分波装置
【課題】各ＬＣフィルタ回路間の電磁干渉を低減できるとともに小型化が容易な積層構造を有する分波装置を提供する。
【解決手段】ＬＰＦ５１は、導体層３４０〜３４５の内の導体層３４０〜３４４が時計回り方向に巻回することによって構成されるインダクタＬ１と、導体層３４０〜３４５の内の導体層３４５が反時計回り方向に巻回することによって構成されるインダクタＬ２と、を含んでいる。また、ＨＰＦ３０は、導体層４４０〜４４５がインダクタＬ１と同じ時計回り方向へ巻回することによって構成されるインダクタＬ３を含んでいる。そのため、高周波信号がＬＰＦ５１を通過する時、巻回方向が逆になるため、インダクタＬ２とインダクタＬ３の間で不要な結合が起こりにくい。また、高周波信号がＨＰＦ３０を通過する時、同じ理由により、インダクタＬ３とインダクタＬ２の間でも不要な結合が起こりにくい。
【解決手段】ＬＰＦ５１は、導体層３４０〜３４５の内の導体層３４０〜３４４が時計回り方向に巻回することによって構成されるインダクタＬ１と、導体層３４０〜３４５の内の導体層３４５が反時計回り方向に巻回することによって構成されるインダクタＬ２と、を含んでいる。また、ＨＰＦ３０は、導体層４４０〜４４５がインダクタＬ１と同じ時計回り方向へ巻回することによって構成されるインダクタＬ３を含んでいる。そのため、高周波信号がＬＰＦ５１を通過する時、巻回方向が逆になるため、インダクタＬ２とインダクタＬ３の間で不要な結合が起こりにくい。また、高周波信号がＨＰＦ３０を通過する時、同じ理由により、インダクタＬ３とインダクタＬ２の間でも不要な結合が起こりにくい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の周波数帯域における高周波信号を処理する分波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、簡単にネットワーク構築できる技術として、電波を用いてＬＡＮを構成する無線ＬＡＮが注目されている。この無線ＬＡＮには、周波数帯域として２．４ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ｂや、周波数帯域として５ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａのように、複数の規格が存在している。そのため、無線ＬＡＮ用の通信装置は、アンテナに接続され、複数の周波数帯域における高周波信号を処理する分波装置を内蔵する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、受信側の第１ダイプレクサと送信側の第２ダイプレクサと１つのスイッチ回路とを備える分波装置（高周波モジュール）が開示されている。この分波装置において、スイッチ回路は、１つのアンテナに対して、第１、第２ダイプレクサのうちの一方を切り替えて接続する。受信側の第１ダイプレクサは、所定の周波数帯域内の高周波信号を通過させる第１バンドパスフィルタを有する。送信側の第２ダイプレクサは、特定の周波数帯域内の高周波信号を通過させる第２バンドパスフィルタを有する。第１、第２バンドパスフィルタは、導体パターンが形成された誘電体層を積層した積層基板において構成されている。
【０００４】
図１（Ａ）は、特許文献１の積層基板における１２層目の誘電体層６１２の上面を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、特許文献１の積層基板における１３層目の誘電体層６１３の上面を示す平面図であり、図１（Ｃ）は、特許文献１の積層基板における１４層目の誘電体層６１４の上面を示す平面図である。
【０００５】
図１（Ａ）に示した導体層７３９は、ビアホールを介して、図１（Ｂ）に示した導体層７４０に接続されている。また、図１（Ｂ）に示した導体層７４０も、ビアホールを介して、図１（Ｃ）に示した導体層７４１に接続されている。これにより、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示した導体層７３９〜７４１は、受信側の第１バンドパスフィルタに含まれるインダクタＬ７を構成している。
【０００６】
同様に、図１（Ａ）に示した導体層８３９は、ビアホールを介して、図１（Ｂ）に示した導体層８４０に接続されている。また、図１（Ｂ）に示した導体層８４０も、ビアホールを介して、図１（Ｃ）に示した導体層８４１に接続されている。これにより、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示した導体層８３９〜８４１は、送信側の第２バンドパスフィルタに含まれるインダクタＬ８を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３５２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、高周波信号が受信側の第１バンドパスフィルタを通過する時、インダクタＬ７で磁界が発生するため、発生した磁界が第２バンドパスフィルタのインダクタＬ８に干渉する。同様に、高周波信号が送信側の第２バンドパスフィルタを通過する時、インダクタＬ８で磁界が発生するため、発生した磁界が第１バンドパスフィルタのインダクタＬ７に干渉する。特に、特許文献１ではインダクタＬ７とインダクタＬ８が同一の誘電体層上に構成されているため、互いの磁界による不要な干渉が一層発生しやすい。
【０００９】
そのため、分波装置では、各ＬＣフィルタ回路を通過する信号が互いに不要な干渉を起こさないよう（特に送受信間における）各ＬＣフィルタ回路間のアイソレーション特性を良好にすることが重要である。具体的には特許文献１の積層構造では、インダクタＬ７、Ｌ８間の電磁干渉を低減させるため、導体層６５２を介してグランド端子Ｇ１、Ｇ４に接続されたビア電極ＶがインダクタＬ７，Ｌ８間に設けられている。しかしながら、この場合、ビア電極Ｖを設けるための十分なスペースがインダクタＬ７，Ｌ８間に必須となる。
【００１０】
よって、特許文献１の分波装置の積層構造では、電磁干渉を低減させるために小型化が困難であるという問題がある。従って、携帯電話機などの移動体通信装置に特許文献１の分波装置を搭載する場合、移動体通信装置が大型化するという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、各ＬＣフィルタ回路間の電磁干渉を低減できるとともに小型化が容易な積層構造を有する分波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の分波装置は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１３】
（１）アンテナに接続されるアンテナ端子と、
少なくとも二つ以上の信号端子と、
前記アンテナ端子と各信号端子との間に接続され、いずれかの端子から入力された信号の内、第１の周波数帯域の信号を通過させる第１ＬＣフィルタ回路と、
前記アンテナ端子と各信号端子との間に接続され、いずれかの端子から入力された信号の内、第２の周波数帯域の信号を通過させる第２ＬＣフィルタ回路とを備え、
前記第１ＬＣフィルタ回路および前記第２ＬＣフィルタ回路は、導体パターンが形成された誘電体層を積層した積層基板において構成される、分波装置であって、
前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記導体パターンにより形成された形成された第１コイル導体の一部が所定方向に巻回することによって構成される第１インダクタと、前記導体パターンにより形成された前記第１コイル導体の残りの部分が前記所定方向と反対方向に巻回することによって構成される第２インダクタとを含み、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記導体パターンにより形成された第２コイル導体が前記所定方向に巻回することによって構成される第３インダクタを含む。
【００１４】
この構造では、高周波信号が第１ＬＣフィルタ回路を通過する時、巻回方向が逆になる。このため、第２インダクタと第３インダクタの間で不要な結合が起こりにくい。また、高周波信号が第２ＬＣフィルタ回路を通過する時、同じ理由により、第３インダクタと第２インダクタ間でも不要な結合が起こりにくい。
従って、この構造によれば、第１ＬＣフィルタ回路と第２ＬＣフィルタ回路の間の電磁干渉を低減できる。また、この構造によれば、特許文献１のように第２インダクタと第３インダクタとの間にスペースを設ける必要も無いため、分波装置を小型化できる。
【００１５】
（２）前記第３インダクタの少なくとも一部は、前記第２インダクタと同じ誘電体層上で巻回することによって構成されている。
【００１６】
２つのインダクタが同じ誘電体層上に導体パターンが同じ方向へ巻回することによって構成されている場合、両インダクタ間の電磁干渉が強くなる。
この構造では、同じ誘電体層上に導体パターンが巻回することによって構成された第２、第３インダクタの巻回方向が逆であるため、高周波信号が第１ＬＣフィルタ回路を通過する時、第２インダクタと第３インダクタの間で不要な結合が起こりにくい。また、高周波信号が第２ＬＣフィルタ回路を通過する時、同じ理由により、第３インダクタと第２インダクタの間でも不要な結合が起こりにくい。
従って、この構造によれば、第１ＬＣフィルタ回路と第２ＬＣフィルタ回路の間の電磁干渉を一層低減できる。
【００１７】
（３）前記第２インダクタは、前記第１インダクタよりインダクタンスの値が小さい。
【００１８】
この積層構造では、第２インダクタのインダクタンス値が第１インダクタのインダクタンス値に比べて小さければ小さい程、次の作用効果を生じる。即ち、高周波信号が第１ＬＣフィルタ回路を通過する際において、逆巻きの第２インダクタが第１ＬＣフィルタ回路の高周波信号の通過特性および高周波ノイズ除去特性に与える影響は極めて小さく、無視できる。
【００１９】
（４）前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記信号端子から入力された信号の内、前記第１の周波数帯域の信号を通過させて前記アンテナ端子へ出力するフィルタ回路であり、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記アンテナ端子で受信され、前記アンテナ端子から入力された信号の内、前記第２の周波数帯域の信号を通過させて前記信号端子へ出力するフィルタ回路である。
【００２０】
この積層構造では、第１ＬＣフィルタ回路が送信側のフィルタ回路であり、第２ＬＣフィルタ回路が受信側のフィルタ回路である。そのため、この積層構造によれば、送信側の第１ＬＣフィルタ回路と受信側の第２ＬＣフィルタ回路との間の電磁干渉を低減できる。
【００２１】
（５）前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記アンテナ端子で受信され、前記アンテナ端子から入力された信号の内、前記第１の周波数帯域の信号を通過させて前記信号端子へ出力するフィルタ回路であり、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記信号端子から入力された信号の内、前記第２の周波数帯域の信号を通過させて前記アンテナ端子へ出力するフィルタ回路である。
【００２２】
この積層構造では、第１ＬＣフィルタ回路が受信側のフィルタ回路であり、第２ＬＣフィルタ回路が送信側のフィルタ回路である。そのため、この積層構造によれば、受信側の第１ＬＣフィルタ回路と送信側の第２ＬＣフィルタ回路との間の電磁干渉を低減できる。
【００２３】
（６）前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域と同じ周波数帯域である。
【００２４】
第１、第２の周波数帯域が同じである場合、第１、第２ＬＣフィルタ回路間の電磁干渉が強くなる。そのため、この構成では、第１ＬＣフィルタ回路と第２ＬＣフィルタ回路の間の電磁干渉を一層低減できる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、各ＬＣフィルタ回路間の電磁干渉を低減できるとともに小型化が容易な分波装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（Ａ）は、特許文献１の積層基板における１２層目の誘電体層６１２の上面を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、特許文献１の積層基板における１３層目の誘電体層６１３の上面を示す平面図であり、図１（Ｃ）は、特許文献１の積層基板における１４層目の誘電体層６１４の上面を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る分波装置１が実装される無線ＬＡＮ用の通信装置における高周波回路部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る分波装置１の回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る分波装置１の外観斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る分波装置１の平面図である。
【図６】図４に示した積層基板２００における１層目の誘電体層２０１の上面を示す平面図である。
【図７】図４に示した積層基板２００における２層目の誘電体層２０２の上面を示す平面図である。
【図８】図４に示した積層基板２００における３層目の誘電体層２０３の上面を示す平面図である。
【図９】図４に示した積層基板２００における４層目の誘電体層２０４の上面を示す平面図である。
【図１０】図４に示した積層基板２００における５層目の誘電体層２０５の上面を示す平面図である。
【図１１】図４に示した積層基板２００における６層目の誘電体層２０６の上面を示す平面図である。
【図１２】図４に示した積層基板２００における７層目の誘電体層２０７の上面を示す平面図である。
【図１３】図４に示した積層基板２００における８層目の誘電体層２０８の上面を示す平面図である。
【図１４】図４に示した積層基板２００における９層目の誘電体層２０９の上面を示す平面図である。
【図１５】図４に示した積層基板２００における１０層目の誘電体層２１０の上面を示す平面図である。
【図１６】図４に示した積層基板２００における１１層目の誘電体層２１１の上面を示す平面図である。
【図１７】図４に示した積層基板２００における１２層目の誘電体層２１２の上面を示す平面図である。
【図１８】図４に示した積層基板２００における１３層目の誘電体層２１３の上面を示す平面図である。
【図１９】図４に示した積層基板２００における１４層目の誘電体層２１４の上面を示す平面図である。
【図２０】図４に示した積層基板２００における１５層目の誘電体層２１５の上面を示す平面図である。
【図２１】図４に示した積層基板２００における１６層目の誘電体層２１６の上面を示す平面図である。
【図２２】図４に示した積層基板２００における１７層目の誘電体層２１７の上面を示す平面図である。
【図２３】図４に示した積層基板２００における１８層目の誘電体層２１８の下面を示す平面図である。
【図２４】本発明の実施形態に係る分波装置１のアイソレーション特性と当該分波装置１の変形例のアイソレーション特性とを示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態に係る分波装置について説明する。本発明の実施形態に係る分波装置は、無線ＬＡＮの通信に用いられる。同分波装置は、第１の周波数帯域における第１の受信信号および第１の送信信号と、この実施形態では第１の周波数帯域よりも高周波側の第２の周波数帯域における第２の受信信号および第２の送信信号と、を処理するものである。第１の周波数帯域は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂにおいて使用される２．４ＧＨｚ帯である。第２の周波数帯域は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａやにおいて使用される５ＧＨｚ帯である。なお、実施の際は、第１、第２の周波数帯域に加え、その他の周波数帯域における高周波信号を処理する回路構成を同分波装置に付加しても構わない。
【００２８】
まず、本発明の実施形態に係る分波装置が実装される無線ＬＡＮ用の通信装置における高周波回路部の構成について説明する。
図２は、同高周波回路部の構成を示すブロック図である。同高周波回路部は、分波装置１と、この分波装置１に接続されたアンテナ１０１と、を備えている。
【００２９】
高周波回路部は、さらに、入力端が分波装置１の受信信号端子ＲｘＧに接続されたローノイズアンプ１１１と、一端がローノイズアンプ１１１の出力端に接続されたバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと記す。）１１２と、不平衡端子がＢＰＦ１１２の他端に接続されたバラン１１３と、を備えている。受信信号端子ＲｘＧより出力された第１の受信信号は、ローノイズアンプ１１１によって増幅された後、ＢＰＦ１１２を通過し、バラン１１３によって、平衡信号に変換されて、バラン１１３の２つの平衡端子より出力される。
【００３０】
高周波回路部は、さらに、入力端が分波装置１の受信信号端子ＲｘＡに接続されたローノイズアンプ１１４と、一端がローノイズアンプ１１４の出力端に接続されたＢＰＦ１１５と、不平衡端子がＢＰＦ１１５の他端に接続されたバラン１１６と、を備えている。受信信号端子ＲｘＡより出力された第２の受信信号は、ローノイズアンプ１１４によって増幅された後、ＢＰＦ１１５を通過し、バラン１１６によって、平衡信号に変換されて、バラン１１６の２つの平衡端子より出力される。
【００３１】
高周波回路部は、さらに、出力端が分波装置１の送信信号端子ＴｘＧに接続されたパワーアンプ１２１と、一端がパワーアンプ１２１の入力端に接続されたＢＰＦ１２２と、不平衡端子がＢＰＦ１２２の他端に接続されたバラン１２３と、を備えている。第１の送信信号に対応する平衡信号は、バラン１２３の２つの平衡端子に入力され、バラン１２３によって不平衡信号に変換され、ＢＰＦ１２２を通過し、パワーアンプ１２１によって増幅された後、第１の送信信号として送信信号端子ＴｘＧに伝送される。
【００３２】
高周波回路部は、さらに、出力端が分波装置１の送信信号端子ＴｘＡに接続されたパワーアンプ１２４と、一端がパワーアンプ１２４の入力端に接続されたＢＰＦ１２５と、不平衡端子がＢＰＦ１２５の他端に接続されたバラン１２６と、を備えている。第２の送信信号に対応する平衡信号は、バラン１２６の２つの平衡端子に入力され、バラン１２６によって不平衡信号に変換され、ＢＰＦ１２５を通過し、パワーアンプ１２４によって増幅された後、第２の送信信号として送信信号端子ＴｘＡに伝送される。
【００３３】
なお、高周波回路部の構成は、図２に示した構成に限定されず、種々変更が可能である。例えば、高周波回路部は、バラン１１３，１１６を含まず、ＢＰＦ１１２，１１５を通過した信号を、不平衡信号のまま出力するものであっても構わない。
また、ローノイズアンプ１１１とＢＰＦ１１２の位置関係、およびローノイズアンプ１１４とＢＰＦ１１５の位置関係は、それぞれ、図２に示した位置関係とは逆であってもよい。また、ＢＰＦ１１２，１１５，１２２，１２５の代わりに、ローパスフィルタまたはハイパスフィルタが設けられていても構わない。
【００３４】
次に、本発明の実施形態に係る分波装置１の構成について説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る分波装置１を示す回路図である。分波装置１は、アンテナ１０１に接続されるアンテナ端子ＡＮＴと、第１の周波数帯域における第１の受信信号を出力する第１の受信信号端子ＲｘＧと、第２の周波数帯域における第２の受信信号を出力する第２の受信信号端子ＲｘＡと、第１の周波数帯域における第１の送信信号が入力される第１の送信信号端子ＴｘＧと、第２の周波数帯域における第２の送信信号が入力される第２の送信信号端子ＴｘＡと、を備えている。
【００３５】
分波装置１は、さらに、アンテナ端子ＡＮＴに接続されたスイッチ回路１０と、受信信号端子ＲｘＧ，ＲｘＡおよびスイッチ回路１０に接続された第１のダイプレクサ１１と、送信信号端子ＴｘＧ，ＴｘＡおよびスイッチ回路１０に接続された第２のダイプレクサ１２と、を備えている。
【００３６】
スイッチ回路１０は、直流成分をカットするためのキャパシタ１３を介してアンテナ端子ＡＮＴに接続されている。また、スイッチ回路１０は、ダイプレクサ１１とダイプレクサ１２に接続されている。また、スイッチ回路１０は、キャパシタを介してグランドに接続されている。さらに、スイッチ回路１０は、不図示の制御回路に接続されている。スイッチ回路１０は、この制御回路からの切替信号に基づいてスイッチを切替え、ダイプレクサ１１及びダイプレクサ１２のいずれか一方とアンテナ端子ＡＮＴとを接続する。
【００３７】
ダイプレクサ１１は、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦとも記す。）２０と、詳細を後述するインダクタＬ３を含むハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦとも記す。）３０と、を有している。ＬＰＦ２０の一端は、スイッチ回路１０に接続されている。ＬＰＦ２０の他端は、キャパシタ１４を介して受信信号端子ＲｘＧに接続されている。一方、ＨＰＦ３０の一端は、スイッチ回路１０に接続されている。ＨＰＦ３０の他端は、インダクタを介して受信信号端子ＲｘＡに接続されている。
【００３８】
ＬＰＦ２０は、第１の周波数（例えば、２．４ＧＨｚ帯の無線信号）帯域内の受信信号を通過させ、第１の周波数帯域外の高周波数側の受信信号を遮断する。これにより、ＬＰＦ２０は、アンテナ端子ＡＮＴに入力されスイッチ回路１０を通過した受信信号をフィルタリングし、受信信号端子ＲｘＧに第１の受信信号を出力する。
【００３９】
ＨＰＦ３０は、第２の周波数（例えば、５ＧＨｚ帯の無線信号）帯域内の受信信号を通過させ、第２の周波数帯域外の低周波側の受信信号を遮断する。これにより、ＨＰＦ３０は、アンテナ端子ＡＮＴに入力されスイッチ回路１０を通過した受信信号をフィルタリングし、第２の受信信号端子ＲｘＡに出力する。
【００４０】
ダイプレクサ１２は、互いに直列に接続された３つのＬＰＦ５０、５１、５２と、ＨＰＦ６０と、ＬＰＦ７０と、を有している。ＬＰＦ５０の一端は、スイッチ回路１０に接続されている。ＬＰＦ５１は、詳細を後述するインダクタＬ１、Ｌ２を含み、一端がＬＰＦ５０の他端に接続し、他端がＬＰＦ５２の一端に接続する。ＬＰＦ５２の他端は、キャパシタ１５を介して送信信号端子ＴｘＧに接続されている。一方、ＨＰＦ６０の一端は、スイッチ回路１０に接続されている。ＨＰＦ６０の他端は、ＬＰＦ７０の一端に接続されている。ＬＰＦ７０の他端は、送信信号端子ＴｘＡに接続されている。
【００４１】
ＬＰＦ５０、５１、５２は、第１の周波数帯域内の送信信号を通過させ、第１の周波数帯域外の送信信号を遮断する。詳述すると、ＬＰＦ５２が、第１の送信信号の第３高調波を遮断する。そして、ＬＰＦ５０、５１が、第１の送信信号の第２高調波を遮断する。これにより、ＬＰＦ５０、５１、５２は、送信信号端子ＴｘＧに入力された送信信号をフィルタリングし、第１の送信信号をスイッチ回路１０に出力する。
【００４２】
ＨＰＦ６０及びＬＰＦ７０は、第２の周波数帯域内の送信信号を通過させ、第２の周波数帯域外の送信信号を遮断する。詳述すると、ＬＰＦ７０が、第２の送信信号の第２、第３高調波を遮断する。そして、ＨＰＦ６０が、第２の周波数帯域よりも低周波側の送信信号を遮断する。これにより、ＨＰＦ６０およびＬＰＦ７０は、送信信号端子ＴｘＡに入力された送信信号をフィルタリングし、スイッチ回路１０に第２の送信信号を出力する。
【００４３】
以上の構成の分波装置１では、アンテナ端子ＡＮＴに入力された第１の周波数帯域の受信信号は、スイッチ回路１０およびＬＰＦ２０を通過して、第１の受信信号として受信信号端子ＲｘＧに伝送される。また、アンテナ端子ＡＮＴに入力された第２の周波数帯域の受信信号は、スイッチ回路１０およびＨＰＦ３０を通過して、第２の受信信号として受信信号端子ＲｘＡに伝送される。また、送信信号端子ＴｘＧに入力された第１の周波数帯域の送信信号は、ＬＰＦ５０〜５２およびスイッチ回路１０を通過してアンテナ端子ＡＮＴに伝送される。また、送信信号端子ＴｘＡに入力された第２の周波数帯域の送信信号は、ＬＰＦ７０、ＨＰＦ６０およびスイッチ回路１０を通過してアンテナ端子ＡＮＴに伝送される。
【００４４】
なお、ＬＰＦ５１が、本発明の「第１ＬＣフィルタ回路」に相当し、ＨＰＦ３０が、本発明の「第２ＬＣフィルタ回路」に相当する。また、インダクタＬ１が、本発明の「第１インダクタ」に相当し、インダクタＬ２が、本発明の「第２インダクタ」に相当し、インダクタＬ３が、本発明の「第３インダクタ」に相当する。
【００４５】
次に、図４および図５を参照して、分波装置１の構造について説明する。
図４は、分波装置１の外観斜視図である。図５は、分波装置１の平面図である。
【００４６】
分波装置１は、分波装置１の上記各要素を一体化する積層基板２００を備えている。積層基板２００は、交互に積層された誘電体層と導体層とを有している。分波装置１における回路は、積層基板２００の内部または表面上の導体層と、積層基板２００の上面に搭載された素子とを用いて構成されている。ここでは、図２、図３に示したスイッチ回路１０およびキャパシタ１３〜１５が、積層基板２００に搭載されている。スイッチ回路１０は、１個の部品の形態を有している。積層基板２００は、例えば低温同時焼成セラミック多層基板になっている。そして、積層基板２００の各層における導体パターンの形成は、例えばスクリーン印刷版を用いたスクリーン印刷法で行われる。
【００４７】
次に、図６〜図２３を参照して、積層基板２００の構成について説明する。
図６〜図２２は、それぞれ、上から１層目ないし１７層目の誘電体層の上面を示している。図２３は、上から１８層目の誘電体層の下面を示している。図６〜図２３において、丸印はビアホールを表している。
【００４８】
図６に示した１層目の誘電体層２０１の上面には、キャパシタ１３が接続される導体パターン３１１，３１２と、キャパシタ１４が接続される導体パターン３１３，３１４と、キャパシタ１５が接続される導体パターン３１５，３１６と、が形成されている。さらに、誘電体層２０１の上面には、スイッチ回路１０の各端子が接続される６つの導体パターン３０１〜３０６が形成されている。
【００４９】
図７〜図２２に示した２層目以降の誘電体層２０２〜２１７の各上面と、図２３に示した１８層目の誘電体層２１８の下面とについても、導体層やビアホールが形成されている。
【００５０】
ここで、本実施形態の特徴部である、図１２〜図１７に示した７層目〜１２層目の誘電体層２０７〜２１２について詳述する。
図１２に示した導体層４４０は、ビアホールを介して、図１３に示した導体層４４１に接続されている。また、図１３に示した導体層４４１も、ビアホールを介して、図１４に示した導体層４４２に接続されている。以後同様に、図１４〜図１６に示した導体層４４２〜４４４も、各ビアホールを介して、図１５〜図１７に示した導体層４４３〜４４５に接続されている。これにより、図１２〜図１７に示した導体層４４０〜４４５は、図３に示したインダクタＬ３を構成する。
【００５１】
一方、図１２に示した導体層３４０は、ビアホールを介して、図１３に示した導体層３４１に接続されている。また、図１３に示した導体層３４１も、ビアホールを介して、図１４に示した導体層３４２に接続されている。以後同様に、図１４〜図１６に示した導体層３４２〜３４４も、各ビアホールを介して、図１５〜図１７に示した導体層３４３〜３４５に接続されている。これにより、図１２〜図１６に示した導体層３４０〜３４４は、図３に示したインダクタＬ１を構成する。また、図１７に示した導体層３４５は、図３に示したインダクタＬ２を構成する。
なお、導体層３４０〜３４５が、本発明の「第１コイル導体」に相当し、導体層４４０〜４４５が、本発明の「第２コイル導体」に相当する。
【００５２】
ここで、図３に示したＬＰＦ５１は、図１２〜図１６に示したように導体層３４０〜３４５の内の導体層３４０〜３４４が時計回り方向に巻回することによって構成されるインダクタＬ１と、図１７に示したように導体層３４０〜３４５の内の導体層３４５が反時計回り方向に巻回することによって構成されるインダクタＬ２と、を含んでいる。
【００５３】
また、図３に示したＨＰＦ３０は、図１２〜図１７に示したように導体層４４０〜４４５がインダクタＬ１と同じ時計回り方向へ巻回することによって構成されるインダクタＬ３を含んでいる。さらに、インダクタＬ３の一部は、インダクタＬ２と同じ誘電体層２１２上に導体層４４５が時計回り方向へ巻回することによって構成されている。
【００５４】
そのため、高周波信号がＬＰＦ５１を通過する時、巻回方向が逆になるため、インダクタＬ２とインダクタＬ３の間で不要な結合が起こりにくい。また、高周波信号がＨＰＦ３０を通過する時、同じ理由により、インダクタＬ３とインダクタＬ２の間でも不要な結合が起こりにくい。
【００５５】
従って、この実施形態の積層基板２００の構造によれば、ＬＰＦ５１とＨＰＦ３０の間の電磁干渉を低減できる。また、この実施形態の積層基板２００の構造によれば、特許文献１のようにインダクタＬ２とインダクタＬ３との間にビアホールＶを形成するためのスペースを設ける必要も無いため（図１参照）、分波装置１を小型化できる。
【００５６】
なお、インダクタＬ２は、インダクタＬ１に比べて巻回数が極めて少なく、自己インダクタンスの値や相互インダクタンスの値がインダクタＬ１に比べて極めて小さい。そのため、高周波信号がＬＰＦ５１を通過する際において、逆巻きのインダクタＬ２がＬＰＦ５１の高周波信号の通過特性および高周波ノイズ除去特性に与える影響は極めて小さく、無視できる。
【００５７】
ここで、逆巻きのインダクタＬ２を設けた分波装置１のアイソレーション特性と、特許文献１のようにインダクタＬ２を、インダクタＬ１と同じ時計回り方向へ巻回したインダクタに置き代えてＬＰＦ５１を構成した分波装置１の変形例のアイソレーション特性と、を比較する。
【００５８】
図２４は、本発明の実施形態に係る分波装置１のアイソレーション特性と分波装置１の変形例のアイソレーション特性とを示す特性図である。ここで、アイソレーション特性とは、送信信号端子ＴｘＧから受信信号端子ＲｘＡへ漏洩する信号の減衰量を表し、この減衰量が大きいほどアイソレーション特性が良好となる。両アイソレーション特性を測定した結果、分波装置１においてＬＰＦ５１に逆巻きのインダクタＬ2を設けることにより、所望の周波数帯域Ｂにおいて、送信信号端子ＴｘＧと受信信号端子ＲｘＡ間の信号の減衰量が大幅に改善されていることが明らかとなった。即ち、ＬＰＦ５１からＨＰＦ３０への電磁干渉が大幅に低減することが明らかとなった。
【００５９】
《その他の実施形態》
以上の実施形態では、図３に示したように逆巻きのインダクタＬ２をＬＰＦ５１に設けているが、実施の際は、インダクタＬ２をその他のＬＣフィルタ回路に設けても構わない。同様に、インダクタＬ３をその他のＬＣフィルタ回路に設けても構わない。ここで、例えば、インダクタＬ２をＬＰＦ２０に設けてインダクタＬ３をＨＰＦ３０に設けた場合、ＬＰＦ２０が本発明の「第１ＬＣフィルタ回路」に相当し、ＨＰＦ３０が本発明の「第２ＬＣフィルタ回路」に相当する。また、インダクタＬ２をＬＰＦ７０に設けてインダクタＬ３をＨＰＦ３０に設けた場合、ＬＰＦ７０が本発明の「第１ＬＣフィルタ回路」に相当し、ＨＰＦ３０が本発明の「第２ＬＣフィルタ回路」に相当する。この場合、ＬＰＦ７０及びＨＰＦ３０は、同じ周波数帯域の信号を通過させる。同様に、インダクタＬ２をＬＰＦ７０に設けてインダクタＬ３をＬＰＦ２０に設けた場合、ＬＰＦ７０が本発明の「第１ＬＣフィルタ回路」に相当し、ＬＰＦ２０が本発明の「第２ＬＣフィルタ回路」に相当する。
【００６０】
また、以上の実施形態では、インダクタＬ２の巻回数をインダクタＬ１に比べて少なくすることで、インダクタンスをインダクタＬ１に比べて小さくしているが、実施の際は、インダクタＬ２の巻線の太さや透磁率を、インダクタＬ１に比べて細くしたり低くしたりすることで、インダクタンスをインダクタＬ１に比べて小さくするようにしても構わない。
【００６１】
なお、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６２】
１…分波装置
１０…スイッチ回路
１１、１２…ダイプレクサ
１３、１４、１５…キャパシタ
２０…ＬＰＦ
３０…ＨＰＦ
５０、５１、５２…ＬＰＦ
６０…ＨＰＦ
７０…ＬＰＦ
１０１…アンテナ
１１１、１１４…ローノイズアンプ
１１２、１１５、１２２、１２５…ＢＰＦ
１１３、１１６…バラン
１２１、１２４…パワーアンプ
１２３、１２６…バラン
２００…積層基板
２０１〜２１８…誘電体層
３０１〜３０６…導体層
３１１〜３１６…導体層
３４０〜３４５…導体層
４４０〜４４４…導体層
４４５…導体層
６１２〜６１４…誘電体層
６５２…導体層
７３９〜７４１…導体層
８３９〜８４１…導体層
Ｇ１、Ｇ４…グランド端子
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ７、Ｌ８…インダクタ
ＲｘＧ、ＲｘＡ…受信信号端子
ＴｘＧ、ＴｘＡ…送信信号端子
ＡＮＴ…アンテナ端子
Ｖ…ビア電極
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の周波数帯域における高周波信号を処理する分波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、簡単にネットワーク構築できる技術として、電波を用いてＬＡＮを構成する無線ＬＡＮが注目されている。この無線ＬＡＮには、周波数帯域として２．４ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ｂや、周波数帯域として５ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａのように、複数の規格が存在している。そのため、無線ＬＡＮ用の通信装置は、アンテナに接続され、複数の周波数帯域における高周波信号を処理する分波装置を内蔵する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、受信側の第１ダイプレクサと送信側の第２ダイプレクサと１つのスイッチ回路とを備える分波装置（高周波モジュール）が開示されている。この分波装置において、スイッチ回路は、１つのアンテナに対して、第１、第２ダイプレクサのうちの一方を切り替えて接続する。受信側の第１ダイプレクサは、所定の周波数帯域内の高周波信号を通過させる第１バンドパスフィルタを有する。送信側の第２ダイプレクサは、特定の周波数帯域内の高周波信号を通過させる第２バンドパスフィルタを有する。第１、第２バンドパスフィルタは、導体パターンが形成された誘電体層を積層した積層基板において構成されている。
【０００４】
図１（Ａ）は、特許文献１の積層基板における１２層目の誘電体層６１２の上面を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、特許文献１の積層基板における１３層目の誘電体層６１３の上面を示す平面図であり、図１（Ｃ）は、特許文献１の積層基板における１４層目の誘電体層６１４の上面を示す平面図である。
【０００５】
図１（Ａ）に示した導体層７３９は、ビアホールを介して、図１（Ｂ）に示した導体層７４０に接続されている。また、図１（Ｂ）に示した導体層７４０も、ビアホールを介して、図１（Ｃ）に示した導体層７４１に接続されている。これにより、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示した導体層７３９〜７４１は、受信側の第１バンドパスフィルタに含まれるインダクタＬ７を構成している。
【０００６】
同様に、図１（Ａ）に示した導体層８３９は、ビアホールを介して、図１（Ｂ）に示した導体層８４０に接続されている。また、図１（Ｂ）に示した導体層８４０も、ビアホールを介して、図１（Ｃ）に示した導体層８４１に接続されている。これにより、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示した導体層８３９〜８４１は、送信側の第２バンドパスフィルタに含まれるインダクタＬ８を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３５２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、高周波信号が受信側の第１バンドパスフィルタを通過する時、インダクタＬ７で磁界が発生するため、発生した磁界が第２バンドパスフィルタのインダクタＬ８に干渉する。同様に、高周波信号が送信側の第２バンドパスフィルタを通過する時、インダクタＬ８で磁界が発生するため、発生した磁界が第１バンドパスフィルタのインダクタＬ７に干渉する。特に、特許文献１ではインダクタＬ７とインダクタＬ８が同一の誘電体層上に構成されているため、互いの磁界による不要な干渉が一層発生しやすい。
【０００９】
そのため、分波装置では、各ＬＣフィルタ回路を通過する信号が互いに不要な干渉を起こさないよう（特に送受信間における）各ＬＣフィルタ回路間のアイソレーション特性を良好にすることが重要である。具体的には特許文献１の積層構造では、インダクタＬ７、Ｌ８間の電磁干渉を低減させるため、導体層６５２を介してグランド端子Ｇ１、Ｇ４に接続されたビア電極ＶがインダクタＬ７，Ｌ８間に設けられている。しかしながら、この場合、ビア電極Ｖを設けるための十分なスペースがインダクタＬ７，Ｌ８間に必須となる。
【００１０】
よって、特許文献１の分波装置の積層構造では、電磁干渉を低減させるために小型化が困難であるという問題がある。従って、携帯電話機などの移動体通信装置に特許文献１の分波装置を搭載する場合、移動体通信装置が大型化するという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、各ＬＣフィルタ回路間の電磁干渉を低減できるとともに小型化が容易な積層構造を有する分波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の分波装置は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１３】
（１）アンテナに接続されるアンテナ端子と、
少なくとも二つ以上の信号端子と、
前記アンテナ端子と各信号端子との間に接続され、いずれかの端子から入力された信号の内、第１の周波数帯域の信号を通過させる第１ＬＣフィルタ回路と、
前記アンテナ端子と各信号端子との間に接続され、いずれかの端子から入力された信号の内、第２の周波数帯域の信号を通過させる第２ＬＣフィルタ回路とを備え、
前記第１ＬＣフィルタ回路および前記第２ＬＣフィルタ回路は、導体パターンが形成された誘電体層を積層した積層基板において構成される、分波装置であって、
前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記導体パターンにより形成された形成された第１コイル導体の一部が所定方向に巻回することによって構成される第１インダクタと、前記導体パターンにより形成された前記第１コイル導体の残りの部分が前記所定方向と反対方向に巻回することによって構成される第２インダクタとを含み、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記導体パターンにより形成された第２コイル導体が前記所定方向に巻回することによって構成される第３インダクタを含む。
【００１４】
この構造では、高周波信号が第１ＬＣフィルタ回路を通過する時、巻回方向が逆になる。このため、第２インダクタと第３インダクタの間で不要な結合が起こりにくい。また、高周波信号が第２ＬＣフィルタ回路を通過する時、同じ理由により、第３インダクタと第２インダクタ間でも不要な結合が起こりにくい。
従って、この構造によれば、第１ＬＣフィルタ回路と第２ＬＣフィルタ回路の間の電磁干渉を低減できる。また、この構造によれば、特許文献１のように第２インダクタと第３インダクタとの間にスペースを設ける必要も無いため、分波装置を小型化できる。
【００１５】
（２）前記第３インダクタの少なくとも一部は、前記第２インダクタと同じ誘電体層上で巻回することによって構成されている。
【００１６】
２つのインダクタが同じ誘電体層上に導体パターンが同じ方向へ巻回することによって構成されている場合、両インダクタ間の電磁干渉が強くなる。
この構造では、同じ誘電体層上に導体パターンが巻回することによって構成された第２、第３インダクタの巻回方向が逆であるため、高周波信号が第１ＬＣフィルタ回路を通過する時、第２インダクタと第３インダクタの間で不要な結合が起こりにくい。また、高周波信号が第２ＬＣフィルタ回路を通過する時、同じ理由により、第３インダクタと第２インダクタの間でも不要な結合が起こりにくい。
従って、この構造によれば、第１ＬＣフィルタ回路と第２ＬＣフィルタ回路の間の電磁干渉を一層低減できる。
【００１７】
（３）前記第２インダクタは、前記第１インダクタよりインダクタンスの値が小さい。
【００１８】
この積層構造では、第２インダクタのインダクタンス値が第１インダクタのインダクタンス値に比べて小さければ小さい程、次の作用効果を生じる。即ち、高周波信号が第１ＬＣフィルタ回路を通過する際において、逆巻きの第２インダクタが第１ＬＣフィルタ回路の高周波信号の通過特性および高周波ノイズ除去特性に与える影響は極めて小さく、無視できる。
【００１９】
（４）前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記信号端子から入力された信号の内、前記第１の周波数帯域の信号を通過させて前記アンテナ端子へ出力するフィルタ回路であり、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記アンテナ端子で受信され、前記アンテナ端子から入力された信号の内、前記第２の周波数帯域の信号を通過させて前記信号端子へ出力するフィルタ回路である。
【００２０】
この積層構造では、第１ＬＣフィルタ回路が送信側のフィルタ回路であり、第２ＬＣフィルタ回路が受信側のフィルタ回路である。そのため、この積層構造によれば、送信側の第１ＬＣフィルタ回路と受信側の第２ＬＣフィルタ回路との間の電磁干渉を低減できる。
【００２１】
（５）前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記アンテナ端子で受信され、前記アンテナ端子から入力された信号の内、前記第１の周波数帯域の信号を通過させて前記信号端子へ出力するフィルタ回路であり、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記信号端子から入力された信号の内、前記第２の周波数帯域の信号を通過させて前記アンテナ端子へ出力するフィルタ回路である。
【００２２】
この積層構造では、第１ＬＣフィルタ回路が受信側のフィルタ回路であり、第２ＬＣフィルタ回路が送信側のフィルタ回路である。そのため、この積層構造によれば、受信側の第１ＬＣフィルタ回路と送信側の第２ＬＣフィルタ回路との間の電磁干渉を低減できる。
【００２３】
（６）前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域と同じ周波数帯域である。
【００２４】
第１、第２の周波数帯域が同じである場合、第１、第２ＬＣフィルタ回路間の電磁干渉が強くなる。そのため、この構成では、第１ＬＣフィルタ回路と第２ＬＣフィルタ回路の間の電磁干渉を一層低減できる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、各ＬＣフィルタ回路間の電磁干渉を低減できるとともに小型化が容易な分波装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（Ａ）は、特許文献１の積層基板における１２層目の誘電体層６１２の上面を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、特許文献１の積層基板における１３層目の誘電体層６１３の上面を示す平面図であり、図１（Ｃ）は、特許文献１の積層基板における１４層目の誘電体層６１４の上面を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る分波装置１が実装される無線ＬＡＮ用の通信装置における高周波回路部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る分波装置１の回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る分波装置１の外観斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る分波装置１の平面図である。
【図６】図４に示した積層基板２００における１層目の誘電体層２０１の上面を示す平面図である。
【図７】図４に示した積層基板２００における２層目の誘電体層２０２の上面を示す平面図である。
【図８】図４に示した積層基板２００における３層目の誘電体層２０３の上面を示す平面図である。
【図９】図４に示した積層基板２００における４層目の誘電体層２０４の上面を示す平面図である。
【図１０】図４に示した積層基板２００における５層目の誘電体層２０５の上面を示す平面図である。
【図１１】図４に示した積層基板２００における６層目の誘電体層２０６の上面を示す平面図である。
【図１２】図４に示した積層基板２００における７層目の誘電体層２０７の上面を示す平面図である。
【図１３】図４に示した積層基板２００における８層目の誘電体層２０８の上面を示す平面図である。
【図１４】図４に示した積層基板２００における９層目の誘電体層２０９の上面を示す平面図である。
【図１５】図４に示した積層基板２００における１０層目の誘電体層２１０の上面を示す平面図である。
【図１６】図４に示した積層基板２００における１１層目の誘電体層２１１の上面を示す平面図である。
【図１７】図４に示した積層基板２００における１２層目の誘電体層２１２の上面を示す平面図である。
【図１８】図４に示した積層基板２００における１３層目の誘電体層２１３の上面を示す平面図である。
【図１９】図４に示した積層基板２００における１４層目の誘電体層２１４の上面を示す平面図である。
【図２０】図４に示した積層基板２００における１５層目の誘電体層２１５の上面を示す平面図である。
【図２１】図４に示した積層基板２００における１６層目の誘電体層２１６の上面を示す平面図である。
【図２２】図４に示した積層基板２００における１７層目の誘電体層２１７の上面を示す平面図である。
【図２３】図４に示した積層基板２００における１８層目の誘電体層２１８の下面を示す平面図である。
【図２４】本発明の実施形態に係る分波装置１のアイソレーション特性と当該分波装置１の変形例のアイソレーション特性とを示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態に係る分波装置について説明する。本発明の実施形態に係る分波装置は、無線ＬＡＮの通信に用いられる。同分波装置は、第１の周波数帯域における第１の受信信号および第１の送信信号と、この実施形態では第１の周波数帯域よりも高周波側の第２の周波数帯域における第２の受信信号および第２の送信信号と、を処理するものである。第１の周波数帯域は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂにおいて使用される２．４ＧＨｚ帯である。第２の周波数帯域は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａやにおいて使用される５ＧＨｚ帯である。なお、実施の際は、第１、第２の周波数帯域に加え、その他の周波数帯域における高周波信号を処理する回路構成を同分波装置に付加しても構わない。
【００２８】
まず、本発明の実施形態に係る分波装置が実装される無線ＬＡＮ用の通信装置における高周波回路部の構成について説明する。
図２は、同高周波回路部の構成を示すブロック図である。同高周波回路部は、分波装置１と、この分波装置１に接続されたアンテナ１０１と、を備えている。
【００２９】
高周波回路部は、さらに、入力端が分波装置１の受信信号端子ＲｘＧに接続されたローノイズアンプ１１１と、一端がローノイズアンプ１１１の出力端に接続されたバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと記す。）１１２と、不平衡端子がＢＰＦ１１２の他端に接続されたバラン１１３と、を備えている。受信信号端子ＲｘＧより出力された第１の受信信号は、ローノイズアンプ１１１によって増幅された後、ＢＰＦ１１２を通過し、バラン１１３によって、平衡信号に変換されて、バラン１１３の２つの平衡端子より出力される。
【００３０】
高周波回路部は、さらに、入力端が分波装置１の受信信号端子ＲｘＡに接続されたローノイズアンプ１１４と、一端がローノイズアンプ１１４の出力端に接続されたＢＰＦ１１５と、不平衡端子がＢＰＦ１１５の他端に接続されたバラン１１６と、を備えている。受信信号端子ＲｘＡより出力された第２の受信信号は、ローノイズアンプ１１４によって増幅された後、ＢＰＦ１１５を通過し、バラン１１６によって、平衡信号に変換されて、バラン１１６の２つの平衡端子より出力される。
【００３１】
高周波回路部は、さらに、出力端が分波装置１の送信信号端子ＴｘＧに接続されたパワーアンプ１２１と、一端がパワーアンプ１２１の入力端に接続されたＢＰＦ１２２と、不平衡端子がＢＰＦ１２２の他端に接続されたバラン１２３と、を備えている。第１の送信信号に対応する平衡信号は、バラン１２３の２つの平衡端子に入力され、バラン１２３によって不平衡信号に変換され、ＢＰＦ１２２を通過し、パワーアンプ１２１によって増幅された後、第１の送信信号として送信信号端子ＴｘＧに伝送される。
【００３２】
高周波回路部は、さらに、出力端が分波装置１の送信信号端子ＴｘＡに接続されたパワーアンプ１２４と、一端がパワーアンプ１２４の入力端に接続されたＢＰＦ１２５と、不平衡端子がＢＰＦ１２５の他端に接続されたバラン１２６と、を備えている。第２の送信信号に対応する平衡信号は、バラン１２６の２つの平衡端子に入力され、バラン１２６によって不平衡信号に変換され、ＢＰＦ１２５を通過し、パワーアンプ１２４によって増幅された後、第２の送信信号として送信信号端子ＴｘＡに伝送される。
【００３３】
なお、高周波回路部の構成は、図２に示した構成に限定されず、種々変更が可能である。例えば、高周波回路部は、バラン１１３，１１６を含まず、ＢＰＦ１１２，１１５を通過した信号を、不平衡信号のまま出力するものであっても構わない。
また、ローノイズアンプ１１１とＢＰＦ１１２の位置関係、およびローノイズアンプ１１４とＢＰＦ１１５の位置関係は、それぞれ、図２に示した位置関係とは逆であってもよい。また、ＢＰＦ１１２，１１５，１２２，１２５の代わりに、ローパスフィルタまたはハイパスフィルタが設けられていても構わない。
【００３４】
次に、本発明の実施形態に係る分波装置１の構成について説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る分波装置１を示す回路図である。分波装置１は、アンテナ１０１に接続されるアンテナ端子ＡＮＴと、第１の周波数帯域における第１の受信信号を出力する第１の受信信号端子ＲｘＧと、第２の周波数帯域における第２の受信信号を出力する第２の受信信号端子ＲｘＡと、第１の周波数帯域における第１の送信信号が入力される第１の送信信号端子ＴｘＧと、第２の周波数帯域における第２の送信信号が入力される第２の送信信号端子ＴｘＡと、を備えている。
【００３５】
分波装置１は、さらに、アンテナ端子ＡＮＴに接続されたスイッチ回路１０と、受信信号端子ＲｘＧ，ＲｘＡおよびスイッチ回路１０に接続された第１のダイプレクサ１１と、送信信号端子ＴｘＧ，ＴｘＡおよびスイッチ回路１０に接続された第２のダイプレクサ１２と、を備えている。
【００３６】
スイッチ回路１０は、直流成分をカットするためのキャパシタ１３を介してアンテナ端子ＡＮＴに接続されている。また、スイッチ回路１０は、ダイプレクサ１１とダイプレクサ１２に接続されている。また、スイッチ回路１０は、キャパシタを介してグランドに接続されている。さらに、スイッチ回路１０は、不図示の制御回路に接続されている。スイッチ回路１０は、この制御回路からの切替信号に基づいてスイッチを切替え、ダイプレクサ１１及びダイプレクサ１２のいずれか一方とアンテナ端子ＡＮＴとを接続する。
【００３７】
ダイプレクサ１１は、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦとも記す。）２０と、詳細を後述するインダクタＬ３を含むハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦとも記す。）３０と、を有している。ＬＰＦ２０の一端は、スイッチ回路１０に接続されている。ＬＰＦ２０の他端は、キャパシタ１４を介して受信信号端子ＲｘＧに接続されている。一方、ＨＰＦ３０の一端は、スイッチ回路１０に接続されている。ＨＰＦ３０の他端は、インダクタを介して受信信号端子ＲｘＡに接続されている。
【００３８】
ＬＰＦ２０は、第１の周波数（例えば、２．４ＧＨｚ帯の無線信号）帯域内の受信信号を通過させ、第１の周波数帯域外の高周波数側の受信信号を遮断する。これにより、ＬＰＦ２０は、アンテナ端子ＡＮＴに入力されスイッチ回路１０を通過した受信信号をフィルタリングし、受信信号端子ＲｘＧに第１の受信信号を出力する。
【００３９】
ＨＰＦ３０は、第２の周波数（例えば、５ＧＨｚ帯の無線信号）帯域内の受信信号を通過させ、第２の周波数帯域外の低周波側の受信信号を遮断する。これにより、ＨＰＦ３０は、アンテナ端子ＡＮＴに入力されスイッチ回路１０を通過した受信信号をフィルタリングし、第２の受信信号端子ＲｘＡに出力する。
【００４０】
ダイプレクサ１２は、互いに直列に接続された３つのＬＰＦ５０、５１、５２と、ＨＰＦ６０と、ＬＰＦ７０と、を有している。ＬＰＦ５０の一端は、スイッチ回路１０に接続されている。ＬＰＦ５１は、詳細を後述するインダクタＬ１、Ｌ２を含み、一端がＬＰＦ５０の他端に接続し、他端がＬＰＦ５２の一端に接続する。ＬＰＦ５２の他端は、キャパシタ１５を介して送信信号端子ＴｘＧに接続されている。一方、ＨＰＦ６０の一端は、スイッチ回路１０に接続されている。ＨＰＦ６０の他端は、ＬＰＦ７０の一端に接続されている。ＬＰＦ７０の他端は、送信信号端子ＴｘＡに接続されている。
【００４１】
ＬＰＦ５０、５１、５２は、第１の周波数帯域内の送信信号を通過させ、第１の周波数帯域外の送信信号を遮断する。詳述すると、ＬＰＦ５２が、第１の送信信号の第３高調波を遮断する。そして、ＬＰＦ５０、５１が、第１の送信信号の第２高調波を遮断する。これにより、ＬＰＦ５０、５１、５２は、送信信号端子ＴｘＧに入力された送信信号をフィルタリングし、第１の送信信号をスイッチ回路１０に出力する。
【００４２】
ＨＰＦ６０及びＬＰＦ７０は、第２の周波数帯域内の送信信号を通過させ、第２の周波数帯域外の送信信号を遮断する。詳述すると、ＬＰＦ７０が、第２の送信信号の第２、第３高調波を遮断する。そして、ＨＰＦ６０が、第２の周波数帯域よりも低周波側の送信信号を遮断する。これにより、ＨＰＦ６０およびＬＰＦ７０は、送信信号端子ＴｘＡに入力された送信信号をフィルタリングし、スイッチ回路１０に第２の送信信号を出力する。
【００４３】
以上の構成の分波装置１では、アンテナ端子ＡＮＴに入力された第１の周波数帯域の受信信号は、スイッチ回路１０およびＬＰＦ２０を通過して、第１の受信信号として受信信号端子ＲｘＧに伝送される。また、アンテナ端子ＡＮＴに入力された第２の周波数帯域の受信信号は、スイッチ回路１０およびＨＰＦ３０を通過して、第２の受信信号として受信信号端子ＲｘＡに伝送される。また、送信信号端子ＴｘＧに入力された第１の周波数帯域の送信信号は、ＬＰＦ５０〜５２およびスイッチ回路１０を通過してアンテナ端子ＡＮＴに伝送される。また、送信信号端子ＴｘＡに入力された第２の周波数帯域の送信信号は、ＬＰＦ７０、ＨＰＦ６０およびスイッチ回路１０を通過してアンテナ端子ＡＮＴに伝送される。
【００４４】
なお、ＬＰＦ５１が、本発明の「第１ＬＣフィルタ回路」に相当し、ＨＰＦ３０が、本発明の「第２ＬＣフィルタ回路」に相当する。また、インダクタＬ１が、本発明の「第１インダクタ」に相当し、インダクタＬ２が、本発明の「第２インダクタ」に相当し、インダクタＬ３が、本発明の「第３インダクタ」に相当する。
【００４５】
次に、図４および図５を参照して、分波装置１の構造について説明する。
図４は、分波装置１の外観斜視図である。図５は、分波装置１の平面図である。
【００４６】
分波装置１は、分波装置１の上記各要素を一体化する積層基板２００を備えている。積層基板２００は、交互に積層された誘電体層と導体層とを有している。分波装置１における回路は、積層基板２００の内部または表面上の導体層と、積層基板２００の上面に搭載された素子とを用いて構成されている。ここでは、図２、図３に示したスイッチ回路１０およびキャパシタ１３〜１５が、積層基板２００に搭載されている。スイッチ回路１０は、１個の部品の形態を有している。積層基板２００は、例えば低温同時焼成セラミック多層基板になっている。そして、積層基板２００の各層における導体パターンの形成は、例えばスクリーン印刷版を用いたスクリーン印刷法で行われる。
【００４７】
次に、図６〜図２３を参照して、積層基板２００の構成について説明する。
図６〜図２２は、それぞれ、上から１層目ないし１７層目の誘電体層の上面を示している。図２３は、上から１８層目の誘電体層の下面を示している。図６〜図２３において、丸印はビアホールを表している。
【００４８】
図６に示した１層目の誘電体層２０１の上面には、キャパシタ１３が接続される導体パターン３１１，３１２と、キャパシタ１４が接続される導体パターン３１３，３１４と、キャパシタ１５が接続される導体パターン３１５，３１６と、が形成されている。さらに、誘電体層２０１の上面には、スイッチ回路１０の各端子が接続される６つの導体パターン３０１〜３０６が形成されている。
【００４９】
図７〜図２２に示した２層目以降の誘電体層２０２〜２１７の各上面と、図２３に示した１８層目の誘電体層２１８の下面とについても、導体層やビアホールが形成されている。
【００５０】
ここで、本実施形態の特徴部である、図１２〜図１７に示した７層目〜１２層目の誘電体層２０７〜２１２について詳述する。
図１２に示した導体層４４０は、ビアホールを介して、図１３に示した導体層４４１に接続されている。また、図１３に示した導体層４４１も、ビアホールを介して、図１４に示した導体層４４２に接続されている。以後同様に、図１４〜図１６に示した導体層４４２〜４４４も、各ビアホールを介して、図１５〜図１７に示した導体層４４３〜４４５に接続されている。これにより、図１２〜図１７に示した導体層４４０〜４４５は、図３に示したインダクタＬ３を構成する。
【００５１】
一方、図１２に示した導体層３４０は、ビアホールを介して、図１３に示した導体層３４１に接続されている。また、図１３に示した導体層３４１も、ビアホールを介して、図１４に示した導体層３４２に接続されている。以後同様に、図１４〜図１６に示した導体層３４２〜３４４も、各ビアホールを介して、図１５〜図１７に示した導体層３４３〜３４５に接続されている。これにより、図１２〜図１６に示した導体層３４０〜３４４は、図３に示したインダクタＬ１を構成する。また、図１７に示した導体層３４５は、図３に示したインダクタＬ２を構成する。
なお、導体層３４０〜３４５が、本発明の「第１コイル導体」に相当し、導体層４４０〜４４５が、本発明の「第２コイル導体」に相当する。
【００５２】
ここで、図３に示したＬＰＦ５１は、図１２〜図１６に示したように導体層３４０〜３４５の内の導体層３４０〜３４４が時計回り方向に巻回することによって構成されるインダクタＬ１と、図１７に示したように導体層３４０〜３４５の内の導体層３４５が反時計回り方向に巻回することによって構成されるインダクタＬ２と、を含んでいる。
【００５３】
また、図３に示したＨＰＦ３０は、図１２〜図１７に示したように導体層４４０〜４４５がインダクタＬ１と同じ時計回り方向へ巻回することによって構成されるインダクタＬ３を含んでいる。さらに、インダクタＬ３の一部は、インダクタＬ２と同じ誘電体層２１２上に導体層４４５が時計回り方向へ巻回することによって構成されている。
【００５４】
そのため、高周波信号がＬＰＦ５１を通過する時、巻回方向が逆になるため、インダクタＬ２とインダクタＬ３の間で不要な結合が起こりにくい。また、高周波信号がＨＰＦ３０を通過する時、同じ理由により、インダクタＬ３とインダクタＬ２の間でも不要な結合が起こりにくい。
【００５５】
従って、この実施形態の積層基板２００の構造によれば、ＬＰＦ５１とＨＰＦ３０の間の電磁干渉を低減できる。また、この実施形態の積層基板２００の構造によれば、特許文献１のようにインダクタＬ２とインダクタＬ３との間にビアホールＶを形成するためのスペースを設ける必要も無いため（図１参照）、分波装置１を小型化できる。
【００５６】
なお、インダクタＬ２は、インダクタＬ１に比べて巻回数が極めて少なく、自己インダクタンスの値や相互インダクタンスの値がインダクタＬ１に比べて極めて小さい。そのため、高周波信号がＬＰＦ５１を通過する際において、逆巻きのインダクタＬ２がＬＰＦ５１の高周波信号の通過特性および高周波ノイズ除去特性に与える影響は極めて小さく、無視できる。
【００５７】
ここで、逆巻きのインダクタＬ２を設けた分波装置１のアイソレーション特性と、特許文献１のようにインダクタＬ２を、インダクタＬ１と同じ時計回り方向へ巻回したインダクタに置き代えてＬＰＦ５１を構成した分波装置１の変形例のアイソレーション特性と、を比較する。
【００５８】
図２４は、本発明の実施形態に係る分波装置１のアイソレーション特性と分波装置１の変形例のアイソレーション特性とを示す特性図である。ここで、アイソレーション特性とは、送信信号端子ＴｘＧから受信信号端子ＲｘＡへ漏洩する信号の減衰量を表し、この減衰量が大きいほどアイソレーション特性が良好となる。両アイソレーション特性を測定した結果、分波装置１においてＬＰＦ５１に逆巻きのインダクタＬ2を設けることにより、所望の周波数帯域Ｂにおいて、送信信号端子ＴｘＧと受信信号端子ＲｘＡ間の信号の減衰量が大幅に改善されていることが明らかとなった。即ち、ＬＰＦ５１からＨＰＦ３０への電磁干渉が大幅に低減することが明らかとなった。
【００５９】
《その他の実施形態》
以上の実施形態では、図３に示したように逆巻きのインダクタＬ２をＬＰＦ５１に設けているが、実施の際は、インダクタＬ２をその他のＬＣフィルタ回路に設けても構わない。同様に、インダクタＬ３をその他のＬＣフィルタ回路に設けても構わない。ここで、例えば、インダクタＬ２をＬＰＦ２０に設けてインダクタＬ３をＨＰＦ３０に設けた場合、ＬＰＦ２０が本発明の「第１ＬＣフィルタ回路」に相当し、ＨＰＦ３０が本発明の「第２ＬＣフィルタ回路」に相当する。また、インダクタＬ２をＬＰＦ７０に設けてインダクタＬ３をＨＰＦ３０に設けた場合、ＬＰＦ７０が本発明の「第１ＬＣフィルタ回路」に相当し、ＨＰＦ３０が本発明の「第２ＬＣフィルタ回路」に相当する。この場合、ＬＰＦ７０及びＨＰＦ３０は、同じ周波数帯域の信号を通過させる。同様に、インダクタＬ２をＬＰＦ７０に設けてインダクタＬ３をＬＰＦ２０に設けた場合、ＬＰＦ７０が本発明の「第１ＬＣフィルタ回路」に相当し、ＬＰＦ２０が本発明の「第２ＬＣフィルタ回路」に相当する。
【００６０】
また、以上の実施形態では、インダクタＬ２の巻回数をインダクタＬ１に比べて少なくすることで、インダクタンスをインダクタＬ１に比べて小さくしているが、実施の際は、インダクタＬ２の巻線の太さや透磁率を、インダクタＬ１に比べて細くしたり低くしたりすることで、インダクタンスをインダクタＬ１に比べて小さくするようにしても構わない。
【００６１】
なお、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６２】
１…分波装置
１０…スイッチ回路
１１、１２…ダイプレクサ
１３、１４、１５…キャパシタ
２０…ＬＰＦ
３０…ＨＰＦ
５０、５１、５２…ＬＰＦ
６０…ＨＰＦ
７０…ＬＰＦ
１０１…アンテナ
１１１、１１４…ローノイズアンプ
１１２、１１５、１２２、１２５…ＢＰＦ
１１３、１１６…バラン
１２１、１２４…パワーアンプ
１２３、１２６…バラン
２００…積層基板
２０１〜２１８…誘電体層
３０１〜３０６…導体層
３１１〜３１６…導体層
３４０〜３４５…導体層
４４０〜４４４…導体層
４４５…導体層
６１２〜６１４…誘電体層
６５２…導体層
７３９〜７４１…導体層
８３９〜８４１…導体層
Ｇ１、Ｇ４…グランド端子
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ７、Ｌ８…インダクタ
ＲｘＧ、ＲｘＡ…受信信号端子
ＴｘＧ、ＴｘＡ…送信信号端子
ＡＮＴ…アンテナ端子
Ｖ…ビア電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナに接続されるアンテナ端子と、
少なくとも二つ以上の信号端子と、
前記アンテナ端子と各信号端子との間に接続され、いずれかの端子から入力された信号の内、第１の周波数帯域の信号を通過させる第１ＬＣフィルタ回路と、
前記アンテナ端子と各信号端子との間に接続され、いずれかの端子から入力された信号の内、第２の周波数帯域の信号を通過させる第２ＬＣフィルタ回路とを備え、
前記第１ＬＣフィルタ回路および前記第２ＬＣフィルタ回路は、導体パターンが形成された誘電体層を積層した積層基板において構成される、分波装置であって、
前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記導体パターンにより形成された第１コイル導体の一部が所定方向に巻回することによって構成される第１インダクタと、前記導体パターンにより形成された前記第１コイル導体の残りの部分が前記所定方向と反対方向に巻回することによって構成される第２インダクタとを含み、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記導体パターンにより形成された第２コイル導体が前記所定方向に巻回することによって構成される第３インダクタを含む、分波装置。
【請求項２】
前記第３インダクタの少なくとも一部は、前記第２インダクタと同じ誘電体層上で巻回することによって構成されている、請求項１に記載の分波装置。
【請求項３】
前記第２インダクタは、前記第１インダクタよりインダクタンスが小さい、請求項１又は２に記載の分波装置。
【請求項４】
前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記信号端子から入力された信号の内、前記第１の周波数帯域の信号を通過させて前記アンテナ端子へ出力するフィルタ回路であり、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記アンテナ端子で受信され、前記アンテナ端子から入力された信号の内、前記第２の周波数帯域の信号を通過させて前記信号端子へ出力するフィルタ回路である、請求項１から３のいずれかに記載の分波装置。
【請求項５】
前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記アンテナ端子で受信され、前記アンテナ端子から入力された信号の内、前記第１の周波数帯域の信号を通過させて前記信号端子へ出力するフィルタ回路であり、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記信号端子から入力された信号の内、前記第２の周波数帯域の信号を通過させて前記アンテナ端子へ出力するフィルタ回路である、請求項１から３のいずれかに記載の分波装置。
【請求項６】
前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域と同じ周波数帯域である、請求項１から５のいずれかに記載の分波装置。
【請求項１】
アンテナに接続されるアンテナ端子と、
少なくとも二つ以上の信号端子と、
前記アンテナ端子と各信号端子との間に接続され、いずれかの端子から入力された信号の内、第１の周波数帯域の信号を通過させる第１ＬＣフィルタ回路と、
前記アンテナ端子と各信号端子との間に接続され、いずれかの端子から入力された信号の内、第２の周波数帯域の信号を通過させる第２ＬＣフィルタ回路とを備え、
前記第１ＬＣフィルタ回路および前記第２ＬＣフィルタ回路は、導体パターンが形成された誘電体層を積層した積層基板において構成される、分波装置であって、
前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記導体パターンにより形成された第１コイル導体の一部が所定方向に巻回することによって構成される第１インダクタと、前記導体パターンにより形成された前記第１コイル導体の残りの部分が前記所定方向と反対方向に巻回することによって構成される第２インダクタとを含み、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記導体パターンにより形成された第２コイル導体が前記所定方向に巻回することによって構成される第３インダクタを含む、分波装置。
【請求項２】
前記第３インダクタの少なくとも一部は、前記第２インダクタと同じ誘電体層上で巻回することによって構成されている、請求項１に記載の分波装置。
【請求項３】
前記第２インダクタは、前記第１インダクタよりインダクタンスが小さい、請求項１又は２に記載の分波装置。
【請求項４】
前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記信号端子から入力された信号の内、前記第１の周波数帯域の信号を通過させて前記アンテナ端子へ出力するフィルタ回路であり、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記アンテナ端子で受信され、前記アンテナ端子から入力された信号の内、前記第２の周波数帯域の信号を通過させて前記信号端子へ出力するフィルタ回路である、請求項１から３のいずれかに記載の分波装置。
【請求項５】
前記第１ＬＣフィルタ回路は、前記アンテナ端子で受信され、前記アンテナ端子から入力された信号の内、前記第１の周波数帯域の信号を通過させて前記信号端子へ出力するフィルタ回路であり、
前記第２ＬＣフィルタ回路は、前記信号端子から入力された信号の内、前記第２の周波数帯域の信号を通過させて前記アンテナ端子へ出力するフィルタ回路である、請求項１から３のいずれかに記載の分波装置。
【請求項６】
前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域と同じ周波数帯域である、請求項１から５のいずれかに記載の分波装置。
【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】
【図２４】
【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】
【図２４】
【公開番号】特開２０１２−８０２４６（Ｐ２０１２−８０２４６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２２２８（Ｐ２０１０−２２２２２８）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]