JP2006014102A - 高周波積層モジュール部品及びこれを用いたデュアルバンド通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 無線ＬＡＮに適した小型で低損失な高周波積層モジュール部品を提供する。
【解決手段】 第１、第２の分波回路、第１、第２のフィルタ回路、第１、第２の平衡-不平衡変換回路を構成するインダクタンス素子及びキャパシタンス素子を積層体内に電極パターンにより構成し、高周波スイッチは積層体上に搭載し、積層体の表面には、高周波スイッチの制御端子、複数のグランド端子、２つの共用送信端子、第１の受信端子と第２の受信端子、２つのアンテナ端子の端子電極を有しており、積層体を平面視したとき、第１の分波回路を構成する電極パターンの領域に２つの送信端子を配置し、第２の分波回路を構成する電極パターンの領域に２つのアンテナ端子を配置し、第１の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンの領域に第１の受信端子を、第２の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンの領域に第２の受信端子をそれぞれ配置した高周波積層モジュール部品。
【選択図】 図１
【解決手段】 第１、第２の分波回路、第１、第２のフィルタ回路、第１、第２の平衡-不平衡変換回路を構成するインダクタンス素子及びキャパシタンス素子を積層体内に電極パターンにより構成し、高周波スイッチは積層体上に搭載し、積層体の表面には、高周波スイッチの制御端子、複数のグランド端子、２つの共用送信端子、第１の受信端子と第２の受信端子、２つのアンテナ端子の端子電極を有しており、積層体を平面視したとき、第１の分波回路を構成する電極パターンの領域に２つの送信端子を配置し、第２の分波回路を構成する電極パターンの領域に２つのアンテナ端子を配置し、第１の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンの領域に第１の受信端子を、第２の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンの領域に第２の受信端子をそれぞれ配置した高周波積層モジュール部品。
【選択図】 図１
Description
本発明は、無線ＬＡＮ等に使用される二つの周波数帯のいずれにも対応可能なデュアルバンド通信装置に関し、それぞれの周波数帯において機能する高周波回路を積層体内にモジュール化した高周波積層モジュール部品に関する。
従来、無線ＬＡＮ（W-LAN）等の通信機器においては空間ダイバーシティシステムが採用される場合が多い。即ち、２つのアンテナを互いに所定距離だけ離して配置し、受信状態に応じて各アンテナで受信される信号を切り替えるものである。
特許文献１に記載されたマルチバンド通信装置は、例えば、通信周波数帯が異なる２つの通信システムＩＥＥＥ８０２．１１ａ（５ＧＨｚ帯）とＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（２．４ＧＨｚ帯）において、２つの周波数帯で使用可能なデュアルバンドアンテナと、各通信システムでの送信データを変調し、受信データを復調する２つの送受信回路部と、前記デュアルバンドアンテナを、前記２つの送受信回路部にそれぞれ接続するための複数のスイッチ手段と、前記スイッチ手段の切り替え制御を行うスイッチ制御手段とを備え、ダイバーシティ受信を可能にしたものである。
特許文献１に記載されたマルチバンド通信装置は、例えば、通信周波数帯が異なる２つの通信システムＩＥＥＥ８０２．１１ａ（５ＧＨｚ帯）とＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（２．４ＧＨｚ帯）において、２つの周波数帯で使用可能なデュアルバンドアンテナと、各通信システムでの送信データを変調し、受信データを復調する２つの送受信回路部と、前記デュアルバンドアンテナを、前記２つの送受信回路部にそれぞれ接続するための複数のスイッチ手段と、前記スイッチ手段の切り替え制御を行うスイッチ制御手段とを備え、ダイバーシティ受信を可能にしたものである。
このような無線ＬＡＮに使用される高周波部品においても一層の小型・低背化が求められることは必須である。こうした場合、小型・低背化の手段として、送受信回路を構成するフィルタ回路等を誘電体層内に電極パターンにより形成した積層体となし、スイッチ手段等は積層体上に搭載する、いわゆる積層モジュール化が考えられる。特許文献１のマルチバンド通信装置では積層モジュール化の思想は開示されていないが、これを積層体モジュールで構成するには、６つものＳＰＤＴ（単極双投）のスイッチ手段（ＳＷ１〜ＳＷ６）が必要であり、これらの制御回路も複雑になる。現実的に６つものＳＰＤＴスイッチを小さな積層体に搭載することは困難であって、小型・低背化を達成することは出来ない。
また、積層体モジュールで構成した場合には、複数のスイッチ手段同士の接続、またスイッチ手段と送受信回路部との接続に、ライン電極やビア電極を用いて行われることから複雑になる分信号の損失が大きくなる。また、マルチバンドであるほど数多くの入出力端子や制御端子を積層体に配置しなければならず、これら端子電極の配置は挿入損失やアイソレーション特性に影響を与える。
また、積層体モジュールで構成した場合には、複数のスイッチ手段同士の接続、またスイッチ手段と送受信回路部との接続に、ライン電極やビア電極を用いて行われることから複雑になる分信号の損失が大きくなる。また、マルチバンドであるほど数多くの入出力端子や制御端子を積層体に配置しなければならず、これら端子電極の配置は挿入損失やアイソレーション特性に影響を与える。
本発明は、無線ＬＡＮに使用される高周波部品において小型、低背化を図った高周波積層モジュール部品を提供するもので、中でも低損失で良好な特性を得るための回路配置と端子配置を備えた高周波積層モジュール部品及びこれを用いたデュアルバンド通信装置を提供することを目的とする。
そこで、本発明の高周波積層モジュール部品は、２つの周波数帯の送受信が可能な２つのデュアルバンドアンテナと、当該２つのデュアルバンドアンテナと共用の送信側回路及び受信側回路との接続を切り替える４つのポートを備えた高周波スイッチと、前記高周波スイッチのポートのうち一つのポートと前記送信側回路との間に配置される第１の分波回路と、前記高周波スイッチのうち他の一つのポートと前記受信側回路との間に配置される第２の分波回路と、前記送信回路は第１の送信回路と第２の送信回路からなり、前記受信側回路は第１の受信回路と第２の受信回路とからなり、前記第１の分波回路、前記第２の分波回路のそれぞれを構成するインダクタンス素子及びキャパシタンス素子の少なくとも一部を誘電体層を積層した積層体内に電極パターンにより構成し、前記高周波スイッチは積層体上に搭載し、当該積層体の下面あるいは側面には端子電極を形成しており、前記端子電極は、前記高周波スイッチに電圧を加えるための２つ以上の制御端子と、複数のグランド端子と、前記第１と第２の送信回路の第１の送信端子と第２の送信端子と、前記第１と第２の受信回路の第１の受信端子と第２の受信端子と、前記デュアルバンドアンテナの２つのアンテナ端子とで構成され、前記積層体を平面視したとき、前記第１の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に前記２つの送信端子を配置し、前記第２の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に前記２つのアンテナ端子を配置したものである。
また、上記高周波積層モジュール部品において、前記第２の分波回路と前記第１の受信回路との間に配置される第１のフィルタ回路と、前記第２の分波回路と前記第２の受信回路との間に配置される第２のフィルタ回路とを備えており、前記第１のフィルタ回路と、前記第２のフィルタ回路のそれぞれを構成するインダクタンス素子及びキャパシタンス素子の少なくとも一部を誘電体層を積層した積層体内に電極パターンにより構成し、前記第１のフィルタ回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域の側辺側に前記第１の受信端子を配置し、前記第２のフィルタ回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域の側辺側に前記第２の受信端子を配置することができる。
尚、ここで、前記第１のフィルタ回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に少なくとも１つの制御端子を配置し、前記第２のフィルタ回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に他の制御端子を配置することが望ましい。
尚、ここで、前記第１のフィルタ回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に少なくとも１つの制御端子を配置し、前記第２のフィルタ回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に他の制御端子を配置することが望ましい。
さらに、上記高周波積層モジュール部品において、前記第１のフィルタ回路と前記第１の受信回路との間に配置される第１の平衡−不平衡変換回路と、前記第２のフィルタ回路と前記第２の受信回路との間に配置される第２の平衡−不平衡変換回路とを備えており、
前記第１の平衡−不平衡変換回路と、前記第２の平衡−不平衡変換回路のそれぞれを構成するインダクタンス素子及びキャパシタンス素子の少なくとも一部を誘電体層を積層した積層体内に電極パターンにより構成し、前記第１の平衡−不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に前記第１の受信端子を配置し、前記第２の平衡−不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に前記第２の受信端子を配置することができる。
以上によりスイッチ手段の構成を最小限に抑えると共に分波回路、フィルタ回路の繋がり構成を簡素化したので小型、低背化を図った1チップモジュールとなすことが出来る。また、電極パターンの領域を各構成回路毎に分けると共に端子電極の配置を特定したので、挿入損失を抑え、アイソレーション特性を良好にすることができる。
前記第１の平衡−不平衡変換回路と、前記第２の平衡−不平衡変換回路のそれぞれを構成するインダクタンス素子及びキャパシタンス素子の少なくとも一部を誘電体層を積層した積層体内に電極パターンにより構成し、前記第１の平衡−不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に前記第１の受信端子を配置し、前記第２の平衡−不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に前記第２の受信端子を配置することができる。
以上によりスイッチ手段の構成を最小限に抑えると共に分波回路、フィルタ回路の繋がり構成を簡素化したので小型、低背化を図った1チップモジュールとなすことが出来る。また、電極パターンの領域を各構成回路毎に分けると共に端子電極の配置を特定したので、挿入損失を抑え、アイソレーション特性を良好にすることができる。
より具体的な積層モジュールの構成としては、前記積層体を平面視したとき、前記第１の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域と、前記第２の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域とが対向配置されており、前記第１の分波回路の領域と第２の分波回路の領域の間にあって前記第１の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域と、前記第２の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域とが対向配置されており、前記端子電極のうちグランド端子は積層体の四辺の総てに少なくとも１つ設け、前記２つの送信端子と２つのアンテナ端子とは対向する辺に対向配置し、前記第１の受信端子と第２の受信端子、及び前記２つの制御端子の個々を前記対向する辺とは別の辺に対向配置した高周波積層モジュール部品となすことである。これにより、特に信号の大きい送信端子と受信信号を受け入れるアンテナ端子との距離を離すことになり、挿入損失を抑え、アイソレーション特性を良好にすることができる。
またもう一つの具体的な積層モジュール構成としては、前記積層体を平面視したとき、前記第１の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域と、前記第２の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域とが直交配置されており、前記第１の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域と、前記第２の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域とが並行配置されており、前記端子電極のうちグランド端子は積層体の四辺の総てに少なくとも１つ設け、前記２つの送信端子と２つのアンテナ端子とは直交する辺に配置し、前記第１の受信端子と第２の受信端子は前記直交する辺とは別の辺に並列配置した高周波積層モジュール部品となすことである。これにより、アンテナ端子上記の例ほどではないがアンテナ端子と送信端子との距離を離しており、挿入損失を抑え、アイソレーション特性を良好にすることができる。これらにより、この高周波積層モジュール部品と接続される他の部品との接続を最短にすることが可能となり、挿入損失を抑えることができる。
本発明によれば、無線ＬＡＮに用いられる高周波回路構成を簡素にして小型・低背化できると共に、挿入損失が小さくアイソレーション特性の良好な高周波積層モジュール部品を提供できる。また、この高周波積層モジュール部品を用いたデュアルバンド通信装置によれば、無線ＬＡＮ等によるデータ通信において、少ないスイッチ手段で電力消費を抑えながら最も望ましい信号が受信される通信システムを、アクティブに選択したダイバーシティ受信を行うことができる。
以下、本発明を実施例を基に説明する。尚、ここでは、第１の通信システムとしてＩＥＥＥ８０２．１１ａ（５ＧＨｚ帯）を、第２の通信システムとしてＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（２．４ＧＨｚ帯）を例に取り説明するが、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇはＩＥＥＥ８０２．１１ｂと同じ２．４ＧＨｚ帯を利用することから、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの高周波信号を扱う回路部はＩＥＥＥ８０２．１１ｇにも適用、あるいは共用することが出来る。尚、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂとＩＥＥＥ８０２．１１ｇをともに扱う場合には、変調方式が異なるため、それぞれに対応した送受信部が必要となる。
まず、本発明の一実施例に係るデュアルバンド通信装置の回路ブロックを図３に示す。
デュアルバンド通信装置は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯で送受信が可能な２つのデュアルバンドアンテナＡＮＴ１、ＡＮＴ２と、このデュアルバンドアンテナと送信回路、受信回路との接続を切り替える高周波スイッチを備えた高周波回路部１と、各通信システムでの送信データを変調し、受信データを復調するＩＥＥＥ８０２．１１ａとＩＥＥＥ８０２．１１ｂのそれぞれの送受信部と、前記高周波スイッチの切り替えを制御するスイッチ回路制御部と、受信信号増幅器とを備えた送受信回路部（以上ＲＦ−ＩＣ）と、平衡信号を不平衡信号に変換する平衡-不平衡変換回路５３、５４と、この平衡-不平衡変換回路と接続する送信信号増幅器ＰＡとを備えるものである。なお、平衡-不平衡変換回路５３、５４や送信信号増幅器ＰＡを送受信回路部に備えるものもある。
デュアルバンド通信装置は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯で送受信が可能な２つのデュアルバンドアンテナＡＮＴ１、ＡＮＴ２と、このデュアルバンドアンテナと送信回路、受信回路との接続を切り替える高周波スイッチを備えた高周波回路部１と、各通信システムでの送信データを変調し、受信データを復調するＩＥＥＥ８０２．１１ａとＩＥＥＥ８０２．１１ｂのそれぞれの送受信部と、前記高周波スイッチの切り替えを制御するスイッチ回路制御部と、受信信号増幅器とを備えた送受信回路部（以上ＲＦ−ＩＣ）と、平衡信号を不平衡信号に変換する平衡-不平衡変換回路５３、５４と、この平衡-不平衡変換回路と接続する送信信号増幅器ＰＡとを備えるものである。なお、平衡-不平衡変換回路５３、５４や送信信号増幅器ＰＡを送受信回路部に備えるものもある。
次に、図３の高周波回路部１の構成について図１に回路ブロックを、図２に等価回路図を示す。
図１において第１のアンテナＡＮＴ１と第２のアンテナＡＮＴ２の後段には、ＤＰＤＴ（双極双投）の高周波スイッチ回路１０が配置される。この高周波スイッチ回路１０は４つのポートを備え、第１のポート１０ａは第１のアンテナＡＮＴ１と、第２のポート１０ｂは第２のアンテナＡＮＴ２と接続され、第３のポート１０ｃは送信回路側で第１の分波回路２０と接続され、第４のポート１０ｄは受信回路側の第２の分波回路２５と接続される。この高周波スイッチ回路１０は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）やダイオードなどのスイッチング素子を主構成とし、適宜インダクタンス素子、キャパシタンス素子が用いられる。
図１において第１のアンテナＡＮＴ１と第２のアンテナＡＮＴ２の後段には、ＤＰＤＴ（双極双投）の高周波スイッチ回路１０が配置される。この高周波スイッチ回路１０は４つのポートを備え、第１のポート１０ａは第１のアンテナＡＮＴ１と、第２のポート１０ｂは第２のアンテナＡＮＴ２と接続され、第３のポート１０ｃは送信回路側で第１の分波回路２０と接続され、第４のポート１０ｄは受信回路側の第２の分波回路２５と接続される。この高周波スイッチ回路１０は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）やダイオードなどのスイッチング素子を主構成とし、適宜インダクタンス素子、キャパシタンス素子が用いられる。
第１の分波回路２０は、２．４ＧＨｚ帯（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）の送信信号を通過させるが５ＧＨｚ帯（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）の送信信号を減衰させるフィルタ回路と、５ＧＨｚ帯（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）の送信信号を通過させるが２．４ＧＨｚ帯（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）の送信信号を減衰させるフィルタ回路とを組み合わせてなる。よって、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの送信回路の端子Ｐ３から第１の分波回路の第２のポート２０ｂに入力する２．４ＧＨｚ帯の送信信号は、第１の分波回路の第１のポート２０ａに現れるが、第３のポート２０ｃには現れない。他方、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの送信回路の端子Ｐ４から第１の分波回路の第３のポート２０ｃに入力する５ＧＨｚ帯の送信信号は、第１の分波回路の第１のポート２０ａに現れるが、第２のポート２０ｂには現れないように構成している。そして、前記第１のポート２０ａに現れた送信信号は、前記高周波スイッチ回路１０の第３のポート１０ｃに入力する。
一方、第２の分波回路２５は第１の分波回路２０と同様に、２．４ＧＨｚ帯（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）の受信信号を通過させるが５ＧＨｚ帯（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）の受信信号を減衰させるフィルタ回路と、５ＧＨｚ帯（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）の受信信号を通過させるが２．４ＧＨｚ帯（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）の受信信号を減衰させるフィルタ回路とを組み合わせてなる。よって、第１のアンテナＡＮＴ１或いは第２のアンテナＡＮＴ２に入射し高周波スイッチ回路１０の第４のポート１０ｄに現れる高周波信号のうち、２．４ＧＨｚ帯の受信信号は、第２の分波回路の第２のポート２５ｂに現れるが、第３のポート２５ｃには現れない。他方、５ＧＨｚ帯の高周波信号は、第２の分波回路の第３のポート２５ｃに現れるが、第２のポート２５ｂには現れないように構成している。そして、前記第２のポート２５ｂに現れた受信信号は、第１のフィルタ回路３０と平衡-不平衡変換回路５０を介してＩＥＥＥ８０２．１１ｂの受信回路に入力する。また、前記第３のポート２５ｃに現れた高周波信号は、第２のフィルタ回路４０と平衡-不平衡変換回路５５を介してＩＥＥＥ８０２．１１ａの受信回路に入力する。
前記第１、第２の分波回路２０、２５は、インダクタンス素子、キャパシタンス素子で
構成されたローパスフィルタ回路、ハイパスフィルタ回路、ノッチフィルタ回路、ハイパ
スフィルタ回路を適宜組み合わせて構成することができる。
また、前記第１、第２のフィルタ回路３０、４０は、同じくローパスフィルタ回路、ハイパスフィルタ回路あるいはバンドパスフィルタ回路で構成され、前記分波回路２０、２５に必要とされる帯域外減衰量により適宜選定される。
さらに、平衡-不平衡変換回路５０、５５はインダクタンス素子、キャパシタンス素子で構成され、インピーダンス変換の機能も具備させることが出来る。尚、フィルタ回路と平衡-不平衡変換回路とを不平衡入力-平衡出力型のＳＡＷフィルタで構成しても良い。
前記第１、第２の分波回路２０、２５は、インダクタンス素子、キャパシタンス素子で
構成されたローパスフィルタ回路、ハイパスフィルタ回路、ノッチフィルタ回路、ハイパ
スフィルタ回路を適宜組み合わせて構成することができる。
また、前記第１、第２のフィルタ回路３０、４０は、同じくローパスフィルタ回路、ハイパスフィルタ回路あるいはバンドパスフィルタ回路で構成され、前記分波回路２０、２５に必要とされる帯域外減衰量により適宜選定される。
さらに、平衡-不平衡変換回路５０、５５はインダクタンス素子、キャパシタンス素子で構成され、インピーダンス変換の機能も具備させることが出来る。尚、フィルタ回路と平衡-不平衡変換回路とを不平衡入力-平衡出力型のＳＡＷフィルタで構成しても良い。
次に、ダイバーシティ受信動作について説明する。
高周波スイッチ１０は、スイッチ回路制御部により制御された制御電圧がコントロール端子Ｖ１、Ｖ２に印加されることにより、表１に示すように各ポート間が接続される。ここで、コントロール端子Ｖ１、Ｖ２に印加する制御電圧がHighとは＋1〜＋5Ｖ、Lowとは−0.5〜＋0.5Ｖが望ましい。
高周波スイッチ１０は、スイッチ回路制御部により制御された制御電圧がコントロール端子Ｖ１、Ｖ２に印加されることにより、表１に示すように各ポート間が接続される。ここで、コントロール端子Ｖ１、Ｖ２に印加する制御電圧がHighとは＋1〜＋5Ｖ、Lowとは−0.5〜＋0.5Ｖが望ましい。
ダイバーシティ受信を行う場合、まず通信を開始する前に周波数スキャンを行ない、受信可能な周波数チャンネルを探索する。このスキャン動作を行なう場合には、例えば表１の接続モード１となるように、スイッチ回路制御部により高周波スイッチ回路１０を制御する。このとき、第２のアンテナＡＮＴ２と受信回路側の第２の分波回路２５とが接続され、一つのアンテナに２つの通信システムの受信回路が接続することとなる。次いで、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ受信回路部では５ＧＨｚ帯でスキャンし、これと並行しＩＥＥＥ８０２．１１ｂ受信回路部では２．４ＧＨｚ帯でスキャンして、受信可能な全てのチャンネルを検出する。
次に接続モード２となるように、スイッチ回路制御部により高周波スイッチ回路１０を制御する。このとき、第１のアンテナＡＮＴ１と受信回路側の第２の分波回路２５とが接続され、次いでＩＥＥＥ８０２．１１ａ受信回路部では５ＧＨｚ帯でスキャンし、これと並行しＩＥＥＥ８０２．１１ｂ受信回路部では２．４ＧＨｚ帯でスキャンして、受信可能な全てのチャンネルを検出する。
前記周波数スキャンの結果に基づいて、第１、第２のアンテナＡＮＴ１、ＡＮＴ２で受信した受信信号を振幅で比較して、アクティブにする通信システムとして選択するとともに、前記通信システムの送受信回路と接続するアンテナを選択する。従って、フェージング等の外乱が生じても、最も好ましい通信システムを選択してダイバーシティ受信を行うことが出来る。
次に接続モード２となるように、スイッチ回路制御部により高周波スイッチ回路１０を制御する。このとき、第１のアンテナＡＮＴ１と受信回路側の第２の分波回路２５とが接続され、次いでＩＥＥＥ８０２．１１ａ受信回路部では５ＧＨｚ帯でスキャンし、これと並行しＩＥＥＥ８０２．１１ｂ受信回路部では２．４ＧＨｚ帯でスキャンして、受信可能な全てのチャンネルを検出する。
前記周波数スキャンの結果に基づいて、第１、第２のアンテナＡＮＴ１、ＡＮＴ２で受信した受信信号を振幅で比較して、アクティブにする通信システムとして選択するとともに、前記通信システムの送受信回路と接続するアンテナを選択する。従って、フェージング等の外乱が生じても、最も好ましい通信システムを選択してダイバーシティ受信を行うことが出来る。
以下、図２の等価回路について簡単に説明した後、積層モジュール部品の説明へと移る。
第１の分波回路２０は、インダクタンス素子Ｌｆｔ１、Ｌｆｔ２とキャパシタンス素子Ｃｆｔ１とでなる低周波側のローパスフィルタと、インダクタンス素子Ｌｆｔ３とキャパシタンス素子Ｃｆｔ２〜Ｃｆｔ４とでなる高周波側のハイパスフィルタとで構成される。低周波側のローパスフィルタは２．４ＧＨｚ帯の信号を、高周波側のハイパスフィルタは５ＧＨｚ帯の信号を、相互の回り込みを防止しつつ、各々高周波スイッチ１０側に伝送する。低周波側のローパスフィルタは、高調波の除去機能も有している。
また、ここでは第３のポート２０ｃとＩＥＥＥ８０２．１１ａの送信回路の端子Ｐ４との間に、第３のフィルタ回路６０を設けており、５ＧＨｚ帯の送信側ローパスフィルタとなる。第３のフィルタ回路６０は、インダクタンス素子Ｌｆｔ４とキャパシタンス素子Ｃｆｔ６で構成される。尚、図示しているがローパスフィルタ特性の調整のために、必要に応じてインダクタンス素子Ｌｆｔ３に並列にキャパシタンス素子を接続してもよい。
第２の分波回路２５は、インダクタンス素子Ｌｆr１、Ｌｆｒ２とキャパシタンス素子Ｃｆｒ１とでなる低周波側のローパスフィルタと、インダクタンス素子Ｌｆｒ３とキャパシタンス素子Ｃｆｒ２〜Ｃｆｒ４とでなる高周波側のハイパスフィルタとで構成される。低周波側のローパスフィルタは２．４ＧＨｚ帯の信号を、高周波側のハイパスフィルタは５ＧＨｚ帯の信号を、相互の回り込みを防止しつつ、各々の周波数に対応する受信回路へ受信信号を分波する。高周波側のハイパスフィルタは、５ＧＨｚ帯の受信側バンドパスフィルタの一部としても機能する。
第１の分波回路２０は、インダクタンス素子Ｌｆｔ１、Ｌｆｔ２とキャパシタンス素子Ｃｆｔ１とでなる低周波側のローパスフィルタと、インダクタンス素子Ｌｆｔ３とキャパシタンス素子Ｃｆｔ２〜Ｃｆｔ４とでなる高周波側のハイパスフィルタとで構成される。低周波側のローパスフィルタは２．４ＧＨｚ帯の信号を、高周波側のハイパスフィルタは５ＧＨｚ帯の信号を、相互の回り込みを防止しつつ、各々高周波スイッチ１０側に伝送する。低周波側のローパスフィルタは、高調波の除去機能も有している。
また、ここでは第３のポート２０ｃとＩＥＥＥ８０２．１１ａの送信回路の端子Ｐ４との間に、第３のフィルタ回路６０を設けており、５ＧＨｚ帯の送信側ローパスフィルタとなる。第３のフィルタ回路６０は、インダクタンス素子Ｌｆｔ４とキャパシタンス素子Ｃｆｔ６で構成される。尚、図示しているがローパスフィルタ特性の調整のために、必要に応じてインダクタンス素子Ｌｆｔ３に並列にキャパシタンス素子を接続してもよい。
第２の分波回路２５は、インダクタンス素子Ｌｆr１、Ｌｆｒ２とキャパシタンス素子Ｃｆｒ１とでなる低周波側のローパスフィルタと、インダクタンス素子Ｌｆｒ３とキャパシタンス素子Ｃｆｒ２〜Ｃｆｒ４とでなる高周波側のハイパスフィルタとで構成される。低周波側のローパスフィルタは２．４ＧＨｚ帯の信号を、高周波側のハイパスフィルタは５ＧＨｚ帯の信号を、相互の回り込みを防止しつつ、各々の周波数に対応する受信回路へ受信信号を分波する。高周波側のハイパスフィルタは、５ＧＨｚ帯の受信側バンドパスフィルタの一部としても機能する。
第１のフィルタ回路３０は、近接するインダクタンス素子Ｌｐｇ１とＬｐｇ２と、入力端子側には、キャパシタンス素子Ｃｐｇ２とインダクタンス素子Ｌｐｇ１によって第１の共振回路が構成され、出力端子側には、キャパシタンス素子Ｃｐｇ４とインダクタンス素子Ｌｐｇ２によって第２の共振回路が構成される。キャパシタンス素子Cｐｇ１、Ｃｐｇ５は、バンドパスフィルタの入出力と第１の共振回路、第２の共振回路を結合する。キャパシタンス素子Ｃｐｇ６はバンドパスフィルタの入出力を結合する。また、キャパシタンス素子Ｃｐｇ３は、インダクタンス素子Ｌｐｇ１とＬｐｇ２との結合を補助する結合コンデンサである。第１及び第２の共振回路は、相互誘導係数Ｍによって、いわばトランスのように結合する。このため、入力端子の高周波信号は、第１及び第２の共振回路による共振作用を受けつつ出力端子に導かれる。つまり、全体が２つの共振周波数を有する複同調回路として作用し、急峻な特性のバンドパスフィルタが得られる。
第２のフィルタ回路４０は、５ＧＨｚ帯の受信側ローパスフィルタであり、インダクタンス素子Ｌｐａ１とキャパシタンス素子Ｃｐａ２〜Ｃｐａ４で構成される。
第２のフィルタ４０の出力端子４０ｂの後段には、第２のフィルタ回路４０と第２の平衡‐不平衡変換回路５５との間のインピーダンス整合のために伝送線路Ｌｂａ１ａを挿入している。第１のフィルタ３０側の伝送線路Ｌｂｇ１ａも同様の目的で挿入している。
第２のフィルタ回路４０は、５ＧＨｚ帯の受信側ローパスフィルタであり、インダクタンス素子Ｌｐａ１とキャパシタンス素子Ｃｐａ２〜Ｃｐａ４で構成される。
第２のフィルタ４０の出力端子４０ｂの後段には、第２のフィルタ回路４０と第２の平衡‐不平衡変換回路５５との間のインピーダンス整合のために伝送線路Ｌｂａ１ａを挿入している。第１のフィルタ３０側の伝送線路Ｌｂｇ１ａも同様の目的で挿入している。
第１の平衡‐不平衡変換回路５０は、２．４ＧＨｚ帯の受信側を平衡入力型のローノイズアンプを有するＲＦＩＣに接続するための平衡‐不平衡変換用のものである。第１の平衡‐不平衡変換回路５０は、一次側をインダクタンス素子Ｌｂｇ１ｂ、Ｌｂｇ１ｃで、２次側をインダクタンス素子Ｌｂｇ２、Ｌｂｇ３で構成される。２．４ＧＨｚ帯の受信信号の同相成分を出力するインダクタンス素子Ｌｂｇ２と２．４ＧＨｚ帯の受信信号の逆相成分を出力するインダクタンス素子Ｌｂｇ３の一端とが接続されて、キャパシタンス素子Ｃｂｇ1を介してグランドと接続されている。なお、ローノイズアンプが不平衡入力型である場合には、第１の平衡−不平衡変換回路５０を省略することが可能である。
第２の平衡‐不平衡変換回路５５は、５ＧＨｚ帯の受信側を平衡入力型のローノイズアンプを有するＲＦＩＣに接続するための平衡‐不平衡変換用のものである。第２の平衡‐不平衡変換回路５５は、一次側をインダクタンス素子Ｌｂａ１ｂ、Ｌｂａ１ｃで、２次側をインダクタンス素子Ｌｂａ２、Ｌｂａ３で構成される。５ＧＨｚ帯の受信信号の同相成分を出力するインダクタンス素子Ｌｂａ２と５ＧＨｚ帯の受信信号の逆相成分を出力するインダクタンス素子Ｌｂａ３の一端とが接続されて、キャパシタンス素子Ｃｂａ1を介してグランドと接続されている。なお、ローノイズアンプが不平衡入力型である場合には、第２の平衡−不平衡変換回路５５を省略することが可能である。
第２の平衡‐不平衡変換回路５５は、５ＧＨｚ帯の受信側を平衡入力型のローノイズアンプを有するＲＦＩＣに接続するための平衡‐不平衡変換用のものである。第２の平衡‐不平衡変換回路５５は、一次側をインダクタンス素子Ｌｂａ１ｂ、Ｌｂａ１ｃで、２次側をインダクタンス素子Ｌｂａ２、Ｌｂａ３で構成される。５ＧＨｚ帯の受信信号の同相成分を出力するインダクタンス素子Ｌｂａ２と５ＧＨｚ帯の受信信号の逆相成分を出力するインダクタンス素子Ｌｂａ３の一端とが接続されて、キャパシタンス素子Ｃｂａ1を介してグランドと接続されている。なお、ローノイズアンプが不平衡入力型である場合には、第２の平衡−不平衡変換回路５５を省略することが可能である。
次に、図４に積層体モジュールの外観図を示し、図５、図６に積層体モジュールを構成する誘電体シートの展開図を示す。
積層体１００は、例えば１０００℃以下で低温焼結が可能なセラミック誘電体材料からなり、厚さが１０〜２００μｍのグリーンシートに、低抵抗率のＡｇやＣｕ等の導電ペーストを用いて上述した回路のインダクタンス素子を構成する伝送線路あるいはキャパシタンス素子を構成する容量電極を所定の電極パターンで印刷形成し、これら複数のグリーンシートを適宜一体的に積層し、焼結することにより製造することが出来る。尚、インダクタンス素子はグリーンシート上に導体ペーストで印刷形成された伝送線路で構成したが、これに限られるものではなく、積層体の外側に搭載したチップインダクタを用いることもできる。また、高周波スイッチは積層体の上に搭載し、キャパシタンス素子Ｃ１〜Ｃ６もチップ部品として搭載することもできる。
前記誘電体材料としては、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分として、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分としてＣａ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｇｄを含む材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇ含む材料が用いられ、誘電率は５〜１５程度の材料を用いる。一例としては、主成分がＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｉの酸化物で構成され、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、ＴｉをそれぞれＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、ＴｉＯ２に換算し合計１００質量％としたとき、Ａｌ２Ｏ３換算で１０〜６０質量％、ＳｉＯ２換算で２５〜６０質量％、ＳｒＯ換算で７．５〜５０質量％、ＴｉＯ２換算で２０質量％以下のＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｉを含有し、前記合計１００質量％に対し副成分として、Ｂｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏの群のうちの少なくとも１種をＢｉ２Ｏ３換算で０．１〜１０質量％、Ｎａ２Ｏ換算で０．１〜５質量％、Ｋ２Ｏ換算で０．１〜５質量％、ＣｏＯ換算で０．１〜５質量％含有し、更に、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇの群のうちの少なくとも１種をＣｕＯ換算で０．０１〜５質量％、ＭｎＯ２換算で０．０１〜５質量％、Ａｇを０．０１〜５質量％の含有し、その他不可避不純物を含有しているセラミック誘電体材料が挙げられる。尚、セラミック誘電体材料の他に、樹脂積層基板や、樹脂とセラミック誘電体粉末を混合してなる複合材料を用いてなる積層基板を用いることも可能である。また、前記セラミック基板をＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック）技術を用いて、誘電体材料をＡｌ２Ｏ３を主体とするものとし、伝送線路等をタングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属導体として構成しても良い。
積層体１００は、例えば１０００℃以下で低温焼結が可能なセラミック誘電体材料からなり、厚さが１０〜２００μｍのグリーンシートに、低抵抗率のＡｇやＣｕ等の導電ペーストを用いて上述した回路のインダクタンス素子を構成する伝送線路あるいはキャパシタンス素子を構成する容量電極を所定の電極パターンで印刷形成し、これら複数のグリーンシートを適宜一体的に積層し、焼結することにより製造することが出来る。尚、インダクタンス素子はグリーンシート上に導体ペーストで印刷形成された伝送線路で構成したが、これに限られるものではなく、積層体の外側に搭載したチップインダクタを用いることもできる。また、高周波スイッチは積層体の上に搭載し、キャパシタンス素子Ｃ１〜Ｃ６もチップ部品として搭載することもできる。
前記誘電体材料としては、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分として、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分としてＣａ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｇｄを含む材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇ含む材料が用いられ、誘電率は５〜１５程度の材料を用いる。一例としては、主成分がＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｉの酸化物で構成され、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、ＴｉをそれぞれＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、ＴｉＯ２に換算し合計１００質量％としたとき、Ａｌ２Ｏ３換算で１０〜６０質量％、ＳｉＯ２換算で２５〜６０質量％、ＳｒＯ換算で７．５〜５０質量％、ＴｉＯ２換算で２０質量％以下のＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｉを含有し、前記合計１００質量％に対し副成分として、Ｂｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏの群のうちの少なくとも１種をＢｉ２Ｏ３換算で０．１〜１０質量％、Ｎａ２Ｏ換算で０．１〜５質量％、Ｋ２Ｏ換算で０．１〜５質量％、ＣｏＯ換算で０．１〜５質量％含有し、更に、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇの群のうちの少なくとも１種をＣｕＯ換算で０．０１〜５質量％、ＭｎＯ２換算で０．０１〜５質量％、Ａｇを０．０１〜５質量％の含有し、その他不可避不純物を含有しているセラミック誘電体材料が挙げられる。尚、セラミック誘電体材料の他に、樹脂積層基板や、樹脂とセラミック誘電体粉末を混合してなる複合材料を用いてなる積層基板を用いることも可能である。また、前記セラミック基板をＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック）技術を用いて、誘電体材料をＡｌ２Ｏ３を主体とするものとし、伝送線路等をタングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属導体として構成しても良い。
グリーンシートの番号は積層体の最上層を１とし、以下順に下層に向けて番号を付加しており１５層目が最下層である。図中、電極パターンに付した記号は図２の等価回路に付したものと符合する。尚、黒印のものはビアホールであり、誘電体各層に形成された電極パターンを接続するためのものである。また、端子電極はＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）としているが、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、側面端子なども採用することが出来る。
先ずグリーンシート１には、高周波スイッチとしてＤＰＤＴスイッチ（ＧａＡｓ ＦＥＴ）を実装し、積層基板に内蔵されないコンデンサ、場合によってはインダクタをチップ部品として搭載するための複数のランド電極が形成されている。このランド電極はビアホールを介して積層基板内に形成された接続線路や回路素子と接続している。前記ランド電極に実装される高周波スイッチはベア状態で前記積層基板に実装し、樹脂封止や缶封止することも出来る。なお、送信信号増幅器、受信信号増幅器、送受信回路部を構成したＲＦ-ＩＣやベースバンドＩＣを前記積層基板に複合化することも可能である。
先ずグリーンシート１には、高周波スイッチとしてＤＰＤＴスイッチ（ＧａＡｓ ＦＥＴ）を実装し、積層基板に内蔵されないコンデンサ、場合によってはインダクタをチップ部品として搭載するための複数のランド電極が形成されている。このランド電極はビアホールを介して積層基板内に形成された接続線路や回路素子と接続している。前記ランド電極に実装される高周波スイッチはベア状態で前記積層基板に実装し、樹脂封止や缶封止することも出来る。なお、送信信号増幅器、受信信号増幅器、送受信回路部を構成したＲＦ-ＩＣやベースバンドＩＣを前記積層基板に複合化することも可能である。
次に、グリーンシート２〜１５には、第１の分波回路２０、第２の分波回路２５、第１のフィルタ回路３０、第２のフィルタ回路４０、第３のフィルタ回路６０、第１の平衡-不平衡変換回路５０、第２の平衡-不平衡変換回路５５を、それぞれを構成するインダクタンス素子、キャパシタンス素子を所定の電極パターンにより形成しビアホールを介して適宜接続し回路となしている。また、第１と第２のフィルタ回路３０、４０と第１と第２の平衡-不平衡変換回路５０、５５との間に配置される整合回路８０、８５は、所定の線路長に形成された伝送線路として形成している。
以下、上記した回路毎に積層体を平面視した（上から見た）領域に分けて説明する。
第１の分波回路２０は、平面視で概ね積層体の右端の領域に設けられている。即ち、第３〜５層にキャパシタンス素子Ｃｆｔ２、Ｃｆｔ３を、第１３〜１５層にキャパシタンス素子Ｃｆｔ１、Ｃｆｔ４を形成し、第６〜９層にはインダクタンス素子Ｌｆｔ１、Ｌｆｔ２、Ｌｆｔ３を形成している。
また、この領域には第３のフィルタ回路６０のインダクタンス素子Ｌｆｔ４も形成している。
第２の分波回路２５は、平面視で概ね積層体の左端の領域に設けられている。即ち、第３〜５層にキャパシタンス素子Ｃｆｒ２、Ｃｆｒ３を、第１３〜１５層にキャパシタンス素子Ｃｆｒ１、Ｃｆｒ４を形成し、第６〜９層にはインダクタンス素子Ｌｆｒ１、Ｌｆｒ２、Ｌｆｒ３を形成している。
以下、上記した回路毎に積層体を平面視した（上から見た）領域に分けて説明する。
第１の分波回路２０は、平面視で概ね積層体の右端の領域に設けられている。即ち、第３〜５層にキャパシタンス素子Ｃｆｔ２、Ｃｆｔ３を、第１３〜１５層にキャパシタンス素子Ｃｆｔ１、Ｃｆｔ４を形成し、第６〜９層にはインダクタンス素子Ｌｆｔ１、Ｌｆｔ２、Ｌｆｔ３を形成している。
また、この領域には第３のフィルタ回路６０のインダクタンス素子Ｌｆｔ４も形成している。
第２の分波回路２５は、平面視で概ね積層体の左端の領域に設けられている。即ち、第３〜５層にキャパシタンス素子Ｃｆｒ２、Ｃｆｒ３を、第１３〜１５層にキャパシタンス素子Ｃｆｒ１、Ｃｆｒ４を形成し、第６〜９層にはインダクタンス素子Ｌｆｒ１、Ｌｆｒ２、Ｌｆｒ３を形成している。
第１のフィルタ回路３０は、平面視で第１の分波回路２０と第２の分波回路２５の間にあり、その間のさらに概ね左下の領域に設けられている。即ち、第２〜５層にキャパシタンス素子Ｃｐｇ１、Ｃｐｇ５を、第１０〜１５層にキャパシタンス素子Ｃｐｇ３、Ｃｐｇ２、Ｃｐｇ４、Ｃｐｇ６を形成し、第７、８層にはインダクタンス素子Ｌｐｇ１、Ｌｐｇ２を形成している。キャパシタンス素子Ｃｐｇ３は第１１層と第１２層の電極パターンにて構成し、キャパシタンス素子Ｃｐｇ６は第１０層と第１１層の電極パターンにて構成している。
第２のフィルタ回路４０は、平面視で第１の分波回路２０と第２の分波回路２５の間にあり、その間のさらに概ね左上の領域に設けられている。即ち、第１２、１５層にてキャパシタンス素子Ｃｐａ２、Ｃｐａ４を形成し、第３、５層にはインダクタンス素子Ｌｐａ１を形成している。キャパシタンス素子Ｃｐａ３は省略している。
第２のフィルタ回路４０は、平面視で第１の分波回路２０と第２の分波回路２５の間にあり、その間のさらに概ね左上の領域に設けられている。即ち、第１２、１５層にてキャパシタンス素子Ｃｐａ２、Ｃｐａ４を形成し、第３、５層にはインダクタンス素子Ｌｐａ１を形成している。キャパシタンス素子Ｃｐａ３は省略している。
第１の平衡-不平衡変換回路５０は、平面視で第１の分波回路２０と第２の分波回路２５の間にあり、その間のさらに概ね右下の領域に設けられている。即ち、第１２〜１５層にキャパシタンス素子Ｃｂｇ１を形成し、第３、５〜７、９〜１１層にはインダクタンス素子Ｌｂｇ１（ｂ、ｃ）、Ｌｂｇ２、Ｌｂｇ３を形成している。
第２の平衡-不平衡変換回路５５は、平面視で第１の分波回路２０と第２の分波回路２５の間にあり、その間のさらに概ね右上の領域に設けられている。即ち、第１２〜１５層にキャパシタンス素子Ｃｂａ１を形成し、第４、７、８、１１層にはインダクタンス素子Ｌｂａ１（ｂ、ｃ）、Ｌｂａ２、Ｌｂａ３を形成している。
第２の平衡-不平衡変換回路５５は、平面視で第１の分波回路２０と第２の分波回路２５の間にあり、その間のさらに概ね右上の領域に設けられている。即ち、第１２〜１５層にキャパシタンス素子Ｃｂａ１を形成し、第４、７、８、１１層にはインダクタンス素子Ｌｂａ１（ｂ、ｃ）、Ｌｂａ２、Ｌｂａ３を形成している。
以上の回路構成において、各回路は積層基板に三次元的に構成されるが、各回路を構成する電極パターンは、それぞれ他の回路を構成する電極パターンとの不要な電磁気的干渉を防ぐように、グランド電極ＧＮＤにより分離したり、積層方向に見て互いが重ならないようにしている。また、インダクタンス素子は、グリーンシート上に導体ペーストで印刷形成された伝送線路で構成したが、これに限られるものではなく、積層体の外側に搭載したチップインダクタを用いることもできる。
図７は上記した高周波積層モジュール部品についての積層体を概略示すもので、（Ａ）は部品搭載面から見た斜視図、（Ｂ）は底面から見た斜視図である。
本発明において個々の回路構成は、上述したように積層体のほぼ領域毎に設けられている。即ち、平面視したとき左右の領域、及び左右に挟まれた間の領域をほぼ4分割した合計6つの領域に分けられている。図７（Ａ）で言えば、第１の分波回路２０は右端の（イ）の領域に、第２の分波回路２５は左端の（ロ）の領域に、第１のフィルタ回路３０はその間の領域を4分割したうちの左下の（ホ）の領域に、第２のフィルタ回路４０は左上の（ヘ）の領域に、第１の平衡-不平衡変換回路５０は右下の（ハ）の領域に、第２の平衡-不平衡変換回路５５は右上の（ニ）の領域にそれぞれ形成されている。
そして、この領域に連携して特定の端子電極を配置するようにしている。即ち、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚの送信回路に繋がる送信端子2.4ＧＴｘ、5ＧＴｘは、グランドＧＮＤ端子を介して（イ）の領域に設けており、デュアルバンドアンテナの２つのアンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２はＧＮＤ端子を介して（ロ）の領域に設けている。よって、送信端子2.4ＧＴｘ、5ＧＴｘとアンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２は対向配置されている。これがまず一つの特徴である。これにより特に信号の大きい送信端子と受信信号を受け入れるアンテナ端子との距離を離すことになり、送信端子とアンテナ端子間のアイソレーション特性を良好にすることができる。
本発明において個々の回路構成は、上述したように積層体のほぼ領域毎に設けられている。即ち、平面視したとき左右の領域、及び左右に挟まれた間の領域をほぼ4分割した合計6つの領域に分けられている。図７（Ａ）で言えば、第１の分波回路２０は右端の（イ）の領域に、第２の分波回路２５は左端の（ロ）の領域に、第１のフィルタ回路３０はその間の領域を4分割したうちの左下の（ホ）の領域に、第２のフィルタ回路４０は左上の（ヘ）の領域に、第１の平衡-不平衡変換回路５０は右下の（ハ）の領域に、第２の平衡-不平衡変換回路５５は右上の（ニ）の領域にそれぞれ形成されている。
そして、この領域に連携して特定の端子電極を配置するようにしている。即ち、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚの送信回路に繋がる送信端子2.4ＧＴｘ、5ＧＴｘは、グランドＧＮＤ端子を介して（イ）の領域に設けており、デュアルバンドアンテナの２つのアンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２はＧＮＤ端子を介して（ロ）の領域に設けている。よって、送信端子2.4ＧＴｘ、5ＧＴｘとアンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２は対向配置されている。これがまず一つの特徴である。これにより特に信号の大きい送信端子と受信信号を受け入れるアンテナ端子との距離を離すことになり、送信端子とアンテナ端子間のアイソレーション特性を良好にすることができる。
また、２．４ＧＨｚの受信回路に繋がる受信端子2.4ＧＲｘ+、2.4ＧＲｘ-は送信端子2.4ＧＴｘとの間にＧＮＤ端子を介して（ハ）の領域に設け、同じく５ＧＨｚの受信回路に繋がる受信端子5ＧＲｘ+、5ＧＲｘ-は送信端子5ＧＴｘとの間にＧＮＤ端子を介して（ニ）の領域に設けている。よって、受信端子2.4ＧＲｘ+、2.4ＧＲｘ-と受信端子5ＧＲｘ+、5ＧＲｘ-は対向配置されている。これにより受信端子間のアイソレーション特性を良好にすることができ、受信信号に対する挿入損失を抑えることができる。
さらに、高周波スイッチに電圧を加えるための制御端子Ｖ２はＡＮＴ２との間にＧＮＤ電極を介して（ホ）の領域に設けており、一方の制御端子Ｖ１はＡＮＴ１との間にＧＮＤ電極を介して（ヘ）の領域に設けている。よって、電圧制御端子Ｖ１とＶ２は対向配置されている。これにより電圧制御端子間のアイソレーション特性を良好にすることができ、DPDTスイッチ１０の誤動作を防ぐことができる。
以上のように、積層体内の夫々の回路配置と電極配置をとることによって、まず、特に信号の大きい送信端子と受信信号を受け入れるアンテナ端子との距離を離すことになり、送信端子とアンテナ端子間のアイソレーション特性を良好にすることができる。すなわち送信信号がアンテナ端子に漏洩することを最小限に抑えることができ、受信信号の信号品質の劣化を抑えることができる。また、送信端子とアンテナ端子間の挿入損失を抑えることができる。また、この高周波積層モジュール部品と接続される他の部品との接続を最短にすることが可能となり、送信信号および受信信号に対する挿入損失を抑えることができる。また、ほとんどの端子間はグランド端子を介して配置されているので、端子間のアイソレーション特性を良好にすることができ、信号の伝送が安定している。
さらに、高周波スイッチに電圧を加えるための制御端子Ｖ２はＡＮＴ２との間にＧＮＤ電極を介して（ホ）の領域に設けており、一方の制御端子Ｖ１はＡＮＴ１との間にＧＮＤ電極を介して（ヘ）の領域に設けている。よって、電圧制御端子Ｖ１とＶ２は対向配置されている。これにより電圧制御端子間のアイソレーション特性を良好にすることができ、DPDTスイッチ１０の誤動作を防ぐことができる。
以上のように、積層体内の夫々の回路配置と電極配置をとることによって、まず、特に信号の大きい送信端子と受信信号を受け入れるアンテナ端子との距離を離すことになり、送信端子とアンテナ端子間のアイソレーション特性を良好にすることができる。すなわち送信信号がアンテナ端子に漏洩することを最小限に抑えることができ、受信信号の信号品質の劣化を抑えることができる。また、送信端子とアンテナ端子間の挿入損失を抑えることができる。また、この高周波積層モジュール部品と接続される他の部品との接続を最短にすることが可能となり、送信信号および受信信号に対する挿入損失を抑えることができる。また、ほとんどの端子間はグランド端子を介して配置されているので、端子間のアイソレーション特性を良好にすることができ、信号の伝送が安定している。
次に、本発明の積層体モジュール部品の第２の実施例について説明する。
図８は等価回路図を示し、図９、図１０は誘電体シートの展開図、図１１は積層体の端子配置を示している。
回路構成としては、図８に示す通り第１の実施例の図２とほぼ同じである。相違する点としては、ＤＰＤＴの高周波スイッチ回路１０と第１の分波回路２０との間に整合用のインダクタンス素子Ｌｔを介在させ、高周波スイッチ回路１０と第２の分波回路２５との間にキャパシタンス素子Ｃ４を削除し、代わりに整合用のインダクタンス素子Ｌｒを配置した。また、第２の分波回路２５の低周波側のローパスフィルタ回路においてインダクタンス素子Ｌｆｒ２とキャパシタンス素子Ｃｆｒ１を削除した。また、第１のフィルタ回路３０を構成するキャパシタンス素子を７個としその配置接続を図８のようにした。また、第１の平衡-不平衡変換回路５０と第２の平衡-不平衡変換回路５５のキャパシタンス素子Ｃｂｇ１、Ｃｂａ１を削除し、第１の平衡-不平衡変換回路５０側には新たにＣｂｇ２とＣｂｇ３を挿入した。それ以外については同じ回路構成なのでここでの詳細な説明は省略する。
さて、本実施例の誘電体シートは１６層からなり、上述した第1の実施例に対し積層体内における各回路を構成する電極パターンの配置領域が異なる。その点について以下に説明する。
図８は等価回路図を示し、図９、図１０は誘電体シートの展開図、図１１は積層体の端子配置を示している。
回路構成としては、図８に示す通り第１の実施例の図２とほぼ同じである。相違する点としては、ＤＰＤＴの高周波スイッチ回路１０と第１の分波回路２０との間に整合用のインダクタンス素子Ｌｔを介在させ、高周波スイッチ回路１０と第２の分波回路２５との間にキャパシタンス素子Ｃ４を削除し、代わりに整合用のインダクタンス素子Ｌｒを配置した。また、第２の分波回路２５の低周波側のローパスフィルタ回路においてインダクタンス素子Ｌｆｒ２とキャパシタンス素子Ｃｆｒ１を削除した。また、第１のフィルタ回路３０を構成するキャパシタンス素子を７個としその配置接続を図８のようにした。また、第１の平衡-不平衡変換回路５０と第２の平衡-不平衡変換回路５５のキャパシタンス素子Ｃｂｇ１、Ｃｂａ１を削除し、第１の平衡-不平衡変換回路５０側には新たにＣｂｇ２とＣｂｇ３を挿入した。それ以外については同じ回路構成なのでここでの詳細な説明は省略する。
さて、本実施例の誘電体シートは１６層からなり、上述した第1の実施例に対し積層体内における各回路を構成する電極パターンの配置領域が異なる。その点について以下に説明する。
第１の分波回路２０は、平面視で概ね積層体の左端の領域に設けられている。即ち、第４〜６層にキャパシタンス素子Ｃｆｔ２、Ｃｆｔ３を、第１４〜１６層にキャパシタンス素子Ｃｆｔ１、Ｃｆｔ４を形成し、第７〜１０層にはインダクタンス素子Ｌｆｔ１、Ｌｆｔ２、Ｌｆｔ３を形成している。また、この領域の第１０〜１２層には第３のフィルタ回路６０のインダクタンス素子Ｌｆｔ４も形成している。
第２の分波回路２５は、平面視で概ね積層体の上方端の領域に設けられている。即ち、第４〜６層にキャパシタンス素子Ｃｆｒ１、Ｃｆｒ２を、第１４〜１６層にキャパシタンス素子Ｃｆｒ４を形成し、第８〜１１層にはインダクタンス素子Ｌｆｒ１、Ｌｆｒ３を形成している。
第２の分波回路２５は、平面視で概ね積層体の上方端の領域に設けられている。即ち、第４〜６層にキャパシタンス素子Ｃｆｒ１、Ｃｆｒ２を、第１４〜１６層にキャパシタンス素子Ｃｆｒ４を形成し、第８〜１１層にはインダクタンス素子Ｌｆｒ１、Ｌｆｒ３を形成している。
第１のフィルタ回路３０は、平面視でほぼ第１の分波回路２０と第２の分波回路２５以外の領域にあり、その領域を略４分割したときの概ね右上の領域に設けられている。即ち、第２〜６層にキャパシタンス素子Ｃｐｇ１、Ｃｐｇ２、Ｃｐｇ４、Ｃｐｇ５を、第１１〜１６層にキャパシタンス素子Ｃｐｇ３、Ｃｐｇ２、Ｃｐｇ４、Ｃｐｇ６、Ｃｐｇ７を形成し、第８、９層にはインダクタンス素子Ｌｐｇ１を構成するもので並列接続されたインダクタンス素子Ｌｐｇ１ａとインダクタンス素子Ｌｐｇ１ｂを形成し、さらにこれに並行してインダクタンス素子Ｌｐｇ２を構成するために並列接続されたインダクタンス素子Ｌｐｇ２ａとインダクタンス素子Ｌｐｇ２ｂを形成している。尚、キャパシタンス素子Ｃｐｇ７は第１２層及び１３層の電極パターン間にて構成し、キャパシタンス素子Ｃｐｇ６は第１２層及び１３層の電極パターン間にて構成し、キャパシタンス素子Ｃｐｇ３は第１１層と第１２層の電極パターン間にて構成し、キャパシタンス素子Ｃｐｇ２とＣｐｇ４は第２層のGND用の電極パターンと第３層の電極パターン間、第１３層と第１５層の電極パターンと第１４層と第１６層のGND用の電極パターン間にて構成している。
第２のフィルタ回路４０は、平面視で上記４分割のうち概ね左上の領域に設けられている。即ち、第４層の電極パターンと第２層のGND用の電極パターン間にてキャパシタンス素子Ｃｐａ２を、第１３層の電極パターンと１６層のGND用の電極パターン間にてキャパシタンス素子Ｃｐａ４を形成し、第７、８層にインダクタンス素子Ｌｐａ１を形成している。キャパシタンス素子Ｃｐａ３は省略している。また、第７層には整合回路のインダクタンス素子Ｌｒの一部を設けている。
第２のフィルタ回路４０は、平面視で上記４分割のうち概ね左上の領域に設けられている。即ち、第４層の電極パターンと第２層のGND用の電極パターン間にてキャパシタンス素子Ｃｐａ２を、第１３層の電極パターンと１６層のGND用の電極パターン間にてキャパシタンス素子Ｃｐａ４を形成し、第７、８層にインダクタンス素子Ｌｐａ１を形成している。キャパシタンス素子Ｃｐａ３は省略している。また、第７層には整合回路のインダクタンス素子Ｌｒの一部を設けている。
第１の平衡-不平衡変換回路５０は、平面視で上記４分割のうち概ね右下の領域に設けられている。即ち、第１４〜１６層にキャパシタンス素子Ｃｂｇ２、Ｃｂｇ３を形成し、第６〜８、１０〜１２層にはインダクタンス素子Ｌｂｇ１（ｂ、ｃ）とＬｂｇ２、Ｌｂｇ３を形成している。また、第３層には整合回路のインダクタンス素子Ｌｒの一部とＬｂｇ１ａを設けている。
第２の平衡-不平衡変換回路５５は、平面視で上記４分割のうち概ね左下の領域に設けられている。即ち、第５層、８層、９層と１２層にインダクタンス素子Ｌｂａ１（ｂ、ｃ）とＬｂａ２、Ｌｂａ３を形成している。また、第４層には整合回路のインダクタンス素子Ｌｂａ１ａを設けている。
第２の平衡-不平衡変換回路５５は、平面視で上記４分割のうち概ね左下の領域に設けられている。即ち、第５層、８層、９層と１２層にインダクタンス素子Ｌｂａ１（ｂ、ｃ）とＬｂａ２、Ｌｂａ３を形成している。また、第４層には整合回路のインダクタンス素子Ｌｂａ１ａを設けている。
図１１は上記積層体モジュール部品の端子電極の配置を概略示すもので、（Ａ）は部品搭載面から見た斜視図、（Ｂ）は底面から見た斜視図である。
本実施例においては、平面視したとき左端の領域、その右上方の領域、及びこれら以外の領域をほぼ4分割した合計6つの領域に分けられている。これを図１０（Ａ）を用いて回路構成毎に言えば、第１の分波回路２０は左端の（ト）の領域に、第２の分波回路２５は右上方の（チ）の領域に、第１のフィルタ回路３０は4分割したうちの右上の（リ）の領域に、第２のフィルタ回路４０は左上の（ヌ）の領域に、第１の平衡-不平衡変換回路５０は右下の（ル）の領域に、第２の平衡-不平衡変換回路５５は左下の（オ）の領域にそれぞれ形成されている。
そして、この領域に連携して特定の端子電極を配置するようにしている。即ち、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚの送信回路に繋がる送信端子2.4ＧＴｘ、5ＧＴｘを、グランドＧＮＤ端子を介して（ト）の領域に設けており、５ＧＨｚの受信回路に繋がる受信端子5ＧＲｘ+、5ＧＲｘ-を、送信端子2.4ＧＴｘとの間にＧＮＤ端子を介して（オ）の領域に、２．４ＧＨｚの受信回路に繋がる受信端子2.4ＧＲｘ+、2.4ＧＲｘ-は、５GHｚの受信端子に隣接した（ル）の領域に設けている。また、アンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２を、送信端子５ＧＴｘとの間にＧＮＤ端子を介して（チ）の領域に設けている。これにより、特に信号の大きい送信端子と受信端子との間にＧＮＤ端子を、また送信端子と受信信号を受け入れるアンテナ端子との間にＧＮＤ端子を配置できることになり、送信端子と受信端子間、送信端子とアンテナ端子間のアイソレーション特性を良好にすることができる。
本実施例においては、平面視したとき左端の領域、その右上方の領域、及びこれら以外の領域をほぼ4分割した合計6つの領域に分けられている。これを図１０（Ａ）を用いて回路構成毎に言えば、第１の分波回路２０は左端の（ト）の領域に、第２の分波回路２５は右上方の（チ）の領域に、第１のフィルタ回路３０は4分割したうちの右上の（リ）の領域に、第２のフィルタ回路４０は左上の（ヌ）の領域に、第１の平衡-不平衡変換回路５０は右下の（ル）の領域に、第２の平衡-不平衡変換回路５５は左下の（オ）の領域にそれぞれ形成されている。
そして、この領域に連携して特定の端子電極を配置するようにしている。即ち、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚの送信回路に繋がる送信端子2.4ＧＴｘ、5ＧＴｘを、グランドＧＮＤ端子を介して（ト）の領域に設けており、５ＧＨｚの受信回路に繋がる受信端子5ＧＲｘ+、5ＧＲｘ-を、送信端子2.4ＧＴｘとの間にＧＮＤ端子を介して（オ）の領域に、２．４ＧＨｚの受信回路に繋がる受信端子2.4ＧＲｘ+、2.4ＧＲｘ-は、５GHｚの受信端子に隣接した（ル）の領域に設けている。また、アンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２を、送信端子５ＧＴｘとの間にＧＮＤ端子を介して（チ）の領域に設けている。これにより、特に信号の大きい送信端子と受信端子との間にＧＮＤ端子を、また送信端子と受信信号を受け入れるアンテナ端子との間にＧＮＤ端子を配置できることになり、送信端子と受信端子間、送信端子とアンテナ端子間のアイソレーション特性を良好にすることができる。
さらに、高周波スイッチに電圧を加えるための制御端子Ｖ１とＶ２は、グランドＧＮＤ電極やアンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２を間に置いて直交する辺に設けている。これにより、電圧制御端子間のアイソレーション特性を良好にすることができ、DPDTスイッチ１０の誤動作を防ぐことができる。
以上のように、積層体内の夫々の回路配置と電極配置をとることによって、まず、特に信号の大きい送信端子と受信信号を受け入れるアンテナ端子間にＧＲＤ端子を配置することになり、送信端子とアンテナ端子間のアイソレーション特性を良好にすることができる。すなわち送信信号がアンテナ端子に漏洩することを最小限に抑えることができ、受信信号の信号品質の劣化を抑えることができる。また、送信端子とアンテナ端子間の挿入損失を抑えることができる。また、この高周波積層モジュール部品と接続される他の部品との接続を最短にすることが可能となり、送信信号および受信信号に対する挿入損失を抑えることができる。また、ほとんどの端子間はグランド電極を介して配置されているので信号の伝送が安定している。
以上のように、積層体内の夫々の回路配置と電極配置をとることによって、まず、特に信号の大きい送信端子と受信信号を受け入れるアンテナ端子間にＧＲＤ端子を配置することになり、送信端子とアンテナ端子間のアイソレーション特性を良好にすることができる。すなわち送信信号がアンテナ端子に漏洩することを最小限に抑えることができ、受信信号の信号品質の劣化を抑えることができる。また、送信端子とアンテナ端子間の挿入損失を抑えることができる。また、この高周波積層モジュール部品と接続される他の部品との接続を最短にすることが可能となり、送信信号および受信信号に対する挿入損失を抑えることができる。また、ほとんどの端子間はグランド電極を介して配置されているので信号の伝送が安定している。
本発明の高周波積層モジュール部品と、各通信システムでの送信データを変調し受信データを復調する送受信回路部と、前記高周波スイッチの切り替えを制御するスイッチ回路制御部とを備えたデュアルバンド通信装置は、高周波積層モジュール部品、送受信回路部とスイッチ回路制御部とを最短の距離で接続できるため、余計な損失を最小限に抑えることができ、実装面積を最小に構成できる。そのため低消費電力で動作し、また小型に構成することができる。
本発明の高周波積層モジュール部品及びデュアルバンド通信装置は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、プリンタやハードディスク、ブロードバンドルーターなどのＰＣの周辺機器、ＦＡＸ、冷蔵庫、標準テレビ（ＳＤＴＶ）、高品位テレビ（ＨＤＴＶ）、カメラ、ビデオ、携帯電話等々の電子機器、自動車内や航空機内でのワイヤに変わる信号伝達手段として有用なものである。
１０： 高周波スイッチ回路（ＤＰＤＴ ＳＷ）
２０：第１の分波回路
２５：第２の分波回路
３０：第１のフィルタ回路
４０：第２のフィルタ回路
６０：第３のフィルタ回路
５０：第１の平衡-不平衡変換回路
５５：第２の平衡-不平衡変換回路
８０、８５：整合回路
１００：積層基板
２０：第１の分波回路
２５：第２の分波回路
３０：第１のフィルタ回路
４０：第２のフィルタ回路
６０：第３のフィルタ回路
５０：第１の平衡-不平衡変換回路
５５：第２の平衡-不平衡変換回路
８０、８５：整合回路
１００：積層基板
Claims (8)
- ２つの周波数帯の送受信が可能な２つのデュアルバンドアンテナと、当該２つのデュアルバンドアンテナと共用の送信側回路及び受信側回路との接続を切り替える４つのポートを備えた高周波スイッチと、前記高周波スイッチのポートのうち一つのポートと前記送信側回路との間に配置される第１の分波回路と、前記高周波スイッチのうち他の一つのポートと前記受信側回路との間に配置される第２の分波回路と、前記送信回路は第１の送信回路と第２の送信回路からなり、前記受信側回路は第１の受信回路と第２の受信回路とからなり、
前記第１の分波回路、前記第２の分波回路のそれぞれを構成するインダクタンス素子及びキャパシタンス素子の少なくとも一部を誘電体層を積層した積層体内に電極パターンにより構成し、前記高周波スイッチは積層体上に搭載し、当該積層体の下面あるいは側面には端子電極を形成しており、
前記端子電極は、前記高周波スイッチに電圧を加えるための２つ以上の制御端子と、複数のグランド端子と、前記第１と第２の送信回路の第１の送信端子と第２の送信端子と、前記第１と第２の受信回路の第１の受信端子と第２の受信端子と、前記デュアルバンドアンテナの２つのアンテナ端子とで構成され、
前記積層体を平面視したとき、前記第１の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に前記２つの送信端子を配置し、前記第２の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に前記２つのアンテナ端子を配置したことを特徴とする高周波積層モジュール部品。 - 請求項１記載の高周波積層モジュール部品において、前記第２の分波回路と前記第１の受信回路との間に配置される第１のフィルタ回路と、前記第２の分波回路と前記第２の受信回路との間に配置される第２のフィルタ回路とを備えており、
前記第１のフィルタ回路と、前記第２のフィルタ回路のそれぞれを構成するインダクタンス素子及びキャパシタンス素子の少なくとも一部を誘電体層を積層した積層体内に電極パターンにより構成し、
前記第１のフィルタ回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域の側辺側に前記第１の受信端子を配置し、前記第２のフィルタ回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域の側辺側に前記第２の受信端子を配置したことを特徴とする高周波積層モジュール部品。 - 請求項２記載の高周波積層モジュール部品において、前記第１のフィルタ回路と前記第１の受信回路との間に配置される第１の平衡−不平衡変換回路と、前記第２のフィルタ回路と前記第２の受信回路との間に配置される第２の平衡−不平衡変換回路とを備えており、
前記第１の平衡−不平衡変換回路と、前記第２の平衡−不平衡変換回路のそれぞれを構成するインダクタンス素子及びキャパシタンス素子の少なくとも一部を誘電体層を積層した積層体内に電極パターンにより構成し、
前記第１の平衡−不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に前記第１の受信端子を配置し、前記第２の平衡−不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域側に前記第２の受信端子を配置したことを特徴とする高周波積層モジュール部品。 - 前記積層体を平面視したとき、前記第１の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域と、前記第２の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域とが対向配置されており、前記第１の分波回路の領域と第２の分波回路の領域の間にあって前記第１の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域と、前記第２の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域とが対向配置されており、
前記端子電極のうちグランド端子は積層体の四辺の総てに少なくとも１つ設け、前記２つの送信端子と２つのアンテナ端子とは対向する辺に対向配置し、前記第１の受信端子と第２の受信端子、及び前記２つの制御端子の個々を前記対向する辺とは別の辺に対向配置したことを特徴とする請求項３記載の高周波積層モジュール部品。 - 前記積層体を平面視したとき、前記第１の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域と、前記第２の分波回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域とが直交配置されており、前記第１の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域と、前記第２の平衡-不平衡変換回路を構成する電極パターンが概ね配置された領域とが並行配置されており、
前記端子電極のうちグランド端子は積層体の四辺の総てに少なくとも１つ設け、前記２つの送信端子と２つのアンテナ端子とは直交する辺に配置し、前記第１の受信端子と第２の受信端子は前記直交する辺とは別の辺に並列配置したことを特徴とする請求項３記載の高周波積層モジュール部品。 - 送信信号増幅器を前記積層体に一体化した請求項１〜５の何れかに記載の高周波積層モジュール部品。
- 受信信号増幅器を前記積層体に一体化した請求項１〜６の何れかに記載の高周波積層モジュール部品。
- 請求項１〜７の何れかに記載の高周波積層モジュール部品を用いたデュアルバンド通信装置であって、
各通信システムでの送信データを変調し受信データを復調する送受信回路部と、
前記高周波スイッチの切り替えを制御するスイッチ回路制御部とを備えたことを特徴とするデュアルバンド通信装置。
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| JP2004190592A JP2006014102A (ja) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | 高周波積層モジュール部品及びこれを用いたデュアルバンド通信装置 |
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