CN114208045A - 无线通信模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信模块。无线通信模块具备：无线模块基板，具有天线；频率转换器，安装于无线模块基板，使无线信号的频率变化；移相放大器，安装于无线模块基板，使无线信号的相位以及强度变化；带通滤波器，以设置于频率转换器与移相放大器之间的方式安装于无线模块基板；以及带阻滤波器，形成于无线模块基板，包括将频率转换器、移相放大器以及带通滤波器相互电连接的多个布线层的至少一部分。

Description

无线通信模块

技术领域

本发明涉及无线通信模块。

背景技术

在非专利文献1中公开了具有在一面形成天线并在另一面安装IC芯片的无线模块基板的无线通信模块。

本申请基于2020年7月14日向日本申请的日本特愿2020－120498号主张优先权，并在此引用其内容。

非专利文献1：Albert Chee,et al,‘Integrated Antenna Module forBroadband Wireless Applications’,Electronics Packaging Technology Conference,2004。

安装于这种无线模块基板的IC芯片有使无线信号的频率变化的频率转换器、和使无线信号的相位和强度变化的移相放大器等。在这样的IC芯片中，容易产生无线信号的波形失真，不需要的高次谐波(远离无线信号的频带的较高的频率分量)，因此需要在无线通信模块设置除去不需要的高次谐波的滤波器。

为了除去不需要的高次谐波，使用除去(使衰减)与无线信号的频带相邻的频率的信号的带通滤波器。但是，由于在带通滤波器中不能充分除去从无线信号的频带大幅远离的频带的高次谐波(例如二次谐波、三次谐波等)，因此也需要带阻滤波器。即，需要在无线通信模块设置多种滤波器。

然而，当由安装于无线模块基板的安装部件构成所有滤波器时，构成无线通信模块的部件数量增加。另一方面，在通过无线模块基板的布线层形成所有滤波器的情况下，无法充分地获得滤波器的特性。例如在通过布线层形成带通滤波器的情况下，带通滤波器中的无线信号的损失变大，而无法充分地获得带通滤波器的特性。

发明内容

本发明是鉴于上述的情况而完成的，提供能够将部件数量抑制得较少并且充分地获得多种滤波器的特性的无线通信模块。

本发明的第一方式所涉及的无线通信模块具备：无线模块基板，具有天线；频率转换器，安装于上述无线模块基板，使无线信号的频率变化；移相放大器，安装于上述无线模块基板，使上述无线信号的相位以及强度变化；带通滤波器，以设置于上述频率转换器与上述移相放大器之间的方式安装于上述无线模块基板；带阻滤波器，形成于上述无线模块基板，包括将上述频率转换器、上述移相放大器以及上述带通滤波器相互电连接的多个布线层的至少一部分。

在上述的无线通信模块中，由于未通过无线模块基板的布线层形成带通滤波器，因此带通滤波器的特性不受无线模块基板中的介质损耗角正切以及层间的厚度的影响，而能够将带通滤波器中的无线信号的损失抑制得较小。即，能够充分地获得带通滤波器的特性。

另一方面，即使由无线模块基板的布线层构成带阻滤波器，带阻滤波器的特性也难以受到无线模块基板中的介质损耗角正切以及层间的厚度的影响。即，能够充分地获得带阻滤波器的特性。而且，通过由无线模块基板的布线层构成带阻滤波器，从而与带阻滤波器为安装于无线模块基板的部件(芯片部件等)的情况相比较，能够将构成无线通信模块的部件数量抑制得较少。

在本发明的第二方式所涉及的无线通信模块中，在上述第一方式中，优选带阻滤波器形成于上述无线模块基板的内部。

在本发明的第三方式所涉及的无线通信模块中，在上述第一或者第二方式中，优选上述带阻滤波器形成为上述布线层的宽度尺寸随着沿上述布线层的长度方向行进而变化。

在本发明的第四方式所涉及的无线通信模块中，在上述第一～第三方式的任意一个方式中，优选上述带阻滤波器使无线信号的2倍以及3倍频率的不需要的高次谐波衰减、或者除去无线信号的2倍以及3倍频率的不需要的高次谐波。

根据上述本发明的方式，能够将无线通信模块的部件数量抑制得较少，并且充分地获得带通滤波器以及带阻滤波器的特性。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的无线通信模块的框图。

图2是本发明的一个实施方式所涉及的无线通信模块的剖视图。

图3是表示图2的无线通信模块中的带阻滤波器的俯视图。

具体实施方式

以下，参照图1～3，对本发明的一个实施方式进行说明。

如图1、2所示，本实施方式所涉及的无线通信模块1具备无线模块基板2、频率转换器3、移相放大器4、带通滤波器5以及带阻滤波器6。

无线模块基板2隔着层间绝缘膜具有多个布线层21。布线层21例如由铜(Cu)等导体构成，使后述的频率转换器3、移相放大器4以及带通滤波器5相互电连接。多个布线层21在无线模块基板2的板厚方向(在图2中为上下方向)上隔开间隔地排列。布线层21至少形成于无线模块基板2的两面2a、2b(在图2中为上表面以及下表面)即可。在本实施方式中，布线层21也形成于无线模块基板2的内部。在图2中，在无线模块基板2的板厚方向上排列的布线层21的数量为四个(四层布线)，但并不限于此。另外，在无线模块基板2的内部适当地形成有在无线模块基板2的板厚方向上延伸的通孔22。通孔22将在无线模块基板2的板厚方向上排列的布线层21彼此电连接。

无线模块基板2具有天线23。本实施方式的天线23形成为从无线模块基板2的一面2a(在图2中为上表面)辐射无线信号。天线23至少不形成于无线模块基板2的另一面2b(在图2中为下表面)即可。虽然在图2中未示出，但天线23可以形成于无线模块基板2的一面2a，或可以形成于无线模块基板2的内部的层。另外，天线23也可以形成于无线模块基板2的一面2a，然后被电介质层覆盖。

频率转换器3是使无线信号的频率变化的IC芯片，被安装于无线模块基板2。移相放大器4是使无线信号的相位以及强度变化的IC芯片，被安装于无线模块基板2。在本实施方式中，频率转换器3以及移相放大器4安装于无线模块基板2的另一面2b，并经由通孔22和焊料(未图示)与无线模块基板2的布线层21连接。

移相放大器4经由布线层21、通孔22等与频率转换器3连接。另外，移相放大器4经由布线层21以及通孔22等与天线23连接。即，移相放大器4设置于频率转换器3与天线23之间。

带通滤波器5是使无线信号的频带通过，并使与该频带相邻的频带(以下，称为相邻频带)的信号(噪声)衰减的芯片部件。例如，在无线通信模块1中所需要的无线信号的频带为26～30GHz左右的情况下，通过带通滤波器5衰减或者除去的相邻频带例如为26GHz以下的范围以及30～60GHz左右的范围。此外，在带通滤波器5中，难以充分地使在频率转换器3以及移相放大器4中产生的不需要的高次谐波(从无线信号的频带以及相邻频带大幅远离的较高的频带的信号，特别是2倍以及3倍频率的高次谐波)衰减。

带通滤波器5安装于无线模块基板2。在本实施方式中，带通滤波器5与频率转换器3以及移相放大器4同样地安装于无线模块基板2的另一面2b(在图2中为下表面)，并经由通孔22与无线模块基板2的布线层21连接。

带通滤波器5经由布线层21以及通孔22与频率转换器3连接。另外，带通滤波器5经由布线层21以及通孔22与移相放大器4连接。即，带通滤波器5设置于频率转换器3与移相放大器4之间。

带阻滤波器6使从上述的无线信号的频带以及相邻频带的频带大幅远离的高次谐波衰减。通过带阻滤波器6使衰减或者除去的高次谐波的频带例如为频带的2倍～3倍左右。在无线通信模块1中需要的无线信号的频带为26～30GHz左右的情况下，高次谐波的频带例如为52～60GHz、68～90GHz左右。

带阻滤波器6由多个布线层21的一部分构成。带阻滤波器6例如也可以由露出于无线模块基板2的外侧的布线层21构成，但在本实施方式中，由形成于无线模块基板2的内部且不露出于外侧的布线层21构成。

如图3所示，带阻滤波器6形成为布线层21的宽度尺寸随着沿布线层21的长度方向行进而变化。具体而言，带阻滤波器6形成为构成其的布线层21的宽度尺寸连续地变大或变小(即，布线层21的一部分的表面具有波形形状)。在图3中，左右方向与布线层21的长度方向对应，上下方向与布线层21的宽度方向对应。通过像这样使构成带阻滤波器6的布线层21的宽度尺寸变化，从而构成带阻滤波器6的布线层21的特性阻抗变化。此处，例如能够通过波形分析等模拟来调整布线层21的形状，从而求出所希望的特性阻抗。由此，能够在由布线层21构成的带阻滤波器6中使高次谐波衰减。

如图2所示，本实施方式的带阻滤波器6由连接频率转换器3与带通滤波器5的布线层21构成。即，带阻滤波器6设置于频率转换器3与带通滤波器5之间。

接下来，对如以上那样构成的无线通信模块1的动作的一个例子进行说明。

在无线通信模块1中，首先，通过将无线信号输入至频率转换器3，从而频率转换器3使该无线信号的频率变化。接下来，将从频率转换器3输出的无线信号输入至带阻滤波器6。在带阻滤波器6中，使叠加在该无线信号上的高次谐波(特别是无线信号的2倍以及3倍频率的不需要的高次谐波)衰减、或者除去叠加在该无线信号上的高次谐波(特别是无线信号的2倍以及3倍频率的不需要的高次谐波)。

之后，将从带阻滤波器6输出的无线信号输入至带通滤波器5。在带通滤波器5中，使叠加在该无线信号上的相邻频带(无线信号的频带的附近的频带)的信号衰减、或者除去叠加在该无线信号上的相邻频带(无线信号的频带的附近的频带)的信号。从带通滤波器5输出的无线信号被输入至移相放大器4。在移相放大器4中，使该无线信号的相位以及强度变化。

最后，从天线23辐射从移相放大器4输出的无线信号。具体而言，从无线模块基板2的一面2a辐射从移相放大器4输出的无线信号。

如以上所说明那样，在本实施方式的无线通信模块1中，带通滤波器5不是由无线模块基板2的布线层21形成。由此，带通滤波器5的特性不受无线模块基板2中的介质损耗角正切以及层间的厚度的影响，而能够将带通滤波器5中的无线信号的损失抑制得较小。即，能够充分地获得带通滤波器5的特性。

另一方面，即使由无线模块基板2的布线层21构成带阻滤波器6，带阻滤波器6的特性也难以受到无线模块基板2中的介质损耗角正切以及层间的厚度的影响。即，能够充分地获得带阻滤波器6的特性。通过由无线模块基板2的布线层21构成带阻滤波器6，从而与带阻滤波器6为安装于无线模块基板2的部件(芯片部件)的情况相比较，能够将构成无线通信模块1的部件数量抑制得较少。

从以上内容来看，根据本实施方式的无线通信模块1，能够将无线通信模块1的部件数量抑制得较少，并且充分地获得带通滤波器5以及带阻滤波器6的特性。

另外，根据本实施方式的无线通信模块1，带阻滤波器6形成于无线模块基板2的内部。由此，与带阻滤波器6形成于无线模块基板2的表面(例如另一面2b)的情况相比较，能够减少无线模块基板2的表面的面积。因此，能够实现无线模块基板2的小型化。

另外，根据本实施方式的无线通信模块1，由布线层21构成的带阻滤波器6形成为使布线层21的宽度尺寸在布线层21的长度方向上连续地变化。由此，能够不增加带阻滤波器6在无线模块基板2中所占的大小，即，抑制无线模块基板2的大型化，并且获得所希望的带阻滤波器6的特性。

另外，根据本实施方式的无线通信模块1，天线23形成为从朝向与安装有频率转换器3以及移相放大器4的面(另一面2b)相反侧的面(一面2a)辐射无线信号。由此，能够有效地抑制从天线23辐射的无线信号在频率转换器3以及移相放大器4中受到叠加的噪声(特别是高次谐波)的影响。

以上，对本发明的详细进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，而能够在不脱离本发明的主旨的范围内加以各种变更。

在本发明的无线通信模块中，带阻滤波器6例如可以由连接带通滤波器5与移相放大器4的布线层21构成。即，带阻滤波器6可以设置于带通滤波器5与移相放大器4之间。另外，带阻滤波器6例如也可以由连接移相放大器4与天线23的布线层21构成。即，带阻滤波器6也可以设置于移相放大器4与天线23之间。

在本发明的无线通信模块中，例如也可以在无线模块基板2安装多个移相放大器4。在这种情况下，能够将从带通滤波器5输出的无线信号分配至多个移相放大器4，然后输出至天线23。

另外，在本发明的无线通信模块中，例如也可以在无线模块基板2安装多个带通滤波器5以及多个移相放大器4。在这种情况下，能够将从频率转换器3输出的无线信号分配至多个带通滤波器5，然后输出至移相放大器4。

在像这样将无线信号分配至多个带通滤波器5以及移相放大器4的无线通信模块中，能够获得更高输出、更高增益。

另外，在如上述那样将无线信号分配至多个带通滤波器5以及移相放大器4的无线通信模块中，例如在带通滤波器5与多个移相放大器4之间分别设置带阻滤波器6，或在频率转换器3与多个带通滤波器5之间设置带阻滤波器6。

即，上述的无线通信模块具备多个带阻滤波器6。但是，在本发明的无线通信模块中，由于带阻滤波器6由布线层21构成，因此能够抑制或者防止由于带阻滤波器6的增加而导致的无线通信模块的大型化。

在本发明的无线通信模块中，频率转换器3、移相放大器4、带通滤波器5例如也可以安装于形成有天线23的无线模块基板2的一面2a。

附图标记说明：

1...无线通信模块，2...无线模块基板，3...频率转换器，4...移相放大器，5...带通滤波器，6...带阻滤波器，21...布线层，23...天线

Claims (4)

1.一种无线通信模块，具备：

无线模块基板，具有天线；

频率转换器，安装于上述无线模块基板，使无线信号的频率变化；

移相放大器，安装于上述无线模块基板，使上述无线信号的相位以及强度变化；

带通滤波器，以设置于上述频率转换器与上述移相放大器之间的方式安装于上述无线模块基板；以及

带阻滤波器，形成于上述无线模块基板，包括将上述频率转换器、上述移相放大器以及上述带通滤波器相互电连接的多个布线层的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的无线通信模块，其中，

上述带阻滤波器形成于上述无线模块基板的内部。

3.根据权利要求1或2所述的无线通信模块，其中，

上述带阻滤波器形成为上述布线层的宽度尺寸随着沿上述布线层的长度方向行进而变化。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的无线通信模块，其中，

上述带阻滤波器使无线信号的2倍以及3倍频率的不需要的高次谐波衰减、或者除去无线信号的2倍以及3倍频率的不需要的高次谐波。

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