(57)【要約】  【解決手段】周波数帯の異なる複数の通信システムに対応して備えられた２以上の高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、前記２以上の高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替えを制御する制御回路ＤＥＣ１とを有し、前記共通のアンテナ端子ＡＮＴ３と、前記高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２のそれぞれの共通端子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２とが直流通過可能なフィルタ機能を有するマッチング回路ＭＡＴ１を介して接続されている。  【効果】一方の高周波スイッチＳＷ１のうち１つの経路がオンのとき、当該高周波スイッチＳＷ１の他の経路及び他の高周波スイッチＳＷ２の全経路をオフの状態とすることができる。【選択図】        図１
2006129419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通のアンテナ端子と、周波数帯又は通信方式の異なる複数の通信システムの送信系及び／又は受信系との間に配置される高周波選択回路であって、
前記複数の通信システムに対応して備えられた２以上の高周波スイッチと、
前記２以上の高周波スイッチの切替えを制御する制御回路と、
前記２以上の高周波スイッチのそれぞれのアンテナ側端子と、前記共通のアンテナ端子との間に介在される、直流通過可能なマッチング回路とを有し、
前記制御回路は、いずれかの高周波スイッチの１つの経路をオンにしたとき、当該高周波スイッチの他の経路、及び他の高周波スイッチの全ての経路がオフの状態になるように制御するものである高周波選択回路。
【請求項２】
前記制御回路により、いずれかの高周波スイッチの１つの経路がオンとされ、当該高周波スイッチの他の経路、及び他の高周波スイッチの全ての経路がオフとされた状態で、前記アンテナ側端子の電圧が１Ｖ以上である請求項１記載の高周波選択回路。
【請求項３】
前記高周波スイッチを、半導体集積回路素子によって形成してなる請求項１又は請求項２記載の高周波選択回路。
【請求項４】
前記直流通過可能なマッチング回路は、低域通過型フィルタである請求項１から請求項３のいずれかに記載の高周波選択回路。
【請求項５】
前記高周波選択回路の送受信端子からアンテナに至る信号経路中には、送信信号の高調波信号を減衰させるフィルタ回路が接続されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の高周波選択回路。
【請求項６】
前記フィルタ回路は、低域通過型又は帯域通過型フィルタである請求項５記載の高周波選択回路。
【請求項７】
前記高周波スイッチのアンテナ側端子以外の、送信回路及び／又は受信回路に接続される端子には、前記各通信システムの送信信号及び／又は受信信号を分波／合波する分波回路が接続されている請求項１から請求項６のいずれかに記載の高周波選択回路。
【請求項８】
前記共通のアンテナ端子と前記高周波スイッチとの間に、高電圧サージを減衰させる高域通過フィルタ、又は帯域通過フィルタを備えてなる請求項１から請求項７のいずれか記載の高周波選択回路。
【請求項９】
前記２以上の高周波スイッチのうち、いずれかの高周波スイッチのアンテナ側端子と、前記共通のアンテナ端子とは、直接接続されている請求項１から請求項８のいずれか記載の高周波選択回路。
【請求項１０】
前記制御回路は、いずれか１つ又は２つ以上の高周波スイッチと一体化された半導体集積回路素子で実現されている請求項１から請求項９のいずれか記載の高周波選択回路。
【請求項１１】
共通のアンテナ端子と、周波数帯又は通信方式の異なる複数の通信システムの送信系又は受信系との間に配置される高周波選択回路であって、
前記複数の通信システムに対応して備えられた２以上の高周波スイッチと、
前記２以上の高周波スイッチの切替えを制御する制御回路とを有し、
前記２以上の高周波スイッチのそれぞれのアンテナ側端子と、前記共通のアンテナ端子とが直接接続され、
前記制御回路は、いずれかの高周波スイッチの１つの経路をオンにしたとき、当該高周波スイッチの他の経路、及び他の高周波スイッチの全ての経路がオフの状態になるように制御するものである高周波選択回路。
【請求項１２】
前記制御回路により、いずれかの高周波スイッチの１つの経路がオンとされ、当該高周波スイッチの他の経路、及び他の高周波スイッチの全ての経路がオフとされた状態で、前記アンテナ側端子の電圧が１Ｖ以上である請求項１１記載の高周波選択回路。
【請求項１３】
前記高周波スイッチを、半導体集積回路素子によって形成してなる請求項１１又は請求項１２記載の高周波選択回路。
【請求項１４】
前記高周波選択回路の送受信端子からアンテナに至る信号経路中には、送信信号の高調波信号を減衰させるフィルタ回路が接続されている請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の高周波選択回路。
【請求項１５】
前記フィルタ回路は、低域通過型又は帯域通過型フィルタである請求項１４記載の高周波選択回路。
【請求項１６】
前記高周波スイッチのアンテナ側端子以外の、送信回路及び／又は受信回路に接続される端子には、前記各通信システムの送信信号及び／又は受信信号を分波／合波する分波回路が接続されている請求項１１から請求項１５のいずれかに記載の高周波選択回路。
【請求項１７】
前記共通のアンテナ端子と前記高周波スイッチとの間に、高電圧サージを減衰させる高域通過フィルタ、又は帯域通過フィルタを備えてなる請求項１１から請求項１６のいずれか記載の高周波選択回路。
【請求項１８】
前記制御回路は、いずれか１つ又は２つ以上の高周波スイッチと一体化された半導体集積回路素子で実現されている請求項１１から請求項１７のいずれか記載の高周波選択回路。
【請求項１９】
共通のアンテナ端子と、周波数帯又は通信方式の異なる複数の通信システムの送信系又は受信系との間に配置される高周波選択回路であって、
前記複数の通信システムに対応して備えられた２以上の高周波スイッチと、
前記２以上の高周波スイッチの切替えを制御する制御回路とを有し、
前記高周波スイッチのアンテナ側端子以外の端子の一部は、開放され、又は５００Ω以上の高インピーダンス素子が接続され、若しくは５００Ω以上の高インピーダンス回路が接続されており、
前記制御回路は、いずれかの高周波スイッチを前記送信系又は受信系につながる端子に接続しているときは、他の高周波スイッチを、前記一部の端子に接続するように制御する高周波選択回路。
【請求項２０】
前記２以上の高周波スイッチのそれぞれのアンテナ側端子と、前記共通のアンテナ端子とが直接接続されている請求項１９記載の高周波選択回路。
【請求項２１】
前記２以上の高周波スイッチのそれぞれのアンテナ側端子と、前記共通のアンテナ端子との間に分波回路が介在されている請求項１９記載の高周波選択回路。
【請求項２２】
前記高周波スイッチを、半導体集積回路素子によって形成してなる請求項１９から請求項２１のいずれかに記載の高周波選択回路。
【請求項２３】
前記制御回路は、いずれか１つ又は２つ以上の高周波スイッチと一体化された半導体集積回路素子で実現されている請求項１９から請求項２２のいずれか記載の高周波選択回路。
【請求項２４】
前記請求項１から請求項２３のいずれかに記載の高周波選択回路を搭載した高周波モジュールであって、前記高周波選択回路を構成する高周波スイッチが、誘電体層と導体層が交互に積層されてなる多層基板の表面に実装されている高周波モジュール。
【請求項２５】
前記高周波選択回路を構成するマッチング回路、分波回路及び／又はフィルタ回路が前記多層基板の内部に形成されている請求項２４記載の高周波モジュール。
【請求項２６】
前記多層基板の内部に形成されているマッチング、回路分波回路及び／又はフィルタ回路のパターンが、多層基板の上方からみて重ならないように配置されている請求項２５記載の高周波モジュール。
【請求項２７】
請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の高周波モジュールを搭載した無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にマルチバンド対応移動無線端末機に好適に使用される、高周波選択回路、この高周波選択回路を含む高周波モジュール及びこの高周波モジュールを搭載した無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、１台の携帯電話機内に２つ以上の通信システムを搭載するマルチバンド方式を採用した携帯電話機が提案されている。マルチバンド方式の携帯電話機は、地域性や使用目的等に合った通信システムを選択して送受信することができるので、利便性の高い携帯電話機として期待されている。例えば、通信帯域の異なる複数の通信システムとしてＧＳＭ(Global System for Mobile communication)方式、ＤＣＳ(Digital Cellular System)方式の２方式を搭載したデュアルバンド方式の携帯電話機がある。
【０００３】
図１６は、一般的なＧＳＭ／ＤＣＳ方式デュアルバンド携帯電話機の高周波モジュールＲＦＭ１００のブロック図である。
この高周波モジュールＲＦＭ１００は、送受信系ＤＣＳの送信系ＴＸ、受信系ＲＸと、送受信系ＧＳＭの送信系ＴＸ、受信系ＲＸとを備えるとともに、周波数帯域の異なる２つの送受信系ＧＳＭ／ＤＣＳを、それぞれの送受信系ＧＳＭ及びＤＣＳに分波し、各送受信系ＤＣＳ、ＧＳＭにおいてそれぞれ送信系ＴＸと受信系ＲＸとの切り替えを行う高周波選択回路ＡＳＭ１００を備えている。
【０００４】
ＧＳＭ送信系ＴＸは、電力増幅回路ＡＭＰ１００で増幅された送信信号を、低域通過フィルタからなるマッチング回路ＭＡＴ１００を通して、高周波選択回路ＡＳＭ１００に供給する。高周波選択回路ＡＳＭ１００に供給された高周波信号は、後に説明するように、高周波スイッチ、分波回路(duplexer)を経由してアンテナＡＮＴから高周波信号として送信される。以上の動作は、ＤＣＳ送信系ＴＸについても同様である。
【０００５】
一方、ＧＳＭ受信系ＲＸは、アンテナＡＮＴで受信された高周波信号を、高周波選択回路ＡＳＭ１００を介して取り出し、帯域通過フィルタＢＰＦ３００にて受信帯域近傍の不要信号を除去する。帯域通過フィルタＢＰＦ３００を通過した信号は、ＲＸ側低ノイズ増幅器ＡＭＰ３００にて増幅され、信号処理系に入力される。以上の動作は、ＤＣＳ受信系ＲＸについても同様である。
【特許文献１】特開２００２−１８５３５６号公報
【特許文献２】特開２００２−２９０２５７
【特許文献３】特開２００２−２９０２５７
【特許文献４】特開２００２−２９０２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、今後の市場動向をふまえると、携帯電話端末機を用いた高品質の音声や画像等のデータ伝送が行なわれることが予想され、これらに対応するために、符号分割多重接続方式であるＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)や、高速データ伝送レートや通信チャネルの多重化を特徴とした次世代通信システムＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System） といった大容量データ伝送可能な通信システムの構築が進みつつある。
【０００７】
このように複数の通信システムへ対応するため、１つのモジュールでさらに多くのバンドに対応する必要が生じている。例えばＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００／ＤＣＳ／ＰＣＳ(Personal Communication Services)／ＵＭＴＳ等の多バンド方式等への要求が高まっている。
このようにマルチバンド／モード化が進み、１つの高周波モジュールで更に多くのバンド／モードに対応する必要が生じた場合、バンド／モード数に比例した高周波モジュール搭載基板の表層スペースが必要となり、高周波選択回路ＡＳＭ１００には、ますます小型化の実現が要求される。
【０００８】
一方、最近は、小型化、低損失化を目指して、高周波選択回路ＡＳＭ１００の内部で送受切替えを行う高周波スイッチとして、高周波半導体スイッチ、例えばＧａＡｓ−ＳＷ（ガリウム砒素スイッチ）を用いた構成も検討されてきている。
このような高周波半導体スイッチを用いてマルチバンド／モードであるＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＵＭＴＳ等の多バンド方式に対応する場合、通常は、図１７に示すように、通過帯域のＬｏｗバンド側とＨｉｇｈバンド側の送受信系を分波する分波回路ＤＩＰＸ１と、分波回路ＤＩＰＸ１に接続され、例えばＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００の送受信における送信系ＴＸと受信系ＲＸとの切り替えを行う高周波スイッチＳＷ１と、分波回路ＤＩＰＸ１に接続され、例えばＤＣＳ／ＰＣＳ／ＵＭＴＳの送受信における送信系ＴＸと受信系ＲＸとＵＭＴＳとの切り替えを行う高周波スイッチＳＷ２とを備えた高周波選択回路ＡＳＭを用意する必要がある。なお、このとき前記高周波スイッチＳＷ２は、異なる２つのモードであるＧＳＭ方式とＣＤＭＡ又はＵＭＴＳ方式に対応するために良好なリニアリティと耐電力性を満足した高周波スイッチを用いることが必要である。
【０００９】
また、分波回路を使わないときは、図１８に示すように、アンテナ端子に接続され、例えばＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＵＭＴＳのそれぞれの送受信を送信系ＴＸと受信系ＲＸに切替える１つの高周波スイッチＳＷ３を備えた高周波選択回路ＡＳＭを用意する必要がある。
前記図１７の分波回路ＤＩＰＸ１を用いた構成では、高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２を並列につないでいけば、多数のバンドに対応することができるので、各高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２の端子数（共通端子以外の送受信用端子の数）を増やさなくても済む。
【００１０】
このことは、異なる多種類の高周波スイッチを設計、製造する必要がなくなるという点で、当該高周波スイッチ又は前記高周波スイッチを含む高周波モジュールの設計、製造期間の短縮化を可能にし、さらに製造コストを下げられるという大きなメリットとなる。
しかし、分波回路ＤＩＰＸ１という部品が必要となるので、その設置スペースを用意しなければならない。したがって、前述したような小型化の要請に合致しないという問題がある。
【００１１】
また、分波回路ＤＩＰＸ１を挿入することにより、送信系／受信系ともにアンテナ共通端子と各高周波スイッチの共通端子との間で電力通過損失が発生するという問題もある。
一方、前記図１８のように、分波回路を省略し、高周波スイッチの端子数を増やす構成は、要求される仕様により、バンド数が違うので、各バンド数に対応した高周波スイッチをそれぞれ用意する必要がある。これは、多種類の高周波スイッチを設計、製造しなければならないので、不利な点が多い。
【００１２】
そこで本発明は、異なる多種類の高周波スイッチを設計、製造する必要性を排除することで低コスト化を図り、さらに高周波スイッチ又は前記高周波スイッチを用いた高周波選択回路の設計、製造期間を短縮することのできる高周波選択回路を提供することを目的とする。
また、本発明はアンテナ共通端子と高周波スイッチとの経路での通過損失の低減、高減衰量の確保が可能な高周波選択回路を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、多バンドに対応した高周波選択回路を含む低コストの高周波モジュール及び無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の高周波選択回路は、複数の通信システムに対応して備えられた２以上の高周波スイッチと、前記２以上の高周波スイッチの切替えを制御する制御回路と、前記２以上の高周波スイッチのそれぞれのアンテナ側端子と、前記共通のアンテナ端子との間に介在される、直流通過可能なマッチング回路とを有し、前記制御回路は、いずれかの高周波スイッチの１つの経路をオンにしたとき、当該高周波スイッチの他の経路、及び他の高周波スイッチの全ての経路がオフの状態になるように制御するものである。
【００１５】
このように、分波回路を用いずに、共通のアンテナ端子に直流通過可能なマッチング回路を介して高周波スイッチを接続し、前記制御回路は、いずれかの高周波スイッチが１つの送信系又は受信系につながる端子に接続されているときは、当該高周波スイッチの他の経路、及び他の高周波スイッチの全ての経路がオフになるように制御する。これにより、送信系又は受信系につながる端子を通して高周波スイッチに流れ込んだ信号が、当該高周波スイッチの他の経路、及び他の高周波スイッチの全ての経路に回り込むことがなくなる。したがって、アンテナ端子から出力される信号レベルが大幅に低下することを未然に防ぐことができる。
【００１６】
また、この構成であれば、２以上の既存の高周波スイッチを組み合わせることができるので、マルチバンド／モードに対応するために、わざわざ端子数の異なる多種類／多ポートの高周波スイッチを逐次設計・製作する必要がなくなり、構成部品の共通化により、高周波選択回路のコスト、設計、製造期間、及びこれらを用いた高周波モジュールの設計、製造期間を低減することが可能となる。
【００１７】
また、従来このような回路構成では必要となっていた分波回路を使用する必要がなくなることから、アンテナ共通端子と高周波スイッチの各端子間での通過損失を低減することが可能となる。
前記マッチング回路を低損失なものに選定すれば、ロスの少ない高周波選択回路の実現が可能になる。
【００１８】
前記制御回路により、いずれかの高周波スイッチの１つの経路がオンとされ、当該高周波スイッチの他の経路、及び他の高周波スイッチの全ての経路がオフとされた状態で、前記アンテナ側端子の電圧は１Ｖ以上であることが望ましい。これにより、高周波スイッチのアンテナ側端子と、前記オフとされた端子との間のアイソレーションが向上する。
前記高周波スイッチを、半導体集積回路素子によって形成することとすれば、従来、高周波スイッチを構成していたダイオード、インダクタ素子、キャパシタ素子のそれぞれを複数個、多層基板上面に搭載するか又は多層基板に内蔵する場合に比べて、高周波スイッチを小型化できる。また、スイッチを構成する部品点数が減少することにより、製造工程の短縮化を計ることができる。小型化と製造工程短縮化にともないコスト削減が可能となる。
【００１９】
また、前記マッチング回路は、アンテナとのインピーダンス整合をとるためのものであるが、直流通過可能という前提があるため、通常、低域通過型フィルタを用いる。共通のアンテナ端子と２以上の高周波スイッチ間のそれぞれの経路に低域通過型フィルタを配置することで、通過帯域より高域において高減衰量を実現でき、高周波スイッチに大信号が入力したときに発生する不要高調波成分を低減することができる。
【００２０】
前記高周波選択回路の送受信端子からアンテナに至る信号経路中には、送信信号の高調波信号を減衰させるフィルタ回路を接続することが望ましい。
前記フィルタ回路は、例えば、低域通過型又は帯域通過型フィルタである。
このようにフィルタ回路を挿入することにより、送信用パワーアンプ（図示せず）から発する高調波を除去することが可能となる。また、高周波スイッチ回路のスイッチングを原因として発生した高調波歪み成分を、スイッチ回路からアンテナ端子に至る経路において効果的に減衰させることが可能となる。また、高周波選択回路の内部、および／又は、高周波選択回路に接続する送信系と受信系の備えられた場所が近接しており、送信系と受信系の間のアイソレーションが十分でない場合に、送信系から受信系を介してアンテナ端子に通過する高調波成分を、低域通過フィルタの機能で効果的に減衰させることができる。
【００２１】
本発明の高周波選択回路は、前記高周波スイッチのアンテナ側端子以外の、送信回路及び／又は受信回路に接続される端子には、通過帯域の異なる複数の通信システムの送信信号及び／又は受信信号を分波／合波する分波回路が接続されているものであってもよい。
マルチバンド対応のために、各スイッチ回路の特定の端子に、通過帯域の異なる複数の送受信信号を分波又は合波する分波回路をそれぞれ接続することによって、高周波スイッチによる切り替え数以上に、通過帯域の異なる複数の周波数帯に分けることができ、マルチバンド化に対応することができる。
【００２２】
また、前記共通のアンテナ端子と前記高周波スイッチとの間に、高電圧サージを減衰させる高域通過フィルタ、又は帯域通過フィルタを備えてなることが望ましい。
このような高周波選択回路では、アンテナ端子に入力した過渡的な高電圧サージを高域通過フィルタ又は帯域通過フィルタにより減衰することができ、受動部品に比較して高電圧サージに対する耐性が低い高周波半導体集積回路の破壊に対する信頼性を向上することができる。また、高域通過フィルタ又は帯域通過フィルタを構成する素子値を変化させることで、アンテナ端子とスイッチ回路とのインピーダンス整合をとる手段を付与することができる。
【００２３】
本発明の高周波選択回路は、前記２以上の高周波スイッチのうち、いずれかの高周波スイッチのアンテナ側端子と、前記共通のアンテナ端子とが、直接接続されていてもよい。直接接続によっても、高周波スイッチのアンテナ側端子と、前記共通のアンテナ端子との間で、直流通過が可能となる。
したがって、この構成であっても、前記直流通過可能なマッチング回路で接続したのと同様に、高周波スイッチのアンテナ側端子と、オフとされた端子との間のアイソレーションを確保することができる。
【００２４】
また、前記すべての高周波スイッチのアンテナ側端子と、前記共通のアンテナ端子とを直接接続してもよい。
この場合、マッチング回路は存在しなくなるが、高周波スイッチのアンテナ側端子と、オフとされた端子との間のアイソレーションを確保することができる。
また、本発明の高周波選択回路は、前記複数の通信システムに対応して備えられた２以上の高周波スイッチと、前記２以上の高周波スイッチの切替えを制御する制御回路とを有し、前記高周波スイッチのアンテナ側端子以外の端子の一部は、開放され、又は５００Ω以上の高インピーダンス素子が接続され、若しくは５００Ω以上の高インピーダンス回路が接続され、前記制御回路は、いずれかの高周波スイッチを前記送信系又は受信系につながる端子に接続しているときは、他の高周波スイッチを、前記開放され、又は５００Ω以上の高インピーダンス素子が接続され、若しくは５００Ω以上の高インピーダンス回路に接続された端子に接続するように制御するものである。
【００２５】
前記制御回路は、いずれかの高周波スイッチが前記送信系又は受信系につながる端子に接続されているときは、他の高周波スイッチが、前記高インピーダンス素子若しくは高インピーダンス回路が接続されている端子又は前記開放端子につながるように制御する。この制御により、前記送信系又は受信系につながる端子を通して高周波スイッチに流れ込んだ信号が、他の高周波スイッチを通して他の送信系又は受信系に回り込み、アンテナ端子から出力される信号レベルが低下することを未然に防ぐことができる。
【００２６】
また、この構成であれば、２以上の既存の高周波スイッチを組み合わせることができるので、マルチバンド／モードに対応するために、わざわざ異なる高周波スイッチを作成、及び／又は購入する必要がなくなることから、高周波スイッチのコスト、設計、製造期間、及びこれらを用いた高周波モジュールの設計、製造期間を低減することが可能となる。
なお、前記「開放された端子」は、無限大のインピーダンスを持つ素子が接続された端子であるということもできる。開放端子とすることにより、高インピーダンスにするための回路を新たに追加する必要もなく、高周波選択回路の小型化、低コスト化の効果が期待できる。
【００２７】
さらに前記高インピーダンス素子若しくは回路が、５００Ω以上の負荷インピーダンスを有していることにより、いずれかの高周波スイッチにおいてオンになった前記送信系又は受信系につながる端子と、他の高周波スイッチにおいて前記高インピーダンス素子若しくは高インピーダンス回路が接続されている端子又は前記開放端子とのアイソレーションを２０ｄＢ以上とることができる。したがって、前記回り込み防止効果を十分得ることができる。
【００２８】
この回り込み防止の効果は、分波回路を用いずに、共通のアンテナ端子と前記２以上の高周波スイッチとが直接接続されている回路方式においても発揮される。この構成では、分波回路の損失を低減できるため、高周波スイッチの低損失化が期待できる。
また、共通のアンテナ端子と、前記２以上の高周波スイッチとの間に分波回路が介在されている回路方式においても、同一構成の高周波スイッチを複数用いることにより、部品の共通化ができ、前述した高周波スイッチの低コスト化、設計期間の短縮の効果が期待できる。
【００２９】
また、前記高周波スイッチは、半導体集積回路素子で実現される場合、さらに小型化と低消費電力を実現できる。
また、本発明の高周波モジュールは、以上に説明した本発明の高周波選択回路を誘電体層と導体層が交互に積層されてなる多層基板の表面に実装することにより、高機能化、低ロス化及びモジュール全体の小型化と低コスト化を実現するものである。
【００３０】
さらに前記高周波選択回路を構成するマッチング回路、分波回路及び／又はフィルタ回路を多層基板の内部に形成することで実装密度が上がり、更なる多バンド／多モード対応が可能となり、モジュール全体のさらなる高機能化・小型化が期待できる。
また、前記多層基板の内部に形成されているマッチング回路、分波回路及び／又はフィルタ回路のパターンが、多層基板の上方からみて重ならないように配置することとすれば、マッチング回路間の干渉を防止でき、良好なフィルタ特性を実現でき、低ロス化、高調波成分の低減が期待できる。
【００３１】
また、本発明の無線通信装置は、以上に説明した高周波モジュールを搭載することにより、多バンド／多モードに対応した高機能、小型の無線通信装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
＜高周波選択回路＞
図１は、本発明のマルチバンド対応携帯電話端末機の高周波選択回路の一例を説明するためのブロック図である。
この高周波選択回路ＡＳＭ１は、１つの共通のアンテナ端子ＡＮＴ３に接続され、ＧＳＭ８５０（８５０ＭＨｚ帯）、ＧＳＭ９００（９００ＭＨｚ帯）、ＤＣＳ（１８００ＭＨｚ帯）、ＰＣＳ（１９００ＭＨｚ帯）、ＣＤＭＡ  Cellular（８００ＭＨｚ帯）、ＵＭＴＳ（２１００ＭＨｚ帯）の６つの通信システムを切り替える回路である。
【００３３】
この高周波選択回路ＡＳＭ１は、ＴＸ１２（ＧＳＭ８５０／９００−ＴＸ）、ＲＸ１（ＧＳＭ８５０−ＲＸ）、ＲＸ２（ＧＳＭ９００−ＲＸ）、ＴＸＲＸ５（ＣＤＭＡCellular−ＴＸ／ＲＸ）を切り替える高周波スイッチＳＷ１と、ＴＸ３４（ＤＣＳ／ＰＣＳ−ＴＸ）、ＲＸ３（ＤＣＳ−ＲＸ）、ＲＸ４（ＰＣＳ−ＲＸ）、ＴＸＲＸ６（ＵＭＴＳ−ＴＸ／ＲＸ）を切り替える高周波スイッチＳＷ２とを備えている。
【００３４】
高周波スイッチＳＷ１のアンテナ側端子ＡＮＴ１と、高周波スイッチＳＷ２のアンテナ側端子ＡＮＴ２とは、ともに直流通過可能なインピーダンスマッチング回路ＭＡＴ１を介して、前記共通アンテナ端子ＡＮＴ３につながれている。
さらに、前記２つの高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替え状態を制御する制御回路（以下「デコーダー回路」という）ＤＥＣ１を備えている。デコーダー回路ＤＥＣ１は、高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替えるための制御電圧信号Ｖ１〜Ｖ４，Ｖ５〜Ｖ８をそれぞれ高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２に供給する。なお、前記の制御電圧信号以外の制御電圧信号を供給するデコーダー回路であってもよい。
【００３５】
また、ＴＸ１２と高周波スイッチＳＷ１との経路中に送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ１と、ＴＸ３４と高周波スイッチＳＷ２の経路中に送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ２とが接続されている。これらのフィルタＬＰＦ１、ＬＰＦ２は、送信用パワーアンプ（図示せず）から発する高調波を除去することを目的に配置されたローパスフィルタである。
【００３６】
前記高周波スイッチＳＷ１の送信系端子ＴＸ１２にはパワーアンプ（図示せず）が接続され、受信系端子ＲＸ１、ＲＸ２にはローノイズアンプ（図示せず）が、ＴＸＲＸ５端子にはデュプレクサ（図示せず）が接続されている。前記高周波スイッチＳＷ２の送信系端子ＴＸ３４には、パワーアンプ（図示せず）が接続され、受信系端子ＲＸ３、ＲＸ４にはローノイズアンプ（図示せず）が、ＴＸＲＸ６端子にはデュプレクサ（図示せず）が接続されている。
【００３７】
前記高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物、Ｓｉ（シリコン）又はＡｌ2Ｏ3（サファイア）を主成分とする基板上に、ｐ−ＨＥＭＴなどの半導体素子を搭載して、これらの半導体素子を利用したスイッチング回路パターンを形成したものである。
前記デコーダー回路ＤＥＣ１も、同様に、集積回路素子などで構成される。
【００３８】
なお、図１、図４に示したデコーダー回路ＤＥＣ１と、前記高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２のいずれか又は双方とは、１つの集積回路素子で構成してもよい。こうすれば、集積度が上がり、高周波選択回路の、さらなる小型化と低消費電力化が可能になる。
前記高周波スイッチＳＷ１、ＳＷ２のスイッチング特性としては、次のような特性が前提となる。
【００３９】
図２は、スイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４（総称するときはＱで表す）を含む高周波スイッチＳＷ１（ＳＷ２も同じ）の模式的な回路である。
図３は、スイッチングトランジスタＱの特性図である。図３の横軸はゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、縦軸はドレイン電流Ｉｄを表す。スイッチングトランジスタＱは、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを負にすることによってオフにできる、いわゆるデプレッション型といわれるタイプである。
【００４０】
表１は、アンテナ入力端子ＡＮＴ１に印加する電圧（この電圧を、本明細書では「制御バイアス電圧」という。）と、デコーダー回路ＤＥＣ１から供給される制御電圧Ｖ１〜Ｖ４と、アンテナ入力端子ＡＮＴ１から各端子（ＴＸ１２、ＲＸ１、ＲＸ２、ＴＸＲＸ５）まで信号を通したときの信号減衰量（以下「アイソレーション」という）との関係を示す表である。表１に示すアイソレーションの値は、実測結果である。
【００４１】
以上の高周波スイッチＳＷ１の回路において、デコーダー回路ＤＥＣ１から供給される制御電圧Ｖ１〜Ｖ４のすべてをＬｏｗ（０．０２Ｖ）にした場合、アンテナ入力端子ＡＮＴ１に印加する制御バイアス電圧が低ければ、アンテナ入力端子ＡＮＴ１から各端子（ＴＸ１２、ＲＸ１、ＲＸ２、ＴＸＲＸ５）へのアイソレーションは、８〜９ｄＢと低い値になる。したがってこの場合、制御電圧Ｖ１〜Ｖ４のすべてをＬｏｗにしても、いずれの端子もオフにすることはできない。
【００４２】
【表１】
2006129419.tif 000003
【００４３】
次に、制御電圧Ｖ１〜Ｖ４をすべてＬｏｗ（０．０２Ｖ）にした上で、アンテナ入力端子ＡＮＴ１に高い制御バイアス電圧を印加すると、アンテナ入力端子ＡＮＴ１から各端子（ＴＸ１２、ＲＸ１、ＲＸ２、ＴＸＲＸ５）へのアイソレーションを大きくすることができる。例えば、表１によれば、制御バイアス電圧１Ｖ以上の電圧をかけたときのアンテナ入力端子ＡＮＴ１から各端子（ＴＸ１２、ＲＸ１、ＲＸ２、ＴＸＲＸ５）へのアイソレーションは、１５ｄＢ以上確保できる。したがって、全端子をオフにすることができる。
【００４４】
一方、発明者は、制御電圧Ｖ１〜Ｖ４のいずれかをＨｉｇｈ（２．５Ｖ）にした場合は、高周波スイッチＳＷ１の当該端子が導通するとともに、アンテナ入力端子ＡＮＴ１には、ある大きさ（１Ｖ以上）の電圧が表れることを実測している。
このアンテナ入力端子ＡＮＴ１に表れる電圧を、高周波スイッチＳＷ２の制御バイアス電圧に使う。
【００４５】
すなわち、高周波スイッチＳＷ１の制御電圧Ｖ１〜Ｖ４のいずれかをＨｉｇｈ（２．５Ｖ）にして、当該端子を導通させると、前記アンテナ入力端子ＡＮＴ１に制御バイアス電圧が表れる。この制御バイアス電圧を、直流通過可能なインピーダンスマッチング回路ＭＡＴ１、又はワイヤを介して、高周波スイッチＳＷ２のアンテナ入力端子ＡＮＴ２に印加することができる。高周波スイッチＳＷ２は、制御バイアス電圧が印加されていることにより、各端子（ＴＸ３４、ＲＸ３、ＲＸ４、ＴＸＲＸ６）のアイソレーションを大きく保つことができる。したがって、高周波スイッチＳＷ２の全端子をオフにすることができる。
【００４６】
これとは逆に、高周波スイッチＳＷ２の制御電圧Ｖ５〜Ｖ８のいずれかをＨｉｇｈ（２．５Ｖ）にして、当該端子を導通させると、前記アンテナ入力端子ＡＮＴ２に制御バイアス電圧が表れる。この制御バイアス電圧を、直流通過可能なインピーダンスマッチング回路ＭＡＴ１、又はワイヤを介して、高周波スイッチＳＷ１のアンテナ入力端子ＡＮＴ１に印加することができる。高周波スイッチＳＷ１は、制御バイアス電圧が印加されていることにより、各端子（ＴＸ１２、ＲＸ１、ＲＸ２、ＴＸＲＸ５）のアイソレーションを大きく保つことができる。したがって、高周波スイッチＳＷ１の全端子をオフにすることができる。
【００４７】
以上のように、高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２いずれかの接点をオンにすれば、アンテナ入力側端子に制御バイアス電圧を与えることができ、当該高周波半導体スイッチの他の接点、及び他の高周波半導体スイッチの接点を、ともにオフにすることができる。
本発明は、このような高周波半導体スイッチの特性を利用して、２つの高周波半導体スイッチのアンテナ入力側端子どうしを接続して、１つの高周波半導体スイッチのように動作させることができる。
【００４８】
次に図１における高周波選択回路ＡＳＭ１の動作を説明する。
図１において、前述したように、アンテナに接続される共通アンテナ端子ＡＮＴ３に対して、前記高周波スイッチＳＷ１のアンテナ端子ＡＮＴ１と、前記高周波スイッチＳＷ２のアンテナ端子ＡＮＴ２とが直流通過可能なインピーダンスマッチング回路ＭＡＴ１を介して接続されている。
【００４９】
前記デコーダー回路ＤＥＣ１は、高周波スイッチＳＷ１がアンテナ端子ＡＮＴ１を、送信系端子ＴＸ１２、受信系端子ＲＸ１、受信系端子ＲＸ２、送受信端子ＴＸＲＸ５のいずれかに接続しているときは、高周波スイッチＳＷ２の送信系端子ＴＸ３４、受信系端子ＲＸ３、受信系端子ＲＸ４、送受信端子ＴＸＲＸ６がすべてオフとなるようにその制御内容を設定する。
【００５０】
また、前記デコーダー回路ＤＥＣ１は、高周波スイッチＳＷ２がアンテナ端子ＡＮＴ２を、送信系端子ＴＸ３４、受信系端子ＲＸ３、受信系端子ＲＸ４、送受信端子ＴＸＲＸ６のいずれかに接続しているときは、高周波スイッチＳＷ１の送信系端子ＴＸ１２、受信系端子ＲＸ１、受信系端子ＲＸ２、送受信端子ＴＸＲＸ５がすべてオフになるようにその制御内容を設定する。
【００５１】
このような制御により、例えば、ＧＳＭ８５０方式又はＧＳＭ９００方式の送信時においては、前記高周波スイッチＳＷ１の制御によって、ＴＸ１２−ＡＮＴ１間がＯＮとなり、パワーアンプＡＭＰ１から増幅された信号が、アンテナＡＮＴに接続されている共通アンテナ端子ＡＮＴ３へ伝わる。このとき、高周波スイッチＳＷ２のすべての接点はオフになっているので、パワーアンプＡＭＰ１から増幅された信号がＴＸ３４（ＤＣＳ／ＰＣＳ−ＴＸ）、ＲＸ３（ＤＣＳ−ＲＸ）、ＲＸ４（ＰＣＳ−ＲＸ）、ＴＸＲＸ６（ＵＭＴＳ−ＴＸ／ＲＸ）の回路に流れ込むことはない。すなわち、高周波スイッチＳＷ１から共通アンテナ端子ＡＮＴ３に流れる信号の一部が、高周波スイッチＳＷ２を介して、高周波スイッチＳＷ２につながる回路へ漏れることを防止できる。したがって、アンテナ端子３から出力される信号レベルの低下を防止できる。
【００５２】
このため従来、２以上の高周波半導体スイッチを並列に接続して多バンド／多モードの切替えを行う場合に必要であった、分波回路が不要となり、低ロス化が可能となる。
同様にＧＳＭ８５０方式の受信時においては、前記高周波スイッチＳＷ１はＲＸ１−ＡＮＴ１間をＯＮとすれば、共通アンテナ端子ＡＮＴ３からの受信信号はＲＸ１端子へと伝わることとなる。このときも、高周波スイッチＳＷ１のアンテナ側端子ＡＮＴ１と高周波スイッチＳＷ２のアンテナ側端子ＡＮＴ２を直流通過可能なインピーダンスマッチング回路ＭＡＴ１を介して接続していることから、アンテナ側端子ＡＮＴ２には高周波スイッチＳＷ１の制御バイアス電圧が印加され、高周波スイッチＳＷ２の各接点は、オフの状態となることから、共通アンテナ端子ＡＮＴ３から高周波スイッチＳＷ１に流れる信号の一部が高周波スイッチＳＷ２につながる回路へ漏れることを防止できる。したがって、受信信号レベルが劣化することを防止できる。
【００５３】
ＧＳＭ９００方式の受信時、ＣＤＭＡCellular 方式の送受信端子ＴＸＲＸ５においても同様である。
次に、ＤＣＳ／ＰＣＳ方式の送信時においては、前記高周波スイッチＳＷ２の切替えによって、ＴＸ３４−ＡＮＴ２間をＯＮとすれば、パワーアンプＡＭＰ２から増幅された信号が、アンテナに接続されている共通アンテナ端子ＡＮＴ３へ伝わる。このとき、高周波スイッチＳＷ１のすべての接点はオフになっているので、パワーアンプＡＭＰ２から増幅された信号がＴＸ１２（ＧＳＭ８５０／９００−ＴＸ）、ＲＸ１（ＧＳＭ８５０−ＲＸ）、ＲＸ２（ＧＳＭ９００−ＲＸ）、ＴＸＲＸ５（ＣＤＭＡCellular−ＴＸ／ＲＸ）の回路に流れ込むことはない。すなわち、高周波スイッチＳＷ２から共通アンテナ端子ＡＮＴ３に流れる信号の一部が、高周波スイッチＳＷ１を介して、高周波スイッチＳＷ１につながる回路へ漏れることを防止できる。したがって、アンテナ端子３から出力される信号レベルの低下を防止できる。
【００５４】
同様にＤＣＳ方式の受信時においては、前記高周波スイッチＳＷ２はＲＸ３−ＡＮＴ２間をＯＮとすれば、共通アンテナ端子ＡＮＴ３からの受信信号はＲＸ３端子へと伝わることとなる。このときも、高周波スイッチＳＷ２のアンテナ側端子ＡＮＴ２と高周波スイッチＳＷ１のアンテナ側端子ＡＮＴ１を直流通過可能なインピーダンスマッチング回路ＭＡＴ１を介して接続していることから、アンテナ側端子ＡＮＴ１には高周波スイッチＳＷ２の制御バイアス電圧が印加され、高周波スイッチＳＷ１の各接点は、オフの状態となる。このことから、共通アンテナ端子ＡＮＴ３から高周波スイッチＳＷ２に流れる信号の一部が高周波スイッチＳＷ１につながる回路へ漏れることを防止できる。したがって、受信信号レベルが劣化することを防止できる。
【００５５】
ＰＣＳ方式の受信時、ＵＭＴＳ方式の送受信端子ＴＸＲＸ６においても同様である。
なお、高周波スイッチＳＷ1、ＳＷ２それぞれにおいて、高周波スイッチＳＷ１を例えばＧＳＭ方式に対応したポートとＵＭＴＳに対応したポートとを具備してなる高周波半導体スイッチで構成し、高周波スイッチＳＷ２も同様にＧＳＭ方式に対応したポートとＵＭＴＳに対応したポートとを具備してなる高周波半導体スイッチにて構成することとすれば、異なる通信方式（ＧＳＭ／ＵＭＴＳ）における送受信切替えを低ロスで実現できる。また、ＵＭＴＳに要求されるリニアリティとＧＳＭに要求される耐電力性、及び低歪特性を、高周波半導体スイッチの各ポートでそれぞれ実現できることから、マルチバンド／モードに対応した高周波選択回路が実現できる。
【００５６】
図４は、図１で示した実施例のブロック図の詳細な回路図である。
マッチング回路ＭＡＴ１は、アンテナ側端子ＡＮＴ１と共通アンテナ端子ＡＮＴ３間においては、直列の分布定数線路Ｌ１と、分布定数線路Ｌ１とグランドとの間に設けられたキャパシタＣ１とを備えている。そして、分布定数線路Ｌ１を介して高周波スイッチＳＷ１と接続している。アンテナ側端子ＡＮＴ２と共通アンテナ端子ＡＮＴ３間においては、直列の分布定数線路Ｌ２と、分布定数線路Ｌ２と並列に接続されたキャパシタＣ２とを備えている。そして、この分布定数線路Ｌ２を介して高周波スイッチＳＷ２と接続している。
【００５７】
このようにマッチング回路ＭＡＴ１は、直流通過可能な低域通過型フィルタ機能を有している。なお、分布定数線路Ｌの代わりにチップインダクタを使用しても良く、キャパシタＣにはチップキャパシタを用いても良い。
図５，図６に、マッチング回路ＭＡＴ１に低域通過型フィルタ機能を備えることによる、通過特性の改善効果を示す。
【００５８】
図５は、アンテナ側端子ＡＮＴ２と共通アンテナ端子ＡＮＴ３間を直接接続した場合のＴＸ３４の通過波形を示す。図６は、図４の回路図に示すように、アンテナ側端子ＡＮＴ２と共通アンテナ端子ＡＮＴ３間に低域通過型フィルタ機能を有するインピーダンスマッチング回路ＭＡＴ１を介して接続した場合のＴＸ３４の通過波形を示す。
図６の実施例では、ＴＸ３４（ＤＣＳ／ＰＣＳ−ＴＸ）の通過帯域（１７１０〜１９１０ＭＨｚ）の３倍の周波数（５１３０〜５７３０ＭＨｚ）の減衰量改善を目的に、インピーダンスマッチング回路の調整を行っている。
【００５９】
改善効果を数値で示す。図５のマッチング回路無しの場合は、５１３０ＭＨｚで減衰量は−１９．８ｄＢ、５７３０ＭＨｚで減衰量は−１８．５ｄＢである。これに対し、図６の低域通過型フィルタ機能を有するマッチング回路を挿入した場合は、５１３０ＭＨｚで減衰量は−２３．７ｄＢ、５７３０ＭＨｚで減衰量は−３２．０ｄＢである。これより、低域通過型フィルタ機能を有するマッチング回路を挿入することで、減衰量約−４〜−１２ｄＢの改善効果が得られる。
【００６０】
以上の図１、図４に示した高周波選択回路では、高周波スイッチＳＷ１のアンテナ側端子ＡＮＴ１と共通アンテナ端子ＡＮＴ３との間に、直流通過可能なインピーダンスマッチング回路が介在し、高周波スイッチＳＷ２のアンテナ側端子ＡＮＴ２と共通アンテナ端子ＡＮＴ３との間にも、直流通過可能なインピーダンスマッチング回路が介在していた。
しかし本発明では、アンテナ側端子ＡＮＴ２と共通アンテナ端子ＡＮＴ３との間に直流通過可能なインピーダンスマッチング回路を挿入し、アンテナ側端子ＡＮＴ１と共通アンテナ端子ＡＮＴ３との間を直接接続してもよい。この構成によっても、アンテナ側端子ＡＮＴ１及びアンテナ側端子ＡＮＴ２に、制御バイアス電圧を印加することができる。
【００６１】
また、アンテナ側端子ＡＮＴ１と共通アンテナ端子ＡＮＴ３との間に直流通過可能なインピーダンスマッチング回路を挿入し、アンテナ側端子ＡＮＴ２と共通アンテナ端子ＡＮＴ３との間を直接接続してもよい。
また、アンテナ側端子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２、共通アンテナ端子ＡＮＴ３の間を、全部直接接続してもよい。
【００６２】
図７は、アンテナ側端子ＡＮＴ１、アンテナ側端子ＡＮＴ２、共通アンテナ端子ＡＮＴ３の間を直接接続した本発明の高周波選択回路の一例を説明するブロック図である。
この高周波選択回路では、それぞれの受信端子と、高周波スイッチＳＷ１１又はＳＷ１２との間に分波回路ＤＩＰ１０〜ＤＩＰ４０を配置し、更なる多ポート化を図っていることも特徴である。
【００６３】
この高周波選択回路は、マルチバンド対応の一例として、ＧＳＭ８５０（８５０ＭＨｚ帯）、ＧＳＭ９００（９００ＭＨｚ帯）、ＤＣＳ（１８００ＭＨｚ帯）、ＰＣＳ（１９００ＭＨｚ帯）、ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ（８００ＭＨｚ帯）、ＵＭＴＳ（２０００ＭＨｚ帯）、ＧＰＳ（１６００ＭＨｚ帯）の７つの通信システムに対応している。
図７の高周波選択回路は、デコーダー回路（図７には示していない）の制御により、アンテナ端子ＡＮＴ１に対して通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系、ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ−Ｔｘ／Ｒｘ、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ、ＰＣＳ−Ｒｘの４組に切り分ける高周波スイッチＳＷ１１と、アンテナ端子ＡＮＴ２に対して通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ、ＵＭＴＳ−Ｔｘ／Ｒｘ、ＧＳＭ９００−Ｒｘ、ＤＣＳ−Ｒｘ、ＧＰＳの５組に切り分ける高周波スイッチＳＷ１２とを具備する。
【００６４】
さらに、ＡＮＴ端子ＡＮＴ１とＡＮＴ２とは、共通アンテナ端子ＡＮＴ３において直結されている。この共通アンテナ端子ＡＮＴ３と、アンテナＡＮＴとの間には、ＥＳＤなどの高電圧サージを減衰させるＥＳＤ回路ＥＳＤ１０が接続されている。
高周波スイッチＳＷ１１には、ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ−Ｔｘ／ＲｘとＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘを分波／合波する第１の分波回路ＤＩＰ１０と、ＧＳＭ８５０−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘを分波／合波する第２の分波回路ＤＩＰ２０とが接続されている。
【００６５】
一方、高周波スイッチＳＷ１２には、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳ−Ｔｘ／Ｒｘを分波／合波する第３の分波回路ＤＩＰ３０と、ＧＳＭ９００−ＲｘとＤＣＳ−Ｒｘを分波／合波する第４の分波回路ＤＩＰ４０とが接続されている。
また、分波回路ＤＩＰ１０とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子間には、送信信号の高調波成分を除去するＬＰＦ１０が接続されており、また、分波回路ＤＩＰ３０とＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子間にも送信信号の高調波成分を除去するＬＰＦ２０とが接続されている。
【００６６】
図８は、前記高周波選択回路の詳細な回路図である。図８の回路動作を説明する。
まず、ＧＰＳ信号（１６００ＭＨｚ帯）について説明すると、アンテナ端子ＡＮＴで受信した信号は、高周波スイッチＳＷ１２より、ＧＰＳ端子へ接続される。アンテナ端子ＡＮＴ２からＧＰＳ受信端子までの経路中に高周波スイッチＳＷ１２以外の素子が何ら構成されていないことから、ＧＰＳ信号の通過特性の低損失化が実現できる。
【００６７】
次に、ＣＤＭＡ  ＣｅｌｌｕｌａｒとＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘの場合について説明する。ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ−Ｒｘ信号は、アンテナ端子ＡＮＴ１で受信され、高周波スイッチＳＷ１１により、ＣＤＭＡ  ＣｅｌｌｕｌａｒとＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ共通の端子に接続され、さらに分波回路ＤＩＰ１０によりＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ端子へ分けられる。
【００６８】
分波回路ＤＩＰ１０は、ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ側が、分布定数線路ＳＬ２０と低域通過フィルタＬＰＦ４０で構成され、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ側は、高域通過フィルタＨＰＦ２０で構成されている。低域通過フィルタＬＰＦ４０は、分布定数線路と分布定数線路と並列に接続されたキャパシタ、分布定数線路とグランドとの間に形成されたキャパシタにより構成されている。高域通過フィルタＨＰＦ２０は、直列接続された２つのキャパシタとその間とグランドとの間に形成された分布定数線路により構成されている。ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘの経路には、分波回路ＤＩＰ１０とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子との間に、送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ１０が構成されている。この低域通過フィルタＬＰＦ１０によって、高周波電力増幅器で発生した高調波信号を取り除くことができる。
【００６９】
次に、ＧＳＭ８５０−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘの場合について説明する。アンテナ端子ＡＮＴ１で受信した信号は、高周波スイッチＳＷ１１により、ＧＳＭ８５０−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘ共通の端子に接続され、分波回路ＤＩＰ２０により各受信端子へと分けられる。
分波回路ＤＩＰ２０は、ＰＣＳ−Ｒｘ側は、高域通過フィルタＨＰＦ１０で構成され、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ側は、分布定数線路ＳＬ１０と低域通過フィルタＬＰＦ３０で構成されている。この図のように高域通過フィルタおよび低域通過フィルタの構成は、ＨＰＦ２０，ＬＰＦ１０と同じでもよい。
【００７０】
次に、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳの場合について説明する。ＵＭＴＳ−Ｒｘ信号は、アンテナ端子ＡＮＴ２で受信され、スイッチ回路１２０により、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳ共通の端子に接続され、分波回路ＤＩＰ３０によりＵＭＴＳ端子へ分けられる。
分波回路ＤＩＰ３０は、ＵＭＴＳ側が高域通過フィルタＨＰＦ３０で構成され、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ側が分布定数線路ＳＬ３０と低域通過フィルタＬＰＦ５０で構成されている。この図のように高域通過フィルタおよび低域通過フィルタの構成は、ＨＰＦ２０，ＬＰＦ１０と同じでもよい。ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘの経路には、分波回路ＤＩＰ３０とＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子との間に、送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ２０が構成されている。この低域通過フィルタＬＰＦ２０によって、高周波電力増幅器で発生した高調波信号を取り除くことができる。
【００７１】
このように、ＳＷ１２による切り替えで共通端子を使用し、分波回路ＤＩＰ３０により、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳとを分けることで、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳの同時対応が可能である。すなわち、分波回路ＤＩＰ３０を使用することにより、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳの２つのバンドを、スイッチ状態を切換えることなく同時に送受信状態に保つことができる。
【００７２】
最後に、ＧＳＭ９００−ＲｘとＤＣＳ−Ｒｘの場合について説明する。アンテナ端子ＡＮＴ２で受信した信号は、高周波スイッチＳＷ１２により、ＧＳＭ９００−ＲｘとＤＣＳ−Ｒｘ共通の端子に接続され、分波回路ＤＩＰ４０により各受信端子へと分けられる。
分波回路ＤＩＰ４０は、ＤＣＳ−Ｒｘ側は、高域通過フィルタＨＰＦ５０で構成され、ＧＳＭ９００−Ｒｘ側は、分布定数線路ＳＬ４０と低域通過フィルタＬＰＦ６０で構成されている。この図のように高域通過フィルタおよび低域通過フィルタの構成は、ＨＰＦ２０，ＬＰＦ１０と同じもよい。
【００７３】
また、共通アンテナ端子ＡＮＴ３とアンテナＡＮＴとの間には、ＥＳＤなどの高電圧サージを減衰させる高域通過フィルタＨＰＦ４０が構成されている。高域通過フィルタＨＰＦ４０はアンテナ端子ＡＮＴと高周波スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２との間の整合を調整する機能を有する。高域通過フィルタＨＰＦ４０の構成は、この図のようにＨＰＦ２０と同じでもよい。
【００７４】
なお、本発明における高周波選択回路は、携帯電話機用として利用される場合において、さらに、図に示さないが、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子には、電力増幅回路、自動電力制御回路、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタが接続される。また、ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ端子とＵＭＴＳ端子とにはデュプレクサ、電力増幅回路、自動電力制御回路、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタが接続される。さらに、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ端子、９００−Ｒｘ端子、ＤＣＳ−Ｒｘ端子、ＰＣＳ−Ｒｘ端子、ＧＰＳ端子にはＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタが接続される。
【００７５】
本発明によれば、前記高周波モジュールを携帯電話などの無線通信装置に内蔵することによって、ＧＳＭ／ＤＣＳ／ＰＣＳシステムとＣＤＭＡシステムが一体化されたマルチバンドの携帯電話を構成することができるとともに、装置の小型化などを図ることができる。
次に、アンテナ側端子ＡＮＴ１とアンテナ側端子ＡＮＴ２間を直接接続した本発明の高周波選択回路の、さらに他の一例を説明する。
【００７６】
図９は、本発明の高周波選択回路の一例を説明するブロック図であり、この高周波選択回路は、マルチバンド対応の一例として、ＧＳＭ８５０（８５０ＭＨｚ帯）、ＧＳＭ９００（９００ＭＨｚ帯）、ＤＣＳ（１８００ＭＨｚ帯）、ＰＣＳ（１９００ＭＨｚ帯）、ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ（８００ＭＨｚ帯）、ＵＭＴＳ（２０００ＭＨｚ帯）、ＧＰＳ（１６００ＭＨｚ帯）の７つの通信システムに対応している。
【００７７】
図９の高周波選択回路は、通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系、ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ−Ｔｘ／Ｒｘ、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ、ＰＣＳ−Ｒｘの４組に切り分ける高周波スイッチＳＷ１１０と、同じく通過帯域の異なる複数の送受信系を各送受信系、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ、ＵＭＴＳ−Ｔｘ／Ｒｘ、ＧＳＭ９００−Ｒｘ、ＤＣＳ−Ｒｘ、ＧＰＳの５組に切り分ける高周波スイッチＳＷ１２０とを具備する。前記高周波スイッチＳＷ１１０および高周波スイッチＳＷ１２０は、いずれも１つの共通端子と、３つの端子とを切り換えるものである。
【００７８】
高周波スイッチＳＷ１１０おける１つの端子に、ＧＳＭ８５０−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘとを分波／合波する第１の分波回路ＤＩＰ２０が接続されている。
また、高周波スイッチＳＷ１２０の１つの端子には、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳ−Ｔｘ／Ｒｘを分波／合波する第２の分波回路ＤＩＰ３０が、また他の端子には、ＧＳＭ９００−ＲｘとＤＣＳ−Ｒｘを分波／合波する第３の分波回路ＤＩＰ４０が接続されている。
【００７９】
さらに、高周波スイッチＳＷ１１０とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子間には送信信号の高調波成分を除去するＬＰＦ１０が接続されており、前記分波回路ＤＩＰ３０とＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子間には送信信号の高調波成分を除去するＬＰＦ２０が接続されている。
さらに、ＡＮＴ端子ＡＮＴ１とＡＮＴ２とは直結されている。共通アンテナ端子ＡＮＴ３と、アンテナＡＮＴとの間には、ＥＳＤなどの高電圧サージを減衰させるＥＳＤ回路ＥＳＤ１０が接続されている。
【００８０】
図１０は、図９に示す高周波選択回路の具体的な回路図である。
まず、ＧＰＳ信号について説明すると、アンテナ端子ＡＮＴ２で受信した信号は、高周波スイッチＳＷ１２０により、ＧＰＳ端子へ接続される。アンテナ端子ＡＮＴ２からＧＰＳの受信端子との経路中に高周波スイッチＳＷ１２０以外の素子が構成されていないことから、ＧＰＳ信号の通過特性の低損失化が実現できる。
【００８１】
次に、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ信号の場合について説明する。ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ信号は、アンテナ端子ＡＮＴ１で受信され、高周波スイッチＳＷ１１０により、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子に接続される。高周波スイッチＳＷ１１０とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子との間に、送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ１０が構成されている。
【００８２】
この低域通過フィルタＬＰＦ１０によって、高周波電力増幅器で発生した高調波信号を取り除くことができる。
次に、ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ−Ｔｘ／Ｒｘ信号の場合について説明する。ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ−Ｒｘ信号は、アンテナ端子ＡＮＴ１で受信され、高周波スイッチＳＷ１１０により、ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ−Ｔｘ／Ｒｘ端子に直接、接続される。
【００８３】
次に、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ信号とＰＣＳ−Ｒｘ信号の場合について説明する。アンテナ端子ＡＮＴ１で受信した信号は、高周波スイッチＳＷ１１０により、ＧＳＭ８５０−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘ共通の端子に接続され、分波回路ＤＩＰ２０により各受信端子へと分けられる。分波回路ＤＩＰ２０は、ＰＣＳ−Ｒｘ側は、高域通過フィルタＨＰＦ１０、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ側は、分布定数線路ＳＬ１０と低域通過フィルタＬＰＦ３０で構成されている。
【００８４】
次に、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ信号とＵＭＴＳ−Ｔｘ／Ｒｘ信号の場合について説明する。ＵＭＴＳ−Ｒｘ信号は、アンテナ端子ＡＮＴ２で受信され、高周波スイッチＳＷ１２０により、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳ共通の端子に接続され、分波回路ＤＩＰ３０によりＵＭＴＳ端子とＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子とに分けられる。分波回路ＤＩＰ３０は、ＵＭＴＳ側が高域通過フィルタＨＰＦ３０、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ側が分布定数線路ＳＬ３０と低域通過フィルタＬＰＦ５０で構成されている。ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘの経路には、分波回路ＤＩＰ３０とＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子との間に、送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ２０が構成されている。
【００８５】
本発明によれば、高周波スイッチＳＷ１２０による切り替えで共通端子を経由し、分波回路ＤＩＰ３０により、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳを分ける方式を採用していることで、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳの同時対応が可能である。すなわち、分波回路ＤＩＰ３０を使用することにより、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳの２つのバンドを、スイッチ状態を切換えることなく同時に送受信状態に保つことができる。
【００８６】
最後に、ＧＳＭ９００−Ｒｘ信号とＤＣＳ−Ｒｘ信号の場合について説明する。アンテナ端子ＡＮＴ２で受信した信号は、高周波スイッチＳＷ１２０により、ＧＳＭ９００−ＲｘとＤＣＳ−Ｒｘの共通端子に接続され、分波回路ＤＩＰ４０により各受信端子へと分けられる。分波回路ＤＩＰ４０は、ＤＣＳ−Ｒｘ側は、高域通過フィルタＨＰＦ５０、ＧＳＭ９００−Ｒｘ側は、分布定数線路ＳＬ４０と低域通過フィルタＬＰＦ６０で構成されている。
【００８７】
また、共通アンテナ端子ＡＮＴ３とアンテナＡＮＴとの間には、静電気放電ＥＳＤなどの高電圧サージを減衰させる高域通過フィルタＨＰＦ４０が構成されている。また、この高域通過フィルタＨＰＦ４０はアンテナ端子ＡＮＴと高周波スイッチＳＷ１１０，１２０との間の整合を調整する機能をも有する。
本発明の高周波選択回路において、前記高域通過フィルタＨＰＦは、いずれも直列接続された２つのキャパシタとその間とグランドとの間に形成された分布定数線路により構成され、前記低域通過フィルタＬＰＦは、いずれも分布定数線路と分布定数線路と並列に接続されたキャパシタ、分布定数線路とグランドとの間に形成されたキャパシタにより構成されている。
【００８８】
なお、本発明の高周波選択回路においては、携帯電話機用として利用される場合には、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子やＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子には、電力増幅回路、自動電力制御回路、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタが接続される。
また、ＣＤＭＡ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ端子とＵＭＴＳ端子には、デュプレクサ、電力増幅回路、自動電力制御回路、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタが接続される。
【００８９】
さらに、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ端子、９００−Ｒｘ端子、ＤＣＳ−Ｒｘ端子、ＰＣＳ−Ｒｘ端子、ＧＰＳ端子には、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタが接続される。
図１１は、本発明の他の実施形態に係る高周波選択回路を構成するスイッチ回路のブロック図である。
このスイッチ回路は、ＬＯＷバンド系高周波スイッチＳＷ１１１、Ｈｉｇｈｔバンド系高周波スイッチＳＷ１１２、及び前記２つの高周波スイッチＳＷ１１１，ＳＷ１１２の切替え状態を制御するデコーダー回路ＤＥＣ１から構成されている。
【００９０】
高周波スイッチＳＷ１１１は、前記デコーダー回路ＤＥＣ１の制御により、アンテナ端子ＡＮＴ１と、ＧＳＭ８５０方式（８５０ＭＨｚ帯）、ＧＳＭ９００方式（９００ＭＨｚ帯）共通の送信系端子ＴＸ１、ＧＳＭ８５０方式（８５０ＭＨｚ帯）の受信系端子ＲＸ１、ＧＳＭ９００方式（９００ＭＨｚ帯）の受信系端子ＲＸ２、および開放された端子ＯＰＥＮ１とを切替えて接続するものである。
【００９１】
前記開放された端子ＯＰＥＮ１は、何も接続しない状態でもよく、５００Ω以上の高インピーダンス素子（図示せず）を接続してもよい。前記高インピーダンス素子は、例えば抵抗素子でもよく、インダクタＬ及びキャパシタＣにより構成されたＬＣ共振回路を用いてもよい。
高周波スイッチＳＷ１１２は、前記デコーダー回路ＤＥＣ１の制御により、アンテナ端子ＡＮＴ２と、ＤＣＳ方式（１８００ＭＨｚ帯）、ＰＣＳ方式（１９００ＭＨｚ帯）共通の送信系端子ＴＸ２、ＤＣＳ方式（１８００ＭＨｚ帯）の受信系端子ＲＸ３、ＰＣＳ方式（１９００ＭＨｚ帯）の受信系端子ＲＸ４、ＵＭＴＳ方式（２０００ＭＨｚ帯）の送受信端子Ｔ／ＲＸ１、および開放された端子ＯＰＥＮ２とを切替えて接続するものである。
【００９２】
前記開放された端子ＯＰＥＮ２は、何も接続しない状態でもよく、５００Ω以上の高インピーダンス素子（図示せず）を接続してもよい。前記高インピーダンス素子は、例えば抵抗素子でもよく、インダクタＬ及びキャパシタＣにより構成されたＬＣ共振回路を用いてもよい。
前記高周波スイッチＳＷ１１１，ＳＷ１１２は、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物、Ｓｉ（シリコン）又はＡｌ2Ｏ3（サファイア）を主成分とする基板上に、ｐ−ＨＥＭＴなどの半導体素子を搭載して、これらの半導体素子を利用したスイッチング回路パターンを形成したものである。
【００９３】
前記デコーダー回路ＤＥＣ１は、前記高周波スイッチＳＷ１１１，ＳＷ１１２の切替えを制御するための回路であり、集積回路素子などで構成される。
なお、デコーダー回路ＤＥＣ１と、前記高周波スイッチＳＷ１１１，ＳＷ１１２のいずれか又は双方とは、１つの集積回路素子で構成してもよい。こうすれば、集積度が上がり、高周波選択回路の、さらなる小型化と低消費電力化が可能になる。
【００９４】
次に、図１１におけるスイッチ回路の動作を、図１２の高周波選択回路ＡＳＭ２を参照しながら説明する。図１２は、高周波選択回路ＡＳＭ４の接続図である。
図１２において、アンテナに接続される共通アンテナ端子ＡＮＴ３に対して、前記高周波スイッチＳＷ１１１のアンテナ端子ＡＮＴ１と前記高周波スイッチＳＷ１１２のアンテナ端子ＡＮＴ２とが直接接続されている。
【００９５】
前記高周波スイッチＳＷ１１１の送信系端子ＴＸ１には、パワーアンプの発生する高調波を除去するためのローパスフィルタＬＰＦ１、およびパワーアンプＡＭＰ１（図示せず）が接続され、受信系端子ＲＸ１にはローノイズアンプＡＭＰ３（図示せず）が接続されている。前記高周波スイッチＳＷ１１２の送信系端子ＴＸ２には、パワーアンプの発生する高調波を除去するためのローパスフィルタＬＰＦ２、およびパワーアンプＡＭＰ２（図示せず）が接続され、受信系端子ＲＸ３にはローノイズアンプＡＭＰ４（図示せず）が接続されている。なお、前記以外の送信系端子にもパワーアンプが接続され、前記以外の受信系端子にもローノイズアンプが接続されているが、図示を省略している。
【００９６】
前記デコーダー回路ＤＥＣ１は、高周波スイッチＳＷ１１１がアンテナ端子ＡＮＴ１を、送信系端子ＴＸ１、受信系端子ＲＸ１、受信系端子ＲＸ２のいずれかに接続しているときは、高周波スイッチＳＷ１１２はＯＰＥＮ２端子に接続されるようにその制御内容を設定する。
また、前記デコーダー回路ＤＥＣ１は、高周波スイッチＳＷ１１２がアンテナ端子ＡＮＴ２を、送信系端子ＴＸ２、受信系端子ＲＸ３、受信系端子ＲＸ４、送受信端子Ｔ／ＲＸ１のいずれかに接続しているときは、高周波スイッチＳＷ１１１がＯＰＥＮ１端子に接続されるようにその制御内容を設定する。
【００９７】
ＧＳＭ８５０方式又はＧＳＭ９００方式の送信時においては、前記高周波スイッチＳＷ１１１の切替えによって、ＴＸ１−ＡＮＴ１間がＯＮとなり、パワーアンプＡＭＰ１から増幅された信号が、アンテナに接続されている共通アンテナ端子ＡＮＴ３へ伝わる。
このとき高周波スイッチＳＷ１１２は、前述したデコーダー回路ＤＥＣ１の制御により、ＯＰＥＮ２端子に接続される。
【００９８】
この接続の利点は次のとおりである。高周波スイッチＳＷ１１２がＯＰＥＮ２端子に接続された場合に、このＯＰＥＮ端子２は電気的に開放されているか、又は５００Ω以上の負荷インピーダンスが接続されているので、アンテナ端子ＡＮＴ２と、高周波スイッチＳＷ１１２の送信系端子ＴＸ２、受信系端子ＲＸ３、受信系端子ＲＸ４、送受信端子Ｔ／ＲＸ１との間のアイソレーションが２０ｄＢ以上とれる。したがって、高周波スイッチＳＷ１１１から共通アンテナ端子ＡＮＴ３に流れる信号の一部が、高周波スイッチＳＷ１１２を介して、高周波スイッチＳＷ１１２につながる他の回路へ漏れることを防止できる。したがって、アンテナ端子３から出力される信号レベルの低下を防止できる。
【００９９】
同様にＧＳＭ８５０方式の受信時においては、前記高周波スイッチＳＷ１１１はＲＸ１−ＡＮＴ１間がＯＮとなり、共通アンテナ端子ＡＮＴ３からの受信信号はＲＸ１端子へと伝わることとなる。このときも、高周波スイッチＳＷ１１２はＯＰＥＮ２端子に接続されている。ＯＰＥＮ端子２は電気的に開放されているか、又は５００Ω以上の負荷インピーダンスが接続されていることにより、アンテナ端子ＡＮＴ２と、高周波スイッチＳＷ１１２の送信系端子ＴＸ２、受信系端子ＲＸ３、受信系端子ＲＸ４、送受信端子Ｔ／ＲＸ１との間のアイソレーションが２０ｄＢ以上とれ、共通アンテナ端子ＡＮＴ３から高周波スイッチＳＷ１１１に流れる信号の一部が高周波スイッチＳＷ１１２につながる回路へ漏れることを防止できる。したがって、受信信号レベルが大幅に劣化することを防止できる。
【０１００】
ＧＳＭ９００方式の受信時においても同様である。
次に、ＤＣＳ／ＰＣＳ方式の送信時においては、前記高周波スイッチＳＷ１１２のＴＸ２−ＡＮＴ２間がＯＮとなり、パワーアンプＡＭＰ２から増幅された信号が共通アンテナ端子ＡＮＴ３へ伝わる。このとき高周波スイッチＳＷ１１１はＯＰＥＮ１端子に接続されている。
【０１０１】
この接続の利点は次のとおりである。高周波スイッチＳＷ１１１がＯＰＥＮ１端子に接続された場合に、このＯＰＥＮ端子１は電気的に開放されているか、又は５００Ω以上の負荷インピーダンスが接続されていることにより、アンテナ端子ＡＮＴ１と送信系端子ＴＸ１、受信系端子ＲＸ１、受信系端子ＲＸ２との間のアイソレーションが２０ｄＢ以上とれる。従って、高周波スイッチＳＷ１１２から共通アンテナ端子ＡＮＴ３に流れる信号の一部が高周波スイッチＳＷ１１１につながる回路へ漏れることを防止できる。また、アンテナ端子３から出力される信号レベルの劣化も防止できる。
【０１０２】
同様にＤＣＳ方式の受信時においては、前記高周波スイッチＳＷ１１２のＲＸ３−ＡＮＴ２間がＯＮとなり、共通アンテナ端子ＡＮＴ３からの受信信号はＲＸ３端子へと伝わることとなる。このときも、高周波スイッチＳＷ１１１はＯＰＥＮ１端子に接続されている。ＯＰＥＮ端子１は、電気的に開放されているか、又は５００Ω以上の負荷インピーダンスが接続されていることにより、アンテナ端子ＡＮＴ１と送信系端子ＴＸ１、受信系端子ＲＸ１、受信系端子ＲＸ２との間のアイソレーションが２０ｄＢ以上とれる。したがって、共通アンテナ端子ＡＮＴ３から高周波スイッチＳＷ１１２に流れる信号の一部が高周波スイッチＳＷ１１１につながる回路へ漏れ、受信信号レベルが大幅に劣化することを防ぐことができる。ＰＣＳ方式の受信時、ＵＭＴＳ方式の送受信時においても同様である。
【０１０３】
次に、図１１における高周波スイッチの動作について、他の回路である図１３を参照しながら説明する。図１３は、分波回路ＤＩＰＸ１を使った高周波選択回路ＡＳＭ４の接続図である。
図１３の高周波スイッチは、アンテナに接続される共通アンテナ端子ＡＮＴ３に対してＬＯＷバンド側（ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００）とＨｉｇｈｔバンド側（ＤＣＳ、ＰＣＳ、ＵＭＴＳ）の周波数を分離する分波回路ＤＩＰＸ１が接続されている。分波回路ＤＩＰＸ１のＬＯＷバンド側はローパスフィルタになっており、Ｈｉｇｈｔバンド側はハイパスフィルタになっている。
【０１０４】
また分波回路ＤＩＰＸ１のＬＯＷバンド側の周波数を通過させる端子ＬＢ１に前記高周波スイッチＳＷ１１１のアンテナ端子ＡＮＴ１が接続され、かつ分波回路ＤＩＰＸ１のＨｉｇｈｔバンド側の周波数を通過させる端子ＨＢ１に前記高周波スイッチＳＷ１１２のアンテナ端子ＡＮＴ２が接続されている。
前記高周波スイッチＳＷ１１１、ＳＷ１１２の構成と、接続状態は、図１２で説明したのと同様である。
【０１０５】
この図１３における高周波スイッチの動作について説明する。
前記デコーダー回路ＤＥＣ１は、高周波スイッチＳＷ１１１がアンテナ端子ＡＮＴ１を、送信系端子ＴＸ１、受信系端子ＲＸ１、受信系端子ＲＸ２のいずれかに接続しているときは、高周波スイッチＳＷ１１２をＯＰＥＮ２端子又はＯＰＥＮ２端子でない他の端子、例えばＴ／ＲＸ１端子に接続されるようにその制御内容を設定する。
【０１０６】
また、前記デコーダー回路ＤＥＣ１は、高周波スイッチＳＷ１１２がアンテナ端子ＡＮＴ２を、送信系端子ＴＸ２、受信系端子ＲＸ３、受信系端子ＲＸ４、送受信端子Ｔ／ＲＸ１のいずれかに接続しているときは、高周波スイッチＳＷ１１１はＯＰＥＮ１端子又はＯＰＥＮ１端子でない他の端子、例えばＲＸ２端子に接続されるようにその制御内容を設定する。
【０１０７】
例えばＧＳＭ８５０方式又はＧＳＭ９００方式の送信時においては、前記高周波スイッチＳＷ１１１はＴＸ１−ＡＮＴ１間がＯＮとなり、パワーアンプＡＭＰ１から増幅された信号が、前記高周波スイッチＳＷ１１１、分波回路ＤＩＰＸ１を介してアンテナＡＮＴに接続されている共通アンテナ端子ＡＮＴ３へ伝わる。このとき高周波スイッチＳＷ１１２のアンテナ端子ＡＮＴ２は例えばＴ／ＲＸ１端子に接続される。
【０１０８】
図１２に示したスイッチ方式の場合と異なり、高周波スイッチＳＷ１１２を必ずしもＯＰＥＮ２端子に接続する必要がない。これは、アンテナ端子４とそれぞれの高周波半導体ＳＷ１、ＳＷ２との間に分波回路ＤＩＰＸ１が配置されており、これによりＬＯＷバンドの送受信時にはＨｉｇｈｔバンドの帯域のインピーダンスは無限大に見えるようになっているからである。
【０１０９】
高周波スイッチＳＷ１１２がＴ／ＲＸ１端子に接続されることで、ＧＳＭ８５０／９００方式の送信時においてもＵＭＴＳの受信が可能となる。
なお、ＵＭＴＳの同時受信が必要でないならば、高周波スイッチＳＷ１１２をＯＰＥＮ２端子に接続するように制御内容を設定してよいのはもちろんである。
同様にＧＳＭ８５０方式の受信時においては、前記高周波スイッチＳＷ１１１はＲＸ１−ＡＮＴ１間がＯＮとなり、共通アンテナ端子ＡＮＴ３からの受信信号は分波回路ＤＩＰＸ１、高周波スイッチＳＷ１１１を介してＲＸ１端子へと伝わることとなる。このとき高周波スイッチＳＷ１１２は、例えばＴ／ＲＸ１端子に接続される。
【０１１０】
図１２に示した前記スイッチ方式の場合と異なり、高周波スイッチＳＷ１１２をＯＰＥＮ２端子に接続する必要がないのは、アンテナ端子４とそれぞれの高周波半導体ＳＷ１、ＳＷ２の間に分波回路ＤＩＰＸ１が配置されており、これによりＬＯＷバンドの送受信時にはＨｉｇｈｔバンドの帯域のインピーダンスは無限大と見えるようになっているからである。ＧＳＭ９００方式の受信時においても同様である。
【０１１１】
高周波スイッチＳＷ１１２がＴ／ＲＸ１端子に接続されることでＧＳＭ８５０方式の受信時においてもＵＭＴＳの送受信が可能となる。
なお、ＵＭＴＳの同時送受信が必要でないならば、高周波スイッチＳＷ１１２をＯＰＥＮ２端子に接続するように制御内容を設定してよいのはもちろんである。
また、ＤＣＳ／ＰＣＳ方式の送信時においては、前記高周波スイッチＳＷ１１２はＴＸ２−ＡＮＴ２間がＯＮとなり、パワーアンプＡＭＰ２から増幅された信号が分波回路ＤＩＰＸ１を介してアンテナＡＮＴに接続されている共通アンテナ端子ＡＮＴ３へ伝わる。このとき高周波スイッチＳＷ１１１は例えばＲＸ２端子に接続される。
【０１１２】
図１２に示した前記スイッチ方式の場合と異なり、高周波スイッチＳＷ１１１をＯＰＥＮ１端子に接続する必要がないのは、アンテナ端子４とそれぞれの高周波半導体ＳＷ１、ＳＷ２の間に分波回路ＤＩＰＸ１が配置されており、これによりＨｉｇｈｔバンドの送信時にはＬＯＷバンドの帯域のインピーダンスは無限大と見えるようになっているからである。
【０１１３】
高周波スイッチＳＷ１１２がＲＸ２端子に接続されることでＤＣＳ／ＰＣＳ方式の送信時においてもＧＳＭ９００方式の受信が可能となる。なお、ＧＳＭ９００方式の同時受信が必要でないならば、高周波スイッチＳＷ１１１をＯＰＥＮ１端子に接続してもよい。
同様にＤＣＳ方式の受信時においては、前記高周波スイッチＳＷ１１２はＲＸ３−ＡＮＴ２間がＯＮとなり、共通アンテナ端子ＡＮＴ３からの受信信号は分波回路ＤＩＰＸ１を介してＲＸ３端子へと伝わることとなる。このとき高周波スイッチＳＷ１１１は例えばＲＸ２端子に接続される。高周波スイッチＳＷ１１２がＲＸ２端子に接続されることでＤＣＳ方式の受信時においてもＧＳＭ９００方式の受信が可能となる。
【０１１４】
なお、図１２に示した前記スイッチ方式の場合と異なり、高周波スイッチＳＷ１１１をＯＰＥＮ１端子に接続する必要が無いのは、アンテナ端子４とそれぞれの高周波半導体ＳＷ１、ＳＷ２の間に分波回路ＤＩＰＸ１が配置されており、これによりＨｉｇｈｔバンドの送信時にはＬＯＷバンドの帯域のインピーダンスは無限大と見えるようになっているからである。ＰＣＳ方式の受信時、ＵＭＴＳ方式の送受信時においても同様である。
【０１１５】
以上に説明したように、本発明では、異なる２つのスイッチ回路方式において、同一構成の高周波スイッチＳＷ１１１，ＳＷ１１２を用いて構成することが可能となる。
これにより従来のようにそれぞれ異なるスイッチ回路方式に対応した、異なる高周波半導体スイッチを作成したり購入したりする必要がなく、それぞれの高周波半導体スイッチの製造コスト／又は購入コストを低減できる。また、異なる２種類の高周波半導体スイッチを設計、作成する必要がなくなることから、高周波半導体スイッチの製造期間をも短縮でき、しいてはスイッチ回路、及び／又はスイッチ回路を含む高周波モジュールの設計、製造期間を短縮することが可能となる。
＜高周波モジュール＞
次に、前記高周波選択回路を搭載する高周波モジュールについて説明する。
【０１１６】
図１４は、高周波モジュールＲＦＭ１の一部切欠斜視図、図１５は高周波モジュールＲＦＭ１の概略断面図である。
図１４、図１５に示すように、高周波モジュールＲＦＭ１は、誘電体層と導体層が積層されてなる多層基板Ａに形成されている。
多層基板Ａは、同一寸法形状の誘電体層１１〜１７が積層されて構成されている。各誘電体層１１〜１７間には、所定のパターンからなる導体層２１が形成されている。また、各誘電体層１１〜１７には複数の層にわたって回路を構成し又は接続するために必要なビアホール導体２３が適宣形成されている。
【０１１７】
誘電体層１１〜１７は、例えば、低温焼成用のセラミックスで形成され、導体層２１は、銅や銀などの低抵抗導体によって形成される。このような多層基板は、周知の多層セラミック技術によって形成されるものである。例えば、セラミックグリーンシートの表面に導電ペーストを塗布して上述した各回路を構成する導体パターンをそれぞれ形成した後、これらのグリーンシートを積層し、所要の圧力と温度の下で熱圧着し焼成して形成されている。
【０１１８】
前記多層基板Ａの内部には、マッチング回路ＭＡＴ、低域通過フィルタＬＰＦ、分波回路ＤＩＰなどのパターンが形成されている。これらのパターンを、多層基板Ａの上方からみて重ならないように配置している。これにより、回路間の干渉を防止でき、良好なフィルタ特性を実現でき、低ロス化、高調波成分の低減が期待できる。
本発明の高周波モジュールＲＦＭ１の半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、１チップに集積されている。このチップを"２４"で示す。チップ２４は、多層基板Ａの上面に、素子２４の実装面の面積よりも大きい面積のダイパッド２６を介して、Ａｇ又はＡｕＳｎに接着剤を混ぜた導電性接着剤、又は有機樹脂系の非導電性の接着剤４７を用いて表面実装されている。
【０１１９】
なお、高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、デコーダー回路ＤＥＣ１とが１つのチップ２４に集積されて構成されていても良い。あるいは、デコーダー回路ＤＥＣ１が別のチップとして搭載されていても良い。
そして、ＧＳＭ８５０／９００−ＴＸ端子とＤＣＳ／ＰＣＳ−ＴＸ端子とに接続される電力増幅回路、自動電力制御回路、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタなどが、本実施例に示す高周波モジュールＲＦＭ１の内部に一体化されて搭載されている。
【０１２０】
さらに、ＣＤＭＡCellular端子とＵＭＴＳ端子とに接続されるデュプレクサ、電力増幅回路、自動電力制御回路、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタなどが、本実施例に示す高周波モジュールＲＦＭ１の内部に一体化されて搭載されている。
また、ＧＳＭ８５０−ＲＸ端子、ＧＳＭ９００−ＲＸ端子、ＤＣＳ−ＲＸ端子、ＰＣＳ−ＲＸ端子に接続される、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタが、本実施例に示す高周波モジュールＲＦＭ１の内部に一体化されて搭載されている。
【０１２１】
前記チップ２４は、小型化、低ロス化を図るために、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物を主成分とする基板上に回路パターンが形成された、ＧａＡｓ  Ｊ−ＦＥＴ構造を有した高周波モノリシック半導体集積回路素子で形成されている。
そして、半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２を構成するチップ２４の信号用端子又は接地用端子が、ボンディングワイヤ５６や、多層基板Ａ表面の導体層２１を経由して、基板内蔵素子と電気的に接続されている。
【０１２２】
この多層基板Ａの上面は、エポキシ樹脂などの封止樹脂５５で封止され、さらに多層基板の下面で該多層基板の側面に近い部分には信号用端子パターン２２がＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）方式の電極として形成されている。
なお、多層基板Ａの上面及び側面は、封止樹脂に代えて、金属製キャップで覆ってもよい。金属製キャップは、多層基板Ａの側面の所定位置に設けられた接地用の端面電極と半田などの導体で固定する。
【０１２３】
そして、チップ２４が搭載された面の下側の部分にチップ２４以外の回路素子を内蔵することにより、基板サイズを増大させることなく、マルチバンドに対応可能な高周波モジュールＲＦＭ１を実現することができる。
本発明によれば、前記高周波モジュールを携帯電話などの無線通信装置に適用することによって、ＧＳＭ／ＤＣＳ／ＰＣＳシステムとＣＤＭＡシステムが一体化されたマルチバンドの無線通信装置を構成することができるとともに、装置の小型化などを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の高周波選択回路の一例を示す回路ブロック図である。
【図２】高周波半導体スイッチの模式的回路図である。
【図３】高周波半導体スイッチを構成するトランジスタの基本動作を示すグラフである。
【図４】図１に示した本発明の高周波選択回路の詳細な回路ブロック図である。
【図５】低域通過型フィルタ機能を有するマッチング回路の有無による本発明の効果を示す図である。
【図６】低域通過型フィルタ機能を有するマッチング回路の有無による本発明の効果を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る高周波選択回路のブロック図である。
【図８】図７の高周波選択回路の回路図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る高周波選択回路のブロック図である。
【図１０】図９の高周波選択回路の回路図である。
【図１１】本発明の高周波スイッチのブロック図である。
【図１２】本発明の高周波スイッチを含む高周波選択回路の一例を示す回路図である。
【図１３】本発明の高周波スイッチを含む高周波選択回路の他の一例を示す回路図である。
【図１４】本発明に係る高周波モジュールの内部構造を示す一部切欠斜視図である。
【図１５】本発明に係る高周波モジュールの内部構造を示す概略断面図である。
【図１６】一般的な高周波モジュールのブロック図である。
【図１７】従来のアンテナスイッチモジュールのブロック図である。
【図１８】従来のアンテナスイッチモジュールのブロック図である。
【符号の説明】
【０１２５】
ＡＮＴ３  共通のアンテナ端子
ＡＳＭ１〜４  高周波選択回路
ＳＷ１，２  高周波スイッチ
ＳＷ１１，１２  高周波スイッチ
ＳＷ１１０〜１１２，１２０  高周波スイッチ
ＤＥＣ１  制御回路
ＭＡＴ１  マッチング回路
【図１】
2006129419.tif 000004
【図２】
2006129419.tif 000005
【図３】
2006129419.tif 000006
【図４】
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【図５】
2006129419.tif 000008
【図６】
2006129419.tif 000009
【図７】
2006129419.tif 000010
【図８】
2006129419.tif 000011
【図９】
2006129419.tif 000012
【図１０】
2006129419.tif 000013
【図１１】
2006129419.tif 000014
【図１２】
2006129419.tif 000015
【図１３】
2006129419.tif 000016
【図１４】
2006129419.tif 000017
【図１５】
2006129419.tif 000018
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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