JP5618034B2

JP5618034B2 - 分岐ケーブル

Info

Publication number: JP5618034B2
Application number: JP2014528351A
Authority: JP
Inventors: 邦明用水; 加藤　登; 登加藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2033-08-01
Also published as: CN104521150B; US9900034B2; US9467184B2; US20180145710A1; JP5794365B2; US10079615B2; US20160373147A1; CN105978523A; JP2015029319A; JPWO2014024761A1; JP6172225B2; CN104521150A; JP2016015740A; WO2014024761A1; CN106169920B; CN106169920A; US20150094009A1; CN105978523B

Description

本発明は複数の周波数帯の通信信号を分岐する分岐ケーブルに関するものである。

近年、携帯電話端末などの移動体通信端末装置においては、多数の周波数帯を利用する通信機能が要求され、且つ装置の小型化も同時に要求されている。そのため、周波数帯毎の多数のアンテナを装置に設けることはできず、アンテナを共用し、アンテナ信号を分岐して複数の通信回路に接続する分岐回路が重要になる。

特許文献１には、３つの送受信系Cellular／ＧＰＳ／ＰＣＳを切り替える分岐回路が示されている。図２５は特許文献１に示されている分岐回路の回路図である。この分波回路は、トリプルバンド対応のものであり、３つの通信システムは、Cellular通信システム（第１の周波数帯：８００ＭＨｚ）、ＧＰＳ通信システム（第２の周波数帯：１５００ＭＨｚ）、ＰＣＳ通信システム（第３の周波数帯：１９００ＭＨｚ）である。この分波回路は、アンテナに接続されるＡＮＴ端子と、第１の周波数帯の送受信信号を入出力する第１端子１、第２の周波数帯の受信信号を入力する第２端子２、第３の周波数帯の送受信信号を入出力する第３端子３を有している。ＡＮＴ端子と第１端子１との間にはローパスフィルタＬＰＦ５が接続されている。ＡＮＴ端子と第２端子２との間には位相調整用回路６およびＳＡＷフィルタ７が接続されている。ＡＮＴ端子と第３端子３との間にはハイパスフィルタＨＰＦ８および位相調整用インダクタ９が接続されている。

図２５において、ＬＰＦ５はCellular通信システムの周波数帯の信号を通過し、ＧＰＳ通信システム及びＰＣＳ通信システムの周波数帯を減衰させる。位相調整用回路６は、ＡＮＴ端子と第２端子２との間での第１の周波数帯及び第３の周波数帯におけるそれぞれのインピーダンスを高くするために備えている。

特開２００５−１８４７７３号公報

通話やデータ通信を行う通信回路とＧＰＳ受信回路とを備えた携帯端末においては、ＧＰＳ受信信号がＧＰＳ受信回路へ供給され、通話用やデータ通信用の通信信号が一つの通信回路へ供給されるようにＲＦ回路が構成される場合がある。このような構成においては、アンテナ信号をＧＰＳ受信信号と通信信号とに分波する必要が生じる。この場合、通信信号はハイバンドの通信信号とローバンドの通信信号を含み、ＧＰＳ信号はハイバンドの通信信号とローバンドの通信信号との中間の周波数帯という関係になる。

しかし、図２５に示されている従来の分波回路は所謂トリプレクサであり、３つ周波数帯域の信号を３つの入出力部に分岐するだけであり、このように周波数帯ごとに分波する回路構成を採ることはできない。

ハイバンドの通信信号およびローバンドの通信信号を含む通信信号と、ハイバンドの通信信号とローバンドの通信信号との中間の周波数帯であるＧＰＳ信号とを分岐する分岐回路としては、例えば図２６に示す構成が考えられる。図２６において、帯域阻止フィルタ（ＢＥＦ）１１は１．５ＧＨｚのＧＰＳ信号を阻止する。ＳＡＷフィルタ２８はハイバンドの通信信号とローバンドの通信信号を遮断し、ＧＰＳ信号の周波数帯域を通過させる。帯域阻止フィルタ（ＢＥＦ）１１の後段には通信回路１０が接続され、ＳＡＷフィルタ２８の後段にはＧＰＳ受信回路２０が接続される。

ところが、図２６に示した構成の分岐回路では次の問題が生じる。

図２７（Ａ）は、アンテナ３０の接続ポートＰ１から見たＳＡＷフィルタ２８のインピーダンス軌跡、図２７（Ｂ）はアンテナ３０の接続ポートＰ１から見た帯域阻止フィルタ１１のインピーダンス軌跡である。また、図２８はアンテナ３０の接続ポートＰ１と帯域阻止フィルタ１１の出力ポートＰ２との間の挿入損失（ＳパラメータのＳ２１）の周波数特性図である。いずれも０．７ＧＨｚ〜２．７ＧＨｚの周波数範囲についてスイープしている。

図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）に表れているように、ＳＡＷフィルタ２８と帯域阻止フィルタ１１とで、同じ周波数帯で同位相になる周波数があり、この周波数でＳＡＷフィルタ２８の阻止帯域のローバンドがショート側にあり、アンテナから入力した信号がＳＡＷフィルタ２８によりグランドに流れてしまう。そのため、図２８中に破線の楕円で示すように、ＧＰＳ信号の周波数帯である１．５ＧＨｚのローバンド側の通過帯域に減衰帯域が現れてしまう。その結果、図２６に示した通信回路１０に入力されるローバンドの通信信号が減衰してしまう。図２７（Ａ）の例では、ＳＡＷフィルタ２８の阻止帯域がローバンドでショートになっているが、ＳＡＷフィルタの設計によってはハイバンドがショートになったり、両バンドともショートになったりする。ハイバンドでショートになる場合には、ハイバンドの通過帯域に減衰帯域が現れ、図２６に示した通信回路１０に入力されるハイバンドの通信信号が減衰してしまう。

本発明の目的は、２つの通信信号ラインに備えられるＳＡＷフィルタおよび帯域阻止フィルタにより生じる不要な共振を回避して良好な分岐特性を実現した分岐回路および分岐ケーブルを提供することにある。

（１）本発明の分岐ケーブルは、共通のアンテナポートを備え、ローバンド（例えば704-960MHz）の信号およびハイバンド（例えば1710-2690MHz）の信号を含む第１通信信号（例えばセルラー信号）と、前記ローバンドと前記ハイバンドとの間の周波数帯の信号である第２通信信号（例えばＧＰＳ信号）とを分岐するための分岐回路が構成されたケーブルであって、
長尺状の誘電体素体、この誘電体素体に形成された信号導体およびグランド導体を備え、
第１通信信号ラインに設けられ、第２通信信号を反射し、第１通信信号を通過させる第１通信信号ライン側帯域阻止フィルタと、
第２通信信号を通過させるＳＡＷフィルタが接続される第２通信信号ラインに設けられ、第１通信信号のうち少なくとも第２通信信号の周波数帯に近い側（例えばハイバンド））の信号を反射し（ハイバンドの周波数でアンテナからオープンに見えるようにし）、第２通信信号を通過させる第２通信信号ライン側帯域阻止フィルタと、が前記誘電体素体に形成された信号導体およびグランド導体で構成されたことを特徴としている。

この構成により、アンテナポートと二つの通信回路の入出力ポートとを接続することができるとともに、ケーブルだけで周波数帯域に応じた分岐ができるので、分岐回路を回路基板に構成する必要がなく、機器の省スペース化が図れる。

（２）前記第１通信信号ライン側帯域阻止フィルタおよび前記第２通信信号ライン側帯域阻止フィルタは、それぞれインダクタおよびキャパシタの並列回路で構成され、前記インダクタおよびキャパシタは前記誘電体素体に形成された信号導体およびグランド導体で構成されていることが好ましい。この構成により、第１通信信号ライン側帯域阻止フィルタおよび第２通信信号ライン側帯域阻止フィルタを構成する個別部品を搭載する必要がなく、薄型化が容易であり量産性も高い。

（３）前記第２通信信号ライン側帯域阻止フィルタの後段（通信回路側）に接続され、第１通信信号を減衰させ、第２通信信号を通過させるＳＡＷフィルタが搭載されていることが好ましい。これにより、分岐ケーブルだけで、ＳＡＷフィルタを含む分岐回路として用いることができる。

（４）前記誘電体素体は可撓性の誘電体材料で構成されていることが好ましい。これにより、組み込み先の通信装置の筐体内の僅かなスペースに組み込むことができる。

本発明によれば、ＳＡＷフィルタおよび第１通信信号ライン側帯域阻止フィルタによる不要な共振を回避して良好な分岐特性を実現できる。また、筐体内の僅かなスペースに分岐回路を組み込むことができる。

図１は第１の実施形態に係る分岐回路を備える通信装置のブロック図である。図２は図１に示した分岐回路３１の回路図である。図３は分岐回路３１のアンテナポートＰ１とセルラー信号ポートＰ２との間の挿入損失（Ｓ２１）の周波数特性を示す図である。図４は第２の実施形態に係る分岐回路３２の回路図である。図５は、図４に示した分岐回路３２のアンテナポートＰ１とセルラー信号ポートＰ２との間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１とＳＡＷフィルタの手前との間の挿入損失Ｓ３１についてそれぞれの周波数特性を示す図である。図６は、図４に示した分岐回路３２のアンテナポートＰ１−セルラー信号ポートＰ２間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１−ＧＰＳ信号ポートＰ３間の挿入損失Ｓ３１、およびアンテナポートＰ１の反射損失について、それぞれの周波数特性を示す図である。図７は図４に示した分岐回路３２の変形例である。図８は第３の実施形態に係る分岐回路３３を備える通信装置のブロック図である。図９（Ａ）は帯域阻止フィルタ２１のインピーダンス軌跡をスミスチャート上に表した図である。図１０は図９（Ｃ）を模式化した図である。図１１は、図８に示した分岐回路３３のアンテナポートＰ１−セルラー信号ポートＰ２間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１−ＧＰＳ信号ポートＰ３間の挿入損失Ｓ３１、アンテナポートＰ１の反射損失、およびポートＰ２−Ｐ３間の挿入損失（漏れ成分）Ｓ３２について、それぞれの周波数特性を示す図である。図１２は第４の実施形態に係る分岐回路３４の回路図である。図１３は、図１２に示した分岐回路３２のアンテナポートＰ１とセルラー信号ポートＰ２との間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１とＳＡＷフィルタの手前との間の挿入損失Ｓ３１についてそれぞれの周波数特性を示す図である。図１４は第５の実施形態に係る分岐回路３５の回路図である。図１５は第６の実施形態に係る分岐回路３６の回路図である。図１６は第７の実施形態に係る分岐ケーブル４０の斜視図である。図１７は誘電体素体の各層に形成されている電極パターンを示す分解平面図である。図１８は３層の誘電体素体で積層体を構成した場合の各層に形成されている電極パターンを示す分解平面図である。図１９は第８の実施形態に係る分岐ケーブルの外観斜視図である。図２０は、セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタＦ１およびＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタＦ２を備えた分岐回路３１のブロック図である。図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）は、分岐点ＢＰから二つのフィルタＦ１，Ｆ２までの経路長が異なる例を示す図である。図２２（Ａ）は図２１（Ａ）に示した分岐回路のアンテナポートＰ１からみたインピーダンス軌跡をスミスチャート上に表した図である。図２２（Ｂ）は図２１（Ｂ）に示した分岐回路のアンテナポートＰ１からみたインピーダンス軌跡をスミスチャート上に表した図である。図２３（Ａ）は図２１（Ａ）に示した分岐回路のアンテナポートＰ１とセルラー信号ポートＰ２との間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１とＧＰＳポートＰ３との間の挿入損失Ｓ３１についてそれぞれの周波数特性を示す図である。図２３（Ｂ）は図２１（Ｂ）に示した分岐回路のアンテナポートＰ１とセルラー信号ポートＰ２との間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１とＧＰＳポートＰ３との間の挿入損失Ｓ３１についてそれぞれの周波数特性を示す図である。図２４は第９の実施形態に係る分岐ケーブルの誘電体素体の各層に形成されている電極パターンを順に示す分解平面図である。図２５は特許文献１に示されている分岐回路の回路図である。従来技術による、ハイバンドの通信信号およびローバンドの通信信号を含む通信信号と、ハイバンドの通信信号とローバンドの通信信号との中間の周波数帯であるＧＰＳ信号とを分岐する分岐回路のブロック図である。図２７（Ａ）は、アンテナ３０の接続ポートＰ１から見たＳＡＷフィルタ２８のインピーダンス軌跡、図２７（Ｂ）はアンテナ３０の接続ポートＰ１から見た帯域阻止フィルタ１１のインピーダンス軌跡である。図２８はアンテナ３０の接続ポートＰ１と帯域阻止フィルタ１１の出力ポートＰ２との間の挿入損失（ＳパラメータのＳ２１）の周波数特性図である。

《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係る分岐回路を備える通信装置のブロック図である。この通信装置は分岐回路３１を備えている。分岐回路３１は共通のアンテナポートＰ１を備え、ローバンドの信号およびハイバンドの信号を含む第１通信信号（セルラー信号）と、ローバンドとハイバンドとの間の周波数帯の信号である第２通信信号（ＧＰＳ信号）とを分岐するための分岐回路である。以降、「第１通信信号」を「セルラー信号」、「第２通信信号」を「ＧＰＳ信号」という。

この例では各周波数帯域は次のとおりである。

ローバンド（800MHz帯：704-960MHz）
ハイバンド（2.2GHz帯：1710-2690MHz）
ＧＰＳ信号（1.5GHz帯：1574-1606MHz）
分岐回路３１のアンテナポートＰ１にはアンテナ３０が接続されている。分岐回路３１のセルラー信号ポートＰ２にはセルラー信号の通信回路１０が接続されていて、分岐回路３１のＧＰＳ信号ポートＰ３にはＧＰＳ受信回路２０が接続されている。

分岐回路３１のアンテナポートＰ１とセルラー信号ポートＰ２との間がセルラー信号ライン、分岐回路３１のアンテナポートＰ１と第２通信信号ポートＰ３との間がＧＰＳ信号ライン、である。セルラー信号ラインにはセルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１が設けられている。ＧＰＳ信号ラインにはＳＡＷフィルタ２８およびＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１が設けられている。ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１はアンテナポートＰ１とＳＡＷフィルタ２８との間に設けられている。

セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１は第２通信信号（ＧＰＳ信号）を反射し（すなわち、ＧＰＳ信号の周波数でアンテナポートＰ１から見てオープンに見えるようにし）、第１通信信号（セルラー信号）を通過させる。ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１は、セルラー信号のうちＧＰＳ信号の周波数帯に近い側であるハイバンド（1710-2690MHz）の信号を反射し（すなわち、ハイバンドの信号周波数でアンテナポートＰ１から見てオープンに見えるようにし）、ＧＰＳ信号を通過させる。ＳＡＷフィルタ２８はＧＰＳ信号を帯域通過させる。

図２は図１に示した分岐回路３１の回路図である。セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１はインダクタＬ１１およびキャパシタＣ１１の並列回路で構成されている。ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１はインダクタＬ２１およびキャパシタＣ２１の並列回路で構成されている。インダクタＬ１１およびキャパシタＣ１１の並列回路の共振周波数はＧＰＳ信号の周波数１．５ＧＨｚである。そのため、１．５ＧＨｚの信号はセルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１で反射され、ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１を通過して入力される。

インダクタＬ２１およびキャパシタＣ２１の並列回路の共振周波数はハイバンドの周波数２ＧＨｚである。そのため、２．２ＧＨｚ帯の信号はＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１で反射され、セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１を通過してポートＰ２から出力される。

図３は前記分岐回路３１のアンテナポートＰ１とセルラー信号ポートＰ２との間の挿入損失（Ｓ２１）の周波数特性を示す図である。このように、ＧＰＳ信号の周波数帯である１．５ＧＨｚが大きく減衰される。また、図２４に示した例と比較して明らかなように、ローバンドとハイバンドに不要な減衰が生じない。

《第２の実施形態》
図４は第２の実施形態に係る分岐回路３２の回路図である。分岐回路３２はアンテナポートＰ１、セルラー信号ポートＰ２およびＧＰＳ信号ポートＰ３を備える。この分岐回路３２は、ローバンドの信号およびハイバンドの信号を含む第１通信信号（セルラー信号）と、ローバンドとハイバンドとの間の周波数帯の信号である第２通信信号（ＧＰＳ信号）とを分岐する。

セルラー信号ラインには２つのセルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１，１２が設けられている。ＧＰＳ信号ラインにはＳＡＷフィルタ２８、ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１、および帯域通過フィルタ２４が設けられている。帯域通過フィルタ２４はＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１とＳＡＷフィルタ２８との間に設けられている。また、帯域通過フィルタ２４とＳＡＷフィルタ２８との間にキャパシタＣ５が設けられている。ＳＡＷフィルタ２８の後段にはローノイズアンプ（ＬＮＡ）２９が設けられている。

セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１の構成は第１の実施形態で示したセルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１と同じである。もう一つのセルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１２は、インダクタＬ１２およびキャパシタＣ１２の直列回路で構成され、セルラー信号ラインに対してシャントに接続されている。このセルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１２の共振周波数はセルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１の共振周波数とほぼ等しい。そのため、この２つのセルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１，１２で、ＧＰＳ信号がポートＰ２から出力される量をより低減できる。２つの帯域阻止フィルタ１１，１２のうち、ＬＣ並列回路である帯域阻止フィルタ１１が、アンテナポートＰ１に接続されるので、ＧＰＳ信号はＧＰＳ信号ライン側へ反射される。

ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１の構成は第１の実施形態で示したＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１と同じであり、ハイバンドの通信信号を反射する。帯域通過フィルタ２４はＧＰＳ信号の周波数帯域を通過させ、ハイバンドの通信信号およびローバンドの通信信号を遮断する。帯域通過フィルタ２４はＳＡＷフィルタ２８と多段化されて、ＧＰＳ信号の選択性を高める。

キャパシタＣ５は帯域通過フィルタ２４とＳＡＷフィルタ２８との間の位相調整用の素子である。また、帯域通過フィルタ２４はＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１とＳＡＷフィルタ２８とのインピーダンス整合回路としても作用する。

図４において、セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１，１２、ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１、帯域通過フィルタ２４および位相調整用キャパシタＣ５を含む回路部分は後に別の実施形態で示す分岐ケーブル４０で構成される。

図５は、図４に示した分岐回路３２のアンテナポートＰ１とセルラー信号ポートＰ２との間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１とＳＡＷフィルタの手前との間の挿入損失Ｓ３１についてそれぞれの周波数特性を示す図である。図５に表れているように、セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１，１２はＧＰＳ信号である１．５ＧＨｚを阻止し、ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１はハイバンドの通信信号である２．２ＧＨｚを阻止する。また、帯域通過フィルタ２４はＧＰＳ信号である１．５ＧＨｚを帯域通過させる。

図６は、図４に示した分岐回路３２のアンテナポートＰ１−セルラー信号ポートＰ２間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１−ＧＰＳ信号ポートＰ３間の挿入損失Ｓ３１、およびアンテナポートＰ１の反射損失について、それぞれの周波数特性を示す図である。図５の場合とは異なり、ＳＡＷフィルタ２８およびＬＮＡ２９を含む特性である。この図６に表れているように、ＬＮＡ２９を通したＧＰＳ信号は１７ｄＢ得られ、ハイバンドおよびローバンドにおいては−５０ｄＢ以下まで減衰する。また、Ｓ２１のセルラー信号の通過域では−０．３ｄＢ程度、減衰域では−１６ｄＢである。さらに、アンテナポートでの反射損失Ｓ１１は−１０ｄＢ程度と低い。

図７は図４に示した分岐回路３２の変形例である。この分岐回路はセルラー信号ラインに１段のセルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１を設けている。またＬＮＡは分岐回路内には設けていない。その他の構成は図４に示した分岐回路３２と同じである。このように、帯域阻止フィルタを１段にする場合には、インダクタとキャパシタの並列回路をラインにシリーズに接続する構成とすれば、阻止帯域の信号を反射することができる。

《第３の実施形態》
図８は第３の実施形態に係る分岐回路３３を備える通信装置のブロック図である。分岐回路３３はアンテナポートＰ１、セルラー信号ポートＰ２およびＧＰＳ信号ポートＰ３を備える。この分岐回路３３は、ローバンドの信号およびハイバンドの信号を含む第１通信信号（セルラー信号）と、ローバンドとハイバンドとの間の周波数帯の信号である第２通信信号（ＧＰＳ信号）とを分岐する。

分岐回路３３のアンテナポートＰ１にはアンテナ３０が接続されている。分岐回路３３のセルラー信号ポートＰ２にはセルラー信号の通信回路１０が接続されていて、分岐回路３３のＧＰＳ信号ポートＰ３にはＧＰＳ受信回路２０が接続されている。

図１に示した分岐回路３１と異なり、ＧＰＳ信号ラインに２つのＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１，２２を備えている。また、ＳＡＷフィルタ２８の後段にＬＮＡ２９が設けられている。その他の構成は第１の実施形態で示した分岐回路３１と同じである。

図９（Ａ）は前記帯域阻止フィルタ２１のインピーダンス軌跡をスミスチャート上に表した図である。図９（Ｂ）は前記帯域阻止フィルタ２２のインピーダンス軌跡をスミスチャート上に表した図である。図９（Ｃ）は前記帯域阻止フィルタ２１，２２の２段分のインピーダンス軌跡をスミスチャート上に表した図である。また、図１０は図９（Ｃ）を模式化した図である。

これらの図から明らかなように、２段の帯域阻止フィルタ２１，２２は、ＧＰＳ信号を通過し、セルラー信号のハイバンドに対してほぼオープン、帯域阻止フィルタ２２はセルラー信号のローバンドに対してほぼオープンとなる。したがって、ＧＰＳ信号の周波数帯である１．５ＧＨｚのローバンド側とハイバンド側の両方の通過帯域に不要な共振が現れない。

図１１は、図８に示した分岐回路３３のアンテナポートＰ１−セルラー信号ポートＰ２間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１−ＧＰＳ信号ポートＰ３間の挿入損失Ｓ３１、アンテナポートＰ１の反射損失、およびポートＰ２−Ｐ３間の挿入損失（漏れ成分）Ｓ３２について、それぞれの周波数特性を示す図である。この図１１に表れているように、ＬＮＡ２９を通したＧＰＳ信号は１３ｄＢ得られ、ハイバンドおよびローバンドにおいては−８０ｄＢ以下まで減衰する。また、Ｓ２１のセルラー信号の通過域では−０．１ｄＢ程度、減衰域では−２０ｄＢ程度である。さらに、アンテナポートでの反射損失Ｓ１１は−２０ｄＢ程度と低い。

なお、２段の帯域阻止フィルタ２１，２２はともにＬＣ並列回路で構成されているので、その接続順は逆であってもよい。

《第４の実施形態》
図１２は第４の実施形態に係る分岐回路３４の回路図である。分岐回路３４はアンテナポートＰ１、セルラー信号ポートＰ２およびＧＰＳ信号ポートＰ３を備える。この分岐回路３４は、ローバンドの信号およびハイバンドの信号を含む第１通信信号（セルラー信号）と、ローバンドとハイバンドとの間の周波数帯の信号である第２通信信号（ＧＰＳ信号）とを分岐する。

図４に示した分岐回路と異なり、帯域阻止フィルタ２１はローバンドに対してほぼオープンとなるように共振周波数が定められている。ＧＰＳ信号の帯域通過フィルタ２５は、キャパシタＣ３１，Ｃ３２およびインダクタＬ３１によるローパスフィルタと、キャパシタＣ３３およびインダクタＬ３３によるハイパスフィルタとで構成している。また、図４に示した分岐回路と異なり、帯域通過フィルタ２５とＳＡＷフィルタ２８との間に位相調整用のインダクタＬ５を設けている。さらに、図１２の例ではＬＮＡを分岐回路内には設けていない。その他の構成は図４に示した分岐回路３２と同じである。

図１３は、図１２に示した分岐回路３２のアンテナポートＰ１とセルラー信号ポートＰ２との間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１とＳＡＷフィルタの手前との間の挿入損失Ｓ３１についてそれぞれの周波数特性を示す図である。図１３に表れているように、セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ１１，１２はＧＰＳ信号である１．５ＧＨｚを阻止し、ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ２１はローバンドの通信信号である０．９５ＧＨｚを阻止する。また、帯域通過フィルタ２５はＧＰＳ信号である１．５ＧＨｚを帯域通過させる。

《第５の実施形態》
図１４は第５の実施形態に係る分岐回路３５の回路図である。分岐回路３５はアンテナポートＰ１、セルラー信号ポートＰ２およびＧＰＳ信号ポートＰ３を備える。この分岐回路３５は、ローバンドの信号およびハイバンドの信号を含む第１通信信号（セルラー信号）と、ローバンドとハイバンドとの間の周波数帯の信号である第２通信信号（ＧＰＳ信号）とを分岐する。

図４に示した分岐回路と異なり、ＧＰＳ信号ラインに２段の帯域通過フィルタ２４，２５を設けている。この２段の帯域通過フィルタ２４，２５はインダクタ同士の磁界結合によって結合している。また、この帯域通過フィルタ２５とＳＡＷフィルタ２８との間に位相調整用のキャパシタＣ５を挿入している。さらに、図１４の例ではＬＮＡを分岐回路内には設けていない。その他の構成は図４に示した分岐回路３２と同じである。

このようにフィルタ回路間を磁界結合させてもよい。そのことでＬＮＡやＧＰＳ受信回路に対する静電耐圧が高まる。

《第６の実施形態》
図１５は第６の実施形態に係る分岐回路３６の回路図である。図４に示した分岐回路と異なり、セルラー信号ラインに３段の帯域阻止フィルタ１１，１２，１３を設けている。また、ＧＰＳ信号ラインに２段の帯域阻止フィルタ２１，２２を設けている。この２段の帯域阻止フィルタ２１，２２は、ＧＰＳ信号を通過し、セルラー信号のハイバンドに対してほぼオープン、帯域阻止フィルタ２２はセルラー信号のローバンドに対してほぼオープンとなる。

セルラー信号ライン側の帯域阻止フィルタ１１，１２，１３の共振周波数はＧＰＳ信号の周波数帯であり、ＧＰＳ信号を反射する。インダクタＬ５は位相調整用素子であり、帯域通過フィルタ２４およびインダクタＬ５は、ＳＡＷフィルタ２８＋ＬＮＡ２９と２段の帯域阻止フィルタ２１，２２とのインピーダンス整合をとっている。

《第７の実施形態》
図１６は第７の実施形態に係る分岐ケーブル４０の斜視図である。分岐ケーブル４０は図４に示した分岐回路３２のＳＡＷフィルタ２８、ＬＮＡ２９以外の部分を構成する。この分岐ケーブル４０は長尺状の誘電体素体の積層体４１とそれに取り付けられた同軸コネクタＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３とで構成されている。同軸コネクタＣＣ１は図４に示したアンテナポートＰ１に対応し、同軸コネクタＣＣ２，ＣＣ３は図４に示したポートＰ２，Ｐ３ｉにそれぞれ対応する。前記誘電体素体は例えば液晶ポリマーやポリイミド等の可撓性の誘電体材料で構成されている。

図１７は前記誘電体素体の各層に形成されている電極パターンを示す分解平面図である。第１層４１Ａは最上層、第５層４１Ｅは最下層である。第１層４１ＡにはポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３ｉに相当する電極ＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３ｉが形成されている。また、グランド導体ＧＮＤが形成されている。第４層４１Ｄおよび第５層４１ＥにはキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ５に相当する電極ＥＣ１１，ＥＣ１２，ＥＣ２１，ＥＣ５が形成されている。さらに、第４層４１Ｄおよび第５層４１ＥにはインダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２に相当する電極ＥＬ１１，ＥＬ１２，ＥＬ２１，ＥＬ２２が形成されている。電極ＥＣ５，ＥＣ２１は第１層４１Ａのグランド導体ＧＮＤとの間にキャパシタＣ２２を構成する。電極ＥＣ１１と第１層４１Ａのグランド導体ＧＮＤとの間には大きな容量が生じないように、第１層４１Ａのグランド導体ＧＮＤに抜き部（電極の無い部分）ＡＰが形成されている。

また、第４層４１Ｄには信号導体（線路電極）ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３が形成されていて、第５層４１Ｅにはグランド導体ＧＮＤが形成されている。これらの信号導体ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３と第１層４１Ａおよび第５層４１Ｅのグランド導体ＧＮＤとによってトリプレート型のストリップラインが構成されている。

各層４１Ａ〜４１Ｅには層間接続用のビア導体が形成されている。特に、第２層４１Ｂ、第３層４１Ｃにはグランド導体ＧＮＤの層間接続用のビア導体および電極ＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３ｉの層間接続用のビア導体が形成されている。

電極ＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３ｉには図１６に示した同軸コネクタＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３が搭載される。

このように構成された分岐ケーブル４０を、組み込み先通信装置の筐体内に設けられている回路基板の同軸レセプタクルに接続する。すなわち、同軸コネクタＣＣ１はアンテナに接続され、同軸コネクタＣＣ２はセルラー信号の通信回路に接続され、同軸コネクタＣＣ３はＧＰＳ信号ラインのＳＡＷフィルタに接続される。したがって、組み込み先通信装置の筐体内にこの分岐ケーブル４０を組み込むだけで分岐回路が構成される。この分岐ケーブルは長尺状、薄型、可撓性であるので、通信装置の筐体内で例えばバッテリーパックの裏側で引き回すこともできる。

図１７に示した例では、５層の誘電体素体で積層体を構成したが、積層数はこれに限るものでないことは言うまでもない。例えば図１８は３層の誘電体素体で積層体を構成した場合の各層に形成されている電極パターンを示す分解平面図である。この例では図１７に示した第２層４１Ｂ、第３層４１Ｃに相当するものが無い。その代わりに第１層４１Ａの誘電体素体厚みを大きくして、第１層４１Ａに形成されているグランド導体ＧＮＤと第２層４１Ｄに形成されている信号導体ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３との間隙を所定距離にしている。

《第８の実施形態》
図１９は第８の実施形態に係る分岐ケーブルの外観斜視図である。この分岐ケーブルは誘電体素体の積層体４１とそれに取り付けられた同軸コネクタＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３とで構成されている。図１６に示した例では、誘電体素体の積層体を、アンテナポートからセルラー信号ポートおよびＧＰＳ信号ポートへ二股に分かれた音叉形状としたが、ケーブルの外観形状は音叉形に限られるものではなく、図１９に示すように、必要な位置に同軸コネクタが配置されていればよい。

誘電体素体の積層体４１にＳＡＷフィルタやＬＮＡを搭載して、例えば図１５に示した分岐回路のすべてを分岐ケーブル上に構成してもよい。その場合、同軸コネクタＣＣ１は図１５に示したアンテナポートＰ１に対応し、同軸コネクタＣＣ２，ＣＣ３は図１５に示したポートＰ２，Ｐ３にそれぞれ対応する。

なお、分岐ケーブルに同軸コネクタを設けずに、コプレーナラインの接続部を設けてもよい。

《第９の実施形態》
第９の実施形態では、アンテナ信号を第１通信信号と第２通信信号とに分岐する分岐点から第１通信信号ライン側帯域阻止フィルタおよび第２通信信号ライン側帯域阻止フィルタまでの距離と分岐特性との関係を考慮した分岐回路および分岐ケーブルについて示す。

図２０は、セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタＦ１およびＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタＦ２を備えた分岐回路３１のブロック図である。アンテナポートＰ１に接続されるアンテナ信号ラインは分岐点ＢＰで分岐されて、フィルタＦ１，Ｆ２に最短距離で接続されている。ここで、セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタＦ１はＧＰＳ信号（1.5GHz）を阻止し、セルラー信号（800MHz帯および2.2GHz帯）を通過させる。また、ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタＦ２はセルラー信号（800MHz帯および2.2GHz帯）を阻止し、ＧＰＳ信号（1.5GHz）を通過させる。

理想的には、図２０に示すように分岐点ＢＰから二つのフィルタＦ１，Ｆ２までがそれぞれ最短距離で接続されている形態が好ましい。しかし、分岐回路３１を構成する分岐ケーブルの幅を広くできず、二つのフィルタＦ１，Ｆ２を横並びに配置できないような場合には、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）に示すように、縦並びに配置することになる。図２１（Ａ）の配置では、分岐点ＢＰからフィルタＦ１までの経路長Ｓａが分岐点ＢＰからフィルタＦ２までの経路長Ｓｂより長い。図２１（Ｂ）の配置では、分岐点ＢＰからフィルタＦ１までの経路長Ｓａが分岐点ＢＰからフィルタＦ２までの経路長Ｓｂより短い。

図２２（Ａ）は図２１（Ａ）に示した分岐回路のアンテナポートＰ１からみたインピーダンス軌跡をスミスチャート上に表した図である。図２２（Ｂ）は図２１（Ｂ）に示した分岐回路のアンテナポートＰ１からみたインピーダンス軌跡をスミスチャート上に表した図である。いずれもスイープ範囲は７００ＭＨｚ〜２．７ＧＨｚである。

図２１に表れているように、分岐点ＢＰからフィルタＦ２までの経路長Ｓｂが長くなると、その経路に生じるインダクタンス成分（ストレーインダクタンス）の影響で、フィルタＦ２の通過域より高い周波数域（セルラー信号の周波数帯域）で反射が増大する。

図２３（Ａ）は図２１（Ａ）に示した分岐回路のアンテナポートＰ１とセルラー信号ポートＰ２との間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１とＧＰＳポートＰ３との間の挿入損失Ｓ３１についてそれぞれの周波数特性を示す図である。図２３（Ｂ）は図２１（Ｂ）に示した分岐回路のアンテナポートＰ１とセルラー信号ポートＰ２との間の挿入損失Ｓ２１、アンテナポートＰ１とＧＰＳポートＰ３との間の挿入損失Ｓ３１についてそれぞれの周波数特性を示す図である。

分岐点ＢＰからＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタＦ２までの経路長Ｓｂが長くなる程、その経路に生じるインダクタンス成分が大きくなる。このインダクタンス成分がある程度大きくなると、図２３（Ｂ）に表れているように、ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタＦ２の本来の通過帯域１．５ＧＨｚより高い周波数帯域２．２ＧＨｚにも通過域が生じる（図２２（Ｂ）中の丸印）。この通過域がフィルタＦ１（セルラー信号の通過帯域に一致または近接すると、反射すべきセルラー信号がＧＰＳ信号ラインを伝搬してしまい、図２３（Ｂ）に表れているように、セルラー側の特性が悪化する。

一方、図２１（Ａ）に示したように、分岐点ＢＰからＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタＦ２までの経路長Ｓｂを短くした場合には、この経路長に生じるインダクタンス成分が小さいので、上記不要な通過域が使用周波数帯内には生じない。分岐点ＢＰからセルラー信号ライン側帯域阻止フィルタＦ１までの経路長Ｓａが長いことにより、その経路長Ｓａに生じるインダクタンスは大きいが、セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタＦ１本来の通過帯域２．２ＧＨｚより高い周波数帯域に通過域が生じるだけであるので、使用周波数帯域内には悪影響を及ぼさない。

すなわち、通過帯域の周波数が低い側の信号ライン（ＧＰＳ信号ライン）の分岐点ＢＰからの経路長を、通過帯域の周波数が高い側の信号ライン（セルラー信号ライン）の分岐点ＢＰからの経路長より短くする。そのことにより、使用周波数帯域内に不要な通過特性が現れることがない。

次に、この第９の実施形態に係る分岐回路が構成された分岐ケーブルについて示す。この分岐ケーブルの外観斜視図は図１９に示したとおりである。図２４は第９の実施形態に係る分岐ケーブルの誘電体素体の各層に形成されている電極パターンを順に示す分解平面図である。但し、アンテナポートは図外にあり、アンテナポートに繋がる信号導体は途中まで示している。アンテナポート部分の構成は図１７に示したものと同じである。

第１層４１Ａは最上層、第５層４１Ｅは最下層である。第１層４１ＡにはポートＰ２，Ｐ３ｉに相当する電極ＥＰ２，ＥＰ３ｉが形成されている。また、グランド導体ＧＮＤが形成されている。第４層４１Ｄおよび第５層４１ＥにはキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ５に相当する電極ＥＣ１１，ＥＣ１２，ＥＣ２１，ＥＣ５が形成されている。さらに、第４層４１Ｄおよび第５層４１ＥにはインダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２に相当する電極ＥＬ１１，ＥＬ１２，ＥＬ２１，ＥＬ２２が形成されている。電極ＥＣ５，ＥＣ２１は第１層４１Ａのグランド導体ＧＮＤとの間にキャパシタＣ２２を構成する。電極ＥＣ１１と第１層４１Ａのグランド導体ＧＮＤとの間には大きな容量が生じないように、第１層４１Ａのグランド導体ＧＮＤに抜き部（電極の無い部分）ＡＰが形成されている。同様に、電極ＥＣ２１と第１層４１Ａのグランド導体ＧＮＤとの間に大きな容量が生じないように、第１層４１Ａのグランド導体ＧＮＤに抜き部（電極の無い部分）ＡＰが形成されている。

各層４１Ａ〜４１Ｅには層間接続用のビア導体が形成されている。特に、第２層４１Ｂ、第３層４１Ｃにはグランド導体ＧＮＤの層間接続用のビア導体および電極ＥＰ２，ＥＰ３ｉの層間接続用のビア導体が形成されている。

電極ＥＰ２，ＥＰ３ｉには図１９に示した同軸コネクタＣＣ２，ＣＣ３が搭載される。

ＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３…同軸コネクタ
ＥＣ１１，ＥＣ１２，ＥＣ２１，ＥＣ５…電極
ＥＬ１１，ＥＬ１２，ＥＬ２１，ＥＬ２２…電極
ＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３ｉ…電極
ＧＮＤ…グランド導体
Ｐ１…アンテナポート
Ｐ２…セルラー信号ポート
Ｐ３…ＧＰＳ信号ポート
ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３…信号導体
１０…通信回路
１１，１２，１３…セルラー信号ライン側帯域阻止フィルタ
２０…ＧＰＳ受信回路
２１，２２…ＧＰＳ信号ライン側帯域阻止フィルタ
２４，２５…帯域通過フィルタ
２８…ＳＡＷフィルタ
２９…ＬＮＡ
３０…アンテナ
３１〜３６…分岐回路
４０…分岐ケーブル
４１…積層体
４１Ａ〜４１Ｅ…誘電体素体

Claims

共通のアンテナポートを備え、ローバンドの信号およびハイバンドの信号を含む第１通信信号と、前記ローバンドと前記ハイバンドとの間の周波数帯の信号である第２通信信号とを分岐するための分岐回路が構成されたケーブルであって、
長尺状の誘電体素体、この誘電体素体に形成された信号導体およびグランド導体を備え、
第１通信信号ラインに設けられ、第２通信信号を反射し、第１通信信号を通過させる第１通信信号ライン側帯域阻止フィルタと、
第２通信信号を通過させるＳＡＷフィルタが接続される第２通信信号ラインに設けられ、第１通信信号のうち少なくとも第２通信信号の周波数帯に近い側の信号を反射し、第２通信信号を通過させる第２通信信号ライン側帯域阻止フィルタと、が前記誘電体素体に形成された信号導体およびグランド導体で構成された分岐ケーブル。
前記第１通信信号ライン側帯域阻止フィルタおよび前記第２通信信号ライン側帯域阻止フィルタは、それぞれインダクタおよびキャパシタの並列回路で構成され、
前記インダクタおよびキャパシタは前記誘電体素体に形成された信号導体およびグランド導体で構成された、請求項１に記載の分岐ケーブル。
前記第２通信信号ライン側帯域阻止フィルタの後段に接続され、第１通信信号を減衰させ、第２通信信号を通過させるＳＡＷフィルタが搭載されている、請求項１または２に記載の分岐ケーブル。
前記誘電体素体は可撓性の誘電体材料で構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の分岐ケーブル。