JP4337944B2 - 高周波スイッチモジュール - Google Patents
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Description
図7は従来の高周波スイッチモジュールの構成を示すブロック図である。
従来の高周波スイッチモジュールは、第1通信信号の送信信号(第1送信信号)と第2通信信号の送信信号(第2送信信号)とが入力される送信ポートRF101、第1通信信号の受信信号(第1受信信号)を出力する第1受信ポートRF102、第2通信信号の受信信号(第2受信信号)を出力する第2受信ポートRF103、アンテナに対して第1、第2送信信号、第1受信信号、および第2受信信号の入出力を行うアンテナポートANT0、を有するFETスイッチSW100を備えている。このFETスイッチSW100としては、半導体、特にFETからなるスイッチが用いられ、現状では多く、GeAsスイッチが用いられている。そして、従来の高周波スイッチモジュールは、第1、第2送信信号の高調波を減衰するローパスフィルタLPF201を送信ポートRF101に接続し、第1受信信号の基本波を通過するバンドパルフィルタBPF301を第1受信ポートRF102に接続し、第2受信信号の基本波を通過するバンドパルフィルタBPF302を第2受信ポートRF202に接続している。
送信入力ポートとフィルタとの間には伝送線路からなる位相設定手段が挿入され、
FETスイッチ、フィルタ、および位相設定手段は、複数の誘電体層を積層してなる積層体に形成もしくは実装されることで一体に構成され、
FETスイッチは積層体の最上層の上面もしくは積層体内に設置され、
FETスイッチを接続する電極、フィルタおよび位相設定手段は、複数の誘電体層を積層してなる積層体の電極パターンにより形成されるとともに、積層体の最下層にはグランド電極が形成され、
該最下層のグランド電極側から最上層側に向かう積層方向に沿って、フィルタを形成する電極パターン、位相設定手段を形成する電極パターン、FETスイッチを接続する電極が順に配置され、
積層体の最上層の上面と位相設定手段を形成する電極パターンとの間にもグランド電極が形成されている。
非接地コンデンサ、インダクタおよび接地コンデンサは、積層体の誘電体層に形成された電極を含んで形成され、
非接地コンデンサを構成する少なくとも一つの電極は位相設定手段を形成する電極パターンの積層方向における直下の層に形成されている。
積層体を最上層側から平面視したときに、各伝送線路は異なる位置に形成され、各伝送線路の電極パターンの下層側に各伝送線路にそれぞれ接続されるフィルタの電極パターンは、それぞれが接続される各伝送線路の直下に区分されて形成されている。
図1は本実施形態の高周波スイッチモジュールの構成を示すブロック図である。
なお、本実施形態の説明では送信信号入力端子Tx1からGSM850MHz送信信号またはGSM900MHz送信信号を入力し、受信信号出力端子Rx1からGSM850MHz受信信号を出力し、受信信号出力端子Rx2からGSM900MHz受信信号を出力する高周波スイッチモジュールについて説明する。GaAsスイッチからなるFETスイッチSW10は、アンテナANTに接続するアンテナ入出力ポートANT0と、GSM850MHz信号の送受信信号、GSM900MHz信号の送受信信号のいずれかを入出力するRF入出力ポートRF11,RF12,RF13(以下、単に「RF11ポート」、「RF12ポート」、「RF13ポート」と称す。)と、を備える。また、FETスイッチSW10は、図示しないが、駆動電圧が入力される駆動電圧入力端子と、スイッチ切り替え制御に用いる制御信号が入力される制御信号入力端子とを備え、制御信号入力端子に入力される制御信号により、アンテナ入出力ポートANT0をRF11ポート〜RF13ポートのいずれかに導通する。なお、本実施形態では、RF11ポートに送信信号入力端子Tx1が接続され、RF12ポート、RF13ポートのそれぞれに受信信号出力端子Rx1,Rx2が接続されているので、RF11ポートが本発明の「送信信号入力ポート」に相当し、RF12ポート、RF13ポートがそれぞれ「受信信号出力ポート」に相当する。
図4は本実施形態の高周波スイッチモジュールの構成を示すブロック図である。
なお、本実施形態の説明では送信信号入力端子Tx1からGSM850MHz送信信号またはGSM900MHz送信信号を入力し、送信信号入力端子Tx2からGSM1800MHz送信信号またはGSM1900MHz送信信号を入力し、受信信号出力端子Rx1からGSM850MHz受信信号を出力し、受信信号出力端子Rx2からGSM900MHz受信信号を出力し、受信信号出力端子Rx3からGSM1800MHz受信信号を出力し、受信信号出力端子Rx4からGSM1900MHz受信信号の出力を行う高周波スイッチモジュールについて説明する。GaAsスイッチであるFETスイッチSW50は、アンテナANTに接続するアンテナ入出力ポートANT0と、GSM850MHz信号の送受信信号、GSM900MHz信号、GSM1800MHz信号の送受信信号、GSM1900MHz信号のいずれかを入出力するRF入出力ポートRF61〜RF66(以下、単に「RF61ポート」〜「RF66ポート」と称す。)と、を備える。また、FETスイッチSW50は、図示しないが、駆動電圧が入力される駆動電圧入力ポートと、スイッチ切り替え制御に用いる制御信号が入力される制御信号入力ポートとを備え、制御信号入力ポートに入力される制御信号により、アンテナ入出力ポートANT0をRF61ポート〜RF66ポートのいずれかに導通する。なお、RF61ポートが本発明の「第1送信ポート」に相当し、RF62ポートが本発明の「第2送信ポート」に相当する。また、RF63ポートが本発明の「第1受信ポート」に相当し、RF64ポートが本発明の「第2受信ポート」に相当し、RF65ポートが本発明の「第3受信ポート」に相当し、RF66ポートが本発明の「第4受信ポート」に相当する。
図5、図6は本実施形態の高周波スイッチモジュールの積層図である。図5、図6は、本実施形態の積層体型高周波スイッチモジュールの各誘電体層(1)〜(28)を順に上から見た図であり、誘電体層(29)をして示しているものは誘電体層(28)の裏面、すなわち、高周波スイッチモジュールの底面である。これら図5、図6に示す記号は図4に示した各素子の記号に対応する。また、図5、図6において1は積層体、2はキャビティ、3はスルーホールを表す。スルーホール3は代表のものに記号を付したが、図に示されている同径の円形は全てスルーホールを示す。
誘電体層(7)にはFETスイッチSW50の各端子電極にワイヤボンディングするためのパッド電極が形成されており、これら各パッド電極とFETスイッチSW50の各端子電極とをワイヤボンディングにより接続している。
誘電体層(8)〜誘電体層(11)にはスルーホール3のみが形成さている。
誘電体層(14)にはキャパシタDCc1,Gcc1の対向電極が形成されるとともに、インダクタDL1,GL1となる伝送線路が形成されている。ここで、キャパシタDCc1,Gcc1の対向電極はキャパシタDCu1,Gcu1の対向電極を兼ねている。
誘電体層(15)にはキャパシタDCc1,GCc1の対向電極が形成されており、キャパシタDCc1の対向電極はキャパシタDCc2の対向電極を兼ねており、キャパシタGCc1の対向電極はキャパシタGCc2の対向電極を兼ねている。
誘電体層(16)にはキャパシタDCc2,GCc2の対向電極が形成されている。
誘電体層(19)〜誘電体層(22)には4層に亘りインダクタDLt1,DLt2,GLt1,GLt2が形成されている。
誘電体層(23)、誘電体層(24)にはスルーホール3のみが形成されている。
誘電体層(25)にはキャパシタDCu2,GCu2の対向電極が形成されている。
誘電体層(26)にはグランド電極GNDが形成されており、このグランド電極GNDはキャパシタDCu2,GCu2,DCu3の対向電極を兼ねている。
誘電体層(27)にはキャパシタDCu3の対向電極が形成されている。
これらの電極パターンはスルーホール3により層間の導通がされており、図4に示す回路が形成されている。
2−キャビティ
3−スルーホール
Claims (9)
- 送信信号が入力される送信入力ポート、受信信号を出力する受信出力ポート、および、アンテナへ前記送信信号を出力するまたは前記アンテナから前記受信信号を入力するアンテナポートを備え、該アンテナポートを送信入力ポートまたは受信出力ポートに切り替えて接続するFETスイッチと、
前記送信入力ポートに接続され、前記送信信号の高次高調波を減衰させるフィルタと、を備えた高周波スイッチモジュールにおいて、
前記送信入力ポートと前記フィルタとの間には伝送線路からなる位相設定手段が挿入され、
前記FETスイッチ、前記フィルタ、および前記位相設定手段は、複数の誘電体層を積層してなる積層体に形成もしくは実装されることで一体に構成され、
前記FETスイッチは、前記積層体の最上層の上面もしくは積層体内に設置され、
前記FETスイッチを接続する電極、前記フィルタおよび前記位相設定手段は、複数の誘電体層を積層してなる積層体の電極パターンにより形成されるとともに、前記積層体の最下層にはグランド電極が形成され、
該最下層のグランド電極側から前記最上層側に向かう積層方向に沿って、前記フィルタを形成する電極パターン、前記位相設定手段を形成する電極パターン、前記FETスイッチを接続する電極が順に配置され、
前記積層体の最上層の上面と前記位相設定手段を形成する電極パターンとの間にもグランド電極が形成されている、高周波スイッチモジュール。 - 前記フィルタは、非接地コンデンサおよびインダクタによる並列共振回路と接地コンデンサとを含み、
前記非接地コンデンサ、前記インダクタおよび前記接地コンデンサは、前記積層体の誘電体層に形成された電極を含んで形成され、
前記非接地コンデンサを構成する少なくとも一つの電極は前記位相設定手段を形成する電極パターンの前記積層方向における直下の層に形成されている、請求項1に記載の高周波スイッチモジュール。 - 前記位相設定手段は、前記FETスイッチの送信入力ポートにおける特性インピーダンスと前記フィルタの前記FETスイッチ側端部における特性インピーダンスと同じ特性インピーダンスを有し、前記送信信号の基本波の位相のみを変化させてインピーダンスの絶対値を当該位相設定手段を挿入する前後で変化させない電気長で形成される請求項1または請求項2に記載の高周波スイッチモジュール。
- 前記電気長は前記2次高調波の波長の1/4未満の長さである請求項3に記載の高周波スイッチモジュール。
- 前記フィルタは前記2次または3次高調波の周波数を阻止域に含むローパスフィルタである請求項1〜4のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
- 前記ローパルフィルタは、前記送信信号の2次高調波の周波数を阻止域に含む第1ローパスフィルタと、前記送信信号の3次高調波の周波数を阻止域に含む第2ローパスフィルタと、を備えることを特徴とする請求項5に記載の高周波スイッチモジュール。
- それぞれに特定の周波数帯を送信信号および受信信号で利用する通信信号を複数入出力し、
前記FETスイッチは、少なくとも前記通信信号毎に受信出力ポートを備える請求項1〜6のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。 - 前記送信入力ポートは複数あり、該複数の送信入力ポート毎に前記伝送線路および前記フィルタが接続され、
前記積層体を最上層側から平面視したときに、各伝送線路は異なる位置に形成され、各伝送線路の電極パターンの下層側に各伝送線路にそれぞれ接続される前記フィルタの電極パターンは、それぞれが接続される各伝送線路の直下に区分されて形成されている請求項1〜7のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。 - 前記FETスイッチは、第1周波数帯を利用する第1通信信号の送信信号と第2周波数帯を利用する第2通信信号の送信信号とが入力される第1送信入力ポート、および、第3周波数帯を利用する第3通信信号の送信信号と第4周波数帯を利用する第4通信信号の送信信号とが入力される第2送信入力ポートを備える、請求項8に記載の高周波スイッチモジュール。
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