(57)【要約】  【課題】フィルタを含むモジュールの外部の受信回路へのインピーダンス整合に関する対応が容易となり、かつモジュールを搭載するプリント基板上の部品点数や実装面積が削減でき、移動体通信機器の小型化が図れる構成のモジュールを提供する。  【解決手段】誘電体基板１１に、共振器を有する非平衡入出力方式のバンドパスフィルタ部７と、その非平衡出力を入力とする非平衡−平衡変換部８とを一体に構成する。前記バンドパスフィルタ部７を前記誘電体基板１１に内蔵させると共に、前記非平衡−平衡変換部８が、一次側導体と二次側導体との電磁結合により平衡出力を得るものでなる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板に、共振器を有する非平衡入出力方式のバンドパスフィルタ部と、その非平衡出力を入力とする非平衡−平衡変換部とを一体に構成したことを特徴とするモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のモジュールにおいて、前記誘電体基板の側面に、前記非平衡−平衡変換部の出力端子となるが、一次側導体と二次側導体との電磁結合により平衡出力を得るものでなることを特徴とするモジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモジュールにおいて、前記誘電体基板の側面に、前記非平衡−平衡変換部の平衡出力端子を設けたことを特徴とするモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、自動車電話などの移動体通信機器に利用可能なフィルタを含むモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の移動体通信機器の高周波回路は、アンテナを送信回路、受信回路に対して切換え接続するアンテナスイッチと、前記アンテナスイッチを介する受信信号を濾波するバンドパスフィルタである弾性表面波フィルタ（以下ＳＡＷフィルタ）と、該フィルタを通した受信増幅する増幅回路とを備える。
【０００３】
ここで、受信回路の前記増幅回路に使用されるアナログＩＣの内部回路は差動増幅回路により構成され、アナログＩＣの入出力端子も信号を２つの端子間の電位差として入力あるいは出力するバランス型が用いられる。このため、前記ＳＡＷフィルタにはバランス型ＳＡＷフィルタを使用することが望ましい。
【０００４】
しかしながら、ＳＡＷフィルタでは、平衡信号の平衡度が取り難いため、ＳＡＷフィルタとして不平衡信号を出力するＳＡＷフィルタを用い、ＳＡＷフィルタと増幅回路との間に平衡−不平衡変換器（バランと呼ばれる）を用いて不平衡信号を平衡信号に変換することが多い。特許文献１には、多層基板と搭載電子部品とでなるフロントエンドモジュールにＳＡＷフィルタを内蔵したものが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の公報記載のように、ＳＡＷフィルタを多層基板に内蔵したフロントエンドモジュールにおいては、バンドパスフィルタとしてのＳＡＷフィルタと外部の受信回路に設けるバランとのインピーダンス整合のための整合をとる必要がある。このため、フロントエンドモジュールにインピーダンス整合回路を設ける必要があり、その分実装面積が増大する。
【０００７】
なお、ＳＡＷフィルタにバランス型ＳＡＷフィルタを用い、外部の受信回路の設計変更等により、受信回路の入力インピーダンスに合わせてＳＡＷフィルタの出力インピーダンスを得ようとすると、ＳＡＷフィルタ自体の設計を変える必要があり、外部受信回路の設計変更が容易ではなく、さらに前述のように平衡信号の平衡度を得ることが難しいので、対応に時間がかかるという問題点がある。
【０００８】
また、フロントエンドモジュールの外部の受信回路にバランを設ける必要があり、フロントエンドモジュールを搭載するプリント基板上の部品点数や実装面積の削減が困難であるという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、フィルタを含むモジュールの外部の受信回路へのインピーダンス整合に関する対応が容易となり、かつモジュールを搭載するプリント基板上の部品点数や実装面積が削減でき、移動体通信機器の小型化が図れる構成のモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のモジュールは、誘電体基板に、共振器を有する非平衡入出力方式のバンドパスフィルタ部と、その非平衡出力を入力とする非平衡−平衡変換部とを一体に構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のモジュールは、前記バンドパスフィルタ部を前記誘電体基板に内蔵させると共に、前記非平衡−平衡変換部が、一次側導体と二次側導体との電磁結合により平衡出力を得るものでなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のモジュールは、前記誘電体基板の側面に、前記非平衡−平衡変換部の平衡出力端子を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バンドパスフィルタ部および非平衡−平衡変換部（バラン）を誘電体多層基板および該誘電体基板に内蔵または搭載された部品により一体化したモジュールとして構成したので、モジュールに設けたバランの構成素子の特性を変更することにより、その出力インピーダンスを受信回路の入力インピーダンスに容易に合わせることができ、受信回路の設計変更にフロントエンドモジュールを容易かつ迅速に対応させることができる。
【００１４】
また、バランをモジュールに含ませたので、バンドパスフィルタ部とバランとの間のインピーダンス整合回路を省略することができ、その結果フロントエンドモジュールのサイズを実質的に大きくすることがなく、かつ外部にバランを設ける必要がないため、モジュールを搭載するプリント基板上の部品点数の削減と実装面積の削減が可能となり、移動体通信機器の小型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態はモジュールがフロントエンドモジュールを構成する場合について示すもので、図１（Ａ）はフロントエンドモジュールを示すブロック図である。図１（Ａ）において、点線で囲まれた部分１はフロントエンドモジュールであり、２はアンテナ、３は送信回路の増幅回路、４は受信回路の増幅回路である。５は増幅回路３で発生した高周波を除去するローパスフィルタ、６は送受信切換え用アンテナスイッチ、７はバンドパスフィルタとして設けられたＳＡＷフィルタであり、圧電共振作用による共振器を構成するもので、一次、二次電極間の幅に応じた周波数帯の信号を通過させるものである。８は非平衡−平衡変換部、すなわちバランである。９は送信回路の増幅回路３に接続されるポート、１０ａ、１０ｂは受信回路の増幅回路４に接続されるポートである。
【００１６】
図１（Ｂ）は前記フロントエンドモジュール１の回路図である。図中、５〜９、１０ａ、１０ｂは図１（Ａ）に示した各構成部分である。また、Ｃ１〜Ｃ８はコンデンサ、Ｄ１、Ｄ２はダイオード、Ｌ１〜Ｌ５はインダクタ、Ｒは抵抗、Ｖ１は送受信切換え用制御信号を加える制御端子である。これらの素子あるいはポートは図示の接続関係で接続される。バラン８はインダクタＬ４、Ｌ５とコンデンサＣ７、Ｃ８とからなり、ポート１０ａ、１０ｂ間に１８０度の位相差の信号を得るものである。
【００１７】
図２（Ａ）は本実施の形態のフロントエンドモジュールの外観を示す斜視図、図２（Ｂ）はその層構成図である。１１はフロントエンドモジュールを構成する誘電体基板（多層基板）であり、セラミック誘電体または誘電体粉末を混合した複合材料からなる誘電体層（通常半導体と称する程度の抵抗値を持つものを含む）１２〜２４と、コンデンサ、インダクタ等を構成するための導体層２６とからなる積層構造をなす。
【００１８】
この誘電体でなる多層基板をセラミック誘電体材料により作製する場合は、セラミックグリーンシート上に銀を主成分とする導体ペーストを所定のパターンに印刷し、そのグリーンシートを積層し、同時焼成する。また、各グリーンシート上に印刷された導体パターンは、スルーホール導体により接続される。
【００１９】
樹脂または複合材料を用いる場合には、例えば銅箔あるいは薄膜のパターニングにより導体パターンを形成した樹脂基板また複合材料基板とプリプレグとを交互に積層し、プリプレグを硬化させることにより作製される。
【００２０】
図２（Ａ）に示すように、多層基板１１の側面には端子電極２７が設けられる。これらの端子電極２７は、外部接続用（前記ポート９、１０ａ、１０ｂや制御端子Ｖ１用）あるいはフロントエンドモジュールの内蔵素子間もしくは内蔵素子と搭載素子間接続用として用いられることもある。これらの端子電極２７はプリント基板に半田付けされる。
【００２１】
また、図２（Ａ）において、搭載電子部品のうち、Ｌ、Ｃは前記インダクタＬ１〜Ｌ５、コンデンサＣ１〜Ｃ８のうちの高いインダクタンスまたは容量値を持つものを代表した形で示す。また、搭載部品のうち、Ｒは抵抗、Ｄ１、Ｄ２はダイオード、７はＳＡＷフィルタであり、これらは図１（Ｂ）に示した回路に組み込まれる。
【００２２】
また、図２（Ｂ）において、５は前記ローパスフィルタ、６はアンテナスイッチ、８はバランである。図示のように、本実施の形態においては、ローパスフィルタ５は内蔵素子のみによって構成され、アンテナスイッチ６は内蔵素子と搭載部品とにより構成され、バラン８は内蔵素子によって構成された例を示す。
【００２３】
このように、フロントエンドモジュール１にバラン８を設ければ、その構成素子であるインダクタＬ４、Ｌ５あるいはコンデンサＣ７、Ｃ８の特性を変更することにより、ポート１０ａ、１０ｂより出力される信号の平衡度を容易に調整することができる。また、その出力インピーダンスを受信回路４の入力インピーダンスに容易に合わせることができ、受信回路の設計変更にフロントエンドモジュールを容易かつ迅速に対応させることができる。
【００２４】
また、ＳＡＷフィルタ７のみならず、バラン８をフロントエンドモジュールに含ませたので、ＳＡＷフィルタ７とバラン８との間のインピーダンス整合回路を省略することができ、その結果フロントエンドモジュールのサイズを実質的に大きくすることがなく、かつ外部にバラン８を設ける必要がないため、プリント基板上の部品点数の削減と実装面積の削減が可能となり、板移動体通信機器の小型化が図れる。
【００２５】
図２（Ａ）において、３０は多層基板１１の表面に形成されたインダクタ導体であり、前記バラン８の平衡度あるいはインピーダンスを調整するためのものである。図３（Ａ）はその具体例であり、前記バラン８のインダクタＬ４、Ｌ５のいずれか一方の一部を構成するインダクタ導体の一方または双方の一部として構成されるものである。該インダクタ導体３０は梯子状に形成され、複数本の調整部３０ａ〜３０ｄをレーザ等によって切断する（３１は切断部を示す）ことにより、インダクタンスを調整して平衡度あるいはインピーダンスを調整するものである。
【００２６】
このような調整手段を設ければ、平衡度の調整または／およびインピーダンスの調整が可能となり、同一設計のフロントエンドモジュールを複数の機種に対応することも可能となる。この調整手段は、インダクタのみではなく、コンデンサの容量を調整するものとして構成することも可能である。
【００２７】
図３（Ｂ）は本発明によるバランの他の構成例であり、このバラン８Ａは一次コイル（導体）Ｌ６と、中間部が接地された二次コイル（導体）Ｌ７とが電磁結合されたものであり、二次コイルＬ７のポート１０ａ、１０ｂより１８０度の位相差を得るものである。
【００２８】
上記実施の形態ではシングルバンド方式の移動体通信機器について示したが、本発明は、図４（Ａ）に示すようなデュアルバンド方式（例えば約９００ＭＧｚ帯を使用するＧＳＭ方式と約１８００ＭＨｚ帯を使用するＤＣＳ方式）のものや、図４（Ｂ）または図５に示すようなトリプルバンド方式（例えば前記ＧＳＭ方式とＤＣＳ方式と約１９００ＭＨｚ帯を使用するＰＣＳ方式）のものにも適用できる。
【００２９】
図４（Ａ）において、３２はダイプレクサ、５ａ、５ｂはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用ローパスフィルタ、６ａ、６ｂはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用アンテナスイッチ、７ａ、７ｂはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用ＳＡＷフィルタ、８ａ、８ｂはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用バランである。また、９ａ、９ｂはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用の送信回路接続用ポート、１０ａ、１０ｂおよび１０ｃ、１０ｄはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用の受信回路接続用ポートである。これらダイプレクサ３２からポート９ａ、９ｂ、１０ａ〜１０ｄに至る素子が１つのフロントエンドモジュールとして構成される。
【００３０】
図４（Ｂ）において、ＧＳＭ方式部分については図４（Ａ）と同様である。５ｃはＤＣＳ、ＰＣＳ共用のローパスフィルタ、６ｃはＤＣＳ、ＰＣＳ共用のアンテナスイッチ、３３ａ、３３ｂは位相回路、７ｄ、７ｅはそれぞれＤＣＳ、ＰＣＳごとの受信信号を分波するＳＡＷフィルタ、８ｃ、８ｄはそれぞれＤＣＳ、ＰＣＳ用のバランである。ここで、前記位相回路３３ａ（３３ｂ）は、入力インピーダンスが低インピーダンスになっているＳＡＷフィルタ７ｄ（７ｅ）において、その帯域外の信号が通過することを防ぐため、ＤＣＳ側（ＰＣＳ側）のＰＣＳ帯（ＤＣＳ帯）をハイインピーダンスにして周波数分離を行えるようにするためのものである。また、９ｃはＤＣＳ、ＰＣＳ共用の送信回路接続用ポート、１０ｅ、１０ｆおよび１０ｇ、１０ｈはそれぞれＤＣＳ、ＰＣＳ用の受信回路接続用ポートである。
【００３１】
本実施の形態においても、ダイプレクサ３２からポート９ａ、９ｃ、１０ａ、１０ｅ〜１０ｈに至る素子が１つのフロントエンドモジュールとして構成される。
【００３２】
図５の実施の形態は、アンテナスイッチ６ｄが受信信号をＤＣＳ、ＰＣＳ信号に切換える機能を有するものとして構成したものであり、このため、前記位相回路３３ａ、３３ｂが省略され、他の構成は図４（Ｂ）の例と同様である。この構成においてもダイプレクサ３２からポート９ａ、９ｂ、１０ａ〜１０ｄに至る素子が１つのフロントエンドモジュールとして構成される。
【００３３】
図４（Ａ）、（Ｂ）、図５のいずれにおいても、フロントエンドモジュールにＳＡＷフィルタやバランを含ませることにより、前記シングルバンド方式のものと同様の前記効果を奏することができる。
【００３４】
なお、本発明を実施する場合、ＳＡＷフィルタ７は内蔵するものとして構成することもできる。また、ＳＡＷフィルタはディスクリート部品としてのみならず、ベアチップとして内蔵あるいは搭載することも可能である。ベアチップとして多層基板１１の表面に搭載する場合は、樹脂モールドもしくはケースにより覆う構造とする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（Ａ）は本発明のモジュールの一実施の形態を示すブロック図、（Ｂ）はその回路図である。
【図２】（Ａ）は本実施の形態のモジュールの外観を示す斜視図、（Ｂ）はその層構成図である
【図３】（Ａ）は本実施の形態におけるバランの調整用インダクタ導体を示す平面図、（Ｂ）は本発明におけるバランの他の例を示す回路図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明のモジュールの他の実施の形態を示すブロック図である。
【図５】本発明のモジュールの他の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：フロントエンドモジュール、２：アンテナ、３：送信回路の増幅回路、４：受信回路の増幅回路、５、５ａ〜５ｃ：ローパスフィルタ、６、６ａ〜６ｄ：アンテナスイッチ、７、７ａ〜７ｅ：バンドパスフィルタ部（ＳＡＷフィルタ）、８、８Ａ、８ａ〜８ｄ：非平衡−平衡変換部（バラン）、９、９ａ〜９ｃ、１０、１０ａ〜１０ｈ：ポート、１１：多層基板、１２〜２４：絶縁体層、２６：導体層、２７：端子電極、３０：調整用インダクタ導体、３２：ダイプレクサ、３３ａ、３３ｂ：位相回路、Ｃ１〜Ｃ８：コンデンサ、Ｄ１、Ｄ２：ダイオード、Ｌ１〜Ｌ５：インダクタ、Ｒ：抵抗、Ｖ１：制御端子
【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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