JP2009033598A - 高周波回路及びこれを用いた高周波モジュール、通信機器、高周波回路の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受信信号の強度を信号処理に最適な強度に調整する高周波回路を低コストで得る。これを用いて良好な増幅特性を得る。
【解決手段】この高周波回路においては、接続切替スイッチ３０が接続されている。接続切替スイッチ３０はＳＰ３Ｔスイッチとなっており、受信アンテナに接続される共通端子１は２つの端子２、３に切り替えて接続される。端子３は開放端（開放端子）となっている。共通端子１と端子３が接続された状態でも、端子２と端子３との間のアイソレーション値に応じて、端子３における高周波信号が減衰した信号が端子２に入力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、受信した高周波信号の強度を、増幅器の動作が最適となるように調整する高周波回路、これを含む高周波モジュール、高周波回路の制御方法に関する。また、この高周波モジュールを用いた通信機器に関する。

携帯電話や無線ＬＡＮ等には、主に１ＧＨｚ以上の高周波に対応した高周波回路が用いられている。こうした機器においては、送信と受信で一つのアンテナを共用して使用するため、送信回路と受信回路が適宜切り替えられてアンテナに接続される。

特に受信の動作において、アンテナが受信した受信信号（高周波信号）の強度は、機器の動作環境によって様々である。例えば、電波状況の悪い場所では、弱い受信信号しか得られない。このため、受信された高周波信号はローノイズアンプで増幅されてから、信号処理が行われる。一方、電波状況の良好な場所では、アンプを通過せずとも受信した高周波信号は強くなる。アンプに入力する高周波信号の強度には最適な範囲が存在し、入力される高周波信号の強度が大きく、この範囲からはずれている場合には、出力される高周波信号の波形には歪みが発生する。この場合は高周波信号を忠実に増幅することができず、十分な通信品質を確保することができない。この場合、受信された高周波信号の強度が充分に大きな場合には、アンプを通過させないことが好ましい。

このため、例えば特許文献１の図４においては、アンプと並列にバイパス回路を設置した構成が記載されている。この高周波回路の構成を図１０に示す。この高周波回路においては、アンテナは送信・受信に兼用されるため、送信信号と受信信号との切替用にアンテナ切替スイッチ９１が用いられる。アンテナ切替スイッチ９１はＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｕａｌ Ｔｈｒｏｗ）スイッチとなっており、アンテナ切替スイッチ９１の共通端子１にはアンテナ（Ａｎｔ）が接続され、端子（分岐端子）２には受信信号を増幅するＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）９２が接続される。端子（分岐端子）４には送信信号が入力され、端子２と４は切り替えられて共通端子１に接続される。また、ＬＮＡ９２と並列にバイパス回路９３が設けられている。バイパス回路９３はＳＰＳＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｓｉｎｇｌｅ Ｔｈｒｏｗ）スイッチで構成される。バイパス回路９３をオン・オフすることにより、受信信号の強度が小さな場合にはＬＮＡ９２を通過させ、受信信号の強度が大きな場合にはバイパス回路９３に受信信号を通過させることができる。この構成により、弱電界時にはローノイズアンプを動作させ受信感度を良くし、強電界時にはローノイズアンプをバイパスさせ、受信信号が歪むことを抑圧する。

特開２００２−２０８８７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の高周波回路においては、バイパス回路と連動してＬＮＡのオン・オフを制御する必要があり、回路およびその制御が複雑になってしまう。また、バイパス回路を搭載する為には、別途バイパス回路を構成するためのスイッチ部品を搭載するか、バイパス回路内蔵のＬＮＡを使用する必要があり、コストが増大する。

従って、受信信号の強度を信号処理に最適な強度に調整する高周波回路を低コストで得ることは困難であった。

本発明は、斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、増幅器と、該増幅器に接続された少なくとも一つの端子と、副高周波回路用の少なくとも一つの端子と、少なくとも他の一つの端子とが含まれるｎ個の端子のうちの一つの端子を選択して、高周波信号が入力される共通端子に接続させるＳＰｎＴ型スイッチ（ｎは３以上の自然数）とを具備する高周波回路であって、前記他の一つの端子と前記共通端子とが接続された際には、前記増幅器に接続された一つの端子と前記共通端子とが接続された際に前記増幅器に入力される高周波信号よりも減衰した高周波信号が、前記増幅器に入力されることを特徴とする高周波回路に存する。
請求項２記載の発明の要旨は、前記他の一つの端子は開放端となっていることを特徴とする請求項１に記載の高周波回路に存する。
請求項３記載の発明の要旨は、前記他の一つの端子と前記増幅器に接続された一つの端子とのアイソレーションは−２０〜−３０ｄＢの範囲であることを特徴とする請求項２に記載の高周波回路に存する。
請求項４記載の発明の要旨は、前記増幅器と前記他の一つの端子との間にカプラが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高周波回路に存する。
請求項５記載の発明の要旨は、前記共通端子はアンテナに接続され、前記副高周波回路として、送信信号を増幅する増幅回路を備え、前記副高周波回路用の少なくとも一つの端子は送信される高周波信号が入力される送信側端子であり、前記増幅器に接続された少なくとも一つの端子は受信される高周波信号が出力される受信側端子であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の高周波回路に存する。
請求項６記載の発明の要旨は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の高周波回路を含む高周波モジュールであって、
誘電体層と導電体パターンとが一体化された積層体に、少なくとも一つの前記ＳＰｎＴ型スイッチと、該ＳＰｎＴ型スイッチに接続された前記増幅器とが搭載されていることを特徴とする高周波モジュールに存する。
請求項７記載の発明の要旨は、請求項６に記載の高周波モジュールが用いられたことを特徴とする通信機器に存する。
請求項８記載の発明の要旨は、増幅器を備える高周波回路において、前記増幅器に入力される高周波信号の強度を調整する高周波回路の制御方法であって、前記高周波回路中にＳＰｎＴ型スイッチ（ｎは３以上の自然数）を設け、該ＳＰｎＴ型スイッチは、高周波信号が入力される共通端子と、前記増幅器に接続された少なくとも一つの端子と、副高周波回路用の少なくとも一つの端子と、少なくとも他の一つの端子とを有し、前記増幅器から出力される高周波信号に基づいて、前記ＳＰｎＴスイッチの切替を行い、該他の一つの端子と前記共通端子とが接続された際には、前記増幅器に接続された一つの端子と前記共通端子とが接続された際に前記増幅器に入力される高周波信号よりも減衰した高周波信号を前記増幅器に入力させることを特徴とする高周波回路の制御方法に存する。
請求項９記載の発明の要旨は、前記他の一つの端子を開放端とすることを特徴とする請求項８に記載の高周波回路の制御方法に存する。
請求項１０記載の発明の要旨は、前記他の一つの端子と前記増幅器との間にカプラを設けることを特徴とする請求項８に記載の高周波回路の制御方法に存する。

本発明は以上のように構成されているので、受信信号の強度を信号処理に最適な強度に調整する高周波回路を低コストで得ることができ、これを用いて良好な増幅特性を得ることができる。

以下、本発明について具体的な実施形態を示しながら説明する。ただし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る高周波回路の構成を示す図が図１である。この高周波回路は、例えば携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器における送受信アンテナに接続されて用いられる。この際の周波数は例えば８００ＭＨｚ〜５ＧＨｚ程度のものである。この高周波回路においては、アンテナ端子Ａｎｔと受信端子８（Ｒｘ）の間に接続切替スイッチ３０が接続されている。接続切替スイッチ３０はＳＰ３Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ ３ Ｔｈｒｏｗ）スイッチとなっており、アンテナ端子に接続される共通端子１は３つの端子（分岐端子）２、３、４に切り替えて接続される。

端子２は増幅器であるＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）４０に接続され、ここで増幅された高周波信号は受信端子８（Ｒｘ）を介して出力される。端子４は副高周波回路用の端子である。副高周波回路は、例えば、端子２に接続される受信側回路とは別の受信側回路、送信側回路、他の通信システムの送受信回路等である。この副高周波回路は、図１に示す高周波回路の中に含めて形成してもよいし、端子７（Ｅｘ）に接続する別の高周波部品に形成してもよい。副高周波回路を、高周波回路に含めて形成する場合は、高周波回路の端子７（Ｅｘ）と接続切替スイッチ３０の端子４との間に副高周波回路を設ける。図１は、副高周波回路を、端子４の外部端子である端子７（Ｅｘ）に接続する、別の高周波部品に形成した例である。なお、副高周波回路の図示は省略されている。この高周波回路は例えば誘電体層としてセラミック基板を用いて構成すればよい。基板上に接続切替スイッチ３０とＬＮＡ４０が配置され、その他の回路素子が適宜基板上または基板内に配置され、一体化されたモジュールとなっている。

ＬＮＡ４０がこの増幅において歪みを発生させず、入力波を忠実に増幅するためには、入力される高周波信号の強度には最適な範囲が存在する。高周波信号の強度がこの範囲よりも大きいと、ＬＮＡ４０における動作において飽和が生じ、増幅された後の波形に歪みが生ずる。

ここで、端子３は開放端（開放端子）となっている。切替スイッチの端子間のアイソレーションには限界があるため、共通端子１と端子３とが接続された状態でも、端子２と端子３との間のアイソレーションに応じて、信号の一部が端子２側に漏洩する。従って、共通端子１と端子３が接続された状態でも、端子２と端子３との間のアイソレーション値に応じて、端子３における高周波信号が減衰した信号が端子２に入力する。この減衰した高周波信号はＬＮＡ４０に入力され、増幅される。

ここで、この高周波回路において用いられる制御方法においては、ＬＮＡ４０から出力される高周波信号に基づいて、接続切替スイッチ３０を切り替える。例えば、ＬＮＡ４０から出力される高周波信号の歪みが大きく信号処理に不都合が生じる場合には、共通端子１と端子２との接続から、共通端子１と端子３（開放端子）との接続に切り替える設定とする。すなわち、接続切替スイッチ３０において、受信された高周波信号の強度が小さい場合に共通端子１と端子２とを接続し、受信した高周波信号の強度が大きい場合に共通端子１と端子３（開放端子）とを接続する。受信した高周波信号の強度が小さな場合には、この信号は直接ＬＮＡ４０に入力され、増幅される。受信された高周波信号の強度が大きな場合には、この信号は端子３と端子２の間のアイソレーション値に応じて減衰された後に、ＬＮＡ４０に入力され、増幅される。従って、ＬＮＡ４０に入力される高周波信号の強度が高く、上記のＬＮＡ４０からの出力信号の歪みが大きい場合には、共通端子１と端子３とを接続させることにより、ＬＮＡ４０に入力される高周波信号の強度を小さくし、ＬＮＡ４０に最適な動作をさせることができる。前記スイッチの制御は、受信端子８（Ｒｘ）から出力される信号の強度、波形等に応じて行えばよい。

この接続切替スイッチ３０の構成の例を図２（ａ）（ｂ）に示す。図２（ａ）はこの接続切替スイッチ３０の回路図であり、該スイッチはＩＣチップとして構成され、多層セラミック基板に搭載される。図２（ｂ）はこのＩＣチップの上面図であり、図２（ａ）における各端子が配列されて形成されている。略矩形の主面の一端側にはアンテナ端子に接続される共通端子１が配置され、該一端側に対向する他端側には受信端子に接続される端子２および３並びに副高周波回路に接続される端子４が配置されている。高周波端子である共通端子１および端子２〜４は主面の縁に沿って配置されるとともに、共通端子１はスイッチの電源端子１３および１５に挟まれるように配置されている。また、受信端子に接続される端子２および３は隣接して配置されているが、端子３と端子４の間にはスイッチの電源端子１４が配置されている。この接続切替スイッチ３０においては、スイッチングトランジスタＴ５〜Ｔ１０が設けられ、制御端子１３、１４、１５（Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３）に印加する電圧を制御することによって、Ｔ５、Ｔ７、Ｔ９のオン・オフを制御することができる。これによって共通端子１と端子２または端子３との接続を切り替えることができる。なお、本実施形態では、ＳＰｎＴ型スイッチとしてＳＰ３Ｔスイッチを用いているが、さらに分岐端子が多いＳＰ４Ｔスイッチなども用いることができる。このようにｎが３以上の自然数であればよい点は、他の実施形態においても同様である。

この接続切替スイッチ３０は、Ｔ５〜Ｔ１０として例えば、ＧａＡｓのＦＥＴを用い、ＩＣチップで構成される。この構成によってアイソレーション特性は決定される。この接続切替スイッチ３０において共通端子１と端子３とが接続された場合、高周波信号はこのアイソレーションの分だけ減衰した後にＬＮＡ４０に入力される。

この高周波回路は図１０（従来例）における端子２以降の構成、すなわち、ＬＮＡ９２とバイパス回路９３の組み合わせと同様に、ＬＮＡの飽和を防止する動作をする。しかしながら、図１０の高周波回路の場合には、別途バイパス回路を構成するためのスイッチ部品を搭載するか、バイパス回路内蔵のＬＮＡを使用する必要があり、コストが高くなる。本実施形態の高周波回路では、このようなコスト増を抑えることができる。また、バイパス回路や、スイッチの切り替えに伴うＬＮＡの制御が不要であるため、回路及びその制御が簡略化される。

従って、この高周波回路は、低コストで受信信号の強度を信号処理に最適な強度に調整することができる。また、回路及びその制御が簡略化されるため、小型化にも有利である。この高周波回路を用いて良好な増幅特性、受信特性を得ることができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る高周波回路の構成を示す図が図３である。この高周波回路は、携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器の送受信アンテナに接続されて用いられる。この高周波回路においては、アンテナ端子Ａｎｔと受信端子８（Ｒｘ）および送信端子９（Ｔｘ）との間に接続切替スイッチ３０が接続されている。接続切替スイッチ３０はＳＰ３Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ ３ Ｔｈｒｏｗ）スイッチとなっており、アンテナ端子（Ａｎｔ）に接続される共通端子１は３つの端子２、３、４に切り替えて接続される。

端子２は第１の実施の形態と同様にＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）４０に接続される受信側端子である。増幅された高周波信号は受信端子８（Ｒｘ）を介して出力される。

図３の高周波回路は、副高周波回路として、送信信号を増幅する増幅回路を備える。端子４は送信端子９（Ｔｘ）に接続され、送信される高周波信号が入力される送信側端子となっている。送受信アンテナから送信される高周波信号が送信端子９から端子４に向かって出力される。すなわち、この高周波回路が送信に用いられる際には、接続切替スイッチ３０において、端子４と共通端子１とが接続される。

端子３は開放端（開放端子）となっており、端子２と端子３との関係は第１の実施の形態と同様である。すなわち、共通端子１と端子３が接続された状態でも、端子２と端子３との間のアイソレーション値に応じて、端子３における高周波信号が減衰した信号が端子２に入力される。この減衰した高周波信号はＬＮＡ４０に入力され、増幅される。

この接続切替スイッチ３０の構成は、第１の実施の形態における接続切替スイッチと同様である。

この接続切替スイッチ３０における端子２と端子３の間のアイソレーションの周波数依存性を調べた結果が図４である。２．２〜２．８ＧＨｚの間で−２０〜−３０ｄＢのアイソレーションとなっている。無線ＬＡＮで使用される２.４ＧＨｚ帯では−２０〜−２５ｄＢの範囲である。従って、この接続切替スイッチ３０において共通端子１と端子３とが接続された場合、高周波信号はこのアイソレーションの分だけ減衰した後にＬＮＡ４０に入力される。

従って、この実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、ＬＮＡ４０に最適な動作が行われる範囲に、ＬＮＡ４０に入力される高周波信号の強度を調整することができる。

この実施の形態に係る高周波回路は、図１０（従来例）の高周波回路と同様に、ＬＮＡ４０の飽和を防止する動作をする。すなわち、送受信の切替と、受信端子８から歪みがない高周波信号を出力させることができる。しかしながら、この実施の形態に係る高周波回路においては、ＬＮＡ４０の特性と、接続切替スイッチ３０におけるアイソレーションによって受信した高周波信号の増幅を調整することができ、バイパス回路が不要である分、図１０の高周波回路よりも低コスト化が可能である。また、バイパス回路や、スイッチの切り替えに伴うＬＮＡの制御が不要であるため、回路およびその制御が簡略化される。

また、図１０の高周波回路においては、アンテナ切替スイッチ９１とバイパス回路９３の二つの高周波スイッチが用いられているのに対し、この実施の形態に係る高周波回路においては、接続切替スイッチ３０のみが用いられている。従って、より部品点数が少なく、低コストでこの高周波回路を形成することができる。

従って、低コストで、高周波信号の強度の調整の自由度が高く、また小型化にも有利な高周波回路となる。この高周波回路を用いて良好な増幅特性、受信特性を得ることができる。

一方、図５は、図６に示すＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｕａｌ Ｔｈｒｏｗ）スイッチで高周波回路を構成した場合の、接続切替スイッチ１０における端子２と端子３との間のアイソレーションの周波数依存性を調べた結果である。２．２〜２．８ＧＨｚの間で−２５〜−３５ｄＢのアイソレーションとなっており、無線ＬＡＮで使用される２．４ＧＨｚ帯では−３０ｄＢを下回っている。図４に示す結果に比べてアイソレーションの度合いが大きい。ＳＰＤＴスイッチを用いた場合、受信側の端子２から端子３へ切り替えて、受信する高周波信号の減衰を図ろうとすると、端子３には送信側の回路が接続されているため、信号の流れ込みが大きすぎ、アイソレーションが過度になってしまう。その結果適当な減衰量が得られない。これに対して、図３に示す実施形態では、端子（分岐端子）３は他の回路が接続されていない独立の開放端子であるため、スイッチに接続する回路の影響を抑制して、適正かつ、安定な減衰が得られる。この場合、共通端子１と端子３とが接続された時の共通端子１から受信端子８へのアイソレーションをＩ_ＳＯ１、共通端子１と送信側に接続された分岐端子４とが接続された時の共通端子１から受信端子８へのアイソレーションをＩ_ＳＯ２、共通端子１と受信側に接続された分岐端子２とが接続された時の共通端子１から受信端子８へのロスをＩ_Ｌとした場合、適正な減衰量とスイッチ機能を実現するためには、Ｉ_Ｌ＞Ｉ_ＳＯ１＞Ｉ_ＳＯ２であることが好ましい。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る高周波回路の構成を示す図が図７である。この高周波回路も、第２の実施の形態と同様に携帯電話や無線ＬＡＮの送受信アンテナに接続されて用いられる。この高周波回路においては、アンテナ切替スイッチ５０が接続されている。アンテナ切替スイッチ５０はＳＰ３Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ ３ Ｔｈｒｏｗ）スイッチとなっており、アンテナ端子（Ａｎｔ）に接続される共通端子１は３つの端子２、３、４に切り替えて接続される。

第２の実施の形態と同様に、端子２はＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）６０に接続される受信側端子であり、端子４は送信端子９に接続される送信側端子である。

端子３はカプラ（ＣＰＬ）７０を介してＬＮＡ６０に接続される。従って、端子３と共通端子１とが接続された場合には、カプラ７０で減衰した高周波信号がＬＮＡ６０に入力される。この減衰した高周波信号はＬＮＡ４０に入力され、増幅される。

このカプラ７０の構成の例を図８に示す。このカプラ７０においては、一端がカプラ入力端子７１に接続され、他端が終端抵抗７２を介して接地された主線路７３中を、端子３から入力された高周波が伝搬する。この主線路７３と高周波的に結合した副線路７４が設けられ、その一端はカプラ出力端子７５を介してＬＮＡ４０に接続される。副線路７４の他端は終端抵抗７６を介して接地されている。従って、入力された高周波信号に対して、結合度に応じて減衰した高周波信号が副線路７４に誘起される。この高周波信号がカプラ出力端子７５から出力され、ＬＮＡ６０に入力される。

従って、この実施の形態においても、第１、第２の実施の形態と同様に、ＬＮＡ６０に最適な動作が行われる範囲に、入力される高周波信号の強度を調整することができる。

この実施の形態に係る高周波回路においては、ＬＮＡ６０の特性と、カプラ７０による減衰によって受信した高周波信号の増幅利得を調整することができる。この場合、カプラ７０の結合度等によって更に細かく高周波信号の強度を調整することができるため、この調整の自由度は、第２の実施の形態よりもよりも更に高い。従って、この高周波回路を用いて良好な増幅特性、受信特性を得ることができる

第１〜３の実施の形態における高周波回路においては、いずれも切替スイッチとなるＳＰｎＴ型スイッチ（ｎは２又は３）において、アンテナ端子に接続された共通端子が、ＬＮＡに接続された端子と、他の端子とに切り替えて接続される。ここで、他の端子と共通端子とが接続された際には、ＬＮＡに接続された端子と共通端子とが接続された際にＬＮＡに入力される高周波信号よりも減衰された高周波信号が、ＬＮＡに入力される。

また、ＬＮＡと接続された端子とのアイソレーションの値が異なる開放端子を複数設け、これを選択することにより、ＬＮＡに入力される高周波信号の減衰を制御することも可能である。これによっても、受信端子から出力される高周波信号の強度を更に細かく最適に制御することが可能である。また、他の端子を他の通信システム用の端子として用いてもよい。例えば、上述の実施形態の高周波回路を、無線ＬＡＮ用の高周波回路とするとともに、他の端子の一つをＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）用の端子として用いてもよい。

また、ＬＮＡと接続された端子と開放端子との間のアイソレーションを利用する第１及び第２の実施の形態においては、アイソレーションの値としては、図４、図５の結果から、−２０〜−３０ｄＢの範囲の値が得られ、この減衰を利用することができる。アイソレーションが−２０ｄＢ超となると、スイッチ本来の機能が損なわれるようになる。また、アイソレーションが−３０ｄＢ未満と小さくなると、減衰が大きすぎ、漏洩が少なくなり、十分な信号強度が確保しにくくなる。より好ましくは−２０〜−２５ｄＢの範囲である。

また、上記の実施の形態においては、アンテナから受信した高周波信号の強度の調整を行っていたが、これに限られるものではなく、任意の高周波信号の強度の調整においても上記の高周波回路及び高周波回路の制御方法が用いられることは明らかである。

（第４の実施の形態）
第１〜３の実施の形態の高周波回路は、無線ＬＡＮ等における送受信回路、受信回路に用いることができる。従って、これを用いた高周波モジュール（フロントエンドモジュール）を構成することができる。

この一例の構成図を図９に示す。この高周波モジュールは二つの通信システムとして２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を用いたデュアルバンドの無線ＬＡＮに用いられる高周波モジュールであり、一つの通信システムに対して二つの受信端子を備える、１送信２受信（１Ｔ２Ｒ）のＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）型通信用の高周波モジュールである。この高周波モジュール８０においては、第１のアンテナ端子「ＡＮＴ１」には、周波数帯域の異なる二つの通信システム（２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ）用の送信端子「Ｔｘ１−１」、「Ｔｘ２−１」と、前記二つの通信システム用の第１の受信端子「Ｒｘ１−１」、「Ｒｘ２−１」が接続されている。第２のアンテナ端子「ＡＮＴ２」には前記二つの通信システム用の第２の受信端子「Ｒｘ１−２」、「Ｒｘ２−２」が接続されている。第１のアンテナ８１、第２のアンテナ８２がそれぞれ第１、第２のアンテナ端子「Ａｎｔ１」、「Ａｎｔ２」にそれぞれ接続されている。

第１のアンテナ端子「Ａｎｔ１」には接続切替スイッチ８３が接続されている。接続切替スイッチ８３は第２の実施の形態に係る接続切替スイッチ３０と同様のＳＰ３Ｔスイッチである。従って、このスイッチは「Ａｎｔ１」に接続された共通端子、送信（「Ｔｘ１−１」、「Ｔｘ２−１」）側に接続された送信側端子、受信（「Ｒｘ１−１」、「Ｒｘ２−１」）側に接続された受信側端子とを有する。また、送信側端子と受信側端子との間には開放端子が設けられている。

ダイプレクサ「ＤＩＰ２」によって受信経路は周波数帯域が異なる二つの経路に分岐される。共通端子１と受信側端子２とが接続された場合には、受信信号はダイプレクサ「ＤＩＰ２」を通過し、通信システム毎にそれぞれローノイズアンプ「ＬＮＡ１」、「ＬＮＡ２」に入力され、増幅される。一方、接続切替スイッチ８３における共通端子１と開放端子となる端子３とが接続された場合には、端子３と受信側端子２との間のアイソレーションによって減衰した高周波信号が「ＤＩＰ２」を通過し、ローノイズアンプ「ＬＮＡ１」、「ＬＮＡ２」に入力され、増幅される。従って、受信する高周波信号の強度が小さい場合には、共通端子１と受信側端子となる端子２とを接続し、高周波信号の強度が大きい場合には共通端子１と端子３とを接続することにより、「ＬＮＡ１」及び「ＬＮＡ２」による増幅を最適な状態で行うことができる。第２の実施の形態とは異なり、この場合には接続切替スイッチ８３と「ＬＮＡ１」、「ＬＮＡ２」とが直接接続されておらず、「ＤＩＰ２」を介して接続されているが、その動作は同様である。

なお、共通端子１と送信側端子となる端子４とが接続された場合には、各通信システムの高周波信号はそれぞれパワーアンプ「ＰＡ１」、「ＰＡ２」等を通過し、ダイプレクサ「ＤＩＰ１」を通過した後に、アンテナ端子「ＡＮＴ１」を経て送信される。

この接続切替スイッチ８３の切替動作は、制御電源端子「ＶＴＸ_１」、「ＶＲＸ_１」、「ＶＩＳＯ」からの電圧により制御される。この制御は、例えば受信信号の復調の可否や「Ｒｘ１−１」、「Ｒｘ２−１」から出力される信号強度等に基づいて行われる。

第２のアンテナ端子「Ａｎｔ２」には受信波切替スイッチ８４が接続されている。受信波切替スイッチ８４はＳＰＤＴ（ＳＰ２Ｔ）スイッチである。従って、このスイッチはアンテナ端子「ＡＮＴ２」に接続された共通端子１、受信（「Ｒｘ１−２」、「Ｒｘ２−２」）側に接続された受信側端子となる端子２、オプション端子としての開放端子となる端子３が設けられている。

ダイプレクサ「ＤＩＰ３」によって受信経路が周波数帯域が異なる二つの経路に分岐される。共通端子１と端子２とが接続された場合には、受信信号はダイプレクサ「ＤＩＰ３」を通過し、通信システム毎にそれぞれローノイズアンプ「ＬＮＡ３」、「ＬＮＡ４」に入力され、増幅される。一方、共通端子１と端子３とが接続された場合には、端子３と受信側端子２との間のアイソレーションによって減衰した高周波信号が「ＤＩＰ３」を通過し、ローノイズアンプ「ＬＮＡ３」、「ＬＮＡ４」に入力され、増幅される。従って、受信する高周波信号の強度が小さい場合には、共通端子１と端子２とを接続し、高周波信号の強度が大きい場合には共通端子１と開放端子となる端子３とを接続することにより、「ＬＮＡ３」及び「ＬＮＡ４」による増幅を最適な状態で行うことができる。第１の実施の形態とは異なり、この場合には受信波切替スイッチ８４と「ＬＮＡ３」、「ＬＮＡ４」とが直接接続されておらず、「ＤＩＰ３」を介して接続されているが、その動作は同様である。

この受信波切替スイッチ８４の切替動作は、制御電源端子「ＶＴＸ_２」、「ＶＲＸ_２」からの電圧により制御される。この制御は、例えば「Ｒｘ１−２」、「Ｒｘ２−２」から出力される信号強度等に基づいて行われる。

なお、受信波切替スイッチ８４のオプション端子ｏｐｔ（端子３）を他の通信システム用の端子として用いることもできる。この高周波モジュール８０は、図９に示した高周波回路を、誘電体層と導電体パターンとが一体化された積層体に形成して構成される。高周波モジュールを積層体で構成することで、小型化を図ることができる。フィルタ回路やダイプレクサ等を構成する回路素子の一部は積層体の中の導電体パターンで構成し、スイッチやＬＮＡなどの半導体素子は積層体上に搭載すればよい。誘電体層には、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）、高温同時焼成セラミックスなどのセラミックスの他、樹脂基板なども用いることができる。このうち、低温同時焼成セラミックスが、小型化、コストの観点からより好ましい。このモジュールを無線ＬＡＮ等の通信機器に用いれば、この通信機器においては、受信する高周波信号の強度の調整の自由度が高くなり、良好な増幅特性、受信特性が得られる。また、回路およびその制御が簡略化される、小型化にも有利である。前記高周波モジュールは、広く無線通信機能を備えた携帯機器やパーソナルコンピュータ等に適用することができる

なお、高周波モジュールとしては、図９の構成に限られるものではなく、少なくとも一つの上記の構成のＳＰｎＴ型スイッチと、これに接続された増幅器とが搭載されていれば、同様の効果が得られることは明らかである。

本発明の第１の実施の形態に係る高周波回路の構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る高周波回路において用いられるＳＰ３Ｔスイッチの一例の構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る高周波回路の構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る高周波回路において用いられるＳＰ３Ｔスイッチの端子間のアイソレーション特性を示す図である。 図６に示すＳＰＤＴスイッチの端子間のアイソレーション特性を示す図である。 ＳＰＤＴスイッチを用いた高周波回路の一例の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る高周波回路の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る高周波回路において用いられるカプラの構成の一例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る高周波モジュールの構成を示す図である。 受信回路の一部である従来の高周波回路の構成を示す図である。

符号の説明

１ 共通端子
２、３、４、７ 端子
８ 受信端子
９ 送信端子
１０、３０、８３ 接続切替スイッチ
１１、１２、１３、１４、１５ 制御端子
２０、４０、６０、９２ ローノイズアンプ（ＬＮＡ）
５０、９１ アンテナ切替スイッチ
７０ カプラ
７１ カプラ入力端子
７２、７６ 終端抵抗
７３ 主線路
７４ 副線路
７５ カプラ出力端子
８０ 高周波モジュール
８１ 第１のアンテナ
８２ 第２のアンテナ
８４ 受信波切替スイッチ
９３ バイパス回路

Claims (10)

1. 増幅器と、
   該増幅器に接続された少なくとも一つの端子と、副高周波回路用の少なくとも一つの端子と、少なくとも他の一つの端子とが含まれるｎ個の端子のうちの一つの端子を選択して、高周波信号が入力される共通端子に接続させるＳＰｎＴ型スイッチ（ｎは３以上の自然数）とを具備する高周波回路であって、
   前記他の一つの端子と前記共通端子とが接続された際には、前記増幅器に接続された一つの端子と前記共通端子とが接続された際に前記増幅器に入力される高周波信号よりも減衰した高周波信号が、前記増幅器に入力されることを特徴とする高周波回路。
2. 前記他の一つの端子は開放端となっていることを特徴とする請求項１に記載の高周波回路。
3. 前記他の一つの端子と前記増幅器に接続された一つの端子とのアイソレーションは−２０〜−３０ｄＢの範囲であることを特徴とする請求項２に記載の高周波回路。
4. 前記増幅器と前記他の一つの端子との間にカプラが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高周波回路。
5. 前記共通端子はアンテナに接続され、
   前記副高周波回路として、送信信号を増幅する増幅回路を備え、
   前記副高周波回路用の少なくとも一つの端子は送信される高周波信号が入力される送信側端子であり、
   前記増幅器に接続された少なくとも一つの端子は受信される高周波信号が出力される受信側端子であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の高周波回路。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の高周波回路を含む高周波モジュールであって、
   誘電体層と導電体パターンとが一体化された積層体に、少なくとも一つの前記ＳＰｎＴ型スイッチと、該ＳＰｎＴ型スイッチに接続された前記増幅器とが搭載されていることを特徴とする高周波モジュール。
7. 請求項６に記載の高周波モジュールが用いられたことを特徴とする通信機器。
8. 増幅器を備える高周波回路において、前記増幅器に入力される高周波信号の強度を調整する高周波回路の制御方法であって、
   前記高周波回路中にＳＰｎＴ型スイッチ（ｎは３以上の自然数）を設け、
   該ＳＰｎＴ型スイッチは、高周波信号が入力される共通端子と、前記増幅器に接続された少なくとも一つの端子と、副高周波回路用の少なくとも一つの端子と、少なくとも他の一つの端子とを有し、
   前記増幅器から出力される高周波信号に基づいて、前記ＳＰｎＴスイッチの切替を行い、
   該他の一つの端子と前記共通端子とが接続された際には、前記増幅器に接続された一つの端子と前記共通端子とが接続された際に前記増幅器に入力される高周波信号よりも減衰した高周波信号を前記増幅器に入力させることを特徴とする高周波回路の制御方法。
9. 前記他の一つの端子を開放端とすることを特徴とする請求項８に記載の高周波回路の制御方法。
10. 前記他の一つの端子と前記増幅器との間にカプラを設けることを特徴とする請求項８に記載の高周波回路の制御方法。

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