JP3975170B2

JP3975170B2 - Coupler with built-in low-pass filter

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Publication number: JP3975170B2
Application number: JP2003031432A
Authority: JP
Inventors: 浩司山口; 竜男岩田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: JP2004242198A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高調波を除去するためのローパスフィルタを内蔵するローパスフィルタ内蔵カプラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高調波を除去する機能を備えたローパスフィルタ内蔵カプラとしては、携帯電話端末等の無線通信装置に用いる特許文献１記載のローパスフィルタ内蔵カプラが知られている。
【０００３】
このローパスフィルタ内蔵カプラは、インダクタンス回路が形成された絶縁層と、キャパシタンス回路が形成された絶縁層と、が積層されてなるローパスフィルタと、カップルライン回路が形成された絶縁層からなるカプラと、により構成されている。
【０００４】
カプラは、カップルライン回路がインダクタンス回路と電磁気的に結合されるようにして、ローパスフィルタに積層されており、パワーアンプからローパスフィルタに入力された信号の一部を、カップルライン回路により抽出して、パワーアンプの自動利得調整（ＡＧＣ）回路に入力する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２２０３１２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のローパスフィルタ内蔵カプラでは、ローパスフィルタで反射される高調波が、インダクタンス回路とカップルラインとの間の電磁気的結合により、カップルライン回路から漏れ出し、それが自動利得調整回路から反射されて再びカップルライン回路に入力されることが原因で、ローパスフィルタからスプリアス成分が出力され、良好な出力信号が得られないといった問題があった。
【０００７】
その他、カップルライン回路の他端は、終端抵抗を介してグランド接続されるため、カップルライン回路に、高調波が伝送されると、それがノイズとなって、同じグランド接続されるローパスフィルタに悪影響を与え、ローパスフィルタから良好な出力信号が得られないといった問題があった。
【０００８】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであって、ローパスフィルタ内蔵カプラのアイソレーションを向上させ、ローパスフィルタから良好な信号が出力されるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた本発明は、インダクタンス回路を構成する導体パターンとしてのインダクタンス線路が形成された絶縁層と、キャパシタを構成する導体パターンとしてのキャパシタンス電極が形成された絶縁層と、を積層してなるローパスフィルタ構成部と、ローパスフィルタ構成部のインダクタンス回路に電磁気的に結合される導体パターンとしてのカップルラインが形成された絶縁層からなるカプラ構成部と、を備え、ローパスフィルタ構成部とカプラ構成部とを積層することにより、カップルラインをインダクタンス回路に電磁気的に結合させてなるローパスフィルタ内蔵カプラであって、ローパスフィルタ構成部には、二以上の上記インダクタンス線路により二以上のインダクタンス回路が形成され、インダクタンス回路の夫々は、カプラ構成部に隣接する絶縁層において、カプラ構成部との対向面に沿って、並列配置され、カップルラインは、二以上のインダクタンス回路の内、一つのインダクタンス回路との距離が、他のインダクタンス回路よりも大きくなるように、屈曲形状に形成され、当該形状により、一つのインダクタンス回路に対する電磁気的結合が、他のインダクタンス回路に対して小さくなるように構成されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
本発明のローパスフィルタ内蔵カプラでは、二以上のインダクタンス回路の内、一つのインダクタンス回路に対する電磁気的結合が、他のインダクタンス回路に対して小さくなるようにカップルラインが形成されているので、ローパスフィルタ構成部にて除去されるべき高調波がカップルラインを通じて、ローパスフィルタ構成部に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。したがって本発明には、ローパスフィルタから良好な出力信号を得られる利点がある。
【００１１】
例えば、カップルラインの出力端から出力された高調波が外部装置（自動利得調整回路等）の入力端で反射され戻ることにより、そのカップルラインの出力端から入力され、それが原因で、高調波がローパスフィルタ構成部の出力端から漏れ出るのを抑制することができるので、ローパスフィルタから良好な出力信号を得ることができる。
【００１２】
その他、本発明のローパスフィルタ内蔵カプラは、ローパスフィルタ構成部で反射される高調波が、カプラ構成部の出力側とは反対側の終端抵抗に接続された端部から漏れ出ることにより、同じグランド接続されるローパスフィルタ構成部に悪影響を与えて、ローパスフィルタ構成部の性能が劣化するのを抑制することができる。したがって、本発明には、ローパスフィルタから良好な出力信号を得ることができる利点がある。
【００１３】
また、本発明のローパスフィルタ内蔵カプラの一態様として、ローパスフィルタ構成部には、インダクタンス線路により二つのインダクタンス回路を形成することができ、カップルラインは、一方のインダクタンス回路との距離が、他方のインダクタンス回路よりも大きくなるように、屈曲形状に形成することができる。カップルラインを、このような形状とすれば、一方のインダクタンス回路に対する電磁気的結合が、他方のインダクタンス回路に対して小さくなるようにローパスフィルタ内蔵カプラを構成することができ（請求項２）、インダクタンス回路が二段構成となっている上記ローパスフィルタ構成部を内蔵するローパスフィルタ内蔵カプラにおいて、ローパスフィルタの性能を向上させることができる。
【００１４】
尚、カップルラインは、具体的に、次のように構成すればよい。例えば、図２のカップルライン（１１１）のように階段形状の折り曲げ部を設けて、一方のインダクタンス回路のインダクタンス線路（１２１）との距離が、他のインダクタンス回路のインダクタンス線路（１２３）との距離より大きくなるようにカップルラインを構成すればよい。
【００１５】
また、本発明のローパスフィルタ内蔵カプラの別の態様として、カップルラインは、ローパスフィルタ構成部を構成する二つのインダクタンス回路の内、ローパスフィルタ構成部の入力側に位置するインダクタンス回路に対する電磁気的結合が、ローパスフィルタ構成部の出力側に位置するインダクタンス回路に対して小さくなるように形成される（請求項３）。
【００１６】
このような構成にされたローパスフィルタ内蔵カプラは、ローパスフィルタで反射されてローパスフィルタ構成部の入力端から出力される高調波の一部がカップルラインにより抽出されることにより、高調波がカップルラインのグランド接続側から漏れ出て、それが同じグランド接続されるローパスフィルタ構成部に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。したがって、本発明には、ローパスフィルタの性能を向上させることができる利点がある。
【００１７】
その他、本発明のローパスフィルタ内蔵カプラの別の態様として、カップルラインは、ローパスフィルタ構成部を構成する二つのインダクタンス回路の内、ローパスフィルタ構成部の出力側に位置するインダクタンス回路に対する電磁気的結合が、ローパスフィルタ構成部の入力側に位置するインダクタンス回路に対して小さくなるように形成される（請求項４）。
【００１８】
このような構成にされたローパスフィルタ内蔵カプラは、カップルラインの出力端から出力された高調波が外部装置（自動利得調整回路等）の入力端で反射され、その反射波がカップルラインの出力端から入力されるのが原因で、高調波がローパスフィルタ構成部の出力端から漏れ出るといった問題の発生を抑制することができる。したがって、本発明には、ローパスフィルタの性能を向上させることができる利点がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。尚、図１は、本発明が適用されたローパスフィルタ内蔵カプラ１００を備える無線通信装置としての携帯電話端末１の構成を表す説明図である。
【００２０】
本実施例における携帯電話端末１は、１．８ＧＨｚ帯域、１．９ＧＨｚ帯域を使用するＧＳＭ方式の携帯電話端末であり、送受信アンテナ１１に接続されたデュプレクサ１３、受信部１５、制御部１７、送信部２０、などを備えている。
デュプレクサ１３は、送受信アンテナ１１が受信したＲＦ（無線周波）信号を、受信部１５に入力すると共に、送信部２０から入力されるＲＦ信号を、送受信アンテナ１１に入力する構成にされている。
【００２１】
受信部１５は、送受信アンテナ１１が受信したＲＦ信号を、デュプレクサ１３を介して受信すると、その信号を周波数変換後に復調するなどし、その復調後の信号を、制御部１７に入力する。制御部１７は、携帯電話端末１内の各部を用いて、当該装置を電話端末として機能させるための通信制御を行う構成にされている。この制御部１７の構成は、周知であるので、本実施例では詳しい説明を省略することにする。
【００２２】
一方、送信部２０は、信号変換部２１、パワーアンプ２３、自動利得調整回路（以下「ＡＧＣ」とする。）２５、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００、などを備えており、制御部１７から入力される送信信号を、信号変換部２１に入力してＲＦ信号を生成し、それをパワーアンプ２３及びローパスフィルタ内蔵カプラ１００を介してデュプレクサ１３に入力することにより、送受信アンテナ１１から送信信号を無線電波の形態で外部に送信する。
【００２３】
信号変換部２１は、ＲＦ信号を生成する図示しないミキサ、ミキサからの出力を濾波して所定値以上の高周波成分及び所定値以下の低周波成分をカットするバンドパスフィルタ（図示せず）、などから構成されている。この信号変換部２１は、周知の方法で、制御部１７から入力される送信信号をＲＦ信号に変換し、そのＲＦ信号をパワーアンプ２３に入力する。
【００２４】
パワーアンプ２３は、信号変換部２１から入力されるＲＦ信号を増幅して出力することで、増幅後のＲＦ信号をローパスフィルタ内蔵カプラ１００のローパスフィルタ（ＬＰＦ）入力端子Ｓ１に入力する。尚、本実施例のパワーアンプ２３は、ＡＧＣ２５に制御されて、利得が調整される構成となっている。即ち、本実施例のＡＧＣ２５は、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００のカプラ出力端子Ｓ３から入力されるフィードバック信号に基づいて、送受信アンテナ１１から放射される無線電波の出力が一定範囲に保たれるように、パワーアンプ２３の利得を調整する。
【００２５】
ローパスフィルタ内蔵カプラ１００は、非線形の増幅特性を有するパワーアンプ２３によって発生する高調波をカットして、無線電波のスプリアス成分を抑制するローパスフィルタとしての機能と、パワーアンプ２３からの入力信号を一部抽出して出力するカプラとしての機能を、兼ね備えている。
【００２６】
ローパスフィルタ内蔵カプラ１００は、パワーアンプ２３の出力端に接続されたＬＰＦ入力端子Ｓ１から入力されるＲＦ信号の高調波をカットしてＬＰＦ出力端子Ｓ２からＲＦ信号を出力すると共に、カップルライン１１１（図２参照）によりインダクタンス線路１２３から抽出したＲＦ信号をカプラ出力端子Ｓ３から出力することで、そのＲＦ信号をカプラ出力端子Ｓ３に接続されたＡＧＣ２５に入力する。このローパスフィルタ内蔵カプラ１００の終端端子Ｓ４は、終端抵抗Ｒを介してグランド接続される。
【００２７】
このローパスフィルタ内蔵カプラ１００は、導体パターンが形成された図２に示す絶縁層１１０，絶縁層１２０，絶縁層１３０，絶縁層１４０，絶縁層１５０，絶縁層１６０，絶縁層１７０，絶縁層１８０が積層された多層配線基板構造となっており、図３に示すように、ＬＰＦ入力端子Ｓ１を構成する導体層１０１と、ＬＰＦ出力端子Ｓ２を構成する導体層１０２と、カプラ出力端子Ｓ３を構成する導体層１０３と、終端抵抗Ｒに接続される終端端子Ｓ４を構成する導体層１０４と、ローパスフィルタのグランド接続端子ＳＧ１，グランド接続端子ＳＧ２を構成する導体層１０５，導体層１０６と、を側面に備えている。
【００２８】
尚、図２は、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００を構成する各絶縁層を分離して表したローパスフィルタ内蔵カプラ１００の概略展開斜視図である。尚、この図では、絶縁層１１０上部に積層されるカバー用の絶縁層等を省略して図示する。また、図３（ａ）は、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００の正面の構成を表す概略斜視図であり、図３（ｂ）は、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００の背面の構成を表す概略斜視図である。その他、図４は、インダクタンス線路１２１，インダクタンス線路１２３を透過して表した絶縁層１１０の概略平面図である。また、図５は、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００の等価回路図である。
【００２９】
図２に示すように、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００は、カップルライン１１１が形成された絶縁層１１０と、インダクタンス線路１２１，１２３が形成された絶縁層１２０と、インダクタンス線路１３１が形成された絶縁層１３０と、キャパシタンス電極１４１が形成された絶縁層１４０と、キャパシタンス電極１５１，１５３及び中間電極１５５が形成された絶縁層１５０と、グランド電極１６１及び中間電極１６５が形成された絶縁層１６０と、キャパシタンス電極１７１，１７３，１７５が形成された絶縁層１７０と、グランド電極１８１が形成された絶縁層１８０と、が積層された構造となっている。
【００３０】
即ち、カプラ構成部は、本実施例において、絶縁層１１０により構成され、ローパスフィルタ構成部は、絶縁層１２０〜１８０の積層体により構成される。そして、カプラ構成部とローパスフィルタ構成部とが積層されて、カプラ構成部のカップルラインとローパスフィルタ構成部のインダクタンス線路とが電磁気的に結合することで、ローパスフィルタ内蔵カプラが形成される。
【００３１】
ローパスフィルタ内蔵カプラ１００は、セラミックグリーンシート上に、適宜ビアホールを形成しマスクを用いて銀ペーストをスクリーン印刷して、各絶縁層に対応する各種線路および電極を印刷形成したセラミックグリーンシートを順次積層した後、焼成することで形成される。
【００３２】
絶縁層１２０の右半面に形成された概略Ｇ字状の導体パターンからなるインダクタンス線路１２１は、ビアホールＨ１によりインダクタンス線路１３１の一端に電気的に接続され、インダクタンス回路Ｌ１は、このインダクタンス線路１２１，インダクタンス線路１３１により構成される。また、インダクタンス線路１２１の一端は、基板側面に沿って形成される導体層１０１により絶縁層１５０のキャパシタンス電極１５１に電気的に接続される。
【００３３】
また、絶縁層１２０左半面においてインダクタンス線路１２１とは軸対称に形成された概略Ｇ字状の導体パターンからなるインダクタンス線路１２３は、ビアホールＨ２により絶縁層１３０のインダクタンス線路１３１の他端に電気的に接続される。したがって、インダクタンス回路Ｌ２は、このインダクタンス線路１２３，インダクタンス線路１３１により構成される。また、このインダクタンス線路１２３の一端は、基板側面に沿って形成される導体層１０２により絶縁層１５０のキャパシタンス電極１５３に電気的に接続される。
【００３４】
一方、インダクタンス線路１２１，インダクタンス線路１２３より倍サイズのＣ字状の導体パターンからなるインダクタンス線路１３１は、絶縁層１３０中央部に形成されたビアホールＨ３により絶縁層１４０の周端を除く略一面全体に形成されたキャパシタンス電極１４１に電気的に接続される。その他、キャパシタンス電極１４１は、ビアホールＨ４，ビアホールＨ５，ビアホールＨ６及び中間電極１５５，中間電極１６５を介して絶縁層１７０のキャパシタンス電極１７１に電気的に接続される。
【００３５】
また、キャパシタンス電極１５１は、絶縁層１５０の中央部に形成された中間電極１５５より右半面に形成されており、上方に対置されたキャパシタンス電極１４１と共にキャパシタＣ１を構成する。またキャパシタンス電極１５３は、絶縁層１５０の左半面に形成されており、対置されたキャパシタンス電極１４１と共にキャパシタＣ２を構成する。
【００３６】
その他、グランド電極１６１は、中間電極１６５とは所定間隔離れた位置で中間電極１６５を包囲する絶縁層１６０上の導体パターンからなり、中間電極１６５とは絶縁された状態にされている。このグランド電極１６１及び絶縁層１８０の一部周端を除く略全面に形成されたグランド電極１８１は、基板側面に形成されたグランド接続端子ＳＧ１，グランド接続端子ＳＧ２を構成する導体層１０５，１０６により互いに電気的に接続され、グランド接続される。
【００３７】
したがって、絶縁層１７０の右側に形成されたキャパシタンス電極１７３は、対置されたグランド電極１６１，グランド電極１８１と共に、キャパシタＣ３を構成する。同様に、絶縁層１７０のキャパシタンス電極１７５は、対置されたグランド電極１６１，１８１と共に、キャパシタＣ５を構成する。その他、絶縁層１７０のキャパシタンス電極１７１は、対置されたグランド電極１８１と共にキャパシタＣ４を構成する。
【００３８】
また、カップルライン１１１は、ローパスフィルタを構成する二つのインダクタンス回路Ｌ１，インダクタンス回路Ｌ２の内、ローパスフィルタの入力端子Ｓ１に接続されるインダクタンス回路Ｌ１に対する電磁気的結合が、ローパスフィルタの出力端子Ｓ２に接続されるインダクタンス回路Ｌ２に対して小さくなるような形状で（本実施例では、略ゼロとみなせる程度に）、絶縁層１１０上に形成されている。
【００３９】
本実施例のカップルライン１１１は、絶縁層１１０表面に形成された階段形状の導体パターン（図４参照）からなり、基板中央部より基板背面側に形成されたインダクタンス線路１２１，インダクタンス線路１２３の内、インダクタンス線路１２３の一部と重ね合わされるようにして、絶縁層１２０上方に配置される。
【００４０】
またカップルライン１１１は、インダクタンス線路１２１とは重ならないように、インダクタンス線路１２１上方において、基板中央部からインダクタンス線路１２１が形成された側とは反対側に配置される。即ち、カップルライン１１１を備えるカプラとしての絶縁層１１０は、カップルライン１１１とインダクタンス回路Ｌ２との間の距離よりも、カップルライン１１１とインダクタンス回路Ｌ１との間の距離が大きくなるようにされて、ローパスフィルタを構成する絶縁層１２０上に積層される。
【００４１】
以上、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００の内部構成について説明したが、本実施例のローパスフィルタ内蔵カプラ１００を等価回路で表すと図５に示すようになる。このローパスフィルタ内蔵カプラ１００では、インダクタンス回路Ｌ１，インダクタンス回路Ｌ２及びキャパシタＣ１〜Ｃ５によりローパスフィルタが構成されており、カップルライン１１１は、カプラ及びローパスフィルタを構成する上記各絶縁層の積層により、近似的にインダクタンス回路Ｌ２のみと電磁気的に結合される。
【００４２】
このローパスフィルタ内蔵カプラ１００によれば、端子Ｓ４−Ｓ１間のアイソレーション特性を高調波領域において良好にすることができる。その結果、ＬＰＦ入力端子Ｓ１から入力される高調波がカップルラインの終端端子Ｓ４から漏れ出て、それが同じグランド接続されたローパスフィルタに影響を与えるのを抑制することができる。したがって、本実施例によれば、ローパスフィルタの性能を向上させることができる。
【００４３】
図６は、本実施例のローパスフィルタ内蔵カプラ１００についての各特性曲線を表すグラフである。図６（ａ）は、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００におけるローパスフィルタ入出力特性曲線Ｆ１及びローパスフィルタ反射特性曲線Ｆ２を表すグラフであり、図６（ｂ）は、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００におけるカップリング特性曲線Ｆ３を表すグラフである。また、図６（ｃ）は、端子Ｓ４−Ｓ１間アイソレーション特性曲線Ｆ４及び端子Ｓ３−Ｓ２間アイソレーション特性曲線Ｆ５を表すグラフである。
【００４４】
尚、ローパスフィルタ入出力特性曲線Ｆ１は、端子Ｓ１への入力に対する端子Ｓ２からの出力を各周波数毎の入出力比で表した曲線である。また、ローパスフィルタ反射特性曲線Ｆ２は、端子Ｓ１への入力に対する端子Ｓ１からの出力を各周波数毎の入出力比で表した曲線である。一方、カップリング特性曲線Ｆ３は、端子Ｓ１への入力に対する端子Ｓ３からの出力を各周波数毎の入出力比で表した曲線である。また、端子Ｓ４−Ｓ１間アイソレーション特性曲線Ｆ４は、端子Ｓ１への入力に対する端子Ｓ４からの出力を各周波数毎の入出力比で表した曲線である。その他、端子Ｓ３−Ｓ２間アイソレーション特性曲線Ｆ５は、端子Ｓ２への入力に対する端子Ｓ３からの出力を各周波数毎の入出力比で表した曲線である。
【００４５】
また図８は、カップルライン２１１（図７参照）がインダクタンス線路１２１及びインダクタンス線路１２３に均等に作用する従来のローパスフィルタ内蔵カプラ２００の各特性曲線を表すグラフである。尚、図７は、従来のローパスフィルタ内蔵カプラ２００におけるカップルライン２１１とインダクタンス線路１２１，インダクタンス線路１２３の配置を表す説明図である。
【００４６】
図８（ａ）は、従来のローパスフィルタ内蔵カプラ２００におけるローパスフィルタ入出力特性曲線Ｆ１及びローパスフィルタ反射特性曲線Ｆ２を表すグラフであり、図８（ｂ）は、従来のローパスフィルタ内蔵カプラ２００におけるカップリング特性曲線Ｆ３を表すグラフである。その他、図８（ｃ）は、端子Ｓ４−Ｓ１間アイソレーション特性曲線Ｆ４及び端子Ｓ３−Ｓ２間アイソレーション特性曲線Ｆ５を表すグラフである。尚、図８（ｃ）に示す端子Ｓ４−Ｓ１間アイソレーション特性曲線Ｆ４及び端子Ｓ３−Ｓ２間アイソレーション特性曲線Ｆ５は、測定した周波数帯域０ＧＨｚ〜１２ＧＨｚ内で、略同一の曲線を示す。
【００４７】
図６（ｃ）及び図８（ｃ）からも理解できるように、本実施例のローパスフィルタ内蔵カプラ１００では、端子Ｓ４−Ｓ１間アイソレーション特性（特に第一高調波が発生する３．６ＧＨｚ〜４．０ＧＨｚ帯域のアイソレーション）に関し、従来のローパスフィルタ内蔵カプラ２００と比較して良好な結果を得ることができる。また、ローパスフィルタ入出力特性に関し、従来のローパスフィルタ内蔵カプラ２００に対して良好な結果を得ることができる。
【００４８】
以上、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００について説明したが、絶縁層１１０におけるカップルライン１１１は、図９に示すように変更してもよい。尚、図９は、変形例のローパスフィルタ内蔵カプラ３００における絶縁層１１０のカップルライン３１１の構成を表す説明図である。図９では下層の絶縁層１２０に形成されたインダクタンス線路１２１，インダクタンス線路１２３を透過して表す。また、変形例のローパスフィルタ内蔵カプラ３００は、カップルライン３１１の形状がローパスフィルタ内蔵カプラ１００と異なる程度であり、その他の部位は、ローパスフィルタ内蔵カプラ１００と同一であるので、内部構成に関する詳しい説明を、省略することにする。
【００４９】
ローパスフィルタ内蔵カプラ３００は、カップルライン３１１が形成された絶縁層１１０と、インダクタンス線路１２１，インダクタンス線路１２３が形成された絶縁層１２０と、インダクタンス線路１３１が形成された絶縁層１３０と、キャパシタンス電極１４１が形成された絶縁層１４０と、キャパシタンス電極１５１，キャパシタンス電極１５３及び中間電極１５５が形成された絶縁層１５０と、グランド電極１６１及び中間電極１６５が形成された絶縁層１６０と、キャパシタンス電極１７１，キャパシタンス電極１７３，キャパシタンス電極１７５が形成された絶縁層１７０と、グランド電極１８１が形成された絶縁層１８０と、が積層された構造となっている。
【００５０】
図９に示すように、カップルライン３１１は、ローパスフィルタを構成する二つのインダクタンス回路Ｌ１，インダクタンス回路Ｌ２の内、ローパスフィルタの出力端子Ｓ２に接続されるインダクタンス回路Ｌ２に対する電磁気的結合が、ローパスフィルタの入力端子Ｓ１に接続されるインダクタンス回路Ｌ１に対して小さくなるような形状で（本実施例では、略ゼロとみなせる程度に）、絶縁層１１０上に形成されている。
【００５１】
本実施例のカップルライン３１１は、絶縁層１１０表面に形成された階段形状の導体パターンからなり、基板中央部より基板背面側に形成されたインダクタンス線路１２１，インダクタンス線路１２３の内、インダクタンス線路１２１の一部と重ね合わされるようにして、絶縁層１２０上方に配置される。
【００５２】
またカップルライン３１１は、インダクタンス線路１２３とは重ならないように、インダクタンス線路１２３上方において、基板中央部からインダクタンス線路１２３が形成された側とは反対側に配置される。即ち、カップルライン３１１を備えるカプラとしての絶縁層１１０は、カップルライン３１１とインダクタンス回路Ｌ１との間の距離よりも、カップルライン３１１とインダクタンス回路Ｌ２との間の距離が大きくなるようにされて、ローパスフィルタを構成する絶縁層１２０上に積層される。
【００５３】
この変形例のローパスフィルタ内蔵カプラ３００を等価回路で表すと図１０に示すようになる。このローパスフィルタ内蔵カプラ３００では、インダクタンス回路Ｌ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１〜Ｃ５によりローパスフィルタが構成されており、カップルライン３１１は近似的にインダクタンス回路Ｌ１のみと結合しているとみなせる。尚、図１０は、ローパスフィルタ内蔵カプラ３００の等価回路図である。
【００５４】
このローパスフィルタ内蔵カプラ３００によれば、端子Ｓ３−Ｓ２間のアイソレーション特性を高調波領域において良好にすることができる。その結果、カップルライン３１１の出力端であるカプラ出力端子Ｓ３から出力された高調波がＡＧＣ２５入力端で反射され、その反射波がカプラ出力端子Ｓ３から入力されることで、高調波がＬＰＦ出力端子Ｓ２から漏れ出るのを抑制することができる。したがって、このローパスフィルタ内蔵カプラ３００によれば、ローパスフィルタの性能を向上させることができる。
【００５５】
図１１は、変形例のローパスフィルタ内蔵カプラ３００についての各特性曲線を表すグラフである。図１１（ａ）は、ローパスフィルタ内蔵カプラ３００におけるローパスフィルタ入出力特性曲線Ｆ１及びローパスフィルタ反射特性曲線Ｆ２を表すグラフであり、図１１（ｂ）は、ローパスフィルタ内蔵カプラ３００におけるカップリング特性曲線Ｆ３を表すグラフである。また、図１１（ｃ）は、端子Ｓ４−Ｓ１間アイソレーション特性曲線Ｆ４及び端子Ｓ３−Ｓ２間アイソレーション特性曲線Ｆ５を表すグラフである。
【００５６】
図８（ｃ）及び図１１（ｃ）を比較すれば理解できるように、本実施例のローパスフィルタ内蔵カプラ１００では、高調波領域の端子Ｓ３−Ｓ２間アイソレーション特性に関し、従来のローパスフィルタ内蔵カプラ２００と比較して良好な結果を得ることができる。また、ローパスフィルタ入出力特性に関し、従来のローパスフィルタ内蔵カプラ２００に対して良好な結果を得ることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明のローパスフィルタ内蔵カプラは、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施例では、二つのインダクタンス回路Ｌ１，Ｌ２を有する二段構成のローパスフィルタを内蔵するローパスフィルタ内蔵カプラ１００，３００について本発明を適用した例を説明したが、それ以上のインダクタンス回路を有する三段構成以上のローパスフィルタを内蔵するローパスフィルタ内蔵カプラに本発明を適用しても構わない。
【００５８】
三以上のインダクタンス回路を有する多段構成のローパスフィルタを内蔵する場合には、ローパスフィルタを構成する少なくとも１つのインダクタンス回路に対する電磁気的結合が、他のインダクタンス回路に対して小さくなるように、カップルラインを構成すればよい。このようにしても、アイソレーションを向上させ、ローパスフィルタから良好な信号が出力されるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたローパスフィルタ内蔵カプラ１００を備える携帯電話端末１の構成を表す説明図である。
【図２】ローパスフィルタ内蔵カプラ１００の概略展開斜視図である。
【図３】ローパスフィルタ内蔵カプラ１００の正面及び背面の構成を表す概略斜視図である。
【図４】絶縁層１１０の概略平面図である。
【図５】ローパスフィルタ内蔵カプラ１００の等価回路図である。
【図６】ローパスフィルタ内蔵カプラ１００についての各特性曲線を表すグラフである。
【図７】従来のローパスフィルタ内蔵カプラ２００の構成に関する説明図である。
【図８】従来のローパスフィルタ内蔵カプラ２００についての各特性曲線を表すグラフである。
【図９】変形例のローパスフィルタ内蔵カプラ３００の構成に関する説明図である。
【図１０】変形例のローパスフィルタ内蔵カプラ３００の等価回路図である。
【図１１】変形例のローパスフィルタ内蔵カプラ３００についての各特性曲線を表すグラフである。
【符号の説明】
１…携帯電話端末、１１…送受信アンテナ、１３…デュプレクサ、１５…受信部、１７…制御部、２０…送信部、２１…信号変換部、２３…パワーアンプ、２５…ＡＧＣ、１００，２００，３００…ローパスフィルタ内蔵カプラ、１０１〜１０６…導体層、１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０…絶縁層、１１１，２１１，３１１…カップルライン、１２１，１２３，１３１…インダクタンス線路、１４１，１５１，１５３，１７１，１７３，１７５…キャパシタンス電極、１６１，１８１…グランド電極、１５５，１６５…中間電極、Ｃ１〜Ｃ５…キャパシタ、Ｈ１〜Ｈ６…ビアホール、Ｌ１，Ｌ２…インダクタンス回路、Ｒ…終端抵抗、Ｓ１〜Ｓ４…端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a low-pass filter built-in coupler having a built-in low-pass filter for removing harmonics.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a coupler with a built-in low-pass filter having a function of removing harmonics, a coupler with a built-in low-pass filter described in Patent Document 1 used for a wireless communication device such as a mobile phone terminal is known.
[0003]
The low-pass filter built-in coupler includes a low-pass filter formed by laminating an insulating layer in which an inductance circuit is formed and an insulating layer in which a capacitance circuit is formed, and a coupler including an insulating layer in which a couple line circuit is formed; It is comprised by.
[0004]
The coupler is stacked on the low-pass filter so that the couple line circuit is electromagnetically coupled to the inductance circuit, and a part of the signal input from the power amplifier to the low-pass filter is extracted by the couple line circuit. , Input to the automatic gain adjustment (AGC) circuit of the power amplifier.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-220212
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in conventional couplers with a low-pass filter, harmonics reflected by the low-pass filter leak from the couple line circuit due to electromagnetic coupling between the inductance circuit and the couple line, and are reflected from the automatic gain adjustment circuit. As a result, the spurious component is output from the low-pass filter due to the input to the couple line circuit again, and there is a problem that a good output signal cannot be obtained.
[0007]
In addition, since the other end of the coupled line circuit is connected to the ground via a termination resistor, if harmonics are transmitted to the coupled line circuit, it becomes noise and adversely affects the low-pass filter connected to the same ground. And a good output signal cannot be obtained from the low-pass filter.
[0008]
  The present invention has been made in view of these problems, and is a low-pass filter built-in coupler.Improve isolation and output a good signal from the low-pass filterFor the purpose.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention made to achieve such an object, an insulating layer formed with an inductance line as a conductor pattern constituting an inductance circuit, an insulating layer formed with a capacitance electrode as a conductor pattern constituting a capacitor, A low-pass filter configuration section, and a coupler configuration section composed of an insulating layer having a couple line as a conductor pattern electromagnetically coupled to the inductance circuit of the low-pass filter configuration section. The coupler and the coupler component are laminated to couple the couple line to the inductance circuit electromagnetically. The low-pass filter component includes two or more inductance lines in the low-pass filter component. An inductance circuit is formedEach of the inductance circuits is arranged in parallel in the insulating layer adjacent to the coupler component along the surface facing the coupler component, and the couple line is connected to one inductance circuit of the two or more inductance circuits. It is formed in a bent shape so that the distance is larger than that of other inductance circuits, and by this shape, the electromagnetic coupling to one inductance circuit is configured to be smaller than that of other inductance circuits.(Claim 1).
[0010]
In the low-pass filter built-in coupler of the present invention, the couple line is formed so that the electromagnetic coupling to one of the two or more inductance circuits is smaller than that of the other inductance circuit. It is possible to suppress the harmonics to be removed at the part from adversely affecting the low-pass filter constituent part through the couple line. Therefore, the present invention has an advantage that a good output signal can be obtained from the low-pass filter.
[0011]
For example, the harmonic output from the output end of the couple line is reflected from the input end of the external device (automatic gain adjustment circuit, etc.) and returned to the input end of the couple line. Can be prevented from leaking from the output end of the low-pass filter component, so that a good output signal can be obtained from the low-pass filter.
[0012]
In addition, the coupler with a built-in low-pass filter according to the present invention has the same ground as the harmonic wave reflected by the low-pass filter component leaks from the end connected to the termination resistor opposite to the output side of the coupler component. It is possible to suppress the deterioration of the performance of the low-pass filter component by adversely affecting the connected low-pass filter component. Therefore, the present invention has an advantage that a good output signal can be obtained from the low-pass filter.
[0013]
  Moreover, as one aspect of the coupler with a built-in low-pass filter of the present invention, the low-pass filter component includes two inductance circuits using an inductance line.The couple line can be formed in a bent shape so that the distance to one inductance circuit is larger than that of the other inductance circuit. If the couple line has such a shape, the low-pass filter built-in coupler can be configured such that the electromagnetic coupling to one inductance circuit is smaller than that of the other inductance circuit. The low-pass filter performance can be improved in the low-pass filter built-in coupler that incorporates the low-pass filter component having a two-stage circuit.
[0014]
  In addition, what is necessary is just to comprise a couple line as follows specifically.For example, a stair-shaped bent portion is provided as in the couple line (111) of FIG. 2, and the distance from the inductance line (121) of one inductance circuit is the distance from the inductance line (123) of the other inductance circuit. What is necessary is just to comprise a couple line so that it may become larger.
[0015]
Further, as another aspect of the low-pass filter built-in coupler of the present invention, the couple line has electromagnetic coupling to an inductance circuit located on the input side of the low-pass filter constituent part among the two inductance circuits constituting the low-pass filter constituent part. The inductance circuit located on the output side of the low-pass filter component is formed to be small.
[0016]
The coupler with a built-in low-pass filter configured as described above is such that a portion of the harmonics reflected from the low-pass filter and output from the input end of the low-pass filter component is extracted by the couple line, whereby the harmonics are coupled to the couple line. It is possible to suppress leakage from the ground connection side and adversely affecting the low-pass filter component connected to the same ground. Therefore, the present invention has an advantage that the performance of the low-pass filter can be improved.
[0017]
In addition, as another aspect of the low-pass filter built-in coupler according to the present invention, the couple line has an electromagnetic coupling to an inductance circuit located on the output side of the low-pass filter component, of the two inductance circuits constituting the low-pass filter component. The inductance circuit located on the input side of the low-pass filter component is formed to be smaller.
[0018]
In the coupler with a built-in low-pass filter configured as described above, harmonics output from the output end of the couple line are reflected at the input end of an external device (such as an automatic gain adjustment circuit), and the reflected wave is reflected at the output end of the couple line. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a problem that harmonics leak out from the output end of the low-pass filter component due to the input from. Therefore, the present invention has an advantage that the performance of the low-pass filter can be improved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a cellular phone terminal 1 as a wireless communication apparatus including a low-pass filter built-in coupler 100 to which the present invention is applied.
[0020]
The cellular phone terminal 1 in this embodiment is a GSM cellular phone terminal using a 1.8 GHz band and a 1.9 GHz band, and includes a duplexer 13 connected to a transmission / reception antenna 11, a reception unit 15, a control unit 17, a transmission Part 20 and the like.
The duplexer 13 is configured to input an RF (radio frequency) signal received by the transmission / reception antenna 11 to the reception unit 15 and to input an RF signal input from the transmission unit 20 to the transmission / reception antenna 11.
[0021]
When receiving the RF signal received by the transmission / reception antenna 11 via the duplexer 13, the receiving unit 15 demodulates the signal after frequency conversion, and inputs the demodulated signal to the control unit 17. The control unit 17 is configured to perform communication control for causing the device to function as a telephone terminal using each unit in the mobile phone terminal 1. Since the configuration of the control unit 17 is well known, detailed description thereof will be omitted in this embodiment.
[0022]
On the other hand, the transmission unit 20 includes a signal conversion unit 21, a power amplifier 23, an automatic gain adjustment circuit (hereinafter referred to as “AGC”) 25, a low-pass filter built-in coupler 100, and the like, and is input from the control unit 17. The transmission signal is input to the signal conversion unit 21 to generate an RF signal, which is input to the duplexer 13 via the power amplifier 23 and the low-pass filter built-in coupler 100, thereby transmitting the transmission signal from the transmission / reception antenna 11 to the radio wave. Send to the outside in the form.
[0023]
The signal converter 21 is a mixer (not shown) that generates an RF signal, a band-pass filter (not shown) that filters the output from the mixer and cuts high-frequency components above a predetermined value and low-frequency components below a predetermined value, etc. It is composed of The signal conversion unit 21 converts the transmission signal input from the control unit 17 into an RF signal by a known method, and inputs the RF signal to the power amplifier 23.
[0024]
The power amplifier 23 amplifies the RF signal input from the signal converter 21 and outputs the amplified RF signal to the low-pass filter (LPF) input terminal S1 of the low-pass filter built-in coupler 100. Note that the power amplifier 23 of this embodiment is configured to be controlled by the AGC 25 to adjust the gain. That is, the AGC 25 of the present embodiment is configured so that the output of the radio wave radiated from the transmission / reception antenna 11 is kept within a certain range based on the feedback signal input from the coupler output terminal S3 of the low-pass filter built-in coupler 100. The gain of the power amplifier 23 is adjusted.
[0025]
The low-pass filter built-in coupler 100 combines a function as a low-pass filter that suppresses spurious components of radio waves by cutting harmonics generated by the power amplifier 23 having nonlinear amplification characteristics, and an input signal from the power amplifier 23. It also has a function as a coupler that extracts and outputs a part.
[0026]
The low-pass filter built-in coupler 100 cuts the harmonics of the RF signal input from the LPF input terminal S1 connected to the output terminal of the power amplifier 23, outputs the RF signal from the LPF output terminal S2, and couples the line 111 ( By outputting the RF signal extracted from the inductance line 123 from the coupler output terminal S3 according to FIG. 2, the RF signal is input to the AGC 25 connected to the coupler output terminal S3. The termination terminal S4 of the low-pass filter built-in coupler 100 is grounded via a termination resistor R.
[0027]
The low-pass filter built-in coupler 100 includes an insulating layer 110, an insulating layer 120, an insulating layer 130, an insulating layer 140, an insulating layer 150, an insulating layer 160, an insulating layer 170, and an insulating layer 180 shown in FIG. As shown in FIG. 3, a multilayered wiring board structure is formed, and a conductor layer 101 constituting the LPF input terminal S1, a conductor layer 102 constituting the LPF output terminal S2, and a coupler output terminal S3 are constituted. The conductor layer 103, the conductor layer 104 constituting the termination terminal S4 connected to the termination resistor R, and the conductor layer 105 and the conductor layer 106 constituting the ground connection terminal SG1 and the ground connection terminal SG2 of the low-pass filter are arranged on the side surface. I have.
[0028]
FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of the low-pass filter built-in coupler 100 in which each insulating layer constituting the low-pass filter built-in coupler 100 is separated. In this figure, a cover insulating layer or the like laminated on the insulating layer 110 is omitted. FIG. 3A is a schematic perspective view illustrating a front configuration of the low-pass filter built-in coupler 100, and FIG. 3B is a schematic perspective view illustrating a rear configuration of the low-pass filter built-in coupler 100. In addition, FIG. 4 is a schematic plan view of the insulating layer 110 transmitted through the inductance line 121 and the inductance line 123. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the coupler 100 with a built-in low-pass filter.
[0029]
As shown in FIG. 2, the low-pass filter built-in coupler 100 includes an insulating layer 110 in which a couple line 111 is formed, an insulating layer 120 in which inductance lines 121 and 123 are formed, and an insulating layer 130 in which an inductance line 131 is formed. An insulating layer 140 in which the capacitance electrode 141 is formed, an insulating layer 150 in which the capacitance electrodes 151 and 153 and the intermediate electrode 155 are formed, an insulating layer 160 in which the ground electrode 161 and the intermediate electrode 165 are formed, and a capacitance electrode The insulating layer 170 in which 171, 173 and 175 are formed and the insulating layer 180 in which the ground electrode 181 is formed are stacked.
[0030]
That is, in this embodiment, the coupler component is constituted by the insulating layer 110, and the low-pass filter component is constituted by a laminated body of the insulating layers 120 to 180. The coupler component and the low-pass filter component are stacked, and the coupler line and the inductance line of the low-pass filter component are electromagnetically coupled to form a low-pass filter built-in coupler.
[0031]
The low-pass filter built-in coupler 100 sequentially laminates ceramic green sheets on which various vias and electrodes corresponding to each insulating layer are printed by forming via holes on a ceramic green sheet and screen printing silver paste using a mask. Then, it is formed by firing.
[0032]
An inductance line 121 formed of a substantially G-shaped conductor pattern formed on the right half surface of the insulating layer 120 is electrically connected to one end of the inductance line 131 through a via hole H1, and the inductance circuit L1 includes the inductance line 121 and the inductance line. The track 131 is configured. One end of the inductance line 121 is electrically connected to the capacitance electrode 151 of the insulating layer 150 by the conductor layer 101 formed along the side surface of the substrate.
[0033]
In addition, an inductance line 123 made of a substantially G-shaped conductor pattern formed symmetrically with the inductance line 121 on the left half surface of the insulating layer 120 is electrically connected to the other end of the inductance line 131 of the insulating layer 130 by a via hole H2. Connected. Therefore, the inductance circuit L2 includes the inductance line 123 and the inductance line 131. One end of the inductance line 123 is electrically connected to the capacitance electrode 153 of the insulating layer 150 by the conductor layer 102 formed along the side surface of the substrate.
[0034]
On the other hand, the inductance line 131 composed of a C-shaped conductor pattern that is twice the size of the inductance line 121 and the inductance line 123 is formed on substantially the entire surface except for the peripheral edge of the insulating layer 140 by the via hole H3 formed in the central portion of the insulating layer 130. It is electrically connected to the formed capacitance electrode 141. In addition, the capacitance electrode 141 is electrically connected to the capacitance electrode 171 of the insulating layer 170 through the via hole H4, the via hole H5, the via hole H6, the intermediate electrode 155, and the intermediate electrode 165.
[0035]
The capacitance electrode 151 is formed on the right half of the intermediate electrode 155 formed at the center of the insulating layer 150, and constitutes the capacitor C1 together with the capacitance electrode 141 facing upward. The capacitance electrode 153 is formed on the left half surface of the insulating layer 150, and constitutes the capacitor C2 together with the facing capacitance electrode 141.
[0036]
In addition, the ground electrode 161 is formed of a conductor pattern on the insulating layer 160 surrounding the intermediate electrode 165 at a predetermined distance from the intermediate electrode 165, and is insulated from the intermediate electrode 165. The ground electrode 181 formed on substantially the entire surface excluding the peripheral edge of the ground electrode 161 and the insulating layer 180 is formed by the conductor layers 105 and 106 constituting the ground connection terminal SG1 and the ground connection terminal SG2 formed on the side surface of the substrate. They are electrically connected to each other and grounded.
[0037]
Therefore, the capacitance electrode 173 formed on the right side of the insulating layer 170 constitutes the capacitor C3 together with the ground electrode 161 and the ground electrode 181 which are disposed opposite to each other. Similarly, the capacitance electrode 175 of the insulating layer 170 constitutes a capacitor C5 together with the ground electrodes 161 and 181 that are opposed to each other. In addition, the capacitance electrode 171 of the insulating layer 170 forms a capacitor C4 together with the opposing ground electrode 181.
[0038]
The couple line 111 has an electromagnetic coupling with the inductance circuit L1 connected to the input terminal S1 of the low-pass filter, of the two inductance circuits L1 and L2 constituting the low-pass filter, at the output terminal S2 of the low-pass filter. It is formed on the insulating layer 110 so as to be smaller than the inductance circuit L2 to be connected (in the present embodiment, it can be regarded as substantially zero).
[0039]
The couple line 111 of this embodiment is formed of a step-shaped conductor pattern (see FIG. 4) formed on the surface of the insulating layer 110, and includes an inductance line 121 and an inductance line 123 formed on the substrate back side from the center of the substrate. The insulating line 120 is disposed above the insulating line 120 so as to overlap with a part of the inductance line 123.
[0040]
Further, the couple line 111 is disposed above the inductance line 121 on the side opposite to the side where the inductance line 121 is formed from the center of the substrate so as not to overlap the inductance line 121. That is, the insulating layer 110 serving as a coupler including the couple line 111 is configured such that the distance between the couple line 111 and the inductance circuit L1 is larger than the distance between the couple line 111 and the inductance circuit L2. It is laminated on the insulating layer 120 constituting the low-pass filter.
[0041]
The internal configuration of the low-pass filter built-in coupler 100 has been described above. The low-pass filter built-in coupler 100 of this embodiment is represented by an equivalent circuit as shown in FIG. In this low-pass filter built-in coupler 100, a low-pass filter is configured by the inductance circuit L1, the inductance circuit L2, and the capacitors C1 to C5, and the couple line 111 is approximated by the lamination of the above-described insulating layers that constitute the coupler and the low-pass filter. Thus, only the inductance circuit L2 is electromagnetically coupled.
[0042]
According to the low-pass filter built-in coupler 100, the isolation characteristic between the terminals S4 and S1 can be improved in the harmonic region. As a result, harmonics input from the LPF input terminal S1 can be prevented from leaking out from the termination terminal S4 of the couple line and affecting the low-pass filter connected to the same ground. Therefore, according to the present embodiment, the performance of the low-pass filter can be improved.
[0043]
FIG. 6 is a graph showing characteristic curves for the coupler 100 with a built-in low-pass filter according to the present embodiment. 6A is a graph showing a low-pass filter input / output characteristic curve F1 and a low-pass filter reflection characteristic curve F2 in the low-pass filter built-in coupler 100, and FIG. 6B is a coupling characteristic curve in the low-pass filter built-in coupler 100. It is a graph showing F3. FIG. 6C is a graph showing an isolation characteristic curve F4 between the terminals S4-S1 and an isolation characteristic curve F5 between the terminals S3-S2.
[0044]
The low-pass filter input / output characteristic curve F1 is a curve representing the output from the terminal S2 with respect to the input to the terminal S1 by the input / output ratio for each frequency. The low-pass filter reflection characteristic curve F2 is a curve representing the output from the terminal S1 with respect to the input to the terminal S1 by the input / output ratio for each frequency. On the other hand, the coupling characteristic curve F3 is a curve representing the output from the terminal S3 with respect to the input to the terminal S1 by the input / output ratio for each frequency. The terminal S4-S1 isolation characteristic curve F4 is a curve representing the output from the terminal S4 with respect to the input to the terminal S1 by the input / output ratio for each frequency. In addition, the isolation characteristic curve F5 between the terminals S3 and S2 is a curve representing the output from the terminal S3 with respect to the input to the terminal S2 by the input / output ratio for each frequency.
[0045]
FIG. 8 is a graph showing characteristic curves of the conventional low-pass filter built-in coupler 200 in which the couple line 211 (see FIG. 7) acts equally on the inductance line 121 and the inductance line 123. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the arrangement of the couple line 211, the inductance line 121, and the inductance line 123 in the conventional coupler 200 with a built-in low-pass filter.
[0046]
FIG. 8A is a graph showing a low-pass filter input / output characteristic curve F1 and a low-pass filter reflection characteristic curve F2 in the conventional low-pass filter built-in coupler 200, and FIG. It is a graph showing coupling characteristic curve F3. FIG. 8C is a graph showing an isolation characteristic curve F4 between the terminals S4 and S1 and an isolation characteristic curve F5 between the terminals S3 and S2. The terminal S4-S1 isolation characteristic curve F4 and the terminal S3-S2 isolation characteristic curve F5 shown in FIG. 8C show substantially the same curve in the measured frequency band 0 GHz to 12 GHz.
[0047]
As can be understood from FIG. 6C and FIG. 8C, in the low-pass filter built-in coupler 100 of the present embodiment, the isolation characteristic between the terminals S4 and S1 (particularly from 3.6 GHz where the first harmonic is generated). With respect to (isolation of 4.0 GHz band), a better result can be obtained as compared with the conventional low-pass filter built-in coupler 200. Moreover, regarding the low-pass filter input / output characteristics, good results can be obtained with respect to the conventional low-pass filter built-in coupler 200.
[0048]
Although the low-pass filter built-in coupler 100 has been described above, the couple line 111 in the insulating layer 110 may be changed as shown in FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the configuration of the couple line 311 of the insulating layer 110 in the low-pass filter built-in coupler 300 of the modification. In FIG. 9, the inductance line 121 and the inductance line 123 formed in the lower insulating layer 120 are shown in a transparent manner. In addition, the low-pass filter built-in coupler 300 of the modified example has a couple line 311 having a shape different from that of the low-pass filter built-in coupler 100, and the other parts are the same as the low-pass filter built-in coupler 100. Will be omitted.
[0049]
The low-pass filter built-in coupler 300 includes an insulating layer 110 in which a couple line 311 is formed, an insulating layer 120 in which an inductance line 121 and an inductance line 123 are formed, an insulating layer 130 in which an inductance line 131 is formed, and a capacitance electrode 141. An insulating layer 140 having a capacitance electrode 151, a capacitance electrode 153 and an intermediate electrode 155, an insulating layer 160 having a ground electrode 161 and an intermediate electrode 165, a capacitance electrode 171 and a capacitance. The insulating layer 170 in which the electrode 173 and the capacitance electrode 175 are formed and the insulating layer 180 in which the ground electrode 181 is formed are stacked.
[0050]
As shown in FIG. 9, the couple line 311 has an electromagnetic coupling to the inductance circuit L2 connected to the output terminal S2 of the low-pass filter among the two inductance circuits L1 and L2 constituting the low-pass filter. Is formed on the insulating layer 110 so as to be smaller than the inductance circuit L1 connected to the input terminal S1 (in the present embodiment, it can be regarded as substantially zero).
[0051]
The couple line 311 of the present embodiment is formed of a stepped conductor pattern formed on the surface of the insulating layer 110, and among the inductance line 121 and the inductance line 123 formed on the substrate back side from the center of the substrate, It is arranged above the insulating layer 120 so as to be overlapped with a part.
[0052]
The couple line 311 is disposed above the inductance line 123 on the side opposite to the side where the inductance line 123 is formed from the center of the substrate so as not to overlap the inductance line 123. That is, the insulating layer 110 serving as a coupler including the couple line 311 is configured such that the distance between the couple line 311 and the inductance circuit L2 is larger than the distance between the couple line 311 and the inductance circuit L1. It is laminated on the insulating layer 120 constituting the low-pass filter.
[0053]
The low-pass filter built-in coupler 300 of this modification is represented by an equivalent circuit as shown in FIG. In this low-pass filter built-in coupler 300, the low-pass filter is configured by the inductance circuits L1 and L2 and the capacitors C1 to C5, and it can be considered that the couple line 311 is approximately coupled to only the inductance circuit L1. FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of the coupler 300 with a built-in low-pass filter.
[0054]
According to this low-pass filter built-in coupler 300, the isolation characteristic between the terminals S3 and S2 can be improved in the harmonic region. As a result, the harmonic output from the coupler output terminal S3 which is the output end of the couple line 311 is reflected at the input end of the AGC 25, and the reflected wave is input from the coupler output terminal S3. Leakage from S2 can be suppressed. Therefore, according to the coupler 300 with a built-in low-pass filter, the performance of the low-pass filter can be improved.
[0055]
FIG. 11 is a graph showing each characteristic curve of the modified low-pass filter built-in coupler 300. FIG. 11A is a graph showing a low-pass filter input / output characteristic curve F1 and a low-pass filter reflection characteristic curve F2 in the low-pass filter built-in coupler 300, and FIG. 11B is a coupling characteristic curve in the low-pass filter built-in coupler 300. It is a graph showing F3. FIG. 11C is a graph showing an isolation characteristic curve F4 between the terminals S4-S1 and an isolation characteristic curve F5 between the terminals S3-S2.
[0056]
As can be understood by comparing FIG. 8C and FIG. 11C, the low-pass filter built-in coupler 100 of this embodiment has a conventional low-pass filter built-in regarding the isolation characteristics between the terminals S3 and S2 in the harmonic region. Good results can be obtained compared to the coupler 200. Moreover, regarding the low-pass filter input / output characteristics, good results can be obtained with respect to the conventional low-pass filter built-in coupler 200.
[0057]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the coupler with a built-in low-pass filter of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can take various forms.
For example, in the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the low-pass filter built-in couplers 100 and 300 including the two-stage low-pass filter having the two inductance circuits L1 and L2 has been described. The present invention may be applied to a coupler with a built-in low-pass filter having a built-in low-pass filter having a three-stage configuration or more.
[0058]
  When a multi-stage low-pass filter having three or more inductance circuits is incorporated, the couple line should be arranged so that the electromagnetic coupling to at least one inductance circuit constituting the low-pass filter is smaller than that of other inductance circuits. What is necessary is just to comprise. In this wayImprove the isolation and output a good signal from the low-pass filterbe able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a mobile phone terminal 1 including a coupler 100 with a built-in low-pass filter to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of a coupler 100 with a built-in low-pass filter.
FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating the configuration of the front surface and the back surface of a coupler 100 with a built-in low-pass filter.
4 is a schematic plan view of an insulating layer 110. FIG.
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the coupler 100 with a built-in low-pass filter.
FIG. 6 is a graph showing characteristic curves for the low-pass filter built-in coupler 100;
FIG. 7 is an explanatory diagram relating to a configuration of a conventional low-pass filter built-in coupler 200;
FIG. 8 is a graph showing each characteristic curve for a conventional coupler 200 with a built-in low-pass filter.
FIG. 9 is an explanatory diagram relating to the configuration of a modified low-pass filter built-in coupler 300;
FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of a modified low-pass filter built-in coupler 300;
FIG. 11 is a graph showing characteristic curves for a modified low-pass filter built-in coupler 300;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cell-phone terminal, 11 ... Transmission / reception antenna, 13 ... Duplexer, 15 ... Reception part, 17 ... Control part, 20 ... Transmission part, 21 ... Signal conversion part, 23 ... Power amplifier, 25 ... AGC, 100, 200, 300 ... Couplers with built-in low-pass filters, 101 to 106 ... Conductor layers, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 ... Insulating layers, 111, 211, 311 ... Couple lines, 121, 123, 131 ... Inductance lines, 141, 151, 153, 171, 173, 175 ... capacitance electrode, 161,181 ... ground electrode, 155,165 ... intermediate electrode, C1-C5 ... capacitor, H1-H6 ... via hole, L1, L2 ... inductance circuit, R ... Termination resistor, S1-S4 ... terminal

Claims

A low-pass filter component formed by laminating an insulating layer in which an inductance line as a conductor pattern constituting an inductance circuit is formed and an insulating layer in which a capacitance electrode as a conductor pattern constituting a capacitor is formed;
A coupler component comprising an insulating layer formed with a couple line as a conductor pattern electromagnetically coupled to the inductance circuit of the low-pass filter component;
A low-pass filter built-in coupler in which the couple line is electromagnetically coupled to the inductance circuit by laminating the coupler component on the low-pass filter component,
In the low-pass filter component, two or more inductance circuits are formed by two or more inductance lines,
Each of the inductance circuits is arranged in parallel along the surface facing the coupler component in the insulating layer adjacent to the coupler component,
The couple line is formed in a bent shape so that a distance from one of the two or more inductance circuits is larger than that of the other inductance circuit. A coupler with a built-in low-pass filter, characterized in that electromagnetic coupling is smaller than other inductance circuits .

In the low-pass filter component, two inductance circuits are formed by two or more inductance lines,
The couple line is formed in a bent shape so that a distance from one inductance circuit is larger than that of the other inductance circuit, and the electromagnetic coupling to the one inductance circuit is caused by the shape so that the other inductance circuit is connected. The low-pass filter built-in coupler according to claim 1, wherein the coupler is configured to be smaller than

The couple line is located on the output side of the low-pass filter component, among the two inductance circuits that constitute the low-pass filter component, the electromagnetic coupling to the inductance circuit located on the input side of the low-pass filter component The coupler with a built-in low-pass filter according to claim 2, wherein the coupler is formed to be smaller than an inductance circuit.

The couple line is located on the input side of the low-pass filter constituent part, among the two inductance circuits constituting the low-pass filter constituent part, the electromagnetic coupling to the inductance circuit located on the output side of the low-pass filter constituent part The coupler with a built-in low-pass filter according to claim 2, wherein the coupler is formed to be smaller than an inductance circuit.