JP3811035B2 - アンテナ切替回路の実装構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、送受信器におけるアンテナ切替回路の実装構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
送受信器におけるアンテナ切替回路は図6に示すように、図示しないアンテナに接続される入出力端31と送信回路32の出力端との間に接続された第一のスイッチダイオード33と、入出力端31と受信回路34の入力端との間に設けられたπ型のローパスフィルタ35と、受信回路34の入力端とグランドとの間に接続された第二のスイッチダイオード36とを有する。ローパスフィルタ35は受信回路34の入力端とグランドとの間に接続された第一の容量素子35aと、受信回路34の入力端と入出力端31との間に介挿されたインダクタンス素子35bと、入出力端31とグランドとの間に接続された第二の容量素子35cとから構成される。そして、第一のスイッチダイオード33のカソードはインダクタンス素子35bを介して第二のスイッチダイオード36のアノードに直流的に接続される。
【0003】
以上の構成において、送信モードでは二つのスイッチダイオード33、36がオンとなり、第一の容量素子35aの両端が第二のスイッチダイオード36によってショートされると共に、受信回路34の入力端がグランドにシャントされる。この結果、インダクタンス素子35bと第二の容量素子35cとによって並列共振回路が構成されるが、この共振周波数は送信回路32から出力される送信信号の周波数にほぼ等しくなっている。そして、送信信号は第一のスイッチダイオード33を介して入出力端31に出力される。この時、受信回路34の入力端がグランドにシャントされるので、送信信号は受信回路34には入力されない。
【0004】
また、受信モードでは二つのスイッチダイオード33、36がオフとなるので、入出力端31に入力された受信信号はローパスフィルタ35を介して受信回路34に入力される。受信信号は第一のスイッチダイオード33がオフなので送信回路32には入力されない。
【0005】
以上の構成を有するアンテナ切替回路の従来の実装構造を図7に示す。前述した受信回路32及び送信回路35が設けられた絶縁基板41上には、入出力端31となる島状の第一の導体パターン41aと、送信回路32の出力端に接続された島状の第二の導体パターン41bと、受信回路34の入力端に接続された島状の第三の導体パターン41cと、第一の導体パターン41aと第三の導体パターン41cとに対向して近接すると共に、接地された金属ケース(図示せず)に接続された第四の導体パターン41dとが設けられる。これらの導体パターンは絶縁基板41上に被着された銅箔をエッチング等することによって形成される。
【0006】
そして、第一の導体パターン41aと第二の導体パターン41bとの間に第一のスイッチダイオード33が接続され、第一の導体パターン41aと第三の導体パターン41cとの間にインダクタンス素子35bが接続され、第三の導体パターン41cと第四の導体パターン41dとの間に第一の容量素子35aと第二のスイッチダイオード36とが接続され、第一の導体パターン41aと第四の導体パターン41dとの間に第二の容量素子35cが接続される。
【0007】
第一及び第二の容量素子35a、35cとインダクタンス素子35bとはそれぞれ両端に接続用の電極を有するいわゆるチップ部品の形状を有している。また、第一及び第二のスイッチダイオード33、36は両端に接続用の端子が突出した樹脂モールド部品の形状を有する。そして、各容量素子35a、35c及びインダクタンス素子35bの電極と各スイッチダイオード33、36の端子とがそれぞれ導体パターン41a乃至41dに接続されてアンテナ切替回路の実装構造が構成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
以上の構成において、受信モードでは第二のスイッチダイオード36がオフとなるが、オフ状態の第二のスイッチダイオード36は図8に示すような等価回路となる。図8において、CjはPN接合間の等価容量であり、LwはP層あるいはN層と接続用端子とを接続するボンデングワイヤの等価インダクタンスであり、Llは接続用端子の等価インダクタンスである。接続用端子の等価インダクタンスLlはボンデングワイヤの等価インダクタンスLwよりも格段に大きい。また、Csは内部の等価浮遊容量であり、これは接合間等価容量Cjとボンデングワイヤの等価インダクタンスLwとの直列回路に対して並列に接続される形となる。
【0009】
上記の等価回路では、ローパスフィルタ35のカットオフ周波数Fc(ほぼ2800MHz)よりも高くなると、浮遊容量Csの存在によって直列共振周波数とそれよりも高い並列共振周波数とが現れる。そして、それぞれの共振周波数は接続用端子の等価インダクタンスLlと第一の容量素子35aの容量とによって低い方に移動する。そのため、ローパスフィルタ35とオフ状態のスイッチダイオード36とを含めた全体の伝送特性は、図9に示すように、直列共振周波数Fsで減衰し、並列共振周波数Fpでピークとなる。並列共振周波数Fpは、オフ状態における第二のスイッチダイオード36の等価回路の各常数を用いて計算すると受信周波数の二倍程度(ほぼ4800MHz)となる。このため、この付近に存在する信号が受信回路に入力され、受信妨害を引き起こすという問題があった。
【0010】
そこで、本発明では、スイッチダイオード自身が有する内部の浮遊容量を極力小さくし、ローパスフィルタとの組み合わせにおける伝送特性で生ずる共振周波数を、受信に影響がない程度に高い方に移動させることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明によるアンテナ切替回路の実装構造は、送信回路と受信回路とともに絶縁基板上に形成配置されたアンテナ切替回路の実装構造であって、前記アンテナ切替回路は、アンテナに接続された第一の導体パターンと、前記送信回路の出力端に接続された第二の導体パターンと、前記受信回路の入力端に接続された第三の導体パターンと、前記第三の導体パターンに近接配置されるとともに接地接続された第四の導体パターンと、前記第一の導体パターンと前記第二の導体パターンとの間に接続された第一のスイッチダイオードと、少なくとも前記第一の導体パターンと前記第三の導体パターンとの間に接続されたインダクタンス素子及び前記第三の導体パターンと前記第四の導体パターンとの間に接続された容量素子からなるローパスフィルタと、前記第三の導体パターンと前記第四の導体パターンとの間に接続されたベアチップ構成の第二のスイッチダイオードとを備え、前記容量素子は、前記第三の導体パターンの一部とその上に順に積層形成した膜状の誘電体層及び膜状の導体層によって構成され、前記導体層が前記第四の導体パターンに導電接続されたものであり、前記ベアチップは、前記第四の導体パターンにおける前記容量素子が形成された部分に隣接した前記第四の導体パターン上に載置し、その下面側電極を前記第四の導体パターンに導電接続するとともに、その上面側電極と前記第三の導体パターンとをボンディングワイヤによって導電接続し、そのボンディングワイヤを前記容量素子の構成部分の上を通るように接続したものである。
【0013】
また、前記誘電体層と前記導体層とを厚膜印刷手段または薄膜蒸着手段によって形成した。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明のアンテナ切替回路の実装構造を図1及び図2に示す。図1は平面図であり、図2は図1における2−2線の断面図である。図1、図2において、絶縁基板1上には図示しないアンテナに接続されると共に、入出力端となる島状の第一の導体パターン1aと、送信回路2(図3参照)の出力端に接続された島状の第二の導体パターン1bと、受信回路3(図3参照)の入力端に接続された島状の第三の導体パターン1cと、第一の導体パターン1aと第三の導体パターン1cとに対向して近接すると共に、接地された金属ケース(図示せず)に接続された第四の導体パターン1dが設けられる。これらの導体は絶縁基板1上に被着された銅箔をエッチング等の手段によって形成される。
【0015】
そして、第一の導体パターン1aと第二の導体パターン1bとの間には第一のスイッチダイオード4が設けられる。第一のスイッチダイオード4は両端に突出する接続用のアノード端子4a、カソード端子4bを有し、アノード端子4aが第二の導体パターン1bに接続され、カソード端子4bが第一の導体パターン1aに接続される。また、第一の導体パターン1aと第三の導体パターン1cとの間にはチップ部品状のインダクタンス素子5aが設けられ、各端部の電極が第一の導体パターン1aと第三の導体パターン1cに接続される。さらに、第一の導体パターン1aと第四の導体パターン1dとの間にはチップ部品状の第二の容量素子5bが設けられ、各端部の電極が第一の導体パターン1aと第四の導体パターン1dとに接続される。
【0016】
また、図2に示すように、第三の導体パターン1c上には厚膜印刷あるいは薄膜蒸着によって誘電体層6が形成され、誘電体層6の上には膜印刷あるいは薄膜蒸着によって導体層7が形成される。そして、導体層7は第四の導体パターン1dに接続される。この結果、第三の導体パターン1cと誘電体層6と導体層7によって第一の容量素子5cが構成される。
【0017】
さらに、第四の導体パターン1d上には第三の導体パターン1cに対向した位置に第二のスイッチダイオード8となるベアチップ8aが載置され、その下面の電極(カソード電極)が第四の導体パターン1dに接続されると共に、上面の電極(アノード電極)がボンデングワイヤ9によって第三の導体パターン1cに接続される。ボンデングワイヤ9は導体層7の上方に位置させている。此によってボンデングワイヤ9と第一の容量素子5cを構成する一方の電極となる第三の導体パターン1cとの間の浮遊容量を少なくしている。
【0018】
以上の実装構造によって図3に示す送受信回路が構成され、インダクタンス素子5aと第二の容量素子5bと第一の容量素子5cとによってローパスフィルタ5が形成される。また、第一のスイッチダイオード4のカソードはインダクタンス素子5a、ボンデングワイヤ9を介して第二のスイッチダイオード8のアノードに接続されるので、二つのスイッチダイオード4、8を共にオン又はオフとすることが容易となる。
【0019】
以上の構成で、送信モードでは第一及び第二のスイッチダイオード4、8がオンとされ、第一の容量素子5cの両端が第二のスイッチダイオード8によってショートされると共に、受信回路3の入力端がグランドにシャントされる。この結果、インダクタンス素子5aと第二の容量素子5bとによって並列共振回路が構成されるが、この共振周波数は送信回路2から出力される送信信号の周波数にほぼ等しくなっている。そして、送信信号は第一のスイッチダイオード4を介して第一の導体パターン1aに出力される。この時、受信回路3の入力端がグランドにシャントされるので、送信信号は受信回路3には入力されない。
【0020】
また、受信モードでは二つのスイッチダイオード4、8がオフとなるので、第一の導体パターン1aに入力された受信信号はローパスフィルタ5を介して受信回路3に入力される。受信信号は第一のスイッチダイオード4がオフなので送信回路2には入力されない。
【0021】
また、上記の実装構造では、ボンデングワイヤ9の等価インダクタンスをLw、ベアチップ8aのオフ時のPN接合間の等価容量をCjとした場合、第三の導体パターン1cと第四の導体パターン1dとの間に構成される等価回路は図4に示すようになり、ベアチップ8aのアノード電極と第三の導体パターン1cとの間に形成される浮遊容量Csは、それら間に存在する導体層7のために無視し得る程度に極めて小さくなる。
【0022】
従って、ボンデングワイヤ9の等価インダクタンスLwと、ベアチップ8aのオフ時のPN接合間の等価容量Cjと、浮遊容量Csとによる直列共振周波数及び並列共振周波数は極めて高くなり、しかも、第二のスイッチダイオード8には接続用の端子による等価インダクタンスも存在しないので、第一の容量素子5cを含めた直列共振周波数、並列共振回路も従来よりは格段に高くなり、図5に示すように、直列共振周波数Fsがほぼ900MHz、並列共振周波数Fpがほぼ1500MHzとなる。そして、この並列共振周波数Fpにおけるレベルは、周波数が高いので従来よりも格段に低くなり、この周波数付近に存在する他の信号による受信妨害が回避される。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、アンテナ切替回路は第一の導体パターンと第二の導体パターン間に接続された第一のスイッチダイオードと、少なくとも第一の導体パターンと第三の導体パターンとの間に接続されたインダクタンス素子と第三の導体パターンと第四の導体パターンとの間に接続された容量素子とを有するローパスフィルタと、第三の導体パターンと第四の導体パターンとの間に接続され、第一のスイッチダイオードに連動して共にオン又はオフに切り替えられる第二のスイッチダイオードとを有し、第二のスイッチダイオードをベアチップで構成し、ベアチップを第四の導体パターン上に載置すると共にその下面の電極を第四の導体パターンに接続し、上面の電極をボンデングワイヤによって第三の導体パターンに接続したので、第二のスイッチダイオードが有する浮遊容量が小さくなり、浮遊容量に起因する共振周波数が高くなり、受信妨害が少なくなる。また、第二のスイッチダイオードを第四の導体パターン上に構成するので、絶縁基板の面積を少なくできる。
【0024】
また、容量素子を第三の導体パターンと、第三の導体パターン上に膜状に形成された誘電体層と、誘電体層上に膜状に形成された導体層とから構成し、導体層を第四の導体パターンに接続し、ボンデングワイヤを導体層の上方に位置させたので、浮遊容量が一層小さくなる。また、容量素子は第三の導体パターン上に構成できるので絶縁基板を小さくできる。
【0025】
また、誘電体層と導体層とを厚膜印刷手段または薄膜蒸着手段によって形成したので、第二の容量素子はインダクタンス成分がなくなり、不要な自己共振を発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアンテナ切替回路の実装構造を示す平面図である。
【図2】本発明のアンテナ切替回路の実装構造を示す要部断面図である。
【図3】本発明のアンテナ切替回路の構成を示す回路図である。
【図4】本発明のアンテナ切替回路の要部の等価回路図である。
【図5】本発明のアンテナ切替回路の伝送特性図である。
【図6】従来のアンテナ切替回路の構成を示す回路図である。
【図7】従来のアンテナ切替回路の実装構造を示す平面図である。
【図8】従来のアンテナ切替回路の要部の等価回路図である。
【図9】従来のアンテナ切替回路の伝送特性図である。
【符号の説明】
1 絶縁基板
1a 第一の導体パターン
1b 第二の導体パターン
1c 第三の導体パターン
1d 第四の導体パターン
2 送信回路
3 受信回路
4 第一のスイッチダイオード
5 ローパスフィルタ
5a インダクタンス素子
5b 第二の容量素子
5c 第一の容量素子
6 誘電体層
7 導体層
8 第二のスイッチダイオード
8a ベアチップ
9 ボンデングワイヤ
Claims (2)
- 送信回路と受信回路とともに絶縁基板上に形成配置されたアンテナ切替回路の実装構造であって、前記アンテナ切替回路は、アンテナに接続された第一の導体パターンと、前記送信回路の出力端に接続された第二の導体パターンと、前記受信回路の入力端に接続された第三の導体パターンと、前記第三の導体パターンに近接配置されるとともに接地接続された第四の導体パターンと、前記第一の導体パターンと前記第二の導体パターンとの間に接続された第一のスイッチダイオードと、少なくとも前記第一の導体パターンと前記第三の導体パターンとの間に接続されたインダクタンス素子及び前記第三の導体パターンと前記第四の導体パターンとの間に接続された容量素子からなるローパスフィルタと、前記第三の導体パターンと前記第四の導体パターンとの間に接続されたベアチップ構成の第二のスイッチダイオードとを備え、前記容量素子は、前記第三の導体パターンの一部とその上に順に積層形成した膜状の誘電体層及び膜状の導体層によって構成され、前記導体層が前記第四の導体パターンに導電接続されたものであり、前記ベアチップは、前記第四の導体パターンにおける前記容量素子が形成された部分に隣接した前記第四の導体パターン上に載置し、その下面側電極を前記第四の導体パターンに導電接続するとともに、その上面側電極と前記第三の導体パターンとをボンディングワイヤによって導電接続し、そのボンディングワイヤを前記容量素子の構成部分の上を通るように接続したことを特徴とするアンテナ切替回路の実装構造。
- 前記誘電体層と前記導体層は、厚膜印刷手段または薄膜蒸着手段によって形成したものであることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ切替回路の実装構造。
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