JP2009141930A - 高周波電子部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の送信信号を処理する送信回路において、電力増幅器の数を少なくして、送信回路の小型化、低コスト化を可能にする。
【解決手段】高周波電子部品10は、不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txが入力される入力端子10aと、平衡信号の形態の送信信号GSM Txが入力される入力端子10b1,10b2と、入力端子10b1,10b2に入力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txを不平衡信号の形態の送信信号GSM Txに変換して出力するバラン11と、スイッチ12とを備えている。スイッチ12は、入力ポート12a,12bに入力される信号を切り替えて出力ポート12cより出力する。入力ポート12aには入力端子10aに入力された送信信号UMTS Txが入力され、入力ポート12bにはバラン11より出力された不平衡信号の形態の送信信号GSM Txが入力される。出力ポート12cは電力増幅器14に接続される。
【選択図】図2
【解決手段】高周波電子部品10は、不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txが入力される入力端子10aと、平衡信号の形態の送信信号GSM Txが入力される入力端子10b1,10b2と、入力端子10b1,10b2に入力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txを不平衡信号の形態の送信信号GSM Txに変換して出力するバラン11と、スイッチ12とを備えている。スイッチ12は、入力ポート12a,12bに入力される信号を切り替えて出力ポート12cより出力する。入力ポート12aには入力端子10aに入力された送信信号UMTS Txが入力され、入力ポート12bにはバラン11より出力された不平衡信号の形態の送信信号GSM Txが入力される。出力ポート12cは電力増幅器14に接続される。
【選択図】図2
Description
本発明は、複数の送信信号を処理する送信回路に用いられる高周波電子部品に関する。
近年、複数の周波数帯(マルチバンド)に対応可能な携帯電話機が実用化されている。一方、高速データ通信機能を有する第3世代の携帯電話機も普及している。そのため、携帯電話機には、マルチモード(複数方式)およびマルチバンドに対応することが求められている。
例えば、時分割多重接続(以下、TDMAと記す。)方式でマルチバンド対応の携帯電話機は実用化されている。一方で、広帯域符号分割多重接続(以下、WCDMAと記す。)方式の携帯電話機も実用化されている。そこで、TDMA方式の既存の基盤(インフラ)を活かしながらWCDMA方式の通信も利用可能にするために、両方式の通信機能を有するマルチモードおよびマルチバンド対応の携帯電話機が求められている。例えば、欧州では、TDMA方式であるGSM(Global System for Mobile Communications)方式の携帯電話機において、WCDMA方式であるUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)方式の通信を行うことができることが求められている。
ところで、携帯電話機のような無線通信装置において送信信号の処理を行う送信回路では、送信信号を増幅する電力増幅器が必須の構成要素となる。この電力増幅器は、送信回路を構成する電子部品の中で比較すると高価である。
従来、GSM方式のマルチバンド対応の携帯電話機では、周波数の近い2つのバンド(周波数帯)で1つの電力増幅器を共用することが行われていた。しかし、GSM方式とUMTS方式の通信機能を有するマルチモード対応の携帯電話機では、GSM方式とUMTS方式で1つの電力増幅器を共用することは行われていなかった。また、GSM方式の1以上のバンドとUMTS方式の複数のバンドの通信機能を有するマルチモードおよびマルチバンド対応の携帯電話機では、UMTS方式の複数のバンドで1つの電力増幅器を共用することは行われていなかった。
なお、特許文献1には、TDMAモードとCDMA(符号分割多重接続)モードとを選択的に切り換えて用いるマルチモード送信回路を有する無線通信装置が記載されている。また、特許文献1には、1つの電力増幅器の入力端にスイッチを接続し、このスイッチを用いて、複数種類の送信信号を選択的に電力増幅器に入力する技術が記載されている。
また、特許文献2には、送信経路と受信経路を切り換えるスイッチ回路と、送信経路に接続されたバルントランス回路と、受信経路に接続されたバルントランス回路とを有する高周波スイッチモジュールが記載されている。
ところで、GSM方式とUMTS方式とに対応可能な携帯電話機では、主に信号の変調および復調を行う集積回路によって、GSM方式の送信信号は平衡信号の形態で生成され、UMTS方式の送信信号は不平衡信号の形態で生成される場合が多い。このような携帯電話機では、平衡信号の形態でのGSM方式の送信信号と不平衡信号の形態でのUMTS方式の送信信号が送信回路に入力される。従来、この送信回路では、GSM方式の送信信号とUMTS方式の送信信号を、それぞれ別個の電力増幅器を用いて増幅していた。そのため、このような送信回路では、前述のように比較的高価な電力増幅器が複数必要となり、その結果、携帯電話機の小型化および低コスト化が妨げられるという問題点があった。
なお、特許文献1に記載された技術では、不平衡信号の形態の送信信号のみが取り扱われており、上述のような平衡信号の形態の送信信号と不平衡信号の形態の送信信号とが混在する場合については考慮されていない。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の送信信号を処理する送信回路に用いられる高周波電子部品であって、送信回路に含まれる電力増幅器の数を少なくして、送信回路の小型化、低コスト化を可能にする高周波電子部品を提供することにある。
本発明の第1の高周波電子部品は、複数の送信信号を処理する送信回路に用いられるものであって、不平衡信号の形態の第1の送信信号が入力される第1の入力端子と、平衡信号の形態の第2の送信信号が入力される第2の入力端子と、第2の入力端子に入力された平衡信号の形態の第2の送信信号を不平衡信号の形態の第2の送信信号に変換して出力するバランと、スイッチとを備えている。スイッチは、第1の入力ポート、第2の入力ポートおよび出力ポートを有し、第1および第2の入力ポートに入力される信号を切り替えて出力ポートより出力する。第1の入力ポートには第1の入力端子に入力された第1の送信信号が入力され、第2の入力ポートにはバランより出力された不平衡信号の形態の第2の送信信号が入力される。出力ポートは、この出力ポートより出力される信号を増幅する電力増幅器に接続される。
本発明の第1の高周波電子部品では、バランによって、第2の入力端子に入力された平衡信号の形態の第2の送信信号が不平衡信号の形態の第2の送信信号に変換される。そして、スイッチによって、第1の入力端子に入力された不平衡信号の形態の第1の送信信号とバランより出力された不平衡信号の形態の第2の送信信号とが切り替えられて出力ポートより電力増幅器に対して出力される。
本発明の第1の高周波電子部品は、更に、電力増幅器を備えていてもよいし、第1の入力端子と第1の入力ポートとの間に設けられたバンドパスフィルタを備えていてもよい。
また、本発明の第1の高周波電子部品は、更に、第1の入力ポート、第2の入力ポートおよび出力ポートのそれぞれに接続された信号経路のうちの少なくとも1つに設けられたキャパシタを備えていてもよい。
また、本発明の第1の高周波電子部品は、更に、積層された複数の誘電体層を含む積層基板を備え、バランは、積層基板内に設けられた複数の導体層を用いて構成され、スイッチは、積層基板に搭載されていてもよい。
本発明の第2の高周波電子部品は、複数の送信信号を処理する送信回路に用いられるものであって、不平衡信号の形態の第1の送信信号が入力される第1の入力端子と、平衡信号の形態の第2の送信信号が入力される第2の入力端子と、第1の入力端子に入力された不平衡信号の形態の第1の送信信号を平衡信号の形態の第1の送信信号に変換して出力するバランと、スイッチとを備えている。スイッチは、第1の入力ポート、第2の入力ポートおよび出力ポートを有し、第1および第2の入力ポートに入力される信号を切り替えて出力ポートより出力する。第1の入力ポートにはバランより出力された平衡信号の形態の第1の送信信号が入力され、第2の入力ポートには第2の入力端子に入力された第2の送信信号が入力される。出力ポートは、この出力ポートより出力される信号を増幅する電力増幅器に接続される。
本発明の第2の高周波電子部品では、バランによって、第1の入力端子に入力された不平衡信号の形態の第1の送信信号が平衡信号の形態の第1の送信信号に変換される。そして、スイッチによって、バランより出力された平衡信号の形態の第1の送信信号と第2の入力端子に入力された平衡信号の形態の第2の送信信号とが切り替えられて出力ポートより電力増幅器に対して出力される。
本発明の第2の高周波電子部品は、更に、電力増幅器を備えていてもよいし、第1の入力端子とバランとの間に設けられたバンドパスフィルタを備えていてもよい。
また、本発明の第2の高周波電子部品は、更に、第1の入力ポート、第2の入力ポートおよび出力ポートのそれぞれに接続された信号経路のうちの少なくとも1つに設けられたキャパシタを備えていてもよい。
また、本発明の第2の高周波電子部品は、更に、積層された複数の誘電体層を含む積層基板を備え、バランは、積層基板内に設けられた複数の導体層を用いて構成され、スイッチは、積層基板に搭載されて構成されていてもよい。
本発明の第1の高周波電子部品では、バランによって、第2の入力端子に入力された平衡信号の形態の第2の送信信号を不平衡信号の形態の第2の送信信号に変換し、スイッチによって、第1の入力端子に入力された不平衡信号の形態の第1の送信信号とバランより出力された不平衡信号の形態の第2の送信信号とを切り替えて出力ポートより電力増幅器に対して出力する。これにより、本発明の第1の高周波電子部品によれば、平衡信号の形態の送信信号と不平衡信号の形態の送信信号とを処理する送信回路において、送信回路に含まれる電力増幅器の数を少なくでき、その結果、送信回路の小型化、低コスト化が可能になるという効果を奏する。
また、本発明の第2の高周波電子部品では、バランによって、第1の入力端子に入力された不平衡信号の形態の第1の送信信号を平衡信号の形態の第1の送信信号に変換し、スイッチによって、バランより出力された平衡信号の形態の第1の送信信号と第2の入力端子に入力された平衡信号の形態の第2の送信信号とを切り替えて出力ポートより電力増幅器に対して出力する。これにより、本発明の第2の高周波電子部品によれば、平衡信号の形態の送信信号と不平衡信号の形態の送信信号とを処理する送信回路において、送信回路に含まれる電力増幅器の数を少なくでき、その結果、送信回路の小型化、低コスト化が可能になるという効果を奏する。
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る高周波電子部品を含む携帯電話機の高周波回路の一例について説明する。図1は、この高周波回路の一例の回路構成を示すブロック図である。この高周波回路は、TDMA方式であるGSM方式の信号と、WCDMA方式であるUMTS方式の信号とを処理する。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る高周波電子部品を含む携帯電話機の高周波回路の一例について説明する。図1は、この高周波回路の一例の回路構成を示すブロック図である。この高周波回路は、TDMA方式であるGSM方式の信号と、WCDMA方式であるUMTS方式の信号とを処理する。
ここで、GSM方式の信号の種類を表1に示し、UMTS方式の信号の種類について表2に示す。表1、2において、「上り」の欄は送信信号の周波数帯を表し、「下り」の欄は受信信号の周波数帯を表している。
図1に示した高周波回路は、アンテナ101と、スイッチ1と、集積回路(以下、ICと記す。)2とを備えている。スイッチ1は、4つのポート1a,1b,1c,1dを有し、ポート1aをポート1b,1c,1dのいずれかに選択的に接続する。ポート1aは、アンテナ101に接続されている。
IC2は、主に信号の変調および復調を行う回路である。本実施の形態では、IC2は、UMTS方式の送信信号UMTS TxとGSM方式の送信信号GSM Txとを生成し出力する。IC2が出力する送信信号UMTS Txは不平衡信号の形態であり、IC2が出力する送信信号GSM Txは平衡信号の形態である。また、IC2は、UMTS方式の受信信号UMTS RxとGSM方式の受信信号GSM Rxとを受け取る。IC2が受け取る受信信号UMTS Rxは不平衡信号の形態であり、IC2が受け取る受信信号GSM Rxは平衡信号の形態である。また、IC2は、端子2a,2b1,2b2,2c,2d1,2d2を有している。送信信号UMTS Txは端子2aより出力され、送信信号GSM Txは端子2b1,2b2より出力される。受信信号UMTS Rxは端子2cに入力され、受信信号GSM Rxは端子2d1,2d2に入力される。
送信信号GSM Txおよび受信信号GSM Rxは、表1に示した4つのシステムのうちの周波数帯の近いGSM850(AGSM)とGSM900(EGSM)の少なくとも一方における送信信号および受信信号、または、表1に示した4つのシステムのうちの周波数帯の近いGSM1800(DCS)とGSM1900(PCS)の少なくとも一方における送信信号および受信信号である。本実施の形態では、送信信号GSM Txおよび受信信号GSM Rxが、GSM850(AGSM)とGSM900(EGSM)の少なくとも一方における送信信号および受信信号である場合には、送信信号UMTS Txおよび受信信号UMTS Rxは、表2に示した10のバンドのうち、GSM850(AGSM)およびGSM900(EGSM)と周波数帯の近いバンドV、VI、VIIIのいずれかにおける送信信号および受信信号である。また、送信信号GSM Txおよび受信信号GSM Rxが、GSM1800(DCS)とGSM1900(PCS)の少なくとも一方における送信信号および受信信号である場合には、送信信号UMTS Txおよび受信信号UMTS Rxは、表2に示した10のバンドのうち、GSM1800(DCS)およびGSM1900(PCS)と周波数帯の近いバンドI、II、III、IV、IX、Xのいずれかにおける送信信号および受信信号である。
高周波回路は、更に、スイッチ3と、デュプレクサ4と、バンドパスフィルタ(以下、BPFと記す。)5,6と、送信回路7と、ローパスフィルタ(以下、LPFと記す。)8とを備えている。スイッチ3は、3つのポート3a,3b,3cを有し、ポート3aをポート3b,3cのいずれかに選択的に接続する。ポート3cは、LPF8を介してスイッチ1のポート1cに接続されている。
デュプレクサ4は、第1ないし第3のポートと2つのBPF4a,4bとを有している。第1のポートは、スイッチ1のポート1bに接続されている。BPF4aは第1のポートと第2のポートとの間に設けられている。BPF4bは第1のポートと第3のポートとの間に設けられている。デュプレクサ4の第2のポートは、BPF5を介して、IC2の端子2cに接続されている。デュプレクサ4の第3のポートは、スイッチ3のポート3bに接続されている。
BPF6は、1つの不平衡入力端と2つの平衡出力端とを有している。BPF6の2つの平衡出力端は、IC2の端子2d1,2d2に接続されている。BPF6の不平衡入力端は、スイッチ1のポート1dに接続されている。
図2は、送信回路7の回路構成を示している。送信回路7は、複数の送信信号、すなわち送信信号UMTS Txと送信信号GSM Txとを処理する。送信回路7は、入力端7a,7b1,7b2と出力端7cとを備えている。入力端7aは、IC2の端子2aに接続されている。入力端7b1,7b2は、IC2の端子2b1,2b2に接続されている。出力端7cは、スイッチ3のポート3aに接続されている。
また、送信回路7は、バラン11と、スイッチ12と、BPF13と、電力増幅器14とを備えている。バラン11は、2つの平衡入力端と1つの不平衡出力端とを有している。バラン11の2つの平衡入力端は、送信回路7の入力端7b1,7b2に接続されている。スイッチ12は、2つの入力ポート12a,12bと1つの出力ポート12cとを有し、出力ポート12cを入力ポート12a,12bのいずれかに選択的に接続する。バラン11の不平衡出力端は、スイッチ12の入力ポート12bに接続されている。スイッチ12の入力ポート12aは、BPF13を介して、送信回路7の入力端7aに接続されている。スイッチ12の出力ポート12cは、電力増幅器14の入力端に接続されている。電力増幅器14の出力端は、送信回路7の出力端7cに接続されている。電力増幅器14は、スイッチ12の出力ポート12cより出力される信号を増幅する。本実施の形態に係る高周波電子部品10は、図2に示した送信回路7に用いられるものである。
バラン11は、例えば、インダクタとキャパシタとを用いるLC回路によって構成されていてもよいし、共振器を用いて構成されていてもよい。スイッチ12は、例えば、モノリシックマイクロ波集積回路(以下、MMICと記す。)によって構成されていてもよいし、PINダイオードを用いて構成されていてもよい。BPF13は、例えば弾性表面波素子によって構成されていてもよい。電力増幅器14は、例えばMMICによって構成されていてもよい。
なお、図1に示したように、送信信号GSM Txの信号経路にはBPFが設けられていないのに対し、送信信号UMTS Txの信号経路にはBPF13が設けられている。その理由は、以下の通りである。TDMA方式では送信信号と受信信号が時分割されるが、UMTS方式では送信信号と受信信号が時分割されない。そのため、UMTS方式では、送信信号と受信信号の間における非常に高いアイソレーションが必要とされる。この高いアイソレーションを実現するために、通常、UMTS方式の送信信号を出力するICとUMTS方式の送信信号を増幅する電力増幅器との間にBPFが設けられる。そのため、本実施の形態でも、IC2と電力増幅器14との間の送信信号UMTS Txの信号経路にBPF13を設けている。スイッチ3のポート3cとスイッチ1のポート1cとの間の送信信号GSM Txの信号経路に設けられたLPF8は、電力増幅器14で発生した、送信信号に対する逓倍波のスプリアス信号を抑圧するためのものである。
図3は、高周波電子部品10の回路構成を示す回路図である。高周波電子部品10は、入力端子10a,10b1,10b2と出力端子10cと、上記のバラン11とスイッチ12とを備えている。入力端子10aは、BPF13の出力端とスイッチ12の入力ポート12aとに接続されている。入力端子10b1,10b2は、送信回路7の入力端7b1,7b2に接続されている。また、入力端子10b1,10b2は、バラン11の2つの平衡入力端に接続されている。出力端子10cは、スイッチ12の出力ポート12cと電力増幅器14の入力端とに接続されている。スイッチ12は、このスイッチ12を制御するための制御信号VC1,VC2が入力される制御端子12d,12eを有している。
図3には、バラン11がインダクタとキャパシタとを用いるLC回路によって構成された例を示している。この例では、バラン11は、2つのインダクタL1,L2と2つのキャパシタC1,C2とを有している。インダクタL1の一端とキャパシタC1の一端は、バラン11の不平衡出力端に接続されている。インダクタL1の他端は、入力端子10b2に接続されたバラン11の平衡入力端に接続されていると共に、キャパシタC2を介してグランドに接続されている。キャパシタC1の他端は、入力端子10b1に接続されたバラン11の平衡入力端に接続されていると共に、インダクタL2を介してグランドに接続されている。
また、図3に示した例では、高周波電子部品10は、スイッチ12の入力ポート12bとバラン11の不平衡出力端との間の信号経路に設けられたキャパシタC3と、スイッチ12の出力ポート12cと出力端子10cとの間の信号経路に設けられたキャパシタC4とを備えている。これらのキャパシタC3,C4は、制御信号VC1,VC2に起因した直流電流が、ポート12b,12cに接続された信号経路に流れることを防止するためのものである。なお、図3に示した例では、スイッチ12の入力ポート12aと入力端子10aとの間の信号経路にはキャパシタが設けられていない。これは、入力端子10aに接続されたBPF13が直流電流の通過を阻止する機能を有しているためである。入力ポート12aより、制御信号VC1,VC2に起因した直流電流が発生する場合であって、BPF13が直流電流の通過を阻止する機能を有していない場合やBPF13が直流電流に対する耐性が小さい場合には、スイッチ12の入力ポート12aと入力端子10aとの間の信号経路に、直流電流の通過を阻止するキャパシタを設けてもよい。また、ポート12bに接続された信号経路やポート12cに接続された信号経路において、制御信号VC1,VC2に起因した直流電流の通過を阻止する必要がない場合には、キャパシタC3またはキャパシタC4を設けなくてもよい。スイッチ12のポート12a,12b,12cに接続された各信号経路には、その信号経路において制御信号VC1,VC2に起因した直流電流の通過を阻止する必要がある場合にキャパシタが設けられる。スイッチ12のポート12a,12b,12cに接続された各信号経路にキャパシタを設けることの要否については、後で詳しく説明する。なお、図1および図2では、キャパシタC3,C4の図示を省略している。
本実施の形態に係る高周波電子部品30は、本発明の第1の高周波電子部品に対応する。本実施の形態において、不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txは本発明の第1の高周波電子部品における第1の送信信号に対応し、平衡信号の形態の送信信号GSM Txは本発明の第1の高周波電子部品における第2の送信信号に対応する。また、入力端子10aは本発明の第1の高周波電子部品における第1の入力端子に対応し、入力端子10b1,10b2は本発明の第1の高周波電子部品における第2の入力端子に対応する。バラン11は、入力端子10b1,10b2に入力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txを不平衡信号の形態の送信信号GSM Txに変換して出力する。スイッチ12の入力ポート12aには、入力端子10aに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txが入力される。スイッチ12の入力ポート12bには、バラン11より出力された不平衡信号の形態の送信信号GSM Txが入力される。スイッチ12の出力ポート12cは、この出力ポート12cより出力される信号を増幅する電力増幅器14に接続される。
次に、本実施の形態に係る高周波電子部品10を含む高周波回路の作用について説明する。IC2は、不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txと、平衡信号の形態の送信信号GSM Txとを生成し出力する。送信信号UMTS Txは、送信回路7のBPF13を通過して、高周波電子部品10のスイッチ12の入力ポート12aに入力される。平衡信号の形態の送信信号GSM Txは、バラン11によって不平衡信号の形態の送信信号GSM Txに変換され、この不平衡信号の形態の送信信号GSM Txがスイッチ12の入力ポート12bに入力される。スイッチ12は、制御端子12d,12eに入力される制御信号VC1,VC2の状態に応じて、入力ポート12aに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txとバラン11より出力された不平衡信号の形態の送信信号GSM Txとを切り替えて、電力増幅器14に対して出力する。電力増幅器14に入力された送信信号は、電力増幅器14によって増幅されて、スイッチ3のポート3aに入力される。
送信信号UMTS Txの送信時には、スイッチ3のポート3aはポート3bに接続され、スイッチ1のポート1aはポート1bに接続される。この場合、送信信号UMTS Txは、スイッチ3、デュプレクサ4のBPF4bおよびスイッチ1を順に通過してアンテナ101に供給され、このアンテナ101より送信される。
送信信号GSM Txの送信時には、スイッチ3のポート3aはポート3cに接続され、スイッチ1のポート1aはポート1cに接続される。この場合、送信信号GSM Txは、スイッチ3、LPF8およびスイッチ1を順に通過してアンテナ101に供給され、このアンテナ101より送信される。
図1に示した高周波回路において、スイッチ1のポート1aがポート1bに接続されている状態では、受信信号UMTS Rxの処理が可能である。この状態では、アンテナ101によって受信された受信信号UMTS Rxは、スイッチ1、デュプレクサ4のBPF4aおよびBPF5を順に通過して、IC2に入力される。
図1に示した高周波回路において、スイッチ1のポート1aがポート1dに接続されている状態では、受信信号GSM Rxの処理が可能である。この状態では、アンテナ101によって受信された受信信号GSM Rxは、スイッチ1およびBPF6を順に通過して、IC2に入力される。
本実施の形態に係る高周波電子部品10では、バラン11によって、入力端子10b1,10b2に入力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txを不平衡信号の形態の送信信号GSM Txに変換し、スイッチ12によって、入力端子10aに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txとバラン11より出力された不平衡信号の形態のGSM Txとを切り替えて出力ポート12aより電力増幅器14に対して出力する。これにより、本実施の形態によれば、平衡信号の形態の送信信号GSM Txと不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txとを処理する送信回路7において、送信回路7に含まれる電力増幅器の数を少なくでき、その結果、送信回路7の小型化、低コスト化が可能になる。
次に、本実施の形態に係る高周波電子部品10の構造について説明する。図4は、高周波電子部品10の外観を示す斜視図である。図5は、高周波波電子部品10の平面図である。図4および図5に示したように、高周波電子部品10は、高周波電子部品10の各要素を一体化する積層基板20を備えている。後で詳しく説明するが、積層基板20は、積層された複数の誘電体層を含んでいる。また、積層基板20は、上面20aと底面20bと4つの側面とを有し、直方体形状をなしている。
高周波電子部品10における回路は、積層基板20内に設けられた導体層と、上記誘電体層と、積層基板20の上面20aに搭載された素子とを用いて構成されている。ここでは、一例として、上面20aに、スイッチ12とキャパシタC3,C4が搭載されているものとする。
次に、図6ないし図10を参照して、積層基板20における誘電体層と導体層について詳しく説明する。図6において(a)、(b)は、それぞれ上から1層目、2層目の誘電体層の上面を示している。図7において(a)、(b)は、それぞれ上から3層目、4層目の誘電体層の上面を示している。図8において(a)、(b)は、それぞれ上から5層目、6層目の誘電体層の上面を示している。図9において(a)、(b)は、それぞれ上から7層目、8層目の誘電体層の上面を示している。図10(a)は、上から9層目の誘電体層の上面を示している。図10(b)は、上から9層目の誘電体層およびその下の導体層を、上から見た状態で表したものである。図6ないし図10において、丸印はスルーホールを表している。
図6(a)に示した1層目の誘電体層21の上面には、スイッチ12が接続される導体層212A〜212Gと、キャパシタC3が接続される導体層213A,213Bと、キャパシタC4が接続される導体層214A,214Bとが形成されている。導体層212Aはスイッチ12のポート12aに接続されている。導体層212Cはスイッチ12のポート12bに接続されている。導体層212Eはスイッチ12のポート12cに接続されている。導体層212Fはスイッチ12の制御端子12dに接続されている。導体層212Dはスイッチ12の制御端子12eに接続されている。導体層212B,212Gは、スイッチ12のグランドに接続されている。また、誘電体層21には、上記各導体層に接続された複数のスルーホールが形成されている。
図6(b)に示した2層目の誘電体層22の上面には、導体層221,222,223,224,225,226が形成されている。導体層221には、誘電体層21に形成されたスルーホールを介して導体層212Aが接続されている。導体層222には、誘電体層21に形成されたスルーホールを介して導体層212Dが接続されている。導体層223には、誘電体層21に形成されたスルーホールを介して導体層212Fが接続されている。導体層224には、それぞれ誘電体層21に形成されたスルーホールを介して導体層212C,213Aが接続されている。導体層225には、誘電体層21に形成されたスルーホールを介して導体層214Aが接続されている。導体層226には、それぞれ誘電体層21に形成されたスルーホールを介して導体層212E,214Bが接続されている。また、誘電体層22には、それぞれ導体層221,222,223,225に接続されたスルーホールと、その他の複数のスルーホールが形成されている。
図7(a)に示した3層目の誘電体層23の上面には、キャパシタ用導体層231とグランド用導体層232が形成されている。導体層231には、誘電体層21,22に形成されたスルーホールを介して導体層213Bが接続されている。導体層232には、誘電体層21,22に形成されたスルーホールを介して導体層212B,212Gが接続されている。また、誘電体層23には、それぞれ導体層231,232に接続されたスルーホールと、その他の複数のスルーホールが形成されている。
図7(b)に示した4層目の誘電体層24の上面には、キャパシタ用導体層241,242と導体層243が形成されている。導体層231,241と、これらの間に配置された誘電体層23は、図3におけるキャパシタC1を構成する。導体層232,242と、これらの間に配置された誘電体層23は、図3におけるキャパシタC2を構成する。導体層243には、誘電体層23に形成された2つのスルーホールを介して導体層232が接続されている。また、誘電体層24には、それぞれ導体層241,242,243に接続されたスルーホールと、その他の複数のスルーホールが形成されている。
図8(a)に示した5層目の誘電体層25の上面には、インダクタ用導体層251,252と導体層253が形成されている。導体層251には、誘電体層24に形成されたスルーホールを介して導体層242が接続されている。導体層252には、誘電体層24に形成されたスルーホールを介して導体層241が接続されている。導体層253には、誘電体層24に形成された2つのスルーホールを介して導体層243が接続されている。また、誘電体層25には、それぞれ導体層251,252,253に接続されたスルーホールと、その他の複数のスルーホールが形成されている。
図8(b)に示した6層目の誘電体層26の上面には、インダクタ用導体層261,262と導体層263が形成されている。導体層261には、誘電体層25に形成されたスルーホールを介して導体層251が接続されている。導体層262には、誘電体層25に形成されたスルーホールを介して導体層252が接続されている。導体層263には、誘電体層25に形成された2つのスルーホールを介して導体層253が接続されている。また、誘電体層26には、それぞれ導体層261,262,263に接続されたスルーホールと、その他の複数のスルーホールが形成されている。
図9(a)に示した7層目の誘電体層27の上面には、インダクタ用導体層271,272と導体層273が形成されている。導体層271には、誘電体層26に形成されたスルーホールを介して導体層261が接続されている。導体層272には、誘電体層26に形成されたスルーホールを介して導体層262が接続されている。導体層273には、誘電体層26に形成された2つのスルーホールを介して導体層263が接続されている。また、誘電体層27には、それぞれ導体層271,272,273に接続されたスルーホールと、その他の複数のスルーホールが形成されている。
図9(b)に示した8層目の誘電体層28の上面には、インダクタ用導体層281,282と導体層283が形成されている。導体層281には、誘電体層27に形成されたスルーホールを介して導体層271が接続されている。また、導体層281には、誘電体層23〜27に形成されたスルーホールを介して導体層231が接続されている。導体層282には、誘電体層27に形成されたスルーホールを介して導体層272が接続されている。導体層283には、誘電体層27に形成された2つのスルーホールを介して導体層273が接続されている。また、誘電体層28には、それぞれ導体層282,283に接続されたスルーホールと、その他の複数のスルーホールが形成されている。
図3に示したインダクタL1は、導体層251,261,271,281と、これらを直列に接続するスルーホールによって構成されている。図3に示したインダクタL2は、導体層252,262,272,282と、これらを直列に接続するスルーホールによって構成されている。
図10(a)に示した9層目の誘電体層29の上面には、グランド用導体層291が形成されている。導体層291には、それぞれ誘電体層28に形成されたスルーホールを介して導体層282,283が接続されている。また、導体層291には、誘電体層23〜28に形成されたスルーホールを介して導体層232が接続されている。また、誘電体層29には、導体層291に接続された複数のスルーホールと、その他の複数のスルーホールが形成されている。
図10(b)に示したように、誘電体層29の下面、すなわち積層基板20の底面20bには、入力端子10a,10b1,10b2を構成する導体層310a,310b1,310b2と、出力端子10cを構成する導体層310cと、制御端子12d,12eを構成する導体層312d,312eと、グランド端子を構成する導体層G1〜G11とが形成されている。
導体層310aには、誘電体層21〜29に形成されたスルーホールと導体層221を介して導体層212Aが接続されている。導体層310b1には、誘電体層24〜29に形成されたスルーホールを介して導体層241が接続されている。導体層310b2には、誘電体層24〜29に形成されたスルーホールを介して導体層242が接続されている。導体層310cには、誘電体層21〜29に形成されたスルーホールと導体層225を介して導体層214Aが接続されている。導体層312dには、誘電体層21〜29に形成されたスルーホールと導体層223を介して導体層212Fが接続されている。導体層312eには、誘電体層21〜29に形成されたスルーホールと導体層222を介して導体層212Dが接続されている。導体層G1〜G11には、誘電体層29に形成されたスルーホールを介して導体層291が接続されている。また、導体層G1〜G11は、グランドに接続されるようになっている。
上述の1層目ないし9層目の誘電体層21〜29および導体層が積層されて、図4に示した積層基板20が形成される。この積層基板20の上面20aには、スイッチ12とキャパシタC3,C4が搭載される。バラン11は、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いて構成されている。なお、本実施の形態において、積層基板20としては、誘電体層の材料として樹脂、セラミック、あるいは両者を複合した材料を用いたもの等、種々のものを用いることができる。しかし、積層基板20としては、特に、高周波特性に優れた低温同時焼成セラミック多層基板を用いることが好ましい。
次に、比較例と比較しながら、本実施の形態の効果について説明する。図11は、比較例の高周波回路の回路構成を示すブロック図である。この比較例の高周波回路は、図1に示した高周波回路におけるスイッチ3,12を備えておらず、図1に示した高周波回路における電力増幅器14の代りに2つの電力増幅器14A,14Bを備えている。比較例の高周波回路では、BPF13より出力された送信信号UMTS Txは、電力増幅器14Aによって増幅されて、デュプレクサ4のBPF4bに入力される。また、バラン11より出力された送信信号GSM Txは、電力増幅器14Bによって増幅されて、LPF8を通過してスイッチ1のポート1cに入力される。比較例の高周波回路では、バラン11、BPF13および電力増幅器14A,14Bが送信回路を構成する。比較例の高周波回路のその他の構成は、図1に示した高周波回路と同様である。
図11に示した比較例では、比較的高価な電力増幅器が2つ必要となり、その結果、送信回路およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化および低コスト化が妨げられる。これに対し、本実施の形態では、送信信号UMTS Txと送信信号GSM Txとで1つの電力増幅器14を共用するため、比較例に比べて、送信回路7に含まれる電力増幅器の数を1つ少なくすることができ、その結果、送信回路7およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化、低コスト化が可能になる。なお、本実施の形態では、比較例と比べると、電力増幅器を1つ減らすことができるが、新たに2つのスイッチ3,12が必要なる。しかし、スイッチは電力増幅器に比べると安価であるため、本実施の形態では比較例に比べてコストを低減することができる。
また、本実施の形態のように、バラン11とスイッチ12を含む1つの高周波電子部品10を構成することにより、バラン11とスイッチ12を別個の素子として構成して、これらを基板に実装する場合に比べて、送信回路7におけるバラン11およびスイッチ12の占有面積を小さくすることが可能になる。この点からも、本実施の形態によれば、送信回路7およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化が可能になる。
また、本実施の形態に係る高周波電子部品10は、積層基板20を備え、バラン11は、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いて構成され、スイッチ12は、積層基板20に搭載されている。図6ないし図10に示したように、バラン11は、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いて容易に構成することが可能である。そのため、本実施の形態のように、バラン11を、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いて構成し、スイッチ12を積層基板20に搭載することにより、特に、送信回路7における高周波電子部品10の占有面積を小さくすることが可能になる。従って、本実施の形態によれば、送信回路7およびそれを含む携帯電話機の高周波回路をより一層小型化することが可能になる。
ここで、本実施の形態に係る高周波電子部品10におけるスイッチ12の構成と、スイッチ12に接続された信号経路にキャパシタを設けることの要否について詳しく説明する。まず、スイッチ12としては、MMICによって構成されたスイッチや、PINダイオードを用いて構成されたスイッチを用いることができる。MMICによって構成されたスイッチには、デプレッション型の電界効果トランジスタ(以下、FETと記す。)を用いたものと、エンハンスメント型のFETを用いたものとがある。デプレッション型のFETでは、ゲート電圧が0でもドレイン電流が流れる。エンハンスメント型のFETでは、ゲート電圧が0のときにはドレイン電流は流れない。デプレッション型のFETとしては、例えばGaAs系のpHEMT(シュードモルフィック高電子移動度トランジスタ)がある。エンハンスメント型のFETとしては、例えばCMOS(相補型金属酸化膜半導体)がある。
スイッチ12として、MMICによって構成されたスイッチであってデプレッション型のFETを用いて構成されたものを用いる場合、またはPINダイオードを用いて構成されたスイッチを用いる場合には、原則として、スイッチ12の各ポートに接続された各信号経路に、直流電流の通過を阻止するキャパシタを設ける必要がある。ただし、上記信号経路に接続される素子が、直流電流の通過を阻止する機能を有し、且つ直流電流に対する耐性が大きい場合には、その信号経路には、直流電流の通過を阻止するキャパシタを設けなくてもよい。
スイッチ12としてMMICによって構成されたスイッチであってエンハンスメント型のFETを用いて構成されたものを用いる場合には、スイッチ12の各ポートに接続された各信号経路に、直流電流の通過を阻止するキャパシタを設ける必要はない。
次に、図12を参照して、バラン11の他の構成について説明する。図12に示したバラン11は、共振器を用いて構成されたものである。このバラン11は、2つの平衡入力端111,112と、1つの不平衡出力端113と、4つの1/4波長共振器114,115,116,117とを有している。1/4波長共振器114の一端は平衡入力端111に接続され、1/4波長共振器114の他端はグランドに接続されている。1/4波長共振器115の一端は平衡入力端112に接続され、1/4波長共振器115の他端はグランドに接続されている。1/4波長共振器116の一端は不平衡出力端113に接続され、1/4波長共振器116の他端は1/4波長共振器117の一端に接続されている。1/4波長共振器116は1/4波長共振器114と結合し、1/4波長共振器117は1/4波長共振器115と結合している。
図3に示したLC回路によって構成されたバラン11は、挿入損失は小さいが、振幅バランス特性のよい周波数帯域は狭い。一方、図12に示した共振器を用いて構成されたバラン11は、挿入損失はやや大きいが、振幅バランス特性のよい周波数帯域は広い。また、図12に示した共振器を用いて構成されたバラン11では、平衡入力端111,112と不平衡出力端113との間において直流電流の通過が阻止される。そのため、図12に示したバラン11を用いる場合には、スイッチ12として原則として各ポートに接続された各信号経路に直流電流の通過を阻止するキャパシタを設ける必要のあるスイッチを用いる場合であっても、スイッチ12とバラン11との間の信号経路に、直流電流の通過を阻止するキャパシタを設けなくてもよい。
図12に示した共振器を用いて構成されたバラン11は、図3に示したLC回路によって構成されたバラン11と同様に、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いて構成することができる。
次に、図13を参照して、本実施の形態に係る高周波電子部品の第1ないし第3の変形例について説明する。図13は、送信回路7のうち各変形例の高周波電子部品に含まれる部分を示している。第1の変形例の高周波電子部品10Aは、バラン11およびスイッチ12に加えて電力増幅器14を備えている。この高周波電子部品10Aにおいて、電力増幅器14は積層基板20の上面20aに搭載されてもよい。また、電力増幅器14の入力端はスイッチ12の出力ポート12cに接続され、電力増幅器14の出力端は高周波電子部品10Aの出力端に接続される。すなわち、電力増幅器14は、出力ポート12cと高周波電子部品10Aの出力端との間に設けられる。
第2の変形例の高周波電子部品10Bは、バラン11およびスイッチ12に加えてBPF13を備えている。この高周波電子部品10Bにおいて、BPF13は、積層基板20の上面20aに搭載されてもよい。また、BPF13の入力端は送信信号UMTS Txが入力される高周波電子部品10Bの入力端子に接続され、BPF13の出力端はスイッチ12の入力ポート12aに接続される。すなわち、BPF13は、入力ポート12aと送信信号UMTS Txが入力される高周波電子部品10Bの入力端子との間に設けられる。
第3の変形例の高周波電子部品10Cは、バラン11およびスイッチ12に加えて電力増幅器14およびBPF13を備えている。この高周波電子部品10Cにおいて、電力増幅器14およびBPF13は、積層基板20の上面20aに搭載されてもよい。電力増幅器14の入力端はスイッチ12の出力ポート12cに接続され、電力増幅器14の出力端は高周波電子部品10Cの出力端に接続される。BPF13の入力端は送信信号UMTS Txが入力される高周波電子部品10Cの入力端子に接続され、BPF13の出力端はスイッチ12のポート12aに接続される。
[第2の実施の形態]
次に、図14を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図14は、本実施の形態に係る高周波電子部品30を含む送信回路7を示している。本実施の形態における送信回路7は、第1の実施の形態における電力増幅器14の代りに、2つの平衡入力端と1つの不平衡出力端とを有する平衡入力型の電力増幅器34を備えている。また、本実施の形態における送信回路7は、第1の実施の形態に係る高周波電子部品10の代りに本実施の形態に係る高周波電子部品30を備えている。
次に、図14を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図14は、本実施の形態に係る高周波電子部品30を含む送信回路7を示している。本実施の形態における送信回路7は、第1の実施の形態における電力増幅器14の代りに、2つの平衡入力端と1つの不平衡出力端とを有する平衡入力型の電力増幅器34を備えている。また、本実施の形態における送信回路7は、第1の実施の形態に係る高周波電子部品10の代りに本実施の形態に係る高周波電子部品30を備えている。
高周波電子部品30は、入力端子30a,30b1,30b2と、出力端子30c1,30c2と、バラン31と、2つのスイッチ32,33とを備えている。バラン31は、1つの不平衡入力端と2つの平衡出力端とを有している。バラン31の回路構成は、第1の実施の形態におけるバラン11の2つの平衡入力端が2つの平衡出力端に変わり、第1の実施の形態におけるバラン11の1つの不平衡出力端が1つの不平衡入力端に変わること以外は、第1の実施の形態におけるバラン11と同様である。スイッチ32は、2つの入力ポート32a,32bと1つの出力ポート32cとを有し、出力ポート32cを入力ポート32a,32bのいずれかに選択的に接続する。スイッチ33は、2つの入力ポート33a,33bと1つの出力ポート33cとを有し、出力ポート33cを入力ポート33a,33bのいずれかに選択的に接続する。
入力端子30aは、BPF13の出力端とバラン31の不平衡入力端とに接続されている。バラン31の一方の平衡出力端は、スイッチ32の入力ポート32aに接続されている。バラン31の他方の平衡出力端は、スイッチ33の入力ポート33aに接続されている。入力端子30b1,30b2には、IC2より出力される平衡信号の形態の送信信号GSM Txが入力される。入力端子30b1は、スイッチ32の入力ポート32bに接続されている。入力端子30b2は、スイッチ33の入力ポート33bに接続されている。
スイッチ32の出力ポート32cは、出力端子30c1に接続されている。スイッチ33の出力ポート33cは、出力端子30c2に接続されている。出力端子30c1,30c2は、電力増幅器34の2つの平衡入力端に接続されている。電力増幅器34の不平衡出力端は、送信回路7の出力端7cに接続されている。
本実施の形態における送信回路7のその他の構成は、第1の実施の形態と同様である。本実施の形態に係る高周波電子部品30は、本発明の第2の高周波電子部品に対応する。本実施の形態において、不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txは本発明の第2の高周波電子部品における第1の送信信号に対応し、平衡信号の形態の送信信号GSM Txは本発明の第2の高周波電子部品における第2の送信信号に対応する。また、入力端子30aは本発明の第2の高周波電子部品における第1の入力端子に対応し、入力端子30b1,30b2は本発明の第2の高周波電子部品における第2の入力端子に対応する。
また、スイッチ32,33は、本発明の第2の高周波電子部品におけるスイッチに対応する。入力ポート32a,33aは、本発明の第2の高周波電子部品における第1の入力ポートに対応する。入力ポート32b,33bは、本発明の第2の高周波電子部品における第2の入力ポートに対応する。
高周波電子部品30を含む送信回路7では、IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txは、BPF13を通過して、高周波電子部品30の入力端子30aに入力される。バラン31は、入力端子30aに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txを平衡信号の形態の送信信号UMTS Txに変換して出力する。IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txは、高周波電子部品30の入力端子30b1,30b2に入力される。スイッチ32,33の入力ポート32a,33aには、バラン31より出力された平衡信号の形態の送信信号UMTS Txが入力される。スイッチ32,33の入力ポート32b,33bには、入力端子30b1,30b2に入力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txが入力される。スイッチ32,33は、入力ポート32a,33aに入力された平衡信号の形態の送信信号UMTS Txと、入力ポート32b,33bに入力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txとを切り替えて、電力増幅器34に対して出力する。電力増幅器34に入力された平衡信号の形態の送信信号は、電力増幅器34によって増幅されて、不平衡信号の形態の送信信号として出力される。電力増幅器34より出力される送信信号は、図1におけるスイッチ3のポート3aに入力される。
本実施の形態に係る高周波電子部品30は、第1の実施の形態に係る高周波電子部品10と同様に、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いてバラン31を構成し、スイッチ32,33を積層基板20に搭載することによって構成することができる。
次に、比較例と比較しながら、本実施の形態の効果について説明する。図15は、比較例の送信回路の回路構成を示すブロック図である。この比較例の送信回路は、図14に示した送信回路におけるバラン31、スイッチ32,33、電力増幅器34および出力端7cの代りに、2つの電力増幅器14A,34Bと2つの出力端15A,15Bを備えている。比較例の送信回路では、BPF13より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Txは、電力増幅器14Aによって増幅されて、出力端15Aより出力される。また、IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txは、電力増幅器34Bによって増幅されて、不平衡信号の形態の送信信号GSM Txとして、出力端15Bより出力される。出力端15Aより出力された送信信号UMTS Txは、図11に示したデュプレクサ4のBPF4bに入力される。また、出力端15Bより出力された送信信号GSM Txは、図11に示したスイッチ1のポート1cに入力される。
図15に示した比較例では、比較的高価な電力増幅器が2つ必要となり、その結果、送信回路およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化および低コスト化が妨げられる。これに対し、本実施の形態では、送信信号UMTS Txと送信信号GSM Txとで1つの電力増幅器34を共用するため、比較例に比べて、送信回路7に含まれる電力増幅器の数を1つ少なくすることができ、その結果、送信回路7およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化、低コスト化が可能になる。なお、本実施の形態では、比較例と比べると、電力増幅器を1つ減らすことができるが、新たに3つのスイッチ3,32,33が必要なる。しかし、スイッチは電力増幅器に比べると安価であるため、本実施の形態では比較例に比べてコストを低減することができる。
なお、本実施の形態に係る高周波電子部品は、第1の実施の形態における第1ないし第3の変形例と同様に、バラン31およびスイッチ32,33に加えて、電力増幅器34とBPF13の少なくとも一方を備えていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。
[第3の実施の形態]
次に、図16を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図16は、本実施の形態に係る高周波電子部品30を含む送信回路7を示している。本実施の形態に係る高周波電子部品30は、第2の実施の形態におけるスイッチ32,33の代りに、平衡信号を切り替えるスイッチ35を備えている。スイッチ35は、4つの入力ポート35a,35b,35c,35dと2つの出力ポート35e,35fとを有し、出力ポート35eが入力ポート35aに接続され、出力ポート35fが入力ポート35bに接続された状態と、出力ポート35eが入力ポート35cに接続され、出力ポート35fが入力ポート35dに接続された状態とを切り替えることができるようになっている。
次に、図16を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図16は、本実施の形態に係る高周波電子部品30を含む送信回路7を示している。本実施の形態に係る高周波電子部品30は、第2の実施の形態におけるスイッチ32,33の代りに、平衡信号を切り替えるスイッチ35を備えている。スイッチ35は、4つの入力ポート35a,35b,35c,35dと2つの出力ポート35e,35fとを有し、出力ポート35eが入力ポート35aに接続され、出力ポート35fが入力ポート35bに接続された状態と、出力ポート35eが入力ポート35cに接続され、出力ポート35fが入力ポート35dに接続された状態とを切り替えることができるようになっている。
バラン31の2つの平衡出力端は、スイッチ35の入力ポート35a,35bに接続されている。入力端子30b1,30b2は、スイッチ35の入力ポート35c,35dに接続されている。スイッチ35の出力ポート35e,35fは、出力端子30c1,30c2に接続されている。
本実施の形態において、スイッチ35は、本発明の第2の高周波電子部品におけるスイッチに対応する。入力ポート35a,35bは、本発明の第2の高周波電子部品における第1の入力ポートに対応する。入力ポート35c,35dは、本発明の第2の高周波電子部品における第2の入力ポートに対応する。
本実施の形態では、スイッチ35の入力ポート35a,35bには、バラン31より出力された平衡信号の形態の送信信号UMTS Txが入力される。スイッチ35の入力ポート35c,35dには、入力端子30b1,30b2に入力された送信信号GSM Txが入力される。スイッチ35は、入力ポート35a,35bに入力された平衡信号の形態の送信信号UMTS Txと、入力ポート35c,35dに入力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txとを切り替えて、電力増幅器34に対して出力する。
本実施の形態に係る高周波電子部品30は、第1の実施の形態に係る高周波電子部品10と同様に、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いてバラン31を構成し、スイッチ35を積層基板20に搭載することによって構成することができる。
なお、本実施の形態に係る高周波電子部品は、第1の実施の形態における第1ないし第3の変形例と同様に、バラン31およびスイッチ35に加えて、電力増幅器34とBPF13の少なくとも一方を備えていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第2の実施の形態と同様である。
[第4の実施の形態]
次に、図17を参照して、本発明の第4の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図17は、本実施の形態に係る高周波電子部品40を含む送信回路7を示している。本実施の形態に係る高周波電子部品40は、2つのUMTS方式の送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2と送信信号GSM Txとを処理する送信回路7に用いられるものである。本実施の形態では、送信信号GSM TxがGSM850(AGSM)とGSM900(EGSM)の少なくとも一方における送信信号である場合には、送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2は、GSM850(AGSM)およびGSM900(EGSM)と周波数帯の近いバンドV、VI、VIIIのうちの互いに異なる2つのバンドにおける送信信号である。また、送信信号GSM TxがGSM1800(DCS)とGSM1900(PCS)の少なくとも一方における送信信号である場合には、送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2は、GSM1800(DCS)とGSM1900(PCS)と周波数帯の近いバンドI、II、III、IV、IX、Xのうちの互いに異なる2つのバンドにおける送信信号である。本実施の形態における送信回路7を含む高周波回路において、IC2は、それぞれ不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2と、平衡信号の形態のGSM方式の送信信号GSM Txとを生成し出力する。
次に、図17を参照して、本発明の第4の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図17は、本実施の形態に係る高周波電子部品40を含む送信回路7を示している。本実施の形態に係る高周波電子部品40は、2つのUMTS方式の送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2と送信信号GSM Txとを処理する送信回路7に用いられるものである。本実施の形態では、送信信号GSM TxがGSM850(AGSM)とGSM900(EGSM)の少なくとも一方における送信信号である場合には、送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2は、GSM850(AGSM)およびGSM900(EGSM)と周波数帯の近いバンドV、VI、VIIIのうちの互いに異なる2つのバンドにおける送信信号である。また、送信信号GSM TxがGSM1800(DCS)とGSM1900(PCS)の少なくとも一方における送信信号である場合には、送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2は、GSM1800(DCS)とGSM1900(PCS)と周波数帯の近いバンドI、II、III、IV、IX、Xのうちの互いに異なる2つのバンドにおける送信信号である。本実施の形態における送信回路7を含む高周波回路において、IC2は、それぞれ不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2と、平衡信号の形態のGSM方式の送信信号GSM Txとを生成し出力する。
本実施の形態における送信回路7は、第1の実施の形態におけるBPF13の代りに2つのBPF13A,13Bを備え、第1の実施の形態に係る高周波電子部品10の代りに本実施の形態に係る高周波電子部品40を備えている。BPF13A,13Bには、それぞれ、IC2より出力される送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2が入力される。
高周波電子部品40は、入力端子40a,40b,40c1,40c2と、出力端子40dと、バラン11と、スイッチ41とを備えている。スイッチ41は、3つの入力ポート41a,41b,41cと1つの出力ポート41dとを有し、出力ポート41dを入力ポート41a,41b,41cのいずれかに選択的に接続する。
入力端子40aは、BPF13Aの出力端とスイッチ41の入力ポート41aとに接続されている。入力端子40bは、BPF13Bの出力端とスイッチ41の入力ポート41bとに接続されている。入力端子40c1,40c2には、IC2より出力される平衡信号の形態の送信信号GSM Txが入力される。バラン11の2つの平衡入力端は、入力端子40c1,40c2に接続されている。バラン11の不平衡出力端は、スイッチ41の入力ポート41cに接続されている。スイッチ41の出力ポート41dは、出力端子40dに接続されている。出力端子40dは、電力増幅器14の入力端に接続されている。
本実施の形態に係る高周波電子部品40は、本発明の第1の高周波電子部品に対応する。本実施の形態において、不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2は本発明の第1の高周波電子部品における第1の送信信号に対応し、平衡信号の形態の送信信号GSM Txは本発明の第1の高周波電子部品における第2の送信信号に対応する。また、入力端子40a,40bは本発明の第1の高周波電子部品における第1の入力端子に対応し、入力端子40c1,40c2は本発明の第1の高周波電子部品における第2の入力端子に対応する。
また、スイッチ41の入力ポート41a,41bは、本発明の第1の高周波電子部品における第1の入力ポートに対応する。スイッチ41の入力ポート41cは、本発明の第1の高周波電子部品における第2の入力ポートに対応する。
高周波電子部品40を含む送信回路7では、IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1は、BPF13A、入力端子40aを通過して、スイッチ41の入力ポート41aに入力される。IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2は、BPF13B、入力端子40bを通過して、スイッチ41の入力ポート41bに入力される。IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txは、入力端子40c1,40c2を通過し、バラン11によって不平衡信号の形態の送信信号GSM Txに変換され、この不平衡信号の形態の送信信号GSM Txは、スイッチ41の入力ポート41cに入力される。スイッチ41は、入力ポート41aに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1と、入力ポート41bに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2と、入力ポート41cに入力された不平衡信号の形態の送信信号GSM Txとを切り替えて、電力増幅器14に対して出力する。電力増幅器14に入力された送信信号は、電力増幅器14によって増幅され、送信回路7の出力端7cに対して出力される。なお、本実施の形態では、出力端7cは、1つの入力ポートと3つの出力ポートとを有する図示しないスイッチの入力ポートに接続される。このスイッチは、3つの出力ポートのいずれかを選択的に入力ポートに接続して、入力ポートに入力される送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2,GSM Txをそれぞれ異なる出力ポートより出力する。
本実施の形態に係る高周波電子部品40は、第1の実施の形態に係る高周波電子部品10と同様に、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いてバラン11を構成し、スイッチ41を積層基板20に搭載することによって構成することができる。
次に、比較例と比較しながら、本実施の形態の効果について説明する。図18は、比較例の送信回路の回路構成を示すブロック図である。この比較例の送信回路は、図17に示した送信回路におけるスイッチ41、電力増幅器14および出力端7cの代りに、3つの電力増幅器42A,42B,42Cと3つの出力端43A,43B,43Cを備えている。比較例の送信回路では、BPF13Aより出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1は、電力増幅器42Aによって増幅されて、出力端43Aより出力される。BPF13Bより出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2は、電力増幅器42Bによって増幅されて、出力端43Bより出力される。また、バラン11より出力された不平衡信号の形態の送信信号GSM Txは、電力増幅器42Cによって増幅されて、出力端43Cより出力される。
図18に示した比較例では、比較的高価な電力増幅器が3つ必要となり、その結果、送信回路およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化および低コスト化が妨げられる。これに対し、本実施の形態では、送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2,GSM Txで1つの電力増幅器14を共用するため、比較例に比べて、送信回路7に含まれる電力増幅器の数を2つ少なくすることができ、その結果、送信回路7およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化、低コスト化が可能になる。
なお、本実施の形態に係る高周波電子部品は、第1の実施の形態における第1ないし第3の変形例と同様に、バラン11およびスイッチ41に加えて、電力増幅器14を備えていてもよいし、BPF13A,13Bを備えていてもよいし、電力増幅器14およびBPF13A,13Bを備えていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。
[第5の実施の形態]
次に、図19を参照して、本発明の第5の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図19は、本実施の形態に係る高周波電子部品50を含む送信回路7を示している。本実施の形態における送信回路7は、第4の実施の形態における電力増幅器14の代りに、2つの平衡入力端と1つの不平衡出力端とを有する平衡入力型の電力増幅器34を備えている。また、本実施の形態における送信回路7は、第4の実施の形態に係る高周波電子部品40の代りに本実施の形態に係る高周波電子部品50を備えている。
次に、図19を参照して、本発明の第5の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図19は、本実施の形態に係る高周波電子部品50を含む送信回路7を示している。本実施の形態における送信回路7は、第4の実施の形態における電力増幅器14の代りに、2つの平衡入力端と1つの不平衡出力端とを有する平衡入力型の電力増幅器34を備えている。また、本実施の形態における送信回路7は、第4の実施の形態に係る高周波電子部品40の代りに本実施の形態に係る高周波電子部品50を備えている。
高周波電子部品50は、入力端子50a,50b,50c1,50c2と、出力端子50d1,50d2と、バラン51A,51Bと、スイッチ52とを備えている。バラン51A,51Bは、それぞれ、1つの不平衡入力端と2つの平衡出力端とを有している。バラン51A,51Bの回路構成は、第2の実施の形態におけるバラン31と同様である。
スイッチ52は、6つの入力ポート52a,52b,52c,52d,52e,52fと2つの出力ポート52g,52hとを有している。スイッチ52は、出力ポート52gが入力ポート52aに接続され、出力ポート52hが入力ポート52bに接続された状態と、出力ポート52gが入力ポート52cに接続され、出力ポート52hが入力ポート52dに接続された状態と、出力ポート52gが入力ポート52eに接続され、出力ポート52hが入力ポート52fに接続された状態とを切り替えることができるようになっている。
入力端子50aは、BPF13Aの出力端とバラン51Aの不平衡入力端とに接続されている。入力端子50bは、BPF13Bの出力端とバラン51Bの不平衡入力端とに接続されている。バラン51Aの2つの平衡出力端は、スイッチ52の入力ポート52a,52bに接続されている。バラン51Bの2つの平衡出力端は、スイッチ52の入力ポート52c,52dに接続されている。入力端子50c1,50c2は、スイッチ52の入力ポート52e,52fに接続されている。スイッチ52の出力ポート52g,52hは、出力端子50d1,50d2に接続されている。
本実施の形態において、スイッチ52の入力ポート52a,52b,52c,52dは、本発明の第2の高周波電子部品における第1の入力ポートに対応する。入力ポート52e,52fは、本発明の第2の高周波電子部品における第2の入力ポートに対応する。
高周波電子部品50を含む送信回路7では、IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1は、BPF13Aを通過して、高周波電子部品50の入力端子50aに入力される。また、IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2は、BPF13Bを通過して、高周波電子部品50の入力端子50bに入力される。バラン51Aは、入力端子50aに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1を平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1に変換して出力する。バラン51Bは、入力端子50bに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2を平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2に変換して出力する。IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txは、高周波電子部品50の入力端子50c1,50c2に入力される。
スイッチ52の入力ポート52a,52bには、バラン51Aより出力された平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1が入力される。スイッチ52の入力ポート52c,52dには、バラン51Bより出力された平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2が入力される。スイッチ52の入力ポート52e,52fには、入力端子50c1,50c2に入力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txが入力される。スイッチ52は、入力ポート52a,52bに入力された平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1と、入力ポート52c,52dに入力された平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2と、入力ポート52e,52fに入力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txとを切り替えて、入力ポート52g,52hより、電力増幅器34に対して出力する。
本実施の形態に係る高周波電子部品50は、第1の実施の形態に係る高周波電子部品10と同様に、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いてバラン51A,51Bを構成し、スイッチ52を積層基板20に搭載することによって構成することができる。
次に、比較例と比較しながら、本実施の形態の効果について説明する。図20は、比較例の送信回路の回路構成を示すブロック図である。この比較例の送信回路は、図19に示した送信回路におけるバラン51A,51B、スイッチ52、電力増幅器34および出力端7cの代りに、3つの電力増幅器42A,42B,42Dと3つの出力端43A,43B,43Cを備えている。比較例の送信回路では、BPF13Aより出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1は、電力増幅器42Aによって増幅されて、出力端43Aより出力される。また、BPF13Bより出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2は、電力増幅器42Bによって増幅されて、出力端43Bより出力される。また、IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txは、電力増幅器42Dによって増幅されて、不平衡信号の形態の送信信号GSM Txとして出力端43Cより出力される。
図20に示した比較例では、比較的高価な電力増幅器が3つ必要となり、その結果、送信回路およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化および低コスト化が妨げられる。これに対し、本実施の形態では、送信信号UMTS Tx1,UMTS Tx2,GSM Txで1つの電力増幅器34を共用するため、比較例に比べて、送信回路7に含まれる電力増幅器の数を2つ少なくすることができ、その結果、送信回路7およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化、低コスト化が可能になる。
なお、本実施の形態において、スイッチ52の代りに、3つの入力ポートのいずれかを選択的に1つの出力ポートに接続するスイッチを2つ設けてもよい。
また、本実施の形態に係る高周波電子部品50は、第1の実施の形態における第1ないし第3の変形例と同様に、バラン51A,51Bおよびスイッチ52に加えて、電力増幅器34を備えていてもよいし、BPF13A,13Bを備えていてもよいし、電力増幅器34およびBPF13A,13Bを備えていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第4の実施の形態と同様である。
[第6の実施の形態]
次に、図21を参照して、本発明の第6の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図21は、本実施の形態に係る高周波電子部品60を含む送信回路7を示している。本実施の形態における送信回路7は、第5の実施の形態に係る高周波電子部品50の代りに、スイッチ63と、本実施の形態に係る高周波電子部品60とを備えている。スイッチ63は、BPF13Aの出力端に接続された入力ポート63aと、BPF13Bの出力端に接続された入力ポート63bと、出力ポート63cとを有し、出力ポート63cを入力ポート63a,63bのいずれかに選択的に接続する。
次に、図21を参照して、本発明の第6の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図21は、本実施の形態に係る高周波電子部品60を含む送信回路7を示している。本実施の形態における送信回路7は、第5の実施の形態に係る高周波電子部品50の代りに、スイッチ63と、本実施の形態に係る高周波電子部品60とを備えている。スイッチ63は、BPF13Aの出力端に接続された入力ポート63aと、BPF13Bの出力端に接続された入力ポート63bと、出力ポート63cとを有し、出力ポート63cを入力ポート63a,63bのいずれかに選択的に接続する。
高周波電子部品60は、入力端子60a,60b1,60b2と、出力端子60c1,60c2と、バラン61と、スイッチ62とを備えている。入力端子60aは、スイッチ63の出力ポート63cに接続されている。バラン61は、1つの不平衡入力端と2つの平衡出力端とを有している。バラン61の回路構成は、第2の実施の形態におけるバラン31と同様である。バラン61の不平衡入力端は、入力端子60aに接続されている。
スイッチ62は、4つの入力ポート62a,62b,62c,62dと2つの出力ポート62e,62fとを有している。スイッチ62は、出力ポート62eが入力ポート62aに接続され、出力ポート62fが入力ポート62bに接続された状態と、出力ポート62eが入力ポート62cに接続され、出力ポート62fが入力ポート62dに接続された状態とを切り替えることができるようになっている。
バラン61の2つの平衡出力端は、スイッチ62の入力ポート62a,62bに接続されている。入力端子60b1,60b2は、スイッチ62の入力ポート62c,62dに接続されている。スイッチ62の出力ポート62e,62fは、出力端子60c1,60c2に接続されている。
本実施の形態において、スイッチ62の入力ポート62a,62bは、本発明の第2の高周波電子部品における第1の入力ポートに対応する。入力ポート62c,62dは、本発明の第2の高周波電子部品における第2の入力ポートに対応する。
高周波電子部品60を含む送信回路7では、IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1は、BPF13Aを通過して、スイッチ63の入力ポート63aに入力される。また、IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2は、BPF13Bを通過して、スイッチ63の入力ポート63bに入力される。スイッチ63は、入力ポート63aに入力された送信信号UMTS Tx1と、入力ポート63bに入力された送信信号UMTS Tx2とを切り替えて、出力ポート63cより、高周波電子部品60の入力端子60aに対して出力する。
高周波電子部品60のバラン61は、入力端子60aに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1または不平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2を、平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1または平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2に変換して出力する。IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txは、高周波電子部品60の入力端子60b1,60b2に入力される。
スイッチ62の入力ポート62a,62bには、バラン61より出力された平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1または平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2が入力される。スイッチ62の入力ポート62c,62dには、入力端子60b1,60b2に入力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txが入力される。スイッチ62は、入力ポート62a,62bに入力された平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx1または平衡信号の形態の送信信号UMTS Tx2と、入力ポート62c,62dに入力された平衡信号の形態の送信信号GSM Txとを切り替えて、出力ポート62e,62fより、電力増幅器34に対して出力する。
本実施の形態に係る高周波電子部品60は、第1の実施の形態に係る高周波電子部品10と同様に、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いてバラン61を構成し、スイッチ62を積層基板20に搭載することによって構成することができる。
なお、本実施の形態において、スイッチ62の代りに、2つの入力ポートのいずれかを選択的に1つの出力ポートに接続するスイッチを2つ設けてもよい。
また、本実施の形態に係る高周波電子部品60は、バラン61およびスイッチ62に加えて、電力増幅器34とスイッチ63の少なくとも一方を備えていてもよい。また、本実施の形態に係る高周波電子部品60は、スイッチ63を備える場合には、更にBPF13A,13Bを備えていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第5の実施の形態と同様である。
[第7の実施の形態]
次に、図22を参照して、本発明の第7の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図22は、本実施の形態に係る高周波電子部品70を含む送信回路7を示している。本実施の形態に係る高周波電子部品70は、3つのUMTS方式の送信信号UMTS-L Tx,UMTS-H Tx1,UMTS-H Tx2と、2つの送信信号GSM-L Tx,GSM-H Txとを処理する送信回路7に用いられるものである。送信信号GSM-L Txは、表1に示した4つのシステムのうちの周波数帯の近いGSM850(AGSM)とGSM900(EGSM)の少なくとも一方における送信信号を含んでいる。送信信号GSM-H Txは、表1に示した4つのシステムのうちの周波数帯の近いGSM1800(DCS)とGSM1900(PCS)の少なくとも一方における送信信号を含んでいる。送信信号UMTS-L Txは、GSM850(AGSM)およびGSM900(EGSM)と周波数帯の近いバンドV、VI、VIIIのいずれかにおける送信信号である。送信信号UMTS-H Tx1,UMTS-H Tx2は、GSM1800(DCS)およびGSM1900(PCS)と周波数帯の近いバンドI、II、III、IV、IX、Xのうちの互いに異なる2つのバンドにおける送信信号である。本実施の形態における送信回路7を含む高周波回路において、IC2は、それぞれ不平衡信号の形態のUMTS方式の送信信号UMTS-L Tx,UMTS-H Tx1,UMTS-H Tx2と、それぞれ平衡信号の形態のGSM方式の送信信号GSM-L Tx,GSM-H Txとを生成し出力する。
次に、図22を参照して、本発明の第7の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図22は、本実施の形態に係る高周波電子部品70を含む送信回路7を示している。本実施の形態に係る高周波電子部品70は、3つのUMTS方式の送信信号UMTS-L Tx,UMTS-H Tx1,UMTS-H Tx2と、2つの送信信号GSM-L Tx,GSM-H Txとを処理する送信回路7に用いられるものである。送信信号GSM-L Txは、表1に示した4つのシステムのうちの周波数帯の近いGSM850(AGSM)とGSM900(EGSM)の少なくとも一方における送信信号を含んでいる。送信信号GSM-H Txは、表1に示した4つのシステムのうちの周波数帯の近いGSM1800(DCS)とGSM1900(PCS)の少なくとも一方における送信信号を含んでいる。送信信号UMTS-L Txは、GSM850(AGSM)およびGSM900(EGSM)と周波数帯の近いバンドV、VI、VIIIのいずれかにおける送信信号である。送信信号UMTS-H Tx1,UMTS-H Tx2は、GSM1800(DCS)およびGSM1900(PCS)と周波数帯の近いバンドI、II、III、IV、IX、Xのうちの互いに異なる2つのバンドにおける送信信号である。本実施の形態における送信回路7を含む高周波回路において、IC2は、それぞれ不平衡信号の形態のUMTS方式の送信信号UMTS-L Tx,UMTS-H Tx1,UMTS-H Tx2と、それぞれ平衡信号の形態のGSM方式の送信信号GSM-L Tx,GSM-H Txとを生成し出力する。
本実施の形態における送信回路7は、3つのBPF73,76,77と、本実施の形態に係る高周波電子部品70と、2つの電力増幅器14L,14Hと、2つの出力端7L,7Hとを備えている。BPF73,76,77には、それぞれ、IC2より出力される送信信号UMTS-L Tx,UMTS-H Tx1,UMTS-H Tx2が入力される。
高周波電子部品70は、入力端子70a,70b1,70b2,70c,70d,70e1,70e2と、出力端子70f,70gと、バラン71,74と、スイッチ72,75とを備えている。バラン71,74は、それぞれ、2つの平衡入力端と1つの不平衡出力端とを有している。バラン71,74の回路構成は、第1の実施の形態におけるバラン11と同様である。
スイッチ72は、2つの入力ポート72a,72bと1つの出力ポート72cとを有し、出力ポート72cを入力ポート72a,72bのいずれかに選択的に接続する。スイッチ75は、3つの入力ポート75a,75b,75cと1つの出力ポート75dとを有し、出力ポート75dを入力ポート75a,75b,75cのいずれかに選択的に接続する。
入力端子70aは、BPF73の出力端とスイッチ72の入力ポート72aとに接続されている。入力端子70b1,70b2には、IC2より出力される平衡信号の形態の送信信号GSM-L Txが入力される。バラン71の2つの平衡入力端は、入力端子70b1,70b2に接続されている。バラン71の不平衡出力端は、スイッチ72の入力ポート72bに接続されている。入力端子70cは、BPF76の出力端とスイッチ75の入力ポート75aとに接続されている。入力端子70dは、BPF77の出力端とスイッチ75の入力ポート75bとに接続されている。入力端子70e1,70e2には、IC2より出力される平衡信号の形態の送信信号GSM-H Txが入力される。バラン74の2つの平衡入力端は、入力端子70e1,70e2に接続されている。バラン74の不平衡出力端は、スイッチ75の入力ポート75cに接続されている。
スイッチ72の出力ポート72cは、出力端子70fに接続されている。出力端子70fは、電力増幅器14Lの入力端に接続されている。電力増幅器14Lの出力端は出力端7Lに接続されている。スイッチ75の出力ポート75cは、出力端子70gに接続されている。出力端子70gは、電力増幅器14Hの入力端に接続されている。電力増幅器14Hの出力端は出力端7Hに接続されている。
本実施の形態に係る高周波電子部品70は、本発明の第1の高周波電子部品に対応する。本実施の形態において、不平衡信号の形態の送信信号UMTS-L Tx,UMTS-H Tx1,UMTS-H Tx2は本発明の第1の高周波電子部品における第1の送信信号に対応し、平衡信号の形態の送信信号GSM Tx-L,GSM Tx-Hは本発明の第1の高周波電子部品における第2の送信信号に対応する。また、入力端子70a,70c,70dは本発明の第1の高周波電子部品における第1の入力端子に対応し、入力端子70b1,70b2,70e1,70e2は本発明の第1の高周波電子部品における第2の入力端子に対応する。
また、スイッチ72の入力ポート72aおよびスイッチ75の入力ポート75a,75bは、本発明の第1の高周波電子部品における第1の入力ポートに対応する。スイッチ72の入力ポート72bおよびスイッチ75の入力ポート75cは、本発明の第1の高周波電子部品における第2の入力ポートに対応する。
高周波電子部品70を含む送信回路7では、IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-L Txは、BPF73、入力端子70aを通過して、スイッチ72の入力ポート72aに入力される。IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM-L Txは、入力端子70b1,70b2を通過し、バラン71によって不平衡信号の形態の送信信号GSM-L Txに変換され、この不平衡信号の形態の送信信号GSM-L Txは、スイッチ72の入力ポート72bに入力される。スイッチ72は、入力ポート72aに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-L Txと、入力ポート72bに入力された不平衡信号の形態の送信信号GSM-L Txとを切り替えて、電力増幅器14Lに対して出力する。電力増幅器14Lに入力された送信信号は、電力増幅器14Lによって増幅され、送信回路7の出力端7Lに対して出力される。
また、IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx1は、BPF76、入力端子70cを通過して、スイッチ75の入力ポート75aに入力される。IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx2は、BPF77、入力端子70dを通過して、スイッチ75の入力ポート75bに入力される。IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM-H Txは、入力端子70e1,70e2を通過し、バラン74によって不平衡信号の形態の送信信号GSM-H Txに変換され、この不平衡信号の形態の送信信号GSM-H Txは、スイッチ75の入力ポート75cに入力される。スイッチ75は、入力ポート75aに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx1と、入力ポート75bに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx2と、入力ポート75cに入力された不平衡信号の形態の送信信号GSM-H Txとを切り替えて、電力増幅器14Hに対して出力する。電力増幅器14Hに入力された送信信号は、電力増幅器14Hによって増幅され、送信回路7の出力端7Hに対して出力される。
なお、本実施の形態では、出力端7Lは、1つの入力ポートと2つの出力ポートとを有する図示しないスイッチの入力ポートに接続される。このスイッチは、2つの出力ポートのいずれかを選択的に入力ポートに接続して、入力ポートに入力される送信信号UMTS-L Tx,GSM-L Txをそれぞれ異なる出力ポートより出力する。また、出力端7Hは、1つの入力ポートと3つの出力ポートとを有する図示しないスイッチの入力ポートに接続される。このスイッチは、3つの出力ポートのいずれかを選択的に入力ポートに接続して、入力ポートに入力される送信信号UMTS-H Tx1,UMTS-H Tx2,GSM-H Txをそれぞれ異なる出力ポートより出力する。
本実施の形態に係る高周波電子部品70は、第1の実施の形態に係る高周波電子部品10と同様に、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いてバラン71,74を構成し、スイッチ72,75を積層基板20に搭載することによって構成することができる。
次に、比較例と比較しながら、本実施の形態の効果について説明する。図23は、比較例の送信回路の回路構成を示すブロック図である。この比較例の送信回路は、図22に示した送信回路におけるスイッチ72,75、電力増幅器14L,14Hおよび出力端7L,7Hの代りに、5つの電力増幅器78A,78B,78C,78D,78Eと5つの出力端79A,79B,79C,79D,79Eを備えている。比較例の送信回路では、BPF73より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-L Txは、電力増幅器78Aによって増幅されて、出力端79Aより出力される。バラン71より出力された不平衡信号の形態の送信信号GSM-L Txは、電力増幅器78Bによって増幅されて、出力端79Bより出力される。BPF76より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx1は、電力増幅器78Cによって増幅されて、出力端79Cより出力される。BPF77より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx2は、電力増幅器78Dによって増幅されて、出力端79Dより出力される。バラン74より出力された不平衡信号の形態の送信信号GSM-H Txは、電力増幅器78Eによって増幅されて、出力端79Eより出力される。
図23に示した比較例では、比較的高価な電力増幅器が5つ必要となり、その結果、送信回路およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化および低コスト化が妨げられる。これに対し、本実施の形態では、周波数帯の近い送信信号UMTS-L Tx,GSM-L Txで1つの電力増幅器14Lを共用し、周波数帯の近い送信信号UMTS-H Tx1,UMTS-H Tx2,GSM-H Txで1つの電力増幅器14Hを共用するため、比較例に比べて、送信回路7に含まれる電力増幅器の数を3つ少なくすることができ、その結果、送信回路7およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化、低コスト化が可能になる。
なお、本実施の形態に係る高周波電子部品は、第1の実施の形態における第1ないし第3の変形例と同様に、バラン71,74およびスイッチ72,75に加えて、電力増幅器14L,14Hを備えていてもよいし、BPF73,76,77を備えていてもよいし、電力増幅器14L,14HおよびBPF73,76,77を備えていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。
[第8の実施の形態]
次に、図24を参照して、本発明の第8の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図24は、本実施の形態に係る高周波電子部品80を含む送信回路7を示している。本実施の形態における送信回路7は、第7の実施の形態における電力増幅器14L,14Hの代りに、それぞれ2つの平衡入力端と1つの不平衡出力端とを有する平衡入力型の電力増幅器34L,34Hを備えている。また、本実施の形態における送信回路7は、第7の実施の形態に係る高周波電子部品70の代りに本実施の形態に係る高周波電子部品80を備えている。
次に、図24を参照して、本発明の第8の実施の形態に係る高周波電子部品について説明する。図24は、本実施の形態に係る高周波電子部品80を含む送信回路7を示している。本実施の形態における送信回路7は、第7の実施の形態における電力増幅器14L,14Hの代りに、それぞれ2つの平衡入力端と1つの不平衡出力端とを有する平衡入力型の電力増幅器34L,34Hを備えている。また、本実施の形態における送信回路7は、第7の実施の形態に係る高周波電子部品70の代りに本実施の形態に係る高周波電子部品80を備えている。
高周波電子部品80は、入力端子80a,80b1,80b2,80c,80d,80e1,80e2と、出力端子80f1,80f2,80g1,80g2と、バラン81,83,84と、スイッチ82,85とを備えている。バラン81,83,84は、それぞれ、1つの不平衡入力端と2つの平衡出力端とを有している。バラン81,83,84の回路構成は、第2の実施の形態におけるバラン31と同様である。
スイッチ82は、4つの入力ポート82a,82b,82c,82dと2つの出力ポート82e,82fとを有している。スイッチ82は、出力ポート82eが入力ポート82aに接続され、出力ポート82fが入力ポート82bに接続された状態と、出力ポート82eが入力ポート82cに接続され、出力ポート82fが入力ポート82dに接続された状態とを切り替えることができるようになっている。
スイッチ85は、6つの入力ポート85a,85b,85c,85d,85e,85fと2つの出力ポート85g,85hとを有している。スイッチ85は、出力ポート85gが入力ポート85aに接続され、出力ポート85hが入力ポート85bに接続された状態と、出力ポート85gが入力ポート85cに接続され、出力ポート85hが入力ポート85dに接続された状態と、出力ポート85gが入力ポート85eに接続され、出力ポート85hが入力ポート85fに接続された状態とを切り替えることができるようになっている。
入力端子80aは、BPF73の出力端とバラン81の不平衡入力端とに接続されている。バラン81の2つの平衡出力端は、スイッチ82の入力ポート82a,82bに接続されている。入力端子80b1,80b2は、スイッチ82の入力ポート82c,82dに接続されている。スイッチ82の出力ポート82e,82fは、出力端子80f1,80f2に接続されている。
入力端子80cは、BPF76の出力端とバラン83の不平衡入力端とに接続されている。入力端子80dは、BPF77の出力端とバラン84の不平衡入力端とに接続されている。バラン83の2つの平衡出力端は、スイッチ85の入力ポート85a,85bに接続されている。バラン84の2つの平衡出力端は、スイッチ85の入力ポート85c,85dに接続されている。入力端子80e1,80e2は、スイッチ85の入力ポート85e,85fに接続されている。スイッチ85の出力ポート85g,85hは、出力端子80g1,80g2に接続されている。
本実施の形態において、スイッチ82の入力ポート82a,82bおよびスイッチ85の入力ポート85a,85b,85c,85dは、本発明の第2の高周波電子部品における第1の入力ポートに対応する。スイッチ82の入力ポート82c,82dおよびスイッチ85の入力ポート85e,85fは、本発明の第2の高周波電子部品における第2の入力ポートに対応する。
高周波電子部品80を含む送信回路7では、IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-L Txは、BPF73を通過して、高周波電子部品80の入力端子80aに入力される。バラン81は、入力端子80aに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-L Txを平衡信号の形態の送信信号UMTS-L Txに変換して出力する。IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM-L Txは、高周波電子部品80の入力端子80b1,80b2に入力される。
また、IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx1は、BPF76を通過して、高周波電子部品80の入力端子80cに入力される。IC2より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx2は、BPF77を通過して、高周波電子部品80の入力端子80dに入力される。バラン83は、入力端子80cに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx1を平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx1に変換して出力する。バラン84は、入力端子80dに入力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx2を平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx2に変換して出力する。IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM-H Txは、高周波電子部品80の入力端子80e1,80e2に入力される。
スイッチ82の入力ポート82a,82bには、バラン81より出力された平衡信号の形態の送信信号UMTS-L Txが入力される。スイッチ82の入力ポート82c,82dには、入力端子80b1,80b2に入力された平衡信号の形態の送信信号GSM-L Txが入力される。スイッチ82は、入力ポート82a,82bに入力された平衡信号の形態の送信信号UMTS-L Txと、入力ポート82c,82dに入力された平衡信号の形態の送信信号GSM-L Txとを切り替えて、出力ポート82e,82fより、電力増幅器34Lに対して出力する。電力増幅器34Lに入力された送信信号は、電力増幅器34Lによって増幅され、不平衡信号の形態の送信信号として、送信回路7の出力端7Lに対して出力される。
スイッチ85の入力ポート85a,85bには、バラン83より出力された平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx1が入力される。スイッチ85の入力ポート85c,85dには、バラン84より出力された平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx2が入力される。スイッチ85の入力ポート85e,85fには、入力端子80e1,80e2に入力された平衡信号の形態の送信信号GSM-H Txが入力される。スイッチ85は、入力ポート85a,85bに入力された平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx1と、入力ポート85c,85dに入力された平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx2と、入力ポート85e,85fに入力された平衡信号の形態の送信信号GSM-H Txとを切り替えて、出力ポート85g,85hより、電力増幅器34Hに対して出力する。電力増幅器34Hに入力された送信信号は、電力増幅器34Hによって増幅され、不平衡信号の形態の送信信号として、送信回路7の出力端7Hに対して出力される。
本実施の形態に係る高周波電子部品80は、第1の実施の形態に係る高周波電子部品10と同様に、積層基板20内に設けられた複数の導体層を用いてバラン81,83,84を構成し、スイッチ82,85を積層基板20に搭載することによって構成することができる。
次に、比較例と比較しながら、本実施の形態の効果について説明する。図25は、比較例の送信回路の回路構成を示すブロック図である。この比較例の送信回路は、図24に示した送信回路におけるバラン81,83,84、スイッチ82,85、電力増幅器34L,34Hおよび出力端7L,7Hの代りに、5つの電力増幅器88A,88B,88C,88D,88Eと5つの出力端89A,89B,89C,89D,89Eを備えている。比較例の送信回路では、BPF73より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-L Txは、電力増幅器88Aによって増幅されて、出力端89Aより出力される。IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM-L Txは、電力増幅器88Bによって増幅されて、不平衡信号の形態の送信信号GSM-L Txとして、出力端89Bより出力される。BPF76より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx1は、電力増幅器88Cによって増幅されて、出力端89Cより出力される。BPF77より出力された不平衡信号の形態の送信信号UMTS-H Tx2は、電力増幅器88Dによって増幅されて、出力端89Dより出力される。IC2より出力された平衡信号の形態の送信信号GSM-H Txは、電力増幅器88Eによって増幅されて、不平衡信号の形態の送信信号GSM-H Txとして、出力端89Eより出力される。
図25に示した比較例では、比較的高価な電力増幅器が5つ必要となり、その結果、送信回路およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化および低コスト化が妨げられる。これに対し、本実施の形態では、周波数帯の近い送信信号UMTS-L Tx,GSM-L Txで1つの電力増幅器34Lを共用し、周波数帯の近い送信信号UMTS-H Tx1,UMTS-H Tx2,GSM-H Txで1つの電力増幅器34Hを共用するため、比較例に比べて、送信回路7に含まれる電力増幅器の数を3つ少なくすることができ、その結果、送信回路7およびそれを含む携帯電話機の高周波回路の小型化、低コスト化が可能になる。
なお、本実施の形態において、スイッチ82の代りに、2つの入力ポートのいずれかを選択的に1つの出力ポートに接続するスイッチを2つ設けてもよい。また、スイッチ85の代りに、3つの入力ポートのいずれかを選択的に1つの出力ポートに接続するスイッチを2つ設けてもよい。
また、本実施の形態に係る高周波電子部品80は、第1の実施の形態における第1ないし第3の変形例と同様に、バラン81,83,84およびスイッチ82,85に加えて、電力増幅器34L,34Hを備えていてもよいし、BPF73,76,77を備えていてもよいし、電力増幅器34L,34HおよびBPF73,76,77を備えていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第7の実施の形態と同様である。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明は、携帯電話機における送信回路に限らず、複数の送信信号を処理する送信回路全般に適用することができる。
また、上記各実施の形態に係る高周波電子部品は、電力増幅器を含まない場合には、入力端子と出力端子を、実施の形態とは逆にすることにより、複数の受信信号を、不平衡信号の形態の受信信号と平衡信号の形態の受信信号とに分離して出力する高周波電子部品として用いることが可能である。例えば、図2および図3に示される第1の実施の形態に係る高周波電子部品10において、端子10cを入力端子とし、端子10a,10b1,10b2を出力端子とすると、高周波電子部品10を、例えば以下のような態様で使用することが可能である。すなわち、端子10cには、不平衡信号の形態のUMTS方式の受信信号UMTS Rxまたは不平衡信号の形態のGSM方式の受信信号GSM Rxが入力される。スイッチ12は、入力される受信信号の種類に応じてポート12a,12bのいずれかをポート12cに接続することによって、受信信号UMTS Rxをポート12aより端子10aに出力し、受信信号GSM Rxをポート12bよりバラン11に出力する。バラン11は、不平衡信号の形態の受信信号GSM Rxを平衡信号の形態の受信信号GSM Rxに変換して、端子10b1,10b2より出力する。他の実施の形態に係る高周波電子部品についても、同様に、入力端子と出力端子を、実施の形態とは逆にして使用することが可能である。
1…スイッチ、2…IC、3…スイッチ、4…デュプレクサ、5,6…BPF、7…送信回路、10…高周波電子部品、11…バラン、12…スイッチ、13…BPF、14…電力増幅器、20…積層基板。
Claims (10)
- 複数の送信信号を処理する送信回路に用いられる高周波電子部品であって、
不平衡信号の形態の第1の送信信号が入力される第1の入力端子と、
平衡信号の形態の第2の送信信号が入力される第2の入力端子と、
前記第2の入力端子に入力された平衡信号の形態の第2の送信信号を不平衡信号の形態の第2の送信信号に変換して出力するバランと、
第1の入力ポート、第2の入力ポートおよび出力ポートを有し、第1および第2の入力ポートに入力される信号を切り替えて出力ポートより出力するスイッチとを備え、
前記第1の入力ポートには前記第1の入力端子に入力された第1の送信信号が入力され、
前記第2の入力ポートには前記バランより出力された不平衡信号の形態の第2の送信信号が入力され、
前記出力ポートは、この出力ポートより出力される信号を増幅する電力増幅器に接続されることを特徴とする高周波電子部品。 - 更に、前記電力増幅器を備えたことを特徴とする請求項1記載の高周波電子部品。
- 更に、前記第1の入力端子と前記第1の入力ポートとの間に設けられたバンドパスフィルタを備えたことを特徴とする請求項1または2記載の高周波電子部品。
- 更に、前記第1の入力ポート、第2の入力ポートおよび出力ポートのそれぞれに接続された信号経路のうちの少なくとも1つに設けられたキャパシタを備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の高周波電子部品。
- 更に、積層された複数の誘電体層を含む積層基板を備え、前記バランは、前記積層基板内に設けられた複数の導体層を用いて構成され、前記スイッチは、前記積層基板に搭載されていることを特徴とする請求項1記載の高周波電子部品。
- 複数の送信信号を処理する送信回路に用いられる高周波電子部品であって、
不平衡信号の形態の第1の送信信号が入力される第1の入力端子と、
平衡信号の形態の第2の送信信号が入力される第2の入力端子と、
前記第1の入力端子に入力された不平衡信号の形態の第1の送信信号を平衡信号の形態の第1の送信信号に変換して出力するバランと、
第1の入力ポート、第2の入力ポートおよび出力ポートを有し、第1および第2の入力ポートに入力される信号を切り替えて出力ポートより出力するスイッチとを備え、
前記第1の入力ポートには前記バランより出力された平衡信号の形態の第1の送信信号が入力され、
前記第2の入力ポートには第2の入力端子に入力された第2の送信信号が入力され、
前記出力ポートは、この出力ポートより出力される信号を増幅する電力増幅器に接続されることを特徴とする高周波電子部品。 - 更に、前記電力増幅器を備えたことを特徴とする請求項6記載の高周波電子部品。
- 更に、前記第1の入力端子と前記バランとの間に設けられたバンドパスフィルタを備えたことを特徴とする請求項6または7記載の高周波電子部品。
- 更に、前記第1の入力ポート、第2の入力ポートおよび出力ポートのそれぞれに接続された信号経路のうちの少なくとも1つに設けられたキャパシタを備えたことを特徴とする請求項6ないし8のいずれかに記載の高周波電子部品。
- 更に、積層された複数の誘電体層を含む積層基板を備え、前記バランは、前記積層基板内に設けられた複数の導体層を用いて構成され、前記スイッチは、前記積層基板に搭載されていることを特徴とする請求項6記載の高周波電子部品。
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