(57)【要約】  複数のフィルタ素子で通過する周波数帯域とは異なる所定周波数帯域の通信信号に対する損失を低減する。高周波スイッチモジュールは、ＧＰＳ信号の受信とＧＳＭ１８００通信信号およびＧＳＭ１９００通信信号の送受信を行う第１ダイプレクサ（３０）と、ＧＳＭ１８００の送受信とＧＳＭ１９００通信信号の送受信とを切り替えるスイッチ素子（２０）とを備える。スイッチ素子（２０）には、ＧＳＭ１９００通信信号の周波数帯域を通過帯域とするＳＡＷフィルタ（１１）と、ＧＳＭ１８００通信信号の周波数帯域を通過帯域とするＳＡＷフィルタ（１２）とが接続される。この際、ＧＰＳ信号に対してスイッチ素子２０から見て反射位相がオープンに近い側のＳＡＷフィルタ（１１）に対する接続用の伝送線路（１０１）の線路長を、ＳＡＷフィルタ（１２）に対する接続用の伝送線路（１０２）の線路長よりも長く形成する。
2010147197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つのアンテナを用いてそれぞれに異なる複数種類の周波数帯域からなる通信信号を送受信する高周波モジュールであって、
第１周波数帯域通信信号および第２周波数帯域通信信号と、第３周波数帯域通信信号とを分波するダイプレクサと、
前記第１周波数帯域信号の送受信と前記第２周波数帯域信号の送受信とを切り替えるスイッチ素子と、
前記第１周波数帯域信号の入出力ポートと前記スイッチ素子との間に挿入され、前記第１周波数帯域を通過する第１フィルタ素子、および前記第２周波数帯域信号の入出力ポートと前記スイッチ素子との間に挿入され、前記第２周波数帯域を通過する第２フィルタ素子と、
前記スイッチ素子から見た前記第１フィルタ素子単体の前記第３周波数帯域での第１反射位相と前記スイッチ素子から見た前記第２フィルタ素子単体の前記第３周波数帯域での第２反射位相とが、ともにスミスチャート上における容量性であって、且つ第２反射位相が第１反射位相に対して、スミスチャート上でショート側に存在する場合に、
前記スイッチ素子と前記第１フィルタ素子とを接続する第１伝送線路の線路長は、前記スイッチ素子と前記第２フィルタ素子とを接続する第２伝送線路の線路長よりも長い、高周波モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波モジュールであって、
前記ダイプレクサは、回路基板に実装された素子および該回路基板に形成された回路電極パターンにより形成され、
前記スイッチ素子、前記第１フィルタ素子、および前記第２フィルタ素子は、前記回路基板上に実装される実装型素子であり、
前記第１伝送線路と前記第２伝送線路とは、前記回路基板を前記実装型素子の実装面側から見て、前記回路基板の異なる位置に形成された電極パターンからなる、高周波モジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の高周波モジュールであって、
前記ダイプレクサは、回路基板に実装された素子および該回路基板に形成された回路電極パターンにより形成され、
前記スイッチ素子、前記第１フィルタ素子、および前記第２フィルタ素子は、前記回路基板上に実装される実装型素子であり、
前記第２伝送線路は前記回路基板の前記実装型素子の実装面に形成された電極パターンからなり、
前記第１伝送線路は前記回路基板の前記実装型素子の実装面に形成された電極パターンと内装された電極パターンとにより形成される、高周波モジュール。
【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モジュールであって、
前記第１フィルタ素子と前記第２フィルタ素子とは、前記実装面の離間した位置に実装されている、高周波モジュール。
【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モジュールであって、
前記第１フィルタ素子および前記第２フィルタ素子は、ＳＡＷフィルタである、高周波モジュール。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の高周波モジュールであって、
前記回路基板の前記実装面における前記第１フィルタ素子と前記第２フィルタ素子との間に、第３フィルタ素子が配置されている、高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数種類の高周波信号を切り替えて送受信する高周波モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のＳＡＷフィルタを備えることで、一つのアンテナを用いても異なる周波数帯域を利用する複数の通信信号を送受信できる高周波モジュールが、各種考案されている。このような高周波モジュールでは、他の周波数帯域の通信信号を伝送する回路は、送受信すべき周波数帯域の通信信号に対して位相が１８０°近傍になっていなければ、高周波モジュールとして当該送受信すべき周波数帯域の通信信号の伝送損失が大きくなってしまう。このような問題を解決する方法として、例えば特許文献１の高周波モジュールに示すように、ＳＡＷフィルタとスイッチやダイプレクサ側との接続ラインに位相調整回路を挿入し、位相を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８７０７６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、特許文献１に示すような高周波モジュールでは、積層部品の全体に亘り位相調整回路を形成しているので、さらにスイッチ素子を実装する等の追加素子を高周波モジュールに実装する場合、モジュール寸法が大型化してしまうという課題を有する。【０００５】
さらには、このような高周波モジュールでは、複数の周波数帯域のそれぞれにＳＡＷフィルタ等のフィルタ素子を用いる必要があり、それぞれの周波数帯域に応じた特性のフィルタ素子を用いなければならない。ここで、これらフィルタ素子で通過する周波数帯域とは異なる所定周波数帯域の通信信号を、これらフィルタ素子を備える回路に対して分波された回路で送受信する場合、各フィルタ素子の位相特性が異なるので、それぞれのフィルタ素子の通過特性を劣化させることなく、前記所定周波数帯域に対する各フィルタ素子の反射位相を全て加味して、それぞれの位相調整回路を設けなければならず、設計が難しくなるとともに、モジュール寸法が大きくなってしまうという課題も有する。また、さらに、このように複数の位相調整回路を小型積層モジュールで形成しようとすると、各位相調整回路を構成する素子同士が近接しやすく、位相調整回路間のアイソレーションが低下してしまうという課題も有する。【０００６】
したがって、本発明の目的は、複数のフィルタ素子を備える構造であっても、これらフィルタ素子で通過する周波数帯域とは異なる所定周波数帯域の通信信号に対する損失を低減できる簡素な構造且つ小型の高周波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】
この発明は、一つのアンテナを用いてそれぞれに異なる複数種類の周波数帯域からなる通信信号を送受信する高周波モジュールに関するものである。この高周波モジュールは、ダイプレクサ、スイッチ素子、第１フィルタ素子、第２フィルタ素子を備える。ダイプレクサは、第１周波数帯域通信信号および第２周波数帯域通信信号と、第３周波数帯域通信信号とを分波する。スイッチ素子は、第１周波数帯域信号の送受信と第２周波数帯域信号の送受信とを切り替える。第１フィルタ素子は、第１周波数帯域信号の入出力ポートとスイッチ素子との間に挿入され、第１周波数帯域を通過帯域する。第２フィルタ素子は、第２周波数帯域信号の入出力ポートとスイッチ素子との間に挿入され、第２周波数帯域を通過帯域とする。【０００８】
このような構成において、さらに、スイッチ素子側から見た第１フィルタ素子単体の第３周波数帯域での第１反射位相と、スイッチ素子側から見た第２フィルタ素子単体の第３周波数帯域での第２反射位相とが、ともにスミスチャート上における容量性であって、且つ第２反射位相が第１反射位相に対して、スミスチャート上でショート側に存在する場合に、スイッチ素子と第１フィルタ素子とを接続する第１伝送線路は、スイッチ素子と第２フィルタ素子とを接続する第２伝送線路よりも線路長が長く形成されている。【０００９】
この構成では、各スイッチ素子の反射位相がオープンに近づく程、目的とする第３周波数帯域の通信信号の伝送損失が低減して通過特性が向上され、各スイッチ素子の反射位相がショートに近づく程、第３周波数帯域の通信信号の伝送損失が増加して通過特性が劣化することを考慮している。そして、単体の反射位相としてショートに近い側の第２フィルタ素子とスイッチ素子との間の第２伝送線路の線路長に対して、単体の反射位相としてオープンに近い側の第１フィルタ素子とスイッチ素子との間の第１伝送線路の線路長を長くすることで、スイッチ素子から双方のフィルタ素子側を見た反射位相が大幅にショートに近づくことを防止できる。この際、これらの位相調整は、第１伝送線路および第２伝送線路のみで行われるので、高周波モジュールの構成要素を少なくすることできる。【００１０】
また、この発明の高周波モジュールのダイプレクサは、回路基板に実装された素子および該回路基板に形成された回路電極パターンにより形成される。スイッチ素子、第１フィルタ素子、および第２フィルタ素子は、回路基板上に実装される実装型素子である。そして、第１伝送線路と第２伝送線路とは、回路基板を実装型素子の実装面側から見て、回路基板の異なる位置に形成された電極パターンからなる。【００１１】
この構成では、具体的な上述の高周波モジュールの機構的実現方法を示したものであり、このような回路基板で実現することで形状が簡素化され、高周波モジュールを小型に形成することができる。この際、第１伝送線路と第２伝送線路とのそれぞれの電極面が、対向する位置関係にならないので、これら第１伝送線路と第２伝送線路とのアイソレーションを向上でき、所望とする反射位相を実現しやすい。【００１２】
また、この発明の高周波モジュールのダイプレクサは、回路基板に実装された素子および該回路基板に形成された回路電極パターンにより形成される。スイッチ素子、第１フィルタ素子、および第２フィルタ素子は、回路基板上に実装される実装型素子である。そして、第２伝送線路は回路基板の実装型素子の実装面に形成された電極パターンからなる。一方、第１伝送線路は回路基板の実装型素子の実装面に形成された電極パターンと内装の電極パターンとにより形成される。【００１３】
この構成では、実装面の電極パターンとともに内層電極も用いて第１伝送線路を形成することで、実装面の電極パターンのみからなる第２伝送線路よりも線路長を長くしやすい。また、第１伝送線路の引き回しパターンの自由度が高くなるので、スイッチ素子と各フィルタ素子との位置関係に影響され難く、それぞれの伝送線路を容易に引き回すことができる。【００１４】
また、この発明の高周波モジュールの第１フィルタ素子と第２フィルタ素子とは、実装面の離間した位置に実装されている。【００１５】
この構成では、第１フィルタ素子と第２フィルタ素子とが離間されていることで、フィルタ素子間のアイソレーションを向上することができる。さらに、これらが離間していることで、第１フィルタ素子に近い位置へスイッチ素子を配置すれば、第１伝送線路と第２伝送線路との差を、容易に、より大きくすることができる。【００１６】
また、この発明の高周波モジュールの第１フィルタ素子および第２フィルタ素子は、ＳＡＷフィルタである。【００１７】
この構成では、第１フィルタ素子および第２フィルタ素子の具体的構成を示すものである。【００１８】
また、この発明の高周波モジュールは、回路基板の実装面における第１フィルタ素子と第２フィルタ素子との間に、第３フィルタ素子が配置されている。【００１９】
この構成では、第１フィルタ素子と第２フィルタ素子との間に、別の第３フィルタ素子が配置されることで、さらに第１フィルタ素子と第２フィルタ素子との間の結合が抑制される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の構成を用いることで、それぞれに異なる周波数帯域の通信信号を伝送する複数のフィルタ素子の通過帯域とは異なる所定周波数帯域の通信信号が、これらフィルタ素子を有する回路に対して分波された他の回路で伝送される際に、伝送損失を抑制することができる。これにより、一つのアンテナに対して、それぞれの周波数帯域の通信信号を切り替えて低損失で送受信する高周波モジュールを簡素且つ小型に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態の高周波スイッチモジュール１の回路図である。
【図２】ＳＡＷフィルタ１１とＳＡＷフィルタ１２の単体特性と、スイッチ素子２０と各ＳＡＷフィルタとの間に反射位相調整のために線路長を設定した伝送線路を配置した場合との特性変化を示すものである。
【図３】図２に示すようなスミスチャートの特性の場合における伝送線路１０１の線路長を伝送線路１０２の線路長よりも長くした場合と、伝送線路１０１の線路長を伝送線路１０２の線路長よりも短くした場合とのアンテナ接続ポートＡＮＴ０と通信信号入出力ポートＰ３（ＧＰＳ信号用入出力ポート）との間の通過特性を示した特性図である。
【図４】本発明の実施形態の高周波スイッチモジュール１の概略構成を示す実装図である。
【図５】積層回路基板の内層電極を用いた伝送線路１０１’のパターンを説明するための実装図である。
【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について、図を参照して説明する。
図１は本実施形態の高周波スイッチモジュール１の回路図である。
【００２３】
高周波スイッチモジュール１は、ＳＡＷフィルタ１１，１２，１３，１４、スイッチ素子２０、第１ダイプレクサ３０、第２ダイプレクサ４０を備える。
【００２４】
高周波スイッチモジュール１は、アンテナ接続ポートＡＮＴ０、通信信号入出力ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を備える。
【００２５】
アンテナ接続ポートＡＮＴ０には、外部のアンテナＡＮＴが接続している。通信信号入出力ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、それぞれに異なる周波数帯域の通信信号を入出力するポートである。例えば、通信信号入出力ポートＰ１はＧＳＭ１９００通信信号を入出力し、通信信号入出力ポートＰ２はＧＳＭ１８００通信信号を入出力する。通信信号入出力ポートＰ３はＧＰＳ信号を出力し、通信信号入出力ポートＰ４はＧＳＭ８５０通信信号を入出力する。以下の説明では、具体的に、これらＧＳＭ１９００通信信号、ＧＳＭ１８００通信信号、ＧＰＳ信号、ＧＳＭ８５０通信信号を用いた例を示す。なお、ＧＳＭ１９００通信信号、ＧＳＭ１８００通信信号、ＧＳＭ８５０通信信号、およびＧＰＳ信号は、それぞれ１９００ＭＨｚ帯、１８００ＭＨｚ帯、８５０ＭＨｚ帯、および１５００ＭＨｚ帯の周波数を有する信号である。
【００２６】
高周波スイッチモジュール１内の回路としては、アンテナ接続ポートＡＮＴ０には、第２ダイプレクサ４０が接続している。第２ダイプレクサ４０は、キャパシタＣ４０１と、インダクタＬ４０２およびキャパシタＣ４０２の共振回路とを備える。キャパシタＣ４０１とインダクタＬ４０２とは接続し、これらキャパシタＣ４０１とインダクタＬ４０２との接続ラインは、アンテナ接続ポートＡＮＴ０に接続している。インダクタＬ４０２のアンテナ接続ポートＡＮＴ０と反対側の端部とグランドとの間には、キャパシタＣ４０２が接続している。このような構成において、キャパシタＣ４０１が、ＧＰＳ信号、ＧＳＭ１９００通信信号およびＧＳＭ１８００通信信号を通過させるハイパスフィルタであり、インダクタＬ４０２とキャパシタＣ４０２とからなる共振回路がＧＳＭ８５０通信信号を通過させるローパスフィルタである。
【００２７】
第２ダイプレクサ４０のローパスフィルタ側、すなわちインダクタＬ４０２とキャパシタＣ４０２との接続点側には、ＳＡＷフィルタ１４が接続している。ＳＡＷフィルタ１４は、ＧＳＭ８５０通信信号の周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。そして、ＳＡＷフィルタ１４の第２ダイプレクサ４０と反対側の端部は通信信号入出力ポートＰ４に接続している。
【００２８】
第２ダイプレクサ４０のハイパスフィルタ側、すなわちキャパシタＣ４０１のアンテナ接続ポートＡＮＴ０と反対側の端部には、第１ダイプレクサ３０が接続している。
【００２９】
第１ダイプレクサ３０は、キャパシタＣ３０１およびインダクタＬ３０１の共振回路と、インダクタＬ３０２およびキャパシタＣ３０２の共振回路とを備える。キャパシタＣ３０１とインダクタＬ３０２との接続ラインは、第２ダイプレクサ４０のキャパシタＣ４０１に接続している。キャパシタＣ３０１の第２ダイプレクサ４０接続側に対して反対側の端部とグランドとの間には、インダクタＬ３０１が接続している。インダクタＬ３０２の第２ダイプレクサ４０接続側に対して反対側の端部とグランドとの間には、キャパシタＣ３０２が接続している。このような構成において、キャパシタＣ３０１およびインダクタＬ３０１の共振回路が、ＧＳＭ１９００通信信号およびＧＳＭ１８００通信信号を通過させるハイパスフィルタであり、インダクタＬ３０２およびキャパシタＣ３０２の共振回路が、ＧＰＳ信号を通過させるローパスフィルタである。
【００３０】
第１ダイプレクサ３０のローパスフィルタ側、すなわちインダクタＬ３０２とキャパシタＣ３０２との接続点側には、ＳＡＷフィルタ１３が接続している。ＳＡＷフィルタ１３は、ＧＰＳ信号の周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。そして、ＳＡＷフィルタ１３の第１ダイプレクサ３０と反対側の端部は通信信号入出力ポートＰ３に接続している。
【００３１】
第１ダイプレクサ３０のハイパスフィルタ側、すなわちキャパシタＣ３０１とインダクタＬ３０１との接続点側には、スイッチ素子２０が接続している。
【００３２】
スイッチ素子２０は、外部からの制御電圧信号により、共通ポート２００に対して複数の選択ポート２０１，２０２を切り替えて導通させる素子である。スイッチ素子２０の共通ポート２００は、第１ダイプレクサ３０のハイパスフィルタすなわちキャパシタＣ３０１とインダクタＬ３０１との接続点に接続している。
【００３３】
スイッチ素子２０の第１選択ポート２０１は、伝送線路１０１を介してＳＡＷフィルタ１１に接続している。ＳＡＷフィルタ１１は、ＧＳＭ１９００通信信号の周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。そして、ＳＡＷフィルタ１１のスイッチ素子２０と反対側の端部は通信信号入出力ポートＰ１に接続している。
【００３４】
スイッチ素子２０の第２選択ポート２０２は、伝送線路１０２を介してＳＡＷフィルタ１２に接続している。ＳＡＷフィルタ１２は、ＧＳＭ１８００通信信号の周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。そして、ＳＡＷフィルタ１２のスイッチ素子２０と反対側の端部は通信信号入出力ポートＰ２に接続している。
【００３５】
このような回路構成とすることで、ＧＳＭ８５０通信信号は、第２ダイプレクサ４０により、アンテナ接続ポートＡＮＴ０と通信信号入出力ポートＰ４との間で伝送される。また、ＧＰＳ信号は、第１ダイプレクサ３０と第２ダイプレクサ４０とにより、アンテナ接続ポートＡＮＴ０と通信信号入出力ポートＰ３との間で伝送される。
【００３６】
また、ＧＳＭ１８００通信信号は、スイッチ素子２０により共通ポート２００と第２選択ポート２０２とが導通制御された状態で、スイッチ素子２０、第１ダイプレクサ３０および第２ダイプレクサ４０とにより、アンテナ接続ポートＡＮＴ０と通信信号入出力ポートＰ２との間で伝送される。
【００３７】
また、ＧＳＭ１９００通信信号は、スイッチ素子２０により共通ポート２００と第１選択ポート２０１とが導通制御された状態で、スイッチ素子２０、第１ダイプレクサ３０および第２ダイプレクサ４０とにより、アンテナ接続ポートＡＮＴ０と通信信号入出力ポートＰ１との間で伝送される。
【００３８】
ところで、このような回路構成の場合、ＧＰＳ信号が第１ダイプレクサ３０からスイッチ素子２０側へ漏洩しないように、第１ダイプレクサ３０からスイッチ素子２０側を見た反射位相の調整を行わなければならない。そこで、本実施形態の高周波スイッチモジュール１では、反射位相を調整するために、スイッチ素子２０とＳＡＷフィルタ１１とを接続する伝送線路１０１の線路長と、スイッチ素子２０とＳＡＷフィルタ１２とを接続する伝送線路１０２の線路長とを異ならせて適宜設定する。この調整は、第１ダイプレクサ３０で分波されるＧＰＳ信号の周波数帯域において、ＳＡＷフィルタ１１およびＳＡＷフィルタ１２の反射位相が容量性を有するため、インダクタとして機能する伝送線路１０１，１０２の線路長を調整することで反射位相を改善できることによる。さらに、この調整は、スイッチ素子２０自体は位相が大幅に変化するような線路長を有さず、特性の異なるＧＳＭ１９００通信信号用のＳＡＷフィルタ１１とＧＳＭ１８００通信信号用のＳＡＷフィルタ１２の双方に対して反射位相を調整しなければならないことによる。
【００３９】
この場合、例えば、本実施形態の例では、次に示す理論に基づいて、伝送線路１０１の線路長を伝送線路１０２の線路長よりも長く形成する。
【００４０】
図２は、ＳＡＷフィルタ１１とＳＡＷフィルタ１２の単体特性と、スイッチ素子２０と各ＳＡＷフィルタとの間に反射位相調整のために線路長を設定した伝送線路を配置した場合との特性変化を示すものである。点線は各ＳＡＷフィルタを接続した場合のスイッチ素子２０から各ＳＡＷフィルタ側を見た反射特性、実線は伝送線路を付加した場合のスイッチ素子２０から各ＳＡＷフィルタ側を見た反射特性を示すスミスチャートである。また、各スミスチャートに記載したマーカは、ＧＰＳ信号の周波数における反射位相を示しており、逆黒三角（▼）マーカはＳＡＷフィルタ単体での反射位相、逆白三角（▽）マーカは伝送線路を配置した場合の反射位相である。
【００４１】
図２（Ａ）はＳＡＷフィルタ１１の反射特性、図２（Ｂ）はＳＡＷフィルタ１２の反射特性を示しているが、これらの特性から分かるように、ＳＡＷフィルタ単体時の反射位相はＳＡＷフィルタ１１よりもＳＡＷフィルタ１２の方が、スミスチャートにおけるショート側に近い。そのため、このような反射特性を有する２個のＳＡＷフィルタを用いる場合には、ＳＡＷフィルタ１１よりもＳＡＷフィルタ１２を、スイッチ素子２０に近い側に配置し、スイッチ素子２０とＳＡＷフィルタ１２との間の伝送線路１０２よりも、スイッチ素子２０とＳＡＷフィルタ１１との間の伝送線路１０１の方を長く形成する。
【００４２】
これにより、スイッチ素子２０からＳＡＷフィルタ１１側を見た場合のＧＰＳ信号の周波数での反射位相は、スミスチャートにおけるショート側へ変化する。
【００４３】
これに対し、スイッチ素子２０とＳＡＷフィルタ１２との間の伝送線路１０２は、伝送線路１０１よりも短く形成されているので、スイッチ素子２０からＳＡＷフィルタ１２側を見た場合のＧＰＳ信号の周波数での反射位相は、上述のＳＡＷフィルタ１１側を見た反射位相よりも、変化量が小さくなる。
【００４４】
このように、ＳＡＷフィルタ１１に接続する伝送線路１０１の線路長を、ＳＡＷフィルタ１２に接続する伝送線路１０２の線路長よりも長くすることで、ＳＡＷフィルタ単体でのＧＰＳ信号に対する反射位相特性がＳＡＷフィルタ１１よりも悪いＳＡＷフィルタ１２の反射位相のさらなる大幅な悪化を抑圧し、ＳＡＷフィルタ単体でのＧＰＳ信号に対する反射位相特性がＳＡＷフィルタ１２よりも良いＳＡＷフィルタ１１の反射位相をＳＡＷフィルタ１２の反射位相程度に抑えることができる。これにより、回路形成上実質的に無視できない伝送線路の線路長を考慮した状態で、ＳＡＷフィルタ１１のＧＰＳ信号に対する反射位相の悪化度合いは、ＳＡＷフィルタ１２のＧＰＳ信号に対する反射位相の悪化度合いよりも悪くなるものの、高周波スイッチモジュール１としてのＧＰＳ信号に対する反射位相特性を改善することができる。
【００４５】
図３は、図２に示すようなスミスチャートの特性の場合における伝送線路１０１の線路長を伝送線路１０２の線路長よりも長くした場合と、伝送線路１０１の線路長を伝送線路１０２の線路長よりも短くした場合（伝送線路１０２の線路長を伝送線路１０１の線路長よりも長くした場合）とのアンテナ接続ポートＡＮＴ０と通信信号入出力ポートＰ３（ＧＰＳ信号用入出力ポート）との間の通過特性を示した特性図である。図３において、実線は伝送線路１０１の線路長が伝送線路１０２の線路長よりも短い場合を示し、点線は伝送線路１０１が伝送線路１０２よりも長い場合を示す。
【００４６】
図３に示すように、伝送線路１０１の線路長を伝送線路１０２の線路長よりも長くすることで、通過特性が改善される。
【００４７】
なお、これら伝送線路１０１，１０２の線路長は、ＧＰＳ信号の周波数帯域のみを加味するのではなく、ＧＳＭ１９００通信信号に対するスイッチ素子２０とＳＡＷフィルタ１１との間の位相調整およびＧＳＭ１８００通信信号に対するスイッチ素子２０とＳＡＷフィルタ１２との間の位相調整をも加味して設定される。これにより、ＧＰＳ信号、ＧＳＭ１９００通信信号、およびＧＳＭ１８００通信信号のそれぞれに対して良好な通過特性を得ることができる。
【００４８】
さらに、上述のような反射位相および通過特性の改善を、二本の伝送線路１０１，１０２のみを用い、これらの線路長を調整するだけで実現できる。これにより、一つのアンテナに対して複数の周波数帯域の通信信号を送受信できる良好な特性の高周波スイッチモジュールを、簡素な構成且つ小型で実現できる。
【００４９】
次に、このような回路構成の高周波スイッチモジュール１の機構的構成について、図４を参照して説明する。図４は本実施形態の高周波スイッチモジュール１の概略構成を示す実装図である。
【００５０】
本実施形態の高周波スイッチモジュール１は、複数の絶縁層を積層してなる積層回路基板に形成された電極パターンと実装部品とにより実現される。具体的には、積層回路基板の天面１Ｕと内層には、上述の回路パターンを構成する電極パターンが形成されている。また、積層回路基板の天面１Ｕには、上述の高周波スイッチモジュール１の回路を実現するための各種ディスクリート部品の実装用ランドが形成されている。この際、スイッチ素子２０の実装用ランドはＳＡＷフィルタ１２の実装用ランドに近接するように形成されており、さらに、ＳＡＷフィルタ１１の実装用ランドは、スイッチ素子２０およびＳＡＷフィルタ１２の実装用ランドから離間して形成される。また、積層回路基板の天面１Ｕには、ＳＡＷフィルタ１３，１４の実装用ランドが形成されており、さらには、図１に示す回路を構成するキャパシタやインダクタを実装するランドが形成されている。
【００５１】
そして、スイッチ素子２０用のランドにはスイッチ素子２０が実装され、ＳＡＷフィルタ１１〜１４用のランドには、それぞれＳＡＷフィルタ１１〜１４が実装され、キャパシタやインダクタ用のランドには、それぞれに対応するディスクリートチップ部品からなるキャパシタやインダクタが実装される。なお、インダクタやキャパシタは、積層回路基板の内層電極により実現しても良い。
【００５２】
ここで、スイッチ素子２０の第１選択ポート２０１用のランドとＳＡＷフィルタ１１のスイッチ素子２０への接続端子１１１のランドとは、電極パターンで接続されており、これにより、図１の伝送線路１０１が形成される。
【００５３】
また、スイッチ素子２０の第２選択ポート２０２用のランドとＳＡＷフィルタ１２のスイッチ素子２０への接続端子１２１のランドとは、電極パターンで接続されており、これにより、図１の伝送線路１０２が形成される。
【００５４】
そして、上述のようにスイッチ素子２０用ランドとＳＡＷフィルタ１２用ランドとが近接して形成され、ＳＡＷフィルタ１１用ランドがこれらに離間して形成されているので、伝送線路１０１を形成する電極パターンは、伝送線路１０２を形成する電極パターンよりも長くなる。これにより、上述のように伝送線路１０１の線路長を伝送線路１０２の線路長よりも長くすることができ、この長短の関係を維持しながら、それぞれの線路長を適宜設定することで、高周波スイッチモジュール１としてのＧＰＳ信号に対する反射位相および通過特性を改善することができる。
【００５５】
さらに、これら伝送線路１０１を形成する電極パターンと、伝送線路１０２を形成する電極パターンとは、積層回路基板の天面１Ｕに形成されているので、これらの電極パターンが積層方向に沿って電極面同士が対向するような形状にならない。したがって、伝送線路１０１を形成する電極パターンと、伝送線路１０２を形成する電極パターンとのアイソレーションが向上し、より優れた反射位相特性および通過特性を実現できるとともに、浮遊容量と考慮する必要が無く、このような特性が得られるように設計することが容易となる。
【００５６】
また、ＳＡＷフィルタ１１とＳＡＷフィルタ１２とが離間されて配置されるので、これらのＳＡＷフィルタ間でのアイソレーションを向上することができる。
【００５７】
また、実装面におけるＳＡＷフィルタ１１とＳＡＷフィルタ１２との間に、これらとは別のＳＡＷフィルタ１３が配置されるので、第１フィルタ素子と第２フィルタ素子との間の素子間での電磁界的な結合や実装用ランド間での電磁界的な結合が、さらに抑制される。これにより、ＳＡＷフィルタ１１とＳＡＷフィルタ１２との間のアイソレーションをさらに向上することができる。
【００５８】
なお、上述の説明では、伝送線路１０１と伝送線路１０２とを、ともに積層回路基板の天面１Ｕに形成する例を示したが、相対的に長く形成する方の伝送線路を積層回路基板の内層電極を利用して形成しても良い。図５は、積層回路基板の内層電極を用いた伝送線路１０１’のパターンを説明するための実装図である。
【００５９】
図５に示すように、線路長を相対的に長くすべき伝送線路１０１’は、天面１Ｕに形成された電極パターン部分と、内層電極で形成された部分とこれらを積層方向に接続するビアホールとからなる。一方、線路長を相対的に短くすべき伝送線路１０２’は天面１Ｕにのみ形成された電極パターンからなる。このような構成にした場合、伝送線路１０２’と伝送線路１０１’とを天面１Ｕ側から見て交差させながらも、実質的には接触させないように引き回すことができる。これにより、図５に示すように、ＳＡＷフィルタ１１に対して第１選択ポート２０１用のランドが第２選択ポート２０２用のランドよりも遠い側に存在しても、容易な回路電極パターンで伝送線路１０１’，１０２’を形成することができる。さらに、伝送線路１０１’を複数層に形成し、伝送線路１０２’を一層のみに形成することで、伝送線路１０２’に対して相対的に伝送線路１０１’の線路長を長くし易い。これにより、伝送線路１０１’，１０２’の設計および形成を容易にすることができる。
【００６０】
また、さらに、伝送線路１０１’を複数層で形成した上で、伝送線路１０１’と伝送線路１０２’とが積層方向で交差しないようにすることで、上述の伝送線路間のアイソレーションを向上することもできる。
【００６１】
なお、上述の説明では、ＳＡＷフィルタを用いた例を示したが、他のフィルタ素子を用いた場合でも、それぞれ異なる周波数帯域を通過帯域とする複数のフィルタ素子と、スイッチ回路とダイプレクサとからなら高周波スイッチモジュールであれば、上述の構成を適用できる。
【００６２】
また、上述の説明では、ＧＳＭ１９００通信信号、ＧＳＭ１８００通信信号、ＧＰＳ信号、ＧＳＭ８５０通信信号を一つのアンテナで切り替える高周波スイッチモジュールを例に示したが、他の周波数の組み合わせであってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１−高周波スイッチモジュール、１１〜１４−ＳＡＷフィルタ、２０−スイッチ素子、３０、４０−ダイプレクサ、１０１，１０１’，１０２，１０２’−伝送線路、１Ｕ−積層回路基板の天面
【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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