(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第一の周波数帯域及び前記第一の周波数帯域より低い第二の周波数帯域を選択的に用いる無線通信用の高周波回路であって、
アンテナ端子と、
前記第一の周波数帯域の送信信号が入力される第一の送信端子と、
前記第二の周波数帯域の送信信号が入力される第二の送信端子と、
前記第一の周波数帯域の受信信号が出力される第一の受信端子と、
前記第二の周波数帯域の受信信号が出力される第二の受信端子と、
前記アンテナ端子と接続された第一のフィルタ回路と、
前記第一のフィルタ回路と接続され、送信信号と受信信号の経路を切り替えるスイッチ回路と、
前記スイッチ回路と前記第一及び第二の送信端子との間の送信信号の経路に設けられ、第一の周波数帯域の信号と第二の周波数帯域の信号の経路を振り分ける第一の分波回路と、
前記第一の分波回路と前記第一の送信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の送信信号を増幅する第一のパワーアンプ回路と、
前記第一の分波回路と前記第二の送信端子との間に設けられ、前記第二の周波数帯域の送信信号を増幅する第二のパワーアンプ回路と、
前記第一及び第二のパワーアンプ回路とコントロール回路に電圧を供給する電圧供給端子と、
前記スイッチ回路と第二のフィルタ回路を介して接続し、前記第一及び第二の周波数帯域の受信信号を増幅するローノイズアンプ回路とを具備し、
前記コントロール回路は、
前記電圧供給端子と接続する電圧入力端子と、
前記第一のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第一のスイッチと、
前記第一のスイッチと接続する第一のバイアス電圧出力端子と、
前記第一のスイッチと並列に接続され、前記第二のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第二のスイッチと、
前記第二のスイッチと接続する第二のバイアス電圧出力端子と、
前記電圧入力端子と接続し、前記ローノイズアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第三のスイッチと、
前記第三のスイッチと接続する第三のバイアス電圧出力端子と、
前記電圧入力端子と前記第一及び第二のスイッチの共通端との間に接続された第四のスイッチと、
前記第四のスイッチと並列に接続された抵抗とを備え、
前記抵抗の抵抗値は前記第四のスイッチのオン時の抵抗値よりも大きいことを特徴とする高周波回路。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波回路において、
前記ローノイズアンプ回路と前記第一及び第二の受信端子との間の受信信号の経路に設けられ、第一の周波数帯域の信号と第二の周波数帯域の信号の経路を振り分ける第二の分波回路を備えたことを特徴とする高周波回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の高周波回路において、
前記ローノイズアンプ回路にバイパススイッチを接続し、
前記ローノイズアンプ回路と並列にバイパス経路を構成したことを特徴とする高周波回路。
【請求項４】
少なくとも第一の周波数帯域及び前記第一の周波数帯域より低い第二の周波数帯域を選択的に用いる無線通信用の高周波回路であって、
アンテナ端子と、
前記第一の周波数帯域の送信信号が入力される第一の送信端子と、
前記第二の周波数帯域の送信信号が入力される第二の送信端子と、
前記第一の周波数帯域の受信信号が出力される第一の受信端子と、
前記第二の周波数帯域の受信信号が出力される第二の受信端子と、
前記アンテナ端子と接続された第一のフィルタ回路と、
前記第一のフィルタ回路と接続され、送信信号と受信信号の経路を切り替えるスイッチ回路と、
前記スイッチ回路と前記第一及び第二の送信端子との間の送信信号の経路に設けられ、第一の周波数帯域の信号と第二の周波数帯域の信号の経路を振り分ける第一の分波回路と、
前記スイッチ回路と前記第一及び第二の受信端子との間の受信信号の経路に設けられ、第一の周波数帯域の信号と第二の周波数帯域の信号の経路を振り分ける第二の分波回路と、
前記第一の分波回路と前記第一の送信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の送信信号を増幅する第一のパワーアンプ回路と、
前記第一の分波回路と前記第二の送信端子との間に設けられ、前記第二の周波数帯域の送信信号を増幅する第二のパワーアンプ回路と、
前記第一及び第二のパワーアンプ回路とコントロール回路に電圧を供給する電圧供給端子と、
前記第二の分波回路と前記第一の受信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の受信信号を増幅する第一のローノイズアンプ回路と、
前記第二の分波回路と前記第二の受信端子との間に設けられ、前記第二の周波数帯域の受信信号を増幅する第二のローノイズアンプ回路とを備え、
前記コントロール回路は、
前記電圧供給端子と接続する電圧入力端子と、
前記第一のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第一のスイッチと、
前記第一のスイッチと接続する第一のバイアス電圧出力端子と、
前記第一のスイッチと並列に接続され、前記第二のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第二のスイッチと、
前記第二のスイッチと接続する第二のバイアス電圧出力端子と、
前記電圧入力端子と接続し、前記第一のローノイズアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第三のスイッチと、
前記第三のスイッチと接続する第三のバイアス電圧出力端子と、
前記電圧入力端子と前記第一及び第二のスイッチの共通端との間に接続された第四のスイッチと、
前記電圧入力端子と接続し、前記第二のローノイズアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第五のスイッチと、
前記第五のスイッチと接続する第四のバイアス電圧出力端子と、
前記第四のスイッチと並列に接続された抵抗とを備え、
前記抵抗の抵抗値は前記第四のスイッチのオン時の抵抗値よりも大きいことを特徴とする高周波回路。
【請求項５】
少なくとも第一の周波数帯域及び前記第一の周波数帯域より低い第二の周波数帯域を選択的に用いる無線通信用の高周波回路であって、
アンテナ端子と、
前記第一の周波数帯域の送信信号が入力される第一の送信端子と、
前記第二の周波数帯域の送信信号が入力される第二の送信端子と、
前記第一の周波数帯域の受信信号が出力される第一の受信端子と、
前記第二の周波数帯域の受信信号が出力される第二の受信端子と、
前記アンテナ端子と接続された第一のフィルタ回路と、
前記第一のフィルタ回路と接続され、第一の周波数帯域の信号と第二の周波数帯域の信号の経路を振り分ける第一の分波回路と、
前記第一の分波回路と接続し、第一の周波数帯域の送信信号と受信信号の経路を切り替える第一のスイッチ回路と、
前記第一のスイッチ回路と前記第一の送信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の送信信号を増幅する第一のパワーアンプ回路と、
前記第一のスイッチ回路と前記第一の受信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の受信信号を増幅する第一のローノイズアンプ回路と、
前記第一の分波回路と第二のフィルタ回路を介して接続し、第二の周波数帯域の送信信号と受信信号の経路を切り替える第二のスイッチ回路と、
前記第二のスイッチ回路と前記第二の送信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の送信信号を増幅する第二のパワーアンプ回路と、
前記第二のスイッチ回路と前記第二の受信端子との間に設けられ、前記第二の周波数帯域の受信信号を増幅する第二のローノイズアンプ回路と、
前記第一及び第二のパワーアンプ回路とコントロール回路に電圧を供給する電圧供給端子とを具備し、
前記コントロール回路は、
前記電圧供給端子と接続する電圧入力端子と、
前記第一のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第一のスイッチと、
前記第一のスイッチと接続する第一のバイアス電圧出力端子と、
前記第一のスイッチと並列に接続され、前記第二のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第二のスイッチと、
前記第二のスイッチと接続する第二のバイアス電圧出力端子と、
前記電圧入力端子と接続し、前記第一のローノイズアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第三のスイッチと、
前記第三のスイッチと接続する第三のバイアス電圧出力端子と、
前記電圧入力端子と前記第一及び第二のスイッチの共通端との間に接続された第四のスイッチと、
前記電圧入力端子と接続し、前記第二のローノイズアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第五のスイッチと、
前記第五のスイッチと接続する第四のバイアス電圧出力端子と、
前記第四のスイッチと並列に接続された抵抗とを備え、
前記抵抗の抵抗値は前記第四のスイッチのオン時の抵抗値よりも大きいことを特徴とする高周波回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の高周波回路であって、
前記第一及び第二のバイアス電圧出力端のそれぞれには、検波ダイオードが直列に接続され、各検波ダイオードのカソード側は共通の検波端子と接続されたことを特徴とする高周波回路。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の高周波回路を有する高周波部品であって、
電極パターンを形成した複数のセラミック誘電体層からなる一体的な積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子とを具備し、前記第一及び第二の分波回路は前記積層体内で前記電極パターンにより構成されており、前記スイッチ回路、前記パワーアンプ回路及び前記ローノイズアンプ回路を構成する半導体素子は前記積層体に搭載されていることを特徴とする高周波部品。
【請求項８】
請求項７に記載の高周波部品を具備することを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも2つの通信システムに共用可能な高周波回路、かかる高周波回路を有する高周波部品、及びこれを用いた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、IEEE802.11規格に代表される無線LANによるデータ通信が広く普及しており、例えばパーソナルコンピュータ（PC）、プリンタやハードディスク、ブロードバンドルーター等のPCの周辺機器、FAX、冷蔵庫、標準テレビ（SDTV）、高品位テレビ（HDTV）、デジタルカメラ、デジタルビデオ、携帯電話等の電子機器、自動車や航空機内の無線通信手段等の電子電器機器間に利用されている。【０００３】
無線LANの規格として、IEEE802.11aは、5 GHzの周波数帯域でOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiples:直交周波数多重分割)変調方式を用い、最大54 Mbpsの高速データ通信をサポートする。IEEE802.11bは、無線免許なしに利用可能な2.4 GHzのISM (Industrial，Scientific and Medical:産業、科学及び医療)帯域でDSSS (Direct Sequence Spread Spectrum:ダイレクト・シーケンス・スペクトル拡散)方式を用い、5.5 Mbps及び11 Mbpsの高速通信をサポートする。IEEE802.11gは、IEEE802.11bと同様に2.4 GHz帯域でOFDM変調方式を用い、最大54 Mbpsの高速データ通信をサポートする。【０００４】
このような無線LANを用いたマルチバンド通信装置用の高周波回路として、WO2006/003959号は、無線LANの2.4 GHz帯及び5 GHz帯の2つの通信システム（IEEE802.11a及びIEEE802.11b）に対応したマルチバンド通信装置でダイバーシティ受信を行うことができる高周波回路を開示している。この高周波回路は、図35に示すように、
高周波スイッチ回路10と送信側回路との間の分波回路13と、
分波回路13と送信端子11bg-Tとの間のパワーアンプ回路2及びバンドパスフィルタ回路4と、
分波回路13と送信端子11a-Tとの間のローパスフィルタ回路19、パワーアンプ回路3及びバンドパスフィルタ回路5と、
高周波スイッチ回路10と分波回路13との間の検波回路8と、
高周波スイッチ回路10と受信側回路との間の分波回路14と、
分波回路14と受信端子11bg-Rとの間のバンドパスフィルタ回路6と、
分波回路14と受信端子11a-Rとの間のローパスフィルタ回路26及びローノイズアンプ回路27と、
アンテナ端子Ant1と高周波スイッチ回路10との間のノッチ回路28と、
アンテナ端子Ant2と高周波スイッチ回路10との間のノッチ回路29と
を具備している。【０００５】
またWO2006/003959号はまた、2.4 GHz帯の受信端子11bg-R及び5 GHz帯の受信端子11a-Rに接続する経路にローノイズアンプ回路を設けた例も開示している。WO2006/003959号の高周波回路では、ローノイズアンプの入力側に分波回路が設けられており、また分波回路とローノイズアンプの間にバンドパスフィルタ又はローパスフィルタが接続されている。【０００６】
特開2002-208874号は、図36に示すように、ワイヤレスLAN及びブルートゥースに共用の高周波回路として、アンテナ1とアンテナ切替スイッチ3との間のバンドパスフィルタ2と、アンテナ切替スイッチ3の送信側でワイヤレスLANとブルートゥースに共用されるパワーアンプ回路5と、ワイヤレスLANの送信とブルートゥースの送信を分けるためにパワーアンプ回路5に接続されたダイプレクサ（低域通過型の整合回路13と高域通過型の整合回路14の組合せ）と、アンテナ切替スイッチ3の受信側でワイヤレスLANとブルートゥースに共用されるローノイズアンプ7と、ワイヤレスLANの受信とブルートゥースの受信を分けためにそのローノイズアンプ7に接続されたダイプレクサ（低域通過型の整合回路15と高域通過型の整合回路16の組合せ）とを有する高周波回路を開示している。【０００７】
受信感度は、ローノイズアンプの雑音指数、及びバンドパスフィルタ及び分波回路の挿入損失に大きく影響される。ローノイズアンプの雑音指数の低減に関しては、その入力段のロスを最小にするのが最も効果的である。しかし、WO2006/003959号の高周波回路の構成では受信感度の向上が十分に得られない。またスイッチ回路等は静電サージに弱いので、WO2006/003959号の回路構成では、アンテナに静電気放電（ESD: Electrostatic Discharge）があった場合、スイッチ回路等が破壊するおそれがある。【０００８】
またWO2006/003959号の高周波回路では、パワーアンプ回路及びローノイズアンプ回路に数 mA程度のバイアス電圧を供給する必要があるが、RFIC又はベースバンドICに集積されるロジック制御電源の駆動電流は2 mA以下であるので、直接駆動することができない。【０００９】
特開2003-273687号の高周波回路では、静電気放電によるスイッチ回路等の破壊を防止するため、アンテナ端子にハイパスフィルタ回路が接続されている。しかし、携帯電話等の携帯機器に無線LAN送受信機能を付加する場合、携帯機器の送信信号の一部が無線LANシステムに混入し、特に受信経路のローノイズアンプが飽和して、受信感度が劣化するおそれがある。静電気放電対策を目的とした特開2003-273687号の回路構成では、かかる問題を十分に解決できない。また特開2002-208874号の高周波回路では、送信側で発生する高調波の低減及び受信側のノイズの減衰を、アンテナとアンテナ切替スイッチとの間に設けた1つのバンドパスフィルタで行うが、2.4 GHz帯及び5 GHz帯の2つの周波数に共用できない。【００１０】
さらに複数のアンテナを使用して通信の速度及び品質を高めるMIMO (Multi-Input-Multi-Output)技術によるIEEE802.11nの規格に対応した無線LAN通信装置が普及しつつある。しかし、WO2006/003959号及び特開2003-273687号の高周波回路ではIEEE802.11nに十分対応できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って本発明の目的は、少なくとも2つの周波数帯域を選択的に用いる無線通信に用いることができ、受信感度が良好で、消費電流が少ない小型の高周波回路を提供することである。【００１２】
本発明のもう一つの目的は、かかる高周波回路を有する高周波部品を提供することである。
【００１３】
本発明のさらにもう一つの目的は、かかる高周波部品を具備する通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の発明の高周波回路は、少なくとも第一の周波数帯域及び前記第一の周波数帯域より低い第二の周波数帯域を選択的に用いる無線通信用の高周波回路であって、アンテナ端子と、前記第一の周波数帯域の送信信号が入力される第一の送信端子と、前記第二の周波数帯域の送信信号が入力される第二の送信端子と、前記第一の周波数帯域の受信信号が出力される第一の受信端子と、前記第二の周波数帯域の受信信号が出力される第二の受信端子と、前記アンテナ端子と接続された第一のフィルタ回路と、前記第一のフィルタ回路と接続され、送信信号と受信信号の経路を切り替えるスイッチ回路と、前記スイッチ回路と前記第一及び第二の送信端子との間の送信信号の経路に設けられ、第一の周波数帯域の信号と第二の周波数帯域の信号の経路を振り分ける第一の分波回路と、前記第一の分波回路と前記第一の送信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の送信信号を増幅する第一のパワーアンプ回路と、前記第一の分波回路と前記第二の送信端子との間に設けられ、前記第二の周波数帯域の送信信号を増幅する第二のパワーアンプ回路と、前記第一及び第二のパワーアンプ回路とコントロール回路に電圧を供給する電圧供給端子と、前記スイッチ回路と第二のフィルタ回路を介して接続し、前記第一及び第二の周波数帯域の受信信号を増幅するローノイズアンプ回路とを具備し、前記コントロール回路は、前記電圧供給端子と接続する電圧入力端子と、前記第一のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第一のスイッチと、前記第一のスイッチと接続する第一のバイアス電圧出力端子と、前記第一のスイッチと並列に接続され、前記第二のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第二のスイッチと、前記第二のスイッチと接続する第二のバイアス電圧出力端子と、前記電圧入力端子と接続し、前記ローノイズアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第三のスイッチと、前記第三のスイッチと接続する第三のバイアス電圧出力端子と、前記電圧入力端子と前記第一及び第二のスイッチの共通端との間に接続された第四のスイッチと、前記第四のスイッチと並列に接続された抵抗とを備え、前記抵抗の抵抗値は前記第四のスイッチのオン時の抵抗値よりも大きいことを特徴とする。
【００１５】
高周波信号より低い帯域には静電気放電を始め、スイッチ回路及びローノイズアンプ回路に悪影響を及ぼすノイズ及び不要電波が多い。第一のフィルタ回路は、アンテナに静電気放電（ESD）があった場合にそれによるスイッチ回路等の破壊を防止するとともに、アンテナに混信する信号によりローノイズアンプ回路が飽和するのを防止する。第一のフィルタはさらに例えば1 GHz以下の信号を減衰させることができる。これらの作用により、例えば0.9 GHz帯を使用し最大で3 Ｗ程度のハイパワーを出力するEGSMシステム等からの混信を防止することができる。アンテナ端子に近い第一のフィルタ回路により静電気放電等の比較的低周波数の不要電波を阻止し、ローノイズアンプ回路に近い第二のフィルタ回路によりローノイズアンプの飽和をさらに防ぐ。【００１６】
一つのフィルタで不要電波を阻止しようとすると挿入損失が大きくなってしまうが、第一のフィルタと第二のフィルタを組合せて用いることにより、段階的に不要電波を阻止することができる。第一のフィルタ回路の阻止帯域を第二のフィルタ回路の阻止帯域より低くすることにより、第一のフィルタ回路を通過する信号の損失を抑えることができる。第二のフィルタにより第二の周波数帯域より低い周波数の不要電波がローノイズアンプ回路に進入するのを極力阻止するために、第一のフィルタより第二のフィルタのQ値を高くするのが好ましい。なお第一及び第二のフィルタに分波回路は含まれない。【００１７】
前記第一及び第二のフィルタ回路はハイパスフィルタ回路であるのが好ましい。ハイパスフィルタ回路はバンドパスフィルタ回路より信号損失を小さくできるので、ハイパスフィルタは信号損失を抑制するのに好適である。ハイパスフィルタは、例えば2 GHz以上離れている2.4 GHz帯と5 GHz帯を利用する無線LANのように、第一の周波数帯域と第二の周波数帯域が大きく離れたマルチバンド無線通信用の高周波回路において、第一及び第二の周波数帯域で共用することができる。【００１８】
本発明においては、前記ローノイズアンプ回路と前記第一及び第二の受信端子との間の受信信号の経路に設けられ、第一の周波数帯域の信号と第二の周波数帯域の信号の経路を振り分ける第二の分波回路を備えるのが好ましい。
【００１９】
第一のフィルタ回路であるハイパスフィルタ回路は、アンテナに静電気放電（ESD）があった場合にそれによるスイッチ回路等の破壊を防止するとともに、アンテナに混信する信号によりローノイズアンプ回路が飽和するのを防止する。ローノイズアンプ回路の飽和を防ぐために、アンテナ端子とスイッチ回路との間に第一のフィルタ回路を設ける他に、スイッチ回路とローノイズアンプ回路との間に第二のフィルタ回路であるハイパスフィルタ回路を設けるのが好ましい。【００２０】
前記ローノイズアンプ回路は前記スイッチ回路と前記第二の分波回路との間に設けられているのが好ましい。この配置では前記ローノイズアンプの入力側に分波回路がないため、入力側の挿入損失を大幅に低減でき、受信感度を飛躍的に向上することができる。【００２１】
前記ローノイズアンプ回路に並列に接続されたバイパス経路を具備するのが好ましい。受信信号が弱い時にバイパス経路のアイソレーションを高くし、ローノイズアンプ回路を動作状態にすると、受信感度が高くなる。また受信信号が強い時にバイパス経路を接続状態とし、ローノイズアンプ回路を非動作状態にすると、受信信号が歪むのを防止できる。【００２２】
前記第二のフィルタ回路は、前記バイパス経路と前記ローノイズアンプ回路との分岐点と、前記ローノイズアンプ回路との間に配置されているのが好ましい。この回路構成により、バイパス経路の挿入損失が小さくなり、その分小さな受信信号までバイパス経路で対応できる。従って、ローノイズアンプ回路の動作時の受信信号強度を小さくし、受信信号の歪みを小さくできる。【００２３】
上記高周波回路は、前記第一及び第二のパワーアンプ回路に一定の電圧を供給する電圧供給端子と、前記電圧供給端子から電圧を受けて前記第一及び第二のパワーアンプ回路及び前記ローノイズアンプ回路に制御用のバイアス電圧を出力するコントロール回路とを具備するのが好ましい。前記コントロール回路は、1 mA以下の微弱電流での制御を行うことができ、従来のように大きなバイアス電流（数 mA）を必要としないので、低消費電流化に寄与する。【００２４】
本発明の一実施形態では、コントロール回路は、電圧入力端子と、前記第一のパワーアンプ回路用バイアス電圧出力端子と、前記第二のパワーアンプ回路用バイアス電圧出力端子と、前記ローノイズアンプ回路用バイアス電圧出力端子と、前記第一のパワーアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第一のスイッチと、前記第二のパワーアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第二のスイッチと、前記ローノイズアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第三のスイッチと、前記第一及び第二のスイッチの共通端子と前記電圧入力端子との間に設けられた第四のスイッチと、前記第四のスイッチに並列に接続された抵抗と、前記第一〜第四のスイッチのオンオフ制御用の第一〜第四の信号入力端子とを具備するのが好ましい。前記コントロール回路は一つの電圧入力端子からの電圧により駆動され、スイッチ制御により前記第一及び第二のパワーアンプ回路用のバイアス電圧、及び前記ローノイズアンプ回路用のバイアス電圧を出力することができる。スイッチ制御用の信号は、RFIC、ベースバンドIC等に集積されたロジック制御端子から得ることができる。【００２５】
第四のスイッチと並列に抵抗を接続し、その抵抗値を第四のスイッチのオン時の抵抗値より高く設定することにより、第四のスイッチのオン時には第四のスイッチの低い抵抗によりパワーアンプ回路のバイアス電圧を高くに設定でき、また第四のスイッチのオフ時には並列に接続された抵抗を経由することによりバイアス電圧を低く設定できる。これによりパワーアンプ回路の動作点を可変にし、もって通信距離を拡大する場合や通信環境が悪い場合等にはバイアス電圧を高くしてパワーアンプ回路の出力を高め、反対に通信距離が比較的近い場合や通信環境が良好な場合にはバイアス電圧を低くして、消費電流を下げることができる。【００２６】
第一〜第三のスイッチと各バイアス電圧出力端子との間に抵抗を設け、出力電圧を調整することができる。【００２７】
第一の分波回路と第一のパワーアンプ回路との間に第一のローパスフィルタ回路を有し、前記第一の分波回路と第二のパワーアンプ回路との間に第二のローパスフィルタ回路を有するのが好ましい。これらのローパスフィルタ回路により、パワーアンプ回路から発生した高調波を低減することができる。【００２８】
前記ローノイズアンプ回路を前記スイッチ回路と前記第二の分波回路との間に設ける代りに、前記スイッチ回路と前記第一の受信端子の間に前記第一の周波数帯域の受信信号を増幅する他のローノイズアンプ回路を設け、かつ前記第二の分波回路を、前記ローノイズアンプ回路及び前記他のローノイズアンプ回路と前記スイッチ回路との間に配置しても良い。この構成では、ローノイズアンプ回路はゲイン特性の高平坦性を要求されず、第一又は第二の周波数帯域の信号を増幅すればよいので、高ゲインとすることができる。
【００２９】
前記第一のフィルタ回路をハイパスフィルタ回路とし、前記第二のフィルタ回路をバンドパスフィルタ回路としても良い。バンドパスフィルタ回路も低周波数の不要電波を減衰させ、ローノイズアンプ回路の飽和を防止することができる。【００３０】
第2の発明の高周波回路は、少なくとも第一の周波数帯域及び前記第一の周波数帯域より低い第二の周波数帯域を選択的に用いる無線通信用の高周波回路であって、アンテナ端子と、前記第一の周波数帯域の送信信号が入力される第一の送信端子と、前記第二の周波数帯域の送信信号が入力される第二の送信端子と、前記第一の周波数帯域の受信信号が出力される第一の受信端子と、前記第二の周波数帯域の受信信号が出力される第二の受信端子と、前記アンテナ端子と接続された第一のフィルタ回路と、前記第一のフィルタ回路と接続され、送信信号と受信信号の経路を切り替えるスイッチ回路と、前記スイッチ回路と前記第一及び第二の送信端子との間の送信信号の経路に設けられ、第一の周波数帯域の信号と第二の周波数帯域の信号の経路を振り分ける第一の分波回路と、前記スイッチ回路と前記第一及び第二の受信端子との間の受信信号の経路に設けられ、第一の周波数帯域の信号と第二の周波数帯域の信号の経路を振り分ける第二の分波回路と、前記第一の分波回路と前記第一の送信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の送信信号を増幅する第一のパワーアンプ回路と、前記第一の分波回路と前記第二の送信端子との間に設けられ、前記第二の周波数帯域の送信信号を増幅する第二のパワーアンプ回路と、前記第一及び第二のパワーアンプ回路とコントロール回路に電圧を供給する電圧供給端子と、前記第二の分波回路と前記第一の受信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の受信信号を増幅する第一のローノイズアンプ回路と、前記第二の分波回路と前記第二の受信端子との間に設けられ、前記第二の周波数帯域の受信信号を増幅する第二のローノイズアンプ回路とを備え、前記コントロール回路は、前記電圧供給端子と接続する電圧入力端子と、前記第一のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第一のスイッチと、前記第一のスイッチと接続する第一のバイアス電圧出力端子と、前記第一のスイッチと並列に接続され、前記第二のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第二のスイッチと、前記第二のスイッチと接続する第二のバイアス電圧出力端子と、前記電圧入力端子と接続し、前記第一のローノイズアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第三のスイッチと、前記第三のスイッチと接続する第三のバイアス電圧出力端子と、前記電圧入力端子と前記第一及び第二のスイッチの共通端との間に接続された第四のスイッチと、前記電圧入力端子と接続し、前記第二のローノイズアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第五のスイッチと、前記第五のスイッチと接続する第四のバイアス電圧出力端子と、前記第四のスイッチと並列に接続された抵抗とを備え、前記抵抗の抵抗値は前記第四のスイッチのオン時の抵抗値よりも大きいことを特徴とする。
【００３１】
本発明においては、前記第二の分波回路と第二のローノイズアンプ回路との間に第二のフィルタ回路を設けても良い。
低い周波数帯を扱う第二のローノイズアンプ回路の入力側に第二のフィルタ回路としてバンドパスフィルタ回路を設けることにより、第二の周波数帯域より低い周波数において高い減衰特性を得ることができる。
これにより、例えば2.4 GHzを第二の周波数帯域とする無線LANにおいて、携帯機器等から発生する2 GHz以下の妨害電波をバンドパスフィルタにより除去することが可能となり、第二のローノイズアンプ回路の飽和を防止することができる。
一方、高い周波数帯を扱う第一のローノイズアンプ回路の入力側には第二の分波回路を設けている。無線LANの場合、分波回路に2.5 GHz以下を減衰させるが第一の周波数帯域である5 GHz帯を通過させるフィルタ特性を持たせるので、携帯機器等から発生する2 GHz以下の妨害電波は第一の分波回路により除去され、第一のローノイズアンプ回路の飽和を抑制できる。さらに第一のローノイズアンプ回路の入力側に挿入損失が比較的大きなバンドパスフィルタを用いる必要がないため、第一の周波数帯域の受信感度を向上させることができる。
【００３２】
前記高周波回路は、前記第一のローノイズアンプ回路と前記第一の受信端子との間にバンドパスフィルタ回路を具備するのが好ましい。バンドパスフィルタ回路により、ローノイズアンプ回路の出力から高調波を除去できる。【００３３】
前記高周波回路は、前記第一のパワーアンプ回路と前記第一の送信端子との間、及び前記第二のパワーアンプ回路と前記第二の送信端子との間にそれぞれバンドパスフィルタ回路を具備するのが好ましい。バンドパスフィルタ回路を設けることにより、送信信号に含まれる帯域外の不要なノイズを除去することができる。【００３４】
前記高周波回路は、前記第一及び第二のパワーアンプ回路に一定の電圧を供給する電圧供給端子と、前記電圧供給端子から電圧を受けて前記第一及び第二のパワーアンプ回路に制御用のバイアス電圧を出力するコントロール回路とを具備するのが好ましい。コントロール回路はさらに前記第一及び第二のローノイズアンプ回路に制御用のバイアス電圧を出力しても良い。前記コントロール回路は、1 mA以下の微弱電流での制御を行うことができ、従来のように大きなバイアス電流（数 mA）を必要としないので、低消費電流化に寄与する。【００３５】
本発明の別の実施形態では、コントロール回路は、電圧入力端子と、前記第一のパワーアンプ回路用バイアス電圧出力端子と、前記第二のパワーアンプ回路用バイアス電圧出力端子と、前記第一のパワーアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第一のスイッチと、前記第二のパワーアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第二のスイッチと、前記第一及び第二のスイッチの共通端子と前記電圧入力端子との間に設けられた第四のスイッチと、前記第四のスイッチに並列に接続された抵抗と、各スイッチのオンオフ制御用の信号入力端子を具備するのが好ましい。
前記コントロール回路はさらに、前記第一のローノイズアンプ回路用バイアス電圧出力端子と、前記第二のローノイズアンプ回路用バイアス電圧出力端子と、前記第一のローノイズアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第三のスイッチと、前記第二のローノイズアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第五のスイッチと、各スイッチのオンオフ制御用の信号入力端子を具備しても良い。
【００３６】
前記コントロール回路は一つの電圧入力端子からの電圧により駆動され、スイッチ制御により前記第一及び第二のパワーアンプ回路用のバイアス電圧、及び前記第一及び第二のローノイズアンプ回路用のバイアス電圧を出力することができる。スイッチ制御用の信号は、RFIC、ベースバンドIC等に集積されたロジック制御端子から得ることができる。【００３７】
第四のスイッチと並列に抵抗を接続し、その抵抗値を第四のスイッチのオン時の抵抗値より高く設定することにより、第四のスイッチのオン時には第四のスイッチの低い抵抗によりパワーアンプ回路へのバイアス電圧は高いが、第四のスイッチのオフ時には前記並列抵抗を経由することによりバイアス電圧は低くなり、もってパワーアンプ回路の動作点が可変になる。
従って、通信距離を拡大する場合や通信環境が悪い場合等にはバイアス電圧を高くしてパワーアンプ回路の出力を高め、反対に通信距離が短い場合や通信環境が良好な場合等にはバイアス電圧を低くして消費電流を下げることが可能となる。第一、第二、第三及び第五のスイッチと各バイアス電圧出力端子との間に抵抗を設けることにより、出力電圧を調整することができる。
【００３８】
第3の発明の高周波回路は、少なくとも第一の周波数帯域及び前記第一の周波数帯域より低い第二の周波数帯域を選択的に用いる無線通信用の高周波回路であって、アンテナ端子と、前記第一の周波数帯域の送信信号が入力される第一の送信端子と、前記第二の周波数帯域の送信信号が入力される第二の送信端子と、前記第一の周波数帯域の受信信号が出力される第一の受信端子と、前記第二の周波数帯域の受信信号が出力される第二の受信端子と、前記アンテナ端子と接続された第一のフィルタ回路と、前記第一のフィルタ回路と接続され、第一の周波数帯域の信号と第二の周波数帯域の信号の経路を振り分ける第一の分波回路と、前記第一の分波回路と接続し、第一の周波数帯域の送信信号と受信信号の経路を切り替える第一のスイッチ回路と、前記第一のスイッチ回路と前記第一の送信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の送信信号を増幅する第一のパワーアンプ回路と、前記第一のスイッチ回路と前記第一の受信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の受信信号を増幅する第一のローノイズアンプ回路と、前記第一の分波回路と第二のフィルタ回路を介して接続し、第二の周波数帯域の送信信号と受信信号の経路を切り替える第二のスイッチ回路と、前記第二のスイッチ回路と前記第二の送信端子との間に設けられ、前記第一の周波数帯域の送信信号を増幅する第二のパワーアンプ回路と、前記第二のスイッチ回路と前記第二の受信端子との間に設けられ、前記第二の周波数帯域の受信信号を増幅する第二のローノイズアンプ回路と、前記第一及び第二のパワーアンプ回路とコントロール回路に電圧を供給する電圧供給端子とを具備し、前記コントロール回路は、前記電圧供給端子と接続する電圧入力端子と、前記第一のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第一のスイッチと、前記第一のスイッチと接続する第一のバイアス電圧出力端子と、前記第一のスイッチと並列に接続され、前記第二のパワーアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第二のスイッチと、前記第二のスイッチと接続する第二のバイアス電圧出力端子と、前記電圧入力端子と接続し、前記第一のローノイズアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第三のスイッチと、前記第三のスイッチと接続する第三のバイアス電圧出力端子と、前記電圧入力端子と前記第一及び第二のスイッチの共通端との間に接続された第四のスイッチと、前記電圧入力端子と接続し、前記第二のローノイズアンプ回路へのバイアス電圧をオンオフする第五のスイッチと、前記第五のスイッチと接続する第四のバイアス電圧出力端子と、前記第四のスイッチと並列に接続された抵抗とを備え、前記抵抗の抵抗値は前記第四のスイッチのオン時の抵抗値よりも大きいことを特徴とする。
【００３９】
本発明においては、第一のフィルタ回路がハイパスフィルタ回路で、第二のフィルタ回路がバンドパスフィルタ回路であるのが好ましい。
低い周波数帯を扱う第二のローノイズアンプ回路では、入力側に第二のフィルタ回路としてバンドパスフィルタ回路を設けることにより、第二の周波数帯域より低い周波数において高い減衰特性が得られる。例えば2.4 GHzを第二の周波数帯域とする無線LANでは第二の周波数帯域が携帯電話の周波数帯（約2 GHz以下）と近いので、バンドパスフィルタ回路を設けて携帯電話から発生する2 GHz以下の電波を除去することにより、第二のローノイズアンプ回路の飽和を防止することができる。一方、高い周波数帯を扱う第一のローノイズアンプ回路の入力側には分波回路を設ける。無線LANの場合、分波回路には2.5 GHz以下を減衰させるが、第一の周波数帯域である5 GHz帯を通過させるフィルタ特性を持たせる。無線LANの高い周波数帯域（5 GHz）と携帯電話の周波数帯（約2 GHz以下）とは比較的離れているために、携帯電話から発生する2 GHz以下の電波は分波回路により除去でき、第一のローノイズアンプ回路の飽和を防止することができる。さらに、第一のローノイズアンプ回路の入力側に挿入損失が比較的大きなバンドパスフィルタを用いる必要がないため、第一の周波数帯域の受信感度を向上させることができる。
【００４０】
前記高周波回路は、前記第一のパワーアンプ回路と前記第一の送信端子との間、及び前記第一のローノイズアンプ回路と前記第一の受信端子との間にそれぞれバンドパスフィルタ回路を具備するのが好ましい。前記第一のパワーアンプ回路と前記第一の送信端子との間にバンドパスフィルタ回路を設けることにより、送信信号に含まれる帯域外の不要なノイズを除去することができる。前記第一のローノイズアンプ回路と前記第一の受信端子との間にバンドパスフィルタ回路を設けることにより、ローノイズアンプ回路の出力に含まれる高調波を除去することができる。【００４１】
前記高周波回路は、前記第一及び第二のパワーアンプ回路に一定の電圧を供給する電圧供給端子と、前記電圧供給端子から電圧を受けて前記第一及び第二のパワーアンプ回路に制御用のバイアス電圧を出力するコントロール回路とを具備するのが好ましい。前記コントロール回路は、前記第一及び第二のローノイズアンプ回路に制御用のバイアス電圧を出力するように構成しても良い。前記コントロール回路は、1 mA以下の微弱電流での制御を行うことができ、従来のように大きなバイアス電流（数 mA）を必要としないので、低消費電流化に寄与する。【００４２】
本発明のさらに別の実施形態では、前記コントロール回路は、電圧入力端子と、前記第一のパワーアンプ回路用バイアス電圧出力端子と、前記第二のパワーアンプ回路用バイアス電圧出力端子と、前記第一のパワーアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第一のスイッチと、前記第二のパワーアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第二のスイッチと、前記第一及び第二のスイッチの共通端子と前記電圧入力端子との間に設けられた第四のスイッチと、前記第四のスイッチに並列に接続された抵抗と、各スイッチのオンオフ制御用の信号入力端子を具備するのが好ましい。
このコントロール回路はさらに、前記第一のローノイズアンプ回路用バイアス電圧出力端子と、前記第二のローノイズアンプ回路用バイアス電圧出力端子と、前記第一のローノイズアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第三のスイッチと、前記第二のローノイズアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第五のスイッチと、各スイッチのオンオフ制御用の信号入力端子とを具備しても良い。
前記コントロール回路は一つの電圧入力端子からの電圧により駆動され、スイッチ制御により前記第一及び第二のパワーアンプ回路用のバイアス電圧、及び前記第一及び第二のローノイズアンプ回路用のバイアス電圧を出力することができる。スイッチ制御用の信号は、RFIC、ベースバンドIC等に集積されたロジック制御端子から得ることができる。
【００４３】
第四のスイッチと並列に抵抗を接続し、その抵抗値を第四のスイッチのオン時の抵抗値より高く設定することにより、第四のスイッチのオン時には第四のスイッチの低い抵抗によりパワーアンプ回路のバイアス電圧は高く、第四のスイッチのオフ時には前記並列抵抗を経由することによりバイアス電圧は低くなり、もってパワーアンプ回路の動作点が可変になる。
従って、通信距離を拡大する場合や通信環境が悪い場合等にはバイアス電圧を高くしてパワーアンプ回路の出力を高め、反対に通信距離が短い場合や通信環境が良好な場合等にはバイアス電圧を低くして消費電流を下げることが可能となる。第一、第二、第三及び第五のスイッチと各バイアス電圧出力端子との間に抵抗を設けることにより、出力電圧を調整することができる。
【００４４】
上記高周波回路を有する本発明の高周波部品は、電極パターンを形成した複数のセラミック誘電体層からなる一体的な積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子とを具備し、前記第一及び第二の分波回路等は前記積層体内で前記電極パターンにより構成されており、前記スイッチ回路、前記第一及び第二のパワーアンプ回路及び前記ローノイズアンプ回路用の半導体素子は前記積層体に搭載されていることを特徴とする。この構成により高周波部品は小型化され、配線抵抗による挿入損失が低減される。前記コントロール回路用の半導体素子も前記積層体に搭載することができる。
【００４５】
本発明の通信装置は上記高周波部品を具備する。
【発明の効果】
【００４６】
本発明の高周波回路及び高周波部品は、電子電気機器間における無線通信の受信感度が良好である。また、例えば無線LANの5 GHz帯を使用するIEEE802.11aと2.4 GHz帯を使用するIEEE802.11b及び／又はIEEE802.11gの2つの通信システムに共用可能な回路、又はIEEE802.11nの規格に対応した回路を、小型で低消費電流の高周波部品に構成することができる。これにより、例えば第一及び第二の周波数帯域をそれぞれ5 GHz帯及び2.4 GHz帯とし、IEEE802.11a、IEEE802.11b及びIEEE802.11gの通信システムに使用し得るデュアルバンドRFフロントエンド回路を備えた携帯電話等の通信装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第一の実施形態による高周波回路を示すブロック図である。
【図２】本発明に用いるコントロール回路の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明に用いるコントロール回路及び検波回路の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明に用いるハイパスフィルタ回路の一例の等価回路を示す図である。
【図５】本発明に用いるハイパスフィルタ回路の別の例の等価回路を示す図である。
【図６】本発明に用いるハイパスフィルタ回路のさらに別の例の等価回路を示す図である。
【図７】本発明に用いるハイパスフィルタ回路のさらに別の例の等価回路を示す図である。
【図８】ローノイズアンプ回路の一例を示す図である。
【図９】ローノイズアンプ回路の別の例を示す図である。
【図１０】ローノイズアンプ回路のさらに別の例を示す図である。
【図１１】ローノイズアンプ回路のさらに別の例を示す図である。
【図１２】ローノイズアンプ回路のゲイン特性を示すグラフである。
【図１３】副高周波回路の一例を示すブロック図である。
【図１４（ａ）】副高周波回路におけるローノイズアンプ装置の一例を示すブロック図である。
【図１４（ｂ）】副高周波回路におけるローノイズアンプ装置の別の例を示すブロック図である。
【図１４（ｃ）】副高周波回路におけるローノイズアンプ装置のさらに別の例を示すブロック図である。
【図１４（ｄ）】副高周波回路におけるローノイズアンプ装置のさらに別の例を示すブロック図である。
【図１５】図13に示すローノイズアンプ装置におけるバイパススイッチ部の等価回路の一例を示す図である。
【図１６】図13に示すローノイズアンプ装置におけるバイパススイッチ部の等価回路の別の例を示す図である。
【図１７】図14(a) に示すローノイズアンプ装置におけるバイパススイッチ部の等価回路のさらに例を示す図である。
【図１８】図14(a) に示すローノイズアンプ装置におけるバイパススイッチ部の等価回路のさらに例を示す図である。
【図１９】副高周波回路の他の例を示すブロック図である。
【図２０】高周波回路を具備する高周波スイッチ回路の一例を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第一の実施形態による高周波部品を示す斜視図である。
【図２２】本発明の第一の実施形態による高周波部品のセラミック積層基板を示す展開図である。
【図２３】本発明の第二の実施形態による高周波回路の一例を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第二の実施形態による分波回路及びバンドパスフィルタ回路の等価回路を示す図である。
【図２５】本発明の第二の実施形態によるコントロール回路を示すブロック図である。
【図２６】本発明の第二の実施形態によるコントロール回路及び検波回路を示すブロック図である。
【図２７】本発明の第二の実施形態による高周波回路の別の例を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第二の実施形態によるコントロール回路を示すブロック図である。
【図２９】本発明の第二の実施形態による高周波部品を示す斜視図である。
【図３０】本発明の第三の実施形態による高周波回路の一例を示すブロック図である。
【図３１】本発明の第三の実施形態による分波回路及び第三のバンドパスフィルタ回路の等価回路を示す図である。
【図３２】本発明の第三の実施形態によるバンドパスフィルタ回路の等価回路を示す図である。
【図３３】本発明の第三の実施形態による高周波回路の別の例を示すブロック図である。
【図３４】本発明の第三の実施形態による高周波部品を示す斜視図である。
【図３５】従来の高周波回路の一例の等価回路を示す図である。
【図３６】従来の高周波回路の別の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
本発明の高周波回路は、第一の周波数帯域と、前記第一の周波数帯域より低い第二の周波数帯域を選択的に用いる無線通信用の高周波回路であって、アンテナ端子と、前記第一の周波数帯域の送信信号が入力される第一の送信端子と、前記第二の周波数帯域の送信信号が入力される第二の送信端子と、前記第一の周波数帯域の受信信号が出力される第一の受信端子と、前記第二の周波数帯域の受信信号が出力される第二の受信端子を有する。さらに、第一の周波数帯域の信号と第二の周波数帯域の信号の経路を振り分ける少なくとも一つの分波回路と、送信信号と受信信号との経路を切り替える少なくとも一つのスイッチ回路とを有し、前記アンテナ端子と前記第一の送信端子、前記アンテナ端子と前記第二の送信端子、前記アンテナ端子と前記第一の受信端子、前記アンテナ端子と前記第二の受信端子の経路が構成される。【００４９】
送信信号と受信信号との経路を切り替える前記スイッチ回路を、第一及び第二の周波数帯域で共用して用いる場合は、一つのスイッチ回路で、第一及び第二の送信端子、又は第一及び第二の受信端子との接続を切り替える。この場合、スイッチ回路の後段の送信経路に第一の分波回路、受信経路に第二の分波回路を設けて、それぞれを第一の周波数帯域の信号の経路と第二の周波数帯域の信号の経路とに振り分ける。一方、送信信号と受信信号との経路を切り替える前記スイッチ回路を、第一及び第二の周波数帯域で別々に用いる場合は、信号経路を一の分波回路で第一及び第二の周波数帯域の信号の経路に振り分け、前記第一及び第二の周波数帯域の信号の経路にそれぞれスイッチ回路を接続して、第一の送信端子と第一の受信端子との接続、及び第二の送信端子と第二の受信端子との接続を切り替える。
【００５０】
前記スイッチ回路と前記第二の受信端子の間には、少なくとも前記第二の周波数帯域の受信信号を増幅するローノイズアンプ回路が設けられる。前記スイッチ回路と前記第一の受信端子の間にローノイズアンプ回路を設ける場合、かかるローノイズアンプ回路とは別に他のローノイズアンプ回路を設けてもよいし、第二の周波数帯域の受信信号を増幅する前記ローノイズアンプ回路で共用してもよい。【００５１】
さらに、前記アンテナ端子と前記ローノイズアンプ回路との間に前記第二の周波数帯域の受信信号を通過させるとともに、前記第二の周波数帯域より低周波側の不要波を阻止するために、前記アンテナ端子に近い第一のフィルタ回路と前記ローノイズアンプ回路に近い第二のフィルタ回路を設ける。第一のフィルタ回路と第二のフィルタ回路とは、前記スイッチ回路及び／又は分波回路を介して配置すればよい。前記第一のフィルタ回路の阻止帯域が前記第二のフィルタ回路の阻止帯域より低周波側になるようにする。高周波回路のうち、アンテナ端子に近い領域には周波数帯域や送受信モードが異なる多くの信号が通過する。かかる位置に阻止帯域が低い第一のフィルタを設けることにより、信号損失を抑えつつ、低周波側の不要電波を阻止することができる。例えば、アンテナ端子と、それに接続されるスイッチ回路又は分波回路との間の、受信信号と送信信号が通過する部分に阻止帯域が低い第一のフィルタ回路を設ければ、送受信の信号損失を抑えることができる。
【００５２】
本発明の高周波回路及び高周波部品を添付図面を参照して以下詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。また特に断りがなければ各実施形態における説明は別の実施形態にも適用可能である。【００５３】
[1] 第一の実施形態
(A) 高周波回路
(1) 全体構成
図1は、2.4 GHz帯無線LAN（IEEE802.11b及び／又はIEEE802.11g）と5 GHz帯無線LAN（IEEE802.11a）の2つの通信システムに共用可能な本発明の第一の実施形態による高周波回路を示す。この高周波回路は、マルチバンドアンテナに接続されるアンテナ端子Antに接続したスイッチ回路（SPDT）101と、スイッチ回路（SPDT）101の送信経路側に接続した第一の分波回路（DIP1）103と、アンテナ端子Antとスイッチ回路101との間に設けられた第一のフィルタとしてのハイパスフィルタ回路（HPF）118とを有する。第一の分波回路103は、2.4 GHz帯無線LANの送信信号を通過させるが5 GHz帯無線LANの送信信号を減衰させる低周波側フィルタ回路と、5 GHz帯無線LANの送信信号を通過させるが2.4 GHz帯無線LANの送信信号を減衰させる高周波側フィルタ回路とからなる。
【００５４】
第一の分波回路103の高周波側フィルタ回路にローパスフィルタ回路（LPF）111を介して第一のパワーアンプ回路（PA5）105が接続している。第一のパワーアンプ回路105には順に、第一のバンドパスフィルタ回路（BPF）107、平衡−不平衡回路（BAL）116、及び第一の送信端子（5 GHz帯無線LANの送信端子）TX5P，TX5Nが接続している。平衡−不平衡回路116により、第一の送信端子TX5P，TX5Nは平衡端子となっている。バンドパスフィルタ回路107は送信信号に含まれる帯域外の不要なノイズを除去する。第一のパワーアンプ回路105は、5 GHz帯無線LANの送信側回路から入力される送信信号を増幅する。ローパスフィルタ回路111は第一のパワーアンプ回路105から発生した高調波を減衰させる。第一の分波回路103の高周波側フィルタ回路も高調波を減衰させる。【００５５】
第一の分波回路103の低周波側フィルタ回路には順に、ローパスフィルタ（LPF）112、第二のパワーアンプ回路（PA2）106、第二のバンドパスフィルタ回路（BPF）108、及び第二の送信端子（2.4 GHz帯無線LANの送信端子）TX2が接続している。バンドパスフィルタ回路108は送信信号に含まれる帯域外の不要なノイズを除去する。第二のパワーアンプ回路106は、2.4 GHz帯無線LANの送信側回路から入力される送信信号を増幅する。ローパスフィルタ112は増幅された送信信号を通過させるが、第二のパワーアンプ回路106で発生する高調波を減衰させる。【００５６】
スイッチ回路101の受信経路側に、順に第二のフィルタとしてのハイパスフィルタ回路（HPF）102、ローノイズアンプ回路（LNA）109及び第二の分波回路（DIP2）110が接続されている。ローノイズアンプ回路109は、2.4 GHz帯及び5 GHz帯の無線LANの受信信号を増幅するように、広帯域をカバーするのが望ましい。2.4 GHz帯及び5 GHz帯にローノイズアンプ回路109を共用することにより、従来の回路構成のような2つのローノイズアンプを必要とせず、小型化及び低コスト化が可能となり、さらにローノイズアンプの入力側に分波回路及びバンドパス回路を使用する必要がないので、受信感度を向上できる。第二の分波回路110は、2.4 GHz帯無線LANの受信信号を通過させるが5 GHz帯無線LANの受信信号を減衰させる低周波側フィルタ回路と、5 GHz帯無線LANの受信信号を通過させるが2.4 GHz帯無線LANの受信信号を減衰させる高周波側フィルタ回路とからなる。
【００５７】
第一及び第二の分波回路103，110において、低周波側フィルタ回路と高周波側フィルタ回路の組合せは上記のものに限定されず、ローパスフィルタ回路、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びノッチフィルタを適宜組合せることにより構成することができる。【００５８】
ローノイズアンプ109で増幅された信号は第二の分波回路110により分波され、2.4 GHz帯無線LANの受信信号は第三のバンドパスフィルタ回路（BPF）113を介して第二の受信端子（2.4 GHz帯無線LANの受信端子）RX2に出力され、5 GHz帯無線LANの受信信号は第四のバンドパスフィルタ回路（BPF）114及び平衡−不平衡回路（BAL）117を介して第一の受信端子（5 GHz帯無線LANの受信端子）RX5P，RX5Nに出力される。平衡−不平衡回路117により、第一の受信端子RX5P，RX5Nは平衡端子となっている。【００５９】
電圧供給端子VCCは第一及び第二のパワーアンプ回路（PA5，PA2）105，106及びコントロール回路（Cont. IC）120に一定の電圧を供給する。図2に示すように、コントロール回路120は、電圧供給端子VCCと接続する電圧入力端子Vcと、第一のパワーアンプ回路（PA5）用バイアス電圧出力端子Vb5と、第二のパワーアンプ回路（PA2）用バイアス電圧出力端子Vb2と、ローノイズアンプ回路（LNA）用バイアス電圧出力端子Vddと、第一のパワーアンプ回路（PA5）用のバイアス電圧をオンオフする第一のスイッチ（SW1）と、第二のパワーアンプ回路（PA2）用のバイアス電圧をオンオフする第二のスイッチ（SW2）と、第一及び第二のスイッチ（SW1，SW2）の共通端子と電圧入力端子Vcとの間に設けられた第四のスイッチ（SW3）と、ローノイズアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第三のスイッチ（SW4）と、第四のスイッチ（SW3）に並列に接続された抵抗R1と、第一のスイッチ（SW1）のオンオフ制御用の信号を入力する端子PA5ONと、第二のスイッチ（SW2）のオンオフ制御用の信号を入力する端子PA2ONと、第四のスイッチ（SW3）のオンオフ制御用の信号を入力する端子HI/LOと、第三のスイッチ（SW4）のオンオフ制御用の信号を入力する端子LNAONとを具備している。
【００６０】
コントロール回路120は、第一〜第四のスイッチ（SW1〜SW4）を直流的にオンオフできれば良く、例えば複数のアナログスイッチを一体的に集積したCMOSチップにより構成することができる。アナログスイッチのオン時の抵抗値は100Ω以下が望ましい。コントロール回路120は、第一及び第二のパワーアンプ回路105，106と電圧供給端子VCCの電圧を共用し、第一及び第二のパワーアンプ回路105，106及びローノイズアンプ回路109へのバイアス電圧を供給する。コントロール回路120に微弱電流（1 mA以下）の信号により切替え可能なスイッチを用いることにより、低電流制御が可能となる。【００６１】
第四のスイッチ（SW3）と並列な抵抗R1が500Ω以上の抵抗値を有すると、第四のスイッチ（SW3）及び抵抗R1の並列回路の抵抗値は、第四のスイッチ（SW3）のオン時には100Ω以下と低く、オフ時には500Ω以上と高く設定できる。信号入力端子HI/LOからの制御信号が第四のスイッチ（SW3）をオンにすると、パワーアンプ回路へのバイアス電圧が大きくなり、第四のスイッチ（SW3）をオフにすると、パワーアンプ回路へのバイアス電圧が小さくなる。従って、通信距離を拡大する場合や通信環境が悪い場合等にはバイアス電圧を高くしてパワーアンプ回路の出力を高め、反対に通信距離が短い場合や通信環境が良好な場合等にはバイアス電圧を低くして消費電流を下げることが可能となる。
【００６２】
第一のスイッチ（SW1）と第一のパワーアンプ回路105用バイアス電圧出力端子Vb5との間の抵抗R2、第二のスイッチ（SW2）と第二のパワーアンプ回路106用バイアス電圧出力端子Vb2との間の抵抗R3、及び第三のスイッチ（SW4）とローノイズアンプ回路109用バイアス電圧出力端子Vddとの間の抵抗R4の抵抗値を適宜設定することにより、第一及び第二のパワーアンプ回路105，106及びローノイズアンプ回路109へのバイアス電圧を調整できる。
【００６３】
第一及び第二のパワーアンプ回路PA5，PA2用の検波ダイオードD1，D2の検波出力は検波端子VPDに出力される。検波ダイオードD1，D2とコントロール回路120の好ましい関係を図3に示す。検波ダイオードD1のアノードは抵抗R6を介して第一のパワーアンプ回路PA5のバイアス電圧出力端子Vb5に接続しており、検波ダイオードD2のアノードは抵抗R7を介して第二のパワーアンプ回路PA2のバイアス電圧出力端子Vb2に接続している。両検波ダイオードD1，D2のカソードは、コンデンサC1と抵抗R5からなる電圧平滑回路を介して、共通の検波端子VPDに接続している。検波端子の共用は小型化に寄与する。この構成は、例えばセラミック積層基板を用いて本発明の高周波回路を有する高周波部品を構成する場合に有効である。【００６４】
高周波用の一般的なダイオードの閾電圧は0.1〜1 V程度と制約されているので、パワーアンプ回路出力のモニタに使用する場合、パワーの小さい領域で検波することができない。しかしこの実施形態では、検波ダイオードD1，D2にバイアス電圧を印加できるので、実効的な閾電圧を低減でき、低出力領域でも検波可能である。またパワーアンプ回路のバイアス電源から検波ダイオードにバイアス電圧を印加することができるため、制御端子を別に設ける必要がなく、回路を簡素化できる。抵抗R6、R7の抵抗値は、パワーアンプ回路の出力が検波回路を経由してパワーアンプ回路の入力に戻るのを防ぐため、1 kΩ以上であるのが望ましい。これにより、パワーアンプ回路の発振や特性劣化を防止できる。【００６５】
パワーアンプ回路PA5のRF出力がON状態で十分小さい場合、検波ダイオードD1へのバイアス電圧Vb5が検波ダイオードの閾電圧Vthより高いと、（Vb5−Vth）×［R5／（R5＋R6）］の直流電圧が検波電圧端子VPDに出力される。即ち、パワーアンプ回路の出力に比例した検波出力にオフセット電圧が重畳される。パワーアンプ回路PA2についても同様である。なお抵抗R6、R7は、コントロール回路120を一体化したCMOSチップとして設けても良い。【００６６】
スイッチ回路101は、電界効果トランジスタ(FET)やダイオード等のスイッチング素子を主構成とし、適宜インダクタンス素子及びコンデンサを有し、例えばSPDT (Single Pole Dual Throw)型であるのが好ましい。スイッチ回路101に入力されるTX/RX0及びTX/RX1は、スイッチ回路101の切替え信号である。【００６７】
図4はスイッチ回路101とアンテナ端子Antの間に設けられたハイパスフィルタ回路（HPF）118の等価回路の一例を示す。ハイパスフィルタ回路118は、アンテナ端子Antに接続される端子P1と、接地電極との間に設けられたインダクタンス素子L11と、端子P1とスイッチ回路101に接続される端子P2との間に設けられたキャパシタンス素子C11と、端子P2と接地電極との間に設けられたインダクタンス素子L12及びキャパシタンス素子C12の直列共振回路とを有する。図5はハイパスフィルタ回路118の等価回路の別の例を示す。接地されたインダクタンス素子L11は、アンテナに静電気放電（ESD）があった場合にそれによるスイッチ回路等の破壊を防止する作用を有する。インダクタンス素子L11は10 nH以下が望ましい。
【００６８】
無線LANの送受信回路は携帯電話に内蔵されることが多くなってきた。携帯電話の信号は約0.8〜2 GHzの範囲が多く、無線LANの2.4 GHz帯と比較的近いので、混信が起き易い。混信信号が入ると、ローノイズアンプ回路は飽和し、無線LANの受信ができなくなるおそれがある。そこで携帯電話の信号が混信しないように、ハイパスフィルタ回路118で2 GHz以下の信号を減衰させる。このため、ハイパスフィルタ回路118は約0.8〜2 GHzの間に減衰極を1つ以上有するのが好ましい。この機能は、インダクタンス素子L12とキャパシタンス素子C12の直列共振回路により実現される。【００６９】
無線LANの2.4 GHz帯と携帯電話の帯域が近いために一つのハイパスフィルタ回路では所望の減衰が得られない場合、スイッチ回路101とローノイズアンプ回路109との間に第二のフィルタとしてハイパスフィルタ回路102を設けるのが好ましい。ハイパスフィルタ回路102として、図4の回路以外に図6の回路も使用できる。このハイパスフィルタ回路は、スイッチ回路101に接続される端子P3とローノイズアンプ回路109に接続される端子P4との間に設けられたキャパシタンス素子C31、C32と、キャパシタンス素子C31、C32の間と接地電極との間に設けられたインダクタンス素子L31とキャパシタンス素子C33の直列共振回路とを有する。このハイパスフィルタ回路も約0.8〜2 GHzの間に減衰極を1つ以上有するのが好ましい。【００７０】
ハイパスフィルタ回路102として、図7に示す多段のハイパスフィルタ回路も使用できる。このハイパスフィルタ回路は、スイッチ回路101に接続される端子P3とローノイズアンプ回路109に接続される端子P4との間に設けられたキャパシタンス素子C41〜C43と、キャパシタンス素子C41、C42の間と接地電極との間に設けられたインダクタンス素子L41とキャパシタンス素子C44からなる直列共振回路と、キャパシタンス素子C42、C43の間と接地電極との間に設けられたインダクタンス素子L42とキャパシタンス素子C45からなる直列共振回路とを有する。このハイパスフィルタ回路では、2つの直列共振回路の減衰極を独立に設定可能である。第一及び第二のフィルタとしてハイパスフィルタ回路を用いる場合、第二のフィルタの方がより急峻なフィルタ特性を有するために、第二のフィルタは第一のフィルタより段数が多いのが好ましい。図6及び図7にハイパスフィルタ回路を例示したが、回路構成は適宜変更できる。ハイパスフィルタ回路の代わりにバンドパスフィルタ回路を用いることもできるが、バンドパスフィルタ回路の挿入損失は約2 dB近くまであり、ハイパスフィルタ回路の挿入損失（約0.2 dBまで）より大きいため、ハイパスフィルタ回路の方が好ましい。ハイパスフィルタ回路は第一及び第二の周波数帯域で共用できるため、第一及び第二の周波数帯域で共用するローノイズアンプ回路との組合せは小型化及び受信感度向上に好適である。【００７１】
分波回路103、110、ローパスフィルタ回路111、112、バンドパスフィルタ回路107、108、113、114、及び平衡−不平衡回路116、117はインダクタンス素子とキャパシタンス素子とを組み合わせたLC回路により構成することができる。【００７２】
複数の周波数帯域の通信システムで共用されるハイパスフィルタ回路及びローノイズアンプ回路と、ローノイズアンプ回路の出力側に接続されて複数の周波数帯域の受信信号を分波する分波回路を有する高周波回路は、小型で消費電流が少なく、携帯電話等の低周波信号に由来するローノイズアンプ回路の相互変調歪みを抑制することができる。この回路構成により、周波数帯域ごとにフィルタ回路を設けたり、フィルタ回路を可変にしたりする必要がなくなり、フィルタ回路の複雑化や消費電流の増加を抑えることができる。【００７３】
ローノイズアンプ回路109と第二の分波回路110の配置は入れ替えても良い。この場合、第二の分波回路110の受信端子側で、第一の受信端子に接続する経路に第一の周波数帯域の受信信号を増幅するローノイズアンプ回路を設け、第二の受信端子に接続する経路に第二の周波数帯域の受信信号を増幅する他のローノイズアンプ回路を設け、ハイパスフィルタを第二の分波回路110の入力側に設ける。この回路構成では、ハイパスフィルタは第一及び第二の周波数帯域で共用するが、ローノイズアンプ回路は使用する周波数帯域ごとに設けられる。従って、広帯域のローノイズアンプ回路を必要とせず、高いゲインを有するローノイズアンプ回路を用いることができる。【００７４】
(2) 構成回路
(a) ローノイズアンプ回路
図8に示すローノイズアンプ回路109aも使用できるが、第一及び第二の周波数帯域の信号を増幅するため、図9に示すゲイン特性が平坦な広帯域ローノイズアンプ回路109bが好ましい。ローノイズアンプ回路109bは、ローノイズアンプ回路LNAの増幅回路を構成するトランジスタTrと、トランジスタTrのベースに接続された入力経路と、トランジスタTrのコレクタに接続された出力経路と、入力経路のノード121と出力経路のノード122との間で直列に接続された抵抗素子RL1、インダクタンス素子ll3及びキャパシタンス素子CL2を有するフィードバック回路とを有する。【００７５】
キャパシタンス素子CL1〜CL3は直流電流をカットし、抵抗素子RL2、RL3はローノイズアンプ回路LNAの動作点を調整する。インダクタンス素子LL1はチョークインダクタとして働き、電源VcLからの直流電流を通すが通過帯の高周波信号が電源VcLへ漏洩することを防ぐ。電源VbLのラインにもチョークインダクタを配置して良いが、抵抗素子RL2の値が数十kΩと大きいため、必ずしも必要ではない。抵抗素子RL1は、出力信号の一部を入力側へフィードバックすることにより広帯域での入出力整合を取る。キャパシタンス素子CL4〜CL6はノイズカットコンデンサであり、電源からのノイズを吸収する。高周波信号の一部が電源を経由して発振する問題を回避するために、キャパシタンス素子CL4〜CL6は通過帯の周波数ではほぼショートのインピーダンスになるように設定されているのが望ましい。インダクタンス素子ll1、ll2はチョークインダクタとして機能し、インダクタンス素子ll3は信号のフィードバックを調整する。【００７６】
図10はローノイズアンプ回路のさらに別の例を示す。このローノイズアンプ回路109cは、トランジスタTrと、トランジスタTrのベースに接続された入力経路と、トランジスタTrのコレクタに接続された出力経路と、入力経路のノード121と出力経路のノード122との間で抵抗RL1を有するフィードバック回路と、入力経路のノード121とトランジスタTrのベースとの間に設けられたコンデンサCL7とを有する。ノード121とトランジスタTrのベースとの間にコンデンサCL7を接続することにより、ゲイン特性は平坦化される。適度な容量を有するコンデンサCL7は低い周波数では高く、高い周波数では低いインピーダンスを有するため、ローノイズアンプ回路のゲインの周波数依存性を低くすることができ、例えば周波数2.4 GHzと5.85 GHzにおけるゲイン差を2 dB以下にすることができる。2〜6 GHzでもゲインの幅は2 dB以下である。また2.4〜5.85 GHzの使用周波数範囲で12 dB以上のゲインが得られる。かかる構成はマルチバンド通信システムの受信信号の増幅に好適であり、2つ以上の周波数帯域におけるゲインの差が5 dB以下、特に4 dB以下となるようにすれば、優れた受信側回路を有するマルチバンド通信［例えば2.4 GHz帯無線LAN (IEEE802.11b及び／又はIEEE802.11g)と5 GHz帯無線LAN (IEEE802.11a及び／又はIEEE802.11h)の2つの通信システム］用の高周波回路が得られる。【００７７】
使用周波数帯域ではDCカットコンデンサCL1はショートとみなせるがコンデンサCL7は有効に機能するように、コンデンサCL7の容量をDCカットコンデンサCL1の容量より小さく設定するのが好ましい。図10に示すローノイズアンプ回路109cではフィードバック量が抵抗RL1のみで決定されるため、コンデンサCL7は大きな容量を有する必要がなく、例えば2.4 GHz帯において2 pF程度と低い容量に設定することにより整合回路の一部として使用することができる。小容量のコンデンサCL7により、トランジスタのベース電圧のON-OFF制御による信号の立ち上がりに要する時間を短縮することができる。コンデンサCL2を15 pFとしたローノイズアンプ回路109aにおけるトランジスタのベース電圧のON/OFF制御による信号の立ち上がりが0.8μsecであるのに対して、CL7を2 pFとしたローノイズアンプ回路109cでは立ち上がりは0.1μsecである。【００７８】
ローノイズアンプ回路のさらに別の例を図11に示す。このローノイズアンプ回路109dでは、フィードバック回路の抵抗RL1にさらにインダクタンス素子LL2が直列に接続されている。インダクタンス素子LL2のインピーダンスは高い周波数では大きいため、低い周波数より高い周波数でフィードバック量が小さく、もって高い周波数でのゲイン特性が高くなり、ゲインの周波数依存性がいっそう平坦化される。周波数2.4 GHzと5.85 GHzにおけるゲイン差を1 dB以下にすることができ、2〜6 GHzでもゲインの幅を1 dB以下にすることができる。2.4〜5.85 GHzの使用周波数範囲で13 dB以上のゲインが得られる。ゲインの向上及び周波数依存性の平坦化を実現するために、インダクタンス素子LL2は通過帯域より高い自己共振周波数を有し、通過帯域において10以上のQ値を有するのが望ましい。このローノイズアンプ回路を用いることにより、異なる周波数帯域におけるローノイズアンプ回路のゲインの差を例えば4 dB以下に抑えることができる。【００７９】
図12は、種々のフィードバック回路を有するローノイズアンプ回路109a〜109d（図8〜11）のゲイン特性をに示す。フィードバック回路にインダクタンス素子ll3を設けたローノイズアンプ回路109bは、ピークが抑えられて広帯域化したゲインを有することが分かる。2 GHz以上異なる周波数2.4 GHzと5.85 GHzにおけるゲインの差は、ローノイズアンプ回路109aが5.1 dBであるのに対して、ローノイズアンプ回路109bは4 dB以下である。2〜6 GHzの間でのゲインの幅は、ローノイズアンプ回路109aが6 dBであるのに対して、ローノイズアンプ回路109bは5 dB以下である。またローノイズアンプ回路109bは2.4〜5.85 GHzの使用周波数帯域で13 dB以上のゲインを確保している。ローノイズアンプ回路109c及び109dのゲイン特性はさらに平坦化されている。
【００８０】
(b) バイパス回路
アンテナからの受信信号が強い時にローノイズアンプ回路LNAで受信信号が歪むのを防ぐために、図13に示す副高周波回路123を設けるのが好ましい。高周波回路123の一例では、図14(a) に示すように、ローノイズアンプ回路LNAに並列にSPST（Single Pole Single throw）型のバイパススイッチが接続している。SPSTスイッチとしては、図15に示すような電界効果トランジスタFET1、FET2を直列接続した回路を使用することができる。電界効果トランジスタの代わりにPINダイオードを使用しても良い。受信信号が強い時には、電源端子Vbypから例えば3 Vを印加することによりバイパススイッチSPSTをON状態にするとともに、電源端子VbLから例えば0 Vを印加することによりローノイズアンプ回路LNAを非動作とする。非動作時のローノイズアンプ回路LNAはアイソレーションが高いので、受信信号はバイパススイッチSPSTを通って分波回路DIPに到達する。ローノイズアンプ回路LNAが飽和してしまう程強い受信信号が入力された場合でも、受信信号がローノイズアンプ回路LNAを通らずバイパススイッチSPSTを通るので、受信信号が歪むのを防ぐことができる。受信信号が弱い時には、電源端子Vbypから例えば0Vを印加することによりバイパススイッチSPSTをOFF状態にするとともに、電源端子VbLから例えば3Vを印加することによりローノイズアンプ回路LNAを動作させる。OFF状態のバイパススイッチSPSTはアイソレーションが高いので、受信信号はローノイズアンプ回路LNAを通って分波回路DIPに到達する。この時、ローノイズアンプ回路LNAは動作しているので、受信信号は増幅され、受信感度を良くすることができる。【００８１】
バイパススイッチSPSTのOFF状態でアイソレーションが不足する場合、図16に示すように、電界効果トランジスタFET1とFET2の間に、グランドに接続された電界効果トランジスタFET3を接続するのが好ましい。【００８２】
ローノイズアンプ回路LNAが非動作時にアイソレーションが不足する場合、図14(b) に示すように、SPDT（Single Pole Double Throw）型のスイッチを2個組み合わせたバイパススイッチを使用しても良い。図17に示すように、SPDTスイッチを組合せたバイパススイッチでは、バイパス経路に電界効果トランジスタFET1、FET2を直列接続し、端子1aとローノイズアンプ回路LNAとの間に電界効果トランジスタFET4を設けるのが好ましい。必要に応じてさらにローノイズアンプ回路LNAと端子1bとの間に電界効果トランジスタFET5を追加しても良い。また電界効果トランジスタの代わりにPINダイオードを使用しても良い。この場合も、バイパス経路のアイソレーションが不足する場合、図18に示すように、電界効果トランジスタFET1とFET2の間に、グランドに接続された電界効果トランジスタFET3を接続するのが好ましい。【００８３】
受信信号の歪みをさらに低減する場合、バイパス経路及びローノイズアンプ回路LNAの分岐点とローノイズアンプ回路LNAとの間に、ハイパスフィルタ回路を配置するのが好ましい。図14(c) に示す例では、アンテナ側のバイパススイッチSPDT1とローノイズアンプ回路LNAとの間にハイパスフィルタ回路HPFが配置されている。この場合、SPDT1は前記分岐点に相当し、SPDT2はバイパス経路とローノイズアンプ回路LNAとの合流点に相当する。この回路構成によりバイパス経路の挿入損失を小さくでき、その分小さな受信信号までバイパス経路で対応できる。その結果、ローノイズアンプ回路LNAを動作させる場合の受信信号強度を小さくすることができ、受信信号の歪みを小さくできる。例えば、バイパス経路を使用するためのバイパススイッチSPDT1のバイパス経路側端子の最低受信信号強度を−10 dBｍとし、ハイパスフィルタ124の挿入損失を1 dBとし、バイパススイッチSPDT1の挿入損失を0.5 dBとすると、図14(b) に示す回路では、バイパス経路を使用可能とする端子1aで最低受信信号強度は−8.5 dBｍで、ローノイズアンプ回路LNAの入力部の最低受信信号強度は−10 dBｍである。これに対し、図14(c) に示す回路では、バイパス経路を使用可能とする端子P1での最低受信信号強度は−9.5 dBｍであり、ローノイズアンプ回路LNAの入力部の最低受信信号強度は−11 dBｍである。図14(b) と図14(c) の回路を比較すると、ハイパスフィルタ124の挿入損失分だけバイパス経路での最低受信信号を低減できるため、受信感度の向上が期待できる。なお図14(c) に示すバイパススイッチSPDT1及びSPDT2を設ける代わりに、図14(d) に示すSPST型のスイッチをバイパス経路に設けても良い。【００８４】
図19に示す副高周波回路123は、2.4〜5 GHzの通過帯域を有するハイパスフィルタ回路HPFと、ハイパスフィルタ回路HPFを通過した受信信号を増幅するローノイズアンプ回路125と、2.4 GHz帯、3.5 GHz帯及び5 GHz帯の受信信号に分波する三分波回路TRIとを有する。端子P1はアンテナ側回路、端子P2は5 GHz帯の受信側回路、端子P3は2.4 GHz帯の受信回路、端子P4は3.5 GHz帯の受信回路に接続される。3.5 GHz帯ではIEEE802.16（WiMAX）及びその派生が使用される。【００８５】
本発明の高周波回路に設ける副高周波回路123は、受信周波数帯域を通過帯域とする高域通過フィルタ回路と、前記高域通過フィルタ回路に接続され前記高域通過フィルタ回路を通過する受信信号を増幅するローノイズアンプ回路を備えたローノイズアンプ装置と、前記ローノイズアンプ装置の出力側に接続され複数の周波数帯域の受信信号を分波する分波回路とを有し、前記高域通過フィルタ回路と前記ローノイズアンプ装置は、複数の周波数帯域の通信システムに共用される。【００８６】
図20は、2.4 GHz帯無線LANと5 GHz帯無線LANの2つの通信システムに共用可能な高周波スイッチ回路であって、副高周波回路123を具備するものの例を示す。この高周波スイッチ回路は、アンテナ端子Antと送信端子（Tx2G，Tx5G）との間の送信経路と、アンテナ端子Antと受信端子（Rx2G，Rx5G）との間の受信経路と、アンテナ端子AntとBluetooth用送受信端子（BLT）との間のBluetooth経路と、これらの経路を切り替えるスイッチ回路SP3Tと、スイッチ回路SP3Tと受信端子（Rx2G，Rx5G）との間の経路に設けられた副高周波回路123とを有する。マルチバンドアンテナに接続されるアンテナ端子AntにハイパスフィルタHPF1が接続し、その後段にスイッチ回路SP3Tが接続している。ハイパスフィルタHPF1は、約1 GHz以下の周波数を減衰させ、アンテナに静電気放電があった場合にスイッチ回路等の半導体部品が破壊されるのを防止する。スイッチ回路SP3Tは、アンテナと送信端子、受信端子及びBluetooth用送受信端子との接続を切替える。Bluetooth用送受信端子が必要ない場合、スイッチ回路SP3Tの代わりにSPDT型のスイッチ回路を使用することができる。【００８７】
スイッチ回路SP3Tの送信端子に検波回路DETが接続し、検波回路DETに第一の分波回路DIPT1が接続している。検波回路DETは、方向性結合器CPLと、方向性結合器CPLの副線路の一端に接続された終端抵抗と、副線路の他端に接続されたショットキーダイオードと、ショットキーダイオードに接続された抵抗素子及びコンデンサ素子とからなる平滑回路により構成されている。方向性結合器CPLの主線路はスイッチ回路SP3Tと第一の分波回路DIPT1に接続している。検波回路DETは、検波出力端子Detから送信信号電流に応じた直流電圧を出力する。検波回路DETを第一の分波回路DIPT1と各パワーアンプ回路PA2、PA5とのそれぞれの間に設けても良いが、検波回路が2つになるので小型化には向かない。各パワーアンプ回路PA2、PA5内に検波回路DETを設けることもできる。検波回路DETの検波出力端子Detから出力された直流電圧は、RFIC回路等を介してフィードバックされ、パワーアンプ回路PA2、PA5の制御に利用される。【００８８】
第一の分波回路DIPT1の低周波側フィルタ回路には順に、バンドパスフィルタBPF3、高周波増幅回路PA2、バンドパスフィルタBPF4、及び2.4 GHz帯無線LANの送信端子Tx2Gが接続している。送信端子Tx2Gに平衡出力が必要な場合、平衡−不平衡変換回路を接続する。バンドパスフィルタ回路BPF4は送信信号に含まれる帯域外の不要なノイズを除去する。高周波増幅回路PA2は2.4 GHz帯無線LANの送信側回路から入力される送信信号を増幅する。バンドパスフィルタBPF3は高周波増幅回路PA2で増幅された送信信号を通過させるが、高周波増幅回路PA2で発生したノイズや高調波を除去する。第一の分波回路DIPT1の低周波側フィルタ回路も高周波増幅回路PA2から発生した高調波を減衰させる。バンドパスフィルタ回路BPF3，BPF4は、所望の特性に応じて省略したり、ローパスフィルタ回路、ハイパスフィルタ回路又はノッチフィルタ回路に変更したりしても良い。【００８９】
第一の分波回路DIPT1の高周波側フィルタ回路には順に、ローパスフィルタ回路LPF、高周波増幅回路PA5、ハイパスフィルタ回路HPF4、及び5 GHz帯無線LANの送信端子Tx5Gが接続している。送信端子Tx5Gに平衡出力が必要な場合、平衡−不平衡変換回路を接続する。ハイパスフィルタ回路HPF4は送信信号に含まれる低域側帯域外の不要なノイズを除去する。高周波増幅回路PA5は5 GHz帯無線LANの送信側回路から入力される送信信号を増幅する。ローパスフィルタ回路LPFは高周波増幅回路PA5で増幅された送信信号を通過させるが、高周波増幅回路PA5で発生する高調波を減衰させる。ハイパスフィルタ回路HPF4及びローパスフィルタ回路LPFは、所望の特性に応じて省略したり、バンドパスフィルタ回路又はノッチフィルタ回路に変更したりしても良い。【００９０】
スイッチ回路SP3Tの受信端子には副高周波回路123が接続している。副高周波回路123は、2.4 GHz帯及び5 GHz帯の無線LANの周波数帯域を通過帯域とするハイパスフィルタ回路HPFと、2.4 GHz帯及び5 GHz帯の無線LANの受信信号を増幅するローノイズアンプ回路LNAと、強い受信信号が入力された時のローノイズアンプ回路LNAの歪みを防止するためのバイパススイッチと、2.4 GHz帯及び5 GHz帯の受信信号を分波する分波回路DIP2とを具備する。副高周波回路123の詳細は既に説明しているので、省略する。【００９１】
副高周波回路123の端子P3には順に、バンドパスフィルタ回路BPF1、平衡−不平衡変換回路BAL1、及び2.4 GHz帯無線LANの受信端子Rx2Gが接続している。バンドパスフィルタ回路BPF1はアンテナから受信された2.4 GHz帯無線LANの受信信号に含まれる帯域外の不要なノイズを除去する。平衡−不平衡変換回路BAL1は2.4 GHz帯無線LANの受信回路の耐ノイズ性を改善するために回路を平衡化する。2.4 GHz帯無線LANの平衡化された2つの受信端子からは、理想的には振幅が等しく180°位相のずれた信号が出力される。平衡−不平衡変換回路BAL1はインピーダンス変換機能を有しても良い。バンドパスフィルタ回路BPF1は、所望の特性に応じて省略したり、ハイパスフィルタ回路又はノッチフィルタ回路に変更したりしても良い。【００９２】
副高周波回路123の端子P2には順に、ハイパスフィルタ回路HPF2、平衡−不平衡変換回路BAL2、及び5 GHz帯無線LANの受信端子Rx5Gが接続している。ハイパスフィルタ回路HPF2はアンテナから受信された5 GHz帯無線LANの受信信号に含まれる低域側帯域外の不要のノイズを除去する。平衡−不平衡変換回路BAL2は5 GHz帯無線LANの受信回路の耐ノイズ性を改善するために回路を平衡化する。5 GHz帯無線LANの平衡化された2つの受信端子からは、理想的には振幅が等しく180°位相のずれた信号が出力される。平衡−不平衡変換回路BAL2はインピーダンス変換機能を有しても良い。ハイパスフィルタ回路HPF2は、所望の特性に応じて省略したり、バンドパスフィルタ回路又はノッチフィルタ回路に変更したりしても良い。【００９３】
分波回路DIP2、DIPT1、ローパスフィルタ回路LPF、バンドパスフィルタ回路BPF1、BPF3、BPF4、ハイパスフィルタ回路HPF、HPF1、HPF2、HPF4、平衡−不平衡回路BAL1、BAL2、及び方向性結合器CPLは、インダクタンス素子及びキャパシタンス素子を組み合わせたLC回路により構成することができる。
【００９４】
バイパス経路の構成は、マルチバンド無線装置用の高周波回路に限らず、シングルバンド無線装置用の高周波回路にも適用することができる。【００９５】
(B) 高周波部品
本発明の高周波回路を有する高周波部品は、セラミック積層基板を用いた部品として構成される。図21は本発明の一実施形態による高周波部品を示す。【００９６】
セラミック積層基板119は、例えば1000℃以下で低温焼結が可能なセラミック誘電体材料LTCC（Low-Temperature Co-Fired Ceramics）からなる厚さ10〜200μｍの各グリーンシートに、低抵抗率のAg，Cu等の導電ペーストを印刷して所定の電極パターンを形成し、電極パターンを形成した複数のグリーンシートを一体的に積層し、焼結することにより製造することができる。【００９７】
セラミック誘電体材料としては、例えば(a) Al、Si及びSrを主成分とし、Ti、Bi、Cu、Mn、Na、K等を副成分とするセラミック、(b) Al、Si及びSrを主成分とし、Ca、Pb、Na、K等を副成分とするセラミック、(c) Al、Mg、Si及びGdを含むセラミック、(d) Al、Si、Zr及びMgを含むセラミック等が挙げられる。セラミック誘電体材料の誘電率は5〜15程度が好ましい。セラミック誘電体材料以外に、樹脂、又は樹脂とセラミック粉末との複合材を用いても良い。セラミック基板をAl2O3を主体とするHTCC (高温同時焼成セラミック)とし、伝送線路等をタングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属により構成しても良い。【００９８】
セラミック積層基板119の各層には、インダクタンス素子、キャパシタンス素子、配線ライン及びグランド電極用のパターン電極が形成されており、パターン電極はビアホール電極により連結されている。LC回路で構成可能な回路構成は主にパターン電極により形成されている。具体的には、ハイパスフィルタ回路118，102、第一及び第二の分波回路103，110、ローパスフィルタ回路111，112、バンドパスフィルタ回路107，108，113，114、及び平衡−不平衡回路116，117の主要な回路部はセラミック多層基板119内に構成され、それらの一部の素子はチップ素子としてセラミック多層基板119の上面に搭載される。またスイッチ回路101、第一及び第二のパワーアンプ回路105，106、ローノイズアンプ回路109及びコントロール回路120の一部の素子は、セラミック積層基板119に内蔵される。【００９９】
セラミック積層基板119の上面に、スイッチ回路（SPDT）101、第一及び第二のパワーアンプ回路（PA5）105，（PA2）106、ローノイズアンプ回路（LNA）109及びコントロール回路（Cont. IC）120用の半導体素子が搭載される。またチップコンデンサ、チップ抵抗、チップインダクタ等も搭載される。これらの部品はワイヤボンダ、LGA、BGA等で接続される。特にコントロール回路用の半導体素子をセラミック積層基板119の上面に搭載することにより、高周波回路を小型の高周波部品に構成することができる。セラミック積層基板119に内蔵した素子及び搭載した部品は、図1に示す回路に接続される。【０１００】
図22は、図1に示す高周波回路を有する高周波部品を構成する各層を示す。第一のフィルタ回路は図4に示すハイパスフィルタ回路（第一のハイパスフィルタ）からなり、第二のフィルタは図7に示すハイパスフィルタ回路（第二のハイパスフィルタ）からなる。アンテナ端子Antとスイッチ回路SPDTとの間に設けた第一のハイパスフィルタの接地されたインダクタンス素子L11，L12は、チップインダクタとして表層1に搭載されている。高いインダクタンスを必要とする前記インダクタンス素子をチップ素子により構成することで、高周波部品全体の小型化を図る。スイッチ回路SPDTとローノイズアンプ回路LNAとの間に設けた第二のハイパスフィルタの接地されたインダクタンス素子L41，L42は、セラミック積層基板119内で導体パターンにより構成されている。端子P1−P2間のハイパスフィルタ回路の入出力ラインに直列に配置されるキャパシタンス素子C11を構成する導体パターンは、インダクタンス素子L11、L12の下方の第2層〜第５層に形成され、グランド電極Gndに接続されたビア電極列により周囲の回路からシールドされている。キャパシタンス素子C11の導体パターンを複数層にわたって構成することにより、寄生容量の低減が図られる。【０１０１】
インダクタンス素子L12とグランドとの間に設けられているキャパシタンス素子C12を構成する導体パターンは第11層に形成され、ビア電極により表層1のインダクタンス素子L12に接続されている。キャパシタンス素子C12の導体パターンは、第10層のグランド電極Gndと第12層のグランド電極Gndに挟まれ、これらと対向するように配置されている。端子P3−P4間の第二のハイパスフィルタ回路は、平面視で積層体の角の領域に設けられ、積層体の辺及びグランド電極に接続されたビア電極列に囲まれている。かかる構成により、第二のハイパスフィルタ回路の入出力ラインに直列に配置されたキャパシタンス素子C41〜C43、インダクタンス素子L41及びキャパシタンス素子C44からなる直列共振回路と、インダクタンス素子L42及びキャパシタンス素子C45からなる直列共振回路とは、第一のハイパスフィルタ及び他の回路からシールドされている。勿論、このシールド構成は所望の特性に応じて変更可能であり、また省略しても良い。インダクタンス素子L41，L42を構成する導体パターンは積層方向に巻回するようように第6層〜第8層にわたって形成されている。インダクタンス素子L41，L42を構成する導体パターンは、ビア電極部分を除いて積層方向に隣接する層で重ならないように配置されている。かかる構成により、寄生容量は低減され、インダクタンス素子のＱは低下し、自己共振は抑制される。【０１０２】
[2] 第二の実施形態
(A) 高周波回路
図23は、5 GHz帯無線LAN（IEEE802.11a）と2.4 GHz帯無線LAN（IEEE802.11b及び／又はIEEE802.11g）の2つの通信システムに共用可能な本発明の第二の実施形態による高周波回路を示す。この高周波回路は、マルチバンドアンテナに接続されるアンテナ端子Antに接続したスイッチ回路（SPDT）201と、スイッチ回路（SPDT）201の送信経路側に接続した第一の分波回路（DIP1）202とを有する。アンテナ端子Antとスイッチ回路201との間に、第一のフィルタとしてハイパスフィルタ回路（HPF）218が設けられている。【０１０３】
第一の分波回路202は、2.4 GHz帯無線LANの送信信号を通過させるが5 GHz帯無線LANの送信信号を減衰させる低周波側フィルタ回路と、5 GHz帯無線LANの送信信号を通過させるが2.4 GHz帯無線LANの送信信号を減衰させる高周波側フィルタ回路とからなる。第一の分波回路202の高周波側フィルタ回路に順に、第一のパワーアンプ回路（PA1）205、バンドパスフィルタ回路（BPF）207、及び第一の送信端子（5 GHz帯無線LANの送信端子）TX1が接続している。バンドパスフィルタ回路207は送信信号に含まれる帯域外の不要なノイズや高調波を除去する。第一のパワーアンプ回路205は、5 GHz帯無線LANの送信側回路から入力される送信信号を増幅する。第一の分波回路202の高周波側フィルタ回路も高調波を減衰させる。【０１０４】
第一の分波回路202と第一のパワーアンプ回路205との間に、第一のパワーアンプ回路205で発生する高調波を減衰させるローパスフィルタ回路を設けてもよい。第一の送信端子TX1とバンドパスフィルタ回路207との間に、第一の送信端子を平衡端子とする平衡−不平衡回路を設けても良い。【０１０５】
第一の分波回路202の低周波側フィルタ回路に順に、第二のパワーアンプ回路（PA2）206、バンドパスフィルタ回路（BPF）208、及び第二の送信端子（2.4 GHz帯無線LANの送信端子）TX2が接続している。バンドパスフィルタ回路208は送信信号に含まれる帯域外の不要なノイズを除去する。第二のパワーアンプ回路206は、2.4 GHz帯無線LANの送信側回路から入力される送信信号を増幅する。第一の分波回路202の低周波側フィルタ回路は、第二のパワーアンプ回路206で発生する高調波を減衰させる作用も有する。【０１０６】
スイッチ回路201の受信経路側に第二の分波回路（DIP2）203が接続している。第二の分波回路203は、2.4 GHz帯無線LANの受信信号を通過させるが5 GHz帯無線LANの受信信号を減衰させる低周波側フィルタ回路と、5 GHz帯無線LANの受信信号を通過させるが2.4 GHz帯無線LANの受信信号を減衰させる高周波側フィルタ回路とからなる。【０１０７】
第二の分波回路203の高周波側フィルタ回路に順に、第一のローノイズアンプ回路（LNA1）210、バンドパスフィルタ回路（BPF）213、及び第一の受信端子（5 GHz帯無線LANの受信端子）RX1が接続している。アンテナで受信された5 GHz帯無線LANの受信信号は、スイッチ回路201を経由して、第一のローノイズアンプ回路210で増幅され、第一の受信端子RX1に出力される。ローノイズアンプ回路210の入力側には2.5 GHz以下の信号を減衰させる分波回路203の高周波側フィルタ回路が接続しているため、携帯機器等から発生する2 GHz帯以下の電波によりローノイズアンプ回路210が飽和するのを回避することができる。【０１０８】
第二の分波回路203の低周波側フィルタ回路に順に、第二のフィルタとしてのバンドパスフィルタ回路（BPF）212、第二のローノイズアンプ回路（LNA2）211、及び第二の受信端子（2.4 GHz帯無線LANの受信端子）RX2が接続している。アンテナで受信された2.4 GHz帯無線LANの受信信号は、スイッチ回路201を経由して、第二のローノイズアンプLNA2で増幅され、第二の受信端子RX2に出力される。ローノイズアンプ回路211の入力側に2 GHz以下の信号を減衰させるバンドパスフィルタ回路212が接続しているので、アンテナ端子からの信号から不要な信号が除去される。特にバンドパスフィルタ回路212は携帯電話の約2 GHz以下の信号を十分に減衰させ、第二のローノイズアンプ回路211の飽和を防止する。【０１０９】
図24は、分波回路203、バンドパスフィルタ回路212、及びバンドパスフィルタ回路213の等価回路を示す。分波回路203は伝送線路lrd1、lrd3、及びキャパシタンス素子crd2〜crd4により構成されている。キャパシタンス素子crd3及び伝送線路lrd3は2.4 GHz帯で共振するように調整されている。伝送線路lrd1の電気長は、分波回路103の共通端子からバンドパスフィルタ212を見たインピーダンスが5 GHz帯においてオープンになるように調整されている。これにより、2.4 GHz帯の信号はバンドパスフィルタ回路212側へ、5 GHz帯の信号はローノイズアンプ回路210側へ分配される。2.4 GHz帯の信号は、バンドパスフィルタ回路212により通過帯域外の不要な信号が除去された後、ローノイズアンプ211で増幅され、第二の受信端子RX2に出力される。5 GHz帯の信号は、ローノイズアンプ210により増幅された後、バンドパスフィルタ回路213により通過帯域外の不要な信号が除去され、第一の受信端子RX1に出力される。【０１１０】
図23に示すように、高周波回路は、第一及び第二のパワーアンプ回路205，206に一定の電圧を供給する電圧供給端子VCCと、電圧供給端子VCCから電圧の供給を受けるコントロール回路（Cont. IC）204とを有する。第一及び第二のパワーアンプ回路205，206は検波ダイオードを内蔵し、それらの検波出力は1つの検波端子VPDに出力される。
図25はコントロール回路204の構成を示し、図26は検波ダイオードとコントロール回路204の好ましい例を示す。コントロール回路104は、第一のローノイズアンプ回路（LNA1）用バイアス電圧出力端子Vdd1と、第二のローノイズアンプ回路（LNA2）用バイアス電圧出力端子Vdd2と、第一のローノイズアンプ回路（LNA1）用のバイアス電圧をオンオフする第三のスイッチ（SW4）と、第二のローノイズアンプ回路（LNA2）用のバイアス電圧をオンオフする第五のスイッチ（SW5）と、第三のスイッチ（SW4）のオンオフ制御用の信号を入力する端子LNA1ONと、第五のスイッチ（SW5）のオンオフ制御用の信号を入力する端子LNA2ONを具備する。その他の構成は図2及び図3に示すコントロール回路及び検波ダイオードと同じであるので、説明を省略する。
【０１１１】
スイッチ回路201及びハイパスフィルタ回路218は図1に示すものと同じで良い。混信信号によるローノイズアンプの飽和を回避するために、ローノイズアンプの入力側にバンドパスフィルタ212及び分波回路203を設けたが、ハイパスフィルタ回路を追加しても良い。そのハイパスフィルタ回路は、例えば約0.8〜2 GHzに1つ以上の減衰極を有するのが好ましい。これは、図4に示すインダクタンス素子L12及びキャパシタンス素子C12の直列共振回路により実現できる。これにより約0.8〜2 GHz及びその近辺の信号を減衰させ、携帯電話からの混信を安定的に除去することができる。【０１１２】
無線LANの2.4 GHz帯と携帯電話の帯域が近いため、一つのハイパスフィルタ回路では所望の減衰が得られないこともある。従って、複数のハイパスフィルタ回路を設けてもよい。その場合、スイッチ回路201とローノイズアンプ回路210，211との間にハイパスフィルタ回路を設けても良い。このようなハイパスフィルタ回路として、図4、図6又は図7に示す回路を用いることができる。【０１１３】
分波回路202、203及びバンドパスフィルタ回路207、208、212、213は、インダクタンス素子とキャパシタンス素子とを組み合わせたLC回路により構成することができる。【０１１４】
図27は、本実施形態の高周波回路の別の例を示す。この高周波回路はコントロール回路（Cont. IC）204aが図23に示すものと異なる。コントロール回路204aの構成を図28に示す。
コントロール回路204aは、電圧供給端子VCCと接続する電圧入力端子Vcと、第一のパワーアンプ回路（PA1）用バイアス電圧出力端子Vb1と、第二のパワーアンプ回路（PA2）用バイアス電圧出力端子Vb2と、第一のパワーアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第一のスイッチ（SW1）と、第二のパワーアンプ回路用のバイアス電圧をオンオフする第二のスイッチ（SW2）と、第一及び第二のスイッチの共通端子と電圧入力端子Vcとの間に設けられた第三のスイッチ（SW3）と、第四のスイッチ（SW3）に並列に接続された抵抗R1と、第一のスイッチ（SW1）のオンオフ制御用の信号を入力する端子PA1ONと、第二のスイッチ（SW2）のオンオフ制御用の信号を入力する端子PA2ONと、第四のスイッチ（SW3）のオンオフ制御用の信号を入力する端子HI/LOとを具備している。これらの構造は上記と同じである。
【０１１５】
第一のローノイズアンプ回路LNA1のバイアス電圧用端子LNA1Vと第二のローノイズアンプ回路LNA2のバイアス電圧用端子LNA2Vの配置は図23に示すものと異なる。バイアス電圧用端子LNA1V，LNA2Vの駆動電流は約0.1 mAと比較的小さいため、RFIC又はベースバンドICに集積されるロジック制御電源で直接駆動できる。【０１１６】
このコントロール回路の構成は、本実施形態の高周波回路に限らず、フィルタの配置や有無が異なる他の高周波回路（例えば第一のフィルタを配置していない高周波回路）にも適用することができる。【０１１７】
(B) 高周波部品
図29は、本発明の第二の実施形態による高周波回路を有する高周波部品をセラミック積層基板を用いた部品として構成した場合を示す。セラミック積層基板219は第一の実施形態と同じ方法で製造できるので、製造方法の説明は省略する。【０１１８】
セラミック積層基板219の各層にはインダクタンス素子、キャパシタンス素子、配線ライン及びグランド電極用のパターン電極が形成されており、パターン電極はビアホール電極により連結されている。LC回路で構成可能な回路構成は主にパターン電極により形成されている。具体的には、第一及び第二の分波回路202，203及びバンドパスフィルタ回路207、208、212、213は主にセラミック多層基板219内のパターン電極により構成されており、各回路の一部はチップ素子としてセラミック多層基板219の上面に搭載されている。【０１１９】
セラミック積層基板219は、スイッチ回路（SPDT）201、第一及び第二のパワーアンプ回路（PA1）205，（PA2）206、第一及び第二のローノイズアンプ回路（LNA1）210，（LNA2）211、及びコントロール回路（Cont. IC）204用の半導体素子を搭載している。これらの半導体素子はワイヤボンダ、LGA、BGA等によりセラミック積層基板219の電極パターンに接続される。特にコントロール回路用の半導体素子を搭載することにより、高周波回路を小型化できる。スイッチ回路201、第一及び第二のパワーアンプ回路205，206、第一及び第二のローノイズアンプ回路210，211、及びコントロール回路204の一部はセラミック積層基板に内蔵する。搭載部品及び内蔵素子は図23に示す回路に接続される。セラミック積層基板219は上記半導体素子以外にチップコンデンサ、チップ抵抗、チップインダクタ等を搭載するが、これらの搭載素子はセラミック積層基板219に内蔵する素子との関係から適宜選択することができる。【０１２０】
[3] 第三の実施形態
(A) 高周波回路
5 GHz帯無線LAN（IEEE802.11a）と2.4 GHz帯無線LAN（IEEE802.11b及び／又はIEEE802.11g）の2つの通信システムに共用可能な本発明のさらに別の実施形態による高周波回路を図30に示す。この高周波回路は、マルチバンドアンテナに接続されるアンテナ端子Antに接続された第一のフィルタとしてのハイパスフィルタ回路（HPF）318と、分波回路（DIP）301とを有する。分波回路301は、5 GHz帯無線LANの送受信信号を通過させるが2.4 GHz帯無線LANの送受信信号を減衰させる高周波側フィルタ回路と、2.4 GHz帯無線LANの送受信信号を通過させるが5 GHz帯無線LANの送受信信号を減衰させる低周波側フィルタ回路とから構成されている。【０１２１】
分波回路301の高周波側フィルタ回路に、アンテナ側回路と送信経路又は受信経路との接続を切り替える第一のスイッチ回路（SPDT1）302が接続している。スイッチ回路302の送信経路には順に、第一のパワーアンプ回路（PA1）305、第一のバンドパスフィルタ回路（BPF1）307、及び第一の送信端子（5 GHz帯無線LANの送信端子）TX1が接続している。第一のスイッチ回路302の受信経路には順に、第一のローノイズアンプ回路（LNA1）306、第二のバンドパスフィルタ回路（BPF2）308、及び第一の受信端子（5 GHz帯無線LANの受信端子）RX1が接続している。第一のバンドパスフィルタ回路307は送信信号に含まれる帯域外の不要なノイズを除去する。第一のパワーアンプ回路305は5 GHz帯無線LANの送信信号を増幅する。分波回路301の低周波側フィルタ回路は高調波を減衰させる。第一の送信端子TX1とバンドパスフィルタ回路307との間に、第一の送信端子を平衡端子とする平衡−不平衡回路を設けても良い。
【０１２２】
分波回路301の低周波側フィルタ回路には、第二のフィルタとしての第三のバンドパスフィルタ回路（BPF3）313を介して、アンテナ側回路と送信経路又は受信経路との接続を切り替える第二のスイッチ回路（SPDT2）303が接続している。スイッチ回路303の送信経路には順に、第二のパワーアンプ回路（PA2）311、及び第二の送信端子（2.4 GHz帯無線LANの送信端子）TX2に接続されている。第二のスイッチ回路303の受信経路には、第二のローノイズアンプ回路（LNA2）310を介して第二の受信端子（2.4 GHz帯無線LANの受信端子）RX2が接続している。第二のパワーアンプ回路（PA2）311は、2.4 GHz帯無線LANの送信側回路から入力される送信信号を増幅し、第三のバンドパスフィルタ回路313及び分波回路301の低周波側フィルタ回路は、送信信号に含まれる帯域外の不要なノイズを除去するとともに、第二のパワーアンプ回路311で発生した高調波を減衰させる。第二の送信端子（2.4 GHz帯無線LANの送信端子）TX2と第二のパワーアンプ回路311との間に、送信信号に含まれる帯域外の不要ノイズを除去するバンドパスフィルタを付加しても良い。【０１２３】
分波回路301からの受信信号（2.4 GHz帯）は、第三のバンドパスフィルタ回路（BPF3）313及び第二のスイッチ回路（SPDT2）303を経由して第二のローノイズアンプ回路（LNA2）310に入力され、増幅されて第二の受信端子RX2に出力される。受信信号中の不要な信号は分波回路301及び第三のバンドパスフィルタ回路313で除去される。特に第三のバンドパスフィルタ回路313は、第二のローノイズアンプ回路310を飽和させる約2 GHz以下の携帯電話の信号を十分に減衰させる。【０１２４】
図31は分波回路301及び第三のバンドパスフィルタ回路313の等価回路を示す。分波回路301は伝送線路ld1，ld3及びキャパシタンス素子cd2〜cd4により構成されている。キャパシタンス素子cd3及び伝送線路ld3は2.4GHz帯で共振するように調整されている。伝送線路ld1の電気長は、ANT端子からバンドパスフィルタ313を見たインピーダンスが5 GHz帯においてオープンになるように調整されている。これにより、2.4 GHz帯の信号はバンドパスフィルタ回路313側へ、5 GHz帯の信号はスイッチ回路302（SPDT1）側へ分配される。2.4 GHz帯の信号は、バンドパスフィルタ回路313により通過帯域外の不要な信号が除去された後、スイッチ回路303（SPDT2）を介してローノイズアンプ回路310に入り、そこで増幅されて第二の受信端子RX2に出力される。5 GHz帯の信号はスイッチ回路302を介してローノイズアンプ回路306に入り、そこで増幅された後バンドパスフィルタ回路308により通過帯域外の不要な信号が除去され、第一の受信端子RX1に出力される。【０１２５】
電圧供給端子VCCは、第一及び第二のパワーアンプ回路305，311及びコントロール回路（Cont. IC）304に一定の電圧を供給する。第一及び第二のパワーアンプ回路305，311は検波ダイオードを内蔵しており、その検波出力は1つの検波端子VPDに出力される。【０１２６】
スイッチ回路302，303及びハイパスフィルタ回路318は、第一の実施形態におけるものと同じで良いので、それらの説明を省略する。またコントロール回路304及び検波ダイオードは第二の実施形態におけるものと同じで良いので、それらの説明を省略する。【０１２７】
図32はバンドパスフィルタ回路の等価回路の一例を示す。このバンドパスフィルタ回路は、磁気結合したインダクタンス素子lb1，lb2と、キャパシタンス素子cb1〜cb5とから構成されている。インダクタンス素子lb1とキャパシタンス素子cb2の並列共振周波数及びインダクタンス素子lb2とキャパシタンス素子cb4の並列共振周波数はそれぞれ通過帯域となる2.4 GHz帯又は5 GHz帯に設定されている。ただし、バンドパスフィルタ回路の回路構成はこれに限定されない。【０１２８】
分波回路301及びバンドパスフィルタ回路307，308，313は、インダクタンス素子とキャパシタンス素子とを組合せたLC回路により構成することができる。インダクタンス素子は、積層体部品内の電極パターン中の伝送線路により構成され、キャパシタンス素子は平行電極により構成される。【０１２９】
図33は、本実施形態の高周波回路の別の例を示す。この高周波回路はコントロール回路（Cont. IC）304aが図30に示す高周波回路と異なるが、コントロール回路304aの構成は図25に示す第二の実施形態で用いたものと同じであるので、説明を省略する。コントロール回路304aは本実施形態の高周波回路に限らず、例えば第一のフィルタを有さない高周波回路にも使用できる。第二のパワーアンプ回路（PA2）311と第二の送信端子TX2との間にバンドパスフィルタ回路312を有する。【０１３０】
(B) 高周波部品
図34は、本実施形態の高周波回路を有する高周波部品をセラミック積層基板を用いた部品として構成した場合を示す。セラミック積層基板319の製造方法は第一の実施形態と同じであるので、説明を省略する。【０１３１】
セラミック積層基板319の各層には、インダクタンス素子、キャパシタンス素子、配線ライン及びグランド電極用のパターン電極が形成されており、パターン電極はビアホール電極により連結されている。分波回路301、第一及び第二のスイッチ回路302，303、第一及び第二のパワーアンプ回路305，311、第一及び第二のローノイズアンプ回路306，310、バンドパスフィルタ回路307，308，313、及びコントロール回路304の主要部を構成する素子はセラミック積層基板319内及び上に構成され、その他の素子（チップコンデンサ、チップ抵抗、チップインダクタ等）はセラミック多層基板319の上面に搭載される。搭載素子はワイヤボンダ、LGＡ、ＢGＡ等で接続される。特にコントロール回路用の半導体素子を搭載することにより、高周波回路を小型化できる。搭載部品及び内蔵素子は図30に示す回路に接続される。
【０１３２】
本発明の高周波回路は良好な受信感度を有する。高域側のローノイズアンプの入力側に分波回路及びバンドパスフィルタ回路を設けた従来の高周波回路では、受信経路の雑音指数が2.4 GHz帯で3.5 dB、及び5 GHz帯で4.0 dBであるのに対し、第一の実施形態の高周波回路では、雑音指数は2.4 GHz帯で1.5 dB、及び5 GHz帯で2 dBと非常に小さい。また第二及び第三の実施形態の高周波回路では、雑音指数は5 GHz帯で2 dBと非常に小さい。【０１３３】
いずれの実施形態においても、セラミック積層基板を6 mm×4 mm×0.6 mmと非常に小さい寸法に構成できるので、半導体素子のベアチップ実装により搭載部品を樹脂封止しても本発明の高周波部品の高さを1.3 mmにできる。従来の小型高周波部品でも9 mm×6 mm程度の平面寸法を有するので、本発明の高周波部品の平面寸法は1／2以下になることが分かる。このように小型の高周波部品を実装すれば、無線装置の小型化も可能となり、設計の自由度が増す。また複数の高周波部品を使用すれば、複数のアンテナ及び送受信経路の切り替えが可能なフロントエンド部分を構築できる。これにより、通信の速度及び品質が高いIEEE802.11n規格に対応する無線LAN通信装置を構成できる。【０１３４】
本発明の高周波回路はデュアルバンド無線装置用に限らず、トリプルバンド、クワッドバンド等のマルチバンド無線装置用にも構成できる。その場合、本発明の高周波回路をマルチバンド用の高周波回路の一部に用いればよい。
【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（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１４（ｃ）】
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【図１４（ｄ）】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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