WO2019235276A1 - マルチプレクサ - Google Patents

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WO2019235276A1
WO2019235276A1 PCT/JP2019/020814 JP2019020814W WO2019235276A1 WO 2019235276 A1 WO2019235276 A1 WO 2019235276A1 JP 2019020814 W JP2019020814 W JP 2019020814W WO 2019235276 A1 WO2019235276 A1 WO 2019235276A1
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band
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mhz
passband
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邦俊 花岡
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株式会社村田製作所
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    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J1/00—Frequency-division multiplex systems
    • H04J1/02—Details

Definitions

  • the present invention relates to a multiplexer, and more particularly to a multiplexer applied to carrier aggregation.
  • a multiplexer that demultiplexes and multiplexes signals in a plurality of frequency bands is used in the front end circuit of such a communication device.
  • the multiplexer includes, for example, a plurality of filter circuits having different pass bands.
  • CA carrier aggregation
  • Patent Document 1 discloses a filter circuit including a filter unit having a pass band and a path connected in parallel to the filter unit.
  • the path For an undesired signal having a frequency outside the pass band, the path has an impedance in which the undesired signal passing through the path and the undesired signal passing through the filter unit have opposite phases and the same amplitude.
  • the undesired signal passing through the path and the undesired signal passing through the filter section cancel each other, so that the attenuation characteristic outside the passband as the entire filter circuit is improved.
  • the conventional filter circuit a signal path having a phase opposite to that of the undesired signal passing through the filter unit must be provided separately from the filter unit, and the circuit becomes large.
  • the frequency characteristic for obtaining the optimum circuit characteristic varies depending on the combination of the presence / absence of CA and the frequency band used for CA, but the conventional filter circuit makes the attenuation band variable. Does not have a configuration for.
  • an object of the present invention is to provide a multiplexer which is applied to CA and is excellent in both miniaturization and circuit characteristics.
  • a multiplexer includes a common terminal, a first selection terminal, a second selection terminal, and a third selection terminal, the common terminal, the first selection terminal, A switch capable of simultaneously connecting each of one or more selection terminals of the second selection terminal and the third selection terminal; a first filter connected to the first selection terminal and having a first passband; A second filter connected to the second selection terminal and having a second passband different from the first passband; connected to the third selection terminal and the first filter; A coupling circuit capable of forming a signal path by electromagnetic coupling with the first filter.
  • the operation mode can be switched between, for example, a single mode using only the first filter and a CA mode using both the first filter and the second filter according to the state of the switch.
  • the coupling circuit can be connected in parallel with the first filter and separated from the first filter by using a switch for switching the operation mode.
  • the coupling circuit changes the circuit characteristics of the first filter, and thereby changes the attenuation characteristics (attenuation band and attenuation amount) of the first filter according to the operation mode.
  • the coupling circuit is different from a signal path having a phase opposite to that of the attenuation band signal passing through the first filter.
  • the coupling circuit includes a circuit element (wiring conductor connected to the third selection terminal)
  • the first filter can be configured by simple electromagnetic coupling.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a multiplexer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of the configuration of the coupling circuit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a multiplexer mounting structure according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of use of the multiplexer according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a graph showing an example of pass characteristics of the multiplexer according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a graph showing an example of isolation characteristics of the multiplexer according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5C is a graph illustrating an example of isolation characteristics of the multiplexer according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a frequency band applied to the multiplexer according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing another example of use of the multiplexer according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of another configuration of the multiplexer according to the embodiment of the present invention.
  • the multiplexer according to the embodiment will be described with an example of a multiplexer applied to CA using the first frequency band and the second frequency band.
  • both the first frequency band and the second frequency band are operated by the FDD (frequency division duplex) method.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the multiplexer according to the embodiment.
  • the multiplexer 1 includes a switch 10, filters 21, 22, 23 and 24, and inductors 41 and 71.
  • the filters 21 and 23 constitute a duplexer 31, and the filters 22 and 24 constitute a duplexer 32.
  • Inductors 41 and 71 constitute a coupling circuit 40.
  • the switch 10 has a common terminal S0 and selection terminals S1, S2, and S3, and can simultaneously connect the common terminal S0 and one or more selection terminals of the selection terminals S1, S2, and S3. .
  • the switch 10 may further include another selection terminal.
  • the common terminal S0 transmits the antenna signal ANT.
  • the selection terminals S1, S2, and S3 are examples of the first selection terminal, the second selection terminal, and the third selection terminal, respectively.
  • Filters 21 and 23 are bandpass filters, highpass filters, or lowpass filters that include the reception band and transmission band of the first frequency band in their passbands.
  • One ends of the filters 21 and 23 are connected to each other and connected to the selection terminal S1 of the switch 10.
  • the other end of the filter 21 transmits the reception signal Rx1 in the first frequency band
  • the other end of the filter 23 transmits the transmission signal Tx1 in the first frequency band.
  • the duplexer 31 demultiplexes and multiplexes the reception signal Rx1 and the transmission signal Tx1 in the first frequency band in the antenna signal ANT transmitted to the selection terminal S1.
  • the filter 21 is an example of a first filter
  • the reception band of the first frequency band is an example of a first pass band
  • the filter 23 is an example of a third filter
  • the transmission band of the first frequency band is an example of a third pass band.
  • the duplexer 31 is an example of a first duplexer.
  • Filters 22 and 24 are bandpass filters, highpass filters, or lowpass filters that include the reception band and transmission band of the second frequency band in their passbands.
  • One ends of the filters 22 and 24 are connected to each other and connected to the selection terminal S2 of the switch 10.
  • the other end of the filter 22 transmits the reception signal Rx2 in the second frequency band
  • the other end of the filter 24 transmits the transmission signal Tx2 in the second frequency band.
  • the duplexer 32 demultiplexes and multiplexes the reception signal Rx2 and the transmission signal Tx2 in the second frequency band in the antenna signal ANT transmitted to the selection terminal S2.
  • the filter 22 is an example of a second filter, and the reception band of the second frequency band is an example of a second pass band.
  • the filter 24 is an example of a fourth filter, and the transmission band of the second frequency band is an example of a fourth pass band.
  • the duplexer 32 is an example of a second duplexer.
  • the inductor 41 has one end connected to the selection terminal S3 of the switch 10 and the other end connected to the ground.
  • the inductor 71 has one end connected to the filter 21 and the other end connected to the ground.
  • the inductor 71 may be included in the filter 21.
  • the inductors 41 and 71 may be circuit elements having an inductance component, and the specific configuration is not limited.
  • the inductors 41 and 71 may be chip inductors, or may be inductance components of the wiring conductor.
  • the inductors 41 and 71 are arranged so as to be magnetically coupled to each other. Thereby, the coupling circuit 40 can form a signal path by the magnetic field coupling M between the inductors 41 and 71 between the selection terminal S3 of the switch 10 and the filter 21.
  • the coupling circuit 40 may be configured using a circuit element having a capacitance component instead of the inductors 41 and 71.
  • the coupling circuit 40 forms a signal path by electrolytic coupling between circuit elements having capacitance components between the selection terminal S3 of the switch 10 and the filter 21.
  • the multiplexer 1 configured as described above, depending on the state of the switch 10, for example, in a single mode using only one of the duplexers 31 and 32 and a CA mode using both the duplexers 31 and 32.
  • the operation mode can be switched.
  • the coupling circuit 40 can be connected in parallel with the filter 21 of the duplexer 31 and separated from the filter 21 by using the switch 10 for switching the operation mode.
  • the coupling circuit 40 is connected to and separated from the filter 21 to change the circuit characteristics of the filter 21, thereby changing the attenuation characteristics (attenuation band and attenuation amount) of the filter 21 to suitable characteristics according to the operation mode.
  • the coupling circuit 40 is connected to the selection terminal S3, unlike the path described in Patent Document 1 in which the cancellation signal is adjusted to have the same phase and the same amplitude as the attenuation band signal passing through the filter 21. It is configured by simple magnetic field coupling between the inductor 41 and the inductor 71 connected to the filter 21.
  • the coupling circuit 40 will be described in more detail by giving a specific example when the filter 21 is a ladder type filter.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of the coupling circuit 40.
  • the filter 21 includes series arm resonators 51 to 54 disposed on the signal path and parallel arm resonators 61 to 63 disposed on the ground path connecting the signal path and the ground.
  • the series arm resonators 51 to 54 and the parallel arm resonators 61 to 63 are composed of acoustic wave resonators (including surface acoustic wave resonators and bulk acoustic wave resonators). That is, the filter 21 in FIG. 2 is a ladder-type elastic wave filter.
  • the filter 21 has inductors 71 and 72 for characteristic adjustment.
  • One end of the inductor 71 is connected to the parallel arm resonator 61, and the other end is connected to the ground.
  • One end of the inductor 72 is connected to a connection point between the parallel arm resonators 62 and 63, and the other end is connected to the ground.
  • the coupling circuit 40 in FIG. 2 is configured by coupling an inductor 41 connected to the selection terminal S3 of the switch 10 and an inductor 71 for characteristic adjustment included in the filter 21.
  • the coupling circuit 40 is not limited to the example of FIG. 2, and may be configured by coupling of the inductors 41 and 72.
  • the coupling circuit 40 may be configured by coupling the inductor 41 and the inductor on the signal path of the filter 21.
  • the attenuation characteristic of the filter 21 is changed by utilizing the fact that the frequency of the attenuation pole of the filter 21 changes due to the connection and separation of the coupling circuit 40.
  • the coupling circuit 40 is configured without increasing the number of components by using the inductor included in the filter 21.
  • the mounting structure of the multiplexer 1 will be described with reference to an example in which the switch 10 is configured by an IC (integrated circuit) chip, the duplexers 31 and 32 are configured by filter elements, and the inductors 41, 71, and 72 are configured by chip inductors. To do.
  • IC integrated circuit
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a mounting structure of the multiplexer 1 in FIG.
  • an IC chip as the switch 10, a filter element as the duplexers 31 and 32, and a chip inductor as the inductors 41, 71, and 72 are mounted on the substrate 90.
  • Wiring conductors 81, 82, 83 and a ground electrode 85 are formed on the substrate 90.
  • the inductor 41 is connected to the switch 10 and the ground electrode 85 via the wiring conductor 81.
  • the inductors 71, 72 are respectively connected to the substrate 90. It is connected to the duplexer 31 and the ground electrode 85 via the wiring conductors 82 and 83.
  • the inductors 41 and 71 constitute a coupling circuit 40 by being arranged at positions where they are magnetically coupled to each other.
  • the coupling can be adjusted according to the arrangement of the inductors 41 and 71, so that the coupling circuit 40 can be easily adjusted.
  • the inductors 41, 71, and 72 are not limited to chip inductors, and may be inductance components included in the wiring conductor formed on the substrate 90.
  • the multiplexer 1 may be formed as a single component, or may be formed on a module substrate together with other circuit units as one circuit unit included in the high-frequency module.
  • the characteristics of the multiplexer 1 will be described based on specific usage examples of the multiplexer 1.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the use of the multiplexer 1 and shows the connection state of the switch 10 in two different operation modes together with specific frequency bands applied to each of the filters 21 to 24.
  • a specific frequency band is referred to by a communication band name in LTE (registered trademark) (Long Term Evolution) defined by 3GPP (Third Generation Partnership Project).
  • the filter 21 includes the reception band (2110 MHz-2170 MHz) of the band B1 in the pass band, and the filter 23 includes the transmission band (1920 MHz-1980 MHz) of the band B1 in the pass band.
  • the duplexer 31 demultiplexes and multiplexes the reception signal B1Rx and the transmission signal B1Tx of the band B1 in the antenna signal ANT transmitted to the selection terminal S1.
  • the filter 22 includes the reception band (1805 MHz-1880 MHz) of the band B3 in the pass band, and the filter 24 includes the transmission band (1710 MHz-1785 MHz) of the band B3 in the pass band.
  • the duplexer 32 demultiplexes and multiplexes the reception signal B3Rx and the transmission signal B3Tx of the band B3 in the antenna signal ANT transmitted to the selection terminal S2.
  • the multiplexer 1 switches between a single mode using only one of the bands B1 and B3 and a CA mode using both the bands B1 and B3 according to the connection state of the switch 10.
  • FIG 4 shows the connection state of the switch 10 for the single mode using only the band B1.
  • the common terminal S0 and the selection terminal S1 are connected, the common terminal S0 and the selection terminal S2 are disconnected, and the common terminal S0 and the selection terminal S3 are disconnected.
  • the second state in FIG. 4 shows the connection state of the switch 10 for the CA mode using both the bands B1 and B3.
  • the common terminal S0 and the selection terminal S1 are connected, the common terminal S0 and the selection terminal S2 are connected, and the common terminal S0 and the selection terminal S3 are connected.
  • the frequency characteristics required for the multiplexer 1 are different between the single mode and the CA mode. For example, in the single mode, isolation between the reception band of the band B1 and the transmission band of the band B1 is required, whereas in the CA mode, the reception band of the band B1 and the transmission bands of both the bands B1 and B3 Isolation between them is required.
  • the pass characteristic of the filter 21 in response to such a request, it is conceivable to design the pass characteristic of the filter 21 so as to obtain attenuation in both the transmission bands of the bands B1 and B3.
  • the attenuation amount in the transmission band of the band B1 is smaller than the pass characteristic that takes attenuation only in the transmission band of the band B1.
  • the pass characteristic of the filter 21 matched with the CA mode is used in the single mode, the isolation between the transmission band and the reception band of the band B1 is deteriorated. This tendency is particularly remarkable when the filter 21 is configured by a ladder-type resonator filter.
  • the operation mode is switched by the switch 10, and the coupling circuit 40 is connected to and disconnected from the filter 21, thereby changing the frequency characteristics of the filter 21 according to the operation mode.
  • the switch 10 in the single mode using only the band B1, the switch 10 is in the first state in FIG. 4, and in the CA mode using both the bands B1 and B3, the switch 10 is in the second state in FIG.
  • the frequency characteristic of the multiplexer 1 changes as follows by changing the attenuation characteristic of the filter 21 between the first state and the second state.
  • FIG. 5A is a graph showing an example of a pass characteristic between the common terminal S0 of the switch 10 and the output terminal of the filter 21 (ANT-B1Rx).
  • the attenuation in the transmission band B1Tx of the band B1 is larger than that in the second state
  • the attenuation in the transmission band B3Tx of the band B3 is larger than that in the first state. large.
  • the loss in the reception band B1Rx of the band B1 is almost the same in the first state and the second state.
  • FIG. 5B is a graph showing an example of the isolation characteristic between the output end of the filter 21 and the input end of the filter 23 (B1Rx ⁇ B1Tx).
  • the attenuation in the transmission band B1Tx of the band B1 is larger in the first state than in the second state. That is, in the single mode (first state), greater isolation is ensured between the reception band B1Rx and the transmission band B1Tx of the band B1 than in the CA mode (second state).
  • FIG. 5C is a graph showing an example of the isolation characteristic between the output end of the filter 21 and the input end of the filter 24 (B1Rx ⁇ B3Tx).
  • the attenuation in the transmission band B3Tx of the band B3 is larger in the second state than in the first state. That is, in the CA mode (second state), greater isolation is ensured between the reception band B1Rx of the band B1 and the transmission band B3Tx of the band B3 than in the single mode (first state).
  • the single mode is better between the reception band B1Rx and the transmission band B1Tx of the band B1 than the CA mode. It can be seen that isolation is obtained.
  • the operation mode is switched by the switch 10, and the coupling circuit 40 is connected to and disconnected from the filter 21, thereby obtaining a frequency characteristic suitable for the operation mode.
  • the coupling circuit 40 is disconnected from the filter 21 in the single mode and connected to the filter 21 in the CA mode.
  • this relationship may be reversed. That is, the coupling circuit 40 may be connected to the filter 21 in the single mode and disconnected from the filter 21 in the CA mode.
  • the single mode and the CA mode are more suitable, while the coupling circuit 40 is connected to the filter 21. Good.
  • the bands B1 and B3 are illustrated as specific frequency bands applied to the multiplexer 1, but the present invention is not limited to this example. Another example is the following frequency band.
  • the filter 21 includes the reception band (1930 MHz-1995 MHz) of the band B25 in the pass band
  • the filter 23 includes the transmission band (1850 MHz-1915 MHz) of the band B25 in the pass band
  • the filter 22 includes the reception band (2110 MHz-2200 MHz) of the band B66 in the pass band
  • the filter 24 includes the transmission band (1710 MHz-1780 MHz) of the band B66 in the pass band.
  • the multiplexer 1 is applied to CA using the bands B25 and B66.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a frequency band applied to the multiplexer 1.
  • communication band names and frequency ranges in LTE (registered trademark) referred to above are listed in order of frequency.
  • LTE registered trademark
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of use of the multiplexer 1, and shows a specific frequency band that also serves as each of the filters 21 to 24.
  • the filter 21 includes both the reception band of band B1 (2110 MHz-2170 MHz) and the reception band of band B66 (2110 MHz-2200 MHz) in the pass band. As a result, the filter 21 is shared by the reception band of the band B1 and the reception band of the band B66.
  • the filter 23 includes both the transmission band of band B1 (1920 MHz-1980 MHz) and the reception band of band B25 (1930 MHz-1995 MHz) in the pass band. As a result, the filter 23 is shared by the transmission band of the band B1 and the reception band of the band B25.
  • the filter 22 includes both the band B3 reception band (1805 MHz-1880 MHz) and the band B25 transmission band (1850 MHz-1915 MHz) in the pass band. As a result, the filter 22 is shared by the reception band of the band B3 and the transmission band of the band B25.
  • the filter 24 includes both the transmission band of band B3 (1710 MHz-1785 MHz) and the transmission band of band B66 (1710 MHz-1780 MHz) in the pass band. As a result, the filter 24 is used for both the transmission band of the band B3 and the transmission band of the band B66.
  • the multiplexer applied to the CA using the bands B1 and B3 and the CA using the bands B25 and B66 is configured using four filters.
  • the frequency band applied to the multiplexer 1 is operated by the FDD method, but the present invention is not limited to this example.
  • the frequency band applied to the multiplexer 1 may be operated by a TDD (Time Division Duplex) method.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a multiplexer applied to CA using a first frequency band and a second frequency band, each of which is operated by a TDD (Time Division Duplex) method.
  • the multiplexer 2 shown in FIG. 8 is different from the multiplexer 1 of FIG. 1 in that the filters 23 and 24 are omitted.
  • the same components as those described for the multiplexer 1 are referred to by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted as appropriate.
  • the filter 21 includes the first frequency band (same for transmission and reception) in the pass band
  • the filter 22 includes the second frequency band (same for transmission and reception) in the pass band.
  • the filter 21 is an example of a first filter
  • the first frequency band is an example of a first pass band
  • the filter 22 is an example of a second filter
  • the second frequency band is an example of a second pass band.
  • the multiplexer 2 switches the single mode using only one of the first frequency band and the second frequency band and the CA mode using both the first frequency band and the second frequency band. Switch according to the connection status.
  • the multiplexer 2 can obtain frequency characteristics suitable for the operation mode.
  • a multiplexer includes a common terminal, a first selection terminal, a second selection terminal, and a third selection terminal, the common terminal, the first selection terminal, the second selection terminal, and the first selection terminal.
  • a switch capable of simultaneously connecting each of one or more of the three selection terminals, a first filter connected to the first selection terminal and having a first passband, and connected to the second selection terminal;
  • a second filter having a second passband different from the first passband, the third selection terminal and the first filter, and an electromagnetic wave between the third selection terminal and the first filter.
  • a coupling circuit capable of forming a signal path by field coupling.
  • the operation mode can be switched between a single mode using only the first filter and a CA mode using both the first filter and the second filter.
  • the coupling circuit can be connected in parallel with the first filter and separated from the first filter by using a switch for switching the operation mode.
  • the coupling circuit is connected to and separated from the first filter to change the circuit characteristics of the first filter, thereby changing the attenuation characteristics (attenuation band and attenuation amount) of the first filter according to the operation mode. .
  • the coupling circuit is different from a path for generating a signal having the same phase and the same amplitude as the attenuation band signal passing through the first filter.
  • the circuit element connected to each of the third selection terminal and the first filter It is configured by simple electromagnetic coupling (including wiring conductors).
  • the coupling circuit includes a first circuit element connected to the third selection terminal and a second circuit element connected to the first filter, and the first circuit element, the second circuit element, May be electrically or magnetically coupled to each other.
  • the attenuation characteristic of the first filter can be adjusted based on the strength of the electric field coupling or magnetic field coupling between the first circuit element and the second circuit element, and therefore, according to the operation mode of the first filter.
  • the design for obtaining a suitable damping characteristic is facilitated.
  • first circuit element and the second circuit element are a first inductance element and a second inductance element, respectively, and may be magnetically coupled to each other.
  • the inductor is used as the first inductance element or the second inductance element while suppressing an increase in the number of components.
  • the first filter includes a ladder-type filter including a series arm resonator disposed on a signal path and a parallel arm resonator disposed on a ground path connecting a node on the signal path and the ground.
  • the second inductance element may be provided on the signal path or the ground path.
  • the attenuation characteristic of the first filter can be changed by utilizing the fact that the frequency of the attenuation pole of the first filter changes due to the connection and separation of the coupling circuit.
  • the second inductance element may be an inductor that is on the ground path and connected between the parallel arm resonator and the ground.
  • each of the first inductance element and the second inductance element may be a chip inductor.
  • the coupling can be adjusted according to the arrangement of the chip component, so that the coupling circuit can be easily adjusted.
  • the switch has a first state and a second state, and in the first state, the common terminal is connected to one of the first selection terminal and the second selection terminal, and the common terminal And the other of the first selection terminal and the second selection terminal are disconnected, the common terminal and the third selection terminal are disconnected, and in the second state, the common terminal and the first selection terminal May be connected, the common terminal and the second selection terminal may be connected, and the common terminal and the third selection terminal may be connected.
  • the single mode using only the first filter or only the second filter and the CA mode using both the first filter and the second filter can be switched according to the specific connection state of the switch. it can.
  • the first filter further includes a third filter connected to the first selection terminal and having a third pass band, and a fourth filter connected to the second selection terminal and having a fourth pass band.
  • the third filter may constitute a first duplexer
  • the second filter and the fourth filter may constitute a second duplexer.
  • a multiplexer applicable to CA using a plurality of frequency bands operated by the FDD method can be obtained.
  • the first pass band includes a band 1 reception band 2110 MHz-2170 MHz
  • the second pass band includes a band 3 reception band 1805 MHz-1880 MHz
  • the pass band may include band 1 transmission band 1920 MHz-1980 MHz
  • the fourth pass band may include band 3 transmission band 1710 MHz-1785 MHz.
  • the first passband includes a band 25 receive band 1930-1995 MHz
  • the second passband includes a band 66 receive band 2110 MHz-2200 MHz
  • the third passband The pass band may include a transmission band 1850 MHz-1915 MHz of the band 25
  • the fourth pass band may include a transmission band 1710 MHz-1780 MHz of the band 66.
  • a multiplexer applicable to CA using a plurality of frequency bands in LTE (registered trademark) can be obtained.
  • a multiplexer includes a common terminal, a first selection terminal, a second selection terminal, and a third selection terminal, the common terminal, the first selection terminal, the second selection terminal, and the first selection terminal.
  • a switch capable of simultaneously connecting each of one or more of the three selection terminals, a first filter connected to the first selection terminal and having a first passband, and connected to the second selection terminal;
  • a second filter having a second pass band different from the first pass band, a first inductor connected between the third selection terminal and the ground, and a connection between the first filter and the ground.
  • a second inductor is a switch capable of simultaneously connecting each of one or more of the three selection terminals, a first filter connected to the first selection terminal and having a first passband, and connected to the second selection terminal;
  • a second filter having a second pass band different from the first pass band, a first inductor connected between the third selection terminal and the ground, and a connection between the first filter and the ground.
  • a signal path can be formed by coupling the first inductor and the second inductor, and the signal path can be connected to and separated from the first filter by switching the switch.
  • the present invention can be widely used in communication devices such as mobile phones as a multiplexer that supports multiband and multimode, for example.

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Abstract

マルチプレクサ（２）は、共通端子（Ｓ０）と、第１選択端子（Ｓ１）、第２選択端子（Ｓ２）および第３選択端子（Ｓ３）のうちの１以上の選択端子の各々とを同時に接続可能なスイッチ（１０）と、第１選択端子（Ｓ１）に接続され、第１通過帯域を有する第１フィルタ（２１）と、第２選択端子（Ｓ２）に接続され、前記第１通過帯域とは異なる第２通過帯域を有する第２フィルタ（２２）と、第３選択端子（Ｓ３）と第１フィルタ（２１）とに接続され、第３選択端子（Ｓ３）と第１フィルタ（２１）との間に電磁界結合（Ｍ）による信号経路を形成する結合回路（４０）と、を備える。

Description

マルチプレクサ
　本発明は、マルチプレクサに関し、特にキャリアアグリゲーションに適用されるマルチプレクサに関する。
　複数の周波数帯域（マルチバンド）および複数の無線方式（マルチモード）に対応する通信機器がある。そのような通信機器のフロントエンド回路には、複数の周波数帯域の信号を分波および合波するマルチプレクサが用いられる。マルチプレクサは、例えば、互いに異なる通過帯域を有する複数のフィルタ回路で構成される。
　マルチバンドを構成する２以上の周波数帯域を同時に用いて通信を行うキャリアアグリゲーション（以下では、ＣＡと略記する）と呼ばれる技術も実用化されている。ＣＡに適用されるマルチプレクサでは、２以上のフィルタ回路を同時に使用して、周波数帯域が異なる２以上の信号を同時に処理する。
　特許文献１には、通過帯域を有するフィルタ部と当該フィルタ部に並列に接続された経路とを備えるフィルタ回路が開示されている。通過帯域外の周波数の非所望信号について、経路を通過する非所望信号とフィルタ部を通過する非所望信号とが逆の位相でかつ同じ振幅となるインピーダンスを、経路は有している。
　これにより、経路を通過する非所望信号とフィルタ部を通過する非所望信号とが相殺するので、フィルタ回路全体としての通過帯域外の減衰特性が向上する。
特開２０１２－１０９８１８号公報
　しかしながら、従来のフィルタ回路では、フィルタ部を通過する非所望信号と逆の位相を有する信号経路をフィルタ部とは別に設けなければならず、回路が大型化する。また、ＣＡに適用されるマルチプレクサでは、ＣＡの有無およびＣＡに用いる周波数帯域の組み合わせによって、最適な回路特性を得るための周波数特性は変化するが、従来のフィルタ回路は、減衰帯域を可変にするための構成を有していない。
　そこで、本発明は、ＣＡに適用されかつ小型化および回路特性の双方に優れたマルチプレクサを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るマルチプレクサは、共通端子、第１選択端子、第２選択端子および第３選択端子を有し、前記共通端子と、前記第１選択端子、前記第２選択端子および前記第３選択端子のうちの１以上の選択端子の各々とを同時に接続可能なスイッチと、前記第１選択端子に接続され、第１通過帯域を有する第１フィルタと、前記第２選択端子に接続され、前記第１通過帯域とは異なる第２通過帯域を有する第２フィルタと、前記第３選択端子と前記第１フィルタとに接続され、前記第３選択端子と前記第１フィルタとの間に電磁界結合による信号経路を形成可能な結合回路と、を備える。
　本発明に係るマルチプレクサによれば、スイッチの状態に応じて、例えば、第１フィルタのみを用いるシングルモードと、第１フィルタおよび第２フィルタの両方を用いるＣＡモードとで動作モードを切り替えることができる。また、動作モードを切り替えるためのスイッチを利用して、結合回路を第１フィルタと並列に接続し、また第１フィルタから分離することができる。
　結合回路は、第１フィルタの回路特性を変化させ、これにより、第１フィルタの減衰特性（減衰帯域および減衰量）を動作モードに応じて変化させる。結合回路は、従来のフィルタ回路のように、第１フィルタを通過する減衰帯域の信号と逆の位相を有する信号経路とは異なり、例えば、第３選択端子に接続された回路素子（配線導体を含む）と第１フィルタとの単なる電磁界結合によって構成できる。
　これにより、部品点数および回路規模の増大を抑えながら、ＣＡに適用されかつ小型化および回路特性の双方に優れたマルチプレクサが得られる。
図１は、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサの構成の一例を示す回路図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る結合回路の構成の一具体例を示す回路図である。 図３は、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサの実装構造の一例を示す模式図である。 図４は、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサの使用例を示す回路図である。 図５Ａは、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサの通過特性の一例を示すグラフである。 図５Ｂは、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサのアイソレーション特性の一例を示すグラフである。 図５Ｃは、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサのアイソレーション特性の一例を示すグラフである。 図６は、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサに適用される周波数帯域の一例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサの他の使用例を示す回路図である。 図８は、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサの他の構成の一例を示す回路図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。
　（実施の形態）
　実施の形態に係るマルチプレクサについて、第１周波数帯域および第２周波数帯域を用いたＣＡに適用されるマルチプレクサの例を挙げて説明する。以下の例において、第１周波数帯域および第２周波数帯域はいずれもＦＤＤ（周波数分割複信）方式で運用される。
　図１は、実施の形態に係るマルチプレクサの構成の一例を示す回路図である。図１に示されるように、マルチプレクサ１は、スイッチ１０、フィルタ２１、２２、２３、２４、およびインダクタ４１、７１を備える。フィルタ２１、２３はデュプレクサ３１を構成し、フィルタ２２、２４はデュプレクサ３２を構成している。インダクタ４１、７１は結合回路４０を構成している。
　スイッチ１０は、共通端子Ｓ０と選択端子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３とを有し、共通端子Ｓ０と、選択端子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうちの１以上の選択端子の各々とを同時に接続することができる。スイッチ１０は、他の選択端子をさらに有してもよい。共通端子Ｓ０は、アンテナ信号ＡＮＴを伝達する。
　ここで、選択端子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ第１選択端子、第２選択端子、第３選択端子の一例である。
　フィルタ２１、２３は、第１周波数帯域の受信帯域および送信帯域をそれぞれの通過帯域に含むバンドパスフィルタ、ハイパスフィルタまたはローパスフィルタである。フィルタ２１、２３の一端同士は互いに接続され、スイッチ１０の選択端子Ｓ１に接続される。フィルタ２１の他端は第１周波数帯域の受信信号Ｒｘ１を伝達し、フィルタ２３の他端は第１周波数帯域の送信信号Ｔｘ１を伝達する。これにより、デュプレクサ３１は、選択端子Ｓ１に伝達されるアンテナ信号ＡＮＴのうち第１周波数帯域の受信信号Ｒｘ１および送信信号Ｔｘ１を分波および合波する。
　ここで、フィルタ２１は第１フィルタの一例であり、第１周波数帯域の受信帯域は第１通過帯域の一例である。フィルタ２３は第３フィルタの一例であり、第１周波数帯域の送信帯域は第３通過帯域の一例である。デュプレクサ３１は第１デュプレクサの一例である。
　フィルタ２２、２４は、第２周波数帯域の受信帯域および送信帯域をそれぞれの通過帯域に含むバンドパスフィルタ、ハイパスフィルタまたはローパスフィルタである。フィルタ２２、２４の一端同士は互いに接続され、スイッチ１０の選択端子Ｓ２に接続される。フィルタ２２の他端は第２周波数帯域の受信信号Ｒｘ２を伝達し、フィルタ２４の他端は第２周波数帯域の送信信号Ｔｘ２を伝達する。これにより、デュプレクサ３２は、選択端子Ｓ２に伝達されるアンテナ信号ＡＮＴのうち第２周波数帯域の受信信号Ｒｘ２および送信信号Ｔｘ２を分波および合波する。
　ここで、フィルタ２２は第２フィルタの一例であり、第２周波数帯域の受信帯域は第２通過帯域の一例である。フィルタ２４は第４フィルタの一例であり、第２周波数帯域の送信帯域は第４通過帯域の一例である。デュプレクサ３２は第２デュプレクサの一例である。
　インダクタ４１は、一端がスイッチ１０の選択端子Ｓ３に接続され、他端がグランドに接続されている。インダクタ７１は、一端がフィルタ２１に接続され、他端がグランドに接続されている。インダクタ７１は、フィルタ２１に含まれていてもよい。インダクタ４１、７１は、インダクタンス成分を有する回路素子であればよく、具体的な構成は限定されない。インダクタ４１、７１は、例えば、チップインダクタであってもよく、配線導体が有するインダクタンス成分であってもよい。
　インダクタ４１、７１は、互いに磁界結合するように配置される。これにより、結合回路４０は、スイッチ１０の選択端子Ｓ３とフィルタ２１との間にインダクタ４１、７１同士の磁界結合Ｍによる信号経路を形成することができる。
　ここで、結合回路４０は、インダクタ４１、７１に代えてキャパシタンス成分を有する回路素子を用いて構成されてもよい。その場合、結合回路４０は、スイッチ１０の選択端子Ｓ３とフィルタ２１との間にキャパシタンス成分を有する回路素子同士の電解結合による信号経路を形成する。
　上述のように構成されたマルチプレクサ１によれば、スイッチ１０の状態に応じて、例えば、デュプレクサ３１、３２のうちの一方のみを用いるシングルモードと、デュプレクサ３１、３２の両方を用いるＣＡモードとで動作モードを切り替えることができる。また、動作モードを切り替えるためのスイッチ１０を利用して、結合回路４０をデュプレクサ３１のフィルタ２１と並列に接続し、またフィルタ２１から分離することができる。
　結合回路４０は、フィルタ２１と接続されまた分離されることでフィルタ２１の回路特性を変化させ、これによりフィルタ２１の減衰特性（減衰帯域および減衰量）を動作モードに応じた好適な特性に変化させる。結合回路４０は、フィルタ２１を通過する減衰帯域の信号と逆の位相でかつ同じ振幅となるようにキャンセル用の信号を調整する特許文献１に記載の経路とは異なり、選択端子Ｓ３に接続されたインダクタ４１とフィルタ２１に接続されたインダクタ７１との単なる磁界結合によって構成される。
　結合回路４０について、フィルタ２１がラダー型フィルタである場合の具体例を挙げて、より詳しく説明する。
　図２は、結合回路４０の一具体例を示す回路図である。図２に示されるように、フィルタ２１は、信号経路上に配置された直列腕共振子５１～５４および信号経路とグランドとを結ぶ接地経路上に配置された並列腕共振子６１～６３を有する。直列腕共振子５１～５４および並列腕共振子６１～６３は、弾性波共振子（表面弾性波共振子およびバルク弾性波共振子を含む）で構成される。つまり、図２のフィルタ２１は、ラダー型の弾性波フィルタである。
　フィルタ２１は、特性調整用のインダクタ７１、７２を有している。インダクタ７１の一端は並列腕共振子６１に接続され他端はグランドに接続されている。インダクタ７２の一端は並列腕共振子６２、６３同士の接続点に接続され他端はグランドに接続されている。
　図２の結合回路４０は、スイッチ１０の選択端子Ｓ３に接続されたインダクタ４１と、フィルタ２１に含まれる特性調整用のインダクタ７１との結合によって構成されている。
　なお、結合回路４０は、図２の例には限られず、インダクタ４１、７２の結合によって構成されてもよい。また、フィルタ２１が信号経路上に設けられたインダクタを有している場合、結合回路４０は、インダクタ４１とフィルタ２１の信号経路上のインダクタとの結合によって構成されてもよい。
　図２のマルチプレクサ１では、結合回路４０の接続および分離によってフィルタ２１の減衰極の周波数が変化することを利用してフィルタ２１の減衰特性を変化させている。このように、フィルタ２１に含まれるインダクタを利用することで部品点数を増やすことなく結合回路４０は構成される。
　マルチプレクサ１の実装構造について、スイッチ１０をＩＣ（集積回路）チップで構成し、デュプレクサ３１、３２をフィルタ素子で構成し、インダクタ４１、７１、７２をチップインダクタで構成した場合の例を挙げて説明する。
　図３は、図２のマルチプレクサ１の実装構造の一例を示す模式図である。図３の例では、スイッチ１０としてのＩＣチップ、デュプレクサ３１、３２としてのフィルタ素子、およびインダクタ４１、７１、７２としてのチップインダクタが、基板９０に実装される。基板９０には、配線導体８１、８２、８３およびグランド電極８５が形成されており、インダクタ４１は、配線導体８１を介してスイッチ１０とグランド電極８５とに接続され、インダクタ７１、７２は、それぞれ配線導体８２、８３を介してデュプレクサ３１とグランド電極８５とに接続される。
　インダクタ４１、７１は、互いに磁界結合する位置に配置されることによって結合回路４０を構成している。インダクタ４１、７１をチップインダクタで構成することにより、インダクタ４１、７１の配置に応じて結合を調整できるので、結合回路４０の調整が容易になる。なお、インダクタ４１、７１、７２は、チップインダクタには限られず、基板９０に形成された配線導体が有するインダクタンス成分であってもよい。
　マルチプレクサ１は、単一の部品として形成されてもよく、高周波モジュールに含まれる１つの回路部として他の回路部とともにモジュール基板に形成されてもよい。
　以下では、マルチプレクサ１の特性について、マルチプレクサ１の具体的な使用例に基づいて説明する。
　図４は、マルチプレクサ１の使用例を示す回路図であり、フィルタ２１～２４の各々に適用される具体的な周波数帯域とともに、異なる２つの動作モードにおけるスイッチ１０の接続状態を示している。以下では、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）によって規定されたＬＴＥ（登録商標）（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）における通信バンド名で具体的な周波数帯域を参照する。
　図４の例では、フィルタ２１は、バンドＢ１の受信帯域（２１１０ＭＨｚ－２１７０ＭＨｚ）を通過帯域に含み、フィルタ２３は、バンドＢ１の送信帯域（１９２０ＭＨｚ－１９８０ＭＨｚ）を通過帯域に含む。これにより、デュプレクサ３１は、選択端子Ｓ１に伝達されるアンテナ信号ＡＮＴのうちバンドＢ１の受信信号Ｂ１Ｒｘおよび送信信号Ｂ１Ｔｘを分波および合波する。
　また、フィルタ２２は、バンドＢ３の受信帯域（１８０５ＭＨｚ－１８８０ＭＨｚ）を通過帯域に含み、フィルタ２４は、バンドＢ３の送信帯域（１７１０ＭＨｚ－１７８５ＭＨｚ）を通過帯域に含む。これにより、デュプレクサ３２は、選択端子Ｓ２に伝達されるアンテナ信号ＡＮＴのうちバンドＢ３の受信信号Ｂ３Ｒｘおよび送信信号Ｂ３Ｔｘを分波および合波する。
　マルチプレクサ１は、バンドＢ１、Ｂ３のうちの一方のみを用いるシングルモードと、バンドＢ１、Ｂ３の両方を用いるＣＡモードとを、スイッチ１０の接続状態に従って切り替える。
　図４の第１状態は、バンドＢ１のみを用いるシングルモードのためのスイッチ１０の接続状態を示している。第１状態では、共通端子Ｓ０と選択端子Ｓ１とが接続され、共通端子Ｓ０と選択端子Ｓ２とが切断され、共通端子Ｓ０と選択端子Ｓ３とが切断される。
　図４の第２状態は、バンドＢ１、Ｂ３の両方を用いるＣＡモードのためのスイッチ１０の接続状態を示している。第２状態では、共通端子Ｓ０と選択端子Ｓ１とが接続され、共通端子Ｓ０と選択端子Ｓ２とが接続され、共通端子Ｓ０と選択端子Ｓ３とが接続される。
　マルチプレクサ１に要求される周波数特性はシングルモードとＣＡモードとでは異なる。例えば、シングルモードではバンドＢ１の受信帯域とバンドＢ１の送信帯域との間でのアイソレーションが要求されるのに対し、ＣＡモードではバンドＢ１の受信帯域とバンドＢ１、Ｂ３の双方の送信帯域との間でのアイソレーションが要求される。
　このような要求に対し、バンドＢ１、Ｂ３の双方の送信帯域で減衰を取るようにフィルタ２１の通過特性を設計することが考えられる。しかしながら、バンドＢ１、Ｂ３の双方の送信帯域で減衰を取る通過特性では、バンドＢ１の送信帯域のみで減衰を取る通過特性と比べて、バンドＢ１の送信帯域での減衰量が小さくなる。
　そのため、ＣＡモードに合わせたフィルタ２１の通過特性をシングルモードにおいて用いると、バンドＢ１の送信帯域と受信帯域との間でのアイソレーションが悪くなる。この傾向は、フィルタ２１をラダー型の共振子フィルタで構成する場合に特に顕著である。
　そこで、マルチプレクサ１では、スイッチ１０により動作モードを切り替えるとともに結合回路４０をフィルタ２１に接続しまた切断することで、動作モードに応じてフィルタ２１の周波数特性を変化させる。具体的に、バンドＢ１のみを用いるシングルモードではスイッチ１０を図４での第１状態とし、バンドＢ１、Ｂ３の双方を用いるＣＡモードではスイッチ１０を図４での第２状態としている。これにより、第１状態と第２状態とでフィルタ２１の減衰特性が変化することによってマルチプレクサ１の周波数特性は次のように変化する。
　図５Ａは、スイッチ１０の共通端子Ｓ０とフィルタ２１の出力端との間（ＡＮＴ－Ｂ１Ｒｘ）の通過特性の一例を示すグラフである。図５Ａに見られるように、第１状態では第２状態と比べてバンドＢ１の送信帯域Ｂ１Ｔｘでの減衰が大きく、第２状態では第１状態と比べてバンドＢ３の送信帯域Ｂ３Ｔｘでの減衰が大きい。バンドＢ１の受信帯域Ｂ１Ｒｘでの損失は、第１状態と第２状態とでほぼ同じである。
　図５Ｂは、フィルタ２１の出力端とフィルタ２３の入力端との間（Ｂ１Ｒｘ－Ｂ１Ｔｘ）のアイソレーション特性の一例を示すグラフである。図５Ｂに見られるように、第１状態では第２状態と比べてバンドＢ１の送信帯域Ｂ１Ｔｘでの減衰が大きい。つまり、シングルモード（第１状態）ではＣＡモード（第２状態）と比べてバンドＢ１の受信帯域Ｂ１Ｒｘと送信帯域Ｂ１Ｔｘとの間でより大きなアイソレーションが確保されている。
　図５Ｃは、フィルタ２１の出力端とフィルタ２４の入力端との間（Ｂ１Ｒｘ－Ｂ３Ｔｘ）のアイソレーション特性の一例を示すグラフである。図５Ｃに見られるように、第２状態では第１状態と比べてバンドＢ３の送信帯域Ｂ３Ｔｘでの減衰が大きい。つまり、ＣＡモード（第２状態）ではシングルモード（第１状態）と比べてバンドＢ１の受信帯域Ｂ１ＲｘとバンドＢ３の送信帯域Ｂ３Ｔｘとの間でより大きなアイソレーションが確保されている。
　図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに示される周波数特性から、図４の使用例によれば、シングルモードではＣＡモードと比べて、バンドＢ１の受信帯域Ｂ１Ｒｘと送信帯域Ｂ１Ｔｘとの間でより良好なアイソレーションが得られることが分かる。
　このように、マルチプレクサ１では、スイッチ１０により動作モードを切り替えるとともに、結合回路４０をフィルタ２１に接続しまた切断することで、動作モードに応じて適した周波数特性を得ることができる。
　なお、図４の使用例では、結合回路４０は、シングルモードにおいてフィルタ２１から切断され、ＣＡモードにおいてフィルタ２１に接続されるとしたが、この関係は逆でもよい。すなわち、結合回路４０は、シングルモードにおいてフィルタ２１に接続され、ＣＡモードにおいてフィルタ２１から切断されてもよい。
　つまり、フィルタ２１の減衰特性がシングルモードおよびＣＡモードのいずれを基準として設計されているかに応じて、シングルモードおよびＣＡモードのうちより適した一方で、結合回路４０はフィルタ２１に接続されればよい。
　なお、ここまでの説明ではマルチプレクサ１に適用される具体的な周波数帯域としてバンドＢ１、Ｂ３を例示したが、この例には限られない。他の一例として、次のような周波数帯域が挙げられる。
　すなわち、フィルタ２１は、バンドＢ２５の受信帯域（１９３０ＭＨｚ－１９９５ＭＨｚ）を通過帯域に含み、フィルタ２３は、バンドＢ２５の送信帯域（１８５０ＭＨｚ－１９１５ＭＨｚ）を通過帯域に含む。また、フィルタ２２は、バンドＢ６６の受信帯域（２１１０ＭＨｚ－２２００ＭＨｚ）を通過帯域に含み、フィルタ２４は、バンドＢ６６の送信帯域（１７１０ＭＨｚ－１７８０ＭＨｚ）を通過帯域に含む。
　フィルタ２１～２４がこのような通過帯域を有する場合、マルチプレクサ１は、バンドＢ２５、Ｂ６６を用いたＣＡに適用される。
　図６は、マルチプレクサ１に適用される周波数帯域の一例を示す図である。図６には、上記で参照したＬＴＥ（登録商標）における通信バンド名と周波数範囲とが周波数順に列挙されている。図６に見られるように、例えばバンドＢ１の受信帯域Ｂ１ＲｘとバンドＢ６６の受信帯域Ｂ６６Ｒｘなど、重複する４組の周波数帯域があることが分かる。そこで、マルチプレクサ１において、フィルタ２１～２４の各々を重複する周波数帯域で兼用することを考える。
　図７は、マルチプレクサ１の使用例を示す回路図であり、フィルタ２１～２４の各々を兼用する具体的な周波数帯域が示されている。
　図７の例では、フィルタ２１は、バンドＢ１の受信帯域（２１１０ＭＨｚ－２１７０ＭＨｚ）とバンドＢ６６の受信帯域（２１１０ＭＨｚ－２２００ＭＨｚ）の両方を通過帯域に含む。これにより、フィルタ２１はバンドＢ１の受信帯域とバンドＢ６６の受信帯域とで兼用される。
　フィルタ２３は、バンドＢ１の送信帯域（１９２０ＭＨｚ－１９８０ＭＨｚ）とバンドＢ２５の受信帯域（１９３０ＭＨｚ－１９９５ＭＨｚ）の両方を通過帯域に含む。これにより、フィルタ２３はバンドＢ１の送信帯域とバンドＢ２５の受信帯域とで兼用される。
　フィルタ２２は、バンドＢ３の受信帯域（１８０５ＭＨｚ－１８８０ＭＨｚ）とバンドＢ２５の送信帯域（１８５０ＭＨｚ－１９１５ＭＨｚ）の両方を通過帯域に含む。これにより、フィルタ２２はバンドＢ３の受信帯域とバンドＢ２５の送信帯域とで兼用される。
　フィルタ２４は、バンドＢ３の送信帯域（１７１０ＭＨｚ－１７８５ＭＨｚ）とバンドＢ６６の送信帯域（１７１０ＭＨｚ－１７８０ＭＨｚ）の両方を通過帯域に含む。これにより、フィルタ２４はバンドＢ３の送信帯域とバンドＢ６６の送信帯域とで兼用される。
　図７のマルチプレクサ１によれば、バンドＢ１、Ｂ３を用いたＣＡおよびバンドＢ２５、Ｂ６６を用いたＣＡに適用されるマルチプレクサが４つのフィルタを用いて構成される。
　また、ここまでの説明ではマルチプレクサ１に適用される周波数帯域がＦＤＤ方式で運用されることを前提としたが、この例には限られない。マルチプレクサ１に適用される周波数帯域はＴＤＤ（時分割複信）方式で運用されてもよい。
　図８は、各々がＴＤＤ（時分割複信）方式で運用される第１周波数帯域および第２周波数帯域を用いたＣＡに適用されるマルチプレクサの構成の一例を示す回路図である。図８に示されるマルチプレクサ２は、図１のマルチプレクサ１と比べて、フィルタ２３、２４が省略される点で相違する。以下、マルチプレクサ１について説明した構成要素と同一の構成要素は同一の符号で参照し、重複する説明を適宜省略する。
　マルチプレクサ２において、フィルタ２１は第１周波数帯域（送信と受信とで同じ）を通過帯域に含み、フィルタ２２は第２周波数帯域（送信と受信とで同じ）を通過帯域に含む。ここで、フィルタ２１は第１フィルタの一例であり、第１周波数帯域は第１通過帯域の一例である。フィルタ２２は第２フィルタの一例であり、第２周波数帯域は第２通過帯域の一例である。
　マルチプレクサ２は、マルチプレクサ１と同様、第１周波数帯域および第２周波数帯域のうちの一方のみを用いるシングルモードと、第１周波数帯域および第２周波数帯域の両方を用いるＣＡモードとを、スイッチ１０の接続状態に従って切り替える。
　これにより、マルチプレクサ２においても、マルチプレクサ１と同様、動作モードに応じて適した周波数特性を得ることができる。
　以上、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサについて説明したが、本発明は、個々の実施の形態には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　（まとめ）
　本発明の一態様に係るマルチプレクサは、共通端子、第１選択端子、第２選択端子および第３選択端子を有し、前記共通端子と、前記第１選択端子、前記第２選択端子および前記第３選択端子のうちの１以上の選択端子の各々とを同時に接続可能なスイッチと、前記第１選択端子に接続され、第１通過帯域を有する第１フィルタと、前記第２選択端子に接続され、前記第１通過帯域とは異なる第２通過帯域を有する第２フィルタと、前記第３選択端子と前記第１フィルタとに接続され、前記第３選択端子と前記第１フィルタとの間に電磁界結合による信号経路を形成可能な結合回路と、を備える。
　このような構成によれば、スイッチの状態に応じて、例えば、第１フィルタのみを用いるシングルモードと第１フィルタと第２フィルタの両方を用いるＣＡモードとで動作モードを切り替えることができる。また、動作モードを切り替えるためのスイッチを利用して、結合回路を第１フィルタと並列に接続し、また第１フィルタから分離することができる。
　結合回路は、第１フィルタに接続されまた分離されることで第１フィルタの回路特性を変化させ、これにより、第１フィルタの減衰特性（減衰帯域および減衰量）を動作モードに応じて変化させる。結合回路は、第１フィルタを通過する減衰帯域の信号と逆の位相でかつ同じ振幅の信号を生成する経路とは異なり、例えば、第３選択端子および第１フィルタの各々に接続された回路素子（配線導体を含む）の単なる電磁界結合によって構成される。
　これにより、部品点数および回路規模の増大を抑えながら、ＣＡに適用されかつ小型化および回路特性の双方に優れたマルチプレクサが得られる。
　また、前記結合回路は、前記第３選択端子に接続された第１回路素子と前記第１フィルタに接続された第２回路素子とを有し、前記第１回路素子と前記第２回路素子とが互いに電界結合または磁界結合していてもよい。
　このような構成によれば、第１フィルタの減衰特性を、第１回路素子と第２回路素子との電界結合または磁界結合の強さに基づいて調整できるので、第１フィルタの動作モードに応じた好適な減衰特性を得るための設計が容易になる。
　また、前記第１回路素子および前記第２回路素子は、それぞれ第１インダクタンス素子および第２インダクタンス素子であり、互いに磁界結合していてもよい。
　このような構成によれば、例えば、整合用などのインダクタがマルチプレクサに設けられている場合に、当該インダクタを第１インダクタンス素子または第２インダクタンス素子として利用することにより、部品点数の増加を抑えながら前述の効果を得ることができる。
　また、前記第１フィルタは、信号経路上に配置された直列腕共振子と、前記信号経路上のノードとグランドとを結ぶ接地経路上に配置された並列腕共振子と、を有するラダー型フィルタであり、前記第２インダクタンス素子は、前記信号経路上または前記接地経路上に設けられていてもよい。
　このような構成によれば、結合回路の接続および分離によって第１フィルタの減衰極の周波数が変化することを利用して第１フィルタの減衰特性を変化させることができる。
　また、前記第２インダクタンス素子は、前記接地経路上にあって前記並列腕共振器とグランドとの間に接続されたインダクタであってもよい。
　このような構成によれば、実用のラダー型フィルタでは並列腕共振器とグランドとの間にしばしば設けられる特性調整用のインダクタを第２インダクタンス素子として利用することにより、部品点数を増やすことなく、前述の効果を得ることができる。
　また、前記第１インダクタンス素子および前記第２インダクタンス素子は、それぞれチップインダクタであってもよい。
　このような構成によれば、第１インダクタンス素子または第２インダクタンス素子をチップ部品で構成することにより、チップ部品の配置に応じて結合を調整できるので、結合回路の調整が容易になる。
　また、前記スイッチは、第１状態および第２状態を有し、前記第１状態において、前記共通端子と前記第１選択端子および前記第２選択端子のうちの一方とが接続され、前記共通端子と前記第１選択端子および前記第２選択端子のうちの他方とが切断され、前記共通端子と前記第３選択端子とが切断され、前記第２状態において、前記共通端子と前記第１選択端子とが接続され、前記共通端子と前記第２選択端子とが接続され、前記共通端子と前記第３選択端子とが接続されてもよい。
　このような構成によれば、第１フィルタのみまたは第２フィルタのみを用いるシングルモードと、第１フィルタと第２フィルタの両方を用いるＣＡモードとを、スイッチの具体的な接続状態に従って切り替えることができる。
　また、前記第１選択端子に接続され、第３通過帯域を有する第３フィルタと、前記第２選択端子に接続され、第４通過帯域を有する第４フィルタと、をさらに備え、前記第１フィルタと前記第３フィルタとが第１デュプレクサを構成し、前記第２フィルタと前記第４フィルタとが第２デュプレクサを構成していてもよい。
　このような構成によれば、ＦＤＤ方式で運用される複数の周波数帯域を用いたＣＡに適用されるマルチプレクサが得られる。
　また、ＬＴＥ（登録商標）における通信バンドのうち、前記第１通過帯域はバンド１の受信帯域２１１０ＭＨｚ－２１７０ＭＨｚを含み、前記第２通過帯域はバンド３の受信帯域１８０５ＭＨｚ－１８８０ＭＨｚを含み、前記第３通過帯域はバンド１の送信帯域１９２０ＭＨｚ－１９８０ＭＨｚを含み、前記第４通過帯域はバンド３の送信帯域１７１０ＭＨｚ－１７８５ＭＨｚを含むとしてもよい。
　また、ＬＴＥ（登録商標）における通信バンドのうち、前記第１通過帯域はバンド２５の受信帯域１９３０ＭＨｚ－１９９５ＭＨｚを含み、前記第２通過帯域はバンド６６の受信帯域２１１０ＭＨｚ－２２００ＭＨｚを含み、前記第３通過帯域はバンド２５の送信帯域１８５０ＭＨｚ－１９１５ＭＨｚを含み、前記第４通過帯域はバンド６６の送信帯域１７１０ＭＨｚ－１７８０ＭＨｚを含むとしてもよい。
　このような構成によれば、ＬＴＥ（登録商標）における複数の周波数帯域を用いたＣＡに適用されるマルチプレクサが得られる。
　本発明の一態様に係るマルチプレクサは、共通端子、第１選択端子、第２選択端子および第３選択端子を有し、前記共通端子と、前記第１選択端子、前記第２選択端子および前記第３選択端子のうちの１以上の選択端子の各々とを同時に接続可能なスイッチと、前記第１選択端子に接続され、第１通過帯域を有する第１フィルタと、前記第２選択端子に接続され、前記第１通過帯域とは異なる第２通過帯域を有する第２フィルタと、前記第３選択端子とグランドとの間に接続された第１インダクタと、前記第１フィルタとグランドとの間に接続された第２インダクタと、を備える。
　このような構成によれば、第１インダクタと第２インダクタとの結合による信号経路を形成し、当該信号経路を、スイッチの切り替えにより、第１フィルタに接続しまた分離することができる。これにより、第１フィルタの減衰特性を動作モードに応じて変化させ、部品点数および回路規模の増大を抑えながら、ＣＡに適用されかつ小型化および回路特性の双方に優れたマルチプレクサを得ることができる。
　本発明は、例えば、マルチバンドおよびマルチモードに対応するマルチプレクサとして携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
　　１、２　マルチプレクサ
　　１０　スイッチ
　　２１、２２、２３、２４　フィルタ
　　３１、３２　デュプレクサ
　　４０　結合回路
　　４１、７１、７２　インダクタ
　　５１、５２、５３、５４　直列腕共振子
　　６１、６２、６３　並列腕共振子
　　８１、８２　配線導体
　　８５　グランド電極
　　９０　基板
　　Ｍ　　磁界結合
　　Ｓ０　共通端子
　　Ｓ１　選択端子（第１選択端子）
　　Ｓ２　選択端子（第２選択端子）
　　Ｓ３　選択端子（第３選択端子）

Claims (11)

  1. 　共通端子、第１選択端子、第２選択端子および第３選択端子を有し、前記共通端子と、前記第１選択端子、前記第２選択端子および前記第３選択端子のうちの１以上の選択端子の各々とを同時に接続可能なスイッチと、
    　前記第１選択端子に接続され、第１通過帯域を有する第１フィルタと、
    　前記第２選択端子に接続され、前記第１通過帯域とは異なる第２通過帯域を有する第２フィルタと、
    　前記第３選択端子と前記第１フィルタとに接続され、前記第３選択端子と前記第１フィルタとの間に電磁界結合による信号経路を形成可能な結合回路と、
    　を備えるマルチプレクサ。
  2. 　前記結合回路は、前記第３選択端子に接続された第１回路素子と前記第１フィルタに接続された第２回路素子とを有し、前記第１回路素子と前記第２回路素子とが互いに電界結合または磁界結合している、
    　請求項１に記載のマルチプレクサ。
  3. 　前記第１回路素子および前記第２回路素子は、それぞれ第１インダクタンス素子および第２インダクタンス素子であり、互いに磁界結合している、
    　請求項２に記載のマルチプレクサ。
  4. 　前記第１フィルタは、信号経路上に配置された直列腕共振子と、前記信号経路上のノードとグランドとを結ぶ接地経路上に配置された並列腕共振子と、を有するラダー型フィルタであり、
    　前記第２インダクタンス素子は、前記信号経路上または前記接地経路上に設けられている、
    　請求項３に記載のマルチプレクサ。
  5. 　前記第２インダクタンス素子は、前記接地経路上にあって前記並列腕共振器とグランドとの間に接続されたインダクタである、
    　請求項４に記載のマルチプレクサ。
  6. 　前記第１インダクタンス素子および前記第２インダクタンス素子は、それぞれチップインダクタである、
    　請求項３から５のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
  7. 　前記スイッチは、第１状態および第２状態を有し、
    　前記第１状態において、前記共通端子と前記第１選択端子および前記第２選択端子のうちの一方とが接続され、前記共通端子と前記第１選択端子および前記第２選択端子のうちの他方とが切断され、前記共通端子と前記第３選択端子とが切断され、
    　前記第２状態において、前記共通端子と前記第１選択端子とが接続され、前記共通端子と前記第２選択端子とが接続され、前記共通端子と前記第３選択端子とが接続される、
    　請求項１から６のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
  8. 　前記第１選択端子に接続され、第３通過帯域を有する第３フィルタと、
    　前記第２選択端子に接続され、第４通過帯域を有する第４フィルタと、をさらに備え、
    　前記第１フィルタと前記第３フィルタとが第１デュプレクサを構成し、
    　前記第２フィルタと前記第４フィルタとが第２デュプレクサを構成している、
    　請求項１から７のいずれか１項に記載のマルチプレクサ。
  9. 　ＬＴＥ（登録商標）（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）における通信バンドのうち、
    　前記第１通過帯域はバンド１の受信帯域２１１０ＭＨｚ－２１７０ＭＨｚを含み、
    　前記第２通過帯域はバンド３の受信帯域１８０５ＭＨｚ－１８８０ＭＨｚを含み、
    　前記第３通過帯域はバンド１の送信帯域１９２０ＭＨｚ－１９８０ＭＨｚを含み、
    　前記第４通過帯域はバンド３の送信帯域１７１０ＭＨｚ－１７８５ＭＨｚを含む、
    　請求項８に記載のマルチプレクサ。
  10. 　ＬＴＥ（登録商標）における通信バンドのうち、
    　前記第１通過帯域はバンド２５の受信帯域１９３０ＭＨｚ－１９９５ＭＨｚを含み、
    　前記第２通過帯域はバンド６６の受信帯域２１１０ＭＨｚ－２２００ＭＨｚを含み、
    　前記第３通過帯域はバンド２５の送信帯域１８５０ＭＨｚ－１９１５ＭＨｚを含み、
    　前記第４通過帯域はバンド６６の送信帯域１７１０ＭＨｚ－１７８０ＭＨｚを含む、
    　請求項８に記載のマルチプレクサ。
  11. 　共通端子、第１選択端子、第２選択端子および第３選択端子を有し、前記共通端子と、前記第１選択端子、前記第２選択端子および前記第３選択端子のうちの１以上の選択端子の各々とを同時に接続可能なスイッチと、
    　前記第１選択端子に接続され、第１通過帯域を有する第１フィルタと、
    　前記第２選択端子に接続され、前記第１通過帯域とは異なる第２通過帯域を有する第２フィルタと、
    　前記第３選択端子とグランドとの間に接続された第１インダクタと、
    　前記第１フィルタとグランドとの間に接続された第２インダクタと、を備える、
    　マルチプレクサ。
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