专利名称：平衡高频器件，平衡特性的改进方法和采用此类器件的平衡高频电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及诸如表面声波滤波器或高频放大器之类的平衡高频器件，采用平衡高频器件的平衡高频电路，相位电路和平衡特性改进方法。
背景技术：
由于移动通信最近发展，人们期望提高所使用的器件的性能和小型化。而且，为了改进器件间串扰噪声特性，用于RF级的滤波器和半导体器件的平衡有了改进，并且要求一种较佳的平衡特性。对滤波器，较广泛地采用表面声波滤波器。特别是，在纵向耦合模式表面声波滤波器情况下，由于IDT电极的配置，可方便地实现平衡—非平衡转换，人们也期望具有平衡输入和输出端的RF级滤波器损耗小，高衰减和较佳的平衡特性。
常规的平衡高频器描述于下。图28示出常规的平衡高频器件2801的配置。平衡高频器件2801由用作为非平衡输入/输出端的输入端IN和用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2构成。
而且，在平衡高频器件情况下，阻抗匹配是必需的。图29(a)和29(b)分别示出具有匹配电路的常规的平衡高频器件。在图29(a)中，平衡高频器件2901由用作为非平衡输入/输出端的输入端IN和用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2构成。而且，匹配电路2902连接在输出端OUT1和OUT2之间。而且，在图29(b)中，平衡高频器件2903由用作为非平衡输入/输出端的输入端IN和用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2构成。此外，匹配电路2904和2905分别连接在输出端OUT1和OUT2与接地面之间。此类匹配电路用于使平衡高频器件与平衡输入/输出端的特性阻抗相匹配。
作为上述常规的高频器件的例子，下面描述了表面声波滤波器。图30示出具有平衡输入/输出端的表面声波滤波器3001的方块图。在图30中，表面声波滤波器3001是在压电基片3002上由第1，第2和第3叉指型换能器电极(下文分别称为IDT电极)3003，3004和3005，以及第1和第2反射器电极3006，3007构成。第1IDT电极3003的一面电极指接至输出端OUT1，而第1IDT电极3003的另一面电极指接至输出端OUT2。而且，第2和第3IDT电极3004和3005的一面电极指接到输入端IN，而电极3004和3005的另一面电极指接地。通过使用上述的配置，就可能实现具有非平衡—平衡输入/输出端的表面声波滤波器。而且，在图30中的表面声波滤波器中，输入和输出端阻抗分别设计为50Ω。
而且，作为具有匹配电路的平衡高频器件的例子，常规的表面声波滤波器描述于下。图31示出具有匹配电路的表面声波滤波器3101的方块图。在图31中，表面声波滤波器3101是在压电基片3102上由第1，第2和第3叉指型换能器电极(下文分别称为IDT电极)3103，3104和3105，以及第1和第2反射器电极3106，3107构成。第1IDT电极3103分成两个分开的IDT电极。第1分开的IDT电极3108的1个电极指接至输出端OUT1，第2分开的IDT电极3109的1个电极指接至输出端OUT2，而第1和第2分开的电极的各自另一面电极指在电气上是连接的。而且，第2和第3IDT电极3104和3105的一面电极指接至输入端1N，而电极3104和3105的另一面电极指接地。此外，电感器3110接在输出端之间，作为匹配电路。通过使用上述配置，有可能实现具有非平衡—平衡输入/输出端的表面声波滤波器。此外，在图31的表面声波滤波器的情况下，输入和输出端的阻抗设计为输入一侧为50Ω；输出一侧为150Ω。因此，该滤波器具有阻抗变换功能。
图32(a)至32(c)示出图30所示的900MHz频带的常规的表面声波滤波器的特性图。在图32(a)至32(c)中，图32(a)示出通过特性，图32(b)示出通带中(从925至960MHz)幅度平衡特性，以及图32(c)示出通带中相位平衡特性。从图32中人们可发现，在各通常中，从-0.67dB至+0.77dB幅度平衡特性大大恶化，以及从-6.3°至+9.4°相位平衡特性大大恶化。
在这情况下，幅度平衡特性表示输入端IN和输出端OUT1的信号幅度与输入端IN和输出端OUT2的信号幅度之差。当差异为零时，平衡特性就不恶化。此外，相位平衡特性表示输入端IN和输出端OUT1的信号相位与输入端IN和输出端OUT2的信号相位之间180°相移差。当差异为零时，平衡特性就不恶化。
然而，上述的平衡高频器件和作为此器件的例子的表面声波滤波器具有这样的问题即，作为重要的电气特性之一的平衡特性大大地恶化。
发明内容
本发明的目的是通过考虑平衡高频器件的恶化原因，从而导出平衡特性的改进方法，提供一种具有较佳的平衡特性的平衡高频器件，一种平衡高频电路，相位电路和平衡特性改进的方法。
本发明的第1方面是一种平衡高频器件，包括具有用于输入信号的输入端(IN)和用于输出信号的输出端(OUT1，OUT2)的平衡器件(102) 以及相位电路(103)；其中至少所述输入端(IN)或所述输出端(OUT1，OUT2)是平衡输入端或平衡输出端(OUT1，OUT2)；所述相位电路(103)电气上是连接在所述平衡输入端之间或所述平衡输出端(OUT1，OUT2)之间；以及所述相位电路(103)减少了所述信号的共模信号分量。
本发明的第2方面是根据第1方面的平衡高频器件，其中，所述相位电路(103)是在预定的频率上谐振的谐振电路。
本发明的第3方面是根据第2方面的平衡高频器件，其中，所述谐振电路(1201)是对所述信号的共模信号分量对接地面串联谐振的串联谐振电路。
本发明的第1方面是根据第2方面的平衡高频器件，其中，所述谐振电路(901)是对所述信号的差模信号分量对接地面并联谐振的并联谐振电路。
本发明的第5方面是根据第2至4任一方面的平衡高频器件，其中，所述相位电路(2303)包括对所述信号的差模信号分量的匹配电路(2307)。
本发明的第6方面是根据第2至4任一方面的平衡高频器件，其中，所述相位电路(603)包括传输线(604)。
本发明的第7方面是根据第6方面的平衡高频器件，其中，当假设λ是波长以及n是整数时，所述传输线(604)的长度范围在(λ/4+nλ)和(3λ/4+nλ)之间。
本发明的第8方面是根据第7方面的平衡高频器件，其中，当假设λ是波长以及n是整数时，所述传输线(604)长度范围在(3λ/8+nλ)和(5λ/8+nλ)之间。
本发明的第9方面是根据第8方面的平衡高频器件，其中，所述传输线(604)长度等于λ/2。
本发明的第10方面是根据第9方面的平衡高频器件，其中，对于所述信号的共模信号分量，所述相位电路(603)按开路λ/4传输线的串联谐振电路工作，而对于所述信号的差模信号分量，则按短路λ/4传输线的并联谐振电路工作。
本发明的第11方面是根据第2至4任一方面的平衡高频器件，其中，所述相位电路(803)包括至少3个阻抗元件，以及对于所述平衡输入端或所述平衡输出端的阻抗与接地面，把所述信号的共模信号分量对接地面的阻抗设置成比所述信号的差模信号分量对接地面的阻抗低。
本发明的第12方面是根据第11方面的平衡高频器件，其中，第1阻抗元件(804)连接在所述平衡输入端的一个接线端与接地面之间或所述平衡输出端(OUT1，OUT2)的一个接线端与接地面之间，第2阻抗元件(805)连接在所述平衡输入端的另一个接线端与接地面之间或所述平衡输出端(OUT1，OUT2)的另一个接线端与接地面之间，第3阻抗元件(806)连接在所述平衡输入端或所述平衡输出端(OUT1，OUT2)之间，以及所述第1和第2阻抗元件(804，805)的阻抗的虚部在极性上是与上述第3阻抗元件(806)的阻抗的虚部不同。
本发明的第13方面是根据第12方面的平衡高频器件，其中，对于所述信号的差模信号分量，所述第1阻抗元件(902)和所述第3阻抗元件(904)，以及所述第2阻抗元件(903)和所述第3阻抗元件(904)，分别在预定的频率上形成对接地面的并联谐振电路。
本发明的第14方面是根据第12方面的平衡高频器件，其中，当假设特性阻抗为Z0时，在所述平衡输入端的一个接线端与接地面之间或所述平衡输出端(OUT1，OUT2)的一个接线端与接地面之间的阻抗，以及所述平衡输入端的另一接线端与接地面或所述平衡输出端(OUT1，OUT2)另一接线端与接地面之间的阻抗，分别等于或小于2×Z0。
本发明的第15方面是根据第14方面的平衡高频器件，其中，当假设特性阻抗为Z0时，所述信号的共模信号分量对接地面的阻抗等于或小于0.5×70。
本发明的第16方面是根据第11方面的平衡高频器件，其中，
第1阻抗元件(1104)和第2阻抗元件(1105)串联地连接在平衡输入端之间或平衡输出端(OUT1，OUT2)之间，所述第1阻抗元件(1104)和所述第2阻抗元件(1105)之间的部分通过第3阻抗元件(1106)接地，以及所述第1和第2阻抗元件(1104，1105)的阻抗的虚部在极性上是与所述第3阻抗元件(1106)的阻抗的虚部不同。
本发明的第17方面是根据第16方面的平衡高频器件，其中，所述第1阻抗元件(1202)和所述第3阻抗元件(1204)，以及所述第2阻抗元件(1203)和所述第3阻抗元件(1204)分别在关于所述信号的共模信号分量的预定频率上形成对接地面的串联谐振电路。
本发明的第18方面是根据第1至4任一方面的平衡高频器件，其中，所述平衡器件是表面声波滤波器(1402)，所述表面声波滤波器(1402)具有压电基片(1404)和多个IDT电极(叉指型换能器电极)(1405、1406、1407)，这些电极形成在所述压电基片(1404)上，以及至少一个所述IDT电极(1405)连接至一平衡输入端或平衡输出端(OUT1，OUT2)。
本发明的第19方面是根据第18方面的平衡高频器件，其中，所述表面声波滤波器是一种通过至少把第1，第2和第3IDT电极(1405、1406、1407)沿着弹性表面波传播方向排列而获得的纵向耦合模式表面声波滤波器，所述第2和第3 IDT电极(1406、1407)排列在所述第1IDT电极(1405)的两侧，所述第1IDT电极(1405)是平衡型的，构成所述第1IDT电极(1405)的一面电极指和另一面电极指分别接至一平衡输入端或平衡输出端(OUT1，OUT2)。
本发明的第20方面是根据第18方面的平衡高频器件，其中，所述表面声波滤波器(2402)是一种通过至少把第1，第2和第3IDT电极(2405、2406、2407)沿着弹性表面波传播方向排列而获得的纵向耦合模式表面声波滤波器，所述第2和第3IDT电极(2406、2407)排列在所述第1IDT电极(2405)的两侧，所述第1IDT电极(2405)由多个分开的IDT电极(2410、2411)构成，以及至少两个所述分开的IDT电极(2410、2411)分别连接至一平衡输入端或一平衡输出端(OUT1，OUT2)。
本发明的第21方面是根据第18方面的平衡高频器件，其中，所述表面声波滤波器(2502)是一种通过至少把第1，第2和第3IDT电极(2505、2506、2507)沿着弹性表面波传播方向排列而获得的纵向耦合模式表面声波滤波器，所述第2和第3IDT电极(2506、2507)排列在所述第1IDT电极(2505)的两侧，所述第2IDT电极(2506)连接至平衡输入端的一个接线端或平衡输出端(OUT1，OUT2)的一个接线端，所述第3IDT电极(2507)连接至所述平衡输入端的另一接线端或所述平衡输出端(OUT1，OUT2)的另一接线端。
本发明的第22方面是根据第1至4任一方面的平衡高频器件，其中，所述平衡器件是半导体器件(2602)。
本发明的第23方面是根据第22方面的平衡高频器件，其中，所述半导体器件(2602)是由多个晶体管构成的放大器。
本发明的第24方面是根据第1至4任一方面的平衡高频器件，其中，所述相位电路至少一部分构成为包括在通过在多层电介层上形成电极图案并把所述电介层进行层叠而形成的层叠器件中。
本发明的第25方面是根据第24方面的平衡高频器件，其中，所述层叠器件至少有一种电路功能，并且所述平衡高频器件和层叠器件是复合起来的。
本发明的第26方面是一种平衡高频电路，包括第1至第4任一方面所述的平衡高频器件。
本发明的第27方面是根据第26方面的平衡高频电路，其中，构成所述平衡高频电路的发射滤波器(2703)和/或接收滤波器(2706)，使用如第18方面所述的平衡高频器件。
本发明的第28方面是根据第26方面的平衡高频电路，其中，
构成所述平衡高频电路的发射放大器和/或接收放大器使用如第22方面所述的平衡高频器件。
本发明的第29方面是一种平衡高频电路，包括电路基片；以及对所述电路基片设置的平衡传输线，其中，在所述平衡传输线之间连接有如第1至第4中任一方面的相位电路。
本发明的第30方面是一种相位电路，包括具有电气上连接在一种具有用于输入信号的输入端和用于输出信号的输出端的平衡器件的平衡输入端之间或平衡输出端之间的相位电路部分，其中，至少所述输入端或所述输出端是所述平衡输入端或所述平衡输出端，以减少所述信号的共模信号分量。
本发明的第31方面是一种平衡特性改进方法，包括在具有用于输入信号的输入端和用于输出信号的输出端的一种平衡器件的平衡输入端之间或平衡输出端之间，减少信号的同相信号分量的同相信号分量减少步骤，其中至少所述输入端或所述输出端是平衡输入端或平衡输出端。
图1是本发明的实施例1的平衡高频器件方块图。
图2图示解释常规的表面声波滤波器平衡特性恶化原因分析。
图3(a)和图3(b)是常规的表面声波滤波器平衡特性分析的特性图，其中图3(a)是幅度平衡特性图和图3(b)是相位平衡特性图。
图4是图示解释本发明实施例1平衡高频器件的工作。
图5是本发明实施例2的平衡高频器件方块图。
图6是本发明实施例3的平衡高频器件方块图。
图7(a)至7(c)是图示解释本发明实施例3的平衡高频器件的工作。
图8是本发明实施例4的平衡高频器件方块图。
图9(a)是图示解释本发明实施例4的平衡高频器件的工作，图9(b)是图示示出本发明实施例4的差模信号分量上相位电路的等效电路和图9(c)图示示出本发明实施例4的共模信号分量上相位电路的等效电路。
图10(a)图示解释本发明实施例4的平衡高频器件的工作，图10(b)图示示出本发明实施例4的差模信号分量上相位电路的等效电路，和图10(c)图示示出本发明实施例4的共模信号分量上相位电路的等效电路。
图11是本发明实施例5的平衡高频器件方块图。
图12(a)图示解释本发明实施例5的平衡高频器件的工作，图12(b)图示示出本发明实施例5的差模信号分量上相位电路的等效电路和图12(c)图示示出本发明实施例5的共模信号分量上相位电路的等效电路。
图13(a)图示解释本发明实施例5的平衡高频器件的工作，图13(b)图示示出本发明实施例5的差模信号分量上相位电路的等效电路和图13(c)图示示出本发明实施例5的共模信号分量上相位电路的等效电路。
图14是本发明实施例6的平衡高频器件方块图。
图15(a)是使用相位电路603时平衡高频器件的通过特性图，图15(b)是使用相位电路603时平衡高频器件的幅度平衡特性图和图15(c)是使用相位电路603时平衡高频器件的相位平衡特性图。
图16(a)是使用相位电路603时平衡高频器件的幅度平衡特性图和图16(b)是使用相位电路603时平衡高频器件的相位平衡特性图。
图17(a)是使用相位电路901的平衡高频器件的通过特性图，图17(b)是使用相位电路901时平衡高频器件的幅度平衡特性图和图17(c)是使用相位电路901时平衡高频器件的相位平衡特性图。
图18(a)是使用相位电路901时平衡高频器件的幅度平衡特性图和图18(b)是使用相位电路901时平衡高频器件的相位平衡特性图。
图19(a)是使用相位电路1001时平衡高频器件的通过特性图，图19(b)是使用相位电路1001时平衡高频器件的幅度平衡特性图和图19(c)是使用相位电路1001时平衡高频器件的相位平衡特性图。
图20(a)是使用相位电路1001时平衡高频器件的幅度平衡特性图和图20(b)是使用相位使用相位电路1001时平衡高频器件的相位平衡特性图。
图21(a)是使用相位电路601时阻抗特性图和图21(b)是使用相位电路2201时阻抗特性图。
图22是相位电路中包括匹配电路的方块图。
图23(a)是本发明实施例7的平衡高频器件方块图和图23(b)是具有包括匹配电路的相位电路的平衡高频器件方块图。
图24是本发明实施例8的平衡高频器件方块图。
图25是本发明实施例9的平衡高频器件方块图。
图26是本发明实施例10的平衡高频器件方块图。
图27是本发明实施例11的平衡高频器件方块图。
图28是常规的平衡高频器件方块图。
图29(a)和29(b)是包括常规的平衡高频器件的匹配电路的方块图，其中图29(a)是匹配电路由一个阻抗元件构成时的方块图和图29(b)是匹配电路由两个阻抗元件构成时的方块图。
图30是常规的表面声波滤波器方块图。
图31是包括常规的表面声波滤波器的匹配电路的方块图。
图32(a)是常规的表面声波滤波器的通过特性图，图32(b)是常规的表面声波滤波器的幅度平衡特性图，和图32(c)是常规的表面声波滤波器的相位平衡特性图。
符号说明101 平衡高频器件102 平衡器件103 相位电路201 表面声波滤波器202 想的表面声波滤波器203、204 电容元件501 平衡高频器件502 平衡器件503、504 相位电路601 平衡高频器件602 平衡器件603 相位电路604 传输线801 平衡高频器件802 平衡器件803 相位电路804、805、806 阻抗元件901 相位电路902、903 电容器904 电感器905 虚接地点1001 相位电路1002、1003 电感器1004 电容器1005 虚接地点1101 平衡高频器件1102 平衡器件1103 相位电路1104、1105、1106 阻抗元件1201 相位电路1202、1203 电感器1204 电容器1205 连接点1301 相位电路1305、1303 电容器1304 电感器1305 连接点1401 平衡高频器件1402 表面声波滤波器1403 相位电路1404 压电基片1405 第1IDT电极1406 第2IDT电极1407 第3IDT电极1408 第1反射器电极1409 第2反射器电极1601、1801、2001 常规表面声波滤波器的幅度平衡特性恶化的最大值1602、1802、2002 常规表面声波滤波器的幅度平衡特性恶化的最小值1603、1803、2003 常规表面声波滤波器的相位平衡特性恶化的最大值1604、1804、2004 常规表面声波滤波器的相位平衡特性恶化的最小值2101、2102 示出带通频率附近的区域2201 相位电路2202 电容器2301 平衡高频器件2302 相位电路2304、2305 电容器2306 电感器2307 用作为匹配电路的电感器2308 虚接地点2309 组合的电感器2401 平衡高频器件2402 表面声波滤波器2403 相位电路2404 压电基片2405 第1IDT电极2406 第2IDT电极2407 第3IDT电极2408 第1反射器电极2409 第2反射器电极2410 第1分开的IDT电极2411 第2分开的IDT电极2501 平衡高频器件2502 表面声波滤波器2503 相位电路2504 压电基片2505 第1IDT电极2506 第2IDT电极2507 第3IDT电极2508 第1反射器电极2509 第2反射器电极2601平衡高频器件2602半导体器件2603相位电路2604a、2604b、2605a、2605b 极晶体管2606a、2606b电感器2607隔直流电容器2608旁路电容器2609a、2609b隔直流电容器2610、2611 偏置电路2612a、2612b扼流电感器2701平衡高频电路2702发射放大器2703发射滤波器2704开关2705天线2706接收滤波器2707接收放大器2708、2709 平衡传输线2801、2901 平衡高频器件2902、2904、2905匹配电路2903平衡高频器件3001表面声波滤波器3002压电基片3003第1IDT电极3004第2IDT电极3005第3IDT电极3006第1反射器电极3007第2反射器电极3101表面声波滤波器3102压电基片3103第1IDT电极
3104第2IDT电极3105第3IDT电极3106第1反射器电极3107第2反射器电极3108第1分开的IDT电极3109第2分开的IDT电极3110电感器具体实施方式
本发明的实施例参照附图描述于下。
(实施例1)本发明的实施例1的平衡高频器件参照附图，描述于下。图1示出本发明实施例1的平衡高频器件101的配置。在图1中，平衡高频器件101由平衡器件102和相位电路103构成。而且，在平衡器件102的情况下，输入一侧的接线端是用作为非平衡输入/输出端的输入端IN，而输出一侧的接线端是用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2。此外，相位电路103接在两个输出端之间。通过使用上述配置，有可能实现具有非平衡—平衡输入/输出端的平衡高频器件。
首先，通过使用表面声波滤波器来研究平衡高频器件的平衡特性恶化原因。图30所示的常规的表面声波滤波器201有一个问题即，平衡特性恶化。在这情况下，平衡特性由图2所示的配置来分析。在图2中，表面声波滤波器201由平衡特性不会恶化的理想的表面声波滤波器202和电容元件203和204构成。通过把电容元件203和204连接在理想的表面声波滤波器202输入端和输出端之间而来假设由表面声波滤波器201的寄生元件所引起的组合状况。
图3(a)和图3(b)示出当把这些电容元件203和204设定为0.1pF时的滤波器特性，其中图3(a)示出通带内幅度平衡特性，以及图3(b)示出通带内相位平衡特性。就平衡特性恶化的趋势而言，对图3中分析平衡特性的结果与图32中所示的常规的表面声波滤波器的测得的特性十分一致。因此，平衡器件的输入端和输出端组合被考虑为平衡特性恶化的主要因素。
本发明实施例1的平衡高频器件的工作参照附图，描述于下。图4示出本发明实施例1的平衡高频器件101的工作概况。由于输入端和输出端之间的寄生分量造成的组合被估计为平衡高频器件101的平衡特性恶化的主要因素。考虑到通过共模信号分量和差模信号分量示出流经平衡输入和输出端的信号分量，来解释上述内容。这里，共模信号分量是指同相信号分量，而差模信号分量实质反相信号分量。即，从输入端IN输入的信号分量i通过平衡器件102以差模信号分量id1和id2而差动输出。然而，寄生分量的组合并不由输出端OUT1和OUT2形成差动，而是重叠为共模信号分量ic1和ic2，而共模信号分量ic1和ic2引起平衡特性恶化。
因此，在本发明的实施例情况下，当相位电路103作为预定的频率上的谐振电路工作时，有可能降低同相分量ic1和ic2。以使得从平衡器件102输出端一侧观察到的共模信号分量ic1和ic2的阻抗低于从平衡器件102输出端一侧观察到的差模信号分量id1和id2的阻抗。
如上所述，本发明的平衡高频器件通过由相位电路103减少共模信号分量ic1和ic2，实现平衡高频器件极好的平衡特性。
在此实施例情况下，描述输入一侧接线端是用作非平衡输入/输出端的输入端IN，而输出一侧接线端是用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2，以及相位电路103接在输出端之间。然而，此实施例并不限于上述情况。还允许输入一侧接线端是用作为平衡输入/输出端的输入端，而输出一侧接线端是用作为非平衡输入/输出端的输出端，以及相位电路103接在输入端之间。
(实施例2)本发明实施例2的平衡高频器件参照附图，描述于下。图5是本发明实施例2的平衡高频器件的配置。在图5中，平衡高频器件501由平衡器件502以及相位电路503和504构成。而且，在平衡器件502的情况下，输入一侧接线端是用作为平衡输入/输出端的输入端IN，而输出一侧接线端是用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2。通过使用上述配置，有可能实现具有平衡—平衡输入/输出端的平衡高频器件。
同样，在本发明的平衡高频器件501的情况下，有可能实现平衡特性极好的平衡高频器件。因为相位电路503作为谐振电路在预定的频率上工作，并使从平衡器件502输入端一侧观察到的共模信号分量ic1和ic2的阻抗低于从平衡器件502输出端一侧观察到的差模信号分量id1和id2的阻抗，以及相位电路504作为谐振电路在预定的频率上工作，并使从平衡器件502输出端一侧观察到的共模信号分量ic1和ic2的阻抗低于从平衡器件502输出端一侧观察到的差模信号分量id1和id2的阻抗，从而减少了共模信号分量ic1和ic2。
(实施例3)本发明的实施例3的平衡高频器件参照附图，描述于下。下面示出作为相位电路的一个教具体的电路配置。图6示出本发明实施例2的平衡高频器件601的配置。在图6中，平衡高频器件601由平衡器件602和相位电路603构成。而且，在平衡器件602的情况下，输入一侧接线端是用作为非平衡输入/输出端的输入端IN，而输出一侧接线端是用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2。此外，相位电路603由传输线604构成并置于输出端之间。传输线604长度为λ/2(在此情况下，λ是指波长)，它对应于180°相移。此外，在此情况下，λ等于通带中或通带附近的频率。通过使用上述配置，有可能实现具有非平衡—平衡输入/输出端的平衡高频器件。
平衡高频器件601的工作参照附图，描述于下。如图7(a)所示，当信号分量i从输入端IN输入至平衡器件602时，共模信号分量ic1和ic2，和差模信号分量id1和id2从该平衡器件输出。置于输出端之间的传输线604对共模信号分量ic1和ic2，和差模信号分量id1和id2进行不同的操作。即，如图7(b)所示，对于共模信号分量ic1和ic2，其配置是这样实现的，在此配置中，开路的λ/4传输线分别接至输出端OUT1和OUT2，并作为串联谐振电路工作，输出端对接地面的阻抗几乎是短路，以及共模信号分量ic1和ic2不传播至输出端OUT1和OUT2。
而且，对于差模信号分量id1和id2，其配置是这样实现的，在此配置中，由于设置面是在传输线604的中间点形成的，短路的λ/4传输线分别接至输出端OUT1和OUT2，作为并联谐振电路工作，输出端对接地面的阻抗几乎是开路的，从而，差模信号分量id1和id2传播至输出端OUT1和OUT2。
如上所述，本发明实施例3的平衡高频器件通过使用传输线604作为相位电路，就有可能减少共模信号分量，并从而有可能实现平衡特性极好的平衡高频器件。
在此实施例中，相位电路由传输线构成。然而，相位电路的配置不限于上述的配置。使用按相位电路工作的配置，也可获得与本发明相同的优点。
而且，允许通过采用传输线和芯片元件在电路基片上形成相位电路，或集成在安装有平衡器件的基片上或以封装形成。此外，允许在通过多层电介层上形成电极图案并层叠这些电介层而构成的层叠器件中形成相位电路的一部分。此外，通过构成层叠器件以便具有另一种电路功能，以及把层叠器件与本发明的平衡高频器件加以集成为复合器件，就有可能实现多功能小型化平衡高频器件。
在此实施例中，输入端描述为非平衡型的，输出端描述为平衡型的。然而，允许输入端是平衡型的，输出端是非平衡型的。而且，输入端和输出端都是平衡型的也可以。
(实施例4)本发明的实施例4的平衡高频器件参照附图，描述于下。下面示出作为相位电路的一个较具体的电路配置。图8示出本发明的实施例4的平衡高频器件的配置。在图8中，平衡高频器件801由平衡器件802和相位电路803构成。在平衡器件802情况下，输入一侧接线端是用作为非平衡输入/输出端的输入端IN，输出一侧接线端是用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2。
相位电路803由阻抗元件803，805和806构成。在此情况下，输出端OUT1和OUT2是通过阻抗元件804和805而接地的，阻抗元件806接在输出端之间，相位电路而接在输出端之间。在此情况下，阻抗元件804和805基本上具有同样的阻抗，而阻抗元件806的阻抗的虚部在极性上是与阻抗元件804和805的阻抗虚部相反的。通过使用上述配置，可获得具有非平衡—平衡输入和输出端的平衡高频器件。
然后，通过使用具体的阻抗元件来描述本发明实施例4的平衡高频器件的工作。图9(a)和图9(b)图示解释本发明实施例4的平衡高频器件的工作。如图9(a)所示，相位电路901由电容器902和903以及电感器904构成。如图9(a)所示，当信号分量i从输入端IN输入至平衡器件802时，共模信号分量ic1和ic2，和差模信号分量id1和id2从该平衡器件输出。在此情况下，接在输出端之间的电感器904在差模信号分量id1和id2上形成虚接地点905。
图9(b)示出在差模信号分量id1和id2上相位电路901的等效电路。因为电感器904在差模信号分量id1和id2上形成虚接地点905，电容器902和电感器904的一部分在输出端OUT1上形成对接地面的并联谐振电路，电容器903和电感器904的一部分在输出端OUT2上形成对接地面的并联谐振电路。通过设计并联谐振电路的并联谐振频率，使它保持在通带中成通带附近，在预定的频率上，差模信号分量id1和id2对接地面的阻抗接近无限，并传送至输出端，而不会对接地面短路。即，在差模信号分量上执行基本上与图7(c)所示的相同的工作。图9(c)示出共模信号分量ic1和ic2上的相位电路的等效电路。OUT1和OUT2在共模信号分量上几乎具有相等的电位，电感器904不在共模信号分量ic1和ic2上形成虚接地点，OUT1和OUT2基本上是开路的。在此情况下，电感器904的一部分表示到虚接地点905以下的范围(参照图9(b))。
这样，通过把置于平衡输入/输出端OUT1和OUT2与接地面之间的作为阻抗元件的电容器902和903的阻抗设计成足够小的值，共模信号分量ic1和ic2对接地面短路，因此，它们不传送至平衡输入/输出端。
而且，允许本发明实施例4的相位电路具有图10所示的配置。图10(a)至图10(c)图示的解释本发明实施例4的平衡高频器件的工作。如图10(a)所示，相位电路1001由电感器1002和1003，和电容器1004构成。如图10(a)所示，当信号分量i由输入端IN输入至平衡器件802时，共模信号分量ic1和ic2，和差模信号分量id1和id2从该平衡器件输出。在此情况下，接在输出端之间的电容器1004在差模信号分量id1和id2上形成虚接地点1005。
图10(b)示出在差模信号分量id1和id2上相位电路1001的等效电路。如图10(b)所示，因为电容器1004在差模信号分量id1和id2上形成虚接地点1005，所以，电感器1002和电容器1004的一部分在输出端OUT1上形成对接地面的并联谐振电路，以及电容器1003和电容器1004的一部分在输出端OUT2上形成对接地面的并联谐振电路。因此，通过设计并联谐振电路的并联谐振频率，使它们保持在通带中或通带附近，在所希望的频率上差模信号分量id1和id2对接地面的阻抗接近无限，信号分量传送至输出端，而不会对接地面短路，即，在差模信号分量id1和id2上执行基本上与图7(c)所示相同的工作。图10(c)示出在共模信号分量上的相位电路1001的等效电路。OUT1和OUT2在共模信号分量具有几乎相等的电位，电容器1004在共模信号分量ic1或ic2上不形成虚接地点，OUT1和OUT2基本上是开路的。在此情况下，电容器1004的一部分表示到虚接地点以下的范围(参照图10(b))。
因此，通过把置于平衡输入/输出端OUT1和OUT2与接地面之间的用作为阻抗元件的电感器1002和1003的阻抗设计成足够小的值，共模信号分量ic1和ic2对接地面短路，因而，它们不会传送至平衡输入端。
如上所述，在本发明实施例4的平衡高频器件的情况下，通过使用3个阻抗元件作为相位电路，就有可能减少共模信号分量，从而实现平衡特性极好的平衡高频器件。
在此实施例情况下，作为构成相位电路的阻抗元件的电感器和电容器的数量和配置不受限于上述情况。而且，虽然阻抗元件804和805的器件值基本上相互相等，但也不总是需要它们是相等的。按电路配置来最优地选择。通过使用作为相位电路工作的配置，可获得与本发明相同的优点。
而且，允许采用传输线和芯片元件在电路基片上形成相位电路，或在安装有平衡器件的基片上集成或封装。此外，允许在通过在多层电介层上形成电极图案并层叠这些电介层而构成的层叠器件中形成相位电路的一部分。此外，通过构成层叠器件以致具有另一种电路功能，以及把层叠器件与本发明的平衡高频器件集成为一复合器件，有可能实现多功能的小型化的平衡高频器件。
此外，在此实施例情况下，描述输入端是非平衡型的而输出端是平衡型的。然而，允许输入端是平衡型的，输出端是非平衡型的。此外，允许输入端和输出端两者都是平衡型的。
(实施例5)本发明实施例5的平衡高频器件参照附图，描述于下。下面示出作为相位电路的一种较具体的电路配置。图11示出本发明实施例5的平衡高频器件1101的配置。在图11中，平衡高频器件1101由平衡器件1102和相位电路1103构成。而且，在平衡器件1102的情况下，输入一侧接线端是用作为非平衡输入/输出端的输入端IN，而输出一侧接线端是用作为平衡端的输出端OUT1和OUT2。
相位电路1103由阻抗元件1104，1105和1106构成。阻抗元件1104和1105串联地接在输出端之间，阻抗元件1104和1105之间的中间点通过阻抗元件1106接地，相位电路1103接在输出端之间。在此情况下，阻抗元件1106的阻抗虚部在极性上与阻抗元件1104和1105的阻抗虚部是相反的。而且，阻抗元件1104和1105基本上具有相同的值。通过使用上述配置，有可能获得具有非平衡—平衡输入/输出端的平衡高频器件。
然后，通过使用具体的阻抗元件来描述本发明的平衡高频器件的工作。图12(a)至12(c)图示地解释本发明的平衡高频器件的工作。如图12(a)所示，相位电路1201由电感器1202和1203，以及电容器1204构成。如图12(a)所示，当信号分量i从输入端IN输入至平衡器件1102时，共模信号分量ic1和ic2，和差模信号分量id1和id2从该平衡器件1102输出。如图12(b)所示，电感器1202和1203之间的接点1205用作为差模信号分量id1和id2上的虚接地点。因此，通过足够地增加电感器1202和1203的值，就可能提高对接地面的阻抗，差模信号分量id1和id2传送至输出端OUT1和OUT2。
而且，图12(c)示出在共模信号分量上相位电路1201的等效电路。如图12(c)所示，电感器1202和1203之间的连接点1205不作为共模信号分量ic1和ic2上的虚接地点。因此，通过设计电感器1202和电容器1204的一部分，以及电感器1203和电容器1204的一部分，使得它们可以在预定的频率上形成串联谐振电路，共模信号分量对接地面短路，因此，它们不传送至输出端OUT1和OUT2。在此情况下，电容器1204的一部分表示等效地成为并联连接的一面(参照图12(c))。
此外，允许本发明的相位电路具有图13(a)至13(c)所示的配置。图13(a)至13(c)图示地解释本发明的平衡高频器件的工作。如图13(a)所示，相位电路1301由电容器1302和1303，以及电感器1304构成。如图13(a)所示，当信号分量i从输入端IN输入至平衡器件1102时，共模信号分量ic1和ic2，和差模信号分量id1和id2从该平衡器件1102输出。图13(b)示出在差模信号分量id1和id2上的相位电路1301的等效电路。如图13(b)所示，电容器1302和1303之间的连接点用作为在差模信号分量id1和id2上的虚接地点。因此，通过足够地降低电容器1302和1303的值，就有可能增加对接地面的阻抗，差模信号分量传送至输出端OUT1和OUT2。
图13(c)示出在共模信号分量ic1和ic2上的相位电路1301的等效电路。如图13(c)所示，电容器1302和1303之间的连接点并不作为共模信号分量ic1和ic2上的虚接地点。因此，通过设计电容器1302和电感器1304的一部分，以及电容器1303和电感器1304的一部分，使得它们在预定的频率上分别形成串联谐振电路，共模信号分量对接地面短路，并因此，它们不传送至输出端OUT1或OUT2。在此情况下，电感器1304的一部分表示等效地成为并联连接的一面(参照图13(c))。
如上所述，本发明实施例5的平衡高频器件通过使用3个阻抗元件作为相位电路可减少共模信号分量，并因此，有可能实现平衡特性极好的平衡高频器件。
而且，在此实施例中，作为构成相位电路的阻抗元件的电感器和电容器的数量和配置不限于上述情况。此外，虽然阻抗元件1104和1105的值相互之间基本上是相等的，但也不总是需要这些器件值相互之间是相等的，但要按照电路的配置，选择最佳值。因此，通过采用作为相位电路工作的配置，就能获得与本发明相同的优点。
此外，允许采用传输线和芯片元件在电路基片上形成相位电路，或在安装有平衡器件的基片上集成或封装。此外，允许在通过在多层电介层上形成电极图案并层叠这些电介层而构成的层叠器件中形成相位电路的一部分。此外，通过构成层叠器件以致具有另一种电路功能，以及把层叠器件与本发明的平衡高频器件集成为一复合器件，有可能实现多功能的小型化的平衡高频器件。
此外，在此实施例情况下，描述输入端是非平衡型的而输出端是平衡型的。然而，允许输入端是平衡型的，输出端是非平衡型的。此外，允许输入端和输出端两者都是平衡型的。
(实施例6)然后，本发明实施例6的平衡高频器件参照附图，描述于下。下面在使用表面声波滤波器作为平衡器件的情况下描述一种平衡高频器件的具体配置。图14示出本发明平衡器件的配置。在图14中，平衡高频器件1401由表面声波滤波器1402和相位电路1403分别作为平衡器件而构成的。而且，在表面声波滤波器1402中，输入一侧的接线端是用作为非平衡输入/输出端的输入端IN，输出一侧的接线端是用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2。而且，相位电路接地在输出端之间。
此表面声波滤波器1402是在压电基片1404上由第1，第2和第3叉指型换能器电极(下文分别称为IDT电极)1405，1406和1407，以及第1和第2反射器电极1408和1409构成。第1IDT电极1405的一面电极指连接至输出端OUT1，第1IDT电极1405的另一面电极指接至输出端OUT2。而且，第2和第3IDT电极1406和1407的一面电极指接到输入端IN，而它们的另一面电极指接地。通过采用上述配置，就有可能获得具有非平衡—平衡输入/输出端的平衡高频器件。
然而，本实施例的平衡高频器件的具体特性描述于下。图15(a)至15(c)示出当使用如图6所示的相位电路603作为相位电路1403时的平衡高频器件1401的特性。在此情况下，构成相位电路603的传输线具有长度为λ/2，对应于180°相移。图15(a)示出通过特性，图15(b)示出通带的幅度平衡特性，以及图15(c)示出通带的相位平衡特性。与图31示出的常规的特性相比较，图15(b)和15(c)中的平衡特性大大地得到改进，并几乎接拉于理想的特性。而且，在通过特性的情况中，高通带一侧的衰减改善了约5dB。
然后，再评估改变传输线604长度的情况。图16(a)和16(b)示出当传输线604长度变化时的平衡特性。图16(a)示出幅度平衡特性，图16(b)示出相位平衡特性。而且，符号1601和1602表示本实施例表面声波滤波器通带中幅度平衡特性中恶化的最大值和最小值。符号1603和1604表示本实施例表面声波滤波器通带中相位平衡特性中恶化的最大值和最小值。此外，虚线示出常规的表面声波滤波器平衡特性中恶化的最大值和最小值。从图16(a)和16(b)中人们发现，当传输线长度在λ/4和3λ/4之间范围内时，平衡特性得到改进。而且，人们发现，当幅度平衡特性范围在-5dB和+5dB之间，相位平衡特性范围在-0.5°和+0.5°之间时，通过把相位角保持在3λ/8和5λ/8之间的范围内，就获得较佳的平衡特性。
然后，示出使用另一种配置的相位电路时的特性。图17(a)至图17(c)示出当使用示于图9的相位电路901作为相位电路1403的平衡高频器件1401的特性。在此情况下，电容器902和903的电容Cg1和Cg2相互之间基本上是相等的，使得电容器902和903的阻抗在通带中的频率上分别为3Ω。而且，电感器904的电感Lb设计成使得在Cg1和Lb/2之间，以及Cg2和Lb/2之间的并联谐振频率保持在通带中。
图17(a)示出通过特性，图17(b)示出通带的幅度平衡特性，图17(c)示出通带的相位平衡特性。与图31的特性相比，平衡特性有了大大的改进，并几乎接近理想的状态。而且，在通过特性情况中，高通带一侧的衰减改善了约5dB。
然后，对电容器902和903的阻抗变化的情况进行评估。图18(a)和18(b)示出把电容器902和903的阻抗除以接线端的特性阻抗而获得的标准化阻抗的平衡特性。在此情况中，因为平衡输出端的特性阻抗等于50Ω，所以假设各接线端的特性阻抗等于25Ω。图18(a)示出幅度平衡特性，图18(b)示出相位平衡特性。而且，符号1801和1802表示本实施例表面声波滤波器通带中幅度平衡特性的恶化最大值和最小值，符号1803和1804表示本实施例表面声波滤波器通带中相位平衡特性中恶化最大值和最小值。从图18(a)和18(b)中人们发现，当标准化阻抗等于2或小于2时，平衡特性得到改善。
然后，下面描述使用另一种配置的相位电路时的特性。图19(a)至19(c)示出当使用图10示出的相位电路1001作为相位电路1403时平衡高频器件1401的特性。在此情况下，电感器1002和1003的电感值Lg1和Lg2相互之间基本上是相等的，电感器1002和1003设计成使得电感器阻抗在通带的频率上分别等于3Ω。而且，电容器1004的电容Cb设计成使得Lg1和2Cb之间以及Lg2和2Cb之间的并联谐振频率保持在通带内。
图19(a)示出通过特性，图19(b)示出通带的幅度平衡特性和图19(c)示出通带的相位平衡特性。与图31所示的常规的特性相比，此平衡特性大大地得以改善，并几乎接近于理想的状态。而且，在通过特性情况中，在高通带的一侧的衰减改善了约5dB。
然后，对电感器1002和1003的阻抗变化的情况作了评估。图20(a)和20(b)示出通过把电感器1002和1003的阻抗除以一接线端的特性阻抗而得出的标准化阻抗的平衡特性。在此情况下，因为平衡输出端的特性阻抗等于50Ω，所以各接线端的特性阻抗设定为25Ω。图20(a)示出幅度平衡特性，图20(b)示出相位平衡特性。而且，符号2001和2002表示本实施例表面声波滤波器通带中幅度平衡特性恶化的最大值和最小值，符号2003和2004表示本实施例表面声波滤波器通带中相位平衡特性恶化的最大值和最小值。
从图20中人们发现，当标准化阻抗是2或更小些时，相位平衡特性得到改善。而且，当标准化阻抗是0.5或小些时，幅度平衡特性得到改善。因此，较佳地把标准化阻抗保持在2或更小些。更好的是，较佳地把标准化阻抗保持在0.5或小，就有可能改善平衡特性。
如上所述，在本发明实施例6的平衡高频器件1401的情况下，通过使用3个阻抗元件作为相位电路，就有可能减少共模分量，并从而实现平衡特性极好的平衡高频器件。
而且，虽然通过使用传输线作为相位电路来描述本实施例，但传输线长度最好是λ/2。这是因为当传输线长度偏移λ/2时，相位电路常常作为电感器或电容器工作，并且当从输出端一侧观察平衡器件时，通带频率的阻抗2102是偏离匹配状态的。例如，当传输线长度等于3λ/8时，通带的阻抗2101成为如图21(a)所示的电感性的。在此情况下，如图22所示，就只要把作为相位电路的传输线604和用作为在相位电路2201输出端之间的匹配电路的电容器2202进行并联连接。如图21(b)所示，通过使用上述配置，当从输出端一侧观察平衡器件时，通带附近的阻抗2102成为史密斯圆图的中心，这就可能实现阻抗匹配。这样，允许构成的相位电路包括用于阻抗匹配的匹配电路。
而且传输线长度等于3λ/8等效于相位角是135°，以及通过添加上述匹配电路而接近180°，传输线长度基本上接近λ/2。因此，通过添加匹配电路，就有可能减少传输线长度，使配置呈小型化。
在此实施例中，采用用传输线或3个阻抗元件构成相位电路。然而，相位电路的配置并不限于上述情况。而且，作为阻抗元件的电感器和电容器的数量和配置也不限于上述情况。通过采用作为相位电路工作的配置，可获得与本发明相同的优点。
而且，允许使用传输线和芯片元件在电路基片上形成相位电路。也允许在安装有平衡器件的基片上或以封装形式来构成相位电路。而且在通过在多层电介层上形成电极图案，并把这些电介层进行层迭而构成的层叠器件中形成相位电路的一部分。此外，通过构成层叠器件以便具有另一种电路功能，以及把本发明平衡高频器件与层叠器件进行集成为复合器件，就有可能实现多功能小型化平衡高频器件。
在本实施例情况中，虽然描述输入端是非平衡型的，输出端是平衡型的，但是允许输入端是平衡型的，输出端是非平衡型的或输入端和输出端两者都可平衡型的。
(实施例7)本发明实施例7的平衡高频器件参照附图，描述于下。下面描述相位电路中包括匹配电路时的一种具体配置。图23(a)示出本发明实施例7的平衡高频器件的配置。在图23(a)中，平衡高频器件2301由平衡器件2302和相位电路2303构成。而且，在平衡器件2302中，输入一侧接线端是用作为非平衡输入/输出端的输入端IN，输出一侧接线端是用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2。而且，相位电路接在输出端之间。
相位电路由作为阻抗元件的电容器2304和2305以及电感器2306，以及用作为匹配电路的电感器2307构成。在此情况下，输出端OUT1和OUT2分别通过电容器2304和2305而接地，电感器2306接在输出端之间，相位电路2303接在输出端之间。用作为匹配电路的电感器2307包括在相位电路2303中。
电感器2306在差模信号分量上形成虚接地点2308。因此，电容器2304和电感器2306的一部分在输出端OUT1上对接地面形成并联谐振电路，而电容器2305和电感器2306的一部分在输出端OUT2上对接地面形成并联谐振电路。通过设计并联谐振电路的并联谐振频率，使得它们保持在通带中或通带附近，在预定的频率上差模信号分量对接地面的阻抗接近无限，并传送至输出端，而不会对接地面短路。即，在差模信号分量上执行基本上与图7(c)所示相同的工作。
而且，电感器2306在共模信号分量上不形成虚接地点。因此，通过把作为阻抗元件安置在平衡输入/输出端OUT1和OUT2与接地面之间的电容器2304和2305的阻抗设计成足够小的值，共模信号分量对接地面短路，从而不传送至平衡输入/输出端。
如上所述，在本实施例相位电路2303的情况下，在预定频率上的谐振电路由电容器2304和2305，和电感器2306构成，并包括用作为匹配电路的电感器2307。同样在此情况中，共模信号分量减少了，并且有可能实现具有极好平衡特性的平衡高频器件。
而且，有可能把电感器2307结合于电感器2306中。即，使用电感器2306和2307的组合电感2309就足够了。在此情况中，因为电感器2306和2307是并联连接的，所以当假设电感器2306和2307和组合电感器2309的电感分别为Lb，Lm和Lt时，实现公式Lt＝(Lb×Lm)/(Lb+Lm)。这样，就可能降低电感值。而且，可能减少器件数量和使电路配置小型化。
然而，在此情况中，预定频率的含义是不同的。即，当假设电容器2304和2305的电容为Cg1和Cg2时，在由电容器2304和2305和电感器2306所形成的匹配状态中在各输出端上的差模信号分量的并联谐振频率f1和f2成为f1=1/{2π×(Lb/2)×(Cg1)}]]>和f2=1/{2π×(Lb/2)×(Cg2)}]]>。在此情况中，通过包括电感器2307作为匹配电路，整个并联谐振频率f1t和f2t成为f1t=1/{2π×(Lt/2)×(Cg1)}]]>和f2t=1/{2π×(Lt/2)×(Cg2)}]]>，这样它们很明显地偏离预定的频率。
即，相位电路2303的整个并联谐振频率以相当于电感器Lm的值偏离通带或通带附近。然而，当电容器2304和电感器2306的一部分在输出端OUT1上对接地面形成并联谐振电路，以及电容器2305和电感器2306的一部分在匹配状态中对接地面形成并联谐振电路时，以及电容器2304和2305对接地面的阻抗足够小时，其减少共模信号分量的作用是一样的。在此情况中，电感器2306的一部分表示到虚接地面以下的范围。
然而，本实施例的电路配置不限于上述情况。只要匹配电路的工作和谐振电路的工作基本上与本发明的情况一样，就有可能实现与本发明情况类似的具有极好平衡特性的平衡高频器件。
而且，虽然作为阻抗元件的电容器的值Cg1和Cg2假设为基本上相同的，以及作为阻抗元件的电感器的值Lg1和Lg2假设为基本上相同，但并不总是有必要这些值是相同的，但它们是按照电路配置而最优选择的。
(实施例8)本发明实施例8的平衡高频器件参照附图，描述于下。下面在使用表面声波滤波器作为平衡器件的情况下来描述平衡高频器件的具体特性。图24示出本发明平衡高频器件2401的配置。在图24中，平衡高频器件2401由作为平衡器件的表面声波滤波器2402和相位电路2403构成。而且，在表面声波滤波器2402中，输入一侧接线端是用作为非平衡输入/输出端的输入端IN，输出一侧接线端是用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2。而且，相位电路2403接在输出端之间。
此表面声波滤波器2402是在压电基片2404上用第1，第2和第3叉指型换能器电极(下文分别称为IDT电极)2405，2406和2407，以及第1和第2反射器电极2408和2409构成。第1IDT电极2405分为两个分开的IDT电极，第1和第2分开的IDT电极2410和2411的一面电极指接至输出端OUT1和OUT2。第1和第2分开的IDT电极2410和2411的另一面电极指在电气上是相连接的，并为虚接地。而且，第2和第3IDT电极2406和2407的一面电极指接至输入端IN，以及它们的另一面电极指接地。通过采用上述配置，就有可能获得具有非平衡—平衡输入/输出端的平衡高频器件。
同样，在本发明实施例8的平衡高频器件2401的情况中，通过采用相位电路2403有可能减少共模信号分量，以及实现平衡特性极好的平衡高频器件。
在此实施例中，允许采用传输线或3个阻抗元件来构成相位电路。而且，相位电路的配置不限于上述情况。通过采用作为相位电路工作的配置，可获得与本发明相同的优点。而且，作为阻抗元件的电感器和电容器的数量和配置也不限于上述情况。通过采用作为相位电路工作的配置，可获得与本发明相同的优点。
而且，允许采用传输线和芯片元件在电路基片上形成相位电路，或在安装有平衡器件的基片上或以封装形式形成相位电路。此外，允许在通过在多层电介层上形成电极图案并把这些电介层进行层叠而构成的层叠器件中来形成相位电路的一部分。此外，通过构成层叠器件，以便具有另一种电路功能，以及把层叠器件与本发明的平衡高频器件集成为复合器件，就有可能实现多功能小型化平衡高频器件。
虽然在本实施例中，描述了输入端是非平衡型的，输出端是平衡型的。但允许输入端是平衡型的，输出端是非平衡型的。而且，允许输入端和输出都是平衡型的。
(实施例9)本发明实施例9的平衡高频器件参照附图，描述于下。下面在采用表面声波滤波器作为平衡器件的情况下来描述平衡高频器件的具体特性。图25示出本发明实施例9平衡高频器件2501的配置。在图25中，平衡高频器件2501由作为平衡器件的表面声波滤波器2502和相位电路2503构成。而且，在表面声波滤波器2502中，输入一侧接线端是用作为非平衡输入/输出端的输出端IN，而输出一侧接线端是用作为平衡端的输出端OUT1和OUT2。此外，相位电路2503接在输出端之间。
此表面声波滤波器2502是在压电基片2504上采用第1，第2和第3叉指型换能器电极(下文分别称为IDT电极)2505，2506和2507，以及第1和第2反射器电极2508和2509构成。第1IDT电极的一面电极指接至输入端IN，而另一面电极指接地。第2和第3IDT电极2506和2507的一面电极指接至输出端OUT1和OUT2，而它们的另一面电极指接地。通过使用上述配置，可获得具有非平衡—平衡输入/输出端的平衡高频器件。
同样在本发明平衡高频器件2501的情况下，通过采用相位电路2503，就有可能减少共模信号分量，并因此实现平衡特性极好的平衡高频器件。
在此实施例中，通过采用传输线或3个阻抗元件来提供相位电路。而且，此相位电路的配置不限于上述情况。通过采用作为相位电路工作的配置，就可获得与本发明相同的优点。此外，作为阻抗元件的电感器和电容器的数量和配置不限于上述情况。通过采用作为相位电路工作的配置，就可获得与本发明相同的优点。
此外，可通过采用传输线和芯片元件在电路基片上形成相位电路，或在安装有平衡器件的基片上或以封装形式来集成相位电路。此外，在通过在多层电介层上形成电极图案并把这些电介层层叠在一起而构成的层叠器件中形成一部分相位电路。此外，通过构成层叠器件，以便具有另一种电路功能，并把本发明的平衡高频器件与层叠器件集成为复合器件，就有可能实现多功能小型化平衡高频器件。
虽然在本实施例中描述了输入端是非平衡型的，输出端是平衡型的，但输入端可以是平衡型的而输出端是非平衡型的。而且，输入端和输出端两者都可以是平衡型的。
(实施例10)本发明实施例10的平衡高频器件参照附图描述于下。图26示出本发明实施例10的平衡高频器件2601的配置。对于图26，在使用半导体器件作为平衡器件的情况下描述平衡高频器件的具体特性。在图26中，平衡高频器件2601由作为平衡器件的半导体器件2602和相位电路2603和2608构成。而且，在半导体器件2602中，输入一侧接线端是用作为平衡输入/输出端的输入端IN1和IN2，而输出一侧接线端是作为平衡端的输出端OUT1和OUT2。此外，相位电路2603接在输入端之间，而相位电路2608接在输出端之间。
然后，半导体器件2602的配置描述于下。符号2604，2604b，2605a和2605b表示双极晶体管，2606a和2606b表示电感器。输入端IN1通过隔直流电容器2607a连接至双极晶体管2604a的基板，输入端IN2通过隔直流电容器2607b连接至双极晶体管2604b的基板上。双极晶体管2604a和2604b的集电极分别接至双极晶体管2605a和2605b的发射极，而双极晶体管2605a和2605b的集电极通过隔直流电容器2609a和2609b分别接至输出端0UT1和0UT2。双极晶体管2604a和2604b的发射极分别通过电感器2606a和2606b而接地。偏置电路2610对双极晶体管2604a和2604b的基板提供偏置电流。偏置电路2611对双极晶体管2605a和2605b的基板提供偏置电流。电源电压Vcc通过扼流圈电感器2612a和2612b分别供至双极晶体管2605a和2605b的集电极。通过使用上述配置，平衡半导体器件作为放大器工作。
同样，在本发明实施例10的平衡高频器件2601的情况中，通过采用相位电路2603和2608有可能减少共模信号分量，并因此实现平衡特性极好的平衡高频器件。
在此实施例中，通过使用传输线或3个阻抗元件可构成相位电路。而且，相位电路的配置不限于上述情况。通过使用作为相位电路工作的配置，可获得与本发明相同的优点。此外，作为阻抗元件的电感器和电容器的数量和配置不限于上述情况。通过使用作为相位电路工的配置，就可获得与本发明相同的优点。
通过使用传输线或芯片元件，可在电路基片上形成相位电路，或把相位电路集成在安装有平衡器件的基片上，或以封装方式形成。而且，可在通过在多层电介层上形成电极图案并把这些电介层层叠在一起而组成的层叠器件中形成相位电路的一部分。此外，通过构成层叠器件，以便具有另一种电路功能，并把本发明平衡高频器件与层叠器件集成为复合器件，就有可能实现多功能小型化平衡高频器件。
此外，在此实施例中，描述可输入端和输出端都是平衡型的。然而，输入端和输出端中任一个可以是非平衡型的，而它们的另一端是平衡型的。
此外，在本实施例中，半导体器件是由4个双极晶体管构成。然而，半导体器件的配置不限于上述情况。
此外，对于此实施例，描述了半导体器件2602是放大器的情况。然而，半导体器件2602不限于是放大器。半导体器件2602可以是混频器或振荡器。简言之，只要它是具有平衡端的半导体器件，此半导体器件2602就是许可的。
(实施例11)本发明实施例11的平衡高频电路参照附图，描述于下。图27是使用本发明平衡器件的平衡高频电路2701的框图。在图27中，发射电路输出的输出信号通过发射放大器2702，发射滤波器2703的开关2704，从天线2705发射出去。而且，通过天线2705收到的输入信号通过开关2704，接收滤波器2706和接收放大器2707，而输入至接收电路。在此情况下，因为发射放大器2702是平衡型的，而开关2704是非平衡型的，所以发射滤波器2703构成为具有不平衡—平衡输入/输出端。此外，因为接收放大器2707是平衡型的，开关2704是非平衡型的，所以接收滤波器2706构成为非平衡—平衡输入/输出端。
通过把本发明平衡器件应用于平衡高频电路2701的发射滤波器2703或接收滤波器2706，以及把本发明平衡高频器件应用于发射放大器2702或接收放大器2707，就可能防止在传输时由于平衡特性恶化而致的调制精度恶化，以及在接收时由于平衡特性恶化而致的灵敏度恶化，以及可实现高性能平衡高频电路。
而且，当开关2704是平衡型，发射放大器2702或接收放大器2707是非平衡型时，通过把发射滤波器2703或接收滤波器2706的平衡型和非平衡型输入/输出端相互之间加以更换，也可获得同样的优点。
虽然通过在平衡高频电路2701中采用开关2704来描述发射和接收的切换装置，但是该装置可使用一种共享单元。
而且，在本实施例的平衡高频电路情况下，可在电路基片上形成本发明的相位电路。例如，在图27中，通过在电路基片上平衡传输线2708和2709之间形成相位电路，就有可能防止由于共模信号分量串扰而致的平衡特性恶化，和实现极好的平衡高频电路。
此外，本发明的诸实施例是通过采用表面声波滤波器或半导体器件作为平衡高频器件而加以描述的。然而本发明不仅可应用在上述情况，而且也可应用在进行平衡工作的其他器件上。
此外，在处理高频信号的器件上，寄生分量随频率升高而增加，由于串扰，共模信号分量增加，平衡特性的恶化也就增加。因此，当频率升高时，本发明平衡高频器件的优点也就增多，就有可能使形成相位电路的传输线和阻抗元件小型化。
如上所述，本发明使得提供具有较佳的平衡特性的平衡高频器件，平衡高频电路，相位电路和平衡特性改进方法成为可能。
权利要求
1.一种平衡高频器件，包括具有用于输入信号的输入端和用于输出信号的输出端的平衡器件；以及相位电路；其特征在于至少所述输入端或所述输出端是平衡输入端或平衡输出端；所述相位电路电气上是连接在所述平衡输入端之间或所述平衡输出端之间；以及所述相位电路减少了所述信号的共模信号分量。
2.如权利要求1所述的平衡高频器件，其特征在于，所述相位电路是在预定的频率上谐振的谐振电路。
3.如权利要求2所述的平衡高频器件，其特征在于，所述谐振电路是对所述信号的共模信号分量对接地面串联谐振的串联谐振电路。
4.如权利要求2所述的平衡高频器件，其特征在于，所述谐振电路是对所述信号的差模信号分量对接地面并联谐振的并联谐振电路。
5.如权利要求2至4任一项所述的平衡高频器件，其特征在于，所述相位电路包括对所述信号的差模信号分量的匹配电路。
6.如权利要求2至4任一项所述的平衡高频器件，其特征在于，所述相位电路包括传输线。
7.如权利要求6所述的平衡高频器件，其特征在于，当假设λ是波长以及n是整数时，所述传输线的长度范围在(λ/4+nλ)和(3λ/4+nλ)之间。
8.如权利要求7所述的平衡高频器件，其特征在于，当假设λ是波长以及n是整数时，所述传输线长度范围在(3λ/8+nλ)和(5λ/8+nλ)之间。
9.如权利要求8所述的平衡高频器件，其特征在于，所述传输线长度等于λ/2。
10.如权利要求9所述的平衡高频器件，其特征在于，对于所述信号的共模信号分量，所述相位电路按开路λ/4传输线的串联谐振电路工作，而对于所述信号的差模信号分量，则按短路λ/4传输线的并联谐振电路工作。
11.如权利要求2至4任一项所述的平衡高频器件，其特征在于，所述相位电路包括至少3个阻抗元件，以及对于所述平衡输入端或所述平衡输出端的阻抗与接地面，把所述信号的共模信号分量对接地面的阻抗设置成比所述信号的差模信号分量对接地面的阻抗低。
12.如权利要求11所述的平衡高频器件，其特征在于，第1阻抗元件连接在所述平衡输入端的一个接线端与接地面之间或所述平衡输出端的一个接线端与接地面之间，第2阻抗元件连接在所述平衡输入端的另一个接线端与接地面之间或所述平衡输出端的另一个接线端与接地面之间，第3阻抗元件连接在所述平衡输入端或所述平衡输出端之间，以及所述第1和第2阻抗元件的阻抗的虚部在极性上是与上述第3阻抗元件的阻抗的虚部不同。
13.如权利要求12所述的平衡高频器件，其特征在于，对于所述信号的差模信号分量，所述第1阻抗元件和所述第3阻抗元件，以及所述第2阻抗元件和所述第3阻抗元件，分别在预定的频率上形成对接地面的并联谐振电路。
14.如权利要求12所述的平衡高频器件，其特征在于，当假设特性阻抗为Z0时，在所述平衡输入端的一个接线端与接地面之间或所述平衡输出端的一个接线端与接地面之间的阻抗，以及所述平衡输入端的另一接线端与接地面或所述平衡输出端另一接线端与接地面之间的阻抗，分别等于或小于2×Z0。
15.如权利要求14所述的平衡高频器件，其特征在于，当假设特性阻抗为Z0时，所述信号的共模信号分量对接地面的阻抗等于或小于0.5×Z0。
16.如权利要求11所述的平衡高频器件，其特征在于第1阻抗元件和第2阻抗元件串联地连接在平衡输入端之间或平衡输出端之间，所述第1阻抗元件和所述第2阻抗元件之间的部分通过第3阻抗元件接地，以及所述第1和第2阻抗元件的阻抗的虚部在极性上是与所述第3阻抗元件的阻抗的虚部不同。
17.如权利要求16所述的平衡高频器件，其特征在于，所述第1阻抗元件和所述第3阻抗元件，以及所述第2阻抗元件和所述第3阻抗元件分别在关于所述信号的共模信号分量的预定频率上形成对接地面的串联谐振电路。
18.如权利要求1至4任一项所述的平衡高频器件，其特征在于所述平衡器件是表面声波滤波器，所述表面声波滤波器具有压电基片和多个IDT电极(叉指型换能器电极)，这些电极形成在所述压电基片上，以及至少一个所述IDT电极连接至一平衡输入端或平衡输出端。
19.如权利要求18所述的平衡高频器件，其特征在于所述表面声波滤波器是一种通过至少把第1，第2和第3IDT电极沿着弹性表面波传播方向排列而获得的纵向耦合模式表面声波滤波器，所述第2和第3IDT电极排列在所述第1IDT电极的两侧，所述第1IDT电极是平衡型的，构成所述第1IDT电极的一面电极指和另一面电极指分别接至一平衡输入端或一平衡输出端。
20.如权利要求18所述的平衡高频器件，其特征在于所述表面声波滤波器是一种通过至少把第1，第2和第3IDT电极沿着弹性表面波传播方向排列而获得的纵向耦合模式表面声波滤波器，所述第2和第3IDT电极排列在所述第1IDT电极的两侧，所述第1IDT电极由多个分开的IDT电极构成，以及至少两个所述分开的IDT电极分别连接至一平衡输入端或平衡输出端。
21.如权利要求18所述的平衡高频器件，其特征在于所述表面声波滤波器是一种通过至少把第1，第2和第3IDT电极沿着弹性表面波传播方向排列而获得的纵向耦合模式表面声波滤波器，所述第2和第3IDT电极排列在所述第1IDT电极的两侧，所述第2IDT电极连接至平衡输入端的一个接线端或平衡输出端的一个接线端，所述第3IDT电极连接至所述平衡输入端的另一接线端或所述平衡输出端的另一接线端。
22.如权利要求1至4任一项所述的平衡高频器件，其特征在于，所述平衡器件是半导体器件。
23.如权利要求22所述的平衡高频器件，其特征在于，所述半导体器件是由多个晶体管构成的放大器。
24.如权利要求1至4任一项所述的平衡高频器件，其特征在于，所述相位电路至少一部分构成为包括在通过在多层电介层上形成电极图案并把所述电介层进行层叠而形成的层叠器件中。
25.如权利要求24所述的平衡高频器件，其特征在于，所述层叠器件至少有一种电路功能，并且所述平衡高频器件和层叠器件是复合起来的。
26.一种平衡高频电路，其特征在于包括权利要求1至4任一项所述的平衡高频器件。
27.如权利要求26所述的平衡高频电路，其特征在于，构成所述平衡高频电路的发射滤波器和/或接收滤波器，使用如权利要求18所述的平衡高频器件。
28.如权利要求26所述的平衡高频电路，其特征在于，构成所述平衡高频电路的发射放大器和/或接收放大器使用如权利要求22所述的平衡高频器件。
29.一种平衡高频电路，包括电路基片；以及对所述电路基片设置的平衡传输线，其特征在于，在所述平衡传输线之间连接有如权利要求1至4中任一项的相位电路。
30.一种相位电路，其特征在于包括具有电气上连接在一种具有用于输入信号的输入端和用于输出信号的输出端的平衡器件的平衡输入端之间或平衡输出端之间的相位电路部分，其中，至少所述输入端或所述输出端是所述平衡输入端或所述平衡输出端，以减少所述信号的共模信号分量。
31.一种平衡特性改进方法，其特征在于，包括在具有用于输入信号的输入端和用于输出信号的输出端的一种平衡器件的平衡输入端之间或平衡输出端之间，减少信号的同相信号分量的同相信号分量减少步骤，其中至少所述输入端或所述输出端是平衡输入端或平衡输出端。
全文摘要
一种平衡高频器件，由平衡器件和相位电路构成。平衡器件输入侧连接至用作为非平衡输入/输出端的输入端IN，而其输出侧连接至用作为平衡输入/输出端的输出端OUT1和OUT2。而且，相位电路接在输出端之间。
文档编号H03H9/64GK1445926SQ0312167
公开日2003年10月1日 申请日期2003年3月14日 优先权日2002年3月15日
发明者中村弘幸, 中谷俊文, 石崎俊雄 申请人:松下电器产业株式会社