JP2006121211A - 高周波選択回路、高周波モジュール及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチバンド／モードに対応する高周波選択回路において、半導体スイッチング素子を使用することにより集積度の向上を図り、さらに高調波用フィルタを共通化してその個数を減らすことができる、小型の高周波選択回路を提供する。
【解決手段】周波数帯の異なる複数の通信システムに対応してアンテナ端子に並列接続された複数の高周波半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、前記複数の高周波半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替えを制御する制御回路ＤＥＣ１０とを有し、制御回路ＤＥＣ１０は、高周波半導体スイッチＳＷ１において所定周波数帯の送信系Ｔｘが選択される時には、高周波半導体スイッチＳＷ２においてその送信系Ｔｘの所定周波数帯の高調波を減衰するための高調波減衰用フィルタ回路ＨＰＦを接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波選択回路、高周波モジュール及び無線通信装置に関し、特にマルチバンド対応移動無線端末機に好適に使用される、高周波選択回路、この高周波選択回路を含む高周波モジュール及びこの高周波モジュールを搭載した無線通信装置に関するものである。

近年、１台の携帯電話機内に２つ以上の通信システムを搭載するマルチバンド方式を採用した携帯電話機が提案されている。マルチバンド方式の携帯電話機は、地域性や使用目的等に合った通信システムを選択して送受信することができるので、利便性の高い携帯電話機として期待されている。例えば、通信帯域の異なる複数の通信システムとしてＧＳＭ(Global System for Mobile communication)方式、ＤＣＳ(Digital Cellular System)方式の２方式を搭載したデュアルバンド方式の携帯電話機がある。さらに、北米では、ＧＳＭの他、１９００ＭＨｚ帯を使用したＰＣＳ(Personal Communication Services)システムがある。

図５は、一般的なＧＳＭ／ＤＣＳ方式デュアルバンド携帯電話機の高周波モジュールＲＦＭ１００のブロック図である。
この高周波モジュールＲＦＭ１００は、送受信系ＤＣＳの送信系ＴＸ、受信系ＲＸと、送受信系ＧＳＭの送信系ＴＸ、受信系ＲＸとを備えるとともに、周波数帯域の異なる２つの送受信系ＧＳＭ／ＤＣＳを、それぞれの送受信系ＧＳＭ及びＤＣＳに分波し、各送受信系ＤＣＳ、ＧＳＭにおいてそれぞれ送信系ＴＸと受信系ＲＸとの切り替えを行う高周波選択回路ＡＳＭ１００を備えている。

ＧＳＭ送信系ＴＸは、電力増幅回路ＡＭＰ１００で増幅された送信信号を、低域通過フィルタからなる整合回路ＭＡＴ１００を通して、高周波選択回路ＡＳＭ１００に供給する。高周波選択回路ＡＳＭ１００に供給された高周波信号は、後に説明するように、高周波スイッチ、分波回路を経由してアンテナＡＮＴから高周波信号として送信される。以上の動作は、ＤＣＳ送信系ＴＸについても同様である。

一方、ＧＳＭ受信系ＲＸは、アンテナＡＮＴで受信された高周波信号を、高周波選択回路ＡＳＭ１００を介して取り出し、帯域通過フィルタＢＰＦ３００にて受信帯域近傍の不要信号を除去する。帯域通過フィルタＢＰＦ３００を通過した信号は、ＲＸ側低ノイズ増幅器ＡＭＰ３００にて増幅され、信号処理系に入力される。以上の動作は、ＤＣＳ受信系ＲＸについても同様である。

ところで、今後の市場動向をふまえると、携帯電話端末機を用いた高品質の音声や画像等のデータ伝送が行われることが予想され、これらに対応するために、符号分割多重接続方式であるＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)や、高速データ伝送レートや通信チャネルの多重化を特徴とした次世代通信システムＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System） といった大容量データ伝送可能な通信システムの構築が進みつつある。

このように複数の通信システムへ対応するため、１つのモジュールでさらに多くのバンドに対応する必要が生じている。例えばＧＳＭ８５０／ＧＳＭ９００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＵＭＴＳ等の多バンド方式等への要求が高まっている。
特開２００２−２９０２５７号公報 特開２００３−２０４２８４号公報

このようにマルチバンド／モード化が進み、１つの高周波モジュールで更に多くのバンド／モードに対応する必要が生じた場合、バンド／モード数に比例した高周波モジュール搭載基板の表層スペースが必要となり、高周波選択回路には、ますます小型化の実現が要求される。
一方、最近は、小型化、低損失化を目指して、高周波選択回路の内部で周波数帯の切り替え、送受切替えを行う高周波スイッチとして、半導体素子、例えばＧａＡｓ−ＳＷ（ガリ砒素スイッチ）を用いた構成も検討されてきている。

このような高周波スイッチを用いる場合、送信電力が半導体素子に印加されるため、半導体素子に特有の高調波歪みが発生する。またＵＭＴＳに対しては、送信電力が低いものの、特に低歪みが要求されるため、半導体スイッチを用いた場合、低歪みのための対策が必要となる。
したがって、送受信信号に含まれる高調波を低減するための高調波用フィルタが必須になるが、マルチバンド化が進むと、それぞれの経路に高調波用フィルタを設ける必要があるため、フィルタの数が多くなり、限られた基板スペースでは、配置できなくなるという問題があった。

したがって、本発明は、半導体スイッチング素子を使用することにより集積度の向上を図り、さらに高調波用フィルタを共通化してその個数を減らすことができる、多バンドに対応した高周波選択回路を提供することを目的とする。
さらに本発明は、前記高周波選択回路を含む低コストな小型化された高周波モジュール及び無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明の高周波選択回路は、前記共通のアンテナ端子に並列に接続された複数個の高周波スイッチと、前記複数個の高周波スイッチの切替えを制御する制御回路とを有し、前記高周波スイッチは切り替え端子数が合計Ｍ個（Ｍは、４以上の整数）あり、前記高周波スイッチの切り替え端子のうち、前記通信システムの送信系又は受信系に接続される端子数がＮ端子（Ｎ≦Ｍ−１）あり、前記高周波スイッチの切り替え端子のうち、残り（Ｍ−Ｎ）の端子の少なくとも１つに、送信系の所定周波数帯の高調波を減衰するための高調波減衰用フィルタが接続され、当該高調波減衰用フィルタが接続されている高周波スイッチと、それに対応する所定周波数帯の送信系が接続されている高周波スイッチとは、別個のスイッチであり、前記制御回路は、前記所定周波数帯の送信系が選択される時には、その周波数帯に対応する前記高調波減衰用フィルタを接続することを特徴とする。

この高周波選択回路の構成によれば、複数個の高周波スイッチを用いて、Ｍ個の切り替え端子を作り、そのうちＮ端子に通信システムの送信系又は受信系を接続することにより、通過帯域の異なる複数の周波数帯に分けることができ、マルチバンド化に対応することができる。
また、残り（Ｍ−Ｎ）の端子の一部に、送信系の所定周波数帯の高調波を減衰するための高調波減衰用フィルタが接続されている。これにより、電力増幅器や高周波スイッチで発生し、高周波スイッチ共通のアンテナ端子に出力された送信信号を、別の高周波スイッチを経由して高調波減衰用フィルタに入力することができ、高調波を減衰させることができる。

さらに、前記複数の通信システムの送信系の周波数帯域が接近している場合には、前記高調波減衰用フィルタを共用することができるので、高調波減衰用フィルタの設置個数を減らすことができる。
前記高周波スイッチのＮ個の切り替え端子のいずれかは、送受信信号を分波又は合波するための分波回路を通して、前記通信システムの送信系又は受信系に接続されていてもよい。

前記高調波減衰用フィルタには、接地との間に設けられた高域通過型、又は帯域通過型フィルタを用いることができる。
前記高周波スイッチは、半導体スイッチング素子を用いてスイッチングするものであれば、高周波選択回路の小型化が可能となる。
また、本発明の高周波選択回路は、アンテナ端子と高周波スイッチとの間に、前記アンテナ端子に印加された過渡的な高電圧サージを減衰するためのフィルタを設けたものであってもよい。これにより、アンテナ端子に入力した過渡的な高電圧サージを、フィルタにより減衰することができ、高周波半導体集積回路の高電圧サージによる破壊を防止することができる。

前記高電圧サージを減衰するためのフィルタには、高域通過型又は、帯域通過型フィルタを用いることができる。
また本発明の高周波モジュールは、前記高周波選択回路を搭載し、前記高周波選択回路を構成する高周波スイッチ、分波回路、又は高調波減衰用フィルタが、複数の誘電体層が積層されてなる誘電体多層基板の表面又は、内部に形成されているものである。このような高周波モジュールでは、誘電体多層基板の上面に実装される高周波選択回路の下側の部分にも高周波選択回路以外の回路素子を内蔵することにより、基板サイズを増大させることなく、マルチバンドに対応可能な高周波モジュールを実現することができる。また、構成部品の共通化により、製造工程の短縮化を図ることができる。

前記高周波スイッチが、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物を主成分とする基板上に回路パターンが形成された半導体集積回路で実現されるものであれば、従来のように、高周波スイッチを構成するダイオード、インダクタ素子、キャパシタ素子を、誘電体多層基板上面に搭載するか又は誘電体多層基板に内蔵する場合に比べて、高周波スイッチを小型化できる。さらに、従来の高周波スイッチにおけるダイオードのオン／オフには、１０ｍＡオーダーのバイアス電流が必要であるのに対して、ＧａＡｓ半導体素子の高周波スイッチを用いたスイッチのオン／オフには、０．５ｍＡオーダーの電流しか必要としないため、消費電流を低減できる。

さらに、本発明は、以上に説明した高周波モジュールを搭載した、小型、低ロスかつ低コストの無線通信装置に係るものである。

以上に説明したように、本発明では、マルチバンド／モードに対応するために異なる多種類／多ポートの高周波スイッチを各々設計、製造する必要がなく、既存の高周波スイッチを複数個組み合わせて、単一の高周波スイッチによる切り替え数以上の切り替えができ、さらに高調波減衰用フィルタを共用することができることから、高周波モジュールの小型化が可能となる。

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。
＜高周波選択回路＞
図１は、マルチバンド対応携帯電話端末機の高周波選択回路の一例を説明するためのブロック図である。
この高周波選択回路ＲＦＣ１０は、１つの共通のアンテナ端子ＡＮＴに接続され，ＧＳＭ８５０（８５０ＭＨｚ帯），ＧＳＭ９００（９００ＭＨｚ帯），ＤＣＳ（１８００ＭＨｚ帯），ＰＣＳ（１９００ＭＨｚ帯），ＵＭＴＳ８００（８５０ＭＨｚ帯），ＵＭＴＳ２１００（２０００ＭＨｚ帯）の６つの通信システムを切り替える回路である。

この高周波選択回路ＲＦＣ１０は、通過帯域の異なる３組の送受信系、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ及びＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ及びＤＣＳ−Ｒｘ、ＧＳＭ９００−Ｒｘ及びＰＣＳ−Ｒｘ、又はＵＭＴＳ８００を切り替える高周波スイッチＳＷ１と、ＵＭＴＳ２１００を切り替える高周波スイッチＳＷ２とを備えている。なお、Ｔｘは送信系を表し、Ｒｘは受信系を表す。

高周波スイッチＳＷ１のアンテナ入力側端子Ｔ１と、高周波スイッチＳＷ２のアンテナ入力側端子Ｔ２とは、ともに共通のアンテナ端子ＡＮＴにつながれている。
さらに、前記２つの高周波スイッチＳＷ１、ＳＷ２の切替え状態を制御する制御回路（以下「デコーダー回路」という）ＤＥＣ１０を備えている。デコーダー回路ＤＥＣ１０は、高周波スイッチＳＷ１、ＳＷ２を切り替えるための制御電圧信号Ｖ１〜Ｖ５、Ｖ６〜Ｖ８をそれぞれ高周波スイッチＳＷ１、ＳＷ２に供給する。

前記送信系ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ及びＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘと高周波スイッチＳＷ１との間には、周波数帯を切り分ける分波回路ＤＩＰ１０が設置され、前記受信系ＧＳＭ８５０−ＲｘとＤＣＳ−Ｒｘと高周波スイッチＳＷ１との間には、周波数帯を切り分ける分波回路ＤＩＰ２０が設置され、前記受信系ＧＳＭ９００−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘと高周波スイッチＳＷ１との間には、周波数帯を切り分ける分波回路ＤＩＰ３０が設置されている。

また、ＵＭＴＳ８００は、高周波スイッチＳＷ１に直接接続されている。
さらに、前記高周波スイッチＳＷ１には、送受信信号に含まれる高調波を減衰する高域通過フィルタ回路ＨＰＦ４０が接続されている。
前記高周波スイッチＳＷ２には、高調波減衰用の高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ５０、ＨＰＦ６０が接続され、さらにＵＭＴＳ２１００が直接接続されている。

前記送信系ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ及びＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘには、高周波電力増幅器（図示せず）が接続され、前記受信系ＧＳＭ８５０−Ｒｘ、ＤＣＳ−Ｒｘ、ＧＳＭ９００−Ｒｘ、ＰＣＳ−Ｒｘには、低雑音増幅器（図示せず）が接続されている。前記ＵＭＴＳ８００には、送受信を切り替えるデュプレクサを通して高周波電力増幅器及び低雑音増幅器（いずれも図示せず）が接続されている。前記ＵＭＴＳ２１００も、同様にデュプレクサを通して高周波電力増幅器及び低雑音増幅器（いずれも図示せず）が接続されている。

前記デコーダー回路ＤＥＣ１０は、無線通信装置に設置された信号の送受信を制御するコンピュータとデータラインでつながっており、現在いずれの送信系から送信信号を送信しようとしているのか、いずれの受信系で信号を受信しようとしているのかの情報を把握している。デコーダー回路ＤＥＣ１０は、この情報に基づいて、前記２つの高周波スイッチＳＷ１、ＳＷ２のスイッチ切替え状態を制御する。

また、アンテナ端子ＡＮＴと高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２との間には、高電圧サージから高周波スイッチが破壊されるのを防ぐためのＥＳＤ回路ＣＩＲ１０が接続されている。
前記高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物、Ｓｉ（シリコン）又は、Ａｌ2Ｏ3（サファイア）を主成分とする基板上に、ｐ−ＨＥＭＴなどの半導体素子を搭載して、これらの半導体素子を利用したスイッチング回路パターンを形成したものである。

前記デコーダー回路ＤＥＣ１０も、同様に、集積回路素子などで構成される。
なお、図１に示したデコーダー回路ＤＥＣ１０と、前記高周波スイッチＳＷ１、ＳＷ２のいずれか又は双方とは、１つの集積回路素子で構成してもよい。こうすれば、集積度が上がり、高周波選択回路の、さらなる小型化と低消費電力化が可能になる。
図２は、図１に示した高周波選択回路の詳細な回路図である。

まずＧＳＭ８５０／９００−ＴｘとＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘの信号経路を説明する。
ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ信号は、高周波電力増幅器で増幅され、通過帯域の異なる通過帯域の信号を合波する分波回路ＤＩＰ１０を通して、共通の端子Ｔ３に入力され、高周波スイッチＳＷ１を通じてアンテナ端子ＡＮＴから送信される。
前記分波回路ＤＩＰ１０は、ＧＳＭ８５０／９００側の低域通過フィルタＬＰＦ１０と、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ側の高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ１０とで構成される。

低域通過フィルタＬＰＦ１０は、直列の分布定数線路ＳＬ１０，ＳＬ１１と、分布定数線路ＳＬ１０と並列に接続されたコンデンサ、分布定数線路ＳＬ１０とグランドとの間に設けられた２つのコンデンサにより構成されている。
高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ１０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。

次に、ＧＳＭ８５０−ＲｘとＤＣＳ−Ｒｘの信号経路を説明する。アンテナ端子ＡＮＴで受信した信号は、高周波スイッチＳＷ１により、ＧＳＭ８５０−ＲｘとＤＣＳ−Ｒｘ共通の端子Ｔ４に接続される。この端子Ｔ４を通る信号は、分波回路ＤＩＰ２０により各受信端子へと分けられる。
分波回路ＤＩＰ２０のＤＣＳ−Ｒｘ側は、高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ２０で構成され、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ側は、低域通過フィルタＬＰＦ２０で構成されている。

前記高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ２０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。低域通過フィルタＬＰＦ２０は、分布定数線路ＳＬ２０，ＳＬ２１と、分布定数線路ＳＬ２０と並列に接続されたコンデンサ、分布定数線路ＳＬ２０とグランドとの間に設けられたコンデンサにより構成されている。

次に、ＧＳＭ９００−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘの信号経路を説明する。ＧＳＭ９００−Ｒｘ信号は、アンテナ端子ＡＮＴで受信され、高周波スイッチＳＷ１により、ＧＳＭ９００−ＲｘとＰＣＳ−Ｒｘの共通の端子Ｔ５に接続される。この端子Ｔ５を通る信号は、分波回路ＤＩＰ３０によりＧＳＭ９００−Ｒｘ端子と、ＰＣＳ−Ｒｘ端子へ分けられる。
分波回路ＤＩＰ３０は、ＰＣＳ−Ｒｘ側が高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ３０で構成され、ＧＳＭ９００−Ｒｘ側が低域通過フィルタＬＰＦ３０で構成されている。

高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ３０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。低域通過フィルタＬＰＦ３０は、分布定数線路ＳＬ３０，ＳＬ３１と、分布定数線路ＳＬ３０と並列に接続されたコンデンサ、分布定数線路とグランドとの間に設けられたコンデンサにより構成されている。

ＵＭＴＳ８００の送受信信号は、高周波スイッチＳＷ１により、直接、ＵＭＴＳ８００端子及びアンテナ端子に接続される。そのため送受信端子からアンテナ端子の経路中に高周波スイッチＳＷ１以外の素子が構成されていないことから、通過特性の低損失化が実現できる。
また、高周波スイッチＳＷ１の端子Ｔ７には、ＵＭＴＳ２１００の送信信号の高調波を減衰させるための高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ４０が接続されている。高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ４０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ４０のカットオフ周波数は、ＵＭＴＳ２１００の送信信号の高調波を遮断できるような周波数に設定されているのはもちろんである。

ＵＭＴＳ２１００端子が送信している時、デコーダー回路ＤＥＣ１０は、高周波スイッチＳＷ１の端子Ｔ１−Ｔ７間を接続する。これにより、ＵＭＴＳ２１００送信信号に含まれる高調波だけが、高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ４０を通ってＧＮＤへ通過し、アンテナ端子に高調波が伝送しないようにすることができ。
高周波スイッチＳＷ２の端子Ｔ８には、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ及びＵＭＴＳ８００の送信信号の高調波を減衰させるための高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ５０が接続されている。高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ５０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ５０のカットオフ周波数は、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ、ＵＭＴＳ８００の送信信号の高調波を遮断できるような周波数に設定されている。

ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子、又はＵＭＴＳ８００端子から送信している時、デコーダー回路ＤＥＣ１０は、高周波スイッチＳＷ２の端子Ｔ２−Ｔ８間を接続する。これにより、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ，ＵＭＴＳ８００の送信信号に含まれる高調波だけが、高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ５０を通ってＧＮＤへ通過し、アンテナ端子に高調波が伝送しないようにすることができる。

さらに、高周波スイッチＳＷ２の端子Ｔ９には、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘの送信信号の高調波を減衰させるための高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ６０が接続されている。高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ６０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ６０のカットオフ周波数は、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘの送信信号の高調波を遮断できるような周波数に設定されている。

ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子から送信している時、デコーダー回路ＤＥＣ１０は、高周波スイッチＳＷ２の端子Ｔ２−Ｔ９間を接続する。
これにより、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ送信信号に含まれる高調波だけが、高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ６０を通ってＧＮＤへ逃げて、アンテナ端子に高調波が伝送しないようにする。

ＵＭＴＳ２１００の送受信信号は、高周波スイッチＳＷ２により、直接ＵＭＴＳ２１００端子及びアンテナ端子に接続される。そのため送受信端子からアンテナ端子の経路中に高周波スイッチＳＷ２以外の素子が構成されていないことから、通過特性の低損失化が実現できる。
また、高周波スイッチＳＷ１、ＳＷ２の前段に配置された高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ７０は、ＡＮＴ端子に入力した静電気などの高電圧サージからスイッチＳＷ１、ＳＷ２を保護するための機能を有する。高域通過型フィルタ回路ＨＰＦ７０は、直列接続された２つのコンデンサとその接続点とグランドとの間に設けられた分布定数線路により構成されている。

以上に説明した高周波選択回路の構成により、高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２単独で使ったときの切り替え数以上に、通過帯域の異なる複数の周波数帯に分けることができ、マルチバンド化に対応することができる。
さらに、送信系の所定周波数帯の高調波を減衰するための高調波減衰用フィルタが接続されているので、電力増幅器や高周波スイッチで発生し、高周波スイッチＳＷ１（ＳＷ２）のアンテナ端子に出力された送信信号を、別の高周波スイッチＳＷ２（ＳＷ１）を経由して高調波減衰用フィルタに入力することができ、高調波を減衰させることができる。また、送信系の周波数帯が接近していれば、高調波減衰用フィルタを共用できるので、その数も少なくできる。

なお、高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２の端子Ｔ３からＴ１０の配置
や、高周波スイッチＳＷ１の端子数、高周波スイッチＳＷ２の端子数は、上記実施例に限定されるものでない。
＜高周波モジュール＞
次に、前記高周波選択回路を搭載する高周波モジュールについて説明する。

図３は、前記高周波選択回路ＲＦＣ１０を含む高周波モジュールＲＦＭ１の一部切欠斜視図、図４は、高周波モジュールＲＦＭ１の概略断面図である。図３、図４に示すように、高周波モジュールＲＦＭ１は、誘電体層と導体層が積層されてなる誘電体多層基板Ａに形成されている。
誘電体多層基板Ａは、同一寸法形状の誘電体層１１〜１７が積層されて構成されている。各誘電体層１１〜１７間には、所定のパターンからなる導体層２１が形成されている。また、各誘電体層１１〜１７には、複数の層にわたって回路を構成し又は、接続するために必要なビアホール導体２３，２８，２９が適宣形成されている。

誘電体層１１〜１７は、例えば、低温焼成用のセラミックスで形成され、導体層２１は、銅や銀などの低抵抗導体によって形成される。このような誘電体多層基板は、周知の多層セラミック技術によって形成されるもので、例えば、セラミックグリーンシートの表面に導電ペーストを塗布して上述した各回路を構成する導体パターンをそれぞれ形成した後、これらのグリーンシートを積層し、所要の圧力と温度の下で熱圧着し焼成して形成される。

この高周波モジュールにおいて、誘電体多層基板を構成する誘電体層の比誘電率が３から６０であることが望ましい。特に誘電体層を高誘電率化することで、比誘電率の平方根に反比例して波長が短縮するため、各回路を構成する分布定数線路の長さを短縮することができる。また、比誘電率に反比例してキャパシタ素子の対向面積を減少することができる。したがって、高周波モジュールの小型化を実現することが可能となる。

本発明の高周波モジュールＲＦＭ１の半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、１チップに集積されている。このチップを"２４"で示す。チップ２４は、誘電体誘電体多層基板Ａの上面に、素子２４の実装面の面積よりも大きい面積のダイパッド２６を介して、Ａｇ又は、ＡｕＳｎに接着剤を混ぜた導電性接着剤、又は、有機樹脂系の非導電性の接着剤４７を用いて表面実装されている。

なお、デコーダー回路ＤＥＣ１０（図示せず）は、別のチップとして誘電体誘電体多層基板Ａに搭載されているが、デコーダー回路ＤＥＣ１０と高周波スイッチＳＷ１、ＳＷ２とが１つのチップ２４に集積されて構成されていても良い。
そして、ＧＳＭ８５０／９００−Ｔｘ端子、ＤＣＳ／ＰＣＳ−Ｔｘ端子に接続される電力増幅回路、自動電力制御回路、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタなどが、本実施例に示す誘電体誘電体多層基板Ａの上面又は内部に一体化されて搭載されている。

さらに、ＵＭＴＳ８００端子、ＵＭＴＳ２１００端子に接続されるデュプレクサ、電力増幅回路、自動電力制御回路、ＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタなどが、本実施例に示す誘電体誘電体多層基板Ａの上面又は内部に一体化されて搭載されている。
また、ＧＳＭ８５０−Ｒｘ端子、ＧＳＭ９００−Ｒｘ端子、ＤＣＳ−Ｒｘ端子、ＰＣＳ−Ｒｘ端子に接続されるＳＡＷフィルタ等の帯域通過フィルタが、本実施例に示す高周波モジュールＲＦＭ１の内部に一体化されて搭載されている。

このチップ２４は、小型化、低ロス化を図るために、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物を主成分とする基板上に回路パターンが形成された、ＧａＡｓ Ｊ−ＦＥＴ構造を有した高周波モノリシック半導体集積回路素子で形成されている。
そして、チップ２４の信号用端子又は接地用端子が、ボンディングワイヤ５６や、誘電体誘電体多層基板Ａ表面の導体層２１を経由して、基板内部素子と電気的に接続されている。

この誘電体誘電体多層基板Ａの上面は、エポキシ樹脂などの封止樹脂５５で封止されている。この封止樹脂５５により、高周波スイッチ並びにその他の搭載部品の損傷を防ぐとともに、外部からの異物混入などを防止でき、高周波モジュールの信頼性を向上することができる。なお、従来から使用されている金属製キャップによって誘電体誘電体多層基板Ａの上面及び側面を覆っても良い。

さらに誘電体誘電体多層基板の下面で該誘電体誘電体多層基板の側面に近い部分には、信号用端子パターン２２がＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）方式の電極として形成されている。
このように、通過帯域の異なる複数の周波数帯の各素子を、高周波モジュールの内部に一体化して搭載することにより、高周波モジュールの更なる小型化を図ることができる。

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く、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。

本発明の高周波選択回路ＲＦＣ１０を示す回路ブロック図である。 図１に示した高周波選択回路ＲＦＣ１０の詳細な回路図である。 前記高周波選択回路ＲＦＣ１０を含む本発明の高周波モジュールＲＦＭ１の内部構造を示す一部切欠斜視図である。 図３に示した高周波モジュールＲＦＭ１の内部構造を示す概略断面図である。 ＧＳＭ／ＤＣＳ方式のデュアルバンド方式の携帯電話端末機の高周波モジュールＲＦＭ１００を示すブロック図である。

符号の説明

ＡＮＴ アンテナ入力端子
ＲＦＣ１０ 高周波選択回路
ＤＥＣ１０ デコーダー回路
ＲＦＭ１ 高周波モジュール
ＳＷ１、ＳＷ２ 高周波スイッチ
ＤＩＰ１０〜３０ 分波回路
ＨＰＦ１０〜３０ 高域通過型フィルタ回路
ＨＰＦ４０〜６０ 高域通過型フィルタ回路
ＨＰＦ７０ 高域通過型フィルタ回路

Claims (10)

1. 共通のアンテナ端子に接続され、周波数帯又は通信方式の異なる複数の通信システムの送信系又は受信系の伝送経路を切り替えるための高周波選択回路であって、
   前記共通のアンテナ端子に並列に接続された複数個の高周波スイッチと、前記複数個の高周波スイッチの切替えを制御する制御回路とを有し、
   前記高周波スイッチは、切り替え端子数が合計Ｍ個（Ｍは、４以上の整数）あり、
   前記高周波スイッチの切り替え端子のうち、前記通信システムの送信系又は受信系に接続される端子数がＮ端子（Ｎ≦Ｍ−１）あり、
   前記高周波スイッチの切り替え端子のうち、残り（Ｍ−Ｎ）の端子の少なくとも１つに、送信系の所定周波数帯の高調波を減衰するための高調波減衰用フィルタが接続され、
   当該高調波減衰用フィルタが接続されている高周波スイッチと、それに対応する所定周波数帯の送信系が接続されている高周波スイッチとは別のスイッチであり、
   前記制御回路は、前記所定周波数帯の送信系が選択される時には、その周波数帯に対応する前記高調波減衰用フィルタを接続することを特徴とする高周波選択回路。
2. 前記高周波スイッチの切り替え端子は、送受信信号を分波又は合波するための分波回路を通して、前記通信システムの送信系又は受信系に接続されている請求項１記載の高周波選択回路。
3. 前記高周波スイッチの切り替え端子は、前記通信システムの送信系又は受信系に直接接続されている請求項１記載の高周波選択回路。
4. 前記高調波減衰用フィルタは、接地との間に設けられた高域通過型又は帯域通過型のフィルタである請求項１から請求項３のいずれかに記載の高周波選択回路。
5. 前記高周波スイッチは、半導体スイッチング素子を用いてスイッチングする請求項１から請求項４のいずれかに記載の高周波選択回路。
6. 前記アンテナ端子と前記高周波スイッチとの間に、前記アンテナ端子に印加された過渡的な高電圧サージを減衰するためのフィルタが備えられている請求項１から請求項５のいずれかに記載の高周波選択回路。
7. 前記高電圧サージを減衰するためのフィルタは、高域通過型又は帯域通過型のフィルタである請求項６記載の高周波選択回路。
8. 前記請求項１から請求項７のいずれかに記載の高周波選択回路を搭載した高周波モジュールであって、
   前記高周波選択回路を構成する高周波スイッチ、分波回路、又は高調波減衰用フィルタが、
   複数の誘電体層が積層されてなる誘電体多層基板の表面又は、内部に形成されていることを特徴とする高周波モジュール。
9. 前記高周波スイッチが、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）化合物を主成分とする基板上に回路パターンが形成された半導体集積回路で実現されている請求項８記載の高周波モジュール。
10. 請求項８又は請求項９記載の高周波モジュールを搭載した無線通信装置。

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