Title:
ABZWEIGFILTER
Kind Code:
A1
Abstract:

Ein Abzweigfilter umfasst ein Tiefpassfilter, der zwischen einem gemeinsamen Anschluss und einem ersten Signalanschluss vorgesehen ist, und ein Hochpassfilter, der zwischen dem gemeinsamen Anschluss und einem zweiten Signalanschluss vorgesehen ist. Das Tiefpassfilter umfasst: einen ersten LC-Resonanzkreis; und einen ersten akustischen Wellenresonator, der in einem Parallelzweig vorgesehen ist, der einen Pfad, der von dem ersten LC-Resonanzkreis zu dem ersten Signalanschluss führt, mit einem Massenanschluss verbindet. Das Hochpassfilter umfasst: einen zweiten LC-Resonanzkreis; und einen zweiten akustischen Wellenresonator, der in einem Pfad vorgesehen ist, der von dem zweiten LC-Resonanzkreis zu dem zweiten Signalanschluss führt.



Inventors:
Tsukamoto, Kazuhiro (Tokyo, JP)
Suzuki, Hiroya (Tokyo, JP)
Application Number:
DE102016124244A
Publication Date:
06/22/2017
Filing Date:
12/13/2016
Assignee:
TDK Corp. (Tokyo, JP)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102007024895B4N/A2015-08-27
Foreign References:
JPH04196829A1992-07-16
Attorney, Agent or Firm:
Epping Hermann Fischer, Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80639, München, DE
Claims:
1. Abzweigfilter (1), aufweisend:
einen gemeinsamen Anschluss (2);
einen ersten Signalanschluss (3);
einen zweiten Signalanschluss (4);
ein Tiefpassfilter (10), das zwischen dem gemeinsamen Anschluss (2) und dem ersten Signalanschluss (3) vorgesehen ist, und eingerichtet ist, selektiv ein Signal einer Frequenz innerhalb eines ersten Frequenzbands, dessen Frequenz nicht höher als eine erste Grenzfrequenz ist, durchzulassen; und
ein Hochpassfilter (20), das zwischen dem gemeinsamen Anschluss (2) und dem zweiten Signalanschluss (4) vorgesehen ist, und eingerichtet ist, selektiv ein Signal einer Frequenz innerhalb eines zweiten Frequenzbands, dessen Frequenz nicht tiefer als eine zweite Grenzfrequenz und höher als die erste Frequenz ist, durchzulassen, dadurch gekennzeichnet, dass:
das Tiefpassfilter (10) umfasst: einen ersten LC-Resonanzkreis (11); und einen ersten akustischen Wellenresonator (12), der in einem Parallelzweig (13) vorgesehen ist, der einen Pfad, der von dem ersten LC-Resonanzkreis (11) zu dem ersten Signalanschluss (3) führt, mit einem Masseanschluss verbindet; und
der erste akustische Wellenresonator (12) eine Resonanzfrequenz hat, die höher als die erste Grenzfrequenz ist.

2. Abzweigfilter (1) gemäß Anspruch 1, wobei der erste LC-Resonanzkreis (11) ein LC-Parallelresonanzkreis (11) ist, der eine erste Spule (L11) und einen ersten Kondensator (C11) umfasst, die parallelgeschaltet zwischen dem gemeinsamen Anschluss (2) und dem ersten Signalanschluss (3) vorgesehen sind.

3. Abzweigfilter (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der erste akustische Wellenresonator (12) eine Antiresonanzfrequenz hat, die höher als die zweite Grenzfrequenz ist.

4. Abzweigfilter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste LC-Resonanzkreis (11) eine Resonanzfrequenz hat, die höher als die Resonanzfrequenz des ersten akustischen Wellenresonators (12) ist.

5. Abzweigfilter (1), aufweisend:
einen gemeinsamen Anschluss (2);
einen ersten Signalanschluss (3);
einen zweiten Signalanschluss (4);
ein Tiefpassfilter (10), das zwischen dem gemeinsamen Anschluss (2) und dem ersten Signalanschluss (3) vorgesehen ist, und eingerichtet ist, selektiv ein Signal einer Frequenz innerhalb eines ersten Frequenzbands, dessen Frequenz nicht höher als eine erste Grenzfrequenz ist, durchzulassen; und
ein Hochpassfilter (20), das zwischen dem gemeinsamen Anschluss (2) und dem zweiten Signalanschluss (4) vorgesehen ist, und eingerichtet ist, selektiv ein Signal einer Frequenz innerhalb eines zweiten Frequenzbands, dessen Frequenz nicht tiefer als eine zweite Grenzfrequenz und höher als die erste Frequenz ist, durchzulassen, dadurch gekennzeichnet, dass:
das Hochpassfilter (20) umfasst: einen zweiten LC-Resonanzkreis (21); und einen zweiten akustischen Wellenresonator (22), der in einem Pfad vorgesehen ist, der von dem zweiten LC-Resonanzkreis (21) zu dem zweiten Signalanschluss (4) führt; und
der zweite akustische Wellenresonator (22) eine Antiresonanzfrequenz hat, die niedriger als die zweite Grenzfrequenz ist.

6. Abzweigfilter (1) nach Anspruch 5, wobei der zweite LC-Resonanzkreis (21) ein LC-Reihenresonanzkreis (21) ist, der eine zweite Spule (L21) und einen zweiten Kondensator (C21) umfasst, die in Reihe geschaltet zwischen einem Pfad, der von dem gemeinsamen Anschluss (2) zu dem zweiten akustischen Wellenresonator (22) führt, und einem Masseanschluss vorgesehen sind.

7. Abzweigfilter (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der zweite akustische Wellenresonator (22) eine Resonanzfrequenz hat, die niedriger als die erste Grenzfrequenz ist.

8. Abzweigfilter (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der zweite LC-Resonanzkreis (21) eine Resonanzfrequenz tiefer als die Antiresonanzfrequenz des zweiten akustischen Wellenresonators (22) hat.

9. Abzweigfilter (1), aufweisend:
einen gemeinsamen Anschluss (2);
einen ersten Signalanschluss (3);
einen zweiten Signalanschluss (4);
ein Tiefpassfilter (10), das zwischen dem gemeinsamen Anschluss (2) und dem ersten Signalanschluss (3) vorgesehen ist, und eingerichtet ist, selektiv ein Signal einer Frequenz innerhalb eines ersten Durchlassbands, dessen Frequenz nicht höher als eine erste Grenzfrequenz ist, durchzulassen; und
ein Hochpassfilter (20), das zwischen dem gemeinsamen Anschluss (2) und dem zweiten Signalanschluss (4) vorgesehen ist, und eingerichtet ist, selektiv ein Signal einer Frequenz innerhalb eines zweiten Durchlassbands, dessen Frequenz nicht tiefer als eine zweite Grenzfrequenz und höher als die erste Grenzfrequenz ist, durchzulassen, dadurch gekennzeichnet, dass:
das Tiefpassfilter (10) umfasst: einen ersten LC-Resonanzkreis (11); und einen ersten akustischen Wellenresonator (12), der in einem Parallelzweig (13) vorgesehen ist, der einen Pfad, der von dem ersten LC-Resonanzkreis (11) zu dem ersten Signalanschluss (3) führt, mit einem Masseanschluss verbindet; und
der erste akustische Wellenresonator (12) eine Resonanzfrequenz hat, die höher als die erste Grenzfrequenz ist;
das Hochpassfilter (20) umfasst: einen zweiten LC-Resonanzkreis (21); und einen zweiten akustischen Wellenresonator (22), der in einem Pfad vorgesehen ist, der von dem zweiten LC-Resonanzkreis (21) zu dem zweiten Signalanschluss (4) führt; und
der zweite akustische Wellenresonator (22) eine Antiresonanzfrequenz hat, die niedriger als die zweite Grenzfrequenz ist.

10. Abzweigfilter (1) nach Anspruch 9, wobei
der erste LC-Resonanzkreis (11) ein LC-Parallel-Resonanzkreis (11) ist, der eine erste Spule (L11) und einen ersten Kondensator (C11) umfasst, die parallel geschaltet zwischen dem gemeinsamen Anschluss (2) und dem ersten Signalanschluss (3) vorgesehen sind; und
der zweite LC-Resonanzkreis (21) ein LC-Reihenresonanzkreis (21) ist, der eine zweite Spule (L21) und einen zweiten Kondensator (C21) umfasst, die in Reihe geschaltet zwischen einem Pfad, der von dem gemeinsamen Anschluss (2) zu dem zweiten akustischen Wellenresonator (22) führt, und dem Masseanschluss vorgesehen sind.

11. Abzweigfilter (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei
der erste akustische Wellenresonator (12) eine Antiresonanzfrequenz höher als die zweite Grenzfrequenz hat, und
der zweite akustische Wellenresonator (22) eine Resonanzfrequenz tiefer als die erste Grenzfrequenz hat.

12. Abzweigfilter (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei:
der erste LC-Resonanzkreis (11) eine Resonanzfrequenz höher als die Resonanzfrequenz des ersten akustischen Wellenresonators (12) hat, und
der zweite LC-Resonanzkreis (21) eine Resonanzfrequenz tiefer als die Antiresonanzfrequenz des zweiten akustischen Wellenresonators (22) hat.

Description:
HINTERGRUND DER ERFINDUNG1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abzweigfilter zum Trennen einer Vielzahl von Signalen mit voneinander verschiedenen Frequenzen.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Mobile Kommunikationssysteme gemäß dem LTE-Standard wurden in den letzten Jahren in der Praxis eingesetzt, und ferner wird der praktische Einsatz von Mobilkommunikationssystems gemäß dem LTE-Advanced Standard, bei dem es sich um eine Weiterentwicklung des LTE Standards handelt, untersucht. „Carrier Aggregation” (CA) ist eine Schlüsseltechnologie des LTE-Advanced Standards. Carrier Aggregation setzt mehrere Kanäle, die als „component carriers” (Deutsch auch: „Einzelkanal”) bezeichnet werden, gleichzeitig ein, um eine Breitbandübertragung zu ermöglichen.

Eine Mobilkommunikationsvorrichtung, die gemäß CA betrieben werden kann, nutzt gleichzeitig mehrere Frequenzbänder. Dementsprechend erfordert eine solche Mobilkommunikationsvorrichtung ein Abzweigfilter, welcher in der Lage ist, eine Vielzahl von Signalen in einer Vielzahl von Frequenzbändern gleichzeitig voneinander zu trennen.

Typischerweise umfasst eine Abzweigschaltung zur Trennung von zwei Signalen in voneinander verschiedenen Frequenzbändern einen gemeinsamen Anschluss, einen ersten Signalanschluss, einen zweiten Signalanschluss, ein erstes Filter, der in einem ersten Signalpfad bereitgestellt ist, der von dem gemeinsamen Anschluss an den ersten Signalanschluss führt, und ein zweites Filter, der in einem zweiten Signalpfad bereitgestellt ist, der von dem gemeinsamen Anschluss an den zweiten Signalanschluss führt.

Die ersten und zweiten Filter können LC-Filter sein, die mithilfe von Induktionsspulen und Kondensatoren gebildet werden, oder akustische Wellenfilter, die mithilfe von akustischen Wellenresonatoren gebildet werden. Die akustischen Wellenresonatoren sind Resonatoren, die mithilfe von akustischen Wellenelementen gebildet werden. Die akustischen Wellenelemente sind Elemente, die akustische Wellen nutzen. Die akustischen Wellenelemente beinhalten akustische Oberflächenwellenelemente, die akustische Oberflächenwellen (SAW) nutzen, und BAW(Bulk Acoustic Wave)-Elemente, die akustische Wellen nutzen, die sich im piezoelektrischen Material (Bulk) ausbreiten.

JP-H04-196829A offenbart eine Abzweigschaltung umfassend einen Antennenanschuss, einen Empfangssignal-Ausgangsanschluss, einen Sendesignal-Eingangsanschluss, ein Sendesystem zwischen dem Antennenanschluss und dem Empfangssignal-Ausgangsanschluss, und ein Empfangssystem zwischen dem Antennenanschluss und dem Empfangssignal-Ausgangsanschluss. Bei diesem Abzweigfilter umfasst sowohl das Sendesystem als auch das Empfangssystem einen dielektrischen Resonator und ein SAW-Filter, die in dieser Reihenfolge von der Antennenseite in einer Kaskadenschaltung geschaltet sind.

DE 201126624A1 offenbart ein Abzweigfilter (Duplexer) umfassend erste bis dritte Anschlüsse, eine Abzweigschaltung, die mit dem ersten Anschluss verbunden ist, ein empfangsseitigen LC Parallelresonator-Typ Filter, ein SAW-Filter, und ein sendeseitigen LC-Parallelresonator-Typ Filter. Das empfangsseitige LC Parallelresonator-Typ Filter und das SAW-Filter sind zwischen der Abzweigschaltung und dem zweiten Anschluss in dieser Reihenfolge von der Seite der Abzweigschaltung vorgesehen. Das sendeseitige LC Parallelresonator-Typ Filter ist zwischen der Abzweigschaltung und dem dritten Anschluss vorgesehen.

DE 10 2007 024 895 B4 offenbart ein Bandstoppfilter umfassend einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, einen ersten Filterzweig und einen zweiten Filterzweig, die zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss parallel geschaltet sind, ein Bandpassfilter, der in dem ersten Filterzweig angeordnet ist, ein Hochpassfilter, der in dem zweiten Filterzweig angeordnet ist, und einen SAW-Resonator, der in dem Pfad vorgesehen ist, der den zweiten Filterzweig mit Masse verbindet.

Mobilkommunikationsvorrichtungen erfordern eine Miniaturisierung von darin verwendeten Komponenten. Mobilkommunikationsvorrichtungen können ferner ein Abzweigfilter zum Trennen von zwei Signalen in zwei gegenseitig relativ nah aneinander liegenden Frequenzbändern voneinander erfordern. Ein solches Abzweigfilter erfordert eine Filter mit einer Einfügungsverlustcharakteristik, die sich in einem Frequenzbereich nach der Grenzfrequenz abrupt ändert.

Für LC-Filter führt typischerweise der Versuch, eine Einfügungsverlustcharakteristik zu erreichen, die sich in einem Frequenzbereich nahe der Grenzfrequenz abrupt ändert, zu einer Vergrößerung der Größe der Filter.

Hingegen sind akustische Wellenfilter, obgleich sie geeignet sind, eine Einfügungsverlustcharakteristik zu erzielen, die sich in einem Frequenzbereich nahe der Grenzfrequenz abrupt verändert, nicht dazu geeignet, ein breites Durchlassband bereitzustellen.

Daher war es auf herkömmliche Art und Weise schwierig, ein Abzweigfilter bereitzustellen, der geeignet ist, zwei Signale in zwei gegenseitig relativ nahen Frequenzbändern voneinander zu trennen, und der miniaturisiert werden kann.

AUFGABE UND DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Abzweigfilter bereitzustellen, das geeignet ist, zwei Signale in zwei gegenseitig relativ nahen Frequenzbändern voneinander zu trennen, und der miniaturisiert werden kann.

Ein Abzweigfilter gemäß einem ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen gemeinsamen Anschluss, einen ersten Signalanschluss, einen zweiten Signalanschluss, ein Tiefpassfilter, und ein Hochpassfilter. Das Tiefpassfilter ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss und dem ersten Signalanschluss vorgesehen und eingerichtet, ein Signal einer Frequenz innerhalb eines ersten Durchlassbandes, dessen Frequenz nicht höher als eine erste Grenzfrequenz ist, durchzulassen. Das Hochpassfilter ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss und dem zweiten Signalanschluss vorgesehen und eingerichtet, ein Signal einer Frequenz innerhalb eines zweiten Durchlassbands, dessen Frequenz nicht niedriger als eine zweite Grenzfrequenz und höher als die erste Grenzfrequenz ist, durchzulassen.

Bei dem Abzweigfilter des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst das Tiefpassfilter: einen ersten LC-Resonanzkreis; und einen ersten akustischen Wellenresonator, der in einem Parallelzweig vorgesehen ist, welcher einen Pfad, der von dem ersten LC-Resonanzkreis zum ersten Signalanschluss führt, mit einem Masseanschluss verbindet. Der erste akustische Wellenresonator hat eine Resonanzfrequenz, die höher als die erste Grenzfrequenz ist.

Bei dem Abzweigfilter des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der erste LC-Resonanzkreis ein LC-Parallelresonanzkreis sein, der eine erste Spule und einen ersten Kondensator umfasst, die zwischen dem gemeinsamen Anschluss und dem ersten Signalanschluss parallel geschaltet sind.

Bei dem Abzweigfilter des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung hat der erste akustische Wellenresonator eine Antiresonanzfrequenz, welche höher als die zweite Grenzfrequenz ist.

Bei dem Abzweigfilter des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der erste LC-Resonanzkreis eine erste Resonanzfrequenz haben, die höher als die Resonanzfrequenz des ersten akustischen Wellenresonators ist.

Bei dem Abzweigfilter des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst das Hochpassfilter: einen zweiten LC-Resonanzkreis; und einen zweiten akustischen Wellenresonator in einem Pfad, der von dem zweiten LC-Resonanzkreis zu dem zweiten Signalanschluss führt. Der zweite akustische Wellenresonator hat eine Antiresonanzfrequenz, die niedriger ist als die zweite Grenzfrequenz.

Bei dem Abzweigfilter des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung, kann der zweite LC-resonanzkreis ein LC-Reihenresonanzkreis umfassend eine zweite Spule und einen zweiten Kondensator sein, die in Reihe geschaltet zwischen einem Pfad, der von dem gemeinsamen Anschluss zu dem zweiten akustischen Wellenresonator führt, und dem Masseanschluss vorgesehen sind.

Bei dem Abzweigfilter des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der zweite akustische Wellenresonator eine Resonanzfrequenz haben, die niedriger als die erste Grenzfrequenz ist.

Bei dem Abzweigfilter des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der zweite LC-Resonanzkreis eine Resonanzfrequenz haben, die niedriger als die Antiresonanzfrequenz des zweiten akustischen Wellenresonators ist.

Bei dem Abzweigfilter des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst das Tiefpassfilter: einen ersten LC-Resonanzkreis; und einen ersten akustischen Wellenresonator, der in einem Parallelzweig vorgesehen ist, der einen Pfad, der von dem ersten LC-resonanzkreis zu dem ersten Signalanschluss führt, mit einem Masseanschluss verbindet. Der erste akustische Wellenresonator besitzt eine Resonanzfrequenz, die höher als die erste Grenzfrequenz ist. Das Hochpassfilter umfasst: einen zweiten LC-Resonanzkreis; und einen zweiten akustischen Wellenresonator, der in einem Pfad vorgesehen ist, der von dem zweiten LC-Resonanzkreis zu dem zweiten Signalanschluss führt. Der zweite akustische Wellenresonator besitzt eine Antiresonanzfrequenz, die niedriger als die zweite Grenzfrequenz ist.

Bei dem Abzweigfilter des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der erste LC-Resonanzkreis ein LC-Parallelresonanzkreis sein, welcher eine erste Spule und einen ersten Kondensator umfasst, die parallel geschaltet zwischen dem gemeinsamen Anschluss und dem ersten Signalanschluss vorgesehen sind. Der zweite LC-Resonanzkreis kann ein LC-Reihenresonanzkreis sein, der eine zweite Spule und einen zweiten Kondensator umfasst, die in Reihe geschaltet zwischen einem Pfad, der von dem gemeinsamen Anschluss zu dem zweiten akustischen Wellenresonator, und dem Masseanschluss vorgesehen sind.

Bei dem Abzweigfilter des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung, kann der erste akustische Wellenresonator eine Antiresonanzfrequenz haben, die höher als die zweite Grenzfrequenz ist. Der zweite akustische Wellenresonator kann eine Resonanzfrequenz haben, die niedriger als die erste Grenzfrequenz ist.

Bei dem Abzweigfilter des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der erste LC-Resonanzkreis eine Resonanzfrequenz haben, die höher als die Resonanzfrequenz des ersten akustischen Wellenresonators ist. Der zweite LC-Resonanzkreis kann eine Resonanzfrequenz haben, die niedriger als die Antiresonanzfrequenz des zweiten akustischen Wellenresonators ist.

Bei dem Abzweigfilter des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst das Tiefpassfilter den ersten LC-Resonanzkreis und den ersten akustischen Wellenresonator. Dies ermöglicht es dem Tiefpassfilter, eine Einfügungsverlustcharakteristik bereitzustellen, die sich einem Frequenzbereich nahe der ersten Grenzfrequenz abrupt ändert, ohne die Abmessungen des Abzweigfilters auszuweiten.

Bei dem Abzweigfilter des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst das Hochpassfilter den zweiten LC-Resonanzkreis und den zweiten akustischen Wellenresonator. Dies ermöglicht es dem Hochpassfilter, eine Einfügungsverlustcharakteristik bereitzustellen, die sich in einem Frequenzbereich nahe der zweiten Grenzfrequenz abrupt ändert, ohne die Abmessungen des Abzweigfilters auszuweiten.

Bei dem Abzweigfilter des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst das Tiefpassfilter den ersten LC-Resonanzkreis und den ersten akustischen Wellenresonator, und das Hochpassfilter umfasst den zweiten LC-Resonanzkreis und den zweiten akustischen Wellenresonator. Diese Ausgestaltung ermöglicht es dem Tiefpassfilter, eine Einfügungsverlustcharakteristik bereitzustellen, die sich in einem Frequenzbereich nahe der ersten Grenzfrequenz abrupt ändert, und ermöglicht es dem Hochpassfilter, eine Einfügungsverlustcharakteristik bereitzustellen, die sich einem Frequenzbereich nahe der zweiten Grenzfrequenz abrupt verändert, ohne die Abmessungen des Abzweigfilters auszuweiten.

Somit stellen die ersten bis dritten Aspekte der vorliegenden Erfindung ein Abzweigfilter bereit, das geeignet ist, zwei Signale in zueinander relativ nahen Frequenzbändern voneinander zu trennen und der miniaturisiert werden kann.

Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung besser ersichtlich.

KURBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Schaltungsdiagram, welches die Konfiguration eines Abzweigfilters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.

2 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Beispiel der äußeren Erscheinung des Abzweigfilters gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.

3 ist ein Eigenschaftsdiagram, welches ein Beispiel von Eigenschaften des Abzweigfilters gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.

4 ist ein Eigenschaftsdiagram, welches eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in 3 gezeigten Eigenschaften zeigt.

5 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine Impedanzeigenschaft eines Tiefpassfilters des in 1 gezeigten Abzweigfilters veranschaulicht.

6 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine Impedanzeigenschaft eines Hochpassfilters des in 1 gezeigten Abzweigfilters veranschaulicht.

7 ist ein Schaltungsdiagramm, welches die Konfiguration eines Abzweigfilters eines Vergleichsbeispiels veranschaulicht.

8 ist ein Eigenschaftsdiagram, welches ein Beispiel von Eigenschaften des Abzweigfilters des Vergleichsbeispiels veranschaulicht.

9 ist ein Eigenschaftsdiagram, welches eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in 8 gezeigten Eigenschaften veranschaulicht.

10 ist ein Eigenschaftsdiagram zur Erläuterung der Funktionen von zwei Spulen in dem Hochpassfilter des in 1 gezeigten Abzweigfilters.

11 ist ein Blockdiagram, welches die Konfiguration eines Abzweigfilters gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.

12 ist ein Eigenschaftsdiagram, welches ein Beispiel von Eigenschaften des Abzweigfilters gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN[Erste Ausführungsform]

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun genauer anhand der Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird Bezug genommen auf 1, um die Konfiguration des Abzweigfilters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zu beschreiben. Das Abzweigfilter 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist eingerichtet, ein erstes Signal einer Frequenz innerhalb eines ersten Frequenzbands und ein zweites Signal innerhalb eines zweiten Frequenzbands, das höher als das erste Frequenzband ist, voneinander zu trennen. Das Abzweigfilter 1 umfasst einen gemeinsamen Anschluss 2, einen ersten Signalanschluss 3, einen zweiten Signalanschluss 4, ein Tiefpassfilter 10, und ein Hochpassfilter 20.

Das Tiefpassfilter 10 ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss 2 und dem ersten Signalanschluss 3 vorgesehen und lässt selektiv ein Signal einer Frequenz innerhalb eines ersten Durchlassbands, dessen Frequenz nicht höher als eine erste Grenzfrequenz fL ist, durch. Das erste Durchlassband ist gleich dem ersten, oben-genannten Frequenzband. Die erste Grenzfrequenz fL ist eine Frequenz, bei der die Einfügungsverlustcharakteristik des Tiefpassfilters 10 eine Zunahme einer Dämpfung um 3 dB verglichen mit dem minimalen Dämpfungswert zeigt.

Das Hochpassfilter 20 ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss 2 und dem zweiten Signalanschluss 4 vorgesehen und lasst selektiv ein Signal einer Frequenz innerhalb eines zweiten Durchlassbands, dessen Frequenz nicht niedriger als eine zweite Grenzfrequenz fH und höher als die erste Grenzfrequenz fL ist, durch. Das zweite Durchlassband ist gleich dem zweiten, oben erwähnten Frequenzband. Die zweite Grenzfrequenz fH ist eine Frequenz, bei der die Einfügungsverlustcharakteristik des Hochpassfilters 20 eine Zunahme der Dämpfung um 3 dB verglichen mit dem minimalen Dämpfungswert zeigt.

Das Tiefpassfilter 10 umfasst eine ersten LC-resonanzkreis 11 und einen ersten akustischen Wellenresonator 12. Der erste akustische Wellenresonator 12 ist in einem Parallelzweig 13 bereitgestellt, der einen Pfad, der von dem ersten LC-Resonanzkreis 11 zu dem ersten Signalanschluss 3 führt, mit dem Masseanschluss verbindet.

Der erste LC-Resonanzkreis 11 ist ein Resonanzkreis, der mithilfe einer Spule und eines Kondensators gebildet wird. In der ersten Ausführungsform ist der erste LC-Resonanzkreis 11 insbesondere ein LC-Parallelresonanzkreis umfassend eine erste Spule L11 und einen ersten Kondensator C11, die parallelgeschaltet zwischen dem gemeinsamen Anschluss 2 und dem ersten Signalanschluss 3 vorgesehen sind. Der erste LC-Resonanzkreis 11 besitzt eine Resonanzfrequenz fc1, die höher als die erste Grenzfrequenz fL ist.

Der erste akustische Wellenresonator 12 ist ein Resonator, der mithilfe eines akustischen Wellenelements gebildet wird. Das akustische Wellenelement ist ein Element, das akustische Wellen einsetzt. Das akustische Wellenelement, das verwendet wird, um den ersten akustischen Wellenresonator 12 zu bilden, kann ein SAW-Element sein, das akustische Oberflächenwellen nutzt, oder ein BAW-Element sein, das Wellen, die sich im piezoelektrischen Material ausbreiten, nutzt. Das SAW-Element nutzt akustische Oberflächenwellen, d. h. akustische Wellen, die sich über die Oberfläche eines piezoelektrischen Materials ausbreiten, wohingegen das BAW-Element akustische Bulk-Wellen nutzt, d. h. akustische Wellen, die sich im Innern eines piezoelektrischen Materials ausbreiten.

Der erste akustische Wellenresonator 12 hat eine Resonanzfrequenz fr1 und eine Antiresonanzfrequenz fa1. Die Resonanzfrequenz fr1 ist eine Frequenz, bei welcher der akustische Wellenresonator 12 eine minimale Impedanz hat (maximale Admittanz). Die Antiresonanzfrequenz fa1 ist eine Frequenz, bei welcher der erste akustische Wellenresonator 12 eine minimale Admittanz (maximale Impedanz) hat. Die Antiresonanzfrequenz fa1 ist höher als die Resonanzfrequenz fr1. Bei der ersten Ausführungsform ist die Resonanzfrequenz fr1 höher als die erste Grenzfrequenz fL. Die Antiresonanzfrequenz fa1 kann höher sein als die zweite Grenzfrequenz fH. Der erste LC-Resonanzkreis 11 kann eine Resonanzfrequenz fc1 haben, die höher als die Resonanzfrequenz fr1 ist.

Das Tiefpassfilter 10 umfasst ferner eine Spule L12 und Kondensatoren C12, C13 und C14.

Die Spule L12 ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss 2 und dem ersten LC-Resonanzkreis 11 vorgesehen. Der Kondensator C12 ist zwischen dem Masseanschluss und dem Verbindungpunkt zwischen der Spule L12 und dem ersten LC-Resonanzkreis 11 vorgesehen. Der Kondensator C13 ist mit der Spule L12 parallelgeschaltet. Es ist denkbar, dass das Tiefpassfilter 10 den Kondensator C13 nicht umfasst.

Der Kondensator C14 ist in dem Parallelzweig 13 an einem Ort zwischen dem ersten akustischen Wellenresonator 12 und dem Pfad, der von dem ersten LC-Resonanzkreis 11 zu dem dritten Signalanschluss 3 führt, vorgesehen. Der Kondensator 14 ist zum Einstellen der Resonanzfrequenz fr1 und der Anti-Resonanzfrequenz fa1 des ersten akustischen Wellenresonators 12 vorgesehen. Deshalb kann der Kondensator C14 in dem Tiefpassfilter 10 entfallen. Alternativ kann der Kondensator C14 durch einen Kondensator ersetzt werden, der parallelgeschaltet zu dem ersten akustischen Wellenresonator 12 in dem Tiefpassfilter 10 verbunden ist.

Das Hochpassfilter 20 umfasst einen zweiten LC-Resonanzkreis 21 und einen zweiten akustischen Wellenresonator 22. Der zweite akustische Wellenresonator 22 ist in einem Pfad vorgesehen, der von dem zweiten LC-Resonanzkreis 21 zu dem zweiten Signalanschluss 4 führt.

Der zweite LC-Resonanzkreis 21 ist ein Resonanzkreis, der mithilfe einer Spule und eines Kondensators gebildet wird. In der ersten Ausführungsform ist der zweite LC-Resonanzkreis 21 insbesondere ein LC-Reihenresonanzkreis umfassend eine zweite Spule L21 und einen zweiten Kondensator C21, die in Reihe geschaltet zwischen einem Pfad, der von dem gemeinsamen Anschluss 2 zu dem zweiten akustischen Wellenresonator 22 führt, und dem Masseanschluss vorgesehen sind. Obgleich 1 ein Beispiel veranschaulicht, bei dem sich der zweite Kondensator C21 näher an dem Masseanschluss befindet als die zweite Spule L21, kann die zweite Spule L21 näher an dem Masseanschluss befindlich sein als der zweite Kondensator C21. Der zweite LC-Resonanzkreis 21 besitzt eine Resonanzfrequenz fc2, die niedriger als die zweite Grenzfrequenz fH ist.

Der zweite akustische Wellenresonator 22 ist ein Resonator, der mithilfe eines akustischen Wellenelements gebildet ist, wie bei dem ersten akustischen Wellenresonator 12. Das akustische Wellenelement, das verwendet wird, um den zweiten akustischen Wellenresonator 22 zu bilden, kann ein SAW-Element oder ein BAW-Element sein.

Der zweite akustische Wellenresonator 22 hat eine Resonanzfrequenz fr2 und eine Antiresonanzfrequenz fa2. Die Resonanzfrequenz fr2 ist eine Frequenz, bei welcher der zweite akustische Wellenresonator 22 eine minimale Impedanz hat (maximale Admittanz). Die Antiresonanzfrequenz fa2 ist eine Frequenz, bei welcher der zweite akustische Wellenresonator 22 eine minimale Admittanz (maximale Impedanz) hat. Die Antiresonanzfrequenz fa2 ist höher als die Resonanzfrequenz fr2. Bei der ersten Ausführungsform ist die Antiresonanzfrequenz fa2 niedriger als die zweite Grenzfrequenz fH. Die Resonanzfrequenz fr2 kann niedriger sein als die erste Grenzfrequenz fL. Der zweite LC-Resonanzkreis 21 kann eine Resonanzfrequenz fc2 haben, die niedriger als die Antiresonanzfrequenz fa2 ist.

Das Hochpassfilter 20 umfasst die Kondensatoren C22 und C23 und die Spulen L22 und L23.

Der Kondensator C22 ist zwischen den zweiten akustischen Wellenresonator 22 und dem gemeinsamen Anschluss 2 vorgesehen. Die Spule L22 ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss 2 und dem Kondensator C22 vorgesehen. Die Spule L23 ist zwischen dem zweiten akustischen Wellenresonator 22 und dem zweiten Signalanschluss 4 vorgesehen. Eine oder beide der Spulen L22 und L23 können aus dem Hochpassfilter 20 entfallen.

Der Kondensator C23 ist mit dem zweiten akustischen Wellenresonator 22 parallel geschaltet. Der Kondensator C23 ist zum Einstellen der Resonanzfrequenz fr2 und der Antiresonanzfrequenz fa2 des zweiten akustischen Wellenresonators 22, falls erforderlich, bereitgestellt. Der Kondensator C23 kann daher aus dem Hochpassfilter 20 entfallen. Alternativ kann der Kondensator C23 durch einen Kondensator ersetzt werden, der mit dem zweiten akustischen Wellenresonator 22 in dem Hochpassfilter 20 verbunden ist.

Nun wird der Pfad, der von dem gemeinsamen Anschluss 2 zu dem ersten Signalanschluss 3 führt, als der erste Signalpfad bezeichnet, und der Pfad, der von dem gemeinsamen Anschluss 2 zu dem zweiten Signalanschluss 4 führt, wird als zweiter Signalpfad bezeichnet. Das erste Signal einer Frequenz innerhalb des ersten Frequenzbands (das erste Durchlassband) tritt selektiv durch den ersten Signalpfad und nicht durch den zweiten Signalpfad durch. Das zweite Signal einer Frequenz innerhalb des zweiten Frequenzbands (das zweite Durchlassband) tritt selektiv durch den zweiten Signalpfad und nicht durch den ersten Signalpfad.

2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel der äußeren Erscheinung des Abzweigfilters 1 veranschaulicht. Das Abzweigfilter 1 dieses Beispiels umfasst einen Stapel 30 und die ersten und zweiten akustischen Wellenresonatoren 12 und 22. Der Stapel 30 ist wie ein rechteckiger Festkörper geformt und besitzt einen Umfang. Der Umfang des Stapels 30 umfasst eine Oberseitenfläche, eine Unterseitenfläche, und vier Seitenflächen.

Der Stapel 30 umfasst dielektrische Schichten und Leiterschichten, die aufeinander gestapelt sind. Elemente des Abzweigfilters 1, die nicht die ersten und zweiten akustischen Wellenresonatoren 12 und 22 sind, werden mithilfe der dielektrischen Schichten und Leiterschichten des Stapels 30 gebildet. Die ersten und zweiten akustischen Wellenresonatoren 12 und 22 werden auf der Oberseitenfläche des Stapels 30 montiert. Die ersten und zweiten akustischen Wellenresonatoren 12 und 22 können in einem Paket kombiniert werden, und das Paket kann auf der Oberseitenfläche des Stapels 30 montiert werden.

Obgleich nicht dargestellt sind drei Anschlüsse entsprechend dem gemeinsamen Anschluss 2, dem ersten Signalanschluss 3 und dem zweiten Signalanschluss 4, und ein Anschluss, der mit dem Masseanschluss verbunden werden soll, an der Unterseitenfläche des Stapel 30 vorgesehen.

Die Merkmale des Abzweigfilters 1 werden nun anhand der 3 und 4 beschrieben. 3 ist ein Eigenschaftsdiagram, das ein Beispiel von Eigenschaften des Abzweigfilters 1 veranschaulicht. 4 ist ein Eigenschaftsdiagram, das eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in 3 gezeigten Eigenschaften bereitstellt. In den 3 und 4 stellt die Horizontalachse die Frequenz dar, und die Vertikalachse stellt die Dämpfung dar. In den 3 und 4 zeigt die Kurve 51 die Einfügungsverlustcharakteristik des Tiefpassfilters 10, und die Kurve 52 zeigt die Einfügungsverlustcharakteristik des Hochpassfilters 20. Die in den 3 und 4 gezeigten Charakteristika werden vermittels Simulation bestimmt.

Die Merkmale des Tiefpassfilters 10 werden zuerst beschrieben. Der erste LC-Resonanzkreis 11 des Tiefpassfilters 10 hat die Resonanzfrequenz fc1 höher als die erste Grenzfrequenz fL. Folglich, wie in 3 gezeigt, zeigt die Einfügungsverlustcharakteristik 51 des Tiefpassfilters 10 einen ersten Dämpfungspol bei der Resonanzfrequenz fc1 außerhalb des Durchlassbands des Tiefpassfilters 10.

Bei dem Tiefpassfilter 10 hat der in dem Parallelzweig 13 vorgesehene erste akustische Wellenresonator 12 eine minimale Impedanz bei der Resonanzfrequenz fr1. Die Resonanzfrequenz fr1 ist höher als die erste Grenzfrequenz fL. Folglich, wie in 3 gezeigt, zeigt die Einfügungsverlustcharakteristik 51 des Tiefpassfilters 10 einen zweiten Dämpfungspol bei der Resonanzfrequenz fr1 außerhalb des Durchlassbands des Tiefpassfilters 10.

Gemäß der ersten Ausführungsform, indem die Resonanzfrequenz fr1 des ersten akustischen Wellenresonators 12 niedriger als die Resonanzfrequenz fc1 des ersten LC-Resonanzkreises 11 gemacht wird, stellt das Tiefpassfilter 10 eine Einfügungsverlustcharakteristik bereit, die sich in einem Frequenzbereich nahe der ersten Grenzfrequenz fL abrupt verändert, wie in 3 dargestellt.

Das Tiefpassfilter 10 der ersten Ausführungsform besitzt insbesondere die folgenden ersten und zweiten Merkmale. Das erste Merkmal ist die Erzeugung des zweiten Dämpfungspols durch Verwendung der Reihenresonanz des ersten akustischen Wellenresonators 12, der in dem Parallelzweig 13 vorgesehen ist, bei der Resonanzfrequenz fr1. Das zweite Merkmal ist die Bereitstellung des ersten LC-Resonanzkreises 11 und des ersten akustischen Wellenresonators 12 in dem Tiefpassfilter 10. Die Wirkungsweise der ersten und zweiten Merkmale wird nun anhand von 5 erläutert.

5 ist ein Smith-Diagramm, welches die Impedanz-Charakteristik des Tiefpassfilters 10 von dem ersten Signalanschluss 3 aus gesehen zeigt. In 5 gibt der Punkt fr1 die Impedanz des Tiefpassfilters 10 von dem ersten Signalanschluss 3 aus gesehen bei der Resonanzfrequenz fr1 des ersten akustischen Wellenresonators 12 an, und der Punkt fc1 gibt die Impedanz des Tiefpassfilters 10 von dem ersten Signalanschluss 3 aus gesehen bei der Resonanzfrequenz fc1 des ersten LC-Resonanzkreises 11 an.

Bei der Resonanzfrequenz fr1 wird die Impedanz des ersten akustischen Wellenresonators 12 minimal, um den Betrag des Reflexionskoeffizienten des Tiefpassfilters 10, wie in 5 gezeigt, zu erhöhen. Dies erzeugt den zweiten Dämpfungspol bei der Resonanzfrequenz fr1 in der Einfügungsverlustcharakteristik des Tiefpassfilters 10.

Hingegen ist die Admittanz des ersten akustischen Wellenresonators 12 bei der Antiresonanzfrequenz fa1 minimal. Ohne den ersten LC-resonanzkreis 11 in dem Tiefpassfilter 10 würde der Betrag des Reflexionskoeffizienten des Tiefpassfilters 10 lokal bei der Antiresonanzfrequenz fa1 abnehmen. Dies würde lokal die Dämpfung bei der Antiresonanzfrequenz fa1 in der Einfügungsverlustcharakteristik des Hochpassfilters 20 erhöhen, was zu einer Verschlechterung der Einfügungsverlustcharakteristik des Hochpassfilters 20 führt. Dieses Problem ist vor allem bemerkbar, wie in 3 gezeigt, wenn die Antiresonanzfrequenz fa1 höher als die zweite Grenzfrequenz fH ist, also wenn die Antiresonanzfrequenz fa1 innerhalb des Durchlassbands des Hochpassfilters 20 liegt.

In der ersten Ausführungsform hingegen, weil das Tiefpassfilter 10 den ersten LC-Resonanzkreis 11 umfasst, besitzt der Reflexionskoeffizient des Tiefpassfilters 10 einen großen Betrag bei der Resonanzfrequenz fc1 des ersten LC-Resonanzkreises 11, wie in 5 gezeigt. Wie in 3 gezeigt ist die Resonanzfrequenz fc1 des ersten LC-Resonanzkreises 11 höher als die Resonanzfrequenz fr1 des ersten akustischen Wellenresonators 12. Die Antiresonanzfrequenz fa1 des ersten akustischen Wellenresonators 12 ist ebenfalls höher als die Resonanzfrequenz fr1. Die Resonanzfrequenz fc1 des ersten LC-Resonanzkreises 11 und die Antiresonanzfrequenz fa1 des ersten akustischen Wellenresonators 12 liegen somit relativ nahe beieinander. Dies verhindert das vorgenannte Problem der Verschlechterung der Einfügungsverlustcharakteristik des Hochpassfilters 20, im Zusammenhang mit der Antiresonanzfrequenz fa1.

Als nächstes werden die Merkmale des Hochpassfilters 20 beschrieben. Der zweite LC-Resonanzkreis 21 des Hochpassfilters 20 hat die Resonanzfrequenz fc2 niedriger als die zweite Grenzfrequenz fH. Folglich, wie in 3 gezeigt, zeigt die Einfügungsverlustcharakteristik 52 des Hochpassfilters 20 einen dritten Dämpfungspol fc2 außerhalb des Durchlassbands des Hochpassfilters 20.

Bei dem Hochpassfilter 20 hat der zweite akustische Wellenresonator 22, der in dem Pfad vorgesehen ist, der von dem zweiten LC-Resonanzkreis 21 zu dem zweiten Signalanschluss 4 führt, eine minimale Admittanz bei der Antiresonanzfrequenz fa2. Die Antiresonanzfrequenz fa2 ist niedriger als die zweite Grenzfrequenz fH. Folglich, wie in 3 gezeigt, zeigt die Einfügungsverlustcharakteristik 52 des Hochpassfilters 20 einen vierten Dämpfungspol bei der Antiresonanzfrequenz fa2 außerhalb des Durchlassbands des Hochpassfilters 20.

Gemäß der ersten Ausführungsform, indem die Antiresonanzfrequenz fa2 des zweiten akustischen Wellenresonators 22 höher als die Resonanzfrequenz fc2 des zweiten LC-Resonanzkreises 21 gemacht wird, stellt das Hochpassfilter 20 eine Einfügungsverlustcharakteristik bereit, die sich in einem Frequenzbereich nahe der zweiten Grenzfrequenz fH, abrupt verändert, wie in 3 gezeigt.

Das Tiefpassfilter 20 gemäß der ersten Ausführungsform besitzt insbesondere die folgenden dritten und vierten Merkmale. Das dritte Merkmal ist die Erzeugung des vierten Dämpfungspols durch Nutzung der Parallelresonanz des zweiten akustischen Wellenresonators 22, der in einem Pfad vorgesehen ist, der von dem zweiten LC-Resonanzkreis 21 zu dem zweiten Signalanschluss 4 führt, bei der Antiresonanzfrequenz fa2. Das vierte Merkmal ist die Bereitstellung des zweiten LC-Resonanzkreises 21 und des zweiten akustischen Wellenresonators 22 in dem Hochpassfilter 20. Die Wirkung der Kombination des dritten und des vierten Merkmals wird nun anhand von 6 beschrieben.

6 ist ein Smith-Diagramm, welches die Impedanzcharakteristik des Hochpassfilters 20 von dem zweiten Signalanschluss 4 aus gesehen zeigt. In 6 gibt der Punkt fa2 die Impedanz des Hochpassfilters 20 von dem zweiten Signalanschluss 4 aus gesehen bei der Antiresonanzfrequenz fa2 des zweiten akustischen Wellenresonators 22 an, und der Punkt fc2 gibt die Impedanz des Hochpassfilters 20 von dem zweiten Signalanschluss 4 aus gesehen bei der Resonanzfrequenz fc2 des zweiten LC-Resonanzkreises 21 an.

Bei der Antiresonanzfrequenz fa2 wird die Admittanz des zweiten akustischen Wellenresonators 22 minimal, um den Betrag des Reflexionskoeffizienten des Hochpassfilters 20 zu erhöhen, wie in 6 gezeigt. Dies erzeugt den vierten Dämpfungspol bei der Antiresonanzfrequenz fa2 in der Einfügungsverlustcharakteristik des Hochpassfilters 20.

Hingegen ist die Impedanz des zweiten akustischen Wellenresonators 22 bei der Antiresonanzfrequenz fa2 minimal. Ohne den zweiten LC-Resonanzkreis 21 in dem Hochpassfilter 20 würde der Betrag des Reflexionskoeffizient des Hochpassfilters 20 lokal bei der Resonanzfrequenz fr2 abnehmen. Dies würde lokal die Dämpfung bei der Resonanzfrequenz fr2 in der Einfügungsverlustcharakteristik des Tiefpassfilters 10 dämpfen, was zu einer Verschlechterung der Einfügungsverlustcharakteristik des Tiefpassfilters 10 führen würde. Dieses Problem ist insbesondere dann bemerkbar, wie in 3 gezeigt, wenn die Resonanzfrequenz fr2 niedriger als die erste Grenzfrequenz fL ist, wenn also die Resonanzfrequenz fr2 innerhalb des Durchlassbands des Tiefpassfilters 10 ist.

Bei der ersten Ausführungsform hingegen, weil das Hochpassfilter 20 den zweiten LC-Resonanzkreis 21 umfasst, besitzt der Reflexionskoeffizient des Hochpassfilters 20 einen großen Betrag bei der Resonanzfrequenz fc2 des zweiten LC-Resonanzkreises 21, wie in 6 gezeigt. Wie in 3 gezeigt ist die Resonanzfrequenz fc2 des zweiten LC-Resonanzkreises 21 niedriger als die Antiresonanzfrequenz fa2 des zweiten akustischen Wellenresonators 22. Die Resonanzfrequenz fr2 des zweiten akustischen Wellenresonators 22 ist niedriger als die Antiresonanzfrequenz fa2. Die Resonanzfrequenz fc2 des zweiten LC-Resonanzkreises 21 und die Resonanzfrequenz fr2 des zweiten akustischen Wellenresonators 22 liegen somit relativ nahe beieinander. Dies verhindert das vorgenannte Problem der Verschlechterung der Einfügungsverlustcharakteristik des Tiefpassfilters 10, in Zusammenhang mit der Resonanzfrequenz fr2.

Die Wirkungen des Abzweigfilters 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung werden nun genauer im Vergleich zu einem Abzweigfilter eines Vergleichsbeispiels erläutert. Zunächst wird die Konfiguration des Abzweigfilters 101 des Vergleichsbeispiels anhand von 7 beschrieben. Das Abzweigfilter 101 umfasst ein Tiefpassfilter 110 und ein Hochpassfilter 120, anstelle des Tiefpassfilters 10 und des Hochpassfilters 20 des Abzweigfilters 1 gemäß der ersten Ausführungsform.

Das Tiefpassfilter 110 umfasst eine Spule L111 und eine Spule L112, die zwischen dem gemeinsamen Anschluss 2 und dem ersten Signalanschluss 3 vorgesehen sind. Die Spulen L111 und L112 sind in reihe geschaltet in dieser Reihenfolge von der Seite des gemeinsamen Anschlusses 2 angeordnet. Das Tiefpassfilter 110 umfasst ferner einen Kondensator C111, der parallel geschaltet zu der Spule L111 verbunden ist, und einen Kondensator C112, der parallel geschaltet zu der Spule L112 verbunden ist. Das Tiefpassfilter 110 umfasst ferner: einen Kondensator C113, der zwischen dem Masseanschluss und Verbindungspunkt zwischen der Spule L111 und der Spule L112 vorgesehen ist; und einen Kondensator C114, der zwischen dem ersten Signalanschluss 3 und dem Masseanschluss vorgesehen ist.

Das Hochpassfilter 120 umfasst eine Spule L121, einen Kondensator C121, einen Kondensator C122, und eine Spule L122, die zwischen dem gemeinsamen Anschluss 2 und dem zweiten Signalanschluss 4 vorgesehen sind. Diese Spulen und Kondensatoren sind in der oben genannten Reihenfolge von der Seite des gemeinsamen Anschlusses 2 her in Reihe geschaltet angeordnet. Das Hochpassfilter 120 umfasst ferner eine Spule L123 und einen Kondensator C123, der zwischen dem Masseanschluss und dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C121 und dem Kondensator C122 vorgesehen ist. Die Spule L123 und der Kondensator C123 sind in dieser Reihenfolge von der Seite des Verbindungspunkts aus in Reihe geschaltet angeordnet.

8 ist ein Eigenschaftsdiagramm, das ein Beispiel von Eigenschaften des Abzweigfilters 101 des Vergleichsbeispiels veranschaulicht. 9 ist ein Eigenschaftsdiagram, welches eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in 8 gezeigten Eigenschaften bereitstellt. In den 8 und 9 gibt die horizontale Achse die Frequenz an, und die vertikale Achse gibt die Dämpfung an. In den 8 und 9 gibt die Kurve 151 die Einfügungsverlustcharakteristik des Tiefpassfilters 110 an, und die Kurve 152 zeigt die Einfügungsverlustcharakteristik des Hochpassfilters 120 an. Die in den 8 und 9 gezeigten Eigenschaften bzw. Charakteristika wurden vermittels Simulation bestimmt.

Im Vergleich zu der in den 8 und 9 gezeigten Einfügungsverlustcharakteristik 151 verändert sich die in den 3 und 4 gezeigte Einfügungsverlustcharakteristik 51 abrupt in einem Frequenzbereich nahe der ersten Grenzfrequenz fL. Im Ergebnis zeigt das Tiefpassfilter 10 eine kleinere Dämpfung bei einer Frequenz innerhalb des ersten Durchlassbands und nahe der ersten Grenzfrequenz fL, im Vergleich zu der Dämpfung des Tiefpassfilters 110 bei der gleichen Frequenz. Zum Beispiel zeigt das Tiefpassfilter 110 eine Dämpfung von 1,754 dB bei 2,2 GHz, wohingegen das Tiefpassfilter 10 eine Dämpfung von 1,272 dB bei 2,2 GHz zeigt.

Ferner, im Vergleich zu der in den 8 und 9 gezeigten Einfügungsverlustcharakteristik 152 verändert sich die in den 3 und 4 gezeigte Einfügungsverlustcharakteristik 52 stärker in einem Frequenzbereich nahe der zweiten Grenzfrequenz fH. Im Ergebnis zeigt das Hochpassfilter 20 eine kleine Dämpfung bei einer Frequenz innerhalb des zweiten Durchlassbands und nahe der zweiten Grenzfrequenz fH im Vergleich zu der Dämpfung des Hochpassfilters 120 bei der gleichen Frequenz. Zum Beispiel zeigt das Hochpassfilter 120 eine Dämpfung von 1,544 dB bei 2,3 GHz, wohingegen das Hochpassfilter 20 eine Dämpfung von 1,248 dB bei 2,3 GHZ zeigt.

Wie beschrieben wurde, gestattet es die vorliegende Ausführungsform dem Tiefpassfilter 10, eine Einfügungsverlustcharakteristik bereitzustellen, die sich in einem Frequenzbereich nahe der ersten Grenzfrequenz fL abrupt ändert, und sie gestattet es dem Hochpassfilter 20, eine Einfügungsverlustcharakteristik bereitzustellen, die sich in einem Frequenzbereich nahe der zweiten Grenzfrequenz fH abrupt ändert.

Für ein Tiefpassfilter und ein Hochpassfilter, die jeweils mithilfe eines LC-Filters gebildet werden, würden jedwede Versuche, eine Einfügungsverlustcharakteristik zu erzielen, die sich in einem Frequenzbereich nahe der Grenzfrequenz abrupt ändert, eine große Anzahl von Stufen oder eine große Spule bedingen, um einen Q-Wert zu erzielen. Dies würde zu einer Vergrößerung des Tiefpassfilters und des Hochpassfilters führen.

Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Tiefpassfilter 10 den ersten akustischen Wellenresonator 12, und das Hochpassfilter 20 umfasst den zweiten akustischen Wellenresonator 22. Im Vergleich zu den LC-Resonatoren sind akustische Wellenresonatoren typischerweise in der Lage, höhere Q-Werte bereitzustellen. Insbesondere stellen typische LC-Resonatoren Q-Werte im Bereich von 50 bis 100 bereit, wohingegen akustische Wellengeneratoren Q-Werte von 200 oder höher bereitstellen. Die ersten und zweiten akustischen Wellengeneratoren 12 und 22 stellen Q-Werte von 200 oder höher bereit, z. B. 600 bis 1000. Somit erreicht die vorliegende Ausführungsform die oben-beschriebene Einfügungsverlustcharakteristik des Tiefpassfilters 10 und des Hochpassfilters 20, ohne die Spulen zu vergrößern oder die Anzahl der Stufen zu erhöhen.

Die vorliegende Ausführungsform stellt somit die Abzweigschaltung 1 bereit, welche geeignet ist, zwei Signale in zwei zueinander nahen Frequenzbändern voneinander zu trennen und welche klein baut.

Nun werden die Funktionen der Spulen L22 und L23 in dem Hochpassfilter 20 anhand der 10 beschrieben. 10 zeigt die Einfügungsverlustcharakteristik 51 des Tiefpassfilters 10 und die Einfügungsverlustcharakteristik 52 des Hochpassfilters 20 in einem breiteren Frequenzbereich als in 3. In 10 gibt die horizontale Achse die Frequenz an, und die vertikale Achse gibt die Dämpfung an.

In 10 geben die gestrichelten Linien 61 und 62 jeweils die Einfügungsverlustcharakteristika des Tiefpassfilters 10 und des Hochpassfilters 20 an, die ohne die Spulen L22 und L23 in dem Hochpassfilter 20 erzielt würden.

Mit den Spulen L22 und L23 bereitgestellt in dem Hochpassfilter 20 haben die Kondensatoren C22 und C23 kleinere Kapazitäten als in dem Fall ohne die Spulen L22 und L23. Im Ergebnis, wie in 10 gezeigt, stellt das Tiefpassfilter 10 eine größere Dämpfung in einem Frequenzbereich höher als die Frequenz fc1 (siehe 3) bereit, bei der der erste Dämpfungspol auftritt, und das Hochpassfilter 20 stellt eine größere Dämpfung in einem Frequenzbereich unterhalb der Frequenz fc2 (siehe 3) bereit, bei welcher der dritte Dämpfungspol auftritt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform kann das Tiefpassfilter 10 jede andere Konfiguration als diejenige in 1 gezeigte haben. Elemente des Tiefpassfilters 10, die nicht der erste LC-Resonanzkreis 11 und der erste akustische Wellenresonator 12 sind, können näher an dem gemeinsamen Anschluss 2 oder näher an dem ersten Signalanschluss 3 befindlich sein, als dies der erste LC-Resonanzkreis 11 und der erste akustische Wellenresonator 12 sind.

Auf ähnliche Weise kann das Hochpassfilter 20 jedwede andere Konfiguration als die in 1 gezeigte haben. Elemente des Hochpassfilters 20, die nicht der zweite LC-Resonanzkreis 21 und der zweite akustische Wellenresonator 22 sind, können näher an dem gemeinsamen Anschluss 2 oder näher an dem zweiten Signalanschluss 2 befindlich sein, als dies der zweite LC-Resonanzkreis 21 und der zweite akustische Wellenresonator 22 sind.

Das Abzweigfilter der vorliegenden Erfindung kann ein Abzweigfilter sein, der das Tiefpassfilter 10, das eingerichtet ist, den ersten LC-Resonanzkreis 11 und den ersten akustischen Wellenresonator 12 zu beinhalten, und ein Hochpassfilter gemäß einer beliebigen Konfiguration umfasst. In diesem Fall stellt das Abzweigfilter zumindest die Wirkungsweise dahingehend dar, dass das Tiefpassfilter 10 eine Einfügungsverlustcharakteristik erzielt, die sich in einem Frequenzbereich nach der ersten Grenzfrequenz fL abrupt ändert, ohne die Abmessungen des Abzweigfilters auszuweiten.

Alternativ kann das Abzweigfilter der vorliegenden Erfindung ein Abzweigfilter sein, welcher das Hochpassfilter 20, das eingerichtet ist, den zweiten LC-Resonanzkreis 21 und den zweiten akustischen Wellenresonator 22 zu beinhalten, und ein Tiefpassfilter gemäß einer beliebigen Konfiguration umfasst. In diesem Fall stellt das Abzweigfilter zumindest die Wirkung dahingehend bereit, dass das Hochpassfilter 20 eine Einfügungsverlustcharakteristik erzielt, die sich in einem Frequenzbereich nahe der zweiten Grenzfrequenz fH abrupt ändert, ohne die Abmessung des Abzweigfilters auszuweiten.

[Zweite Ausführungsform]

Ein Abzweigfilter gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird nun beschrieben. 11 ist ein Blockdiagram, welches die Konfiguration des Abzweigfilters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Das Abzweigfilter 201 gemäß der zweiten Ausführungsform ist eingerichtet, drei Signale mit Frequenzen innerhalb von drei voneinander verschiedenen Frequenzbändern voneinander zu trennen. Die drei gegenseitig verschiedenen Frequenzbänder werden als das Tiefband, das Mittelband, und das Hochband, von niedrig bis hoch, bezeichnet.

Das Abzweigfilter 201 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst einen gemeinsamen Anschluss 202 und drei Signalanschlüsse 203, 204, 205. Das Abzweigfilter 201 umfasst ferner ein Tiefpassfilter 210, ein Hochpassfilter 220, ein Tiefpassfilter 221, und ein Hochpassfilter 222. Das Tiefpassfilter 210, das Hochpassfilter 220, das Tiefpassfilter 221, und das Hochpassfilter 22 werden jeweils als LPF 210, HPF 220, LPF 221, und HPF 222 bezeichnet.

Das LPF 210 ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss 202 und dem Signalanschluss 203 vorgesehen. Das HPF 220 besitzt einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss zum Empfang bzw. zur Ausgabe von Signalen. Der erste Anschluss HBP 220 ist mit dem gemeinsamen Anschluss 202 verbunden. Das LBF 221 ist zwischen dem zweiten Anschluss des HBF 220 und dem Signalanschluss 204 vorgesehen. Das HBF 222 ist zwischen dem zweiten Anschluss HBF 220 und dem Signalanschluss 205 vorgesehen.

Das LBF 210 lässt selektiv Signale mit Frequenzen in dem Tiefband durch. Das HBF 220 lässt selektiv Signale mit Frequenzen in dem Mittelband und Signale mit Frequenzen in dem Hochband durch. Das LBF 221 lässt selektiv Signale mit Frequenzen in dem Mittelband durch. Das HBF 222 lässt selektiv Signale mit Frequenzen in dem Hochband durch.

Nun wird der Pfad, der von dem gemeinsamen Anschluss 202 zu dem Signalanschluss 203 über das LBF 210 führt, als Tiefbandpfad bezeichnet. Der Pfad, der von dem gemeinsamen Anschluss 202 zu dem Signalanschluss 204 über das HBF 220 und LPF 221 führt, wird als Mittelbandpfad bezeichnet. Der Pfad, der von dem gemeinsamen Anschluss 202 zu dem Signalanschluss 205 über das HBF 220 und das HPF 222 führt, wird als Hochbandpfad bezeichnet. Signale mit Frequenzen innerhalb des Tiefbands passieren selektiv den Tiefbandpfad. Signale mit Frequenzen innerhalb des Mittelbandpfads passieren selektiv den Mittelbandpfad. Signale mit Frequenzen innerhalb des Hochbands passieren selektiv den Hochbandpfad.

Bei der zweiten Ausführungsform beispielsweise hat das LBF 221 dieselbe Konfiguration wie das Tiefbandfilter 10 der ersten Ausführungsform, und das HBF 222 hat dieselbe Konfiguration wie das Hochpassfilter 2 der ersten Ausführungsform. In diesem Fall entspricht der zweite Anschluss des HBF 220 dem gemeinsamen Anschluss der vorliegenden Erfindung und die Signalanschlüsse 204 und 205 entsprechen den ersten und zweiten Signalanschlüssen der vorliegenden Erfindung.

12 ist ein Eigenschaftsdiagram, welches ein Beispiel von Eigenschaften bzw. Charakteristika des Abzweigfilters 201 zeigt. In 12 stellt die horizontale Achse die Frequenz dar, und die vertikale Achse stellt die Dämpfung dar. In 12 zeigt die Kurve 251 die Einfügungsverlustcharakteristik des Tiefbandpfads, die Kurve 252 zeigt die Einfügungsverlustcharakteristik des Mittelbandpfads, und die Kurve 253 zeigt die Einfügungsverlustcharakteristik des Hochbandpfads. Die in 12 gezeigten Charakteristika wurden vermittels Simulation bestimmt.

Bei der zweiten Ausführungsform stellt das LPF 221 die gleichen Wirkungen wie das Tiefpassfilter 10 der ersten Ausführungsform bereit, und das HBF 222 stellt die gleichen Wirkungen wie das Hochpassfilter 20 der ersten Ausführungsform bereit.

Die übrige Konfiguration, Betrieb und Wirkungsweise der zweiten Ausführungsform sind denjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obenstehenden Ausführungsformen beschränkt, und verschiedenen Modifikationen können vorgenommen werden. Beispielweise sind Charakteristika des Tiefpassfilters und des Hochpassfilters nicht auf diejenigen in den vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, und können frei ausgestaltet werden, vorausgesetzt die Erfordernisse der beigefügten Ansprüche sind erfüllt.

Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obenstehenden Lehre möglich. Daher sei angemerkt, dass die Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche und deren Entsprechungen auf andere Weise ausgeführt werden kann, als in den vorstehenden bevorzugtesten Ausführungsformen beschrieben.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • JP 04-196829 A [0006]
  • DE 201126624 A1 [0007]
  • DE 102007024895 B4 [0008]