JP2003087149A - 高周波複合スイッチモジュール - Google Patents

高周波複合スイッチモジュール

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JP2003087149A
JP2003087149A JP2001279932A JP2001279932A JP2003087149A JP 2003087149 A JP2003087149 A JP 2003087149A JP 2001279932 A JP2001279932 A JP 2001279932A JP 2001279932 A JP2001279932 A JP 2001279932A JP 2003087149 A JP2003087149 A JP 2003087149A
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composite switch
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Hiroshi Kushitani
洋 櫛谷
Hiroki Satou
祐己 佐藤
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
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  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチ回路と送信側の低域通過フィルタと
受信側の帯域通過フィルタと電力増幅器を一体化した高
周波複合スイッチモジュールを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 増幅手段１０４およびインピーダンス変
換回路１０５を同一のＩＣチップ内に形成するととも
に、少なくとも整合回路１０６、電源供給手段１０７お
よび移相回路１０８を電極パターンと誘電体層とからな
る積層体内に構成し、前記積層体上に少なくとも前記Ｉ
ＣチップおよびＳＡＷフィルタを搭載して構成したもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの移
動体通信機器に用いられる高周波複合スイッチモジュー
ルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１２に示すように、従来における携帯
電話などの二つの異なる通信システムの送受信系の信号
を扱う移動体通信機器に用いられる高周波複合スイッチ
モジュールは積層した複数の誘電体層１２０１上に内層
電極１２０２によりスイッチ回路と送信側の低域通過フ
ィルタを形成して構成し、ＰＩＮダイオード１２０３と
受信側の帯域通過フィルタとしての弾性表面波フィルタ
１２０４とチップ部品１２０５を積層体表面に実装して
構成したモジュールであった。
【０００３】しかしながら、移動体通信機器の無線周波
数部分を構成するためには他に電力増幅器などのデバイ
スが必要であるため、従来の高周波複合スイッチモジュ
ールと電力増幅器を組み合わせた回路では小型化および
回路の高周波的な損失の低減が困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】二つの異なる通信シス
テムの送受信系の信号を扱う移動体通信機器において、
従来の高周波スイッチモジュールを使用する場合、無線
周波数部分の回路を構成するためには前記高周波複合ス
イッチモジュールの他に電力増幅器が必要となるので回
路規模が大きくなりかつ部品点数が多くなる、また基板
上の配線などによる損失が大きく増幅器の出力がアンテ
ナ端で劣化して総合効率が低下するという課題を有して
いた。
【０００５】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、スイッチ回路と送信側の低域通過フィルタと受信
側の帯域通過フィルタと電力増幅器を一体化した高周波
複合スイッチモジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】アンテナ端子にその一端
が接続され他端が送受信の共通端子に接続されるととも
に、前記共通端子を介して送受信信号の切替が行われる
高周波複合スイッチモジュールであって、前記共通端子
の送信側に整合回路とインピーダンス変換回路と直流遮
断コンデンサとからなり受信時に受信帯域のインピーダ
ンスを変換するための送信側インピーダンス変換手段
と、送信信号を所定値まで増幅するための増幅手段と、
前記増幅手段に電源を供給するための電源供給手段とを
有し、前記共通端子の受信側に移相線路と弾性表面波フ
ィルタとからなり送信時に送信帯域のインピーダンスを
変換するための受信側インピーダンス変換手段を有し、
前記増幅手段および前記送信側インピーダンス変換手段
の前記インピーダンス変換回路を同一のＩＣチップ内に
形成するとともに、少なくとも前記整合回路、前記電源
供給手段および前記移相線路を電極パターンと誘電体層
とからなる積層体内に形成し、前記積層体上に少なくと
も前記ＩＣチップおよび前記弾性表面波フイルタを搭載
して構成したものである。
【０００７】上記構成によればスイッチ回路と送信側の
低域通過フィルタと受信側の帯域通過フィルタと電力増
幅器からなる回路を高周波複合スイッチモジュールとし
て一体化でき、小型低価格化をすることができる。また
信号経路の低損失化を向上することができるのでアンテ
ナから出力する電力の総合効率を向上することができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、アンテナ端子にその一端が接続され他端が送受信の
共通端子に接続されるとともに、前記共通端子を介して
送受信信号の切替が行われる高周波複合スイッチモジュ
ールであって、前記共通端子の送信側に整合回路とイン
ピーダンス変換回路とからなる受信時に受信帯域のイン
ピーダンスを変換するための送信側インピーダンス変換
手段と、送信信号を所定値まで増幅するための増幅手段
と、前記増幅手段に電源を供給するための電源供給手段
とを有し、前記共通端子の受信側に移相線路と弾性表面
波フィルタとからなる送信時に送信帯域のインピーダン
スを変換するための受信側インピーダンス変換手段を有
し、前記増幅手段および前記送信側インピーダンス変換
手段の前記インピーダンス変換回路を同一のＩＣチップ
内に形成するとともに、少なくとも前記整合回路、前記
電源供給手段および前記移相線路を電極パターンと誘電
体層とからなる積層体内に構成し、前記積層体上に少な
くとも前記ＩＣチップおよび前記弾性表面波フィルタを
搭載したことを特徴とする高周波複合スイッチモジュー
ルであり、無線周波数回路の部品点数を削減し、また基
板上の配線などによる損失を低減して出力の総合効率を
向上する作用を有する。
【０００９】本発明の請求項２に記載の発明は、インピ
ーダンス変換回路のインピーダンスを変換させるための
電源が増幅手段に供給される電源と共通であることを特
徴とする請求項１記載の高周波複合スイッチモジュール
であり、無線周波数回路を動作させる制御機構を削減で
きる作用を有する。
【００１０】本発明の請求項３に記載の発明は、送信側
のインピーダンス変換回路が電界効果トランジスタであ
ることを特徴とする請求項１記載の高周波複合スイッチ
モジュールであり、増幅手段と同一のＩＣチップ内に形
成しやすい作用を有する。
【００１１】本発明の請求項４に記載の発明は、送信側
のインピーダンス変換回路がガリウム砒素スイッチであ
ることを特徴とする請求項１記載の高周波複合スイッチ
モジュールであり、インピーダンス変換回路が増幅手段
と同一のＩＣチップ内に形成しやすい作用を有する。
【００１２】本発明の請求項５に記載の発明は、送信側
のインピーダンス変換回路がＰＩＮダイオードであるこ
とを特徴とする請求項１記載の高周波複合スイッチモジ
ュールであり、インピーダンス変換回路が増幅手段と同
一のＩＣチップ内に形成しやすい作用を有する。
【００１３】本発明の請求項６に記載の発明は、送信側
のインピーダンス変換回路がバラクタダイオードである
ことを特徴とする請求項１記載の高周波複合スイッチモ
ジュールであり、インピーダンス変換回路が増幅手段と
同一のＩＣチップ内に形成しやすい作用を有する。
【００１４】本発明の請求項７に記載の発明は、整合回
路と共通端子の間に方向性結合器を挿入したことを特徴
とする請求項１記載の高周波複合スイッチモジュールで
あり、出力の様子を検波できる高周波複合スイッチモジ
ュールを実現する作用を有する。
【００１５】本発明の請求項８に記載の発明は、方向性
結合器が積層体内に形成された電極パターンで構成され
たことを特徴とする請求項７記載の高周波複合スイッチ
モジュールであり、方向性結合器付きの高周波複合スイ
ッチモジュールの大きさを小型化できる作用を有する。
【００１６】本発明の請求項９に記載の発明は、方向性
結合器が整合回路を構成する直列インダクタとして作用
する電極パターンと電磁界結合する電極パターンで構成
されたことを特徴とする請求項７記載の高周波複合スイ
ッチモジュールであり、方向性結合器付きの高周波複合
スイッチモジュールの大きさを小型化でき、かつ電極パ
ターンの設計自由度を向上させる作用を有する。
【００１７】本発明の請求項１０に記載の発明は、送信
側インピーダンス変換手段の整合回路とインピーダンス
変換回路の間に直流遮断コンデンサを挿入したことを特
徴とする請求項１記載の高周波複合スイッチモジュール
であり、インピーダンス変換回路を動作させる制御直流
が他の素子で消費されない作用を有する。
【００１８】本発明の請求項１１に記載の発明は、増幅
手段の非動作時においてインピーダンス変換回路と共通
端子との間の回路が受信帯域周波数の２分の１波長の整
数倍だけ位相を変換させる回路であることを特徴とする
請求項１記載の高周波複合スイッチモジュールであり、
インピーダンス変換回路におけるインピーダンスを共通
端子から送信側をみたインピーダンスと同じにする作用
を有する。
【００１９】本発明の請求項１２に記載の発明は、移相
線路が直列インダクタおよび並列コンデンサとして作用
する電極パターンで構成されたことを特徴とする請求項
１記載の高周波複合スイッチモジュールであり、移相線
路を小型に形成する作用を有する。
【００２０】本発明の請求項１３に記載の発明は、弾性
表面波フイルタの送信帯域における入力インピーダンス
の反射係数の大きさが０．８以上であることを特徴とす
る請求項１記載の高周波複合スイッチモジュールであ
り、送信帯域において共通端子から受信側をみたインピ
ーダンスを充分大きくできる作用を有する。
【００２１】本発明の請求項１４に記載の発明は、整合
回路を構成する並列コンデンサの少なくとも一つをバリ
スタとしたことを特徴とする請求項１記載の高周波複合
スイッチモジュールであり、雷などによる高電圧および
大電流から高周波複合スイッチモジュールを保護する作
用を有する。
【００２２】本発明の請求項１５に記載の発明は、少な
くとも積層体のＩＣチップを実装している部分の直下に
サーマルビアホールを形成したことを特徴とする請求項
１記載の高周波複合スイッチモジュールであり、増幅手
段から発生する熱を効率良く放熱できる作用を有する。
【００２３】本発明の請求項１６に記載の発明は、ＩＣ
チップおよび弾性表面波フィルタを覆うようにシールド
ケースを実装し、前記ＩＣチップと前記シールドケース
を導電性樹脂で接合したことを特徴とする請求項１記載
の高周波複合スイッチモジュールであり、増幅手段から
発生する熱を効率良く放熱できる作用を有する。
【００２４】本発明の請求項１７に記載の発明は、積層
体と弾性表面波フィルタの間にＳｉＯ2層を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の高周波複合スイッチモジュ
ールであり、増幅手段から発生する熱を弾性表面波フィ
ルタに伝えにくくして弾性表面波フィルタの温度特性を
向上させる作用を有する。
【００２５】本発明の請求項１８に記載の発明は、積層
体の下面に凹部を設けてＩＣチップを実装し、前記ＩＣ
チップと導電性樹脂で接合した金属板で前記積層体の凹
部を覆うとともに、前記積層体の上面に弾性表面波フィ
ルタを搭載したことを特徴とする請求項１記載の高周波
複合スイッチモジュールであり、増幅手段から発生する
熱を効率良く放熱できる作用を有する。
【００２６】本発明の請求項１９に記載の発明は、積層
体に中空層を設けたことを特徴とする請求項１８記載の
高周波複合スイッチモジュールであり、増幅手段から発
生する熱を弾性表面波フィルタに伝えにくくして弾性表
面波フィルタの温度特性を向上させる作用を有する。
【００２７】本発明の請求項２０に記載の発明は、中空
層に樹脂を充填したことを特徴とする請求項１９記載の
高周波複合スイッチモジュールであり、増幅手段から発
生する熱を弾性表面波フィルタに伝えにくくして弾性表
面波フィルタの温度特性を向上させる作用を有する。
【００２８】本発明の請求項２１に記載の発明は、積層
体上面のＩＣチップと弾性表面波フィルタの間に溝を設
けたことを特徴とする請求項１記載の高周波複合スイッ
チモジュールであり、増幅手段から発生する熱を弾性表
面波フィルタに伝えにくくして弾性表面波フィルタの温
度特性を向上させる作用を有する。
【００２９】本発明の請求項２２に記載の発明は、２つ
の異なる通信システムに対応可能な高周波複合スイッチ
モジュールであって、２つの通信システムでそれぞれ用
いられる第１の通信帯域と第２の通信帯域を分離するた
めの分波回路と、前記第１および第２の通信帯域に対応
するそれぞれの送信側に、第１および第２の整合回路と
第１および第２のインピーダンス変換回路とからなり受
信時にそれぞれの受信帯域のインピーダンスを変換する
ための第１および第２の送信側インピーダンス変換手段
と、第１および第２の送信信号を所定値まで増幅するた
めの第１および第２の増幅手段と、前記第１および第２
の増幅手段に電源を供給するための第１および第２の電
源供給手段とを有し、前記第１および第２の通信帯域に
対応するそれぞれの受信側に、第１および第２の移相線
路と第１および第２の弾性表面波フィルタとからなり送
信時にそれぞれの送信帯域のインピーダンスを変換する
ための第１および第２の受信側インピーダンス変換手段
を有し、前記第１および第２の増幅手段および前記第１
および第２の送信側インピーダンス変換手段の前記第１
および第２のインピーダンス変換回路をそれぞれ第１お
よび第２のＩＣチップ内に形成するとともに、少なくと
も前記第１および第２の整合回路、前記第１および第２
の電源供給手段および前記第１および第２の移相線路を
電極パターンと誘電体層とからなる積層体内に同一に形
成し、前記積層体上に少なくとも前記第１および第２の
ＩＣチップおよび前記第１および第２の弾性表面波フィ
ルタを搭載したことを特徴とする高周波複合スイッチモ
ジュールであり、二つの異なる通信システムに対応可能
な無線周波数回路の部品点数を削減し、また基板上の配
線などによる損失を低減して出力の総合効率を向上する
作用を有する。
【００３０】本発明の請求項２３に記載の発明は、第１
の帯域で動作する高周波複合スイッチモジュールのＩＣ
チップと第２の帯域で動作する高周波複合スイッチモジ
ュールのＩＣチップを一つのＩＣチップで構成したこと
を特徴とする請求項２２記載の高周波複合スイッチモジ
ュールであり、二つの帯域で動作する高周波複合スイッ
チモジュールを小型化できる作用を有する。
【００３１】本発明の請求項２４に記載の発明は、第１
の帯域で動作する高周波複合スイッチモジュールの弾性
表面波フィルタと第２の帯域で動作する高周波複合スイ
ッチモジュールの弾性表面波フィルタを一つの弾性表面
波フィルタで構成したことを特徴とする請求項２２記載
の高周波複合スイッチモジュールであり、二つの帯域で
動作する高周波複合スイッチモジュールを小型化できる
作用を有する。
【００３２】本発明の請求項２５に記載の発明は、分波
回路を構成する並列コンデンサの少なくとも一つをバリ
スタとしたことを特徴とする請求項２２記載の高周波複
合スイッチモジュールであり、雷などによる高電圧およ
び大電流から高周波複合スイッチモジュールを保護する
作用を有する。
【００３３】本発明の請求項２６に記載の発明は、請求
項１ないし２５に記載の高周波複合スイッチモジュール
を用いたことを特徴とする移動体通信機器であり、移動
体通信機器を小型化し、かつ高性能化する作用を有す
る。
【００３４】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図１１を用いて説明する。
【００３５】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における高周波複合スイッチモジュールのブロック
図である。図１において、高周波スイッチモジュールは
アンテナ端子１０１と送信端子１０２の間に増幅手段１
０４とインピーダンス変換回路１０５と整合回路１０６
を接続し、増幅手段１０４とインピーダンス変換回路１
０５の間に電源供給手段１０７を接続し、アンテナ端子
１０１と受信端子１０３の間に移相回路１０８と弾性表
面波フィルタ１０９（以下、ＳＡＷフィルタ）を接続
し、増幅手段１０４とインピーダンス変換回路１０５は
一つのＩＣチップ１１０でまとめられた回路で構成され
ている。
【００３６】また図２は本実施の形態１における高周波
複合スイッチモジュールの分解斜視図である。図２にお
いて、高周波複合スイッチモジュールは複数個からなる
誘電体層２０１の間に内層電極２０２により整合回路、
電源供給手段および移相線路を形成し、最上層の上面に
増幅手段および送信側インピーダンス変換手段のインピ
ーダンス変換回路を内装したＩＣチップ２０３とＳＡＷ
フィルタ２０４を実装した構造を有している。
【００３７】以上のように構成された高周波複合スイッ
チモジュールについて、以下その動作を説明する。
【００３８】送信時において電源供給手段１０７からバ
イアス電流が流れて増幅手段１０４が動作し、送信端子
１０２から入力した送信信号は増幅手段１０４で増幅さ
れて出力し、インピーダンス変換回路１０５でインピー
ダンスを変換せずに整合回路１０６で整合が取られる。
同時に移相回路１０８はＳＡＷフィルタ１０９の送信帯
域におけるインピーダンスを最も高くするようにその定
数が設定されていてアンテナ端子１０１から受信端子１
０３側をみたインピーダンスは充分大きい。従って、送
信信号は受信端子１０３側にはほとんど流れず、その大
部分がアンテナ端子１０１から出力される。
【００３９】受信時においてアンテナ端子１０１で受信
された受信信号は移相回路１０８を通り、ＳＡＷフィル
タ１０９により受信帯域の信号のみが通過して受信端子
１０３に出力される。同時にインピーダンス変換回路１
０５は受信帯域のインピーダンスを高くするように設定
されているのでアンテナ端子１０１から送信端子１０２
側をみたインピーダンスは充分大きい。従って受信信号
は送信端子１０２側にはほとんど流れず、その大部分が
受信端子１０３に出力される。
【００４０】以上のように本実施の形態の高周波複合ス
イッチモジュールは増幅手段１０４とインピーダンス変
換回路１０５が一つのＩＣチップ２０３で構成され、か
つスイッチング素子が不要な送受信スイッチ回路として
動作するので、スイッチ回路と受信側の帯域通過フィル
タと電力増幅器からなる回路を一体化でき、小型低価格
化をすることができる。また信号経路の低損失化を向上
することができるのでアンテナから出力する電力の総合
効率を向上することができる。
【００４１】なお、インピーダンス変換回路１０５のイ
ンピーダンスを変換させるための電源が増幅手段に供給
される電源と共通としてもよい。この場合は本高周波複
合スイッチモジュールを用いた移動体通信機器の電源用
論理回路の数が一つ減ることになり、回路を小型化でき
る効果がある。
【００４２】なお、送信側のインピーダンス変換回路１
０５は電界効果トランジスタで構成してもよく、ガリウ
ム砒素スイッチで構成してもよく、ＰＩＮダイオードで
構成してもよく、バラクタダイオードで構成してもよ
い。これらのインピーダンス変換素子はすべて容易に増
幅手段と一つのＩＣチップにすることができ、その製造
コストは増幅手段のみの場合と変わらない。
【００４３】なお、本実施の形態の整合回路１０６とア
ンテナ端子１０１は直接接続されているが、これは図３
に示すように間に方向性結合器３１１を挿入してもよ
い。この場合は出力の様子を検波するためのモニター端
子を設けることになり、高周波複合スイッチモジュール
を高機能化できる効果がある。
【００４４】なお、前記方向性結合器３１１は積層体内
に形成された電極パターンで構成してもよい。この場合
は形状を大きくすることなく方向性結合器付きの高周波
複合スイッチモジュールを構成できる効果がある。
【００４５】なお、前記方向性結合器３１１は整合回路
を構成する直列インダクタとして作用する電極パターン
と電磁界結合する電極パターンで構成してもよい。この
場合は整合回路と方向性結合器を一体化できるので高機
能な高周波複合スイッチモジュールを小型化でき、かつ
電極パターンの設計自由度を向上させる効果がある。
【００４６】なお、本実施の形態のインピーダンス変換
回路１０５と整合回路１０６は直接接続されているが、
これは図４に示すように両者の間に直流遮断コンデンサ
４１２を挿入した回路で構成してもよい。この場合は増
幅手段１０４とインピーダンス変換回路１０５を動作さ
せる制御直流が他の素子で消費されない効果がある。
【００４７】なお増幅手段１０４の非動作時においては
インピーダンス変換回路１０５と共通端子との間の回路
は受信帯域周波数の２分の１波長の整数倍だけ位相を変
換させる回路で構成してもよい。この場合はインピーダ
ンス変換回路１０５におけるインピーダンスを共通端子
から送信側をみたインピーダンスと同じにする効果があ
る。
【００４８】なお、本実施の形態の移相回路１０８は直
列インダクタおよび並列コンデンサとして作用する電極
パターンで構成してもよい。この場合は移相回路１０８
を小型に形成できる効果がある。
【００４９】なお、本実施の形態のＳＡＷフィルタ１０
９は送信帯域における入力インピーダンスの反射係数の
大きさが０．８以上であることが好ましい。この場合は
送信帯域において共通端子から受信側をみたインピーダ
ンスを充分大きくできる効果がある。
【００５０】なお、本実施の形態の整合回路１０６はそ
れを構成する並列コンデンサの少なくとも一つをバリス
タとすることが好ましい。この場合は雷などによる高電
圧および大電流から高周波複合スイッチモジュールを保
護する効果がある。
【００５１】なお、本実施の形態のＩＣチップ１１０は
誘電体層の最上層の上面に実装されているが、これは図
５に示すようにＩＣチップ５１５を実装している部分の
直下にサーマルビアホール５１７を形成した誘電体とし
てもよい。この場合は増幅手段から発生する熱を効率良
く放熱できる効果がある。
【００５２】なお、本実施の形態は複数の誘電体層５１
３からなる積層体にＩＣチップ５１５およびＳＡＷフィ
ルタ５１６を実装して構成されているが、これは図６に
示すようにＩＣチップ５１５およびＳＡＷフィルタ５１
６を覆うようにシールドケース６１８を実装しかつＩＣ
チップ５１５と前記シールドケース６１８を導電性樹脂
６１９で接合した構造としてもよい。この場合も増幅手
段から発生する熱を効率良く放熱できる効果がある。な
お、５１４は内層電極である。
【００５３】なお、本実施の形態のＩＣチップ５１５お
よびＳＡＷフィルタ５１６は積層体に直接実装されてい
るが、これは図７に示すように積層体とＳＡＷフィルタ
５１６の間にＳｉＯ2層７２０を設けた構造としてもよ
い。この場合は増幅手段から発生する熱をＳＡＷフィル
タ５１６に伝えにくくしてＳＡＷフィルタ５１６の温度
特性を向上させる効果がある。
【００５４】なお、本実施の形態の高周波複合スイッチ
モジュールは積層体の上面にＩＣチップ５１５およびＳ
ＡＷフィルタ５１６を実装しているが、これは図８に示
すように誘電体層８２１からなる積層体の下面に凹部を
設けてＩＣチップ８２２を実装し、ＩＣチップ８２２と
導電性樹脂８２３で接合した金属板８２４で前記積層体
の凹部を覆うとともに、積層体の上面にＳＡＷフィルタ
５１６を搭載した構造としてもよい。この場合も増幅手
段から発生する熱を効率良く放熱できる効果がある。
【００５５】なお、本実施の形態の高周波複合スイッチ
モジュールを構成する積層体は連続して積層されている
が、これは図９に示すように積層体に中空層９２５を設
けた構造としてもよい。この場合も増幅手段から発生す
る熱をＳＡＷフィルタ５１６に伝えにくくしてＳＡＷフ
ィルタ５１６の温度特性を向上させる効果がある。
【００５６】なお、上記中空層９２５は樹脂を充填した
構造としてもよい。この場合は増幅手段から発生する熱
をＳＡＷフィルタ５１６に伝えにくくしてＳＡＷフィル
タ５１６の温度特性をより向上させる効果がある。
【００５７】なお、本実施の形態の高周波複合スイッチ
モジュールを構成する積層体の最上層は平滑であるが、
これは図１０に示すように誘電体層１０２６からなる積
層体上面のＩＣチップ５１５とＳＡＷフィルタ５１６の
間に溝１０２７を設けた構造としてもよい。この場合も
増幅手段から発生する熱をＳＡＷフィルタ５１６に伝え
にくくしてＳＡＷフィルタ５１６の温度特性を向上させ
る効果がある。
【００５８】なお、本実施の形態の積層体の種類および
その作製方法、内部で構成するスイッチ回路の構造およ
び形成方法にはさまざまなものがあり、本発明はこれら
の細部に限定されるものでない。
【００５９】なお、本実施の形態の電源供給手段を構成
する回路、および電源供給方法にはさまざまなものがあ
り、本発明はこれらの細部に限定されるものでない。
【００６０】なお、移動体通信機器において本実施の形
態の高周波複合スイッチモジュールを用いることにより
通信機器を構成する部品を小型化でき、結果として移動
体通信機器の小型化かつ高性能化できる。
【００６１】（実施の形態２）図１１は本発明の実施の
形態２における高周波複合スイッチモジュールのブロッ
ク図である。図１１において、高周波スイッチモジュー
ルは共通端子１１０２と第１の端子１１０３と第２の端
子１１０４をもつ分波回路１１０５の共通端子１１０２
にアンテナ端子１１０１を接続し、第１の端子１１０３
と第１の送信端子１１０６の間に第１の増幅手段１１０
８と第１のインピーダンス変換回路１１０９と第１の整
合回路１１１０を接続し、第１の増幅手段１１０８と第
１のインピーダンス変換回路１１０９の間に第１の電源
供給手段１１１１を接続し、第１の端子１１０３と第１
の受信端子１１０７の間に第１の移相回路１１１２と第
１のＳＡＷフィルタ１１１３を接続し、第１の増幅手段
１１０８と第１のインピーダンス変換回路１１０９は第
１のＩＣチップ１１１４でまとめられている。また、第
２の端子１１０４と第２の送信端子１１１５の間に第２
の増幅手段１１１７と第２のインピーダンス変換回路１
１１８と第２の整合回路１１１９を接続し、第２の増幅
手段１１１７と第２のインピーダンス変換回路１１１８
の間に第２の電源供給手段１１２０を接続し、第２の端
子１１０４と第２の受信端子１１１６の間に第２の移相
回路１１２１と第２のＳＡＷフィルタ１１２２を接続
し、第２の増幅手段１１１７と第２のインピーダンス変
換回路１１１８は第２のＩＣチップ１１２３でまとめら
れた回路で構成されている。
【００６２】以上のように構成された高周波複合スイッ
チモジュールについて、以下その動作を説明する。
【００６３】分波回路１１０５は相手方の通過帯域にお
けるインピーダンスが充分大きい二つのフィルタから構
成されているので、第１の通信帯域の信号はその大部分
がアンテナ端子１１０１と第１の端子１１０３の間を通
過して第２の端子１１０４側にはほとんど流れず、また
第２の通信帯域の信号はその大部分がアンテナ端子１１
０１と第２の端子１１０４の間を通過して第１の端子１
１０３側にはほとんど流れない。
【００６４】第１の通信帯域に含まれる第１の送信時に
おいて第１の電源供給手段１１１１からバイアス電流が
流れて第１の増幅手段１１０８が動作し、第１の送信端
子１１０６から入力した第１の送信信号は第１の増幅手
段１１０８で増幅されて出力し、第１のインピーダンス
変換回路１１０９でインピーダンスを変換せずに第１の
整合回路１１１０で整合が取られる。同時に第１の移相
回路１１１２は第１のＳＡＷフィルタ１１１３の第１の
送信帯域におけるインピーダンスを最も高くするように
その定数が設定されていて第１の端子１１０３から第１
の受信端子１１０７側をみたインピーダンスは充分大き
い。従って、第１の送信信号は第１の受信端子１１０７
側にはほとんど流れず、その大部分が第１の端子１１０
３から分波回路１１０５を経由してアンテナ端子１１０
１から出力される。
【００６５】第１の通信帯域に含まれる第１の受信時に
おいてアンテナ端子１１０１で受信された第１の通信帯
域における第１の受信信号は分波回路１１０５を経由し
て第１の移相回路１１１２を通り、第１のＳＡＷフィル
タ１１１３により第１の受信帯域の信号のみが通過して
第１の受信端子１１０７に出力される。同時に第１のイ
ンピーダンス変換回路１１０９は第１の受信帯域のイン
ピーダンスを高くするように設定されているので第１の
端子１１０３から第１の送信端子１１０６側をみたイン
ピーダンスは充分大きい。従って第１の受信信号は第１
の送信端子１１０６側にはほとんど流れず、その大部分
が第１の受信端子１１０７に出力される。
【００６６】第２の通信帯域に含まれる第２の送信時に
おいて第２の電源供給手段１１２０からバイアス電流が
流れて第２の増幅手段１１１７が動作し、第２の送信端
子１１１５から入力した第２の送信信号は第２の増幅手
段１１１７で増幅されて出力し、第２のインピーダンス
変換回路１１１８でインピーダンスを変換せずに第２の
整合回路１１１９で整合が取られる。同時に第２の移相
回路１１２１は第２のＳＡＷフィルタ１１２２の第２の
送信帯域におけるインピーダンスを最も高くするように
その定数が設定されていて第２の端子１１０４から第２
の受信端子１１１６側をみたインピーダンスは充分大き
い。従って、第２の送信信号は第２の受信端子１１１６
側にはほとんど流れず、その大部分が第２の端子１１０
４から分波回路１１０５を経由してアンテナ端子１１０
１から出力される。
【００６７】第２の通信帯域に含まれる第２の受信時に
おいてアンテナ端子１１０１で受信された第２の通信帯
域における第２の受信信号は分波回路１１０５を経由し
て第２の移相回路１１２１を通り、第２のＳＡＷフィル
タ１１２２により第２の受信帯域の信号のみが通過して
第２の受信端子１１１６に出力される。同時に第２のイ
ンピーダンス変換回路１１１８は第２の受信帯域のイン
ピーダンスを高くするように設定されているので第２の
端子１１０４から第２の送信端子１１１５側をみたイン
ピーダンスは充分大きい。従って第２の受信信号は第２
の送信端子１１１５側にはほとんど流れず、その大部分
が第２の受信端子１１１６に出力される。
【００６８】以上のように本実施の形態の高周波複合ス
イッチモジュールは第１の増幅手段１１０８と第１のイ
ンピーダンス変換回路１１０９が第１のＩＣチップ１１
１４でまとめられると同時に第２の増幅手段１１１７と
第２のインピーダンス変換回路１１１８が第２のＩＣチ
ップ１１２３でまとめられ、また二つの異なる通信シス
テムに対応可能であり、かつスイッチング素子が不要な
送受信スイッチ回路として動作するので、二つのスイッ
チ回路と二つの受信側帯域通過フィルタと二つの電力増
幅器からなる回路を小型低価格化することができる。ま
た二つの異なる通信帯域において信号経路の低損失化を
向上することができるのでアンテナから出力する電力の
総合効率を向上することができる。
【００６９】なお、本実施の形態の高周波複合スイッチ
モジュールは実施の形態１で説明したように複数の誘電
体層の間に内層電極により第１の整合回路１１１０およ
び第２の整合回路１１１９、第１の電源供給手段１１１
１および第２の電源供給手段１１２０、第１の移相回路
１１１２および第２の移相回路１１２１を形成し、最上
層の上面に第１のＩＣチップ１１１４および第２のＩＣ
チップ１１２３、第１のＳＡＷフィルタ１１１３および
第２のＳＡＷフィルタ１１２２を実装した構造で構成し
てもよい。この場合は高周波複合スイッチモジュールを
小型化できる効果がある。
【００７０】なお、本実施の形態のＩＣチップは第１の
通信帯域および第２の通信帯域のそれぞれで動作する個
別品であるが、これは二つのＩＣチップを一つのＩＣチ
ップで構成して回路を構成してもよい。この場合は二つ
の異なる通信帯域で動作する高周波複合スイッチモジュ
ールを小型化できる効果がある。
【００７１】なお、本実施の形態のＳＡＷフィルタは第
１の通信帯域および第２の通信帯域のそれぞれで作用す
る個別品であるが、これは二つのＳＡＷフィルタを一つ
のＳＡＷフィルタで構成して回路を構成してもよい。こ
の場合も二つの帯域で動作する高周波複合スイッチモジ
ュールを小型化できる作用を有する。
【００７２】なお、本実施の形態の分波回路１１０５は
直列インダクタと並列コンデンサが含まれているが、こ
れは並列コンデンサの少なくとも一つをバリスタを用い
て回路を構成してもよい。この場合は雷などによる高電
圧および大電流から高周波複合スイッチモジュールを保
護する効果がある。
【００７３】なお、本実施の形態の積層体の種類および
その作製方法、内部で構成する二つのスイッチ回路の構
造および形成方法にはさまざまなものがあり、本発明は
これらの細部に限定されるものでない。
【００７４】なお、本実施の形態の二つの電源供給手段
を構成する回路、および二つの電源供給方法にはさまざ
まなものがあり、本発明はこれらの細部に限定されるも
のでない。
【００７５】なお、移動体通信機器において本実施の形
態の高周波複合スイッチモジュールを用いることにより
通信機器を構成する部品を小型化でき、結果として移動
体通信機器の小型化かつ高性能化できる。
【００７６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、無線周波
数回路の部品点数を削減し、また基板上の配線などによ
る損失を低減して出力の総合効率を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における高周波複合スイ
ッチモジュールのブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における高周波複合スイ
ッチモジュールの分解斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における高周波複合スイ
ッチモジュールの別の構成例を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１における高周波複合スイ
ッチモジュールの別の構成例を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１における高周波複合スイ
ッチモジュールの別の構成例を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態１における高周波複合スイ
ッチモジュールの別の構成例を示す断面図
【図７】本発明の実施の形態１における高周波複合スイ
ッチモジュールの別の構成例を示す断面図
【図８】本発明の実施の形態１における高周波複合スイ
ッチモジュールの別の構成例を示す断面図
【図９】本発明の実施の形態１における高周波複合スイ
ッチモジュールの別の構成例を示す断面図
【図１０】本発明の実施の形態１における高周波複合ス
イッチモジュールの別の構成例を示す断面図
【図１１】本発明の実施の形態２における高周波複合ス
イッチモジュールのブロック図
【図１２】従来例における高周波複合スイッチモジュー
ルの分解斜視図
【符号の説明】
１０１ アンテナ端子 １０２ 送信端子 １０３ 受信端子 １０４ 増幅手段 １０５ インピーダンス変換回路 １０６ 整合回路 １０７ 電源供給手段 １０８ 移相回路 １０９ ＳＡＷフィルタ １１０ ＩＣチップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K011 AA15 AA16 BA03 DA12 DA21 DA23 DA27 EA06 JA01 KA02 KA18

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アンテナ端子にその一端が接続され他端
    が送受信の共通端子に接続されるとともに、前記共通端
    子を介して送受信信号の切替が行われる高周波複合スイ
    ッチモジュールであって、前記共通端子の送信側に整合
    回路とインピーダンス変換回路とからなる受信時に受信
    帯域のインピーダンスを変換するための送信側インピー
    ダンス変換手段と、送信信号を所定値まで増幅するため
    の増幅手段と、前記増幅手段に電源を供給するための電
    源供給手段とを有し、前記共通端子の受信側に移相線路
    と弾性表面波フィルタとからなる送信時に送信帯域のイ
    ンピーダンスを変換するための受信側インピーダンス変
    換手段を有し、前記増幅手段および前記送信側インピー
    ダンス変換手段の前記インピーダンス変換回路を同一の
    ＩＣチップ内に形成するとともに、少なくとも前記整合
    回路、前記電源供給手段および前記移相線路を電極パタ
    ーンと誘電体層とからなる積層体内に構成し、前記積層
    体上に少なくとも前記ＩＣチップおよび前記弾性表面波
    フィルタを搭載したことを特徴とする高周波複合スイッ
    チモジュール。
  2. 【請求項２】 インピーダンス変換回路のインピーダン
    スを変換させるための電源が増幅手段に供給される電源
    と共通であることを特徴とする請求項１記載の高周波複
    合スイッチモジュール。
  3. 【請求項３】 送信側のインピーダンス変換回路が電界
    効果トランジスタであることを特徴とする請求項１記載
    の高周波複合スイッチモジュール。
  4. 【請求項４】 送信側のインピーダンス変換回路がガリ
    ウム砒素スイッチであることを特徴とする請求項１記載
    の高周波複合スイッチモジュール。
  5. 【請求項５】 送信側のインピーダンス変換回路がＰＩ
    Ｎダイオードであることを特徴とする請求項１記載の高
    周波複合スイッチモジュール。
  6. 【請求項６】 送信側のインピーダンス変換回路がバラ
    クタダイオードであることを特徴とする請求項１記載の
    高周波複合スイッチモジュール。
  7. 【請求項７】 整合回路と共通端子の間に方向性結合器
    を挿入したことを特徴とする請求項１記載の高周波複合
    スイッチモジュール。
  8. 【請求項８】 方向性結合器が積層体内に形成された電
    極パターンで構成されたことを特徴とする請求項７記載
    の高周波複合スイッチモジュール。
  9. 【請求項９】 方向性結合器が整合回路を構成する直列
    インダクタとして作用する電極パターンと電磁界結合す
    る電極パターンで構成されたことを特徴とする請求項７
    記載の高周波複合スイッチモジュール。
  10. 【請求項１０】 送信側インピーダンス変換手段の整合
    回路とインピーダンス変換回路の間に直流遮断コンデン
    サを挿入したことを特徴とする請求項１記載の高周波複
    合スイッチモジュール。
  11. 【請求項１１】 増幅手段の非動作時においてインピー
    ダンス変換回路と共通端子との間の回路が受信帯域周波
    数の２分の１波長の整数倍だけ位相を変換させる回路で
    あることを特徴とする請求項１記載の高周波複合スイッ
    チモジュール。
  12. 【請求項１２】 移相線路が直列インダクタおよび並列
    コンデンサとして作用する電極パターンで構成されたこ
    とを特徴とする請求項１記載の高周波複合スイッチモジ
    ュール。
  13. 【請求項１３】 弾性表面波フィルタの送信帯域におけ
    る入力インピーダンスの反射係数の大きさが０．８以上
    であることを特徴とする請求項１記載の高周波複合スイ
    ッチモジュール。
  14. 【請求項１４】 整合回路を構成する並列コンデンサの
    少なくとも一つをバリスタとしたことを特徴とする請求
    項１記載の高周波複合スイッチモジュール。
  15. 【請求項１５】 少なくとも積層体のＩＣチップを実装
    している部分の直下にサーマルビアホールを形成したこ
    とを特徴とする請求項１記載の高周波複合スイッチモジ
    ュール。
  16. 【請求項１６】 ＩＣチップおよび弾性表面波フィルタ
    を覆うようにシールドケースを実装し、前記ＩＣチップ
    と前記シールドケースを導電性樹脂で接合したことを特
    徴とする請求項１記載の高周波複合スイッチモジュー
    ル。
  17. 【請求項１７】 積層体と弾性表面波フィルタの間にＳ
    ｉＯ2層を設けたことを特徴とする請求項１記載の高周
    波複合スイッチモジュール。
  18. 【請求項１８】 積層体の下面に凹部を設けてＩＣチッ
    プを実装し、前記ＩＣチップと導電性樹脂で接合した金
    属板で前記積層体の凹部を覆うとともに、前記積層体の
    上面に弾性表面波フィルタを搭載したことを特徴とする
    請求項１記載の高周波複合スイッチモジュール。
  19. 【請求項１９】 積層体に中空層を設けたことを特徴と
    する請求項１８記載の高周波複合スイッチモジュール。
  20. 【請求項２０】 中空層に樹脂を充填したことを特徴と
    する請求項１９記載の高周波複合スイッチモジュール。
  21. 【請求項２１】 積層体上面のＩＣチップと弾性表面波
    フィルタの間に溝を設けたことを特徴とする請求項１記
    載の高周波複合スイッチモジュール。
  22. 【請求項２２】 ２つの異なる通信システムに対応可能
    な高周波複合スイッチモジュールであって、２つの通信
    システムでそれぞれ用いられる第１の通信帯域と第２の
    通信帯域を分離するための分波回路と、前記第１および
    第２の通信帯域に対応するそれぞれの送信側に、第１お
    よび第２の整合回路と第１および第２のインピーダンス
    変換回路とからなり受信時にそれぞれの受信帯域のイン
    ピーダンスを変換するための第１および第２の送信側イ
    ンピーダンス変換手段と、第１および第２の送信信号を
    所定値まで増幅するための第１および第２の増幅手段
    と、前記第１および第２の増幅手段に電源を供給するた
    めの第１および第２の電源供給手段とを有し、前記第１
    および第２の通信帯域に対応するそれぞれの受信側に、
    第１および第２の移相線路と第１および第２の弾性表面
    波フィルタとからなり送信時にそれぞれの送信帯域のイ
    ンピーダンスを変換するための第１および第２の受信側
    インピーダンス変換手段を有し、前記第１および第２の
    増幅手段および前記第１および第２の送信側インピーダ
    ンス変換手段の前記第１および第２のインピーダンス変
    換回路をそれぞれ第１および第２のＩＣチップ内に形成
    するとともに、少なくとも前記第１および第２の整合回
    路、前記第１および第２の電源供給手段および前記第１
    および第２の移相線路を電極パターンと誘電体層とから
    なる積層体内に同一に形成し、前記積層体上に少なくと
    も前記第１および第２のＩＣチップおよび前記第１およ
    び第２の弾性表面波フィルタを搭載したことを特徴とす
    る高周波複合スイッチモジュール。
  23. 【請求項２３】 第１の帯域で動作する高周波複合スイ
    ッチモジュールのＩＣチップと第２の帯域で動作する高
    周波複合スイッチモジュールのＩＣチップを１つのＩＣ
    チップで構成したことを特徴とする請求項２２記載の高
    周波複合スイッチモジュール。
  24. 【請求項２４】 第１の帯域で動作する高周波複合スイ
    ッチモジュールの弾性表面波フィルタと第２の帯域で動
    作する高周波複合スイッチモジュールの弾性表面波フィ
    ルタを一つの弾性表面波フィルタで構成したことを特徴
    とする請求項２２記載の高周波複合スイッチモジュー
    ル。
  25. 【請求項２５】 分波回路を構成する並列コンデンサの
    少なくとも一つをバリスタとしたことを特徴とする請求
    項２２記載の高周波複合スイッチモジュール。
  26. 【請求項２６】 少なくとも２つの異なる通信システム
    の送受信系の信号を扱う移動体通信機器であって、少な
    くとも一つの通信システムの送受信の切替に請求項１な
    いし２５に記載の高周波複合スイッチモジュールを用い
    たことを特徴とする移動体通信機器。
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