【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等の通信機器に組み込まれ、信号経路の切り替えを行うのに用いられる送受信制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、送受信制御装置は、通信機器等において送信信号及び受信信号の送受信を交互に切り替えるために用いられている。
【０００３】
図６は従来の送受信制御装置の分解斜視図であり、図７、図８は従来の送受信制御装置の一例を示す等価回路図である。図７、図８に示す送受信制御装置は、アンテナ端子ＡＮＴ、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘを備えており、前記送信端子Ｔｘとアンテナ端子ＡＮＴとの間にスイッチングダイオードＤ２を備える第１スイッチ回路ＳＷ１を、前記受信端子Ｒｘとアンテナ端子ＡＮＴとの間に伝送線路ＳＬ１を接続するとともに、前記伝送線路ＳＬ１の受信端子Ｒｘ側端部とグランド電位との間にスイッチングダイオードＤ１を接続した第２スイッチ回路ＳＷ２を備えた構造となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来の送受信制御装置においては、図６、図７に示すように、受信端子Ｒｘ側の第２スイッチ回路ＳＷ２において、スイッチングダイオードＤ１のアノードに接続されるコンデンサＣ５と抵抗Ｒ１を同一のビアホール導体Ｌ２でグランド電極パターンＧ１に接続していた。
【０００５】
以下、上述した送受信制御装置を用いて送信信号と受信信号の送受信を切り替える際の回路動作について説明する。
【０００６】
まず、送信信号の送信時には、電圧制御端子Ｖｃから、スイッチングダイオードＤ１、Ｄ２に対して順バイアス（電圧制御端子Ｖｃからの制御信号がハイレベル）をかけ、スイッチングダイオードＤ１、Ｄ２をオンにする。このときスイッチングダイオードＤ２がオンになることで、送信端子Ｔｘを介して入力された送信信号はアンテナ端子ＡＮＴに送出される。一方、スイッチングダイオードＤ１がオンになり、スイッチングダイオードＤ１のオン時のインダクタンス成分とアノードに接続されたコンデンサＣ５と抵抗Ｒ１による並列共振回路により送信信号の送信周波数で直列共振し、その結果、送信周波数のλ／４の線路長をもつ伝送線路ＳＬ１によりアンテナ端子ＡＮＴから受信端子Ｒｘ側をみた場合、高インピーダンスとなり、送信信号の受信端子Ｒｘ側への侵入を阻止することになる。
【０００７】
また、受信信号の受信時には、電圧制御端子Ｖｃに制御電圧が印加されず（電圧制御端子Ｖｃからの制御信号がローレベル）、スイッチングダイオードＤ１、Ｄ２は共にオフとなる。従って、アンテナ端子ＡＮＴより入力された受信信号は送信端子Ｔｘ側には送出されずに伝送線路ＳＬ１を通過して受信端子Ｒｘ側へ送出される。
【０００８】
このように、電圧制御端子Ｖｃからの制御電圧によりスイッチングダイオードＤ１、Ｄ２のオン・オフを制御するとともに、伝送線路ＳＬ１をショートスタブ状態にすることにより送信信号と受信信号の送受信が切り替えられる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−３３６７８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の送受信制御装置においては、送信時においてアンテナ端子ＡＮＴから、受信端子Ｒｘへのアイソレーション及び送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘへのアイソレーションの低下によって受信端子Ｒｘに不要信号が印加される為、携帯端末の誤動作の発生や、送信時のアンテナ端子−送信端子間の送信損失が大きくなることがあった。
【００１１】
本発明は上述の問題点を鑑みて案出されたものであり、その目的は、送信時のアンテナ端子ＡＮＴから受信端子Ｒｘへのアイソレーション及び送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘへのアイソレーションの低下がなく、かつ送信時のアンテナ端子−送信端子間の送信損失を小さくすることができる送受信制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の送受信制御装置は、複数の誘電体層を積層してなる積層体の表面に、アンテナ端子、送信端子、受信端子、電圧制御端子及びグランド端子を設けるとともに、前記積層体の上面及び内部にアンテナ端子−送信端子間に接続される第１スイッチ回路とアンテナ端子−受信端子間に接続される第２スイッチ回路とを設けてなり、前記第１スイッチ回路、第２スイッチ回路のオン・オフを制御し、アンテナ−送信回路間の接続とアンテナ−受信回路間の接続とを切り替えることによって送信信号・受信信号を交互に送受信する送受信制御装置であって、前記第２スイッチ回路は、前記積層体の内部もしくは表面に設けられ、送信信号の波長の１／４の線路長を有する伝送線路と、前記積層体の表面に搭載されるスイッチングダイオードと、前記積層体の内部もしくは下面に設けられ、前記スイッチングダイオードにコンデンサ及び抵抗からなるＲＣ並列回路を介して電気的に接続されるグランド電極パターンとを含んで構成されており、前記ＲＣ並列回路を構成するコンデンサ及び抵抗が、前記積層体内に埋設された異なるビアホール導体、もしくは、前記積層体の端面に設けられる異なる端面スルーホール導体を介して前記グランド電極パターンに対し相互に独立して接続されることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の送受信制御装置によれば、受信時においては、スイッチングダイオードＤ１、Ｄ２をオフとし、アンテナ端子ＡＮＴから入力された受信信号は伝送線路ＳＬ１を介して受信端子Ｒｘにほとんど損失なく伝送される。
【００１４】
また、送信時においては、スイッチングダイオードＤ１、Ｄ２をオンとし、アンテナ端子から受信端子間の送信信号のλ／４の線路長をもつ伝送線路ＳＬ１がショートスタブとして働き、送信信号は受信側に漏れないはずである。但し現実にはスイッチングダイオードＤ２からグランド端子と受信端子Ｒｘ負荷側の合成インピーダンスが完全にはゼロにできず伝送線路ＳＬ１は完全なショートスタブとはならない。
【００１５】
ここでスイッチングダイオードＤ１とグランド電極パターンＧ１間にあるコンデンサＣ５からグランド電極パターンＧ１へのビアホール導体Ｌ３−１とスイッチングダイオードＤ１とグランド電極パターンＧ１間にある抵抗Ｒ１からグランド電極パターンＧ１へのビアホール導体Ｌ３−２とを相互に独立して形成しているため、送信周波数において、アンテナ端子ＡＮＴ−受信端子Ｒｘ間に接続される第２スイッチ回路ＳＷ２のスイッチングダイオードＤ１とコンデンサＣ５及び抵抗Ｒ１による並列共振回路による共振抵抗（受信端子Ｒｘ負荷側の合成インピーダンス（図３のＢ点））を小さくできる。特に、コンデンサＣ５、抵抗Ｒ１の一端は、従来回路基板上でスイッチングダイオードＤ１につながる共通電極パターンに接続され、他端は別の共通電極パターンに接続されたあとビアホール導体Ｌ２を経由してグランド電極パターンＧ１に落としていたが、本発明では、コンデンサＣ５、抵抗Ｒ１の他端のそれぞれの直下でグランド電極パターンＧ１に接続することにより共振抵抗を効果的にひき下げることができる。
【００１６】
そのため、送信信号のλ／４の線路長をもつ伝送線路ＳＬ１がいわゆるショートスタブとして機能することにより図３のＡ点から受信端子Ｒｘ側を見たとき高インピーダンスとなり受信端子Ｒｘから切り離された状態になる。
【００１７】
これにより送信時における送信信号のアンテナ端子ＡＮＴから受信端子Ｒｘへのアイソレーション及び送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘへのアイソレーションが極大になる。このため送信時のアンテナ端子ＡＮＴ−送信端子Ｔｘ間の送信損失を小さくすることが可能となる。
【００１８】
よって本発明の送受信制御装置は、アンテナ端子ＡＮＴ−受信端子Ｒｘ間に接続される第２スイッチ回路ＳＷ２のスイッチングダイオードＤ１とグランド電極パターンＧ１間にあるコンデンサＣ５からグランド電極パターンＧ１へのビアホール導体Ｌ３−１とスイッチングダイオードＤ１とグランド電極パターンＧ１間にある抵抗Ｒ１からグランド電極パターンＧ１へのビアホール導体Ｌ３−２とを相互に独立して形成することによって送信時のアンテナ端子ＡＮＴから受信端子Ｒｘへのアイソレーション及び送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘへのアイソレーションを大きくでき、かつ送信時のアンテナ端子ＡＮＴ−送信端子間Ｔｘの送信損失を小さくすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る送受信制御装置の分解斜視図、図２は本発明の送受信制御装置のブロックダイヤグラム、図３は図１に示す送受信制御装置の等価回路図、図４は本発明の送受信制御装置の主要部分であるアンテナ端子ＡＮＴ−受信端子Ｒｘ間の第２スイッチ回路ＳＷ２の等価回路図である。図３は本発明の送受信制御装置をＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）通信方式（送信周波数帯域：１７１０〜１７８５ＭＨｚ、受信周波数帯域：１８０５〜１８８０ＭＨｚ）用の送受信制御装置に適用した実施形態を示す等価回路図であり、図３に示す送受信制御装置は、概略的に、アンテナ端子ＡＮＴ−送信端子Ｔｘ間に接続される第１スイッチ回路ＳＷ１と、アンテナ端子ＡＮＴ−受信端子Ｒｘ間に接続される第２スイッチ回路ＳＷ２で構成されている。
【００２０】
第１スイッチ回路ＳＷ１は、スイッチングダイオードＤ２から成り、そのアノードは二つに分岐し、その一方はローパスフィルタＬＰＦ、コンデンサＣ１を介して送信端子Ｔｘに、他方はコイルＬ１を介して分岐され一方は電圧制御端子Ｖｃに接続され、他方はコンデンサＣ４を介してグランド電位に接続されている。また、カソードはコンデンサＣ２を介してアンテナ端子ＡＮＴに接続される。
【００２１】
この第１スイッチ回路ＳＷ１は、電圧制御端子Ｖｃを介して入力される制御信号によってスイッチング動作が制御される。即ち、送信時に制御信号がハイレベルになると第１スイッチ回路ＳＷ１がオン状態となり、アンテナ端子ＡＮＴと送信端子Ｔｘとが電気的に接続される。また、受信時に制御信号がローレベルになると第１スイッチ回路ＳＷ１はオフ状態となり、アンテナ端子ＡＮＴと送信端子Ｔｘとを電気的に遮断する。
【００２２】
一方、第２スイッチ回路ＳＷ２は、受信端子Ｒｘとアンテナ端子ＡＮＴとの間に接続される伝送線路ＳＬ１及び該伝送線路ＳＬ１の受信端子Ｒｘ側端部とグランド電位との間に接続されるスイッチングダイオードＤ１を組み合わせて成り、スイッチングダイオードＤ１のアノードはコンデンサＣ３を介して受信端子Ｒｘに接続され、そのカソードは２つに分岐され、一方はコンデンサＣ５、コイルＬ３−１を介してグランド電位に接続され、他方は抵抗Ｒ１、コイルＬ３−２を介してグランド電位に接続される（スイッチングダイオードＤ１の端子間容量は例えば０．１５ｐＦ、その高周波順抵抗は例えば１．２Ω、またコンデンサＣ５の容量は例えば４．７ｐＦ、抵抗Ｒ１は例えば１５０Ωに設定される。また、コイルＬ３−１、コイルＬ３−２の値はビアホール導体の長さで決定され例えば０．８ｎＨ程度である。）。
【００２３】
ここで、伝送線路ＳＬ１の長さは送信周波数のλ／４となるような長さに設定される。
【００２４】
この第２スイッチ回路ＳＷ２は、先に述べた制御信号によって第１スイッチ回路ＳＷ１のオン・オフ状態とは逆の状態になるよう制御される。即ち、送信時に制御信号がハイレベルになると第２スイッチ回路ＳＷ２がオフ状態となり、アンテナ端子ＡＮＴと受信端子Ｒｘとを電気的に遮断する。また、受信時に制御信号がローレベルになると第２スイッチ回路ＳＷ２がオン状態となり、アンテナ端子ＡＮＴと受信端子Ｒｘとが電気的に接続される。
【００２５】
このように、制御信号がハイレベルのときは第１スイッチ回路ＳＷ１がオン、第２スイッチ回路ＳＷ２がオフ状態となり、制御信号がローレベルのときは第１スイッチ回路ＳＷ１がオフ、第２スイッチ回路ＳＷ２がオン状態となる。
【００２６】
このような送受信制御装置において、本発明の特徴的なところは図１に示すようにアンテナ端子ＡＮＴ−受信端子Ｒｘ間に接続される第２スイッチ回路ＳＷ２において、コンデンサＣ５と抵抗Ｒ１のグランド電極パターンＧ１へ接続するためのビアホール導体Ｌ３−１、Ｌ３−２を相互に独立して形成していることである。即ち、コンデンサＣ５はビアホール導体Ｌ３−１によりグランド電極パターンＧ１に接続され、抵抗Ｒ１はビアホール導体Ｌ３−２によりグランド電極パターンＧ１に接続されている。
【００２７】
【実施例】
次に本発明の実施例について説明する。
図４には本発明のアンテナ端子ＡＮＴ−受信端子Ｒｘ間の第２スイッチ回路ＳＷ２の等価回路図を示す。図４において、スイッチングダイオードＤ１のオン抵抗を１．２［Ω］，オン時のインダクタンス値を１．０［ｎＨ］とし、また伝送線路ＳＬ１の特性インピーダンスを５０［Ω］、抵抗Ｒ１を１５０［Ω］、コンデンサＣ５を４．７［ｐＦ］、Ｌ３−１およびＬ３−２を０．８［ｎＨ］とした場合、ＤＣＳの送信周波数（１７１０−１７８５ＭＨｚ）でのＰ１（ＡＮＴ）からＰ３（Ｒｘ）へのアイソレーション、及び、Ｐ１（ＡＮＴ）からＰ２（Ｔｘ）への送信損失を回路シュミレーションした結果、アイソレーション２７．４８１［ｄＢ］、送信損失０．１７１［ｄＢ］となった。また、ビアホール導体の長さを２倍としＬ３−１及ぶＬ３−２を１．６［ｎＨ］とした場合、ＤＣＳの送信周波数（１７１０−１７８５ＭＨｚ）に共振周波数をもつためのコンデンサＣ５の値は３．２［ｐＦ］となり、この場合の回路シュミレーション結果はＰ１（ＡＮＴ）からＰ３（Ｒｘ）へのアイソレーションが２７．４３１［ｄＢ］であり、Ｐ１（ＡＮＴ）からＰ２（Ｔｘ）への送信損失は０．１８２［ｄＢ］となった。これより、ビアホール導体の長さをそれぞれ２倍（実質的にはＬ値をそれぞれ２倍）とした場合、アイソレーションが０．０５［ｄＢ］、送信損失が０．０１１［ｄＢ］低下したことがわかる。
【００２８】
また、比較例として従来の送受信制御装置の等価回路を図７、図８に示す。
【００２９】
図６において、ダイオードＤ１のオン抵抗を１．２［Ω］，オン時のインダクタンス値を１．０［ｎＨ］とし、また伝送線路ＳＬ１の特性インピーダンスを５０［Ω］、抵抗Ｒ１を１５０［Ω］、コンデンサＣ５を４．７［ｐＦ］、Ｌ２を０．８［ｎＨ］とした場合、ＤＣＳ送信周波数（１７１０−１７８５ＭＨｚ）でのＰ１（ＡＮＴ）からＰ３（Ｒｘ）へのアイソレーション及びＰ１（ＡＮＴ）からＰ２（Ｔｘ）への送信損失を回路シュミレーションした結果、アイソレーションは２３．１０４［ｄＢ］、送信損失は０．３０１［ｄＢ］だった。
【００３０】
また、図７において、ダイオードＤ１のオン抵抗を１．２［Ω］，オン時のインダクタンス値を１．０［ｎＨ］とし、また伝送線路ＳＬ１の特性インピーダンスを５０［Ω］、抵抗Ｒ１を１５０［Ω］、コンデンサＣ５を３．８［ｐＦ］、Ｌ３−１およびＬ３−２を０．８［ｎＨ］、Ｌ２−１を０．４［ｎＨ］とした場合、ＤＣＳ送信周波数（１７１０−１７８５ＭＨｚ）でのＰ１（ＡＮＴ）からＰ３（Ｒｘ）へのアイソレーション及びＰ１（ＡＮＴ）からＰ２（Ｔｘ）への送信損失を回路シュミレーションした結果はアイソレーションは２５．２０２［ｄＢ］、送信損失は０．２３７［ｄＢ］だった。
【００３１】
ここで図７において、Ｌ３−１およびＬ３−２を０．４［ｎＨ］、Ｌ２−１を０．４［ｎＨ］とし、また共振周波数がＤＣＳ周波数帯にするためコンデンサＣ５を４．７［ｐＦ］にすると、ＤＣＳ送信周波数（１７１０−１７８５ＭＨｚ）のＰ１（ＡＮＴ）からＰ３（Ｒｘ）のアイソレーションは２５．３６５［ｄＢ］でり、Ｐ１（ＡＮＴ）からＰ２（Ｔｘ）への送信損失は０．２２９［ｄＢ］だった。
【００３２】
以上、図６、図７の結果より、従来例においてもビアホール導体Ｌ２、Ｌ２−１の長さが短いほうがアイソレーション及び送信損失の低下が少ないことがわかる。
【００３３】
上述の結果から本発明（図４）と従来例（図７）の比較では、Ｐ１（ＡＮＴ）からＰ３（Ｒｘ）へのアイソレーションは従来例が２３．１０４［ｄＢ］であるのに対して本発明では２７．４３１［ｄＢ］であり、４．３２７［ｄＢ］の改善がみられている。また、Ｐ１（ＡＮＴ）からＰ２（Ｔｘ）への送信損失は従来例が０．３０１［ｄＢ］であるのに対して本発明は０．１８２［ｄＢ］であり０．１１９［ｄＢ］の改善がみられている。
【００３４】
このことは従来例においては送信時において、受信端子への送信信号の漏洩のがありＰ１（ＡＮＴ）からＰ３（Ｒｘ）へのアイソレーション及びＰ１（ＡＮＴ）からＰ２（Ｔｘ）への送信損失の悪化につながっていることを意味している。具体的には本発明（図４）と従来例（図７）の第２スイッチ回路ＳＷ２を比較したときに従来例（図７）のコンデンサＣ５、抵抗Ｒ１、コイルＬ２による並列共振回路の共振抵抗の値よりも本発明（図４）のコンデンサＣ５、抵抗Ｒ１コイルＬ３−１、Ｌ３−２による並列共振回路の共振抵抗の値が小さくなるためである。即ちこのことは本発明（図４）の方が従来例（図７）より並列共振回路のＱが大きいことを意味している。
【００３５】
参考例として、本発明（図４）の回路において、Ｌ３−１、Ｌ３−２のみ変更し理想状態であるＬ３−１＝Ｌ３−２＝０［ｎＨ］（コンデンサＣ５及び抵抗Ｒ１がビアホール導体を介さず直接グランド電極パターンＧ２に接続された状態）とし場合は、ＤＣＳ送信周波数（１７１０−１７８５ＭＨｚ）でのＰ１（ＡＮＴ）からＰ３（Ｒｘ）へのアイソレーション及びＰ１（ＡＮＴ）からＰ２（Ｒｘ）への送信損失をシュミレーションした結果はアイソレーション２８．１５３［ｄＢ］、送信損失０．１７０［ｄＢ］であった。これより理想状態と本発明（Ｌ３−１＝Ｌ３−２＝０．８ｎＨの時）を比較すると、本発明はアイソレーションで０．６７２［ｄＢ］、送信損失で０．００１［ｄＢ］だけ低下している。
【００３６】
また、上述の理想状態Ｌ３−１＝Ｌ３−２＝０［ｎＨ］（コンデンサＣ５及び抵抗Ｒ１がビアホール導体を介さず直接グランド電極パターンＧ２に接続された状態）と従来例（図７）とを比較すると、従来例においてはアイソレーションで５．０４９［ｄＢ］、送信損失で０．１３７［ｄＢ］低下している。
【００３７】
以上、上述した回路シュミレーションの結果より、本発明（図４）においては、アイソレーション及び送信損失ともに理想状態に近い値であることがわかる。
【００３８】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００３９】
例えば、図５に示すように、ビアホール導体Ｌ３−１、Ｌ３−２をグランド電極パターンＧ１を介さず直接グランド端子Ｇ２に接続しても同様の効果が得られる。
【００４０】
また、上述の実施形態においては、本発明の送受信制御装置をＤＣＳ通信方式の通信機器に用いられる回路の一例として説明したが、他の時分割接続の通信方式、例えばＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）通信方式やＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）通信方式の通信機器に用いられる回路として適用してもよいことは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の送受信制御装置によれば、受信時においては、スイッチングダイオードＤ１、Ｄ２をオフとし、アンテナ端子ＡＮＴから入力された受信信号は伝送線路ＳＬ１を介して受信端子Ｒｘにほとんど損失なく伝送される。
【００４２】
また、送信時においては、スイッチングダイオードＤ１、Ｄ２をオンとし、アンテナ端子から受信端子間の送信信号のλ／４の線路長をもつ伝送線路ＳＬ１がショートスタブとして働き、送信信号は受信側に漏れない。
【００４３】
ここでスイッチングダイオードＤ１とグランド電極パターンＧ１間にあるコンデンサＣ５からグランド電極パターンＧ１へのビアホール導体Ｌ３−１とスイッチングダイオードＤ１とグランド電極パターンＧ１間にある抵抗Ｒ１からグランド電極パターンＧ１へのビアホール導体Ｌ３−２とを相互に独立して形成しているため、送信周波数において、アンテナ端子ＡＮＴ−受信端子Ｒｘ間に接続される第２スイッチ回路ＳＷ２のスイッチングダイオードＤ１とコンデンサＣ５及び抵抗Ｒ１による並列共振回路による共振抵抗（受信端子Ｒｘ負荷側の合成インピーダンス（図３のＢ点））を小さくできる。特に、コンデンサＣ５、抵抗Ｒ１の一端は、従来回路基板上でスイッチングダイオードＤ１につながる共通電極パターンに接続され、他端は別の共通電極パターンに接続されたあとビアホール導体Ｌ２を経由してグランド電極パターンＧ１に落としていたが、本発明では、コンデンサＣ５、抵抗Ｒ１の他端のそれぞれの直下でグランド電極パターンＧ１に接続することにより共振抵抗を効果的にひき下げることができる。
【００４４】
そのため、送信信号のλ／４の線路長をもつ伝送線路ＳＬ１がいわゆるショートスタブとして機能することにより図３のＡ点から受信端子Ｒｘ側を見たとき高インピーダンスとなり受信端子Ｒｘから切り離された状態になる。
【００４５】
これにより送信時における送信信号のアンテナ端子ＡＮＴから受信端子Ｒｘへのアイソレーション及び送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘへのアイソレーションが極大になる。このため送信時のアンテナ端子ＡＮＴ−送信端子Ｔｘ間の送信損失を小さくすることが可能となる。
【００４６】
よって本発明の送受信制御装置は、アンテナ端子ＡＮＴ−受信端子Ｒｘ間に接続される第２スイッチ回路ＳＷ２のスイッチングダイオードＤ１とグランド電極パターンＧ１間にあるコンデンサＣ５からグランド電極パターンＧ１へのビアホール導体Ｌ３−１とスイッチングダイオードＤ１とグランド電極パターンＧ１間にある抵抗Ｒ１からグランド電極パターンＧ１へのビアホール導体Ｌ３−２とを相互に独立して形成することによって送信時のアンテナ端子ＡＮＴから受信端子Ｒｘへのアイソレーション及び送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘへのアイソレーションを大きくでき、かつ送信時のアンテナ端子ＡＮＴ−送信端子間Ｔｘの送信損失を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る送受信制御装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の送受信制御装置のブロックダイアグラムである。
【図３】本発明の送受信制御装置の等価回路図である。
【図４】本発明の送受信制御装置のアンテナ端子−受信端子間に接続される第２スイッチ回路の等価回路図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る送受信制御装置を示す分解斜視図である。
【図６】従来の送受信制御装置の分解斜視図である。
【図７】従来の送受信制御装置の等価回路図である。
【図８】従来の送受信制御装置のアンテナ端子−受信端子間に接続される第２スイッチ回路の変形例の等価回路図である。
【符号の説明】
ＡＮＴ・・・アンテナ端子
Ｔｘ・・・送信端子
Ｒｘ・・・受信端子
ＳＷ１・・・第１スイッチ回路
ＳＷ２・・・第２スイッチ回路
Ｖｃ・・・電圧制御端子
Ｇ１・・・グランド電極パターン
Ｇ２・・・グランド端子
Ｌ３−１、Ｌ３−２・・・ビアホール導体
ＳＬ１・・・伝送線路
ＬＰＦ・・・ローパスフィルタ
Ｃ１〜Ｃ５・・・コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２・・・スイッチングダイオード
Ｒ１・・・抵抗[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission / reception control device incorporated in a communication device such as a mobile phone and used for switching a signal path.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a transmission / reception control device has been used to alternately switch between transmission and reception of a transmission signal and a reception signal in a communication device or the like.
[0003]
FIG. 6 is an exploded perspective view of a conventional transmission / reception control device, and FIGS. 7 and 8 are equivalent circuit diagrams showing an example of a conventional transmission / reception control device. The transmission and reception control device shown in FIGS. 7 and 8 includes an antenna terminal ANT, a transmission terminal Tx, and a reception terminal Rx, and includes a first switch circuit SW1 including a switching diode D2 between the transmission terminal Tx and the antenna terminal ANT. A second switch circuit in which a transmission line SL1 is connected between the reception terminal Rx and the antenna terminal ANT, and a switching diode D1 is connected between the reception terminal Rx side end of the transmission line SL1 and ground potential. It has a structure including SW2 (for example, see Patent Document 1).
[0004]
In the conventional transmission / reception control device, as shown in FIGS. 6 and 7, in the second switch circuit SW2 on the reception terminal Rx side, the capacitor C5 and the resistor R1 connected to the anode of the switching diode D1 are connected to the same via-hole conductor L2. To connect to the ground electrode pattern G1.
[0005]
Hereinafter, a circuit operation when switching between transmission and reception of a transmission signal and a reception signal using the transmission and reception control device described above will be described.
[0006]
First, when transmitting a transmission signal, a forward bias is applied to the switching diodes D1 and D2 (the control signal from the voltage control terminal Vc is at a high level) from the voltage control terminal Vc, and the switching diodes D1 and D2 are turned on. At this time, when the switching diode D2 is turned on, the transmission signal input via the transmission terminal Tx is transmitted to the antenna terminal ANT. On the other hand, the switching diode D1 is turned on, and a series resonance occurs at the transmission frequency of the transmission signal by the parallel resonance circuit including the inductance component when the switching diode D1 is on and the capacitor C5 and the resistor R1 connected to the anode. When the reception terminal Rx side is viewed from the antenna terminal ANT by the transmission line SL1 having a line length of λ / 4, the impedance becomes high, and the intrusion of the transmission signal into the reception terminal Rx side is prevented.
[0007]
Further, when receiving the reception signal, no control voltage is applied to the voltage control terminal Vc (the control signal from the voltage control terminal Vc is at a low level), and both the switching diodes D1 and D2 are turned off. Therefore, the reception signal input from the antenna terminal ANT is not transmitted to the transmission terminal Tx side but is transmitted to the reception terminal Rx side through the transmission line SL1.
[0008]
As described above, the on / off of the switching diodes D1 and D2 is controlled by the control voltage from the voltage control terminal Vc, and the transmission and reception of the transmission signal and the reception signal are switched by setting the transmission line SL1 to the short stub state.
[0009]
[Patent Document 1]
JP, 2002-33678, A
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional transmission / reception control device, during transmission, an unnecessary signal is applied to the reception terminal Rx due to a decrease in isolation from the antenna terminal ANT to the reception terminal Rx and a decrease in isolation from the transmission terminal Tx to the reception terminal Rx. Therefore, malfunction of the mobile terminal may occur, and transmission loss between the antenna terminal and the transmission terminal during transmission may increase.
[0011]
The present invention has been devised in view of the above problems, and has as its object to reduce the isolation from the antenna terminal ANT to the reception terminal Rx and the reduction of the isolation from the transmission terminal Tx to the reception terminal Rx during transmission. It is an object of the present invention to provide a transmission / reception control device which does not have any problem and can reduce transmission loss between an antenna terminal and a transmission terminal during transmission.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The transmission / reception control device of the present invention provides an antenna terminal, a transmission terminal, a reception terminal, a voltage control terminal, and a ground terminal on a surface of a stacked body formed by stacking a plurality of dielectric layers, and further includes an upper surface and an inner surface of the stacked body. A first switch circuit connected between the antenna terminal and the transmission terminal and a second switch circuit connected between the antenna terminal and the reception terminal, and turning on and off the first switch circuit and the second switch circuit. And a transmission / reception control device that alternately transmits and receives a transmission signal and a reception signal by switching between a connection between an antenna and a transmission circuit and a connection between an antenna and a reception circuit. A transmission line provided inside or on the surface of the body and having a line length of 1/4 of the wavelength of the transmission signal; a switching diode mounted on the surface of the laminate; A ground electrode pattern provided inside or on the lower surface of the laminated body and electrically connected to the switching diode via an RC parallel circuit including a capacitor and a resistor, to constitute the RC parallel circuit. Capacitors and resistors to be connected to each other independently of the ground electrode pattern via different via-hole conductors embedded in the laminate, or different end-face through-hole conductors provided on the end faces of the laminate. It is characterized by the following.
[0013]
According to the transmission / reception control device of the present invention, at the time of reception, the switching diodes D1 and D2 are turned off, and the reception signal input from the antenna terminal ANT is transmitted to the reception terminal Rx via the transmission line SL1 with almost no loss. .
[0014]
At the time of transmission, the switching diodes D1 and D2 are turned on, the transmission line SL1 having a line length of λ / 4 of the transmission signal between the antenna terminal and the reception terminal functions as a short stub, and the transmission signal leaks to the reception side. There should not be. However, in reality, the combined impedance from the switching diode D2 to the ground terminal and the receiving terminal Rx load side cannot be made completely zero, and the transmission line SL1 does not become a complete short stub.
[0015]
Here, a via-hole conductor L3-1 from the capacitor C5 between the switching diode D1 and the ground electrode pattern G1 to the ground electrode pattern G1 and a via-hole conductor from the resistor R1 between the switching diode D1 and the ground electrode pattern G1 to the ground electrode pattern G1. Since L3-2 and L3-2 are formed independently of each other, at the transmission frequency, the parallel resonance by the switching diode D1, the capacitor C5, and the resistor R1 of the switching diode D1 of the second switch circuit SW2 connected between the antenna terminal ANT and the reception terminal Rx. The resonance resistance (combined impedance on the receiving terminal Rx load side (point B in FIG. 3)) by the circuit can be reduced. In particular, one end of the capacitor C5 and one end of the resistor R1 are connected to a common electrode pattern connected to the switching diode D1 on the conventional circuit board, and the other end is connected to another common electrode pattern and then via the via-hole conductor L2 to the ground electrode. In the present invention, the resonance resistance can be effectively reduced by connecting the capacitor C5 and the ground electrode pattern G1 directly below the other end of the resistor R1.
[0016]
Therefore, the transmission line SL1 having a line length of λ / 4 of the transmission signal functions as a so-called short stub, and becomes high impedance when viewed from the point A in FIG. 3 on the receiving terminal Rx side, and is separated from the receiving terminal Rx. become.
[0017]
This maximizes the isolation of the transmission signal from the antenna terminal ANT to the reception terminal Rx and the isolation of the transmission signal from the transmission terminal Tx to the reception terminal Rx during transmission. For this reason, it is possible to reduce the transmission loss between the antenna terminal ANT and the transmission terminal Tx during transmission.
[0018]
Therefore, the transmission / reception control device of the present invention includes the via-hole conductor L3 from the capacitor C5 between the switching diode D1 of the second switch circuit SW2 connected between the antenna terminal ANT and the reception terminal Rx and the ground electrode pattern G1 to the ground electrode pattern G1. -1 and the via hole conductor L3-2 from the resistor R1 between the switching diode D1 and the ground electrode pattern G1 to the ground electrode pattern G1 are formed independently of each other, so that the antenna terminal ANT at the time of transmission from the reception terminal Rx. And the isolation from the transmission terminal Tx to the reception terminal Rx can be increased, and the transmission loss between the antenna terminal ANT and the transmission terminal Tx during transmission can be reduced.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a transmission / reception control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the transmission / reception control device of the present invention, FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the transmission / reception control device shown in FIG. FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a second switch circuit SW2 between an antenna terminal ANT and a reception terminal Rx, which is a main part of the transmission / reception control device of the present invention. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing an embodiment in which the transmission / reception control device of the present invention is applied to a transmission / reception control device for a DCS (Digital Communication System) communication system (transmission frequency band: 1710 to 1785 MHz, reception frequency band: 1805 to 1880 MHz). The transmission / reception control device shown in FIG. 3 generally includes a first switch circuit SW1 connected between an antenna terminal ANT and a transmission terminal Tx, and a second switch connected between an antenna terminal ANT and a reception terminal Rx. It is composed of a circuit SW2.
[0020]
The first switch circuit SW1 includes a switching diode D2, the anode of which is branched into two, one of which is connected to a transmission terminal Tx via a low-pass filter LPF and a capacitor C1, and the other of which is branched via a coil L1. The other terminal is connected to the voltage control terminal Vc, and the other terminal is connected to the ground potential via the capacitor C4. The cathode is connected to the antenna terminal ANT via the capacitor C2.
[0021]
The switching operation of the first switch circuit SW1 is controlled by a control signal input via a voltage control terminal Vc. That is, when the control signal goes high during transmission, the first switch circuit SW1 is turned on, and the antenna terminal ANT and the transmission terminal Tx are electrically connected. When the control signal goes low during reception, the first switch circuit SW1 is turned off, and the antenna terminal ANT and the transmission terminal Tx are electrically disconnected.
[0022]
On the other hand, the second switch circuit SW2 includes a transmission line SL1 connected between the reception terminal Rx and the antenna terminal ANT, and a switching diode connected between the reception terminal Rx side end of the transmission line SL1 and the ground potential. The anode of the switching diode D1 is connected to the receiving terminal Rx via the capacitor C3, the cathode is branched into two, and one is connected to the ground potential via the capacitor C5 and the coil L3-1. The other is connected to the ground potential via the resistor R1 and the coil L3-2 (the capacitance between the terminals of the switching diode D1 is, for example, 0.15 pF, its high-frequency forward resistance is, for example, 1.2Ω, and the capacitance of the capacitor C5 is, for example, 4.7 pF and the resistance R1 are set to, for example, 150Ω, and the coils L3-1 and L3 The value of -2 is determined by the length of the via-hole conductor and is, for example, about 0.8 nH.)
[0023]
Here, the length of the transmission line SL1 is set to a length that is λ / 4 of the transmission frequency.
[0024]
The second switch circuit SW2 is controlled by the control signal described above to be in a state opposite to the on / off state of the first switch circuit SW1. That is, when the control signal goes high during transmission, the second switch circuit SW2 is turned off, and the antenna terminal ANT and the reception terminal Rx are electrically disconnected. Further, when the control signal goes low during reception, the second switch circuit SW2 is turned on, and the antenna terminal ANT and the reception terminal Rx are electrically connected.
[0025]
As described above, when the control signal is at the high level, the first switch circuit SW1 is turned on and the second switch circuit SW2 is turned off. When the control signal is at the low level, the first switch circuit SW1 is turned off and the second switch circuit SW2 is turned off. SW2 is turned on.
[0026]
In such a transmission / reception control device, the present invention is characterized in that, as shown in FIG. 1, in a second switch circuit SW2 connected between an antenna terminal ANT and a reception terminal Rx, a ground electrode pattern of a capacitor C5 and a resistor R1. The via hole conductors L3-1 and L3-2 for connection to G1 are formed independently of each other. That is, the capacitor C5 is connected to the ground electrode pattern G1 by the via-hole conductor L3-1, and the resistor R1 is connected to the ground electrode pattern G1 by the via-hole conductor L3-2.
[0027]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described.
FIG. 4 shows an equivalent circuit diagram of the second switch circuit SW2 between the antenna terminal ANT and the receiving terminal Rx of the present invention. In FIG. 4, the on-resistance of the switching diode D1 is 1.2 [Ω], the inductance value when on is 1.0 [nH], the characteristic impedance of the transmission line SL1 is 50 [Ω], and the resistance R1 is 150 [Ω]. Ω], the capacitor C5 is set to 4.7 [pF], and L3-1 and L3-2 are set to 0.8 [nH], from P1 (ANT) to P3 (Rx) at the DCS transmission frequency (1710-1785 MHz). ) And transmission loss from P1 (ANT) to P2 (Tx) as a result of circuit simulation. As a result, the isolation was 27.481 [dB] and the transmission loss was 0.171 [dB]. When the length of the via hole conductor is doubled and L3-1 and L3-2 are set to 1.6 [nH], the value of the capacitor C5 for having a resonance frequency at the DCS transmission frequency (1710-1785 MHz) is as follows. 3.2 [pF], and the circuit simulation result in this case is that the isolation from P1 (ANT) to P3 (Rx) is 27.431 [dB], and the transmission from P1 (ANT) to P2 (Tx) The loss was 0.182 [dB]. Thus, when the lengths of the via-hole conductors are each doubled (substantially, each L value is doubled), the isolation is reduced by 0.05 [dB] and the transmission loss is reduced by 0.011 [dB]. I understand.
[0028]
7 and 8 show equivalent circuits of a conventional transmission / reception control device as a comparative example.
[0029]
In FIG. 6, the on-resistance of the diode D1 is 1.2 [Ω], the inductance value when it is on is 1.0 [nH], the characteristic impedance of the transmission line SL1 is 50 [Ω], and the resistance R1 is 150 [Ω]. ], When the capacitor C5 is 4.7 [pF] and L2 is 0.8 [nH], the isolation from P1 (ANT) to P3 (Rx) at the DCS transmission frequency (1710-1785 MHz) and P1 ( As a result of circuit simulation of the transmission loss from ANT) to P2 (Tx), the isolation was 23.104 [dB] and the transmission loss was 0.301 [dB].
[0030]
In FIG. 7, the on-resistance of the diode D1 is 1.2 [Ω], the inductance value at the time of on is 1.0 [nH], the characteristic impedance of the transmission line SL1 is 50 [Ω], and the resistance R1 is 150 [Ω]. [Ω], 3.8 [pF] for the capacitor C5, 0.8 [nH] for L3-1 and L3-2, and 0.4 [nH] for L2-1, the DCS transmission frequency (1710-1785 MHz) ), A circuit simulation of the isolation from P1 (ANT) to P3 (Rx) and the transmission loss from P1 (ANT) to P2 (Tx) shows that the isolation is 25.202 [dB] and the transmission loss is 0. .237 [dB].
[0031]
Here, in FIG. 7, L3-1 and L3-2 are set to 0.4 [nH], L2-1 is set to 0.4 [nH], and the capacitor C5 is set to 4.7 [nH] to set the resonance frequency to the DCS frequency band. pF], the isolation from P1 (ANT) to P3 (Rx) of the DCS transmission frequency (1710-1785 MHz) is 25.365 [dB], and the transmission loss from P1 (ANT) to P2 (Tx) is It was 0.229 [dB].
[0032]
As described above, the results of FIGS. 6 and 7 show that the shorter the via hole conductors L2 and L2-1 are, the less the isolation and the transmission loss are reduced in the conventional example.
[0033]
From the above results, in the comparison between the present invention (FIG. 4) and the conventional example (FIG. 7), the isolation from P1 (ANT) to P3 (Rx) is 23.104 [dB] in the conventional example. In the present invention, it is 27.431 [dB], which is an improvement of 4.327 [dB]. The transmission loss from P1 (ANT) to P2 (Tx) is 0.301 [dB] in the conventional example, but is 0.182 [dB] in the present invention, which is an improvement of 0.119 [dB]. Is seen.
[0034]
This means that in the conventional example, during transmission, there is a leakage of the transmission signal to the reception terminal, so that the isolation from P1 (ANT) to P3 (Rx) and the transmission loss from P1 (ANT) to P2 (Tx) are reduced. It means that it is getting worse. Specifically, when comparing the second switch circuit SW2 of the present invention (FIG. 4) with the second switch circuit SW2 of the conventional example (FIG. 7), the resonance resistance of the parallel resonance circuit including the capacitor C5, the resistor R1, and the coil L2 of the conventional example (FIG. 7). This is because the value of the resonance resistance of the parallel resonance circuit formed by the capacitor C5 and the resistor R1 and the coils L3-1 and L3-2 of the present invention (FIG. 4) is smaller than the value of. That is, this means that the present invention (FIG. 4) has a larger Q of the parallel resonance circuit than the conventional example (FIG. 7).
[0035]
As a reference example, in the circuit of the present invention (FIG. 4), only L3-1 and L3-2 are changed and the ideal state is L3-1 = L3-2 = 0 [nH] (the capacitor C5 and the resistor R1 are via hole conductors). (Direct connection to the ground electrode pattern G2 without any intervening), isolation from P1 (ANT) to P3 (Rx) at the DCS transmission frequency (1710-1785 MHz) and P2 (Rx) from P1 (ANT). As a result of simulating the transmission loss to, the isolation was 28.153 [dB] and the transmission loss was 0.170 [dB]. Comparing the ideal state with the present invention (when L3-1 = L3-2 = 0.8 nH), the present invention reduces the isolation by 0.672 [dB] and the transmission loss by 0.001 [dB]. are doing.
[0036]
Further, the above-described ideal state L3-1 = L3-2 = 0 [nH] (a state in which the capacitor C5 and the resistor R1 are directly connected to the ground electrode pattern G2 without via a via-hole conductor) and a conventional example (FIG. 7). In comparison, in the conventional example, the isolation is reduced by 5.049 [dB] and the transmission loss is reduced by 0.137 [dB].
[0037]
As described above, from the results of the circuit simulation described above, it can be seen that in the present invention (FIG. 4), both the isolation and the transmission loss are close to ideal values.
[0038]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, improvements, and the like can be made without departing from the gist of the present invention.
[0039]
For example, as shown in FIG. 5, the same effect can be obtained by connecting the via-hole conductors L3-1 and L3-2 directly to the ground terminal G2 without going through the ground electrode pattern G1.
[0040]
Further, in the above-described embodiment, the transmission / reception control device of the present invention has been described as an example of a circuit used for a communication device of the DCS communication system, but another communication system of a time division connection, for example, a GSM (Global System for Mobile Communication). It goes without saying that the present invention may be applied to a circuit used in a communication system or a communication device of a PCS (Personal Communication System) communication system.
[0041]
【The invention's effect】
According to the transmission / reception control device of the present invention, at the time of reception, the switching diodes D1 and D2 are turned off, and the reception signal input from the antenna terminal ANT is transmitted to the reception terminal Rx via the transmission line SL1 with almost no loss. .
[0042]
At the time of transmission, the switching diodes D1 and D2 are turned on, the transmission line SL1 having a line length of λ / 4 of the transmission signal between the antenna terminal and the reception terminal functions as a short stub, and the transmission signal leaks to the reception side. Absent.
[0043]
Here, a via-hole conductor L3-1 from the capacitor C5 between the switching diode D1 and the ground electrode pattern G1 to the ground electrode pattern G1 and a via-hole conductor from the resistor R1 between the switching diode D1 and the ground electrode pattern G1 to the ground electrode pattern G1. Since L3-2 and L3-2 are formed independently of each other, at the transmission frequency, the parallel resonance by the switching diode D1, the capacitor C5, and the resistor R1 of the switching diode D1 of the second switch circuit SW2 connected between the antenna terminal ANT and the reception terminal Rx. The resonance resistance (combined impedance on the receiving terminal Rx load side (point B in FIG. 3)) by the circuit can be reduced. In particular, one end of the capacitor C5 and one end of the resistor R1 are connected to a common electrode pattern connected to the switching diode D1 on the conventional circuit board, and the other end is connected to another common electrode pattern and then via the via-hole conductor L2 to the ground electrode. In the present invention, the resonance resistance can be effectively reduced by connecting the capacitor C5 and the ground electrode pattern G1 directly below the other end of the resistor R1.
[0044]
For this reason, the transmission line SL1 having a line length of λ / 4 of the transmission signal functions as a so-called short stub, so that the impedance becomes high when the reception terminal Rx side is viewed from the point A in FIG. 3 and is separated from the reception terminal Rx. become.
[0045]
This maximizes the isolation of the transmission signal from the antenna terminal ANT to the reception terminal Rx and the isolation of the transmission signal from the transmission terminal Tx to the reception terminal Rx during transmission. For this reason, it is possible to reduce the transmission loss between the antenna terminal ANT and the transmission terminal Tx during transmission.
[0046]
Therefore, the transmission / reception control device of the present invention includes the via-hole conductor L3 from the capacitor C5 between the switching diode D1 of the second switch circuit SW2 connected between the antenna terminal ANT and the reception terminal Rx and the ground electrode pattern G1 to the ground electrode pattern G1. -1 and the via hole conductor L3-2 from the resistor R1 between the switching diode D1 and the ground electrode pattern G1 to the ground electrode pattern G1 are formed independently of each other, so that the antenna terminal ANT at the time of transmission from the reception terminal Rx. And the isolation from the transmission terminal Tx to the reception terminal Rx can be increased, and the transmission loss between the antenna terminal ANT and the transmission terminal Tx during transmission can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a transmission / reception control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a transmission / reception control device of the present invention.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the transmission / reception control device of the present invention.
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a second switch circuit connected between an antenna terminal and a reception terminal of the transmission / reception control device of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a transmission / reception control device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exploded perspective view of a conventional transmission / reception control device.
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a conventional transmission / reception control device.
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a modification of the second switch circuit connected between the antenna terminal and the reception terminal of the conventional transmission / reception control device.
[Explanation of symbols]
ANT antenna terminal Tx transmission terminal Rx reception terminal SW1 first switch circuit SW2 second switch circuit Vc voltage control terminal G1 ground electrode pattern G2 ··· Ground terminals L3-1, L3-2 ··· Via-hole conductor SL1 ··· Transmission line LPF ··· Low-pass filters C1 to C5 ··· Capacitors D1 and D2 ··· Switching diode R1 ··· Resistor
