WO2018173721A1 - ダイプレクサ - Google Patents

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WO2018173721A1
WO2018173721A1 PCT/JP2018/008339 JP2018008339W WO2018173721A1 WO 2018173721 A1 WO2018173721 A1 WO 2018173721A1 JP 2018008339 W JP2018008339 W JP 2018008339W WO 2018173721 A1 WO2018173721 A1 WO 2018173721A1
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filter
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雄介 上道
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株式会社フジクラ
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    • H01P1/26—Dissipative terminations
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Definitions

  • the present invention relates to a diplexer.
  • the diplexer includes a conversion unit that is an interface for connecting a transmission circuit, a reception circuit, and an antenna circuit, a directional coupling unit that couples one waveguide and the other waveguide, and a frequency band of a high-frequency signal to be transmitted. And a filter for specifying the.
  • Figure 18.35 of Non-Patent Document 1 includes (1) a filter pair composed of two bandpass filters arranged in parallel (Rx filter described in Figure 18.35), and (2) one side of the filter pair.
  • a directional coupling (90 ° hybrid described in Figure 18.35) located on the other side of the filter pair (3) a directional coupling located on the other side of the filter pair (90 ° hybrid described in Figure 18.35);
  • a technique for realizing a diplexer by combining the above is described.
  • an antenna port and a Tx port are provided in the directional coupling portion arranged on one side, and an Rx port is provided in the directional coupling portion arranged on the other side.
  • the antenna port is a port for connecting an antenna that transmits and receives transmission waves and reception waves.
  • the Tx port is a port for connecting a transmission circuit that transmits a transmission wave.
  • the Rx port is a port for connecting a receiving circuit that receives a received wave.
  • the conventional diplexer described in FIG. 18.35 of Non-Patent Document 1 has a problem that the isolation between the Tx port and the Rx port is not sufficient.
  • the isolation between the Tx port and the Rx port is not sufficient. It means to be buried in. That is, it means that the receiving circuit cannot process the received wave. This is because the intensity of the received wave received by the antenna is significantly lower than the intensity of the transmitted wave transmitted by the transmission circuit.
  • One embodiment of the present invention provides an isolator between a port that can be used as a Tx port and a port that can be used as an Rx port in a diplexer including ports that can be used as antenna ports, Tx ports, and Rx ports. Is to improve the performance.
  • a diplexer includes a first filter and a second filter having a first frequency band as a pass band, each of which includes a first port and a second filter.
  • a first directional coupling unit having a port and a fourth port, wherein the first port is connected to a first port of the first filter, and the second port is the second port.
  • a first directional coupling portion connected to the first port of the first filter, a first port and a second port arranged in parallel, and a third port and a fourth port arranged in parallel
  • a second directional coupling having a port
  • the second port is connected to the second port of the first filter, and the second port is connected to the second port of the second filter.
  • a third filter having a directional coupling unit and a second frequency band different from the first frequency band as a pass band, the first filter having a first port and a second port; And a third filter connected to the third port of the first directional coupling unit.
  • a diplexer including ports that can be used as antenna ports, Tx ports, and Rx ports, between a port that can be used as a Tx port and a port that can be used as an Rx port. Isolation can be enhanced.
  • FIG. 1 is a block diagram of a diplexer according to a first embodiment of the present invention.
  • (A) And (b) is a block diagram of the 1st connection example and 2nd connection example of a diplexer shown in FIG. 1, respectively. It is a perspective view of the diplexer concerning a 2nd embodiment of the present invention. It is a top view of the diplexer concerning a 2nd embodiment of the present invention.
  • (A) is a top view of the conversion part with which the diplexer concerning a 2nd embodiment of the present invention is provided.
  • (B) is sectional drawing of the conversion part shown to (a).
  • (A) is a top view of the termination
  • (B) is sectional drawing of the termination
  • (A), (b) and (c) are the perspective views of the directional coupling part, filter pair, and filter with which the diplexer concerning the 3rd Embodiment of this invention is provided, respectively.
  • (A) And (b) is a graph which respectively shows the S parameter obtained by the 1st Example of this invention.
  • (A) And (b) is a graph which respectively shows the S parameter obtained by the 2nd Example of this invention.
  • (A) And (b) is a graph which shows the S parameter obtained by the 1st comparative example and 2nd comparative example of this invention, respectively.
  • FIG. 1 is a block diagram of a diplexer 1 according to the present embodiment.
  • 2A and 2B are block diagrams of a first connection example and a second connection example of the diplexer 1, respectively.
  • the diplexer 1 includes a filter pair 11, a directional coupler 21, a directional coupler 31, and a bandpass filter (BPF) 41.
  • the directional coupler 21 corresponds to the first directional coupler described in the claims
  • the directional coupler 31 corresponds to the second directional coupler described in the claims.
  • the BPF 41 corresponds to the third filter described in the claims.
  • the filter pair 11 includes a BPF 12 corresponding to the first filter described in the claims and a BPF 13 corresponding to the second filter described in the claims arranged in parallel.
  • the BPF 12 has a first port 121 and a second port 122.
  • the BPF 13 has a first port 131 and a second port 132.
  • the BPF 41 has a first port 411 and a second port 412.
  • the BPF 12 and the BPF 13 use the first frequency band as a pass band.
  • the BPF 41 sets a second frequency band different from the first frequency band as a pass band.
  • the radio wave pass band in each of the BPF 12, the BPF 13, and the BPF 41 will be described later.
  • the directional coupling unit 21 includes a first port 211 and a second port 212 arranged in parallel with each other, and a third port 213 and a fourth port 214 arranged in parallel with each other.
  • the first port 211 is connected to the first port 121 of the BPF 12
  • the second port 212 is connected to the first port 131 of the BPF 13
  • the third port 213 is the first port of the BPF 41. 411 is connected.
  • the directional coupling unit 31 includes a first port 311 and a second port 312 arranged in parallel to each other, and a third port 313 and a fourth port 314 arranged in parallel to each other.
  • the first port 311 is connected to the second port 122 of the BPF 12, and the second port 312 is connected to the second port 132 of the BPF 13.
  • the port 214 of the directional coupler 21 is referred to as the first port P1 of the diplexer 1
  • the port 412 of the BPF 41 is referred to as the second port P2 of the diplexer 1
  • the directional coupler 31 is referred to as a third port P3 and a fourth port P4 of the diplexer 1, respectively.
  • FIG. 2A shows a first connection example of the diplexer 1.
  • the diplexer 1 connects the antenna 101 to the first port P1, connects the receiving circuit (Rx) 102 to the second port P2, Operation is possible with the transmission circuit (Tx) 103 connected to the port P3.
  • the fourth port P4 is terminated using the termination unit 70.
  • the termination unit 70 will be described later with reference to FIG.
  • the passbands of the BPFs 12, 13 forming the filter pair 11 include the frequency band of the transmission wave transmitted by the Tx103,
  • the pass band of the BPF 41 includes the frequency band of the received wave received by the Rx 102.
  • the frequency band of 70 GHz or more and less than 90 GHz (commonly called E band)
  • the frequency band of 70 GHz or more and less than 80 GHz is called a low band
  • the frequency band of 80 GHz or more and less than 90 GHz is called a high band.
  • the first frequency band which is the frequency band of the received wave received by Rx102
  • the second frequency band which is the frequency band of the transmitted wave transmitted by Tx103
  • the BPF 41 is configured to use the first frequency included in the high band as the pass band
  • the BPFs 12 and 13 are configured to use the second frequency band included in the low band as the pass band. It only has to be.
  • An example of the first frequency band is the 81-86 GHz band (center frequency 83.5 GHz)
  • an example of the second frequency band is the 71-76 GHz band (center frequency 73.5 GHz).
  • the BPF 41 is configured to use the first frequency included in the low band as a pass band
  • the BPFs 12 and 13 are configured to use the second frequency included in the high band as a pass band.
  • An example of the first frequency band is the 71-76 GHz band (center frequency 73.5 GHz)
  • an example of the second frequency band is the 81-86 GHz band (center frequency 83.5 GHz).
  • the diplexer 1 since the diplexer 1 includes the BPF 41, the diplexer 1 can increase the isolation between the second port P2 and the third port P3 as compared with the conventional diplexer.
  • the diplexer 1 can increase the isolation between the second port P2 and the third port P3 as compared with the conventional diplexer.
  • the BPFs 12 and 13 are configured to use the band including the received wave as the passband, and the BPF 41 is What is necessary is just to be comprised so that the zone
  • FIG. 3 is a perspective view of the diplexer 1.
  • FIG. 4 is a plan view of the diplexer 1.
  • FIG. 5A is a plan view of the conversion units 50A and 50B provided in the diplexer 1.
  • FIG. FIG. 5A is a plan view of the conversion units 50A and 50B provided in the diplexer 1.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the conversion unit 50A, and more specifically, a cross-sectional view taken along the line DD illustrated in FIG.
  • FIG. 6A is a plan view of the end portion 70 provided in the diplexer 1.
  • 6B is a cross-sectional view of the terminal portion 70, and more specifically, a cross-sectional view taken along the straight line EE illustrated in FIG.
  • the diplexer 1 includes a substrate 2 that is a single dielectric substrate, a conductor layer 3, a conductor layer 4, and a dielectric layer 5.
  • the substrate 2 is a single substrate made of quartz that is common to the filter pair 11, the directional coupling portions 21 and 31, and the BPF 41.
  • two surfaces having the largest area among the six surfaces constituting the substrate 2 are referred to as main surfaces of the substrate 2.
  • the substrate 2 is not limited to quartz, but may be made of a glass material other than quartz, or resin such as polytetrafluoroethylene (for example, known as Teflon (registered trademark)) and a liquid crystal polymer. It may be a material or a ceramic material.
  • a plurality of through holes penetrating from the front surface to the back surface are regularly formed in the substrate 2.
  • a metal (for example, copper) conductor film is formed in a cylindrical shape on the inner walls of the plurality of through holes. That is, a metal conductor post is formed inside the through hole.
  • the diameter of the conductor posts is 100 microns, and the distance between the adjacent conductor posts (center-to-center distance) is 200 microns.
  • the plurality of conductor posts arranged in a regular fence shape as described above function as post walls that reflect high-frequency signals that are electromagnetic waves propagating inside the substrate 2. That is, the post wall functions as a kind of conductor wall.
  • the plurality of conductor posts constitute a narrow wall constituting each of the filter pair 11, the directional coupling portions 21 and 31, and the BPF 41.
  • the shape of the plurality of post walls arranged in each of the filter pair 11, the directional coupling portions 21 and 31, and the BPF 41 will be described later with reference to different drawings.
  • the conductor layer 3 and the conductor layer 4 are a pair of conductor layers provided on both surfaces of the substrate 2, that is, on two main surfaces of the substrate 2.
  • the substrate 2, the conductor layer 3, and the conductor layer 4 have a laminated structure in which the substrate 2 is sandwiched between the conductor layers 3 and 4.
  • copper is adopted as a conductor constituting the conductor layers 3 and 4, but another conductor (for example, a metal such as aluminum) may be used.
  • the thickness of the conductor layers 3 and 4 is not limited, and any thickness can be adopted. That is, the conductor layers 3 and 4 may be thin films, foils (films), or plates.
  • the conductor layer 3 is a first wide wall and the conductor layer 4 is a second wide wall.
  • the conductor layers 3 and 4 correspond to a pair of conductor layers recited in the claims.
  • each of the filter pair 11, the directional coupling portions 21, 31, and the BPF 41 is surrounded on four sides of the six sides by the narrow wall and the pair of wide walls described above.
  • the dielectric layer 5 is a polyimide resin conductor layer formed on the surface of the conductor layer 3 which is the first wide wall.
  • the material constituting the dielectric layer 5 may be made of a resin material other than polyimide resin.
  • the filter pair 11 is configured such that the BPF 12 that is the first filter and the BPF 13 that is the second filter are arranged in parallel.
  • the BPF 12 and the BPF 13 share the narrow wall 14.
  • the BPF 12 includes a narrow wall 123 that faces the narrow wall 14.
  • the BPF 13 includes a narrow wall 133 that faces the narrow wall 14.
  • the BPF 12 is a kind of waveguide (rectangular waveguide) surrounded on all four sides by conductor layers 3 and 4 constituting a pair of wide walls and a pair of narrow walls 14 and 123 which are narrow walls.
  • the BPF 12 is a band-pass filter designed so that the first frequency band is a pass band.
  • first port 121 and a second port 122 Function as a first port 121 and a second port 122.
  • each of the first port 121 and the second port 122 is also simply referred to as a port 121 and a port 122.
  • partition walls 12 a, 12 b, 12 c, 12 d, 12 e, and 12 f which are six partition walls, are formed inside the BPF 12.
  • Each of the partition walls 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f intersects the conductor layers 3 and 4 (in the present embodiment, orthogonal) and intersects the narrow walls 14 and 123 (in the present embodiment). (Perpendicular). That is, each of the partition walls 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f is formed along the zx plane in the coordinate system illustrated in FIG.
  • Each of the partition walls 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f divides the BPF 12 into seven sections.
  • the seven sections are five sections sandwiched between a section including the port 121, a section including the port 122, a section including the port 121, and a section including the port 122.
  • Each of the five sections has a shape in which a part of the conductor layers 3 and 4 is an upper bottom wall and a lower bottom wall, and two partition walls (for example, the partition walls 12a and 12b) adjacent to a part of the narrow walls 14 and 123 are provided. It is a rectangular parallelepiped as a side wall. Accordingly, each of the five sections functions as a resonator. Therefore, each of the five sections is referred to as resonators 124, 125, 126, 127, and 128.
  • the partition 12a is provided with an opening 12aa.
  • the opening 12aa functions as an inductive window that electromagnetically couples the section including the port 121 and the resonator 124.
  • the strength of coupling between the section including the port 121 and the resonator 124 depends on the width of the opening 12aa. The wider the opening 12aa is, the stronger the coupling between the section including the port 121 and the resonator 124 becomes.
  • the partition 12b is provided with an opening 12ba
  • the partition 12c is provided with an opening 12ca
  • the partition 12d is provided with an opening 12da
  • the partition 12e is provided with an opening 12ea
  • the partition 12f is provided with an opening 12fa.
  • the opening 12ba functions as an inductive window for electromagnetically coupling the resonator 124 and the resonator 125 to each other.
  • the opening 12ca functions as an inductive window for electromagnetically coupling the resonator 125 and the resonator 126 to each other.
  • the opening 12da functions as an inductive window for electromagnetically coupling the resonator 126 and the resonator 127.
  • the opening 12ea functions as an inductive window for electromagnetically coupling the resonator 127 and the resonator 128.
  • the opening 12fa functions as an inductive window that electromagnetically couples the resonator 128 and the port 122.
  • Each of the resonator 124 and the resonator 128 is a first resonator and a second resonator described in the claims, respectively.
  • the resonator 124 and the resonator 128 are coupled via the resonators 125 to 127.
  • the diplexer 1 only needs to include at least two resonators (resonator 124 and resonator 128).
  • the resonator 124 and the resonator 128 may be directly coupled or indirectly coupled via another resonator. That is, the number of resonators provided in the diplexer 1 may be two or more.
  • the passband of the BPF 12 can be controlled using parameters such as the number of resonators included in the filter (5 in the diplexer 1), the size of each resonator, the strength of coupling between adjacent resonators, and the like. By adjusting these parameters, it is possible to design a band-pass filter having the first frequency band, which is a desired frequency band, as the pass band.
  • Each of the partition walls 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f is configured by arranging a plurality of conductor posts in the shape of a fence, like the narrow walls 14 and 123. Further, by omitting a part of the plurality of conductor posts described above, the part from which a part of the conductor posts is omitted functions as each of the openings 12aa, 12ba, 12ca, 12da, 12ea, 12fa. The width of each of the openings 12aa, 12ba, 12ca, 12da, 12ea, 12fa can be controlled by the number of posts to be omitted.
  • the positions of the conductor posts that constitute both ends of the openings 12aa, 12ba, 12ca, 12da, 12ea, and 12fa are as follows. Fine adjustment can be made in accordance with the widths of 12ba, 12ca, 12da, 12ea, and 12fa (designed width).
  • the width of each of the openings 12aa, 12ba, 12ca, 12da, 12ea, 12fa is configured to become narrower as the distance from the port 121 and the port 122 increases, that is, as the center of the BPF 12 is approached. Yes.
  • the BPF 12 configured in this manner transmits a high-frequency signal having a frequency included in a predetermined frequency band in the process of propagating a high-frequency signal coupled to the port 121 from the outside of the BPF 12 toward the port 122. A high frequency signal having a frequency not included in the predetermined frequency band is reflected. Therefore, the BPF 12 functions as a band pass filter (BPF) that transmits a high-frequency signal having a frequency included in the predetermined frequency band.
  • BPF band pass filter
  • the BPF 13 has the same configuration as the BPF 12. Therefore, here, only the correspondence relationship between the BPF 13 and the BPF 12 is shown, and the detailed description thereof is omitted.
  • the BPF 13 is a kind of waveguide (rectangular waveguide) surrounded on four sides by the conductor layers 3 and 4 constituting a pair of wide walls and the narrow walls 14 and 133 which are narrow walls.
  • each of the first port 131 and the second port 132 is also simply referred to as a port 131 and a port 132.
  • the narrow wall 133 of the BPF 13 corresponds to the narrow wall 123 of the BPF 12
  • the port 131, the port 132, and the resonators 134 to 138 of the BPF 13 are respectively ports of the BPF 12.
  • Each of the six partition walls 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f provided inside the BPF 13 corresponds to each of the partition walls 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f of the BPF 12.
  • the openings 13aa, 13ba, 13ca, 13da, 13ea, and 13fa formed in each of the partition walls 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f are the openings 12aa, 12ba, 12ca, 12da, 12ea, and 12fa of the BPF 12, respectively.
  • the directional coupling unit 21 includes a waveguide 22 that is a first rectangular waveguide and a waveguide 23 that is a second rectangular waveguide.
  • the waveguide 22 and the waveguide 23 share a narrow wall 24 (first narrow wall) in which an opening 24a is formed at the center in the longitudinal direction.
  • Each of the waveguides 22 and 23 has narrow walls 221 and 231 (second narrow walls) facing the narrow wall 24, respectively. That is, the waveguide 22 and the waveguide 23 are post wall waveguides in which the narrow walls 221, 231, and 24 are configured by arranging a plurality of conductor posts in a fence shape.
  • the pair of wide walls is constituted by the conductor layers 3 and 4. Further, in the waveguide 22, each of the narrow wall 24 and the narrow wall 221 is configured by a plurality of conductor posts. Similarly, in the waveguide 23, the pair of wide walls is constituted by the conductor layers 3 and 4. Moreover, each of the narrow wall 24 and the narrow wall 231 which are a pair of narrow walls is comprised by the some conductor post.
  • Each of the conductor posts constituting the narrow walls 221, 231 and 24 is configured in the same manner as each of the conductor posts constituting the filter pair 11.
  • the directional coupling unit 21 includes a port 211 that is a first port, a port 212 that is a second port, a port 213 that is a third port, and a port 214 that is a fourth port.
  • the port 211 is provided at one end of the waveguide 22, and the port 214 is provided at the other end of the waveguide 22.
  • the port 212 is provided at one end of the waveguide 23, and the port 213 is provided at the other end of the waveguide 23. That is, the port 211 and the port 212 are arranged in parallel, and the port 213 and the port 214 are arranged in parallel.
  • the port 211 is connected to the port 121 of the BPF 12, and the port 212 is connected to the port 131 of the BPF 13.
  • the interval between the conductor posts located at both ends of the opening 24a is wider than the others.
  • the opening 24 a functions as an inductive window that couples the waveguide 22 and the waveguide 23. Since the opening 24 a is formed in the narrow wall 24, for example, a high frequency signal coupled to the first port 211 is transmitted through the opening 24 a in the process of propagating from the first port 211 to the fourth port 214. It is also distributed from the waveguide 22 to the waveguide 23. As a result, the high-frequency signal coupled to the first port 211 reaches the third port 213 in addition to the fourth port 214.
  • the directional coupling unit 21 is a 3 dB type directional coupling unit having a coupling degree of 3 dB.
  • the 3 dB type directional coupling unit for example, when a high frequency signal is coupled to the first port 211, the electric field strength of the high frequency signal reaching the fourth port 214 and the third port 213 are reached. The electric field strength of the high frequency signal is almost equal.
  • the waveguide 22 includes a protrusion 221a.
  • the protruding portion 221a protrudes in a direction along the positive x-axis direction from a part of the narrow wall 221 facing the opening 24a toward the opening 24a.
  • the waveguide 23 includes a protruding portion 231a.
  • the protruding portion 231a protrudes in a direction along the negative x-axis direction from a part of the narrow wall 231 facing the opening 24a toward the opening 24a.
  • the waveguide 22 includes a protruding portion 24b and a protruding portion 24c that are formed in symmetrical positions with respect to the opening 24a in the narrow wall 24 on the port 211 side with respect to the opening 24a and on the port 214 side with respect to the opening 24a. It has.
  • the protrusions 24 b and 24 c are a pair of protrusions that protrude from the narrow wall 24 toward the narrow wall 221.
  • the waveguide 23 includes a projecting portion 24d formed at a position symmetrical to the opening 24a on the port 212 side of the narrow wall 24 and on the port 213 side of the opening 24a, and the projecting portion 24d.
  • a portion 24e is provided.
  • the protrusions 24 d and 24 e are a pair of protrusions that protrude from the narrow wall 24 toward the narrow wall 231.
  • the directional coupling part 21 includes the protruding parts 221a and 231a, the pair of protruding parts 24b and 24c, and the pair of protruding parts 24d and 24e, the directional coupling part 21 has a reflection loss in the operating band. Can be suppressed.
  • bond part 21 is not limited to the form shown in FIG. In other words, any directional coupling portion can be adopted as the directional coupling portion 21 as long as it is a directional coupling portion fabricated using the post wall waveguide technology.
  • the directional coupling unit 31 is configured in the same manner as the directional coupling unit 21. Therefore, only the correspondence between the directional coupling unit 31 and the directional coupling unit 21 is shown here, and detailed description thereof is omitted.
  • the directional coupling unit 31 includes a waveguide 32 that is a first rectangular waveguide and a waveguide 33 that is a second rectangular waveguide.
  • Each of the waveguides 32 and 33 of the directional coupling unit 31 corresponds to each of the waveguides 22 and 23 of the directional coupling unit 21. That is, each of the narrow walls 34, 321, 331 of the directional coupling part 31 corresponds to each of the narrow walls 24, 221, 231 of the directional coupling part 21.
  • the opening 34 a provided in the narrow wall 34 corresponds to the opening 24 a provided in the narrow wall 24.
  • the directional coupling part 31 is a 3 dB type directional coupling part, like the directional coupling part 21.
  • the directional coupling unit 31 includes a port 311 that is a first port, a port 312 that is a second port, a port 313 that is a third port, and a port 314 that is a fourth port.
  • the ports 311 to 314 correspond to the ports 211 to 214 of the directional coupling unit 21, respectively.
  • the port 311 is connected to the port 122 of the BPF 12, and the port 312 is connected to the port 132 of the BPF 13.
  • the protrusions 321 a and 331 a included in the directional coupling part 31 correspond to the protrusions 221 a and 231 a included in the directional coupling part 21.
  • the pair of protrusions 34b and 34c included in the directional coupling part 31 and the pair of protrusions 34d and 34e include a pair of protrusions 24b and 24c included in the directional coupling part 21, respectively. , Corresponding to the pair of protrusions 24d and 24e.
  • the BPF 41 is a band pass filter that uses the second frequency band as a pass band.
  • the BPF 12 and the BPF 13 are designed to use the first frequency band as a pass band, while the BPF 41 is designed to use the second frequency band as a pass band.
  • the BPF 41 is configured in the same manner as the BPFs 12 and 13 except that the passbands are different from each other. Accordingly, only the correspondence between the BPF 41 and the BPF 13 is shown here, and the detailed description thereof is omitted.
  • the BPF 41 is a kind of waveguide (rectangular waveguide) surrounded on all sides by conductor layers 3 and 4 constituting a pair of wide walls and narrow walls 42 and 413 which are narrow walls.
  • the narrow wall 42 is a narrow wall provided so as to be continuous with the narrow wall 24 of the directional coupling portion 21, and constitutes a part of the narrow wall of the waveguide 23 of the directional coupling portion 21. That is, the waveguide 23 and the BPF 41 share the narrow wall 42.
  • the port 411 is coupled to the port 213 of the directional coupling unit 21.
  • the narrow walls 42 and 413 of the BPF 41 correspond to the narrow walls 14 and 133 of the BPF 13
  • (2) the first port 411, the second port 412 and the resonators 414 to 418 of the BPF 41 are This corresponds to the first port 131, the second port 132, and the resonators 134 to 138 of the BPF 13.
  • the BPF 41 is divided into seven sections by the partition walls 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, and 41f.
  • Each of the partition walls 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, and 41f of the BPF 41 corresponds to each of the partition walls 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, and 13f of the BPF 13.
  • openings 41aa, 41ba, 41ca, 41da, 41ea, and 41fa are formed in each of the partition walls 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, and 41f.
  • the pass band of the BPF 41 may be appropriately determined according to the operation bands of the transmitter and the receiver connected to the diplexer 1. For example, as shown in FIG. 2A, when the antenna 101, Rx102, and Tx103 are connected to the first port P1, the second port P2, and the third port P3, respectively, the BPF 41 The high frequency signal included in the operation band may be transmitted and the high frequency signal included in the operation band of Tx103 may be reflected.
  • the diplexer 1 is coupled to the conversion unit 50A (see FIG. 5) coupled to the first port P1, the conversion unit 50B (refer to FIG. 5) coupled to the second port P2, and the third port P3. And a termination unit 70 (see FIG. 6) coupled to the fourth port P4.
  • the conversion unit 50A and the conversion unit 50B are respectively a first conversion unit and a second conversion unit described in the claims.
  • the conversion unit coupled to the third port P3 is the third conversion unit recited in the claims.
  • terminus part 70 is the 4th conversion part described in the claim. Further, the conversion units coupled to the conversion unit 50B and the third port P3 are all configured the same as the conversion unit 50A. Therefore, hereinafter, the conversion unit 50A and the termination unit 70 will be described.
  • the conversion unit 50A includes a port 501A that is a first port and a port 502A that is a second port.
  • the port 501A is connected to the fourth port 214 of the directional coupler 21.
  • the conversion part 50A is a waveguide (rectangular waveguide) surrounded on five sides by the conductor layers 3 and 4 constituting a pair of wide walls, the narrow walls 53 and 511 as a pair of narrow walls, and the short wall 54A.
  • the short wall 54A is one of the post walls constituting the narrow wall of the conversion portion 50A, but is referred to as a short wall in order to distinguish it from the pair of narrow walls 53 and 511 facing each other.
  • the short wall 54A is a narrow wall facing the port 501A.
  • This waveguide is a post wall waveguide.
  • the short wall 54A is a post wall including a plurality of conductor posts.
  • one surface (one end surface of the conversion unit 50A) excluding the surface formed by the conductor layers 3 and 4, the narrow walls 511 and 53, and the short wall 54A is It functions as a port 501A for electromagnetically connecting the outside of the conversion unit 50A and the conversion unit 50A.
  • the conversion unit 50A includes a dielectric layer 5, a signal line 55A, a pad 56A, a blind via 57A, and electrodes 58A and 59A.
  • the dielectric layer 5 is formed on the surface of the conductor layer 3 which is the first wide wall.
  • the dielectric layer 5 is formed so as to cover the surface of the conductor layer 3.
  • the dielectric layer 5 is a single dielectric layer that is also common to the conversion unit 50B described later.
  • the dielectric layer 5 is provided with an opening 5aA that overlaps the waveguide that constitutes the converter 50A.
  • the conductor layer 3 that is the first wide wall of the conversion unit 50A is provided with an opening 3aA that overlaps the opening 5aA.
  • the opening 3aA is provided so as to include the opening 5aA.
  • the opening 3aA functions as an antipad.
  • each of the opening 5aA and the opening 3aA is provided in a region overlapping with the waveguide of the conversion unit 50A.
  • the signal line 55 ⁇ / b> A is a strip-shaped conductor formed on the surface of the dielectric layer 5. One end of the signal line is formed in a region surrounding the opening 5aA and overlapping the opening 3aA.
  • the signal line 55A and the conductor layer 3 form a microstrip line.
  • the pad 56A is a circular conductor layer formed on the surface of the substrate 2 where the conductor layer 3 is provided.
  • the pad 56 ⁇ / b> A is disposed in an opening 3 a ⁇ / i> A provided in the conductor layer 3 while being insulated from the conductor layer 3.
  • a non-through hole is formed on the surface of the substrate 2 from the surface on which the conductor layer 3 is provided toward the inside of the substrate 2.
  • the blind via 57A is made of a conductor film on a cylinder formed on the inner wall of the non-through hole.
  • the blind via 57A is connected to one end of the signal line 55A through the pad 56A. That is, the blind via 57 ⁇ / b> A is electrically connected to one end of the signal line 55 ⁇ / b> A and is formed inside the substrate 2.
  • the electrodes 58A and 59A are electrodes formed on the surface of the dielectric layer 5. Each of the electrodes 58A and 59A is disposed in the vicinity of the other end of the signal line 55A so as to sandwich the other end of the signal line 55A.
  • a plurality of through holes are provided in a region overlapping the electrode 58 of the dielectric layer 5.
  • the plurality of through holes are filled with a conductor functioning as a via 581A.
  • the via 581A short-circuits the electrode 58A and the conductor layer 3.
  • the via 591A configured in the same manner as the via 581A short-circuits the electrode 59A and the conductor layer 3.
  • the other end of the signal line 55A configured as described above and the electrodes 58A and 59A constitute a port 502A of the conversion unit 50A.
  • the converter 50A converts the mode of the high-frequency signal coupled to the port 501A (the high-frequency signal propagated through the waveguide 22) into the mode of the high-frequency signal propagated through the signal line 55A and the conductor layer 3 that are microstrip lines. be able to.
  • the port 502A includes a signal line 55A constituting a microstrip line and grounded electrodes 58A and 59A sandwiching the other end of the signal line 55A. Therefore, any of a transmission circuit that transmits a high-frequency signal, a reception circuit that receives a high-frequency signal, and an antenna circuit that transmits, receives, or transmits and receives a high-frequency signal can be easily connected to the port 502A.
  • the distance between the other end of the signal line 55A and each of the electrodes 58A and 59A is determined so as to match the shape of the terminal of the transmitting circuit, receiving circuit, or antenna circuit connected to the port 502A. Is preferred.
  • conversion unit 50B The conversion unit 50B is configured in the same manner as the conversion unit 50A described above. Therefore, here, only the correspondence between the conversion unit 50B and the conversion unit 50A is shown, and the detailed description thereof is omitted.
  • the conversion unit 50B has a port 501B and a port 502B.
  • Each of the ports 501B and 502B of the conversion unit 50B corresponds to each of the ports 501A and 502A of the conversion unit 50A.
  • the port 501B is connected to the port 412 of the BPF 41.
  • the conversion unit 50B is a waveguide (rectangular waveguide) surrounded on five sides by the conductor layers 3 and 4 constituting a pair of wide walls, a pair of narrow walls 53 and 521, and a short wall 54B.
  • the short wall 54B is one of the post walls constituting the narrow wall of the conversion unit 50B, but is referred to as a short wall in order to distinguish it from the pair of narrow walls 53 and 521 facing each other.
  • the short wall 54B is a narrow wall facing the port 501B.
  • This waveguide is a post wall waveguide. Similar to the narrow walls 53 and 521, the short wall 54B is a post wall composed of a plurality of conductor posts.
  • the conversion unit 50B has a configuration corresponding to the signal line 55A, the pad 56A, the blind via 57A, and the electrodes 58A and 59A of the conversion unit 50A.
  • the port 502B is configured by the other end of the signal line corresponding to the signal line 55A of the conversion unit 50A and two electrodes corresponding to the electrodes 58A and 59A of the conversion unit 50A.
  • any of a transmission circuit, a reception circuit, and an antenna circuit can be connected to the port 502B.
  • the termination unit 70 is a terminated conversion unit.
  • the terminal portion 70 further includes a configuration for suppressing reflection.
  • the termination unit 70 has a port 701 and a port 702.
  • Each of the ports 701 and 702 of the termination unit 70 corresponds to each of the ports 501A and 502A of the conversion unit 50A.
  • the end portion 70 is a waveguide (rectangular waveguide) surrounded on five sides by conductor layers 3 and 4 constituting a pair of wide walls, a pair of narrow walls 711 and 73 and a short wall 74.
  • the terminal portion 70 includes a signal line 75, a pad 76, a blind via 77, and an electrode 79.
  • the signal line 75, the pad 76, the blind via 77, and the electrode 79 correspond to the signal line 55A, the pad 56A, the blind via 57A, and the electrodes 58A and 59A of the conversion unit 50A. Since each of the pad 76 and the blind via 77 has a configuration corresponding to each of the pad 56A and the blind via 57A, description thereof will be omitted.
  • the dielectric layer 5 is provided with an opening 5aD corresponding to the opening 5aA shown in FIG.
  • the conductor layer 3 is provided with an opening 3aD corresponding to the opening 3aA shown in FIG.
  • the signal line 75 includes a wide portion 751 that constitutes one end of the signal line 75, a narrow portion 752 that constitutes a midway section of the signal line 75, and a conductor pad 755 that constitutes the other end of the signal line 75. ing.
  • the wide part 751 includes a circular head and a neck narrower than the diameter of the head.
  • the narrow portion 752 is a strip-shaped conductor connected to the wide portion 751 and is a strip-shaped conductor that is narrower than the neck of the wide portion 751.
  • the conductor pad 755 is a rectangular conductor piece.
  • the electrode 79 is a rectangular conductor piece formed in a wider area than the electrodes 58A and 59A. This is a configuration for further suppressing the resistance and parasitic inductance components that can occur between the electrode 79 and the conductor layer 3 and further stabilizing the potential of the electrode 79 (the potential in the grounded state).
  • a plurality of through holes are provided in a region overlapping the electrode 79 of the dielectric layer 5. Each of the plurality of through holes is filled with a conductor functioning as a via 781i.
  • a via group 781 including a plurality of vias 781 i short-circuits the electrode 79 and the conductor layer 3.
  • the terminal portion 70 further includes a resistor 760 for conducting the conductor pad 755 and the electrode 79. Both ends of the resistor 760 are connected to the conductor pad 755 and the electrode 79 using a connection member (for example, solder). Accordingly, the termination unit 70 is a terminated conversion unit. Note that a chip resistor can be suitably used as the resistor 760.
  • an open stub 753 and a meandering portion 754 are inserted in the middle of the narrow portion 752.
  • the open stub 753 is a strip conductor. One end of the open stub 753 is connected to the middle of the narrow portion 752, and the other end of the open stub 753 is released.
  • the meandering portion 754 is a strip-like conductor having the same width as the narrow portion 752 and is meandered to ensure a longer path length of the narrow portion 752.
  • the terminal unit 70 adjusts the length of the open stub 753 and the length of the meandering part, so that the input impedance when the direction from the waveguide toward the terminal unit (direction from the port 701 to the port 702) is viewed as desired.
  • the value can be controlled.
  • the terminal portion 70 configured in this way can further suppress reflection. Therefore, the termination unit 70 can suppress the high-frequency signal coupled from the fourth port 314 of the directional coupling unit 31 from being reflected at the termination unit 70 and returning to the diplexer 1 as a reflected signal.
  • the diplexer 1A according to the present embodiment is a second configuration example of the diplexer 1 according to the first embodiment, and is realized using a metal waveguide.
  • the diplexer 1A includes a filter pair 11A, directional coupling portions 21A and 31A, and a BPF 41A.
  • FIG. 7A, 7B, and 7C are perspective views of the directional coupling portion 21A, the filter pair 11A, and the BPF 41A included in the diplexer 1A, respectively.
  • the directional coupling portion 31A is configured in the same manner as the directional coupling portion 21A, the illustration thereof is omitted here.
  • the diplexer 1 according to the first embodiment is realized by using the technique of the post wall waveguide.
  • the diplexer according to one embodiment of the present invention can be realized by using a metal waveguide technique like the diplexer 1A illustrated in FIG.
  • Each member of the diplexer 1A shown in FIG. 7 corresponds to each member of the diplexer 1 shown in FIG. Specifically, each member of the diplexer 1A corresponds to a member of the diplexer 1 obtained by omitting “A” from the end of the member number.
  • the diplexer 1 of the first embodiment employs a 71-76 GHz band (center frequency 73.5 GHz) as the pass band of the BPFs 12 and 13 and an 81-86 GHz band (center frequency 83.5 GHz) as the pass band of the BPF 41. is doing.
  • a 71-76 GHz band center frequency 73.5 GHz
  • an 81-86 GHz band center frequency 83.5 GHz
  • FIG. 2A the frequency dependence of the S parameter (derived by simulation) obtained when Rx102 is connected to port P2 and Tx103 is connected to port P3. This is shown in FIG.
  • FIG. 2B the frequency dependence of the S parameter (derived by simulation) obtained when Tx103 is connected to port P2 and Rx102 is connected to port P3. This is shown in FIG.
  • S (1,2) indicates transmission characteristics from the port P1 to the port P2 (that is, transmission characteristics between the antenna 101 and the Rx 102)
  • S (2,3) is The transmission characteristics from port P2 to port P3 (transmission characteristics between Rx102 and Tx103) are shown.
  • the frequency band of the received wave received by the Rx 102 is 81-86 GHz band
  • the frequency band of the transmitted wave transmitted by the Tx 103 is 71-76 GHz band. is there.
  • the diplexer 1 of the first example has good isolation characteristics between the port P2 and the port P3.
  • S (1,3) indicates transmission characteristics from the port P1 to the port P3 (that is, transmission characteristics between the antenna 101 and the Rx 102), and S (2,3) is The transmission characteristics from port P2 to port P3 (transmission characteristics between Rx102 and Tx103) are shown.
  • the frequency band of the received wave received by the Rx 102 is 71-76 GHz band
  • the frequency band of the transmitted wave transmitted by the Tx 103 is 81-86 GHz band. is there.
  • the diplexer 1 of the first example has good isolation characteristics between the port P2 and the port P3.
  • the diplexer 1 of this embodiment has good isolation regardless of whether the connection example shown in FIG. 2A or the connection example shown in FIG. It was found to show characteristics.
  • FIG. 2A When the connection example shown in FIG. 2A is compared with the connection example shown in FIG. 2B (when FIG. 8A and FIG. 8B are compared), FIG. It was found that the connection example shown in (a) of 2 shows better isolation characteristics. That is, Rx102 is preferably connected to port P2 from port P3, and Tx103 is preferably connected to port P3 from port P2.
  • FIG. 10A shows the frequency dependence of
  • connection example of FIG. 2A was adopted in the diplexer of the first comparative example, the value of S (2,3) deteriorated to -20 dB at the maximum value. Therefore, even when the connection example of FIG. 2A is adopted, it has been found that the isolation characteristic between the port P2 and the port P3 is improved by providing the diplexer 1 with the BPF 41.
  • the diplexer 1 of the second embodiment employs the 81-86 GHz band (center frequency 83.5 GHz) as the pass band of the BPFs 12 and 13, and the 71-76 GHz band (center frequency 73.5 GHz) as the pass band of the BPF 41. is doing.
  • the frequency dependence of the S parameter (derived by simulation) obtained when Rx102 is connected to port P2 and Tx103 is connected to port P3.
  • the frequency dependence of the S parameter (derived by simulation) obtained when Tx103 is connected to port P2 and Rx102 is connected to port P3.
  • FIG. 2A the frequency dependence of the S parameter (derived by simulation) obtained when Tx103 is connected to port P2 and Rx102 is connected to port P3.
  • the diplexer 1 according to the second embodiment has a good isolation between the port P2 and the port P3 regardless of which of the connection examples shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). It was found that the
  • FIG. 2A When the connection example shown in FIG. 2A is compared with the connection example shown in FIG. 2B (when FIG. 9A and FIG. 9B are compared), FIG. It was found that the connection example shown in (a) of 2 shows better isolation characteristics. That is, also in this embodiment, Rx102 is preferably connected to port P2 from port P3, and Tx103 is preferably connected to port P3 from port P2.
  • a diplexer of the second comparative example in which BPF 41 was omitted was used as the diplexer of the second comparative example.
  • (B) of FIG. 10 shows the frequency dependence of
  • connection example of FIG. 2 (a) was adopted in the diplexer of the second comparative example, the value of S (2,3) deteriorated to -15 dB at the maximum value. Therefore, even when the connection example of FIG. 2A is adopted, it has been found that the isolation characteristic between the port P2 and the port P3 is improved by providing the diplexer 1 with the BPF 41.
  • a diplexer (1, 1A) includes a first filter (12, 12A) and a second filter (13, 13A) each having a first frequency band as a pass band, A first filter (12, 12A) and a second filter (13, 13A) having a first port (121, 131, 121A, 131A) and a second port (122, 132, 122A, 132A) are arranged in parallel.
  • the filter (41, 41A) has a first port (411, 411A) and a second port (412, 412A), and the first port (411, 411A) is the first directionality.
  • a third filter (41, 41A) connected to the third port (213, 213A) of the coupling portion (21, 21A).
  • the diplexer configured as described above has four ports: (1) a fourth port of the first directional coupling portion, (2) a second port of the third filter, and (3) A third port of the second directional coupling portion; and (4) a fourth port of the second directional coupling portion.
  • one port for example, the fourth port of the first directional coupling unit
  • another port for example, the third port
  • the second port of the filter can be used as a Tx port or an Rx port
  • yet another port eg, the third port of the second directional coupler
  • the port (ii) When the port (ii) is used as a Tx port, the port (iii) can be used as an Rx port, and when the port (ii) is used as an Rx port, the port (iii) Can be used as a Tx port.
  • the diplexer includes the third filter, the second port of the third filter, the third port and the fourth port of the second directional coupling unit are compared with the conventional diplexer. Isolation between the two can be increased. That is, it is possible to increase isolation between a port that can be used as a Tx port and a port that can be used as an Rx port.
  • the fourth port (214, 214A) of the first directional coupling portion (21, 21A) connects the antenna (101).
  • the second port (412, 412A) of the third filter (41, 41A) is an Rx port for connecting the receiving circuit (102), and is in the second direction.
  • the third port (313, 313A) of the sex coupling unit (31, 31A) is preferably a Tx port for connecting the transmission circuit (103).
  • the fourth port of the first directional coupling unit can be used as an antenna port, and the second port of the third filter can be used as an Rx port.
  • the third port of the second directional coupling unit can be used as a Tx port.
  • the received wave input to the fourth port of the first directional coupling unit that is the antenna port is output from the second port of the third filter that is the Rx port.
  • the transmission wave input from the third port of the second directional coupling unit that is the Tx port is output from the fourth port of the first directional coupling unit that is the antenna port.
  • This diplexer can further increase the isolation between the Rx port and the Tx port.
  • the first filter (12, 12A), the second filter (13, 13A), and the third filter (41, 41A) are coupled to each other directly or via other resonators (125-127, 135-137, 415-417, 125A-127A, 135A-137A, 415A-417A), respectively.
  • first directional coupling portion (21, 21A) and the first directional coupling portion (31, 31A) shares the first narrow wall (24, 34, 24A) in which the opening (24a, 34a, 24aA) is formed, and , First rectangular waveguides (22, 32, 24A) each having a second narrow wall (221, 231, 321, 331, 221A, 231A) facing the first narrow wall (24, 34, 24A).
  • each of the second directional coupling portions are a pair of conductor layers (3) provided on both surfaces of a single dielectric substrate (2).
  • 4) are each a first wide wall (3) and a second wide wall (4), and a post wall composed of a plurality of conductor posts penetrating the dielectric substrate (2) is a narrow wall.
  • a waveguide is preferred.
  • each of the filter pair, the first directional coupling unit, the second directional coupling unit, and the third filter includes a single dielectric substrate and the dielectric substrate. It is produced using a pair of conductor layers provided on both sides. That is, the diplexer is a diplexer in which each of the filter pair, the first directional coupling unit, the second directional coupling unit, and the third filter is integrated into one device by using the post wall waveguide technology. It is.
  • the diplexer can be reduced in size and weight as compared with a diplexer constituted by a metal waveguide.
  • the diplexer (1, 1A) includes a first diplexer (1, 1A) coupled to the fourth port (214, 214a) of the first directional coupling unit (21, 21A).
  • a third conversion unit coupled to the third port (313, 313A) of the coupling unit (31, 31A) and the fourth port of the second directional coupling unit (31, 31A)
  • a fourth converter (70) coupled to (314, 314A), and the waveguides constituting each of the first to fourth converters (50A, 50B, 70) are:
  • Each of the pair of conductor layers (3, 4) is connected to the first wide wall (3) and the second wide layer.
  • ) Are provided with openings (3aA, 3aD), and each of the first to fourth conversion parts (50A, 50B, 70)
  • a signal line (55A, 75) formed on the surface of the dielectric layer (5), one end of the dielectric layer (5a) having an opening (5aA, 5aD) superimposed on the first layer.
  • each signal line of the first to fourth conversion units forms a microstrip line together with the first wide wall.
  • the microstrip line and the waveguide of the converter are electromagnetically coupled via a blind via. Therefore, the conversion unit can convert the mode of the high-frequency signal propagating through the waveguide into the mode of the high-frequency signal propagating through the microstrip line.
  • the diplexer according to one embodiment of the present invention can easily mount various circuits (for example, a transmission circuit, a reception circuit, and an antenna) in the conversion unit, as compared with the conventional diplexer. .
  • the fourth conversion unit (70) includes the other end of the signal line (75) of the fourth conversion unit (70) and the second conversion unit (70). It is preferable to further include a resistor (760) that conducts the electrode (79) of the four conversion units (70).
  • the other end of the signal line of the fourth conversion unit and the electrode can be easily conducted using the resistor. That is, the fourth conversion unit can be easily terminated.
  • This terminated conversion unit can suppress reflection compared to a conversion unit that is not terminated (a conversion unit in which the other end of the signal line is released). Therefore, the terminated fourth conversion unit reflects that the high-frequency signal input from any of the first to third conversion units is reflected by the fourth conversion unit and returns to the inside of the diplexer as a reflected signal. Can be suppressed.
  • each of the first filter (12A), the second filter (13A), and the third filter (41A) may be directly or Comprising a first resonator (124A, 134A, 414A) and a second resonator (128A, 138A, 418A) coupled via resonators (125A-127A, 135A-137A, 415A-417A);
  • the first directional coupling portion (21A) and the second directional coupling portion (31A) share the first narrow wall (24A) in which the opening (24aA) is formed, and A first rectangular waveguide (22A) and a second rectangular waveguide (23A) each having a second narrow wall (221A, 231A) facing the first narrow wall (24A);
  • the waveguides constituting each of the filter pair (11A), the third filter (41A), the first directional coupling portion (21A), and the second directional coupling portion (31A) are made of metal.
  • each port of the antenna port connected to the antenna port, the port of the transmission circuit connected to the Tx port, and the port of the reception circuit connected to the Rx port is made of a metal waveguide. Can be used. Since each of the antenna port, the Tx port, and the Rx port is configured by a metal waveguide, each of the antenna, the transmission circuit, and the reception circuit, each of which is configured by a metal waveguide, is connected to the main port. The reflection loss when the diplexer is connected can be suppressed.
  • Diplexer 2 Substrate (Dielectric substrate) 3 Conductor layer (a pair of conductor layers together with the conductor layer 4) 4 Conductor layer (a pair of conductor layers together with the conductor layer 3) 5 Dielectric layer 11, 11A Filter pair 12 BPF (first filter) 12a to 12f Partition 12aa to 12fa Opening 121 First port 122 Second port 123 Narrow walls 124 to 128 Resonator 13 BPF (second filter) 13a to 13f Partition wall 13aa to 13fa Opening 131 First port 132 Second port 133 Narrow wall 134 to 138 Resonator 14 Narrow wall 21, 21A Directional coupling part (first directional coupling part) 31 Directional coupling part (second directional coupling part) 211, 311 First port 212, 312 Second port 213, 313 Third port 214, 314 Fourth port 22, 22A, 32 Waveguide (first rectangular waveguide) 221, 321 Narrow wall (second narrow wall) 221a, 321a Protruding portion 23, 23A, 33 Waveguide

Abstract

ダイプレクサにおいて、Ｔｘポートとして機能するポートと、Ｒｘポートとして機能するポートとの間のアイソレーションを高めること。ダイプレクサ（１）は、第１の周波数帯域を通過帯域とする第１及び第２のフィルタ（１２，１３）が並列に配列されてなるフィルタ対（１１）と、フィルタ対（１１）の一方の側及び他方の側にそれぞれ接続された第１及び第２の方向性結合部（２１，３１）と、第１の方向性結合部（２１）のフィルタ対（１１）と逆側のポート（第３のポート２１３）に接続され、第２の周波数帯域を通過帯域とする第３のフィルタ（４１）と、を備えている。

Description

ダイプレクサ
　本発明は、ダイプレクサに関する。
　ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式を採用する無線通信機器や、レーダ装置などにおいては、１つのアンテナ回路を送信回路と受信回路とで共用した状態で、マイクロ波やミリ波である高周波信号を送受信することが求められる。この要望を満たすために、ダイプレクサが利用されている。
　ダイプレクサは、送信回路、受信回路、及びアンテナ回路を接続するためのインターフェースである変換部と、一方の導波路と他方の導波路とを結合させる方向性結合部と、透過させる高周波信号の周波数帯域を特定するフィルタとにより構成されている。
　例えば、非特許文献１のFigure 18.35には、（１）並列に配列された２つのバンドパスフィルタ（Figure 18.35に記載のRx filter）からなるフィルタ対と、（２）そのフィルタ対の一方の側に配置された方向性結合部（Figure 18.35に記載の90°hybrid）と、（３）そのフィルタ対の他方の側に配置された方向性結合部（Figure 18.35に記載の90°hybrid）と、を組み合わせることによってダイプレクサを実現する技術が記載されている。
　このダイプレクサにおいて、一方の側に配置された方向性結合部にはアンテナポートとＴｘポートとが設けられており、他方の側に配置された方向性結合部にはＲｘポートが設けられている。アンテナポートは、送信波及び受信波を送受信するアンテナを接続するためのポートである。Ｔｘポートは、送信波を送信する送信回路を接続するためのポートである。Ｒｘポートは、受信波を受信する受信回路を接続するためのポートである。
Richard J. Cameron et. al.，MICROWAVE FILTERS for COMMUNICATION SYSTEMS，p.661 - P.663，2007 John Wiley & Sons, Inc.
　しかしながら、非特許文献１のFigure 18.35に記載された従来のダイプレクサには、ＴｘポートとＲｘポートとの間におけるアイソレーションが十分でないという課題がある。送信波の送信及び受信波の受信を同時に行うＦＤＤ方式を採用する無線通信機器や、レーダ装置などにおいて、ＴｘポートとＲｘポートとの間におけるアイソレーションが十分でないということは、受信波が送信波に埋もれてしまうことを意味する。すなわち、受信回路が受信波を処理することができないことを意味する。アンテナが受信した受信波の強度は、送信回路が送信する送信波の強度と比較して著しく低いためである。
　本発明の一態様は、アンテナポート、Ｔｘポート、及びＲｘポートの各々として使用可能なポートを備えたダイプレクサにおいて、Ｔｘポートとして使用可能なポートと、Ｒｘポートとして使用可能なポートとの間のアイソレーションを高めることである。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るダイプレクサは、第１の周波数帯域を通過帯域とする第１のフィルタ及び第２のフィルタであって、それぞれが第１のポート及び第２のポートを有する第１のフィルタ及び第２のフィルタが並列に配列されてなるフィルタ対と、並列に配置された第１のポート及び第２のポート、並びに、並列に配置された第３のポート及び第４のポートを有する第１の方向性結合部であって、前記第１のポートが前記第１のフィルタの第１のポートに接続され、且つ、前記第２のポートが前記第２のフィルタの第１のポートに接続された第１の方向性結合部と、並列に配置された第１のポート及び第２のポート、並びに、並列に配置された第３のポート及び第４のポートを有する第２の方向性結合部であって、前記第１のポートが前記第１のフィルタの前記第２のポートに接続され、且つ、前記第２のポートが前記第２のフィルタの前記第２のポートに接続された第２の方向性結合部と、前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域を通過帯域とする第３のフィルタであって、第１のポート及び第２のポートを有し、当該第１のポートが前記第１の方向性結合部の前記第３のポートに接続された第３のフィルタと、を備えている、ことを特徴としている。
　本発明の一態様によれば、アンテナポート、Ｔｘポート、及びＲｘポートの各々として使用可能なポートを備えたダイプレクサにおいて、Ｔｘポートとして使用可能なポートと、Ｒｘポートとして使用可能なポートとの間のアイソレーションを高めることができる。
本発明の第１の実施形態に係るダイプレクサのブロック図である。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、図１に示したダイプレクサの第１の接続例及び第２の接続例のブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るダイプレクサの斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るダイプレクサの平面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るダイプレクサが備えている変換部の平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示した変換部の断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るダイプレクサが備えている終端部の平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示した終端部の断面図である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、本発明の第３の実施形態に係るダイプレクサが備えている方向性結合部、フィルタ対、及びフィルタの斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の第１の実施例により得られたＳパラメータを示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の第２の実施例により得られたＳパラメータを示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の第１の比較例及び第２の比較例により得られたＳパラメータを示すグラフである。
　〔第１の実施形態〕
　本発明の第１の実施形態に係るダイプレクサについて、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るダイプレクサ１のブロック図である。図２の（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、ダイプレクサ１の第１の接続例及び第２の接続例のブロック図である。
　（ダイプレクサ１の構成）
　図１に示すように、ダイプレクサ１は、フィルタ対１１、方向性結合部２１、方向性結合部３１、及びバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４１を備えている。方向性結合部２１は、請求の範囲に記載の第１の方向性結合部に対応し、方向性結合部３１は、請求の範囲に記載の第２の方向性結合部に対応する。ＢＰＦ４１は、請求の範囲に記載の第３のフィルタに対応する。
　フィルタ対１１は、請求の範囲に記載の第１のフィルタに対応するＢＰＦ１２、及び、請求の範囲に記載の第２のフィルタに対応するＢＰＦ１３が並列に配列してなる。ＢＰＦ１２は、第１のポート１２１、及び第２のポート１２２を有している。ＢＰＦ１３は、第１のポート１３１、及び第２のポート１３２を有している。ＢＰＦ４１は、第１のポート４１１、及び第２のポート４１２を有している。ＢＰＦ１２及びＢＰＦ１３は、第１の周波数帯域を通過帯域とする。一方、ＢＰＦ４１は、第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域を通過帯域とする。ＢＰＦ１２、ＢＰＦ１３、及びＢＰＦ４１のそれぞれにおける電波の通過帯域については後述する。
　方向性結合部２１は、互いに並列に配置された第１のポート２１１及び第２のポート２１２、並びに、互いに並列に配置された第３のポート２１３及び第４のポート２１４を有している。第１のポート２１１はＢＰＦ１２の第１のポート１２１と接続されており、第２のポート２１２はＢＰＦ１３の第１のポート１３１と接続されており、第３のポート２１３はＢＰＦ４１の第１のポート４１１と接続されている。
　方向性結合部３１は、互いに並列に配置された第１のポート３１１及び第２のポート３１２、並びに、互いに並列に配置された第３のポート３１３及び第４のポート３１４を有している。第１のポート３１１はＢＰＦ１２の第２のポート１２２と接続されており、第２のポート３１２はＢＰＦ１３の第２のポート１３２と接続されている。
　本実施形態において、方向性結合部２１のポート２１４のことをダイプレクサ１の第１のポートＰ１と称し、ＢＰＦ４１のポート４１２のことをダイプレクサ１の第２のポートＰ２と称し、方向性結合部３１のポート３１３及びポート３１４のことを、それぞれ、ダイプレクサ１の第３のポートＰ３及び第４のポートＰ４と称する。
　（接続例）
　図２の（ａ）に、ダイプレクサ１の第１の接続例を示す。図２の（ａ）に示すように、ダイプレクサ１は、第１のポートＰ１に対してアンテナ１０１を接続し、第２のポートＰ２に対して受信回路（Ｒｘ）１０２を接続し、第３のポートＰ３に対して送信回路（Ｔｘ）１０３を接続した状態で運用可能である。なお、第４のポートＰ４は、終端部７０を用いて終端されている。終端部７０については、図６を参照して後述する。
　第１の接続例のようにアンテナ１０１、Ｒｘ１０２、及びＴｘ１０３を接続した状態で運用する場合、フィルタ対１１をなすＢＰＦ１２，１３の通過帯域は、Ｔｘ１０３が送信する送信波の周波数帯域を包含し、ＢＰＦ４１の通過帯域は、Ｒｘ１０２が受信する受信波の周波数帯域を包含する。
　以下において、７０ＧＨｚ以上９０ＧＨｚ未満の周波数帯域（通称Ｅバンド）のうち、７０ＧＨｚ以上８０ＧＨｚ未満の周波数帯域のことをローバンドと呼び、８０ＧＨｚ以上９０ＧＨｚ未満の周波数帯域のことをハイバンドと呼ぶ。
　Ｒｘ１０２が受信する受信波の周波数帯域である第１の周波数帯域がハイバンドに含まれており、Ｔｘ１０３が送信する送信波の周波数帯域である第２の周波数帯域がローバンドに含まれているとする。この場合、ＢＰＦ４１は、ハイバンドに含まれる第１の周波数を通過帯域とするように構成されており、ＢＰＦ１２，１３は、ローバンドに含まれる第２の周波数帯域を通過帯域とするように構成されていればよい。第１の周波数帯域の例としては、８１－８６ＧＨｚ帯（中心周波数８３．５ＧＨｚ）が挙げられ、第２の周波数帯域の例としては、７１－７６ＧＨｚ帯（中心周波数７３．５ＧＨｚ）が挙げられる。
　逆に、第１の周波数帯域がローバンドに含まれており、第２の周波数帯域がハイバンドに含まれているとする。この場合、ＢＰＦ４１は、ローバンドに含まれる第１の周波数を通過帯域とするように構成されており、ＢＰＦ１２，１３は、ハイバンドに含まれる第２の周波数を通過帯域とするように構成されていればよい。第１の周波数帯域の例としては、７１－７６ＧＨｚ帯（中心周波数７３．５ＧＨｚ）が挙げられ、第２の周波数帯域の例としては、８１－８６ＧＨｚ帯（中心周波数８３．５ＧＨｚ）が挙げられる。
　ダイプレクサ１がＢＰＦ４１を備えていることによって、ダイプレクサ１は、従来のダイプレクサと比較して、第２のポートＰ２と第３のポートＰ３との間のアイソレーションを高めることができる。
　なお、図２の（ｂ）に示す第２の接続例のように、第２のポートＰ２に対して送信回路Ｔｘを接続し、第３のポートＰ３に対して受信回路Ｒｘを接続した場合においても、ダイプレクサ１は、従来のダイプレクサと比較して、第２のポートＰ２と第３のポートＰ３との間のアイソレーションを高めることができる。
　第２の接続例のようにアンテナ１０１、Ｒｘ１０２、及びＴｘ１０３を接続した状態で運用する場合、ＢＰＦ１２，１３は、受信波の含まれる帯域を通過帯域とするように構成されており、ＢＰＦ４１は、送信波の含まれる帯域を通過帯域とするように構成されていればよい。
　〔第２の実施形態〕
　本発明の第２の実施形態に係るダイプレクサについて、図３～図６を参照して説明する。本実施形態に係るダイプレクサ１は、第１の実施形態に係るダイプレクサ１の第１の構成例であり、ポスト壁導波路の技術を用いて実現される。以下において特に断りがない場合、ダイプレクサ１は、本実施形態のダイプレクサ１を意味する。図３は、ダイプレクサ１の斜視図である。図４は、ダイプレクサ１の平面図である。図５の（ａ）は、ダイプレクサ１が備えている変換部５０Ａ，５０Ｂの平面図である。図５の（ｂ）は、変換部５０Ａの断面図であり、より詳しくは、図５の（ａ）に図示した直線ＤＤに沿った断面における断面図である。図６の（ａ）は、ダイプレクサ１が備えている終端部７０の平面図である。図６の（ｂ）は、終端部７０の断面図であり、より詳しくは、図６の（ａ）に図示した直線ＥＥに沿った断面図である。
　（ダイプレクサ１の構成）
　図３に示すように、ダイプレクサ１は、単一の誘電体基板である基板２と、導体層３と、導体層４と、誘電体層５とを備えている。
　基板２は、フィルタ対１１、方向性結合部２１，３１、及びＢＰＦ４１に共通する、石英製の単一の基板である。以下において、基板２を構成する６つの表面のうち、面積が最も大きな２つの表面を基板２の主面と称す。なお、基板２は、石英製に限定されるものではなく、石英以外のガラス材料製であってもよいし、ポリテトラフルオロエチレン（例えばテフロン（登録商標）として知られる）及び液晶ポリマーなどの樹脂材料又はセラミックス材料であってもよい。
　基板２には、その表面から裏面まで貫通する複数の貫通孔が規則的に形成されている。これら複数の貫通孔の内壁には、金属製（例えば銅製）の導体膜が筒状に形成されている。すなわち、貫通孔の内部には金属製の導体ポストが形成されている。本実施形態において、導体ポストの直径は１００ミクロンであり、隣接する導体ポスト同士の間隔（中心間距離）は、２００ミクロンである。
　このように規則的な柵状に配置された複数の導体ポストは、基板２の内部を伝搬する電磁波である高周波信号を反射するポスト壁として機能する。すなわち、ポスト壁は、一種の導体壁として機能する。これら複数の導体ポストは、フィルタ対１１、方向性結合部２１，３１、及びＢＰＦ４１の各々を構成する狭壁を構成する。フィルタ対１１、方向性結合部２１，３１、及びＢＰＦ４１の各々において、複数のポスト壁がどのような形状に配置されているかについては、参照する図を代えて後述する。
　導体層３及び導体層４は、基板２の両面に、すなわち、基板２の２つの主面上に設けられた一対の導体層である。基板２、導体層３、及び導体層４は、基板２が導体層３，４によって挟持された積層構造を有する。本実施形態では、導体層３，４を構成する導体として銅を採用するが、他の導体（例えばアルミニウムなどの金属）であってもよい。導体層３，４の厚さは限定されるものではなく、任意の厚さを採用することができる。すなわち、導体層３，４の態様は、薄膜であってもよいし、箔（フィルム）であってもよいし、板であってもよい。
　フィルタ対１１、方向性結合部２１，３１、及びＢＰＦ４１の各々を構成する導波路は、導体層３を第１の広壁とし、導体層４を第２の広壁とする。導体層３，４は、請求の範囲に記載の一対の導体層に対応する。
　以上のように、フィルタ対１１、方向性結合部２１，３１、及びＢＰＦ４１の各々は、上述した狭壁と、一対の広壁とによって六方のうちの四方を囲まれている。
　誘電体層５は、第１の広壁である導体層３の表面に形成された、ポリイミド樹脂製の導体層である。なお、誘電体層５を構成する材料は、ポリイミド樹脂以外の樹脂材料製であってもよい。
　以下、ダイプレクサ１を構成する、フィルタ対１１、方向性結合部２１，３１、及びＢＰＦ４１の構成について、図４を参照して具体的に説明する。
　（フィルタ対１１）
　図１を参照して上述したように、フィルタ対１１は、第１のフィルタであるＢＰＦ１２と、第２のフィルタであるＢＰＦ１３とが並列に配置されたものである。ＢＰＦ１２とＢＰＦ１３とは、狭壁１４を共有する。また、ＢＰＦ１２は、狭壁１４に対向する狭壁１２３を備えている。同様に、ＢＰＦ１３は、狭壁１４に対向する狭壁１３３を備えている。
　（ＢＰＦ１２）
　ＢＰＦ１２は、一対の広壁を構成する導体層３，４と、一対の狭壁である狭壁１４，１２３とにより四方を囲まれた導波路（矩形導波路）の一種である。ＢＰＦ１２は、第１の周波数帯域を通過帯域とするように設計されたバンドパスフィルタである。
　ＢＰＦ１２を構成する６面のうち、導体層３，４と狭壁１４，１２３とによって構成された面を除いた２面（ＢＰＦ１２の両端面）は、ＢＰＦ１２の外部とＢＰＦ１２とを電磁気的に接続する第１のポート１２１及び第２のポート１２２として機能する。以下においては、第１のポート１２１及び第２のポート１２２の各々を単にポート１２１及びポート１２２とも記載する。
　図４に示すように、ＢＰＦ１２の内部には、６つの隔壁である隔壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆがそれぞれ形成されている。隔壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの各々は、導体層３，４に対して交わり（本実施形態では直交し）、且つ、狭壁１４，１２３に対して交わる（本実施形態では直交する）ように形成されている。すなわち、隔壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの各々は、図４に図示した座標系におけるｚｘ平面に沿って形成されている。
　隔壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの各々は、ＢＰＦ１２を７つの区間に分割する。７つの区間とは、ポート１２１を含む区間と、ポート１２２を含む区間と、ポート１２１を含む区間及びポート１２２を含む区間に挟まれた５つの区間である。５つの区間の各々の形状は、導体層３，４の一部を上底壁及び下底壁とし、狭壁１４，１２３の一部と隣接する２つの隔壁（例えば隔壁１２ａ，１２ｂ）とを側壁とする直方体である。したがって、５つの区間の各々は、共振器として機能する。したがって、５つの区間の各々のことを共振器１２４，１２５，１２６，１２７，１２８と称する。
　隔壁１２ａには、開口１２ａａが設けられている。開口１２ａａは、ポート１２１を含む区間と共振器１２４とを電磁気的に結合させる誘導性窓として機能する。ポート１２１を含む区間と共振器１２４との結合の強さは、開口１２ａａの幅に依存する。開口１２ａａの幅を広げれば広げるほど、ポート１２１を含む区間と共振器１２４との結合は、強くなる。
　開口１２ａａと同様に、隔壁１２ｂには開口１２ｂａが、隔壁１２ｃには開口１２ｃａが、隔壁１２ｄには開口１２ｄａが、隔壁１２ｅには開口１２ｅａが、隔壁１２ｆには開口１２ｆａが、それぞれ設けられている。開口１２ｂａは、共振器１２４と共振器１２５とを電磁気的に結合させる誘導性窓として機能する。開口１２ｃａは、共振器１２５と共振器１２６とを電磁気的に結合させる誘導性窓として機能する。開口１２ｄａは、共振器１２６と共振器１２７とを電磁気的に結合させる誘導性窓として機能する。開口１２ｅａは、共振器１２７と共振器１２８とを電磁気的に結合させる誘導性窓として機能する。開口１２ｆａは、共振器１２８とポート１２２とを電磁気的に結合させる誘導性窓として機能する。
　共振器１２４及び共振器１２８の各々は、それぞれ、請求の範囲に記載の第１の共振器及び第２の共振器である。本実施形態において、共振器１２４と共振器１２８とは、共振器１２５～１２７を介して結合している。しかし、ダイプレクサ１は、少なくとも２つの共振器（共振器１２４及び共振器１２８）を備えていればよい。共振器１２４と共振器１２８は、直接結合されていてもよいし、他の共振器を介して間接的に結合されていてもよい。すなわち、ダイプレクサ１が備えている共振器の数は、２個以上であればよい。
　ＢＰＦ１２の通過帯域は、フィルタが含む共振器の数（ダイプレクサ１では５つ）や、各共振器のサイズや、隣接する共振器間に生じる結合の強さなどをパラメータとして制御することができる。これらのパラメータを調整することによって、所望の周波数帯域である第１の周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを設計することができる。
　隔壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの各々は、狭壁１４，１２３と同じように、複数の導体ポストを柵状に配置することによって構成されている。また、上述した複数の導体ポストの一部を省略することによって、この導体ポストの一部を省略した部分は、開口１２ａａ，１２ｂａ，１２ｃａ，１２ｄａ，１２ｅａ，１２ｆａの各々として機能する。開口１２ａａ，１２ｂａ，１２ｃａ，１２ｄａ，１２ｅａ，１２ｆａの各々の幅は、省略するポストの本数により制御することができる。また、隔壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの各々を構成する導体ポストのうち開口１２ａａ，１２ｂａ，１２ｃａ，１２ｄａ，１２ｅａ，１２ｆａの両端部を構成する導体ポストの位置は、開口１２ａａ，１２ｂａ，１２ｃａ，１２ｄａ，１２ｅａ，１２ｆａの各々の幅（設計時の幅）に応じて微調整することができる。
　本実施形態において、開口１２ａａ，１２ｂａ，１２ｃａ，１２ｄａ，１２ｅａ，１２ｆａの各々の幅は、ポート１２１及びポート１２２から遠ざかるにしたがって、すなわち、ＢＰＦ１２の中央に近づくにしたがって、狭くなるように構成されている。
　このように構成されたＢＰＦ１２は、ポート１２１に対してＢＰＦ１２の外部から結合された高周波信号を、ポート１２２に向かって伝搬する過程において、所定の周波数帯域の含まれる周波数の高周波信号を透過させ、当該所定の周波数帯域に含まれない周波数の高周波信号を反射する。したがって、ＢＰＦ１２は、上記所定の周波数帯域に含まれる周波数の高周波信号を透過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）として機能する。
　（ＢＰＦ１３）
　ＢＰＦ１３は、ＢＰＦ１２と同じ構成を有する。したがって、ここではＢＰＦ１３とＢＰＦ１２との対応関係を示すにとどめ、その詳細な説明を省略する。
　ＢＰＦ１３は、一対の広壁を構成する導体層３，４と、狭壁である狭壁１４，１３３とにより四方を囲まれた導波路（矩形導波路）の一種である。
　ＢＰＦ１３を構成する６面のうち、導体層３，４と狭壁１４，１３３とによって囲まれていない２面（ＢＰＦ１３の両端面）は、第１のポート１３１及び第２のポート１３２として機能する。以下においては、第１のポート１３１及び第２のポート１３２の各々を単にポート１３１及びポート１３２とも記載する。
　図４に示すように、（１）ＢＰＦ１３の狭壁１３３は、ＢＰＦ１２の狭壁１２３に対応し、（２）ＢＰＦ１３のポート１３１、ポート１３２、及び共振器１３４～１３８は、それぞれ、ＢＰＦ１２のポート１２１、ポート１２２、及び共振器１２４～１２８に対応する。ＢＰＦ１３の内部に設けられた６つの隔壁である隔壁１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆの各々は、それぞれ、ＢＰＦ１２の隔壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの各々に対応する。隔壁１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆの各々に、それぞれ形成された開口１３ａａ，１３ｂａ，１３ｃａ，１３ｄａ，１３ｅａ，１３ｆａは、それぞれ、ＢＰＦ１２の開口１２ａａ，１２ｂａ，１２ｃａ，１２ｄａ，１２ｅａ，１２ｆａに対応する。
　（方向性結合部２１）
　図４に示すように、方向性結合部２１は、第１の矩形導波路である導波路２２と、第２の矩形導波路である導波路２３とを有している。導波路２２と導波路２３とは、長手方向の中央に開口２４ａが形成された狭壁２４（第１の狭壁）を共有している。また、導波路２２，２３の各々は、それぞれ、狭壁２４に対向する狭壁２２１，２３１（第２の狭壁）を有する。すなわち、導波路２２及び導波路２３は、狭壁２２１，２３１，２４が複数の導体ポストを柵状に配置することによって構成されているポスト壁導波路である。
　導波路２２において、一対の広壁は、導体層３，４によって構成されている。また、導波路２２において、狭壁２４及び狭壁２２１の各々は、それぞれ、複数の導体ポストによって構成されている。同様に、導波路２３において、一対の広壁は、導体層３，４によって構成されている。また、一対の狭壁である狭壁２４及び狭壁２３１の各々は、複数の導体ポストによって構成されている。
　狭壁２２１，２３１，２４を構成する導体ポストの各々は、フィルタ対１１を構成する導体ポストの各々と同様に構成されている。
　方向性結合部２１は、第１のポートであるポート２１１、第２のポートであるポート２１２、第３のポートであるポート２１３、及び第４のポートであるポート２１４を備えている。ポート２１１は、導波路２２の一方の端部に設けられており、ポート２１４は、導波路２２の他方の端部に設けられている。ポート２１２は、導波路２３の一方の端部に設けられており、ポート２１３は、導波路２３の他方の端部に設けられている。すなわち、ポート２１１及びポート２１２は並列に配置されており、且つ、ポート２１３及びポート２１４は並列に配置されている。ポート２１１は、ＢＰＦ１２のポート１２１に接続されており、ポート２１２は、ＢＰＦ１３のポート１３１に接続されている。
　開口２４ａの両端に位置する導体ポスト同士の間隔は、他よりも広い。開口２４ａは、導波路２２と導波路２３とを結合させる誘導性窓として機能する。狭壁２４に開口２４ａが形成されていることによって、例えば第１のポート２１１に結合された高周波信号は、第１のポート２１１から第４のポート２１４へ伝搬する過程において、開口２４ａを介して導波路２２から導波路２３にも分布するようになる。その結果、第１のポート２１１に結合された高周波信号は、第４のポート２１４に加えて第３のポート２１３にも到達する。
　開口２４ａの幅や、導波路２２，２３の形状などを最適化することによって、導波路２２と導波路２３との間に生じる結合の結合度を３ｄＢにすることができる。方向性結合部２１は、結合度が３ｄＢである３ｄＢ型の方向性結合部である。３ｄＢ型の方向性結合部においては、例えば、第１のポート２１１に高周波信号を結合させた場合に、第４のポート２１４に到達する高周波信号の電界強度と、第３のポート２１３に到達する高周波信号の電界強度とがほぼ等しくなる。
　導波路２２は、突出部２２１ａを備えている。突出部２２１ａは、狭壁２２１のうち開口２４ａに対して対向している部分の一部から開口２４ａに向かって、ｘ軸正方向に沿う方向に突出している。同様に、導波路２３は、突出部２３１ａを備えている。突出部２３１ａは、狭壁２３１のうち開口２４ａに対して対向している部分の一部から開口２４ａに向かって、ｘ軸負方向に沿う方向に突出している。
　また、導波路２２は、狭壁２４における、開口２４ａよりもポート２１１側と、開口２４ａよりもポート２１４側との、開口２４ａに対して対称な位置に形成された突出部２４ｂ及び突出部２４ｃを備えている。突出部２４ｂ，２４ｃは、いずれも、狭壁２４から狭壁２２１に向かって突出している一対の突出部である。同様に、導波路２３は、狭壁２４における、開口２４ａよりもポート２１２側と、開口２４ａよりもポート２１３側との、開口２４ａに対して対称な位置に形成された突出部２４ｄ、及び突出部２４ｅを備えている。突出部２４ｄ，２４ｅは、いずれも、狭壁２４から狭壁２３１に向かって突出している一対の突出部である。
　方向性結合部２１が突出部２２１ａ，２３１ａと、一対の突出部２４ｂ，２４ｃと、一対の突出部２４ｄ，２４ｅとを備えていることによって、方向性結合部２１は、動作帯域における反射損失を抑制することができる。
　なお、方向性結合部２１の構成は、図４に示した形態に限定されるものではない。すなわち、ポスト壁導波路の技術を用いて作製した方向性結合部であれば、如何なる方向性結合部であっても方向性結合部２１として採用することができる。
　（方向性結合部３１）
　方向性結合部３１は、方向性結合部２１と同一に構成されている。したがって、ここでは方向性結合部３１と方向性結合部２１との対応関係を示すにとどめ、その詳細な説明を省略する。
　方向性結合部３１は、第１の矩形導波路である導波路３２と、第２の矩形導波路である導波路３３とを有している。方向性結合部３１の導波路３２，３３の各々は、それぞれ、方向性結合部２１の導波路２２，２３の各々に対応している。すなわち、方向性結合部３１の狭壁３４，３２１，３３１の各々は、それぞれ、方向性結合部２１の狭壁２４，２２１，２３１の各々に対応する。狭壁３４に設けられた開口３４ａは、狭壁２４に設けられた開口２４ａに対応する。方向性結合部３１は、方向性結合部２１と同様に３ｄＢ型の方向性結合部である。
　方向性結合部３１は、第１のポートであるポート３１１、第２のポートであるポート３１２、第３のポートであるポート３１３、及び第４のポートであるポート３１４を備えている。ポート３１１～３１４は、それぞれ、方向性結合部２１のポート２１１～２１４に対応する。ポート３１１は、ＢＰＦ１２のポート１２２に接続されており、ポート３１２は、ＢＰＦ１３のポート１３２に接続されている。
　方向性結合部３１が備えている突出部３２１ａ，３３１ａは、方向性結合部２１が備えている突出部２２１ａ，２３１ａに対応している。また、方向性結合部３１が備えている一対の突出部３４ｂ，３４ｃ、及び、一対の突出部３４ｄ，３４ｅは、それぞれ、方向性結合部２１が備えている一対の突出部２４ｂ，２４ｃ、及び、一対の突出部２４ｄ，２４ｅに対応している。
　（ＢＰＦ４１）
　ＢＰＦ４１は、第２の周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタである。ＢＰＦ１２及びＢＰＦ１３が第１の周波数帯域を通過帯域とするように設計されているのに対して、ＢＰＦ４１は、第２の周波数帯域を通過帯域とするように設計されている。通過帯域が互いに異なる点を除いて、ＢＰＦ４１は、ＢＰＦ１２，１３と同様に構成されている。したがって、ここではＢＰＦ４１とＢＰＦ１３との対応関係を示すにとどめ、その詳細な説明を省略する。
　ＢＰＦ４１は、一対の広壁を構成する導体層３，４と、狭壁である狭壁４２，４１３とにより四方を囲まれた導波路（矩形導波路）の一種である。狭壁４２は、方向性結合部２１の狭壁２４に連続するように設けられた狭壁であり、方向性結合部２１の導波路２３の狭壁の一部を構成する。すなわち、導波路２３と、ＢＰＦ４１とは、狭壁４２を共有する。
　ＢＰＦ４１を構成する６面のうち、導体層３，４と狭壁４２，４１３とによって囲まれていない２面（ＢＰＦ４１の両端面）は、第１のポートであるポート４１１及び第２のポートであるポート４１２として機能する。ポート４１１は、方向性結合部２１のポート２１３に結合されている。
　したがって、（１）ＢＰＦ４１の狭壁４２，４１３は、ＢＰＦ１３の狭壁１４，１３３に対応し、（２）ＢＰＦ４１の第１のポート４１１、第２のポート４１２、及び共振器４１４～４１８は、ＢＰＦ１３の第１のポート１３１、第２のポート１３２、及び共振器１３４～１３８に対応する。
　図４に示すように、ＢＰＦ４１の内部には、６つの隔壁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆが形成されている。したがって、ＢＰＦ４１は、隔壁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆによって、７つの区間に分割されている。ＢＰＦ４１の隔壁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆの各々は、それぞれ、ＢＰＦ１３の隔壁１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆの各々に対応する。
　すなわち、隔壁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆの各々には、それぞれ、開口４１ａａ，４１ｂａ，４１ｃａ，４１ｄａ，４１ｅａ，４１ｆａが形成されている。
　ＢＰＦ４１の通過帯域は、ダイプレクサ１に接続される送信機及び受信機の動作帯域に応じて、適宜定めればよい。例えば、図２の（ａ）に示すように、第１のポートＰ１、第２のポートＰ２、第３のポートＰ３に、それぞれ、アンテナ１０１、Ｒｘ１０２、Ｔｘ１０３を接続する場合、ＢＰＦ４１は、Ｒｘ１０２の動作帯域に含まれる高周波信号を透過させ、Ｔｘ１０３の動作帯域に含まれる高周波信号を反射するように構成されていればよい。
　（変換部）
　ダイプレクサ１は、第１のポートＰ１に結合された変換部５０Ａ（図５参照）と、第２のポートＰ２に結合された変換部５０Ｂ（図５参照）と、第３のポートＰ３に結合された変換部と、第４のポートＰ４に結合された終端部７０（図６参照）と、を更に備えている。変換部５０Ａ及び変換部５０Ｂは、それぞれ、請求の範囲に記載された第１の変換部及び第２の変換部である。第３のポートＰ３に結合された変換部は、請求の範囲に記載された第３の変換部である。終端部７０は、請求の範囲に記載された第４の変換部である。また、変換部５０Ｂ及び第３のポートＰ３に結合された変換部は、何れも、変換部５０Ａと同一に構成されている。したがって、以下では、変換部５０Ａ及び終端部７０について説明する。
　（変換部５０Ａ）
　図５に示すように、変換部５０Ａは、第１のポートであるポート５０１Ａと、第２のポートであるポート５０２Ａとを有している。ポート５０１Ａは、方向性結合部２１の第４のポート２１４に接続されている。
　変換部５０Ａは、一対の広壁を構成する導体層３，４と、一対の狭壁である狭壁５３，５１１と、ショート壁５４Ａとによって五方を囲まれた導波路（矩形導波路）を有する。ショート壁５４Ａは、変換部５０Ａの狭壁を構成するポスト壁の１つであるが、互いに対向する一対の狭壁５３，５１１と区別するためにショート壁と称する。ショート壁５４Ａは、ポート５０１Ａと対向している狭壁である。この導波路は、ポスト壁導波路である。ショート壁５４Ａは、狭壁５３，５１１と同様に、複数の導体ポストからなるポスト壁である。
　変換部５０Ａの導波路を構成する６面のうち、導体層３，４と、狭壁５１１，５３と、ショート壁５４Ａとによって構成された面を除いた一面（変換部５０Ａの一端面）は、変換部５０Ａの外部と変換部５０Ａとを電磁気的に接続するポート５０１Ａとして機能する。
　図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、変換部５０Ａは、誘電体層５と、信号線５５Ａと、パッド５６Ａと、ブラインドビア５７Ａと、電極５８Ａ，５９Ａとを備えている。
　誘電体層５は、第１の広壁である導体層３の表面に形成されている。誘電体層５は、導体層３の表面を覆うように形成されている。誘電体層５は、後述する変換部５０Ｂにも共通する単一の誘電体層である。誘電体層５には、変換部５０Ａを構成する導波路と重畳する開口５ａＡが設けられている。
　また、変換部５０Ａの第１の広壁である導体層３には、開口５ａＡと重畳する開口３ａＡが設けられている。本実施形態においては、開口３ａＡは、開口５ａＡを包含するように設けられている。開口３ａＡは、アンチパッドとして機能する。以上のように、開口５ａＡ及び開口３ａＡの各々は、変換部５０Ａの導波路と重畳する領域に設けられている。
　信号線５５Ａは、誘電体層５の表面に形成された帯状導体である。信号線の一端部は、開口５ａＡを取り囲み、且つ、開口３ａＡと重畳する領域に形成されている。なお、信号線５５Ａと導体層３とは、マイクロストリップ線路を形成する。
　パッド５６Ａは、基板２の表面であって、導体層３が設けられている表面に形成された円形の導体層である。パッド５６Ａは、導体層３に設けられた開口３ａＡ内に、導体層３と絶縁された状態で配置されている。
　基板２の表面には、導体層３が設けられた表面から、基板２の内部に向かう非貫通孔が形成されている。ブラインドビア５７Ａは、その非貫通孔の内壁に形成された筒上の導体膜からなる。ブラインドビア５７Ａは、信号線５５Ａの一端部に、パッド５６Ａを介して導通するように接続されている。すなわち、ブラインドビア５７Ａは、信号線５５Ａの一端部と電気的に接続されており、基板２の内部に形成されている。
　電極５８Ａ，５９Ａは、誘電体層５の表面に形成された電極である。電極５８Ａ，５９Ａの各々は、信号線５５Ａの他端部近傍に、信号線５５Ａの他端部を挟むように配置されている。
　誘電体層５の電極５８と重畳する領域には、複数の貫通孔が設けられている。これらの複数の貫通孔には、ビア５８１Ａとして機能する導体が充填されている。ビア５８１Ａは、電極５８Ａと導体層３とを短絡する。
　ビア５８１Ａと同様に構成されたビア５９１Ａは、電極５９Ａと導体層３とを短絡する。
　このように構成された信号線５５Ａの他端と、電極５８Ａ，５９Ａとは、変換部５０Ａのポート５０２Ａを構成する。変換部５０Ａは、ポート５０１Ａに結合された高周波信号（導波路２２を伝搬してきた高周波信号）のモードを、マイクロストリップ線路である信号線５５Ａ及び導体層３を伝搬する高周波信号のモードに変換することができる。
　図５の（ａ）に示すように、ポート５０２Ａは、マイクロストリップ線路を構成する信号線５５Ａと、信号線５５Ａの他端部を挟み込む接地された電極５８Ａ，５９Ａとにより構成されている。したがって、ポート５０２Ａには、高周波信号を送信する送信回路、高周波信号を受信する受信回路、及び、高周波信号を送信又は受信或いは送受信するアンテナ回路の何れかを容易に接続することができる。なお、信号線５５Ａの他端と、電極５８Ａ，５９Ａの各々との間隔は、ポート５０２Ａに接続される送信回路、受信回路、又はアンテナ回路の端子の形状と整合するように定められていることが好ましい。
　（変換部５０Ｂ）
　変換部５０Ｂは、上述した変換部５０Ａと同様に構成されている。したがって、ここでは、変換部５０Ｂと変換部５０Ａとの対応関係を示すに留め、その詳細な説明を省略する。
　図５の（ａ）に示すように、変換部５０Ｂは、ポート５０１Ｂと、ポート５０２Ｂとを有している。変換部５０Ｂのポート５０１Ｂ，５０２Ｂの各々は、それぞれ、変換部５０Ａのポート５０１Ａ，５０２Ａの各々に対応する。ポート５０１Ｂは、ＢＰＦ４１のポート４１２に接続されている。
　変換部５０Ｂは、一対の広壁を構成する導体層３，４と、一対の狭壁である狭壁５３，５２１と、ショート壁５４Ｂとによって五方を囲まれた導波路（矩形導波路）を有する。ショート壁５４Ｂは、変換部５０Ｂの狭壁を構成するポスト壁の１つであるが、互いに対向する一対の狭壁５３，５２１と区別するためにショート壁と称する。ショート壁５４Ｂは、ポート５０１Ｂと対向している狭壁である。この導波路は、ポスト壁導波路である。ショート壁５４Ｂは、狭壁５３，５２１と同様に、複数の導体ポストからなるポスト壁である。
　変換部５０Ｂは、変換部５０Ａの信号線５５Ａと、パッド５６Ａと、ブラインドビア５７Ａと、電極５８Ａ，５９Ａとに対応する構成を備えている。ポート５０２Ｂは、変換部５０Ａの信号線５５Ａに対応する信号線の他端部と、変換部５０Ａの電極５８Ａ，５９Ａに対応する２つの電極により構成されている。
　ポート５０２Ｂには、ポート５０２Ａの場合と同様に、送信回路、受信回路、及びアンテナ回路の何れかを接続することができる。
　（終端部７０）
　終端部７０は、終端された変換部である。そのうえで、終端部７０は、反射を抑制する構成を更に備えている。
　図６の（ａ）に示すように、終端部７０は、ポート７０１と、ポート７０２とを有している。終端部７０のポート７０１，７０２の各々は、それぞれ、変換部５０Ａのポート５０１Ａ，５０２Ａの各々に対応する。
　終端部７０は、一対の広壁を構成する導体層３，４と、一対の狭壁である狭壁７１１，７３と、ショート壁７４とによって五方を囲まれた導波路（矩形導波路）を有する。
　終端部７０は、信号線７５と、パッド７６と、ブラインドビア７７と、電極７９とを備えている。信号線７５と、パッド７６と、ブラインドビア７７と、電極７９とは、変換部５０Ａの信号線５５Ａと、パッド５６Ａと、ブラインドビア５７Ａと、電極５８Ａ，５９Ａとに対応する。パッド７６及びブラインドビア７７の各々は、それぞれ、パッド５６Ａ及びブラインドビア５７Ａの各々に対応する構成であるため、説明を省略する。
　なお、誘電体層５には、図５に示した開口５ａＡに対応する開口５ａＤが設けられている。また、導体層３には、図５に示した開口３ａＡに対応する開口３ａＤが設けられている。
　信号線７５は、信号線７５の一端部を構成する幅広部７５１と、信号線７５の中途区間を構成する幅狭部７５２と、信号線７５の他端部を構成する導体パッド７５５とを備えている。
　幅広部７５１は、円形である頭部と、頭部の直径よりも幅が狭い首部とからなる。幅狭部７５２は、幅広部７５１に接続された帯状導体であり、幅広部７５１の首部よりも幅が狭い帯状導体である。導体パッド７５５は、長方形の導体片である。
　電極７９は、電極５８Ａ，５９Ａと比較して、より広い領域に形成されている長方形の導体片である。これは、電極７９と導体層３との間に生じる得る抵抗及び寄生インダクタンス成分を更に抑制し、電極７９の電位（接地した状態の電位）を更に安定させるための構成である。なお、誘電体層５の電極７９と重畳する領域には、複数の貫通孔が設けられている。これらの複数の貫通孔の各々には、ビア７８１ｉとして機能する導体が充填されている。複数のビア７８１ｉから成るビア群７８１は、電極７９と導体層３とを短絡する。
　終端部７０は、導体パッド７５５と電極７９とを導通させるための抵抗器７６０を更に備えている。抵抗器７６０の両端は、それぞれ、接続部材（例えば半田）を用いて導体パッド７５５及び電極７９に接続されている。したがって、終端部７０は、終端された変換部である。なお、抵抗器７６０としては、チップ抵抗を好適に用いることができる。
　さらに、幅狭部７５２の中途には、オープンスタブ７５３と、蛇行部７５４とが挿入されている。オープンスタブ７５３は、帯状導体である。オープンスタブ７５３の一端部は、幅狭部７５２の中途に接続されており、オープンスタブ７５３の他端部は、解放されている。蛇行部７５４は、幅狭部７５２と同じ幅を有する帯状導体であり、幅狭部７５２の経路長をより長く確保するために蛇行されている。
　終端部７０は、オープンスタブ７５３の長さと蛇行部の長さを調節することによって、導波路から終端部へ向かう方向（ポート７０１からポート７０２へ向かう方向）を見たときの入力インピーダンスを所望の値に制御することができる。換言すれば、このように構成された終端部７０は、反射を更に抑制することができる。したがって、終端部７０は、方向性結合部３１の第４のポート３１４から結合された高周波信号が終端部７０において反射され、ダイプレクサ１内に反射信号として戻ることを抑制することができる。
　〔第３の実施形態〕
　本発明の第３の実施形態に係るダイプレクサについて、図７を参照して説明する。本実施形態に係るダイプレクサ１Ａは、第１の実施形態に係るダイプレクサ１の第２の構成例であり、金属製の導波管を用いて実現される。ダイプレクサ１Ａは、フィルタ対１１Ａと、方向性結合部２１Ａ，３１Ａと、ＢＰＦ４１Ａとを備えている。
　図７の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、ダイプレクサ１Ａが備えている方向性結合部２１Ａ、フィルタ対１１Ａ、及びＢＰＦ４１Ａの斜視図である。なお、方向性結合部３１Ａは、方向性結合部２１Ａと同一に構成されているため、ここではその図示を省略する。
　図３及び図４に図示したダイプレクサ１では、ポスト壁導波路の技術を用いて第１の実施形態に係るダイプレクサ１を実現している。しかし、図７に示したダイプレクサ１Ａのように金属製の導波管の技術を用いて本発明の一態様に係るダイプレクサを実現することもできる。
　図７に示したダイプレクサ１Ａの各部材は、それぞれ、図４に示したダイプレクサ１の各部材に対応している。具体的には、ダイプレクサ１Ａの各部材は、それぞれ、その部材番号の末尾から「Ａ」を省略することによって得られるダイプレクサ１の部材に対応する。
　〔第１の実施例〕
　図３及び図４に示したダイプレクサ１の実施例として、第１の実施例のダイプレクサ１を用意した。
　第１の実施例のダイプレクサ１は、ＢＰＦ１２，１３の通過帯域として７１－７６ＧＨｚ帯（中心周波数７３．５ＧＨｚ）を採用し、ＢＰＦ４１の通過帯域として８１－８６ＧＨｚ帯（中心周波数８３．５ＧＨｚ）を採用している。そのうえで、図２の（ａ）に示したように、ポートＰ２に対してＲｘ１０２を接続し、ポートＰ３に対してＴｘ１０３を接続した場合に得られたＳパラメータ（シミュレーションにより導出）の周波数依存性を図８の（ａ）に示す。また、図２の（ｂ）に示したように、ポートＰ２に対してＴｘ１０３を接続し、ポートＰ３に対してＲｘ１０２を接続した場合に得られたＳパラメータ（シミュレーションにより導出）の周波数依存性を図８の（ｂ）に示す。
　図８の（ａ）に示したグラフにおいて、Ｓ（１，２）は、ポートＰ１からポートＰ２への透過特性（すなわちアンテナ１０１とＲｘ１０２との透過特性）を示し、Ｓ（２，３）は、ポートＰ２からポートＰ３への透過特性（Ｒｘ１０２とＴｘ１０３との透過特性）を示す。図２の（ａ）に示した接続例を採用した場合、Ｒｘ１０２が受信する受信波の周波数帯域は、８１－８６ＧＨｚ帯であり、Ｔｘ１０３が送信する送信波の周波数帯域は、７１－７６ＧＨｚ帯である。
　図２の（ａ）に示した接続例を採用した場合、８１－８６ＧＨｚ帯において、ダイプレクサ１の特性としては、Ｓ（１，２）は大きく（透過特性がよく）、Ｓ（２，３）は小さい（アイソレーション特性がよい）ことが望まれる。
　図８の（ａ）を参照すれば、８１－８６ＧＨｚ帯におけるＳ（２，３）の値は、最大値で－８３ｄＢであることが分かった。このように、第１の実施例のダイプレクサ１は、ポートＰ２とポートＰ３との間におけるアイソレーション特性が良好であることが分かった。
　図８の（ｂ）に示したグラフにおいて、Ｓ（１，３）は、ポートＰ１からポートＰ３への透過特性（すなわちアンテナ１０１とＲｘ１０２との透過特性）を示し、Ｓ（２，３）は、ポートＰ２からポートＰ３への透過特性（Ｒｘ１０２とＴｘ１０３との透過特性）を示す。図２の（ｂ）に示した接続例を採用した場合、Ｒｘ１０２が受信する受信波の周波数帯域は、７１－７６ＧＨｚ帯であり、Ｔｘ１０３が送信する送信波の周波数帯域は、８１－８６ＧＨｚ帯である。
　図８の（ｂ）を参照すれば、７１－７６ＧＨｚ帯におけるＳ（２，３）の値は、最大値で－５２ｄＢであることが分かった。このように、第１の実施例のダイプレクサ１は、ポートＰ２とポートＰ３との間におけるアイソレーション特性が良好であることが分かった。
　以上のように、本実施例のダイプレクサ１は、図２の（ａ）に示した接続例及び図２の（ｂ）に示した接続例の何れを採用した場合であっても良好なアイソレーション特性を示すことが分かった。なお、図２の（ａ）に示した接続例と、図２の（ｂ）に示した接続例とを比較した場合（図８の（ａ）と（ｂ）とを比較した場合）、図２の（ａ）に示した接続例の方が更に良好なアイソレーション特性を示すことが分かった。すなわち、Ｒｘ１０２は、ポートＰ３よりポートＰ２に接続することが好ましく、Ｔｘ１０３は、ポートＰ２よりポートＰ３に接続することが好ましい。
　第１の実施例のダイプレクサ１からＢＰＦ４１を省略したものを第１の比較例のダイプレクサとして用いた。第１の比較例のダイプレクサに対して、図２の（ｂ）に示したようにポートＰ２に対してＴｘ１０３を接続し、ポートＰ３に対してＲｘ１０２を接続した場合に得られたＳパラメータ（シミュレーションにより導出）の周波数依存性を図１０の（ａ）に示す。
　図１０の（ａ）を参照すれば、７１－７６ＧＨｚ帯におけるＳ（２，３）の値は、最大値で－２０ｄＢまで劣化することが分かった。したがって、図２の（ｂ）の接続例を採用した場合において図８の（ｂ）及び図１０の（ａ）のグラフを比較すれば、ダイプレクサ１がＢＰＦ４１を備えていることによって、ポートＰ２とポートＰ３との間のアイソレーション特性を高められることが分かった。
　第１の比較例のダイプレクサにおいて図２の（ａ）の接続例を採用した場合にも、Ｓ（２，３）の値は、最大値で－２０ｄＢまで劣化することが分かった。したがって、図２の（ａ）の接続例を採用した場合においても、ダイプレクサ１がＢＰＦ４１を備えていることによって、ポートＰ２とポートＰ３との間のアイソレーション特性を高めることが分かった。
　〔第２の実施例〕
　図３及び図４に示したダイプレクサ１の実施例として、第２の実施例のダイプレクサ１を用意した。
　第２の実施例のダイプレクサ１は、ＢＰＦ１２，１３の通過帯域として８１－８６ＧＨｚ帯（中心周波数８３．５ＧＨｚ）を採用し、ＢＰＦ４１の通過帯域として７１－７６ＧＨｚ帯（中心周波数７３．５ＧＨｚ）を採用している。そのうえで、図２の（ａ）に示したように、ポートＰ２に対してＲｘ１０２を接続し、ポートＰ３に対してＴｘ１０３を接続した場合に得られたＳパラメータ（シミュレーションにより導出）の周波数依存性を図９の（ａ）に示す。また、図２の（ｂ）に示したように、ポートＰ２に対してＴｘ１０３を接続し、ポートＰ３に対してＲｘ１０２を接続した場合に得られたＳパラメータ（シミュレーションにより導出）の周波数依存性を図９の（ｂ）に示す。
　図９の（ａ）を参照すれば、７１－７６ＧＨｚ帯におけるＳ（２，３）の値は、最大値で－９２ｄＢであることが分かった。また、図９の（ｂ）を参照すれば、８１－８６ＧＨｚ帯におけるＳ（２，３）の値は、最大値で－５１ｄＢであることが分かった。したがって、第２の実施例のダイプレクサ１は、図２の（ａ）及び（ｂ）に示した接続例の何れを採用した場合であっても、ポートＰ２とポートＰ３との間において良好なアイソレーション特性を示すことが分かった。
　なお、図２の（ａ）に示した接続例と、図２の（ｂ）に示した接続例とを比較した場合（図９の（ａ）と（ｂ）とを比較した場合）、図２の（ａ）に示した接続例の方が更に良好なアイソレーション特性を示すことが分かった。すなわち、本実施例においても、Ｒｘ１０２は、ポートＰ３よりポートＰ２に接続することが好ましく、Ｔｘ１０３は、ポートＰ２よりポートＰ３に接続することが好ましい。
　第２の実施例のダイプレクサからＢＰＦ４１を省略したものを第２の比較例のダイプレクサとして用いた。第２の比較例のダイプレクサに対して、図２の（ｂ）に示したようにポートＰ２に対してＴｘ１０３を接続し、ポートＰ３に対してＲｘ１０２を接続した場合に得られたＳパラメータ（シミュレーションにより導出）の周波数依存性を図１０の（ｂ）に示す。
　図１０の（ｂ）を参照すれば、８１－８６ＧＨｚ帯におけるＳ（２，３）の値は、最大値で－１５ｄＢまで劣化することが分かった。したがって、図２の（ｂ）の接続例を採用した場合において図９の（ｂ）及び図１０の（ｂ）のグラフを比較すれば、ダイプレクサ１がＢＰＦ４１を備えていることによって、ポートＰ２とポートＰ３との間のアイソレーション特性を高められることが分かった。
　第２の比較例のダイプレクサにおいて図２の（ａ）の接続例を採用した場合にも、Ｓ（２，３）の値は、最大値で－１５ｄＢまで劣化することが分かった。したがって、図２の（ａ）の接続例を採用した場合においても、ダイプレクサ１がＢＰＦ４１を備えていることによって、ポートＰ２とポートＰ３との間のアイソレーション特性を高めることが分かった。
　〔まとめ〕
　本発明の一態様に係るダイプレクサ（１、１Ａ）は、第１の周波数帯域を通過帯域とする第１のフィルタ（１２、１２Ａ）及び第２のフィルタ（１３、１３Ａ）であって、それぞれが第１のポート（１２１、１３１、１２１Ａ、１３１Ａ）及び第２のポート（１２２、１３２、１２２Ａ、１３２Ａ）を有する第１のフィルタ（１２、１２Ａ）及び第２のフィルタ（１３、１３Ａ）が並列に配列されてなるフィルタ対（１１、１１Ａ）と、並列に配置された第１のポート（２１１、２１１Ａ）及び第２のポート（２１２、２１２Ａ）、並びに、並列に配置された第３のポート（２１３、２１３Ａ）及び第４のポート（２１４、２１４Ａ）を有する第１の方向性結合部（２１、２１Ａ）であって、前記第１のポート（２１１、２１１Ａ）が前記第１のフィルタ（１２、１２Ａ）の第１のポート（１２１、１２１Ａ）に接続され、且つ、前記第２のポート（２１２、２１２Ａ）が前記第２のフィルタ（１３、１３Ａ）の第１のポート（１３１、１３１Ａ）に接続された第１の方向性結合部（２１、２１Ａ）と、並列に配置された第１のポート（３１１、３１１Ａ）及び第２のポート（３１２、３１２Ａ）、並びに、並列に配置された第３のポート（３１３、３１３Ａ）及び第４のポート（３１４、３１４Ａ）を有する第２の方向性結合部（３１、３１Ａ）であって、前記第１のポート（３１１、３１１Ａ）が前記第１のフィルタ（１２、１２Ａ）の前記第２のポート（１２２、１２２Ａ）に接続され、且つ、前記第２のポート（３１２、３１２Ａ）が前記第２のフィルタ（１３、１３Ａ）の前記第２のポート（１３２、１３２Ａ）に接続された第２の方向性結合部（３１、３１Ａ）と、前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域を通過帯域とする第３のフィルタ（４１、４１Ａ）であって、第１のポート（４１１、４１１Ａ）及び第２のポート（４１２、４１２Ａ）を有し、当該第１のポート（４１１、４１１Ａ）が前記第１の方向性結合部（２１、２１Ａ）の前記第３のポート（２１３、２１３Ａ）に接続された第３のフィルタ（４１、４１Ａ）と、を備えている、ことを特徴としている。
　上述のように構成されたダイプレクサは、４つのポート、すなわち、（１）第１の方向性結合部の第４のポートと、（２）第３のフィルタの第２のポートと、（３）第２の方向性結合部の第３のポートと、（４）第２の方向性結合部の第４のポートと、を備えている。これらの４つのポートのうち、（ｉ）１つのポート（例えば第１の方向性結合部の第４のポート）は、アンテナポートとして使用可能であり、（ｉｉ）別のポート（例えば第３のフィルタの第２のポート）は、Ｔｘポート又はＲｘポートとして使用可能であり、（ｉｉｉ）更に別のポート（例えば第２の方向性結合部の第３のポート）は、Ｒｘポート又はＴｘポートとして使用可能である。上記（ｉｉ）のポートをＴｘポートとして使用する場合、上記（ｉｉｉ）のポートは、Ｒｘポートとして使用可能であり、上記（ｉｉ）のポートをＲｘポートとして使用する場合、上記（ｉｉｉ）のポートは、Ｔｘポートとして使用可能である。
　本ダイプレクサは、第３のフィルタを備えているため、従来のダイプレクサと比較して、第３のフィルタの第２のポートと、第２の方向性結合部の第３のポート及び第４のポートとの間のアイソレーションを高めることができる。すなわち、Ｔｘポートとして使用可能なポートと、Ｒｘポートとして使用可能なポートとの間のアイソレーションを高めることができる。
　また、本発明の一態様に係るダイプレクサ（１、１Ａ）において、前記第１の方向性結合部（２１、２１Ａ）の前記第４のポート（２１４、２１４Ａ）は、アンテナ（１０１）を接続するためのアンテナポートであり、前記第３のフィルタ（４１、４１Ａ）の前記第２のポート（４１２、４１２Ａ）は、受信回路（１０２）を接続するためのＲｘポートであり、前記第２の方向性結合部（３１、３１Ａ）の前記第３のポート（３１３、３１３Ａ）は、送信回路（１０３）を接続するためのＴｘポートである、ことが好ましい。
　上述のように構成されたダイプレクサにおいて、第１の方向性結合部の第４のポートは、アンテナポートとして使用可能であり、第３のフィルタの第２のポートは、Ｒｘポートとして使用可能であり、第２の方向性結合部の第３のポートは、Ｔｘポートとして使用可能である。アンテナポートである第１の方向性結合部の第４のポートに入力された受信波は、Ｒｘポートである第３のフィルタの第２のポートから出力される。Ｔｘポートである第２の方向性結合部の第３のポートから入力された送信波は、アンテナポートである第１の方向性結合部の第４のポートから出力される。本ダイプレクサは、ＲｘポートとＴｘポートとの間におけるアイソレーションを更に高めることができる。
　また、本発明の一態様に係るダイプレクサ（１、１Ａ）において、前記第１のフィルタ（１２、１２Ａ）、前記第２のフィルタ（１３、１３Ａ）、及び前記第３のフィルタ（４１、４１Ａ）は、それぞれ、互いに直接又は他の共振器（１２５～１２７、１３５～１３７、４１５～４１７、１２５Ａ～１２７Ａ、１３５Ａ～１３７Ａ、４１５Ａ～４１７Ａ）を介して結合している第１の共振器（１２４、１３４、４１４、１２４Ａ、１３４Ａ、４１４Ａ）及び第２の共振器（１２８、１３８、４１８、１２８Ａ、１３８Ａ、４１８Ａ）を備えており、前記第１の方向性結合部（２１、２１Ａ）及び前記第２の方向性結合部（３１、３１Ａ）は、開口（２４ａ、３４ａ、２４ａＡ）が形成された第１の狭壁（２４、３４、２４Ａ）を共有し、且つ、上記第１の狭壁（２４、３４、２４Ａ）に対向する第２の狭壁（２２１、２３１、３２１、３３１、２２１Ａ、２３１Ａ）をそれぞれが有する第１の矩形導波路（２２、３２、２２Ａ）と第２の矩形導波路（２３、３３、２３Ａ）とを備えており、前記フィルタ対（１１、１１Ａ）、前記第３のフィルタ（４１、４１Ａ）、前記第１の方向性結合部（２１、２１Ａ）、及び前記第２の方向性結合部（３１、３１Ａ）の各々を構成する導波路は、単一の誘電体基板（２）の両面に設けられた一対の導体層（３、４）の各々を第１の広壁（３）及び第２の広壁（４）とし、前記誘電体基板（２）を貫通する複数の導体ポストからなるポスト壁を狭壁とするポスト壁導波路である、ことが好ましい。
　このように構成されたダイプレクサにおいて、フィルタ対、第１の方向性結合部、第２の方向性結合部、及び第３のフィルタの各々は、単一の誘電体基板と、この誘電体基板の両面に設けられた一対の導体層とを用いて作製されている。すなわち、このダイプレクサは、フィルタ対、第１の方向性結合部、第２の方向性結合部、及び第３のフィルタの各々を、ポスト壁導波路技術を用いることによって１つデバイスに統合したダイプレクサである。
　したがって、当該ダイプレクサは、金属製の導波管により構成されたダイプレクサと比較して、小型化及び軽量化を図ることができる。
　また、本発明の一態様に係るダイプレクサ（１、１Ａ）は、前記第１の方向性結合部（２１、２１Ａ）の前記第４のポート（２１４、２１４ａ）に対して結合された第１の変換部（５０Ａ）と、前記第３のフィルタ（４１、４１Ａ）の前記第２のポート（４１２、４１２Ａ）に対して結合された第２の変換部（５０Ｂ）と、前記第２の方向性結合部（３１、３１Ａ）の前記第３のポート（３１３、３１３Ａ）に対して結合された第３の変換部と、前記第２の方向性結合部（３１、３１Ａ）の前記第４のポート（３１４、３１４Ａ）に対して結合された第４の変換部（７０）と、を更に備え、前記第１～第４の変換部（５０Ａ、５０Ｂ、７０）の各々を構成する導波路は、前記一対の導体層（３、４）の各々を第１の広壁（３）及び第２の広壁（４）とし、前記誘電体基板（２）を貫通する複数の導体ポストからなるポスト壁を狭壁とするポスト壁導波路であり、前記第１～第４の変換部（５０Ａ、５０Ｂ、７０）の各々の前記第１の広壁（３）には、開口（３ａＡ、３ａＤ）が設けられており、前記第１～第４の変換部（５０Ａ、５０Ｂ、７０）の各々は、当該変換部（５０Ａ、５０Ｂ、７０）の前記第１の広壁（３）の表面に形成された誘電体層（５）であって、当該第１の広壁（３）の前記開口（３ａＡ、３ａＤ）に重畳する開口（５ａＡ、５ａＤ）を有する誘電体層（５）と、前記誘電体層（５）の表面に形成された信号線（５５Ａ、７５）であって、その一端部が当該第１の広壁（３）の前記開口（３ａＡ、３ａＤ）及び前記誘電体層（５）の前記開口（５ａＡ、５ａＤ）に重畳した信号線（５５Ａ、７５）と、前記誘電体層（５）の表面に形成された電極（５８Ａ、５９Ａ、７９）であって、前記誘電体層（５）に設けられたビア（５８１Ａ、５９１Ａ、７８１ｉ）を介して当該第１の広壁（３）と導通する電極（５８Ａ、５９Ａ、７９）と、前記信号線（５５Ａ、７５）の前記一端部に電気的に接続され、前記誘電体基板（２）の内部に形成されたブラインドビア（５７Ａ、７７）と、を更に備えている、ことが好ましい。
　上記の構成によれば、第１～第４の変換部の各々の信号線は、第１の広壁とともにマイクロストリップ線路を構成する。当該マイクロストリップ線路と、当該変換部の導波路とは、ブラインドビアを介して電磁気的に結合している。したがって、当該変換部は、その導波路を伝搬する高周波信号のモードを、マイクロストリップ線路を伝搬する高周波信号のモードに変換することができる。
　また、当該変換部の誘電体層の表面には、第１の広壁と導通している電極が信号線とともに設けられている。したがって、本発明の一態様に係るダイプレクサは、従来のダイプレクサと比較して、当該変換部に対して、様々な回路（例えば、送信回路、受信回路、及びアンテナ）を容易に実装することができる。
　また、本発明の一態様に係るダイプレクサ（１、１Ａ）において、前記第４の変換部（７０）は、当該第４の変換部（７０）の信号線（７５）の他端部と当該第４の変換部（７０）の電極（７９）とを導通させる抵抗器（７６０）を更に備えている、ことが好ましい。
　上記の構成によれば、抵抗器を用いて、第４の変換部の信号線の他端と電極とを容易に導通させることができる。すなわち、第４の変換部を容易に終端することができる。この終端された変換部は、終端されていない変換部（信号線の他端が解放されたままの変換部）と比較して、反射を抑制することができる。したがって、この終端された第４の変換部は、第１～第３の変換部の何れかから入力された高周波信号が第４の変換部において反射され、ダイプレクサの内部に反射信号として戻ることを抑制することができる。
　また、本発明の一態様に係るダイプレクサ（１Ａ）において、前記第１のフィルタ（１２Ａ）、前記第２のフィルタ（１３Ａ）、及び前記第３のフィルタ（４１Ａ）は、それぞれ、直接又は他の共振器（１２５Ａ～１２７Ａ、１３５Ａ～１３７Ａ、４１５Ａ～４１７Ａ）を介して結合している第１の共振器（１２４Ａ、１３４Ａ、４１４Ａ）及び第２の共振器（１２８Ａ、１３８Ａ、４１８Ａ）を備えており、前記第１の方向性結合部（２１Ａ）及び前記第２の方向性結合部（３１Ａ）は、開口（２４ａＡ）が形成された第１の狭壁（２４Ａ）を共有し、且つ、上記第１の狭壁（２４Ａ）に対向する第２の狭壁（２２１Ａ、２３１Ａ）をそれぞれが有する第１の矩形導波路（２２Ａ）と第２の矩形導波路（２３Ａ）とを備えており、前記フィルタ対（１１Ａ）、前記第３のフィルタ（４１Ａ）、前記第１の方向性結合部（２１Ａ）、及び前記第２の方向性結合部（３１Ａ）の各々を構成する導波路は、金属製の導波管により構成されている、ことが好ましい。
　アンテナポートに接続するアンテナのポート、Ｔｘポートに接続する送信回路のポート、及びＲｘポートに接続する受信回路の各々ポートが金属製の導波管により構成されている場合に、上記の構成を好適に用いることができる。アンテナポート、Ｔｘポート、及びＲｘポートの各々が金属製の導波管により構成されていることによって、金属製の導波管によってポートが構成されたアンテナ、送信回路、及び受信回路の各々と本ダイプレクサとを接続した場合の反射損失を抑制することができる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　　１　ダイプレクサ
　　２　基板（誘電体基板）
　　３　導体層（導体層４とともに一対の導体層をなす）
　　４　導体層（導体層３とともに一対の導体層をなす）
　　５　誘電体層
　１１，１１Ａ　フィルタ対
　１２　ＢＰＦ（第１のフィルタ）
　１２ａ～１２ｆ　隔壁
　１２ａａ～１２ｆａ　開口
１２１　第１のポート
１２２　第２のポート
１２３　狭壁
１２４～１２８　共振器
　１３　ＢＰＦ（第２のフィルタ）
　１３ａ～１３ｆ　隔壁
　１３ａａ～１３ｆａ　開口
１３１　第１のポート
１３２　第２のポート
１３３　狭壁
１３４～１３８　共振器
　１４　狭壁
　２１，２１Ａ　方向性結合部（第１の方向性結合部）
　３１　方向性結合部（第２の方向性結合部）
２１１，３１１　第１のポート
２１２，３１２　第２のポート
２１３，３１３　第３のポート
２１４，３１４　第４のポート
　２２，２２Ａ，３２　導波路（第１の矩形導波路）
２２１，３２１　狭壁（第２の狭壁）
２２１ａ，３２１ａ　突出部
　２３，２３Ａ，３３　導波路（第２の矩形導波路）
２３１，３３１　狭壁（第２の狭壁）
２３１ａ，３３１ａ　突出部
　２４，２４Ａ，３４　狭壁（第１の狭壁）
　２４ａ，３４ａ　開口
　２４ｂ～２４ｅ，３４ｂ～３４ｅ　突出部
　４１，４１Ａ　ＢＰＦ（第３のフィルタ）
　４１ａ～４１ｆ　隔壁
　４１ａａ～４１ｆａ　開口
４１１　第１のポート
４１２　第２のポート
４１３　狭壁
４１４～４１８　共振器
　５０Ａ　変換部
　５０Ｂ　変換部
　５５Ａ　信号線
　５７Ａ　ブラインドビア
　５８Ａ，５９Ａ，７９　電極
　７０　終端部（終端された変換部）
　７５　信号線
　７７　ブラインドビア
７６０　抵抗器
１０１　アンテナ
１０２　Ｒｘ（受信回路）
１０３　Ｔｘ（送信回路）

Claims (6)

  1. 　第１の周波数帯域を通過帯域とする第１のフィルタ及び第２のフィルタであって、それぞれが第１のポート及び第２のポートを有する第１のフィルタ及び第２のフィルタが並列に配列されてなるフィルタ対と、
    　並列に配置された第１のポート及び第２のポート、並びに、並列に配置された第３のポート及び第４のポートを有する第１の方向性結合部であって、前記第１のポートが前記第１のフィルタの第１のポートに接続され、且つ、前記第２のポートが前記第２のフィルタの第１のポートに接続された第１の方向性結合部と、
    　並列に配置された第１のポート及び第２のポート、並びに、並列に配置された第３のポート及び第４のポートを有する第２の方向性結合部であって、前記第１のポートが前記第１のフィルタの前記第２のポートに接続され、且つ、前記第２のポートが前記第２のフィルタの前記第２のポートに接続された第２の方向性結合部と、
    　前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域を通過帯域とする第３のフィルタであって、第１のポート及び第２のポートを有し、当該第１のポートが前記第１の方向性結合部の前記第３のポートに接続された第３のフィルタと、を備えている、
    ことを特徴とするダイプレクサ。
  2. 　前記第１の方向性結合部の前記第４のポートは、アンテナを接続するためのアンテナポートであり、
    　前記第３のフィルタの前記第２のポートは、受信回路を接続するためのＲｘポートであり、
    　前記第２の方向性結合部の前記第３のポートは、送信回路を接続するためのＴｘポートである、
    ことを特徴とする請求項１に記載のダイプレクサ。
  3. 　前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、及び前記第３のフィルタは、それぞれ、互いに直接又は他の共振器を介して結合している第１の共振器及び第２の共振器を備えており、
    　前記第１の方向性結合部及び前記第２の方向性結合部は、開口が形成された第１の狭壁を共有し、且つ、上記第１の狭壁に対向する第２の狭壁をそれぞれが有する第１の矩形導波路と第２の矩形導波路とを備えており、
    　前記フィルタ対、前記第３のフィルタ、前記第１の方向性結合部、及び前記第２の方向性結合部の各々を構成する導波路は、単一の誘電体基板の両面に設けられた一対の導体層の各々を第１の広壁及び第２の広壁とし、前記誘電体基板を貫通する複数の導体ポストからなるポスト壁を狭壁とするポスト壁導波路である、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のダイプレクサ。
  4. 　前記第１の方向性結合部の前記第４のポートに対して結合された第１の変換部と、前記第３のフィルタの前記第２のポートに対して結合された第２の変換部と、前記第２の方向性結合部の前記第３のポートに対して結合された第３の変換部と、前記第２の方向性結合部の前記第４のポートに対して結合された第４の変換部と、を更に備え、
    　前記第１～第４の変換部の各々を構成する導波路は、前記一対の導体層の各々を第１の広壁及び第２の広壁とし、前記誘電体基板を貫通する複数の導体ポストからなるポスト壁を狭壁とするポスト壁導波路であり、
    　前記第１～第４の変換部の各々の前記第１の広壁には、開口が設けられており、
    　前記第１～第４の変換部の各々は、
    　　当該変換部の前記第１の広壁の表面に形成された誘電体層であって、当該第１の広壁の前記開口に重畳する開口を有する誘電体層と、
    　　前記誘電体層の表面に形成された信号線であって、その一端部が当該第１の広壁の前記開口及び前記誘電体層の前記開口に重畳した信号線と、
    　　前記誘電体層の表面に形成された電極であって、前記誘電体層に設けられたビアを介して当該第１の広壁と導通する電極と、
    　　前記信号線の前記一端部に電気的に接続され、前記誘電体基板の内部に形成されたブラインドビアと、を更に備えている、
    ことを特徴とする請求項３に記載のダイプレクサ。
  5. 　前記第４の変換部は、当該第４の変換部の信号線の他端部と当該第４の変換部の電極とを導通させる抵抗器を更に備えている、
    ことを特徴とする請求項４に記載のダイプレクサ。
  6. 　前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、及び前記第３のフィルタは、それぞれ、直接又は他の共振器を介して結合している第１の共振器及び第２の共振器を備えており、
    　前記第１の方向性結合部及び前記第２の方向性結合部は、開口が形成された第１の狭壁を共有し、且つ、上記第１の狭壁に対向する第２の狭壁をそれぞれが有する第１の矩形導波路と第２の矩形導波路とを備えており、
    　前記フィルタ対、前記第３のフィルタ、前記第１の方向性結合部、及び前記第２の方向性結合部の各々を構成する導波路は、金属製の導波管により構成されている、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のダイプレクサ。
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