JP2021082910A

JP2021082910A - 複合フィルタ装置

Info

Publication number: JP2021082910A
Application number: JP2019207952A
Authority: JP
Inventors: 普一中村; Shinichi Nakamura
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2021-05-27
Also published as: US20210152155A1; CN213846636U

Abstract

【課題】自己の通過帯域における挿入損失が小さい帯域通過フィルタを有し、アイソレーション特性に優れた複合フィルタ装置を提供する。【解決手段】第１の通過帯域を有する第１の弾性波フィルタとしての受信フィルタ２と、前記第１の通過帯域よりも通過帯域が高い第２の通過帯域を有する第２の弾性波フィルタとしての送信フィルタ３と、を備え、前記第１の弾性波フィルタと前記第２の弾性波フィルタの一端同士が共通端子４により共通接続されており、前記第２の弾性波フィルタは、弾性波共振子からなる複数の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４を有するラダー型フィルタであり、前記複数の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４の内、最も容量が小さい並列腕共振子Ｐ４の共振周波数をｆｑ、***振周波数をｆｐ、最も容量が小さい前記弾性波共振子Ｐ４以外の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３の共振周波数をｆｒ、***振周波数をｆａとしたときに、ｆｑ＜ｆｒかつｆｒ＜ｆｐ＜ｆａである、複合フィルタ装置。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の弾性波フィルタを有する複合フィルタ装置に関する。

従来、複数の帯域通過型の弾性波フィルタを有するマルチプレクサが種々提案されている。例えば、下記の特許文献１では、送信フィルタと受信フィルタとを有するマルチプレクサが開示されている。送信フィルタの通過帯域は、１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚである。また、受信フィルタの通過帯域は、１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚである。この受信フィルタは、ラダー型フィルタであり、複数の並列腕共振子及び複数の直列腕共振子を有する。

特開２０１３−８１１１８号公報

特許文献１に記載のようなマルチプレクサでは、帯域通過型フィルタの通過帯域と、共通接続されている帯域通過型フィルタの通過帯域とが近接している場合、他の通過帯域における十分な減衰特性を得ようとすると、自己の通過帯域における通過特性が劣化するという問題があった。そのため、自己の通過帯域の通過特性とアイソレーション特性の双方に優れた複合フィルタ装置を提供することが困難であった。

本発明の目的は、自己の通過帯域における挿入損失が小さい帯域通過フィルタを有し、アイソレーション特性に優れた複合フィルタ装置を提供することにある。

本発明に係る複合フィルタ装置は、第１の通過帯域を有する第１の弾性波フィルタと、前記第１の通過帯域よりも通過帯域が高い第２の通過帯域を有する第２の弾性波フィルタと、を備え、前記第１の弾性波フィルタと前記第２の弾性波フィルタの一端同士が共通端子により共通接続されており、前記第２の弾性波フィルタは、弾性波共振子からなる複数の並列腕共振子を有するラダー型フィルタであり、前記複数の並列腕共振子の内、最も容量が小さい並列腕共振子の共振周波数をｆｑ、***振周波数をｆｐ、最も容量が小さい前記弾性波共振子以外の並列腕共振子の共振周波数をｆｒ、***振周波数をｆａとしたときに、ｆｑ＜ｆｒかつｆｒ＜ｆｐ＜ｆａである。

本発明によれば、第２の弾性波フィルタの挿入損失を十分小さくすることができ、しかもアイソレーション特性に優れた複合フィルタ装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。本発明に係る複合フィルタ装置における、通過帯域と並列腕共振子のインピーダンス特性との関係を示す図である。並列腕共振子におけるインピーダンス特性を説明するための図である。本発明の一実施形態の実施例及び比較例の複合フィルタ装置におけるフィルタ特性を説明するための図である。本発明の一実施形態の実施例及び比較例の複合フィルタ装置におけるアイソレーション特性を説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

図１は、本発明の一実施形態に係る複合フィルタ装置としてのデュプレクサを示す回路図である。なお、本発明に係る複合フィルタ装置は、デュプレクサに限らず、３以上の帯域通過型フィルタを有するマルチプレクサにも適用することができる。すなわち、複数の帯域通過型フィルタの一端同士が共通接続されている、様々な複合フィルタ装置に本発明を適用することができる。

図１に示す複合フィルタ装置１では、第１の弾性波フィルタとしての送信フィルタ２と、第２の弾性波フィルタとしての受信フィルタ３の一端同士が、共通端子４において共通接続されている。共通端子４は、アンテナ５に接続されている。複合フィルタ装置１は、スマートフォンの送信フィルタ及び受信フィルタを有する。送信フィルタ２の通過帯域、すなわち第１の通過帯域は、７０５．５ＭＨｚ〜７４５．５ＭＨｚである。受信フィルタ３の通過帯域、すなわち第２の通過帯域は、７６０．５ＭＨｚ〜８００．５ＭＨｚである。受信フィルタ３は、ラダー型フィルタである。すなわち、受信フィルタ３は、複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４と、複数の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４とを有する。複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び複数の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４は、それぞれ、弾性波共振子からなる。すなわち、受信フィルタ３は、ラダー型回路構成を有する弾性波フィルタである。

また、本実施形態においては、複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び複数の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４は、弾性表面波フィルタからなる。もっとも、本発明において弾性波フィルタは、弾性表面波フィルタに限らず、バルク波を利用した弾性波フィルタであってもよい。

複合フィルタ装置１の特徴は、受信フィルタ３において、複数の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４のうち、最も静電容量が小さい並列腕共振子Ｐ４の共振周波数をｆｑ、***振周波数をｆｐとし、他の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３のうち、最も共振周波数の高い並列腕共振子の共振周波数をｆｒ、最も***振周波数の低い並列腕共振子の***振周波数をｆａとしたとき、ｆｑ＜ｆｒかつｆｒ＜ｆｐ＜ｆａとされていることにある。それによって、受信フィルタ３における通過帯域の挿入損失を小さくすることができ、かつ、アイソレーション特性を改善することができる。これを以下において、図２〜４を参照してより詳細に説明する。

図２は、受信フィルタ３における通過帯域のフィルタ特性と、並列腕共振子のインピーダンス特性との関係を示す図である。

図２において、実線は、受信フィルタ３のフィルタ特性、すなわち、減衰量−周波数特性を示す。また、一点鎖線は、並列腕共振子Ｐ４のインピーダンス特性を示し、破線は、並列腕共振子Ｐ１のインピーダンス特性を示す。並列腕共振子Ｐ４の静電容量は、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３の容量よりも小さくされている。そのため、並列腕共振子Ｐ４のインピーダンス特性においては、共振周波数の周波数位置が、フィルタ特性減衰極Ａよりも低周波数側に位置している。それによって、受信フィルタ３の通過帯域の減衰極よりも低周波数側において、大きな減衰量が確保されている。したがって、受信フィルタ３よりも低周波数側に位置している送信フィルタ２の通過帯域における減衰量を十分に大きくすることができる。よって、アイソレーション特性を改善することができる。

図３は、上記並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ４のインピーダンス特性を示す図である。図３から明らかなように、並列腕共振子Ｐ４では、共振周波数ｆｑ及び***振周波数ｆｐが、他の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３の共振周波数及び***振周波数よりも低い周波数位置にある。そのため、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３の***振周波数では、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３に信号が流れ難い。すなわち、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４に信号が十分に流れる。そのため、受信フィルタ３の通過帯域における挿入損失を小さくすることができる。

図４は、上記実施形態の実施例及び比較例の複合フィルタ装置のフィルタ特性を示し、図５はアイソレーション特性を示す。

図４及び図５における実線が実施例の結果を、破線が比較例の結果を示す。

図４及び図５から明らかなように、実施例によれば、比較例に比べて、通過帯域よりも低い減衰域、すなわち、送信フィルタ２の通過帯域における減衰量を十分に小さくすることができる。加えて、受信フィルタ３の通過帯域においては、比較例に比べて実施例によれば、挿入損失を十分小さくし得ることがわかる。

なお、本発明においては、最も容量が小さい並列腕共振子の位置は特に限定されないが、好ましくは、最も容量が小さい並列腕共振子が、複数の並列腕共振子のうち、共通端子４に最も近い並列腕共振子以外の並列腕共振子である。共通端子４に最も近い並列腕共振子は影響が大きいため、最も容量が小さい並列腕共振子は、最も共通端子４に近い並列腕共振子以外であることが望ましい。

本発明に係る一実施形態では、第１の弾性波フィルタ及び第２の弾性波フィルタが、Ｂａｎｄ２８の送信フィルタ及び受信フィルタであったが、本発明における第１の弾性波フィルタ及び第２の弾性波フィルタは、異なるバンドの送信フィルタや受信フィルタであってもよい。また、送信フィルタや受信フィルタに限らず、ＧＰＳ用帯域通過型フィルタや、ＷｉＦｉ用帯域通過型フィルタ等であってもよい。

１…複合フィルタ装置
２…送信フィルタ
３…受信フィルタ
４…共通端子
５…アンテナ
Ｓ１〜Ｓ４…直列腕共振子
Ｐ１〜Ｐ４…並列腕共振子

Claims

第１の通過帯域を有する第１の弾性波フィルタと、
前記第１の通過帯域よりも通過帯域が高い第２の通過帯域を有する第２の弾性波フィルタと、
を備え、
前記第１の弾性波フィルタと前記第２の弾性波フィルタの一端同士が共通端子により共通接続されており、
前記第２の弾性波フィルタは、弾性波共振子からなる複数の並列腕共振子を有するラダー型フィルタであり、
前記複数の並列腕共振子の内、最も容量が小さい並列腕共振子の共振周波数をｆｑ、***振周波数をｆｐ、最も容量が小さい前記弾性波共振子以外の並列腕共振子の共振周波数をｆｒ、***振周波数をｆａとしたときに、ｆｑ＜ｆｒかつｆｒ＜ｆｐ＜ｆａである、複合フィルタ装置。
前記第１の弾性波フィルタが受信フィルタである、請求項１に記載の複合フィルタ装置。
前記共通端子がアンテナに接続される端子であり、前記最も容量が小さい並列腕共振子が、複数の並列腕共振子の内、前記共通端子に最も近い並列腕共振子以外の並列腕共振子である、請求項２に記載の複合フィルタ装置。
前記第１の弾性波フィルタが、弾性表面波フィルタである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合フィルタ装置。