JP2004104523A - マルチバンド用アンテナスイッチモジュール - Google Patents
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Abstract
【目的】少なくとも４つ以上の異なる周波数帯域の対応し、多層基板内での干渉や信号漏れ等のノイズ発生する恐れがなく伝送損失の小さいマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを提供する。
【構成】分波回路に接続され、２つの異なる周波数帯域の送信回路と受信回路との切り換えを行う第１の高周波スイッチと、前記第１の高周波スイッチで切り換えを行う２つの異なる周波数帯域以外の２つの周波数帯域の送信回路と受信回路との切り換えを行う第２の高周波スイッチと、アンテナ端子と前記第１、第２の高周波スイッチとの間に接続される第１、第２フィルタ回路とからなることを特徴とする。
【選択図】 図１
【構成】分波回路に接続され、２つの異なる周波数帯域の送信回路と受信回路との切り換えを行う第１の高周波スイッチと、前記第１の高周波スイッチで切り換えを行う２つの異なる周波数帯域以外の２つの周波数帯域の送信回路と受信回路との切り換えを行う第２の高周波スイッチと、アンテナ端子と前記第１、第２の高周波スイッチとの間に接続される第１、第２フィルタ回路とからなることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信機、例えば自動車電話機、携帯電話機等に使用される複数の通信システムに対応したマルチバンド用アンテナスイッチモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信機である携帯電話において、アンテナと送信回路との接続、及びアンテナと受信回路との接続を切り換えるために、高周波スイッチが用いられている。特に、近年では、携帯電話の普及台数が急激に増加しており、通信方式も、ＧＳＭ、ＤＣＳ、ＰＣＳ、ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ、Ｗ−ＣＤＭＡなど、次々に新しい通信方式が開発され、実用化されている。また、使用する通信方式の周波数帯域も加入回線数の増加に伴い、当初の数１００ＭＨｚから、ＧＨｚ帯へと拡張しており、通信方式に応じて種々の周波数帯が割り当てられている。
【０００３】
ところで、デジタル携帯電話の通信方式は、通信会社、あるいは国や地域によって異なるものが採用されている場合が多い。例えば、ＧＳＭは欧州にて一般化されている通信方式であるが、アメリカでは使用周波数帯の異なるＤＣＳが多く採用されている。この場合、ＤＣＳ対応の携帯電話機はＤＣＳ方式が一般化しているアメリカでは支障なく使用可能であるが、ＧＳＭが主流のヨーロッパでは、使用できないし、逆に、ＧＳＭ対応の携帯電話機はＧＳＭ方式が一般化しているヨーロッパでは支障なく使用可能であるが、ＤＣＳが主流のアメリカでは、使用できないといった不便が生じていた。
【０００４】
そこで、最近では、上記の不便性を解消するため一台の携帯電話機で、複数の異なる通信方式に対応したマルチバンド携帯電話機が開発され、普及しつつある。このようなマルチバンド携帯電話機には、複数の通信方式の送受信系を切り換えるマルチバンド用アンテナスイッチモジュールが使用されている。
【０００５】
上述のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールは、特再２０００−８５５９８３号に開示されているように、アンテナ端子に接続される分波回路と、前記分波回路に接続される高周波スイッチと、前記高周波スイッチの送信回路側に高周波スイッチとパワーアンプとの間に接続され、パワーアンプから発生する高調波を遮断するためのローパスフィルタから構成されている。
【０００６】
また、特再２０００−８５５９８３号に開示されているマルチバンド用アンテナスイッチモジュールは、分波回路と高調波遮断用のローパスフィルタ回路が誘電体層を積層してなる多層基板内で、積層方向に重複しないように配置され、高周波スイッチの分布定数線路は、前記分波回路と高調波遮断用のローパスフィルタ回路よりも下方に誘電体層全面に渡って多層基板内に配置され、またチップ部品が多層基板上に搭載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特再２０００−８５５９８３号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールでは、３つの異なる周波数帯域の対応したマルチバンド用アンテナスイッチモジュールであって、今後要求される４つ以上の異なる周波数帯域の対応することは困難であった。また、従来のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールでは、分布定数線路と分波回路若しくはローパスフィルタとが積層方向で重なっていることから、上下方向での干渉や信号漏れ等のノイズ発生する恐れがあった。さらに、高周波スイッチは分布定数線路とチップ部品から構成されているが分布定数線路が多層基板の下方部にあり、チップ部品は多層基板上部にあることから、両者の接続のためのビアを多数設ける必要があり、信号が通過する距離も長くなるため、伝送損失が大きくなる可能性もあった。
【０００９】
本発明の課題は、４つ以上の異なる周波数帯域に対応したマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを多層基板を用いてワンチップで構成することで小型化し、さらには、通話品質の劣化につながるノイズの発生や伝送損失の低下の少ないアンテナスイッチモジュールを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
上記目的を達成するために本発明のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールは、複数の異なる周波数帯域の送信回路と受信回路とを切り換えるマルチバンド用アンテナスイッチモジュールであって、
アンテナに接続し、受信信号と送信信号との入出力に共用されるアンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続され、前記アンテナからの受信信号を複数の周波数帯域に分波し、前記アンテナへ向かう送信信号の通過を許容した分波回路と、
前記分波回路に接続され、前記分波回路により分波される複数の周波数帯域のうち、２つの異なる周波数帯域の送信回路と受信回路との切り換えを行う第１の高周波スイッチと、
前記分波回路に接続され、前記第１の高周波スイッチで切り換えを行う２つの異なる周波数帯域以外の２つの周波数帯域の送信回路と受信回路との切り換えを行う第２の高周波スイッチと、
前記アンテナ端子と前記第１の高周波スイッチが切り換えを行う複数の異なる周波数帯域の送信回路との間に接続される第１フィルタ回路と、
前記アンテナ端子と前記第２の高周波スイッチが切り換えを行う複数の異なる周波数帯域の送信回路との間に接続される第２フィルタ回路と、
からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、前記第１の高周波スイッチが、第１のスイッチング素子と第２のキャパシタンス素子と第２のインダクタンス素子とで構成され、
前記第２の高周波スイッチが、第２のスイッチング素子と第３のキャパシタンス素子と第３のインダクタンス素子と構成され、
前記分波回路が、第４のキャパシタンス素子と第４のインダクタンス素子とで構成され、
前記第１フィルタ回路が、第１のインダクタンス素子で構成され、
前記第２フィルタ回路が、第５のインダクタンス素子で構成される
ことが好ましい。
【００１２】
本発明においては、誘電体層からなる多層基板内に
前記分波回路を構成する第４のキャパシタンス素子と第４のインダクタンス素子の電極パターンにより形成される第１内層領域と、
前記第１の高周波スイッチを構成する第２のインダクタンス素子と前記第２の高周波スイッチを構成する第３のインダクタンス素子の電極パターンにより形成される第２内層領域と、
前記第１フィルタ回路を構成する第１のインダクタンス素子と前記第２フィルタ回路を構成する第５のインダクタンス素子との電極パターンにより形成される第３内層領域と
を備え、
多層基板の積層方向から見て、前記第１内層領域と前記第２内層領域と前記第３内層領域とは、重複しないように配置され、また前記第１内層領域は、前記第２内層領域と第３内層領域との間に配置されている
ことが好ましい。
【００１３】
【発明の形態の実施】
本発明は、複数の異なる周波数帯域の送信回路と受信回路とを切り換えるマルチバンド用アンテナスイッチモジュールであって、このマルチバンド用アンテナスイッチモジュール構成する複数のスイッチング素子、複数のキャパシタンス素子、複数のインダクタンス素子を誘電体層からなる多層基板に内層若しくは多層基板に搭載することによって、小型化したものである。例えば、アンテナを共用とし、第１の通信方式の送信回路系と受信回路系、その第１の通信方式と周波数帯域の異なる第２の通信方式の送信回路系と受信回路系と、第１および第２の通信方式と周波数帯域の異なる第３の通信方式の送信回路系と受信回路系、さらには、第１、第２及び第３の通信方式と周波数帯域の異なる第４の通信方式の送信回路系と受信回路系とアンテナとを接続し、適宜切り換えるマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを得ることが出来きる。例えばクワッドバンド携帯電話等において有効なものである。以下に図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１４】
本発明に係るアンテナスイッチモジュールとして、本実施例では、周波数帯域が０．８５ＧＨｚ帯のＧＳＭ８５０（以下第１の通信方式）及び周波数帯域が０．９ＧＨｚ帯ＥＧＳＭ（第２の通信方式）と周波数帯域が１．８Ｈｚ帯のＤＣＳ（第３の通信方式）と周波数帯域が１．９Ｈｚ帯のＰＣＳ（第４の通信方式）の対応した携帯電話機に用いられるマルチバンド用アンテナスイッチモジュールについてのブロック図を図１に示す。
【００１５】
マルチバンド用アンテナスイッチモジュール１は分波回路（ダイプレクサ）ＤＰと第１の高周波スイッチＳＷ１、第２の高周波スイッチＳＷ２と第１フィルタ回路ＬＰ１と第２フィルタ回路ＬＰ２であるローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２とで構成される。また、アンテナに接続されるアンテナ端子ＡＮＴと、第１の通信方式（ＧＳＭ８５０）の受信回路に接続される第１受信回路端子ＲＸ１と第２の通信方式（ＥＧＳＭ）の受信回路に接続される第２受信回路端子と、第１、第２の通信方式の送信回路に接続される第１送信端子ＴＸ１と、第３の通信方式（ＤＣＳ）の受信回路に接続される第３受信回路端子ＲＸ１と第４の通信方式（ＰＣＳ）の受信回路に接続される第４受信回路端子と、第３、第４の通信方式の送信回路に接続される第２送信端子ＴＸ２とを備える。
【００１６】
前述の第１送信端子ＴＸ１、第２送信端子ＴＸ２、第１受信端子ＲＸ１、第２受信端子ＲＸ２、第３受信端子ＲＸ３、第４受信端子ＲＸ４、アンテナ端子ＡＮＴはそれぞれ、多層基板の側面に形成される。また、図示しないが、これ以外にも、多層基板の側面には、接地電極に接続されるグランド端子ＧＮＤ、高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦを制御する電圧制御端子ＶＣも形成されている。
【００１７】
分波回路ＤＰは前記アンテナ端子ＡＮＴに接続され、第１の通信方式の送信信号と受信信号と第２の通信方式の送信信号と受信信号の通過を許容する分波回路用ローパスフィルタと、第３と第４の通信方式の送信信号と受信信号の通過を許容する分波回路用ハイパスフィルタとで構成されている。
【００１８】
前記分波回路ＤＰは上述したような構成には限定されず、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタから選ばれる２つの組み合わせからなるものであれば特に限定はされない。
【００１９】
前記分波回路ＤＰを構成する分波回路用ローパスフィルタに接続される高周波スイッチＳＷ１は、アンテナと第１の通信方式の送信回路と受信回路、第２の通信方式の送信回路と受信回路との接続を切り換える役目を担い、第１のスイッチング素子と、第２のインダクタンス素子と、第２のキャパシタンス素子と、抵抗素子、及び電圧制御端子とで構成されている。
【００２０】
また、前記分波回路ＤＰを構成する分波回路用ハイパスフィルタに接続される高周波スイッチＳＷ２は、アンテナと第３の通信方式の送信回路と受信回路、第４の通信方式の送信回路と受信回路との接続を切り換える役目を担い、第２のスイッチング素子と、第３のインダクタンス素子と、第３のキャパシタンス素子と、抵抗素子、及び電圧制御端子とで構成されている。
【００２１】
上記第１と第２の高周波スイッチは、それぞれの電圧制御端子から、電圧を印加して、スイッチング素子をＯＮもしくはＯＦＦ状態に制御することで、第１、第２、第３、第４の送信回路若しくは受信回路のいずれか１つの回路とアンテナとが接続されるようになっている。
【００２２】
第１フィルタ回路ＬＰ１であるローパスフィルタＬＰＦ１は、第１の高周波スイッチと第１の送信回路端子の間に配置され、通過する信号の高調波ノイズが遮断されるように、構成する素子の回路定数が設定されている。本実施例では、第１と第２の通信方式の送信信号に含まれるパワーアンプ等から発生する高調波ノイズを遮断するように、回路定数が設定されている。
【００２３】
第２フィルタ回路ＬＰ２であるローパスフィルタＬＰＦ２は、第２の高周波スイッチと第２の送信回路端子の間に配置され、通過する信号の高調波ノイズが遮断されるように、構成する素子の回路定数が設定されている。本実施例では、第３と第４の通信方式の送信信号に含まれるパワーアンプ等から発生する高調波ノイズを遮断するように、回路定数が設定されている。
【００２４】
本実施例では、第１、第２フィルタ回路としてローパスフィルタを選択したが、これに限定されるわけではなく、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタから選ばれるものであれば特に限定はされない。
【００２５】
本実施例では、第１フィルタ回路が、第１の高周波スイッチと第１送信回路端子との間に接続され、第２フィルタ回路が、第２の高周波スイッチと第２送信回路端子との間に接続されているが、これに限定されるわけではない。つまり、第１フィルタ回路は、アンテナ端子と第１送信回路端子との間に接続されていればよく、第２フィルタ回路は、アンテナ端子と第２送信回路端子との間に接続されていればよい。具体的には、第１、第２のフィルタ回路はそれぞれ、分波回路と高周波スイッチとの間に接続されるか若しくは、アンテナ端子と分波回路の間に接続される。
【００２６】
本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールの等価回路を図２に示す。
【００２７】
アンテナ端子ＡＮＴに接続され、分波回路ＤＰは第４のキャパシタンス素子Ｃ１Ｄ、Ｃ２Ｄ、Ｃ４ＤＡ、Ｃ４ＤＢ、Ｃ５Ｄと第４のインダクタンス素子Ｌ１Ｄ、Ｌ５とで形成される。分波回路ＤＰを構成するそれぞれの第４のキャパシタンス素子と第４のインダクタンス素子は図３と図４に示したようにそれぞれ誘電体層１０上に電極パターン１１，１２により形成され、多層基板に内層される。
【００２８】
前記分波回路の第４のインダクタンス素子に接続される高周波スイッチＳＷ１は第１のスイッチング素子であるダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ６、第２のインダクタンス素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ６、第２のキャパシタンス素子Ｃ５と抵抗素子Ｒ１、電圧制御端子ＶＣ１、ＶＣ４で構成される。
【００２９】
第１のスイッチング素子であるダイオードＤ１のカソード側が、分波回路の第４のインダクタンス素子Ｌ１Ｄに接続され、アノード側には、第２のインダクタンス素子Ｌ１を介して電圧制御端子ＶＣ１に接続されている。第１のスイッチング素子であるダイオードＤ２のカソード側は抵抗素子Ｒ１を介して接地され、アノード側は、第２のインダクタンス素子Ｌ２を介して分波回路の第１のインダクタンス素子Ｌ１Ｄに接続されている。第２のキャパシタンス素子Ｃ５は第１のスイッチング素子であるダイオードＤ２のカソード側に前記抵抗素子と並列に接続され、片側は接地されている。また、第１のスイッチング素子であるダイオードＤ６のカソード側は、分波回路の第１のインダクタンス素子Ｌ１Ｄ接続され、アノード側は第２のインダクタンス素子Ｌ６を介して電圧制御端子ＶＣ４に接続されている。
【００３０】
インダクタンス素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ６とキャパシタンス素子Ｃ５は前述したように誘電体層１０上に電極パターン１１，１２によって形成され多層基板１００に内層される。一方、スイッチング素子であるダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ６と抵抗素子Ｒ１はチップ部品として多層基板１００に搭載される。
【００３１】
スイッチング素子であるダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ６は例えば、ＰＩＮダイオードで構成され、順方向バイアス電圧の印加レベルによって、ＯＮ／ＯＦＦ状態となるものである。つまり、電圧制御端子ＶＣ１に閾値以上、ＶＣ４に閾値以下の電圧を印加すると、ダイオードＤ１はＯＮ状態となり、ＴＸ２からの送信信号が、アンテナ端子ＡＮＴ側に通過することが許容される。このとき、ダイオードＤ２もＯＮ状態となる。このとき、インダクタンス素子Ｌ２は、ＯＮ状態のダイオードＤ２とコンデンサ素子Ｃ５を介し、高周波的に接地され、送信信号の周波数帯域に対して、共振し、分岐点Ａのインピーダンスが高くなり、送信信号が、第１受信回路端子Ｒｘ１側に流れることが阻止される。しかし、ダイオードＤ６はＯＦＦ状態（高周波的に高インピーダンス状態）となり、送信信号が、第２受信回路端子ＲＸ２側へ流れることが阻止される。尚、ダイオードＤ２のカソード側は抵抗素子Ｒ１を介して接地されている。
【００３２】
また、電圧制御端子ＶＣ１に接続されているインダクタンス素子Ｌ１は送信信号が電圧制御端子ＶＣ１側に流れることを阻止するチョークコイルである。また、コンデンサ素子Ｃ５は、電圧制御端子ＶＣ１から入力される制御信号のノイズ除去の役割を担う。
【００３３】
一方電圧制御端子ＶＣ１とＶＣ４の電圧を閾値以下、に小さくすれば、ダイオードＤ１はＯＦＦ状態（高周波的に高インピーダンス状態）となり、送信信号が、アンテナ端子ＡＮＴ側へ流れることが阻止される。また、ダイオードＤ６もＯＦＦ状態（高周波的に高インピーダンス状態）となり、第２受信回路端子ＲＸ２側への信号の流れが阻止される。このとき、ダイオードＤ２もＯＦＦ状態（高周波的に高インピーダンス状態）であることから、受信信号の周波数帯域でインダクタンス素子Ｌ２は共振しないから、第１受信回路端子側から見た分岐点Ａのインピーダンスは低くなる。その結果、アンテナ端子ＡＮＴからの受信信号は、分岐点Ａを経て、受信端子ＲＸ１へ通過すること許容される。
【００３４】
電圧制御端子ＶＣ１に閾値以下、ＶＣ４に閾値以上の電圧を印加すると、ダイオードＤ６はＯＮ状態となり、アンテナ端子ＡＮＴからの受信信号が、第２受信回路端子側に通過することが許容される。このとき、ダイオードＤ２もＯＮ状態となる。このとき、インダクタンス素子Ｌ２は、ＯＮ状態のダイオードＤ２とコンデンサ素子Ｃ５を介し、高周波的に接地され、送信信号の周波数帯域に対して、共振し、分岐点Ａのインピーダンスが高くなり、送信信号が、第１受信回路端子Ｒｘ１側に流れることが阻止される。しかし、ダイオードＤ１はＯＦＦ状態（高周波的に高インピーダンス状態）となり、受信信号が、第１送信回路端子ＴＸ１側へ流れることが阻止される。このようにＶＣ１、ＶＣ４の電圧を調整することによって、アンテナ端子に対する送信回路と受信回路との接続を切り換える。
【００３５】
次に第２の高周波スイッチも基本的な構成は、第１の高周波スイッチと同様であり、第２のスイッチング素子であるダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ５と第３のキャパシタンス素子Ｃ１０と第３のインダクタンス素子Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５と抵抗素子Ｒ２と電圧制御端子ＶＣ２、ＶＣ３とより構成される。
【００３６】
第２のスイッチング素子であるダイオードＤ３のカソード側が、分波回路の第４のキャパシタンス素子Ｃ４ＤＢに接続され、アノード側には、第３のインダクタンス素子Ｌ３を介して電圧制御端子ＶＣ２に接続されている。第２のスイッチング素子であるダイオードＤ４のカソード側は抵抗素子Ｒ２を介して接地され、アノード側は、第３のインダクタンス素子Ｌ４を介して分波回路の第１のキャパシタンス素子Ｃ４ＤＢに接続されている。第３のキャパシタンス素子Ｃ１０は第１のスイッチング素子であるダイオードＤ２のカソード側に前記抵抗素子と並列に接続され、片側は接地されている。また、第２のスイッチング素子であるダイオードＤ５のカソード側は、分波回路の第１のキャパシタンス素子Ｃ４ＤＢ接続され、アノード側は第３のインダクタンス素子Ｌ５を介して電圧制御端子ＶＣ３に接続されている。
【００３７】
第１の高周波スイッチと同様に第３のキャパシタンス素子Ｃ１０と第３のインダクタンス素子Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５は多層基板内に内層されている。
【００３８】
また、第一の高周波スイッチと同じ原理が用いられて、アンテナと第３の通信方式と第４の通信方式の送信回路と受信回路との接続を切り換えるように構成されている。
【００３９】
ローパスフィルタＬＰＦ１は、第１のキャパシタンス素子１Ｃ１２、１Ｃ３４、１Ｃ３５と第１のインダクタンス素子１Ｌ１とで構成される。また、ローパスフィルタＬＰＦ２は、第５のキャパシタンス素子２Ｃ１２、２Ｃ３４、２Ｃ３５と第５のインダクタンス素子２Ｌ１とで構成される。
【００４０】
第１フィルタ回路であるローパスフィルタＬＰＦ１の第１のインダクタンス素子１Ｌ１の一端は第１の高周波スイッチの第１のスイッチング素子であるダイオードＤ１のアノード側に接続され、他端は第１送信回路端子に接続される。また、第２フィルタ回路であるローパスフィルタＬＰＦ２の第５のインダクタンス素子２Ｌ１の一端は第２の高周波スイッチの第２のスイッチング素子であるダイオードＤ３のアノード側に接続され、他端は第２送信回路端子に接続される。
【００４１】
第１、第５のキャパシタンス素子は図３に示したような誘電体層１０上に電極パターン１１によって所望の容量値になるように形成され、誘電体層１０を積層してなる多層基板に内層される。また、第１、第５のインダクタンス素子は、図４に示したような、誘電体層１０上に電極パターン１２によって所望のインダクタ値になるように形成され、誘電体層１０を積層してなる多層基板に内層される。
【００４２】
前述のキャパシタンス素子とインダクタンス素子とを内層する多層基板１００は、７８０℃〜８６０℃で焼成可能な、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカ等を主成分とする低温焼成セラミック基板からなる。前記多層基板１００は複数の誘電体層１０を順次積層することによって形成される。
【００４３】
多層基板に用いる低温焼成セラミック基板として酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカ等を主成分とする材料以外には、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、シリカ等を主成分とする材料、酸化カルシウムジルコニウム、ガラスを主成分とする材料等がある。
【００４４】
図６に、多層基板１００を積層方向から透視した際の、分波回路ＤＰを構成する第４のキャパシタンス素子と第４のインダクタンス素子の電極パターンとで形成される第１内層領域Ａ１と、高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２を構成する第２インダクタンス素子の電極パターンで形成される第２内層領域Ａ２と、第１の高周波スイッチＳＷ１と第１送信回路端子ＴＸ１との間に接続されるローパスフィルタＬＰＦ１と第２の高周波スイッチＳＷ２と第２送信回路端子ＴＸ１との間に接続されるローパスフィルタＬＰＦ２とを構成する第５のインダクタンス２Ｌ１の電極パターンで形成される第３内層領域Ａ３の位置関係を示す。
【００４５】
ここで、内層領域とは図５に示すように、電極パターン自体、若しくは電極パターンと該電極パターンに挟まれる誘電体層とで形成される部分を示す。
【００４６】
第２内層領域と第３内層領域の間に第１内層領域が配置されており、さらには、それぞれが積層方向でお互いに重ならないように配置されているため、お互いの干渉が少なくなる。
【００４７】
アンテナ端子ＡＮＴは、第１内層領域に、第１送信回路端子ＴＸ１、ＴＸ２は第３内層領域に、受信端子ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４は第２内層領域に近接した多層基板１００の側面から底面に掛けて設けられている。
【００４８】
第１から第３内層領域を図６に示したように第２内層領域と第３内層領域の間に第１内層領域を配置することで、アンテナ端子ＡＮＴと送信回路端子若しくは受信回路端子との間の信号が通過する伝送線路距離が短くなり、伝送損失が小さくなる。
【００４９】
例えば、第１の通信方式の受信信号は、図２の等価回路から見ても明らかなように、アンテナ端子ＡＮＴから入力され、第１内層領域（分波回路）と第２内層領域（第１の高周波スイッチＳＷ１の第１のインダクタンス素子Ｌ２）を経由し、第１受信回路端子ＲＸ１へ出力される。一方で、第１の通信方式の送信信号は、第１送信回路端子ＴＸ１から入力され、第３内層領域（フィルタ回路の第１のインダクタンス素子１Ｌ１）と第１内層領域（分波回路）とを経由し、アンテナ端子ＡＮＴへ出力される。
【００５０】
つまり、受信信号は積層方向から見て、第１内層領域Ａ１を中心に左右２つの領域に分割した際に、右側領域を中心に通過し、一方で、送信信号は、左側領域を中心に通過する。よって、右側領域には受信信号が通過する内層パターンや伝送線路同士が、一方で、左側領域には送信信号が通過する内層パターンや伝送線路同士とが近接した配置されていることから、多層基板内で送信又は受信信号が通過する伝送線路距離が短くなるため、伝送損失が小さくなる。
【００５１】
また、送信信号が通過する部分と受信信号が通過する部分とが左右にわかれているので、送信信号が通過する伝送線路若しくはビアが、受信信号が通過する領域を通過することが少ないので、多層基板内での送信信号と受信信号間の干渉もなく、さらには信号漏れも少ない。
【００５２】
本実施例では、第１フィルタ回路と、第１の高周波スイッチと第１送信回路端子との間に接続され、第２フィルタ回路が、第２の高周波スイッチと第２送信回路端子との間に接続されているものについて説明をしてきたが、これに限定されるわけではない。例えば、図７に示したように、第１フィルタ回路がは第１高周波スイッチと第１送信回路端子との間に接続され、第２フィルタ回路が、アンテナ端子と分波回路との間に接続されているマルチバンド用アンテナスイッチモジュールについても本発明の範囲に含まれる。
【００５３】
このとき、それ以外の分波回路ＤＰ，第１、第２の高周波スイッチについては、前述の実施例と全く同じである。
【発明の効果】
【００５４】
本発明では、従来の回路では対応していなかったクワッドバンドに対応可能で、さらには、伝送損失が少なく、信号漏れの少ないマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを提供することが可能となる。また、多層基板を用いてマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを構成していることから、小型でしかもワンチップで構成できる。これにより、クワッドバンド携帯電話など使用した場合において、機器の小型化に有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールのブロック図である。
【図２】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールの等価回路である。
【図３】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを構成するキャパシタ素子の多層基板への内層例の一例である。
【図４】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを構成するインダクタ素子の多層基板への内層例の一例である。
【図５】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールの断面図である。
【図６】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールの積層方向から見た図である。
【図７】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールの別の実施例に関するブロック図である。
【図８】従来のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールのブロック図である。
【符号の説明】
ＬＰ１ 第１フィルタ回路
ＬＰ２ 第２フィルタ回路
１Ｌ１ 第１のインダクタンス素子
１Ｃ１２，１Ｃ３４，１Ｃ３５ 第１のキャパシタンス素子
２Ｌ１ 第５のインダクタンス素子
２Ｃ１２，２Ｃ２４，２Ｃ３５ 第５のキャパシタンス素子
Ａ３ 第３内層領域
ＤＰ 分波回路
Ｃ１Ｄ、Ｃ２Ｄ、Ｃ４ＤＡ、Ｃ４ＤＢ、Ｃ５Ｄ 第４のキャパシタンス素子素子
Ｌ１Ｄ、Ｌ５ 第４のインダクタンス素子
Ａ１ 第１内層領域
ＳＷ１ 第１の高周波スイッチ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ６ 第１のスイッチング素子
Ｃ５ 第２のキャパシタンス素子
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ６ 第２のインダクタンス素子
ＳＷ２ 第２の高周波スイッチ
Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５ 第２のスイッチング素子
Ｃ１０ 第３のキャパシタンス素子
Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５ 第３のインダクタンス素子
Ａ２ 第２内層領域
１ マルチバンド用アンテナスイッチモジュール
ＡＮＴ アンテナ端子
１０ 誘電体層１０
１００ 多層基板
１１，１２ 電極パターン１１，１２
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信機、例えば自動車電話機、携帯電話機等に使用される複数の通信システムに対応したマルチバンド用アンテナスイッチモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信機である携帯電話において、アンテナと送信回路との接続、及びアンテナと受信回路との接続を切り換えるために、高周波スイッチが用いられている。特に、近年では、携帯電話の普及台数が急激に増加しており、通信方式も、ＧＳＭ、ＤＣＳ、ＰＣＳ、ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ、Ｗ−ＣＤＭＡなど、次々に新しい通信方式が開発され、実用化されている。また、使用する通信方式の周波数帯域も加入回線数の増加に伴い、当初の数１００ＭＨｚから、ＧＨｚ帯へと拡張しており、通信方式に応じて種々の周波数帯が割り当てられている。
【０００３】
ところで、デジタル携帯電話の通信方式は、通信会社、あるいは国や地域によって異なるものが採用されている場合が多い。例えば、ＧＳＭは欧州にて一般化されている通信方式であるが、アメリカでは使用周波数帯の異なるＤＣＳが多く採用されている。この場合、ＤＣＳ対応の携帯電話機はＤＣＳ方式が一般化しているアメリカでは支障なく使用可能であるが、ＧＳＭが主流のヨーロッパでは、使用できないし、逆に、ＧＳＭ対応の携帯電話機はＧＳＭ方式が一般化しているヨーロッパでは支障なく使用可能であるが、ＤＣＳが主流のアメリカでは、使用できないといった不便が生じていた。
【０００４】
そこで、最近では、上記の不便性を解消するため一台の携帯電話機で、複数の異なる通信方式に対応したマルチバンド携帯電話機が開発され、普及しつつある。このようなマルチバンド携帯電話機には、複数の通信方式の送受信系を切り換えるマルチバンド用アンテナスイッチモジュールが使用されている。
【０００５】
上述のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールは、特再２０００−８５５９８３号に開示されているように、アンテナ端子に接続される分波回路と、前記分波回路に接続される高周波スイッチと、前記高周波スイッチの送信回路側に高周波スイッチとパワーアンプとの間に接続され、パワーアンプから発生する高調波を遮断するためのローパスフィルタから構成されている。
【０００６】
また、特再２０００−８５５９８３号に開示されているマルチバンド用アンテナスイッチモジュールは、分波回路と高調波遮断用のローパスフィルタ回路が誘電体層を積層してなる多層基板内で、積層方向に重複しないように配置され、高周波スイッチの分布定数線路は、前記分波回路と高調波遮断用のローパスフィルタ回路よりも下方に誘電体層全面に渡って多層基板内に配置され、またチップ部品が多層基板上に搭載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特再２０００−８５５９８３号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールでは、３つの異なる周波数帯域の対応したマルチバンド用アンテナスイッチモジュールであって、今後要求される４つ以上の異なる周波数帯域の対応することは困難であった。また、従来のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールでは、分布定数線路と分波回路若しくはローパスフィルタとが積層方向で重なっていることから、上下方向での干渉や信号漏れ等のノイズ発生する恐れがあった。さらに、高周波スイッチは分布定数線路とチップ部品から構成されているが分布定数線路が多層基板の下方部にあり、チップ部品は多層基板上部にあることから、両者の接続のためのビアを多数設ける必要があり、信号が通過する距離も長くなるため、伝送損失が大きくなる可能性もあった。
【０００９】
本発明の課題は、４つ以上の異なる周波数帯域に対応したマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを多層基板を用いてワンチップで構成することで小型化し、さらには、通話品質の劣化につながるノイズの発生や伝送損失の低下の少ないアンテナスイッチモジュールを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
上記目的を達成するために本発明のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールは、複数の異なる周波数帯域の送信回路と受信回路とを切り換えるマルチバンド用アンテナスイッチモジュールであって、
アンテナに接続し、受信信号と送信信号との入出力に共用されるアンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続され、前記アンテナからの受信信号を複数の周波数帯域に分波し、前記アンテナへ向かう送信信号の通過を許容した分波回路と、
前記分波回路に接続され、前記分波回路により分波される複数の周波数帯域のうち、２つの異なる周波数帯域の送信回路と受信回路との切り換えを行う第１の高周波スイッチと、
前記分波回路に接続され、前記第１の高周波スイッチで切り換えを行う２つの異なる周波数帯域以外の２つの周波数帯域の送信回路と受信回路との切り換えを行う第２の高周波スイッチと、
前記アンテナ端子と前記第１の高周波スイッチが切り換えを行う複数の異なる周波数帯域の送信回路との間に接続される第１フィルタ回路と、
前記アンテナ端子と前記第２の高周波スイッチが切り換えを行う複数の異なる周波数帯域の送信回路との間に接続される第２フィルタ回路と、
からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、前記第１の高周波スイッチが、第１のスイッチング素子と第２のキャパシタンス素子と第２のインダクタンス素子とで構成され、
前記第２の高周波スイッチが、第２のスイッチング素子と第３のキャパシタンス素子と第３のインダクタンス素子と構成され、
前記分波回路が、第４のキャパシタンス素子と第４のインダクタンス素子とで構成され、
前記第１フィルタ回路が、第１のインダクタンス素子で構成され、
前記第２フィルタ回路が、第５のインダクタンス素子で構成される
ことが好ましい。
【００１２】
本発明においては、誘電体層からなる多層基板内に
前記分波回路を構成する第４のキャパシタンス素子と第４のインダクタンス素子の電極パターンにより形成される第１内層領域と、
前記第１の高周波スイッチを構成する第２のインダクタンス素子と前記第２の高周波スイッチを構成する第３のインダクタンス素子の電極パターンにより形成される第２内層領域と、
前記第１フィルタ回路を構成する第１のインダクタンス素子と前記第２フィルタ回路を構成する第５のインダクタンス素子との電極パターンにより形成される第３内層領域と
を備え、
多層基板の積層方向から見て、前記第１内層領域と前記第２内層領域と前記第３内層領域とは、重複しないように配置され、また前記第１内層領域は、前記第２内層領域と第３内層領域との間に配置されている
ことが好ましい。
【００１３】
【発明の形態の実施】
本発明は、複数の異なる周波数帯域の送信回路と受信回路とを切り換えるマルチバンド用アンテナスイッチモジュールであって、このマルチバンド用アンテナスイッチモジュール構成する複数のスイッチング素子、複数のキャパシタンス素子、複数のインダクタンス素子を誘電体層からなる多層基板に内層若しくは多層基板に搭載することによって、小型化したものである。例えば、アンテナを共用とし、第１の通信方式の送信回路系と受信回路系、その第１の通信方式と周波数帯域の異なる第２の通信方式の送信回路系と受信回路系と、第１および第２の通信方式と周波数帯域の異なる第３の通信方式の送信回路系と受信回路系、さらには、第１、第２及び第３の通信方式と周波数帯域の異なる第４の通信方式の送信回路系と受信回路系とアンテナとを接続し、適宜切り換えるマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを得ることが出来きる。例えばクワッドバンド携帯電話等において有効なものである。以下に図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１４】
本発明に係るアンテナスイッチモジュールとして、本実施例では、周波数帯域が０．８５ＧＨｚ帯のＧＳＭ８５０（以下第１の通信方式）及び周波数帯域が０．９ＧＨｚ帯ＥＧＳＭ（第２の通信方式）と周波数帯域が１．８Ｈｚ帯のＤＣＳ（第３の通信方式）と周波数帯域が１．９Ｈｚ帯のＰＣＳ（第４の通信方式）の対応した携帯電話機に用いられるマルチバンド用アンテナスイッチモジュールについてのブロック図を図１に示す。
【００１５】
マルチバンド用アンテナスイッチモジュール１は分波回路（ダイプレクサ）ＤＰと第１の高周波スイッチＳＷ１、第２の高周波スイッチＳＷ２と第１フィルタ回路ＬＰ１と第２フィルタ回路ＬＰ２であるローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２とで構成される。また、アンテナに接続されるアンテナ端子ＡＮＴと、第１の通信方式（ＧＳＭ８５０）の受信回路に接続される第１受信回路端子ＲＸ１と第２の通信方式（ＥＧＳＭ）の受信回路に接続される第２受信回路端子と、第１、第２の通信方式の送信回路に接続される第１送信端子ＴＸ１と、第３の通信方式（ＤＣＳ）の受信回路に接続される第３受信回路端子ＲＸ１と第４の通信方式（ＰＣＳ）の受信回路に接続される第４受信回路端子と、第３、第４の通信方式の送信回路に接続される第２送信端子ＴＸ２とを備える。
【００１６】
前述の第１送信端子ＴＸ１、第２送信端子ＴＸ２、第１受信端子ＲＸ１、第２受信端子ＲＸ２、第３受信端子ＲＸ３、第４受信端子ＲＸ４、アンテナ端子ＡＮＴはそれぞれ、多層基板の側面に形成される。また、図示しないが、これ以外にも、多層基板の側面には、接地電極に接続されるグランド端子ＧＮＤ、高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦを制御する電圧制御端子ＶＣも形成されている。
【００１７】
分波回路ＤＰは前記アンテナ端子ＡＮＴに接続され、第１の通信方式の送信信号と受信信号と第２の通信方式の送信信号と受信信号の通過を許容する分波回路用ローパスフィルタと、第３と第４の通信方式の送信信号と受信信号の通過を許容する分波回路用ハイパスフィルタとで構成されている。
【００１８】
前記分波回路ＤＰは上述したような構成には限定されず、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタから選ばれる２つの組み合わせからなるものであれば特に限定はされない。
【００１９】
前記分波回路ＤＰを構成する分波回路用ローパスフィルタに接続される高周波スイッチＳＷ１は、アンテナと第１の通信方式の送信回路と受信回路、第２の通信方式の送信回路と受信回路との接続を切り換える役目を担い、第１のスイッチング素子と、第２のインダクタンス素子と、第２のキャパシタンス素子と、抵抗素子、及び電圧制御端子とで構成されている。
【００２０】
また、前記分波回路ＤＰを構成する分波回路用ハイパスフィルタに接続される高周波スイッチＳＷ２は、アンテナと第３の通信方式の送信回路と受信回路、第４の通信方式の送信回路と受信回路との接続を切り換える役目を担い、第２のスイッチング素子と、第３のインダクタンス素子と、第３のキャパシタンス素子と、抵抗素子、及び電圧制御端子とで構成されている。
【００２１】
上記第１と第２の高周波スイッチは、それぞれの電圧制御端子から、電圧を印加して、スイッチング素子をＯＮもしくはＯＦＦ状態に制御することで、第１、第２、第３、第４の送信回路若しくは受信回路のいずれか１つの回路とアンテナとが接続されるようになっている。
【００２２】
第１フィルタ回路ＬＰ１であるローパスフィルタＬＰＦ１は、第１の高周波スイッチと第１の送信回路端子の間に配置され、通過する信号の高調波ノイズが遮断されるように、構成する素子の回路定数が設定されている。本実施例では、第１と第２の通信方式の送信信号に含まれるパワーアンプ等から発生する高調波ノイズを遮断するように、回路定数が設定されている。
【００２３】
第２フィルタ回路ＬＰ２であるローパスフィルタＬＰＦ２は、第２の高周波スイッチと第２の送信回路端子の間に配置され、通過する信号の高調波ノイズが遮断されるように、構成する素子の回路定数が設定されている。本実施例では、第３と第４の通信方式の送信信号に含まれるパワーアンプ等から発生する高調波ノイズを遮断するように、回路定数が設定されている。
【００２４】
本実施例では、第１、第２フィルタ回路としてローパスフィルタを選択したが、これに限定されるわけではなく、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタから選ばれるものであれば特に限定はされない。
【００２５】
本実施例では、第１フィルタ回路が、第１の高周波スイッチと第１送信回路端子との間に接続され、第２フィルタ回路が、第２の高周波スイッチと第２送信回路端子との間に接続されているが、これに限定されるわけではない。つまり、第１フィルタ回路は、アンテナ端子と第１送信回路端子との間に接続されていればよく、第２フィルタ回路は、アンテナ端子と第２送信回路端子との間に接続されていればよい。具体的には、第１、第２のフィルタ回路はそれぞれ、分波回路と高周波スイッチとの間に接続されるか若しくは、アンテナ端子と分波回路の間に接続される。
【００２６】
本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールの等価回路を図２に示す。
【００２７】
アンテナ端子ＡＮＴに接続され、分波回路ＤＰは第４のキャパシタンス素子Ｃ１Ｄ、Ｃ２Ｄ、Ｃ４ＤＡ、Ｃ４ＤＢ、Ｃ５Ｄと第４のインダクタンス素子Ｌ１Ｄ、Ｌ５とで形成される。分波回路ＤＰを構成するそれぞれの第４のキャパシタンス素子と第４のインダクタンス素子は図３と図４に示したようにそれぞれ誘電体層１０上に電極パターン１１，１２により形成され、多層基板に内層される。
【００２８】
前記分波回路の第４のインダクタンス素子に接続される高周波スイッチＳＷ１は第１のスイッチング素子であるダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ６、第２のインダクタンス素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ６、第２のキャパシタンス素子Ｃ５と抵抗素子Ｒ１、電圧制御端子ＶＣ１、ＶＣ４で構成される。
【００２９】
第１のスイッチング素子であるダイオードＤ１のカソード側が、分波回路の第４のインダクタンス素子Ｌ１Ｄに接続され、アノード側には、第２のインダクタンス素子Ｌ１を介して電圧制御端子ＶＣ１に接続されている。第１のスイッチング素子であるダイオードＤ２のカソード側は抵抗素子Ｒ１を介して接地され、アノード側は、第２のインダクタンス素子Ｌ２を介して分波回路の第１のインダクタンス素子Ｌ１Ｄに接続されている。第２のキャパシタンス素子Ｃ５は第１のスイッチング素子であるダイオードＤ２のカソード側に前記抵抗素子と並列に接続され、片側は接地されている。また、第１のスイッチング素子であるダイオードＤ６のカソード側は、分波回路の第１のインダクタンス素子Ｌ１Ｄ接続され、アノード側は第２のインダクタンス素子Ｌ６を介して電圧制御端子ＶＣ４に接続されている。
【００３０】
インダクタンス素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ６とキャパシタンス素子Ｃ５は前述したように誘電体層１０上に電極パターン１１，１２によって形成され多層基板１００に内層される。一方、スイッチング素子であるダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ６と抵抗素子Ｒ１はチップ部品として多層基板１００に搭載される。
【００３１】
スイッチング素子であるダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ６は例えば、ＰＩＮダイオードで構成され、順方向バイアス電圧の印加レベルによって、ＯＮ／ＯＦＦ状態となるものである。つまり、電圧制御端子ＶＣ１に閾値以上、ＶＣ４に閾値以下の電圧を印加すると、ダイオードＤ１はＯＮ状態となり、ＴＸ２からの送信信号が、アンテナ端子ＡＮＴ側に通過することが許容される。このとき、ダイオードＤ２もＯＮ状態となる。このとき、インダクタンス素子Ｌ２は、ＯＮ状態のダイオードＤ２とコンデンサ素子Ｃ５を介し、高周波的に接地され、送信信号の周波数帯域に対して、共振し、分岐点Ａのインピーダンスが高くなり、送信信号が、第１受信回路端子Ｒｘ１側に流れることが阻止される。しかし、ダイオードＤ６はＯＦＦ状態（高周波的に高インピーダンス状態）となり、送信信号が、第２受信回路端子ＲＸ２側へ流れることが阻止される。尚、ダイオードＤ２のカソード側は抵抗素子Ｒ１を介して接地されている。
【００３２】
また、電圧制御端子ＶＣ１に接続されているインダクタンス素子Ｌ１は送信信号が電圧制御端子ＶＣ１側に流れることを阻止するチョークコイルである。また、コンデンサ素子Ｃ５は、電圧制御端子ＶＣ１から入力される制御信号のノイズ除去の役割を担う。
【００３３】
一方電圧制御端子ＶＣ１とＶＣ４の電圧を閾値以下、に小さくすれば、ダイオードＤ１はＯＦＦ状態（高周波的に高インピーダンス状態）となり、送信信号が、アンテナ端子ＡＮＴ側へ流れることが阻止される。また、ダイオードＤ６もＯＦＦ状態（高周波的に高インピーダンス状態）となり、第２受信回路端子ＲＸ２側への信号の流れが阻止される。このとき、ダイオードＤ２もＯＦＦ状態（高周波的に高インピーダンス状態）であることから、受信信号の周波数帯域でインダクタンス素子Ｌ２は共振しないから、第１受信回路端子側から見た分岐点Ａのインピーダンスは低くなる。その結果、アンテナ端子ＡＮＴからの受信信号は、分岐点Ａを経て、受信端子ＲＸ１へ通過すること許容される。
【００３４】
電圧制御端子ＶＣ１に閾値以下、ＶＣ４に閾値以上の電圧を印加すると、ダイオードＤ６はＯＮ状態となり、アンテナ端子ＡＮＴからの受信信号が、第２受信回路端子側に通過することが許容される。このとき、ダイオードＤ２もＯＮ状態となる。このとき、インダクタンス素子Ｌ２は、ＯＮ状態のダイオードＤ２とコンデンサ素子Ｃ５を介し、高周波的に接地され、送信信号の周波数帯域に対して、共振し、分岐点Ａのインピーダンスが高くなり、送信信号が、第１受信回路端子Ｒｘ１側に流れることが阻止される。しかし、ダイオードＤ１はＯＦＦ状態（高周波的に高インピーダンス状態）となり、受信信号が、第１送信回路端子ＴＸ１側へ流れることが阻止される。このようにＶＣ１、ＶＣ４の電圧を調整することによって、アンテナ端子に対する送信回路と受信回路との接続を切り換える。
【００３５】
次に第２の高周波スイッチも基本的な構成は、第１の高周波スイッチと同様であり、第２のスイッチング素子であるダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ５と第３のキャパシタンス素子Ｃ１０と第３のインダクタンス素子Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５と抵抗素子Ｒ２と電圧制御端子ＶＣ２、ＶＣ３とより構成される。
【００３６】
第２のスイッチング素子であるダイオードＤ３のカソード側が、分波回路の第４のキャパシタンス素子Ｃ４ＤＢに接続され、アノード側には、第３のインダクタンス素子Ｌ３を介して電圧制御端子ＶＣ２に接続されている。第２のスイッチング素子であるダイオードＤ４のカソード側は抵抗素子Ｒ２を介して接地され、アノード側は、第３のインダクタンス素子Ｌ４を介して分波回路の第１のキャパシタンス素子Ｃ４ＤＢに接続されている。第３のキャパシタンス素子Ｃ１０は第１のスイッチング素子であるダイオードＤ２のカソード側に前記抵抗素子と並列に接続され、片側は接地されている。また、第２のスイッチング素子であるダイオードＤ５のカソード側は、分波回路の第１のキャパシタンス素子Ｃ４ＤＢ接続され、アノード側は第３のインダクタンス素子Ｌ５を介して電圧制御端子ＶＣ３に接続されている。
【００３７】
第１の高周波スイッチと同様に第３のキャパシタンス素子Ｃ１０と第３のインダクタンス素子Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５は多層基板内に内層されている。
【００３８】
また、第一の高周波スイッチと同じ原理が用いられて、アンテナと第３の通信方式と第４の通信方式の送信回路と受信回路との接続を切り換えるように構成されている。
【００３９】
ローパスフィルタＬＰＦ１は、第１のキャパシタンス素子１Ｃ１２、１Ｃ３４、１Ｃ３５と第１のインダクタンス素子１Ｌ１とで構成される。また、ローパスフィルタＬＰＦ２は、第５のキャパシタンス素子２Ｃ１２、２Ｃ３４、２Ｃ３５と第５のインダクタンス素子２Ｌ１とで構成される。
【００４０】
第１フィルタ回路であるローパスフィルタＬＰＦ１の第１のインダクタンス素子１Ｌ１の一端は第１の高周波スイッチの第１のスイッチング素子であるダイオードＤ１のアノード側に接続され、他端は第１送信回路端子に接続される。また、第２フィルタ回路であるローパスフィルタＬＰＦ２の第５のインダクタンス素子２Ｌ１の一端は第２の高周波スイッチの第２のスイッチング素子であるダイオードＤ３のアノード側に接続され、他端は第２送信回路端子に接続される。
【００４１】
第１、第５のキャパシタンス素子は図３に示したような誘電体層１０上に電極パターン１１によって所望の容量値になるように形成され、誘電体層１０を積層してなる多層基板に内層される。また、第１、第５のインダクタンス素子は、図４に示したような、誘電体層１０上に電極パターン１２によって所望のインダクタ値になるように形成され、誘電体層１０を積層してなる多層基板に内層される。
【００４２】
前述のキャパシタンス素子とインダクタンス素子とを内層する多層基板１００は、７８０℃〜８６０℃で焼成可能な、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカ等を主成分とする低温焼成セラミック基板からなる。前記多層基板１００は複数の誘電体層１０を順次積層することによって形成される。
【００４３】
多層基板に用いる低温焼成セラミック基板として酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカ等を主成分とする材料以外には、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、シリカ等を主成分とする材料、酸化カルシウムジルコニウム、ガラスを主成分とする材料等がある。
【００４４】
図６に、多層基板１００を積層方向から透視した際の、分波回路ＤＰを構成する第４のキャパシタンス素子と第４のインダクタンス素子の電極パターンとで形成される第１内層領域Ａ１と、高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２を構成する第２インダクタンス素子の電極パターンで形成される第２内層領域Ａ２と、第１の高周波スイッチＳＷ１と第１送信回路端子ＴＸ１との間に接続されるローパスフィルタＬＰＦ１と第２の高周波スイッチＳＷ２と第２送信回路端子ＴＸ１との間に接続されるローパスフィルタＬＰＦ２とを構成する第５のインダクタンス２Ｌ１の電極パターンで形成される第３内層領域Ａ３の位置関係を示す。
【００４５】
ここで、内層領域とは図５に示すように、電極パターン自体、若しくは電極パターンと該電極パターンに挟まれる誘電体層とで形成される部分を示す。
【００４６】
第２内層領域と第３内層領域の間に第１内層領域が配置されており、さらには、それぞれが積層方向でお互いに重ならないように配置されているため、お互いの干渉が少なくなる。
【００４７】
アンテナ端子ＡＮＴは、第１内層領域に、第１送信回路端子ＴＸ１、ＴＸ２は第３内層領域に、受信端子ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４は第２内層領域に近接した多層基板１００の側面から底面に掛けて設けられている。
【００４８】
第１から第３内層領域を図６に示したように第２内層領域と第３内層領域の間に第１内層領域を配置することで、アンテナ端子ＡＮＴと送信回路端子若しくは受信回路端子との間の信号が通過する伝送線路距離が短くなり、伝送損失が小さくなる。
【００４９】
例えば、第１の通信方式の受信信号は、図２の等価回路から見ても明らかなように、アンテナ端子ＡＮＴから入力され、第１内層領域（分波回路）と第２内層領域（第１の高周波スイッチＳＷ１の第１のインダクタンス素子Ｌ２）を経由し、第１受信回路端子ＲＸ１へ出力される。一方で、第１の通信方式の送信信号は、第１送信回路端子ＴＸ１から入力され、第３内層領域（フィルタ回路の第１のインダクタンス素子１Ｌ１）と第１内層領域（分波回路）とを経由し、アンテナ端子ＡＮＴへ出力される。
【００５０】
つまり、受信信号は積層方向から見て、第１内層領域Ａ１を中心に左右２つの領域に分割した際に、右側領域を中心に通過し、一方で、送信信号は、左側領域を中心に通過する。よって、右側領域には受信信号が通過する内層パターンや伝送線路同士が、一方で、左側領域には送信信号が通過する内層パターンや伝送線路同士とが近接した配置されていることから、多層基板内で送信又は受信信号が通過する伝送線路距離が短くなるため、伝送損失が小さくなる。
【００５１】
また、送信信号が通過する部分と受信信号が通過する部分とが左右にわかれているので、送信信号が通過する伝送線路若しくはビアが、受信信号が通過する領域を通過することが少ないので、多層基板内での送信信号と受信信号間の干渉もなく、さらには信号漏れも少ない。
【００５２】
本実施例では、第１フィルタ回路と、第１の高周波スイッチと第１送信回路端子との間に接続され、第２フィルタ回路が、第２の高周波スイッチと第２送信回路端子との間に接続されているものについて説明をしてきたが、これに限定されるわけではない。例えば、図７に示したように、第１フィルタ回路がは第１高周波スイッチと第１送信回路端子との間に接続され、第２フィルタ回路が、アンテナ端子と分波回路との間に接続されているマルチバンド用アンテナスイッチモジュールについても本発明の範囲に含まれる。
【００５３】
このとき、それ以外の分波回路ＤＰ，第１、第２の高周波スイッチについては、前述の実施例と全く同じである。
【発明の効果】
【００５４】
本発明では、従来の回路では対応していなかったクワッドバンドに対応可能で、さらには、伝送損失が少なく、信号漏れの少ないマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを提供することが可能となる。また、多層基板を用いてマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを構成していることから、小型でしかもワンチップで構成できる。これにより、クワッドバンド携帯電話など使用した場合において、機器の小型化に有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールのブロック図である。
【図２】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールの等価回路である。
【図３】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを構成するキャパシタ素子の多層基板への内層例の一例である。
【図４】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールを構成するインダクタ素子の多層基板への内層例の一例である。
【図５】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールの断面図である。
【図６】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールの積層方向から見た図である。
【図７】本発明に係るマルチバンド用アンテナスイッチモジュールの別の実施例に関するブロック図である。
【図８】従来のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールのブロック図である。
【符号の説明】
ＬＰ１ 第１フィルタ回路
ＬＰ２ 第２フィルタ回路
１Ｌ１ 第１のインダクタンス素子
１Ｃ１２，１Ｃ３４，１Ｃ３５ 第１のキャパシタンス素子
２Ｌ１ 第５のインダクタンス素子
２Ｃ１２，２Ｃ２４，２Ｃ３５ 第５のキャパシタンス素子
Ａ３ 第３内層領域
ＤＰ 分波回路
Ｃ１Ｄ、Ｃ２Ｄ、Ｃ４ＤＡ、Ｃ４ＤＢ、Ｃ５Ｄ 第４のキャパシタンス素子素子
Ｌ１Ｄ、Ｌ５ 第４のインダクタンス素子
Ａ１ 第１内層領域
ＳＷ１ 第１の高周波スイッチ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ６ 第１のスイッチング素子
Ｃ５ 第２のキャパシタンス素子
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ６ 第２のインダクタンス素子
ＳＷ２ 第２の高周波スイッチ
Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５ 第２のスイッチング素子
Ｃ１０ 第３のキャパシタンス素子
Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５ 第３のインダクタンス素子
Ａ２ 第２内層領域
１ マルチバンド用アンテナスイッチモジュール
ＡＮＴ アンテナ端子
１０ 誘電体層１０
１００ 多層基板
１１，１２ 電極パターン１１，１２
Claims (3)
- 複数の異なる周波数帯域の送信回路と受信回路とを切り換えるマルチバンド用アンテナスイッチモジュールであって、
アンテナに接続し、受信信号と送信信号との入出力に共用されるアンテナ端子と、
前記アンテナ端子に接続され、前記アンテナからの受信信号を複数の周波数帯域に分波し、前記アンテナへ向かう送信信号の通過を許容した分波回路と、
前記分波回路に接続され、前記分波回路により分波される複数の周波数帯域のうち、２つの異なる周波数帯域の送信回路と受信回路との切り換えを行う第１の高周波スイッチと、
前記分波回路に接続され、前記第１の高周波スイッチで切り換えを行う２つの異なる周波数帯域以外の２つの周波数帯域の送信回路と受信回路との切り換えを行う第２の高周波スイッチと、
前記アンテナ端子と前記第１の高周波スイッチが切り換えを行う複数の異なる周波数帯域の送信回路との間に接続される第１フィルタ回路と、
前記アンテナ端子と前記第２の高周波スイッチが切り換えを行う複数の異なる周波数帯域の送信回路との間に接続される第２フィルタ回路と、
からなることを特徴とするマルチバンド用アンテナスイッチモジュール。 - 請求項１に記載のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールにおいて、
前記第１の高周波スイッチが、第１のスイッチング素子と第２のキャパシタンス素子と第２のインダクタンス素子とで構成され、
前記第２の高周波スイッチが、第２のスイッチング素子と第３のキャパシタンス素子と第３のインダクタンス素子と構成され、
前記分波回路が、第４のキャパシタンス素子と第４のインダクタンス素子とで構成され、
前記第１フィルタ回路が、第１のインダクタンス素子で構成され、
前記第２フィルタ回路が、第５のインダクタンス素子で構成される
ことを特徴とするマルチバンド用アンテナスイッチモジュール。 - 請求項１または請求項２に記載のマルチバンド用アンテナスイッチモジュールにおいて、
誘電体層からなる多層基板内に
前記分波回路を構成する第４のキャパシタンス素子と第４のインダクタンス素子の電極パターンにより形成される第１内層領域と、
前記第１の高周波スイッチを構成する第２のインダクタンス素子と前記第２の高周波スイッチを構成する第３のインダクタンス素子の電極パターンにより形成される第２内層領域と、
前記第１フィルタ回路を構成する第１のインダクタンス素子と前記第２フィルタ回路を構成する第５のインダクタンス素子との電極パターンにより形成される第３内層領域と
を備え、
多層基板の積層方向から見て、前記第１内層領域と前記第２内層領域と前記第３内層領域とは、重複しないように配置され、また前記第１内層領域は、前記第２内層領域と第３内層領域との間に配置されていることを特徴とするマルチバンド用アンテナスイッチモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002264634A JP2004104523A (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | マルチバンド用アンテナスイッチモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002264634A JP2004104523A (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | マルチバンド用アンテナスイッチモジュール |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004104523A true JP2004104523A (ja) | 2004-04-02 |
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ID=32264020
Family Applications (1)
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| JP2002264634A Pending JP2004104523A (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | マルチバンド用アンテナスイッチモジュール |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004104523A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100379164C (zh) * | 2004-12-08 | 2008-04-02 | 乐金电子(中国)研究开发中心有限公司 | 双模式便携终端的天线开关装置及其方法 |
| CN1870450B (zh) * | 2005-05-26 | 2010-08-11 | 启碁科技股份有限公司 | 电子装置及其信号收发方法 |
-
2002
- 2002-09-10 JP JP2002264634A patent/JP2004104523A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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