CN110199476B - 滤波器装置、高频前端电路以及通信装置 - Google Patents
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Abstract
滤波器(11)具备:第一谐振电路(110),其具有1个以上的第一谐振频率;第二谐振电路(120),其具有不同于第一谐振频率的、1个以上的第二谐振频率;以及开关(SW11、SW12),其与第一谐振电路(110)及第二谐振电路(120)连接,其中,开关(SW11、SW12)在第一状态与第二状态之间切换,在该第一状态下,使第一谐振频率的高频信号从IN端子(101)经由第一谐振电路(110)流向OUT端子(102),使第二谐振频率的高频信号从IN端子(101)经由第二谐振电路(120)流向地,在该第二状态下,使第一谐振频率的高频信号从IN端子(101)经由第一谐振电路(110)流向地,使第二谐振频率的高频信号从IN端子(101)经由第二谐振电路(120)流向OUT端子(102)。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够支持多频段的滤波器装置、高频前端电路以及通信装置。
背景技术
近年的便携电话等通信装置被要求多频段化,即,在1个终端中支持多个频带(频段)。与此相伴,搭载于通信装置的前端模块等高频前端电路也被要求多频段化。
作为这种高频前端电路,公开了以下结构:设置独立地支持多个频段的多个滤波器,通过对设置于多个滤波器的前级和后级的开关进行切换,来支持多个频段(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-50098号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在如以往那样设置独立地支持多个频段的多个滤波器的结构中,随着支持的频段数增加,滤波器的个数增加。因此,在能够支持多频段的滤波器中存在以下问题:由于构成该滤波器的元件数增加而妨碍小型化。
因此,本发明的目的在于提供一种能够支持多频段的小型的滤波器装置、高频前端电路以及通信装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明的一个方式所涉及的滤波器装置具备:第一谐振电路,其设置在将输入端子与输出端子连结的第一路径上,具有至少1个第一谐振频率;第二谐振电路,其设置在将所述输入端子与所述输出端子连结的第二路径上,具有不同于所述第一谐振频率的、至少1个第二谐振频率;以及开关,其与所述第一谐振电路及所述第二谐振电路连接,其中,所述开关在第一状态与第二状态之间切换,在所述第一状态下,使所述第一谐振频率的高频信号从所述输入端子经由所述第一谐振电路流向所述输出端子,使所述第二谐振频率的高频信号从所述输入端子经由所述第二谐振电路流向地,在所述第二状态下,使所述第一谐振频率的高频信号从所述输入端子经由所述第一谐振电路流向地,使所述第二谐振频率的高频信号从所述输入端子经由所述第二谐振电路流向所述输出端子。
由此,通过开关的切换,配置在高频信号从输入端子到达输出端子的到达路径(串联臂)上的串联臂谐振电路与配置在将该到达路径同地连结的路径(并联臂)上的并联臂谐振电路相调换。此时,通过串联臂谐振电路与并联臂谐振电路的调换,用于规定通带的频率与用于规定衰减带的频率相调换。因此,通过开关的切换,能够形成通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性。也就是说,能够通过串联臂谐振电路与并联臂谐振电路的调换来形成2个滤波器特性,因此能够以少的元件数来形成2个滤波器特性。能够实现能够支持多频段的小型的滤波器装置。
另外,也可以是,所述第一谐振电路具有串联连接在所述第一路径上的多个第一串联臂元件,所述第二谐振电路具有串联连接在所述第二路径上的多个第二串联臂元件,其中,所述开关在所述第一状态下,使所述多个第一串联臂元件之间的第一连接点与地之间非导通,使所述多个第二串联臂元件之间的第二连接点与地之间导通,所述开关在所述第二状态下,使所述第一连接点与地之间导通,使所述第二连接点与地之间非导通。
由此,无论在第一状态还是在第二状态下,都能够不经由开关地传递从输入端子流向输出端子的高频信号,因此能够抑制(改善)损耗。
另外,也可以是,所述多个第一串联臂元件和所述多个第二串联臂元件分别是弹性波谐振器,所述滤波器装置形成以下的第一滤波器特性:当在所述第一状态下从所述输入端子观察时,由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述多个第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述多个第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带,所述滤波器装置形成以下的第二滤波器特性:当在所述第二状态下从所述输入端子观察时,由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述多个第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述多个第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带。
通过像这样多个第一串联臂元件和多个第二串联臂元件分别是弹性波谐振器,无论是第一滤波器特性还是第二滤波器特性都能够实现陡度高的滤波器特性(高选择度的滤波器特性)。另外,通过如上所述那样规定第一滤波器特性和第二滤波器特性的通带和衰减带,能够实现通带与衰减带发生调换的例如带通型的2个滤波器特性,来作为第一滤波器特性和第二滤波器特性。
另外,也可以是,所述第一谐振电路具有:第一串联臂元件,其串联地设置在所述第一路径上;以及第一并联臂元件,其将所述第一路径与地进行连接,所述第二谐振电路具有:第二串联臂元件,其串联地设置在所述第二路径上;以及第二并联臂元件,其将所述第二路径与地进行连接,所述开关在所述第一状态下,使所述第一谐振电路与所述输入端子及所述输出端子中的一方的端子之间导通,使所述第二谐振电路与该一方的端子之间非导通,所述开关在所述第二状态下,使所述第一谐振电路与所述一方的端子之间非导通,使所述第二谐振电路与所述一方的端子之间导通。
通过像这样在第一状态下第二谐振电路与输入端子及输出端子中的一方的端子之间成为非导通,能够抑制第二谐振频率的高频信号向输出端子的传递。另外,通过在第二状态下第一谐振电路与上述一方的端子之间成为非导通,能够抑制第一谐振频率的高频信号向输出端子的传递。由此,无论是在第一状态还是在第二状态下,都能够改善(增大)衰减带中的衰减量。
另外,也可以是,所述第一串联臂元件和所述第二串联臂元件分别是弹性波谐振器,所述滤波器装置形成以下的第一滤波器特性:当在所述第一状态下从所述输入端子观察时,由所述第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带,所述滤波器装置形成以下的第二滤波器特性:当在所述第二状态下从所述输入端子观察时,由所述第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带。
通过像这样第一串联臂元件和第二串联臂元件分别是弹性波谐振器,无论是第一滤波器特性还是第二滤波器特性都能够实现陡度高的滤波器特性。另外,通过如上所述那样规定第一滤波器特性和第二滤波器特性的通带和衰减带,能够实现通带与衰减带发生调换的例如带通型和带阻型的2个滤波器特性,来作为第一滤波器特性和第二滤波器特性。
另外,也可以是,所述开关具有:第一选择端子,其与所述第一谐振电路连接;以及第二选择端子,其与所述第二谐振电路连接;以及公共端子,其用于与所述第一选择端子及所述第二选择端子中的某一方连接。
由此,能够削减开关所需的端子数,因此能够使滤波器装置整体都进一步小型化。
另外,也可以是,所述第一谐振电路具有串联连接在所述第一路径上的多个第一串联臂元件,所述第二谐振电路具有:第二串联臂元件,其串联地设置在所述第二路径上;以及第二并联臂元件,其将所述第二路径与地进行连接,所述开关在所述第一状态下,使所述多个第一串联臂元件之间的连接点与地之间非导通,使所述第二谐振电路与所述输入端子及所述输出端子中的一方的端子之间非导通,所述开关在所述第二状态下,使所述连接点与地之间导通,使所述第二谐振电路与所述一方的端子之间导通。
由此,在第一状态下,能够不经由开关地传递从输入端子流向输出端子的第一谐振频率的高频信号,因此能够抑制通带内的损耗。另外,在第一状态下,第二谐振电路与输入端子及输出端子中的一方的端子之间成为非导通,由此能够抑制第二谐振频率的高频信号向输出端子的传递,因此能够改善(增大)衰减带中的衰减量。也就是说,根据本方式,特别是在第一状态下,能够形成良好的滤波器特性。
另外,也可以是,所述多个第一串联臂元件和所述第二串联臂元件分别是弹性波谐振器,所述滤波器装置形成以下的第一滤波器特性:当在所述第一状态下从所述输入端子观察时,由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带,所述滤波器装置形成以下的第二滤波器特性:当在所述第二状态下从所述输入端子观察时,由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带。
通过像这样多个第一串联臂元件和第二串联臂元件分别是弹性波谐振器,无论是第一滤波器特性还是第二滤波器特性都能够实现陡度高的滤波器特性。另外,通过如上所述那样规定第一滤波器特性和第二滤波器特性的通带和衰减带,能够实现通带与衰减带发生调换的例如低通型(或高通型)和带通型的2个滤波器特性,来作为第一滤波器特性和第二滤波器特性。
另外,也可以是,所述第一谐振电路和所述第二谐振电路中的至少1个是由电感器和电容器构成的LC谐振电路。
通过像这样利用LC谐振电路来构成第一谐振电路和第二谐振电路中的至少一方,能够在第一状态和第二状态中的至少一方的状态下实现例如通带或衰减带的宽带化。
另外,也可以是,还具备附加元件,所述附加元件是与构成所述第一谐振电路和所述第二谐振电路的多个阻抗元件中的至少1个阻抗元件串联连接或并联连接的阻抗元件。
通过设置这种附加元件,滤波器装置中的谐振频率改变,因此能够调整第一状态和第二状态中的至少一方的状态下的滤波器特性。因此,通过根据要求规格调整附加元件,能够支持期望的频段。
另外,也可以是,还具备附加开关,所述附加开关与所述附加元件串联连接或并联连接,包括所述附加元件和所述附加开关的电路与所述多个阻抗元件中的所述至少1个阻抗元件串联连接或并联连接。
滤波器装置中的谐振频率根据像这样设置的附加开关的接通和断开而改变,因此能够支持3个以上的多频段。
另外,也可以是,所述附加元件是弹性波谐振器。
由此,能够改善(增大)衰减带中的衰减量,因此能够实现衰减特性优异的能够支持多频段的小型的滤波器装置。
另外,也可以是,将上述任一个滤波器装置进行多级级联连接。
由此,能够更精细地调整滤波器装置整体的带通特性(滤波器特性),因此,通过根据要求规格适当切换各级的开关,能够支持期望的频段。另外,通过将滤波器装置进行多级级联连接,能够改善衰减带中的衰减量。
另外,本发明的一个方式所涉及的高频前端电路具备上述任一个滤波器装置以及与所述滤波器装置连接的放大电路。
通过像这样具备能够支持多频段的小型的滤波器装置,能够实现能够支持多频段的小型的高频前端电路。
另外,本发明的一个方式所涉及的通信装置具备:上述的高频前端电路;RF信号处理电路,其对向所述高频前端电路输出的高频信号以及从所述高频前端电路输入的高频信号中的至少一方进行信号处理;以及基带信号处理电路,其对向所述RF信号处理电路输出的低频信号以及从所述RF信号处理电路输入的低频信号中的至少一方进行信号处理。
通过像这样具备上述的高频前端电路,能够实现能够支持多频段的小型的通信装置。
发明的效果
根据本发明,能够提供能够支持多频段的小型的滤波器装置、高频前端电路以及通信装置。
附图说明
图1A是实施方式1所涉及的滤波器的电路图。
图1B是表示与实施方式1所涉及的滤波器有关的各种特性的图表。
图2A是具备变形例的开关的滤波器的电路图。
图2B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图3A是实施方式1的变形例1的结构例1所涉及的滤波器的电路图。
图3B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图4A是实施方式1的变形例1的结构例2所涉及的滤波器的电路图。
图4B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图5A是实施方式1的变形例1的结构例3所涉及的滤波器的电路图。
图5B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图6A是实施方式1的变形例1的结构例4所涉及的滤波器的电路图。
图6B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图7A是实施方式1的变形例1的结构例5所涉及的滤波器的电路图。
图7B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图8A是实施方式1的变形例2的结构例1所涉及的滤波器的电路图。
图8B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图9A是实施方式1的变形例2的结构例2所涉及的滤波器的电路图。
图9B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图10A是实施方式1的变形例2的结构例3所涉及的滤波器的电路图。
图10B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图11A是实施方式1的变形例2的结构例4所涉及的滤波器的电路图。
图11B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图12A是实施方式1的变形例2的结构例5所涉及的滤波器的电路图。
图12B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图13A是实施方式1的变形例3的结构例1所涉及的滤波器的电路图。
图13B是表示对Band5和Band8分配的频带的图。
图13C是表示该滤波器的滤波器特性的一例的图表。
图13D是表示该滤波器的滤波器特性的另一例的图表。
图14A是示意性地表示该滤波器的构造的图。
图14B是示意性地表示该滤波器的比较例所涉及的滤波器的构造的图。
图15A是实施方式1的变形例3的结构例2所涉及的滤波器的电路图。
图15B是表示对Band5、Band8以及Band18分配的频带的图。
图15C是表示该滤波器的滤波器特性的一例的图表。
图15D是表示该滤波器的滤波器特性的另一例的图表。
图16A是实施方式1的变形例3的结构例2所涉及的通信装置的结构图。
图16B是该通信装置的比较例所涉及的通信装置的结构图。
图17A是实施方式1的变形例3的结构例3所涉及的滤波器的电路图。
图17B是表示对EU、US以及KR分配的ISM900的频带的图。
图17C是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图18A是实施方式1的变形例3的结构例3所涉及的通信装置的结构图。
图18B是该通信装置的比较例所涉及的通信装置的结构图。
图19A是实施方式2所涉及的滤波器的电路图。
图19B是表示与实施方式2所涉及的滤波器有关的各种特性的图表。
图20A是具备变形例的开关的滤波器的电路图。
图20B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图21A是实施方式2的变形例1的结构例1所涉及的滤波器的电路图。
图21B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图22A是实施方式2的变形例1的结构例2所涉及的滤波器的电路图。
图22B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图23A是实施方式2的变形例1的结构例3所涉及的滤波器的电路图。
图23B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图24A是实施方式2的变形例1的结构例4所涉及的滤波器的电路图。
图24B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图25A是实施方式2的变形例1的结构例5所涉及的滤波器的电路图。
图25B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图26A是实施方式2的变形例2的结构例1所涉及的滤波器的电路图。
图26B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图27A是实施方式2的变形例2的结构例2所涉及的滤波器的电路图。
图27B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图28A是实施方式2的变形例2的结构例3所涉及的滤波器的电路图。
图28B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图29A是实施方式2的变形例2的结构例4所涉及的滤波器的电路图。
图29B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图30A是实施方式2的变形例3的结构例1所涉及的滤波器的电路图。
图30B是表示对PCS、GSM(注册商标)以及GPS分配的频带的图。
图30C是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图31A是实施方式2的变形例3的结构例1所涉及的高频前端电路的结构图。
图31B是该高频前端电路的比较例所涉及的高频前端电路的结构图。
图32A是实施方式2的变形例3的结构例2所涉及的高频前端电路的结构图。
图32B是表示对Band5和Band8分配的频带的图。
图32C是表示实施方式2的变形例3的结构例2所涉及的滤波器的滤波器特性的图表。
图32D是表示该滤波器的对方滤波器的滤波器特性的图表。
图33A是实施方式3所涉及的滤波器的电路图。
图33B是表示Z=C的情况下的与该滤波器有关的各种特性的图表。
图33C是表示Z=L的情况下的与该滤波器有关的各种特性的图表。
图34A是实施方式3的变形例1的结构例1所涉及的滤波器的电路图。
图34B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图35A是实施方式3的变形例1的结构例2所涉及的滤波器的电路图。
图35B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图36A是实施方式3的变形例1的结构例3所涉及的滤波器的电路图。
图36B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图37A是实施方式3的变形例1的结构例4所涉及的滤波器的电路图。
图37B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图38A是实施方式3的变形例1的结构例5所涉及的滤波器的电路图。
图38B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图39A是实施方式3的变形例1的结构例6所涉及的滤波器的电路图。
图39B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图40A是实施方式3的变形例2的结构例1所涉及的滤波器的电路图。
图40B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图41A是实施方式3的变形例2的结构例2所涉及的滤波器的电路图。
图41B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图42A是实施方式3的变形例2的结构例3所涉及的滤波器的电路图。
图42B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图43A是实施方式3的变形例2的结构例4所涉及的滤波器的电路图。
图43B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图44A是实施方式3的变形例3的结构例1所涉及的滤波器的电路图。
图44B是表示被分配为用于Band44的发送接收和用于Band5的发送的频带的图。
图44C是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图45A是实施方式3的变形例3的结构例2所涉及的滤波器的电路图。
图45B是表示被分配为用于Band44的发送接收、用于Band5的发送以及用于Band26的发送的频带的图。
图45C是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图46A是实施方式3的变形例3的结构例2所涉及的高频前端电路的结构图。
图46B是该高频前端电路的比较例所涉及的高频前端电路的结构图。
图47A是实施方式3的变形例3的结构例3所涉及的滤波器的电路图。
图47B是表示被分配为用于Band35的发送接收和用于Band3的发送的频带的图。
图47C是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图48A是实施方式4的结构例1所涉及的滤波器的电路图。
图48B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图49A是实施方式4的结构例2所涉及的滤波器的电路图。
图49B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图50A是实施方式4的结构例3所涉及的滤波器的电路图。
图50B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
图51A是实施方式4的结构例4所涉及的滤波器的电路图。
图51B是表示该滤波器的滤波器特性的图表。
具体实施方式
下面,使用附图来详细说明本发明的实施方式。此外,下面说明的实施方式均表示总括性或具体性的例子。下面的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置以及连接方式等是一个例子,其主旨并不在于限定本发明。将下面的实施方式中的结构要素中的未记载于独立权利要求的结构要素作为任意的结构要素来进行说明。另外,附图所示的结构要素的大小或者大小之比未必是严格的。另外,在各图中,对实质上相同的结构标注相同的标记,有时省略或简化重复的说明。在此,关于谐振器等电路元件,能够根据要求规格等来适当调整参数。因此,实质上相同的结构不仅包括参数完全相同的结构,还包括参数不同的结构。
(实施方式1)
[1-1.结构]
图1A是本实施方式所涉及的滤波器11的电路图。具体地说,在该图中示出了开关SW11、SW12的接通(ON)/断开(OFF)状态不同的2个状态(状态1/2)的电路图,该图的(a)是状态1的状态的电路图,该图的(b)是状态2的状态的电路图。此外,在该图中还示意性地示出了流过滤波器11的高频信号。
该图所示的滤波器11例如是在设置于通信装置的前端部的高频前端电路中配置的发送滤波器。该滤波器11对从RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit:射频集成电路,未图示)经由功率放大器等发送放大电路(未图示)输入到IN端子101(输入端子)的高频信号进行滤波。由此,滤波器11将规定的通带的高频信号从OUT端子102(输出端子)输出到天线元件(未图示)。此外,滤波器11也可以是以下的接收滤波器:将被天线元件接收并被输入到IN端子101的高频信号进行滤波后,从OUT端子102经由低噪声放大器等接收放大电路(未图示)输出到RFIC。另外,方便起见,将IN端子101设为输入端子并将OUT端子102设为输出端子来进行说明,但是它们也可以反过来。
具体地说,滤波器11具备IN端子101及OUT端子102、第一谐振电路110及第二谐振电路120以及开关SW11、SW12。
第一谐振电路110设置在将IN端子101与OUT端子102连结的第一路径r1上,在本实施方式中,第一谐振电路110具有串联连接在第一路径r1的多个第一串联臂元件(在此为2个谐振器111、112)。该第一谐振电路110具有第一谐振频率,与开关SW11、SW12的状态(在此为接通和断开)相应地使输入到IN端子101的高频信号中包含的第一谐振频率的高频信号(即,第一谐振频率的信号成分)流向OUT端子102或地。
第一谐振频率由构成第一谐振电路110的各阻抗元件的单个阻抗或合成阻抗来规定,具体地说,第一谐振频率是第一谐振电路110的阻抗成为极小的频率。该阻抗成为极小的频率不限于1个频率,例如也存在以下情况:在第一谐振电路110包括多个谐振器作为阻抗元件的情况下,该阻抗成为极小的频率是多个频率。因此,第一谐振频率不限于1个,也有时是多个。
第二谐振电路120设置在将IN端子101与OUT端子102连结的第二路径r2上,在本实施方式中,第二谐振电路120具有串联连接在第二路径r2的多个第二串联臂元件(在此为2个谐振器113、114)。该第二谐振电路120具有不同于上述第一谐振频率的第二谐振频率,与开关SW11、SW12的状态(在此为接通和断开)相应地使输入到IN端子101的高频信号中包含的第二谐振频率的高频信号(即第二谐振频率的信号成分)流向地或OUT端子102。
第二谐振频率由构成第二谐振电路120的各阻抗元件的单个阻抗或合成阻抗来规定,具体地说,第二谐振频率是从外部观察第二谐振电路120时的阻抗成为极小的频率。因此,第二谐振频率与第一谐振频率同样地不限于1个,也有时是多个。
在本实施方式中,该第一谐振电路110与该第二谐振电路120在IN端子101与OUT端子102之间并联连接。
在此,在本实施方式中,多个第一串联臂元件和多个第二串联臂元件(谐振器111~114)分别是使用声表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)等弹性波的弹性波谐振器。这种弹性波谐振器在构造上具有阻抗成为极小的奇异点(理想地说,阻抗为0的点)以及阻抗成为极大的奇异点(理想地说,阻抗无穷大的点)。因此,在本实施方式中,第一谐振电路110发生谐振的第一谐振频率是谐振器111、112各自的阻抗成为极小的奇异点的频率,第二谐振电路120发生谐振的第二谐振频率是谐振器113、114各自的阻抗成为极小的奇异点的频率。
此外,谐振器不限于使用声表面波的弹性波谐振器,例如,也可以由使用体波或弹性界面波的弹性波谐振器构成。
开关SW11与第一谐振电路110连接,开关SW12与第二谐振电路120连接,开关SW11、SW12是用于在状态1与状态2之间切换的开关。在此,在本实施方式中,状态1是指以下的第一状态:如图1A的(a)所示,使第一谐振频率的高频信号从IN端子101(输入端子)经由第一谐振电路110流向OUT端子102(输出端子),使第二谐振频率的高频信号从IN端子101经由第二谐振电路120流向地。另外,在本实施方式中,状态2是指以下的第二状态:如图1A的(b)所示,使第二谐振频率的高频信号从IN端子101经由第二谐振电路120流向OUT端子102,使第一谐振频率的高频信号从IN端子101经由第一谐振电路110流向地。
在本实施方式中,在状态1(第一状态)下,开关SW11、SW12使谐振器111同谐振器112之间的第一连接点N11与地之间非导通,使谐振器113同谐振器114之间的第二连接点N12与地之间导通。另一方面,在状态2(第二状态)下,开关SW11、SW12使第一连接点N11与地之间导通,使第二连接点N12与地之间非导通。
这种开关SW11、SW12例如构成为由FET(Field Effect Transistor:场效应晶体管)开关或二极管开关形成的开关IC(Integrated Circuit:集成电路)。此外,开关SW11、SW12不限于形成于半导体基板的半导体开关,也可以是由MEMS(Micro ElectroMechanical Systems:微电子机械系统)构成的机械式开关。
在本实施方式中,开关SW11、SW12是2个相互排他地接通和断开的SPST(Single-Pole,Single-Throw:单刀单掷)型的开关。也就是说,开关SW11与开关SW12在一方接通的情况下另一方断开,在一方断开的情况下另一方接通。具体地说,开关SW11连接于第一连接点N11与地之间,在状态1下开关SW11断开,由此使第一连接点N11与地之间非导通,在状态2下开关SW11接通,由此使第一连接点N11与地之间导通。开关SW12连接于第二连接点N12与地之间,在状态1下开关SW12接通,由此使第二连接点N12与地之间导通,在状态2下开关SW12断开,由此使第二连接点N12与地之间非导通。
[1-2.动作]
这样构成的滤波器11按照来自RFIC等控制部(未图示)的控制信号来切换开关SW11、SW12的状态(在本实施方式中为接通和断开),由此如下那样进行动作。
即,伴随开关SW11、SW12的切换,第一谐振电路110和第二谐振电路120中的、位于高频信号从IN端子101到达OUT端子102的到达路径上即串联臂上的谐振电路(即串联臂谐振电路)与位于将串联臂与地连结的路径上即并联臂上的谐振电路(即并联臂谐振电路)相调换。
具体地说,在如图1A的(a)所示那样开关SW11断开且开关SW12接通的情况下(状态1的情况下),由第一谐振电路110构成串联臂谐振电路,由第二谐振电路120构成并联臂谐振电路。在本实施方式中,在该情况下,构成以下的π型的梯形电路:由谐振器111与谐振器112的串联连接电路构成1个串联臂谐振电路,由谐振器113和谐振器114分别构成2个并联臂谐振电路。
另一方面,在如图1A的(b)所示那样开关SW11接通且开关SW12断开的情况下(状态2的情况下),由第二谐振电路120构成串联臂谐振电路,由第一谐振电路110构成并联臂谐振电路。在本实施方式中,在该情况下,构成以下的π型的梯形电路:由谐振器113与谐振器114的串联连接电路构成1个串联臂谐振电路,由谐振器111和谐振器112分别构成2个并联臂谐振电路。
[1-3.特性]
接着,说明通过这种动作而形成的滤波器11的滤波器特性(带通特性),同时描述用于规定滤波器特性的阻抗特性。
图1B是表示与滤波器11有关的各种特性的图表。具体地说,该图的(a)是表示在状态1(第一状态)时从IN端子101观察的阻抗特性的图表,该图的(b)是表示在状态2(第二状态)时从IN端子101观察的阻抗特性的图表,该图的(c)是将状态1、2时的滤波器特性进行比较来示出的图表。
也就是说,该图的(a)和(b)所示的阻抗特性示出了由各阻抗元件(在此为谐振器)对高频信号从IN端子101到达OUT端子102的到达路径(串联臂)产生影响的阻抗。具体地说,关于位于串联臂上的阻抗元件,示出了阻抗元件自身的阻抗。另外,关于位于将串联臂与地连结的并联臂上的阻抗元件,示出了阻抗元件自身的阻抗的倒数。这些与阻抗特性有关的事项在以后的表示阻抗特性的图表中也是同样的。
根据图1B的(a)和(b)可以明确的是,关于谐振器111~114的阻抗,将状态1与状态2进行比较可知,作为极小的点的谐振点fr1~fr4的频率与作为极大的点的反谐振点fa1~fa4的频率相调换。
例如,谐振器111在状态1时位于串联臂上,在状态2时位于并联臂上。因此,在状态1时,谐振器111在自身的阻抗成为极小的奇异点处具有谐振点fr1,在自身的阻抗成为极大的奇异点处具有反谐振点fa1。另一方面,在状态2时,谐振器111在自身的阻抗成为极小的奇异点处具有反谐振点fa1,在自身的阻抗成为极大的奇异点处具有谐振点fr1。也就是说,状态1时的谐振点fr1的频率与状态2时的反谐振点fa1的频率相等,状态1时的反谐振点fa1的频率与状态2时的谐振点fr1的频率相等。像这样,在状态1与状态2下,谐振点fr1的频率与反谐振点fa1的频率相调换。
在状态1与状态2下谐振点fr1~fr4与反谐振点fa1~fa4相调换,由此滤波器11能够如图1B的(c)所示那样形成2个滤波器特性。
具体地说,滤波器11形成以下的滤波器特性(图1B的(c)的“状态1”):当在状态1(第一状态)下从IN端子101观察时,由谐振器111、112(多个第一串联臂元件)的阻抗成为极小的点(图1B的(a)的谐振点fr1、fr2)以及谐振器113、114(多个第二串联臂元件)的阻抗成为极小的点(图1B的(a)的谐振点fr3、fr4)来规定通带,且由谐振器111、112的阻抗成为极大的点(图1B的(a)的反谐振点fa1、fa2)以及谐振器113、114的阻抗成为极大的点(图1B的(a)的反谐振点fa3、fa4)来规定衰减带。
在此,关于通带,在存在虽然处于上述的用于规定通带的点(图1B的(a)的谐振点fr1~fr4)的附近但是从IN端子101观察的阻抗比较高(例如500Ω以上)的谐振器等阻抗元件的情况下,难以形成通带。也就是说,在该情况下,高频信号从IN端子101向OUT端子102的流动被阻抗比较高的阻抗元件所阻碍,因此变得难以在用于规定通带的点的附近形成通带。
如图1B的(a)所示,在状态1下,谐振点fr1~fr4的频率和反谐振点fa1~fa4的频率为fr1<fr2<fr3<fr4且fa3<fa4<fa1<fa2,反谐振点fa3与反谐振点fa4之间的阻抗就整体而言低。由此,此时形成以下的带通型的滤波器特性(下面称为BPF型的滤波器特性):在反谐振点fa3与反谐振点fa4之间具有通带,在通带的低频侧具有以fa3为衰减极点的衰减带,在通带的高频侧具有以fa1、fa2、fa4为衰减极点的衰减带。
另一方面,滤波器11形成以下的滤波器特性(图1B的(c)的“状态2”):当在状态2(第二状态)下从IN端子101观察时,由谐振器111、112(多个第一串联臂元件)的阻抗成为极小的点(图1B的(b)的fr1、fr2)以及谐振器113、114(多个第二串联臂元件)的阻抗成为极小的点(图1B的(b)的fr3、fr4)来规定通带,且由谐振器111、112的阻抗成为极大的点(图1B的(b)的fa1、fa2)以及谐振器113、114的阻抗成为极大的点(图1B的(b)的fa3、fa4)来规定衰减带。
如图1B的(b)所示,在状态2下,谐振点fr1~fr4的频率和反谐振点fa1~fa4的频率为fr3<fr4<fr1<fr2且fa1<fa2<fa3<fa4,反谐振点fa3与反谐振点fa4之间的阻抗就整体而言低。由此,此时形成以下的BPF型的滤波器特性:在反谐振点fa3与反谐振点fa4之间具有通带,在通带的低频侧具有以fa1、fa2、fa3为衰减极点的衰减带,在通带的高频侧具有以fa4为衰减极点的衰减带。
将这样形成的2个滤波器特性(图1B的(c)的“状态1”和“状态2”)进行比较,可知以下内容。
即,在一方的滤波器特性中成为通带的带在另一方的滤波器特性中成为衰减带,在一方的滤波器特性中成为衰减带的带在另一方的滤波器特性中成为通带。反之,在另一方的滤波器特性中成为通带的带在一方的滤波器特性中成为衰减带,在另一方的滤波器特性中成为衰减带的带在一方的滤波器特性中成为通带。
具体地说,在状态1下,第一谐振电路110使第一谐振频率的高频信号从IN端子101流向OUT端子102,由此形成通带,第二谐振电路120使第二谐振频率的高频信号从IN端子101流向地,由此形成衰减带。与此相对,在状态2下,第二谐振电路120使第二谐振频率的高频信号从IN端子101流向OUT端子102,由此形成通带,第一谐振电路110使第一谐振频率的高频信号从IN端子101流向地,由此形成衰减带。
因而,滤波器11通过利用开关SW11、SW12在状态1与状态2之间切换,来形成通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性。
[1-4.效果等]
如以上那样,根据本实施方式所涉及的滤波器11(滤波器装置),通过开关SW11、SW12的切换,配置在高频信号从IN端子101(输入端子)到达OUT端子102(输出端子)的到达路径(串联臂)上的串联臂谐振电路与配置在将该到达路径与地连结的路径(并联臂)上的并联臂谐振电路相调换。此时,第一谐振电路110与第二谐振电路120的谐振频率互不相同,因此,伴随通过开关SW11、SW12的切换而进行的串联臂谐振电路与并联臂谐振电路的调换,用于规定通带的频率与用于规定衰减带的频率相调换。因此,通过开关SW11、SW12的切换,能够形成通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性。
在此,作为支持多频段的滤波器,考虑了以下结构:对于构成支持一个频段的滤波器的元件,附加用于切换频段的其它开关和其它阻抗元件。但是,若是这种结构,则会设置在一个频段时不被使用的阻抗元件,因此可能妨碍小型化。
与此相对,根据本实施方式,无需附加用于切换频段的其它阻抗元件等,而是通过串联臂谐振电路与并联臂谐振电路的调换来形成2个滤波器特性。也就是说,能够以少的元件数来形成2个滤波器特性,因此实现小型化。
因而,根据本实施方式,能够实现能够支持多频段的小型的滤波器11。也就是说,能够实现小型且频率可变型的滤波器装置(可调谐滤波器)。
另外,根据本实施方式所涉及的滤波器11,谐振器111、112(多个第一串联臂元件)和谐振器113、114(多个第二串联臂元件)分别是弹性波谐振器,由此无论是第一滤波器特性(在本实施方式中为图1B的(c)的“状态1”)还是第二滤波器特性(在本实施方式中为图1B的(c)的“状态2”)都能够实现陡度高的滤波器特性(高选择度的滤波器特性)。另外,通过如上所述那样规定第一滤波器特性和第二滤波器特性的通带和衰减带,能够实现通带与衰减带发生调换的例如BPF型的2个滤波器特性,来作为第一滤波器特性和第二滤波器特性。
关于此,滤波器11形成了通带彼此不重叠、且从通带到衰减带的陡峭的衰减坡的一部分彼此重叠的2个BPF型的滤波器特性。因此,滤波器11适合用作支持2个频段的可调谐滤波器,其中,所述2个频段的频带包含于这2个滤波器特性的通带内。
也就是说,由于弹性波谐振器的构造上和材质上的原因等,弹性波谐振器的带(谐振点与反谐振点的频率差)的下限和上限是有极限的。因此,通过将滤波器11用作支持具有上述的关系的2个频段的可调谐滤波器,能够抑制通带附近(例如,与通带端相距0MHz以上且30MHz以下的范围)的衰减的浮动来确保充分的衰减量,并且抑制对方带(调谐到2个频段中的一方的频段时的另一方的频段)中的衰减的浮动来确保充分的衰减量。
另外,根据本实施方式所涉及的滤波器11,开关SW11、SW12在第一状态(在本实施方式中为状态1)下使第一连接点N11与地之间非导通,使第二连接点N12与地之间导通,在第二状态(在本实施方式中为状态2)下使第一连接点N11与地之间导通,使第二连接点N12与地之间非导通。由此,无论在第一状态还是在第二状态下,都能够不经由开关SW11、SW12地传递从IN端子101流向OUT端子102的高频信号,因此能够抑制(改善)损耗。
此外,在本实施方式中,作为用于在第一状态与第二状态之间切换的开关,以2个SPST型的开关SW11、SW12为例进行了说明。但是,该开关也可以由1个SPDT(Single-Pole,Double-Throw:单刀双掷)型的开关构成。
图2A是具备这种开关SW10的滤波器11A的电路图。图2B是表示滤波器11A的滤波器特性的图表。
图2A所示的滤波器11A具备开关SW10,该开关SW10具有:与第一谐振电路110连接的第一选择端子(图中的触点a)及与第二谐振电路120连接的第二选择端子(图中的触点b);以及与第一选择端子及第二选择端子中的某一方连接的公共端子。在此,第一选择端子与第一连接点N11连接,第二选择端子与第二连接点N12连接,公共端子与地连接。
根据这样构成的滤波器11A,通过在开关SW10中公共端子与第二选择端子连接,能够实现与上述的实施方式1中的状态1相同的状态。另外,通过公共端子与第一选择端子连接,能够实现与上述的实施方式1中的状态2相同的状态。因而,根据滤波器11A,起到与上述的实施方式1所涉及的滤波器11相同的效果。也就是说,能够形成通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性(参照图2B),因此能够实现能够支持多频段的小型的滤波器11A。
另外,与设置开关SW11、SW12的情况相比,通过设置开关SW10,能够削减所需的端子数,因此能够使滤波器11A整体进一步小型化。
此外,构成第一谐振电路110的第一串联臂元件的个数和构成第二谐振电路120的第二串联臂元件的个数只要是2个以上即可,也可以是3个以上。另外,在第一串联臂元件的个数是3个以上的情况下,开关SW10也可以对3个以上的第一串联臂元件之间的2个以上的点(例如3个以上的第一串联臂元件的各第一串联臂元件之间的点)与地之间的导通和非导通进行切换。也就是说,第一连接点N11的个数不限于1个,也可以是多个。第二串联臂元件的个数为3个以上的情况下的第二连接点N12也是同样的。
(实施方式1的变形例1)
另外,也可以对构成上述实施方式1所涉及的滤波器11的阻抗元件(在此为谐振器111~114)附加阻抗元件。也就是说,也可以设置附加元件,该附加元件是与构成第一谐振电路110和第二谐振电路120的多个阻抗元件(在上述实施方式1中为谐振器111~114)中的至少1个阻抗元件串联连接或并联连接的阻抗元件。通过设置这种附加元件,滤波器(滤波器装置)中的谐振频率改变,因此能够调整状态1(第一状态)和状态2(第二状态)中的至少一方的状态下的滤波器特性。因此,通过根据要求规格调整附加元件,能够支持期望的频段。因此,下面,使用结构例1~5来说明这种滤波器,来作为实施方式1的变形例1。
此外,在表示下面说明的本变形例的滤波器特性的图表中,示出了设置电容器作为附加元件的情况下的滤波器特性,但是附加元件不限于电容器,也可以是电感器或弹性波谐振器。另外,在该表示滤波器特性的图表中,为了比较,还一并示出了上述实施方式1的滤波器特性,本变形例的滤波器特性以粗线表示,实施方式1的滤波器特性以细线表示。
[1-5-1.结构例1]
图3A是本变形例的结构例1所涉及的滤波器12A的电路图。图3B是表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器12A的滤波器特性的图表。
如图3A所示,滤波器12A具备与开关SW11并联连接的阻抗元件Z11以及与开关SW11并联连接的阻抗元件Z12来作为附加元件。也就是说,阻抗元件Z11与谐振器111串联连接在IN端子101与地之间,且与谐振器112串联连接在OUT端子102与地之间。另外,阻抗元件Z12与谐振器113串联连接在IN端子101与地之间,且与谐振器114串联连接在OUT端子102与地之间。
通过具备这种附加元件,如图3B所示,滤波器12A能够使衰减极点移位。在本结构例中,无论是在状态1还是在状态2下,滤波器12A都使衰减量变大且使衰减极点向高频侧移位。
[1-5-2.结构例2]
图4A是本变形例的结构例2所涉及的滤波器12B的电路图。图4B是表示本变形例的结构例2所涉及的滤波器12B的滤波器特性的图表。
如图4A所示,滤波器12B具备与谐振器111并联连接的阻抗元件Z11以及与谐振器113并联连接的阻抗元件Z12来作为附加元件。通过具备这种附加元件,如图4B所示,滤波器12B能够使通带端移位。在本结构例中,在状态2下,滤波器12B使通带的低频端向低频侧大幅移位。
此外,在结构例1及2中,也可以不设置阻抗元件Z11、Z12中的一方。
[1-5-3.结构例3]
图5A是本变形例的结构例3所涉及的滤波器12C的电路图。图5B是表示本变形例的结构例3所涉及的滤波器12C的滤波器特性的图表。
如图5A所示,滤波器12C具备将第一连接点N11与第二连接点N12进行连接的阻抗元件Z13来作为附加元件。也就是说,阻抗元件Z13同谐振器111与谐振器113串联连接而成的电路并联连接,且同谐振器112与谐振器114串联连接而成的电路并联连接。
通过具备这种附加元件,如图5B所示,与滤波器11相比,滤波器12C能够遍及宽频带地使衰减量变大且使衰减极点移位。在本结构例中,在状态1下,滤波器12C遍及宽频带地使衰减量变大且使衰减极点向高频侧移位。另外,在状态2下,滤波器12C遍及宽频带地使衰减量变大且使衰减极点向低频侧移位。
此外,在构成第一谐振电路110的多个第一串联臂元件的个数为3个以上的情况下,阻抗元件Z13的一端也可以连接于与连接开关SW11的第一连接点N11不同的点。也就是说,在该情况下,阻抗元件Z13的一端只要连接于多个第一串联臂元件之间的任意的点即可。同样地,在构成第二谐振电路120的多个第二串联臂元件的个数为3个以上的情况下,阻抗元件Z13的另一端也可以连接于与连接开关SW12的第二连接点N12不同的点。
[1-5-4.结构例4]
图6A是本变形例的结构例4所涉及的滤波器12D的电路图。图6B是表示本变形例的结构例4所涉及的滤波器12D的滤波器特性的图表。
如图6A所示,滤波器12D具备将IN端子101与OUT端子102进行连接的阻抗元件Z14来作为附加元件。也就是说,在本结构例中,第一谐振电路110、第二谐振电路120以及阻抗元件Z14进行并联连接。通过具备这种附加元件,如图6B所示,滤波器12D能够使通带的高频端和通带的低频侧的衰减极点移位。在本结构例中,无论是在状态1还是在状态2下,滤波器12D都使通带的高频端向高频侧移位,使通带的低频侧的衰减极点向低频侧移位。
[1-5-5.结构例5]
图7A是本变形例的结构例5所涉及的滤波器12E的电路图。图7B是表示本变形例的结构例5所涉及的滤波器12E的滤波器特性的图表。
如图7A所示,滤波器12E具备连接于谐振器111与第一连接点N11之间的阻抗元件Z15来作为附加元件。通过具备这种附加元件,如图7B所示,滤波器12E能够使通带的高频侧的衰减极点移位。在本结构例中,无论是在状态1还是在状态2下,滤波器12E都使通带的高频侧的衰减极点向低频侧移位。
此外,设置阻抗元件Z15的位置不限于上述位置。
(实施方式1的变形例2)
在上述实施方式1的变形例1中,说明了以下情况:通过对实施方式1所涉及的滤波器11附加附加元件,能够在状态1和状态2中的至少一方的状态下形成与滤波器11不同的滤波器特性。在本实施方式中,说明以下的结构:通过设置选择性地附加这种附加元件的附加开关,能够形成3个以上的滤波器特性。
也就是说,本实施方式所涉及的滤波器设置与上述实施方式1的变形例1中的附加元件串联连接的附加开关,包括附加元件和附加开关的电路(在此为它们串联连接而成的电路)与构成第一谐振电路和第二谐振电路的多个阻抗元件中的至少1个阻抗元件串联连接或并联连接。由此,与附加开关的接通和断开相应地改变滤波器中的谐振频率,因此能够支持3个以上的多频段。
此外,附加开关的结构没有特别限定,例如是与开关SW11、SW22同样地构成的SPST型的开关。另外,该附加开关也可以内置于与开关SW11、SW22相同的开关IC。另外,附加开关也可以与附加元件并联连接,也可以是,包括附加元件和附加开关的电路(在此为它们并联连接而成的电路)与多个阻抗元件中的至少1个阻抗元件例如串联连接。
下面,使用结构例1~5来说明具备附加元件和附加开关的支持3个频段的滤波器,来作为实施方式1的变形例2。
[1-6-1.结构例1]
图8A是本变形例的结构例1所涉及的滤波器13A的电路图。图8B是表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器13A的滤波器特性的图表。
如图8A所示,滤波器13A具备图3A所示的阻抗元件Z11来作为附加元件,具备与阻抗元件Z11串联连接的开关SW13来作为附加开关。在本结构例中,开关SW13连接于阻抗元件Z11与地之间。
由此,如图8B所示,滤波器13A能够通过开关SW11~SW13的接通和断开来切换所支持的频段。也就是说,滤波器13A通过断开附加开关(开关SW13)来不附加附加元件,因此成为与实施方式1所涉及的滤波器11相同的结构。因此,在开关SW13断开时,与开关SW11、SW12的接通和断开相应地,形成与滤波器11相同的2个滤波器特性(图8B中的“状态1”和“状态2”)。另一方面,滤波器13A通过接通开关SW13来附加附加元件,因此形成与上述2个滤波器特性不同的滤波器特性(图8B中的“状态3”)。这样,滤波器13A能够形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
[1-6-2.结构例2]
图9A是本变形例的结构例2所涉及的滤波器13B的电路图。图9B是表示本变形例的结构例2所涉及的滤波器13B的滤波器特性的图表。
如图9A所示,滤波器13B具备图4A所示的阻抗元件Z11来作为附加元件,具备与阻抗元件Z11串联连接的开关SW13来作为附加开关。由此,如图9B所示,滤波器13B与上述滤波器13A同样地,能够通过开关SW11~SW13的接通和断开来形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
[1-6-3.结构例3]
图10A是本变形例的结构例3所涉及的滤波器13C的电路图。图10B是表示本变形例的结构例3所涉及的滤波器13C的滤波器特性的图表。
如图10A所示,滤波器13C具备图5A所示的阻抗元件Z13来作为附加元件,具备与阻抗元件Z13串联连接在第一连接点N11与第二连接点N12之间的开关SW13来作为附加开关。由此,如图10B所示,滤波器13C与上述滤波器13A同样地,能够通过开关SW11~SW13的接通和断开来形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
[1-6-4.结构例4]
图11A是本变形例的结构例4所涉及的滤波器13D的电路图。图11B是表示本变形例的结构例4所涉及的滤波器13D的滤波器特性的图表。
如图11A所示,滤波器13D具备图6A所示的阻抗元件Z14来作为附加元件,具备与阻抗元件Z14串联连接的开关SW13来作为附加开关。也就是说,在本结构例中,第一谐振电路110与第二谐振电路120与阻抗元件Z14同开关SW13的串联连接电路进行并联连接。由此,如图11B所示,滤波器13D与上述滤波器13A同样地,能够通过开关SW11~SW13的接通和断开来形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
[1-6-5.结构例5]
此外,在开关SW13(附加开关)与附加元件串联连接的情况下,它们的连接顺序没有特别限定。关于此,使用使结构例1的开关SW13与阻抗元件Z11的连接顺序相反而得到的结构例5来进行说明。
图12A是本变形例的结构例5所涉及的滤波器13E的电路图。图12B是表示本变形例的结构例5所涉及的滤波器13E的滤波器特性的图表。
与图8A所示的滤波器13A相比,图12A所示的滤波器13E仅在开关SW13与阻抗元件Z11(附加元件)的连接顺序上不同。具体地说,在本结构中,开关SW13连接于第一连接点N11与阻抗元件Z11之间。
将图12B与图8B进行比较则可以明确的是,即使是这样构成的滤波器13E也能够形成与滤波器13A相同的3个滤波器特性。
(实施方式1的变形例3)
上述实施方式1及其变形例所涉及的滤波器形成如下的2个滤波器特性:通带彼此不重叠,且从通带到衰减带的陡峭的衰减坡的一部分彼此重叠。因此,该滤波器适合用作支持2个频段的可调谐滤波器,其中,所述2个频段的频带彼此不重叠,且频带之间的带隙小于例如50MHz。
也就是说,由于弹性波谐振器的构造上和材质上的原因等,弹性波谐振器的带(谐振点与反谐振点的频率差)的下限和上限是有极限的。因此,通过将滤波器11用作支持具有上述的关系的2个频段的可调谐滤波器,能够抑制通带附近(例如,与通带端相距0MHz以上且30MHz以下的范围)的衰减的浮动来确保充分的衰减量,并且抑制对方带(调谐到2个频段中的一方的频段时的另一方的频段)中的衰减的浮动来确保充分的衰减量。
因此,在本变形例中,使用结构例1~3来说明这种滤波器。此外,本变形例所涉及的滤波器是通过将上述实施方式1以及其变形例1及2中说明的滤波器进行多级级联连接(cascade connected)来构成的。
由此,本变形例所涉及的滤波器能够更精细地调整滤波器整体的带通特性(滤波器特性),因此,通过根据要求规格适当切换各级的开关,能够支持期望的频段。另外,本变形例所涉及的滤波器通过将上述实施方式1以及其变形例1及2所涉及的滤波器进行多级级联连接,能够改善衰减带中的衰减量。
此外,滤波器的级数不限于多级,也可以是一级,能够根据要求规格等来适当决定。
[1-7-1.结构例1]
图13A是本变形例的结构例1所涉及的滤波器14A的电路图。
该图所示的滤波器14A具备:由开关SW11a、SW12a和谐振器111a~114a构成的初级的滤波器结构11a;以及由开关SW11b、SW12b和谐振器111b~114b构成的后级的滤波器结构11b。初级的滤波器结构11a和后级的滤波器结构11b分别与上述的实施方式1所涉及的滤波器11相当。也就是说,滤波器14A具有两级的滤波器结构。
另外,滤波器14A还在IN端子101与初级的滤波器结构11a之间具有串联臂谐振器121s和并联臂谐振器121p以及与并联臂谐振器121p串联连接的电容器C1。另外,滤波器14A还在后级的滤波器结构11b与OUT端子102之间具有串联臂谐振器122s和并联臂谐振器122p。
这样构成的滤波器14A例如能够用作支持LTE(Long Term Evolution:长期演进)、支持在3GPP(Third Generation Partnership Project:第三代合作伙伴计划)中规定的多个Band(频带)的滤波器。也就是说,通过适当调整构成滤波器14A的元件的常数,滤波器14A构成为例如支持Band5的发送带和Band8的发送带的可调谐滤波器、或者支持Band5的接收带和Band8的接收带的可调谐滤波器。
图13B是表示关于本变形例的结构例1的、对Band5和Band8分配的频带的图。此外,在该图中,将各Band的接收带(Rx带)或发送带(Tx带)简化地表示为频段名以及在其末尾附加的表示接收带或发送带的词,例如对于Band26的接收带,如“B26Rx”这样表示。这在以后的图中也是同样的。
图13C是表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器14A的滤波器特性的一例的图表。图13D是表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器14A的滤波器特性的另一例的图表。具体地说,图13C中示出了构成为支持Band5的发送带和Band8的发送带的可调谐滤波器的滤波器14A的滤波器特性,图13D中示出了构成为支持Band5的接收带和Band8的接收带的可调谐滤波器的滤波器14A的滤波器特性。
如这些图所示,滤波器14A能够通过断开开关SW11a、SW11b且接通开关SW12a、SW12b来支持Band5,通过接通开关SW11a、SW11b且断开开关SW12a、SW12b来支持Band8。
根据这样构成的滤波器14A,与设置独立地支持Band5和Band8的滤波器的结构相比,能够构成小型的可调谐滤波器。
图14A是示意性地表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器14A(可调谐滤波器)的构造的图。图14B是示意性地表示该滤波器14A的比较例的滤波器914A的构造的图。此外,在图14B中,简明起见,存在省略构造而功能性地表示的部位。
如图14A所示,本结构例所涉及的滤波器14A例如由开关IC和例如WLP(WaferLevel Package:晶圆级封装)型的压电性基板构成,该开关IC具有分别是SPST型的开关的4个开关(开关SW11a、SW11b、SW12a、SW12b),该压电性基板具有除该4个开关以外的构成滤波器14A的12个谐振器等。
另一方面,如图14B所示,比较例的滤波器914A由例如WLP型的压电性基板和开关IC构成,该压电性基板构成独立地支持Band5(在此为B5Tx)和Band8(在此为B8Tx)的滤波器,该开关IC具有用于切换这2个滤波器的2个SPDT型的开关。具体地说,压电性基板具有构成支持Band5的滤波器的9个谐振器911以及构成支持Band8的滤波器的9个谐振器912,以得到与图13C和图13D所示的滤波器特性同等的滤波器特性。
也就是说,在压电性基板中,在比较例中需要形成18个谐振器,与此相对,在本结构例中能够通过形成12个谐振器来实现同样的特性。因而,在本结构例中,与比较例相比,能够削减作为妨碍小型化的较大因素的谐振器的元件数,因此能够构成小型的可调谐滤波器。
[1-7-2.结构例2]
图15A是本变形例的结构例2所涉及的滤波器14B的电路图。
与滤波器14A相比,该图所示的滤波器14B具备与上述的实施方式1的变形例2的结构例2所涉及的滤波器13B相当的后级的滤波器结构11Bb。具体地说,后级的滤波器结构11Bb具有电容器C2来作为上述说明的阻抗元件Z11。
关于这样构成的滤波器14B,通过适当调整构成滤波器14B的元件的常数,滤波器14B构成为例如支持Band5的发送带、Band8的发送带以及Band18的发送带的可调谐滤波器或者支持Band5的接收带、Band8的接收带以及Band18的接收带的可调谐滤波器。
图15B是表示关于本变形例的结构例2的、对Band5、Band8及Band18分配的频带的图。
图15C是表示本变形例的结构例2所涉及的滤波器14B的滤波器特性的一例的图表。图15D是表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器14B的滤波器特性的另一例的图表。具体地说,图15C中示出了构成为支持Band5的发送带、Band8的发送带以及Band18的发送带的可调谐滤波器的滤波器14B的滤波器特性,图15D中示出了构成为支持Band5的接收带、Band8的接收带以及Band18的接收带的可调谐滤波器的滤波器14B的滤波器特性。
如这些图所示,滤波器14B能够通过断开开关SW11a、SW11b、SW13b且接通开关SW12a、SW12b来支持Band5,通过接通开关SW11a、SW11b且断开开关SW12a、SW12b、SW13b来支持Band8。另外,滤波器14B能够通过断开开关SW11a、SW11b且接通开关SW12a、SW12b、SW13b来支持Band18。
这样构成的滤波器14B能够应用于高频前端电路和通信装置等。此外,不限于滤波器14B,上述的实施方式以及各变形例所涉及的滤波器或者后述的各实施方式以及各变形例所涉及的滤波器也同样能够应用于高频前端电路和通信装置等。
图16A是本变形例的结构例2所涉及的通信装置1的结构图。
如该图所示,通信装置1具备天线元件2、高频前端电路3、RF信号处理电路(RFIC)4以及基带信号处理电路(BBIC:Baseband Integrated Circuit)5。
天线元件2是发送或接收高频信号的、支持多频段的天线。此外,天线元件2也可以内置于通信装置1。
RFIC 4是对利用天线元件2发送接收的高频信号进行处理的RF信号处理电路。具体地说,RFIC 4对从天线元件2经由高频前端电路3的接收侧信号路径输入的高频接收信号通过下变频等进行信号处理,将通过该信号处理生成的低频接收信号输出到基带信号处理电路5。另外,RFIC 4对从基带信号处理电路5输入的低频发送信号通过上变频等进行信号处理,将通过该信号处理生成的高频发送信号输出到高频前端电路3的发送侧信号路径。
基带信号处理电路5是使用与高频前端电路3中的高频信号相比频率低的低频信号(例如,基带信号、IF(Intermediate Frequency:中频)信号等)来进行信号处理的电路。例如,基带信号处理电路5通过对从RFIC 4输入的低频接收信号进行信号处理来生成声音信号或图像信号等。另外,例如,基带信号处理电路5对所输入的声音信号或图像信号等进行信号处理,将通过该信号处理生成的低频发送信号输出到RFIC 4。
高频前端电路3是在天线元件2与RFIC 4之间传递高频信号的电路。具体地说,高频前端电路3将从RFIC 4输出的高频发送信号经由发送侧信号路径传递到天线元件2。另外,高频前端电路3将利用天线元件2接收到的高频接收信号经由接收侧信号路径传递到RFIC 4。
具体地说,高频前端电路3具备发送滤波器121Tx、接收滤波器121Rx、功率放大器等发送放大电路122Tx、低噪声放大器等接收放大电路122Rx以及开关123a~123d。
发送滤波器121Tx与构成为支持Band5的发送带、Band8的发送带以及Band18的发送带的滤波器14B相当,按照来自控制部(在此为RFIC 4)的控制信号来切换滤波器特性,由此切换所支持的频段。
接收滤波器121Rx与构成为支持Band5的接收带、Band8的接收带以及Band18的接收带的滤波器14B相当,按照来自控制部(在此为RFIC 4)的控制信号来切换滤波器特性,由此切换所支持的频段。
根据这样构成的通信装置1,与设置独立地支持Band5、Band8以及Band18的滤波器的下面的比较例的结构相比,能够小型化。
图16B是通信装置1的比较例所涉及的通信装置9的结构图。
与通信装置1相比,该图所示的通信装置9具备由独立地支持各频段的多个发送滤波器形成的发送滤波器组921Tx以及由多个接收滤波器形成的接收滤波器组921Rx。另外,与此相伴,具备所内置的元件数多的开关923a~923d。因而,通信装置9的小型化是有极限的。
相对于这种通信装置9而言,在通信装置1中,具备支持多频段的小型的发送滤波器121Tx和接收滤波器121Rx,因此能够小型化。另外,与通信装置9相比,通信装置1能够削减构成与发送滤波器121Tx及接收滤波器121Rx连接的开关123a~123d的元件数,因此能够实现进一步的小型化。在将高频前端电路3与高频前端电路903进行比较时,高频前端电路3也同样得到这些效果。
[1-7-3.结构例3]
此前说明的技术不限于支持在3GPP中规定的多个频段的滤波器,例如也能够应用于支持被分配了如ISM(Industry Science Medical:工业科学医疗)频段那样按地域而不同的频段(频带)所得到的多个频段的滤波器。因此,在本结构例中,作为这种滤波器,以支持ISM频段的900MHz频带(下面,ISM900)的结构为例来进行说明。
图17A是本变形例的结构例3所涉及的滤波器14C的电路图。
与滤波器14A相比,该图所示的滤波器14C不具备电容器C1,具备与上述的实施方式1的变形例2的结构例1所涉及的滤波器13A相当的前级的滤波器结构11Ca和后级的滤波器结构11Cb。具体地说,前级的滤波器结构11Ca具有并联臂谐振器141pa与电容器C1a的串联连接电路来作为上述说明的阻抗元件Z11,后级的滤波器结构11Cb具有并联臂谐振器141pb与电容器C1b的串联连接电路来作为上述说明的阻抗元件Z11。
关于这样构成的滤波器14C,通过适当调整构成滤波器14C的元件的常数,滤波器14C构成为支持ISM900的例如欧洲(EU)的通信带、美国(US)的通信带以及韩国(KR)的通信带的可调谐滤波器。
图17B是表示关于本变形例的结构例3的、对EU、US以及KR分配的ISM900频带的图。
图17C是表示本变形例的结构例3所涉及的滤波器14C的滤波器特性的图表。
如该图所示,滤波器14C通过断开开关SW11a、SW11b、SW12a、SW12b且接通开关SW13a、SW13b来支持EU。另外,滤波器14C能够通过断开开关SW11a、SW11b、SW13a、SW13b且接通开关SW12a、SW12b来支持US。另外,滤波器14C能够通过接通开关SW11a、SW11b、SW12a、SW12b且断开开关SW13a、SW13b来支持KR。
根据使用这样构成的滤波器14C的高频前端电路和通信装置,能够利用简单的电路结构来实现针对传送目的地对通信带进行优化的结构。
图18A是本变形例的结构例3所涉及的通信装置1C的结构图。图18B是其比较例所涉及的通信装置9C的结构图。此外,在这些图中,简明起见,省略了与滤波器14C相当的滤波器121C的用于切换频段的控制线以及发送放大电路及接收放大电路等元件。
将图18A与图18B进行比较则可以明确的是,在通信装置1C中,具备支持多频段的小型的滤波器121C,因此与具备包括独立地支持ISM900的各地域的多个滤波器的滤波器组921C的通信装置9C相比,能够小型化。另外,与通信装置9C相比,通信装置1C能够削减与滤波器组921C连接的开关923Ca、923Cb,因此能够实现进一步的小型化。在将高频前端电路3C与高频前端电路903C进行比较时,高频前端电路3C也同样得到这些效果。
(实施方式2)
在上述实施方式1及其变形例中,通过设置对第一路径r1及第二路径r2与地之间的导通和非导通进行切换的开关,来调换串联臂谐振电路和并联臂谐振电路。也就是说,在上述实施方式1及其变形例中,第一谐振电路和第二谐振电路中的设置在通过开关来与地导通的路径上的谐振电路成为并联臂谐振电路,另一方的谐振电路成为串联臂谐振电路。
与此相对,在本实施方式中,通过设置在第一路径r1上和第二路径r2上对第一谐振电路及第二谐振电路各自与OUT端子102之间的导通和非导通进行切换的开关,来调换串联臂谐振电路和并联臂谐振电路。也就是说,在本实施方式中,第一谐振电路和第二谐振电路中的通过开关来与OUT端子102导通的谐振电路成为串联臂谐振电路,另一方的谐振电路成为并联臂谐振电路。
[2-1.结构]
图19A是本实施方式所涉及的滤波器21的电路图。具体地说,在该图中示出了开关SW21、SW22的接通(ON)/断开(OFF)状态不同的2个状态(状态1/2)的电路图,该图的(a)是状态1的状态的电路图,该图的(b)是状态2的状态的电路图。此外,在该图中还示意性地示出了流过滤波器21的高频信号。
与上述实施方式1所涉及的滤波器11相比,该图所示的滤波器21在设置在第一路径r1上的第一谐振电路210以及设置在第二路径r2上的第二谐振电路220的具体结构上不同。另外,与滤波器11相比,滤波器21在用于在2个状态之间切换的开关的连接上不同。
在本实施方式中,第一谐振电路210具有串联地设置在第一路径r1上的谐振器211(第一串联臂元件)以及将第一路径r1与地进行连接的电容器等阻抗元件Z21(第一并联臂元件)。该第一谐振电路210与上述实施方式1所涉及的第一谐振电路110同样地具有第一谐振频率,与开关SW21、SW22的状态(在此为接通和断开)相应地使输入到IN端子101的高频信号中包含的第一谐振频率的高频信号(即第一谐振频率的信号成分)流向OUT端子102或地。
此外,在本实施方式中,阻抗元件Z21连接在比谐振器211靠OUT端子102侧的位置,但是也可以连接在比谐振器211靠IN端子101侧的位置。
在本实施方式中,第二谐振电路220具有串联地设置在第二路径r2上的谐振器212(第二串联臂元件)以及将第二路径r2与地进行连接的电容器等阻抗元件Z22(第二并联臂元件)。该第二谐振电路220与上述实施方式1所涉及的第二谐振电路120同样地,具有不同于第一谐振频率的第二谐振频率,与开关SW21、SW22的状态(在此为接通和断开)相应地使输入到IN端子101的高频信号中包含的第二谐振频率的高频信号(即第二谐振频率的信号成分)流向OUT端子102或地。
此外,在本实施方式中,阻抗元件Z22连接在比谐振器212靠OUT端子102侧的位置,但是也可以连接在比谐振器212靠IN端子101侧的位置。
开关SW21与第一谐振电路210连接,开关SW22与第二谐振电路220连接,开关SW21、SW22是用于在状态1与状态2之间切换的开关。在此,在本实施方式中,状态1是指以下的状态(即第二状态):如图19A的(a)所示,使第二谐振频率的高频信号从IN端子101(输入端子)经由第二谐振电路220流向OUT端子102(输出端子),使第一谐振频率的高频信号从IN端子101经由第一谐振电路210流向地。另外,在本实施方式中,状态2是指以下的状态(即第一状态):如图19A的(b)所示,使第一谐振频率的高频信号从IN端子101经由第一谐振电路210流向OUT端子102,使第二谐振频率的高频信号从IN端子101经由第二谐振电路220流向地。
在本实施方式中,在状态1(第二状态)下,开关SW21、SW22使第一谐振电路210与OUT端子102之间非导通,使第二谐振电路220与OUT端子102之间导通。由此,在第二状态下,高频信号从IN端子101到达OUT端子102的到达路径为第二路径r2。另一方面,在状态2(第一状态)下,开关SW21、SW22使第一谐振电路210与OUT端子102之间导通,使第二谐振电路220与OUT端子102之间非导通。由此,在第一状态下,上述的到达路径为第一路径r1。
与上述实施方式1所涉及的开关SW11、SW12同样地,开关SW21、SW22是2个相互排他地接通和断开的SPST(Single-Pole,Single-Throw)型的开关。具体地说,开关SW21配置在第一谐振电路210与OUT端子102之间的第一路径r1上,在第一状态下开关SW21接通,由此使第一谐振电路210与OUT端子102之间导通,在第二状态下开关SW21断开,由此使第一谐振电路210与OUT端子102之间非导通。开关SW22配置在第二谐振电路220与OUT端子102之间的第二路径r2上,在第一状态下开关SW22断开,由此使第二谐振电路220与OUT端子102之间非导通,在第二状态下开关SW22接通,由此使第二谐振电路220与OUT端子102之间导通。
此外,开关SW21、SW22不限于设置在第一谐振电路210及第二谐振电路220与OUT端子102之间,也可以设置在第一谐振电路210及第二谐振电路220与IN端子101之间。另外,也可以是,开关SW21和开关SW22中的一方的开关设置在第一谐振电路210及第二谐振电路220中的一方的谐振电路与OUT端子102之间,另一方的开关设置在另一方的谐振电路与IN端子101之间。
[2-2.动作]
这样构成的滤波器21按照控制信号来切换开关SW21、SW22的状态(在本实施方式中为接通和断开),由此与上述实施方式1同样地,串联臂谐振电路与并联臂谐振电路相调换。
具体地说,在如图19A的(a)所示那样开关SW21断开且开关SW22接通的情况下(状态1的情况下),由第二谐振电路220构成串联臂谐振电路,由第一谐振电路210构成并联臂谐振电路。在本实施方式中,在该情况下,构成以下的梯形电路:由谐振器212和阻抗元件Z22构成1个串联臂谐振电路,由谐振器211与阻抗元件Z21的串联连接电路构成1个并联臂谐振电路。
另一方面,在如图19A的(b)所示那样开关SW21接通且开关SW22断开的情况下(状态2的情况下),由第一谐振电路210构成串联臂谐振电路,由第二谐振电路220构成并联臂谐振电路。在本实施方式中,在该情况下,构成以下的梯形电路:由谐振器211和阻抗元件Z21构成1个串联臂谐振电路,由谐振器212与阻抗元件Z22的串联连接电路构成1个并联臂谐振电路。
[2-3.特性]
接着,说明通过这种动作而形成的滤波器21的滤波器特性(带通特性),同时描述用于规定滤波器特性的阻抗特性。
图19B是表示与滤波器21有关的各种特性的图表。具体地说,该图的(a)是表示在状态1时从IN端子101观察的阻抗特性的图表,该图的(b)是表示在状态2时从IN端子101观察的阻抗特性的图表,该图的(c)是将状态1、2时的滤波器特性进行比较来示出的图表。
如该图所示,在本实施方式中,也与上述实施方式同样地,在状态1与状态2下谐振点fr1、fr2的频率与反谐振点fa1、fa2的频率相调换。由此,滤波器21能够如图19B的(c)所示那样形成2个滤波器特性。
具体地说,滤波器21形成以下的滤波器特性(图19B的(c)的“状态1”):当在状态1下从IN端子101观察时,由谐振器211(第一串联臂元件)的阻抗成为极小的点(图19B的(a)的谐振点fr1)以及谐振器212(第二串联臂元件)的阻抗成为极小的点(图19B的(a)的谐振点fr2)来规定通带,且由谐振器211的阻抗成为极大的点(图19B的(a)的反谐振点fa1)以及谐振器212的阻抗成为极大的点(图19B的(a)的反谐振点fa2)来规定衰减带。
如图19B的(a)所示,在状态1下,谐振点fr1、fr2和反谐振点fa1、fa2的频率为fr2<fa1<fr1且fr2<fa2<fr1。另外,在比谐振点fr2靠低频侧的位置和比谐振点fr1靠高频侧的位置为比较低的阻抗(例如小于100Ω)。由此,此时,形成以下的带阻型的滤波器特性(下面称为BEF型的滤波器特性):具有以fa1、fa2为衰减极点的衰减带,在衰减带的低频侧具有包含fr2的通带,在衰减带的高频侧具有包含fr1的通带。
另一方面,滤波器21形成以下的滤波器特性(图19B的(c)的“状态2”):当在状态2下从IN端子101观察时,由谐振器211(第一串联臂元件)的阻抗成为极小的点(图19B的(b)的谐振点fr1)以及谐振器212(第二串联臂元件)的阻抗成为极小的点(图19B的(b)的谐振点fr2)来规定通带,且由谐振器211的阻抗成为极大的点(图19B的(b)的反谐振点fa1)以及谐振器212的阻抗成为极大的点(图19B的(b)的反谐振点fa2)来规定衰减带。
如图19B的(b)所示,在状态2下,谐振点fr1、fr2和反谐振点fa1、fa2的频率为fa2<fr1<fa1且fa2<fr2<fa1。另外,在比反谐振点fa2靠低频侧的位置和比反谐振点fa1靠高频侧的位置为比较高的阻抗(例如100Ω以上)。由此,此时形成以下的BPF型的滤波器特性:具有包含fr1、fr2的通带,在通带的低频侧具有以fa2为衰减极点的衰减带,在通带的高频侧具有以fa1为衰减极点的衰减带。
将这样形成的2个滤波器特性(图19B的(c)的“状态1”和“状态2”)进行比较,可知以下内容。
即,在一方的滤波器特性中成为通带的带在另一方的滤波器特性中成为衰减带,在一方的滤波器特性中成为衰减带的带在另一方的滤波器特性中成为通带。反之,在另一方的滤波器特性中成为通带的带在一方的滤波器特性中成为衰减带,在另一方的滤波器特性中成为衰减带的带在一方的滤波器特性中成为通带。
具体地说,在状态1下,第二谐振电路220使第二谐振频率的高频信号从IN端子101流向OUT端子102,由此形成通带,第一谐振电路210使第一谐振频率的高频信号从IN端子101流向地,由此形成衰减带。另一方面,在状态2下,第一谐振电路210使第一谐振频率的高频信号从IN端子101流向OUT端子102,由此形成通带,第二谐振电路220使第二谐振频率的高频信号从IN端子101流向地,由此形成衰减带。
也就是说,本实施方式所涉及的滤波器21通过利用开关SW21、SW22在状态1与状态2之间切换,来与上述实施方式1同样地形成通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性。
[2-4.效果等]
如以上那样,本实施方式所涉及的滤波器21(滤波器装置)也是,通过开关SW21、SW22的切换,配置在高频信号从IN端子101(输入端子)到达OUT端子102(输出端子)的到达路径(串联臂)上的串联臂谐振电路与配置在将该到达路径与地连结的路径(并联臂)上的并联臂谐振电路相调换。因而,根据本实施方式所涉及的滤波器21,能够起到与实施方式1相同的效果。
另外,根据本实施方式所涉及的滤波器21,在第一状态(在本实施方式中为状态2)下,第二谐振电路220与IN端子101及OUT端子102中的一方的端子(在本实施方式中为OUT端子102)之间成为非导通,由此能够抑制第二谐振频率的高频信号向OUT端子102的传递。另外,在第二状态(在本实施方式中为状态1)下,第一谐振电路210与上述一方的端子之间成为非导通,由此能够抑制第一谐振频率的高频信号向OUT端子102的传递。由此,无论是在第一状态还是在第二状态下,都能够改善(增大)衰减带(特别是对方带)中的衰减量。
另外,根据本实施方式所涉及的滤波器21,谐振器211(第一串联臂元件)和谐振器212(第二串联臂元件)分别是弹性波谐振器,由此无论是第一滤波器特性(在本实施方式中为图19B的(c)的“状态2”)还是第二滤波器特性(在本实施方式中为图19B的(c)的“状态1”)都能够实现陡度高的滤波器特性。另外,通过如上所述那样规定第一滤波器特性和第二滤波器特性的通带和衰减带,能够实现通带与衰减带发生调换的例如BPF型和BEF型的2个滤波器特性,来作为第一滤波器特性和第二滤波器特性。
此外,在本实施方式中,作为用于在第一状态与第二状态之间切换的开关,以2个SPST型的开关SW21、SW22为例进行了说明。但是,该开关也可以由1个SPDT型的开关构成。
图20A是具备这种开关SW20的滤波器21A的电路图。图20B是表示滤波器21A的滤波器特性的图表。
图20A所示的滤波器11A具备开关SW20,该开关SW20具有:与第一谐振电路210连接的第一选择端子(图中的触点a)及与第二谐振电路220连接的第二选择端子(图中的触点b);以及与第一选择端子及第二选择端子中的某一方连接的公共端子。在此,第一选择端子在第一路径r1上与第一谐振电路210连接,第二选择端子在第二路径r2上与第二谐振电路220连接,公共端子与OUT端子102连接。
根据这样构成的滤波器21A,通过在开关SW20中公共端子与第二选择端子连接,能够实现与上述的实施方式2中的状态1相同的状态。另外,通过公共端子与第一选择端子连接,能够实现与上述的实施方式2中的状态1相同的状态。因而,与设置开关SW21、SW22的情况相比,通过设置开关SW20,能够削减所需的端子数,因此能够使滤波器21A整体进一步小型化。
(实施方式2的变形例1)
另外,也可以与针对实施方式1所涉及的滤波器11设置附加元件的实施方式1的变形例1同样地,针对实施方式2所涉及的滤波器21设置附加元件。也就是说,也可以设置附加元件,该附加元件是与构成第一谐振电路210和第二谐振电路220的多个阻抗元件(在上述实施方式2中为谐振器211、212以及阻抗元件Z21、Z22)中的至少1个阻抗元件串联连接或并联连接的阻抗元件。由此,能够在状态1和状态2中的至少1个状态下形成与滤波器21不同的滤波器特性。因此,下面,使用结构例1~5来说明这种滤波器,来作为实施方式2的变形例1。
此外,除非另有说明,否则下面说明的本变形例的表示滤波器特性的图表均示出了设置电容器作为附加元件的情况下的滤波器特性。但是,附加元件不限于电容器,也可以是电感器或弹性波谐振器。另外,在该表示滤波器特性的图表中,为了比较,还一并示出了上述实施方式2的滤波器特性,以粗线表示本变形例的滤波器特性,以细线表示实施方式2的滤波器特性。
[2-5-1.结构例1]
图21A是本变形例的结构例1所涉及的滤波器22A的电路图。图21B是表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器22A的滤波器特性的图表。
如图21A所示,滤波器22A具备与阻抗元件Z21并联连接的谐振器213以及与阻抗元件Z22并联连接的谐振器214来作为附加元件。也就是说,谐振器213与谐振器211串联连接在IN端子101与地之间,谐振器214与谐振器212串联连接在IN端子101与地之间。
通过具备这种附加元件,如图21B所示,滤波器22A无论是在状态1还是在状态2下都能够使衰减极点移位。
另外,在本结构中,各附加元件(谐振器213、214)是弹性波谐振器。由此,能够增大(改善)衰减带中的衰减量,因此能够实现衰减特性优异的能够支持多频段的小型的滤波器22A。
此外,在本结构例中,也可以不设置谐振器213、214中的一方。
[2-5-2.结构例2]
图22A是本变形例的结构例2所涉及的滤波器22B的电路图。图22B是表示本变形例的结构例2所涉及的滤波器22B的滤波器特性的图表。
如图22A所示,滤波器22B具备与谐振器211并联连接的阻抗元件Z23以及与谐振器212并联连接的阻抗元件Z24来作为附加元件。通过具备这种附加元件,如图22B所示,滤波器22B在状态2下使通带的高频侧的衰减极点向低频侧大幅移位。
此外,在本结构例中,也可以不设置阻抗元件Z23、Z24中的一方。
[2-5-3.结构例3]
图23A是本变形例的结构例3所涉及的滤波器22C的电路图。图23B是表示本变形例的结构例3所涉及的滤波器22C的滤波器特性的图表。
如图23A所示,滤波器22C具备将第一谐振电路210中的第一路径r1上的点(节点)与第二谐振电路220中的第二路径r2上的点(节点)进行连接的阻抗元件Z25来作为附加元件。第一路径r1上的点具体地说是指谐振器211(第一串联臂元件)与阻抗元件Z21(第一并联臂元件)的连接点。第二路径r2上的点具体地说是指谐振器212(第二串联臂元件)与阻抗元件Z22(第二并联臂元件)的连接点。也就是说,阻抗元件Z25同谐振器211与谐振器212串联连接而成的电路并联连接。
通过具备这种附加元件,如图23B所示,滤波器22C能够使衰减极点移位。在本结构例中,滤波器22C在状态1下使衰减极点向高频侧移位,在状态2下使衰减极点向低频侧移位。
此外,在构成第一谐振电路210的第一串联臂元件的个数为2个以上的情况下,阻抗元件Z25的一端也可以连接于与第一串联臂元件同第一并联臂元件的连接点不同的点。也就是说,在该情况下,阻抗元件Z25的一端只要连接于多个第一串联臂元件之间的任意的点即可。同样地,在构成第二谐振电路220的第二串联臂元件的个数为2个以上的情况下,阻抗元件Z25的另一端也可以连接于与第二串联臂元件同第二并联臂元件的连接点不同的点。
[2-5-4.结构例4]
图24A是本变形例的结构例4所涉及的滤波器22D的电路图。图24B是表示本变形例的结构例4所涉及的滤波器22D的滤波器特性的图表。
如图24A所示,滤波器22D具备将IN端子101与OUT端子102进行连接的阻抗元件Z25来作为附加元件。也就是说,在本结构例中,第一谐振电路210的串联臂元件(即谐振器211)、第二谐振电路220的串联臂元件(即谐振器212)以及阻抗元件Z25进行并联连接。
通过具备这种附加元件,如图24B所示,滤波器22D能够使衰减极点移位。在本结构例中,滤波器22D特别是在状态2下使通带的低频侧的衰减极点向低频侧移位。
[2-5-5.结构例5]
图25A是本变形例的结构例5所涉及的滤波器22E的电路图。图25B是表示本变形例的结构例5所涉及的滤波器22E的滤波器特性的图表。
如图25A所示,滤波器22E具备设置在第二路径r2上的阻抗元件Z26来作为附加元件。由此,与上述的第二谐振电路220相比,本结构例中的第二谐振电路220E还具备阻抗元件Z26。
通过具备这种附加元件,如图25B所示,滤波器22E无论是在状态1还是在状态2下都能够使衰减极点移位。
另外,在本结构中,附加元件(阻抗元件Z26)是弹性波谐振器。由此,能够增大(改善)衰减带中的衰减量,因此能够实现衰减特性优异的能够支持多频段的小型的滤波器22E。
(实施方式2的变形例2)
在上述实施方式2的变形例1中,说明了以下情况:通过对实施方式2所涉及的滤波器21附加附加元件,能够在状态1和状态2中的至少一方的状态下形成与滤波器21的滤波器特性不同的滤波器特性。在本实施方式中,说明以下的结构:通过设置选择性地附加这种附加元件的附加开关,能够形成3个以上的滤波器特性。
此外,通过设置这种附加元件和附加开关而起到的效果以及附加开关的详细结构与实施方式1的变形例2相同,因此省略说明。
下面,使用结构例1~4来说明具备附加元件和附加开关的支持3个频段的滤波器,来作为实施方式2的变形例2。
[2-6-1.结构例1]
图26A是本变形例的结构例1所涉及的滤波器23A的电路图。图26B是表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器23A的滤波器特性的图表。
如图26A所示,与图21A所示的滤波器22A相比,滤波器23A具备通过阻抗元件Z21与谐振器213相调换来构成的第一谐振电路210A以及通过阻抗元件Z22与谐振器214相调换来构成的第二谐振电路220A,并具备与阻抗元件Z21串联连接的开关SW23来作为附加开关。但是,在本结构例中,未设置阻抗元件Z22。也就是说,在本结构例中,谐振器213与第一并联臂元件相当,谐振器214与第二并联臂元件相当,阻抗元件Z21与附加元件相当。
由此,如图26B所示,滤波器23A能够通过开关SW21~SW23的接通和断开来切换所支持的频段。也就是说,滤波器23A通过断开附加开关(开关SW23)来不附加附加元件,因此与实施方式2所涉及的滤波器21同样地形成2个滤波器特性(图26B中的“状态1”和“状态2”)。另一方面,滤波器23A通过接通开关SW23来附加附加元件,因此形成与上述2个滤波器特性不同的滤波器特性(图26B中的“状态3”)。这样,滤波器23A能够通过开关SW21~SW23的接通和断开来形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
[2-6-2.结构例2]
图27A是本变形例的结构例2所涉及的滤波器23B的电路图。图27B是表示本变形例的结构例2所涉及的滤波器23B的滤波器特性的图表。
如图27A所示,滤波器23B具备图22A所示的阻抗元件Z23来作为附加元件,具备与阻抗元件Z23串联连接的开关SW23来作为附加开关。由此,如图27B所示,滤波器23B与上述滤波器23A同样地,能够通过开关SW21~SW23的接通和断开来形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
[2-6-3.结构例3]
图28A是本变形例的结构例3所涉及的滤波器23C的电路图。图28B是表示本变形例的结构例3所涉及的滤波器23C的滤波器特性的图表。
如图28A所示,滤波器23C具备图23A所示的阻抗元件Z25来作为附加元件,具备与阻抗元件Z25串联连接在第一路径r1与第二路径r2之间的开关SW23来作为附加开关。由此,如图28B所示,滤波器23C与上述滤波器23A同样地,能够通过开关SW21~SW23的接通和断开来形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
[2-6-4.结构例4]
图29A是本变形例的结构例4所涉及的滤波器23D的电路图。图29B是表示本变形例的结构例4所涉及的滤波器23D的滤波器特性的图表。
如图29A所示,滤波器23D具备图24A所示的阻抗元件Z25来作为附加元件,具备与阻抗元件Z24串联连接的开关SW23来作为附加开关。由此,如图29B所示,滤波器23D与上述滤波器23A同样地,能够通过开关SW21~SW23的接通和断开来形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
(实施方式2的变形例3)
上述实施方式2及其变形例所涉及的滤波器例如能够在使特定的带通过的状态(形成BPF型的滤波器特性的状态)与仅使该特定的带衰减的状态(形成BEF型的滤波器特性的状态)之间切换。另外,该滤波器在BPF型的滤波器特性的通带与BEF型的滤波器特性的衰减带大致一致的情况下尤其奏效。因此,该滤波器适合用作在要求这样的2个状态的高频前端电路等中内置的滤波器。
因此,在本变形例中,使用结构例1~3来说明在这种高频前端电路等中内置的滤波器。此外,在本变形例中,该滤波器是将上述实施方式2及其变形例1及2中说明的滤波器进行多级级联连接(cascade connected)来构成的,但是不限于此。
[2-7-1.结构例1]
图30A是本变形例的结构例1所涉及的滤波器24的电路图。
该图所示的滤波器24具备:由开关SW21a、SW22a、谐振器211a、212a以及阻抗元件Z21a、Z22a构成的初级的滤波器结构21a;以及由开关SW21b、SW22b、谐振器211b、212b以及阻抗元件Z21b、Z22b构成的后级的滤波器结构21b。初级的滤波器结构21a和后级的滤波器结构21b分别与上述的实施方式2所涉及的滤波器21相当。也就是说,滤波器24具有两级的滤波器结构。
这样构成的滤波器24例如能够用作支持PCS(Personal CommunicationsService:个人通信服务)、GSM(注册商标)(Global System for Mobile communications:全球移动通信系统)以及GPS(Global Positioning System:全球定位系统)的可调谐滤波器。
图30B是表示关于本变形例的结构例1的、对PCS、GSM(注册商标)以及GPS分配的频带(带)的图。如该图所示,GPS的带位于PCS的带与GSM(注册商标)的带之间。
图30C是表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器24的滤波器特性的一例的图表。
如该图所示,滤波器24通过断开开关SW21a、SW21b且接通开关SW22a、SW22b来使GPS带以外的带通过,因此能够支持PCS和GSM(注册商标)。另外,滤波器24通过接通开关SW21a、SW21b且断开开关SW22a、SW22b来使GPS带通过,因此能够支持GPS。
根据这样构成的滤波器24,能够形成使GPS带通过的BPF型的滤波器特性以及使GPS带以外的其它带通过的BEF型的滤波器特性,因此相比于设置在GPS带与其它带之间切换的开关的结构,能够构成能够确保衰减带中的充分的衰减量的小型的高频前端电路。
图31A是本变形例的结构例1所涉及的高频前端电路203A、203B的结构图。图31B是该比较例所涉及的高频前端电路923的结构图。
具体地说,图31A的(a)所示的高频前端电路203A以及该图的(b)所示的高频前端电路203B均具备与滤波器24相当的可调谐滤波器221以及连接于可调谐滤波器221的天线元件2侧或相反侧的同向双工器225。同向双工器225将包含GSM(注册商标)带的低频侧的高频信号与包含GPS带及PCS带的高频侧的高频信号进行分离。
另一方面,图31B所示的高频前端电路923具备上述同向双工器225以及在GPS带(窄带频段)与其它带(宽带频段)之间切换的开关921。
然而,在使用这种开关921的结构中,若开关921的断开特性不够小,则在选择了窄带频段和宽带频段中的一方的频段时易于受到另一方的频段的影响,因此难以确保充分的衰减量。另外,虽然想到了增加构成开关921的内部的开关的元件数以确保充分的衰减量,但是在该情况下内部的开关的元件数以及对其进行控制的控制线的条数增加,由此小型化变难。
与此相对,根据图31A所示的结构,通过设置可调谐滤波器221来代替开关921,能够实现能够确保衰减带中的充分的衰减量的支持PCS、GSM(注册商标)以及GPS的小型的高频前端电路203A、203B。
[2-7-2.结构例2]
另外,上述滤波器24不仅用于切换自己的频段,还能够用于在不使用自己的频段的情况下抑制对于对方频段的影响。
图32A是本变形例的结构例2所涉及的高频前端电路203C的结构图。
该图所示的高频前端电路203C具备:发送滤波器组221Tx,其支持Band5和Band8,包括设置在发送路径上的用于切换频段的开关223a、223b和独立地支持各频段的多个发送滤波器;以及接收滤波器组221Rx,其包括设置在接收路径上的用于切换频段的开关223c、223d和独立地支持各频段的多个接收滤波器。在此,发送滤波器组221Tx中的支持Band8的发送滤波器与上述滤波器24相当。
图32B是表示关于本变形例的结构例2的、对Band5和Band8分配的频带的图。如该图的重叠区域所示,Band5的接收带与Band8的发送带有一部分重叠。因此,在发送路径和接收路径共同连接于1个天线元件2的结构中,即使是不使用Band8(未使用Band8时)而使用Band5的情况,也会因Band8的发送带的影响而在Band5中表现出隔离的劣化等影响。
因此,通过将上述滤波器24的结构应用为Band8的发送滤波器并在未使用自己的频段(在此为Band8的发送带)时使自己的频段衰减,能够抑制对于对方频段(在此为Band5的接收带)的影响(在此为接收灵敏度的劣化)。
图32C是表示本变形例的结构例2所涉及的滤波器(Band8的发送滤波器)的滤波器特性的图表。图32D是表示本变形例的结构例2所涉及的滤波器的对方滤波器(Band5的发送滤波器)的滤波器特性的图表。
如图32C所示,Band8的发送滤波器在使用自己的频段时(图中的“Band8Tx On”),通过断开开关SW21a、SW21b且接通开关SW22a、SW22b来使自己的频段通过。另外,滤波器24在未使用自己的频段时(图中的“Band8Tx Off”),通过接通开关SW21a、SW21b且断开开关SW22a、SW22b来使自己的频段以外的频段通过。此外,在此的滤波器特性(BEF型的滤波器特性和BPF型的滤波器特性)是与滤波器24的滤波器特性相调换后的滤波器特性,但是这只不过是将开关SW21a、SW21b与开关SW22a、SW22b进行了调换。
如图32D所示,高频前端电路203C使用这种Band8的发送滤波器来在未使用自己的频段(Band8)时使自己的频段衰减,由此能够在Band8的发送带与Band5的接收带的重叠区域中确保更大的衰减量。也就是说,能够抑制对于对方频段(Band5)的影响。
此前,关于自己的频段为1个频段的滤波器,使用图32A~图32D来说明了在不使用自己的频段的情况下抑制对于对方频段的影响的手法。但是,同样的手法也能够应用于自己的频段为多个频段的滤波器。
例如,Band5的接收带及Band26的接收带均与Band8的发送带有一部分重叠。因此,通过将上述实施方式2的变形例2所涉及的滤波器用作Band5和Band26的接收滤波器,来在未使用Band5和Band26时使自己的频段衰减,由此能够抑制对于对方频段(Band8)的影响。
(实施方式3)
在上述实施方式1及其变形例中,通过设置对第一路径r1及第二路径r2与地之间的导通和非导通进行切换的开关,来调换串联臂谐振电路和并联臂谐振电路。另外,在上述实施方式2及其变形例中,通过设置在第一路径r1上和第二路径r2上对第一谐振电路与OUT端子102之间的导通和非导通以及第二谐振电路与OUT端子102之间的导通和非导通进行切换的开关,来调换串联臂谐振电路和并联臂谐振电路。
与此相对,在本实施方式中,通过它们的组合来调换串联臂谐振电路和并联臂谐振电路。即,通过设置对第一路径r1和第二路径r2中的一方的路径与地之间的导通和非导通进行切换、且在另一方的路径上对第一谐振电路及第二谐振电路与OUT端子102之间的导通和非导通进行切换的开关,来调换串联臂谐振电路和并联臂谐振电路。
[3-1.结构]
图33A是本实施方式所涉及的滤波器31的电路图。具体地说,在该图中示出了开关SW31、SW32的ON/OFF状态不同的2个状态(状态1/2)的电路图,该图的(a)是状态1的状态的电路图,该图的(b)是状态2的状态的电路图。此外,在该图中还示意性地示出了流过滤波器31的高频信号。
该图所示的滤波器31具备与上述实施方式1所涉及的滤波器11的第一谐振电路110及开关SW11相当的第一谐振电路310及开关SW31以及与上述实施方式2所涉及的滤波器21的第二谐振电路220及开关SW22相当的第二谐振电路320及开关SW32。第一谐振电路310具备与第一谐振电路110的谐振器111、112相当的谐振器311、312。第二谐振电路320具备与第二谐振电路220的谐振器212及阻抗元件Z22相当的谐振器313及阻抗元件Z31。因此,省略第一谐振电路310、第二谐振电路320以及开关SW31、SW32的详情的说明。
[3-2.动作]
这样构成的滤波器31按照控制信号来切换开关SW31、SW32的状态(在本实施方式中为接通和断开),由此与上述实施方式1及2同样地,串联臂谐振电路与并联臂谐振电路相调换。
具体地说,在如图33A的(a)所示那样开关SW31断开且开关SW32断开的情况下(状态1的情况下),由第一谐振电路310构成串联臂谐振电路,由第二谐振电路320构成并联臂谐振电路。在本实施方式中,在该情况下,构成以下的梯形电路:由谐振器311与谐振器312的串联连接电路构成1个串联臂谐振电路,由谐振器313与阻抗元件Z31的串联连接电路构成1个并联臂谐振电路。
另一方面,在如图33A的(b)所示那样开关SW31接通且开关SW32接通的情况下(状态2的情况下),由第二谐振电路320构成串联臂谐振电路,由第一谐振电路310构成并联臂谐振电路。在本实施方式中,在该情况下,构成以下的π型的梯形电路:由谐振器313和阻抗元件Z31构成1个串联臂谐振电路,由谐振器311和谐振器312分别构成2个并联臂谐振电路。
[3-3.特性]
接着,说明通过这种动作而形成的滤波器31的滤波器特性(带通特性),同时描述用于规定滤波器特性的阻抗特性。
[3-3-1.阻抗元件为电容器的情况]
首先,说明设置电容器来作为阻抗元件Z31的情况(下面,Z=C)。
图33B是表示Z=C的情况下的与滤波器31有关的各种特性的图表。具体地说,该图的(a)是表示在状态1时从IN端子101观察的阻抗特性的图表,该图的(b)是表示在状态2时从IN端子101观察的阻抗特性的图表,该图的(c)是将状态1、2时的滤波器特性进行比较来示出的图表。此外,在该图的(a)和(b)中,被示为“谐振器313+Z”的阻抗是从IN端子101观察的谐振器313与阻抗元件Z31的合成阻抗。另外,这些事项在图33C中也同样。
如该图所示,在本实施方式中,也与上述实施方式1及2同样地,在状态1与状态2下谐振点fr1~fr3的频率与反谐振点fa1~fa3的频率相调换。由此,滤波器31能够如图33B的(c)所示那样形成2个滤波器特性。
具体地说,滤波器31形成以下的滤波器特性(图33B的(c)的“状态1”):当在状态1下从IN端子101观察时,由谐振器311、312(多个第一串联臂元件)的阻抗成为极小的点(图33B的(a)的谐振点fr1、fr2)以及谐振器313(第二串联臂元件)的阻抗成为极小的点(更具体地说,谐振器313与阻抗元件Z31的合成阻抗成为极小的图33B的(a)的谐振点fr3)来规定通带,且由谐振器311、312的阻抗成为极大的点(图33B的(a)的反谐振点fa1、fa2)以及谐振器313的阻抗成为极大的点(更具体地说,谐振器313与阻抗元件Z31的合成阻抗成为极大的图33B的(a)的反谐振点fa3)来规定衰减带。
如图33B的(a)所示,在状态1下,谐振点fr1~fr3和反谐振点fa1~fa3的频率为fr2<fa1<fr3、fr1<fa2<fr3。另外,在比谐振点fr1、fr2靠低频侧的位置为比较低的阻抗(例如小于150Ω)。另外,在比反谐振点fa1、fa2靠高频侧的位置为比较高的阻抗(例如500Ω以上)。由此,此时形成以下的LPF型的滤波器特性:具有包含fr1、fr2的通带,具有以fa1~fa3为衰减极点的衰减带。
另一方面,滤波器31形成以下的滤波器特性(图33B的(c)的“状态2”):当在状态2下从IN端子101观察时,由谐振器311、312(多个第一串联臂元件)的阻抗成为极小的点(图33B的(b)的谐振点fr1、fr2)以及谐振器313(第二串联臂元件)的阻抗成为极小的点(图33B的(b)的谐振点fr3)来规定通带,且由谐振器311、312(多个第一串联臂元件)的阻抗成为极大的点(图33B的(b)的反谐振点fa1、fa2)以及谐振器313(第二串联臂元件)的阻抗成为极大的点(图33B的(b)的反谐振点fa3)来规定衰减带。
如图33B的(b)所示,在状态2下,谐振点fr1~fr3和反谐振点fa1~fa3的频率为fa2<fr1<fa3且fa1<fr2<fa3。另外,在fa1、fa2与fa3之间为比较低的阻抗(例如小于150Ω)。由此,此时形成以下的BPF型的滤波器特性:具有包含fr1、fr2的通带,在通带的低频侧具有以fa1、fa2为衰减极点的衰减带,在通带的高频侧具有以fa3为衰减极点的衰减带。
将这样形成的2个滤波器特性(图33B的(c)的“状态1”和“状态2”)进行比较,可知以下内容。
即,在一方的滤波器特性中成为通带的带在另一方的滤波器特性中成为衰减带,在一方的滤波器特性中成为衰减带的带在另一方的滤波器特性中成为通带。反之,在另一方的滤波器特性中成为通带的带在一方的滤波器特性中成为衰减带,在另一方的滤波器特性中成为衰减带的带在一方的滤波器特性中成为通带。
具体地说,在状态1下,第一谐振电路310使第一谐振频率的高频信号从IN端子101流向OUT端子102,由此形成通带,第二谐振电路320使第二谐振频率的高频信号从IN端子101流向地,由此形成衰减带。与此相对,在状态2下,第二谐振电路320使第二谐振频率的高频信号从IN端子101流向OUT端子102,由此形成通带,第一谐振电路310使第一谐振频率的高频信号从IN端子101流向地,由此形成衰减带。
也就是说,本实施方式所涉及的滤波器31通过利用开关SW31、SW32在状态1与状态2之间切换,来与上述实施方式1及2同样地形成通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性(在Z=C的情况下为LPF型的滤波器特性和BPF型的滤波器特性)。
[3-3-2.阻抗元件为电感器的情况]
接着,说明设置电感器来作为阻抗元件Z31的情况(下面,Z=L)。
图33C是表示Z=L的情况下的与滤波器31有关的各种特性的图表。
如该图所示,与Z=C的情况相比,在Z=L的情况下,谐振器313与阻抗元件Z31的合成阻抗(图33C的(a)和图33C的(b)的“谐振器313+Z”)不同,由此滤波器特性不同。
具体地说,如图33C的(a)所示,在状态1下,谐振点fr1~fr3和反谐振点fa1~fa3的频率为fa1<fr3、fa2<fr3。另外,在比反谐振点fa1、fa2靠低频侧的位置为比较高的阻抗。由此,此时形成以下的HPF型的滤波器特性:具有包含fr3的通带,具有以fa1~fa3为衰减极点的衰减带。
另一方面,如图33C的(b)所示,在状态2下,谐振点fr1~fr3和反谐振点fa1~fa3的频率为fa2<fr1<fa3且fa1<fr2<fa3、fa2<fr3、fa1<fr3。另外,在fa1、fa2与fa3之间为比较低的阻抗。由此,此时形成以下的BPF型的滤波器特性:具有包含fr1~fr3的通带,在通带的低频侧具有以fa1、fa2为衰减极点的衰减带,在通带的高频侧具有以fa3为衰减极点的衰减带。
这样,即使是Z=L的情况,本实施方式所涉及的滤波器31也形成通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性(在Z=L的情况下为HPF型的滤波器特性和BPF型的滤波器特性)。
[3-4.效果等]
如以上那样,本实施方式所涉及的滤波器31(滤波器装置)也是,通过开关SW31、SW32的切换,配置在高频信号从IN端子101(输入端子)到达OUT端子102(输出端子)的到达路径(串联臂)上的串联臂谐振电路与配置在将该到达路径与地连结的路径(并联臂)上的并联臂谐振电路相调换。因而,根据本实施方式所涉及的滤波器31,能够起到与实施方式1相同的效果。
另外,根据本实施方式所涉及的滤波器31,在第一状态(在本实施方式中为状态1)下,能够不经由开关地传递从IN端子101流向OUT端子102的第一谐振频率的高频信号,因此能够抑制通带内的损耗。另外,在第一状态下,第二谐振电路320与IN端子101及OUT端子102中的一方的端子(在本实施方式中为OUT端子102)之间成为非导通,由此能够抑制第二谐振频率的高频信号向OUT端子102的传递,因此能够改善(增大)衰减带中的衰减量。也就是说,根据本实施方式,特别是在第一状态下,能够形成良好的滤波器特性。
另外,根据本实施方式所涉及的滤波器31,谐振器311、312(多个第一串联臂元件)和谐振器313(第二串联臂元件)分别是弹性波谐振器,由此无论是第一滤波器特性(在本实施方式中为图33B的(c)或图33C的(c)的“状态1”)还是第二滤波器特性(在本实施方式中为图33B的(c)或图33C的(c)的“状态2”)都能够实现陡度高的滤波器特性。另外,通过如上所述那样规定第一滤波器特性和第二滤波器特性的通带和衰减带,能够实现通带与衰减带发生调换的例如低通型(或高通型)和BPF型的2个滤波器特性。来作为第一滤波器特性和第二滤波器特性。此外,下面有时将低通型的滤波器特性称为LPF型的滤波器特性,将高通型的滤波器特性称为HPF型的滤波器特性。
(实施方式3的变形例1)
另外,也可以与上述实施方式1的变形例1或上述实施方式2的变形例1同样地,针对实施方式3所涉及的滤波器31设置附加元件。也就是说,也可以设置附加元件,该附加元件是与构成第一谐振电路310和第二谐振电路320的多个阻抗元件(在上述实施方式3中为谐振器311~313以及阻抗元件Z31)中的至少1个阻抗元件串联连接或并联连接的阻抗元件。由此,能够在状态1和状态2中的至少1个状态下形成与滤波器31不同的滤波器特性。因此,下面,使用结构例1~6来说明这种滤波器,来作为实施方式3的变形例1。
此外,在本变形例中,设置电容器C31来作为阻抗元件Z31,除非另有说明,否则下面说明的本变形例的表示滤波器特性的图表均示出了也设置电容器作为附加元件的情况下的滤波器特性。但是,阻抗元件Z31和附加元件不限于电容器,也可以是电感器或弹性波谐振器。另外,在该表示滤波器特性的图表中,为了比较,还一并示出了上述实施方式3的Z=C的情况下的滤波器特性,以粗线表示本变形例的滤波器特性,以细线表示实施方式3的滤波器特性。
[3-5-1.结构例1]
图34A是本变形例的结构例1所涉及的滤波器32A的电路图。图34B是表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器32A的滤波器特性的图表。
如图34A所示,滤波器32A具备与电容器C31并联连接的谐振器314来作为附加元件。在此,谐振器314与上述的滤波器22A的谐振器214相当。
通过具备这种附加元件,如图34B所示,滤波器32A无论是在状态1还是在状态2下都能够使衰减极点移位。
另外,在本结构中,附加元件(谐振器314)是弹性波谐振器。由此,能够增大(改善)衰减带中的衰减量,因此能够实现衰减特性优异的能够支持多频段的小型的滤波器32A。
[3-5-2.结构例2]
图35A是本变形例的结构例2所涉及的滤波器32B的电路图。图35B是表示本变形例的结构例2所涉及的滤波器32B的滤波器特性的图表。
如图35A所示,滤波器32B具备与谐振器311并联连接的阻抗元件Z32以及与谐振器313并联连接的阻抗元件Z33来作为附加元件。在此,阻抗元件Z32与上述的滤波器12B的阻抗元件Z11相当,阻抗元件Z33与上述的滤波器22B的阻抗元件Z24相当。
通过具备这种附加元件,如图35B所示,滤波器32B特别是在状态2下使通带的高频侧的衰减极点向低频侧大幅移位。
此外,在本结构例中,也可以不设置阻抗元件Z32、Z33中的一方。
[3-5-3.结构例3]
图36A是本变形例的结构例3所涉及的滤波器32C的电路图。图36B是表示本变形例的结构例3所涉及的滤波器32C的滤波器特性的图表。
如图36A所示,滤波器32C具备阻抗元件Z34来作为附加元件。在此,阻抗元件Z34与上述的滤波器12C的阻抗元件Z13或上述的滤波器22C的阻抗元件Z25相当。
通过具备这种附加元件,如图36B所示,滤波器32C能够使衰减极点和通带移位。在本结构例中,滤波器32C无论是在状态1下还是在状态2下都使衰减极点向低频侧移位,在状态2下使通带向低频侧移位。
[3-5-4.结构例4]
图37A是本变形例的结构例4所涉及的滤波器32D的电路图。图37B是表示本变形例的结构例4所涉及的滤波器32D的滤波器特性的图表。
如图37A所示,滤波器32D具备将IN端子101与OUT端子102进行连接的阻抗元件Z34来作为附加元件。在此,阻抗元件Z34与上述的滤波器12D的阻抗元件Z14或上述的滤波器22D的阻抗元件Z25相当。
通过具备这种附加元件,如图37B所示,滤波器32D与上述滤波器32C同样地能够使衰减极点和通带移位。
[3-5-5.结构例5]
图38A是本变形例的结构例5所涉及的滤波器32E的电路图。图38B是表示本变形例的结构例5所涉及的滤波器32E的滤波器特性的图表。
如图38A所示,滤波器32E具备设置在第一路径r1上的阻抗元件Z36来作为附加元件。由此,与上述的第一谐振电路310相比,本结构例中的第一谐振电路310E还具备阻抗元件Z36。在此,阻抗元件Z36与上述的滤波器12E的阻抗元件Z15相当。
通过具备这种附加元件,如图38B所示,滤波器32E无论是在状态1还是在状态2下都能够使衰减极点移位。
[3-5-6.结构例6]
此外,阻抗元件Z36也可以设置在第二路径r2上。
图39A是这样构成的本变形例的结构例6所涉及的滤波器32F的电路图。图39B是表示本变形例的结构例6所涉及的滤波器32F的滤波器特性的图表。
如图39A所示,滤波器32F具备设置在第二路径r2上的阻抗元件Z36来作为附加元件。由此,与上述的第二谐振电路320相比,本结构例中的第二谐振电路320F还具备阻抗元件Z36。
通过具备这种附加元件,如图39B所示,滤波器32F与上述滤波器32E同样地能够使衰减极点移位。
另外,在本结构中,附加元件(阻抗元件Z36)是弹性波谐振器。由此,能够增大(改善)衰减带中的衰减量,因此能够实现衰减特性优异的能够支持多频段的小型的滤波器32F。
(实施方式3的变形例2)
在上述实施方式3的变形例1中,说明了以下情况:通过对实施方式3所涉及的滤波器31附加附加元件,能够在状态1和状态2中的至少一方的状态下形成与滤波器31的滤波器特性不同的滤波器特性。在本实施方式中,说明以下的结构:通过设置选择性地附加这种附加元件的附加开关,能够形成3个以上的滤波器特性。
此外,通过设置这种附加元件和附加开关而起到的效果以及附加开关的详细结构与实施方式1的变形例2或实施方式2的变形例2相同,因此省略说明。
下面,使用结构例1~4来说明具备附加元件和附加开关的支持3个频段的滤波器,来作为实施方式3的变形例2。
[3-6-1.结构例1]
图40A是本变形例的结构例1所涉及的滤波器33A的电路图。图40B是表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器33A的滤波器特性的图表。
如图40A所示,与图34A所示的滤波器32A相比,滤波器33A具备通过阻抗元件Z31(与图34A的电容器C31相当)与谐振器314相调换来构成的第二谐振电路320A,并具备与阻抗元件Z31串联连接的开关SW33来作为附加开关。也就是说,在本结构例中,谐振器314与第二并联臂元件相当,阻抗元件Z31与附加元件相当。
由此,如图40B所示,滤波器33A能够通过开关SW31~SW33的接通和断开来切换所支持的频段。也就是说,滤波器33A通过断开附加开关(开关SW33)来不附加附加元件,因此与实施方式3所涉及的滤波器31同样地形成2个滤波器特性(图40B中的“状态1”和“状态2”)。另一方面,滤波器33A通过接通开关SW33来附加附加元件,因此形成与上述2个滤波器特性不同的滤波器特性(图40B中的“状态3”)。这样,滤波器33A能够通过开关SW31~SW33的接通和断开来形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
[3-6-2.结构例2]
图41A是本变形例的结构例2所涉及的滤波器33B的电路图。图41B是表示本变形例的结构例2所涉及的滤波器33B的滤波器特性的图表。
如图41A所示,滤波器33B具备图35A所示的阻抗元件Z32来作为附加元件,具备与阻抗元件Z32串联连接的开关SW33来作为附加开关。由此,如图41B所示,滤波器33B与上述滤波器33A同样地,能够通过开关SW31~SW33的接通和断开来形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
[3-6-3.结构例3]
图42A是本变形例的结构例3所涉及的滤波器33C的电路图。图42B是表示本变形例的结构例3所涉及的滤波器33C的滤波器特性的图表。
如图42A所示,滤波器33C具备阻抗元件Z35来作为附加元件,具备与阻抗元件Z35串联连接在第一路径r1与第二路径r2之间的开关SW33来作为附加开关。由此,如图42B所示,滤波器33C与上述滤波器33A同样地,能够通过开关SW31~SW33的接通和断开来形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
[3-6-4.结构例4]
图43A是本变形例的结构例4所涉及的滤波器33D的电路图。图43B是表示本变形例的结构例4所涉及的滤波器33D的滤波器特性的图表。
如图43A所示,滤波器33D具备阻抗元件Z35来作为附加元件,具备与阻抗元件Z35串联连接的开关SW33来作为附加开关。由此,如图43B所示,滤波器33D与上述滤波器33A同样地,能够通过开关SW31~SW33的接通和断开来形成3个滤波器特性,因此能够支持3个频段。
(实施方式3的变形例3)
上述实施方式3及其变形例所涉及的滤波器能够在形成BPF型的滤波器特性的状态与形成LPF型的滤波器特性(或HPF型的滤波器特性)的状态之间切换。另外,该滤波器在BPF型的滤波器特性的通带与LPF型(或者HPF型)的滤波器特性的通带附近的衰减带大致一致的情况下尤其奏效。因此,该滤波器例如适合用作支持LTE中的TDD(Time DivisionDuplex:时分双工)方式的Band和FDD(Frequency Division Duplex:频分双工)方式的Band的可调谐滤波器。因此,在本变形例中,使用结构例1~3来说明这种滤波器。
[3-7-1.结构例1]
图44A是本变形例的结构例1所涉及的滤波器34A的电路图。
该图所示的滤波器34A具备:由开关SW31a、SW32a和谐振器311a~314a构成的初级的滤波器结构31Aa;以及由开关SW31b、SW32b和谐振器311b~314b构成的后级的滤波器结构31Ab。另外,滤波器34A还具备:设置于IN端子101与初级的滤波器结构31Aa之间的LPF型的匹配电路341;以及设置于后级的滤波器结构31Ab与OUT端子102之间的LPF型的匹配电路342。初级的滤波器结构31Aa和后级的滤波器结构31Ab分别与上述的实施方式3或其变形例1所涉及的滤波器相当。也就是说,滤波器34A是通过将上述实施方式3或其变形例1中说明的滤波器进行多级级联连接(cascade connected)来构成的。
这样构成的滤波器34A例如能够用作支持TDD方式的Band44和FDD方式的Band5的可调谐滤波器。
图44B是表示关于本变形例的结构例1的、被分配为用于Band44的发送接收和用于Band5的发送的频带的图。
图44C是表示本变形例的结构例1所涉及的滤波器34A的滤波器特性的图表。
如该图所示,滤波器34A通过断开开关SW31a、SW32a、SW31b、SW32b来形成使Band44的频带通过且使Band5的发送带衰减的LPF型的滤波器特性,因此能够支持TDD方式的Band44。另外,滤波器34A通过接通开关SW31a、SW32a、SW31b、SW32b来形成使Band44的频带衰减且使Band5的发送带通过的BPF型的滤波器特性,因此能够支持FDD方式的Band5的发送带。
[3-7-2.结构例2]
图45A是本变形例的结构例2所涉及的滤波器34B的电路图。
该图所示的滤波器34B具备对上述滤波器34A的初级的滤波器结构31Aa设置电容器C31(附加元件)和开关SW33a(附加开关)而成的初级的滤波器结构31Ba。初级的滤波器结构31Ba与上述的实施方式3的变形例2所涉及的滤波器相当。
这样构成的滤波器34B能够用作除了支持上述滤波器34A所支持的频段、还支持FDD方式的Band26的可调谐滤波器。
图45B是表示关于本变形例的结构例2的、被分配为用于Band44的发送接收、用于Band5的发送以及用于Band26的发送的频带的图。
图45C是表示本变形例的结构例2所涉及的滤波器34B的滤波器特性的图表。
如该图所示,滤波器34B能够通过断开开关SW31a、SW32a、SW31b、SW32b且断开开关SW33a来与上述滤波器34A同样地支持TDD方式的Band44。另外,滤波器34B能够通过接通开关SW31a、SW32a、SW31b、SW32b且断开开关SW33a来与上述滤波器34A同样地支持FDD方式的Band5的发送带。另外,滤波器34B通过接通开关SW31a、SW32a、SW31b、SW32b且接通开关SW33a来形成使Band44的频带衰减且使Band26的发送带通过的BPF型的滤波器特性,因此能够支持FDD方式的Band26的发送带。
图46A是使用这种滤波器34B的本结构例所涉及的高频前端电路303的结构图。图46B是该比较例所涉及的高频前端电路933的结构图。此外,在这些图中还图示了与高频前端电路一起构成通信装置(在图46A中为通信装置301,在图46B中为通信装置309)的天线元件2和RFIC 4。
图46B所示的高频前端电路933具备:发送滤波器组921Tx,其支持Band44、Band5以及Band26,包括独立地支持多个频段的多个发送滤波器;设置于该发送滤波器组921Tx的前后的用于切换频段的开关923a、923b;接收滤波器组321Rx,其包括FDD方式的各频段的接收滤波器;以及开关323a、323c、323d。开关323a根据FDD方式和TDD方式来选择性地将发送路径和接收路径连接到天线元件2。此外,发送放大电路322Tx、接收放大电路322Rx以及开关323c、323d与图16A中的发送放大电路122Tx、接收放大电路122Rx以及开关123c、123d相当,因此省略详细的说明。
与此相对,图46A所示的高频前端电路303具备与上述滤波器34B相当的发送滤波器321Tx来代替发送滤波器组921Tx和开关923a、923b,由此能够实现大幅的小型化。
[3-7-3.结构例3]
图47A是本变形例的结构例3所涉及的滤波器34C的电路图。
该图所示的滤波器34C具备:对上述滤波器34A的初级的滤波器结构31Aa设置电感器L31a(附加元件)而成的初级的滤波器结构31Ca;以及对上述滤波器34A的后级的滤波器结构34Ab设置电感器L31b(附加元件)而成的后级的滤波器结构31Cb。另外,滤波器34C具备设置于后级的滤波器结构31Cb与OUT端子102之间的HPF型的匹配电路342C。
这样构成的滤波器34C例如能够用作支持TDD方式的Band35和FDD方式的Band3的可调谐滤波器。
图47B是表示关于本变形例的结构例3的、被分配为用于Band35的发送接收和用于Band3的发送的频带的图。
图47C是表示本变形例的结构例3所涉及的滤波器34C的滤波器特性的图表。
如该图所示,滤波器34C通过断开开关SW31a、SW32a、SW31b、SW32b来形成使Band35的频带通过且使Band3的发送带衰减的HPF型的滤波器特性,因此能够支持TDD方式的Band35。另外,滤波器34C通过接通开关SW31a、SW32a、SW31b、SW32b来形成使Band35的频带衰减且使Band3的发送带通过的BPF型的滤波器特性,因此能够支持FDD方式的Band3的发送带。
(实施方式4)
在上述实施方式1~3及其变形例中,关于第一谐振电路和第二谐振电路分别具有弹性波谐振器的滤波器,说明了以下情况:通过调换串联臂谐振电路和并联臂谐振电路,能够形成通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性。但是,同样的技术也能够应用于第一谐振电路和第二谐振电路中的至少一方是不具有弹性波谐振器的LC谐振电路的情况。
在此,一般来说,与具有弹性波谐振器的谐振电路相比,LC谐振电路的Q值低。因此,通过利用LC谐振电路来构成第一谐振电路和第二谐振电路中的至少一方,能够在第一状态和第二状态中的至少一方的状态下实现例如通带或衰减带的宽带化。
因此,在本实施方式中,使用结构例1~4来说明第一谐振电路和第二谐振电路分别由LC谐振电路构成的滤波器。
[4-1.结构例1]
图48A是本实施方式的结构例1所涉及的滤波器41A的电路图。图48B是表示本实施方式的结构例1所涉及的滤波器41A的滤波器特性的图表。
如图48A所示,滤波器41A具备与上述实施方式1的第一谐振电路110及第二谐振电路120相当的第一谐振电路410A及第二谐振电路420A。第一谐振电路410A是具有作为电感器或电容器的多个第一串联臂元件(电感器L41、电容器C41、电感器L42以及电容器C42)的LC谐振电路。第二谐振电路420A是具有作为电感器或电容器的多个第二串联臂元件(电感器L43、电容器C43、电感器L44以及电容器C44)的LC谐振电路。
这样构成的滤波器也是,当将状态1与状态2进行比较时,通过开关SW11、SW12的切换,串联臂谐振电路与并联臂谐振电路相调换。
因此,从IN端子101观察时阻抗成为极小的频率与阻抗成为极大的频率相调换,因此能够形成如图48B所示那样通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性(在此均为BPF型的滤波器特性)。
[4-2.结构例2]
图49A是本实施方式的结构例2所涉及的滤波器41B的电路图。图49B是表示本实施方式的结构例2所涉及的滤波器41B的滤波器特性的图表。
如图49A所示,滤波器41B具备与上述实施方式2的第一谐振电路210及第二谐振电路220相当的第一谐振电路410B及第二谐振电路420B。第一谐振电路410B是具有作为电感器或电容器的第一串联臂元件(电感器L41和电容器C41)以及作为电感器或电容器的第一并联臂元件(电容器C42)的LC谐振电路。第二谐振电路420B是具有作为电感器或电容器的第二串联臂元件(电感器L43和电容器C43)以及作为电感器或电容器的第二并联臂元件(电容器C44)的LC谐振电路。
这样构成的滤波器也是,当将状态1与状态2进行比较时,通过开关SW21、SW22的切换,串联臂谐振电路与并联臂谐振电路相调换。
因此,从IN端子101观察时阻抗成为极小的频率与阻抗成为极大的频率相调换,因此能够形成如图49B所示那样通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性(在此均为BPF型的滤波器特性)。
[4-3.结构例3]
图50A是本实施方式的结构例3所涉及的滤波器41C的电路图。图50B是表示本实施方式的结构例3所涉及的滤波器41C的滤波器特性的图表。
如图50A所示,滤波器41C具备不具有上述结构例2的电容器C41、C43的第一谐振电路410C和第二谐振电路420C。
这样构成的滤波器也是,当将状态1与状态2进行比较时,通过开关SW21、SW22的切换,串联臂谐振电路与并联臂谐振电路相调换。
因此,从IN端子101观察时阻抗成为极小的频率与阻抗成为极大的频率相调换,因此能够形成如图50B所示那样通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性(在此为BEF型的滤波器特性和BEF型的滤波器特性)。
[4-4.结构例4]
图51A是本实施方式的结构例4所涉及的滤波器41D的电路图。图51B是表示本实施方式的结构例4所涉及的滤波器41D的滤波器特性的图表。
如图51A所示,滤波器41D具备将上述结构例3的第二谐振电路420C中的电感器L43和电容器C44进行调换而成的第二谐振电路420D。
这样构成的滤波器也是,当将状态1与状态2进行比较时,通过开关SW21、SW22的切换,串联臂谐振电路与并联臂谐振电路相调换。
因此,从IN端子101观察时阻抗成为极小的频率与阻抗成为极大的频率相调换,因此能够形成如图51B所示那样通带与衰减带发生调换的2个滤波器特性(在此为HPF型的滤波器特性和LPF型的滤波器特性)。
(其它实施方式)
以上,列举了实施方式和变形例来对本发明的实施方式所涉及的滤波器装置以及高频前端电路进行了说明,但是本发明不限定于上述实施方式。将上述实施方式中的任意的结构要素进行组合来实现的其它实施方式、对上述实施方式实施本领域技术人员在不脱离本发明的宗旨的范围内想到的各种变形来得到的变形例、内置有本发明所涉及的滤波器装置的各种设备也包含在本发明中。
例如,具备上述的高频前端电路和RFIC 4(信号处理电路)的通信装置也包括在本发明中。根据这种通信装置,能够实现能够支持多频段的小型的通信装置。
另外,各谐振器只要由1个以上的弹性波谐振器构成即可,不限于1个弹性波谐振器,也可以由多个弹性波谐振器构成。因此,1个谐振器也可以由对该1个谐振器进行串联分割等而得到的多个分割谐振器构成。
另外,例如也可以是,在高频前端电路或通信装置中,在各结构要素之间连接有电感器、电容器。此外,该电感器也可以包括由将各结构要素之间连接的布线形成的布线电感。
产业上的可利用性
本发明作为能够应用于多频段系统的小型的频率可变型的滤波器、前端电路以及通信装置,能够广泛利用于便携式电话等通信设备。
附图标记说明
1、1C、9、9C、301、309:通信装置;2:天线元件;3、3C、202A、203A~203C、303、903、903C、923、933:高频前端电路;4:RFIC(RF信号处理电路);5:BBIC(基带信号处理电路);11、11A、12A~12E、13A~13E、14A~14C、21、22A~22E、23A~23D、24、31、32A~32F、33A~33D、34A~34C、41A~41D、121C、914A:滤波器;11a、11b、11Bb、11Ca、11Cb、21a、21b、31Aa、31Ab、31Ba、31Ca、31Cb、34Ab:滤波器结构;101:IN端子(输入端子);102:OUT端子(输出端子);110、210、210A、310、310E、410A~410C:第一谐振电路;111、111a、111b、112~114、114a、114b、211、211a、211b、212、212a、212b、213、214、311、311a、311b、312、313、314、314a、314b、911、912:谐振器;120、220、220A、220E、320、320A、320F、420A~420D:第二谐振电路;121p、122p、141pa、141pb:并联臂谐振器;121Rx:接收滤波器;121s、122s:串联臂谐振器;121Tx、321Tx:发送滤波器;122Rx、322Rx:接收放大电路;122Tx、322Tx:发送放大电路;123a~123d、223a~223d、323a、323c、323d、921、923a~923d、923Ba、923Bb、SW10、SW11、SW11a、SW11b、SW12、SW12a、SW12b、SW13、SW13a、SW13b、SW20、SW21、SW21a、SW21b、SW22、SW22a、SW22b、SW23、SW31、SW31a、SW31b、SW32、SW32a、SW32b、SW33、SW33a:开关;221Rx、321Rx、921Rx:接收滤波器组;221Tx、921Tx:发送滤波器组;225:同向双工器;341、342、342C:匹配电路;921C:滤波器组;C1、C1a、C1b、C2、C31、C41~C44:电容器;L31a、L31b、L41~L44:电感器;N11:第一连接点;N12:第二连接点;r1:第一路径;r2:第二路径;Z11~Z15、Z21、Z21a、Z21b、Z22、Z22a、Z22b、Z23~Z26、Z31~Z36:阻抗元件。
Claims (15)
1.一种滤波器装置,具备:
第一谐振电路,其设置在将输入端子与输出端子连结的第一路径上,具有至少1个第一谐振频率;
第二谐振电路,其设置在将所述输入端子与所述输出端子连结的第二路径上,具有不同于所述第一谐振频率的、至少1个第二谐振频率;以及
开关,其与所述第一谐振电路及所述第二谐振电路连接,
其中,所述开关在第一状态与第二状态之间切换,
在所述第一状态下,使所述第一谐振频率的高频信号从所述输入端子经由所述第一谐振电路流向所述输出端子,使所述第二谐振频率的高频信号从所述输入端子经由所述第二谐振电路流向地,
在所述第二状态下,使所述第一谐振频率的高频信号从所述输入端子经由所述第一谐振电路流向地,使所述第二谐振频率的高频信号从所述输入端子经由所述第二谐振电路流向所述输出端子。
2.根据权利要求1所述的滤波器装置,其特征在于,
所述第一谐振电路具有串联连接在所述第一路径上的多个第一串联臂元件,
所述第二谐振电路具有串联连接在所述第二路径上的多个第二串联臂元件,
所述开关在所述第一状态下,使所述多个第一串联臂元件之间的第一连接点与地之间非导通,使所述多个第二串联臂元件之间的第二连接点与地之间导通,
所述开关在所述第二状态下,使所述第一连接点与地之间导通,使所述第二连接点与地之间非导通。
3.根据权利要求2所述的滤波器装置,其特征在于,
所述多个第一串联臂元件和所述多个第二串联臂元件分别是弹性波谐振器,
所述滤波器装置形成以下的第一滤波器特性:当在所述第一状态下从所述输入端子观察时,由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述多个第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述多个第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带,
所述滤波器装置形成以下的第二滤波器特性:当在所述第二状态下从所述输入端子观察时,由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述多个第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述多个第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带。
4.根据权利要求1所述的滤波器装置,其特征在于,
所述第一谐振电路具有:
第一串联臂元件,其串联地设置在所述第一路径上;以及
第一并联臂元件,其将所述第一路径与地进行连接,
所述第二谐振电路具有:
第二串联臂元件,其串联地设置在所述第二路径上;以及
第二并联臂元件,其将所述第二路径与地进行连接,
所述开关在所述第一状态下,使所述第一谐振电路与所述输入端子及所述输出端子中的一方的端子之间导通,使所述第二谐振电路与该一方的端子之间非导通,
所述开关在所述第二状态下,使所述第一谐振电路与所述一方的端子之间非导通,使所述第二谐振电路与所述一方的端子之间导通。
5.根据权利要求4所述的滤波器装置,其特征在于,
所述第一串联臂元件和所述第二串联臂元件分别是弹性波谐振器,
所述滤波器装置形成以下的第一滤波器特性:当在所述第一状态下从所述输入端子观察时,由所述第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带,
所述滤波器装置形成以下的第二滤波器特性:当在所述第二状态下从所述输入端子观察时,由所述第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带。
6.根据权利要求2~5中的任一项所述的滤波器装置,其特征在于,
所述开关具有:
第一选择端子,其与所述第一谐振电路连接;
第二选择端子,其与所述第二谐振电路连接;以及
公共端子,其用于与所述第一选择端子及所述第二选择端子中的某一方连接。
7.根据权利要求1所述的滤波器装置,其特征在于,
所述第一谐振电路具有串联连接在所述第一路径上的多个第一串联臂元件,
所述第二谐振电路具有:
第二串联臂元件,其串联地设置在所述第二路径上;以及
第二并联臂元件,其将所述第二路径与地进行连接,
所述开关在所述第一状态下,使所述多个第一串联臂元件之间的连接点与地之间非导通,使所述第二谐振电路与所述输入端子及所述输出端子中的一方的端子之间非导通,
所述开关在所述第二状态下,使所述连接点与地之间导通,使所述第二谐振电路与所述一方的端子之间导通。
8.根据权利要求7所述的滤波器装置,其特征在于,
所述多个第一串联臂元件和所述第二串联臂元件分别是弹性波谐振器,
所述滤波器装置形成以下的第一滤波器特性:当在所述第一状态下从所述输入端子观察时,由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带,
所述滤波器装置形成以下的第二滤波器特性:当在所述第二状态下从所述输入端子观察时,由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极小的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极小的点来规定通带,且由所述多个第一串联臂元件的阻抗成为极大的点以及所述第二串联臂元件的阻抗成为极大的点来规定衰减带。
9.根据权利要求1、2、4以及7中的任一项所述的滤波器装置,其特征在于,
所述第一谐振电路和所述第二谐振电路中的至少1个是由电感器和电容器构成的LC谐振电路。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的滤波器装置,其特征在于,
还具备附加元件,所述附加元件是与构成所述第一谐振电路和所述第二谐振电路的多个阻抗元件中的至少1个阻抗元件串联连接或并联连接的阻抗元件。
11.根据权利要求10所述的滤波器装置,其特征在于,
还具备附加开关,所述附加开关与所述附加元件串联连接或并联连接,
包括所述附加元件和所述附加开关的电路与所述多个阻抗元件中的所述至少1个阻抗元件串联连接或并联连接。
12.根据权利要求10或11所述的滤波器装置,其特征在于,
所述附加元件是弹性波谐振器。
13.一种滤波器装置,在该滤波器装置中,将根据权利要求1~12中的任一项所述的滤波器装置进行多级级联连接。
14.一种高频前端电路,具备:
根据权利要求1~13中的任一项所述的滤波器装置;以及
与所述滤波器装置连接的放大电路。
15.一种通信装置,具备:
根据权利要求14所述的高频前端电路;
RF信号处理电路,其对向所述高频前端电路输出的高频信号以及从所述高频前端电路输入的高频信号中的至少一方进行信号处理;以及
基带信号处理电路,其对向所述RF信号处理电路输出的低频信号以及从所述RF信号处理电路输入的低频信号中的至少一方进行信号处理。
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- 2019-05-29 US US16/425,149 patent/US10886886B2/en active Active
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