KR20080053946A - 복합 고주파 부품 및 이동체 통신 장치 - Google Patents

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Abstract

복수의 통신계의 주파수대의 송,수신 신호를 분파ㆍ합파하는 다이플렉서(102)와, 송,수신 절체 스위치(103)(104)와, 필터(105)(106)와, 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치(124)와, 매칭 회로(108)를 구비하고, 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치(124)를 수신 신호 절체 스위치(121)와 평형-불평형형 필터(122)(123)로 구성하고, 송,수신 절체 스위치(103)내의 스트립 라인(GSL2)과 수신 신호 절체 스위치(121)내의 스트립 라인(ASL2)을 동일층에 구성하고, 그 사이에 커패시터(GCu3)(AGPr)로 이루어진 매칭 회로(108)를 설치한다.
Figure P1020087010341
복합 고주파 부품, 다이플렉서, 송,수신 절체 스위치, 필터, 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치, 매칭 회로, 이동체 통신 장치

Description

복합 고주파 부품 및 이동체 통신 장치{COMPOSITE HIGH-FREQUENCY COMPONENTS AND MOBILE COMMUNICATION APPARATUS}
본 발명은 복합 고주파 부품 및 그것을 이용한 이동체 통신 장치에 관한 것이고, 특히 복수의 다른 이동체 통신 시스템에 이용가능한 복합 고주파 부품 및 그것을 이용한 이동체 통신 장치에 관한 것이다.
종래, 각각의 주파수대가 다른 복수의 통신계를 이용해서 통신을 행하는 듀얼밴드 또는 멀티밴드의 이동체 통신 장치가 이용되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 이러한 멀티밴드의 이동체 통신 장치에 이용되는 복합 고주파 부품이 개시되어 있다.
여기서, 특허문헌 1에 나타내어져 있는 복합 고주파 부품을 이용한 이동체 통신 장치의 고주파 회로부의 구성을 도 1에 나타낸다.
이 고주파 회로는 1800MHz대의 GSM1800(DCS), 1900MHz대의 GSM1900(PCS), 850MHz대의 GSM850, 및 900MHz대 GSM900(EGSM)에 적응하는 것이다.
도 1에 있어서 안테나 스위치 모듈(10)의 부분이 특허문헌 1에 나타내어져 있는 복합 고주파 부품이며, 다음과 같이 구성되어 있다.
도 1에 있어서 다이플렉서(2)는 GSM850/GSM900계의 송,수신 신호와, GSM1800/GSM1900계의 송,수신 신호를 분파ㆍ합파한다. 송,수신 절체 스위치(3)는 GSM850/GSM900계의 송신 신호와 수신 신호를 절체한다. 마찬가지로, 송,수신 절체 스위치(4)는 GSM1800/GSM1900계의 송신 신호와 수신 신호를 절체한다. 필터(5)는 GSM850/GSM900계의 송신 신호의 기본파를 통과시킴과 아울러 고조파를 감쇠시킨다. 마찬가지로, 필터(6)는 GSM1800/GSM1900계의 송신 신호의 기본파를 통과시킴과 아울러 고조파를 감쇠시킨다.
이 안테나 스위치 모듈(10)을 이용해서 이동체 통신 장치의 고주파 회로부(프런트 엔드부)를 구성할 경우에는 수신 신호 대역만을 통과시켜서 불필요한 주파수대의 신호를 제거함과 아울러 평형형의 저잡음증폭기(LNA)로 수신 신호 증폭하기 위해 불평형 입력 평형 출력형의 SAW를 이용한다. 도 1에 있어서 SAW 필터(22, 23)는 각각 GSM850 및 GSM900의 수신 신호를 통과시키는 필터이다. 또한, 수신 신호 절체 스위치(21)는 GSM850과 GSM900의 수신 신호를 절체한다. 이 2개의 SAW 필터(22, 23) 및 수신 신호 절체 스위치(21)에 의해 평형-불평형형 필터 모듈(20)을 구성할 수 있다.
또한, 송,수신 절체 스위치(7)는 GSM1800의 수신 신호와 GSM1900의 수신 신호를 절체한다. SAW 필터(41)는 GSM1800의 수신 신호를 통과시켜 평형 출력하고, SAW 필터(42)는 GSM1900의 수신 신호를 통과시켜 평형 출력한다.
또한, 이렇게 안테나 스위치 모듈(10)에 대하여 SAW 필터 또는 SAW 필터를 구비한 모듈을 접속하기 위해 그것 사이에는 임피던스 정합을 도모하는 매칭 회로(30, 51, 52)를 제공하게 된다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 2000-201097호 공보
이와 같이 3개의 평형 출력부를 구비한 3개의 LNA(저잡음증폭기)에 대응하는 고주파 회로부(프런트 엔드부)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 안테나 스위치 모듈(10)과 평형-불평형형 필터 모듈(20)의 사이, 수신 신호 절체 스위치(7)와 SAW 필터(41, 42) 및 그들의 사이에 들어가는 매칭 회로(30, 51, 52)가 제공되어 구성되므로 전체의 부품점수가 많아서 그 설치 면적이 넓어지기 때문에 이동체 통신 장치(휴대 전화기)가 대형화된다고 하는 문제가 있었다.
또한, 안테나 스위치 모듈(10)과 평형-불평형형 필터 모듈(20)의 사이, 더욱이는 단체의 SAW 필터(41, 42)의 사이의 매칭 조정도 필요해지고, 이동체 통신 장치의 세트 설계시의 번잡함이 문제로 되어 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은 복수의 통신계의 주파수대의 송,수신 신호를 다루는 다이플렉서와 송,수신 신호를 절체하는 송,수신 절체 스위치와 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치를 복합화해서 상술의 문제를 해소한 복합 고주파 부품 및 그것을 구비한 이동체 통신 장치를 제공하는 것에 있다.
상술의 문제를 해결하기 위해서 이 발명은 다음과 같이 구성된다.
(1) 각각의 주파수대가 다른 복수의 통신계의 송,수신 신호를 단일의 안테나로 송,수신하기 위한 복합 고주파 부품으로서, 상기 복수의 통신계의 주파수대의 송,수신 신호를 주파수대에서 분파ㆍ합파하는 다이플렉서(102)와, 상기 다이플렉서에 접속되어 상기 복수의 통신계의 송,수신 신호를 송신 신호와 수신 신호로 각각 분리하는 송,수신 절체 스위치(103, 104)와, 상기 송,수신 절체 스위치에 접속된 필터(105, 106)과, 제 1 주파수대와 제 2 주파수대의 수신 신호를 절체함과 아울러 불평형형에서 입력하고, 평형형에서 출력하는 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치(124)와, 상기 복수의 송,수신 절체 스위치 중 1개 이상의 송,수신 절체 스위치(103)와 상기 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치(124)의 사이에 제공된 매칭 회로(108)를 구비하고,
상기 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치(124)는 제 1 주파수대의 불평형 신호를 입출력하는 제 1 포트(P1)와, 제 2 주파수대의 불평형 신호를 입출력하는 제 2 포트(P2)와, 제 1 주파수대의 불평형 신호 및 제 2 주파수대의 불평형 신호에 공통의 제 3 포트(P3)를 구비하고, 신호 경로를 제 3 포트-제 1 포트간 또는 제 3 포트-제 2 포트간 중 어느 하나로 절체하는 수신 신호 절체 스위치(121)와, 제 1 포트(P1)에 접속되어 제 1 주파수대의 불평형 신호를 입력하는 제 4 포트(P4)와, 제 1 주파수대의 평형 신호를 출력하는 제 5ㆍ제 6 포트(P5, P6)를 구비하고, 제 1 주파수대를 통과 대역으로 하는 제 1 평형-불평형형 필터(122)와, 제 2 포트(P2)에 접속되어 제 2 주파수대의 불평형 신호를 입력하는 제 7 포트(P7)와, 제 2 주파수대의 평형 신호를 출력하는 제 8ㆍ제 9 포트(P8, P9)를 구비하고, 제 2 주파수대를 통과 대역으로 하는 제 2 평형-불평형형 필터(123)를 구비하고,
상기 다이플렉서(102), 상기 송,수신 절체 스위치(103, 104), 상기 필터(105, 106), 상기 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치(124), 및 상기 매칭 회로(108)를 세라믹으로 이루어진 복수의 시트층을 적층해서 이루어진 다층 기판에 일체로 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
(2) 또한, 상기 제 1ㆍ제 2 평형-불평형형 필터(122,123)는 예를 들면 평형-불평형형의 탄성 표면파 필터 또는 두께 종진동 전압 필터로 구성된다.
(3) 또한, 상기 제 1 주파수대에서 상기 제 5 포트(P5)로부터 상기 제 1 분기 포트(B1)까지의 전기장과, 상기 제 1 주파수대에서 상기 제 6 포트(P6)로부터 상기 제 2 분기 포트(B2)까지의 전기장이 거의 같고, 또한 상기 제 2 주파수대에서 상기 제 8 포트(P8)로부터 상기 제 1 분기 포트(B1)까지의 전기장과, 상기 제 2 주파수대에서 상기 제 9 포트(P9)로부터 상기 제 2 분기 포트(B2)까지의 전기장이 거의 같아지도록 구성된다.
(4) 또한, 상기 제 2 포트와 상기 제 3 포트의 사이에 배치된 스트립 라인(stripline)(ASL2)과, 상기 매칭 회로(108)를 통해서 상기 평형-불평형형 필터에 접속되는 상기 송,수신 절체 스위치내의 스트립 라인(GSL2)은 상기 다층 기판의 동일 시트층 상에 형성된 것으로 한다.
(5) 또한, 상기 매칭 회로(108)는 콘덴서(AGPr,GCu3)에 의해 구성된 것으로 한다.
(6) 또한, 본 발명의 이동체 통신 장치는 상기 어느 하나의 구성으로 이루어진 복합 고주파 부품을 고주파 회로부에 구비해서 구성된다.
(1) 복수의 통신계의 주파수대의 송,수신 신호를 분파ㆍ합파하는 다이플렉서, 송,수신 절체 스위치, 필터, 평형-불평형형 필터, 및 매칭 회로를 세라믹으로 이루어진 복수의 시트층을 적층해서 이루어진 다층 기판에 일체로 제공함으로써 부품점수의 삭감, 이동체 통신 장치의 소형 계량화, 이동체 통신 장치의 고주파 회로부의 회로 설계의 간략화가 가능해진다.
또한, 적층체의 평면에 제 1ㆍ제 2 평형-불평형형 필터를 탑재해서 적층체의 내부에 매칭 회로를 구성하는 것이 용이해져 전체의 소형 계량화의 효과가 높아진다.
(2) 상기 제 1ㆍ제 2 평형-불평형형 필터를 평형-불평형형의 탄성 표면파 필터 또는 두께 종진동 전압 필터로 구성함으로써 한쪽의 필터의 통과 대역이 다른 쪽의 필터에서 차단되기 때문에 신호의 리키지(leakage)가 저감될 수 있어 저손실화가 도모될 수 있다.
(3) 제 1 주파수대에서의 제 5 포트-제 1 분기 포트간의 전기장과, 제 1 주파수대에서의 제 6 포트-제 2 분기 포트간의 전기장이 거의 같고, 또한 제 2 주파수대에서의 제 8 포트-제 1 분기 포트간의 전기장과, 제 2 주파수에서의 제 9 포트-제 2 분기 포트간의 전기장이 거의 같기 때문에 정합 소자는 제 1ㆍ제 2 평형-불평형형 필터의 평형 포트로부터 보았을 때 동위상이 되는 위치에 접속되어 있게 되고, 이들의 각 포트간의 배선 및 정합 소자의 부가에 의해 평형 특성이 손상될 일이 없다. 다시 말해, 제 5 포트-제 1 분기 포트간의 전기장과, 제 6 포트-제 2 분기 포트간의 전기장이 제 1 주파수대에서 거의 같음으로써 제 1 주파수에서의 평형 특성을 유지할 수 있고, 제 8 포트-제 1 분기 포트간의 전기장과, 제 9 포트-제 2 분기 포트간의 전기장이 제 2 주파수대에서 거의 같음으로써 제 2 주파수대에서의 평형 특성을 유지할 수 있다. 이 때문에, 양호한 전기적 특성을 유지할 수 있다.
(4) 상기 제 2 포트와 제 3 포트의 사이에 배치된 스트립 라인과 상기 매칭 회로를 통해서 평형-불평형형 필터에 접속되는 송,수신 절체 스위치내의 스트립 라인이 다층 기판의 동일 시트층 상에 존재함으로써 시트 매수를 삭감할 수 있으므로 저배화(低背化)가 가능해진다. 또한, 다이플렉서, 송,수신 절체 스위치, 필터, 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치, 및 매칭 회로를 일체화함으로써 다른 스트립 라인과 함께 다층 기판내에 복수층에 걸쳐 형성할 때의 쓸데없는 라우팅이 없어지고, 보다 소형화를 도모할 수 있다.
(5) 상기 매칭 회로를 콘덴서로 구성함으로써 상기 송,수신 절체 스위치와 상기 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치의 제어용 전압의 인가 시의 직류 전류를 송,수신 절체 스위치와 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치의 사이에서 분리하기 위한 회로가 불필요해서 부품점수를 삭감할 수 있다.
(6) 상기 평형-불평형형 필터 모듈을 고주파 회로부에 구비함으로써 주파수대의 다른 복수의 통신 신호를 다루는 소형 저가격의 이동체 통신 장치를 구성할 수 있다.
도 1은 종래의 안테나 스위치 모듈을 이용한 이동체 통신 장치의 고주파 회로부의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 제 1 실시형태에 의한 복합 고주파 부품의 회로도이다.
도 3은 동 복합 고주파 부품을 세라믹으로 이루어지는 복수의 시트층을 적층해서 이루어지는 다층 기판에 구성할 경우의 각 층의 도체 패턴을 나타내는 도면이 다.
도 4는 도 3에 이어지는 각 층의 도체 패턴을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 이어지는 각 층의 도체 패턴을 나타내는 도면이다.
도 6은 동 복합 고주파 부품의 적층체 최상층의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 제 2 실시형태에 의한 복합 고주파 부품의 회로도이다.
도 8은 제 3 실시형태에 의한 이동체 통신 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
부호의 설명
102: 다이플렉서 103: 송,수신 절체 스위치
104: 송,수신 절체 스위치 105, 106: 필터
107: 수신 신호 절체 스위치 121: 수신 신호 절체 스위치
122, 123: SAW 필터 141, 142: SAW 필터
100: 복합 고주파 부품 120: SAW 듀플렉서
108: 매칭 회로 124: 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치
P1~P9: 제 1~제 9 포트 B1, B2: 제 1ㆍ제 2 분기 포트
LG: 정합 소자 ANT: 안테나 단자
≪제 1 실시형태≫
제 1 실시형태에 의한 복합 고주파 부품에 대해서 도 2~도 5를 참조해서 설명한다. 도 2는 복합 고주파 부품의 회로도이다. 이 복합 고주파 부품(100)은 GSM850, GSM900, GSM1800, GSM1900의 4개의 주파수대에 대응하는 것이다.
이 복합 고주파 부품(100)은 크게 나누어서 다이플렉서(102), 송,수신 절체 스위치(103, 104), 필터(105, 106), 수신 신호 절체 스위치(107), 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치(124), 및 매칭 회로(108)로 구성되어 있다. 또한, 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치(124)는 수신 신호 절체 스위치(121)와 SAW 듀플렉서(120)로 구성되어 있다.
다이플렉서(102)는 커패시터(Cu1, Ct1), 스트립 라인(Lt1)으로 이루어지는 로우 패스 필터 부분과, 커패시터(Cc1, Cc2, Ct2) 및 스트립 라인(Lt2)으로 이루어지는 하이 패스 필터 부분을 구비하고, 안테나 단자(ANT)에 접속되어 있다.
송,수신 절체 스위치(103)는 다이플렉서(102)의 로우 패스 필터측에 접속되어 있다. 이 송,수신 절체 스위치(103)는 GSM850/900의 송신 신호 입력측에 다이오드(GD1), 인덕터(GSL1)를 제공하고, GSM850/900의 수신 신호 출력측에 다이오드(GD2), 스트립 라인(GSL2), 커패시터(GC5), 저항(Rg)을 제공하고 있다. 그리고, GSM850/900의 송,수신 절체 신호를 단자(Vc1)로부터 입력하도록 구성되어 있다.
다른 1개의 송,수신 절체 스위치(104)는 다이플렉서(102)의 하이 패스 필터측에 접속되어 있다. 이 송,수신 절체 스위치(104)는 GSM1800/1900의 송신 신호 입력측에 다이오드(DD1), 인덕터(DPSL1), 스트립 라인(DPSLt) 및 커패시터(DPCt)를 제공하고, GSM1800/1900의 수신 신호 출력측에 다이오드(DD2), 스트립 라인(DSL2), 커패시터(DC5, DCu3, CDPr) 및 저항(Rd)을 제공하고 있다. 그리고, 제어 단자(Vc3)에 의해 GSM1800/1900의 송,수신을 절체하도록 구성되어 있다. 또한, 송,수신 절체 스위치(104)의 수신 신호 출력측과 수신 신호 절체 스위치(107)의 입력측간에는 커패시터(CDPr, DCu3)로 이루어지는 매칭 회로(109)를 구성하고 있다.
수신 신호 절체 스위치(107)는 송,수신 절체 스위치(104)의 수신 신호 출력측에 접속되어 있다. 이 수신 신호 절체 스위치(107)는 GSM1900측의 수신 신호 출력측에 다이오드(DD3), 스트립 라인(PSL1) 및 커패시터(DCu4)를 제공하고, GSM1800측의 수신 신호 출력측에 다이오드(DD4), 스트립 라인(PSL2), 커패시터(PC5), 및 저항(Rp)을 제공하고 있다. 또한, 제어 단자(Vc4)로부터의 제어 신호에 의해 GSM1900과 1800을 절체하도록 구성되어 있다.
수신 신호 절체 스위치(121)는 송,수신 절체 스위치(103)의 수신 신호 출력측에 접속되어 있다. 이 수신 신호 절체 스위치(121)는 GSM850의 수신 신호 출력측에 다이오드(GD3), 인덕터(ASL1)를 제공하고, GSM900의 수신 신호 출력측에 다이오드(GD4), 스트립 라인(ASL2), 커패시터(AC5) 및 저항(Ra)을 제공하고 있다. 또한, 제어 단자(Vc2)로부터의 제어 신호에 의해 GSM850과 900을 절체하도록 구성되어 있다. 또한, 이 수신 신호 절체 스위치(121)는 GSM850의 수신 신호를 불평형에서 출력하는 제 1 포트(P1)와, GSM900의 수신 신호를 불평형에서 출력하는 제 2 포트(P2)와, 이 2개의 주파수대의 불평형 신호에 공통의 제 3 포트(P3)를 구비하고 있다.
필터(105)는 GSM850/900의 송신 신호의 주파수 대역을 통과시켜 GSM850/900 의 특히 3차 고조파의 주파수 성분의 신호를 차단하는 로우 패스 필터이다. 이 필터(105)는 스트립 라인(GLt1), 커패시터(GCu1, GCu2, GCc1)에서 로우 패스 필터 회 로를 구성하고, 송,수신 절체 스위치(103)의 송신 신호 입력측에 접속되어 있다.
필터(106)는 GSM1800/1900의 송신 신호의 주파수 대역을 통과시켜 GSM1800/1900의 특히 2차와 3차 고조파의 주파수 성분의 신호를 차단하는 로우 패스 필터이다. 이 필터(106)는 스트립 라인(DLt1, DLt2)과, 커패시터(DCu1, DCu2, DCc1, DCc2)로 구성되고, 송,수신 절체 스위치(104)의 송신 신호 입력측에 접속되어 있다.
SAW 듀플렉서(120)는 제 1ㆍ제 2 SAW 필터(탄성 표면파 필터)로 이루어지고, 제 1 SAW 필터(제 1 평형-불평형형 필터)(122)와 제 2 SAW 필터(제 2 평형-불평형형 필터)(123)를 구비하고 있다. 제 1 SAW 필터(122)는 GSM850의 수신 신호를 불평형에서 입력하는 제 4 포트(P4)와 그 평형 신호를 출력하는 제 5ㆍ제 6 포트(P5, P6)를 구비하고 있다. 마찬가지로, 제 2 SAW 필터(123)는 GSM900의 수신 신호를 불평형에서 입력하는 제 7 포트(P7)와 그 평형 신호를 출력하는 제 8ㆍ제 9 포트(P8, P9)를 구비하고 있다.
이 제 1 SAW 필터(122)의 평형 출력부의 한쪽의 포트[제 5 포트(P5)]와 제 2 SAW 필터(123)의 평형 출력부측의 한쪽의 포트[제 8 포트(P8)]를 제 1 분기 포트(B1)에 공통 접속하고, 제 1 SAW 필터(122)의 평형 입출력부의 다른 쪽의 포트[제 6 포트(P6)]와 제 2 SAW 필터(123)의 평형 입출력부의 다른 쪽의 포트[제 9 포트(P9)]를 제 2 분기 포트(B2)에 공통 접속하고 있다. 그리고, GSM850과 GSM900의 평형 신호의 양쪽에 대하여 임피던스 정합하는 정합 소자(LGA)(밸런스 코일)를 접속하고 있다. 또한, 제 5 포트(P5)로부터 제 1 분기 포트(B1)까지의 GSM850의 주파 수대에서의 전기장과 제 6 포트(P6)로부터 제 2 분기 포트(B2)까지의 GSM850의 주파수대에서의 전기장은 거의 같다. 또한, 제 8 포트(P8)로부터 제 1 분기 포트(B1)까지의 GSM900의 주파수대에서의 전기장과 제 9 포트(P9)로부터 제 2 분기 포트(B2)까지의 GSM900의 주파수대에서의 전기장이 거의 같아지도록 구성하고 있다.
매칭 회로(108)는 GSM850/900측의 송,수신 절체 스위치(103)의 수신 신호 출력부와 수신 신호 절체 스위치(121)의 사이에 제공되어 있다. 이 양자의 임피던스 매칭을 도모하기 위해서 라인에 직렬의 커패시터(AGPr)와, 라인―접지간에 접속된 커패시터(GCu3)로 구성되어 있다.
SAW 필터(141)는 그 불평형 입력 포트를 GSM1800/1900의 수신 신호 절체 스위치(107)의 GSM1900의 수신 신호 출력측에 접속하고 있다. 이 SAW 필터(141)의 평형 출력 포트에는 정합 소자(밸런스 코일)(LP)를 접속하고 있다. 또한, SAW 필터(142)는 그 불평형 입력 포트를 상기 수신 신호 절체 스위치(107)의 GSM1800의 수신 신호 출력측에 접속하고 있다. 이 SAW 필터(142)의 평형 출력 포트에는 정합 소자(매칭 코일)(LD)를 접속하고 있다.
상기 수신 신호 절체 스위치(121)의 동작은 다음과 같다. 우선, 제어 단자(Vc2)에 하이 레벨의 신호가 인가되면 다이오드(GD4, GD3)가 온된다. 이에 따라, 다이오드(GD3)가 도통되어 제 1 포트(P1)와 제 3 포트(P3)의 사이의 신호 경로가 도통된다. 한편, 선로(ASL2)의 전기장은 GSM850의 주파수대에 있어서 거의 1/4파장이 되도록 되어 있어서 다이오드(GD4)의 온에 의해 선로(ASL2)의 포트(P2)측이 등가적으로 접지되어 포트(P3)로부터 P2측을 본 임피던스는 등가적으로 개방이 된다.
제어 단자(Vc2)에 로우 레벨의 신호가 인가되면, 다이오드(GD4)가 오프되어 제 2 포트(P2)와 제 3 포트(P3)의 사이는 선로(ASL2)를 통해서 신호 경로가 구성된다. 한편, 다이오드(GD3)도 오프됨으로써 제 1포트(P1)와 제 3 포트(P3)의 사이의 신호 경로가 차단된다. 이 다이오드(GD3)의 오프 상태에서 제 3 포트(P3)로부터 제 1 포트(P1)를 본 임피던스는 개방 상태가 된다.
SAW 필터(122)는 제 1 주파수대(GSM850)를 통과시켜 제 2 주파수대(GSM900)를 차단하므로 수신 신호 절체 스위치(121)가 제 1 포트(P1)측의 신호 경로를 선택하고 있는 상태에서 GSM850/900의 수신 신호 출력 포트에는 GSM850의 수신 신호가 출력된다. 또한, SAW 필터(123)는 제 2 주파수대(GSM900)의 신호를 통과시켜 제 1 주파수대(GSM850)의 신호를 차단하므로 수신 신호 절체 스위치(121)가 제 2 포트(P2)측의 신호 경로를 선택하고 있는 상태에서 GSM850/900의 수신 신호 출력 포트에는 GSM900의 수신 신호가 출력된다.
이와 같이, 2개의 SAW 필터(122, 123) 중 한쪽의 필터의 통과 대역이 다른 쪽의 필터의 차단 주파수 영역이 되므로 제 1ㆍ제 2 주파수대의 신호의 리키지가 저감되어 저손실로 1개의 평형 출력 포트를 공용할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, GSM850의 주파수대에서의 제 5 포트(P5)로부터 제 1 분기 포트(B1)까지의 전기장과 제 6 포트(P6)로부터 제 2 분기 포트(B2)까지의 전기장은 거의 같고, GSM900의 주파수대에서의 제 8 포트(P8)로부터 제 1 분기 포트(B1)까지의 전기장과 제 9 포트(P9)로부터 제 2 분기 포트(B2)까지의 전기장은 거의 같다. 그 때문에, 밸런스 코일(LGA)은 SAW 필터(122, 123)의 평형 포트로부터 보았을 때 동위상이 되는 위치에 접속되어 있게 되고, 이들의 각 포트간의 배선 및 정합 소자의 부가에 의해 평형 특성이 손상될 일이 없다. 그 때문에, 양호한 전기적 특성을 유지할 수 있다.
다음에, 상기 복합 고주파 부품을 세라믹으로 이루어지는 복수의 시트층을 적층해서 이루어지는 다층 기판에 일체화한 경우의 구성 예를 도 3~도 6에 의거하여 설명한다.
도 3~도 6은 각 층에 있어서의 도체 패턴의 평면도이다. 도 3의 (1)이 최하층, 도 5의 (21)이 최상층이며, 편의상 도시된 도 3~도 5의 3개의 도면으로 나누어서 나타내고 있다. 도 3~도 5에 있어서 도면 중의 각 부의 부호는 도 2에 나타낸 회로 중의 각 부호에 대응하고 있다. 또한, 이들의 도면 중의 GND는 접지 전극이다. 또한, 도 2 중의 LGA, Cgt, AC5, GSL1, Cant, DPSL1, Cdpt, LP, LD는 모두 이 복합 고주파 부품을 실장하는 타이동체 통신 장치의 회로 기판에 제공되는 것이므로 도 3~도 5에는 나타나지 않는다.
도 3의 (1)에 있어서 G는 접지 단자, NC는 공단자이다. 그 밖의 단자는 도 2에 나타낸 회로 중의 각 부호에 대응하고 있다.
도 3ㆍ도 4에 나타낸 바와 같이, (8)~(14)의 층에 걸쳐 스트립 라인(ASL2)을 형성하고 있다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, (9)~(14)의 층에 걸쳐 스트립 라인(GSL2)을 형성하고 있다. 또한, (9)~(13)의 층에 걸쳐 스트립 라인(PSL2)을 형성하고 있다. 마찬가지로, (9)~(14)층에 걸쳐 스트립 라인(DSL2)을 형성하고 있다. 이렇게 고주파 스위치에서 이용되는 소정 전기장의 스트립 라인을 각각 거의 동일 층에 걸쳐 형성함으로써 한정된 면적 또한 한정된 층수로 스트립 라인을 구성할 수 있고, 전체의 회로 규모가 커져도 칩 사이즈의 증대를 억제할 수 있다.
도 6은 적층체의 최상면에 각 칩 부품을 탑재한 상태를 나타내고 있다. 여기서 SAW 필터(122,123)는 도 2에 나타낸 GSM850/900용의 2개의 SAW 필터(122, 123)를 포함하는 듀얼의 SAW 필터이다. 마찬가지로, SAW 필터(141, 142)는 도 2에 나타낸 GSM1800/1900용의 2개의 SAW 필터(141, 142)를 포함하는 듀얼의 SAW 필터이다.
이상과 같이, 이 발명의 복합 고주파 부품에 의하면, 각각의 주파수대가 다른 복수의 통신계의 송,수신 신호를 단일의 안테나로 송,수신하기 위한 다이플렉서와, 복수의 통신계의 송,수신 신호를 송신 신호와 수신 신호로 각각 분리하는 송,수신 절체 스위치와, 이 송,수신 절체 스위치에 접속되는 필터와, 2개의 주파수대의 신호를 평형-불평형형에서 입출력하는 평형-불평형형 필터를 일체화해서 설계함으로써 송,수신 절체 스위치와 다이플렉서를 포함하는 안테나 스위치 회로와 상기 평형-불평형형 필터의 사이의 매칭을 미리 취한 상태에서 구성할 수 있고, 외부에 매칭 소자를 제공할 필요가 없어진다.
또한, 상기 안테나 스위치 회로에서 이용되는 스트립 라인과 평형-불평형형 필터에서 이용되는 스트립 라인을 다층 기판의 동일 층에 형성함으로써 양자의 점유 면적이 작아질 수 있고, 칩 사이즈의 증대가 억제될 수 있다.
또한, 세라믹 다층 기판에 의해 원칩으로 구성하기 때문에 디스크리트 부품을 이용해서 구성할 경우에 비해서 부품간의 배선에 의한 손실을 삭감할 수 있다.
또한, 스위치플렉서(안테나 스위치 모듈)와 매칭 회로를 기판상에 각각 구성 할 경우에 비해서 부품 간격을 없앨 수 있고, 전체의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 이 실시형태에 있어서의 매칭 회로(108, 109)는 각각 (GCu3, AGPr), (DCu3, CDPr)로 구성되었지만, AGPr, CDPr만으로 매칭을 취할 수 있으면 그들만으로 매칭 회로(108, 109)를 구성해도 좋다.
《제 2 실시형태》
다음에, 제 2 실시형태에 의한 복합 고주파 부품에 대해서 도 7을 참조해서 설명한다.
도 2에 나타낸 복합 고주파 부품과 다른 것은 GSM1800/1900의 수신 신호 출력 포트를 단일의(공용의) 평형 출력 포트로 한 점이다. 즉, 2개의 SAW 필터(141, 142)의 평형 출력 포트를 결합한 공통의 평형 출력 포트로부터 GSM1800 또는 1900의 수신 신호를 출력하도록 구성하고 있다. 또한, GSM850/900의 수신 신호 출력 포트와 마찬가지로, 정합 소자(매칭 코일)(LD)를 2개의 포트간에 접속하고 있다.
또한, 도 7에 나타낸 예에서는 송,수신 절체 스위치(103)의 수신 신호 출력측과 수신 신호 절체 스위치(121)의 입력측간의 매칭 회로(108)를 커패시터(AGPr)만으로 구성하고, 송,수신 절체 스위치(104)의 수신 신호 출력측과 수신 신호 절체 스위치(107)의 입력측간의 매칭 회로(109)를 커패시터(CDPr)만으로 구성했지만, 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 매칭 회로(108, 109)에 커패시터(GCu3, DCu3)를 병렬로 제공해도 좋다.
또한, 제 1ㆍ제 2 실시형태에서는 평형-불평형 필터로서 SAW 필터를 이용했지만, SAW 필터(탄성 표면파 필터) 대신의 두께 종진동 전압 필터(BAW 필터)를 이 용해도 좋다.
《제 3 실시형태》
다음에, 제 3 실시형태에 의한 이동체 통신 장치의 구성을 도 8을 참조해서 설명한다.
도 8은 콰드밴드 휴대 전화기의 구성을 블록도로서 나타낸 것이다. 그 고주파 회로부에는 제 1ㆍ제 2 실시형태에서 나타낸 복합 고주파 부품(100)을 구비하고 있다. 이 복합 고주파 부품(100)은 그 안테나 단자에 안테나(201)를 접속하고 있어서 GSM1800/1900의 송신 신호(Tx1), GSM850/900의 송신 신호(Tx2)를 입력하고, GSM1800/1900의 수신 신호(Rx1), GSM850/900의 수신 신호(Rx2)를 출력한다. 고주파 집적 회로(203)는 복합 고주파 부품(100)에 대하여 상기 제어 단자(Vc1~Vc4)에 제어 신호를 각각 제공해서 송,수신의 절체 및 수신 신호의 절체를 행한다. 파워 앰프 모듈(202)은 고주파 집적 회로(203)로부터 출력되는 송신 신호를 전력 증폭해서 복합 고주파 부품(100)으로 제공한다. 베이스밴드 IC(204)는 고주파 집적 회로(203)에 대하여 음성 신호의 입출력 등을 행하고, 베이스밴드의 신호 처리를 행한다.
이와 같이 고주파 회로부(프런트 엔드부)에 제 1ㆍ제 2 실시형태에서 나타낸 복합 고주파 부품을 이용함으로써 새로운 매칭 회로 등을 제공하지 않고 콰드밴드의 휴대 전화기를 용이하게 구성할 수 있다.

Claims (6)

  1. 각각의 주파수대가 다른 복수의 통신계의 송,수신 신호를 단일의 안테나로 송,수신하기 위한 복합 고주파 부품으로서:
    상기 복수의 통신계의 주파수대의 송,수신 신호를 주파수대에서 분파ㆍ합파하는 다이플렉서;
    상기 다이플렉서에 접속되어 상기 복수의 통신계의 송,수신 신호를 송신 신호와 수신 신호로 각각 분리하는 송,수신 절체 스위치;
    상기 송,수신 절체 스위치에 접속된 필터;
    제 1 주파수대와 제 2 주파수대의 수신 신호를 절체함과 아울러 불평형형에서 입력하고, 평형형에서 출력하는 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치; 및
    상기 복수의 송,수신 절체 스위치 중 1개 이상의 송,수신 절체 스위치와 상기 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치의 사이에 제공된 매칭 회로를 구비하고;
    상기 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치는,
    제 1 주파수대의 불평형 신호를 출력하는 제 1 포트, 제 2 주파수대의 불평형 신호를 출력하는 제 2 포트, 및 제 1 주파수대의 불평형 신호 및 제 2 주파수대의 불평형 신호에 공통인 제 3 포트를 구비하고, 신호 경로를 제 3 포트-제 1 포트간 또는 제 3 포트-제 2 포트간의 어느 하나로 절체하는 수신 신호 절체 스위치;
    제 1 포트에 접속되어 제 1 주파수대의 불평형 신호를 입력하는 제 4 포트, 및 제 1 주파수대의 평형 신호를 출력하는 제 5ㆍ제 6 포트를 구비하고, 제 1 주파 수대를 통과 대역으로 하는 제 1 평형-불평형형 필터; 및
    제 2 포트에 접속되어 제 2 주파수대의 불평형 신호를 입력하는 제 7 포트, 및 제 2 주파수대의 평형 신호를 출력하는 제 8ㆍ제 9 포트를 구비하고, 제 2 주파수대를 통과 대역으로 하는 제 2 평형-불평형형 필터를 구비하며;
    상기 다이플렉서, 상기 송,수신 절체 스위치, 상기 필터, 상기 평형-불평형형 수신 신호 절체 스위치, 및 상기 매칭 회로를 세라믹으로 이루어진 복수의 시트층을 적층해서 이루어진 다층 기판에 일체로 설치한 것을 특징으로 하는 복합 고주파 부품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1ㆍ제 2 평형-불평형형 필터는 평형-불평형형의 탄성 표면파 필터 또는 두께 종진동 전압 필터인 것을 특징으로 하는 복합 고주파 부품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수대에서 상기 제 5 포트로부터 상기 제 1 분기 포트까지의 전기장과 상기 제 1 주파수대에서 상기 제 6 포트로부터 상기 제 2 분기 포트까지의 전기장이 거의 같고, 또한 상기 제 2 주파수대에서 상기 제 8 포트로부터 상기 제 1 분기 포트까지의 전기장과 상기 제 2 주파수대에서 상기 제 9 포트로부터 상기 제 2 분기 포트까지의 전기장이 거의 같은 것을 특징으로 하는 복합 고주파 부품.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 포트와 상기 제 3 포트의 사이에 배치된 스트립 라인, 및
    상기 매칭 회로를 통해서 상기 평형-불평형형 필터에 접속되는 상기 송,수신 절체 스위치내의 스트립 라인은 상기 다층 기판의 동일 시트층 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 고주파 부품.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매칭 회로는 콘덴서에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 복합 고주파 부품.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 복합 고주파 부품을 고주파 회로부에 구비한 것을 특징으로 하는 이동체 통신 장치.
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