JPH04284710A - デュプレクサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送信と受信とを行う通
信機などに使用されるデュプレクサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデュプレクサとしては、図８に示
す回路構成のものが知られている。このデュプレクサは
、共通出力端子ｘと、低周波側入力端子ｙと、高周波側
入力端子ｚとを備え、共通出力端子ｘと低周波側入力端
子ｙとの間に低周波側入力端子ｙ側から、並列接続され
た第１コイルＬ１１及び第１コンデンサＣ１１からなる
第１共振回路Ｑ１１と、第２コンデンサＣ１２とが直列
に接続され、共通出力端子ｘと高周波側入力端子ｚとの
間に共通出力端子ｘ側から、第２コイルＬ１２と、直列
接続した第３コンデンサＣ１３及び第３コイルＬ１３に
、第４コイルＬ１４を並列に接続してなる第２共振回路
Ｑ１２とが接続された構成となっている。前記低周波側
入力端子ｙは送信用にも受信用にも選択使用され、一方
の高周波側入力端子ｚは逆の用い方で選択使用される。 また、共通出力端子ｘにはアンテナなどが接続される。

【０００３】ところで、上記デュプレクサは、使用周波
数の関係上、コイルの素子値としては大きいものが用い
られ、また基板上に上記回路構成となるように印刷等に
より導電性の電極膜を形成することにより作製される。 したがって、従来のデュプレクサにおいては、次の問題
点があった。■コイルの素子値が大きいため、コイルを
構成する電極膜、つまりプリントコイルの面積が非常に
大きいものとなり、この結果として基板も大きいものと
なって全体的に大型化していた。

【０００４】■コイルの素子数が多いため、コイル間が
接近して磁気的に結合するのを阻止することが困難とな
っていた。■回路がアースに接地されていないため、コ
イルをシールドしようとすると、不要な浮遊容量が生じ
ていた。■入力端子に接続する他の電子部品との間が回
路的に分断された状態となっていないため、その電子部
品によって周波数特性に変化が生じていた。

【０００５】そこで、本願出願人は、上記問題点をすべ
て解決できる以下のデュプレクサを提案している（特願
平２−３３９９４６号）。このデュプレクサは、共通出
力端子，低周波側入力端子，高周波側入力端子及び２つ
のアース端子を備え、共通出力端子と低周波側入力端子
との間に、共通出力端子側から第１コンデンサと第１コ
イルを並列接続してなる第１共振回路と、第２コンデン
サとが直列に接続され、第２コンデンサの低周波側入力
端子側と一方のアース端子との間に第３コンデンサが接
続され、共通出力端子と高周波側入力端子との間に第４
コンデンサが接続され、その第４コンデンサの高周波側
入力端子側と他方のアース端子との間に、第５コンデン
サと、直列接続した第２コイル、第６コンデンサとが並
列接続されてなる第２共振回路が接続された回路構成と
してある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特願平２−
３３９９４６号にて提案したデュプレクサにあっては、
コイルが２個しか使用していないため、コイル間の磁気
的結合の阻止や小型化が容易であり、また第１共振回路
と第２共振回路の間にある第４コンデンサが両共振回路
を電気的に独立させる機能を有し、更に各回路がアース
に接地されていて、コイルをシールドしても不要な浮遊
容量が生じにくいという利点が有るものの、まだ寸法的
に大きく、更なる小型化が要望されている。その理由は
次の通りである。例えば、共通出力端子−低周波側入力
端子の間の周波数特性における通過帯域の中心周波数を
２５４ＭＨｚ、減衰極の周波数を３８０ＭＨｚとし、共
通出力端子−高周波側入力端子の間の周波数特性におけ
る通過帯域の中心周波数を３８０ＭＨｚ、減衰極の周波
数を２５４ＭＨｚとした場合、プリント基板などへの搭
載に支障のない寸法に規定され、その寸法内に収まらな
いコイル長さの場合には、そのプリントコイルを分割す
ることで対処しているからである。

【０００７】したがって、このようにコイルを分割する
場合には、デュプレクサが厚くなって大型化する。また
、デュプレクサのプリント基板等への搭載面積を小さく
するしたいときには、更なる厚み増大化を避けられない
でいた。本発明はかかる課題を解決すべくなされたもの
であり、プリントコイルを分割して形成することなく、
非常に小型化したデュプレクサを提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、共通出力端子
，低周波側入力端子，高周波側入力端子及び２つのアー
ス端子を備え、共通出力端子と低周波側入力端子との間
に、共通出力端子側から第１コンデンサと第１コイルを
並列接続してなる第１共振回路と、第２コンデンサとが
直列に接続され、第２コンデンサの低周波側入力端子側
と一方のアース端子との間に第３コンデンサが接続され
、共通出力端子と高周波側入力端子との間に第４コンデ
ンサが接続され、その第４コンデンサの高周波側入力端
子側と他方のアース端子との間に、第５コンデンサと、
直列接続した第２コイル、第６コンデンサとが並列接続
されてなる第２共振回路が接続されているデュプレクサ
であって、前記第１コイルと第２コイルがプリントコイ
ルであり、両コイルのインダクタンス値を理論値よりも
小さく設定してあることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明にあっては、第１コイルと第２コイルが
プリントコイルであり、両コイルのインダクタンス値を
理論値よりも小さく設定してあるので、コイル長さが短
く、そのコイルを誘電体層等に分割することなく形成で
き、しかも誘電体層等としては小さなものを使用するこ
とができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明
する。図１は本発明に係るデュプレクサを示す等価回路
図であり、特願平２−３３９９４６号と同一の回路構成
となっている。このデュプレクサは、共通出力端子Ｘ，
低周波側入力端子Ｙ，高周波側入力端子Ｚ及び２つのア
ース端子Ｅ１，Ｅ２を備える。共通出力端子Ｘと低周波
側入力端子Ｙとの間には、共通出力端子Ｘ側から第１コ
ンデンサＣ１と第１コイルＬ１を並列接続してなる第１
共振回路Ｑ１と、第２コンデンサＣ２とが直列に接続さ
れ、第２コンデンサＣ２の低周波側入力端子Ｙ側と一方
のアース端子Ｅ１との間に第３コンデンサＣ３が接続さ
れている。

【００１１】一方、共通出力端子Ｘと高周波側入力端子
Ｚとの間には、第４コンデンサＣ４が接続され、その第
４コンデンサＣ４の高周波側入力端子Ｚ側と他方のアー
ス端子Ｅ２との間に、第５コンデンサＣ５と、直列接続
した第２コイルＬ２、第６コンデンサＣ６とが並列接続
されてなる第２共振回路Ｑ２が接続されている。このよ
うな回路構成のデュプレクサは、図２及び図３に示すよ
うにして作製される。

【００１２】その作製は、例えば図２に示すように、所
定のパターンで電極膜をプリントした９枚の誘電体層Ｕ
２〜Ｕ１０と、電極膜の形成がない誘電体層Ｕ１１〜Ｕ
１４とを積層する。その後、図３に示すように側面の７
箇所に図示しない狭幅の帯状をした外部電極を上下方向
に形成することにより行われる。具体的には、上側から
、電極膜の形成がない誘電体層Ｕ１１と、上表面にＬ１
用電極膜２が形成された誘電体層Ｕ２と、電極膜の形成
がない誘電体層Ｕ１２と、Ｃ１用電極膜３が形成された
誘電体層Ｕ３と、Ｃ２用電極膜４が形成された誘電体層
Ｕ４と、Ｃ３用電極膜５が形成された誘電体層Ｕ５と、
アース（シールド）用電極膜６が形成された誘電体層Ｕ
６と、電極膜の形成がない誘電体層Ｕ１３と、Ｌ２用電
極膜７が形成された誘電体層Ｕ７と、電極膜の形成がな
い誘電体層Ｕ１４と、Ｃ４用電極膜８が形成された誘電
体層Ｕ８と、Ｃ５用電極膜９ａとＣ６用電極膜９ｂが形
成された誘電体層Ｕ９と、アース（シールド）用電極膜
１０が形成された誘電体層Ｕ１０とが積層されている。

【００１３】そして、対向する２つの側面に露出してい
る前記Ｃ３用電極膜５の接続片５ａ部分に外部電極を形
成し、Ｌ１用電極膜２の一方の接続片２ｂとＣ２用電極
膜４の接続片４ａを接続して外部電極を形成する。また
、アース用電極膜６の一方の接続片６ａとアース用電極
膜１０の一方の接続片１０ａを接続して、Ｌ１用電極膜
２の他方の接続片２ａ、Ｃ１用電極膜３の接続片３ａ及
びＣ４用電極膜８の接続片８ａを接続して、Ｌ２用電極
膜７の一方の接続片７ａとＣ５用電極膜９ａの接続片９
ｃを接続して、Ｌ２用電極膜７の他方の接続片７ｂとＣ
６用電極膜９ｂの接続片９ｄを接続して、アース用電極
膜６の他方の接続片６ｂとアース用電極膜１０の他方の
接続片１０ｂを接続して夫々外部電極を形成する。なお
、誘電体層Ｕ１〜Ｕ１４の代わりに絶縁体層を用いても
よい。

【００１４】このようにして図１に示す回路をもつデュ
プレクサが作製される。作製されたデュプレクサは、プ
リント基板などの上に実装すると、アース用電極膜１０
によりシールドされ、また、中央部に位置するアース用
電極膜６によりその上の回路と下の回路とがシールドさ
れることとなる。また、上の回路も下の回路もアースさ
れているので、第１コイルＬ１、第２コイルＬ２間で不
要な浮遊容量が発生しにくく、又両コイルＬ１，Ｌ２間
が離隔されているので、磁気的に結合しにくい。更には
、コイルとしては２つのコイルＬ１，Ｌ２しか存在せず
、コイル数が少ないので、プリントコイルの面積を小さ
くでき全体の寸法を小型化できる。

【００１５】ところで、図２に示すデュプレクサは、下
記数１、数２に基づいて第１コイルＬ１、第２コイルＬ
２の値を算出することにより、設計されている。

【００１６】

【数１】

【００１７】

【数２】

【００１８】上記式を用いて規定通りに算出した場合、
共通出力端子Ｘ−低周波側入力端子Ｙの間の周波数特性
における通過帯域の中心周波数を２５４ＭＨｚ、減衰極
の周波数を３８０ＭＨｚ、共通出力端子Ｘ−高周波側入
力端子Ｚの間の周波数特性における通過帯域の中心周波
数を３８０ＭＨｚ、減衰極を２５４ＭＨｚとするときは
、Ｌ１の理論値としては約３０ｎＨとなり、Ｌ２の理論
値としては約５０ｎＨとなる。この理論値に基づいてデ
ュプレクサを作製することは、同形状では困難である。

【００１９】しかしながら、本願出願人は種々の試作を
繰り返し行った結果、Ｌ１の値を１９．４ｎＨ、Ｌ２の
値を１３．７ｎＨとし、理論値よりも小さくしても目的
とする周波数特性のデュプレクサを得ることができるこ
とを知見した。図２に示す構造のデュプレクサは、この
知見にて基づいて設計されている。ところで、かかるデ
ュプレクサにおいては、所望の周波数特性が得られてい
る。具体的には、図２に示すように作製したデュプレク
サにおいて、共通出力端子Ｘ−低周波側入力端子Ｙの間
の周波数特性を実測した結果を第４図に示すが、図示の
如く通過帯域の中心周波数（零点）ｆは２５４ＭＨｚで
あり、減衰極の周波数ｆｒ　は３８０ＭＨｚである。一
方、共通出力端子Ｘ−高周波側入力端子Ｚの間の周波数
特性を実測した結果を第５図に示すが、図示の如く通過
帯域の中心周波数（零点）ｆ′は３８０ＭＨｚであり、
減衰極の周波数ｆＲ　は２５４ＭＨｚである。なお、参
考のため実測ではなくシミュレーションにより得た周波
数特性を図６、図７に示す。これより、プリントコイル
における不要な結合が生じていないことが解る。図６は
、共通出力端子Ｘ−低周波側入力端子Ｙの間の周波数特
性、図７は共通出力端子Ｘ−高周波側入力端子Ｚの間の
周波数特性である。図４〜図７中のＦは減衰量を示し、
Ｇは反射損失を示す。

【００２０】また、共通出力端子Ｘ−低周波側入力端子
Ｙとの間において、挿入損失は１．０ｄＢ、反射損失は
２３ｄＢ、減衰量は３０ｄＢであり、共通出力端子Ｘ−
低周波側入力端子Ｙとの間において、挿入損失は１．２
ｄＢ、反射損失は２０ｄＢ、減衰量は３５ｄＢであった
。したがって、本発明による場合には、上述した数１〜
数２に基づいて通常行う算出にて得られるインダクタン
ス値に対して半分以下の値を採用することが可能となっ
た。これにより、プリントコイルの長さも半分以下にす
ることができ、よってプリントコイルを分割する必要が
なく、プリントコイルのＱ劣化、コイル多層による結合
及び厚みの増大を防止することが可能となり、また誘電
体層の大きさを小さくすることができる。

【００２１】なお、理論値よりも小さく設定したインダ
クタンス値よりも更に小さい値でデュプレクサを作製し
ても、良好な特性を確保することは可能であるが、上述
した値に設定したのは、インダクタンス値を余り小さく
し過ぎると、プリントコイルのＱによるカット・オフ周
波数、つまり減衰極が零点に近づくため、それを遠ざけ
るためにやや大きい値を用いている。例えば、第１コイ
ルＬ１の値を余り小さくし過ぎると、図４に破線にて示
すように、小さくなればなる程、減衰極の周波数ｆｒ　
と零点ｆとが近づいていく。このため、余分に誘電体層
の寸法を小さくせずに、デュプレクサのプリント基板な
どへの搭載許容面積に応じた寸法を考慮しつつ、デュプ
レクサを小型化するのが好ましい。

【００２２】また、上記実施例では共通出力端子Ｘ−低
周波側入力端子Ｙの間の周波数特性における通過帯域の
中心周波数が２５４ＭＨｚ、減衰極の周波数が３８０Ｍ
Ｈｚであり、共通出力端子Ｘ−高周波側入力端子Ｚの間
の周波数特性における通過帯域の中心周波数が３８０Ｍ
Ｈｚ、減衰極の周波数が２５４ＭＨｚであるデュプレク
サを例に挙げて説明しているが、本発明はこのような周
波数特性のものに限らず、他の周波数特性をもつ場合に
も同様に適用可能であることは勿論である。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明による場合には
、第１コイルと第２コイルが、基板上に形成したプリン
トコイルであり、両コイルのインダクタンス値を理論値
よりも小さく設定してあるので、コイル長さを短くでき
、よってプリントコイルを分割する状態で形成する必要
がなくなり、プリントコイルのＥＳＲ増によるＱ劣化、
コイル多層による結合及び厚みの増大を防止することが
でき、また誘電体層などの寸法を小さくできるので全体
を極めて小さくできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデュプレクサの回路構成図である
。

【図２】デュプレクサの具体的な構造を示す分解斜視図
である。

【図３】図２のものを積層した状態を示す斜視図である
。

【図４】共通出力端子Ｘ−低周波側入力端子Ｙの間の周
波数特性を実測して得た図である。

【図５】共通出力端子Ｘ−高周波側入力端子Ｚの間の周
波数特性を実測して得た図である。

【図６】共通出力端子Ｘ−低周波側入力端子Ｙの間の周
波数特性をシミュレーションして得た図である。

【図７】共通出力端子Ｘ−高周波側入力端子Ｚの間の周
波数特性をシミュレーションして得た図である。

【図８】従来のデュプレクサの回路構成図である。

【符号の説明】

Ｘ　　　　共通出力端子 Ｙ　　　　低周波側入力端子 Ｚ　　　　高周波側入力端子 Ｅ１　　アース端子 Ｅ２　　アース端子 Ｃ１　　第１コンデンサ Ｃ２　　第２コンデンサ Ｃ３　　第３コンデンサ Ｃ４　　第４コンデンサ Ｃ５　　第５コンデンサ Ｃ６　　第６コンデンサ Ｌ１　　第１コイル Ｌ２　　第２コイル Ｑ１　　第１共振回路 Ｑ２　　第２共振回路 ２　　　　Ｌ１用電極膜 ７　　　　Ｌ２用電極膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　共通出力端子，低周波側入力端子，高
   周波側入力端子及び２つのアース端子を備え、共通出力
   端子と低周波側入力端子との間に、共通出力端子側から
   第１コンデンサと第１コイルを並列接続してなる第１共
   振回路と、第２コンデンサとが直列に接続され、第２コ
   ンデンサの低周波側入力端子側と一方のアース端子との
   間に第３コンデンサが接続され、共通出力端子と高周波
   側入力端子との間に第４コンデンサが接続され、その第
   ４コンデンサの高周波側入力端子側と他方のアース端子
   との間に、第５コンデンサと、直列接続した第２コイル
   、第６コンデンサとが並列接続されてなる第２共振回路
   が接続されているデュプレクサであって、前記第１コイ
   ルと第２コイルがプリントコイルであり、両コイルのイ
   ンダクタンス値を理論値よりも小さく設定してあること
   を特徴とするデュプレクサ。