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WO2018043206A1 - Lcフィルタ、高周波フロントエンド回路および通信装置 - Google Patents

Lcフィルタ、高周波フロントエンド回路および通信装置 Download PDF

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WO2018043206A1
WO2018043206A1 PCT/JP2017/029927 JP2017029927W WO2018043206A1 WO 2018043206 A1 WO2018043206 A1 WO 2018043206A1 JP 2017029927 W JP2017029927 W JP 2017029927W WO 2018043206 A1 WO2018043206 A1 WO 2018043206A1
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filter
arm
series
ground electrode
capacitor
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弘嗣 森
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H03H2210/01Tuned parameter of filter characteristics
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    • H03H2210/00Indexing scheme relating to details of tunable filters
    • H03H2210/02Variable filter component
    • H03H2210/025Capacitor

Definitions

  • the present invention relates to an LC filter, a high frequency front end circuit, and a communication device.
  • Recent mobile communication terminals are required to have a small front-end circuit for propagating transmission / reception signals with low loss and low noise in order to cope with multiband. For this reason, the filter which comprises a front end circuit is calculated
  • Patent Document 1 discloses a bandpass filter composed of an inductor and a capacitor.
  • FIG. 7A is a circuit configuration diagram of a bandpass filter described in Patent Document 1.
  • FIG. 7B is a mounting configuration diagram of the bandpass filter described in Patent Document 1.
  • the bandpass filter 500 described in FIG. 7A includes three LC pairs 520, 530 and 540, a direct coupling capacitor 550, internal coupling capacitors 517 and 518, and resonators 510, 511 and 512.
  • the LC pair 520 includes a load capacitor 521 and a load inductor 522
  • the LC pair 530 includes a load capacitor 531 and a load inductor 532
  • the LC pair 540 includes a load capacitor 541 and a load inductor 542. ing.
  • the band-pass filter 500 is formed in a multilayer structure of low-temperature co-fired ceramic (LTCC process).
  • Floating grounds 601, 602, and 603 are formed in this multilayer structure.
  • Metal regions 610, 611, and 612 constitute load inductors 522, 532, and 542, respectively.
  • Metal regions 613, 614, and 615, together with floating grounds 603 and 601, constitute load capacitors 521, 531, and 541, respectively.
  • Metal regions 617 and 618 together with metal region 616 form parallel plate type internal coupling capacitors 517 and 518, respectively.
  • Metal regions 619 and 620 constitute parallel plate type direct coupling capacitor 550.
  • the floating ground 603 is disposed at a position overlapping with the internal coupling capacitors 517 and 518 of the series arm circuit, and the floating ground 602 is disposed at a position overlapping with the direct coupling capacitor 550. Therefore, stray capacitance having a large capacitance value is generated in the series arm circuit. When stray capacitance occurs in the series arm circuit of the LC filter, the insertion loss and attenuation characteristics of the LC filter are deteriorated.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an LC filter in which deterioration of insertion loss and attenuation characteristics is suppressed.
  • an LC filter includes a multilayer substrate, an input electrode to which a high-frequency signal is input, an output electrode that outputs a high-frequency signal, and one or more of the multilayer substrate.
  • a ground electrode composed of layers, a first series arm capacitor formed in the multilayer substrate and disposed on a series arm path connecting the input electrode and the output electrode, and formed in the multilayer substrate,
  • a first parallel arm inductor disposed on a parallel arm path connecting the first node on the series arm path and the ground electrode, and when the multilayer substrate is viewed in plan, the first series arm capacitor and Of the first parallel arm inductors, only the first parallel arm inductor overlaps the ground electrode.
  • the floating capacitance generated between the ground electrode formed on the multilayer substrate and the circuit element is more likely to be the circuit element arranged in the series arm between the input and output terminals. It tends to be larger than the circuit elements arranged on the parallel arms.
  • the capacitor requires a larger electrode area than the inductor, so that the stray capacitance generated between the capacitor and the ground electrode is less than the stray capacitance generated between the inductor and the ground electrode. Is bigger.
  • the ground electrode is not formed at a position overlapping with the first series arm capacitor formed on the series arm in plan view, and at a position overlapping with the first parallel arm inductor formed on the parallel arm. Since the ground electrode is formed, it is possible to suppress the stray capacitance generated when the circuit element formed in the multilayer substrate and the ground electrode face each other. Therefore, since unnecessary coupling does not occur in the series arm, it is possible to suppress deterioration of the insertion loss and attenuation characteristics of the LC filter.
  • the first parallel arm inductor and the first variable capacitor further include a first variable capacitor disposed on a parallel arm path connecting the first node and the ground electrode and having a variable capacitance value. They may be connected in series.
  • the LC filter varies a plurality of filter characteristics, a filter characteristic corresponding to a plurality of frequency bands can be realized by one LC filter of this configuration. Therefore, the front end circuit in which the LC filter is arranged can be reduced in size.
  • the design process for optimizing each circuit element becomes more complicated.However, the larger the stray capacitance generated in the series arm, the more complicated the design process is. The frequency movable range as designed may not be obtained, resulting in malfunction. According to the above configuration, since unnecessary coupling does not occur in the series arm, the design process can be simplified and the frequency movable range as designed can be obtained.
  • the control board further includes a control line that is formed on the multilayer board and transmits a control signal for changing the capacitance value of the first variable capacitor.
  • the control line is the ground.
  • the ground electrode may be sandwiched between the first parallel arm inductor and the control line.
  • control line faces the inductor arranged in the parallel arm across the ground electrode, and does not face the capacitor arranged in the series arm. For this reason, since the stray capacitance generated between the control line and the circuit element can be suppressed, noise superimposed on the control signal transmitted through the control line can be suppressed. Therefore, malfunction of the first variable capacitor can be avoided.
  • the first variable capacitor includes a plurality of fixed capacitors having a fixed capacitance value and a switch that switches a combination of the plurality of fixed capacitors.
  • the plurality of fixed capacitors and the switch are formed on the multilayer substrate. It may be mounted on the surface.
  • the fixed capacitor constituting the first variable capacitor is surface-mounted on the multilayer substrate, so that the space in which the first series arm capacitor and the first parallel arm inductor can be formed in the multilayer substrate is increased, and the design flexibility is increased. improves.
  • the first variable capacitor includes a plurality of fixed capacitors having a fixed capacitance value and a switch that switches a combination of the plurality of fixed capacitors, and the plurality of fixed capacitors are formed in the multilayer substrate. May be.
  • the LC filter can be reduced in height and size.
  • a second parallel arm inductor formed on the parallel arm path formed in the multilayer substrate and connecting the second node different from the first node on the series arm path and the ground electrode; And a second variable capacitor having a variable capacitance value disposed on a parallel arm path connecting the second node and the ground electrode, wherein the second parallel arm inductor and the second variable capacitor are connected in series. It may be connected.
  • the second series arm capacitor formed in the multilayer substrate and connected in series with the first series arm capacitor at the first node, and the first series arm capacitor formed in the multilayer substrate. And a third series arm capacitor connected in series at the second node, a first series arm inductor connected in parallel to the first series arm capacitor, and a second series arm connected in parallel to the second series arm capacitor And an inductor and a third series arm inductor connected in parallel to the third series arm capacitor.
  • a first series arm LC filter circuit connected between the input electrode and the output electrode; and connected to the first node and the ground electrode which are one ends of the first series arm LC filter circuit
  • a first parallel arm LC filter circuit, and a second parallel arm LC filter circuit connected to the second node and the ground electrode which is the other end of the first series arm LC filter circuit
  • the first parallel arm LC filter circuit is composed of the first parallel arm inductor and the first variable capacitor connected in series with each other, and the second parallel arm LC filter circuit is connected in series with each other.
  • the first parallel arm LC filter circuit includes a first parallel arm inductor, an LC series circuit, and an LC parallel circuit.
  • the LC series circuit includes a second series arm capacitor and a first series arm inductor connected in series between the first node and the second node
  • the LC parallel circuit includes: Between a connection node between the second series arm capacitor and the first series arm inductor and the ground electrode, a third parallel arm inductor connected in parallel with each other and a third variable capacitor having a variable capacitance value are provided. Also good.
  • the LC filter having the above configuration can be applied to a TVWS (TV White Space) system.
  • TVWS TV White Space
  • At least two of the first parallel arm inductor, the second parallel arm inductor, and the third parallel arm inductor may be magnetically coupled.
  • the steepness of the passband characteristics is improved, and the number of channels that can be used in the TVWS system can be increased.
  • the multilayer substrate includes a ground electrode formation region in which the ground electrode is formed on one surface, and a ground electrode opening in which the ground electrode is not formed in a region surrounded by the ground electrode formation region in the plan view.
  • the first series arm capacitor is included in the ground electrode opening region, and the first parallel arm inductor is disposed in the ground electrode formation region. May be included.
  • the circuit element formed in the multilayer substrate It is possible to suppress the stray capacitance generated when the and the ground electrode face each other. Therefore, since unnecessary coupling does not occur in the series arm, it is possible to suppress deterioration of frequency characteristics such as insertion loss and attenuation characteristics of the LC filter.
  • a high-frequency front-end circuit outputs the high-frequency reception signal from the LC filter described above, a transmission filter element and a reception filter element, and an antenna element to the reception filter element, And a duplexer for outputting a high-frequency transmission signal via the transmission filter element to the antenna element.
  • a communication apparatus that outputs the high-frequency transmission signal to the high-frequency front-end circuit and the high-frequency front-end circuit, and receives the high-frequency reception signal from the high-frequency front-end circuit.
  • a circuit that outputs the high-frequency transmission signal to the high-frequency front-end circuit and the high-frequency front-end circuit, and receives the high-frequency reception signal from the high-frequency front-end circuit.
  • FIG. 1A is a circuit configuration diagram of an LC filter according to Embodiment 1.
  • FIG. 1B is a graph comparing the pass characteristics of the LC filters according to Embodiment 1 and Comparative Example 1.
  • FIG. 2A is a perspective exploded view illustrating the layer configuration of the LC filter according to Embodiment 1.
  • FIG. 2B is an exploded plan view illustrating the layer configuration of the LC filter according to Embodiment 1.
  • FIG. 3A is a circuit configuration diagram of the LC filter according to the second embodiment.
  • FIG. 3B is a graph comparing the pass characteristics of the LC filters according to Embodiment 2 and Comparative Example 2.
  • FIG. 4A is a circuit configuration diagram of an LC filter according to a modification of the second embodiment.
  • FIG. 4B is a graph comparing the pass characteristics of the LC filters according to the modification of Embodiment 2 and Comparative Example 3.
  • FIG. 5A is a circuit configuration diagram of an LC filter according to Embodiment 3.
  • FIG. 5B is a graph showing pass characteristics of the LC filter according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a circuit configuration diagram of the communication apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7A is a circuit configuration diagram of a bandpass filter described in Patent Document 1.
  • FIG. 7B is a mounting configuration diagram of the bandpass filter described in Patent Document 1.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an LC filter 1A according to the first embodiment.
  • the LC filter 1A shown in the figure includes a high frequency input terminal 100, a high frequency output terminal 110, a series arm capacitor 11, a series arm inductor 12, parallel arm inductors 21 and 31, and variable capacitors 22 and 32.
  • the LC filter 1A further includes a variable control unit 90 and a control line 80.
  • the variable control unit 90 may not be provided in the LC filter 1A.
  • the variable control unit 90 may be provided in a high-frequency front-end circuit or a communication device separately from the LC filter 1A.
  • the high frequency input terminal 100, the high frequency output terminal 110, the series arm capacitor 11, the series arm inductor 12, the parallel arm inductors 21 and 31, and the control line 80 are formed on a multilayer substrate.
  • This multilayer substrate is, for example, a resin multilayer substrate formed by laminating a low-temperature sintered ceramic substrate (LTCC substrate) or a glass epoxy substrate.
  • LTCC substrate low-temperature sintered ceramic substrate
  • the variable capacitors 22 and 32 and other circuit elements may be covered with an epoxy resin or the like on the multilayer substrate.
  • the high frequency input terminal 100 and the high frequency output terminal 110 are, for example, an input electrode and an output electrode formed on the back surface of the multilayer substrate, respectively.
  • the multilayer substrate is formed with a ground electrode composed of one or more layers of the multilayer substrate.
  • the serial arm capacitor 11 is a first series arm capacitor formed in the multilayer substrate and disposed on a serial arm path connecting the input electrode (high frequency input terminal 100) and the output electrode (high frequency output terminal 110).
  • the series arm inductor 12 is disposed on the series arm path and is connected in series with the series arm capacitor 11.
  • the parallel arm inductor 21 is a first parallel arm inductor that is formed in the multilayer substrate and disposed on the parallel arm path connecting the node N1 (first node) on the series arm path and the ground electrode.
  • the parallel arm inductor 31 is a second parallel arm inductor formed in the multilayer substrate and disposed on the parallel arm path connecting the node N2 (second node) on the series arm path and the ground electrode.
  • the variable capacitor 22 is a first variable capacitor that is arranged on a parallel arm path connecting the node N1 and the ground electrode and has a variable capacitance value.
  • the parallel arm inductor 21 and the variable capacitor 22 are connected in series between the node N1 and the ground electrode.
  • the variable capacitor 32 is a second variable capacitor that is arranged on a parallel arm path connecting the node N2 and the ground electrode and has a variable capacitance value.
  • the parallel arm inductor 31 and the variable capacitor 32 are connected in series between the node N2 and the ground electrode.
  • the variable control unit 90 is a control unit that controls the capacitance values of the variable capacitors 22 and 32, and specifically outputs a control signal for changing the capacitance values of the variable capacitors 22 and 32 to the control line 80.
  • the control line 80 is a wiring that is formed on the multilayer substrate and transmits the control signal for changing the capacitance values of the variable capacitors 22 and 32 to the variable capacitors 22 and 32.
  • the stray capacitance generated between the ground electrode and the circuit elements formed on the multilayer substrate is a circuit arranged in a series arm between the input and output terminals. Elements tend to be larger than circuit elements placed on parallel arms.
  • the capacitor planar electrode
  • the capacitor and the ground electrode are less than the stray capacitance generated between the inductor and the ground electrode. The stray capacitance generated between them is larger.
  • the ground electrode when the multilayer substrate is viewed in plan, the ground electrode is not formed at a position overlapping the series arm capacitor 11 formed in the series arm, and the parallel arm inductors 21 and 31 formed in the parallel arm are formed. Since the ground electrode is formed at the overlapping position, stray capacitance generated when the circuit element formed in the multilayer substrate and the ground electrode face each other can be suppressed. Therefore, since unnecessary coupling does not occur in the series arm, it is possible to suppress deterioration of frequency characteristics such as insertion loss and attenuation characteristics of the LC filter. Further, when the LC filter 1A is arranged in a high-frequency front-end circuit having a power amplifier, distortion in the high gain region of the power amplifier can be suppressed.
  • the LC filter 1A varies a plurality of filter characteristics, so that a filter characteristic corresponding to a plurality of frequency bands can be realized by one LC filter 1A of this configuration. Therefore, the front end circuit in which the LC filter 1A is arranged can be reduced in size.
  • the design process for optimizing each circuit element becomes more complicated.However, the larger the stray capacitance generated in the series arm, the more complicated the design process is. The frequency movable range as designed may not be obtained, resulting in malfunction. According to the above configuration, since unnecessary coupling does not occur in the series arm, the design process can be simplified and the frequency movable range as designed can be obtained.
  • control line 80 overlaps with the ground electrode, and when the multilayer substrate is viewed in cross section, the ground electrode is sandwiched between the parallel arm inductor 21 or 31 and the control line 80. It is preferable.
  • control line 80 faces the parallel arm inductor 21 or 31 arranged on the parallel arm across the ground electrode, and does not face the series arm capacitor 11 arranged on the series arm. For this reason, since the stray capacitance generated between the control line 80 and each circuit element can be suppressed, noise superimposed on the control signal transmitted through the control line 80 can be suppressed. Therefore, malfunction of the variable capacitors 22 and 32 can be avoided.
  • the LC filter 1A is a frequency variable LC filter including the variable capacitors 22 and 32, but a circuit configuration not including the variable capacitors 22 and 32 is also included in the present invention. Even in this circuit configuration, when the multilayer substrate is viewed in plan, a ground electrode is not formed at a position overlapping with the series arm capacitor 11, and a ground electrode is formed at a position overlapping with the parallel arm inductors 21 and 31. Therefore, stray capacitance can be suppressed. Therefore, since unnecessary coupling does not occur in the series arm, it is possible to suppress deterioration of frequency characteristics such as insertion loss and attenuation characteristics of the fixed frequency LC filter.
  • [1.2 Pass characteristics of LC filter 1A] 1B is a graph comparing the pass characteristics of the LC filters according to Embodiment 1 (Example 1) and Comparative Example 1.
  • FIG. 1B is a graph comparing the pass characteristics of the LC filters according to Embodiment 1 (Example 1) and Comparative Example 1.
  • the figure shows two filter characteristics A1 and A2 in the variable frequency LC filter 1A according to the first embodiment (Example 1).
  • the filter characteristic A1 has a passband center frequency f0 of 500 MHz (thick solid line), and the filter characteristic A2 has a passband center frequency f0 of 550 MHz (thin solid line).
  • the figure also shows two filter characteristics B1 and B2 in the variable frequency LC filter according to Comparative Example 1.
  • the filter characteristic B1 has a passband center frequency f0 of 500 MHz (thick broken line), and the filter characteristic B2 has a passband center frequency f0 of 550 MHz (thin broken line).
  • the switching between the filter characteristics A1 and the filter characteristics A2 in the LC filter 1A according to the first embodiment and the switching between the filter characteristics B1 and the filter characteristics B2 in the LC filter according to the comparative example 1 are performed by the variable control unit 90 and the control line 80. Has been implemented.
  • the LC filter according to Comparative Example 1 is different from the LC filter 1A according to Example 1 in that the series arm capacitor 11 overlaps the ground electrode when the multilayer substrate is viewed in plan.
  • both the filter characteristics A1 and the filter characteristics A2 ensure a good insertion loss in the passband and an attenuation amount at the attenuation pole near the passband.
  • the filter characteristic B2 the insertion loss of the pass band is deteriorated with respect to the filter characteristic A2, and the f0 shift is not sufficient with respect to the filter characteristic B1.
  • the attenuation amount at the attenuation pole is degraded as compared with the filter characteristic A1.
  • the difference in the filter characteristics is caused by whether or not the series arm capacitor 11 overlaps with the ground electrode.
  • FIG. 2A is a perspective exploded view showing the layer configuration of the LC filter 1A according to the first embodiment.
  • FIG. 2B is a plan exploded view showing the layer configuration of the LC filter 1A according to Embodiment 1.
  • the LC filter 1A is formed on a multilayer substrate in which a plurality of layers are stacked.
  • the LC filter 1A includes (n) layer, (m) layer, (l) layer, (k) layer, (j) layer, (i) layer, and (h) layer in order from the bottom. , (G) layer, (f) layer, (e) layer, (d) layer, (c) layer, (b) layer, and (a) layer are laminated. Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, a conductor pattern and a via electrode are represented in each of the layers (a) to (n). Hereinafter, the electrode layout of each layer will be described.
  • variable capacitors 22 and 32 are formed.
  • the variable capacitors 22 and 32 are surface-mounted on the surface of the uppermost layer (a).
  • variable capacitors 22 and 32 are composed of a plurality of fixed capacitors having a fixed capacitance value and a switch for switching a combination of the plurality of fixed capacitors (not shown).
  • the plurality of fixed capacitors and switches are mounted on the surface of the multilayer substrate.
  • the variable capacitors 22 and 32 include (a) each electrode formed on the surface of the layer and via electrodes connecting the layers, the control line 80 in the multilayer substrate, the ground electrode formation region GND, and the parallel arm inductors 21 and 31. Connected to.
  • variable capacitors 22 and 32 are mounted on the surface of the multilayer board, the space in which the series arm capacitor 11, the series arm inductor 12, and the parallel arm inductors 21 and 31 can be formed in the multilayer board is increased. The degree is improved.
  • the plurality of fixed capacitors may be formed in the multilayer substrate.
  • the variable capacitors 22 and 32, the series arm capacitor 11, the series arm inductor 12, and the parallel arm inductors 21 and 31 are formed in the multilayer substrate, the LC filter can be reduced in height and size. Become.
  • the (b) layer includes a control line 80 connected to the variable capacitors 22 and 32, a via electrode pattern connecting the ground electrode formation region GND of the layer (c) and the variable capacitors 22 and 32, and the variable capacitor 22 and An RF via electrode is formed to connect 32 and parallel arm inductors 21 and 31.
  • the layer is a ground electrode layer, and a ground electrode formation region GND connected to the variable capacitors 22 and 32 is formed.
  • the layer (c) includes a ground electrode formation region GND in which the ground electrode pattern is formed on one surface, and a ground electrode in which the ground electrode pattern is not formed in a region surrounded by the ground electrode formation region in plan view. And an opening region (GND opening in FIG. 2B).
  • the layer is a ground electrode layer.
  • the layer (e) includes a ground electrode formation region GND in which a ground electrode pattern is formed on one surface, and a ground in which the ground electrode pattern is not formed in a region surrounded by the ground electrode formation region GND in plan view. Electrode opening region (GND opening in FIG. 2B).
  • the coil pattern of the parallel arm inductors 21 and 31 and the electrode pattern of the series arm capacitor 11 are formed in the (f) layer.
  • the coil pattern of the parallel arm inductors 21 and 31 and the electrode pattern of the series arm capacitor 11 are formed in the (g) layer.
  • the coil pattern of the parallel arm inductors 21 and 31 and the coil pattern of the series arm inductor 12 are formed in the (h) layer.
  • the coil pattern of the parallel arm inductors 21 and 31 and the coil pattern of the series arm inductor 12 are formed in the (i) layer.
  • the coil pattern of the parallel arm inductor 21, the coil pattern of the serial arm inductor 12, the RF signal line connected from the parallel arm inductor 21 to the input electrode of the (n) layer, and the parallel arm inductor 31 ( n) RF signal lines connected to the output electrodes of the layers are formed.
  • a coil pattern of the series arm inductor 12 and an RF signal line connected from the series arm inductor 12 to the input electrode of the (n) layer are formed.
  • the layer is a ground electrode layer.
  • the (l) layer includes a ground electrode formation region GND in which the ground electrode pattern is formed on one surface, and a ground in which the ground electrode pattern is not formed in a region surrounded by the ground electrode formation region GND in plan view. Electrode opening region (GND opening in FIG. 2B).
  • the (M) layer is a ground electrode layer.
  • the (m) layer includes a ground electrode formation region GND in which the ground electrode pattern is formed on one surface, and a ground in which the ground electrode pattern is not formed in a region surrounded by the ground electrode formation region GND in plan view. Electrode opening region (GND opening in FIG. 2B).
  • an electrode pattern on the back surface of the multilayer substrate is shown, and an input electrode (high-frequency input terminal 100), an output electrode (high-frequency output terminal 110), and an electrode connected to the control line 80 are formed. .
  • the series arm capacitor 11 has ground electrode opening regions (GND openings in FIG. 2B) provided in the (c) layer, the (e) layer, the (l) layer, and the (m) layer.
  • the parallel arm inductors 21 and 31 are included (overlapped) in the ground electrode formation region GND.
  • FIG. 3A is a circuit configuration diagram of the LC filter 1B according to the second embodiment.
  • the LC filter 1B shown in the figure includes a high frequency input terminal 100, a high frequency output terminal 110, a series arm capacitor 14, a series arm inductor 13, parallel arm inductors 21 and 31, and variable capacitors 22 and 32.
  • the LC filter 1B further includes a variable control unit 90 and a control line 80.
  • the variable control unit 90 may not be provided in the LC filter 1B.
  • the variable control unit 90 may be provided in a high-frequency front-end circuit or a communication device separately from the LC filter 1B.
  • the LC filter 1B according to the present embodiment is different from the LC filter 1A according to the first embodiment in the circuit configuration of the series arm.
  • description of the same points as the LC filter 1A according to Embodiment 1 will be omitted, and different points will be mainly described.
  • the high frequency input terminal 100, the high frequency output terminal 110, the series arm capacitor 14, the series arm inductor 13, the parallel arm inductors 21 and 31, and the control line 80 are formed on a multilayer substrate.
  • This multilayer substrate is, for example, a resin multilayer substrate formed by laminating a low-temperature sintered ceramic substrate (LTCC substrate) or a glass epoxy substrate.
  • LTCC substrate low-temperature sintered ceramic substrate
  • the variable capacitors 22 and 32 and other circuit elements may be covered with an epoxy resin or the like on the multilayer substrate.
  • the series arm capacitor 14 is a first series arm capacitor formed in the multilayer substrate and disposed on a series arm path connecting the input electrode (high frequency input terminal 100) and the output electrode (high frequency output terminal 110).
  • the ground electrode when the multilayer substrate is viewed in plan, the ground electrode is not formed at a position overlapping the series arm capacitor 14 formed in the series arm, and the parallel arm inductors 21 and 31 formed in the parallel arm are formed. Since the ground electrode is formed at the overlapping position, stray capacitance generated when the circuit element formed in the multilayer substrate and the ground electrode face each other can be suppressed. Therefore, since unnecessary coupling does not occur in the series arm, it is possible to suppress deterioration of frequency characteristics such as insertion loss and attenuation characteristics of the LC filter 1B.
  • the LC filter 1B when the LC filter 1B is arranged in a high-frequency front-end circuit having a power amplifier, distortion in a high gain region of the power amplifier is suppressed, or deterioration of harmonic (2 ⁇ f0 / 3 ⁇ f0) characteristics is reduced. Can be suppressed. That is, unnecessary spurious generation can be suppressed, and the S / N ratio of the high-frequency signal propagating through the high-frequency front-end circuit is improved.
  • the LC filter 1B is a variable frequency LC filter including the variable capacitors 22 and 32.
  • a circuit configuration that does not include the variable capacitors 22 and 32 is also included in the present invention. Even in this circuit configuration, when the multilayer substrate is viewed in plan, a ground electrode is not formed at a position overlapping with the series arm capacitor 14, and a ground electrode is not formed at a position overlapping with the parallel arm inductors 21 and 31. Since it is formed, stray capacitance can be suppressed. Therefore, since unnecessary coupling does not occur in the series arm, it is possible to suppress deterioration of frequency characteristics such as insertion loss and attenuation of the fixed frequency LC filter.
  • FIG. 3B is a graph comparing the pass characteristics of the LC filters according to Embodiment 2 (Example 2) and Comparative Example 2.
  • the filter characteristic C1 has a passband center frequency f0 of 500 MHz (thick solid line), and the filter characteristic C2 has a passband center frequency f0 of 550 MHz (thin solid line).
  • the figure also shows two filter characteristics D1 and D2 in the variable frequency LC filter according to Comparative Example 2.
  • the filter characteristic D1 has a passband center frequency f0 of 500 MHz (thick broken line), and the filter characteristic D2 has a passband center frequency f0 of 550 MHz (thin broken line).
  • Switching between the filter characteristic C1 and the filter characteristic C2 in the LC filter 1B according to the second embodiment, and switching between the filter characteristic D1 and the filter characteristic D2 in the LC filter according to the second comparative example are performed by the variable control unit 90 and the control line 80. Has been implemented.
  • the LC filter according to Comparative Example 2 is different from the LC filter 1B according to Example 2 in that the series arm capacitor 14 overlaps with the ground electrode when the multilayer substrate is viewed in plan.
  • both the filter characteristics C1 and the filter characteristics C2 ensure a good insertion loss in the pass band and an attenuation amount at the attenuation pole near the pass band.
  • the filter characteristic D2 the insertion loss of the pass band is deteriorated with respect to the filter characteristic C2.
  • the attenuation amount on the higher frequency side than the pass band is deteriorated as compared with the filter characteristics C1 and C2.
  • the difference in the filter characteristics is caused by whether or not the series arm capacitor 14 overlaps the ground electrode.
  • the series arm capacitor 14 is included in the ground electrode opening region provided in the ground electrode layer, and the parallel arm inductors 21 and 31 are included in the ground electrode formation region GND.
  • FIG. 4A is a circuit configuration diagram of an LC filter 1C according to a modification of the second embodiment.
  • the LC filter 1C according to the present modification is obtained by applying the basic circuit of the LC filter 1B according to the second embodiment as an IoT (Internet of Things) communication circuit.
  • the LC filter 1C shown in the figure includes a high-frequency input terminal 100, a high-frequency output terminal 110, series arm capacitors 15a, 15b and 15c, series arm inductors 16a, 16b and 16c, a parallel arm inductor 21 and 31 and variable capacitors 22 and 32.
  • the LC filter 1C further includes a variable control unit 90 and a control line 80.
  • the variable control unit 90 may not include the LC filter 1C.
  • the variable control unit 90 may include a high-frequency front-end circuit or a communication device separately from the LC filter 1C.
  • the LC filter 1C according to the present embodiment is different from the LC filter 1B according to the second embodiment in the circuit configuration of the series arm.
  • the description of the same points as the LC filter 1B according to Embodiment 2 will be omitted, and different points will be mainly described.
  • the high frequency input terminal 100, the high frequency output terminal 110, the series arm capacitors 15a, 15b and 15c, the series arm inductors 16a, 16b and 16c, the parallel arm inductors 21 and 31, and the control line 80 are formed on a multilayer substrate.
  • This multilayer substrate is, for example, a resin multilayer substrate formed by laminating a low-temperature sintered ceramic substrate (LTCC substrate) or a glass epoxy substrate.
  • LTCC substrate low-temperature sintered ceramic substrate
  • the variable capacitors 22 and 32 and other circuit elements may be covered with an epoxy resin or the like on the multilayer substrate.
  • the series arm capacitor 15b is a first series arm capacitor formed in the multilayer substrate and disposed on a series arm path connecting the input electrode (high frequency input terminal 100) and the output electrode (high frequency output terminal 110).
  • the series arm capacitor 15a is a second series arm capacitor formed in the multilayer substrate and connected in series with the series arm capacitor 15b at the node N1.
  • the series arm capacitor 15c is a third series arm capacitor formed in the multilayer substrate and connected in series with the series arm capacitor 15b at the node N2.
  • the series arm inductor 16a is a second series arm inductor connected in parallel to the series arm capacitor 15a
  • the series arm inductor 16b is a first series arm inductor connected in parallel to the series arm capacitor 15b, and the series arm inductor 16c. Is a third series arm inductor connected in parallel to the series arm capacitor 15c.
  • the ground electrode when the multilayer substrate is viewed in plan, the ground electrode is not formed at a position overlapping with the series arm capacitors 15a, 15b, and 15c formed in the series arm, but the parallel electrode formed in the parallel arm. Since the ground electrode is formed at the position overlapping with the arm inductors 21 and 31, it is possible to suppress the stray capacitance generated when the circuit element formed in the multilayer substrate and the ground electrode face each other. . Therefore, since unnecessary coupling does not occur in the series arm, it is possible to suppress deterioration of frequency characteristics such as insertion loss and attenuation of the LC filter.
  • the LC filter 1C when the LC filter 1C is arranged in a high-frequency front-end circuit having a power amplifier, distortion in the high gain region of the power amplifier is suppressed, or deterioration of harmonic (2 ⁇ f0 / 3 ⁇ f0) characteristics is reduced. Can be suppressed. That is, unnecessary spurious generation can be suppressed, and the S / N ratio of the high-frequency signal propagating through the high-frequency front-end circuit is improved.
  • the LC filter 1C is a frequency variable LC filter including the variable capacitors 22 and 32, but a circuit configuration not including the variable capacitors 22 and 32 is also included in the present invention. Even in this circuit configuration, when the multilayer substrate is viewed in plan, a ground electrode is not formed at a position overlapping with the series arm capacitors 15a, 15b, and 15c, and a position overlapping with the parallel arm inductors 21 and 31. Since a ground electrode is formed on the substrate, stray capacitance can be suppressed. Therefore, since unnecessary coupling does not occur in the series arm, it is possible to suppress deterioration of frequency characteristics such as insertion loss and attenuation of the fixed frequency LC filter.
  • FIG. 4B is a graph comparing the pass characteristics of the LC filters according to the modified example (Example 3) of Embodiment 2 and Comparative Example 3.
  • the figure shows two filter characteristics E1 and E2 in a frequency variable LC filter 1C according to a modification of the second embodiment (Example 3).
  • the filter characteristic E1 has a passband center frequency f0 of 430 MHz (thick solid line), and the filter characteristic E2 has a passband center frequency f0 of 900 MHz (thin solid line).
  • the filter characteristic F1 has a passband center frequency f0 of 430 MHz (thick broken line), and the filter characteristic F2 has a passband center frequency f0 of 900 MHz (thin broken line).
  • the switching between the filter characteristics E1 and the filter characteristics E2 in the LC filter 1C according to the third embodiment and the switching between the filter characteristics F1 and the filter characteristics F2 in the LC filter according to the comparative example 3 are performed by the variable control unit 90 and the control line 80. Has been implemented.
  • the LC filter according to Comparative Example 3 has the series arm capacitors 15a, 15b, and 15c overlapping with the ground electrode when the multilayer substrate is viewed in plan, as compared with the LC filter 1C according to Example 3. Is different.
  • both the filter characteristics E1 and the filter characteristics E2 ensure a good insertion loss in the pass band and an attenuation amount on the higher frequency side than the pass band.
  • the filter characteristics F1 and F2 compared with the filter characteristics E1 and E2, the attenuation amount on the higher frequency side than the pass band is deteriorated.
  • the difference in the filter characteristics is caused by whether the series arm capacitors 15a, 15b, and 15c overlap with the ground electrode.
  • FIG. 5A is a circuit configuration diagram of an LC filter 1D according to Embodiment 3.
  • the LC filter 1D shown in the figure includes a high-frequency input terminal 100, a high-frequency output terminal 110, a series arm LC filter circuit 41 (first series arm LC filter circuit), and a parallel arm LC filter circuit 42 (first Parallel arm LC filter circuit) and a parallel arm LC filter circuit 43 (second parallel arm LC filter circuit).
  • the serial arm LC filter circuit 41 is connected between the high frequency input terminal 100 and the high frequency output terminal 110.
  • the parallel arm LC filter circuit 42 is connected between a node N1, which is one end of the series arm LC filter circuit 41, and the ground electrode.
  • the parallel arm LC filter circuit 43 is connected between the node N2, which is the other end of the series arm LC filter circuit 41, and the ground electrode.
  • the parallel arm LC filter circuit 42 includes a parallel arm inductor 421 (first parallel arm inductor) connected in series with each other and a variable capacitor 422 (first variable capacitor) having a variable capacitance value.
  • the parallel arm LC filter circuit 43 includes a parallel arm inductor 431 (second parallel arm inductor) connected in series to each other and a variable capacitor 432 (second variable capacitor) having a variable capacitance value.
  • the series arm LC filter circuit 41 includes a series arm capacitor 413 (first series arm capacitor), an LC series circuit, and an LC parallel circuit.
  • the LC series circuit includes a series arm capacitor 411 (second series arm capacitor) and a series arm inductor 412 (first series arm inductor) connected in series between the node N1 and the node N2.
  • the LC parallel circuit includes a parallel arm inductor 414 (third parallel arm inductor) connected in parallel with each other between a connection node between the series arm capacitor 411 and the series arm inductor 412 and a ground electrode, and a variable capacitor having a variable capacitance value. 415 (third variable capacitor).
  • the resonance frequency f41 of the series arm LC filter circuit 41 having such a circuit configuration mainly contributes to the frequency of the pass band of the LC filter 1D and the frequency of the attenuation pole on the higher frequency side than the pass band.
  • the center frequency of the pass band is f0
  • the resonance frequency f412 of the parallel circuit of the parallel arm inductor 414 and the variable capacitor 415 is set lower than the center frequency f0 (f412 ⁇ f0).
  • the resonance frequency f411 of the parallel circuit of the series arm inductor 412 and the series arm capacitor 413 is set higher than the center frequency f0 (f411> f0).
  • the resonance frequency f413 of the series circuit of the series arm capacitor 411 and the series arm inductor 412 is set to be higher than the center frequency f0 (f413> f0).
  • the resonance frequency f42 of the parallel arm LC filter circuit 42 mainly contributes to the frequency of the attenuation pole on the lower frequency side than the pass band of the LC filter 1D.
  • the resonance frequency f42 is set lower than the center frequency f0 (f42 ⁇ f0). More specifically, the resonance frequency f42 is set lower than the resonance frequency f412 (f42 ⁇ f412).
  • the resonance frequency f43 of the parallel arm LC filter circuit 43 mainly contributes to the frequency of the attenuation pole on the higher frequency side than the pass band of the LC filter 1D.
  • the resonance frequency f43 is set higher than the center frequency f0 (f43> f0). More specifically, the resonance frequency f43 is set higher than the resonance frequencies f411 and f413 (f42> f411 and f413).
  • the high-frequency input terminal 100, the high-frequency output terminal 110, the series arm capacitor 411, the series arm inductor 412, the series arm capacitor 413, the parallel arm inductor 414, the parallel arm inductor 421, the parallel arm inductor 431, and the control line 80 are multilayer boards. Is formed.
  • This multilayer substrate is, for example, a resin multilayer substrate formed by laminating a low-temperature sintered ceramic substrate (LTCC substrate) or a glass epoxy substrate.
  • the variable capacitors 415, 422, and 432, and other circuit elements may be coated on the multilayer substrate with an epoxy resin or the like.
  • FIG. 5B is a graph showing the pass characteristics of the LC filter 1D according to the third embodiment.
  • the pass band width is about 100 MHz, and attenuation poles can be formed on both sides of the pass band.
  • the attenuation amount is unlikely to decrease in the frequency band opposite to the pass band with respect to each attenuation pole, and a desired attenuation amount can be realized in a wide frequency band.
  • the attenuation amount can be increased on both the high frequency side and the low frequency side of the pass band, and the frequency band in which a desired attenuation amount can be obtained can be widened.
  • variable capacitors 415, 422, and 432 By changing the capacitance values of the variable capacitors 415, 422, and 432, a bandpass filter in which the passband and the frequency of the attenuation pole are shifted as shown in FIG. 5B can be realized. Thereby, in the TVWS system with a narrow channel interval, it is possible to realize filter characteristics corresponding to a plurality of channels by one LC filter 1D.
  • the parallel arm inductor 414 is provided among the series arm capacitor 411, the series arm inductor 412, the series arm capacitor 413, the parallel arm inductor 414, the parallel arm inductor 421, and the parallel arm inductor 431, the parallel arm inductor 414 is provided. , 421 and 431 only overlap with the ground electrode.
  • the ground electrode when the multilayer substrate is viewed in plan, the ground electrode is not formed at a position overlapping with the series arm capacitors 411 and 413 formed on the series arm, but the parallel arm inductor 414 formed on the parallel arm. , 421 and 431 overlap with each other, so that the stray capacitance generated when the circuit element formed in the multilayer substrate and the ground electrode face each other can be suppressed. Therefore, since unnecessary coupling does not occur in the series arm, it is possible to suppress deterioration of frequency characteristics such as insertion loss and attenuation amount of the LC filter 1D.
  • the parallel arm inductors 414, 421, and 431 may be magnetically coupled.
  • the steepness of the passband characteristics is improved, so that the number of channels that can be used in the TVWS system can be increased.
  • Embodiment 4 a high-frequency front-end circuit 10 and a communication device 9 including the LC filter according to any of Embodiments 1 to 3 will be described.
  • the high-frequency front-end circuit 10 and the communication device 9 according to the present embodiment are applied to a TVWS system, for example.
  • FIG. 6 is a circuit configuration diagram of the communication device 9 according to the fourth embodiment.
  • a high-frequency front end circuit 10 an antenna, an RF signal processing circuit 7, and a baseband signal processing circuit 8 are shown.
  • the communication device 9 includes an antenna, a high-frequency front end circuit 10, an RF signal processing circuit 7, and a baseband signal processing circuit 8.
  • the high-frequency front end circuit 10 includes an LC variable filter 1, a matching circuit 2, an LC fixed filter 3, a demultiplexing / switching circuit 4, a reception filter 5R, a transmission filter 5T, a low noise amplifier 6R, a power And an amplifier 6T.
  • the power amplifier 6T amplifies the high-frequency transmission signal output from the RF signal processing circuit 7, and passes through the transmission filter 5T, the demultiplexing / switching circuit 4, the LC variable filter 1, the LC fixed filter 3, and the matching circuit 2.
  • This is a transmission amplifier circuit that outputs to an antenna.
  • the low noise amplifier 6R amplifies the high frequency signal that has passed through the antenna, the matching circuit 2, the LC fixed filter 3, the LC variable filter 1, the demultiplexing / switching circuit 4, and the reception filter 5R, and outputs the amplified signal to the RF signal processing circuit 7. This is a reception amplification circuit.
  • the LC fixed filter 3 is an antenna filter that is connected to an antenna via a matching circuit and selectively passes, for example, high-frequency signals in a transmission band and a reception band.
  • the transmission filter 5T is a filter that is arranged between the demultiplexing / switching circuit 4 and the power amplifier 6T, and selectively allows high-frequency signals in the transmission band to pass therethrough.
  • the reception filter 5R is a filter that is disposed between the demultiplexing / switching circuit 4 and the low noise amplifier 6R and selectively allows a high-frequency signal in the reception band to pass therethrough.
  • the demultiplexing / switching circuit 4 is a switch (demultiplexer) that switches the connection between the antenna and the transmission signal path and the reception signal path.
  • the RF signal processing circuit 7 processes the high-frequency received signal input from the antenna via the received signal path by down-conversion or the like, and outputs the received signal generated by the signal processing to the baseband signal processing circuit 8 To do.
  • the RF signal processing circuit 7 is, for example, an RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit).
  • the RF signal processing circuit 7 performs signal processing on the transmission signal input from the baseband signal processing circuit 8 by up-conversion or the like, and outputs the high-frequency transmission signal generated by the signal processing to the power amplifier 6T.
  • the signal processed by the baseband signal processing circuit 8 is used for image display as an image signal, for example.
  • the high-frequency front-end circuit 10 may include other circuit elements between the circuit elements described above.
  • any one of the LC filters 1A to 1D shown in the first to third embodiments and the modifications thereof can be used as the LC variable filter 1.
  • the LC variable filter 1 uses an unnecessary spurious of a TV wave that cannot be attenuated by the transmission filter 5T, the reception filter 5R, and the LC fixed filter 3. Is arranged to suppress. More specifically, the LC variable filter 1 is arranged to remove unnecessary spurious components other than the channel to be used among the TV band channels (for example, ch13 to ch65: 470 to 788 MHz).
  • the filter characteristics of the LC variable filter 1 have the same amount of attenuation and steepness on both the low frequency side and the high frequency side of the pass band, but depending on the performance of the RF signal processing circuit 7 May be a filter specialized for harmonic spurious suppression.
  • the LC variable filter 1 According to the LC variable filter 1 according to the present embodiment, unnecessary coupling (stray capacitance) does not occur in the series arm of the LC variable filter 1, so that it is possible to suppress the insertion loss and the deterioration of the attenuation characteristics. Moreover, the high frequency front end circuit 10 and the communication device 9 in which distortion in the high gain region of the power amplifier is suppressed can be provided. Further, even if these are reduced in size, unnecessary spurious can be suppressed.
  • the LC filter, the high-frequency front end circuit, and the communication device according to the embodiment of the present invention have been described with reference to the first to fourth embodiments.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • Examples and various devices incorporating the LC filter, high-frequency front-end circuit, and communication device of the present disclosure are also included in the present invention.
  • the present invention can be widely used in communication devices such as a mobile phone or a TVWS system as an LC filter, a high-frequency front-end circuit, and a communication device arranged in the front-end unit.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

周波数可変型のLCフィルタ(1A)は、多層基板と、当該多層基板内に形成され、入力電極と出力電極とを結ぶ直列腕経路上に配置された直列腕キャパシタ(11)と、当該多層基板内に形成され、直列腕経路上のノード(N1)とグランド電極とを結ぶ並列腕経路上に配置された並列腕インダクタ(21)とを備え、当該多層基板を平面視した場合、直列腕キャパシタ(11)および並列腕インダクタ(21)のうちの並列腕インダクタ(21)のみがグランド電極と重複する。

Description

LCフィルタ、高周波フロントエンド回路および通信装置
 本発明は、LCフィルタ、高周波フロントエンド回路および通信装置に関する。
 近年の携帯通信端末には、マルチバンド化に対応すべく、送受信信号を低損失および低雑音で伝搬させる小型のフロントエンド回路が必要とされている。このため、フロントエンド回路を構成するフィルタは、低損失かつ小型であることが求められる。
 特許文献1には、インダクタおよびキャパシタで構成されたバンドパスフィルタが開示されている。
 図7Aは、特許文献1に記載されたバンドパスフィルタの回路構成図である。また、図7Bは、特許文献1に記載されたバンドパスフィルタの実装構成図である。図7Aに記載されたバンドパスフィルタ500は、3つのLC対520、530および540と、直接結合キャパシタ550と、内部結合キャパシタ517および518と、共振器510、511および512とを備える。LC対520は、負荷キャパシタ521と負荷インダクタ522とで構成され、LC対530は、負荷キャパシタ531と負荷インダクタ532とで構成され、LC対540は、負荷キャパシタ541と負荷インダクタ542とで構成されている。
 また、図7Bに示すように、バンドパスフィルタ500は、低温同時焼成セラミック(LTCCプロセス)の多層構造に形成されている。この多層構造には、浮動グランド601、602、および603が形成されている。また、金属領域610、611、および612は、それぞれ、負荷インダクタ522、532、および542を構成する。金属領域613、614、および615は、それぞれ、浮動グランド603および601とともに、負荷キャパシタ521、531、および541を構成する。金属領域617および618は、それぞれ、金属領域616とともに、平行平板型の内部結合キャパシタ517および518を構成する。金属領域619および620は、平行平板型の直接結合キャパシタ550を構成する。上記構成により、小型かつ良好な減衰特性を有するLCフィルタを提供できるとしている。
特表2009-517920号公報
 特許文献1に記載されたバンドパスフィルタ500では、多層基板を平面視した場合、いわゆる直列腕回路および並列腕回路と重複する位置にグランド電極である浮動グランド601、602、および603が設けられている。より具体的には、並列腕回路の負荷キャパシタ521、531、および541を構成する金属領域613、614、および615は、浮動グランド601および603と重複している。また、直列腕回路の内部結合キャパシタ517および518を構成する金属領域616、617、および618は、浮動グランド603と重複している。また、直列腕回路の直接結合キャパシタ550を構成する金属領域619および620は、浮動グランド602と重複している。
 しかしながら、上記平面視において、浮動グランド603が、直列腕回路の内部結合キャパシタ517および518と重複した位置に配置され、また、浮動グランド602が、直接結合キャパシタ550と重複した位置に配置されているので、直列腕回路に大きな容量値の浮遊容量が発生してしまう。LCフィルタの直列腕回路に浮遊容量が発生した場合、LCフィルタの挿入損失および減衰特性を劣化させてしまう。
 そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、挿入損失および減衰特性の劣化が抑制されたLCフィルタを提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るLCフィルタは、多層基板と、高周波信号が入力される入力電極と、高周波信号を出力する出力電極と、前記多層基板が有する1以上の層で構成されたグランド電極と、前記多層基板内に形成され、前記入力電極と前記出力電極とを結ぶ直列腕経路上に配置された第1直列腕キャパシタと、前記多層基板内に形成され、前記直列腕経路上の第1ノードと前記グランド電極とを結ぶ並列腕経路上に配置された第1並列腕インダクタと、を備え、前記多層基板を平面視した場合、前記第1直列腕キャパシタおよび前記第1並列腕インダクタのうちの前記第1並列腕インダクタのみが前記グランド電極と重複する。
 LCフィルタを構成する回路素子を多層基板で形成する場合、多層基板に形成されるグランド電極と回路素子とで発生する浮遊容量については、入出力端子間の直列腕に配置された回路素子のほうが、並列腕に配置された回路素子よりも大きくなる傾向にある。また、回路素子のうち、インダクタよりもキャパシタのほうが大きな電極面積を必要とするため、インダクタとグランド電極との間に発生する浮遊容量よりも、キャパシタとグランド電極との間に発生する浮遊容量のほうが大きい。
 上記構成によれば、平面視で直列腕に形成される第1直列腕キャパシタと重複する位置にはグランド電極は形成されず、並列腕に形成される第1並列腕インダクタと重複する位置にはグランド電極が形成されるので、多層基板内に形成される回路素子とグランド電極とが対向することで発生する浮遊容量を抑制することが可能となる。よって、直列腕に不要な結合が発生しないので、LCフィルタの挿入損失および減衰特性などの劣化を抑制できる。
 また、さらに、前記第1ノードと前記グランド電極とを結ぶ並列腕経路上に配置され、容量値が可変する第1可変キャパシタを備え、前記第1並列腕インダクタと前記第1可変キャパシタとは、直列接続されてもよい。
 これによれば、LCフィルタは複数のフィルタ特性を可変するので、複数の周波数帯域に対応したフィルタ特性を本構成の1つのLCフィルタで実現できる。よって、LCフィルタが配置されるフロントエンド回路を小型化できる。また、可変させるフィルタ特性の数が多くなるほど、各回路素子を最適化するための設計プロセスが複雑となるが、直列腕に発生する上記浮遊容量が大きいほど、上記設計プロセスが煩雑化し、また、設計どおりの周波数可動範囲が得られず動作不良となる場合がある。上記構成によれば、直列腕に不要な結合が発生しないので、設計プロセスを簡素化でき、設計どおりの周波数可動範囲を得ることが可能となる。
 また、さらに、前記多層基板に形成され、前記第1可変キャパシタの前記容量値を可変するための制御信号を伝達する制御線を備え、前記多層基板を平面視した場合、前記制御線は前記グランド電極と重複し、前記多層基板を断面視した場合、前記グランド電極は前記第1並列腕インダクタと前記制御線との間に挟まれていてもよい。
 これにより、制御線は、グランド電極を挟んで並列腕に配置されたインダクタと対向し、直列腕に配置されたキャパシタとは対向しない。このため、制御線と回路素子との間に発生する浮遊容量を抑制できるので、制御線を伝達する制御信号に重畳するノイズを抑制できる。よって、第1可変キャパシタの誤動作を回避できる。
 また、前記第1可変キャパシタは、容量値が固定である複数の固定キャパシタと、前記複数の固定キャパシタの組み合わせを切り替えるスイッチとで構成され、前記複数の固定キャパシタおよび前記スイッチは、前記多層基板の表面に実装されてもよい。
 これにより、第1可変キャパシタを構成する固定キャパシタが多層基板上に表面実装されるので、多層基板内に第1直列腕キャパシタおよび第1並列腕インダクタを形成できるスペースが増加し、設計自由度が向上する。
 また、前記第1可変キャパシタは、容量値が固定である複数の固定キャパシタと、前記複数の固定キャパシタの組み合わせを切り替えるスイッチとで構成され、前記複数の固定キャパシタは、前記多層基板内に形成されてもよい。
 これにより、第1可変キャパシタ、第1直列腕キャパシタ、および第1並列腕インダクタが、多層基板内に形成されるので、LCフィルタの低背化および小型化が可能となる。
 また、さらに、前記多層基板内に形成され、前記直列腕経路上の前記第1ノードと異なる第2ノードと、前記グランド電極と、を結ぶ並列腕経路上に配置された第2並列腕インダクタと、前記第2ノードと前記グランド電極とを結ぶ並列腕経路上に配置され、容量値が可変する第2可変キャパシタと、を備え、前記第2並列腕インダクタと前記第2可変キャパシタとは、直列接続されてもよい。
 これにより、通過帯域の急峻性および減衰特性に優れたLCフィルタを提供できる。
 また、さらに、前記多層基板内に形成され、前記第1直列腕キャパシタと前記第1ノードにて直列接続された第2直列腕キャパシタと、前記多層基板内に形成され、前記第1直列腕キャパシタと前記第2ノードにて直列接続された第3直列腕キャパシタと、前記第1直列腕キャパシタに並列接続された第1直列腕インダクタ、前記第2直列腕キャパシタに並列接続された第2直列腕インダクタ、および前記第3直列腕キャパシタに並列接続された第3直列腕インダクタと、を備えてもよい。
 これにより、直列腕に不要な結合(浮遊容量)が発生しないため、挿入損失の劣化を抑制できる。また、例えば、LCフィルタの前後に電力増幅器が接続された場合、電力増幅器の高利得領域での歪み、または、高調波を抑制できる。つまり、不要なスプリアス発生を抑制でき、LCフィルタを含む高周波フロントエンド回路を伝搬する高周波信号のS/N比が向上する。
 また、前記入力電極と前記出力電極との間に接続された第1の直列腕LCフィルタ回路と、前記第1の直列腕LCフィルタ回路の一方端である前記第1ノードおよび前記グランド電極に接続された第1の並列腕LCフィルタ回路と、前記第1の直列腕LCフィルタ回路の他方端である第2ノードおよび前記グランド電極に接続された第2の並列腕LCフィルタ回路と、を備え、前記第1の並列腕LCフィルタ回路は、互いに直列接続された前記第1並列腕インダクタと前記第1可変キャパシタとで構成され、前記第2の並列腕LCフィルタ回路は、互いに直列接続された前記第2並列腕インダクタと前記第2可変キャパシタとで構成され、前記第1の直列腕LCフィルタ回路は、前記第1直列腕キャパシタ、LC直列回路、および、LC並列回路で構成され、前記LC直列回路は、前記第1ノードと前記第2ノードとの間に直列接続された第2直列腕キャパシタと第1直列腕インダクタとを有し、前記LC並列回路は、前記第2直列腕キャパシタと前記第1直列腕インダクタとの接続ノードおよび前記グランド電極の間に、互いに並列接続された第3並列腕インダクタと容量値が可変する第3可変キャパシタとを有してもよい。
 これにより、上記構成を有するLCフィルタをTVWS(TV White Space)用システムに適用できる。この場合、直列腕に不要な結合(浮遊容量)が発生しないため、挿入損失の劣化を抑制できる。よって、不要な高調波のスプリアスを抑制することが可能となる。
 また、前記第1並列腕インダクタ、前記第2並列腕インダクタ、および前記第3並列腕インダクタのうちの少なくとも2つは、磁界結合していてもよい。
 これにより、通過帯域特性の急峻性が向上するので、TVWS用システムで利用できるチャネル数を増加させることが可能となる。
 また、前記多層基板は、前記グランド電極が一面に形成されたグランド電極形成領域と、前記平面視において前記グランド電極形成領域に囲まれた領域であって前記グランド電極が形成されていないグランド電極開口領域とを含むグランド電極層を有し、前記グランド電極層を平面視した場合、前記第1直列腕キャパシタは前記グランド電極開口領域に含まれ、前記第1並列腕インダクタは前記グランド電極形成領域に含まれてもよい。
 上記構成によれば、第1直列腕キャパシタは平面視でグランド電極開口領域に含まれ、第1並列腕インダクタは平面視でグランド電極形成領域に含まれるので、多層基板内に形成される回路素子とグランド電極とが対向することで発生する浮遊容量を抑制することが可能となる。よって、直列腕に不要な結合が発生しないので、LCフィルタの挿入損失および減衰特性などの周波数特性の劣化を抑制できる。
 また、本発明の一態様に係る高周波フロントエンド回路は、上記記載のLCフィルタと、送信用フィルタ素子および受信用フィルタ素子と、アンテナ素子からの高周波受信信号を前記受信用フィルタ素子へ出力し、かつ、前記送信用フィルタ素子を経由した高周波送信信号を、前記アンテナ素子へ出力する分波器と、を備える。
 これにより、LCフィルタの直列腕に不要な結合(浮遊容量)が発生しないため、挿入損失および減衰特性の劣化を抑制できる。また、電力増幅器の高利得領域での歪みが抑制された高周波フロントエンド回路を提供できる。
 また、本発明の一態様に係る通信装置は、上記記載の高周波フロントエンド回路と、前記高周波フロントエンド回路に高周波送信信号を出力し、前記高周波フロントエンド回路から高周波受信信号を入力するRF信号処理回路と、を備える。
 これにより、LCフィルタの直列腕に不要な結合(浮遊容量)が発生しないため、挿入損失および減衰特性の劣化を抑制できる。また、電力増幅器の高利得領域での歪みが抑制された通信装置を提供できる。
 本発明によれば、挿入損失および減衰特性の劣化が抑制されたLCフィルタを提供することが可能となる。
図1Aは、実施の形態1に係るLCフィルタの回路構成図である。 図1Bは、実施の形態1および比較例1に係るLCフィルタの通過特性を比較したグラフである。 図2Aは、実施の形態1に係るLCフィルタの層構成を表す斜視分解図である。 図2Bは、実施の形態1に係るLCフィルタの層構成を表す平面分解図である。 図3Aは、実施の形態2に係るLCフィルタの回路構成図である。 図3Bは、実施の形態2および比較例2に係るLCフィルタの通過特性を比較したグラフである。 図4Aは、実施の形態2の変形例に係るLCフィルタの回路構成図である。 図4Bは、実施の形態2の変形例および比較例3に係るLCフィルタの通過特性を比較したグラフである。 図5Aは、実施の形態3に係るLCフィルタの回路構成図である。 図5Bは、実施の形態3に係るLCフィルタの通過特性を表すグラフである。 図6は、実施の形態4に係る通信装置の回路構成図である。 図7Aは、特許文献1に記載されたバンドパスフィルタの回路構成図である。 図7Bは、特許文献1に記載されたバンドパスフィルタの実装構成図である。
 以下、本発明の実施の形態について、実施の形態およびその図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。
 (実施の形態1)
 [1.1 LCフィルタ1Aの回路構成]
 図1は、実施の形態1に係るLCフィルタ1Aの回路構成図である。同図に示されたLCフィルタ1Aは、高周波入力端子100と、高周波出力端子110と、直列腕キャパシタ11と、直列腕インダクタ12と、並列腕インダクタ21および31と、可変キャパシタ22および32とを備える。また、LCフィルタ1Aは、さらに、可変制御部90と、制御線80とを備える。なお、可変制御部90は、LCフィルタ1Aが備えていなくてもよく、例えば、LCフィルタ1Aとは別に、高周波フロントエンド回路または通信装置が備えていてもよい。
 なお、高周波入力端子100、高周波出力端子110、直列腕キャパシタ11、直列腕インダクタ12、並列腕インダクタ21および31、ならびに制御線80は、多層基板に形成されている。この多層基板は、例えば、低温焼結セラミック基板(LTCC基板)やガラスエポキシ基板を積層して形成した樹脂多層基板などである。また、可変キャパシタ22および32およびその他の回路素子などは、多層基板上にエポキシ樹脂などで被覆されていてもよい。
 高周波入力端子100および高周波出力端子110は、例えば、それぞれ、上記多層基板の裏面に形成された入力電極および出力電極である。また、上記多層基板には、当該多層基板が有する1以上の層で構成されたグランド電極が形成されている。
 直列腕キャパシタ11は、上記多層基板内に形成され、入力電極(高周波入力端子100)と出力電極(高周波出力端子110)とを結ぶ直列腕経路上に配置された第1直列腕キャパシタである。
 直列腕インダクタ12は、直列腕経路上に配置され、直列腕キャパシタ11と直列接続されている。
 並列腕インダクタ21は、上記多層基板内に形成され、直列腕経路上のノードN1(第1ノード)とグランド電極とを結ぶ並列腕経路上に配置された第1並列腕インダクタである。
 並列腕インダクタ31は、上記多層基板内に形成され、直列腕経路上のノードN2(第2ノード)とグランド電極とを結ぶ並列腕経路上に配置された第2並列腕インダクタである。
 可変キャパシタ22は、ノードN1とグランド電極とを結ぶ並列腕経路上に配置され、容量値が可変する第1可変キャパシタである。また、並列腕インダクタ21と可変キャパシタ22とは、ノードN1とグランド電極との間に直列接続されている。
 可変キャパシタ32は、ノードN2とグランド電極とを結ぶ並列腕経路上に配置され、容量値が可変する第2可変キャパシタである。また、並列腕インダクタ31と可変キャパシタ32とは、ノードN2とグランド電極との間に直列接続されている。
 可変制御部90は、可変キャパシタ22および32の容量値を制御する制御部であり、具体的には、可変キャパシタ22および32の容量値を可変するための制御信号を制御線80に出力する。
 制御線80は、上記多層基板に形成され、可変キャパシタ22および32の容量値を可変するための上記制御信号を可変キャパシタ22および32へ伝達する配線である。
 上記構成において、上記多層基板を平面視した場合、直列腕キャパシタ11、直列腕インダクタ12、ならびに並列腕インダクタ21および31のうち、並列腕インダクタ21および31のみがグランド電極と重複している。
 一般に、LCフィルタを構成する回路素子を多層基板で形成する場合、当該多層基板に形成されるグランド電極と回路素子とで発生する浮遊容量については、入出力端子間の直列腕に配置された回路素子のほうが、並列腕に配置された回路素子よりも大きい傾向にある。また、回路素子のうち、インダクタ(平面コイル)よりもキャパシタ(平面電極)のほうが大きな電極面積を必要とするため、インダクタとグランド電極との間に発生する浮遊容量よりもキャパシタとグランド電極との間に発生する浮遊容量のほうが大きい。
 上記構成によれば、多層基板を平面視した場合に、直列腕に形成される直列腕キャパシタ11と重複する位置にはグランド電極は形成されず、並列腕に形成される並列腕インダクタ21および31と重複する位置にはグランド電極が形成されるので、当該多層基板内に形成される回路素子とグランド電極とが対向することで発生する浮遊容量を抑制することが可能となる。よって、直列腕に不要な結合が発生しないので、LCフィルタの挿入損失および減衰特性などの周波数特性の劣化を抑制できる。また、LCフィルタ1Aが電力増幅器を有する高周波フロントエンド回路に配置された場合、電力増幅器の高利得領域での歪みを抑制することが可能となる。
 また、可変キャパシタ22および32によれば、LCフィルタ1Aは複数のフィルタ特性を可変するので、複数の周波数帯域に対応したフィルタ特性を本構成の1つのLCフィルタ1Aで実現できる。よって、LCフィルタ1Aが配置されるフロントエンド回路を小型化できる。また、可変させるフィルタ特性の数が多くなるほど、各回路素子を最適化するための設計プロセスが複雑となるが、直列腕に発生する上記浮遊容量が大きいほど、上記設計プロセスが煩雑化し、また、設計どおりの周波数可動範囲が得られず動作不良となる場合がある。上記構成によれば、直列腕に不要な結合が発生しないので、設計プロセスを簡素化でき、設計どおりの周波数可動範囲を得ることが可能となる。
 また、上記多層基板を平面視した場合、制御線80はグランド電極と重複し、当該多層基板を断面視した場合、当該グランド電極は並列腕インダクタ21または31と制御線80との間に挟まれていることが好ましい。
 これにより、制御線80は、グランド電極を挟んで並列腕に配置された並列腕インダクタ21または31と対向し、直列腕に配置された直列腕キャパシタ11とは対向しない。このため、制御線80と各回路素子との間に発生する浮遊容量を抑制できるので、制御線80を伝達する制御信号に重畳するノイズを抑制できる。よって、可変キャパシタ22および32の誤動作を回避できる。
 なお、本実施の形態において、LCフィルタ1Aは、可変キャパシタ22および32を備えた周波数可変型のLCフィルタであるが、可変キャパシタ22および32を備えない回路構成も本発明に含まれる。この回路構成であっても、多層基板を平面視した場合に、直列腕キャパシタ11と重複する位置にはグランド電極は形成されず、並列腕インダクタ21および31と重複する位置にはグランド電極が形成されるので、浮遊容量を抑制することが可能となる。よって、直列腕に不要な結合が発生しないので、周波数固定型のLCフィルタの挿入損失および減衰特性などの周波数特性の劣化を抑制できる。
 [1.2 LCフィルタ1Aの通過特性]
 図1Bは、実施の形態1(実施例1)および比較例1に係るLCフィルタの通過特性を比較したグラフである。
 同図には、実施の形態1(実施例1)に係る周波数可変型のLCフィルタ1Aにおける2つのフィルタ特性A1およびA2が示されている。フィルタ特性A1は、通過帯域の中心周波数f0が500MHz(太実線)となっており、フィルタ特性A2は、通過帯域の中心周波数f0が550MHz(細実線)となっている。
 また、同図には、比較例1に係る周波数可変型のLCフィルタにおける2つのフィルタ特性B1およびB2が示されている。フィルタ特性B1は、通過帯域の中心周波数f0が500MHz(太破線)となっており、フィルタ特性B2は、通過帯域の中心周波数f0が550MHz(細破線)となっている。
 実施例1に係るLCフィルタ1Aにおけるフィルタ特性A1とフィルタ特性A2との切り替え、および、比較例1に係るLCフィルタにおけるフィルタ特性B1とフィルタ特性B2との切り替えは、可変制御部90および制御線80により実施されている。
 なお、比較例1に係るLCフィルタは、実施例1に係るLCフィルタ1Aと比較して、多層基板を平面視した場合、直列腕キャパシタ11がグランド電極と重複している点が異なる。
 図1Bの通過特性の比較によれば、フィルタ特性A1およびフィルタ特性A2は、ともに通過帯域の挿入損失および通過帯域近傍の減衰極における減衰量を良好に確保している。これに対して、フィルタ特性B2では、フィルタ特性A2に対して通過帯域の挿入損失が劣化しており、また、フィルタ特性B1に対してf0シフトも十分ではない。さらに、フィルタ特性B1では、フィルタ特性A1と比較して、減衰極における減衰量が劣化している。
 上記フィルタ特性の差異は、直列腕キャパシタ11がグランド電極と重複しているか否かに起因するものである。
 [1.3 LCフィルタ1Aの実装構成]
 ここでは、本実施の形態1に係るLCフィルタ1Aが多層基板で構成された場合の実装構成例を説明する。
 図2Aは、実施の形態1に係るLCフィルタ1Aの層構成を表す斜視分解図である。また、図2Bは、実施の形態1に係るLCフィルタ1Aの層構成を表す平面分解図である。図2Aおよび図2Bに示すように、LCフィルタ1Aは、複数の層が積層された多層基板に形成されている。
 図2Aに示すように、LCフィルタ1Aは、下方から順に、(n)層、(m)層、(l)層、(k)層、(j)層、(i)層、(h)層、(g)層、(f)層、(e)層、(d)層、(c)層、(b)層、および(a)層が積層される。また、図2Aおよび図2Bに示すように、(a)層~(n)層の各層には、導体パターンおよびビア電極が表されている。以下、各層の電極レイアウトについて説明する。
 (a)層には、可変キャパシタ22および32に接続される電極が形成されている。なお、本実施の形態では、最上層である(a)層の表面に、可変キャパシタ22および32が表面実装される。
 より具体的には、可変キャパシタ22および32は、容量値が固定である複数の固定キャパシタと、当該複数の固定キャパシタの組み合わせを切り替えるスイッチとで構成されている(図示せず)。上記複数の固定キャパシタおよびスイッチは、多層基板の表面に実装される。可変キャパシタ22および32は、(a)層の表面に形成された各電極および層間を接続するビア電極を介して、多層基板内の制御線80、グランド電極形成領域GND、並列腕インダクタ21および31に接続される。
 可変キャパシタ22および32が、多層基板の表面に実装される上記構成により、当該多層基板内に直列腕キャパシタ11、直列腕インダクタ12ならびに並列腕インダクタ21および31を形成できるスペースが増加し、設計自由度が向上する。
 なお、上記複数の固定キャパシタは、上記多層基板内に形成されていてもよい。この場合には、可変キャパシタ22および32、直列腕キャパシタ11、直列腕インダクタ12ならびに並列腕インダクタ21および31が、多層基板内に形成されるので、LCフィルタの低背化および小型化が可能となる。
 (b)層には、可変キャパシタ22および32に接続される制御線80、(c)層のグランド電極形成領域GNDと可変キャパシタ22および32とを接続するビア電極パターン、ならびに、可変キャパシタ22および32と並列腕インダクタ21および31とを接続するRFビア電極が形成されている。
 (c)層は、グランド電極層であって、可変キャパシタ22および32に接続されるグランド電極形成領域GNDが形成されている。なお、(c)層は、グランド電極パターンが一面に形成されたグランド電極形成領域GNDと、平面視において当該グランド電極形成領域に囲まれた領域であってグランド電極パターンが形成されていないグランド電極開口領域(図2BのGND開口部)とを含んでいる。
 (d)層には、可変キャパシタ22および32に接続される制御線80、(c)層のグランド電極形成領域GNDと(e)層のグランド電極形成領域GNDとを接続するグランドビア電極が形成されている。
 (e)層は、グランド電極層である。なお、(e)層は、グランド電極パターンが一面に形成されたグランド電極形成領域GNDと、平面視において当該グランド電極形成領域GNDに囲まれた領域であってグランド電極パターンが形成されていないグランド電極開口領域(図2BのGND開口部)とを含んでいる。
 (f)層には、並列腕インダクタ21および31のコイルパターンならびに直列腕キャパシタ11の電極パターンが形成されている。
 (g)層には、並列腕インダクタ21および31のコイルパターンならびに直列腕キャパシタ11の電極パターンが形成されている。
 (h)層には、並列腕インダクタ21および31のコイルパターンならびに直列腕インダクタ12のコイルパターンが形成されている。
 (i)層には、並列腕インダクタ21および31のコイルパターンならびに直列腕インダクタ12のコイルパターンが形成されている。
 (j)層には、並列腕インダクタ21のコイルパターン、直列腕インダクタ12のコイルパターン、並列腕インダクタ21から(n)層の入力電極へ接続されるRF信号線、および並列腕インダクタ31から(n)層の出力電極へ接続されるRF信号線が形成されている。
 (k)層には、直列腕インダクタ12のコイルパターンおよび直列腕インダクタ12から(n)層の入力電極へ接続されるRF信号線が形成されている。
 (l)層は、グランド電極層である。なお、(l)層は、グランド電極パターンが一面に形成されたグランド電極形成領域GNDと、平面視において当該グランド電極形成領域GNDに囲まれた領域であってグランド電極パターンが形成されていないグランド電極開口領域(図2BのGND開口部)とを含んでいる。
 (m)層は、グランド電極層である。なお、(m)層は、グランド電極パターンが一面に形成されたグランド電極形成領域GNDと、平面視において当該グランド電極形成領域GNDに囲まれた領域であってグランド電極パターンが形成されていないグランド電極開口領域(図2BのGND開口部)とを含んでいる。
 (n)層には、多層基板の裏面の電極パターンが示され、入力電極(高周波入力端子100)および出力電極(高周波出力端子110)、ならびに制御線80と接続される電極が形成されている。
 ここで、多層基板を平面視した場合、直列腕キャパシタ11は(c)層、(e)層、(l)層、および(m)層に設けられたグランド電極開口領域(図2BのGND開口部)に含まれ(重複し)、並列腕インダクタ21および31はグランド電極形成領域GNDに含まれ(重複し)ている。
 上記構成によれば、多層基板内に形成される回路素子とグランド電極とが対向することで発生する浮遊容量を抑制することが可能となる。よって、直列腕に不要な結合が発生しないので、LCフィルタ1Aの挿入損失および減衰特性などの周波数特性の劣化を抑制できる。
 (実施の形態2)
 [2.1 LCフィルタ1Bの回路構成]
 図3Aは、実施の形態2に係るLCフィルタ1Bの回路構成図である。同図に示されたLCフィルタ1Bは、高周波入力端子100と、高周波出力端子110と、直列腕キャパシタ14と、直列腕インダクタ13と、並列腕インダクタ21および31と、可変キャパシタ22および32とを備える。また、LCフィルタ1Bは、さらに、可変制御部90と、制御線80とを備える。なお、可変制御部90は、LCフィルタ1Bが備えていなくてもよく、例えば、LCフィルタ1Bとは別に、高周波フロントエンド回路または通信装置が備えていてもよい。
 本実施の形態に係るLCフィルタ1Bは、実施の形態1に係るLCフィルタ1Aと比較して、直列腕の回路構成が異なる。以下、実施の形態1に係るLCフィルタ1Aと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
 なお、高周波入力端子100、高周波出力端子110、直列腕キャパシタ14、直列腕インダクタ13、並列腕インダクタ21および31、ならびに制御線80は、多層基板に形成されている。この多層基板は、例えば、低温焼結セラミック基板(LTCC基板)やガラスエポキシ基板を積層して形成した樹脂多層基板などである。また、可変キャパシタ22および32およびその他の回路素子などは、多層基板上にエポキシ樹脂などで被覆されていてもよい。
 直列腕キャパシタ14は、上記多層基板内に形成され、入力電極(高周波入力端子100)と出力電極(高周波出力端子110)とを結ぶ直列腕経路上に配置された第1直列腕キャパシタである。
 上記構成において、上記多層基板を平面視した場合、直列腕キャパシタ14、直列腕インダクタ13、ならびに並列腕インダクタ21および31のうち、並列腕インダクタ21および31のみがグランド電極と重複している。
 上記構成によれば、多層基板を平面視した場合に、直列腕に形成される直列腕キャパシタ14と重複する位置にはグランド電極は形成されず、並列腕に形成される並列腕インダクタ21および31と重複する位置にはグランド電極が形成されるので、当該多層基板内に形成される回路素子とグランド電極とが対向することで発生する浮遊容量を抑制することが可能となる。よって、直列腕に不要な結合が発生しないので、LCフィルタ1Bの挿入損失および減衰特性などの周波数特性の劣化を抑制できる。また、LCフィルタ1Bが電力増幅器を有する高周波フロントエンド回路に配置された場合、電力増幅器の高利得領域での歪みを抑制する、または、高調波(2×f0/3×f0)特性の劣化を抑制できる。つまり、不要なスプリアス発生を抑制でき、高周波フロントエンド回路を伝搬する高周波信号のS/N比が向上する。
 なお、本実施の形態において、LCフィルタ1Bは、可変キャパシタ22および32を備えた周波数可変型のLCフィルタであるが、可変キャパシタ22および32を備えない回路構成も本発明に含まれる。この回路構成であってもまた、多層基板を平面視した場合に、直列腕キャパシタ14と重複する位置にはグランド電極は形成されず、並列腕インダクタ21および31と重複する位置にはグランド電極が形成されるので、浮遊容量を抑制することが可能となる。よって、直列腕に不要な結合が発生しないので、周波数固定型のLCフィルタの挿入損失および減衰量などの周波数特性の劣化を抑制できる。
 [2.2 LCフィルタ1Bの通過特性]
 図3Bは、実施の形態2(実施例2)および比較例2に係るLCフィルタの通過特性を比較したグラフである。
 同図には、実施の形態2(実施例2)に係る周波数可変型のLCフィルタ1Bにおける2つのフィルタ特性C1およびC2が示されている。フィルタ特性C1は、通過帯域の中心周波数f0が500MHz(太実線)となっており、フィルタ特性C2は、通過帯域の中心周波数f0が550MHz(細実線)となっている。
 また、同図には、比較例2に係る周波数可変型のLCフィルタにおける2つのフィルタ特性D1およびD2が示されている。フィルタ特性D1は、通過帯域の中心周波数f0が500MHz(太破線)となっており、フィルタ特性D2は、通過帯域の中心周波数f0が550MHz(細破線)となっている。
 実施例2に係るLCフィルタ1Bにおけるフィルタ特性C1とフィルタ特性C2との切り替え、および、比較例2に係るLCフィルタにおけるフィルタ特性D1とフィルタ特性D2との切り替えは、可変制御部90および制御線80により実施されている。
 なお、比較例2に係るLCフィルタは、実施例2に係るLCフィルタ1Bと比較して、多層基板を平面視した場合、直列腕キャパシタ14がグランド電極と重複している点が異なる。
 図3Bの通過特性の比較によれば、フィルタ特性C1およびフィルタ特性C2は、ともに通過帯域の挿入損失および通過帯域近傍の減衰極における減衰量を良好に確保している。これに対して、フィルタ特性D2では、フィルタ特性C2に対して通過帯域の挿入損失が劣化している。さらに、フィルタ特性D1およびD2では、フィルタ特性C1およびC2と比較して、通過帯域よりも高周波数側の減衰量が劣化している。
 上記フィルタ特性の差異は、直列腕キャパシタ14がグランド電極と重複しているか否かに起因するものである。
 [2.3 LCフィルタ1Bの実装構成]
 本実施の形態に係るLCフィルタ1Bの多層基板における実装レイアウトは、実施の形態1に係るLCフィルタ1Aの多層基板における実装レイアウトと同様の設計思想にて作製されているため、各層の導体レイアウトの詳細については省略する。
 ここで、多層基板を平面視した場合、直列腕キャパシタ14はグランド電極層に設けられたグランド電極開口領域に含まれ、並列腕インダクタ21および31はグランド電極形成領域GNDに含まれている。
 上記構成によれば、多層基板内に形成される回路素子とグランド電極とが対向することで発生する浮遊容量を抑制することが可能となる。よって、直列腕に不要な結合が発生しないので、LCフィルタ1Bの挿入損失および減衰特性などの周波数特性の劣化を抑制できる。
 [2.4 LCフィルタ1Cの回路構成]
 図4Aは、実施の形態2の変形例に係るLCフィルタ1Cの回路構成図である。本変形例に係るLCフィルタ1Cは、実施の形態2に係るLCフィルタ1Bの基本回路を、IoT(Internet of Things)の通信回路として適用したものである。同図に示されたLCフィルタ1Cは、高周波入力端子100と、高周波出力端子110と、直列腕キャパシタ15a、15b、および15cと、直列腕インダクタ16a、16b、および16cと、並列腕インダクタ21および31と、可変キャパシタ22および32とを備える。また、LCフィルタ1Cは、さらに、可変制御部90と、制御線80とを備える。なお、可変制御部90は、LCフィルタ1Cを備えていなくてもよく、例えば、LCフィルタ1Cとは別に、高周波フロントエンド回路または通信装置が備えていてもよい。
 本実施の形態に係るLCフィルタ1Cは、実施の形態2に係るLCフィルタ1Bと比較して、直列腕の回路構成が異なる。以下、実施の形態2に係るLCフィルタ1Bと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
 なお、高周波入力端子100、高周波出力端子110、直列腕キャパシタ15a、15bおよび15c、直列腕インダクタ16a、16bおよび16c、並列腕インダクタ21および31、ならびに制御線80は、多層基板に形成されている。この多層基板は、例えば、低温焼結セラミック基板(LTCC基板)やガラスエポキシ基板を積層して形成した樹脂多層基板などである。また、可変キャパシタ22および32およびその他の回路素子などは、多層基板上にエポキシ樹脂などで被覆されていてもよい。
 直列腕キャパシタ15bは、上記多層基板内に形成され、入力電極(高周波入力端子100)と出力電極(高周波出力端子110)とを結ぶ直列腕経路上に配置された第1直列腕キャパシタである。
 直列腕キャパシタ15aは、上記多層基板内に形成され、直列腕キャパシタ15bとノードN1にて直列接続された第2直列腕キャパシタである。
 直列腕キャパシタ15cは、上記多層基板内に形成され、直列腕キャパシタ15bとノードN2にて直列接続された第3直列腕キャパシタである。
 直列腕インダクタ16aは、直列腕キャパシタ15aに並列接続された第2直列腕インダクタであり、直列腕インダクタ16bは、直列腕キャパシタ15bに並列接続された第1直列腕インダクタであり、直列腕インダクタ16cは、直列腕キャパシタ15cに並列接続された第3直列腕インダクタである。
 上記構成において、上記多層基板を平面視した場合、直列腕キャパシタ15a、15b、および15c、直列腕インダクタ16a、16b、および16c、ならびに並列腕インダクタ21および31のうち、並列腕インダクタ21および31のみがグランド電極と重複している。
 上記構成によれば、多層基板を平面視した場合に、直列腕に形成される直列腕キャパシタ15a、15b、および15cと重複する位置にはグランド電極は形成されず、並列腕に形成される並列腕インダクタ21および31と重複する位置にはグランド電極が形成されるので、当該多層基板内に形成される回路素子とグランド電極とが対向することで発生する浮遊容量を抑制することが可能となる。よって、直列腕に不要な結合が発生しないので、LCフィルタの挿入損失および減衰量などの周波数特性の劣化を抑制できる。また、LCフィルタ1Cが電力増幅器を有する高周波フロントエンド回路に配置された場合、電力増幅器の高利得領域での歪みを抑制する、または、高調波(2×f0/3×f0)特性の劣化を抑制できる。つまり、不要なスプリアス発生を抑制でき、高周波フロントエンド回路を伝搬する高周波信号のS/N比が向上する。
 なお、本実施の形態において、LCフィルタ1Cは、可変キャパシタ22および32を備えた周波数可変型のLCフィルタであるが、可変キャパシタ22および32を備えない回路構成も本発明に含まれる。この回路構成であってもまた、多層基板を平面視した場合に、直列腕キャパシタ15a、15b、および15cと重複する位置にはグランド電極は形成されず、並列腕インダクタ21および31と重複する位置にはグランド電極が形成されるので、浮遊容量を抑制することが可能となる。よって、直列腕に不要な結合が発生しないので、周波数固定型のLCフィルタの挿入損失および減衰量などの周波数特性の劣化を抑制できる。
 [2.5 LCフィルタ1Cの通過特性]
 図4Bは、実施の形態2の変形例(実施例3)および比較例3に係るLCフィルタの通過特性を比較したグラフである。
 同図には、実施の形態2の変形例(実施例3)に係る周波数可変型のLCフィルタ1Cにおける2つのフィルタ特性E1およびE2が示されている。フィルタ特性E1は、通過帯域の中心周波数f0が430MHz(太実線)となっており、フィルタ特性E2は、通過帯域の中心周波数f0が900MHz(細実線)となっている。
 また、同図には、比較例3に係る周波数可変型のLCフィルタにおける2つのフィルタ特性F1およびF2が示されている。フィルタ特性F1は、通過帯域の中心周波数f0が430MHz(太破線)となっており、フィルタ特性F2は、通過帯域の中心周波数f0が900MHz(細破線)となっている。
 実施例3に係るLCフィルタ1Cにおけるフィルタ特性E1とフィルタ特性E2との切り替え、および、比較例3に係るLCフィルタにおけるフィルタ特性F1とフィルタ特性F2との切り替えは、可変制御部90および制御線80により実施されている。
 なお、比較例3に係るLCフィルタは、実施例3に係るLCフィルタ1Cと比較して、多層基板を平面視した場合、直列腕キャパシタ15a、15b、および15cがグランド電極と重複している点が異なる。
 図4Bの通過特性の比較によれば、フィルタ特性E1およびフィルタ特性E2は、ともに通過帯域の挿入損失および通過帯域よりも高周波数側の減衰量を良好に確保している。これに対して、フィルタ特性F1およびF2では、フィルタ特性E1およびE2と比較して、通過帯域よりも高周波数側の減衰量が劣化している。
 上記フィルタ特性の差異は、直列腕キャパシタ15a、15b、および15cがグランド電極と重複しているか否かに起因するものである。
 (実施の形態3)
 本実施の形態では、TVWS(TV White Space)用システムに適用できる周波数可変型のLCフィルタについて説明する。
 [3.1 LCフィルタ1Dの回路構成]
 図5Aは、実施の形態3に係るLCフィルタ1Dの回路構成図である。同図に示されたLCフィルタ1Dは、高周波入力端子100と、高周波出力端子110と、直列腕LCフィルタ回路41(第1の直列腕LCフィルタ回路)と、並列腕LCフィルタ回路42(第1の並列腕LCフィルタ回路)と、並列腕LCフィルタ回路43(第2の並列腕LCフィルタ回路)とを備える。
 直列腕LCフィルタ回路41は、高周波入力端子100と高周波出力端子110との間に接続されている。
 並列腕LCフィルタ回路42は、直列腕LCフィルタ回路41の一方端であるノードN1とグランド電極との間に接続されている。並列腕LCフィルタ回路43は、直列腕LCフィルタ回路41の他方端であるノードN2とグランド電極との間に接続されている。
 並列腕LCフィルタ回路42は、互いに直列接続された並列腕インダクタ421(第1並列腕インダクタ)と、容量値が可変する可変キャパシタ422(第1可変キャパシタ)とで構成されている。
 並列腕LCフィルタ回路43は、互いに直列接続された並列腕インダクタ431(第2並列腕インダクタ)と、容量値が可変する可変キャパシタ432(第2可変キャパシタ)とで構成されている。
 直列腕LCフィルタ回路41は、直列腕キャパシタ413(第1直列腕キャパシタ)、LC直列回路、および、LC並列回路で構成されている。
 上記LC直列回路は、ノードN1とノードN2との間に直列接続された直列腕キャパシタ411(第2直列腕キャパシタ)と直列腕インダクタ412(第1直列腕インダクタ)とを有している。
 上記LC並列回路は、直列腕キャパシタ411と直列腕インダクタ412との接続ノードおよびグランド電極の間に、互いに並列接続された並列腕インダクタ414(第3並列腕インダクタ)と容量値が可変する可変キャパシタ415(第3可変キャパシタ)とを有している。
 このような回路構成から成る直列腕LCフィルタ回路41の共振周波数f41は、LCフィルタ1Dの通過帯域の周波数、および、当該通過帯域よりも高周波数側の減衰極の周波数に主として寄与している。ここで、上記通過帯域の中心周波数をf0とすると、並列腕インダクタ414および可変キャパシタ415の並列回路の共振周波数f412は、中心周波数f0よりも低く設定されている(f412<f0)。また、直列腕インダクタ412および直列腕キャパシタ413の並列回路の共振周波数f411は、中心周波数f0よりも高く設定されている(f411>f0)。また、直列腕キャパシタ411および直列腕インダクタ412の直列回路の共振周波数f413は、中心周波数f0よりも高く設定されている(f413>f0)。
 また、並列腕LCフィルタ回路42の共振周波数f42は、LCフィルタ1Dの通過帯域よりも低周波数側の減衰極の周波数に主として寄与している。この際、共振周波数f42は、中心周波数f0よりも低く設定されている(f42<f0)。より具体的には、共振周波数f42は、共振周波数f412よりも低く設定されている(f42<f412)。
 また、並列腕LCフィルタ回路43の共振周波数f43は、LCフィルタ1Dの通過帯域よりも高周波数側の減衰極の周波数に主として寄与している。この際、共振周波数f43は、中心周波数f0よりも高く設定されている(f43>f0)。より具体的には、共振周波数f43は、共振周波数f411およびf413よりも高く設定されている(f42>f411およびf413)。
 なお、高周波入力端子100、高周波出力端子110、直列腕キャパシタ411、直列腕インダクタ412、直列腕キャパシタ413、並列腕インダクタ414、並列腕インダクタ421、並列腕インダクタ431、および制御線80は、多層基板に形成されている。この多層基板は、例えば、低温焼結セラミック基板(LTCC基板)やガラスエポキシ基板を積層して形成した樹脂多層基板などである。また、可変キャパシタ415、422、および432およびその他の回路素子などは、多層基板上にエポキシ樹脂などで被覆されていてもよい。
 図5Bは、実施の形態3に係るLCフィルタ1Dの通過特性を表すグラフである。同図に示すように、LCフィルタ1Dを用いることにより、通過帯域幅が約100MHzであり、通過帯域の両側に減衰極を形成することができる。さらに、各減衰極に対して通過帯域と反対側の周波数帯域では減衰量が低下しにくく、所望の減衰量を広い周波数帯域で実現することができる。また、通過帯域の高周波数側も低周波数側もともに、減衰量を大きくすることができ、所望の減衰量が得られる周波数帯域を広くすることができる。また、可変キャパシタ415、422、および432の容量値を変化させることよって、図5Bに示すように、通過帯域および減衰極の周波数がシフトする帯域通過フィルタを実現できる。これにより、チャネル間隔の狭いTVWS用システムにおいて、1つのLCフィルタ1Dにより、複数のチャネルに対応したフィルタ特性を実現することが可能となる。
 ここで、上記多層基板を平面視した場合、直列腕キャパシタ411、直列腕インダクタ412、直列腕キャパシタ413、並列腕インダクタ414、並列腕インダクタ421、および並列腕インダクタ431、のうち、並列腕インダクタ414、421および431のみがグランド電極と重複している。
 上記構成によれば、多層基板を平面視した場合に、直列腕に形成される直列腕キャパシタ411および413と重複する位置にはグランド電極は形成されず、並列腕に形成される並列腕インダクタ414、421および431と重複する位置にはグランド電極が形成されるので、当該多層基板内に形成される回路素子とグランド電極とが対向することで発生する浮遊容量を抑制することが可能となる。よって、直列腕に不要な結合が発生しないので、LCフィルタ1Dの挿入損失および減衰量などの周波数特性の劣化を抑制できる。
 なお、本実施の形態に係るLCフィルタ1Dにおいて、並列腕インダクタ414、421および431のうちの少なくとも2つは、磁界結合していてもよい。これにより、通過帯域特性の急峻性が向上するので、TVWS用システムで利用できるチャネル数を増加させることが可能となる。
 (実施の形態4)
 本実施の形態では、実施の形態1~3のいずれかに係るLCフィルタを備える高周波フロントエンド回路10および通信装置9について説明する。本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路10および通信装置9は、例えば、TVWS用システムに適用される。
 [4.1 高周波フロントエンド回路および通信装置の構成]
 図6は、実施の形態4に係る通信装置9の回路構成図である。同図には、高周波フロントエンド回路10と、アンテナと、RF信号処理回路7と、ベースバンド信号処理回路8とが示されている。通信装置9は、アンテナと、高周波フロントエンド回路10と、RF信号処理回路7と、ベースバンド信号処理回路8とで構成されている。
 高周波フロントエンド回路10は、LC可変フィルタ1と、整合回路2と、LC固定フィルタ3と、分波/切替回路4と、受信用フィルタ5Rと、送信用フィルタ5Tと、ローノイズアンプ6Rと、パワーアンプ6Tとを備える。
 パワーアンプ6Tは、RF信号処理回路7から出力された高周波送信信号を増幅し、送信用フィルタ5T、分波/切替回路4、LC可変フィルタ1、LC固定フィルタ3および整合回路2を経由してアンテナに出力する送信増幅回路である。
 ローノイズアンプ6Rは、アンテナ、整合回路2、LC固定フィルタ3、LC可変フィルタ1、分波/切替回路4、および受信用フィルタ5Rを経由した高周波信号を増幅し、RF信号処理回路7へ出力する受信増幅回路である。
 LC固定フィルタ3は、整合回路を介してアンテナに接続され、例えば、送信帯域および受信帯域の高周波信号を選択的に通過させるアンテナフィルタである。
 送信用フィルタ5Tは、分波/切替回路4とパワーアンプ6Tとの間に配置され、送信帯域の高周波信号を選択的に通過させるフィルタである。
 受信用フィルタ5Rは、分波/切替回路4とローノイズアンプ6Rとの間に配置され、受信帯域の高周波信号を選択的に通過させるフィルタである。
 分波/切替回路4は、アンテナと送信信号経路および受信信号経路との接続を切り替えるスイッチ(分波器)である。
 RF信号処理回路7は、アンテナから受信信号経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をベースバンド信号処理回路8へ出力する。RF信号処理回路7は、例えば、RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)である。また、RF信号処理回路7は、ベースバンド信号処理回路8から入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号をパワーアンプ6Tへ出力する。
 ベースバンド信号処理回路8で処理された信号は、例えば、画像信号として画像表示のために使用される。
 なお、高周波フロントエンド回路10は、上述した回路素子の間に、他の回路素子を備えていてもよい。
 ここで、本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路10では、LC可変フィルタ1として、実施の形態1~3およびその変形例に示されたLCフィルタ1A~1Dのいずれかを用いることができる。例えば、高周波フロントエンド回路10がTVWS用システムに適用される場合、LC可変フィルタ1は、送信用フィルタ5T、受信用フィルタ5R、およびLC固定フィルタ3にて減衰しきれないTV波の不要なスプリアスを抑制するために配置される。より具体的には、LC可変フィルタ1は、TV帯のチャネル(例:ch13~ch65:470~788MHz)のうち、使用するチャネル以外の不要なスプリアスを除去するために配置される。この場合、LC可変フィルタ1のフィルタ特性として、通過帯域よりも低周波数側と高周波数側の両方に同程度の減衰量および急峻性があった方が望ましいが、RF信号処理回路7の性能によっては、高調波のスプリアス抑制に特化したフィルタであってもよい。
 本実施の形態に係るLC可変フィルタ1によれば、LC可変フィルタ1の直列腕に不要な結合(浮遊容量)が発生しないため、挿入損失および減衰特性の劣化を抑制できる。また、電力増幅器の高利得領域での歪みが抑制された高周波フロントエンド回路10および通信装置9を提供できる。また、これらを小型化しても不要なスプリアスを抑制することが可能となる。
 (その他の実施の形態など)
 以上、本発明の実施の形態に係るLCフィルタ、高周波フロントエンド回路および通信装置について、実施の形態1~4を挙げて説明したが、本発明のLCフィルタ、高周波フロントエンド回路および通信装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本開示のLCフィルタ、高周波フロントエンド回路および通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
 また、上記実施の形態に係るLCフィルタ、高周波フロントエンド回路および通信装置において、図面に開示された各回路素子および信号経路を接続する経路の間に別の高周波回路素子および配線などが挿入されていてもよい。
 本発明は、フロントエンド部に配置されるLCフィルタ、高周波フロントエンド回路および通信装置として、携帯電話またはTVWS用システムなどの通信機器に広く利用できる。
 1  LC可変フィルタ
 1A、1B、1C、1D  LCフィルタ
 2  整合回路
 3  LC固定フィルタ
 4  分波/切替回路
 5R  受信用フィルタ
 5T  送信用フィルタ
 6R  ローノイズアンプ
 6T  パワーアンプ
 7  RF信号処理回路
 8  ベースバンド信号処理回路
 9  通信装置
 10  高周波フロントエンド回路
 11、14、15a、15b、15c、411、413  直列腕キャパシタ
 12、13、16a、16b、16c、412  直列腕インダクタ
 21、31、414、421、431  並列腕インダクタ
 22、32、415、422、432  可変キャパシタ
 41  直列腕LCフィルタ回路
 42、43  並列腕LCフィルタ回路
 80  制御線
 90  可変制御部
 100  高周波入力端子
 110  高周波出力端子
 500  バンドパスフィルタ
 510、511、512  共振器
 517、518  内部結合キャパシタ
 520、530、540  LC対
 521、531、541  負荷キャパシタ
 522、532、542  負荷インダクタ
 550  直接結合キャパシタ
 601、602、603  浮動グランド
 610、611、612、613、614、615、616、617、618、619、620  金属領域
 N1、N2  ノード

Claims (12)

  1.  多層基板と、
     高周波信号が入力される入力電極と、
     高周波信号を出力する出力電極と、
     前記多層基板が有する1以上の層で構成されたグランド電極と、
     前記多層基板内に形成され、前記入力電極と前記出力電極とを結ぶ直列腕経路上に配置された第1直列腕キャパシタと、
     前記多層基板内に形成され、前記直列腕経路上の第1ノードと前記グランド電極とを結ぶ並列腕経路上に配置された第1並列腕インダクタと、を備え、
     前記多層基板を平面視した場合、前記第1直列腕キャパシタおよび前記第1並列腕インダクタのうちの前記第1並列腕インダクタのみが前記グランド電極と重複する、
     LCフィルタ。
  2.  さらに、
     前記第1ノードと前記グランド電極とを結ぶ並列腕経路上に配置され、容量値が可変する第1可変キャパシタを備え、
     前記第1並列腕インダクタと前記第1可変キャパシタとは、直列接続される、
     請求項1に記載のLCフィルタ。
  3.  さらに、
     前記多層基板に形成され、前記第1可変キャパシタの前記容量値を可変するための制御信号を伝達する制御線を備え、
     前記多層基板を平面視した場合、前記制御線は前記グランド電極と重複し、
     前記多層基板を断面視した場合、前記グランド電極は前記第1並列腕インダクタと前記制御線との間に挟まれている、
     請求項2に記載のLCフィルタ。
  4.  前記第1可変キャパシタは、
     容量値が固定である複数の固定キャパシタと、
     前記複数の固定キャパシタの組み合わせを切り替えるスイッチと、で構成され、
     前記複数の固定キャパシタおよび前記スイッチは、前記多層基板の表面に実装される、
     請求項2または3に記載のLCフィルタ。
  5.  前記第1可変キャパシタは、
     容量値が固定である複数の固定キャパシタと、
     前記複数の固定キャパシタの組み合わせを切り替えるスイッチと、で構成され、
     前記複数の固定キャパシタは、前記多層基板内に形成される、
     請求項2または3に記載のLCフィルタ。
  6.  さらに、
     前記多層基板内に形成され、前記直列腕経路上の前記第1ノードと異なる第2ノードと、前記グランド電極と、を結ぶ並列腕経路上に配置された第2並列腕インダクタと、
     前記第2ノードと前記グランド電極とを結ぶ並列腕経路上に配置され、容量値が可変する第2可変キャパシタと、を備え、
     前記第2並列腕インダクタと前記第2可変キャパシタとは、直列接続される、
     請求項2~5のいずれか1項に記載のLCフィルタ。
  7.  さらに、
     前記多層基板内に形成され、前記第1直列腕キャパシタと前記第1ノードにて直列接続された第2直列腕キャパシタと、
     前記多層基板内に形成され、前記第1直列腕キャパシタと前記第2ノードにて直列接続された第3直列腕キャパシタと、
     前記第1直列腕キャパシタに並列接続された第1直列腕インダクタ、前記第2直列腕キャパシタに並列接続された第2直列腕インダクタ、および前記第3直列腕キャパシタに並列接続された第3直列腕インダクタと、を備える、
     請求項6に記載のLCフィルタ。
  8.  前記入力電極と前記出力電極との間に接続された第1の直列腕LCフィルタ回路と、
     前記第1の直列腕LCフィルタ回路の一方端である前記第1ノードおよび前記グランド電極に接続された第1の並列腕LCフィルタ回路と、
     前記第1の直列腕LCフィルタ回路の他方端である第2ノードおよび前記グランド電極に接続された第2の並列腕LCフィルタ回路と、を備え、
     前記第1の並列腕LCフィルタ回路は、互いに直列接続された前記第1並列腕インダクタと前記第1可変キャパシタとで構成され、
     前記第2の並列腕LCフィルタ回路は、互いに直列接続された前記第2並列腕インダクタと前記第2可変キャパシタとで構成され、
     前記第1の直列腕LCフィルタ回路は、前記第1直列腕キャパシタ、LC直列回路、および、LC並列回路で構成され、
     前記LC直列回路は、前記第1ノードと前記第2ノードとの間に直列接続された第2直列腕キャパシタと第1直列腕インダクタとを有し、
     前記LC並列回路は、前記第2直列腕キャパシタと前記第1直列腕インダクタとの接続ノードおよび前記グランド電極の間に、互いに並列接続された第3並列腕インダクタと容量値が可変する第3可変キャパシタとを有する、
     請求項6に記載のLCフィルタ。
  9.  前記第1並列腕インダクタ、前記第2並列腕インダクタ、および前記第3並列腕インダクタのうちの少なくとも2つは、磁界結合している、
     請求項8に記載のLCフィルタ。
  10.  前記多層基板は、
     前記グランド電極が一面に形成されたグランド電極形成領域と、前記平面視において前記グランド電極形成領域に囲まれた領域であって前記グランド電極が形成されていないグランド電極開口領域と、を含むグランド電極層を有し、
     前記グランド電極層を平面視した場合、前記第1直列腕キャパシタは前記グランド電極開口領域に含まれ、前記第1並列腕インダクタは前記グランド電極形成領域に含まれる、
     請求項1~9のいずれか1項に記載のLCフィルタ。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載のLCフィルタと、
     送信用フィルタ素子および受信用フィルタ素子と、
     アンテナ素子からの高周波受信信号を前記受信用フィルタ素子へ出力し、かつ、前記送信用フィルタ素子を経由した高周波送信信号を、前記アンテナ素子へ出力する分波器と、を備える、
     高周波フロントエンド回路。
  12.  請求項11に記載の高周波フロントエンド回路と、
     前記高周波フロントエンド回路に高周波送信信号を出力し、前記高周波フロントエンド回路から高周波受信信号を入力するRF信号処理回路と、を備える、
     通信装置。
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