JP2005045345A

JP2005045345A - 高周波モジュール

Info

Publication number: JP2005045345A
Application number: JP2003200404A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yoshimoto; 義弘吉本; Mitsuhide Katou; 充英加藤; Jun Sasaki; 純佐々木
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】移動体通信機器などの小型化、軽量化に対応可能な高周波モジュールを提供する。
【解決手段】高周波モジュール１は、２段のダウンキャビティ２ｃを設けたセラミック多層基板２と、ダウンキャビティ２ｃ内に実装されたアンテナスイッチ用ＩＣ３と、セラミック多層基板２の上面２ａに実装された受信側フィルタ４，送信側フィルタ５および整合用回路部品６とを備えている。受信側フィルタ４や送信側フィルタ５にはそれぞれ弾性表面波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）が使用される。これにより、高周波モジュール１は立体構造を構成している。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波モジュール、特に、携帯電話などの移動体通信機器等に組み込まれて用いられる高周波モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デュプレクス（送受同時通信）モードに対応可能な携帯電話の高周波モジュール１２０として、図９に示すような電気回路構成を有するものが知られている。この高周波モジュール１２０は、アンテナ１２２の直下にアンテナスイッチ１２３を設け、送信側に誘電体フィルタ１２４を用い、受信側に弾性表面波フィルタ１２５を用いている。これにより、送信信号と受信信号を分離し、アイソレーション特性の劣化を防止している。特に、誘電体フィルタ１２４と弾性表面波フィルタ１２５のアイソレーションを確保して、伝送損失を抑えるために、整合をとる必要がある。
【０００３】
図９において、１３１は送信側アイソレータ、１３２は送信側電力増幅器、１３３は送信側段間用帯域通過フィルタ、１３４は送信側ミキサ、１３５は受信側電力増幅器、１３６は受信側段間用帯域通過フィルタ、１３７は受信側ミキサ、１３８は電圧制御発振器（ＶＣＯ）、１３９はローカル用帯域通過フィルタである。
【０００４】
なお、デュプレクス（送受同時通信）モードに対応可能な高周波モジュールとして、特許文献１に記載された回路構成を有するものが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−３７５２０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の高周波モジュール１２０は、それぞれ個別の部品であるアンテナスイッチ１２３や誘電体フィルタ１２４や弾性表面波フィルタ１２５をプリント基板の上面に並べて配置していた。そのため、プリント基板上面の大きな面積をこれらの部品１２３，１２４，１２５が占め、携帯電話の小型化、軽量化を妨げる一つの要因であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、移動体通信機器などの小型化、軽量化に対応可能な高周波モジュールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段と作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る高周波モジュールは、
（ａ）キャビティを有するセラミック多層基板と、
（ｂ）キャビティ内に搭載されたアンテナスイッチ用ＩＣと、
（ｃ）セラミック多層基板の上面に搭載された送信側フィルタ、受信側フィルタおよび整合用回路部品と、
（ｄ）セラミック多層基板に設けられた送信用電極および受信用電極と、
（ｅ）セラミック多層基板に設けられたアンテナ用電極および外部接続用電極のうち少なくともいずれか一つの電極と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
セラミック多層基板に設けたキャビティ内にアンテナスイッチ用ＩＣが搭載され、セラミック多層基板の上面に送信側フィルタ、受信側フィルタおよび整合用回路部品が搭載され、立体構造となっている。従って、プリント基板上に実装したときの実装面積が小さくなる。
【００１０】
また、アンテナスイッチ用ＩＣは、送信用電極および受信用電極と、アンテナ用電極および外部接続用電極のうち少なくともいずれか一つの電極との間に接続された複数の主スイッチング素子とを備え、複数の主スイッチング素子のうち少なくとも二つの主スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを同期させ、該少なくとも二つの主スイッチング素子を同時にＯＮ状態にし、送信用電極および受信用電極をアンテナ用電極および外部接続用電極の少なくとも一つの電極に同時に接続される構成を有している。
【００１１】
あるいは、アンテナスイッチ用ＩＣは、送信用電極および受信用電極と、アンテナ用電極および外部接続用電極のうち少なくともいずれか一つの電極との間に接続された複数の主スイッチング素子と、送信用電極と複数の主スイッチング素子との間に接続され、二つの送信信号伝送経路を切り替えるための送信側パス回路とを備え、複数の主スイッチング素子のうち少なくとも二つの主スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと、送信側パス回路の信号伝送経路の切替えタイミングとを同期させている。
【００１２】
以上の構成によって、送信用電極および受信用電極がアンテナ用電極や外部接続用電極に同時に接続可能となり、デュプレクス（送受同時通信）モードに対応可能な高周波スイッチが得られる。さらに、送信側パス回路は、送信信号伝送経路を、シングルモード系統とデュプレクスモード系統の２系統に分ける機能を有する。そして、シングルモードの送信の際（言い換えると、パケット通信をしないとき）には、送信信号がデュプレクサの送信側フィルタを通らないようにして、送信時の損失を抑える。これにより、送信時の電力増幅器のゲインを抑えることができ、消費電流を低減することが可能となり、電池の使用量を抑えることができる。
【００１３】
さらに、送信用電極、アンテナ用電極および外部接続用電極の少なくともいずれか一つの電極と複数の主スイッチング素子との間に、補助スイッチング素子をシャント接続することが好ましい。この補助スイッチング素子は、主スイッチング素子がＯＦＦ時の負荷変動を防止するとともに、主スイッチング素子がＯＦＦ時のアイソレーション特性の劣化を防止する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る高周波モジュールの実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１５】
［第１実施形態、図１〜図４］
図１〜図３に示すように、高周波モジュール１は、実装状態で開口部が下向きとなるダウンキャビティ２ｃを有するセラミック多層基板２と、ダウンキャビティ２ｃ内に搭載されたアンテナスイッチ用ＩＣ３と、セラミック多層基板２の上面２ａに搭載された受信側フィルタ４、送信側フィルタ５および複数の整合用回路部品６とを備えている。
【００１６】
セラミック多層基板２は、例えば以下に記載するような周知の方法で作成される。キャリアフィルム上にペースト状のセラミック材料を塗布してセラミックグリーンシートを形成した後、レーザやパンチなどを用いて層間接続用ビアホールの孔を明け、さらに、導電性材料をスクリーン印刷して内部導体パターン（コンデンサパターンやストリップラインなどを含む）を形成するとともに、孔に導電性材料を充填させて層間接続用ビアホールを形成する。こうして作成された複数枚のセラミックグリーンシートはキャリアフィルムが剥がされ、積み重ねられ、積層装置により加圧密着されて積層体とされる。この後、積層体は一体的に焼成され、セラミック多層基板２とされる。
【００１７】
セラミック多層基板２の手前側の側面には、左から順に、グランド電極ＧＮＤ、アンテナ用電極ＡＮＴ１、グランド電極ＧＮＤ、外部接続用電極ＥＸＴ１、グランド電極ＧＮＤ、マイナス側駆動電源端子Ｖｓｓおよびグランド電極ＧＮＤが形成されている。奥側の側面には、左から順に、グランド電極ＧＮＤ、送信用電極Ｔｘ、グランド電極ＧＮＤ、アンテナ用電極ＡＮＴ２、グランド電極ＧＮＤ、外部接続用電極ＥＸＴ２およびグランド電極ＧＮＤが形成されている。また、右側の側面には、順に、制御端子ＣＴＬ、プラス側駆動電源端子Ｖｄｄおよび受信用電極Ｒｘが形成され、左側の側面にはグランド電極ＧＮＤが形成されている。
【００１８】
アンテナスイッチ用ＩＣ３には、高速動作するＧａＡｓスイッチＩＣ（ＭＯＳＦＥＴトランジスタ）が使用される。アンテナスイッチ用ＩＣ３は、セラミック多層基板２に設けた２段の凹形状のダウンキャビティ２ｃ内に収容され、ワイヤボンディング方式あるいはフリップチップボンディング方式などで搭載される。図３の符号７はボンディングワイヤである。この後、ダウンキャビティ２ｃ内はエポキシなどの封止樹脂８が充填される。
【００１９】
受信側フィルタ４や送信側フィルタ５にはそれぞれ弾性表面波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）が使用される。弾性表面波フィルタは周囲に自由空間を必要とするため、セラミックパッケージ内に封入された状態で、セラミック多層基板２の上面２ａにはんだ付けで搭載されている。整合用回路部品６は、例えばコンデンサやコイルなどからなり、フィルタ４，５と同様に、セラミック多層基板２の上面２ａにはんだ付けで搭載されている。
【００２０】
図４は、高周波モジュール９の電気回路ブロック図である。図４において、符号１０，１１はアンテナ素子、１５は送信側アイソレータ、１６は送信側電力増幅器、１７は送信側段間用帯域通過フィルタ、１８は送信側ミキサ、１２は受信側電力増幅器、１３は受信側段間用帯域通過フィルタ、１４は受信側ミキサ、１９は電圧制御発振器（ＶＣＯ）、２０はローカル用帯域通過フィルタである。
【００２１】
以上の構造を有する高周波モジュール９は、ダウンキャビティ２ｃ内にアンテナスイッチ用ＩＣ３を搭載するとともに、上面２ａに送受信側フィルタ４，５および整合用回路部品６を搭載して、立体構造を採用している。従って、プリント基板上に実装したときの実装面積を小さくすることができる。
【００２２】
さらに、受信側フィルタ４と送信側フィルタ５との間の距離を短くできるので、伝送損失を小さくできる。また、送受信側フィルタ４，５である弾性表面波フィルタに必要な整合用回路部品６が、既に調整された状態で高周波モジュール９に内蔵されているので、ユーザは特別な調整をすることなく、そのまま回路に組み込んで使用することができる。
【００２３】
［第２実施形態、図５〜図８］
図５〜図７に示すように、高周波モジュール２１は、ダウンキャビティ９０ｃを設けたセラミック多層基板９０と、ダウンキャビティ９０ｃ内に搭載されたアンテナスイッチ用ＩＣ９５と、セラミック多層基板９０の上面９０ａに搭載された受信側フィルタ３６、送信側フィルタ３７、ローパスフィルタ５０、ショットキーダイオードＤ１，Ｄ２および複数の整合用回路部品８０とを備えている。
【００２４】
セラミック多層基板９０の手前側の側面には、左から順に、グランド電極ＧＮＤ、アンテナ用電極ＡＮＴ１、グランド電極ＧＮＤ、外部接続用電極ＥＸＴ１、グランド電極ＧＮＤ、マイナス側駆動電源端子Ｖｓｓおよびグランド電極ＧＮＤが形成されている。奥側の側面には、左から順に、グランド電極ＧＮＤ、送信用電極Ｔｘ、グランド電極ＧＮＤ、アンテナ用電極ＡＮＴ２、グランド電極ＧＮＤ、外部接続用電極ＥＸＴ２およびグランド電極ＧＮＤが形成されている。また、右側の側面には、順に、制御端子ＣＴＬ、プラス側駆動電源端子Ｖｄｄおよび受信用電極Ｒｘが形成され、左側の側面には、順に、送信電力検出用電極ＤＥＴ、グランド電極ＧＮＤ、基準電圧電極Ｖｒｅｆ、グランド電極ＧＮＤおよび電極Ｐが形成されている。
【００２５】
アンテナスイッチ用ＩＣ９５は、セラミック多層基板９０に設けた２段の凹形状のダウンキャビティ９０ｃ内に搭載されている。キャビティ９０ｃ内には封止樹脂８が充填されている。受信側フィルタ３６や送信側フィルタ３７にはそれぞれ弾性表面波フィルタが使用される。なお、フィルタ３６および３７として、弾性表面波デュプレクサを用いてもよいし、それぞれＬＣフィルタを用いてもよい。ローパスフィルタ５０やショットキーダイオードＤ１，Ｄ２や整合用回路部品８０は、フィルタ３６，３７と同様に、セラミック多層基板９０の上面９０ａにはんだ付けで搭載されている。
【００２６】
図８は高周波モジュール２１の電気等価回路図である。主スイッチング素子２２〜３１と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１，４２と補助スイッチング素子６５〜７２は、アンテナスイッチ用ＩＣ９５に内蔵されている。アンテナスイッチ用ＩＣ９５にはＧａＡｓスイッチ、ＩＣ（ＭＯＳＦＥＴトランジスタ）が使用される。コンデンサＣ１〜Ｃ１０とカプラ４５の主ストリップライン４６および副ストリップライン４７は、セラミック多層基板９０に内蔵されている。
【００２７】
主スイッチング素子２２の一端はアンテナ用電極ＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２３の一端は外部接続用電極ＥＸＴ２に接続され、主スイッチング素子２４の一端はアンテナ用電極ＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２５の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用電極ＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２２〜２５のそれぞれの他端は、整合用回路部品（受信側位相補正回路）８１および受信側フィルタ３６を介して、受信用電極Ｒｘに接続されている。
【００２８】
主スイッチング素子２６の一端はアンテナ用電極ＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２７の一端はアンテナ用電極ＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２８の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用電極ＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２６〜２８のそれぞれの他端は、整合用回路部品（送信側位相補正回路）８２，送信側フィルタ３７、送信側パス回路４０およびカプラ４５を介して、送信用電極Ｔｘに接続されている。
【００２９】
主スイッチング素子２９の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用電極ＥＸＴ１に接続され、主スイッチング素子３０の一端はアンテナ用電極ＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子３１の一端はアンテナ用電極ＡＮＴ２に接続されている。主スイッチング素子２９〜３１のそれぞれの他端は、送信側パス回路４０およびカプラ４５を介して送信用電極Ｔｘに接続されている。
【００３０】
電極ＡＮＴ１，ＡＮＴ２，ＥＸＴ１，ＥＸＴ２と主スイッチング素子２２〜３１との間などには、それぞれ補助スイッチング素子６５〜７２とコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ１０の直列回路がシャント接続されている。補助スイッチング素子６５〜７２は、それぞれシャント接続している信号伝送経路に接続されている主スイッチング素子２２〜３１や送信側パス回路４０のスイッチング素子４１，４２に連動して動作する。そして、これらのシャント接続直列回路は、主スイッチング素子２２〜３１等のＯＦＦ時の負荷変動を防止するとともに、アイソレーション特性の劣化を防止する。
【００３１】
送信側パス回路４０は、二つのスイッチング素子４１，４２をＬ字形に接続したものである。スイッチング素子４１の一端は送信側フィルタ３７に接続され、スイッチング素子４２の一端は主スイッチング素子２９〜３１に接続されている。スイッチング素子４１，４２のそれぞれの他端は、カプラ４５を介して送信用電極Ｔｘに接続されている。この送信側パス回路４０は、送信信号伝送経路を、シングルモード系統とデュプレクスモード系統の２系統に分けて使用するために用いる。
【００３２】
すなわち、後で詳細に説明するように、スイッチング素子４１をＯＦＦ、スイッチング素子４２をＯＮにすることにより、送信信号伝送経路はシングルモード系統になる。この場合、高周波スイッチ２１はシングルモード構成、言い換えると、送受信用電極Ｔｘ，Ｒｘのいずれかがアンテナ用電極ＡＮＴ１，ＡＮＴ２や外部接続用電極ＥＸＴ１，ＥＸＴ２と一つの信号伝送経路しか繋がらないようにして用いる。この場合、送信信号がデュプレクサの送信側フィルタ３７を通過しないことで送信時の損失を抑えることができる。一方、スイッチング素子４１をＯＮ、スイッチング素子４２をＯＦＦにすることにより、送信信号伝送経路はデュプレクスモード系統になる。この場合、高周波スイッチ２１はデュプレクスモード構成、言い換えると、送信用電極Ｔｘおよび受信用電極Ｒｘの両方が、同時に、アンテナ用電極ＡＮＴ１，ＡＮＴ２や外部接続用電極ＥＸＴ１，ＥＸＴ２のいずれかに接続する構成になる。
【００３３】
カプラ４５は、主ストリップライン４６と、この主ストリップライン４６に電磁結合している副ストリップライン４７とで構成されている。主ストリップライン４６は送信用電極Ｔｘと送信側パス回路４０との間に接続されている。副ストリップライン４７の一端は電極Ｐを介して抵抗Ｒで終端され、他端はコンデンサＣ８および２個のショットキーダイオードＤ１，Ｄ２を介して送信電力検出用電極ＤＥＴに接続されている。
【００３４】
カプラ４５とショットキーダイオードＤ１，Ｄ２等は、送信電力増幅器への電力フィードバックのための電力量検出回路を構成している。つまり、カプラ４５の主ストリップライン４６には、送信電力増幅器（図示せず）から出力された送信信号が送信用電極Ｔｘを介して伝送される。副ストリップライン４７は、主ストリップライン４６に伝送されてきた送信信号に結合して、それに比例する出力（送信信号の−１０〜−２０ｄＢｃの電力）を取り出し、送信電力検出用電極ＤＥＴを介して自動利得制御回路（図示せず）に供給する。自動利得制御回路は、副ストリップライン４７から取り出された前記出力をモニタすると共に、送信電力増幅器のゲインを制御する。
【００３５】
ローパスフィルタ５０は、主スイッチング素子２８と外部接続用電極ＥＸＴ１との間に接続されている。なお、このローパスフィルタ５０は必ずしも必要なものではなく、仕様によっては省略してもよい。また、ローパスフィルタは、外部接続用電極ＥＸＴ２やアンテナ用電極ＡＮＴ１，ＡＮＴ２と、主スイッチング素子２３，２７，２２との間にもそれぞれ接続してもよい。
【００３６】
整合用回路部品（受信側位相補正回路）８１は、受信側フィルタ３６と主スイッチング素子２２〜２５との間に接続されている。整合用回路部品（送信側位相補正回路）８２は、送信側フィルタ３７と主スイッチング素子２６〜２８との間に接続されている。整合用回路部品８１，８２は、伝送線路からなる分布定数型回路や、インダクタおよびコンデンサを組み合わせてなる集中定数型回路、あるいは、ディレイラインなどにて構成されている。
【００３７】
次に、この高周波モジュール２１を用いての送受信について説明する。この高周波モジュール２１は、アンテナ用電極ＡＮＴ１，ＡＮＴ２にそれぞれメインアンテナ素子６０およびサブアンテナ（内蔵アンテナ）素子６１が接続され、外部接続用電極ＥＸＴ１，ＥＸＴ２にそれぞれデータ伝送装置（図示せず）などが接続される。一方、高周波モジュール２１の受信用電極Ｒｘには、ＰＤＣ１５００（パケット）の受信回路（図示せず）が接続され、送信用電極ＴｘにはＰＤＣ１５００（パケット）の送信回路（図示せず）が接続される。
【００３８】
この高周波モジュール２１は、スイッチング素子２２〜３１，４１，４２等のＯＮ／ＯＦＦ制御により、表１に示すように、シングルモードが７モード、デュプレクスモードが６モードの合計１３モードの信号伝送経路を有している。
【００３９】
【表１】

【００４０】
シングルモード１、すなわち、送信用電極Ｔｘとアンテナ用電極ＡＮＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子３０と送信側パス回路４０のスイッチング素子４２と補助スイッチング素子６９，６５，６６，６８，７１，７２の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。基本的には、使用していない線路の補助スイッチング素子をＯＮ状態にする。スイッチング素子４１をＯＦＦ状態にすれば、信号は送信側フィルタ３７の方に流れないと考えられるが、実際は、送信側フィルタ３７の方に流れてしまう。そこで、補助スイッチング素子６９，６５，６６，６８，７１，７２をＯＮ状態にしておく。これにより、スイッチング素子４１をＯＦＦ状態にすることによるオープンと、補助スイッチング素子６９，６５，６６，６８，７１，７２をＯＮ状態にすることによるシャント接続との組み合わせで、確実に送信側フィルタ３７への信号の流れを防止する。ただし、必ずしも全部の補助スイッチング素子６９，６５，６６，６８，７１，７２をＯＮ状態にしなくてもよい。
【００４１】
また、シングルモード２、すなわち、送信用電極Ｔｘとアンテナ用電極ＡＮＴ２のみを繋げた場合は、主スイッチング素子３１と送信側パス回路４０のスイッチング素子４２と補助スイッチング素子６９，６６，６７，６８，７１，７２の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４２】
さらに、シングルモード３、すなわち、送信用電極Ｔｘと外部接続用電極ＥＸＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２９と送信側パス回路４０のスイッチング素子４２と補助スイッチング素子６９，６５，６６，６７，７１，７２の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４３】
以上のように、シングルモード１〜３の送信の際（言い換えると、パケット通信をしないとき）には、送信側パス回路４０のスイッチング素子４１，４２をＯＮ／ＯＦＦ制御して送信信号伝送経路をシングルモード系統にする。これにより、送信信号が送信側フィルタ３７を通らないようにすることができ、送信時の損失を抑えることができる。この結果、送信電力増幅器の消費電力を抑え、携帯電話の通話時間を長くすることができる。
【００４４】
シングルモード４、すなわち、受信用電極Ｒｘとアンテナ用電極ＡＮＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２４と補助スイッチング素子６９，７０，６５，６６，６８，７２の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４５】
また、シングルモード５、すなわち、受信用電極Ｒｘとアンテナ用電極ＡＮＴ２のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２２と補助スイッチング素子６９，７０，６６，６７，６８，７２の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４６】
さらに、シングルモード６、すなわち、受信用電極Ｒｘと外部接続用電極ＥＸＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２５と補助スイッチング素子６９，７０，６５，６６，６７，７２の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４７】
さらに、シングルモード７、すなわち、受信用電極Ｒｘと外部接続用電極ＥＸＴ２のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２３と補助スイッチング素子６９，７０，６５，６７，６８，７２の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４８】
デュプレクスモード１、すなわち、送受信用電極Ｒｘ，Ｔｘを同時に、アンテナ用電極ＡＮＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２４，２７と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１と補助スイッチング素子７０，６５，６６，６８，７２の全部もしくは一部を同時にＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４９】
デュプレクスモード２、すなわち、受信用電極Ｒｘをアンテナ用電極ＡＮＴ２に繋げると同時に、送信用電極Ｔｘをアンテナ用電極ＡＮＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２２，２７と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１と補助スイッチング素子７０，６６，６８，７２の全部もしくは一部を同時にＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。この場合、受信用電極Ｒｘと送信用電極Ｔｘはそれぞれ別のアンテナ用電極ＡＮＴ２，ＡＮＴ１に繋がっているため、Ｔｘ−Ｒｘ間のアイソレーションとして、１５〜２０ｄＢ程度ある空中のアイソレーションを使用可能である。このとき、フィルタ３６と３７のＴｘ−Ｒｘ間のアイソレーション（減衰）特性を補助することが可能となり、より損失の小さいフィルタ３６，３７を使用可能となる。
【００５０】
デュプレクスモード３、すなわち、受信用電極Ｒｘをアンテナ用電極ＡＮＴ１に繋げると同時に、送信用電極Ｔｘをアンテナ用電極ＡＮＴ２に繋げた場合は、主スイッチング素子２４，２６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１と補助スイッチング素子７０，６６，６８，７２の全部もしくは一部を同時にＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。この場合、受信用電極Ｒｘと送信用電極Ｔｘはそれぞれ別のアンテナ用電極ＡＮＴ１，ＡＮＴ２に繋がっているため、Ｔｘ−Ｒｘ間のアイソレーションとして、１５〜２０ｄＢ程度ある空中のアイソレーションを使用可能である。このとき、フィルタ３６と３７のＴｘ−Ｒｘ間のアイソレーション（減衰）特性を補助することが可能となり、より損失の小さいフィルタ３６，３７を使用可能となる。
【００５１】
デュプレクスモード４、すなわち、送受信用電極Ｒｘ，Ｔｘを同時に、アンテナ用電極ＡＮＴ２に繋げた場合は、主スイッチング素子２２，２６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１と補助スイッチング素子７０，６６，６７，６８，７２の全部もしくは一部を同時にＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００５２】
デュプレクスモード５、すなわち、送受信用電極Ｒｘ，Ｔｘを同時に、外部接続用電極ＥＸＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２５，２８と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１と補助スイッチング素子７０，６５，６６，６７，７２の全部もしくは一部を同時にＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００５３】
デュプレクスモード６、すなわち、受信用電極Ｒｘを外部接続用電極ＥＸＴ２に繋げると同時に、送信用電極Ｔｘを外部接続用電極ＥＸＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２３，２８と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１と補助スイッチング素子７０，６５，６７，７２の全部もしくは一部を同時にＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００５４】
以上のように、デュプレクスモード１〜６は、主スイッチング素子２２〜３１などをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、送信用電極Ｔｘおよび受信用電極Ｒｘを、アンテナ用電極ＡＮＴ１，ＡＮＴ２や外部接続用電極ＥＸＴ１，ＥＸＴ２（同一電極であってもよい）に同時に接続することができる。この結果、デュプレクスモードに対応可能な高周波モジュール２１を得ることができる。
【００５５】
さらに、デュプレクスモード２およびデュプレクスモード３のように接続した場合には、アンテナ素子６０，６１を介して相手側帯域（送信信号にとっては受信信号帯域、受信信号にとっては送信信号帯域）が妨害波となるが、１０〜１５ｄＢ程度の空中のアイソレーションにより、ある程度の減衰量を確保することができる。この減衰量の分だけ、フィルタ３６と３７の減衰特性を軽減することができ、フィルタ３６と３７の損失を改善することができる。そして、デュプレクスモード２のように接続した場合にも、同様の作用効果が得られる。
【００５６】
なお、本発明に係る高周波モジュールは前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、セラミック多層基板のキャビティ内にアンテナスイッチ用ＩＣを搭載するとともに、上面に送受信側フィルタおよび整合用回路部品を搭載して、立体構造を採用している。従って、プリント基板上に実装したときの実装面積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高周波モジュールの第１実施形態を示す外観斜視図。
【図２】図１に示した高周波モジュールの平面図。
【図３】図１に示した高周波モジュールの一部断面図。
【図４】高周波モジュールの電気回路ブロック図。
【図５】本発明に係る高周波モジュールの第２実施形態を示す外観斜視図。
【図６】図５に示した高周波モジュールの平面図。
【図７】図５に示した高周波モジュールの一部断面図。
【図８】図５に示した高周波モジュールの電気等価回路図。
【図９】従来の高周波モジュールを示す電気回路ブロック図。
【符号の説明】
１，９，２１…高周波モジュール
２，９０…セラミック多層基板
２ａ，９０ａ…上面
２ｃ，９０ｃ…ダウンキャビティ
３，９５…アンテナスイッチ用ＩＣ
４，３６…受信側フィルタ
５，３７…送信側フィルタ
６，８０…整合用回路部品
２２〜３１…主スイッチング素子
４０…送信側パス回路
４１，４２…スイッチング素子
６５〜７２…補助スイッチング素子
Ｒｘ…受信用電極
Ｔｘ…送信用電極
ＡＮＴ１，ＡＮＴ２…アンテナ用電極
ＥＸＴ１，ＥＸＴ２…外部接続用電極

Claims

キャビティを有するセラミック多層基板と、
前記キャビティ内に搭載されたアンテナスイッチ用ＩＣと、
前記セラミック多層基板の上面に搭載された送信側フィルタ、受信側フィルタおよび整合用回路部品と、
前記セラミック多層基板に設けられた送信用電極および受信用電極と、
前記セラミック多層基板に設けられたアンテナ用電極および外部接続用電極のうち少なくともいずれか一つの電極と、を備えたことを特徴とする高周波モジュール。
前記アンテナスイッチ用ＩＣは、前記送信用電極および受信用電極と、前記アンテナ用電極および外部接続用電極のうち少なくともいずれか一つの電極との間に接続された複数の主スイッチング素子とを備え、
前記複数の主スイッチング素子のうち少なくとも二つの主スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを同期させ、該少なくとも二つの主スイッチング素子を同時にＯＮ状態にし、前記送信用電極および受信用電極を前記アンテナ用電極および外部接続用電極の少なくとも一つの電極に同時に接続させる構成を有していること、を特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
前記アンテナスイッチ用ＩＣは、前記送信用電極および受信用電極と、前記アンテナ用電極および外部接続用電極のうち少なくともいずれか一つの電極との間に接続された複数の主スイッチング素子と、
前記送信用電極と前記複数の主スイッチング素子との間に接続され、二つの送信信号伝送経路を切り替えるための送信側パス回路とを備え、
前記複数の主スイッチング素子のうち少なくとも二つの主スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと、前記送信側パス回路の信号伝送経路の切替えタイミングとを同期させていること、を特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
前記アンテナスイッチ用ＩＣが、前記送信用電極、前記アンテナ用電極および前記外部接続用電極のうち少なくともいずれか一つの電極と、前記複数の主スイッチング素子との間に、シャント接続された補助スイッチング素子を備えていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の高周波モジュール。