CN102271003A - 高频模块 - Google Patents

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Abstract

本发明实现一种高频模块，该高频模块即使在通过开关IC使多个通信信号共用一个天线的情况下，也可以进一步小型化。高频模块(10)包括开关IC(11)。对于成为开关IC(11)的天线(20)侧的公共端子(PIC0)，连接有天线侧滤波器(12)。天线侧滤波器(12)是将GSM1800/1900发送信号及TDS-CDMA发送信号的高次谐波的频带作为衰减频带的低通滤波器。对于开关IC(11)的独立端子(PIC11)，连接有独立端子侧滤波器(13)。独立端子侧滤波器(13)是将GSM850/900发送信号的高次谐波的频带作为衰减频带的低通滤波器。

Description

高频模块
技术领域
本发明涉及利用开关IC来对具有不同频带的多个通信信号进行收发的高频模块。 
背景技术
以往，设计出了各种包括开关IC的高频模块。例如，在专利文献1所述的高频模块中，包括相对于与天线连接的一个公共端子、具有六个独立端子的开关IC。各独立端子与用于频带不同的多种通信信号的发送电路、接收电路、以及收发电路的任一种电路连接。然后，在这种高频模块中，通过驱动开关IC以将公共端子与各独立端子进行切换连接，从而将特定的通信信号的发送电路、接收电路或者收发电路和天线进行连接。 
此外，在这种现有的高频模块的各发送电路中，如专利文献1所示，配置有使得由前级电路生成的发送频率的通信信号即发送信号的二次谐波及三次谐波衰减的滤波器。与此同时，在高频模块的天线侧，配置有ESD保护电路(静电保护电路)。 
专利文献1：日本专利特表2008-516494号公报 
发明内容
然而，目前，要求提高安装有该高频模块的便携型通信机的性能，希望使用更多的通信信号来共用一个天线。在该情况下，若对每一发送信号都提供滤波器电路，则难以使高频模块小型化。 
因而，本发明的目的在于实现一种高频模块，该高频模块即使在通过开关IC使多个通信信号共用一个天线的情况下，也可以进一步小型化。 
本发明涉及包括将多个独立端子与用于连接天线的公共端子进行切换连接的开关IC、具有不同频带的多个发送信号分别独立地输入到多个独立 端子的各独立端子的高频模块。对于该高频模块的开关IC的公共端子，连接有将多个发送信号中的至少两个发送信号的高次谐波的频率包含在衰减频带内的天线侧滤波器。 
在该结构中，利用起到作为低通滤波器的作用的天线侧滤波器，使通过开关IC提供给天线的多个发送信号的高次谐波的至少一部分在开关IC的天线侧衰减。由此，配置在开关IC的独立端子侧的、用于多个发送信号的各发送信号的独立端子侧滤波器被简化。此外，若对天线侧滤波器的各电路结构要素的元件值进行适当设定，则也能兼作为天线与高频模块之间的匹配电路。 
此外，在本发明的高频模块中，天线侧滤波器将至少两个发送信号的三次谐波以上的高次谐波的频率包含在衰减频带内。 
在该结构中，示出了天线侧滤波器的具体结构例。在该结构中，利用天线侧滤波器使三次谐波以上的高次谐波的频率衰减。由此，能简化天线侧滤波器的结构，能抑制不仅有发送信号通过、也有接收信号通过的天线侧的传送损耗。即，与对所有发送信号独立地形成独立端子侧滤波器的高频模块相比，能实现小型、且传送损耗少的高频模块。此外，通过包括对每个独立端子至少使二次谐波衰减的独立端子侧滤波器，还能防止较高电平的二次谐波输入到开关IC。 
此外，在本发明的高频模块中，天线侧滤波器将所有多个发送信号的、各自一个以上的高次谐波的频率包含在所述衰减频带内。 
在该结构中，对于输入到开关IC的独立端子的所有发送信号，利用天线侧滤波器能使至少一部分高次谐波衰减。由此，能省略所有独立端子侧滤波器的至少一部分，能使高频模块进一步小型化。 
此外，在本发明的高频模块中，天线侧滤波器由二级结构的LC滤波器构成，在多个发送信号的第一通信信号的三次谐波的频率、与利用比该第一通信信号要高的频带的第二通信信号的二次谐波的频率之间设定衰减极点。 
在该结构中，示出了上述天线侧滤波器的更具体的结构。 
此外，在本发明的高频模块中，天线侧滤波器还包括连接在信号线与 接地之间的电感器。 
在该结构中，能使天线侧滤波器不仅具有低通滤波器的功能，还进一步附加ESD功能和高通滤波器的功能。此外，通过增加构成天线侧滤波器的电路元件数，能更容易取得天线与高频模块之间的匹配。 
此外，在本发明的高频模块中，构成天线侧滤波器的电路元件的至少一部分在构成高频模块的层叠体内形成。 
在该结构中，通过使天线侧滤波器的至少一部分在层叠体内形成，与利用较多的安装于层叠体表面的安装元器件的情况相比，结构简单，且能降低高度，实现小型化。 
根据本发明，由于能利用单体的天线侧滤波器使两种以上的发送信号的高次谐波的各自至少一部分衰减，因此，与对每一发送信号单独形成滤波器的高频模块相比，能使高频模块小型化 
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的高频模块10的结构的电路图。 
图2是实施方式1的天线侧滤波器12的通过特性的示意图。 
图3是表示实施方式2所涉及的高频模块10A的结构的电路图。 
图4是实施方式2的天线侧滤波器12A的通过特性的示意图。 
图5是表示实施方式3所涉及的高频模块10B的结构的电路图。 
图6是实施方式3的天线侧滤波器12B的通过特性的示意图。 
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式1所涉及的高频模块进行说明。图1是表示本实施方式的高频模块10的结构的电路图。 
高频模块10包括开关IC11、天线侧滤波器12、以及独立端子侧滤波器13，由层叠体以及安装于层叠体的顶面的电路元件形成。开关IC 11是安装型IC，安装于层叠体的顶面。天线侧滤波器12及独立端子侧滤波器13大体上由电感器及电容器构成。此时，根据高频模块的形状规格和各电路元件所需的元件值，尽可能使电感器及电容器由在层叠体内形成的内层电极图 案形成。 
开关IC11包括本发明的“公共端子”即公共端子PIC0、以及本发明的“独立端子”即独立端子PIC11-PIC18。通过施加驱动电压Vdd来驱动开关IC11，根据控制电压Vc1、Vc2、Vc3、Vc4的高低组合，将公共端子PIC0与独立端子PIC11-PIC18的任一个独立端子进行连接。 
开关IC11的公共端子PIC0通过天线侧滤波器12与高频模块10的天线端口Pan相连接。 
开关IC11的独立端子PIC11通过独立端子侧滤波器13与高频模块10的第一发送信号输入端口PtL相连接。对第一发送信号输入端口PtL，输入GSM850发送信号或者GSM900发送信号。即，将信号的频带为约824MHz-约915MHz的发送信号输入。 
开关IC11的独立端子PIC12与高频模块10的第二发送信号输入端口PtH1相连接而不通过滤波器电路。对第二发送信号输入端口PtH1，输入GSM1800发送信号或者GSM1900发送信号。即，将信号的频带为约1710MHz-约1910MHz(约1.7GHz-约1.9GHz)的发送信号输入。 
开关IC11的独立端子PIC 13与高频模块10的第一接收信号输出端口PrL01相连接。从第一接收信号输出端口PrL01，输出GSM850接收信号。 
开关IC11的独立端子PIC 14与高频模块10的第二接收信号输出端口PrL02相连接。从第二接收信号输出端口PrL02，输出GSM900接收信号。 
开关IC11的独立端子PIC 15与高频模块10的第三接收信号输出端口PrH11相连接。从第三接收信号输出端口PrH11，输出GSM1800接收信号。 
开关IC11的独立端子PIC16与高频模块10的第四接收信号输出端口PrH12相连接。从第四接收信号输出端口PrH12，输出GSM1900接收信号。 
开关IC 11的独立端子PIC17与高频模块10的第三发送信号输入端口PtH2相连接而不通过滤波器电路。对第三发送信号输入端口PtH2，输入TDS-CDMA发送信号。即，将信号的频带为约1880MHz-约2025MHz(约1.9GHz-约2.0GHz)的发送信号输入。 
开关IC 11的独立端子PIC18与高频模块10的第五接收信号输出端口PrH2相连接。从第五接收信号输出端口PrH2，输出TDS-CDMA接收信号。 
<开关IC11的公共端子侧电路结构> 
天线侧滤波器12包括在公共端子PIC0与天线端口Pan之间串联连接的电感器Lta1、Lta2。电感器Lta1与电容器Ca1并联连接。电感器Lta1与电感器Lta2的连接点通过电容器Ca2接地。电感器Lta2的公共端子PIC侧通过电容器Ca3接地。这些电感器Lta1、Lta2、电容器Ca1、Ca2、Ca3优选由层叠体的内层电极图案来形成。 
通过采用这种结构，从而独立端子侧滤波器13起到作为低通滤波器的作用。此时，通过对各电路元件即电感器Lta1、Lta2、电容器Ca1、Ca2、Ca3的形状进行适当设定，将各元件值确定为所需值，从而能形成低通滤波器，该低通滤波器使GSM1800发送信号、GSM1900发送信号、及TDS-CDMA发送信号的二次谐波、三次谐波、以及更高次的谐波衰减，使GSM1800发送信号、GSM1900发送信号、及TDS-CDMA发送信号的基频通过。具体而言，由天线侧滤波器12来形成例如图2所示的通过特性的低通滤波器。 
图2是天线侧滤波器12的通过特性的示意图。在图2中，fG表示GSM850发送信号及GSM900发送信号的频带，fD表示GSM1800发送信号及GSM1900发送信号的频带，fT表示TDS-CDMA发送信号的频带。2fG表示GSM850发送信号及GSM900发送信号的二次谐波的频带，2fD表示GSM1800发送信号及GSM1900发送信号的二次谐波的频带，2fT表示TDS-CDMA发送信号的二次谐波的频带。3fG表示GSM850发送信号及GSM900发送信号的三次谐波的频带，3fD表示GSM1800发送信号及GSM1900发送信号的三次谐波的频带，3fT表示TDS-CDMA发送信号的三次谐波的频带。 
如图2所示，天线侧滤波器12例如在频带接近的GSM1800发送信号及GSM1900发送信号、和TDS-CDMA发送信号的频带，形成衰减极点。由此，GSM850发送信号、GSM900发送信号、GSM1800发送信号、GSM1900发送信号、及TDS-CDMA发送信号的基频带(fG，fD，fT)、以及GSM850发送信号、GSM900发送信号的二次谐波以及三次谐波(2fG，3fG)在通频带内，GSM1800发送信号、GSM1900发送信号、及TDS-CDMA发送信号的二次谐波以及三次谐波(2fD，3fD，2fT，3fT)在衰减频带内。其结果是，天线侧滤 波器12能使GSM1800发送信号、GSM1900发送信号、及TDS-CDMA发送信号的二次谐波以及三次谐波(2fD，3fD，2fT，3fT)衰减。另外，虽然未图示详细情况，但能同时使各发送信号的比三次谐波更高次的谐波衰减。 
此外，天线侧滤波器12的天线端口Pan侧通过由电感器构成的ESD元件La接地。通过配置该ESD元件La，能将来自天线20的浪涌电压释放到地，能提高高频模块10的可靠性。此外，由于该ESD元件La是连接在信号线与接地之间的电感器，因此，该ESD元件La也能起到作为高通滤波器的作用，可以将开关IC11的天线侧的通过特性进行更多样化的设定，以成为所希望的特性。 
<开关IC11的独立端子侧的发送系统电路结构> 
独立端子侧滤波器13包括在独立端子PIC 11与第一发送信号输入端口PtL之间串联连接的电感器GLt1、GLt2。电感器GLt1与电容器GCc1并联连接，电感器GLt2与电容器GCc2并联连接。电感器GLt1的独立端子PIC11侧通过电容器GCu1接地。电感器GLt1与电感器GLt2的连接点通过电容器GCu2接地。电感器GLt2的第一发送信号输入端口PtL侧通过电容器GCu3接地。这些电感器GLt1、GLt2、电容器GCc1、GCc2、GCu1、GCu2、GCu3优选由层叠体的内层电极图案来形成。 
通过采用这种结构，从而独立端子侧滤波器13起到作为低通滤波器的作用。此时，通过对各电路元件即电感器GLt1、GLt2、电容器GCc1、GCc2、GCu1、GCu2、GCu3的形状进行适当设定，将各元件值确定为所需值，从而能形成低通滤波器，该低通滤波器使GSM850发送信号及GSM900发送信号的二次谐波、三次谐波、以及更高次的谐波衰减，使GSM850发送信号及GSM900发送信号的基频通过。由此，从第一发送信号输入端口PtL1输入的GSM850发送信号及GSM900发送信号的高次谐波被切断，仅有GSM850发送信号及GSM900发送信号的基频信号输入到开关IC11的独立端子PIC11。 
而且，对开关IC11的独立端子侧的发送系统电路未配置有该独立端子侧滤波器13以外的滤波器。 
通过采用以上结构，利用天线侧滤波器12使GSM1800发送信号、GSM1900发送信号、TDS-CDMA发送信号的高次谐波衰减，利用独立端 子侧滤波器13使GSM850发送信号及GSM900发送信号的高次谐波衰减。由此，通过该高频模块10，无论是多个通信信号的哪一个通信信号，都能抑制从天线20发送高次谐波。 
而且，通过采用上述结构，由于也可以不用像以往那样、对每一发送信号都在开关IC 11的所有独立端子设置滤波器，而能用单一的天线侧滤波器12来弥补用于多个发送信号的该滤波器的功能，因此，能使高频模块10比以往要小型化。 
此外，如上所述，由于天线侧滤波器12包括在公共端子PIC与天线用端口Pan之间串联连接的电感器Lta1、Lta2，因此，能使通常成为电容性的、从天线20(天线用端口Pan)侧观察开关IC11而得到的阻抗向电感性侧偏移。由此，即使不另外设置匹配电路，也可以实现天线20与开关IC11之间的阻抗匹配。由此，能进一步使高频模块10小型化。 
接下来，参照附图说明实施方式2所涉及的高频模块。图3是表示本实施方式的高频模块10A的结构的电路图。本实施方式的高频模块10A与实施方式1的高频模块10相比，仅天线侧滤波器12A和独立端子侧滤波器13A的结构不同，其他结构相同。因而，仅对天线侧滤波器12A和独立端子侧滤波器13A，说明其具体结构。 
天线侧滤波器12A虽然与实施方式1的天线侧滤波器12的电路元件结构相同，但适当使各电路元件值不同，以成为图4所示的通过特性。具体而言，将电感器Lta1、Lta2替换成电感器Lta1A、Lta2A。此外，将电容器Ca1、Ca2、Ca3替换成电容器Ca1A、Ca2A、Ca3A。而且，将这种结构的天线侧滤波器12A设定成为图4所示的特性。图4是天线侧滤波器12A的通过特性的示意图。图4中的fG，fD，fT，2fG，2fD，2fT，3fG，3fD，3fT表示与图2相同的内容。 
如图4所示，天线侧滤波器12A在GSM850发送信号及GSM900发送信号的三次谐波频带(3fG)、与GSM1800发送信号及GSM1900发送信号的二次谐波频带(2fD)之间设定衰减极点。通过采用这种结构，天线侧滤波器12A不仅能使GSM1800发送信号及GSM1900发送信号的高次谐波衰减，还能使GSM850发送信号及GSM900发送信号的三次谐波以上的高次谐波衰减。 
独立端子侧滤波器13A的结构与实施方式1的独立端子侧滤波器13相比，省略了电感器GLt2、电容器GCc2、GCu3。这些电路元件是获得GSM850发送信号及GSM900发送信号的三次谐波频带(3fG)的衰减量的电路元件。因而，独立端子侧滤波器13A能使GSM850发送信号及GSM900发送信号的二次谐波频带(2fG)衰减。此时，由于独立端子侧滤波器13A的电路结构要素变少，因此可以进一步小型化。 
如上所述，通过采用本实施方式的结构，与实施方式1相比，能实现电路结构要素更少、但防止从天线发送多个通信信号(发送信号)的高次谐波的高频模块。 
接下来，参照附图说明实施方式3所涉及的高频模块。图5是表示本实施方式的高频模块10B的结构的电路图。本实施方式的高频模块10B与实施方式1的高频模块10相比，天线侧滤波器12B的结构不同，并且是独立端子侧滤波器14、15分别与独立端子PIC12、PIC17相连接的结构，其他结构相同。因而，仅对天线侧滤波器12B和独立端子侧滤波器14、15，说明其具体结构。 
天线侧滤波器12B在公共端子PIC0与天线用端口Pan之间仅连接有单一的电感器Lta3。电感器Lta3的天线用端口Pan侧通过电容器Ca4接地。电感器Lta3的公共端子PIC0侧通过电容器Ca5接地。通过采用这种结构，从而天线侧滤波器12B起到作为陷波滤波器的作用。此时，如图6所示，天线侧滤波器12B在彼此接近的GSM1800发送信号、GSM1900发送信号、以及TDS-CDMA发送信号的三次谐波频带(3fD，3fT)设定衰减极点。图6中的fG，fD，fT，2fG，2fD，2fT，3fG，3fD，3fT表示与图2及图4相同的内容。 
如图6所示，天线侧滤波器12B能使GSM1800发送信号、GSM1900发送信号、以及TDS-CDMA发送信号的三次谐波频带衰减。 
独立端子侧滤波器14连接在独立端子PIC12与第二发送信号输入端口PtH1之间。独立端子侧滤波器14包括连接在独立端子PIC12与第二发送信号输入端口PtH1之间的电感器DLt1。电感器DLt1与电容器DCc1并联连接。电感器DLt1的第二发送信号输入端口PtH1侧通过电容器DCu2接地。这些电感器DLt1、电容器DCc1、DCu2也优选由层叠体的内层电极图案来形成。 
而且，在独立端子侧滤波器14中，对各电路元件的元件值进行设定，使得独立端子侧滤波器14起到作为将GSM1800发送信号、GSM1900发送信号的二次谐波频带(2fD)作为衰减频带的低通滤波器的作用。 
独立端子侧滤波器15连接在独立端子PIC17与第三发送信号输入端口PtH2之间。独立端子侧滤波器15包括连接在独立端子PIC17与第三发送信号输入端口PtH2之间的电感器TDLt1。电感器TDLt1与电容器TDCc1并联连接。电感器TDLt1的第三发送信号输入端口PtH2侧通过电容器TDCu2接地。这些电感器TDLt1、电容器TDCc1、TDCu2也优选由层叠体的内层电极图案来形成。 
而且，在独立端子侧滤波器15中，对各电路元件的元件值进行设定，使得独立端子侧滤波器15起到作为将TDS-CDMA发送信号的二次谐波频带(2fT)作为衰减频带的低通滤波器的作用。 
即使是这样的本实施方式所示的结构，也能实现可抑制从天线发送各通信信号(发送信号)的高次谐波的高频模块。此时，在本申请的结构中，与实施方式1相比，作为整个高频模块10B的电路结构要素增加。然而，由于独立端子侧滤波器14、15是使二次谐波以上的高次谐波衰减的、结构简单的低通滤波器，省略了天线侧滤波器12B的部分电路结构要素，因此，能使高频模块10B比以往要小型化。 
此外，通过采用本实施方式的结构，能将插入到开关IC 11的公共端子PIC0侧、即也传送接收信号的天线20侧的信号线的电路结构要素减少。由此，能抑制在开关IC11的天线侧的传送损耗。 
另外，在上述实施方式中，虽然以用于GSM850发送信号、GSM900发送信号、GSM1800发送信号、GSM1900发送信号、以及TDS-CDMA发送信号的高频模块为例进行了说明，但即使在利用具有类似的频带关系的多个通信信号的情况下，也能适用本申请的发明的结构。此外，虽然示出了发送信号输入端口为三个的示例，但即使是其他个数的情况下，也能适用本申请的发明的结构。 
标号说明 
10、10A、10B-高频模块，11-开关IC(SWIC)，12、12A、12B-天线侧滤波器，13、13A、14、15-独立端子侧滤波器，20-天线。 

Claims (6)

1.一种高频模块，所述高频模块包括将多个独立端子与用于连接天线的公共端子进行切换连接的开关IC，具有不同频带的多个发送信号分别独立地输入到所述多个独立端子的各独立端子，其特征在于，
对于所述开关IC的所述公共端子，连接有将所述多个发送信号中的至少两个发送信号的高次谐波的频率包含在衰减频带内的天线侧滤波器。
2.如权利要求1所述的高频模块，其特征在于，
所述天线侧滤波器将所述至少两个发送信号的三次谐波以上的高次谐波的频率包含在所述衰减频带内。
3.如权利要求1所述的高频模块，其特征在于，
所述天线侧滤波器将所有所述多个发送信号的、各自一个以上的高次谐波的频率包含在所述衰减频带内。
4.如权利要求3所述的高频模块，其特征在于，
所述天线侧滤波器由二级结构的LC滤波器构成，在所述多个发送信号的第一通信信号的三次谐波的频率、与利用比该第一通信信号要高的频带的第二通信信号的二次谐波的频率之间设定衰减极点。
5.如权利要求1至4的任一项所述的高频模块，其特征在于，
所述天线侧滤波器还包括连接在信号线与接地之间的电感器。
6.如权利要求1至5的任一项所述的高频模块，其特征在于，
构成所述天线侧滤波器的电路元件的至少一部分在构成高频模块的层叠体内形成。
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