CN1875549A - 高频模件 - Google Patents

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降谷孝治
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Abstract

比较小型且廉价地构成用单一天线收发例如GSM、DCS、PCS、WCDMA的通信信号用的高频模件。具有：将来自天线的通信信号分离成低频段侧频段的GSM的通信信号和高频段侧频段的PCS、DCS、WCDMA通信信号的天线共用器(DiPX2)；连接该天线共用器(DiPX2)的GSM的通信信号输入输出端子(P21)并且切换所述GSM通信信号的收发的二极管开关电路(SW1)；以及连接天线共用器(DiPX2)的PCS、DCS、WCDMA通信信号输入输出端子并且切换这些信号的收发的多分支型GaAs IC开关(GaAs SW)。通过使供给二极管开关电路(SW1)和GaAs IC开关(GaAs SW)的控制信号VcG、Vc1、Vc2的模式变换，切换4种通信信号的收发。

Description

高频模件
技术领域
本发明涉及用单一天线收发分别将不同的频段作为收发频段的至少4个通信系统的收发信号用的高频模件。
背景技术
当前，便携电话等无线通信制式存在CDMA制和TDMA制等多种规范，TDMA制存在例如利用850MHz频段或900MHz频段的GSM、利用1800MHz频段的DCS、以及利用1900MHz频段的PCS，CDMA制存在例如利用2000MHz的WCDMA。
用一副天线收发这样多种的通信信号时，不需要实际进行通信的频段以外的信号。例如，按GSM制(900MHz频段)进行收发时，不需要DCS制(1800MHz频段)和PCS制(1900MHz频段)的通信信号、WCDMA制(2000MHz频段)的通信信号。
作为用单一天线收发多种通信信号的高频模件，以往已提出的该模件在例如通信信号为GSM、DCS、PCS三种制式时，具有使频段大为不同的GSM通信信号与DCS、PCS通信信号分离的天线共用器、切换GSM发送信号和GSM接收信号的二极管开关电路、切换DCS和PCS的发送信号与DCS和PCS的接收信号的二极管开关电路、以及切换DCS接收信号与PCS接收信号的二极管开关电路(例如，参考专利文献1)。
作为用单一天线收发多种通信信号的高频模件，以往已提出的另一该模件使用能对天线用的端口切换并连接多个端口的例如GaAs IC开关那样的半导体开关，有选择地收发各通信信号(例如，参考专利文献2)。
参考专利文献1：日本国专利公开2000-165288公报
参考专利文献2：日本国专利公开2001-160724公报
然而，上述专利文献1的高频模件的二极管开关电路使用2个二极管，切换2个端口(输入输出部)对1个端口(输入输出部)的连接。例如，专利文献1的例子中，二极管开关电路(专利文献1中附图的高频开关3)切换并连接连到天线共用器对DCS、PCS收发信号进行输入输出的端口、以及连到PCS、DCS发送信号输入端口对DCS、PCS发送信号进行输入的端口或连到另一二极管开关电路(专利文献1中附图的高频开关4)对DCS、PCS接收信号进行输出的端口。而且，二极管开关电路(专利文献1中所述的高频开关4)切换并连接连到另一二极管开关电路(专利文献1中所述的高频开关3)对DCS、PCS接收信号进行输入的端口、以及连到PCS接收信号输出端子对PCS接收信号进行输出的端口或连到DCS接收信号输出端子对DCS接收信号进行输出的端口。这样，专利文献1的高频模件中，为了切换并连接1个端口和2个端口，需要至少2个二极管，因此构成切换多个通信系统的收发的高频模件需要多个电路部件。
因此，高频模件难以小型化，同时还导致部件数增加造成的成本提高。而且，由于这样在传输系统连接多个电路部件(元件)，传输的信号损耗大。传输的通信系统种类越多，这点越显著，因而难以低损耗地构成切换多种通信系统的信号传输的高频开关。
另一方面，专利文献2的高频模件中，由于能用1个GaAs IC开关切换多种通信系统的信号，能实现高频模件的小型化、低损耗化。然而，GaAs IC开关的价格高，尤其越是切换数多的GaAs IC开关，其价格越高。又，GaAsIC抗静电差，使用该IC时必须另行设置对付静电用的电路。因此，用切换多种(例如4种或更多)通信系统的信号的多分支GaAs IC构成高频模件时，成本非常高涨，而且需要另行添加电路，并不能大幅度小型化。
本发明的目的在于，比较小型且价廉地构成对例如4种或更多的多个通信系统进行收发的高频模件。
发明内容
为了解决上述课题，本发明的高频模件，具有：把天线收发的、分别将个体频段作为收发频段的多个通信系统的信号，分离成把高于规定频率的高频段侧当作收发频段的通信系统的信号和把低于规定频率的低频段侧当作收发频段的通信系统的信号的天线共用器；切换把所述低频段侧当作收发频段的通信系统的信号的收发的第1开关电路；以及切换把高频段侧当作收发频段的通信系统的信号的收发的第2开关电路，并且由叠积多个介电层而成的叠层体上形成的电极和装在所述叠层体的部件，构成天线共用器、第1开关电路、以及第2开关电路，其中，由使将低于规定频率的低频段侧当作收发频段的通信系统的信号通过的低通滤波器和使将高于规定频率的高频段侧当作收发频段的通信系统的信号通过的高通滤波器，构成天线共用器。由连接天线共用器的低通滤波器并输出将低频段侧当作收发频段的通信系统的规定发送信号而且输入规定接收信号的收发信号输入输出部、输入发送信号的发送信号输入部、输出接收信号的接收信号输出部、以及根据控制信号切换收发信号输入输出部与发送信号输入部或接收信号输出部的连接的二极管，构成第1开关电路。由具有连接天线共用器的高通滤波器并输出将高频段侧当作收发频段的通信系统的规定发送信号而且输入规定接收信号的收发信号输入输出部、输入发送信号的发送信号输入部、以及输出接收信号的接收信号输出部，并且由根据控制信号切换收发信号输入输出部与发送信号输入部或接收信号输出部的连接的FET开关元件，构成第2开关电路。由连接在天线与第2开关电路之间的第1电容元件、以及连接在第1电容元件的第2开关侧与接地之间的电感元件和第2电容元件的串联电路，构成高通滤波器，并且由设置在接近叠层体的底面的介电层上的接地电极和与其对置的电极，形成第2电容元件。
此外，本发明高频模件的天线共用器，将至少4个通信系统的信号分离成高于规定频率的高频段侧为收发频段的通信系统的信号和低于规定频率的低频段侧为收发频段的通信系统的信号。
此外，本发明高频模件的FET开关元件是GaAs开关。
在这种构成中，天线共用器用高通滤波器使天线接收的将规定频率的高频段侧当作通信频段的通信信号通过，并输出到由作为FET开关元件的GaAs开关元件构成的第2开关电路侧。天线共用器又用低通滤波器使天线接收的将规定频率的低频段侧当作通信频段的通信信号通过，并输出到由二极管开关电路构成的第1开关电路侧。第1开关电路通过对二极管施加控制信号，切换传送将所述低频段侧当作通信频段的通信信号的发送信号或传送其接收信号。另一方面，借助于将控制信号施加在第2开关电路GaAs开关元件，切换传送将所述高频段侧当作通信频段的多个通信信号的哪一个发送信号或传送哪一个接收信号。这样，对规定频率的低频段侧的通信信号，用二极管开关切换发送信号和接收信号，用GaAs开关元件对规定频率的高频段侧的多个通信信号切换收发，部件数量比整个都用二极管开关构成时少，同时GaAs开关的分支数量也少。而且，通过用设置在接近形成高频模件的叠层体的底面的介电层上的接地电极和与其对置的电极形成构成天线共用器的高通滤波器的连接在传输系统与接地之间的电容元件，使该电容元件作为静电放电用元件起作用，因而防止静电从天线经天线共用器施加到GaAs开关。
如果存在多个将所述低频段侧当作通信频段的通信信号，则可根据该信号的数量增加二极管开关电路的数量，使其适应通信信号的选择数量。同样，如果还存在多种将所述高频段侧当作通信频段的通信信号，则可据此增加GaAs开关的分支数，使其适应通信信号的选择数量。
又，本发明的高频模件，在天线共用器与第2开关电路之间，设置由第3电容元件和第2电感元件构成的低通滤波器。
在这种构成中，利用该低通滤波器使从天线共用器输入到第2开关电路的信号上叠加的高次谐波和从第2开关电路输入到天线共用器的信号上叠加的高次谐波衰减。
本发明的高频模件，在第2开关电路的发送信号输入部侧，设置第4电容元件和第3电感元件构成的低通滤波器。
在这种构成中，利用该低通滤波器使从发送信号输入部输入到第2开关电路的发送信号上叠加的高次谐波衰减。
此外，将本发明高频模件的第2电感元件和第3电感元件形成在俯视相互不同的区域。
此构成中，这些电感元件隔开规定距离或更远，所以能抑制因这些电感元件之间的耦合而产生的信号回馈。
发明效果
根据本发明，对低于规定频率的低频段侧的通信信号用二极管开关电路进行收发切换，对高于规定频率的高频段侧的通信信号用FET开关进行收发切换。由此，比整个都用二极管开关构成时更能抑制部件数量，同时还使传输路径上存在的元件数量少，能低损耗传送各通信信号。也就是说，能低损耗地构成高频模件。此外，通过用接近叠层体底面的接地电极形成天线共用器的第2电容元件的一电极，使该第2电容元件作为静电放电元件起作用，因此，即使经天线施加静电，也不对FET开关施加静电，能防止FET开关受静电破坏。
附图说明
图1是实施方式1的高频模件的等效电路图。
图2是图1的高频模件的叠层图。
图3是图1的高频模件的叠层图。
图4是实施方式2的高频模件的等效电路图。
图5是图3的高频模件的叠层图。
图6是图3的高频模件的叠层图。
标号说明
SW1、SW11是开关电路，
GaAs SW是GaAs IC开关。
具体实施方式
参照图1、图2、图3说明本发明实施方式1的高频模件。
图1是示出本发明实施方式1的高频模件的构成的等效电路图。以下的说明中，示出的情况为：从发送信号输入端子Tx1输入GSM发送信号，从接收信号输出端子Rx1输出GSM接收信号，从发送信号输入端子Tx23输入DCS发送信号或PCS发送信号，从接收信号输出端子Rx2输出DCS接收信号，从接收信号输出端子Rx3输出PCS接收信号，而且从收发信号输入输出端子Tx4/Rx4对WCDMA收发信号进行输入输出。
天线共用器DiPX2具有3个输入输出部P21～P23。将开关电路SW1侧的输入输出部P21通过低通滤波器LPF21连接到天线ANT侧的输入输出部P23，同时还将输入输出部P23通过高通滤波器HPF22连接到GaAs IC开关(GaAsSW)上连接的输入输出部P22。在天线共用器DiPX2的输入输出部P23与天线ANT之间连接电容器Cant，并通过电感Lant将该电容器Cant的天线侧接地。即，并联的电感Lant和电容器Cant形成高通滤波器。因此，能用该高通滤波器滤除从天线进来的静电。这里，将低通滤波器LPF21设定成使低于规定频率(例如1000MHz)的频段侧的信号通过，将高通滤波器HPF22设定成使高于所述规定频率的频段侧的信号通过。
低通滤波器LPF21包含连接在输入输出部P21与输入输出部P23之间的电容器Ct1与电感Lt1的并联电路、以及连接在该并联电路的输入输出部P21侧与接地之间的电容器Cu1。高频滤波器HPF22包含串联在输入输出部P22与输入输出部P23之间的电容器Cc1、以及连接在电容器Cc1的输入输出部P22侧与接地之间的由电容器Ct2和电感Lt2构成的串联电路。这里，该串联电路形成在接地侧连接电容器Ct2并且在电容器Cc1侧连接电感Lt2的结构。后面将阐述，由形成高频模件的叠层体的各介电层上形成的、即叠层体内形成的电极图案，分别形成这些电感Lt1和Lt2、电容器Ct1、Cu1、Cc1、Ct2。这里，电容器Cc1相当于本发明的“第1电容元件”，电感Lt2相当于本发明的“电感元件”，电容器Ct2相当于本发明的“第2电容元件”。
接着，开关电路SW1中具有连接天线共用器DiPX2的输入输出部P11、通过低通滤波器LPF31连接GSM发送信号输入端子Tx1的输入输出部P12、以及连接GSM接收信号输出端子Rx1的输入输出部P13。此开关电路SW1相当于本发明的“第1开关电路”。
将输入输出部P11通过二极管DG1连接到输入输出部P21，并通过长度为GSM发送信号波长的约1/4的传输线GSL2连接到输入输出部P13。传输线GSL2的输入输出部P13侧的端部经二极管DG2和电容器GC5接地。在输入输出部P13与GSM接收信号输出端子Rx1之间连接电容器，并将该电容器的输入输出部P13侧通过电容器GRxC接地。这里，输入输出部P11相当于本发明的“收发信号输入输出部”，输入输出部P12相当于本发明的“发送信号输入部”，输入输出部P13相当于本发明的“接收信号输出部”。
将二极管DG2的阴极连接到传输线GSL2，阳极则通过电阻元件Rg连接到GSM收发切换用控制信号输入端子VcG。将二极管DG1的阳极连接到输入输出端子P12和传输线GSL2，阴极则通过电感GLS1接地。
这里，利用形成高频模件的叠层体的各介电层上形成的电极图案，分别形成电感GSL1和GSL2、电容器GC5，利用装在安装此高频模件的电路板上的电容器，构成电容器GRxC和连接GSM接收信号输入输出端子Rx1的电容器。
接着，低通滤波器LPF3 1将输入输出部P3 1连接到开关电路SW1的输入输出部P12，输入输出部P32则通过电容器连接GSM发送信号输入端子Tx1。低通滤波器LPF31包含连接在输入输出部P31与P32之间的电容器GCc1与电感GLt1的并联电路、以及连接在该并联电路的输入输出部P31侧与接地之间的电容器GCu1。而且，利用形成本高频模件的叠层体的各介电层上形成的电极图案形成构成该低通滤波器LPF31的各元件。
接着，在GaAs IC开关GaAs SW上形成对传输信号进行输入输出的5个输入输出部RF1～RF5，同时还形成驱动电压信号输入端子Vdd和控制信号输入端子Vc1、Vc2。将输入输出端子RF 1通过由电感DLt1与电容器Ct1的并联电路构成的低通滤波器连接到天线共用器DiPX2的输入输出端子P22，输入输出端子RF2则连接低通滤波器LPF41的输入输出部P41。这里，由电感DLt1和电容器Ct1构成的低通滤波器作为滤除从天线共用器DiPX2侧进来的高次谐波失真或从GaAs IC开关GaAs SW进来的高次谐波失真的电路起作用。
又，将输入输出端子RF3、RF4分别通过电容器连接到DCS接收信号输出端子Rx2和PCS接收信号输出端子Rx3。而且，将输入输出端子RF5通过电容器连接到WCDMA收发信号输入输出端子Tx1/Rx1。在施加驱动电压Vdd的状态下，利用2个控制信号Vc1和Vc2的通断状态的组合，切换该GaAs IC开关GaAs SW，使输入输出端子RF1连接输入输出端子RF2～RF5中的任一侧。将该GaAs IC开关GaAs SW安装在形成高频模件的叠层体的上表面。这里GaAsIC开关GaAs SW相当于本发明的“第2开关电路”，输入输出部RF1相当于本发明的“收发信号输入输出部”，输入输出部RF2相当于本发明的“发送信号输入部”，RF3、4相当于本发明的“接收信号输出部”。输入输出部RF5在发送时相当于本发明的“发送信号输入部”，在接收时相当于本发明的“接收信号输出部”。电感DLt1相当于本发明的“第2电感元件”，电容器Ct1相当于本发明的“第3电容元件”。
低通滤波器LPF41将输入输出部P41连接到GaAs IC开关GaAs SW的输入输出端子RF2，输入输出部P42则通过电容器连接DCS/PCS发送信号输入端子Tx23。低通滤波器LPF41包含连接在输入输出部P41与P42之间的电容器DCc2与电感DLt2的并联电路、以及连接在该并联电路的DCS/PCS收发信号输入端子Tx23侧与接地之间的电容器DCu1。而且，利用形成本高频模件的叠层体的各介电层上形成的电极图案，形成构成该低通滤波器LPF41的各元件。这里，电感DLt2相当于本发明的“第3电感元件”，电容器DCc2和电容器DCu1相当于本发明的“第4电容器”。
接着，说明本高频模件的GSM、DCS、PCS、WCDMA通信信号的收发运作。
(1)收发GSM信号时
传送GSM发送信号时，将正电压的控制信号输入到开关电路SW1的控制信号输入端子VcG。
从控制信号输入端子VcG输入正电压的控制信号时，二极管DG1、DG2为导通状态，将从发送信号输入端子Tx1输入的GSM发送信号通过二极管DG1传送到天线共用器DiPX2。这里，传输线GSL2的长度为GSM发送信号波长的约1/4，而且处在传输线GSL2的输入输出部P13侧通过二极管DG2接地的状态，所以传输线GSL2对GSM发送信号旋转相位，使其从输入输出部P11看，接收信号输出端子Rx1侧为开路，从而作为具有规定隔离度的隔离电路起作用。结果，GSM发送信号通过天线共用器DiPX2的低通滤波器LPF21传送到天线ANT，但几乎不被传送到接收信号输出端子Rx1侧。
另一方面，传送GSM接收信号时，对控制信号输入端子VcG输入0电压或负电压的控制信号。
将0电压或负电压的控制信号输入到控制信号输入端子VcG时，二极管DG1、DG2形成开路状态。通过二极管DG2形成开路状态，传输线GSL2作为仅对GSM接收信号的传输线起作用，因而将GSM接收信号传送到GSM接收信号输出端子Rx1。另一方面，通过二极管DG1形成开路状态，在二极管DG1切断来自天线ANT的GSM接收信号，不将其传送到GSM发送信号输入端子Tx1。
(2)收发DCS通信信号时
传送DCS发送信号时，对GaAs IC开关GaAs SW的控制信号输入端子Vc1、Vc2输入连接输入输出端子RF1和输入输出端子RF2用的控制信号。输入此组合的控制信号(例如双方均为正电压的控制信号)时，GaAs IC开关GaAs SW的输入输出端子RF1和RF2导通。这时，从DCS/PCS发送信号输入端子Tx23输入DCS发送信号，则该DCS发送信号通过低通滤波器LPF41输入到输入输出端子RF2，并从输入输出端子RF2传到输入输出端子RF1后，从输入输出端子RF1输出到天线共用器DiPX2。通过天线共用器DiPX2将该DCS发送信号从天线ANT发送到外部。这里，GaAs IC开关GaAs SW中，将输入输出端子RF1与RF2连接，其它输入输出端子RF3～RF5不连接输入输出端子RF1、RF2，因而不将DCS发送信号传送到DCS接收信号输出端子Rx2、PCS接收信号输出端子Rx3、WCDMA收发信号输入输出端子Tx4/Rx4。
另一方面，传送DCS接收信号时，对GaAs IC开关GaAs SW的控制信号输入端子Vc1、Vc2输入连接输入输出端子RF1和输入输出端子RF3用的控制信号。此组合的控制信号(例如Vc1为正电压的控制信号，Vc2为0电压或负电压的控制信号)时，GaAs IC开关GaAs SW的输入输出端子RF1与RF3通。此状态下，将从天线共用器DiPX2输入到输入输出端子RF1的DCS接收信号传送到输入输出端子RF3，并从输入输出端子RF3输出。然后，通过电容器传到DCS接收信号输出端子Rx2，并从DCS接收信号输出端子Rx2输出到外部电路。这里，GaAs IC开关GaAs SW中，将输入输出端子RF1与RF3连接，其它输入输出端子RF2、RF4、RF5不连接输入输出端子RF1、RF3，因而不将DCS接收信号传送到DCS/PCS发送信号输入端子Tx23、PCS接收信号输出端子Rx3、WCDMA收发信号输入输出端子Tx4/Rx4。
(3)收发PCS通信信号时
传送PCS发送信号时，对GaAs IC开关GaAs SW的控制信号输入端子Vc1、Vc2输入连接输入输出端子RF1和输入输出端子RF2用的控制信号。输入此组合的控制信号(例如Vc1、Vc2双方均为正电压的控制信号)时，GaAs IC开关GaAs SW的输入输出端子RF1和RF2导通。这时，从DCS/PCS发送信号输入端子Tx23输入PCS发送信号，则该PCS发送信号通过低通滤波器LPF41输入到输入输出端子RF2，并从输入输出端子RF2传到输入输出端子RF1后，从输入输出端子RF1输出到天线共用器DiPX2。通过天线共用器DiPX2将该PCS发送信号从天线ANT发送到外部。这里，GaAs IC开关GaAs SW中，将输入输出端子RF1与RF2连接，其它输入输出端子RF3～RF5不连接输入输出端子RF1、RF2，因而不将PCS发送信号传送到DCS接收信号输出端子Rx2、PCS接收信号输出端子Rx3、WCDMA收发信号输入输出端子Tx4/Rx4。另一方面，传送PCS接收信号时，对GaAs IC开关GaAs SW的控制信号输入端子Vc1、Vc2输入连接输入输出端子RF1和输入输出端子RF4用的控制信号。输入此组合的控制信号(例如Vc1为0电压和负电压的控制信号，Vc2为正电压的控制信号)时，GaAs IC开关GaAs SW的输入输出端子RF1与RF4导通。此状态下，将从天线共用器DiPX2输入到输入输出端子RF1的PCS接收信号传送到输入输出端子RF4，并从输入输出端子RF4输出。然后，通过电容器传到PCS接收信号输出端子Rx3，并从PCS接收信号输出端子Rx3输出到外部电路。这里，GaAs IC开关GaAs SW中，将输入输出端子RF1与RF4连接，其它输入输出端子RF2、RF3、RF5不连接输入输出端子RF1、RF4，因而不将PCS接收信号传送到DCS/PCS发送信号输入端子Tx23、DCS接收信号输出端子Rx2、WCDMA收发信号输入输出端子Tx4/Rx4。
(4)收发WCDMA通信信号时
传送WCDMA通信信号时，对GaAs IC开关GaAs SW的控制信号输入端子Vc1、Vc2输入连接输入输出端子RF1和输入输出端子RF5用的控制信号。输入此组合的控制信号(例如Vc1、Vc2双方均为0电压或负电压的控制信号)时，GaAs IC开关GaAs SW的输入输出端子RF1和RF5导通。这时，将从WCDMA收发信号输入输出端子Tx4/Rx4输入到输入输出端子RF5的WCDMA发送信号传送到输入输出端子RF1，并从输入输出端子RF1通过天线共用器DiPX2、天线ANT发送到外部。另一方面，将从天线共用器DiPX2输入到输入输出端子RF1的WCDMA接收信号传送到输入输出端子RF5，并从输入输出端子RF5通过电容器传到WCDMA收发信号输入输出端子Tx4/Rx4，并从WCDMA收发信号输入输出端子Tx4/Rx4输出到外部电路。这里，GaAsIC开关GaAs SW中，将输入输出端子RF1与RF5连接，其它输入输出端子RF2～RF4不连接输入输出端子RF1、RF5，因而不将WCDMA收发信号传送到DCS/PCS发送信号输入端子Tx23、DCS接收信号输出端子Rx2、PCS接收信号输出端子Rx3。
通过做成这种构成，能形成从1副天线收发GSM、DCS、PCS、WCDMA的4种通信信号的高频模件。
又，用二极管开关电路SW1进行将低频段当作工作频段的GSM通信信号的收发切换，用GaAs IC开关GaAs SW进行将高频段当作工作频段的DCS、PCS、WCDMA通信信号的收发切换，从而与整个都用二极管开关电路形成时相比，能大幅度减少部件数量，可使高频模件形成小型。而且，由于非仅用GaAsIC开关进行全部通信信号的收发切换，能减少GaAs IC开关的分支数，可较廉价地形成该GaAs IC开关。因此，能比用1个GaAs IC开关进行全部通信信号的收发切换的高频模件更廉价地形成本高频模件。
接着，参照图2、图3说明本高频模件的叠层体的结构。
图2、图3是本实施方式的高频模件的叠层体。
叠层电路板型的高频模件，从下方依次叠积图2、图3所示的各介电层1～22。但是，图2、图3各图表示分别从下表面侧(朝向安装电路板侧)看各介电层1～22的状态。而且，作为介电层23示出的是介电层22的背面(上表面)、即部件安装面的电极和部件。图2、图3所示的标号与图1所示各元件的标号对应。
最下层的介电层1上，形成安装到安装电路板用的各种外部端子电极。即，形成GSM发送信号输入端子Tx1、GSM接收信号输出端子Rx1、DCS/PCS发送信号输入端子Tx23、DCS接收信号输出端子Rx2、PCS接收信号输出端子Rx3、WCDMA收发信号输入输出端子Tx4/Rx4、各控制信号输入端子VcG、Vc1、Vc2、驱动电压输入端子Vdd、接地端子GND、以及天线连接端子(对应于天线共用器DiPX2的输入输出部P23)ANT。
介电层2上，形成公共接地电极GND，该公共接地电极GND兼作电容器Cu1的一对置电极Cu1b、电容器GCu1的一对置电极GCu1b、电容器GC5的一对置电极GC5b。
介电层3上，形成电容器Cu1的另一对置电极Cu1a、电容器GCu1的另一一对置电极GCu1a、电容器GC5的另一对置电极GC5a。
介电层4上，形成公共接地电极GND，该公共接地电极GND兼作电容器Cu1的一对置电极Cub1、电容器GCu1的一对置电极GCu1b、电容器GC5的一对置电极GC5b、电容器Ct2的一对置电极Ct2b、电容器DCu1的一对置电极DCu1b。
介电层5上，形成电容器GC5的另一对置电极DC5a、电容器Ct2的另一对置电极Ct2a，同时还形成连接介电层18上形成的电容器Cc1的对置电极和天线连接端子ANT的图案电极。
介电层6上，形成公共接地电极GND和电容器Dcu1的另一对置电极，公共接地电极GND兼作电容器GC5的一对置电极GC5b和电容器Ct2的一对置电极Ct2b。
介电层7、8上，仅形成通孔。
介电层9上，形成传输线GSL2和电感Lt2、DLt2。
介电层10上，形成传输线GSL2、电感Lt1、Lt2、DLt1、DLt2、GLt1，介电层11上，也形成传输线GSL2、电感Lt1、Lt2、DLt1、DLt2、GLt1，并利用通孔分别使其导通。最好将电感DLt1和电感DLt2形成在对叠积各介电层而成的叠层体从其叠积方向看的状态下相互不同的区域。这些电感靠近时，不需要的信号回馈，难以收发期望的信号。也就是说，通过将电感DLt1和电感DLt2形成在俯视相互不同的区域，能确保电感之间的隔离，可防止信号以飞越GaAsIC开关的方式回馈。
介电层12上，形成电感Lt1、Lt2、DLt2、GLt1，并利用通孔分别与介电层11上形成的相当元件的图案电极导通。
介电层13、14上，仅形成通孔。
介电层15上，形成电容器Ct1的一对置电极Ct1a、电容器DCc2的一对置电极DCc2b。
介电层16上，形成中间接地电极GND，同时还形成电容器Ct1的另一对置电极Ct1b、电容器DCc2的另一对置电极DCc2a、电容器DCc1的一对置电极DCc1a。这里，电容器Ct1的另一对置电极Ct1b兼作电容器Cc1的一对置电极Cc1a。
介电层17上，形成电容器Cc1的另一对置电极Cc1b、电容器GCc1的一对置电极GCc1a，介电层18上形成电容器Cc1的一对置电极Cc1a、电容器DCc1的另一对置电极DCc1b、电容器GCc1的另一对置电极GCc1b。
介电层19、20上，仅形成通孔，介电层21、22上，形成使下层侧的介电层1～18上形成的电极图案与作为最上层的介电层23的表面上形成的电极如图1所示的图案那样导通用的电极图案。
在最上层的介电层22的背面、即叠层体的上表面23上，形成二极管DG1、DG2的安装电极、电容器Cant的安装电极、GaAs IC开关GaAs SW的安装电极，在各安装电极分别安装二极管DG1和DG2、电阻元件Rg、电感元件GSL1和Lant、电容器Cant以及GaAs IC开关GaAs SW。
通过做成这种结构，能用靠近叠层体的底面的下层接地电极形成天线共用器DiPX2的高通滤波器HPF22的电容器Ct2的一电极。这样形成电容器Ct2，从而该电容器Ct2具有静电放电功能。因此，即使从天线ANT侧施加静电，也由该电容器Ct2放电，静电不施加到GaAs IC开关GaAs SW，从而能防止GaAs IC开关GaAs SW发生静电击穿。由于该电容器Ct2是天线共用器DiPX2原本具有的电容器，通过使用本实施方式的叠层体结构，能使用GaAs IC开关GaAs SW而不另行设置静电放电电路。也就是说，使用二极管开关电路和GaAsIC开关GaAs SW的上述高频模件无附加电路就能防止因静电而破坏。
接着参照图4～图6说明实施方式2的高频模件。
图4是示出本发明实施方式2的高频模件的构成的等效电路图。以下的说明中，示出的情况为：从发送信号输入端子Tx12输入GSM850或GSM900发送信号，从接收信号输出端子Rx1输出GSM850接收信号，从接收信号输出端子Rx2输出GSM900接收信号，从发送信号输入端子Tx34输入DCS发送信号或PCS发送信号，从接收信号输出端子Rx3输出DCS接收信号，从接收信号输出端子Rx4输出PCS接收信号。这里，天线共用器DiPX21和低通滤波器LPF31、41的构成与实施方式1的相同，因而省略说明。
开关电路SW11中具有连接天线共用器DiPX2的输入输出部P11、通过低通滤波器LPF31连接GSM850/900发送信号输入端子Tx12的输入输出部P12、连接GSM850接收信号输出端子Rx1的输入输出部P13、以及连接GSM900接收信号输出端子Rx2的输入输出部P14。此开关电路SW11相当于本发明的“第1开关电路”。输入输出部P11、P12分别相当于本发明的“收发信号输入输出部”和“发送信号输入部”，输入输出部P13、P14相当于本发明的“接收信号输出部”。
输入输出部P11通过二极管DG1连接输入输出部P12，同时还通过二极管DG2连接输入输出部P13，进而通过长度为GSM850/900发送信号波长的约1/4的传输线GSL2连接输入输出部P14。
将传输线GSL2的输入输出部P14侧的端部通过二极管DG3和电容器GC5接地。
又，在输入输出部P13与GSM850接收信号输出端子Rx1之间连接电容器，并将该电容器的输入输出部P13侧通过电容器GC2接地。而且，在输入输出部P14与GSM900接收信号输出端子Rx2之间连接电容器，并将该电容器的输入输出部P14侧通过电容器GC4接地。
二极管DG1将阴极连接到输入输出部P11，阳极连接到输入输出部P12，同时还通过电感GSL1连接GSM收发切换用控制信号输入端子VcG1。又，二极管DG2将阴极连接到输入输出部P11，阳极连接到输入输出部P13，同时还通过电感GSL3连接GSM收发切换用控制信号输入端子VcG2。二极管DG3将阳极连接到输入输出端子P14和传输线GSL2，阴极则通过电阻元件Rg接地。这里，将GSM收发切换用控制信号输入端子VcG1、VcG2分别通过电容器GC1、GC3接地。
这里，利用形成本高频模件的叠层体的各介电层上形成的电极图案形成电感GSL1、GSL2和GSL3、电容器GC1、GC2、GC3、GC4、GC5，并利用装在安装本高频模件的电路板上电容器构成连接GSM850接收信号输入输出端子Rx1、GSM900接收信号输出端子Rx2的电容器。
接着，在GaAs IC开关GaAs SW上形成对传输信号进行输入输出的4个输入输出部RF1～RF4，同时还形成驱动电压信号输入端子Vdd和控制信号输入端子Vc1、Vc2。将输入输出端子RF1通过由电感DLt1与电容器Ct1的并联电路连接到天线共用器DiPX2的输入输出端子P22，输入输出端子RF2则连接低通滤波器LPF41的输入输出部P41。将输入输出端子RF3、RF4分别通过电容器连接到DCS接收信号输出端子Rx3和PCS接收信号输出端子Rx4。该GaAsIC开关GaAs SW在施加驱动电压Vdd的状态下，利用2个控制信号Vc1、Vc2的通断组合将输入输出端子RF1切换成连接输入输出端子RF2～RF4中的任一侧。将该GaAs IC开关GaAs SW安装在形成高频模件的叠层体的上表面。这里，GaAs IC开关GaAs SW相当于本发明的“第2开关电路”。输入输出端子RF1、RF2分别相当于本发明的“收发信号输入输出部”和“发送信号输入部”，输入输出端子RF3、RF4相当于本发明的“接收信号输出部”。
接着，说明本高频模件的GSM850、GSM900、DCS、PCS通信信号的收发运作。
(1)收发GSM通信信号时
传送GSM850发送信号时，在开关电路SW11的控制信号输入端子VcG1输入正电压的控制信号，在控制信号输入端子VcG2输入0电压或负电压的控制信号。
从控制信号输入端子VcG1输入正电压的控制信号时，二极管DG1、DG3为导通状态，将从GSM850/GSM900发送信号输入端子Tx12输入的GSM850发送信号通过二极管DG1传到天线共用器DiPX2。这里，传输线GSL2长度为GSM发送信号波长的约1/4，而且处在传输线GSL2的输入输出部P14侧通过二极管DG3接地的状态，所以传输线GSL2对GSM发送信号旋转相位，使其从二极管DG1的阴极(输入输出部P11)看，GSM900接收信号输出端子Rx2侧为开路，从而作为具有规定隔离度的隔离电路起作用。又，从控制信号输入端子VcG2输入0电压或负电压时，二极管DG2形成开路状态，所以从二极管DG1看，GSM850接收信号输出端子侧为开路。因此，GSM850发送信号几乎不被传送到GSM850接收信号输出端子Rx1、GSM900接收信号输出端子Rx2侧。
另一方面，传送GSM850接收信号时，对控制信号输入端子VcG1输入0电压和负电压的控制信号，同时对控制信号输入端子VcG2输入正电压。
对控制信号输入端子VcG2输入正电压时，二极管DG1、DG2形成导通状态，将从天线共用器DiPX2输入的GSM850接收信号通过二极管DG2传到GSM850接收信号输出端子Rx1。这里，传输线GSL2长度为GSM发送信号波长的约1/4，而且处在传输线GSL3的输入输出部P14侧通过二极管DG3接地的状态，所以传输线GSL2对GSM接收信号旋转相位，使其从输入输出部P11看，GSM900接收信号输出端子Rx2侧为开路，从而作为具有规定隔离度的隔离电路起作用。又，从控制信号输入端子VcG1输入0电压或负电压时，二极管DG1形成开路状态，所以从二极管DG1看，GSM850/GSM900发送信号输入端子Tx12侧对GSM850接收信号为开路。因此，仅将从天线共用器DiPX2输入的GSM850接收信号传送到GSM850接收信号输出端子Rx1。
(2)收发GSM900通信信号时
从GSM850/900发送信号输入端子Tx12与GSM850发送信号相同地输入GSM900发送信号，因而进行与GSM850发送时相同的控制。
另一方面，传送GSM900接收信号时，在控制信号输入端子VcG1、VcG2都输入0电压或负电压。
在控制信号输入端子VcG1、VcG2上输入0电压或负电压时，二极管DG1、DG2、DG3形成开路状态，传输线GSL2作为仅对GSM900接收信号的传输线起作用。因此，将从天线共用器DiPX2输入到开关电路SW11的GSM900接收信号通过传输线GSL2传送到GSM900接收信号输出端子Rx2，并从该GSM900接收信号输出端子Rx2输出到外部电路。由于二极管DG1、DG2为开路状态，不将从天线共用器DiPX2输入到开关电路SW11的GSM900接收信号传送到GSM850/900发送信号输入端子Tx12和GSM850接收信号输出端子Rx1。因此，仅将从天线共用器DiPX2输入的GSM900接收信号传送到GSM900接收信号输出端子Rx2。
(3)收发DCS通信信号时
传送DCS发送信号时，对GaAs IC开关GaAs SW的控制信号输入端子Vc1、Vc2输入连接输入输出端子RF1和输入输出端子RF2用的控制信号。输入此组合的控制信号(例如Vc1、Vc2双方均为正电压的控制信号)时，GaAs IC开关GaAs SW的输入输出端子RF1和RF2导通。这时，从DCS/PCS发送信号输入端子Tx34输入DCS发送信号，则该DCS发送信号通过低通滤波器LPF41输入到输入输出端子RF2，并从输入输出端子RF2传到输入输出端子RF1后，从输入输出端子RF1输出到天线共用器DiPX2。通过天线共用器DiPX2将该DCS发送信号从天线ANT发送到外部。这里，GaAs IC开关GaAs SW中，将输入输出端子RF1与RF2连接，其它输入输出端子RF3、RF4不连接输入输出端子RF1、RF2，因而不将DCS发送信号传送到DCS接收信号输出端子Rx3、PCS接收信号输出端子Rx4。
另一方面，传送DCS接收信号时，对GaAs IC开关GaAs SW的控制信号输入端子Vc1、Vc2输入连接输入输出端子RF1和输入输出端子RF3用的控制信号。此组合的控制信号(例如Vc1为正电压的控制信号，Vc2为0电压或负电压的控制信号)时，GaAs IC开关GaAs SW的输入输出端子RF1与RF3通。此状态下，将从天线共用器DiPX2输入到输入输出端子RF1的DCS接收信号传送到输入输出端子RF3。然后，从输入输出端子RF3输出DCS接收信号，并通过电容器传到DCS接收信号输出端子Rx3，并从DCS接收信号输出端子Rx3输出到外部电路。这里，GaAs IC开关GaAs SW中，将输入输出端子RF1与RF3连接，其它输入输出端子RF2、RF4不连接输入输出端子RF1、RF3，因而不将DCS接收信号传送到DCS/PCS发送信号输入端子Tx34、PCS接收信号输出端子Rx4。
(4)收发PCS通信信号时
传送PCS发送信号时，对GaAs IC开关GaAs SW的控制信号输入端子Vc1、Vc2输入连接输入输出端子RF1和输入输出端子RF2用的控制信号。输入此组合的控制信号(例如双方均为正电压的控制信号)时，GaAs IC开关GaAs SW的输入输出端子RF1和RF2导通。这时，从DCS/PCS发送信号输入端子Tx34输入PCS发送信号，则该PCS发送信号通过低通滤波器LPF41输入到输入输出端子RF2，并从输入输出端子RF2传到输入输出端子RF1后，从输入输出端子RF1输出到天线共用器DiPX2。通过天线共用器DiPX2将该PCS发送信号从天线ANT发送到外部电路。这里，GaAs IC开关GaAs SW中，将输入输出端子RF1与RF2连接，其它输入输出端子RF3、RF4不连接输入输出端子RF1、RF2，因而不将PCS发送信号传送到DCS接收信号输出端子Rx3、PCS接收信号输出端子Rx4。
另一方面，传送DCS接收信号时，对GaAs IC开关GaAs SW的控制信号输入端子Vc1、Vc2输入连接输入输出端子RF1和输入输出端子RF4用的控制信号。输入此组合的控制信号(例如Vc1为0电压和负电压的控制信号，Vc2为正电压的控制信号)时，GaAs IC开关GaAs SW的输入输出端子RF1与RF4导通。此状态下，将从天线共用器DiPX2输入到输入输出端子RF1的PCS接收信号传送到输入输出端子RF4。然后，从输入输出端子RF4输出PCS接收信号，并通过电容器传到PCS接收信号输出端子Rx4，并从PCS接收信号输出端子Rx4输出到外部电路。这里，GaAs IC开关GaAs SW中，将输入输出端子RF1与RF4连接，其它输入输出端子RF2、RF3不连接输入输出端子RF1、RF4，因而不将PCS接收信号传送到DCS/PCS发送信号输入端子Tx34、DCS接收信号输出端子Rx3。
这样，即使在规定频率的低频段侧存在多个通信系统、高频段侧存在多个通信系统的情况下，用二极管开关电路构成低频段侧，用GaAs开关构成高频段侧，也能构成比整个都用二极管开关电路构成时小型且损耗低的高频模件。而且，能构成比仅用GaAs开关进行全部通信信号分支时价廉的高频模件。
接着，参照图5、图6说明本高频模件的叠层体的结构。
图5、图6是本实施方式的高频模件的叠层体。
叠层电路板型的高频模件从下方依次叠积图5、图6所示的各介电层1～20。但是，图2、图3各图表示分别从下表面侧(朝向安装电路板侧)看各介电层1～22的状态。而且，作为介电层21示出的是介电层20的背面(上表面)(即部件安装面)的电极和部件。图5、图6所示的标号与图4所示各元件的标号对应。
最下层的介电层1上，形成安装到安装电路板用的各种外部端子电极。即，形成GSM850/900发送信号输入端子Tx12、GSM850接收信号输出端子Rx1、GSM900接收信号输出端子Rx2、DCS/PCS发送信号输入端子Tx34、DCS接收信号输出端子Rx3、PCS接收信号输出端子Rx4、各控制信号输入端子VcG1、VcG2、Vc1和Vc2、驱动电压输入端子Vdd、接地端子GND、以及天线连接端子(对应于天线共用器DiPX2的输入输出部P23)ANT。
介电层2上，形成公共接地电极GND，该公共接地电极GND兼作电容器GC1的一对置电极GC1b、电容器GC3的一对置电极GC3b、电容器GC5的一对置电极GC5b、电容器GCu1的一对置电极GCu1b。
介电层3上，形成电容器GC1的另一对置电极GC1a、电容器GC3的另一一对置电极GC3a、电容器GC5的另一对置电极GC5a、电容器GCu1的一对置电极GCu1a。
介电层4上，形成公共接地电极GND，该公共接地电极GND兼作电容器GC1的一对置电极GC1b、电容器GC3的一对置电极GC3b、电容器GC5的一对置电极GC5b、电容器GCu1的一对置电极GCu1b、电容器Ct2的一对置电极Ct2。
介电层5上，形成电容器GC5的另一对置电极GC5a、电容器GC2的另一对置电极GC2a、电容器GCu1的另一对置电极GCu1a、电容器Ct2的另一对置电极Ct2a。
介电层6上，形成公共接地电极GND，公共接地电极GND兼作电容器GC5的一对置电极GC5b、电容器GC2的一对置电极GC2b、电容器Cu1的一对置电极Cu1b、电容器Ct2的一对置电极Ct2b、电容器GC4的一对置电极GC4b、电容器GCu2的一对置电极GCu2b、电容器Dcu1的一对置电极Dcu1b。
介电层7上，形成电容器GC4的另一对置电极GC4a、电容器GCu2的另一对置电极GCu2a、电容器Dcu1的另一对置电极Dcu1a。
介电层8上，仅形成通孔。
介电层9上，形成传输线GSL2、电感Lt1、Lt2、DLt1、GLt1。
介电层10至介电层12上，形成传输线GSL2、电感Lt1、Lt2、DLt1、DLt2、GLt1。
介电层13上，形成电感Lt2。
介电层14上，仅形成通孔。
介电层15上，形成电容器Ct1的一对置电极Ct1a和电容器Cc1的一对置电极Cc1b。
介电层16上，形成作为电容器GC5的一对置电极GC5b的中间接地电极GND，同时还形成电容器Ct1的另一对置电极Ct1b、电容器Cc1的另一对置电极Cc1a、电容器GCc1的一对置电极GCc1a、电容器DCc2的一对置电极DCc2b。
介电层17上，形成电容器Cc1的一对置电极Cc1b、电容器Ct1的一对置电极Ct1a、电容器GC5的另一对置电极GC5a、电容器GCc1的另一对置电极GCc1b、电容器DCc2的另一对置电极DCc2a、电容器DCc1的一对置电极DCc1a。
介电层18上，形成作为电容器GC5的一对置电极GC5b的中间接地电极GND，同时还形成电容器Cc1的另一对置电极Cc1a、电容器DCc1的另一对置电极DCc1b。
介电层19、20上，形成使下层侧的介电层1～18上形成的图案电极与作为最上层的介电层21的表面上形成的如图1所示的图案那样导通用的电极图案。
在最上层的介电层20的背面、即叠层体的上表面21上，形成二极管DG1、DG2、DG3的安装电极、电阻元件Rg的安装电极、电感元件GSL1、GSL3的安装电极、GaAs IC开关GaAs SW的安装电极，在各安装电极分别安装二极管DG1、DG2和DG3、电阻元件Rg、电感元件GSL1和GSL3阴极GaAs IC开关GaAs SW。
通过做成这种结构，能用靠近叠层体的底面的下层接地电极，形成天线共用器DiPX2的高通滤波器HPF22的电容器Ct2的一电极。这样形成电容器Ct2，从而该电容器Ct2具有静电放电功能。因此，即使从天线ANT侧施加静电，也由该电容器Ct2放电，静电不施加到GaAs IC开关GaAs SW，从而能防止GaAs IC开关GaAs SW发生静电击穿。由于该电容器Ct2是天线共用器DiPX2原本具有的电容器，因此通过使用本实施方式的叠层体结构，能使用GaAs IC开关GaAs SW而不另行设置静电放电电路。也就是说，使用二极管开关电路和GaAs IC开关GaAs SW的上述高频模件，无附加电路就能防止因静电而破坏。

Claims (6)

1、一种高频模件，具有
把天线收发的、分别将个体频段作为收发频段的多个通信系统的信号，分离成把高于规定频率的高频段侧当作收发频段的通信系统的信号和把低于规定频率的低频段侧当作收发频段的通信系统的信号的天线共用器；
切换把所述低频段侧当作收发频段的通信系统的信号的收发的第1开关电路；以及
切换把所述高频段侧当作收发频段的通信系统的信号的收发的第2开关电路，并且
由叠积多个介电层而成的叠层体上形成的电极和装在所述叠层体的部件，构成所述天线共用器、所述第1开关电路、以及所述第2开关电路，
其特征在于，
所述天线共用器具有使将低于规定频率的低频段侧当作收发频段的通信系统的信号通过的低通滤波器和使将高于规定频率的高频段侧当作收发频段的通信系统的信号通过的高通滤波器，
所述第1开关电路具有连接所述天线共用器的低通滤波器并输出将所述低频段侧当作收发频段的通信系统的规定发送信号而且输入规定接收信号的收发信号输入输出部、输入所述发送信号的发送信号输入部、输出所述接收信号的接收信号输出部、以及根据控制信号切换所述收发信号输入输出部与所述发送信号输入部或所述接收信号输出部的连接的二极管，
所述第2开关电路具有连接所述天线共用器的高通滤波器并输出将所述高频段侧当作收发频段的通信系统的规定发送信号而且输入规定接收信号的收发信号输入输出部、输入所述发送信号的发送信号输入部、以及输出所述接收信号的接收信号输出部，并且由根据控制信号切换所述收发信号输入输出部与所述发送信号输入部或所述接收信号输出部的连接的FET开关元件构成，
所述高通滤波器具有连接在所述天线与所述第2开关电路之间的第1电容元件、以及连接在所述第1电容元件的所述第2开关侧与接地之间的电感元件和第2电容元件的串联电路，并且
由设置在接近所述叠层体的底面的介电层上的接地电极和与其对置的电极，形成所述第2电容元件。
2、如权利要求1中所述的高频模件，其特征在于，
所述天线共用器将至少4个通信系统的信号，分离成高于规定频率的高频段侧为收发频段的通信系统的信号和低于规定频率的低频段侧为收发频段的通信系统的信号。
3、如权利要求1或2中所述的高频模件，其特征在于，
所述FET开关元件是GaAs开关。
4、如权利要求1至3中任一项所述的高频模件，其特征在于，
在所述天线共用器与所述第2开关电路之间，设置由第3电容元件和第2电感元件构成的低通滤波器。
5、如权利要求1至4中任一项所述的高频模件，其特征在于，
在所述第2开关电路的所述发送信号输入部侧，设置第4电容元件和第3电感元件构成的低通滤波器。
6、如权利要求5中所述的高频模件，其特征在于，
将所述第2电感元件和第3电感元件形成在俯视相互不同的区域。
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