(57)【要約】スイッチ素子（１１）の個別ポート（ＰＩＣ１１）と高周波スイッチモジュール（１０）の間に接続されるローパスフィルタ（１２）は、第１送信信号入力端子（ＰｔｘＬ）に入力される送信信号の２次高調波と３次高調波とを減衰させる。さらに、第１送信信号入力端子（ＰｔｘＬ）側端部（Ｅ１２Ｐ）において、パワーアンプによる高調波信号Ｓｈ（ＰＡ）の位相と、スイッチ素子（１１）の歪みによる高調波信号Ｓ（ｓｗ）をローパスフィルタ（１２）で位相回転させた高調波信号Ｓ（ｓｗ１８０）の位相とが１８０°異なるように、ローパスフィルタ（１２）を構成するインダクタ（ＧＬｔ１，ＧＬｔ２）、キャパシタ（ＧＣｃ１，ＧＣｃ２，ＧＣｕ１，ＧＣｕ２，ＧＣｕ３）の素子値が適宜設定されている。
2012121037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波スイッチモジュールのアンテナ接続端子に接続する共通ポートに対して、前記高周波スイッチモジュールの送信信号入力端子に接続する第１個別ポート、または、前記高周波スイッチモジュールの受信出力端子に接続する第２個別ポートのいずれかを切り替えて接続するスイッチ素子と、
前記送信信号入力端子と前記第１個別ポートとの間に直列接続されたインダクタを備え、送信信号の高調波信号を減衰させるフィルタ回路と、を備え、
前記フィルタ回路は、前記スイッチ素子の歪みにより発生する歪み高調波信号の位相が、前記フィルタ回路の前記送信信号入力端子側の端において、前記送信信号の高調波信号の位相に対して１８０°の関係になる回路構成で形成されている、高周波スイッチモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波スイッチモジュールであって、
前記フィルタ回路は、前記第１個別ポート側の端から前記送信信号入力端子側の端までの電気長が前記高調波信号および前記歪み高調波信号の波長の１／２である、高周波スイッチモジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の高周波スイッチモジュールであって、
前記インダクタは、前記送信信号入力端子と前記第１個別ポートとの間に直列接続された第１インダクタと第２インダクタとで構成され、
前記フィルタ回路は、前記第１インダクタを含む第１ローパスフィルタおよび前記第２インダクタを含む第２ローパスフィルタとから構成され、
前記第１個別ポート側の端から前記送信信号入力端子側の端までの電気長が前記高調波信号および前記歪み高調波信号における２次高調波信号の波長の１／２であり、
前記第１ローパスフィルタと前記第２ローパスフィルタとの接続点で、前記高調波信号における３次高調波信号の位相が、前記歪み高調波信号における３次高調波信号の位相に対して１８０°の関係となる回路構成で形成されている、高周波スイッチモジュール。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波スイッチモジュールであって、
前記フィルタ回路は、一方端が前記インダクタの少なくとも一方端に接続され、他方端がグランドへ接続されるキャパシタを備える、高周波スイッチモジュール。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の高周波スイッチモジュールであって、
前記スイッチ素子を実現する実装型のＦＥＴスイッチと、
前記インダクタを形成する内層電極パターンを有し、前記ＦＥＴスイッチが実装された、複数の誘電体層を積層してなる積層体と、を備え、
前記インダクタを形成する内層電極パターンは、積層方向に沿って、異なる誘電体層にそれぞれ形成された二層の内層グランド電極に狭持されるように配設されている、高周波スイッチモジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の高周波スイッチモジュールであって、
前記インダクタは、ヘリカル形状もしくはスパイラル形状に形成されている、高周波スイッチモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の通信信号を共通アンテナで送受信する高周波スイッチモジュールに関する。
【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を共通アンテナで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。このような高周波スイッチモジュールは、ＦＥＴ等の半導体からなるスイッチ素子により、各通信信号の切り替えや、一種類の通信信号の送信信号と受信信号との切り替えを行う。【０００３】
このようなスイッチ素子を用いた場合、送信信号のようなハイパワーの信号がスイッチ素子に入力されると、スイッチ素子が歪んで送信信号の基本周波数に対する２倍の周波数の２次高調波や３倍の周波数の３次高調波等の高次高調波が発生することがある。このようなスイッチ素子から発生した高次高調波はスイッチ素子の全ての端子から外部へ出力される。送信信号の入力回路側へ出力した高次高調波は、スイッチ素子の送信信号入力回路側に接続されたフィルタで反射して、再度スイッチ素子を伝送し、アンテナから放射されてしまうことがある。【０００４】
このため、特許文献１では、スイッチ素子と送信信号入力回路のローパスフィルタとの間に、位相器を接続している。この構成により、ローパスフィルタで反射してスイッチＩＣを通過してからアンテナ側へ出力される高調波信号と、スイッチ素子からアンテナへ直接出力される高調波信号との位相を１８０°異ならせて、これらの高調波信号を相殺している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７３２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示すような構成では、スイッチ素子とローパスフィルタとの間に位相器を設けなければならず、高周波スイッチモジュールの構成要素が多くなり、大型化してしまう。また、位相器は、当該位相器を構成する電極の長さにより、変化させる位相量が決定されるため、高精度に電極パターンを形成しなければならない。逆に、電極パターンの形成精度が低ければ、高調波信号を減衰させる効果が大きく低減してしまう。【０００７】
したがって、本発明の目的は、高調波信号を減衰させるための追加構成要素を用いることなく、アンテナから放射される高調波信号をより確実に減衰させることが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】
【０００８】
この発明は、高周波スイッチモジュールに関する。この高周波スイッチモジュールは、スイッチ素子と、送信信号用のフィルタ回路を備える。スイッチ素子は、高周波スイッチモジュールのアンテナ接続端子に接続する共通ポートに対して、高周波スイッチモジュールの送信信号入力端子に接続する第１個別ポート、または、高周波スイッチモジュールの受信出力端子に接続する第２個別ポートのいずれかを切り替えて接続する。フィルタ回路は、送信信号入力端子と第１個別ポートとの間に直列接続されたインダクタを備え、送信信号の高調波信号を減衰させる。さらに、フィルタ回路は、スイッチ素子の歪みにより発生する歪み高調波信号の位相が、フィルタ回路の送信信号入力端子側の端において、送信信号の高調波信号の位相に対して１８０°の関係になる回路構成で形成されている。【０００９】
この構成では、送信信号入力端子の前段であるＰＡ（パワーアンプ）から入力される送信信号の高調波信号と、送信信号により発生するスイッチ素子の歪み高調波信号とが、同じ周波数であることから、これらの高調波信号はフィルタ回路の送信信号入力端子側の端において、１８０°の位相関係であることにより相殺される。なお、この際、歪み高調波信号と送信信号の高調波信号とが完全に相殺されなくても、フィルタ回路は、高調波信号を減衰させる特性を有するので、フィルタ回路の送信信号入力端子側の端からスイッチ素子側へ伝送される高調波信号は確実に減衰する。【００１０】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、フィルタ回路は、第１個別ポート側の端から送信信号入力端子側の端までの電気長が高調波信号および歪み高調波信号の波長の１／２であることが好ましい。【００１１】
この構成では、フィルタ回路の電気長を高調波信号および歪み高調波信号の波長の１／２とすることで、上述の位相関係を実現している。【００１２】
また、この発明の高周波スイッチモジュールは次の構成であることが好ましい。インダクタは、送信信号入力端子と第１個別ポートとの間に直列接続された第１インダクタと第２インダクタとで構成される。そして、フィルタ回路は、第１インダクタを含む第１ローパスフィルタおよび第２インダクタを含む第２ローパスフィルタとから構成される。このような構成の上で、第１個別ポート側の端から送信信号入力端子側の端までの電気長は、高調波信号および歪み高調波信号における２次高調波信号の波長の１／２である。第１ローパスフィルタと第２ローパスフィルタとの接続点で、高調波信号における３次高調波信号の位相が歪み高調波信号における３次高調波信号の位相に対して１８０°の関係となる回路構成で形成されている。【００１３】
この構成では、フィルタ回路の送信信号入力端子側の端で２次高調波信号が相殺され、フィルタ内の所定位置で３次高調波信号が相殺される。これにより、複数の高次高調波信号の内、最もレベルの高い２次高調波信号とともに、次にレベルの高い３次高調波信号を減衰させることができる。【００１４】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、フィルタ回路は、一方端がインダクタの少なくとも一方端に接続され、他方端がグランドへ接続されるキャパシタを備えることが好ましい。【００１５】
この構成では、インダクタのインダクタンスを変化させることなく、位相の回転量を増加させることができる。すなわち、高調波信号に対して１８０°の位相回転を与えるための信号ラインに直列接続されたインダクタを構成する線状電極の電極長（信号伝送経路に沿った実質的な電極の長さ）を短くすることができる。これにより、インダクタの低損失化が可能になり、フィルタのＱ値を改善できる。また、このキャパシタを加えることで、フィルタ回路の減衰特性も調整でき、改善できる。【００１６】
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。スイッチ素子を実現する実装型のＦＥＴスイッチと、インダクタを形成する内層電極パターンを有しＦＥＴスイッチが実装された複数の誘電体層を積層してなる積層体と、を備える。インダクタを形成する内層電極パターンは、積層方向に沿って、異なる誘電体層にそれぞれ形成された二層の内層グランド電極に狭持されるように配設されている。【００１７】
この構成では、インダクタに対する外部からの電磁界的干渉を低減できる。【００１８】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、インダクタは、ヘリカル形状もしくはスパイラル形状に形成されていることが好ましい。【００１９】
この構成では、インダクタを構成する線状電極間が磁界結合し、より短い電極長で１８０°の位相回転を実現できる。これにより、インダクタの低損失化が可能になり、フィルタのＱ値を改善できる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、従来技術の位相器のような追加回路を設けることなく、スイッチ素子で発生して送信回路側へ伝送された歪み高調波信号を減衰させ、当該高調波信号がスイッチ素子に戻りアンテナから放射されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０の回路図である。
【図２】本願発明の構成による歪み高調波信号を減衰させる概念、すなわち本願発明の構成による作用を説明するための図である。
【図３】高周波スイッチモジュール１０の外観斜視図である。
【図４】高周波スイッチモジュール１０の積み図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０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高周波スイッチモジュール１０の回路図である。
【００２３】
高周波スイッチモジュール１０は、スイッチ素子１１、ローパスフィルタ１２，１３、ＳＡＷデュプレクサ１４，１５、およびアンテナ側整合回路２０を備える。
【００２４】
スイッチ素子１０はＦＥＴ等の半導体スイッチで形成されている。スイッチ素子１０は、単一の共通ポートＰＩＣ０、９個の個別ポートＰＩＣ１１−ＰＩＣ１９、１個の電源入力ポートＰＩＣｖ０、４個の制御系信号入力ポートＰＩＣｖ１−ＰＩＣｖ４、およびグランド接続ポートＰＩＣｇを備える。
【００２５】
グランド接続ポートＰＩＣｇはグランドに接続されている。電源入力ポートＰＩＣｖ０にはスイッチ素子１１を動作させるための直流の駆動電圧が印加されており、制御系信号入力ポートＰＩＣｖ１−ＰＩＣｖ４には、それぞれＨｉ／Ｌｏｗレベルのいずれかからなる制御信号が入力されている。
【００２６】
スイッチ素子１０は、直流の駆動電圧で動作し、四種の制御信号のＨｉ／Ｌｏｗの組合せに応じて、共通ポートＰＩＣ０を、個別ポートＰＩＣ１１−ＰＩＣ１９のいずれかに切り替えて接続する。
【００２７】
共通ポートＰＩＣ０には、アンテナ側整合回路２０を介して、高周波スイッチモジュール１０としてのアンテナ接続端子Ｐａｎが接続されている。このアンテナ接続端子ＰａｎはアンテナＡＮＴに接続される。
【００２８】
アンテナ側整合回路２０は、共通ポートＰＩＣ０とアンテナ接続端子Ｐａｎとの間に直列接続されたインダクタＬ２を備える。インダクタＬ２のアンテナ接続端子Ｐａｎ側の端部はキャパシタＣ１を介してグランドに接続されている。インダクタＬ２の共通ポートＰＩＣ０側の端部はインダクタＬ１を介してグランドに接続されている。アンテナ側整合回路２０は、スイッチ素子１０とアンテナＡＮＴとの間のインピーダンス整合を行うとともに、アンテナＡＮＴから静電気が入力されたときにスイッチ素子１０とその個別ポート側に接続された回路を保護するためのＥＳＤ回路としても機能する。
【００２９】
個別ポートＰＩＣ１１には、本願発明のフィルタ回路に相当するローパスフィルタ１２を介して、高周波スイッチモジュール１０の第１送信信号入力端子ＰｔｘＬが接続されている。この第１送信信号入力端子ＰｔｘＬは、送信信号の伝送系において前段のパワーアンプＰＡに接続されている。
【００３０】
ローパスフィルタ１２は個別ポートＰＩＣ１１と第１送信信号入力端子ＰｔｘＬとの間に直列接続されたインダクタＧＬｔ１とインダクタＧＬｔ２とを備える。インダクタＧＬｔ１にはキャパシタＧＣｃ１が並列接続されている。インダクタＧＬｔ１の個別ポートＰＩＣ１１側の端部はキャパシタＧＣｕ１を介してグランドに接続されている。
【００３１】
インダクタＧＬｔ１とインダクタＧＬｔ２との接続点はキャパシタＧＣｕ２を介してグランドに接続されている。インダクタＧＬｔ２にはキャパシタＧＣｃ２が並列接続されている。インダクタＧＬｔ２の第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側の端部はキャパシタＧＣｕ３を介してグランドに接続されている。
【００３２】
ローパスフィルタ１２は、第１送信信号入力端子ＰｔｘＬから入力される送信信号（例えばＧＳＭ８５０送信信号やＧＳＭ９００送信信号）の２次高調波の周波数および３次高調波の周波数を減衰帯域とし、送信信号の基本周波数を通過帯域とするフィルタである。より具体的には、インダクタＧＬｔ１とキャパシタＧＣｃ１，ＧＣｕ１，ＧＣｕ２の各素子値を適宜設定することで、送信信号の２次高調波信号の周波数を減衰極とし、送信信号の基本周波数を通過帯域とする第１のローパスフィルタを構成する。インダクタＧＬｔ２とキャパシタＧＣｃ２，ＧＣｕ３，ＧＣｕ２の各素子値を適宜設定することで、送信信号の３次高調波信号の周波数を減衰極とし、送信信号の基本周波数を通過帯域とする第２のローパスフィルタを構成する。
【００３３】
また、具体的な概念、作用は後述するが、ローパスフィルタ１２は、個別ポートＰＩＣ１１側から入力される送信信号の２次高調波と同じ周波数の歪み高調波信号が、第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側の端部において、第１送信信号入力端子ＰｔｘＬから入力された２次高調波信号の位相に対して１８０°位相が異なる状態で到達するように、各素子値が設定されている。これにより、ローパスフィルタ１２の第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側の端部において、送信信号の２次高調波信号と歪み高調波信号とが相殺される。
【００３４】
ローパスフィルタ１３は、個別ポートＰＩＣ１２と第２送信信号入力端子ＰｔｘＨとの間に直列接続されたインダクタＤＬｔ１とインダクタＤＬｔ２とを備える。インダクタＤＬｔ１にはキャパシタＤＣｃ１が並列接続されている。
【００３５】
インダクタＤＬｔ１とインダクタＤＬｔ２との接続点はキャパシタＤＣｕ２を介してグランドに接続されている。インダクタＤＬｔ２の第２送信信号入力端子ＰｔｘＨ側の端部は、キャパシタＤＣｕ３を介してグランドに接続されている。
【００３６】
ローパスフィルタ１３は、第２送信信号入力端子ＰｔｘＨから入力される送信信号（例えばＧＳＭ１８００送信信号やＧＳＭ１９００送信信号）の２次高調波の周波数を減衰帯域とし、送信信号の基本周波数を通過帯域とするフィルタである。より具体的には、インダクタＤＬｔ１とキャパシタＤＣｃ１，ＤＣｕ２の各素子値を適宜設定することで、送信信号の２次高調波信号の周波数を減衰極とし、送信信号の基本周波数を通過帯域とする第３のローパスフィルタを構成する。インダクタＤＬｔ２とキャパシタＤＣｕ３，ＤＣｕ２の各素子値を適宜設定することで、送信信号の３次高調波信号の周波数を減衰帯域とする第４のローパスフィルタを構成する。なお、本実施形態においては、第１のローパスフィルタと第３のローパスフィルタが、本発明に示す第１ローパスフィルタに相当し、第２ローパスフィルタと第４ローパスフィルタが、本発明に示す第２ローパスフィルタに相当する。
【００３７】
個別ポートＰＩＣ１３には、ＳＡＷデュプレクサ１４のＳＡＷフィルタＳＡＷ１の不平衡端子が接続されている。ＳＡＷフィルタＳＡＷ１は不平衡−平衡変換機能を有し、平衡端子が、高周波スイッチモジュール１０の第１受信信号出力端子ＰｒｘＬ１に接続されている。ＳＡＷフィルタＳＡＷ１は第１の受信信号（例えばＧＳＭ８５０受信信号）の周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。
【００３８】
個別ポートＰＩＣ１４には、ＳＡＷデュプレクサ１４のＳＡＷフィルタＳＡＷ２の不平衡端子が接続されている。ＳＡＷフィルタＳＡＷ２は不平衡−平衡変換機能を有し、平衡端子が、高周波スイッチモジュール１０の第２受信信号出力端子ＰｒｘＬ２に接続されている。ＳＡＷフィルタＳＡＷ２は第２の受信信号（例えばＧＳＭ９００受信信号）の周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。
【００３９】
個別ポートＰＩＣ１５には、ＳＡＷデュプレクサ１５のＳＡＷフィルタＳＡＷ３の不平衡端子が接続されている。ＳＡＷフィルタＳＡＷ３は不平衡−平衡変換機能を有し、平衡端子が、高周波スイッチモジュール１０の第３受信信号出力端子ＰｒｘＨ１に接続されている。ＳＡＷフィルタＳＡＷ３は第３の受信信号（例えばＧＳＭ１８００受信信号）の周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。
【００４０】
個別ポートＰＩＣ１６には、ＳＡＷデュプレクサ１５のＳＡＷフィルタＳＡＷ４の不平衡端子が接続されている。ＳＡＷフィルタＳＡＷ４は不平衡−平衡変換機能を有し、平衡端子が、高周波スイッチモジュール１０の第４受信信号出力端子ＰｒｘＨ２に接続されている。ＳＡＷフィルタＳＡＷ４は第４の受信信号（例えばＧＳＭ１９００受信信号）の周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。
【００４１】
個別ポートＰＩＣ１７には高周波スイッチモジュール１０の第１送受信兼用端子Ｐｕ１が接続され、個別ポートＰＩＣ１８には高周波スイッチモジュール１０の第２送受信兼用端子Ｐｕ２が接続され、個別ポートＰＩＣ１９には高周波スイッチモジュール１０の第３送受信兼用端子Ｐｕ３が接続されている。なお、これら送受信兼用端子Ｐｕ１，Ｐｕ２，Ｐｕ３と個別ポートＰＩＣ１７，ＰＩＣ１８，ＰＩＣ１９は省略することもできる。さらには、個別ポートＰＩＣ１２，ＰＩＣ１５，ＰＩＣ１６および当該ポートに接続する各回路も省略することができる。
【００４２】
このような構成の高周波スイッチモジュール１０に対して、第１送信信号入力端子ＰｔｘＬからハイパワーの送信信号が入力されると、当該送信信号の基本周波数成分によって、スイッチ素子１１が歪み、基本周波数の正の整数倍の高調波信号が発生し、スイッチ素子１１の各ポートから出力される。特に基本周波数の２倍の周波数からなる２次高調波信号はパワーが高くなってしまう。したがって、以下では、２次高調波信号を減衰させる構成を示す。なお、このような構成による歪み高調波信号の減衰は、いずれの高調波信号であっても可能である。
【００４３】
ここで、送信信号の入力時には、共通ポートＰＩＣ０は、送信信号が入力される個別ポートＰＩＣ１１に接続されているので、スイッチ素子１１で発生し、個別ポートＰＩＣ１１から出力した歪み高調波信号がローパスフィルタ１２のスイッチ素子１１側の端部で反射して、スイッチ素子１１に戻ると、当該歪み高調波信号もアンテナＡＮＴへ伝搬されてしまう。しかしながら、本願の構成を用いることで、このようなスイッチ素子１１に戻る歪み高調波信号を減衰させることができる。
【００４４】
図２は、本願発明の構成による歪み高調波信号を減衰させる概念、すなわち本願発明の構成による作用を説明するための図である。図２（Ａ）はローパスフィルタ１２近傍の伝送線路での各高調波信号の位相状態等を示す図である。図２（Ｂ）はローパスフィルタ１２の第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側端部での送信信号の高調波信号Ｓｈ（ＰＡ）の時間波形を示す図であり、図２（Ｃ）はローパスフィルタ１２の第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側端部での歪み高調波信号Ｓｈ（ｓｗ１８０）の時間波形を示す図である。図２（Ｄ）はローパスフィルタ１２の第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側端部での送信信号の高調波信号Ｓｈ（ＰＡ）と歪み高調波信号Ｓｈ（ｓｗ１８０）との合成波信号の時間波形を示す図である。
【００４５】
ローパスフィルタ１２には、第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側端部Ｅ１２Ｐから送信信号が入力される。この際、第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側端部Ｅ１２Ｐから、パワーアンプ（ＰＡ）の増幅処理に伴って生じた高調波信号Ｓｈ（ＰＡ）が基本周波数信号とともに入力される。
【００４６】
一方、ローパスフィルタ１２は、上述のように、スイッチ素子１１の個別ポートＰＩＣ１１側の端部Ｅ１２Ｓから送信信号の２次高調波と同じ周波数の歪み高調波信号Ｓｈ（ｓｗ）が入力される。
【００４７】
ここで、送信信号の基本周波数信号に対するローパスフィルタ１２の電気長と、ローパスフィルタ１２のスイッチ素子側端部Ｅ１２Ｓとスイッチ素子１１の個別ポートＰＩＣ１１とを接続する伝送線路の電気長が、基本周波数信号の波長と比較して極短くなるように、高周波スイッチモジュール１０を構成する。ここで、電気長とは、高周波回路の特定点（第１点）から別の特定点（第２点）までの伝送経路の長さを、物理的な長さではなく、高周波信号の位相シフト量を基準に表わした長さである。
【００４８】
このような構成とすれば、個別ポートＰＩＣ１１から出力される歪み高調波信号Ｓｈ（ｓｗ）の位相と、ローパスフィルタ１２の第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側の端部Ｅ１２Ｐに入力される高調波信号Ｓｈ（ＰＡ）は略同位相となる。
【００４９】
そして、さらに、ローパスフィルタ１２のスイッチ素子側端部Ｅ１２Ｓとスイッチ素子１１の個別ポートＰＩＣ１１とを接続する伝送線路の電気長を２次高調波信号の波長と比較して極短くなるように高周波スイッチモジュール１０を構成すると、個別ポートＰＩＣ１１から出力される歪み高調波信号Ｓｈ（ｓｗ）は殆ど位相シフトすることなく、ローパスフィルタ１２のスイッチ素子側端部Ｅ１２Ｓに入力される。
【００５０】
ここで、ローパスフィルタ１２のインダクタＧＬｔ１，ＧＬｔ２およびキャパシタＧＣｕ１，ＧＣｕ２，ＧＣｕ３に対して、歪み高調波信号Ｓｈ（ｓｗ）の位相が１８０°回転するように、インダクタンスおよびキャパシタンスを調整する。この調整は、後述するように、例えば高周波スイッチモジュール１０を積層体で形成し、内層の線状電極や平板電極の形状や位置関係を適宜調節して形成することにより、可能である。
【００５１】
このように、スイッチ素子側端部Ｅ１２Ｓでの歪み高調波信号Ｓｈ（ｓｗ）は、ローパスフィルタ１２により１８０°位相回転され、第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側端部Ｅ１２Ｐでは位相反転歪み高調波信号Ｓｈ（ｓｗ１８０）となって現れる。
【００５２】
これにより、ローパスフィルタ１２の第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側端部Ｅ１２Ｐでは、ＰＡからの高調波信号Ｓｈ（ＰＡ）が図２（Ｂ）のような時間波形となっていれば、位相反転歪み高調波信号Ｓｈ（ｓｗ１８０）は図２（Ｃ）に示すように、高調波信号Ｓｈ（ＰＡ）と逆位相の時間波形になる。したがって、これら高調波信号Ｓｈ（ＰＡ）と位相反転歪み高調波信号Ｓｈ（ｓｗ１８０）とは相殺され、図２（Ｄ）に示すように、高調波信号が殆ど無い状態となる。
【００５３】
以上のように、本実施形態の構成を用いれば、スイッチ素子１１から送信回路側に出力される歪み高調波信号を減衰させることができる。これにより、スイッチ素子１１に戻りアンテナＡＮＴへ伝送される歪み高調波信号を減衰させることができる。そして、この際、歪み高調波信号を減衰させるためだけの追加回路を必要としないので、従来よりも小型で必要最小限な構成からなる高周波スイッチモジュールを実現できる。
【００５４】
また、上述の説明では、第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側端部Ｅ１２Ｐで高調波信号Ｓｈ（ＰＡ）と位相反転歪み高調波信号Ｓｈ（ｓｗ１８０）とが完全に逆位相で相殺される場合を示した。しかしながら、第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側端部Ｅ１２Ｐのスイッチ素子１１側（アンテナＡＮＴ側）には、高調波信号を減衰させるローパスフィルタ１２が接地されているので、これらの高調波信号の位相が、１８０°から或程度ずれていても、十分な減衰効果を得ることができる。
【００５５】
また、上述の説明では、ローパスフィルタ１２のスイッチ素子側端部Ｅ１２Ｓとスイッチ素子１１の個別ポートＰＩＣ１１とを接続する伝送線路の電気長を２次高調波信号の波長と比較して極短くなるように設定しているが、当該伝送線路の電気長も加味して、スイッチ素子１１の個別ポートＰＩＣ１１とローパスフィルタ１２の第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側端部Ｅ１２Ｐと間で、高調波信号の位相が１８０°回転するように、ローパスフィルタ１２の各回路素子値を設定してもよい。
【００５６】
また、上述の説明では、インダクタＧＬｔ１，ＧＬｔ２の端部とグランドとを接続する所謂シャント接続のキャパシタを用いた場合を示したが、これらは省略することができる。この場合、インダクタＧＬｔ１，ＧＬｔ２を形成する電極の電極長を調整する等して、インダクタンスを調整することで、高調波信号の位相を１８０°回転させるようにすればよい。ただし、これらシャントのキャパシタを用いることで、当該キャパシタの位相回転効果を持たせることができるので、インダクタＧＬｔ１，ＧＬｔ２を短く形成することができる。これにより、ローパスフィルタ１２の伝送損失を低減でき、フィルタのＱ値も改善することができる。さらには、シャントのキャパシタを用いることで、減衰極の調整も可能となり、より所望とする減衰特性のローパスフィルタを実現しやすくなる。
【００５７】
以上のような回路構成からなる高周波スイッチモジュール１０は、次に示すように積層体を用いて実現することができる。図３は高周波スイッチモジュール１０の外観斜視図である。図４は高周波スイッチモジュール１０の積み図である。
【００５８】
高周波スイッチモジュール１０は、複数の誘電体層を積層した積層体１０１を備える。積層体１０１を構成する各誘電体層は、図４に示すようにそれぞれ所定の電極パターンが形成されており、異なる誘電体層上の電極パターン間は図４の丸印に示す導電性ビアホールにより導通されている。
【００５９】
積層体１０１は、矩形状の外形を有し、天面に、上述のスイッチ素子１１を実現する実装型ＦＥＴスイッチと、ＳＡＷデュプレクサ１４，１５をそれぞれに実現する実装型素子と、が所定位置に実装されている。また、積層体１０１の天面には、インダクタＬ１，Ｌ３を実現するチップインダクタ素子が実装されている。
【００６０】
積層体１０１の天面には、これらの実装型素子を覆うように、絶縁性の樹脂からなる保護層１０２が形成されている。
【００６１】
積層体１０１の最上層から誘電体層ＰＬ１，ＰＬ２の順で積層され、最下層が誘電体層ＰＬ１４である。誘電体層ＰＬ１の上面には、上述の各実装型素子を実装するためのランド電極パターンが形成されている。誘電体層ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４には、引き回し用の線状電極が形成されている。
【００６２】
誘電体層ＰＬ５には、略全面に内層グランド電極ＧＮＤｉが形成されている。誘電体層ＰＬ６には、キャパシタＧＣｕ１，ＧＣｕ３を構成する平板電極が形成されている。
【００６３】
誘電体層ＰＬ７，ＰＬ８，ＰＬ９，ＰＬ１０には、インダクタＧＬｔ１，ＧＬｔ２，ＤＬｔ１，ＤＬｔ２，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５を構成する線状電極が形成されている。
【００６４】
インダクタＧＬｔ１，ＧＬｔ２，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５は、誘電体層ＰＬ７，ＰＬ８，ＰＬ９，ＰＬ１０にかけて連続する積層方向を軸方向としたヘリカル形状のコイルである。インダクタＤＬｔ１，ＤＬｔ２は、誘電体層ＰＬ７，ＰＬ８，ＰＬ９にかけて連続する積層方向を軸方向としたヘリカル形状のコイルである。このようなヘリカル形状でインダクタを形成することで、それぞれのインダクタにおいて、当該インダクタを構成する各誘電体層の線状電極が磁界結合し、磁界結合しない形状の場合よりも、同じ位相回転量を得るのに、短い電極長で済ませることができる。これにより、インダクタひいては積層体１０１の小型化が可能になる。なお、本実施形態ではヘリカル形状の例を示したが、スパイラル形状（渦巻き状）にインダクタを形成してもよい。
【００６５】
誘電体層ＰＬ１１には、キャパシタＧＣｃ１，ＧＣｃ２，ＤＣｃ１を構成する平板電極が形成されている。また、誘電体層ＰＬ１１には、内層グランド電極ＧＮＤｉが形成されている。誘電体層ＰＬ１２には、キャパシタＧＣｕ２，ＤＣｕ１，ＤＣｕ３，Ｃ１を構成する平板電極が形成されている。
【００６６】
誘電体層ＰＬ１３には、略全面に内層グランド電極ＧＮＤｉが形成されている。誘電体層ＰＬ１４は、積層体１０１の底部に対応する層であり、底面側に、高周波スイッチモジュール１０（積層体１０１）を外部回路へ接続するための外部接続用電極が配列形成されている。
【００６７】
このように積層体１０１を形成することで、インダクタＧＬｔ１，ＧＬｔ２，ＤＬｔ１，ＤＬｔ２，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５を構成する線状電極が形成された誘電体層は、略全面に内層グランド電極ＧＮＤｉが形成された誘電体層間に狭持される。これにより、インダクタＧＬｔ１，ＧＬｔ２，ＤＬｔ１，ＤＬｔ２，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５を構成する線状電極が外部の電磁界に影響されることを抑制できる。これにより、より正確な位相回転作用を実現できる。
【００６８】
さらに、上述のように、略全面に内層グランド電極ＧＮＤｉが形成された誘電体層間に、キャパシタの形成された誘電体層、インダクタの形成された誘電体層、キャパシタの形成された誘電体層の順で各誘電体層を形成することで、キャパシタ電極によりインダクタで発生する電磁界の広がりを抑えることができ、インダクタに対する上述の外部の電磁界による影響をより低減できる。さらに、回路的に接続点が多いキャパシタとインダクタとが近接した誘電体層で形成されることで、引き回しを短くして寄生成分の発生を抑えることにより、特性を向上できるとともに、電極パターンの設計が容易になる。
【００６９】
なお、上述の説明では、２次高調波信号をローパスフィルタ１２の第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側端部Ｅ１２Ｐで相殺する例を示したが、ローパスフィルタ１２を構成するインダクタＧＬｔ１，ＧＬｔ２のインダクタンス、およびキャパシタＧＣｕ１，ＧＣｕ２，ＧＣｕ３のキャパシタンスをさらに調整することで、例えばローパスフィルタ１２のインダクタＧＬｔ１，ＧＬｔ２の接続点において、パワーアンプによる３次高調波信号とスイッチ素子１１の歪みによる３次高調波信号との位相を１８０°異ならせることも可能である。これにより、スイッチ素子１１による二種類の高次高調波信号（２次高調波信号と３次高調波信号）を同時に相殺する高周波スイッチモジュールを実現することもできる。この際、３次高調波信号に対しては、ローパスフィルタ１２の第１送信信号入力端子ＰｔｘＬ側のローパスフィルタによりパワーアンプによる３次高調波信号は或程度減衰されているので、同相にならなければ、歪みによる３次高調波信号との位相を１８０°から或程度ずれていても十分な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０：高周波スイッチモジュール、１１：スイッチ素子、１２，１３：ローパスフィルタ、１４，１５：ＳＡＷデュプレクサ、２０：アンテナ側整合回路、１０１：積層体、１０２：保護層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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