KR102080428B1 - 주파수 가변 lc 필터, 고주파 프론트 엔드 모듈 및 통신 장치 - Google Patents

주파수 가변 lc 필터, 고주파 프론트 엔드 모듈 및 통신 장치 Download PDF

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Abstract

급준한 감쇠 특성이며, 또한 기판을 대형화하는 일이 없는 주파수 가변 LC 필터, 및 그것을 사용한 고주파 프론트 엔드 모듈을 제공한다. 제1 가변 캐패시터(422) 및 제2 가변 캐패시터(432)는, 주면에 있어서, 제1 인덕터(412)와 제3 인덕터(431) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도가, 제2 인덕터(421)와 제1 인덕터(412) 및 제3 인덕터(431) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 커지도록 배치된다.

Description

주파수 가변 LC 필터, 고주파 프론트 엔드 모듈 및 통신 장치
본 발명은, 인덕터와 가변 캐패시터의 공진 회로를 구비하는 주파수 가변 LC 필터, 고주파 프론트 엔드 모듈 및 통신 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 인덕터와 가변 캐패시터를 사용한 주파수 가변 LC 필터가 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 주파수 가변 LC 필터는, 제1 LC 병렬 회로, 제2 LC 병렬 회로, 제3 직렬 회로, 제4 직렬 회로를 구비한다. 제1 LC 병렬 회로와 제2 LC 병렬 회로는 모두, 인덕터와 가변 캐패시터의 병렬 회로를 구비한다. 제1 LC 병렬 회로와 제2 LC 병렬 회로는, 한쪽 단부가 결합용 인덕터로 접속되고, 다른 쪽 단부가 각각 접지 전위에 접속되어 있다.
제3 직렬 회로는, 가변 캐패시터를 구비하고 있고, 한쪽 단부가 제1 LC 병렬 회로와 접속되고, 다른 쪽 단부가 제1 접속 단자와 접속되어 있다. 제4 직렬 회로는, 가변 캐패시터를 구비하고 있고, 한쪽 단부가 제2 LC 병렬 회로와 접속되고, 다른 쪽 단부가 제2 접속 단자와 접속되어 있다.
제1 LC 병렬 회로의 한쪽 단부(결합용 인덕터가 접속되는 측의 단부)는, 제3 가변 캐패시터를 통해 제1 접속 단자에 접속되어 있다. 제2 LC 병렬 회로의 한쪽 단부(결합용 인덕터가 접속되는 측의 단부)는, 제4 가변 캐패시터를 통해 제2 접속 단자에 접속되어 있다. 제1 접속 단자와 제2 접속 단자는, 고정 캐패시터를 통해 접속되어 있다.
이 구성에 있어서, 제1, 제2 LC 병렬 회로의 가변 캐패시터, 제3, 제4 가변 캐패시터의 캐패시턴스를 변화시킴으로써, 통과 특성이 변경된다.
이러한 주파수 가변 LC 필터는, 예를 들어 TV 화이트 스페이스를 이용한 무선 통신에 이용된다. TV 화이트 스페이스라 함은, 텔레비전 방송에 할당된 UHF대 중, 미사용 주파수 대역이다(특허문헌 2를 참조). 근년, 이 TV 화이트 스페이스를 사용하여 무선 통신하는 것이 제안되어 있다.
TV 화이트 스페이스(미사용 주파수 대역)는, 지역에 따라 상이하다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 주파수 가변 LC 필터의 통과 대역을 변경하면, 지역에 따른 TV 화이트 스페이스의 신호를 통과시키고, 또한 그 밖의 불필요 신호를 감쇠시킬 수 있다. TV 화이트 스페이스의 사양에 따르면, 1채널의 대역 폭은, 예를 들어 6㎒로 되어 있다.
국제 공개 제2005/088832호 팸플릿 일본 특허 공개 제2013-90165호 공보
특허문헌 1에 기재된 주파수 가변 LC 필터를 사용하여, 예를 들어 지역에 따라서 사용 채널이 바뀔 수 있는 TV 화이트 스페이스의 신호를 통과시킬 경우, TV 화이트 스페이스의 1 채널의 대역 폭은 6㎒ 정도로 상당히 좁고, 또한 각 채널간의 주파수의 폭도 좁기 때문에, 당해 주파수 가변 LC 필터는, 급준한 감쇠 특성을 필요로 한다.
그러나 특허문헌 1에 기재된 주파수 가변 LC 필터에서는, 복수의 인덕터 사이에서 자계 결합이 발생하는 경우가 있다. 주파수 가변 LC 필터의 감쇠 특성은, 이 자계 결합의 발생에 의해, 영향을 받는 경우가 있다. 그 결과, 주파수 가변 LC 필터의 감쇠 특성은, 급준해지지 않는 경우가 있다. 그러면, 특허문헌 1에 기재된 주파수 가변 LC 필터를, TV 화이트 스페이스와 같은, 1 채널의 대역 폭이 좁고, 또한 각 채널간의 주파수의 폭도 좁은 무선 통신 시스템에서 적용하면, 불필요한 신호를 통과시켜 버린다.
한편, 불필요한 자계 결합을 저해하기 위해, 복수의 인덕터를 서로 이격하여 기판 상에 배치하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 그러한 배치는, 기판 전체를 대형화시켜 버린다.
따라서, 본 발명의 목적은, 급준한 감쇠 특성이고, 또한 기판을 대형화하는 일이 없는 주파수 가변 LC 필터 및 그것을 사용한 고주파 프론트 엔드 모듈을 제공하는 데 있다.
본 발명의 주파수 가변 LC 필터는, 입력 단자와, 출력 단자와, 제1 직렬 암 LC 필터 회로와, 제1, 제2 병렬 암 LC 필터 회로가 기판의 주면에 실장된 것이다.
제1 직렬 암 LC 필터 회로는, 제1 인덕터를 갖고, 입력 단자와 출력 단자 사이에 접속된다. 제1 병렬 암 LC 필터 회로는, 제2 인덕터 및 제1 가변 캐패시터를 갖고, 입력 단자 및 제1 직렬 암 LC 필터 회로의 접속점과, 접지 전위 사이에 접속된다. 제2 병렬 암 LC 필터 회로는, 제3 인덕터 및 제2 가변 캐패시터를 갖고, 출력 단자 및 제1 직렬 암 LC 필터 회로의 접속점과, 접지 전위 사이에 접속된다. 제2 병렬 암 LC 필터 회로는, 제1 인덕터와 직접적으로 접속되어 있다.
본 발명의 주파수 가변 LC 필터에서는, 제1 가변 캐패시터 및 제2 가변 캐패시터는, 주면에 있어서, 제1 인덕터와 제3 인덕터 사이에 발생하는 자계 결합의 강도가, 제2 인덕터와 제1, 제3 인덕터 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 커지도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
바꾸어 말하면, 제1 및 제2 가변 캐패시터는, 제1 인덕터와 제3 인덕터 사이에 발생하는 자계 결합을 저해하지 않고, 또한 제2 인덕터와 제1, 제3 인덕터 사이에 발생하는 자계 결합을 저해하도록 배치된다. 이와 같이, 본 발명에서는, 자계 결합시켜야 할 제1, 제3 인덕터와, 자계 결합시키지 않는 제2 인덕터를 설정한다. 그러면, 예를 들어 통과 대역의 고역측의 감쇠극의 주파수는, 통과 대역측에 근접한다. 또한, 그 감쇠극의 주파수로부터 통과 대역의 중심 주파수까지의 감쇠량은 커진다. 즉, 본 발명의 주파수 가변 LC 필터의 감쇠 특성은, 제1 및 제2 가변 캐패시터를 상술한 바와 같이 배치하지 않는 양태와 비교하여 보다 급준해진다.
또한, 이 제1 및 제2 가변 캐패시터의 배치를 사용함으로써, 불필요한 자계 결합을 발생하기 어렵게 하기 위해, 기판 사이즈를 크게 하여 제2 인덕터와 제1, 제3 인덕터를 이격시킬 필요가 없다. 즉, 본 발명에 있어서의 제1 및 제2 가변 캐패시터의 배치는, 기판 사이즈를 대형화하는 일이 없다. 또한, 주파수 가변 LC 필터로서 필수적인 구성인 가변 캐패시터의 배치를 조정할 뿐이므로, 제2 인덕터와 제1, 제3 인덕터 사이에, 다른 회로 소자를 별도로 설치할 필요도 없다.
상술한 특징적인 배치는, 예를 들어 다음과 같이 실현된다. 제1 가변 캐패시터 및 제2 가변 캐패시터는, 주면에 있어서, 제1 인덕터와, 제3 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역 이외의 영역에 배치된다. 제1 가변 캐패시터 및 제2 가변 캐패시터 중 적어도 한쪽의 가변 캐패시터의 일부는, 주면에 있어서, 제2 인덕터와 제1, 제3 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역에 배치된다. 구체적으로는, 외연의 일부는, 제1, 제3 인덕터의 단부면 또는 측면으로 구성된다.
또한, 제2 인덕터와 제1, 제3 인덕터는, 주면에 있어서, 서로 권취 축 방향이 상이하도록 배치되어 있는 권선 인덕터여도 된다. 이에 의해, 제2 인덕터와 제1, 제3 인덕터는 더욱 자계 결합되기 어려워진다.
또한, 본 발명의 주파수 가변 LC 필터는, 다음의 구성이어도 된다. 주파수 가변 LC 필터는, 출력 단자와 제1 직렬 암 LC 필터 회로 사이에 접속된 제2 직렬 암 LC 필터 회로를 더 구비한다. 제2 직렬 암 LC 필터 회로는, 출력 단자와 제1 직렬 암 LC 필터 회로 사이에 접속되고, 서로 병렬 접속된 제6 인덕터 및 고정 캐패시터를 갖는다. 제2 가변 캐패시터의 일부는, 주면에 있어서, 제2 인덕터와 제6 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역 및 제3 인덕터와 제6 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역에 배치되어 있다.
이 구성에서는, 불필요한 자계 결합에 의한 통과 대역 외의 감쇠량의 저하가 억제된다.
본 발명은, 주파수 가변 LC 필터에 한정되지 않고, 주파수 가변 LC 필터를 사용한 고주파 프론트 엔드 모듈이어도 된다. 구체적으로는, 본 발명의 고주파 프론트 엔드 모듈은, 상술한 주파수 가변 LC 필터와, 주파수 가변 LC 필터의 입력 단자에 접속되는 주파수 고정 LC 필터와, 주파수 가변 LC 필터의 출력 단자에 접속되는 제2 주파수 가변 필터를 구비한다.
그리고 주파수 고정 LC 필터의 통과 대역은, 주파수 가변 LC 필터의 통과 대역을 포함하고, 주파수 가변 LC 필터의 통과 대역은, 제2 주파수 가변 필터의 통과 대역을 포함하는 것이 바람직하다.
즉, 주파수 고정 LC 필터를 통과한 성분은, 주파수 가변 LC 필터에 의해 필터링된다. 또한, 주파수 가변 LC 필터를 통과한 성분은, 제2 주파수 가변 필터에 의해 필터링된다.
본 발명의 고주파 프론트 엔드 모듈은, 예를 들어 TV 화이트 스페이스에 사용된다. 이 경우, 주파수 고정 LC 필터는, 채널 13 내지 채널 65(470㎒-788㎒)를 통과 대역으로 한다. 그리고 주파수 가변 LC 필터의 통과 대역은, 예를 들어 채널 13 내지 채널 65 중, 10 채널분의 대역의 신호를 통과시키도록 설정된다. 그리고 제2 주파수 가변 필터의 통과 대역은, 또한 그 중 1 채널의 대역의 신호를 통과시키도록 설정된다. 이와 같이, 고주파 프론트 엔드 모듈은, 복수의 LC 필터의 전송 특성이 합성된 전송 특성에 의해, 6㎒라고 하는 비교적 좁은 대역만을 통과시키고, 또한 그 이외의 대역을 감쇠시키는 것을 실현한다.
본 발명에 따르면, 보다 급준한 감쇠 특성을 실현할 수 있고, 또한 기판의 대형화를 억제할 수 있다.
도 1의 (A)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터의 회로도이고, 도 1의 (B)는 인덕터의 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터의 전송 특성을 나타내는 도면이다.
도 3의 (A)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이고, 도 3의 (B)는 인덕터간의 자계 결합을 나타내기 위한 주파수 가변 LC 필터의 회로도이다.
도 4의 (A) 및 도 4의 (B)는 각각, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다.
도 5의 (A)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터와 비교예에 관한 주파수 가변 LC 필터의 전송 특성을 나타내는 도면이고, 도 5의 (B)는 비교예에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터의 회로도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다.
도 8의 (A) 및 도 8의 (B)는 각각, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다.
도 9의 (A)는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터와 비교예에 관한 주파수 가변 LC 필터의 전송 특성을 나타내는 도면이고, 도 9의 (B)는 비교예에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터의 회로도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다.
도 12의 (A)는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터와 비교예에 관한 주파수 가변 LC 필터의 전송 특성을 나타내는 도면이고, 도 12의 (B)는 비교예에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다.
도 13의 (A)는 비교예에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 외관 사시도이고, 도 13의 (B)는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 외관 사시도이고, 도 13의 (C)는 도 13의 (A)에 나타낸 외관 사시도에 있어서 발생한 자계 결합의 강도를 나타내는 도면이고, 도 13의 (D)는 도 13의 (B)에 나타낸 외관 사시도에 있어서 발생한 자계 결합의 강도를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태에 관한 고주파 프론트 엔드 모듈 및 통신 장치의 기능 블록도이다.
도 15는 고주파 프론트 엔드 모듈에 포함되는 각 필터의 전송 특성을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 15에 나타낸 전송 특성의 부분 확대도이다.
도 17의 (A)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터를 구비한 고주파 프론트 엔드 모듈의 기판 배치를 나타내는 도면이고, 도 17의 (B)는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터를 구비한 고주파 프론트 엔드 모듈의 기판 배치를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터를 구비한 고주파 프론트 엔드 모듈의 기판 배치를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터의 회로도이다.
도 20은 고주파 프론트 엔드 모듈의 회로 블록도이다.
도 21은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다.
도 22의 (A), 도 22의 (B)는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다.
도 23은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터의 전송 특성을 나타내는 도면이다.
도 24의 (A)는 비교예 5의 주파수 가변 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이고, 도 24의 (B)는 그 전송 특성을 나타내는 도면이다.
도 25의 (A)는 비교예 6의 주파수 가변 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이고, 도 25의 (B)는 그 전송 특성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 제1 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40)에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1의 (A)는, 주파수 가변 LC 필터(40)의 회로도이다.
본 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40)는, 기판(400)(도 3의 (A)를 참조)의 주면에 있어서의 각 회로 소자의 배치를 조정함으로써, 필터의 전송 특성에 있어서의 감쇠 특성을 보다 급준하게 하고, 또한 기판(400)의 사이즈의 대형화를 방지하는 것이다.
주파수 가변 LC 필터(40)는, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41), 제1 병렬 암 LC 필터 회로(42), 제2 병렬 암 LC 필터 회로(43), 제1 접속 단자(P401) 및 제2 접속 단자(P402)를 구비한다. 제1 접속 단자(P401)는 본 발명의 입력 단자에 상당하고, 제2 접속 단자(P402)는 본 발명의 출력 단자에 상당한다.
제1 직렬 암 LC 필터 회로(41)는, 제1 접속 단자(P401)와 제2 접속 단자(P402) 사이에 접속되어 있다. 제1 병렬 암 LC 필터 회로(42)는, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41) 및 제1 접속 단자(P401)의 접속점과 접지 전위 사이에 접속되어 있다. 제2 병렬 암 LC 필터 회로(43)는, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41) 및 제2 접속 단자(P402)의 접속점과 접지 전위 사이에 접속되어 있다.
제1 직렬 암 LC 필터 회로(41)는, 캐패시터(411)와, 인덕터(412)를 구비한다. 캐패시터(411)는 고정 캐패시턴스를 갖는다.
캐패시터(411)와 인덕터(412)는, 제1 접속 단자(P401)와 제2 접속 단자(P402) 사이에 직렬 접속되어 있다. 이때, 인덕터(412)의 일단부는, 제2 접속 단자(P402)에 직접 접속되어 있다.
인덕터(412)는, 도 1의 (B)의 외관 사시도에 나타낸 바와 같이, 소정 방향으로 연신되는 코어(412C)를 축으로 하여 도체선(412W)이 감긴 권선 인덕터이다. 도시를 생략하지만, 후술하는 인덕터(421, 431)도 권선 인덕터이다.
이러한 회로 구성으로 이루어지는 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41)의 공진 주파수 f411은, 주파수 가변 LC 필터(40)의 통과 대역의 주파수에 주로 기여하고 있다. 캐패시터(411)와 인덕터(412)의 직렬 회로 공진 주파수 f411은, 주파수 가변 LC 필터(40)의 통과 대역의 중심 주파수 f0(예를 들어 600MH)으로 설정되어 있다(f411≒f0).
제1 병렬 암 LC 필터 회로(42)는, 인덕터(421)와 가변 캐패시터(422)를 구비한다.
인덕터(421)와 가변 캐패시터(422)의 직렬 회로는, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41) 및 제1 접속 단자(P401)의 접속점과, 접지 전위 사이에 접속되어 있다.
이러한 회로 구성으로 이루어지는 제1 병렬 암 LC 필터 회로(42)의 공진 주파수 f42는, 주파수 가변 LC 필터(40)의 통과 대역의 저역측의 감쇠극의 주파수에 주로 기여하고 있다. 이때, 공진 주파수 f42는, 중심 주파수 f0보다 낮게 설정되어 있다(f42＜f0).
제2 병렬 암 LC 필터 회로(43)는, 인덕터(431)와 가변 캐패시터(432)를 구비한다.
인덕터(431)와 가변 캐패시터(432)의 직렬 회로는, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41) 및 제2 접속 단자(P402)의 접속점과, 접지 전위 사이에 접속되어 있다.
이러한 회로 구성으로 이루어지는 제2 병렬 암 LC 필터 회로(43)의 공진 주파수 f43은, 주파수 가변 LC 필터(40)의 통과 대역의 고역측의 감쇠극의 주파수에 주로 기여하고 있다. 이때, 공진 주파수 f43은, 중심 주파수 f0보다 높게 설정되어 있다(f43＞f0). 보다 구체적으로는, 공진 주파수 f43은, 공진 주파수 f411보다 높게 설정되어 있다(f43＞f411).
그리고 이러한 구성에 있어서, 가변 캐패시터(422, 432)의 캐패시턴스를 변화시킴으로써, 통과 대역 및 감쇠극의 주파수가 변화되는 대역 통과 필터를 실현할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40)의 전송 특성을 나타내는 도면이다. 실선은 변경 전의 전송 특성을 나타내고, 점선은 변경 후의 전송 특성을 나타내고 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 주파수 가변 LC 필터(40)를 사용함으로써, 통과 대역 폭을 약 100㎒로 한 상태에서, 통과 대역의 양측에 감쇠극을 형성할 수 있다.
특히, 도 1의 (A)에 나타낸 바와 같이, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41)의 인덕터(412)를, 캐패시터를 개재하는 일 없이, 제2 접속 단자(P402)에 직접 접속함으로써, 감쇠 특성을 급준하게 할 수 있다. 감쇠 특성이라 함은, 통과 대역으로부터 감쇠 영역으로 주파수 변화되었을 때의 감쇠량의 변화율을 의미하고, 감쇠 특성이 급준하다고 하는 것은, 감쇠량의 변화율이 큰 것을 의미한다.
바꾸어 말하면, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41)의 인덕터(412)를, 제2 접속 단자(P402)와 직접 접속하거나, 또는 다른 인덕터를 개재하여 제2 접속 단자(P402)와 접속함으로써, 감쇠 특성을 더욱 급준하게 할 수 있다.
이것은, 다음의 이유 때문이라고 생각된다. 인덕터와 직접 접속되는 캐패시터의 주파수 특성은, 저주파수의 신호를 감쇠시키고, 고주파수의 신호를 통과시킨다. 즉, 그 캐패시터의 주파수 특성은, 고역 통과 필터와 같은 특성이므로, 고주파수에서의 감쇠를 악화시키는 요인이 된다.
또한, 접속 단자와 직접 접속되는 인덕터의 주파수 특성은, 고주파수의 신호를 감쇠시키고, 저주파수의 신호를 통과시킨다. 즉, 그 인덕터는, 저역 통과 필터와 같은 특성이므로, 고주파수의 감쇠를 양호하게 하는 요인이 될 수 있다.
또한, 인덕터를, 다른 인덕터를 개재하여 접속 단자에 접속하는 경우에는, 고주파수의 신호의 감쇠를 더욱 양호하게 하는 요인이 될 수 있다.
여기서, 일반적인 주파수 가변 LC 필터에 있어서, 복수의 인덕터 사이에 자계 결합이 발생하면, 당해 자계 결합에 의해 주 경로와는 다른 부 경로가 형성된다. 일반적인 주파수 가변 LC 필터는, 이 부 경로에 의해, 감쇠 특성이 변경된다. 그래서 본 실시 형태에서는, 주파수 가변 LC 필터(40)의 감쇠 특성이 보다 급준해지도록 자계 결합시키는 복수의 인덕터와, 자계 결합시키지 않는 인덕터를, 이하와 같이 하여 설정하고 있다.
도 3의 (A)는, 주파수 가변 LC 필터(40)가 실장된 기판(400)의 평면 모식도이다. 단, 도 3의 (A)에서는, 일부의 배선의 도시는 생략되어 있다.
도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 인덕터(412, 421, 431)와, 캐패시터(411)와, 가변 캐패시터(422, 432)는, 기판(400)의 주면에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 인덕터(412, 431)는, 권선의 축 방향(코어(412C)가 연신되는 방향)을 X 방향으로 한 상태에서, 기판(400)의 주면에 있어서 -X측에 배치되어 있다. 인덕터(412, 431)는, 서로의 권선의 축 방향을 평행하게 한 상태에서, 기판(400)의 주면에 있어서 Y 방향으로 서로 근접하고 있다.
인덕터(421)는, 권선의 축 방향을 Y 방향으로 한 상태에서, 기판(400)의 주면의 +X측에 배치되어 있다. 즉, 인덕터(421)의 권선의 축 방향은, 인덕터(412, 431)의 권선의 축 방향과 직교하고 있다.
여기서, 가변 캐패시터(422)는, 인덕터(412, 431)와, 인덕터(421) 사이에 배치되어 있다. 가변 캐패시터(422)의 배치에 대해, 도 4의 (A) 및 도 4의 (B)를 사용하여 상세하게 설명한다.
도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이, 가변 캐패시터(422)의 일부는, 기판(400)의 평면에서 보아, 인덕터(412)와 인덕터(421)를 외연의 일부로 하는 영역 SR1에 위치하고 있다. 이 영역 SR1은, 인덕터(412)의 권선의 축 방향의 단부면(412E)과, 인덕터(421)의 측면(421L)(단부면과 기판(400)의 주면에 직교하는 면)을 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역이다.
도 4의 (B)에 나타낸 바와 같이, 가변 캐패시터(422)의 일부는, 인덕터(431)와 인덕터(421)를 외연의 일부로 하는 영역 SR2에 위치하고 있다. 이 영역 SR2는, 인덕터(431)의 권선의 축 방향의 단부면(431E)과, 인덕터(421)의 측면(421L)을 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역이다.
인덕터(412, 431)의 사이에는, 어느 소자도 배치되어 있지 않다. 가변 캐패시터(422, 432)는, 인덕터(412, 431)를 외연의 일부로 하는 영역 이외의 영역에 배치되어 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 인덕터(412, 431, 421)의 권선의 축 방향과, 각 인덕터에 대한 가변 캐패시터(422, 432)의 배치를 조정한다. 그러면, 인덕터(421)와 인덕터(412) 사이에서는 자계 결합의 발생이 억제된다. 인덕터(412)와, 인덕터(412)에 직접적으로 접속된 제2 병렬 암 LC 필터 회로(43)의 인덕터(431) 사이에 발생하는 자계 결합 K1(도 3의 (B)를 참조)의 강도는, 인덕터(421)와 인덕터(412) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 매우 크다. 마찬가지로, 인덕터(421)와 인덕터(431) 사이에서도 자계 결합의 발생이 억제된다. 따라서, 인덕터(412)와 인덕터(431) 사이에 발생하는 자계 결합 K1의 강도는, 인덕터(421)와 인덕터(431) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 매우 크다.
본 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40)는, 이와 같이 자계 결합시키는 복수의 인덕터와, 자계 결합시키지 않는 인덕터를 설정함으로써, 보다 급준한 감쇠 특성을 실현하고 있다. 이 감쇠 특성에 대해, 도 5의 (A) 및 도 5의 (B)를 사용하여 설명한다. 도 5의 (A)는 주파수 가변 LC 필터(40)의 전송 특성 AC1과, 비교예 1에 관한 주파수 가변 LC 필터의 전송 특성 CAC1을 나타내는 도면이다. 전송 특성 AC1은 실선으로 나타난다. 전송 특성 CAC1은 점선으로 나타낸다. 도 5의 (B)는 비교예 1에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다. 단, 비교예 1에 관한 주파수 가변 LC 필터의 인덕터 L1은 인덕터(412)에 상당하고, 인덕터 L3은 인덕터(431)에 상당하고, 인덕터 L2는 인덕터(421)에 상당하고, 가변 캐패시터 VC1은 가변 캐패시터(422)에 상당하고, 가변 캐패시터 VC2는 가변 캐패시터(432)에 상당한다.
비교예 1에 관한 주파수 가변 LC 필터에서는, 도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 인덕터 L2와 인덕터 L1을 외연의 일부로 하는 영역에는 회로 소자(가변 캐패시터 VC1, VC2를 포함함)는 배치되어 있지 않다. 인덕터 L3과 인덕터 L2를 외연의 일부로 하는 영역에도 어느 회로 소자도 배치되어 있지 않다. 따라서, 인덕터 L2는, 인덕터 L1, L3과 자계 결합되기 쉽게 되어 있다. 비교예 1에서는, 이 불필요한 자계 결합의 발생에 의해 전송 특성의 감쇠 특성이 완만해진다.
도 5의 (A)의 특성도에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40)의 전송 특성 AC1은, 비교예 1에 관한 주파수 가변 LC 필터의 전송 특성 CAC1에 비해, 통과 대역의 고역측의 감쇠극의 주파수 faH가 통과 대역의 중심 주파수 f0측으로 치우쳐 있다. 또한, 중심 주파수 f0으로부터 주파수 faH까지는, 전송 특성 AC1의 감쇠 영역에서의 감쇠량(dB)은, 전송 특성 CAC1의 동일한 감쇠 영역에서의 감쇠량보다 크게 되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40)의 전송 특성 AC1의 감쇠 특성은, 통과 대역의 고역측에 있어서 비교예 1에 관한 전송 특성 CAC1의 감쇠 특성보다 급준하게 되어 있다.
또한, 주파수 가변 LC 필터(40)에서는, 인덕터(421)의 불필요한 자계 결합을 방지하기 위해, 기판(400)의 주면의 사이즈를 대형화하여 인덕터(421)와 다른 인덕터(412, 431)를 멀어지게 할 필요는 없다. 주파수 가변 LC 필터(40)는, 원래 필요한 가변 캐패시터(422)의 배치를 조정할 뿐이며, 기판(400)의 사이즈를 대형화하는 일 없이, 당해 불필요한 자계 결합을 방지하고 있다.
또한, 주파수 가변 LC 필터(40)의 구성을 사용함으로써, 불필요한 자계 결합을 방지하기 위한 회로 소자를 별도로 전용으로 배치할 필요도 없다. 따라서, 주파수 가변 LC 필터(40)는, 별도로 회로 소자를 배치함으로써 발생하는 통과 손실을 방지할 수도 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40)는, 보다 급준한 감쇠 특성을 실현하면서도, 기판(400)의 대형화를 방지할 수 있다.
또한, 도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 가변 캐패시터(422)는, 가변 캐패시터(422), 인덕터(421) 및 캐패시터(411)를 차례로 통과하는 경로와, 캐패시터(411), 인덕터(412), 인덕터(431) 및 가변 캐패시터(432)를 차례로 통과하는 경로 사이에 배치되어 있다. 이 가변 캐패시터(422)의 배치에 의해, 가변 캐패시터(422), 인덕터(421) 및 캐패시터(411)를 차례로 통과하는 경로는, 캐패시터(411), 인덕터(412), 인덕터(431) 및 가변 캐패시터(432)를 차례로 통과하는 경로와, 전자계 결합되기 어렵게 되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40)는, 경로간의 불필요한 전자계 결합을 방지하는 것이라도, 감쇠 특성을 보다 급준하게 할 수 있다.
또한, 도시를 생략하지만, 주파수 가변 LC 필터(40)는, 가변 캐패시터(422)와 가변 캐패시터(432)의 배치를 바꾸어도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 인덕터(421)의 권선의 축 방향을, 다른 인덕터(412, 431)의 권선의 축 방향과 상이하게 하는 것은 본 발명에 필수적인 구성은 아니다.
다음으로, 제2 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40A)에 대해 설명한다. 도 6은, 주파수 가변 LC 필터(40A)의 회로도이다. 도 7은, 주파수 가변 LC 필터(40A)가 실장된 기판(400)의 평면 모식도이다.
본 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40A)는, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41) 대신에 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41A)를 구비하는 점에 있어서, 실시 형태 1에 관한 주파수 가변 LC 필터(40)와 상이하다. 중복되는 구성의 설명은 생략한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41A)는, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41)에 대해, 캐패시터(413)와, 인덕터(414)와, 가변 캐패시터(415)를 추가한 것이다.
캐패시터(413)는, 일단부가 제1 접속 단자(P401)에 접속되고, 타단부가 제2 접속 단자(P402)에 접속되어 있다. 이에 의해, 캐패시터(413)는 캐패시터(411) 및 인덕터(412)로 이루어지는 LC 직렬 암 필터 회로와 병렬 접속되어 있다. 캐패시터(413)와 인덕터(412)의 병렬 회로의 공진 주파수 f412는, 중심 주파수 f0보다 높게 설정되어 있다(f412＞f0).
인덕터(414)와 가변 캐패시터(415)는 병렬 접속되어 있다. 이 병렬 회로는, 캐패시터(411) 및 인덕터(412)의 접속점과 접지 전위 사이에 접속되어 있다. 이 병렬 회로의 공진 주파수 f413은, 중심 주파수 f0보다 낮게 설정되어 있다(f413＜f0).
도 7에 나타낸 바와 같이, 인덕터(412, 431)는, 권선의 축 방향을 X 방향으로 한 상태에서, 기판(400)의 주면에 있어서 -X측에 배치되고, 또한 Y 방향으로 서로 근접 배치되어 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 인덕터(414, 421)는, 권선의 축 방향을 Y 방향으로 한 상태에서, 기판(400)의 주면에 있어서, +Y측 또한 X 방향의 중앙 부근에 배치되어 있다. 가변 캐패시터(415)는, 기판(400)의 +Y측 또한 -X측에 배치되어 있다. 가변 캐패시터(432)는, 기판(400)의 주면에 있어서, -Y측 또한 X 방향의 중앙 부근에 배치되어 있다. 인덕터(414, 421)의 사이에는, 어느 회로 소자도 배치되어 있지 않다.
보다 구체적으로는, 도 8의 (A)의 평면 모식도로 나타낸 바와 같이, 가변 캐패시터(415)의 일부는, 인덕터(412)와 인덕터(414)를 외연의 일부로 하는 영역 SR3에 배치되어 있다. 이 영역 SR3은, 인덕터(412, 414)의 측면(412L, 414L)과, 인덕터(412, 414)의 단부면(412E, 414E)을 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역이다. 마찬가지로, 가변 캐패시터(432)의 일부도, 영역 SR3에 위치하고 있다.
도 8의 (B)의 평면 모식도로 나타낸 바와 같이, 가변 캐패시터(432)의 일부는, 인덕터(431)와, 인덕터(414)와, 인덕터(421)를 외연의 일부로 하는 영역 SR4에 위치하고 있다. 이 영역 SR4는, 인덕터(414, 421)의 단부면(414E, 421E)과, 인덕터(431)의 단부면(431E)을 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역이다.
상술한 배치에 의해, 인덕터(412)와 인덕터(414) 사이에서는 자계 결합의 발생이 억제된다. 또한, 인덕터(431)와, 인덕터(414, 421) 사이에서도 자계 결합의 발생이 억제된다. 그 결과, 인덕터(412)와, 인덕터(412)에 직접적으로 접속된 제2 병렬 암 LC 필터 회로(43)의 인덕터(431) 사이에 발생하는 자계 결합 K1의 강도는, 인덕터(412)와 인덕터(414, 421) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 커진다. 자계 결합 K1의 강도는, 인덕터(431)와 인덕터(414, 421) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 커진다. 또한, 인덕터(414)와 인덕터(421) 사이에 발생하는 자계 결합 K2(도 6을 참조)의 강도는, 인덕터(414)와 인덕터(412, 431) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 커진다. 자계 결합 K2의 강도는, 인덕터(421)와 인덕터(412, 431) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 커진다. 이에 의해, 본 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40A)는, 기판(400)의 사이즈를 대형화하는 일 없이, 보다 급준한 감쇠 특성을 실현하고 있다.
도 9의 (A)는, 주파수 가변 LC 필터(40A)의 전송 특성 AC2와 비교예 2에 관한 주파수 가변 LC 필터의 전송 특성 CAC2를 나타내는 도면이다. 전송 특성 AC2는 실선으로 나타낸다. 전송 특성 CAC2는 점선으로 나타낸다. 도 9의 (B)는, 비교예 2에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다. 단, 비교예 2에 관한 주파수 가변 LC 필터의 인덕터 L4는 인덕터(414)에 상당하고, 가변 캐패시터 VC3은 가변 캐패시터(415)에 상당한다.
비교예 2에 관한 주파수 가변 LC 필터에서는, 도 9의 (B)에 나타낸 바와 같이, 인덕터 L2, L4의 권선의 축 방향은, X 방향으로 되어 있다. 가변 캐패시터 VC2, VC3은, 인덕터 L1과 인덕터 L4를 외연의 일부로 하는 영역 이외의 영역에 배치되어 있다. 가변 캐패시터 VC2는, 인덕터 L3과 인덕터 L2, L4를 외연의 일부로 하는 영역 이외의 영역에 배치되어 있다. 이에 의해, 비교예 2에 관한 주파수 가변 LC 필터에서는, 인덕터 L4와 인덕터 L1, L3 사이에 자계 결합이 발생한다.
도 9의 (A)의 특성도에 나타낸 바와 같이, 전송 특성 AC2의 저역측의 감쇠극의 주파수 faL은, 비교예 2에 관한 전송 특성 CAC2의 것에 비해, 중심 주파수 f0에 근접하고 있다. 또한, 주파수 faL로부터 중심 주파수 f0까지는, 전송 특성 AC2의 감쇠량(dB)은, 전송 특성 CAC2의 감쇠량보다 크게 되어 있다. 전송 특성 AC2의 고역측의 감쇠극의 주파수 faH는, 비교예 2에 관한 전송 특성 CAC2의 것에 비해, 중심 주파수 f0에 근접하고 있다. 또한, 중심 주파수 f0으로부터 주파수 faH까지는, 전송 특성 AC2의 감쇠량(dB)은, 전송 특성 CAC2의 감쇠량보다 크게 되어 있다. 즉, 전송 특성 AC2의 감쇠 특성은, 전송 특성 CAC2의 감쇠 특성보다 급준하게 되어 있다.
또한, 인덕터(431)를 통과하는 경로는, 사이에 배치된 가변 캐패시터(415)에 의해, 인덕터(414)를 통과하는 경로와 전자계 결합되기 어렵게 되어 있다. 또한, 인덕터(431)를 통과하는 경로는, 사이에 배치된 가변 캐패시터(432)에 의해, 인덕터(414, 421)를 통과하는 경로와 전자계 결합되기 어렵게 되어 있다. 이에 의해, 주파수 가변 LC 필터(40A)는, 보다 급준한 감쇠 특성을 실현하고 있다.
다음으로, 제3 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40B)에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도 10은, 주파수 가변 LC 필터(40B)의 회로도이다. 도 11은, 주파수 가변 LC 필터(40B)가 실장된 기판(400)의 평면 모식도이다.
본 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40B)는, 주파수 가변 LC 필터(40A)에 대해, LC 필터 회로(44)를 추가한 것이다. LC 필터 회로(44)는, 고정 캐패시턴스를 갖는 캐패시터(443)를 구비한다. 캐패시터(443)는, 제1 접속 단자(P401)와 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41A) 사이에 접속되어 있다. LC 필터 회로(44)는, 서로 직렬 접속되는 인덕터(441)와, 캐패시터(442)를 더 구비한다. 이 직렬 회로는, 제1 접속 단자(P401) 및 캐패시터(443)의 접속점과, 접지 전위 사이에 접속되어 있다. LC 필터 회로(44)의 각 소자값은, 주파수 가변 LC 필터(40B)의 통과 대역의 저역측의 감쇠 특성을 개선하도록 설정된다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 인덕터(412, 431)는, 권선의 축 방향을 X 방향으로 한 상태에서, 기판(400)의 주면에 있어서, -X측 또한 -Y측에 배치되어 있다. 인덕터(412, 431)는, Y 방향에 있어서 서로 근접 배치되어 있다. 인덕터(414, 421)는, 권선의 축 방향을 Y 방향으로 한 상태에서, 기판(400)의 주면에 있어서, X 방향의 중앙이며 +Y측에 배치되어 있다. 인덕터(414, 421)는, X 방향에 있어서 서로 근접 배치되어 있다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 인덕터(441)는, 권선의 축 방향을 Y 방향으로 한 상태에서, 기판(400)의 주면에 있어서, +X측 또한 -Y측에 배치되어 있다. 여기서, 가변 캐패시터(422)의 일부는, 인덕터(421)와 인덕터(441)를 외연의 일부로 하는 영역에 위치하고 있다. 가변 캐패시터(432)의 일부는, 인덕터(441)와 인덕터(431)를 외연의 일부로 하는 영역에 위치하고 있다. 이에 의해, 인덕터(441)와 인덕터(421, 431) 사이에서는 자계 결합의 발생이 억제된다. 그 결과, 인덕터(412)와, 인덕터(412)에 직접적으로 접속된 제2 병렬 암 LC 필터 회로(43)의 인덕터(431) 사이에 발생하는 자계 결합 K1의 강도는, 인덕터(412)와 인덕터(414, 421, 441) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 커진다. 자계 결합 K1의 강도는, 인덕터(431)와 인덕터(414, 421, 441) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 커진다. 또한, 인덕터(414)와 인덕터(421) 사이에 발생하는 자계 결합 K2(도 10을 참조)의 강도는, 인덕터(414)와 인덕터(412, 431, 441) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 커진다. 자계 결합 K2의 강도는, 인덕터(421)와 인덕터(412, 431, 441) 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 커진다. 이에 의해, 본 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40B)는, 기판(400)의 사이즈를 대형화하는 일 없이, 보다 급준한 감쇠 특성을 실현하고 있다.
도 12의 (A)는, 주파수 가변 LC 필터(40B)의 전송 특성 AC3과 비교예 3에 관한 주파수 가변 LC 필터의 전송 특성 CAC3을 나타내는 도면이다. 전송 특성 AC3은 실선으로 나타낸다. 전송 특성 CAC3은 점선으로 나타낸다. 도 12의 (B)는 비교예 3에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이다. 단, 비교예 3에 관한 주파수 가변 LC 필터의 인덕터 L5는 인덕터(441)에 상당한다.
비교예 3에 관한 주파수 가변 LC 필터에서는, 도 12의 (B)에 나타낸 바와 같이, 인덕터 L5의 권선의 축 방향은, X 방향으로 되어 있다. 가변 캐패시터 VC1은, 인덕터 L5와 인덕터 L4를 외연의 일부로 하는 영역 이외의 영역에 배치되어 있다. 가변 캐패시터 VC2는, 인덕터 L5와 인덕터 L3을 외연의 일부로 하는 영역 이외의 영역에 배치되어 있다. 이에 의해, 비교예 3에 관한 주파수 가변 LC 필터에서는, 인덕터 L5와 인덕터 L3, L4 사이에 자계 결합이 발생한다.
도 12의 (A)의 특성도에 나타낸 바와 같이, 전송 특성 AC3은, LC 필터 회로(44)의 전송 특성에 있어서의 주파수 faL'의 감쇠극에 의해, 제2 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40A)의 전송 특성 AC2(도 9의 (A)를 참조)에 비해, 100㎒ 부근의 감쇠량이 크게 되어 있다.
도 12의 (A)의 특성도에 나타낸 바와 같이, 전송 특성 AC3의 저역측의 감쇠극의 주파수 faL은, 비교예 3에 관한 전송 특성 CAC3의 것에 비해, 중심 주파수 f0에 근접하고 있다. 전송 특성 AC3의 고역측의 감쇠극의 주파수 faH는, 비교예 3에 관한 전송 특성 CAC3의 것에 비해, 중심 주파수 f0에 근접하고 있다. 전송 특성 AC3의 감쇠량(dB)은, 주파수 faL로부터 주파수 f0의 사이에는, 전송 특성 CAC3의 감쇠량보다 크게 되어 있다. 마찬가지로, 전송 특성 AC3의 감쇠량(dB)은, 주파수 f0 내지 주파수 faH 사이에는, 전송 특성 CAC3의 감쇠량보다 크게 되어 있다. 즉, 전송 특성 AC3의 감쇠 특성은, 전송 특성 CAC3의 감쇠 특성보다 급준하게 되어 있다.
또한, 상술한 가변 캐패시터(422)의 배치에 의해, 인덕터(441)를 통과하는 경로와, 인덕터(421)를 통과하는 경로의 사이에 전자계 결합이 발생하기 어렵게 되어 있다. 가변 캐패시터(432)의 배치에 의해, 인덕터(441)를 통과하는 경로와 인덕터(431)를 통과하는 경로의 사이에도 전자계 결합이 발생하기 어렵게 되어 있다.
다음으로, 도 13의 (A)는 비교예 4에 관한 주파수 가변 LC 필터가 실장된 기판의 외관 사시도이고, 도 13의 (B)는 주파수 가변 LC 필터(40B)가 실장된 기판(400)의 외관 사시도이고, 도 13의 (C)는 도 13의 (A)에 나타낸 외관 사시도에 있어서 발생한 자계의 강도를 나타낸 도면이고, 도 13의 (D)는 도 13의 (B)에 나타낸 외관 사시도에 있어서 발생한 자계의 강도를 나타내는 도면이다. 도 13의 (C) 및 도 13의 (D)에 있어서, 선분은 자력선을 나타내고, 자력선의 밀도가 높을수록 자계가 강한 것을 나타낸다. 즉, 자계가 강할수록 복수의 인덕터 사이에서 자계 결합이 발생하고 있는 것을 나타낸다. 또한, 도 13의 (A)에 나타낸 비교예 4에 관한 배치에서는, 가변 캐패시터(415, 432, 422)는 기판(400)의 주면에 배치되어 있지 않은 점에 있어서, 도 13의 (B)에 나타낸 배치와 상이하다.
도 13의 (A) 내지 도 13의 (D)에 나타낸 바와 같이, 가변 캐패시터(415)의 배치에 의해, 인덕터(412)와 인덕터(414) 사이의 자계가 약하게 되어 있다. 가변 캐패시터(432)의 배치에 의해, 인덕터(412)와, 인덕터(414, 421) 사이의 자계가 약하게 되어 있다. 가변 캐패시터(432)의 배치에 의해, 인덕터(412)와 인덕터(441) 사이의 자계가 약하게 되어 있다. 가변 캐패시터(422)의 배치에 의해, 인덕터(421)와 인덕터(441) 사이의 자계가 약하게 되어 있다.
상술한 주파수 가변 LC 필터(40, 40A, 40B)는, 예를 들어 TV 화이트 스페이스를 이용한 무선 통신용 고주파 프론트 엔드 모듈 및 통신 장치에 내장된다.
도 14는, 본 발명의 실시 형태에 관한 고주파 프론트 엔드 모듈 및 통신 장치의 기능 블록도이다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 통신 장치(1)는, 고주파 프론트 엔드 모듈(10), 신호 처리부(80) 및 기저 대역 처리부(800)를 구비한다. 고주파 프론트 엔드 모듈(10)은, 안테나(ANT), 안테나 정합 회로(20), 주파수 고정 필터(30), 주파수 가변 LC 필터(40A), 분파 회로(50), 주파수 가변 필터(61, 62), 송신측 증폭 회로(71), 수신측 증폭 회로(72), 송신 회로(91) 및 수신 회로(92)를 구비한다. 기저 대역 처리부(800)는, 신호 처리부(80)에 접속되어 있고, 통신 장치(1)에서 실행하는 통신에 관한 기저 대역의 신호 처리를 행하고, 신호 처리부(80)는 송신 신호 생성부(801), 복조부(802) 및 채널 결정부(810)를 구비한다. 주파수 고정 필터(30)가 본 발명의 「주파수 고정 LC 필터」에 대응한다. 주파수 가변 필터(61, 62)가 본 발명의 「제2 주파수 가변 필터」에 대응한다.
고주파 프론트 엔드 모듈(10)은, 적어도, 주파수 고정 필터(30), 주파수 가변 LC 필터(40A) 및 주파수 가변 필터(61)를 구비하고 있으면 된다. 이 경우, 주파수 고정 필터(30), 주파수 가변 LC 필터(40A) 및 주파수 가변 필터(61)는, 이 순서로 직렬로 접속되어 있다. 분파 회로(50), 주파수 가변 필터(62), 송신측 증폭 회로(71), 수신측 증폭 회로(72), 송신 회로(91) 및 수신 회로(92)는, 이들의 일부 혹은 전부의 구성 요소를 생략할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 주파수 가변 LC 필터(40A)를 사용하였지만, 고주파 프론트 엔드 모듈(10)은, 주파수 가변 LC 필터(40A) 대신에, 주파수 가변 LC 필터(40) 또는 주파수 가변 LC 필터(40B)를 사용해도 된다.
안테나(ANT)는, 안테나 정합 회로(20)에 접속되어 있다. 안테나 정합 회로(20)는, 주파수 고정 필터(30)에 접속되어 있다. 주파수 고정 필터(30)는, 주파수 가변 LC 필터(40A)의 제1 접속 단자(P401)에 접속되어 있다. 주파수 가변 LC 필터(40A)의 제2 접속 단자(P402)는, 분파 회로(50)의 안테나측 단자에 접속되어 있다. 분파 회로(50)의 송신측 단자는, 주파수 가변 필터(61)에 접속되어 있다. 주파수 가변 필터(61)는, 송신측 증폭 회로(71)에 접속되어 있다. 송신측 증폭 회로(71)는, 송신 회로(91)에 접속되어 있다. 송신 회로(91)는, 신호 처리부(80)의 송신 신호 생성부(801)에 접속되어 있다. 분파 회로(50)의 수신측 단자는, 주파수 가변 필터(62)에 접속되어 있다. 주파수 가변 필터(62)는, 수신측 증폭 회로(72)에 접속되어 있다. 수신측 증폭 회로(72)는, 수신 회로(92)에 접속되어 있다. 수신 회로(92)는, 신호 처리부(80)의 복조부(802)에 접속되어 있다.
고주파 프론트 엔드 모듈(10)은, 복수의 통신 채널에 의해 구성되는 통신 밴드에 있어서, 빈 통신 채널을 이용하여 고주파 신호를 송수신한다. 보다 구체적으로는, 고주파 프론트 엔드 모듈(10)은, TV 화이트 스페이스의 사양에 기초하여 고주파 신호를 송수신한다. TV 화이트 스페이스의 사양에서는, 텔레비전 방송의 UHF대(470㎒ 내지 790㎒) 중, 텔레비전 방송의 신호가 전송되어 있지 않은 채널을 빈 통신 채널로서 이용한다. TV 화이트 스페이스의 사양에서는, 1 채널의 주파수 대역 폭은, 6㎒이다. 또한, TV 화이트 스페이스의 사양에서는, 각 채널간의 주파수의 폭도, 수 ㎒로 비교적으로 좁다.
도 15는, 본 발명의 실시 형태에 관한 고주파 프론트 엔드 모듈(10)의 전송 특성을 나타내는 도면이다. 도 15에는, 통신 밴드와 각 통신 채널의 관계를 나타내고 있다. 또한, 도 15에서는, 통신 채널 CH30이 선택 채널(고주파 프론트 엔드 모듈(10)에서 통신하는 빈 통신 채널)인 경우를 나타내고 있다.
안테나 정합 회로(20)는, 안테나(ANT)와 주파수 고정 필터(30)로부터 신호 처리부(80)측의 회로의 임피던스 정합을 행하고 있다. 안테나 정합 회로(20)는, 인덕터 및 캐패시터에 의해 구성되어 있다. 예를 들어, 안테나 정합 회로(20)는, 통신 밴드의 전체에 있어서, 안테나(ANT)의 반사 손실이 원하는 값 이하로 되도록, 인덕터 및 캐패시터의 소자값이 설정되어 있다.
주파수 고정 필터(30)는, 인덕터 및 캐패시터에 의해 구성되어 있다. 즉, 주파수 고정 필터(30)는 주파수 고정형의 LC 필터이다. 주파수 고정 필터(30)는, 통신 밴드의 주파수 대역이 통과역 내가 되고, 통신 밴드 외의 주파수 대역이 감쇠역 내가 되도록, 인덕터 및 캐패시터의 소자값이 설정되어 있다. 예를 들어, 주파수 고정 필터(30)는, 800㎒를 차단 주파수로 하는 저역 통과 필터에 의해 구성되어 있다. 도 15의 전송 특성 SF30으로 나타낸 바와 같이, 주파수 고정 필터(30)에서는, 통신 밴드의 주파수 대역은 통과역 내가 되고, 통신 밴드의 주파수 대역보다 높은 주파수 대역은 감쇠역 내가 되어 있다. 이에 의해, 주파수 고정 필터(30)는, 통신 밴드 내의 고주파 신호를 저손실로 전송하고, 통신 밴드 외의 고주파 신호를 감쇠시킨다.
주파수 가변 LC 필터(40A)는, 선택 채널에 따라서, 통과 대역 및 감쇠 영역을 변화시킨다. 이때, 선택 채널의 주파수 대역은, 통과 대역에 포함되어 있다. 도 15의 전송 특성 SF40에 나타낸 바와 같이, 주파수 가변 LC 필터(40A)의 통과 대역의 주파수 대역 폭은, 선택 채널의 주파수 대역 폭보다 넓다. 예를 들어, 주파수 가변 LC 필터(40A)의 통과 대역의 주파수 대역 폭은, 선택 채널의 주파수 대역 폭의 10배 정도이다.
주파수 가변 LC 필터(40A)는, 주파수 축 상에서의 통과 대역의 양측에 감쇠극을 갖는다. 도 15의 전송 특성 SF40으로 나타낸 바와 같이, 주파수 가변 LC 필터(40A)의 감쇠 영역에서는, 감쇠량이 대폭 작아지는 주파수 대역은 없고, 통과 대역 외에서는, 통신 밴드 내의 어느 주파수라도 소정의 감쇠량을 얻을 수 있다.
이에 의해, 주파수 가변 LC 필터(40A)는, 선택 채널을 포함하는 복수 채널분의 주파수 대역의 고주파 신호를 저손실로 전송하고, 그 이외의 주파수 대역의 고주파 신호를 감쇠시킨다. 따라서, 주파수 가변 LC 필터(40A)는, 통신 밴드 내에 있어서의 선택 채널의 주파수로부터 이간된 주파수에 존재하는 불필요파를 감쇠할 수 있다. 특히, 주파수 가변 LC 필터(40A)는, 후술하는 공진자를 사용한 주파수 가변 필터(61, 62)보다 감쇠 대역의 주파수 범위를 넓게 할 수 있으므로, 사용하는 통신 채널(선택 채널)에 따라 변화되는, 통신 밴드 내의 넓은 주파수 대역에서 발생할 수 있는 IMD의 감쇠에 유효하다.
분파 회로(50)는, 서큘레이터, 듀플렉서 등으로 이루어진다. 분파 회로(50)는, 송신측 단자로부터 입력되는 송신 신호(고주파 신호)를 안테나측 단자에 출력하고, 안테나측 단자로부터 입력된 수신 신호(고주파 신호)를 수신측 단자에 출력한다.
주파수 가변 필터(61, 62)는, 탄성파 공진자와 가변 캐패시터를 적어도 구비하고 있다. 탄성파 공진자라 함은, SAW나 BAW 등에서 사용되고 있는 공진자이며, 탄성파를 이용하는 공진자이다. 또한, 주파수 가변 필터(61, 62)는, 전송 특성에 따라서 인덕터 및 캐패시터를 적어도 하나 구비하고 있다. 즉, 주파수 가변 필터(61, 62)는, 주파수 가변형의 공진자 필터이다. 주파수 가변 필터(61, 62)는, 공진자의 공진점과 반공진점을 이용한 대역 통과 필터이다. 주파수 가변 필터(61, 62)의 기본 구성은 동일하므로, 이하에서는 주파수 가변 필터(61)에 대해 설명한다.
주파수 가변 필터(61)는, 선택 채널에 따라서, 통과 대역 및 감쇠 영역을 변화시킨다. 이때, 선택 채널의 주파수 대역은, 통과 대역에 포함되어 있다. 도 15의 전송 특성 SF61로 나타낸 바와 같이, 주파수 가변 필터(61)의 통과 대역의 주파수 대역 폭은, 선택 채널의 주파수 대역 폭(1 채널분의 대역 폭)과 대략 동일하다.
주파수 가변 필터(61)는, 주파수 축 상에서의 통과 대역의 양측에 감쇠극을 갖는다. 주파수 가변 필터(61)는 공진자 필터이므로, 도 15의 전송 특성 SF61로 나타낸 바와 같이, 통과 대역의 감쇠 특성은 LC 필터보다 급준하다. 이에 의해, 주파수 가변 필터(61)는 선택 채널의 고주파 신호를 저손실로 전송하고, 인접하는 통신 채널의 고주파 신호를 감쇠시킨다.
그런데, 도 15의 전송 특성 SF61로 나타낸 바와 같이, 주파수 가변 필터(61)의 감쇠 영역에서는, 감쇠극을 기준으로 하여 통과 대역과 반대측의 주파수 대역에서는 감쇠량이 작아지는 주파수 대역을 갖는다. 그러나 고주파 신호의 전송 경로에 있어서, 주파수 가변 필터(61), 주파수 가변 LC 필터(40A) 및 주파수 고정 필터(30)가 직렬로 접속되어 있음으로써, 주파수 가변 필터(61)에 의해 감쇠량이 얻어지지 않는 주파수 대역이라도, 주파수 가변 LC 필터(40A) 및 주파수 고정 필터(30)에 의해 충분한 감쇠량을 얻을 수 있다.
이에 의해, 도 15의 종합 전송 특성 SFtx로 나타낸 바와 같이, 선택 채널의 고주파 신호를 저손실로 전송하고, 인접 채널을 포함하는 선택 채널 이외의 주파수 대역의 고주파 신호를 감쇠시킬 수 있다. 이것은, 선택 채널을 전환해도 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.
송신측 증폭 회로(71)는, 증폭 소자를 구비한다. 송신측 증폭 회로(71)는, 송신 신호 생성부(801)에서 생성된 송신 신호를 증폭하여, 주파수 가변 필터(61)에 출력한다. 수신측 증폭 회로(72)는, 이른바 LNA(로우 노이즈 증폭기)를 구비한다. 수신측 증폭 회로(72)는, 주파수 가변 필터(62)로부터 출력된 수신 신호를 증폭하여, 복조부(802)에 출력한다.
신호 처리부(80)의 채널 결정부(810)는, 통신 밴드 내의 빈 통신 채널을 검출한다. 예를 들어, 채널 결정부(810)는, 외부로부터 빈 통신 채널의 맵을 취득하고, 당해 맵에 기초하여 빈 통신 채널을 검출한다. 채널 결정부(810)는, 빈 통신 채널 중 적어도 하나를 선택하여, 선택 채널로 설정한다. 채널 결정부(810)는, 선택 채널을 송신 신호 생성부(801)에 출력한다. 송신 신호 생성부(801)는, 선택 채널의 주파수로 이루어지는 고주파 신호로 송신 신호를 생성하고, 송신측 증폭 회로(71)에 출력한다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 채널 결정부(810)는 선택 채널을 복조부(802)에 출력한다. 복조부(802)는, 선택 채널에 기초하는 로컬 신호에 의해 수신 신호를 복조한다.
채널 결정부(810)는, 주파수 가변 LC 필터(40A), 송신측 증폭 회로(71), 주파수 가변 필터(61, 62)에도 선택 채널을 출력한다. 주파수 가변 LC 필터(40A), 주파수 가변 필터(61, 62)는, 이 선택 채널을 사용하여 상술한 바와 같은 전송 특성을 실현한다. 송신측 증폭 회로(71)는, 이 선택 채널을 사용하여 송신 신호의 증폭 처리를 행한다.
여기서, 상술한 바와 같이, 주파수 가변 LC 필터(40A)는, 보다 급준한 감쇠 특성을 실현하고 있다. 따라서, 주파수 가변 LC 필터(40A)를 고주파 프론트 엔드 모듈(10)에 사용하면, 선택되어 있지 않은 채널의 성분을 효과적으로 감쇠시킬 수 있다. 이것에 대해, 도 16을 참조하면서 설명한다.
도 16은, 전송 특성 SF40의 고역측의 감쇠극의 부분 확대도이다. 도 16의 부분 확대도에 나타낸 예에서는, 역치가 -30dB로 설정되어 있다. 주파수 가변 LC 필터(40A)의 전송 특성 SF40에서는, 채널 CH50 내지 CH52의 레벨은, -30dB보다 작게 되어 있다. 이에 비해, 비교예 2(도 9의 (B)에 나타낸 예)에 관한 주파수 가변 LC 필터의 감쇠 특성에서는, 채널 CH50 내지 CH52의 레벨은, -30dB보다 크게 되어 있다. 이와 같이, 주파수 가변 LC 필터(40A)는, 보다 급준한 감쇠 특성에 의해, 미선택 채널 신호를 충분히 감쇠시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 고주파 프론트 엔드 모듈(10)의 구성을 사용함으로써, 복수의 통신 채널에 의해 구성되는 통신 밴드에 있어서의 선택된 통신 채널(선택 채널)로 무선 통신을 행하는 경우에, 선택 채널을 사용하여, 저손실의 무선 통신을 실현할 수 있다.
다음으로, 도 17의 (A)는 고주파 프론트 엔드 모듈(10)이 실장된 메인 기판(10M)의 평면 모식도이다. 단, 도 17의 (A)에 있어서, 고주파 프론트 엔드 모듈(10)의 구성의 일부의 도시는 생략되어 있다.
도 17의 (A)에 나타낸 바와 같이, 메인 기판(10M)에 있어서, 주파수 가변 LC 필터(40)가 실장된 기판(400)은, 주파수 가변 필터(61, 62)와, 주파수 고정 필터(30) 사이에 배치되어 있다. 기판(400)의 주면에 있어서, 가변 캐패시터(432)는, 인덕터(412, 431)와 주파수 가변 필터(61, 62) 사이에 배치되어 있다. 이에 의해, 주파수 가변 필터(61, 62)가 인덕터를 구비하는 경우라도, 당해 인덕터와 인덕터(431) 사이에서는 불필요한 자계 결합의 발생이 억제된다. 주파수 가변 필터(61, 62)의 인덕터와 인덕터(412, 431) 사이에 불필요한 자계 결합의 발생이 억제되므로, 주파수 가변 LC 필터(40)의 급준한 감쇠 특성은, 불필요한 자계 결합에 의한 영향을 받기 어려워진다. 따라서, 도 17의 (A)에 나타낸 배치는, 주파수 가변 LC 필터(40)의 급준한 감쇠 특성을 유지한 채, 고주파 프론트 엔드 모듈(10)에 주파수 가변 LC 필터(40)를 조립할 수 있다.
또한, 주파수 가변 필터(61, 62)와 주파수 고정 필터(30)를 바꾸어 주파수 가변 LC 필터(40)에 접속해도 된다. 이 경우, 가변 캐패시터(432)는, 인덕터(412, 431)와 주파수 고정 필터(30) 사이에 배치된다. 따라서, 주파수 가변 필터(61, 62)와 주파수 고정 필터(30)를 바꾸어 주파수 가변 LC 필터(40)에 접속한 경우라도, 인덕터(412, 431)와 주파수 고정 필터(30) 사이에 있어서의 불필요한 자계 결합의 발생이 억제된다.
도 17의 (B)는, 주파수 가변 LC 필터(40A)를 구비하는 고주파 프론트 엔드 모듈(10A)이 실장된 메인 기판(10M)의 평면 모식도이다. 이 도 17의 (B)에 나타낸 배치예에서는, 가변 캐패시터(422)는 인덕터(421)와 주파수 고정 필터(30) 사이에 배치되어 있다. 이에 의해, 주파수 고정 필터(30)의 인덕터와 인덕터(421) 사이에서는 불필요한 자계 결합의 발생이 억제된다. 주파수 고정 필터(30)의 인덕터와 인덕터(421) 사이에서는 불필요한 자계 결합의 발생이 억제되므로, 주파수 가변 LC 필터(40A)의 급준한 감쇠 특성은, 당해 자계 결합에 의한 영향을 받기 어려워진다. 따라서, 도 17의 (B)에 나타낸 배치는, 주파수 가변 LC 필터(40A)의 급준한 감쇠 특성을 유지한 채, 고주파 프론트 엔드 모듈(10)에 주파수 가변 LC 필터(40A)를 내장할 수 있다. 또한, 도 17의 (A)에 나타낸 배치와 마찬가지로, 가변 캐패시터(432)의 배치에 의해, 주파수 가변 필터(61, 62)의 인덕터와 인덕터(431) 사이에서는 자계 결합의 발생이 억제된다.
도 18은, 주파수 가변 LC 필터(40B)를 구비하는 고주파 프론트 엔드 모듈(10)이 실장된 메인 기판(10M)의 평면 모식도이다. 이 도 18에 나타낸 배치 예는, 도 17의 (B)에 나타낸 배치와 마찬가지이다. 따라서, 주파수 고정 필터(30)의 인덕터와 인덕터(421) 사이에서는 불필요한 자계 결합의 발생이 억제된다. 또한, 주파수 가변 필터(61, 62)의 인덕터와 인덕터(431) 사이에서는 불필요한 자계 결합의 발생이 억제된다. 따라서, 도 18에 나타낸 배치는, 주파수 가변 LC 필터(40B)의 급준한 감쇠 특성을 유지한 채, 고주파 프론트 엔드 모듈(10)에 주파수 가변 LC 필터(40B)를 내장할 수 있다.
다음으로, 제4 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40C)에 대해 설명한다. 도 19는, 주파수 가변 LC 필터(40C)의 회로도이다.
본 실시 형태에 관한 주파수 가변 LC 필터(40C)는, 제2 병렬 암 LC 필터 회로(43) 대신에 제2 병렬 암 LC 필터 회로(43C)를 구비하는 점, 제2 직렬 암 LC 필터 회로(45)를 구비하는 점, 캐패시터(425, 426)를 구비하는 점에 있어서, 실시 형태 2에 관한 주파수 가변 LC 필터(40A)와 상이하다. 중복되는 구성의 설명은 생략한다.
도 19에 나타낸 바와 같이, 제2 병렬 암 LC 필터 회로(43C)는, 제2 병렬 암 LC 필터 회로(43)에 대해, 인덕터(433)를 추가한 것이다.
인덕터(433)는, 인덕터(431)와 가변 캐패시터(432)의 직렬 회로에 대해, 병렬 접속되어 있다.
제2 직렬 암 LC 필터 회로(45)는, 인덕터(451)와 캐패시터(452)를 구비한다. 인덕터(451)와 캐패시터(452)는, 병렬 접속되어 있다. 제2 직렬 암 LC 필터 회로(45)의 일단부는, 제2 접속 단자(P402)에 접속되어 있다. 제2 직렬 암 LC 필터 회로(45)의 타단부는, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41A)와 제2 병렬 암 LC 필터 회로(43C)의 접속점에 접속되어 있다.
제2 직렬 암 LC 필터 회로(45)를 구성하는 인덕터(451)와 캐패시터(452)의 병렬 공진 회로의 공진 주파수는, 주파수 가변 LC 필터(40C)의 통과 대역의 고주파수측에 설정되어 있다.
캐패시터(425)와 캐패시터(426)는, 직렬 접속되어 있다. 캐패시터(425)의 일단부는, 제1 직렬 암 LC 필터 회로(41A)에 접속되어 있고, 타단부는 캐패시터(426)의 일단부에 접속되어 있다. 캐패시터(426)의 타단부는, 제1 접속 단자(P401)에 접속되어 있다. 캐패시터(425)와 캐패시터(426)의 접속점과 접지 전위 사이에는, 제1 병렬 암 LC 필터 회로(42)가 접속되어 있다.
이러한 구성으로 이루어지는 주파수 가변 LC 필터(40C)는, 예를 들어 다음에 나타내는 회로에 적용되어 있다. 도 20은, 고주파 프론트 엔드 모듈(10A)의 회로 블록도이다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 고주파 프론트 엔드 모듈(10A)은, 안테나(ANT), 분파 회로(50A), RFIC(81, 82)를 구비한다. 분파 회로(50A)는, 고역 통과 필터(51)와 주파수 가변 필터(52)를 구비한다. 즉, 분파 회로(50A)는, 주파수 가변 다이플렉서이다. 분파 회로(50A)는, 제1 접속 단자(P401), 제2 접속 단자(P402) 및 제3 접속 단자(P403)를 구비한다. 고역 통과 필터(51)는, 제1 접속 단자(P401)와 제3 접속 단자(P403) 사이에 접속되어 있다. 주파수 가변 필터(52)는, 제1 접속 단자(P401)와 제2 접속 단자(P402) 사이에 접속되어 있다. 이 주파수 가변 필터(52)가, 주파수 가변 LC 필터(40C)에 의해 실현되어 있다.
제1 접속 단자(P401)는, 안테나(ANT)에 접속되어 있고, 제2 접속 단자(P402)는, RFIC(82)에 접속되어 있고, 제3 접속 단자(P403)는, RFIC(81)에 접속되어 있다.
주파수 가변 LC 필터(40C)는, 다음에 나타내는 바와 같은 부품 배치 구성에 의해 실현되어 있다. 도 21, 도 22의 (A) 및 도 22의 (B)는 각각, 주파수 가변 LC 필터(40C)가 실장된 기판의 평면 모식도이다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 제2 접속 단자(P402)는, 기판(400)의 주면에 있어서, -Y측 또한 X 방향의 중앙 부근에 배치되어 있다.
인덕터(412, 431)는, 권선의 축 방향을 X 방향으로 한 상태에서, 기판(400)의 주면에 있어서 -X측에 배치되고, 또한 Y 방향으로 서로 근접 배치되어 있다. 인덕터(414, 421)는, 권선의 축 방향을 Y 방향으로 한 상태에서, 기판(400)의 주면에 있어서, +Y측 또한 X 방향의 중앙 부근에 배치되어 있다. 인덕터(451)는, 권선의 축 방향을 Y 방향으로 한 상태에서, 기판(400)의 주면에 있어서, -Y측 또한 X 방향의 중앙 부근에 배치되어 있다. 가변 캐패시터(432)는, 기판(400)의 주면에 있어서, Y 방향 및 X 방향의 중앙 부근에 배치되어 있다.
보다 구체적으로는, 도 22의 (A)의 평면 모식도로 나타낸 바와 같이, 가변 캐패시터(432)의 일부는, 인덕터(421)와 인덕터(451)를 외연의 일부로 하는 영역 SR5에 배치되어 있다. 이 영역 SR5는, 인덕터(421, 451)의 단부면(421E, 451E)을, 대향하는 2 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역이다.
이 배치에 의해, 인덕터(421)와 인덕터(451) 사이의 자계 결합은, 억제된다.
또한, 도 22의 (B)의 평면 모식도로 나타낸 바와 같이, 가변 캐패시터(432)의 일부는, 인덕터(431)와 인덕터(451)를 외연의 일부로 하는 영역 SR6에 위치하고 있다. 이 영역 SR6은, 인덕터(431, 451)의 단부면(431E, 451E)을, 대향하는 2 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역이다.
이 배치에 의해, 인덕터(431)와 인덕터(451) 사이의 자계 결합은, 억제된다.
그리고 주파수 가변 LC 필터(40C)는, 이러한 구성을 구비함으로써, 다음에 나타내는 바와 같은 전송 특성을 실현할 수 있다. 도 23은, 주파수 가변 LC 필터(40C)의 전송 특성을 나타내는 도면이다. 도 23에 있어서, 실선은 채널 CHa의 전송 특성, 점선은 채널 CHb의 전송 특성, 파선은 채널 CHc의 전송 특성, 2점 파선은 채널 CHd의 전송 특성을 나타낸다. 예를 들어, 채널 CHa는 430㎒대이고, 채널 CHb는 770㎒대이고, 채널 CHc는 865㎒대이고, 채널 CHd는 915㎒대이다.
도 23에 나타낸 바와 같이, 주파수 가변 LC 필터(40C)의 구성을 구비함으로써, 통과 대역의 고주파수측에 있어서, 필요 감쇠량인 -30[dB]을 확보할 수 있다. 이때, 어느 채널을 선택해도, 통과 대역의 고주파수측에 있어서, 필요 감쇠량을 확보할 수 있다.
한편, 주파수 가변 LC 필터(40C)의 구성을 구비하지 않는 경우에는, 다음에 나타내는 바와 같이, 필요 감쇠량을 얻을 수 없는 경우가 있다.
도 24의 (A)는 비교예 5의 주파수 가변 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이고, 도 24의 (B)는 그 전송 특성을 나타내는 도면이다.
도 24의 (A)에 나타낸 바와 같이, 비교예 5는 주파수 가변 LC 필터(40C)와 동일한 회로 구성이지만, 인덕터(421)와 인덕터(451) 사이의 영역에 가변 캐패시터(432)가 위치하고 있지 않은 구성을 갖는다. 이 경우, 도 24의 (B)에 나타낸 바와 같이, 채널 CHa, CHb, CHc에 있어서, 필요 감쇠량을 얻을 수 없는 주파수 대역이 발생한다.
도 25의 (A)는, 비교예 6의 주파수 가변 필터가 실장된 기판의 평면 모식도이고, 도 25의 (B)는 그 전송 특성을 나타내는 도면이다.
도 25의 (A)에 나타낸 바와 같이, 비교예 6은 주파수 가변 LC 필터(40C)와 동일한 회로 구성이지만, 인덕터(431)와 인덕터(451) 사이의 영역에 가변 캐패시터(432)가 위치하고 있지 않은 구성을 갖는다. 이 경우, 도 25의 (B)에 나타낸 바와 같이, 채널 CHa, CHb, CHc, CHd 모두에 있어서, 필요 감쇠량을 얻을 수 없는 주파수 대역이 발생한다.
또한, 상술한 설명에서는, 주파수 가변 LC 필터(40C)를, 도 20에 나타낸 분파 회로(50A)에 적용하는 양태를 나타냈지만, 단독 또는 별개의 주파수 가변 LC 필터로서 이용하는 것도 가능하고, 도 14에 나타낸 주파수 가변 LC 필터(40A)로 치환하여 이용하는 것도 가능하다.
또한, 상술한 주파수 가변 LC 필터(40C)의 특징적인 배치는, 도 17의 주파수 가변 LC 필터(40, 40A) 및 도 18의 주파수 가변 LC 필터(40B)에도 적용 가능하다.
P401 : 제1 접속 단자
P402 : 제2 접속 단자
P403 : 제3 접속 단자
SR1 내지 SR4 : 영역
1 : 통신 장치
10, 10A : 고주파 프론트 엔드 모듈
20 : 안테나 정합 회로
30 : 주파수 고정 필터
40, 40A, 40B, 40C : 주파수 가변 LC 필터
41, 41A : 필터 회로
42 : LC 필터 회로
43 : LC 필터 회로
44 : LC 필터 회로
45 : LC 필터 회로
50, 50A : 분파 회로
51 : 고역 통과 필터
61, 62 : 주파수 가변 필터
71 : 송신측 증폭 회로
72 : 수신측 증폭 회로
80 : 신호 처리부
81, 82 : RFIC
91 : 송신 회로
92 : 수신 회로
400 : 기판
412, 414, 421, 431, 433, 441, 451 : 인덕터
411, 413, 425, 426, 442, 443, 452 : 캐패시터
415, 432, 422 : 가변 캐패시터
800 : 기저 대역 처리부
801 : 송신 신호 생성부
802 : 복조부
810 : 채널 결정부

Claims (15)

  1. 입력 단자와,
    출력 단자와,
    제1 인덕터를 갖고, 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속된 제1 직렬 암 LC 필터 회로와,
    제2 인덕터 및 제1 가변 캐패시터를 갖고, 상기 입력 단자 및 상기 제1 직렬 암 LC 필터 회로의 접속점과, 접지 전위 사이에 접속되는 제1 병렬 암 LC 필터 회로와,
    제3 인덕터 및 제2 가변 캐패시터를 갖고, 상기 출력 단자 및 상기 제1 직렬 암 LC 필터 회로의 접속점과, 접지 전위 사이에 접속되는 제2 병렬 암 LC 필터 회로가 기판의 주면에 실장된 주파수 가변 LC 필터로서,
    상기 제2 병렬 암 LC 필터 회로는, 상기 제1 인덕터와 직접적으로 접속되어 있고,
    상기 제1 가변 캐패시터 및 상기 제2 가변 캐패시터는, 상기 주면에 있어서, 상기 제1 인덕터와 상기 제3 인덕터 사이에 발생하는 자계 결합의 강도가, 상기 제2 인덕터와 상기 제1, 제3 인덕터 사이에 발생하는 자계 결합의 강도보다 커지도록 배치되는,
    주파수 가변 LC 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가변 캐패시터 및 상기 제2 가변 캐패시터는, 상기 주면에 있어서, 상기 제1 인덕터와, 상기 제3 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역 이외의 영역에 배치되고 - 상기 제1 인덕터와, 상기 제3 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역은, 상기 제1 인덕터의 적어도 하나의 면과 상기 제3 인덕터의 적어도 하나의 면을 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역임 - ,
    상기 제1 가변 캐패시터 및 상기 제2 가변 캐패시터 중 적어도 한쪽의 가변 캐패시터의 일부는, 상기 주면에 있어서, 상기 제2 인덕터와 상기 제1, 제3 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역에 배치되는 - 상기 제2 인덕터와 상기 제1, 제3 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역은, 상기 제1 인덕터의 적어도 하나의 면, 상기 제2 인덕터의 적어도 하나의 면, 및 상기 제3 인덕터의 적어도 하나의 면을 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역임 -,
    주파수 가변 LC 필터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외연의 일부는, 상기 제1, 제3 인덕터의 단부면 또는 측면으로 구성되는,
    주파수 가변 LC 필터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 인덕터와, 상기 제1, 제3 인덕터는, 상기 주면에 있어서, 서로 권취 축 방향이 상이하도록 배치되어 있는 권선 인덕터인,
    주파수 가변 LC 필터.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 인덕터는, 상기 주면의 소정 방향에 있어서, 한쪽 단부측에 배치되고,
    상기 제1, 제3 인덕터는, 상기 주면의 소정 방향에 있어서, 다른 쪽 단부측에 배치되어 있는,
    주파수 가변 LC 필터.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 직렬 암 LC 필터 회로는,
    제3 가변 캐패시터 및 제4 인덕터를 갖는 병렬 LC 필터 회로이며, 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이의 경로와 접지 전위 사이에 접속되는 병렬 LC 필터 회로와,
    상기 제1 인덕터에 병렬 접속되는 고정 캐패시터를 구비하고,
    상기 제1, 제2 및 제3 가변 캐패시터는, 상기 주면에 있어서, 상기 제1 인덕터와 상기 제3 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역 이외의 영역에 배치되고 - 상기 제1 인덕터와, 상기 제3 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역은, 상기 제1 인덕터의 적어도 하나의 면과 상기 제3 인덕터의 적어도 하나의 면을 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역임 - ,
    상기 제1, 제2 및 제3 가변 캐패시터 중 적어도 하나의 가변 캐패시터의 일부는, 상기 주면에 있어서, 상기 제1 인덕터와, 상기 제4 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역에 배치되는 - 상기 제1 인덕터와, 상기 제4 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역은, 상기 제1 인덕터의 적어도 하나의 면과 상기 제4 인덕터의 적어도 하나의 면을 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역임 - ,
    주파수 가변 LC 필터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 외연의 일부는, 상기 제1, 제3, 제4 인덕터의 단부면 혹은 측면으로 구성되거나, 또는 상기 제2, 제3, 제4 인덕터의 단부면 혹은 측면으로 구성되는,
    주파수 가변 LC 필터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 입력 단자 및 상기 제1 직렬 암 LC 필터 회로의 접속점과, 접지 전위와의 사이에 접속된 제3 병렬 암 LC 필터 회로를 더 구비하고,
    상기 제3 병렬 암 LC 필터 회로는,
    상기 입력 단자와 상기 제1 직렬 암 LC 필터 회로 사이에 접속된 고정 캐패시터와,
    당해 고정 캐패시터 및 상기 입력 단자의 접속점과 접지 전위 사이에 직렬로 접속된 제5 인덕터 및 고정 캐패시터를 갖고,
    상기 제1, 제2 및 제3 가변 캐패시터 중 적어도 하나의 가변 캐패시터의 일부는, 상기 주면에 있어서, 상기 제5 인덕터와, 상기 제2 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역에 배치되는 - 상기 제5 인덕터와, 상기 제2 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역은, 상기 제5 인덕터의 적어도 하나의 면과 상기 제2 인덕터의 적어도 하나의 면을 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역임 - ,
    주파수 가변 LC 필터.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 단자와 상기 제1 직렬 암 LC 필터 회로 사이에 접속된 제2 직렬 암 LC 필터 회로를 더 구비하고,
    상기 제2 직렬 암 LC 필터 회로는,
    상기 출력 단자와 상기 제1 직렬 암 LC 필터 회로 사이에 접속되고, 서로 병렬 접속된 제6 인덕터 및 고정 캐패시터를 갖고,
    상기 제2 가변 캐패시터의 일부는,
    상기 주면에 있어서, 상기 제2 인덕터와, 상기 제6 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역 - 상기 제2 인덕터와, 상기 제6 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역은, 상기 제2 인덕터의 적어도 하나의 면과 상기 제6 인덕터의 적어도 하나의 면을 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역임 -,
    및
    상기 주면에 있어서, 상기 제3 인덕터와, 상기 제6 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역에 배치되어 있는 - 상기 제3 인덕터와, 상기 제6 인덕터를 외연의 일부로 하는 영역은, 상기 제3 인덕터의 적어도 하나의 면과 상기 제6 인덕터의 적어도 하나의 면을 측면으로 하는 공간을 평면에서 보아 얻어지는 영역임 - , 주파수 가변 LC 필터.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 주파수 가변 LC 필터와,
    상기 주파수 가변 LC 필터의 상기 입력 단자에 접속되는 주파수 고정 LC 필터와,
    상기 주파수 가변 LC 필터의 상기 출력 단자에 접속되는 제2 주파수 가변 필터를 구비하는, 고주파 프론트 엔드 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 주파수 고정 LC 필터의 통과 대역은, 상기 주파수 가변 LC 필터의 통과 대역을 포함하고,
    상기 주파수 가변 LC 필터의 통과 대역은, 상기 제2 주파수 가변 필터의 통과 대역을 포함하는,
    고주파 프론트 엔드 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판, 상기 주파수 고정 LC 필터 및 제2 주파수 가변 필터가 실장되는 메인 기판을 더 구비하고,
    상기 제1 가변 캐패시터 및 상기 제2 가변 캐패시터 중 적어도 한쪽은, 상기 메인 기판의 주면에 있어서, 상기 제2 인덕터와, 상기 제2 주파수 가변 필터 사이에 배치되거나, 또는 상기 제2 인덕터와, 상기 주파수 고정 LC 필터 사이에 배치되는,
    고주파 프론트 엔드 모듈.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 주파수 가변 LC 필터의 통과 대역은, TV 화이트 스페이스의 주파수 대역을 포함하는,
    고주파 프론트 엔드 모듈.
  14. 제10항에 있어서,
    송신 신호를 생성하는 송신 회로와,
    상기 송신 신호를 증폭하는 증폭 회로를 더 구비하는,
    고주파 프론트 엔드 모듈.
  15. 제14항에 기재된 고주파 프론트 엔드 모듈과,
    상기 송신 신호와, 상기 제2 주파수 가변 필터를 통과하는 수신 신호를 신호 처리하는 신호 처리부와,
    상기 송신 신호와 상기 수신 신호를 사용한 통신의 기저 대역의 신호 처리를 실행하는 기저 대역 처리부를 구비하는,
    통신 장치.
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