(57)【要約】【課題】  妨害波の漏洩によるＡＭサプレッション特性の劣化を防止することができるようにした高周波電力増幅用電子部品（ＲＦモジュール）を提供する。【解決手段】  受信信号から不要波を除去するＳＡＷフィルタのようなバンドパスフィルタ（２２１）とインピーダンス整合回路（２２２）並びに受信信号と合成される発振信号を発生する発振回路（２５２）および該発振回路からの信号とバンドパスフィルタを通過した受信信号とを合成して周波数変換するミキサ（ＭＩＸ，２３２）を内蔵した高周波信号処理用ＩＣ（２１０）を絶縁基板上に実装した高周波信号処理用電子部品（ＲＦモジュール）において、少なくともミキサに電源電圧を供給する電源ライン（グランドラインを含む）の途中および発振回路の電源ラインの途中にインダクタンス成分を有する素子（Ｌ１，Ｌ２；２１４ａ，２１４ｂ）を挿入するようにした。【選択図】図１
2006135835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号と合成される発振信号を発生する発振回路および該発振回路からの信号と前記受信信号とを合成してベースバンドの周波数帯の信号に変換する周波数変換回路を内蔵した高周波信号処理用半導体集積回路が多層誘電体基板上に実装されてなる高周波信号処理用電子部品であって、
前記多層誘電体基板に設けられた第１の電源パッドから前記周波数変換回路に電源電圧を供給する電源供給経路の途中および前記多層誘電体基板に設けられた第２の電源パッドから前記発振回路に電源電圧を供給する電源供給経路の途中の少なくとも一方にインダクタンス素子が介在されていることを特徴とする高周波信号処理用電子部品。
【請求項２】
前記電源供給経路の少なくとも一部は前記多層誘電体基板の前記高周波信号処理用電子部品の実装面に露出するように形成され、該露出部分に一部切断箇所が設けられ、該切断箇所を接続するように個別部品で構成された前記インダクタンス素子が実装されていることを特徴とする請求項１に記載の高周波信号処理用電子部品。
【請求項３】
前記第１および第２の電源パッドは前記多層誘電体基板の前記高周波信号処理用電子部品の実装面と異なる面に形成され、前記多層誘電体基板の内部に形成されたスルーホールを介して前記電源供給経路の前記露出部分の一部に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の高周波信号処理用電子部品。
【請求項４】
互いに電源端子が分離された複数の回路を備え、それぞれ異なる電源ノードから電源電圧が供給されるようにされた受信回路を有する高周波信号処理用半導体集積回路が多層誘電体基板上に実装されてなる高周波信号処理用電子部品であって、前記多層誘電体基板に設けられた電源パッドと前記複数の電源ノードのうち少なくとも１つの電源ノードとの間にインダクタンス素子が接続されていることを特徴とする高周波信号処理用電子部品。
【請求項５】
前記電源ノードは前記多層誘電体基板の前記高周波信号処理用電子部品の実装面に、また前記電源パッドは前記多層誘電体基板の前記高周波信号処理用電子部品の実装面と異なる面にそれぞれ形成され、前記実装面には前記多層誘電体基板の内部に形成されたスルーホールを介して前記電源パッドに電気的に接続された第２の前記電源ノードが設けられ、該第２の電源ノードと前記電源ノードとの間に前記インダクタンス素子が接続されていることを特徴とする請求項４に記載の高周波信号処理用電子部品。
【請求項６】
高周波の受信信号をベースバンドの周波数帯の信号に変換する受信回路を備えた高周波信号処理用半導体集積回路が多層誘電体基板上に実装され、前記受信回路にはインダクタンス素子を介して電源電圧が供給されるように構成されていることを特徴とする高周波信号処理用電子部品。
【請求項７】
前記多層誘電体基板には、受信信号から不要波を除去するフィルタと、受信信号の伝達経路上のインピーダンス整合回路とが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の高周波信号処理用電子部品。
【請求項８】
前記受信回路は、発振回路からの信号と前記高周波の受信信号とを合成してベースバンドの周波数帯の信号に変換する周波数変換回路を有することを特徴とする請求項６または７に記載の高周波信号処理用電子部品。
【請求項９】
前記発振回路の出力信号を増幅し、前記周波数変換回路に入力する緩衝増幅器を有することを特徴とする請求項６、７または８に記載の高周波信号処理用電子部品
【請求項１０】
前記インダクタンス素子は、フェライトビーズであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の高周波信号処理用電子部品。
【請求項１１】
前記高周波信号処理用半導体集積回路は、発振回路からの信号とベースバンドの周波数帯の送信信号とを合成して高周波送信信号に直接変換する送信回路を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の高周波信号処理用電子部品。
【請求項１２】
請求項１０に記載の高周波信号処理用電子部品と、前記送信回路より出力された信号を電力増幅する増幅回路および送受信切替え手段が絶縁基板上に実装されてなる第２電子部品と、ベースバンド処理を行なうベースバンド回路と、前記送受信切替え手段を介して受信回路および送信回路に接続されるアンテナとを有する無線通信システム。
【請求項１３】
前記発振回路にはインダクタンス素子を介して電源電圧が供給されることを特徴とする請求項８に記載の高周波信号処理用電子部品。
【請求項１４】
前記緩衝増幅器にはインダクタンス素子を介して電源電圧が供給されることを特徴とする請求項９に記載の高周波信号処理用電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機等の無線通信システムに使用され高周波の受信信号を周波数変換する高周波信号処理用半導体集積回路やバンドパスフィルタを組み込んだ電子部品に適用して有効な技術に関し、特にＶＣＯ（電圧制御発振回路）および該ＶＣＯからの局部発振信号とバンドパスフィルタを通した高周波受信信号とを合成して直接音声周波数帯の信号に変換するミキサを有するダイレクトダウンコンバージョン方式の高周波信号処理用半導体集積回路を組み込んだ高周波信号処理用電子部品（ＲＦモジュール）に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機のような無線通信システム（移動体通信システム）においては、受信信号や送信信号に高周波の局部発振信号を合成して周波数のダウンコンバートやアップコンバートを行なったり、送信信号の変調や受信信号の復調を行なったりする半導体集積回路（以下、高周波信号処理用ＩＣと称する）が用いられている。
【０００３】
従来、かかる高周波信号処理用ＩＣには、高周波受信信号を一旦中間周波数の信号に周波数変換した後、音声周波数帯の信号に変換するとともに音声周波数帯の送信信号を一旦中間周波数の信号に周波数変換した後、送信周波数の信号に周波数変換するスーパーヘテロダイン方式の高周波信号処理用ＩＣ（特許文献１）や、送信信号で中間周波数の発振信号を変調した後、送信用のＶＣＯからのフィードバック信号とＲＦ−ＶＣＯの発振信号とを合成して中間周波数の信号を生成してこの信号と変調後の信号の位相を比較して送信用ＶＣＯの発振制御信号を生成して制御するいわゆるオフセットＰＬＬ方式の高周波ＩＣ（特許文献２）がある。
【０００４】
スーパーヘテロダイン方式の高周波信号処理用ＩＣやオフセットＰＬＬ方式の高周波信号処理用ＩＣは、回路規模が大きくなるため、ＩＣの小型化を図る上では不適当であり、ダイレクトコンバージョン方式が有効である。
【０００５】
ところで、携帯電話機の分野においては、本体の小型化を図るためシステムを構成する電子部品に対する小型化や部品点数の削減の要求が高い。そのため、高周波信号処理用ＩＣに送受信信号と合成される発振信号を発生するＶＣＯを内蔵したり、高周波信号処理用ＩＣや受信信号から不要波を除去するＳＡＷフィルタのようなバンドパスフィルタおよびインピーダンス整合回路をセラミックのような絶縁基板上に実装した部品（一般にＲＦモジュールと呼ばれている）として提供する技術の開発が行なわれている。
【特許文献１】特開２００１−２４４４１６号
【特許文献２】特願２００３−０４８６３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
モジュールの小型化を達成するには、モジュールを構成するＩＣ（半導体集積回路）や素子などの部品の小型化が重要であることはもちろん、各部品間のスペースを少なくすることも大切である。ところが、部品間のスペースを少なくすればするほどモジュールの端子（パッド）とＩＣチップのパッドとを結ぶ配線の間隔が狭くなり、信号の漏洩が生じ易くなるという問題がある。
【０００７】
本発明者らは、ＶＣＯを内蔵した高周波信号処理用ＩＣとＳＡＷフィルタおよびインピーダンス整合回路をセラミック基板上に実装したＲＦモジュールを提供すべく設計および試作を行ない、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）の規格で規定されているＡＭサプレッション特性について評価を行なった。ＡＭサプレッション特性は、希望波を受信しているときに妨害波が強制入力された場合に、妨害波によって希望波が聞こえにくくなる度合いを示す指標である。
【０００８】
本発明者らが試作したＲＦモジュールは、モジュールを構成する高周波信号処理用ＩＣ単独ではＡＭサプレッション特性が規格を満たしていても、これを実装したモジュールはＡＭサプレッション特性が規格を満たさなくなるという課題があることが分かった。そこで、その原因を究明すべく種々の実験を行なった。その結果、入力信号に含まれる妨害波がミキサやＶＣＯなどの電源ラインを回り込んで発振信号側に漏洩するため、ＡＭサプレッション特性が劣化していることを見出した。
【０００９】
この発明の目的は、妨害波の漏洩によるＡＭサプレッション特性の劣化を防止することができるようにした高周波電力増幅用電子部品（ＲＦモジュール）を提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、受信信号から不要波を除去するＳＡＷフィルタのようなバンドパスフィルタとインピーダンス整合回路並びに受信信号と合成される局部発振信号を発生する発振回路（ＶＣＯ）および該発振回路からの信号とバンドパスフィルタを通過した受信信号とを合成して周波数変換（ダウンコンバート）するミキサを内蔵した高周波信号処理用ＩＣを絶縁基板上に実装した高周波信号処理用電子部品（ＲＦモジュール）において、少なくともミキサ回路に電源電圧を供給する電源ラインもしくはグランドラインの途中および発振回路の電源ラインもしくはグランドラインの途中にインダクタンス成分を有する素子を挿入するようにしたものである。また、高周波信号処理用ＩＣが、発振回路とミキサとの間に発振信号を分周した信号を増幅するバッファを有する場合、ミキサの電源ラインもしくはグランドラインの途中およびバッファの電源ラインもしくはグランドラインの途中にインダクタンス成分を有する素子を介在させるようにしても良い。
【００１１】
上記した手段によれば、信号入力端子側に妨害波が強制入力された場合に妨害波がミキサやＶＣＯなどの電源ラインを回り込んで局部発振信号の入力パス側に漏洩するのをインダクタンス成分を有する素子によって抑制することができ、これによってＧＳＭ規格で規定されているＡＭサプレッション特性の劣化を防止することができる。
【００１２】
ここで、本発明を適用すると好適なＲＦモジュールは、ＶＣＯからの局部発振信号とバンドパスフィルタを通した高周波受信信号とを合成して直接音声周波数帯の信号に変換するミキサを有するダイレクトコンバージョン方式の高周波信号処理用ＩＣを組み込んだＲＦモジュールである。スーパーヘテロダイン方式やオフセットＰＬＬ方式の高周波信号処理用ＩＣは、複数のＶＣＯやループフィルタを必要としていてチップサイズが大きいとともに外付け素子数も多いためモジュールが比較的大きくなるのに対して、ダイレクトコンバージョン方式の高周波信号処理用ＩＣを組み込んだＲＦモジュールは小型化が容易であり、それによってモジュール基板上の素子や配線の密度が高くなって信号の漏洩が生じ易くなるからである。
【００１３】
さらに、本発明を適用すると好適なＲＦモジュールは、高周波信号処理用ＩＣが内部回路に応じて複数の電源パッドを有し、バンドパスフィルタや高周波信号処理用ＩＣが実装される絶縁基板が、各々表面もしくは表裏に配線となる導電パターンが形成された複数の基板を積層した多層基板により構成されているモジュールである。多層基板を用いることによりモジュールの小型化が容易となる一方、多層基板を用いると複数の電源パッドを有する高周波信号処理用ＩＣ内の各回路に電源電圧を供給する電源ラインの間隔が狭くなり、本発明が解決しようとする妨害波の漏洩が生じ易くなるからである。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、本発明に従うと、妨害波の漏洩によるＡＭサプレッション特性の劣化を防止することができるようにした高周波電力増幅用電子部品（ＲＦモジュール）を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した高周波電力増幅用電子部品（ＲＦモジュール）並びにそれを用いた無線通信システムの構成例を示すブロック図である。なお、本明細書においては、表面や内部にプリント配線が施されたセラミック基板のような絶縁基板に複数の半導体チップとディスクリート部品が実装されて上記プリント配線やボンディングワイヤで各部品が所定の役割を果たすように結合されることであたかも一つの電子部品として扱えるように構成されたものをモジュールと称する。
【００１６】
図１の無線通信システムは、信号電波を送受信するアンテナＡＮＴと、送信と受信を切り替えるスイッチ１１０および送信信号を電力増幅してアンテナへ出力する高周波電力増幅器（パワーアンプ）１２０を含むフロントエンドモジュール１００と、受信信号をダウンコンバートしたり送信信号をアップコンバートしたりする高周波信号処理用ＩＣ２１０を有するＲＦモジュール２００と、送信信号および受信信号のベースバンド処理を行なうベースバンド回路３００とから構成されている。ベースバンド回路３００はマイクロプロセッサやＤＰＳなどを含み１個あるいは数個のＩＣで構成され、フロントエンドモジュール１００やＲＦモジュール２００を制御する機能も有するようにされる。
【００１７】
ＲＦモジュール２００は、絶縁基板上に、上記高周波信号処理用ＩＣ２１０の他、受信信号から不要波を除去するバンドパスフィルタ２２１を構成する素子、バンドパスフィルタ２２１と高周波信号処理用ＩＣ２１０との間のインピーダンス整合を行なうインピーダンス整合回路２２２を構成する素子、送信信号から高調波成分を除去するバンドパスフィルタ２６１を構成する素子、バンドパスフィルタ２６１とパワーアンプ１２０との間のインピーダンス整合を行なうインピーダンス整合回路２６２を構成する素子が実装されている。
【００１８】
特に制限されるものでないが、この実施例のＲＦモジュールでは、受信側のバンドパスフィルタ２２１はＳＡＷフィルタにより構成され、送信側のバンドパスフィルタ２６１は容量素子と抵抗素子とで構成されている。また、インピーダンス整合回路２２２，２６２は、ディスクリート部品からなる容量素子やインダクタンス素子により構成され、それらの素子が半田付け等により絶縁基板上に実装されている。インピーダンス整合回路２２２，２６２は、基板表面に形成されたマイクロストリップラインなどからなる伝送線路と該伝送線路の所定の箇所と接地点との間に接続された容量素子とから構成することも可能である。また、容量素子は、基板が複数の誘電体板を積層してなる多層構造をなす場合、いずれかの誘電体板の表裏に形成された導体層を電極とする内挿容量を用いて構成することができる。
【００１９】
高周波信号処理用ＩＣ２１０は、受信系回路２３０と、送信系回路２４０と、送受信系に共通の制御系回路２５０とで構成される。特に制限されるものでないが、この実施例の高周波信号処理用ＩＣ２１０の受信系回路２３０は、ＧＳＭ規格の周波数帯の受信信号を直接音声周波数帯の信号にダウンコンバートするダイレクトコンバージョン方式の回路とされている。送信系回路２４０も音声周波数帯の送信信号を直接最終搬送波の送信周波数の信号にアップコンバートするダイレクトコンバージョン方式とされている。
【００２０】
受信系回路２３０は、受信信号を増幅するロウノイズアンプ（ＬＮＡ）２３１や、該ロウノイズアンプ２３１で増幅された受信信号に分周回路２５４で生成された直交信号をミキシングすることで復調およびダウンコンバートを行なうミキサＭＩＸ１，ＭＩＸ２からなる復調&周波数変換回路２３２、復調されたＩ，Ｑ信号をそれぞれ増幅してベースバンド回路３００へ出力する高利得増幅回路２３３ａ，２３３ｂ、増幅された信号から不要波を除去するロウパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２などから構成される。ミキサＭＩＸ１，ＭＩＸ２は、受信信号の周波数をｆ０、分周回路２５４側からの信号φＬの周波数をｆ0Ｌとおくと、周波数差ｆ０−ｆ0Ｌに相当する周波数成分が最も大きな信号を出力する。本実施例では、数ＧＨｚの受信信号に対して周波数差ｆ０−ｆ0Ｌが数１０〜数１００ｋＨｚになるように局部発振回路（ＲＦＶＣＯ）２５２の発振周波数が設定されるため、ｆ０≒ｆ0Ｌである。
この実施例の高周波信号処理用ＩＣにおいては、局部発振回路（ＲＦＶＣＯ）２５２により生成された発振信号を送受信で共有するように構成されている。
【００２１】
制御系回路２５０には、チップ内部の制御信号を生成する制御回路２５１、ミキサＭＩＸ１，ＭＩＸ２において受信信号と合成される信号及びミキサＭＩＸ３，ＭＩＸ４において送信される信号と合成される信号を生成する局部発振回路２５２、局部発振回路２５２とともにＰＬＬ回路を構成するＲＦシンセサイザ２５３、局部発振回路２５２からの信号を分周しつつ９０°位相をシフトした信号を生成する分周回路２５４，２５５、分周された信号を増幅してミキサＭＩＸ１，ＭＩＸ２へ供給するバッファ２５６などが含まれる。局部発振回路２５２は、送信に必要な３２９６〜３８２０ＭＨｚの発振信号と受信に必要な３４７６〜３９８０ＭＨｚの発振信号φRFを生成可能なＶＣＯ（電圧制御発振回路）により構成されている。
【００２２】
送信系回路２４０は、ベースバンド回路３００から供給されるＩ信号とＱ信号をそれぞれ減衰するアッネータもしくは増幅するアンプからなる入力回路２４１ａ，２４１ｂ、減衰もしくは増幅されたＩ信号およびＱ信号から高調波成分を除去するロウパスフィルタＬＰＦ３，ＬＰＦ４からなるフィルタ部２４２と、フィルタリングされたＩ信号およびＱ信号と分周回路２５５からの互いに位相が９０°異なる直交信号とを合成して直交変調とアップコンバートを同時に行なうミキサＭＩＸ３，ＭＩＸ４からなる変調&周波数変換部２４３と、変調された信号を増幅して出力する増幅部２４４、ベースバンド回路３００から供給される出力レベル制御信号Ｖcontとパワーアンプ１２０から供給される出力検出信号Ｖdetとから増幅部２４４の利得を制御する利得制御回路２４５などから構成される。
【００２３】
変調&周波数変換部２４３の後段の増幅部２４４は、ＧＭＳＫ変調を行なうＧＳＭモード用のリミッタ機能を有するリミッタアンプＬＩＭと、８−ＰＳＫ変調を行なうＥＤＧＥモード用の利得可変アンプＶＧＡとが設けられている。リミッタアンプＬＩＭと利得可変アンプＶＧＡのいずれを選択するかの指定は、ベースバンド回路３００からの指令に応じて制御回路２５１から出力される選択モードを示す制御信号Ｓ１によって行なわれる。具体的には、ＧＭＳＫ変調モードの際には、制御信号Ｓ１によりリミッタアンプＬＩＭが選択され、８−ＰＳＫ変調モードの送信の際には、利得可変アンプＶＧＡが選択される。特に制限されるものでないが、これらの制御信号Ｓ１はフロントエンドモジュール１００へも供給されて、パワーアンプ１２０のバイアス点等を設定するのにも使用される。
【００２４】
また、ベースバンド回路３００からは高周波信号処理用ＩＣ２１０の利得制御回路２４５に対して、利得可変アンプＶＧＡのゲインを制御する制御電圧Ｖcontが供給される。ＧＳＭの規格では、送信信号の出力電力が、所定のタイムマスク内に収まらなければならないことが規定されている。この実施例の無線通信システムでは、制御電圧Ｖcontで利得可変アンプＶＧＡのゲインを制御することでタイムマスク内での出力レベルの立ち上げ、立ち下げを実現するように構成されている。
【００２５】
なお、本実施例の高周波信号処理用ＩＣ２１０は、制御回路２５１にレジスタが設けられ、このレジスタはベースバンド回路３００からの信号に基づいて設定が行なわれるように構成されている。具体的には、ベースバンド回路３００から高周波信号処理用ＩＣ２１０に対して同期用のクロック信号ＣＬＫと、データ信号ＤＡＴＡと、制御信号としてのロードイネーブル信号ＬＥとが供給されており、制御回路２５１は、ロードイネーブル信号ＬＥが有効レベルにアサートされると、ベースバンド回路３００から伝送されて来るデータ信号ＤＡＴＡをクロック信号ＣＬＫに同期して順次取り込んで、上記レジスタにセットする。特に制限されるものでないが、データ信号ＤＡＴＡはシリアルで伝送される。
【００２６】
図２は、本発明を適用したＲＦモジュール２００の受信系回路２３０の第１の実施例の要部を示す。
この実施例では、高周波信号処理用ＩＣ２１０のチップ上において、周波数変換回路２３２（ミキサＭＩＸ１，２）の電源電圧端子Ｔ１と局部発振回路２５２の電源電圧端子Ｔ２とが別個の端子として設けられている。また、この高周波信号処理用ＩＣ２１０が実装されたセラミック基板２１１上においても、周波数変換回路２３２用の電源パッドＰ１と局部発振回路２５２の電源パッドＰ２とが別個のパッドとして設けられ、それぞれ別個の電源ライン２１２ａ，２１２ｂにてＴ１とＰ１およびＴ２とＰ２が接続されてモジュール外部から印加される電源電圧ＶｃｃがＰ１からＴ１、Ｐ２からＴ２へ供給されるように構成されている。そして、これらの電源ライン２１２ａ，２１２ｂの途中にはそれぞれインダクタＬ１，Ｌ２が挿入されている。インダクタＬ１，Ｌ２の最適なインダクタンス値は、数ｎＨ〜１０数ｎＨである。
【００２７】
インダクタＬ１，Ｌ２が挿入されていないモジュールにおいては、ロウノイズアンプ（ＬＮＡ）２３１側から周波数変換回路２３２へ、図３（Ａ）のように周波数ｆｏの希望波Ｗ０とともに該希望波から±６ＭＨｚ離れた周波数ｆｂ１及びｆｂ２を有し希望波よりも強度の大きな妨害波Ｗｂが入力された場合、妨害波の周波数成分は周波数変換回路２３２の電源ライン２１２ａを通って、該電源ライン２１２ａと局部発振回路２５２の電源ライン２１２ｂとの間のカップリング容量Ｃｓ−電源ライン２１２ｂ−分周回路２５４−バッファ２５６のパスを通って周波数ｆｏＬの局部発振信号φＬに重畳されて、図３（Ｂ）のように、比較的大きな強度の周波数ｆbL1，ｆbL2の妨害波のリーク成分（スプリアス信号）が周波数変換回路２３２に入力され、周波数変換回路２３２の出力に妨害波の成分が現われてしまう。
【００２８】
これに対し、電源ライン２１２ａ，２１２ｂの途中にインダクタＬ１，Ｌ２を挿入した実施例のモジュールにおいては、ロウノイズアンプ２３１側から周波数変換回路２３２へ、周波数ｆｏの希望波Ｗ０とともに図３（Ａ）のような周波数ｆｂ１及びｆｂ２の妨害波Ｗｂが入力された場合、妨害波のリーク成分は電源ライン２１２ａ，２１２ｂの途中のインダクタＬ１，Ｌ２によって減衰されて、図３（Ｃ）のように比較的小さな強度の周波数ｆbL1’，ｆbL2’ の妨害波のリーク成分（スプリアス信号）として、周波数ｆｏＬの局部発振信号φＬに重畳されて周波数変換回路２３２に入力されるに過ぎないため、周波数変換回路２３２の出力に妨害波の成分がほとんど現われないようになる。そのため、ＧＳＭの規格で規定されているＡＭサプレッション特性の劣化が減少されるようになる。
【００２９】
図４には、本発明を適用したＲＦモジュール２１０の受信系回路２３０の第２の実施例の要部を示す。
図２の実施例では、周波数変換回路２３２（ミキサＭＩＸ１，２）と局部発振回路２５２にそれぞれ電源電圧Ｖｃｃを供給する電源ライン２１２ａ，２１２ｂの途中にそれぞれインダクタＬ１，Ｌ２が挿入されているのに対し、図４の実施例においては、周波数変換回路２３２と局部発振回路２５２の他にバッファ２５６もその電源電圧端子が別個の端子Ｔ３として設けられ、この端子Ｔ３には局部発振回路２５２と共通の電源電圧パッドＰ２に別個の電源ライン２１２ｃによって接続されてモジュール外部から印加される電源電圧Ｖｃｃが供給されるように構成されている。そして、この実施例では、周波数変換回路２３２とバッファ２５６にそれぞれ電源電圧Ｖｃｃを供給する電源ライン２１２ａと２１２ｃの途中にそれぞれインダクタＬ１，Ｌ２が挿入されている。
【００３０】
高周波信号処理用ＩＣ２１０のチップに設けられる電源電圧端子の配置やモジュール基板上の電源パッドの配置および電源ライン２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃのレイアウトの仕方によっては、電源ライン２１２ａと２１２ｃの途中にそれぞれインダクタＬ１，Ｌ２を挿入した方が妨害波によるスプリアスを減少させることができる場合がある。よって、そのような場合には、図４の実施例を適用するのが望ましい。
【００３１】
図５には、本発明を適用したＲＦモジュール２１０の受信系回路２３０の第３の実施例の要部を示す。
この実施例は、モジュール外部から基板上のグランドパッドＰ３，Ｐ４に印加される接地電位ＧＮＤを、周波数変換回路２３２（ミキサＭＩＸ１，２）と局部発振回路２５２に供給するグランドライン２１３ａ，２１３ｂの途中にそれぞれインダクタＬ１，Ｌ２を挿入するようにしたものである。高周波信号処理用ＩＣ２１０のチップに設けられる電源電圧端子の配置やモジュール基板上の電源パッドの配置および電源ライン２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃのレイアウトの仕方によっては、グランドライン２１３ａ，２１３ｂの途中にそれぞれインダクタＬ１，Ｌ２を挿入した方が妨害波によるスプリアスを減少させることができる場合がある。よって、そのような場合には、図５の実施例を適用するのが望ましい。
【００３２】
なお、図２の実施例と図５の実施例の両方を適用するようにしてもよく、それによって一層スプリアスを減らすことができる。ただし、そのようにすると、モジュール基板上に実装すべき部品点数が増加し、モジュールの小型化が困難になるので、両方を適用することによる効果が一方のみ適用する場合の効果に比べて顕著でない場合には、いずれか一方の実施例のみ適用するのが望ましい。
【００３３】
図６には、第１の実施例のＲＦモジュール２１０のデバイス構造の具体例を示す。なお、図６は実施例のＲＦモジュールの構造を正確に表わしたものではなく、その概略が分かるように一部の部品や配線などを省略した構造図として表わしたものである。
【００３４】
図６に示されているように、本実施例のモジュールの基板は、アルミナなどのセラミック板からなる複数の誘電体層２１１を積層して一体化した構造にされている。各誘電体層２１１の表面または裏面には、所定のパターンに形成し表面に金メッキを施した銅などの導電材料からなる導体層２１２が設けられている。基板の表面にメッシュが付されているパターン２１２ａ〜２１２ｄ等も導体層からなる電源ラインを構成する導電パターンや信号伝送路としてのマイクロストリップラインである。また、各誘電体層２１１には、各誘電体層２１１の表裏の導電パターン同士を接続するためにスルーホールと呼ばれる孔が設けられ、この孔内には導電材料が充填されてビア２１３が形成されている。
【００３５】
図６の実施例のモジュールでは、例えば６枚の誘電体層２１１が積層されており、１番下の誘電体層の裏面には信号入出力パッドとなる導体層や電源パッドとなる導体層２１２ｐおよびグランド層となる導体層２１２ｇが形成され、モジュール外部から電源電圧Ｖｃｃや接地電位ＧＮＤが印加可能にされている。信号入出力パッドとなる導体層や電源パッドとなる導体層２１２ｐは、１番下の誘電体層の裏面の周縁に沿って所定のピッチで複数個形成され、これらのパッド以外の領域にグランド層となる導体層２１２ｇがほぼ全面的に形成されている。
【００３６】
そして、上記電源パッドとグランド層に印加された電源電圧Ｖｃｃや接地電位ＧＮＤはそれよりも上層の誘電体層に形成されたビア２１３および導体層からなる導電パターン２１２を介して最上層の誘電体層の表面に形成された導電パターン２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｇまで引き出されるようにされている。
【００３７】
第１層目の誘電体層２１１上には、ボンディング部を有する導電パターン２１２ｅ，２１２ｆが前記導電パターン２１２ａ，２１２ｂと所定の間隔をおいて形成され、導電パターン２１２ａと２１２ｅとの間および２１２ｂと２１２ｆとの間にそれぞれディスクリート部品からなるインダクタンス素子２１４ａ，２１４ｂが電気的に接続された状態で実装されている。ここで、上記ボンディング部および導電パターン２１２ａ，２１２ｂは電源ノードと見ることができる。これとともに、基板の一部には１層目から３層目の誘電体層２１１にかけて凹部が形成され、この凹部内には前記高周波信号処理用ＩＣ２１０が形成された半導体チップ２１０’が実装され、該半導体チップ２１０’の上面の外部端子（パッド）と誘電体層２１１表面の導電パターン２１２ｅ，２１２ｆのパッド部とがボンディングワイヤ２１５ａ，２１５ｂにより電気的に接続されている。
【００３８】
さらに、第１層目の誘電体層２１１上には、半導体チップ２１０’を囲むようにグランドラインとなる導電パターン２１２ｇが形成されるとともに、半導体チップ２１０’には接地電位を与えるための外部端子が複数個形成され、それらの外部端子と誘電体層２１１上の導電パターン２１２ｇとが複数のボンディングワイヤ２１５ｃ，２１５ｄ，２１５ｅ等により電気的に接続されている。また、第１層目の誘電体層２１１の表面には、図１に示されているインピーダンス整合回路２２２を構成するマイクロストリップラインとなる導電パターン２１２ｈ，２１２ｉ……形成されているとともに、インピーダンス整合回路２２２やバンドパスフィルタ２６１を構成する容量素子やインダクタンス素子などのディスクリート部品２１６ａ，２１６ｂ，２１６ｃ，……およびＳＡＷフィルタ素子２２１等が実装されている。
【００３９】
なお、インピーダンス整合回路２２２を構成する容量はディスクリート部品でも良いが、いずれかの層の誘電体層２１１の表裏に互いに対向するように形成された導電パターンにより内挿容量として構成するようにしてもよい。また、実施例では、妨害波のリークを減らすためディスクリート部品からなるインダクタンス素子２１４ａ，２１４ｂが接続されていると説明したが、ディスクリート部品の代わりにいずれかの層の誘電体層２１１の表面または裏面に形成された渦巻状の配線パターンからなる内挿のインダクタンス素子を用いるようにしても良いし、フェライトビーズと呼ばれる素子などインダクタンス成分を有する他の素子を用いるようにしても良い。
【００４０】
フェライトビーズは、フェライト素子の中に通電用の内部電極を埋め込んだ構造をしており、フェライトが磁性体として働くことで高周波電流成分を吸収する素子である。本発明者らが試作したモジュールでは、インダクタンス素子を用いた場合よりもフェライトビーズを用いた場合の方が、ＡＭサプレッション特性は良好であった。
【００４１】
図７には、本発明の実施例を適用したモジュールと適用しないモジュールのＡＭサプレッション特性を示す。なお、図７において、符号Ａはインダクタンス素子として一般的なチョークコイルを使用した場合のＡＭサプレッション特性、符号Ｂはインダクタンス素子としてフェライトビーズを使用した場合のＡＭサプレッション特性、符号Ｃはインダクタンス素子を使用しなかった場合すなわち電源ラインやグランドラインの途中にインダクタンス素子を挿入しなかった場合のＡＭサプレッション特性をそれぞれ示す。図７より、実施例を適用することによって、ＡＭサプレッション特性をＧＳＭの規格で規定されている２０%以下に抑えることができることが分かる。
【００４２】
第２および第３の実施例のＲＦモジュール２１０のデバイス構造は、誘電体層２１１の表面に形成される導電パターン２１２のレイアウトやインダクタンス素子２１３ａ，２１３ｂを実装する位置が若干異なるのみで、基本的には図６と同じであるので、具体的な構造と説明は省略する。
【００４３】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記実施例では、ミキサとＶＣＯに電源電圧を供給する電源ラインもしくはミキサと発振信号用のバッファに電源電圧を供給する電源ラインの途中またはミキサとＶＣＯに接地電位を供給するグランドラインの途中にインダクタンス素子を挿入して妨害波のリークを遮断するようにした場合を説明したが、モジュールの小型化を優先する場合には、ミキサとＶＣＯと発振信号用のバッファに電源電圧または接地電位を供給する電源ラインまたはグランドラインのいずれかひとつの途中にインダクタンス素子を挿入するようにしても良い。
【００４４】
その場合、インダクタンス素子を挿入することによって妨害波のリークを最も有効に遮断できる箇所を測定によって調べて決定すると良い。因みに本発明者が試作したＲＦモジュールでは、妨害波のリークが大きかったのは、ＶＣＯ，ミキサ，バッファの順であったが、この順番はモジュールの基板に形成する電源パッドの位置や電源電圧を供給する導電パターンのレイアウトの仕方によって変わると考えられるので、インダクタンス素子を挿入する最も有効な位置はデバイスの構造によって異なる。
【００４５】
また、妨害波のリーク遮断を優先する場合には、ミキサとＶＣＯと発振信号のバッファに電源電圧を供給する電源ラインまたはグランドラインの途中あるいは電源ラインの途中およびグランドラインの途中の両方にインダクタンス素子を挿入するようにしても良い。さらに、実施例では、電源ラインの途中に挿入するインダクタンス素子（２１４ａ，２１４ｂ）を第１層目の誘電体層２１１の表面に所定の間隔をおいて形成された導電パターン間に実装しているが、実装位置はそれに限定されるものでなく、モジュールの電源パッドと回路の電源端子との途中であればどこであってもよい。
【００４６】
さらに、実施例においては、モジュールの基板として多層基板を用いたものを説明したが、単層の基板を用いる場合であっても配線のピッチが狭かったり部品の実装密度が高い場合には本発明を適用すると有効であると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるＧＳＭの信号の送受信が可能な無線通信システムを構成するＲＦモジュールに適用した場合を説明したが、本発明はそれに限定されるものでなく、例えば９００ＭＨｚ帯のＧＳＭと１８００ＭＨｚ帯のＤＣＳ（Digital Cellular System）のような２つの周波数帯の信号を扱えるデュアルバンド方式、さらには、９００ＭＨｚ帯のＧＳＭやＤＣＳの他に例えば８５０ＭＨｚ帯のＧＳＭや１９００ＭＨｚ帯のＰＣＳ（Personal Communication System）の信号を扱えるクォッドバンド方式に対応できる携帯電話機や無線ＬＡＮなどの無線通信システムを構成するＲＦモジュールに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用した高周波電力増幅用電子部品（ＲＦモジュール）並びにそれを用いた無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用したＲＦモジュールの受信系回路の第１の実施例の要部を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は実施例のＲＦモジュールの受信系回路のＬＮＡ側から周波数変換回路に入力される希望波と妨害波の強度を示すグラフ、（Ｂ）は実施例を適用しない受信系回路のＲＦＶＣＯ側から周波数変換回路に入力される局部発振信号と妨害波のリーク成分の強度を示すグラフ、（Ｃ）は実施例を適用した受信系回路のＲＦＶＣＯ側から周波数変換回路に入力される局部発振信号と妨害波のリーク成分の強度を示すグラフである。
【図４】本発明を適用したＲＦモジュールの受信系回路の第２の実施例の要部を示すブロック図である。
【図５】本発明を適用したＲＦモジュールの受信系回路の第３の実施例の要部を示すブロック図である。
【図６】第１の実施例のＲＦモジュールのデバイス構造の具体例を示す一部断面斜視図である。
【図７】本発明の実施例を適用したモジュールと適用しないモジュールのＡＭサプレッション特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１００  フロントエンド・モジュール
１２０  高周波電力増幅回路
２００  ＲＦモジュール
２１０  高周波信号処理用ＩＣ
２２２  インピーダンス整合回路
２３０  受信系回路
２３１  ロウノイズアンプ
２３２  アップコンバート用周波数変換回路
２３３  高利得増幅回路
２４０  送信系回路
２４１  入力回路（アッテネータもしくはアンプ）
２４３  ダウンコンバート用周波数変換回路
２４４  増幅部
２４５  利得制御回路
２５０  制御系回路
２５２  局部発振回路
２５６  バッファ
２６２  インピーダンス整合回路
３００  ベースバンド回路（ベースバンドＬＳＩ）
ＭＩＸ  ミキサ
ＬＰＦ  ロウパスフィルタ
【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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