專利名稱：：分波電路及其設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種分波電路及其設(shè)計方法，尤其涉及具有帶通濾波5特性的濾波電路、使用多個該濾波電路的分波電路及其設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
：天線共用器(雙工器)是為了共用一個天線收發(fā)信號而對收發(fā)信號進行分路的分波電路，該天線共用器防止發(fā)送及接收收發(fā)信號頻帶以10外的雜散信號，減輕來自周圍的接收干擾，發(fā)送信號時保護接收側(cè)電路。圖l為表示現(xiàn)有的天線共用器之一例的電路圖。圖1中，分布參數(shù)線路2、3的一端連接于天線1。分布參數(shù)線路2的另一端通過發(fā)送端帶通濾波器4連接至發(fā)送端5。分布參數(shù)線路3的另一端通過接收端帶通濾15波器6連接至接收端7(例如，非專利文獻K.Wada，T.Ohno,andO.Hashimoto:"AClassofaPlanarDuplexerConsistingofBPFswithAttenuationPolesbyManipulatingTappedResonators"IEICETrans.OnElectronics,Vol.E86-C，pp.1613-1620(2003-9))。在設(shè)計圖l的天線共用器時，先分別設(shè)計發(fā)送端帶通濾波器4和接20收端帶通濾波器6，然后分別設(shè)計分布參數(shù)線路2、3，以使其滿足式(l)、式(2)。這里，"。i表示發(fā)送端帶通濾波器4的中心角頻率，co。2表示接收端帶通濾波器6的中心角頻率，Yin表示從天線l側(cè)觀察到的導納，Y^表示從天線l側(cè)觀察到的導納，Re[]表示括號內(nèi)量的實部，Im[]表示括號內(nèi)25量的虛部。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>在專利文獻(日本專利公開"特開平10-41704號公報")中，連接于天線側(cè)分波電路的接收濾波器由介質(zhì)濾波器和分路連接于該介質(zhì)濾波器的SAW濾波器構(gòu)成，連接于上述分波電路的發(fā)送濾波器由介質(zhì)濾波器構(gòu)成。在專利文獻(日本專利公開"特開平ll-340706號公報")中，通過抽頭耦合式諧振器(tapcoupledresonators)將多個衰減極形成在任意的頻率。但是，由于圖1中示出的現(xiàn)有的天線共用器具有分布參數(shù)線路2、3，因此存在部件數(shù)量多的問題。但如果簡單地省略掉分布參數(shù)線路2、3，就不能得到所期望的濾波特性，而且在整體上實現(xiàn)阻抗匹配時，使設(shè)計變得繁雜和困難。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決如上所述的問題而提出的，其目的在于提供一種可以減少部件數(shù)量且容易設(shè)計的分波電路及其設(shè)計方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的分波電路包含兩個以上帶通濾波器，其使頻帶互不相同的信號通過，該帶通濾波器包含一級以上單元，該單元具有耦合元件和以抽頭式耦合與所述耦合元件耦合的諧振電路，其中，所述各帶通濾波器的一端直接連接于同一端口，離所述各帶通濾波器的所述端口最近的第一級所述耦合元件及所述諧振電路，具有諧振單元的功能，以及所述各帶通濾波器的阻抗匹配單元的功能。根據(jù)這種分波電路，可以減少分波電路的部件數(shù)量，而且可以簡單、迅速地進行分波電路的設(shè)計。圖l為現(xiàn)有的天線共用器之一例的結(jié)構(gòu)圖。圖2為作為本發(fā)明的分波電路的天線共用器的第一實施例的電路圖。5圖3為圖2的等效電路圖。圖4為使用具有理想特性的發(fā)送端帶通濾波器和接收端帶通濾波器的導納變換單元的等效電路圖。圖5為在圖3(A)及(B)的等效電路中使用導納變換單元的等效電路圖。io圖6為為了說明本發(fā)明使用導納變換單元的等效電路圖。圖7為圖3的反射、透射特性圖。圖8為圖3的隔離特性圖。圖9為作為本發(fā)明的分波電路的第一實施例的雙工器的平面圖。圖10為天線共用器的電路結(jié)構(gòu)圖。15圖ll為天線共用器的電路結(jié)構(gòu)圖。圖12為諧振電路的電路結(jié)構(gòu)圖。圖13為作為本發(fā)明的分波電路的第二實施例的單纖三向器的平面圖。圖14為作為本發(fā)明的分波電路的第二實施例的單纖三向器的原理20圖。圖15為在各中心頻率的等效電路圖。圖16為使用導納變換單元的等效電路圖。圖17為模擬的傳送及反射特性圖。圖18為模擬的通帶特性圖。25圖19為模擬的寬帶傳送特性圖。圖20為模擬的隔離特性圖。主要符號說明ll、21、200為天線，12A、12B、14A、14B、16A、16B為耦合元件，22、24、26、28、30、32、43、44、301304、701704、801804為電容器，23、25、29、31、40、41、305307、705707、805807為抽頭耦合式諧振器，34、35、36、37、42、45為電感，5400、300為發(fā)送端帶通濾波器，600、700、800為接收端帶通濾波器。具體實施例下面根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例。圖2為作為本發(fā)明的分波電路的天線共用器的原理圖。圖2中，io發(fā)送端帶通濾波器400及接收端帶通濾波器600直接連接于天線21，其間沒有用于阻抗匹配的分布參數(shù)線路。帶通濾波器400、600分別包含作為耦合元件的電容器22、24、26、28、30、32和作為諧振電路的諧振器23、25、29、31,i皆振器23、25、29、31以抽頭式耦合與電容器22、24、26、28、30、32耦合。在此，15分別將電容器22和諧振器23、電容器24和諧振器25、電容器28和諧振器29、電容器30和諧振器31稱作一個單元。更具體地講，天線21與電容器22、28的一端連接，電容器22、28的另一端連接于諧振器23，諧振器23還連接于電容器24的一端，電容器24的另一端連接于諧振器25，諧振器25還連接于電容器2620的一端，電容器26的另一端連接于發(fā)送端27。電容器28的另一端連接于諧振器29，諧振器29還與電容器30的一端連接，電容器30的另一端連接于諧振器31，諧振器31還與電容器32的一端連接，電容器32的另一端連接于接收端33。在圖2中，由電容器22、24、26和諧振器23、25構(gòu)成的發(fā)送端25帶通濾波器的濾波特性為巴特沃斯特性，例如，使中心頻率fw為1.5GHz，帶寬AfM為60MHz，由諧振器23形成的衰減極為2.0GHz,由諧振器25形成的衰減極為1.0GHz。由電容器28、30、32和諧振器29、31構(gòu)成的接收端帶通濾波器的濾波特性為巴特沃斯特性，例如，使中心頻率f。2為2GHz，帶寬Af。2為60MHz，由諧振器29形成的衰減極為1.5GHz，由諧振器31形成的5衰減極為2.5GHz。在此，諧振器23、29除具有諧振器的功能以外，還具有與電容器22、28—起構(gòu)成阻抗匹配單元的功能。下面說明根據(jù)本實施例的天線共用器的設(shè)計方法。首先，設(shè)計電容器24、30和諧振器25、31的電容Q、Cg2，特性io阻抗Zu、Z22，相位常數(shù)^2、022，相當于諧振器的耦合位置的短線長度ll21、丄122、1221、U以及諧振器23、29的短線長度1112、1212，以使發(fā)送端帶通濾波器400及接收端帶通濾波器600得到所期望的濾波特性。該設(shè)計可以用公知的方法進行，但是lu2、lm用"K.Wada，O.Hashimoto:'Fundamentalsofopen-edndedresonatorsandtheirapplication15tomicrowavefiltersIEICETransactionsOnElectronics，Vol.E83-C，No.11，卯.1763-1775(2000-11)"中記載的方法設(shè)計，以使lm在對應于f。2的頻率生成衰減極，1212在對應于f^的頻率生成衰減極。然后，如圖3(A)所示，在中心頻率f。"使電容器28與諧振器2920的連接點處于接地狀態(tài)，防止發(fā)送信號成分漏失在接收端;并且，如圖3(B)所示，在中心頻率f。2，使電容器22與諧振器23的連接點處于接地狀態(tài)，防止接收信號成分漏失在發(fā)送端。計算電容器22、28和諧振器23、29的電容C"吣Cin2，特性阻抗zmu、zm21，相位常數(shù)evP"21，短線長度lmul、1211、1221、1222，以使25發(fā)送端帶通濾波器400及接收端帶通濾波器600實現(xiàn)阻抗匹配。下面說明上述值的計算方法。首先，將天線21的電導設(shè)為G(例如，1/50{1/Q})，在圖3(A)中，當從天線21側(cè)觀察到的在頻率fai的導納Y^滿足式(3)的條件，即當式(6)成立時，可以實現(xiàn)阻抗匹配。并且，在圖3(B)中，當從天線21側(cè)觀察到的在頻率f。2的導納乙2滿足式(4)的條件，即當式(7)成立時，可以實現(xiàn)阻抗匹配。這里，Re[]表示括號內(nèi)的量的實部，Im[]表示括號內(nèi)的量的虛部。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(3)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(4)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(6)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(7)在中心頻率，比較等效電路圖4(A)、(B)和等效電路圖5(A)、(B)，使前者的導納變換單元Ju、Ja的輸入導納Y川、U分別與后者的導納io變換單元JV、J"a的輸入導納YV、Y^相同，圖4(A)、(B)為使用僅以電容器22、24、26、28、30、32和諧振器23、25、29、31的所有各值實現(xiàn)發(fā)送端帶通濾波器400和接收端帶通濾波器600的阻抗匹配的發(fā)送端帶通濾波器400和接收端帶通濾波器600的導納變換單元的等效電路，圖5(A)、(B)為使用針對圖3(A)、(B)的導納變換單元的等5效電路。更具體地講，在圖4(A)、(B)中，輸入電容器22的電容為C^、抽頭耦合式諧振器23的一個短線長度為lm、特性阻抗為Z、相位常數(shù)為Pu、輸入電容器28的電容為C^、抽頭耦合式諧振器29的一個短線長度為lm、特性阻抗為Za、相位常數(shù)為321。與此相對，圖5(A)、io(B)中的輸入電容器22的電容為C"inl、抽頭耦合式諧振器23的一個短線長度為l"m、特性阻抗為Z"n、相位常數(shù)為e、、輸入電容器28的電容為C"in2、抽頭耦合式諧振器29的一個短線長度為r2U、特性阻抗為Z"21、相位常數(shù)為3'21。其中，由于相位常數(shù)3"u、3"21由諧振器23、29的線路結(jié)構(gòu)及所使用的材料參數(shù)決定，因此使3^e"u，021=0'21。15在圖4(A)、(B)中，為了形成導納變換單元50、51、52(JU、J12、J13)，引入相當于第一及第二虛擬耦合元件的正負電容C^和-C^、Cgl和-C"、d和-Ce加"，為了形成導納變換單元53、54、55(J2I、J22、J23)，引入相當于第一及第二虛擬耦合元件的正負電容C、2和-C、2、Cg2^B一Cg2、Cout2^B一Cout2。20在圖5(A)、(B)中，為了形成導納變換單元60、61、62(JV、J12、J13)，引入相當于第一及第二虛擬耦合元件的正負電容(T^和-CTinl、Ca和-Cgl、CU和-C:，為了形成導納變換單元63、64、65(JVJ22、J23)，引入相當于第一及第二虛擬耦合元件的正負電容(Tw和-C2、Cg2一Cg2、C0ut2一Cout2。25—般，圖4(A)、(B)中的電容Cw、Cin2、-Csinl、-C6in2、導納變換單元Ju、J2I、及導納變換單元Ju、Jn的輸入導納Y^、Y^的關(guān)系式，可以用式(8)(13)表示。在此，COQ1、CD。2表示帶寬，其在式(ll)中定義并在式(10)中出現(xiàn)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>并且，圖5(A)、(B)中的導納變換單元A、A的輸入導納YV、5YV，可分別用式(14)、(15)來表示。為了使圖5(A)、(B)中示出的本發(fā)明的天線共用器的等效電路在中心頻率(中心角頻率)等效于圖4(A)、(B)中示出的理想的帶通濾波器的等效電路，只要式(16)成立即可。因此，將式(12)(15)代入到式(16)，可以得到電容-C、和-C;的關(guān)系式(17)、(18)。結(jié)果，可以確認J"u、J、作為導納變換單元而動作。f<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(14)(15)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(16)一omlg2+《(c:1+c:2)2(17).廣抓—、2—(18)然后，根據(jù)圖5(A)、(B)中的第一級諧振器66、67需要滿足諧振條件，求出導納變換單元、諧振條件及電納斜率參數(shù)。在圖5(A)、(B)中，如果用B、、B、表示各諧振器23、29的輸入電納，則可以用式(19)、(20)表示由^fm("=com)的諧振器23的電容(T:、Q構(gòu)成的諧振器66的輸入電納B'嵐和由f二f。2("二co。2)的諧振器29的電容C:2、&構(gòu)成的諧振器67所包含的輸入電納B"^。而且，為了能將圖5(A)、(B)中的使用分布參數(shù)線路的諧振器23、29替換為圖6(A)、(B)中示出的由電感性元件Lru、L^及電容性元件Cm、Cn2構(gòu)成的集中參數(shù)型LC并聯(lián)諧振器68、69，需要使由式(21)、(22)定義的電納斜率參數(shù)bV、b"a與對應于"二cO(h、0^co。2的集中參數(shù)型LC并聯(lián)諧振器68、69的各電納斜率參數(shù)"01Crll、"。2C^相同，因此需要滿足式(23)、(24)。及<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>如此，分別設(shè)計圖4(A)、(B)中示出的理想的發(fā)送端帶通濾波器和接收端帶通濾波器，確定各電容器22、24、26、28、30、32和諧振器23、25、29、31的元件常數(shù)之后，使用式(3)、(4)、(17)(20)、(23)、(24)算出圖3(A)、(B)及圖5(A)、(B)中的輸入電容器22、28的電容C:、C2和第一級諧振器23、29的一個短邊長度rm、l'2n以及特性阻抗Z'u、ZB21，從而可以簡單并迅速地確定圖3中的各電容器22、24、26、28、30、32和諧振器23、25、29、31的元件常數(shù)。艮P，從天線21算起第二級以后的電容器24、26、30、32和第二級5以后的諧振器25、31的元件常數(shù)，與理想的發(fā)送端帶通濾波器和接收端帶通濾波器相同，這在進行諧振器的多級化時非常有效。圖7中示出圖3的反射、透射特性，圖8中示出隔離特性。Su是天線21的反射系數(shù)，S22是發(fā)送端帶通濾波器的發(fā)送端口27的反射系數(shù)，S21是發(fā)送端帶通濾波器的天線21至發(fā)送端口27的透射系數(shù)，S33是接收端io帶通濾波器的接收端口33的反射系數(shù)，Sw是發(fā)送端帶通濾波器的天線21至接收端口33的透射系數(shù)。圖7中，反射系數(shù)Su與反射系數(shù)S22、反射系數(shù)S33重疊。在此，使用如諧振器23的無載式入/2諧振器不能在通帶的高頻側(cè)及低頻側(cè)形成衰減極，但是使用無載式A/4諧振器可以在通帶的高頻15側(cè)形成衰減極。圖9為表示本發(fā)明的分波電路的第一實施例的雙工器的平面圖。圖中，作為輸入端子的絕緣襯底70的下面設(shè)有下部導體。微帶線路71的一端與外部天線21連接。微帶線路71的另一端連接至作為耦合元件的電容器72、78的一端。20電容器72的另一端被抽頭連接于作為諧振器23的微帶線路73的中央部，微帶線路73的中央部通過抽頭連接于作為耦合元件的電容器74的一端。電容器74的另一端通過抽頭連接于作為諧振器25的微帶線路75的中央部，微帶線路75的中央部連接于作為耦合元件的電容器76的一端，電容器76的另一端連接于作為發(fā)送端口27的微帶線路77的一端。25由上述電容器72、74、76和微帶線路71、73、75、77構(gòu)成第一帶通濾波器。電容器78的另一端被抽頭連接于作為諧振器29的微帶線路79的中央部，微帶線路79的中央部通過抽頭連接于作為耦合元件的電容器80的一端。電容器80的另一端通過抽頭連接于作為諧振器31的微帶線路81的中央部，微帶線路81連接于作為耦合元件的電容器82的一端，電5容器82的另一端連接于作為接收端33的微帶線路83的一端。由上述電容器78、80、82和微帶線路71、79、81、83構(gòu)成第二帶通濾波器。本實施例中使用了電容器22、24、26、28、30、32，但也可以使用電感，或者電容器與電感的組合。下面說明電路結(jié)構(gòu)的例子。圖10為使用電感34、35、36、37和電io容器24、30作為耦合元件，使用抽頭耦合式諧振器23、25、29、31作為諧振電路的天線共用器的電路結(jié)構(gòu)圖。圖11為使用電感34、35和電容器24、28、30、32作為耦合元件，使用抽頭耦合式諧振器23、25、29、31作為諧振電路的天線共用器的電路結(jié)構(gòu)圖。在本實施例中，使諧振電路僅由諧振器23、25、29、31構(gòu)成，但15是如圖12(A)所示，也可以由抽頭耦合在耦合元件的諧振器40和串聯(lián)于諧振器40與耦合元件之間的分布參數(shù)線路41構(gòu)成諧振電路(分布參數(shù)線路負載諧振電路)。另外，如圖12(B)(D)所示，也可以在諧振器40與耦合元件之間連接電感42、電容器43或電感45及電容器44。再有，如圖12(E)所示，也可以將抽頭耦合在耦合元件的諧振器40的一端(或20兩端)接地。當使用圖12(A)的諧振電路時，無論諧振器40是否為A/2諧振器或入/4諧振器，均可以在通帶的高頻側(cè)與低頻側(cè)形成衰減極。當使用圖12(B)的諧振電路時，無論諧振器40是否為X/2諧振器或入/4諧振器，均可以在通帶的高頻側(cè)形成衰減極。當使用圖12(C)的諧振電路時，無25論諧振器40是否為入/2諧振器或A/4諧振器，均可以在通帶的低頻側(cè)形成衰減極。當使用圖12(D)的諧振電路時，無論諧振器40是否為入/2諧振器或A/4諧振器，均可以在通帶的低頻側(cè)與高頻側(cè)形成衰減極。當使用圖12(E)的諧振電路時，無論諧振器40是否為入/2諧振器或入/4諧振器，可以在通帶的髙頻側(cè)或低頻側(cè)形成一個衰減極。圖13為本發(fā)明的分波電路的第二實施例的單纖三向器的平面圖。5在圖13中，作為輸入端子的絕緣襯底90的下面設(shè)有下部導體。微帶線路91的一端連接于外部的天線。微帶線路91的另一端連接于電容器92、98、104的一端。電容器92的另一端被抽頭連接于作為諧振器的微帶線路93的中央部，作為耦合元件的電容器94的一端連接于微帶線路93。電容器94的io另一端連接于作為諧振器的微帶線路95的中央部，作為耦合元件的電容器96的一端連接于微帶線路95，電容器96的另一端連接于如作為第一接收端的微帶線路97。由上述電容器92、94、96和微帶線路91、93、95、97構(gòu)成第三帶通濾波器。電容器98的另一端被抽頭連接于作為諧振器的微帶線路99的中央15部，作為耦合元件的電容器80的一端連接于微帶線路99。電容器80的另一端通過抽頭連接于作為諧振器的微帶線路81的中央部，作為耦合元件的電容器82的一端連接于微帶線路81，電容器82的另一端連接于如作為第二接收端的微帶線路83。由上述電容器92、94、96和微帶線路91、93、95、97構(gòu)成第四帶通濾波器。20電容器104的另一端被抽頭連接于作為諧振器的微帶線路105的中央部，作為耦合元件的電容器106的一端連接于微帶線路105。電容器106的另一端通過抽頭連接于如作為第三接收端的微帶線路107的中央部。由上述電容器104、106和微帶線路91、105、107構(gòu)成第五帶通濾波器。25所述單纖三向器，分別由通帶互不相同的第一至第三帶通濾波器，對由外部天線接收到的信號頻率進行篩選，因此可以從第一至第三接收端口向各個后續(xù)電路輸出。本實施例中，線路由微帶線路構(gòu)成，但并不限定于此，還可以由共面線路、帶狀線路、同軸線路等構(gòu)成。圖14為作為本發(fā)明的分波電路的第二實施例的單纖三向器的原理5圖。在圖中，發(fā)送端帶通濾波器300及接收端帶通濾波器700、800直接連接于天線200，中間不連接用于阻抗匹配的分布參數(shù)線路。帶通濾波器300包含作為耦合元件的電容器301304和作為諧振電路的諧振器305307，帶通濾波器700包含作為耦合元件的電容器701704和作為諧振電路的諧振器705707，帶通濾波器800包含作io為耦合元件的電容器801804和作為諧振電路的諧振器805807。在此，將發(fā)送端帶通濾波器300的中心頻率設(shè)為fw，將接收端帶通濾波器700、800的中心頻率設(shè)為f。2、f03。下面說明根據(jù)本實施例的天線共用器的設(shè)計方法。首先，設(shè)計電容器302、303、702、703、802、803的電容C^、Cgl2、Cs21、Cg22、Cs31、15Cs32，諧振器306、307、706、707、806、807的特性阻抗Z12、Z13、Z22、Z23、Z32、Z33，相位常數(shù)^2、P13、P22、P23、P32、P33，短線長度lm、ll22、ll31、ll32、工221、丄222、工231、丄232、工321、1322、l咖、1332以及諧振器305、705、805的短線長度1112、1212、1312，以使發(fā)送端帶通濾波器300及接收端帶通濾波器700、800得到所期望的濾波特性。20然后，在中心頻率f。"使電容器701與諧振器705的連接點以及電容器801與諧振器805的連接點處于接地狀態(tài)，防止發(fā)送信號成分漏失在接收端;在中心頻率f。2，使電容器301與諧振器305的連接點及電容器801與諧振器805的連接點處于接地狀態(tài);在中心頻率f。3，使電容器301與諧振器305的連接點及電容器701與諧振器705的連接點25處于接地狀態(tài)，防止接收信號成分漏失在發(fā)送端。計算電容器301、701、801和諧振器305、705、805的電容C;、c'in2、c"in3，特性阻抗ru、za21、zD31，相位常數(shù)3n、e21、e31，短線長度i"m、r112、i2"、r212、i311、r3I2，以使發(fā)送端帶通濾波器300及接收端帶通濾波器700、800實現(xiàn)阻抗匹配。將天線200的電導設(shè)為G，當從天線200側(cè)觀察到的在頻率fcn處5的導納Y^滿足式(24)的條件，即當(25)成立時，可以實現(xiàn)阻抗匹配。圖15(A)中示出關(guān)于頻率fQ1的發(fā)送端帶通濾波器300的等效電路。當從天線200側(cè)觀察到的在頻率f。2處的導納Y^滿足式(26)的條件，即當式(27)成立時，可以實現(xiàn)阻抗匹配。圖15(B)中示出關(guān)于頻率f。2的接收端帶通濾波器700的等效電路。.0當從天線200側(cè)觀察到的在頻率f。3的導納Y^滿足式(28)的條件，即當式(29)成立時，可以實現(xiàn)阻抗匹配。圖15(C)中示出關(guān)于頻率f。3的接收端帶通濾波器800的等效電路。Re[]表示括號內(nèi)的量的實部，Im[]表示括號內(nèi)的量的虛部。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>(28)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>(29)然后，為了計算電容C;、C"in2、C'in3，在圖16(A)、(B)、(C)中示出使用導納變換單元Ju、J21、JM的等效電路。在圖16(A)、(B)、(C)中，為了形成導納變換單元Ju，引入相當5于第一及第二虛擬耦合元件的正負電容Cr、和-(7;，為了形成導納變換單元J21，引入相當于第一及第二虛擬耦合元件的正負電容C:2和-CTin2，為了形成導納變換單元J3"引入相當于第一及第二虛擬耦合元件的正負電容C3和-C3。圖16(A)、(B)、(C)中的輸入電容、負電性元件及導納變換單元的io關(guān)系式，可以用式(30)、(31)、(32)表示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>(32)圖16(A)、(B)、(C)中的輸入導納Y"j、YV、Ymj31，可以用式(33)(38)表示。而且，當式(39)成立時，即，將式(33)(38)代入到式(39)，可以得到負電性元件-(Tinl、-CTin2、-C:3的關(guān)系式。結(jié)果，在圖16中，可以確定Ju、J21、U乍為變換電路而動作,[數(shù)學式io]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>(33)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>(34)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>(35)[數(shù)學式ll]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>(36)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>(37)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>(38)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>昧31]|然后，在圖16(A)(C)中，如果用B"m、B、、B3表示各諧振器305、705、805的輸入電納，則可以用式(40)、(42)、(44)表示在f=fQ1("=co。》的諧振器305的輸入電納B"^和在f二f。2(o^"。2)的諧振器705的輸5入電納B"^以及在f二f。3(o^"。3)的諧振器805的輸入電納Bw。而且，若要使電納斜率參數(shù)b'u、b"21、b、與o^"(n、"="。2、"="。3時的集中參數(shù)型LC并聯(lián)諧振器的各電納斜率參數(shù)"MCn、"。2Cr2、"。3Cr3相同，需要滿足式(41)、(43)、(45)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>(40)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>(41)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>(42)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>(43)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>(44)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>(45)表1中示出圖14中的單纖三向器根據(jù)上述設(shè)計方法計算的帶通濾波器300(BPF1)、700(BPF2)、800(BPF3)的各電容性元件及各諧振器的元件值。圖17表示使用表1中示出的值進行模擬的傳送及反射特性，圖518表示上述模擬的通帶特性，圖19表示上述模擬的寬帶傳送特性，圖20表示上述模擬的隔離特性。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>在此，Su為天線200的反射系數(shù)，S22為發(fā)送端帶通濾波器300端口5308的反射系數(shù)，Sn為發(fā)送端帶通濾波器700的天線200至端口308的透射系數(shù)，S33為接收端帶通濾波器700的端口708的反射系數(shù)，531為發(fā)送端帶通濾波器700的天線200至端口708的透射系數(shù)，S44為接收端帶通濾波器800的端口808的反射系數(shù)，Su為發(fā)送端帶通濾波器800的天線200至端口808的透射系數(shù)。并且，S23為發(fā)送端帶通濾波器300和接收端帶10通濾波器700之間的相互干涉系數(shù)，S24為發(fā)送端帶通濾波器300和接收端帶通濾波器800之間的相互干涉系數(shù)，S34為接收端帶通濾波器700和接收端帶通濾波器800之間的相互干涉系數(shù)。上述模擬中，使用表l中所示的值，但是也可以用將小數(shù)點第三位四舍五入到第二位的值進行。此時，雖然圖17的反射特性略有下降，但不會影響實用性。根據(jù)圖17及圖18，可以確認在各通帶能得到所期望的特性。而且，5由圖20中所示的結(jié)果可以確認，由于在各中心頻率fm、f。2、f。3設(shè)置衰減極，可以實現(xiàn)高的隔離特性。本國際申請以2005年9月5日申請的日本專利申請2005-257186號作為主張優(yōu)先權(quán)的基礎(chǔ)，本國際申請引用該申請的全部內(nèi)容。權(quán)利要求1、一種分波電路，包含，兩個以上帶通濾波器，其使頻帶互不相同的信號通過，該帶通濾波器包含一級以上單元，該單元具有耦合元件和以抽頭式耦合與所述耦合元件耦合的諧振電路，其中，所述各帶通濾波器的一端直接連接于同一端口，離所述各帶通濾波器的所述端口最近的第一級所述耦合元件及所述諧振電路，具有諧振單元的功能，以及所述各帶通濾波器的阻抗匹配單元的功能。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的分波電路，其特征在于，通過選擇所述第一級各耦合元件的值及所述第一級各諧振電路的阻抗、耦合位置、相位常數(shù)，使所述各帶通濾波器的信號通帶分別在預定的頻率，由此使所述第一級各耦合元件及所述第一級各諧振電路具有諧振單元的功能，以及所述各帶通濾波器的阻抗匹配單元的功能。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分波電路，其特征在于，在所述各帶通濾波器的各中心頻率，在信號通過預定帶通濾波器時，其它帶通濾波器的所述諧振電路的連接點處于短路狀態(tài)，從所述預定帶通濾波器的端口側(cè)觀察到的導納為預定值，20在所述短路狀態(tài)下，所述預定帶通濾波器的所述耦合元件、對所述預定帶通濾波器產(chǎn)生影響的所述其它帶通濾波器的耦合元件、以及對應于所述耦合元件的第一虛擬耦合元件的從所述端口側(cè)觀察到的導納達到預定值，包含所述諧振電路與第二虛擬耦合元件的電路在預定的中心頻率25滿足諧振條件，所述第二虛擬耦合元件與所述第一虛擬耦合元件成對，包含所述諧振電路與所述第二虛擬耦合元件的部分的電納斜率參數(shù)與對應于所述諧振電路的集中參數(shù)元件型諧振電路的電納斜率參數(shù)相同。4、根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項所述的分波電路，其特征在于，所述多個帶通濾波器為使發(fā)送信號通過的發(fā)送端帶通濾波器和使5接收信號通過的接收端帶通濾波器，所述端口連接于天線。5、根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任意一項所述的分波電路，其特征在于，一個帶通濾波器的所述諧振電路的一個短線的長度為預定值，以形成對應于其它帶通濾波器的通帶頻率的衰減極。106、一種分波電路的設(shè)計方法，包含步驟將兩個以上帶通濾波器的一端直接連接于同一端口，所述帶通濾波器包含一級以上單元，并使頻帶互不相同的信號通過，所述單元具有耦合元件和以抽頭式耦合與所述耦合元件耦合的諧振電路，在所述各帶通濾波器的各中心頻率，15在信號通過預定帶通濾波器時，其它帶通濾波器的所述諧振電路的連接點處于短路狀態(tài)，從所述預定帶通濾波器的端口側(cè)觀察到的導納為預定值，在所述短路.狀態(tài)下，所述預定帶通濾波器的所述耦合元件、對所述預定帶通濾波器產(chǎn)生影響的所述其它帶通濾波器的耦合元件、以及20對應于所述耦合元件的第一虛擬耦合元件的從所述端口側(cè)觀察到的導納達到預定值，包含所述諧振電路與第二虛擬耦合元件的電路在預定的中心頻率滿足諧振條件，所述第二虛擬耦合元件與所述第一虛擬耦合元件成對，使包含所述諧振電路與所述第二虛擬耦合元件的部分的電納斜率25參數(shù)與對應于所述諧振電路的集中參數(shù)元件型諧振電路的電納斜率參數(shù)相同。全文摘要本發(fā)明的分波電路包含兩個以上帶通濾波器，其使頻帶互不相同的信號通過，該帶通濾波器包含一級以上單元，該單元具有耦合元件和以抽頭式耦合與耦合元件耦合的諧振電路，其中，各帶通濾波器的一端直接連接于同一端口，離各帶通濾波器的端口最近的第一級耦合元件及諧振電路，具有諧振單元的功能，以及作為各帶通濾波器的阻抗匹配單元的功能。文檔編號H01P1/20GK101258640SQ200680032528公開日2008年9月3日申請日期2006年8月31日優(yōu)先權(quán)日2005年9月5日發(fā)明者和田光司申請人:國立大學法人電氣通信大學