JP6132111B2

JP6132111B2 - ダイプレクサ

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Publication number: JP6132111B2
Application number: JP2015143803A
Authority: JP
Inventors: 和寛塚本; 誠典堤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2033-07-23
Also published as: JP2015222975A

Description

本発明は、入力端子に入力される周波数帯域の異なる２つの信号を分離して、それぞれに対応する出力端子より出力するダイプレクサに関する。

近年、携帯電話機やスマートフォンに代表される小型無線通信装置は、小型化が求められている一方で、本来の通信機能の他に、ブルートゥース（登録商標）規格の通信や無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）用の通信等の他の通信機能を有するものが増えている。

１台の無線通信装置で、周波数帯域の異なる複数の受信信号を処理するためには、アンテナで受信した複数の受信信号を互いに分離する手段が必要になる。周波数帯域の異なる２つの受信信号を分離する手段としては、ダイプレクサが知られている。

近年、無線通信装置の小型化、低コスト化の観点から、ダイプレクサには、単に複数の受信信号を互いに分離するだけでなく、従来はダイプレクサの後段に設けられていたバンドパスフィルタを内蔵することが要求されるようになってきた。バンドパスフィルタを内蔵したダイプレクサは、例えば特許文献１に記載されている。

一般的に、バンドパスフィルタを内蔵したダイプレクサは、入力端子と、第１の出力端子と、第２の出力端子と、入力端子と第１の出力端子との間に設けられた第１のバンドパスフィルタと、入力端子と第２の出力端子との間に設けられた第２のバンドパスフィルタと、ダイプレクサの入力端子と第１のバンドパスフィルタの入力端の間に設けられた第１の整合素子と、ダイプレクサの入力端子と第２のバンドパスフィルタの入力端の間に設けられた第２の整合素子とを備えている。

第１のバンドパスフィルタは、第１の周波数帯域内の周波数の第１の信号を選択的に通過させる。第２のバンドパスフィルタは、第１の周波数帯域よりも高い周波数帯域である第２の周波数帯域内の周波数の第２の信号を選択的に通過させる。以下、入力端子から第１の出力端子に至る信号経路を第１の信号経路と呼び、入力端子から第２の出力端子に至る信号経路を第２の信号経路と呼ぶ。第１の整合素子は例えばインダクタであり、第２の整合素子は例えばキャパシタである。

第１および第２のバンドパスフィルタとしては、例えば特許文献１に記載されているような複数の共振器を含むものが多く用いられている。特許文献１に記載されたバンドパスフィルタでは、隣接する２つの共振器は電磁界結合している。

特開２００８−２７８３６１号公報

それぞれ複数の共振器を含む第１および第２のバンドパスフィルタを備えたダイプレクサでは、第１および第２の信号経路を構成するための素子の数が多く、小型化が難しいという問題点がある。また、このダイプレクサでは、小型化しようとすると、第１の信号経路を構成するための複数の素子と第２の信号経路を構成するための複数の素子が接近し、これらの素子の間で意図しない結合や浮遊容量が生じ、その結果、アイソレーションが劣化したり、スプリアスが発生したりして、特性が劣化するおそれがある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、２つのバンドパスフィルタを備えたダイプレクサであって、特性を劣化させることなく小型化できるようにしたダイプレクサを提供することにある。

本発明の第１の態様のダイプレクサは、第１の周波数帯域内の周波数の第１の信号と、第１の周波数帯域よりも高い周波数帯域である第２の周波数帯域内の周波数の第２の信号が入力される入力端子と、第１の信号を出力するための第１の出力端子と、第２の信号を出力するための第２の出力端子と、入力端子と第１の出力端子との間に設けられ、第１の信号を選択的に通過させる第１のバンドパスフィルタと、入力端子と第２の出力端子との間に設けられ、第２の信号を選択的に通過させる第２のバンドパスフィルタとを備えている。

本発明の第１の態様のダイプレクサにおいて、第１のバンドパスフィルタは、複数の第１の共振器を含んでいる。第２のバンドパスフィルタは、１つの第２の共振器と、入力端子と第２の共振器とを接続する直列共振回路とを含んでいる。直列共振回路は、入力端子と第２の共振器との間に設けられたキャパシタと、このキャパシタを介して入力端子と第２の共振器とを接続する線路のインダクタンス成分とによって構成されている。

本発明の第１の態様のダイプレクサにおいて、第２の共振器は、一端が第２の出力端子に接続され、他端がグランドに接続され、並列共振を生じるものであってもよい。

また、本発明の第１の態様のダイプレクサにおいて、第２の共振器の共振周波数と直列共振回路の共振周波数は、いずれも、第２の周波数帯域内に存在していてもよい。

また、本発明の第１の態様のダイプレクサは、更に、入力端子と第１のバンドパスフィルタとの間に設けられたインダクタを備えていてもよい。

本発明の第２の態様のダイプレクサは、第１の周波数帯域内の周波数の第１の信号と、第１の周波数帯域よりも高い周波数帯域である第２の周波数帯域内の周波数の第２の信号が入力される入力端子と、第１の信号を出力するための第１の出力端子と、第２の信号を出力するための第２の出力端子と、入力端子と第１の出力端子との間に設けられ、第１の信号を選択的に通過させる第１のバンドパスフィルタと、入力端子と第１のバンドパスフィルタとの間に設けられたインダクタと、入力端子に入力される第１および第２の信号のうち第２の信号を選択的に通過させて第２の出力端子から出力させる第２のバンドパスフィルタとを備えている。

本発明の第２の態様のダイプレクサにおいて、第１のバンドパスフィルタは、複数の第１の共振器を含んでいる。第１の共振器は、一端がグランドに接続され、並列共振を生じるものである。インダクタは、インダクタンス成分と浮遊容量を有している。そして、インダクタのインダクタンス成分と浮遊容量とによって並列共振回路が構成される。第２のバンドパスフィルタは、入力端子と第２の出力端子との間に設けられた１つの第２の共振器と、前記並列共振回路とを含んでいる。

本発明の第２の態様のダイプレクサにおいて、第２の共振器は、一端が第２の出力端子に接続され、他端がグランドに接続され、並列共振を生じるものであってもよい。

また、本発明の第２の態様のダイプレクサにおいて、第２のバンドパスフィルタは、更に、入力端子と第２の共振器との間に設けられたキャパシタを含んでいてもよい。このキャパシタは、前記並列共振回路と第２の共振器を容量結合させてもよい。

本発明の第１の態様のダイプレクサでは、キャパシタと線路のインダクタンス成分とによって構成された直列共振回路と、１つの第２の共振器とを用いて、第２のバンドパスフィルタが構成される。そのため、本発明によれば、それぞれ専用のインダクタとキャパシタによって構成された複数の共振器を用いて第２のバンドパスフィルタを構成する場合に比べて、ダイプレクサに含まれる素子の数を少なくすることができる。これにより、本発明によれば、２つのバンドパスフィルタを備えたダイプレクサであって、特性を劣化させることなく小型化することのできるダイプレクサを実現することが可能になるという効果を奏する。

本発明の第２の態様のダイプレクサでは、入力端子と第１のバンドパスフィルタとの間に設けられたインダクタのインダクタンス成分と浮遊容量とによって並列共振回路が構成される。そして、この並列共振回路と、１つの第２の共振器とを用いて、第２のバンドパスフィルタが構成される。そのため、本発明によれば、それぞれ専用のインダクタとキャパシタによって構成された複数の共振器を用いて第２のバンドパスフィルタを構成する場合に比べて、ダイプレクサに含まれる素子の数を少なくすることができる。これにより、本発明によれば、２つのバンドパスフィルタを備えたダイプレクサであって、特性を劣化させることなく小型化することのできるダイプレクサを実現することが可能になるという効果を奏する。

本発明の第１の実施の形態に係るダイプレクサの構成を示す回路図である。図１に示したダイプレクサの第２の周波数帯域に関しての等価回路を示す回路図である。図１に示したダイプレクサにおける第１の信号経路の周波数特性の一例を示す特性図である。図１に示したダイプレクサにおける第２の信号経路の周波数特性の一例を示す特性図である。比較例のダイプレクサの構成を示す回路図である。本発明の第２の実施の形態に係るダイプレクサの構成を示す回路図である。図６に示したダイプレクサの第２の周波数帯域に関しての等価回路を示す回路図である。図６に示したダイプレクサにおける第２の信号経路の周波数特性の一例を示す特性図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るダイプレクサの回路構成について説明する。本実施の形態に係るダイプレクサ１は、第１の周波数帯域内の周波数の第１の信号と、第１の周波数帯域よりも高い周波数帯域である第２の周波数帯域内の周波数の第２の信号とを分離するものである。第１の周波数帯域は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ８０２．１１ｇにおいて使用される２．４ＧＨｚ帯である。第２の周波数帯域は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａにおいて使用される５ＧＨｚ帯である。

ダイプレクサ１は、第１の信号と第２の信号が入力される入力端子２と、第１の信号を出力するための第１の出力端子３と、第２の信号を出力するための第２の出力端子４とを備えている。以下、入力端子２から第１の出力端子３に至る信号経路を第１の信号経路と呼び、入力端子２から第２の出力端子４に至る信号経路を第２の信号経路と呼ぶ。

ダイプレクサ１は、更に、第１のバンドパスフィルタ１０と、第２のバンドパスフィルタ２０と、インダクタＬ３０とを備えている。第１のバンドパスフィルタ１０は、入力端子２と第１の出力端子３との間に設けられ、第１の信号を選択的に通過させる。インダクタＬ３０は、入力端子２と第１のバンドパスフィルタ１０との間に設けられている。第２のバンドパスフィルタ２０は、入力端子２と第２の出力端子４との間に設けられ、第２の信号を選択的に通過させる。

第１のバンドパスフィルタ１０は、複数の第１の共振器を含んでいる。図１に示した例では、第１のバンドパスフィルタ１０は、入力端１０ａと、出力端１０ｂと、入力端１０ａと出力端１０ｂとの間において縦続接続された３つの第１の共振器１１，１２，１３と、キャパシタＣ１４，Ｃ１５，Ｃ１６とを含んでいる。共振器１１は、インダクタＬ１１とキャパシタＣ１１を含んでいる。共振器１２は、インダクタＬ１２とキャパシタＣ１２を含んでいる。共振器１３は、インダクタＬ１３とキャパシタＣ１３を含んでいる。

インダクタＬ３０の一端は、入力端子２に接続されている。インダクタＬ３０の他端は、バンドパスフィルタ１０の入力端１０ａに接続されている。インダクタＬ１１の一端とキャパシタＣ１１，Ｃ１４の各一端は、入力端１０ａに接続されている。インダクタＬ１１の他端とキャパシタＣ１１の他端はグランドに接続されている。インダクタＬ１２の一端とキャパシタＣ１２，Ｃ１５の各一端は、キャパシタＣ１４の他端に接続されている。インダクタＬ１２の他端とキャパシタＣ１２の他端はグランドに接続されている。インダクタＬ１３の一端、キャパシタＣ１３の一端およびバンドパスフィルタ１０の出力端１０ｂは、キャパシタＣ１５の他端に接続されている。インダクタＬ１３の他端とキャパシタＣ１３の他端はグランドに接続されている。キャパシタＣ１６の一端は、バンドパスフィルタ１０の入力端１０ａに接続されている。キャパシタＣ１６の他端は、バンドパスフィルタ１０の出力端１０ｂに接続されている。バンドパスフィルタ１０の出力端１０ｂは、第１の出力端子３に接続されている。

共振器１１，１２，１３は、いずれも、並列に接続されたインダクタとキャパシタによる並列共振回路を構成しており、並列共振を生じるものである。キャパシタＣ１４は、隣接する共振器１１，１２を容量結合させる。キャパシタＣ１５は、隣接する共振器１２，１３を容量結合させる。キャパシタＣ１６は、隣接しない共振器１１，１３を容量結合させる。

第１のバンドパスフィルタ１０を構成する複数のインダクタのインダクタンスと複数のキャパシタのキャパシタンスは、第１の周波数帯域に対応する第１のバンドパスフィルタ１０の通過帯域が得られるように設定される。

インダクタＬ３０は、第１の信号経路が、第１の周波数帯域に関しては、入力端子２から見た第１の信号経路の反射係数の絶対値が０またはその近傍となる状態となり、第２の周波数帯域に関しては、入力端子２から見た第１の信号経路の反射係数が１またはその近傍となる状態、すなわち入力端子２から見た第１の信号経路が開放またはそれに近い状態となるように、第１の信号経路のインピーダンス特性を調整する整合素子である。

第２のバンドパスフィルタ２０は、１つの第２の共振器２１と、入力端子２と第２の共振器２１とを接続する直列共振回路２２とを含んでいる。第２の共振器２１は、インダクタＬ２１とキャパシタＣ２１を含んでいる。インダクタＬ２１の一端とキャパシタＣ２１の一端は、第２の出力端子４に接続されている。インダクタＬ２１の他端とキャパシタＣ２１の他端は、グランドに接続されている。このように、第２の共振器２１の一端（インダクタＬ２１の一端とキャパシタＣ２１の一端）は第２の出力端子４に接続され、第２の共振器２１の他端（インダクタＬ２１の他端とキャパシタＣ２１の他端）は、グランドに接続されている。第２の共振器２１は、並列に接続されたインダクタＬ２１とキャパシタＣ２１による並列共振回路を構成しており、並列共振を生じるものである。

直列共振回路２２は、入力端子２と第２の共振器２１との間に設けられたキャパシタＣ２２と、このキャパシタＣ２２を介して入力端子２と第２の共振器２１とを接続する線路のインダクタンス成分Ｌ２２とによって構成されている。キャパシタＣ２２の一端は、上記線路の一部を介して入力端子２に接続されている。キャパシタＣ２２の他端は、上記線路の他の一部を介して、インダクタＬ２１の一端とキャパシタＣ２１の一端に接続されている。

キャパシタＣ２２は、第２の信号経路が、第２の周波数帯域に関しては、入力端子２から見た第２の信号経路の反射係数の絶対値が０またはその近傍となる状態となり、第１の周波数帯域に関しては、入力端子２から見た第２の信号経路の反射係数が１またはその近傍となる状態、すなわち入力端子２から見た第２の信号経路が開放またはそれに近い状態となるように、第２の信号経路のインピーダンス特性を調整する整合素子である。

本実施の形態に係るダイプレクサ１では、第１のバンドパスフィルタ１０は、入力端子２に入力された第１の信号および第２の信号のうちの第１の信号を選択的に通過させて、第１の出力端子３から出力させる。また、第２バンドパスフィルタ２０は、入力端子２に入力された第１の信号および第２の信号のうちの第２の信号を選択的に通過させて、第２の出力端子４から出力させる。

図３に、第１の信号経路の周波数特性の一例を示す。図３において、横軸は周波数、縦軸は減衰量である。図３における曲線は、第１の信号経路の通過減衰特性を示している。第１の周波数帯域すなわちバンドパスフィルタ１０の通過帯域は、第１の信号経路の通過減衰特性における減衰量が３ｄＢ以下となる周波数範囲である。

次に、図２を参照して、第２の周波数帯域におけるダイプレクサ１の作用について説明する。図２は、ダイプレクサ１の第２の周波数帯域に関しての等価回路を示す回路図である。図２において、符号３０は、第２の周波数帯域における第１の信号経路と等価な素子を表している。第２の周波数帯域に関しては、ダイプレクサ１の回路構成は、図２に示したように、第２の信号経路に対して素子３０が並列に接続された構成とみなすことができる。前述のように、第１の信号経路のインピーダンス特性は、第２の周波数帯域においては、入力端子２から見た第１の信号経路が開放またはそれに近い状態となるように調整されている。従って、第２の周波数帯域に関しては、図２に示した素子３０は、開放またはそれに近いインピーダンスを有する。

第２のバンドパスフィルタ２０は、１つの第２の共振器２１と直列共振回路２２とによって構成されている。第２の共振器２１は、並列に接続されたインダクタＬ２１とキャパシタＣ２１を含んでいる。直列共振回路２２は、キャパシタＣ２２と、このキャパシタＣ２２を介して入力端子２と第２の共振器２１とを接続する線路のインダクタンス成分Ｌ２２とによって構成されている。

インダクタＬ２１のインダクタンスをＬ_２１とし、キャパシタＣ２１のキャパシタンスをＣ_２１とすると、第２の共振器２１の共振周波数ｆ_２１は、１／２π√（Ｌ_２１Ｃ_２１）となる。また、インダクタンス成分Ｌ２２のインダクタンスをＬ_２２とし、キャパシタＣ２２のキャパシタンスをＣ_２２とすると、直列共振回路２２の共振周波数ｆ_２２は、１／２π√（Ｌ_２２Ｃ_２２）となる。第２の共振器２１の共振周波数ｆ_２１と直列共振回路２２の共振周波数ｆ_２２は、いずれも、第２の周波数帯域内に存在している。インダクタンスＬ_２１とキャパシタンスＣ_２１は、所望の共振周波数ｆ_２１が得られるように設定される。キャパシタンスＣ_２２は、インダクタンスＬ_２２に応じて、所望の共振周波数ｆ_２２が得られるように設定される。

図４に、第２の信号経路の周波数特性の一例を示す。図４において、横軸は周波数、縦軸は減衰量である。図４において、記号Ｓ１を付した曲線は、第２の信号経路の通過減衰特性を示し、記号Ｓ２を付した曲線は、第２の信号経路の反射減衰特性を示している。第２の周波数帯域すなわちバンドパスフィルタ２０の通過帯域は、第２の信号経路の通過減衰特性Ｓ１における減衰量が３ｄＢ以下となる周波数範囲である。図４に示した例では、第２の信号経路の反射減衰特性Ｓ２は、第２の周波数帯域内に存在する互いに異なる２つの共振周波数ｆ_２２，ｆ_２１において極大値をとっている。

次に、図５に示した比較例のダイプレクサと比較しながら、本実施の形態に係るダイプレクサ１の効果について説明する。初めに、図５に示した比較例のダイプレクサ１０１の構成について説明する。このダイプレクサ１０１では、第２の信号経路の構成がダイプレクサ１と異なっている。ダイプレクサ１０１は、ダイプレクサ１における第２のバンドパスフィルタ２０の代わりに、第２のバンドパスフィルタ１２０と、このバンドパスフィルタ１２０と入力端子２との間に設けられたキャパシタＣ１２３とを備えている。図５において、符号Ｌ１２３は、キャパシタＣ１２３を介して入力端子２とバンドパスフィルタ１２０とを接続する線路のインダクタンス成分を表している。

バンドパスフィルタ１２０は、２つの共振器１２１，１２２を含んでいる。２つの共振器１２１，１２２は、電磁界結合している。共振器１２１は、インダクタＬ１２１とキャパシタＣ１２１を含んでいる。共振器１２２は、インダクタＬ１２２とキャパシタＣ１２２を含んでいる。インダクタＬ１２１の一端とキャパシタＣ１２１の一端は、上記線路を介してキャパシタＣ１２３に接続されている。インダクタＬ１２１の他端とキャパシタＣ１２１の他端は、グランドに接続されている。インダクタＬ１２２の一端とキャパシタＣ１２２の一端は、第２の出力端子４に接続されている。インダクタＬ１２２の他端とキャパシタＣ１２２の他端は、グランドに接続されている。

比較例のダイプレクサ１０１では、キャパシタＣ１２３のキャパシタンスとインダクタンス成分Ｌ１２３のインダクタンスによって決まる共振周波数が第２の周波数帯域内に入るような設定はされていない。一般的に、この共振周波数は、第２の周波数帯域よりも高い周波数になる。従って、キャパシタＣ１２３とインダクタンス成分Ｌ１２３は、バンドパスフィルタ１２０の一部を構成していない。

比較例のダイプレクサ１０１では、第１および第２の信号経路を構成するための素子の数が多く、小型化が難しいという問題点がある。また、このダイプレクサ１０１では、小型化しようとすると、第１の信号経路を構成するための複数の素子と第２の信号経路を構成するための複数の素子が接近し、これらの素子の間で意図しない結合や浮遊容量が生じ、その結果、アイソレーションが劣化したり、スプリアスが発生したりして、特性が劣化するおそれがある。

これに対し、本実施の形態に係るダイプレクサ１では、キャパシタＣ２２と線路のインダクタンス成分Ｌ２２とによって構成された直列共振回路２２と、１つの第２の共振器２１とを用いて、第２のバンドパスフィルタ２０が構成される。そのため、本実施の形態に係るダイプレクサ１によれば、比較例のダイプレクサ１０１のように、それぞれ専用のインダクタとキャパシタによって構成された複数の共振器１２１，１２２を用いて第２のバンドパスフィルタ１２０を構成する場合に比べて、第２のバンドパスフィルタ２０を構成する素子の数を少なくすることができる。

なお、ダイプレクサ１では、直列共振回路２２を構成するためにキャパシタＣ２２が必要であるが、比較例のダイプレクサ１０１においてもキャパシタＣ１２３が設けられている。そのため、ダイプレクサ１では、ダイプレクサ１０１に比べて、直列共振回路２２を構成することによる素子数の増加はない。

以上のことから、本実施の形態に係るダイプレクサ１によれば、比較例のダイプレクサ１０１に比べて、ダイプレクサ１に含まれる複数の素子の数、特に第２の信号経路を構成するための素子の数を少なくすることができる。これにより、本実施の形態によれば、小型化に伴って、第１の信号経路を構成するための複数の素子と第２の信号経路を構成するための複数の素子との間で意図しない結合や浮遊容量が生じることを抑制することができ、その結果、アイソレーションの劣化やスプリアスの発生といった特性の劣化を抑制することができる。従って、本実施の形態によれば、２つのバンドパスフィルタ１０，２０を備えたダイプレクサ１であって、特性を劣化させることなく小型化することのできるダイプレクサ１を実現することが可能になる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係るダイプレクサについて説明する。図６は、本実施の形態に係るダイプレクサの構成を示す回路図である。以下、本実施の形態に係るダイプレクサ５１が第１の実施の形態に係るダイプレクサ１と異なる点について説明する。本実施の形態に係るダイプレクサ５１は、第１の実施の形態に係るダイプレクサ１におけるインダクタＬ３０の代わりにインダクタ８０を備えている。インダクタ８０は、入力端子２と第１のバンドパスフィルタ１０との間に設けられている。また、インダクタ８０は、インダクタンス成分Ｌ８０と浮遊容量Ｃ８０を有している。浮遊容量Ｃ８０は、インダクタンス成分Ｌ８０に対して並列に接続されている。そして、インダクタ８０のインダクタンス成分Ｌ８０と浮遊容量Ｃ８０とによって並列共振回路が構成されている。

また、本実施の形態に係るダイプレクサ５１は、ダイプレクサ１における第２のバンドパスフィルタ２０の代わりに第２のバンドパスフィルタ７０を備えている。第２のバンドパスフィルタ７０は、入力端子２に入力される第１および第２の信号のうち第２の信号を選択的に通過させて第２の出力端子４から出力させる。第２のバンドパスフィルタ７０は、入力端子２と第２の出力端子４との間に設けられた１つの第２の共振器７１と、入力端子２と第２の共振器７１との間に設けられたキャパシタＣ７２と、上記並列共振回路とを含んでいる。キャパシタＣ７２は、第１の実施の形態におけるキャパシタＣ２２と同様に第２の信号経路のインピーダンス特性を調整する整合素子である。本実施の形態では、キャパシタＣ７２は、直列共振回路を構成するために用いられないため、図６には、キャパシタＣ７２を介して入力端子２と第２の共振器２１とを接続する線路のインダクタンス成分を示していない。

本実施の形態では、上述のように、インダクタ８０のインダクタンス成分Ｌ８０と浮遊容量Ｃ８０とによって並列共振回路が構成され、この並列共振回路が、第２のバンドパスフィルタ７０の一部を構成する。以下、これについて、図７を参照して詳しく説明する。

図７は、ダイプレクサ５１の第２の周波数帯域に関しての等価回路を示す回路図である。第２の周波数帯域では、第１のバンドパスフィルタ１０に含まれるキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１５のインピーダンスが十分に小さくなる。そのため、第２の周波数帯域に関しては、ダイプレクサ５１の回路構成は、図７に示したように、入力端子２とグランドの間にインダクタ８０が設けられ、このインダクタ８０が第２の信号経路に対して並列に接続された構成とみなすことができる。

前述のように、インダクタ８０のインダクタンス成分Ｌ８０と浮遊容量Ｃ８０とによって並列共振回路が構成される。キャパシタＣ７２は、この並列共振回路と第１の共振器７１とを容量結合させる。このようにして、本実施の形態では、第２のバンドパスフィルタ７０は、並列共振回路と第１の共振器７１とキャパシタＣ７２とによって構成される。

ここで、インダクタＬ７１のインダクタンスをＬ_７１とし、キャパシタＣ７１のキャパシタンスをＣ_７１とし、キャパシタＣ７２のキャパシタンスをＣ_７２とする。また、インダクタンス成分Ｌ８０のインダクタンスをＬ_８０とし、浮遊容量Ｃ８０のキャパシタンスをＣ_８０とする。

上記並列共振回路の共振周波数は、１／２π√（Ｌ_８０Ｃ_８０）となる。また、第２の共振器７１の共振周波数は、１／２π√（Ｌ_７１Ｃ_７１）となる。本実施の形態では、第２の周波数帯域に対応する第２のバンドパスフィルタ７０の通過帯域が設定されるように、各インダクタンスＬ_７１，Ｌ_８０と各キャパシタンスＣ_７１，Ｃ_７２，Ｃ_８０が設定される。

図８に、本実施の形態における第２の信号経路の周波数特性の一例を示す。図８において、横軸は周波数、縦軸は減衰量である。図８において、記号Ｓ３を付した曲線は、第２の信号経路の通過減衰特性を示し、記号Ｓ４を付した曲線は、第２の信号経路の反射減衰特性を示している。第２の周波数帯域すなわちバンドパスフィルタ７０の通過帯域は、第２の信号経路の通過減衰特性における減衰量が３ｄＢ以下となる周波数範囲である。

以上説明したように、本実施の形態に係るダイプレクサ５１では、入力端子２と第１のバンドパスフィルタ１０との間に設けられたインダクタ８０のインダクタンス成分Ｌ８０と浮遊容量Ｃ８０とによって並列共振回路が構成される。そして、この並列共振回路と、１つの第２の共振器７１とを用いて、第２のバンドパスフィルタ７０が構成される。本実施の形態に係るダイプレクサ５１では、図５に示した比較例のダイプレクサ１０１のように、それぞれ専用のインダクタとキャパシタによって構成された複数の共振器１２１，１２２を用いて第２のバンドパスフィルタ１２０を構成する場合に比べて、第２のバンドパスフィルタ７０を構成する素子の数を少なくすることができる。

なお、第２のバンドパスフィルタ７０は、第２の共振器７１の他に、インダクタ８０のインダクタンス成分Ｌ８０と浮遊容量Ｃ８０とによって構成された並列共振回路を含んでいる。しかし、インダクタ８０は、本来、第１の信号経路のインピーダンス特性を調整するために設けられているものであるため、ダイプレクサ５１では、ダイプレクサ１０１に比べて、上記並列共振回路を構成することによる素子数の増加はない。

以上のことから、本実施の形態に係るダイプレクサ５１によれば、比較例のダイプレクサ１０１に比べて、ダイプレクサ５１に含まれる複数の素子の数、特に第２の信号経路を構成するための素子の数を少なくすることができる。これにより、本実施の形態によれば、小型化に伴って、第１の信号経路を構成するための複数の素子と第２の信号経路を構成するための複数の素子との間で意図しない結合や浮遊容量が生じることを抑制することができ、その結果、アイソレーションの劣化やスプリアスの発生といった特性の劣化を抑制することができる。従って、本実施の形態によれば、２つのバンドパスフィルタ１０，７０を備えたダイプレクサ５１であって、特性を劣化させることなく小型化することのできるダイプレクサ５１を実現することが可能になる。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、第１のバンドパスフィルタ１０の構成は、各実施の形態に示したような３つの第１の共振器１１，１２，１３を含むものに限らず、２つのみまたは４つ以上の第１の共振器を含むものであってもよい。

１…ダイプレクサ、２…入力端子、３…第１の出力端子、４…第２の出力端子、１０…第１のバンドパスフィルタ、１１，１２，１３…第１の共振器、２０…第２のバンドパスフィルタ、２１…第２の共振器、２２…直列共振回路、Ｃ２２…キャパシタ、５１…ダイプレクサ、７０…第２のバンドパスフィルタ、Ｃ７２…キャパシタ、８０…インダクタ。

Claims

第１の周波数帯域内の周波数の第１の信号と、前記第１の周波数帯域よりも高い周波数帯域である第２の周波数帯域内の周波数の第２の信号が入力される入力端子と、
前記第１の信号を出力するための第１の出力端子と、
前記第２の信号を出力するための第２の出力端子と、
前記入力端子と前記第１の出力端子との間に設けられ、前記第１の信号を選択的に通過させる第１のバンドパスフィルタと、
前記入力端子と前記第１のバンドパスフィルタとの間に設けられたインダクタと、
前記入力端子に入力される前記第１および第２の信号のうち前記第２の信号を選択的に通過させて前記第２の出力端子から出力させる第２のバンドパスフィルタとを備えたダイプレクサであって、
前記第１のバンドパスフィルタは、複数の第１の共振器を含み、
前記第１の共振器は、一端がグランドに接続され、並列共振を生じるものであり、
前記インダクタは、インダクタンス成分と浮遊容量を有し、
前記インダクタのインダクタンス成分と前記浮遊容量とによって並列共振回路が構成され、
前記第２のバンドパスフィルタは、前記入力端子と前記第２の出力端子との間に設けられた１つの第２の共振器と、前記並列共振回路とを含むことを特徴とするダイプレクサ。
前記第２の共振器は、一端が前記第２の出力端子に接続され、他端がグランドに接続され、並列共振を生じるものであることを特徴とする請求項１記載のダイプレクサ。
前記第２のバンドパスフィルタは、更に、前記入力端子と前記第２の共振器との間に設けられたキャパシタを含み、
前記キャパシタは、前記並列共振回路と前記第２の共振器を容量結合させることを特徴とする請求項１または２記載のダイプレクサ。