(57)【要約】高周波スイッチモジュール（１０）は、スイッチＩＣ（１００）、位相調整回路（２００）、フィルタ回路（３００）を備える。位相調整回路（２００）は、インダクタ（２０１）、キャパシタ（２０２，２０３）を備え、個別端子（１１１）とフィルタ回路（３００）との間にインダクタ（２０１）が直列接続されたπ型回路からなる。フィルタ回路（３００）は、フィルタ用インダクタ（３０１）とフィルタ用キャパシタ（３０２）のＬＣ並列共振回路である。スイッチＩＣ（１００）の個別端子（１１１）からの歪み２次高調波信号は、位相調整回路（２００）を介してフィルタ回路（３００で反射され、位相調整回路（２００）を介してスイッチＩＣ（１００）に戻る。この歪み２次高調波信号は、位相調整回路（２００）によって位相調整され、スイッチＩＣ（１００）の共通端子（１０１）に出力される歪み２次高調波信号と相殺される。
2014109111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通端子と複数の個別端子とを有し、半導体スイッチ素子のオンオフによって前記複数の個別端子を前記共通端子に切り替えて接続するスイッチＩＣを備えた高周波スイッチモジュールであって、
前記スイッチＩＣの前記共通端子および前記個別端子から高調波信号が出力され、
前記複数の個別端子の内の第１個別端子と、外部から高周波信号が入力される第１外部接続用端子との間に接続され、前記高周波信号の高調波成分を減衰させるフィルタ回路と、
該フィルタ回路と前記第１個別端子との間に接続され、インダクタとキャパシタとから構成された位相調整回路と、を備え、
前記位相調整回路は、前記共通端子から出力される高調波信号の振幅と、前記第１個別端子から出力され前記フィルタ回路で反射して前記第１個別端子に戻る高調波信号の振幅とが打ち消し合うように、前記インダクタと前記キャパシタの素子値が決定されている、高周波スイッチモジュール。
【請求項２】
前記インダクタと前記キャパシタは、前記共通端子からの高調波信号と前記第１個別端子からの高調波信号の位相差が９０°から２７０°の間となるように、前記素子値が決定されている、請求項１に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項３】
前記インダクタと前記キャパシタは、前記共通端子からの高調波信号と前記第１個別端子からの高調波信号の位相差が１８０°となるように、前記素子値が決定されている、請求項２に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項４】
前記位相調整回路は、前記高調波信号の周波数帯域を通過帯域内とする低域通過フィルタである、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項５】
前記位相調整回路は、前記高周波信号の周波数帯域を通過帯域内とする高域通過フィルタである、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項６】
前記フィルタ回路は、前記高調波信号の周波数が減衰極周波数に略一致するノッチフィルタである、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項７】
前記フィルタ回路は、フィルタ用キャパシタとフィルタ用インダクタとが並列接続されたＬＣ並列共振回路を備え、
該ＬＣ並列共振回路は、前記第１外部接続用端子と前記位相調整回路との間に接続されている、請求項６に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項８】
前記フィルタ回路は、フィルタ用キャパシタとフィルタ用インダクタとが直列接続されたＬＣ直列共振回路を備え、
該ＬＣ直列共振回路は、前記第１外部接続用端子と前記位相調整回路との接続ラインと、グランドとの間に接続されている、請求項６に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項９】
前記フィルタ回路は、前記高周波信号の周波数帯域を通過帯域内とする帯域通過フィルタである、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項１０】
前記帯域通過フィルタは、デュプレクサを構成する一つのフィルタである、請求項９に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項１１】
前記スイッチＩＣをローバンド用とし、
ハイバンド用の第２のスイッチＩＣと、
アンテナへの接続端子、前記スイッチＩＣの共通端子に接続するローバンド側端子、および前記第２のスイッチＩＣの共通端子に接続するハイバンド側端子を備え、前記ローバンド帯域の高周波信号と前記ハイバンド帯域の高周波信号とを分波するアンテナ側分波器と、
を備え、
前記第１個別端子に入力される高周波信号と、前記第２のスイッチ回路を伝送する第２高周波信号とが、少なくとも一時的に同時通信される、
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項１２】
前記フィルタ回路と前記位相調整回路との間に接続され、
前記フィルタ回路に接続し、異なる長さからなる複数の線路導体と、
該複数の線路導体を前記位相調整回路に選択して接続する選択部材と、備える、請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項１３】
前記位相調整回路と前記第１個別端子との間に接続され、
前記位相調整回路に接続し、異なる長さからなる複数の線路導体と、
該複数の線路導体を前記第１個別端子に選択して接続する選択部材と、備える、請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項１４】
前記高周波スイッチモジュールは、導体パターンが形成された誘電体層を複数積層してなる積層体によって形成されており、
前記位相調整回路のインダクタは、前記積層体に実装される実装型インダクタ素子であり、
前記位相調整回路のキャパシタは、前記積層体に実装される実装型キャパシタ素子である、
請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項１５】
前記フィルタ回路のインダクタは、前記積層体に実装される実装型インダクタ素子であり、
前記フィルタ回路のキャパシタは、前記積層体に実装される実装型キャパシタ素子である、
請求項１４に記載の高周波スイッチモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体スイッチを用いて共通端子を複数の個別端子に切り替えて接続することで複数種類の高周波信号を送受信する高周波スイッチモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の高周波信号を共通のアンテナで送受信するための高周波スイッチモジュールが各種考案されている。このような高周波スイッチモジュールでは、一つの共通端子と複数の個別端子とを備えるスイッチＩＣが用いられることがある。スイッチＩＣは、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を複数備え、これらＦＥＴのＯＮ・ＯＦＦによって共通端子をいずれか一つの個別端子に接続する。【０００３】
このような半導体を用いたスイッチＩＣでは、大電力の高周波信号（例えば、送信信号）が入力されると、歪みによる高調波信号が発生する。このような高調波信号が共通端子からアンテナを介して外部に送信されることは、電波干渉等の各種の不具合を生じる原因となる。すなわち、このような歪みによる高調波信号は、高周波スイッチモジュールの帯域外特性を悪化させる原因となる。【０００４】
したがって、特許文献１に記載の高周波回路では、スイッチＩＣで発生し個別端子に出力された高調波信号を反射するＬＣ直列共振器を備える。ＬＣ直列共振器は、スイッチＩＣの個別端子と送信回路とを接続する信号伝送ラインとグランドとの間に接続されている。これにより、個別端子から出力した高調波信号がＬＣ直列共振器の接続点で反射して、スイッチＩＣに戻り、共通端子へ伝送される。この際、信号伝送ラインにおけるＬＣ直列共振器の接続点と個別端子との距離を所定の長さに設定することで、共通端子から出力される高調波信号と、個別端子からＬＣ直列共振器の接続点で反射して共通端子へ出力される高調波信号との位相を逆位相にしている。これにより、アンテナから送信される高調波信号を抑圧している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−８６０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の高周波回路では、分布定数線路である信号伝送ラインの長さで、個別端子からの高調波信号の位相調整を行っているので、位相を大きく回す場合には、信号伝送ラインを長くしなければならない。この場合、信号伝送ラインを形成する積層体の形状が大きくなってしまう。これにより、高周波回路を小型化することが容易ではない。また、高周波回路の積層モジュールとして限られた形状の中で、最適な位相調整量が得られる信号伝送ラインの長さおよび導体パターンを決定することは容易ではない。したがって、特許文献１に示す従来の構成では、スイッチＩＣを備えた構成であって、高調波歪み特性および帯域外特性に優れた高周波回路を容易且つ小型にすることは困難である。【０００７】
本発明の目的は、大型化することなく、高調波歪み特性および帯域外特性に優れる高周波スイッチモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
共通端子と複数の個別端子とを有し、半導体スイッチ素子のオンオフによって前記複数の個別端子を前記共通端子に切り替えて接続するスイッチＩＣを備えた高周波スイッチモジュールに関するものである。高周波スイッチモジュールのスイッチＩＣの共通端子および個別端子から高調波信号が出力される。高周波スイッチモジュールは、複数の個別端子の内の第１個別端子と、外部から高周波信号が入力される第１外部接続用端子との間に接続され、高周波信号の高調波成分を減衰させるフィルタ回路を備える。高周波スイッチモジュールは、該フィルタ回路と第１個別端子との間に接続され、インダクタとキャパシタとから構成された位相調整回路を備える。位相調整回路は、共通端子から出力される高調波信号の振幅と、第１個別端子から出力されフィルタ回路で反射して第１個別端子に戻る高調波信号の振幅とが打ち消し合うように、インダクタとキャパシタの素子値が決定されている。【０００９】
この構成では、第１個別端子から出力された高調波信号は、インダクタとキャパシタを備える位相調整回路を介してフィルタ回路で反射され、位相調整回路、スイッチＩＣを介して共通端子へ出力される。そして、本発明の構成では、位相調整回路がインダクタとキャパシタとを組み合わせて構成されていることで、共通端子に戻される高調波信号の位相調整量を調整しやすい。したがって、従来の分布定数線路による位相調整回路と比較して、所望の位相調整量を得るための形状自由度が向上し、小型化し易く、高調波歪み特性および帯域外特性を向上しやすい。【００１０】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、インダクタとキャパシタは、共通端子からの高調波信号と第１個別端子からの高調波信号の位相差が９０°から２７０°の間となるように、素子値が決定されていることが好ましい。【００１１】
この構成では、共通端子からの高調波信号と第１個別端子からの高調波信号とが少なくとも互いに打ち消し合い、共通端子から出力される高調波信号のレベルを抑圧できる。【００１２】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、インダクタとキャパシタは、共通端子からの高調波信号と第１個別端子からの高調波信号の位相差が１８０°となるように素子値が決定されていることが好ましい。【００１３】
この構成では、共通端子からの高調波信号と第１個別端子からの高調波信号とが完全に相殺され、共通端子から高調波信号が出力されない。【００１４】
また、この発明の高周波スイッチモジュールの位相調整回路は、高調波信号の周波数帯域を通過帯域内とする低域通過フィルタであることが好ましい。【００１５】
この構成では、位相調整回路で、相殺用の高調波信号の位相調整とともに、フィルタ回路側から入力される高周波信号を基本波とするさらに高次の高調波信号（例えば、上述の高調波信号が２次高調波信号であれば３次以上の高調波信号）を減衰できる。【００１６】
また、この発明の高周波スイッチモジュールの位相調整回路は、高周波信号の周波数帯域を通過帯域内とする高域通過フィルタであってもよい。【００１７】
この構成では、位相調整回路で、相殺用の高調波信号の位相調整とともに、スイッチＩＣの共通端子側から入力される静電気を抑圧できる。これにより、フィルタ回路のＥＳＤ効果が高まり、高周波スイッチモジュールのＥＳＤ効果が向上する。【００１８】
また、この発明の高周波スイッチモジュールのフィルタ回路は、高調波信号の周波数が減衰極周波数に略一致するノッチフィルタである。【００１９】
この構成では、入力される大電力の高周波信号の高調波信号を効果的に減衰させることができるとともに、スイッチＩＣで発生した高調波信号がフィルタ回路から位相調整回路側へ反射する反射量を大きいまま維持できる。これにより、共通端子から出力される高調波信号のレベルとフィルタ回路から反射される高調波信号のレベルとのレベル差が小さくなり、相殺効果が向上する。【００２０】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、次の構成であることが好ましい。フィルタ回路は、フィルタ用キャパシタとフィルタ用インダクタとが並列接続されたＬＣ並列共振回路を備える。該ＬＣ並列共振回路は、第１外部接続用端子と位相調整回路との間に接続されている。【００２１】
この構成では、高調波信号の周波数帯域以外での通過特性がよく、高周波スイッチモジュールとしての送受信特性を向上させることができる。【００２２】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、次の構成であってもよい。フィルタ回路は、フィルタ用キャパシタとフィルタ用インダクタとが直列接続されたＬＣ直列共振回路を備える。ＬＣ直列共振回路は、第１外部接続用端子と位相調整回路との接続ラインと、グランドとの間に接続されている。【００２３】
この構成では、上述のＬＣ並列共振回路を用いた場合のような作用効果は得られないが、所定の減衰量以上の減衰量を得られる周波数帯域が広く、高調波信号の周波数がずれても、高調波信号の反射量が低減しにくい。【００２４】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、フィルタ回路は、高周波信号の周波数帯域を通過帯域内とする帯域通過フィルタであってもよい。【００２５】
この構成では、高調波信号の周波数が帯域通過フィルタの減衰帯域内となる。帯域通過フィルタは、通過帯域外の減衰量すなわち反射量が大きいので、フィルタ回路で反射される高調波信号のレベルが低下しにくい。【００２６】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、帯域通過フィルタは、デュプレクサを構成する一つのフィルタであってもよい。【００２７】
この構成では、第１外部接続用端子にデュプレクサが接続されるような態様の場合に、デュプレクサと別にフィルタ回路を設ける必要が無く、高周波スイッチモジュールを小さく構成することができる。【００２８】
また、この発明の高周波スイッチモジュールは、次の構成であることが好ましい。高周波スイッチモジュールの上述のスイッチＩＣはローバンド用のスイッチＩＣである。さらに、高周波スイッチモジュールは、ハイバンド用の第２のスイッチＩＣと、アンテナへの接続端子、スイッチＩＣの共通端子に接続するローバンド側端子、および第２のスイッチＩＣの共通端子に接続するハイバンド側端子を備え、ローバンドの高周波信号とハイバンドの高周波信号とを分波するアンテナ側分波器と、を備える。第１個別端子に入力される高周波信号と、第２のスイッチ回路を伝送する第２高周波信号とが、少なくとも一時的に同時通信される。【００２９】
この構成では、キャリアアグリゲーション等の複数のバンドクラス（周波数領域）で同時に高周波信号を送受信する高周波スイッチモジュールにおいて、ローバンドの高周波信号の高調波信号が、ハイバンド側の回路に回り込むことを抑制できる。【００３０】
また、この発明の高周波スイッチモジュールは、次の構成であってもよい。フィルタ回路と位相調整回路との間に、複数の線路導体と選択部材とが備えられている。複数の線路導体は、フィルタ回路に接続し、異なる長さからなる。選択部材は、複数の線路導体を位相調整回路に選択して接続する。【００３１】
また、この発明の高周波スイッチモジュールは、次の構成であってもよい。位相調整回路と第１個別端子の間に、複数の線路導体と選択部材とが備えられている。複数の線路導体は、位相調整回路に接続し、異なる長さからなる。選択部材は、複数の線路導体を第１個別端子に選択して接続する。【００３２】
これらの構成では、接続された線路導体以外はオープンスタブとなるので、これらオープンスタブにより、高調波信号に対する更なる位相調整が可能になる。そして、選択する線路導体によってオープンスタブの形状が異なるので、異なる位相調整量を選択でき、適する位相調整量を適宜選択しやすい。【００３３】
また、この発明の高周波スイッチモジュールは、次の構成であることが好ましい。高周波スイッチモジュールは、導体パターンが形成された誘電体層を複数積層してなる積層体によって形成されている。位相調整回路のインダクタは、積層体に実装される実装型インダクタ素子である。位相調整回路のキャパシタは、積層体に実装される実装型キャパシタ素子である。【００３４】
この構成では、位相調整量に依存することなく、位相調整回路の形状を小さくできる。また、各実装型素子を置き換えるだけで、位相調整量を変化させることができる。これにより、適する位相調整量を容易に実現でき、且つ小型化が可能である。【００３５】
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、次の構成であることが好ましい。フィルタ回路のインダクタは、積層体に実装される実装型インダクタ素子である。フィルタ回路のキャパシタは、積層体に実装される実装型キャパシタ素子である。【００３６】
この構成では、さらに、適する位相調整量を容易に実現でき、且つ小型化が可能な高周波スイッチモジュールを実現できる。
【発明の効果】
【００３７】
この発明によれば、高調波歪み特性および帯域外特性に優れる高周波スイッチモジュールを小型且つ容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
【図２】外部接続用端子から高周波信号（大電力）が入力された場合の当該高周波信号の伝送状態を説明する図である。
【図３】高周波信号の２次高調波信号の伝送状態、および歪み２次高調波信号の伝送状態を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の構成および従来構成でのアンテナＡＮＴでの２次高調波レベルをシミュレーションした結果である。
【図５】本発明の第１の実施形態の一態様となる高周波スイッチモジュールの積層図である。
【図６】図５の積層図のパターンにより実現される高周波モジュールの回路図である。
【図７】ＬＣ並列共振回路およびＬＣ直列共振回路の減衰特性と、ＬＣ直列共振回路の回路構成例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
【図１５】本発明の第９の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明の第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。なお、本実施形態では、１個の共通端子と３個の個別端子を有するスイッチＩＣを例に説明するが、個別端子数はこれに限るものではなく、複数であれば他の個数であってもよい。
【００４０】
高周波スイッチモジュール１０は、スイッチＩＣ１００、位相調整回路２００、フィルタ３００、アンテナ整合回路１９０を備える。高周波スイッチモジュール１０は、外部接続用端子１３０，１４１，１４２，１４３，１５１，１５２，１５３を備える。外部接続用端子１４１が、本発明の「第１外部接続用端子」に相当する。外部接続用端子１３０は、高周波スイッチモジュール１０の外部に配置されたアンテナＡＮＴに接続されている。
【００４１】
スイッチＩＣ１００は、共通端子１０１、個別端子１１１，１１２，１１３、駆動制御端子１２１，１２２，１２３を備える。個別端子１１１が本発明の「第１個別端子」に相当する。スイッチＩＣ１００は、駆動制御端子１２１，１２２，１２３に入力される駆動電圧と制御信号によって、共通端子１０１を、個別端子１１１，１１２，１１３のいずれか１個に切り替えて接続する。より具体的には、スイッチＩＣ１００は、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）等の半導体スイッチが共通端子１０１と各個別端子１１１，１１２，１１３との間に接続される構造からなる。スイッチＩＣ１００は、駆動電圧で半導体スイッチに電源供給し、制御信号によって、オン制御する半導体スイッチとオフ制御する半導体スイッチを切り替える。スイッチＩＣ１００は、このような各半導体スイッチのオンオフ制御によって、共通端子１０１を個別端子１１１，１１２，１１３のいずれかに接続する。
【００４２】
共通端子１０１と外部接続用端子１３０との間には、アンテナ整合回路１９０が接続されている。アンテナ整合回路１９０は、図示していないが、例えば、直列インダクタ、該直列インダクタと外部接続用端子１３０との間をグランドに接続するキャパシタ、直列インダクタと共通端子１０１との間をグランドに接続するインダクタ等のから構成される。
【００４３】
駆動制御端子１２１，１２２，１２３は、それぞれ外部接続用端子１５１，１５２，１５３に接続する。これら外部接続用端子１５１，１５２，１５３から駆動電圧および制御信号が供給される。
【００４４】
個別端子１１１は、位相調整回路２００、フィルタ回路３００を介して、外部接続用端子１４１に接続されている。
【００４５】
個別端子１１２，１１３は、それぞれ外部接続用端子１４２，１４３に接続されている。なお、これらの個別端子と外部接続用端子との間に、フィルタ等の回路素子が接続されていてもよい。
【００４６】
位相調整回路２００は、個別端子１１１とフィルタ回路３００との間に接続されている。位相調整回路２００は、インダクタ２０１、キャパシタ２０２，２０３を備える。インダクタ２０１は、個別端子１１１とフィルタ回路３００との間に直列接続されている。インダクタ２０１の個別端子１１１側は、キャパシタ２０２を介してグランドに接続されている。インダクタ２０１のフィルタ回路３００側は、キャパシタ２０３を介してグランドに接続されている。
【００４７】
インダクタ２０１のインダクタンスＬｔ１、キャパシタ２０２のキャパシタンスＣｕ１、キャパシタ２０３のキャパシタンスＣｕ２は、後述する２次高調波信号の位相シフト条件に基づいて設定されている。
【００４８】
フィルタ回路３００は、フィルタ用インダクタ３０１、フィルタ用キャパシタ３０２を備える。フィルタ用インダクタ３０１は、位相調整回路２００と外部接続用端子１４１との間に接続されている。フィルタ用キャパシタ３０２は、フィルタ用インダクタ３０１に並列接続されている。これにより、フィルタ回路３００は、フィルタ用インダクタ３０１とフィルタ用キャパシタ３０２とのＬＣ並列共振回路からなる。このような回路構成から、フィルタ回路３００は、ＬＣ並列共振型のノッチフィルタとして機能する。
【００４９】
フィルタ用インダクタ３０１の素子値（インダクタンス）Ｌｔ２とフィルタ用キャパシタ３０２の素子値（キャパシタンス）Ｃｔ２は、外部接続用端子１４１から入力される高周波信号の２次高調波信号の周波数がノッチフィルタの減衰極周波数と一致もしくは略一致するように設定されている。
【００５０】
図２は、外部接続用端子から高周波信号（大電力）が入力された場合の当該高周波信号の伝送状態を説明する図である。なお、本発明でいう「大電力」とは、高周波スイッチモジュール１０に用いられるスイッチＩＣ１００に高周波信号が入力されたことにより、当該スイッチＩＣ１００から歪み高調波信号が発生する電力レベルを示す。図３は、高周波信号の２次高調波信号の伝送状態、および歪み２次高調波信号の伝送状態を示す図である。なお、図２、図３では、スイッチＩＣ１００の個別端子１１１と共通端子１０１が導通された状態を示す。
【００５１】
図２に示すように、外部接続用端子１４１から入力された基本周波数の高周波信号（基本波）Ｓｆ０は、フィルタ回路３００、位相調整回路２００を介して、スイッチＩＣ１００の個別端子１１１に入力される。スイッチＩＣ１００の個別端子１１１に入力された高周波信号Ｓｆ０は、共通端子１０１から出力される。
【００５２】
図３（上段）に示すように、外部接続用端子１４１から入力された高周波信号の２次高調波信号Ｓ２ｆ０は、フィルタ回路３００で減衰される。これにより、入力された２次高調波信号Ｓ２ｆ０は、位相調整回路２００およびスイッチＩＣ１００には伝送されず、スイッチＩＣ１００の共通端子１０１から出力されない。
【００５３】
基本周波数の高周波信号Ｓｆ０がスイッチＩＣ１００に入力されると、高周波信号Ｓｆ０が大電力の場合に、半導体スイッチが歪んで、歪み高調波信号が発生する。なお、歪み高調波信号の電力は、殆どが２次高調波信号ＳＤ２ｆ０である。この歪み２次高調波信号ＳＤ２ｆ０は、共通端子１０１、個別端子１１１に出力される。
【００５４】
個別端子１１１に出力された歪み２次高調波信号ＳＤ２ｆ０は、位相調整回路２００を介して、フィルタ回路３００に伝送される。フィルタ回路３００は、２次高調波信号の周波数が減衰極周波数と一致するので、歪み２次高調波信号ＳＤ２ｆ０は、フィルタ回路３００で反射する。この反射２次高調波信号ＳＤＲ２ｆ０は、位相調整回路２００を伝送し、個別端子１１１に入力される。反射２次高調波信号ＳＤＲ２ｆ０は、個別端子１１１から共通端子１０１に伝送される。
【００５５】
したがって、共通端子１０１からは、元々共通端子１０１から出力される歪み２次高調波信号ＳＤｃ２ｆ０と反射２次高調波信号ＳＤＲ２ｆ０とが重なり合って出力される。
【００５６】
ここで、共通端子１０１での歪み２次高調波信号ＳＤｃ２ｆ０の位相と反射２次高調波信号ＳＤＲ２ｆ０の位相とが逆位相となるように、位相調整回路２００のインダクタ２０１のインダクタンスＬｔ１、キャパシタ２０２のキャパシタンスＣｕ１、キャパシタ２０３のキャパシタンスＣｕ２を決定する。言い換えれば、個別端子１１１から出力された歪み２次高調波信号がフィルタ回路３００で反射してスイッチＩＣ１００に戻り、共通端子１０１における反射２次高調波信号ＳＤＲ２ｆ０の位相が、共通端子１０１での歪み２次高調波信号ＳＤｃ２ｆ０の位相に対して１８０°シフトしているように、位相調整回路２００のインダクタ２０１のインダクタンスＬｔ１、キャパシタ２０２のキャパシタンスＣｕ１、キャパシタ２０３のキャパシタンスＣｕ２を決定する。
【００５７】
このような構成とすることで、図３（下段）に示すように、共通端子１０１において歪み２次高調波信号ＳＤｃ２ｆ０と反射２次高調波信号ＳＤＲ２ｆ０とが相殺され、結果的に、共通端子１０１から２次高調波信号が出力されていない状態となる。これにより、２次高調波信号が外部接続用端子１３０（アンテナＡＮＴ）側に出力されず、高周波スイッチモジュール１０の高調波歪み特性および帯域外特性が改善する。高調波歪み特性とは、送受信する高周波信号の周波数を基本波周波数とする高調波信号が外部へ出力されにくいほど良好となる特性である。帯域外特性とは、送受信する周波数帯域以外の周波数帯域で大きな減衰量が得られる場合が良好となる特性である。
【００５８】
さらに、本実施形態に示すように、位相調整回路２００が、インダクタ２０１とキャパシタ２０２，２０３によって構成されているので、分布定数線路であるマイクロストリップラインの構成よりも、共通端子１０１に戻る２次高調波信号の位相を調整しやすい。したがって、従来の分布定数線路による位相調整回路と比較して、所望の位相調整量を得るための形状自由度が向上し、小型化がより容易に実現できる。
【００５９】
図４は、本実施形態の構成および従来構成でのアンテナＡＮＴでの２次高調波レベルをシミュレーションした結果である。なお、図４では、従来構成でスイッチＩＣのＦＥＴの形状を２倍にした構成についても示している。また、図４のシミュレーションは、入力される高周波信号のレベルを＋２６［ｄＢｍ］としている。
【００６０】
図４に示すように、従来構成では−８０［ｄＢｍ］であった２次高調波レベルが、本実施形態の構成では−９５［ｄＢｍ］まで低下する。一般に、スイッチＩＣのＦＥＴの形状を大きくすることで、高調波信号の出力を抑制できることが知られている。そこで、従来の構成のスイッチＩＣの形状を２倍にした場合の構成についても、シミュレーションしている。その結果、従来構成でスイッチＩＣのＦＥＴの形状を２倍にした構成では−８３［ｄＢｍ］であるので、この構成よりも、本実施形態の構成の方が２次高調波レベルを低下することができる。
【００６１】
また、上述の構成では、位相調整回路２００は、π型の低域通過フィルタ（ローパスフィルタ）となる。ここで、インダクタ２０１のインダクタンスＬｔ１、キャパシタ２０２のキャパシタンスＣｕ１、キャパシタ２０３のキャパシタンスＣｕ２を調整し、２次高調波信号の周波数を通過周波数帯域内とし、３次高調波信号の周波数帯域が減衰帯域となるように、低域通過フィルタを設定する。
【００６２】
このような構成とすることで、フィルタ回路３００で反射してスイッチＩＣ１００に戻る２次高調波信号の信号レベルを殆ど低下させない。したがって、共通端子１０１での相殺効果を向上させることができる。これにより、共通端子１０１から出力される２次高調波信号を、より大幅に抑圧することができ、高周波スイッチモジュール１０の高調波歪み特性および帯域外特性を、さらに向上させることができる。
【００６３】
さらに、フィルタ回路３００を通過した３次以上の高調波信号が、位相調整回路２００で減衰されるので、共通端子１０１から出力される２次以上の高調波信号も大幅に抑圧することができる。これにより、高周波スイッチモジュール１０の総合的に高調波歪み特性および帯域外特性を、さらに向上させることができる。
【００６４】
上述のような高周波スイッチモジュール１０は、複数の誘電体層を積層した積層体によって実現される。所定の誘電体層には、高周波スイッチモジュール１０の回路パターンを実現するための導体パターンが形成されている。積層体の天面には、実装型回路素子が実装されており、積層体の底面には、外部接続用端子を実現する実装用ランドが形成されている。
【００６５】
図５は、本実施形態の一態様となる高周波スイッチモジュールの積層図である。なお、図５の各誘電体層に記載された○（丸形状）は誘電体層を厚み方向に貫通する導電性ビアを示す。図６は、図５の積層図のパターンにより実現される高周波モジュールの回路図である。
【００６６】
図５、図６に示す高周波スイッチモジュール１０Ｒは、スイッチＩＣ１００Ｒ、アンテナ整合回路１９０、位相調整回路２００、フィルタ回路３００、低域通過フィルタ４００，５００を備える。位相調整回路２００およびフィルタ回路３００は、上述の高周波スイッチモジュール１０と同じである。
【００６７】
高周波スイッチモジュール１０Ｒは、外部接続用端子１３０，１４１−１４９，１５１−１５５を備える。
【００６８】
スイッチＩＣ１００Ｒは、１個の共通端子１０１、９個の個別端子１１１−１１９、５個の駆動制御端子１２１−１２５を備える。駆動制御端子１２１−１２５に供給される駆動電圧と制御信号とにより、共通端子１０１は、個別端子１１１−１１９のいずれかに接続される。
【００６９】
共通端子１０１と外部接続用端子１３０との間には、アンテナ整合用インダクタ１９１が接続されている。アンテナ整合回路１９０は、アンテナ整合用インダクタ１９１，１９２、およびアンテナ整合用キャパシタ１９３を備える。アンテナ整合用インダクタ１９１は、共通端子１０１と外部接続用端子１３０との間に接続されている。アンテナ整合用インダクタ１９１の共通端子１０１側は、アンテナ整合用インダクタ１９２を介してグランドに接続されている。アンテナ整合用インダクタ１９１の外部接続用端子１３０側は、アンテナ整合用キャパシタ１９３を介してグランドに接続されている。
【００７０】
個別端子１１１と外部接続用端子１４１との間には、位相調整回路２００とフィルタ回路３００が接続されている。
【００７１】
個別端子１１２と外部接続用端子１４２との間には、低域通過フィルタ４００が接続されている。低域通過フィルタ４００は、ＬＰＦ用インダクタ４０１，４０２、ＬＰＦ用キャパシタ４１１，４１２，４２１，４２２，４２３を備える。ＬＰＦ用インダクタ４０１，４０２は、個別端子１１２と外部接続用端子１４２との間に直列接続されている。ＬＰＦ用キャパシタ４１１は、ＬＰＦ用インダクタ４０１に並列接続されている。ＬＰＦ用キャパシタ４１２は、ＬＰＦ用インダクタ４０２に並列接続されている。ＬＰＦ用インダクタ４０１の個別端子１１２側は、ＬＰＦ用キャパシタ４２１を介してグランドに接続されている。ＬＰＦ用インダクタ４０１，４０２の接続点は、ＬＰＦ用キャパシタ４２２を介してグランドに接続されている。ＬＰＦ用インダクタ４０２の外部接続用端子１４２側は、ＬＰＦ用キャパシタ４２３を介してグランドに接続されている。低域通過フィルタ４００は、外部接続用端子１４２に入力される高周波信号の周波数帯域が通過帯域内となり、２次高調波周波数以上が減衰帯域となるように、各ＬＰＦ用インダクタ４０１，４０２及びＬＰＦ用キャパシタ４１１，４１２，４２１，４２２，４２３の素子値が決定されている。
【００７２】
個別端子１１３と外部接続用端子１４３との間には、低域通過フィルタ５００が接続されている。低域通過フィルタ５００は、ＬＰＦ用インダクタ５０１，５０２、ＬＰＦ用キャパシタ５１１，５２２を備える。ＬＰＦ用キャパシタ５１１は、ＬＰＦ用インダクタ５０１に並列接続されている。ＬＰＦ用インダクタ５０１，５０２の接続点は、ＬＰＦ用キャパシタ５２２を介してグランドに接続されている。低域通過フィルタ５００は、外部接続用端子１４３に入力される高周波信号の周波数帯域が通過帯域内となり、２次高調波周波数以上が減衰帯域となるように、各ＬＰＦ用インダクタ５０１，５０２及びＬＰＦ用キャパシタ５１１，５２２の素子値が決定されている。
【００７３】
個別端子１１４−１１９は、それぞれ外部接続用端子１４４−１４９に接続されている。駆動制御端子１２１−１２５は、それぞれ外部接続用端子１５１−１５５に接続されている。
【００７４】
このような高周波スイッチモジュール１０Ｒは、図５に示すように、誘電体層Ｌａｙ１から誘電体層Ｌａｙ１４の１４層を積層してなる積層体によって実現される。誘電体層Ｌａｙ１が積層体の最上層であり、誘電体層Ｌａｙ１４が積層体の最下層である。誘電体層Ｌａｙ１から誘電体層Ｌａｙ１３では導体パターンが上層側に形成されており、誘電体層Ｌａｙ１４では導体パターンが下層側に形成されている。
【００７５】
最上層（第１層）となる誘電体層Ｌａｙ１の天面（積層体の天面）には、スイッチＩＣ１００、インダクタ２０１、キャパシタ２０２，２０３、フィルタ用インダクタ３０１、フィルタ用キャパシタ３０２、アンテナ整合用インダクタ１９１，１９２、アンテナ整合用キャパシタ１９３が実装されている。これらの回路素子は、実装型回路素子からなり、天面に形成された素子用ランドに実装されている。インダクタ２０１、キャパシタ２０２，２０３、フィルタ用インダクタ３０１、フィルタ用キャパシタ３０２は、スイッチＩＣ１００を挟んで、アンテナ整合用インダクタ１９１，１９２、アンテナ整合用キャパシタ１９３から離間されている。
【００７６】
位相調整回路２００を構成するインダクタ２０１、キャパシタ２０２，２０３は、互いに並ぶように近接して実装されている。さらに、フィルタ用インダクタ３０１、フィルタ用キャパシタ３０２も互いに並ぶように近接して実装されており、且つインダクタ２０１、キャパシタ２０２，２０３と並ぶように近接して実装されている。このような構成により、位相調整回路２００の各回路素子を接続する導体パターンを短くでき、この導体パターンによる位相シフト量を極小さくできる。また、位相調整回路２００とフィルタ回路３００とを接続する導体パターンも短くでき、この導体パターンによる位相シフト量を極小さくできる。これにより、スイッチＩＣ１００に戻る２次高調波信号の位相シフト量を、インダクタ２０１、キャパシタ２０２，２０３で正確に設定することができる。
【００７７】
第２層である誘電体層Ｌａｙ２および第３層である誘電体層Ｌａｙ３には、引き回し用導体パターンが適宜形成されている。スイッチＩＣ１００、インダクタ２０１、キャパシタ２０２，２０３、フィルタ用インダクタ３０１、フィルタ用キャパシタ３０２を接続する導体パターンは、これらの誘電体層に形成されている。これにより、さらに高精度に、スイッチＩＣ１００に戻る２次高調波信号の位相シフト量を、インダクタ２０１、キャパシタ２０２，２０３で設定することができる。
【００７８】
第４層である誘電体層Ｌａｙ４には、略全面に内装グランド導体ＰｔＧＮＤ１が形成されている。
【００７９】
第５層である誘電体層Ｌａｙ５には、引き回し用導体パターンが適宜形成されている。
【００８０】
第６層である誘電体層Ｌａｙ６には、内装グランド導体ＰｔＧＮＤ２と、キャパシタ４２１用の矩形導体が形成されている。内装グランド導体ＰｔＧＮＤ２は、内装グランド導体ＰｔＧＮＤ１とともに誘電体層Ｌａｙ５の引き回し用導体パターンを積層方向に沿って挟むように形成されている。
【００８１】
第７層、第８層、第９層である誘電体層Ｌａｙ７，Ｌａｙ８，Ｌａｙ９には、低域通過フィルタ用インダクタ４０１，４０２，５０１，５０２用の線状巻回導体が形成されている。
【００８２】
第１０層である誘電体層Ｌａｙ１０には、低域通過フィルタ用キャパシタ５１１用の矩形導体が形成されている。第１１層である誘電体層Ｌａｙ１１には、低域通過フィルタ用キャパシタ４１１，４１２用の矩形導体が形成されている。第１２層である誘電体層Ｌａｙ１２には、低域通過フィルタ用キャパシタ４１１，４１２，４２２，４２３，５１１，５２２用の矩形導体が形成されている。
【００８３】
第１３層である誘電体層Ｌａｙ１３には、略全面に内装グランド導体ＰｔＧＮＤ３が形成されている。
【００８４】
第１４層（最下層）である誘電体層Ｌａｙ１４には、外部接続用端子１３０，１４１，１４２−１４９，１５１−１５５用の外部接続用ランドと、外部グランド接続用ランドＰＧが形成されている。
【００８５】
このように、位相調整回路２００を構成するインダクタ２０１、キャパシタ２０２，２０３を実装回路素子とすることで、位相シフト量を大きくとっても、積層体の形状を小型にすることができる。さらに、フィルタ回路３００を構成するフィルタ用インダクタ３０１およびフィルタ用キャパシタ３０２を実装回路素子とすることでも、積層体の形状を小型にすることができる。
【００８６】
また、このような構成とすることで、位相調整回路２００およびフィルタ回路３００と、低域通過フィルタ４００，５００との間に内装グランド導体ＰｔＧＮＤ１が配置される。これにより、位相調整回路２００およびフィルタ回路３００と、低域通過フィルタ４００，５００とが積層方向に見て重なっていても、位相調整回路２００およびフィルタ回路３００と低域通過フィルタ４００，５００との間のアイソレーションを高く確保することができる。すなわち、これらのアイソレーションを高く確保しつつ、高周波スイッチモジュール１０を小型に形成することができる。
【００８７】
また、アンテナＡＮＴに接続する外部接続用端子１３０用の外部接続用ランドは、他の外部接続用ランドに対して、グランド接続用ランドＰＧを挟んで離間されている。これにより、アンテナＡＮＴに接続する外部接続用端子１３０用の外部接続用ランドと、他の外部接続用ランドとの間のアイソレーションを高く確保することができる。
【００８８】
なお、上述の高周波スイッチモジュールでは、フィルタ回路３００としてＬＣ並列共振回路のノッチフィルタを用いた。しかしながら、ＬＣ直列共振回路のノッチフィルタに置き換えることも可能である。図７は、ＬＣ並列共振回路およびＬＣ直列共振回路の減衰特性と、ＬＣ直列共振回路の回路構成例を示す図である。ＬＣ直列共振回路からなるフィルタ回路３００Ｐは、インダクタ３０１Ｐとキャパシタ３０２Ｐを備える。インダクタ３０１Ｐとキャパシタ３０２Ｐは直列接続されている。この直列回路の一方端は、位相調整回路２００と外部接続用端子１４１とを接続する導体ラインの所定位置に接続されている。直列回路の他方端は、グランドに接続されている。インダクタ３０１Ｐの素子値（インダクタンス）ＬＬｕ２とキャパシタ３０２Ｐの素子値（キャパシタンス）ＣＣｕ２を適宜設定することで、ノッチフィルタの減衰極周波数を２次高調波信号の周波数に一致させる。このような構成のフィルタ回路３００Ｐでも、ＬＣ並列共振回路からなるフィルタ回路３００と類似する作用効果が得られる。
【００８９】
しかしながら、ＬＣ並列共振回路のフィルタ回路３００を用いることで、図７に示すように、ＬＣ直列共振回路のフィルタ回路３００Ｐを用いるよりも、減衰極特性が急峻になる。したがって、２次高調波信号周波数以外の減衰量を小さくできる。これにより、減衰させたくない周波数の高周波信号、例えば基本周波数の高周波信号を減衰させずに伝送することができ、高周波スイッチモジュール１０としての送受信特性を向上させることができる。なお、ＬＣ直列共振回路では減衰帯域が広くなるので、２次高調波信号に幅があっても、２次高調波信号を減衰させやすくなる。
【００９０】
次に、第２の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図８は本発明の第２の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ａは、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０に対して、フィルタ回路３００を省略し、代わりにデュプレクサ７００を用いている。当該デュプレクサ７００に関わる回路構成以外は、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０と同じであるので、具体的な説明は省略する。
【００９１】
デュプレクサ７００は、第１帯域通過フィルタ７０１、第２帯域通過フィルタ７０２を備える。第１帯域通過フィルタ７０１と第２帯域通過フィルタ７０２は、通過帯域が異なる。第１帯域通過フィルタ７０１は、高周波スイッチモジュール１０Ａの外部接続用端子１４１１とデュプレクサ第１端子との間に接続されている。第１帯域通過フィルタ７０１は、外部接続用端子１４１１から入力される第１高周波信号の周波数帯域を通過帯域内とし、２次高調波信号の周波数以上の周波数帯域を減衰帯域とするフィルタ回路である。第２帯域通過フィルタ７０２は、高周波スイッチモジュール１０Ａの外部接続用端子１４１２とデュプレクサ第１端子との間に接続されている。第２帯域通過フィルタ７０２は、外部接続用端子１４１２へ出力する第２高周波信号の周波数帯域を通過帯域内とし、２次高調波信号の周波数以上の周波数帯域を減衰帯域とするフィルタ回路である。さらに、第２帯域通過フィルタ７０２は、第１高周波信号の２次高調波信号の周波数を減衰帯域とするようにも設定されている。第１高周波信号と第２高周波信号は、例えば、同じバンドクラスの送信信号と受信信号である。
【００９２】
デュプレクサ７００は、整合回路６００を介して、位相調整回路２００に接続されている。整合回路６００は、整合回路用インダクタ６０１，６０２を備える。整合回路用インダクタ６０１は、位相調整回路２００とデュプレクサ７００のデュプレクサ第１端子との間に接続されている。整合回路用インダクタ６０２は、整合回路用インダクタ６０１のデュプレクサ７００側とグランドとの間に接続されている。整合回路用インダクタ６０１，６０２の素子値（インダクタンス）Ｌｔ３，Ｌｕ３を適宜設定することで、位相調整回路２００とデュプレクサ７００との間のインピーダンス整合を行っている。
【００９３】
このような構成では、個別端子１１１から出力される歪み２次高調波信号は、デュプレクサ７００で反射される。これは、帯域通過フィルタの通過帯域外での反射係数が高いことを利用している。デュプレクサ７００で反射した歪み２次高調波信号は、スイッチＩＣ１００に戻り、上述の第１の実施形態と同様に、共通端子１０１で当該共通端子１０１から出力される歪み２次高調波信号と相殺される。
【００９４】
以上のように、個別端子１１１にデュプレクサが接続される態様では、フィルタ回路を省略することができる。
【００９５】
なお、位相調整回路２００が２次高調波信号の位相を回転させる作用を加味して、整合回路６００の整合回路用インダクタ６０１，６０２のインダクタンスＬｔ３，Ｌｕ３を設定することが好ましい。すなわち、位相調整回路２００と整合回路６００とで、上述の相殺用の２次高調波信号の位相回転量を設定するようにすることが好ましい。
【００９６】
次に、第３の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図９は本発明の第３の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｂは、第２の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０Ａに対して、フィルタ回路３００を追加したものである。すなわち、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０と、第２の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０Ａとを組み合わせたものである。なお、第２の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０Ａと同じ箇所については、具体的な説明は省略する。
【００９７】
フィルタ回路３００は、位相調整回路２００と整合回路６００との間に接続されている。このような構成であっても、上述と同様の作用効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、フィルタ回路３００を通過して、デュプレクサ７００に達した歪み２次高調波信号が反射して、スイッチＩＣ１００に戻る。したがって、共通端子１０１に戻る歪み２次高調波信号の振幅の減衰量を、より少なくすることができる。これにより、さらに相殺効果を向上させることができる。
【００９８】
次に、第４の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図１０は本発明の第４の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｃは、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０に対して、位相調整回路２００Ｃが異なるものであり、他の構成は、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０と同じである。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。
【００９９】
位相調整回路２００Ｃは、キャパシタ２０１Ｃ、インダクタ２０２Ｃ，２０３Ｃを備える。キャパシタ２０１Ｃは、個別端子１１１とフィルタ回路３００との間に接続されている。キャパシタ２０１Ｃの個別端子１１１側は、インダクタ２０２Ｃを介してグランドに接続されている。キャパシタ２０１Ｃのフィルタ回路３００側は、インダクタ２０３Ｃを介してグランドに接続されている。そして、キャパシタ２０１Ｃの素子値（キャパシタンス）Ｃｔ１、インダクタ２０２Ｃの素子値（インダクタンス）Ｌｕ１１、インダクタ２０３Ｃの素子値（インダクタンス）Ｌｕ１２を適宜設定することで、上述の実施形態と同様に、フィルタ回路３００に達して反射する歪み２次高調波信号の位相を調整し、共通端子１０１から出力される歪み高調波信号を相殺することができる。
【０１００】
また、位相調整回路２００Ｃは、π型の高域通過フィルタ（ハイパスフィルタ）となる。ここで、キャパシタ２０１ＣのキャパシタンスＣｔ１、インダクタ２０２ＣのインダクタンスＬｕ１１、インダクタ２０３ＣのインダクタンスＬｕ１２を調整し、高周波信号の周波数帯域が通過帯域内となり、これ以下の周波数が減衰帯域となるように、高域通過フィルタを設定する。
【０１０１】
このような構成とすることで、基本周波数の高周波信号を低損失で伝送しながら、フィルタ回路３００で反射してスイッチＩＣ１００に戻る２次高調波信号の信号レベルを殆ど低下させない。そして、高周波信号の基本周波数よりも低い周波数の信号を遮断できる。これにより、アンテナＡＮＴから入力されたサージを遮断し、フィルタ回路３００に伝送されないようにすることができ、フィルタ回路３００および外部接続端子１４１に接続される他の素子のＥＳＤ保護を実現できる。なお、この際、アンテナ整合回路１９０で、ＥＳＤ保護効果を得られるインダクタとキャパシタの構成を用いることで、スイッチＩＣ１００のＥＳＤ保護と、フィルタ回路３００のさらなるＥＳＤ保護を実現できる。
【０１０２】
次に、第５の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図１１は本発明の第５の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｄは、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０に対して、フィルタ回路３００Ｄが異なるものであり、他の構成は、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０と同じである。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。
【０１０３】
フィルタ回路３００Ｄは、位相調整回路２００と外部接続用端子１４１との間に接続されており、２段のＬＣ並列共振回路からなる。フィルタ回路３００Ｄは、フィルタ用インダクタ３０１１，３０１２、フィルタ用キャパシタ３０２１，３０２２を備える。フィルタ用インダクタ３０１１とフィルタ用キャパシタ３０２１のＬＣ並列回路と、フィルタ用インダクタ３０１２とフィルタ用キャパシタ３０２２のＬＣ並列回路とが、この順で位相調整回路２００側から接続されている。
【０１０４】
そして、フィルタ用インダクタ３０１１とフィルタ用キャパシタ３０２１のＬＣ並列回路のインダクタンスＬｔ２１およびキャパシタンスＣｔ２１を適宜設定することで、２次高調波信号の周波数を減衰極周波数に設定している。また、フィルタ用インダクタ３０１２とフィルタ用キャパシタ３０２２のＬＣ並列回路のインダクタンスＬｔ２２およびキャパシタンスＣｔ２２を適宜設定することで、３次高調波信号の周波数を減衰極周波数に設定している。なお、これら減衰極の設定は逆であってもよい。すなわち、フィルタ用インダクタ３０１１とフィルタ用キャパシタ３０２１のＬＣ並列回路の減衰極周波数を３次高調波信号の周波数に一致させ、フィルタ用インダクタ３０１２とフィルタ用キャパシタ３０２２のＬＣ並列回路の減衰極周波数を２次高調波信号の周波数に一致させてもよい。
【０１０５】
このような構成であっても、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、３次以上の高調波信号も遮断でき、高周波スイッチモジュール１０Ｄの高調波歪み特性および帯域外特性を向上させることができる。
【０１０６】
次に、第６の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図１２は本発明の第６の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｅは、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０に対して、フィルタ回路３００Ｅで位相調整回路２００を兼用したものであり、他の構成は、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０と同じである。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。
【０１０７】
フィルタ回路３００Ｅは、フィルタ用インダクタ３０１Ｅとフィルタ用キャパシタ３０２Ｅを備える。フィルタ用インダクタ３０１Ｅは、個別端子１１１と外部接続用端子１４１との間に接続されている。フィルタ用キャパシタ３０２Ｅは、フィルタ用インダクタ３０１Ｅに並列接続されている。
【０１０８】
このような構成において、フィルタ用インダクタ３０１ＥのインダクタンスＬｔ２Ｅと、フィルタ用キャパシタ３０２ＥのキャパシタンスＣｔ２Ｅを、適宜設定して、上述の位相調整回路２００の２次高調波信号に対する位相回転機能と、フィルタ回路３００の機能を実現する。このような構成とすることで、上述の実施形態と同様の作用効果を得ながら、位相調整回路２００を省略して、高周波スイッチモジュールをさらに小型に形成することができる。
【０１０９】
次に、第７の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図１３は本発明の第７の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｆは、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０に対して、さらに、第２のスイッチＩＣ１００Ｈ、ディプレクサ８００、を追加したものである。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。なお、図１３では、スイッチＩＣ１００および第２のスイッチＩＣ１００Ｈの駆動制御端子は省略している。スイッチＩＣ１００がローバンド用であり、第２のスイッチＩＣ１００Ｈがハイバンド用である。なお、例えば、ローバンドとは８００ＭＨｚ帯や９００ＭＨｚ帯を含み１．５ＧＨｚ未満の周波数帯域を示し、ハイバンドとは１．５ＧＨｚ帯や１．８ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯等を含み、１．５ＧＨｚ以上の周波数帯域を示す。
【０１１０】
第２のスイッチＩＣ１００Ｈは、共通端子１０１Ｈと複数の個別端子１１１Ｈ，１１２Ｈ，１１３Ｈを備える。共通端子１０１Ｈは、個別端子１１１Ｈ，１１２Ｈ，１１３Ｈのいずれかに接続される。
【０１１１】
デュプレクサ８００は、デュプレクサ用低域通過フィルタ８０１とデュプレクサ用高域通過フィルタ８０２を備える。デュプレクサ用低域通過フィルタ８０１は、外部接続用端子１３０とスイッチＩＣ１００の共通端子１０１との間に接続されている。デュプレクサ用高域通過フィルタ８０２は、外部接続用端子１３０と第２のスイッチＩＣ１００Ｈの共通端子１０１Ｈとの間に接続されている。
【０１１２】
デュプレクサ用低域通過フィルタ８０１は、ローバンドの複数のバンドクラスの高周波信号を通過し、ハイバンドの複数のバンドクラスの高周波信号を減衰させるように設定されている。デュプレクサ用高域通過フィルタ８０２は、ハイバンドの複数のバンドクラスの高周波信号を通過し、ローバンドの複数のバンドクラスの高周波信号を減衰させるように設定されている。
【０１１３】
このような構成においては、スイッチＩＣ１００でローバンドのバンドクラスの高周波信号が送受信され、第２のスイッチＩＣ１００Ｈでハイバンドのバンドクラスの高周波信号が送受信される。そして、この場合、スイッチＩＣ１００の発する２次高調波信号の周波数は、ハイバンドのバンドクラスの周波数と近接したり、部分的に重なったりして、ノイズとなる。
【０１１４】
しかしながら、スイッチＩＣ１００に対して位相調整回路２００、フィルタ回路３００が接続されているので、スイッチＩＣ１００の共通端子１０１から２次高調波信号は殆ど出力されない。したがって、第２のスイッチＩＣ１００Ｈには、スイッチＩＣ１００の２次高調波信号は入力されない。これにより、ハイバンドのバンドクラスの受信時のＳ／Ｎ比が向上し、送受信特性に優れる高周波スイッチモジュールを実現できる。
【０１１５】
さらに、キャリアアグリゲーションによって、ローバンドのバンドクラスの高周波信号とハイバンドのバンドクラスの高周波信号とを同時に送受信する場合であっても、ハイバンドのバンドクラスの高周波信号の受信のＳ／Ｎ比が高く保持することができる。これにより、ハイバンドのバンドクラスの高周波信号の受信特性を向上でき、送受信特性に優れるキャリアアグリゲーション仕様の高周波スイッチモジュールを実現できる。
【０１１６】
次に、第８の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図１４は本発明の第８の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｇは、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０に対して、複数の線路導体２３１，２３２，２３３および選択部材２３０を追加したものであり、他の構成は、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０と同じである。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。
【０１１７】
複数の線路導体２３１，２３２，２３３はそれぞれ異なる長さからなり、一方端はフィルタ回路３００に接続されている。選択部材２３０は、例えば０Ω抵抗器等からなり、複数の線路導体２３１，２３２，２３３の他方端のいずれかと、位相調整回路２００とを接続するように配置される。
【０１１８】
このような構成とすることで、選択部材２３０によって接続されない線路導体は、オープンスタブとして機能する。したがって、このような選択部材２３０と線路導体２３１，２３２，２３３の組み合わせにより、２次高調波信号の位相調整量をさらに多様に設定することができる。
【０１１９】
次に、第９の実施形態に係る高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。図１５は本発明の第９の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｈは、第８の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０Ｇに対して、複数の線路導体２３１，２３２，２３３および選択部材２３０の配置位置が異なるものであり、他の構成は、第８の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０Ｇと同じである。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。
【０１２０】
複数の線路導体２３１，２３２，２３３の一方端は位相調整回路２００に接続されている。選択部材２３０は、複数の線路導体２３１，２３２，２３３の他方端のいずれかと、スイッチＩＣ１００の個別端子１１１とを接続するように配置される。
【０１２１】
このような構成とすることで、選択部材２３０によって接続されない線路導体は、オープンスタブとして機能する。したがって、このような選択部材２３０と線路導体２３１，２３２，２３３の組み合わせにより、２次高調波信号の位相調整量をさらに多様に設定することができる。
【０１２２】
なお、上述の各実施形態では、個別端子から出力される歪み２次高調波信号の位相が、共通端子に戻った時点で、共通端子から出力される歪み２次高調波信号の位相に対して１８０°の差となるようにしたが、９０°から２７０°の間の位相差になるようにすれよい。これにより、共通端子から出力される歪み２次高調波信号を、少なくとも抑圧することができる。
【０１２３】
また、上述の各実施形態では、位相調整回路をπ型回路で実現する例を示したが、インダクタとキャパシタを用いていれば、Ｌ型回路やＴ型回路で位相調整回路を実現してもよい。
【０１２４】
また、上述の各実施形態では、１個の個別端子に２次高調波信号の位相調整機能を備えさせる例を示したが、大電力の高周波信号（例えば、送信信号）が入力される外部接続用端子が複数存在する場合には、これらの外部接続用端子とスイッチＩＣの個別端子との間に、それぞれ２次高調波信号の位相調整機能を備えさせればよい。
【０１２５】
また、上述の各実施形態の構成は、必要に応じて適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１２６】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｒ：高周波スイッチモジュール、
１００，１００Ｒ：スイッチＩＣ、
１００Ｈ：第２のスイッチＩＣ、
１０１，１０１Ｈ：共通端子、
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９，１１１Ｈ，１１２Ｈ，１１３Ｈ：個別端子、
１２１，１２２，１２３，１２４，１２５：駆動制御端子、
１３０，１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６，１４７，１４８，１４９，１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１４１１，１４１２：外部接続用端子、
１９０：アンテナ整合回路、
１９１，１９２：アンテナ整合用インダクタ、
１９３：アンテナ整合用キャパシタ、
２００，２００Ｃ：位相調整回路、
２０１，２０２Ｃ，２０３Ｃ：インダクタ、
２０２，２０３，２０１Ｃ：キャパシタ、
２３０：選択部材、
２３１，２３２，２３３：線路導体、
３００，３００Ｄ：フィルタ回路、
３０１，３０１１，３０１２，３０１Ｅ：フィルタ用インダクタ、
３０２，３０２１，３０２２，３０２Ｅ：フィルタ用キャパシタ、
４００，５００：低域通過フィルタ、
４０１，４０２，５０１，５０２：ＬＰＦ用インダクタ、
４１１，４１２，４２１，４２２，４２３，５２２：ＬＰＦ用キャパシタ、
６００：整合回路、
６０１，６０２：整合回路用インダクタ、
７００：デュプレクサ、
７０１：第１帯域通過フィルタ、
７０２：第２帯域通過フィルタ、
８００：デュプレクサ、
８０１：デュプレクサ用低域通過フィルタ、
８０２：デュプレクサ用高域通過フィルタ
【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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【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年6月25日(2015.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通端子と複数の個別端子とを有し、半導体スイッチ素子のオンオフによって前記複数の個別端子を前記共通端子に切り替えて接続するスイッチＩＣを備えた高周波スイッチモジュールであって、
前記スイッチＩＣの前記共通端子および前記個別端子から高調波信号が出力され、
前記複数の個別端子の内の第１個別端子と、外部から高周波信号が入力される第１外部接続用端子との間に接続され、前記高周波信号の高調波成分を減衰させるフィルタ回路と、
該フィルタ回路と前記第１個別端子との間に接続され、インダクタとキャパシタとから構成された位相調整回路と、を備え、
前記位相調整回路は、前記共通端子から出力される高調波信号の振幅と、前記第１個別端子から出力され前記フィルタ回路で反射して前記第１個別端子に戻る高調波信号の振幅とが打ち消し合うように、前記インダクタと前記キャパシタの素子値が決定されており、
前記フィルタ回路は、フィルタ用キャパシタとフィルタ用インダクタとが並列接続されたＬＣ並列共振回路を備え、前記高調波信号の周波数が減衰極周波数に略一致するノッチフィルタである、
高周波スイッチモジュール。
【請求項２】
前記インダクタと前記キャパシタは、前記共通端子からの高調波信号と前記第１個別端子からの高調波信号の位相差が９０°から２７０°の間となるように、前記素子値が決定されている、請求項１に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項３】
前記インダクタと前記キャパシタは、前記共通端子からの高調波信号と前記第１個別端子からの高調波信号の位相差が１８０°となるように、前記素子値が決定されている、請求項２に記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項４】
前記位相調整回路は、前記高調波信号の周波数帯域を通過帯域内とする低域通過フィルタである、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項５】
前記位相調整回路は、前記高周波信号の周波数帯域を通過帯域内とする高域通過フィルタである、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項６】
前記ＬＣ並列共振回路は、前記第１外部接続用端子と前記位相調整回路との間に接続されている、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項７】
前記スイッチＩＣをローバンド用とし、
ハイバンド用の第２のスイッチＩＣと、
アンテナへの接続端子、前記スイッチＩＣの共通端子に接続するローバンド側端子、および前記第２のスイッチＩＣの共通端子に接続するハイバンド側端子を備え、前記ローバンド帯域の高周波信号と前記ハイバンド帯域の高周波信号とを分波するアンテナ側分波器と、
を備え、
前記第１個別端子に入力される高周波信号と、前記第２のスイッチ回路を伝送する第２高周波信号とが、少なくとも一時的に同時通信される、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項８】
前記フィルタ回路と前記位相調整回路との間に接続され、
前記フィルタ回路に接続し、異なる長さからなる複数の線路導体と、
該複数の線路導体を前記位相調整回路に選択して接続する選択部材と、備える、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項９】
前記位相調整回路と前記第１個別端子との間に接続され、
前記位相調整回路に接続し、異なる長さからなる複数の線路導体と、
該複数の線路導体を前記第１個別端子に選択して接続する選択部材と、備える、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項１０】
前記高周波スイッチモジュールは、導体パターンが形成された誘電体層を複数積層してなる積層体によって形成されており、
前記位相調整回路のインダクタは、前記積層体に実装される実装型インダクタ素子であり、
前記位相調整回路のキャパシタは、前記積層体に実装される実装型キャパシタ素子である、
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
【請求項１１】
前記フィルタ回路のインダクタは、前記積層体に実装される実装型インダクタ素子であり、
前記フィルタ回路のキャパシタは、前記積層体に実装される実装型キャパシタ素子である、
請求項１０に記載の高周波スイッチモジュール。
【国際調査報告】
2014109111.tif 000018
2014109111.tif 000019