(57)【要約】【課題】  送受信信号を劣化させることなく、静電サージに起因する素子破壊を防止することができるアンテナスイッチモジュールを提供する。【解決手段】  本発明の第１の実施の形態のアンテナスイッチモジュールは、第１の端子と、複数の第２の端子と、複数の第２の端子の何れかを第１の端子に選択的に接続するためのスイッチ回路と、スイッチ回路と第１の端子との間に設けられたサージ吸収回路とを備えている。サージ吸収回路は、第１の端子に接続された一端を有する第１のインダクタと、第１のインダクタの他端に接続された一端とスイッチ回路に接続された他端とを有しており、第１のインダクタと電磁気的に結合している第２のインダクタと、第１のインダクタの他端および第２のインダクタの一端に接続された一端とグランド端子に接続された他端とを有するサージ吸収素子とを有している。【選択図】  図１
2007096697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端子と、
複数の第２の端子と、
前記複数の第２の端子の各々に接続されており、前記複数の第２の端子のうちいずれか一つの第２の端子と前記第１の端子とを選択的に接続するためのスイッチ回路と、
前記スイッチ回路と前記第１の端子との間に設けられたサージ吸収回路と、
を備え、
前記サージ吸収回路は、
前記第１の端子に接続された一端を有する第１のインダクタと、
前記第１のインダクタの他端に接続された一端と前記スイッチ回路に接続された他端とを有しており、互いにインダクタンスを増加するように前記第１のインダクタと電磁気的に結合している第２のインダクタと、
前記第１のインダクタの前記他端および前記第２のインダクタの前記一端に接続された一端とグランド端子に接続された他端とを有するサージ吸収素子と、
を有する、
アンテナスイッチモジュール。
【請求項２】
前記サージ吸収回路は、前記第１のインダクタの前記一端と前記第２のインダクタの前記他端との間に設けられた容量素子を更に有する、
請求項１に記載のアンテナスイッチモジュール。
【請求項３】
第１の端子と、
複数の第２の端子と、
前記複数の第２の端子の各々に接続されており、前記複数の第２の端子のうちいずれか一つの第２の端子と前記第１の端子とを選択的に接続するためのスイッチ回路と、
前記スイッチ回路と前記第１の端子との間に設けられたサージ吸収回路と、
を備え、
前記サージ吸収回路は、
前記第１の端子に接続された一端を有する第１のインダクタと、
前記第１のインダクタの他端に接続された一端と前記スイッチ回路に接続された他端とを有する第２のインダクタと、
前記第１のインダクタの前記他端および前記第２のインダクタの前記一端に接続された一端とグランド端子に接続された他端とを有するサージ吸収素子と、
前記第１のインダクタの前記一端と前記第２のインダクタの前記他端との間に設けられた容量素子と、
を有する、
アンテナスイッチモジュール。
【請求項４】
前記サージ吸収回路は、内部及び表面に導体パターンを有する積層体によって構成されている、請求項１〜３の何れか一項記載のアンテナスイッチモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナスイッチモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの移動体通信機器は、ＥＧＳＭ（ExtendGlobal System for Mobile）方式やＤＣＳ（DigitalCommunication System）方式のように周波数帯域が異なる通信方式に準拠した複数の信号を一つのアンテナで送受信するために、アンテナスイッチモジュールを有している。アンテナスイッチモジュールは、アンテナとＲＦ回路との間に設けられており、周波数帯域切換や送受信切換を行っている。
【０００３】
このような移動体通信機器では、外部から（例えば、人体から）アンテナを介してアンテナスイッチモジュールに静電サージが入力され、当該静電サージによってアンテナスイッチモジュール内部の高周波用部品が破壊される可能性がある。なお、静電サージとは、静電気に起因する高電圧サージのことである。
【０００４】
かかる静電サージ対策として、アンテナとアンテナスイッチモジュールとの間に、ハイパスフィルタを用いた静電気保護回路を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００５−１６７６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、静電サージの周波数と送受信信号の周波数とは比較的近い周波数であるので、特許文献１に記載のハイパスフィルタを用いた静電気保護回路では、静電サージを十分に低減することができない。したがって、この静電保護回路では、アンテナスイッチモジュール内の高周波部品の破壊を十分に防止することができない。
【０００６】
一方、静電対策素子として、バリスタやツェナーダイオードなどが知られている。これらの静電対策素子をアンテナとアンテナスイッチモジュールとの間に設けた構成によれば、静電サージを低減することができる。しかしながら、この構成では、静電対策素子の浮遊容量成分によって送受信信号が劣化してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、送受信信号を劣化させることなく、静電サージに起因する内部素子の破壊を防止することができるアンテナスイッチモジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１のアンテナスイッチモジュールは、（ａ）第１の端子と、（ｂ）複数の第２の端子と、（ｃ）複数の第２の端子の各々に接続されており、複数の第２の端子のうちいずれか一つの第２の端子と第１の端子とを選択的に接続するためのスイッチ回路と、（ｄ）スイッチ回路と第１の端子との間に設けられたサージ吸収回路とを備えている。サージ吸収回路は、（ｅ）第１の端子に接続された一端を有する第１のインダクタと、（ｆ）第１のインダクタの他端に接続された一端とスイッチ回路に接続された他端とを有しており、互いにインダクタンスを増加するように第１のインダクタと電磁気的に結合している第２のインダクタと、（ｇ）第１のインダクタの他端および第２のインダクタの一端に接続された一端とグランド端子に接続された他端とを有するサージ吸収素子とを有している。なお、第１の端子は、アンテナへの接続のための端子である。
【０００９】
この第１のアンテナスイッチモジュールのサージ吸収回路は、静電サージ低減に優れたサージ吸収素子を有しているので、入力される静電サージを低減することができる。また、このサージ吸収回路は、電磁気的に結合された第１のインダクタと第２のインダクタを有しているので、広帯域にわたって入力インピーダンスを一定に維持するように、第１のインダクタと第２インダクタとの結合係数を設定することが可能である。更に、このサージ吸収回路によれば、当該サージ吸収回路の入力インピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスとを整合させるように、サージ吸収素子の浮遊容量成分に対して第１のインダクタのインダクタンスと第２のインダクタのインダクタンスとを設定することができる。即ち、このサージ吸収回路は、静電サージ低減に優れており、且つ、広帯域にわたってインピーダンス整合を可能とする。故に、このサージ吸収回路を備える第１のアンテナスイッチモジュールは、送受信信号を劣化させることなく、静電サージに起因する内部素子の破壊を防止することができる。
【００１０】
本発明の第２のアンテナスイッチモジュールは、（ａ）第１の端子と、（ｂ）複数の第２の端子と、（ｃ）複数の第２の端子の各々に接続されており、複数の第２の端子のうちいずれか一つの第２の端子と第１の端子とを選択的に接続するためのスイッチ回路と、（ｄ）スイッチ回路と第１の端子との間に設けられたサージ吸収回路とを備えている。サージ吸収回路は、（ｅ）第１の端子に接続された一端を有する第１のインダクタと、（ｆ）第１のインダクタの他端に接続された一端とスイッチ回路に接続された他端とを有しており、第１のインダクタと電磁気的に結合している第２のインダクタと、（ｇ）第１のインダクタの他端および第２のインダクタの一端に接続された一端とグランド端子に接続された他端とを有するサージ吸収素子と、第１のインダクタの一端と第２のインダクタの他端との間に設けられた容量素子とを有している。
【００１１】
この第２のアンテナスイッチモジュールのサージ吸収回路によれば、広帯域にわたって入力インピーダンスを一定に維持するように、第１のインダクタと第２のインダクタとの結合係数および容量素子の容量値を設定することができる。更に、このサージ吸収回路によれば、当該サージ吸収回路の入力インピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスとを整合させるように、サージ吸収素子の浮遊容量成分に対して第１のインダクタのインダクタンスと第２のインダクタのインダクタンスとを設定することができる。
【００１２】
また、サージ吸収素子の浮遊誘導成分を考慮する必要がある場合であっても、第１のインダクタと第２のインダクタとの電磁気的結合によって、サージ吸収素子の浮遊誘導成分をキャンセルする負性誘導成分を得ることができる。更に、入力インピーダンスが、伝送線の特性インピーダンスと整合し、且つ広帯域にわたって一定に維持されるように、第１のインダクタと第２のインダクタそれぞれのインダクタンス、結合係数、および容量素子の容量値を、設定することが可能である。したがって、このサージ吸収回路を備える第２のアンテナスイッチモジュールは、送受信信号を劣化させることなく、静電サージに起因する内部素子の破壊を防止することができる。
【００１３】
本発明の第３のアンテナスイッチモジュールは、（ａ）第１の端子と、（ｂ）複数の第２の端子と、（ｃ）複数の第２の端子の各々に接続されており、複数の第２の端子のうちいずれか一つの第２の端子と第１の端子とを選択的に接続するためのスイッチ回路と、（ｄ）スイッチ回路と第１の端子との間に設けられたサージ吸収回路とを備えている。サージ吸収回路は、（ｅ）第１の端子に接続された一端を有する第１のインダクタと、（ｆ）第１のインダクタの他端に接続された一端とスイッチ回路に接続された他端とを有する第２のインダクタと、（ｇ）第１のインダクタの他端および第２のインダクタの一端に接続された一端とグランド端子に接続された他端とを有するサージ吸収素子と、（ｈ）第１のインダクタの一端と第２のインダクタの他端との間に設けられた容量素子とを有している。
【００１４】
第３のアンテナスイッチモジュールのサージ吸収回路は、静電サージ低減に優れたサージ吸収素子を有しているので、入力される静電サージを低減することができる。また、このサージ吸収回路によれば、広帯域にわたって入力インピーダンスを一定に維持するように、容量素子の容量値を設定することが可能である。更に、このサージ吸収回路によれば、当該サージ吸収回路の入力インピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスとを整合させるように、サージ吸収素子の浮遊容量成分に対して第１のインダクタのインダクタンスと第２のインダクタのインダクタンスとを設定することが可能である。即ち、このサージ吸収回路は、静電サージ低減に優れており、且つ、広帯域にわたってインピーダンス整合を可能とする。したがって、このサージ吸収回路を備える第３のアンテナスイッチモジュールは、送受信信号を劣化させることなく、静電サージに起因する内部素子の破壊を防止することができる。
【００１５】
上述した第１〜第３のアンテナスイッチモジュールそれぞれのサージ吸収回路は、内部及び表面に導体パターンを有する積層体によって構成されていることが好ましい。この構成によれば、サージ吸収回路を小型にし、且つ、浮遊容量成分を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、送受信信号を劣化させることなく、静電サージに起因する素子破壊を防止することができるアンテナスイッチモジュールが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係るアンテナスイッチモジュールをアンテナと共に示す回路図である。図１に示すアンテナスイッチモジュール１０は、第１の端子１０ａ、グランド端子１０ｂ、第２の端子１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ、サージ吸収回路１２、スイッチ回路１４、及びローパスフィルタ１６，１８を備えている。
【００１９】
アンテナスイッチモジュール１０の第１の端子１０ａはアンテナ２０に接続されており、アンテナスイッチモジュール１０のグランド端子１０ｂは、例えば接地されている。また、アンテナスイッチモジュール１０の四つの第２の端子１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆは、それぞれ、後段のＲＦ回路に接続される。
【００２０】
サージ吸収回路１２は、第１の入出力端子１２ａ、第２の入出力端子１２ｂ、及び第３の入出力端子１２ｃを有している。第１の入出力端子１２ａは、アンテナスイッチモジュール１０の第１の端子１０ａに接続されている。サージ吸収回路１２は、第１の入出力端子１２ａに入力されるアンテナ２０からの受信信号を第２の入出力端子１２ｂに出力し、第２の入出力端子１２ｂに入力される送信信号を第１の入出力端子１２ａに出力する。また、サージ吸収回路１２は、第１の入出力端子１２ａに静電気などに起因する高電圧サージ（以下、「静電サージ」という）が入力されると、第１の入出力端子１２ａと第３の入出力端子１２ｃとの端子間の抵抗値を小さくすることによって、第２の入出力端子１２ｂへ出力される静電サージの電圧レベルを低減する。このサージ吸収回路１２の第２の入出力端子１２ｂは、スイッチ回路１４に接続されている。また、サージ吸収回路１２の第３の入出力端子１２ｃは、アンテナスイッチモジュール１０のグランド端子１０ｂに接続されている。
【００２１】
スイッチ回路１４は、本実施の形態では、周波数帯域切換および送受信切換を行う。そのために、スイッチ回路１４は、ダイプレクサ２２、及びスイッチ２４，２６を有している。
【００２２】
ダイプレクサ２２の第１の入出力端子２２ａは、サージ吸収回路１２の第２の入出力端子１２ｂに接続されている。ダイプレクサ２２には、例えばＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタを用いたダイプレクサを用いることができる。ダイプレクサ２２は、第１の入出力端子２２ａに入力される受信信号に対して周波数帯域切換を行う。すなわち、ダイプレクサ２２は、第１の入出力端子２２ａに入力される受信信号を第２の入出力端子２２ｂまたは第３の入出力端子２２ｃに、周波数帯域によって振り分けて出力する。
【００２３】
本実施の形態のダイプレクサ２２は、第１の入出力端子２２ａに入力される受信信号であってＥＧＳＭ（Extend Global System for Mobile）方式に対応する周波数帯の受信信号を、第２の入出力端子２２ｂに出力する。また、ダイプレクサ２２は、第１の入出力端子２２ａに入力される受信信号であってＤＣＳ（Digital Communication System）方式に対応する周波数帯の受信信号を、第３の入出力端子２２ｃに出力する。なお、ＥＧＳＭ方式の受信信号の周波数帯域は９２５〜９６０ＭＨｚであり、ＤＣＳ方式の受信信号の周波数帯域は１，８０５〜１，８８０ＭＨｚである。
【００２４】
また、ダイプレクサ２２は、第２の入出力端子２２ｂに入力されるＥＧＳＭ方式の送信信号を第１の入出力端子２２ａに出力する。同様に、第３の入出力端子２２ｃに入力されるＤＣＳ方式の送信信号を第１の入出力端子２２ａに出力する。なお、ＤＣＳ方式の送信信号の周波数帯域は８８０〜９１５ＭＨｚであり、ＤＣＳ方式の送信信号の周波数帯域は１，７１０〜１，７８５ＭＨｚである。
【００２５】
このダイプレクサ２２の第２の入出力端子２２ｂは、スイッチ（ＳＷ）２４の第１の入出力端子２４ａに接続されており、ダイプレクサ２２の第３の入出力端子２２ｃは、スイッチ（ＳＷ）２６の第１の入出力端子２６ａに接続されている。
【００２６】
スイッチ２４は、例えばダイオードやトランジスタを用いたスイッチであり、ＥＧＳＭ方式の信号の送受信切換を行う。具体的には、受信時には、スイッチ２４は、第１の入出力端子２４ａと第２の入出力端子２４ｂとを接続することによって、第１の入出力端子２４ａに入力されるＥＧＳＭ方式の受信信号を第２の入出力端子２４ｂに出力する。送信時には、スイッチ２４は、第１の入出力端子２４ａと第３の入出力端子２４ｃとを接続することによって、第３の入出力端子２４ｃから入力されるＥＧＳＭ方式の送信信号を第１の入出力端子２４ａに出力する。このスイッチ２４の第２の入出力端子２４ｂはアンテナスイッチモジュール１０の第２の端子１０ｃに接続されており、スイッチ２４の第３の入出力端子２４ｃはローパスフィルタ（以下、「ＬＰＦ」という）１６の出力端子に接続されている。
【００２７】
ＬＰＦ１６の入力端子は、アンテナスイッチモジュール１０の第２の端子１０ｄに接続されている。ＬＰＦ１６は、第２の端子１０ｄに入力されるＥＧＳＭ方式の送信信号に重畳された高周波ノイズを除去するために設けられている。
【００２８】
同様に、スイッチ２６は、例えばダイオードやトランジスタを用いたスイッチであり、ＤＣＳ方式の信号の送受信切換を行う。具体的には、受信時には、スイッチ２６は、第１の入出力端子２６ａと第２の入出力端子２６ｂとを接続することによって、第１の入出力端子２６ａに入力されるＤＣＳ方式の受信信号を第２の入出力端子２６ｂに出力する。送信時には、スイッチ２６は、第１の入出力端子２６ａと第３の入出力端子２６ｃとを接続することによって、第３の入出力端子２６ｃから入力されるＤＣＳ方式の送信信号を第１の入出力端子２６ａに出力する。このスイッチ２６の第２の入出力端子２６ｂはアンテナスイッチモジュール１０の第２の端子１０ｅに接続されており、スイッチ２６の第３の入出力端子２６ｃはＬＰＦ１８の出力端子に接続されている。
【００２９】
ＬＰＦ１８の入力端子は、アンテナスイッチモジュール１０の第２の端子１０ｆに接続されている。ＬＰＦ１８は、第２の端子１０ｆに入力されるＤＣＳ方式の送信信号に重畳された高周波ノイズを除去するために設けられている。
【００３０】
ＬＰＦ１６，１８は、例えば、一つの基板上に形成されており、この基板上には、サージ吸収回路１２を構成する表面実装部品やスイッチ回路１４を構成するＩＣが搭載されている。この基板には、例えば、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）基板、セラミック基板、テフロン（登録商標）基板、ガラスエポキシ樹脂基板などが用いられる。
【００３１】
このように、本実施の形態のアンテナスイッチモジュール１０は、複数の第２の端子１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆのうちいずれか一つの第２の端子と第１の端子１０ａとを選択的に接続することによって、アンテナ２０から入力されたＥＧＳＭ方式の受信信号を第２の端子１０ｃに出力し、アンテナ２０から入力されたＤＣＳＭ方式の受信信号を第２の端子１０ｅに出力する。また、本実施の形態のアンテナスイッチモジュール１０は、ＲＦ回路から第２の端子１０ｄに入力されたＥＧＳＭ方式の送信信号をアンテナ２０に出力し、ＲＦ回路から第２の端子１０ｆに入力されたＤＣＳ方式の送信信号をアンテナ２０に出力する。
【００３２】
次に、サージ吸収回路１２の幾つかの実施形態について詳細に説明する。
【００３３】
［第１の実施の形態］
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るサージ吸収回路を示す回路図である。サージ吸収回路１２Ａは、上記したサージ吸収回路１２に適用可能である。サージ吸収回路１２Ａは、第１のインダクタ３０、第２のインダクタ３２、および、サージ吸収素子３４を有している。
【００３４】
第１のインダクタ３０の一端は第１の入出力端子１２ａに接続されており、第１のインダクタ３０の他端はノードＮ１に接続されている。ノードＮ１には第２のインダクタ３２の一端が更に接続されており、この第２のインダクタ３２の他端は第２の入出力端子１２ｂに接続されている。これらの第１のインダクタ３０と第２のインダクタ３２とは電磁気的に結合している。具体的には、第１のインダクタ３０と第２のインダクタ３２とは、互いにインダクタンスを増加させるように磁気結合している。すなわち、第１の入出力端子１２ａから第２の入出力端子１２ｂに向かう方向又はその逆方向に電流が流れている場合に、その電流によって第１のインダクタ３０及び第２のインダクタ３２に生じる磁界の向きが同一となり、その結果、互いのインダクタンスが増加するように磁気結合している。第１のインダクタ３０と第２のインダクタ３２との結合係数は、０．０１より大きく１以下であることが好ましい。
【００３５】
上記のノードＮ１には、サージ吸収素子３４の一端が更に接続されている。サージ吸収素子３４の他端は第３の入出力端子１２ｃに接続されている。サージ吸収素子３４は、本実施の形態では、ＺｎＯなどの金属酸化物からなるバリスタである。サージ吸収素子３４は、端子間電圧が所定の電圧より小さいときには、端子間に大きな抵抗値を有する。一方、サージ吸収素子３４は、端子間電圧が所定の電圧より大きいときには、端子間の抵抗値を小さくすることによって端子間に電流を流し、端子間の電圧を所定の電圧にクランプする。なお、所定の電圧とは、サージ吸収素子３４の特性で定まる値である。
【００３６】
したがって、第１の入出力端子１２ａに電圧レベルが小さい受信信号が入力されるときには、サージ吸収回路１２Ａは、サージ吸収素子３４の端子間の抵抗値が大きいので、受信信号を第２の入出力端子１２ｂに出力する。同様に、第２の入出力端子１２ｂに電圧レベルが小さい送信信号が入力されるときには、サージ吸収回路１２Ａは、サージ吸収素子３４の端子間の抵抗値が大きいので、送信信号を第１の入出力端子１２ａに出力する。
【００３７】
一方、第１の入出力端子１２ａに静電サージが入力されると、サージ吸収素子３４によって第１の入出力端子１２ａと第３の入出力端子１２ｃとの端子間の抵抗値が小さくなり、サージ吸収回路１２Ａは、第１の入出力端子１２ａと第３の入出力端子１２ｃとの端子間に電流を流し、ノードＮ１の電圧をクランプする。このように、サージ吸収回路１２Ａは、第１の入出力端子に静電サージが入力されても、第２の入出力端子に出力される電圧を低減する。
【００３８】
図３は、図２に示すサージ吸収回路を等価的に示す回路図である。第１のインダクタ３０および第２のインダクタ３２は、電磁気的に結合しているので、２つのインダクタ３６，３７と負性インダクタ（負性誘導素子）３８とで等価的に表わすことができる。また、サージ吸収素子３４は、並列に接続された可変抵抗素子と浮遊容量素子（浮遊容量成分）３９とで等価的に表すことができるが、小信号の高速信号に対しては浮遊容量素子３９のみで近似することができる。
【００３９】
図３に示す等価回路では、インダクタ３６の一端は第１の入出力端子１２ａに接続されており、インダクタ３６の他端はノードＮ２に接続されている。ノードＮ２にはインダクタ３７の一端も接続されており、インダクタ３７の他端は第２の入出力端子１２ｂに接続されている。また、ノードＮ２には負性インダクタ３８の一端も接続されており、負性インダクタ３８の他端は浮遊容量素子３９の一端に接続されている。浮遊容量素子３９は、第３の入出力端子１２ｃに接続されている。
【００４０】
ここで、第１のインダクタ３０のインダクタンスおよび第２のインダクタ３２のインダクタンスをＬｚとし、第１のインダクタ３０と第２のインダクタ３２との結合係数の値をＫｚとすると、インダクタ３６のインピーダンスおよびインダクタ３７のインダクタンスは「（１＋Ｋｚ）・Ｌｚ」となり、負性インダクタ３８のインダクタンスは「−Ｋｚ・Ｌｚ」となる。また、浮遊容量素子３９の容量値をＣｚとする。これより、図３に示すサージ吸収回路１２Ａの入力インピーダンスは、下式（１）で表される。
【数１】
2007096697.tif 000003
【００４１】
上記（１）式によれば、Ｋｚ＝±１とすると、右辺のωを含む第２項が０となり、入力インピーダンスＺｉｎは周波数に依存せず一定になることがわかる。ただし、Ｋｚ＝−１の場合にはＺｉｎ＝０となるので適当でない。
【００４２】
更に、Ｋｚ＝１とし、下式（２）を満たすようにＬｚを設定すれば、サージ吸収回路１２Ａの入力インピーダンスＺｉｎを、サージ吸収回路１２Ａに接続される伝送線路の特性インピーダンスＺｏに整合させることができる。
【数２】
2007096697.tif 000004
【００４３】
このように、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ａによれば、静電サージ低減に優れたサージ吸収素子３４を有しているので、入力される静電サージを低減することができる。また、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ａによれば、広帯域にわたって入力インピーダンスを一定にするように、第１のインダクタ３０と第２のインダクタ３２との結合係数の値を設定することができる。更に、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ａによれば、サージ吸収素子３４の浮遊容量成分の影響をキャンセルして所望の入力インピーダンスを得るように、サージ吸収素子３４の浮遊容量成分に対して第１のインダクタ３０のインダクタンスと第２のインダクタ３２のインダクタンスとを設定することができる。即ち、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ａは、静電サージ低減に優れており、且つ、広帯域にわたってインピーダンス整合を可能とする。
【００４４】
以下では、サージ吸収回路１２Ａとして用いることができる積層サージ吸収部品について説明する。
【００４５】
図４は、第１の実施の形態のサージ吸収回路を積層型の部品として実現した積層サージ吸収部品を一部破断して示す斜視図である。積層サージ吸収部品４０Ａは、略直方体の形状の積層体４１Ａと、第１の電極４２と、第２の電極４４と、第３の電極４６，４８とから構成されている。
【００４６】
第１の電極４２は、積層体４１Ａの軸線Ｘに平行な第１の面４０ａと、この第１の面４０ａに直交する四つの面それぞれにおける第１の面４０ａ側の一部とに設けられている。
【００４７】
第２の電極４４は、積層体４１Ａの軸線Ｘに対して第１の面４０ａと対向する第２の面４０ｂと、この第２の面４０ｂに直交する四つの面それぞれにおける第２の面４０ｂ側の一部とに設けられている。
【００４８】
第３の電極４６は、積層体４１Ａの軸線Ｘに直交する第３の面４０ｃの中央部において積層体４１Ａの積層方向に延びるように設けられている。同様に、第４の電極４８は、積層体４１Ａの軸線Ｘに直交する第４の面４０ｄの中央部において、積層方向に延びるように設けられている。これらの第１の電極４２、第２の電極４４および第３の電極４６、４８の材料には、金、白金、銀、銅、鉛、これらの合金等の導体が用いられる。
【００４９】
なお、第１の電極４２はサージ吸収回路１２Ａの第１の入出力端子１２ａとして用いられ、第２の電極４４はサージ吸収回路１２Ａの第２の入出力端子１２ｂとして用いられる。また、第３の電極４６、４８はサージ吸収回路１２Ａの第３の入出力端子１２ｃとして用いられる。
【００５０】
図５は、図４に示す積層体を層ごとに分解して示す分解斜視図である。積層体４１Ａは、絶縁層５０、５１、５２、半導体層５３および絶縁層５４と、これらの絶縁層および半導体層に設けられた導体パターンとによって構成されている。
【００５１】
絶縁層５０は、絶縁性を有する材料であって、例えば、ガラスエポキシ樹脂、フッ素樹脂、セラミック等の誘電体材料からなる。絶縁層５０は、絶縁層５１の一方の主面５１ａ上に設けられている。この絶縁層５１は、例えば絶縁層５０と同一の材料からなる。また、絶縁層５０は、一方の主面５１ａ上に設けられたコイル５５を覆っている。コイル５５は、導体パターンとして構成されている。かかる導体体パターンは、例えば、金、白金、銀、銅、鉛、これらの合金等の導体からなる。
【００５２】
コイル５５は、一端５５ａ及び他端５５ｂを有している。コイル５５の一端は、上述の第１の面４０ａの一部を構成する絶縁層５１の一縁に沿って設けられており、第１の電極４２に接続されている。このコイル５５は、上記した第１のインダクタ３０として用いられるものであり、その他端５５ｂは、ビアを介してコイル５６の一端５６ａに接続されている。このコイル５６は、第２のインダクタ３２として用いられる。
【００５３】
コイル５６は、絶縁層５２の一方の主面５２ａ上に設けられた導体パターンである。絶縁層５２は、絶縁層５０と同一の材料によって構成されており、コイル５６は、コイル５５と同一の材料によって構成されている。
【００５４】
コイル５６は、軸線Ｘに直交する積層方向において、コイル５５と少なくとも一部が重なるように設けられている。すなわち、コイル５５とコイル５６とは、所望の値の結合係数が得られるように、互いに電磁気的に結合されている。
【００５５】
このコイル５６の他端５６ｂは、上述の第２の面４０ｂの一部を構成する絶縁層５２の一縁に沿って設けられており、第２の電極４４に接続されている。また、コイル５６の一端５６ａは、ビアを介して導体パターン５７に接続されている。
【００５６】
導体パターン５７は、半導体層５３の一方の主面５３ａ上に設けられている。導体パターン５７は、軸線Ｘ方向に延びている。この導体パターン５７に半導体層５３を介して対向するように、絶縁層５４の一方の主面５４ａ上には、導体パターン５８が設けられている。導体パターン５８は、軸線Ｘ方向に延びており、その一端５８ａ及び他端５８ｂはそれぞれ、第３の面４０ｃ及び第４の面４０ｄに沿って設けられており、第３の電極４６及び４８に接続されている。
【００５７】
これら導体パターン５７，５８は、例えばコイル５５と同一な材料からなり、絶縁層５４は、例えば絶縁層５０と同一な材料からなる。また、半導体層５３は、ＺｎＯを主成分とする半導体セラミック材料からなる。このようにして、導体パターン５７、導体パターン５８、及び、当該導体パターン５７と導体パターン５８とによって挟まれた半導体層５３とは、バリスタ、すなわちサージ吸収素子３４を構成している。
【００５８】
なお、積層体４１Ａは、上述のように導体パターンが形成された各層を積層して圧着した後に、一体焼成することによって形成される。導体パターンの各々は、例えば、印刷技術やエッチング技術で形成される。また、この積層体４１Ａの表面に第１の電極４２、第２の電極４４、および、第３の電極４６、４８を形成することによって、図４に示す積層サージ吸収部品４０Ａが形成される。
【００５９】
このような積層サージ吸収部品４０Ａからなるサージ吸収回路１２Ａは、インダクタやサージ吸収素子が一体に形成されているので、小型であり、且つ、浮遊容量成分を小さくすることができる。
【００６０】
［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るサージ吸収回路を示す回路図である。サージ吸収回路１２Ｂは、上記したサージ吸収回路１２に適用可能である。サージ吸収回路１２Ｂは、第１の実施の形態のサージ吸収回路１２Ａに加えて、更に容量素子６０を有している。
【００６１】
容量素子６０の一端は、第１の入出力端子１２ａと第１のインダクタ３０の一端とを接続するためのノードＮ３に接続されている。容量素子６０の他端は、第２の入出力端子１２ｂと第２のインダクタ３２の他端とを接続するためのノードＮ４に接続されている。
【００６２】
図７は、図６に示すサージ吸収回路を等価的に表す回路図である。第１の実施の形態と同様に、電磁気的に結合している第１のインダクタ３０および第２のインダクタ３２は、２つのインダクタ３６，３７と負性インダクタ（負性誘導素子）３８とで等価的に表すことができる。また、サージ吸収素子３４は、小信号の高速信号に対しては浮遊容量素子（浮遊容量成分）３９のみで近似することができる。
【００６３】
第１のインダクタ３０のインダクタンスおよび第２のインダクタ３２のインダクタンスをＬｚとし、第１のインダクタ３０と第２のインダクタ３２との結合係数の値をＫｚとすると、インダクタ３６のインピーダンスおよびインダクタ３７のインダクタンスは「（１＋Ｋｚ）Ｌｚ」となり、負性インダクタ３８のインダクタンスは「−ＫｚＬｚ」となる。また、容量素子６０の容量値をＣｓとし、浮遊容量素子３９の容量値をＣｚとする。これより、図７に示すサージ吸収回路１２Ｂの入力インピーダンスは、下式（３）で表される。
【数３】
2007096697.tif 000005
【００６４】
上記（３）式によれば、下式（４）を満たすようにＣｓを設定すれば、入力インピーダンスＺｉｎは周波数に依存せず一定になることがわかる。
【００６５】
更に、下記（４）式を満たすようにＣｓを設定し、下式（５）を満たすようにＬｚを設定すれば、サージ吸収回路１２Ｂの入力インピーダンスＺｉｎを、サージ吸収回路１２Ｂに接続される伝送線路の特性インピーダンスＺｏに整合させることができる。
【数４】
2007096697.tif 000006
【数５】
2007096697.tif 000007
【００６６】
上記（４）式および（５）式からも分かるように、本実施の形態によれば、Ｋｚを任意に選ぶことができる。すなわち、本実施の形態では、Ｋｚを変更することによってＣｓおよびＬｚを変更することができるので、第１の実施の形態よりも柔軟性の高い回路設計が可能となる。
【００６７】
このように、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ｂによれば、第１の実施の形態と同様に、入力される静電サージを低減することができる。また、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ｂによれば、広帯域にわたって入力インピーダンスを一定にするように、第１のインダクタ３０と第２のインダクタ３２との結合係数の値および容量素子６０の容量値を設定することができる。更に、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ｂによれば、サージ吸収素子３４の浮遊容量成分の影響をキャンセルして所望の入力インピーダンスを得るように、サージ吸収素子３４の浮遊容量成分に対して、第１のインダクタ３０と第２のインダクタ３２との結合係数の値と、第１のインダクタ３０のインダクタンスおよび第２のインダクタ３２のインダクタンスとを設定することが可能である。即ち、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ｂは、静電サージ低減に優れており、且つ、広帯域にわたってインピーダンス整合を可能とする。
【００６８】
上記の説明では、サージ吸収素子３４を浮遊容量素子３９のみで近似したが、実際には、サージ吸収素子３４には無視できないレベルの浮遊誘導素子（浮遊誘導成分）が含まれている場合がある。図８は、浮遊誘導成分を考慮した場合のサージ吸収素子の等価的な回路図である。サージ吸収素子３４は、並列に接続された可変抵抗素子６２および浮遊容量素子３９と、これらに直列に接続された浮遊誘導素子６３とで等価的に表される。この浮遊誘導素子６３もサージ吸収素子３４の入力インピーダンスを周波数に対して変動させる原因となる。すなわち、この浮遊誘導素子６３も高速な送受信信号の劣化の原因となる。
【００６９】
しかしながら、本実施の形態によれば、電磁気的に結合されている第１のインダクタ３０および第２のインダクタ３２が負性インダクタ３８を有するので、この負性インダクタ３８によってサージ吸収素子３４に含まれる浮遊誘導素子６３をキャンセルすることができる。ただし、見かけ上、結合が小さくなった状態と同じになるため、ＫｚとＬｚはそのままで、Ｃｓを下記（６）式とする。
【数６】
2007096697.tif 000008
ただし、Ｌｅは浮遊誘導素子６３のインダクタンスであり、ＫｚＬｚ≧Ｌｅである。上記（６）式を満たすようにＣｓを設定することによって、サージ吸収素子３４に浮遊容量素子３９と浮遊誘導素子６３とが含まれていても、サージ吸収回路１２Ｂの入力インピーダンスＺｉｎを、サージ吸収回路１２Ｂに接続される伝送線路の特性インピーダンスＺｏに整合させることができる。
【００７０】
このように、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ｂによれば、第１のインダクタ３０と第２のインダクタ３２とが電磁気的に結合されているので、第１のインダクタ３０と第２のインダクタ３２とを負性誘導素子として動作させることができる。この負性誘導素子の負性誘導成分によってサージ吸収素子３４の浮遊誘導成分の影響をキャンセルし、サージ吸収回路１２の入出力端子間に接続された容量素子６０で第１のインダクタ３０と第２のインダクタ３２の結合量の低下分を補償することによって、浮遊容量成分及び浮遊誘導成分の影響をキャンセルして広帯域にわたって入力インピーダンスを一定にすることができる。
【００７１】
次に、サージ吸収回路１２Ｂを、積層サージ吸収部品として実現する例を説明する。サージ吸収回路１２Ｂ用の積層サージ吸収部品は、略直方体の積層体４１Ｂの表面に、図４に示す積層サージ吸収部品４０Ａと同様に、第１の電極４２、第２の電極４４および第３の電極４６，４８が設けられてなるものである。
【００７２】
図９は、第２の実施の形態のサージ吸収回路を積層型の部品として実現した積層サージ吸収部品の積層体を層ごとに分解した分解斜視図である。積層体４１Ｂは、絶縁層５０と絶縁層５１との間に積層された絶縁層６５，６６を更に有している点において、積層体４１Ａと異なっている。
【００７３】
この絶縁層６５の一方の主面６５ａ上には、導体パターン６７が形成されている。導体パターン６７は、略長方形の導体パターン６７ａと、軸線Ｘ方向に直交する方向に延びる細い導体パターン６７ｂとからなる。導体パターン６７ｂの一端６７ｃは、積層体４１Ｂの一つの面の一部をなす絶縁層６５の一縁に沿って設けられており、第１の電極４２に接続されている。また、導体パターン６７ｂの他端は、導体パターン６７ａと接続されている。かかる導体パターン６７が設けられた絶縁層６５は、絶縁層６６の一方の主面６６ａ上に設けられている。
【００７４】
この絶縁層６６の一方の主面上には、導体パターン６８が設けられている。導体パターン６８は、導体パターン６８ａ及び６８ｂを含んでいる。導体パターン６８ａは、導体パターン６７ａと対向するように設けられている。また、導体パターン６８ｂの一端６８ｃは、積層体４１Ｂの別の一つの面をなす絶縁層６６の一縁に沿って設けられており、第２の電極４４に接続されている。この導体パターン６８ｂの他端は、導体パターン６８ａに接続されている。
【００７５】
導体パターン６７および導体パターン６８は、例えばコイル５５と同一な材料からなり、絶縁層６５および絶縁層６６は、例えば絶縁層５０と同一な材料からなる。
【００７６】
導体パターン６７の導体パターン６７ａと導体パターン６８の導体パターン６８ａとは、積層体４１Ｂの積層方向において互いに重なっている。このようにして、導体パターン６７および導体パターン６８と絶縁層６５とによって、容量素子６０が形成されている。
【００７７】
このような積層サージ吸収部品４０Ｂからなるサージ吸収回路１２Ｂは、インダクタ、サージ吸収素子、および、容量素子が一体に形成されているので、小型であり、且つ、浮遊容量成分および浮遊誘導成分を小さくすることができる。
【００７８】
［第３の実施の形態］
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係るサージ吸収回路を示す回路図である。サージ吸収回路１２Ｃは、上記したサージ吸収回路１２に適用可能である。サージ吸収回路１２Ｃは、第１のインダクタと第２のインダクタとが電磁気的に結合していない点において、第２の実施の形態のサージ吸収回路１２Ｂと異なっている。サージ吸収回路１２Ｃの他の構成は、第２の実施の形態のサージ吸収回路１２Ｂと同一である。
【００７９】
サージ吸収回路１２Ｃは、第１のインダクタ７０および第２のインダクタ７２を備えている。第１のインダクタ７０と第２のインダクタ７２とは、電磁気的に結合されていない。第１のインダクタ７０と第２のインダクタ７２との結合係数の値は、０．０１以下であることが好ましい。
【００８０】
ここで、第１のインダクタ７０のインダクタンスおよび第２のインダクタ７２のインダクタンスをＬｘとし、容量素子６０の容量値をＣｘとする。サージ吸収素子３４は小信号の高速信号に対して浮遊容量素子（浮遊容量成分）３９のみで近似し、この浮遊容量素子３９の容量値をＣｚとする。これより、図１０に示すサージ吸収回路１２Ｃの入力インピーダンスは、下式（７）で表される。
【数７】
2007096697.tif 000009
【００８１】
上記（７）式によれば、下式（８）を満たすようにＣｘを設定すれば、入力インピーダンスＺｉｎは周波数に依存せず一定になることがわかる。
【００８２】
更に、下記（８）式を満たすようにＣｘを設定し、下式（９）を満たすようにＬｚを設定すれば、サージ吸収回路１２Ｃの入力インピーダンスＺｉｎを、サージ吸収回路１２Ｃに接続される伝送線路の特性インピーダンスＺｏに整合させることができる。
【数８】
2007096697.tif 000010
【数９】
2007096697.tif 000011
【００８３】
このように、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ｃによれば、第１の実施の形態と同様に、入力される静電サージを低減することができ、サージ吸収素子３４の浮遊容量成分の影響をキャンセルして所望の入力インピーダンスを得ることができる。更に、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ｃによれば、広帯域にわたって入力インピーダンスを一定にするように、容量素子６０の容量値を設定することができる。即ち、本実施の形態のサージ吸収回路１２Ｃは、静電サージ低減に優れており、且つ、広帯域にわたってインピーダンス整合を可能とする。
【００８４】
次に、サージ吸収回路１２Ｃを、積層サージ吸収部品として実現する例を説明する。サージ吸収回路１２Ｃ用の積層サージ吸収部品は、略直方体の積層体４１Ｃの表面に、図４に示す積層サージ吸収部品４０Ａと同様に、第１の電極４２、第２の電極４４および第３の電極４６、４８が設けられてなるものである。
【００８５】
図１１は、第３の実施の形態のサージ吸収回路を積層型の部品として実現した積層サージ吸収部品の積層体を層ごとに分解した分解斜視図である。積層体４１Ｃは、コイル５５が設けられた絶縁層５１に代えて、コイル７６及び導体パターン７７が設けられた絶縁層７４を有しており、且つ、コイル５６が設けられた絶縁層５２に代えて、コイル７８及び導体パターン７９が設けられた絶縁層７５を有している点において、積層体４１Ａと異なっている。積層体４１Ｃのその他の構成は、積層体４１Ａと同様である。
【００８６】
絶縁層７４の一方の主面７４ａ上には、コイル７６が設けられている。コイル７６は、導体パターンとして構成されている。コイル７６は、上記した第１のインダクタ７０として用いられるものである。このコイル７６の一端７６ａは、第１の電極４２に接続されており、コイル７６の他端７６ｂは、ビアを介してコイル７８の一端７８ａに接続されている。
【００８７】
コイル７８は、絶縁層７５の一方の主面７５ａ上に設けられている。コイル７８は、コイル７６と同様に、導体パターンとして構成されている。コイル７８は、上記した第２のインダクタ７２として用いられるものである。このコイル７８の他端７８ｂは、第２の電極４４に接続されている。
【００８８】
コイル７６とコイル７８とは、軸線Ｘに直交する積層方向に対して、それぞれ重ならないように設けられている。すなわち、コイル７６によって生成される電界とコイル７８によって生成される電界とが互いに影響を及ぼし合わず、結合係数が０．０１以下となるように、コイル７６とコイル７８とが形成されている。
【００８９】
また、絶縁層７４の一方の主面７４ａ上には、導体パターン７７が更に設けられている。導体パターン７７は、略長方形の導体パターン７７ａと、導体パターン７７ｂとを含んでいる。導体パターン７７ｂの一端７７ｃは、例えば、第１の電極４２に接続されており、導体パターン７７ｂの他端は導体パターン７７ａに接続されている。
【００９０】
また、絶縁層７５の一方の主面７５ａ上には、導体パターン７９が更に設けられている。導体パターン７９は、長方形の導体パターン７９ａと、導体パターン７９ｂとからなる。この導体パターン７９ｂの一端７９ｃは、例えば、第２の電極４４に接続されており、導体パターン７９ｂの他端は導体パターン７９ａに接続されている。
【００９１】
導体パターン７７ａと導体パターン７９ａとは、軸線Ｘ方向に直交する積層方向に重なっている。このように軸線Ｘ方向において対向する導体パターン７７および導体パターン７９と、当該導体パターン７７および導体パターン７９によって挟まれた絶縁層７４とによって、容量素子６０が構成されている。
【００９２】
なお、絶縁層７４および絶縁層７５は、例えば絶縁層５０と同一な材料からなり、コイル７６、導体パターン７７、コイル７８、および、導体パターン７９は、例えばコイル５５と同一の材料からなる。
【００９３】
このような積層サージ吸収部品４０Ｃからなるサージ吸収回路１２Ｃは、インダクタ、サージ吸収素子、および、容量素子が一体に形成されているので、小型であり、且つ、浮遊容量成分を小さくすることができる。
【００９４】
以上説明したように、本実施の形態のアンテナスイッチモジュール１０は、上記した実施の形態のサージ吸収回路をアンテナに接続するための第１の端子１０ａとスイッチ回路１４との間に備えているので、広帯域にわたって送受信信号を劣化させることなく、第１の端子１０ａから入力される静電サージをサージ吸収素子３４によって低減することができる。
【００９５】
したがって、本実施の形態のアンテナスイッチモジュール１０は、送受信信号を劣化させることなく、内部のダイオード、トランジスタ、ＳＡＷフィルタといった高周波素子および高周波部品が静電サージによって破壊されることを防止することができる。
【００９６】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。
【００９７】
本実施の形態では、サージ吸収素子として、ＺｎＯなどの金属酸化物からなるバリスタが用いられたが、サージ吸収素子には、Ｓｉ等の半導体からなるＰＮ接合素子、モリブデンからなるサージ吸収素子、および、電極間の放電を利用するギャップ式放電素子などが適用できる。
【００９８】
また、本実施の形態では、サージ吸収回路を実現する積層サージ吸収部品を例示したが、サージ吸収回路を実現する方法は本実施の形態に限られるものではない。積層サージ吸収部品の積層体の構成は、本実施の形態に限らず様々な形態であってもよい。また、サージ吸収回路は、ＬＰＦが形成される基板上に直接形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施の形態に係るアンテナスイッチモジュールをアンテナと共に示す回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るサージ吸収回路を示す回路図である。
【図３】図２に示すサージ吸収回路を等価的に示す回路図である。
【図４】第１の実施の形態のサージ吸収回路を積層型の部品として実現した積層サージ吸収部品を一部破断して示す斜視図である。
【図５】図４に示す積層体を層ごとに分解して示す分解斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るサージ吸収回路を示す回路図である。
【図７】図６に示すサージ吸収回路を等価的に表す回路図である。
【図８】サージ吸収素子３４の等価的な回路図である。
【図９】第２の実施の形態のサージ吸収回路を積層型の部品として実現した積層サージ吸収部品の積層体を層ごとに分解した分解斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るサージ吸収回路を示す回路図である。
【図１１】第３の実施の形態のサージ吸収回路を積層型の部品として実現した積層サージ吸収部品の積層体を層ごとに分解した分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０…アンテナスイッチモジュール、１０ａ…第１の端子、１０ｂ…グランド端子、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ…第２の端子、１２…サージ吸収回路、１４…スイッチ回路、１６、１８…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、２０…アンテナ、２２…ダイプレクサ、２４、２６…スイッチ、３０、７０…第１のインダクタ、３２、７２…第２のインダクタ、３４…サージ吸収素子、６０…容量素子。
【図１】
2007096697.tif 000012
【図２】
2007096697.tif 000013
【図３】
2007096697.tif 000014
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007096697.tif 000018
【図８】
2007096697.tif 000019
【図９】
2007096697.tif 000020
【図１０】
2007096697.tif 000021
【図１１】
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