CN107431477B - 高频滤波器、前端电路以及通信设备 - Google Patents

高频滤波器、前端电路以及通信设备 Download PDF

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Abstract

高频滤波器(10)包括可变滤波器(21)、固定滤波器(22)以及开关(232、232)。可变滤波器(21)分别与多个通信频段的使用频率相对应地来使通频带可变。固定滤波器(22)与不同于多个通信频段的特定的通信频段的使用频率相对应地来固定通频带。开关(231、232)将连接结构切换为可变滤波器(21)或固定滤波器(22)。

Description

高频滤波器、前端电路以及通信设备
技术领域
本发明涉及对多个通信频段的高频信号进行滤波处理的高频滤波器、前端电路以及通信设备。
背景技术
以往，已设计出各种可变滤波电路，其能使用具有谐振频率与反谐振频率的谐振器以及可变电容器来对通频带与衰减极的频率进行调整(例如，参照专利文献1以及2。)。
专利文献1及2所记载的可变滤波电路具有交替连接位于输入输出端间的串联臂、以及位于串联臂与接地之间的并联臂而得到的梯形的结构。串联臂与并联臂分别设置有谐振电路，该谐振电路包括具有谐振频率与反谐振频率的谐振器、以及与谐振器并联或串联连接的可变电容器。各谐振电路通过控制分别设置于各谐振电路的可变电容器，从而能对谐振频率或反谐振频率进行调整。由于可变滤波电路中的通频带或衰减极的频率根据各谐振电路的谐振频率或反谐振频率来确定，因此通过控制可变电容器，从而能对通频带或衰减极的频率进行调整。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009-130831号公报
专利文献2：日本专利第4053504号说明书
发明内容
发明所要解决的技术问题
由于可变滤波电路能对通频带或衰减极的频率进行调整，因此在使可变滤波电路与多个通信Band(频段)相对应的情况下，与对该多个通信频段搭载多个固定滤波器的情况相比，能实现小型化。
然而，一般情况下，与通频带或衰减极的频率被固定的固定滤波电路相比，可变滤波电路在通频带附近的衰减特性有所劣化，因此在处理多个通信频段的信号的通信装置等中使用可变滤波电路的情况下，有时会因作为处理对象的信号的频带而难以通过可变滤波电路来实现适当的滤波特性。例如，在LTE(Long Term Evolution：长期演进)通信***、WCDMA(注册商标)(Wideband Code Division Multiple Access：宽带码分多址)通信***中，对于Band8、Band20、Band26等通信频段，难以通过可变滤波器来实现适当的滤波特性。
因此，本发明的目的在于提供能实现小型化并能针对每个通信频段实现适当的滤波处理的高频滤波器、前端电路以及通信设备。
解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的，本发明的可变滤波电路具备以下结构。此外，为了达到上述目的，本发明的高频模块具备与以下结构同等的结构。
高频滤波器包括可变滤波器、固定滤波器以及开关。可变滤波器分别与多个通信频段的使用频率相对应地来使通频带可变。固定滤波器与不同于多个通信频段的特定的通信频段的使用频率相对应地来固定通频带。开关将连接结构切换为可变滤波器或固定滤波器。
该结构中，能利用开关对可变滤波器与固定滤波器进行切换使用。作为可变滤波器使用时，能对通频带或衰减极的频率进行调整。另一方面，作为固定滤波器使用时，能固定通频带或衰减极的频率。一般情况下，在固定了通频带或衰减极的频率的滤波电路中，与使通频带或衰减极的频率可变的滤波电路相比，更能提高通频带附近的衰减特性。因此，上述高频滤波器中，能将通频带或衰减极的频率设为可变，并能在将通频带设定为特定的频率时(通过可变滤波器难以进行对应时)，利用固定滤波器从而在通频带附近使衰减特性得以提高。
此外，本发明的高频滤波器中，也可以构成为固定滤波器不包含可变电抗元件而可变滤波器包含可变电抗元件。
通过该结构，可容易地兼顾可变滤波器的通频带的可变性与固定滤波器的滤波特性。
此外，本发明的高频滤波器也可以是以下结构。高频滤波器还具备至少1个滤波特性调整电路，该滤波特性调整电路有选择地将具有固定电容的电容器连接至固定滤波器或可变滤波器。滤波特性调整电路与固定滤波器的至少一端相连接。
该结构中，对滤波特性进行部分调整，而几乎不使固定滤波器的滤波特性中的基本的滤波特性(例如通频带中的***损耗)变化。
此外，本发明的高频滤波器中，可变滤波器也可以包括第1电路部以及第2电路部，上述第1电路部具有基本频率特性，上述第2电路部通过有选择地对第1电路部连接电容器从而调整基本频率特性。
该结构中，可变滤波器的滤波特性得以提高。
在上述高频滤波器中，固定滤波器可以构成为包括第1串联臂谐振电路，该第1串联臂谐振电路不包含可变电抗元件。此外，固定滤波器也可以构成为包括并联臂谐振电路，该并联臂谐振电路包含可变电抗元件。
此外，可变滤波器可以构成为包括第2串臂谐振电路，该第2串联臂谐振电路包含可变电抗元件。此外，可变滤波器也可以构成为包括并联臂谐振电路，该并联臂谐振电路包含可变电抗元件。此外，可变滤波器也可以构成为包括电抗电路，该电抗电路对多个并联臂谐振电路之间进行连接。
上述的并联臂谐振电路也可以在固定滤波器与可变滤波器中被共用，由此，在作为固定滤波器使用时，能通过控制并联臂谐振电路中的可变电抗元件，从而对通频带或衰减极的频率进行微调。
此外，上述的电抗电路也可以构成为对电抗值不同的多个电抗元件进行切换并连接，由此，也可以通过切换电抗电路中的电抗值，从而对滤波特性进行调整。
发明效果
根据本发明，能针对进行滤波处理的每个通信频段实现适当的滤波处理。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的高频模块的框图。
图2是对实施方式1所涉及的可变滤波电路中的滤波特性进行说明的示意图。
图3是实施方式2所涉及的可变滤波电路的框图。
图4是实施方式3所涉及的可变滤波电路的框图。
图5是实施方式4所涉及的可变滤波电路的框图。
图6是实施方式5所涉及的可变滤波电路的框图。
图7是实施例1所涉及的可变滤波电路的电路图。
图8是实施例1所涉及的可变滤波电路的特性图。
图9是实施例2所涉及的可变滤波电路的电路图。
图10是实施例3所涉及的可变滤波电路的电路图。
图11是实施例9所涉及的高频滤波器10J的电路图。
图12是实施例10所涉及的高频滤波器10K的电路图。
图13是实施例11所涉及的通信设备的功能框图。
具体实施方式
《实施方式1》
图1是示出构成本发明实施方式1所涉及的高频滤波器的高频模块的框图。
高频模块1具备构成为印刷布线基板等的基板2。基板2包括未图示的内置元器件、表面安装元器件以及内部布线图案，并由此构成高频滤波器10。
高频滤波器10包括输入输出端Pin、Pout、开关231、232、可变滤波器21以及固定滤波器22。开关231、232对应于本发明的“开关”。
开关231包括共用端P1以及连接切换端P11、P12。共用端P1与输入输出端Pin相连接。连接切换端P11与连接切换端P12中的任一个选择性地连接至共用端P1。开关232包括共用端P2以及连接切换端P21、P22。共用端P2与输入输出端Pout相连接。连接切换端P21与连接切换端P22中的任一个选择性地连接至共用端P2。连接切换端P11、P21同步地与共用端子P1、P2相连接。此外，连接切换端P12、P22也同步地与共用端子P1、P2相连接。
可变滤波器21连接在连接切换端P11、P21之间。固定滤波器22连接在连接切换端P12、P22之间。在选择可变滤波器21的情况下，对开关231、232进行控制，从而将共用端P1连接至连接切换端P11，并将共用端P2连接至连接切换端P21。由此，将可变滤波器21连接在输入输出端P1、P2之间。在选择固定滤波器22的情况下，对开关231、232进行控制，从而将共用端P1连接至连接切换端P12，并将共用端P2连接至连接切换端P22。由此，将固定滤波器22连接在输入输出端P1、P2之间。
可变滤波器21包括并联臂谐振电路24与串联臂谐振电路25。并联臂谐振电路24具备可变电抗元件26。串联臂谐振电路25具备可变电抗元件27。通过对上述可变电抗元件26、27的电抗进行调整，从而使通频带或衰减极可变。
具体而言，可变电抗元件26是通过由外部的控制电路等进行控制从而使电抗发生变化的可变电抗元件。此外，并联臂谐振电路24具有谐振频率与反谐振频率，通过控制可变电抗元件26从而能对谐振频率与反谐振频率中的至少一方进行调整。另外，并联臂谐振电路24中设置多个可变电抗元件26，从而能对谐振频率与反谐振频率这两方进行调整。并联臂谐振电路24具有以下功能，即：在可变滤波器21的滤波特性中，在谐振频率处使衰减量增加，在反谐振频率处使衰减量减少。可变电抗元件27是通过由外部的控制电路等进行控制从而使电抗发生变化的可变电抗元件。此外，串联臂谐振电路25具有谐振频率与反谐振频率，通过控制可变电抗元件27从而能对谐振频率与反谐振频率中的至少一方进行调整。另外，串联臂谐振电路25中设置多个可变电抗元件27，从而能对谐振频率与反谐振频率这两方进行调整。串联臂谐振电路25具有以下功能，即：在控制切换部23(开关)从而将切换路径11连接至串联臂14时，在可变滤波器21的滤波特性中，在谐振频率处使衰减量减少，在反谐振频率处使衰减量增加。
另外，只要能使至少通频带的截止频率可变，那么可变滤波器21能以任意方式构成。
固定滤波器22具备串联臂谐振电路28，通频带固定。只要能利用后述的串联臂谐振电路28的不变的通频带或衰减极，那么固定滤波器22能以任意方式构成。
可变滤波器21对于在以高频滤波器10进行对应的多个通信频段内能通过可变滤波器21来满足滤波特性的规格的多个通信频段，执行滤波处理。另一方面，固定滤波器22对于在以高频滤波器10进行对应的多个通信频段内难以通过可变滤波器21来满足滤波特性的规格的通信频段，执行滤波处理。例如，在需要较好地设定通频带附近的衰减特性的情况下，利用固定滤波器22来提高通频带附近的衰减特性。
具体而言，不具备可变电抗元件26的固定滤波器22与具备可变电抗元件26、27的可变滤波器21相比，一般情况下衰减频带的衰减量以及***损耗较好。因此，对于能通过可变滤波器21来满足滤波特性的通信频段，使用能以一个电路结构与多个通信频段相对应的可变滤波器21，对于难以通过可变滤波器21来满足滤波特性的通信频段，使用滤波特性更优的固定滤波器22。由此，能实现对于要求各自不同的滤波特性的多个通信频段的滤波处理，而不使高频滤波器大型化。
此处，例示出在将高频滤波器10适用于LTE通信***中的信号处理的情况下与可变滤波器21及固定滤波器22相对应的优选的通信频段的组合来进行说明。
图2(A)是对与可变滤波器21及固定滤波器22相对应的通信频段进行说明的图。
此处，可变滤波器21设定为能与LTE通信***中所规定的Band13以及Band14的发送频带相对应。即，使能对可变滤波器21的通频带进行调整的频率范围与Band13以及Band14的发送频带相对应。此外，此处，固定滤波器22设定为能与LTE通信***中所规定的Band20的发送频带相对应。即，使固定滤波器22的通频带与Band20的发送频带相对应。
Band13与Band14的发送频带及接收频带的通信带宽均被规定为10MHz左右。此外，Band13与Band14各自的发送频带与接收频带之间的间隙带宽被规定为20～21MHz左右。Band13与Band14被配置在各自的发送频带彼此相互接近且各自的接收频带彼此相互接近的频带中。
另一方面，Band20的发送频带与接收频带的通信带宽均被规定为30MHz左右，与Band13或Band14相比具有格外宽的通信带宽。此外，Band20的发送频带与接收频带之间的间隙带宽被规定为11MHz左右。该间隙带宽比Band13或Band14的间隙带宽要窄，此外，也比Band20的发送频带或接收频带的通信带宽要窄。
图2(B)是例示出对可变滤波器21设定的滤波特性的图。此处，所例示的可变滤波器21的滤波特性具有通频带、通频带的低频侧的衰减极以及通频带的高频侧的衰减极，均能通过控制可变电抗元件来对上述频率进行调整。
图2(A)所示的Band13、Band14各自的发送频带的带宽较窄，此外，Band13、Band14各自的发送频带相互接近，因此易于收纳在能对可变滤波器21中的通频带进行调整的频率范围内。因此，优选为对于上述这样的多个接收频段，通过控制可变滤波器21中的可变电抗元件26、27，从而在各个通信频段中实现适当的通频带与衰减特性。
此外，图2(C)是例示出固定滤波器22的滤波特性的图。此处，所例示的固定滤波器22的滤波特性具有通频带、通频带的低频侧的衰减极以及通频带的高频侧的衰减极(未图示)，上述频率不变。
如图2(A)所示，Band20中的间隙带宽比其他通信频段的间隙带宽要窄，此外，也比自身的通信带宽要窄，因此，即使通过上述的可变滤波器21中的频率调整来使通频带与Band20相一致，也难以在Band20的间隙频带中实现良好的衰减特性。因此，使固定滤波器22的通频带与Band20相对应，并在对Band20的通信信号(高频信号)进行信号处理时利用固定滤波器22。固定滤波器22与可变滤波器21不同，不包含可变电抗元件，且通频带固定，因此即使对于Band20这样的较窄的间隙频带，也能实现陡峭性或衰减水平较高的良好的衰减特性。
因此，根据该高频滤波器10，即使对于难以通过现有的可变滤波电路来进行对应的如Band20这样的通信带宽较宽、间隙带宽较窄的通信频段，也能与对于其他通信频段的情况相同地，在该通信频段中实现适当的通频带与衰减特性。另一方面，对于对通信频段的滤波特性的要求不太严格的多个通信频段，使用能改变滤波特性的可变滤波器即可。由此，通过将本发明的高频滤波器10应用于对多个通信频段进行处理的通信装置等，从而与以往相比能抑制滤波电路整体的电路规模。
《实施方式2》
图3是本发明实施方式2所涉及的高频滤波器10A的框图。
作为与实施方式1不同的结构，高频滤波器10A具备可变滤波器21A。可变滤波器21A包括并联臂谐振电路24、并联臂谐振电路24A以及电抗电路29A。
电抗电路29A设置在实施方式1中设置有串联臂谐振电路25的位置。电抗电路29A仅由具有固定电抗的电抗元件构成。并联臂谐振电路24A与电抗电路29A的输入输出端Pout侧相连接。并联臂谐振电路24A具备可变电抗元件26A，并具有能通过控制可变电抗元件26A来进行调整的谐振频率与反谐振频率。该并联臂谐振电路24A与并联臂谐振电路24相同地，具有以下功能，即：对于可变滤波器21A的滤波特性，在谐振频率处使衰减量增加，在反谐振频率处使衰减量减少。
因此，本实施方式所涉及的高频滤波器10A中，固定滤波器22构成为包含串联臂谐振电路28，该串联臂谐振电路28不包含可变电抗元件，可变滤波器21构成为包含多个并联臂谐振电路24、24A以及电抗电路29A，上述多个并联臂谐振电路24、24A分别包含可变电抗元件，上述电抗电路29A对并联臂谐振电路24、24A之间进行连接。
如本实施方式所示，高频滤波器10A也可以构成为使可变滤波器仅在并联臂路径上具备多个谐振电路。
《实施方式3》
图4是本发明实施方式3所涉及的高频滤波器10B的框图。
作为与实施方式1不同的结构，高频滤波器10B具备可变滤波器21B。可变滤波器21B包括串联臂谐振电路25与串联臂谐振电路25B。
串联臂谐振电路25B连接在串联臂谐振电路25与开关232的连接切换端P21之间。串联臂谐振电路25B具备可变电抗元件27B，并具有能通过控制可变电抗元件27B来进行调整的谐振频率与反谐振频率。该串联臂谐振电路25B与串联臂谐振电路25相同地，具有以下功能，即：在可变滤波器21B的滤波特性中，在谐振频率处使衰减量减少，在反谐振频率处使衰减量增加。
因此，本实施方式所涉及的高频滤波器10B中，固定滤波器22构成为包含第1串联臂谐振电路28，该第1串联臂谐振电路28不包含可变电抗元件，可变滤波器21B构成为包含第2串联臂谐振电路25、25B，该第2串联臂谐振电路25、25B包含可变电抗元件。
如本实施方式所示，高频滤波器10B也可以构成为使可变滤波器仅在串联臂路径上具备多个谐振电路。
《实施方式4》
图5是本发明实施方式4所涉及的高频滤波器10C的框图。
作为与实施方式1不同的结构，高频滤波器10C具备可变滤波器21C。作为与实施方式1不同的结构，可变滤波器21C具备实施方式2中所示的并联臂谐振电路24A。
即，可变滤波器21C包括设置于串联臂路径14的1个串联臂谐振电路25、以及分别连接至串联臂谐振电路25的两侧的2个并联臂谐振电路24、24A，从而具有π型的电路结构。
因此，本实施方式所涉及的高频滤波器10C中，固定滤波器22构成为包含第1串联臂谐振电路28，该第1串联臂谐振电路28不包含可变电抗元件，可变滤波器21C构成为包含第2串联臂谐振电路25以及并联臂谐振电路24、24A，上述第2串联臂谐振电路25包含可变电抗元件，上述并联臂谐振电路24、24A包含可变电抗元件。
如本实施方式所示，高频滤波器10C中，也可以具备多于2个的谐振电路来构成可变滤波器。
《实施方式5》
图6是本发明实施方式5所涉及的高频滤波器10D的框图。
作为与实施方式4不同的结构，高频滤波器10D包括可变滤波器21D以及固定滤波器22D，并将开关231、232配置于与实施方式4不同的位置。
切换部23D(231、232)设置在使用可变滤波器21D时成为各并联臂谐振电路24、24A与串联臂谐振电路25的连接点的位置。因此，在该高频滤波器10D中，在使用固定滤波器22D时在串联臂谐振电路28的两侧连接有并联臂谐振电路24与并联臂谐振电路24A，并联臂谐振电路24与并联臂谐振电路24A被可变滤波器21D与固定滤波器22D所共用。
因此，本实施方式所涉及的高频滤波器10D中，固定滤波器22D构成为包含第1串联臂谐振电路28以及并联臂谐振电路24、24A，上述第1串联臂谐振电路28不包含可变电抗元件，上述并联臂谐振电路24、24A包含可变电抗元件，可变滤波器21D构成为包含第2串联臂谐振电路25以及并联臂谐振电路24、24A，上述第2串联臂谐振电路25包含可变电抗元件，上述并联臂谐振电路24、24A包含可变电抗元件。
如本实施方式所示，高频滤波器10D中，也可以在可变滤波器21D与固定滤波器22D中共用一部分谐振电路。该情况下，在作为固定滤波器进行使用的情况下，包含可变电抗元件。然而，由于在输入输出端Pin、Pout间串联连接的电路部分中不包含有可变电抗元件，因此能抑制因具有可变电抗元件而导致的滤波特性的劣化。此外，通过采用上述结构，从而能在指定使用为固定滤波器时，对滤波特性进行微调。
《实施例6》
图7是实施例6所涉及的高频滤波器10F的电路图。
实施例6所涉及的高频滤波器10F是对上述实施方式5进行具体化而得到的。即，高频滤波器10F包括构成固定滤波器的一部分的串联臂谐振电路28、构成可变滤波器的一部分的串联臂谐振电路25、以及在固定滤波器与可变滤波器中被共用的并联臂谐振电路24、24A。
串联臂谐振电路28包括2个谐振器Re2以及2个谐振器Re3。2个谐振器Re2串联连接在连接切换端P21、P12之间。2个谐振器Re3串联连接在被串联连接的谐振器Re2各自的连接切换端P22侧与接地之间。各谐振器Re2与各谐振器Re3交替地连接，作为整体成为梯形的结构。
该串联臂谐振电路28对于高频滤波器10F的滤波特性具有在谐振器Re2的谐振频率与谐振器Re3的反谐振频率处使衰减量减少的功能，并具有在谐振器Re2的反谐振频率与谐振器Re3的谐振频率处使衰减量增加的功能。因此，通过设定来使得谐振器Re2的谐振频率与谐振器Re3的反谐振频率相接近，从而能在高频滤波器10F的滤波特性中设置通频带。此外，通过在该通频带的低频侧的附近与高频侧的附近分别设定谐振器Re2的反谐振频率与谐振器Re3的谐振频率，从而能在通频带的低频侧的附近与高频侧的附近设置衰减极。由于该串联臂谐振电路28未设置有可变电抗元件等任何电抗元件，因此能设定作为串联臂谐振电路28整体的滤波特性，使其具有较宽的通频带以及良好的衰减特性。
另外，虽然串联臂谐振电路28可以如上所述那样设置多个谐振器来构成，但也可以作为具有其公知的结构的滤波器来构成。例如，也可以由带通型SAW滤波器或带通型BAW滤波器等来构成。
此外，此处，串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A具有相同的电路结构。具体而言，串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A包括谐振器Re1、可变电容器Cp1、Cp2以及电感器L1、L2。
谐振器Re1在串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A中，与主路径串联连接。电感器L1在串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A中，在主路径中与谐振器Re1串联连接。电感器L2在串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A中，与谐振器Re1与电感器L1的串联电路进行并联连接。可变电容器Cp1在串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A中，在主路径中与由电感器L2、谐振器Re1以及电感器L1构成的电路进行串联连接。可变电容器Cp2在串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A中，与由电感器L2、谐振器Re1、电感器L1以及可变电容器Cp1构成的电路进行并联连接。
谐振器Re1具有谐振频率与反谐振频率。电感器L1、L2具有以下功能，即：在串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A的阻抗特性中，将谐振频率与反谐振频率分别移动至不同的频率，以拉开谐振器Re1的谐振频率与反谐振频率的间隔。可变电容器Cp1、Cp2的电容可变。可变电容器Cp1具有在串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A的阻抗特性中使反谐振频率移动至不同的频率的功能。可变电容器Cp2具有在串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A的阻抗特性中使谐振频率移动至不同的频率的功能。
这样构成的串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A中，通过在利用电感器L1、L2对间隔进行扩大后的谐振器Re1的谐振频率与反谐振频率之间的频率范围的附近对可变电容器Cp1、Cp2进行控制，从而能调整谐振频率与反谐振频率。
上述串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A具有以下功能，即：对于高频滤波器10F的滤波特性，在串联臂谐振电路25中的谐振频率与并联臂谐振电路24、24A中的反谐振频率处减低衰减量。因此，通过调整来使得串联臂谐振电路25中的谐振频率与并联臂谐振电路24、24A中的反谐振频率相接近，从而能在高频滤波器10F的滤波特性中设置通频带。
此外，串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A具有以下功能，即：对于高频滤波器10F的滤波特性，在串联臂谐振电路25中的反谐振频率与并联臂谐振电路24、24A中的谐振频率处使衰减量增大。因此，通过将串联臂谐振电路25中的反谐振频率与并联臂谐振电路24、24A中的谐振频率调整为通频带附近的频率，从而能在高频滤波器10F的滤波特性中在通频带附近的频率设置衰减极。
由此，高频滤波器10F在作为可变滤波器进行使用时，具有通过对设置于串联臂谐振电路25与并联臂谐振电路24、24A的可变电容器Cp1、Cp2进行控制从而能对频率进行调整的通频带与衰减极。
此外，该高频滤波器10F在作为固定滤波器进行使用时，能利用串联臂谐振电路28的不变的通频带与衰减特性，从而在通频带的附近得到良好的衰减特性。另外，由于在作为固定滤波器进行使用时也共用并联臂谐振电路24、24A，因此能通过控制并联臂谐振电路24、24A中的可变电容器Cp1、Cp2从而对滤波特性进行微调。
图8是例示出将高频滤波器10F作为固定滤波器进行使用时的滤波特性的特性图。另外，在图8中，也用虚线示出了固定滤波器22单体中的滤波特性。
此时的高频滤波器10F中的滤波特性中，以串联臂谐振电路28所具有的固定的滤波特性为主体，来确定通频带大致的中心频率或带宽、以及衰减极大致的频率，然而通过对并联臂谐振电路24、24A中的谐振频率fr2、fr3以及反谐振频率fa2、fa3进行调整，从而能对通频带或衰减极的频率进行微调。作为固定滤波器使用时能调整的通频带或衰减极的可变幅度与作为可变滤波器使用时能调整的通频带或衰减极的可变幅度相比，显著变窄。具体而言，在作为可变滤波器使用时，能进行调整以对应于多个通信频段，但在作为固定滤波器使用时，成为在特定通信频段的频率范围内的微调。若作为固定滤波器使用时能在特定通信频段的频率范围内进行微调，则在作为固定滤波器使用时的滤波特性的改善上是极为有效的。
例如，如图8中所示，通过将并联臂谐振电路24、24A的谐振频率fr2、fr3调整为固定滤波器22的衰减极附近的频率，从而能扩大衰减极附近的衰减量较大的区域。此外，例如，如图8中所示，通过将并联臂谐振电路24、24A的反谐振频率fa2、fa3设置于固定滤波器22的通频带中截止频率的附近，从而能使通频带附近处的衰减特性变得陡峭，此外，能使通频带内截止频率附近的通过特性得以提高。
反之，这意味着在高频滤波器10F的滤波特性中充分得到所需的滤波特性的情况下，能够减少构成固定滤波器22的谐振器的数量。即，如本实施方式的高频滤波器10F那样，通过在使用固定滤波器22时将并联臂谐振电路24、24A连接至固定滤波器22，从而能谋求固定滤波器22或高频滤波器10F整体的小型化。
如上所述，在本发明的高频滤波器中，通过使用包含可变电抗元件的并联臂谐振电路来构成固定滤波器，从而在作为固定滤波器使用时能对其滤波特性进行微调，与以往相比能更容易地实现所希望的滤波特性。通过在可变滤波器与固定滤波器中共用该并联臂谐振电路，从而能对固定滤波器中的滤波特性进行微调，而不增大电路规模。
《实施例7》
图9是实施例7所涉及的高频滤波器10G的电路图。
实施例7所涉及的高频滤波器10G是对上述实施方式2进行具体化而得到的。即，高频滤波器10G包括构成固定滤波器的串联臂谐振电路28、以及构成可变滤波器的并联臂谐振电路24、24A和电抗电路29A。此处，电抗电路29A包括开关23G、以及经由开关23G选择性地进行连接的电感器29G1、电容器29G2。
该高频滤波器10G在作为可变滤波器使用时，能通过控制开关23G从而对连接电感器29G1还是连接电容器29G2进行调整。由此，若经由性质不同的感性与容性的电抗元件在并联臂谐振电路24、24A之间进行连接，则能对以下状态进行调整，即：对高频滤波器10G的特性进行偏置以使其更接近高通特性的状态，或对高频滤波器10G的特性进行偏置以使其更接近低通特性的状态。
《实施例8》
图10是实施例8所涉及的高频滤波器10H的电路图。
实施例8所涉及的高频滤波器10H是上述实施例7的变形例，构成为在作为固定滤波器使用时以及在作为可变滤波器使用时共用并联臂谐振电路24、24A。此外，在本实施例8中，与上述的实施例7相同地，包括电感器29G1与电容器29G2，然而此处省去上述的开关23G，并使开关231H、232H具备该开关的功能。即，利用开关231H、232H，从而在电感29G1、电容器29G2以及串联谐振电路28之间对连接进行切换。由此，该高频滤波器10H与上述的实施例7所涉及的高频滤波器10G相比能减少开关的数量，因此能抑制电路规模。
《实施例9》
图11是实施例9所涉及的高频滤波器10J的电路图。
本实施例所涉及的高频滤波器10J包括输入输出端Pin、Pout、可变滤波器21J、固定滤波器22J以及开关231、232。高频滤波器10J中，通过对开关231、232进行切换控制，从而能在输入输出端Pin、Pout之间选择性地连接可变滤波器21J或固定滤波器22J中的任一个。
可变滤波器21J包括：多个谐振器Re31、Re33、Re33、Re34、Re35、Re41、Re421、Re422、Re44；电容器C43、C51、C52；电感器L30；以及开关311、312。电容器C43、C51、C52的电容固定。
多个谐振器Re31、Re33、Re33、Re34、Re35串联连接在开关231的连接切换端P11与开关232的连接切换端P21之间。电感器L30串联连接在谐振器Re35与连接切换端P21之间。
谐振器Re31与谐振器Re32的连接点经由谐振器Re41与开关311相连接。开关311根据来自外部的切换控制，选择经由电容器C51将谐振器Re41接地的方式、或选择将谐振器Re41直接接地的方式。由此，能实现与可变电容器同样的功能。
谐振器Re32与谐振器Re33的连接点经由谐振器Re421与谐振器Re422的并联电路被接地。谐振器Re33与谐振器Re32的连接点经由电容器C43被接地。谐振器Re34与谐振器Re35的连接点经由谐振器Re44被接地。
电感器L30的连接切换端P21侧与开关312相连接。开关312根据来自外部的切换控制，选择经由电容器C52使电感器L30的连接切换端P21侧接地的方式、或选择使电感器L30的连接切换端P21侧断开的方式。由此，能实现与可变电容器同样的功能。
除可变滤波器21J中的开关311、312以及电容器C51、C52以外，电路部对应于本发明的“第1电路部”。利用开关311选择性地连接电容器C51的电路、以及利用开关312选择性地连接电容器C52的电路对应于本发明的“第2电路部”。
固定滤波器22J包括多个谐振器Re11、Re12、Re13、Re14、Re15、Re21、Re22、Re23以及Re24。多个谐振器Re11、Re12、Re13、Re14、Re15串联连接在开关231的连接切换端P12与开关232的连接切换端P22之间。谐振器Re11与谐振器Re12的连接点经由谐振器Re21被接地。谐振器Re12与谐振器Re13的连接点经由谐振器Re22被接地。谐振器Re13与谐振器Re14的连接点经由谐振器Re23被接地。谐振器Re14与谐振器Re15的连接点经由谐振器Re24被接地。
由上述结构构成的高频滤波器10J具有与通信频段Band20以及通信频段Band28相对应的滤波特性。具体而言，固定滤波器22J具有与通信频段Band20相对应的滤波特性。可变滤波器21J具有与通信频段Band28相对应的滤波特性。
此处，通信频段Band28由使用频带彼此部分重叠的通信频段Band28A及通信频段Band28B来构成。通信频段Band28A的使用频带与通信频段Band28B的使用频带相比位于更靠近低频侧。
可变滤波器21J在与通信频段Band28B相对应的情况下，利用开关311经由电容器C51使谐振器Re41接地，并利用开关312经由电容器C52使电感器L30的连接切换端P21侧接地。
另外，在通信频段Band28B的低频侧存在乱真规则(spurious regulation)“NS17”，然而通过具备可变滤波器21J的结构，从而能满足该乱真规则。此外，在通信频段Band28A的低频侧存在乱真规则“NS18”，然而通过具备可变滤波器21J的结构，从而能满足该乱真规则。
由此，通过使用该高频滤波器10J的结构，从而对于在可变滤波器中彼此的使用频带重叠的2个通信频段，能在衰减频带中得到所希望的衰减量，并能实现分别成为低损耗的通过特性的滤波特性。即使对于可变滤波器所对应的通信频段存在频率分离的其他通信频段，也能对该通信频段实现由固定滤波器所进行的滤波处理。由此，能针对进行滤波处理的每个通信频段实现适当的滤波处理，并能抑制电路规模变大。
《实施例10》
图12是实施例10所涉及的高频滤波器10K的电路图。
本实施例所涉及的高频滤波器10K包括输入输出端Pin、Pout、可变滤波器21K、固定滤波器22K、开关231、232以及滤波特性调整电路201K、202K。高频滤波器10K中，通过对开关231、232进行切换控制，从而能在输入输出端Pin、Pout之间选择性地连接可变滤波器21K或固定滤波器22K中的任一个。
可变滤波器21K包括谐振器Re61、电感器L61、L62以及可变电容器CP61、CP62。谐振器Re61、电感器L61以及可变电容器CP61串联连接在连接切换端P11与连接切换端子P21之间。电感器L62相对于谐振器Re61与电感器L61的串联电路并联连接。电容器CP62相对于谐振器Re61、电感器L61以及可变电容器CP61的串联电路并联连接。即，可变滤波器21K具有与图7所示的串联臂谐振电路25相同的电路结构，且各自的元件值(电感、电容、谐振特性)不同。
固定滤波器22K包括多个谐振器Re11’、Re12’、Re13’、Re14’、Re15’、Re21’、Re22’、Re23’以及Re24’。多个谐振器Re11’、Re12’、Re13’、Re14’、Re15’串联连接在开关231的连接切换端P12与开关232的连接切换端P22之间。谐振器Re11’与谐振器Re12’的连接点经由谐振器Re21’被接地。谐振器Re12’与谐振器Re13’的连接点经由谐振器Re22’被接地。谐振器Re13’与谐振器Re14’的连接点经由谐振器Re23’被接地。谐振器Re14’与谐振器Re15’的连接点经由谐振器Re24’被接地。
滤波特性调整电路201K包括谐振器Re71、开关311以及电容器C51’。电容器C51’的电容固定。谐振器Re71连接在输入输出端Pin与开关231的共用端P1之间。开关311根据来自外部的切换控制，选择经由电容器C51’将共用端P1接地的方式、或选择将共用端P1直接接地的方式。
滤波特性调整电路202K包括开关312以及电容器C52’。电容器C52’的电容固定。开关312根据来自外部的切换控制，选择经由电容器C52’将共用端P2接地的方式、或选择使共用端P2断开的方式。
由上述结构构成的高频滤波器10K具有与通信频段Band12或通信频段Band17、以及通信频段Band28相对应的滤波特性。具体而言，在与通信频段Band28相对应的情况下，利用开关231将共用端P1连接至连接切换端P12，并利用开关232将共用端P2连接至连接切换端P22。由此，能实现与实施例9所示的高频滤波器10J的固定滤波器22J相同的电路结构。另一方面，在与通信频段Band12或通信频段Band17相对应的情况下，利用开关231将共用端P1连接至连接切换端P11，并利用开关232将共用端P2连接至连接切换端P12。然后，通过调整可变滤波器21K的可变电容器CP61、CP62的电容，从而实现通信频段Band12用的滤波特性、或通信频段Band17用的滤波特性。
该结构中，利用固定滤波器22K与滤波特性调整电路201K、202K的组合，从而能满足相对于通信频段Band28A、Band28B这两个通信频段的***损耗，并能单独满足通信Band28A的通过特性与衰减特性、以及通信频段Band28B的通信特性与衰减特性。此外，利用可变滤波器21K，从而能实现分别满足2个通信频段Band12、Band17的滤波特性。由此，能针对进行滤波处理的每个通信频段实现适当的滤波处理，并能抑制电路规模变大。
《实施例11》
图13是实施例11所涉及的通信设备的功能框图。
通信设备80包括前端电路70以及RFIC81。前端电路70包括发送侧放大电路71、分波电路72、天线匹配电路73以及接收侧放大电路74。分波电路72具备发送滤波器721与接收滤波器722。发送滤波器721及接收滤波器722连接至天线匹配电路73，天线匹配电路73连接至天线ANT。发送滤波器721与发送侧放大电路71相连接。接收滤波器722与接收侧放大电路74相连接。发送侧放大电路71与接收侧放大电路74连接至RFIC81。
RFIC81使用所指定的通信频段的频带来生成发送信号。RFIC81根据所指定的通信频段，向分波电路72的发送滤波器721以及接收滤波器722输出开关控制信号。发送滤波器721及接收滤波器722由上述各实施方式所示的高频滤波器来形成，并按照开关控制信号进行开关控制。
用发送侧放大电路71对从RFIC81输出的发送信号进行放大。发送侧放大电路71具备PA等，来对发送信号进行放大。将放大后的发送信号输入至分波电路72的发送滤波器721。发送信号在发送滤波器721中进行滤波处理，并经由天线匹配电路73输出至天线ANT。此时，通过使发送滤波器721具备上述的高频滤波器的结构，从而能根据所指定的通信频段以低损耗来传输发送信号，并能可靠地使发送侧放大电路71中产生的高次谐波等杂散波(spurious waves)衰减。由此，不会在指定的通信频段以外的通信频段中将不必要的高频信号发送至外部，并能满足乱真发射的规则等与杂散波有关的规则。
由天线ANT接收到的接收信号经由天线匹配电路73输入至分波电路72的接收滤波器722。接收滤波器722对接收信号进行滤波处理，并输出至接收侧放大电路74。接收侧放大电路74具备LNA等，来对接收信号进行放大，并输出至RFIC81。
根据上述结构，能实现可在指定的通信频段中进行低损耗的通信并能满足与杂散波有关的规则的前端电路70以及通信设备80。此外，通过使用上述的高频滤波器，从而能针对每个通信频段实现适当的滤波处理，并能抑制前端电路70以及通信设备80的电路规模变大。
能如以上各实施方式或各实施例所说明的那样实施本发明。另外，只要是符合权利要求书所记载的结构，即使是上述各实施方式或实施例所示的结构以外的任意结构，也能实施本发明。
例如，可变电抗元件并不限于可变电容器，也可以设为具有可变的感性电抗的元件或电路。此外，高频模块可以构成为在基板上仅形成有可变滤波电路的可变滤波电路模块，也可以构成为与其他高频信号处理相关的电路、例如双工器、共用器或放大器等构成为一体的模拟信号处理模块。此外，对于本发明的可变滤波电路，除了在基板上形成为一体来设为模块结构，还能设为在多个元器件间进行连接而构成的信号处理装置。
标号说明
Cp1、Cp2 可变电容器
L1、L2 电感器
P1、P2 共用端
P11、P21、P12、P22 连接切换端
Pin、Pout 输入输出端
Re1、Re2、Re3、Re11、Re12、Re13、Re14、Re15、Re21、Re22、Re23、Re24、Re31、Re32、Re33、Re34、Re35、Re41、Re421、Re422、Re44、Re61、Re11’、Re12’、Re13’、Re14’、Re15’、Re21’、Re22’、Re23’、Re24’ 谐振器
10、10A、10B、10C、10D、10F、10G、10H、10J、10K 高频滤波器
21、21A、21B、21C、21D、21J、21K 可变滤波电路
22、22J、22K 固定滤波器
23G 开关
24、24A 并联臂谐振电路
25、25B、28 串联臂谐振电路
26、27、26A、27B 可变电抗元件
29A 电抗电路
29G1、L30、L61、L62 电感器
29G2、C43、C51、C52 电容器
70 前端电路
71 发送侧放大电路
72 分波电路
73 天线匹配电路
74 接收侧放大电路
80 通信设备
81 RFIC
231、232、231H、232H、311、312 开关
721 发送滤波器
722 接收滤波器
CP61、CP62 可变电容器

Claims (10)

1.一种高频滤波器，其特征在于，包括：
可变滤波器，可变滤波器分别与多个通信频段的使用频率相对应地来使通频带可变；
固定滤波器，该固定滤波器与不同于多个所述通信频段的特定的通信频段的使用频率相对应地来固定通频带；以及
开关，该开关将连接结构切换为所述可变滤波器或所述固定滤波器，
所述固定滤波器构成为包括第1串联臂谐振电路以及多个并联臂谐振电路，所述第1串联臂谐振电路不包含可变电抗元件，多个所述并联臂谐振电路分别包含可变电抗元件，
所述可变滤波器共用所述固定滤波器与多个所述并联臂谐振电路来构成，而且构成为包括电抗电路，该电抗电路对多个所述并联臂谐振电路之间进行连接，
多个所述并联臂谐振电路具有扩大所述固定滤波器的衰减极附近的衰减量较大的区域的谐振频率，或者具有使所述固定滤波器的通频带附近处的衰减特性变得陡峭的反谐振频率。
2.如权利要求1所述的高频滤波器，其特征在于，
所述固定滤波器不包含可变电抗元件，
所述可变滤波器包含可变电抗元件。
3.如权利要求2所述的高频滤波器，其特征在于，
还具备至少1个滤波特性调整电路，该滤波特性调整电路有选择地将具有固定电容的电容器连接至所述固定滤波器或所述可变滤波器，
所述滤波特性调整电路与所述固定滤波器的至少一端相连接。
4.如权利要求2所述的高频滤波器，其特征在于，
所述可变滤波器包括：
第1电路部，该第1电路部具有基本频率特性；以及
第2电路部，该第2电路部通过有选择地对所述第1电路部连接电容器从而调整所述基本频率特性。
5.如权利要求1所述的高频滤波器，其特征在于，
所述固定滤波器构成为包括第1串联臂谐振电路以及并联臂谐振电路，所述第1串联臂谐振电路不包含可变电抗元件，所述并联臂谐振电路包含可变电抗元件，
所述可变滤波器共用所述固定滤波器与所述并联臂谐振电路来构成，而且构成为包括第2串联臂谐振电路，该第2串联臂谐振电路包含可变电抗元件。
6.如权利要求1所述的高频滤波器，其特征在于，
所述固定滤波器构成为包括第1串臂谐振电路，该第1串联臂谐振电路不包含可变电抗元件，
所述可变滤波器构成为包括第2串联臂谐振电路，该第2串联臂谐振电路包含可变电抗元件。
7.如权利要求1所述的高频滤波器，其特征在于，
所述固定滤波器构成为包括第1串臂谐振电路，该第1串联臂谐振电路不包含可变电抗元件，
所述可变滤波器构成为包含多个并联臂谐振电路以及电抗电路，多个所述并联臂谐振电路分别包含可变电抗元件，所述电抗电路对多个所述并联臂谐振电路之间进行连接。
8.如权利要求1或7所述的高频滤波器，其特征在于，
所述电抗电路对电抗值不同的多个电抗元件进行切换并连接。
9.一种前端电路，其特征在于，包括：
分波电路，该分波电路具有对发送信号进行滤波处理的发送滤波器，以及对接收信号进行滤波处理的接收滤波器；
发送侧放大电路，该发送侧放大电路与所述发送滤波器相连接；以及
接收侧放大电路，该接收侧放大电路与所述接收滤波器相连接，
所述发送滤波器及所述接收滤波器中的至少一个是如权利要求1至权利要求8的任一项所述的高频滤波器。
10.一种通信设备，其特征在于，包括：
如权利要求9所述的前端电路；以及
连接至所述发送侧放大电路及所述接收侧放大电路并产生所述开关的控制信号的RFIC。
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