(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを送信回路、受信回路に対して切換え接続するアンテナスイッチと、
送信回路からの送信信号より高周波を除去するローパスフィルタと、
前記アンテナからの前記アンテナスイッチを介する受信信号を濾波する弾性表面波フィルタと、
前記弾性表面波フィルタを通した不平衡信号を平衡信号に変換するバランとを備え、
前記アンテナスイッチ、ローパスフィルタ、弾性表面波フィルタおよびバランを多層基板および該多層基板に内蔵または搭載された部品により一体化したモジュールとして構成すると共に、
前記アンテナスイッチ、前記弾性表面波フィルタおよび前記バランを受信信号の流れに沿ってこの順に接続し、かつ前記弾性表面波フィルタと前記バランとを直結し、
前記アンテナスイッチの一部の素子と、ローパスフィルタと、バランとはそれぞれ積層構造により構成し、かつ多層基板に互いに横並びに内蔵した
ことを特徴とするフロントエンドモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のフロントエンドモジュールにおいて、
前記弾性表面波フィルタは不平衡の入出力端を持つと共に、前記多層基板の側面に、前記バランの平衡出力端子として同じ周波数の受信信号を出力する２つの端子を設けた
ことを特徴とするフロントエンドモジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフロントエンドモジュールにおいて、
前記バランを前記多層基板内において積層構造でなるインダクタとコンデンサとで構成した
ことを特徴とするフロントエンドモジュール。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載のフロントエンドモジュールが異なる複数の通信方式に使用される移動体通信機器用フロントエンドモジュールである
ことを特徴とするフロントエンドモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話、自動車電話などの移動体通信機器に利用可能なアンテナスイッチを主体とするフロントエンドモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の移動体通信機器の高周波回路は、アンテナを送信回路、受信回路に対して切換え接続するアンテナスイッチと、前記アンテナスイッチを介する受信信号を濾波するバンドパスフィルタである弾性表面波フィルタ（以下ＳＡＷフィルタ）と、該フィルタを通した受信増幅する増幅回路とを備える。
【０００３】
ここで、受信回路の前記増幅回路に使用されるアナログＩＣの内部回路は差動増幅回路により構成され、アナログＩＣの入出力端子も信号を２つの端子間の電位差として入力あるいは出力するバランス型が用いられる。このため、前記ＳＡＷフィルタにはバランス型ＳＡＷフィルタを使用することが望ましい。
【０００４】
しかしながら、ＳＡＷフィルタでは、平衡信号の平衡度が取り難いため、ＳＡＷフィルタとして不平衡信号を出力するＳＡＷフィルタを用い、ＳＡＷフィルタと増幅回路との間に平衡−不平衡変換器（バランと呼ばれる）を用いて不平衡信号を平衡信号に変換することが多い。特開平１０−３２５２１号公報には、多層基板と搭載電子部品とでなるフロントエンドモジュールにＳＡＷフィルタを内蔵したものが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の公報記載のように、ＳＡＷフィルタを多層基板に内蔵したフロントエンドモジュールにおいては、ＳＡＷフィルタと外部の受信回路に設けるバランとのインピーダンス整合のための整合をとる必要がある。このため、フロントエンドモジュールにインピーダンス整合回路を設ける必要があり、その分実装面積が増大する。
【０００６】
なお、ＳＡＷフィルタにバランス型ＳＡＷフィルタを用い、外部の受信回路の設計変更等により、受信回路の入力インピーダンスに合わせてＳＡＷフィルタの出力インピーダンスを得ようとすると、ＳＡＷフィルタ自体の設計を変える必要があり、外部受信回路の設計変更が容易ではなく、さらに前述のように平衡信号の平衡度を得ることが難しいので、対応に時間がかかるという問題点がある。
【０００７】
また、フロントエンドモジュールの外部の受信回路にバランを設ける必要があり、フロントエンドモジュールを搭載するプリント基板上の部品点数や実装面積の削減が困難であるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、フロントエンドモジュールの外部の受信回路へのインピーダンス整合に関する対応が容易となり、かつフロントエンドモジュールを搭載するプリント基板上の部品点数や実装面積が削減でき、移動体通信機器の小型化が図れる構成の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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１のフロントエンドモジュールは、アンテナを送信回路、受信回路に対して切換え接続するアンテナスイッチと、
送信回路からの送信信号より高周波を除去するローパスフィルタと、
前記アンテナからの前記アンテナスイッチを介する受信信号を濾波する弾性表面波フィルタと、
前記弾性表面波フィルタを通した不平衡信号を平衡信号に変換するバランとを備え、
前記アンテナスイッチ、ローパスフィルタ、弾性表面波フィルタおよびバランを多層基板および該多層基板に内蔵または搭載された部品により一体化したモジュールとして構成すると共に、
前記アンテナスイッチ、前記弾性表面波フィルタおよび前記バランを受信信号の流れに沿ってこの順に接続し、かつ前記弾性表面波フィルタと前記バランとを直結し、
前記アンテナスイッチの一部の素子と、ローパスフィルタと、バランとはそれぞれ積層構造により構成し、かつ多層基板に互いに横並びに内蔵した
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項２のフロントエンドモジュールは、請求項１において、
前記弾性表面波フィルタは不平衡の入出力端を持つと共に、前記多層基板の側面に、前記バランの平衡出力端子として同じ周波数の受信信号を出力する２つの端子を設けた
ことを特徴とする。
【００１１】
請求項３のフロントエンドモジュールは、請求項１または２において、
前記バランを前記多層基板内において積層構造でなるインダクタとコンデンサとで構成した
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４のフロントエンドモジュールは、請求項１から３までのいずれかのフロントエンドモジュールが異なる複数の通信方式に使用される移動体通信機器用フロントエンドモジュールである
ことを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、フロントエンドモジュールに設けたバランの構成素子の特性を変更することにより、その出力インピーダンスを受信回路の入力インピーダンスに容易に合わせることができ、受信回路の設計変更にフロントエンドモジュールを容易かつ迅速に対応させることができる。
【００１４】
また、バランをフロントエンドモジュールに含ませたので、ＳＡＷフィルタとバランとの間のインピーダンス整合回路を省略することができ、その結果フロントエンドモジュールのサイズを実質的に大きくすることがなく、かつ外部にバランを設ける必要がないため、フロントエンドモジュールを搭載するプリント基板上の部品点数の削減と実装面積の削減が可能となり、移動体通信機器の小型化が図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１（Ａ）はフロントエンドモジュールを示すブロック図である。図１（Ａ）において、点線で囲まれた部分１はフロントエンドモジュールであり、２はアンテナ、３は送信回路の増幅回路、４は受信回路の増幅回路である。５は増幅回路３で発生した高周波を除去するローパスフィルタ、６は送受信切換え用アンテナスイッチ、７はバンドパスフィルタとして設けられたＳＡＷフィルタ、８はバランである。９は送信回路の増幅回路３に接続されるポート、１０ａ、１０ｂは受信回路の増幅回路４に接続されるポートである。前記アンテナスイッチ６、前記ＳＡＷフィルタ７および前記バラン８は受信信号の流れに沿ってこの順に接続される。
【００１６】
図１（Ｂ）は前記フロントエンドモジュール１の回路図である。図中、５〜９、１０ａ、１０ｂは図１（Ａ）に示した各構成部分である。また、Ｃ１〜Ｃ８はコンデンサ、Ｄ１、Ｄ２はダイオード、Ｌ１〜Ｌ５はインダクタ、Ｒは抵抗、Ｖ１は送受信切換え用制御信号を加える制御端子である。これらの素子あるいはポートは図示の接続関係で接続される。ＳＡＷフィルタ７は図示のように１つの入力端子と１つの出力端子を有する。バラン８はインダクタＬ４、Ｌ５とコンデンサＣ７、Ｃ８とからなり、ポート１０ａ、１０ｂ間に１８０度の位相差の信号を得るものである。前記ＳＡＷフィルタ７と前記バラン８とは直結される。
【００１７】
図２（Ａ）は本実施の形態のフロントエンドモジュールの外観を示す斜視図、図２（Ｂ）はその層構成図である。１１はフロントエンドモジュールを構成する多層基板であり、セラミック誘電体またはセラミック磁性体、あるいは樹脂もしくは樹脂にセラミック磁性粉末や誘電体粉末を混合した複合材料からなる絶縁体層（通常半導体と称する程度の抵抗値を持つものを含む）１２〜２４と、コンデンサ、インダクタ等を構成するための導体層２６とからなる積層構造をなす。
【００１８】
この多層基板をセラミック誘電体材料により作製する場合は、セラミックグリーンシート上に銀を主成分とする導体ペーストを所定のパターンに印刷し、そのグリーンシートを積層し、同時焼成する。また、各グリーンシート上に印刷された導体パターンは、スルーホール導体により接続される。
【００１９】
樹脂または複合材料を用いる場合には、例えば銅箔あるいは薄膜のパターニングにより導体パターンを形成した樹脂基板また複合材料基板とプリプレグとを交互に積層し、プリプレグを硬化させることにより作製される。
【００２０】
図２（Ａ）に示すように、多層基板１１の側面には端子電極２７が設けられる。これらの端子電極２７は、外部接続用（前記ポート９、１０ａ，１０ｂや制御端子Ｖ１用）あるいはフロントエンドモジュールの内蔵素子間もしくは内蔵素子と搭載素子間接続用として用いられることもある。前記ポート１０ａ、１０ｂは前記バランの平衡出力端子として同じ周波数の受信信号を出力する２つの端子として多層基板１１の側面に設けられる。これらの端子電極２７はプリント基板に半田付けされる。
【００２１】
また、図２（Ａ）において、搭載電子部品のうち、Ｌ、Ｃは前記インダクタＬ１〜Ｌ５、コンデンサＣ１〜Ｃ８のうちの高いインダクタンスまたは容量値を持つものを代表した形で示す。また、搭載部品のうち、Ｒは抵抗、Ｄ１、Ｄ２はダイオード、７はＳＡＷフィルタであり、これらは図１（Ｂ）に示した回路に組み込まれる。
【００２２】
また、図２（Ｂ）において、５は前記ローパスフィルタ、６はアンテナスイッチ、８はバランである。図示のように、本実施の形態においては、ローパスフィルタ５は内蔵素子のみによって構成され、アンテナスイッチ６は内蔵素子と搭載部品とにより構成され、バラン８は多層基板の内部に積層構造で実現される内蔵素子によって構成された例を示す。図示のように、前記ローパスフィルタ５と、アンテナスイッチ６の構成素子の一部と、バラン８とは、それぞれ積層構造により構成されるもので、これらの回路５、６、８は互いに横並びに多層基板１１に内蔵される。
【００２３】
このように、フロントエンドモジュール１にバラン８を設ければ、その構成素子であるインダクタＬ４、Ｌ５あるいはコンデンサＣ７、Ｃ８の特性を変更することにより、ポート１０ａ、１０ｂより出力される信号の平衡度を容易に調整することができる。また、その出力インピーダンスを受信回路４の入力インピーダンスに容易に合わせることができ、受信回路の設計変更にフロントエンドモジュールを容易かつ迅速に対応させることができる。
【００２４】
また、ＳＡＷフィルタ７のみならず、バラン８をフロントエンドモジュールに含ませ、ＳＡＷフィルタ７とバラン８とを直結したので、ＳＡＷフィルタ７とバラン８との間のインピーダンス整合回路を省略することができ、その結果フロントエンドモジュールのサイズを実質的に大きくすることがなく、かつ外部にバラン８を設ける必要がないため、プリント基板上の部品点数の削減と実装面積の削減が可能となり、板移動体通信機器の小型化が図れる。
【００２５】
図２（Ａ）において、３０は多層基板１１の表面に形成されたインダクタ導体であり、前記バラン８の平衡度あるいはインピーダンスを調整するためのものである。図３（Ａ）はその具体例であり、前記バラン８のインダクタＬ４、Ｌ５のいずれか一方の一部を構成するインダクタ導体の一方または双方の一部として構成されるものである。該インダクタ導体３０は梯子状に形成され、複数本の調整部３０ａ〜３０ｄをレーザ等によって切断する（３１は切断部を示す）ことにより、インダクタンスを調整して平衡度あるいはインピーダンスを調整するものである。
【００２６】
このような調整手段を設ければ、平衡度の調整または／およびインピーダンスの調整が可能となり、同一設計のフロントエンドモジュールを複数の機種に対応することも可能となる。この調整手段は、インダクタのみではなく、コンデンサの容量を調整するものとして構成することも可能である。
【００２７】
図３（Ｂ）はバランの他の構成例であり、このバラン８Ａは一次コイルＬ６と、中間部が接地された二次コイルＬ７とが磁気結合されたものであり、二次コイルＬ７のポート１０ａ、１０ｂより１８０度の位相差を得るものである。
【００２８】
上記実施の形態ではシングルバンド方式の移動体通信機器について示したが、本発明は、図４（Ａ）に示すようなデュアルバンド方式（例えば約９００ＭＧｚ帯を使用するＧＳＭ方式と約１８００ＭＨｚ帯を使用するＤＣＳ方式）のものや、図４（Ｂ）または図５に示すようなトリプルバンド方式（例えば前記ＧＳＭ方式とＤＣＳ方式と約１９００ＭＨｚ帯を使用するＰＣＳ方式）のものにも適用できる。
【００２９】
図４（Ａ）において、３２はダイプレクサ、５ａ、５ｂはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用ローパスフィルタ、６ａ、６ｂはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用アンテナスイッチ、７ａ、７ｂはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用ＳＡＷフィルタ、８ａ、８ｂはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用バランである。また、９ａ、９ｂはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用の送信回路接続用ポート、１０ａ、１０ｂおよび１０ｃ、１０ｄはそれぞれＧＳＭ、ＤＣＳ用の受信回路接続用ポートである。これらダイプレクサ３２からポート９ａ、９ｂ、１０ａ〜１０ｄに至る素子が１つのフロントエンドモジュールとして構成される。
【００３０】
図４（Ｂ）において、ＧＳＭ方式部分については図４（Ａ）と同様である。５ｃはＤＣＳ、ＰＣＳ共用のローパスフィルタ、６ｃはＤＣＳ、ＰＣＳ共用のアンテナスイッチ、３３ａ、３３ｂは位相回路、７ｄ、７ｅはそれぞれＤＣＳ、ＰＣＳごとの受信信号を分波するＳＡＷフィルタ、８ｃ、８ｄはそれぞれＤＣＳ、ＰＣＳ用のバランである。ここで、前記位相回路３３ａ（３３ｂ）は、入力インピーダンスが低インピーダンスになっているＳＡＷフィルタ７ｄ（７ｅ）において、その帯域外の信号が通過することを防ぐため、ＤＣＳ側（ＰＣＳ側）のＰＣＳ帯（ＤＣＳ帯）をハイインピーダンスにして周波数分離を行えるようにするためのものである。また、９ｃはＤＣＳ、ＰＣＳ共用の送信回路接続用ポート、１０ｅ、１０ｆおよび１０ｇ、１０ｈはそれぞれＤＣＳ、ＰＣＳ用の受信回路接続用ポートである。
【００３１】
本実施の形態においても、ダイプレクサ３２からポート９ａ、９ｃ、１０ａ、１０ｅ〜１０ｈに至る素子が１つのフロントエンドモジュールとして構成される。
【００３２】
図５の実施の形態は、アンテナスイッチ６ｄが受信信号をＤＣＳ、ＰＣＳ信号に切換える機能を有するものとして構成したものであり、このため、前記位相回路３３ａ、３３ｂが省略され、他の構成は図４（Ｂ）の例と同様である。この構成においてもダイプレクサ３２からポート９ａ、９ｂ、１０ａ〜１０ｄに至る素子が１つのフロントエンドモジュールとして構成される。
【００３３】
図４（Ａ）、（Ｂ）、図５のいずれにおいても、フロントエンドモジュールにＳＡＷフィルタやバランを含ませることにより、前記シングルバンド方式のものと同様の前記効果を奏することができる。
【００３４】
なお、本発明を実施する場合、ＳＡＷフィルタ７は内蔵するものとして構成することもできる。また、ＳＡＷフィルタはディスクリート部品としてのみならず、ベアチップとして内蔵あるいは搭載することも可能である。ベアチップとして多層基板１１の表面に搭載する場合は、樹脂モールドもしくはケースにより覆う構造とする。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、アンテナスイッチ、ローパスフィルタ、弾性表面波フィルタおよびバランを多層基板および該多層基板に内蔵または搭載された部品により一体化したモジュールとして構成したので、フロントエンドモジュールに設けたバランの構成素子の特性を変更することにより、その出力インピーダンスを受信回路の入力インピーダンスに容易に合わせることができ、受信回路の設計変更にフロントエンドモジュールを容易かつ迅速に対応させることができる。
【００３６】
また、バランをフロントエンドモジュールに含ませたので、ＳＡＷフィルタとバランとの間のインピーダンス整合回路を省略することができ、その結果フロントエンドモジュールのサイズを実質的に大きくすることがなく、かつ外部にバランを設ける必要がないため、フロントエンドモジュールを搭載するプリント基板上の部品点数の削減と実装面積の削減が可能となり、移動体通信機器の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明のフロントエンドモジュールの一実施の形態を示すブロック図、（Ｂ）はその回路図である。
【図２】（Ａ）は本実施の形態のフロントエンドモジュールの外観を示す斜視図、（Ｂ）はその層構成図である
【図３】（Ａ）は本実施の形態におけるバランの調整用インダクタ導体を示す平面図、（Ｂ）は本発明におけるバランの他の例を示す回路図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明のフロントエンドモジュールの他の実施の形態を示すブロック図である。
【図５】本発明のフロントエンドモジュールの他の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１：フロントエンドモジュール、２：アンテナ、３：送信回路の増幅回路、４：受信回路の増幅回路、５、５ａ〜５ｃ：ローパスフィルタ、６、６ａ〜６ｄ：アンテナスイッチ、７、７ａ〜７ｅ：ＳＡＷフィルタ、８、８Ａ、８ａ〜８ｄ：バラン、９、９ａ〜９ｃ、１０、１０ａ〜１０ｈ：ポート、１１：多層基板、１２〜２４：絶縁体層、２６：導体層、２７：端子電極、３０：調整用インダクタ導体、３２：ダイプレクサ、３３ａ、３３ｂ：位相回路、Ｃ１〜Ｃ８：コンデンサ、Ｄ１、Ｄ２：ダイオード、Ｌ１〜Ｌ５：インダクタ、Ｒ：抵抗、Ｖ１：制御端子
【図１】
0003800504.tif 000002
【図２】
0003800504.tif 000003
【図３】
0003800504.tif 000004
【図４】
0003800504.tif 000005
【図５】
0003800504.tif 000006