JP2005073086A

JP2005073086A - スイッチモジュールおよびこれを用いた電子機器

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Publication number: JP2005073086A
Application number: JP2003302194A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Yamamoto; 周一山本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-08-26
Also published as: JP4307183B2

Abstract

【課題】小型化、薄型化、軽量化が可能で、かつ、システム切替の制御が容易であり、さらに複数の無線通信システムを使用することができ、分波器のアイソレーションを向上させることができるスイッチモジュールおよびこれを用いた電子機器を提供すること。
【解決手段】スイッチモジュールは、複数の入力端子と１つの送信端子を有する送信側分波器と、複数の出力端子と１つの受信端子を有する受信側分波器と、スイッチとが基板に搭載されており、送信側分波器と受信側分波器とは、基板を平面視したときにスイッチを中心として点対称に配置されている。
【図面】図３

Description

本発明は、無線装置等に用いられるスイッチモジュールおよびそれを用いた電子機器であって、特に複数の異なる無線通信システムを有し、異なる周波数の信号の入出力を行なうためのスイッチモジュールおよびこれを用いた電子機器に関するものである。

近年の情報通信技術の発展に伴い、通信ネットワークは社会の中に定着してきている。特に無線通信技術を用いた無線ＬＡＮ（Local Area Network）はデータを有線で伝送するのではなく、無線で伝送するため、通信ネットワーク全体に信号伝送用のケーブルを敷設する必要がなく、通信ネットワークの構築が比較的容易であり、低コストで構築できるという利点がある。

このような無線ＬＡＮにおいては複数の規格が存在している。たとえば、５ＧＨｚ帯域を使用したＩＥＥＥ.802.11ａ、2.4ＧＨｚ帯域を使用したＩＥＥＥ.802.11ｂ、ＩＥＥＥ.802.11ｇなどが挙げられる。そして、通常の無線装置では、いずれか一つの規格に対応した周波数帯域を用いて通信を行なうのが一般的であった。

しかしながら、最近では、複数の異なる規格および異なる無線通信システムに対応した通信装置である、デュアルバンド対応の装置が提案されている。たとえばＩＥＥＥ.802.11ａとＩＥＥＥ.802.11ｂのデュアルバンド対応無線ＬＡＮシステムを持った電子機器では、ＩＥＥＥ.802.11ａの周波数帯域とＩＥＥＥ.802.11ｂのそれぞれの周波数帯域に対応して通信を行なうことが可能であり、状況に応じてこれらを切り換えて使用することができる。

すなわち、ある時はＩＥＥＥ.802.11ａの使用周波数帯で通信を行い、またある時はＩＥＥＥ.802.11ｂの周波数帯域で通信を行なえるようにすることによって、一方の規格において通信が不可能な場合においても、他方の規格において通信が可能となり、また、一方の規格にしか対応していない通信装置同士の橋渡しの役割をすることも可能となる。

なお、信号の周波数帯域はＩＥＥＥ.802.11ａの送信信号Ｔｘ１および受信信号Ｒｘ１が4.9ＧＨｚから5.825ＧＨｚであり、ＩＥＥＥ.802.11ｂの送信信号Ｔｘ２および受信信号Ｒｘ２が2.4ＧＨｚから2.4835ＧＨｚである。

このような、デュアルバンド対応無線ＬＡＮシステムを持った電子機器の一例として、ある規格に対応したシステムを２種類保有するデュアルバンド対応無線ＬＡＮを持った電子機器のブロック図を図７に示す（特許文献１参照）。

図７において、従来のデュアルバンド対応無線ＬＡＮを持った電子機器は、スイッチモジュール部100と、信号の送受信を行なう４本のアンテナ101ａ，101ｂ，102ａ，102ｂと、送信信号Ｔｘ１を発生させたり受信信号Ｒｘ１を受ける送受信回路103と、送信信号Ｔｘ２を発生させたり受信信号Ｒｘ２を受ける送受信回路104とを有している。

アンテナ101ａ，101ｂはＩＥＥＥ.802.11ａの周波数帯域の信号を送受信し、アンテナ102ａ，102ｂはＩＥＥＥ.802.11ｂの周波数帯域の信号を送受信するものである。また、無線ＬＡＮシステムが複数のアンテナを用いて感度の良い方を使うダイバーシティ方式を取っているため、同じシステムに対してアンテナ２本を用いる必要があり、したがって合計で４本のアンテナを使用している。

スイッチモジュール100はスイッチ105とスイッチ106を有し、スイッチ105はアンテナ101ａとアンテナ101ｂの感度が良い方を選択し、送信時には送受信回路103の送信側へ、また、受信時には送受信回路105の受信側へスイッチを切り替える機能を有している。これと同様に、スイッチ106はアンテナ102ａとアンテナ102ｂの感度が良い方を選択し、送信時には送受信回路104の送信側へ、受信時には送受信回路104の受信側へスイッチを切り替える機能を有している。

このような電子機器では、２つのシステムを単に並べた形でデュアルバンド対応無線ＬＡＮシステムとなっていることから、システムを構築することは比較的容易であるが、電子機器全体に対して占有する割合が大きなアンテナを４本使用するため、電子機器の外形を小型化しにくいという問題があった。

そこで新たに、図８に示すようなデュアルバンド対応無線ＬＡＮシステムを持った電子機器が提案されている。図８のデュアルバンド対応無線ＬＡＮシステムを持った電子機器においては、信号の送受信を行なう２本のアンテナ101ｃ，102ｃと、送信信号Ｔｘ１を発生させたり受信信号Ｒｘ１を受ける送受信回路103と、送信信号Ｔｘ２を発生させたり受信信号Ｒｘ２を受ける送受信回路104とを有する。また、スイッチモジュール100は分波器107，108、およびスイッチ105，106を有している。ここで、アンテナ101ｃ，102ｃはどちらの周波数帯の信号も送受信するため、スイッチモジュール100によってアンテナ101ｃ，102ｃで送受信される信号を２つの規格の周波数帯の信号に分離するために、分波器107，108をアンテナ101ｃ，102ｃとスイッチ105，106との間に接続し、アンテナ101ｃ，102ｃで送受信される信号を個々の規格の信号に分離するようになっている。

たとえば、アンテナ101ｃ，102ｃで送受信される信号は、分波器107，108により送信信号Ｔｘ１と受信信号Ｒｘ１の周波数帯域の信号のみに分離され、スイッチ105には送信信号Ｔｘ１と受信信号Ｒｘ１の周波数帯域の信号のみが来ることとなる。

このようなデュアルバンド対応無線ＬＡＮシステムを持った電子機器においては、アンテナ101ｃ，102ｃはＩＥＥＥ.802.11ａとＩＥＥＥ.802.11ｂの規格のどちらの周波数帯の信号も送受信することが可能であるため、図７で示した電子機器に比べてアンテナを２本に減らすことができ、電子機器の外形を小型化することが可能となる。
特開2003-188761号公報

しかしながら、図８に示す従来のデュアルバンド対応無線ＬＡＮシステムを持った電子機器においては、新たに分波器が設けられるため、部品点数が多くなり、さらなる小型化への対応が困難であった。

また、図８に示されているスイッチモジュールでは、スイッチは制御用の制御信号が必要であることから、システムを切り替えるには２つのスイッチを制御する必要があり、システム切替の制御が複雑になるという不具合もあった。

さらに、図８のデュアルバンド対応無線ＬＡＮシステムを持った電子機器は、２種類の無線ＬＡＮシステムを有しているが、新たに異なる規格のシステムを追加したい場合には、図８のスイッチモジュールでは１つのシステムに対して送受信を切り替えるスイッチが１つ必要なため、新たに追加するシステムの数に応じて送受信を切り替えるスイッチをさらに搭載する必要がある。その結果、前述した分波器の設置と同様に、部品点数が増加すると共に実装面積が増加し、小型化、薄型化、軽量化が図れないという問題点があった。

また、分波器も信号を２つの周波数帯に分離するものから３つ以上の複数の周波数帯に分離するものへ替える必要性もあった。

また、小型化、薄型化、軽量化の要求に対して、分波器同士を近づけると分波器間のアイソレーションが低下するという問題点があった。例えば、図８の電子機器においては、アンテナとスイッチとの間に分波器が接続されているため、分波器同士を近づけると、分波器間のアイソレーションが低いため、送信時にアンテナ101Cで信号を送信させた場合、分波器107を通過する信号が分波器108へ移ってしまい、アンテナ101Cで送信する信号の出力が低下すると共に、アンテナ102Cより信号がノイズとして送信されてしまうという問題が生じていた。

本発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、小型化、薄型化、軽量化が可能で、かつ、システム切替の制御が容易であり、さらに複数の無線通信システムを使用することができ、分波器のアイソレーションを向上させることができるスイッチモジュールおよびこれを用いた電子機器を提供することにある。

本発明のスイッチモジュールは、複数の入力端子と１つの送信端子を有する送信側分波器と、複数の出力端子と１つの受信端子を有する受信側分波器と、スイッチとが基板に搭載されており、前記送信側分波器と前記受信側分波器とは、前記基板を平面視したときに前記スイッチを中心として点対称に配置されていることを特徴とするものである。

また、本発明のスイッチモジュールは、上記構成において、前記送信側分波器と前記受信側分波器とは前記基板に内蔵されるとともに前記スイッチは前記基板の主面に搭載されており、前記スイッチは、前記基板の内部に形成された貫通導体を介して前記基板の内部に形成された接地電極に電気的に接続されていることを特徴とするものである。

また、本発明のスイッチモジュールは、上記構成において、前記スイッチは、アンテナ端子を複数有することを特徴とするものである。

本発明の電子機器は、アンテナおよび該アンテナに電気的に接続された送受信回路部を有する電子機器であって、前記送受信回路部は本発明のスイッチモジュールを有することを特徴とするものである。

本発明のスイッチモジュールは、複数の入力端子と１つの送信端子を有する送信側分波器と、複数の出力端子と１つの受信端子を有する受信側分波器と、スイッチとが基板に搭載されており、送信側分波器と受信側分波器とは、基板を平面視したときにスイッチを中心として点対称に配置されていることにより、システム切替の制御用の制御信号が必要となるスイッチを減らすことができるため、モジュールの小型化が可能となると共に、１つのスイッチでアンテナ端子への切替制御が可能となり、スイッチ切替の制御を容易とすることができる。また、送信側分波器と受信側分波器の部品点数がシステム毎の信号に分けるために増加することなく、送信側分波器の入力端子と受信側分波器の出力端子を増設するだけで新規システムを増設することが可能となる。

また、アンテナ端子と分波器との間にスイッチが配置されることとなるため、分波器の信号の漏れがスイッチで遮断されてアンテナ端子に影響を及ぼしにくいこととなり、ノイズがアンテナ端子から出力されにくくなる。また、スイッチを中心として点対称に送信側分波器と受信側分波器とが配置されていることで、送信側分波器と受信側分波器の距離を離すことができるため、送信側分波器と受信側分波器との間のアイソレーションが向上し、信号の漏れが少なくなる。

また、本発明のスイッチモジュールは、上記構成において、送信側分波器と受信側分波器とは基板に内蔵されるとともにスイッチは基板の主面に搭載されており、スイッチは、基板の内部に形成された貫通導体を介して基板の内部に形成された接地電極に電気的に接続されていることから、基板に送信側分波器と受信側分波器とが内蔵されることで送信側分波器と受信側分波器とスイッチとを容易に電気的に接続することができると共に、小型化されたものとなる。また、送信側分波器と受信側分波器との間に貫通導体を形成することで、送信側分波器と受信側分波器とが接地電極で仕切られた状態となり、さらにアイソレーションを向上させることができる。

また、本発明のスイッチモジュールは、上記構成において、スイッチは、アンテナ端子を複数有することから、最も感度の良いアンテナを選択して使うことができるため、より安定した通信が可能になる。また、複数のアンテナ端子にそれぞれ周波数帯の異なる信号を送受信できるアンテナを接続することで、使用するシステムに応じてアンテナを使い分けることもできる。

本発明の電子機器は、アンテナおよびそのアンテナに電気的に接続された送受信回路部を有する電子機器であって、送受信回路部は本発明のスイッチモジュールを有することから、本発明のスイッチモジュールを送受信部に使用することで、電子機器の小型化、薄型化、軽量化が可能で、かつ、システム切替の制御が容易であり、さらに複数の無線通信システムを使用することができ、送信側分波器と受信側分波器との間のアイソレーションを向上させることができる。

本発明のスイッチモジュールについて図面を用いて以下に説明する。なお、以下の実施の形態では、ＩＥＥＥ.802.11ａとＩＥＥＥ.802.11ｂのデュアルバンドのシステムで使用されるスイッチモジュールについて説明する。

図１は本発明のスイッチモジュールの実施の形態の一例を示すブロック図である。図１において、１はスイッチ、２は送信側分波器、３は受信側分波器、４ａは第１のアンテナ端子、４ｂは第２のアンテナ端子、５は第１のスイッチ端子、６は第２のスイッチ端子、７は送信端子、８は受信端子、９ａは第１の入力端子、９ｂは第２の入力端子、10ａは第１の出力端子、10ｂは第２の出力端子である。また、スイッチ切替の制御端子は省略する。

図１のスイッチモジュールはスイッチ１と送信側分波器２と受信側分波器３とで構成されており、そのスイッチ１は第１のアンテナ端子４ａと第２のアンテナ端子４ｂと第１のスイッチ端子５と第２のスイッチ端子６を有している。また、送信側分波器２は送信端子７と第１の入力端子９ａと第２の入力端子９ｂを、また、受信側分波器３は受信端子８と第１の出力端子10ａと第２の出力端子10ｂを有している。そして、第１のスイッチ端子５と送信端子７とが、また、第２のスイッチ端子６と受信端子８とが電気的に接続されることでスイッチモジュールを形成する。

ここで、スイッチ１の動作周波数帯域は使用されるシステムの周波数帯域であり、送信信号Ｔｘ１は第１の入力端子９ａから、送信信号Ｔｘ２は第２の入力端子９ｂから入力される。逆に、受信信号Ｒｘ１は第１の出力端子10ａから、受信信号Ｒｘ２は第２の出力端子10ｂから出力される。スイッチ１は、送信時には第１のスイッチ端子５に切り替えて、受信時には第２のスイッチ端子６に切り替える。そして、第１のスイッチ端子５と第２のスイッチ端子６のどちらかが、第１のアンテナ端子４ａと第２のアンテナ端子４ｂとの受信感度の高い方に接続される。

例えば、送信信号Ｔｘ１を第１の入力端子９ａから第１のアンテナ端子４ａに送信を行なう場合、送信信号Ｔｘ１は第１の入力端子９ａから入力され、送信側分波器２を経て送信端子７に出力される。この場合、送信信号Ｔｘ１は第２の入力端子９ｂには漏れない。そして、スイッチ１は第１のアンテナ端子４ａと第１のスイッチ端子５とを接続する。この場合、送信信号Ｔｘ１は第２のスイッチ端子６には漏れない。そして、送信信号Ｔｘ１は第１のアンテナ端子４ａを経てアンテナに出力される。

図２に本発明のスイッチモジュールの実施の形態の具体的な一例の回路図を示す。図２において、図１と同じ部分には同じ記号を付け、その説明は省略する。図２において、送信側分波器２はインダクタＬ１，Ｌ２と容量Ｃ１〜Ｃ５を有している。送信端子７と第１の入力端子９ａとを結ぶ経路は、容量Ｃ１の一端と容量Ｃ２の一端が電気的に接続され、その接続点とインダクタＬ１の一端が電気的に接続され、インダクタＬ１の他端と容量Ｃ３の一端とが直列接続されている。そして、容量Ｃ３の他端が接地されている。この構成により、送信端子７と第１の入力端子９ａを結ぶ経路において、送信信号Ｔｘ１を通過させ、逆に送信信号Ｔｘ２を通さないハイパスフィルタとすることができる。一方、送信端子７と第２の入力端子９ａを結ぶ経路は、インダクタＬ２と容量Ｃ４とが並列に接続され、その一端が容量Ｃ５を介して接地されている。この構成により、送信端子７と第２の入力端子９ａを結ぶ経路において、送信信号Ｔｘ２を通過させ、逆に送信信号Ｔｘ１を通さないローパスフィルタとすることができる
同様に、受信側分波器３はインダクタＬ１ａ，Ｌ２ａと容量Ｃ１ａ〜Ｃ５ａを有しているが、送信側分波器２と同じ回路であり、接続も同様なため、説明は省略する。

図３に図２のスイッチモジュールの具体的な構成の一例を示す。図３において、11〜16は第１〜第６の誘電体層、17は接地電極、18はキャビティ、19は実装パッド、20ａは送信電極、20ｂは受信電極、21ａ〜24ａは送信側分波器の第１〜第４の容量電極、21ｂ〜24ｂは受信側分波器の第１〜第４の容量電極、25ａ，26ａは送信側分波器の第１，第２の接地容量電極、25ｂ，26ｂは送信側分波器の第１，第２の接地容量電極、27ａ〜30ａは送信側分波器の第１〜第４のストリップライン、27ｂ〜30ｂは受信側分波器の第１〜第４のストリップライン、31は貫通導体、32ａ〜36ａは送信側分波器の第１〜第５の貫通導体、32ｂ〜36ｂは受信側分波器の第１〜第５の貫通導体、37ａ，38ａは第１，第２の入力電極、37ｂ，38ｂは第１，第２の出力電極、39は第１のアンテナ電極、40は第２のアンテナ電極、41はスイッチングＩＣである。

図３において、第１の誘電体層11および第２の誘電体層12の間に形成された送信側分波器の第１の容量電極21ａと、第２の誘電体層12および第３の誘電体層13の間に形成された送信側分波器の第３の容量電極23ａとの間に生じる容量をＣ１とする。また、第１の誘電体層11および第２の誘電体層12の間に形成された送信側分波器の第２の容量電極22ａと、第２の誘電体層12および第３の誘電体層13の間に形成された送信側分波器の第３の容量電極23ａとの間に生じる容量をＣ２とする。

また、第３の誘電体層13および第４の誘電体層14の間に形成された送信側分波器の第１のストリプライン27ａと、第５誘電体層15および第６の誘電体層16の間に形成された送信側分波器の第２のストリプライン28ａと、送信側分波器の第１のストリップライン27ａおよび第２のストリップライン28ａの一方端同士を第２〜第５の誘電体12〜15を貫通する送信側分波器の第２の貫通導体33ａを介して電気的に接続することにより生じるインダクタをＬ１とする。

また、第５の誘電体層15および第６の誘電体層16の間に形成された送信側分波器の第１の接地容量電極25ａと、第６の誘電体層16の下面に形成された接地電極17との間に生じる接地容量電極をＣ３としたとき、送信側分波器の第１のストリップライン27の他端は第３の誘電体13を貫通する送信側分波器の第１の貫通導体32ａを介して送信側分波器の第３の容量電極23ａに電気的に接続され、送信側分波器の第２のストリップライン28ａと送信側分波器の第1の接地容量電極25ａとが電気的に接続されることにより、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｌ１からなる直列共振をするハイパスフィルタを構成している。

また、第４の誘電体層14および第５の誘電体層15の間に形成された送信側分波器の第４の容量電極24ａと、第５の誘電体層15および第６の誘電体層16の間に形成された送信側分波器の第２の接地容量電極26ａとの間に生じる容量をＣ４とする。また、第１の誘電体層11および第２の誘電体層12の間に形成された送信側分波器の第３のストリップライン29ａと、第２の誘電体層12および第３の誘電体層13の間に形成された送信側分波器の第４のストリップライン30ａと、送信側分波器の第３のストリップライン29ａおよび第４のストリップライン30ａの一方端同士を第２の誘電体12を貫通する第３の貫通導体34ａを介して電気的に接続することにより生じるインダクタをＬ２とする。

また、第５の誘電体層15および第６の誘電体層16の間に形成された送信側分波器の第２の接地容量電極26ａと、第６の誘電体層16の下面に形成された接地電極17との間に生じる接地容量電極をＣ５としたとき、送信側分波器の第３のストリップライン29ａの他方端は第２〜第４の誘電体12〜14を貫通する第３の貫通導体35ａを介して送信側分波器の第４の容量電極24ａに電気的に接続され、送信側分波器の第４のストリップライン30ａの他方端は第３〜第５の誘電体13〜15を貫通する送信側分波器の第５ａの貫通導体36ａを介して送信側分波器の第２の接地容量電極26ａに電気的に接続されることより、Ｃ４，Ｃ５，Ｌ２からなる並列共振をするローパスフィルタを構成している。

そして、送信側分波器の第３のストリップライン29ａと送信側分波器の第１の容量電極21ａと送信電極20ａとを電気的に接続し、送信側分波器の第２の容量電極22ａと第１の入力電極37ａを電気的に接続し、送信側分波器の第２の接地容量電極28ａと第２の入力電極38ａを電気的に接続することで、図２に示す送信側分波器２となる。

ここでは省略するが、同様な接続を行い、受信側分波器の第３のストリップライン29ｂと受信側分波器の第１の容量電極21ｂと受信電極20ｂとを電気的に接続し、受信側分波器の第２の容量電極22ｂと第１の出力電極37ｂとを電気的に接続し、受信側分波器の第２の接地容量電極28ｂと第２の出力電極38ｂとを電気的に接続することで、受信側分波器３となる。そして、スイッチングＩＣ41をキャビティ18の中の実装パッド19に実装し、第１のアンテナ電極39および第２のアンテナ電極40とをそれぞれスイッチングＩＣ41に電気的に接続し、また、送信電極20ａおよび受信電極20ｂとをそれぞれスイッチングＩＣ41に電気的に接続することで、本発明のスイッチモジュールを得ることができる。

そして、第１〜第６の誘電体層11〜16，送信側分波器の第１〜４の容量電極21ａ〜24ａ，受信側分波器の第１〜４の容量電極21ｂ〜24ｂ、送信側分波器の第１，第２の接地容量電極25ａ，26ａおよび受信側分波器の第１，２の接地容量電極25ｂ，26ｂによって容量Ｃ１〜Ｃ５およびＣ１ａ〜Ｃ５ａを調整し、また、送信側分波器の第１〜第４のストリップライン27ａ〜30ａおよび受信側分波器の第１〜第４のストリップライン27ｂ〜30ｂによってインダクタンスＬ１，Ｌ２およびＬ１ａ，Ｌ２ａを調整することにより、所望の分波特性を有する分波器を得ることができる。

また、本発明のスイッチモジュールは、送信側分波器２と、受信側分波器３と、スイッチ１とを有することにより、システム切替の制御用の制御信号が必要となるスイッチを減らすことができるため、小型化が可能となると共に、１つのスイッチで第１，第２のアンテナ端子４ａ，４ｂへの切替制御が可能となり、スイッチ切替の制御を容易にすることができる。また、第１，第２のアンテナ端子４ａ，４ｂと送信側分波器２と受信側分波器３の間にスイッチ１を配置したことから、ノイズが第１，第２のアンテナ端子４ａ，４ｂへ出力されにくい。また、スイッチ１を中心として点対称に送信側分波器２と受信側分波器３とが配置されていることで、送信側分波器２と受信側分波器３との間の距離を離すことができるため、各送信側と受信側のアイソレーションを向上させることができ、信号の漏れが少なくなる。

本発明において、送信側分波器２と受信側分波器３とは、スイッチ１を中心として点対称に配置されているが、点対称の中心点はスイッチ１の中心点とすることができる。スイッチ１の中心点は、スイッチ１の幾何学的中心点や重心点とすることができる。

本発明のスイッチモジュールは、好ましくは、基板に送信側分波器２と受信側分波器３とが内蔵されると共に、スイッチ１は基板の主面に搭載されており、スイッチングＩＣ41は基板内部に形成した貫通導体31を介して、接地電極17に電気的に接続されることで、送信側分波器２と受信側分波器３とスイッチングＩＣ41とを容易に電気的に接続することができると共に、小型化がなされる。また、送信側分波器２と受信側分波器３との間に貫通導体31を挿入するように形成することで、送信側分波器２と受信側分波器３とが接地電極17で仕切られた状態となり、送信側分波器２と受信側分波器３との間のアイソレーションが向上する。

図４は、図３の本発明のスイッチモジュールの送信側分波器の周波数特性を示すグラフである。図４において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は第２の出力端子の信号通過量Ｓ(２，１)（単位：ｄＢ）を表わし、実線の特性曲線は本発明のスイッチモジュールの送信側分波器の周波数特性を、破線の周波数特性は分波器同士のアイソレーションの低い場合の送信側分波器の周波数特性を示している。2.4ＧＨｚから2.4835ＧＨｚである
図４の結果より、本発明のスイッチモジュールによれば、分波器同士のアイソレーションが高いため、送信信号Ｔｘ２の周波数帯域（2.4ＧＨｚ〜2.4835ＧＨｚ）では信号の減衰が見られないが、逆に従来の分波器同士のアイソレーションの低い送信側分波器では、送信信号Ｔｘ２の周波数帯域で信号が減衰していることが分かる。

なお、本発明のスイッチモジュールは、例えば誘電体層がセラミックスから成る場合、焼成後に各誘電体層となるセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）に所定の孔開け加工を施すとともに、各電極のパターン形状および貫通導体となる貫通孔やグリーンシートの側面等に導体ペーストを塗布し、これらを積層して焼成することによって製作される。あるいは、誘電体層がフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂，ポリイミド樹脂のような樹脂から成る場合、樹脂基板を用い、その表面に被着させた銅箔をエッチングして各電極パターンの形成を行ない、層間接続用の貫通導体を形成して積層プレスすることによって製作される。

また、第１〜６の誘電体層11〜16を始めとする誘電体層には、アルミナセラミックス，ムライトセラミックス等のセラミックス材料やガラスセラミックス等の無機系材料、または四フッ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン；ＰＴＦＥ），四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂；ＥＴＦＥ），四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルテロアルキルビニルエーテル共重合樹脂；ＰＦＡ）等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂，ポリイミド等の樹脂系材料等が用いられる。

また、接地電極1７、送信側分波器の第１〜４の容量電極21ａ〜24ａ，受信側分波器の第１〜４の容量電極21ｂ〜24ｂ、送信側分波器の第１，第２の接地容量電極25ａ，26ａおよび受信側分波器の第１，第２の接地容量電極25ｂ，26ｂ、送信側分波器の第１〜第４のストリップライン27ａ〜30ａおよび受信側分波器の第１〜第４のストリップライン27ｂ〜30ｂには、高周波信号伝送用の金属材料から成る導体層が用いられる。例えば、Ｃｕ層、Ｍｏ−Ｍｎのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｗのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｃｒ−Ｃｕ合金層、Ｃｒ−Ｃｕ合金層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｔａ_２Ｎ層上にＮｉ−Ｃｒ合金層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｔｉ層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、またはＮｉ−Ｃｒ合金層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの等が用いられ、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成方法やメッキ法等により形成される。その厚みや幅は、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。

次に、図５に本発明のスイッチモジュールの実施の形態の他の例のブロック図を示す。なお、以下の説明は、ＩＥＥＥ.802.11ａとＩＥＥＥ.802.11ｂとＰＤＣ（Personal Digital Cellular）のトリプルバンドのシステムで使用されるスイッチモジュールについての説明である。ＰＤＣの送信信号Ｔｘ３が925ＭＨｚから960ＭＨｚ、ＰＤＣの受信信号Ｒｘ３が810ＭＨｚから926ＭＨｚの周波数帯域である。図５において、１ａはスイッチ、２ａは送信側分波器、３ｂは受信側分波器、４ａは第１のアンテナ端子、４ｂは第２のアンテナ端子、４ｃは第３のアンテナ端子、５は第１のスイッチ端子、６は第２のスイッチ端子、７は送信端子、８は受信端子、９ａは第１の入力端子、９ｂは第２の入力端子、９ｃは第３の入力端子、10ａは第１の出力端子、10ｂは第２の出力端子、10ｃは第３の出力端子である。これらの接続については、図１と同等のため省略する。

また、本発明のスイッチモジュールは、送信側分波器２と受信側分波器３はシステムごとに信号を分けることにより、図５のように第３の入力端子９ｃと第３の出力端子19ｃを増設し、送信側分波器２ａと受信側分波器３ｂのように２種類の周波数帯域から３種類の周波数帯域へ分離するものへ変更することで、部品点数を増加させることなく、容易に新規システムを増設することが可能となる。

また本発明のスイッチモジュールは、好ましくは、複数のアンテナ端子にアンテナを接続することにより、最も感度の良い方を使うことができるため、より安定した通信が可能になる。また、複数のアンテナ端子にそれぞれ周波数の異なる信号を送受信するアンテナを接続することで、使用するシステムに応じてアンテナを使い分けることもできる。

次に、図６に本発明の電子機器の実施の形態の一例を示す。図６においては、破線で囲った部分が図１で説明したスイッチモジュールであり、42ａは第１のアンテナ、42ｂは第２のアンテナ、43は送信回路、44は受信回路である。ここではスイッチモジュールの説明は省略する。第１のアンテナ端子４ａと第１のアンテナ42ａとを電気的に接続し、第２のアンテナ端子４ｂと第２のアンテナ42ｂとを電気的に接続する。また、第１，第２の入力端子９ａ，９ｂを送信回路43に電気的に接続し、第１，第２の出力端子10ａ，10ｂを送信回路44に電気的に接続する。

本発明の電子機器によれば、本発明のスイッチモジュールを送受信部に使用することで、電子機器の小型化、薄型化、軽量化が可能で、かつ、システム切替の制御が容易であり、さらに複数の無線通信システムを使用することができ、分波器のアイソレーションを向上させることができる。

なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。たとえば、分波器を内蔵した基板において、第１〜６の誘電体層11〜16の厚さを薄くしたり、これらに高誘電率材料を用いたり、第１〜４の誘電体層11〜14に磁性体を混ぜたりすることにより、さらなる小型化が可能となる。また、分波器を内蔵した基板において、キャビティ18の中にスイッチングＩＣ41を実装しているが、キャビティ18がなく、直接基板に実装してもよく、また、基板上面の実装でなく基板下面の実装でもよい。

また、図２の例では送信用分波器２と受信用分波器３はハイパスフィルタとローパスフィルタとで構成されているが、これ以外にも、ノッチ回路を組み合わせて構成したものや、ローパスフィルタとバンドパスフィルタを組み合わせて構成したものでもよい。また、使用されるシステムも無線ＬＡＮだけでなく、ＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone Service：824ＭＨｚ〜894ＭＨｚ）やＷ−ＣＤＭＡ（Wide band Code Division Multiple Access：1920ＭＨｚ〜2200ＭＨｚ）等を用いてもよい。

そして、本発明のスイッチモジュールが搭載されている電子機器としては、携帯電話やＰＤＡ、ＰＣカード、アクセスポイントのみならず、テレビ等のＡＶ機器や電子レンジ、冷蔵庫、炊飯ジャーといった家庭用電子機器でもよい。

本発明のスイッチモジュールの実施の形態の一例を示すブロック図である。図１のスイッチモジュールの回路図である。図２のスイッチモジュールの具体的な構成を示す分解斜視図である。図３のスイッチモジュールの送信側分波器の周波数特性を示すグラフである本発明のスイッチモジュールの実施の形態の他の例を示すブロック図である。本発明の電子機器の実施の形態の一例を示すブロック図である。従来のデュアルバンド対応無線ＬＡＮ機能を有する電子機器の一例を示すブロック図である。従来のデュアルバンド対応無線ＬＡＮ機能を有する電子機器の他の例を示すブロック図である。

符号の説明

１，１ａ：スイッチ
２，２ａ：送信側分波器
３，２ａ：受信側分波器
４ａ〜４ｃ：第１〜第３のアンテナ端子
５：第１のスイッチ端子
６：第２のスイッチ端子
７：送信端子
８：受信端子
９ａ〜９ｃ：第１〜第３の入力端子
10ａ〜10ｃ：第１〜第３の出力端子
17：接地電極
20ａ：送信電極
20ｂ：受信電極
31：貫通導体
43：送信回路
44：受信回路

Claims

複数の入力端子と１つの送信端子を有する送信側分波器と、複数の出力端子と１つの受信端子を有する受信側分波器と、スイッチとが基板に搭載されており、前記送信側分波器と前記受信側分波器とは、前記基板を平面視したときに前記スイッチを中心として点対称に配置されていることを特徴とするスイッチモジュール。
前記送信側分波器と前記受信側分波器とは前記基板に内蔵されるとともに前記スイッチは前記基板の主面に搭載されており、前記スイッチは、前記基板の内部に形成された貫通導体を介して前記基板の内部に形成された接地電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチモジュール。
前記スイッチは、アンテナ端子を複数有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のスイッチモジュール。
アンテナおよび該アンテナに電気的に接続された送受信回路部を有する電子機器であって、前記送受信回路部は請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスイッチモジュールを有することを特徴とする電子機器。