(57)【要約】【課題】  送信時における受信信号端子への送信信号の漏れの少ないアンテナ切り換え回路装置を提供すること。【解決手段】  アンテナ端子２と、アンテナ端子２に送信時のみにＯＮ動作を行なう第１のスイッチ素子５を介して接続された送信信号端子３と、受信信号端子４とを具備し、アンテナ端子２に第１のスイッチ素子５との接続部に第１の配線１２を介して第１の接地電極と対向する接地容量電極を接続し、第１の配線の途中にストリップ線路および第２の配線を介して受信信号端子を接続し、受信信号端子は第２の配線との接続部に送信時のみにＯＮ動作を行なう第２のスイッチ素子および第３の配線を介して第１の接地電極が接続し、前記第１の接地電極は対向する第２の接地電極に第４の配線を介して接続した。【選択図】  図１
2005286434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の送受信を行うアンテナが接続されるアンテナ端子と、該アンテナ端子に送信時のみにＯＮ動作を行なう第１のスイッチ素子を介して接続されるとともに外部の送信回路に接続される送信信号端子と、外部の受信回路に接続される受信信号端子とを具備しており、前記アンテナ端子は、前記第１のスイッチ素子との接続部に第１の配線を介して第１の接地電極と対向する接地容量電極が接続されるとともに、前記第１の配線の途中にストリップ線路および第２の配線を介して前記受信信号端子が接続されており、前記受信信号端子は、前記第２の配線との接続部に送信時のみにＯＮ動作を行なう第２のスイッチ素子および第３の配線を介して前記第１の接地電極が接続されており、前記第１の接地電極は、それに対向する第２の接地電極に第４の配線を介して接続されていることを特徴とするアンテナ切り換え回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末機等に用いられる、送信と受信の信号を切り換えるアンテナ切り換え回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、送信と受信の信号を切り換えるアンテナ切り換え回路装置としては、ＧａＡｓを用いた半導体スイッチやＰＩＮダイオードとストリップ線路とを組み合わせたスイッチが用いられてきた。また、内部に複数の電極を内蔵させた積層体の上面にダイオードや抵抗などの部品を実装し、フィルタやダイプレクサなどと組み合わせることにより、ＲＦモジュールとしても製品化されている。
【０００３】
このようなアンテナ切り換えスイッチとして、例えば特許文献１には、ダイオードの電極間に接地用回路導体を設けることで、ダイオードの電極間の容量結合を切断、あるいは低減することができることから、受信時の挿入損失特性およびアイソレーション特性を向上することができるというものである。
【０００４】
また、接地用回路導体スルーホールを用いて接地導体に接続させることで、回路導体の引き回し方法、回路構成素子の配置等の設計の自由度を得ることができるというものである。
【０００５】
図４は従来のアンテナ切り換え回路装置の一例を示す分解斜視図である。図４において、１ａは基体、２ａはアンテナ端子、３ａは送信信号端子、４ａは受信信号端子、５ａは第１のスイッチ素子、６ａはストリップ線路、８ａは接地容量電極、９ａは第２のスイッチ素子、１０ａは第２の接地電極、１１ａは制御端子、１２ａは第１の配線、１３ａは第２の配線、１４ａは第３の配線、Ｃ１ａは第２の接地電極１０ａと接地容量電極８ａとが対向することにより生じる接地容量である。制御端子１１ａは送信時のみ電源が供給される。また、ストリップ線路６ａと接地容量C１ａの値は、送信信号の周波数において、並列共振となるように設定される。以下に受信時、送信時の動作について説明する。
【０００６】
受信時においては、制御端子１１ａから電源が供給されないため、第１のスイッチ素子５ａおよび第２のスイッチ素子９ａがＯＦＦ状態となり、受信信号は送信信号端子３ａに漏れることなくアンテナ端子２ａから受信信号端子４ａへ導かれる。
【０００７】
送信時においては、制御端子１１ａから電源が供給されるため、第１のスイッチ素子５ａおよび第２のスイッチ素子９ａがＯＮ状態となり、第１のスイッチ素子５ａが導通状態となるとともに、ストリップ線路６ａが第２のスイッチ素子９ａおよび第３の配線１４ａを介して第２の接地電極１０ａに接地されるため、ストリップ線路６ａと接地容量Ｃ１ａからなる並列回路がアンテナ端子２ａに対して構成される。この並列回路の送信信号の周波数におけるインピーダンスが、アンテナ端子２に対して見かけの回路上無限大と等価となるため、送信信号端子３ａに入力される送信信号は受信信号端子４ａに漏れることなくアンテナ端子２ａに導かれる。また、送信信号に対してアース側に流れる電流は、特にアンテナ端子２ａ，第１のスイッチ素子５ａ，送信信号端子３ａの下面側の接地電極１０ａを流れるものとなる。
【０００８】
また、図４の本発明のアンテナ切り換え回路装置の等価回路図は図６となる。
【０００９】
また、図５は従来のアンテナ切り換え回路装置の他の例を示す分解斜視図である。図５において、１ａは基体、２ａはアンテナ端子、３ａは送信信号端子、４ａは受信信号端子、５ａは第１のスイッチ素子、６ａはストリップ線路、８ａは接地容量電極、９ａは第２のスイッチ素子、１０ａは第２の接地電極、１１ａは制御端子、１２ａは第１の配線、１３ａは第２の配線、１４ａは第３の配線、Ｃ１ａは第２の接地電極１０ａと接地容量電極８ａとが対向することにより生じる接地容量である。制御端子１１ａは送信時のみ電源が供給される。図５は図４にくらべ小型化する目的のために、送信信号端子３ａおよび第１のスイッチ素子５ａの下面側にストリップ線路６ａ，接地容量Ｃ１ａを配置したものである。図４と同様にストリップ線路６ａと接地容量Ｃ１ａの値は、送信信号の周波数において、並列共振となるように設定される。また、受信時の動作については図４と同じものとなる。
【００１０】
送信時においては、制御端子１１ａから電源が供給されるため、第１のスイッチ素子５ａおよび第２のスイッチ素子９ａがＯＮ状態となり、第１のスイッチ素子５ａが導通状態となるとともに、ストリップ線路６ａが第２のスイッチ素子９ａおよび第３の配線１４ａを介して第２の接地電極１０ａに接地されるため、ストリップ線路６ａと接地容量Ｃ１ａからなる並列回路がアンテナ端子２ａに対して構成される。この並列回路の送信信号の周波数におけるインピーダンスが、アンテナ端子２ａに対して見かけの回路上無限大と等価となるため、送信信号端子３ａに入力される送信信号は受信信号端子４ａに漏れることなくアンテナ端子２ａに導かれる。また、送信信号に対してアース側に流れる電流は、特にアンテナ端子２ａ，第１のスイッチ素子５ａ，送信信号端子３ａの下面側部分の接地電極１０ａを流れるものとなる。しかしながら、図４と異なりアンテナ端子２ａ，第１のスイッチ素子５ａ，送信信号端子３ａの下面側にストリップ線路６ａと接地容量電極８ａが配置されているため、送信信号に対してアース側に流れる電流が、第２の接地電極１０ａに電気的に接続された、接地容量電極８ａおよびストリップ線路６ａに接続される第２のスイッチ素子９ａを介して、受信信号端子４ａへ漏れるものとなる。
【特許文献１】特開平１１−９７９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示されたアンテナ切り換え回路装置では、受信時におけるアンテナ端子と送信端子とのアイソレーション特性が向上するものの、送信時における送信端子と受信端子とのアイソレーション特性、すなわち送信信号の受信端子への漏れを減少させることはできない。また、近年、ダイオードの小型化に伴いダイオードの電極間の距離が短くなってきており、ダイオードの電極間に導体やスルーホールを設けることが困難になってきている。また、製品自体も小型化してきており送信時の受信信号端子への信号の漏れが大きくなってきている。
【００１２】
本発明は、上記のような従来の技術の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、小型でも送信時の受信信号端子への送信信号の漏れを少なくすることができるアンテナ切り換え回路装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のアンテナ切り換え回路装置は、信号の送受信を行うアンテナが接続されるアンテナ端子と、該アンテナ端子に送信時のみにＯＮ動作を行なう第１のスイッチ素子を介して接続されるとともに外部の送信回路に接続される送信信号端子と、外部の受信回路に接続される受信信号端子とを具備しており、前記アンテナ端子は、前記第１のスイッチ素子との接続部に第１の配線を介して第１の接地電極と対向する接地容量電極が接続されるとともに、前記第１の配線の途中にストリップ線路および第２の配線を介して前記受信信号端子が接続されており、前記受信信号端子は、前記第２の配線との接続部に送信時のみにＯＮ動作を行なう第２のスイッチ素子および第３の配線を介して前記第１の接地電極が接続されており、前記第１の接地電極は、それに対向する第２の接地電極に第４の配線を介して接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のアンテナ切り換え回路装置によれば、信号の送受信を行うアンテナが接続されるアンテナ端子と、このアンテナ端子に送信時のみにＯＮ動作を行なう第１のスイッチ素子を介して接続されるとともに外部の送信回路に接続される送信信号端子と、外部の受信回路に接続される受信信号端子とを具備しており、アンテナ端子は、第１のスイッチ素子との接続部に第１の配線を介して第１の接地電極と対向する接地容量電極が接続されるとともに、第１の配線の途中にストリップ線路および第２の配線を介して受信信号端子が接続されており、受信信号端子は、第２の配線との接続部に送信時のみにＯＮ動作を行なう第２のスイッチ素子および第３の配線を介して第１の接地電極が接続されており、第１の接地電極は、それに対向する第２の接地電極に第４の配線を介して接続されていることから、送信時においては、制御端子から電源が供給されるため、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子がＯＮ状態となり、第１のスイッチ素子が導通状態となるとともに、ストリップ線路が第２のスイッチ素子および第３の配線を介して第１の接地電極に接地されるため、並列回路がアンテナ端子に対して構成される。この並列回路の送信信号の周波数におけるインピーダンスが、アンテナ端子に対して見かけの回路上無限大と等価となるため、送信信号端子に入力される送信信号は受信信号端子に漏れることなくアンテナ端子に導かれる。また、送信信号に対してアース側に流れる電流は、特にアンテナ端子，第１のスイッチ素子，送信信号端子の下面側の第２の接地電極を流れるものとなる。アンテナ端子，第１のスイッチ素子，送信信号端子の下面側に、ストリップ線路と接地容量電極が第１の接地電極を挟んで配置されているため、送信信号に対してアース側に流れる電流は第２の接地電極を主に流れ、第２の接地電極に第４の配線で接続された第１の接地電極を流れにくくなるため、第１の接地電極に電気的に接続された接地容量電極とストリップ線路に接続される第２のスイッチ素子を介して、受信信号端子への送信信号の漏れを少なくすることができることから、送信時において受信信号端子への送信信号の漏れを少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のアンテナ切り換え回路装置について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明のアンテナ切り換え回路装置の実施の形態の一例を示す分解斜視図である。図１において、１は基体（誘電体層）、２はアンテナ端子、３は送信信号端子、４は受信信号端子、５は第１のスイッチ素子、６はストリップ線路、７は第１の接地電極、８は接地容量電極、９は第２のスイッチ素子、１０は第２の接地電極、１１は制御端子、１２は第１の配線、１３は第２の配線、１４は第３の配線、１５は第４の配線、Ｃ１は第１の接地電極７と接地容量電極８とが対向することにより生じる接地容量である。制御端子１１は送信時のみ電源が供給される。また、ストリップ線路６と接地容量Ｃ１は、送信信号の周波数において、並列共振を起こすように設定される。以下に受信時、送信時の動作について説明する。
【００１６】
受信時においては、制御端子１１から電源が供給されないため、第１のスイッチ素子５および第２のスイッチ素子９がＯＦＦ状態となり、受信信号は送信信号端子３に漏れることなくアンテナ端子２から受信信号端子４へ導かれる。
【００１７】
送信時においては、制御端子１１から電源が供給されるため、第１のスイッチ素子５および第２のスイッチ素子９がＯＮ状態となり、第１のスイッチ素子５が導通状態となるとともに、ストリップ線路６が第２のスイッチ素子９および第３の配線１４を介して第１の接地電極７に接地されるため、ストリップ線路６と接地容量Ｃ１からなる並列回路がアンテナ端子２に対して構成される。この並列回路の送信信号の周波数におけるインピーダンスが、アンテナ端子２に対して見かけの回路上無限大と等価となるため、送信信号端子３に入力される送信信号は受信信号端子４に漏れることなくアンテナ端子２に導かれる。また、送信信号に対してアース側に流れる電流は、特にアンテナ端子２，第１のスイッチ素子５，送信信号端子３の下面側部分の第２の接地電極１０を流れるものとなる。しかしながら、図５の構成と異なり、アンテナ端子２，第１のスイッチ素子５，送信信号端子３の下面側に、ストリップ線路６と接地容量電極８が第１の接地電極７を挟んで配置されているため、送信信号に対してアース側に流れる電流は第２の接地電極１０を主に流れ、第２の接地電極１０に第４の配線１５で接続された第１の接地電極７を流れにくくなるため、第１の接地電極７に電気的に接続された接地容量電極８とストリップ線路６ａに接続される第２のスイッチ素子９を介して、受信信号端子４への送信信号の漏れを小さくすることができる。
【００１８】
図３は、図１の本発明のアンテナ切り換え回路装置の等価回路図である。
【００１９】
図２は本発明のアンテナ切り換え回路装置の実施の形態の他の例を、図１と同様の分解斜視図で示す。図２において、１は基体（誘電体層）、２はアンテナ端子、３は送信信号端子、４は受信信号端子、５は第１のスイッチ素子、６はストリップ線路、７は第１の接地電極、８は接地容量電極、９は第２のスイッチ素子、１０は第２の接地電極、１１は制御端子、１２は第１の配線、１３は第２の配線、１４は第３の配線、１５は第４の配線、Ｃ１は第１の接地電極７と接地容量電極８とが対向することにより生じる接地容量である。制御端子１１は送信時のみ電源が供給される。また、接地容量Ｃ１とストリップ線路６とから成る並列回路がアンテナ端子２に対して構成される。この並列回路は、送信信号の周波数において、並列共振を起こすように設定される。受信時、送信時の動作については図１と同様となる。図２のものは、図１の本発明のアンテナ切り換え回路装置に比べ、ストリップ線路６を１つの誘電体層のみに形成することにより、基体１として積層される誘電体層の層数を１つ減らすことができる。また、等価回路も図１と同様に図３のものとなる。
【００２０】
図７は、図１に示す本発明のアンテナ切り換え回路装置を用いたアンテナ切り換え回路の周波数特性、図５に示す従来のアンテナ切り換え回路装置を用いたアンテナ切り換え回路の周波数特性を、それぞれ示す線図（グラフ）である。図７において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は入力から出力への信号通過量（単位：ｄＢ）を表わしている。また、図７において、Ａは図１に示す本発明のアンテナ切り換え回路装置の送信信号端子３と受信信号端子４との間の周波数−信号通過特性、Ｂは図５に示す従来のアンテナ切り換え回路装置の送信信号端子３ａと受信信号端子４ａとの間の周波数−信号通過特性を示す。
【００２１】
図７より、本発明のアンテナ切り換え回路装置は、従来のアンテナ切り換え回路装置に比べ、受信信号端子４への送信信号の漏れが減少していることが分かる。
【００２２】
したがって、送信時において、送信信号に対してアース側に流れる電流は、特にアンテナ端子２，第１のスイッチ素子５，送信信号端子３の下面側の第２の接地電極１０を主に流れるものとなり、第１の接地電極７を流れにくくなるため、第１の接地電極７に電気的に接続された、接地容量電極８およびストリップ線路６ａに接続される第２のスイッチ素子９を介して、受信信号端子４への送信信号の漏れを少なくすることができる。そのため、小型化しても、送信時の受信信号端子４への送信信号の漏れを少なくすることができるアンテナ切り換え回路装置を提供することができる。
【００２３】
また、第４の配線１５の場所については、基体１の中でも送信時のアース電流の流れにくい位置、すなわちアンテナ端子２と送信信号端子３とを結んだ線上にないことが好ましい。また、配線については、貫通導体だけではなくストリップ線路や端面導体を用いてもよい。
【００２４】
なお、本発明のアンテナ切り換え回路装置は、アンテナ切り換え回路装置を構成する基体１（誘電体層）がセラミックスから成る場合、セラミックグリーンシート形成後に各誘電体層となるセラミックグリーンシートに所定の孔開け加工を施すとともに各電極のパターン形状および貫通導体となる貫通孔やグリーンシートの側面等に導体ペーストを塗布し、これらを積層して焼成することによって製作される。また誘電体層としては、アルミナセラミックス，ムライトセラミックス等のセラミック材料やガラスセラミックス等の無機系材料を用いることができる。
【００２５】
また、アンテナ端子２，送信信号端子３，受信信号端子４，ストリップ線路６，第１の接地電極７，接地容量電極８，第２の接地電極１０，制御端子１１を形成する導体は、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成方法やメッキ法等により形成される。それらの厚みや幅は、アンテナ切り換え回路装置に要求される特性や用途等に応じて設定され、装置の小型化を図るためにストリップ線路６，第１の接地電極７，接地容量電極８，第２の接地容量電極１０や、それぞれの電極を接続するための電極等は、積層された基体１間（誘電体層の層間）に形成され内蔵される。特に、誘電体層にガラスセラミックス系の材料を用いた場合、誘電体層自体の誘電正接が他の材料に比べ小さく、焼成温度を低くできるため導体にＣｕやＡｇなどの低抵抗の材料を用いることができるため、高周波特性のよいアンテナ切り換え回路装置を得ることができる。
【００２６】
また、アンテナ切り換え回路装置を構成する基体１（誘電体層）が、四フッ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン；ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂；ＥＴＦＥ）、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂；ＰＦＡ）等のフッ素樹脂のような樹脂から成る場合、樹脂基板を用い、その表面に被着させた銅箔をエッチングして各電極パターンの形成を行ない、内部の配線として層間接続用ビア導体を形成して積層プレスすることによって製作される。
【００２７】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、スイッチ素子を成すダイオードの方向を変えてバイアスの方向を変更したり、分離された第１および第２の接地電極を貫通導体以外のメタライズ配線で接続したり、第１および第２の接地電極を積層方向において分離するのではなく平面方向において分離しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のアンテナ切り換え回路装置の実施の形態の一例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明のアンテナ切り換え回路装置の実施の形態の他の例を示す分解斜視図である。
【図３】本発明のアンテナ切り換え回路装置の実施の形態の一例を示す等価回路図である。
【図４】従来のアンテナ切り換え回路装置の一例を示す分解斜視図である。
【図５】本発明のアンテナ切り換え回路装置の実施の形態の他の例を示す分解斜視図である。
【図６】従来のアンテナ切り換え回路装置の等価回路図である。
【図７】図１，図５のアンテナ切り換え回路装置の受信信号端子へ漏れる送信信号の信号量の周波数特性を示す線図である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・基体
２・・・アンテナ端子
３・・・送信信号端子
４・・・受信信号端子
５・・・第１のスイッチ素子
６・・・ストリップ線路
７・・・第１の接地電極
８・・・接地容量電極
９・・・第２のスイッチ素子
１０・・・第２の接地電極
１１・・・制御端子
１２・・・第１の配線
１３・・・第２の配線
１４・・・第３の配線
１５・・・第４の配線
【図１】
2005286434.tif 000003
【図２】
2005286434.tif 000004
【図３】
2005286434.tif 000005
【図４】
2005286434.tif 000006
【図５】
2005286434.tif 000007
【図６】
2005286434.tif 000008
【図７】
2005286434.tif 000009