WO2016133028A1 - 高周波フィルタ、高周波フロントエンド回路、通信機器、および、高周波フィルタの設計方法 - Google Patents

高周波フィルタ、高周波フロントエンド回路、通信機器、および、高周波フィルタの設計方法 Download PDF

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WO2016133028A1
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communication band
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和田貴也
中嶋礼滋
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a high-frequency filter, a high-frequency front end circuit, and a high-frequency filter design method for switching and filtering high-frequency signals of a plurality of communication bands.
  • the wireless communication device includes a filter for each communication band.
  • a filter is provided for each communication band.
  • the plurality of filters are selectively connected to the antenna by a switch.
  • FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of a conventional high-frequency filter.
  • the conventional high frequency filter 10P includes a plurality of band-by-band filters 21P-26P, switches 31, 32, and individual matching circuits 411P-416P, 421P-426P.
  • the individual matching circuit 411P is connected to one end of the band-by-band filter 21P, and the individual matching circuit 421P is connected to the other end of the band-by-band filter 21P.
  • the connection relationship between the band-specific filters 22P-26P and the individual matching circuits 412P-416P, 422P-426P is also the same.
  • the switch 31 selectively connects the individual matching circuits 411P-416P to the first input / output terminal P1.
  • the switch 32 selectively connects the individual matching circuits 421P-426P to the second input / output terminal P2.
  • the element values of the circuit elements constituting the filter are determined so that the use frequency band of the communication band BandA is within the pass band. Similarly, the element values of the circuit elements constituting the filter are set so that the use frequency band of the communication band A of the communication band transmitted to each band 22P-26P is within the pass band.
  • the individual matching circuit 411P is a circuit element that configures the matching circuit so that the impedance when the band-specific filter 21P is viewed from the input / output terminal P1 side in the use frequency band of the communication band BandA becomes a predetermined impedance (for example, 50 ⁇ ).
  • the element value is set.
  • the element values of the circuit elements are set in the same manner.
  • the individual matching circuit 421P is a circuit element that configures the matching circuit so that the impedance when the band-specific filter 21P is viewed from the input / output terminal P2 side in the use frequency band of the communication band BandA becomes a predetermined impedance (for example, 50 ⁇ ).
  • the element value is set.
  • the element values of the circuit elements are set in the same manner.
  • the individual matching circuits 411P-416P and 421P-426P are arranged for each of the band-by-band filters 21P-26P.
  • An object of the present invention is to provide a high-frequency filter that does not increase the number of matching circuits even when the number of communication bands increases, can be reduced in size with a simple configuration, and has excellent filter characteristics for each communication band. It is to provide.
  • the high-frequency filter according to the present invention includes a plurality of filters for each communication band, switches, and matching circuits that are provided corresponding to different communication bands.
  • the switch includes a common terminal and a plurality of selected terminals, and the plurality of selected terminals are individually connected to a plurality of filters for each communication band.
  • the matching circuit is connected to a common terminal and is a common matching circuit for a plurality of filters for each communication band.
  • the filter for each communication band is a filter of the filter for each communication band in which the filter characteristic of the series circuit combining the filter for each communication band selected by the switch and the common matching circuit among the filters for each communication band is selected. It is set to improve the communication band corresponding to the selected filter for each communication band rather than the characteristics.
  • the high-frequency filter according to the present invention includes a switch having a common terminal and a plurality of selected terminals, a matching circuit connected to the common terminal, and a plurality of selected terminals, which are individually connected to each other and have different communication bands. And a plurality of filters for each communication band in which a filter characteristic in a circuit connected to the matching circuit by a switch is better than a single filter characteristic.
  • the high-frequency filter matching circuit of the present invention may include a trap filter.
  • the high-frequency filter matching circuit of the present invention may include a switch in the matching circuit that selects connection of the trap filter.
  • a mode using a trap filter and a mode not using a trap filter can be selected according to the communication band.
  • the trap filter of the high frequency filter of the present invention may include a variable capacitor.
  • the attenuation pole frequency can be adjusted.
  • the trap filter of the high frequency filter of the present invention may be connected between the common terminal and the ground.
  • variable capacitor since the variable capacitor is not connected in series with the band-by-band filter, transmission loss due to the variable capacitor can be reduced.
  • the matching circuit of the high frequency filter of the present invention may include an inductor and a capacitor that are selectively connected in series to a transmission line that connects the common terminal and the external circuit.
  • the filter characteristics as a high frequency filter can be further adjusted.
  • the high frequency filter of the present invention may have the following configuration.
  • the high-frequency filter includes a bypass circuit including a reactance circuit that does not have a filter processing function of the plurality of filters for each communication band.
  • the switch selects and connects one of a plurality of communication band filters and a bypass circuit.
  • the matching circuit includes an inductor connected to the common terminal and the external connection terminal, one end connected to the inductor, and the other end connected directly or indirectly to the ground potential. And a capacitor.
  • a matching circuit is realized with a simple circuit configuration as a basic configuration.
  • the function of the low-pass filter is also used.
  • the matching circuit includes a capacitor connected between the common terminal and the external connection terminal, one end connected to the capacitor, and the other end connected directly or indirectly to the ground potential. May be provided.
  • a matching circuit is realized with a simple circuit configuration as a basic configuration.
  • the terminal connected to the matching circuit is preferably a terminal to which a reception signal received by the antenna is input.
  • This configuration shows a mode in which the above-described high frequency filter is arranged in the transmission path of the received signal. Since the reception signal has a smaller signal strength than the transmission signal, the above-described configuration of the high-frequency filter works more effectively.
  • the high-frequency front-end circuit of the present invention includes a power amplifier and a transmission-side filter that filters the transmission signal amplified by the power amplifier, and uses the above-described high-frequency filter for the transmission-side filter.
  • a small high-frequency front-end circuit can be realized while obtaining optimum filter characteristics for the transmission signal of each communication band.
  • the high-frequency front-end circuit of the present invention may further include a branching circuit connected between the transmission filter and the antenna.
  • This configuration can reduce the size of the high-frequency front-end circuit including the branching circuit.
  • the transmission side filter is connected between the stages of a plurality of power amplifiers.
  • the above-described high frequency filter is used as an interstage filter for a plurality of power amplifiers. Therefore, it is possible to realize a high-frequency front-end circuit that accurately filters transmission signals with low loss.
  • the high-frequency front-end circuit of the present invention may further include an RFIC that outputs a transmission signal to the power amplifier.
  • the high-frequency front-end circuit including the RFIC can be reduced in size.
  • the communication device of the present invention includes the above-described high-frequency front-end circuit and a BBIC connected to the RFIC.
  • This configuration can reduce the size of communication equipment.
  • the size can be reduced with a simple configuration, and the high frequency filter has excellent filter characteristics for a plurality of communication bands. Can be realized.
  • unit, and the series circuit of a band-by-band filter and a matching circuit is shown.
  • 1 is a circuit diagram of a high-frequency front-end circuit and a communication device according to a first embodiment of the present invention. It is a circuit diagram of the modification of the high frequency filter concerning a 1st embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a high frequency filter according to a first embodiment of the present invention.
  • the communication band BandA shown below means an appropriate communication band (communication band requiring the configuration of the present embodiment) in the communication band defined by the 3GPP standard or the like.
  • the 3GPP standard Low band Bands 12, 13, 28A, 28B, 20, 27, 26, 8 and the like are targeted.
  • the high frequency filter 10 includes a plurality of band-specific filters 21-26, switches 31, 32, matching circuits 41, 42, a first input / output terminal P1, and a second input / output terminal P2.
  • the band-specific filters 21-26 filter high-frequency signals in different communication bands. That is, the band-by-band filters 21-26 have different pass characteristics and attenuation characteristics.
  • the band-specific filters 21-26 are realized by appropriately combining filter constituent elements such as SAW resonators, inductors, and capacitors. A specific method for setting the pass characteristics and attenuation characteristics of the band-specific filters 21-26 will be described later.
  • the switch 31 includes a common terminal P310 and selected terminals P311 to P316.
  • the switch 31 selectively connects the selected terminals P311 to P316 to the common terminal P310 based on an external switch control signal.
  • the selected terminal P311 is connected to the band-specific filter 21.
  • the selected terminals P312 to P316 are connected to the band-specific filters 22 to 26, respectively.
  • the common terminal P310 is connected to the matching circuit 41.
  • the matching circuit 41 is connected to the first input / output terminal P1.
  • the switch 32 includes a common terminal P320 and selected terminals P321 to P326.
  • the switch 32 selectively connects the selected terminals P321 to P326 to the common terminal P320 based on an external switch control signal.
  • the selected terminal P321 is connected to the band-specific filter 21.
  • the selected terminals P322 to P326 are connected to the band-specific filters 22 to 26, respectively.
  • the common terminal P320 is connected to the matching circuit 42.
  • the matching circuit 42 is connected to the second input / output terminal P2.
  • the matching circuit 41 includes a capacitor C41 and an inductor L41.
  • the capacitor C41 is connected between the first input / output terminal P1 and the common terminal P310.
  • the inductor L41 is connected between the transmission line connecting the capacitor C41 and the common terminal P310 and the ground.
  • the matching circuit 42 includes a capacitor C42 and an inductor L42.
  • the capacitor C42 is connected between the second input / output terminal P2 and the common terminal P320.
  • the inductor L42 is connected between the transmission line connecting the capacitor C42 and the second input / output terminal P2 and the ground.
  • the high-frequency filter 10 having this configuration connects the common terminal P310 and the selected terminal P311 and connects the common terminal P320 and the selected terminal P321 when transmitting and filtering the high-frequency signal of the communication band BandA. Further, when the high frequency filter 10 transmits and filters a high frequency signal of the communication band BandB, the common terminal P310 and the selected terminal P312 are connected, and the common terminal P320 and the selected terminal P322 are connected. Similarly, even when high-frequency signals in other communication bands are transmitted and subjected to filter processing, the switches 31 and 32 perform switching operations so that the same band-specific filters are connected to the common terminals P310 and P320.
  • the high-frequency signal input from the first input / output terminal P1 is supplied to the matching circuit 41, the switch 31, one band-specific filter selected by the band-specific filter 21-26, the switch 32, and the matching circuit 42. Is output from the second input / output terminal P2. At this time, the high-frequency signal is subjected to filter processing according to the selected band-specific filter, and is output from the second input / output terminal P2.
  • the high-frequency filter 10 transmits the high-frequency signal through the matching circuits 41 and 42 even when transmitting a high-frequency signal of any communication band. That is, the matching circuits 41 and 42 are common matching circuits for all communication bands that are transmitted and filtered by the high frequency filter 10. Thereby, since a matching circuit is not separately arranged for each band-by-band filter, the high-frequency filter 10 can be realized in a small size with a simple circuit configuration.
  • the high-frequency filter 10 is set with matching circuits 41 and 42 and band-by-band filters 21 to 26 as shown below.
  • FIG. 2 is a graph showing a schematic frequency characteristic of transmission loss for explaining the concept of setting the filter characteristic of the high frequency filter according to the first embodiment of the present invention.
  • the broken line indicates the frequency characteristic of the band-by-band filter alone, and the solid line indicates the frequency characteristic in a circuit in which the band-by-band filter and the matching circuit are combined.
  • the band-by-band filter (Band A filter in FIG. 2) with the communication band to be filtered set as the communication band Band A alone is set so that some transmission loss occurs in the pass band of the communication band Band A. ing.
  • matching circuits 41 and 42, which are common matching circuits, and BandA band-specific filters are combined, transmission loss in the passband of the communication band BandA is improved.
  • a band-by-band filter (BandB filter in FIG. 2) with the communication band to be filtered set as the communication band BandB alone may cause some transmission loss in the passband of the communication band BandB.
  • matching circuits 41 and 42, which are common matching circuits, and a BandB band-specific filter unit are combined, transmission loss in the passband of the communication band BandB is improved.
  • the filter by band is set so that the filter characteristics are not optimal for the communication band to be filtered, and the filter characteristics are optimized in the series circuit of the common matching circuit and the filter by band.
  • the filter characteristic of each band filter is shifted from the optimum filter characteristic (target filter characteristic as the high-frequency filter 10).
  • the filter characteristics of the band-specific filter unit are adjusted based on the impedance characteristics of the common matching circuit, and the combination of the common matching circuit and the band-specific filter unit is optimal for the target communication band. It becomes easy to realize the filter characteristics.
  • the filter characteristics of the plurality of band-specific filters are adjusted with respect to the impedance of the matching circuit, the filter characteristics as the high-frequency filter 10 can be optimized even if the matching circuit is simplified. Therefore, the configuration of the matching circuit can be further simplified and downsized.
  • FIG. 3 shows Smith charts of Zin and Zout of the band-by-band filter alone and the series circuit of the band-by-band filter and the matching circuit in the high-frequency filter according to the first embodiment of the present invention.
  • Zin indicates the impedance when the band-by-band filter is viewed from the first input / output terminal P1
  • Zout indicates the impedance when the band-by-band filter is viewed from the second input / output terminal P2.
  • the optimum impedance is set to 50 [ ⁇ ]
  • the optimum impedance is set from 50 [ ⁇ ] to a slightly smaller impedance (for example, about 30 [ ⁇ ]).
  • the thick solid line indicates the impedance characteristic of Band A
  • the thick broken line indicates the impedance characteristic of Band B
  • the thin solid line indicates the impedance characteristic of Band C.
  • both Zin and Zout are deviated from the optimum impedance (50 ⁇ ) as a whole, and the impedance miracle is large (the amount of change in impedance due to frequency). Is great).
  • both Zin and Zout are close to the optimum impedance (50 ⁇ ) and the impedance locus is small (the amount of change in impedance due to frequency is small).
  • the filter characteristics of the band-specific filters are adjusted to optimize the high-frequency signal of each communication band. Filter processing can be realized.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of the high-frequency front-end circuit and the communication device according to the first embodiment of the present invention.
  • the high-frequency front-end circuit 90 includes a front-end IC 91 that is an RFIC, a transmission-side filter circuit 92, a reception-side filter circuit 93, and a branching circuit 94.
  • the front end IC 91 includes a transmission signal generation unit 911, a demodulation unit 912, and a switch control unit 913.
  • the transmission signal generation unit 911 is connected to the transmission side filter circuit 92.
  • the transmission side filter circuit 92 is connected to the branching circuit 94.
  • the branching circuit 94 is connected to the antenna ANT. Further, the branching circuit 94 is connected to the reception side filter circuit 93.
  • the reception side filter circuit 93 is connected to the demodulation unit 912.
  • the reception-side filter circuit 93 uses the high-frequency filter 10 described above.
  • the communication device 9 includes a high-frequency front end circuit 90 and a BBIC (baseband IC) 95.
  • the front end IC 91 of the high frequency front end circuit 90 is connected to the
  • the high-frequency signal generated by the transmission signal generation unit 911 (transmission signal: a high-frequency signal in a transmission frequency band of a communication band in which communication is performed) is filtered by the transmission-side filter circuit 92, and the antenna ANT is passed through the demultiplexing circuit 94. Sent to the outside.
  • a high-frequency signal received by the antenna ANT (received signal: a high-frequency signal in a reception frequency band of a communication band in which communication is performed) is filtered by the reception-side filter circuit 93 via the branching circuit 94 and input to the demodulation unit 912. .
  • the switch control unit 913 generates a switch control signal and performs switch control on the reception-side filter circuit 93 so as to select a band-specific filter corresponding to a communication band in which communication is performed.
  • the received signal of each communication band can be filtered with low loss and input to the demodulator 912.
  • the high frequency front end circuit 90 with high reception sensitivity can be realized.
  • the high-frequency filter 10 can be applied to other filter circuits such as the transmission-side filter circuit 92.
  • the received signal has a low signal strength, particularly a signal strength much lower than that of the transmitted signal, a low-loss filter characteristic is desired. Therefore, the effect of the above-described high frequency filter 10 becomes more effective.
  • the high frequency front end circuit 90 can be realized in a small size with a simpler configuration.
  • the configuration of the matching circuits 41 and 42 shown in FIG. 1 is an example, and other circuit configurations using inductors and capacitors may be used.
  • FIG. FIG. 5 is a circuit diagram of a modification of the high frequency filter according to the first embodiment of the present invention.
  • the high frequency filter 10 'shown in FIG. 5 is different from the high frequency filter 10 shown in FIG. 1 in the configuration of the matching circuits 41' and 42 '. Accordingly, the filter characteristics of the band-by-band filters 21 ′, 22 ′, 23 ′, 24 ′, 25 ′, and 26 ′ are set according to the matching circuits 41 ′ and 42 ′.
  • the matching circuit 41 ' includes an inductor L41' and a capacitor C41 '.
  • the inductor L41 ' is connected between the first input / output terminal P1 and the common terminal P310.
  • the capacitor C41 ' is connected between the transmission line connecting the inductor L41' and the common terminal P310 and the ground.
  • the matching circuit 42 ' includes an inductor L42' and a capacitor C42 '.
  • the inductor L42 ' is connected between the second input / output terminal P2 and the common terminal P320.
  • the capacitor C42 is connected between the transmission line connecting the inductor L42 'and the second input / output terminal P2 and the ground.
  • the matching circuits 41 ′ and 42 ′ function as a low-pass filter together with impedance matching, and can attenuate harmonic components.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a high-frequency filter design method according to the first embodiment of the present invention.
  • the pass characteristics of a plurality of communication bands to be filtered by the high frequency filter 10, for example, the allowable value of transmission loss in the pass band is determined (S101).
  • an element value of a matching circuit common to a plurality of communication bands is determined (S102).
  • an element of the band-specific filter unit so that the optimum pass characteristic is obtained for the communication band to be filtered.
  • the value is adjusted (S103). The adjustment of the element value is performed for each band filter, that is, for each communication band.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of a high-frequency filter according to the second embodiment of the present invention.
  • the high-frequency filter 10A according to the present embodiment is different in the configuration of the matching circuit 41A from the high-frequency filter 10 according to the first embodiment, and the setting of the filter characteristics of the individual band filters 21A-26A differs accordingly. .
  • the matching circuit 41A includes capacitors C411 and C412, inductors L411 and L412, a piezoelectric resonator PR41, and a switch SW41.
  • the capacitor C411 is connected between the common terminal P310 of the switch 31 and the first input / output terminal P1.
  • One end of the inductor L411 is connected to a transmission line that connects the capacitor C411 and the common terminal P310.
  • the other end of the inductor L411 is connected to a common terminal of the switch SW41 (a switch in the matching circuit).
  • the first selected terminal of the switch SW41 is connected to the ground.
  • a second selected terminal of the switch SW41 is connected to one end of the capacitor C412.
  • the other end of the capacitor C412 is connected to one end of the piezoelectric resonator PR41 and one end of the inductor L412.
  • the other end of the piezoelectric resonator PR41 and the other end of the inductor L412 are connected to the ground. That is, the other end of the capacitor C412 is connected to the ground via a parallel circuit of the piezoelectric resonator PR41 and the inductor L412.
  • a circuit including the capacitor C412, the piezoelectric resonator PR41, and the inductor L412 functions as a trap filter.
  • a mode in which the inductor L411 is connected to the ground and a mode in which the inductor L411 is connected to the ground via the trap filter are selected by switching control of the switch SW41. Which one to select is determined by the communication band. Note that the configuration of the trap filter can be changed as necessary. For example, a trap filter that does not use the capacitor C412 and the inductor L412 may be configured.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing a first connection configuration in the high-frequency filter according to the second embodiment of the present invention.
  • the inductor L41 is connected to the ground by the switch 31. Further, the band-specific filter 22A is selected by the switches 31 and 32.
  • the single filter characteristic of the band-by-band filter 22A is set based on the impedance characteristic of the matching circuit 41A including the capacitor C411 and the inductor L411.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a second connection configuration in the high-frequency filter according to the second embodiment of the present invention.
  • the inductor L41 is connected to the ground by the switch 31 via the trap filter.
  • the band-specific filter 23A is selected by the switches 31 and 32.
  • the single filter characteristic of the band-specific filter 23A is set based on the impedance characteristic of the matching circuit 41A including the capacitor C411, the inductor L411, and the trap filter.
  • FIG. 10 is a graph showing a schematic frequency characteristic of transmission loss for explaining a setting concept of the filter characteristic of the high frequency filter according to the second embodiment of the present invention.
  • the broken line indicates the frequency characteristic of the band-by-band filter alone, and the solid line indicates the frequency characteristic in a circuit in which the band-by-band filter and the matching circuit are combined.
  • the band-specific filter 22A (BandC filter in FIG. 10) with the communication band to be filtered set to the communication band BandC alone transmits in the passband of the communication band BandC. It is set so that some loss occurs. However, in the series circuit in which the matching circuit 41A and the Band C band-specific filter 22A are combined, the transmission loss in the pass band of the communication band Band C is improved.
  • the band-by-band filter 23A (BandD filter in FIG. 10) in which the communication band to be filtered is set to the communication band BandD alone is the passband of the communication band BandD. Is set so that some transmission loss occurs.
  • the matching circuit 41A and the Band D band-specific filter 23A are combined, the transmission loss in the pass band of the communication band Band D is improved.
  • the matching circuit 41A in the second connection configuration includes a trap filter. Therefore, as shown in FIG. 10, an attenuation pole can be provided in the vicinity of the pass band of the communication band BandD.
  • the high frequency signal (unnecessary wave component) in the vicinity of the pass band can be significantly attenuated. Therefore, even if there is a use frequency band of another communication band close to the use frequency band of the communication band BandD, even if the transmission frequency band and the reception frequency band of the communication band BandD are close, the object is Only high-frequency signals can be transmitted with low loss, and other unwanted wave components can be attenuated.
  • the other band-by-band filters 23A-26A of the high-frequency filter 10A are also connected to the matching circuit 41A connected in the same manner as the band-by-band filters 21A and 22A. Accordingly, the filter characteristics of the single filter are set.
  • FIG. 11 is a circuit diagram of a high-frequency filter according to the third embodiment of the present invention.
  • the configuration of the matching circuit 41B is different from the high frequency filter 10A according to the second embodiment in the high frequency filter 10B according to the present embodiment. Further, according to this, the setting of the band-by-band filters 21B-26B is different.
  • the matching circuit 41B has a configuration in which the capacitor C412 of the matching circuit 41A is replaced with a variable capacitor VC41. With such a configuration, the attenuation pole frequency of the trap filter can be changed. That is, the attenuation pole frequency can be adjusted for each communication band.
  • the trap filter is connected between the transmission line connecting the first input / output terminal P1 and the switch 31 and the ground.
  • the embodiment was shown.
  • a trap filter may be inserted into the transmission line, that is, the trap filter may be connected between the first input / output terminal P1 and the switch 31.
  • the trap filter is preferably connected between the transmission line connecting the first input / output terminal P1 and the switch 31 and the ground.
  • variable capacitor VC41 is not connected between the first input / output terminal P1 and the switch 31. As a result, the loss due to the variable capacitor VC41 can be suppressed, and the low-frequency high-frequency filter 10B can be realized.
  • FIG. 12 is a circuit diagram of a high-frequency filter according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the high-frequency filter 10C according to the present embodiment differs from the high-frequency filter 10B according to the third embodiment in the configuration of the matching circuit 42C. Further, the settings of the band-by-band filters 21C-26C differ accordingly.
  • the matching circuit 42C includes a capacitor C421, inductors L421 and L422, a piezoelectric resonator PR42, a switch SW42, and a variable capacitor VC42.
  • the capacitor C421 is connected between the common terminal P320 of the switch 32 and the second input / output terminal P2.
  • One end of the inductor L421 is connected to a transmission line that connects the capacitor C421 and the second input / output terminal P2.
  • the other end of the inductor L421 is connected to a common terminal of the switch SW42 (a switch in the matching circuit).
  • the first selected terminal of the switch SW42 is connected to the ground.
  • a second selected terminal of the switch SW42 is connected to one end of the variable capacitor VC42.
  • variable capacitor VC42 is connected to one end of the piezoelectric resonator PR42 and one end of the inductor L422.
  • the other end of the piezoelectric resonator PR42 and the other end of the inductor L422 are connected to the ground. That is, the other end of the variable capacitor VC42 is connected to the ground via a parallel circuit of the piezoelectric resonator PR42 and the inductor L422.
  • a circuit including the variable capacitor VC42, the piezoelectric resonator PR42, and the inductor L422 functions as a trap filter capable of adjusting the attenuation pole frequency.
  • a mode in which the inductor L421 is connected to the ground and a mode in which the inductor L421 is connected to the ground via the trap filter are selected by switching control of the switch SW42. Which one to select is determined by the communication band.
  • the filter characteristics of a single filter are set according to the mode of the matching circuit 42C to be connected (the connection mode of the switch SW42 and the capacitance of the variable capacitor of the trap filter).
  • the matching circuits 41B and 42C capable of switching the connection mode are connected to both ends of the plurality of band-by-band filters 21C-26C, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained. Furthermore, by using the configuration of the present embodiment, the impedance characteristics of the high frequency filter 10C viewed from the second input / output terminal P2 side can be further appropriately adjusted, and the filter characteristics can be improved.
  • FIG. 13 is a circuit diagram of the matching circuit of the high frequency filter according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the high-frequency filter according to the present embodiment is different from the high-frequency filter according to each of the embodiments described above in the configuration of the matching circuit. Accordingly, the setting of the filter for each band is different.
  • the matching circuit 41D includes capacitors C411, C413, C415, inductors L411, L412, L413, L414, L415, switches SW411, SW412, SW413, piezoelectric resonators PR411, PR412 and variable capacitors VC411, VC412.
  • the capacitor C411 is connected between a first input / output terminal P1 (not shown) and the common terminal P310 of the switch 31.
  • One end of the inductor L411 is connected to the end of the capacitor C411 opposite to the first selected terminal.
  • the other end of the inductor L411 is connected to a common terminal of the switch SW411 (a switch in the matching circuit).
  • the first selected terminal of the switch SW411 is connected to the ground.
  • a second selected terminal of the switch SW411 is connected to one end of the variable capacitor VC411.
  • variable capacitor VC411 is connected to one end of the piezoelectric resonator PR411 and one end of the inductor L412.
  • the other end of the piezoelectric resonator PR411 and the other end of the inductor L412 are connected to the ground. That is, the other end of the variable capacitor VC411 is connected to the ground via a parallel circuit of the piezoelectric resonator PR411 and the inductor L412.
  • a circuit including the variable capacitor VC411, the piezoelectric resonator PR411, and the inductor L412 functions as a first trap filter that can adjust the attenuation pole frequency.
  • the capacitor C413 is connected between the capacitor C411 and the common terminal P310 of the switch 31 (not shown).
  • One end of the inductor L413 is connected to the end of the capacitor C413 on the common terminal P310 side.
  • the other end of the inductor L413 is connected to a common terminal of the switch SW412 (a switch in the matching circuit).
  • the first selected terminal of the switch SW412 is connected to the ground.
  • a second selected terminal of the switch SW412 is connected to one end of the variable capacitor VC412.
  • variable capacitor VC412 is connected to one end of the piezoelectric resonator PR412 and one end of the inductor L414.
  • the other end of the piezoelectric resonator PR412 and the other end of the inductor L414 are connected to the ground. That is, the other end of the variable capacitor VC412 is connected to the ground via a parallel circuit of the piezoelectric resonator PR412 and the inductor L414.
  • a circuit including the variable capacitor VC412, the piezoelectric resonator PR412 and the inductor L414 functions as a second trap filter capable of adjusting the attenuation pole frequency.
  • a capacitor C415 and an inductor L415 are selectively connected by a switch SW413.
  • the matching circuit 41D has a configuration in which the matching circuits 41B according to the above-described third embodiment are connected in multiple stages. Further, the matching circuit 41D can select whether to give the matching circuit 41D a low-pass characteristic or a high-pass characteristic.
  • the characteristics of the matching circuit 41D can be selected as a low-pass type or a high-pass type, for example, a communication band in which the frequency relationship between the transmission frequency band and the reception frequency band is different from other communication bands can be changed to a plurality of communication bands. Even in such a case, low-loss filter characteristics can be realized for all communication bands that are filtered by the high-frequency filter.
  • the impedance characteristic can be selected by arranging a switch in the matching circuit.
  • a structure can be applied and the same effect as each above-mentioned embodiment can be acquired.
  • FIG. 14 is a circuit diagram of a matching circuit for a high-frequency filter according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the high frequency filter 10E according to the present embodiment has a configuration in which the switches 31E and 32E are different from the high frequency filter 10 according to the first embodiment, and a bypass circuit 51 is added.
  • the switch 31E has a selected terminal P317 added to the switch 31 of the high-frequency filter 10 according to the first embodiment.
  • the switch 31E selectively connects any one of the selected terminals P311 to P317 to the common terminal P310.
  • the switch 32E has a selected terminal P327 added to the switch 32 of the high-frequency filter 10 according to the first embodiment.
  • the switch 32E selectively connects any one of the selected terminals P321 to P327 to the common terminal P310.
  • the bypass circuit 51 is connected between the selected terminal P317 of the switch 31E and the selected terminal P327 of the switch 32E.
  • the bypass circuit 51 is a reactance circuit having a simpler circuit configuration than the other band-specific filters 21-26.
  • the bypass circuit 51 is realized by a transmission line that connects the selected terminals P317 and P327, or a circuit in which only one or a few inductors and capacitors are connected. Therefore, unlike the other band-specific filters 21-26, the bypass circuit 51 is a circuit that does not perform filter processing on a high-frequency signal to be transmitted. That is, the bypass circuit 51 has a circuit configuration that does not attenuate the high-frequency signal in a relatively wide frequency band including the frequency band of the high-frequency signal transmitted in a mode in which the selected terminals P317 and P327 are selected.
  • the reactance of the bypass circuit 51 is such that the impedance of the high-frequency signal transmitted between the input / output terminals P1 and P2 via the bypass circuit 51 is a predetermined impedance (for example, 50 [ ⁇ ]).
  • the reactance of the bypass circuit 51 is such that the impedance of the high-frequency filter 10E viewed from the input / output terminal P2 at a frequency of a high-frequency signal transmitted between the input / output terminals P1 and P2 via the bypass circuit 51 is a predetermined impedance (for example, 50 [ ⁇ ]).
  • the reactance of the bypass circuit 51 is set so that impedance matching is realized in the circuit configuration including the matching circuits 41 and 42 when viewed from the input / output terminal P1 side and from the input / output terminal P2 side. .
  • the bypass circuit 51 has a simpler circuit configuration than the band-by-band filters 21-26. Therefore, if impedance matching is performed, the transmission loss is low. Therefore, low-loss transmission can be realized for a high-frequency signal that does not require a band-by-band filter.
  • the high-frequency filter 10E when used in a transmission circuit, it can be used as follows.
  • the transmission circuit includes a transmission signal amplification circuit.
  • the transmission signal amplifier circuit includes a first stage amplifier and a final stage amplifier. This high frequency filter 10E is connected between the first stage amplifier and the last stage amplifier.
  • the above-described filter is passed through a band-specific filter corresponding to the frequency band.
  • the IC controls the switches 31E and 32E of the high frequency filter 10E.
  • the frequency band (communication band) in which noise is generated from the noise characteristics of the first-stage amplifier and is amplified by the final-stage amplifier is, for example, when the reception band noise is larger than ⁇ 150 dBm / Hz or when the transmission frequency f1 is received. This is a case where the relationship of the frequency f2 is
  • the IC has a function of determining a used frequency band and a function of controlling switch switching.
  • the IC is an RF (Radio Frequency) IC, a BB (BaseBand) IC, a PA (Power Amplifier) control IC, an application processor, or the like. Thereby, it can suppress that noise is amplified and output to a back
  • the IC controls the switches 31E and 32E of the high-frequency filter 10E so as to pass through the bypass circuit 51 in a frequency band (communication band) in which noise hardly occurs due to the noise characteristics of the first-stage amplifier.
  • the frequency band (communication band) in which noise hardly occurs due to the noise characteristics of the first-stage amplifier is, for example, reception band noise of ⁇ 150 dBm / Hz or less, or the relationship between the transmission frequency f1 and the reception frequency f2 is
  • a low-noise or high-efficiency multiband transmission signal amplifier circuit can be realized by appropriately selecting a band-by-band filter and a bypass circuit.
  • the transmission signal amplification circuit composed of a two-stage amplifier is shown.
  • the high-frequency filter 10E is connected between any of the stages. It is good also as an aspect.
  • the high-frequency filter 10E is used in the transmission circuit.
  • the high-frequency filter 10E can be provided in the reception circuit.
  • the configuration of the high-frequency filter 10E according to the sixth embodiment can be applied to the high-frequency filters according to the second to fifth embodiments described above.

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Abstract

高周波フィルタ(10)は、複数の通信バンドにそれぞれ対応して設けられた通信バンド別フィルタ(21-26)、スイッチ(31,32)、および整合回路(41,42)を備える。スイッチ(31,32)は、共通端子と複数の被選択端子を備え、複数の被選択端子が通信バンド別フィルタ(21-26)にそれぞれ個別に接続する。整合回路(41,42)は、共通端子に接続されており、通信バンド別フィルタ(21-26)に対して共通の整合回路である。通信バンド別フィルタ(21-26)は、スイッチによって選択された通信バンド別フィルタと共通の整合回路とを組み合わせた直列回路のフィルタ特性が、選択された通信バンド別フィルタのフィルタ特性よりも、選択された通信バンド別フィルタに対応した通信バンドに対して改善されるように設定されている。

Description

高周波フィルタ、高周波フロントエンド回路、通信機器、および、高周波フィルタの設計方法
 本発明は、複数の通信バンドの高周波信号を切り替えてフィルタ処理する高周波フィルタ、高周波フロントエンド回路および高周波フィルタの設計方法に関する。
 現在、通信バンドの多様化によって、一つのアンテナで複数の通信バンドの高周波信号を送受信する無線通信装置が各種実用化されている。複数の通信バンドは、それぞれに使用する周波数帯域(使用周波数帯域)が異なる。したがって、無線通信装置は、通信バンド毎にフィルタを備える。
 例えば、特許文献1に記載の装置では、通信バンド毎にフィルタを備える。複数のフィルタは、スイッチによって選択的にアンテナに接続される。
 図15は、従来の高周波フィルタの構成を示すブロック図である。図15に示すように、従来の高周波フィルタ10Pは、複数のバンド別フィルタ21P-26P、スイッチ31,32、個別整合回路411P-416P,421P-426Pを備える。
 個別整合回路411Pは、バンド別フィルタ21Pの一方端に接続され、個別整合回路421Pは、バンド別フィルタ21Pの他方端に接続されている。バンド別フィルタ22P-26Pと個別整合回路412P-416P,422P-426Pとの接続関係も同様である。
 スイッチ31は、第1入出力端子P1に対して個別整合回路411P-416Pを選択的に接続する。スイッチ32は、第2入出力端子P2に対して個別整合回路421P-426Pを選択的に接続する。
 バンド別フィルタ21Pは、通信バンドBandAの使用周波数帯域が通過帯域内となるように、フィルタを構成する回路素子の素子値が決定されている。同様に、バンド別フィルタ22P-26Pも、それぞれに伝送する通信バンドの通信バンドAの使用周波数帯域が通過帯域内となるように、フィルタを構成する回路素子の素子値が設定されている。
 個別整合回路411Pは、通信バンドBandAの使用周波数帯域において入出力端子P1側からバンド別フィルタ21Pを見たインピーダンスが所定のインピーダンス(例えば、50Ω)となるように、整合回路を構成する回路素子の素子値が設定されている。個別整合回路412P-416Pも同様の手法で回路素子の素子値が設定されている。
 個別整合回路421Pは、通信バンドBandAの使用周波数帯域において入出力端子P2側からバンド別フィルタ21Pを見たインピーダンスが所定のインピーダンス(例えば、50Ω)となるように、整合回路を構成する回路素子の素子値が設定されている。個別整合回路422P-426Pも同様の手法で回路素子の素子値が設定されている。
 このように、従来の高周波フィルタ10Pは、バンド別フィルタ21P-26P毎に個別整合回路411P-416P,421P-426Pが配置される。
特開2014-50098号公報
 しかしながら、従来の高周波フィルタ10Pでは、高周波フィルタ10Pで処理する通信バンド数が増加し、バンド別フィルタの個数が増加すると、バンド別フィルタの個数に応じて個別整合回路の個数も増加する。したがって、高周波フィルタ10Pの回路が複雑化し、大型化してしまう。
 本発明の目的は、通信バンド数が増加しても整合回路の個数を増加せず、簡素な構成で小型化を実現でき、且つ、各通信バンドに対して優れたフィルタ特性を有する高周波フィルタを提供することにある。
 この発明の高周波フィルタは、異なる通信バンドにそれぞれ対応して設けられた複数の通信バンド別フィルタ、スイッチ、および整合回路を備える。スイッチは、共通端子と複数の被選択端子を備え、複数の被選択端子が複数の通信バンド別フィルタにそれぞれ個別に接続する。整合回路は、共通端子に接続されており、複数の通信バンド別フィルタに対して共通の整合回路である。
 複数の通信バンド別フィルタは、複数の通信バンド別フィルタのうちスイッチによって選択された通信バンド別フィルタと共通の整合回路とを組み合わせた直列回路のフィルタ特性が、選択された通信バンド別フィルタのフィルタ特性よりも、選択された通信バンド別フィルタに対応した通信バンドに対して改善されるように設定されている。
 この構成では、複数の通信バンド別フィルタに対してそれぞれ個別に整合回路を設けなくても、各通信バンドに対して最適なフィルタ特性が得られる。
 また、この発明の高周波フィルタは、共通端子と複数の被選択端子を備えたスイッチと、共通端子に接続された整合回路と、複数の被選択端子のそれぞれに個別に接続され、互いに異なる通信バンドに対応し、スイッチによって整合回路に接続された回路でのフィルタ特性が単体でのフィルタ特性よりも良い複数の通信バンド別フィルタと、を備えていてもよい。
 この構成では、複数の通信バンド別フィルタに対してそれぞれ個別に整合回路を設けなくても、各通信バンドに対して最適なフィルタ特性が得られる。
 また、この発明の高周波フィルタの整合回路はトラップフィルタを備えていてもよい。
 この構成では、目的のフィルタ特性として、目的の通過特性を得ながら、所望の周波数に対する減衰をさらに大きくすることができる。
 また、この発明の高周波フィルタの整合回路は、トラップフィルタの接続を選択する整合回路内のスイッチを備えていてもよい。
 この構成では、通信バンドに応じてトラップフィルタを用いる態様と、トラップフィルタを用いない態様を選択することができる。
 また、この発明の高周波フィルタのトラップフィルタは、可変キャパシタを備えていてもよい。
 この構成では、減衰極周波数を調整することができる。
 また、この発明の高周波フィルタのトラップフィルタは、共通端子とグランドとの間に接続されていてもよい。
 この構成では、可変キャパシタがバンド別フィルタに直列接続されないので、可変キャパシタによる伝送損失を低減できる。
 また、この発明の高周波フィルタの整合回路は、共通端子と外部回路とを接続する伝送ラインに対して選択的に直列接続されるインダクタとキャパシタを備えていてもよい。
 この構成では、高周波フィルタとしてのフィルタ特性をさらに調整することができる。
 また、この発明の高周波フィルタは、次の構成であってもよい。高周波フィルタは、複数の通信バンド別フィルタの有するフィルタ処理の機能を有さないリアクタンス回路からなるバイパス回路を備える。スイッチは、複数の通信バンド別フィルタとバイパス回路の1つを選択して接続する。
 この構成では、バンド別フィルタを介さない伝送経路を選択することもできる。例えば、フィルタ処理を必要とせず、より低損失な伝送が可能な周波数帯域において、バイパス回路を選択することによって、低損失な特性を実現することができる。
 また、この発明の高周波フィルタでは、整合回路は、共通端子と外部接続端子とに接続されたインダクタと、該インダクタに一方端が接続され、他方端が直接または間接的にグランド電位に接続されるキャパシタと、を備えていてもよい。
 この構成では、簡素な回路構成を基本構成として整合回路が実現される。また、この構成では、ローパスフィルタの機能が兼用される。
 また、この発明の高周波フィルタでは、整合回路は、共通端子と外部接続端子との間に接続されたキャパシタと、該キャパシタに一方端が接続され、他方端が直接または間接的にグランド電位に接続されるインダクタとを備えていてもよい。
 この構成では、簡素な回路構成を基本構成として整合回路が実現される。
 また、この発明の高周波フィルタでは、整合回路が接続する端子は、アンテナが受信した受信信号が入力される端子であるとよりよい。
 この構成では、上述の高周波フィルタを受信信号の伝送経路に配置した態様を示している。受信信号は、送信信号と比較して信号強度が小さいので、上述の高周波フィルタの構成がより有効に作用する。
 この発明の高周波フロントエンド回路は、パワーアンプと、パワーアンプで増幅された送信信号をフィルタ処理する送信側フィルタと、を備え、送信側フィルタに上述の高周波フィルタを用いている。
 この構成では、各通信バンドの送信信号に最適なフィルタ特性を得ながら、小型の高周波フロントエンド回路を実現できる。
 また、この発明の高周波フロントエンド回路は、送信側フィルタとアンテナとの間に接続された分波回路を、さらに備えていてもよい。
 この構成は、分波回路を含む高周波フロントエンド回路を小型にできる。
 また、この発明の高周波フロントエンド回路では、送信側フィルタは、複数のパワーアンプの段間に接続されている。
 この構成では、複数のパワーアンプの段間フィルタとして上述の高周波フィルタを利用している。したがって、送信信号を低損失且つ正確にフィルタ処理する高周波フロントエンド回路を実現することができる。
 また、この発明の高周波フロントエンド回路は、パワーアンプに送信信号を出力するRFICを、さらに備えていてもよい。
 この構成では、RFICを含む高周波フロントエンド回路を小型にできる。
 また、この発明の通信機器は、上述の高周波フロントエンド回路と、このRFICに接続されたBBICと、を備えている。
 この構成では、通信機器を小型にできる。
 この発明によれば、通信バンド数が増加しても整合回路の個数は増加せず、簡素な構成で小型化を実現でき、且つ、複数の通信バンドに対して優れたフィルタ特性を有する高周波フィルタを実現することができる。
本発明の第1の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。 本発明の第1の実施形態に係る高周波フィルタのフィルタ特性の設定概念を説明するための概略的な伝送損失の周波数特性を示すグラフである。 本発明の第1の実施形態に係る高周波フィルタにおいて、バンド別フィルタ単体、および、バンド別フィルタと整合回路との直列回路のZin,Zoutのスミスチャートを示している。 本発明の第1の実施形態に係る高周波フロントエンド回路および通信装置の回路図である。 本発明の第1の実施形態に係る高周波フィルタの変形例の回路図である。 本発明の第1の実施形態に係る高周波フィルタの設計方法を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態に係る高周波フィルタの回路図である。 本発明の第2の実施形態に係る高周波フィルタにおける第1接続構成を示す回路図である。 本発明の第2の実施形態に係る高周波フィルタにおける第2接続構成を示す回路図である。 本発明の第2の実施形態に係る高周波フィルタのフィルタ特性の設定概念を説明するための概略的な伝送損失の周波数特性を示すグラフである。 本発明の第3の実施形態に係る高周波フィルタの回路図である。 本発明の第4の実施形態に係る高周波フィルタの回路図である。 本発明の第5の実施形態に係る高周波フィルタの整合回路の回路図である。 本発明の第6の実施形態に係る高周波フィルタの回路図である。 従来の高周波フィルタの構成を示すブロック図である。
 本発明の第1の実施形態に係る高周波フィルタおよび高周波フロントエンド回路について、図を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る高周波フィルタの回路図である。
 なお、以下に示す通信バンドBandA等は、3GPP規格等によって定められた通信バンドにおける適当な通信バンド(本実施形態の構成を必要とする通信バンド)を意味する。例えば、3GPP規格のLowバンドであれば、Band12,13,28A,28B,20,27,26,8等が対象となる。
 高周波フィルタ10は、複数のバンド別フィルタ21-26、スイッチ31,32、整合回路41,42、第1入出力端子P1、および、第2入出力端子P2を備える。
 バンド別フィルタ21-26は、それぞれに異なる通信バンドの高周波信号をフィルタ処理する。すなわち、バンド別フィルタ21-26は、通過特性と減衰特性の設定が異なる。バンド別フィルタ21-26は、SAW共振子、インダクタ、キャパシタ等のフィルタ構成素子を適宜組み合わせることによって実現される。なお、バンド別フィルタ21-26の具体的な通過特性と減衰特性の設定方法は、後述する。
 スイッチ31は、共通端子P310と被選択端子P311-P316を備える。スイッチ31は、外部からのスイッチ制御信号に基づいて、被選択端子P311-P316を共通端子P310に選択的に接続する。
 被選択端子P311は、バンド別フィルタ21に接続されている。同様に、被選択端子P312-P316は、それぞれバンド別フィルタ22-26に接続されている。
 共通端子P310は、整合回路41に接続されている。整合回路41は、第1入出力端子P1に接続されている。
 スイッチ32は、共通端子P320と被選択端子P321-P326を備える。スイッチ32は、外部からのスイッチ制御信号に基づいて、被選択端子P321-P326を共通端子P320に選択的に接続する。
 被選択端子P321は、バンド別フィルタ21に接続されている。同様に、被選択端子P322-P326は、それぞれバンド別フィルタ22-26に接続されている。
 共通端子P320は、整合回路42に接続されている。整合回路42は、第2入出力端子P2に接続されている。
 整合回路41は、キャパシタC41とインダクタL41を備える。キャパシタC41は、第1入出力端子P1と共通端子P310との間に接続されている。インダクタL41は、キャパシタC41と共通端子P310とを接続する伝送ラインとグランドとの間に接続されている。
 整合回路42は、キャパシタC42とインダクタL42を備える。キャパシタC42は、第2入出力端子P2と共通端子P320との間に接続されている。インダクタL42は、キャパシタC42と第2入出力端子P2とを接続する伝送ラインとグランドとの間に接続されている。
 この構成からなる高周波フィルタ10は、通信バンドBandAの高周波信号を伝送してフィルタ処理する場合、共通端子P310と被選択端子P311とを接続し、共通端子P320と被選択端子P321とを接続する。また、高周波フィルタ10は、通信バンドBandBの高周波信号を伝送してフィルタ処理する場合、共通端子P310と被選択端子P312とを接続し、共通端子P320と被選択端子P322とを接続する。同様に、他の通信バンドの高周波信号を伝送してフィルタ処理する場合でも、スイッチ31,32は、同一のバンド別フィルタを共通端子P310,P320に接続するように切り替え動作する。
 このような構成により、第1入出力端子P1から入力された高周波信号は、整合回路41、スイッチ31、バンド別フィルタ21-26における選択された一つのバンド別フィルタ、スイッチ32、および整合回路42を介して、第2入出力端子P2から出力される。この際、高周波信号は、選択されたバンド別フィルタに応じたフィルタ処理が行われて、第2入出力端子P2から出力される。
 したがって、高周波フィルタ10では、いずれの通信バンドの高周波信号を伝送する場合であっても、整合回路41,42を高周波信号が伝送する。すなわち、整合回路41,42は、高周波フィルタ10で伝送してフィルタ処理する全ての通信バンドに対して共通の整合回路である。これにより、バンド別フィルタ毎に個別に整合回路を配置しないので、高周波フィルタ10を簡素な回路構成で小型に実現することできる。
 ここで、高周波フィルタ10は、次に示すように、整合回路41,42、バンド別フィルタ21-26が設定されている。
 図2は、本発明の第1の実施形態に係る高周波フィルタのフィルタ特性の設定概念を説明するための概略的な伝送損失の周波数特性を示すグラフである。図2において、破線はバンド別フィルタ単体での周波数特性を示し、実線はバンド別フィルタと整合回路を組み合わせた回路での周波数特性を示す。
 図2に示すように、フィルタ処理対象の通信バンドを通信バンドBandAに設定したバンド別フィルタ(図2のBandAフィルタ)単体では、通信バンドBandAの通過帯域において伝送損失が或程度生じるように設定されている。しかしながら、共通整合回路である整合回路41,42とBandAのバンド別フィルタとを組み合わせた直列回路では、通信バンドBandAの通過帯域における伝送損失が改善される。
 同様に、図2に示すように、フィルタ処理対象の通信バンドを通信バンドBandBに設定したバンド別フィルタ(図2のBandBフィルタ)単体では、通信バンドBandBの通過帯域において伝送損失が或程度生じるように設定されている。しかしながら、共通整合回路である整合回路41,42とBandBのバンド別フィルタ単体とを組み合わせた直列回路では、通信バンドBandBの通過帯域における伝送損失が改善される。
 これは、バンド別フィルタ単体では、フィルタ処理対象とする通信バンドに対して敢えてフィルタ特性が最適でないように設定し、共通整合回路とバンド別フィルタとの直列回路において、フィルタ特性が最適になるように設定することによる。
 言い換えれば、共通整合回路のインピーダンスに基づいて、各バンド別フィルタのフィルタ特性を、最適なフィルタ特性(高周波フィルタ10としての目的とするフィルタ特性)からずらしている。このような設定を行うことによって、共通整合回路のインピーダンス特性に基づいてバンド別フィルタ単体のフィルタ特性を調整し、目的の通信バンドに対して共通整合回路とバンド別フィルタ単体との組合せで最適なフィルタ特性を実現することが容易になる。
 したがって、本実施形態の構成を用いることによって、複数の通信バンドすなわち複数のバンド別フィルタに対して共通の整合回路を用いても、優れたフィルタ特性を実現することができる。
 また、整合回路のインピーダンスに対して、複数のバンド別フィルタのフィルタ特性を調整するので、整合回路を簡素化しても、高周波フィルタ10としてのフィルタ特性を最適化することができる。したがって、整合回路の構成をさらに簡素化、小型化することも可能である。
 図3は、本発明の第1の実施形態に係る高周波フィルタにおいて、バンド別フィルタ単体、および、バンド別フィルタと整合回路との直列回路のZin,Zoutのスミスチャートを示している。Zinは、第1入出力端子P1側からバンド別フィルタを見たインピーダンスを示し、Zoutは、第2入出力端子P2側からバンド別フィルタを見たインピーダンスを示す。なお、Zinでは、最適なインピーダンスは50[Ω]に設定されており、Zoutでは、最適なインピーダンスは50[Ω]から少し小さいインピーダンス(例えば30[Ω]程度)に設定されている。図3において、太実線はBandAのインピーダンス特性を示し、太破線はBandBのインピーダンス特性を示し、細実線はBandCのインピーダンス特性を示す。
 図3に示すように、本実施形態の構成のバンド別フィルタ単体では、Zin,Zoutともに最適なインピーダンス(50Ω)から全体的にずれており、且つインピーダンスの奇跡が大きい(周波数によるインピーダンスの変化量が大きい)。しかしながら、本実施形態の構成のバンド別フィルタと整合回路とを組み合わせた直列回路では、Zin,Zoutともに最適なインピーダンス(50Ω)に近く、且つインピーダンスの軌跡が小さい(周波数によるインピーダンスの変化量が小さい)。
 図3からも分かるように、本実施形態の構成を用いることによって、共通の整合回路を用いても、バンド別フィルタのフィルタ特性を調整することによって、各通信バンドの高周波信号に対して最適なフィルタ処理を実現することができる。
 このような構成からなる高周波フィルタ10は、例えば、次に示す高周波フロントエンド回路および通信装置に適用することができる。図4は、本発明の第1の実施形態に係る高周波フロントエンド回路および通信装置の回路図である。
 高周波フロントエンド回路90は、RFICであるフロントエンドIC91、送信側フィルタ回路92、受信側フィルタ回路93、分波回路94を備える。フロントエンドIC91は、送信信号生成部911、復調部912、および、スイッチ制御部913を備える。送信信号生成部911は、送信側フィルタ回路92に接続されている。送信側フィルタ回路92は、分波回路94に接続されている。分波回路94は、アンテナANTに接続されている。また、分波回路94は、受信側フィルタ回路93に接続されている。受信側フィルタ回路93は、復調部912に接続されている。受信側フィルタ回路93は、上述の高周波フィルタ10を用いている。通信装置9は、高周波フロントエンド回路90とBBIC(ベースバンドIC)95と備える。高周波フロントエンド回路90のフロントエンドIC91は、BBIC95と接続されている。
 送信信号生成部911で生成された高周波信号(送信信号:通信を行う通信バンドの送信周波数帯域の高周波信号)は、送信側フィルタ回路92でフィルタ処理され、分波回路94を介して、アンテナANTから外部へ送信される。アンテナANTで受信した高周波信号(受信信号:通信を行う通信バンドの受信周波数帯域の高周波信号)は、分波回路94を介して受信側フィルタ回路93でフィルタ処理され、復調部912に入力される。スイッチ制御部913は、スイッチ制御信号を生成し、通信を行う通信バンドに応じたバンド別フィルタを選択するように、受信側フィルタ回路93をスイッチ制御する。
 このような構成とすることによって、各通信バンドの受信信号を低損失でフィルタ処理して、復調部912に入力することができる。これにより、受信感度が高い高周波フロントエンド回路90を実現することができる。
 なお、高周波フィルタ10は、送信側フィルタ回路92等、他のフィルタ回路にも適用することができる。しかしながら、受信信号は信号強度が低い、特に送信信号に対して大幅に信号強度が低いので、低損失なフィルタ特性が望まれる。したがって、上述の高周波フィルタ10の効果がより有効となる。
 そして、上述の高周波フィルタ10を用いることによって、高周波フロントエンド回路90を、より簡素な構成で小型に実現することができる。
 なお、図1に示す整合回路41,42の構成は、一例であり、インダクタ、キャパシタを用いた他の回路構成であってもよい。
 例えば、図5に示す構成であってもよい。図5は、本発明の第1の実施形態に係る高周波フィルタの変形例の回路図である。図5に示す高周波フィルタ10’は、整合回路41’,42’の構成において、図1に示す高周波フィルタ10と異なる。また、これに応じて、バンド別フィルタ21’,22’,23’,24’,25’,26’のフィルタ特性が、整合回路41’,42’に応じて設定されている。
 整合回路41’は、インダクタL41’とキャパシタC41’とを備える。インダクタL41’は、第1入出力端子P1と共通端子P310との間に接続されている。キャパシタC41’は、インダクタL41’と共通端子P310とを接続する伝送ラインとグランドとの間に接続されている。
 整合回路42’は、インダクタL42’とキャパシタC42’を備える。インダクタL42’は、第2入出力端子P2と共通端子P320との間に接続されている。キャパシタC42は、インダクタL42’と第2入出力端子P2とを接続する伝送ラインとグランドとの間に接続されている。
 このような構成とすることによって、整合回路41’,42’は、インピーダンス整合とともに、ローパスフィルタとして機能し、高調波成分を減衰させることができる。
 また、上述の高周波フィルタ10の設計は、例えば、次に示すように行えばよい。図6は、本発明の第1の実施形態に係る高周波フィルタの設計方法を示すフローチャートである。
 まず、高周波フィルタ10でフィルタ処理を行う複数の通信バンドの通過特性、例えば、通過帯域での伝送損失の許容値を決定する(S101)。
 次に、複数の通信バンドに共通の整合回路の素子値を決定する(S102)。
 次に、通過特性と整合回路のインピーダンス特性に基づいて、整合回路とバンド別フィルタの直列回路において、フィルタ処理対象とする通信バンドに最適な通過特性が得られるように、バンド別フィルタ単体の素子値を調整する(S103)。この素子値の調整は、バンド別フィルタ毎、すなわち通信バンド毎に行う。
 このようなバンド別フィルタを構成する回路素子の素子値の調整を行うことによって、小型でフィルタ特性に優れる高周波フィルタ10を実現することができる。
 次に、本発明の第2の実施形態に係る高周波フィルタについて、図を参照して説明する。図7は、本発明の第2の実施形態に係る高周波フィルタの回路図である。本実施形態に係る高周波フィルタ10Aは、第1の実施形態に係る高周波フィルタ10に対して、整合回路41Aの構成が異なり、これに応じて各バンド別フィルタ21A-26Aのフィルタ特性の設定が異なる。
 整合回路41Aは、キャパシタC411,C412、インダクタL411,L412、圧電共振子PR41、スイッチSW41を備える。
 キャパシタC411は、スイッチ31の共通端子P310と第1入出力端子P1との間に接続されている。インダクタL411の一方端は、キャパシタC411と共通端子P310とを接続する伝送ラインに接続されている。インダクタL411の他方端は、スイッチSW41(整合回路内のスイッチ)の共通端子に接続されている。
 スイッチSW41の第1被選択端子はグランドに接続されている。スイッチSW41の第2被選択端子は、キャパシタC412の一方端に接続されている。
 キャパシタC412の他方端は、圧電共振子PR41の一方端およびインダクタL412の一方端に接続されている。圧電共振子PR41の他方端およびインダクタL412の他方端は、グランドに接続されている。すなわち、キャパシタC412の他方端は、圧電共振子PR41とインダクタL412の並列回路を介してグランドに接続されている。これらキャパシタC412、圧電共振子PR41、およびインダクタL412からなる回路がトラップフィルタとして機能する。
 整合回路41Aは、スイッチSW41の切り替え制御によって、インダクタL411をグランドに接続する態様と、トラップフィルタを介して、インダクタL411をグランドに接続する態様とが選択される。このいずれを選択するかは、通信バンドによって決定されている。なお、必要に応じて、トラップフィルタの構成を変更することもできる。例えば、キャパシタC412、インダクタL412を用いないトラップフィルタを構成してもよい。
 図8は、本発明の第2の実施形態に係る高周波フィルタにおける第1接続構成を示す回路図である。図8では、スイッチ31によって、インダクタL41は、グランドに接続されている。また、スイッチ31,32によって、バンド別フィルタ22Aが選択されている。
 この第1の接続構成では、キャパシタC411とインダクタL411から構成される整合回路41Aのインピーダンス特性に基づいて、バンド別フィルタ22Aの単体のフィルタ特性が設定される。
 図9は、本発明の第2の実施形態に係る高周波フィルタにおける第2接続構成を示す回路図である。図9では、スイッチ31によって、インダクタL41は、トラップフィルタを介してグランドに接続されている。また、スイッチ31,32によって、バンド別フィルタ23Aが選択されている。
 この第2の接続構成では、キャパシタC411、インダクタL411、およびトラップフィルタから構成される整合回路41Aのインピーダンス特性に基づいて、バンド別フィルタ23Aの単体のフィルタ特性が設定される。
 図10は、本発明の第2の実施形態に係る高周波フィルタのフィルタ特性の設定概念を説明するための概略的な伝送損失の周波数特性を示すグラフである。図10において、破線は、バンド別フィルタ単体での周波数特性を示し、実線はバンド別フィルタと整合回路を組み合わせた回路での周波数特性を示す。
 図10に示すように、第1の接続構成の場合、フィルタ処理対象の通信バンドを通信バンドBandCに設定したバンド別フィルタ22A(図10のBandCフィルタ)単体では、通信バンドBandCの通過帯域において伝送損失が或程度生じるように設定されている。しかしながら、整合回路41AとBandCのバンド別フィルタ22Aとを組み合わせた直列回路では、通信バンドBandCの通過帯域における伝送損失が改善される。
 また、図10に示すように、第2の接続構成の場合、フィルタ処理対象の通信バンドを通信バンドBandDに設定したバンド別フィルタ23A(図10のBandDフィルタ)単体では、通信バンドBandDの通過帯域において伝送損失が或程度生じるように設定されている。しかしながら、整合回路41AとBandDのバンド別フィルタ23Aとを組み合わせた直列回路では、通信バンドBandDの通過帯域における伝送損失が改善される。さらに、この第2接続構成での整合回路41Aは、トラップフィルタを備えている。したがって、図10に示すように、通信バンドBandDの通過帯域の近傍に減衰極を設けることができる。これにより、通過帯域の近傍の高周波信号(不要波成分)を大幅に減衰させることができる。したがって、通信バンドBandDの使用周波数帯域に近接して別の通信バンドの使用周波数帯域がある場合、通信バンドBandDの送信周波数帯域と受信周波数帯域が近接している場合であっても、目的とする高周波信号のみを低損失で伝送し、その他の不要波成分を減衰させることができる。
 なお、具体的に説明していないが、本実施形態に係る高周波フィルタ10Aの他のバンド別フィルタ23A-26Aも、バンド別フィルタ21A,22Aと同様に、接続される整合回路41Aの接続態様に応じて、フィルタ単体のフィルタ特性が設定されている。
 次に、本発明の第3の実施形態に係る高周波フィルタについて、図を参照して説明する。図11は、本発明の第3の実施形態に係る高周波フィルタの回路図である。
 本実施形態に係る高周波フィルタ10Bは、第2の実施形態に係る高周波フィルタ10Aに対して、整合回路41Bの構成が異なる。また、これに応じて、バンド別フィルタ21B-26Bの設定が異なる。
 整合回路41Bは、整合回路41AのキャパシタC412が可変キャパシタVC41に置き換わった構成からなる。このような構成とすることによって、トラップフィルタの減衰極周波数を変化させることができる。すなわち、通信バンド毎に減衰極周波数を調整することができる。
 このような構成とすることによって、さらにフィルタ特性の優れる高周波フィルタ10Bを実現することができる。
 なお、第3の実施形態に係る高周波フィルタ10Bと第2の実施形態に係る高周波フィルタ10Aでは、トラップフィルタが第1入出力端子P1とスイッチ31を接続する伝送ラインとグランドとの間に接続される態様を示した。しかしながら、トラップフィルタを伝送ラインに挿入、すなわち、トラップフィルタを第1入出力端子P1とスイッチ31との間に接続してもよい。ただし、第3の実施形態(本実施形態)に係る高周波フィルタ10Bにおいては、トラップフィルタは、第1入出力端子P1とスイッチ31を接続する伝送ラインとグランドとの間に接続される方が好ましい。
 このような構成とすることによって、第1入出力端子P1とスイッチ31との間に可変キャパシタVC41が接続されない。これによって、可変キャパシタVC41による損失を抑制でき、さらに低損失な高周波フィルタ10Bを実現することができる。
 次に、本発明の第4の実施形態に係る高周波フィルタについて、図を参照して説明する。図12は、本発明の第4の実施形態に係る高周波フィルタの回路図である。
 本実施形態に係る高周波フィルタ10Cは、第3の実施形態に係る高周波フィルタ10Bに対して、整合回路42Cの構成が異なる。また、これに応じて、バンド別フィルタ21C-26Cの設定が異なる。
 整合回路42Cは、キャパシタC421、インダクタL421,L422、圧電共振子PR42、スイッチSW42、および、可変キャパシタVC42を備える。
 キャパシタC421は、スイッチ32の共通端子P320と第2入出力端子P2との間に接続されている。インダクタL421の一方端は、キャパシタC421と第2入出力端子P2とを接続する伝送ラインに接続されている。インダクタL421の他方端は、スイッチSW42(整合回路内のスイッチ)の共通端子に接続されている。
 スイッチSW42の第1被選択端子はグランドに接続されている。スイッチSW42の第2被選択端子は、可変キャパシタVC42の一方端に接続されている。
 可変キャパシタVC42の他方端は、圧電共振子PR42の一方端およびインダクタL422の一方端に接続されている。圧電共振子PR42の他方端およびインダクタL422の他方端は、グランドに接続されている。すなわち、可変キャパシタVC42の他方端は、圧電共振子PR42とインダクタL422の並列回路を介してグランドに接続されている。これら可変キャパシタVC42、圧電共振子PR42、およびインダクタL422からなる回路が、減衰極周波数を調整可能なトラップフィルタとして機能する。
 整合回路42Cは、スイッチSW42の切り替え制御によって、インダクタL421をグランドに接続する態様と、インダクタL421をトラップフィルタを介してグランドに接続する態様とが選択される。このいずれを選択するかは、通信バンドによって決定されている。
 そして、バンド別フィルタ21C-26Cは、接続される整合回路42Cの態様(スイッチSW42の接続態様、およびトラップフィルタの可変キャパシタのキャパシタンス)に応じて、フィルタ単体のフィルタ特性が設定されている。
 このように、複数のバンド別フィルタ21C-26Cの両端に、接続態様を切り替え可能な整合回路41B,42Cを接続しても、上述の各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、本実施形態の構成を用いることによって、第2入出力端子P2側から見た高周波フィルタ10Cのインピーダンス特性をさらに適切に調整し、フィルタ特性を改善することができる。
 次に、本発明の第5の実施形態に係る高周波フィルタについて、図を参照して説明する。図13は、本発明の第5の実施形態に係る高周波フィルタの整合回路の回路図である。
 本実施形態に係る高周波フィルタは、整合回路の構成が、上述の各実施形態に係る高周波フィルタと異なる。また、これに伴い、各バンド別フィルタの設定が異なる。
 整合回路41Dは、キャパシタC411,C413,C415、インダクタL411,L412,L413,L414,L415、スイッチSW411,SW412,SW413、圧電共振子PR411,PR412、可変キャパシタVC411,VC412を備える。
 キャパシタC411は、図示しない第1入出力端子P1とスイッチ31の共通端子P310との間に接続されている。インダクタL411の一方端は、キャパシタC411の第1被選択端子と反対側の端部に接続されている。インダクタL411の他方端は、スイッチSW411(整合回路内のスイッチ)の共通端子に接続されている。
 スイッチSW411の第1被選択端子はグランドに接続されている。スイッチSW411の第2被選択端子は、可変キャパシタVC411の一方端に接続されている。
 可変キャパシタVC411の他方端は、圧電共振子PR411の一方端およびインダクタL412の一方端に接続されている。圧電共振子PR411の他方端およびインダクタL412の他方端は、グランドに接続されている。すなわち、可変キャパシタVC411の他方端は、圧電共振子PR411とインダクタL412の並列回路を介してグランドに接続されている。これら可変キャパシタVC411、圧電共振子PR411、およびインダクタL412からなる回路が、減衰極周波数を調整可能な第1のトラップフィルタとして機能する。
 キャパシタC413は、キャパシタC411と図示しないスイッチ31の共通端子P310との間に接続されている。インダクタL413の一方端は、キャパシタC413の共通端子P310側の端部に接続されている。インダクタL413の他方端は、スイッチSW412(整合回路内のスイッチ)の共通端子に接続されている。
 スイッチSW412の第1被選択端子はグランドに接続されている。スイッチSW412の第2被選択端子は、可変キャパシタVC412の一方端に接続されている。
 可変キャパシタVC412の他方端は、圧電共振子PR412の一方端およびインダクタL414の一方端に接続されている。圧電共振子PR412の他方端およびインダクタL414の他方端は、グランドに接続されている。すなわち、可変キャパシタVC412の他方端は、圧電共振子PR412とインダクタL414の並列回路を介してグランドに接続されている。これら可変キャパシタVC412、圧電共振子PR412、およびインダクタL414からなる回路が、減衰極周波数を調整可能な第2のトラップフィルタとして機能する。
 キャパシタC411,C413の間には、キャパシタC415とインダクタL415がスイッチSW413によって選択的に接続されている。
 上述のように、整合回路41Dは、上述の第3の実施形態に係る整合回路41Bを多段接続した構成からなる。さらに、整合回路41Dは、整合回路41Dに低域通過型の特性を付与するか、高域通過型の特性を付与するかを選択することができる。
 このような構成とすることによって、スイッチSW411,SW412,SW413の組み合わせに応じて、さらに多様なインピーダンス特性に対応することができる。特に、整合回路41Dの特性を低域通過型または高域通過型に選択できることによって、例えば送信周波数帯域と受信周波数帯域との周波数の高低関係が他の通信バンドと異なる通信バンドを複数の通信バンド内に含む場合であっても、高周波フィルタでフィルタ処理する全ての通信バンドに対して低損失なフィルタ特性を実現することができる。
 なお、上述の第2の実施形態以降の高周波フィルタでは、整合回路内にスイッチを配置して、インピーダンス特性を選択できる例を示したが、トラップフィルタを単に備える構成であっても、上述の各構成を適用でき、上述の各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
 次に、本発明の第6の実施形態に係る高周波フィルタについて、図を参照して説明する。図14は、本発明の第6の実施形態に係る高周波フィルタの整合回路の回路図である。
 本実施形態に係る高周波フィルタ10Eは、第1の実施形態に係る高周波フィルタ10に対して、スイッチ31E,32Eの構成が異なるとともに、バイパス回路51を追加した構成を備える。
 スイッチ31Eは、第1の実施形態に係る高周波フィルタ10のスイッチ31に対して被選択端子P317が追加されている。スイッチ31Eは、被選択端子P311-P317のいずれか1つを共通端子P310に選択的に接続する。
 スイッチ32Eは、第1の実施形態に係る高周波フィルタ10のスイッチ32に対して被選択端子P327が追加されている。スイッチ32Eは、被選択端子P321-P327のいずれか1つを共通端子P310に選択的に接続する。
 バイパス回路51は、スイッチ31Eの被選択端子P317とスイッチ32Eの被選択端子P327との間に接続されている。
 バイパス回路51は、他のバンド別フィルタ21-26に対して、より単純な回路構成のリアクタンス回路である。例えば、バイパス回路51は、単に被選択端子P317,P327間を接続する伝送線路、または、インダクタ、キャパシタが1つまたは少数しか接続されていない回路によって実現される。したがって、バイパス回路51は、他のバンド別フィルタ21-26と異なり、伝送する高周波信号に対してフィルタ処理を行わない回路である。すなわち、バイパス回路51は、被選択端子P317,P327が選択された態様で伝送される高周波信号の周波数帯域を含む比較的広い周波数帯域において、高周波信号を減衰させない回路構成である。
 バイパス回路51のリアクタンスは、バイパス回路51を介して入出力端子P1,P2間を伝送する高周波信号の周波数において、入出力端子P1から高周波フィルタ10E側を視たインピーダンスが所定のインピーダンス(例えば50[Ω])になるように設定されている。また、バイパス回路51のリアクタンスは、バイパス回路51を介して入出力端子P1,P2間を伝送する高周波信号の周波数において、入出力端子P2から高周波フィルタ10E側を視たインピーダンスが所定のインピーダンス(例えば50[Ω])になるように設定されている。
 すなわち、バイパス回路51のリアクタンスは、入出力端子P1側から視ても、入出力端子P2側から視ても整合回路41,42を含む回路構成においてインピーダンスマッチングが実現されるように設定されている。
 このような構成とすることによって、バンド別フィルタを必要としない高周波信号を伝送する場合に、バンド別フィルタを介することなく、入出力端子P1,P2間で高周波信号を伝送することができる。上述のように、バイパス回路51は、バンド別フィルタ21-26と比較して、回路構成が簡素であるので、インピーダンスマッチングされていれば、伝送損失は低くなる。したがって、バンド別フィルタを必要としない高周波信号に対して、低損失な伝送を実現することができる。
 例えば、当該高周波フィルタ10Eを送信回路に用いる場合、次のように利用することができる。図示しないが、送信回路には送信信号増幅回路を備える。送信信号増幅回路は、初段増幅器と終段増幅器を備える。初段増幅器と終段増幅器との間には、この高周波フィルタ10Eを接続する。
 このような態様において、初段増幅器のノイズ特性からノイズが発生して終段増幅器で増幅されてしまうような周波数帯域(通信バンド)では、当該周波数帯域に応じたバンド別フィルタを介するように、上記ICが、高周波フィルタ10Eのスイッチ31E,32Eを制御する。初段増幅器のノイズ特性からノイズが発生して終段増幅器で増幅されてしまうような周波数帯域(通信バンド)とは、例えば、受信帯雑音が-150dBm/Hzより大きい場合、あるいは送信周波数f1と受信周波数f2の関係が|f1-f2|/((f1+f2)/2)≧10%、の場合である。スイッチ31E,32Eの切り替えは、IC(IntegratedCircuit)で制御する。ICは、使用周波数帯を判断する機能とスイッチの切り替えをコントロールする機能を有する。上記ICは、RF(RadioFrequency)IC、BB(BaseBand)IC、PA(Power Amplifier)コントロールIC、アプリケーションプロセッサ等である。これにより、ノイズが後段回路(アンテナ側等)に増幅されて出力されることを抑制することができる。すなわち、ノイズが発生しやすい周波数帯域に対して低雑音な増幅特性を実現できる。
 一方、初段増幅器のノイズ特性からノイズが殆ど発生しない周波数帯域(通信バンド)では、バイパス回路51を介するように、上記ICが、高周波フィルタ10Eのスイッチ31E,32Eを制御する。初段増幅器のノイズ特性からノイズが殆ど発生しない周波数帯域(通信バンド)とは、例えば、受信帯雑音が-150dBm/Hz以下、あるいは送信周波数f1と受信周波数f2の関係が|f1-f2|/((f1+f2)/2)<10%、の場合である。これにより、バンド別フィルタを介することによる伝送損失を抑制することができる。すなわち、ノイズが発生しない周波数帯域において高効率な増幅特性を実現できる。
 すなわち、バンド別フィルタとバイパス回路を適宜選択することによって、低雑音または高効率なマルチバンドの送信信号増幅回路を実現できる。
 なお、本実施形態では、二段の増幅器からなる送信信号増幅回路の態様に示したが、三段以上の増幅器からなる送信信号増幅回路において、いずれかの段間にこの高周波フィルタ10Eを接続する態様としてもよい。
 また、本実施形態では、高周波フィルタ10Eを送信回路に用いる態様を示したが、受信回路に備えることもできる。
 また、第6の実施形態に係る高周波フィルタ10Eの構成を、上述の第2から第5の実施形態に係る高周波フィルタに適用することもできる。
10,10A,10B,10C,10E,10’:高周波フィルタ
21-26,21A-26A,21B-26B,21C-26C,21’-26’:バンド別フィルタ
31,32,31E,32E:スイッチ
41,42,41A,41B,42C,41D,42,42C,41’,42’:整合回路
51:バイパス回路
90:高周波フロントエンド回路
91:フロントエンドIC
92:送信側フィルタ回路
93:受信側フィルタ回路
94:分波回路
95:BBIC
911:送信信号生成部
912:復調部
913:スイッチ制御部
9:通信機器
ANT:アンテナ
C41,C411,C412,C413,C415,C42,C421,C41’,C42’:キャパシタ
L41,L411,L412,L413,L414,L415,L42,L421,L422,L41’,L42’:インダクタ
P1:第1入出力端子
P2:第2入出力端子
P310,P320:共通端子
P311,P312,P321,P322:被選択端子
PR41,PR411,PR412,PR42:圧電共振子
SW41,SW411,SW412,SW413,SW42:スイッチ
VC41,VC411,VC412,VC42:可変キャパシタ

Claims (17)

  1.  異なる通信バンドに対応して設けられた複数の通信バンド別フィルタと、
     共通端子と複数の被選択端子を備え、複数の被選択端子が前記複数のバンド別フィルタにそれぞれ個別に接続するスイッチと、
     前記共通端子に接続された整合回路と、
     を備え、
     前記整合回路は、前記複数の通信バンド別フィルタに対して共通の整合回路であり、
     前記複数の通信バンド別フィルタのうち前記スイッチによって選択された通信バンド別フィルタと前記共通の整合回路とを組み合わせた直列回路のフィルタ特性が、前記選択された通信バンド別フィルタのフィルタ特性よりも、前記選択された通信バンド別フィルタに対応した通信バンドに対して改善されるように、前記複数の通信バンド別フィルタが設定されている、
     高周波フィルタ。
  2.  共通端子と複数の被選択端子を備えたスイッチと、
     前記共通端子に接続された整合回路と、
     前記複数の被選択端子のそれぞれに個別に接続され、互いに異なる通信バンドに対応し、前記スイッチによって前記整合回路に接続された回路でのフィルタ特性が単体でのフィルタ特性よりも良い複数の通信バンド別フィルタと、
     を備えた高周波フィルタ。
  3.  前記整合回路はトラップフィルタを備える、
     請求項1または請求項2に記載の高周波フィルタ。
  4.  前記整合回路は、前記トラップフィルタの接続を選択する整合回路内のスイッチを備える、
     請求項3に記載の高周波フィルタ。
  5.  前記トラップフィルタは、可変キャパシタを備える、
     請求項3または請求項4に記載の高周波フィルタ。
  6.  前記トラップフィルタは、前記共通端子とグランドとの間に接続されている、
     請求項3乃至請求項5のいずれかに記載の高周波フィルタ。
  7.  前記整合回路は、前記共通端子と外部回路とを接続する伝送ラインに対して選択的に直列接続されるインダクタとキャパシタを備える、
     請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の高周波フィルタ。
  8.  前記複数の通信バンド別フィルタの有するフィルタ処理の機能を有さないリアクタンス回路からなるバイパス回路を備え、
     前記スイッチは、前記複数の通信バンド別フィルタと前記バイパス回路の1つを選択して接続する、
     請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の高周波フィルタ。
  9.  前記整合回路は、
     前記共通端子と外部接続端子とに接続されたインダクタと、
     該インダクタに一方端が接続され、他方端が直接または間接的にグランド電位に接続されるキャパシタと、
     を備える、請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の高周波フィルタ。
  10.  前記整合回路は、
     前記共通端子と外部接続端子との間に接続されたキャパシタと、
     該キャパシタに一方端が接続され、他方端が直接または間接的にグランド電位に接続されるインダクタと、
     を備える、請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の高周波フィルタ。
  11.  前記整合回路が接続する端子は、アンテナが受信した受信信号が入力される端子である、
     請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の高周波フィルタ。
  12.  パワーアンプと、
     前記パワーアンプで増幅された送信信号をフィルタ処理する送信側フィルタと、を備え、
     前記送信側フィルタに、請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の高周波フィルタを用いている、
     高周波フロントエンド回路。
  13.  前記送信側フィルタと前記アンテナとの間に接続された分波回路を、さらに備える、
     請求項12に記載の高周波フロントエンド回路。
  14.  前記送信側フィルタは、複数の前記パワーアンプの段間に接続されている、
     請求項12または請求項13に記載の高周波フロントエンド回路。
  15.  前記パワーアンプに前記送信信号を出力するRFICを、さらに備える、
     請求項12乃至請求項14のいずれかに記載の高周波フロントエンド回路。
  16.  請求項15に記載の高周波フロントエンド回路と、
     前記RFICに接続されたBBICと、
     を備えた通信機器。
  17.  複数の通信バンドにそれぞれ対応して設けられた複数の通信バンド別フィルタと、
     共通端子と複数の被選択端子を備え、複数の被選択端子が前記複数の通信バンド別フィルタにそれぞれ個別に接続するスイッチと、
     前記共通端子に接続された前記複数の通信バンドに共通の整合回路と、
     を備えた高周波フィルタの設計方法であって、
     前記整合回路の各通信バンドでのインピーダンスを取得する工程と、
     前記複数の通信バンド別フィルタのうち前記スイッチによって選択された通信バンド別フィルタと前記共通の整合回路とを組み合わせた直列回路のフィルタ特性が、前記選択された通信バンド別フィルタのフィルタ特性よりも、前記選択された通信バンド別フィルタに対応した通信バンドに対して改善されるように、前記複数の通信バンド別フィルタを設定する工程と、
     を有する、高周波フィルタの設計方法。
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