(57)【要約】【課題】オフ状態において、第１端子と第２端子との間のアイソレーションが充分に確保された高周波スイッチ回路並びにそれを用いたアンテナスイッチ回路、高周波スイッチ部品、アンテナ共用器及び移動体通信装置を提供する。【解決手段】外部より供給される制御信号に基いて第１スイッチ手段及び第２スイッチ手段のオン・オフを制御することにより、第１端子と第２端子とが電気的に接続された状態と、第１端子と第３端子とが電気的に接続された状態とを切り替えるようにした高周波スイッチ回路において、前記第１スイッチ手段を、インダクタンス素子を含む少なくとも２個のインピーダンス素子を直列に接続した上、これをスイッチングダイオードと並列に接続して構成するとともに、前記第２スイッチ手段の一端を前記第１スイッチ手段の一方のインピーダンス素子と他方のインピーダンス素子との間に接続した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子、第２端子及び第３端子を有し、前記第1端子と前記第２端子との間に第１スイッチ手段を、前記第1端子と前記第３端子との間に第２スイッチ手段を接続してなり、
外部より供給される制御信号に基いて前記第１スイッチ手段及び前記第２スイッチ手段のオン・オフを制御することにより、前記第１端子と前記第２端子とが電気的に接続された状態と、前記第１端子と前記第３端子とが電気的に接続された状態とを切り替えるようにした高周波スイッチ回路において、
前記第１スイッチ手段を、インダクタンス素子を含む少なくとも２個のインピーダンス素子を直列に接続した上、これをスイッチングダイオードと並列に接続して構成するとともに、前記第２スイッチ手段の一端を前記第１スイッチ手段の一方のインピーダンス素子と他方のインピーダンス素子との間に接続したことを特徴とする高周波スイッチ回路。
【請求項２】
前記２個のインピーダンス素子のうち、一方のインピーダンス素子が第１端子側に、他方のインピーダンス素子が第２端子側に配置されるとともに、前記一方のインピーダンス素子のインピーダンスＺ１と前記他方のインピーダンス素子のインピーダンスＺ２との比Ｚ１／Ｚ２を０．０１〜０．０７に設定したことを特徴とする請求項１に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の高周波スイッチ回路を備え、該高周波スイッチ回路の第１端子がアンテナに、第２端子が送信回路に、第３端子が受信回路に接続されることを特徴とするアンテナスイッチ回路。
【請求項４】
前記第１端子がマルチプレクサを介してアンテナに接続されることを特徴とする請求項３に記載のアンテナスイッチ回路。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の高周波スイッチ回路、もしくは、請求項３または請求項４に記載のアンテナスイッチ回路を、複数の誘電体層を積層して成る積層体に設けてなる高周波スイッチ部品であって、
前記２個のインピーダンス素子の双方をインダクタンス素子で構成するとともに、その少なくとも一方を前記積層体の表面もしくは誘電体層間に配された蛇行状もしくは渦巻き状の配線パターンを含んで形成したことを特徴とする高周波スイッチ部品。
【請求項６】
請求項３または請求項４に記載のアンテナスイッチ回路を、複数の誘電体層を積層して成る積層体に設けてなり、前記第２端子を送信用フィルタに、前記第３端子を受信用フィルタに接続するとともに、前記送信用フィルタ及び前記受信用フィルタの少なくとも一方を、前記積層体の表面もしくは誘電体層間に配された蛇行状もしくは渦巻き状の配線パターンを含んで形成してなるアンテナ共用器。
【請求項７】
所定の周波数帯域Ｆ１を使用して信号の送受信を行なう第１の通信回路と、周波数帯域Ｆ１よりも高周波の周波数帯域Ｆ２を使用して信号の送受信を行なう第２の通信回路とを含む複数の通信回路を、マルチプレクサを介してアンテナに接続してなり、
前記アンテナにより受信した信号を前記マルチプレクサにて分波するとともに、該分波した信号をその周波数に応じて前記複数の通信回路のいずれかに供給するようにした移動体通信装置であって、
前記複数の通信回路は、その各々が送信回路、受信回路及び送受信切換用のスイッチ回路を備えてなり、且つ、少なくとも第２の通信回路の送受信切換用のスイッチ回路として請求項４に記載のアンテナスイッチ回路を用いることを特徴とする移動体通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の通信装置などに組み込まれ、信号経路の切り替えを行うのに用いられる高周波スイッチ回路並びにそれを用いたアンテナスイッチ回路、高周波スイッチ部品、アンテナ共用器及び移動体通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高周波スイッチ回路は、通信機器等におけるアンテナと送信回路及び受信回路との接続の切り替え等に広く用いられている。
【０００３】
図７は従来の高周波スイッチ回路１の一例を示す等価回路図である。同図に示す高周波スイッチ回路１は、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２、第３端子Ｔ３を備えており、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に第１のスイッチングダイオードＤ１を、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３との間にストリップラインＳＬ１を接続するとともに、前記ストリップラインＳＬ１の第３端子Ｔ３側端部とグランド電位との間に第２のスイッチングダイオードＤ２を接続した構造となっている。例えば、通信機器等におけるアンテナと送信回路及び受信回路との接続の切り替えを行うアンテナスイッチに用いられる場合は、第１端子Ｔ１がアンテナへ、第２端子Ｔ２が送信回路へ、第３端子Ｔ３が受信回路へそれぞれ接続される。
【０００４】
以下に、上述した高周波スイッチ回路１をアンテナスイッチに適用し、アンテナと送信回路及び受信回路との接続を切り替える際の回路動作について説明する。
【０００５】
まず、送信時には高周波スイッチ回路１をオン状態にする。すなわち、制御端子Ｔ４に正の電圧を印可すること（制御端子Ｔ４からの制御信号がハイレベル）によって第１、第２のスイッチングダイオードＤ１、Ｄ２に対して順バイアスをかけ、第１、第２のスイッチングダイオードＤ１、Ｄ２をオンにする。このとき第１のスイッチングダイオードＤ１がオンになることで、第２端子Ｔ２を介して入力された送信信号は第１端子Ｔ１を介してアンテナに流れる。一方、第２のスイッチングダイオードＤ２がオンになることで、ストリップラインＳＬがスイッチングダイオードＤ２を介してグランドに接地されて送信信号の周波数で共振する。その結果、ストリップラインＳＬ１のインピーダンスは極大となり、送信信号の第３端子Ｔ３側への侵入を阻止するように作用する。このとき、オン状態のスイッチングダイオードＤ２が有するインダクタンスと、それを補正するためのコンデンサＣ１とで直列共振回路が形成され、ストリップラインＳＬ１の第３端子Ｔ３側の電位をアース電位に近づけることができる。
【０００６】
また、受信時には高周波スイッチ回路１をオフ状態にする。すなわち、制御端子Ｔ４に制御電圧が印加されず（制御端子Ｔ４からの制御信号がローレベル）、第１、第２のスイッチングダイオードＤ１、Ｄ２は共にオフとなる。従って、第１端子Ｔ１より入力された受信信号は第２端子Ｔ２側には流れずにストリップラインＳＬ１を通過して第３端子Ｔ３側へ流れる。このとき、オフ状態のスイッチングダイオードＤ１が有するキャパシタンスと、それを補正するためのインダクタＬ１とで並列共振回路が形成され、スイッチングダイオードＤ１の両端のインピーダンスが無限大に近づき、第１端子Ｔ１から入力される受信信号の第２端子Ｔ２を介して送信回路へ漏れる量を減少させることができる。尚、コンデンサＣ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６は制御電流を所定の部分のみに流すための、ＤＣカット用コンデンサである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
このように、従来の高周波スイッチ回路１は、制御端子Ｔ４からの制御電圧によって、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２とが接続されたオン状態と、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３とが接続されたオフ状態と、を切り替えることができる。
【特許文献１】特開平６−１９７０３８号公報（図１、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の高周波スイッチ回路１のオフ状態において、第１のスイッチングダイオードＤ１の両端におけるインピーダンスを完全に無限大となすことはできず、有限の値となることから、第１端子と第２端子との間のアイソレーションが充分ではないという問題があった。
【０００９】
これによって、例えば高周波スイッチ回路１の第１端子Ｔ１をアンテナへ、第２端子Ｔ２を送信回路へ、第３端子Ｔ３を受信回路へそれぞれ接続してアンテナスイッチとして用いる場合には、受信時のアンテナと送信回路との間のアイソレーションが不足し、アンテナからの受信信号が送信回路側へ漏洩する問題が生じてしまう。
【００１０】
更に、異なる周波数帯域の信号を利用する複数の通信回路をダイプレクサを介してアンテナに接続する、複数の通信方式に対応した通信装置などにおいて、高周波側の通信回路のアンテナスイッチに上述した高周波スイッチ回路１を適用する場合には、低周波側の通信回路の信号の高調波成分（周波数が２倍、３倍、・・・の信号）が、信号線路間の電磁気的結合などによって高周波側の通信回路に混入し、高周波側の通信回路のアンテナスイッチと、ダイプレクサとを通過して、アンテナより放出されてしまう。通信装置においては、他の通信システムに悪影響を及ぼさないように、定められた範囲の周波数以外の信号のアンテナからの出力レベルは低く抑える必要がある。そのため従来は送信信号を増幅するパワーアンプに高調波成分の信号レベルを低下させる回路を付加することや、低周波側の回路と高周波側の回路との間の距離を離して電磁気的な結合を防止するなどの対策が必要であり、通信装置の構成の複雑化や大型化を招いていた。
【００１１】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたものであり、その目的は、オフ状態において、第１端子と第２端子との間のアイソレーションが充分に確保された高周波スイッチ回路並びにそれを用いたアンテナスイッチ回路、高周波スイッチ部品、アンテナ共用器及び移動体通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の高周波スイッチ回路は、第１端子、第２端子及び第３端子を有し、前記第1端子と前記第２端子との間に第１スイッチ手段を、前記第1端子と前記第３端子との間に第２スイッチ手段を接続してなり、外部より供給される制御信号に基いて前記第１スイッチ手段及び前記第２スイッチ手段のオン・オフを制御することにより、前記第１端子と前記第２端子とが電気的に接続された状態と、前記第１端子と前記第３端子とが電気的に接続された状態とを切り替えるようにした高周波スイッチ回路において、前記第１スイッチ手段を、インダクタンス素子を含む少なくとも２個のインピーダンス素子を直列に接続した上、これをスイッチングダイオードと並列に接続して構成するとともに、前記第２スイッチ手段の一端を前記第１スイッチ手段の一方のインピーダンス素子と他方のインピーダンス素子との間に接続したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の高周波スイッチ回路においては、前記２個のインピーダンス素子のうち、一方のインピーダンス素子が第１端子側に、他方のインピーダンス素子が第２端子側に配置されるとともに、前記一方のインピーダンス素子のインピーダンスＺ１と前記他方のインピーダンス素子のインピーダンスＺ２との比Ｚ１／Ｚ２を０．０１〜０．０７に設定してもよい。
【００１４】
更に、本発明のアンテナスイッチ回路は、前記高周波スイッチ回路の第１端子がアンテナに、第２端子が送信回路に、第３端子が受信回路に接続されることを特徴とするものである。
【００１５】
また更に、本発明のアンテナスイッチ回路は、前記第１端子がマルチプレクサを介してアンテナに接続されるようにしてもよい。
【００１６】
更にまた、本発明の高周波スイッチ部品は、前記高周波スイッチ回路もしくは前記アンテナスイッチ回路を、複数の誘電体層を積層して成る積層体に設けてなる高周波スイッチ部品であって、前記２個のインピーダンス素子の双方をインダクタンス素子で構成するとともに、その少なくとも一方を前記積層体の表面もしくは誘電体層間に配された蛇行状もしくは渦巻き状の配線パターンを含んで形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
また更に、本発明のアンテナ共用器は、アンテナスイッチ部品を、複数の誘電体層を積層して成る積層体に設けてなり、前記第２端子を送信用フィルタに、前記第３端子を受信用フィルタに接続するとともに、前記送信用フィルタ及び前記受信用フィルタの少なくとも一方を、前記積層体の表面もしくは誘電体層間に配された蛇行状もしくは渦巻き状の配線パターンを含んで形成してなるアンテナ共用器。第２端子を送信用フィルタに、第３端子を受信用フィルタに接続するとともに、前記送信用フィルタ及び前記受信用フィルタの少なくとも一方を、前記積層体の表面もしくは誘電体層間に配された蛇行状もしくは渦巻き状の配線パターンを含んで形成したことを特徴とするものである。
【００１８】
更にまた、本発明の移動体通信装置は、所定の周波数帯域Ｆ１を使用して信号の送受信を行なう第１の通信回路と、周波数帯域Ｆ１よりも高周波の周波数帯域Ｆ２を使用して信号の送受信を行なう第２の通信回路とを含む複数の通信回路を、マルチプレクサを介してアンテナに接続してなり、前記アンテナにより受信した信号を前記マルチプレクサにて分波するとともに、該分波した信号をその周波数に応じて前記複数の通信回路のいずれかに供給するようにした移動体通信装置であって、前記複数の通信回路は、その各々が送信回路、受信回路及び送受信切換用のスイッチ回路を備えてなり、且つ、少なくとも第２の通信回路の送受信切換用のスイッチ回路として、前記アンテナスイッチ回路を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の高周波スイッチ回路によれば、第１端子、第２端子及び第３端子を有し、前記第1端子と前記第２端子との間に第１スイッチ手段を、前記第1端子と前記第３端子との間に第２スイッチ手段を接続し、前記第１端子と前記第２端子とが接続されたオン状態と、前記第１端子と前記第３端子とが接続されたオフ状態と、が切り替わる高周波スイッチ回路において、前記第１スイッチ手段を、インダクタンス素子を含む少なくとも２個のインピーダンス素子を直列に接続した上、これをスイッチングダイオードと並列に接続して構成するとともに、前記第２スイッチ手段の一端を前記第１スイッチ手段の一方のインピーダンス素子と他方のインピーダンス素子との間に接続したので、前記オフ状態における前記第１端子と前記第２端子との間のアイソレーションを改善することができる。
【００２０】
また、本発明の高周波スイッチ回路によれば、前記２個のインピーダンス素子のうち、一方のインピーダンス素子が第１端子側に、他方のインピーダンス素子が第２端子側に配置されるとともに、前記一方のインピーダンス素子のインピーダンスＺ１と前記他方のインピーダンス素子のインピーダンスＺ２との比Ｚ１／Ｚ２を０．０１〜０．０７に設定しているので、前記オフ状態における前記第１端子と前記第２端子との間のアイソレーションを更に改善することができる。
【００２１】
更に、本発明のアンテナスイッチ回路によれば、前記高周波スイッチ回路の第１端子がアンテナに、第２端子が送信回路に、第３端子が受信回路に接続したアンテナスイッチ回路とされているので、受信時のアンテナと送信回路との間のアイソレーションが改善し、アンテナからの受信信号の送信回路側への漏洩を有効に抑制することができる。
【００２２】
また更に、本発明のアンテナスイッチ回路によれば、前記第１端子がマルチプレクサを介してアンテナに接続されるので、異なる周波数の信号を利用する複数の通信回路をダイプレクサを介してアンテナに接続した、複数の通信方式に対応したアンテナスイッチ回路においても、受信時のアンテナと送信回路との間のアイソレーションが改善し、アンテナからの受信信号の送信回路側への漏洩を有効に抑制することができる。
【００２３】
更にまた、本発明の高周波スイッチ部品によれば、前記高周波スイッチ回路もしくはアンテナスイッチ回路を、複数の誘電体層を積層した積層体に設けて成り、前記２個のインピーダンス素子の双方をインダクタンス素子で構成するとともに、その少なくとも一方を前記積層体の表面もしくは誘電体層間に配された蛇行状もしくは渦巻き状の配線パターンを含んで形成されるようになっている。これにより、高周波スイッチ部品の構成を簡素化することができ、チップ状インダクタを積層体上に実装する場合に比べて、積層体の主面に形成するチップ部品の実装面積を小さくでき、より小型の高周波スイッチ部品とすることができる。
【００２４】
また更に、本発明のアンテナ共用器においては、前記高周波スイッチ部品の第２端子を送信用フィルタに、第３端子を受信用フィルタに接続するとともに、前記送信用フィルタ及び前記受信用フィルタの少なくとも一方を、前記積層体の表面もしくは誘電体層間に配された蛇行状もしくは渦巻き状の配線パターンを含んで形成したので、これにより、前記アンテナ共用器の構成を簡素化することができ、チップ状インダクタを積層体上に実装する場合に比べて、積層体の主面におけるチップ部品の実装面積を小さくでき、より小型のアンテナ共用器とすることができる。
【００２５】
更にまた、本発明の移動体通信装置によれば、所定の周波数帯域Ｆ１を使用して信号の送受信を行なう第１の通信回路と、周波数帯域Ｆ１よりも高周波の周波数帯域Ｆ２を使用して信号の送受信を行なう第２の通信回路とを含む複数の通信回路を、マルチプレクサを介してアンテナに接続した移動体通信装置の少なくとも第２の通信回路の送受信切換用のスイッチ回路として前記アンテナスイッチ回路を用いるようにした。よって、低周波側の通信回路の信号の高調波成分がアンテナから高い出力レベルで放出されるのを有効に防止でき、通信装置の構成の簡略化や小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の高周波スイッチ回路１０をＤＣＳ(Digital Communication System)通信方式（送信周波数帯域：１７１０〜１７８５ＭＨｚ、受信周波数帯域：１８０５〜１８８０ＭＨｚ）の通信装置に用いられるアンテナスイッチ回路に適用した実施形態を示す等価回路図であり、同図に示す高周波スイッチ回路は、概略的に、第１端子Ｔ１０と第２端子Ｔ２０との間に接続される第１スイッチ手段ＳＷ１０と、第１端子Ｔ１０と第３端子Ｔ３０との間に接続される第２スイッチ手段ＳＷ２０とで構成されている。そして、第１端子Ｔ１０はアンテナＡｎｔへ、第２端子Ｔ２０は送信回路Ｔｘへ、第３端子Ｔ３０は受信回路Ｒｘへそれぞれ接続されている。
【００２８】
第１スイッチ手段ＳＷ１０は、第１のスイッチングダイオードＤ１０と、第１のインダクタＬ１０及び第２のインダクタＬ２０及びＤＣカット用のコンデンサＣ２０との、並列回路から成る。第１のスイッチングダイオードＤ１０のアノード側はＤＣカット用コンデンサＣ３０を介して第１の端子Ｔ１０に接続されており、カソード側は二手に分岐し、その一方はＤＣカット用コンデンサＣ４０を介して第２端子Ｔ２０に、他方は高周波カット用インダクタＬ３０を介して接地される。
【００２９】
ここで、第１のスイッチングダイオードＤ１０のオフ時の端子間容量は例えば０．２ｐＦ程度でオン時のインダクタンス成分は例えば１．２ｎＨ程度、第１のインダクタＬ１０のインダクタンスは例えば１ｎＨ程度、第２のインダクタＬ２０のインダクタンスは例えば、３０ｎＨ程度、高周波カット用インダクタＬ３０のインダクタンスは例えば、４０ｎＨ程度、ＤＣカット用コンデンサＣ２０のキャパシタンスは例えば２ｐＦ程度、ＤＣカット用コンデンサＣ３０、Ｃ４０のキャパシタンスは例えば５０ｐＦ程度に設定される。
【００３０】
一方、第２スイッチ手段ＳＷ２０は、第１端子Ｔ１０と第３端子Ｔ３０との間に接続されるストリップラインＳＬ１０と、ストリップラインＳＬ１０の第３端子Ｔ３０側端部とアースとの間に直列に接続される第２のスイッチングダイオードＤ２０及びコンデンサＣ１０とで構成される。第２のスイッチングダイオードＤ２０のアノード側は二手に分岐し、その一方はコンデンサＣ１０を介して接地され、他方は抵抗Ｒ１０を介して制御端子Ｔ４０に接続されている。第２のスイッチングダイオードのカソード側も二手に分岐し、その一方はＤＣカット用コンデンサＣ５０を介して第３端子Ｔ３０に接続され、他方はストリップラインＳＬ１０の第３端子Ｔ３０側端部と接続される。ストリップラインＳＬ１０の第１端子側端部は第１のインダクタＬ１０と第２のインダクタＬ２０との間に接続される。
【００３１】
ここで、第２のスイッチングダイオードＤ２０のオフ時の端子間容量は例えば０．２ｐＦ程度でオン時のインダクタンス成分は例えば１．２ｎＨ程度、コンデンサＣ１０のキャパシタンスは例えば７ｐＦ程度、ＤＣカット用コンデンサＣ５０のキャパシタンスは例えば５０ｐＦ程度、抵抗Ｒ１０の抵抗値は例えば１５０Ω程度に設定される。ストリップラインＳＬ１０は、その電気長が受信周波数の波長の略１／４となる形状とされる。
【００３２】
次に、上述した高周波スイッチ回路１０を用いて送受信を切り替える際の回路動作について説明する。
【００３３】
まず、送信時には高周波スイッチ回路１０をオン状態にする。すなわち、制御端子Ｔ４０に正の電圧を印可すること（制御端子Ｔ４０からの制御信号がハイレベル）によって第１、第２のスイッチングダイオードＤ１０、Ｄ２０に対して順バイアスをかけ、第１、第２のスイッチングダイオードＤ１０、Ｄ２０をオンにする。このとき制御電流は、制御端子Ｔ４０→抵抗Ｒ１０→第２のスイッチングダイオードＤ２０→ストリップラインＳＬ１０→第１のインダクタＬ１０→第１のスイッチングダイオードＤ１０→高周波カットインダクタＬ３０と流れ、ＤＣカットコンデンサＣ２０、Ｃ３０、Ｃ４０、Ｃ５０の働きで他の部分には流れない。
【００３４】
このとき第１のスイッチングダイオードＤ１０がオンになることで、第２端子Ｔ２０を介して入力された送信回路Ｔｘからの送信信号は第１端子Ｔ１０を介してアンテナＡｎｔに流れる。一方、第２のスイッチングダイオードＤ２０がオンになることで、ストリップラインＳＬ１０がスイッチングダイオードＤ２０とコンデンサＣ１０を介して接地されて送信信号の周波数で共振する。その結果、ストリップラインＳＬ１０のインピーダンスは極大となり、送信信号の第３端子Ｔ３０側への侵入を阻止するように作用し、受信回路Ｒｘ側へは殆ど流れない。このとき、オン状態のスイッチングダイオードＤ２０が有するインダクタンスと、それを補正するためのコンデンサＣ１０とで直列共振回路が形成され、ストリップラインＳＬ１０の第３端子Ｔ３０側端部の電位をアース電位に近づけることができる。
【００３５】
また、受信時には高周波スイッチ回路１０をオフ状態にする。すなわち、制御端子Ｔ４０に制御電圧が印加されず（制御端子Ｔ４０からの制御信号がローレベル）、第１、第２のスイッチングダイオードＤ１０、Ｄ２０は共にオフとなる。従って、第１端子Ｔ１０より入力されたアンテナＡｎｔからの受信信号はストリップラインＳＬ１０を通過して第３端子Ｔ３０を介して受信回路Ｒｘへ流れる。このとき、オフ状態のスイッチングダイオードＤ１０が有するキャパシタンスと、それを補正するための第１のインダクタＬ１０及び第２のインダクタＬ２０とで並列共振回路が形成され、第１のスイッチングダイオードＤ１０の両端のインピーダンスが無限大に近づき、第１端子Ｔ１０を介してアンテナＡｎｔから入力される受信信号が第２端子Ｔ２０を介して送信回路Ｔｘへ漏れる量を減少させることができる。
【００３６】
ここで、ストリップラインＳＬ１０の第１端子Ｔ１０側端部を、第１スイッチ手段ＳＷ１０の内部である第１のインダクタＬ１０と第２のインダクタＬ２０との間に接続しているので、第１のスイッチングダイオードＤ１０の両端のインピーダンスが完全に無限大とはならないために第２端子Ｔ２０側へ漏洩する信号の一部を第３端子Ｔ３０側へ流すことができるため、第２端子Ｔ２０側へ漏洩する信号の量を減らすことができる。すなわち、オフ時における第１端子Ｔ１０と第２端子Ｔ２０との間のアイソレーションを改善することができる。
【００３７】
上述の効果を有効に得るためには、ストリップラインＳＬ１０の第１端子Ｔ１０側端部が接続される第１のインダクタＬ１０のインピーダンスＺ１と第２のインダクタＬ２０のインピーダンスＺ２との比Ｚ１／Ｚ２を適切な値にすることが望ましく、例えば０．０１〜０．０７とすることが望ましい。
【００３８】
尚、抵抗Ｒ１０は制御信号のレベルを制限するためのもの、高周波カットインダクタＬ３０は直流である制御信号のみをアースへ流し、送信信号等の高周波成分がアースへ漏洩するのを防ぐためのものである。
【００３９】
かくして上述した本実施形態の高周波スイッチ回路１０は、制御端子Ｔ４０からの制御信号によって、第１端子Ｔ１０と第２端子Ｔ２０とが接続されたオン状態と、第１端子Ｔ１０と第３端子Ｔ３０とが接続されたオフ状態と、を切り替えることができ、且つオフ状態における第１端子Ｔ１０と第２端子Ｔ２０との間のアイソレーションを改善することができる。
【００４０】
次に、上述した高周波スイッチ回路を積層体の内部に備えた高周波スイッチ部品２０について図２、図３を用いて説明する。
【００４１】
図２は本発明の一実施形態に係る高周波スイッチ部品２０の外観斜視図、図３は図２の高周波スイッチ部品２０の分解斜視図である。
【００４２】
これらの図に示す高周波スイッチ部品２０は、誘電体から成る積層体２の端面に、第１端子３、第２端子４、第３端子５、制御端子６、グランド端子７が形成され、積層体２の上面にはスイッチングダイオード等のチップ部品８が搭載されている。
【００４３】
前記積層体２は、図３に示すように複数の誘電体層２０a〜２０ｇを積層して形成されており、各誘電体層２０a〜２０ｇは誘電体セラミック材料、焼結剤、低融点ガラス材料等によって形成されている。かかる誘電体セラミック材料としては、例えば、BaO−TiO２系、Ca−TiO２系、MgO−TiO２系等のセラミック材料が用いられ、各誘電体層２０a〜２０ｇの厚みは、１層あたり５０〜３００μｍ程度に設定されている。
【００４４】
また、このような積層体２の内部には、多数の導体層、具体的にはグランド電極２１、コンデンサ用電極２２、ストリップライン用の伝送線路２３、インダクタ用電極２４等が形成されている。
【００４５】
前記グランド電極２１は、誘電体層２０ｂ、２０ｇの上面ほぼ全体にわたって形成されており、その使用時、グランド電位に保持されることによって外部からのノイズを遮蔽するためのものである。
【００４６】
また、ストリップライン用の伝送線路２３は誘電体層２０ｅの上面に所定の帯状パターンをなすように形成されており、これをグランド電極２１と対向配置させた上、その一端をスイッチングダイオードを介して上述のグランド端子７と電気的に接続させる。このようにして形成されたストリップラインが、高周波スイッチ回路１０におけるストリップラインＳＬ１０として機能する。
【００４７】
更に、コイル用電極２４は、誘電体層２０ｆの上面に蛇行状もしくは渦巻状パターンをなすように形成されており、これによって高周波スイッチ回路１０における各種インダクタを形成している。
【００４８】
また更に、コンデンサ用電極２２は、誘電体層２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆの各上面に形成されており、これらの電極２２同士、もしくはこれらの電極２２とグランド電極２１とを、間に誘電体層を介して対向配置させることによってコンデンサを形成している。このようにして形成されたコンデンサが、高周波スイッチ回路１０における各種コンデンサとして機能する。
【００４９】
尚、積層体２の内部に形成されるこれらのグランド電極２１、コンデンサ用電極２２、ストリップライン用の伝送線路２３、インダクタ用電極２４は、例えばAg、Ag−Pd、Ag−Pt等のAg合金を主成分とする導電材料から成り、その厚みは例えば５〜２５μｍに設定される。
【００５０】
また、積層体２の端面に形成される第１端子３、第２端子４、第３端子５、制御端子６、グランド端子７等は積層体内部に形成される導体層と同様に、Ag、Ag−Pd、Ag−Pt等のAg合金を主成分とする導電材料から成り、その厚みは例えば５〜２５μｍに設定される。
【００５１】
そして、上述した積層体２の上面には、複数個のランド９が形成されており、このランド９にチップ部品８の端子を導電性接着剤等を介して接合することによりチップ部品８が積層体２上に取り付け・実装される。かかるチップ部品８としては、例えば、第１のスイッチングダイオードＤ１０及び第２のスイッチングダイオードＤ２０用のＰＩＮダイオード、抵抗Ｒ１０用のチップ抵抗器、各種コンデンサ及び各種インダクタの一部が例示できる。
【００５２】
このようにして形成されたコンデンサ、インダクタ、ストリップライン、スイッチングダイオード、抵抗、各端子が誘電体層に形成されたビアホール（図示せず）等によって接続され、図１に示すような高周波スイッチ回路１０が構成される。
【００５３】
本発明の高周波スイッチ部品２０は、上述したようにストリップライン、コンデンサ、インダクタの少なくとも一部が積層体の内部もしくは表面に形成されたパターンで構成されていることから、高周波スイッチ部品２０の全体構造を簡素化することができ、またチップ状コンデンサやチップ状インダクタを積層体上に実装して高周波スイッチ部品２０を構成する場合に比べ、チップ状部品の実装面積を削減することが可能となり、高周波スイッチ部品２０の小型化に供することができる。
【００５４】
次に本発明の高周波スイッチ回路１０を用いたアンテナ共用器３０について図４を用いて説明する。図４は本発明の高周波スイッチ１０の第２端子Ｔ２０に送信側フィルタＴｘＦを接続し、第３端子Ｔ３０に受信側フィルタＲｘＦを接続して構成したアンテナ共用器３０の回路構成図であり、第１端子Ｔ１０をアンテナに、送信端子Ｐｔｘ送信側回路に、受信端子Ｐｒｘを受信側回路に接続することによってアンテナ共用器として動作する。
【００５５】
このアンテナ共用器３０を図２及び図３に示すような複数の誘電体層の積層体で構成し、送信側フィルタＴｘＦ及び受信側フィルタＲｘＦの少なくとも一方をストリップラインもしくはマイクロストリップラインとコンデンサとから成る誘電体フィルタで構成し、ストリップラインもしくはマイクロストリップラインを積層体の表面若しくは誘電体層間に配した蛇行状もしくは渦巻き状の配線パターンを含んで形成することにより、アンテナ共用器３０の全体構造を簡素化することができ、また送信側フィルタＴｘＦ及び受信側フィルタＲｘＦの両方をチップ部品で構成して積層体上に実装してアンテナ共用器３０を構成する場合に比べ、チップ状部品の実装面積を削減することが可能となり、アンテナ共用器３０の小型化に供することができる。
【００５６】
次に本発明の高周波スイッチ１０を用いた移動体通信装置４０について図５を用いて説明する。図５は相対的に低い周波数帯の信号を用いて送受信を行う第１の通信方式に対応した第１の通信回路４１と、相対的に高い周波数帯域の信号を用いて送受信を行う第２の通信方式に対応した第２の通信回路４２とが、ダイプレクサｄｙｐを介してアンテナ４３に接続された、デュアルバンド対応の移動体通信装置４０のブロック図である。具体的な通信方式としては、例えば９００ＭＨｚ帯の信号を用いるＧＳＭ方式と１８００ＭＨｚ帯の信号を用いるＤＣＳ方式の組み合わせが例示できる。
【００５７】
第１の通信回路４１においては、送信側回路ＬＴｘと受信側回路ＬＲｘとが第１のアンテナスイッチ回路ＳｗＬを介してダイプレクサｄｙｐに接続されており、第２の通信回路４２においては、送信側回路ＨＴｘと受信側回路ＨＴｘとが第２のアンテナスイッチ回路ＳｗＨを介してダイプレクサｄｙｐに接続されている。ここで、少なくとも第２のアンテナスイッチ回路ＳｗＨには、本発明の高周波スイッチ回路１０が用いられている。
【００５８】
ダイプレクサｄｙｐは、例えばローパスフィルタとハイパスフィルタとが並列に接続された構成を有し、アンテナ４３から入力された信号のうち低い周波数の信号をローパスフィルタ側へ、高い周波数の信号をハイパスフィルタ側へと、周波数に応じて分波する機能を備えたマルチプレクサである。
【００５９】
次にこの移動体通信装置４０の動作について説明する。
【００６０】
まず、第１の通信方式で送信を行う際は、第１のアンテナスイッチ回路ＳｗＬがオンとなり、第２のアンテナスイッチ回路ＳｗＨがオフとなる。よって第１の通信回路の送信側回路ＨＴｘがダイプレクサｄｙｐを介してアンテナ４３に接続され、送信信号が送信される。
【００６１】
次に、第２の通信方式で送信を行う際は、第２のアンテナスイッチ回路ＳｗＨがオンとなり、第１のアンテナスイッチ回路ＳｗＬがオフとなる。よって第２の通信回路の送信側回路ＬＴｘがダイプレクサｄｙｐを介してアンテナ４３に接続され、送信信号が送信される。
【００６２】
そして、受信時は両方のアンテナスイッチ回路が共にオフとなり、それぞれの受信側回路が共にダイプレクサｄｙｐを介してアンテナ４３に接続されている。アンテナ４３からの受信信号は周波数に応じて分波され、第１の通信方式の信号は第１の通信回路の受信側回路ＬＲｘに伝えられ、第２の通信方式の信号は第２の通信回路の受信側回路ＨＲｘに伝えられる。
【００６３】
このような周波数の異なる複数の通信方式に対応した移動体通信装置４０においては、一般的に次のような問題が生じやすい。すなわち、第１の通信回路４１の送信側回路ＬＴｘの中のパワーアンプ等で発生する送信信号の高調波成分（周波数が２倍、３倍、・・・の信号）が、信号線路間の電磁気的干渉などによって第２の通信回路の送信側回路ＨＴｘに混入し、第２のアンテナスイッチ回路ＳｗＨと、ダイプレクサｄｙｐとを通過して、アンテナ４３より放出されてしまうという問題が生じる。第２のアンテナスイッチ回路ＳｗＨはダイプレクサｄｙｐのハイパスフィルタ側に接続されているため、前記高調波成分はダイプレクサｄｙｐで大きく減衰されることがないためである。
【００６４】
本実施形態の移動体通信装置４０においては、第２のアンテナスイッチ回路ＳｗＨに本発明の高周波スイッチ回路１０を用いているので、オフ時の第１端子Ｔ１０と第２端子Ｔ２０との間のアイソレーションが優れているため、上述した高調波成分を問題ないレベルまで減衰させることができる。
【００６５】
これにより、上述した高調波成分を抑制するために従来実施していた、パワーアンプに高調波成分の信号レベルを低下させる回路を付加することや、低周波側の回路と高周波側の回路との間の距離を離して電磁気的な結合を防止するなどの対策を省略することが可能となり、通信装置４０の構成の簡素化や小型化を実現することができる。
【００６６】
特に、第２の通信回路の周波数帯域が第１の通信回路の周波数帯域の略ｎ倍（ｎは２以上の自然数）になっているときは、第１の通信回路の信号の高調波成分と第２の通信回路の信号の周波数帯域とが略一致することになるが、第２のアンテナスイッチ回路ＳｗＨのオフ時の第１端子Ｔ１０と第２端子Ｔ２０との間のアイソレーションは、第２の通信回路４２の送信信号の周波数で最大になるように設定されるので、上述した高調波成分を最大限に減衰させることができる。
【００６７】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００６８】
例えば、上述した実施形態では、二つの通信回路をダイプレクサで接続した移動体通信装置としたが、これに捕らわれることなく、例えば三つの通信回路をトリプレクサで接続した通信装置のアンテナスイッチ回路に本発明の高周波スイッチ回路１０を適用した移動体通信装置としても同様の効果を得ることができる。
【００６９】
また、上述の実施形態においては、通信方式としてＧＳＭとＤＣＳを示したが、他の通信方式を組み合わせた通信装置としても良いのはもちろんであり、例えば、ＧＳＭとＰＤＣとのデュアル方式の通信装置としても構わない。
【実施例】
【００７０】
次に上述した本発明の作用効果について、図６を用いて説明する。
【００７１】
図６（ａ）は本発明の高周波スイッチ回路１０において、第１のインダクタＬ１０のインダクタンスを１ｎＨに設定した場合Ｘと、従来例の第１のインダクタが無い場合Ｙとにおいて、第２のインダクタＬ２０の値を変化させたときの、第１端子Ｔ１０と第２端子Ｔ２０との間のアイソレーションの変化を示すグラフである。
【００７２】
尚、第１のインダクタＬ１０及び第２のインダクタＬ２０以外については、第１及び第２のスイッチングダイオードＤ１０、Ｄ２０のオフ時の端子間容量を０．２５ｐＦ、コンダクタンスを１５００Ω、オン時のインダクタンス成分を１．２ｎＨ、抵抗成分を１．３Ω、高周波カット用インダクタＬ３０のインダクタンスを３９ｎＨ、ＤＣカット用コンデンサＣ２０のキャパシタンスを１．５ｐＦ、ＤＣカット用コンデンサＣ３０、Ｃ４０、Ｃ５０のキャパシタンスは５６ｐＦ、抵抗Ｒ１０の抵抗値を１５０Ω、ストリップラインＳＬ１０は１８４０ＭＨｚで１／４波長となるように誘電体の誘電率を１８．７として長さを９．４ｍｍとした。
【００７３】
上述した回路において第２のインダクタＬ２０の値を変化させて１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚにおける第１端子Ｔ１０と第２端子Ｔ２０との間のアイソレーションを調べた結果、第１のインダクタＬ１０が無い場合には最大でー３０ｄＢであったのに対して、第１のインダクタＬ１０が１ｎＨの場合には最大でー４０ｄＢまでアイソレーションが向上し、本発明の顕著な効果が確認できた。
【００７４】
そこで、第１のインダクタＬ１０及び第２のインダクタＬ２０のインピーダンス更に変化させて、それぞれの値で達成される最大のアイソレーションを調べた結果、図６（ｂ）のグラフに示す結果を得た。図６（ｂ）において、横軸は第１のインダクタＬ１０のインピーダンスＺ１と第２のインダクタＬ２０のインピーダンスＺ２との比Ｚ１／Ｚ２であり、縦軸は本発明の高周波スイッチ回路１０のオフ時における第１の端子Ｔ１０と第２端子Ｔ２０との間のアイソレーションである。グラフから明らかなように、Ｚ１／Ｚ２の値を０．０１〜０．０７とすることによって高周波スイッチ回路１０のオフ時における第１の端子Ｔ１０と第２端子Ｔ２０との間のアイソレーションを向上させることができ、０．０３〜０．０４の間で最大の効果を得ることができる。
【００７５】
尚、本実施形態においては第１のインダクタＬ１としてインダクタを使用したが、第２のインダクタＬ２と上述のインピーダンスの関係を有する他のインピーダンス素子に置き換えても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施形態に係る高周波スイッチ回路の等価回路図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る高周波スイッチ部品の概観斜視図である。
【図３】図２の高周波スイッチ部品の分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るアンテナ共用器の回路構成図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る通信装置のブロック図である。
【図６】（ａ）は本発明と従来品の高周波スイッチ回路について第１端子と第２端子との間のアイソレーションを比較したグラフ、（ｂ）は本発明品の高周波スイッチ回路を用いて第１端子と第２端子との間のアイソレーションを詳細に測定した結果を示すグラフである。
【図７】従来の高周波スイッチ回路の一例を示す等価回路図である。
【符号の説明】
【００７７】
Ｔ１０、３・・・第１端子
Ｔ２０、４・・・第２端子
Ｔ３０、５・・・第３端子
Ｔ４０、６・・・制御端子
ＳＷ１０・・・第１スイッチ手段
ＳＷ２０・・・第２スイッチ手段
Ａｎｔ、４３・・・アンテナ
Ｔｘ・・・送信回路
ＴｘＦ・・・送信フィルタ
Ｒｘ・・・受信回路
ＲｘＦ・・・受信フィルタ
Ｄ１０・・・第１のスイッチングダイオード
Ｄ２０・・・第２のスイッチングダイオード
Ｌ１０・・・第１のインダクタ
Ｌ２０・・・第２のインダクタ
Ｌ３０・・・高周波カット用インダクタ
Ｃ１０、Ｃ２０、Ｃ３０、Ｃ４０、Ｃ５０・・・コンデンサ
ＳＬ１０・・・ストリップライン
ｄｐｘ・・・マルチプレクサ（ダイプレクサ）
ＳｗＬ・・・第１のアンテナスイッチ回路
ＳｗＨ・・・第２のアンテナスイッチ回路
２・・・積層体
７・・・グランド端子
８・・・チップ部品
９・・・ランド
２０a〜２０ｇ・・・誘電体層
２１・・・グランド電極
２２・・・コンデンサ用電極
２３・・・伝送線路
２４・・・コイル用電極
４０・・・移動体通信装置
４１・・・第１の通信回路
４２・・・第２の通信回路
【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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