JP2005064779A - High pass filter and multiband antenna switching circuit using it, multiband antenna switch lamination module, and communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロ波帯などの高周波帯域で用いられるハイパスフィルタ、マルチバンドアンテナスイッチ回路、マルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール等の高周波複合部品に関し、特に1つのアンテナで送受信系を取り扱う高周波スイッチ部品において静電サージ対策を施したものに関し、更に、静電サージ耐力を改善した通信装置に関する。 The present invention relates to a high-frequency composite component such as a high-pass filter, a multi-band antenna switch circuit, and a multi-band antenna switch laminated module used in a high-frequency band such as a microwave band, and more particularly to a high-frequency switch component that handles a transmission / reception system with one antenna. More particularly, the present invention relates to a communication device with improved electrostatic surge resistance.
携帯無線通信システムには、例えば主に欧州で盛んなEGSM方式およびDCS方式、米国で盛んなPCS方式、日本で採用されているPDC方式などの様々なシステムがある。
しかし、昨今の携帯電話の急激な普及に伴い、特に先進国の主要な大都市部においては、各システムに割り当てられた周波数帯域ではシステム利用者を賄いきれず、接続困難、通話途中での接続切断などの問題が生じている。
そこで、利用者が複数のシステムを利用できるようにして、実質的に利用可能な周波数の増加を図り、更にサービス区域の拡充や各システムの通信インフラを有効活用することが提唱されている。
The portable radio communication system includes various systems such as an EGSM system and a DCS system that are popular in Europe, a PCS system that is popular in the United States, and a PDC system that is adopted in Japan.
However, with the rapid spread of mobile phones in recent years, especially in major metropolitan areas in developed countries, it is difficult to connect system users in the frequency band allocated to each system, making it difficult to connect, connecting during a call Problems such as disconnection have occurred.
Therefore, it has been proposed that the user can use a plurality of systems to substantially increase the frequency that can be used, and further expand the service area and effectively use the communication infrastructure of each system.
利用者が複数のシステムを利用したい場合、各システムに対応した携帯通信機を必要な分だけ持つか、あるいは複数のシステムで通信できる小型軽量の携帯通信機を持つ必要がある。後者の場合、1台の携帯通信機で複数のシステムを利用可能とするには、システム毎の部品を用いて携帯通信機を構成すればよいが、信号の送信系においては、例えば希望の送信周波数の送信信号を通過させるフィルタ、送受信回路を切り換える高周波スイッチや送受信信号を入放射するアンテナ、また信号の受信系では、前記高周波スイッチを通過した受信信号の希望の周波数を通過させるフィルタ等の高周波回路部品が各々のシステム毎に必要となる。
このため、携帯通信機が高価になるとともに、体積および重量ともに増加してしまい携帯用としては不適であった。
そこで複数のシステムに対応した小型軽量の高周波回路部品が必要になってきた。例えば、EGSM、DCSに対応したデュアルバンド対応のアンテナスイッチモジュールあるいはEGSM、DCS、PCSの3つのシステムに対応した携帯通信機に用いられるトリプルバンド対応のアンテナスイッチモジュールが知られている(例えば、特許文献1参照)。
When a user wants to use a plurality of systems, it is necessary to have a required number of portable communication devices corresponding to each system, or to have a small and lightweight portable communication device that can communicate with a plurality of systems. In the latter case, in order to be able to use a plurality of systems with one portable communication device, the portable communication device may be configured using components for each system. However, in the signal transmission system, for example, desired transmission High-frequency switches such as filters that pass transmission signals of frequencies, high-frequency switches that switch transmission / reception circuits, antennas that receive and emit transmission / reception signals, and filters that pass the desired frequency of reception signals that have passed through the high-frequency switch in signal reception systems Circuit components are required for each system.
For this reason, the portable communication device becomes expensive and increases in volume and weight, which is not suitable for portable use.
Therefore, small and lightweight high-frequency circuit components corresponding to a plurality of systems have become necessary. For example, there are known dual-band antenna switch modules compatible with EGSM and DCS or triple-band antenna switch modules used in portable communication devices compatible with three systems of EGSM, DCS, and PCS (for example, patents). Reference 1).
図19に、EGSM、DCS、PCSに対応したトリプルバンドアンテナスイッチ回路7のブロック図を示す。分波回路Dipは、0.9GHz帯のEGSMの信号と1.8GHz帯のDCS/PCSの信号を分波する。
スイッチSW1はEGSMの送受信を切り換え、SW2はDCS、PCSの送受信を切り換える。
ローパスフィルタLPF1、LPF2は、送信側のパワーアンプ(図示しない)で発生する高調波歪発生量を低減する。SAWフィルタ(SAW1〜SAW3)は、受信信号に含まれる受信帯域外のノイズを低減する役割を担う。
この場合SW1、SW2にはPINダイオードを用いたPINダイオードスイッチ、あるいはGaAs FETスイッチなどが用いられる。
FIG. 19 shows a block diagram of a triple band
The switch SW1 switches transmission / reception of EGSM, and SW2 switches transmission / reception of DCS and PCS.
The low-pass filters LPF1 and LPF2 reduce the amount of harmonic distortion generated by a transmission-side power amplifier (not shown). The SAW filters (SAW1 to SAW3) play a role of reducing noise outside the reception band included in the reception signal.
In this case, a PIN diode switch using a PIN diode or a GaAs FET switch is used for SW1 and SW2.
アンテナスイッチモジュールで使用されるPINダイオード、GaAs FET、SAWフィルタなどの高周波部品は静電サージに弱く、特に携帯電話の場合、人体からの静電サージがアンテナに入力された場合に上記の高周波部品が破壊されるという問題があった。 High-frequency components such as PIN diodes, GaAs FETs, and SAW filters used in antenna switch modules are vulnerable to electrostatic surges. In particular, in the case of mobile phones, the above-described high-frequency components are applied when electrostatic surges from the human body are input to the antenna. There was a problem of being destroyed.
また、アンテナスイッチモジュールが破壊までは至らないまでも、送信端子に接続されるパワーアンプや、受信端子に接続される低雑音アンプなどの、アンテナスイッチモジュールの後段に接続される回路を破壊する可能性もあり、静電サージに対する対策を講じることが重要であった。 In addition, even if the antenna switch module does not break down, it is possible to destroy the circuit connected to the subsequent stage of the antenna switch module, such as the power amplifier connected to the transmission terminal and the low noise amplifier connected to the reception terminal. Therefore, it was important to take measures against electrostatic surges.
そこで、静電サージ対策に係る従来技術として幾つかの発明がなされてきた(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。
Therefore, several inventions have been made as conventional techniques related to countermeasures against electrostatic surges (see, for example,
図20に、特許文献2に開示された静電サージ対策を施したアンテナスイッチ回路7を示す。アンテナ端子ANT、送信端子Tx、受信端子Rxの各々の信号ラインに、グランドに接続されたインダクタL1〜L3とコンデンサC1、C2、C4を挿入したものである(点線で囲まれた部分)。
FIG. 20 shows an
図21に、特許文献3に開示された静電サージ対策を施したアンテナスイッチ回路7を示す。2つの分波回路Dip1,Dip2のうち、低周波数帯側の分波回路Dip1に、グランドに接続したインダクタL3を挿入したものである(内側の点線で囲まれた部分)。
つまり、静電サージ対策として、分波回路の一部にインダクタを追加したものである。
FIG. 21 shows an
In other words, as an electrostatic surge countermeasure, an inductor is added to a part of the branching circuit.
図22に示すように、分波回路を用いずに、複数の周波数の送受信信号をGaAs FETスイッチ(DP5T SW)により直接切り換える回路の場合、アンテナ端子ANTとGaAsスイッチ(DP5T SW)の間に、LC回路、またはグランドに落ちるインダクタ単独の、静電サージ対策回路を取り入れる試みもあった。 As shown in FIG. 22, in the case of a circuit that directly switches a transmission / reception signal of a plurality of frequencies by a GaAs FET switch (DP5T SW) without using a branching circuit, between the antenna terminal ANT and the GaAs switch (DP5T SW), There have also been attempts to incorporate an electrostatic surge countermeasure circuit with an LC circuit or an inductor that falls to ground alone.
特許文献1に記載の静電サージ対策では、アンテナ端子、送信端子、受信端子の各々にインダクタおよび静電容量を必要とするため、小型化、低コスト化の妨げになることは勿論、挿入損失の劣化の原因にもなっていた。 The countermeasure against electrostatic surge described in Patent Document 1 requires an inductor and a capacitance for each of the antenna terminal, the transmission terminal, and the reception terminal. It was also a cause of deterioration.
特許文献2に記載の静電サージ対策では、300MHz付近での減衰量は5dB以下と僅かなものしか得られず、静電サージを対策するには不十分であった。
In the countermeasure against electrostatic surge described in
また前記の分波回路を用いない従来例における静電サージ対策の試みでは、GaAsスイッチを静電サージから保護するためには、グランドに落ちるインダクタを5nH以下に設定する必要がある。
しかし、アンテナトップ(antenna top)に5nH以下のインダクタを接続した場合、900MHz帯域〜1.8GHz帯域までの広帯域での整合を取ることが困難になる。
従って、従来の静電サージ対策回路はアンテナトップに使用することが出来なかった。
Further, in an attempt to prevent electrostatic surges in the conventional example that does not use the branching circuit, in order to protect the GaAs switch from electrostatic surges, it is necessary to set the inductor falling to the ground to 5 nH or less.
However, when an inductor of 5 nH or less is connected to the antenna top, it is difficult to achieve matching in a wide band from 900 MHz band to 1.8 GHz band.
Therefore, the conventional electrostatic surge countermeasure circuit cannot be used for the antenna top.
以上のことから、本発明は前述の従来技術での問題を解決し、広帯域で整合が取れると共にアンテナトップでの使用を可能とした、静電サージ対策用のハイパスフィルタ、これを用いたマルチバンドアンテナスイッチ回路、マルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール、並びに通信装置を提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention solves the above-described problems in the prior art, can achieve matching in a wide band and can be used at the antenna top, and a multi-band using the high-pass filter for countermeasures against electrostatic surges. An object of the present invention is to provide an antenna switch circuit, a multiband antenna switch stack module, and a communication device.
本発明の第1手段は、入力端子(P1)および出力端子(P2)を有し、前記入力端子(P1)とグランドとの間に接続された第1のインダクタ(L1)、前記入力端子(P1)と前記出力端子(P2)との間に接続された第1の容量(C1)、前記出力端子(P2)に接続された第2のインダクタ(L2)、およびこの第2のインダクタ(L2)とグランドに接続された第2の容量(C2)とからなる直列共振回路を有し、前記第1のインダクタ(L1)と前記第2のインダクタ(L2)との少なくとも一部を誘導結合及び/又は容量結合(MCL)したことを特徴とするハイパスフィルタ(6)である。 The first means of the present invention has an input terminal (P1) and an output terminal (P2). The first inductor (L1) connected between the input terminal (P1) and the ground, the input terminal ( P1) and a first capacitor (C1) connected between the output terminal (P2), a second inductor (L2) connected to the output terminal (P2), and the second inductor (L2) ) And a second capacitor (C2) connected to the ground, and at least a part of the first inductor (L1) and the second inductor (L2) are inductively coupled and This is a high-pass filter (6) characterized by being capacitively coupled (MCL).
本発明の第2手段は、前記第2のインダクタ(L2)と前記出力端子(P2)との間に第3のインダクタ(L3)および第3の容量(C3)からなる並列共振回路を設けたことを特徴とする第1手段記載のハイパスフィルタ(6)である。 In the second means of the present invention, a parallel resonant circuit including a third inductor (L3) and a third capacitor (C3) is provided between the second inductor (L2) and the output terminal (P2). This is a high-pass filter (6) according to the first means.
本発明の第3手段は、LC回路で構成され、該LC回路は、複数の誘電体層(gs1〜gs10)を積層してなる積層基板の基板内に電極パターンにより構成し、グランド電極に接続された第1のインダクタ(L1)と、グランド電極に第2の容量(C2)を介して接続された第2のインダクタ(L2)と、前記第1のインダクタ(L1)と第2のインダクタ(L2)の間に接続された第1の容量(C1)とからなり、前記第1のインダクタ(L1)と、前記第2のインダクタ(L2)を構成する電極パターンは少なくとも1つの誘電体層(gs1〜gs10)上に配置されていることを特徴とするハイパスフィルタ(6)である。 The third means of the present invention is constituted by an LC circuit, and the LC circuit is constituted by an electrode pattern in a laminated substrate formed by laminating a plurality of dielectric layers (gs1 to gs10) and connected to a ground electrode. The first inductor (L1), the second inductor (L2) connected to the ground electrode via the second capacitor (C2), the first inductor (L1) and the second inductor ( L2) is connected to the first capacitor (C1), and the electrode pattern constituting the first inductor (L1) and the second inductor (L2) is at least one dielectric layer ( The high-pass filter (6) is arranged on gs1 to gs10).
本発明の第4手段は、第1手段乃至第3手段のいずれかに記載のハイパスフィルタ(6)の入力端子(P1)にアンテナを、前記出力端子(P2)に複数の周波数の信号を送受信端子へ切り換えを行うマルチバンドアンテナスイッチ回路(7)のアンテナ端子(ANT)を接続することを特徴とするマルチバンドアンテナスイッチ回路(7)である。 According to a fourth means of the present invention, an antenna is connected to the input terminal (P1) of the high-pass filter (6) according to any one of the first to third means, and signals of a plurality of frequencies are transmitted / received to the output terminal (P2). A multiband antenna switch circuit (7) characterized by connecting an antenna terminal (ANT) of a multiband antenna switch circuit (7) for switching to a terminal.
本発明の第5手段は、第1手段乃至第3手段のいずれかに記載のハイパスフィルタ(6)の出力端子(P2)にアンテナを、また前記入力端子(P1)に複数の周波数の信号を送受信端子へ切り換えを行うマルチバンドアンテナスイッチ回路(7)のアンテナ端子(ANT)を接続したことを特徴とするマルチバンドアンテナスイッチ回路(7)である。 According to a fifth means of the present invention, an antenna is provided at the output terminal (P2) of the high-pass filter (6) according to any one of the first to third means, and signals having a plurality of frequencies are provided at the input terminal (P1). A multiband antenna switch circuit (7) characterized in that an antenna terminal (ANT) of a multiband antenna switch circuit (7) for switching to a transmission / reception terminal is connected.
本発明の第6手段は、複数の周波数の信号を送受信端子へ切り換えを行うマルチバンドアンテナスイッチ回路(7)であって、前記マルチバンドアンテナスイッチ回路の受信端子(EGSM Rx,DCS Rx,PCS Rx)と受信のSAWフィルタ(SAW1〜SAW3)との間に第1手段乃至第3手段のいずれかに記載のハイパスフィルタ(6)を挿入したことを特徴とするマルチバンドアンテナスイッチ回路(7)である。 A sixth means of the present invention is a multiband antenna switch circuit (7) for switching signals of a plurality of frequencies to a transmission / reception terminal, wherein the reception terminals (EGSM Rx, DCS Rx, PCS Rx) of the multiband antenna switch circuit. ) And a receiving SAW filter (SAW1 to SAW3), a high-pass filter (6) according to any one of the first to third means is inserted into a multiband antenna switch circuit (7) is there.
本発明の第7手段は、第1手段乃至第3手段のいずれかに記載のハイパスフィルタ(6)及び第4手段乃至第6手段のいずれかに記載のマルチバンドアンテナスイッチ回路(7)を構成するインダクタおよび容量の一部を積層基板に内蔵し、前記マルチバンドアンテナスイッチ回路(7)の一部を構成するスイッチ素子、抵抗、容量、インダクタおよびSAWフィルタなどのチップ部品を積層基板上に搭載したことを特徴とするマルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール(8)である。 The seventh means of the present invention comprises the high-pass filter (6) according to any one of the first to third means and the multiband antenna switch circuit (7) according to any one of the fourth to sixth means. A part of the inductor and the capacitor to be built in the multilayer substrate, and chip components such as a switch element, a resistor, a capacitor, an inductor and a SAW filter constituting a part of the multiband antenna switch circuit (7) are mounted on the multilayer substrate. This is a multiband antenna switch laminated module (8) characterized by the above.
本発明の第8手段は、通過帯域が異なる複数の送受信系を高周波数側の信号と低周波数側の信号に分ける分波回路(Dip)と、前記分波回路(Dip)に接続され、前記送受信系の送信系と受信系との接続を切り替えるスイッチ回路(SW1、SW2)と、前記複数の送受信系の各送信系に設けられたローパスフィルタ(LPF1、LPF2)と、ハイパスフィルタ(6)とを有し、前記分波回路(Dip)はLC回路で構成され、前記スイッチ回路(SW1、SW2)はスイッチング素子と伝送線路を主構成とし、前記ローパスフィルタ(LPF1、LPF2)及びハイパスフィルタ(6)はLC回路で構成され、前記分波回路(Dip)のLC回路、前記ローパスフィルタ(LPF1、LPF2)及びハイパスフィルタ(6)のLC回路及び前記スイッチ回路(SW1、SW2)の伝送線路の少なくとも一部は、複数の誘電体層(GS1〜GS12)を積層してなる積層基板の基板内に電極パターンにより構成し、前記スイッチング素子またはLC回路の一部を構成するチップ素子は前記積層基板上に配置しており、前記ハイパスフィルタ(6)のLC回路はグランド電極に接続された第1のインダクタ(L1)と、グランド電極に第2の容量(C2)を介して接続された第2のインダクタ(L2)と、前記第1のインダクタ(L1)と第2のインダクタ(L2)の間に接続された第1の容量(C1)とからなり、前記第1のインダクタ(L1)と、前記第2のインダクタ(L2)を構成する電極パターンは少なくとも1つの誘電体層(GS1〜GS12)上に配置されていることを特徴とするマルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール(8)である。 The eighth means of the present invention is connected to a demultiplexing circuit (Dip) for dividing a plurality of transmission / reception systems having different pass bands into a high frequency side signal and a low frequency side signal, and the demultiplexing circuit (Dip), A switch circuit (SW1, SW2) that switches connection between a transmission system and a reception system of a transmission / reception system, a low-pass filter (LPF1, LPF2) provided in each transmission system of the plurality of transmission / reception systems, and a high-pass filter (6) The branching circuit (Dip) is composed of an LC circuit, the switch circuit (SW1, SW2) is mainly composed of a switching element and a transmission line, and the low-pass filter (LPF1, LPF2) and the high-pass filter (6 ) Is composed of an LC circuit, and the LC circuit of the branching circuit (Dip), the LC circuit of the low-pass filter (LPF1, LPF2) and the high-pass filter (6). And at least a part of the transmission line of the switch circuit (SW1, SW2) is configured by an electrode pattern in a laminated substrate formed by laminating a plurality of dielectric layers (GS1 to GS12), and the switching element or LC A chip element constituting a part of the circuit is disposed on the multilayer substrate, and the LC circuit of the high-pass filter (6) includes a first inductor (L1) connected to the ground electrode and a second electrode connected to the ground electrode. A second inductor (L2) connected via a first capacitor (C2), and a first capacitor (C1) connected between the first inductor (L1) and the second inductor (L2). The electrode patterns constituting the first inductor (L1) and the second inductor (L2) are arranged on at least one dielectric layer (GS1 to GS12). It is a multi-band antenna switch stack module (8), characterized in.
本発明の第9手段は、第1手段乃至第3手段のいずれかに記載のハイパスフィルタ(6)及び第4手段乃至第6手段のいずれかに記載のマルチバンドアンテナスイッチ回路(7)、又は第7手段若しくは第8手段記載のマルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール(8)を用いたことを特徴とする通信装置である。 The ninth means of the present invention is the high-pass filter (6) according to any one of the first to third means and the multiband antenna switch circuit (7) according to any one of the fourth to sixth means, or A communication apparatus using the multiband antenna switch laminated module (8) described in the seventh means or the eighth means.
本発明によると、アンテナ端子からの静電サージをグランドに逃がし、かつ広範囲の周波数帯に対して静電サージを吸収し、より完全に静電破壊対策ができる。
そして、マルチバンドアンテナスイッチ回路を構成するDIPダイオードスイッチ、あるいはGaAs FETスイッチ、受信のSAWフィルタ、送信端子に接続されるパワーアンプ(図示しない)、受信端子に接続されるローノイズアンプなどの回路を静電サージから保護することが可能となり、これら後段の高周波電子部品を破壊することがない。
According to the present invention, the electrostatic surge from the antenna terminal can be released to the ground, and the electrostatic surge can be absorbed with respect to a wide frequency band, so that the countermeasure against electrostatic breakdown can be more completely performed.
Then, DIP diode switches or GaAs FET switches constituting the multiband antenna switch circuit, a reception SAW filter, a power amplifier (not shown) connected to the transmission terminal, a low noise amplifier connected to the reception terminal, and the like are quietly connected. It is possible to protect against electric surges, and these subsequent high-frequency electronic components are not destroyed.
更に分波回路とスイッチ回路の伝送線路および容量の一部を積層基板に内蔵し一体化するため、分波回路とスイッチ回路との配線も積層基板の表面又は内部に形成され、配線による損失を低減し、また両者間の整合調整が容易となる。 In addition, the transmission line and part of the capacitance of the demultiplexing circuit and the switch circuit are integrated and integrated in the multilayer substrate, so that the wiring between the demultiplexing circuit and the switch circuit is also formed on the surface or inside of the multilayer substrate, and loss due to wiring is reduced. And the alignment adjustment between the two becomes easy.
一方で、スイッチ素子、抵抗、容量およびインダクタなどのチップ部品は積層基板上に搭載するので、静電サージ対策回路を内蔵一体化した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が得られる。 On the other hand, since chip components such as a switch element, a resistor, a capacitor, and an inductor are mounted on a multilayer substrate, a small and high-performance antenna switch multilayer module composite component with a built-in electrostatic surge countermeasure circuit can be obtained.
また、これらのマルチバンドアンテナスイッチ回路、又はマルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール複合部品を用いた通信装置は装置の小型化と低消費電力仕様となる。 In addition, a communication device using these multiband antenna switch circuits or multiband antenna switch laminated module composite parts is downsized and has low power consumption specifications.
本発明者は、ハイパスフィルタのインダクタンスL1とインダクタンスL2とを誘導結合及び/又は容量結合させることにより、前述の課題を解決することができた。
本発明において、ハイパスフィルタのインダクタンスL1とインダクタンスL2との誘導結合及び/又は容量結合は、少なくともインダクタンスL1の一部のインダクタンスL1’、インダクタンスL2の一部のインダクタンスL2’でもよい。
なお、インダクタンスL1、L1’、L2、L2’は伝送線路、ストリップラインのみならず、外付けのインダクタなどでも形成できる。
The present inventor was able to solve the above-described problem by inductively coupling and / or capacitively coupling the inductance L1 and the inductance L2 of the high-pass filter.
In the present invention, the inductive coupling and / or capacitive coupling between the inductance L1 and the inductance L2 of the high-pass filter may be at least a part of the inductance L1 ′ of the inductance L1 and a part of the inductance L2 ′ of the inductance L2.
The inductances L1, L1 ′, L2, and L2 ′ can be formed not only by transmission lines and strip lines but also by external inductors.
図1(A)はインダクタンスL1とインダクタンスL2とが全面結合する場合の回路図、図1(B)はインダクタンスL1の一部のインダクタンスL1’とインダクタンスL2の一部のインダクタンスL2’とが部分結合する場合の回路図を示す。ここで、符号MCLは、誘導結合及び/又は容量結合の結合部分を示す。 1A is a circuit diagram in the case where the inductance L1 and the inductance L2 are fully coupled, and FIG. 1B is a partial coupling of a part of the inductance L1 ′ of the inductance L1 and a part of the inductance L2 ′ of the inductance L2. The circuit diagram in the case of doing is shown. Here, the symbol MCL indicates a coupling portion of inductive coupling and / or capacitive coupling.
図1には、回路モジュールに電極パターンにより内蔵するインダクタおよびコンデンサによって通信周波数よりも少なくとも低い周波数の交流成分および直流成分の通過を阻止するハイパスフィルタが示される。
これにより、アンテナから回路モジュール内に静電気が侵入しても、静電気の直流成分および通信周波数よりも低い周波数の交流成分を、インダクタによりグランドに逃がすとともに、コンデンサにより回路モジュールの後段側への侵入を阻止することができる。
FIG. 1 shows a high-pass filter that prevents an AC component and a DC component having frequencies lower than the communication frequency from passing by an inductor and a capacitor built in an electrode pattern in a circuit module.
As a result, even if static electricity enters the circuit module from the antenna, the direct current component of the static electricity and the alternating current component having a frequency lower than the communication frequency are released to the ground by the inductor, and the capacitor is allowed to enter the rear side of the circuit module. Can be blocked.
ハイパスフィルタは、例えば伝送線路と、伝送線路に介設されたコンデンサとから構成されている。ハイパスフィルは積層基板に内蔵されている。ハイパスフィルタと後段回路との間には、DCカット用コンデンサが配置されている。 The high-pass filter is composed of, for example, a transmission line and a capacitor interposed in the transmission line. The high pass fill is built in the multilayer substrate. A DC cut capacitor is disposed between the high-pass filter and the subsequent circuit.
本発明に係るハイパスフィルタは、単なるハイパスフィルタではなく、更に、構成するインダクタの少なくとも一部が、誘導結合及び/又は容量結合している点に特徴がある。図2を用いて、本発明の原理を説明する。
入力端子P1から入力した入力サージ電圧(図2中、「入力サージ電圧」波形で表す。)は、静電容量C1を通過して減衰し(図2中、「通過電圧」波形で表す。)、出力端子P2に達する。
他方、インダクタンスL1とインダクタンスL2の一部が結合したL1’、L2’の結合部分MCLで入力サージ電圧の一部を結合し、インダクタンスL2−L2’及びインダクタンスL2’で逆相に反転、即ち逆相誘導し(図2中、「逆相誘導」波形で表す。)、出力端子P2に供給する。
それにより、静電容量C1を通過してきた通過電圧の波形(図2中、「通過電圧」波形)と前記逆相誘導の電圧波形(図2中、「逆相誘導」波形)とが相殺することにより、出力端子P2からの出力電圧を低減できる(図2中、「出力電圧」波形で表す。)。
The high-pass filter according to the present invention is not a mere high-pass filter, and is further characterized in that at least a part of the constituting inductor is inductively coupled and / or capacitively coupled. The principle of the present invention will be described with reference to FIG.
An input surge voltage (represented by an “input surge voltage” waveform in FIG. 2) input from the input terminal P1 passes through the capacitance C1 and is attenuated (represented by a “pass voltage” waveform in FIG. 2). To the output terminal P2.
On the other hand, a part of the input surge voltage is coupled by a coupling portion MCL of L1 ′ and L2 ′ in which a part of the inductance L1 and the inductance L2 are coupled, and is inverted to the opposite phase by the inductance L2−L2 ′ and the inductance L2 ′, that is, reverse Phase induction (indicated by a “reverse phase induction” waveform in FIG. 2) is supplied to the output terminal P2.
As a result, the waveform of the passing voltage that has passed through the capacitance C1 (the “passing voltage” waveform in FIG. 2) and the voltage waveform of the negative phase induction (the “negative phase induction” waveform in FIG. 2) cancel each other. As a result, the output voltage from the output terminal P2 can be reduced (indicated by an “output voltage” waveform in FIG. 2).
インダクタンスL1とインダクタンスL2が結合した結合部分MCL、またはインダクタンスL1とインダクタンスL2の一部が結合したL1’、L2’の結合部分MCLの結合度について説明する。
結合度が所定値未満であると、前記逆相誘導の電圧波形が入力サージ電圧を相殺できず、出力端子P2からの出力電圧のサージ電圧の抑制が不十分である。結合度が所定値を超えると、前記逆相誘導の電圧波形が入力サージ電圧を上回って過相殺となり、逆位相のサージ電圧が出力端子P2から出力されて好ましくない。
The coupling degree of the coupling portion MCL in which the inductance L1 and the inductance L2 are coupled, or the coupling portion MCL of L1 ′ and L2 ′ in which a part of the inductance L1 and the inductance L2 are coupled will be described.
If the degree of coupling is less than a predetermined value, the reverse phase induction voltage waveform cannot cancel the input surge voltage, and the suppression of the surge voltage of the output voltage from the output terminal P2 is insufficient. When the degree of coupling exceeds a predetermined value, the voltage waveform of the reverse phase induction exceeds the input surge voltage and becomes over-cancelled, and the reverse phase surge voltage is output from the output terminal P2, which is not preferable.
前記の結合度は、前記のインダクタンスを構成する電極パターン間の距離を変化することによって調整できる。電極パターン間の距離を小さくすれば結合度を大きくできる。電極パターンを同一面上で並置するよりも、上下面で投射面が重なるようにして並置する方が結合度を大きくできる。 The degree of coupling can be adjusted by changing the distance between the electrode patterns constituting the inductance. The degree of coupling can be increased by reducing the distance between the electrode patterns. Rather than juxtaposing the electrode patterns on the same plane, the degree of coupling can be increased by juxtaposing the projection surfaces on the upper and lower surfaces.
従って、本発明に係る静電サージ対策用のハイパスフィルタの設計に当たり、逆相誘導の電圧波形が入力サージ電圧を適切に相殺して、不足相殺または過相殺とならないように、構成するインダクタンスの電極パターンの間隔、寸法などを含めて、三次元的設計を適宜行えば良い。 Accordingly, in designing the high-pass filter for countermeasures against electrostatic surges according to the present invention, the inductance electrodes are configured so that the voltage waveform of the reverse phase induction appropriately cancels the input surge voltage and does not cancel or over cancel the input surge voltage. What is necessary is just to perform a three-dimensional design suitably including the space | interval of a pattern, a dimension, etc.
以下、本発明に係る静電サージ対策用のハイパスフィルタ、およびこれを用いたマルチバンドアンテナスイッチ回路の実施形態について図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a high-pass filter for electrostatic surge countermeasures and a multiband antenna switch circuit using the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る静電サージ対策用のハイパスフィルタ回路の一実施例を示す。図1(A)はインダクタL1とインダクタL2とが全部結合した場合、図1(B)はインダクタL1の一部L1’とインダクタL2の一部L2’とが一部結合した場合を示す。
図1において、インダクタL1は入力端子P1とグランドとの間に接続され、静電容量C1は入力端子P1と出力端子P2との間に挿入され、インダクタL2と静電容量C2からなる直列共振回路は、出力端子P2とグランドとの間に接続されている。
インダクタL1、L2はパターンで形成した伝送線路のインダクタンスを利用する。静電容量C1、C2はパターン間の結合容量を利用する。この場合、インダクタL1と静電容量C1の値を適宜選択することによって、静電サージをグランドへ逃がし、高周波信号は低損失で伝達するようなハイパスフィルタが構成される。
ここでのインダクタL1は50nH以下、静電容量C1は10pF以下が望ましい。また、インダクタL2および静電容量C2からなる直列共振回路は、その共振周波数が100MHz〜500MHzの間に設定されるようにインダクタL、静電容量Cの値を設定する。この場合、静電容量C2は10pF以上、L2は50nH以下が望ましい。これにより静電破壊で問題となる前記共振周波数帯での静電サージをグランドへ吸収することができ、静電サージ対策をより効率的に行うことが出来る。
FIG. 1 shows an embodiment of a high-pass filter circuit for countermeasures against electrostatic surges according to the present invention. FIG. 1A shows a case where the inductor L1 and the inductor L2 are all coupled, and FIG. 1B shows a case where a part L1 ′ of the inductor L1 and a part L2 ′ of the inductor L2 are partially coupled.
In FIG. 1, an inductor L1 is connected between an input terminal P1 and the ground, and a capacitance C1 is inserted between the input terminal P1 and the output terminal P2, and a series resonant circuit including the inductor L2 and the capacitance C2. Are connected between the output terminal P2 and the ground.
The inductors L1 and L2 use the inductance of the transmission line formed by a pattern. Capacitances C1 and C2 use a coupling capacity between patterns. In this case, by appropriately selecting the values of the inductor L1 and the capacitance C1, a high-pass filter is configured to release the electrostatic surge to the ground and transmit the high-frequency signal with low loss.
Here, the inductor L1 is desirably 50 nH or less, and the capacitance C1 is desirably 10 pF or less. In addition, the series resonant circuit including the inductor L2 and the capacitance C2 sets the values of the inductor L and the capacitance C so that the resonance frequency is set between 100 MHz and 500 MHz. In this case, the capacitance C2 is desirably 10 pF or more, and L2 is desirably 50 nH or less. As a result, the electrostatic surge in the resonance frequency band, which is a problem in electrostatic breakdown, can be absorbed to the ground, and countermeasures against electrostatic surge can be performed more efficiently.
実際の携帯端末で起こりうる静電サージによる破壊は、人体が帯電した状態で携帯端末のアンテナに接触した場合が想定される。
この状況を実験的に再現する方法としてHuman Body Modelが一般的に用いられる。
図3に、人体の帯電状況を示すような具体的な等価回路で置き換え、静電容量Cに充電された電荷が抵抗Rを介して被試験物に放電する装置の等価回路を示す。
The breakdown due to electrostatic surge that can occur in an actual mobile terminal is assumed to be in contact with the antenna of the mobile terminal while the human body is charged.
Human Body Model is generally used as a method for experimentally reproducing this situation.
FIG. 3 shows an equivalent circuit of a device that is replaced with a specific equivalent circuit that indicates the charging state of the human body, and that the electric charge charged in the capacitance C is discharged to the DUT through the resistor R.
図4に、Human Body Modelを容量C=150pF、抵抗R=330Ωとした場合の放電サージ波形を示す。
図5に、この波形をフーリエ変換し、放電サージ波形の周波数成分を求めた周波数スペクトルを示す。
この周波数スペクトルより、人体からのサージ波形は、DC〜300MHzまでの周波数成分が支配的であり、静電サージ対策部品としてはDC〜300MHzまでを除去でき、なおかつ高周波信号を低損失で伝送できるハイパスフィルタが理想的であることが推定できる。
FIG. 4 shows a discharge surge waveform when the Human Body Model has a capacitance C = 150 pF and a resistance R = 330Ω.
FIG. 5 shows a frequency spectrum obtained by subjecting this waveform to Fourier transform and obtaining a frequency component of the discharge surge waveform.
From this frequency spectrum, the surge waveform from the human body is dominated by frequency components from DC to 300 MHz, and as a countermeasure against electrostatic surges, DC to 300 MHz can be removed, and high-frequency signals can be transmitted with low loss. It can be estimated that the filter is ideal.
そこで、図1に示した本発明の静電サージ対策回路について、図1(A)にてインダクタL1とインダクタL2との結合部分MCLが無いように十分にインダクタL1とインダクタL2との距離を隔てた場合を比較例として、特許文献2記載および特許文献3記載の従来技術の静電サージ対策回路を従来例として、DC〜2GHzまでの減衰特性を測定した。
ここで、特許文献2記載の従来の静電サージ対策回路(従来例1)は図21のインダクタL3で形成された回路、特許文献3記載の従来の静電サージ対策回路(従来例2)は図20のインダクタL1と静電容量C2で形成された回路である。
この実施例では、インダクタL1とインダクタL2との間隔を0.2mm以下にすると結合部分MCLが形成されるので、比較例ではインダクタL1とインダクタL2との間隔を結合部分MCLが形成されない0.3mmとした。
Therefore, in the electrostatic surge countermeasure circuit of the present invention shown in FIG. 1, the distance between the inductor L1 and the inductor L2 is sufficiently separated so that there is no coupling portion MCL between the inductor L1 and the inductor L2 in FIG. As a comparative example, the attenuation characteristics from DC to 2 GHz were measured using the conventional electrostatic surge countermeasure circuit described in
Here, the conventional electrostatic surge countermeasure circuit described in Patent Document 2 (Conventional Example 1) is a circuit formed by the inductor L3 of FIG. 21, and the conventional electrostatic surge countermeasure circuit described in Patent Document 3 (Conventional Example 2) is 21 is a circuit formed by the inductor L1 and the capacitance C2 in FIG.
In this embodiment, since the coupling portion MCL is formed when the distance between the inductor L1 and the inductor L2 is 0.2 mm or less, in the comparative example, the distance between the inductor L1 and the inductor L2 is 0.3 mm where the coupling portion MCL is not formed. It was.
図6に減衰特性を示す。特性比較するに際して、通過させる信号は、900MHz帯域、1800MHz帯域を想定した。
図6の減衰特性より、静電破壊で問題となる300MHz以下の周波数帯での減衰量は、従来の静電サージ対策回路(従来例1,2)の静電サージ対策回路では5dB以下でしかない。比較例では25dB強の減衰量(30dB以上)が得られているが、本発明では比較例に比べて更に10dB多い減衰量が得られ、サージ電圧で1/3を低減できることが分かる。
FIG. 6 shows the attenuation characteristics. When comparing the characteristics, the signals to be passed were assumed to be 900 MHz band and 1800 MHz band.
From the attenuation characteristics shown in FIG. 6, the attenuation in the frequency band of 300 MHz or less, which is a problem in electrostatic breakdown, is only 5 dB or less in the conventional electrostatic surge countermeasure circuit (conventional examples 1 and 2). Absent. In the comparative example, an attenuation of slightly more than 25 dB (30 dB or more) is obtained, but in the present invention, an attenuation of 10 dB more than that of the comparative example is obtained, and it can be seen that the surge voltage can be reduced by 1/3.
図7は、本発明に係る静電サージ対策用のハイパスフィルタ6の他の実施例である。図7において、インダクタL1、L2、静電容量C1、C2の役割は実施例1に示したものと同じであるが、静電容量C1と出力端子P2の間に静電容量C3およびインダクタL3から構成される並列共振回路が挿入されている点が実施例1と異なる。
この並列共振回路は、送信信号のN倍の周波数に減衰極を持つように設定することにより、アンテナから発信する高調波ノイズ信号を除去する働きをする。
また、静電容量C3、インダクタL3の値を調整することにより、静電サージ回路全体の整合が調整可能となり、より効果的である。
FIG. 7 shows another embodiment of the high-
This parallel resonant circuit functions to remove the harmonic noise signal transmitted from the antenna by setting it to have an attenuation pole at a frequency N times that of the transmission signal.
In addition, by adjusting the values of the capacitance C3 and the inductor L3, matching of the entire electrostatic surge circuit can be adjusted, which is more effective.
図8は、本発明に係る静電サージ対策用のハイパスフィルタ6を用いたトリプルバンドアンテナスイッチ回路7の一実施例を示すブロック図である。
分波回路Dipは、EGSM帯域(880〜960 MHz)の信号と、DCS/PCS帯域(DCS:1710〜1880MHz、PCS:1850〜1990 MHz)の信号とを分波合成する役割を担う。
スイッチ回路SW1は、EGSM送信信号および受信信号を切り換える。スイッチ回路SW2は、SP3T(Single Pole 3 Throw)スイッチを用いて、DCS/PCS送信信号、DCS受信信号、およびPCS受信信号の切り換えをそれぞれ行う。
ローパスフィルタLPF1は、EGSM TX端子から入力される送信信号に含まれるN次高調波歪を減衰する役割を担う。ローパスフィルタLPF2は、DCS/PCS TX端子から入力される送信信号に含まれるN次高調波歪を減衰する役割を担う。
SAWフィルタSAW1〜SAW3は、各々、EGSM受信信号、DCS受信信号、PCS受信信号に含まれる受信帯域外のノイズを除去する役割を担う。
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of a triple band
The branching circuit Dip plays a role of branching and synthesizing a signal in the EGSM band (880 to 960 MHz) and a signal in the DCS / PCS band (DCS: 1710 to 1880 MHz, PCS: 1850 to 1990 MHz).
The switch circuit SW1 switches between the EGSM transmission signal and the reception signal. The switch circuit SW2 performs switching of a DCS / PCS transmission signal, a DCS reception signal, and a PCS reception signal by using an SP3T (
The low-pass filter LPF1 plays a role of attenuating Nth-order harmonic distortion included in the transmission signal input from the EGSM TX terminal. The low-pass filter LPF2 plays a role of attenuating Nth-order harmonic distortion included in the transmission signal input from the DCS / PCS TX terminal.
The SAW filters SAW1 to SAW3 each play a role of removing noise outside the reception band included in the EGSM reception signal, the DCS reception signal, and the PCS reception signal.
図8において、本発明に係るハイパスフィルタ6は、アンテナ端子ANTと分波回路Dipの間に挿入され、アンテナ端子ANTから入力した静電サージをグランドへ吸収する役割を担う。
従って、本発明に係るハイパスフィルタ6により、アンテナスイッチ回路7を構成するDIPダイオードスイッチ、あるいはGaAs FETスイッチ、受信のSAWフィルタ、送信端子に接続されるパワーアンプ、受信端子に接続されるローノイズアンプなどの回路を静電サージから保護することが出来る。
In FIG. 8, the high-
Accordingly, the DIP diode switch or GaAs FET switch constituting the
また、点線枠内に示されるインダクタL3とコンデンサC3で構成される並列共振回路は、必要に応じて付加できる回路として示している(以下の実施例も同様)。
この場合、減衰極をDCS/PCS Txの2倍の周波数(3420MHz〜3820MHz)に調整することにより、EGSM送信の4倍の周波数(3520MHz〜3660MHz)も同時に減衰させることができるため、DCS/PCS送信の2倍減衰量、EGSM送信の4倍減衰量を同時に減衰させることができる。
また並列共振回路L3、C3は整合回路としての機能も兼ね備えているため、アンテナスイッチ全体のマッチング調整用として有用である。
Further, the parallel resonant circuit composed of the inductor L3 and the capacitor C3 shown in the dotted line frame is shown as a circuit that can be added if necessary (the same applies to the following embodiments).
In this case, by adjusting the attenuation pole to a frequency twice that of DCS / PCS Tx (3420 MHz to 3820 MHz), a frequency four times that of EGSM transmission (3520 MHz to 3660 MHz) can also be attenuated simultaneously. The transmission attenuation of 2 times and the attenuation of 4 times of EGSM transmission can be attenuated simultaneously.
Moreover, since the parallel resonant circuits L3 and C3 also have a function as a matching circuit, they are useful for matching adjustment of the entire antenna switch.
図9は、図8の分波回路Dipから後段の等価回路図である。なお、図9において、弾性表面波フィルタSAW1〜SAW3は省略している。
図10は、図9の回路におけるEGSM、DCS、PCSの各動作モードとコントロール電源の関係を示す。
例えば、EGSM送信モード(Tx)の場合、コントロール電源VC1はHigh、コントロール電源VC2とコントロール電源VC3はLowに設定される。その結果、以下、図9を用いて詳細に説明するように、PINダイオードD1及びD2はON、PINダイオードD3〜D6はOFFとなり、EGSM送信端子(Tx)からのEGSM信号が、アンテナ端子ANTを経てアンテナから送信される。
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the latter stage from the branching circuit Dip of FIG. In FIG. 9, the surface acoustic wave filters SAW1 to SAW3 are omitted.
FIG. 10 shows the relationship between each operation mode of EGSM, DCS, and PCS and the control power supply in the circuit of FIG.
For example, in the EGSM transmission mode (Tx), the control power supply VC1 is set to High, and the control power supply VC2 and the control power supply VC3 are set to Low. As a result, as will be described in detail below with reference to FIG. 9, the PIN diodes D1 and D2 are turned on, the PIN diodes D3 to D6 are turned off, and the EGSM signal from the EGSM transmission terminal (Tx) is connected to the antenna terminal ANT. Then, it is transmitted from the antenna.
図9において、分波回路Dipは、伝送線路L101〜L104および容量C101〜C104により構成される。伝送線路L102と容量C101は直列共振回路を形成し、DCSおよびPCS帯域に共振周波数を持つように設計することが望ましい。
また、伝送線路L104と容量C103は直列共振回路を形成し、EGSM帯域に共振周波数を持つように設計することが望ましい。この回路により、EGSM系の信号とDCS系、PCS系の信号とを分波合成することが可能となる。
伝送線路L101、L103は、DCS系、PCS系の信号の周波数にとって高インピーダンスになるようにある程度の長さに設定するのが好ましい。これによりDCS系、PCS系の信号がEGSM系の経路へ伝送しにくくなる。
逆に、静電容量C102、C104は、EGSM系の信号の周波数にとって高インピーダンスになるように比較的小さい容量値に設定されるのが好ましい。これによりEGSM系の信号がDCS/PCS系の経路へ伝送しにくくなる。
In FIG. 9, the branching circuit Dip is composed of transmission lines L101 to L104 and capacitors C101 to C104. It is desirable that the transmission line L102 and the capacitor C101 form a series resonance circuit and be designed to have resonance frequencies in the DCS and PCS bands.
Further, it is desirable that the transmission line L104 and the capacitor C103 form a series resonance circuit and be designed to have a resonance frequency in the EGSM band. This circuit makes it possible to demultiplex and synthesize an EGSM system signal and a DCS system or PCS system signal.
The transmission lines L101 and L103 are preferably set to a certain length so as to have a high impedance for the frequency of the DCS and PCS signals. This makes it difficult for DCS and PCS signals to be transmitted to the EGSM route.
Conversely, the capacitances C102 and C104 are preferably set to relatively small capacitance values so as to have a high impedance for the frequency of the EGSM signal. This makes it difficult for EGSM signals to be transmitted to the DCS / PCS route.
図9において、第1のスイッチ回路SW1は、静電容量C5、C6、伝送線路L5、L6、PINダイオードD1、D2、および抵抗R1により構成される。
伝送線路L5、L6はEGSMの送信周波数帯においてλ/4共振器となるように伝送線路の長さを設定する。
但し、伝送線路L5はEGSMの送信周波数においてグランドレベルがOPEN(高インピーダンス状態)に見える程度のチョークコイルでも代用可能である。この場合インダクタンス値は10〜100nH程度が望ましい。
抵抗R1は、コントロール電源VC1がHigh状態での第1、第2のダイオードD1、D2に流れる電流を決定する。
静電容量C5、C6は、コントロール電源のDCカットのために必要である。コントロール電源VC1がHighの時には、PINダイオードD2には接続ワイヤなどの寄生インダクタンスが存在するため、これを打ち消すように容量C6と直列共振させる。静電容量C6の容量値は適宜設定する。
In FIG. 9, the first switch circuit SW1 includes capacitances C5 and C6, transmission lines L5 and L6, PIN diodes D1 and D2, and a resistor R1.
The lengths of the transmission lines are set so that the transmission lines L5 and L6 are λ / 4 resonators in the EGSM transmission frequency band.
However, the transmission line L5 can be replaced with a choke coil whose ground level looks like OPEN (high impedance state) at the EGSM transmission frequency. In this case, the inductance value is desirably about 10 to 100 nH.
The resistor R1 determines a current flowing through the first and second diodes D1 and D2 when the control power supply VC1 is in a high state.
Capacitances C5 and C6 are necessary for DC cutting of the control power supply. When the control power supply VC1 is High, the PIN diode D2 has a parasitic inductance such as a connection wire, and therefore, series resonance with the capacitor C6 is performed to cancel this. The capacitance value of the capacitance C6 is set as appropriate.
以上により、コントロール電源VC1がHighの時には、第1、第2のダイオードD1、D2は共にONとなり、第2のダイオードD2と伝送線路L6の接続点がグランドレベルとなり、λ/4共振器である伝送線路L6の反対側のインピーダンスが無限大となる。
従って、コントロール電源VC1がHighの時には、分波回路Dipから、後段のEGSM受信端子EGSM Rxまでの間の経路では、信号は通過できず、分波回路DipからEGSM送信端子EGSM Txまでの間の経路では、信号が通過し易くなる。
一方、コントロール電源VC1がLowの時には、第1のダイオードD1もOFFとなり、分波回路Dipから、後段のEGSM送信端子EGSM Txまでの間の経路では、信号は通過できず、また第2のダイオードD2もOFFであるので、分波回路Dipから、後段のEGSM受信端子EGSM Rxまでの間の経路では、信号が通過し易くなる。
以上の構成により、EGSM信号の送受信の切り換えが可能となる。
As described above, when the control power supply VC1 is High, the first and second diodes D1 and D2 are both turned ON, and the connection point between the second diode D2 and the transmission line L6 becomes the ground level, which is a λ / 4 resonator. The impedance on the opposite side of the transmission line L6 becomes infinite.
Therefore, when the control power supply VC1 is High, a signal cannot pass through the path from the demultiplexing circuit Dip to the subsequent EGSM reception terminal EGSM Rx, and between the demultiplexing circuit Dip and the EGSM transmission terminal EGSM Tx. In the path, the signal easily passes.
On the other hand, when the control power supply VC1 is Low, the first diode D1 is also turned OFF, and a signal cannot pass through the path from the branching circuit Dip to the EGSM transmission terminal EGSM Tx at the subsequent stage, and the second diode Since D2 is also OFF, a signal easily passes through a path from the branching circuit Dip to the EGSM reception terminal EGSM Rx at the subsequent stage.
With the above configuration, it is possible to switch between transmission and reception of EGSM signals.
図9において、第2のスイッチ回路SW2は、静電容量C7〜C10、伝送線路L7〜L10、PINダイオードD3〜D6、および抵抗R2、R3により構成される。
伝送線路L7〜L10は、DCSからPCSの信号の周波数において、λ/4共振器となるように伝送線路の長さを設定する。
但し、伝送線路L7、L9は、それぞれ、DCSの送信周波数、PCSの送信周波数においてグランドレベルがOPEN(高インピーダンス状態)に見える程度のチョークコイルでも代用可能である。
抵抗R2は、コントロール電源VC2がHigh状態での第3、第4のダイオードD3、D4に流れる電流を決定する。抵抗R3は、コントロール電源VC3がHigh状態での第5、第6のダイオードD5、D6に流れる電流を決定する。
容量C7、C8、C10は、コントロール電源のDCカット(阻止)のために必要である。またコントロール電源VC2がHighの時には、PINダイオードD4には接続ワイヤなどの寄生インダクタンスが存在するため、容量C7と直列共振するように容量C7の容量値を設定する。
In FIG. 9, the second switch circuit SW2 includes capacitances C7 to C10, transmission lines L7 to L10, PIN diodes D3 to D6, and resistors R2 and R3.
The transmission lines L7 to L10 set the length of the transmission line so as to be a λ / 4 resonator at the frequency of the signal from DCS to PCS.
However, the transmission lines L7 and L9 can be replaced by choke coils whose ground level is visible as OPEN (high impedance state) at the DCS transmission frequency and the PCS transmission frequency, respectively.
The resistor R2 determines the current flowing through the third and fourth diodes D3 and D4 when the control power supply VC2 is in the high state. The resistor R3 determines the current flowing through the fifth and sixth diodes D5 and D6 when the control power supply VC3 is in the high state.
Capacitors C7, C8, and C10 are necessary for DC cut (blocking) of the control power supply. Further, when the control power supply VC2 is High, a parasitic inductance such as a connection wire exists in the PIN diode D4, so that the capacitance value of the capacitor C7 is set so as to resonate in series with the capacitor C7.
以上により、コントロール電源VC2がHighの時には、第3、第4のダイオードD3、D4は共にONとなり、第4のダイオードD4と伝送線路L8の接続点がグランドレベルとなり、λ/4共振器である伝送線路L8の反対側のインピーダンスが無限大となる。
従って、コントロール電源VC2がHighの時には、分波回路Dipから、DCS受信端子DCS Rxまでの間、および分波回路Dipから、PCS受信端子PCSRxまでの間の経路では、信号は通過できず、分波回路Dipから、DCS/PCS送信端子DCS/PCSTxまでの間の経路では、信号が通過しやすくなる。
一方、コントロール端子VC2がLowの時には、第3のダイオードD3もOFFとなり分波回路Dipから、DCS/PCS送信端子DCS/PCSTxまでの間の経路では、信号は通過できず、また第4のダイオードD4もOFFであるので、分波回路Dipから、DCS受信端子DCSRxまでの間、および分波回路Dipから、PCS受信端子PCSRxまでの間の経路では、信号が通過し易くなる。
As described above, when the control power supply VC2 is High, the third and fourth diodes D3 and D4 are both turned ON, and the connection point between the fourth diode D4 and the transmission line L8 becomes the ground level, which is a λ / 4 resonator. The impedance on the opposite side of the transmission line L8 becomes infinite.
Therefore, when the control power supply VC2 is High, the signal cannot pass through the path from the demultiplexing circuit Dip to the DCS reception terminal DCS Rx and the path from the demultiplexing circuit Dip to the PCS reception terminal PCSRx. A signal easily passes through a path from the wave circuit Dip to the DCS / PCS transmission terminal DCS / PCSTx.
On the other hand, when the control terminal VC2 is Low, the third diode D3 is also OFF, and a signal cannot pass through the path from the branching circuit Dip to the DCS / PCS transmission terminal DCS / PCSTx, and the fourth diode Since D4 is also OFF, a signal easily passes through the path from the demultiplexing circuit Dip to the DCS reception terminal DCSRx and the path from the demultiplexing circuit Dip to the PCS reception terminal PCSRx.
また、コントロール端子VC3がHighの時には、PINダイオードD6には接続ワイヤなどの寄生インダクタンスが存在するため、容量C10と直列共振するように容量C10の容量値を設定する。
これにより、コントロール端子VC3がHighの時には、第5、第6のダイオードD5、D6は共にONとなり、第6のダイオードD6と伝送線路L10の接続点がグランドレベルとなり、λ/4共振器である伝送線路L10の反対側のインピーダンスが無限大となる。
従って、コントロール端子VC3がHighの時にはPCS受信端子PCSRx間の経路には信号は通過できず、DCS受信端子DCS Rx間の経路では信号が通過し易くなる。
逆にコントロール端子VC3がLowの時には第5のダイオードD5もOFFとなり、DCS受信端子DCS Rx間の経路には信号は通過できず、PCS送受信端子PCSRx間の経路では信号が通過し易くなる。
Further, when the control terminal VC3 is High, since there is a parasitic inductance such as a connection wire in the PIN diode D6, the capacitance value of the capacitor C10 is set so as to resonate in series with the capacitor C10.
Thereby, when the control terminal VC3 is High, the fifth and sixth diodes D5 and D6 are both turned ON, and the connection point between the sixth diode D6 and the transmission line L10 becomes the ground level, which is a λ / 4 resonator. The impedance on the opposite side of the transmission line L10 becomes infinite.
Therefore, when the control terminal VC3 is High, a signal cannot pass through the path between the PCS receiving terminals PCSRx, and the signal easily passes through the path between the DCS receiving terminals DCS Rx.
On the other hand, when the control terminal VC3 is Low, the fifth diode D5 is also turned OFF, and a signal cannot pass through the path between the DCS reception terminals DCS Rx, and the signal easily passes through the path between the PCS transmission / reception terminals PCSRx.
以上の構成により、コントロール端子VC2がHighの時には、DCS/PCS送信端子DCS/PCSTxへ、コントロール端子VC2、VC3がそれぞれLow、Highの時には、DCS受信端子DCS Rxへ、コントロール端子VC2およびコントロール端子VC3がLowの時には、PCS受信端子PCSRxへの切り換えが可能となる。 With the above configuration, when the control terminal VC2 is High, the DCS / PCS transmission terminal DCS / PCSTx, and when the control terminals VC2 and VC3 are Low and High, respectively, the DCS reception terminal DCS Rx, the control terminal VC2 and the control terminal VC3. When is low, switching to the PCS receiving terminal PCSRx is possible.
図9において、第1のローパスフィルタLPF1は、伝送線路L11および容量C11〜C13より構成されるπ型のローパスフィルタである。
ここでL11とC11は並列共振回路を構成し、その共振周波数はEGSMの送信周波数の2倍もしくは3倍の周波数に設定する。
以上の構成により、パワーアンプ(図示しない)から入力されるEGSM側の送信信号に含まれる高調波歪みを除去できる。
前記の第1のローパスフィルタLPF1のグランドに接続する静電容量を、伝送線路L5と並列に配置すれば、並列共振回路を構成することとなり、伝送線路L5の線路長をλ/4よりも短く構成でき、またチョークコイルのインダクタンス値を小さくすることが出来る。
In FIG. 9, the first low-pass filter LPF1 is a π-type low-pass filter including a transmission line L11 and capacitors C11 to C13.
Here, L11 and C11 constitute a parallel resonance circuit, and the resonance frequency is set to be twice or three times the transmission frequency of EGSM.
With the above configuration, harmonic distortion contained in the EGSM-side transmission signal input from a power amplifier (not shown) can be removed.
If the capacitance connected to the ground of the first low-pass filter LPF1 is arranged in parallel with the transmission line L5, a parallel resonance circuit is formed, and the line length of the transmission line L5 is shorter than λ / 4. The inductance value of the choke coil can be reduced.
図9において、第2のローパスフィルタLPF2は、伝送線路L12および容量C14〜C16より構成されるπ型のローパスフィルタである。ここで伝送線路L12と静電容量C14は並列共振回路を構成し、その共振周波数はDCS送信周波数の2倍もしくは3倍の周波数に設定する。
以上の構成によりパワーアンプ(図示しない)から入力されるDCS側の送信信号に含まれる高調波歪みを除去できる。
In FIG. 9, the second low-pass filter LPF2 is a π-type low-pass filter including a transmission line L12 and capacitors C14 to C16. Here, the transmission line L12 and the capacitance C14 constitute a parallel resonance circuit, and the resonance frequency is set to be twice or three times the DCS transmission frequency.
With the above configuration, harmonic distortion included in the DCS transmission signal input from a power amplifier (not shown) can be removed.
本発明における静電サージ対策用のハイパスフィルタおよびアンテナスイッチ回路を構成するインダクタや容量の一部は、誘電体積層基板に内蔵可能であり、他方静電サージ対策回路を構成する一部の容量、インダクタ、スイッチ回路として用いたPINダイオードスイッチ素子やGaAs FETスイッチ素子、抵抗、容量、チョークコイルなどのチップ部品を前記誘電体積層基板上に搭載することにより、小型で安価なマルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール複合部品が得られる。 A part of the inductor and the capacitor constituting the high-pass filter and antenna switch circuit for countermeasure against electrostatic surge in the present invention can be built in the dielectric multilayer substrate, and the other part of the capacitor constituting the electrostatic surge countermeasure circuit, Multi-band antenna switch multilayer module that is small and inexpensive by mounting chip parts such as PIN diode switch elements, GaAs FET switch elements, resistors, capacitors, and choke coils used as inductors and switch circuits on the dielectric multilayer substrate. Composite parts are obtained.
図11は、図8の回路で示されるアンテナスイッチ積層モジュール複合部品の積層体を構成するグリーンシートおよび電極パターンを示す図である。
図11(A)において、グリーンシートGS1〜GS12は上から順番に積層されている。図11(B)は、グリーンシートGS12の裏面を示す図である。
グリーンシートGS1にはダイオード、チップ抵抗、チップコンデンサを搭載するためのランド電極14およびメタルシールド(金属ケース)を搭載するためのランド電極16が印刷されている。
また異なるグリーンシートに形成された電極パターン同士を接続するビアホール電極15(図中黒丸で表示)を形成している。
グリーンシートGS12の底面には、グランド端子61〜67、アンテナ端子68、EGSM送信端子69、DCS送信端子70、PCS送受信端子71、DCS受信端子72、EGSM受信端子73、および電源端子74〜76が形成されている。
グリーンシートGS2〜GS4、GS9、GS10には、主に伝送線路となるライン電極パターンが印刷されている。
グリーンシートGS5〜GS8、GS11には、主に容量を形成する容量用の電極パターンが印刷されている。
また、グリーンシートGS6、GS8、GS12にはグランド電極17〜19が印刷されている。
FIG. 11 is a view showing a green sheet and an electrode pattern constituting the laminate of the antenna switch laminated module composite part shown by the circuit of FIG.
In FIG. 11A, the green sheets GS1 to GS12 are laminated in order from the top. FIG. 11B is a diagram illustrating the back surface of the green sheet GS12.
On the green sheet GS1, a
In addition, a via-hole electrode 15 (indicated by a black circle in the figure) that connects electrode patterns formed on different green sheets is formed.
On the bottom surface of the green sheet GS12, there are
On the green sheets GS2 to GS4, GS9, and GS10, a line electrode pattern mainly serving as a transmission line is printed.
On the green sheets GS5 to GS8 and GS11, electrode patterns for capacitors that mainly form capacitors are printed.
In addition,
図11において、本発明の係るハイパスフィルタ6のインダクタL1は、グリーンシートGS9とグリーンシートGS10に形成され、符号L1で示す電極パターンで構成される。インダクタL2は、グリーンシートGS9とグリーンシートGS10に形成され、符号L2で示す電極パターンで構成される。
インダクタL1の電極パターンとインダクタL2の電極パターンとは、部分的に近接して配置されており、その部分で誘導結合及び/又は容量結合して、結合部分MCLを形成する。
それにより、図2で説明したように、逆相誘導を誘起して入力サージ電圧を相殺して減少できる。
In FIG. 11, the inductor L1 of the high-
The electrode pattern of the inductor L1 and the electrode pattern of the inductor L2 are partially arranged close to each other, and are inductively coupled and / or capacitively coupled to form the coupling portion MCL.
Accordingly, as described with reference to FIG. 2, the negative surge can be induced to cancel the input surge voltage and reduce it.
図11において、符号20〜28は、分波回路Dipを構成する伝送線路で、符号21と符号23でインダクタL101、符号25と符号27でインダクタL102、符号20と符号22でインダクタL103、符号26と符号28でインダクタL104を形成している。
符号45〜50は、分波回路Dipを構成する容量用の電極パターンに対応し符号45と符号46で静電容量C2、符号47と符号48で静電容量C4、符号49と符号17で静電容量C1、符号50と符号17で静電容量C3を形成している。
符号29〜34はスイッチ回路SW1を構成する伝送線路で、符号29と符号30でインダクタL11、符号31と符号32でインダクタL5、符号33と符号34でインダクタL6を形成している。
符号51〜54はスイッチ回路SW1を構成する容量用の電極パターンに対応し、符号51と符号52で静電容量C11、符号53と符号18で静電容量C12、符号52と符号18で静電容量C13、符号54と符号18で静電容量C6を形成している。
符号35〜43はスイッチ回路SW2を構成する伝送線路で、符号35と符号36でインダクタL12、符号37でインダクタL7、符号38と符号41でインダクタL10、符号39と符号42でインダクタL9、符号40と符号43でインダクタL8を形成している。
符号55〜59はスイッチ回路SW2を構成する容量用の電極パターンに対応する。符号55と符号58で静電容量C14、符号56と符号19で静電容量C10、符号57と符号19で静電容量C7、符号58と符号18で静電容量C15、符号59と符号17で静電容量C16を形成している。
また、スルーホール電極15は各シート間の電気的な接続を行う。
In FIG. 11,
The through-hole electrode 15 performs electrical connection between the sheets.
本実施例で使用したグリーンシートは950℃以下の低温焼成が可能なセラミック誘電材料を用いており、伝送線路、容量を形成しやすいように、シート厚みが40〜200μmのものを使用した。このグリーンシートGS1〜GS12を積層し、側面電極を印刷した後に、950℃で焼成することにより、アンテナスイッチ積層モジュール複合部品の積層体が得られる。なお、グリーンシートは、焼成後、誘電体層を構成する。
更に、積層体上にPINダイオード、チップ抵抗、チップコンデンサを実装することによりアンテナスイッチ積層モジュール複合部品が得られる。
The green sheet used in this example uses a ceramic dielectric material that can be fired at a low temperature of 950 ° C. or less, and a sheet having a sheet thickness of 40 to 200 μm is used so that a transmission line and a capacitor can be easily formed. After laminating these green sheets GS1 to GS12 and printing the side electrodes, firing is performed at 950 ° C. to obtain a laminate of the antenna switch laminate module composite component. The green sheet constitutes a dielectric layer after firing.
Furthermore, an antenna switch laminated module composite component can be obtained by mounting a PIN diode, a chip resistor, and a chip capacitor on the laminated body.
図12に、入力端子P1、出力端子P2、及びグランド端子GNDを側面電極とした積層部品として構成した本発明に係るハイパスフィルタ6を示す。
この場合、図11で例示したように積層体に内蔵する場合と比べて、インダクタンスL1,L2,L1’,L2’のインダクタンス値、静電容量C1,C2の静電容量値のみならず、インダクタンスL1,L2,L1’,L2’の誘導結合、容量結合の結合度が自由に変えられるため、アンテナスイッチ積層モジュールの設計とは独立して静電サージ対策が可能となり、汎用性が向上する。
FIG. 12 shows a high-
In this case, as shown in FIG. 11, not only the inductance values of the inductances L1, L2, L1 ′, and L2 ′ and the capacitance values of the capacitances C1 and C2 but also the inductance as compared with the case where they are built in the laminate. Since the inductive coupling and capacitive coupling of L1, L2, L1 ′, and L2 ′ can be freely changed, it is possible to take countermeasures against electrostatic surges independently of the design of the antenna switch laminated module, thereby improving versatility.
図12に例示したハイパスフィルタ6の、積層部品におけるグリーンシートの各層のパターン配置の他の一例を、図13〜図15に示す。グリーンシートgs1〜gsgs9(更にgs10)は、上から順番に積層されている。
なお、図13のグリーンシートgs9の下に示す図は、グリーンシートgs9の裏面を示す図である。図14のグリーンシートgs9の下に示す図は、グリーンシートgs9の裏面を示す図である。図15のグリーンシートgs10の下に示す図は、グリーンシートgs10の裏面を示す図である。
Another example of the pattern arrangement of each layer of the green sheet in the laminated component of the high-
In addition, the figure shown under the green sheet gs9 of FIG. 13 is a figure which shows the back surface of the green sheet gs9. The figure shown under the green sheet gs9 of FIG. 14 is a figure which shows the back surface of the green sheet gs9. The figure shown under the green sheet gs10 of FIG. 15 is a figure which shows the back surface of the green sheet gs10.
図13では、グリーンシートgs2とグリーンシートgs3で静電容量C1が形成され、グリーンシートgs7〜gs9で静電容量C2が形成される。グリーンシートgs4〜gs6でインダクタL1が形成され、同じく、グリーンシートgs4〜gs6でインダクタL2が形成される。
インダクタL1とインダクタL2の電極パターンのパターン間隔pdは、入力サージ電圧に対する逆相誘導電圧が、過相殺または不足相殺にならないような、適切な相殺効果を呈するように適宜選択できる。
誘電率ε=8の誘電体を積層して1608タイプ(1.6×0.8mm)のチップ形状にする場合、インダクタL1とインダクタL2との間隔pdを0.2mm以下にすると結合部分MCLが形成される。この場合には磁気結合となる。
In FIG. 13, the electrostatic capacity C1 is formed by the green sheets gs2 and green sheets gs3, and the electrostatic capacity C2 is formed by the green sheets gs7 to gs9. The inductor L1 is formed of the green sheets gs4 to gs6, and the inductor L2 is formed of the green sheets gs4 to gs6.
The pattern interval pd between the electrode patterns of the inductor L1 and the inductor L2 can be appropriately selected so as to exhibit an appropriate canceling effect such that the reverse phase induced voltage with respect to the input surge voltage does not cause over-cancellation or under-cancellation.
When a dielectric material having a dielectric constant ε = 8 is laminated to form a 1608 type (1.6 × 0.8 mm) chip shape, the coupling portion MCL is formed when the distance pd between the inductor L1 and the inductor L2 is 0.2 mm or less. . In this case, magnetic coupling occurs.
図14では、グリーンシートgs2とグリーンシートgs3で静電容量C1が形成され、グリーンシートgs7〜gs9で静電容量C2が形成される。グリーンシートgs4〜gs6でインダクタL1が形成され、同じく、グリーンシートgs4〜gs6でインダクタL2が形成される。
グリーンシートgs5とグリーンシートgs6に結合部分MCLが形成される。グリーンシートgs5にはインダクタL1とインダクタL2の電極パターンが形成されるが、両者が離して配置されているため、グリーンシートgs5上での結合は弱い。グリーンシートgs6についても同様である。
この場合には、破線で示すように、誘電体を介挿して対向するグリーンシートgs5とグリーンシートgs6との間での容量結合が支配的である。グリーンシートgs5上の電極パターンとグリーンシートgs6上の電極パターンとは、投射面が重なっており静電容量の電極を構成するからである。
この場合には磁気結合と容量結合の組み合わさった結合となり、図13に示した実施例よりも結合度が大きい。
In FIG. 14, electrostatic capacity C1 is formed by the green sheets gs2 and green sheets gs3, and electrostatic capacity C2 is formed by the green sheets gs7 to gs9. The inductor L1 is formed of the green sheets gs4 to gs6, and the inductor L2 is formed of the green sheets gs4 to gs6.
Bonded portions MCL are formed on the green sheets gs5 and gs6. In the green sheet gs5, the electrode patterns of the inductor L1 and the inductor L2 are formed, but since they are arranged apart from each other, the coupling on the green sheet gs5 is weak. The same applies to the green sheet gs6.
In this case, as indicated by a broken line, capacitive coupling between the green sheet gs5 and the green sheet gs6 that face each other with a dielectric interposed therebetween is dominant. This is because the projection pattern of the electrode pattern on the green sheet gs5 and the electrode pattern on the green sheet gs6 overlaps to constitute a capacitance electrode.
In this case, the coupling is a combination of magnetic coupling and capacitive coupling, and the degree of coupling is greater than that of the embodiment shown in FIG.
グリーンシートgs5上のインダクタL1と、グリーンシートgs6上のインダクタL2との層関距離は、入力サージ電圧に対する逆相誘導電圧が、過相殺または不足相殺にならないような、適切な相殺効果を呈するように適宜選択できる。例えば、15〜35μm程度が好ましい。
誘電率ε=8の誘電体を積層して1608タイプ(1.6×0.8mm)のチップ形状にする場合、一実施例として、インダクタL1とインダクタL2との層関距離を25μmにすることができる。
The layer distance between the inductor L1 on the green sheet gs5 and the inductor L2 on the green sheet gs6 has an appropriate canceling effect so that the negative phase induced voltage with respect to the input surge voltage does not cause over- or under-cancellation. Can be selected as appropriate. For example, about 15 to 35 μm is preferable.
When stacking dielectrics having a dielectric constant ε = 8 to form a 1608 type (1.6 × 0.8 mm) chip shape, as an example, the layer distance between the inductor L1 and the inductor L2 can be 25 μm.
図15では、グリーンシートgs2とグリーンシートgs3で静電容量C1が形成され、グリーンシートgs8〜gs10で静電容量C2が形成される。グリーンシートgs4〜gs6でインダクタL1が形成され、グリーンシートgs4,gs5,gs7でインダクタL2が形成される。
グリーンシートgs4とグリーンシートgs5にはインダクタL1とインダクタL2の電極パターンが形成され、グリーンシートgs6にはインダクタL1の電極パターンのみ、グリーンシートgs7にはインダクタL2の電極パターンのみが形成されている。
グリーンシートgs5〜gs7に結合部分MCLが形成される。この場合には磁気結合となる。
In FIG. 15, the electrostatic capacity C1 is formed by the green sheets gs2 and green sheets gs3, and the electrostatic capacity C2 is formed by the green sheets gs8 to gs10. The inductor L1 is formed by the green sheets gs4 to gs6, and the inductor L2 is formed by the green sheets gs4, gs5, and gs7.
The green sheet gs4 and the green sheet gs5 are formed with the electrode patterns of the inductor L1 and the inductor L2, the green sheet gs6 is formed with only the electrode pattern of the inductor L1, and the green sheet gs7 is formed with only the electrode pattern of the inductor L2.
Bonded portions MCL are formed on the green sheets gs5 to gs7. In this case, magnetic coupling occurs.
誘電率ε=8の誘電体を積層して1608タイプ(1.6×0.8mm)のチップ形状にする場合、一実施例として、グリーンシートgs4〜gs6に亙ってスルーホールで接続されてコイルを形成するインダクタL1の巻数2.5ターン(turn)に対して、グリーンシートgs4,gs5,gs7に亙ってスルーホールで接続されてコイルを形成するインダクタL2の巻数0.5〜1ターンが好ましい。 When a dielectric material having a dielectric constant ε = 8 is laminated to form a chip shape of 1608 type (1.6 × 0.8 mm), as one example, a coil is formed by connecting through green sheets gs4 to gs6 through a through hole. It is preferable that the number of turns of the inductor L2 that forms a coil by connecting through the green sheets gs4, gs5, and gs7 to form a coil with respect to the number of turns of the inductor L1 that is 2.5 turns.
このように、本発明に係るハイパスフィルタにおいては誘導結合及び/又は容量結合による結合部分MCLが形成されて、入力サージ電圧を逆相誘導で相殺して減少できる。 As described above, in the high-pass filter according to the present invention, the coupling portion MCL by inductive coupling and / or capacitive coupling is formed, and the input surge voltage can be canceled and reduced by reverse phase induction.
この実施例でも、使用したグリーンシートは、950℃以下の低温焼成が可能なセラミック誘電材料を用いており、チップ化されたハイパスフィルタを簡単に得ることができる。
なお、グリーンシートは、焼成後、固化して誘電体層を構成する。
Also in this embodiment, the used green sheet uses a ceramic dielectric material that can be fired at a low temperature of 950 ° C. or lower, and a high-pass filter in a chip can be easily obtained.
The green sheet is solidified after firing to form a dielectric layer.
図16は、本発明に係る静電サージ対策用のハイパスフィルタをアンテナANTとGaAs FETスイッチの間に挿入した、トリプルバンドアンテナスイッチ回路の一実施例を示すブロック図である。
この場合、SP5T(Single Pole 5 Throw)スイッチはアンテナ端子から入出力された信号のうちEGSM送信信号、EGSM受信信号、DCS/PCS送信信号、DCS受信信号、およびPCS受信信号を所定の端子へ切り換えを行う。
ローパスフィルタLPF1は、EGSM TX端子から入力される送信信号に含まれるN次高調波歪を減衰する役割を担い、LPF2はDCS/PCS TX端子から入力される送信信号に含まれるN次高調波歪を減衰する役割を担う。
SAWフィルタSAW1〜SAW3は、それぞれEGSM受信信号、DCS受信信号、PCS受信信号に含まれる受信帯域外のノイズを除去する役割を担う。
FIG. 16 is a block diagram showing an embodiment of a triple-band antenna switch circuit in which a high-pass filter for electrostatic surge prevention according to the present invention is inserted between an antenna ANT and a GaAs FET switch.
In this case, the SP5T (
The low-pass filter LPF1 plays a role of attenuating N-order harmonic distortion included in the transmission signal input from the EGSM TX terminal, and the
The SAW filters SAW1 to SAW3 serve to remove noise outside the reception band included in the EGSM reception signal, the DCS reception signal, and the PCS reception signal, respectively.
図16において、本発明の静電サージ対策回路はアンテナ端子とSP5Tスイッチの間に挿入され、アンテナから入力された静電サージをグランドへ吸収する。
従って本発明の静電サージ対策回路により、SP5Tスイッチ、受信のSAWフィルタ、送信端子に接続されるパワーアンプ(図示しない)、受信端子に接続されるローノイズアンプなどの回路を静電サージから保護することが出来る。
In FIG. 16, the electrostatic surge countermeasure circuit of the present invention is inserted between the antenna terminal and the SP5T switch, and absorbs the electrostatic surge input from the antenna to the ground.
Accordingly, the electrostatic surge countermeasure circuit of the present invention protects circuits such as SP5T switches, reception SAW filters, power amplifiers (not shown) connected to the transmission terminals, and low noise amplifiers connected to the reception terminals from electrostatic surges. I can do it.
図17は、本発明に係る静電サージ対策用のハイパスフィルタを用いた、トリプルバンドアンテナスイッチ回路の一実施例である。
この場合、SP3Tスイッチはアンテナ端子から入出力された信号のうちEGSM送信信号、DCS受信信号を分波回路Dip1へ切り換え、DCS/PCS送信信号、EGSM受信信号を分波回路Dip2へ切り換え、PCS受信信号をPCS受信のSAWへそれぞれ切り換えを行う。
ローパスフィルタLPF1は、EGSM TX端子から入力される送信信号に含まれるN次高調波歪を減衰する役割を担い、LPF2はDCS/PCS TX端子から入力される送信信号に含まれるN次高調波歪を減衰する役割を担う。
SAWフィルタSAW1〜SAW3は、それぞれEGSM受信信号、DCS受信信号、PCS受信信号に含まれる受信帯域外のノイズを除去する役割を担う。分波回路Dip1はLPF1およびSAW2に接続され、分波回路Dip2はLPF2およびSAW1に接続される。
FIG. 17 shows an embodiment of a triple-band antenna switch circuit using a high-pass filter for electrostatic surge prevention according to the present invention.
In this case, the SP3T switch switches the EGSM transmission signal and the DCS reception signal to the branching circuit Dip1 among the signals input / output from the antenna terminal, switches the DCS / PCS transmission signal and the EGSM reception signal to the branching circuit Dip2, and receives the PCS. The signal is switched to SAW for PCS reception.
The low-pass filter LPF1 plays a role of attenuating N-order harmonic distortion included in the transmission signal input from the EGSM TX terminal, and the
The SAW filters SAW1 to SAW3 serve to remove noise outside the reception band included in the EGSM reception signal, the DCS reception signal, and the PCS reception signal, respectively. The branching circuit Dip1 is connected to LPF1 and SAW2, and the branching circuit Dip2 is connected to LPF2 and SAW1.
図17において、本発明に係る静電サージ対策のためのハイパスフィルタ6は、アンテナ端子ANTとSP3Tスイッチの間に挿入され、アンテナから入力された静電サージをグランドへ吸収する。
従って、本発明の静電サージ対策回路により、SP3Tスイッチ、受信のSAWフィルタ、送信端子に接続されるパワーアンプ(図示しない)、受信端子に接続されるローノイズアンプなどの回路を静電サージから保護することが出来る。
また本実施例で用いたSP3Tスイッチは、回路規模がSP5Tよりも小規模であるため、実施例4で示したSP5Tスイッチを用いた高周波アンテナスイッチモジュールよりも小型化、低コスト化が可能であるという特徴がある。
In FIG. 17, a high-
Therefore, the electrostatic surge countermeasure circuit of the present invention protects circuits such as SP3T switches, reception SAW filters, power amplifiers (not shown) connected to the transmission terminals, and low noise amplifiers connected to the reception terminals from electrostatic surges. I can do it.
In addition, since the SP3T switch used in this embodiment has a smaller circuit scale than SP5T, it can be smaller and less expensive than the high-frequency antenna switch module using the SP5T switch shown in the fourth embodiment. There is a feature.
本発明における静電サージ対策用のハイパスフィルタおよびアンテナスイッチ回路を構成するインダクタや容量の一部は誘電体積層基板に内蔵可能であり、他方、静電サージ対策回路を構成する一部の容量、インダクタ、スイッチ回路として用いたPINダイオードスイッチ素子やGaAs FETスイッチ素子、抵抗、容量、チョークコイルなどのチップ部品を前記誘電体積層基板上に搭載することにより、小型で安価なマルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール複合部品が得られる。 A part of the inductor and the capacitor constituting the high-pass filter and the antenna switch circuit for electrostatic surge prevention in the present invention can be built in the dielectric multilayer substrate, while the part of the capacitance constituting the electrostatic surge countermeasure circuit, Multi-band antenna switch multilayer module that is small and inexpensive by mounting chip parts such as PIN diode switch elements, GaAs FET switch elements, resistors, capacitors, and choke coils used as inductors and switch circuits on the dielectric multilayer substrate. Composite parts are obtained.
例えば、図17のブロック図で示されるアンテナスイッチ回路モジュールを、積層誘電体1で一体構成した複合部品の斜視図を、図18に示した。
積層体の内部には、分波回路Dip1、Dip2、ローパスフィルタLPF1、LPF2および静電サージ対策用ハイパスフィルタ回路を構成するインダクタおよび容量が、複数の層に分けられて印刷されて形成されており、小型化軽量化が可能となる。
一方、積層体1の上にはSP3T GaAs FETスイッチ2、SAWフィルタ3、チップインダクタ4、チップコンデンサ5がそれぞれ搭載されている。
For example, FIG. 18 shows a perspective view of a composite part in which the antenna switch circuit module shown in the block diagram of FIG.
Inside the laminate, the branching circuits Dip1, Dip2, the low-pass filters LPF1, LPF2, and the inductors and capacitors constituting the high-pass filter circuit for countermeasures against electrostatic surges are divided into a plurality of layers and printed. It is possible to reduce the size and weight.
On the other hand, an SP3T
また、本実施例では積層基板は950℃以下の低温焼成が可能なセラミック誘電材料(LTCC)を用いており、焼成前のセラミックグリーンシートは伝送線路、容量を形成しやすいように、シート厚みが40〜200μmのものを使用した。このセラミックグリーンシートを複数積層し、個片にカットし側面電極を印刷した後に、950℃で焼成することにより、アンテナスイッチ積層モジュール複合部品の積層体が得られる。
更に、得られた積層体上にSP3T GaAs FETスイッチ、チップインダクタ、チップコンデンサを実装することにより、小型でかつ静電サージ対策の施されたアンテナスイッチ積層モジュール複合部品が得られる。
In this embodiment, the multilayer substrate uses a ceramic dielectric material (LTCC) that can be fired at a low temperature of 950 ° C. or less, and the ceramic green sheet before firing has a sheet thickness so that a transmission line and a capacitor can be easily formed. The thing of 40-200 micrometers was used. A plurality of these ceramic green sheets are laminated, cut into individual pieces, printed with side electrodes, and then fired at 950 ° C. to obtain a laminated body of antenna switch laminated module composite parts.
Further, by mounting an SP3T GaAs FET switch, a chip inductor, and a chip capacitor on the obtained laminated body, a compact antenna switch laminated module composite part having a countermeasure against electrostatic surge can be obtained.
以上の実施例では静電サージ対策回路をアンテナトップに接続する場合を想定しているが、本発明の静電サージ対策回路は900MHz〜2GHzまで十分広い帯域で整合がとれると言う特徴があり、アンテナトップだけでなく複数の場所に挿入することが可能である。例えば図17のブロック図を例にとり示すと、
(1)Dip‐SW1間、(2)Dip‐SW2間、(3)SW1‐LPF1間、(4)SW1‐SAW1間、(5)SW2‐LPF2間、(6)SW2‐SAW2間、(7)SW2‐SAW3間、およびこれら(1)〜(7)を組み合わせた位置に設けることが出来る。
In the above embodiment, it is assumed that the electrostatic surge countermeasure circuit is connected to the antenna top, but the electrostatic surge countermeasure circuit of the present invention is characterized in that it can be matched in a sufficiently wide band from 900 MHz to 2 GHz. It is possible to insert not only the antenna top but also a plurality of places. For example, taking the block diagram of FIG. 17 as an example,
(1) Dip-SW1, (2) Dip-SW2, (3) SW1-LPF1, (4) SW1-SAW1, (5) SW2-LPF2, (6) SW2-SAW2, (7 ) It can be provided between SW2 and SAW3 and at a position where these (1) to (7) are combined.
また、以上の実施例ではEGSM、DCS、PCSに対応した、マルチバンドアンテナスイッチ回路について述べたが、これ以外にもPCS帯域(1920MHz〜2170MHz)、PDC800帯域(810〜960MHz)、DAMPS(824〜849MHz)、GPS帯域(1575.42MHz)、PHS帯域(1895〜1920MHz)、Bluetooth帯域(2400〜2484MHz)や、米国で普及が見込まれるCDMA2000、中国で普及が見込まれるTD−SCDMAなどの場合も同様の効果が期待できる。
従って、本発明によれば高調波発生量を抑制した、デュアルバンド、3バンド、4バンド、5バンド等のマルチモードマルチバンドのアンテナスイッチ回路が得られ、これらの機能を積層体内に集約することが出来る。
In the above embodiment, the multi-band antenna switch circuit corresponding to EGSM, DCS, and PCS has been described. In addition, the PCS band (1920 MHz to 2170 MHz), the PDC 800 band (810 to 960 MHz), and DAMPS (824 to 849 MHz), GPS band (1575.42 MHz), PHS band (1895 to 1920 MHz), Bluetooth band (2400 to 2484 MHz), CDMA2000, which is expected to be popular in the United States, and TD-SCDMA, which is expected to be popular in China. Can be expected.
Therefore, according to the present invention, a dual-mode, 3-band, 4-band, 5-band, etc. multimode multiband antenna switch circuit with reduced harmonic generation can be obtained, and these functions can be integrated in the laminate. I can do it.
実施例1で示したハイパスフィルタと、比較例のハイパスフィルタとを、各々、携帯電話に組み込んで試験した結果、静電サージ耐力が更に向上した、小型で低消費電力な通信装置が得られた。
なお、試験には、Human Body Modelによる等価回路で置き換え、静電容量Cに充電された電荷が、抵抗Rを介して被試験物に放電する装置(図3参照)を用いた。
As a result of testing the high-pass filter shown in Example 1 and the high-pass filter of the comparative example incorporated in a mobile phone, a compact and low-power-consumption communication device with further improved electrostatic surge resistance was obtained. .
For the test, a device (see FIG. 3) was used, which was replaced with an equivalent circuit by Human Body Model, and the charge charged in the capacitance C was discharged to the DUT via the resistor R.
本発明によると、より完全に静電破壊対策ができ、分波回路とスイッチ回路の伝送線路および容量の一部を積層基板に内蔵し一体化できるので、本発明によるマルチバンドアンテナスイッチ回路、又はマルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール複合部品を用いた通信装置は装置の小型化と低消費電力仕様となる。 According to the present invention, it is possible to more fully take countermeasures against electrostatic breakdown, and a transmission line and a part of the capacitance of the branching circuit and the switch circuit can be integrated and integrated in the laminated substrate, so that the multiband antenna switch circuit according to the present invention, or A communication device using a multi-band antenna switch laminated module composite component is downsized and has low power consumption.
ANT:アンテナ端子
C1〜C11:容量
D1〜D4:PINダイオード
Dip、Dip1、Dip2:分波回路
GS1〜GS12:誘電体層(グリーンシート)
gs1〜gs10:誘電体層(グリーンシート)
L1〜L9:インダクタ
LPF1、LPF2:ローパスフィルタ
MCL:結合部分
P1:入力端子
P2:出力端子
R1、R2:抵抗
RX、RX1、RX2:受信端子
SW、SW1、SW2:スイッチ回路
SAW、SAW1〜SAW3:SAWフィルタ
TX、TX1、TX2:送信端子
VC、VC1、VC2:コントロール電源端子
Vs:静電サージ電圧印加用電源
1:積層誘電体
2:SP3T GaAs FETスイッチ
3:SAWフィルタ
4:チップインダクタ
5:チップコンデンサ
6:ハイパスフィルタ
7:マルチバンドアンテナスイッチ回路
8:マルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール
ANT: antenna terminals C1 to C11: capacitors D1 to D4: PIN diodes Dip, Dip1, Dip2: branching circuits GS1 to GS12: dielectric layers (green sheets)
gs1 to gs10: dielectric layer (green sheet)
L1-L9: Inductors LPF1, LPF2: Low-pass filter MCL: Coupling part P1: Input terminal P2: Output terminal R1, R2: Resistors RX, RX1, RX2: Reception terminals SW, SW1, SW2: Switch circuits SAW, SAW1-SAW3: SAW filters TX, TX1, TX2: transmission terminals VC, VC1, VC2: control power supply terminal Vs: power supply for electrostatic surge voltage application 1: laminated dielectric 2: SP3T GaAs FET switch 3: SAW filter 4: chip inductor 5: chip Capacitor 6: High-pass filter 7: Multiband antenna switch circuit 8: Multiband antenna switch laminated module
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