WO2006118039A1 - アンテナ共用器 - Google Patents

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WO2006118039A1
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surface acoustic
terminal
piezoelectric substrate
wave filter
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Inventor
Tetsuya Tsurunari
Katsuya Fujii
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
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    • H03H9/0566—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements for duplexers
    • H03H9/0576—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements for duplexers including surface acoustic wave [SAW] devices
    • H—ELECTRICITY
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    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
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    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to an antenna duplexer provided in a communication device.
  • a conventional antenna duplexer disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-330057 includes a plurality of different surface acoustic wave filters formed by comb-shaped electrodes formed on a single piezoelectric substrate.
  • the isolation characteristics between the surface acoustic wave filters are required so that the electrical characteristics of each surface acoustic wave filter work effectively.
  • the layout of each surface acoustic wave resonator on the piezoelectric substrate is optimized, and a groove is formed in the piezoelectric substrate between the surface acoustic wave filter on the transmission side and the surface acoustic wave filter on the reception side. Improvement characteristics.
  • the surface acoustic wave filters are coupled to each other by the acoustic wave coupling coupled via the surface acoustic wave on the piezoelectric substrate and the high frequency coupling where the transmission / reception signals interfere with each other.
  • the grooves provided on the piezoelectric substrate cannot suppress high-frequency coupling and cannot improve the isolation characteristics between the surface acoustic wave filters.
  • the antenna duplexer includes a piezoelectric substrate, a ground terminal that is grounded, first and second surface acoustic wave filters provided on the piezoelectric substrate, and first and second surface acoustic wave filters. First and second terminals connected to each other, and a line provided between the first and second surface acoustic wave filters, respectively. An unnecessary coupling path is generated between the second terminal and the first terminal.
  • the track has a first end and a second end. The first end of the track is connected to the ground terminal. The second end is open and capacitively coupled to the unwanted coupling path.
  • FIG. 1 is a top view of an antenna duplexer in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the antenna duplexer in the embodiment.
  • FIG. 3 shows the isolation characteristics of the antenna duplexer in the embodiment. Explanation of symbols
  • FIG. 1 is a top view of an antenna duplexer 1001 according to an embodiment of the present invention that is used in a high-frequency block of a communication device such as a mobile phone and separates transmission / reception signals.
  • the antenna duplexer 1001 includes a package 1 having a ceramic substrate force and a piezoelectric substrate 2 housed in the knocker 1.
  • the piezoelectric substrate 2 constitutes a surface acoustic wave filter.
  • a reception-side surface acoustic wave filter 4 and a transmission-side surface acoustic wave filter 5 each having a transducer 3 made of comb-shaped electrodes are formed.
  • Transducer 3 is connected by wiring pattern 6.
  • the receptacle 1 is provided with a transmission terminal 7, a reception terminal 8, an antenna terminal 9, and ground terminals 10 and 10A.
  • a transmitting surface acoustic wave filter 5 and a receiving surface acoustic wave filter 4 are connected to the transmitting terminal 7 and the receiving terminal 8, respectively. These terminals and the elasticity of the transmitter
  • the surface wave filter 5 and the surface acoustic wave filter 4 on the receiving side are connected by a bonding wire 11.
  • the surface 2 A of the piezoelectric substrate 2 has a region 105 in which the transmission-side surface acoustic wave filter 5 is provided and a region 104 in which the reception-side surface acoustic wave filter 4 is provided.
  • Surface acoustic wave filters 4 and 5 are coupled to each other by high-frequency coupling in which transmitted and received signals interfere with each other.
  • a shield line 12 for suppressing high-frequency coupling of the surface acoustic wave filters 4 and 5 is provided on the surface 2A of the piezoelectric substrate 2.
  • the shield line 12 has ends 12A and 12B.
  • the end 12A is connected to the ground terminal 10A through the bonding wire 11.
  • the ground terminal 10A is grounded.
  • End 12B is open as an open end.
  • the grounded shield line 12 electromagnetically isolates between the surface acoustic wave filters 4 and 5.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the antenna duplexer 1001.
  • a transmission-side surface acoustic wave filter 5 is connected between the antenna terminal 9 and the transmission terminal 7.
  • a reception-side surface acoustic wave filter 4 is connected between the antenna terminal 9 and the reception terminal 8.
  • An unnecessary coupling path 13 is generated between the transmission terminal 7 and the reception terminal 8 due to parasitic capacitance coupling or the like.
  • the end 12B of the shield line 12 is capacitively coupled to the unnecessary coupling path 13 via the coupling capacitance 14 due to parasitic capacitance.
  • the wiring patterns 6A and 6B and the end 12B which are close to each other, although the force at the end 12B is separated, form a coupling capacitor 14.
  • the surface acoustic wave filter 5 on the transmission side and the surface acoustic wave filter 4 on the reception side determine the transmission characteristics at the time of transmission and the transmission characteristics at the time of reception of the antenna duplexer 1001, respectively.
  • the shielded line 12 whose end 12A is connected to the ground terminal 10A functions as an inductor at a high frequency.
  • This inductor is connected in series with the coupling capacitor 14 at the end 12B of the shield line 12 to form a series resonant circuit 51. Since the unnecessary coupling path 13 between the transmission terminal 7 and the reception terminal 8 is grounded via the series resonance circuit 51, an attenuation pole can be formed in the isolation characteristic between the transmission terminal 7 and the reception terminal 8, Isolation characteristics are improved.
  • FIG. 3 shows the isolation characteristics between the transmission terminal 7 and the reception terminal 8.
  • the vertical axis shows the isolation characteristics between the transmission terminal 7 and the reception terminal 8
  • the horizontal axis shows the frequency.
  • Special features indicated by broken lines SI is the isolation characteristic between the transmitting terminal and the receiving terminal of the antenna duplexer of the comparative example that does not have the shielded line 12
  • the characteristic S2 indicated by the solid line is the transmitting terminal 7 and the receiving terminal of the antenna duplexer 1001 Isolation characteristics between 8.
  • the characteristic S2 has an attenuation pole P1 formed by a series resonance circuit 51 of the shield line 12 and the coupling capacitor 14, and the isolation characteristic is improved from the characteristic S1 of the comparative example.
  • the plurality of transducers 3 provided on the piezoelectric substrate 2 are coupled to each other via surface acoustic waves, that is, coupled to each other by acoustic wave coupling.
  • the series resonant circuit 51 with the shield line 12 and the coupling capacitor 1 4 affects only the high-frequency coupling between the transmission terminal 7 and the reception terminal 8, and between the transmission terminal 7 and the antenna terminal 9 or between the antenna terminal 9 and the reception terminal 8. This has no effect on the surface acoustic wave characteristics of Transducer 3.
  • the series resonance circuit 51 is formed by series resonance of the inductance component of the shield line 12 and the coupling capacitor 14 at the open end 12B. Attenuation of the series resonant circuit 51 by adjusting the width and length of the shield line 12 and adjusting the distance between the wiring patterns 6A, 6B and the end 12B and the facing area that form the coupling capacitance 14 at the end 12B The frequency at which the pole P1 is generated can be adjusted. By setting the frequency to the frequency used by the duplexer 1001, the isolation characteristics between the surface acoustic wave filters 4 and 5 are further improved.
  • the antenna duplexer according to the present invention can improve high-frequency isolation characteristics, and is useful for a mobile communication device that is required to be small and have high performance such as a cellular phone.

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Abstract

　アンテナ共用器は、圧電基板と、接地されるグランド端子と、圧電基板上に設けられた第１と第２の弾性表面波フィルタと、第１と第２の弾性表面波フィルタにそれぞれ接続された第１と第２の端子と、第１と第２の弾性表面波フィルタの間に設けられた線路とを備える。第２の端子と第１の端子との間には不要結合経路が発生する。線路は第１端と第２端とを有する。線路の第１端はグランド端子に接続されている。第２端は開放されかつ不要結合経路と容量結合する。このアンテナ共用器は、弾性表面波フィルタ間のアイソレーション特性を向上させる。

Description

明 細 書
アンテナ共用器
技術分野
[0001] 本発明は、通信機器に設けられるアンテナ共用器に関する。
背景技術
[0002] 特開 2002— 330057号公報に開示されている従来のアンテナ共用器は、一枚の 圧電基板上に形成された櫛形電極によりそれぞれ形成された互いに異なる複数の 弾性表面波フィルタを備える。
[0003] アンテナ共用器においては、それぞれの弾性表面波フィルタの電気特性が有効に 働くように、弾性表面波フィルタ間のアイソレーション特性が要求される。この要求に 対応するために、圧電基板上の各弾性表面波共振器のレイアウトを最適化し、送信 側弾性表面波フィルタと受信側弾性表面波フィルタの間で圧電基板に溝を設けるこ とによってアイソレーション特性を向上させている。
[0004] アンテナ共用器では、圧電基板上で弾性表面波を介して結合する弾性波的結合と 、送受信信号が互いに干渉する高周波的結合とで弾性表面波フィルタが互いに結 合する。圧電基板上に設けられた溝では高周波的結合を抑制できず、弾性表面波 フィルタ間のアイソレーション特性を改善することができない。
発明の開示
[0005] アンテナ共用器は、圧電基板と、接地されるグランド端子と、圧電基板上に設けら れた第 1と第 2の弾性表面波フィルタと、第 1と第 2の弾性表面波フィルタにそれぞれ 接続された第 1と第 2の端子と、第 1と第 2の弾性表面波フィルタの間に設けられた線 路とを備える。第 2の端子と第 1の端子との間には不要結合経路が発生する。線路は 第 1端と第 2端とを有する。線路の第 1端はグランド端子に接続されている。第 2端は 開放されかつ不要結合経路と容量結合する。
[0006] このアンテナ共用器は、弾性表面波フィルタ間のアイソレーション特性を向上させる 図面の簡単な説明 [0007] [図 1]図 1は本発明の実施の形態におけるアンテナ共用器の上面図である。
[図 2]図 2は実施の形態におけるアンテナ共用器の等価回路図である。
[図 3]図 3は実施の形態におけるアンテナ共用器のアイソレーション特性を示す。 符号の説明
[0008] 1 パッケージ
2 圧電基板
2A 圧電基板の表面
4 受信側弾性表面波フィルタ (第 2の弾性表面波フィルタ）
5 送信側弾性表面波フィルタ (第 1の弾性表面波フィルタ）
7 送信端子 (第 1の端子）
8 受信端子 (第 2の端子）
9 アンテナ端子
12 シールド線路
12 A シールド線路の端 (第 1端）
12B シールド線路の端 (第 2端）
13 不要結合経路
14 結合容量
発明を実施するための最良の形態
[0009] 図 1は、携帯電話などの通信機器の高周波ブロックに用いられ送受信信号を分離 する、本発明の実施の形態によるアンテナ共用器 1001の上面図である。アンテナ共 用器 1001は、セラミック基板力もなるパッケージ 1と、ノ ッケージ 1に収納された圧電 基板 2とを備える。圧電基板 2は弾性表面波フィルタを構成する。圧電基板 2の表面 2 A上には、櫛形電極よりなるトランスデューサ 3をそれぞれ有する受信側弾性表面波 フィルタ 4と送信側弾性表面波フィルタ 5が形成されて 、る。トランスデューサ 3は配線 パターン 6で接続されて 、る。
[0010] ノ ッケージ 1には送信端子 7、受信端子 8、アンテナ端子 9およびグランド端子 10、 10Aが設けられている。送信端子 7と受信端子 8には送信側弾性表面波フィルタ 5と 受信側弾性表面波フィルタ 4がそれぞれ接続されて ヽる。これらの端子と送信側弾性 表面波フィルタ 5や受信側弾性表面波フィルタ 4はボンディングワイヤ 11で接続され ている。
[0011] 圧電基板 2の表面 2Aは、送信側弾性表面波フィルタ 5が設けられた領域 105と受 信側弾性表面波フィルタ 4が設けられた領域 104とを有する。送受信信号が互いに 干渉する高周波的結合で弾性表面波フィルタ 4、 5が互いに結合する。領域 104、 1 05の間に、弾性表面波フィルタ 4、 5の高周波的結合を抑制するためのシールド線 路 12が圧電基板 2の表面 2A上に設けられている。
[0012] シールド線路 12は端 12 A、 12Bを有する。端 12Aはボンディングワイヤ 11を介して グランド端子 10Aに接続されている。グランド端子 10Aは接地される。端 12Bは開放 端として開放されている。接地されるシールド線路 12は弾性表面波フィルタ 4、 5間を 電磁的にァイソレートする。
[0013] 図 2はアンテナ共用器 1001の等価回路図である。アンテナ端子 9と送信端子 7との 間には送信側弾性表面波フィルタ 5が接続される。アンテナ端子 9と受信端子 8との 間には受信側弾性表面波フィルタ 4が接続されている。送信端子 7と受信端子 8との 間には寄生容量結合などによる不要結合経路 13が発生する。シールド線路 12の端 12Bは不要結合経路 13に寄生容量による結合容量 14を介して容量結合して ヽる。 具体的には、端 12B力も分離しているが近接している配線パターン 6A、 6Bと端 12B とが結合容量 14を形成する。
[0014] 送信側弾性表面波フィルタ 5と受信側弾性表面波フィルタ 4とはアンテナ共用器 10 01の送信時の通過特性や受信時の通過特性をそれぞれ決定する。それらに加え、 端 12Aがグランド端子 10Aに接続されたシールド線路 12は高周波的にインダクタと して機能する。このインダクタはシールド線路 12の端 12Bでの結合容量 14と直列に 接続されて直列共振回路 51を形成する。送信端子 7と受信端子 8間の不要結合経 路 13はこの直列共振回路 51を介して接地されるので、送信端子 7と受信端子 8間の アイソレーション特性に減衰極を形成することができ、アイソレーション特性が向上す る。
[0015] 図 3は送信端子 7と受信端子 8間のアイソレーション特性を示す。縦軸は送信端子 7 と受信端子 8間のアイソレーション特性を示し、横軸は周波数を示す。破線で示す特 性 SIはシールド線路 12を有しない比較例のアンテナ共用器での送信端子と受信端 子との間のアイソレーション特性であり、実線で示す特性 S2はアンテナ共用器 1001 の送信端子 7と受信端子 8の間のアイソレーション特性である。特性 S2はシールド線 路 12と結合容量 14との直列共振回路 51により形成された減衰極 P1を有し、比較例 の特性 S1よりアイソレーション特性が向上している。
[0016] 圧電基板 2上に設けられた複数のトランスデューサ 3は弾性表面波を介して互いに 結合する、すなわち弾性波的結合で互いに結合する。シールド線路 12と結合容量 1 4による直列共振回路 51は送信端子 7と受信端子 8間の高周波的結合に対してのみ 影響を与え、送信端子 7とアンテナ端子 9あるいはアンテナ端子 9と受信端子 8間のト ランスデューサ 3による弾性表面波特性に対して影響を与えない。
[0017] また、直列共振回路 51はシールド線路 12のインダクタンス成分と開放されている端 12Bの結合容量 14の直列共振により形成される。シールド線路 12の幅や長さを調 節し、端 12Bとで結合容量 14を形成する配線パターン 6A、 6Bと端 12Bとの距離や 対向する面積を調節することで、直列共振回路 51の減衰極 P1が発生する周波数を 調節することができる。その周波数をアンテナ共用器 1001の使用周波数に設定する ことで、弾性表面波フィルタ 4、 5間のアイソレーション特性がより向上する。
[0018] 圧電基板 2の表面 2Aの領域 104、 105の間、すなわち弾性表面波フィルタ 4、 5の 間に溝を設けることで、弾性表面波フィルタ 4、 5間の弾性表面波的な結合を抑制で きる。溝 2Bによる弾性表面波的なアイソレーション特性と、シールド線路 12による高 周波的なアイソレーション特性とを併用することにより、アンテナ共用器 1001のァイソ レーション特性をさらに向上させることができる。
産業上の利用可能性
[0019] 本発明によるアンテナ共用器は、高周波的なアイソレーション特性を高めることがで き、携帯電話のような小型かつ高性能化が求められる移動体通信機に有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 表面を有する圧電基板と、
接地されるグランド端子と、
前記圧電基板の前記表面上に設けられた第 1の弾性表面波フィルタと、 前記圧電基板の前記表面上に設けられた第 2の弾性表面波フィルタと、 前記第 1の弾性表面波フィルタに接続された第 1の端子と、
前記第 2の弾性表面波フィルタに接続されて、かつ前記第 1の端子との間に不要結 合経路を発生する第 2の端子と、
前記グランド端子に接続された第 1端と、開放されかつ前記不要結合経路と容量結 合する第 2端とを有し、前記圧電基板の前記表面上で前記第 1の弾性表面波フィル タと前記第 2の弾性表面波フィルタとの間に設けられた線路と、
を備えたアンテナ共用器。
[2] 前記圧電基板を収納するパッケージをさらに備えた、請求項 1に記載のアンテナ共 用器。
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