。
【０１０５】
詳しくは図３２に示すように本実施例におけるトリプレクサ３２００は、図２４を参照して説明した前述の実施例における同様の構成の第１の帯域通過フィルタ４１０（”Ｆｉ（１．６）”と略記する場合がある）と、第２の帯域通過フィルタ４１２（”Ｆｉ（２．５）”と略記する場合がある）とがそれぞれＡＮＴ端子４４０に第１および第２の分波線路３２１０，３２１２を介して接続されている。さらにトリプレクサ３２００は、ＵＷＢ用の帯域にて使用される第３の帯域通過フィルタ３２１４（”Ｆｉ（３．５）”と略記する場合がある）がＡＴＮ端子４４０および第３端５４に接続されている。なお、前述の実施例で説明した構成と同一構成について同じ参照符号を付し、またその詳細説明を省略する。
【０１０６】
第３の帯域通過フィルタ３２１４の回路構成を図３３に示す。同図において４つのＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が端子Ｔ１，Ｔ３間に直接に接続されて直列腕を形成し、さらに４つのＳＡＷ共振器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の一端がそれぞれ接続点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に接続されＳＡＷ共振器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の他端が接続点Ｂ５に接続されて並列腕を形成し、接続点Ｂ５は有極用インダクタＬＰを介して接続点Ｂ６に接続されている。接続点Ｂ５は端子Ｔ２，Ｔ４に接続されている。第３の帯域通過フィルタ３２１４における各ＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、圧電基板（図示を省略する）上にすだれ状電極がそれぞれ形成されて配置され、インダクタＬＰは圧電基板５００と積層基板パッケージとを接続するボンディングワイヤやバンプ接続等により形成されて配置されている。
【０１０７】
第３の帯域通過フィルタ３２１４の各素子構成を図３４に示す。図示するように直列腕のＳＡＷ共振器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の交差長はそれぞれ３０（μｍ）でありＳＡＷ共振器Ｓ４の交差長は９０（μｍ）であり、対数はそれぞれ９０本のすだれ状電極にて構成されている。また、並列腕のＳＡＷ共振器Ｐ１の交差長は２５（μｍ）であり対数が２５本のすだれ状電極にて構成されている。また、ＳＡＷ共振器Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の交差長はそれぞれ５０（μｍ）であり対数がそれぞれ５０本のすだれ状電極にて構成されている。また有極用インダクタＬＰは０．５（ｎＨ）にて構成される。このような構成により中心周波数が３．５（ＭＨｚ）で、通過帯域が周波数（３４４０〜３５２０（ＭＨｚ））の帯域通過フィルタが構成されている。なお、第１および第２の帯域通過フィルタ４１０，４１２の各構成は、図６、図７、図９および図１０で説明した構成と同じでよい。
【０１０８】
各フィルタの単体構成の中心周波数における特性値と、各分波線路３２１０，３２１２の線路長を仮に零として各フィルタを３個直接に並列接続した場合の３個並列時特性値とを図３５に示す。中心周波数におけるフィルタ単体特性と線路長零における分波器特性（３個並列特性）との差は図３５から、ＧＰＳ帯の周波数１．６（ＧＨｚ）において、ＧＰＳ（Ｆｉ（１．６））の単体特性−１．８（ｄＢ）と３個並列特性−３．５（ｄＢ）との差が１．７（ｄＢ）であり、ＶＩＣＳ帯の周波数、２．５（ＧＨｚ）において、ＶＩＣＳ（Ｆｉ（２．５））の単体特性−１．７（ｄＢ）と３個並列特性の−５．２（ｄＢ）との差が３．５（ｄＢ）であり、ＵＷＢ帯の周波数３．５（ＧＨｚ）において、ＵＷＢ帯の第３の帯域通過フィルタ３２１４（Ｆｉ（３．５））の単体特性の−２．０（ｄＢ）と３個並列特性−７．７（ｄＢ）との差が５．７（ｄＢ）である。これら単体フィルタ特性とその分波器特性（３個並列特性）の差は零に近いほうが望ましい。
【０１０９】
第１、第２および第３の帯域通過フィルタ４１０，４１２，３２１４の１．３〜４．５（ＧＨｚ）の帯域でのフィルタ単体特性と、各フィルタを用いて分波線路の線路長を仮に零として分波器を構成した場合の分波器特性とをそれぞれのフィルタについて図３６〜図３８に示す。図３６には第１の帯域通過フィルタ４１０のフィルタ単体特性３６００が実線にて示され分波器構成時の分波器特性３６１０が破線にて示されている。また図３７には第２の帯域通過フィルタ４１２のフィルタ単体特性３７００が実線にて示され分波器構成時の分波器特性３７１０が破線にて示されている。さらに図３８には第３の帯域通過フィルタ３２１４のフィルタ単体特性３８００が実線にて示され分波器構成時の分波器特性３８１０を破線にて示している。
【０１１０】
単体フィルタとその分波器構成時との特性差は零が望ましいので、この中心周波数における単体フィルタと、分波器特性の差が可能な限り小さくなるように各フィルタに直列接続する分布定数線路である分波線路３２１０，３２１２の線路長を以下のように設定する。
【０１１１】
まず、中心周波数における第３の帯域通過フィルタ３２１４のフィルタ単体特性３８００と、分波器構成時の分波器特性３８１０との差が図３８に示すように他のフィルタよりも一番大きい原因は、合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）が低いからである。
【０１１２】
各単体フィルタ時のインピーダンス特性を図３９に示し、分波線路の線路長を仮に全て零として分波器を構成した場合（図３５の３個並列特性時）の各合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）を図４０に示す。図３８に示したように中心周波数における単体フィルタ時と分波器構成時との特性差が第３の帯域通過フィルタ３２１４の場合に一番大きい原因は、中心周波数におけるＵＷＢ帯のＦｉ（３．５）の合成インピーダンスが低いからである。この合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）は図４０に示すように、周波数３．５（ＧＨｚ）において、ＧＰＳ帯のＦｉ（１．６）の合成インピーダンスがＺ_ＩＮ（２３）（ＧＰＳ）＝０．３６−ｊ０．４３であり、ＶＩＣＳ帯のＦｉ（２．５）の合成インピーダンスがＺ_ＩＮ（２３）（ＶＩＣＳ）＝０．２３−ｊ０．３９であり、ＵＷＢ帯のＦｉ（３．５）の合成インピーダンスがＺ_ＩＮ（２３）（ＵＷＢ）＝０．０１−ｊ０．２９である。
【０１１３】
このＵＷＢ帯のＦｉ（３．５）における合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）＝０．０１−ｊ０．２９は、周波数３．５（ＧＨｚ）（ＦＲＥＱ＝３．５（ＧＨｚ））におけるＦｉ（１．６）およびＦｉ（２．５）の単体インピーダンスの値によるものである。各単体フィルタの各中心周波数（１．６（ＧＨｚ）， ２．５（ＧＨｚ）， ３．５（ＧＨｚ））におけるインピーダンス特性を図３９に示す。図示するようにＦＲＥＱ＝３．５（ＧＨｚ）におけるＦｉ（１．６）の単体インピーダンスの値はＦｉ（１．６）＝０．００−ｊ０．５１であり、Ｆｉ（２．５）の単体インピーダンスの値はＦｉ（２．５）＝０．０３−ｊ０．７０である。
【０１１４】
通常、この合成インピーダンスは、Ｆｉ（１．６）の場合、１．６（ＧＨｚ）において、Ｆｉ（１．６）＝０．０ｌ−ｊ０．７２でフィルタ単体特性と分波器構成時特性との差が１．７（ｄＢ）となり、Ｆｉ（２．５）の場合、２．５（ＧＨｚ）においてＦｉ（２．５）＝０．００−ｊ０．３９でフィルタ単体特性と分波器構成時特性との差が３．５（ｄＢ）になるので、Ｆｉ（１．６）と同程度にするにはＦｉ（３．５）の周波数３．５（ＧＨｚ）におけるＦｉ（３．５）の合成インピーダンスをＦｉ（１．６）の合成インピーダンスと同程度にする必要がある。
【０１１５】
具体的には、合成インピーダンスの絶対値で０．７２以上必要である。このＦｉ（３．５）の３．５（ＧＨｚ）における合成インピーダンスを絶対値で０．７２以上にするために、Ｆｉ（１．６）およびＦｉ（２．５）の分波線路のそれぞれの線路長を決定する。
【０１１６】
図３２に戻ってさらに詳細に説明すると、第２の帯域通過フィルタ４１２（Ｆｉ（２．５））と第２の分波線路３２１２とを直列接続した場合の第２の分波線路３２１２の入力端（ＡＮＴ端子２４）からの入力インピーダンスＺ_ＩＮ（２）は式（１８）で与えられる。すなわち図１６に示した特性値を式（１２）に入れて整理すると入力端からの入力インピーダンスＺ_ＩＮ（２）は式（１８）で示される。ここで、図３９に示したＦｉ（２．５）のインピーダンス特性から、Ｚ_ＩＮ（Ｒ２）はＺ_ＩＮ（Ｒ２）＝０．０３−ｊ０．７０≒−ｊ０．７０とした。
【０１１７】
【数２０】
Ｚ_ＩＮ（２）＝ｊ（ＳＩＮ（θ２）−０．７０＊ＳＩＮ（θ２））／（ＣＯＳ（θ２）＋０．７０＊ＳＩＮ（θ２）） （１８）
ここでθ２＝β２Ｌ２、β２＝（２π／λ）、Ｌ２＝Ｆｉ（２．５）フィルタに接続される線路の線路長である。
【０１１８】
次に第１の帯域通過フィルタ４１０（Ｆｉ（１．６））と第１の分波線路３２１０とを直列接続した場合の第１の分波線路３２１０の入力端（ＡＮＴ端子２４）からの入力インピーダンスＺ_ＩＮ（３）は式（１９）で与えられる。ここで、図３９に示したＦｉ（１．６）のインピーダンス特性から、Ｚ_ＩＮ（Ｒ３）はＺ_ＩＮ（Ｒ３）＝０．００−ｊ０．５１≒−ｊ０．５１とした。
【０１１９】
【数２１】
Ｚ_ＩＮ（３）＝ｊ（ＳＩＮ（θ３）−０．５１＊ＣＯＳ（θ３））／（ＣＯＳ（θ３）＋０．５１＊ＳＩＮ（θ３）） （１９）
ここでθ３＝β３Ｌ３、β３＝（２π／λ）、Ｌ３＝Ｆｉ（１．６）フィルタに接続される線路の線路長である。
【０１２０】
式（５）および図３のＺ_ＩＮ（２３）は式（２０）になることがわかる。
【０１２１】
【数２２】
ＡＢＳ（Ｚ_ＩＮ（２３））＝ＡＢＳ（Ｚ_ＩＮ（２）＊Ｚ_ＩＮ（３）／（Ｚ_ＩＮ（２）＋Ｚ_ＩＮ（３）） （２０）
ここでＡＢＳ（Ｚ_ＩＮ（２３））はＺ_ＩＮ（２３）の絶対値である。
【０１２２】
式（１８）および式（１９）に基づいて合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）を計算した結果を図４１に示す。図４１は、Ｆｉ（２．５）用の第２の分波線路３２１２の線路長Ｌ２を４．１〜４．６（ｃｍ）に変化させ、また、Ｆｉ（１．６）用の第１の分波線路３２１０の線路長Ｌ３を１．７（ｃｍ）、１．８（ｃｍ）、２．０（ｃｍ）に変化させた場合の合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）を示している。この場合、第３の帯域通過フィルタ３２１４（Ｆｉ（３．５））に対する分波線路の線路長は零、つまり分波線路を接続しない状態で示している。同図から第２の分波線路３２１２の線路長Ｌ２を４．１〜４．６（ｃｍ）の範囲で合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）の絶対値が０．７２以上になり、単体特性と分波器構成時特性との差がＦｉ（１．６）の場合の１．７（ｄＢ）と同等またはそれ以下になることがわかる。
【０１２３】
さらに、Ｆｉ（２．５）用の第２の分波線路３２１２の線路長Ｌ２を４．１〜４．６（ｃｍ）に変化させ、また、Ｆｉ（１．６）用の第１の分波線路３２１０の線路長Ｌ３を１．７（ｃｍ）、１．８（ｃｍ）、２．０（ｃｍ）に変化させた場合の各中心周波数（３．５（ＧＨｚ），２．５（ＧＨｚ），１．６（ＧＨｚ））における各フィルタ（Ｆｉ（３．５），Ｆｉ（２．５），Ｆｉ（１．６））の特性値を図４２に示す。
【０１２４】
合成インピーダンスＺ_ＩＮ（２３）の基準の０．７２を超えているので、単体特性からの変化は（Ｌ２，Ｌ３）＝（４．０， １．８）、（Ｌ２，Ｌ３）＝（４．６， １．８）、（Ｌ２，Ｌ３）＝（４．０， ２．０）（ｃｍ）の組み合わせを除いて、２．０（ｄＢ）以下となり、実用上問題のない特性値が得られる。このように、図４１からＦｉ（１．６）用分波線路３２１０の線路長を１．７〜２．０（ｃｍ）に設定し、Ｆｉ（２．５）用分波線路３２１２の線路長を４．１〜４．６（ｃｍ）に設定し、第３の帯域通過フィルタ３２１４（Ｆｉ（３．５））には分波線路を接続せず、ＡＮＴ端子４４０に直接接続したトリプレクサ３２００が構成される。
【０１２５】
このようにして、たとえば、Ｆｉ（１．６）の第１の分波線路３２１０の線路長を２．０（ｃｍ）、Ｆｉ（２．５）の第２の分波線路３２１２の線路長を４．５（ｃｍ）で構成した場合のトリプレクサ３２００の特性を各フィルタＦｉ（１．６）、Ｆｉ（２．５）およびＦｉ（３．５）についてそれぞれ図４３〜図４５に示す。図４３にＦｉ（１．６）の特性４３００を示し、図４４にＦｉ（２．５）の特性４４００を示し、図４５にＦｉ（３．５）の特性４５００を示す。いずれのフィルタ特性４３００，４４００，４００もそれぞれ図３６〜図３８に示したフィルタ単体特性３６００，３７００，３８００と同等の分波器特性が得られていることがわかる。
【０１２６】
図４６に本実施例におけるＦｉ（１．６）の線路長＝２．０（ｃｍ）、Ｆｉ（２．５）の線路長＝４．５（ｃｍ）、Ｆｉ（３．５）の線路長＝０にした場合の分波特性を示す。図示するように、図３５に示したフィルタ単体特性および全分波線路の線路長を零とした場合の特性と比較しても、図４６では良好な特性値が得られていることが示されている。Ｆｉ（１．６）、Ｆｉ（２．５）、Ｆｉ（３．５）では、それぞれ中心周波数で−２．８（ｄＢ）、−１．３（ｄＢ）および−３．６（ｄＢ）の良好な通過特性が得られている。
【０１２７】
以上、説明したように、ＧＰＳ用帯域通過フィルタ（１５７４〜１５７７（ＭＨｚ））のＦｉ（１．６）と、ＶＩＣＳ用帯域通過（２４９８〜２５０２（ＭＨｚ））のＦｉ（２．５）と、Ｆｉ（３．５）帯域通過フィルタ（３４４０〜３５２０（ＭＨｚ））のＦｉ（３．５）とを並列接続した分波器（トリプレクサ）の特性が改善がされた。このように、各フィルタの帯域間隔が１（ＧＨｚ）の場合も、周波数が最も高い周波数のＦｉ（３．５）のフィルタの特性を他のフィルタに接続した分波線路の線路長を適切に設定することにより改善することができた。
【０１２８】
また、Ｆｉ（１．６）帯域の特性、Ｆｉ（２．５）帯域の特性およびＦｉ（３．５）帯域の各特性において、本実施例のように構成したトリプレクサ（分波器）３２００によって各フィルタの単体特性を十分維持することができる。
【０１２９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、１本のアンテナを入出力端子に接続して共用する分波器が提供され、無線周波数帯域に応じた３個のフィルタを有し、これら３個の帯域がお互いに干渉しないように３個のフィルタを並列接続した分波器のトリプレクサが提供される。この場合、第１の帯域通過フィルタと第２の帯域通過フィルタに接続する分波線路の最適線路長をそれぞれ設定しているので、それぞれ単体フィルタの特性に較べて特性劣化が少ない分波器特性を有する高性能なトリプレクサ（分波器）が提供される。また、分波線路は、ストリップ線路やマイクロストリップ線路などの分布定数線路を分波器内に形成して、良好な特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明するための分波器の基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した第２および第３の分波線路と第２および第３のフィルタとを合成インピーダンス回路とみなした場合のブロック図である。
【図３】分波器の従来構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明が適用されたトリプレクサ（分波器）を示すブロック図である。
【図５】トリプレクサの概略外観を示す図である。
【図６】第１の帯域通過フィルタ（ＧＰＳ方式用ＳＡＷフィルタ）の構成を示す図である。
【図７】第２の帯域通過フィルタ（ＶＩＣＳ方式用ＳＡＷフィルタ）の構成を示す図である。
【図８】第３の帯域通過フィルタ（ＥＴＣ方式用ＬＣフィルタ）の構成を示す図である。
【図９】第１の帯域通過フィルタ（ＧＰＳ方式用ＳＡＷフィルタ）の素子構成を示す図である。
【図１０】第２の帯域通過フィルタ（ＶＩＣＳ方式用ＳＡＷフィルタ）の素子構成を示す図である。
【図１１】第３の帯域通過フィルタ（ＥＴＣ方式用ＬＣフィルタ）の素子構成を示す図である。
【図１２】第１の帯域通過フィルタ部分の断面を示す断面図である。
【図１３】第２の帯域通過フィルタ部分の断面を示す断面図である。
【図１４】第３の帯域通過フィルタ部分の断面を示す断面図である。
【図１５】各フィルタの単体特性値と、各線路長を零とした場合の分波器特性とを示す図である。
【図１６】単体フィルタのインピーダンス特性を示す図である。
【図１７】各中心周波数における分波器特性の合成インピーダンスを示す図である。
【図１８】ＥＴＣ帯の５．８（ＧＨｚ）におけるＧＰＳ用およびＶＩＣＳ用各分波線路の線路長と、合成インピーダンスとを示す図である。
【図１９】第２の分波線路の線路長をＬ２＝６．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝４．５（ｃｍ）とした場合の分波器特性と、各線路長を零とした場合の分波器特性とを第１の帯域通過フィルタについて示すグラフである。
【図２０】第２の分波線路の線路長をＬ２＝６．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝４．５（ｃｍ）とした場合の分波器特性と、各線路長を零とした場合の分波器特性とを第２の帯域通過フィルタについて示すグラフである。
【図２１】第２の分波線路の線路長をＬ２＝６．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝４．５（ｃｍ）とした場合の分波器特性と、各線路長を零とした場合の分波器特性とを第３の帯域通過フィルタについて示すグラフである。
【図２２】第２の分波線路の線路長をＬ２＝６．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝４．５（ｃｍ）とした場合の合成インピーダンスを示す図である。
【図２３】第２の分波線路の線路長をＬ２＝６．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝４．５（ｃｍ）とした場合の分波器特性を示す図である。
【図２４】第３の帯域通過フィルタのＥＴＣ帯用フィルタをＳＡＷフィルタで構成した他の構成例のトリプレクサ（分波器）を示すブロック図である。
【図２５】図２４に示したトリプレクサの概略外観を示す図である。
【図２６】ＥＴＣ用ＳＡＷフィルタの構成例を示す図である。
【図２７】ＥＴＣ用ＳＡＷフィルタの素子構成例を示す図である。
【図２８】図２４に示したトリプレクサにおける第３の帯域通過フィルタ（ＥＴＣ用ＳＡＷフィルタ）部分の断面を示す断面図である。
【図２９】第２の分波線路の線路長をＬ２＝６．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝４．５（ｃｍ）とした場合の分波器特性と、各線路長を零とした場合の分波器特性とを第１の帯域通過フィルタについて示すグラフである。
【図３０】第２の分波線路の線路長をＬ２＝６．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝４．５（ｃｍ）とした場合の分波器特性と、各線路長を零とした場合の分波器特性とを第２の帯域通過フィルタについて示すグラフである。
【図３１】第２の分波線路の線路長をＬ２＝６．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝４．５（ｃｍ）とした場合の分波器特性と、各線路長を零とした場合の分波器特性とを第３の帯域通過フィルタについて示すグラフである。
【図３２】第３の帯域通過フィルタを３．５（ＧＨｚ）帯のＳＡＷフィルタで構成したさらに他の構成例のトリプレクサ（分波器）を示すブロック図である。
【図３３】図３２に示した第３の帯域通過フィルタの構成例を示す図である。
【図３４】図３２に示した第３の帯域通過フィルタの素子構成例を示す図である。
【図３５】各フィルタの単体特性と、各線路長を零とした場合の３個並列時特性とを示す図である。
【図３６】第１の帯域通過フィルタの単体特性と、各分波線路の線路長を零とした場合の分波器特性とを示すグラフである。
【図３７】第２の帯域通過フィルタの単体特性と、各分波線路の線路長を零とした場合の分波器特性とを示すグラフである。
【図３８】第３の帯域通過フィルタの単体特性と、各分波線路の線路長を零とした場合の分波器特性とを示すグラフである。
【図３９】単体フィルタのインピーダンス特性を示す図である。
【図４０】３個並列時の各合成インピーダンスを示す図である。
【図４１】３．５（ＧＨｚ）におけるＦｉ（１．６）、Ｆｉ（２．５）用分波線路の各線路長と、各合成インピーダンスとを示す図である。
【図４２】各線路長における各フィルタの特性値を示す図である。
【図４３】第２の分波線路の線路長をＬ２＝４．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝２．０（ｃｍ）とした場合の第１の帯域通過フィルタ（Ｆｉ（１．６））の分波器特性を示すグラフである。
【図４４】第２の分波線路の線路長をＬ２＝４．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝２．０（ｃｍ）とした場合の第２の帯域通過フィルタ（Ｆｉ（２．５））の分波器特性を示すグラフである。
【図４５】第２の分波線路の線路長をＬ２＝４．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝２．０（ｃｍ）とした場合の第３の帯域通過フィルタ（Ｆｉ（３．５））の分波器特性を示すグラフである。
【図４６】第２の分波線路の線路長をＬ２＝４．５（ｃｍ）、第１の分波線路の線路長をＬ３＝２．０（ｃｍ）とした場合の各中心周波数における３個並列時特性値を示す図である。
【符号の説明】
２０ 分波器
２４ アンテナ（ＡＮＴ）端子
３０， ３２， ３４ 第１、第２、第３の分波線路
４０， ４２， ４４ 第１、第２、第３のフィルタ
４００ トリプレクサ（分波器）
４２０， ４２２ 第１、第２の分波線路
４１０， ４１２， ４１４ 第１、第２、第３の帯域通過フィルタ
４４０ アンテナ（ＡＮＴ）端子
５００ 圧電基板
５０２ 積層基板パッケージ
２４００ トリプレクサ（分波器）
２４１０ 第３の帯域通過フィルタ
３２００ トリプレクサ（分波器）
３２１４ 第３の帯域通過フィルタ

Claims (20)

1. 無線周波数帯信号をそれぞれ周波数帯が異なる３つの周波数帯域で分波する分波器において、該分波器は、
   アンテナが接続されて前記無線周波数帯信号を入出力する入出力端子と、
   前記無線周波数帯信号のうち第１の周波数帯の第１の信号を通過する第１のフィルタと、
   前記無線周波数帯信号のうち第２の周波数帯の第２の信号を通過する第２のフィルタと、
   前記無線周波数帯信号のうち第３の周波数帯の第３の信号を通過する第３のフィルタと、
   前記入出力端子と前記第１のフィルタとを接続し、線路長に応じて分波器特性を決定する第１の分波線路と、
   前記入出力端子と前記第２のフィルタとを接続し、線路長に応じて分波器特性を決定する第２の分波線路と、
   前記入出力端子と前記第３のフィルタとを直接接続する接続線とを含み、
   前記第１の分波線路および前記第２の分波線路は、それぞれ前記第３のフィルタの分波器特性に応じて決定した線路長を有することを特徴とする分波器。
2. 請求項１に記載の分波器において、前記第１の分波線路および第２の分波線路のそれぞれの線路長は、それぞれ前記第３のフィルタの分波器特性を向上させる線路長に設定されていることを特徴とする分波器。
3. 請求項１に記載の分波器において、前記第１の分波線路および第２の分波線路は、分布定数線路にて形成されていることを特徴とする分波器。
4. 請求項１に記載の分波器において、前記第１のフィルタ、第２のフィルタおよび第３のフィルタは、それぞれ弾性表面波フィルタであることを特徴とする分波器。
5. 請求項４に記載の分波器において、前記第１、第２および第３のフィルタを一つの圧電基板に形成したことを特徴とする分波器。
6. 請求項５に記載の分波器において、前記第１、第２および第３のフィルタを形成した圧電基板を積層基板パッケージ内に備え、該積層パッケージに前記入出力端子を設けたことを特徴とする分波器。
7. 請求項１に記載の分波器において、前記第１および第２のフィルタはそれぞれ弾性表面波フィルタであり、前記第３のフィルタは誘電体フィルタであることを特徴とする分波器。
8. 請求項１に記載の分波器において、前記第１のフィルタはＧＰＳ用の帯域通過フィルタであり、前記第２のフィルタはＶＩＣＳ用の帯域通過フィルタであることを特徴とする分波器。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の分波器において、前記第３のフィルタは５．８（ＧＨｚ）帯の帯域通過フィルタであることを特徴とする分波器。
10. 請求項９に記載の分波器において、前記第３のフィルタはＥＴＣ用の帯域通過フィルタであることを特徴とする分波器。
11. 請求項９に記載の分波器において、前記第２の分波線路の線路長が前記第１の分波線路の線路長よりも長いことを特徴とする分波器。
12. 請求項９に記載の分波器において、前記第１の分波線路の線路長を３．５（ｃｍ）ないし４．５（ｃｍ）のうちいずれかの線路長に設定したことを特徴とする分波器。
13. 請求項９に記載の分波器において、前記第２分波線路の線路長を６．０（ｃｍ）ないし７．０（ｃｍ）のうちいずれかの線路長に設定したことを特徴とする分波器。
14. 請求項１ないし８のいずれかに記載の分波器において、前記第３のフィルタは３．５（ＧＨｚ）帯の帯域通過フィルタであることを特徴とする分波器。
15. 請求項１４に記載の分波器において、前記第２の分波線路の線路長が前記第１の分波線路の線路長よりも長いことを特徴とする分波器。
16. 請求項１５に記載の分波器において、前記第１の分波線路の線路長を１．７（ｃｍ）ないし２．０（ｃｍ）のうちいずれかの線路長に設定したことを特徴とする分波器。
17. 請求項１５に記載の分波器において、前記第２の分波線路の線路長を４．１（ｃｍ）ないし４．６（ｃｍ）のうちいずれかの線路長に設定したことを特徴とする分波器。
18. 請求項１４に記載の分波器において、前記第３のフィルタは、通過帯域が３．４４（ＧＨｚ）〜３．５２（ＧＨｚ）の帯域通過フィルタであることを特徴とする分波器。
19. 無線周波数帯信号をそれぞれ周波数帯が異なる３つの周波数帯域で分波する分波器における分波線路の線路長決定方法において、前記分波器は、
    アンテナが接続されて前記無線周波数帯信号を入出力する入出力端子と、前記無線周波数帯信号のうち第１の周波数帯の第１の信号を通過する第１のフィルタと、前記無線周波数帯信号のうち前記第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯の第２の信号を通過する第２のフィルタと、前記無線周波数帯信号のうち前記第２および第２の周波数帯域よりも高い第３の周波数帯の第３の信号を通過する第３のフィルタと、前記入出力端子と前記第１のフィルタとを接続し、線路長に応じて分波器特性を決定する第１の分波線路と、前記入出力端子と前記第２のフィルタとを接続し、線路長に応じて分波器特性を決定する第２の分波線路とを含み、該方法は、
    前記第２および第３の周波数帯域よりも高い第３の周波数帯の通過帯域損失を下げるように、前記入出力端子と前記第３のフィルタとを直接接続し、
    前記第１の分波線路の第１の線路長と、前記第２の分波線路の第２の線路長とを、それぞれ、中心周波数が最も高い前記第３のフィルタの分波器特性に応じて算出したインピーダンスに基づいて決定した線路長に設定することを特徴とする分波器における分波線路の線路長決定方法。
20. 請求項１９に記載の分波器における分波線路の線路長決定方法において、
    前記第１の周波数帯域、第２の周波数帯域および第３の周波数帯域は、それぞれ、互いに１（ＧＨｚ）以上離れた周波数帯域であることを特徴とする分波器における分波線路の線路長決定方法。

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