(57)【要約】  第1及び第2のアンテナ端子と、第1及び第2の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子と、共通端子と少なくとも第1及び第2の切り換え端子を有する第1及び第2のスイッチ回路とを有し、第1のアンテナ端子は第1のスイッチ回路の共通端子に接続され、第1の通信システム用の送信端子は第1のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、第2のアンテナ端子は第2のスイッチ回路の共通端子に接続され、第2の通信システム用の送信端子は第2のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、第1及び第2の通信システム用の各第1の受信端子は第1の受信側分波回路を介して第1のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、第1及び第2の通信システム用の各第2の受信端子は第2の受信側分波回路を介して第2のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続されている高周波回路。
2009157357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1及び第2のアンテナ端子と、第1の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子と、第2の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子と、共通端子と少なくとも第1及び第2の切り換え端子を有する第1及び第2のスイッチ回路とを有し、
前記第1のアンテナ端子は前記第1のスイッチ回路の共通端子に接続されるとともに、前記第1の通信システム用の送信端子は前記第1のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、
前記第2のアンテナ端子は前記第2のスイッチ回路の共通端子に接続されるとともに、前記第2の通信システム用の送信端子は前記第2のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、
前記第1の通信システム用の第1の受信端子と前記第2の通信システム用の第1の受信端子は、第1の受信側分波回路を介して前記第1のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、
前記第1の通信システム用の第2の受信端子と前記第2の通信システム用の第2の受信端子は、第2の受信側分波回路を介して前記第2のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続されていることを特徴とする高周波回路。
【請求項２】
第1及び第2のアンテナ端子と、第1の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子と、第2の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子と、共通端子と第1〜第3の切り換え端子を有する第1及び第2のスイッチ回路とを有し、
前記第1のアンテナ端子は前記第1のスイッチ回路の共通端子に接続されるとともに、前記第1の通信システム用の送信端子は前記第1のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、
前記第2のアンテナ端子は前記第2のスイッチ回路の共通端子に接続されるとともに、前記第2の通信システム用の送信端子は前記第2のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、
前記第1の通信システム用の第1の受信端子は前記第1のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、前記第2の通信システム用の第1の受信端子は前記第1のスイッチ回路の第3の切り換え端子に接続され、
前記第1の通信システム用の第2の受信端子は前記第2のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、前記第2の通信システム用の第2の受信端子は前記第2のスイッチ回路の第3の切り換え端子に接続されていることを特徴とする高周波回路。
【請求項３】
請求項1に記載の高周波回路において、さらに第3の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子を有し、
前記第2のスイッチ回路は第3の切り換え端子を備え、
前記第1の受信側分波回路及び第2の受信側分波回路はトリプレクサであり、
前記第3の通信システム用の第1の受信端子は、前記第1の受信側分波回路を介して前記第1のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、
前記第3の通信システム用の第2の受信端子は、前記第2の受信側分波回路を介して前記第2のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、
前記第3の通信システムの送信端子は、前記第2のスイッチ回路の第3の切り換え端子に接続されていることを特徴とする高周波回路。
【請求項４】
請求項1又は2に記載の高周波回路において、さらに第3のアンテナ端子と、第1の通信システム用の第3の受信端子と、第2の通信システム用の第3の受信端子とを有し、前記第1の通信システム用の第3の受信端子と前記第2の通信システム用の第3の受信端子とが第3の受信側分波回路を介して前記第3のアンテナ端子に接続されていることを特徴とする高周波回路。
【請求項５】
請求項1に記載の高周波回路において、さらに第3のアンテナ端子と、第3の受信側分波回路と、第1の通信システム用の第3の受信端子と、第2の通信システム用の第3の受信端子と、第3の通信システム用の送信端子及び第1〜第3の受信端子とを有し、
前記第1〜第3の受信側分波回路はトリプレクサであり、
前記第3の通信システム用の第1の受信端子は、前記第1の受信側分波回路を介して前記第1のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、
前記第3の通信システム用の第2の受信端子は、前記第2の受信側分波回路を介して前記第2のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、
前記第3のアンテナ端子は前記第3のスイッチ回路の共通端子に接続されるとともに、前記第3の通信システム用の送信端子は前記第3のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、
前記第1〜第3の通信システム用の各第3の受信端子は、前記第3の受信側分波回路を介して前記第3のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続されていることを特徴とする高周波回路。
【請求項６】
請求項1、3〜5のいずれかに記載の高周波回路において、前記受信側分波回路の前記アンテナ端子側に低雑音増幅器回路が接続されていることを特徴とする高周波回路。
【請求項７】
請求項1〜5のいずれかに記載の高周波回路において、
前記第1の通信システム用の送信端子と前記第1のスイッチ回路との間に接続された高周波増幅回路と、
前記第1の通信システム用の第1の受信端子と前記第1のスイッチ回路との間に接続された第1の低雑音増幅器回路と、
前記第1の通信システム用の第2の受信端子と前記第2のスイッチ回路との間に接続された第2の低雑音増幅器回路と、
前記高周波増幅回路に共通端子が接続された第1の分岐回路と、
前記第1の通信システム用の送信端子に共通端子が接続された第2の分岐回路と、
前記第1の低雑音増幅器回路に共通端子が接続された第3の分岐回路と、
前記第1の通信システム用の第1の受信端子に共通端子が接続された第4の分岐回路と、
前記第2の低雑音増幅器回路に共通端子が接続された第5の分岐回路と、
前記第1の通信システム用の第2の受信端子に共通端子が接続された第6の分岐回路とを有し、
前記第1の分岐回路の第1の分岐端子と前記第2の分岐回路の第1の分岐端子との間、前記第1の分岐回路の第2の分岐端子と前記第2の分岐回路の第2の分岐端子との間、前記第3の分岐回路の第1の分岐端子と前記第4の分岐回路の第1の分岐端子との間、前記第3の分岐回路の第2の分岐端子と前記第4の分岐回路の第2の分岐端子との間、前記第5の分岐回路の第1の分岐端子と前記第6の分岐回路の第1の分岐端子との間、及び前記第5の分岐回路の第2の分岐端子と前記第6の分岐回路の第2の分岐端子との間にそれぞれバンドパスフィルタ回路が接続されていることを特徴とする高周波回路。
【請求項８】
請求項1〜5のいずれかに記載の高周波回路において、
前記第1の通信システム用の送信端子と前記第1のスイッチ回路との間に接続された高周波増幅回路と、
前記第1の通信システム用の第1の受信端子と前記第1のスイッチ回路との間に接続された第1の低雑音増幅器回路と、
前記第1の通信システム用の第2の受信端子と前記第2のスイッチ回路との間に接続された第2の低雑音増幅器回路とを有し、
前記高周波増幅回路と前記第1の通信システム用の送信端子との間、前記第1の低雑音増幅器回路と前記第1の通信システム用の第1の受信端子との間、及び前記第2の低雑音増幅器回路と前記第1の通信システム用の第2の受信端子との間にそれぞれ可変バンドパスフィルタ回路が接続されていること特徴とする高周波回路。
【請求項９】
請求項1〜8のいずれかに記載の高周波回路を有する高周波部品であって、前記高周波回路用の電極パターンを形成した複数の誘電体層からなる一体的な積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子により構成されていることを特徴とする高周波部品。
【請求項１０】
請求項9に記載の高周波部品において、並置された複数の直線状の共振線路を有する複数のバンドパスフィルタ回路を前記積層体内に備え、前記複数のバンドパスフィルタ回路の共振線路が全て同じ方向に延在していることを特徴とする高周波部品。
【請求項１１】
請求項9に記載の高周波部品において、並置された複数の直線状の共振線路を有する複数のバンドパスフィルタ回路を前記積層体内に備え、同じ信号経路に配置された複数のバンドパスフィルタ回路は、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなるシールド構造を介して共振線路の長手方向に隣接するように配置され、各バンドパスフィルタ回路の入出力端は前記シールド構造から遠い方の共振線路端部に配置されていることを特徴とする高周波部品。
【請求項１２】
請求項1、3〜6のいずれかに記載の高周波回路を有する高周波部品であって、前記高周波回路用の電極パターンを形成した複数の誘電体層からなる一体的な積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子により構成され、
前記各分波回路が有する第1の通信システムの信号を通過させ第2の通信システムの信号を阻止する第1のフィルタ部と、第2の通信システムの信号を通過させ第1の通信システムの信号を阻止する第2のフィルタ部とはそれぞれ位相線路で構成され、前記第1のフィルタ部の位相線路に第1の通信システムの信号を通過させるバンドパスフィルタ回路が接続されているとともに、前記第2のフィルタ部の位相線路に第2の通信システムの信号を通過させるバンドパスフィルタ回路が接続されており、各位相線路は複数の誘電体層に形成された電極パターンを積層方向に螺旋状に接続してなり、前記螺旋状位相線路の間にグランド電極が配置されていることを特徴とする高周波部品。
【請求項１３】
請求項12に記載の高周波部品において、前記第1のフィルタ部の螺旋状位相線路と前記第2のフィルタ部の螺旋状位相線路とを積層方向に挟むようにグランド電極が配置されていることを特徴とする高周波部品。
【請求項１４】
請求項9〜13のいずれかに記載の高周波部品を用いたことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子電気機器間で少なくとも二つの異なる通信システムに対応可能な高周波回路、かかる高周波回路を有する高周波部品、及びこれを用いた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在IEEE 802.11規格に代表される無線LANによるデータ通信は広く一般化しており、例えばパーソナルコンピュータ（PC）、プリンタやハードディスク、ブロードバンドルーター等のPCの周辺機器、FAX、冷蔵庫、標準テレビ（SDTV）、高品位テレビ（HDTV）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話等の電子機器、自動車内や航空機内での有線通信に代わる信号伝達手段に採用されている。【０００３】
無線LANの規格として、IEEE 802.11aは、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiples：直交周波数多重分割）変調方式を用いて最大54 Mbpsの高速データ通信をサポートするものであり、5 GHzの周波数帯域を使用する。またIEEE 802.11bは、DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum：ダイレクト・シーケンス・スペクトル拡散）方式で、5.5 Mbps及び11 Mbpsの高速通信をサポートするものであり、無線免許なしに自由に利用可能な2.4 GHzのISM（Industrial Scientific and Medical：産業、科学及び医療）帯域を使用する。またIEEE 802.11gは、OFDM変調方式を用いて最大54 Mbpsの高速データ通信をサポートするものであり、IEEE 802.11bと同様に2.4 GHz帯域を使用する。また数km程度の通信距離をカバーする高速無線通信規格として提案されたWiMAX（IEEE 802.16-2004、IEEE 802.16e-2005等）は、2.5 GHz帯、3.5 GHz帯及び5 GHz帯の三つの周波数帯域を用い、光通信のいわゆるラストワンマイルを補う技術として期待されている。【０００４】
無線LAN、WiMAX等の複数の通信システムを用いる高周波部品にとって、これらの通信システムの送受信信号をいかに分離して取り扱うかが重要である。例えば、WO 2006/003959は、通信周波数帯が異なる2つの通信システム（IEEE 802.11a及びIEEE 802.11b）で送受信可能な2個のデュアルバンドアンテナと、送信側回路及び受信側回路との接続を切り替える4つのポートを備えた高周波スイッチと、高周波スイッチの一つのポートと送信側回路との間に配置された第1の分波回路と、高周波スイッチの他のポートと受信側回路との間に配置された第2の分波回路とを備え、ダイバーシティ受信可能な高周波回路を開示している。【０００５】
近年通信特性に優れたMIMO（Multiple-Input, Multiple-Output）方式の無線通信システムが注目されている。MIMO方式は、一つの通信システムに対して独立して同時に受信可能な複数の受信端子を必要とする。ここでは、MIMOはSIMO（Single-Input, Multiple-Output）をも含むものとする。しかし、マルチバンド無線通信とMIMOを組み合わせようとすると、WO 2006/003959に記載の高周波回路では対応できない。またMIMO方式の無線通信システムでは一つの通信システムに対する受信端子等の回路構成が増えるので、複数の通信システム間のアイソレーションが困難であるだけでなく、回路構成も複雑になる。そのため、MIMO方式をマルチバンド無線通信に適用するのは非常に困難である。特に高い送信電力を取り扱うWiMAXの場合、送信電力の損失を低減するために複数の通信システム間のアイソレーションが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は、異なる通信システムに対応可能で、受信感度が高く送信電力の損失が抑制された高周波回路、高周波部品及びこれを用いた通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第1の高周波回路は、第1及び第2のアンテナ端子と、第1の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子と、第2の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子と、共通端子と少なくとも第1及び第2の切り換え端子を有する第1及び第2のスイッチ回路とを有し、前記第1のアンテナ端子は前記第1のスイッチ回路の共通端子に接続されるとともに、前記第1の通信システム用の送信端子は前記第1のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、前記第2のアンテナ端子は前記第2のスイッチ回路の共通端子に接続されるとともに、前記第2の通信システム用の送信端子は前記第2のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、前記第1の通信システム用の第1の受信端子と前記第2の通信システム用の第1の受信端子は、第1の受信側分波回路を介して前記第1のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、前記第1の通信システム用の第2の受信端子と前記第2の通信システム用の第2の受信端子は、第2の受信側分波回路を介して前記第2のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続されていることを特徴とする。この構成をデュアルバンドの1T2R（一送信二受信）型のMIMO方式に適用すると、第1の通信システムの送信端子と第1のアンテナ端子との間、及び第2の通信システムの送信端子と第2のアンテナ端子との間に分波回路を設ける必要がなく、第1及び第2の通信システムの送信電力の損失を低減することができる。【０００８】
本発明の第2の高周波回路は、第1及び第2のアンテナ端子と、第1の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子と、第2の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子と、共通端子と第1〜第3の切り換え端子を有する第1及び第2のスイッチ回路とを有し、前記第1のアンテナ端子は前記第1のスイッチ回路の共通端子に接続されるとともに、前記第1の通信システム用の送信端子は前記第1のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、前記第2のアンテナ端子は前記第2のスイッチ回路の共通端子に接続されるとともに、前記第2の通信システム用の送信端子は前記第2のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、前記第1の通信システム用の第1の受信端子は前記第1のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、前記第2の通信システム用の第1の受信端子は前記第1のスイッチ回路の第3の切り換え端子に接続され、前記第1の通信システム用の第2の受信端子は前記第2のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、前記第2の通信システム用の第2の受信端子は前記第2のスイッチ回路の第3の切り換え端子に接続されていることを特徴とする。この構成をデュアルバンドの1T2R型のMIMO方式に適用すると、第1の通信システムの送信端子と第1のアンテナ端子との間、及び第2の通信システムの送信端子と第2のアンテナ端子との間に分波回路を設ける必要がなく、第1及び第2の通信システムの送信電力の損失を低減することができる。また、各受信端子と各アンテナ端子間に分波回路を配置する必要がないので、受信経路の損失も低減することができる。【０００９】
第1の高周波回路は、さらに第3の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子を有し、前記第2のスイッチ回路は第3の切り換え端子を備え、前記第1の受信側分波回路及び第2の受信側分波回路はトリプレクサであり、前記第3の通信システム用の第1の受信端子は、前記第1の受信側分波回路を介して前記第1のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、前記第3の通信システム用の第2の受信端子は、前記第2の受信側分波回路を介して前記第2のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、前記第3の通信システムの送信端子は、前記第2のスイッチ回路の第3の切り換え端子に接続されているのが好ましい。この構成により、トリプルバンドの1T2R型のMIMO通信が可能である。しかも、第3の通信システムの送信端子を、分波回路を介さずに第3のアンテナ端子に接続することができる。従って、高周波回路が第3の通信システムの送信端子を有する場合でも、第3の通信システムの送信電力の損失を低減することができる。【００１０】
第1又は第2の高周波回路は、さらに第3のアンテナ端子と、第1の通信システム用の第3の受信端子と、第2の通信システム用の第3の受信端子とを有し、前記第1の通信システム用の第3の受信端子と前記第2の通信システム用の第3の受信端子とが第3の受信側分波回路を介して前記第3のアンテナ端子に接続されているのが好ましい。この構成によれば、デュアルバンドの1T3R（一送信三受信）型のMIMO通信が可能である。3つのアンテナから受信信号を受信できるため、MIMO方式の特徴である受信感度の向上及び通信距離の拡大がさらに期待できる。【００１１】
第1の高周波回路は、さらに第3のアンテナ端子と、第3の受信側分波回路と、第1の通信システム用の第3の受信端子と、第2の通信システム用の第3の受信端子と、第3の通信システム用の送信端子及び第1〜第3の受信端子とを有し、前記第1〜第3の受信側分波回路はトリプレクサであり、前記第3の通信システム用の第1の受信端子は、前記第1の受信側分波回路を介して前記第1のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、前記第3の通信システム用の第2の受信端子は、前記第2の受信側分波回路を介して前記第2のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続され、前記第3のアンテナ端子は前記第3のスイッチ回路の共通端子に接続されるとともに、前記第3の通信システム用の送信端子は前記第3のスイッチ回路の第1の切り換え端子に接続され、前記第1〜第3の通信システム用の各第3の受信端子は、前記第3の受信側分波回路を介して前記第3のスイッチ回路の第2の切り換え端子に接続されているのが好ましい。この構成によれば、トリプルバンドの1T3R型のMIMO通信が可能である。この構成によれば、3つアンテナから受信信号を受信できるため、MIMO方式の特徴である受信感度の向上及び通信距離の拡大がさらに期待できる。さらに、第3の通信システムの送信端子を、分波回路を介さずに第3のアンテナ端子に接続することができる。従って、高周波回路が第3の通信システムの送信端子を有する場合でも、第3の通信システムの送信電力の損失低減が可能である。【００１２】
上記各高周波回路では、前記受信側分波回路の前記アンテナ端子側に低雑音増幅器回路が接続されているのが好ましい。この構成によれば、必要な低雑音増幅器回路の数が低減され、高周波回路及び高周波部品の小型化を図ることができる。従って、この構成は受信端子数が多いマルチバンドのMIMO方式に好適である。【００１３】
上記各高周波回路は、前記第1の通信システム用の送信端子と前記第1のスイッチ回路との間に接続された高周波増幅回路と、前記第1の通信システム用の第1の受信端子と前記第1のスイッチ回路との間に接続された第1の低雑音増幅器回路と、前記第1の通信システム用の第2の受信端子と前記第2のスイッチ回路との間に接続された第2の低雑音増幅器回路と、前記高周波増幅回路に共通端子が接続された第1の分岐回路と、前記第1の通信システム用の送信端子に共通端子が接続された第2の分岐回路と、前記第1の低雑音増幅器回路に共通端子が接続された第3の分岐回路と、前記第1の通信システム用の第1の受信端子に共通端子が接続された第4の分岐回路と、前記第2の低雑音増幅器回路に共通端子が接続された第5の分岐回路と、前記第1の通信システム用の第2の受信端子に共通端子が接続された第6の分岐回路とを有し、前記第1の分岐回路の第1の分岐端子と前記第2の分岐回路の第1の分岐端子との間、前記第1の分岐回路の第2の分岐端子と前記第2の分岐回路の第2の分岐端子との間、前記第3の分岐回路の第1の分岐端子と前記第4の分岐回路の第1の分岐端子との間、前記第3の分岐回路の第2の分岐端子と前記第4の分岐回路の第2の分岐端子との間、前記第5の分岐回路の第1の分岐端子と前記第6の分岐回路の第1の分岐端子との間、及び前記第5の分岐回路の第2の分岐端子と前記第6の分岐回路の第2の分岐端子との間にそれぞれバンドパスフィルタ回路が接続されているのが好ましい。この構成によれば、2.3〜2.4 GHzと2.5〜2.7 GHzの近接した周波数帯域をまとめて2.5 GHzの周波数帯域とした場合、2.3〜2.4 GHzと2.5〜2.7 GHzのそれぞれのバンドパスフィルタとして必要な減衰特性を最小の損失で得ることができる。また高周波増幅回路及び低雑音増幅回路を2.3〜2.4 GHzと2.5〜2.7 GHzで兼用でき、回路の複雑化を避けることができる。【００１４】
上記高周波回路において、前記第1の通信システム用の送信端子と前記第1のスイッチ回路との間に接続された高周波増幅回路と、前記第1の通信システム用の第1の受信端子と前記第1のスイッチ回路との間に接続された第1の低雑音増幅器回路と、前記第1の通信システム用の第2の受信端子と前記第2のスイッチ回路との間に接続された第2の低雑音増幅器回路とを有し、前記高周波増幅回路と前記第1の通信システム用の送信端子との間と、前記第1の低雑音増幅器回路と前記第1の通信システム用の第1の受信端子との間と、前記第2の低雑音増幅器回路と前記第1の通信システム用の第2の受信端子との間には、それぞれ可変バンドパスフィルタ回路が接続されていることも好ましい。この構成によれば、2.5 GHz帯の周波数帯域として、2.3〜2.4 GHzと2.5〜2.7 GHzの近接した周波数帯域を、まとめて1つの広い周波数帯域と考えた場合に、2.3〜2.4 GHzと2.5〜2.7 GHzのそれぞれのバンドパスフィルタとして必要とされる減衰特性を、少ないバンドパスフィルタ数で得ることができる。また高周波増幅回路及び低雑音増幅回路を、2.3〜2.4 GHzと2.5〜2.7 GHzで兼用することが可能となり、回路が複雑化するのを避けることができる。【００１５】
本発明の高周波部品は、前記いずれかの高周波回路用の電極パターンを形成した複数の誘電体層からなる一体的な積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子により構成されていることを特徴とする。前記高周波回路を積層体に一体化することにより、高周波部品の小型化を図り、もって配線抵抗による挿入損失を低減することができる。【００１６】
上記高周波部品は、並置された複数の直線状の共振線路を有する複数のバンドパスフィルタ回路を前記積層体内に備え、複数のバンドパスフィルタ回路の共振線路が全て同じ方向に延在しているのが好ましい。この構成によれば、バンドパスフィルタ回路配置のための空間ロスを低減し、積層モジュールを小型化できる。また、全て同じ方向に延在する複数のバンドパスフィルタの共振線路をスクリーン印刷法により形成すると、にじみ等による寸法のばらつきを低減でき、バンドパスフィルタの特性変動を抑制できる。【００１７】
上記高周波部品において、並置された複数の直線状の共振線路を有する複数のバンドパスフィルタ回路を前記積層体内に備え、同じ信号経路に配置された複数のバンドパスフィルタ回路は、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなるシールド構造を介して共振線路の長手方向に隣接するように配置され、各バンドパスフィルタ回路の入出力端は前記シールド構造から遠い方の共振線路端部に配置されているのが好ましい。この構成によれば、バンドパスフィルタ回路を有する積層モジュールを小型化しつつ、バンドパスフィルタの入出力間のアイソレーションを確保することができる。【００１８】
本発明の好ましい一実施形態による高周波部品は、前記高周波回路用の電極パターンを形成した複数の誘電体層からなる一体的な積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子により構成され、前記各分波回路が有する第1の通信システムの信号を通過させ第2の通信システムの信号を阻止する第1のフィルタ部と、第2の通信システムの信号を通過させ第1の通信システムの信号を阻止する第2のフィルタ部とはそれぞれ位相線路で構成され、前記第1のフィルタ部の位相線路に第1の通信システムの信号を通過させるバンドパスフィルタ回路が接続されているとともに、前記第2のフィルタ部の位相線路に第2の通信システムの信号を通過させるバンドパスフィルタ回路が接続されており、各位相線路は複数の誘電体層に形成された電極パターンを積層方向に螺旋状に接続してなり、前記螺旋状位相線路の間にグランド電極が配置されている。この構成によれば、分波回路を小型化できる。また、螺旋状位相線路の間にグランド電極を配置することにより位相線路間のアイソレーションは十分に確保され、優れた分波機能を実現できる。さらに位相線路を螺旋状に形成することによりインダクタンス成分が増加するので、所望の位相角を得るために必要な線路長を短縮できるため、導体ロスを低減できる。位相線路を螺旋状にすることによりインダクタンス成分が増加するため、50Ωの整合を保つために位相線路を太くして調整する必要がある。この場合、伝送線路の導体ロスは更に低減できる。【００１９】
上記高周波部品には、前記第1のフィルタ部の螺旋状位相線路と前記第2のフィルタ部の螺旋状位相線路とを積層方向に挟むようにグランド電極が配置されているのが好ましい。螺旋状位相線路の上下にグランド電極が配置されるため、位相線路の入力側及び出力側の線路インピーダンスの対称性が良くなり、50Ωのインピーダンスで整合するように位相線路を形成するのが容易になる。また、上下のグランド電極により位相線路がシールドされるため、他回路とのアイソレーションが向上し、バンドパスフィルタの減衰特性が向上する。【００２０】
本発明の通信装置は、前記高周波部品を用いたことを特徴とする。前記高周波部品は携帯通信機器やパーソナルコンピュータ等の通信装置の小型化に寄与する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、異なる通信システムに対応可能なMIMO型の高周波回路、高周波部品及びこれを用いた通信装置の受信感度は向上し、送信電力の損失は抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図２】本発明の別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図３】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図１４】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図１５】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図１６】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図１７】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図１８（ａ）】本発明の高周波回路に用いる可変バンドパスフィルタの等価回路の一例を示す図である。
【図１８（ｂ）】本発明の高周波回路に用いる可変バンドパスフィルタの等価回路の別の例を示す図である。
【図１９】本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図２０】高周波増幅回路とスイッチ回路との間の回路を示す図である。
【図２１】高周波増幅回路とスイッチ回路との間の別の回路を示す図である。
【図２２】セラミック積層基板を用いて構成した本発明の一実施形態による高周波部品を示す斜視図である。
【図２３】本発明の一実施形態による高周波部品である積層モジュールの一部を示す展開図である。
【図２４】本発明の一実施形態による高周波部品である積層モジュールの別の部分を示す展開図である。
【図２５】本発明の一実施形態による高周波部品である積層モジュールのさらに別の部分を示す展開図である。
【図２６】本発明の高周波部品の別の実施形態である積層モジュールのさらに別の部分を示す展開図である。
【図２７】本発明の高周波部品に用いるバンドパスフィルタの等価回路の一例を示す図である。
【図２８】本発明の高周波部品に用いるバンドパスフィルタの等価回路の別の例を示す図である。
【図２９】本発明の高周波部品に用いるバンドパスフィルタの等価回路のさらに別の例を示す図である。
【図３０】本発明の高周波部品に用いるバンドパスフィルタの等価回路のさらに別の例を示す図である。
【図３１】本発明の高周波部品に用いる分波回路の等価回路の一例を示す図である。
【図３２】本発明の高周波部品に用いるバンドパスフィルタの等価回路のさらに別の例を示す図である。
【図３３】本発明の高周波部品に用いるバンドパスフィルタの等価回路のさらに別の例を示す図である
【図３４】図24の展開図における第8層の電極パターンの一部を示す図である。
【図３５】図24の展開図における第8層の電極パターンを示す図である。
【図３６】本発明の別の実施形態による高周波部品である積層モジュールの裏面における端子の配置を示す底面図である。
【図３７】本発明の別の実施形態による高周波部品である積層モジュールの裏面を示す底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
[1] 高周波回路
本発明の高周波回路は、少なくとも二つの無線通信システム（特にMIMO型）に使用可能である。この高周波回路は、一つの通信システム当たり複数の受信端子を備え、それぞれ別々のアンテナに独立に接続され、一つの通信システムの受信信号を複数の受信端子に同時に出力可能である。具体的には、本発明の高周波回路は、第1及び第2のアンテナ端子と、第1の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子と、第2の通信システム用の送信端子及び第1及び第2の受信端子と、共通端子と少なくとも第1及び第2の切り換え端子を有する第1及び第2のスイッチ回路とを有する。第1のアンテナ端子は第1のスイッチ回路の共通端子と接続し、第2のアンテナ端子は第2のスイッチ回路の共通端子と接続し、第1のスイッチ回路の第1の切り換え端子は第1の通信システム用の送信端子と接続し、第2のスイッチ回路の第1の切り換え端子は第2の通信システム用の送信端子と接続している。この構成により送信信号の損失を低減することができる。
【００２４】
本発明の高周波回路の具体的な構成を添付図面を参照して以下詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。各図において同様の機能を発揮する要素には同じ符号を付する。以下の実施形態を、第1の通信システムが2.5 GHz帯のWiMAX、第2の通信システムが第1の通信システムより周波数帯域が高周波側である3.5 GHz帯のWiMAX、及び第3の通信システムが第2の通信システムより高周波数帯域側の5 GHz帯のWiMAXである無線通信装置に用いるフロンドエンドモジュールの高周波回路を例にして説明するが、勿論上記通信システムの組合せ以外に、例えば2.4 GHz帯と5 GHz帯の無線LAN、WiMAXと無線LANとの組み合わせ等に対しても本発明の構成を用いることができる。また以下の実施形態をデュアルバンド又はトリプルバンドの例で説明するが、勿論限定的ではなく、本発明は広くマルチバンド通信に適用できる。さらにMIMO方式を1T2R（一送信二受信）型又は1T3R（一送信三受信）型の例で説明するが、一通信システム当たりの送信端子及び受信端子の数は限定的ではなく、送信端子及び受信端子の数がさらに多いMIMO方式にも本発明を使用可能である。
【００２５】
(1) 第1の実施形態
図1は、1T2R型のMIMO方式を用いたデュアルバンドの高周波回路の一例を示す。この高周波回路は、第1及び第2のアンテナ端子Ant1，Ant2と、第1の通信システム用の送信端子Tx_2.5G並びに第1の受信端子Rx_2.5G_1及び第2の受信端子Rx_2.5G_2と、第2の通信システム用の送信端子Tx_3.5G並びに第1の受信端子Rx_3.5G_1及び第2の受信端子Rx_3.5G_2と、それぞれ共通端子c並びに第1及び第2の切り換え端子1，2を有する第1及び第2のスイッチ回路SPDT1，SPDT2とを有する。第1及び第2のスイッチ回路SPDT1，SPDT2はそれぞれ単極双投（Single-Pole, Dual-Throw）型のスイッチ回路であるが、限定的ではなく、さらに切り換え端子を有するものでも良い。
【００２６】
第1のスイッチ回路SPDT1の共通端子cは第1のアンテナ端子Ant1に接続され、第1のスイッチ回路SPDT1の第1の切り換え端子1は第1の通信システム用の送信端子Tx_2.5Gに接続され、第1のスイッチ回路SPDT1の第2の切り換え端子2は第1の受信側分波回路DIP1を介して第1の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1及び第2の通信システム用の第1の受信端子Rx_3.5G_1に接続されている。第1のスイッチ回路SPDT1は、第1のアンテナ端子Ant1と送信経路及び受信経路との接続を切り換える。
【００２７】
第2のスイッチ回路SPDT2の共通端子cは第2のアンテナ端子Ant2に接続され、第2のスイッチ回路SPDT2の第1の切り換え端子1は第2の通信システム用の送信端子Tx_3.5Gに接続され、第2のスイッチ回路SPDT2の第2の切り換え端子2は第2の受信側分波回路DIP2を介して第1の通信システム用の第2の受信端子Rx_2.5G_2及び第2の通信システム用の第2の受信端子Rx_3.5G_2に接続されている。第2のスイッチ回路SPDT2は、第2のアンテナ端子Ant2と送信経路及び受信経路との接続を切り換える。
【００２８】
第1のスイッチ回路SPDT1の第1の切り換え端子1と第1の通信システム用の送信端子Tx_2.5Gとの間に、第1の切り換え端子1から順にローパスフィルタ回路LPF1、送信信号を増幅する高周波増幅回路PA1、及びバンドパスフィルタ回路BPF1が接続されている。バンドパスフィルタ回路BPF1は送信信号以外の不要な帯域のノイズが高周波増幅回路PA1に入力することを防ぎ、ローパスフィルタ回路LPF1は高周波増幅回路PA1で発生する高調波を抑制する。第2のスイッチ回路SPDT2の第1の切り換え端子1と第2の通信システム用の送信端子Tx_3.5Gとの間にも、第1の切り換え端子1から順にローパスフィルタ回路LPF2、送信信号を増幅する高周波増幅回路PA2、及びバンドパスフィルタ回路BPF2が接続されている。ローパスフィルタ回路LPF2及びバンドパスフィルタ回路BPF2の機能はそれぞれ、高周波増幅回路PA1の前後に接続されたローパスフィルタ回路LPF1及びバンドパスフィルタ回路BPF1の機能と同じである。図1に示すような高周波増幅回路PA1，PA2を有することにより高周波回路の高集積化を図ることができる。第1のスイッチ回路SPDT1の第1の切り換え端子1と第1の通信システム用の送信端子Tx_2.5Gとの間の構成、及び第2のスイッチ回路SPDT2の第1の切り換え端子1と第2の通信システム用の送信端子Tx_3.5Gとの間の構成は、必要な特性に応じて省略又は変更しても良い。
【００２９】
第1及び第2の受信側分波回路DIP1，DIP2の各々は、第1の通信システムの周波数帯域を通過帯域とし第2の通信システムの周波数帯域を阻止帯域とするローパスフィルタ部と、第1の通信システムの周波数帯域を阻止帯域とし第2の通信システムの周波数帯域を通過帯域とするハイパスフィルタ部とで構成されているダイプレクサである。第1の受信側分波回路DIP1のローパスフィルタ部と第1の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1との間に、DIP1から順にバンドパスフィルタ回路BPF4、及び第1の通信システムの受信信号を増幅する低雑音増幅器回路LNA1が接続されている。バンドパスフィルタ回路BPF4は、第2の通信システムの信号も含めた不要信号が低雑音増幅器回路LNA1に入力するのを防ぐ。また第1の受信側分波回路DIP1のハイパスフィルタ部と第2の通信システム用の第1の受信端子Rx_3.5G_1との間に、DIP1から順にバンドパスフィルタ回路BPF5、及び第2の通信システムの受信信号を増幅する低雑音増幅器回路LNA2が接続されている。バンドパスフィルタ回路BPF5は、第1の通信システムの信号も含めた不要信号が低雑音増幅器回路LNA2に入力するのを防ぐ。また第2の受信側分波回路DIP2のローパスフィルタ部と第1の通信システム用の第2の受信端子Rx_2.5G_2との間に、DIP2から順にバンドパスフィルタ回路BPF7及び低雑音増幅器回路LNA4が接続されており、第2の受信側分波回路DIP2のハイパスフィルタ部と第2の通信システム用の第2の受信端子Rx_3.5G_2との間に、DIP2から順にバンドパスフィルタ回路BPF8及び低雑音増幅器回路LNA5が接続されている。これらの回路の配置及び機能は、第1の受信側分波回路DIP1と第1の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1及び第2の通信システム用の第1の受信端子Rx_3.5G_1との間の回路のものと同じであるので、説明を省略する。図1に示すような低雑音増幅器回路LNA4，LNA5を有することにより高周波回路の高集積化を図ることができる。但し、上記各分波回路と各受信端子との間の構成は、必要な特性に応じて省略又は変更しても良い。
【００３０】
図1に示す実施形態では、第1の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1と第1の通信システム用の第2の受信端子Rx_2.5G_2とは別々のアンテナに独立に接続されているため、アンテナの切り換えを行うことなく、第1の通信システムの受信信号を同時に複数の受信端子に出力することができる。同様に、第2の通信システム用の第1の受信端子Rx_3.5G_1と第2の通信システム用の第2の受信端子Rx_3.5G_2とは別々のアンテナに独立に接続されているため、アンテナの切り換えを行うことなく、第2の通信システムの受信信号を同時に複数の受信端子に出力することができる。このようなMIMO方式の高周波回路を用いることにより、受信感度が向上する。さらに、図1に示す実施形態では、周波数帯域の異なる第1の通信システムの送信端子Tx_2.5Gと第2の通信システムの送信端子Tx_3.5Gとは別々のアンテナに独立に接続されているため、送信経路に分波回路を設ける必要がなく、もって分波回路に起因する送信信号の損失を回避することができる。
【００３１】
(2) 第2の実施形態
図2は、1T2R（一送信二受信）型のMIMO方式を用いたデュアルバンドの高周波回路の別の例を示す。この高周波回路は、第1のスイッチ回路SPDT1の第2の切り換え端子2と第1の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1及び第2の通信システム用の第1の受信端子Rx_3.5G_1との間の構成、並びに第2のスイッチ回路SPDT2の第2の切り換え端子2と第1の通信システム用の第2の受信端子Rx_2.5G_2及び第2の通信システム用の第2の受信端子Rx_3.5G_2との間の構成において、第1の実施形態の高周波回路と異なる。具体的には、図2に示す高周波回路では、第1のスイッチ回路SPDT1の第2の切り換え端子2と第1の受信側分波回路DIP1との間に低雑音増幅器回路LNA11が接続され、第2のスイッチ回路SPDT2の第2の切り換え端子2と第2の受信側分波回路DIP2との間に低雑音増幅器回路LNA12が接続されている。その他の構成は第1の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００３２】
図2に示す構成では、各受信側分波回路のアンテナ端子側に接続された低雑音増幅器回路を第1及び第2の通信システムで共用しているので、必要な低雑音増幅器回路の数が低減され、高周波回路及び高周波部品が小型化される。図2に示す実施形態では、第1の通信システムの信号と第2の通信システムの信号を増幅できる広帯域な低雑音増幅器回路を用いる。低雑音増幅器回路LNA11の入力側（例えば、第1のスイッチ回路SPDT1と低雑音増幅器回路LNA11の間）に、低周波側の不要信号を阻止するためにハイパスフィルタ回路を配置しても良い。ハイパスフィルタ回路はバンドパスフィルタ回路より挿入損失が少ないため、低雑音増幅回路の入力側に配置するフィルタとして好ましい。また第1及び第2の受信側分波回路DIP1，DIP2の代わりに単極双投型のスイッチ回路を設けても良い。その場合、スイッチ回路の共通端子を低雑音増幅回路側にし、各切り換え端子を各受信端子側にすれば良い。
【００３３】
(3) 第3の実施形態
図3は、1T2R（一送信二受信）型のMIMO方式を用いたデュアルバンドの高周波回路のさらに別の例を示す。この高周波回路では、第1及び第2のスイッチ回路SP3T1，SP3T2が各々共通端子と第1〜第3の切り換え端子1〜3を有する単極3投（Single-Pole, Triple-Throw）型であり、第1のスイッチ回路SP3T1の第2及び第3の切り換え端子2，3はそれぞれ第1の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1及び第2の通信システム用の第1の受信端子Rx_3.5G_1に接続され、第2のスイッチ回路SP3T2の第2及び第3の切り換え端子2，3はそれぞれ第1の通信システム用の第2の受信端子Rx_2.5G_2及び第2の通信システム用の第2の受信端子Rx_3.5G_2に接続されている。すなわち、第1の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1及び第2の通信システム用の第1の受信端子Rx_3.5G_1は分波回路を介さずに第1のスイッチ回路SP3T1に接続され、第1の通信システム用の第2の受信端子Rx_2.5G_2及び第2の通信システム用の第2の受信端子Rx_3.5G_2も分波回路を介さず第2のスイッチ回路SP3T2に接続されている。第1の通信システムの受信側経路と第2の通信システムの受信側経路の分岐は、第1及び第2の第1のスイッチ回路SP3T1，SP3T2の各々の切り換え動作により行う。これらの構成以外、第3の実施形態の高周波回路は第1の実施形態の高周波回路と同じであるので、説明を省略する。
【００３４】
第3の実施形態では、各スイッチ回路SP3T1，SP3T2の三つの切り換え端子のうち、一つの切り換え端子1は送信側経路に接続され、二つの切り換え端子2，3は二つの受信側経路の切り換えに用いられる。周波数帯域の異なる第1の通信システムの送信端子Tx_2.5Gと第2の通信システムの送信端子Tx_3.5Gは別々のアンテナに独立に接続されているため、送信経路に分波回路を設ける必要がない。従って、分波回路に起因する送信信号の損失を回避できる。また受信側経路にも分波回路が必要ないため、受信信号の損失も低減できる。
【００３５】
(4) 第4の実施形態
図4は、1T2R（一送信二受信）型のMIMO方式を用いたトリプルバンドの高周波回路の一例を示す。この高周波回路は、図1等に示す第1及び第2の通信システムの送受信に加えて、第3の通信システムの送受信も行うことができる。すなわち、図1に示す構成に加えて、第3の通信システム用の送信端子Tx_5G並びに第1及び第2の受信端子Rx_5G_1，Rx_5G_2を有する。また第2のスイッチ回路として第3の切り換え端子3を備えた単極3投型のスイッチ回路SP3T3を有する。さらに第1及び第2の受信側分波回路Trip1，Trip2は、ダイプレクサの代りにトリプレクサを用いている。第3の通信システム用の第1の受信端子Rx_5G_1は、第1の受信側分波回路Trip1を介して第1のスイッチ回路SPDT1の第2の切り換え端子2に接続され、第3の通信システム用の第2の受信端子Rx_5G_2は、第2の受信側分波回路Trip2を介して第2のスイッチ回路SP3T3の第2の切り換え端子2に接続されている。第3の通信システムの送信端子Tx_5Gは、第2のスイッチ回路SP3T3の第3の切り換え端子3に接続されている。第1〜第3の通信システムの第1の受信端子Rx_2.5G_1，Rx_3.5G_1，Rx_5G_1はトリプレクサである第1の受信側分波回路Trip1及び第1のスイッチ回路SPDT1を介して第1のアンテナ端子Ant1に接続され、第1〜第3の通信システムの第2の受信端子Rx_2.5G_2，Rx_3.5G_2，Rx_5G_2はトリプレクサである第2の受信側分波回路Trip2及び第2のスイッチ回路SP3T3を介して第2のアンテナ端子Ant2に接続されている。第2のスイッチ回路SP3T3の三つの切り換え端子のうち、一つの切り換え端子は受信側経路に接続され、二つの切り換え端子は送信側経路の切り換えに用いられる。このように第1〜第3の通信システムの第1の受信端子群Rx_2.5G_1，Rx_3.5G_1，Rx_5G_1及び第2の受信端子群Rx_2.5G_2，Rx_3.5G_2，Rx_5G_2は別々のアンテナAnt1，Ant2に独立に接続されているので、アンテナの切り換えを行うことなく各通信システムの受信信号を同時に複数の受信端子に出力することができる。また、第1及び第2の通信システムの送信端子Tx_2.5G，Tx_3.5Gと同様に、第3の通信システムの送信端子Tx_5Gも分波回路を介さずに第2のアンテナ端子Ant2に接続されているので、第3の通信システムでも分波回路に起因する送信信号の損失を回避することができる。
【００３６】
第1及び第2の受信側分波回路Trip1，Trip2に用いるトリプレクサは、それぞれ第1の通信システムの周波数帯域を通過帯域とし第2及び第3の通信システムの周波数帯域を阻止帯域とするローパスフィルタ部と、第2の通信システムの周波数帯域を通過帯域とし第1及び第3の通信システムの周波数帯域を阻止帯域とするバンドパスフィルタ部と、第3の通信システムの周波数帯域を通過帯域とし第1及び第2の通信システムの周波数帯域を阻止帯域とするハイパスフィルタ部とで構成されている。なお、トリプレクサの構成は上記のものに限定されず、例えば第1〜第3の通信システムの各々の周波数帯域を通過帯域とする三つのバンドパスフィルタ部で構成しても良い。
【００３７】
図4に示す構成では、第1の受信側分波回路Trip1のハイパスフィルタ部と第3の通信システム用の第1の受信端子Rx_5G_1との間に、Trip1から順にバンドパスフィルタ回路BPF6、及び第3の通信システムの受信信号を増幅する低雑音増幅器回路LNA3が接続されている。同様に、第2の受信側分波回路Trip2のハイパスフィルタ部と第3の通信システム用の第2の受信端子Rx_5G_2との間に、Trip2から順にバンドパスフィルタ回路BPF9、及び第3の通信システムの受信信号を増幅する低雑音増幅器回路LNA6が接続されている。上記以外の第1及び第2の通信システムの構成は図1に示すものと同じであるので、説明を省略する。なお、第1の通信システムの送信端子Tx_2.5Gの代りに、第2の通信システムの送信端子Tx_3.5G又は第3の通信システムの送信端子Tx_5Gを第1のスイッチ回路SPDT1の第1の切り換え端子に接続しても良い。その場合、残りの二つの送信端子を第2のスイッチ回路SP3T3に接続すれば良い。第1の分波回路Trip1及び／又は第2の分波回路Trip2の代りに単極3投型スイッチ回路を用いても良い。その場合、単極3投型スイッチ回路の三つの切り換え端子に第1〜第3の通信システム用の各受信端子を接続すれば良い。
【００３８】
(5) 第5の実施形態
図5は、1T2R（一送信二受信）型のMIMO方式を用いたトリプルバンドの高周波回路の他の例を示す。この高周波回路は、第1のスイッチ回路SPDT1の第2の切り換え端子2と第1〜第3の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1，Rx_3.5G_1，Rx_5G_1との間の低雑音増幅回路LNA1，LNA2，LNA3を第1のスイッチ回路SPDT1の第2の切り換え端子2と第1の受信側分波回路Trip1との間の一つの低雑音増幅回路LNA21に置換し、第2のスイッチ回路SP3T3の第2の切り換え端子2と第1〜第3の通信システム用の第2の受信端子Rx_2.5G_2，Rx_3.5G_2，Rx_5G_2との間の低雑音増幅回路LNA4，LNA5，LNA6を第2のスイッチ回路SP3T3の第2の切り換え端子2と第2の受信側分波回路Trip2との間の一つの低雑音増幅回路LNA22に置換した点で、図4に示す第4の実施形態の高周波回路と異なる。その他の構成は第4の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００３９】
図5に示す構成では、一つの低雑音増幅器回路が受信側分波回路のアンテナ端子側に接続され、第1〜第3の通信システムで共用されているので、低雑音増幅器回路の必要数が低減し、高周波回路及び高周波部品は小型化される。第5の実施形態では、第1〜第3の通信システムの信号を増幅できる広帯域な低雑音増幅器回路を用いる。また、低雑音増幅回路LNA21の入力側（例えば、第1のスイッチ回路SPDT1と低雑音増幅回路LNA21の間）に、低周波側の不要信号を阻止するためにハイパスフィルタ回路を配置しても良い。ハイパスフィルタ回路はバンドパスフィルタ回路より挿入損失が少ないため、低雑音増幅回路の入力側に配置するフィルタとして好ましい。
【００４０】
第1〜第3の通信システムのうち一つの送信信号の損失が抑制できれば良い場合、例えば図6に示す構成を採用することができる。この構成は、第2の通信システムの送信端子Tx_3.5G及び第3の通信システムの送信端子Tx_5Gを、ダイプレクサである分波回路DIP4を介して単極双投型の第2のスイッチ回路SPDT2の第1の切り換え端子に接続したものであり、それ以外の点は図4に示すものと同じである。このような構成でも、第1の通信システムの送信信号の損失を抑制することができる。図6に示す構成は、第1の通信システムの送信信号の損失の抑制が他の通信システムのそれに比べて重要な場合に好適である。
【００４１】
図6に示す低雑音増幅器回路の配置を図7に示す配置に変更することもできる。図7に示す高周波回路は、第1のスイッチ回路SPDT1の第2の切り換え端子2と第1〜第3の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1，Rx_3.5G_1，Rx_5G_1との間の低雑音増幅回路LNA1，LNA2，LNA3を第1のスイッチ回路SPDT1の第2の切り換え端子2と第1の受信側分波回路Trip1との間の一つの低雑音増幅回路LNA21に置換し、第2のスイッチ回路SP3T3の第2の切り換え端子2と第1〜第3の通信システム用の第2の受信端子Rx_2.5G_2，Rx_3.5G_2，Rx_5G_2との間の低雑音増幅回路LNA4，LNA5，LNA6を第2のスイッチ回路SP3T3の第2の切り換え端子2と第2の受信側分波回路Trip2との間の一つの低雑音増幅回路LNA22に置換した点で、図6に示す高周波回路と異なる。その他の構成は図6に示す高周波回路と同じであるので、説明を省略する。このような低雑音増幅器回路の配置による効果も図6に示す実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００４２】
図8は受信側の接続関係の変更例を示す。図8に示す構成は、受信側分波回路にトリプレクサの代わりにダイプレクサを用いるとともに、第1及び第2のスイッチ回路として単極双投型のスイッチ回路の代わりに単極3投型のスイッチ回路を用いている点で、図6に示す構成と異なる。単極3投型の第1のスイッチ回路SP3T1の第3の切り換え端子3には第1の通信システムの第1の受信端子Rx_2.5G_1が接続され、第2の切り換え端子2には、第1の受信側分波回路DIP1を介して第2の通信システムの第1の受信端子Rx_3.5G_1及び第3の通信システムの第1の受信端子Rx_5G_1が接続されている。同様に、単極3投型の第2のスイッチ回路SP3T2の第3の切り換え端子3には第1の通信システムの第2の受信端子Rx_2.5G_2が接続され、第2の切り換え端子2には、第2の受信側分波回路DIP2を介して第2の通信システムの第2の受信端子Rx_3.5G_2及び第3の通信システムの第2の受信端子Rx_5G_2が接続されている。すなわち、三つの通信システムのうち、二つの通信システムの受信端子をダイプレクサに接続し、残りの一つの通信システムの受信端子をダイプレクサ（分波回路）を介さずにスイッチ回路に接続している。この構成により、ダイプレクサ（分波回路）を介さずにスイッチ回路に接続した通信システムの受信信号の損失を低減することができる。なお、ダイプレクサ（分波回路）を介さずにスイッチ回路に接続する受信端子を、第1の通信システムの受信端子の代りに、第2の通信システム又は第3の通信システムの受信端子にしても良い。その他の構成は図6に示す構成と同じである。
【００４３】
(6) 第6の実施形態
図9は、1T3R（一送信三受信）型のMIMO方式を用いたデュアルバンドの高周波回路の一例を示す。この高周波回路は、図1に示す構成に第3のアンテナ端子Ant3、第1の通信システム用の第3の受信端子Rx_2.5G_3、及び第2の通信システム用の第3の受信端子Rx_3.5G_3を加えたものであり、第1の通信システム用の第3の受信端子Rx_2.5G_3及び第2の通信システム用の第3の受信端子Rx_3.5G_3は第3の受信側分波回路DIP3を介して第3のアンテナ端子に接続されている。第3の受信側分波回路DIP3のローパスフィルタ部と第1の通信システム用の第3の受信端子Rx_2.5G_3の間に、DIP3から順にバンドパスフィルタ回路BPF10及び低雑音増幅器回路LNA7が接続されており、第3の受信側分波回路DIP3のハイパスフィルタ部と第2の通信システム用の第3の受信端子Rx_3.5G_3の間に、DIP3から順にバンドパスフィルタ回路BPF11及び低雑音増幅器回路LNA8が接続されている。第1及び第2の通信システムの各々に対して別々のアンテナ端子に接続される三つの受信端子が設けられているので、アンテナの切り換えを行うことなく、第1及び第2の通信システムの受信信号を同時に三つの受信端子に出力することができる。このようなMIMO方式の高周波回路により受信感度はいっそう向上する。
【００４４】
図9に示す実施形態では、第3のアンテナ端子Ant3と第3の受信側分波回路DIP3との間に配置された単極双投型の第3のスイッチ回路SPDT3は、第3のアンテナ端子Ant3に接続された共通端子cと、第3の受信側分波回路DIP3に接続された第2の切り換え端子2と、終端抵抗を介して接地した第1の切り換え端子1とを有し、第3のアンテナ端子Ant3と第3の受信側分波回路DIP3との接続を制御している。このような第3のスイッチ回路SPDT3は省略しても良いし、他の構成のスイッチ回路に変更しても良い。また第3の受信側分波回路DIP3の代りに単極双投型のスイッチ回路を接続して、第1の通信システム用の第3の受信端子Rx_2.5G_3と第2の通信システム用の第3の受信端子Rx_3.5G_3の切り換えを行っても良い。
【００４５】
(7) 第7の実施形態
図10は、図9に示す高周波回路における各スイッチ回路と各受信側分波回路との間に第2の実施形態と同様に第1及び第2の通信システムで共用する低雑音増幅器回路を接続した構成を示す。具体的には、第1のスイッチ回路SPDT1の第2の切り換え端子2と第1の受信側分波回路DIP1との間に低雑音増幅器回路LNA11が接続され、第2のスイッチ回路SPDT2の第2の切り換え端子2と第2の受信側分波回路DIP2との間に低雑音増幅器回路LNA12が接続され、第3のスイッチ回路SPDT3の第2の切り換え端子2と第3の受信側分波回路DIP3との間に低雑音増幅器回路LNA13が接続されている。このように低雑音増幅回路を受信側分波回路のアンテナ端子側に配置することにより、必要な低雑音増幅器回路の数は低減し、高周波回路及び高周波部品は小型化される。この場合、1T3R型のMIMO方式を採用するのは、受信経路が増えるので特に有効である。
【００４６】
(8) 第8の実施形態
図11は、第6の実施形態と同様に1T3R型のMIMO方式の通信に使用可能なトリプルバンドの高周波回路の一例を示す。この高周波回路は、第1及び第2のアンテナ端子Ant1，Ant2に接続した第1及び第2の信号経路と、第3のアンテナ端子Ant3に接続した第3の信号経路とを有する。第1及び第2の信号経路は各々図4に示す第1のアンテナ端子Ant1に接続した信号経路と同じ構成を有し、第3の信号経路は、第3のアンテナ端子Ant3に接続した第3のスイッチ回路SPDT3を有する。第3のスイッチ回路SPDT3の第1の切り換え端子1と第3の通信システム用の送信端子Tx_5Gとの間には、SPDT3から順にローパスフィルタ回路LPF3、高周波増幅回路PA3、及びバンドパスフィルタ回路BPF3が接続されている。第3のスイッチ回路SPDT3の第2の切り換え端子2に第3の受信側分波回路Trip3が接続されており、第3の受信側分波回路Trip3のローパスフィルタ部と第1の通信システム用の第3の受信端子Rx_2.5G_3との間に、Trip3から順にバンドパスフィルタ回路BPF10及び低雑音増幅器回路LNA7が接続されており、第3の受信側分波回路Trip3のバンドパスフィルタ部と第2の通信システム用の第3の受信端子Rx_3.5G_3との間に、Trip3から順にバンドパスフィルタ回路BPF11及び低雑音増幅器回路LNA8が接続されており、第3の受信側分波回路Trip3のハイパスフィルタ部と第3の通信システム用の第3の受信端子Rx_5G_3との間に、Trip3から順にバンドパスフィルタ回路BPF12及び低雑音増幅器回路LNA9が接続されている。
【００４７】
第8の実施形態では、第1〜第3の通信システムの各々に対して、別々のアンテナ端子に接続される三つの受信端子が設けられており、アンテナの切り換えを行うことなく、第1〜第3の通信システムの受信信号を同時に三つの受信端子に出力することができる。このようなMIMO方式の高周波回路を用いることにより、受信感度がいっそう向上する。また第1〜第3の通信システムの送信端子は分波回路を介さずに別々のアンテナに独立に接続されているため、各通信システムとも送信信号の損失を低減することができる。
【００４８】
(9) 第9の実施形態
図12は、1T3R型のMIMO方式を用いたトリプルバンドの高周波回路の一例を示す。この高周波回路は、第1のスイッチ回路SPDT1の第2の切り換え端子2と第1〜第3の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1，Rx_3.5G_1，Rx_5G_1との間の低雑音増幅回路LNA1，LNA2，LNA3を第1のスイッチ回路SPDT1の第2の切り換え端子2と第1の受信側分波回路Trip1との間の一つの低雑音増幅回路LNA21に置換し、第2のスイッチ回路SP3T2の第2の切り換え端子2と第1〜第3の通信システム用の第2の受信端子Rx_2.5G_2，Rx_3.5G_2，Rx_5G_2との間の低雑音増幅回路LNA4，LNA5，LNA6を第2のスイッチ回路SP3T2の第2の切り換え端子2と第2の受信側分波回路Trip2との間の一つの低雑音増幅回路LNA22に置換し、第3のスイッチ回路SP3T3の第2の切り換え端子2と第1〜第3の通信システム用の第3の受信端子Rx_2.5G_3，Rx_3.5G_3，Rx_5G_3との間の低雑音増幅回路LNA7，LNA8，LNA9を第3のスイッチ回路SP3T3の第2の切り換え端子2と第3の受信側分波回路Trip3との間の一つの低雑音増幅回路LNA23に置換した点で、図11に示す第8の実施形態の高周波回路と異なる。このように低雑音増幅回路を受信側分波回路のアンテナ端子側に配置することにより、必要な低雑音増幅器回路の数が低減し、高周波回路及び高周波部品の小型化が図られる。この場合、1T3R型のMIMO方式を採用するのは、受信経路が大幅に増えるため、特に有効である。その他の構成は第8の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００４９】
第1〜第3の通信システムのうちの一つの通信システムの送信信号の損失が抑制できれば良い場合、例えば図13に示す構成を採用することことができる。この構成は、図11に示す回路のうち、送信端子の接続を変更したものである。第2の通信システムの送信端子Tx_3.5G及び第3の通信システムの送信端子Tx_5Gはともに、分波回路DIP4を介して第2のスイッチ回路SPDT2の第1の切り換え端子1に接続されている。また第3のスイッチ回路SPDT3の第1の切り換え端子1は終端抵抗を介して接地されている。この構成により、第1の通信システムの送信信号の損失を抑制することができる。従って、図13に示す構成は、第1の通信システムの送信信号の損失の抑制が他の通信システムのそれに比べて重要な場合に好適である。なお、送信端子の接続の変更以外は既に示した実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００５０】
(10) 第10の実施形態
図14は、図1に示す高周波回路において各低雑音増幅器回路と各受信端子との間に、所望の通信帯域外の不要な信号を除去するバンドパスフィルタ回路を設けた高周波回路の一例を示す。図1に示す実施形態では第1の通信システムを2.5 GHz帯のWiMAXとしているが、例えば2.4 GHz帯及び2.5 GHz帯を含む広帯域のバンドパスフィルタ回路を用いることにより、第1の通信システムの経路を2.4 GHz帯及び2.5 GHz帯に共用することができる。なお2.4 GHz帯の帯域幅は2.3〜2.4 GHzであり、2.5 GHz帯の帯域幅は2.5〜2.7 GHzである。図14では、2.4 GHz帯及び2.5 GHz帯に共用可能な端子として、第1の通信システム用の送信端子をTx_2.5G(2.4G)、第1の通信システム用の第1の受信端子をRx_2.5G(2.4G)_1、及び第1の通信システム用の第2の受信端子をRx_2.5G(2.4G)_2と表記する。
【００５１】
(11) 第11の実施形態
図15は、近接する二つの通信周波数帯域で兼用可能な高周波回路の別の例を示す。図15に示す高周波回路が図14に示すものと異なる点は、第1の通信システムの経路における高周波増幅回路と送信端子との間及び低雑音増幅器回路と受信端子との間の構成である。図15に示す高周波回路は、(a) 第1の通信システム用の送信端子に接続する経路における高周波増幅回路PA1に共通端子が接続された第1の分岐回路SPDT4、及び送信端子Tx_2.5G(2.4G)に共通端子が接続された第2の分岐回路SPDT5と、(b) 第1の通信システム用の第1の受信端子に接続する経路における第1の低雑音増幅器回路LNA1に共通端子が接続された第3の分岐回路SPDT6、及び第1の受信端子Rx_2.5G(2.4G)_1に共通端子が接続された第4の分岐回路SPDT7と、(c) 第1の通信システム用の第2の受信端子に接続する経路における第2の低雑音増幅器回路LNA4に共通端子が接続された第5の分岐回路SPDT8、及び第2の受信端子Rx_2.5G(2.4G)_2に共通端子が接続された第6の分岐回路SPDT9とを有する。
【００５２】
第1の分岐回路SPDT4の第1の分岐端子と第2の分岐回路SPDT5の第1の分岐端子との間及び第1の分岐回路SPDT4の第2の分岐端子と第2の分岐回路SPDT5の第2の分岐端子との間に、それぞれバンドパスフィルタ回路BPF17，BPF18が接続されている。同様に、第3の分岐回路SPDT6の第1の分岐端子と第4の分岐回路SPDT7の第1の分岐端子との間及び第3の分岐回路SPDT6の第2の分岐端子と第4の分岐回路SPDT7の第2の分岐端子との間に、それぞれバンドパスフィルタ回路BPF19，BPF20が接続されている。また、第5の分岐回路SPDT8の第1の分岐端子と第6の分岐回路SPDT9の第1の分岐端子との間及び第5の分岐回路SPDT8の第2の分岐端子と第6の分岐回路SPDT9の第2の分岐端子との間に、それぞれバンドパスフィルタ回路BPF21，BPF22が接続されている。分岐された各経路の一方に配置されたバンドパスフィルタ回路BPF17，BPF19，BPF21は、近接した通信周波数帯域の一方（2.4 GHz）の信号を通過させ、帯域外の信号を減衰させる。また分岐された各経路の他方に配置されたバンドパスフィルタ回路BPF18，BPF20，BPF22は、近接した通信周波数帯域の他方（2.5 GHz）の信号を通過させ、帯域外の信号を減衰させる。2.3〜2.7 GHzの信号を通過させるバンドパスフィルタの場合、携帯電話で使用される2.11〜2.17 GHzの周波数帯域の信号を減衰させるのが難しいが、2.3〜2.4 GHz帯のバンドパスフィルタ及び2.5〜2.7 GHz帯のバンドパスフィルタを配置すると、2.11〜2.17 GHz帯で少ない損失で所望の減衰特性を得るのが容易である。送信端子Tx_2.5G(2.4G)及び第1及び第2の受信端子Rx_2.5G(2.4G)_1，Rx_2.5G(2.4G)_2は2.4 GHz帯及び2.5 GHz帯の通信帯域に兼用される。この構成により、第1の通信システムの経路及び端子を100 MHz以内で近接する二つの通信周波数帯域（例えば、2.4 GHz帯及び2.5 GHz帯）で兼用することができる。
【００５３】
図15に示す実施形態では分岐回路としてSPDT型のスイッチ回路を用い、バンドパスフィルタの前後のスイッチ回路を同期させて経路の切り換えを行っているが、分岐回路はスイッチ回路に限定されない。例えば、(a) 分岐された経路の一方に、近接した通信周波数帯域のうち一方の周波数帯域（2.4 GHz）の信号を通過させ、他方の周波数帯域（2.5 GHz）の信号を減衰させるバンドパスフィルタ回路を配置するとともに、その前段又は後段に位相線路を設け、位相線路の長さを、前記バンドパスフィルタ回路と前記位相線路により構成される回路の入力側のインピーダンスが他方の周波数帯域でほぼ開放となるように設定し、(b) 分岐された経路の他方に、近接した通信周波数帯域のうち一方の周波数帯域（2.4 GHz）の信号を減衰させ、他方の周波数帯域（2.5 GHz）の信号を通過させるバンドパスフィルタ回路を配置するとともに、その前段又は後段に位相線路を設け、位相線路の長さを、前記バンドパスフィルタ回路と前記位相線路により構成される回路の入力側のインピーダンスが一方の周波数帯域でほぼ開放となるように設定する。この場合、バンドパスフィルタ回路の前後の分岐回路の代わりに、単純な線路の分岐又は単純な線路の分岐と位相線路との組合せ回路を用いる。
【００５４】
(12) 第12の実施形態
2.4 GHz帯及び2.5 GHz帯に兼用できる別の例として、図16に示す高周波回路を用いることもできる。この高周波回路は、図15に示す高周波回路における第4及び第6の分岐回路SPDT7，SPDT9を省略して、第1及び第2の受信端子Rx_2.5G(2.4G)_1，Rx_2.5G(2.4G)_をそれぞれ二つの受信端子Rx_2.4G_1，Rx_2.5G_1、及びRx_2.4G_2、Rx_2.5G_2としている。
【００５５】
(13) 第13の実施形態
図15に示す部分分岐経路の代りに図17に示す可変バンドパスフィルタ回路TNBPF1，TNBPF2，TNBPF3を用い、各々の通過帯域を近接する2.4 GHz帯及び2.5 GHz帯で切り換えることにより、図15に示す実施形態と同様に、第1の通信システムの経路及び端子を近接する二つの通信周波数帯域で兼用することができる。可変バンドパスフィルタ回路は、例えば図18(a) 及び図18(b) に示す構成を有する。
【００５６】
図18(a) に示す可変バンドパスフィルタは入出力ポートP4，P5間にインダクタンス素子及びキャパシタンス素子からなる複数の共振器を備えており、バンドパスフィルタを構成するキャパシタンス素子cb3，cb6はダイオードD0を介してグランドに接続されている。キャパシタンス素子cb3，cb6のグランド側の接続部とダイオードD0の間に、ダイオードD0のON／OFFを制御する電源端子VCが抵抗素子Rb0を介して接続されている。電源端子VCの電圧が0 Vで、ダイオードD0がOFF状態の場合、ダイオードD0のOFF時の容量が小さいため、バンドパスフィルタの通過帯域周波数はインダクタンス素子lb1とキャパシタンス素子cb2の並列共振周波数及びインダクタンス素子lb2とキャパシタンス素子cb4の並列共振周波数で決定される。また電源端子VCから3 Vの電圧が印加されてダイオードD0がON状態の場合、ダイオードD0はほぼショートの状態となるため、バンドパスフィルタの通過帯域周波数はインダクタンス素子lb1とキャパシタンス素子cb2，cb3の並列共振周波数及びインダクタンス素子lb2とキャパシタンス素子cb4，cb6の並列共振周波数で決定される。そのため、ダイオードD0のON状態及びOFF状態で通過帯域周波数を決める容量値が変わり、その結果通過帯域周波数が変わる。ダイオードD0がON状態の方が容量値が大きくなるため、通過帯域周波数は低くなる。
【００５７】
図18(b) に示す可変バンドパスフィルタは、キャパシタンス素子cb3とグランドの間にダイオードD1が接続され、キャパシタンス素子cb6とグランドの間にダイオードD2が接続された回路である。キャパシタンス素子cb3とダイオードD1の間及びキャパシタンス素子cb6とダイオードD2の間にそれぞれ、抵抗素子Rb1，Rb2を介して、ダイオードD1，D2のON／OFFを制御するための電源端子VCが接続される。図18(a) と比較すると、キャパシタンス素子cb3とcb6の間に、抵抗素子Rb1，Rb2が接続されているため、キャパシタンス素子cb3とキャパシタンス素子cb6の間のアイソレーションを大きくすることができる。その他の動作は図18(a) の回路と同じであるので、説明を省略する。ダイオードは、他のスイッチング手段、例えば電界効果トランジスタ型スイッチ又はMEMS型スイッチに変更しても良い。可変バンドパスフィルタは上記構成のものに限定されず、他の回路構成でも良い。
【００５８】
2.5 GHzと同様に3.5 GHz帯でも通過帯域の広帯域化が必要な場合、第2の通信システムの送信用バンドパスフィルタBPF2及び受信用バンドパスフィルタBPF14，BPF16にも、図14〜図17に示す実施形態を適用可能である。また近接する二つの通信周波数帯域に兼用する図14〜図17に示す構成は、説明した実施形態以外の実施形態に対しても使用可能である。
【００５９】
必要とされる機能及び特性に応じて、本発明の高周波回路に適宜回路素子を付加することができる。例えば、図14に示す高周波回路において、(a) 第1のアンテナ端子Ant1と第1のスイッチ回路SPDT1との間及び第2のアンテナ端子Ant2と第2のスイッチ回路SPDT2との間にそれぞれ静電破壊防止用のハイパスフィルタHPF1，HPF2を配置し、(b) 第1の通信システムを2.5 GHz帯のWiMAX、第2の通信システムを3.5 GHz帯のWiMAXとして、第1の通信システム用の送信端子Tx_2.5G及び第1及び第2の受信端子Rx_2.5G_1，Rx_2.5G_2、及び第2の通信システム用の送信端子Tx_3.5G及び第1及び第2の受信端子Rx_3.5G_1，Rx_3.5G_2にそれぞれ平衡−不平衡変換回路BAL1〜6を接続し、これらの端子を平衡端子とすることにより、図19に示す高周波回路とすることができる。また図14に示す高周波回路における各高周波増幅回路PA1，PA2と各スイッチ回路SPDT1，SPDT2との間に、例えば図20に示す出力整合回路及びローパスフィルタ回路を配置することができる。図20において、loa1〜loa4及びloa6はインダクタンス素子を示し、coa1及びcoa2はキャパシタンス素子を示す。
【００６０】
図19に示す高周波回路における各高周波増幅回路PA1，PA2と各スイッチ回路SPDT1，SPDT2との間に、例えば図21に示す出力整合回路を配置することができる。高周波増幅回路の電源Vccに接続された線路に、インダクタンス素子loa5及びシャントキャパシタンス素子coa3からなる共振回路を接続し、高調波を抑制する。この構成により、高周波増幅器とスイッチ回路との間にローパスフィルタ回路を設ける必要がなくなり、出力ロスを低減できる。図示は省略するが、高周波増幅回路PA1，PA2及び低雑音増幅器回路LNA1，LNA2，LNA3，LNA4に、過大な信号が入力された場合の飽和を回避するためのバイパス回路を付加しても良い。
【００６１】
[2] 高周波部品
本発明の高周波回路を有する高周波部品は、積層体（セラミック積層基板）により構成するのが好ましい。図22は図2に示す高周波回路を有する高周波部品の一例を示す。セラミック積層基板は、例えば1000℃以下の低温で焼結可能なセラミック誘電体材料LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramics）からなる厚さ10〜200μmの各グリーンシートに、Ag、Cu等の低抵抗率の導電ペーストにより所定の電極パターンを印刷し、得られた電極パターン付きグリーンシートを一体的に積層し、焼結することにより製造することができる。セラミック誘電体材料として、例えば(a) Al、Si及びSrを主成分とし、Ti、Bi、Cu、Mｎ、Na及びＫを副成分とする材料、(b) Al、Si及びSrを主成分とし、Ca、Pb、Na及びＫを副成分とする材料、(c) Al、Mg、Si及びGdを含む材料、及び(d) Al、Si、Zr及びMgを含む材料で、5〜15程度の誘電率を有するものが好ましい。またHTCC（高温同時焼成セラミック）技術を用いて、Al2O3を主体とするセラミック誘電体材料からなるグリーンシートと、タングステン、モリブデン等の高温で焼結可能な金属からなる伝送線路等とにより、セラミック積層基板を製造しても良い。さらに、セラミック誘電体材料の他に、樹脂又は樹脂とセラミック誘電体粉末との複合材料を用いることも可能である。
【００６２】
セラミック積層基板の各層には、インダクタンス素子用、キャパシタンス素子ンス素子用、配線ライン用、及びグランド電極用のパターン電極が適宜構成されて、層間にはビアホール電極が形成されて、所望の回路が構成される。主に、LC回路で構成可能な回路部分が構成される。ここでは、バンドパスフィルタ回路、ローパスフィルタ回路、ハイパスフィルタ回路を主にセラミック多層基板の内部に構成する。又、各回路の一部の素子は、セラミック多層基板の上面に搭載したチップ素子を用いても良い。
【００６３】
セラミック積層基板に、スイッチ回路、高周波増幅回路及び低雑音増幅器回路に用いる半導体素子、チップコンデンサ、チップ抵抗、チップインダクタ等の素子を搭載する。スイッチ回路としてGaAs FET等の電界効果トランジスタを用いたスイッチ回路や、ダイオードスイッチ回路が挙げられるが、電界効果トランジスタを用いたスイッチ回路を用いれば高周波部品（高周波モジュール）の小型化が図れる。搭載素子は、ワイヤボンダ、LGA、BGA等によりセラミック積層基板に接続する。勿論、セラミック積層基板の搭載部品及び内蔵素子は所定の高周波回路になるように接続する。セラミック積層基板の裏面に、高周波回路の送信端子、受信端子、アンテナ端子、増幅回路の電源端子等を設ける。図22では、高周波部品の上面に、高周波増幅回路、低雑音増幅器回路及びスイッチ回路を構成するICチップがワイヤボンドで接続されている。低雑音増幅器回路を第1及び第2の通信システムで共用することにより、使用する低雑音増幅器回路の数及び実装面積を減らし、図22に示すように高周波部品を小型化できる。
【００６４】
図23〜図26は、図19に示す高周波回路を有する高周波部品（積層モジュール）を構成する各基板上の導体パターンの配置を示す。この実施形態では、第1の通信システム用の送信端子Tx_2.5Gと高周波増幅回路PA1との間、第1の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1と低雑音増幅器回路LNA1との間、第1の通信システム用の第2の受信端子Rx_2.5G_2と低雑音増幅器回路LNA4との間、第2の通信システム用の送信端子Tx_3.5Gと高周波増幅回路PA2との間、第2の通信システム用の第1の受信端子Rx_3.5G_1と低雑音増幅器回路LNA2との間、及び第2の通信システム用の第2の受信端子Rx_3.5G_2と低雑音増幅器回路LNA5との間に、それぞれバンドパスフィルタ回路BPF1，BPF13，BPF15，BPF2，BPF14，BPF16が接続されている。さらに、第1の受信側分波回路DIP1のローパスフィルタ部と低雑音増幅器回路LNA1との間、第1の受信側分波回路DIP1のハイパスフィルタ部と低雑音増幅器回路LNA2との間、第2の受信側分波回路DIP2のローパスフィルタ部と低雑音増幅器回路LNA4との間、及び第2の受信側分波回路DIP2のハイパスフィルタ部と低雑音増幅器回路LNA5との間に、それぞれバンドパスフィルタ回路BPF4，BPF5，BPF7，BPF8が接続されている。従って、送信端子及び受信端子の総数を超える10個のバンドパスフィルタ回路が積層モジュール内に形成されている。
【００６５】
第1の通信システムの受信経路に設けられたバンドパスフィルタ回路BPF13及びBPF15は同じ等価回路（図27に示す）を有する。各バンドパスフィルタ回路BPF13，BPF15は、一端が接地され、他端が接地容量cb1r1〜cb1r3，cb3r1〜cb3r3に接続された三本の共振線路lb1r1〜lb1r3，lb3r1〜lb3r3を有する三段共振器を有する。中央の共振線路lb1r2，lb3r2の向き（接地方向）は両側の共振線路lb1r1，lb1r3，lb3r1，lb3r3の向きと逆である。中央の共振線路lb1r2，lb3r2と両側の共振線路lb1r1，lb3r1，lb1r3，lb3r3との間（接地容量側）に、それぞれ結合容量（段間容量）cb1r4，cb3r4及びcb1r5，cb3r5が接続されている。
【００６６】
第2の通信システムの受信経路に設けられたバンドパスフィルタ回路BPF14及びBPF16は同じ等価回路（図28に示す）を有する。各バンドパスフィルタ回路BPF14，BPF16は、一端が接地され、他端が接地容量cb2r1〜cb2r3，cb4r1〜cb4r3に接続された三本の共振線路lb2r1〜lb2r3，lb4r1〜lb4r3を有する三段共振器を有する。接地又は接地容量の接続位置関係おいて、中央の共振線路lb2r2，lb4r2の向きは両側の共振線路lb2r1，lb2r3，lb4r1，lb4r3の向きと逆である。両側の共振線路lb2r1，lb2r3及びlb4r1，lb4r3の間（接地容量側）に結合容量（飛び越し容量）cb2r4，cb4r4が接続されている。
【００６７】
第1の通信システムの送信経路に設けられたバンドパスフィルタ回路BPF1、及び第2の通信システムの送信経路に設けられたバンドパスフィルタ回路BPF2はそれぞれ図29及び図30に示す等価回路を有する。図29に示すように、バンドパスフィルタ回路BPF1は、一端が接地され、他端が接地容量cba1〜cba3に接続された三本の共振線路lba1〜lba3を有する三段共振器を有する。中央の共振線路lba2に対して、両側の共振線路lba1，lba3の一方は同じ向き（接地方向）であり、他方は逆向きである。両側の共振線路lba1及びlba3の間（接地容量側）に結合容量（飛び越し容量）cba4が接続されている。図30に示すように、バンドパスフィルタ回路BPF2は、一端が接地され、他端が接地容量cbb1〜cbb4に接続された四本の共振線路lbb1〜lbb4を有する四段共振器を有する。中央の二本の共振線路lbb2，lbb3は同じ向き（接地方向）で、両側の共振線路lbb1，lbb4の向きと逆である。両側の共振線路lbb1及びlbb4の間（接地容量側）に結合容量（飛び越し容量）cbb5が接続されている。
【００６８】
図19及び図23〜26に示す実施形態において、第1の受信側分波回路DIP1と第2の受信側分波回路DIP2は図31に示す等価回路のものを用いている（図31にはDIP1及びDIP2に接続されるバンドパスフィルタ回路も併せて示す）。第1の受信側分波回路DIP1のローパスフィルタ部とハイパスフィルタ部は、それぞれ位相線路lda1、lda2で構成されている。ローパスフィルタ部の位相線路lda1は、分波回路の、第1のスイッチ回路側の共通端子からこのローパスフィルタ部側を見たとき第2の通信システムの周波数帯域で高インピーダンスになるように調整され、ハイパスフィルタ部の位相線路lda2は、分波回路の、第1のスイッチ回路側の共通端子からこのハイパスフィルタ部側を見たとき第1の通信システムの周波数帯域で高インピーダンスになるように調整されている。第2の受信側分波回路DIP2のローパスフィルタ部とハイパスフィルタ部も同様に、それぞれ位相線路ldb1、ldb2で構成されている。第1の受信側分波回路DIP1のローパスフィルタ部と低雑音増幅器回路LNA1の間にはバンドパスフィルタ回路BPF4が接続されている。バンドパスフィルタ回路BPF4により、第2の通信システムの信号も含めた不要信号が低雑音増幅器回路LNA1に入力すること防ぐことができる。さらに第1の受信側分波回路DIP1のハイパスフィルタ部と低雑音増幅器回路LNA2の間にはバンドパスフィルタ回路BPF5が接続されている。バンドパスフィルタ回路BPF5により、第1の通信システムの信号も含めた不要信号が低雑音増幅器回路LNA2に入力すること防ぐことができる。ローパスフィルタ部とハイパスフィルタ部とも、位相線路とバンドパスフィルタ回路を組み合わせた構成により分波器としての機能が発揮される。
【００６９】
第2の受信側分波回路DIP2のローパスフィルタ部と低雑音増幅器回路LNA4との間にバンドパスフィルタ回路BPF7が接続され、第2の受信側分波回路DIP2のハイパスフィルタ部と低雑音増幅器回路LNA5との間にバンドパスフィルタ回路BPF8が接続されている。これらの配置及び機能は、第1の受信側分波回路DIP1と低雑音増幅器回路LNA1及び低雑音増幅器回路LNA2との間と同じであるので、説明を省略する。バンドパスフィルタ回路BPF4，BPF7は同じ等価回路（図32に示す）を有する。各バンドパスフィルタ回路BPF4，BPF7は、一端が接地され、他端が接地容量cb1i1〜cb1i3（cb3i1〜cb3i3）に接続された三本の共振線路lb1i1〜lb1i3（lb3i1〜lb3i3）を有する三段共振器を有する。共振線路の方向及び飛び越し容量cb1i4（cb3i4）の構成はバンドパスフィルタ回路BPF14，BPF16と同じであるので、説明を省略する。同様に、バンドパスフィルタ回路BPF5，BPF8も同じ等価回路（図33に示す）を有する。各バンドパスフィルタ回路BPF5，BPF8は、一端が接地され、他端が接地容量cb2i1〜cb2i3（cb4i1〜cb4i3）に接続された三本の共振線路lb2i1〜lb2i3（lb4i1〜lb4i3）を有する三段共振器を有する。共振線路の方向及び飛び越し容量cb2i4（cb4i4）の構成はバンドパスフィルタ回路BPF14，BPF16と同じであるので、説明を省略する。なお、分波回路として、図31に示す等価回路を有する分波回路の他に、LC回路で構成されたローパスフィルタと位相線路とを有する分波回路、位相線路とLC回路で構成されたハイパスフィルタとを有する分波回路、LC回路で構成されたローパスフィルタとハイパスフィルタとを有する分波回路等を使用しても良い。
【００７０】
上記の通り三段以上の共振器を備えたバンドパスフィルタ回路はQ値が大きいので、かかるバンドパスフィルタ回路を有する高周波部品は低損失で、通過帯域近傍の減衰が急峻である。
【００７１】
図23〜26を参照し、セラミック積層基板（積層モジュール）内の導体パターンの配置を説明する。セラミック積層基板の上面（第1層）には、スイッチ回路、高周波増幅回路及び低雑音増幅器回路用の半導体素子を搭載するパッド電極やグランド等が形成されており、第2層には第1層に形成されたパッド電極等に接続される配線が形成されており、第3層にはほぼ全面にわたってグランド電極GNDが形成されている。バンドパスフィルタ回路を詳細に説明するため、グランド電極が形成された第3層とバンドパスフィルタ回路を形成した第5層〜第18層だけ示す。
【００７２】
第5層〜第7層にわたって形成された線路パターンlda2a〜lda2cはビア電極により接続され、第1の受信側分波回路DIP1のハイパスフィルタ部を構成する螺旋状の位相線路lda2を構成している。ハイパスフィルタHPF1を介してアンテナ端子に接続される信号経路は、第5層の線路パターンlda2aの末端部分でハイパスフィルタ部とローパスフィルタ部とに分岐されている。線路パターンlda2aの末端部分はビア電極を介して第11層の線路パターンlda1aの一端に接続されている。また、第11層〜第13層にわたって形成された線路パターンlda1a〜lda1cはビア電極により接続され、第1の受信側分波回路DIP1のローパスフィルタ部を構成する螺旋状の位相線路lda1を構成している。積層モジュールの小型化のために、異なる誘電体層に形成された螺旋状位相線路lda2及びlda1は積層方向に重なっているが、それらの干渉はそれらの間の第9層に設けられたグランド電極GNDにより防止されている。ローパスフィルタ部に接続される低周波側のバンドパスフィルタ回路は低インピーダンスになりやすい。そのため、図23〜26に示すように、位相線路lda2の幅より位相線路lda1の幅の方を大きくし、インピーダンスの整合がとり易くしている。
【００７３】
第2の受信側分波回路DIP2の位相線路ldb1，ldb2を構成する線路パターンldb1a〜ldb1c、ldb2a〜ldb2cも、第1の受信側分波回路DIP1の位相線路lda1，lda2を構成する線路パターンlda1a〜lda1c、lda2a〜lda2cと同じ層に形成され、これらはビア電極により螺旋状に接続されている。第1の受信側分波回路DIP1と同様に、積層モジュールの小型化のために螺旋状位相線路ldb1及びldb2は積層方向に重なっており、干渉を防止するためにこれらの螺旋状位相線路の間の第9層にグランド電極GNDが設けられている。このグランド電極GNDは、第1及び第2の受信側分波回路DIP1，DIP2で共用されている。第1及び第2の受信側分波回路DIP1，DIP2の位相線路はそれぞれ、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなるシールド構造［第5層〜第8層及び第10層〜第15層の短手方向中央部における楕円状点線で囲まれた部分(A)］により面内方向に区切られた領域内に形成され、積層モジュールの小型化が図られている。位相線路の螺旋方向は、第1及び第2の受信側分波回路DIP1，DIP2で逆である。
【００７４】
第1の受信側分波回路DIP1の位相線路lda1，lda2に接続されたバンドパスフィルタ回路BPF4，BPF5は、低損失化のために同じ誘電体層に形成されている。具体的には、バンドパスフィルタ回路BPF4，BPF5用の共振線路lb1i1〜lb1i3、lb2i1〜lb2i3はそれぞれ第7層〜第9層に帯状に形成された共振線路パターンの末端同士をビア電極で接続した並列線路で構成されている。便宜上、共振線路の符号は第7層だけに示す。各共振線路パターンは同じ層に短手方向に並べて配置されており、隣接した共振線路パターンは電磁気的に結合する。この点は他のバンドパスフィルタ回路でも同じである。高周波側のバンドパスフィルタ回路BPF5の共振線路パターンは低周波側のバンドパスフィルタ回路BPF4の共振線路パターンより幅広である。バンドパスフィルタ回路BPF4，BPF5はそれぞれ、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなる直線状のシールド構造［第5層〜第13層、第15層、第17層で長方形状の点線で囲まれた部分(B)］により面内方向に区切られた領域内に形成され、積層モジュールの小型化が図られている。シールドビアはセラミック積層基板の裏面のグランド電極と内部のグランド電極とを接続している。ここで、「直線状」とは、直線部分を含んでいる形状であれば良く、交差や分岐を有しても良く、また部分的に段差や屈曲部があっても良い。但し、シールド構造の長手方向全体にわたって段差及び屈曲部がないのがより好ましい。
【００７５】
第2の受信側分波回路DIP2の位相線路ldb1，ldb2に接続されたバンドパスフィルタ回路BPF7，BPF8も同じ誘電体層に形成されている。具体的には、バンドパスフィルタ回路BPF7，BPF8用の共振線路lb3i1〜lb3i3、lb4i1〜lb4i3はそれぞれ第7層〜第9層に帯状に形成された共振線路パターンの末端同士をビア電極で接続した並列線路で構成されている。共振線路パターンの幅やシールド構造の構成もバンドパスフィルタ回路BPF4，BPF5と同じであるので、説明を省略する。
【００７６】
第1の通信システム用の第1の受信端子Rx_2.5G_1と低雑音増幅器回路LNA1との間に接続されたバンドパスフィルタBPF13、及び第2の通信システム用の第1の受信端子Rx_3.5G_1と低雑音増幅器回路LNA2との間に接続されたバンドパスフィルタBPF14は、一部が同じ誘電体層に形成されている。具体的には、バンドパスフィルタ回路BPF13用の共振線路lb1r1〜lb1r3はそれぞれ四層（第7層〜第10層）に帯状に形成された共振線路パターンの末端同士を接続した並列線路で構成されており、バンドパスフィルタ回路BPF14用の共振線路lb2r1〜lb2r3はそれぞれ三層（第7層〜第9層）に帯状に形成された共振線路パターンの末端同士を接続した並列線路で構成されている。便宜上、共振線路の符号は第9層だけに示す。この構成によりバンドパスフィルタ回路の低損失化が図られる。高周波側のバンドパスフィルタ回路BPF14の共振線路パターンは、低周波側のバンドパスフィルタ回路BPF13の共振線路パターンより幅広である。
【００７７】
バンドパスフィルタ回路BPF13及びBPF14はそれぞれ、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなるシールド構造により面内方向に区切られた領域内に形成されている。各増幅器の入出力間のアイソレーションを十分に保つため、入力側及び出力側に用いられるフィルタの間にシールドビア列及び帯状のシールド電極が配置されている［図24に示す第8層において(C)及び(C’)で示す］。第8層以外では、これらの位置は省略する。低雑音増幅器回路の入出力側のバンドパスフィルタ回路の間に、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなるシールド構造(C) が配置されている。低雑音増幅器回路の入力側と出力側のアイソレーションを高くするため、低雑音増幅器回路の入出力側のバンドパスフィルタ回路の共振線路間のシールドビア列(C) の間隔を、各受信経路のバンドパスフィルタ回路の共振線路間のシールドビア列(B) の間隔より小さくする。また高周波増幅回路の入力側のバンドパスフィルタ回路と出力側の出力整合回路との間に、複数列のシールドビア（C’）が配置されている。複数列のシールドビアはサーマルビアも兼ねる。この構成により十分なアイソレーションを確保しつつフィルタ間の物理的距離を小さくできるため、積層モジュールを小型化できる。
【００７８】
第1の通信システム用の第2の受信端子Rx_2.5G_2と低雑音増幅器回路LNA4との間に接続されたバンドパスフィルタBPF15、及び第2の通信システム用の第2の受信端子Rx_3.5G_2と低雑音増幅器回路LNA5との間に接続されたバンドパスフィルタBPF16は、一部が同じ誘電体層に形成されている。具体的には、バンドパスフィルタ回路BPF15用の共振線路lb3r1〜lb3r3はそれぞれ第7層〜第10層に帯状に形成された共振線路パターンの末端同士をビア電極で接続した並列線路で構成されており、バンドパスフィルタ回路BPF16用の共振線路lb4r1〜lb4r3はそれぞれ第7層〜第9層に帯状に形成された共振線路パターンの末端同士を接続した並列線路で構成されている。この構成によりバンドパスフィルタ回路の低損失化が図られる。共振線路パターンの数や幅等はバンドパスフィルタ回路BPF13，BPF14の場合と同じであるので、説明を省略する。
【００７９】
第1の通信システム用の送信端子Tx_2.5Gと高周波増幅回路PA1との間に接続されたバンドパスフィルタ回路BPF1はバンドパスフィルタ回路BPF13，BPF15と同じ誘電体層に形成されている。具体的には、バンドパスフィルタ回路BPF1用の共振線路lba1〜lba3はそれぞれ第7層〜第10層に帯状に形成された共振線路パターンの末端同士をビア電極で接続した並列線路で構成されている。便宜上、共振線路の符号は第8層だけに示す。この構成によりバンドパスフィルタ回路の低損失化が図られる。
【００８０】
第2の通信システム用の送信端子Tx_3.5Gと高周波増幅回路PA2との間に接続されたバンドパスフィルタ回路BPF2はバンドパスフィルタ回路BPF13、BPF15及びBPF1と同じ誘電体層に形成されている。具体的には、バンドパスフィルタ回路BPF2用の共振線路lbb1〜lbb4はそれぞれ第7層〜第10層に帯状に形成された共振線路パターンの末端同士をビア電極で接続した並列線路で構成されている。便宜上、共振線路の符号は第8層だけに示す。この構成によりバンドパスフィルタ回路の低損失化が図られる。第1の通信システムより周波数の高い第2の通信システムの送信経路に配置したバンドパスフィルタ回路の共振器の数が多いのは、(a) 通過帯域近傍の送信信号に含まれるスプリアスノイズを低減し、(b) 急峻な減衰特性を得るためである。バンドパスフィルタ回路BPF1、BPF14、BPF13、BPF15、BPF16及びBPF2は、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなる直線状のシールド構造以外の回路素子を介することなくこの順で並置されている。分波回路のバンドパスフィルタ回路BPF5、BPF4、BPF7、BPF8も、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなる直線状のシールド構造以外の回路素子を介することなくこの順で並置されている。各バンドパスフィルタ回路は、シールド構造により区切られた各四角の領域中に、共振線路の向きを同じにして配置されている。この構成は積層モジュールの小型化に特に有効である。
【００８１】
図23〜26に示す実施形態では、第1の通信システムの第1の受信端子に接続される受信経路及び第2の受信端子に接続される受信経路は、矩形のセラミック積層基板の長手方向中心線に関して対称の位置に配置されている。第2の通信システムの第1の受信端子に接続される受信経路及び第2の受信端子に接続される受信経路も、矩形のセラミック積層基板の長手方向中心線に関して対称の位置に配置されている。かかる配置は特性バランスの向上と設計の容易化に寄与する。また、第1の通信システムの送信端子に接続される送信経路と第2の通信システムの送信端子に接続される送信経路とは、矩形のセラミック積層基板の長手方向両端に配置されている。送信経路に配置された高周波増幅器は、30 dB以上の増幅率を有するので、他回路素子との干渉をできる限り防止するためにセラミック積層基板の端部に配置するのが望ましい。受信経路を中央部に配置し、送信経路を両端部に配置することにより、減衰特性及びアイソレーション特性の優れた高周波部品を得ることができる。
【００８２】
バンドパスフィルタ回路の接地容量及び結合容量の電極は、共振線路パターンと積層方向に重なるグランド電極を形成した第14層及び第18層に挟まれた第15層〜第17層に形成されている。すなわち、接地容量及び結合容量の電極は、グランド電極を形成した第14層に関して共振線路パターンと積層方向反対側にある。このように、共振線路パターンと別の誘電体層に形成されたこれらの容量電極は共振線路パターンと直接対向しない。なお、各バンドパスフィルタ回路の接地容量及び結合容量の電極は同じ誘電体層に形成されている。
【００８３】
平衡−不平衡変換回路BAL1〜6は、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなるシールド構造を介して、それぞれバンドパスフィルタ回路BPF1、BPF13〜BPF16、BPF2に隣接して配置されている。また平衡−不平衡変換回路BAL1〜6同士も、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなるシールド構造を介して、並置されている。便宜上、共振線路の符号は第12層だけに示す。
【００８４】
上述のように、第1の通信システム用の送信端子Tx_2.5Gと高周波増幅回路PA1との間に接続されたバンドパスフィルタ回路BPF1の共振線路と、第2の通信システム用の送信端子Tx_3.5Gと高周波増幅回路PA2との間に接続されたバンドパスフィルタ回路BPF2の共振線路は、積層基板の両端側に配置されている。またバンドパスフィルタ回路BPF1，BPF2の共振線路、及び受信経路のバンドパスフィルタ回路の共振線路はそれぞれ、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなるシールド構造により面内方向に区切られた領域内に形成され、かつ各区切り内で共振線路は短手方向に並置されている。積層モジュールに内に形成されたバンドパスフィルタ回路の共振線路を全て同じ向きにしてあるので、(a) バンドパスフィルタ回路の数が多くても空間ロスが少なく、積層モジュールを小型化できるだけでなく、(b) 導体パターンを印刷した積層モジュールの特性のばらつきを低減できる。
【００８５】
バンドパスフィルタ回路の共振線路は、送信端子及び受信端子に接続される信号経路ごとに、シールド構造により区切られた積層基板の領域内に配置されている。各バンドパスフィルタ回路の共振線路は各領域内で短手方向に延在している。また、同じ信号経路に属するバンドパスフィルタ回路は、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなるシールド構造を介して積層基板の短手方向（共振線路の長手方向）に隣接するように配置されている。これにより、信号経路間の干渉を防ぎつつ、積層モジュールの小型化が図れる。図23〜26に示す積層基板には、図中左から長手方向に順に、第1の通信システムの送信経路、第2の通信システムの第1の受信端子に接続される受信経路、第1の通信システムの第1の受信端子に接続される受信経路、第1の通信システムの第2の受信端子に接続される受信経路、第2の通信システムの第2の受信端子に接続される受信経路、及び第2の通信システムの送信経路が配置されている。
【００８６】
同じ信号経路に配置された複数のバンドパスフィルタ回路は、共振線路の長手方向にそれらの入出力端が隣接しないように配置されている。ここで、「同じ信号経路」とは、同じ高周波端子（受信端子又は送信端子）に接続された信号経路である。かかる配置の例として、図34は第8層に形成された受信経路のバンドパスフィルタ回路の共振線路を示す。第1のアンテナ端子に接続される第2の通信システムの受信経路に配置されたバンドパスフィルタ回路BPF5及びBPF14は、上述のようにシールド構造S1を介して共振線路の長手方向に隣接するように配置されている。バンドパスフィルタ回路BPF5及びBPF14の間にはシールド構造S1しかないので、小型化が図られる。バンドパスフィルタ回路BPF5の入出力端は共振線路の長手方向一端側［図34中(a) で示す］に設けられており、バンドパスフィルタ回路BPF14の入出力端は共振線路の長手方向他端側［図34中(b) で示す］に設けられている。すなわち、各入出力端は、シールド構造S1から遠い方の共振線路の端部に配置されている。また低雑音増幅器回路のICは、シールド構造S1の積層方向上方に配置されている。バンドパスフィルタ回路BPF5及びBPF14の入出力端を共振線路の長手方向に離間させることにより、これらの間のアイソレーションを高め、低雑音増幅器の発振を抑制することができる。これらの点は、第1のアンテナ端子に接続される第1の通信システムの受信経路に配置されたバンドパスフィルタ回路BPF4及びBPF13、第2のアンテナ端子に接続される第1の通信システムの受信経路に配置されたバンドパスフィルタ回路BPF7及びBPF15、及び第2のアンテナ端子に接続される第2の通信システムの受信経路に配置されたバンドパスフィルタ回路BPF8及びBPF16についても同様である。
【００８７】
図35に示す第8層を例にとって、積層モジュールの構造をさらに説明する。積層モジュールの主面（上面）に搭載されたスイッチ回路、高周波増幅回路又は低雑音増幅器回路用の半導体素子に電圧を供給する電源ラインのビア電極（例えばVH1、VH2）は、直線状のシールド構造の途中に配置されている。複数のバンドパスフィルタ回路を内蔵する積層モジュールにおいて電源ラインのビア電極をシールド構造内に配置すると、配置スペースが縮小し、積層モジュールは小型化できる。特にビア電極VH2のように、直線状のシールド構造の交差部分に電源ラインのビア電極を配置すると、バンドパスフィルタ回路等の高周波回路素子からの距離を確保しやすい。裏面の電源端子はビア電極を介して第19層（図示せず）に形成された電源線路の一端に接続され、電源線路の他端は図35に示すような位置に形成されたビア電極に接続されている。直線状のシールド構造の途中に配置された電源ラインのビア電極は、図23〜図26に示すように複数層にわたって形成され、表面に形成されたパッド電極に、直接又は第2層（図示せず）に形成された電源線路を介して接続される。なお、電源ラインのビア電極は直線状のシールド構造の延長上に配置しても良い。
【００８８】
図36は、図23〜26に示す積層モジュールの裏面における端子の配置を示す。矩形の裏面中央に端縁付近まで広がったグランド電極が形成され、その周囲の各辺に沿って高周波端子（アンテナ端子、受信端子及び送信端子）、高周波増幅回路及びスイッチ回路の電源端子、グランド端子等の端子電極が形成されている。アンテナ端子Ant1，Ant2は裏面の第1の長辺に沿って配置され、その両側にグランド端子Gが配置されている。第1の長辺には、スイッチ回路の制御端子Vrx，Vtx、第1及び第2の通信システムで共用する高周波増幅回路の電源端子Vatt、及び高周波増幅回路PA1，PA2で増幅された信号レベルを検知するための検波端子Deが配置されているが、受信端子や送信端子等の高周波端子は配置されていない。符号が付されていない端子はグランド端子及びダミー端子である。アンテナ端子Ant1，Ant2以外の高周波端子は全て第1の長辺に対向する第2の長辺に沿って配置されている。平衡端子で構成された受信端子及び送信端子はグランド端子Gを介して並置されている。低周波側の第1の通信システム用の高周波増幅回路PA1及び低雑音増幅回路LNA1，LNA4の電源端子及び制御端子DC_Lは、長辺に垂直な第1の短辺にまとめて配置されている。高周波側の第2の通信システム用の高周波増幅回路PA2及び低雑音増幅回路LNA2，LNA5の電源端子及び制御端子DC_Hは、第1の短辺に対向する第2の短辺に配置されている。各グランド端子Gはその両側に配置された端子の干渉を抑制する。図36に示す構成により高周波端子のアイソレーションが高まる。図23〜図26、図36等に示す上記構成は、特に受信経路及び送信経路の数が多くなるMIMO方式の高周波部品に好適である。
【００８９】
図37に示すように、図36に示す裏面のうち点線で示す領域にセラミックオーバーコートが形成されている。密着性を高めるために各端子は端縁側を除いてオーバーコートで覆われている。裏面中央のグランド電極はオーバーコートにより複数の矩形領域に分割されているので、密着性が高められるとともに、実装時の半田量が低減する。
【００９０】
図23〜図26、図34、図35等を用いて説明した上記分波回路の構成及び／又は複数のバンドパスフィルタ回路を有する積層モジュールの構成は、分波回路やバンドパスフィルタ回路の配置等を適宜変更すれば、本発明の高周波回路以外の高周波回路を有する高周波部品にも適用できる。そのような高周波部品の一例として、アンテナ端子とそれに接続された分波回路を有し、周波数帯域の異なる第1及び第2の通信システムの送信及び／又は受信に用いる高周波回路用の電極パターンを形成した複数の誘電体層からなる一体的な積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子により構成された高周波部品であって、前記分波回路が有する第1の通信システムの信号を通過させ第2の通信システムの信号を阻止する第1のフィルタ部と第2の通信システムの信号を通過させ第1の通信システムの信号を阻止する第2のフィルタ部とは、それぞれ位相線路で構成され、前記第1のフィルタ部の位相線路には第1の通信システムの信号を通過させるバンドパスフィルタ回路が接続され、前記第2のフィルタ部の位相線路には第2の通信システムの信号を通過させるバンドパスフィルタ回路が接続され、各位相線路は複数の誘電体層に形成された電極パターンを積層方向の螺旋状に接続してなり、前記螺旋状電極パターンの間にはグランド電極が配置されている高周波部品が挙げられる。
【００９１】
複数のバンドパスフィルタ回路を有する高周波部品の一例として、例えば、周波数帯域の異なる第1及び第2の通信システムの送信及び／又は受信に用いる高周波回路用の電極パターンを形成した複数の誘電体層からなる一体的な積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子により構成した高周波部品であって、複数のバンドパスフィルタ回路を有し、各バンドパスフィルタ回路は前記積層体内に形成された帯状の共振線路を複数有し、複数のバンドパスフィルタ回路の共振線路は全て同じ方向に延在し、複数のバンドパスフィルタ回路は、接地されたシールドビア列及び帯状のシールド電極からなるシールド構造を介して隣接して設けられている高周波部品が挙げられる。また、高周波信号の送信及び／又は受信に用いる高周波回路用の電極パターンを形成した複数の誘電体層からなる一体的な積層体と、前記積層体の表面に搭載された半導体素子等の素子により構成した高周波部品であって、誘電体層の面内方向において高周波回路の回路素子間に直線状のシールド構造が配置され、前記半導体素子に電圧を供給する電源ラインのビア電極が面内方向において前記直線状のシールド構造の途中及び／又は延長上に配置されている高周波部品も挙げられる。
【００９２】
上記特徴を有する本発明の高周波部品を用いることにより、異なる周波数帯域に対応可能なMIMO方式の低コストで小型の通信装置が構成できる。また、本発明の高周波部品は、無線通信機能を備えた携帯機器、パーソナルコンピュータ等に広く使用することができる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８（ａ）】
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【図１８（ｂ）】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【国際調査報告】
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