(57)【要約】 【解決手段】高周波送受信信号の伝送経路を切り替えるための高周波スイッチ素子SW100を設ける。その一部の端子又は全部の端子に、通過帯域の異なる複数の送受信信号を分波又は合波する分波回路DIP10〜DIP40を接続する。  【効果】スイッチによる切り替え以上に、通過帯域の異なる複数の周波数帯に分けることができ、マルチバンド化に対応することができる。高周波スイッチ素子SW100の規格の共通化ができる。【選択図】        図１
2005244814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ端子に接続され、通過帯域の異なる複数の送信信号又は受信信号の伝送経路を切り替えるための高周波選択回路であって、
高周波スイッチ素子を備え、前記高周波スイッチ素子のアンテナ端子側に接続される端子数が１、他方の端子数がＭ（Ｍは２以上の整数）であり、前記高周波スイッチ素子のＭ端子のうちＮ端子（Ｎ≦Ｍ）に、送受信信号を分波又は合波するための分波回路が接続されていることを特徴とする高周波選択回路。
【請求項２】
前記送信信号又は受信信号に含まれる不要信号を抑制するためのフィルタ回路が、この高周波選択回路の外部回路との接続端子からアンテナ端子に至るまでの経路の途中の1箇所又は複数箇所に備えられている請求項１記載の高周波選択回路。
【請求項３】
前記フィルタ回路は、低域通過型又は帯域通過型フィルタである請求項２記載の高周波選択回路。
【請求項４】
前記アンテナ端子と前記高周波スイッチ素子との間に、前記アンテナ端子に印可された過渡的な高電圧サージを減衰するためのフィルタ回路が、高周波選択回路からアンテナ端子に至るまでの経路の途中に備えられている請求項１から請求項３のいずれかに記載の高周波選択回路。
【請求項５】
前記高電圧サージを減衰するためのフィルタ回路が、高域通過型または帯域通過型フィルタである請求項４記載の高周波選択回路。
【請求項６】
前記請求項１から請求項５のいずれかに記載の高周波選択回路を搭載した高周波モジュールであって、
前記高周波選択回路を構成する高周波スイッチ素子及び分波回路が、
誘電体層と導体層が交互に積層されてなる多層基板の表面又は内部に形成されていることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項７】
前記多層基板を構成する誘電体層の比誘電率が３〜６０である請求項６記載の高周波モジュール。
【請求項８】
前記高周波スイッチ素子が、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物を主成分とする基板上に回路パターンが形成された半導体集積回路から成る請求項６又は請求項７記載の高周波モジュール。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれかに記載の高周波モジュールを搭載した無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波選択回路、高周波モジュール及び無線通信装置に関し、特にマルチバンド対応移動無線端末機に好適に使用される、高周波選択回路、高周波モジュール及び無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話端末機の普及が進みつつあり、携帯電話端末機の機能、サービスの向上が図られている。この新たな携帯電話端末機として、マルチバンド対応携帯電話端末機の提案がなされている。マルチバンド対応携帯電話端末機は、通常の携帯電話端末機が一つの送受信系のみを取り扱うのに対し、２つ以上の送受信系を取り扱うことができるものである。これにより、地域や使用目的等応じて、利用者が都合の良い送受信系を選択して利用することができる。
【０００３】
マルチバンドの例として、欧州では９００ＭＨｚ帯を使用したＧＳＭ(Global System for Mobil Communication)システムと、１８００ＭＨｚ帯を使用したＤＣＳ(Digital Cellular System)システムがある。さらに、北米では、ＧＳＭの他、１９００ＭＨｚ帯を使用したＰＣＳ(Personal Communication Services)システムがある。
図６は、一般的なＧＳＭ／ＤＣＳ方式デュアルバンド携帯電話機の高周波回路部のブロック図である。
【０００４】
この高周波回路部は、通過帯域の異なる２つの送受信系を各送受信系ＧＳＭ／ＤＣＳに分波し、各送受信系ＤＣＳ、ＧＳＭにおいてそれぞれ送信系ＴＸと受信系ＲＸとの切替を行うアンテナスイッチモジュールＡＳＭ１を備えるとともに、送受信系ＤＣＳの送信系ＴＸ、受信系ＲＸと、送受信系ＧＳＭの送信系ＴＸ、受信系ＲＸとを備える。
送信系ＴＸは、各送受信系ともに方向性結合回路（カップラ）ＣＯＰ１００、２００、電力増幅回路ＡＭＰ１００、２００を備える。電力増幅回路ＡＭＰ１００、２００は、電力増幅回路ＭＭＩＣと整合回路とからそれぞれ構成されている。送信時には、ＴＸ側電力増幅回路ＡＭＰ１００、又はＡＭＰ２００で増幅された送信信号は、方向性結合回路（カップラ）ＣＯＰ１００又はＣＯＰ２００、さらに低域通過フィルタ、スイッチ回路、分波回路からなるアンテナスイッチモジュールＡＳＭ１を経由してアンテナＡＮＴから高周波信号として送信される。
【０００５】
一方、受信系ＲＸは帯域通過フィルタＢＰＦ３００、４００および低ノイズ増幅回路ＡＭＰ３００、４００を備える。受信時には、アンテナＡＮＴで受信された高周波信号はアンテナスイッチモジュールＡＳＭ１を介して取り出され、帯域通過フィルタＢＰＦ３００、又はＢＰＦ４００にて受信帯域近傍の不要信号が除去された後、ＲＸ側低ノイズ増幅器ＡＭＰ３００、又はＡＭＰ４００にて増幅される。
【０００６】
前記デュアルバンド方式の携帯電話機では、各通信システムの構成に必要な送受信回路を搭載する必要があるが、それぞれの通信システムに見合った個別の専用部品を用いて回路を構成すれば、機器の大型化、高コスト化を招来することとなる。そこで、共通可能な回路部分は、可及的に共通化するようにして機器の小型化、低コスト化を有利に展開することが要請される。またさらに、携帯電話の大部分の電力を消費する送信用電力増幅器の電力付加効率を向上させることが要求されている。
【０００７】
このような要求に対して、例えば、特開２００２−２９０２５７号公報には複合小型化を図る無線通信用フロントエンドモジュールＲＦＭ１が開示されている。この無線通信用フロントエンドモジュールＲＦＭ１においては、送信用電力増幅回路、方向性結合回路、整合回路、アンテナスイッチモジュールを１つのフロントエンドモジュールとしてモジュール化を行っている。そして前記アンテナスイッチモジュール内部で送受信切替えを行う高周波スイッチの例として、ダイオード、インダクタ素子、キャパシタンス素子などを用いた回路が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２９０２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、今後の市場動向をふまえると、携帯電話端末機を用いた高品質の音声や画像等のデータ伝送が行なわれることが予想され、これらに対応するために、符号分割多重接続方式であるＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)や、高速データ伝送レートや通信チャネルの多重化を特徴とした次世代通信システムＵＭＴＳといった大容量データ伝送可能な通信システムの構築が進みつつある。また近年では、衛星からの信号を受信することにより、地球上の現在地を精度良く測位することのできるＧＰＳ(Global Positioning System)が搭載された携帯電話端末機も普及しつつある。
【０００９】
このように複数の通信システムへ対応するため、１つのモジュールでさらに多くのバンドに対応する必要が生じている。
このようにマルチバンド化が進み、１つのモジュールでさらに多くのバンドに対応する必要が生じた場合、バンド数に比例した表層スペースが必要となり、アンテナスイッチモジュールには、ますます小型化が要求される。
【００１０】
最近、小型化、低損失化を目指して、アンテナスイッチモジュールの内部で送受切替えを行う高周波スイッチとして、高周波半導体スイッチ、例えばＧａＡｓ−ＳＷ（ガリ砒素スイッチ）を用いた構成も検討されてきている。
このような高周波半導体スイッチなどの高周波スイッチ素子を用いてマルチバンド方式に対応する場合、図７に示すように、通過帯域のＬＯＷバンド側とＨｉｇｈｔバンド側の送受信系を分波する分波回路ＤＩＰＸ１と、分波回路ＤＩＰＸ１に接続され、例えばＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００の送受信における送信系ＴＸと受信系ＲＸとの切替を行う高周波スイッチ素子ＳＷ１と、分波回路ＤＩＰＸ１に接続され、例えばＤＣＳ／ＰＣＳ／ＵＭＴＳの送受信における送信系ＴＸと受信系ＲＸとＵＭＴＳとの切替を行う高周波スイッチ素子ＳＷ２とを備えたアンテナスイッチモジュールＡＳＭ１を用意する必要がある。
【００１１】
また、分波回路を使わないときは、図８に示すように、アンテナ端子に接続され、例えばＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＵＭＴＳのそれぞれの送受信を送信系ＴＸと受信系ＲＸに切替る高周波スイッチ素子ＳＷ３を備えたアンテナスイッチモジュールＡＳＭ２を用意する必要がある。
前記２つのアンテナスイッチモジュールＡＳＭ１，２の構成はそれぞれ異なる地域にて使用される場合が多く、それぞれの方式に対応した高周波スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３をそれぞれ用意する必要がある。
【００１２】
しかしそれぞれの方式に対応した異なる設計の高周波スイッチ素子を用いる必要があることから、高周波スイッチ素子のコストを下げられないという課題があった。
また異なる多種類の高周波スイッチ素子を設計、製造する必要から、高周波スイッチ素子及び／又は前記高周波スイッチ素子を用いたスイッチ回路を含む高周波モジュールの設計、製造に期間がかかるという課題があった。
【００１３】
従って、本発明は、異なる複数の高周波スイッチ素子の構成を同一の構成とすることで小型化と低コスト化を図り、さらに高周波スイッチ素子及び／又は前記高周波スイッチ素子を用いた高周波選択回路の設計、製造期間を短縮することを目的とする。
また、本発明は高周波選択回路を含む小型、低コストな高周波モジュール及び無線通信装置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】
【００１４】
本発明の高周波選択回路は、高周波スイッチ素子のアンテナ端子側に接続される端子数が１、他方の端子数がＭ（Ｍは２以上の整数）であり、前記高周波スイッチ素子のＭ端子のうちＮ端子（Ｎ≦Ｍ）に、送受信信号を分波又は合波するための分波回路が接続されていること特徴とする。
この高周波選択回路の構成によれば、高周波送受信信号の伝送経路を切り替えるための高周波スイッチ素子のアンテナ端子と反対側のＭ端子のうち、Ｎ端子に、通過帯域の異なる複数の送受信信号を分波又は合波するための分波回路を接続することにより、スイッチによる切り替え数以上に、通過帯域の異なる複数の周波数帯に分けることができ、マルチバンド化に対応することができる。また、バンド数にかかわらず、同一の高周波スイッチ素子を用いることができる。したがって、わざわざ異なる高周波スイッチ素子を作成し、及び／又は購入する必要がなくなることから、高周波スイッチ素子のコスト、設計、製造期間、及びこれらを用いた高周波モジュールの設計、製造期間を低減することが可能となる。
【００１５】
本発明の高周波選択回路は、前記送信信号又は受信信号に含まれる不要信号を抑制するためのフィルタ回路を、この高周波選択回路の外部回路との接続端子からアンテナ端子に至るまでの経路の途中の1箇所又は複数箇所に設けたものであってもよい。これにより、各送信系の通過帯域での送信信号の高調波歪み成分を減衰できる。また１つの通信システムの信号が通過する経路に備えることで、他の通信システムの通過特性を悪化させることを防ぐことが可能となる。
【００１６】
前記フィルタ回路には、低域通過型又は帯域通過型フィルタを用いることができる。
また、本発明の高周波選択回路は、前記アンテナ端子と前記高周波スイッチ素子との間に、前記アンテナ端子に印可された過渡的な高電圧サージを減衰するためのフィルタ回路を設けたものであってもよい。これにより、アンテナ端子に入力した過渡的な高電圧サージを高域通過または帯域通過フィルタにより減衰することができ、高周波半導体集積回路の高電圧サージによる破壊を防止することができる。
【００１７】
前記高電圧サージを減衰するためのフィルタ回路には、高域通過型または帯域通過型フィルタを用いることができる。
本発明の高周波モジュールは、前記高周波選択回路を搭載したものであって、前記高周波選択回路を構成する高周波スイッチ素子及び分波回路が、誘電体層と導体層が交互に積層されてなる多層基板の表面又は内部に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
このような高周波モジュールでは、多層基板の上面に実装される高周波選択回路のサイズを小型化しかつ通過ロスを減少させ、さらに、高周波選択回路が搭載された面の下側の部分に高周波選択回路以外の回路素子を内蔵することにより、基板サイズを増大させることなく、マルチバンドに対応可能な高周波モジュールを実現することができる。また、構成部品の共通化により、製造工程の短縮化を図ることができる。
【００１９】
前記多層基板を構成する誘電体層の比誘電率が３〜６０であることが望ましい。このような高周波選択回路では、比誘電率の平方根に反比例して波長が短縮するため、各回路を構成する分布定数線路の長さを短縮することができる。また、比誘電率に反比例してキャパシタ素子の対向面積を減少することができる。上記２つの要素から、高周波モジュールの小型化を実現することが可能となる。
【００２０】
前記高周波スイッチ素子が、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物を主成分とする基板上に回路パターンが形成された半導体集積回路から成るものであれば、従来のように、高周波スイッチ素子を構成するダイオード、インダクタ素子、キャパシタ素子を、多層基板上面に搭載するかまたは多層基板に内蔵する場合に比べて、高周波スイッチ素子を小型化できる。さらに、従来の高周波スイッチ素子におけるダイオードのオン／オフには１０ｍＡオーダーのバイアス電流が必要であるのに対して、高周波スイッチ素子を用いたスイッチのオン／オフには０．５ｍＡオーダーの電流しか必要としないため、消費電流を低減できる。
【００２１】
さらに、本発明は以上に説明した高周波モジュールを搭載する、小型、低ロスかつ低コストの無線通信装置に係るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
＜高周波選択回路１＞
図１は、マルチバンド対応携帯電話端末機の高周波選択回路の一例を説明するためのブロック図である。
この高周波選択回路ＲＦＣ１０は、１つの共通のアンテナ端子ＡＮＴに接続され、ＧＳＭ８５０（８５０ＭＨｚ帯）、ＧＳＭ９００（９００ＭＨｚ帯）、ＤＣＳ（１８００ＭＨｚ帯）、ＰＣＳ（１９００ＭＨｚ帯）、ＣＤＭＡ  Cellular（８００ＭＨｚ帯）、ＵＭＴＳ（２０００ＭＨｚ帯）、ＧＰＳ（１６００ＭＨｚ帯）の７つの通信システムを切り替える回路である。
【００２３】
この高周波選択回路ＲＦＣ１０は、通過帯域の異なる５組の送受信系、ＣＤＭＡCellular−Ｔｘ／Ｒｘ及びＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ及びＰＣＳ−Ｒｘ、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ及びＵＭＴＳ−Ｔｘ／Ｒｘ、ＧＳＭ９００−Ｒｘ及びＤＣＳ−Ｒｘ、並びにＧＰＳを切り替える高周波スイッチ素子ＳＷ１００と、スイッチの状態を制御するデコーダＤＥＣ１０とを備えている。
【００２４】
前記高周波スイッチ素子ＳＷ１００は、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物、Ｓｉ（シリコン）又はＡｌ2Ｏ3（サファイア）を主成分とする基板上に、回路パターンを形成したものである。
前記送受信系ＣＤＭＡCellular−Ｔｘ／ＲｘとＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘとは、分波回路ＤＩＰ１０によって切り分けられ、前記受信系ＧＳＭ８５０−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘとは分波回路ＤＩＰ２０によって切り分けられ、前記送受信系ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳ−Ｔｘ／Ｒｘとは分波回路ＤＩＰ３０によって切り分けられ、前記受信系ＧＳＭ９００−ＲｘとＤＣＳ−Ｒｘとは、分波回路ＤＩＰ４０によって切り分けられる。
【００２５】
さらに、前記分波回路ＤＩＰ１０とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子との経路中に送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ１０と、前記分波回路ＤＩＰ３０とＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘとの経路中に送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ２０とが接続されている。
また、アンテナ端子と高周波スイッチ素子ＳＷ１０との間には、高電圧サージから高周波スイッチ素子が破壊されるの防ぐためのＥＳＤ回路ＣＩＲ１０が接続されている。
【００２６】
図２は、図１に示す高周波選択回路の詳細な回路図である。
まずＣＤＭＡ  CellularとＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘの信号経路を説明する。
ＣＤＭＡ  Cellular−Ｒｘ信号は、アンテナ端子ＡＮＴで受信され、高周波スイッチ素子ＳＷ１００により、ＣＤＭＡ  Cellular及びＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ共通の端子Ｔ１に接続され、分波回路ＤＩＰ１０によりＣＤＭＡ  Cellular端子へ分波される。
【００２７】
分波回路ＤＩＰ１０は、ＣＤＭＡ  Cellular側の分布定数線路ＳＬ１０及び低域通過フィルタＬＰＦ１０と、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ側の高域通過フィルタＨＰＦ１０とで構成される。
低域通過フィルタＬＰＦ１０は、直列の分布定数線路と分布定数線路と並列に接続されたコンデンサ、分布定数線路とグランドとの間に設けられた２つのコンデンサにより構成されている。
【００２８】
高域通過フィルタＨＰＦ１０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。さらにＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘの経路には、分波回路ＤＩＰ１０とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子との間に、送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ２０が設けられている。
次に、ＧＳＭ８５０−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘの信号経路を説明する。アンテナ端子ＡＮＴで受信した信号は、高周波スイッチ素子ＳＷ１００により、ＧＳＭ８５０−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘ共通の端子Ｔ２に接続される。この端子Ｔ２を通る信号は、分波回路ＤＩＰ２０により各受信端子へと分けられる。
【００２９】
分波回路ＤＩＰ２０のＰＣＳ−Ｒｘ側は、高域通過フィルタＨＰＦ２０で構成され、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ側は、分布定数線路ＳＬ２０と低域通過フィルタＬＰＦ３０で構成されている。
前記高域通過フィルタＨＰＦ２０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。低域通過フィルタＬＰＦ３０は、分布定数線路と分布定数線路と並列に接続されたコンデンサ、分布定数線路とグランドとの間に設けられたコンデンサにより構成されている。
【００３０】
次に、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳの信号経路を説明する。ＵＭＴＳ−Ｒｘ信号は、アンテナ端子ＡＮＴで受信され、高周波スイッチ素子ＳＷ１００により、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳ共通の端子Ｔ３に接続される。この端子Ｔ３を通る信号は、分波回路ＤＩＰ３０によりＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子と、ＵＭＴＳ端子へ分けられる。
【００３１】
分波回路ＤＩＰ３０は、ＵＭＴＳ側が高域通過フィルタＨＰＦ３０で構成され、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ側が分布定数線路ＳＬ３０と低域通過フィルタＬＰＦ４０とで構成されている。
高域通過フィルタＨＰＦ３０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。
【００３２】
低域通過フィルタＬＰＦ４０は、分布定数線路と分布定数線路と並列に接続されたコンデンサ、分布定数線路とグランドとの間に設けられたコンデンサにより構成されている。さらに分波回路ＤＩＰ３０とＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子との間には、送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ５０が設けられている。
次に、ＧＳＭ９００−Ｒｘ、ＤＣＳ−Ｒｘの信号経路を説明する。アンテナ端子ＡＮＴで受信した信号は、高周波スイッチ素子ＳＷ１００により、ＧＳＭ９００−ＲｘとＤＣＳ−Ｒｘ共通の端子Ｔ４に接続される。この端子Ｔ４を通る信号は、分波回路ＤＩＰ４０により、ＤＣＳ−Ｒｘ側の受信端子とＧＳＭ９００−Ｒｘ側の受信端子へと分けられる。
【００３３】
分波回路ＤＩＰ４０は、ＤＣＳ−Ｒｘ側の高域通過フィルタＨＰＦ４０と、ＧＳＭ９００−Ｒｘ側の分布定数線路ＳＬ４０及び低域通過フィルタＬＰＦ６０とで構成されている。
高域通過フィルタＨＰＦ４０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。
【００３４】
低域通過フィルタＬＰＦ６０は、分布定数線路と分布定数線路と並列に接続されたコンデンサ、分布定数線路とグランドとの間に設けられたコンデンサにより構成されている。
最後に、ＧＰＳの信号経路について説明する。ＧＰＳの受信信号は、アンテナ端子ＡＮＴで受信され、高周波スイッチ素子ＳＷ１００により、直接ＧＰＳ端子へ接続される。アンテナ端子から受信端子までの経路中に高周波スイッチ素子ＳＷ１００以外の素子が構成されていないことから、通過特性の低損失化が実現できる。
【００３５】
また、高周波スイッチ素子ＳＷ１００の前段に配置された高域通過フィルタＨＰＦ５０は、ＡＮＴ端子に入力した静電気などの高電圧サージからスイッチＳＷ１００を保護するための機能を有する。高域通過フィルタＨＰＦ５０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。
以上に説明した高周波選択回路の構成により、高周波スイッチ素子ＳＷ１００による切り替え数以上に、通過帯域の異なる複数の周波数帯に分けることができ、マルチバンド化に対応することができる。
【００３６】
なお、通過帯域の異なる複数の周波数帯の端子Ｔ１からＴ６の配置は、上記実施例に限定されたものでなく、端子配置を入れ替えても良い。
＜高周波選択回路２＞
図３は、本発明に係る高周波選択回路の他の一例を説明するためのブロック図である。
この高周波選択回路は１つの共通のアンテナ端子ＡＮＴを、そのアンテナ端子に接続されるＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＤＣＳ、ＰＣＳ、ＣＤＭＡ  Cellular、ＵＭＴＳ、及びＧＰＳの７つの通信システムに切り分けるものである。
【００３７】
この高周波選択回路ＲＦＭ１０は、アンテナ端子ＡＮＴに対して通過帯域の異なる複数の送受信系を、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ及びＰＣＳ−Ｒｘ、ＣＤＭＡ  Cellular−Ｔｘ／Ｒｘ及びＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ、ＵＭＴＳ−Ｔｘ／Ｒｘ及びＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ、ＧＰＳ、ＤＣＳ−Ｒｘ、ＧＳＭ９００−Ｒｘの６組に切り替える高周波スイッチ素子ＳＷ１００と、スイッチの状態を制御するデコーダＤＥＣ１０とを備えている。
【００３８】
さらに、通過帯域の異なる受信系ＧＳＭ８５０−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘとを切り分ける分波回路ＤＩＰ１０と、通過帯域の異なる送受信系ＣＤＭＡ  Cellular−Ｔｘ／ＲｘとＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘとを切り分ける分波回路ＤＩＰ２０と、通過帯域の異なる送受信系のＵＭＴＳ−Ｔｘ／ＲｘとＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘとを分ける分波回路ＤＩＰ３０とを備えている。
【００３９】
そして前記分波回路ＤＩＰ２０とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子との経路中に送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ１０を挿入し、前記分波回路ＤＩＰ３０とＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘとの経路中に送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ２０を挿入し、前記ＡＮＴ端子とスイッチ部ＳＷ１０との間にＥＳＤなどの高電圧サージを減衰させるＥＳＤ回路ＥＳＤ１０を挿入している。
【００４０】
図４は、図３に示す高周波選択回路の詳細図である。
まず、ＧＳＭ９００−Ｒｘ、ＤＣＳ−Ｒｘ、ＧＰＳの信号経路について説明する。アンテナ端子ＡＮＴで受信した信号は、高周波スイッチ素子ＳＷ１００により、各端子Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５へそれぞれ接続される。アンテナ端子と各受信端子Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５との経路中に高周波スイッチ素子ＳＷ１００以外の素子が挿入されていないことから、通過特性の低損失化が実現できる。
【００４１】
次に、ＧＳＭ８５０−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘの信号経路について説明する。アンテナ端子ＡＮＴで受信した信号は、高周波スイッチ素子ＳＷ１００により、ＧＳＭ８５０−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘ共通の端子Ｔ１に接続され、分波回路ＤＩＰ１０により各受信端子へと分けられる。
分波回路ＤＩＰ１０は、ＰＣＳ−Ｒｘ側に高域通過フィルタＨＰＦ１０を備え、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ側に分布定数線路ＳＬ１０と低域通過フィルタＬＰＦ３０とを備えている。
【００４２】
高域通過フィルタＨＰＦ１０は、直列接続された２つのコンデンサとその間とグランドとの間に形成された分布定数線路により構成されている。
低域通過フィルタＬＰＦ３０は、分布定数線路と分布定数線路と並列に接続されたコンデンサ、分布定数線路とグランドとの間に形成されたコンデンサにより構成されている。
次に、ＣＤＭＡ  CellularとＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘの信号経路について説明する。ＣＤＭＡ  Cellular−Ｒｘ信号は、アンテナ端子ＡＮＴで受信され、高周波スイッチ素子ＳＷ１００により、ＣＤＭＡ  CellularとＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ共通の端子Ｔ２に接続され、分波回路ＤＩＰ２０によりＣＤＭＡ  Cellular端子又はＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子へ分けられる。
【００４３】
分波回路ＤＩＰ２０は、ＣＤＭＡ  Cellular側に、分布定数線路ＳＬ２０と低域通過フィルタＬＰＦ４０、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ側に、高域通過フィルタＨＰＦ２０を備えている。
低域通過フィルタＬＰＦ４０は、分布定数線路と分布定数線路と並列に接続されたコンデンサ、分布定数線路とグランドとの間に形成されたコンデンサにより構成されている。
【００４４】
高域通過フィルタＨＰＦ２０は、直列接続された２つのコンデンサとその間とグランドとの間に形成された分布定数線路により構成されている。
さらに、分波回路ＤＩＰ２０とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子との間に、送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ１０が介在している。
次に、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳの信号経路について説明する。ＵＭＴＳ−Ｒｘ信号は、アンテナ端子ＡＮＴで受信され、高周波スイッチ素子１００により、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳ共通の端子Ｔ６に接続され、この端子Ｔ６から分波回路ＤＩＰ３０によりＵＭＴＳ端子へ切り分けられる。
【００４５】
分波回路ＤＩＰ３０は、ＵＭＴＳ側に高域通過フィルタＨＰＦ３０、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ側に分布定数線路ＳＬ３０と低域通過フィルタＬＰＦ５０とを備えている。
高域通過フィルタＨＰＦ３０は、直列接続された２つのコンデンサとその間とグランドとの間に形成された分布定数線路により構成されている。
低域通過フィルタＬＰＦ５０は、分布定数線路と分布定数線路と並列に接続されたコンデンサ、分布定数線路とグランドとの間に形成されたコンデンサにより構成されている。
【００４６】
なお、分波回路ＤＩＰ２０とＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子との間には、送信信号の高調波成分を減衰させる低域通過フィルタＬＰＦ２０が挿入されている。
以上のように、ＳＷ１００の切り替えで、共通端子を使用し、分波回路ＤＩＰ３０により、ＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＵＭＴＳを分けることで、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘの送信とＵＭＴＳの受信との同時使用が可能である。
【００４７】
なお、アンテナ端子ＡＮＴとスイッチ部ＳＷ１０との間には、ＥＳＤなどの高電圧サージを減衰させる高域通過フィルタＨＰＦ４０が挿入されている。この高域通過フィルタＨＰＦ４０は、直列接続された２つのコンデンサとその間とグランドとの間に形成された分布定数線路により構成されている。高域通過フィルタＨＰＦ４０は、アンテナ端子ＡＮＴとスイッチ部ＳＷ１０との間のインピーダンス整合を調整する機能を有する。
【００４８】
以上に説明した高周波選択回路の構成により、高周波スイッチ素子ＳＷ１００による切り替え数以上に、通過帯域の異なる複数の周波数帯に分けることができ、マルチバンド化に対応することができる。
また、図２と図４の異なる２つの高周波回路部において、同一構成の高周波半導体スイッチＳＷ１００を用いて構成することが可能となる。これにより従来のように異なる高周波半導体スイッチを作成したり購入したりする必要がなく、高周波半導体スイッチの製造コスト／又は購入コストを低減できる。また、高周波半導体スイッチの製造期間をも短縮でき、しいては高周波スイッチ素子、及び／又は高周波スイッチ素子を含む高周波モジュールの設計、製造期間を短縮することが可能となる。
【００４９】
なお、通過帯域の異なる複数の周波数帯の端子Ｔ１からＴ６の配置は、上記実施例に限定されたものでなく、端子配置を入れ替えても良い。
＜高周波モジュール＞
図５は、本発明に係る高周波モジュールの内部構造を示す一部切欠斜視図である。
同図に示すように、高周波モジュールは、セラミック、またはエポキシ系樹脂などからなる同一寸法形状の誘電体層１１〜１７が積層されて多層基板Ａが構成されている。さらに多層基板Ａの下面で該多層基板Ａの側面に近い部分には信号用端子パターン２２がＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）方式の電極として形成されている。
【００５０】
また、多層基板Ａの上面及び側面は、金属製キャップ１０により覆われている。金属製キャップ１０は、多層基板Ａの側面の所定位置に設けられた接地用の端面電極３５の少なくとも１つ又はそれ以上と半田などの導体で固定されている。この金属製キャップ１０により、高周波スイッチ素子並びにその他の搭載部品の損傷を防ぐとともに、外部からの異物混入などを防止でき、高周波モジュールの信頼性を向上することができる。
【００５１】
この高周波モジュールにおいて、高周波スイッチ素子ＳＷ１００とデコーダＤＥＣ１０とが、スイッチ部として１つの高周波半導体集積回路素子２３に集積されている。
なお、高周波スイッチ素子ＳＷ１００とデコーダＤＥＣ１０は１つの高周波半導体集積回路素子に集積されてなく、それぞれ別の素子として構成されていても良いのはもちろんである。
【００５２】
また、通過帯域の異なる複数の送受信信号を分波または合波するための分波回路ＤＩＰ、信号の高調波成分を減衰させるフィルタＬＰＦ及び高電圧サージ減衰のためのフィルタＨＰＦがそれぞれ、多層基板Ａの上面のコンデンサやインダクタなどのチップ部品２４と、多層基板の内部素子２５とによって構成されている。
この高周波モジュールにおいて、多層基板を構成する誘電体層の比誘電率が３から６０であることが望ましい。特に誘電体層を高誘電率化することで、各回路を構成する分布定数線路の長さを短縮するとともに、キャパシタ素子の対向面積を減少することができ、高周波モジュールの小型化を実現することが可能となる。
【００５３】
なお、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子とＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子とに接続される電力増幅回路、自動電力制御回路、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタなどが、本実施例に示す高周波モジュールの内部に一体化されて搭載されていてもよい。
また、ＣＤＭＡ  Cellular端子とＵＭＴＳ端子とに接続されるデュプレクサ、電力増幅回路、自動電力制御回路、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタなどが、本実施形態に示す高周波モジュールの内部に一体化されて搭載されていてもよい。
【００５４】
また、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ端子、ＧＳＭ９００−Ｒｘ端子、ＤＣＳ−Ｒｘ端子、ＰＣＳ−Ｒｘ端子、ＧＰＳ端子に接続されるＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタが、本実施形態に示す高周波モジュールの内部に一体化されて搭載されていてもよい。
このように、通過帯域の異なる複数の周波数帯の各素子を、高周波モジュールの内部に一体化して搭載することにより、高周波モジュールの更なる小型化を図ることができる。
【００５５】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る高周波選択回路の一例を説明するためのブロック図である。
【図２】図１の高周波選択回路の詳細な回路図である。
【図３】本発明に係る高周波選択回路の他の一例を説明するためのブロック図である。
【図４】図３の高周波選択回路の詳細な回路図である。
【図５】本発明に係る高周波モジュールの内部構造を示す一部切欠斜視図である。
【図６】ＧＳＭ／ＤＣＳ方式のデュアルバンド方式の携帯電話端末機の高周波回路部を示すブロック図である。
【図７】アンテナスイッチモジュールのブロック図である。
【図８】アンテナスイッチモジュールのブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
AMP100，AMP200，AMP300，AMP400 高周波増幅回路
ANT アンテナ端子
COP100，COP200 カプラ
DEC10 デコーダ
DIP10，DIP20，DIP30，DIP40 分波回路
HPF10〜HPF50 高域通過フィルタ回路
LPF10〜LPF60 低域通過フィルタ回路
SL10〜SL40 分布定数線路
SW100 高周波スイッチ素子
T1〜T6  高周波スイッチ素子の端子
TX  送信信号用端子
RX  受信信号用端子
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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