JP4004340B2 - アンテナ分波器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波フィルタを用いて低損失・高減衰特性を有するアンテナ分波器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等の小型の通信機器が多用されているが、このような機器では送信と受信を同時に行う同時通話を行うようにしている。
このため図７に示すように周波数の異なる送信信号Ｆｈと受信信号Ｆｌをそれぞれ分離する、たとえば、はしご型ＳＡＷフィルタ１、２を用いてアンテナ３を共用するようにしている。
なお各はしご型ＳＡＷフィルタ１、２とアンテナ３の間にはそれぞれ位相回路４、５を介挿して位相整合を行うようにしている。
【０００３】
通常の共振型ＳＡＷフィルタでは、所定の通過帯域内の信号を低損失で通過させ、かつ帯域外の信号に大きな減衰量を与えることが望まれる。
しかしながらアンテナ分波器の場合は、このような通常のフィルタで望まれる特性に加えて反射域でのＳ11特性で与えられる抵抗分が小さくなければならない。
【０００４】
図８は一般的なはしご型ＳＡＷフィルタの伝送特性（曲線Ａ）および反射特性（曲線Ｂ）を示す特性図であり、横軸は周波数、縦軸は応答レベルである。
また図９はこのＳＡＷフィルタのＳ11特性のスミスチャートである。
このスミスチャートからも明らかなように、高域側（図示Ｃ）では、一般的な導体損および誘電体損に加えてバルク波による伝搬損失が著しく増加するためにスミスチャートの周波数特性は内側に回り込み、回路中に抵抗分を持つようになり回路損失の増大、すなわちリターンロスの劣化（図示Ｄ）を生じる。
【０００５】
一方、アンテナ分波器として機能するためには、アンテナ・ポートから見た高域用フィルタおよび低域用フィルタのインピーダンスがスミスチャート上のオープン側（右端）にあることが条件となる。
そして、このような条件を満たすためには、各分波器の出力に位相回路が必要になる。
【０００６】
しかしながら位相回路を用いると、その損失も加わり上述のＳ11特性はさらに劣化し、それによってフィルタの反射域のリターンロスの特性は著しく劣化する。図１０に図９の特性に対し位相回路を追加したときのスミスチャートを示す。たとえばアンテナの分岐部から見た高域用フィルタの反射域及び通過域の抵抗分をＲｈ、Ｒｌとすると、アンテナに入力された高域用フィルタの通過域の電力が低域用フィルタに流れ込む量、すなわちアンテナ分波時に低域用フィルタのＳ11特性が高域用フィルタの損失ＩＬに与える影響は次の式で与えられる。
【０００７】
ＩＬ＝１０＊ｌｏｇ（Ｒｈ／（Ｒｌ＋Ｒｈ））
たとえば、図９のチャートから読みとった値を計算例としてＲｈ＝３７４Ω、Ｒｌ＝５０Ωとすると、低域用フィルタの高域用フィルタへの影響はＩＬ＝−０．５４５ｄＢと計算され、高域用フィルタの挿入損失は０．５４５ｄＢ増加し、極めて好ましくない影響をもたらす。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、挿入損失の劣化を最小限にでき、かつ減衰特性を改善したアンテナ分波器を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、第１の通過帯域を有し位相回路を介してアンテナに接続される第１のはしご型ＳＡＷフィルタと、第１の通過帯域よりも低い周波数の第２の通過帯域を有し位相回路を介して上記アンテナに共通に接続した第２のはしご型ＳＡＷフィルタと、上記第２のはしご型ＳＡＷフィルタと位相回路との間に設けた第１のはしご型ＳＡＷフィルタの通過帯域に反共振点を配置したＳＡＷ共振子と回路整合用のインダクタと、を具備することを特徴とするアンテナ分波器である。
【００１０】
そして本発明の請求項２は、請求項１に記載のものにおいて、ＳＡＷ共振子と回路整合用のインダクタとを直列に接続して第２のはしご型ＳＡＷフィルタと位相回路との間に介挿したことを特徴とするアンテナ分波器であり、請求項３は請求項１に記載のものにおいて、ＳＡＷ共振子と回路整合用のインダクタとを並列に接続して第２のはしご型ＳＡＷフィルタと位相回路の接続点と接地電位との間に介挿したことを特徴とするアンテナ分波器である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１に示すブロック図を参照して詳細に説明する。
１１は通過帯域Ｆｈの第１のはしご型ＳＡＷフィルタである。
そして１２は第１のはしご型ＳＡＷフィルタ１１の通過帯域よりも低い周波数の通過帯域Ｆｌを有する第２のはしご型ＳＡＷフィルタである。
【００１２】
第１、第２のはしご型ＳＡＷフィルタ１１、１２はそれぞれ位相回路１３、１４を介してアンテナ１５に接続している。
そして、第２のはしご型ＳＡＷフィルタ１２と位相回路１４との間に第１のはしご型ＳＡＷフィルタ１１の通過帯域に反共振点を有するＳＡＷ共振子１６およびインダクタ１７を設けている。
【００１３】
なお、上記ＳＡＷ共振子１６およびインダクタ１７は図１に示すように直列に接続して第２のはしご型ＳＡＷフィルタ１２と位相回路１４との間に介挿するようにしてもよいし、この相反回路として第２図に示すように第２のはしご型ＳＡＷフィルタ１２と位相回路１４との接続点と接地電位との間に間にＳＡＷ共振子１６とインダクタ１７を並列に接続して介挿するようにしてもよい。
【００１４】
ここで反共振点がＦｈのＳＡＷ共振子１６の周波数特性を図３とする。
図３は横軸は周波数、縦軸は応答レベルであり、反射特性（曲線Ｅ）および伝送特性（曲線Ｆ）を示すものである。
また図中Ｇは共振点、Ｈは反共振点である。
【００１５】
このような、反共振点がＦｈの周波数特性のＳＡＷ共振子１６に、インダクタ１７を直列に接続すると、その周波数特性は、図３と同じ符号を用いて図４に示すように変化する。
すなわち反共振点Ｈはほとんど変化しないが、共振点Ｇはインダクタンス１７の値に応じて大きく低域側へずれる。
したがって適当な設計を行ったＳＡＷ共振子１６を用いて、適当な値のインダクタンス１７を用いることにより第２の通過帯域Ｆｌを有しかつ第１の通過帯域Ｆｈに反共振点を設定することができる。
【００１６】
ここで図１に示すように、第２のはしご型ＳＡＷフィルタ１２にＳＡＷ共振子１６、インダクタ１７を直列に接続すると、周波数特性は、図３と同じ符号を用いて図５に示すようになる。
また反射特性のスミスチャートを図６に示す。
すなわち図５から明らかなように、通常のはしご型ＳＡＷフィルタの減衰特性に加えて、ＳＡＷ共振子１６による減衰特性が加わり、全体として減衰特性の向上がなされている。
【００１７】
また図６のスミスチャートから明らかなように、Ｓ11特性は第１の通過帯域Ｆｈ付近において大幅に改善され、抵抗分が小さくなり、それによって挿入損失の低減を図ることができる。
図６より位相回路を付加し、アンテナ分岐点から見た低域用フィルタの反射域及び通過域の抵抗分は１０１５Ω、５０Ωであり、アンテナに入った高域用フィルタの通過域の電力が低域用フィルタに流れ込む量、すなわち損失ＩＬは−０．２０９ｄＢとなる。
【００１８】
したがって図７に示す従来例に比して、上記実施の態様では損失を約０．３ｄＢ〜０．４ｄＢ改善することができる。
このように第２のはしご型ＳＡＷフィルタのＳ11特性の改善によりアンテナを共用する場合の第１のはしご型ＳＡＷフィルタの帯域内の通過損失を大幅に改善することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、挿入損失が小さく、しかも減衰特性も良好なアンテナ分波器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態のブロック図である。
【図３】ＳＡＷ共振子の周波数特性の一例を示す図である。
【図４】ＳＡＷ共振子とインダクタの直列回路の周波数特性を示す図である。
【図５】図１に示す本発明の回路の周波数特性を示す図である。
【図６】図１に示す本発明の回路のＳ11特性のスミスチャートである。
【図７】従来のアンテナ分波器の一例を示すブロック図である。
【図８】図７に示す回路の周波数特性を示す図である。
【図９】図７に示す回路のＳ11特性のスミスチャートである。
【図１０】図９に示す回路に位相回路を付加した時のＳ11特性のスミスチャートである。
【符号の説明】
１１ ・・ 第１のはしご型ＳＡＷフィルタ
１２ ・・ 第２のはしご型ＳＡＷフィルタ
１３、１４ ・・ 位相回路
１５ ・・ アンテナ
１６ ・・ ＳＡＷ共振子
１７ ・・ インダクタ
Claims (3)
- 第１の通過帯域を有し位相回路を介してアンテナに接続される第１のはしご型ＳＡＷフィルタと、
第１の通過帯域よりも低い周波数の第２の通過帯域を有し位相回路を介して上記アンテナに共通に接続した第２のはしご型ＳＡＷフィルタと、
上記第２のはしご型ＳＡＷフィルタと位相回路との間に設けた第１のはしご型ＳＡＷフィルタの通過帯域に反共振点を配置したＳＡＷ共振子と回路整合用のインダクタと、
を具備することを特徴とするアンテナ分波器。 - 請求項１に記載のものにおいて、ＳＡＷ共振子と回路整合用のインダクタとを直列に接続して第２のはしご型ＳＡＷフィルタと位相回路との間に介挿したことを特徴とするアンテナ分波器。
- 請求項１に記載のものにおいて、ＳＡＷ共振子と回路整合用のインダクタとを並列に接続して第２のはしご型ＳＡＷフィルタと位相回路の接続点と接地電位との間に介挿したことを特徴とするアンテナ分波器。
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