(57)【要約】【課題】低域側送信信号が高域側回路に漏れ込むことによって発生する高調波を、フロントエンドモジュールにおける他の特性に影響を与えることなく抑制できる構成のダイプレクサと、そのダイプレクサを用いたフロントエンドモジュールを提供する。【解決手段】ダイプレクサを構成する高域通過側の信号経路と接地間に、第一のトラップ回路１０としてインダクタＬ４とコンデンサＣ６の直列共振回路を設ける。信号経路の中に、第二のトラップ回路１１としてインダクタＬ５とコンデンサＣ５との並列共振回路を挿入する。前記第一、第二のトラップ回路１０、１１の共振周波数を低域側の通信システムで使用する周波数帯またはそれに近い周波数帯に設定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数帯の異なる複数種類の通信システムに兼用される通信機器に備えられて送受信信号を周波数帯ごとに分波するダイプレクサであって、
該ダイプレクサを構成する高域通過側の信号経路と接地間に、第一のトラップ回路としてインダクタとコンデンサの直列共振回路を設け、
前記信号経路の中に、第二のトラップ回路としてインダクタとコンデンサとの並列共振回路を挿入し、
前記第一、第二のトラップ回路の共振周波数を低域側の通信システムで使用する周波数帯またはそれに近い周波数帯に設定した
ことを特徴とするダイプレクサ。
【請求項２】
請求項１に記載されたダイプレクサにおいて、
前記第二のトラップ回路の共振周波数を、前記第一のトラップ回路の共振周波数より低く設定した
ことを特徴とするダイプレクサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のダイプレクサにおいて、
前記第二のトラップ回路を構成するインダクタのインダクタンス値を１２ｎＨ〜２２ｎＨに設定した
ことを特徴とするダイプレクサ。
【請求項４】
請求項１または２に記載のダイプレクサにおいて、
前記第二のトラップ回路を構成するインダクタのインダクタンス値を１５ｎＨ〜１８ｎＨに設定した
ことを特徴とするダイプレクサ。
【請求項５】
請求項１〜４までのいずれかに記載のダイプレクサに、送受信を切り替えるためのＰＩＮダイオードを用いた高周波スイッチ回路を接続した
ことを特徴とするフロントエンドモジュール。
【請求項６】
請求項５に記載のフロントエンドモジュールにおいて、
前記高周波スイッチ回路の送受切り替えを制御する制御端子に印加される電圧は、接地電圧と所定の印加電圧との２値である
ことを特徴とするフロントエンドモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数帯の異なる複数種類の通信システムに兼用できる携帯電話等の移動体通信機器において、周波数を分波するダイプレクサとそのダイプレクサを備えたフロントエンドモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周波数帯の異なる複数種類の通信システムに兼用できる携帯電話として、ヨーロッパにおいて採用されている１．８ＧＨｚ帯のＤＣＳ方式と、９００ＭＨｚ帯のＧＳＭ方式の双方に使用可能なデュアルバンド方式のものがある。このような方式の場合、アンテナとＧＳＭ側高周波スイッチ回路およびＤＣＳ側高周波スイッチ回路との間に、一方の送受信信号が他方側の回路に漏れ込むことを防止するダイプレクサが設けられる。
【０００３】
図３は前記ダイプレクサを含む従来のフロントエンドモジュールの概略を示す回路図である。図中、１ｇはＧＳＭ側高周波スイッチ回路であり、図面上は機能的に示しているが、実際にはＰＩＮダイオード、抵抗、コンデンサ、インダクタおよび制御端子を備えたものである。２ｇ、３ｇはそれぞれＧＳＭ側送信端子、受信端子である。４ｇはＧＳＭ送信信号中の高調波成分を除去するローパスフィルタである。
【０００４】
１ｄはＤＣＳ側高周波スイッチ回路であり、送受切替用の制御端子５と抵抗ＲとインダクタＬ１、Ｌ２とダイオードＤ１、Ｄ２とコンデンサＣ１、Ｃ２とを備える。２ｄ、３ｄはそれぞれＤＣＳ側送信端子、受信端子である。４ｄはＤＣＳ送信信号中の高調波成分を除去するローパスフィルタである。
【０００５】
６はアンテナ、７はアンテナ６と前記ＧＳＭ側高周波スイッチ回路１ｇおよびＤＣＳ側高周波スイッチ回路１ｄとの間に設けられたダイプレクサである。該ダイプレクサ７は、ＧＳＭ側経路に、送受信信号（９００ＭＨｚ帯）を通過させ、ＤＣＳ側送受信信号（１．８ＧＨｚ帯）の信号を減衰させるため、１．８ＧＨｚ帯の共振周波数を持つインダクタＬ３とコンデンサＣ３との並列共振回路を有する。また、ダイプレクサ７は、ＤＣＳ側経路にＤＣＳ側送受信信号の通過を容易にするためのコンデンサＣ４、Ｃ５と、そのコンデンサＣ４、Ｃ５間の接続点と接地間に設けられたインダクタＬ４とコンデンサＣ６との直列共振回路とからなる。この直列共振回路は、その共振周波数をＧＳＭ側信号の周波数帯（９００ＭＨｚ）に設定することにより、ＧＳＭ側送受信信号のＤＣＳ側回路への漏れ込みを防止している。
【０００６】
このようなダイプレクサの回路構成例を有するものとして、例えば特許文献１に示されるものがある。また、他のダイプレクサの例として、特許文献２には、高域側の信号経路に、共振周波数をＧＳＭ側周波数帯に合わせたインダクタとコンデンサの並列共振回路を挿入したものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１８３７８０号公報（図１、図５、図６）
【特許文献２】
特開２００１−１７７４３４号公報（図３）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図３の回路において、ＧＳＭの送信時、送信端子２ｇに入力された信号は、ローパスフィルタ４ｇ、高周波スイッチ回路１ｇ、ダイプレクサ７を経由してアンテナ６より放出される。この時、ダイプレクサ７を経由したＧＳＭ送信信号はそのほとんどがアンテナ６より放出されるが、一部はＤＣＳ側高周波スイッチ回路１ｄにも漏れ込む。このダイプレクサ７におけるＧＳＭ帯域の信号の減衰量は一般的に２０〜２５ｄＢ程度で良いとされており、この程度の減衰量があれば、他の特性への影響は少ない。
【０００９】
しかし、この程度の減衰量の場合には、その漏れ込み信号により、高周波スイッチ回路１ｄを構成するＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２を歪ませ、高調波を発生させることがある。この時、高調波歪のレベルは使用するＰＩＮダイオードの歪特性に依存する。特に近年における出力レベルの増大により、発生する前記高調波のレベルも増大していることが本発明者等による研究により判明した。
【００１０】
前記高調波を発生させた場合、特に２倍高調波（１．８ＧＨｚ帯）は回路の構成上ダイプレクサ７によって減衰されることなく、アンテナ６から妨害電波として放出され、ＧＳＭ無線規格で定められた高調波レベルも満足することができなくなる。近年における出力パワーの増大により、この高調波レベルも高くなる傾向にある。
【００１１】
このような高調波のレベルを低減するには、ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２として歪特性の良いＰＩＮダイオードを使用することで対応することが可能であるが、コスト増大、およびＰＩＮダイオードの選択幅が狭くなることにつながる。また、ダイプレクサ７における素子の特性値を変更することによってもＧＳＭ側信号のＤＣＳ側への伝播量を減少させて前記高調波を抑制することも可能であるが、ダイプレクサ７の素子の特性値を変更すると、他の特性への影響も大きくなり、開発期間のさらなる延長を生じることにもなる。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、低域側信号が高域側回路に漏れ込むことによって発生する高調波を、フロントエンドモジュールにおける他の特性に影響を与えることなく抑制できる構成のダイプレクサと、そのダイプレクサを用いたフロントエンドモジュールを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明によるダイプレクサは、周波数帯の異なる複数種類の通信システムに兼用される通信機器に備えられて送受信信号を周波数帯ごとに分波するダイプレクサであって、
該ダイプレクサを構成する高域通過側の信号経路と接地間に、第一のトラップ回路としてインダクタとコンデンサの直列共振回路を設け、
前記信号経路の中に、第二のトラップ回路としてインダクタとコンデンサとの並列共振回路を挿入し、
前記第一、第二のトラップ回路の共振周波数を低域側の通信システムで使用する周波数帯またはそれに近い周波数帯に設定したことを特徴とする。
【００１４】
このように構成されたダイプレクサにおいては、低域側信号は第一のトラップ回路により低減された上、さらに第二のトラップ回路により低減されるので、高周波スイッチ回路に到達する低域側信号の漏れ込みレベルは従来よりも大幅に低減される。このため、低域側信号の漏れ込みにより発生する高調波レベルも大幅に低減され、アンテナから放出される高調波による妨害電波を確実に低レベルに抑制できる。また、高周波スイッチ回路に用いるＰＩＮダイオードに多少の歪特性のある安価なものを用いることができ、コスト低減およびＰＩＮダイオードの選定幅の拡大が図れる。
【００１５】
また、第一のトラップ回路および第二のトラップ回路の共振周波数を低域側信号の共振周波数またはそれに近い周波数とすることにより、高域側回路の特性に影響を与えることなく、低域側信号により発生する高調波を抑制できる。
【００１６】
（２）本発明のダイプレクサにおいて、前記第二のトラップ回路の共振周波数を、前記第一のトラップ回路の共振周波数より低く設定することが好ましい。
【００１７】
このように第二のトラップ回路の共振周波数を第一のトラップ回路の共振周波数より低くすれば、高域の送受信特性に与える影響の度合が小さくなる。
【００１８】
（３）本発明のダイプレクサにおいて、前記第二のトラップ回路を構成するインダクタの値を１２ｎＨ〜２２ｎＨに設定することが好ましく、さらに１５ｎＨ〜１８ｎＨに設定することがより好ましい。
【００１９】
第二のトラップ回路のインダクタのインダクタンスをこのような値に設定することにより、従来よりダイプレクサに備えられているコンデンサにこのインダクタを付加するだけで他の特性に影響を与えることなく、低域側信号の高周波スイッチ回路への漏れ込みを好適なレベルに抑制することができる。
【００２０】
（４）本発明のフロントエンドモジュールは、前記ダイプレクサに、送受信を切り替えるためのＰＩＮダイオードを用いた高周波スイッチ回路を接続したことをことを特徴とする。
【００２１】
このように高周波スイッチ回路に歪特性の悪いＰＩＮダイオードを用いても、前記トラップ回路を用いることにより、低域側信号により発生する高調波レベルを低減できるため、コスト低減が図れる。さらにＰＩＮダイオードの選別も不要となる。
【００２２】
（５）本発明のフロントエンドモジュールにおいて、前記高域側高周波スイッチ回路の送受切り替えを制御する制御端子に印加される電圧は、接地電圧と所定の印加電圧との２値でよい。
【００２３】
このように、制御電圧を２値、すなわちによりＰＩＮダイオードをオンまたはオフする制御とすれば、ＰＩＮダイオードに逆バイアスをかけて該ダイオードによる高調波を抑制する構成に比較し、高周波スイッチ回路の構成を複雑化することを防ぐことができる。また、本発明による場合、制御電圧を２値の間で切り替える構成としても、すなわち低域側システムの動作時においても、低域側から高域側高周波スイッチ回路への漏れ込み量を低減でき、高調波の発生を抑制できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるダイプレクサを備えたフロントエンドモジュールの構成を示す回路図である。１ｇはＧＳＭ側高周波スイッチ回路であり、２ｇ、３ｇはそれぞれＧＳＭ側送信端子、受信端子である。４ｇはＧＳＭ送信信号中の高調波成分を除去するローパスフィルタである。
【００２５】
１ｄはＤＣＳ側高周波スイッチ回路であり、送受切替用の制御端子５と抵抗ＲとインダクタＬ１、Ｌ２とＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２とコンデンサＣ１、Ｃ２とを有する。２ｄ、３ｄはそれぞれＤＣＳ側送信端子、受信端子である。４ｄはＤＣＳ送信信号より高調波成分を除去するローパスフィルタである。
【００２６】
６はアンテナ、９はアンテナ６と前記ＧＳＭ側高周波スイッチ回路１ｇおよびＤＣＳ側高周波スイッチ回路１ｄとの間に設けられたダイプレクサである。該ダイプレクサ９は、ＧＳＭ側経路に、送受信信号（９００ＭＨｚ帯）を通過させ、ＤＣＳ側送受信信号（１．８ＧＨｚ帯）の信号を減衰させるため、１．８ＧＨｚ帯の共振周波数を持つインダクタＬ３とコンデンサＣ３との並列共振回路とを有する。
【００２７】
また、ダイプレクサ９は、ＤＣＳ側経路に、ＤＣＳ側送受信信号の通過を容易にするためのコンデンサＣ４と、その高域側端部、すなわち高域側経路と接地間に設けられたインダクタＬ４とコンデンサＣ６との直列共振回路でなる第一のトラップ回路１０、および前記コンデンサＣ５とインダクタＬ５との並列共振回路でなる第二のトラップ回路１１とを備える。
【００２８】
前記直列共振回路でなる第一のトラップ回路１０は、その共振周波数がＧＳＭ側（低域側）信号の周波数帯（９００ＭＨｚ）に設定することにより、ＧＳＭ側送受信信号のＤＣＳ側回路への漏れ込みを防止している。また、第二のトラップ回路１１の共振周波数は、ＧＳＭ側信号帯またはそれに近い周波数帯に設定する。
【００２９】
図２は前記第二のトラップ回路１１のコンデンサＣ５の例として容量値が２．２ｐＦのものを用い、インダクタＬ５のインダクタンス値を１２ｎＨ、１５ｎＨ、１８ｎＨ、２２ｎＨに変化させ、ＧＳＭ側送信端子２ｇより８８０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、９２０ＭＨｚの信号を加えた場合に、アンテナ６に現れる各周波数における２倍高調波のレベルを示す。なお、各インダクタンス値（後述の１０ｎＨ、２７ｎＨの場合も含む）を有する場合の第二のトラップ回路１１の共振周波数は以下の通りである。
１０ｎＨ＝１０７３ＭＨｚ（共振周波数）
１２ｎＨ＝９８０ＭＨｚ（共振周波数）
１５ｎＨ＝８７６ＭＨｚ（共振周波数）
１８ｎＨ＝８００ＭＨｚ（共振周波数）
２２ｎＨ＝７２４ＭＨｚ（共振周波数）
２７ｎＨ＝６５３ＭＨｚ（共振周波数）
図２から分かるように、インダクタが無い場合に比較し、本発明による第二のトラップ回路１１を設けることにより、２倍高調波が大よそ１５〜２０ｄＢ低減できる。
【００３０】
表１の（１）はＧＳＭ側の高周波スイッチ回路１ｇを送信側に接続した時、信号周波数をＧＳＭの送信周波数帯（８８０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚ）の上下限の周波数とその間の周波数８９４ＭＨｚにそれぞれ設定し、前記インダクタＬ５の値を１０ｎＨ〜２７ｎＨの範囲で変化させた場合における送信端子２ｇとアンテナ６との間のＧＳＭ帯送信信号の減衰量を示す。
【００３１】
表１の（１）から分かるように、本発明による第二のトラップ回路１１を設けても、ＧＳＭ送信信号がアンテナ６から放出される信号レベルはほとんど減衰しない。
【００３２】
表１の（２）はＧＳＭ側の高周波スイッチ回路１ｇを受信側に切り替えた時、信号周波数をＧＳＭの受信周波数帯（９２５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）の上下限の周波数とその間の周波数９５０ＭＨｚにそれぞれ設定し、前記インダクタＬ５の値を１０〜２７ｎＨの範囲で変化させた場合におけるＧＳＭ側受信端子３ｇとアンテナ６との間のＧＳＭ帯受信信号の減衰量を示す。
【００３３】
表１の（２）から分かるように、本発明による第二のトラップ回路１１を設けても、ＧＳＭ側の受信特性への影響はほとんどない。
【００３４】
表１の（３）はＤＣＳ側の高周波スイッチ回路１ｄを送信側に切り替えた時（制御端子５に所定の正の電圧を加えた場合）、信号周波数をＤＣＳの送信周波数帯（１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚ）の上下限の周波数とその間の周波数１７５０ＭＨｚにそれぞれ設定し、前記インダクタＬ５の値を１０ｎＨ〜２７ｎＨの範囲で変化させた場合における送信端子２ｄとアンテナ６との間のＤＣＳ帯送信信号の減衰量を示す。
【００３５】
表１の（３）から分かるように、本発明の第二のトラップ回路１１を設けても、このトラップ回路がない場合に比較して、１０ｎＨ、１２ｎＨの場合には減衰量の多少の増加は見られるが、１５ｎＨ以上になると減衰量の増加はほとんど無く、本発明によるＤＣＳ帯送信特性に与える影響もほとんど無いといえる。
【００３６】
表１の（４）はＤＣＳ側の高周波スイッチ回路１ｄを受信側に切り替えた時（制御端子５を接地した（０電位とした）場合）、信号周波数をＧＳＭの送信周波数帯（８８０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚ）の上下限の周波数とその間の周波数８９４ＭＨｚと、ＤＣＳの受信周波数帯（１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚ）の上下限の周波数とその間の周波数１８５０ＭＨｚとにそれぞれ設定し、前記インダクタＬ５の値を１０〜２７ｎＨの範囲で変化させた場合における受信端子３ｄとアンテナ６との間のＧＳＭ帯とＤＣＳ帯の伝送特性を示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表１の（４）から分かるように、ＧＳＭの送信周波数帯において、本発明による第二のトラップ回路１１を設けることにより、このトラップ回路が無い場合に比較し、減衰量を大きくすることができる。中でも、インダクタンス値が１２ｎＨ〜２２ｎＨにおける減衰量が大きく、さらには１５ｎＨ〜１８ｎＨにおける減衰量が大である（すなわちＧＳＭ信号によるＤＣＳ側のＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２によって発生する２倍高調波のレベルを低減できる）ことが分かる。
【００３９】
また、第二のトラップ回路１１を設けても、ＤＣＳ側の受信信号の減衰は第二のトラップ回路１１が無い場合に比べてそれほど大きくなく、本発明によるＤＣＳ帯受信特性に対する影響もほとんどないといえる。中でもインダクタＬ５のインダクタンス値を１２ｎＨ以上、さらには１５ｎＨ以上とすることが、ＤＣＳの受信信号の減衰量を増加させない点で好ましいことが分かる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、ダイプレクサを前記構成としたことにより、前記第二のトラップ回路を設けたので、低域側信号が高域側回路に漏れ込む量を大幅に抑制することが可能となり、その結果発生する高調波を、フロントエンドモジュールにおける他の特性に影響を与えることなく抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるダイプレクサおよびフロントエンドモジュールの一実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１の実施の形態における２倍高調波の抑制効果を示す図である。
【図３】従来のダイプレクサおよびフロントエンドモジュールを示す回路図である。
【符号の説明】
１ｄ：ＤＣＳ側高周波スイッチ回路、１ｇ：ＧＳＭ側高周波スイッチ回路、２ｄ：ＤＣＳ側送信端子、２ｇ：ＧＳＭ側送信端子、３ｄ：ＤＣＳ側受信端子、３ｇ：ＧＳＭ側受信端子、４ｄ、４ｇ：ローパスフィルタ、５ｄ：制御端子、６：アンテナ、９：ダイプレクサ、１０：第一のトラップ回路、１１：第二のトラップ回路、Ｃ１〜Ｃ６：コンデンサ、Ｄ１、Ｄ２：ＰＩＮダイオード、Ｌ１〜Ｌ５：インダクタ、Ｒ：抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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