JP6409255B2

JP6409255B2 - デュプレクサ

Info

Publication number: JP6409255B2
Application number: JP2013158439A
Authority: JP
Inventors: 川端　一也; 一也川端
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: JP2015029238A

Description

本発明は、送信端子、受信端子、および共通端子を備え、送信端子から入力された高周波信号は共通端子から出力し、共通端子から入力された高周波信号は受信端子から出力するデュプレクサに関する。

従来、携帯通信機器のような無線で高周波信号を送受信する装置では、送信信号と受信信号において共通のアンテナを用いることが一般的である。この場合、送信回路からの送信信号をアンテナに供給し、アンテナから受信信号を受信回路に伝送するために、デュプレクサが多く用いられている。

例えば、非特許文献１のＦＩＧ２２．７．２には、ディバイダ（分配器）の回路構成を用いて、デュプレクサを実現することが記載されている。このデュプレクサは、所謂ウィルキンソン型ディバイダの構成を用いている。このような構成では、デュプレクサの回路構成要素が少なく、低損失な送受信が可能になる。この場合、分配損失が生じるため、送信周波数と受信周波数が異なる場合には、フィルタ構成のデュプレクサが用いられる。

２２．７ＡＴｕｎａｂｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＤｕｐｌｅｘｅｒｗｉｔｈ５０ｄＢＩｓｏｌａｔｉｏｎｉｎ４０ｎｍＣＭＯＳ，Ｍ．Ｍｉｋｈｅｍａｒ，Ｈ．Ｄａｒａｂｉ，Ａ．Ａｂｉｄｉ，ＩＳＳＣＣ２００９／ＳＥＳＳＩＯＮ２２／ＰＡＡＮＤＡＮＴＥＮＮＡＩＮＴＥＲＦＡＣＥ／２２．７

一方、現在では、マルチバンド化が進んできており、その結果、デュプレクサの数が増えてしまう、という問題がある。また、上述の従来の回路構成では、単一の狭い周波数帯域で送受信を行う場合には、各通信信号、すなわち送信信号および受信信号を低損失に伝送できるが、異なる周波数帯域を利用する複数の通信信号を、それぞれ低損失に伝送することは難しい。

例えば、異なる周波数帯域を利用する複数の通信信号をそれぞれ低損失で送受信するためには、通信信号毎に上述のディバイダの回路構成を備えなければならず、デュプレクサが大型化してしまう。

また、非特許文献１のＦＩＧ２２．７．３に示すような回路構成を用いることにより、伝送する周波数を可変できることが記載されているが、回路構成が複雑になるとともに、伝送しようとする複数の通信信号の周波数帯域間で損失の差が大きくなってしまい、実用性に欠ける。さらに、共通端子に接続されるアンテナのインピーダンスが人体などの影響で変化した場合、送信信号と受信信号のアイソレーションが劣化する、という問題がある。

本発明に目的は、複数の周波数帯域でそれぞれ低損失に通信信号を送受信でき、且つ従来よりも簡単な回路構成で、送信信号と受信信号のアイソレーションを改善できるデュプレクサを提供することにある。

この発明は、送信端子、受信端子、および共通端子を備え、送信端子から入力される送信信号を共通端子から出力し、共通端子から入力される受信信号を受信端子から出力するデュプレクサに関するものであり、次の特徴を有する。この発明のデュプレクサは、第１移相回路、第２移相回路、インピーダンス補償回路、および終端抵抗を備える。第１移相回路は、送信端子と共通端子との間に接続された第１のインダクタと第１のキャパシタを含む。第２移相回路は、受信端子と共通端子との間に接続され、第２のインダクタと第２キャパシタを含む。インピーダンス補償回路は、第１の可変キャパシタを備える。第１の可変キャパシタは、第１移相回路と第２移相回路との接続点と共通端子を接続する伝送ラインまたはインダクタとグランドとの間に接続されている。終端抵抗は、送信端子と受信端子との間に接続されている。

この構成では、第１、第２移相回路、インピーダンス補償回路および終端抵抗によって決まる第１の周波数の送信信号において、送信端子と受信端子との間のアイソレーションを確保できる。さらに、インピーダンス補償回路の第１の可変キャパシタのキャパシタンスを調整することで、第１の周波数とは異なる周波数においても、送信端子と受信端子との間のアイソレーションを確保できる。この際、共通端子と送信端子との間のインピーダンス、および共通端子と受信端子との間のインピーダンスもインピーダンス補償回路で調整することができるので、第１の周波数のみでなく、複数の周波数で低損失な送受信が可能になる。すなわち、周波数可変デュプレクサを構成することができる。

また、この発明のデュプレクサは、インピーダンス補償回路の第１の可変キャパシタと離れた分岐接続点とグランドとの間に接続された第２の可変キャパシタをさらに備えていることが好ましい。

この構成では、第２の可変キャパシタのキャパシタンスを調整することで、共通端子に接続されるアンテナのインピーダンスが変化しても低損失に送受信を行うことができる。

また、この発明のデュプレクサは、送信端子および受信端子に伝送される送信信号および受信信号をモニタリングして、第２の可変キャパシタのキャパシタンスを調整するキャパシタンス調整回路を備えることが好ましい。

この構成では、送信信号の受信端子への漏れを観測して、インピーダンス補償回路にフィードバックできるので、受信端子に接続される受信回路部への送信信号の漏洩による受信回路部のＳ／Ｎ比の劣化を抑制するようにインピーダンスを最適化することができる。

また、この発明のデュプレクサは、接続点とグランドとの間に接続されたインダクタとキャパシタの直列回路からなり、送信信号の高調波周波数を共振周波数とするトラップ回路を備えることが好ましい。

この構成では、送信信号の高調波が共通端子から外部へ出力されることを抑制できる。

この発明によれば、従来よりも簡単な回路構成でありながら、複数の周波数帯域でそれぞれ低損失に通信信号を送受信することができる。

本発明の第１の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの回路図である。本発明の第１の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの送信端子と受信端子との間のアイソレーション特性を示すグラフである。本発明の第１の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの送信信号および受信信号の挿入損失特性を示すグラフである。本発明の第２の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの回路図である。共通端子Ｐｃｏｍに接続する外部回路のインピーダンスが変化した場合の送受信間のアイソレーション特性の変化を示す図である。本発明の第３の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの回路図である。本発明の第４の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの回路図である。本発明の第５の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの回路図である。

本発明の第１の実施形態に係る周波数可変デュプレクサについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの回路図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの送信端子と受信端子との間のアイソレーション特性を示すグラフである。図３は、本発明の第１の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの送信信号および受信信号の挿入損失特性を示すグラフである。

周波数可変デュプレクサ１０は、送信端子Ｐｔｘ、受信端子Ｐｒｘ、および共通端子Ｐｃｏｍを備える。送信端子Ｐｔｘには、第１移相回路２１が接続されており、受信端子Ｐｒｘには、第２移相回路２２が接続されている。第１移相回路２１における送信端子Ｐｔｘに接続する側と反対側の端部と、第２移相回路２２における受信端子Ｐｒｘに接続する側と反対側の端部は、接続点Ａで接続されている。接続点Ａと共通端子Ｐｃｏｍとの間には、インピーダンス補償回路３０が接続されている。また、送信端子Ｐｔｘと第１移相回路２１との途中点と、受信端子Ｐｒｘと第２移相回路２２との途中点とは、終端抵抗器２３によって接続されている。

第１移相回路２１は、インダクタ２１１およびキャパシタ２１２を備える。インダクタ２１１は、送信端子Ｐｔｘと接続点Ａとの間に接続されている。キャパシタ２１２は、インダクタ２１１の送信端子Ｐｔｘ側の端部とグランドとの間に接続されている。

インダクタ２１１のインダクタンスおよびキャパシタ２１２のキャパシタンス、すなわち、第１移相回路のインピーダンスは、第１送信信号と第１受信信号からなる第１通信信号の周波数に基づいて決定されている。具体的には、第１移相回路は、送信端子Ｐｔｘから入力される第１送信信号を、当該第１の送信信号の波長の１／４だけ移相変化させるように設定されている。

第２移相回路２２は、インダクタ２２１およびキャパシタ２２２を備える。インダクタ２２１は、受信端子Ｐｒｘと接続点Ａとの間に接続されている。キャパシタ２２２は、インダクタ２２１の受信端子Ｐｒｘ側の端部とグランドとの間に接続されている。

インダクタ２２１のインダクタンスおよびキャパシタ２２２のキャパシタンスは、インダクタ２１１のインダクタンスおよびキャパシタ２１２のキャパシタンスとほぼ同じである。すなわち、第２移相回路は第１移相回路とほぼ同じである。

終端抵抗器２３のインピーダンスは、例えば、高周波回路における受信回路の特性インピーダンスの略２倍に設定されている。

インピーダンス補償回路３０は、インダクタ３０１およびキャパシタ３０２を備える。キャパシタ３０２は可変容量素子である。インダクタ３０１は、接続点Ａと共通端子Ｐｃｏｍとの間に接続されている。キャパシタ３０２は、インダクタ３０１の共通端子Ｐｃｏｍ側の端部とグランドとの間に接続されている。

このような回路構成は、所謂ウィルキンソン型ディバイダの接続点と共通端子Ｐｃｏｍとの間に、インピーダンス補償回路３０を接続した構成となる。

このような回路構成では、第１通信信号を構成する第１送信信号および第１受信信号は、次のように伝送される。

送信端子Ｐｔｘから入力された第１送信信号は、第１移相回路２１、接続点Ａ、インピーダンス補償回路３０を介して、共通端子Ｐｃｏｍへ伝送される。

また、送信端子Ｐｔｘから受信端子Ｐｒｘへの伝送経路を考えると、第１移相回路２１、接続点Ａ、第２移相回路２２を伝送する第１伝送経路と、抵抗器２３を伝送する第２伝送経路がある。第１送信信号における第１伝送経路を伝送する成分は、波長の１／２（半波長）位相が進む。したがって、第１送信信号における第１伝送経路を伝送する成分と、第２伝送経路を伝送する成分は、逆位相となる。これにより、第１伝送経路を伝送する成分と、第２伝送線路を伝送する成分とが相殺され、第１送信信号は、受信端子Ｐｒｘに伝送されない。すなわち、第１送信信号の周波数において、送信端子Ｐｔｘと受信端子Ｐｒｘとのアイソレーションを確保することができる。

また、第１受信信号の周波数において、接続点Ａから第１移相回路２１側を見たインピーダンスと、接続点Ａから第２移相回路２２側を見たインピーダンスは、受信端子Ｐｒｘに接続する受信回路のインピーダンスの２倍である。したがって、接続点Ａから第１、第２移相回路２１，２２側を見たインピーダンスは、受信回路のインピーダンスに一致する。これにより、共通端子Ｐｃｏｍからインピーダンス補償回路３０を介して接続点Ａに達した第１受信信号は、第１移相回路２１、第２移相回路２２に低損失で伝送される。

そして、第１位相回路２１と第２移相回路２２はほぼ同じ回路構成であるので、抵抗器２３の両端では、第１受信信号における第１移相回路２１を伝送した成分と、第１受信信号における第２移相回路２２を伝送した成分とは、位相が一致する。したがって、これらの成分は相殺されない。これにより、受信端子Ｐｒｘに、第１受信信号が低損失で伝送される。

このように、本実施形態の構成を用いれば、第１通信信号（第１送信信号および第１受信信号）に対して、分配損失を除けば低損失なデュプレクサを構成することができる。

さらに、本実施形態の構成を用いれば、第１通信信号と周波数帯域が比較的近い他の周波数帯域を利用する通信信号に対しても、低損失なデュプレクサを実現できる。例えば、第１通信信号が略８００ＭＨｚを利用している場合に、略７００ＭＨｚから略９００ＭＨｚの周波数帯域を利用する通信信号に対しても、低損失な周波数可変の送受デュプレクサ（周波数可変デュプレクサ）を実現できる。

第１通信信号（第１送信信号および第１受信信号）と異なる周波数帯域を利用する第２通信信号（第２送信信号および第２受信信号）の場合、インピーダンス補償回路３０のキャパシタ３０２のキャパシタンスを変化させる。このように、キャパシタ３０２のキャパシタンスを変化させると、送信端子Ｐｔｘから第１，第２移相回路２１，２２を介して受信端子Ｐｒｘに伝送する伝送経路のインピーダンスを変化させることができる。したがって、第２送信信号に対して、送信端子Ｐｔｘから第１，第２移相回路２１，２２を介して抵抗器２３の受信端子Ｐｒｘ側の端部に達するまでの位相変化量を、当該第２送信信号の波長の略１／２にすることができる。これにより、第２送信信号の周波数における送信端子Ｐｔｘと受信端子Ｐｒｘとの間のアイソレーションを確保することができる。

また、第１位相回路２１と第２移相回路２２は同じ回路構成であり、第１受信信号の周波数が第２受信信号の周波数に近いため、第２受信信号の周波数においても、接続点Ａから第１移相回路２１側を見たインピーダンスと、接続点Ａから第２移相回路２２側を見たインピーダンスは、受信端子Ｐｒｘに接続する受信回路のインピーダンスの略２倍にすることができる。したがって、接続点Ａから第１、第２移相回路２１，２２側を見たインピーダンスは、受信回路のインピーダンスに略一致する。この際、インピーダンス補償回路３０を経由することで、共通端子Ｐｃｏｍから受信端子Ｐｒｘおよび送信端子Ｐｔｘ側を見たインピーダンスを、受信回路のインピーダンスにさらに近づけることができる。これにより、共通端子Ｐｃｏｍから入力された第２受信信号は、第１移相回路２１、第２移相回路２２に低損失で伝送される。

そして、抵抗器２３の両端では、第２受信信号における第１移相回路２１を伝送した成分と、第２受信信号における第２移相回路２２を伝送した成分とは、位相が一致する。したがって、これらの成分は相殺されない。これにより、第２受信信号は受信端子Ｐｒｘに低損失で伝送される。

このように、本実施形態の構成を用いれば、単一の回路構成を用いて、インピーダンス補償回路３０のキャパシタンスを変化させるだけで、異なる複数種類の周波数の通信信号に対して、送信端子Ｐｔｘと受信端子Ｐｒｘ間のアイソレーションを確保でき、且つ、共通端子Ｐｃｏｍと送信端子Ｐｔｘ、受信端子Ｐｒｘとの間での挿入損失を抑制できる。これにより、周波数可変型で低損失なデュプレクサを構成することができる。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの送信端子と受信端子との間のアイソレーション特性の一例を示すグラフである。図２におけるＣ＝Ｃ１で表される特性曲線は、上述のキャパシタ３０２のキャパシタンスがデフォルト値、すなわち、第１送信信号の周波数ｆ１に対応する値となる場合の特性曲線を示す。また、Ｃ＝Ｃ２で表される特性曲線は、第１送信信号の周波数ｆ１よりも低周波数である周波数ｆ２の第２送信信号を用いる場合のキャパシタ３０２のキャパシタンスで得られる特性曲線である。また、Ｃ＝Ｃ３で表される特性曲線は、第１送信信号の周波数ｆ１よりも高周波数である周波数ｆ３の第３送信信号を用いる場合のキャパシタ３０２のキャパシタンスで得られる特性曲線である。なお、他の特性曲線は、キャパシタ３０２が、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３以外の所定値である場合を示している。

図２に示すように、第１送信信号に対しては、当該第１送信信号の周波数ｆ１（略８００ＭＨｚ）を中心とする略６０ＭＨｚの幅の周波数帯域内において、−３０ｄＢ以上のアイソレーションを確保することができる。

また、第２送信信号に対しては、当該第２送信信号の周波数ｆ２（略７２０ＭＨｚ）を中心とする略５０ＭＨｚの幅の周波数帯域内において、−３０ｄＢ以上のアイソレーションを確保することができる。

また、第３送信信号に対しては、当該第３送信信号の周波数ｆ３（略９２０ＭＨｚ）を中心とする略７０ＭＨｚの幅の周波数帯域内において、−３０ｄＢ以上のアイソレーションを確保することができる。

このように、本実施形態の構成を用いることで、周波数帯域の異なる複数の通信信号に対して、送信端子Ｐｔｘと受信端子Ｐｒｘとの間のアイソレーションを確保することができる。

図３は本発明の第１の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの送信信号および受信信号の挿入損失特性を示すグラフである。図３においても、Ｃ＝Ｃ２で表される特性曲線は、第１送信信号の周波数ｆ１よりも低周波数である周波数ｆ２の第２送信信号を用いる場合のキャパシタ３０２のキャパシタンスで得られる特性曲線である。また、Ｃ＝Ｃ３で表される特性曲線は、第１送信信号の周波数ｆ１よりも高周波数である周波数ｆ３の第３送信信号を用いる場合のキャパシタ３０２のキャパシタンスで得られる特性曲線である。また、Ｔｘで表される特性曲線が送信信号の挿入損失であり、Ｒｘで表される特性曲線が受信信号の挿入損失である。

図３に示すように、本実施形態の構成を用いることで、周波数ｆ２を含む周波数帯域ＢＡＮＤ（ｆ２）と、周波数ｆ３を含む周波数帯域ＢＡＮＤ（ｆ３）とのそれぞれにおいて、送信信号の挿入損失および受信信号の挿入損失を低くすることができる。すなわち、周波数帯域ＢＡＮＤ（ｆ２），ＢＡＮＤ（ｆ３）の両周波数帯域で低損失な周波数可変デュプレクサとして機能させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る周波数可変デュプレクサについて、図を参照して説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの回路図である。

本実施形態の周波数可変デュプレクサ１０Ａは、第１の実施形態に示した周波数可変デュプレクサ１０に対して、インピーダンス補償用のキャパシタ４０を追加したものであり、他の構成は、第１の実施形態に示した周波数可変デュプレクサ１０と同じである。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。

キャパシタ４０は、可変容量素子である。キャパシタ４０は、接続点Ａとグランドとの間に接続されている。このような構成では、キャパシタ４０のキャパシタンスを変化させることで、共通端子Ｐｃｏｍに接続する外部回路（具体的には、例えばアンテナ）のインピーダンス変化による送受信間のアイソレーションの劣化を抑制することができる。

図５は、共通端子Ｐｃｏｍに接続する外部回路のインピーダンスが変化した場合の送受信間のアイソレーション特性の変化を示す図である。図５（Ａ）は、本実施形態のキャパシタ４０による補償を行わなかった場合を示し、図５（Ｂ）は、本実施形態のキャパシタ４０による補償を行った場合を示す。図５は、インピーダンスが５０Ωの時に、各特性が最適化されるように、周波数可変デュプレクサ１０Ａの各素子の素子値が決定されている。また、図５では、インピーダンスが６．２５Ωから２００Ωまで離散的に変化した状態を示している。

図５（Ａ）に示すように、本実施形態の構成を用いなければ、共通端子Ｐｃｏｍに接続する外部回路のインピーダンスの変化に伴って、アイソレーション特性が変化する。そして、図５（Ａ）に示すように、インピーダンスの変化に伴って、アイソレーションを必要とする周波数ｆ４でのアイソレーションが劣化する。

一方、図５（Ｂ）に示すように、本実施形態の構成を用いれば、すなわち、キャパシタ４０のキャパシタンスを調整することで、共通端子Ｐｃｏｍに接続される外部回路のインピーダンスの変化に伴ってアイソレーション特性は変化するものの、アイソレーションを必要とする周波数ｆ４でのアイソレーションは高く維持することができる。また、アイソレーションが最も得られる周波数を、略維持することができる。

なお、図５では、周波数ｆ４が略８６０ＭＨｚの場合を示したが、当該周波数以外においても、同様にアイソレーション特性を調整することができる。

このように、本実施形態の構成を用いれば、上述の第１の実施形態と同様の作用効果を得ながら、さらに、共通端子Ｐｃｏｍに接続する外部回路のインピーダンス変化の影響も抑圧でき、低損失で送受信間のアイソレーションが高いデュプレクサを安定して実現することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る周波数可変デュプレクサについて、図を参照して説明する。図６は、本発明の第３の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの回路図である。

本実施形態に係る周波数可変デュプレクサ１０Ｂは、第２の実施形態に示した周波数可変デュプレクサ１０Ａに対して、周波数可変とは別に、アンテナ端のインピーダンス変化による送受信間のアイソレーション劣化を補償するために、キャパシタ４０のキャパシタンスを調整するキャパシタンス調整回路を追加したものであり、他の構成は第２の実施形態に示した周波数可変デュプレクサ１０Ａと同じである。したがって、第２の実施形態に係る周波数可変デュプレクサ１０Ａと異なる箇所のみを、具体的に説明する。

周波数可変デュプレクサ１０Ｂでは、送信端子Ｐｔｘと抵抗器２３とを接続する伝送ラインに対して、送信信号の受信端への漏れをモニタする微小容量のキャパシタ５１が接続されている。また、受信端子Ｐｒｘと抵抗器２３とを接続する伝送ラインに対して、受信端へ漏れた送信信号と比較するための送信信号のモニタ信号取り出し用として、微小容量のキャパシタ５２が接続されている。モニタ信号取り出し用キャパシタ５１，５２は、キャパシタンス調整回路５０に接続されている。この構成により、キャパシタンス調整回路５０は、送信端子Ｐｔｘから出力される送信信号のレベルと、受信端子Ｐｒｘに漏洩する送信信号のレベルから、送受信間のアイソレーションを補償することができる。

キャパシタンス調整回路５０は、送信端子Ｐｔｘから出力される送信信号のレベルを基準とした、受信端子Ｐｒｘに漏洩する送信信号のレベルから、送信端子Ｐｔｘと受信端子Ｐｒｘとの間のアイソレーション劣化量を推定検出する。キャパシタンス調整回路５０は、検出したアイソレーション劣化量に基づいて、アイソレーションが高くなるように、キャパシタ４０のキャパシタンスを調整する。

このような構成とすることで、送信端子Ｐｔｘと受信端子Ｐｒｘ間のアイソレーションを経時的に観測することができ、略リアルタイムで、送信端子Ｐｔｘと受信端子Ｐｒｘ間のアイソレーションが高くなるように調整することができる。これにより、低損失で送受信間のアイソレーションが高いデュプレクサを、さらに安定して実現することができる。また、受信端子に接続される受信回路部への送信信号の漏洩による受信回路部のＳ／Ｎ比の劣化を抑制できる。

次に、本発明の第４の実施形態に係る周波数可変デュプレクサについて、図を参照して説明する。図７は、本発明の第４の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの回路図である。

本実施形態に係る周波数可変デュプレクサ１０Ｃは、第２の実施形態に示した周波数可変デュプレクサ１０Ａに対して、さらにキャパシタ６０を追加したものであり、他の構成は第２の実施形態に示したデュプレクサ周波数可変１０Ａと同じである。したがって、第２の実施形態に係る周波数可変デュプレクサ１０Ａと異なる箇所のみを、具体的に説明する。

キャパシタ６０は、可変容量素子である。キャパシタ６０は、インピーダンス補償回路３０のインダクタ３０１に並列接続されている。このような構成では、キャパシタ６０のキャパシタンスを調整することで、上述のキャパシタ４０とともに、共通端子Ｐｃｏｍに接続される外部回路のインピーダンス変化による送受信間のアイソレーションへの影響を抑圧することができる。この際、キャパシタ６０は、接続点Ａと共通端子Ｐｃｏｍとの間に直列接続されているので、接続点Ａとグランドとの間に接続されているキャパシタ４０とは異なる軌跡でインピーダンスを変化させることができる。したがって、より精度良く所望の周波数に対するインピーダンスの補償を行うことができる。

また、キャパシタ６０は、インピーダンス補償回路３０の一部としても利用することができ、キャパシタ６０のキャパシタンスを適宜調整することで、送受信間のアイソレーションを高く保ち、さらに低損失な送受信が可能な周波数可変型のデュプレクサを実現することができる。

次に、本発明の第５の実施形態に係る周波数可変デュプレクサについて、図を参照して説明する。図８は、本発明の第５の実施形態に係る周波数可変デュプレクサの回路図である。

本実施形態に係る周波数可変デュプレクサ１０Ｄは、第２の実施形態に示した周波数可変デュプレクサ１０Ａに対して、トラップ回路を追加したものであり、他の構成は第２の実施形態に示した周波数可変デュプレクサ１０Ａと同じである。したがって、第２の実施形態に係る周波数可変デュプレクサ１０Ａと異なる箇所のみを、具体的に説明する。

周波数可変デュプレクサ１０Ｄは、トラップ回路７０を備える。トラップ回路７０は、インダクタ７０１およびキャパシタ７０２を備え、インダクタ７０１とキャパシタ７０２が直列接続された回路である。トラップ回路７０は、接続点Ａとグランドとの間に接続されている。言い換えれば、インダクタ７０１とキャパシタ７０２が、接続点Ａとグランドとの間に直列接続されている。インダクタ７０１のインダクタンスおよびキャパシタ７０２のキャパシタンスは、送信信号の２倍高調波の周波数が共振周波数となるように設定されている。例えば、上述の第１通信信号における第１送信信号の２倍高調波の周波数が共振周波数になるように設定されている。

このような構成とすることで、送信端子Ｐｔｘから入力された送信信号の２倍高調波信号がトラップ回路７０を介してグランドに導かれる。

本発明の実施形態に係る周波数可変デュプレクサは、ウィルキンソン型ディバイダを基本構成としているので、２倍高調波信号も、比較的損失せずに伝送されてしまうことがある。しかしながら、本実施形態の構成に示すトラップ回路７０を備えることで、送信信号の２倍高調波信号は、共通端子Ｐｃｏｍに伝送されず、当該共通端子Ｐｃｏｍから外部へ出力されない。

なお、本実施形態の構成では、１種類の送信信号の２倍高調波信号をトラップするトラップ回路を用いた例を示した。しかしながら、デュプレクサ１０Ｄで伝送する全ての送信信号の２倍高調波信号に対するトラップ回路を追加してもよい。また、トラップ回路を構成するキャパシタを可変容量素子とすることで、周波数可変型のトラップ回路にしてもよい。

なお、上述の各実施形態に示した回路構成は、必要に応じて適宜組み合わせることができる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ：周波数可変デュプレクサ
２１：第１移相回路
２２：第２移相回路
２３：終端抵抗器
３０：インピーダンス補償回路
４０：キャパシタ（可変容量素子）
５０：キャパシタンス調整回路
５１，５２：モニタ信号取り出し用のキャパシタ
６０：キャパシタ（可変容量素子）
７０：トラップ回路
２１１，２２１，３０１，７０１：インダクタ
２１２，２２２，７０２：キャパシタ
３０２：キャパシタ（可変容量素子）

Claims

送信端子、受信端子、および共通端子を備え、前記送信端子から入力される送信信号を前記共通端子から出力し、前記共通端子から入力される受信信号を前記受信端子から出力するデュプレクサであって、
前記送信端子と前記共通端子との間に接続された第１のインダクタと第１のキャパシタを含む第１移相回路と、
前記受信端子と前記共通端子との間に接続された第２のインダクタと第２のキャパシタを含む第２移相回路と、
前記第１移相回路と前記第２移相回路との接続点と前記共通端子を接続する伝送ラインと、グランドとの間に接続された第１の可変キャパシタを少なくとも備えるインピーダンス補償回路と、
前記送信端子と前記受信端子との間に接続された終端抵抗と、
前記インピーダンス補償回路の第１の可変キャパシタと離れた分岐接続点と前記グランドとの間に接続された第２の可変キャパシタと、
前記送信端子に伝送される前記送信信号のモニタ信号と前記受信端子に伝送される前記送信信号の漏れ信号と、を比較して、該比較の結果から前記第２の可変キャパシタのキャパシタンスを調整するキャパシタンス調整回路と、
を備え、
前記インピーダンス補償回路は、さらに、
前記接続点と前記共通端子との間に直列接続されているインダクタと、
前記接続点と前記共通端子との間に直列接続されており、かつ、前記インダクタと並列接続されている第３の可変キャパシタと、
を有する、デュプレクサ。
前記キャパシタンス調整回路は、
前記送信端子に接続するモニタ信号用のキャパシタを介して前記モニタ信号が入力され、
前記受信端子に接続する漏れ信号用のキャパシタを介して前記漏れ信号が入力される、
請求項１に記載のデュプレクサ。
前記接続点と前記グランドとの間に接続されたインダクタとキャパシタの直列回路からなり、前記送信信号の高調波周波数を共振周波数とするトラップ回路を備える、
請求項１または請求項２に記載のデュプレクサ。