KR20210023725A - 분파기 - Google Patents

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Abstract

대역 통과 필터의 통과 특성의 열화를 억제할 수 있는 분파기를 제공한다. 분파기는, 제1 단자와 안테나에 접속되는 공통 단자의 사이에 있어서, 소정의 주파수 대역의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터와, 제2 단자와 공통 단자의 사이에 있어서, 소정의 주파수 대역의 신호를 감쇠시키는 대역 제거 필터를 구비하고, 대역 제거 필터는, 제2 단자와 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 복수의 공진자를 구비하며, 복수의 공진자는, 가장 공진 주파수가 낮은 제1 공진자와, 제1 공진자보다 공통 단자측에 마련된 제2 공진자를 포함한다.

Description

분파기{MULTIPLEXER}
본 발명은, 분파기에 관한 것이다.
휴대 전화 등의 이동체 통신기에 있어서는, 서로 다른 복수의 주파수 대역의 신호를 동시에 송수신하는, 소위 캐리어 애그리게이션에 대응하는 것이 요구되고 있다. 캐리어 애그리게이션에 있어서는, 예를 들어 1개의 안테나가 수신한 수신 신호를 주파수 대역에 따라서 나누기 위한 분파기가 안테나에 접속되어 있다. 예를 들어 하기 특허문헌 1에는, 소정의 주파수 대역의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터와, 소정의 주파수 대역의 신호를 감쇠시키는 대역 제거 필터를 구비한 멀티플렉서가 개시되어 있다.
국제 공개 제2018/030277호
이와 같은 복수의 필터를 포함하는 멀티플렉서에 있어서는, 한쪽 필터의 특성이 다른 쪽 필터의 특성에 영향을 미치고, 다른 쪽 필터 통과 특성을 열화시키는 경우가 있지만, 상기 특허문헌 1에서는 이러한 점은 고려되어 있지 않다. 따라서, 예를 들어 대역 제거 필터가 구비하는 공진자의 설계에 따라서는, 대역 통과 필터의 통과 특성을 열화시킬 수 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 대역 통과 필터의 통과 특성의 열화를 억제할 수 있는 분파기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 측면에 따른 분파기는, 제1 단자와 안테나에 접속되는 공통 단자의 사이에 있어서, 소정의 주파수 대역의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터와, 제2 단자와 공통 단자의 사이에 있어서, 해당 소정의 주파수 대역 신호를 감쇠시키는 대역 제거 필터를 구비하고, 대역 제거 필터는, 제2 단자와 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 복수의 공진자를 구비하고, 복수의 공진자는, 가장 공진 주파수가 낮은 제1 공진자와, 제1 공진자보다 공통 단자측에 마련된 제2 공진자를 포함한다.
본 발명에 따르면, 대역 통과 필터의 통과 특성의 열화를 억제할 수 있는 분파기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 분파기를 포함하는 통신 장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 분파기 및 그에 관련된 구성 요소의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3은 대역 통과 필터 및 대역 제거 필터에 포함되는 각 공진자의 감쇠 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4a는 대역 제거 필터의 공진자의 공진 주파수 및 용량값의 조건을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 통과 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4b는 대역 제거 필터의 공진자의 공진 주파수 및 용량값의 조건을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 통과 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4c는 대역 제거 필터의 공진자의 공진 주파수 및 용량값의 조건을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 통과 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4d는 대역 제거 필터의 공진자의 공진 주파수 및 용량값의 조건을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 통과 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5a는 대역 제거 필터의 인덕터의 조건을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 통과 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5b는 대역 제거 필터의 인덕터의 조건을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 통과 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5c는 대역 제거 필터의 인덕터의 조건을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 통과 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5d는 대역 제거 필터의 인덕터의 조건을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 통과 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 2에 도시된 각 인덕터의 레이아웃의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7a는 도 2에 도시된 인덕터의 레이아웃을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 제거 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7b는 도 2에 도시된 인덕터의 레이아웃을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 제거 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 분파기를 포함하는 통신 장치의 구성예를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에 따른 통신 장치는, 예를 들어 휴대 전화 등의 이동체 통신기에 탑재되고, 신호의 송신 및 수신을 행한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통신 장치(100)는, 예를 들어 안테나(10)와, 분파기(20)와, 스위치(30)와, 듀플렉서(40)와, 전력 증폭기(50)와, 저잡음 증폭기(60, 61)와, RFIC(70, 71)를 구비한다.
안테나(10)는, 기지국과의 사이에서 무선 주파수(RF: Radio Frequency) 신호의 송신 및 수신을 행하거나, GPS(Global Positioning System) 위성으로부터의 신호를 수신하거나 한다.
분파기(20)는, 안테나(10)로부터 송신되는 송신 신호 및 안테나(10)가 수신하는 수신 신호를 주파수에 기초하여 나누는 기능을 갖는다. 분파기(20)는, 대역 통과 필터(21)와, 대역 제거 필터(22)를 포함한다. 대역 통과 필터(21)는, 소정의 주파수의 신호를 통과시켜, 당해 소정의 주파수 이외의 주파수의 신호를 감쇠시키는 필터이다. 대역 제거 필터(22)는, 소정의 주파수의 신호를 감쇠시켜, 당해 소정의 주파수 이외의 신호를 통과시키는 필터이다.
본 실시 형태에 있어서, 대역 통과 필터(21)가 통과시키는 주파수 대역인 통과 대역과, 대역 제거 필터(22)가 감쇠시키는 주파수 대역인 감쇠 대역은 겹쳐 있다. 예를 들어, 안테나(10)가 수신한 다양한 신호로부터 GPS의 수신 신호를 추출하고 싶은 경우, 대역 통과 필터(21)의 통과 대역 및 대역 제거 필터(22)의 감쇠 대역은, GPS의 수신 신호의 주파수가 되도록 설정된다. 이에 의해, GPS의 수신 신호는 대역 통과 필터(21)를 통과하고, 그 이외의 수신 신호는 대역 제거 필터(22)를 통과한다. 이와 같이, 분파기(20)에 의하면, 다양한 주파수의 신호로부터 특정한 주파수의 신호를 추출할 수 있다. 또한, 추출되는 신호의 종류는 GPS에 한정되지는 않는다.
대역 통과 필터(21)를 통과한 수신 신호는, 저잡음 증폭기(60)에 공급된다. 대역 제거 필터(22)를 통과한 수신 신호는, 스위치(30)에 공급된다. 또한, 대역 제거 필터(22)에는, 스위치(30)로부터 송신 신호가 공급된다. 분파기(20)의 구성의 상세에 대해서는 후술한다.
스위치(30)는, 대역 제거 필터(22)로부터 공급되는 수신 신호를, 통신 규격이나 주파수 대역에 기초하여, 어느 하나의 듀플렉서에 공급한다. 도 1에서는 듀플렉서(40)가 일례로서 도시되어 있지만, 스위치(30)에는 복수의 듀플렉서가 접속되어 있어도 되며, 혹은 듀플렉서 대신에 분파기나 수신기가 접속되어 있어도 된다. 또한, 스위치(30)는, 각 듀플렉서로부터 공급되는 송신 신호를 대역 제거 필터(22)에 공급한다. 또한, 통신 장치(100)는, 스위치(30)를 구비하고 있지 않아도 된다.
듀플렉서(40)는, 스위치(30)로부터 공급되는 수신 신호와, 전력 증폭기(50)로부터 공급되는 송신 신호를, 주파수에 기초하여 나누는 기능을 갖는다. 듀플렉서(40)는, 예를 들어 2개의 대역 통과 필터(41, 42)를 구비한다. 한쪽의 대역 통과 필터(41)는, 수신 주파수 대역의 신호를 통과시키고, 다른 쪽의 대역 통과 필터(42)는, 송신 주파수 대역의 신호를 통과시킨다. 이에 의해, 송신 신호 및 수신 신호 간의 상호 누설이 억제된다.
전력 증폭기(50)는, RFIC(71)에 있어서 생성되는 송신 신호의 전력을 증폭하여, 듀플렉서(40)에 공급한다.
저잡음 증폭기(60)는, 분파기(20)로부터 공급되는 수신 신호의 전력을 증폭하여, RFIC(70)에 공급한다.
저잡음 증폭기(61)는, 듀플렉서(40)로부터 공급되는 수신 신호의 전력을 증폭하여, RFIC(71)에 공급한다.
RFIC(70)는, 분파기(20)에 의해 추출된 소정의 신호(예를 들어, GPS의 수신 신호)를 처리하는 집적 회로이다. RFIC(71)는, 당해 소정의 신호를 제외한 신호, 즉, 대역 제거 필터(22)의 통과 대역에 포함되는 신호(예를 들어, 휴대 전화의 수신 신호)를 처리하는 집적 회로이다. 또한, 도 1에서는 RFIC(70)와 RFIC(71)가 각각의 IC에 의해 구성된 예가 도시되어 있지만, 이들의 일부 또는 모든 기능이 하나의 칩에 의해 구성되어 있어도 된다.
상술한 통신 장치(100)가 구비하는 각 구성 요소는, 동일한 칩에 모듈로서 형성되어 있어도 되며, 혹은 각각의 칩에 형성되어 있어도 된다. 통신 장치(100)는, 예를 들어 안테나(10)를 구비하고 있지 않아도 되며, 그 경우에는, 통신 장치(100)에 안테나(10)가 접속되어 있어도 된다. 이어서, 분파기(20)의 구성에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 분파기 및 그에 관련된 구성 요소의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 분파기(20A)는, 대역 통과 필터(21A)와, 대역 제거 필터(22A)를 포함한다. 대역 통과 필터(21A)는, 안테나(10)로부터 공통 단자 T3을 경유하여 공급된 수신 신호를 단자 T1(제1 단자)로부터 출력한다. 대역 제거 필터(22A)는, 안테나(10)로부터 공통 단자 T3을 경유하여 공급된 수신 신호를 단자 T2(제2 단자)로부터 출력함과 함께, 스위치(30)로부터 단자 T2를 경유하여 공급된 송신 신호를 공통 단자 T3으로부터 출력한다. 본 실시 형태에서는, 대역 통과 필터(21A)는, 수신 신호를 통과시키지만, 이것 대신에, 또는 이것에 더하여 송신 신호를 통과시켜도 된다.
대역 통과 필터(21A)는, 복수의 공진자가 직렬 암 및 병렬 암에 배치된 래더형 필터이다. 구체적으로, 대역 통과 필터(21A)는, 4개의 공진자 S1 내지 S4와, 3개의 공진자 P1 내지 P3과, 인덕터 L2를 구비한다. 공진자 및 인덕터의 수는 각각 일례이며, 이것에 한정되지는 않는다.
공진자 S1 내지 S4 및 공진자 P1 내지 P3의 소자는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 탄성 표면파(SAW: Surface Acoustic Wave) 필터, 압전 박막 공진자 등의 필터, 또는 벌크 탄성파(BAW: Bulk Acoustic Wave) 필터 등이어도 된다. 이하에 설명하는 공진자 S5, S6에 있어서도 마찬가지이다.
4개의 공진자 S1(제3 공진자) 내지 S4는, 공통 단자 T3과 단자 T1을 연결하는 선로 U1에 있어서, 안테나(10)측에서 가까운 순으로 각각 직렬 접속되어 있다. 3개의 공진자 P1(제4 공진자) 내지 P3은, 안테나(10)측에서 가까운 순으로 각각, 선로 U1로부터 분기하도록 병렬로 접속되어 있다. 3개의 공진자 P1 내지 P3은, 일단부가, 각각 공진자 S1과 공진자 S2의 접속점, 공진자 S2와 공진자 S3의 접속점, 공진자 S3과 공진자 S4의 접속점에 접속되고, 타단부에 기준 전위(예를 들어 접지 전위)가 공급되어 있다.
인덕터 L2(제4 인덕터)는, 공진자 S4와 단자 T1의 사이에 있어서, 직렬 암에 배치된 공진자에 직렬 접속되어 있다.
대역 제거 필터(22A)는, 복수의 공진자가 직렬로 접속된 구성이다. 구체적으로, 대역 제거 필터(22A)는, 2개의 공진자 S5, S6과, 3개의 인덕터 L3 내지 L5를 구비한다. 공진자 및 인덕터의 수는 일례이며, 이것에 한정되지는 않는다.
공진자 S5(제2 공진자, 제6 공진자) 및 공진자 S6(제1 공진자, 제5 공진자)은, 공통 단자 T3과 단자 T2를 연결하는 선로 U2에 있어서, 안테나(10)측에서 가까운 순으로 인접하여 직렬 접속되어 있다.
인덕터 L3(제2 인덕터)은, 공통 단자 T3과 공진자 S5의 사이에 있어서, 공진자 S5에 직렬 접속되어 있다. 인덕터 L4(제1 인덕터)는, 선로 U2로부터 분기하도록, 일단부가 공진자 S5와 공진자 S6의 접속점에 접속되고, 타단부에 기준 전위(예를 들어 접지 전위)가 공급되어 있다. 인덕터 L5(제3 인덕터)는, 공진자 S6과 단자 T2의 사이에 있어서, 공진자 S6에 직렬 접속되어 있다.
인덕터 L1(제5 인덕터)은, 대역 통과 필터(21A)와 대역 제거 필터(22A)의 접속점 A와, 공통 단자 T3 사이의 선로에 직렬 접속되어 있다.
본 실시 형태에서는, 대역 통과 필터(21A)의 통과 대역 및 그 대역폭과, 대역 제거 필터(22A)의 감쇠 대역 및 그 대역폭이 대략 동일하다. 따라서, 각 필터에 포함되는 각 공진자는, 도 3에 도시된 바와 같은 공진 주파수 및 반공진 주파수의 조건을 충족한다.
도 3은, 도 2에 도시된 대역 통과 필터 및 대역 제거 필터에 포함되는 각 공진자의 감쇠 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 상기 도면에 도시된 그래프에 있어서, 횡축은 주파수(㎒)를 나타내고, 종축은 신호의 감쇠량(㏈)을 나타낸다. 특성(200)은, 대역 통과 필터(21A)의 공진자 S1의 감쇠 특성을 나타낸다. 특성(210)은, 대역 통과 필터(21A)의 공진자 P1의 감쇠 특성을 나타낸다. 특성(220)은, 대역 제거 필터(22A)의 공진자 S5의 감쇠 특성을 나타낸다. 특성(230)은, 대역 제거 필터(22A)의 공진자 S6의 감쇠 특성을 나타낸다.
공진자 S1, S5, S6은 직렬 암에 배치되기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이, 그 반공진 주파수에 있어서 신호가 크게 감쇠한다. 공진자 P1은 병렬 암에 배치되기 때문에, 그 공진 주파수에 있어서 신호가 크게 감쇠한다. 본 실시 형태에서는, 대역 통과 필터(21A)의 공진자 S1의 반공진 주파수와, 공진자 P1의 공진 주파수의 사이에, 대역 제거 필터(22A)의 공진자 S5 및 공진자 S6의 반공진 주파수가 배치되어 있다. 이에 의해, 대역 통과 필터(21A)의 통과 대역과 대역 제거 필터(22A)의 감쇠 대역이 겹치게 된다. 또한, 도 3에서는, 대역 통과 필터(21A)의 공진자의 일례로서 공진자 S1 및 공진자 P1이 선택되어 있지만, 대역 제거 필터(22A)에 포함되는 공진자의 반공진 주파수는, 대역 통과 필터(21A) 중 어느 하나의 병렬 암의 공진자의 공진 주파수보다 높고, 어느 하나의 직렬 암의 공진자의 반공진 주파수보다 낮으면 된다.
여기서, 복수의 필터를 포함하는 분파기에 있어서는, 한쪽 필터의 특성이 다른 쪽 필터의 특성에 영향을 미치고, 다른 쪽 필터의 통과 특성을 열화시키는 경우가 있다. 따라서, 예를 들어 대역 제거 필터가 구비하는 공진자의 설계에 따라서는, 대역 통과 필터의 통과 특성을 열화시킬 수 있다.
이 점, 본 실시 형태에서는, 대역 제거 필터(22A)가 구비하는 공진자 중, 공통 단자 T3측의 공진자 S5의 공진 주파수가, 단자 T2측의 공진자 S6의 공진 주파수보다 높아지도록 설정되어 있다. 또한, 예를 들어 SAW 필터의 공진 주파수 fr은, 빗 형상 전극(IDT: Interdigital Transducer)의 주기를 λ라 하고, SAW 필터를 구성하는 압전 기판에 있어서의 음속을 v라 하면, fr=v/λ[㎐]에 의해 표시된다. 따라서, 예를 들어 공진자가 SAW 필터인 경우, 빗 형상 전극의 주기를 조정함으로써, 원하는 공진 주파수 fr을 얻을 수 있다.
대역 통과 필터(21A)와 대역 제거 필터(22A)의 접속점 A에서 본 대역 통과 필터(21A) 측의 임피던스를 Z1이라 하고, 접속점 A에서 본 대역 제거 필터(22A) 측의 임피던스를 Z2라 한다. 일반적으로, 대역 통과 필터(21A)의 통과 대역에 있어서의 임피던스 Z1은, 예를 들어 50Ω이며, 또한 대역 제거 필터(22A)의 감쇠 대역에 있어서의 임피던스 Z2는 높은 임피던스가 되도록 설계된다. 여기서, 임피던스 Z2가 낮아지면, 대역 제거 필터(22A) 측으로 신호가 누설되기 쉬워지기 때문에, 대역 통과 필터(21A)의 통과 특성의 열화를 초래하여, 대역 통과 필터(21A)의 삽입 손실이 커질 수 있다.
본 실시 형태에서는, 공진자 S5의 공진 주파수가 공진자 S6의 공진 주파수보다 높음으로써, 대역 통과 필터(21A)의 통과 대역에 있어서의 임피던스 Z2가 높아진다. 이에 의해, 대역 제거 필터(22A) 측으로 누설되는 신호가 감소되고, 대역 통과 필터(21A) 측으로 흐르는 신호가 증가되기 때문에, 결과적으로 대역 통과 필터(21A)의 통과 특성의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 공진자는 소정의 정전 용량을 갖지만, 대역 제거 필터(22A)에 있어서, 공진자 S5의 용량값은, 공진자 S6의 용량값보다 작은 편이 바람직하다. 이것에 의해서도, 대역 통과 필터(21A)의 통과 대역에 있어서의 임피던스 Z2가 보다 높아짐으로써, 대역 통과 필터(21A)의 통과 특성의 열화를 억제할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는, 도 2에 도시된 대역 제거 필터의 공진자의 공진 주파수 및 용량값의 조건을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 통과 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 구체적으로, 본 시뮬레이션에서는, 공진자 S5, S6의 공진 주파수의 고저 관계, 및 공진자 S5, S6의 용량값의 대소 관계를 바꾸고 있다. 공진자 S6에 대한 공진자 S5의 공진 주파수 및 용량값의 관계를 이하의 표 1에 나타낸다.
용량값＼공진 주파수 낮음(S5<S6) 높음(S5>S6)
큼(S5>S6) 도 4a 도 4b
작음(S5<S6) 도 4c 도 4d
또한, 본 시뮬레이션은, 일례로서, 대역 통과 필터(21A)의 통과 대역을 1166.22 내지 1186.68㎒로 하고 있다. 본 그래프에 있어서, 횡축은 신호의 주파수(㎒)를 나타내고, 종축은 신호의 감쇠량(㏈)을 나타낸다. 어느쪽의 그래프도, 지면 상측의 그래프는 통과 특성을 10㏈ 단위로 나타낸 결과(좌측 종축의 눈금 참조)이며, 지면 하측의 그래프는 통과 특성을 1㏈ 단위로 나타낸 결과(우측 종축의 눈금 참조)이다.
도 4a와 도 4b의 비교로부터, 공진자 S5의 공진 주파수가 공진자 S6의 공진 주파수보다 높은 쪽이, 대역 통과 필터의 통과 특성이 크게 개선되어 있다는 사실을 알 수 있다. 도 4b에서는, 통과 대역에 있어서 거의 균일하게, 신호의 감쇠량이 -2 내지 -1㏈ 정도로 들어가 있다는 사실을 알 수 있다. 또한, 도 4c와 도 4d의 비교에 있어서도 마찬가지로, 공진자 S5의 공진 주파수가 공진자 S6의 공진 주파수보다 높은 쪽이, 대역 통과 필터의 통과 특성이 크게 개선되어 있다.
도 4b와 도 4d의 비교로부터, 공진자 S5의 용량값이 공진자 S6의 용량값보다 작은 쪽이, 특히 대역 통과 필터의 고대역측의 통과 특성이 약간 개선되어 있다는 사실을 알 수 있다. 또한, 도 4a와 도 4c의 비교에 있어서도 마찬가지로, 공진자 S5의 용량값이 공진자 S6의 용량값보다 작은 쪽이, 특히 대역 통과 필터의 고대역측의 통과 특성이 약간 개선되어 있다.
이상의 시뮬레이션 결과로부터, 공진자 S5, S6의 용량값의 대소 관계에 구애되지 않고, 공진자 S5의 공진 주파수는, 공진자 S6의 공진 주파수보다 높은 편이 바람직하다고 할 수 있다. 또한, 공진자의 S5, S6의 공진 주파수의 고저 관계에 구애되지 않고, 공진자 S5의 용량값이 공진자 S6의 용량값보다 작은 편이 바람직하다고 할 수 있다. 용량값의 대소 관계에 비하여, 공진 주파수의 대소 관계의 쪽이, 대역 통과 필터의 통과 특성의 개선에 크게 기여한다고 할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 대역 제거 필터(22A)가 2개의 공진자 S5, S6을 구비하는 구성이 도시되어 있지만, 대역 제거 필터가 구비하는 공진자는 3개 이상이어도 된다. 대역 제거 필터가 3개 이상의 공진자를 구비하는 경우, 가장 공진 주파수가 낮은 공진자보다 공통 단자 T3측에, 적어도 1개의 공진자가 마련되어 있으면 된다. 또한, 가장 용량값이 큰 공진자보다 공통 단자 T3측에, 적어도 1개의 공진자가 마련되어 있으면 된다.
상술한 실시 형태에서는, 대역 제거 필터(22A)가 인덕터 L4의 양측에 1개씩 공진자를 구비하는 구성이 도시되어 있지만, 이들 공진자 S5, S6의 한쪽 또는 양쪽은 분할되어 있어도 된다. 공진자가 분할된다라 함은, 1개의 공진자 대신에 복수의 직렬 접속된 공진자가 마련되고, 또한 당해 복수의 공진자를 합성한 특성이, 분할되기 전의 1개의 공진자의 특성과 일치함을 말한다. 공진자 S5, S6의 한쪽 또는 양쪽이 분할되는 경우, 분할된 모든 공진자가, 각각 상술한 공진 주파수의 고저 관계를 충족하는 것이 바람직하다. 또한, 분할된 복수의 공진자의 합성 용량값이, 상술한 용량값의 대소 관계를 충족하는 것이 바람직하다.
다음으로, 대역 제거 필터(22A)가 구비하는 인덕터 L4에 대하여 설명한다. 대역 제거 필터(22A)는, 공진자 S5와 공진자 S6의 사이에 인덕터 L4를 구비함으로써, 대역 통과 필터(21A)의 통과 대역에 있어서의 임피던스 Z2가 높아지기 때문에, 이것에 의해서도 대역 통과 필터(21A)의 통과 특성을 개선할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는, 도 2에 도시된 대역 제거 필터의 인덕터 L4의 조건을 바꾼 경우에 있어서의, 대역 통과 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 도 5a는, 대역 제거 필터(22A)의 인덕터 L4에 상당하는 인덕터를 구비하지 않은 구성에 있어서의 시뮬레이션 결과이다. 도 5b는, 대역 제거 필터(22A)의 인덕터 L4에 상당하는 인덕터의 일단부가, 공진자 S5와 공진자 S6의 접속점 대신에 공진자 S6과 인덕터 L5의 접속점에 접속되는 구성에 있어서의 시뮬레이션 결과이다. 도 5c는, 대역 제거 필터(22A)에 있어서, 인덕터 L4의 인덕턴스값이 인덕터 L3의 인덕턴스값보다 작은 경우에 있어서의 시뮬레이션 결과이다. 도 5d는, 대역 제거 필터(22A)에 있어서, 인덕터 L4의 인덕턴스값이 인덕터 L3의 인덕턴스값보다 큰 경우에 있어서의 시뮬레이션 결과이다.
또한, 공진자 S5, S6의 공진 주파수의 고저 관계는, 공진자 S5의 쪽이 높고, 용량값의 대소 관계는, 공진자 S5의 쪽이 작다. 그 밖의 조건에 대해서는, 상술한 도 4a 내지 도 4d와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
도 5a와 도 5b의 비교로부터, 대역 제거 필터가 선로 U2로부터 분기된 인덕터를 구비함으로써, 특히 대역 통과 필터의 통과 대역의 중심 주파수 부근의 통과 특성이 약간 개선되어 있다는 사실을 알 수 있다.
도 5b와 도 5c의 비교로부터, 선로 U2로부터 분기된 인덕터의 위치는, 공진자 S6의 후단보다도, 공진자 S5와 공진자 S6의 사이인 쪽이, 대역 통과 필터(21)의 통과 특성이 크게 개선되어 있다는 사실을 알 수 있다.
도 5c와 도 5d의 비교로부터, 인덕터 L4의 인덕턴스값은, 인덕터 L3의 인덕턴스값보다도 큰 쪽이, 대역 통과 필터(21)의 통과 특성이 더욱 개선되어 있다는 사실을 알 수 있다.
이상의 시뮬레이션 결과로부터, 본 실시 형태에 따른 대역 제거 필터(22A)는, 공진자 S5와 공진자 S6의 사이에, 인덕터 L3보다 인덕턴스값이 큰 인덕터 L4를 구비함으로써, 대역 통과 필터(21)의 통과 특성이 보다 개선된다고 할 수 있다.
도 6은, 도 2에 도시된 각 인덕터의 레이아웃의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 도 6에서는 분파기(20A)에 따른 일부의 구성 요소만 도시하고, 그 밖의 구성 요소의 도시는 생략한다.
대역 통과 필터(21A)에 포함되는 인덕터와 대역 제거 필터(22A)에 포함되는 인덕터를 하나의 패키지에 내층하는 경우, 인덕터 L5는, 인덕터 L2보다 인덕터 L1의 근처에 배치되는 것이 바람직하다. 도 6에 도시한 예에서는, 인덕터 L1의 일부와 인덕터 L5의 일부가, 기판(300) 위에 있어서 대략 평행해지도록 형성되어 있다. 이와 같이 인덕터 L1과 인덕터 L5가 근처에 배치됨으로써, 양쪽 인덕터가 결합되고, 상호 유도 작용이 발생하기 때문에, 대역 제거 필터(22A)의 통과 특성이 개선된다.
도 7a 및 도 7b는, 도 2에 도시된 대역 제거 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 도 7a는, 인덕터 L1과 인덕터 L5가 비교적 근처에 배치되고, 양자의 사이에 상호 유도 작용이 발생하고 있는 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 7b는, 인덕터 L1과 인덕터 L5가 비교적 멀리 배치되고, 양자의 사이에 상호 유도 작용이 발생하지 않은 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 7a 및 도 7b에 있어서의 횡축은 주파수(㎒)를 나타내고, 종축은 감쇠량(㏈)을 1㏈ 단위로 나타낸다.
도 7a와 도 7b의 비교로부터, 인덕터 L1과 인덕터 L5의 거리가 가까운 쪽이, 특히 3000 내지 5000㎒의 영역에 있어서 감쇠량이 개선되어 있다는 사실을 알 수 있다. 즉, 대역 제거 필터(22A)의 통과 특성이 개선되어 있다.
또한, 도 6에서는 도시되어 있지 않지만, 인덕터 L5는, 인덕터 L1 대신에 인덕터 L3과 결합하고 있어도 된다. 즉, 인덕터 L5는, 인덕터 L2보다 인덕터 L3의 근처에 배치되어도 된다. 이 경우에도, 인덕터 L1과 결합한 경우와 마찬가지로, 대역 제거 필터(22A)의 통과 특성이 개선된다.
이상, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 대하여 설명하였다. 분파기(20A)는, 제1 단자와 안테나에 접속되는 공통 단자의 사이에 있어서, 소정의 주파수 대역의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터(21A)와, 제2 단자와 공통 단자의 사이에 있어서, 소정의 주파수 대역의 신호를 감쇠시키는 대역 제거 필터(22A)를 구비하고, 대역 제거 필터(22A)는, 제2 단자와 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 복수의 공진자를 구비하며, 복수의 공진자는, 가장 공진 주파수가 낮은 제1 공진자와, 제1 공진자보다 공통 단자측에 마련된 제2 공진자를 포함한다. 이에 의해, 대역 통과 필터(21A)의 통과 대역에 있어서의 임피던스 Z2가 보다 높아지기 때문에, 대역 제거 필터(22A) 측으로 누설되는 신호가 감소한다. 따라서, 대역 통과 필터(21A) 측으로 흐르는 신호가 증가되어, 대역 통과 필터(21A)의 통과 특성의 열화를 억제할 수 있다.
분파기(20A)에 있어서, 대역 통과 필터(21A)는, 제1 단자와 공통 단자의 사이에 있어서, 직렬 암에 배치된 제3 공진자 및 병렬 암에 배치된 제4 공진자를 구비하고, 복수의 공진자의 반공진 주파수는, 모두, 제4 공진자의 공진 주파수보다 높고, 제3 공진자의 반공진 주파수보다 낮아도 된다. 이에 의해, 대역 통과 필터(21A)의 통과 대역과 대역 제거 필터(22A)의 감쇠 대역이 겹치게 된다.
분파기(20A)에 있어서, 복수의 공진자는, 가장 용량값이 큰 제5 공진자와, 제5 공진자보다 공통 단자측에 마련된 제6 공진자를 포함하고 있어도 된다. 이에 의해, 대역 통과 필터(21A)의 통과 대역에 있어서의 임피던스 Z2가 보다 높아지기 때문에, 대역 통과 필터(21A)의 통과 특성의 열화를 억제할 수 있다.
분파기(20A)에 있어서, 제1 공진자 및 제2 공진자는, 서로 인접하여 마련되고, 대역 제거 필터는, 일단부가 제1 공진자와 제2 공진자의 접속점에 접속되고, 타단부에 기준 전위가 공급된 제1 인덕터를 더 구비하고 있어도 된다. 이에 의해, 대역 통과 필터(21A)의 통과 대역에 있어서의 임피던스 Z2가 보다 높아지기 때문에, 대역 통과 필터(21A)의 통과 특성의 열화를 억제할 수 있다.
분파기(20A)에 있어서, 대역 제거 필터(22A)는, 제2 공진자와 공통 단자의 사이에 있어서, 제2 공진자에 직렬 접속된 제2 인덕터를 더 구비하고, 제1 인덕터의 인덕턴스값은, 제2 인덕터의 인덕턴스값보다 커도 된다. 이에 의해, 대역 통과 필터(21A)의 통과 특성이 보다 개선된다.
분파기(20A)에 있어서, 대역 제거 필터(22A)는, 제2 단자와 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제2 인덕터 및 제3 인덕터를 더 구비하고, 대역 통과 필터(21A)는, 제1 단자와 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하며, 제3 인덕터는, 제4 인덕터보다 제2 인덕터의 근처에 배치되어 있어도 된다. 이에 의해, 제3 인덕터와 제2 인덕터가 결합되고, 상호 유도 작용이 발생하기 때문에, 대역 제거 필터(22A)의 통과 특성이 개선된다.
분파기(20A)에 있어서, 대역 제거 필터(22A)는, 제2 단자와 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제3 인덕터를 더 구비하고, 대역 통과 필터(21A)는, 제1 단자와 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하고, 분파기(20A)는, 대역 통과 필터와 대역 제거 필터의 접속점과, 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제5 인덕터를 더 구비하며, 제3 인덕터는, 제4 인덕터보다 제5 인덕터의 근처에 배치되어 있어도 된다. 이에 의해, 제3 인덕터와 제5 인덕터가 결합하고, 상호 유도 작용이 발생하기 때문에, 대역 제거 필터(22A)의 통과 특성이 개선된다.
이상 설명한 각 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이지, 본 발명을 한정하여 해석하기 위한 것은 아니다. 본 발명은, 그 취지를 일탈하지 않고, 변경 또는 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 등가물도 포함된다. 즉, 각 실시 형태에 당업자가 적절히 설계 변경을 가한 것도, 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다. 예를 들어, 각 실시 형태가 구비하는 각 요소 및 그 배치, 재료, 조건, 형상, 사이즈 등은, 예시한 것에 한정되는 것이 아니라 적절히 변경할 수 있다. 또한, 각 실시 형태가 구비하는 각 요소는, 기술적으로 가능한 한 조합할 수 있으며, 이들을 조합한 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 통신 장치
10: 안테나
20, 20A: 분파기
21, 21A: 대역 통과 필터
22, 22A: 대역 제거 필터
30: 스위치
40: 듀플렉서
41, 42: 대역 통과 필터
50: 전력 증폭기
60, 61: 저잡음 증폭기
70, 71: RFIC
300: 기판
T1, T2: 단자
T3: 공통 단자
L1 내지 L5: 인덕터
U1, U2: 선로
S1 내지 S6
P1 내지 P3: 공진자

Claims (17)

  1. 제1 단자와 안테나에 접속되는 공통 단자의 사이에 있어서, 소정의 주파수 대역의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터와,
    제2 단자와 상기 공통 단자의 사이에 있어서, 상기 소정의 주파수 대역의 신호를 감쇠시키는 대역 제거 필터
    를 구비하고,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 복수의 공진자를 구비하며,
    상기 복수의 공진자는, 가장 공진 주파수가 낮은 제1 공진자와, 상기 제1 공진자보다 상기 공통 단자측에 마련된 제2 공진자를 포함하는, 분파기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는,
    상기 제1 단자와 상기 공통 단자의 사이에 있어서, 직렬 암에 배치된 제3 공진자 및 병렬 암에 배치된 제4 공진자를 구비하고,
    상기 복수의 공진자의 반공진 주파수는, 모두, 상기 제4 공진자의 공진 주파수보다 높고, 상기 제3 공진자의 반공진 주파수보다 낮은, 분파기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 공진자는, 가장 용량값이 큰 제5 공진자와, 상기 제5 공진자보다 상기 공통 단자측에 마련된 제6 공진자를 포함하는, 분파기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 공진자 및 상기 제2 공진자는, 서로 인접하여 마련되고,
    상기 대역 제거 필터는, 일단부가 상기 제1 공진자와 상기 제2 공진자의 접속점에 접속되고, 타단부에 기준 전위가 공급된 제1 인덕터를 더 구비하는, 분파기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 공진자 및 상기 제2 공진자는, 서로 인접하여 마련되고,
    상기 대역 제거 필터는, 일단부가 상기 제1 공진자와 상기 제2 공진자의 접속점에 접속되고, 타단부에 기준 전위가 공급된 제1 인덕터를 더 구비하는, 분파기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 공진자와 상기 공통 단자의 사이에 있어서, 상기 제2 공진자에 직렬 접속된 제2 인덕터를 더 구비하고,
    상기 제1 인덕터의 인덕턴스값은, 상기 제2 인덕터의 인덕턴스 값보다 큰, 분파기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 공진자와 상기 공통 단자의 사이에 있어서, 상기 제2 공진자에 직렬 접속된 제2 인덕터를 더 구비하고,
    상기 제1 인덕터의 인덕턴스값은, 상기 제2 인덕터의 인덕턴스 값보다 큰, 분파기.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제2 인덕터 및 제3 인덕터를 더 구비하고,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 제1 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하며,
    상기 제3 인덕터는, 상기 제4 인덕터보다 상기 제2 인덕터의 근처에 배치된, 분파기.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제2 인덕터 및 제3 인덕터를 더 구비하고,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 제1 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하며,
    상기 제3 인덕터는, 상기 제4 인덕터보다 상기 제2 인덕터의 근처에 배치된, 분파기.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제2 인덕터 및 제3 인덕터를 더 구비하고,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 제1 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하며,
    상기 제3 인덕터는, 상기 제4 인덕터보다 상기 제2 인덕터의 근처에 배치된, 분파기.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제2 인덕터 및 제3 인덕터를 더 구비하고,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 제1 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하며,
    상기 제3 인덕터는, 상기 제4 인덕터보다 상기 제2 인덕터의 근처에 배치된, 분파기.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제2 인덕터 및 제3 인덕터를 더 구비하고,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 제1 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하며,
    상기 제3 인덕터는, 상기 제4 인덕터보다 상기 제2 인덕터의 근처에 배치된, 분파기.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제3 인덕터를 더 구비하고,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 제1 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하고,
    상기 분파기는, 상기 대역 통과 필터와 상기 대역 제거 필터의 접속점과, 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제5 인덕터를 더 구비하며,
    상기 제3 인덕터는, 상기 제4 인덕터보다 상기 제5 인덕터의 근처에 배치된, 분파기.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제3 인덕터를 더 구비하고,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 제1 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하고,
    상기 분파기는, 상기 대역 통과 필터와 상기 대역 제거 필터의 접속점과, 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제5 인덕터를 더 구비하며,
    상기 제3 인덕터는, 상기 제4 인덕터보다 상기 제5 인덕터의 근처에 배치된, 분파기.
  15. 제4항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제3 인덕터를 더 구비하고,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 제1 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하고,
    상기 분파기는, 상기 대역 통과 필터와 상기 대역 제거 필터의 접속점과, 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제5 인덕터를 더 구비하며,
    상기 제3 인덕터는, 상기 제4 인덕터보다 상기 제5 인덕터의 근처에 배치된, 분파기.
  16. 제5항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제3 인덕터를 더 구비하고,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 제1 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하고,
    상기 분파기는, 상기 대역 통과 필터와 상기 대역 제거 필터의 접속점과, 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제5 인덕터를 더 구비하며,
    상기 제3 인덕터는, 상기 제4 인덕터보다 상기 제5 인덕터의 근처에 배치된, 분파기.
  17. 제6항에 있어서,
    상기 대역 제거 필터는, 상기 제2 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제3 인덕터를 더 구비하고,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 제1 단자와 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제4 인덕터를 더 구비하고,
    상기 분파기는, 상기 대역 통과 필터와 상기 대역 제거 필터의 접속점과, 상기 공통 단자 사이의 선로에 직렬 접속된 제5 인덕터를 더 구비하며,
    상기 제3 인덕터는, 상기 제4 인덕터보다 상기 제5 인덕터의 근처에 배치된, 분파기.
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