CN101160734A - 多频带高频电路、多频带高频电路部件及使用其的多频带通信装置 - Google Patents

多频带高频电路、多频带高频电路部件及使用其的多频带通信装置 Download PDF

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Abstract

一种多频带高频电路，具有：多频带天线；第一及第二通信系统的发送电路(11bg－T、11a－T)及接收电路(11bg－R、11a－R)；及切换与第三通信系统的收发(BLT－TR)的连接的第一开关(SPDT1)；配置在(SPDT1)的后级，将高频信号分波给(11a－R)和(11bg－R)或(BLT－TR)的分波电路(Dip)；和将高频信号分波给(11bg－T)和(11a－T)的分波电路(Dip2)，分波电路(Dip1)和(Dip2)分别具有低频侧滤波器及高频侧滤波器，在分波电路(Dip1)的低频侧滤波器的后级具有带通滤波器(BPF1)，在带通滤波器(BPF1)的后级具备第二开关(SPDT2)。

Description

多频带高频电路、多频带高频电路部件及使用其的多频带通信装置
技术领域
本发明涉及一种在电子电气设备间进行无线传输的无线通信装置、及使用其的多频带高频电路及多频带高频电路部件，尤其是涉及可在至少3个通信系统中利用的多频带高频电路、多频带高频部件、及使用其的多频带通信装置。
背景技术
现在广泛利用基于以IEEE802.11标准为代表的无线LAN(WLAN)的数据通信。例如用作个人计算机(PC)、打印机、硬盘、宽频带路由器等PC的外围设备、FAX、冰箱、标准电视(SDTV)、高清电视(HDTV)、数码相机、数字录像机、便携电话等电子设备、替代汽车中或飞机中的有线通信的信号传输部件，在各个电子设备间进行无线数据传输。
现在无线LAN中存在IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g及IEEE802.11h等多个标准。IEEE802.11a使用OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multipexing：正交频分)调制方式，在5GHz频带中保持最大54Mbps的高速数据通信。另外，IEEE802.11h是使IEEE802.11a在欧洲可使用的标准。IEEE802.11b使用DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum：直接顺序频谱扩散)方式，无需无线许可就在可自由利用的2.4GHz的ISM(Industrial，Scientific and Medical：工业、科学及医疗)频域中支持5.5Mbps及11Mbps的高速通信。另外，IEEE802.11g使用OFDM调制方式，与IEEE802.11b同样地，在2.4GHz频域中支持最大54Mbps的高速数据通信。
另外，还提议利用与IEEE802.11b及IEEE802.11g相同的2.4GHz的ISM频域，可不使用电缆而实现与彼此关联的电子设备连接的、方便性极高的近距离无线标准蓝牙(BluetoothTM)。在蓝牙中采用耐噪声性良好的频率跳动(hopping)方式，将2.4GHz的ISM频带分割成多个无线信道，按每个单位时间(1/1600秒)分割各无线信道，设为时隙，按每个时隙切换使用的无线信道。
在50～100m左右距离范围内的小组群中利用的无线LAN数据传输速度快到几Mbps～几十Mbps，消耗100mW左右的功率。另外，关于蓝牙，是假定在电波到达的距离与10m左右相同的场地或建筑物内等较窄区域中利用，传输速度最快为2Mbps，省功率地设计为10mW左右。这样，无线LAN及蓝牙由于传输速度、可传输距离等不同，所以可安装在1个通信装置中按每个用途分开使用。因而，为了方便，设无线LAN的IEEE802.11b及IEEE802.11g为第一通信系统，设无线LAN的IEEE802.11a及IEEE802.11h为第二通信系统，设蓝牙为第三通信系统，来说明高频电路及通信装置。
特开2001-24579号公开了在无线LAN(使用2.4GHz的IEEE802.11b及/或IEEE802.11g)和蓝牙中可共用的电路。该电路如图34所示，具有对第一天线端口(AP1)与第一通信系统的发送电路(WLAN TX)或第二高频开关电路(SwB)的连接进行切换的第一高频开关电路(SwA)；对第一通信系统的接收电路(WLAN RX)与第一高频开关电路(SwA)或第三高频开关电路(SwC)的连接进行切换的第二高频开关电路(SwB)；和对第二天线端口(AP2)与第二通信系统的收发电路(BT TX/RX)或第二高频开关电路(SwB)的连接进行切换的第三高频开关电路(SwC)，在第一高频开关电路(SwA)和第一通信系统的发送电路(WLAN TX)之间具有第二滤波器(FL2)，及在第二高频开关电路(SwB)和第一通信系统的接收电路(WLAN RX)之间具有第一滤波器(FL1)。
WO03/092997公开了在无线LAN的使用2.4GHz带的IEEE802.11b及/或IEEE802.11g、和使用5GHz带的IEEE802.11a及/或IEEE802.11h中可共用的电路。该电路具有：高频开关电路，其切换第一天线端口(第二天线端口)、第一及第三通信系统的发送电路、和第一及第三通信系统的接收电路的路径；第一分波电路，其连接于高频开关电路的接收电路端口，对应于通信系统的频带，将高频信号分波至第一通信系统的接收电路和第三通信系统的接收电路；连接于第一分波电路的低频侧端口的高频滤波器及低噪声放大器；连接于第一分波电路的高频侧端口的高频滤波器及低噪声放大器；第二分波电路，其连接于第一高频开关电路的发送电路端口，对应于通信系统的频带，将高频信号分波至第一通信系统的发送电路和第三通信系统的发送电路；连接于第二分波电路的低频侧端口的高频滤波器及高频功率放大器；和连接于第二分波电路的高频侧端口的高频滤波器及高功率放大器。
特开2003-87023号公开了在蓝牙和无线LAN的使用5GHz带的IEEE802.11a及/或IEEE802.11h中可共用的电路。该电路如图35所示，具备：第一高频开关电路3，其转换第一天线8、第二系统的发送电路1和分集切换开关4的路径；和分集切换开关4，其切换第二系统的接收电路2、第一高频开关电路3和以第二系统的频带为通过频域的第一带通滤波器6的路径，第一带通滤波器6配置在第二多频带天线9和分集切换开关4之间，以第三系统的频带为通过频域的带通滤波器7配置在第二多频带天线9和第三系统的收发电路5之间。
如上所述，提议在无线LAN的使用2.4GHz带的IEEE802.11b及/或IEEE802.11g和蓝牙中可共用的电路、在无线LAN的使用2.4GHz带的IEEE802.11b及/或IEEE802.11g和使用5GHz带的IEEE802.11a及/或IEEE802.11h中可共用的电路、及在蓝牙和无线LAN的使用5GHz带的IEEE802.11a及/或IEEE802.11h中可共用的电路，但这些电路是对应于2个通信系统的电路，在无线LAN的使用2.4GHz带的IEEE802.11b及/或IEEE802.11g、蓝牙和无线LAN的使用5GHz带的IEEE802.11a及/或IEEE802.11h 3个通信系统中不能共用。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种高频电路，在至少3个通信系统、例如无线LAN的使用2.4GHz带的IEEE802.11b及/或IEEE802.11g、蓝牙和无线LAN的使用5GHz带的IEEE802.11a及/或IEEE802.11h中可共用。
本发明的另一目的在于提供一种部件件数少、可小型化的多频带高频电路部件。
本发明的又一目的在于提供一种使用了该高频电路部件的多频带通信装置。
本发明的第一多频带高频电路用于可在至少3个通信系统中进行收发的天线、和至少3个通信系统的发送接收电路之间，具有切换所述天线与第一及第二路径的连接的第一高频开关电路；设置在所述第一路径上的第一分波电路；和设置在所述第二路径上的第二分波电路，所述第一及第二分波电路分别具有低频侧滤波器电路及高频侧滤波器电路，在连接于所述第一分波电路的低频侧滤波器的路径上具有带通滤波器电路，并在所述带通滤波器电路的后级，具有切换所述带通滤波器电路、与第一通信系统的接收电路或第三通信系统的收发电路两者的连接的第二高频开关电路，第二通信系统的接收电路连接在与所述第一分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上，第一通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上，第二通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上。另外，这里使用的用语「后级」仅表示从天线侧看的位置关系，不表示发送信号或接收信号的流程。
最好是第一多频带高频电路在所述第二高频开关电路和所述第一通信系统的接收电路之间具备平衡-不平衡转换电路。另外，最好是在所述第二高频开关电路和所述第三通信系统的收发电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
本发明的第二多频带高频电路用于至少可在3个通信系统中进行收发的天线、和至少3个通信系统的发送接收电路之间，其具有切换所述天线与第一及第二路径的连接的第一高频开关电路；设置在所述第一路径上的第一分波电路；和设置在所述第二路径上的第二分波电路，所述第一及第二分波电路分别具有低频侧滤波器电路及高频侧滤波器电路，在连接于所述第一分波电路的低频侧滤波器电路的路径上具有带通滤波器，并在所述带通滤波器的后级具有功率分配电路，利用所述功率分配电路，能够将来自所述带通滤波器电路的信号分配给第一通信系统的接收电路和第三通信系统的收发电路，并且，将来自所述第三通信系统的收发电路的发送信号传输至所述带通滤波器电路，第二通信系统的接收电路连接在与所述第一分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上，第一通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上，第二通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上。
最好是第二多频带高频电路在所述功率分配电路和所述第一通信系统的接收电路之间具备平衡-不平衡转换电路。另外，最好是在所述功率分配电路和所述第三通信系统的收发电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
本发明的第三多频带高频电路用于至少可在3个通信系统中进行收发的天线、和至少3个通信系统的发送接收电路之间，其具有切换所述天线与第一及第二路径的连接的第一高频开关电路；设置在所述第一路径上的第一分波电路；和设置在所述第二路径上的第二分波电路，所述第一及第二分波电路分别具有低频侧滤波器电路及高频侧滤波器电路，在连接于所述第一分波电路的低频侧滤波器电路的路径上具有带通滤波器，并在所述带通滤波器电路的后级具有联结器(coupler)电路，所述带通滤波器电路和第一通信系统的接收电路连接于所述联结器电路的主线路，第三通信系统的收发电路连接于所述联结器电路的副线路，第二通信系统的接收电路连接在与所述第一分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上，第一通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上，第二通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上。
最好是第三多频带高频电路在所述联结器电路和所述第一通信系统的接收电路之间具备平衡-不平衡转换电路。另外，最好是在所述联结器电路和所述第三通信系统的收发电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
本发明的第四多频带高频电路用于至少可在3个通信系统中进行收发的天线、和至少3个通信系统的发送接收电路之间，其具有切换所述天线与第一～第三路径三者的连接的高频开关电路；设置在所述第一路径上的第一分波电路；和设置在所述第二路径上的第二分波电路，所述第一及第二分波电路分别具备低频侧滤波器电路及高频侧滤波器电路，具有与所述第一分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上配置的带通滤波器电路、和配置在所述第三路径上的带通滤波器电路，第一通信系统的接收电路连接在与所述第一分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径的带通滤波器电路上，第二通信系统的接收电路连接在与所述第一分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上，第一通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上，第二通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上，第三通信系统的收发电路连接在所述第三路径的带通滤波器电路上。
最好是第四多频带高频电路在配置于所述第一分波电路的低频侧滤波器电路之后级的带通滤波器电路、和第一通信系统的接收电路之间具备平衡-不平衡转换电路。另外，最好是在设置于第三路径的带通滤波器电路和第三通信系统的收发电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
本发明的第五多频带高频电路用于至少可在3个通信系统中进行收发的天线、和至少3个通信系统的发送接收电路之间，其具有切换所述天线与第一及第二路径两者的连接的第一高频开关电路；设置在所述第一路径上的第一分波电路；和设置在所述第二路径上的第二分波电路，所述第一及第二分波电路分别具有低频侧滤波器电路及高频侧滤波器电路，在所述天线与所述高频开关电路之间具有联结器电路，所述天线和所述高频开关电路连接在所述联结器电路的主线路上，第三通信系统的收发电路连接在所述联结器电路的副线路上，在连接于所述第一分波电路的低频侧滤波器电路的路径上具有连接于第一通信系统的接收电路的带通滤波器电路，第二通信系统的接收电路连接在与所述第一分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上，第一通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上，第二通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上。
最好是第五多频带高频电路在所述带通滤波器电路和所述第一通信系统的接收电路之间具备平衡-不平衡转换电路。另外，最好是在所述联结器电路和所述第三通信系统的收发电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
最好是上述各多频带高频电路在所述第二分波电路的低频侧滤波器电路和所述第一通信系统的发送电路之间具备第一高频功率放大器，在所述第二分波电路的高频侧滤波器电路和所述第二系统的发送电路之间具备第二高频功率放大器。另外，最好是在所述第一分波电路和所述第二通信系统的接收电路之间具备低噪声放大器。并且，最好是在所述多频带天线和所述第二分波电路之间具备检波电路。
最好是上述各多频带高频电路在所述多频带天线和所述第二高频放大器之间具备低通滤波器电路。另外，最好是在所述第一高频功率放大器和所述第一通信系统的发送电路之间具备带通滤波器电路。并且，最好是在所述第二高频功率放大器和所述第二通信系统的发送电路之间具备带通滤波器电路。并且，最好是在所述第一分波电路和所述第二通信系统的接收电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
具有上述多频带高频电路结构的本发明的多频带高频电路部件的特征在于，具有：积层基板，在内部形成由一个以上的线电极、电容器用电极、接地电极及通孔构成的多个电路元件；搭载在所述积层基板上的电路元件；天线用端子；第一通信系统的发送用端子及接收用端子；第二通信系统的发送用端子及接收用端子；和第三通信系统的收发用端子。
最好是在上述多频带高频电路部件中，使用在所述积层基板中构成的电感元件及电容元件来构成分波电路及带通滤波器电路。另外，最好是使用在所述积层基板中构成的电感元件及电容元件来构成平衡-不平衡转换电路。另外，最好是在所述积层基板上搭载半导体元件，该半导体元件构成高频开关、高频功率放大器及低噪声放大器中的至少一个。
最好是在上述多频带高频电路部件中，使用在所述积层基板中构成的电感元件及电容元感元件来构成低通滤波器电路。最好是所述积层基板通过积层烧结形成了适当电极图案的陶瓷印刷电路基板来得到。
本发明的多频带通信装置具备上述多频带高频电路部件。作为该多频带通信装置，例如举出个人计算机(PC)、打印机或硬盘、宽频带路由器等PC外围设备、FAX、冰箱、标准电视(SDTV)、高清电视(HDTV)、数码相机、数码录像机、便携电话等电子设备、替代汽车中或飞机中的有线通信的信号传输部件。
发明效果
本发明提供在至少3个通信系统(例如无线LAN的使用2.4GHz带的IEEE802.11b及/或IEEE802.11g、蓝牙和无线LAN的使用5GHz带的IEEE802.11a及/或IEEE802.11h)中可共用、部件件数少、可小型化的多频带高频电路、多频带高频电路部件及使用其的多频带通信装置。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的多频带通信装置的框图。
图2是表示本发明一实施方式的多频带高频电路的框图。
图3是表示本发明的另一实施方式的多频带高频电路的框图。
图4是表示本发明的又一实施方式的多频带高频电路的框图。
图5是表示本发明的又一实施方式的多频带高频电路的框图。
图6是表示本发明的又一实施方式的多频带高频电路的框图。
图7是表示本发明的又一实施方式的多频带高频电路的框图。
图8是表示本发明的又一实施方式的多频带高频电路的框图。
图9是表示本发明的又一实施方式的多频带高频电路的框图。
图10是表示本发明的又一实施方式的多频带高频电路的框图。
图11是表示本发明的又一实施方式的多频带高频电路的框图。
图12是表示本发明的又一实施方式的多频带高频电路的框图。
图13是表示本发明的又一实施方式的多频带高频电路的框图。
图14是表示图5示出的多频带高频电路的等效电路图。
图15是表示图6示出的多频带高频电路的等效电路图。
图16是表示图11示出的多频带高频电路的等效电路图。
图17是表示图13示出的多频带高频电路的等效电路图。
图18是表示本发明中使用的高频开关电路(SPDT)的等效电路的一例图。
图19是表示本发明中使用的高频开关电路(SPDT)的等效电路的另一例图。
图20是表示本发明中使用的高频开关电路(SPDT)的等效电路的又一例图。
图21是表示本发明中使用的高频开关电路(SP3T)的等效电路的又一例图。
图22是表示本发明中使用的高频开关电路(SP3T)的等效电路的又一例图。
图23是表示本发明中使用的高频开关电路(SP3T)的等效电路的又一例图。
图24是表示本发明中使用的高频开关电路(SP3T)的等效电路的又一例图。
图25是表示本发明中使用的高频开关电路(SP3T)的等效电路的又一例图。
图26是表示本发明中使用的高频开关电路(SP3T)的等效电路的又一例图。
图27是表示本发明中使用的高频功率放大器(2.4GHz带无线LAN用)的等效电路的一例图。
图28是表示本发明中使用的高频功率放大器(5GHz带无线LAN用)的等效电路的一例图。
图29是表示本发明中使用的检波电路的等效电路的一例图。
图30是表示使用了本发明一实施方式的多频带高频电路的多频带高频电路部件(积层基板)之外观的立体图。
图31是表示构成使用了本发明一实施方式的多频带高频电路的多频带高频电路部件的积层基板背面的平面图。
图32(a)是表示构成使用了图5示出的多频带高频电路的多频带高频电路部件的积层基板之一部分的展开图。
图33(b)是表示构成使用了图6示出的多频带高频电路的多频带高频电路部件的积层基板的其他部分的展开图。
图34是表示现有的、在2.4GHz带无线LAN和蓝牙中可共用的通信装置的框图。
图35是表示现有的、在5GHz带无线LAN和蓝牙中可共用的通信装置的框图。
具体实施方式
在与本发明各实施方式的多频带高频电路及其电路部件、和多频带通信装置相关的图中，对具有相同功能的部件附以同一符号。就附以同一符号的部件的结构及作用而言，一个实施方式的说明如果未事先特别说明，则在其他实施方式中也同样有效，所以对其他实施方式不重复一个实施方式的说明。
图1示出在至少3个通信系统[例如，2.4GHz带无线LAN(IEEE802.11b及/或IEEE802.11g)、2.4GHz带蓝牙及5GHz带无线LAN(IEEE802.11a及/或IEEE802.11h)]中可共用的本发明一实施方式的通信装置。在下面的说明中，举例设第一通信系统为2.4GHz带无线LAN、第二通信系统为5GHz带无线LAN、第三通信系统为蓝牙的情况。
该通信装置中的多频带高频电路20配置在1个多频带天线40与2.4GHz无线LAN用、5GHz带无线LAN用及蓝牙用的RF-IC(RadioFrequency Integrated Circuit)、BB-IC(Base-B and Integrated Circuit)和MAC(Media Access Control)集成后得到的高频电路30之间，经分支部件或分波部件连接多频带天线40上连接的天线端口(Ant)、与2.4GHz带无线LAN的发送电路(11bg-T)及接收电路(11bg-R)、蓝牙的收发电路(BLT-TR)、5GHz带无线LAN的发送电路(11a-T)及接收电路(11a-R)之间的5个路径。本发明的多频带高频电路20也可模块化为高频电路30。
[1]多频带高频电路
图2示出本发明一实施方式的多频带高频电路20的结构。该多频带高频电路20具有连接于天线端口Ant的第一高频开关电路(SPDT1)1，第一分波电路(Dip1)2及第二分波电路(Dip2)连接于其后级。第一分波器电路(Dip1)2由如下构成：低频侧滤波器电路，其使2.4GHz带无线LAN的接收信号或蓝牙的收发信号通过，使5GHz带无线LAN的接收信号衰减；和高频侧滤波器电路，其使5GHz带无线LAN的接收信号通过，使2.4GHz带无线LAN的接收信号或蓝牙的收发信号衰减。第二分波电路(Dip2)3由如下构成：低频侧滤波器电路，其使2.4GHz带无线LAN的发送信号通过，使5GHz带无线LAN的发送信号衰减；和高频侧滤波器电路，其使5GHz带无线LAN的发送信号通过，使2.4GHz带无线LAN的发送信号衰减。
带通滤波器电路(BPF1)4及第二高频开关电路(SPDT2)6按该顺序连接于第一分波电路(Dip1)2的低频侧滤波器电路的后级。带通滤波器电路(BPF1)4具有如下功能：即，选择性地通过2.4GHz带无线LAN的接收频率或蓝牙的收发频率的信号，衰减其他频率的信号，由此提高2.4GHz带无线LAN或蓝牙接收时的接收灵敏度及抑制蓝牙发送时的高次谐波产生量。第二高频开关电路(SPDT2)6切换带通滤波器电路(BPF1)4与2.4GHz带无线LAN(第一通信系统)的接收电路11bg-R的连接，或与蓝牙(第三通信系统)的收发电路BLT-TR的连接。
低噪声放大器(LNA)7连接于第一分波电路(Dip1)2的高频侧滤波器电路，低噪声放大器7连接于5GHz带无线LAN(第二通信系统)的接收电路11a-R。低噪声放大器(LNA)7放大5GHz带无线LAN的接收信号，提高接收灵敏度。第一高频功率放大器(PA1)8及2.4GHz带无线LAN(第一通信系统)的发送电路11bg-T按该顺序连接于第二分波电路(Dip2)3的低频侧滤波器电路的后级。第一高频功率放大器(PA1)8放大从第一通信系统(2.4GHz带无线LAN的发送电路11bg-T)射入的发送信号。另外，第二高频功率放大器(PA2)9及5GHz带无线LAN(第二通信系统)的发送电路11a-T按该顺序连接于第二分波电路(Dip2)3的高频侧滤波器电路的后级。第二高频功率放大器(PA2)9放大从第二系统(5GHz带无线LAN的发送电路11a-T)射入的发送信号。
第二分波电路(Dip2)3的高频侧滤波器电路和第二高频功率放大器(PA2)9之间配置低通滤波器电路(LPF)5。低通滤波器(LPF)5使由第二高频功率放大器(PA2)9放大后的发送信号通过，衰减第二高频功率放大器(PA2)9产生的高频信号。虽然也需要衰减第一高频功率放大器(PA1)8产生的高频信号，但该信号可利用第二分波电路(Dip2)3的低频侧滤波器达到某种程度。可是，在第二分波电路(Dip)3的低频侧滤波器电路的衰减特性不足时，也可在第一高频功率放大器(PA1)8和第二分波电路(Dip2)3的低频侧滤波器电路之间配置其他的低通滤波器。
在该实施方式中，也可省略低噪声放大器(LNA)7、第一高频功率放大器(PA1)8、第二高频功率放大器(PA2)9及低通滤波器电路(LPF)5中的至少之一个。在构成为后述的多频带高频电路部件的情况也相同，这时，由于可根据多频带高频电路部件与前后电路的关系适当变更电路结构，所以既可包含上述电路也可省略。
在图2示出的电路结构中，由于在2.4GHz带无线LAN的接收路径和蓝牙的收发路径上共用带通滤波器电路(BPF1)4，所以将现有的2.4GHz带无线LAN的接收路径和蓝牙的收发路径中分别需要的带通滤波器减少至1个。另外，由于不将大功率的2.4GHz带无线LAN的发送信号及5GHz带无线LAN的发送信号直接传输至第二高频开关电路6，只传输小功率的2.4GHz带无线LAN的接收信号及蓝牙的收发信号，所以可使用小型的开关元件。这在以使用电极图案或安装元件的积层体体现电路结构时尤其发挥效果。
图3示出至少在3个通信系统(例如，2.4GHz带无线LAN、蓝牙及5GHz带无线LAN)中可共用的本发明另一实施方式的多频带高频电路。该高频电路由于具有与图2示出的高频电路相似的结构，所以仅说明不同点。图3示出的高频电路具有功率分配电路(Split)10替代图2示出的第二高频开关电路6。功率分配电路10将来自第一带通滤波器4的信号功率几乎等分配给2.4GHz带无线LAN的接收电路11bg-R和蓝牙的收发电路BLT-TR。因此，可将第一通信系统的接收电路11bg-R和第三通信系统的收发电路BLT-TR同时连接于天线端口Ant。因此，可将从多频带天线40射入的信号同时传输至2.4GHz带无线LAN的接收电路11bg-R和蓝牙的收发电路BLT-TR，可同时接收2.4GHz带无线LAN和蓝牙的接收信号。另外，可将来自蓝牙的收发电路BLT-TR的发送信号发送至多频带天线40。
图4示出本发明的又一实施方式的多频带高频电路。由于该高频电路与图2示出的电路相似，所以仅说明不同点。图4示出的高频电路具有SP3T(Single Pole Triple Throw)类型的高频开关电路(SP3T)11替代图2示出的第一高频开关电路1。高频开关电路(SP3T)11与天线端口Ant连接，执行第一分波电路2、第二分波电路3和带通滤波器电路(BPF3)42的3个路径的切换。带通滤波器电路41连接于第一分波电路2的低频侧滤波器电路，带通滤波器41选择性地通过2.4GHz带无线LAN的接收频率的信号，衰减其他频率(5GHz带)的信号，提高2.4GHz带无线LAN接收时的接收灵敏度。第一分波电路2的高频侧滤波器电路使5GHz带无线LAN的接收信号通过，使2.4GHz带无线LAN的接收信号衰减。第三带通滤波器42选择性地使蓝牙的收发频率的信号通过，使其他频率的信号衰减，提高蓝牙接收时的接收灵敏度及抑制蓝牙发送时的高次谐波产生量。由此，可减少在天线端口Ant和第三通信系统的收发电路BLT-TR之间配置的电路，可降低多频带天线40和第三通信系统的收发电路BLT-TR之间的损失。
图5示出本发明的又一实施方式的多频带高频电路。该高频电路在图2示出的高频电路中增加2个平衡-不平衡转换电路(BAL1、BAL2)12、13、2个带通滤波器电路(BPF4，BPF5)14、15及检波电路16。由于这些部件各自具有特征，所以可分别插入或删除。
第一平衡-不平衡转换电路12是将由多频带天线接收到的2.4GHz带无线LAN的接收信号从不平衡信号转换成平衡信号的电路。也存在使第一平衡-不平衡转换电路12的输入阻抗和输出阻抗不同的情况。通过将第一平衡-不平衡转换电路12配置在第二高频开关电路6的第二端口6b和2.4GHz带无线LAN的接收电路11bg-R之间使其成为平衡电路，由此可在不使传输2.4GHz带无线LAN及5GHz带无线LAN的发送信号的路径损失、传输5GHz带无线LAN的接收信号的路径损失及传输蓝牙的收发信号的路径损失增大的情况下，改善2.4GHz带无线LAN的接收电路11bg-R的耐噪声性。
在发送信号功率小的蓝牙中，发送电路也与接收电路一同成为平衡电路。第二平衡-不平衡转换电路13将由多频带天线接收到的蓝牙的接收信号从不平衡信号转换成平衡信号，并且，将作为平衡信号输入的蓝牙的发送信号转换成不平衡信号。也存在使第二平衡-不平衡转换电路13的输入阻抗和输出阻抗不同的情况。通过将第二平衡-不平衡转换电路13配置在第二高频开关电路6的第三端口6c和蓝牙电路的收发电路BLT-TR之间使其成为平衡电路，由此可在不使传输2.4GHz带无线LAN及5GHz带无线LAN的发送信号的路径损失及传输5GHz带无线LAN的接收信号的路径损失增大的情况下，改善蓝牙的收发电路BLT-TR的耐噪声性。
频带滤波器电路14选择性地使2.4GHz带无线LAN的发送频率的信号通过，使其他频率的信号衰减。通过将带通滤波器电路14配置在第一高频功率放大器8和2.4GHz带无线LAN的发送电路11bg-T之间，可使从2.4GHz带无线LAN的发送电路11bg-T射入的噪声信号(例如，在RFIC的内部电路中使用的本振信号等)衰减至达到第一高频功率放大器8，由此防止第一高频功率放大器8放大发送信号以外的信号。
带通滤波器电路15选择性地使5GHz带无线LAN的发送频率的信号通过，使其他频率的信号衰减。通过将第五带通滤波器15配置在第二高频功率放大器9和5GHz带无线LAN的发送电路11a-T之间，从而可在使从5GHz带无线LAN的发送电路11a-T射入的噪声信号(例如，RFIC的内部电路中使用的本振信号等)衰减至达到第二高频功率放大器9，从而防止第二高频功率放大器9放大发送信号以外的信号。
检波电路(DEF)16监视2.4GHz带无线LAN的发送功率和5GHz带无线LAN的发送功率。如果将检波电路16配置在天线端口Ant和第二分波电路3之间，则可利用1个检波电路监视2.4GHz带无线LAN的发送功率和5GHz带无线LAN的发送功率，可减少部件件数。
图6示出本发明的又一实施方式的多频带高频电路。该多频带高频电路在图3示出多频带高频电路中增加2个平衡-不平衡转换电路(BAL1，BAL2)12、13、2个带通滤波器电路(BPF4，BPF5)14、15及检波电路(DET)16。由于追加的这些电路与图5示出的电路相同，所以省略说明。
图7示出本发明的又一实施方式的多频带高频电路。该多频带高频电路在图4示出的多频带高频电路中增加2个平衡-不平衡转换电路(BAL1、BAL2)12、13、2个带通滤波器电路(BPF4、BPF5)14、15及检波电路(DET)16。由于追加的这些电路与图5示出的电路相同，所以省略说明。
图8示出本发明的又一实施方式的多频带高频电路。该多频带高频电路除了配置第三平衡-不平衡转换电路(BAL3)18替代低噪声放大器(LNA)7之外，与图5示出的多频带高频电路相同。第三平衡-不平衡转换电路18将由多频带天线接收到的5GHz带无线LAN的接收信号从不平衡信号转换成平衡信号。也存在使第三平衡-不平衡转换电路18的输入阻抗和输出阻抗不同的情况。通过将第三平衡-不平衡转换电路18配置在第一分波电路2的高频侧滤波器电路和5GHz带无线LAN的接收电路11a-R之间使其成为平衡电路，从而可在不使传输2.4GHz带无线LAN及5GHz带无线LAN的发送信号的路径的损失、传输2.4GHz带无线LAN及蓝牙的收发信号的路径损失增大的情况下，改善5GHz带无线LAN的接收电路11a-R的耐噪声性。
图9示出本发明的又一实施方式的多频带高频电路。该多频带高频电路在图5示出的多频带高频电路的天线端口Ant和第一高频开关电路1之间配置低通滤波器电路(LPF)21。低通滤波器电路21可使2.4GHz带无线LAN、蓝牙或5GHz带无线LAN的收发信号通过，使比2.4GHz带无线LAN及蓝牙的发送频率高3倍的频率、或比5GHz带无线LAN的发送频率高2倍的频率衰减，可使发送时从检波电路16及高频开关电路1产生的2.4GHz带或5GHz带无线LAN的高次谐波分量衰减。
图10示出本发明的又一实施方式的多频带高频电路。该多频带高频电路至少在3个通信系统(例如，2.4GHz带无线LAN、蓝牙及5GHz带无线LAN)中可共用。该多频带高频电路除了配置联结器电路(CL)17替代第二高频开关电路6之外，与图2示出的多频带高频电路相同。联结器电路(CL)17可将第一通信系统的接收电路11bg-R与第三通信系统的收发电路BLT-TR同时连接于天线端口Ant。因此，可将从天线端口Ant射入的信号同时传输至2.4GHz带无线LAN的接收电路11bg-R和蓝牙的收发电路BLT-TR，且可同时接收2.4GHz带无线LAN和蓝牙。由于联结器电路17可将无线LAN的接收电路11bg-R和蓝牙的收发电路BLT-TR的分配比率适当设定为例如5∶1或10∶1，所以可使蓝牙的信号和无线LAN的信号的比率最佳化。例如，就近距离下的最小接收灵敏度而言，蓝牙一方为-70dBm，比无线LAN的-65dBm小。因此，在同时接收无线LAN的接收信号和蓝牙的接收信号时，若利用联结器电路17减小对在小功率下完成的蓝牙的信号分配，增大对需要大功率的无线LAN接收电路的信号分配，则可接收有效的信号。另外，可通过联结器电路17，将来自蓝牙的收发电路BLT-TR的发送信号发送到多频带天线侧。
图11示出本发明的又一实施方式的多频带高频电路。该多频带高频电路在图10示出的多频带高频电路中增加2个平衡-不平衡转换电路(BAL1，BAL2)12、13、2个带通滤波器电路(BPF4，BPF5)14、15及检波电路(DET)16。由于追加的这些电路与图5中示出的电路相同，所以省略说明。
图12示出本发明的又一实施方式的多频带高频电路。该多频带高频电路也至少可在3个通信系统(例如，2.4GHz带无线LAN、蓝牙及5GHz带无线LAN)中共用。该多频带高频电路除了将第三高频开关电路(SP3T)11变更成SPDT(Single Pole Dual Throw)型的第一高频开关电路1，在天线端口Ant和第一高频开关电路(SPDT1)1之间配置联结器电路(CL2)19，在从联结器电路19至第三通信系统的收发电路BLT-TR的路径上配置带通滤波器电路(BPF3)42之外，与图4中示出的多频带高频电路相同。另外，带通滤波器电路(BPF3)42也可省略。
通过从第一高频开关电路1起在天线顶部侧配置联结器电路(CL2)19作为至第三通信系统(蓝牙)的收发电路BLT-TR的分支电路，从而不必在天线和收发电路BLT-TR之间设置开关电路。如上所述，通过改变无线LAN电路和蓝牙电路的分配比率，可适当设定蓝牙的信号和无线LAN的信号的比率。另外，由于蓝牙的最小接收灵敏度为-70dBm，比无线LAN的-65dBm小得多，所以通过利用联结器电路19，减小对在小功率下即可的蓝牙电路的信号分配，增大对必需大功率的无线ALN电路的分配，可收发有效的信号。另外，也可设置分配电路替代联结器电路19。
图13示出本发明的又一实施方式的多频带高频电路。该多频带高频电路在图12中示出的多频带高频电路中增加2个平衡-不平衡转换电路(BAL1，BAL2)12、13、2个带通滤波器电路(BPF4，BPF5)14、15及检波电路(DET)16。由于追加的这些电路与图5中示出的电路相同，所以省略说明。
图14示出图5中示出的高频电路的等效电路。第一及第二分波电路2、3可适当组合由电感元件及电容元件构成的低通滤波器电路、高通滤波器电路及带通滤波器电路来构成。在图14示出的实例中，使用低通滤波器电路作为低频侧滤波器电路，使用高通滤波器电路作为高频侧滤波器电路。
设置在分波电路2的低频侧滤波器电路后级的带通滤波器电路4由磁耦合的电感元件lp1及lp2、和电容元件cp1、cp2、cp3、cp4、cp5、cp6、cp7构成。最好是电感元件lp1和电容元件cp2的并联电路的谐振频率、及电感元件lp2和电容元件cp4的并联电路的谐振频率分别设定在2.4GHz带无线LAN及蓝牙的系统频率内。
第一高频功率放大器(PA1)8的后级的带通滤波器电路14由磁耦合的电感元件ltg1及ltg2、和电容元件ctg1、ctg2、ctg3、ctg4、ctg5、ctg6构成。最好是电感元件ltg1和电容元件ctg2的并联电路的谐振频率及电感元件ltg2和电容元件ctg4的并联电路的谐振频率分别设定在2.4GHz带无线LAN发送频率内。
第二高频功率放大器(PA2)9的后级的带通滤波器电路15由磁耦合的电感元件lta1及lta2、和电容元件cta1、cta2、cta3、cta4、cta5、cta6构成。最好是电感元件lta1和电容元件cta2的并联电路的谐振频率及电感元件lta2和电容元件cta4的并联电路的谐振频率分别设定在5GHz带无线LAN发送频率内。
第二分波电路3的高频侧滤波器电路后级的低通滤波器电路5由电感元件lpa和电容元件cpa3的并联电路、与接地间形成电容的电容元件cpa2、cpa4构成。最好是电感元件lpa1和电容元件cpa3的并联电路的谐振频率设定成5GHz带无线LAN的发送频率的2倍～3倍的频率。
第一平衡一不平衡转换电路12经匹配电路1g与第二高频开关电路6的第二端口6b连接。由于匹配电路1g在带通滤波器电路4和第一平衡-不平衡转换电路12的匹配中是必需的，所以也可配置在第二高频开关电路6和带通滤波器电路4之间。第一平衡-不平衡转换电路12由第二高频开关电路6侧的不平衡电路(由电感元件lbg1及lbg1a构成)、和2.4GHz带无线LAN的接收电路11bg-R+、11bg-R-侧的平衡电路(由电感元件lbg2及lbg3、及电容元件cbg1构成)构成。理想地，从11bg-R+及11bg-R-输出振幅相等、相位偏移了180度的信号。在电感元件lbg2及lbg3的连接点和接地之间配置电容元件cbg1，以在高频率下视作短路。也可向端口DCg施加DC电压，从11bg-R+端口及11bg-R-端口可输出DC电压。另外，也可使第一平衡-不平衡转换电路12具备阻抗转换功能。
第二平衡-不平衡转换电路13经匹配电路1b与第二高频开关电路6的第三端口6c连接。由于匹配电路1b在带通滤波器电路4和第二平衡-不平衡转换电路13的匹配中是必需的，所以也可配置在第二高频开关电路6和带通滤波器电路4之间。这时，也可以将匹配电路1b和匹配电路1g汇集成1个匹配电路。第二平衡-不平衡转换电路13由第二高频开关电路6侧的不平衡电路(由电感元件lbb1及lbb1a组成)、和蓝牙的收发电路BLT-TR+、BLT-TR-侧的平衡电路(由电感元件1bb2及1bb3及电容元件cbb1组成)构成。理想地，从BLT-TR+、BLT-TR-输出振幅相等、相位偏移了180度的信号。在电感元件lbg2及lbg3的连接点与接地之间配置电容元件cbb1，以在高频率下视作短路。也可从端口DCb施加DC电压，从BLT-TR+及BLT-TR-可输出DC电压。并且，也可使第二平衡-不平衡转换电路13具备阻抗转换功能。
图15示出图6中示出的高频电路的等效电路。该等效电路除了使用功率分配电路10替代第二高频开关电路6以外，与图14中示出的等效电路相同。功率分配电路10由传输线路lsp1、lsp2、电容元件csp及电阻元件Rsp构成。将输入第一带通滤波器电路4侧的第一端口10a的信号功率几乎等分配给第二端口10b侧和第三端口10c侧，在第二端口10b和第三端口10c出现输入第一端口10a的功率的一半功率的信号。最好是传输线路lsp1及lsp2的特性阻抗设定成约70Ω。传输线路lsp1及lsp2的长度可通过将电容元件csp连接于第一端口10a，从而比1/4波长短。最好是Rsp设定成约100Ω。
图16示出图11中示出的高频电路的等效电路。该等效电路除了使用联结器电路17替代第二高频开关电路6以外，与图14中示出的等效电路相同。联结器电路17由成为主线路的传输线路lcc1、成为副线路的传输线路lcc2及电阻元件Rcc1组成、主线路和副线路耦合。主线路用传输线路lcc1连接于第一通信系统的接收电路11bg-R，副线路用传输线路lcc2连接于第三通信系统的收发电路BLT-TR。
图17示出图13中示出的高频电路的等效电路。该等效电路从图14中示出的等效电路中除去第二高频开关电路6，并在第一高频开关电路1的天线侧配置联结器电路19。除去第二高频开关电路6的结果，带通滤波器电路41和平衡-不平衡转换电路12经匹配电路lg连接。另外，带通滤波器电路41除去在图14的等效电路中的电容元件cp3。这样，在这些实施方式中等效电路可适当变更。
联结器电路19由成为主线路的传输线路lcc3、成为副线路的传输线路lcc4、及电阻元件Rcc2组成，主线路和副线路耦合。主线路用传输线路lcc3连接于天线端口Ant和高频开关电路1的端口1a，副线路用传输线路lcc4连接于带通滤波器电路42。带通滤波器电路42和平衡-不平衡转换电路13经匹配电路lb连接。带通滤波器电路42由磁耦合的电感元件lb1及lb2、及电容元件cb1、cb2、cb4、cb5、cb6、cb7构成。最好是电感元件lb1和电容元件cb2的并联电路的谐振频率、及电感元件Ib2和电容元件cb4的并联电路的谐振频率分别设定在蓝牙的系统频率内。
图18～图20中示出第1高频开关电路1及第二高频开关电路6的等效电路之实例。在各图中以通常的图标表示部件，省略详细说明。通常，各高频开关电路1，6以场效应晶体管(FET)或二极管等的开关元件为主要结构，适当使用电感元件及电容元件构成，发挥SPDT(Single Pole DualThrow)型的开关功能。
图18及图19中示出的高频开关电路1、6利用供给控制端子V1、V2的电压，如图1所示，各端口之间连接。通常，表1中示出的“高”设定在2.5～4V范围的电压，“低”设定在0～0.5V范围的电压。
[表1]
    连接模式     V1或V3     V2或V4     1a-1b间或6a-6b间     1a-1c间或6a-6c
    1     高     低     连接     断开
    2     低     高     断开     连接
在图20中示出的第二高频开关电路6中，利用供给控制端子V3的电压，如图2所示，各端口之间连接。
[表2]
    连接模式     V3     6a-6b间     6a-6c间
    1     高     连接     断开
    2     低     断开     连接
在图14中示出的等效电路中，由于必需确保发送模式时2.4GHz带无线LAN的发送电路11bg-T及5GHz带无线LAN的发送电路11a-T、与蓝牙的收发电路BLT-TR的绝缘，所以控制成第一高频开关电路1的第一端口1a和第三端口1c连接时，第二高频开关电路6的第一端口6a与第二端口6b连接。就图14中示出的等效电路中的第一高频开关电路1及第二高频开关电路6而言，表3中示出施加的电压与端口间的连接状态之间的关系。
[表3]
  连接模式     V1     V2     V3     V4   1a-6b间   1a-6c间   1a-1c间
  11bg-R     高     低     高     低   连接   断开   断开
  BLT-TR     高     低     低     高   断开   连接   断开
  11bg(a)-T     低     高     高     低   断开   断开   连接
图21及图22示出用于图4及图7中示出的多频带高频电路中的SP3T(Single-Pole，3-Throw)型高频开关电路11的等效电路之实例。利用供给控制端子V11、V12、V13的电压，如表4所示，端口之间连接。
[表4]
    连接模式     V11     V12     V13   11a-11b间   11a-11c间   11a-11d间
    1     高     低     低   连接   断开   断开
    2     低     高     低   断开   连接   断开
    3     低     低     高   断开   断开   连接
在图21及图22中示出的高频开关电路11中，存在2.4GHz带无线LAN的发送电路11bg-T及5GHz带无线LAN的发送电路11a-T、与蓝牙的收发电路BLT-TR的绝缘不充分的情况。为了获得良好的绝缘特性，最好是串联连接2个路径切换用的高频开关电路，构成高频率开关电路11。在图23～图25中示出该实例。利用供给图23中示出的第三高频开关电路11的控制端子V11、V12、V13、V14的电压，如表5所示，各端口之间连接。利用供给图24中示出的第三高频开关电路11的控制端子V11、V13的电压，如表6所示，各端口之间连接。利用供给图25中示出的第三高频开关电路11的控制端子V11、V12、V13的电压，如表7所示，各端口之间连接。
[表5]
    连接模式   V11     V12   V13     V14     11a-11b间   11a-11c间   11a-11d间
    1   高     低   低     高     连接   断开   断开
    2   低     高   低     高     断开   连接   断开
    3   高     低   高     低     断开   断开   连接
[表6]
    连接模式     V11     V13     11a-11b间   11a-11c间   11a-11d间
    1     高     低     连接     断开     断开
    2     低     低     断开     连接     断开
    3     高     高     断开     断开     连接
[表7]
    连接模式     V11     V12     V13     11a-11b间     11a-11c间     11a-11d间
    1     高     低     低     连接     断开     断开
    2     低     高     低     断开     连接     断开
    3     高     低     高     断开     断开     连接
在图23～25中示出的高频开关电路11中也存在2.4GHz带无线LAN的发送电路11bg-T及5GHz带无线LAN的发送电路11a-T、与2.4GHz带无线LAN的接收电路11bg-R的绝缘不充分的情况。为了获得良好的绝缘特性，最好是配置可ON/OFF 1个路径开关电路，以串联或接地地连接于图23～25中示出的高频开关电路11的第二端口11b与第一端口11a之间的路径。图26中示出该实例。在图26中，PIN二极管连接在端口11b与接地之间。利用供给图26的高频开关电路11的控制端子V11、V12、V13、V14的电压，如表5所示，各端口之间连接。
例如，图27中示出图14中示出的第一高频功率放大器8(连接于2.4GHz带无线LAN的发送电路11bg-T与第二分波电路3的低频率侧滤波器电路之间)的等效电路之一实例。该高频功率放大器8由输入匹配电路81、由2级晶体管组成的功率放大器电路82、供给恒定电压的电路83、用于控制第一高频功率放大器8的输出功率的偏压控制电路84、和输出匹配电路85构成。在各电路81～85中使用电感元件及电容元件。另外，也可设各电路81～85为MMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit)。
例如，图28中示出图14中示出的第二高频功率放大器9(连接于5GHz带无线LAN的发送电路11a-T和第二分波电路3的高频侧滤波器之间)的等效电路之一实例。该高频功率放大器9由输入匹配电路91、由3级晶体管组成的功率放大电路92、供给恒定电压的电路93、用于控制第二高频功率放大器9的输出功率的偏压控制电路94、和输出匹配电路95构成。在各电路91～95中使用电感元件及电容元件。另外，也可设各电路91～95为MMIC。
例如，图29中示出图14中示出的检波电路16(配置在第二分波电路3和天线端口Ant之间)的等效电路之一实例。该检波电路29由如下构成：由主线路lc1、副线路lc2及终端电阻Rc1组成的方向性耦合器161；肖特基二极管(Ds)163；连接在方向性耦合器161和肖特基二极管163之间，由相位电路lc3及电阻Rc2组成的匹配电路162；和由电阻Rs及电容元件Cs组成的电压平滑电路164。方向性耦合器161也可以由电容器构成。电阻Rc2还具有使肖特基二极管Ds产生的高次谐波衰减的效果。从检波电路16的输出电压端口(Vdet)输出与第一高频功率放大器8或第二高频功率放大器9的输出功率对应的DC电压。
[2]多频带高频电路部件
详细说明设本发明的多频带高频电路部件为积层部件(使用积层陶瓷基板的部件)的情况。图30示出构成使用了本发明的多频带高频电路的多频带高频电路部件20的积层基板100的外观，图31示出积层基板100的背面，图32(a)及图32(b)示出构成图30中示出的高频电路部件(对应于图5中示出的多频带高频电路及图14中示出的等效电路)的积层基板100的各层。该高频电路部件20由第一高频开关电路(SPDT1)1、第一分波电路(Dip1)2、第二分波电路(Dip2)3、带通滤波器电路(BPF1)4、低通滤波器电路(LPF)5、第二高频开关电路(SPTD2)6、低噪声放大器(LNA)7、第一高频功率放大器(PAI)8、第二高频功率放大器(PA2)9、第一平衡-不平衡转换电路(BAL1)12、第二平衡-不平衡转换电路(BAL2)13、带通滤波器电路(BPF4)14、带通滤波器电路(BPF5)15及检波电路(DEF)16构成。
积层基板100例如由可在1000℃以下低温烧结的陶瓷电介质材料LTCC(Low-Temperature Co-fired Ceramics)组成，可如下制造：即，在厚度为10～200μm的各印刷电路基板上形成贯通孔，在贯通孔中填充Ag、Cu等导电糊形成通孔，并且，印刷低阻抗率的Ag，Cu等导电糊形成规定的电极图案，一体地积层形成了这些电极图案及/或通孔的多个印刷电路基板(也包含未形成电极图案的印刷电路基板)并烧结。
作为陶瓷电介质材料，例如最好是(a)以Al、Si、Sr等为主要成分、以Ti、Bi、Cu、Mn、Na、K等为次要成分的陶瓷材料，(b)以Al、Si、Sr等为主要成分、以Ca、Pb、Na、K等为次要成分的陶瓷材料，(c)含有Al、Mg、Si、Gd等的陶瓷材料，(d)含有Al、Si、Zr、Mg等的陶瓷材料，具有5～15左右的介电常数。除陶瓷电介质材料外，也可使用树脂或混合树脂和陶瓷电介质粉末形成的复合材料。另外，也可使用在以Al2O3为主体的陶瓷电介质材料的印刷电路基板上，印刷钨或钼等可在高温下烧结的金属导电糊，并同时高温烧成的HTCC(同时高温烧成陶瓷)技术。
在图示的实施方式中，积层基板100从上至下依次由印刷电路基板1～16共计16层组成。在印刷电路基板1的上面形成用于搭载未内置于积层基板100中的芯片部件的多个连接盘电极(land electrode)。如图30所示，在这些电极上安装如下元件：即，第一高频开关电路1；第二高频开关电路6；低噪声放大器7；一体构成了构成第一高频功率放大器8的功率放大器电路82、偏压控制电路84及构成第二高频功率放大器9的功率放大器电路92、和偏压控制电路94的MMIC；构成第一高频功率放大器8的片状电容器C1、C3、C4、C5、C6、C9、C30；构成第二高频功率放大器9的片状电容器C14、C15、C17、C19、C20、C40；片式电感器L4及片式电阻R2；及构成检波电路16的肖特基二极管Ds；片式电阻Rs、Rc1、Rc2及片状电容器Cs。线路1s3、1s4连接第二高频开关电路6和控制端子V3、V4。传输线路avp7在第二高频功率放大器9的功率放大电路92和片状电容器C15之间。上述连接盘电极经通孔与在积层基板100内形成的连接线路或电路元件连接。
另外，开关电路也可在裸露于连接盘电极状态下安装在积层基板100中，用树脂或管密封。这样，如果将高频率电路部件构成为积层基板，则可小型化。另外，也可将构成收发电路部的RFIC或基带IC合成到积层基板100中。
图32(a)及图32(b)示出积层基板100的内部构造。在板1～板16上适当形成线电极、电容器用电极及接地电极，经板上形成的通孔(图中用圆形表示)连接。在最下层的板16上形成大范围的接地电极GND，如图13所示，在其背面形成用于安装在电路基板上的端子电极。另外，在安装高频率功率放大器8、9的部分，为了提高散热性而从上表面向背面设置散热孔(thermal via)。为了抑制无用的噪声辐射，在板2、14及16上形成宽的接地电极GND。
由于对各基板上形成的传输线路及电容器用的电极图案附以与图14、图27、图28及图29相同的符号，所以省略其详细说明。虽然在积层基板100上三维地形成电路，但为了防止构成电路的电极图案彼此的无用的电磁干扰，最好是利用接地电极GND及通孔分离，或配置成在积层方向不重叠。具体地说，若高频功率放大器的输入部、电压供给部及输出部之间的绝缘不充分，则有可能引起高频功率放大器的误动作及振荡，所以为了充分确保这些部件的绝缘，例如在板2、4、6、8、14及16上适当配置平面的接地电极及连接于接地电极的通孔。
最好是使构成第一带通滤波器电路4的电极(例如，在板3～6及11～15上形成的电容器电极cp1～cp7、及在板8及9上形成的传输线路lp1、lp2)尽可能从构成高频功率放大器8、9的安装部件或电极(大致设置在板的右下部分的传输线路bv1、bi1、bo1，设置在右上部分的传输线路av1、ai1、ao1)隔离开。由此，可获得难以受到来自高频功率放大器的无用噪声的影响、衰减量特性好的带通滤波器。同样地，最好是使构成在2.4GHz带无线LAN的接收路径及蓝牙的接收路径上设置的第一及第二平衡-不平衡转换电路12、13的电极(大致设置在板左端的传输线路lbg、电容器电极cbg、传输线路lbb及电容器电极cbb)也尽可能从高频功率放大器隔离开。由此，可减少来自高频功率放大器的无用噪声的干扰，可期待接收灵敏度的提高。
如图31所示，在积层基板100背面的大致中央部分形成大的接地电极GND，在其周围形成小的接地电路GND，且沿四周配置天线端口(Ant)、2.4GHz带无线LAN的发送端口(11bg-T)及接收端口(11bg-R+、11bg-R-)、5GHz带无线LAN的发送端口(11a-T)及接收端口(11a-R)、蓝牙的收发端口(BLT-TR+、BLT-TR-)、接地端口(GND)、第一及第二高频开关电路的控制用控制端口(V1、V2、V3、V4)、高频功率放大器用的电源端口(Vc1、Vb1、Vc2、Vb2)、低噪声放大器用的电源端口(Vd)、及检波电路的输出电压端口(Vdet)的端子电极。各端子电极与图14中示出的端子表示相同。在本实施方式中，设端子电极为LGA(Land GridArray)，但也可采用BGA(Ball Grid Array)。
图33(a)及图33(b)是具有图15中示出的等效电路的高频电路部件(相当于图6中示出的多频带高频电路)的积层基板的展开图。如上所述，图6中示出的高频电路除了以第二高频开关电路替代功率分配电路10以外，与图5中示出的高频电路相同。功率分配电路10由传输线路lsp1、lsp2、电容器csp及电阻Rsp构成。电阻Rsp是搭载部件。传输线路lsp1、lsp2及电容器csp的电极图案形成在板2及3上。传输线路用电极lsp1、lsp2及电容器用电极csp配置在构成第一及第二平衡-不平衡转换电路12、13的电极、即设置在板左端的传输线路lbg、lbb及电容器电极cbg、cbb的上方。由此，可抑制噪声并使之小型化。另外，还有可能共用平衡-不平衡转换电路的线路和功率分配电路的线路。就其他的电极结构而言，由于附以与上述实施方式相同的符号，所以省略说明。当然上述以外的高频电路部件也可由积层基板构成。
产业上的可利用性
通过使上述多频带高频电路及在积层基板上构成上述多频带高频电路的多频带高频电路部件成为至少在可3个通信系统[例如，如图1所示，2.4GHz带无线LAN(IEEE802.11b及/或IEEE802.11g)、蓝牙、及5GHz带无线LAN(IEEE802.11a及/或IEEE802.11h)]中共用的RF前置电路(frontend circuit)，从而可得到具备该电路的小型多频带通信装置。通信系统不限于上述频带或通信标准，可利用于各种通信系统中。另外，不仅是3个通信系统，例如通过更多级地切换高频开关电路，可对应于更多的通信系统。作为多频带通信装置，例如可利用于以便携电话为代表的无线通信设备、个人计算机(PC)、打印机或硬盘、宽频带路由器等PC外围设备、FAX、冰箱、标准电视(SDTV)、高清电视(HDTV)、数码相机、数字录像机等家庭中电子设备等。

Claims (23)

1.一种多频带高频电路，用于至少可在3个通信系统中进行收发的天线、和至少3个通信系统的发送接收电路之间，
具有：切换所述天线与第一及第二路径的连接的第一高频开关电路；设置在所述第一路径上的第一分波电路；和设置在所述第二路径上的第二分波电路，
所述第一及第二分波电路分别具有低频侧滤波器电路及高频侧滤波器电路，
在与所述第一分波电路的低频侧滤波器连接的路径上具有带通滤波器电路、和在所述带通滤波器电路的后级对所述带通滤波器电路与第一通信系统的接收电路或第三通信系统的收发电路两者的连接进行切换的第二高频开关电路，
第二通信系统的接收电路与连接于所述第一分波电路的高频侧滤波器电路上的路径连接，
第一通信系统的发送电路与连接于所述第二分波电路的低频侧滤波器电路上的路径连接，
第二通信系统的发送电路与连接于所述第二分波电路的高频侧滤波器电路上的路径连接。
2.根据权利要求1所述的多频带高频电路，其特征在于：
在所述第二高频开关电路和所述第一通信系统的接收电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
3.根据权利要求1或2所述的多频带高频电路，其特征在于：
在所述第二高频开关电路和所述第三通信系统的收发电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
4.一种多频带高频电路，用于至少可在3个通信系统中进行收发的天线、和至少3个通信系统的发送接收电路之间，
具有：切换所述天线与第一及第二路径的连接的第一高频开关电路；设置在所述第一路径上的第一分波电路；和设置在所述第二路径上的第二分波电路，
所述第一及第二分波电路分别具有低频侧滤波器电路及高频侧滤波器电路，
在与所述第一分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上具有带通滤波器、和在所述带通滤波器的后级具有功率分配电路，
利用所述功率分配电路，能够将来自所述带通滤波器电路的信号分配给第一通信系统的接收电路和第三通信系统的收发电路，并且，将来自所述第三通信系统的收发电路的发送信号传输至所述带通滤波器电路，
第二通信系统的接收电路与连接于所述第一分波电路的高频侧滤波器电路上的路径连接，
第一通信系统的发送电路与连接于所述第二分波电路的低频侧滤波器电路上的路径连接，
第二通信系统的发送电路与连接于所述第二分波电路的高频侧滤波器电路上的路径连接。
5.根据权利要求4所述的多频带高频电路，其特征在于：
在所述功率分配电路和所述第一通信系统的接收电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
6.根据权利要求4或5所述的多频带高频电路，其特征在于：
在所述功率分配电路和所述第三通信系统的收发电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
7.一种多频带高频电路，用于至少可在3个通信系统中进行收发的天线、和至少3个通信系统的发送接收电路之间，
具有：切换所述天线与第一及第二路径的连接的第一高频开关电路；设置在所述第一路径上的第一分波电路；和设置在所述第二路径上的第二分波电路，
所述第一及第二分波电路分别具有低频侧滤波器电路及高频侧滤波器电路，
在与所述第一分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上具有带通滤波器、和在所述带通滤波器电路的后级具有联结器电路，
所述带通滤波器电路和第一通信系统的接收电路连接于所述联结器电路的主线路，第三通信系统的收发电路连接于所述联结器电路的副线路，
第二通信系统的接收电路与连接于所述第一分波电路的高频侧滤波器电路上的路径连接，
第一通信系统的发送电路与连接于所述第二分波电路的低频侧滤波器电路上的路径连接，
第二通信系统的发送电路与连接于所述第二分波电路的高频侧滤波器电路上的路径连接。
8.根据权利要求7所述的多频带高频电路，其特征在于：
在所述联结器电路和所述第一通信系统的接收电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
9.根据权利要求7或8所述的多频带高频电路，其特征在于：
在所述联结器电路和所述第三通信系统的收发电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
10.一种多频带高频电路，用于至少可在3个通信系统中进行收发的天线、和至少3个通信系统的发送接收电路之间，
具有：切换所述天线与第一～第三路径三者的连接的高频开关电路；设置在所述第一路径上的第一分波电路；和设置在所述第二路径上的第二分波电路，
所述第一及第二分波电路分别具有低频侧滤波器电路及高频侧滤波器电路，
具有配置在与所述第一分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上的带通滤波器电路、和配置在所述第三路径上的带通滤波器电路，
第一通信系统的接收电路与连接于所述第一分波电路的低频侧滤波器电路上的路径的带通滤波器电路连接，
第二通信系统的接收电路与连接于所述第一分波电路的高频侧滤波器电路上的路径连接，
第一通信系统的发送电路与连接于所述第二分波电路的低频侧滤波器电路上的路径连接，
第二通信系统的发送电路与连接于所述第二分波电路的高频侧滤波器电路上的路径连接，
第三通信系统的收发电路连接在所述第三路径的带通滤波器电路上。
11.根据权利要求10所述的多频带高频电路，
在与所述第一分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上配置的带通滤波器电路、和所述第一通信系统的接收电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
12.根据权利要求10或11所述的多频带高频电路，其特征在于：
在配置于所述第三路径的带通滤波器电路和所述第三通信系统的收发电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
13.一种多频带高频电路，用于至少可在3个通信系统中进行收发的天线、和至少3个通信系统的发送接收电路之间，
具有：切换所述天线与第一及第二路径两者的连接的第一高频开关电路；设置在所述第一路径上的第一分波电路；和设置在所述第二路径上的第二分波电路，
所述第一及第二分波电路分别具有低频侧滤波器电路及高频侧滤波器电路，
在所述天线与所述高频开关电路之间具有联结器电路，
所述天线和所述高频开关电路连接在所述联结器电路的主线路上，第三通信系统的收发电路连接在所述联结器电路的副线路上，
在与所述第一分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上具有与第一通信系统的接收电路连接的带通滤波器电路，
第二通信系统的接收电路连接在与所述第一分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上，
第一通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上，
第二通信系统的发送电路连接在与所述第二分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上。
14.根据权利要求13所述的多频带高频电路，其特征在于：
在所述带通滤波器电路和所述第一通信系统的接收电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
15.根据权利要求13或14所述的多频带高频电路，其特征在于：
在所述联结器电路和所述第三通信系统的收发电路之间具备平衡-不平衡转换电路。
16.根据权利要求1～15中的任一项所述的多频带高频电路，其特征在于：
在与所述第二分波电路的低频侧滤波器电路连接的路径上具有第一高频功率放大器，和在与所述第二分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上具有第二高频功率放大器，所述第一通信系统的发送电路连接于所述第一高频功率放大器，所述第二系统的发送电路连接于所述第二高频功率放大器。
17.根据权利要求1～16中的任一项所述的多频带高频电路，其特征在于：
在与所述第一分波电路的高频侧滤波器电路连接的路径上具有与所述第二通信系统的接收电路连接的低噪声放大器。
18.根据权利要求1～17中的任一项所述的多频带高频电路，其特征在于：
在所述天线和所述第二分波电路之间具备检波电路。
19.一种具有权利要求1～18中的任一项所述的多频带高频电路的结构的多频带高频电路部件，其具有：
积层基板，在内部形成由一个以上的线电极、电容器用电极、接地电极及通孔构成的多个电路元件；
搭在于所述积层基板上的电路元件；
天线用端子；
第一通信系统的发送用端子及接收用端子；
第二通信系统的发送用端子及接收用端子；和
第三通信系统的收发用端子。
20.根据权利要求19所述的多频带高频电路部件，其特征在于：
使用在所述积层基板内构成的电感元件及电容元件来构成分波电路及带通滤波器电路。
21.根据权利要求19～20所述的多频带高频电路部件，其特征在于：
使用在所述积层基板内构成的电感元件及电容元件来构成平衡-不平衡转换电路。
22.根据权利要求19～21中的任一项所述的多频带高频电路部件，其特征在于：
在所述积层基板上搭载半导体元件，该半导体元件构成高频开关、高频功率放大器及低噪声放大器中的至少一个。
23.一种多频带通信装置，其具备根据权利要求19～22中的任一项所述的多频带高频电路部件。
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