JP2005124243A

JP2005124243A - 携帯端末装置

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Publication number: JP2005124243A
Application number: JP2005011997A
Authority: JP
Inventors: Koji Furutani; 孝治降谷; Norio Nakajima; 規巨中島; Tetsuo Harada; 哲郎原田; Yoshiki Takada; 芳樹高田; Norihiro Ochii; 紀宏落井
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: JP4154532B2

Abstract

【課題】消費電力が少なく、かつ回路の小型化が可能な高周波モジュール及びそれを用いた移動体通信装置を提供する。
【解決手段】高周波モジュール１０は、ダイプレクサ１１、第１及び第２の高周波スイッチ１２，１３、ＳＡＷデュプレクサ１４、第１及び第２のフィルタである第１及び第２のＬＣフィルタ１５，１６、第３のフィルタであるＳＡＷフィルタ１７からなり、第１乃至第３の通信システムであるＤＣＳ（１．８ＧＨｚ帯）、ＰＣＳ（１．９ＧＨｚ帯）、ＧＳＭ（９００ＭＨｚ帯）のフロントエンド部を複合化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波モジュール及びそれを用いた移動体通信装置に関し、特に、３つの異なる通信システムに利用可能な高周波モジュール及びそれを用いた移動体通信装置に関する。

現在、移動体通信装置として、複数の周波数帯域、例えば１．８ＧＨｚ帯を使用したＤＣＳ（Digital Cellular System）、１．９ＧＨｚ帯を使用したＰＣＳ（Personal Communication Services）、及び９００ＭＨｚ帯を使用したＧＳＭ（Global System for Mobile communications）とで動作が可能なトリプルバンド携帯電話器が提案されている。

図１２は、一般的なトリプルバンド携帯電話器のフロントエンド部を示すブロック図であり、互いに周波数の異なる第１乃至第３の通信システムに、１．８ＧＨｚ帯のＤＣＳ、１．９ＧＨｚ帯のＰＣＳ、９００ＭＨｚ帯のＧＳＭとした場合の一例を示したものである。

トリプルバンド携帯電話器のフロントエンド部は、アンテナ１、ダイプレクサ２、第１乃至第３の高周波スイッチ３ａ〜３ｃ、第１及び第２のＬＣフィルタ４ａ，４ｂ、第１乃至第３のＳＡＷフィルタ５ａ〜５ｃを備える。ダイプレクサ２は、送信の際にはＤＣＳ、ＰＣＳあるいはＧＳＭのいずれかからの送信信号をアンテナ１に結合するとともに、受信の際にはアンテナ１からの受信信号をＤＣＳ、ＰＣＳあるいはＧＳＭのいずれかに分配する役目を担う。第１の高周波スイッチ３ａは、ＤＣＳ及びＰＣＳの送信部側とＤＣＳ及びＰＣＳの受信部側とを切り換える役目、第２の高周波スイッチ３ｂは、ＤＣＳの受信部Ｒｘｄ側とＰＣＳの受信部Ｒｘｐ側とを切り換える役目、第３の高周波スイッチ３ｃは、ＧＳＭの送信部Ｔｘｇ側と受信部Ｒｘｇ側とを切り換える役目をそれぞれ担う。第１のＬＣフィルタ４ａは、ＤＣＳ、ＰＣＳの送信信号を通過させ、送信信号の高調波を減衰させる役目、第２のＬＣフィルタ４ｂは、ＧＳＭの送信信号を通過させ、送信信号の高調波を減衰させる役目をそれぞれ担う。第１のＳＡＷフィルタ５ａは、ＤＣＳの受信信号を通過させ、受信信号の高調波を減衰させる役目、第２のＳＡＷフィルタ５ｂは、ＰＣＳの受信信号を通過させ、受信信号の高調波を減衰させる役目、第３のＳＡＷフィルタ５ｃは、ＧＳＭの受信信号を通過させ、受信信号の高調波を減衰させる役目をそれぞれ担う。

ここで、トリプルバンド携帯電話器の動作について、まず、ＤＣＳの場合を説明する。送信の際には、第１の高周波スイッチ３ａにて送信部Ｔｘｄｐ側をオンにして第１のＬＣフィルタ４ａを通過した送信部Ｔｘｄｐからの送信信号をダイプレクサ２に送り、ダイプレクサ２で結合した後、アンテナ１から送信する。受信の際には、アンテナ１から受信した受信信号をダイプレクサ２で分配し、アンテナ１からの受信信号をＤＣＳ、ＰＣＳ側の第１のスイッチ３ａに送り、第１の高周波スイッチ３ａにて受信部側をオンにして第２の高周波スイッチ３ｂに送り、第２の高周波スイッチ３ｂにてＤＣＳの受信部Ｒｘｄ側をオンにして第１のＳＡＷフィルタ５ａを介してＤＣＳの受信部Ｒｘｄに送る。なお、ＰＣＳを用いる場合にも同様の動作にて送受信される。

次いで、ＧＳＭの場合を説明する。送信の際には、第３の高周波スイッチ３ｃにて送信部Ｔｘｇ側をオンにして第２のＬＣフィルタ４ｂを通過した送信部Ｔｘｇからの送信信号をダイプレクサ２に送り、ダイプレクサ２で結合した後、アンテナ１から送信する。受信の際には、アンテナ１から受信した受信信号をダイプレクサ２で分配し、アンテナ１からの受信信号を第３の高周波スイッチ３ｃに送り、第３の高周波スイッチ３ｃにて受信部Ｒｘｇ側をオンにして第３のＳＡＷフィルタ５ｃを介してＧＳＭの受信部Ｒｘｇに送る。

ところが、上記従来の移動体通信装置の１つであるトリプルバンド携帯電話器によれば、３つの高周波スイッチを用いているため、その高周波スイッチを構成するダイオードの数が少なくとも６つ必要となる。その結果、トリプルバンド携帯電話器の消費電力が多くなり、トリプルバンド携帯電話器に搭載される電池の使用時間が短くなるという問題があった。

また、それぞれのダイオードの動作を制御する動作モードも多くなり、回路が複雑になるといった問題もあった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、消費電力が少なく、かつ回路の小型化が可能な高周波モジュール及びそれを用いた移動体通信装置を提供することを目的とする。

上述-する問題点を解決するため本発明の高周波モジュールは、送信の際には互いに周波数の異なる第１乃至第３の通信システムいずれかからの送信信号をアンテナに結合するとともに、受信の際には前記アンテナからの受信信号を前記第１乃至第３の通信システムのいずれかに分配するダイプレクサと、前記第１及び第２の通信システムの送信部と前記第１及び第２の通信システムの受信部とに分離する第１の高周波スイッチと、前記第１の通信システムの受信部と前記第２の通信システムの受信部とに分離するＳＡＷデュプレクサと、前記第３の通信システムの送信部と受信部とに分離する第２の高周波スイッチとで構成された互いに周波数の異なる第１乃至第３の通信システムのフロントエンド部を有し、前記ダイプレクサ、前記第１および第２の高周波スイッチ、並びに前記ＳＡＷデュプレクサが、複数の誘電体層を積層してなる積層体で複合化されており、前記ＳＡＷデュプレクサは、ＳＡＷフィルタと前記ＳＡＷフィルタに接続される位相変換部品とを含んで構成されており、前記位相変換部品は、インダクタとコンデンサとを含んで構成されており、前記インダクタは、前記積層体内に形成されたストリップライン電極で構成され、前記コンデンサは前記積層体内に形成されたコンデンサ電極と前記積層体の最下層に形成された第１のグランド電極とで構成されており、前記ストリップライン電極と前記コンデンサ電極との間に第２のグランド電極が形成されていることを特徴とする。

また、本発明の高周波モジュールは、前記積層体に、前記ダイプレクサの全ての素子と、前記第１及び第２の高周波スイッチ、並びに前記ＳＡＷデュプレクサの一部の素子を内蔵し、前記第１及び第２の高周波スイッチ、並びに前記ＳＡＷデュプレクサの残りの素子を搭載したことを特徴とする。

本発明の移動体通信装置は、上述の高周波モジュールからなる前記第１乃至第３の通信システムのフロントエンド部と、前記第１乃至第３の通信システムの送信部と、前記第１乃至第３の通信システムの送信部と備えことを特徴とする。

本発明の高周波モジュールによれば、ダイプレクサと第１及び第２の高周波スイッチとＳＡＷデュプレクサとを備え、第１の通信システムの受信部と第２の通信システムの受信部との分離をＳＡＷデュプレクサで行うため、高周波スイッチの数を減らすことができ、その結果、ダイオードの数が減少し、高周波モジュールの消費電力を減らすことが可能となる。

本発明の移動体通信装置によれば、消費電力の低減が可能な高周波モジュールからなるフロントエンド部を備えるため、移動体通信装置そのものの消費電力の低減も可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態例を説明する。

図１は、本発明の高周波モジュールに係る一実施例のブロック図である。高周波モジュール１０は、ダイプレクサ１１、第１及び第２の高周波スイッチ１２，１３、ＳＡＷデュプレクサ１４、第１及び第２のフィルタである第１及び第２のＬＣフィルタ１５，１６、第３のフィルタであるＳＡＷフィルタ１７からなり、第１乃至第３の通信システムであるＤＣＳ（１．８ＧＨｚ帯）、ＰＣＳ（１．９ＧＨｚ帯）、ＧＳＭ（９００ＭＨｚ帯）のフロントエンド部である。

そして、ダイプレクサ１１の第１のポートＰ１１にはアンテナＡＮＴが、第２のポートＰ１２には第１の高周波スイッチ１２の第１のポートＰ２１が、第３のポートＰ１３には第２の高周波スイッチ１３の第１のポートＰ３１がそれぞれ接続される。

また、第１の高周波スイッチ１２の第２のポートＰ２２には第１のＬＣフィルタ１５の第１のポートＰ５１が、第３のポートＰ２３にはＳＡＷデュプレクサ１４の第１のポートＰ４１がそれぞれ接続される。

さらに、第１のＬＣフィルタ１５の第２のポートＰ５２にはＤＣＳとＰＣＳとの共通の送信部Ｔｘｄｐが、ＳＡＷデュプレクサ１４の第２及び第３のポートＰ４２，Ｐ４３にはＤＣＳの受信部Ｒｘｄ及びＰＣＳの受信部Ｒｘｐがそれぞれ接続される。

また、第２の高周波スイッチ１３の第２のポートＰ３２には第２のＬＣフィルタ１６の第１のポートＰ６１が、第３のポートＰ３３にはＳＡＷフィルタ１７の第１のポートＰ７１がそれぞれ接続される。

さらに、第２のＬＣフィルタ１６の第２のポートＰ６２にはＧＳＭの送信部Ｔｘｇが、ＳＡＷフィルタ１７の第２のポートＰ７２にはＧＳＭの受信部Ｒｘｇがそれぞれ接続される。

図２は、図１に示す高周波モジュールを構成するダイプレクサの回路図である。ダイプレクサ１１は、第１〜第３のポートＰ１１〜Ｐ１３、インダクタＬ１１，Ｌ１２、及びコンデンサＣ１１〜Ｃ１５を備える。

そして、第１のポートＰ１１と第２のポートＰ１２との間にコンデンサＣ１１，Ｃ１２が直列接続され、それらの接続点がインダクタＬ１１及びコンデンサＣ１３を介して接地される。

また、第１のポートＰ１１と第３のポートＰ１３との間に第１のインダクタＬ１２と第１のコンデンサＣ１４とからなる並列回路が接続され、その並列回路の第３のポートＰ１３側が第１のコンデンサＣ１５を介して接地される。

すなわち、第１のポートＰ１１と第２のポートＰ１２との間には、ＤＣＳ（１．８ＧＨｚ帯）及びＰＣＳ（１．９ＧＨｚ帯）の送受信信号を通過させる高域通過フィルタが構成され、第１のポートＰ１１と第３のポートＰ１３との間には、ＧＳＭ（９００ＭＨｚ帯）の送受信信号を通過させる低域通過フィルタが構成されることになる。

図３は、図１に示す高周波モジュールを構成する第１の高周波スイッチの回路図である。第１の高周波スイッチ１２は、第１〜第３のポートＰ２１〜Ｐ２３、制御端子Ｖｃ１、ダイオードＤ１１，Ｄ１２、インダクタＬ２１〜Ｌ２３、コンデンサＣ２１，Ｃ２２、及び抵抗Ｒ１を備える。

そして、第１のポートＰ２１と第２のポートＰ２２との間にアノードが第１のポートＰ２１側になるようにダイオードＤ１１が接続される。また、ダイオードＤ１１にはインダクタＬ２１及びコンデンサＣ２１からなる直列回路が並列接続される。さらに、ダイオードＤ１１の第２のポートＰ２２側、すなわちカソードはチョークコイルであるインダクタＬ２２を介して接地される。

また、第１のポートＰ２１と第３のポートＰ２３との間にインダクタＬ２３が接続され、インダクタＬ２３の第３のポートＰ２３側はダイオードＤ１２及びコンデンサＣ２２を介して接地され、ダイオードＤ１２のアノードとコンデンサＣ２３との接続点には抵抗Ｒ１を介して制御端子Ｖｃ１が設けられる。

図４は、図１に示す高周波モジュールを構成する第２の高周波スイッチの回路図である。第２の高周波スイッチ１３は、第１〜第３のポートＰ３１〜Ｐ３３、制御端子Ｖｃ２、ダイオードＤ２１，Ｄ２２、インダクタＬ３１，Ｌ３２、コンデンサＣ３１、及び抵抗Ｒ２を備える。

そして、第１のポートＰ３１と第２のポートＰ３２との間にアノードが第１のポートＰ３１側になるようにダイオードＤ２１が接続される。また、ダイオードＤ２１の第２のポートＰ３２側、すなわちカソードはチョークコイルであるインダクタＬ３１を介して接地される。

また、第１のポートＰ３１と第３のポートＰ３３との間にインダクタＬ３２が接続され、インダクタＬ３２の第３のポートＰ３３側はダイオードＤ２２及びコンデンサＣ３１を介して接地され、ダイオードＤ２２のアノードとコンデンサＣ３１との接続点には抵抗Ｒ２を介して制御端子Ｖｃ２が設けられる。

図５は、図１に示す高周波モジュールを構成するＳＡＷデュプレクサの回路図である。ＳＡＷデュプレクサ１４は、第１〜第３ポートＰ４１〜Ｐ４３、ＳＡＷフィルタＳＡＷ１，ＳＡＷ２、インダクタＬ４１，Ｌ４２、及びコンデンサＣ４１〜Ｃ４４を備え、第１のポートＰ４１と第２のポートＰ４２との間に、コンデンサＣ４１と、ＳＡＷフィルタＳＡＷ１と、位相変換装置１４１とが直列接続され、第１のポートＰ４１と第３のポートＰ４３との間に、コンデンサＣ４１と、ＳＡＷフィルタＳＡＷ２と、位相変換装置１４２とが直列接続される。

位相変換装置１４１はインダクタＬ４１及びコンデンサＣ４２，Ｃ４３からなり、インダクタＬ４１の両端がコンデンサＣ４２，Ｃ４３介してグランドに接続される。また、位相変換装置１４２はインダクタＬ４２及びコンデンサＣ４４とからなり、インダクタＬ４２のＳＡＷフィルタＳＡＷ２側がコンデンサＣ４４を介してグランドとの間に接続される。

この際、位相変換装置１４１は、第２のポートＰ４２に接続されたＤＣＳの帯域（１．８ＧＨｚ帯）でＳＡＷフィルタＳＡＷ１の入力インピーダンスが開放になるように、インダクタＬ４１のインダクタンス値及びコンデンサＣ４２，Ｃ４３の容量値がそれぞれ選択されている。同様に、位相変換装置１４２は、第３のポートＰ４３に接続されたＰＣＳの帯域（１．９ＧＨｚ帯）でＳＡＷフィルタＳＡＷ２の入力インピーダンスが開放になるように、インダクタＬ４２のインダクタンス値及びコンデンサＣ４４の容量値がそれぞれ選択されている。

図６は、図１に示す高周波モジュールを構成する第１のＬＣフィルタの回路図である。第１のＬＣフィルタ１５は、第１、第２ポートＰ５１，Ｐ５２、インダクタＬ５１，Ｌ５２及びコンデンサＣ５１〜Ｃ５３を備える。

そして、第１のポートＰ５１と第２のポートＰ５２との間に、インダクタＬ５１及びコンデンサＣ５１からなる並列回路と、インダクタＬ５２及びコンデンサＣ５２からなる並列回路とが直列接続され、それらの並列回路の接続点がコンデンサＣ５３を介して接地される。

図７は、図１に示す高周波モジュールを構成する第２のＬＣフィルタの回路図である。第２のＬＣフィルタ１６は、第１、第２ポートＰ６１，Ｐ６２、インダクタＬ６１及びコンデンサＣ６１〜Ｃ６３を備える。

そして、第１のポートＰ６１と第２のポートＰ６２との間に、インダクタＬ６１及びコンデンサＣ６１からなる並列回路が直列接続され、その並列回路の両端がコンデンサＣ６２，Ｃ６３を介して接地される。

図８は、図１の回路構成を有する高周波モジュールの要部分解透視斜視図である。高周波モジュール１０は、積層体１８を含み、積層体１８には、図示していないが、ダイプレクサ１１のインダクタＬ１１，Ｌ１２、コンデンサＣ１１〜Ｃ１５、第１の高周波スイッチ１２のインダクタＬ２１，Ｌ２３、コンデンサＣ２２、第２の高周波スイッチ１３のインダクタＬ３２、コンデンサＣ３１、ＳＡＷデュプレクサ１４のインダクタＬ４１，Ｌ４２、コンデンサＣ４２〜Ｃ４４、第１のＬＣフィルタ１５のインダクタＬ５１，Ｌ５２、コンデンサＣ５１〜Ｃ５３、第２のＬＣフィルタ１６のインダクタＬ６１、コンデンサＣ６１〜Ｃ６３がそれぞれ内蔵される。

また、積層体１８の表面には、第１の高周波スイッチ１２のダイオードＤ１１，Ｄ１２、インダクタ（チョークコイル）Ｌ２２、コンデンサＣ２１、抵抗Ｒ１、第２の高周波スイッチ１３のダイオードＤ２１，Ｄ２２、インダクタ（チョークコイル）Ｌ３１、抵抗Ｒ２、ＳＡＷデュプレクサ１４のＳＡＷフィルタＳＡＷ１，ＳＡＷ２、コンデンサＣ４１、ＳＡＷフィルタ１７がそれぞれ搭載される。

また、積層体１８の側面から底面に架けて、１８個の外部端子Ｔａ〜Ｔｒがスクリーン印刷などでそれぞれ形成される。そして、外部端子Ｔａ，ＴｂはＳＡＷデュプレクサ１４の第２のポートＰ４２、外部端子Ｔｃは第１の高周波スイッチ１２の制御端子Ｖｃ１、外部端子Ｔｄは第２のＬＣフィルタ１６の第２のポートＰ６２、外部端子Ｔｆは第１のＬＣフィルタ１５の第２のポートＰ５２、外部端子Ｔｇは第２の高周波スイッチ１３の制御端子Ｖｃ２、外部端子Ｐｉはダイプレクサ１１の第１のポートＰ１１、外部端子Ｔｋ，ＴｌはＳＡＷフィルタ１７の第２のポートＰ７２、外部端子Ｔｎ，ＴｏはＳＡＷデュプレクサ１４の第３のポートＰ４３、外部端子Ｔｅ，Ｔｈ，Ｔｊ，Ｔｍ，Ｔｐ，Ｔｑ，Ｔｒはグランド端子となる。

また、積層体１８上には、積層体１８の表面を覆うように金属キャップ２０が被せられる。この際、金属キャップ２０の突起部２０１，２０２と積層体１８の外部端子Ｔｈ，Ｔｑとは接続される。

図９（ａ）〜図９（ｈ）、図１０（ａ）〜図１０（ｆ）は、図８の高周波モジュールの積層体を構成する各誘電体層の上面図、図１０（ｇ）は、図１０（ｆ）の下面図である。積層体１８は、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分としたセラミックスからなる第１〜第１４の誘電体層１８ａ〜１８ｎを上から順次積層し、１０００℃以下の焼成温度で焼成した後、上下を逆にすることにより完成する。すなわち、第１４の誘電体層１８ｎが積層体１８の最上層となり、第１の誘電体層１８ａが積層体１８の最下層となる。

第１の誘電体層１８ａの上面には、外部端子Ｔａ〜Ｔｒが形成される。また、第２、第４及び第１３の誘電体層１８ｂ，１８ｄ，１８ｍの上面には、グランド電極Ｇｐ１〜Ｇｐ３がそれぞれ形成される。また、第３〜第６、第１０〜第１２の誘電体層１８ｃ〜１８ｆ，１８ｊ〜１８ｌの上面には、コンデンサ電極Ｃｐ１〜Ｃｐ１９がそれぞれ形成される。

さらに、第７〜第９の誘電体層１８ｇ〜１８ｉの上面には、ストリップライン電極ＳＴ１〜ＳＴ２６がそれぞれ形成される。また、第１４の誘電体層１８ｎの上面には、配線Ｌｉが形成される。

さらに、第１４の誘電体層の下面（図１０（ｇ）中、１８ｎｕ）には、積層体１８の表面に搭載されるダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２、インダクタＬ２２，Ｌ３１、コンデンサＣ２２，Ｃ４１、抵抗Ｒ１，Ｒ２、ＳＡＷフィルタＳＡＷ１，ＳＡＷ２，１７を実装するためのランドＬａが形成される。また、第３〜第１４の誘電体層１８ｃ〜１８ｎには、所定の位置にビアホール電極Ｖｈが設けられる。

このような構造で、ダイプレクサ１１のインダクタＬ１１（図２参照）がストリップライン電極ＳＴ４，ＳＴ１３，ＳＴ２２で、インダクタＬ１２（図２参照）がストリップライン電極ＳＴ２，ＳＴ１１，ＳＴ２１でそれぞれ形成される。また、コンデンサＣ１１（図２参照）がコンデンサ電極Ｃｐ１６，Ｃｐ１７，Ｃｐ１９で、コンデンサＣ１２（図２参照）がコンデンサ電極Ｃｐ１６，Ｃｐ１８，Ｃｐ１９で、コンデンサＣ１３（図２参照）がコンデンサ電極Ｃｐ４とグランド電極Ｇｐ１，Ｇｐ２とで、コンデンサＣ１４（図２参照）がコンデンサ電極Ｃｐ７，Ｃｐ８，Ｃｐ１２で、コンデンサＣ１５（図２参照）がコンデンサ電極Ｃｐ７，Ｃｐ１２とグランド電極Ｇｐ１，Ｇｐ２とでそれぞれ形成される。

さらに、第１の高周波スイッチ１２のインダクタＬ２１（図３参照）がストリップライン電極ＳＴ７，ＳＴ１７，ＳＴ２５で、インダクタＬ２３（図２参照）がストリップライン電極ＳＴ３，ＳＴ１２でそれぞれ形成される。また、コンデンサＣ２２（図３参照）がコンデンサ電極Ｃｐ５とグランド電極Ｇｐ１，Ｇｐ２とで形成される。

さらに、第２の高周波スイッチ１３のインダクタＬ３２（図４参照）がストリップライン電極ＳＴ６，ＳＴ１５で形成される。また、コンデンサＣ３２（図４参照）がコンデンサ電極Ｃｐ６とグランド電極Ｇｐ１，Ｇｐ２とで形成される。

さらに、ＳＡＷデュプレクサ１４のインダクタＬ４１（図５参照）がストリップライン電極ＳＴ５，ＳＴ１４，ＳＴ２３で、インダクタＬ４２（図５参照）がストリップライン電極ＳＴ１，ＳＴ１０，ＳＴ２０でそれぞれ形成される。また、コンデンサＣ４２（図５参照）がコンデンサ電極Ｃｐ３とグランド電極Ｇｐ１，Ｇｐ２とで、コンデンサＣ４３（図５参照）がコンデンサ電極Ｃｐ２とグランド電極Ｇｐ１，Ｇｐ２とで、コンデンサＣ４４（図５参照）がコンデンサ電極Ｃｐ１とグランド電極Ｇｐ１，Ｇｐ２とでそれぞれ形成される。

さらに、第１のＬＣフィルタ１５のインダクタＬ５１（図６参照）がストリップライン電極ＳＴ８，ＳＴ１８，ＳＴ２６で、インダクタＬ５２（図６参照）がストリップライン電極ＳＴ９，ＳＴ１９でそれぞれ形成される。また、コンデンサＣ５１（図６参照）がコンデンサ電極Ｃｐ１１，Ｃｐ１４で、コンデンサＣ５２（図６参照）がコンデンサ電極Ｃｐ１１，Ｃｐ１５で、コンデンサＣ５３（図６参照）がコンデンサ電極Ｃｐ１１とグランド電極Ｇｐ２とでそれぞれ形成される。

さらに、第２のＬＣフィルタ１６のインダクタＬ６１（図７参照）がストリップライン電極ＳＴ１６，ＳＴ２４で形成される。また、コンデンサＣ６１（図７参照）がコンデンサ電極Ｃｐ１０，Ｃｐ１３で、コンデンサＣ６２（図７参照）がコンデンサ電極Ｃｐ９とグランド電極Ｇｐ２とで、コンデンサＣ６３（図７参照）がコンデンサ電極Ｃｐ１０とグランド電極Ｇｐ２とでそれぞれ形成される。

ここで、図１の回路構成を有する高周波モジュール１０の動作について説明する。まず、ＤＣＳ（１．８ＧＨｚ帯）あるいはＰＣＳ（１．９ＧＨｚ帯）の送信信号を送信する場合には、第１の高周波スイッチ１２において制御端子Ｖｃ１に１Ｖを印加して第１の高周波スイッチ１２の第１のポートＰ２１と第２のポートＰ２２とを接続することにより、ＤＣＳあるいはＰＣＳの送信信号が第１のＬＣフィルタ１５、第１の高周波スイッチ１２及びダイプレクサ１１を通過し、アンテナＡＮＴから送信される。

この際、第１のＬＣフィルタ１５はＤＣＳ、ＰＣＳの送信信号を通過させ、送信信号の高調波を減衰させている。また、第２の高周波スイッチ１３において制御端子Ｖｃ２に０Ｖを印加して第２の高周波スイッチ１３を遮断している。

次いで、ＧＳＭ（９００ＭＨｚ帯）の送信信号を送信する場合には、第２の高周波スイッチ１３において制御端子Ｖｃ２に１Ｖを印加して第２の高周波スイッチ１３の第１のポートＰ３１と第２のポートＰ３２とを接続することにより、ＧＳＭの送信信号が第２のＬＣフィルタ１６、第２の高周波スイッチ１３及びダイプレクサ１１を通過し、アンテナＡＮＴから送信される。

この際、第２のＬＣフィルタ１６はＧＳＭの送信信号を通過させ、送信信号の高調波を減衰させている。また、第１の高周波スイッチ１２において制御端子Ｖｃ１に０Ｖを印加して第１の高周波スイッチ１２を遮断している。

次いで、ＤＣＳの受信信号を受信する場合には、第１の高周波スイッチ１１において制御端子Ｖｃ１に０Ｖを印加して第１の高周波スイッチ１２の第１のポートＰ２１と第３のポートＰ２３とを接続し、ＳＡＷデュプレクサ１４においてＤＣＳの受信信号を第２のポートＰ４２側に振り分けることにより、アンテナＡＮＴから受信されたＤＣＳの受信信号がダイプレクサ１１、第１の高周波スイッチ１２及びＳＡＷデュプレクサ１４を通過し、ＤＣＳの受信部Ｒｘｄに送られる。

この際、ＳＡＷデュプレクサ１４はＤＣＳの受信信号を通過させ、受信信号の高調波を減衰させている。また、第２の高周波スイッチ１３において制御端子Ｖｃ２に０Ｖを印加して第２の高周波スイッチ１３を遮断している。

次いで、ＰＣＳの受信信号を受信する場合には、第１の高周波スイッチ１１において制御端子Ｖｃ１に０Ｖを印加して第１の高周波スイッチ１２の第１のポートＰ２１と第３のポートＰ２３とを接続し、ＳＡＷデュプレクサ１４においてＰＣＳの受信信号を第３のポートＰ４３側に振り分けることにより、アンテナＡＮＴから受信されたＰＣＳの受信信号がダイプレクサ１１、第１の高周波スイッチ１２及びＳＡＷデュプレクサ１４を通過し、ＰＣＳの受信部Ｒｘｐに送られる。

この際、ＳＡＷデュプレクサ１４はＰＣＳの受信信号を通過させ、受信信号の高調波を減衰させている。また、第２の高周波スイッチ１３において制御端子Ｖｃ２に０Ｖを印加して第２の高周波スイッチ１３を遮断している。

次いで、ＧＳＭの受信信号を受信する場合には、第２の高周波スイッチ１３において制御端子Ｖｃ２に０Ｖを印加して第２の高周波スイッチ１３の第１のポートＰ３１と第３のポートＰ３３とを接続することにより、アンテナＡＮＴから受信されたＧＳＭの受信信号がダイプレクサ１１、第２の高周波スイッチ１３及びＳＡＷフィルタ１７を通過し、ＧＳＭの受信部Ｒｘｇに送られる。

この際、ＳＡＷフィルタ１７はＧＳＭの受信信号を通過させ、受信信号の高調波を減衰させている。また、第１の高周波スイッチ１２において制御端子Ｖｃ１に０Ｖを印加して第１の高周波スイッチ１２を遮断している。

上述した実施例の高周波モジュールによれば、ダイプレクサと第１及び第２の高周波スイッチとＳＡＷデュプレクサとを備え、第１の通信システムの受信部と第２の通信システムの受信部との分離をＳＡＷデュプレクサで行うため、高周波スイッチの数を減らすことができ、その結果、ダイオードの数が減少し、高周波モジュールの消費電力を減らすことが可能となる。加えて、受信時に電流が不必要となる。

また、高周波モジュールをなすダイプレクサ、第１及び第２の高周波スイッチ、並びにＳＡＷデュプレクサを、セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる積層体に複合化するため、それぞれの部品の整合特性、減衰特性、あるいはアイソレーション特性を確保することができ、それに伴い、ダイプレクサと第１及び第２の高周波スイッチとの間、第１の高周波スイッチとＳＡＷデュプレクサとの間の整合回路が不要となる。したがって、高周波モジュールの小型化が可能となる。ちなみに、ダイプレクサ、第１及び第２の高周波スイッチ、ＳＡＷデュプレクサ、第１及び第２のＬＣフィルタ、並びにＳＡＷフィルタを７．０ｍｍ×５．０ｍｍ×１．８ｍｍの大きさの積層体に複合化することが可能となった。

さらに、ダイプレクサがインダクタ及びコンデンサからなり、第１及び第２の高周波スイッチがダイオード、インダクタ、及びコンデンサからなり、ＳＡＷデュプレクサがＳＡＷフィルタ及び伝送線路からなり、第１及び第２のＬＣフィルタがインダクタ及びコンデンサからなるとともに、それらが積層体に内蔵、あるいは搭載され、積層体の内部に形成される接続手段によって接続されるため、高周波モジュールが１つの積層体で構成でき、小型化が実現できる。加えて、部品間の配線による損失を改善することができ、その結果、高周波モジュール全体の損失を改善することが可能となる。

また、積層体に内蔵されるインダクタ、伝送線路の長さを、波長短縮効果により短縮することができるため、これらのインダクタ、伝送線路の挿入損失を向上させることができる。したがって、高周波モジュールの小型化及び低損失化を実現することができるとともに、この高周波モジュールを搭載する移動体通信装置の小型化及び高性能化も同時に実現できる。

図１１は、移動体通信機であるトリプルバンド携帯電話器の構成の一部を示すブロック図であり、１．８ＧＨｚ帯のＤＣＳ、１．９ＧＨｚ帯のＰＣＳ及び９００ＭＨｚ帯のＧＳＭを組み合わせた一例を示したものである。

トリプルバンド携帯電話器３０は、アンテナＡＮＴ、ＤＣＳ、ＰＣＳ、ＧＳＭのフロントエンド部を複合化した高周波モジュール１０（図１参照）、ＤＣＳ、ＰＣＳの共通の送信部Ｔｘｄｐ、ＰＣＳの受信部Ｒｘｐ、ＤＣＳの受信部Ｒｘｄ、ＧＳＭの送信部Ｔｘｇ、ＧＳＭの受信部Ｒｘｇを備える。

そして、高周波モジュール１０のポートＰ１１にアンテナＡＮＴが、ポートＰ４３，Ｐ４２，Ｐ５２，Ｐ６２，Ｐ７２に、ＰＣＳの受信部Ｒｘｐ、ＤＣＳの受信部Ｒｘｄ、ＤＣＳ、ＰＣＳの共通の送信部Ｔｘｄｐ、ＧＳＭの送信部Ｔｘｇ、ＧＳＭの受信部Ｒｘｇが、それぞれ接続される。

上述したトリプルバンド携帯電話器によれば、低消費電力化が可能な高周波モジュール、受信時に電流が不必要な高周波モジュールを用いているため、この高周波モジュールを搭載する移動体通信装置の低消費電力化、待ち受け時の無電流化が実現でき、その結果、移動体通信装置に搭載される電池の使用時間を長くすることが可能となる。

また、小型でかつ低損失の高周波モジュールを用いているため、この高周波モジュールを搭載する移動体通信装置の小型化及び高性能化が実現できる。

なお、上述した実施例の高周波モジュールにおいて、積層体に、ダイプレクサの全ての素子と、第１及び第２の高周波スイッチ、並びにＳＡＷデュプレクサの一部の素子とを内蔵し、第１及び第２の高周波スイッチ、並びにＳＡＷデュプレクサの残りの素子を搭載する場合について説明したが、ダイプレクサ、第１及び第２の高周波スイッチ、並びにＳＡＷデュプレクサの全ての素子を同一のプリント基板上に実装したような構成、あるいは、ダイプレクサの全ての素子と、第１及び第２の高周波スイッチ、並びにＳＡＷデュプレクサの一部の素子とを内蔵した積層体と、第１及び第２の高周波スイッチ、並びにＳＡＷデュプレクサの残りの素子とを同一のプリント基板上に実装したような構成でも良い。

また、ＳＡＷデュプレクサの位相変換装置が、インダクタとコンデンサとを組み合わせた集中定数素子で構成される場合について説明したが、ストリップライン等の分布定数素子で構成されていても同様の効果が得られる。

さらに、ＳＡＷフィルタが、積層体の表面に搭載される場合について説明したが、下面あるいは各面に設けられたキャビティに搭載されても良い。

また、ＳＡＷフィルタが、ベアチップの場合について説明したが、パッケージ品でも良い。

本発明の高周波モジュールによれば、ダイプレクサと第１及び第２の高周波スイッチとＳＡＷデュプレクサとを備え、第１の通信システムの受信部と第２の通信システムの受信部との分離をＳＡＷデュプレクサで行うため、高周波スイッチの数を減らすことができ、その結果、ダイオードの数が減少し、高周波モジュールの消費電力を減らす、すなわち低消費電力化が可能となる。加えて、受信時に電流が不必要となる。

また、高周波モジュールをなすダイプレクサ、第１及び第２の高周波スイッチ、並びにＳＡＷデュプレクサを、セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる積層体に複合化するため、それぞれの部品の整合特性、減衰特性、あるいはアイソレーション特性を確保することができ、それに伴い、ダイプレクサと第１及び第２の高周波スイッチとの間、第１の高周波スイッチとＳＡＷデュプレクサとの間の整合回路が不要となる。したがって、高周波モジュールの小型化が可能となる。

また、積層体に内蔵されるインダクタ、伝送線路の長さを、波長短縮効果により短縮することができるため、これらのインダクタ、伝送線路の挿入損失を向上させることができる。したがって、高周波モジュールの小型化及び低損失化を実現することができる。

本発明の移動体通信装置によれば、低消費電力化が可能な高周波モジュール、受信時に電流が不必要な高周波モジュールを用いているため、この高周波モジュールを搭載する移動体通信装置の低消費電力化、待ち受け時の無電流化が実現でき、その結果、移動体通信装置に搭載される電池の使用時間を長くすることが可能となる。

本発明の高周波モジュールに係る一実施例のブロック図である。図１に示す高周波モジュールを構成するダイプレクサの回路図である。図１に示す高周波モジュールを構成する第１の高周波スイッチの回路図である。図１に示す高周波モジュールを構成する第２の高周波スイッチの回路図である。図１に示す高周波モジュールを構成するＳＡＷデュプレクサの回路図である。図１に示す高周波モジュールを構成する第１のＬＣフィルタの回路図である。図１に示す高周波モジュールを構成する第２のＬＣフィルタの回路図である。図１の高周波モジュールの要部分解透視斜視図である。図８の高周波モジュールの積層体を構成する（ａ）第１の誘電体層〜（ｈ）第８の誘電体層の上面図である。図８の高周波モジュールの積層体を構成する（ａ）第９の誘電体層〜（ｅ）第１３の誘電体層の上面図及び（ｆ）第１３の誘電体層の下面図である。図１の高周波モジュールを用いた移動体通信機の構成の一部を示すブロック図である。一般的なトリプルバンド携帯電話器（移動体通信装置）のフロントエンド部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０…高周波モジュール
１１…ダイプレクサ
１２，１３…第１、第２の高周波スイッチ
１４…ＳＡＷデュプレクサ
１５〜１７…第１〜第３のフィルタ
１８…積層体
３０…移動体通信機（トリプルバンド携帯電話器）

Claims

送信の際には互いに周波数の異なる第１乃至第３の通信システムいずれかからの送信信号をアンテナに結合するとともに、受信の際には前記アンテナからの受信信号を前記第１乃至第３の通信システムのいずれかに分配するダイプレクサと、前記第１及び第２の通信システムの送信部と前記第１及び第２の通信システムの受信部とに分離する第１の高周波スイッチと、前記第１の通信システムの受信部と前記第２の通信システムの受信部とに分離するＳＡＷデュプレクサと、前記第３の通信システムの送信部と受信部とに分離する第２の高周波スイッチとで構成された互いに周波数の異なる第１乃至第３の通信システムのフロントエンド部を有し、
前記ダイプレクサ、前記第１および第２の高周波スイッチ、並びに前記ＳＡＷデュプレクサが、複数の誘電体層を積層してなる積層体で複合化されており、
前記ＳＡＷデュプレクサは、ＳＡＷフィルタと前記ＳＡＷフィルタに接続される位相変換部品とを含んで構成されており、
前記位相変換部品は、インダクタとコンデンサとを含んで構成されており、
前記インダクタは、前記積層体内に形成されたストリップライン電極で構成され、前記コンデンサは前記積層体内に形成されたコンデンサ電極と前記積層体の最下層に形成された第１のグランド電極とで構成されており、
前記ストリップライン電極と前記コンデンサ電極との間に第２のグランド電極が形成されていることを特徴とする高周波モジュール。
前記積層体に、前記ダイプレクサの全ての素子と、前記第１及び第２の高周波スイッチ、並びに前記ＳＡＷデュプレクサの一部の素子を内蔵し、前記第１及び第２の高周波スイッチ、並びに前記ＳＡＷデュプレクサの残りの素子を搭載し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。
請求項１および請求項２のいずれかに記載の高周波モジュールからなる前記第１乃至第３の通信システムのフロントエンド部と、前記第１乃至第３の通信システムの送信部と、前記第１乃至第３の通信システムの送信部と備えことを特徴とする移動体通信装置。