WO2018198602A1 - バランスフィルタ - Google Patents

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WO2018198602A1
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inductor
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balance filter
filter
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Inventor
谷口　哲夫
清弘 樫内
増田　豊
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/42—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/46—Networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source

Definitions

  • the present invention relates to a balance filter that mutually converts an unbalanced signal and a balanced signal.
  • a balance filter that mutually converts an unbalanced signal and a balanced signal may be used in order to reduce the influence of external noise.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2013-138410 discloses a balance filter formed as a laminate of a plurality of dielectric layers.
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a balance filter 200 which is an example of a conventionally known balance filter.
  • the balance filter 200 has an unbalanced terminal UB and a balanced terminal B including terminals B1 and B2.
  • the balance filter 200 outputs the unbalanced signal in the passband input to the unbalanced terminal UB as a balanced signal from the balanced terminal B (terminals B1 and B2).
  • the balance filter 200 outputs a balanced signal in the passband input to the balanced terminal B as an unbalanced signal from the unbalanced terminal UB.
  • the LC parallel resonators LC1 and LC2 arranged between the unbalanced terminal UB and the balanced terminal B constitute a band pass filter and pass a signal in the pass band.
  • the balanced signal is two signals having the same maximum amplitude value and different phases by 180 degrees.
  • An unbalanced signal is a signal having an amplitude based on the ground potential.
  • FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a communication circuit 400 which is an example of a conventionally known communication circuit. As shown in FIG. 5, the communication circuit 400 includes a divider 300 and the two balance filters 200 of FIG. 4. The communication circuit 400 has a transmission mode and a reception mode as operation modes.
  • Divider 300 includes terminals 301-303. Divider 300 distributes the signal input to terminal 301 and outputs it from terminals 302 and 303. Divider 300 combines the signals input to terminals 302 and 303 and outputs the result from terminal 301.
  • an antenna Ant and a terminal 301 are connected.
  • the terminal 302 and the unbalanced terminal UB of one balance filter 200 are connected, and the terminal 303 and the unbalanced terminal UB of the other balance filter 200 are connected.
  • Each balanced terminal B of the two balance filters 200 is connected to an RF circuit (not shown).
  • a balanced signal (Tx signal) in a pass band from an RF circuit (not shown) is output to the terminal 302 as an unbalanced signal through the balance filter 200.
  • the unbalanced signal input to the terminal 302 is output from the terminal 301 via the divider 300 and transmitted from the antenna Ant to the outside.
  • a signal received by the antenna Ant is input to the terminal 301.
  • the signal input to the terminal 301 is distributed to the terminals 302 and 303 and output from each.
  • the unbalanced signal from the terminal 303 is output to the RF circuit (not shown) as a balanced signal (Rx signal) through the balance filter 200.
  • an insertion loss occurs in the divider 300 that branches the signal line connected to the antenna Ant.
  • the Rx signal sent from the antenna Ant to the RF circuit is attenuated by about 3 dB by passing through the divider.
  • An insertion loss also occurs in each balance filter 200. Therefore, in the communication circuit 400 as shown in FIG. 5, it is difficult to suppress insertion loss.
  • the communication circuit 400 requires a space for mounting the divider 300 and the two balance filters 200. For this reason, it may be difficult to reduce the size of the communication circuit 400.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to suppress the insertion loss of the balance filter and reduce the size of the balance filter.
  • a balance filter includes first to fifth terminals, first to third inductors, and a first low-pass filter.
  • the first terminal is for an unbalanced signal.
  • the second to fifth terminals are for balanced signals.
  • the first inductor is connected between the first terminal and the ground point.
  • the second inductor is connected between the second terminal and the third terminal.
  • the third inductor is connected between the fourth terminal and the fifth terminal.
  • the first low-pass filter is connected between one end of the second inductor and the second terminal.
  • the first low-pass filter is connected between the other end of the second inductor and the third terminal.
  • the unbalanced signal received by the first inductor is transmitted to the second and third inductors through electromagnetic coupling. Therefore, a configuration like a divider for distributing unbalanced signals is not necessary.
  • the first inductor that receives the unbalanced signal can be shared by the second and third inductors.
  • electromagnetic field coupling is coupling via magnetic flux in which the magnetic flux between the inductors changes with the change in the current flowing through one inductor and an induced electromotive force is generated in the other inductor.
  • the insertion loss of the balance filter can be suppressed and the balance filter can be downsized.
  • FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the balance filter 100 according to the embodiment.
  • the balance filter 100 has a transmission mode and a reception mode as operation modes.
  • the balance filter 100 converts the balanced signal and the unbalanced signal to each other, and transmits and receives signals in the pass band of the balance filter 100.
  • the frequency of the transmission signal and the frequency of the reception signal may be the same or different as long as they are within the passband.
  • the balance filter 100 includes terminals P11 to P15, a DC feed terminal Pdc, LC parallel resonators LC131 to LC133, low-pass filters LP31 and LP32, and an inductor L102.
  • Each of the LC parallel resonators LC131 to L133 resonates at a frequency in the pass band of the balance filter 100.
  • the terminal P11 is a terminal for unbalanced signals.
  • the terminal P11 is connected to an antenna (not shown).
  • Each of the terminals P12 to P15 is a terminal for a balanced signal.
  • Terminals P12 to P15 are connected to an RF circuit (not shown).
  • the difference between the phase of the signal output from the terminal P12 and the phase of the signal output from the terminal P13 is 180 degrees.
  • the difference between the phase of the signal input to the terminal P12 and the phase of the signal input to the terminal P13 is 180 degrees.
  • the difference between the phase of the signal output from the terminal P14 and the phase of the signal output from the terminal P15 is 180 degrees.
  • the difference between the phase of the signal input to the terminal P14 and the phase of the signal input to the terminal P15 is 180 degrees.
  • the terminals P12 and P13 are used as Tx terminals for transmission. Terminals P14 and P15 are used as Rx terminals for reception.
  • the balanced signal in the pass band input to the Tx terminal is output from the terminal P11 as an unbalanced signal.
  • an unbalanced signal in the pass band input to the terminal P11 is acquired from the Rx terminal.
  • a low-pass filter LP31 Between the terminal P11 and the ground point, a low-pass filter LP31, an inductor L102, and an LC parallel resonator LC131 are connected in series in this order from the terminal P11 toward the ground point.
  • the low pass filter LP31 is connected between the terminal P11 and the inductor L102.
  • Low pass filter LP31 includes an inductor L101 and a capacitor C120.
  • the inductor L101 is connected between the terminal P11 and the inductor L102.
  • Capacitor C120 is connected between the connection point of inductors L101 and L102 and the ground point.
  • the low-pass filter LP31 passes a signal in the pass band and reduces harmonics of the signal.
  • a harmonic of a certain frequency is a signal having a frequency that is an integral multiple of the frequency.
  • an RF circuit (not shown) to which the terminals P12 to P15 are connected, or an antenna (not shown) connected to the terminal P11 can be cited.
  • the LC parallel resonator LC131 is connected between the inductor L102 and the grounding point.
  • the LC parallel resonator LC131 includes an inductor L110 and a capacitor C121.
  • the inductor L110 is connected between the inductor L102 and the ground point.
  • the capacitor C121 is connected in parallel to the inductor L110 between the inductor L102 and the ground point.
  • the inductor L102 is connected between the inductors L101 and L110.
  • the inductor L102 forms a low-pass filter together with the capacitor C121.
  • the low-pass filter passes a signal in the pass band and reduces harmonics of the signal.
  • LC parallel resonator LC132 is connected between terminals P12 and P13.
  • LC parallel resonator LC132 includes inductors L113 to L115 and a capacitor C122. Capacitor C122 and inductor L113 are connected in parallel between terminals P12 and P13.
  • the inductor L113 is electromagnetically coupled to the inductor L110.
  • the inductor L113 is connected to the DC feed terminal Pdc. Since both ends of the inductor L113 are electrically connected to the terminals P12 and P13, respectively, the DC potential of the terminals P12 and P13 can be adjusted by changing the voltage applied to the DC feed terminal Pdc.
  • the inductor L114 is connected between one electrode of the capacitor C122 and one end of the inductor L113.
  • the inductor L115 is connected between the other electrode of the capacitor C122 and the other end of the inductor L113.
  • the inductance of the inductor L114 is substantially equal to the inductance of the inductor L115.
  • the inductors L114 and L115 are provided to adjust the impedance of the LC parallel resonator LC132 to a desired value. Inductors L113 to L115 may be formed as a single inductor.
  • the low-pass filter LP32 is connected between one end of the inductor L113 and the terminal P12, and is connected between the other end of the inductor L113 and the terminal P13.
  • Low-pass filter LP32 includes inductors L103 and L104 and a capacitor C124.
  • the inductor L103 is connected between one end of the inductor L113 and the terminal P12.
  • the inductor L104 is connected between the other end of the inductor L113 and the terminal P13.
  • the inductance of the inductor L103 is substantially equal to the inductance of the inductor L104.
  • Capacitor C124 is connected between the connection point of inductor L103 and terminal P12 and the connection point of inductor L104 and terminal P13.
  • the low-pass filter LP32 allows a transmission signal in the pass band to pass and reduces harmonics generated from an RF circuit (not shown) to which the terminals P12 and P13 are connected.
  • the reception mode the reception signal input to the terminal P11 and the harmonics of the reception signal are reduced.
  • LC parallel resonator LC133 is connected between terminals P14 and P15.
  • LC parallel resonator LC133 includes inductors L116 to L118 and a capacitor C123. Capacitor C123 and inductor L116 are connected in parallel between terminals P14 and P15. Inductor L116 is electromagnetically coupled to inductor L110.
  • the inductor L117 is connected between one electrode of the capacitor C123 and one end of the inductor L116.
  • Inductor L118 is connected between the other electrode of capacitor C123 and the other end of inductor L116.
  • the inductance of the inductor L117 is substantially equal to the inductance of the inductor L118.
  • the inductors L117 and L118 are provided to adjust the impedance of the LC parallel resonator LC133 to a desired value.
  • Inductors L116 to L118 may be formed as a single inductor.
  • the reception signal when a reception signal that is an unbalanced signal in the passband is input to the terminal P11, the reception signal is transmitted from the inductor L110 to the inductors L113 and L116 via electromagnetic coupling.
  • the phase difference between the signals output from both ends of the inductor L116 is 180 degrees.
  • the inductance of the inductor L117 is substantially equal to the inductance of the inductor L118.
  • the phase shift when the signal passes through the inductor L117 is substantially equal to the phase shift when the signal passes through the inductor L118. Therefore, the phase of the signal output from the terminal P14 through the inductor L117 from the end on the terminal P14 side of the inductor L116 and the output from the terminal P15 through the inductor L118 from the end of the inductor L116 on the terminal P15 side.
  • the difference from the signal phase remains approximately 180 degrees. That is, a balanced signal in the pass band is output from terminals P14 and P15.
  • the received signal transmitted from the inductor L110 to the inductor L113 via electromagnetic coupling is output from the LC parallel resonator LC132 to the terminals P12 and P13 via the low-pass filter LP32.
  • harmonics of the transmission signal can be reduced in the transmission mode.
  • the reception signal can be reduced by the low-pass filter LP32, but the reception signal in which the intensity of the signal transmitted from the inductor L110 is substantially maintained can be obtained from the terminals P14 and P15.
  • the harmonics of the transmission signal can be reduced while substantially maintaining the intensity of the reception signal acquired in the reception mode.
  • a low pass filter LP31 is connected between the inductor L110 and the terminal P11. Since the transmission signal passes through the low-pass filter LP31, the harmonics of the transmission signal can be further reduced.
  • the unbalanced signal received by the inductor L110 is transmitted to the inductors L113 and L116 via electromagnetic coupling. Therefore, a configuration like a divider for distributing unbalanced signals is not necessary. Inductor L110 that receives an unbalanced signal can be shared by inductors L113 and L116. As a result, the insertion loss of the balance filter 100 can be suppressed and the balance filter 100 can be downsized.
  • FIG. 2 is a diagram showing insertion losses IL21 and IL22 of the balance filter 100 of FIG.
  • the vertical axis attenuation (dB) is shown as a negative value.
  • the insertion loss is an index indicating a ratio of a signal transmitted to another terminal among signals input to a certain terminal. The larger the insertion loss, the larger the proportion of signals lost inside the electronic component among the signals input to the electronic component.
  • the insertion loss IL21 indicates the ratio of the signal transmitted to the terminal P12 among the signals input to the terminal P11. Of the signal input to the terminal P11, the ratio of the signal transmitted to the terminal P13 also shows the same change mode as the insertion loss IL21.
  • the insertion loss IL22 indicates the ratio of the signal transmitted to the terminal P14 among the signals input to the terminal P11. Of the signal input to the terminal P11, the ratio of the signal transmitted to the terminal P15 also shows the same change mode as the insertion loss IL22.
  • both of the insertion losses IL21 and IL22 are minimal near the frequency f10.
  • the insertion loss IL21 is larger than the insertion loss IL22.
  • the signal transmitted from the inductor L110 to L113 passes through the low-pass filter LP32 and reaches the terminal P12.
  • the signal transmitted from the inductors L110 to L116 reaches the terminal P14 without passing through the low pass filter. Since the insertion loss IL21 includes the attenuation amount of the signal by the low-pass filter LP32, the insertion loss IL21 is larger than IL22 in a frequency band higher than the frequency f10.
  • the LC resonator may be an LC series resonator like a balance filter 100A shown in FIG.
  • the configuration of the balance filter 100A shown in FIG. 3 is a configuration in which the LC parallel resonator LC131 of the balance filter 100 of FIG. 1 is replaced with an LC series resonator LC131A. Since other configurations are the same, description will not be repeated.
  • the LC series resonator LC131A includes an inductor L110A and a capacitor C121A. Inductor L110A and capacitor C121A are connected in series between terminal P11 and the ground point. The LC series resonator LC131A resonates at a frequency in the pass band of the balance filter 100A. Inductor L110A is electromagnetically coupled to each of inductors L113 and L116.
  • the insertion loss of the balance filter can be suppressed and the balance filter can be downsized.
  • the balance filter according to the embodiment and the modification it is possible to reduce the harmonics of the transmission signal in the transmission mode while substantially maintaining the intensity of the reception signal acquired in the reception mode.

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Abstract

バランスフィルタの挿入損失を抑制するとともにバランスフィルタを小型化する。本発明の一実施形態に係るバランスフィルタ（１００）は、第１端子（Ｐ１１）～第５端子（Ｐ１５）と、第１インダクタ（Ｌ１１０），第２インダクタ（Ｌ１１３），第３インダクタ（Ｌ１１６）と、ローパスフィルタ（ＬＰ３２）とを備える。第１インダクタ（Ｌ１１０）は、第１端子（Ｐ１１）と接地点との間に接続されている。第２インダクタ（Ｌ１１３）は、第２端子（Ｐ１２）と第３端子（Ｐ１３）との間に接続されている。第３インダクタ（Ｌ１１６）は、第４端子（Ｐ１４）と第５端子（Ｐ１５）との間に接続されている。ローパスフィルタ（ＬＰ３２）は、第２インダクタ（Ｌ１１３）の一方端と第２端子（Ｐ１２）との間に接続されている。ローパスフィルタ（ＬＰ３２）は、第２インダクタ（Ｌ１１３）の他方端と第３端子（Ｐ１３）との間に接続されている。

Description

バランスフィルタ
　本発明は、不平衡信号と平衡信号とを相互に変換するバランスフィルタに関する。
　通信機器のＲＦ（Radio　Frequency）回路およびその周辺回路においては、外部からのノイズの影響を小さくするため、不平衡信号と平衡信号とを相互に変換するバランスフィルタが用いられる場合がある。たとえば、特開２０１３－１３８４１０号公報（特許文献１）には、複数の誘電体層の積層体として形成されたバランスフィルタが開示されている。
特開２０１３－１３８４１０号公報
　図４は、従来から知られているバランスフィルタの一例であるバランスフィルタ２００の等価回路図である。図４に示されるように、バランスフィルタ２００は、不平衡端子ＵＢと、端子Ｂ１およびＢ２を含む平衡端子Ｂとを有する。バランスフィルタ２００は、不平衡端子ＵＢに入力された通過帯域の不平衡信号を平衡端子Ｂ（端子Ｂ１およびＢ２）から平衡信号として出力する。バランスフィルタ２００は、平衡端子Ｂに入力された通過帯域の平衡信号を不平衡端子ＵＢから不平衡信号として出力する。不平衡端子ＵＢと平衡端子Ｂとの間に配置されているＬＣ並列共振器ＬＣ１，ＬＣ２は、バンドパスフィルタを構成し、通過帯域の信号を通過させる。なお、平衡信号とは、振幅の最大値が略等しく、位相が互いに１８０度異なる２つの信号である。不平衡信号とは、接地電位を基準にした振幅を有する信号である。
　従来から、送信と受信とを１つのアンテナで行なう通信回路として、ディバイダと、２つのバランスフィルタとを備える構成が知られている。図５は、従来から知られている通信回路の一例である通信回路４００の等価回路図である。図５に示されるように、通信回路４００は、ディバイダ３００と、図４の２つのバランスフィルタ２００とを備える。通信回路４００は、動作モードとして送信モードと受信モードとを有する。
　ディバイダ３００は、端子３０１～３０３を含む。ディバイダ３００は、端子３０１に入力された信号を分配して端子３０２および３０３から出力する。ディバイダ３００は、端子３０２および３０３に入力された信号を合成して端子３０１から出力する。
　図５に示される通信回路４００においては、アンテナＡｎｔと端子３０１とが接続されている。端子３０２と一方のバランスフィルタ２００の不平衡端子ＵＢとが接続されるとともに、端子３０３と他方のバランスフィルタ２００の不平衡端子ＵＢとが接続されている。２つのバランスフィルタ２００の各平衡端子Ｂは、不図示のＲＦ回路に接続されている。
　通信回路４００の送信モードにおいては、不図示のＲＦ回路からの通過帯域の平衡信号（Ｔｘ信号）がバランスフィルタ２００を介して不平衡信号として端子３０２へ出力される。端子３０２に入力された不平衡信号は、ディバイダ３００を介して端子３０１から出力されて、アンテナＡｎｔから外部へ送信される。受信モードにおいては、アンテナＡｎｔに受信された信号が端子３０１に入力される。端子３０１に入力された信号は、端子３０２と３０３とに分配されて各々から出力される。端子３０３からの不平衡信号が、バランスフィルタ２００を介して平衡信号（Ｒｘ信号）として不図示のＲＦ回路に出力される。
　図５に示される通信回路４００においては、アンテナＡｎｔに接続された信号線路を分岐するディバイダ３００において、挿入損失が発生する。たとえば、アンテナＡｎｔからＲＦ回路に送られるＲｘ信号は、ディバイダを通過することにより約３ｄＢ減衰する。各バランスフィルタ２００においても挿入損失が発生する。そのため、図５に示されるような通信回路４００においては、挿入損失の抑制が困難になり得る。
　また、通信回路４００は、ディバイダ３００と２つのバランスフィルタ２００とを実装するためのスペースを必要とする。そのため、通信回路４００を小型化するのが困難になり得る。
　本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、バランスフィルタの挿入損失を抑制するとともにバランスフィルタを小型化することである。
　本発明の一実施形態に係るバランスフィルタは、第１乃至第５端子と、第１乃至第３インダクタと、第１ローパスフィルタとを備える。第１端子は、不平衡信号用である。第２乃至第５端子は、平衡信号用である。第１インダクタは、第１端子と接地点との間に接続されている。第２インダクタは、第２端子と第３端子との間に接続されている。第３インダクタは、第４端子と第５端子との間に接続されている。第１ローパスフィルタは、第２インダクタの一方端と第２端子との間に接続されている。第１ローパスフィルタは、第２インダクタの他方端と第３端子との間に接続されている。
　本発明に係るバランスフィルタにおいては、第１インダクタが受けた不平衡信号が、電磁界結合を介して、第２および第３インダクタに伝達される。そのため、不平衡信号を分配するためのディバイダのような構成が不要である。また、不平衡信号を受ける第１インダクタを、第２および第３インダクタで共通化することができる。
　なお、電磁界結合とは、一方のインダクタに流れる電流の変化に伴ってインダクタ間の磁束が変化し、他方のインダクタに誘導起電力が生じるという、磁束を介した結合である。
　本発明のバランスフィルタによれば、バランスフィルタの挿入損失を抑制するとともにバランスフィルタを小型化することができる。
実施の形態に係るバランスフィルタの等価回路図である。 図１のバランスフィルタの挿入損失を示す図である。 実施の形態の変形例に係るバランスフィルタの等価回路図である。 従来から知られているバランスフィルタの一例を示す等価回路図である。 従来から知られている通信回路の一例を示す等価回路図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付している。
　図１は、実施の形態に係るバランスフィルタ１００の等価回路図である。バランスフィルタ１００は、動作モードとして送信モードと受信モードとを有する。バランスフィルタ１００は、平衡信号と不平衡信号とを相互に変換して、バランスフィルタ１００の通過帯域の信号の送信および受信を行なう。送信信号の周波数および受信信号の周波数は、通過帯域内であれば、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
　図１に示されるように、バランスフィルタ１００は、端子Ｐ１１～Ｐ１５と、ＤＣフィード端子Ｐｄｃと、ＬＣ並列共振器ＬＣ１３１～ＬＣ１３３と、ローパスフィルタＬＰ３１，ＬＰ３２と、インダクタＬ１０２とを備える。ＬＣ並列共振器ＬＣ１３１～Ｌ１３３の各々は、バランスフィルタ１００の通過帯域の周波数において共振する。
　端子Ｐ１１は、不平衡信号用の端子である。端子Ｐ１１は、不図示のアンテナに接続される。端子Ｐ１２～Ｐ１５の各々は、平衡信号用の端子である。端子Ｐ１２～Ｐ１５は、不図示のＲＦ回路に接続される。端子Ｐ１２から出力される信号の位相と端子Ｐ１３から出力される信号の位相との差は１８０度である。端子Ｐ１２に入力される信号の位相と端子Ｐ１３に入力される信号の位相との差は１８０度である。端子Ｐ１４から出力される信号の位相と端子Ｐ１５から出力される信号の位相との差は１８０度である。端子Ｐ１４に入力される信号の位相と端子Ｐ１５に入力される信号の位相との差は１８０度である。
　バランスフィルタ１００において端子Ｐ１２およびＰ１３は、送信用のＴｘ端子として使用される。端子Ｐ１４およびＰ１５は、受信用のＲｘ端子として使用される。送信モードにおいては、Ｔｘ端子に入力された通過帯域の平衡信号が、不平衡信号として端子Ｐ１１から出力される。受信モードにおいては、端子Ｐ１１に入力された通過帯域の不平衡信号がＲｘ端子から取得される。
　端子Ｐ１１と接地点との間に、ローパスフィルタＬＰ３１、インダクタＬ１０２、およびＬＣ並列共振器ＬＣ１３１が、端子Ｐ１１から接地点に向かってこの順に直列に接続されている。
　ローパスフィルタＬＰ３１は、端子Ｐ１１とインダクタＬ１０２との間に接続されている。ローパスフィルタＬＰ３１は、インダクタＬ１０１と、キャパシタＣ１２０とを含む。インダクタＬ１０１は、端子Ｐ１１とインダクタＬ１０２との間に接続されている。キャパシタＣ１２０は、インダクタＬ１０１およびＬ１０２の接続点と接地点との間に接続されている。ローパスフィルタＬＰ３１は、通過帯域の信号を通過させるとともに、当該信号の高調波を低減する。或る周波数の高調波とは、当該周波数の整数倍の周波数の信号である。高調波の発生源としては、たとえば端子Ｐ１２～Ｐ１５が接続される不図示のＲＦ回路、あるいは端子Ｐ１１に接続される不図示のアンテナを挙げることができる。
　ＬＣ並列共振器ＬＣ１３１は、インダクタＬ１０２と接地点との間に接続されている。ＬＣ並列共振器ＬＣ１３１は、インダクタＬ１１０と、キャパシタＣ１２１とを含む。インダクタＬ１１０は、インダクタＬ１０２と接地点との間に接続されている。キャパシタＣ１２１は、インダクタＬ１０２と接地点との間で、インダクタＬ１１０に対して並列に接続されている。
　インダクタＬ１０２は、インダクタＬ１０１とＬ１１０との間に接続されている。インダクタＬ１０２は、キャパシタＣ１２１とともにローパスフィルタを形成している。当該ローパスフィルタは、通過帯域の信号を通過させるとともに、当該信号の高調波を低減する。
　ＬＣ並列共振器ＬＣ１３２は、端子Ｐ１２とＰ１３との間に接続されている。ＬＣ並列共振器ＬＣ１３２は、インダクタＬ１１３～Ｌ１１５と、キャパシタＣ１２２とを含む。キャパシタＣ１２２とインダクタＬ１１３とは、端子Ｐ１２とＰ１３との間で並列に接続されている。インダクタＬ１１３は、インダクタＬ１１０と電磁界結合している。インダクタＬ１１３は、ＤＣフィード端子Ｐｄｃに接続されている。インダクタＬ１１３の両端が端子Ｐ１２およびＰ１３にそれぞれ電気的に接続されているため、ＤＣフィード端子Ｐｄｃに印加する電圧を変化させることにより、端子Ｐ１２およびＰ１３の直流電位を調整することができる。
　インダクタＬ１１４は、キャパシタＣ１２２の一方電極とインダクタＬ１１３の一方端との間に接続されている。インダクタＬ１１５は、キャパシタＣ１２２の他方電極とインダクタＬ１１３の他方端との間に接続されている。インダクタＬ１１４のインダクタンスは、インダクタＬ１１５のインダクタンスに略等しい。インダクタＬ１１４およびＬ１１５は、ＬＣ並列共振器ＬＣ１３２のインピーダンスを所望の値に調整するために設けられている。インダクタＬ１１３～Ｌ１１５は、１個のインダクタとして形成されてもよい。
　ローパスフィルタＬＰ３２は、インダクタＬ１１３の一方端と端子Ｐ１２との間に接続されるとともに、インダクタＬ１１３の他方端と端子Ｐ１３との間に接続されている。ローパスフィルタＬＰ３２は、インダクタＬ１０３，Ｌ１０４と、キャパシタＣ１２４とを含む。インダクタＬ１０３は、インダクタＬ１１３の一方端と端子Ｐ１２との間に接続されている。インダクタＬ１０４は、インダクタＬ１１３の他方端と端子Ｐ１３との間に接続されている。インダクタＬ１０３のインダクタンスは、インダクタＬ１０４のインダクタンスに略等しい。キャパシタＣ１２４は、インダクタＬ１０３および端子Ｐ１２の接続点と、インダクタＬ１０４および端子Ｐ１３の接続点との間に接続されている。
　ローパスフィルタＬＰ３２は、送信モードにおいては、通過帯域の送信信号を通過させるとともに、端子Ｐ１２およびＰ１３が接続される不図示のＲＦ回路から発生する高調波を低減する。受信モードにおいては、端子Ｐ１１に入力された受信信号および当該受信信号の高調波を低減する。
　ＬＣ並列共振器ＬＣ１３３は、端子Ｐ１４とＰ１５との間に接続されている。ＬＣ並列共振器ＬＣ１３３は、インダクタＬ１１６～Ｌ１１８と、キャパシタＣ１２３とを含む。キャパシタＣ１２３とインダクタＬ１１６とは、端子Ｐ１４とＰ１５との間で並列に接続されている。インダクタＬ１１６は、インダクタＬ１１０と電磁界結合している。
　インダクタＬ１１７は、キャパシタＣ１２３の一方電極とインダクタＬ１１６の一方端との間に接続されている。インダクタＬ１１８は、キャパシタＣ１２３の他方電極とインダクタＬ１１６の他方端との間に接続されている。インダクタＬ１１７のインダクタンスは、インダクタＬ１１８のインダクタンスに略等しい。インダクタＬ１１７およびＬ１１８は、ＬＣ並列共振器ＬＣ１３３のインピーダンスを所望の値に調整するために設けられている。インダクタＬ１１６～Ｌ１１８は、１個のインダクタとして形成されてもよい。
　送信モードにおいて通過帯域の平衡信号である送信信号が端子Ｐ１２およびＰ１３に入力された場合、インダクタＬ１１３の両端部へ入力された平衡信号は、インダクタＬ１１３から電磁界結合を介して、不平衡信号としてインダクタＬ１１０へ伝達される。当該不平衡信号は、端子Ｐ１１から出力される。
　受信モードにおいて、通過帯域の不平衡信号である受信信号が端子Ｐ１１に入力された場合、受信信号は、インダクタＬ１１０から電磁界結合を介してインダクタＬ１１３およびＬ１１６へ伝達される。
　インダクタＬ１１６の両端部からそれぞれ出力される信号の位相差は、１８０度である。インダクタＬ１１７のインダクタンスは、インダクタＬ１１８のインダクタンスに略等しい。信号がインダクタＬ１１７を通過した場合の位相のずれとインダクタＬ１１８を通過した場合の位相のずれとは略等しい。そのため、インダクタＬ１１６の端子Ｐ１４側の端部からインダクタＬ１１７を通過して端子Ｐ１４から出力される信号の位相と、インダクタＬ１１６の端子Ｐ１５側の端部からインダクタＬ１１８を通過して端子Ｐ１５から出力される信号の位相との差は、ほぼ１８０度のまま変わらない。すなわち、端子Ｐ１４およびＰ１５からは通過帯域の平衡信号が出力される。
　インダクタＬ１１０から電磁界結合を介してインダクタＬ１１３へ伝達された受信信号は、ＬＣ並列共振器ＬＣ１３２からローパスフィルタＬＰ３２を介して端子Ｐ１２およびＰ１３に出力される。
　送信信号が入力される端子Ｐ１２およびＰ１３と、平衡信号である送信信号が通過するインダクタＬ１１３との間にローパスフィルタＬＰ３２を接続することにより、送信モードにおいて送信信号の高調波を低減することができる。受信モードにおいてはローパスフィルタＬＰ３２によって受信信号が低減され得るが、インダクタＬ１１０から伝達された信号の強度がほぼ維持された受信信号は、端子Ｐ１４およびＰ１５から取得することができる。バランスフィルタ１００によれば、受信モードにおいて取得される受信信号の強度をほぼ維持しながら、送信信号の高調波を低減することができる。
　さらに、バランスフィルタ１００においては、インダクタＬ１１０と端子Ｐ１１との間にローパスフィルタＬＰ３１が接続されている。送信信号がローパスフィルタＬＰ３１を通過するため、送信信号の高調波をさらに低減することができる。
　バランスフィルタ１００においては、インダクタＬ１１０が受けた不平衡信号が、電磁界結合を介して、インダクタＬ１１３およびＬ１１６に伝達される。そのため、不平衡信号を分配するためのディバイダのような構成が不要である。また、不平衡信号を受けるインダクタＬ１１０を、インダクタＬ１１３およびＬ１１６で共通化することができる。その結果、バランスフィルタ１００の挿入損失を抑制するとともにバランスフィルタ１００を小型化することができる。
　図２は、図１のバランスフィルタ１００の挿入損失ＩＬ２１およびＩＬ２２を示す図である。図２において縦軸の減衰量（ｄＢ）はマイナスの値として示されている。減衰量の絶対値が大きいほど挿入損失は大きい。挿入損失とは、或る端子に入力された信号のうち、他の端子に伝達された信号の割合を示す指標である。挿入損失が大きい程、電子部品に入力された信号のうち当該電子部品の内部で失われた信号の割合が大きいことを意味する。
　挿入損失ＩＬ２１は、端子Ｐ１１に入力された信号のうち、端子Ｐ１２に伝達された信号の割合を示している。端子Ｐ１１に入力された信号のうち、端子Ｐ１３に伝達された信号の割合も挿入損失ＩＬ２１と同様の変化の態様を示す。挿入損失ＩＬ２２は、端子Ｐ１１に入力された信号のうち、端子Ｐ１４に伝達された信号の割合を示している。端子Ｐ１１に入力された信号のうち、端子Ｐ１５に伝達された信号の割合も挿入損失ＩＬ２２と同様の変化の態様を示す。
　図２に示される周波数帯においては、挿入損失ＩＬ２１およびＩＬ２２のいずれも周波数ｆ１０付近で極小となっている。周波数ｆ１０より高い周波数帯においては、挿入損失ＩＬ２１が挿入損失ＩＬ２２よりも大きい。
　端子Ｐ１１に入力された信号が端子Ｐ１２に伝達される場合、インダクタＬ１１０からＬ１１３に伝達された信号は、ローパスフィルタＬＰ３２を通過して端子Ｐ１２に達する。一方、端子Ｐ１１に入力された信号が端子Ｐ１４に伝達される場合、インダクタＬ１１０からＬ１１６に伝達された信号は、ローパスフィルタを通過することなく端子Ｐ１４に達する。挿入損失ＩＬ２１にはローパスフィルタＬＰ３２による信号の減衰量が含まれるため、周波数ｆ１０より高い周波数帯においては、挿入損失ＩＬ２１がＩＬ２２よりも大きい。
　実施の形態においては、不平衡信号を受けるＬＣ共振器が、ＬＣ並列共振器である場合について説明した。当該ＬＣ共振器は、図３に示されるバランスフィルタ１００Ａのように、ＬＣ直列共振器であってもよい。図３に示されるバランスフィルタ１００Ａの構成は、図１のバランスフィルタ１００のＬＣ並列共振器ＬＣ１３１がＬＣ直列共振器ＬＣ１３１Ａに置き換えられた構成である。それ以外の構成については同様であるため、説明は繰り返さない。
　図３に示されるように、ＬＣ直列共振器ＬＣ１３１Ａは、インダクタＬ１１０ＡとキャパシタＣ１２１Ａとを含む。インダクタＬ１１０ＡおよびキャパシタＣ１２１Ａが、端子Ｐ１１と接地点との間で直列に接続されている。ＬＣ直列共振器ＬＣ１３１Ａは、バランスフィルタ１００Ａの通過帯域の周波数において共振する。インダクタＬ１１０Ａは、インダクタＬ１１３およびＬ１１６の各々と電磁界結合している。
　以上、実施の形態および変形例に係るバランスフィルタによれば、バランスフィルタの挿入損失を抑制するとともにバランスフィルタを小型化することができる。
　また、実施の形態および変形例に係るバランスフィルタによれば、受信モードにおいて取得される受信信号の強度をほぼ維持しながら、送信モードにおいて送信信号の高調波を低減することができる。
　今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わされて実施されることも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１００，１００Ａ，２００　バランスフィルタ、３００　ディバイダ、３０１～３０３，Ｂ１，Ｂ２，Ｐ１１～Ｐ１５　端子、４００　通信回路、Ａｎｔ　アンテナ、Ｂ　平衡端子、Ｃ１２０～Ｃ１２４，Ｃ１２１Ａ　キャパシタ、Ｌ１０１～Ｌ１０４，Ｌ１１０～Ｌ１１８，Ｌ１１０Ａ　インダクタ、Ｌ１３３，ＬＣ１，ＬＣ２，ＬＣ１３１，ＬＣ１３２，ＬＣ１３３　ＬＣ並列共振器、ＬＣ１３１Ａ　直列共振器、ＬＰ３１，ＬＰ３２　ローパスフィルタ、Ｐｄｃ　フィード端子、ＵＢ　不平衡端子。

Claims (7)

  1. 　不平衡信号用の第１端子と、
    　平衡信号用の第２乃至第５端子と、
    　前記第１端子と接地点との間に接続された第１インダクタと、
    　前記第２端子と前記第３端子との間に接続され、前記第１インダクタと電磁界結合する第２インダクタと、
    　前記第４端子と前記第５端子との間に接続され、前記第１インダクタと電磁界結合する第３インダクタと、
    　前記第２インダクタの一方端と前記第２端子との間に接続されるとともに、前記第２インダクタの他方端と前記第３端子との間に接続された第１ローパスフィルタとを備える、バランスフィルタ。
  2. 　前記第１ローパスフィルタは、
    　前記第２インダクタの一方端と前記第２端子との間に接続された第４インダクタと、
    　前記第２インダクタの他方端と前記第３端子との間に接続された第５インダクタと、
    　前記第４インダクタおよび前記第２端子の間の接続点と、前記第５インダクタおよび前記第３端子の間の接続点との間に接続された第１キャパシタとを含む、請求項１に記載のバランスフィルタ。
  3. 　前記第１端子と前記第１インダクタとの間に接続された第２ローパスフィルタをさらに備える、請求項１または２に記載のバランスフィルタ。
  4. 　前記第２ローパスフィルタは、
    　前記第１端子と前記第１インダクタとの間に接続された第６インダクタと、
    　前記第１端子と前記接地点との間に接続された第２キャパシタとを含む、請求項３に記載のバランスフィルタ。
  5. 　前記第１端子と前記接地点との間で、前記第１インダクタに対して並列に接続された第３キャパシタをさらに備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバランスフィルタ。
  6. 　前記第１端子と前記接地点との間で、前記第１インダクタに対して直列に接続された第３キャパシタをさらに備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバランスフィルタ。
  7. 　前記バランスフィルタの動作モードは、第１および第２モードを含み、
    　前記第１モードにおいては、前記第２および第３端子に入力された第１平衡信号が第１不平衡信号に変更されて前記第１端子から出力され、
    　前記第２モードにおいては、前記第１端子に入力された第２不平衡信号が第２平衡信号に変換されて前記第４および第５端子から出力される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のバランスフィルタ。
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