(57)【要約】【課題】帯域を広くできるようにする。また直流成分の流入・流出を阻止し、受信端の整合を可能とする。【解決手段】送信端子Ｔｘとアンテナ端子ＡＮＴ　の間に接続する送信側ダイオードＤ１　と、その送信端子側とグランド側の間に接続する送信側位相器Ｌ１　と、アンテナ端子と受信端子Ｒｘの間に接続する受信側位相器Ｌ２　と、その送信端子側とグランド側の間に接続する受信側ダイオードＤ２　と、送信側及び受信側のダイオードをオン／オフする制御端子ＣＴＬ　を有する高周波スイッチ回路である。受信側位相器の受信端子側に１個以上の他の受信側位相器Ｌ２１，…，Ｌ２ｎを接続し、各受信側位相器のアンテナ端子側がコンデンサ素子Ｃ５１，Ｃ５２で接続され複数段化される。各受信側位相器の受信端子側もコンデンサ素子Ｃ６１，Ｃ６２で接続し、受信側ダイオードに並列にコンデンサ素子Ｃ７　を接続した構成が好ましい。【選択図】　　　図１
2004072621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信端子とアンテナ端子との間に接続される送信側ダイオードと、該送信側ダイオードの送信端子側とグランド側との間に接続される送信側位相器と、アンテナ端子と受信端子との間に接続される受信側位相器と、該受信側位相器の送信端子側とグランド側との間に接続される受信側ダイオードと、送信側及び受信側のダイオードのオン／オフを制御する電圧を印加する制御端子を具備し、送信回路とアンテナとの接続又はアンテナと受信回路との接続を切り換える高周波スイッチ回路において、
前記受信側位相器の受信端子側に１個以上の他の受信側位相器を接続し、各受信側位相器のアンテナ端子側がコンデンサ素子で接続されて複数段化されていることを特徴とする高周波スイッチ回路。
【請求項２】
送信端子とアンテナ端子との間に接続される送信側ダイオードと、該送信側ダイオードの送信端子側とグランド側との間に接続される送信側位相器と、アンテナ端子と受信端子との間に接続される受信側位相器と、該受信側位相器の送信端子側とグランド側との間に接続される受信側ダイオードと、送信側及び受信側のダイオードのオン／オフを制御する電圧を印加する制御端子を具備し、送信回路とアンテナとの接続又はアンテナと受信回路との接続を切り換える高周波スイッチ回路において、
前記受信側位相器に１個以上の他の受信側位相器を並設し、各受信側位相器のアンテナ端子側及び各受信側位相器の受信端子側がそれぞれコンデンサ素子で接続されて複数段化されていることを特徴とする高周波スイッチ回路。
【請求項３】
受信側ダイオードに並列にコンデンサ素子が接続されている請求項１又は２記載の高周波スイッチ回路。
【請求項４】
初段の受信側位相器のアンテナ端子側とグランド側との間にコンデンサ素子を接続した請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波スイッチ回路。
【請求項５】
１つ以上の受信側位相器に並列にコンデンサ素子が接続されている請求項１乃至４のいずれかに記載の高周波スイッチ回路。
【請求項６】
位相器が１／４波長相当の長さのストリップラインで構成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の高周波スイッチ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波数帯で用いられる送信回路と受信回路の信号経路の切り換えを行う高周波スイッチ回路に関するものである。この高周波スイッチ回路は、例えばデジタル携帯電話などにおいて、送信回路とアンテナとの接続又はアンテナと受信回路との接続を切り換えるために用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
高周波スイッチ回路は、送信回路と受信回路とアンテナ（又はダイプレクサ）の間に組み込まれ、送信回路とアンテナとの接続又はアンテナと受信回路との接続を切り換える機能を有する回路である。
【０００３】
従来技術の一例を図４に示す。送信端子Ｔｘ側にはコンデンサＣ１　を介して送信側ダイオードＤ１　のアノードが接続され、該アノードとグランド側との間には送信側位相器Ｌ１　とコンデンサＣ４　が接続される。その送信側位相器Ｌ１　とコンデンサＣ４　の間には、抵抗Ｒ１　を介して制御端子ＣＴＬ　が設けられる。送信側ダイオードＤ１　のカソードは、コンデンサＣ３　を介してアンテナ端子ＡＮＴ　に接続される。更に、送信側ダイオードＤ１　のカソードは、受信側位相器Ｌ２　及びコンデンサＣ２　が接続され、受信端子Ｒｘ側に至る。受信側位相器Ｌ２　とコンデンサＣ２　の間には、受信側ダイオードＤ２　のアノードが接続され、そのカソードはグランド側に接続される。
【０００４】
制御端子ＣＴＬ　に正電圧を印加すると送信側ダイオードＤ１　及び受信側ダイオードＤ２　はオンとなり、送信端子Ｔｘからの信号がアンテナＡＮＴ　に送られ送信される。そのとき受信端子Ｒｘには出力は生じない。次に制御端子ＣＴＬ　に電圧を印加しないか負電圧を印加すると、送信側ダイオードＤ１　及び受信側ダイオードＤ２　はオフとなり、アンテナ端子ＡＮＴ　で受信された信号が受信端子Ｒｘに送られる。そのとき、受信信号は送信端子Ｔｘには伝達されない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような高周波スイッチ回路を用いると、制御端子ＣＴＬ　に印加する制御信号によって、送信回路とアンテナとの接続か、あるいは受信回路とアンテナとの接続か、のいずれかに切り換えることができる。しかし、従来の回路構成では、特に送信側において、受信側位相器Ｌ２　の受信端が接地されることにより制約を受け、帯域が狭くなる問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、特に送信側帯域を広くできる高周波スイッチ回路を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、送信端子とアンテナ端子との間に接続される送信側ダイオードと、該送信側ダイオードの送信端子側とグランド側との間に接続される送信側位相器と、アンテナ端子と受信端子との間に接続される受信側位相器と、該受信側位相器の送信端子側とグランド側との間に接続される受信側ダイオードと、前記送信側及び受信側のダイオードのオン／オフを制御する電圧を印加する制御端子を具備し、送信回路とアンテナとの接続又はアンテナと受信回路との接続を切り換える高周波スイッチ回路において、前記受信側位相器の受信端子側に１個以上の他の受信側位相器を接続し、各受信側位相器のアンテナ端子側がコンデンサ素子で接続されて複数段化されていることを特徴とする高周波スイッチ回路である。
【０００８】
また本発明は、送信端子とアンテナ端子との間に接続される送信側ダイオードと、該送信側ダイオードの送信端子側とグランド側との間に接続される送信側位相器と、アンテナ端子と受信端子との間に接続される受信側位相器と、該受信側位相器の送信端子側とグランド側との間に接続される受信側ダイオードと、送信側及び受信側のダイオードのオン／オフを制御する電圧を印加する制御端子を具備し、送信回路とアンテナとの接続又はアンテナと受信回路との接続を切り換える高周波スイッチ回路において、前記受信側位相器に１個以上の他の受信側位相器を並設し、各受信側位相器のアンテナ端子側及び各受信側位相器の受信端子側がそれぞれコンデンサ素子で接続されて複数段化されていることを特徴とする高周波スイッチ回路である。
【０００９】
これらの回路において、受信側ダイオードに並列にコンデンサ素子が接続されている構成、初段の受信側位相器のアンテナ端子側とグランド側との間にコンデンサ素子を接続した構成が好ましい。１つ以上の受信側位相器に並列にコンデンサ素子を接続してもよい。
【００１０】
位相器は、通常、１／４波長相当の長さのストリップラインで構成する。インダクタンス素子及びコンデンサ素子の組み合わせにより並列共振する共振回路で構成してもよい。
【００１１】
位相器を構成するストリップラインを誘電体基板内に形成し、ダイオードやチップコンデンサ、チップ抵抗などの個別部品は誘電体基板上に搭載し、全体を単一部品化して回路基板に実装可能とするのが好ましい。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明に係る高周波スイッチ回路の一実施例を示す回路図である。前提となる基本的な構成は、図４に示す従来回路と同様であってよいので、分かり易くするために対応する部分には同一符号を付す。
【００１３】
送信端子Ｔｘ側にはコンデンサＣ１　を介して送信側ダイオードＤ１　のアノードが接続され、該アノードとグランド側との間には送信側位相器Ｌ１　とコンデンサＣ４　が接続される。その送信側位相器Ｌ１　とコンデンサＣ４　の間には、抵抗Ｒ１　を介して制御端子ＣＴＬ　が設けられる。送信側ダイオードＤ１　のカソードは、受信側位相器Ｌ２　及びコンデンサＣ２　が接続され、受信端子Ｒｘ側に至る。受信側位相器Ｌ２　とコンデンサＣ２　の間には、受信側ダイオードＤ２　のアノードが接続され、そのカソードはグランド側に接続される。
【００１４】
本発明では、受信側位相器Ｌ２　に１個以上の他の受信側位相器Ｌ２１，…，Ｌ２ｎを並設し、受信側位相器Ｌ２　，Ｌ２１，…，Ｌ２ｎのアンテナ端子ＡＮＴ　側はコンデンサ素子Ｃ５１，Ｃ５２，…（例えば容量数ｐＦ程度）で接続され、受信端子側はコンデンサ素子Ｃ６１，Ｃ６２，…（例えば容量２０ｐＦ以上）で接続されて複数段化されている。そして最終段の受信側位相器Ｌ２ｎのアンテナ端子側がコンデンサＣ３　を介してアンテナ端子ＡＮＴ　に接続される。
【００１５】
この実施例では（ｎ＋１）個の受信側位相器を並設しているが、実際には２個（２段）程度でよく、勿論３個（３段）以上でもよい。なお位相器は、例えば１／４波長相当の長さのストリップライン（伝送線路）で構成する。
【００１６】
また本実施例では、受信側ダイオードＤ２　に並列にコンデンサ素子Ｃ７　が接続されている。更に、初段の受信側位相器Ｌ２　のアンテナ端子側とグランド側との間にコンデンサ素子Ｃ８　が接続されている。
【００１７】
動作的には、制御端子ＣＴＬ　に正電圧を印加すると送信側ダイオードＤ１　及び受信側ダイオードＤ２　はオンになり、送信端子Ｔｘからの信号がアンテナ端子ＡＮＴ　に送られて送信される。そのとき受信側は受信側ダイオードＤ２　により接地された状態となり、受信端子Ｒｘに出力は生じない。制御端子ＣＴＬ　に電圧を印加しないか負電圧を印加すると、送信側ダイオードＤ１　及び受信側ダイオードＤ２　はオフになり、アンテナ端子ＡＮＴ　で受信された信号が受信端子Ｒｘに送られる。そのとき、受信信号は送信端子Ｔｘには伝達されない。このようにして、制御端子ＣＴＬ　に印加する制御信号によって、送信回路とアンテナとの接続か、あるいは受信回路とアンテナとの接続か、のいずれかに切り換えることができる。
【００１８】
本発明では送信側ダイオード及び受信側ダイオードがオンのとき、送信側から見ると、各受信側位相器の受信端が接地されることで、バンドパスフィルタが形成された形となり、これによって広帯域化される。初段の受信側位相器と他の受信側位相器の受信側をコンデンサ素子で接続することで、直流成分がアンテナ側に流れることを阻止でき、また逆に直流成分が流れ込むのを阻止でき、ダイオードの動作が安定する。更に受信側ダイオードに並列にコンデンサ素子を接続することで、ダイオードがオフのときは受信側の整合素子として働く（ダイオードがオンのときは何も機能しない）。また位相器を１／４波長相当の長さのストリップラインで構成すると、高周波スイッチとして安定に機能すると共に、前記バンドパスフィルタとして機能する部分を小型化できる。更に、初段の受信側位相器のアンテナ端子側にコンデンサ素子を接続し、接地することで、位相器部分の共振周波数を下げることができるため、位相器を短くすることが可能となる。
【００１９】
このように構成した本発明品の周波数−反射損失特性を図２に示す。測定した本発明品は受信側位相器が２段構成の場合である。比較のために、図４に示す従来例の特性を合わせて示す。図２から分かるように、反射損失２０ｄＢ以上の帯域幅を比べると、本発明品は大幅に広帯域化されることが分かる。
【００２０】
本発明は、かかる構成のみに限定されるものではない。受信側位相器に並列にコンデンサ素子を接続してもよく、そのような構成とすることで位相器を更に短くできる。また位相器は、ストリップラインではなく、インダクタンス素子とコンデンサ素子といった集中定数回路素子で構成することもできる。
【００２１】
本発明に係る高周波スイッチ回路の構造例を図３に示す。Ａは積層構造の部品の斜視図であり、Ｂはその積層状態の説明図である。ここでは位相器１０はストリップラインで構成し、それらを誘電体層に印刷積層などの方法で形成し積層することで誘電体基板内部に設ける。大容量のコンデンサ１４、高インダクタンスのインダクタ１６、ダイオード１８などの個別素子は誘電体基板１２の上面に搭載し半田付けする。小容量のコンデンサは、誘電体層に印刷積層などの方法で形成し積層することで誘電体基板内部に設ける。内部の配線は、ビア穴あるいは側面のパターンを利用して行う。そして、図３には示していないが、外部とのシールドのために金属製の蓋を被せ、半田付けなどで固定する。誘電体基板の底面及び側面には、導体印刷などにより端子を形成し、プリント基板などに実装可能とする。なお、図３のＢでは、中間の誘電体層及び印刷パターンを省略して描いている。
【００２２】
このような積層構造では、上下にコンデンサ部を介して位相器を配置する構成とするのが好ましい。コンデンサ部は、誘電体層を介して導体層が設けられている構成とする。このようにすると、位相器同士の干渉が生じず、特性が安定する利点が生じる。
【００２３】
なお、デュアルバンド対応の高周波スイッチ回路の場合には、アンテナ端子にダイプレクサを接続し、該ダイプレクサに第１及び第２の高周波スイッチ回路を接続する。本発明は、このような用途にも適用できることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は上記のように、受信側に複数の位相器を接続し、各位相器のアンテナ側端をコンデンサ素子で接続した複数段構成としたことにより、特に送信側における帯域幅を広げることができる。
【００２５】
その際、初段の受信側位相器と他の受信側位相器の受信側端をコンデンサ素子で接続すると、直流成分の流入・流出を阻止することができる。また受信側ダイオードに並列にコンデンサ素子で接続すると、ダイオードがオフのときの受信端の整合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高周波スイッチ回路の一実施例を示す回路図。
【図２】反射損失特性の一例を示すグラフ。
【図３】本発明に係る高周波スイッチ回路の構造例を示す回路図。
【図４】従来技術の一例を示す回路図。
【符号の説明】
Ｔｘ　送信端子
Ｒｘ　受信端子
ＡＮＴ　　アンテナ端子
Ｄ１　　送信側ダイオード
Ｄ２　　受信側ダイオード
Ｃ１　　送信側コンデンサ
Ｃ２　　受信側コンデンサ
Ｌ１　　送信側位相器
Ｌ２　　受信側位相器
Ｌ２１，Ｌ２ｎ　他の受信側位相器
【図１】
2004072621.tif 000003
【図２】
2004072621.tif 000004
【図３】
2004072621.tif 000005
【図４】
2004072621.tif 000006