JP2005236839A - Lamination filter and high frequency switching circuit using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば情報通信用端末に用いられるアンテナスイッチモジュールおよびそれを用いた通信装置の信号の切換を行う積層フィルタおよび高周波スイッチ回路に関するものである。 The present invention relates to an antenna switch module used for, for example, an information communication terminal, and a multilayer filter and a high frequency switch circuit for switching signals of a communication device using the antenna switch module.
従来、情報通信用端末に用いられるフィルタは、図3のようなものが使用されていた。動作原理を簡単に説明する。 Conventionally, a filter as shown in FIG. 3 has been used for an information communication terminal. The operating principle will be briefly described.
シャントに接続されたキャパシタ1,2は低周波成分に対しては開放、高周波成分に対して短絡となり、直列に接続されたインダクタ3は低周波成分に対しては短絡、高周波成分に対しては開放となる。したがって、低周波成分のみを透過させるローパスフィルタとなる。
The
しかしながら、図3に示すローパスフィルタでは、段数を増やさなければ急峻な減衰を得ることができないため、回路の大型化は必至であった。また、少ない段数で急峻な減衰を得るためには、ローパスフィルタの各素子の定数をChebyshev型ローパスフィルタのそれらに設定すればよいが、これは透過領域にリプルを持つため、低損失で広帯域透過させることは困難であった。さらに低コスト化を図るため分布定数線路を用いて構成した場合、ある周波数を超えると、例えば誘導性を持つ分布定数線路は容量性に、容量性を持つ分布定数線路は誘導性となり、入力インピーダンスが周波数によって大きく変化しフィルタとしての機能が失われた。 However, in the low-pass filter shown in FIG. 3, since the steep attenuation cannot be obtained unless the number of stages is increased, the circuit must be increased in size. In addition, in order to obtain steep attenuation with a small number of stages, the constants of each element of the low-pass filter may be set to those of the Chebyshev type low-pass filter. It was difficult to do. When a distributed constant line is used to further reduce the cost, when a certain frequency is exceeded, for example, the distributed constant line with inductivity becomes capacitive and the distributed constant line with capacitive becomes inductive, and the input impedance However, the function as a filter was lost.
そのため、図4に示すような有極型ローパスフィルタが考案された。以下簡単に動作原理を説明する。 Therefore, a polar low-pass filter as shown in FIG. 4 has been devised. The operation principle will be briefly described below.
有極性ローパスフィルタ10はLC直列回路16,18,20を備える。図5に示すように、このローパスフィルタ10の周波数特性における減衰域には3つの極Ω2 -1、Ω4 -1、Ω6 -1が現れる。ここで例えば、LC直列共振18の共振周波数、すなわち極周波数極Ω4 -1を調整して小さくすれば、極Ω2 -1と極Ω4 -1との間隔が狭められ、極間における減衰量は大きくなる。
The polar low-
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報として、例えば、特許文献1が知られている。
しかし、これを分布定数線路で構成した場合、ある周波数を超えると、例えば誘導性を持つ分布定数線路は容量性に、容量性を持つ分布定数線路は誘導性となり、入力インピーダンスが周波数によって大きく変化しフィルタとしての機能が失われる。また、高調波成分が2倍、3倍になるにつれて、その帯域幅も2倍3倍となり、広帯域での高減衰を得ることが困難となる。 However, when this is composed of distributed constant lines, when a certain frequency is exceeded, for example, distributed constant lines with inductivity become capacitive, and distributed constant lines with capacitance become inductive, and the input impedance varies greatly with frequency. The function as a filter is lost. Further, as the harmonic component is doubled and tripled, the bandwidth is also doubled and tripled, and it is difficult to obtain high attenuation in a wide band.
本発明は上記従来の課題を解決するもので、透過損失を抑え、高調波領域では広帯域で高減衰を得ることができるローパスフィルタを構成すること、かつその1部を用いて高周波スイッチ回路のアイソレーション特性の向上を図ることを目的とするものである。これが実現できれば、例えばアンテナスイッチにおいて、パワーアンプで増幅された基本波信号は低損失で透過し、前記パワーアンプで発生した高調波成分は広帯域、高減衰で除去することができ、また前記基本波信号が受信側に回り込む量を抑えることができ、前記課題を改善できる。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems by constructing a low-pass filter capable of suppressing transmission loss and obtaining high attenuation over a wide band in the harmonic region, and using a part of the low-pass filter to isolate the high-frequency switch circuit. The purpose is to improve the vibration characteristics. If this can be realized, for example, in an antenna switch, the fundamental wave signal amplified by the power amplifier can be transmitted with low loss, and the harmonic component generated by the power amplifier can be removed with a wide band and high attenuation. The amount of the signal that wraps around the receiving side can be suppressed, and the above problem can be improved.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に記載の発明は、特に、絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるように構成した積層ローパスフィルタにおいて、前記積層ローパスフィルタと出力端子をつなぐ線路との間に分布定数線路とヴィアを介して絶縁体層上部表面に実装したチップキャパシタによって構成した直列共振回路を用いたことを特徴とする積層フィルタである。直列共振回路は積層ローパスフィルタとのインピーダンス整合をとる必要なく所望の位置に設けることができ、この直列共振回路を設けたことにより高調波成分での入力インピーダンスの変動による跳ね返り成分を容易に除去でき、第2、第3高調波成分を十分減衰させることができる。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 of the present invention is a laminated low-pass circuit that is configured so that impedance in a frequency band higher than the cutoff frequency viewed from the input terminal side is short-circuited between insulator layers. In the filter, a multilayer resonant circuit comprising a chip capacitor mounted on a top surface of an insulator layer via a distributed constant line and a via between the multilayer low-pass filter and a line connecting the output terminal is used. It is a filter. The series resonant circuit can be installed at a desired position without the need for impedance matching with the multilayer low-pass filter. By providing this series resonant circuit, the rebound component due to the fluctuation of the input impedance in the harmonic component can be easily removed. The second and third harmonic components can be sufficiently attenuated.
本発明の請求項2に記載の発明は、特に、絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるように構成した積層ハイパスフィルタにおいて、前記積層ハイパスフィルタと出力端子をつなぐ線路との間に分布定数線路とヴィアを介して絶縁体層上部表面に実装したチップキャパシタによって構成した直列共振回路を用いることを特徴とした積層フィルタである。直列共振回路は積層ハイパスフィルタとのインピーダンス整合をとる必要なく所望の位置に設けることができ、直列共振回路を設けたことによりカットオフ周波数より低い周波数にて急峻に減衰させることができる。
The invention according to
本発明の請求項3に記載の発明は、特に、直列共振回路は絶縁体層間で分布定数線路によるオープンスタブによって形成される請求項1、2に記載の積層フィルタである。オープンスタブで構成することにより、実装部品数を減らすことができ、低コストかつ製作工程を少なくすることができる。
The invention according to claim 3 of the present invention is the multilayer filter according to
本発明の請求項4に記載の発明は、特に、直列共振回路は絶縁体層間で分布定数線路によるショートスタブによって形成される請求項1、2に記載の積層フィルタである。ショーとスタブで構成することにより、実装部品数を減らすことができ、低コストかつ製作工数が少なくできる。
The invention according to
本発明の請求項5に記載の発明は、特に、直列共振回路を絶縁体層間に構成した分布定数線路をテーパー状に形成することを特徴とする積層フィルタである。テーパー状に形成することにより減衰が必要となる周波数帯を広帯域に渡って減衰させることができる。 The invention according to claim 5 of the present invention is a multilayer filter characterized in that a distributed constant line in which a series resonance circuit is formed between insulator layers is formed in a tapered shape. By forming the taper, the frequency band that needs to be attenuated can be attenuated over a wide band.
本発明の請求項6に記載の発明は、特に、請求項1、2に記載の積層フィルタの上部絶縁体層の上部表面に、前記積層フィルタの出力端子とつながる第1の端子と、第2の信号入力端子である第2の端子と、第1の信号出力端子である第3の端子と、第2の信号出力端子である第4の端子とを有する高周波スイッチ回路において、直列共振回路のチップキャパシタを前記第2の端子と前記高周波スイッチ回路との間に接続し、前記直列共振回路の分布定数線路と、前記チップキャパシタと前記高周波スイッチ回路との間に設けた分布定数線路の合計の電気長が1/2波長となるように調整することを特徴とした高周波スイッチ回路である。直列共振回路を設けたことにより請求項1、2と同じ効果を得ることができ、直列共振回路の分布定数線路と、チップキャパシタと高周波スイッチ回路との間に設けた分布定数線路の合計の電気長が1/2波長となるように調整することで、入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路を構成するという作用を有する。 According to a sixth aspect of the present invention, in particular, on the upper surface of the upper insulator layer of the multilayer filter according to the first and second aspects, a first terminal connected to the output terminal of the multilayer filter, and a second A high-frequency switch circuit having a second terminal that is a signal input terminal, a third terminal that is a first signal output terminal, and a fourth terminal that is a second signal output terminal. A chip capacitor is connected between the second terminal and the high-frequency switch circuit, and the total of the distributed constant line of the series resonance circuit and the distributed constant line provided between the chip capacitor and the high-frequency switch circuit. The high-frequency switch circuit is characterized in that the electrical length is adjusted to be ½ wavelength. By providing the series resonant circuit, the same effect as in the first and second aspects can be obtained, and the total electric power of the distributed constant line of the series resonant circuit and the distributed constant line provided between the chip capacitor and the high frequency switch circuit can be obtained. By adjusting the length to be ½ wavelength, there is an effect of configuring a high-frequency switch circuit with high isolation characteristics between the input terminals.
本発明の請求項7に記載の発明は、特に、直列共振回路の分布定数線路を前記高周波スイッチ回路と同一平面状にチップインダクタで構成した請求項6に記載の高周波スイッチ回路である。これにより請求項6に示す効果を得ることができ、かつ実装部品を用いることで周波数調整を簡易に行うことができる。 The invention according to claim 7 of the present invention is the high-frequency switch circuit according to claim 6 in which the distributed constant line of the series resonant circuit is composed of a chip inductor in the same plane as the high-frequency switch circuit. Thus, the effect of the sixth aspect can be obtained, and the frequency adjustment can be easily performed by using the mounted component.
本発明の請求項8に記載の発明は、特に、前記直列共振回路チップキャパシタを可変容量ダイオードで置き換えて構成した請求項6に記載の高周波スイッチ回路である。これにより請求項6に示す効果を得ることができ、かつ周波数調整を簡易に行うことができる。 The invention according to an eighth aspect of the present invention is the high-frequency switch circuit according to the sixth aspect, wherein the series resonant circuit chip capacitor is replaced with a variable capacitance diode. Thereby, the effect shown in claim 6 can be obtained, and the frequency adjustment can be easily performed.
本発明にかかる積層フィルタ及びこれを用いた高周波スイッチ回路は、例えば無線LANモジュールにおいて、送信側においてPAで増幅された基本波信号は低損失で透過し、前記PAで発生した高調波成分は広帯域、高減衰で除去することができ、また前記基本波信号が受信側に回り込む量を抑えることができ、入出力端子間において20デシベル以上のアイソレーション特性を有するアンテナスイッチ回路を構成することができる。 A multilayer filter and a high-frequency switch circuit using the multilayer filter according to the present invention, for example, in a wireless LAN module, transmit a fundamental wave signal amplified by a PA on the transmission side with low loss, and a harmonic component generated by the PA has a wide band. The antenna switch circuit can be removed with high attenuation, and the amount of the fundamental wave signal sneaking to the receiving side can be suppressed, so that an antenna switch circuit having an isolation characteristic of 20 decibels or more can be formed between the input and output terminals. .
さらに構成によっては部品点数を減らすことができ、コスト削減にもつながる。 Furthermore, depending on the configuration, the number of parts can be reduced, leading to cost reduction.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1〜5に記載の発明について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first aspect of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態1における積層ローパスフィルタの回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram of the multilayer low-pass filter according to Embodiment 1 of the present invention.
図1に示すように、信号入力端子21から、絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるように、キャパシタ22、インダクタ23、キャパシタ24で構成した基本的なローパスフィルタ(LPF)の、キャパシタ24と信号出力端子25の接続点に、直列共振回路(SRC)を設けており、直列共振回路は特性インピーダンスが誘導性となる分布定数線路26とヴィア27と実装部品のチップキャパシタ28で構成している。
As shown in FIG. 1, a basic circuit configured by a
ここで、本実施の形態では、直列共振回路を、ローパスフィルタの高調波成分での入力インピーダンスの変動により跳ね返り成分で共振をするように設けているので、容易にそれを除去することができ、第2、第3高調波成分を十分減衰させることができる。 Here, in the present embodiment, the series resonant circuit is provided so as to resonate with the rebound component due to the fluctuation of the input impedance with the harmonic component of the low-pass filter, so that it can be easily removed, The second and third harmonic components can be sufficiently attenuated.
なお、本発明の実施の形態1では、図1に示したようなローパスフィルタを指定したが、ローパスフィルタを絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるようなハイパスフィルタを構成した場合では、直列共振回路を接続することによりカットオフ周波数より低い周波数にて急峻な減衰特性を得ることができる。 In the first embodiment of the present invention, the low-pass filter as shown in FIG. 1 is specified. However, the impedance in the frequency band higher than the cutoff frequency when the low-pass filter is viewed between the insulating layers from the input terminal side is short-circuited. When such a high-pass filter is configured, a steep attenuation characteristic can be obtained at a frequency lower than the cutoff frequency by connecting a series resonance circuit.
また、本発明の実施の形態1では図1に示したような直列共振回路を指定したが、オープンスタブやショートスタブ、またそれらをテーパー状に構成しても同様の特性を得ることができる。 Further, in the first embodiment of the present invention, the series resonance circuit as shown in FIG. 1 is specified, but the same characteristics can be obtained even when the open stub, the short stub, or the tapered stub is configured.
(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項6〜8に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the invention described in the sixth to eighth aspects of the present invention will be described using the second embodiment with reference to the drawings.
図2は本発明の実施の形態2における積層フィルタの回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of the multilayer filter according to
図2に示すように、信号入力端子29から絶縁体層間に入力端子側からみた遮断周波数より高い周波数帯でのインピーダンスが短絡になるようにキャパシタ30、インダクタ31、キャパシタ32で構成した基本的なローパスフィルタ(LPF)の、キャパシタ32と信号出力端子33の接続点に、直列共振回路(SRC)を設けており、直列共振回路は特性インピーダンスが誘導性となる分布定数線路34とヴィア35と実装部品のチップキャパシタ36で構成している。また信号出力端子33は、高周波スイッチ回路の入力端子としてつながっており、さらに高周波スイッチ回路は、高周波スイッチ回路入力端子37と、高周波スイッチ回路出力端子38,39とを有し、高周波スイッチ回路入力端子でもある信号出力端子33と高周波スイッチ回路出力端子38,39との間を導通・遮断する第1のスイッチ回路SW1と、高周波スイッチ回路入力端子37と高周波スイッチ回路出力端子38、高周波スイッチ回路出力端子39との間を導通・遮断する第2のスイッチ回路SW2を備えた高周波スイッチ回路を構成する。
As shown in FIG. 2, the basic structure is configured by a capacitor 30, an
ここで、本実施の形態では、直列共振回路をローパスフィルタの高調波成分での入力インピーダンスの変動による跳ね返り周波数で共振をするように設けているので、容易にそれを除去することができ、第2、第3高調波成分を十分減衰させることができる。 Here, in the present embodiment, the series resonant circuit is provided to resonate at the rebound frequency due to the fluctuation of the input impedance with the harmonic component of the low-pass filter, so that it can be easily removed, and the first 2. The third harmonic component can be sufficiently attenuated.
また、直列共振回路SRCのチップキャパシタ36を高周波スイッチ回路入力端子37と第2のスイッチ回路SW2との間に接続し、直列共振回路SRCの分布定数線路40と、チップキャパシタ36と第2のスイッチ回路SW2との間に設けた分布定数線路40の合計の電気長が1/2波長となるように分布定数線路40の長さを調整することで、入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路を構成するという作用を有する。
Further, the
なお、本発明の実施の形態2では直列共振回路SRCを分布定数線路40とチップキャパシタ36で表現しているが、チップキャパシタ36の代わりにチップインダクタあるいは可変容量ダイオードを、ローパスフィルタの高調波成分での入力インピーダンスの変動による跳ね返り周波数で共振をするように設ける構成であれば、チップキャパシタと同等の効果を得ることができる。
In the second embodiment of the present invention, the series resonant circuit SRC is expressed by the distributed
本発明では、直列共振回路をローパスフィルタの高調波成分での入力インピーダンスの変動による跳ね返り周波数で共振をするように設けるとしているが、急峻な減衰曲線を得るために所望の周波数で共振するように設けることも可能であり、高周波スイッチ回路のアイソレーション特性についても同等の効果を得ることができる。 In the present invention, the series resonant circuit is provided so as to resonate at the rebound frequency due to the fluctuation of the input impedance with the harmonic component of the low-pass filter. It is also possible to provide the same, and the same effect can be obtained for the isolation characteristics of the high-frequency switch circuit.
また、本発明では積層型、同一平面型回路で構成しても同等の効果を得ることができる。 Further, in the present invention, the same effect can be obtained even if it is constituted by a laminated type and a coplanar type circuit.
本発明にかかる積層フィルタ及びこれを用いた高周波スイッチ回路は、例えば無線LANモジュールにおいて、送信側においてPAで増幅された基本波信号は低損失で透過し、前記PAで発生した高調波成分は広帯域、高減衰で除去することができ、また前記基本波信号が受信側に回り込む量を抑えることができ、入出力端子間において20デシベル以上のアイソレーション特性を有するアンテナスイッチ回路を構成することができる。 A multilayer filter and a high-frequency switch circuit using the multilayer filter according to the present invention, for example, in a wireless LAN module, transmit a fundamental wave signal amplified by a PA on the transmission side with low loss, and a harmonic component generated by the PA has a wide band. The antenna switch circuit can be removed with high attenuation, and the amount of the fundamental wave signal sneaking to the receiving side can be suppressed, so that an antenna switch circuit having an isolation characteristic of 20 decibels or more can be formed between the input and output terminals. .
さらに構成によっては部品点数を減らすことができ、コスト削減にもつながる。 Furthermore, depending on the configuration, the number of parts can be reduced, leading to cost reduction.
21,29 信号入力端子
22,24,30,32 キャパシタ
23,31 インダクタ
25,33 信号出力端子
26,34,40 分布定数線路
27,35 ヴィア
28,36 チップキャパシタ
37 高周波スイッチ回路入力端子
38,39 高周波スイッチ回路出力端子
21, 29
Claims (8)
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---|---|---|---|
JP2004045888A JP2005236839A (en) | 2004-02-23 | 2004-02-23 | Lamination filter and high frequency switching circuit using it |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006022093A1 (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Antenna switch module |
CN108134591A (en) * | 2018-03-12 | 2018-06-08 | 上海物麒科技有限公司 | A kind of reconfigurable filter |
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2004
- 2004-02-23 JP JP2004045888A patent/JP2005236839A/en active Pending
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WO2006022093A1 (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Antenna switch module |
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CN108134591A (en) * | 2018-03-12 | 2018-06-08 | 上海物麒科技有限公司 | A kind of reconfigurable filter |
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