KR101680325B1 - 필터 장치 - Google Patents

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KR101680325B1
KR101680325B1 KR1020157007314A KR20157007314A KR101680325B1 KR 101680325 B1 KR101680325 B1 KR 101680325B1 KR 1020157007314 A KR1020157007314 A KR 1020157007314A KR 20157007314 A KR20157007314 A KR 20157007314A KR 101680325 B1 KR101680325 B1 KR 101680325B1
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소이치 나카무라
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

차동 모드 아이솔레이션을 대폭으로 개선할 수 있는 필터 장치를 제공한다.
싱글 단자(4)와, 제1, 제2의 평형 단자(6,7)를 가지고, 싱글 단자(4)와 제1, 제2의 평형 단자(6,7) 사이에 밸런스 필터(8)가 접속되어 있으며, 싱글 단자(4)와 제1의 평형 단자(6)를 접속하고 있는 제1의 보상 회로부(11) 및 싱글 단자(4)와 제2의 평형 단자(7)를 접속하고 있는 제2의 보상 회로부(12) 중 적어도 한쪽을 가지는 보상 회로(9)를 포함하고, 보상 회로(9)가, 보상 회로(9)가 접속되어 있지 않은 경우에 비해 밸런스 필터(8)의 저지 대역 중 특정 주파수 대역에 있어서 감쇠량을 크게 하는 공진 회로를 가지는 필터 장치(1).

Description

필터 장치{FILTER DEVICE}
본 발명은 밸런스 필터를 가지는 필터 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제1의 평형 단자에의 신호 경로와 제2의 평형 단자에의 신호 경로를 접속하고 있는 보상 회로가 마련되어 있는 필터 장치에 관한 것이다.
종래, 휴대 전화기의 듀플렉서에서는 수신 필터가 밸런스 필터로 구성되어 있는 경우가 많다.
하기의 특허문헌 1에는 도 19에 나타내는 듀플렉서가 개시되어 있다. 듀플렉서(1001)에서는, 안테나 단자(1002)와 송신 단자(1003) 사이에 송신 필터(1004)가 접속되어 있다. 또한 안테나 단자(1002)에는 수신 필터(1005)가 접속되어 있다. 수신 필터(1005)는 평형-불평형 변환 기능을 가진다. 즉, 수신 필터(1005)의 일단이 안테나 단자(1002)에 접속되어 있다. 수신 필터(1005)는 수신 단자로서의 제1의 평형 단자(1006)와 제2의 평형 단자(1007)에 접속되어 있다.
송신 필터(1004)는, 도시한 바와 같이, 복수의 직렬암 공진자 및 병렬암 공진자를 가지는 래더형 회로 구성을 가진다. 한편, 수신 필터(1005)는 종결합 공진자형의 밸런스 필터로 구성되어 있다.
듀플렉서(1001)에서는 송신 단자(1003)와, 제1, 제2의 평형 단자(1006,1007) 사이에 보상 회로(1008)가 접속되어 있다. 보상 회로(1008)는 콘덴서(1009,1010)를 가진다. 콘덴서(1009) 및 콘덴서(1010)는 제1의 평형 단자(1006)와 제2의 평형 단자(1007) 사이에 있어서 서로 직렬로 접속되어 있다. 또한 제1, 제2의 콘덴서(1009,1010)간의 접속점이 송신 단자(1003)에 접속되어 있다.
특허문헌 1에서는, 상기 보상 회로(1008)에 의해, 송신 단자(1003)로부터 수신 단자로서의 제1의 평형 단자(1006)를 보았을 때의 아이솔레이션 및 송신 단자(1003)로부터 제2의 평형 단자(1007)를 보았을 때의 아이솔레이션이 개선된다고 되어 있다. 또한 2개의 경로의 아이솔레이션을 발룬(balun)으로 합성한 차동 아이솔레이션도 개선된다고 되어 있다.
일본국 공개특허공보 2011-160203호
특허문헌 1에서는 차동 모드 아이솔레이션을 개선할 수 있다고 기재되어 있다. 그러나 특허문헌 1에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션의 개선 효과는 충분하지 않고, 한층 더 차동 모드 아이솔레이션을 개선하는 것이 강력하게 요구되고 있다. 또한 특정 대역에 있어서, 삽입 손실의 열화를 억제하면서 차동 모드 아이솔레이션을 개선하는 것이 곤란하였다.
본 발명의 목적은, 삽입 손실의 열화를 억제하면서, 차동 모드 아이솔레이션을 한층 더 효과적으로 개선할 수 있는 필터 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 필터 장치는 싱글 단자와, 제1, 제2의 평형 단자를 가진다. 본 발명에 따른 필터 장치는 밸런스 필터와, 보상 회로를 포함한다. 밸런스 필터는 싱글 단자와 제1, 제2의 평형 단자 사이에 접속되어 있다. 보상 회로는, 싱글 단자와 제1의 평형 단자를 접속하고 있는 제1의 보상 회로부 및 싱글 단자와 제2의 평형 단자를 접속하고 있는 제2의 보상 회로부 중 적어도 한쪽을 가진다. 본 발명에 있어서는 상기 보상 회로가 공진 회로를 가진다. 이 공진 회로는, 밸런스 필터의 저지 대역 중, 특정 주파수 대역에 있어서 상기 보상 회로가 접속되어 있지 않은 경우에 비해 감쇠량을 크게 하도록 구성되어 있다. 상기 보상 회로가, 상기 공진 회로와, 상기 공진 회로에 접속되어 있는 리액턴스 회로를 가진다. 이에 따라, 제1의 신호 경로를 전파하는 신호와 제2의 신호 경로를 전파하는 신호의 진폭 및 위상을 용이하게 거의 동등하게 할 수 있다. 상기 리액턴스 회로가, 상기 싱글 단자와 상기 제1 또는 제2의 평형 단자를 접속하고 있는 선로에 있어서 서로 직렬로 접속된 제1, 제2의 정전 용량을 가지고, 상기 제1의 정전 용량과 제2의 정전 용량 사이의 접속점과, 그라운드 전위 사이에 상기 공진 회로가 접속되어 있다. 이에 따라, 제1, 제2의 정전 용량의 값을 작게 할 수 있다. 또한, 상기 리액턴스 회로는 제1, 제2의 정전 용량과 같은 정전 용량을 포함하고 있기 때문에, 정전 용량의 크기나 배선의 경로 설정 등에 의해, 진폭 및 위상을 용이하게 컨트롤할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 특정 국면의 필터 장치는 싱글 단자와, 제1, 제2의 평형 단자를 가진다. 상기 필터 장치는 밸런스 필터와, 보상 회로를 포함한다. 밸런스 필터는 싱글 단자와 제1, 제2의 평형 단자 사이에 접속되어 있다. 보상 회로는, 싱글 단자와 제1의 평형 단자를 접속하고 있는 제1의 보상 회로부 및 싱글 단자와 제2의 평형 단자를 접속하고 있는 제2의 보상 회로부 중 적어도 한쪽을 가진다. 본 발명에 있어서는 상기 보상 회로가 공진 회로를 가진다. 이 공진 회로는, 밸런스 필터의 저지 대역 중, 특정 주파수 대역에 있어서 상기 보상 회로가 접속되어 있지 않은 경우에 비해 감쇠량을 크게 하도록 구성되어 있다. 상기 보상 회로가, 상기 공진 회로와, 상기 공진 회로에 접속되어 있는 리액턴스 회로를 가진다. 또한, 상기 리액턴스 회로가, 상기 싱글 단자와 상기 제1 또는 제2의 평형 단자를 접속하고 있는 선로에 있어서 접속된 제3의 정전 용량을 가지고 있다. 또한 상기 제3의 정전 용량이 접속되는 상기 싱글 단자와 상기 제1 또는 제2의 평형 단자의 양 접속점과, 그라운드 전위 사이에 접속되는 상기 공진 회로가, 상기 제3의 정전 용량의 양 접속점의 한쪽에 일단이 접속되는 제4의 정전 용량과, 상기 제3의 정전 용량의 양 접속점의 다른 쪽에 일단이 접속되는 제5의 정전 용량과, 상기 제4 및 제5의 정전 용량의 타단에 접속되는 인덕턴스를 가지고 있다.
본 발명에 따른 필터 장치의 어느 특정 국면에서는, 상기 특정 주파수 대역의 일부에 있어서, 상기 싱글 단자로부터 상기 제1의 평형 단자에의 제1의 신호 경로를 전파하는 신호와, 상기 싱글 단자로부터 상기 제2의 평형 단자에의 제2의 신호 경로를 전파하는 신호의 진폭 및 위상이 동등해지도록 상기 공진 회로가 구성되어 있다.
삭제
본 발명에 따른 필터 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 공진 회로가 LC 공진 회로로 이루어진다. 이 경우에는, 보상 회로에 있어서의 진폭 특성의 주파수 특성을 용이하게 조정할 수 있다.
삭제
삭제
본 발명에 따른 필터 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 필터 장치는, 상기 제1 및 제2의 보상 회로부를 가지고, 상기 제1, 제2의 보상 회로부가 상기 리액턴스 회로 및 상기 공진 회로를 가진다.
본 발명에 따른 필터 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 싱글 단자가 송신 단자이며, 상기 제1, 제2의 평형 단자가 제1, 제2의 수신 단자이며, 안테나 단자와, 상기 안테나 단자와 상기 송신 단자 사이에 접속되어 있는 송신 필터를 더 포함하고, 상기 밸런스 필터가, 상기 안테나 단자와 상기 제1, 제2의 평형 단자로서의 제1, 제2의 수신 단자 사이에 접속된 밸런스형 수신 필터이며, 그것에 의해 듀플렉서가 구성되어 있다. 따라서, 송신 단자로부터 제1, 제2의 수신 단자에의 차동 모드 아이솔레이션을 효과적으로 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 필터 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 공진 회로의 공진 주파수가 상기 송신 필터의 통과 대역 내에 위치하고 있다. 이 경우에는, 송신 대역에 있어서의 커먼 모드 아이솔레이션의 열화를 억제하면서, 차동 모드 아이솔레이션을 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 필터 장치에서는, 보상 회로가, 밸런스 필터의 저지 대역 중 특정 주파수 대역에 있어서, 감쇠량을 크게 하는 공진 회로를 가지기 때문에, 삽입 손실의 열화를 억제하면서, 상기 특정 주파수 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션을 효과적으로 개선하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제1의 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다.
도 2는 제1의 실시형태의 필터 장치에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션 특성 및 비교예의 필터 장치의 차동 모드 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
도 3은 제1의 실시형태의 필터 장치에 있어서의 커먼 모드 아이솔레이션 특성 및 비교예의 필터 장치의 커먼 모드 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2의 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다.
도 5는 제2의 실시형태의 필터 장치에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션 특성 및 비교예의 필터 장치의 차동 모드 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은 제2의 실시형태의 필터 장치에 있어서의 커먼 모드 아이솔레이션 특성 및 비교예의 필터 장치의 커먼 모드 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3의 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다.
도 8은 제3의 실시형태의 필터 장치에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션 특성 및 비교예의 필터 장치의 차동 모드 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
도 9는 제3의 실시형태의 필터 장치에 있어서의 커먼 모드 아이솔레이션 특성 및 비교예의 필터 장치의 커먼 모드 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4의 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다.
도 11은 제4의 실시형태의 필터 장치 및 비교예의 필터 장치의 차동 모드 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
도 12는 제4의 실시형태의 필터 장치 및 비교예의 필터 장치의 커먼 모드 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
도 13은 제4의 실시형태의 변형예에 따른 필터 장치의 회로도이다.
도 14는 제4의 실시형태의 변형예에 따른 필터 장치 및 비교예의 필터 장치의 차동 모드 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
도 15는 제4의 실시형태의 변형예에 따른 필터 장치 및 비교예의 필터 장치의 커먼 모드 아이솔레이션 특성을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제5의 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다.
도 17은 송신 필터의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 18은 본 발명에서 사용되는 밸런스 필터로서의 수신 필터의 일례를 나타내는 약도적 평면도이다.
도 19는 종래의 듀플렉서의 회로도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 본 발명을 명확하게 한다.
(제1의 실시형태)
도 1은 본 발명의 제1의 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다.
필터 장치(1)는 안테나(2)에 접속되는 안테나 단자(3)를 가진다. 안테나 단자(3)와 송신 단자(4) 사이에 송신 필터(5)가 접속되어 있다. 안테나 단자(3)와 제1, 제2의 평형 단자(6,7) 사이에 밸런스 필터로서의 수신 필터(8)가 접속되어 있다.
본 실시형태의 필터 장치(1)는 휴대 전화기의 듀플렉서를 구성하고 있는 것이다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 송신 필터(5) 및 수신 필터(8)는 각각 탄성파 필터로 구성되어 있다.
수신 필터(8)는, 상기와 같이, 안테나 단자(3)와 제1, 제2의 평형 단자(6,7)에 접속되어 있는 평형-불평형 변환 기능을 가진다. 즉, 수신 필터(8)는 밸런스 필터이다.
본 실시형태에서는, 싱글 단자로서의 송신 단자(4)와, 제1, 제2의 평형 단자(6,7) 사이에 보상 회로(9)가 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 보상 회로(9)는 제1의 보상 회로부(11)와 제2의 보상 회로부(12)를 가진다. 제1의 보상 회로부(11)는 콘덴서(Ct1,Cr1,Ca1) 및 인덕턴스(La1)를 가진다. 콘덴서(Ct1)와 콘덴서(Cr1)는 송신 단자(4)와 제1의 평형 단자(6) 사이에서 서로 직렬로 접속되어 있다. 콘덴서(Ct1) 및 콘덴서(Cr1)가 리액턴스 회로를 구성하고 있다. 콘덴서(Ct1)가 송신 단자(4)측에, 콘덴서(Cr1)가 제1의 평형 단자(6)측에 배치되어 있다.
콘덴서(Ct1)와 콘덴서(Cr1) 사이의 접속점(10)과 그라운드 전위 사이에 콘덴서(Ca1) 및 인덕턴스(La1)가 서로 직렬로 접속되어 있다. 그것에 의해, 접속점(10)과 그라운드 전위 사이에 LC 공진 회로가 구성되어 있다.
마찬가지로, 제2의 보상 회로부(12)도 또한 송신 단자(4)와 제2의 평형 단자(7) 사이에 있어서 서로 직렬로 접속되어 있는 콘덴서(Ct2 및 Cr2)를 가진다. 콘덴서(Ct2) 및 콘덴서(Cr2)가 리액턴스 회로를 구성하고 있다. 콘덴서 Ct2와 Cr2 사이의 접속점(13)과 그라운드 전위 사이에 LC 공진 회로가 구성되어 있다. 즉, 콘덴서(Ca2) 및 인덕턴스(La2)로 이루어지는 LC 공진 회로가 구성되어 있다.
본 실시형태의 필터 장치(1)의 특징은, 상기 보상 회로(9)가 송신 단자(4)와 제1, 제2의 평형 단자(6,7) 사이에 접속되어 있는 것에 있고, 그것에 의해, 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션이 삽입 손실을 악화시키지 않고 대폭으로 개선할 수 있다. 이것을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
송신 필터(5)의 통과 대역 즉 송신 대역을 1920~1980MHz로 한다. 또한 수신 필터(8)의 수신 대역 즉 통과 대역을 2110~2170MHz로 한다.
콘덴서(Ct1,Cr1,Ca1) 및 인덕턴스(La1)의 값을 이하와 같이 설정하였다.
Ct1=0.25pF, Cr1=0.285pF, Ca1=6pF 및 La1=1.11nH
마찬가지로, 콘덴서(Ct2,Cr2,Ca2) 및 인덕턴스(La2)의 값을 이하와 같이 설정하였다.
Ct2=0.25pF, Cr2=0.25pF, Ca2=8.33pF 및 La2=0.8nH
상기 보상 회로(9)를 접속하고 있지 않은 것을 제외하고는, 상기 제1의 실시형태와 동일하게 하여 구성된 필터 장치를 비교예로서 준비하였다.
도 2의 실선은 상기 제1의 실시형태의 차동 모드 아이솔레이션(DMI: Differential Mode Isolation) 특성을 나타내고, 파선은 상기 비교예의 필터 장치의 차동 모드 아이솔레이션 특성을 나타낸다. 또한 도 3의 실선은, 상기 제1의 실시형태에 있어서의 커먼 모드 아이솔레이션(CMI: Common Mode Isolation) 특성을 나타내고, 파선은 비교예의 필터 장치에 있어서의 커먼 모드 아이솔레이션 특성을 나타낸다.
또한 차동 모드 아이솔레이션이란, 이하의 특성이다. 즉, 송신 단자(4)로부터 제1의 평형 단자(6)에 신호가 전파하는 경로를 제1의 신호 경로, 송신 단자(4)로부터 제2의 평형 단자(7)에 신호가 전파하는 경로를 제2의 신호 경로라고 했을 때, 송신 단자(4)로부터 본 제1의 평형 단자(6)에의 아이솔레이션과, 송신 단자(4)로부터 본 제2의 평형 단자(7)에의 아이솔레이션의 차분(差分)을 차동 모드 아이솔레이션이라 한다. 바꿔 말하면, 차동 모드 아이솔레이션이란, 제1의 평형 단자(6)와 제2의 평형 단자(7)를 밸런스 변환하여 하나의 가상 단자로 했을 경우에, 송신 단자로부터 본 수신 단자측에의 신호의 아이솔레이션 특성이다.
도 2 및 도 3으로부터 명백하듯이, 비교예에 비해, 본 실시형태에 의하면, 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션의 저하를 효과적으로 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션값인 Rx대 DMI, 송신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션값인 Tx대 DMI 및 송신 대역에 있어서의 커먼 모드 아이솔레이션값 즉 Tx대 CMI를 하기의 표 1에 나타낸다. 또한 예를 들면 Rx대 DMI의 값이란, Rx대에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션의 가장 나쁜 값을 의미한다. 여기서, DMI 및 CMI의 수치가 0에 가까우면 특성이 나쁜 것을 의미하고, 보다 마이너스이면 특성이 좋은 것을 의미한다.
Figure 112015028179692-pct00001
도 2 및 도 3으로부터 명백하듯이, 비교예에 비해 본 실시형태에 의하면, 차동 모드 아이솔레이션 및 커먼 모드 아이솔레이션의 쌍방을 대폭으로 개선할 수 있는 것을 알 수 있다.
표 1로부터 명백하듯이, 송신 대역에 있어서의 삽입 손실을 악화시키지 않고, 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션을 효과적으로 개선하는 것이 가능하게 되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 상기와 같이, 차동 모드 아이솔레이션, 특히 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션을 효과적으로 개선할 수 있는 것은, 수신 대역에 있어서 제1의 신호 경로를 전파하는 신호와 제2의 신호 경로를 전파하는 신호의 진폭 및 위상이 거의 동등하게 되어 있는 것에 의한다.
본 실시형태에서는, 이 제1의 신호 경로를 전파하는 신호와 제2의 신호 경로를 전파하는 신호의 진폭 및 위상은 동등해지도록 상기 보상 회로(9)에 있어서의 공진 회로가 구성되어 있다. 즉, 콘덴서(Ca1) 및 인덕턴스(La1)로 이루어지는 LC 직렬 공진 회로 및 콘덴서(Ca2) 및 인덕턴스(La2)로 이루어지는 직렬 공진 회로는, 상기 진폭 및 위상의 관계를 만족하도록 구성되어 있다. 따라서, 수신 대역에 있어서, 보상 회로(9)가 접속되어 있지 않은 비교예에 비해 감쇠량을 크게 할 수 있고, 그것에 의해, 차동 모드 아이솔레이션을 대폭으로 개선하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한 본 실시형태에서는, 상기 보상 회로(9)는 콘덴서(Ct1,Cr1)를 포함하는 리액턴스 회로, 및 콘덴서(Ct2 및 Cr2)를 포함하는 리액턴스 회로를 가지고 있다. 즉, 리액턴스 회로가 상기 공진 회로에 접속되어 있다. 따라서, 상기 리액턴스 회로에 있어서의 콘덴서(Ct1,Cr1) 혹은 콘덴서(Ct2,Cr2)의 정전 용량을 조정함으로써, 상기 수신 대역에 있어서의 진폭을 용이하게 조정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 정전 용량을 부가함으로써, 혹은 정전 용량의 값을 크게 함으로써 진폭을 낮추도록 용이하게 조정할 수 있다. 그것에 의해, 차동 모드 아이솔레이션을 한층 더 효과적으로 개선하는 것이 가능해진다.
또한 본 실시형태에서는, 상기 공진 회로는 LC 직렬 공진 회로에 의해 구성되어 있는데, 다른 다양한 공진 회로를 사용하여 제1 또는 제2의 보상 회로부를 구성해도 된다. 그와 더불어, 상기 콘덴서를 포함하는 리액턴스 회로는 반드시 마련되지 않아도 된다. 즉, 제1의 보상 회로부(11) 및 제2의 보상 회로부(12)에 있어서, 각각 상기 공진 회로만이 구성되어 있어도 된다. 그 경우에 있어서도, 공진 회로가 상기와 같이 구성되어 있음으로써, 수신 대역에 있어서의 아이솔레이션 특성을 효과적으로 개선할 수 있다. 게다가 송신 대역에 있어서의 삽입 손실의 열화도 생기기 어렵다.
(제2의 실시형태)
도 4는 본 발명의 제2의 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다. 제2의 실시형태의 필터 장치(21)는, 보상 회로(9A)의 구성을 제외하고는, 제1의 실시형태의 필터 장치(1)와 동일하다. 따라서, 동일 부분에 대해서는, 동일한 참조 번호를 부여함으로써, 제1의 실시형태의 설명을 원용하는 것으로 한다.
보상 회로(9A)는 송신 단자(4)와 제1, 제2의 평형 단자(6,7) 사이에 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 송신 단자(4)에 콘덴서(Ct)의 일단이 접속되어 있다. 콘덴서(Ct)의 타단의 접속점(22)과 제1의 평형 단자(6) 사이에 콘덴서(Cr1)가 접속되어 있다. 접속점(22)과 제2의 평형 단자(7) 사이에 콘덴서(Cr2)가 접속되어 있다. 그리고, 접속점(22)과 그라운드 전위 사이에, 콘덴서(Ca) 및 인덕턴스(La)로 이루어지는 직렬 LC 공진 회로가 구성되어 있다. 이 LC 공진 회로는, 수신 대역의 적어도 일부에 있어서, 제1의 신호 경로를 전파하는 신호와, 제2의 신호 경로를 전파하는 신호의 위상 및 진폭이 동등해지도록 구성되어 있다.
보상 회로(9A)에서는, 상기와 같이, 콘덴서(Ct)가 공통화되고, 콘덴서(Ct) 및 LC 공진 회로가 제1의 보상 회로부와 제2의 보상 회로부에 있어서 공통화되어 있다. 즉, 제1의 보상 회로부는 콘덴서(Ct)와, 콘덴서(Cr1)와, 상기 LC 공진 회로를 가지고, 제2의 보상 회로부는 콘덴서(Ct)와 콘덴서(Cr2)와 상기 LC 공진 회로를 가지게 된다.
도 5 및 도 6은, 본 실시형태 및 비교예의 필터 장치에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션 및 커먼 모드 아이솔레이션 특성을 나타내는 각 도면이다. 실선이 제2의 실시형태의 결과를 나타내고, 파선이 비교예의 결과를 나타낸다.
또한 콘덴서 및 인덕턴스의 값은 이하와 같이 하였다.
Ct=0.50pF, Cr1=0.57pF, Cr2=0.50pF, La=1.11nH, Ca=6.0pF
도 5 및 도 6으로부터 명백하듯이, 본 실시형태에 있어서도, 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션을 효과적으로 개선하는 것이 가능하게 되어 있다. 하기의 표 2에 도 5 및 도 6의 결과를 정리한다.
Figure 112015028179692-pct00002
표 2로부터 명백하듯이, 본 실시형태에 있어서도, 송신 대역에 있어서의 삽입 손실을 그다지 열화시키지 않고, 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션을 대폭으로 개선하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한 송신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션도 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
본 실시형태와 같이, 제1의 보상 회로 및 제2의 보상 회로의 일부가 공통화되어 있어도 된다.
(제3의 실시형태)
도 7은 제3의 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다. 제3의 실시형태의 필터 장치(31)는, 보상 회로(9A)를 대신하여, 보상 회로(9B)가 구성되어 있는 것을 제외하고는 제2의 실시형태와 동일하다. 보상 회로(9B)는 송신 단자(4)와 제1의 평형 단자(6) 사이에 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 보상 회로(9B)는 콘덴서(Ct1,Cr1,Ca1) 및 인덕턴스(La1)를 가진다. 콘덴서(Ct1) 및 콘덴서(Cr1)는 송신 단자(4)와 제1의 평형 단자(6) 사이에 있어서 직렬로 접속되어 있다. 콘덴서(Ct1) 및 콘덴서(Cr1)는 리액턴스 회로를 구성하고 있다. 또한 콘덴서(Ct1)와 콘덴서(Cr1) 사이의 접속점(32)과 그라운드 전위 사이에, 콘덴서(Ca1) 및 인덕턴스(La1)가 서로 직렬로 접속되어 있고, 그것에 의해 LC 공진 회로가 구성되어 있다. 따라서, 보상 회로(9B)는 제1의 실시형태에 있어서의 제1의 보상 회로부(11)와 동일하게 구성되어 있다. 한편, 본 실시형태에서는 송신 단자(4)와 제2의 평형 단자(7) 사이에 보상 회로부는 접속되어 있지 않다.
이와 같이, 본 발명에 있어서의 보상 회로는, 송신 단자(4)와 한쪽의 평형 단자 사이에 접속되어 있는 보상 회로부만을 가지고 있어도 된다. 본 실시형태에 있어서도, LC 공진 회로의 공진 주파수가 송신 필터의 통과 대역 내에 위치하고 있으면서, 수신 대역 내의 일부의 주파수에 있어서 제1의 신호 경로를 전파하는 신호와 제2의 신호 경로를 전파하는 신호의 위상 및 진폭이 같아지도록 구성되어 있다.
도 8 및 도 9는 본 실시형태의 필터 장치 및 비교예의 필터 장치의 차동 모드 아이솔레이션 및 커먼 모드 아이솔레이션을 나타낸다. 실선이 제3의 실시형태의 결과를, 파선이 비교예의 결과를 나타낸다.
또한 상기 비교예는, 보상 회로(9B)가 접속되어 있지 않은 것을 제외하고는 제3의 실시형태와 동일하게 구성되어 있다.
도 8 및 도 9로부터 명백하듯이, 본 실시형태에 있어서도, 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션을 효과적으로 개선할 수 있다. 하기의 표 3에 Rx대 DMI, Tx대 DMI 및 Tx대 CMI의 값을 나타낸다.
Figure 112015028179692-pct00003
표 3으로부터 명백하듯이, 비교예에 비해 실시예에 의하면, Tx대에 있어서의 삽입 손실을 그다지 악화시키지 않고, Rx대 즉 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션을 대폭으로 개선할 수 있는 것을 알 수 있다.
(제4의 실시형태)
도 10은 본 발명의 제4의 실시형태에 따른 필터 장치(41)의 회로도이다.
필터 장치(41)는, 보상 회로(9A)를 대신하여, 보상 회로(9C)가 접속되어 있는 것을 제외하고는 제2의 실시형태의 필터 장치(1)와 동일하다. 보상 회로(9C)는 송신 단자(4)와 제1, 제2의 평형 단자(6,7) 사이에 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 송신 단자(4)와 제1의 평형 단자(6) 사이에 콘덴서(C1)가 접속되어 있다. 콘덴서(C1)와 병렬로 콘덴서(C2,C3)가 접속되어 있다. 콘덴서(C2 및 C3)는 서로 직렬로 접속되어 있다. 콘덴서(C2,C3)간의 접속점(42)과 그라운드 전위 사이에 인덕턴스(L1)가 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 콘덴서(C2,C3) 및 인덕턴스(L1)에 의해 LC 공진 회로가 구성되어 있고, 콘덴서(C1)에 의해 리액턴스 회로가 구성되어 있다. 이 콘덴서(C1), 콘덴서(C2,C3) 및 인덕턴스(L1)에 의해 제1의 보상 회로부(11A)가 구성되어 있다.
마찬가지로, 송신 단자(4)와 제2의 평형 단자(7) 사이에 제2의 보상 회로부(12A)가 구성되어 있다. 제2의 보상 회로부(12A)는 제1의 보상 회로부(11A)와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 제2의 보상 회로부(12A)는 콘덴서(C5)를 가지는 리액턴스 회로를 가진다. 또한 콘덴서(C6,C7)와 인덕턴스(L2)를 가지는 LC 공진 회로를 가진다.
C1=0.001pF, C2=0.231pF, C3=0.231pF 및 L1=1.11nH
마찬가지로, 콘덴서(C5,C6,C7) 및 인덕턴스(L2)의 값을 이하와 같이 설정하였다.
C5=0.001pF, C6=0.231pF, C7=0.231pF 및 L2=1.11nH
도 11 및 도 12는 본 실시형태의 필터 장치 및 비교예의 필터 장치의 차동 모드 아이솔레이션 및 커먼 모드 아이솔레이션을 나타낸다. 실선이 제4의 실시형태의 결과를, 파선이 비교예의 결과를 나타낸다.
또한 상기 비교예는, 보상 회로(9C)가 접속되어 있지 않은 것을 제외하고는 제4의 실시형태와 동일하게 구성되어 있다.
본 실시형태에 있어서도, 공진 회로가, 수신 대역의 적어도 일부의 주파수에 있어서 제1의 신호 경로를 전파하는 신호와 제2의 신호 경로를 전파하는 신호의 위상 및 진폭이 동일해지도록 구성되어 있다. 또한 상기 공진 회로의 공진 주파수가 송신 대역 내에 위치하도록 구성되어 있다. 도 10에 나타내는 제4의 실시형태에서는 보상 회로부(11A)와 보상 회로부(12A)에 각각 인덕턴스가 마련되어 있다. 따라서, 보상 회로부(11A)와 보상 회로부(12A)의 특성을 독립적으로 설계할 수 있다. 그러므로, 설계의 자유도를 높일 수 있다.
여기서, 도 1에 나타내는 Y형 회로의 구성에서는, 정전 용량값이 0.25pF인 2개의 정전 용량(Ct1,Ct2)에 의해 차동 모드 아이솔레이션을 개선하고 있었다. 이에 대하여, 도 10에 나타내는 Δ형 회로의 구성에서는 정전 용량값이 0.001pF와 같거나 미만인 2개의 정전 용량(C1,C5)에 의해, 제1의 실시형태와 동일한 효과를 실현할 수 있다. 따라서, 보상 회로를 용이하게 소형화할 수 있다.
하기의 표 4에 Rx대 DMI, Tx대 DMI 및 Tx대 CMI의 값을 나타낸다.
Figure 112015028179692-pct00004
표 4로부터 명백하듯이, 비교예에 비해 제4의 실시형태에 의하면, Tx대에 있어서의 삽입 손실을 그다지 악화시키지 않고, Rx대 즉 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션을 대폭으로 개선할 수 있는 것을 알 수 있다.
(제4의 실시형태의 변형예)
도 13에 나타내는 회로도는 제4의 실시형태의 변형예이다. 제4의 실시형태의 변형예는, 도 10 중의 인덕턴스(L1)와 인덕턴스(L2)를 공통의 인덕턴스(La)로 치환한 구성을 제외하고, 제4의 실시형태와 동일하다. 또한 La=0.555nH로 하였다.
본 변형예에서는, 보상 회로의 인덕턴스를 공용으로 했기 때문에, 인덕턴스의 수량을 2개에서 하나로 줄일 수 있다. 구체적으로는, 제4의 실시형태에서는 인덕턴스값이 1.11nH인 2개의 인덕턴스(L1,L2)를 가지는 보상 회로에 의해 차동 모드 아이솔레이션의 개선이 실현되어 있었다. 이에 대하여, 본 변형예에서는 0.555nH인 하나의 인덕턴스(La)를 가지는 보상 회로에 의해 동일한 개선을 실현할 수 있다.
또한 본 변형예의 필터 장치의 차동 모드 아이솔레이션 및 커먼 모드 아이솔레이션을 도 14 및 도 15에 실선으로 나타낸다. 또한 도 14 및 도 15의 파선은 도 11 및 도 12에 나타낸 비교예의 특성을 나타낸다. 도 14 및 도 15로부터 명백하듯이, 본 변형예의 결과는 도 11 및 도 12에 실선으로 나타낸 제4의 실시형태의 결과와 거의 동등하였다.
본 변형예의 보상 회로에서는, 제4의 실시형태보다 보상 회로에 포함되는 인덕턴스의 수량이 작으면서, 인덕턴스값이 작다. 따라서, 소형화가 더욱 용이하다.
하기의 표 5에 Rx대 DMI, Tx대 DMI 및 Tx대 CMI의 값을 나타낸다.
Figure 112015028179692-pct00005
표 5로부터 명백하듯이, 비교예에 비해 본 변형예에 의하면, Tx대에 있어서의 삽입 손실을 그다지 악화시키지 않고, Rx대 즉 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션을 대폭으로 개선할 수 있는 것을 알 수 있다.
따라서, 변형예에 있어서도, 제1~제3의 실시형태와 마찬가지로, 송신 대역에 있어서의 삽입 손실을 그다지 악화시키지 않고, 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션을 대폭으로 개선하는 것이 가능해진다. 상기 제1~제4의 실시형태에서는 송신 단자로부터 수신 단자측에의 아이솔레이션을 대폭으로 개선할 수 있다. 최근, 이동체 통신 기기에서는, 송신 출력의 증대에 수반하여, 상기 차동 모드 아이솔레이션, 특히 수신 대역에 있어서의 차동 모드 아이솔레이션의 개선이 강력하게 요구되고 있다. 제1~제4의 실시형태에 의하면, 이와 같은 요구를 용이하게 만족하는 것이 가능해진다.
(제5의 실시형태)
도 16은 본 발명의 제5의 실시형태에 따른 필터 장치의 회로도이다. 필터 장치(51)는 밸런스 필터(52)를 가진다. 밸런스 필터(52)는 싱글 단자로서의 입력 단자(53)와, 출력 단자로서의 제1, 제2의 평형 단자(54,55)를 가진다. 여기서는, 입력 단자(53)와 제1의 평형 단자(54) 사이에 제1의 보상 회로부(11B)가 접속되어 있다. 제1의 보상 회로부(11B)는 서로 직렬로 접속된 콘덴서(C11,C12)를 가진다. 콘덴서(C11)가 입력 단자(53)측에 접속되어 있다. 콘덴서(C11)와 콘덴서(C12)의 접속점(56)과 그라운드 전위 사이에 콘덴서(C13) 및 인덕턴스(L11)가 접속되어 있다. 콘덴서(C13)와 인덕턴스(L11)가 직렬로 접속되어, LC 공진 회로가 구성되어 있다.
입력 단자(53)와 제2의 평형 단자(55) 사이에도 제2의 보상 회로부(12B)가 접속되어 있다. 제2의 보상 회로부(12B)는 제1의 보상 회로부(11B)와 거의 동일하게 구성되어 있다. 즉, 콘덴서(C14)와 콘덴서(C15)가 서로 직렬로 접속되어 있고, 그것에 의해 리액턴스 회로가 구성되어 있다. 콘덴서(C14)와 콘덴서(C15) 사이의 접속점(57)과 그라운드 전위 사이에, 콘덴서(C16)와 인덕턴스(L12)가 접속되어 있다. 콘덴서(C16) 및 인덕턴스(L12)에 의해 LC 공진 회로가 구성되어 있다.
본 실시형태에 있어서도, LC 공진 회로는, 제1의 신호 경로를 전파하는 신호와 제2의 신호 경로를 전파하는 신호가, 통과 대역 외의 저지 대역 중 특정 주파수 대역에 있어서, 회로가 접속되어 있지 않은 경우에 비해 감쇠량을 크게 하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 입력 단자(53)로부터 제1의 평형 단자(54)를 향한 제1의 신호 경로를 전파하는 신호와, 입력 단자(53)로부터 밸런스 필터를 통과하여 제2의 평형 단자(55)를 향한 제2의 신호 경로를 전파하는 신호의 위상 및 진폭이 상기 특정 주파수 대역 내의 적어도 일부의 주파수에 있어서 진폭 및 위상이 동등해지도록 구성되어 있다.
따라서, 제1~제4의 실시형태와 마찬가지로, 차동 모드 아이솔레이션을 대폭으로 개선하는 것이 가능해진다.
제5의 실시형태로부터 명백하듯이, 본 발명에 있어서의 필터 장치는, 듀플렉서에 한정되지 않고 밸런스 필터만을 가지는 것이어도 된다.
(송신 필터 및 수신 필터의 회로예)
제1~제4의 실시형태에서는, 송신 필터(5) 및 수신 필터(8)를 블록으로 나타냈는데, 송신 필터(5) 및 수신 필터(8)는 탄성파 공진자 등의 공진자를 이용한 다양한 회로에 의해 실현할 수 있다. 도 17은 이와 같은 송신 필터를 구성하는 회로의 일례를 나타내는 회로도이다. 도 17에 나타내는 송신 필터에서는, 복수의 직렬암 공진자(S1~S3) 및 병렬암 공진자(P1~P3), 인덕턴스(L21~L23)를 가지는 래더형 회로가 구성되어 있다. 이러한 래더형 회로를 가지는 필터에 의해 송신 필터를 구성할 수 있다. 실제로는, 상기 복수의 직렬암 공진자(S1~S3) 및 병렬암 공진자(P1~P3)는, 일점 쇄선으로 나타내는 압전 기판(61)상에 전극 구조를 형성함으로써 구성할 수 있다.
도 18은 수신 필터를 구성하는 밸런스 필터의 일례를 나타내는 모식적 평면도이다. 도 18에 나타내는 밸런스 필터(71)에서는, 압전 기판(72)상에 제1~제3의 IDT(73~75)가 탄성 표면파 전파방향을 따라 배치되어 있다. IDT(73~75)가 마련되어 있는 영역의 탄성파 전파방향 양측에 반사기(76,77)가 배치되어 있다. 따라서, 3IDT형의 종결합 공진자형의 평형-불평형 변환 기능을 가지는 밸런스 필터가 구성되어 있다.
또한 도 17 및 도 18은 상기 송신 필터(5) 및 수신 필터(8)를 구성하는 탄성파 필터의 일례를 나타내는 것에 불과하다. 즉, 송신 필터(5)는 다양한 다른 회로 구성의 탄성파 필터, 혹은 탄성파 필터 이외의 필터 장치에 의해 구성할 수 있다. 마찬가지로, 수신 필터(8)에 대해서도 다양한 회로 구성의 탄성파 필터나 탄성파 필터 이외의 다양한 밸런스 필터에 의해 구성할 수 있다.
1: 필터 장치 2: 안테나
3: 안테나 단자 4: 송신 단자
5: 송신 필터 6, 7: 제1, 제2의 평형 단자
8: 수신 필터 9, 9A, 9B, 9C: 보상 회로
11, 11A, 11B: 제1의 보상 회로부 12, 12A, 12B: 제2의 보상 회로부
10, 13: 접속점 21: 필터 장치
22: 접속점 31: 필터 장치
32: 접속점 41: 필터 장치
42: 접속점 51: 필터 장치
52: 밸런스 필터 53: 입력 단자
54, 55: 제1, 제2의 평형 단자 56, 57: 접속점
61: 압전 기판 71: 밸런스 필터
72: 압전 기판 73~75: IDT
76, 77: 반사기

Claims (10)

  1. 싱글 단자와, 제1, 제2의 평형 단자를 가지는 필터 장치로서,
    상기 싱글 단자와 상기 제1, 제2의 평형 단자 사이에 접속되어 있는 밸런스 필터와,
    상기 싱글 단자와 상기 제1의 평형 단자를 접속하고 있는 제1의 보상 회로부 및 상기 싱글 단자와 상기 제2의 평형 단자를 접속하고 있는 제2의 보상 회로부 중 적어도 한쪽을 가지는 보상 회로를 포함하고,
    상기 보상 회로가, 상기 밸런스 필터의 저지 대역 중 특정 주파수 대역에 있어서 상기 보상 회로가 접속되어 있지 않은 경우에 비해 감쇠량을 크게 하는 공진 회로를 가지며,
    상기 보상 회로가 상기 공진 회로와, 상기 공진 회로에 접속되어 있는 리액턴스 회로를 가지고,
    상기 리액턴스 회로가, 상기 싱글 단자와 상기 제1 또는 제2의 평형 단자를 접속하고 있는 선로에 있어서 서로 직렬로 접속된 제1, 제2의 정전 용량을 가지고, 상기 제1의 정전 용량과 제2의 정전 용량 사이의 접속점과, 그라운드 전위 사이에 상기 공진 회로가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  2. 싱글 단자와, 제1, 제2의 평형 단자를 가지는 필터 장치로서,
    상기 싱글 단자와 상기 제1, 제2의 평형 단자 사이에 접속되어 있는 밸런스 필터와,
    상기 싱글 단자와 상기 제1의 평형 단자를 접속하고 있는 제1의 보상 회로부 및 상기 싱글 단자와 상기 제2의 평형 단자를 접속하고 있는 제2의 보상 회로부 중 적어도 한쪽을 가지는 보상 회로를 포함하고,
    상기 보상 회로가, 상기 밸런스 필터의 저지 대역 중 특정 주파수 대역에 있어서 상기 보상 회로가 접속되어 있지 않은 경우에 비해 감쇠량을 크게 하는 공진 회로를 가지며,
    상기 보상 회로가 상기 공진 회로와, 상기 공진 회로에 접속되어 있는 리액턴스 회로를 가지고,
    상기 리액턴스 회로가, 상기 싱글 단자와 상기 제1 또는 제2의 평형 단자를 접속하고 있는 선로에 있어서 접속된 제3의 정전 용량을 가지고,
    상기 제3의 정전 용량이 접속되는 상기 싱글 단자와 상기 제1 또는 제2의 평형 단자의 양 접속점과, 그라운드 전위 사이에 접속되는 상기 공진 회로가, 상기 제3의 정전 용량의 양 접속점의 한쪽에 일단이 접속되는 제4의 정전 용량과, 상기 제3의 정전 용량의 양 접속점의 다른 쪽에 일단이 접속되는 제5의 정전 용량과, 상기 제4 및 제5의 정전 용량의 타단에 접속되는 인덕턴스를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 특정 주파수 대역의 일부에 있어서, 상기 싱글 단자로부터 상기 제1의 평형 단자에의 제1의 신호 경로를 전파하는 신호와, 상기 싱글 단자로부터 상기 제2의 평형 단자에의 제2의 신호 경로를 전파하는 신호의 진폭 및 위상이 동등해지도록 상기 공진 회로가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 공진 회로가 LC 공진 회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 보상 회로부를 가지고, 상기 제1, 제2의 보상 회로부가 상기 리액턴스 회로 및 상기 공진 회로를 가지는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 싱글 단자가 송신 단자이고, 상기 제1, 제2의 평형 단자가 제1, 제2의 수신 단자이며,
    안테나 단자와,
    상기 안테나 단자와 상기 송신 단자 사이에 접속되어 있는 송신 필터를 더 포함하고,
    상기 밸런스 필터가, 상기 안테나 단자와 상기 제1, 제2의 평형 단자로서의 제1, 제2의 수신 단자 사이에 접속된 밸런스형 수신 필터이며, 그것에 의해 듀플렉서가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공진 회로의 공진 주파수가, 상기 송신 필터의 통과 대역 내에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
KR1020157007314A 2012-09-24 2013-06-26 필터 장치 KR101680325B1 (ko)

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