JP4242307B2

JP4242307B2 - ダイプレクサ

Info

Publication number: JP4242307B2
Application number: JP2004051479A
Authority: JP
Inventors: 宏行石綿; 武種村; 彰之善里; 正己宮崎
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2024-02-26
Also published as: DE602005010765D1; CN1661912A; JP2005244583A; EP1569333B1; US7496332B2; EP1569333A1; ATE413725T1; US20050192047A1

Description

本発明は、送受信器等に使用されるダイプレクサに関する。

図５は従来のダイプレクサを示す。コイルＬ１、Ｌ２およびコンデンサＣ１〜Ｃ４でローパスフィルタ回路を、コイルＬ３およびコンデンサＣ５〜ｃ７にてハイパスフィルタ回路を構成し、その一方端同士を接続して共通端子とし、ローパスフィルタ回路の他方端をローパスフィルタ端子、ハイパスフィルタ回路の他方端をハイパスフィルタ端子としてダイプレクサを構成している。このローパスフィルタ回路においては、共通端子側に第２の周波数より高い共振周波数を持つ並列共振回路をコイルＬ１とコンデンサＣ１との両端を接続することにより形成している。

また、ローパスフィルタ端子側に、第１の周波数（範囲は８８０〜９６０ＭＨｚ）の２倍または第２の周波数（範囲は１７１０〜２１７０ＭＨｚ）の共振周波数を持つ並列共振回路をコイルＬ２とコンデンサＣ２との両端を接続することにより形成している。そして、これら並列共振回路同士を接続するとともに、コイルＬ１およびコンデンサＣ１による並列共振回路とコイルＬ２およびコンデンサＣ２による並列共振回路との接続部にコンデンサＣ３を、また、ローパスフィルタ端子側にコンデンサＣ４を設けて、それぞれ接地容量としている。

また、このハイパスフィルタ回路においては、共通端子とハイパスフィルタ端子との間に直列にコンデンサＣ５及びＣ６を接続するとともに、コンデンサＣ５とＣ６との接続点よりコイルＬ３およびコンデンサＣ７による直列共振回路を介して接地することにより、減衰極付きのハイパスフィルタ回路を構成している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−０６９３６２号公報（図１）

上記構成ではローパスフィルタ回路を帯域の異なる複数の周波数帯の信号を伝送させ、同様に、ハイパスフィルタ回路を帯域の異なる複数の周波数他の信号を伝送させた場合には、例えば、ローパスフィルタ回路側ではハイパスフィルタを伝送すべき各周波数帯の信号を十分に反射させることができず、ハイパスフィルタ回路側ではローパスフィルタを伝送すべき各周波数帯の信号を十分に反射させることができないので、帯域の異なる各周波数帯の信号を損失無く伝送させることが困難となる。

本発明は、ハイパスフィルタ側及びローパスフィルタ側をそれぞれ伝送する複数の周波数帯の信号の損失を押さえることを目的とする。

本発明は、上記課題に対応するため、アンテナに接続される共通端子と、所定周波数よりも高域側に位置する２つの高域側周波数帯の信号を入出力する第１の入出力端子と、前記所定周波数よりも低域側に位置する２つの低域側周波数帯の信号を入出力する第２の入出力端子とを備え、前記共通端子と前記第１の入出力端子との間にハイパスフィルタと前記２つの低域側周波数帯をそれぞれ減衰する第１の低域トラップ回路と第２の低域トラップ回路を直列に介挿し、前記共通端子と前記第２の入出力端子との間にローパスフィルタと前記２つの高域側周波数帯をそれぞれ減衰する第１の高域トラップ回路と第２の高域トラップ回路を直列に介挿し、前記ハイパスフィルタは、前記第２の低域トラップ回路の出力端とグランドとの間に接続される第１のインダクタンス素子と、前記第２の低域トラップ回路の出力端と前記第１の入出力端子との間に接続される第１の容量素子とを有し、前記第１の低域トラップ回路と前記第２の低域トラップ回路と前記第１のインダクタンス素子とによる直列共振周波数が、前記２つの低域側周波数帯の間の周波数であり、前記ローパスフィルタは、前記第２の高域トラップ回路の出力端とグランドとの間に接続される第２の容量素子と、前記第２の高域トラップ回路の出力端と前記第２の入出力端との間に接続される第２のインダクタンス素子とを有し、前記第１の高域トラップ回路と第２の高域トラップ回路と前記第２の容量素子とによる直列共振周波数が、前記２つの高域側周波数帯の間の周波数であることを特徴とする。

また、前記ハイパスフィルタは少なくとも半区間の誘導ｍ型ハイパスフィルタを有し、前記誘導ｍ型ハイパスフィルタの減衰極周波数を前記所定周波数よりも低域側に位置させた。

また、前記ローパスフィルタは少なくとも半区間の誘導ｍ型ローパスフィルタを有し、前記誘導ｍ型ローパスフィルタの減衰極周波数を前記所定周波数よりも高域側に位置させた。

また、前記低域トラップ回路をインダクタンス素子と容量素子との並列共振回路で構成すると共に前記共通端子と前記ハイパスフィルタとの間に介挿し、前記誘導ｍ型ハイパスフィルタを並型の列誘導ｍ型ハイパスフィルタで構成し、前記共通端子を前記並列共振回路のインダクタンス素子と前記並列型の誘導ｍ型ハイパスフィルタを構成するインダクタンス素子とを直列に介して直流的に接地した。

また、前記２つの低域周波数帯をＧＳＭシステムの送受信周波数帯と、ＤＣＳシステム及びＰＣＳシステムの送受信周波数帯とし、前記２つの高域周波数帯をブルートゥースシステムの送受信周波数帯と、無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯とした。

請求項１に記載の発明によれば、アンテナに接続される共通端子と、所定周波数よりも高域側に位置する２つの高域側周波数帯の信号を入出力する第１の入出力端子と、定周波数よりも低域側に位置する２つの低域側周波数帯の信号を入出力する第２の入出力端子とを備え、共通端子と第１の入出力端子との間にハイパスフィルタと２つの低域側周波数帯をそれぞれ減衰する第１の低域トラップ回路と第２の低域トラップ回路を直列に介挿し、共通端子と第２の入出力端子との間にローパスフィルタと２つの高域側周波数帯をそれぞれ減衰する第１の高域トラップ回路と第２の高域トラップ回路を直列に介挿し、ハイパスフィルタは、第２の低域トラップ回路の出力端とグランドとの間に接続される第１のインダクタンス素子と、第２の低域トラップ回路の出力端と第１の入出力端子との間に接続される第１の容量素子とを有し、第１の低域トラップ回路と第２の低域トラップ回路と第１のインダクタンス素子とによる直列共振周波数が、２つの低域側周波数帯の間の周波数であり、ローパスフィルタは、第２の高域トラップ回路の出力端とグランドとの間に接続される第２の容量素子と、第２の高域トラップ回路の出力端と第２の入出力端との間に接続される第２のインダクタンス素子とを有し、第１の高域トラップ回路と第２の高域トラップ回路と第２の容量素子とによる直列共振周波数が、２つの高域側周波数帯の間の周波数であるので、各周波数帯の信号の伝送特性が良好になる。また、低域側周波数帯の信号及び高域側周波数帯の信号はそれぞれ高域側周波数帯の信号及び低域側の信号によって妨害を受けない。

また、請求項２に記載の発明によれば、ハイパスフィルタは少なくとも半区間の誘導ｍ型ハイパスフィルタを有し、誘導ｍ型ハイパスフィルタの減衰極周波数を所定周波数よりも低域側に位置させたので、各低域トラップ回路の影響によって損なわれる低域側周波数帯の伝送特性をフラットに改善できる。

また、請求項３に記載の発明によれば、ローパスフィルタは少なくとも半区間の誘導ｍ型ローパスフィルタを有し、誘導ｍ型ローパスフィルタの減衰極周波数を所定周波数よりも高域側に位置させたので、各高域トラップ回路の影響によって損なわれる高域側周波数帯の伝送特性をフラットに改善できる。

また、請求項４に記載の発明によれば、低域トラップ回路をインダクタンス素子と容量素子との並列共振回路で構成すると共に共通端子とハイパスフィルタとの間に介挿し、誘導ｍ型ハイパスフィルタを並列型の誘導ｍ型ハイパスフィルタで構成し、共通端子を並列共振回路のインダクタンス素子と並列型の誘導ｍ型ハイパスフィルタを構成するインダクタンス素子とを直列に介して直流的に接地したので、共通端子に印加される静電気を放電することげでき、各入出力端子に接続される送受信回路を静電破壊から保護できる。

また、請求項５に記載の発明によれば、２つの低域周波数帯をＧＳＭシステムの送受信周波数帯と、ＤＣＳシステム及びＰＣＳシステムの送受信周波数帯とし、２つの高域周波数帯をブルートゥースシステムの送受信周波数帯と、無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯としたので、上記の４方式に共用する携帯電話用のダイプレクサを実現できる。

図１は本発明の１実施形態の回路構成を示す。アンテナ接続用の共通端子１と第１の入出力端子２との間は所定周波数（例えば２．２ＧＨｚ）よりも高域側の周波数帯を伝送し、共通端子１と第２の入出力端３との間は所定周波数よりも低域側の周波数帯を伝送する。そして、共通端子１と第１の入出力端２との間に２つの低域トラップ回路４、５とハイパスフィルタ６とが直列に介挿される。第１の低域トラップ回路４はインダクタンス素子４ａと容量素子４ｂとの並列共振回路で構成され、低域側周波数帯に位置する例えばＧＳＭシステムの送受信周波数帯（帯域は８０６ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）を減衰する。

第２の低域トラップ回路５もインダクタンス素子５ａと容量素子５ｂとの並列共振回路で構成され、低域側周波数帯に位置する例えばＤＣＳシステム及びＰＣＳシステムの送受信周波数帯（帯域は１７１０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ）を減衰する。従って、第１の低域トラップ回路４の共振周波数はＧＳＭシステムの送受信周波数帯の中間の周波数、例えば９２０ＭＨｚ近傍に選ばれ、第２の低域トラップ回路５の共振周波数は、ＤＣＳシステム及びＰＣＳシステムの送受信周波数帯の中間の周波数、例えば、１９００ＭＨｚ近傍に選ばれる。

そして、第１の低域トラップ回路４が共通端子１側に配置され、ハイパスフィルタ６は第１の入出力端子２側に配置され、第２の低域トラップ回路５が第１の低域トラップ回路４とハイパスフィルタ６との間に介挿される。

ハイパスフィルタ６は半区間のハイパスフィルタを有し、これを構成する第１のインダクタンス素子６ａは第２の低域トラップ回路５の出力端とグランドとの間に接続され、第１の容量素子６ｂは第２の低域トラップ回路５の出力端と第１の入出力端子２との間に接続される。

また、共通端子１と第２の入出力端３との間に２つの高域トラップ回路７、８とローパスフィルタ９とが直列に介挿される。第１の高域トラップ回路７はインダクタンス素子７ａと容量素子７ｂとの並列共振回路で構成され、高域側周波数帯に位置する例えばブルートゥース（ＢＴと略す）（ノキア社等の登録商標）システムの送受信周波数帯（帯域は２．４ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚ）を減衰する。

第２の高域トラップ回路８もインダクタンス素子８ａと容量素子８ｂとの並列共振回路で構成され、高域側周波数帯に位置する例えば無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯（帯域は４．９ＧＨｚ〜６．０ＧＨｚ）を減衰する。従って、第１の高域トラップ回路７の共振周波数はブルートゥースシステムの送受信周波数帯の中間の周波数、例えば２．４５ＧＨｚ近傍に選ばれ、第２の高域トラップ回路８の共振周波数は、無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯の中間の周波数、例えば、５．５ＧＨｚ近傍に選ばれる。

そして、第１の高域トラップ回路７が共通端子１側に配置され、ローパスフィルタ９が第２の入出力端子３側に配置され、第２の高域トラップ回路８が第１の高域トラップ回路７とローパスフィルタ９との間に介挿される。

ローパスフィルタ９は半区間のローパスフィルタを有し、これを構成する第２のインダクタンス素子９ａは第２の高域トラップ回路８の出力端と第２の入出力端３との間に接続され、第２の容量素子９ｂは第２の高域トラップ回路の出力端とグランドとの間に接続される。

以上の構成において、共通端子１と第１の入出力端子２との間の伝送特性及び共通端子１と第２の入出力端子３との間の伝送特性を見るとそれぞれ図２のＡ、Ｂのようになる。図２における周波数ポイント１はＧＳＭシステムの送受信周波数帯、周波数ポイント２はＤＣＳシステム及びＰＣＳシステムの送受信周波数帯、周波数ポイント３はブルートゥースシステムの送受信周波数帯、周波数ポイント４は無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯のそれぞれの中心周波数の位置を示す。

伝送特性Ａにおける減衰極Ａ１、Ａ２はそれぞれ第１の低域トラップ回路４と第２の低域トラップ回路５によるものである。この減衰極Ａ１、Ａ２の周波数においては共通端子１に入力されたＧＳＭシステムの送受信周波数帯及びＤＣＳシステム／ＰＣＳシステムの送受信周波数帯の信号は第１及び第２の低域トラップ回路４、５によって反射されるので、それらの信号は効率よく第２の入出力端子３に出力される。従って伝送特性Ｂに示すように周波数ポイント１及び周波数ポイント２では減衰量が極めて少なくなる。また、ブルートゥースシステムの送受信周波数帯の信号及び無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯の信号はＧＳＭシステムの送受信周波数帯の信号及びＤＣＳシステム／ＰＣＳシステムの送受信周波数帯の信号による妨害を受けない。

また、伝送特性Ｂにおける減衰極Ｂ１、Ｂ２はそれぞれ第１の高域トラップ回路７と第２の高域トラップ回路８によるものである。この減衰極Ｂ１、Ｂ２の周波数においては共通端子１に入力されたブルートゥースシステムの送受信周波数帯及び無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯の信号が第１及び第２の高域トラップ回路７、８によって反射されるので、それらの信号は効率よく第１の入出力端子２に出力される。従って伝送特性Ａに示すように周波数ポイント３及び周波数ポイント４では減衰量が極めて少なくなる。また、ＧＳＭシステムの送受信周波数帯の信号及びＤＣＳシステム／ＰＣＳシステムの送受信周波数帯の信号はブルートゥースシステムの送受信周波数帯の信号及び無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯の信号による妨害を受けない。

なお、伝送特性Ａにおける減衰極Ａ３は第１の高域トラップ回路７と第２の高域トラップ回路８とローパスフィルタ９における第２の容量素子９ｂとによる直列共振によるものであり、これは減衰極Ｂ１とＢ２との間の周波数に現れる。よって、ブルートゥースシステムの送受信周波数帯と無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯との間に存在する不要な信号が減衰するので、この信号による妨害が軽減される。

同様に、伝送特性Ｂにおける減衰極Ｂ３は第１の低域トラップ回路４と第２の低域トラップ回路５とハイパスフィルタ６における第１のインダクタンス素子６ａとによる直列共振によるものであり、これは減衰極Ａ１とＡ２との間の周波数に現れる。よって、ＧＳＭシステムの送受信周波数帯とＤＣＳシステム／ＰＣＳシステムの送受信周波数帯との間に存在する不要な信号が減衰するので、この信号による妨害が軽減される。

図１の構成では、減衰極Ｂ３およびＡ３の存在によって、例えばＤＣＳシステム／ＰＣＳシステムの送受信周波数帯の最低周波数の近傍（周波数ポイント２の低域側（２Ｌで示す））が減衰してＤＣＳシステム／ＰＣＳシステムの送受信周波数帯の伝送特性が傾斜し、ブルートゥースシステムの送受信周波数帯の最高周波数の近傍（周波数ポイント３の高域側（３Ｈで示す））が減衰しブルートゥースシステムの送受信周波数帯の伝送特性が傾斜する。そこで、図３に示すようにハイパスフィルタ６の第１の容量素子６ｂにインダクタンス素子６ｃを並列接続してハイパスフィルタ６を並列型の誘導ｍ型ハイパスフィルタとして構成し、その減衰極周波数を上記の低域側（２Ｌ）に位置させる。同様に、ローパスフィルタ９の第２のインダクタンス素子９ａに容量素子９ｃを並列接続してローパスフィルタ９を並列型の誘導ｍ型ローパスフィルタとして構成し、その減衰極周波数を上記の高域側（３Ｈ）に位置させる。
なお、並列型の誘導ｍ型ハイパスフィルタを直列型の誘導ｍ型ハイパスフィルタで置換し、並列型の誘導ｍ型ローパスフィルタを直列型の誘導ｍ型ローパスフィルタで置換してもよい。

この構成によれば、図４のＡに示すようにＤＣＳシステム／ＰＣＳシステムの送受信周波数帯の低域側に減衰極Ａ４が現れて、共通端子１に入力されたＤＣＳシステム／ＰＣＳシステムの送受信周波数帯の低域側の信号はハイパスフィルタ６のこの減衰極Ａ４によって反射されるので反射された分だけ第２の入出力端子３側に出力される。従って、図４のＢに示すように周波数ポイント２の近傍の伝送特性が平坦になる。同様に、共通端子１に入力されたブルートゥースシステムの送受信周波数帯の高域側の信号はローパスフィルタ９によって反射されるので反射された分だけ第１の入出力端子２側に出力されるので、図４のＡに示すように周波数ポイント３の近傍の伝送特性が平坦になる。

なお、減衰極Ｂ３によってＧＳＭシステムの送受信周波数帯の最高周波数近傍（周波数ポイント１の高域側（２Ｈで示す））の減衰を補正する場合にはハイパスフィルタ６の減衰極周波数を上記のＧＳＭシステムの送受信周波数帯の最高周波数近傍に位置させ、減衰極Ａ３によって無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯の最低周波数近傍（周波数ポイント４の低域側（３Ｌで示す））の減衰を補正する場合にはローパスフィルタ９の減衰極周波数を上記の無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯の最低周波数近傍に位置させればよい。

さらに、図１及び図３の構成では、共通端子１は第１の低域トラップ回路４のインダクタンス素子４ａと第２の低域トラップ回路５のインダクタンス素子５ａとハイパスフィルタ６の第１のインダクタンス素子６ａとを直列に介して直流的に接地されているので、共通端子に印加される静電気は各インダクタンス素子を介して放電されるので、第１及び第２の入出力端子２、３に接続される送受信回路が破壊から保護される。

本発明のダイプレクサの構成を示す回路図である。本発明のダイプレクサの伝送特性図である。本発明のダイプレクサの他の構成を示す回路図である。本発明のダイプレクサの他の伝送特性図である。従来のダイプレクサの構成を示す回路図である。

符号の説明

１：共通端子
２：第１の入出力端子
３：第２の入出力端子
４：第１の低域トラップ回路
４ａ：インダクタンス素子
４ｂ：容量素子
５：第２のインダクタンス素子
５ａ：インダクタンス素子
６：ハイパスフィルタ
６ａ、６ｃ：インダクタンス素子
６ｂ：容量素子
７：第１の高域トラップ回路
７ａ：インダクタンス素子
７ｂ：容量素子
８：第２の高域トラップ回路
８ａ：インダクタンス素子
８ｂ：容量素子
９：ローパスフィルタ
９ａ：インダクタンス素子
９ｂ、９ｃ：容量素子

Claims

アンテナに接続される共通端子と、所定周波数よりも高域側に位置する２つの高域側周波数帯の信号を入出力する第１の入出力端子と、前記所定周波数よりも低域側に位置する２つの低域側周波数帯の信号を入出力する第２の入出力端子とを備え、前記共通端子と前記第１の入出力端子との間にハイパスフィルタと前記２つの低域側周波数帯をそれぞれ減衰する第１の低域トラップ回路と第２の低域トラップ回路を直列に介挿し、前記共通端子と前記第２の入出力端子との間にローパスフィルタと前記２つの高域側周波数帯をそれぞれ減衰する第１の高域トラップ回路と第２の高域トラップ回路を直列に介挿し、前記ハイパスフィルタは、前記第２の低域トラップ回路の出力端とグランドとの間に接続される第１のインダクタンス素子と、前記第２の低域トラップ回路の出力端と前記第１の入出力端子との間に接続される第１の容量素子とを有し、前記第１の低域トラップ回路と前記第２の低域トラップ回路と前記第１のインダクタンス素子とによる直列共振周波数が、前記２つの低域側周波数帯の間の周波数であり、前記ローパスフィルタは、前記第２の高域トラップ回路の出力端とグランドとの間に接続される第２の容量素子と、前記第２の高域トラップ回路の出力端と前記第２の入出力端との間に接続される第２のインダクタンス素子とを有し、前記第１の高域トラップ回路と第２の高域トラップ回路と前記第２の容量素子とによる直列共振周波数が、前記２つの高域側周波数帯の間の周波数であることを特徴とするダイプレクサ。
前記ハイパスフィルタは少なくとも半区間の誘導ｍ型ハイパスフィルタを有し、前記誘導ｍ型ハイパスフィルタの減衰極周波数を前記所定周波数よりも低域側に位置させたことを特徴とする請求項１に記載のダイプレクサ。
前記ローパスフィルタは少なくとも半区間の誘導ｍ型ローパスフィルタを有し、前記誘導ｍ型ローパスフィルタの減衰極周波数を前記所定周波数よりも高域側に位置させたことを特徴とする請求項１に記載のダイプレクサ。
前記低域トラップ回路をインダクタンス素子と容量素子との並列共振回路で構成すると共に前記共通端子と前記ハイパスフィルタとの間に介挿し、前記誘導ｍ型ハイパスフィルタを並列型の誘導ｍ型ハイパスフィルタで構成し、前記共通端子を前記並列共振回路のインダクタンス素子と前記並列型の誘導ｍ型ハイパスフィルタを構成するインダクタンス素子とを直列に介して直流的に接地したことを特徴とする請求項２又は３に記載のダイプレクサ。
前記２つの低域周波数帯をＧＳＭシステムの送受信周波数帯と、ＤＣＳシステム及びＰＣＳシステムの送受信周波数帯とし、前記２つの高域周波数帯をブルートゥースシステムの送受信周波数帯と、無線ＬＡＮシステムの送受信周波数帯としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のダイプレクサ。