JP5335963B2 - Ｒｆアンテナスイッチ回路、高周波アンテナ部品及び移動通信機器 - Google Patents

Description

本発明は、ＲＦアンテナスイッチ回路、高周波アンテナ部品及び移動通信機器に関し、特に、共用スイッチブロックを備えるＲＦアンテナスイッチ回路、高周波アンテナ部品及び移動通信機器に関する。

高度の情報化社会において、各種移動通信機器の使用が増大されている。このような各種移動通信機器は、通信性能の向上と共に、移動性及び小型化が求められる。

そのため、移動通信機器に用いられる高周波部品、例えばＲＦアンテナにおいても小型化を保障するために、送信器及び受信器を統合したＳＰＤＴスイッチ構造などの多重帯域ＲＦアンテナが使われている。特に、このようなＲＦアンテナへの小型化の要求と共にワンチップ化されている。

従来のＲＦアンテナスイッチは、送信段の送信経路上に送信トランジスタ、受信段の受信経路上に受信トランジスタが挿入され、一つのアンテナを通じて信号を送受信している。この場合、入力として印加される高出力電力に耐えるように多数のトランジスタが送信経路及び受信経路上にシリアル接続された構造を形成している。すなわち、送信経路及び受信経路の各々で別に多数のトランジスタを連結して使われている。
従来には、入力される高出力電力に耐えるために、送信経路及び受信経路上に多数のトランジスタなどのスイッチング素子を連結する場合、ＲＦスイッチのサイズが増大することになる。

特開２００７−２４３４１０号公報 米国特許出願公開２００６／０２１７０７８号公報

また、従来のＳＰＤＴスイッチ構造では、例えばＦＥＴ素子を用いる場合、該ＦＥＴのオン／オフ状態が理想的な短絡−開回路ではないオン抵抗とオフキャパシタンスとによる損失が生じ、隔離度が減少することになる。この場合、一方の経路でのスイッチング素子の挿入損失と他方の経路での隔離度との間にはトレード−オフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）が存在するので、該他方の経路との隔離度特性を向上する必要がある。

そのため、従来の一例では、他方の経路との隔離度特性を改善するために、送信段側のシャントトランジスタと受電段側のシャントトランジスタとを具備して、グラウンドと接続されるようにしている。この時、入力として印加される高出力電力に耐えるようにするため、送信段側のシャントトランジスタと受電段側のシャントトランジスタとは多数のトランジスタが直列積層された構造を形成している。すなわち、送信段側のシャント回路及び受電段側のシャント回路の各々で別に多数のトランジスタが積層されて使われている。そのため、高出力電力に耐えるように設計する場合、ＲＦスイッチのサイズが増大するようになる。

ＲＦアンテナに対する小型化及びワンチップ化により一層応じるためには、高出力伝達特性や隔離特性を向上すると共に、ＲＦアンテナスイッチのサイズを減らす必要がある。

本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、その目的は、送信経路及び受信経路上で各々スイッチング素子の個数を減らし、該減らしたスイッチング素子を送受信時共有するようにすることによって、高出力伝達特性や隔離特性を向上し、またＲＦアンテナスイッチのサイズを減らすと共に、小型化及びワンチップ化により一層応じるＲＦアンテナスイッチ回路、それを用いる高周波アンテナ部品及び移動通信機器を提供することにある。

上記目的を解決するために、本発明によれば、アンテナと、少なくとも一つの送信段及び少なくとも一つの受信段を備える複数の入出力段と、少なくとも一つの送信段とアンテナ側の共通ノードとの間の送信経路上に配置され、制御信号によって信号を伝達する少なくとも一つの送信スイッチブロックと、少なくとも一つの受信段とアンテナ側の共通ノードとの間の受信経路上に配置され、制御信号によって信号を受信段へ伝達する少なくとも一つの受信スイッチブロックと、アンテナを介する信号の送受信の際に、スイッチング素子を共有して送信及び受信の各動作と同期してオン動作する共用スイッチブロックと、を含み、送信及び受信動作のうちの一方がオン動作する時、他方はオフ動作することを特徴とするＲＦアンテナスイッチ回路が提供される。

一実施形態によれば、前記共用スイッチブロックは、アンテナと共通ノードとの間に配置され、送信及び受信スイッチブロックの各々のオン動作と同期してオン動作する共用送受信スイッチブロックを含み、送信及び受信スイッチブロックのうちの一方がオン動作する時、他方はオフ動作する。
また、一実施形態によれば、送信スイッチブロック、受信スイッチブロック及び共用送受信スイッチブロックは、各々トランジスタで構成される。

他の実施形態によれば、送信スイッチブロック、受信スイッチブロック及び共用送受信スイッチブロックは各々、複数の電界効果トランジスタのドレイン-ソース直列接続構造で構成される。

さらに他の実施形態によれば、送信スイッチブロック及び受信スイッチブロックのうちの一方でオン動作からオフ動作へのスイッチング動作後、時間差を置いて、他方でオフ動作からオン動作へのスイッチング動作が行われる。

さらに他の一実施形態によれば、送信スイッチブロック及び受信スイッチブロックのうちの一方でオン動作からオフ動作へのスイッチング動作と同期して、他方では逆にオフ動作からオン動作へのスイッチング動作が行われるようにする制御信号区間を含む。

なお、本発明の他の実施形態によれば、ＲＦアンテナスイッチ回路は、送信スイッチブロック及び受信スイッチブロックと各々並列に送信経路及び受信経路上のうちの少なくともいずれか一つの送信段及び受信段各々の側で分路接続された複数のシャントスイッチブロックをさらに含む。また、送信スイッチブロック及び受信スイッチブロックのうちの一方でオン動作の時、それと並列に分路接続されたシャントスイッチブロックはオフ動作し、分路接続されない残りのシャントスイッチブロックはオン動作する。

他の実施形態によれば、受信スイッチブロックの少なくとも一部は、一つの受信経路上に第１の受信スイッチブロック及び第２の受信スイッチブロックが直列接続されて形成され、第１及び第２の受信スイッチブロックが直列接続された受信経路上で分路接続されたシャントスイッチブロックは、第１及び第２の受信スイッチブロック間のノードで分岐されて接続される。

また、一つの実施形態によれば、複数のシャントスイッチブロックは、各々の一端が送信段及び受信段各々に接続され、各々の他端がグラウンド側の共通ノードに接続され、共用送受信スイッチブロックは、グラウンド側の共通ノードとグラウンドとの間に複数のシャントスイッチブロック各々のオン動作と同期してオン動作する共用シャントスイッチブロックをさらに含む。

また、本発明の他の実施形態によれば、入出力段は一つの送信段及び一つの受信段で構成され、送信スイッチブロック及び受信スイッチブロックは各々一つのスイッチブロックで構成される。

また、本発明の一つの実施形態によれば、ＲＦアンテナスイッチ回路は、送信スイッチブロックと各々並列に少なくとも一つの送信段各々の側で分路接続された少なくとも一つの送信段側シャントスイッチブロックと、受信スイッチブロックと各々並列に少なくとも一つの受信端各々の側で分路接続された少なくとも一つの受信段側シャントスイッチブロックとをさらに含み、共用スイッチブロックは、送信段側及び受信段側シャントスイッチブロックが共通接続されるグラウンド側の共通ノードとグラウンドとの間に接続され、送信段側及び受信段側シャントスイッチブロック各々のオン動作と同期してオン動作する共用シャントスイッチブロックを含み、送信及び受信スイッチブロックのうちの一方がオン状態の時他方はオフ状態にあり、オン状態の送信及び受信スイッチブロックのうちのいずれか一つと並列に分路接続されたシャントスイッチブロックはオフ状態にある。

本発明の一実施形態によれば、送信及び受信スイッチブロックのうちのいずれか一つがオン状態の時それと並列に分路接続されたシャントスイッチブロックはオフ状態にあり、分路接続されない残りのシャントスイッチブロックは同期してオン状態で動作する。

また一実施形態によれば、送信及び受信スイッチブロックのうちの一方でオンからオフへのスイッチング動作後、時刻差を置いて、他方でオフからオンへのスイッチング動作が行われる。

また、一実施形態によれば、送信及び受信スイッチブロックのうちの一方でのオンからオフへのスイッチング動作と同期して、他方では逆にオフからオンへのスイッチング動作が行われるようにする制御信号区間を含む。

本発明の一実施形態によれば、送信、受信、送信段側のシャント、受信段側シャント及び共用シャントスイッチブロックは各々トランジスタから成る。

一実施形態によれば、送信段側のシャント、受信段側シャント及び共用シャントスイッチブロックは各々、複数の電界効果トランジスタのドレイン−ソース接続された積層構造から成る。

また、本発明の一実施形態によれば、受信スイッチブロックの少なくとも一部は一つの受信経路上に第１の受信スイッチブロックと第２の受信スイッチブロックとが直列接続されて設けられ、第１及び第２の受信スイッチブロックが直列接続された受信経路上で分路接続された受信段側シャントスイッチブロックは、第１の受信スイッチブロックと第２の受信スイッチブロックとの間のノードで分岐れされて接続される。

また、一実施形態によれば、入出力段は一つの送信段及び一つの受信段から成り、送信及び受信スイッチブロックは各々、一つのスイッチブロックから成る。

また、上記目的を解決するために、本発明による高周波アンテナ部品であって、前述の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を用いることを特徴とする高周波アンテナ部品が提供される。

また、上記目的を解決するために、本発明による移動通信機器であって、前述の実施形態による高周波アンテナ部品を含んで構成される移動通信機器が提供される。

また、本発明の一つの実施形態によって、高周波アンテナ部品に用いられるＲＦアンテナスイッチ回路の入出力段は一つの送信段及び一つの受信段で構成され、高周波アンテナ部品に用いられるＲＦアンテナスイッチ回路の送信スイッチブロック及び受信スイッチブロックは各々一つのスイッチブロックで構成される。

本発明の実施形態によれば、送信経路及び受信経路上で各々スイッチング素子の個数を減らし、該減らしたスイッチング素子を送受信時に共有するようにすることによって、ＲＦアンテナスイッチのサイズを減らすことができるという効果が奏する。

また、本発明の実施形態によれば、ＲＦアンテナスイッチのサイズを減らすと共に小型化及びワンチップ化にさらに応じるＲＦアンテナスイッチ回路、それを用いる高周波アンテナ部品及び移動通信機器を得ることができるという効果が奏する。

なお、本発明の実施形態によれば、ＲＦアンテナスイッチのサイズを減らすと共に伝達特性及び隔離度特性を改善させたＲＦアンテナスイッチ回路、それを用いる高周波アンテナ部品及び移動通信機器を得ることができるという効果が奏する。

本発明の一つの実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示すブロック図である。 本発明の他の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示す図面である。 本発明のさらに他の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示すブロック図である。 本発明のさらに他の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示すブロック図である。 本発明のさらに他の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示すブロック図である。 本発明のさらに他の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路に印加される制御信号を概略的に示すである。 本発明の一実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示す回路図である。 本発明の他の一実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示す図面である。 本発明のさらに他の一実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示す回路図である。 本発明の一実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路に印加される制御信号を概略的に示す波形図である。

以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。

本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路、高周波アンテナ部品及び移動通信機器について詳記する。

図１は、本発明の一つの実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示すブロック図で、図２は本発明の他の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示す図面で、図３は本発明のさらに他の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示すブロック図で、図４は本発明のさらに他の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示すブロック図で、図５は本発明のさらに他の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示すブロック図で、図６は本発明のさらに他の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路に印加される制御信号を概略的に示すである。

図７は、本発明の一実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示す回路図であり、図８は、本発明の他の一実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示す図面であり、図９は、本発明のさらに他の一実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を概略的に示す回路図であり、図１０は、本発明の一実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路に印加される制御信号を概略的に示す波形図である。

以下、図面に示されない図面符号は、他の図面での対応符号を参照して理解されたい。

本発明の一つの実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路は、アンテナ１と、少なくとも一つの送信段２及び少なくとも一つの受信段３を備える複数の入出力段と、少なくとも一つの送信スイッチブロック１０と、少なくとも一つの受信スイッチブロック３０と、共用スイッチブロック（図１では５０、図７では６０）とを含んで構成される。

アンテナ１は、送信段２から入力された信号を外部へ出し、外部から受信された信号を受信段３へ伝達する。一つのアンテナ１で送信及び受信の両方が行われるため、一例として、ＳＰＤＴ(Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ)スイッチ構造を有する。

入出力段は、少なくとも一つの送信段２と少なくとも一つの受信段３とを備える。図１〜図５において、送信段２及び受信段３は各々１個ずつ示されているが、これに限定されるのではなく、送信段及び受信段が各々複数の場合、または送信段及び受信段のうちのいずれか一つが複数でもよい。

本発明の一つの実施形態において、入出力段は一つの送信段２及び一つの受信段３で構成される。

送信スイッチブロック１０は、送信段２とアンテナ側共通ノード４との間の送信経路上に配置される。詳しくは、少なくとも一つの送信段２とアンテナ側共通ノード４との間の送信経路上に、少なくとも一つの送信スイッチブロック１０が配置される。送信スイッチブロック１０は、制御信号によってオン動作して、共通ノード４へ信号を伝達する。一例として、この伝達した信号は、例えば、図１の共用送受信スイッチブロック５０を経ってアンテナ１を通じて外部へ伝送されてもよい。

また、受信スイッチブロック３０は、受信段３とアンテナ側共通ノード４との間の受信経路上に配置される。詳しくは、少なくとも一つの受信段３とアンテナ側共通ノード４との間の受信経路上に、少なくとも一つの受信スイッチブロック３０が配置される。受信スイッチブロック３０は、制御信号によってオン動作して共通ノード４からの信号を受信段３へ伝達する。この場合、送信及び受信スイッチブロック１０、３０のうちのいずれか一方がオン状態の時、他方はオフ状態にあるようになる。これによって、オン動作する送信スイッチブロック１０が配置された送信経路を通じて伝達された信号がアンテナ１に伝送され、アンテナ１で受信された信号がオン動作する受信スイッチブロック３０が配置された受信経路を通じて受信段３へ伝達される。

本発明の一つの実施形態において、一つの送信段２及び一つの受信段３が備えられた場合、送信スイッチブロック１０及び受信スイッチブロック３０は各々一つのスイッチブロックで構成される。

本発明の実施形態において、共用スイッチブロック（図１では５０、図７では６０参照）はアンテナを通じる信号の送受信において、スイッチング素子を共有して各々の送信及び受信動作と同期してオン動作する。この場合、送信及び受信動作のうちのいずれか一方がオン動作の時、他方はオフ動作する。

図１を参照して、一実施形態について詳記する。

図１に示すように、共用送受信スイッチブロック５０がアンテナ１と共通ノード４との間に配置される。この共用送受信スイッチブロック５０は、送信スイッチブロック及び受信スイッチブロック３０各々のオン動作と同期してオン動作する。

また、本実施形態において、送信スイッチブロック１０及び受信スイッチブロック３０のうちのいずれか一方がオン動作すると、他方はオフ動作する。これによって、オン動作する送信スイッチブロック１０が配置された送信経路を通じて伝達された信号が共用送受信スイッチブロック５０を経ってアンテナ１へ伝送され、アンテナ１で受信されて共用送受信スイッチブロック５０を経た信号がオン動作する受信スイッチブロック３０が配置された受信経路を通じて受信段３へ伝達する。

図１に示すように、本実施形態によれば、共用送受信スイッチブロック５０を送信経路及び受信経路で共通に使うことができるようになって、ＲＦスイッチのサイズを減らすことができる。

図２を参照して、本発明の一つの実施形態について説明する。

本発明の一つの実施形態によれば、少なくとも一つの送信スイッチブロック１０と、少なくとも一つの受信スイッチブロック３０と、共用送受信スイッチブロック５０とは各々トランジスタ１１、３１、５１で構成される。一例として、トランジスタは電界効果トランジスタである。図２では、送信スイッチブロック１０、受信スイッチブロック３０及び共用送受信スイッチブロック５０に対応するトランジスタ１１、３１、５１が一つずつ示されているが、これらのスイッチブロック１０、３０、５０は複数のトランジスタで形成されてもよい。これらのスイッチブロック１０、３０、５０各々のトランジスタ１１、３１、５１の数は同じ、または異なって設けられてもよい。また、送信スイッチブロック１０より受信スイッチブロック３０のトランジスタ数をさらに多くして、高出力送信の時の隔離度特性を高めることができる。

一例として、送信スイッチブロック１０、受信スイッチブロック３０及び共用送受信スイッチブロック５０は各々、複数の電界効果トランジスタで構成され、ドレイン-ソース直列接続構造を形成する。

図６を参照して、本発明の実施形態において詳記する。

図６（ａ）に示すように、本発明の一つの実施形態においては、少なくとも一つの送信スイッチブロック１０及び少なくとも一つの受信スイッチブロック３０のうちのいずれか一方でオン動作からオフ動作へのスイッチング動作後に、時間差を置いて、他方のスイッチブロックでオフ動作からオン動作へのスイッチング動作が行われる。例えば、一つの送信段２及び一つの受信段３で構成されるＳＰＤＴスイッチ構造では、送信経路上の送信スイッチブロック１０でオン動作からオフ動作へのスイッチング動作後に、時間差を置いて、受信経路上の受信スイッチブロック３０でオフ動作からオン動作へのスイッチング動作が行われる。また反対に、受信経路上の受信スイッチブロック３０でオン動作からオフ動作へのスイッチング動作後に、時間差を置いて送信経路上の送信スイッチブロック１０でオフ動作からオン動作へのスイッチング動作が行われる。

図６（ａ）の制御信号が、図２のＲＦアンテナスイッチ回路に印加される場合を例として挙げられる。図６（ａ）の制御信号が印加されると、まず制御信号「Ａ」がハイ状態の時、送信トランジスタ１１がオン動作し、同時に共用トランジスタ５１がオン動作し、この時制御信号「Ｂ」はロー状態にあるので、受信トランジスタ３１はオフ状態にある。この時、送信段２からの信号が送信トランジスタ１１及び共用トランジスタ５１を経ってアンテナ１を通じて外部へ伝送されるようになる。その後、制御信号「Ａ」がロー状態に変われば、送信トランジスタ１１及び共用トランジスタ５１がオフ状態になり、制御信号「Ｂ」も「ｔ１」時間の間はロー状態にあるので、受信トランジスタ３１もオフ状態にある。「ｔ１」時間の間は制御信号「Ａ」及び「Ｂ」が全てロー状態にあるので、送信トランジスタ１１、受信トランジスタ３１及び共用トランジスタ５１が全てオフ状態にある。「ｔ１」時間が経過した後、はじめて制御信号「Ｂ」がハイ状態で受信トランジスタ３１及び共用トランジスタ５１に印加されると、受信トランジスタ３１及び共用トランジスタ５１がオン動作する一方、制御信号「Ａ」はロー状態にあるので、送信トランジスタ１１はオフ状態にあるようになる。この時、アンテナ１で受信された信号が共用トランジスタ５１及び受信トランジスタ３１を経って受信段３へ伝送されるようになる。その後、制御信号「Ｂ」がロー状態に変われば、受信トランジスタ３１及び共用トランジスタ５１がオフ状態になり、制御信号「Ａ」も「ｔ２」時間の間はロー状態にあるので、送信トランジスタ１１もオフ状態にある。「ｔ２」時間が経過した後、はじめて制御信号「Ａ」がハイ状態で送信トランジスタ１１及び共用トランジスタ５１に印加され、送信トランジスタ１１及び共用トランジスタ５１がオン動作する。

また、図６（ｂ）を参照して、本発明の他の実施形態について詳記する。少なくとも一つの送信スイッチブロック１０及び少なくとも一つの受信スイッチブロック３０のうちのいずれか一方でオン動作からオフ動作へのスイッチング動作と同期して、他方で相反してオフ動作からオン動作へのスイッチング動作が行われるような制御信号が印加される。このような制御信号は、少なくとも一部の時間区間で発生することになる。

図６（ｂ）の制御信号が、図２のＲＦアンテナスイッチ回路に印加される場合を例として挙げられる。図６（ｂ）の制御信号が印加されると、まず制御信号「Ａ」がハイ状態の時、送信トランジスタ１１がオン動作し、同時に共用トランジスタ５１がオン動作し、この時制御信号「Ｂ」はロー状態にあるので、受信トランジスタ３１はオフ状態にある。この時、送信段２からの信号が送信トランジスタ１１及び共用トランジスタ５１を経ってアンテナ１を通じて外部へ伝送されるようになる。その後、制御信号「Ａ」がロー状態に変われば、同時に制御信号「Ｂ」がハイ状態に変わるので、送信トランジスタ１１がオフ状態になり、受信トランジスタ３１はオン動作する。この時、共用トランジスタ５１はハイ状態の制御信号「Ｂ」を入力するためオン状態にある。それによって、アンテナ１で受信された信号が共用トランジスタ５１及び受信トランジスタ３１を経って受信段３へ伝送されるようになる。

次に、図３を参照して、本発明の実施形態について詳記する。

図３を参照して、本発明の実施形態において、ＲＦアンテナスイッチ回路は、複数のシャントスイッチブロック２０、４０をさらに含む。シャントスイッチブロック２０、４０は各々、送信スイッチブロック１０及び受信スイッチブロック３０と並列に接続される。すなわち、送信経路及び受信経路上のうちの少なくともいずれか一つの送信段２及び少なくとも一つの受信段３各々で分路接続される。一例として、図３に示すように、分路接続されたシャントスイッチブロック２０、４０の他端がグラウンドされてもよく、他例として、図４に示すようにグラウンド側の共通ノード５に共通に接続されてもよい。

分路接続されたシャントスイッチブロック２０、４０は、並列接続された送信スイッチブロック１０及び受信スイッチブロック３０のうちのいずれか一方がオン動作時に制御信号によってオフ動作する。一方、オン動作するスイッチブロックと並列関係にあるように、分路接続されない他方のシャントスイッチブロックは制御信号によってオン動作するようになる。

ＳＰＤＴスイッチ構造のような一つのアンテナ１及び多数の入出力端子を有する多重帯域ＲＦスイッチ回路は、例えばＦＥＴ素子を用いる場合、該ＦＥＴのオン-オフ状態の場合に、理想的な短絡-開回路ではなく、オン-抵抗とオフ-キャパシタンスによる損失が生じて隔離度が減少するようになる。そのため、一方経路でのスイッチング素子の挿入損失と他の経路での隔離度との間にはトレード-オフ（ｔｒａｄｅ-ｏｆｆ）が存在するので、他の経路との隔離度特性を向上させる必要がある。

そのため、図３の実施形態のように、送信スイッチブロック１０及び受信スイッチブロック３０各々と並列関係にあるシャントスイッチブロック２０、４０を備えることによって、高出力送信または／及び受信の時に伝達特性または／及び隔離度を向上させるようになる。また、送信段２で分路接続された送信段側シャントスイッチブロック２０のスイッチング素子、例えばトランジスタの数を受信段３で分路接続された受信段側シャントスイッチブロック４０のスイッチング素子より多く備えて、送信経路の電力伝達能力をさらに向上させることができる。

次に、図４を参照して、本発明の一つの実施形態について詳記する。

図４に示すように、本発明の一つの実施形態において、共用スイッチブロックは共用送受信スイッチブロック５０に加えて、複数のシャントスイッチブロック２０、４０が共通接続されるグラウンド側の共通ノード５に接続された共用シャントスイッチブロック６０をさらに含む。図４において、複数のシャントスイッチブロック２０、４０は、各々の一端が少なくとも一つの送信段２及び少なくとも一つの受信段３各々に接続され、各々の他端がグラウンド側の共通ノード５に接続されている。共用シャントスイッチブロック６０は、グラウンド側の共通ノード５とグラウンドとの間に接続され、複数のシャントスイッチブロック２０、４０各々のオン動作と同期してオン動作する。

本実施形態において、共用シャントスイッチブロック６０を備えることによって、シャントスイッチブロック２０、４０のスイッチ素子の数を減らすと共に、実に同じ伝達特性を示すようになり、ＲＦスイッチのサイズをより一層減らすことができる。

また、図５を参照して、本発明の実施形態について詳記する。図５に示すように、図４の実施形態で受信スイッチブロック３０の構造と、それに並列関係になるように分路接続された受信段側シャントスイッチブロック４０の結合構造とが変更されたこと、及び共用シャントスイッチブロック６０を除いては、図３でも同様に適用可能になる。

図５に示すように、本発明の一つの実施形態において、受信経路上に配置される受信スイッチブロック３０のうちの少なくとも一部は、一つの受信経路上に第１の受信スイッチブロック３０ａと第２の受信スイッチブロック３０ｂとが直列接続される構造を有して形成されている。第１及び第２の受信スイッチブロック３０ａ、３０ｂが直列接続された受信経路上で分路接続された受信段側シャントスイッチブロック４０は、第１及び第２の受信スイッチブロック３０ａ、３０ｂ間のノードで分岐されて接続される。第１の受信スイッチブロック３０ａと第２の受信スイッチブロック３０ｂとが直列接続された構造を有する受信スイッチブロックが、そうではない受信スイッチブロック（図示せず）または／及び送信スイッチブロック１０とスイッチング素子、例えばトランジスタの数と同じく、または多数備えるようにする。

本実施形態によって、受信経路上に第１の受信スイッチブロック３０ａと第２の受信スイッチブロック３０ｂとが直列接続された構造を有するようにして、 隔離度特性を向上させる。

次に、図７を参照して、本発明の他の一実施形態について詳記する。

図７に示すように、本発明の一実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路は、少なくとも一つの送信段側シャントスイッチブロック２０及び少なくとも一つの受信段側シャントスイッチブロック４０をさらに含む。

共用スイッチブロックは、図７の共用シャントスイッチブロック６０から成る。

図７を参照して、送信段側シャントスイッチブロック２０及び受信段側シャントスイッチブロック４０について詳記する。送信段側シャントスイッチブロック２０は、少なくとも一つの送信段２の各側で分路接続される。送信段側シャントスイッチブロック２０は、送信スイッチブロック１０各々と並列状態になるように、各々の一端は送信段２の各側で分路接続され、、各々の他端はグラウンド側の共通ノード５に接続される。

また、受信段側シャントスイッチブロック４０は少なくとも一つの受信段３各側で分路接続される。この時、受信段側シャントスイッチブロック４０は受信スイッチブロック３０各々と並列状態になるように各々の一端は受信段３各側で分路接続され、、各々の他段はグラウンド側の共通ノード５に接続される。見た明細書で送信段２の各側または／及び受信段３の各側は、送信段２各々または／及び受信段３各々の方向を意味し、送信段２の各々または／及び受信段３の各々それ自体を含む意味として使われる。

送信及び受信スイッチブロック１０、３０のうちのいずれか一方がオン状態の時、該オン状態の送信及び受信スイッチブロックのうちのいずれか一方と並列に分路接続されたシャントスイッチブロックはオフ状態にあるようになる。これによって、高出力電力伝達の時に伝達特性または隔離度が向上するようになる。

本発明の他の実施形態によれば、送信及び受信スイッチブロック１０、３０のうちのいずれか一方がオン状態の時、それと並列に分路接続されたシャントスイッチブロックはオフ状態にあり、分路接続されない他方のシャントスイッチブロックは同期してオン状態で動作する。

一例として、送信段２で分路接続された送信段側シャントスイッチブロック２０のスイッチング素子、例えばトランジスタの数を受信段３で分路接続された受信段側シャントスイッチブロック４０のスイッチング素子より多く備えてもよい。これによって、送信経路の電力伝達能力をより一層向上することができる。

続いて、図７を参照して、共用シャントスイッチブロック６０について詳記する。

共用シャントスイッチブロック６０は、送信段側及び受信段側シャントスイッチブロック２０、４０が共通接続されるグラウンド側の共通ノード５とグラウンドとの間に接続される。共用シャントスイッチブロック６０は、送信段側及び受信段側シャントスイッチブロック２０、４０各々のオン動作と同期してオン動作する。

本実施形態において、共用シャントスイッチブロック６０を備えることによって、送信段側及び受信段側シャントスイッチブロック２０、４０のスイッチ素子の数を減らし、ＲＦスイッチのサイズを減らすと共に実質的に同じ伝達特性または／及び隔離度特性を有するようになる。

図７に示す実施形態によれば、共用シャントスイッチブロック６０をシャント回路１００で共通に使って、ＲＦスイッチのサイズを減らすことができる。

図８を参照して、本発明の一実施形態について詳記する。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも一つの送信スイッチブロック１０、少なくとも一つの受信スイッチブロック３０、少なくとも一つの送信段側シャントスイッチブロック２０、少なくとも一つの受信段側シャントスイッチブロック４０及び共用シャントスイッチブロック６０は各々、トランジスタ１１、３１、２１、４１、６１から成る。一例として、トランジスタは電界効果トランジスタである。図２では、送信、受信、送信段側のシャント、受信段側シャント及び共用シャントスイッチブロック１０、３０、２０、４０、６０に対応するトランジスタ１１、３１、２１、４１、６１が一つずつ示されているが、これに限定されるのではない。。例えば、送信、受信、送信段側のシャント、受信段側シャントまたは／及び共用シャントスイッチブロック１０、３０、２０、４０、６０は複数のトランジスタによって設けられてもよい。また、送信、受信、送信段側のシャント、受信段側シャント及び共用シャントスイッチブロック１０、３０、２０、４０、６０各々のトランジスタ１１、３１、５１の数を同じまたは異に設けてもよい。また、送信段側シャントスイッチブロック２０のスイッチング素子、例えばトランジスタの数を受信段側シャントスイッチブロック４０のスイッチング素子より多く備え、送信経路の電力伝達能力をより一層向上することができる。

図８に示すように、共用シャントトランジスタ６１をシャント回路１０１で共通に使って、ＲＦスイッチのサイズを減らすことができる。

一例として、送信段側のシャント２０、受信段側シャント４０及び共用シャントスイッチブロック６０は各々、複数の電界効果トランジスタのドレイン−ソース接続された積層構造から成る。また、一例として、送信及び受信スイッチブロック１０、３０は各々複数の電界効果トランジスタで構成され、ドレイン−ソース直列接続構造を形成する。

図１０を参照して、本発明の実施形態について詳記する。

図１０（ａ）に示すように、本発明の一実施形態において、少なくとも一つの送信スイッチブロック１０及び少なくとも一つの受信スイッチブロック３０のうちのいずれか一方でオンからオフへのスイッチング動作後に、時間差を置いて、他方でオフからオンへのスイッチング動作が行われる。この時、送信及び受信スイッチブロック１０、３０のうちのいずれか一方がオン状態の時、それと並列に分路接続されたシャントスイッチブロックはオフ状態にある。また、送信及び受信スイッチブロック１０、３０のうちのいずれか一方がオン状態の時、それと分路接続されない他方のシャントスイッチブロックは同期してオン状態で動作する。

例えば、一つの送信段２及び一つの受信段３から成るＳＰＤＴスイッチ構造では、送信経路上の送信スイッチブロック１０でオンからオフへのスイッチング動作後に、時間差を置いて受信経路上の受信スイッチブロック３０でオフからオンへのスイッチング動作が行われる。逆に、受信経路上の受信スイッチブロック３０でオンからオフへのスイッチング動作後に、時間差を置いて送信経路上の送信スイッチブロック１０でオフからオンへのスイッチング動作が行われる。

図１０（ａ）の制御信号が図２のＲＦアンテナスイッチ回路に印加される場合について詳記する。図１０（ａ）の制御信号が印加されれば、先に制御信号Ａがハイ状態である時、送信トランジスタ１１がオン動作し、この時、制御信号Ｂはロー状態にあるので、受信トランジスタ３１はオフ状態にある。また、制御信号Ａがハイ状態、制御信号Ｂがロー状態にあるので、受信段側シャントトランジスタ４１はオン動作し、送信段側のシャントトランジスタ２１はオフ状態にある。なお、共用シャントトランジスタ６１はオン状態にある。この時、送信段２からの信号が送信トランジスタ１１を経ってアンテナ１を通じて外部に伝送されるが、シャント回路１０１によって高出力伝送時の伝達特性を向上することができる。その後、制御信号Ａがロー状態に変われば、送信トランジスタ１１、受信段側シャントトランジスタ４１及び共用シャントトランジスタ６１がオフ状態になり、この時、制御信号Ｂも時刻ｔ１間はロー状態にあるので、受信トランジスタ３１及び送信段側のシャントトランジスタ２１もオフ状態にある。時刻ｔ１が経過した後、はじめて制御信号Ｂがハイ状態として受信トランジスタ３１、送信段側のシャントトランジスタ２１及び共用シャントトランジスタ６１に印加されれば、受信トランジスタ３１、送信段側のシャントトランジスタ２１及び共用シャントトランジスタ６１がオン動作する。一方、制御信号Ａはロー状態にあるので、送信トランジスタ１１及び受信段側シャントトランジスタ４１はオフ状態にある。この時、アンテナ１に受信された信号は受信トランジスタ３１を経って受信段３に伝送されるようになる。その後、制御信号Ｂがロー状態に変われば、受信トランジスタ３１、送信段側のシャントトランジスタ２１及び共用シャントトランジスタ６１がオフ状態になり、この時、制御信号Ａも時刻ｔ２間はロー状態にあるので、送信トランジスタ１１及び受信段側シャントトランジスタ４１もオフ状態にある。時刻ｔ２が経過した後、はじめて制御信号Ａがハイ状態として送信トランジスタ１１、受信段側シャントトランジスタ３１及び共用シャントトランジスタ６１に印加されてオン動作する。

また、図１０（ｂ）を参照して、本発明の他の実施形態について詳記する。少なくとも一つの送信スイッチブロック１０及び少なくとも一つの受信スイッチブロック３０のうちのいずれか一方でのオンからオフへのスイッチング動作と同期して、他方では逆にオフからオンへのスイッチング動作が行われるような制御信号が印加される。この制御信号の印加は、少なくとも一部の時間区間で行われる。この場合、送信及び受信スイッチブロック１０、３０のうちのいずれか一方がオン状態の時、それと並列に分路接続されたシャントスイッチブロックはオフ状態にある。また、送信及び受信スイッチブロック１０、３０のうちのいずれか一方がオン状態の時、それと分路接続されない他方のシャントスイッチブロックは同期してオン状態で動作する。

図１０（ｂ）の制御信号が図８のＲＦアンテナスイッチ回路に印加される場合について詳記する。図１０（ｂ）の制御信号が印加されれば、先に制御信号Ａがハイ状態の時、送信トランジスタ１１、受信段側シャントトランジスタ４１及び共用シャントトランジスタ６１がオン動作し、この時、制御信号Ｂはロー状態にあるので、受信トランジスタ３１及び送信段側のシャントトランジスタ２１はオフ状態にある。この時、送信段２からの信号が送信トランジスタ１１を経ってアンテナ１を通じて外部に伝送されるようになる。その後、制御信号Ａがロー状態に変われば、同時に制御信号Ｂがハイ状態に変わるので、送信トランジスタ１１及び受信段側シャントトランジスタ４１がオフ状態になる一方、受信トランジスタ３１及び送信段側のシャントトランジスタ２１はオン動作する。この場合、共用シャントトランジスタ６１はハイ状態の制御信号Ｂを入力されるので、オン状態にある。それによって、アンテナ１に受信された信号が受信トランジスタ３１を経って受信段３に伝送されるようになる。

次に、図９を参照して、本発明の実施形態について詳記する。

図９に示すように、本発明の一実施形態によれば、各々の受信経路上に配置される受信スイッチブロック３０のうちの少なくともいずれか一つは、一つの受信経路上に第１の受信スイッチブロック３０ａと第２の受信スイッチブロック３０ｂとが直列接続された構造を有して設けられている。第１及び第２の受信スイッチブロック３０ａ、３０ｂが直列接続された受信経路上に分路接続された受信段側シャントスイッチブロック４０は、第１の受信スイッチブロック３０ａと第２の受信スイッチブロック３０ｂとの間のノードで分岐して接続される。第１の受信スイッチブロック３０ａと第２の受信スイッチブロック３０ｂとが直列接続された構造を有する受信スイッチブロックは、そうではない受信スイッチブロック（図示せず）または／及び送信スイッチブロック１０、スイッチング素子（例えばトランジスタ）の数と同じまたはより多く備えるようにする。

本実施形態によれば、受信経路上に第１の受信スイッチブロック３０ａと第２の受信スイッチブロック３０ｂとが直列接続された構造を有するようにして、隔離度特性を向上することができる。

次に、本発明の高周波アンテナ部品について詳記する。

本発明の実施形態による高周波アンテナ部品は、前述の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を使った部品である。

また、本発明の移動通信機器について詳記する。

本発明の実施形態による移動通信機器は、前述の実施形態によるＲＦアンテナスイッチ回路を用いるかまたは前述の高周波アンテナ部品を含んで構成される。

一例として、高周波アンテナ部品に用いられるＲＦアンテナスイッチ回路の入出力段は、一つの送信段２及び一つの受信段３でから成り、高周波アンテナ部品に用いられるＲＦアンテナスイッチ回路の送信スイッチブロック１０及び受信スイッチブロック３０は各々一つのスイッチブロックで構成される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ アンテナ
２ 送信段
３ 受信段
４、５ 共通ノード
１０ 送信スイッチブロック
１１、２１、３１、４１、５１、６１ トランジスタ
２０、４０ シャントスイッチブロック
３０、３０ａ、３０ｂ 受信スイッチブロック
５０ 共用送受信スイッチブロック
６０ 共用シャントスイッチブロック
１００、１０１ シャント回路

Claims (21)

1. アンテナと、
   少なくとも一つの送信段及び少なくとも一つの受信段を備える複数の入出力段と、
   前記少なくとも一つの送信段とアンテナ側の共通ノードとの間の送信経路上に配置され、制御信号によって信号を伝達する少なくとも一つの送信スイッチブロックと、
   前記少なくとも一つの受信段と前記共通ノードとの間の受信経路上に配置され、制御信号によって信号を前記受信段へ伝達する少なくとも一つの受信スイッチブロックと、
   前記アンテナを通じる信号の送受信において、前記アンテナと前記共通ノードとの間に配置され、スイッチング素子を共有して各々の送信及び受信動作と同期してオン動作する共用スイッチブロックとを含み、
   前記送信スイッチブロック及び前記受信スイッチブロックのうちのいずれか一方がオン動作する時、他方はオフ動作することを特徴とするＲＦアンテナスイッチ回路。
2. 前記共用スイッチブロックは、前記送信スイッチブロック及び前記受信スイッチブロックの各々のオン動作と同期してオン動作する共用送受信スイッチブロックを含み、
   前記送信スイッチブロック及び前記受信スイッチブロックのうちのいずれか一方がオン動作の時、他方はオフ動作することを特徴にする請求項１に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
3. 前記送信スイッチブロック、前記受信スイッチブロック及び前記共用送受信スイッチブロックは各々、トランジスタで構成されることを特徴とする請求項２に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
4. 前記送信スイッチブロック、前記受信スイッチブロック及び前記共用送受信スイッチブロックは各々、複数の電界効果トランジスタのドレイン-ソース直列接続構造で構成されることを特徴とする請求項３に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
5. 前記送信スイッチブロック及び前記受信スイッチブロックのうちの一方でオン動作からオフ動作へのスイッチング動作後、時間差を置いて、他方でオフ動作からオン動作へのスイッチング動作が行われることを特徴とする請求項２に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
6. 前記送信スイッチブロック及び前記受信スイッチブロックのうちの一方でオン動作からオフ動作へのスイッチング動作と同期して、他方でオフ動作からオン動作へのスイッチング動作が行われるようにする制御信号区間を含むことを特徴とする請求項２に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
7. 前記ＲＦアンテナスイッチ回路は、
   前記送信スイッチブロック及び前記受信スイッチブロックと各々並列に前記送信経路及び受信経路上の前記少なくとも一つの送信段及び受信段各々の側で分路接続された複数のシャントスイッチブロックをさらに含み、
   前記送信スイッチブロック及び前記受信スイッチブロックのうちの一方がオン動作の時、それと並列に分路接続されたシャントスイッチブロックはオフ動作し、分路接続されない他方のシャントスイッチブロックはオン動作することを特徴とする請求項２に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
8. 前記受信スイッチブロックの少なくとも一部は、一つの受信経路上に第１の受信スイッチブロックと第２の受信スイッチブロックとが直列接続されて形成され、
   前記第１及び第２の受信スイッチブロックが直列接続された受信経路上で分路接続されたシャントスイッチブロックは、前記第１及び第２の受信スイッチブロック間のノードで分岐されて接続されることを特徴とする請求項７に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
9. 前記複数のシャントスイッチブロックは、各々の一端が前記送信段及び前記受信段各々に接続され、各々の他端がグラウンド側の共通ノードに接続され、
   前記共用スイッチブロックは、前記グラウンド側の共通ノードとグラウンドとの間に前記複数のシャントスイッチブロック各々のオン動作と同期してオン動作する共用シャントスイッチブロックをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
10. 前記入出力段は、一つの送信段及び一つの受信段で構成され、
    前記送信スイッチブロック及び前記受信スイッチブロックは、各々一つのスイッチブロックで構成されることを特徴とする請求項２に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
11. 前記送信スイッチブロックと各々並列に前記少なくとも一つの送信段各側で分路接続された少なくとも一つの送信段側シャントスイッチブロックと、
    前記受信スイッチブロックと各々並列に前記少なくとも一つの受信段各側で分路接続された少なくとも一つの受信段側シャントスイッチブロックと、をさらに含み、
    前記共用スイッチブロックは、前記送信段側シャントスイッチブロック及び前記受信段側シャントスイッチブロックが共通接続されるグラウンド側の共通ノードとグラウンドとの間に接続され、前記送信段側シャントスイッチブロック及び前記受信段側シャントスイッチブロック各々のオン動作と同期してオン動作する共用シャントスイッチブロックを含み、
    前記送信及び受信スイッチブロックのうちのいずれか一方がオン状態の時、他方はオフ状態にあり、該オン状態の前記送信及び受信スイッチブロックのうちのいずれか一方と並列に分路接続されたシャントスイッチブロックはオフ状態にあることを特徴にする請求項１に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
12. 前記送信及び受信スイッチブロックのうちのいずれか一方がオン状態の時、それと並列に分路接続されたシャントスイッチブロックはオフ状態にあり、分路接続されない他方のシャントスイッチブロックは同期してオン状態で動作することを特徴にする請求項１１に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
13. 前記送信及び受信スイッチブロックのうちのいずれか一方でオンからオフへのスイッチング動作後、時間差を置いて、他方でオフからオンへのスイッチング動作が行われることを特徴にする請求項１２に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
14. 前記送信及び受信スイッチブロックのうちのいずれか一方でのオンからオフへのスイッチング動作と同期して、他方では逆にオフからオンへのスイッチング動作が行われるようにする制御信号区間を含むことを特徴にする請求項１２に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
15. 前記送信スイッチブロック、前記受信スイッチブロック、前記送信段側のシャントスイッチブロック、前記受信段側シャントスイッチブロック及び前記共用シャントスイッチブロックは各々、トランジスタから成ることを特徴にする請求項１１に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
16. 前記送信段側のシャントスイッチブロック、前記受信段側シャントスイッチブロック及び前記共用シャントスイッチブロックは各々、複数の電界効果トランジスタのドレイン−ソース接続された積層構造からなることを特徴にする請求項１５に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
17. 前記受信スイッチブロックの少なくとも一部は、一つの受信経路上に第１の受信スイッチブロックと第２の受信スイッチブロックとが直列接続されて設けられ、
    前記第１の受信スイッチブロックと前記第２の受信スイッチブロックとが直列接続された受信経路上に分路接続された受信段側シャントスイッチブロックは、前記第１のスイッチブロックと前記第２の受信スイッチブロックとの間のノードで分岐れされて接続されることを特徴にする請求項１１に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
18. 前記入出力段は、一つの送信段と一つの受信段とから成り、
    前記送信スイッチブロック及び前記受信スイッチブロックは各々、一つのスイッチブロックから成ることを特徴にする請求項１１に記載のＲＦアンテナスイッチ回路。
19. 請求項１のＲＦアンテナスイッチ回路を用いることを特徴とする高周波アンテナ部品。
20. 請求項１９の高周波アンテナ部品を含んで構成される移動通信機器。
21. 前記高周波アンテナ部品に用いられる前記ＲＦアンテナスイッチ回路の入出力段は、一つの送信段及び一つの受信段で構成され、
    前記高周波アンテナ部品に用いられる前記ＲＦアンテナスイッチ回路の送信スイッチブロック及び受信スイッチブロックは、各々一つのスイッチブロックで構成されることを特徴とする請求項２０に記載の移動通信機器。

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