(57)【要約】異なるアンテナで送受信する第１送信信号の高調波の周波数帯域と第２受信信号の周波数帯域とが近接していても、第１送信信号の高調波が第２受信信号の受信信号出力回路へ回り込むことを防止する。第１アンテナＡＮＴ（１）には、スイッチＩＣ（１０）の共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）が接続されている。スイッチＩＣ（１０）の個別端子ＰＩＣ（ＲＦ９）は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号を入出力する個別入出力ポートＰＭ（ＬＴＥ）に接続されている。第２アンテナＡＮＴ（２）は、ＧＰＳ信号受信系回路が接続されている。スイッチＩＣ（１０）の個別端子ＰＩＣ（ＲＦ９）と個別入出力ポートＰＭ（ＬＴＥ）とを接続する伝送ラインはインダクタを介してグランドへ接続されており、この構成によりＷ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波の位相を回転させる位相回路（５０）を実現する。
2012153800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送受波する第１アンテナに接続するためのアンテナ側端子、および該アンテナ側端子に対して択一的に接続される複数の送受信回路側端子を備えるスイッチＩＣと、
該スイッチＩＣの特定の送受信回路側端子に接続し、第１通信信号の送信信号を入力する第１送信信号入力ポートと、
前記第１送信信号入力ポートと前記特定の送受信回路側端子との間に接続され、前記特定の送受信回路側端子から前記第１送信信号入力ポート側を見て前記第１通信信号の送信信号の高調波のインピーダンスが略短絡となるように位相回転させる位相回路と、を備えた高周波スイッチモジュール。
【請求項２】
前記位相回路と前記第１送信信号入力ポートとの間に、前記第１通信信号の送信信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路を備え、
前記位相回路と前記信号処理回路とで、前記特定の送受信回路側端子から前記第１送信信号入力ポート側を見て前記第１通信信号の送信信号の高調波の位相が略短絡となるように位相回転させる、請求項１に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項３】
前記信号処理回路は前記第１通信信号の送信信号を周波数フィルタ処理するフィルタ回路である請求項２に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項４】
前記位相回路は、前記第１送信信号入力ポートと前記特定の送受信回路側端子とを接続する信号ラインとグランドとの間に接続されたインダクタのみから構成されている、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項５】
前記位相回路は、前記第１送信信号入力ポートと前記特定の送受信回路側端子とを接続する信号ラインに直列接続されたＬＣ並列共振回路を含んで構成されている、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項６】
前記位相回路は、ヘリカル形状もしくはスパイラル形状からなるインダクタを備える、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の高周波スイッチモジュールと、
前記第１通信信号の高調波周波数に近接する周波数からなる第２通信信号の電波を受波するための第２アンテナに接続し、前記第２通信信号の受信信号を出力する第２受信信号出力ポートと、を備えた無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スイッチＩＣを用いて接続されるアンテナ個数以上の種類の通信信号を送受信する高周波スイッチモジュール及び無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、それぞれに異なる周波数帯域を利用した複数の通信信号（送信信号および受信信号）を送受信する高周波スイッチモジュールが各種考案されている。例えば、特許文献１に記載の高周波スイッチモジュールは、三個のアンテナを備え、アンテナ毎にスイッチＩＣが備えられている。各スイッチＩＣは、個別のアンテナに接続する共通端子と、当該共通端子に切り替え接続される複数の個別端子を備える。各個別端子には、送信信号入力回路や受信信号出力回路が接続されている。この構成において、各スイッチＩＣに対して切り替え制御を行うことで、送信信号入力回路から入力された所望の送信信号のアンテナへの出力や、アンテナで受信した所望の受信信号の受信信号出力回路への出力を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような構成において、第１のアンテナから送信する第１送信信号の高調波の周波数帯域と、第２のアンテナで受信する第２受信信号の周波数帯域とが近接していると、第２のアンテナで受信した第１送信信号の高調波が第２受信信号の受信信号出力回路から出力されないように、ノッチフィルタや減衰特性の鋭いバンドパスフィルタを、第２受信信号の受信信号出力回路に追加しなければならず、高周波スイッチモジュールが大型化してしまう。【０００５】
また、第１送信信号の高調波の周波数帯域と第２受信信号の周波数帯域が極近接する場合には、ノッチフィルタや減衰特性の鋭いバンドパスフィルタを用いたとしても、第１送信信号の高調波を抑圧するための減衰極の設定等により、第２受信信号用の受信信号出力回路の通過特性を劣化させてしまうことがある。【０００６】
したがって、本発明の目的は、異なるアンテナでそれぞれ送受信する第１送信信号の高調波の周波数帯域と第２受信信号の周波数帯域とが近接していても、第１送信信号の高調波が第２受信信号の受信信号出力回路へ回り込むことを抑制できる高周波スイッチモジュールを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の高周波スイッチモジュールは、スイッチＩＣと、第１送信信号入力ポートと、位相回路とを備える。スイッチＩＣは、電波を送受波する第１アンテナに接続するためのアンテナ側端子、および該アンテナ側端子に対して選択的に接続される複数の送受信回路側端子を備える。第１送信信号入力ポートは、スイッチＩＣの特定の送受信回路側端子に接続し、第１通信信号の送信信号を入力する。位相回路は、第１送信信号入力ポートと特定の送受信回路側端子との間に接続され、特定の送受信回路側端子から第１送信信号入力ポート側を見て第１通信信号の送信信号の高調波の位相が略短絡となるように位相回転させる。【０００８】
この構成では、スイッチＩＣにおける導通された送受信回路側端子とアンテナ側端子との電気長は、第１通信信号の送信信号（以下、第１送信信号と称する。）の２次高調波の波長よりも極短いことを利用し、スイッチＩＣの特定の送受信回路側端子から第１送信信号入力ポート側を見て第１送信信号の高調波の位相を略短絡とすることで、スイッチＩＣのアンテナ側端子からスイッチＩＣ側を見た第１送信信号の高調波の位相は略短絡となる。したがって、ハイパワーの第１送信信号が入力されてスイッチＩＣが歪むことによりスイッチＩＣ内で生じる第１送信信号の高調波は、スイッチＩＣのアンテナ側端子で全反射して、第１アンテナへ供給されない。これにより、第１送信信号の高調波が、例えば、その高調波と同等の周波数帯域を通信帯域とする別のシステムの回路へアンテナを介して出力されることがない。この際、急峻な減衰特性のバンドパスフィルタやノッチフィルタのような構成要素が多い回路を用いずとも、１個や数個程度の回路素子で実現可能な位相回路を用いることで、高周波スイッチモジュールが大きくなることを抑制できる。【０００９】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、次の構成であることが好ましい。位相回路と第１送信信号入力ポートとの間に第１通信信号の送信信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路を備える。位相回路と信号処理回路とで、特定の送受信回路側端子から第１送信信号入力ポート側を見て第１通信信号の送信信号の高調波の位相が略短絡となるように位相回転させる。【００１０】
この構成では、信号処理回路、例えばフィルタやデュプレクサ等のフィルタ回路やアンプ等、第１送信信号の高調波の位相を回転可能な要素を含む回路が、特定の送受信回路側端子と第１送信信号入力ポートとの間に接続される場合に、この信号処理の位相回転も利用して、特定の送受信回路側端子から第１送信信号入力ポート側を見た第１通信信号の送信信号の高調波の位相を略短絡とする。これにより、位相回路での位相回転量を軽減でき、位相回路を小型化できる。【００１１】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、第１通信信号の送信信号を周波数フィルタ処理するフィルタ回路で信号処理回路を構成できる。この構成では、信号処理回路の一例を示し、通過帯域外での反射係数が大きなフィルタ回路を用いることで、位相回路での位相回転量を小さくすることができる。【００１２】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、位相回路は、第１送信信号入力ポートと第１個別端子とを接続する信号ラインとグランドとの間に接続されたインダクタであることが好ましい。【００１３】
この構成では、位相回路がインダクタ一つだけで構成できるため、上述の位相回転を実現しながら高周波スイッチモジュールを小さくすることができる。【００１４】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、位相回路は、第１送信信号入力ポートと特定の送受信回路側端子とを接続する信号ラインに直列接続されたＬＣ並列共振回路を含んで構成することもできる。この構成であっても、特性上、上述の構成と同様の効果が得られる。【００１５】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、位相回路を構成するインダクタはヘリカル形状もしくはスパイラル形状からなることが好ましい。【００１６】
この構成では、ヘリカル形状もしくはスパイラル形状により位相短縮効果が生じるので、インダクタを小型化できる。ひいては位相回路および高周波スイッチモジュールを小型化できる。【００１７】
また、この発明の無線通信装置は、上述のいずれかに記載の高周波スイッチモジュールと、第１通信信号の高調波周波数に近接する周波数からなる第２通信信号の電波を受波するための第２アンテナに接続し、第２通信信号の受信信号を出力する第２受信信号出力ポートと、を備えている。【００１８】
この構成では、上述の高周波スイッチモジュールを用いることで、第１通信信号の高調波周波数と第２通信信号（受信信号）の周波数が近接していても、それぞれの通信信号を送受信するアンテナを近接して配置できる。これにより、それぞれの通信信号に対する回路間のアイソレーションが高い無線通信端末を小型に実現できる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、異なるアンテナでそれぞれ送受信する第１送信信号の高調波の周波数帯域と第２受信信号の周波数帯域とが近接していても、第１送信信号の高調波が第２受信信号の受信信号出力回路へ回り込むことを抑制できる。これにより、受信信号出力回路の特性を劣化させることなく、取り扱ういずれの通信信号に対しても通過特性や減衰特性が良好な高周波モジュールを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る無線通信装置１を構成する高周波モジュール５の外観斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る高周波モジュール５を含む無線通信装置１の回路図である。
【図３】第１の実施形態に係る高周波モジュール５の作用概念の説明図である。
【図４】第２の実施形態に係る高周波モジュール５Ａを含む無線通信装置１Ａの回路図である。
【図５】その他の構成からなる高周波スイッチモジュールの回路図を部分拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態に係る無線通信装置および高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図１は本実施形態に係る無線通信装置１を構成する高周波スイッチモジュール５の外観図である。図２は本実施形態に係る高周波スイッチモジュール５を含む無線通信装置１の回路構成図である。
【００２２】
無線通信装置１を構成する高周波スイッチモジュール５は、積層体１０１、スイッチＩＣ１０用スイッチ素子、ＳＡＷデュプレクサ４０Ａ用デュプレクサ素子、ＳＡＷデュプレクサ４０Ｂ用デュプレクサ素子、インダクタＡＬ２用インダクタ素子、インダクタＬ３用インダクタ素子、絶縁性樹脂１０２を備える。
【００２３】
積層体１０１は、複数の絶縁体層が積層された構造からなり、図２に示す高周波スイッチモジュール回路の実装素子を除く回路素子および配線パターンを、内層電極パターン、表面電極パターン、および裏面電極パターンによって実現している。
【００２４】
積層体１０１の表面には、スイッチＩＣ１０用スイッチ素子、ＳＡＷデュプレクサ４０Ａ用デュプレクサ素子、ＳＡＷデュプレクサ４０Ｂ用デュプレクサ素子、インダクタＡＬ２用インダクタ素子、インダクタＬ３用インダクタ素子が所定のランド電極に実装されている。なお、ＧＰＳ用ＳＡＷフィルタ９２，９４用素子やＬＮＡ９３用素子については、図示していないが積層体１０１とは別の積層体の表面に実装されており、積層体１０１とともに無線通信機器１のマザー基板等に実装されている。
【００２５】
これらの積層体１０１、および実装された各素子により図２に示す高周波スイッチモジュール回路が実現される。積層体１０１の表面には、各実装素子を覆うように、絶縁性樹脂１０２が配設されている。
【００２６】
次に、本実施形態の無線通信装置１および高周波スイッチモジュール５の回路構成を説明する。
【００２７】
高周波スイッチモジュール５は、スイッチＩＣ１０、アンテナ側回路２０、第１送信回路３０Ａ、第２送信回路３０Ｂ、ＳＡＷデュプレクサ４０Ａ，４０Ｂ、位相回路素子５０を備える。また、高周波スイッチモジュール５は、これらの回路素子の他に複数の整合用素子を備える。
【００２８】
スイッチＩＣ１０はＦＥＴ等の半導体スイッチで形成されている。スイッチＩＣ１０は、単一の共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）と、９個の個別端子ＰＩＣ（ＲＦ１）−ＰＩＣ（ＲＦ９）を備えるとともに、駆動信号入力端子ＰＩＣ（Ｖｄ）、４個の制御信号入力端子ＰＩＣ（Ｖｃ）、および図示しないグランド接続端子を備える。
【００２９】
スイッチＩＣ１０は、駆動信号入力端子ＰＩＣ（Ｖｄ）から入力される駆動電圧で作動し、４個の制御信号入力端子ＰＩＣ（Ｖｃ）に入力される複数の駆動信号の組合せに応じて、共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）を、個別端子ＰＩＣ（ＲＦ１）−ＰＩＣ（ＲＦ９）のいずれか一つに切り替えて接続する。
【００３０】
本発明のアンテナ側端子に相当する共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）は、アンテナ側回路２０を介して、第１アンテナポートＰＭ（ＡＮＴ１）に接続されている。第１アンテナポートＰＭ（ＡＮＴ１）は第１アンテナＡＮＴ１に接続されている。アンテナ側回路２０は、共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）と第１アンテナポートＰＭ（ＡＮＴ１）との間に接続されたインダクタＡＬ１と、インダクタＡＬ１の第１アンテナポートＰＭ（ＡＮＴ１）側をグランドに接続するキャパシタＡＣと、インダクタＡＬ１の共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）側をグランドに接続するインダクタＡＬ２とを備える。アンテナ側回路２０は、第１アンテナＡＮＴとスイッチＩＣ１０との間の整合回路として機能するとともに、スイッチＩＣ１０に対するＥＳＤ保護回路としても機能する。
【００３１】
個別端子ＰＩＣ（ＲＦ１）は、第１送信回路３０Ａを介して、個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＬ）に接続されている。第１送信回路３０Ａは、個別端子ＰＩＣ（ＲＦ１）と個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＬ）との間に直列接続されたインダクタＧＬｔ１，ＧＬｔ２を備える。キャパシタＧＣｃ１はインダクタＧＬｔ１に並列接続され、キャパシタＧＣｕ１はインダクタＧＬｔ１の個別端子ＰＩＣ（ＲＦ１）側をグランドへ接続し、キャパシタＧＣｕ２はインダクタＧＬｔ１、ＧＬｔ２の接続点をグランドへ接続する。キャパシタＧＣｃ２はインダクタＧＬｔ２に並列接続され、キャパシタＧＣｕ３はインダクタＧＬｔ２の個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＬ）側をグランドへ接続する。
【００３２】
この構成により、第１送信回路３０Ａは、個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＬ）から入力されるＧＳＭ８５０通信信号の送信信号とＧＳＭ８５０通信信号の送信信号との基本周波数帯域を通過帯域とし、２次高調波以上の周波数帯域を減衰域とするローパスフィルタ回路として機能する。
【００３３】
個別端子ＰＩＣ（ＲＦ２）は、第２送信回路３０Ｂを介して、個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＨ）に接続されている。第２送信回路３０Ｂは、個別端子ＰＩＣ（ＲＦ２）と個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＨ）との間に直列接続されたインダクタＤＬｔ１，ＤＬｔ２を備える。キャパシタＤＣｕ２はインダクタＤＬｔ１、ＤＬｔ２の接続点をグランドへ接続する。キャパシタＤＣｃ２はインダクタＤＬｔ２に並列接続され、キャパシタＤＣｕ３はインダクタＤＬｔ２の個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＨ）側をグランドへ接続する。
【００３４】
この構成により、第２送信回路３０Ｂは、個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＨ）から入力されるＧＳＭ１８００通信信号の送信信号とＧＳＭ１９００通信信号の送信信号との基本周波数帯域を通過帯域とし、２次高調波以上の周波数帯域を減衰域とするローパスフィルタ回路として機能する。
【００３５】
個別端子ＰＩＣ（ＲＦ３）は、ＳＡＷデュプレクサ４０ＡのＳＡＷフィルタ４１Ａを介して、個別入出力ポートＰＭ（ＲｘＬ１）に接続されている。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ４）は、ＳＡＷデュプレクサ４０ＡのＳＡＷフィルタ４２Ａを介して、個別入出力ポートＰＭ（ＲｘＬ２）に接続されている。ＳＡＷデュプレクサ４０Ａを構成するＳＡＷフィルタ４１Ａ，４２Ａは不平衡平衡変換機能を有する。ＳＡＷフィルタ４１Ａは、ＧＳＭ８５０通信信号の受信信号の周波数帯域を通過帯域とし他の帯域を減衰域とするフィルタである。ＳＡＷフィルタ４２Ａは、ＧＳＭ９００通信信号の受信信号の周波数帯域を通過帯域とし他の帯域を減衰域とするフィルタである。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ４）とＳＡＷデュプレクサ４０ＡのＳＡＷフィルタ４２Ａとを接続する伝送ラインは、整合用のインダクタＬ３によってグランドに接続されている。
【００３６】
個別端子ＰＩＣ（ＲＦ５）は、ＳＡＷデュプレクサ４０ＢのＳＡＷフィルタ４１Ｂを介して、個別入出力ポートＰＭ（ＲｘＨ１）に接続されている。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ６）は、ＳＡＷデュプレクサ４０ＢのＳＡＷフィルタ４２Ｂを介して、個別入出力ポートＰＭ（ＲｘＨ２）に接続されている。ＳＡＷデュプレクサ４０Ｂを構成するＳＡＷフィルタ４１Ｂ，４２Ｂは不平衡平衡変換機能を有する。ＳＡＷフィルタ４１Ｂは、ＧＳＭ１８００通信信号の受信信号の周波数帯域を通過帯域とし他の帯域を減衰域とするフィルタである。ＳＡＷフィルタ４２Ｂは、ＧＳＭ１９００通信信号の受信信号の周波数帯域を通過帯域とし他の帯域を減衰域とするフィルタである。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ５）とＳＡＷデュプレクサ４０ＢのＳＡＷフィルタ４１Ｂとを接続する伝送ラインは、整合用のインダクタＬ５によってグランドに接続されている。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ６）とＳＡＷデュプレクサ４０ＢのＳＡＷフィルタ４２Ｂとを接続する伝送ラインは、整合用のインダクタＬ４によってグランドに接続されている。
【００３７】
個別端子ＰＩＣ（ＲＦ７）は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１）通信信号を入出力する個別入出力ポートＰＭ（Ｕ１）に接続されている。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ８）は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ５）通信信号を入出力する個別入出力ポートＰＭ（Ｕ２）に接続されている。
【００３８】
本発明の特定の送受信回路側端子に相当する個別端子ＰＩＣ（ＲＦ９）は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信信号としてＷ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号を入出力する個別入出力ポートＰＭ（ＬＴＥ）に接続されている。Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の送信信号の周波数帯域は、７７０ＭＨｚ帯（７７７ＭＨｚ−７８７ＭＨｚ）である。このＷ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号が本発明の第１通信信号に相当する。
【００３９】
個別端子ＰＩＣ（ＲＦ９）と個別入出力ポートＰＭ（ＬＴＥ）とを接続する伝送ラインは、インダクタによってグランドへ接続されている。この伝送ラインとグランドとの間にインダクタが接続された構成により位相回路５０が実現される。位相回路５０を構成するインダクタは、個別端子ＰＩＣ（ＲＦ９）から個別入出力ポートＰＭ（ＬＴＥ）側を見た場合のＷ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波に対するインピーダンスが略短絡となるように、位相を回転させるように設定されている。具体的には、インダクタとして、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の基本周波数信号の波長λに対して、略λ／４の長さからなるストリップラインを用いる。
【００４０】
無線通信装置１を構成するＧＰＳ受信モジュール６の第２アンテナポートＰＭ（ＡＮＴ２）は、第２アンテナＡＮＴ２に接続されるとともに、ローパスフィルタ９１に接続されている。ローパスフィルタ９１はＳＡＷフィルタ９２に接続されており、ＳＡＷフィルタ９２は、ＬＮＡ９３の入力端子に接続されている。ＬＮＡ９３の出力端子はＳＡＷフィルタ９４に接続されており、ＳＡＷフィルタ９４は個別入出力ポートＰＭ（ＧＰＳ）に接続されている。ローパスフィルタ９１、ＳＡＷフィルタ９２，９４は、ＧＰＳ信号の周波数（１５７５．４２ＭＨｚ）を通過帯域内に含むフィルタである。このような構成により、第２アンテナポートＰＭ（ＡＮＴ２）で受信したＧＰＳ信号は、個別入出力ポートＰＭ（ＧＰＳ）から出力される。このＧＰＳ信号が本発明の第２通信信号に相当する。
【００４１】
このような構成において、位相回路５０が備えられていなければ、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波が第１アンテナＡＮＴ１から第２アンテナＡＮＴ２を介して、個別入出力ポートＰＭ（ＧＰＳ）から出力されてしまう。これにより、ＧＰＳ信号に対する受信感度が低下してしまう。
【００４２】
しかしながら、本実施形態の構成を用いることで、このようなＷ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波の漏洩を防ぐことができる。
【００４３】
なお、個別入出力ポートＰＭ（ＬＴＥ）には、送信信号を増幅するためのパワーアンプが接続されることが多いが、パワーアンプでは基本周波数の整数倍の信号の高調波が発生する。そのパワーアンプからの高調波がスイッチＩＣに入力されることを位相回路５０で低減することができ、スイッチＩＣの歪みの発生を抑制することもできる。
【００４４】
図３は本実施形態の高周波モジュール５の作用概念の説明図である。図３に示すように、スイッチＩＣ１０は、共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）と個別端子ＰＩＣ（ＲＦ９）との間に、複数のＦＥＴ９１〜ＦＥＴ９ｍ（ｍは２以上の正数）を有し、これらＦＥＴ９１〜ＦＥＴ９ｍが連続的に接続された構造を有する。そして、これらＦＥＴ９１〜ＦＥＴ９ｍに対してオン制御駆動電圧信号を印加することで、共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）と個別端子ＰＩＣ（ＲＦ９）とが導通する。なお、スイッチＩＣ１０の構成は、同様の機能を実現できる回路であれば、他の回路構成であってもよい。
【００４５】
このように半導体製造プロセスを用いたＦＥＴを連続的に接続した構造であるため、共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）と個別端子ＰＩＣ（ＲＦ９）とが導通していると、共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）と個別端子ＰＩＣ（ＲＦ９）と間の電気長は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波の波長に対して、位相回転を殆どしない程度に極短くなる。したがって、上述のように個別端子ＰＩＣ（ＲＦ９）から個別入出力ポートＰＭ（ＬＴＥ）側を見た場合のＷ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波に対するインピーダンスが略短絡となれば、共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）からスイッチＩＣ１０内部を見たインピーダンスも略短絡になる。
【００４６】
このため、スイッチＩＣ１０にハイパワーのＷ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の送信信号が入力され、スイッチＩＣ１０で歪み高調波による２次高調波が発生しても、共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）で全反射し、第１アンテナＡＮＴ１には伝送されない。これにより、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波がＧＰＳ受信モジュール６側に漏洩することなく、ＧＰＳ受信感度の低下を防止できる。
【００４７】
この際、第１アンテナＡＮＴ１と第２アンテナＡＮＴ２とが近接していても、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波がＧＰＳ受信モジュール６側に漏洩することを防止できるので、各通信信号に対するアンテナ間が狭くてもアイソレーションが確保でき、無線通信装置１を小型化することができる。
【００４８】
また、本実施形態のように、位相回路を、伝送ラインとグランドとの間に接続されたインダクタのみで構成することで、伝送ライン上に回路素子が接続されず、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の基本周波数信号に対する挿入損失が劣化することを防止できる。したがって、より優れた特性の高周波スイッチモジュールを実現できる。
【００４９】
次に、第２の実施形態に係る無線通信装置および高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図４は第２の実施形態に係る高周波モジュール５Ａを含む無線通信装置１Ａの回路図である。
【００５０】
本実施形態の高周波スイッチモジュール５Ａは、第１の実施形態に示した高周波スイッチモジュール５に対して、ＧＰＳ受信モジュール６の構成、スイッチＩＣ１０Ａの第１アンテナＡＮＴ１側の構成、スイッチＩＣ１０ＡのＧＳＭ系通信信号の送信回路側の構成は同じである。したがって、異なる箇所のみを説明する。
【００５１】
個別端子ＰＩＣ（ＲＦ３）は、ＳＡＷフィルタ４２Ａを介して、個別入出力ポートＰＭ（ＲｘＬ２）に接続されている。ＳＡＷフィルタ４２Ａは、ＧＳＭ９００通信信号の受信信号の周波数帯域を通過帯域とし他の帯域を減衰域とするフィルタである。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ４）とＳＡＷデュプレクサ４０ＡのＳＡＷフィルタ４２Ａとを接続する伝送ラインは、整合用のインダクタＬ５Ａによってグランドに接続されている。
【００５２】
個別端子ＰＩＣ（ＲＦ４）は、ＳＡＷデュプレクサ４０ＢのＳＡＷフィルタ４１Ｂを介して、個別入出力ポートＰＭ（ＲｘＨ１）に接続されている。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ５）は、ＳＡＷデュプレクサ４０ＢのＳＡＷフィルタ４２Ｂを介して、個別入出力ポートＰＭ（ＲｘＨ２）に接続されている。ＳＡＷデュプレクサ４０Ｂを構成するＳＡＷフィルタ４１Ｂ，４２Ｂは不平衡平衡変換機能を有する。ＳＡＷフィルタ４１Ｂは、ＧＳＭ１８００通信信号の受信信号の周波数帯域を通過帯域とし他の帯域を減衰域とするフィルタである。ＳＡＷフィルタ４２Ｂは、ＧＳＭ１９００通信信号の受信信号の周波数帯域を通過帯域とし他の帯域を減衰域とするフィルタである。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ４）とＳＡＷデュプレクサ４０ＢのＳＡＷフィルタ４１Ｂとを接続する伝送ラインは、整合用のインダクタＬ７Ａによってグランドに接続されている。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ５）とＳＡＷデュプレクサ４０ＢのＳＡＷフィルタ４２Ｂとを接続する伝送ラインは、整合用のインダクタＬ６Ａによってグランドに接続されている。
【００５３】
個別端子ＰＩＣ（ＲＦ６）は、ＳＡＷデュプレクサ４０Ｃの共通端子に接続されている。ＳＡＷデュプレクサ４０Ｃは、ＳＡＷフィルタ４１ＣとＳＡＷフィルタ４２Ｃとからなる。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ６）とＳＡＷデュプレクサ４０Ｃの共通端子との間には、キャパシタＣ２Ａが接続されており、キャパシタＣ２Ａの共通端子側がインダクタＬ３Ａを介してグランドへ接続されている。これらキャパシタＣ２ＡとインダクタＬ３Ａとにより整合回路が構成される。ＳＡＷフィルタ４２Ｃは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１）通信信号の送信信号の周波数帯域を通過帯域とし、他の周波数帯域を減衰域とするフィルタである。ＳＡＷフィルタ４２Ｃは、個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＵ１）に接続されている。ＳＡＷフィルタ４１Ｃは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１）通信信号の受信信号の周波数帯域を通過帯域とし、他の周波数帯域を減衰域とするフィルタである。ＳＡＷフィルタ４１Ｃは、平衡型の個別入出力ポートＰＭ（ＲｘＵ１）に接続されている。
【００５４】
個別端子ＰＩＣ（ＲＦ７）は、ＳＡＷデュプレクサ４０Ｄの共通端子に接続されている。ＳＡＷデュプレクサ４０Ｄは、ＳＡＷフィルタ４１ＤとＳＡＷフィルタ４２Ｄとからなる。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ７）とＳＡＷデュプレクサ４０Ｄの共通端子とを接続する伝送ラインは、インダクタＬ８Ａを介してグランドへ接続されている。このインダクタＬ８Ａにより整合回路が構成される。ＳＡＷフィルタ４２Ｄは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ５）通信信号の送信信号の周波数帯域を通過帯域とし、他の周波数帯域を減衰域とするフィルタである。ＳＡＷフィルタ４２Ｄは、個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＵ２）に接続されている。ＳＡＷフィルタ４１Ｄは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ５）通信信号の受信信号の周波数帯域を通過帯域とし、他の周波数帯域を減衰域とするフィルタである。ＳＡＷフィルタ４１Ｄは、平衡型の個別入出力ポートＰＭ（ＲｘＵ２）に接続されている。
【００５５】
個別端子ＰＩＣ（ＲＦ８）は、ＳＡＷデュプレクサ４０Ｅの共通端子に接続されている。ＳＡＷデュプレクサ４０Ｅは、ＳＡＷフィルタ４１ＥとＳＡＷフィルタ４２Ｅとからなる。個別端子ＰＩＣ（ＲＦ８）とＳＡＷデュプレクサ４０Ｅの共通端子との間には、位相回路５０Ａを構成するインダクタが接続されている。位相回路５０Ａを構成するインダクタの共通端子側は、整合回路６０Ａを構成するインダクタを介してグランドへ接続されている。ＳＡＷフィルタ４２Ｅは、ＬＴＥであるＷ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の送信信号の周波数帯域を通過帯域とし、他の周波数帯域を減衰域とするフィルタである。ＳＡＷフィルタ４２Ｅは、個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＬＴＥ）に接続されている。ＳＡＷフィルタ４１Ｅは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の受信信号の周波数帯域を通過帯域とし、他の周波数帯域を減衰域とするフィルタである。ＳＡＷフィルタ４１Ｅは、平衡型の個別入出力ポートＰＭ（ＲｘＬＴＥ）に接続されている。このＳＡＷデュプレクサ４０ＥおよびＳＡＷフィルタ４２Ｅが本発明の信号処理回路に相当する。
【００５６】
このような構成において、ＳＡＷデュプレクサ４０ＥのＳＡＷフィルタ４２Ｅは通過帯域外であるＷ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波に対する反射係数が大きく、位相回転効果を備える。したがって、位相回路５０Ａを構成するインダクタは、ＳＡＷデュプレクサ４０ＥのＳＡＷフィルタ４２Ｅの位相回転量を加味した上で、個別端子ＰＩＣ（ＲＦ８）から個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＬＴＥ）側を見た場合のＷ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波に対するインピーダンスが略短絡となるように、位相を回転させるように設定されている。言い換えれば、位相回路５０Ａを構成するインダクタとＳＡＷデュプレクサ４０ＥのＳＡＷフィルタ４２Ｅとで、個別端子ＰＩＣ（ＲＦ８）から個別入出力ポートＰＭ（ＴｘＬＴＥ）側を見た場合のＷ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波に対するインピーダンスが略短絡となるように、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波を位相回転させる。
【００５７】
このような構成とすれば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波に対する位相回転の一部を、ＳＡＷデュプレクサ４０ＥのＳＡＷフィルタ４２Ｅで賄うことができるので、位相回路５０Ａを構成するインダクタによる位相回転量が小さくても、上述の作用効果を実現することができる。すなわち、位相回路５０Ａを構成するインダクタのインダクタンスを小さくでき、インダクタの形状を小さくできる。これにより、高周波スイッチモジュール５Ａを、より小型に構成することができる。
【００５８】
さらに、位相回路５０Ａを構成するインダクタを、積層体１０１の複数層に亘る内層電極で形成し、ヘリカル形状もしくはスパイラル形状にすることで、波長短縮効果が得られ、インダクタをより小型に形成することができる。これにより、高周波スイッチモジュール５Ａを、さらに小型に構成することができる。
【００５９】
なお、上述の説明では、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波とＧＰＳ信号との周波数が近接する場合を示したが、第１アンテナから送信する第１通信信号の送信信号の高調波（２次高調波のみに限らず３次高調波等であってもよい）が、第１アンテナに近接する第２アンテナで受信する第２通信信号の受信信号の周波数に近接する関係であれば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｂａｎｄ１３）通信信号の２次高調波とＧＰＳ信号の組合せでなくとも、上述の構成を適用することができる。
【００６０】
また、上述の第２の実施形態では、信号処理回路として、ＳＡＷデュプレクサ４０ＥおよびＳＡＷフィルタ４２Ｅを用いたが、パワーアンプ等の送信信号入力回路に接続され、位相回転効果を有する回路素子であれば、他の素子を利用してもよい。
【００６１】
さらに、図５に示す構成を用いることができる。図５は、その他の構成からなる高周波スイッチモジュールの回路図を部分拡大した図である。図５に示すように、位相回路を、インダクタＬ９ＢとキャパシタＣ３Ｂとを用いた並列回路で構成しても構わない。
【００６２】
この場合、インダクタＬ９ＢとキャパシタＣ３Ｂの値を調整して位相回路として機能させるとともに、個別入出力端子ＰＭ（ＬＴＥ）から入力される送信信号の２次高調波の周波数が、インダクタＬ９ＢとキャパシタＣ３Ｂからなる並列回路の共振周波数になるように設定する。これにより、個別入出力端子ＰＭ（ＬＴＥ）から入力される２次高調波を減衰させることができ、別の通信システム（例えば、上述のＧＰＳ受信モジュール６）の受信感度の低下を防止できる。
【符号の説明】
【００６３】
１，１Ａ：無線通信装置、５，５Ａ：高周波スイッチモジュール、６：ＧＰＳ受信モジュール、１０，１０Ａ：スイッチＩＣ、２０：アンテナ側回路、３０Ａ：第１送信回路、３０Ｂ：第２送信回路、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ：ＳＡＷデュプレクサ、４１Ａ，４２Ａ，４１Ｂ，４２Ｂ，４１Ｃ，４２Ｃ，４１Ｄ，４２Ｄ，４１Ｅ，４２Ｅ：ＳＡＷフィルタ、５０，５０Ａ：位相回路、６０Ａ：整合回路、９１：ローパスフィルタ、９２，９４：ＳＡＷフィルタ、９３：ＬＮＡ、１０１：積層体、１０２：絶縁性樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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