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1. (WO2018180420) 複合フィルタ装置
Document

明 細 書

発明の名称 複合フィルタ装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019  

発明の効果

0020  

図面の簡単な説明

0021  

発明を実施するための形態

0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083  

符号の説明

0084  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23  

明 細 書

発明の名称 : 複合フィルタ装置

技術分野

[0001]
 本発明は、一端が共通接続されている複数の帯域通過型フィルタを有する複合フィルタ装置に関する。

背景技術

[0002]
 近年、スマートフォンなどでは、複数の周波数帯を同時に利用することが可能となっている。このような用途に用いられる複合フィルタ装置の一例が、特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の複合フィルタ装置では、複数の周波数帯に対応して、RF段に複数の帯域通過型フィルタが設けられている。複数の帯域通過型フィルタの一端がマルチポートON-SWを介してアンテナ端子に共通接続されている。マルチポートON-SWは、アンテナ端子と、各周波数帯に対応した帯域通過型フィルタとの接続状態を切り換える複数のスイッチを有する。当該複数のスイッチが同時にON状態になることにより、複数の周波数を同時に利用することができる(キャリアアグリゲーション)。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2015-29233号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 特許文献1に記載の複合フィルタ装置では、複数の帯域通過型フィルタの前段に、マルチポートON-SWが接続されている。このようなマルチポートON-SWは、スイッチ切り替え機能を持たせるために回路規模が大きく、通過帯域における挿入損失が大きいという問題があった。
[0005]
 加えて、マルチポートON-SWに接続された帯域通過型フィルタは、通過帯域外における反射係数が悪化するため、共通接続されている他の帯域通過型フィルタにおける通過帯域内の挿入損失が大きくなるという問題があった。
[0006]
 本発明の目的は、共通接続されている複数の帯域通過型フィルタにおける通過帯域内の挿入損失を効果的に小さくすることができる、複合フィルタ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007]
 本願の第1の発明は、互いに異なる通過帯域を有する複数の帯域通過型フィルタを備え、前記複数の帯域通過型フィルタのそれぞれは一端と他端とを有し、前記複数の帯域通過型フィルタの前記一端同士が共通接続されており、前記複数の帯域通過型フィルタのうち、少なくとも1つの帯域通過型フィルタが、前記一端と前記他端との間に接続されているスイッチと、前記一端と前記スイッチとの間に接続されている第1のフィルタと、前記スイッチと前記他端との間に接続されている第2のフィルタと、前記スイッチに接続されており、前記第2のフィルタの入力インピーダンス値よりも高いインピーダンス値のインピーダンス素子とを有し、前記スイッチは、前記第1のフィルタと前記第2のフィルタとを接続している第1の状態と、前記第1のフィルタと前記インピーダンス素子とを接続している第2の状態との間で切り換えられるように構成されている、複合フィルタ装置である。
[0008]
 第1の発明に係る複合フィルタ装置のある特定の局面では、前記スイッチが、前記第1のフィルタに接続される第1のスイッチ端子と、前記第2のフィルタに接続される第2のスイッチ端子と、前記インピーダンス素子が接続されている第3のスイッチ端子とを有し、前記第1の状態において、前記第1のスイッチ端子と前記第2のスイッチ端子とが接続されており、前記第2の状態において、前記第1のスイッチ端子と前記第3のスイッチ端子とが接続されている。
[0009]
 第1の発明に係る複合フィルタ装置の他の特定の局面では、前記第2の状態において、前記スイッチがオフ状態とされ、前記インピーダンス素子の値が無限大とされる。
[0010]
 本願の第2の発明は、一端と他端とを有する複数の帯域通過型フィルタを備え、前記複数の帯域通過型フィルタの前記一端同士が共通接続されており、前記複数の帯域通過型フィルタのうち、少なくとも1つの帯域通過型フィルタが、前記一端に接続されている第1のフィルタと、前記第1のフィルタと前記他端との間に接続された第2のフィルタとを有し、前記第1のフィルタと、前記第2のフィルタの複素インピーダンスが同極性である、複合フィルタ装置である。
[0011]
 第2の発明に係る複合フィルタ装置のある特定の局面では、前記複数の帯域通過型フィルタの全てが、前記第1のフィルタ及び前記第2のフィルタを有し、前記第1のフィルタと前記第2のフィルタが、接続された状態において、複素インピーダンスが接続状態において同極性とされている。
[0012]
 以下、第1及び第2の発明を総称して本発明とする。
[0013]
 本発明に係る複合フィルタ装置の他の特定の局面では、前記第1のフィルタ及び前記第2のフィルタの少なくとも一方が、弾性波フィルタである。好ましくは、前記第1のフィルタ及び前記第2のフィルタの双方が弾性波フィルタである。この場合には、共通接続されている他の帯域通過型フィルタの通過帯域における反射係数をより一層高めることができる。従って、共通接続されている他の帯域通過型フィルタの挿入損失をより一層小さくすることができる。
[0014]
 本発明に係る複合フィルタ装置の別の特定の局面では、前記弾性波フィルタが、弾性波共振子を有し、当該弾性波共振子の共振周波数以上、反共振周波数以下の周波数域が、当該帯域通過型フィルタ以外の他の帯域通過型フィルタの通過帯域内に位置している。従って、共通接続されている他の帯域通過型フィルタの挿入損失をより一層小さくすることができる。
[0015]
 本発明に係る複合フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記第1のフィルタの通過帯域外における減衰量が、前記第2のフィルタの通過帯域外における減衰量よりも大きい。この場合には、相対的に大きな影響を与える第2のフィルタによる影響を効果的に低減することができる。従って、共通接続されている他の帯域通過型フィルタの挿入損失をより効果的に小さくすることができる。
[0016]
 本発明に係る複合フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記第1のフィルタ及び前記第2のフィルタが、ラダー型フィルタからなり、前記第1のフィルタにおけるラダーの段数が、前記第2のフィルタにおけるラダーの段数よりも小さい。この場合には、相対的に大きな影響を与える第2のフィルタによる影響を効果的に低減することができる。従って、共通接続されている他の帯域通過型フィルタの挿入損失をより効果的に小さくすること
ができる。
[0017]
 本発明に係る複合フィルタ装置の別の特定の局面では、前記第1のフィルタと、前記第2のフィルタとの間に、インピーダンスマッチング素子が接続されている。この場合には、共通接続されている他の帯域通過型フィルタの挿入損失をより一層効果的に小さくすることができる。
[0018]
 本発明に係る複合フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記第2のフィルタが、縦結合共振子型フィルタである。縦結合共振子型の弾性波フィルタでは、減衰量を十分大きくすることができる。従って、この場合には、第1のフィルタの減衰量を小さくすることができるので、本発明がより効果的である。
[0019]
 本発明に係る複合フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記第2のフィルタが複数設けられており、前記スイッチが、複数の前記第2のフィルタにそれぞれ接続される複数の第2のスイッチ端子を有する。このように、第2のフィルタは複数設けられていてもよい。

発明の効果

[0020]
 本発明に係る複合フィルタ装置によれば、共通接続されている他の帯域通過型フィルタの通過帯域内における挿入損失を効果的に小さくすることが可能となる。

図面の簡単な説明

[0021]
[図1] 図1は、本発明の第1の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。
[図2] 図2は、第1の実施形態の複合フィルタ装置のフィルタ特性を示す図である。
[図3] 図3は、本発明の第1の実施形態に係る複合フィルタ装置において、スイッチが第2の状態にある場合の回路図である。
[図4] 図4は、第1の実施形態で用いられている第1の帯域通過型フィルタの回路図である。
[図5] 図5は、第1の実施形態において、接続されているインピーダンス素子が50Ωである場合のBand7で用いられる第4の帯域通過型フィルタのフィルタ特性を示す図である。
[図6] 図6は、第1の実施形態において、接続されているインピーダンス素子が1000Ωである場合のBand7で用いられる第4の帯域通過型フィルタのフィルタ特性を示す図である。
[図7] 図7は、第1の実施形態において、接続されているインピーダンス素子が無限大すなわち開放状態である場合のBand7で用いられる第4の帯域通過型フィルタのフィルタ特性を示す図である。
[図8] 図8は、第1の実施形態において、第1の帯域通過型フィルタに接続されているインピーダンス素子の接続インピーダンスと、Band7用の第4の帯域通過型フィルタの2.690GHzにおける挿入損失との関係を示す図である。
[図9] 図9は、第2の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。
[図10] 図10は、第3の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。
[図11] 図11は、第4の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。
[図12] 図12は、第5の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。
[図13] 図13は、第6の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。
[図14] 図14は、第7の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。
[図15] 図15は、第7の実施形態の複合フィルタ装置において、Band7用の第4の帯域通過型フィルタのフィルタ特性を示す図である。
[図16] 図16は、第7の実施形態の複合フィルタ装置において、第1の帯域通過型フィルタの第1のフィルタと第2のフィルタとを接続あるいは分離した状態を説明するための模式図である。
[図17] 図17は、第7の実施形態において、第1の帯域通過型フィルタの第2のフィルタを第1のフィルタに接続した場合の第1のフィルタのインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートである。
[図18] 図18は、第7の実施形態において、第1の帯域通過型フィルタの第2のフィルタを第1のフィルタに接続した場合の第2のフィルタのインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートである。
[図19] 図19は、比較例の複合フィルタ装置の回路図である。
[図20] 図20は、図19に示す比較例の複合フィルタ装置において、第1の帯域通過型フィルタの第1のフィルタと第2のフィルタとを電気的に分離した場合の第1のフィルタ側のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートである。
[図21] 図21は、図19に示す比較例の複合フィルタ装置において、第1の帯域通過型フィルタの第1のフィルタと第2のフィルタとを電気的に分離した場合の第2のフィルタ側のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートである。
[図22] 図22は、比較例の複合フィルタ装置におけるBand7用の第4の帯域通過型フィルタのフィルタ特性を示す図である。
[図23] 図23は、縦結合共振子型の弾性波フィルタの電極構造を示す平面図である。

発明を実施するための形態

[0022]
 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。
[0023]
 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。
[0024]
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。複合フィルタ装置1は、アンテナ2に接続されるアンテナ端子3を有する。アンテナ端子3に、第1~第4の帯域通過型フィルタ4~7の一端が共通接続されている。第1の帯域通過型フィルタ4は、Band3の受信フィルタである。Band3の受信フィルタの通過帯域は、1805MHz~1880MHzである。
[0025]
 第2の帯域通過型フィルタ5は、Band1の受信フィルタである。Band1の受信フィルタの通過帯域は、2110MHz~2170MHzである。
[0026]
 第3の帯域通過型フィルタ6は、Band40の受信フィルタである。Band40の受信フィルタの通過帯域は、2300MHz~2400MHzである。
[0027]
 第4の帯域通過型フィルタ7は、Band7の受信フィルタである。Band7の受信フィルタの通過帯域は、2620MHz~2690MHzである。
[0028]
 第1~第4の帯域通過型フィルタ4~7の通過帯域は互いに異なっている。本発明では、互いに異なる通過帯域を有する複数の帯域通過型フィルタが備えられているが、この場合、互いに異なる通過帯域を有する複数の帯域通過型フィルタに加え、少なくとも1の帯域通過型フィルタと通過帯域が重なっている帯域通過型フィルタがさらに備えられていてもよい。
[0029]
 ここで、インピーダンス値とは、特性インピーダンスを言うものとし、定数成分と複素成分とを有する。また、本発明では、特性インピーダンスとは、複数の帯域通過型フィルタの通過帯域における特性インピーダンスをいうものとする。
[0030]
 複合フィルタ装置1の特徴は、第1の帯域通過型フィルタ4が、第1のフィルタ11と、第2のフィルタ12と、スイッチ13と、インピーダンス素子14とを有することにある。
[0031]
 第1のフィルタ11は、一端がアンテナ端子3に接続されている。スイッチ13は、第1のスイッチ端子13aと、第2,第3のスイッチ端子13b,13cとを有する。スイッチ13は、第1のスイッチ端子13aと第2のスイッチ端子13bとを電気的に接続している第1の状態と、第1のスイッチ端子13aと、第3のスイッチ端子13cとを電気的に接続している第2の状態(図3参照)との間で切り換えられる。
[0032]
 第1のフィルタ11の出力端が、第1のスイッチ端子13aに接続されている。第2のフィルタ12の入力端が、第2のスイッチ端子13bに接続されている。第3のスイッチ端子13cとグラウンド電位との間に、インピーダンス素子14が接続されている。インピーダンス素子14のインピーダンス値は、第2のフィルタ12の入力インピーダンス値よりも高い。例えば、第2のフィルタ12の入力インピーダンス値が50Ωである場合、インピーダンス素子14は50Ωよりも大きくされている。
[0033]
 なお、第1~第4の帯域通過型フィルタ4~7は、通過帯域を形成し得る適宜のフィルタにより構成され得る。スイッチ13は、FETなどのトランジスタや適宜のスイッチング素子を用いて構成され得る。インピーダンス素子14としては、Band3、Band1、Band40及びBand7の周波数帯で上記インピーダンス値を実現する適宜の手段を用いて構成することができる。
[0034]
 図1では、スイッチ13は、第1の状態とされている。従って、第1のフィルタ11と第2のフィルタ12とが接続されている。この場合のBand7のフィルタ特性を図2に示す。なお、図2、図5、図7、図15及び図22における縦軸は、挿入損失を示す。この場合、矢印Xで示す2.690GHzにおける挿入損失は、-3.294dBである。
[0035]
 以下の図6,図7,図15及び図16においても、矢印Xは2.690GHzの位置を示す。
[0036]
 他方、Band7を用いるが、Band3を用いない場合には、スイッチ13を第2の状態とする。すなわち、図3に示すように、スイッチ13において、第1のスイッチ端子13aと第3のスイッチ端子13cとが接続されている状態とする。それによって、第1のフィルタ11と第2のフィルタ12とが分離される。そして、第1のフィルタ11とグラウンド電位との間にインピーダンス素子14が接続されることになる。インピーダンス素子14のインピーダンス値は、第2のフィルタ12の入力インピーダンスよりも高い。従って、他の帯域通過型フィルタである第2~第4の帯域通過型フィルタ5~7における反射係数の悪化が生じ難い。これを図5~図8を参照してより具体的に説明する。
[0037]
 図3に示す接続状態において、インピーダンス素子14のインピーダンス値を50Ω、1000Ωまたは無限大すなわち開放状態とした場合の第4の帯域通過型フィルタ7のフィルタ特性をそれぞれ、図5、図6及び図7に示す。図5に示すように、インピーダンス素子14が50Ωである場合、2.690GHzにおける挿入損失(dB)は-3.289dBである。図6では、2.690GHzにおける挿入損失(dB)は-3.284dBである。図7では、2.690GHzにおける挿入損失(dB)は-3.283dBである。このように、インピーダンス素子14のインピーダンス値を高めていくことにより、第4の帯域通過型フィルタ7の通過帯域内における挿入損失を小さくし得ることがわかる。
[0038]
 図8は、インピーダンス素子14の接続インピーダンスの大きさと、第4の帯域通過型フィルタ7における2.690GHzでの挿入損失(dB)との関係を示す図である。図8から明らかなように、接続インピーダンスの値が大きくなるにつれ、挿入損失が小さくなっており、特に、インピーダンス値が50Ω以上であれば、挿入損失を効果的に小さくし得ることがわかる。また、より好ましくは、インピーダンス素子14のインピーダンス値は、100Ωよりも大きければ、挿入損失がより一層され得ることがわかる。
[0039]
 なお、インピーダンス素子14のインピーダンス値は大きければよい。従って、インピーダンス素子14としては、第1のスイッチ端子13aをいずれのスイッチ端子とも接続しない状態で実現されるものであってもよい。言い換えれば、本発明における第2の状態では、スイッチを第1のフィルタ11と第2のフィルタ12とを接続していないオフ状態とするものであってもよい。スイッチがオフ状態の場合、無限大のインピーダンス値を有するインピーダンス素子が接続されているものと便宜上考えることができる。
[0040]
 上記のように、複合フィルタ装置1においては、スイッチ13において、第1のスイッチ端子13aと、第3のスイッチ端子13cとを接続することにより、他の帯域通過型フィルタである第4の帯域通過型フィルタ7における通過帯域内の挿入損失を効果的に小さくすることができる。これは、インピーダンス素子14のインピーダンス値が、第2のフィルタ12の入力インピーダンスよりも高いことによる。
[0041]
 なお、第2,第3の帯域通過型フィルタ5,6においても、第1の帯域通過型フィルタ4において第1のフィルタ11にインピーダンス素子14が接続されている場合、通過帯域内における反射係数の悪化を抑制することができる。従って、第2,第3の帯域通過型フィルタ5,6においても、通過帯域内における挿入損失を小さくすることができる。
[0042]
 また、本実施形態では、第1の帯域通過型フィルタ4において、第1のフィルタ11と第2のフィルタ12との間にスイッチ13を接続し、さらにインピーダンス素子14を第3のスイッチ端子13cに接続していたが、このような構成を、第2~第4の帯域通過型フィルタ5~7も有していてもよい。それによって、第1の帯域通過型フィルタ4、第3の帯域通過型フィルタ6及び第4の帯域通過型フィルタ7における通過帯域内の挿入損失の低減を効果的に図ることができる。従って、複数の帯域通過型フィルタにおいて、第1のフィルタと第2のフィルタとの間にスイッチを接続し、さらにスイッチとグラウンド電位との間にインピーダンス素子を接続した構成を備えることが好ましく、より好ましくは、全ての帯域通過型フィルタ4~7が、上記構成を備えていることが望ましい。
[0043]
 また、本実施形態において、挿入損失を低減し得るのは、上記のように、他の帯域通過型フィルタ5~7における挿入損失を小さくし得るだけでなく、挿入損失が大きなマルチポートON-SWを用いていないことにもよる。すなわち、マルチポートON-SWを用いていないことによっても、複合フィルタ装置1では、各帯域通過型フィルタ4~7の挿入損失を小さくすることができる。
[0044]
 図4は、第1の帯域通過型フィルタ4の回路図である。第1のフィルタ11は、直列腕共振子S1,S2と、並列腕共振子P1とを有するラダー型フィルタである。
[0045]
 第2のフィルタ12は、直列腕共振子S3,S4,S5と、並列腕共振子P2,P3とを有する、ラダー型フィルタである。直列腕共振子S1,S2,S3~S5及び並列腕共振子P1,P2,P3は、特に限定されないが、本実施形態では、それぞれ、弾性波共振子からなる。
[0046]
 従って、第1のフィルタ11及び第2のフィルタ12の双方が弾性波フィルタからなる。本発明においては、第1のフィルタ及び第2のフィルタの双方が弾性波フィルタからなることが好ましい。その場合には、他の帯域通過型フィルタの通過帯域における反射係数をより一層高めることができる。従って、他の帯域通過型フィルタにおける挿入損失をより一層小さくすることができる。
[0047]
 より好ましくは、上記弾性波共振子の共振周波数以上、反共振周波数以下の周波数域が、他の帯域通過型フィルタの通過帯域内に位置していることが好ましい。その場合には、他の帯域通過型フィルタの通過帯域におけるインピーダンス素子は大きく変化する。従って、他の帯域通過型フィルタの挿入損失をより一層小さくすることができる。
[0048]
 また、図4に示すように、第1のフィルタ11におけるラダー型フィルタのラダーの段数は、第2のフィルタ12におけるラダー型フィルタのラダーの段数よりも小さくされていることが好ましい。この場合は、第1のフィルタ11と第2のフィルタ12とを接続している場合と、接続していない場合とでの特性の変化がより大きくなる。よって、他の帯域通過型フィルタの挿入損失の改善をより一層効果的に図ることができる。
[0049]
 なお、図1に示すように、スイッチ13と第2のフィルタ12との間に、破線で示すインピーダンスマッチング素子16を接続してもよい。このように、第1のフィルタ11と、第2のフィルタ12との間において、インピーダンスマッチング素子を接続してもよい。
[0050]
 図9は、第2の実施形態の複合フィルタ装置の回路図である。複合フィルタ装置20では、第1の帯域通過型フィルタ4は、Band3の受信フィルタまたはBand25の受信フィルタとして用いられる。Band25の受信フィルタの通過帯域は1930MHz~1995MHzである。また、第2の帯域通過型フィルタ5は、第1の実施形態と同様にBand1の受信フィルタである。第3の帯域通過型フィルタ6は、Band30の受信フィルタまたはBand40の受信フィルタとして用いられる。Band30の受信フィルタの通過帯域は2350MHz~2360MHzである。第4の帯域通過型フィルタ7は、第1の実施形態と同様にBand7の受信フィルタである。
[0051]
 複合フィルタ装置20では、第1の帯域通過型フィルタ4が、スイッチ13Aと、複数の第2のフィルタ12A,12Bとを有する。スイッチ13Aは、第1のスイッチ端子13aと、複数の第2のスイッチ端子13b,13dと、第3のスイッチ端子13cとを有する。スイッチ13Aでは、第1のスイッチ端子13aが、第2のスイッチ端子13b,13d、第3のスイッチ端子13cのいずれかと接続されている状態とされる。第2のスイッチ端子13bには、第2のフィルタ12Aが接続されている。第2のスイッチ端子13dには、第2のフィルタ12Bが接続されている。ここでは、第1のフィルタ11と第2のフィルタ12Aが接続されている場合、第1の帯域通過型フィルタ4は、Band3の受信フィルタとして機能する。第1のフィルタ11と第2のフィルタ12Bが接続されている場合、第1の帯域通過型フィルタ4は、Band25の受信フィルタとして機能する。第3のスイッチ端子13cとグラウンド電位との間にはインピーダンス素子14が接続されている。
[0052]
 他方、第3の帯域通過型フィルタ6もまた、第1のスイッチ端子23aと、複数の第2のスイッチ端子23b,23d及び第3のスイッチ端子23cを有するスイッチ23を備える。そして、第2のスイッチ端子23b,23dに、それぞれ、第2のフィルタ22A,22Bが接続されている。第3のスイッチ端子23cとグラウンド電位との間にインピーダンス素子24が接続されている。
[0053]
 第1のフィルタ21と第2のフィルタ22Aが接続されている場合、第3の帯域通過型フィルタ6は、Band40の受信フィルタとして機能する。第1のフィルタ21と第2のフィルタ22Bとが接続されている場合、第3の帯域通過型フィルタ6は、Band30の受信フィルタとして機能する。
[0054]
 本実施形態では、第1の帯域通過型フィルタ4において、スイッチ13Aを第2の状態とする。それによって、第1のスイッチ端子13aと第3のスイッチ端子13cとを接続することにより、Band3やBand25を用いない場合の他の帯域通過型フィルタ5~7の挿入損失を効果的に小さくすることができる。同様に、Band40及びBand30を用いない場合には、スイッチ23を第2の状態とし、第1のスイッチ端子23aと第3のスイッチ端子23cとを接続すればよい。それによっても第1,第2,第4の帯域通過型フィルタ4,5,7における通過帯域内における挿入損失を効果的に小さくすることができる。
[0055]
 図10は第3の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。複合フィルタ装置31では、複合フィルタ装置20の回路構成に加えて、さらに、スイッチ13B、インピーダンス素子14A、スイッチ23A及びインピーダンス素子24Aが接続されている。また、スイッチ13Bの第1のスイッチ端子13aに、増幅器16aが接続されている。同様に、スイッチ23Aの第1のスイッチ端子23aに、増幅器16bが接続されている。その他の構成は、複合フィルタ装置31は、複合フィルタ装置20と同様である。
[0056]
 複合フィルタ装置31では、Band3及びBand25を用いない場合、スイッチ13Aを第2の状態とし、第1のスイッチ端子13aと第3のスイッチ端子13cとを接続すればよい。さらに、スイッチ13Bにおいて、出力側に位置する第1のスイッチ端子13aと、第3のスイッチ端子13cとを接続することが望ましい。すなわち、インピーダンス素子14Aを、出力側において、グラウンド電位との間に接続することが望ましい。同様に、第3の帯域通過型フィルタ6においても、スイッチ23Aにおいて、Band30を用いず、Band40を用いる場合には、第1のスイッチ端子23aと第2のスイッチ端子23bとを接続すればよい。この場合においても、Band30及びBand40の双方を用いない場合には、第1のスイッチ端子23aと、第3のスイッチ端子23cとを接続することが望ましい。
[0057]
 図11は、第4の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。複合フィルタ装置41では、第2~第4の帯域通過型フィルタ5~7は、複合フィルタ装置31と同様である。異なるところは、第1の帯域通過型フィルタ4にある。第1の帯域通過型フィルタ4では、第1のフィルタ11は、スイッチ43の第1のスイッチ端子43aに接続されている。他方、スイッチ43の第2のスイッチ端子43bに、Band3の受信フィルタである第2のフィルタ12Aが接続されている。また、スイッチ端子43eに、Band25の受信フィルタである第2のフィルタ12Bが接続されている。スイッチ端子43eは、本発明における第2のスイッチ端子及び第3のスイッチ端子を兼ねている。
[0058]
 スイッチ端子43eから第2のスイッチ端子23dまでのインピーダンス素子が50Ω以上とされている。
[0059]
 図11に示す第2の状態では、第1のスイッチ端子43aと第2のスイッチ端子43bは接続されていない。従って、Band3は用いていない。また、スイッチ23において、第1のスイッチ端子23aと第2のスイッチ端子23dは接続されていない。従って、第2のフィルタ12Bは第1のフィルタ11に接続されているものの、Band25は用いていない。しかしながら、スイッチ端子43eと、第2のスイッチ端子23dとの間のインピーダンス素子が、50Ω以上とされている。よって、第1のフィルタ11の出力側には、第1~第3の実施形態の場合と同様に、50Ω以上のインピーダンス素子が接続されていることになる。よって、複合フィルタ装置41においても、第2~第4の帯域通過型フィルタ5~7の通過帯域における挿入損失を効果的に小さくすることができる。
[0060]
 また、本実施形態のように、第1のフィルタの出力側に接続されるインピーダンス素子は、グラウンド電位との間に接続されておらずともよい。
[0061]
 図12は、第5の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。複合フィルタ装置51では、第2のフィルタ12A,12Bの出力側にスイッチが設けられていない。代わりに、第1,第2の増幅器16a1,16a2が、第2のフィルタ12A,12Bにそれぞれ接続されている。その他の構成は、複合フィルタ装置51は複合フィルタ装置41と同様である。図12に示す接続状態においても、Band3、Band25及びBand30は用いられていない。
[0062]
 もっとも、第1のフィルタ11に、Band25用の第2のフィルタ12Bが接続されている。そのため増幅器16a2をオフ状態とすれば、第1のフィルタ11に、第2のフィルタ12Bが接続されているにしても、第1のフィルタ11の出力側に、複合フィルタ装置41の場合と同様に、50Ω以上のインピーダンス素子を接続した状態となる。よって、複合フィルタ装置51においても、第2~第4の帯域通過型フィルタ5~7における挿入損失を小さくすることができる。
[0063]
 図13は、第6の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。複合フィルタ装置61では、アンテナ端子3に第1~第4の帯域通過型フィルタ4~7が接続されている。ここでは、第1のフィルタ11B~11Eは、いずれもノッチフィルタからなる。そして、第1の帯域通過型フィルタ4は、Band11,Band21,Band3及びBand25の受信フィルタを構成している。なお、図13においてB11等の記載は、Band11であることを示す。
[0064]
 第1の帯域通過型フィルタ4では、スイッチ13は、第1のスイッチ端子13aと、複数の第2のスイッチ端子13b,13d,13eと、第3のスイッチ端子13cとを有する。そして、第2のスイッチ端子13b,13d,13eには、それぞれ、第2のフィルタ12A,12B,12Cが接続されている。第2のフィルタ12Aは、Band11及びBand21の双方の受信フィルタとして用いられ得る。なお、Band11の受信フィルタの通過帯域は1475.9MHz~1495.9MHzであり、Band21の受信フィルタの通過帯域は1495.9MHz~1510.9MHzである。このように、1つの帯域通過型フィルタにおいて、スイッチに接続される第2のフィルタは3以上であってもよい。また、第2のフィルタは、複数のBandに用いられ得るものであってもよい。
[0065]
 なお、第4の帯域通過型フィルタ7では、第2のスイッチ端子13b,13d,13eにそれぞれ第2のフィルタ12C,12D,12Eが接続されている。
[0066]
 上記のように、第1のフィルタ11B~11Eは、帯域通過型フィルタでなくともよい。すなわち、第1のフィルタと第2のフィルタとにより、通過帯域が形成されておればよい。
[0067]
 なお、第2~第4の帯域通過型フィルタ5~7における第2のフィルタのB1などの記号は、同様にBand1の受信フィルタなどであることを示す。
[0068]
 図14は、本発明の第7の実施形態に係る複合フィルタ装置の回路図である。複合フィルタ装置71は、アンテナ2に接続されるアンテナ端子3を有する。アンテナ端子3に第1~第4の帯域通過型フィルタ4~7の一端が共通接続されている。第1の帯域通過型フィルタ4は、第1のフィルタ11と、第1のフィルタ11の後段に接続された第2のフィルタ12とを有する。第1~第4の帯域通過型フィルタ4~7は、第1の実施形態の複合フィルタ装置1の第1~第4の帯域通過型フィルタ4~7と同様に、Band3の受信フィルタ、Band1の受信フィルタ、Band40の受信フィルタ及びBand7の受信フィルタをそれぞれ構成している。
[0069]
 第2~第4の帯域通過型フィルタ5~7は、第1の実施形態の場合と同様である。本実施形態の特徴は、第1の帯域通過型フィルタ4において、第1のフィルタ11及び第2のフィルタ12の回路上の同一点からみたインピーダンス特性において、第4の帯域通過型フィルタ7の通過帯域内において、複素インピーダンスにおけるリアクタンス成分の極性が同一符号となっていることにある。複素インピーダンスにおけるリアクタンス成分の極性は、ネットワークアナライザを用いて測定したインピーダンスをプロットしたスミスチャートで確認できる。
[0070]
 ここで、回路上の同一点からみたインピーダンス特性とは、例えば図14における点Aから第1のフィルタ11をみた場合のインピーダンス特性、点Aから第2のフィルタ12をみた場合のインピーダンス特性を示す。この点Aは、第1のフィルタ11と第2のフィルタ12との間であればいずれであってもよい。
[0071]
 本実施形態では、第1のフィルタ11と第2のフィルタ12の2.620GHzにおける複素インピーダンスの極性がいずれも同一符号とされている。それによって、Band7の受信フィルタである第4の帯域通過型フィルタ7の通過帯域内における挿入損失が十分に小さくされている。これを、図15~図18及び比較例についての図19,図22を参照して説明することとする。
[0072]
 図17は、図16の矢印A1方向に点Aから第1のフィルタをみた場合のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートである。図18は、図16の矢印A2で示すように、点Aから第2のフィルタ12をみた場合の第2のフィルタ12のインピーダンス特性を示すインピーダンススミスチャートである。いずれの場合においても、図17及び図18における点M1で示す2.620GHzでは、複素インピーダンスの極性は-であり、同一符号とされている。
[0073]
 この場合のBand7の受信フィルタである第4の帯域通過型フィルタ7のフィルタ特性を図15に示す。図15に示すように、通過帯域内である2.620GHzにおける挿入損失(dB)は、-3.579dBであり、2.690GHzでは、-3.284dBである。
[0074]
 他方、図19は、比較例の複合フィルタ装置201を示す回路図である。比較例の複合フィルタ装置201では、第1の帯域通過型フィルタ204が、第1のフィルタ211と、第2のフィルタ212とを有する。点Aからみた第1のフィルタ211のインピーダンス特性を図20にインピーダンススミスチャートで示す。他方、第2のフィルタ212の点Aからみたインピーダンス特性を、図21にインピーダンススミスチャートで示す。図20及び図21から明らかなように、第1のフィルタ211では、点M1で示す2.620GHzにおける複素インピーダンスのリアクタンス成分の極性が+(誘導性)であるのに対し、第2のフィルタ212では、点M1で示す2.620GHzにおける複素インピーダンスのリアクタンス成分の極性は-(容量性)である。すなわち、複素共役の関係となっている。なお、2つの回路の複素インピーダンスが複素共役の関係にあるとは、互いの複素インピーダンスの複素成分の正負が反転している関係を含み、複素成分の絶対値が等しい場合に限定されない。つまり、本実施形態における複素共役の関係とは、一方の回路の複素インピーダンスが容量性(スミスチャートの下半円)に位置し、他方の回路の複素インピーダンスが誘導性(スミスチャートの上半円)に位置するような関係も含まれる。
[0075]
 比較例の複合フィルタ装置201は、上記複素インピーダンスの極性を除けば、複合フィルタ装置71と同様に構成されている。
[0076]
 図22は、比較例の複合フィルタ装置における第4の帯域通過型フィルタ7のフィルタ特性を示す。図22において、通過帯域内である2.620GHzにおける挿入損失(dB)値は、-3.942dBであり、2.690GHzにおける値は-3.287dBである。
[0077]
 図22の結果と図15の結果とを対比すれば明らかなように、比較例に比べ第7の実施形態によれば、第4の帯域通過型フィルタの通過帯域内における挿入損失を効果的に小さくし得ることがわかる。
[0078]
 第7の実施形態の複合フィルタ装置71は、本願の第2の発明の実施形態に相当する。そして、第1のフィルタと第2のフィルタを回路上の同一点からみたインピーダンス特性において、複素インピーダンスの極性が同一符号とされていることにより、他の帯域通過型フィルタ7の挿入損失を小さくすることが可能とされている。これは、複素インピーダンスの極性が同一であるため、第2のフィルタ12のインピーダンス素子を高くすることができることによる。比較例の複合フィルタ装置201では、第1のフィルタ211の複素インピーダンスと第2のフィルタ212の複素インピーダンスの極性が逆符号とされているため、第4の帯域通過型フィルタ7の挿入損失が大きくなっている。これは、比較例では、第1のフィルタと第2のフィルタとの間でインピーダンス素子の低い部分が形成されることによる。そのため、第4の帯域通過型フィルタ7に流れるべき周波数の信号が、自己のフィルタすなわち第1の帯域通過型フィルタ4に入ってきている。
[0079]
 上記のとおり、第7の実施形態に係る複合フィルタ装置71においても、共通接続されている他の帯域通過型フィルタ5~7の挿入損失を効果的に小さくすることができる。また、第7の実施形態の複合フィルタ装置71においても、第1の実施形態の複合フィルタ装置1の場合と同様に、第1のフィルタ及び第2のフィルタの双方が弾性波フィルタであることが好ましい。それによって、他の帯域通過型フィルタ5~7の通過帯域内の挿入損失をより一層小さくすることができる。また、複合フィルタ装置71においても、弾性波フィルタが弾性波共振子を有し、弾性波共振子の共振周波数以上、反共振周波数以下の周波数域が、当該第1の帯域通過型フィルタ4以外の他の帯域通過型フィルタ5~7の通過帯域内に位置している場合に、本発明が効果的である。
[0080]
 また、複合フィルタ装置71においても、第1のフィルタ11の通過帯域外(他の帯域通過型フィルタ5~7の通過帯域内)における減衰量が、第2のフィルタ12における通過帯域外(他の帯域通過型フィルタ5~7の通過帯域内)における減衰量よりも大きいことが好ましい。同様に、第1のフィルタ11及び第2のフィルタ12がラダー型フィルタからなる場合に、第1のフィルタ11におけるラダーの段数が、第2のフィルタ12におけるラダーの段数よりも小さいことが好ましい。
[0081]
 また、複合フィルタ装置71においても、第1のフィルタ11と第2のフィルタ12との間に、インピーダンスマッチング素子が接続されていることが望ましい。
[0082]
 また、複合フィルタ装置71においても、第2のフィルタ12が複数設けられていてもよい。その場合、第1のフィルタ11と複数の第2のフィルタ12とを接続するスイッチが設けられることが望ましい。
[0083]
 また、上述した実施形態では、弾性波フィルタとしてラダー型フィルタを示したが、図23に示す縦結合共振子型フィルタ81を第2のフィルタとして用いてもよい。縦結合共振子型フィルタ81を用いた場合、大きな減衰量を容易に確保することができる。従って、第2のフィルタが縦結合共振子型フィルタを有する場合、本発明が効果的である。

符号の説明

[0084]
1…複合フィルタ装置
2…アンテナ
3…アンテナ端子
4~7…第1~第4の帯域通過型フィルタ
11,11B~11E…第1のフィルタ
12,12A~12E…第2のフィルタ
13,13A,13B…スイッチ
13a…第1のスイッチ端子
13b,13d,13e…第2のスイッチ端子
13c…第3のスイッチ端子
14,14A…インピーダンス素子
16…インピーダンスマッチング素子
16a,16a1,16a2,16b…増幅器
20…複合フィルタ装置
21…第1のフィルタ
22A,22B…第2のフィルタ
23,23A…スイッチ
23a…第1のスイッチ端子
23b,23d…第2のスイッチ端子
23c…第3のスイッチ端子
24,24A…インピーダンス素子
31,41,51,61,71…複合フィルタ装置
43…スイッチ
43a,43b…第1,第2のスイッチ端子
43e…スイッチ端子
81…縦結合共振子型フィルタ
P1~P3…並列腕共振子
S1~S5…直列腕共振子

請求の範囲

[請求項1]
 互いに異なる通過帯域を有する複数の帯域通過型フィルタを備え、前記複数の帯域通過型フィルタのそれぞれは一端と他端とを有し、
 前記複数の帯域通過型フィルタの前記一端同士が共通接続されており、
 前記複数の帯域通過型フィルタのうち、少なくとも1つの帯域通過型フィルタが、前記一端と前記他端との間に接続されているスイッチと、前記一端と前記スイッチとの間に接続されている第1のフィルタと、前記スイッチと前記他端との間に接続されている第2のフィルタと、前記スイッチに接続されており、前記第2のフィルタの入力インピーダンス値よりも高いインピーダンス値のインピーダンス素子とを有し、
 前記スイッチは、前記第1のフィルタと、前記第2のフィルタとを接続している第1の状態と、前記第1のフィルタと、前記インピーダンス素子とを接続している第2の状態との間で切り換えられるように構成されている、複合フィルタ装置。
[請求項2]
 前記スイッチが、前記第1のフィルタに接続される第1のスイッチ端子と、前記第2のフィルタに接続される第2のスイッチ端子と、前記インピーダンス素子が接続されている第3のスイッチ端子とを有し、前記第1の状態において、前記第1のスイッチ端子と前記第2のスイッチ端子とが接続されており、前記第2の状態において、前記第1のスイッチ端子と前記第3のスイッチ端子とが接続されている、請求項1に記載の複合フィルタ装置。
[請求項3]
 前記第2の状態において、前記スイッチがオフ状態とされ、前記インピーダンス素子の値が無限大とされている、請求項1に記載の複合フィルタ装置。
[請求項4]
 一端と他端とを有する複数の帯域通過型フィルタを備え、
 前記複数の帯域通過型フィルタの前記一端同士が共通接続されており、
 前記複数の帯域通過型フィルタのうち、少なくとも1つの帯域通過型フィルタが、前記一端に接続されている第1のフィルタと、前記第1のフィルタと前記他端との間に接続された第2のフィルタとを有し、
 前記第1のフィルタと、前記第2のフィルタの複素インピーダンスが同極性である、複合フィルタ装置。
[請求項5]
 前記複数の帯域通過型フィルタの全てが、前記第1のフィルタ及び前記第2のフィルタを有し、前記第1のフィルタと前記第2のフィルタが、接続された状態において、複素インピーダンスが同極性である、請求項4に記載の複合フィルタ装置。
[請求項6]
 前記第1のフィルタ及び前記第2のフィルタの少なくとも一方が、弾性波フィルタである、請求項1~5のいずれか1項に記載の複合フィルタ装置。
[請求項7]
 前記第1のフィルタ及び前記第2のフィルタが弾性波フィルタである、請求項6に記載の複合フィルタ装置。
[請求項8]
 前記弾性波フィルタが、弾性波共振子を有し、当該弾性波共振子の共振周波数以上、反共振周波数以下の周波数域が、当該帯域通過型フィルタ以外の他の帯域通過型フィルタの通過帯域内に位置している、請求項6に記載の複合フィルタ装置。
[請求項9]
 前記第1のフィルタの通過帯域外における減衰量が、前記第2のフィルタの通過帯域外における減衰量よりも大きい、請求項1~8のいずれか1項に記載の複合フィルタ装置。
[請求項10]
 前記第1のフィルタ及び前記第2のフィルタが、ラダー型フィルタからなり、前記第1のフィルタにおけるラダーの段数が、前記第2のフィルタにおけるラダーの段数よりも小さい、請求項1~8のいずれか1項に記載の複合フィルタ装置。
[請求項11]
 前記第1のフィルタと、前記第2のフィルタとの間に、インピーダンスマッチング素子が接続されている、請求項1~10のいずれか1項に記載の複合フィルタ装置。
[請求項12]
 前記第2のフィルタが、縦結合共振子型フィルタである、請求項6に記載の複合フィルタ装置。
[請求項13]
 前記第2のフィルタが複数設けられており、前記スイッチが、複数の前記第2のフィルタにそれぞれ接続される複数の第2のスイッチ端子を有する、請求項1~11のいずれか1項に記載の複合フィルタ装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]

[ 図 23]