(57)【要約】【課題】携帯機器のプリント基板上にインピーダンス整合回路を直接実装するためのスペースを不要とし、省スペース化と製造コストの低減が可能なフロントエンドモジュールを提供する。【解決手段】本発明のフロントエンドモジュール１０は多層基板に構成され、アンテナ４０に接続されるダイプレクサ２０、送受信信号を切り替える第１／第２スイッチ回路２１、２２、送信側フィルタ回路２３、２５、受信側フィルタ回路２４、２６、パワーアンプ４１と送信側フィルタ２３、２５の間のインピーダンスを整合する送信側インピーダンス整合回路３０、３１、受信側フィルタ回路２４、２６とＲＦ回路部４２の間のインピーダンスを整合する受信側インピーダンス整合回路３２、３３、３４を備えている。よって各インピーダンス整合回路３０〜３４の回路部品を携帯機器のプリント基板上に実装するスペースが不要になり、携帯機器の小型化と部品点数の削減に有益である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信回路を含む外部回路とアンテナの間に接続されるフロントエンド回路を多層基板に構成したフロントエンドモジュールであって、
前記フロントエンド回路と前記受信回路の間のインピーダンスを整合するインピーダンス整合回路を備え、
前記多層基板には、前記インピーダンス整合回路を構成する回路部品が実装されるとともに、前記インピーダンス整合回路を前記受信回路に接続するための端子が形成されていることを特徴とするフロントエンドモジュール。
【請求項２】
前記フロントエンド回路は、前記アンテナにより送受信される送信信号および受信信号の経路をスイッチ素子により切り替えるスイッチ回路と、前記スイッチ回路と前記インピーダンス整合回路の間に挿入される受信側フィルタ回路と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のフロントエンドモジュール。
【請求項３】
前記フロントエンド回路は、複数の異なる周波数帯域を共用可能であり、受信側の複数の周波数帯域に応じた複数の前記受信側フィルタ回路を含み、
前記インピーダンス整合回路は、前記受信側の複数の周波数帯域に応じた複数のインピーダンス整合回路であることを特徴とする請求項２に記載のフロントエンドモジュール。
【請求項４】
前記インピーダンス整合回路は、前記受信側フィルタ回路が実装される誘電体層の下層の誘電体層において、前記受信側フィルタ回路を構成する回路部品の直下の領域の導体パターンとして内層されることを特徴とする請求項２又は３に記載のフロントエンドモジュール。
【請求項５】
送信回路および受信回路を含む外部回路とアンテナの間に接続されるフロントエンド回路を多層基板に構成したフロントエンドモジュールであって、
前記フロントエンド回路と前記送信回路の間のインピーダンスを整合する第１のインピーダンス整合回路と、
前記フロントエンド回路と前記受信回路の間のインピーダンスを整合する第２のインピーダンス整合回路と、
を備え、
前記多層基板には、前記第１のインピーダンス整合回路および前記第２のインピーダンス整合回路をそれぞれ構成する回路部品が実装されるとともに、前記第１のインピーダンス整合回路を前記送信回路に接続するための第１の端子と前記第２のインピーダンス整合回路を前記受信回路に接続するための第２の端子が形成されていることを特徴とするフロントエンドモジュール。
【請求項６】
前記フロントエンド回路は、前記アンテナにより送受信される送信信号および受信信号の経路をスイッチ素子により切り替えるスイッチ回路を備え、
前記多層基板の実装面において、前記第１のインピーダンス整合回路を構成する回路部品と、前記第２のインピーダンス整合回路を構成する回路部品が、前記スイッチ素子を挟んで対向位置に実装されていることを特徴とする請求項５に記載のフロントエンドモジュール。
【請求項７】
矩形の前記多層基板の底面の対向する２辺のうち、前記第１のインピーダンス整合回路の位置に対応する一方の辺に前記第１の端子が形成され、前記第２のインピーダンス整合回路の位置に対応する他方の辺に前記第２の端子が形成されることを特徴とする請求項６に記載のフロントエンドモジュール。
【請求項８】
前記フロントエンド回路は、前記スイッチ回路に加えて、前記スイッチ回路と前記第１のインピーダンス整合回路の間に挿入される送信側フィルタ回路と、前記スイッチ回路と前記第２のインピーダンス整合回路の間に挿入される受信側フィルタ回路と、を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載のフロントエンドモジュール。
【請求項９】
前記フロントエンド回路は、複数の異なる周波数帯域を共用可能であり、送信側の複数の周波数帯域に応じた複数の前記送信側フィルタ回路と、受信側の複数の周波数帯域に応じた複数の受信側フィルタ回路とを含み、
前記第１のインピーダンス整合回路は、前記送信側の複数の周波数帯域に応じた複数の第１のインピーダンス整合回路であり、かつ、前記第２のインピーダンス整合回路は、前記受信側の複数の周波数帯域に応じた複数の第２のインピーダンス整合回路であることを特徴とする請求項８に記載のフロントエンドモジュール。
【請求項１０】
前記第２のインピーダンス整合回路は、前記受信側フィルタ回路が実装される誘電体層の下層の誘電体層において、前記受信側フィルタ回路を構成する回路部品の直下の領域の導体パターンとして内層されることを特徴とする請求項８又は９に記載のフロントエンドモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器においてアンテナと送信回路／受信回路の間の高周波回路を実装したフロントエンドモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機に代表される携帯機器においては小型化が強く要望されることから、高周波回路を一体的にモジュール化する構成が採用されている。近年では、複数の通信方式に対応する異なる周波数帯域を共用可能な携帯機器が普及し、その高周波回路は複雑かつ多機能になっているので、モジュール化の重要性が増している。特に、フロントエンド回路を積層（多層）基板に構成したフロントエンドモジュールが一般的に用いられている。このようなフロントエンドモジュールは、アンテナと送信回路／受信回路の間の機能を担うフロントエンド回路として、ダイプレクサ回路、スイッチ回路、送信側フィルタ回路、受信側フィルタ回路をそれぞれ積層基板に組み込んだ構成を有する。携帯機器のプリント基板にフロントエンドモジュールを搭載すれば、個別の回路部品を基板上に直接実装する場合に比べて基板のサイズを格段に小さくすることができる。
【０００３】
上述の携帯機器のプリント基板上では、フロントエンドモジュールに形成された端子のうち、アンテナ端子をアンテナに接続することに加え、送信端子がパワーアンプ等の送信回路に接続され、受信端子がＲＦＩＣ等の受信回路に接続される。一般に高周波回路において異なる回路が接続される箇所では、インピーダンスの不整合に起因して、反射による信号の損失や特性の劣化を生じる。よって、インピーダンスの不整合を防止するために、インピーダンス整合回路を挿入する必要がある（例えば、特許文献１参照）。そのため、携帯機器のプリント基板上にはコイルやコンデンサ等のチップ部品を用いたインピーダンス整合回路が構成され、その一端がフロンドエンドモジュールに接続される。
【特許文献１】特開２００６−２３７７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように複数の周波数帯域を共用可能な携帯機器を想定すると、フロントエンドモジュールと送信回路／受信回路の間に、それぞれの周波数帯域に対応する複数のインピーダンス整合回路を構成する必要がある。従って、携帯機器のプリント基板において、インピーダンス整合回路に用いる回路部品を実装するための大きなスペースが必要となる。特に、インピーダンス整合回路をチップ部品等で構成する場合は、部品点数が増加するとともに接続のための配線の引き回しの余分なスペースが必要となり、プリント基板全体のサイズの増大につながる。また、チップ部品等の部品点数の増加による製造コストの上昇も懸念される。さらに、携帯機器を設計する際、プリント基板の特性に応じてインピーダンス整合回路の回路定数を決定するために多くの工数が必要となる。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、フロントエンド回路を有する携帯機器のプリント基板上においてインピーダンス整合回路を直接実装するためのスペースを不要とし、プリント基板の省スペース化と製造コストの低減を達成可能なフロントエンド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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のフロントエンドモジュールの第１の態様は、受信回路を含む外部回路とアンテナの間に接続されるフロントエンド回路を多層基板に構成したフロントエンドモジュールであって、前記フロントエンド回路と前記受信回路の間のインピーダンスを整合するインピーダンス整合回路を備え、前記多層基板には、前記インピーダンス整合回路を構成する回路部品が実装されるとともに、前記インピーダンス整合回路を前記受信回路に接続するための端子が形成される。
【０００７】
本発明のフロントエンドモジュールの第１の態様によれば、アンテナを介して受信される受信信号の信号経路において、フロントエンド回路と受信回路の間に挿入すべきインピーダンス整合回路は、フロントエンドモジュールを実装するプリント基板には実装されずにフロントエンドモジュールを構成する多層基板に実装され、フロントエンドモジュールの端子を介して受信回路に接続される。よって、フロントエンドモジュールを実装するプリント基板には、インピーダンス整合回路を構成する回路部品を実装するスペースが不要になり、部品点数も少なくて済む。この場合、フロントエンドモジュールは高密度に構成でき、かつ配線の引き回し等の影響も少ないので、インピーダンス整合回路を取り込むことで携帯機器の小型化とコスト低減に効果がある。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明のフロントエンドモジュールの第２の態様は、送信回路および受信回路を含む外部回路とアンテナの間に接続されるフロントエンド回路を多層基板に構成したフロントエンドモジュールであって、前記フロントエンド回路と前記送信回路の間のインピーダンスを整合する第１のインピーダンス整合回路と、前記フロントエンド回路と前記受信回路の間のインピーダンスを整合する第２のインピーダンス整合回路とを備え、前記多層基板には、前記第１のインピーダンス整合回路および前記第２のインピーダンス整合回路をそれぞれ構成する回路部品が実装されるとともに、前記第１のインピーダンス整合回路を前記送信回路に接続するための第１の端子と前記第２のインピーダンス整合回路を前記受信回路に接続するための第２の端子が形成される。
【０００９】
本発明のフロントエンドモジュールの第２の態様によれば、第１の態様と同様の第２インピーダンス整合回路に加えて、送信回路とフロントエンド回路の間に挿入すべき第１インピーダンス整合回路が多層基板に実装され、フロントエンドモジュールの端子を介して送信回路に接続される。よって、第１の態様の回路部品より、さらに多数の回路部品を実装するためのスペースが不要になり、部品点数も少なくて済むので、携帯機器の小型化とコスト低減に一層効果がある。
【００１０】
本発明において、前記アンテナにより送受信される送信信号および受信信号の経路をスイッチ素子により切り替えるスイッチ回路を備えた構成としてもよい。この場合、第２の態様では、前記多層基板の実装面において、前記第１のインピーダンス整合回路を構成する回路部品と、前記第２のインピーダンス整合回路を構成する回路部品が、前記スイッチ素子を挟んで対向位置になるように実装してもよい。
【００１１】
また、第２の態様では、第２の矩形の前記多層基板の底面の対向する２辺のうち、前記第１のインピーダンス整合回路の位置に対応する一方の辺に前記第１の端子を形成し、前記第２のインピーダンス整合回路の位置に対応する他方の辺に前記第２の端子を形成してもよい。
【００１２】
また、第２の態様では、前記スイッチ回路と前記第１のインピーダンス整合回路の間に挿入される送信側フィルタ回路を設けてもよく、さらに第１および第２の態様では、前記スイッチ回路と前記第２のインピーダンス整合回路の間に挿入される受信側フィルタ回路を設けてもよい。
【００１３】
本発明において、前記フロントエンド回路は、複数の異なる周波数帯域を共用可能としてもよい。第２の態様では、送信側の複数の周波数帯域に応じた複数の前記送信側フィルタ回路および複数の前記第１のインピーダンス整合回路を含めて構成してもよく、第１および第２の態様では、受信側の複数の周波数帯域に応じた複数の前記受信側フィルタ回路および複数の前記（第２の）インピーダンス整合回路を含めて構成してもよい。
【００１４】
本発明において、前記（第２の）インピーダンス整合回路は、前記受信側フィルタ回路が実装される誘電体層の下層の誘電体層において、前記受信側フィルタ回路を構成する回路部品の直下の領域の導体パターンとして内層してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、フロントエンドモジュールに、外部回路とフロントエンド回路の間のインピーダンスを整合するインピーダンス整合回路を設け、その回路部品をフロントエンド回路が構成される多層基板に実装したので、フロントエンドモジュールを実装するプリント基板にインピーダンス整合回路を構成するためのスペースが不要になる。フロントエンドモジュールには、外部の送受信回路との間の送信側／受信側インピーダンス整合回路を取り込む構成のほか、受信側インピーダンス整合回路のみを取り込む構成を採用することができる。フロントエンドモジュールを実装するプリント基板上には、多数の回路部品を実装するスペースを縮小できることに加え、部品点数が減るため製造コストの低減が可能となる。また、フロントエンドモジュールを実装するプリント基板の設計時、インピーダンス整合回路の実装に先立つ回路部品の定数決定の手間が不要となり、設計工数を削減可能となる。このように本発明により、フロントエンド回路を有する携帯機器において、基板の省スペース化による小型化およびコスト低減に効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下では、携帯電話機等の携帯機器のプリント基板に搭載されるフロントエンドモジュールに対して本発明を適用する場合について、構成が異なる２つの実施形態を説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る第１実施形態のフロントエンドモジュール１０の回路ブロック図である。第１実施形態のフロントエンドモジュール１０は、フロントエンド回路を含む高周波回路を積層基板（多層基板）に構成したモジュールであり、周波数帯域が異なる３つの通信システムとして、ＧＳＭ（９００ＭＨｚ帯）、ＤＣＳ（１．８ＧＨｚ帯）、ＰＣＳ（１．９ＧＨｚ帯）を共用可能に構成される。図１に示すように、第１実施形態のフロントエンドモジュール１０は、ダイプレクサ２０と、第１スイッチ回路２１と、第２スイッチ回路２２と、送信側フィルタ回路２３、２５と、受信側フィルタ回路２４、２６と、送信側インピーダンス整合回路３０、３１と、受信側インピーダンス整合回路３２、３３、３４を含んでいる。
【００１８】
ダイプレクサ２０は、携帯機器に取り付けられるアンテナ４０に接続され、アンテナ４０と第１スイッチ回路２１又は第２スイッチ回路２２の間で伝送される信号をそれぞれ分配する。第１スイッチ回路２１の側の信号経路にはＧＳＭに対応する信号が伝送され、第２スイッチ回路２２の側の信号経路にはＤＣＳ／ＰＣＳに対応する信号が伝送される。第１スイッチ回路２１は、ＧＳＭの信号経路を送信信号と受信信号に切り替えるとともに、第２スイッチ回路２２は、ＤＣＳ／ＰＣＳの信号経路を送信信号と受信信号に切り替える。なお、ダイプレクサ２０、第１スイッチ回路２１、第２スイッチ回路２２の回路構成については後述する。
【００１９】
送信側フィルタ回路２３は、ＧＳＭの送信信号を通過させるローパスフィルタであり、送信側フィルタ回路２５は、ＤＣＳ／ＰＣＳの送信信号を通過させるローパスフィルタである。送信側フィルタ回路２３、２５としては、コンデンサおよびインダクタを組み合わせた回路が用いられる。また、受信側フィルタ回路２４は、ＧＳＭの受信信号を通過させるバンドパスフィルタであり、受信側フィルタ回路２６は、ＤＣＳ／ＰＣＳの受信信号を通過させるバンドパスフィルタである。受信側フィルタ回路２４、２６としては、狭帯域のＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタが採用され、受信側フィルタ回路２４はＧＳＭ用のＳＡＷフィルタを含むとともに、受信側フィルタ回路２６はＤＣＳ用およびＰＣＳ用に２つのＳＡＷフィルタを含んでいる。
【００２０】
送信側インピーダンス整合回路３０は、送信回路の一部であるパワーアンプ４１のＧＳＭの信号経路と送信側フィルタ回路２３との間に挿入され、送信側インピーダンス整合回路３１は、パワーアンプ４１のＤＣＳ／ＰＣＳの信号経路と送信側フィルタ回路２５との間に挿入される。すなわち、パワーアンプ４１と送信側フィルタ回路２３、２５の間でインピーダンスが不整合である場合、反射による信号損失やフィルタ特性の劣化を引き起こすので、送信側インピーダンス整合回路３０、３１により両者のインピーダンスを整合させる役割がある。
【００２１】
受信側インピーダンス整合回路３２は、受信側フィルタ回路２４と、受信回路の一部であるＲＦ回路部４２のＧＳＭの信号経路との間に挿入され、受信側インピーダンス整合回路３３、３４は、受信側フィルタ回路２６とＲＦ回路部４２のＤＣＳ／ＰＣＳの信号経路との間に挿入される。なお、後述するように受信側フィルタ回路２６において、一方の受信側インピーダンス整合回路３３がＤＣＳ用のＳＡＷフィルタに接続され、他方の受信側インピーダンス整合回路３４がＰＣＳ用のＳＡＷフィルタに接続される。これらの受信側インピーダンス整合回路３２〜３４の役割は、送信側と同様に、各々の接続箇所におけるインピーダンスを整合させることにある。
【００２２】
次に、第１実施形態のフロントエンドモジュール１０の具体的な回路構成について、図２および図３を用いて説明する。図２は、図１の全体構成のうちダイプレクサ２０、第１スイッチ回路２１、第２スイッチ回路２２を含む範囲の回路構成を示している。また図３は、図１の全体構成のうち送信側フィルタ回路２３、２５、受信側フィルタ回路２４、２６、送信側インピーダンス整合回路３０、３１、受信側インピーダンス整合回路３２〜３４を含む範囲の回路構成を示している。
【００２３】
図２に示すように、ダイプレクサ２０は、インダクタＬ１０〜Ｌ１２と、コンデンサＣ１０〜Ｃ１３を備えている。ダイプレクサ２０のポートＰ１０は、アンテナ４０に接続される。ポートＰ１０の位置から一方の側にはインダクタＬ１０、Ｌ１１とコンデンサＣ１２によるＬＣフィルタが構成され、ＧＳＭの周波数帯域の信号を通過させる一方、ＤＣＳ／ＰＣＳの周波数帯域の信号を十分に減衰させるように動作する。また、ポートＰ１０の位置から他方の側にはインダクタＬ１２とコンデンサＣ１０、Ｃ１１、Ｃ１３によるＬＣフィルタが構成され、ＤＣＳ／ＰＣＳの周波数帯域の信号を通過させる一方、ＧＳＭの周波数帯域の信号を十分に減衰させるように動作する。ポートＰ１０に対して上記２つのＬＣフィルタを挟んだ各ノード（接続点）が、それぞれ第１スイッチ回路２１、第２スイッチ回路２２と接続される。
【００２４】
第１スイッチ回路２１は、インダクタＬ１３、Ｌ１４と、コンデンサＣ１４〜Ｃ１６と、ダイオードＤ１０、Ｄ１１と、抵抗Ｒ１０を備えている。第１スイッチ回路２１において、ポートＰ１１は送信側フィルタ回路２３に接続され、ポートＰ１２は受信側フィルタ回路２４に接続される。受信側のポートＰ１２とグランドの間には、ダイオードＤ１１とコンデンサＣ１６の直列回路が接続され、その中間ノードが抵抗Ｒ１０を介して制御電圧ＶＣ１に接続されている。受信側のポートＰ１２とダイプレクサ２０側のノードの間には、インダクタＬ１４およびコンデンサＣ１４、Ｃ１５により構成されるＬＣフィルタが挿入されている。一方、送信側のポートＰ１１とダイプレクサ２０側のノードの間には、ダイオードＤ１０が直列接続されるとともに、ポートＰ１１とグランドの間には、インダクタＬ１３が接続されている。
【００２５】
ここで、ダイオードＤ１０、Ｄ１１はともにアノードが制御電圧ＶＣ１の側を向くように挿入されているので、制御電圧ＶＣ１がハイのときに順バイアスされ、制御電圧ＶＣ１がローのときに逆バイアスされる。よって、第１スイッチ回路２１を送信側に切り替える場合は制御電圧ＶＣ１をハイに制御し、ダイプレクサ２０側のノードがダイオードＤ１０を介してポートＰ１１に接続された状態にするとともに、ポートＰ１２がダイオードＤ１１とコンデンサＣ１６を介してグランドに接続された状態にする。一方、第１スイッチ回路２１を受信側に切り替える場合は、制御電圧ＶＣ１をローに制御し、ダイプレクサ２０側のノードがダイオードＤ１０によりポートＰ１１から遮断された状態とし、ポートＰ１２がダイオードＤ１１によりグランドから遮断された状態にする。
【００２６】
第２スイッチ回路２２は、インダクタＬ１５〜Ｌ１８と、コンデンサＣ１７〜Ｃ２１と、ダイオードＤ１２、Ｄ１３と、抵抗Ｒ１１を備えている。第２スイッチ回路２２において、送信側のポートＰ１３は送信側フィルタ回路２５に接続され、ポートＰ１４は受信側フィルタ回路２６に接続される。受信側のポートＰ１４からコンデンサＣ２１を挟んだ一端とグランドの間には、ダイオードＤ１３とコンデンサＣ２０の直列回路が接続され、その中間ノードが抵抗Ｒ１１を介して制御電圧ＶＣ２に接続されている。なお、受信側のポートＰ１４とダイプレクサ２０側のノードの間には、インダクタＬ１７およびコンデンサＣ１８、Ｃ１９により構成されるＬＣフィルタと、コンデンサＣ２１とインダクタＬ１８により構成されるＬＣフィルタが挿入されている。
【００２７】
一方、送信側のポートＰ１３とダイプレクサ２０側のノードの間には、ダイオードＤ１２が直列接続されるとともに、インダクタＬ１５、Ｌ１６およびコンデンサＣ１７から構成されるＬＣフィルタが挿入されている。コンデンサＣ１７とインダクタＬ１５の直列回路はダイオードＤ１２と並列に接続され、その中間ノードとグランドの間にインダクタＬ１６が接続されている。
【００２８】
ここで、ダイオードＤ１２、Ｄ１３はともにアノードが制御電圧ＶＣ２の側を向くように挿入されているので、制御電圧ＶＣ２がハイのときに順バイアスされ、制御電圧ＶＣ２がローのときに逆バイアスされる。よって、第２スイッチ回路２２を送信側に切り替える場合は制御電圧ＶＣ２をハイに制御し、ダイプレクサ２０側のノードがダイオードＤ１２を介してポートＰ１３に接続された状態にするとともに、ポートＰ１４がダイオードＤ１３とコンデンサＣ２１、Ｃ２０を介してグランドに接続された状態にする。一方、第２スイッチ回路２２を受信側に切り替える場合は、制御電圧ＶＣ２をローに制御し、ダイプレクサ２０側のノードがダイオードＤ１２によりポートＰ１３から遮断された状態とし、ポートＰ１４がダイオードＤ１３によりグランドから遮断された状態にする。
【００２９】
次に図３に示すように、ポートＰ１１に接続される送信側フィルタ回路２３は、インダクタＬ３０と、コンデンサＣ３０〜Ｃ３２を備えている。インダクタＬ３０とコンデンサＣ３１からなる並列回路の両端のノードが、コンデンサＣ３０、Ｃ３２を介してグランドに接続されている。送信側フィルタ回路２３の回路定数を適切に設定することで、ＧＳＭの周波数帯域を通過させるとともに、不要な高周波成分を減衰させるように動作する。
【００３０】
ポートＰ１３に接続される送信側フィルタ回路２５は、インダクタＬ３１、Ｌ３２と、コンデンサＣ３３〜Ｃ３７を備えている。インダクタＬ３１とコンデンサＣ３４からなる第１の並列回路の両端のノードが、コンデンサＣ３３、Ｃ３５を介してグランドに接続されるとともに、インダクタＬ３２とコンデンサＣ３６からなる第２の並列回路の両端のノードがコンデンサＣ３５、Ｃ３７を介してグランドに接続される。このように、送信側フィルタ回路２５は２段で構成されているので、急峻な減衰特性が得られる。送信側フィルタ回路２５の回路定数を適切に設定することで、ＤＣＳ／ＰＣＳの周波数帯域を通過させるとともに、不要な高周波成分を減衰させるように動作する。
【００３１】
ポートＰ１２に接続される受信側フィルタ回路２４は、１つのＳＡＷフィルタ２４ａにより構成される。ＳＡＷフィルタ２４ａは、ＧＳＭの周波数帯域のみを通過させるとともに、それ以外の低周波側および高周波側の成分を減衰させるように動作する。受信動作では特にノイズ成分が問題となるので、ＳＡＷフィルタ２４ａを用いることにより大きな減衰量を確保し、良好な受信性能を確保することができる。
【００３２】
ポートＰ１４に接続される受信側フィルタ回路２６は、２つのＳＡＷフィルタ２６ａ、２６ｂにより構成される。ＳＡＷフィルタ２６ａは、ＤＣＳの周波数帯域のみを通過させるとともに、それ以外の低周波側および高周波側の成分を減衰させるように動作する。また、ＳＡＷフィルタ２６ｂは、ＰＣＳの周波数帯域のみを通過させるとともに、それ以外の低周波側および高周波側の成分を減衰させるように動作する。ＤＣＳは１．８ＧＨｚ帯、ＰＣＳが１．９ＧＨｚ帯と、両者の周波数帯域は近接しているが、ＳＡＷフィルタ２６ａ、２６ｂを用いればそれぞれの周波数帯域のみを選択的に通過させることができる。
【００３３】
次に、送信側フィルタ回路２３に接続される送信側インピーダンス整合回路３０は、インダクタＬ４０とコンデンサＣ４０、Ｃ４１を備え、ポートＰ１５がパワーアンプ４１に接続される。パワーアンプ４１から伝送されるＧＳＭの送信信号ＴＸ１の信号経路に送信側インピーダンス整合回路３０が挿入される構成になっている。また、送信側フィルタ回路２５に接続される送信側インピーダンス整合回路３１は、インダクタＬ４１とコンデンサＣ４２、Ｃ４３を備え、ポートＰ１６がパワーアンプ４１に接続される。パワーアンプ４１から伝送されるＤＣＳ／ＰＣＳの送信信号ＴＸ２の信号経路に送信側インピーダンス整合回路３１が挿入される構成になっている。
【００３４】
送信側インピーダンス整合回路３０、３１の定数を適切に設定することで、パワーアンプ４１の出力側と送信側フィルタ回路２３、２５のそれぞれの入力側の間で、インピーダンスが整合される。すなわち、ＧＳＭの周波数帯域においては、送信側フィルタ回路２３の入力インピーダンスとパワーアンプ４１の出力インピーダンスが所定のインピーダンスに整合された状態となり、ＤＣＳ／ＰＣＳの周波数帯域においても送信側フィルタ回路２５の入力インピーダンスとパワーアンプ４１の出力インピーダンスが所定のインピーダンスに整合された状態になる。
【００３５】
受信側フィルタ回路２４のＳＡＷフィルタ２４ａに接続される受信側インピーダンス整合回路３２は、インダクタＬ４２、Ｌ４３とコンデンサＣ４４、Ｃ４５を備え、一対のポートＰ１７ａ、Ｐ１７ｂがＲＦ回路部４２に接続される。ＲＦ回部４２に伝送されるＧＳＭの受信信号ＲＸ１の信号経路に受信側インピーダンス整合回路３２が挿入される構成になっている。また、受信側フィルタ回路２６の一方のＳＡＷフィルタ２６ａに接続される受信側インピーダンス整合回路３３は、インダクタＬ４４、Ｌ４５とコンデンサＣ４６、Ｃ４７を備え、一対のポートＰ１８ａ、Ｐ１８ｂがＲＦ回路部４２に接続される。さらに、受信側フィルタ回路２６の他方のＳＡＷフィルタ２６ｂに接続される受信側インピーダンス整合回路３４は、インダクタＬ４６、Ｌ４７とコンデンサＣ４８、Ｃ４９を備え、一対のポートＰ１９ａ、Ｐ１９ｂがＲＦ回路部４２に接続される。ＲＦ回部４２に伝送される受信信号のうち、ＤＣＳの受信信号ＲＸ２の信号経路に受信側インピーダンス整合回路３３が挿入され、ＰＣＳの受信信号ＲＸ３の信号経路に受信側インピーダンス整合回路３４が挿入される構成になっている。
【００３６】
受信側インピーダンス整合回路３２〜３４の定数を適切に設定することで、受信側フィルタ回路２４、２６の出力側とＲＦ回路部４２の入力側の間でインピーダンスが整合される。すなわち、ＲＦ回路部の各受信信号ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３の入力インピーダンスは、ＧＳＭの周波数帯域におけるＳＡＷフィルタ２４ａの出力インピーダンス、ＤＣＳの周波数帯域におけるＳＡＷフィルタ２６ａの出力インピーダンス、ＰＣＳの周波数帯域におけるＳＡＷフィルタ２６ｂの出力インピーダンス、のそれぞれとの間で所定のインピーダンスに整合された状態になる。なお、受信側インピーダンス整合回路３２〜３４においては、ＳＡＷフィルタ２４ａ、２６ａ、２６ｂが平衡信号を出力する構成になっているので、各受信信号ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３がそれぞれ一対の配線を介して伝送される。
【００３７】
次に、第１実施形態のフロントエンドモジュール１０の構造例について、図４および図５を用いて説明する。図１のフロントエンド回路を有するフロントエンドモジュール１０は、セラミック誘電体材料を用いた多層基板により形成することができる。フロントエンドモジュール１０が構成される多層基板の構造例として、図４は、最上層の誘電体層Ｌａの部品実装図を示すとともに、図５は、最下層の誘電体層Ｌｂの底面の端子レイアウトを示している。
【００３８】
図４に示すように、誘電体層Ｌａの表面にフロントエンドモジュール１０のフロントエンド回路に用いる回路部品が実装される。誘電体層Ｌａの表面において、スイッチモジュール５０、ＳＡＷモジュール５１、５２、インダクタＬ４０〜Ｌ４７を構成する各チップインダクタ、コンデンサＣ４０〜４９を構成する各チップコンデンサが実装されている。また、誘電体層Ｌａの両側にグランドパターンＧが形成されている。誘電体層Ｌａの上部には、表面全体を覆う金属キャップ（不図示）が取り付けられる。
【００３９】
ここで、図２又は図３に示されるインダクタやコンデンサの多くは導体パターンを用いて形成することができるので、下層側の所定の誘電体層に内層される。フロントエンド回路を構成する回路部品のうち厚みのある部品は誘電体層Ｌａに実装する必要がある。最上層の誘電体層Ｌａと最下層の誘電体層Ｌｂの間には、所定数の誘電体層が積層され図２および図３の回路構成に対応する導体パターンとスルーホールが形成されるが、図示は省略している。なお、積層基板全体の積層数は、全体の回路規模や特性に応じて自在に設定することができる。
【００４０】
スイッチモジュール５０は、第１スイッチ回路２１および第２スイッチ回路２２の主要部品を内蔵するチップ部品であり、図２に示すダイオードＤ１０〜Ｄ１３を含んでいる。ＳＡＷモジュール５１は、受信側フィルタ回路２４のＳＡＷフィルタ２４ａを内蔵するチップ部品である。ＳＡＷモジュール５２は、受信側フィルタ回路２６の２つのＳＡＷフィルタ２６ａ、２６ｂを内蔵するチップ部品である。図４に示すように、これらのスイッチモジュール５０およびＳＡＷモジュール５１、５２は、誘電体層Ｌａの表面の中央付近に配置されている。
【００４１】
スイッチモジュール５０の位置を基準にして一方の領域（図面上部の領域）には、受信側インピーダンス整合回路３２、３３、３４のインダクタＬ４２〜Ｌ４７を構成する各チップインダクタと、コンデンサＣ４４〜Ｃ４９を構成する各チップコンデンサが配置されている。これに対し、スイッチモジュール５０を挟んで上記一方の領域に対向する領域（図面下部の領域）には、送信側インピーダンス整合回路３０、３１のインダクタＬ４０、Ｌ４１を構成する各チップインダクタと、コンデンサＣ４０〜Ｃ４３を構成する各チップコンデンサが配置されている。このように、受信側インピーダンス整合回路３２〜３４を構成するチップ部品と、送信側インピーダンス整合回路３０、３１を構成するチップ部品は、多層基板の長手方向で互いに対向する位置に配置されるが、このような配置の効果については後述する。
【００４２】
なお、図４の例では送信側インピーダンス整合回路３０、３１と受信側インピーダンス整合回路３２、３３、３４のそれぞれチップ部品を誘電体層Ｌａの表面に実装する場合を説明したが、これらの一部を誘電体層Ｌａの下層の誘電体層の導体パターンとして内層してもよい。例えば、受信側インピーダンス整合回路３２〜３４のインダクタＬ４２〜４７とコンデンサＣ４４〜Ｃ４９を、下層の誘電体層の導体パターンを用いて形成してもよい。このような構成により積層基板の平面方向のサイズを縮小することができる。この場合、受信側インピーダンス整合回路３２〜３４に対応する導体パターンは、誘電体層ＬａのＳＡＷモジュール５１、５２の直下の領域に形成することが望ましい。これにより、ＳＡＷモジュール５１、５２と受信側インピーダンス整合回路３２〜３４を接続するスルーホール等を含む経路長を短くし、伝送損失の低減が可能となる。
【００４３】
次に、図５に示すように、最下層の誘電体層Ｌｂの底面には、フロントエンドモジュール１０を外部と接続するために必要な各端子が形成される。図５の誘電体層Ｌｂの底面においては、グランドに接続される多数のグランド端子Ｔｇと、アンテナ４０に接続される端子Ｔａと、パワーアンプ４１に接続される端子Ｔｔ１、Ｔｔ２と、ＲＦ回路部４２に接続される各一対の端子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３と、電源に接続される電源端子Ｔｖと、制御電圧ＶＣ１、ＶＣ２に接続される制御端子Ｔｃ１、Ｔｃ２が形成されている。また、誘電体層Ｌｂの中央のスペースには、グランドパターンＧが形成されている。
【００４４】
図５において、端子ＴａはポートＰ１０（図２）に対応し、端子Ｔｔ１、Ｔｔ２はそれぞれポートＰ１５、Ｐ１６（図３）に対応し、端子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３は、それぞれ一対のポートＰ１７ａ、１７ｂ、一対のポートＰ１８ａ、１８ｂ、一対のポートＰ１９ａ、Ｐ１９ｂに対応する。図５の各端子は、図４の回路部品の配置を反映して、送信側の端子Ｔｔ１、Ｔｔ２と受信側の端子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３が、多層基板の長手方向で互いに対向する配置になっている。
【００４５】
このような配置により、送信側と受信側におけるそれぞれの回路部品と各端子の間は、多層基板の上下方向で接続が容易となることに加え、携帯機器のプリント基板のスペースの有効利用にも適している。すなわち、フロントエンドモジュール１０を搭載する場合、端子Ｔｔ１、Ｔｔ２の側に隣接するパワーアンプ４１と、端子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ２の側に隣接するＲＦ回路部４２とに挟まれるので、パワーアンプ４１、フロントエンドモジュール１０、ＲＦ回路部４２の順で一列に並んだ効率的な配置を実現できる。
【００４６】
以上説明した第１実施形態のフロントエンドモジュール１０により、従来は携帯機器のプリント基板上に実装されていた各々のインピーダンス整合回路３０〜３４をフロントエンドモジュール１０に取り込み、携帯機器のプリント基板の省スペース化を実現できる。ここで、フロントエンドモジュール１０の全体では、各々のインピーダンス整合回路３０〜３４の分だけ回路規模が増加するが、それによるスペースの増加は最小限に抑えることができる。すなわち、高周波回路が構成されるフロントエンドモジュール１０には、回路部品を高密度に実装でき、携帯機器のプリント基板に比べて配線の引き回しも少なくできるためである。また、各々のインピーダンス整合回路３０〜３４が携帯機器のプリント基板に実装される場合、設計時に回路定数を決定することが必要になるが、第１実施形態のフロントエンドモジュール１０を予め搭載対象の携帯機器に適合する回路定数に調整しておくことで、携帯機器の設計工数を削減可能となる。
【００４７】
［第２実施形態］
図６は、本発明に係る第２実施形態のフロントエンドモジュール１１の回路ブロック図である。第２実施形態のフロントエンドモジュール１１は、第１実施形態と同様、ＧＳＭ、ＤＣＳ、ＰＣＳの３つの通信システムを共用可能に構成される。図６に示すように、第２実施形態のフロントエンドモジュール１１は、ダイプレクサ２０と、第１スイッチ回路２１と、第２スイッチ回路２２と、送信側フィルタ回路２３、２５と、受信側フィルタ回路２４、２６と、受信側インピーダンス整合回路３２、３３、３４を含んでいる。よって、第１実施形態との相違点は、送信側インピーダンス整合回路３０、３１がフロントエンドモジュール１１に含まれず、外部に送信側インピーダンス整合回路４３、４４が設けられることである。
【００４８】
図６に含まれる構成要素については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。この場合、図２の回路構成は、第２実施形態に対しても、そのまま適用することができる。また、図３の回路構成は、送信側インピーダンス整合回路３０、３１の部分を除外すれば、第２実施形態に対しても同様に適用することができる。よって、第２実施形態では、図３において、ポートＰ１５が送信側フィルタ回路２３に直結され、ポートＰ１６が送信側フィルタ回路２５に直結される構成を前提とする。
【００４９】
次に、第２実施形態のフロントエンドモジュール１１の構造例について、図７および図８を用いて説明する。第２実施形態のフロントエンドモジュール１１は、第１実施形態の場合と同様、セラミック誘電体材料を用いた多層基板により形成することができる。図７は、最上層の誘電体層Ｌｃの部品実装図を示すとともに、図８は、最下層の誘電体層Ｌｄの底面の端子レイアウトを示している。
【００５０】
図７に示すように、誘電体層Ｌｃの表面にフロントエンドモジュール１１のフロントエンド回路に用いる回路部品が実装される。誘電体層Ｌｃの表面において、スイッチモジュール５０、ＳＡＷモジュール５１、５２、インダクタＬ４２〜Ｌ４７を構成する各チップインダクタ、コンデンサＣ４４〜４９を構成する各チップコンデンサが実装され、両側にグランドパターンＧが形成されている。第１実施形態の図４と比較すると、インダクタＬ４０、Ｌ４１とコンデンサＣ４０〜Ｃ４３が誘電体層Ｌｃの表面に実装されない点で相違する。それ以外の回路部品については、図７と図４では同様の形状および配置になっている。
【００５１】
次に、図８に示すように、最下層の誘電体層Ｌｄの底面には、フロントエンドモジュール１１を外部と接続するために必要な各端子が形成される。図８の誘電体層Ｌｄの底面においては、図５と同様、多数のグランド端子Ｔｇと、アンテナ４０に接続される端子Ｔａと、パワーアンプ４１に接続される端子Ｔｔ１、Ｔｔ２と、ＲＦ回路部４２に接続される各一対の端子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３と、電源に接続される電源端子Ｔｖと、制御電圧ＶＣ１、ＶＣ２に接続される制御端子Ｔｃ１、Ｔｃ２が形成されている。これらの各端子の役割は、第１実施形態の図５の各端子と共通であるが、図８では各端子の配置が図５と異なっている。すなわち、図８からわかるように、送信側の端子Ｔｔ１、Ｔｔ２と受信側の端子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３は、多層基板の長手方向で対向する配置になっていない。
【００５２】
また、第２実施形態のフロントエンドモジュール１１は、誘電体層Ｌｃに実装される部品点数が少ないので、多層基板の平面方向のサイズが第１実施形態と比べて小さくなる。図８を図５と比べると、短手方向のサイズが同じで、長手方向のサイズが若干小さいことがわかる。ただし、携帯機器のプリント基板上では、インピーダンス整合回路４３、４４を設ける必要があるので、その分だけスペースを要する。
【００５３】
以上説明した第２実施形態のフロントエンドモジュール１１では、第１実施形態の場合と同様、携帯機器の省スペース化および設計工数の削減を実現することができる。ただし、第２実施形態では、受信側インピーダンス整合回路３２〜３４のみをフロントエンドモジュール１１に取り込み、送信側のインピーダンス整合回路４３、４４については携帯機器のプリント基板上に実装する必要がある。そのため、携帯機器のプリント基板上で確保されるスペースは、第１実施形態より小さくなるが、フロントエンドモジュール１１の構成は若干簡単になる。なお、第２実施形態とは逆に、送信側のインピーダンス整合回路をフロントエンドモジュール１１に取り込み、受信側のインピーダンス整合回路を携帯機器のプリント基板に実装する構成を採用してもよい。
【００５４】
以上、第１および第２実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、フロントエンドモジュール１０、１１のフロントエンド回路の機能および回路構成は一例であり、多様な機能と回路構成を有するフロントエンド回路を構成した場合であっても本発明を広く適用することができる。さらに、上述の各実施形態では、周波数帯域が異なる３つの通信システム（ＧＳＭ、ＤＣＳ、ＰＣＳ）を共用可能な構成を説明したが、一または複数の通信システムの多様な組み合せに対応可能なフロントエンドモジュールに対して本発明を広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態のフロントエンドモジュール１０の回路ブロック図である。
【図２】図１の全体構成のうちダイプレクサ２０、第１スイッチ回路２１、第２スイッチ回路２２を含む範囲の回路構成を示す図である。
【図３】図１の全体構成のうち送信側フィルタ回路２３、２５、受信側フィルタ回路２４、２６、送信側インピーダンス整合回路３０、３１、受信側インピーダンス整合回路３２〜３４を含む範囲の回路構成を示す図である。
【図４】第１実施形態のフロントエンドモジュール１０の構造例において、最上層の誘電体層Ｌａの部品実装図である。
【図５】第１実施形態のフロントエンドモジュール１０の構造例において、最下層の誘電体層Ｌｂの底面の端子レイアウト図である。
【図６】第２実施形態のフロントエンドモジュール１１の回路ブロック図である。
【図７】第２実施形態のフロントエンドモジュール１１の構造例において、最上層の誘電体層Ｌｃの部品実装図である。
【図８】第２実施形態のフロントエンドモジュール１１の構造例において、最下層の誘電体層Ｌｄの底面の端子レイアウト図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０…フロントエンドモジュール
２０…ダイプレクサ
２１…第１スイッチ回路
２２…第２スイッチ回路
２３、２５…送信側フィルタ回路
２４、２６…受信側フィルタ回路
２４ａ、２６ａ、２６ｂ…ＳＡＷフィルタ
３０、３１…送信側インピーダンス整合回路
３２、３３、３４…受信側インピーダンス整合回路
Ｌ１０〜Ｌ１８、Ｌ３０〜Ｌ３２、Ｌ４０〜Ｌ４７…インダクタ
Ｃ１０〜Ｃ２１、Ｃ３０〜Ｃ３７、Ｃ４０〜Ｃ４９…コンデンサ
Ｄ１０〜Ｄ１３…ダイオード
Ｒ１０、Ｒ１１…抵抗
Ｐ１０〜Ｐ１９ｂ…ポート
ＶＣ１、ＶＣ２…制御電圧
Ｔａ、Ｔｇ、Ｔｔ１、Ｔｔ２、Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｖ、Ｔｃ１、Ｔｃ２…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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