JP2005269564A - 高周波モジュール及び通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】インピーダンス調整回路を、多層基板内に内装された容量素子と誘導素子で構成することにより、送信用フィルタ、受信用フィルタの電気特性を劣化させずに全体の小型化を実現した高周波モジュールを提供する。
【解決手段】高周波モジュールの基板を多層基板で構成し、インピーダンス調整回路として、２つの接地間容量素子Ｃ１，Ｃ２と、前記２つの接地間容量素子Ｃ１，Ｃ２の間に接続される誘導素子Ｌ１で構成される回路を採用し、かつ前記接地間容量素子Ｃ１，Ｃ２と前記誘導素子Ｌ１とを多層基板内に内装した。
【選択図】 図５

Description

本発明は、高周波電力増幅回路、送受信用フィルタなどを誘電体多層基板に実装した高周波モジュール、及びその高周波モジュールを搭載する携帯電話機などの通信機器に関するものである。

近年、携帯電話機の普及が進みつつあり、携帯電話機の機能、サービスの向上が図られている。このような携帯電話機では各送受信系の構成に必要な高周波信号処理回路を基板に搭載している。
従来の、高周波信号処理回路の一般的構成では、アンテナから入力された受信信号とアンテナに給電する送信信号とを切り替えるための送信用及び受信用フィルタが設けられている。

アンテナから入ってきた受信信号は、受信用フィルタの前段に設けられたインピーダンス調整回路を通って受信用フィルタに入力され、ここで受信信号が選択的に通過される。通過した受信信号は、低雑音増幅器で増幅され、信号処理回路に供給される。
一方、送信信号は、所定の送信通過帯域内の送信信号を通過させる高周波フィルタを通ってノイズを落とされ、高周波電力増幅回路に伝えられる。高周波電力増幅回路は、この送信信号を電力増幅し、前記送信用フィルタに供給する。

前記インピーダンス調整回路は、送受信共用端子と受信用フィルタの間に接続されて、受信用フィルタの阻止域インピーダンスを開放状態付近まで位相回転させる役割を担うものである。
従来、インピーダンス調整回路に１本のストリップラインを用いて、位相回転させる方式を適用している。

また、通過域のインピーダンスは５０Ωに位置しているので、ストリップラインを５０Ωに設計することでストリップラインの長さに依らず、整合状態を保つことが出来る。
これにより、送信用フィルタ及び受信用フィルタをインピーダンス整合させてかつ送信信号が受信側に流れないように、また受信信号が送信側に流れないようにすることができる。
特開２００２−１７１１３７号公報

しかしながら、上記の構成においてはストリップラインが長くなってしまうので誘電体層内の占有面積が大きくなる。
これに加えて、インピーダンス調整回路として機能させるためにストリップラインを５０Ωに設計する必要があるので、ストリップラインを挟む上下の誘電体層は、他の導体パターンのない誘電体のみの領域を必要とする。

このため、送信用フィルタと受信用フィルタとを設置した多層基板の下部の領域に、他回路の導体パターンを配置することが出来ず、高周波モジュールの小型化の弊害になっている。
本発明は、インピーダンス調整回路を、多層基板内に内装された容量素子と誘導素子で構成することにより、送信用フィルタ、受信用フィルタの電気特性を劣化させずに全体の小型化を実現した高周波モジュール及びそれを搭載した通信機器を提供することを目的とする。

本発明の高周波モジュールは、モジュールの基板を多層基板で構成し、インピーダンス調整回路として、２つの接地間容量素子と、前記２つの接地間容量素子の間に接続される誘導素子で構成される回路を採用し、かつ前記接地間容量素子と前記誘導素子とを前記多層基板内に内装したものである。
また、本発明の高周波モジュールは、モジュールの基板を多層基板で構成し、インピーダンス調整回路として、２つ直列接続された容量素子と、一方の端子が前記２つの容量素子の間に接続され、かつ他方の端子が接地された誘導素子とで構成される回路を採用し、前記容量素子と前記誘導素子とを前記多層基板内に内装したものである。

前記の各構成によれば、インピーダンス調整回路を容量素子と誘導素子との組み合わせで構成するので、ストリップラインのみで構成する場合に比べて、高周波モジュールにおけるインピーダンス調整回路の占有面積を小型化できる。これによって、高周波モジュール全体を小型化できる。
前記誘導素子は、多層基板内の１又は複数の誘電体層に形成された伝送線路によって構成するのが好ましく、前記容量素子は、多層基板内の誘電体層を挟んで形成された一対のキャパシタ電極によって構成するのが好ましい。

また、前記容量素子と前記誘導素子とを、前記送信用フィルタと前記受信用フィルタとを設置した多層基板の下部の領域に内装すれば、多層基板の内部に、分波回路や方向性結合器など他の回路の導体パターンを実装する面積が確保でき、全体として、コンパクトな高周波モジュールすることができる。
前記多層基板には、セラミック誘電体層を含む多層セラミック基板を用いることができる。従来の樹脂基板ではインピーダンス調整回路を内装するには、面積が大きくなり高周波モジュール全体の小型化には困難があった。セラミック誘電体の比誘電率は、樹脂基板に比べて高く、通常９から２５である。このため、誘電体層を薄くでき、誘電体層に内装されたインピーダンス調整回路の素子のサイズを小さくでき、素子間距離も狭くすることができる。したがって、樹脂基板を用いる場合に比べて、いっそうの小型化、集積化を実現できる。

また本発明は、上に説明した高周波モジュールを搭載した、全体として小型化を実現した携帯電話機などの通信機器に係るものである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、携帯電話機等の移動体通信機器に用いられる、ＣＤＭＡデュアルバンド方式の高周波信号処理回路のブロック構成図を示す。
このＣＤＭＡデュアルバンド方式では、セルラー方式800ＭＨｚ帯及びＰＣＳ方式１．９ＧＨｚ帯の周波数バンドを持った２つの送受信系と、ＧＰＳ(Global Positioning System)による測位機能を利用するためＧＰＳの受信バンド1.5ＧＨｚ帯を持った１つの受信系とから構成される。

図１において、１はアンテナ、２は周波数帯を分けるための低域通過フィルタＬＰＦ，高域通過フィルタＨＰＦを含む分波回路、３ａは1.9ＧＨｚ帯の送信系を分離する送信用フィルタ、３ｂは同受信系を分離する受信用フィルタ、４ａは８００ＭＨｚ帯の送信系を分離する送信用フィルタ、４ｂは同受信系を分離する受信用フィルタである。また、１２は前記分波回路２から取り込まれるＧＰＳ信号を通過させるためのフィルタである。３ｃ，４ｃは、受信信号の位相を回転させるインピーダンス調整回路である。

前記送信用フィルタ３ａ，４ａ及び受信用フィルタ３ｂ，４ｂは、ＳＡＷ(Surface Acoustic Wave)フィルタ素子からなるものである。
送信系における信号の流れを説明する。送信信号処理回路RFIC１７から出力されるセルラー送信信号は、帯域通過フィルタＢＰＦ９でノイズが削減され、高周波電力増幅回路７に伝えられる。送信信号処理回路RFIC１７から出力されるＰＣＳ送信信号は、帯域通過フィルタＢＰＦ１０でノイズが削減され、高周波電力増幅回路８に伝えられる。

高周波電力増幅回路７，８は、それぞれ８００MHｚ帯，１．９GHｚ帯の周波数帯の送信信号を電力増幅する。増幅された送信信号は、方向性結合器５，６を通り、前記送信用フィルタ４ａ，３ａに入力される。
方向性結合器５，６は、高周波電力増幅回路７，８からの出力信号のレベルをモニタして、そのモニタ信号に基づいて高周波電力増幅回路のオートパワーコントロールするためのものである。そのモニタ出力は、検波用回路１１に入力される。

一方受信系は、受信用フィルタ４ｂ，３ｂで分離された受信信号を増幅する低雑音増幅器LNA１４，１３と、受信信号からノイズを除去する高周波フィルタ１６，１５とを備えている。高周波フィルタ１６，１５を通った受信信号は、受信信号処理回路RFIC１８に伝えられ信号処理される。また、前記ＧＰＳ用フィルタ１２で分離されたＧＰＳ信号は、受信信号処理回路RFIC１８に入力され信号処理される。

前記各フィルタの構成は限定されないが、好ましくは、３６°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＴａＯ₃結晶、６４°Ｙカット−Ｘ伝搬のＬｉＮｂＯ₃結晶、４５°Ｘカット−Ｚ伝搬のＬｉＢ₄Ｏ₇結晶などからなる基板上に、櫛歯状のＩＤＴ(Inter Digital Transducer)電極が形成されたＳＡＷフィルタである。
前記高周波電力増幅回路７，８の構成も限定されないが、好ましくは、小型化、高効率化を図るためにＧａＡｓＨＢＴ（ガリウム砒素ヘテロジャンクションバイポーラトランジスタ）構造、又はＰ−ＨＥＭＴ構造のトランジスタ、具体的にはＧａＡｓトランジスタ、シリコン若しくはゲルマニウムトランジスタを含む半導体素子で形成されたものである。

以上のような構成の高周波信号処理回路を搭載した移動体通信機器においては、各部に対する小型化、軽量化の要求が大きく、これらの要求を考慮して、高周波信号処理回路は、所望の特性が達成できる単位でモジュール化されている。
すなわち、図１で実線２２で示したように、分波回路２、送受信用フィルタ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ、高周波電力増幅回路７，８、方向性結合器５，６などを含む分波系回路及び送信系回路が、１つの基板に形成された１つの高周波モジュール２２を形成している。

なお、高周波モジュール２２を、800ＭＨｚ帯の高周波モジュールと、１．９ＧＨｚ帯の２つの高周波モジュールに分けるという実装方法も可能である。さらに低雑音増幅器ＬＮＡ１３，１４と受信用高周波フィルタ１５，１６を含んだモジュールを追加して形成してもよい。
以下、800ＭＨｚ帯と、１．９ＧＨｚ帯の２つの周波数帯を含む１つの高周波モジュール２２に基づいて説明する。

図２に、高周波モジュール２２の平面図を示し、図３にその断面図を示し、図４に外観斜視図を示す。
高周波モジュール２２は、同一寸法形状の複数の誘電体層が積層された多層基板構造を有している。４０は最下層に設けられたグランド層である。２８は、グランド層４０の周辺に設けられた信号入出力用の外部端子である。

多層基板２３の表層には、各種のパターン、各種チップ部品のほか、ＢＰＦ９，１０、ＧＰＳ用のフィルタ１２、検波用回路１１、送受信用フィルタ３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ、及び高周波電力増幅回路７，８の一部を構成する電力増幅用半導体素子２４，２５などが搭載され、これらは半田などで誘電体層上の導体パターンに接合されている。
電力増幅用半導体素子２４，２５は、多層基板２３上の導体パターンとワイヤーボンディングで接続されている。電力増幅用半導体素子２４，２５の周囲には、同じく高周波電力増幅回路７，８の一部を構成する出力整合回路２６，２７がチップ部品や導体パターンで形成されている。

なお、電力増幅用半導体素子２４，２５、出力整合回路２６，２７などは、多層基板の裏面に搭載するようにしてもよい。
多層基板２３の内部には、インピーダンス調整回路３ｃ，４ｃ（総称するときは「インピーダンス調整回路Ｃ」という）と、分波回路２と、方向性結合器５，６とが内装されている。

構造的にいえば、これらの内部素子を構成する、分布定数線路、結合線路、分布型キャパシタ、抵抗などの導体パターンが、誘電体層中にそれぞれ形成されている。
そして、各誘電体層には複数の層にわたって、回路を縦に接続するため必要なビア導体が形成されている。特に、図３における５０は、電力増幅用半導体素子２４，２５で発生する熱をグランド層４０に逃がすため設けられた、誘電体層を上下に貫通するサーマルビア導体である。

それぞれの誘電体層は、例えば、ガラスエポキシ樹脂などの有機系誘電体基板に対して、銅箔などの導体によって導体パターンを形成し、積層して熱硬化させたもの、又は、セラミック材料などの無機系誘電体層に種々の導体パターンを形成し、これらを積層後同時に焼成したものが用いられる。
特に、セラミック材料を用いれば、セラミック誘電体の比誘電率は通常７から２５と、樹脂基板に比べて高いので、誘電体層を薄くでき、誘電体層に内装された回路の素子のサイズを小さくでき、素子間距離も狭くすることができる。

とりわけ、ガラスセラミックスなどの低温で焼成が可能なセラミック材料を用いると、導体パターンを低抵抗の銅、銀などによって形成することができるので望ましい。また、ビア導体は誘電体層に形成した貫通孔にメッキ処理するか、貫通孔に導体ペーストを充填するかして形成される。
図５はインピーダンス調整回路Ｃの一実施形態を示す回路図である。図５において、図１のフィルタ３ａ又は４ａに対応するフィルタを「送信用フィルタＡ」と表示している。図１のフィルタ３ｂ、４ｂに対応するフィルタを「受信用フィルタＢ」と表示している。

このインピーダンス調整回路Ｃは、分波回路２の出力端子と受信用フィルタＢとの間に挿入されている。
このインピーダンス調整回路Ｃは、直列誘導素子Ｌ１と、直列誘導素子Ｌ１の両端と接地との間に設けられた２つの容量素子Ｃ１，Ｃ２とから構成される。
図６は、受信用フィルタＢの入力点からインピーダンス調整回路Ｃを見たインピーダンスを記したスミスチャートである。

同図において、黒丸が受信用フィルタＢの通過域のインピーダンスを示し、黒三角が受信用フィルタＢの阻止域のインピーダンスを示している。インピーダンス調整回路Ｃにより変化する通過域のインピーダンスの軌跡を破線矢印で、阻止域のインピーダンスの軌跡を実線矢印で示す。
インピーダンス調整回路Ｃがなく、分波回路２と受信用フィルタＢとが短絡されている場合では、阻止域のインピーダンスがリアクタンス０の状態から容量性側に約４０°の位置にあるが、インピーダンス調整回路Ｃを接続すると右回りに開放状態付近まで位相回転できる。

また通過域では、図６中の２つの容量素子Ｃ１，Ｃ２、誘導素子Ｌ１の各値を調整することにより、通過域のインピーダンスが、中心の５０Ωの点から破線矢印に示す軌跡を描き、再度５０Ωに位置するように回転させる。
これにより、インピーダンス整合状態を保つことができる。したがって、送信用フィルタＡと受信用フィルタＢとを整合させ、かつ送信信号が受信側に流れないように、また受信信号が送信側に流れないようにすることができる。

図７は、図５のインピーダンス調整回路Ｃの、多層基板の内装線路パターンを示す平面透視図であり、多層基板の内装線路パターンを実線で、表層の端子パターンを点線で示している。
図７に示すように、多層基板２３の表層には、送信フィルタ入力端子６０９、送信フィルタ出力端子６１０、受信フィルタ入力端子６１２、受信フィルタ出力端子６１３、ＧＮＤ接続端子６１１ａ，６１１ｂが形成されている。

多層基板の内部には、インピーダンス調整回路Ｃの誘導素子Ｌ１を構成する伝送線路６１４ａ，６１４ｂ，６１４ｃと、誘導素子Ｌ１の端につながれるビア導体６２２ｂ，６２２ｃと、容量素子Ｃ１，Ｃ２の電極６１５，６１６とが形成されている。
次に図８を参照して、インピーダンス調整回路Ｃの多層基板内の素子構造を説明する。
多層基板２３は、誘電体層６０１〜６０６を順次積層してなるものである。表層の誘電体層６０１には送信用フィルタＡを接続するための送信フィルタ入力端子６０９と送信フィルタ出力端子６１０と、受信用フィルタＢを接続するための受信フィルタ入力端子６１２と受信フィルタ出力端子６１３と、ＧＮＤ接続端子６１１ａ，６１１ｂとが導体パターンで形成されている。

ＧＮＤ接続端子６１１ａ，６１１ｂはビア導体６２２ｆ〜６２２ｉを介して裏面導体４０に接続される。
誘電体層６０６の裏面には、ＧＮＤに接続される裏面導体４０と、受信信号外部出力端子６１９と、アンテナ端子６２１とが形成されている。
インピーダンス調整回路Ｃを構成する誘導素子Ｌ１は、複数の誘電体層６０２，６０３，６０４に設けられた伝送線路６１４ａ，６１４ｂ，６１４ｃと、これらの伝送線路間を接続するためのビア導体６２２ｂ，６２２ｃからなる。伝送線路６１４ａ，６１４ｂ，６１４ｃは、ビア導体６２２ｂ，６２２ｃで接続されることによって周回する形状となる。

インピーダンス調整回路Ｃを構成する容量素子Ｃ１は、誘電体層６０５に形成されたキャパシタ電極６１５と裏面導体４０との間に形成され、容量素子Ｃ２は誘電体層６０５に形成されたキャパシタ電極６１６と裏面導体４０との間に形成される。
容量素子Ｃ１と誘導素子Ｌ１との接続は誘電体層間を貫くビア導体６２２ａでなされ、誘導素子Ｌ１と容量素子Ｃ２との接続は誘電体層間を貫くビア導体６２２ｄでなされる。

以上のインピーダンス調整回路Ｃにおける信号の流れはつぎのとおりとなる。
電力増幅回路から出力された送信信号は、送信フィルタ入力端子６０９、送信用フィルタＡ、送信フィルタ出力端子６１０、ビア導体６２２ａ、分波回路接続線路６１７の順番に伝送された後に分波回路２に入力される。分波回路２を経由した送信信号は、分波回路接続線路６１８、ビア導体６２２ｊ、アンテナ端子６２１の順番に伝送されて外部出力される。

次に、受信信号の伝送順路について説明する。まずアンテナ端子６２１に複数の送受信系が含まれた信号が受信された場合、ビア導体６２２ｊ、分波回路接続線路６１８の順番で分波回路２に入力される。
分波回路２で所望の送受信系の周波数信号のみ通過された受信信号は、分波回路接続線路６１７を経てインピーダンス調整回路Ｃに接続される。インピーダンス調整回路Ｃにおいて、受信信号は、誘導素子Ｌ１を構成する伝送線路６１４ａ、ビア導体６２２ｂ、伝送線路６１４ｂ、ビア導体６２２ｃ、伝送線路６１４ｃ、ビア導体６２２ｄを介して受信フィルタ入力端子６１２に接続される。なお、分波回路接続線路６１７は、ビア導体６２２ａを通してキャパシタ電極６１５とつながれており、キャパシタ電極６１５と裏面導体４０との間に容量Ｃ１が形成される。さらに、ビア導体６２２ｄはキャパシタ電極６１６とつながれており、キャパシタ電極６１６と裏面導体４０との間に容量Ｃ２が形成される。そして、受信フィルタ入力端子６１２、受信用フィルタＢ、受信フィルタ出力端子６１３、ビア導体６２２ｅを経て受信信号外部出力端子６１９に伝送される。

一方、インピーダンス調整回路Ｃにストリップ線路を用いた比較例を図１３に示す。図１３では、一誘電体層上に、折り曲げたストリップ線路を形成している。
図７と図１３とを比べて明らかなように、図７のインピーダンス調整回路Ｃの配置の方が占有容積を約１／４に小型化できることが分かる。また、図１３と異なり、本発明ではインピーダンス調整回路Ｃの周辺に他回路のパターンを配しても、形成するリアクタンス値や容量値に与える影響がとても小さいので、分波回路や方向性結合器などの他回路のパターンを送信用フィルタＡと受信用フィルタＢの下部の多層基板内領域に配置することができる。これにより、高周波モジュールの小型化が可能になる。

次に、本発明のインピーダンス調整回路Ｃの他の実施形態を図９に示す。
このインピーダンス調整回路Ｃは、分波回路２の出力端子と受信用フィルタＢとの間に挿入されている。インピーダンス調整回路Ｃは、直列容量素子Ｃ３，Ｃ４と、直列容量素子Ｃ３，Ｃ４の接続点と接地との間に設けられたインダクタ素子Ｌ２とから構成される。
図１０は、受信用フィルタＢの入力点からインピーダンス調整回路Ｃをみたインピーダンスを記したスミスチャートである。

同図において、黒丸が受信用フィルタＢの通過域のインピーダンスを示し、黒三角が受信用フィルタＢの阻止域のインピーダンスを示している。インピーダンス調整回路Ｃにより変化する通過域のインピーダンスの軌跡を破線矢印で、阻止域のインピーダンスの軌跡を実線矢印で示す。
インピーダンス調整回路Ｃがなく、分波回路２と受信用フィルタＢとが短絡されている場合では、阻止域のインピーダンスがリアクタンス０の状態から容量性側に約４０°の位置にあるが、インピーダンス調整回路Ｃを接続すると左回りに開放状態付近まで位相回転できる。

また通過域では、図９の２つの容量素子Ｃ３，Ｃ４、誘導素子Ｌ２の各値を調整することにより、通過域のインピーダンスが、中心の５０Ωの点から破線矢印に示す軌跡を描き、再度５０Ωに位置するように回転させる。
これにより、インピーダンス整合状態を保つことができる。したがって、送信用フィルタＡと受信用フィルタＢとを整合させ、かつ送信信号が受信側に流れないように、また受信信号が送信側に流れないようにすることができる。

図１１は、図９のインピーダンス調整回路Ｃの多層基板内の内装線路パターンを示す平面透視図であり、多層基板の内装線路パターンを実線で、表層の端子パターンを点線で示している。
図１１に示すように、多層基板２３の表層には、送信フィルタ入力端子９０９、送信フィルタ出力端子９１０、受信フィルタ入力端子９１２、受信フィルタ出力端子９１３、ＧＮＤ接続端子９１１ａ，９１１ｂが形成されている。

多層基板２３の内装には、インピーダンス調整回路Ｃの誘導素子Ｌ２を構成する伝送線路９１７ａ，９１７ｂとビア導体９２３ｃ，９２３ｄ，９２３ｅ、キャパシタ電極９１４ａ，９１４ｂ，９１５ａ，９１５ｂ、接続線路９１６、ビア導体９２３ａ、９２３ｂが形成されている。
次に図１２を参照して、インピーダンス調整回路Ｃの多層基板内の素子構造を説明する。

多層基板２３は誘電体層９０１〜９０６を順次積層してなるものである。
表層の誘電体層９０１には送信用フィルタＡを接続するための送信フィルタ入力端子９０９と送信フィルタ出力端子９１０と、受信用フィルタＢを接続するための受信フィルタ入力端子９１２と受信フィルタ出力端子９１３と、ＧＮＤ接続端子９１１ａ，９１１ｂが導体パターンで形成されている。

ＧＮＤ接続端子９１１ａ，９１１ｂはビア導体９２３ｇ〜９２３ｊを介して裏面導体４０に接続される。誘電体層９０６の裏面には、ＧＮＤに接続される裏面導体４０と受信信号外部出力端子９２０とアンテナ端子９２２が形成される。
裏面には、ＧＮＤに接続される裏面導体４０と受信信号外部出力端子９２０とアンテナ端子９２２とが形成されている。

インピーダンス調整回路Ｃを構成する誘導素子Ｌ２は、複数の誘電体層９０４，９０５に設けられた伝送線路９１７ａ，９１７ｂと、これらの伝送線路間を接続するためのビア導体９２３ｄとからなる。伝送線路９１７ａ，９１７ｂは、ビア導体９２３ｄで接続されることによって周回する形状となる。
インピーダンス調整回路Ｃを構成する容量素子Ｃ３は、誘電体層９０２に形成されたキャパシタ電極９１４ａと誘電体層９０３に形成されたキャパシタ電極９１４ｂ間で形成される。容量素子Ｃ４は誘電体層９０２に形成されたキャパシタ電極９１５ａと誘電体層９０３に形成されたキャパシタ電極９１５ｂ間で形成される。容量素子Ｃ３とＣ４は、誘電体層９０３に形成された接続線路９１６により接続される。

容量素子Ｃ３，Ｃ４と誘導素子Ｌ２との接続は、接続線路９１６とインダクタンスを構成する伝送線路９１７ａ間を、誘電体層９０３を貫くビア導体９２３ｃで接続することによりなされる。誘導素子Ｌ２のＧＮＤ接続は、誘導素子Ｌ２を構成する線路９１７ｂと裏面導体４０間にビア導体９２３ｅを接続することでなされる。
以上のインピーダンス調整回路Ｃにおける信号の流れはつぎのとおりとなる。

電力増幅回路から出力された送信信号は、送信フィルタ入力端子９０９、送信用フィルタＡ、送信フィルタ出力端子９１０、ビア導体９２３ａ、キャパシタ電極９１４ａ、分波回路接続線路９１８の順番に伝送された後に分波回路２に入力される。分波回路２を経由した送信信号は分波回路接続線路９１９、ビア導体９２３ｋ、アンテナ端子９２２の順番に伝送されて外部出力される。

次に、受信信号の伝送順路について説明する。まずアンテナ端子９２２に複数の送受信系が含まれた信号が受信された場合、ビア導体９２３ｋ、分波回路接続線路９１９を通り分波回路２に入力される。
分波回路２で所望の送受信系の周波数信号のみ通過された受信信号は、分波回路接続線路９１８を経てインピーダンス調整回路Ｃに入力される。インピーダンス調整回路Ｃにおいて、受信信号は、キャパシタ電極９１４ａからキャパシタンスＣ３を介してキャパシタ電極９１４ｂに結合し、接続線路９１６を通り、キャパシタ電極９１５ｂからキャパシタンスＣ４を介してキャパシタ電極９１５ａに結合する。そして、ビア導体９２３ｂを介して受信フィルタ入力端子９１２に接続される。なお、接続線路９１６は、ビア導体９２３ｃ、インダクタ素子Ｌ２を構成する伝送線路９１７ａ，９１７ｂを通して接地される。

そして受信信号は、受信フィルタ入力端子９１２、受信用フィルタＢ、受信フィルタ出力端子９１３、ビア導体９２３ｆを経て受信信号外部出力端子９２０に伝送される。
図１１と図１３を比較して明らかなように、図１１のインピーダンス調整回路Ｃの配置の方が占有容積が約１／４に小型化できることが分かる。また、インピーダンス調整回路Ｃにストリップラインを用いた従来例と異なり、本発明ではインピーダンス調整回路Ｃの周辺に他回路のパターンを配しても、形成するリアクタンス値や容量値に与える影響がとても小さいので分波回路や方向性結合器などの他回路のパターンを送信用フィルタＡと受信用フィルタＢの下部の多層基板内領域に配することができる。これにより、高周波モジュールの小型化が可能になる。

以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、前記高周波モジュールにおいて、フィルタの構造はＦＢＡＲ(Film Bulk Acoustic Resonator: 圧電薄膜共振器)フィルタであってもよい。また、本発明ではＣＤＭＡ方式の高周波モジュールの実施形態を示したが他の通信方式であっても適用することが出来る。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。

ＣＤＭＡデュアルバンド方式の高周波信号処理回路のブロック構成図である。 多層基板２３に実装した高周波モジュール２２の全体を示す平面図である。 同断面図である。 同斜視図である。 インピーダンス調整回路Ｃの一実施形態を示す回路図である。 受信用フィルタＢの入力点からインピーダンス調整回路Ｃを見た場合のインピーダンスを記したスミスチャートである。 インピーダンス調整回路Ｃを多層基板に実装した場合の、内部線路パターンを示す平面透視図である。 インピーダンス調整回路Ｃを実装した多層基板の分解斜視図である。 インピーダンス調整回路Ｃの他の実施形態を示す回路図である。 受信用フィルタＢの入力点からインピーダンス調整回路Ｃを見た場合のインピーダンスを記したスミスチャートである。 インピーダンス調整回路Ｃを多層基板に実装した場合の、内部線路パターンを示す平面透視図である。 インピーダンス調整回路Ｃを実装した多層基板の分解斜視図である。 インピーダンス調整回路Ｃにストリップ線路を用いた比較例を示す、誘電体層の平面図である。

符号の説明

１：アンテナ
２：分波回路
３ａ，４ａ，Ａ：送信用フィルタ
３ｂ，４ｂ，Ｂ：受信用フィルタ
３ｃ，４ｃ，Ｃ：インピーダンス調整回路
５、６：方向性結合器（カプラ）
７、８：電力増幅回路
９、１０：ＢＰＦ
１１：検波回路
１２：ＧＰＳフィルタ
１３、１４：ＬＮＡ
１５、１６：受信用ＳＡＷフィルタ
１７：送信用ＲＦＩＣ
１８：受信用ＲＦＩＣ
１９：べースバンドＩＣ
２２：高周波モジュール
２３：多層基板
２４、２５：電力増幅用半導体素子
２６、２７：出力整合回路
２８：外部端子
６０１〜６０６、９０１〜９０６：誘電体層

Claims (7)

1. アンテナ端子に直接又は分波回路を通して接続され、送信系と受信系とを切り替える送信用フィルタ及び受信用フィルタと、受信用フィルタの入力側に挿入されるインピーダンス調整回路と、送信用フィルタに接続され、所定の送信通過帯域の送信信号を増幅する高周波電力増幅回路とを、複数の誘電体層を積層した多層基板に実装してなる高周波モジュールであって、
   前記インピーダンス調整回路は、２つの接地間容量素子と、前記２つの接地間容量素子の間に接続される誘導素子で構成され、かつ前記接地間容量素子と前記誘導素子とを前記多層基板内に内装したことを特徴とする高周波モジュール。
2. アンテナ端子に直接又は分波回路を通して接続され、送信系と受信系とを切り替える送信用フィルタ及び受信用フィルタと、受信用フィルタの入力側に挿入されるインピーダンス調整回路と、送信用フィルタに接続され、所定の送信通過帯域の送信信号を増幅する高周波電力増幅回路とを、複数の誘電体層を積層した多層基板に実装してなる高周波モジュールであって、
   前記インピーダンス調整回路は、２つ直列接続された容量素子と、一方の端子が前記２つの容量素子の間に接続され、かつ他方の端子が接地された誘導素子とで構成され、前記容量素子と前記誘導素子とを前記多層基板内に内装したことを特徴とする高周波モジュール。
3. 前記誘導素子が、多層基板内の１又は複数の誘電体層に形成された伝送線路によって構成される請求項１又は請求項２記載の高周波モジュール。
4. 前記容量素子が、多層基板内の誘電体層を挟んで形成された一対のキャパシタ電極によって構成される請求項１又は請求項２記載の高周波モジュール。
5. 前記容量素子と前記誘導素子とを、前記送信用フィルタと前記受信用フィルタとを設置した多層基板の下部の領域に内装している請求項１から請求項４のいずれかに記載の高周波モジュール。
6. 前記多層基板が、セラミック誘電体層を積層した多層セラミック基板である請求項１から請求項５のいずれかに記載の高周波モジュール。
7. 前記請求項１から請求項６のいずれかに記載の高周波モジュールを搭載する通信機器。

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