專利名稱：多模式前端電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行發(fā)送與接收的多模式前端電路。
背景技術(shù)：
在利用了電波的無線通信的領(lǐng)域中，存在在不同的頻率下進(jìn)行發(fā)送與接收的所謂的頻分雙工(FDD frequency Division Duplex)，用于W-CDMA方式等。當(dāng)利用一條天線進(jìn)行該雙向通信的情況下，為了防止來自本臺的信號侵入用于接收來自其他臺的信號的系統(tǒng)，使用發(fā)送接收共用器。由于該發(fā)送接收共用器的頻率特性通常不變，因此例如在使用多個頻帶以及帶寬的通信裝置中，準(zhǔn)備與各個頻率、帶寬對應(yīng)的發(fā)送接收共用器，并通過開關(guān)來切換它們(非專利文獻(xiàn)1:小巖正明、井上文義、岡田隆、「7>f 〃> K移動端末O開発」、DoCoMo 吁 m ” \ 一虧卟、Vol. 14，No. 2，pp. 31—37，July, 2006.)此外，還存在在不同的定時以相同的頻率進(jìn)行發(fā)送與接收的所謂的時分雙工 (TDD =Time Division Duplex)，在TDD中一般通過開關(guān)來實現(xiàn)天線的共用。GSM方式并非是 TDD,但如TDD那樣通過開關(guān)來切換發(fā)送/接收，因此在對應(yīng)于GSM方式的終端中，利用開關(guān)在發(fā)送/接收中共用天線。因此，在對應(yīng)于FDD的W-CDMA方式和GSM方式兩者的移動終端中，準(zhǔn)備各個方式的發(fā)送/接收系統(tǒng)，并通過開關(guān)來進(jìn)行切換。(非專利文獻(xiàn)2 岡田隆、「容量/工1J 7拡大 國際口一* >夕‘全実現(xiàn)t 3攜帶電話無線回路技術(shù)」、DoCoMo ”二* ^夕弋一 f卟、Vol. 16，No. 2，pp. 45-53，July, 2008.)此外，由于最初在TDD中對發(fā)送/接收使用相同頻率，因此不允許將所述的發(fā)送接收共用器配置在發(fā)送、接收的路徑上。因此， 對應(yīng)于FDD以及TDD兩個方式的通信裝置分別需要FDD用的發(fā)送/接收系統(tǒng)、TDD用的發(fā)送/接收系統(tǒng)。但是根據(jù)這樣的方法，隨著要使用的頻率以及帶寬的數(shù)量增大，存在電路面積、部件數(shù)增大的問題。此外，需要FDD以及TDD兩者的發(fā)送/接收電路也導(dǎo)致電路面積、部件數(shù)增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的實際情況而完成，其目的在于通過相同的電路即多模式前端電路來提供可改變帶寬和中心頻率的發(fā)送接收共用器、用于TDD方式的開關(guān)的功能。本發(fā)明的多模式前端電路具有三個端口，并具有第1端口與第2端口之間的第1 傳輸路徑、以及第1端口與第3端口之間的第2傳輸路徑。各傳輸路徑包括兩個輸入輸出線路；第1傳輸線路，具有連接到一個輸入輸出線路的一端、以及連接到另一個輸入輸出線路的另一端；第2傳輸線路，具有連接到所述一個輸入輸出線路的一端、以及連接到所述另一個輸入輸出線路的另一端；以及一個或多個末端(termination)開關(guān)電路。所述第1傳輸線路的電長度與所述第2傳輸線路的電長度相等。所述第1傳輸線路的偶模(even mode) 特性阻抗以及奇模(odd mode)特性阻抗分別在所述第1傳輸線路的長度方向上恒定。所述第2傳輸線路的偶模特性阻抗以及奇模特性阻抗分別在所述第2傳輸線路的長度方向上恒定。所述第1傳輸線路的偶模特性阻抗與所述第2傳輸線路的偶模特性阻抗相等。所述第1傳輸線路的奇模特性阻抗與所述第2傳輸線路的奇模特性阻抗相等。所述末端開關(guān)電路包括一端連接到所述第1傳輸線路與所述第2傳輸線路中的任一個的開關(guān)；以及連接到該開關(guān)的另一端的末端電路。此外，各傳輸路徑還包括一個以上的短路開關(guān)。短路開關(guān)能夠在所述兩個傳輸線路之間的、從輸入輸出線路起的電長度相等的點之間短路。根據(jù)本發(fā)明的多模式前端電路，通過末端開關(guān)電路的導(dǎo)通、截止，可對每個傳輸路徑設(shè)定通過頻率以及切斷頻率，以及能夠時間上改變傳遞信號的傳輸路徑。即，能夠通過相同的電路即多模式前端電路，提供可改變帶寬以及中心頻率的發(fā)送接收共用器、以及用于 TDD方式的開關(guān)的功能。


圖IA是表示未公開的專利申請的可變諧振器的功能結(jié)構(gòu)的圖。圖IB是表示未公開的專利申請的可變諧振器的功能結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2A是表示開關(guān)150a的另一端直接接地的開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2B是表示包含電容器，且開關(guān)150a的另一端連接到電容器的一端，電容器的另一端接地的開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2C是表示包含電感器，且開關(guān)150a的另一端連接到電感器的一端，電感器的另一端接地的開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2D是表示包含傳輸路徑，且開關(guān)150a的另一端連接到傳輸線路的一端，傳輸線路的另一端接地的開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2E是表示包含傳輸線路，且開關(guān)150a的另一端連接到傳輸線路的一端，傳輸線路的另一端開路的開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2F是表示包含電容可變的可變電容器，且開關(guān)150a的另一端連接到可變電容器的一端，可變電容器的另一端接地的開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2G是表示包含電感可變的可變電感器，且開關(guān)150a的另一端連接到可變電感器的一端，可變電感器的另一端接地的開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2H是表示包含傳輸線路，且開關(guān)150a的另一端連接到傳輸線路的一端，傳輸線路的另一端接地的開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖21是表示包含互相經(jīng)由開關(guān)而串聯(lián)連接的多個傳輸線路，且開關(guān)150a的另一端連接到一個傳輸線路的一端的開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖3A是表示可改變第一個諧振頻率的并聯(lián)諧振電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖;3B是表示可改變第二個諧振頻率的并聯(lián)諧振電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖4是表示本發(fā)明的多模式前端電路的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示使本發(fā)明的多模式前端電路作為開關(guān)而動作的情況下的電路模型。圖6A是表示將Lsi設(shè)為10°的情況下的4 6GHz之間的阻抗^nsl的圖。圖6B是表示將Lsi設(shè)為80°的情況下的4 6GHz之間的阻抗^nsl的圖。圖7是表示將Lsi設(shè)為10°的情況下的S參數(shù)的圖。圖8是表示將Lsi設(shè)為80°的情況下的S參數(shù)的圖。圖9是表示本發(fā)明的多模式前端電路的另一個結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是表示使本發(fā)明的另一個多模式前端電路作為開關(guān)來動作的情況下的電路模型的圖。圖IlA是表示將Lsi設(shè)為10°的情況下的4 6GHz之間的阻抗^nsl的圖。圖IlB是表示將Lsi設(shè)為80°的情況下的4 6GHz之間的阻抗^nsl的圖。圖12是表示將Lsi設(shè)為10°的情況下的S參數(shù)的圖。圖13是表示將Lsi設(shè)為80°的情況下的S參數(shù)的圖。圖14是用于說明使本發(fā)明的多模式前端電路作為濾波器來動作的情況的圖。圖15是表示使本發(fā)明的多模式前端電路作為濾波器來動作的情況下的電路模型的圖。圖16是表示在使本發(fā)明的多模式前端電路作為濾波器來動作的情況下，設(shè)Lsfi = 80°、LFF2=180°，并將Lsf2變更為10°與20°時的頻率特性的圖。圖17是表示在使本發(fā)明的多模式前端電路作為濾波器來動作的情況下，設(shè)Lsfi = 90°、LFF2 = 200°，并將Lsf2變更為10°與20°時的頻率特性的圖。圖18是表示使本發(fā)明的多模式前端電路作為發(fā)送接收諧振器來使用的情況下的開關(guān)的狀態(tài)的例子的圖。圖19是表示使本發(fā)明的多模式前端電路起到發(fā)送接收器作用時的電路模型的圖。圖20是表示在使本發(fā)明的多模式前端電路作為發(fā)送接收器來動作的情況下，在 Ldei = 180°、Ldi i = 55°、Ld12 = 17°、Ldk2 = 164°、Ld21 = 52°、Ld2 2 = 17° 時的頻率特性的圖。圖21是表示在使本發(fā)明的多模式前端電路作為發(fā)送接收器來動作的情況下，在 Ldei = 200°、Ldi i = 65°、Ldi 2 = 17°、Ldk2 = 183°、Ld21 = 62°、Ld2 2 = 17° 時的頻率特性的圖。圖22k是表示直接接地的末端電路的例子的圖。圖22B是表示經(jīng)由電感器接地的末端電路的例子的圖。圖22C是表示經(jīng)由串聯(lián)連接的電感器與電容器接地的末端電路的例子的圖。圖22D是表示利用了開路的傳輸線路的末端電路的例子的圖。圖22E是表示經(jīng)由電容器接地的末端電路的例子的圖。圖22F是表示經(jīng)由并聯(lián)連接的電感器與電容器接地的末端電路的例子的圖。圖22G是表示經(jīng)由傳輸線路接地的末端電路的例子的圖。圖22H是表示經(jīng)由可變電感器接地的末端電路的例子的圖。圖221是表示經(jīng)由串聯(lián)連接的電感器與可變電容器接地的末端電路的例子的圖。圖22J是表示經(jīng)由可變電容器接地的末端電路的例子的圖。圖22K是表示經(jīng)由并聯(lián)連接的電感器與可變電容器接地的末端電路的例子的圖。圖22L是表示經(jīng)由串聯(lián)連接的可變電感器與電容器接地的末端電路的例子的圖。圖22M是表示經(jīng)由并聯(lián)連接的可變電感器與電容器接地的末端電路的例子的圖。圖22N是表示經(jīng)由能夠通過在中途包含開關(guān)而改變長度的傳輸線路接地的末端電路的例子的圖。圖220是表示經(jīng)由串聯(lián)連接的傳輸線路與可變電容器接地的末端電路的例子的圖。圖22P是表示經(jīng)由開關(guān)串聯(lián)連接了兩個傳輸線路的末端電路的例子的圖。圖22Q是表示經(jīng)由開關(guān)串聯(lián)連接了三個傳輸線路的末端電路的例子的圖。圖23是表示對本發(fā)明的多模式前端電路的末端電路使用了可變LC諧振器的情況下的結(jié)構(gòu)的圖。圖M是表示在使本發(fā)明的多模式前端電路作為發(fā)送接收器來動作的情況下，Ldei 180 、Ldi ι 48 、LDI 2 35 、L^^ 164 、Lp2 ι 65 、L^2 2 25 、Cpi 0. 2pF、
Lpi = 0. 4nH、Cp2 = 4. 6pF、Lp2 = 0. 3nH 時的頻率特性的圖。圖25是表示實施例2的多模式前端電路的結(jié)構(gòu)的圖。圖沈要表示使多模式前端電路2000作為可變雙頻帶濾波器而動作的情況下的結(jié)構(gòu)的圖。 圖27是表示設(shè)5GHz的電長度，La工=720°、Lt
=20° 、Lx
=20c
Li
=57° ,L1 ！ = 180°、L21 = 10°、L31 = 10°、L4 : = 155°、L5 : = 155°、LA 2 = 720°、 Luin—2 — 20 、LTLout—2 — 20 、Lin—2 — 73 、L12 — 160 、L2 2 — 10 、L3 2 — 10 、L4 2 — 155°、L5 2 = 11°時從端口 1001至端口 2104的通過系數(shù)的圖。圖28A是表示圖27的情況下的5. 62GHz下的阻抗的圖。圖^B是表示圖27的情況下的5GHz下的阻抗的圖。 圖29是表示設(shè)5GHz的電長度，La工=720°、Lt
=20° 、Lt
=57° ,L1 ！ = 150°、L21 = 10°、L31 = 10°、L41 = 155°、L51 = 155° Luin—2 — 20 、LTLout—2 — 20 、Lin—2 — 73 、L12 — 145 、L2 2 — 10 、L3— 155°、L5—2=11°時從端口 1001至端口 2104的通過系數(shù)的圖。圖30A是表示圖四的情況下的6. 18GHz下的阻抗的圖。圖30B是表示圖四的情況下的6GHz下的阻抗的圖。
=9Q° T
、L^ 2 720 、
=10°、l42 = 圖31是表示設(shè)5GHz的電長度，La工=720 °、Lt
=20° 、LT
47°、Ln = 150° ,L2 ！ = 10° ,L3 ！ = 10° ,L4 ！ = 132° ,L5 ！ = 30°、LA —20 、LTLout—2 — 20 、Lin 2 — 0 、L12 — 145 、L2 2 — 10 、L3 2 — 10 L5 2 = 139°時從端口 1001至端口 2104的通過系數(shù)的圖。圖32A是表示圖31的情況下的6. 18GHz下的阻抗的圖。圖32B是表示圖31的情況下的6GHz下的阻抗的圖。
=20°、Linl = —720 、LTLin—2 λ L4 2 = 180 °、 圖33是表示設(shè)5GHz的電長度，Lai = 720°、LT
=20° 、LT
47 、L^ ι 150 、1^2 ι 8 、Lg ^ 8 、L^ ^ 132 、L^ ^ 30 、L^ 2 —20 、Lllout 2 — 20 、LinJi — 0 、L12 — 145 、L2 2 — 10 、L3 2 — 10 L5 2 = 139°時從端口 1001至端口 2104的通過系數(shù)的圖。 圖；34是表示設(shè)5GHz的電長度，La工=720 °、Lt
=20° 、LT
=20°、Linl = —720 、LTLin—2 λ L4 2 = 180 °、
=20。、!^ ,=
47°、L, , = 150° ,L9 , = 10°、L” = 10°、L4 , = 132° ,L, , = 30° ,La 2 = 720°、L
-jTL in_2
=20° 、LT
=20° λLin 9 = 0° λL1 9 = 145° λL9 9 = 8°、!^ 9 = 80、L4 2 = 180°、L:
=139°時從端口 1001至端口 2104的通過系數(shù)的圖,
具體實施方式
在說明本發(fā)明之前，說明本申請人已經(jīng)申請且未公開的專利申請的(日本)特愿 2010-049126 (2010年3月5日申請)的內(nèi)容的一部分。另外，以該日本申請為基礎(chǔ)申請，對美國、歐洲、中國、韓國申請了相同內(nèi)容。申請?zhí)柗謩e為US13/040，717(2011年3月4日申請)、EP11156817. 6Q011 年 3 月 3 日申請)、CN201110053567. 1 (2011 年 3 月 7 日申請)、 KR10-2011-0018451 (2011 年 3 月 2 日申請)。圖IA表示(日本)特愿2010-0491 的一實施方式的具有微帶線線路結(jié)構(gòu)的可變諧振器100。圖IB是可變諧振器100的截面圖?？勺冎C振器100包含兩個傳輸線路101、 102、多個開關(guān)電路150。在圖IA所示的實施方式中，在電介體襯底805上形成兩個長方形的傳輸線路101、102。第1傳輸線路101的一端IOla連接到在電介體襯底805上形成的輸入線路111，第1傳輸線路101的另一端IOlb連接到在電介體襯底805上形成的輸出線路112。第2傳輸線路102的一端10 連接到輸入線路111，第2傳輸線路102的另一端 102b連接到輸出線路112。兩條傳輸線路101、102是金屬等導(dǎo)電體，形成在電介體襯底805 的一個面上，在電介體襯底805的另一面(背面)由金屬等導(dǎo)電體形成地導(dǎo)體800。另外， 由兩個傳輸線路101、102、輸入線路111以及輸出線路112包圍的由標(biāo)記130表示的部分是露出電介體襯底805的部分。對兩個傳輸線路101、102可求出的條件是(1)第1傳輸線路101的電長度與第2傳輸線路102的電長度相等；(2)在第1傳輸線路101的長度方向上，第1傳輸線路101的偶模特性阻抗(the characteristic impedance for the even mode)與奇模特性阻抗(the characteristic impedance for the odd mode)分另lj恒定；(3)在第2傳輸線路102的長度方向上，第2傳輸線路102的偶模特性阻抗與奇模特性阻抗分別恒定；(4)第1傳輸線路101的偶模特性阻抗與第2傳輸線路102的偶模特性阻抗相等；(5)第1傳輸線路101的奇模特性阻抗與第2傳輸線路102的奇模特性阻抗相等。例如，如果電介體襯底805在其整體上具有均勻的厚度以及相同的介電常數(shù)，若將兩個傳輸線路101、102形成為(a)第1傳輸線路101的線路長度與第2傳輸線路102的線路長度相等；(b)第1傳輸線路101的線路寬度與第2傳輸線路102的線路寬度相等；(c)第1傳輸線路101與第2傳輸線路102的線路間隔(在圖IA中由標(biāo)記D來表
示)一定，則兩個傳輸線路101、102滿足條件(1) (5)。在圖IA所示的可變諧振器100中， 以電介體襯底805在其整體上具有均勻的厚度以及相同的相對介電常數(shù)為前提，設(shè)兩個傳輸線路101、102的線路長度均為L，線路寬度均為W，則兩個傳輸線路101、102在電介體襯底805上經(jīng)由空隙部分130以線路間距離D平行形成。當(dāng)電介體襯底805不具有均勻的厚度和/或相同的相對介電常數(shù)的情況下，考慮介電常數(shù)的分布等后形成兩個傳輸線路101、102以便滿足條件(1) (5)即可。該設(shè)計方法通過已知技術(shù)來達(dá)成，因此省略詳細(xì)的說明。圖IA所示的可變諧振器100具有5個開關(guān)電路150 (為了避免附圖繁雜，僅對一個開關(guān)電路附加了標(biāo)號)。在可變諧振器100中，全部的開關(guān)電路150只連接到第2傳輸線路102，但并不限定于這樣的結(jié)構(gòu)，各開關(guān)電路150連接到第1傳輸線路101與第2傳輸線路102中的任一個即可。對于開關(guān)電路150的具體的結(jié)構(gòu)例將在后面敘述，但在圖IA所示的例子中，開關(guān)電路150具有一端連接到第1傳輸線路101與第2傳輸線路102中的任一個上，另一端接地的開關(guān)150a。各開關(guān)150a如圖IB所示，開關(guān)150a的一端831連接到第2傳輸線路102，開關(guān)150a的另一端832經(jīng)由導(dǎo)電體833以及通孔806電連接到接地導(dǎo)體800。另外，導(dǎo)電體833的形狀等一切沒有被限定，在其他的附圖中省略了導(dǎo)電體833的圖示。各開關(guān)電路150的連接位置是[1]在第1傳輸線路101上，從一端IOla至開關(guān)電路的連接位置的電長度互相不同的位置(其中排除一端IOla和另一端101b)，同樣，[2] 在第2傳輸線路102上，從一端10 至開關(guān)電路的連接位置的電長度互相不同的位置(其中排除一端10 與另一端102b)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，從連接到第1傳輸線路101上的某開關(guān)電路的連接位置至一端IOla的電長度θ i、以及從連接到第2傳輸線路102上的某開關(guān)電路的連接位置至一端10 的電長度θ 2有時相等。當(dāng)θ1= θ 2的情況下，不能將在從一端IOla起電長度θ工的位置連接到第1傳輸線路101的開關(guān)電路、以及在從一端10 起電長度θ 2的位置連接到第2傳輸線路102的開關(guān)電路均設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)。如后所述，在使可變諧振器100作為諧振器而動作的情況下，在各開關(guān)電路150中成為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)電路的數(shù)量是一個。從這個觀點出發(fā)，在從輸入線路111起相等電長度的位置對第1傳輸線路101與第2傳輸線路102分別連接開關(guān)電路150沒有意義，因此針對各開關(guān)電路150 的連接位置，除了所述條件[1]、[2]之外，還可以增加以下條件[3]在兩個傳輸線路101、 102中的一個傳輸線路上連接的各開關(guān)電路150從該傳輸線路的一端起的電長度分別不同于在另一個傳輸線路上連接的各開關(guān)電路150從該傳輸線路的一端起的電長度的任一個。在可變諧振器100中，若在各開關(guān)電路150中的某一個開關(guān)電路設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，則得到對應(yīng)于該開關(guān)電路的連接位置的帶寬，若將其他的開關(guān)電路設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，則得到對應(yīng)于該開關(guān)電路的連接位置的情況的帶寬。因此，通過改變導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)電路，能夠改變可變諧振器100的帶寬。圖2Α 圖21表示開關(guān)電路150的具體的結(jié)構(gòu)例。圖2Α所示的開關(guān)電路150中， 開關(guān)150a的另一端直接接地。圖2B所示的開關(guān)電路150包含電容器，開關(guān)150a的另一端連接到電容器的一端，電容器的另一端接地。圖2C所示的開關(guān)電路150包含電感器，開關(guān) 150a的另一端連接到電感器的一端，電感器的另一端接地。圖2D所示的開關(guān)電路150包含傳輸線路，開關(guān)150a的另一端連接到傳輸線路的一端，傳輸線路的另一端接地。在該結(jié)構(gòu)的情況下，在該開關(guān)電路成為導(dǎo)通狀態(tài)時的動作頻率下，傳輸線路具有1/4波長的線路長度。圖2E所示的開關(guān)電路150包含傳輸線路，開關(guān)150a的另一端連接到傳輸線路的一端， 傳輸線路的另一端開路。在該結(jié)構(gòu)的情況下，在該開關(guān)電路成為導(dǎo)通狀態(tài)時的動作頻率下， 傳輸線路具有1/2波長的線路長度。圖2F所示的開關(guān)電路150包含可改變電容的可變電容器，開關(guān)150a的另一端連接到可變電容器的一端，可變電容器的另一端接地。圖2G所示的開關(guān)電路150包含可改變電感的可變電感器，開關(guān)150a的另一端連接到可變電感器的一端，可變電感器的另一端接地。圖2H所示的開關(guān)電路150包含傳輸線路，開關(guān)150a的另一端連接到傳輸線路的一端，傳輸線路的另一端接地。對傳輸線路連接一個或多個開關(guān)的各一端，各開關(guān)的另一端接地。通過切換這些開關(guān)的導(dǎo)通/截止，能夠改變開關(guān)電路150的特性。圖21所示的開關(guān)電路150包含經(jīng)由開關(guān)互相串聯(lián)連接的多個傳輸線路，開關(guān)150a的另一端連接到一個傳輸線路的一端。通過切換傳輸線路之間的各開關(guān)的導(dǎo)通/截止，能夠改變開關(guān)電路150的特性。此外說到不限定于開關(guān)150a的開關(guān)，并不限定于接點型的開關(guān)，還可以設(shè)為例如使用了二極管、晶體管等的、沒有在電路網(wǎng)設(shè)置接點就具有電路的開關(guān)功能的所謂的開關(guān)元件(switching element)。此外，還可以適用利用了 MEMS (Micro-Electro Mechanical Systems)技術(shù)的開關(guān)。這些開關(guān)元件并不限定于在導(dǎo)通狀態(tài)時使直流通過的歐姆開關(guān)(ohmic switch)，也可以是在導(dǎo)通狀態(tài)時截止直流但使交流通過的電容性開關(guān)(capacitive switch) 0此外，如圖3A、!3B所示，也可以是可改變諧振頻率的并聯(lián)諧振電路。此時，設(shè)定該并聯(lián)諧振電路的特性，使得在將開關(guān)電路150設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)的情況下，該并聯(lián)諧振電路的諧振頻率與由兩條傳輸線路101、102構(gòu)成的可變諧振器的諧振頻率一致， 且在將開關(guān)電路150設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)的情況下，該并聯(lián)諧振電路的諧振頻率在由兩條傳輸線路101、102構(gòu)成的可變諧振器的諧振頻率下不產(chǎn)生諧振。如圖3AJB所示，例如通過改變可變電容器的電容或可變電感器的電感，改變該并聯(lián)諧振電路的諧振頻率。開關(guān)電路150 的結(jié)構(gòu)并不限定于這些結(jié)構(gòu)。根據(jù)開關(guān)電路150的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒖勺冎C振器的頻率特性變更為期望的形式，但可變諧振器諧振頻率依然是由兩條傳輸線路101、102的線路長度決定的諧振頻率。到此為止的說明是認(rèn)為為了說明本發(fā)明至少需要的(日本)特愿2010-0491 的內(nèi)容。但是，本發(fā)明的內(nèi)容并不限定于這些記載。以下，針對本發(fā)明的實施例，詳細(xì)進(jìn)行說明。另外，對具有相同功能的結(jié)構(gòu)部分附加相同標(biāo)號，省略重復(fù)說明。實施例1圖4表示實施例1的多模式前端電路的結(jié)構(gòu)。實施例1的多模式前端電路例如利用微帶線線路而形成即可。多模式前端電路1000具有三個端口 1001、1002、1003，并具有第1端口 1001與第2端口 1002之間的第1傳輸路徑1109、以及第1端口 1001與第3端口 1003之間的第2傳輸路徑1209。各傳輸路徑1109(1209)包括兩個輸入輸出線路1103、 1104(1203、1204)、第1傳輸線路1101 (1201)、第2傳輸線路1102(1202)、一個或多個末端
開關(guān)電路1110-1.....N(1210-l.....N)(其中，N是1以上的整數(shù)，η是1以上N以下的整
數(shù))。第1傳輸線路1101 (1201)具有連接到一個輸入輸出線路1103 (1203)的一端以及連接到另一個輸入輸出線路1104(1204)的另一端。第2傳輸線路1102 (120 具有連接到一個輸入輸出線路1103(120 的一端以及連接到另一個輸入輸出線路1104(1204)的另一端。 此外，各傳輸線路1109(1209)還包括一個以上的短路開關(guān)1120-1、· · ·、Μ(1220_1、· · · Μ) (其中，M是1以上的整數(shù)，圖4的m是1以上M以下的整數(shù))。短路開關(guān)能夠?qū)蓚€傳輸線路1101,1102(1201,1202)之間的、從輸入輸出線路1103(1203)起的電長度相等的點之間短路。另外，將概括傳輸線路1101、1102(1201、1202)、輸入輸出線路1103、1104(1203、 1204)的傳輸線路稱為傳輸線路1100(1200)。另外，傳輸線路1100(1200)只要滿足上述的線路的條件(1) (5)，其形狀并無需限定于直線，也可以是曲線。即，第1傳輸線路1101(1201)的電長度與第2傳輸線路 1102(1202)的電長度相等。第1傳輸線路1101 (1201)的偶模特性阻抗以及奇模特性阻抗各自在第1傳輸線路1101 (1201)的長度方向上恒定。第2傳輸線路1102(1202)的偶模特性阻抗以及奇模特性阻抗各自在第2傳輸線路1102(120 的長度方向上恒定。第1傳輸線路1101(1201)的偶模特性阻抗與第2傳輸線路1102(1202)的偶模特性阻抗相等。第1 傳輸線路1101(1201)的奇模特性阻抗與第2傳輸線路1102(1202)的奇模特性阻抗相等。 末端開關(guān)電路1110-η(1210-η)由一端連接到第1傳輸線路1101 (1201)與第2傳輸線路 1102(1202)的任一個的開關(guān)1111-η(1211-η)、以及連接到該開關(guān)1111-η (1211-η)的另一端的末端電路1112-η(1212-η)構(gòu)成。第1端口 1001經(jīng)由線路1013、1011連接到輸入輸出線路1103。此外，第1端口 1001經(jīng)由線路1013、1012連接到輸入輸出線路1203。第2端口 1002經(jīng)由線路1022連接到輸入輸出線路1104。第3端口 1003經(jīng)由線路1023連接到輸入輸出線路1204。此外，線路1011、1012、1013的連接部分被稱為交點1010 (或兩個傳輸路徑的交點1010)。另外，線路1011、1012、1013圖示第1端口 1001與輸入輸出線路1103、1203被電連接的情況。在實際的多模式前端電路中，設(shè)為設(shè)計上能夠忽略的長度。首先，敘述多模式前端電路1000作為開關(guān)來動作的情況(為了應(yīng)對TDD，時間上切換用于傳遞信號的傳輸路徑的情況)。圖5表示用于說明作為開關(guān)的動作的電路模型。 在這里，平行(parallel)線路的特性阻抗設(shè)在傳輸線路1109、1209中均為偶模100 Ω、奇模50Ω。這里，設(shè)平行線路的電長度均為5GHz中的300°。這里設(shè)輸入輸出線路1103的特性阻抗與電長度為50Q、5GHz的10°。以下，設(shè)若沒有特別記載，則全部的電長度為 5GHz中的值。另外，這些電長度無需在傳輸路徑1109、1209中一定成為相同的值。這里， 設(shè)與開關(guān)1111-η連接的末端電路1112-η是地導(dǎo)體。設(shè)傳輸線路1100、1200、開關(guān)1111-η、 1120-m是理想傳輸線路。尤其對于開關(guān)llll-n、1120-m來說理想的是截止?fàn)顟B(tài)的阻抗無限
大，且導(dǎo)通狀態(tài)的阻抗成為短路。為了簡化圖示，省略了截止?fàn)顟B(tài)的開關(guān)1111-1.....n-U
1111-n+l、· · ·、N、1120-1、· · · m_l、1120-m+l、···、Μ、1211-1、·· ·、N、1220-1、· · ·Μ，僅描畫了導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)llll-n、1120-m。另外，還一并省略了連接到截止?fàn)顟B(tài)的開關(guān)的末端電路 (如上所述，這里為地導(dǎo)體)。在圖5的電路中，為了使開關(guān)動作而需要的條件如下。在想要切斷信號的傳輸路徑1109(1209)中，將傳輸線路1100(1200)上的相同位置的開關(guān)1111-n、1120-m(1211_n、 1220-m)均設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)。對于該位置標(biāo)記為Lsi，決定其值的方法將在后面敘述。在圖5 中，傳輸路徑1109中，傳輸線路1100上的相同位置的開關(guān)llll-n、1120-m成為導(dǎo)通狀態(tài)。 從而，與開關(guān)llll-n、1120-m的位置對應(yīng)的頻率的信號被切斷。在想要傳遞信號的傳輸路徑1209(1109)中，相反，將傳輸線路1200 (1100)上的相同位置的開關(guān)1211-n、1220-m(llll-n、1120-m)均不設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)。在圖5中，傳輸路徑 1209的全部的開關(guān)成為截止?fàn)顟B(tài)。從而，輸入到傳輸路徑1209的信號向第3端口 1003輸出。將在后面敘述，此時，針對通過傳輸路徑1209的信號，在只想使特定的頻率的信號通過的情況下，只要適當(dāng)?shù)貙㈤_關(guān)1211-n、1220-m設(shè)為導(dǎo)通而將傳輸路徑1209的傳輸線路1200 設(shè)為濾波器即可。其中，如上述條件所述，必須將處于傳輸線路1200上的相同的位置的開關(guān)1211-n、1220-m不要同時設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)。接著，說明想要切斷信號的傳輸路徑中的導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)的位置Lsi的決定方法。 圖6A、6B、7、8表示將Lsi設(shè)為10°以及80°的情況下的從傳輸路徑1109、1209的交點1010 看到傳輸路徑1109時的阻抗^isl以及S參數(shù)。圖6A表示將Lsi設(shè)為10°時的4 6GHz之間的阻抗&nsl。圖6B表示將Lsi設(shè)為80°時的4 6GHz之間的阻抗&nsl。圖7是表示將Lsi設(shè)為10°時的S參數(shù)的圖。圖8是表示將Lsi設(shè)為80°時的S參數(shù)的圖。Sll是從第1端口 1001輸入的信號的反射系數(shù)(附加了三角標(biāo)記的線)，S21是從第1端口 1001向第2端口 1002的通過系數(shù)(附加了正方形標(biāo)記的線)，S31是從第1端口 1001向第3端口 1003的通過系數(shù)(附加了菱形標(biāo)記的線)。首先，說明Lsi為10°的情況。此時，5GHz中的^isl具有接近0的值。S21在4 6GHz之間約有-800dB左右，成功切斷信號。這是因為開關(guān)llll-n、1120-m在Lsi的位置均導(dǎo)通的結(jié)果，傳輸路徑1109等同于由輸入輸出線路1103與長度Lsi的傳輸線路構(gòu)成的短路短截線，因此從Lsi向第2端點側(cè)的線路不傳遞信號。另一方面，5GHz中的S31有-4. 6dB左右，雖然信號通過，但損失稍大。這是因為由于Zinsl小的原因，一部分信號沒有傳到第3端口 1103而反射到第1端口 1001。假設(shè)^isl無限大的情況下，等同于無從交點1010至第2 端口 1002的傳輸路徑1109，從第1端口 1001輸入的信號全部傳遞到第3端口 1003。在Lsi為80°時，從圖6B可知，2_在56泡中幾乎無限大。此時的5GHz中的S31 幾乎為0，成為無損失。即，可知信號幾乎無損失地傳遞到第3端口 1003。另外，例如在想要將4GHz的信號以最低損失傳遞的情況下，只要將Lsi設(shè)定為4GHz中的Zinsl接近無限大即可。這樣通過將Lsi設(shè)定為^isl在想要通過第3端口 1003的信號的頻率附近接近無限大， 從而能夠更有效地將信號傳遞到第3端口 1003。[變形例]通過對圖4的電路結(jié)構(gòu)帶來若干變更，成為圖9那樣，從而不使用短路開關(guān) 1120-1、. . .M(1220-l、. . .、Μ)就能夠達(dá)成這樣的開關(guān) 1111-n、1120-m、1211-n、1220-m 的動作。圖9表示在對兩個平行線路的兩個線路設(shè)置了末端開關(guān)電路的情況下的多模式
前端電路的結(jié)構(gòu)的圖。在多模式前端電路1000’中，包括末端開關(guān)電路1130-1.....M、
1230-1、. . .、M 而代替短路開關(guān) 1120-1、. . .M、1220-1、. . .、M。在將傳輸路徑1109設(shè)為想要切斷信號的路徑的情況下，將從平行線路上的端面起相同距離的開關(guān)1111-n以及1131-m設(shè)為導(dǎo)通。對于該動作，利用圖10的計算模型而說明。線路的長度等與圖5相同，末端電路1112、1132也與圖5相同，是地導(dǎo)體。與圖5的不同之處在于，在形成第1傳輸路徑1109的傳輸線路1100的兩條傳輸線路1101、1102兩者的長度Lsi的位置，存在導(dǎo)通狀態(tài)的末端開關(guān)電路。由此，在長度Lsi的位置，傳輸線路1101 與傳輸線路1102之間的阻抗成為零。從而，能夠?qū)崿F(xiàn)在圖5中使用短路開關(guān)1120-m時相同的阻抗。因此，通過圖10的結(jié)構(gòu)也能夠進(jìn)行開關(guān)動作。圖11A、11B、12、13表示在圖10的結(jié)構(gòu)中將Lsi設(shè)為10°、80°的情況下，從傳輸路徑1109、1209的交點1010看傳輸路徑1109 時的阻抗與S參數(shù)。圖IlA表示將Lsi設(shè)為10°時的4 6GHz之間的阻抗^isl。圖 IlB表示將Lsi設(shè)為80°時的4 6GHz之間的阻抗&nsl。圖12是表示將Lsi設(shè)為10°時的 S參數(shù)的圖。圖13是表示將Lsi設(shè)為80°時的S參數(shù)的圖。Sll是從第1端口 1001輸入的信號的反射系數(shù)(附有三角標(biāo)記的線)，S21是從第1端口 1001至第2端口 1002的通過系數(shù)(附有正方形標(biāo)記的線)，S31是從第1端口 1001至第3端口 1003的通過系數(shù)(附有菱形標(biāo)記的線)。從圖11A、11B、12、13可知，得到與圖6A、6B、7、8相同的特性。由此可知， 通過圖9的結(jié)構(gòu)，與圖4的結(jié)構(gòu)相同地，能夠使開關(guān)動作。另外，在本變形例的情況下，也可以包括短路開關(guān)1120-1、. . .M、1220-1.....M，并根據(jù)要求的功能而選擇性地使用。
[濾波器功能的實現(xiàn)]以下，利用圖14的多模式前端電路的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步說明實施例1的多模式前端電路的功能。在圖14中，傳輸路徑1209的傳輸線路1200不同于圖5和圖10，開關(guān)1211_r、 1220-p、1220-q成為導(dǎo)通狀態(tài)。將開關(guān)121 l_r的位置記為Lsf2，將開關(guān)1220-p與開關(guān) 1220-q的間隔表示為LFF2。在圖5和圖10中通過將傳輸路徑1209的開關(guān)全部設(shè)為截止從而使傳輸路徑1209作為簡單的傳輸路徑而動作，但通過適當(dāng)?shù)貙㈤_關(guān)1211-r、1220-p、 1220-q設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，能夠使傳輸路徑1209作為濾波器來動作。對于該動作，利用圖15進(jìn)行說明。圖15與圖5相同，是用于電路的特性計算的電路模型。這里，與以往相同，將傳輸路徑1109設(shè)為想要切斷信號的路徑，將傳輸路徑1209設(shè)為想要傳遞信號的路徑。此外， 將末端電路1112-n、1212-r設(shè)為地導(dǎo)體。將想要通過或想要切斷的頻率作為一例而設(shè)為 5GHz,4. 5GHz可變，而且設(shè)傳輸路徑1209的帶寬也可變。首先，說明5GHz的情況。對于傳輸路徑1109，由于與圖6A、6B、7、8相同，因此省略說明。對于傳輸路徑1209，將開關(guān)1211_r 的位置設(shè)為Lsf2，將開關(guān)1220-q的位置設(shè)為LFF2。另外，在圖15中沒有使用開關(guān)1220-p。 此時，只要將輸入輸出線路1203與傳輸線路1201、1202的連接部分(位置為0)看做開關(guān) 1220-p的位置即可，因此開關(guān)1220-q的位置成為LFF2。濾波器的中心頻率根據(jù)Lff2來決定，在Lff2為180°時，中心頻率成為5GHz。帶寬根據(jù)Lsf2來決定，若該改變其值則帶寬被變更，但中心頻率依然是一定的。即，能夠獨立地變更中心頻率與帶寬。這是實施例1的特征之一。對于該濾波器的細(xì)節(jié)，記載在上述的本申請人未公開的專利申請((日本)特愿 2010-049126)，因此這里省略。圖16表示設(shè)Lsfi = 80°、Lff2 = 180°，并將Lsf2變更為10°與20°時的頻率特性。Sll是從第1端口 1001輸入的信號的反射系數(shù)(附有三角標(biāo)記的線)、S21是從第1端口 1001至第2端口 1002的通過系數(shù)(附有正方形標(biāo)記的線)，S31是從第1端口 1001至第 3端口 1003的通過系數(shù)(附有菱形標(biāo)記的線)。首先，對于傳輸路徑1109，S21成為-SOOdB 并被切斷。對于傳輸線路1209，可知具有將5GHz設(shè)為中心頻率的濾波器特性，可知根據(jù)Lsf2 的值改變帶寬而不改變中心頻率。接著，敘述4. 5GHz的情況。對于傳輸路徑1109，通過將圖15的Lsfi變更為90°， Zinsl在4. 5GHz下成為無限大。對于傳輸路徑1209，將Lff2設(shè)為200°，將濾波器的中心頻率變更為4. 5GHz即可。帶寬與之前說明的相同，根據(jù)Lsf2，可在將中心頻率保持為一定的狀態(tài)下變更。圖17表示設(shè)Lsfi = 90°、Lff2 = 200°，并將Lsf2變更為10°與20°時的頻率特性。從圖中可知，傳輸路徑1109的特性是切斷4. 5GHz的信號，而且，傳輸路徑1209的特性成為以4. 5GHz設(shè)為中心頻率的濾波器。此外可知，其帶寬可通過改變Lsf2而相對于中心頻率獨立地變更。對于至此敘述的傳輸路徑1209的濾波器特性，表示了僅使用了一個諧振器的一級濾波器的特性，但在將級數(shù)設(shè)為2級以上的情況下，通過適當(dāng)導(dǎo)通開關(guān)1211-r、1220-p、 1220-q，也能夠調(diào)整濾波器特性。對此，也在專利申請((日本)特愿2010-049126)中記載了細(xì)節(jié)，因此這里省略。[發(fā)送接收共用功能的實現(xiàn)]接著，將實施例1的多模式前端電路作為發(fā)送接收共用器來使用的情況。圖18是表示在將實施例1的多模式前端電路作為發(fā)送接收共用器來使用的情況下的開關(guān)的狀態(tài)的例子的圖。設(shè)定開關(guān)，使得傳輸路徑1109、傳輸路徑1209均作為上述的濾波器來動作。 每個傳輸路徑具有兩處處于導(dǎo)通狀態(tài)的短路開關(guān)1120-k、1120-m(1220-p、1220-q)，在由兩個短路開關(guān)與平行線路包圍的區(qū)間有一個處于導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)llll-n(1211-r)。由兩個短路開關(guān)1120-k、1120-m(1220-p、1220-q)包圍的區(qū)間作為諧振器而動作，由此能夠使傳輸路徑作為濾波器來動作。這里，在傳輸路徑1109以及1209中，將從傳輸線路1101、1102、 1201、1202的始點(與輸入輸出線路1103、1203連接的端面)至最接近始點的導(dǎo)通狀態(tài)的短路開關(guān)1120-k、1220-p的距離分別設(shè)為Ldi」、Ld2jo在傳輸路徑1109以及1209中，將從最接近始點的短路開關(guān)1120-k、1220-p至導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)llll-n、1211-r的距離分別設(shè)為 Ldl2>Ld2 2 0在傳輸路徑1109以及1209中，將通過兩個導(dǎo)通狀態(tài)的短路開關(guān)1120-k、1120-m、 1220-p、1220-q作為諧振器來動作的傳輸線路1100、1200的區(qū)間長度分別設(shè)為LDK1、LDK2。中心頻率由該區(qū)間長度Ldki(Ldk2)決定，通過短路開關(guān)1120-k、1120-m(1220-p、 1220-q)可變更。帶寬通過開關(guān)llll-n(1211-r)來設(shè)定，可針對中心頻率獨立地設(shè)定。作為發(fā)送接收共用器來使用時應(yīng)關(guān)注的特征是，能夠一邊維持要通過的中心頻率，一邊變更要切斷的頻率。具體來說，變更作為諧振器來動作的區(qū)間的始點。例如，設(shè)傳輸路徑1109 的中心頻率為，傳輸路徑1209的中心頻率為f2。此時，只要調(diào)整傳輸路徑1109作為諧振器而動作的區(qū)間的始點即短路開關(guān)1120-k的位置Ldi 使得^isl在頻率f2中成為最大即可。^is2是從兩個傳輸路徑的交點1010看第3端口 1003的阻抗，如前面那樣，調(diào)整傳輸路徑1209作為諧振器而動作的區(qū)間的始點即短路開關(guān)1220-p的位置Ld2」，使得在頻率中 Zins2成為最大。由此，傳輸路徑1109能夠使頻率的信號有效地通過并有效地切斷頻率f2 的信號(使其朝向傳輸路徑1209)。此外，傳輸路徑1209有效地通過頻率f2的信號，并能夠有效地切斷頻率的信號(使其朝向傳輸路徑1109)。利用圖19的電路模型以及圖20、21的頻率特性來說明該動作。圖19是使實施例1 的多模式前端電路作為發(fā)送接收器來其作用時的電路模型，末端電路1112-n、1212-n設(shè)為地導(dǎo)體。圖 20 是表示 Lmi = 180° ,Ldli = 55°、LD1 2 = 17° ,Lde2 = 164° ,Ld21 = 52°、 Ld2 2 = 17° 時的頻率特性的圖。圖 21 是表示 Ldki = 200° ,Ldij = 65° ,Ld12 = 17°、Ldk2 =183°、LD21 = 62°、LD2 2=17°時的頻率特性的圖。通過變更這些用于決定各導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)的位置的參數(shù)，從而作為可改變頻率特性的發(fā)送接收共用器來動作。另外，Sll是從第1端口 1001輸入的信號的反射系數(shù)(附有三角標(biāo)記的線)，S21是從第1端口 1001至第 2端口 1002的通過系數(shù)(附有正方形標(biāo)記的線)，S31是從第1端口 1001至第3端口 1003 的通過系數(shù)(附有菱形標(biāo)記的線)。從圖20可知，傳輸路徑1109的通帶為5GHz，傳輸路徑 1209的通帶為5. 5GHz。此外，圖21可知，傳輸路徑1109的通帶是4. 5GHz，傳輸路徑1209 的通帶是大致為4. SGHz0這樣適當(dāng)?shù)剡x擇處于導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)1120-1、. . .M、1111-1、. . .、N (1220-1、...、 M、1211-l、...N)，實施例1的多模式前端電路能夠有時作為開關(guān)來動作，有時作為具有濾波器功能的開關(guān)來動作，有時作為發(fā)送接收共用器來動作。而且，濾波器以及發(fā)送接收共用器可獨立地改變中心頻率以及帶寬，也可改變級數(shù)。在至此的多模式前端電路的特性的說明中，僅表示了將末端電路1112-n、1212-n 設(shè)為地導(dǎo)體的情況。但是，末端電路1112-n、1212-n并不限定于地導(dǎo)體，能夠連接圖22A 22Q所示的各種電路。此外，也不限定于特性固定的電路，通過連接特性可變的電路，還可以提高特性可變的自由度。在圖22A 圖22Q中，表示了將地導(dǎo)體2001、線圈2002、電容器 2003、分布常數(shù)線路2004、可變線圈2005、可變電容器2006、開關(guān)2007進(jìn)行組合的例子，但并不需要限定這些組合。圖23是作為一例對末端電路1112-η、1212-ι 使用了可變LC諧振器的情況下的結(jié)構(gòu)。將用于傳輸路徑1109以及1209的并聯(lián)諧振器的線圈的電感分別設(shè)為LP1、Lp2,電容器的電容設(shè)為CP1、CP2。通過改變這些電抗元件的特性，能夠在保持一定的中心頻率的情況下改變傳輸路徑1109以及1209的頻率特性。圖M表示Lmi = 180°、Ldi i = 48°、Ldi 2 =35°、Ldr2 = 164°、Ld2 i = 65°、Ld2 2 = 25°、Cpi = 0. 2pF、Lpi = 0. 4nH、Cp2 = 4. 6pF、 Lp2 = 0. 3nH時的頻率特性。傳輸路徑1109以及1209的通帶的頻率與圖20相同，分別為 5GHz以及5. 5GHz，但圖M可知，尤其是第2傳輸路徑1209的5GHz中的信號的傳遞系數(shù)大約從-15dB大幅減小為-40dB以上，信號的分離程度提高。末端電路1112-n、1212-n無需特別由一種構(gòu)成，根據(jù)必要的特性來設(shè)計即可。此外，至此的說明中表示了利用了微帶線線路的結(jié)構(gòu)例子，但并未特別限定為微帶線線路。這樣，根據(jù)實施例1的多模式前端電路，通過一個電路，能夠提供具有開關(guān)、濾波器功能的開關(guān)、發(fā)送接收共用器。此外，還可以變更頻率特性，尤其在濾波器或發(fā)送接收共用器中，能夠獨立變更中心頻率、帶寬，還可以變更濾波器以及發(fā)送接收共用器。此外，實施例1的多模式前端電路可由傳輸線路、開關(guān)、阻抗元件、可變阻抗元件等構(gòu)成，因此能夠容易制作。實施例2圖25表示實施例2的多模式前端電路的結(jié)構(gòu)。實施例2的多模式前端電路與實施例1相同，例如，利用微帶線線路形成即可。多模式前端電路2000與多模式前端電路1000 相同，具有三個端口 100、1002、1003，具有第1端口 1001與第2端口 1002之間的第1傳輸路徑1109以及第1端口 1001與第3端口 1003之間的第2傳輸路徑1209。各傳輸路徑 1109(1209)包括兩個輸入輸出線路1103、1104(1203、1204)、第1傳輸線路1101 (1201)、第 2傳輸線路1102(1202)、多個末端開關(guān)電路1110-1、. . .N(1210-l、. . .、N)(其中，N為2以
上的整數(shù)，η為1以上N以下的整數(shù))、短路開關(guān)1120-1.....M(1220_l.....Μ)(其中，M
為4以上的整數(shù)，m為1以上M以下的整數(shù))。另外，第1傳輸線路1101 (1201)、第2傳輸線路1102(1202)、末端開關(guān)電路1110-n(1210-n)、短路開關(guān)1120-m(1220_m)的具體的結(jié)構(gòu)與實施例1相同。此外，傳輸線路1100(1200)應(yīng)滿足的條件也與實施例1相同。多模式前端電路2000與多模式前端電路1000的不同點在于，包括功能切換開關(guān) 2141,2241.功能切換開關(guān)2141是用于將端口 1002連接到端子2142或端子2143中的任一個開關(guān)。端子2142連接到端口 2102(傳輸路徑1109，)。端子2143經(jīng)由線路2011、交點2010、線路2013連接到端口 2104(傳輸路徑2109)。功能切換開關(guān)2241是用于將端口 1003連接到端子2242或端子2243中的任一個的開關(guān)。端子2242連接到端口 2103(傳輸路徑1209，)。端子2243經(jīng)由線路2012、交點2010、線路2013連接到端口 2104(傳輸路徑 2209)。另外，端口 1001、端口 1002、端口 1003 與輸入輸出線路 1103、1203、1104、1204 之間的關(guān)系與實施例1相同。此外，線路1011、1012、1013、1022、1023、2011、2012、2013圖示電連接的情況。在實際的多模式前端電路中，線路1011、1012、1013、1022、1023、2011、2012、2013可以設(shè)為設(shè)計上可忽略的長度，也可以考慮長度來設(shè)計。由于是這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)功能切換開關(guān)2141將端口 1002連接到端子2142，功能切換開關(guān)2241將端口 1003連接到端子2242的情況下，多模式前端電路2000實質(zhì)上成為與多模式前端電路1000相同的結(jié)構(gòu)，可通過同一個電路來提供能夠改變帶寬與中心頻率的發(fā)送接收共用器、以及用于TDD方式的開關(guān)的功能。此外，在功能切換開關(guān)2141將端口 1002連接到端子2143，功能切換開關(guān)2241將端口 1003連接到端子2243的情況下，成為設(shè)端口 1001為輸入端口，端口 2104為輸出端口， 可使得兩個頻帶的信號同時通過的可變雙頻帶濾波器。[可變雙頻帶濾波器功能的實現(xiàn)]接著，說明作為可變雙頻帶濾波器來動作時的原理與具體例。在作為可變雙頻帶濾波器來動作的情況下，期望通過的頻帶中的通過系數(shù)盡可能大(插入損失盡可能小)。假設(shè)，設(shè)傳輸路徑1109、2109的通帶的頻率設(shè)為F1，設(shè)傳輸路徑1209、2209的通帶的頻率設(shè)為F2。需要使頻率Fl的信號盡量向傳輸路徑1109、2109傳遞，使頻率F2的信號盡量向傳輸路徑1209、2209傳遞。為了實現(xiàn)其，使從交點1010看傳輸路徑1109、2109的阻抗、以及從交點2010看傳輸路徑2109、1109的阻抗4在頻率F2中成為無限大或接近無限大的高阻抗，而且使從交點1010看傳輸路徑1209、2209的阻抗Z12以及從交點2010看傳輸路徑 2209、1209的阻抗Z42在頻率Fl中成為無限大或接近無限大的高阻抗。以下的具體例表示控制多模式前端電路2000以便滿足上述的條件，就能夠使在通過的頻帶中的通過系數(shù)大 (能夠使通過系數(shù)幾乎為OdB)。圖沈是表示使多模式前端電路2000作為可變雙頻帶濾波器來動作的情況下的結(jié)構(gòu)的圖。首先，功能切換開關(guān)2141將端口 1002連接到端子2143，功能切換開關(guān)2241將端
口 1003連接到端子2243。然后，在第1傳輸路徑1109中，將四個短路開關(guān)1120-! .....
m4 (其中，Hi1.....m4是1以上M以下的整數(shù)，且Hi1 < m2 < m3 < m4)設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，將其他
的短路開關(guān)設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)。此外，在第1傳輸路徑1109中，將兩個末端開關(guān)電路1110-ηι、 n2(其中，ηι、η2是1以上N以下的整數(shù)，且Ii1 < n2)設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，將其他的末端開關(guān)電路
設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)。在第2傳輸路徑1209中，四個短路開關(guān)1220-K.....k4(其中，Ic1.....k4
是1以上M以下的整數(shù)，且& < k2 < k3 < k4)是導(dǎo)通狀態(tài)，其他的短路開關(guān)是截止?fàn)顟B(tài)。 此外，在第2傳輸路徑1209中，兩個末端開關(guān)電路1210-hphJ其中，!^、、是1以上N以下的整數(shù)，且Ii1Ch2)是導(dǎo)通狀態(tài)，其他的末端開關(guān)電路是截止?fàn)顟B(tài)。此外，對末端開關(guān)電路 1110-1、. . ·、N、1210-1、. . ·、N 的末端電路 1112-1、. . ·、N、1212-1、. . ·、NH用連接到地導(dǎo)體2001上的分布常數(shù)線路2004。另外，將第1傳輸路徑1109的第1傳輸線路1101與第2傳輸線路1102的長度設(shè)為La」，將輸入輸出線路1103的長度設(shè)為Lmn」，將輸入輸出線路1104的長度設(shè)為Lmut l，將輸入輸出線路1103與短路開關(guān)1120-! 之間的距離設(shè)為Lin」，將短路開關(guān)1120-! 與短路開關(guān)1120-m2之間的距離設(shè)為L1 將短路開關(guān)1120-m2與短路開關(guān)1120_m3之間的距離設(shè)為 L1 /2，將短路開關(guān)1120-m3與短路開關(guān)1120-1114之間的距離設(shè)為L1 將短路開關(guān)1120-1 與末端開關(guān)電路1110-叫之間的距離設(shè)為L21，將短路開關(guān)1120-叫與末端開關(guān)電路1110-n2之間的距離設(shè)為L3」，將末端電路1112-叫的分布常數(shù)線路2004的長度設(shè)為L4」，將末端電路 1112- 的分布常數(shù)線路2004的長度設(shè)為L5」。此外，將第2傳輸路徑1209的第1傳輸線路1201與第2傳輸線路1202的長度設(shè)為La 2，將輸入輸出線路1203的長度設(shè)為LTUn 2，將輸入輸出線路1204的長度設(shè)為Lmut 2，將輸入輸出線路1203與短路開關(guān)1220-h之間的距離設(shè)為Lin 2，將短路開關(guān)1220-h與短路開關(guān)1220-1 之間的距離設(shè)為L1 2，將短路開關(guān)1220_k2 與短路開關(guān)1220-k3之間的距離設(shè)為L1 2/2，將短路開關(guān)1220-k3與短路開關(guān)1220_k4之間的距離設(shè)為L1 2，將短路開關(guān)1220-h與末端開關(guān)電路1210-h之間的距離設(shè)為L2 2，將短路開關(guān)1220-k3與末端開關(guān)電路1210-h2之間的距離設(shè)為L3 2，將末端電路1212-h的分布常數(shù)線路2004的長度設(shè)為L4 2，將末端電路1212-h2的分布常數(shù)線路2004的長度設(shè)為L5 2。圖27表示設(shè)5GHz的電長度，各自的長度為La i = 720°、LTUn」=20°、LTL。ut」= 20°、Linl = 57° ,L1 ！ = 180°、L2 = 10°、L3 = 10°、L4 = 155° ,L5 ！ = 155° ,La2 = 720 、LTLin—2 — 20 、LTLout_2 — 20 、Lin^2 — 73 、L12 — 160 、L2 2 — 10 、L3 2 — 10 、 L4 2 = 155° ,L5 2 = 11°時從端口 1001至端口 2104的通過系數(shù)。圖27中橫軸為頻率，縱軸為通過系數(shù)(dB)。在該條件下，在5GHz與5. 62GHz有通帶，在兩個頻帶中通過系數(shù)幾乎為OdB。由于在5GHz的電長度中L11為180°，因此傳輸路徑1109、2109將5GHz設(shè)為通帶。 此外，在5GHz的電長度中L1 2為160°。其長度在5. 62GHz的電長度下為180°。從而，傳輸路徑1209、2209將5. 62GHz設(shè)為通帶。此外，圖28A是表示圖27的情況下的5. 62GHz下的阻抗Zn、Z41的史密斯圓圖。圖 28B是表示圖27的情況下的5GHz下的阻抗^2J42的史密斯圓圖。這樣，在5. 62GHz下阻抗 Z11, Z41是無限大或接近無限大的值。從而，5. 62GHz的信號不傳遞到傳輸路徑1109、2109， 在傳輸路徑1209、2209傳遞而從端口 2104輸出。此外，在5GHz下阻抗&2、Z42是接近無限大的值。從而，5GHz的信號不傳遞到傳輸路徑1209、2209，在傳輸路徑1109、2109傳遞而從端口 2104輸出。圖四是表示設(shè)5GHz 的電長度，La i = 720°、LTLinJ = 20°、LTL。ut」=20°、Lin l =57° ,L1 ！ = 150°、L21 = 10°、L31 = 10°、L4 : = 155°、L5 : = 155°、LA 2 = 720°、 Luin—2 — 20 LTLout—2 — 20 、Lin—2 — 73 、L12 — 145 、L2 2 — 10 、L3 2 — 10 、L4 2 — 155°、L5 2 = 11°時從端口 1001至端口 2104的通過系數(shù)。另外，圖四的條件僅在圖27 的條件中變更了 L1」與L1 2。圖四中橫軸為頻率，縱軸為通過系數(shù)(dB)。在5GHz的電長度下L11為150°，在6GHz的電長度下為180°。從而，傳輸路徑1109、2109應(yīng)將6GHz設(shè)為通帶。在5GHz的電長度下L1 2為145°，在6. 18GHz的電長度下為180°。從而，傳輸路徑1209,2209應(yīng)將6. 18GHz設(shè)為通帶。但是如圖29所示，雖然想到在6GHz與6. 18GHz有通帶，但通過系數(shù)小。圖30A是表示圖四的情況下的6. 18GHz下的阻抗乙工、Z41的史密斯圓圖。圖30B 是表示圖四的情況下的6GHz下的阻抗乙2、Z42的史密斯圓圖。在6. 18GHz下阻抗乙工、Z41 是遠(yuǎn)離無限大的值(較小的值)。此外，在6GHz下，阻抗&2、&是遠(yuǎn)離無限大的值較小的值)。即可知，僅僅調(diào)整成為諧振器長度的L11與L1 2，不能作為通過系數(shù)大的可變雙頻帶濾波器來動作。因此，還調(diào)整諧振器長度(Lu、L12)以外的長度，使得在6. 18GHz下阻抗乙^ Z41 接近無限大，且在6GHz下阻抗乙2、Z42接近無限大。圖31表示設(shè)5GHz的電長度下，La i = 720°、LTLin l = 20°、Lmut l = 20°、Lin l = 47° ,1^ = 150°、L21 = 10°、L31 = 10°、 L4」一132 、L5」一30 、LA—2 — 720 、LTLin_2 — 20 、LTLout_2 — 20 、Lin 2 — 0 、L12 —145° ,L2 2 = 10°、L3 2 = 10°、L4 2 = 180° ,L5 2 = 139° 時從端口 1001 至端口 2104 的通過系數(shù)。圖31中橫軸為頻率，縱軸為通過系數(shù)(dB)。6GHz與6. 18GHz的通帶中通過系數(shù)幾乎成為OdB。圖31的條件在圖四的條件中變更了 Lin pL4 pL5 i、Lin2、L4 2、L5 2。尤其是 Linj, Lin2是決定從輸入輸出線路至最初的諧振器的距離的參數(shù)，起到可變移相器的作用。 這利用了使平行線路能夠起到諧振器的作用，或者僅作為傳輸線路的、可變?yōu)V波器的特征。圖32A是表示圖31情況下的6. 18GHz中的阻抗^1J41的史密斯圓圖。圖32B是圖31的情況下的6. 18GHz下的阻抗Z12、Z42的史密斯圓圖。這樣，在6. 18GHz中阻抗^1J41 是接近無限大的值，因此6. 18GHz的信號不傳遞到傳輸路徑1109、2109，在傳輸路徑1209、 2209傳遞而從端口 2104輸出。此外，在6GHz中阻抗乙2、4是接近無限大的值，因此6GHz 的信號不傳遞到傳輸路徑1209、2209，在傳輸路徑1109、2109中傳遞而從端口 2104輸出。 從而，在圖31所示的條件的情況下，在6GHz與6. 18GHz的通帶中通過系數(shù)幾乎為OdB。接著，表示改變通帶的帶寬的例子。圖33表示設(shè)5GHz的電長度，La i = 720°、 T = 90 ° T= 90 ° T = 47 ° T = 1S0o T =R0 I =R0 T =
132 、L5」一30 、LA—2 — 720 、LTLin—2 — 20 、LTLout—2 — 20 、Lin 2 — 0 、L12 — 145 、 L2 2 = 10°、L3 2 = 10°、L4 2 = 180°、L5 2 = 139° 時從端口 1001 至端口 2104 的通過系數(shù)。圖33中橫軸為頻率，縱軸為通過系數(shù)(dB)，虛線是上述條件的情況下的通過系數(shù)，實線是圖31的條件的通過系數(shù)。圖33的條件在圖31的條件中僅變更了 L2」、L3」?？芍ㄟ^改變傳輸路徑1109、2109側(cè)的長度，在6GHz頻帶中帶寬的變化大，在6. 18GHz頻帶中不怎么變化。此外，還可知6GHz頻帶的中心頻率保持一定。這利用了能夠在將中心頻率保持為一定狀態(tài)下變更帶寬的可變?yōu)V波器的特征。圖34 表示設(shè) 5GHz 的電長度，La i = 720°、LTLinJ = 20°、LTL。ut」=20°、Lin l = 47°、Ln = 150°、L21 = 10°、L31 = 10°、L41 = 132°、L51 = 30° La 2 = 720°、LTLin2 —20 、LTLout—2 — 20 、Lin—2 — 0 、L12 — 145 、L2 2 — 8 、L3 2 — 8 、L4 2 — 180 、 L5 2 = 139°時從端口 1001至端口 2104的通過系數(shù)。圖34中橫軸為頻率，縱軸為通過系數(shù)(dB)，虛線是上述條件的情況下的通過系數(shù)，實線是圖31的條件的通過系數(shù)。圖34的條件在圖31的條件中僅變更了 L2 2、L3 2。可知通過改變傳輸路徑1209、2209側(cè)的長度，在 6. 18GHz頻帶中帶寬的變化大，在6GHz頻帶中不怎么變化。此外，還可知6. 18GHz頻帶的中心頻率保持一定。這利用了能夠在將中心頻率保持為一定狀態(tài)下變更帶寬的可變?yōu)V波器的特征。另夕卜，在圖沈的末端開關(guān)電路1110-1、. . .、N、1210-1、. . .、N的末端電路
1112-1.....N、1212-1、...N中，使用連接到地導(dǎo)體2001上的分布常數(shù)線路2004。但是，
還可以使用圖22I、22J、2I、22N、22Q所示的電路。另外，無需限定于此。這樣，根據(jù)實施例2的多模式前端電路，通過功能切換開關(guān)能夠成為與實施例1的多模式前端電路等同的結(jié)構(gòu)，因此得到相同效果。而且，實施例2的多模式前端電路通過設(shè)定功能切換開關(guān)，還可以作為可變雙頻帶濾波器來動作。另外，實施例2的多模式前端電路在作為可變雙頻帶濾波器來動作時，可分別變更各通帶的中心頻率與帶寬。
權(quán)利要求
1.一種多模式前端電路，具有三個端口，并具有第1端口與第2端口之間的第1傳輸路徑、以及第1端口與第3端口之間的第2傳輸路徑，各傳輸路徑包括 兩個輸入輸出線路；第1傳輸線路，具有連接到一個輸入輸出線路的一端、以及連接到另一個輸入輸出線路的另一端；第2傳輸線路，具有連接到所述一個輸入輸出線路的一端、以及連接到所述另一個輸入輸出線路的另一端；以及一個或多個末端開關(guān)電路，所述第1傳輸線路的電長度與所述第2傳輸線路的電長度相等， 所述第1傳輸線路的偶模特性阻抗以及奇模特性阻抗分別在所述第1傳輸線路的長度方向上恒定，所述第2傳輸線路的偶模特性阻抗以及奇模特性阻抗分別在所述第2傳輸線路的長度方向上恒定，所述第1傳輸線路的偶模特性阻抗與所述第2傳輸線路的偶模特性阻抗相等， 所述第1傳輸線路的奇模特性阻抗與所述第2傳輸線路的奇模特性阻抗相等， 所述末端開關(guān)電路包括一端連接到所述第1傳輸線路與所述第2傳輸線路中的其中一個的開關(guān)；以及連接到該開關(guān)的另一端的末端電路。
2.如權(quán)利要求1所述的多模式前端電路，所述兩個傳輸線路的長度與線路寬度相等，線路間間隔在線路的長度方向上恒定。
3.如權(quán)利要求1所述的多模式前端電路， 各傳輸路徑包括的所述末端開關(guān)電路具有分別連接在不同的所述傳輸線路的、從輸入輸出線路起的電長度相等的點的成組的末端開關(guān)電路。
4.如權(quán)利要求1所述的多模式前端電路， 各傳輸路徑還包括一個以上的短路開關(guān)，所述短路開關(guān)能夠在所述兩個傳輸線路之間的、從輸入輸出線路起的電長度相等的點之間短路。
5.如權(quán)利要求4所述的多模式前端電路，在所述末端開關(guān)電路與所述短路開關(guān)中，存在連接到所述傳輸線路的相同位置的末端開關(guān)電路和短路開關(guān)。
6.如權(quán)利要求4所述的多模式前端電路， 所述短路開關(guān)是2個以上，具有連接到所述短路開關(guān)連接到傳輸線路的位置之間的所述末端開關(guān)電路。
7.如權(quán)利要求1所述的多模式前端電路， 所述末端電路是電抗電路。
8.如權(quán)利要求7所述的多模式前端電路， 所述電抗電路是可變電抗電路。
9.如權(quán)利要求4所述的多模式前端電路，還包括功能切換開關(guān)，用于切換所述第2端口與所述第3端口連接的狀態(tài)以及沒有連接的狀態(tài)，各傳輸路徑具有2個以上所述末端開關(guān)電路以及4個以上所述短路開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明的多模式前端電路具有兩個傳輸路徑。各傳輸路徑包括兩個輸入輸出線路；第1傳輸線路，具有連接到一個輸入輸出線路的一端、以及連接到另一個輸入輸出線路的另一端；第2傳輸線路，具有連接到所述一個輸入輸出線路的一端、以及連接到所述另一個輸入輸出線路的另一端；以及一個或多個末端開關(guān)電路。末端開關(guān)電路包括一端連接到所述第1傳輸線路與所述第2傳輸線路中的任一個的開關(guān)；以及連接到該開關(guān)的另一端的末端電路。此外，各傳輸路徑還可以包括一個以上的短路開關(guān)。短路開關(guān)能夠在兩個傳輸線路之間的、從輸入輸出線路起的電長度相等的點短路。
文檔編號H04L27/00GK102404264SQ201110245120
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者岡崎浩司, 楢橋祥一, 河合邦浩 申請人:株式會社Ntt都科摩