JP2002208873A - アンテナスイッチ積層モジュール複合部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な整合回路の付加も不要で顧客における
調整工程も不要な小型で高性能なアンテナスイッチ積層
モジュール複合部品を提供する。 【解決手段】 異なる複数の送受信系を選択して取り扱
うアンテナスイッチ積層モジュール複合部品であって、
複数の送受信系の信号を分波する分波回路と、当該分波
回路からの受信信号の受信経路への信号経路と送信回路
からの送信信号の前記分波回路への信号経路を切替える
送受切替えスイッチ回路と、当該送受切替えスイッチの
送信回路側に接続されたローパスフィルタ回路と、前記
送受切替えスイッチの受信回路側に接続されたバンドパ
スフィルタと、前記分波回路からの受信信号と送信回路
からの送信信号の周波数差を利用して送信信号と受信信
号を分離するアンテナ共用回路から構成され、前記分波
回路と前記送受切替えスイッチ回路と前記ローパスフィ
ルタ回路は複数の誘電体層を積層してなる積層基板に一
体化されることを特徴とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なるアクセス方
式を利用できるデュアルモード、トリプルモード等のマ
ルチモード移動体通信機に用いられる高周波切替え回路
に関し、特にマルチチップモジュール化したアンテナス
イッチ積層モジュール複合部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明のマルチモード移動体通信機につ
いて、その一例として携帯電話を上げて説明する。携帯
電話は規格によってアクセス方法や無線伝送周波数が異
なっており、サービスを利用する国・地域に応じて各々
の規格に準拠した携帯電話機が必要である。複数の規格
を１台の携帯電話で利用可能になれば使用者の利便性が
大きく向上する。現在主流となっているアクセス方式の
一つとしてＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、時分割多元接続）方式
がある。日本のＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔ
ａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）、欧州を中心としたＥＧＳＭ
（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆ
ｏｒＭｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）や
ＧＳＭ１８００（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ
Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ１８０
０）、米国を中心としたＤＡＭＰＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ
ＡｄｖａｎｃｅｄＭｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ Ｓｅｒｖ
ｉｃｅ）などがＴＤＭＡ方式を採用している。一方、近
年米国や韓国で普及し始めているアクセス方式にＣＤＭ
Ａ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａ
ｃｃｅｓｓ、符号分割多元接続）がある。代表的な規格
として米国を中心としたＩＳ−９５（Ｉｎｔｅｒｉｍ
Ｓｔａｎｄａｒｄ−９５）がある。また、ＩＳ−９５は
ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ）の周波数帯域でもサービスされ
ている。ＣＤＭＡ方式は加入者容量の点でＴＤＭＡ方式
より優れているため、今最も注目されている技術であ
る。高度の送信電力制御を達成する技術が確立したた
め、本来的に無線伝送路の長さや伝搬損失が大幅に変化
し得る移動通信システムに対しても適用が可能となりつ
つある。また、高速度のデータ伝送を実現し得る第３世
代の携帯電話方式としてＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅ−ｂａ
ｎｄ ＣＤＭＡ）が提案されている。さらに、このよう
なＣＤＭＡ方式が適用された移動通信システムについて
は、特に、ＴＤＭＡ方式に比べて、干渉や妨害に強く、
かつ秘匿性に富むと共に、多数の端末によって広い無線
周波帯域が共用されることによって周波数の再利用が不
要であるために、種々の方式の実用化および研究が進め
られている。

【０００３】次に、デュアルモード携帯電話を具体的に
回路として構成するための従来例を説明する。例えば、
特開平１０−９３４７３号公報の図５には、アンテナに
接続される高周波スイッチ回路の後段に２つの複式フィ
ルタ、即ち２つのアンテナ共用回路を接続するアンテナ
切替え回路が開示される。また、例えば、特開２０００
−２０１０９７号公報の図１には、アンテナに接続され
るダイプレクサの後段に２つの高周波スイッチを接続す
る複合高周波部品が開示される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】課題を用途がらみの課
題と、回路がらみの課題に分けて説明する。 （１）用途がらみの課題 一般に、移動通信システムについては、無線基地局の設
置や交換係との連係を実現する機器等に多くの投資が行
われ、かつ地理的に分散して位置して所在が一定しない
多数の端末に通信サービスを提供し続けることが要求さ
れるために、新たな方式の移動通信システムの多くは先
行して稼働しているシステムと並行して運用される場合
が多い。しかし、トラヒックが比較的少ない地域（以
下、「非都市部」という。）では、都市部のように複数
の方式のシステムが並行して稼働することはコストその
他の制約によって許容され難いために、先行して稼働し
ている方式あるいは新たな方式のみが適用される。した
がって、これらの都市部と非都市部との双方における通
信サービスの提供を要求する加入者にとっては、上述し
たＣＤＭＡ方式と、ＴＤＭＡ方式の各々に対応する端末
装置の利用が必要であるという問題があった。

【０００５】（２）回路がらみの課題 携帯電話等の移動通信機器は、益々小型化、高密度実装
化の傾向にあり、そのデジタル方式化が進展している。
こうした中で、これらの機器に使用される部品の小型
化、高密度実装化の要求がさらに増大している。ところ
が、前記特開平１０−９３４７３号公報記載のアンテナ
切替え回路を、そのままデュアルモード、トリプルモー
ド等のマルチモード携帯電話に転用すると、モードの数
と同数のアンテナ共用回路が必要であり、また、それぞ
れの部品を回路基板上に個別に実装しなければならず各
部品間のインピーダンスマッチング用の回路部品まで必
要となるため、アンテナ切替え回路の占有面積が大きく
なり、回路基板が大型化するという問題もあった。ま
た、前記特開２０００−２０１０９７号公報記載の複合
高周波部品送信経路と受信経路の分岐点に高周波スイッ
チを用いているので、ＣＤＭＡ方式のような送信と受信
を同時に行わなければならないアクセス方式では使用で
きないという問題点もあった。本発明の目的は、異なる
アクセス方式に対応可能な小型で高性能な高周波切替え
回路を具備したアンテナスイッチ積層モジュール複合部
品を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の構成を
主旨とする。 （１）異なる複数の送受信系を選択して取り扱うアンテ
ナスイッチ積層モジュール複合部品であって、複数の送
受信系の信号を分波する分波回路と、当該分波回路から
の受信信号の受信経路への信号経路と送信回路からの送
信信号の前記分波回路への信号経路を切替える送受切替
えスイッチ回路と、当該送受切替えスイッチの送信回路
側に接続されたローパスフィルタ回路と、前記送受切替
えスイッチの受信回路側に接続されたバンドパスフィル
タと、前記分波回路からの受信信号と送信回路からの送
信信号の周波数差を利用して送信信号と受信信号を分離
するアンテナ共用回路から構成され、前記分波回路と前
記送受切替えスイッチ回路と前記ローパスフィルタ回路
は複数の誘電体層を積層してなる積層基板に一体化され
ることを特徴とするアンテナスイッチ積層モジュール複
合部品である。 （２）前記バンドパスフィルタが積層基板に一体化され
ることを特徴とする（１）記載のアンテナスイッチ積層
モジュール複合部品である。 （３）前記アンテナ共用回路が積層基板に一体化される
ことを特徴とする（１）または（２）に記載のアンテナ
スイッチ積層モジュール複合部品である。 （４）前記アンテナ共用回路の少なくとも一部に同軸共
振型誘電体フィルタを使用し、該同軸共振型誘電体フィ
ルタを積層基板に搭載したことを特徴とする（１）〜
（３）のいずれかに記載のアンテナスイッチ積層モジュ
ール複合部品である。 （５）前記アンテナ共用回路の少なくとも一部に弾性表
面波フィルタを使用し、該弾性表面波フィルタを積層基
板に搭載したことを特徴とする（１）〜（３）のいずれ
かに記載のアンテナスイッチ積層モジュール複合部品で
ある。 （６）前記アンテナ用回路の少なくとも一部にバルク波
フィルタを使用し、該バルク波フィルタを積層基板に搭
載したことを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記
載のアンテナスイッチ積層モジュール複合部品である。 （７）前記アンテナ共用回路の少なくとも一部に誘電体
積層型フィルタを使用したことを特徴とする（１）〜
（３）のいずれかに記載のアンテナスイッチ積層モジュ
ール複合部品である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明について、２つの異なるア
クセス方式を扱うアンテナスイッチ積層モジュール複合
部品を例にとり、第１の送受信系をＴＤＭＡ方式である
ＥＧＳＭ９００（送信周波数８８０〜９１５ＭＨｚ、受
信周波数９２５〜９６０ＭＨｚ）、第２の送受信系をＣ
ＤＭＡ方式であるＷ−ＣＤＭＡ（送信周波数１９２０〜
１９８０ＭＨｚ、受信周波数２１１０〜２１７０ＭＨ
ｚ）として、デュアルモード携帯電話機のＲＦ回路のブ
ロック図の一例を図１に示す。図１に示した例では、主
要部は点線で囲まれた部分であり、アンテナからの入力
部に分波回路ＤＩＰを接続し、前記分波回路ＤＩＰのＥ
ＧＳＭ９００側の出力に送受信切替えスイッチ回路ＡＳ
を接続し、前記送受信切替えスイッチ回路ＡＳの送信経
路側にローパスフィルタ回路ＬＰＦ１を接続し、前記送
受信切替えスイッチ回路ＡＳの受信経路側にバンドパス
フィルタＢＰＦ１を接続し、前記分波回路ＤＩＰのＷ−
ＣＤＭＡ側の出力にアンテナ共用回路ＤＵＰを接続した
回路において、分波回路ＤＩＰと送受切替えスイッチ回
路ＡＳとローパスフィルタ回路ＬＰＦ１を積層基板に一
体化した。アンテナ共用回路ＤＵＰあるいはバンドパス
フィルタＢＰＦ１は、積層基板に一体化しても良いし、
これらを構成する高周波部品を前記積層基板が搭載され
る回路基板上に搭載しても良い。図２は図１に示したデ
ュアルモード携帯電話機のＲＦ回路のブロック図の変形
例である。アンテナ共用回路ＤＵＰだけではローパスフ
ィルタ特性あるいはバンドパスフィルタ特性が足らない
場合に、前記アンテナ共用回路ＤＵＰの送信経路側にロ
ーパスフィルタＬＰＦ２を接続し、前記アンテナ共用回
路ＤＵＰの受信経路側にバンドパスフィルタＢＰＦ２を
接続する必要がある。また、電力増幅器ＰＡ２の誤動作
防止のためにアイソレータＩＳＯをローパスフィルタＬ
ＰＦ２と電力増幅器ＰＡ２の間に接続しても良い。図
１、図２で各記号は下記の通りである。 ＡＮＴ：アンテナ、ＤＩＰ：分波回路、ＤＵＰ：アンテ
ナ共用回路、ＡＳ：送受切替えスイッチ、ＬＮＡ：低雑
音増幅器、ＬＰＦ：ローパスフィルタ、ＢＰＦ：バンド
パスフィルタ、ＩＳＯ：アイソレータ、ＰＡ：電力増幅
器

【０００８】まず受信の場合を説明する。図２におい
て、アンテナで受信されたＥＧＳＭ９００あるいはＷ−
ＣＤＭＡの電波は、分波回路ＤＩＰで対応する送受信系
に分波される。ＥＧＳＭ９００受信波は、送受切替えス
イッチＡＳでＥＧＳＭ９００の受信経路側に伝送され、
バンドパスフィルタＢＰＦ１で受信帯域外のノイズが減
衰され、低雑音増幅器ＬＮＡ１で増幅されて利用者の耳
に入る。Ｗ−ＣＤＭＡ受信波は、アンテナ共用回路ＤＵ
ＰでＷ−ＣＤＭＡの受信経路側に伝送され、その後はＥ
ＧＳＭ９００受信波と同様に、バンドパスフィルタＢＰ
Ｆ２，低雑音増幅器ＬＮＡ２を経て受話される。次に送
信の場合を説明する。ＥＧＳＭ９００送信波は、電力増
幅器ＰＡ１で所定の出力パワーに増幅された後、ローパ
スフィルタＬＰＦ１送受切替えスイッチＡＳ、分波回路
ＤＩＰを経てアンテナから送信される。Ｗ−ＣＤＭＡ送
信波は、電力増幅器ＰＡ２で所定の出力パワーに増幅さ
れる。ＣＤＭＡ方式の携帯電話では、同じ周波数を用い
て、拡散符号を変えることで多重化を行っている。この
場合、各携帯電話機の端末から基地局への回線（上り回
線）においては、特定の端末からの電波の電力が他の端
末からの電力よりも強いと、電力の弱い方の電波の信号
がマスクされてしまい受信できないという問題がおこ
る。この問題は、一般にＣＤＭＡ方式の遠近問題と呼ば
れている。この遠近問題を解決するためには、基地局に
おいて受信される各端末からの電波の電力が等しくなる
ように、各端末の送信電力を制御するようにしている。
電力増幅器ＰＡ２で所定の出力パワーに増幅されたＷ−
ＣＤＭＡ送信波は、アイソレータＩＳＯ、ローパスフィ
ルタＬＰＦ２、アンテナ共用回路ＤＵＰ、分波回路ＤＩ
Ｐを経てアンテナから送信される。

【０００９】次に、図１，２の各回路ブロック毎に、そ
の機能をより詳細に説明する。分波回路（記号ＤＩＰで
表す）は、分波機能を有するＥＧＳＭ９００とＷ−ＣＤ
ＭＡの受信波を分離する３ポートのフィルタ素子であ
る。単一のアンテナを用いてＥＧＳＭ９００およびＷ−
ＣＤＭＡ信号の受信器への供給を行うことが可能にな
る。常時、両方の送受信系の受信が可能となる。分波回
路ＤＩＰは、ＥＧＳＭ９００の送信の際には送受切替え
スイッチＡＳからのＥＧＳＭ９００送信信号をアンテナ
共用回路ＤＵＰに漏洩させることなく、効率良くアンテ
ナＡＮＴに伝送し、Ｗ−ＣＤＭＡ送信の際にはアンテナ
共用回路ＤＵＰからのＷ−ＣＤＭＡ送信信号を送受切替
えスイッチＡＳに漏洩させることなく、効率良くアンテ
ナＡＮＴに伝送する。また、ＥＧＳＭ９００受信の際に
はアンテナＡＮＴからのＥＧＳＭ９００受信信号をアン
テナ共用回路ＤＵＰに漏洩することなく効率良く送受切
替えスイッチＡＳへ伝送し、Ｗ−ＣＤＭＡ受信の際には
アンテナＡＮＴからのＷ−ＣＤＭＡ受信信号を送受切替
えスイッチＡＳに漏洩することなくアンテナ共用回路Ｄ
ＵＰへ伝送する役目を担う。

【００１０】アンテナ共用回路（記号ＤＵＰで示す）
は、送信側フィルタと受信側フィルタの２つのフィルタ
から構成され、送信信号と受信信号とで異なる周波数を
使用する場合に、その周波数差を利用して送信経路と受
信経路を分離するものである。Ｗ−ＣＤＭＡ方式側で
は、アンテナ共用回路ＤＵＰを分波回路ＤＩＰに接続す
る。受信回路側では、アンテナ共用回路ＤＵＰにバンド
パスフィルタＢＰＦ２を接続する。図１のようにアンテ
ナ共用回路だけでバンドパスフィルタ機能が十分な場合
はバンドパスフィルタＢＰＦ２を省略できる。次に、バ
ンドパスフィルタＢＰＦ２にＬＮＡ２を接続する。送信
回路側では、アンテナ共用回路ＤＵＰにローパスフィル
タＬＰＦ２を接続する。図１のようにアンテナ共用回路
だけでローパスフィルタ機能が十分な場合はローパスフ
ィルタＬＰＦ２を省略できる。次にローパスフィルタＬ
ＰＦ２を一般的にはアイソレータＩＳＯに接続し、アイ
ソレータＩＳＯを電力増幅器ＰＡ２に接続する。アンテ
ナ共用回路は同軸共振型誘電体フィルタ、弾性表面波フ
ィルタ、バルク波フィルタ、積層型誘電体フィルタを組
合わせて構成することもできる。同軸共振型誘電体フィ
ルタを用いれば、アンテナスイッチ積層モジュール複合
部品の寸法は大きくなるが、電気的特性はより良い。弾
性表面波フィルタを用いれば、小型で高性能であり設計
自由度が拡大する。バルク波フィルタを用いれば、弾性
表面波フィルタより更に小型で耐電力性に優れているの
で、設計自由度が拡大する。積層型誘電体フィルタを用
いれば、電気的特性はやや悪くなるが最も小型に構成で
き、アンテナスイッチ積層モジュール複合部品の積層基
板内に形成できるので、安価に構成できる。

【００１１】送信側フィルタ、受信側フィルタとして使
用用途、電気的特性、形状、コスト等により同軸共振型
誘電体フィルタ、弾性表面波フィルタ、バルク波フィル
タ、積層型誘電体フィルタの中からそれぞれ適宜選択し
てアンテナ共用回路を構成することができる。組合わせ
例を挙げると下記のようになる。下記で記号＊を付けた
組合わせは、通常では稀である。 送信側：同軸共振型誘電体フィルタ−受信側：同軸共振
型誘電体フィルタ 送信側：同軸共振型誘電体フィルタ−受信側：弾性表面
波フィルタ 送信側：同軸共振型誘電体フィルタ−受信側：バルク波
フィルタ ＊送信側：同軸共振型誘電体フィルタ−受信側：積層型
誘電体フィルタ ＊送信側：弾性表面波フィルタ−受信側：同軸共振型誘
電体フィルタ 送信側：弾性表面波フィルタ−受信側：弾性表面波フィ
ルタ ＊送信側：弾性表面波フィルタ−受信側：バルク波フィ
ルタ ＊送信側：弾性表面波フィルタ−受信側：積層型誘電体
フィルタ 送信側：積層型誘電体フィルタ−受信側：同軸共振型誘
電体フィルタ 送信側：積層型誘電体フィルタ−受信側：弾性表面波フ
ィルタ 送信側：バルク波フィルタ−受信側：同軸共振型誘電体
フィルタ 送信側：バルク波フィルタ−受信側：弾性表面波フィル
タ 送信側：バルク波フィルタ−受信側：バルク波フィルタ ＊送信側：バルク波フィルタ−受信側：積層型誘電体フ
ィルタ 送信側：積層型誘電体フィルタ−受信側：バルク波フィ
ルタ 送信側：積層型誘電体フィルタ−受信側：積層型誘電体
フィルタ

【００１２】送受切替えスイッチ（記号ＡＳで表す）
は、送信回路から入った送信信号をアンテナに出力する
と共に、アンテナから入った受信信号を受信回路に出力
する信号経路の切替え機能を有する。送受切替えスイッ
チＡＳは、分波回路ＤＩＰのＥＧＳＭ９００側の出力端
に接続される。送受切替えスイッチＡＳの送信回路側に
は、ローパスフィルタＬＰＦ１を接続する。ＬＰＦの前
段には電力増幅器ＰＡ１を接続する。送受切替えスイッ
チＡＳの受信回路側にはバンドパスフィルタＢＰＦ１が
接続され、更に低雑音増幅器ＬＮＡ１が接続される。送
受切替えスイッチＡＳとしては、電圧制御可能なＰＩＮ
ダイオード、あるいはＧａＡｓスイッチ等を用いること
ができる。

【００１３】低雑音増幅器（記号ＬＮＡで表す）は、ア
ンテナ共用回路ＤＵＰあるいはバンドパスフィルタＢＰ
Ｆ１，ＢＰＦ２の後段に接続され、受信信号を増幅する
機能を有する。受信回路側で使用されるため、雑音指数
が小さいことが重要である。

【００１４】ローパスフィルタ（記号ＬＰＦで表す）
は、電力増幅器ＰＡや送受切替えスイッチＡＳで発生し
た送信信号の２倍高調波や３倍高調波等の不要な高調波
を除去するために挿入する。

【００１５】バンドパスフィルタ（記号ＢＰＦで表す）
は受信信号以外の不要な周波数成分を除去する為に用い
られる。バンドパスフィルタとして、同軸共振型誘電体
フィルタ、弾性表面波フィルタ、バルク波フィルタ、積
層型誘電体フィルタの中から適宜選択して使用できる。
同軸共振型誘電体フィルタを用いれば、アンテナスイッ
チ積層モジュール複合部品の寸法は大きくなるが、電気
的特性はより良い。弾性表面波フィルタを用いれば、小
型で高性能であり設計自由度が拡大する。バルク波フィ
ルタを用いれば弾性表面波フィルタより更に小型で耐電
力性に優れているので設計自由度が拡大する。積層型誘
電体フィルタを用いれば、電気的特性はやや悪くなるが
最も小型に構成でき、アンテナスイッチ積層モジュール
複合部品の積層基板内に形成できるので、安価に構成で
きる。

【００１６】アイソレータ（記号ＩＳＯで表す）は、非
可逆回路素子であり、ある方向には円滑に信号を伝送す
るが、逆方向には阻止する機能がある。ＣＤＭＡ方式で
は出力電力を厳密に制御する必要がある。そのために、
電力増幅器ＰＡの誤動作防止の為にその後段にアイソレ
ータＩＳＯを挿入する。ＣＤＭＡ方式の携帯電話では複
数の端末が同じ周波数を用いて通信を行い、拡散符号を
変えることで多重化通信を行っている。この場合、各携
帯電話機の端末から基地局への通信においては、特定の
端末からの電波の電力が他の端末からの電力よりも強い
と、電力の弱い方の電波の信号がマスクされてしまい受
信できなくなることがあるので、基地局において受信さ
れる各端末から電波の電力が等しくなるように、各端末
の送信電力を制御するようにしている。また、電力増幅
器（記号ＰＡで表す）は、送信信号を増幅する機能を有
する。

【００１７】次に、本発明に係るアンテナスイッチ積層
モジュール複合部品の積層基板との絡みで回路構成を説
明する。本発明は、電極パターンの形成された誘電体グ
リーンシートを適宜積層し一体焼成した積層基板と、該
積層基板に配置されたダイオード、チップコンデンサな
どのチップ素子とから構成し、ワンチップ化を達成した
アンテナスイッチ積層モジュール複合部品である。ま
た、本発明は、前記送受切替えスイッチＡＳを構成する
伝送線路、前記アンテナ共用回路ＤＵＰを構成する伝送
線路、前記分波回路ＤＩＰを構成する伝送線路、コンデ
ンサ、前記ローパスフィルタＬＰＦを構成する伝送線
路、コンデンサを積層基板内に電極パターンにより構成
したものであり。この電極パターンは、Ａｇを主体とす
る誘電ペーストをスクリーン印刷により、誘電体グリー
ンシート上に形成したものである。Ａｇのみに限定され
るものではなく、Ｃｕ，Ｐｄなども用いることができ
る。

【００１８】また本発明において、前記積層基板は、ア
ース電極に挟まれた領域に、前記送受切替えスイッチＡ
Ｓ、アンテナ共用回路ＤＵＰ用の伝送線路が形成され、
該アース電極の上側のさらに上部に、前記分波回路ＤＩ
Ｐ、前記ローパスフィルタ回路ＬＰＦ用の容量成分が形
成され、さらにその上部に、前記分波回路ＤＩＰ用、前
記ローパスフィルタＬＰＦ回路用のインダクタンス成分
が形成されて構成されている。前記送受切替えスイッチ
ＡＳ、アンテナ共用回路ＤＵＰ用の伝送線路用電極パタ
ーンと前記分波回路ＤＩＰ、前記ローパスフィルタ回路
ＬＰＦ用の伝送線路およびコンデンサ用の電極パターン
の間にアース電極を配置することにより、各回路間が電
気的に干渉することを防止する。伝送線路をアースパタ
ーンの間に形成すると、浮遊容量の発生を防止でき、安
定した接地電位を得られる。さらに、線路を比抵抗の小
さい材料、例えば銀、銅等によって形成すると、アンテ
ナスイッチ積層モジュール複合部品における電力損失等
を低減することができる。

【００１９】図１のブロック図で示すアンテナスイッチ
積層モジュールのスイッチ動作について、図１０，図１
１に示すアンテナスイッチ回路の等価回路を用いて説明
する。図１０の場合、ＥＧＳＭ９００の送信信号を送信
する場合には制御端子ＶＣ１に正の電圧を、制御電圧Ｖ
Ｃ２には０の電圧を印加する。制御端子ＶＣ１から印加
された正の電圧は、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ８のコ
ンデンサによって直流分がカットされ、ダイオードＤ１
およびダイオードＤ２がＯＮ状態となる。ダイオードＤ
１がＯＮ状態となることによって、電力増幅器ＰＡと分
波回路ＤＩＰの間のインピーダンスが低くなる。一方、
ＯＮ状態となったダイオードＤ２およびコンデンサＣ６
によって、伝送線路Ｌ２が高周波的に接地されることに
より共振して、ダイオードＤ１のカソードとコンデンサ
Ｃ１と伝送線路Ｌ２との接続点からバンドパスフィルタ
ＢＰＦ側を見た場合のインピーダンスが非常に大きくな
る。この時、電力増幅器ＰＡからのＥＧＳＭ９００の送
信信号はバンドパスフィルタＢＰＦ側に漏洩することな
く分波回路ＤＩＰへ伝送され、アンテナから送信され
る。

【００２０】ＥＧＳＭ９００の受信信号を受信する場合
には制御端子ＶＣ１に０の電圧を、制御端子ＶＣ２に正
の電圧を印加する。この時、ダイオードＤ１およびダイ
オードＤ２がＯＦＦ状態となる。ダイオードＤ１がＯＦ
Ｆ状態となることによって、電力増幅器ＰＡと分波回路
ＤＩＰの間はインピーダンスが高くなり接続されない。
またＯＦＦ状態になったダイオードＤ２によって、伝送
線路Ｌ２を介して、分波回路ＤＩＰとバンドパスフィル
タＢＰＦが接続される。この時アンテナから受信された
ＥＧＳＭ９００の受信信号は、分波回路ＤＩＰを介し
て、電力増幅器ＰＡ側に漏洩することなくバンドパスフ
ィルタＢＰＦに伝送される。

【００２１】図１１の場合、ＥＧＳＭ９００の送信信号
を送信する場合には制御端子ＶＣ１に正の電圧を印加す
る。制御端子ＶＣ１から印加された正の電圧は、Ｃ１，
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６のコンデンサによって直
流分がカットされ、ダイオードＤ１およびダイオードＤ
２がＯＮ状態となる。ダイオードＤ１がＯＮ状態となる
ことによって、電力増幅器ＰＡと分波回路ＤＩＰの間の
インピーダンスが低くなる。一方、ＯＮ状態となったダ
イオードＤ２およびコンデンサＣ６によって、伝送線路
Ｌ２が高周波的に接地されることにより共振して、ダイ
オードＤ１のカソードとコンデンサＣ１と伝送線路Ｌ２
との接続点からバンドパスフィルタＢＰＦ側を見た場合
のインピーダンスが非常に大きくなる。この時、電力増
幅器ＰＡからのＥＧＳＭ９００の送信信号はＢＰＦ側に
漏洩することなく分波回路ＤＩＰへ伝送され、アンテナ
から送信される。

【００２２】ＥＧＳＭ９００の受信信号を受信する場合
には制御端子ＶＣ１に０の電圧を印加する。この時、ダ
イオードＤ１およびダイオードＤ２がＯＦＦ状態とな
る。ダイオードＤ１がＯＦＦ状態となることによって、
電力増幅器ＰＡと分波回路ＤＩＰの間はインピーダンス
が高くなり接続されない。またＯＦＦ状態になったダイ
オードＤ２によって、伝送線路Ｌ２を介して、分波回路
ＤＩＰとバンドパスフィルタＢＰＦが接続される。この
時、アンテナから受信されたＥＧＳＭ９００の受信信号
は、分波回路ＤＩＰを介して電力増幅器ＰＡ側に漏洩す
ることなくバンドパスフィルタＢＰＦに伝送される。

【００２３】図１、図２に示すアンテナスイッチ積層モ
ジュール複合部品によれば、複合高周波部品をなす分波
回路ＤＩＰ、送受切替えスイッチＡＳ、アンテナ共用回
路ＤＵＰ、ローパスフィルタＬＰＦおよびバンドパスフ
ィルタＢＰＦを誘電体からなる複数のシートを積層して
なる誘電体積層基板に一体化するため、分波回路ＤＩＰ
と送受切替えスイッチＡＳ、アンテナ共用回路ＤＵＰと
の間、送受切替えスイッチＡＳとローパスフィルタＬＰ
Ｆ間の整合調整が容易となり、分波回路ＤＩＰと送受切
替えスイッチＡＳ、分波回路ＤＩＰとアンテナ共用回路
ＤＵＰとの間、送受切替えスイッチＡＳとローパスフィ
ルタＬＰＦの間、送受切替えスイッチＡＳとバンドパス
フィルタＢＰＦの間の整合調整を行う整合回路が不要と
なる。従って、複合高周波部品の小型化、高性能化が可
能となる。

【００２４】さらに、分波回路ＤＩＰが伝送線路及びコ
ンデンサで構成され、送受切替えスイッチＡＳが、ダイ
オード、伝送線路、及びコンデンサで構成され、アンテ
ナ共用回路ＤＵＰが、同軸共振型誘電体フィルタあるい
は弾性表面波フィルタ、バルク波フィルタ、伝送線路及
びコンデンサで構成されるとともに、それらが誘電体積
層基板に内蔵、あるいは搭載され、誘電体積層基板の内
部あるいは外表面に形成される接続手段によって接続さ
れるため、複合高周波部品が１つの誘電体積層基板で構
成でき、小型化が実現できる。加えて、部品間の配線に
よる損失を改善することができ、その結果、複合高周波
部品全体の損失を改善することが可能となる。

【００２５】また、伝送線路が誘電体積層基板に内蔵さ
れているため、波長短縮効果により、伝送線路の長さを
短縮することができる。従って、これらの伝送線路の挿
入損失を向上させることができるため、複合高周波部品
の小型化及び低損失化を実現することができる。その結
果、この複合高周波部品を搭載する移動体通信装置の小
型化及び高性能化も同時に実現できる。

【００２６】次に、図１のブロック図に示した回路を積
層基板を用いた一実施例の斜視図を図３に示す。この実
施例では、分波回路ＤＩＰ、ローパスフィルタＬＰＦ、
送受切替えスイッチＡＳを構成する伝送線路、コンデン
サ用の電極パターンを積層基板内に構成し、ダイオー
ド、積層基板に内蔵できない大容量のチップコンデンサ
およびチップ抵抗を積層基板上に搭載してワンチップ化
したアンテナスイッチ積層モジュール複合部品を構成し
たものである。アンテナ共用器ＤＵＰおよびバンドパス
フィルタＢＰＦはアンテナスイッチ積層モジュール複合
部品が搭載される回路基板上に搭載される。図４は、図
１のブロック図に示した回路を積層基板を用いた別の実
施例の斜視図である。この実施例では、分波回路ＤＩ
Ｐ、ローパスフィルタＬＰＦ、送受切替えスイッチＡＳ
を構成する伝送線路、コンデンサ用の電極パターンを積
層基板内に構成し、ダイオード、積層基板に内蔵できな
い大容量のチップコンデンサ、チップ抵抗およびバンド
パスフィルタＢＰＦを積層基板上に搭載してワンチップ
化したアンテナスイッチ積層モジュール複合部品を構成
したものである。アンテナ共用器ＤＵＰはアンテナスイ
ッチ積層モジュール複合部品が搭載される回路基板上に
搭載される。図５は図４の変形で、積層基板に段差を設
けてバンドパスフィルタＢＰＦを丁度段差にはまり込む
ように形成して更なる低背化を図ったものである。図６
は、図１のブロック図に示した回路を積層基板を用いた
別の実施例の斜視図である。この実施例では、分波回路
ＤＩＰ、ローパスフィルタＬＰＦ、送受切替えスイッチ
ＡＳを構成する伝送線路、コンデンサ用の電極パターン
を積層基板内に構成し、ダイオード、積層基板に内蔵で
きない大容量のチップコンデンサ、チップ抵抗、アンテ
ナ共用器ＤＵＰおよびバンドパスフィルタＢＰＦを積層
基板上に搭載してワンチップ化したアンテナスイッチ積
層モジュール複合部品を構成したものである。図７は、
アンテナ共用回路ＤＵＰの送信側フィルタを積層型誘電
体フィルタで構成したものである。図８は、アンテナ共
用回路ＤＵＰを積層型誘電体フィルタで構成したもので
ある。アンテナ共用回路ＤＵＰの送信側フィルタあるい
は受信側フィルタを構成する積層基板部分の比誘電率は
８０、また分波回路ＤＩＰ、送受切替えスイッチＡＳ、
ローパスフィルタＬＰＦを構成する積層基板部分の比誘
電率は８の誘電体を使用し、異なる比誘電率の誘電体を
使用し、アンテナスイッチ積層モジュール複合部品を構
成した。アンテナ共用回路ＤＵＰの送信側フィルタある
いは受信側フィルタを積層型誘電体フィルタで構成する
場合には、その部分に使用する誘電体積層基板の比誘電
率は３０〜１００であることが好ましい。また分波回路
ＤＩＰ、送受切替えスイッチＡＳ、ローパスフィルタＬ
ＰＦを構成する誘電体積層基板の比誘電率は５〜１０が
好ましい。図６，図７、図８に示した実施例において
も、図５の実施例に示すように積層基板に段差を設けて
バンドパスフィルタＢＰＦあるいはアンテナ共用回路Ｄ
ＵＰを丁度段差にはまり込むように形成して更なる低背
化を図っても良い。そして図９はアンテナ共用回路と送
受切替えスイッチＡＳの後段のバンドパスフィルタＢＰ
Ｆも積層型誘電体フィルタで構成したものであり、極め
て簡単な構成となる。

【００２７】本発明は、アンテナスイッチ積層モジュー
ル複合部品を積層基板の内外に複合化して特別な整合回
路の外部付加を不要とし、顧客における調整工程を不要
としたものである。この積層基板は、低温焼成が可能な
セラミック誘電体材料からなるグリーンシートを用意
し、そのグリーンシート上にＡｇを主体とする誘電ペー
ストを印刷して、所望の電極パターンを形成し、それを
適宜積層し、一体焼成させて構成される。

【００２８】（実施例１）分波回路ＤＩＰ、送受切替え
スイッチＡＳ、アンテナ共用回路ＤＵＰ、ローパスフィ
ルタＬＰＦ、バンドパスフィルタＢＰＦとを積層基板の
内外に複合化してアンテナスイッチ積層モジュール複合
部品を作成した図１の例について、更に詳細に説明す
る。本発明のアンテナスイッチ積層モジュール複合部品
は、それぞれの周波数に対応した複数の信号経路を有す
るマイクロ波回路の一部を構成する複合電子部品であっ
て、送信の際には前記複数の信号経路に受信信号を分波
する分波回路と、前記複数の信号経路のそれぞれを送信
部と受信部とに分離する送受切替えスイッチＡＳやアン
テナ共用回路ＤＵＰと、前記信号経路中に接続された複
数のフィルタとからなる。

【００２９】本発明のアンテナスイッチ積層モジュール
複合部品は積層基板で構成する。これはグリーンシート
を圧着し、一体焼成して積層基板を得る。この積層基板
の側面には端子電極を形成しても良いし、なくても良
い。この積層基板の上に、ダイオード、チップコンデン
サ等を搭載した。ここで、送受切替えスイッチの伝送線
路を積層基板内に形成する際に、アース電極で挟まれた
領域内に配置すると、スイッチ回路と分波回路、ローパ
スフィルタ回路との干渉を妨げる。そして、このアース
電極で挟まれた領域を積層基板の下部に配置すると、ア
ース電位を取り易くできる。そして、アースとの間に接
続されるコンデンサを構成する電極を、その上側のアー
ス電極に対向させて形成できる。

【００３０】また、この伝送線路部分を積層基板の下側
に構成することにより、アース電極を積層基板の下側に
配置することができ、実装基板の影響を少なくすること
ができる。さらに、アース電極と対向させるコンデンサ
形成用の容量電極をその次に配置し、上部にローパスフ
ィルタ回路と分波回路のインダクタンス成分を配置する
ことにより、インダクタンス成分をアース電極から離す
ことができ、短い伝送線路長で必要なインダクタンス値
を得ることができる。これにより、高周波スイッチモジ
ュールの小型化を図れる。

【００３１】また、この実施例の積層基板の側面に形成
された端子電極において、アンテナ端子に対して積層基
板を２分した反対側に、ＴＤＭＡ系の送信ＴＸ端子、受
信ＲＸ端子、ＣＤＭＡ系の送信ＴＸ端子、受信ＲＸ端子
をそれぞれ形成すると、この高周波スイッチモジュール
は、アンテナと送受信回路の間に配置されるので、この
端子配置により、アンテナと高周波スイッチモジュー
ル、及び送信受信回路と高周波スイッチモジュールを最
短の線路で接続することができ、余分な損失を防止でき
る。

【００３２】さらにその反対側においても、その半分の
片側に、ＴＤＭＡ系の送信ＴＸ端子を形成し、もう一方
の片側に、ＴＤＭＡ系の受信ＲＸ端子、ＣＤＭＡ系の受
信ＲＸ端子を形成すると、２つの送信回路、２つの受信
回路は、それぞれ集合して配置されるので、高周波スイ
ッチモジュールの送信端子同士、受信端子同士を近くに
配置して、最短経路での接続が可能となり、余分な損失
を防止できる。また、側面に形成されたアンテナＡＮＴ
端子、ＴＤＭＡ系の送信ＴＸ端子、受信ＲＸ端子、ＣＤ
ＭＡ系の送信ＴＸ端子、受信ＲＸ端子はいずれも、側面
の周回方向で見た場合、各端子間にはアース端子を形成
し、各端子はアース端子で挟まれるように配置してもよ
い。各入出力端子をアース端子に挟まれた配置とする
と、各端子間の信号の漏洩が遮断され、干渉がなくな
り、信号端子間のアイソレーションが確実なものとな
る。

【００３３】（実施例２）弾性表面波フィルタを用いた
アンテナ共用回路ＤＵＰで構成した本発明の別実施例を
図１を用いて説明する。複数の誘電体層を積層してなる
積層基板と、この積層基板に搭載したダイオード、チッ
プコンデンサ並びに前記積層基板に内蔵した伝送線路及
びコンデンサからなる少なくとも１つの送受切替えスイ
ッチＡＳと、前記積層基板に搭載した少なくとも１つの
ＳＡＷフィルタとで構成したアンテナ共用回路ＤＵＰを
用いることもできる。また、アンテナ共用回路は同軸共
振型のものを積層基板に搭載することもできる。この場
合には、より高性能が期待できる。このように、高周波
スイッチを構成する複数の誘電体層を積層してなる積層
基板に搭載し、分波回路、高周波スイッチ及びＳＡＷフ
ィルタの実装面積が削減でき、小型化及び軽量化が実現
できる。また、低コスト化も実現できる。一体化の効果
は大きく、従来の別々に形成した送受切替えスイッチな
どの高周波部品とフィルタ等の部品を接続したものに比
べて、占有面積を大幅に縮減でき、全体の寸法を小さく
できる。また、高周波部品の回路とフィルタの部品の回
路などを複合して同時設計することにより、両者のイン
ピーダンスマッチングを施した設計が可能であり、両者
を積層基板に内蔵された信号ラインで接続できる。その
結果、インピーダンスマッチング用の回路を新たに付加
する必要がなく、回路的に簡略化できる。また、インピ
ーダンスマッチング用の回路設計の時間が不要であるこ
とは、設計変更の激しい携帯電話用のアンテナスイッチ
積層モジュール複合部品の技術分野ではその効果が甚大
である。

【００３４】図２は、ＣＤＭＡの送信系にアイソレータ
ＩＳＯを挿入した別の実施例である。ＣＤＭＡでは出力
電力を厳密に制御する必要がある。従って、パワーアン
プの誤作動防止の為に挿入する。アイソレータＩＳＯを
内蔵して一体化されており、携帯電話等の機器の回路基
板への実装が容易となり、実装コストを低減することが
できる。

【００３５】以上、本発明を実施例によって説明した
が、本発明の技術的思想は実施例に限定されるものでは
ない。例えば、分波回路は２経路の分波に限定されるも
のではなく、図１２，図１３，図１４，図１５，図１
６，図１７に例示したように３経路以上の分波にも容易
に拡張できる。図１２〜図１７において、ＧＳＭ１８０
０（ＴＤＭＡ方式、送信周波数１７１０〜１７８５ＭＨ
ｚ、受信周波数１８０５〜１８８０ＭＨｚ）、ＤＡＭＰ
Ｓ（ＴＤＭＡ方式、送信周波数８２４〜８４９ＭＨｚ、
受信周波数８６９〜８９４ＭＨｚ）、ＩＳ−９５（ＣＤ
ＭＡ方式、送信周波数８２４〜８４９ＭＨｚ、受信周波
数８６９〜８９４ＭＨｚ）、ＰＣＳ（ＣＤＭＡ方式、送
信周波数１８５０〜１９１０ＭＨｚ、受信周波数１９３
０〜１９９０ＭＨｚ）、ＧＳＭ４００（ＴＤＭＡ方式、
送信周波数４５０〜４５８ＭＨｚ、受信周波数４６０〜
４６８ＭＨｚ）である。本発明の構成に必要に応じて、
更に電力増幅器ＰＡ、低雑音増幅器ＬＮＡ等を追加して
機能を拡張できる。これらの各部品毎の機能を先に詳細
に説明してある。当業者は、これらの記載を参照すれ
ば、このような回路・回路の追加・機能の追加が可能で
ある。また、アンテナ共用回路をサーキュレータで置き
換えることもできる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によると、新規な回路ブロック構
成を積層基板の内外に複合化した挿入損失の小さいアン
テナスイッチ積層モジュール複合部品を提供できる。従
って、特別な整合回路の付加も不要だし、顧客における
調整工程も不要となり産業上の利用性は大きい。また、
搭載する携帯電話などにおける占有面積・体積を小さく
でき、回路配置の融通性を有すると共に、インピーダン
スマッチング用回路、調整が不要になったアンテナスイ
ッチ積層モジュール複合部品を提供できる。また、複合
高周波部品をなす分波回路、送受切替えスイッチ、アン
テナ共用回路、ローパスフィルタおよびバンドパスフィ
ルタを、セラミックスからなる複数のシート層を積層し
てなるセラミック積層基板に一体化するため、分波回路
とアンテナ共用回路との間、分波回路と送受切替えスイ
ッチとの間、送受切替えスイッチとローパスフィルタお
よび送受切替えスイッチとバンドパスフィルタとの間な
どに整合調整を行う整合回路を設ける必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一構成例を示すブロック図である。

【図２】本発明の別の構成例を示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図４】本発明の別の実施例を示す斜視図である。

【図５】本発明の別の実施例を示す斜視図である。

【図６】本発明の別の実施例を示す斜視図である。

【図７】本発明の別の実施例を示す斜視図である。

【図８】本発明の別の実施例を示す斜視図である。

【図９】本発明の別の実施例を示す斜視図である。

【図１０】本発明に係る送受切替えスイッチの一等価回
路図である。

【図１１】本発明に係る送受切替えスイッチの一等価回
路図である。

【図１２】本発明の別の実施例を示すブロック図であ
る。

【図１３】本発明の別の実施例を示すブロック図であ
る。

【図１４】本発明の別の実施例を示すブロック図であ
る。

【図１５】本発明の別の実施例を示すブロック図であ
る。

【図１６】本発明の別の実施例を示すブロック図であ
る。

【図１７】本発明の別の実施例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

ＤＩＰ：分波回路 ＤＵＰ：アンテナ共用回路 ＡＳ：送受切替えスイッチ ＬＮＡ：低雑音増幅器 ＬＰＦ：ローパスフィルタ ＢＰＦ：バンドパスフィルタ ＩＳＯ：アイソレータ ＰＡ：電力増幅器 ＴＲＩ：３経路分波回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 俊彦 東京都港区芝浦一丁目２番１号日立金属株 式会社内 Ｆターム(参考） 5J012 BA03 BA04 5K011 AA04 BA03 BA10 DA02 DA27 JA01 KA02 KA18

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる複数の送受信系を選択して取り扱
   うアンテナスイッチ積層モジュール複合部品であって、
   複数の送受信系の信号を分波する分波回路と、当該分波
   回路からの受信信号の受信経路への信号経路と送信回路
   からの送信信号の前記分波回路への信号経路を切替える
   送受切替えスイッチ回路と、当該送受切替えスイッチの
   送信回路側に接続されたローパスフィルタ回路と、前記
   送受切替えスイッチの受信回路側に接続されたバンドパ
   スフィルタと、前記分波回路からの受信信号と送信回路
   からの送信信号の周波数差を利用して送信信号と受信信
   号を分離するアンテナ共用回路から構成され、前記分波
   回路と前記送受切替えスイッチ回路と前記ローパスフィ
   ルタ回路は複数の誘電体層を積層してなる積層基板に一
   体化されることを特徴とするアンテナスイッチ積層モジ
   ュール複合部品。
2. 【請求項２】 前記バンドパスフィルタが積層基板に一
   体化されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ
   スイッチ積層モジュール複合部品。
3. 【請求項３】 前記アンテナ共用回路が積層基板に一体
   化されることを特徴とする請求項１または２に記載のア
   ンテナスイッチ積層モジュール複合部品。
4. 【請求項４】 前記アンテナ共用回路の少なくとも一部
   に同軸共振型誘電体フィルタを使用し、該同軸共振型誘
   電体フィルタを積層基板に搭載したことを特徴とする請
   求項１乃至３のいずれかに記載のアンテナスイッチ積層
   モジュール複合部品。
5. 【請求項５】 前記アンテナ共用回路の少なくとも一部
   に弾性表面波フィルタを使用し、該弾性表面波フィルタ
   を積層基板に搭載したことを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれかに記載のアンテナスイッチ積層モジュール複
   合部品。
6. 【請求項６】 前記アンテナ共用回路の少なくとも一部
   にバルク波フィルタを使用し、該バルク波フィルタを積
   層基板に搭載したことを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれかに記載のアンテナスイッチ積層モジュール複合部
   品。
7. 【請求項７】 前記アンテナ共用回路の少なくとも一部
   に誘電体積層型フィルタを使用したことを特徴とする請
   求項１乃至３のいずれかに記載のアンテナスイッチ積層
   モジュール複合部品。