专利名称：滤波器部件以及通信机装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如在微波带使用的滤波器部件以及通信机装置。
背景技术：
对于对应于分集(diversity，或分集接收)的CDMA方式的移动电话系统，必须同时进行发送接收通信。因此，在构成移动电话终端设备的RF部分的电路时，由天线共用器与分集用接收滤波器组合而构成滤波器。然而，在这样的构造中滤波器的数目较多，它是妨碍移动电话终端设备小型化的原因之一。
这里，为了解决该问题，如特公平7-79204号公报以及专利第2602121号公报所揭示的一种通信装置，它采用具有2个天线端子的滤波器并且在不增加滤波器的个数的情况下使得与分集接收相对应。
发明内容
然而，对于该通信机装置的接收滤波器，当与天线1连接的情况以及与天线2连接的情况下，存在谐振器级数不同的问题。即，与天线1连接的情况比与天线2连接的情况，谐振器的级数增加一级。因此，例如，当与天线2连接时成为谐振器为3级的带通滤波器，当与天线1连接时成为谐振器为4级的带通滤波器。这里，以与天线2连接的状态为基准，当最适当地设定接收滤波器时，由于将该接收滤波器与天线1连接时级数增加，故衰减量过剩，而且，插入损耗恶化。
反之，以与天线1连接的状态为基准最适当地设定接收滤波器时，由于将该接收滤波器与天线2连接时，级数减少，故衰减量会不足。再者，将接收滤波器作为4级带通滤波器进行最适当地设计时，与作为3级带通滤波器时相比较，插入损耗增大而且滤波器尺寸也增大。
如上所述，对于特公平7-79204号公报以及日本专利第2602121号公报所记载的通信机装置的接收滤波器，在与天线1连接的情况下以及在与天线2连接的情况下，谐振器的级数不同，电气特性也不同。因此，很难使得滤波器特性最佳化。而且，由于作为主天线的天线1与作为分集天线的天线2的性能不同，会导致通信机装置使用的不方便。
这里，本发明的目的在于提供一种滤波器部件以及通信机装置，即使由切换开关手段进行切换控制，滤波器的谐振器级数也不会发生变化，并能够获得最适合的滤波特性。
为了达成上述目的，本发明的滤波器部件具备第1滤波器；第2滤波器；与第1滤波器的两输入输出端分别电气连接的第1以及第2输入输出端子；与第2滤波器的两输入输出端分别电气连接第3以及第4输入输出端子，其特点在于，将切换开关手段与外部连接并且进行切换控制，由此切换成下述任意的一种构造，即与第1滤波器的第1输入输出端子与第2滤波器的第3输入输出端子电气连接，并且由第1滤波器与第2滤波器组合成一个滤波器发挥作用的构造；第1滤波器的第1输入输出端子与第2滤波器的第3输入输出端子电气独立，并且第1滤波器与第2滤波器分别作为独立的2个滤波器发挥作用的构造。
又，本发明的滤波器部件具备第1滤波器；第2滤波器；切换开关手段；与第1滤波器的两输入输出端分别电气连接的第1以及第2输入输出端子；通过切换开关手段与第2滤波器的一输入输出端电气连接的第3输入输出端子；与第2滤波器的另一输入输出端电气连接的第4输入输出端子，其特点在于，通过将第2滤波器与第1输入输出端子以及第3输入输出端子中的任意一个电气连接的切换开关手段的切换控制，切换成下述任意的一种构造，即第1输入输出端子与第1以及第2滤波器电气连接，并且第1滤波器与第2滤波器作为将第1输入输出端子作为公共端子的一个滤波器发挥作用的构造；第2滤波器与第3输入输出端子电气连接，并且第1滤波器与第2滤波器分别作为独立的2个滤波器发挥作用的的构造。
这样，第1以及第2滤波器中的至少一个滤波器具有将电压可控的电抗元件与同轴型电介质谐振器电气连接而构成的可变型谐振电路。电抗元件采用PIN二极管以及电容可变二极管。又，切换开关手段采用砷化镓开关等。又，第1滤波器以及第2滤波器中的至少一个滤波器与相位电路电气连接。
在上述构造中，利用切换开关手段的切换控制，电气连接第1输入输出端子与第1以及第2滤波器时，例如，第1以及第2滤波器作为天线共用器(具有天线用端子与发送用端子以及接收用端子)发挥作用。又，利用切换开关手段的切换控制，当第2滤波器与第3输入输出电气连接时，作为2个独立的滤波器例如发送用滤波器以及接收用滤波器发挥作用。此时，第2滤波器的级数与切换开关手段的切换控制无关，通常为相同。
又，也可以将第1以及第2滤波器安装在一个电介质块内，也可以分别安装在各个电介质块中。当安装在一个电介质块中时，由于能够防止第1滤波器与第2滤波器的不需要的电磁耦合，最好在第1滤波器与第2滤波器之间配置接地孔，或者设置内壁面被导体覆盖的凹部。
又，本发明的通信机装置的特征在于，具备有上述特点的滤波器部件。更加具体地，具备第1滤波器；第2滤波器；切换开关手段；与第1滤波器电气连接的第1天线；通过切换开关手段与第2滤波器电气连接的第2天线，其特征在于，通过将第2滤波器与第1天线以及第2天线中的任意一个电气连接的切换开关手段的切换控制，切换成下述构造中的任意一种构造，即第一天线与第一及第2滤波器电气连接，并且第1滤波器与第2滤波器作为将第1天线作为公共天线的一个滤波器发挥作用的构造；第2滤波器与第2天线电气连接并且第1滤波器与第2滤波器分别作为独立的2个滤波器发挥作用的构造。由此，能够获得良好的高频特性。
图1是表示本发明通信装置一实施形态的电路框图。
图2是用于说明图1所示的切换开关的切换控制的电路框图。
图3是用于说明图1所示的切换开关的切换控制的电路框图。
图4是表示在图1所示的通信机装置中使用的滤波器的一示例的立体图。
图5是表示在图1所示的通信机装置中使用的滤波器的另一示例的立体图。
图6是表示在图1所示的通信机装置中使用的滤波器的再一示例的立体图。
图7是表示构成第2实施形态的滤波器部件的滤波器的立体图。
图8是表示图7所示的滤波器的电气电路图。
图9是表示构成第3实施形态的滤波器部件的滤波器的平面图。
图10是图9所示的滤波器的电路图。
图11是表示将第3实施形态的滤波器部件作为天线共用器发挥作用时发送滤波器的通过以及反射特性的曲线图。
图12是表示将第3实施形态的滤波器部件作为天线共用器发挥作用时接收滤波器的通过以及反射特性的曲线图。
图13是表示将第3实施形态的滤波器部件作为2个独立的滤波器发挥作用时发送滤波器的通过以及反射特性的曲线图。
图14是表示将第3实施形态的滤波器部件作为2个独立的滤波器发挥作用时接收滤波器的通过以及反射特性的曲线图。
图15是表示本发明的滤波器部件的其他实施形态的电气电路图。
符号说明1，1A，1B，1C，41，71 滤波器2，49，79，89发送滤波器3，50，80，90接收滤波器4切换开关5a，5b 相位电路8 主天线9分集天线11，81 滤波器部件21，21A，21B 电介质块22a～22c，23a～23d谐振器孔24 接地孔30凹部31，65，77基座极板35粘合带42～48，72～75，82～87…同轴型电介质谐振器D1～D6 PIN二极管(电抗元件)Tx发送用端子Rx接收用端子ANT1、ANT2天线用端子具体实施形态以下，参照附图对本发明的滤波器部件以及通信机装置的实施形态进行说明。
(第1实施形态)图1表示本发明通信机装置的一实施形态，是分集对应的CDMA方式的移动电话终端设备的RF部分的电路框图。滤波器部件11具有构成滤波器1的发送滤波器、接收滤波器以及相位电路5a、5b与切换开关4。在本第1实施形态中，发送滤波器2采用带阻滤波器，接收滤波器3采用带通滤波器，而并没有限定于这种情况。由发送滤波器2与相位电路5a构成的串联电路两端ant1、tx分别与天线用端子ANT1以及发送用端子Tx连接。由接收滤波器3与相位电路5b构成的串联电路的一端ant2通过切换开关4与天线用端子ANT2连接，接收滤波器3的另一端rx与接收用端子Rx连接。
主天线8通过ON/OFF(导通/截止)开关6与天线用端子ANT1连接，同时分集天线通过ON/OFF开关7与天线用端子ASNT2连接。发送用端子Tx与发送电路连接、接收用端子Rx与接收电路连接。切换开关4使得接收滤波器3与天线用端子ANT1或天线用端子ANT2的任意一端连接。换言之，主天线8通过ON/OFF开关6与发送滤波器2连接，同时通过ON/OFF开关6以及切换开关4与接收滤波器3连接。另一方面，分集天线9通过ON/OFF开关7以及切换开关4与接收滤波器3连接。各开关4、6、7分别与控制电路连接。
其次，对于这样构成的移动电话终端设备的作用效果进行说明。图2是表示将滤波器部件11作为天线共用器发挥作用的情况。此时，使得切换开关4切换到接点4a侧，将滤波器11的天线用端子ANT1作为发送滤波器2与接收滤波器3的公共端子。从合成点A(天线用端子ANT1、相位电路5a及切换开关4的接点)观察发送滤波器2时，在接收滤波器3的通过带域中设定阻抗为开路(高阻抗)。又，从A点观察接收滤波器3时，在发送滤波器2的通过带域中设定阻抗为开路。由此，主天线8与天线用端子ANT1电气连接、发送电路与发送用端子Tx电气连接并且接收电路与接收用端子Rx电气连接，这样，滤波器部件11成为天线共用器。另一方面，接收滤波器3与分集天线9电气分离。
该天线共用器11将从发送电路向发送用端子Tx输入的发送信号通过发送滤波器2输出到天线用端子ANT1。从主天线8发送出从天线用端子ANT1输出的发送信号。反之，从主天线8输入的接收信号由天线用端子ANT1通过接收滤波器3从接收用端子Rx输出到接收电路。
另一方面，如图3所示，当将切换开关4切换到接点4b侧时，天线部件11的天线用端子ANT1、ANT2分别与发送滤波器2以及接收滤波器3电气连接。由此，发送滤波器2与主天线连接、接收滤波器3与分集天线9连接，并且各自作为独立的滤波器发挥作用。此时，从发送电路输入发送用端子Tx的发送信号通过发送滤波器2从天线用端子ANT1输出并且从主天线8发射出去。反之，从分集天线9输入的接收信号输入到天线用端子ANT2并且通过接收滤波器3从接收用端子Rx输出到接收电路。
在图2以及图3的任意一种情况下都能够同时进行发送接收通信，能够适用于分集对应的CDMA方式。此时，接收滤波器3的级数与切换开关4的切换控制无关，通常为相同。因此，能够得到具有最适合要求的滤波特性的移动电话终端设备。此时，使得相位电路5a、5b的常数以使得在作为单个滤波器动作时(即，图3的状态下)，在各个滤波器2、3的通过带域中输入输出阻抗为50Ω(通常的50Ω的传送系统的情况)，并且使得当2个滤波器2、3作为天线共用器工作时(即，图2的状态下)，设定对方侧通过带域阻抗为开路。
图1所示的滤波器1的一个构造示例如图4所示。如图4所示，对于滤波器1A，在长方体的电介质块21中形成发送滤波器2的谐振器孔22a～22c、发送滤波器3的谐振器孔23a～23d、接地孔24。发送滤波器2由3级带阻滤波器形成，接收滤波器3由4级带通滤波器形成。
谐振器孔22a～22c、23a～23d以及接地孔24各自从电介质块21的前面侧的面26贯通到后侧的面27。孔22a～22c、23a～23d、24的内壁面上形成内导体。即，谐振器孔22a～22c、23a～23d是内径恒定的直孔，而并没有限定于这种情况，也可以是前面侧部分与后面侧部分各自内径不同的阶梯孔。又，各孔22a～22c、23a～23d、24的横截面形状可以是圆形、椭圆形、矩形等的任意形状。
在谐振器孔22a、22b、23b、23c、23d的各内导体上，在端部附近形成导体非形成部25，将该部分25(换言之，与外导体36电气分离的部分)作为开放端。另一方面，将开放端与相反侧的内导体的部分(换言之，与外导体36电气连接的部分)作为短路端。在电介质块21的外面，形成发送用电极tx、接收用电极rx、天线用电极ant1、ant2，同时，在除去上述发送用天线tx、接收用电极rx以及天线用电极ant1、ant2的全部面上形成外导体36。
如上述这样构成的滤波器1A是在发送用电极tx与天线用电极ant1之间形成发送用滤波器2并且在接收用电极rx与天线用电极ant2之间形成接收滤波器3。接着，发送滤波器2与接收滤波器3通过接地孔24相互磁性屏蔽，能够抑制不需要的电磁耦合。再者，由于将天线用电极ant1、ant2大致并列地设置在电介质块21的前面侧一边即切换开关4的配设位置附近，故能够容易地连接切换开关4与滤波器1A。相位电路5a、5b的各自的功能在于，具有谐振器22c、23a。此时，通过改变谐振器22c与22b的间距间隔或改变谐振器孔23a与23b的间距间隔，或者改变谐振器22c、23a的孔径，由此设定相位电路5a、5b的相位量。谐振器孔22c、23a产生的相位逆时针回转并且若使得间距越小则回转越大。
图5是表示图1所示的滤波器1的其他构造示例的立体图。对于该滤波器1B，在如图4所示的滤波器1A中相同，并且替代接地孔24而在外导体36上设置覆盖内壁面的凹部30。该凹部30发挥与接地孔24相同的作用效果。可以将凹部30设置在电介质块21的上面以及下面中的至少一面上。
再者，该滤波器1B具备用于搭载电介质块21的基座极板31。基座极板31由陶瓷或树脂的两面基板或多层基板构成。设置在基座基板31上的布线图案32、33分别作为相位电路5a、5b发挥作用。滤波器2、3作为单个滤波器工作时，调整基座基板31的介电常数、基座基板31的厚度、布线图案32、33的图案宽度等，以使得各个滤波器2、3的通过带域的布线图案32、33的阻抗为50Ω。再者，当滤波器2、3作为天线共用器工作时，调整布线图案32、33的线路长度，以使得在对方侧通过带域阻抗为开路(高阻抗)。
又，通过设置在基座基板31上的布线图案32～34等，将滤波器1B的各电极tx、rx、ant1、ant2引出到任意位置，由此，能够提高移动电话终端的设计自由度。
图6是表示图1所示滤波器1的再一构造示例的立体图。在该滤波器1C中，在各个电介质块21A、21B内含有发送滤波器2以及接收滤波器3。由此，将发送滤波器2与接收滤波器3分离并能够安装在印刷基板等上，提高了滤波器1C的配置自由度。又，图6表示通过粘合带35贴合发送滤波器2以及接收滤波器3并且使它们一体化。粘合带35可以贴附在滤波器2、3的上面以及下面中的至少一面上。作为粘合手段，除了粘合带之外，也可以采用焊接、树脂系粘接剂、导电胶等。对于粘合手段，无论其有无导电性都可。
(第2实施形态)图7是构成第2实施形态的滤波器部件的滤波器41的立体图。在该滤波器41中，将各部件安装在基座基板65上。在该滤波器41中，在发送用电极tx与天线用电极ant1之间电气连接发送滤波器49，在接收用电极rx与天线用电极ant2之间电气连接接收滤波器50。发送滤波器49具备谐振器42、43、44；电容C1、C2、C3；线圈L1、L2、L3；电容阵列基板55。在电容阵列基板55上设置4个电容C4～C7。另一方面，接收滤波器50具有线圈L4(未图示)；谐振器45、46、47、48；电容C8、C13；电容阵列基板56。在电容阵列基板56上设置4个电容C9～C12。
这里，对于谐振器42～48，采用λ/4同轴电介质谐振器。电介质谐振器42～48由TiO2系的陶瓷等的高介电常数材料形成的筒状电介质57、设置在筒状电介质57的外周面上的外导体58、设置在筒状电介质57的内周面上的内导体59。外导体58在电介质57的一开口端面57a(开放侧端面57a)上与内导体59电气分开(分离)、在另一开口端面57b(短路侧端面57b)上与内导体59电气短路(导通)。各电介质谐振器42～48在开放侧端面57a通过导体60与电容C1～C3等电气连接。上述电介质谐振器42～48通过外导体58相互焊接成一体。
基座基板65在边缘部上形成发送用电极tx、天线用电极ant1、ant2以及接收用电极rx。在基座基板65的上面形成信号图案以及接地电极64。在该接地电极64上一体焊接谐振器42～48。
图8是滤波器41的电气电路图。发送滤波器49是将谐振电路三级耦合后的带阻滤波器。谐振器42通过谐振用电容C1与发送电极tx电气连接。谐振器42与谐振用电容C1的串联谐振电路、谐振器43与谐振用电容C2的串联谐振电路以及谐振器44与谐振用电容C3的串联谐振电路通过耦合用线圈L1、L2电气连接。分别对于上述3个串联谐振电路并列地电气连接电容C4、C5、C6。天线用电极ant1通过由耦合线圈L3与电容C7构成的L形LC电路的相位电路与谐振器44与谐振用电容C3的串联谐振电路电气连接。谐振用电容C1～C3是决定带阻衰减量大小的电容。
接收滤波器50是将谐振电路四级耦合后的带通滤波器。谐振器45通过由耦合用电容C8以及线圈L4构成的L形LC电路的相位电路与天线用电极ant2电气连接。谐振器45与谐振器46以及谐振用电容C10形成的串联谐振电路、谐振器47与谐振器48以及谐振用电容C12形成的串联谐振电路通过耦合电容C9、C11、C13电气连接。
上述这样构成的滤波器41与切换开关(未图示)电气连接以构成图1所示的电路，并且构成第2实施形态的滤波器部件。该滤波器部件根据切换开关的切换控制，将滤波器4 1的天线用电极ant1与ant2电气连接并作为公共端子，由此，能够使其作为天线共用器发挥作用。然后，使得天线用电极ant1与ant2分别电气绝缘，能够使得作为2个独立的滤波器(发送滤波器与接收滤波器)发挥作用。
设定线圈L3与电容C7的相位电路、线圈L4与电容C8的相位电路，以使得阻抗为50Ω并且在对方侧滤波器的通过带域中阻抗为开路(高阻抗)。然而，由于切换开关本身会产生相位回转，则必须要在估计到这一点的基础上，设定相位电路的相位量。假定，若通过切换开关(砷化镓开关)将相位回转30度，则要设定线圈L3、L4以及电容C7、C8的常数，以使得相位电路回转150(在为30+150度的情况下，能够使得阻抗为开路)。当没有该相位电路时，对方侧滤波器的阻抗会产生短路。此时，当没有将滤波器部件作为天线共用器使用时，由于也使其作为2个独立的滤波器工作，故必须要预先将阻抗设定为50Ω。
(第3实施形态)图9是表示构成第3实施形态的滤波器部件的滤波器71的平面图。在该滤波器71中，在基座基板77上安装各种部件。在滤波器71中，在发送用电极tx与天线用电极ant1之间电气连接发送滤波器79，在接收用电极rx与天线用电极ant2之间电气连接接收滤波器80。
图10是滤波器71的电路图。发送滤波器79是将谐振器二级耦合后的频率可变的带阻滤波器。发送滤波器79具有通过谐振用电容C1与发送用电极tx电气连接的谐振器72、通过谐振用电容C2、线圈L2、以及电容C7的相位电路与天线用电极ant1电气连接的谐振器73。谐振用电容C1、C2是决定带阻衰减量大小的电容。谐振器72与谐振用电容C1的串联谐振电路通过耦合用线圈L1与谐振器73与谐振用电容C2的串联谐振电路电气连接。再者，分别将电容C5、C6与上述的2个串联谐振电路连接。
在谐振器72与谐振用电容C1的中间连接点上，在作为电抗元件的PIN二极管D1其阴极接地的状态下，通过频率电容可变C3将二极管D1与谐振器72并列地电气连接。另一方面，在谐振器73与谐振用电容C2的中间接点上，通过频率可变用电容C4，将PIN二极管D2与谐振器73并列地电气连接。频率可变用电容C3、C4是用于分别改变作为频率可变带阻滤波器79衰减特性的二个衰减频率的电容。
电压控制电极CONT1通过控制电压供给用电阻R1以及电容C15而同PIN二极管D1的阳极与频率可变用电容C3的中间接点电气连接，同时，通过控制电压供给用电阻R2以及电容C15同PIN二极管D2的阳极与频率可变用电容C4的中间接点电气连接。
接收滤波器80也是将谐振电路2级耦合后的频率可变带阻滤波器。接收滤波器80具有通过谐振用电容C8、线圈L3以及电容C14的相位电路与天线用电极ant2电气连接的谐振器74、通过谐振用电容C9与接收用电极rx电气连接的谐振器75。谐振器74与谐振用电容C8的串联谐振电路通过耦合用线圈L4与谐振器75及谐振用电容C9的串联谐振电路电气连接。再者，分别将电容C12、C13与上述2个串联谐振电路并列地电气连接。
在谐振器74与谐振用电容C8的中间连接点上，在作为电抗元件的PIN二极管D3其阴极接地的状态下，通过频率可变用电容C10将该二极管D3与谐振器74并列地电气连接。另一方面，在谐振器75与谐振用电容C9的中间接点上，通过频率可变用电容C11，将PIN二极管D4与谐振器75并列地电气连接。频率可变用电容C10、C11是用于分别改变作为频率可变带阻滤波器80衰减特性的二个频率的电容。
电压控制电极CONT2通过控制电压供给用电阻R3以及电容C16而同PIN二极管D3的阳极与频率可变用电容C10的中间接点电气连接，同时，通过控制电压供给用电阻R4以及电容C16同PIN二极管D4的阳极与频率可变用电容C11的中间接点电气连接。谐振器72-75使用λ/4同轴介电体谐振器。
其次，对于这样构成的滤波器71的动作进行说明。发送滤波器79的陷波频率(trap frequency)由下述两个谐振系各自的谐振频率决定，即由频率可变用电容C3、谐振用电容C1、谐振器72构成的谐振系以及由频率可变用电容C4、谐振用电容C2、谐振器73构成的谐振系。这样，当作为控制电压向电压控制电极CONT1施加正电压时，PIN二极管D1、D2为导通状态。因此，频率可变用电容C3、C4分别通过PIN二极管D1、D2接地，2个衰减极频率都降低，发送滤波器79的通过带域下降。
反之，当作为控制电压施加负电压时，PIN二极管D1、D2为截止状态。又，替代施加负电压，也可以使得供给控制电压的控制电路为100kΩ以上的高阻抗，以使得不向电压控制电极CONT1施加电压，则控制电压为0V并且PIN二极管D1、D2为截止状态。由此，频率可变用电容C3、C4开放状态，2个衰减极频率都增大，发送滤波器79的通过带域增高。如此，通过电压控制使得频率可变用电容C3、C4接地或者开放，由此，发送滤波器79能够具有2个互不相同的通过带域特性。
接收滤波器80的动作也相同。这样，根据发送滤波器79高、低2个通过带域的切换进行电压切换控制，以使得滤波器80当作为发送带选择低频通带时带通频率下降、当作为发送带选择高频通带时带通频率升高。
将这样构成的滤波器71与切换开关(未图示)电气连接而构成图1所示的电路并且构成第3实施形态的滤波器部件。根据切换开关的切换控制，通过电气连接滤波器71的天线用电极ant1与ant2并且作为公共端子，则能够将该滤波器部件作为天线共用器发挥作用。这样，通过使得天线用电极ant1与ant2各自电气地独立，则能够作为2个独立的滤波器(发送滤波器与接收滤波器)发挥作用。
设定线圈L2与电容C7的相位电路以及线圈L3与电容C14的相位电路，以使得阻抗为50Ω并且在对方侧滤波器的通过带域中阻抗为开路(高阻抗)。然而，由于切换开关本身会产生相位回转，则必须要在估计到这一点的基础上，设定相位电路的相位量。当没有该相位电路时，对方侧滤波器的阻抗会产生短路。此时，当没有将天线部件作为天线共用器使用时，由于也必须将其作为2个独立的滤波器进行工作，故必须要预先将阻抗设定为50Ω。
图11是表示测定电气连接天线用电极ant1与ant2并作为公共端子且将该滤波器部件作为天线共用器发挥作用时的发送滤波器79的通过特性S21以及反射特性S11的结果的曲线图。同样地，图12是表示测定将滤波器部件作为天线共用器发挥作用时的接收滤波器80的通过特性S12以及反射特性S22的结果的曲线图。
再者，图13是表示测定分别使得天线用电极ant1与ant2独立而作为个别端子并且分别将发送滤波器79与接收滤波器80作为2个独立的滤波器发挥作用时发送滤波器79的通过特性S21以及反射特性S11的结果的曲线图。同样地，图14是表示测量将发送滤波器79与接收滤波器80作为2个独立的滤波器发挥作用时发送滤波器80的通过特性S12以及反射特性S22的结果的曲线图。
(第4实施形态)如图15所示，第4实施形态的滤波器部件81具有发送滤波器89、接收滤波器90以及切换开关4。发送滤波89是频率可变带阻滤波器电路。发送滤波器89由于是将谐振电路3级耦合后的滤波器，它具有通过谐振用电容C1与发送用端子Tx电气连接的谐振器82、通过谐振用电容C3、匹配用线圈L3以及电容C10与天线用端子ANT1电气连接的谐振器84。匹配用线圈L3作为用于将发送滤波器89与接收滤波器90进行相位合成的电抗元件发挥作用。谐振用电容C1～C3是决定阻止带域衰减量大小的电容。谐振器82与谐振用电容C1的串联谐振电路、谐振器83与谐振用电容C2的串联谐振电路以及谐振器84与谐振用电容C3的串联谐振电路通过耦合用线圈L1、L2电气连接。再者，分别将电容C7、C8、C9与上述3个串联谐振电路并列地电气连接。
在谐振器82与谐振用电容C1的中间连接点上，在作为电抗元件的PIN二极管D1其阴极接地的状态下，通过频率电容可变C4将二极管D1连接在该中间接点上。在谐振器83与谐振用电容C2的中间接点上，通过频率可变用电容C5连接二极管D2。在谐振器84与谐振用电容C3的中间接点上，通过频率可变用电容C6连接二极管D3。
电压控制电极CONT1通过控制电压供给用电阻R1以及旁路电容C16而同PIN二极管D1的阳极与频率可变用电容C4的中间接点电气连接，同时，通过控制电压供给用电阻R3以及旁路电容C16同PIN二极管D2的阳极与频率可变用电容C5的中间接点电气连接。通过控制电压供给用电阻R3以及旁路电容C16同PIN二极管D3的阳极与频率可变用电容C6的中间接点电气连接。
又，在接地与天线用端子ANT1的之间电气连接电容C10。电容C10构成发送滤波器89的匹配用线圈L3与接收滤波器90的匹配用线圈L6，同时构成T字型相位电路。在天线用端子ANT2与接收滤波器90之间连接切换开关4，当将切换开关4切换到接点4a侧时，接收滤波器90与天线用端子ANT1电气连接，当切换到接点4b侧时，接收滤波器90与天线用端子ANT2电气连接。在该实施形态4中，作为该切换开关4采用砷化镓开关，能够根据来自控制电路的电压信号进行开关控制。
设定T字型相位电路，以使得阻抗为50Ω并且在对方侧滤波器的通过带域中阻抗为开路(高阻抗)。然而，由于切换开关4本身会产生相位回转，则必须要在估计到这一点的基础上设定相位电路的相位量。当没有该T字型相位电路时，对方侧滤波器的阻抗会产生短路。此时，当没有将滤波器部件81作为天线共用器使用时，由于也必须将其作为2个独立的滤波器进行工作，故必须要预先将阻抗设定为50Ω。
另一方面，接收滤波器90是频率可变型带通滤波器电路。接收滤波器90是将谐振电路进行3级耦合后的滤波器，它具有通过切换开关4、谐振用线圈L4以及匹配用线圈L6与天线用端子ANT2电气连接的谐振器85；通过谐振用线圈L5以及匹配用线圈L7与接收用端子Rx电气连接的谐振器87；在谐振器85、87的中间通过耦合电容C14、C15电气连接的谐振器86。
在谐振器85与谐振用线圈L4的中间连接点上，在将PIN二极管D4的阴极接地的状态下，将频率可变用电容C11与PIN二极管D4的串联电路与谐振器85并联地电气连接。在谐振器86与耦合电容C14、C15的中间连接点上，在将PIN二极管D5的阴极接地的状态下，将频率可变用电容C12与PIN二极管D5的串联电路与谐振器86并联地电气连接。C15电气连接的谐振器86。在谐振器87与谐振用线圈L5的中间连接点上，在将PIN二极管D6的阴极接地的状态下，将频率可变用电容C13与PIN二极管D6的串联电路与谐振器87并联地电气连接。
电压控制端子CONT2通过阻抗R4与旁路电容C17同PIN二极管D4的阳极与频率可变用电容C11的中间接点电气连接，通过阻抗R5与旁路电容C17同PIN二极管D5的阳极与频率可变用电容C12的中间接点电气连接，通过阻抗R6与旁路电容C17同PIN二极管D6的阳极与频率可变用电容C13的中间接点电气连接。对于谐振器82～87，使用λ/4同轴电介质谐振器。
其次，对于这样构成的滤波器部件81的动作进行说明。关于作为频率可变带阻滤波器的发送滤波器89的动作，由于与上述实施形态3的详细说明相同，故这里省略。
另一方面，作为频率可变带通滤波器的接收滤波器90的通过频率由下述三个谐振系各自的谐振频率决定，即由频率可变用电容C11、谐振用线圈L4、谐振器85构成的谐振系；由频率可变用电容C12、谐振器86构成的谐振系；由频率可变用电容C13、谐振用线圈L5、谐振器87构成的谐振系。这样，当作为控制电压向电压控制电极CONT2施加正电压时，PIN二极管D4、D5、D6为导通状态。因此，频率可变用电容C11、C12、C13分别通过PIN二极管D4、D5、D6接地，通过频率降低。反之，当作为控制电压施加负电压时，PIN二极管D4、D5、D6为截止状态。由此，频率可变用电容C11、C12、C13为开放状态，通过频率升高。如此，通过电压控制使得频率可变用电容C11～C13接地或者开放，接收滤波器能够具有2个互不相同的通过带域特性。
根据发送滤波器89高、低2个通过带域的切换进行电压切换控制，该接收滤波器90进行电压控制，以使得作为发送带选择低频通带时带通频率下降、当作为发送带选择高频通带时带通频率频率升高。
这样构成的滤波器81通过使得天线用端子ANT1与ANT2电气连接并作为公共端子而能够作为天线共用器发挥作用。因此，通过使得天线用电极ANT1与ANT2各自电气地独立的端子，则能够作为2个独立的滤波器(发送滤波器与接收滤波器)发挥作用。
(其他实施形态)又，本发明的滤波器部件以及通信机装置并不限定于上述实施形态，能够在本发明精神的范围内进行种种变换。例如，在上述第3以及第4实施形态中，作为电抗元件除了PIN二极管，也可以采用容量可变二极管或场效应晶体管等。
又，上述实施形态的滤波器部件含有切换开关手段4，但不一定要有切换开关4。即也可以将不含切换开关4的滤波器部件安装到设置有切换开关4的移动电话的电路基板上。
如上所述，可见，根据本发明，利用切换开关手段的切换，当将第1输入输出端子与第1以及第2滤波器电气连接时，例如，第1以及第2滤波器能够作为天线共用器(具有天线用端子、发送用端子与接收用端子的滤波器)发挥作用。又，利用切换开关手段的切换控制，当第2滤波器与第3输入输出端子电气连接时，能够作为2个独立的滤波器例如发送用滤波器以及接收用滤波器发挥作用。此时，第2滤波器的级数与切换开关手段的切换控制无关，通常相同。结果，能够获得具有最适合于要求的滤波特性的滤波器部件以及通信机装置。
权利要求
1.一种滤波器部件，其特征在于，具备第1滤波器；第2滤波器；与所述第1滤波器的两输入输出端分别电气连接的第1以及第2输入输出端子；与所述第2滤波器的两输入输出端分别电气连接第3以及第4输入输出端子，将切换开关手段与外部连接并且进行切换控制，由此切换成下述任意的一种构造，即与所述第1滤波器的第1输入输出端子与所述第2滤波器的第3输入输出端子电气连接，并且由所述第1滤波器与所述第2滤波器组合成一个滤波器发挥作用的构造；以及所述第1滤波器的第1输入输出端子与所述第2滤波器的第3输入输出端子电气上互不连接，并且所述第1滤波器与所述第2滤波器分别作为独立的2个滤波器发挥作用的构造。
2.一种滤波器部件，其特征在于，具备第1滤波器；第2滤波器；切换开关手段；与所述第1滤波器的两输入输出端分别电气连接的第1以及第2输入输出端子；通过所述切换开关手段与所述第2滤波器的一输入输出端电气连接的第3输入输出端子；与所述第2滤波器的另一输入输出端电气连接的第4输入输出端子，通过将所述第2滤波器与所述第1输入输出端子以及第3输入输出端子中的任意一个电气连接的所述切换开关手段的切换控制，切换成下述任意的一种构造，即所述第1输入输出端子与所述第1以及第2滤波器电气连接，并且所述第1滤波器与所述第2滤波器作为将所述第1输入输出端子当作公共端子的一个滤波器发挥作用的构造；以及所述第2滤波器与所述第3输入输出端子电气连接，并且所述第1滤波器与所述第2滤波器分别作为独立的2个滤波器发挥作用的构造。
3.如权利要求1或2所述的滤波器部件，其特征在于，所述切换开关手段为砷化镓开关。
4.如权利要求1或2所述的滤波器部件，其特征在于，所述第1滤波器以及所述第2滤波器中的至少一个滤波器与相位电路电气连接。
5.如权利要求1或2所述的滤波器部件，其特征在于，将所述第1以及第2滤波器安装在一个电介质块内。
6.如权利要求5所述的滤波器部件，其特征在于，在安装在电介质块中的所述第1滤波器与所述第2滤波器之间设置接地孔。
7.如权利要求5所述的滤波器部件，其特征在于，在所述第1滤波器与所述第2滤波器间的电介质块的表面上，设置被导体覆盖内壁面的凹部。
8.如权利要求1或2所述的滤波器部件，其特征在于，所述第1滤波器以及所述第2滤波器分别内装在一个电介质块中。
9.如权利要求8所述的滤波器部件，其特征在于，利用粘合手段使得内装有所述第1滤波器的电介质块与内装有第2滤波器的电介质块一体化。
10.如权利要求1或2所述的滤波器部件，其特征在于，所述第1滤波器以及所述第2滤波器中的至少一个滤波器是由同轴型电介质谐振器构成。
11.如权利要求10所述的滤波器部件，其特征在于，所述第1滤波器以及所述第2滤波器中的至少一个滤波器在所述同轴型电介质谐振器中具有电气连接可压控的电抗元件而构成的频率可变型谐振电路。
12.如权利要求11所述的滤波器部件，其特征在于，所述电抗元件是PIN二极管以及容量可变二极管中的一种。
13.如权利要求1或2所述的滤波器部件，其特征在于，还具备用于安装所述第1滤波器与所述第2滤波器的基座基板。
14.如权利要求1或2所述的滤波器部件，其特征在于，与所述切换手段的配置位置附近大致并列地配置所述第1滤波器的第1输入输出端子侧的输入输出端与所述第2滤波器的第3输入输出端子侧的输入输出端。
15.一种通信机装置，其特征在于，具备权利要求1或2所述的滤波器部件中的至少一个。
16.一种通信机装置，其特征在于，具备第1滤波器；第2滤波器；切换开关手段；与所述第1滤波器电气连接的第1天线；通过所述切换开关手段与所述第2滤波器电气连接的第2天线，通过将所述第2滤波器与所述第1天线以及第2天线中的任意一个电气连接的所述切换开关手段的切换控制，切换成下述构造中的任意一种构造，即所述第一天线与所述第一及第2滤波器电气连接，并且所述第1滤波器与所述第2滤波器作为将第1天线当作公共天线的一个滤波器发挥作用的构造；所述第2滤波器与所述第2天线电气连接并且所述第1滤波器与所述第2滤波器分别作为独立的2个滤波器发挥作用的构造。
全文摘要
本发明提供一种即使利用切换开关手段进行切换控制,滤波器的谐振器的级数也不会变化并且通常能够获得最适合的滤波器特性的滤波器部件以及通信机装置。滤波器部件11具备切换发送滤波器2与接收滤波器3的切换开关4、相位电路5a、5b。发送滤波器2的两端分别与天线用端子ANT1以及发送用端子Tx电气连接。接收滤波器3的一端通过切换开关4与天线用端子ANT2电气连接、接收滤波器3的另一端与接收用端子Rx电气连接。主天线8与天线用端子ANT1连接的同时,分集天线9与天线用端子ANT2连接。这样,通过切换开关4的切换控制,能够使得接收滤波器3与天线用端子ANT1、ANT2的任意之一连接。
文档编号H01P1/20GK1390077SQ02122808
公开日2003年1月8日 申请日期2002年6月5日 优先权日2001年6月5日
发明者后川祐之, 宫本博文 申请人:株式会社村田制作所