(57)【要約】【課題】高周波モジュールにおいては、歪特性に高性能が要求され回路規模が大きくなる。更に製造数量が少ないため回路構成部品のコストが高く、小型で安価な高周波モジュールを構成できなかった。【解決手段】本発明は、少なくとも１層以上からなる回路基板１と、この回路基板１の端面に形成した外部接続電極と、この外部接続電極に電気的に接続し回路基板１の上面に形成した回路パターン３２と接続した高周波回路とからなる高周波モジュールで高周波回路のグランド部を近接する少なくとも一つ以上の外部接続電極に接続した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１層以上からなる回路基板と、この回路基板の端面に形成した外部接続電極と、この外部接続電極に電気的に接続し回路基板の上面に形成した回路パターンと接続した高周波回路とからなり高周波回路のグランド部を近接する少なくとも一つ以上の外部接続電極に接続した高周波モジュール。
【請求項２】
外部接続電極が接地用端面電極と、信号入力端面電極と、信号出力端面電極と、ローカル信号入力端面電極とからなる請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項３】
高周波回路が増幅回路と、ローカル信号増幅回路と、この増幅回路とローカル信号増幅回路との出力信号を周波数変換するミキサ回路と、このミキサ回路からの出力信号を処理して所望の周波数を取り出すフィルタ回路と、このフィルタ回路の出力信号を増幅する第２の増幅回路と、この第２の増幅回路の出力信号を処理して所望の周波数を取り出す第２のフィルタ回路とからなる請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項４】
ローカル信号入力端面電極は入力端面電極または出力端面電極を有する辺以外に形成した請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項５】
回路基板の一つの端辺に入力端面電極を有し、その対辺に出力端面電極を形成した請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項６】
回路基板の上面に形成した第１の増幅回路と第１のフィルタ回路間に少なくとも１ｍｍ以上の幅を持つグランドパターンを設けた請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項７】
入力端面電極に送信信号を入力するようにした請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項８】
入力端面電極に受信信号を入力するようにした請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項９】
送信信号を入力する高周波モジュールと受信信号を入力する受信用高周波モジュールとローカル発信回路を搭載した高周波ボード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体通信の基地局に用いられる高周波モジュールおよびそれを用いた高周波ボードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高周波モジュールを図６（ａ）、（ｂ）に示す。
【０００３】
図６（ａ）は従来の高周波モジュールの分解斜視図である。高周波用ＩＣ１００の裏面に形成した外部電極（図示せず）に対応した回路基板１０２上に形成した信号電極１０１とグランド電極１０３に位置合わせを行う。グランド電極１０３にはスルーホール１０４が設けられている。
【０００４】
次に、図６（ｂ）は従来の高周波モジュールの断面図である。回路基板１０２に搭載した高周波用のＩＣ１００の接続状態を示している。特に、回路基板１０２の表面に形成したグランド電極１０３はスルーホール１０４により回路基板１０２の裏面に形成したグランドパターン１０５と電気的に接続していた。
【０００５】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１８４８９９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら高周波用モジュールにおいて、上記接地構造を用いると、高周波用ＩＣと接地面との間のスルーホールに発生するインダクタンスが無視できないため、各デバイスの特性が劣化していた。そこで、歪や利得の周波数特性に高性能が要求される基地局用高周波モジュールを構成する場合には、特性が劣化しても所望特性を確保できる高性能デバイスを用いていたので、高コスト化や大型化の原因になっていた。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、小型で安価な高周波モジュールを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、少なくとも１層以上からなる回路基板と、この回路基板の端面に形成した外部接続電極と、この外部接続電極に電気的に接続し回路基板の上面に形成した回路パターンと接続した高周波回路とからなり、高周波回路のグランド部を近接する少なくとも一つ以上の外部接続電極に接続した高周波モジュールであり、高周波回路のグランド電位を一定に安定化させ、発生するインダクタンスを低減することができるため小型で安価な高周波モジュールを構成することができる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、外部接続電極が、接地用端面電極と信号入力端面電極と信号出力端面電極とローカル信号入力端面電極とからなる請求項１に記載の高周波モジュールであり、高周波回路の入出力信号やグランド電位を一定に安定化させ、発生するインダクタンスを低減することができるため小型で安価な高周波モジュールを構成することができる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、高周波回路が増幅回路と、ローカル信号増幅回路と、この増幅回路とローカル信号増幅回路との出力信号を周波数変換するミキサ回路と、このミキサ回路からの出力信号を処理して所望の周波数を取り出すフィルタ回路と、このフィルタ回路の出力信号を増幅する第２の増幅回路と、この第２の増幅回路の出力信号を処理して所望の周波数を取り出す第２のフィルタ回路とからなる請求項１に記載の高周波モジュールであり、小型で安価な高周波モジュールを構成することができる。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、ローカル信号入力端面電極は入力端面電極または出力端面電極を有する辺以外に形成した請求項１に記載の高周波モジュールであり、小型で安価な高周波モジュールを構成することができる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、回路基板の一つの端辺に入力端面電極を有し、その対辺に出力端面電極を形成した請求項１に記載の高周波モジュールであり、高周波ノイズの影響を受けない小型で安価な高周波モジュールを構成することができる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、回路基板の上面に形成した第１の増幅回路と第１のフィルタ回路間に少なくとも１ｍｍ以上の幅を持つグランドパターンを設けた請求項１に記載の高周波モジュールであり、グランドパターンにより各回路に飛び込んでくる高周波用ノイズを遮蔽することができ小型の高周波モジュールを構成することができる。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、入力端面電極に送信信号を入力するようにした請求項１に記載の高周波モジュールであり、小型で安価な送信用高周波モジュールを構成することができる。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の発明は、入力端面電極に受信信号を入力するようにした請求項１に記載の高周波モジュールであり、小型で安価な受信用高周波モジュールを構成することができる。
【００１７】
本発明の請求項９に記載の発明は、送信信号を入力する高周波モジュールと受信信号を入力する高周波モジュールとローカル発信回路を搭載した高周波ボードであり、本発明の高周波用モジュールを用いれば小型で安価な高周波ボードを構成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００１９】
図１（ａ）は本発明の高周波モジュールの組み立て図である。回路基板１は外部（マザー基板）と接続をするための電極を側面に形成している。回路基板１の上部には高周波ノイズを遮蔽するための金属カバー３０が搭載されている。
【００２０】
図１（ｂ）は図１（ａ）に示した組立斜視図の内部構成図である。
【００２１】
回路基板１の上面には回路パターン３２とグランドパターン３３が形成されている。これらのパターン３２、３３上には第１の増幅回路５、ローカル増幅回路１１、ミキサ回路６、第１のフィルタ回路７、第２の増幅回路８、第２のフィルタ回路１０の各回路で高周波回路を形成している。そして、前記回路基板１の側面には外部接続用電極として接地用端面電極１６、信号入力端面電極１２、信号出力端面電極１３、ローカル信号入力端面電極１４を形成している。金属ケース３０は端子３１を回路基板１の接地用端面電極１６とはんだ等を用いて電気的に接続すると同時に機械的に固定している。
【００２２】
そして、前記信号入力端面電極１２を形成している端面と対向する面に前記出力端面電極１３を形成している。そして前記信号入力端面電極１２および前記信号出力端面電極１３の両側の端面電極は接地用電極１６を配置している。このような配置を行うことによって前記信号入力端面電極１２および前記信号出力端面電極１３に飛び込む高周波ノイズを遮蔽することができる。
【００２３】
さらに、ローカル信号入力端面電極１４は信号入力端面電極１２または信号出力端面電極１３を有する端面以外に形成している。このように信号入出力端面電極１２、１３、１４を同一の端面に構成しないことで高周波ノイズの影響を低減させている。
【００２４】
図２は本発明の送信用高周波モジュールの回路ブロック図を示している。この回路ブロック図を用いて高周波モジュールの動作を以下に説明する。信号入力端面電極１２から入力された送信信号は、第１の増幅回路５において増幅されて第１のミキサ回路６に入力される。また一方では、ローカル信号がローカル信号入力端面電極１４から入力されローカル増幅回路１１において増幅されて前記第１のミキサ回路６に入力される。前記第１のミキサ回路６において第１の増幅回路５から入力される信号がローカル増幅回路１１から入力される増幅されたローカル信号によって所望の周波数に変換した信号を出力する。
【００２５】
そして、この周波数変換した信号が第１のフィルタ回路７に入力される。この第１のフィルタ回路７により所望の周波数以外の周波数信号を減衰し、所望の周波数の信号が出力され、第２の増幅回路８に入力される。第２の増幅回路８に入力された信号は増幅され、信号出力端面電極１３から信号が出力される。
【００２６】
図２で示すように各回路は接地用端面電極１６に少なくとも１つ以上接続している。このように接地用端面電極１６と各回路を最短距離で複数の接地用端面電極１６と接続することにより各回路のグランド電位が変化せず一定になるとともに接続パターンに発生するインダクタンスを低減することができる。
【００２７】
図３はグランド接続方法によるインダクタンス特性図である。回路基板１の材質は樹脂基板を用いた場合について示している。線Ａはこの樹脂基板に形成したスルーホール電極を用いた場合に発生するインダクタンスを示し、線Ｂは端面電極を用いた場合に発生するインダクタンスを示している。図３によりスルーホールにより各回路のグランド部に接続していた場合に比べ端面電極を用いた場合、本発明にて使用した回路基板１の厚み１ｍｍにおいてスルーホール電極を用いた場合のインダクタンス値は１ｎＨである。これに対し端面電極を用いた場合のインダクタンス値は０．１ｎＨとなり、端面電極を用いることにより発生するインダクタンス値を１／１０に低減することができる。
【００２８】
このように、所望の特性を確保するために高性能デバイスや回路点数を増やして構成していた従来の高周波モジュールを、本発明の構成とすることにより、低価格なデバイスを用いても十分な性能を確保できると同時に回路も簡素化することができるため高周波モジュールの小型、低コスト化を実現することができる。
【００２９】
図４は受信用の高周波モジュールのブロック図を示す。図２で示した送信用の高周波モジュールの回路ブロックと同じ構成であるが入出力が逆になっている。
【００３０】
まず、信号入力端面電極２４から入力された受信信号は第１のフィルタ回路１７に入力され、所望周波数以外の周波数の信号が減衰され所望の周波数の信号を出力する。そして、第１の増幅回路１８において増幅され、ミキサ回路１９に入力される。また一方では、ローカル信号がローカル信号入力端面電極２６から入力され、ローカル増幅回路２３において増幅したローカル信号がミキサ回路１９に入力される。ミキサ回路１９は第１の増幅回路１８で増幅した信号とローカル増幅回路２３で増幅したローカル信号とによって所望の周波数に変換する。この周波数変換した信号を第２のフィルタ回路２０に入力する。この第２のフィルタ回路２０で所望の周波数以外の周波数信号を減衰し、所望の周波数の信号を第２の増幅回路２１に出力する。第２の増幅回路２１で増幅した信号を信号出力端面電極２５から受信信号として出力する。
【００３１】
各回路のグランド接続については送信用高周波モジュールにて説明した通りである。
【００３２】
図５は高周波ボードの斜視図である。
【００３３】
前述した送信用高周波モジュール２と受信用高周波モジュール３とローカル信号発生回路３５を回路基板３６上に構成した高周波ボードである。
【００３４】
送信用高周波モジュール２、受信用高周波モジュール３およびローカル信号発生回路３５は回路基板３６上に実装される。送信用高周波モジュール２および受信用高周波モジュール３は金属ケース３０で覆われた構造であるので、それぞれの高周波モジュール内で発生する不要スプリアスがモジュール外部へ放射することを大幅に低減できるとともに、外部からの不要スプリアスの入射が大幅に低減されるので、送信用高周波モジュール２および受信用高周波モジュール３を近接させて回路基板３６上に実装してもお互いのモジュール特性が劣化せず、回路基板３６の小型化が可能である。
【００３５】
なお、回路基板３６上に送信用高周波モジュール２を２個、受信用高周波モジュール３を２個およびローカル信号発生回路を２個それぞれ実装し、送信および受信をそれぞれ２系統設けても同様に送信用高周波モジュール２および受信用高周波モジュール３を近接してもお互いの高周波モジュール特性が劣化せず、回路基板３６の小型化が可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように基板表面に構成されるグランドパターンをスルーホールを介さずに接地用端面電極と基板表面において直接接続することによって各デバイスと接地面との間に生じるインダクタンスを大幅に低減し、各デバイスの特性劣化を防止して小型で安価な高周波モジュールを構成することができるとともにそれを用いた高周波ボードも小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の高周波モジュールの外観図
（ｂ）本発明の高周波モジュールの内部構成図
【図２】本発明の送信用高周波モジュールの回路ブロック図
【図３】グランド接続方法によるインダクタンス特性図
【図４】本発明の受信用高周波モジュールの回路ブロック図
【図５】本発明の高周波モジュールを搭載した高周波ボードの斜視図
【図６】（ａ）従来の高周波モジュールの分解斜視図
（ｂ）従来の高周波モジュールの断面図
【符号の説明】
１  回路基板
２  送信用高周波モジュール
３  受信用高周波モジュール
４  ローカル信号発振回路
５  第１の増幅回路
６  ミキサ回路
７  第１のフィルタ回路
８  第２の増幅回路
９  高周波ボード
１０  第２のフィルタ回路
１１  ローカル増幅回路
１２  送信信号の入力端面電極
１３  送信信号の出力端面電極
１４  ローカル信号の入力端面電極
１５  電源入力端面電極
１６  接地用端面電極
１７  第１のフィルタ回路
１８  第１の増幅回路
１９  ミキサ回路
２０  第２のフィルタ回路
２１  第２の増幅回路
２３  ローカル増幅回路
２４  受信信号の入力端面電極
２５  受信信号の出力端面電極
２６  ローカル信号の入力端面電極
２７  電源入力端面電極
２８  接地用端面電極
【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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