JP2005027185A - 高周波モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】送信と受信の切り換えスイッチを不要とし、その切り換えスイッチの電力損失の防止と、その小型化が図れる高周波モジュールの提供。
【解決手段】高周波モジュール３０は、受信用アンテナ３１の受信信号を処理する受信部６１と、送信用アンテナ４２に供給すべき送信信号を処理する送信部６２とを独立に備えている。受信部６１は、受信用アンテナ３１で受信した受信信号を、周波数帯域の異なる２つの受信系に分ける分波回路３３を含んでいる。送信部６２は、電力増幅回路３８、３９と、分波回路４０とを含んでいる。さらに、この高周波モジュール３０は、受信部６１に含まれる分波回路３３等と、送信部６２に含まれる電力増幅回路３８、３９や分波回路４０とを、積層基板内に独立的に設けるようにしている。
【選択図】 図１
【解決手段】高周波モジュール３０は、受信用アンテナ３１の受信信号を処理する受信部６１と、送信用アンテナ４２に供給すべき送信信号を処理する送信部６２とを独立に備えている。受信部６１は、受信用アンテナ３１で受信した受信信号を、周波数帯域の異なる２つの受信系に分ける分波回路３３を含んでいる。送信部６２は、電力増幅回路３８、３９と、分波回路４０とを含んでいる。さらに、この高周波モジュール３０は、受信部６１に含まれる分波回路３３等と、送信部６２に含まれる電力増幅回路３８、３９や分波回路４０とを、積層基板内に独立的に設けるようにしている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信機などの高周波部の各回路素子を積層基板にモジュール化した高周波モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家庭内や事業所内において、無線による情報機器のネットワーク化（無線ＬＡＮ）が使用され始めている。現在の無線ＬＡＮの主流は、周波数として２．４ＧＨｚ帯を使用するものである。
しかし、２．４ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮでは、使用できる周波数帯域が狭く、今後増加するであろう通信量に対応できないおそれがある。そこで、新たに５ＧＨｚ帯を使用した無線ＬＡＮシステムの仕様が制定された。
【０００３】
このような背景の下では、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮを、１つ（共通）の通信装置で使用する要求が考えられる。このように、異なる２つの周波数帯域を使用する従来の通信装置としては、図１０に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来の通信装置は、図１０に示すように、異なる２つの周波数帯域の受信信号を処理する受信部１と、異なる２つの周波数帯域の送信信号を処理する送信部２とを備え、送受信アンテナ３を送信部１と受信部２とで共用するために、１組の切り換えスイッチ５、６の切り換えにより送信と受信とが選択できるようになっている。
【０００４】
さらに詳述すると、送受信アンテナ３と切り換えスイッチ５、６の間に、受信部１と送信部２に共通の分波回路４が設けられている。受信部１は、低雑音増幅回路７、８と、高周波増幅回路９と、混合回路（ミキサ）１０と、フィルタ回路１１と、中間増幅回路１２とを含んでいる。送信部２は、フィルタ回路１５と、混合回路１６と、高周波増幅回路１７と、ドライバ回路１８、１９と、電力増幅回路２０、２１とを含んでいる。また、シンセサイザ回路１３とデジタル信号処理回路１４とは、受信部１と送信部２とで共用するようになっている。
【０００５】
このような構成からなる通信装置では、例えば、図１０に示す破線内の分波回路４、切り換えスイッチ５、６、および電力増幅回路２０、２１などは、積層基板に１つにまとめられて高周波モジュール２２となっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−８４６９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮに、上述の従来の通信装置に使用される高周波モジュール２２を適用した場合を考えると、送信と受信とを切り換えるための切り換えスイッチが周波数帯別に２つ使用されることになる。
【０００８】
しかし、無線ＬＡＮでは、その使用周波数が２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のように非常に高いので、その切り換えスイッチを使用すると、その切り換えスイッチの挿入に伴う電力損失が大きいという不具合がある。
この不具合を解消して通信品質を確保するには、送信部では電力増幅回路の出力電力を増加する必要があり、他方、受信部では低雑音増幅回路を使用して受信信号の低雑音増幅を行う必要がある。
【０００９】
また、切り換えスイッチは、積層基板内に実現することができないので、積層基板の上面に搭載する必要があり、しかもその切り換えスイッチを２つ搭載する必要がある。このため、高周波モジュールは、積層基板の面積が大きくなる上に、その規模が大型化するという不具合もある。
また、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮでは、その使用周波数が高くまた、差異が２倍以上あるため、半導体を使用した切り替えスイッチを実現するためには、ガリウム砒素などの高価な素子を使用する必要がある。
【００１０】
一方、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮでは、その使用周波数が非常に高くアンテナが極めて小さくて良い、またその使用周波数の差異が２倍以上であり、かつ送信電力が小さいという特質がある。
これらの点を考慮すると、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮのような場合には、送信と受信の切り換えスイッチを持たない新しい着想の高周波モジュールの出現が望まれる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、送信と受信の切り換えスイッチを不要とし、その切り換えスイッチの電力損失の防止が図れる上に、モジュールの小型化を図るようにした高周波モジュールを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、第１の発明は、受信用アンテナの受信信号を処理する受信部と、送信用アンテナに供給すべき送信信号を処理する送信部と、を備え、前記受信部は、前記受信用アンテナの受信信号を周波数帯域の異なる複数の受信系に分ける第１分波回路を含み、前記送信部は、異なる周波数帯域ごとの送信信号をそれぞれ電力増幅する複数の電力増幅回路と、その電力増幅回路の出力を前記送信用アンテナに供給する第２分波回路とを含み、前記受信部に含まれる前記第１分波回路と、前記送信部に含まれる前記電力増幅回路および前記第２分波回路とを、積層基板に独立的に設けるようにした。
【００１３】
このような構成によれば、送信と受信の切り換えスイッチが不要となり、その切り換えスイッチの電力損失の防止が図れる上に、安価にモジュールの小型化が図れるようになる。
第２の発明は、第１の発明の高周波モジュールにおいて、前記送信部は、前記電力増幅回路と前記第２分波回路との間に設けられ、前記電力増幅回路の出力の一部を取り出す方向性結合回路をさらに含み、前記方向性結合回路を前記積層基板に設けるようにした。
【００１４】
このような構成によれば、出力電力のモニタができるようになる。
第３の発明は、第１または第２の発明の高周波モジュールにおいて、前記受信部は、前記第１分波回路を複数個有し、その各第１分波回路は、複数の受信アンテナからの各受信信号を分波するようになっている。
このような構成によれば、ダイバーシティ受信方式の通信装置に適用できるようになる。
【００１５】
第４の発明は、第１乃至第３のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記受信部は、前記受信用アンテナをさらに含み、前記受信用アンテナを前記積層基板に設けるようにした。
このような構成によれば、受信用アンテナと第１分波回路とを接続するコネクタが不要となる。
【００１６】
第５の発明は、第１乃至第４のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記送信部は、前記送信用アンテナをさらに含み、前記送信用アンテナを前記積層基板に設けるようにした。
このような構成によれば、送信用アンテナと第２分波回路とを接続するコネクタが不要となる。
【００１７】
第６の発明は、第１乃至第５のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記受信部は、前記第１分波回路の後段に設けられ、その第１分波回路で分波された各受信信号を増幅する低雑音増幅回路をさらに含み、前記低雑音増幅回路を前記積層基板に設けるようにした。
このような構成によれば、微弱な受信信号を受信処理できるようになる。
【００１８】
第７の発明は、第１乃至第５のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記受信部は、前記第１分波回路の後段に設けられ、その第１分波回路で分波された不平衡の各受信信号を平衡信号にそれぞれ変換する不平衡・平衡変換回路をさらに含み、前記不平衡・平衡変換回路を前記積層基板に設けるようにした。
【００１９】
このような構成によれば、平衡信号を外部に出力できるようになる。
第８の発明は、第１乃至第７のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記送信部は、前記電力増幅回路の前段に設けられ、入力される平衡信号を不平衡信号に変換する平衡・不平衡変換回路をさらに含み、前記平衡・不平衡変換回路を前記積層基板に設けるようにした。
【００２０】
このような構成によれば、平衡信号を外部から受け取って増幅処理できるようになる。
第９の発明は、第１乃至第８のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記積層基板は、低温同時焼成セラミック多層基板からなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る高周波モジュールの回路構成を示すブロック図である。
この第１実施形態に係る高周波モジュール３０は、例えば無線ＬＡＮ用の無線通信装置に適用されるものであり、図１に示すように、受信用アンテナ３１の受信する受信信号を処理する受信部６１と、送信用アンテナ４２に供給すべき送信信号を処理する送信部６２とを、独立に備えている。
【００２２】
受信部６１は、図１に示すように、受信用アンテナ接続端子３２と、分波回路３３と、受信信号出力端子３４、３５とを含んでいる。また、送信部６２は、図１に示すように、送信信号入力端子３６、３７と、電力増幅回路３８、３９と、分波回路４０と、送信用アンテナ接続端子４１とを含んでいる。
さらに、この高周波モジュール３０は、受信部６１に含まれる分波回路３３等と、送信部６２に含まれる電力増幅回路３８、３９や分波回路４０とを、後述のように、積層基板に独立的に設けるようにしている。
【００２３】
次に、この高周波モジュール３０を構成する各回路などの詳細について説明する。
受信用アンテナ接続端子３２は、受信用アンテナ３１と電気的に接続するための端子である。
分波回路３３は、受信用アンテナ３１で受信した受信信号を、周波数帯域の異なる２つの受信系に分ける回路である。この分波回路３３で分けられた受信信号は、受信信号出力端子３４、３５により外部に出力されるようになっている。
【００２４】
この分波回路３３は、具体的には、受信用アンテナ３１で受信した受信信号を周波数帯域ごとに分ける高域と低域の２種類の帯域フィルタからなり、例えば、一方の帯域フィルタは周波数が低い２．４ＧＨｚ帯域の受信信号を通過させ、他方の帯域フィルタは周波数が高い５ＧＨｚ帯域の受信信号を通過させるようになっている。
【００２５】
電力増幅回路３８、３９には、送信信号入力端子３６、３７に入力される周波数帯域の異なる送信信号がそれぞれ供給されるようになっている。
電力増幅回路３８、３９は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯というように、周波数帯域の異なる送信信号をそれぞれ電力増幅する増幅回路である。この電力増幅回路３８、３９は、具体的には高周波増幅用半導体素子と整合回路からなる。
【００２６】
分波回路４０は、電力増幅回路３８の送信信号と電力増幅回路３９の送信信号を取り出して送信用アンテナ４２に供給する回路である。
この分波回路４０は、具体的には、電力増幅回路３８、３９から出力される周波数帯域の異なる送信信号をそれぞれ通過させる高域と低域の２種類の帯域フィルタからなり、例えば、一方の帯域フィルタは周波数が低い２．４ＧＨｚ帯域の電力増幅回路３８からの送信信号を通過させ、他方の帯域フィルタは周波数が高い５ＧＨｚ帯域の電力増幅回路３９からの送信信号を通過させるようになっている。
【００２７】
次に、この第１実施形態に係る高周波モジュールの構造の概要の一例について、図２を参照して説明する。
ここで、図２（Ａ）はこの高周波モジュールの正面図、同図（Ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図、同図（Ｃ）はそのＢ−Ｂ線断面図、同図（Ｄ）はその右側面図である。
【００２８】
この高周波モジュール３０は、複数の誘電体シートを積層して積層基板の内側や表面に各回路素子や端子などを形成したものであり、最終的にその各回路素子や端子が、図２に示すように積層基板５１の内側や表面の所定位置に配置されるようにしたものである。
すなわち、この高周波モジュール３０は、図２に示すように、図１に示す分波回路３３を所定の厚さと大きさからなる積層基板５１の内部の上側の一部に配置するようにした。また、その積層基板５１の左側面部に図１に示す受信用アンテナ接続端子３２を設けるとともに、その積層基板５１の右側面部に図１に示す受信信号出力端子３４、３５をそれぞれ設けるようにした。そして、受信用アンテナ接続端子３２と分波回路３３の入力側とを積層基板５１内において導体５２で電気的に接続し、分波回路３３の各出力側と受信信号出力端子３４、３５とを積層基板５１内において導体５３、５４で電気的に接続するようにした。
【００２９】
さらに、積層基板５１の内部の上側の一部には図１に示す分波回路４０を配置するとともに、その積層基板５１の内部であって分波回路４０の下側に図１に示す電力増幅回路３８、３９を配置するようにした。また、その積層基板５１の左側面部に図１に示す送信用アンテナ接続端子４１を設けるとともに、その積層基板５１の右側面部に図１に示す送信信号出力端子３６、３７をそれぞれ設けるようにした。
【００３０】
そして、送信信号出力端子３６、３７と図１に示す電力増幅回路３８、３９の各入力側とを、積層基板５１内において導体５５、５６で電気的に接続するようにした。さらに、電力増幅回路３８、３９の各出力側と分波回路４０の各入力側とを、積層基板５１内において導体５７、５８で電気的に接続し、分波回路４０の出力側と送信用アンテナ接続端子４１とを積層基板５１内において導体５９で電気的に接続するようにした。
【００３１】
ここで、この高周波モジュールを構成する分波回路３３、電力増幅回路３８、３９および分波回路４０などは、誘電体シート上に金属膜や金属配線などを形成し、これらを積層、圧着などを行うことにより、図２に示すように積層基板５１内に形成される。
ここで、誘電体シートの材料としては、エポキシなどの樹脂またはセラミック誘電体などが使用される。また、積層基板は、低温同時焼成セラミック多層基板とするのが良い。
【００３２】
なお、上記の高周波モジュール３０では、送信部６２が電力増幅回路３８、３９を含むようにしたが、送信電力が比較的小さな場合には、その電力増幅回路３８、３９を省略しても良い。この省略は、以下の各実施例でも同様である。
次に、このような構成からなる第１実施形態に係る高周波モジュール３０を、無線ＬＡＮ用の無線通信装置に適用した場合の構成について、図３を参照して説明する。
【００３３】
この無線通信装置は、図３に示すように、受信部６１と送信部６２とを備え、高周波モジュール３０がその受信部６１と送信部６２の各一部を構成するようになっている。
受信部６１は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の双方の受信信号を処理できるようになっている。このため、受信部６１は、図３に示すように、受信用アンテナ３１と、分波回路３３と、低雑音増幅回路６３、６４と、高周波増幅回路６５と、混合回路（ミキサ）６６と、フィルタ回路６７と、中間増幅回路６８と、を含んでいる。従って、受信部６１では、分波回路３３で２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯に分波される受信信号は、対応する低雑音増幅回路６３、６４で個別に増幅され、その後は共通の回路で処理されるようになっている。
【００３４】
送信部６２は、２．４ＧＨｚ帯と５Ｇ Ｈｚ帯の双方の送信信号を処理できるようになっている。このため、送信部６２は、フィルタ回路６９と、混合回路７０と、高周波増幅回路７１と、ドライバ回路７２、７３と、電力増幅回路３８、３９と、分波回路４０と、送信用アンテナ４２と、を含んでいる。従って、送信部６２では、２．４ＧＨｚ帯の送信信号はドライバ回路７２と電力増幅回路３８で増幅され、５ＧＨｚ帯の送信信号はドライバ回路７３と電力増幅回路３９で増幅されるようになっている。
【００３５】
なお、シンセサイザ回路７４とデジタル信号処理回路７５とは、受信部６１と送信部６２とで共用するようになっている。
以上説明したように、この第１実施形態に係る高周波モジュールでは、送信部の回路と受信部の回路とを独立して設けるようにしたので、送信と受信を切り換えるための切り換えスイッチが不要となる。このため、その切り換えスイッチの使用に伴う電力損失を防止でき、回路の高性能化を実現できる。
【００３６】
また、この第１実施形態に係る高周波モジュールによれば、分波回路はフィルタの組み合わせのため積層基板内に収容できるので、積層基板の小型化が図れ、その結果、高周波モジュールの小型化を図ることができる。
さらに、この第１実施形態に係る高周波モジュールによれば、モジュール内の各回路を一括で設計できることで各回路の接続インピーダンスを内部で整合することができるので、回路全体の最適な特性調整を行うことができる。つまり、各回路間に特性を調整するための部品を設ける必要がなくなり、小型化が実現でき、無線端末の設計工程を短縮できるため、制作費用の削減が図れる。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態に係る高周波モジュールの回路構成について、図４を参照して説明する。
この第２実施形態に係る高周波モジュール３０Ａは、図１に示す高周波モジュール３０を基本とし、分波回路３３の後段に低雑音増幅回路６３、６４を追加するようにしたものである。
【００３８】
すなわち、この高周波モジュール３０Ａは、図４に示すように、受信部６１が受信用アンテナ接続端子３２、分波回路３３、低雑音増幅回路６３、６４、および受信信号出力端子３４、３５を含み、送信部６２が、送信信号入力端子３６、３７、電力増幅回路３８、３９、分波回路４０、および送信用アンテナ接続端子４１を含んでいる。
【００３９】
また、この高周波モジュール３０Ａの構造は、図２に示す高周波モジュール３０の構造と基本的に同様である。すなわち、この高周波モジュール３０Ａは、受信部６１に含まれる分波回路３３や低雑音増幅回路６３、６４と、送信部６２に含まれる電力増幅回路３８、３９や分波回路４０とを、積層基板内に独立的に設けるようにしている。
【００４０】
以上のように、第２実施形態に係る高周波モジュールでは、低雑音増幅回路６３、６４を含むようにしたので、微弱な電波を受信することができる。
次に、本発明の第３実施形態に係る高周波モジュールの回路構成について、図５を参照して説明する。
図１に示す第１実施形態に係る高周波モジュール３０は、受信部６１が受信用アンテナ３１を含まないとともに、送信部６２が送信用アンテナ４２を含まず、その両アンテナ３１、４２を外部接続するようにしたものである。
【００４１】
しかし、この第３実施形態に係る高周波モジュール３０Ｂは、これに代えて図５に示すように、受信部６１と送信部６２とが受信用アンテナ３１と送信用アンテナ４２を含むようにし、その両アンテナ３１、４２を積層基板内に配置するようにした。
以上のように、第３実施形態に係る高周波モジュールでは、受信用アンテナ３１と送信用アンテナ４２とを含むようにした。このため、分波回路と両アンテナとの間の接続器具が不要となる上に、その接続による減衰を減らすことができ、高周波特性が良好となる。
【００４２】
次に、本発明の第４実施形態に係る高周波モジュールの回路構成について、図６を参照して説明する。
図１に示す第１実施形態に係る高周波モジュール３０は、受信部６１が１つの受信用アンテナ４１に対応するものであり、受信用アンテナが複数からなるダイバーシティ受信方式の通信装置には適用できない。
【００４３】
そこで、この第４実施形態に係る高周波モジュール３０Ｃは、図６に示すように、図１に示す高周波モジュール３０を基本とし、受信用アンテナ８１の受信電波を処理するために、受信部６１に、受信用アンテナ接続端子８２、分波回路８３、および受信信号出力端子８４、８５を追加するようにしたものである。
ここで、受信用アンテナ接続端子８２、分波回路８３、受信信号出力端子８４、８５の各機能は、図１に示す受信用アンテナ接続端子３２、分波回路３３、受信信号出力端子３４、３５の各機能と同様であるので、その説明は省略する。
【００４４】
また、この第４実施形態の他の部分の構成は、図１に示す第１実施形態の構成と同一であるので、同一の構成要素には同一符号を付して、ここではその説明を省略する。
さらに、この高周波モジュール３０Ｃでは、その各回路や端子は、高周波モジュール３０と同様に、積層基板の内側や表面に配置されるようにした。
【００４５】
以上のように、第４実施形態に係る高周波モジュールでは、複数の受信用アンテナの受信信号をアンテナ毎に処理できるので、ダイバーシティ受信方式の通信装置に適用できる。
次に、本発明の第５実施形態に係る高周波モジュールの回路構成について、図７を参照して説明する。
【００４６】
図１に示す第１実施形態に係る高周波モジュール３０は、受信部６２の受信信号出力端子３４、３５から取り出すことができる受信信号は不平衡信号であるので、後段の増幅回路として平衡信号を入力して増幅する差動増幅回路を使用できない。
そこで、この第５実施形態に係る高周波モジュール３０Ｄは、図７に示すように、図１に示す高周波モジュール３０を基本とし、受信部６２に、分波回路３３で分波された不平衡信号を平衡信号にそれぞれ変換する不平衡・平衡変換回路（バラン）９１、９２を追加したものである。
【００４７】
また、この追加に伴って、受信信号出力端子３４、３５を、不平衡・平衡変換回路９１で変換された平衡信号を取り出す平衡信号出力端子３４ａ，３４ｂと、不平衡・平衡変換回路９２で変換された平衡信号を取り出す平衡信号出力端子３５ａ，３５ｂとに置き換えるようにした。
さらに、この高周波モジュール３０Ｄでは、その各回路や端子は、高周波モジュール３０と同様に、積層基板の内側や表面に配置されるようにした。
【００４８】
以上のように、第５実施形態に係る高周波モジュールでは、不平衡・平衡変換回路９１、９２を追加するようにしたので、後段の増幅回路として平衡信号を入力して増幅する差動増幅回路を使用できるという利点がある。
次に、本発明の第６実施形態に係る高周波モジュールの回路構成について、図８を参照して説明する。
【００４９】
図７に示す第５実施形態に係る高周波モジュール３０Ｄは、受信部６１の平衡信号出力端子３４ａ，３４ｂと平衡信号出力端子３５ａ，３５ｂから各平衡信号を取り出し、これらを後段の差動増幅回路で増幅できる。しかし、送信部６２の送信信号入力端子３６、３７に、送信信号として外部から平衡信号を入力して処理できない。
【００５０】
そこで、この第６実施形態に係る高周波モジュール３０Ｅは、図８に示すように、図７に示す高周波モジュール３０Ｄを基本とし、送信部６２に、入力される平衡信号を不平衡信号にそれぞれ変換して電力増幅回路３８、３９に供給する平衡・不平衡変換回路９３、９４を追加したものである。
また、この追加に伴って、送信信号入力端子３６、３７を、平衡・不平衡変換回路９３に供給する平衡信号を受け取る平衡信号入力端子３６ａ，３６ｂと、平衡・不平衡変換回路９４に供給する平衡信号を受け取る平衡信号入力端子３７ａ，３７ｂとに置き換えるようした。
【００５１】
さらに、この高周波モジュール３０Ｅでは、その各回路や端子は、高周波モジュール３０Ｄと同様に、積層基板の内側や表面に配置されるようにした。
以上のように、第６実施形態に係る高周波モジュールでは、平衡・不平衡変換回路９３、９４を追加するようにしたので、電力増幅回路３８、３９に対して外部から平衡信号を供給できる。
【００５２】
次に、このような構成からなる第６実施形態に係る高周波モジュール３０Ｅを、無線ＬＡＮ用の無線通信装置に適用した場合の構成について、図９を参照して説明する。
この無線通信装置は、図９に示すように、受信部１０１と送信部１０２とを備え、高周波モジュール３０Ｅがその受信部１０１と送信部１０２の各一部を構成するようになっている。
【００５３】
受信部１０１は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の双方の受信信号を処理できるようになっている。このため、受信部１０１は、図９に示すように、受信用アンテナ３１と、分波回路３３と、不平衡・平衡変換回路９１、９２と、低雑音増幅回路６３ａ、６４ａと、高周波増幅回路６５と、混合回路６６と、フィルタ回路６７と、中間増幅回路６８と、を含んでいる。
【００５４】
従って、受信部１０１では、分波回路３３で２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯に分波される受信信号は、対応する不平衡・平衡変換回路９１、９２で平衡信号に変換され、この各平衡信号は対応する低雑音増幅回路６３ａ、６４ａで個別に差動増幅され、その後は共通の回路で処理されるようになっている。
送信部１０２は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の双方の送信信号を処理できるようになっている。このため、送信部１０２は、フィルタ回路６９と、混合回路７０と、高周波増幅回路７１と、ドライバ回路７２ａ、７３ａと、平衡・不平衡変換回路９３、９４と、電力増幅回路３８、３９と、分波回路４０と、送信用アンテナ４２と、を含んでいる。
【００５５】
従って、送信部１０２では、２．４ＧＨｚ帯の送信信号はドライバ回路７２ａで差動増幅されて平衡信号となり、この平衡信号が平衡・不平衡変換回路９３で不平衡信号に変換されて電力増幅回路３８で増幅され、一方、５ＧＨｚ帯の送信信号はドライバ回路７３ａで差動増幅されて平衡信号となり、この平衡信号が平衡・不平衡変換回路９４で不平衡信号に変換されて電力増幅回路３９で増幅されるようになっている。
【００５６】
シンセサイザ回路７４とデジタル信号処理回路７５とは、受信部１０１と送信部１０２とで共用するようになっている。
なお、上記の各実施形態において、送信部６２の電力増幅回路３８、３９と分波回路４０との間に、電力増幅回路３８、３９の出力の一部を取り出す方向性結合回路（図示せず）を設け、この方向性結合回路を積層基板内に設けるようにしても良い。このようにすると、送信出力をモニタすることが可能となる。
【００５７】
以上説明したように、本発明によれば、送信と受信の切り換えスイッチが不要となり、その切り換えスイッチの電力損失の防止が図れる上に、モジュールの小型化が図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図２】その第１実施形態の構造の概要例を説明する図であり（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図、（Ｃ）はそのＢ−Ｂ線断面図、（Ｄ）はその右側面図である。
【図３】その第１実施形態を無線ＬＡＮ用の無線通信装置に適用した場合の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第５実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第６実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図９】その第６実施形態を無線ＬＡＮ用の無線通信装置に適用した場合の構成例を示すブロック図である。
【図１０】従来装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
３０、３０Ａ〜３０Ｄ・・・・高周波モジュール、３１・・・・受信用アンテナ、３３・・・・分波回路、３８、３９・・・・電力増幅回路、４０・・・・分波回路、４２・・・・送信用アンテナ、５１・・・・積層基板、６１・・・・受信部、６２・・・・送信部、６３、６４・・・・低雑音増幅回路、９１、９２・・・・不平衡・平衡変換回路、９３、９４・・・・平衡・不平衡変換回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信機などの高周波部の各回路素子を積層基板にモジュール化した高周波モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家庭内や事業所内において、無線による情報機器のネットワーク化（無線ＬＡＮ）が使用され始めている。現在の無線ＬＡＮの主流は、周波数として２．４ＧＨｚ帯を使用するものである。
しかし、２．４ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮでは、使用できる周波数帯域が狭く、今後増加するであろう通信量に対応できないおそれがある。そこで、新たに５ＧＨｚ帯を使用した無線ＬＡＮシステムの仕様が制定された。
【０００３】
このような背景の下では、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮを、１つ（共通）の通信装置で使用する要求が考えられる。このように、異なる２つの周波数帯域を使用する従来の通信装置としては、図１０に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来の通信装置は、図１０に示すように、異なる２つの周波数帯域の受信信号を処理する受信部１と、異なる２つの周波数帯域の送信信号を処理する送信部２とを備え、送受信アンテナ３を送信部１と受信部２とで共用するために、１組の切り換えスイッチ５、６の切り換えにより送信と受信とが選択できるようになっている。
【０００４】
さらに詳述すると、送受信アンテナ３と切り換えスイッチ５、６の間に、受信部１と送信部２に共通の分波回路４が設けられている。受信部１は、低雑音増幅回路７、８と、高周波増幅回路９と、混合回路（ミキサ）１０と、フィルタ回路１１と、中間増幅回路１２とを含んでいる。送信部２は、フィルタ回路１５と、混合回路１６と、高周波増幅回路１７と、ドライバ回路１８、１９と、電力増幅回路２０、２１とを含んでいる。また、シンセサイザ回路１３とデジタル信号処理回路１４とは、受信部１と送信部２とで共用するようになっている。
【０００５】
このような構成からなる通信装置では、例えば、図１０に示す破線内の分波回路４、切り換えスイッチ５、６、および電力増幅回路２０、２１などは、積層基板に１つにまとめられて高周波モジュール２２となっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−８４６９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮに、上述の従来の通信装置に使用される高周波モジュール２２を適用した場合を考えると、送信と受信とを切り換えるための切り換えスイッチが周波数帯別に２つ使用されることになる。
【０００８】
しかし、無線ＬＡＮでは、その使用周波数が２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のように非常に高いので、その切り換えスイッチを使用すると、その切り換えスイッチの挿入に伴う電力損失が大きいという不具合がある。
この不具合を解消して通信品質を確保するには、送信部では電力増幅回路の出力電力を増加する必要があり、他方、受信部では低雑音増幅回路を使用して受信信号の低雑音増幅を行う必要がある。
【０００９】
また、切り換えスイッチは、積層基板内に実現することができないので、積層基板の上面に搭載する必要があり、しかもその切り換えスイッチを２つ搭載する必要がある。このため、高周波モジュールは、積層基板の面積が大きくなる上に、その規模が大型化するという不具合もある。
また、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮでは、その使用周波数が高くまた、差異が２倍以上あるため、半導体を使用した切り替えスイッチを実現するためには、ガリウム砒素などの高価な素子を使用する必要がある。
【００１０】
一方、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮでは、その使用周波数が非常に高くアンテナが極めて小さくて良い、またその使用周波数の差異が２倍以上であり、かつ送信電力が小さいという特質がある。
これらの点を考慮すると、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮのような場合には、送信と受信の切り換えスイッチを持たない新しい着想の高周波モジュールの出現が望まれる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、送信と受信の切り換えスイッチを不要とし、その切り換えスイッチの電力損失の防止が図れる上に、モジュールの小型化を図るようにした高周波モジュールを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、第１の発明は、受信用アンテナの受信信号を処理する受信部と、送信用アンテナに供給すべき送信信号を処理する送信部と、を備え、前記受信部は、前記受信用アンテナの受信信号を周波数帯域の異なる複数の受信系に分ける第１分波回路を含み、前記送信部は、異なる周波数帯域ごとの送信信号をそれぞれ電力増幅する複数の電力増幅回路と、その電力増幅回路の出力を前記送信用アンテナに供給する第２分波回路とを含み、前記受信部に含まれる前記第１分波回路と、前記送信部に含まれる前記電力増幅回路および前記第２分波回路とを、積層基板に独立的に設けるようにした。
【００１３】
このような構成によれば、送信と受信の切り換えスイッチが不要となり、その切り換えスイッチの電力損失の防止が図れる上に、安価にモジュールの小型化が図れるようになる。
第２の発明は、第１の発明の高周波モジュールにおいて、前記送信部は、前記電力増幅回路と前記第２分波回路との間に設けられ、前記電力増幅回路の出力の一部を取り出す方向性結合回路をさらに含み、前記方向性結合回路を前記積層基板に設けるようにした。
【００１４】
このような構成によれば、出力電力のモニタができるようになる。
第３の発明は、第１または第２の発明の高周波モジュールにおいて、前記受信部は、前記第１分波回路を複数個有し、その各第１分波回路は、複数の受信アンテナからの各受信信号を分波するようになっている。
このような構成によれば、ダイバーシティ受信方式の通信装置に適用できるようになる。
【００１５】
第４の発明は、第１乃至第３のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記受信部は、前記受信用アンテナをさらに含み、前記受信用アンテナを前記積層基板に設けるようにした。
このような構成によれば、受信用アンテナと第１分波回路とを接続するコネクタが不要となる。
【００１６】
第５の発明は、第１乃至第４のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記送信部は、前記送信用アンテナをさらに含み、前記送信用アンテナを前記積層基板に設けるようにした。
このような構成によれば、送信用アンテナと第２分波回路とを接続するコネクタが不要となる。
【００１７】
第６の発明は、第１乃至第５のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記受信部は、前記第１分波回路の後段に設けられ、その第１分波回路で分波された各受信信号を増幅する低雑音増幅回路をさらに含み、前記低雑音増幅回路を前記積層基板に設けるようにした。
このような構成によれば、微弱な受信信号を受信処理できるようになる。
【００１８】
第７の発明は、第１乃至第５のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記受信部は、前記第１分波回路の後段に設けられ、その第１分波回路で分波された不平衡の各受信信号を平衡信号にそれぞれ変換する不平衡・平衡変換回路をさらに含み、前記不平衡・平衡変換回路を前記積層基板に設けるようにした。
【００１９】
このような構成によれば、平衡信号を外部に出力できるようになる。
第８の発明は、第１乃至第７のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記送信部は、前記電力増幅回路の前段に設けられ、入力される平衡信号を不平衡信号に変換する平衡・不平衡変換回路をさらに含み、前記平衡・不平衡変換回路を前記積層基板に設けるようにした。
【００２０】
このような構成によれば、平衡信号を外部から受け取って増幅処理できるようになる。
第９の発明は、第１乃至第８のうちのいずれかの発明の高周波モジュールにおいて、前記積層基板は、低温同時焼成セラミック多層基板からなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る高周波モジュールの回路構成を示すブロック図である。
この第１実施形態に係る高周波モジュール３０は、例えば無線ＬＡＮ用の無線通信装置に適用されるものであり、図１に示すように、受信用アンテナ３１の受信する受信信号を処理する受信部６１と、送信用アンテナ４２に供給すべき送信信号を処理する送信部６２とを、独立に備えている。
【００２２】
受信部６１は、図１に示すように、受信用アンテナ接続端子３２と、分波回路３３と、受信信号出力端子３４、３５とを含んでいる。また、送信部６２は、図１に示すように、送信信号入力端子３６、３７と、電力増幅回路３８、３９と、分波回路４０と、送信用アンテナ接続端子４１とを含んでいる。
さらに、この高周波モジュール３０は、受信部６１に含まれる分波回路３３等と、送信部６２に含まれる電力増幅回路３８、３９や分波回路４０とを、後述のように、積層基板に独立的に設けるようにしている。
【００２３】
次に、この高周波モジュール３０を構成する各回路などの詳細について説明する。
受信用アンテナ接続端子３２は、受信用アンテナ３１と電気的に接続するための端子である。
分波回路３３は、受信用アンテナ３１で受信した受信信号を、周波数帯域の異なる２つの受信系に分ける回路である。この分波回路３３で分けられた受信信号は、受信信号出力端子３４、３５により外部に出力されるようになっている。
【００２４】
この分波回路３３は、具体的には、受信用アンテナ３１で受信した受信信号を周波数帯域ごとに分ける高域と低域の２種類の帯域フィルタからなり、例えば、一方の帯域フィルタは周波数が低い２．４ＧＨｚ帯域の受信信号を通過させ、他方の帯域フィルタは周波数が高い５ＧＨｚ帯域の受信信号を通過させるようになっている。
【００２５】
電力増幅回路３８、３９には、送信信号入力端子３６、３７に入力される周波数帯域の異なる送信信号がそれぞれ供給されるようになっている。
電力増幅回路３８、３９は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯というように、周波数帯域の異なる送信信号をそれぞれ電力増幅する増幅回路である。この電力増幅回路３８、３９は、具体的には高周波増幅用半導体素子と整合回路からなる。
【００２６】
分波回路４０は、電力増幅回路３８の送信信号と電力増幅回路３９の送信信号を取り出して送信用アンテナ４２に供給する回路である。
この分波回路４０は、具体的には、電力増幅回路３８、３９から出力される周波数帯域の異なる送信信号をそれぞれ通過させる高域と低域の２種類の帯域フィルタからなり、例えば、一方の帯域フィルタは周波数が低い２．４ＧＨｚ帯域の電力増幅回路３８からの送信信号を通過させ、他方の帯域フィルタは周波数が高い５ＧＨｚ帯域の電力増幅回路３９からの送信信号を通過させるようになっている。
【００２７】
次に、この第１実施形態に係る高周波モジュールの構造の概要の一例について、図２を参照して説明する。
ここで、図２（Ａ）はこの高周波モジュールの正面図、同図（Ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図、同図（Ｃ）はそのＢ−Ｂ線断面図、同図（Ｄ）はその右側面図である。
【００２８】
この高周波モジュール３０は、複数の誘電体シートを積層して積層基板の内側や表面に各回路素子や端子などを形成したものであり、最終的にその各回路素子や端子が、図２に示すように積層基板５１の内側や表面の所定位置に配置されるようにしたものである。
すなわち、この高周波モジュール３０は、図２に示すように、図１に示す分波回路３３を所定の厚さと大きさからなる積層基板５１の内部の上側の一部に配置するようにした。また、その積層基板５１の左側面部に図１に示す受信用アンテナ接続端子３２を設けるとともに、その積層基板５１の右側面部に図１に示す受信信号出力端子３４、３５をそれぞれ設けるようにした。そして、受信用アンテナ接続端子３２と分波回路３３の入力側とを積層基板５１内において導体５２で電気的に接続し、分波回路３３の各出力側と受信信号出力端子３４、３５とを積層基板５１内において導体５３、５４で電気的に接続するようにした。
【００２９】
さらに、積層基板５１の内部の上側の一部には図１に示す分波回路４０を配置するとともに、その積層基板５１の内部であって分波回路４０の下側に図１に示す電力増幅回路３８、３９を配置するようにした。また、その積層基板５１の左側面部に図１に示す送信用アンテナ接続端子４１を設けるとともに、その積層基板５１の右側面部に図１に示す送信信号出力端子３６、３７をそれぞれ設けるようにした。
【００３０】
そして、送信信号出力端子３６、３７と図１に示す電力増幅回路３８、３９の各入力側とを、積層基板５１内において導体５５、５６で電気的に接続するようにした。さらに、電力増幅回路３８、３９の各出力側と分波回路４０の各入力側とを、積層基板５１内において導体５７、５８で電気的に接続し、分波回路４０の出力側と送信用アンテナ接続端子４１とを積層基板５１内において導体５９で電気的に接続するようにした。
【００３１】
ここで、この高周波モジュールを構成する分波回路３３、電力増幅回路３８、３９および分波回路４０などは、誘電体シート上に金属膜や金属配線などを形成し、これらを積層、圧着などを行うことにより、図２に示すように積層基板５１内に形成される。
ここで、誘電体シートの材料としては、エポキシなどの樹脂またはセラミック誘電体などが使用される。また、積層基板は、低温同時焼成セラミック多層基板とするのが良い。
【００３２】
なお、上記の高周波モジュール３０では、送信部６２が電力増幅回路３８、３９を含むようにしたが、送信電力が比較的小さな場合には、その電力増幅回路３８、３９を省略しても良い。この省略は、以下の各実施例でも同様である。
次に、このような構成からなる第１実施形態に係る高周波モジュール３０を、無線ＬＡＮ用の無線通信装置に適用した場合の構成について、図３を参照して説明する。
【００３３】
この無線通信装置は、図３に示すように、受信部６１と送信部６２とを備え、高周波モジュール３０がその受信部６１と送信部６２の各一部を構成するようになっている。
受信部６１は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の双方の受信信号を処理できるようになっている。このため、受信部６１は、図３に示すように、受信用アンテナ３１と、分波回路３３と、低雑音増幅回路６３、６４と、高周波増幅回路６５と、混合回路（ミキサ）６６と、フィルタ回路６７と、中間増幅回路６８と、を含んでいる。従って、受信部６１では、分波回路３３で２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯に分波される受信信号は、対応する低雑音増幅回路６３、６４で個別に増幅され、その後は共通の回路で処理されるようになっている。
【００３４】
送信部６２は、２．４ＧＨｚ帯と５Ｇ Ｈｚ帯の双方の送信信号を処理できるようになっている。このため、送信部６２は、フィルタ回路６９と、混合回路７０と、高周波増幅回路７１と、ドライバ回路７２、７３と、電力増幅回路３８、３９と、分波回路４０と、送信用アンテナ４２と、を含んでいる。従って、送信部６２では、２．４ＧＨｚ帯の送信信号はドライバ回路７２と電力増幅回路３８で増幅され、５ＧＨｚ帯の送信信号はドライバ回路７３と電力増幅回路３９で増幅されるようになっている。
【００３５】
なお、シンセサイザ回路７４とデジタル信号処理回路７５とは、受信部６１と送信部６２とで共用するようになっている。
以上説明したように、この第１実施形態に係る高周波モジュールでは、送信部の回路と受信部の回路とを独立して設けるようにしたので、送信と受信を切り換えるための切り換えスイッチが不要となる。このため、その切り換えスイッチの使用に伴う電力損失を防止でき、回路の高性能化を実現できる。
【００３６】
また、この第１実施形態に係る高周波モジュールによれば、分波回路はフィルタの組み合わせのため積層基板内に収容できるので、積層基板の小型化が図れ、その結果、高周波モジュールの小型化を図ることができる。
さらに、この第１実施形態に係る高周波モジュールによれば、モジュール内の各回路を一括で設計できることで各回路の接続インピーダンスを内部で整合することができるので、回路全体の最適な特性調整を行うことができる。つまり、各回路間に特性を調整するための部品を設ける必要がなくなり、小型化が実現でき、無線端末の設計工程を短縮できるため、制作費用の削減が図れる。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態に係る高周波モジュールの回路構成について、図４を参照して説明する。
この第２実施形態に係る高周波モジュール３０Ａは、図１に示す高周波モジュール３０を基本とし、分波回路３３の後段に低雑音増幅回路６３、６４を追加するようにしたものである。
【００３８】
すなわち、この高周波モジュール３０Ａは、図４に示すように、受信部６１が受信用アンテナ接続端子３２、分波回路３３、低雑音増幅回路６３、６４、および受信信号出力端子３４、３５を含み、送信部６２が、送信信号入力端子３６、３７、電力増幅回路３８、３９、分波回路４０、および送信用アンテナ接続端子４１を含んでいる。
【００３９】
また、この高周波モジュール３０Ａの構造は、図２に示す高周波モジュール３０の構造と基本的に同様である。すなわち、この高周波モジュール３０Ａは、受信部６１に含まれる分波回路３３や低雑音増幅回路６３、６４と、送信部６２に含まれる電力増幅回路３８、３９や分波回路４０とを、積層基板内に独立的に設けるようにしている。
【００４０】
以上のように、第２実施形態に係る高周波モジュールでは、低雑音増幅回路６３、６４を含むようにしたので、微弱な電波を受信することができる。
次に、本発明の第３実施形態に係る高周波モジュールの回路構成について、図５を参照して説明する。
図１に示す第１実施形態に係る高周波モジュール３０は、受信部６１が受信用アンテナ３１を含まないとともに、送信部６２が送信用アンテナ４２を含まず、その両アンテナ３１、４２を外部接続するようにしたものである。
【００４１】
しかし、この第３実施形態に係る高周波モジュール３０Ｂは、これに代えて図５に示すように、受信部６１と送信部６２とが受信用アンテナ３１と送信用アンテナ４２を含むようにし、その両アンテナ３１、４２を積層基板内に配置するようにした。
以上のように、第３実施形態に係る高周波モジュールでは、受信用アンテナ３１と送信用アンテナ４２とを含むようにした。このため、分波回路と両アンテナとの間の接続器具が不要となる上に、その接続による減衰を減らすことができ、高周波特性が良好となる。
【００４２】
次に、本発明の第４実施形態に係る高周波モジュールの回路構成について、図６を参照して説明する。
図１に示す第１実施形態に係る高周波モジュール３０は、受信部６１が１つの受信用アンテナ４１に対応するものであり、受信用アンテナが複数からなるダイバーシティ受信方式の通信装置には適用できない。
【００４３】
そこで、この第４実施形態に係る高周波モジュール３０Ｃは、図６に示すように、図１に示す高周波モジュール３０を基本とし、受信用アンテナ８１の受信電波を処理するために、受信部６１に、受信用アンテナ接続端子８２、分波回路８３、および受信信号出力端子８４、８５を追加するようにしたものである。
ここで、受信用アンテナ接続端子８２、分波回路８３、受信信号出力端子８４、８５の各機能は、図１に示す受信用アンテナ接続端子３２、分波回路３３、受信信号出力端子３４、３５の各機能と同様であるので、その説明は省略する。
【００４４】
また、この第４実施形態の他の部分の構成は、図１に示す第１実施形態の構成と同一であるので、同一の構成要素には同一符号を付して、ここではその説明を省略する。
さらに、この高周波モジュール３０Ｃでは、その各回路や端子は、高周波モジュール３０と同様に、積層基板の内側や表面に配置されるようにした。
【００４５】
以上のように、第４実施形態に係る高周波モジュールでは、複数の受信用アンテナの受信信号をアンテナ毎に処理できるので、ダイバーシティ受信方式の通信装置に適用できる。
次に、本発明の第５実施形態に係る高周波モジュールの回路構成について、図７を参照して説明する。
【００４６】
図１に示す第１実施形態に係る高周波モジュール３０は、受信部６２の受信信号出力端子３４、３５から取り出すことができる受信信号は不平衡信号であるので、後段の増幅回路として平衡信号を入力して増幅する差動増幅回路を使用できない。
そこで、この第５実施形態に係る高周波モジュール３０Ｄは、図７に示すように、図１に示す高周波モジュール３０を基本とし、受信部６２に、分波回路３３で分波された不平衡信号を平衡信号にそれぞれ変換する不平衡・平衡変換回路（バラン）９１、９２を追加したものである。
【００４７】
また、この追加に伴って、受信信号出力端子３４、３５を、不平衡・平衡変換回路９１で変換された平衡信号を取り出す平衡信号出力端子３４ａ，３４ｂと、不平衡・平衡変換回路９２で変換された平衡信号を取り出す平衡信号出力端子３５ａ，３５ｂとに置き換えるようにした。
さらに、この高周波モジュール３０Ｄでは、その各回路や端子は、高周波モジュール３０と同様に、積層基板の内側や表面に配置されるようにした。
【００４８】
以上のように、第５実施形態に係る高周波モジュールでは、不平衡・平衡変換回路９１、９２を追加するようにしたので、後段の増幅回路として平衡信号を入力して増幅する差動増幅回路を使用できるという利点がある。
次に、本発明の第６実施形態に係る高周波モジュールの回路構成について、図８を参照して説明する。
【００４９】
図７に示す第５実施形態に係る高周波モジュール３０Ｄは、受信部６１の平衡信号出力端子３４ａ，３４ｂと平衡信号出力端子３５ａ，３５ｂから各平衡信号を取り出し、これらを後段の差動増幅回路で増幅できる。しかし、送信部６２の送信信号入力端子３６、３７に、送信信号として外部から平衡信号を入力して処理できない。
【００５０】
そこで、この第６実施形態に係る高周波モジュール３０Ｅは、図８に示すように、図７に示す高周波モジュール３０Ｄを基本とし、送信部６２に、入力される平衡信号を不平衡信号にそれぞれ変換して電力増幅回路３８、３９に供給する平衡・不平衡変換回路９３、９４を追加したものである。
また、この追加に伴って、送信信号入力端子３６、３７を、平衡・不平衡変換回路９３に供給する平衡信号を受け取る平衡信号入力端子３６ａ，３６ｂと、平衡・不平衡変換回路９４に供給する平衡信号を受け取る平衡信号入力端子３７ａ，３７ｂとに置き換えるようした。
【００５１】
さらに、この高周波モジュール３０Ｅでは、その各回路や端子は、高周波モジュール３０Ｄと同様に、積層基板の内側や表面に配置されるようにした。
以上のように、第６実施形態に係る高周波モジュールでは、平衡・不平衡変換回路９３、９４を追加するようにしたので、電力増幅回路３８、３９に対して外部から平衡信号を供給できる。
【００５２】
次に、このような構成からなる第６実施形態に係る高周波モジュール３０Ｅを、無線ＬＡＮ用の無線通信装置に適用した場合の構成について、図９を参照して説明する。
この無線通信装置は、図９に示すように、受信部１０１と送信部１０２とを備え、高周波モジュール３０Ｅがその受信部１０１と送信部１０２の各一部を構成するようになっている。
【００５３】
受信部１０１は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の双方の受信信号を処理できるようになっている。このため、受信部１０１は、図９に示すように、受信用アンテナ３１と、分波回路３３と、不平衡・平衡変換回路９１、９２と、低雑音増幅回路６３ａ、６４ａと、高周波増幅回路６５と、混合回路６６と、フィルタ回路６７と、中間増幅回路６８と、を含んでいる。
【００５４】
従って、受信部１０１では、分波回路３３で２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯に分波される受信信号は、対応する不平衡・平衡変換回路９１、９２で平衡信号に変換され、この各平衡信号は対応する低雑音増幅回路６３ａ、６４ａで個別に差動増幅され、その後は共通の回路で処理されるようになっている。
送信部１０２は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の双方の送信信号を処理できるようになっている。このため、送信部１０２は、フィルタ回路６９と、混合回路７０と、高周波増幅回路７１と、ドライバ回路７２ａ、７３ａと、平衡・不平衡変換回路９３、９４と、電力増幅回路３８、３９と、分波回路４０と、送信用アンテナ４２と、を含んでいる。
【００５５】
従って、送信部１０２では、２．４ＧＨｚ帯の送信信号はドライバ回路７２ａで差動増幅されて平衡信号となり、この平衡信号が平衡・不平衡変換回路９３で不平衡信号に変換されて電力増幅回路３８で増幅され、一方、５ＧＨｚ帯の送信信号はドライバ回路７３ａで差動増幅されて平衡信号となり、この平衡信号が平衡・不平衡変換回路９４で不平衡信号に変換されて電力増幅回路３９で増幅されるようになっている。
【００５６】
シンセサイザ回路７４とデジタル信号処理回路７５とは、受信部１０１と送信部１０２とで共用するようになっている。
なお、上記の各実施形態において、送信部６２の電力増幅回路３８、３９と分波回路４０との間に、電力増幅回路３８、３９の出力の一部を取り出す方向性結合回路（図示せず）を設け、この方向性結合回路を積層基板内に設けるようにしても良い。このようにすると、送信出力をモニタすることが可能となる。
【００５７】
以上説明したように、本発明によれば、送信と受信の切り換えスイッチが不要となり、その切り換えスイッチの電力損失の防止が図れる上に、モジュールの小型化が図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図２】その第１実施形態の構造の概要例を説明する図であり（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図、（Ｃ）はそのＢ−Ｂ線断面図、（Ｄ）はその右側面図である。
【図３】その第１実施形態を無線ＬＡＮ用の無線通信装置に適用した場合の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第５実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第６実施形態の回路構成を示すブロック図である。
【図９】その第６実施形態を無線ＬＡＮ用の無線通信装置に適用した場合の構成例を示すブロック図である。
【図１０】従来装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
３０、３０Ａ〜３０Ｄ・・・・高周波モジュール、３１・・・・受信用アンテナ、３３・・・・分波回路、３８、３９・・・・電力増幅回路、４０・・・・分波回路、４２・・・・送信用アンテナ、５１・・・・積層基板、６１・・・・受信部、６２・・・・送信部、６３、６４・・・・低雑音増幅回路、９１、９２・・・・不平衡・平衡変換回路、９３、９４・・・・平衡・不平衡変換回路。
Claims (9)
- 受信用アンテナの受信信号を処理する受信部と、
送信用アンテナに供給すべき送信信号を処理する送信部と、を備え、
前記受信部は、前記受信用アンテナの受信信号を周波数帯域の異なる複数の受信系に分ける第１分波回路を含み、
前記送信部は、異なる周波数帯域ごとの送信信号をそれぞれ電力増幅する複数の電力増幅回路と、その電力増幅回路の出力を前記送信用アンテナに供給する第２分波回路とを含み、
前記受信部に含まれる前記第１分波回路と、前記送信部に含まれる前記電力増幅回路および前記第２分波回路とを、積層基板に独立的に設けたことを特徴とする高周波モジュール。 - 前記送信部は、前記電力増幅回路と前記第２分波回路との間に設けられ、前記電力増幅回路の出力の一部を取り出す方向性結合回路をさらに含み、前記方向性結合回路を前記積層基板に設けたことを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
- 前記受信部は、前記第１分波回路を複数個有し、その各第１分波回路は、複数の受信アンテナからの各受信信号を分波するようになっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高周波モジュール。
- 前記受信部は、前記受信用アンテナをさらに含み、前記受信用アンテナを前記積層基板に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の高周波モジュール。
- 前記送信部は、前記送信用アンテナをさらに含み、前記送信用アンテナを前記積層基板に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の高周波モジュール。
- 前記受信部は、前記第１分波回路の後段に設けられ、その第１分波回路で分波された各受信信号を増幅する低雑音増幅回路をさらに含み、前記低雑音増幅回路を前記積層基板に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載の高周波モジュール。
- 前記受信部は、前記第１分波回路の後段に設けられ、その第１分波回路で分波された不平衡の各受信信号を平衡信号にそれぞれ変換する不平衡・平衡変換回路をさらに含み、前記不平衡・平衡変換回路を前記積層基板に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載の高周波モジュール。
- 前記送信部は、前記電力増幅回路の前段に設けられ、入力される平衡信号を不平衡信号に変換する平衡・不平衡変換回路をさらに含み、前記平衡・不平衡変換回路を前記積層基板に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載の高周波モジュール。
- 前記積層基板は、低温同時焼成セラミック多層基板からなることを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちのいずれかに記載の高周波モジュール。
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