JP2004153523A - 高周波スイッチモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は特に周波数帯域が異なる少なくとも２つの送受信信号をそれぞれの送信信号或いは受信信号に分波する高周波スイッチモジュールに関するものであって、高周波スイッチモジュールにおける高いアイソレーションを実現するものである。
【解決手段】分波器２と少なくとも２つの低域側高周波スイッチ３及び高域側高周波スイッチ４とからなる高周波回路において、少なくとも高域側高周波スイッチ４を形成する９０度位相器１２をハイパスフィルタにて形成するとともに、このハイパスフィルタにチョーク線路１７を並列接続した構成とする。
【選択図】 図１
【解決手段】分波器２と少なくとも２つの低域側高周波スイッチ３及び高域側高周波スイッチ４とからなる高周波回路において、少なくとも高域側高周波スイッチ４を形成する９０度位相器１２をハイパスフィルタにて形成するとともに、このハイパスフィルタにチョーク線路１７を並列接続した構成とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特に周波数帯域が異なる少なくとも２つの送受信信号をそれぞれの送信信号或いは受信信号に分波する高周波スイッチモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話においては異なる複数の送受信信号を一つの携帯端末器で使用できるようにしたシステムが開発されている。
【０００３】
通常このような携帯端末器を構成するには、図３に示すように異なる送受信信号に対応するアンテナ（特に図示せず）に接続される共通入出力ポート１に対して、異なる複数の送受信信号を高域側送受信信号と低域側送受信信号に分波する分波器２と、この分波器２によって分離された各送受信信号をさらに送信信号と受信信号に分波する低域側高周波スイッチ３及び高域側高周波スイッチ４とからなる高周波スイッチモジュールが必要となる。
【０００４】
従来、このような高周波スイッチモジュールを形成するにあたっては、分波器２がローパスフィルタ５とハイパスフィルタ６を組み合わせた構成とし、各高周波スイッチ３，４がＰＩＮダイオードなどのスイッチ素子７と送信信号のλ／４型のストリップラインからなる９０度位相器８から構成されていた。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２２５０８８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そして、送信時には送信ポート９或いは１０に対してその前段に位置するパワーアンプ（特に図示せず）により増幅された送信信号のパワーが入力されるのであるが、周波数帯域の低い低域側送信信号においてはパワーアンプによる増幅率が高域側送信信号のものと比べ格段に大きいため、特に低域側送信ポート９から入力される低域側送信信号が高域側受信ポート１１に漏洩することを抑制する必要が生じる。
【０００８】
しかしながら、共通入出力ポート１から高域側受信ポート１１に至る高域側受信経路において、この漏洩信号を減衰させる要素としては、分波器２を形成するハイパスフィルタ６と高域側高周波スイッチ４を形成する９０度位相器８となるのであるが、特に９０度位相器８を形成するストリップラインが高周波的にローパスフィルタとして動作するもので、且つ漏洩信号となる低域側送信信号の周波数帯域が高域側送受信信号の周波数帯域より低く設定されることから、漏洩信号を減衰させることができるのは分波器２を形成するハイパスフィルタ６のみとなってしまう。
【０００９】
つまり、この高周波スイッチモジュールにおいては低域側送信ポート９から入力された低域側送信信号が高域側受信ポート１１に漏洩することを抑制する、いわゆるアイソレーション特性を向上させることが困難なものとなっていた。
【００１０】
そこで、本発明はこのような問題を解決し高いアイソレーションを有する高周波スイッチモジュールを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そして、この目的を達成するために本発明の請求項１に記載の発明は、特に高周波スイッチモジュールにおける少なくとも高域側高周波スイッチを形成する９０度位相器をハイパスフィルタにて形成するとともに、このハイパスフィルタにチョーク線路を並列接続した構成とすることで、このハイパスフィルタ特性が分波器の減衰特性に付加され、結果として低域側送信信号に対する高域側受信ポートのアイソレーション特性を向上することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、特にスイッチ素子をＰＩＮダイオードを用いて形成したことで、容易に請求項１の高周波スイッチモジュールを構成することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、特にスイッチ素子をＦＥＴ素子を用いて形成したことで、容易に請求項１の高周波スイッチモジュールを構成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１を用いて説明する。なお、上述した従来の技術と同様の構成については同じ符号を付して説明する。
【００１５】
図１は２つの異なる周波数帯域に属する送受信信号をそれぞれの送信信号或いは受信信号に分波する高周波スイッチモジュールであり、具体的には欧州携帯電話システムにおけるＧＳＭ通信システムとＤＣＳ通信システムを一つの携帯電話におけるＲＦブロックにて分波・合成するための高周波スイッチモジュールを示している。
【００１６】
この高周波スイッチモジュールは、ＧＳＭ通信システムとＤＣＳ通信システムの両方に対応するアンテナ（特に図示せず）に接続される共通入出力ポート１に対してＧＳＭ送受信信号とＤＣＳ送受信信号を分波する分波器２を接続し、この分波器２に対して分波されたＧＳＭ送受信信号或いはＤＣＳ送受信信号をさらにそれぞれの送信信号と受信信号に分波する低域側高周波スイッチ３及び高域側高周波スイッチ４を接続した構成としている。
【００１７】
そして、分波器２はインダクタ５ａの両端をコンデンサ５ｂで接地したπ型のローパスフィルタ５と、２つのコンデンサ６ａの間をインダクタ６ｂで接地したＴ型のハイパスフィルタ６で構成し、低域側高周波スイッチ３及び高域側高周波スイッチ４はスイッチ素子７となるＰＩＮダイオードと９０度位相器８，１２とで構成されている。
【００１８】
そして、低域側高周波スイッチ３（或いは高域側高周波スイッチ４）は、制御ポート１３から制御電圧を印加することで２つのスイッチ素子７がオン状態となり送信ポート９（或いは１０）から入力される送信信号を入出力ポート１４（或いは１５）に伝達させ、制御ポート１３から制御電圧の印加を止めることで２つのＰＩＮダイオード（スイッチ素子７）がオフ状態となり入出力ポート１４（或いは１５）から入力される受信信号を受信ポート１６（或いは１１）に伝達させる構造となっている。
【００１９】
ここで、低域側高周波スイッチ３に設けられている９０度位相器８と高域側高周波スイッチ４に設けられている９０度位相器１２について比較してみれば、ＧＳＭ送受信信号を処理する低域側高周波スイッチ３では位相を９０度回すのにストリップ線路を用いているのに対して、ＤＣＳ送受信信号を処理する高域側高周波スイッチ４では２つのコンデンサ１２ａ間をインダクタ１２ｂで接地したハイパスフィルタを用いている。
【００２０】
これは、従来の技術でも述べたように低域側送信ポート９つまりＧＳＭ送信ポートから入力される送信信号のパワーが大きく分波器２により減衰しきれなかった漏洩信号が高域側受信ポート１１に伝達されることを抑制する、いわゆる高周波スイッチモジュールのアイソレーション特性を向上させるものである。
【００２１】
すなわち、図３に示す従来の高周波スイッチモジュールにおいて、低域側送信ポート９から高域側受信ポート１１に至る経路において低域側送信信号を減衰させる回路は、分波器２を形成する通過帯域の低域側に減衰作用を有するハイパスフィルタ６のみの構成となっていたのであるが、図１に示す高周波スイッチモジュールにおいては高域側高周波スイッチ４を形成する９０度位相器１２が通過帯域の低域側に減衰作用を有するハイパスフィルタで構成されているので、ＧＳＭ送信信号（低域側送信信号）は共通入出力ポート１から高域側受信ポート（ＤＣＳ側受信ポート）１１に至る経路内で、分波器２を形成するハイパスフィルタ６と高域側高周波スイッチ４の９０度位相器１２を形成するハイパスフィルタとの２度にわたりＧＳＭ送信信号を減衰することとなり、高周波スイッチモジュールのアイソレーション特性を向上させることができるのである。
【００２２】
さらに、図３に示す従来の技術において９０度位相器８を形成していたストリップラインを２つコンデンサ１２ａの直列体からなるハイパスフィルタで置換することで、高域側受信経路（ＤＣＳ側受信経路）の線路長が短縮されることとなり、この結果高域側受信経路（ＤＣＳ側受信信号）の挿入損失を小さくすることもできるのである。また、この点については低域側高周波スイッチ３（ＧＳＭ側高周波スイッチ）の９０度位相器８もハイパスフィルタで構成しても同様の効果を奏するものである。
【００２３】
なお、この９０度位相器１２をハイパスフィルタで形成するにあたっては、２つのスイッチ素子７における制御電圧の導通経路を確保するため、ハイパスフィルタに対してチョーク線路１７を並列接続している。
【００２４】
また、上述した一実施の形態においては、スイッチ素子７をＰＩＮダイオードを用いて説明したが、図２に示すようにスイッチ素子７をＦＥＴ素子を用いて構成しても同様の効果を奏する。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、特に高周波スイッチモジュールにおける少なくとも高域側高周波スイッチを形成する９０度位相器をハイパスフィルタにて形成するとともに、このハイパスフィルタにチョーク線路を並列接続した構成とすることで、このハイパスフィルタ特性が分波器の減衰特性に付加され、結果として低域側送信信号に対する高域側受信ポートのアイソレーション特性を向上することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における高周波スイッチモジュールの回路図
【図２】他の実施の形態における高周波スイッチモジュールの回路図
【図３】従来の高周波スイッチモジュールの回路図
【符号の説明】
１ 共通入出力ポート
２ 分波器
３ 低域側高周波スイッチ
４ 高域側高周波スイッチ
７ スイッチ素子
８，１２ ９０度位相器
９ 送信ポート
１１，１６ 受信ポート
１３ 制御ポート
１４，１５ 入出力ポート
１７ チョーク線路
【発明の属する技術分野】
本発明は特に周波数帯域が異なる少なくとも２つの送受信信号をそれぞれの送信信号或いは受信信号に分波する高周波スイッチモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話においては異なる複数の送受信信号を一つの携帯端末器で使用できるようにしたシステムが開発されている。
【０００３】
通常このような携帯端末器を構成するには、図３に示すように異なる送受信信号に対応するアンテナ（特に図示せず）に接続される共通入出力ポート１に対して、異なる複数の送受信信号を高域側送受信信号と低域側送受信信号に分波する分波器２と、この分波器２によって分離された各送受信信号をさらに送信信号と受信信号に分波する低域側高周波スイッチ３及び高域側高周波スイッチ４とからなる高周波スイッチモジュールが必要となる。
【０００４】
従来、このような高周波スイッチモジュールを形成するにあたっては、分波器２がローパスフィルタ５とハイパスフィルタ６を組み合わせた構成とし、各高周波スイッチ３，４がＰＩＮダイオードなどのスイッチ素子７と送信信号のλ／４型のストリップラインからなる９０度位相器８から構成されていた。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２２５０８８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そして、送信時には送信ポート９或いは１０に対してその前段に位置するパワーアンプ（特に図示せず）により増幅された送信信号のパワーが入力されるのであるが、周波数帯域の低い低域側送信信号においてはパワーアンプによる増幅率が高域側送信信号のものと比べ格段に大きいため、特に低域側送信ポート９から入力される低域側送信信号が高域側受信ポート１１に漏洩することを抑制する必要が生じる。
【０００８】
しかしながら、共通入出力ポート１から高域側受信ポート１１に至る高域側受信経路において、この漏洩信号を減衰させる要素としては、分波器２を形成するハイパスフィルタ６と高域側高周波スイッチ４を形成する９０度位相器８となるのであるが、特に９０度位相器８を形成するストリップラインが高周波的にローパスフィルタとして動作するもので、且つ漏洩信号となる低域側送信信号の周波数帯域が高域側送受信信号の周波数帯域より低く設定されることから、漏洩信号を減衰させることができるのは分波器２を形成するハイパスフィルタ６のみとなってしまう。
【０００９】
つまり、この高周波スイッチモジュールにおいては低域側送信ポート９から入力された低域側送信信号が高域側受信ポート１１に漏洩することを抑制する、いわゆるアイソレーション特性を向上させることが困難なものとなっていた。
【００１０】
そこで、本発明はこのような問題を解決し高いアイソレーションを有する高周波スイッチモジュールを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そして、この目的を達成するために本発明の請求項１に記載の発明は、特に高周波スイッチモジュールにおける少なくとも高域側高周波スイッチを形成する９０度位相器をハイパスフィルタにて形成するとともに、このハイパスフィルタにチョーク線路を並列接続した構成とすることで、このハイパスフィルタ特性が分波器の減衰特性に付加され、結果として低域側送信信号に対する高域側受信ポートのアイソレーション特性を向上することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、特にスイッチ素子をＰＩＮダイオードを用いて形成したことで、容易に請求項１の高周波スイッチモジュールを構成することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、特にスイッチ素子をＦＥＴ素子を用いて形成したことで、容易に請求項１の高周波スイッチモジュールを構成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１を用いて説明する。なお、上述した従来の技術と同様の構成については同じ符号を付して説明する。
【００１５】
図１は２つの異なる周波数帯域に属する送受信信号をそれぞれの送信信号或いは受信信号に分波する高周波スイッチモジュールであり、具体的には欧州携帯電話システムにおけるＧＳＭ通信システムとＤＣＳ通信システムを一つの携帯電話におけるＲＦブロックにて分波・合成するための高周波スイッチモジュールを示している。
【００１６】
この高周波スイッチモジュールは、ＧＳＭ通信システムとＤＣＳ通信システムの両方に対応するアンテナ（特に図示せず）に接続される共通入出力ポート１に対してＧＳＭ送受信信号とＤＣＳ送受信信号を分波する分波器２を接続し、この分波器２に対して分波されたＧＳＭ送受信信号或いはＤＣＳ送受信信号をさらにそれぞれの送信信号と受信信号に分波する低域側高周波スイッチ３及び高域側高周波スイッチ４を接続した構成としている。
【００１７】
そして、分波器２はインダクタ５ａの両端をコンデンサ５ｂで接地したπ型のローパスフィルタ５と、２つのコンデンサ６ａの間をインダクタ６ｂで接地したＴ型のハイパスフィルタ６で構成し、低域側高周波スイッチ３及び高域側高周波スイッチ４はスイッチ素子７となるＰＩＮダイオードと９０度位相器８，１２とで構成されている。
【００１８】
そして、低域側高周波スイッチ３（或いは高域側高周波スイッチ４）は、制御ポート１３から制御電圧を印加することで２つのスイッチ素子７がオン状態となり送信ポート９（或いは１０）から入力される送信信号を入出力ポート１４（或いは１５）に伝達させ、制御ポート１３から制御電圧の印加を止めることで２つのＰＩＮダイオード（スイッチ素子７）がオフ状態となり入出力ポート１４（或いは１５）から入力される受信信号を受信ポート１６（或いは１１）に伝達させる構造となっている。
【００１９】
ここで、低域側高周波スイッチ３に設けられている９０度位相器８と高域側高周波スイッチ４に設けられている９０度位相器１２について比較してみれば、ＧＳＭ送受信信号を処理する低域側高周波スイッチ３では位相を９０度回すのにストリップ線路を用いているのに対して、ＤＣＳ送受信信号を処理する高域側高周波スイッチ４では２つのコンデンサ１２ａ間をインダクタ１２ｂで接地したハイパスフィルタを用いている。
【００２０】
これは、従来の技術でも述べたように低域側送信ポート９つまりＧＳＭ送信ポートから入力される送信信号のパワーが大きく分波器２により減衰しきれなかった漏洩信号が高域側受信ポート１１に伝達されることを抑制する、いわゆる高周波スイッチモジュールのアイソレーション特性を向上させるものである。
【００２１】
すなわち、図３に示す従来の高周波スイッチモジュールにおいて、低域側送信ポート９から高域側受信ポート１１に至る経路において低域側送信信号を減衰させる回路は、分波器２を形成する通過帯域の低域側に減衰作用を有するハイパスフィルタ６のみの構成となっていたのであるが、図１に示す高周波スイッチモジュールにおいては高域側高周波スイッチ４を形成する９０度位相器１２が通過帯域の低域側に減衰作用を有するハイパスフィルタで構成されているので、ＧＳＭ送信信号（低域側送信信号）は共通入出力ポート１から高域側受信ポート（ＤＣＳ側受信ポート）１１に至る経路内で、分波器２を形成するハイパスフィルタ６と高域側高周波スイッチ４の９０度位相器１２を形成するハイパスフィルタとの２度にわたりＧＳＭ送信信号を減衰することとなり、高周波スイッチモジュールのアイソレーション特性を向上させることができるのである。
【００２２】
さらに、図３に示す従来の技術において９０度位相器８を形成していたストリップラインを２つコンデンサ１２ａの直列体からなるハイパスフィルタで置換することで、高域側受信経路（ＤＣＳ側受信経路）の線路長が短縮されることとなり、この結果高域側受信経路（ＤＣＳ側受信信号）の挿入損失を小さくすることもできるのである。また、この点については低域側高周波スイッチ３（ＧＳＭ側高周波スイッチ）の９０度位相器８もハイパスフィルタで構成しても同様の効果を奏するものである。
【００２３】
なお、この９０度位相器１２をハイパスフィルタで形成するにあたっては、２つのスイッチ素子７における制御電圧の導通経路を確保するため、ハイパスフィルタに対してチョーク線路１７を並列接続している。
【００２４】
また、上述した一実施の形態においては、スイッチ素子７をＰＩＮダイオードを用いて説明したが、図２に示すようにスイッチ素子７をＦＥＴ素子を用いて構成しても同様の効果を奏する。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、特に高周波スイッチモジュールにおける少なくとも高域側高周波スイッチを形成する９０度位相器をハイパスフィルタにて形成するとともに、このハイパスフィルタにチョーク線路を並列接続した構成とすることで、このハイパスフィルタ特性が分波器の減衰特性に付加され、結果として低域側送信信号に対する高域側受信ポートのアイソレーション特性を向上することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における高周波スイッチモジュールの回路図
【図２】他の実施の形態における高周波スイッチモジュールの回路図
【図３】従来の高周波スイッチモジュールの回路図
【符号の説明】
１ 共通入出力ポート
２ 分波器
３ 低域側高周波スイッチ
４ 高域側高周波スイッチ
７ スイッチ素子
８，１２ ９０度位相器
９ 送信ポート
１１，１６ 受信ポート
１３ 制御ポート
１４，１５ 入出力ポート
１７ チョーク線路
Claims (3)
- 少なくとも２つの異なる周波数帯域に属する送受信信号をそれぞれの送信信号或いは受信信号に分波する高周波スイッチモジュールにおいて、前記高周波スイッチモジュールは異なる送受信信号を高域側送受信信号と低域側送受信信号とに分波する分波器と、前記低域側送受信信号をさらに低域側送信信号と低域側受信信号とに切り替える低域側高周波スイッチと、前記高域側送受信信号を高域側送信信号と高域側受信信号とに切り替える高域側高周波スイッチとからなり、前記高域側高周波スイッチ及び低域側高周波スイッチは前記分波器に接続される入出力ポートと前記高域側送信信号が入力される送信ポートとの間に接続されたスイッチ素子と、一端が前記高域側受信信号が出力される受信ポートに接続され他端が接地されたスイッチ素子と、前記入出力ポートと前記受信ポートとの間に接続された前記高域側送信信号の４分の１波長型の９０度位相器と、前記各スイッチ素子のオン−オフを制御する制御ポートとを備え、少なくとも前記高域側高周波スイッチを形成する９０度位相器をハイパスフィルタ回路にて形成するとともに、このハイパスフィルタに前記制御ポートから印加する制御電圧の導通経路となるチョーク線路を並列接続した高周波スイッチモジュール。
- スイッチ素子をＰＩＮダイオードを用いて形成した請求項１に記載の高周波スイッチモジュール。
- スイッチ素子をＦＥＴ素子を用いて形成した請求項１に記載の高周波スイッチモジュール。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002315708A JP2004153523A (ja) | 2002-10-30 | 2002-10-30 | 高周波スイッチモジュール |
| US10/696,646 US6856187B2 (en) | 2002-10-30 | 2003-10-29 | High frequency switch module |
| CNB2003101030805A CN100571027C (zh) | 2002-10-30 | 2003-10-30 | 高频开关装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002315708A JP2004153523A (ja) | 2002-10-30 | 2002-10-30 | 高周波スイッチモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004153523A true JP2004153523A (ja) | 2004-05-27 |
Family
ID=32459626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002315708A Withdrawn JP2004153523A (ja) | 2002-10-30 | 2002-10-30 | 高周波スイッチモジュール |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6856187B2 (ja) |
| JP (1) | JP2004153523A (ja) |
| CN (1) | CN100571027C (ja) |
Families Citing this family (5)
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| EP1775847B1 (en) * | 2004-08-06 | 2012-06-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | High frequency composite component |
| US20060189277A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Tero Ranta | Transceiver device with switching arrangement of improved linearity |
| JP6166608B2 (ja) * | 2013-07-18 | 2017-07-19 | 太陽誘電株式会社 | スイッチ装置およびモジュール |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3198808B2 (ja) * | 1994-06-30 | 2001-08-13 | 株式会社村田製作所 | 高周波スイッチ |
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