JP2005268878A

JP2005268878A - アンテナ共用器

Info

Publication number: JP2005268878A
Application number: JP2004074258A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Satou; 祐己佐藤; Kazufumi Nishida; 和史西田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2005-09-29
Also published as: US7239217B2; US20050206478A1

Abstract

【課題】従来のアンテナ共用器では複数の周波数帯の電波の送受信を行おうとするとサイズが大きくなったり、スイッチ回路で電流が消費されたり、信号の歪みが生じやすいという問題点を有していた。
【解決手段】ダイプレクサ１４と、低域の周波数の信号を送受するための第１の弾性表面波フィルタ１０と、第１の弾性表面波フィルタ１０の送受信間を整合させる第１の移相回路１１と、高域の周波数の信号を送受するための第２の弾性表面波フィルタ１２と、第２の弾性表面波フィルタ１２の送受信間を整合させる第２の移相回路１３とを備え、ダイプレクサ１４、第１の移相回路１１および第２の移相回路１３を、弾性表面波フィルタを収納するパッケージ１６の中に形成したもので、小型、高性能のアンテナ共用器を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に携帯電話等に用いられる、複数の周波数帯の電波の送受信を行うためのアンテナ共用器に関するものである。

従来、このようなアンテナ共用器を得ようとすると、別々にアンテナ共用器を作製し、スイッチにより切りかえるか、あるいは図１０のように、１パッケージの中に複数のアンテナ共用器１，２を作製し、それぞれのアンテナ端子をスイッチ３により切りかえる方式が用いられてきた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。
特開２０００−３４９５８６号公報

しかしながら、上記構成では、サイズが大きくなるとともに、スイッチ回路で電流が消費される、スイッチ回路の非線型特性のために送信時の高調波成分の生成や受信信号の混変調などの信号の歪みが生じやすいという問題点を有していた。また、共用器としてスイッチ回路や弾性表面波フィルタを用いるとアンテナから入るサージによりこれらが破壊されやすいという問題点も有していた。特にアンテナに近いスイッチが壊れやすかった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、小型、高性能、高信頼性のアンテナ共用器を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、異なる複数の周波数帯の電波の送受信を同時に行うためのアンテナ共用器であって、アンテナ側に接続された端子を介して、異なる複数の周波数帯の電波を送受信して合成するためのダイプレクサと、このダイプレクサにおける低域の周波数の信号を送受するための第１の弾性表面波フィルタと、この第１の弾性表面波フィルタの送受信間を整合させる第１の移相回路と、ダイプレクサにおける高域の周波数の信号を送受するための第２の弾性表面波フィルタと、この第２の弾性表面波フィルタの送受信間を整合させる第２の移相回路とを備え、ダイプレクサ、第１の移相回路および第２の移相回路を、第１の弾性表面波フィルタおよび第２の弾性表面波フィルタを収納するパッケージの中に形成したアンテナ共用器であり、これにより、複数の周波数帯を使うシステムで、アンテナ共用器が一体（モノリシック）化構成され、アンテナ共用器部分の小型化、低消費電力化ができるというものである。

本発明のアンテナ共用器は、複数の周波数帯を使うシステムでも、小型、高性能、高信頼性化が図れるという効果を奏する。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜５に記載の発明について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態１におけるブロック図であり、第１の弾性表面波フィルタ１０は、８２４〜８４９ＭＨｚを通過させる送信フィルタと８６９〜８９４ＭＨｚを通過させる受信フィルタからなり、第１の移相回路１１は、この受信フィルタの位相を回転させるように作られ、第１の弾性表面波フィルタ１０と第１の移相回路１１で、８００ＭＨｚ帯のデュプレクサが形成される。第２の弾性表面波フィルタ１２は、１８５０〜１９１０ＭＨｚを通過させる送信フィルタと１９３０〜１９９０ＭＨｚを通過させる受信フィルタからなり、第２の移相回路１３は、この受信フィルタの位相を回転させるように作られ、第２の弾性表面波フィルタ１２と第２の移相回路１３で、１．９ＧＨｚ帯のデュプレクサが形成される。ダイプレクサ１４は、８００ＭＨｚ帯を通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）と、１．９ＧＨｚ帯を通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とからなり、これらを接続することにより、８００ＭＨｚ帯と１．９ＧＨｚ帯の送受信を行えるアンテナ共用器を得ることができる。

図２は、本実施の形態１におけるアンテナ共用器の断面図であり、ＬＴＣＣ（低温焼成セラミクス）１５を積層し、その間に銀や銅等の印刷により、第１の移相回路１１、第２の移相回路１３、ダイプレクサ１４を形成し、その上にキャビティ１６ａを形成してパッケージ１６を得る。このパッケージ１６のキャビティ１６ａに、第１の弾性表面波フィルタ１０、第２の弾性表面波フィルタ１２をダイボンドし、ワイヤボンドによりワイヤ１７を電気的に接続し、リッド１８により気密封止することによりアンテナ共用器を得る。パッケージ１６には、ＬＴＣＣ１５を用いているので、導電率の良い銀や銅等の印刷電極を用いることができ、これによって損失の少ない第１、第２の移相回路１１，１３、ダイプレクサ１４を得ることができる。

次に、ダイプレクサ１４について説明する。ダイプレクサ１４は、図３に示すように、８００ＭＨｚ帯を通過させるローパスフィルタ２０と、１．９ＧＨｚ帯を通過させるハイパスフィルタ２１とを接続することで構成される。ここで弾性表面波フィルタの場合、誘電体フィルタ等に比べて静電耐圧レベルが低い。このため、図４のようにアンテナ側端子とグランドとの間に、サージ対策回路１９を設けることにより、静電耐圧レベルを向上させることができる。

尚、本サージ対策回路１９は、高周波信号が通過するラインとＧＮＤとの間にインダクタ２２を接続する構成が含まれており、このことが耐サージ性を高めている。これは、外部から到来するサージパルスのエネルギスペクトルがＤＣ（直列信号）近傍に集中していることがわかり、これに注目した。本回路に限らず他の同様な構成でも同様な効果が得られる。このサージ対策回路１９は、移相器やダイプレクサ１４の回路と同様に、パッケージ１６内に形成することにより、コストアップすること無しに静電耐圧レベルを向上させることができる。

また、静電耐圧レベルを向上させるための別の方法として、図５に示すように、ダイプレクサ１４のローパスフィルタ２０を構成するキャパシタンス２３と並列にインダクタンス２４を設ける構成がある。通常、ハイパスフィルタ２１側は、構成上直列のキャパシタンス２５が入るため、これによりアンテナ２６から入った低周波のサージはかなり減衰させられる。一方ローパスフィルタ２０側は、ほとんどそのまま弾性表面波フィルタの方に印加されるため破壊しやすくなる。そこで図５のようにインダクタンス２４を付加することにより、サージを逃がし、静電耐圧レベルを向上させることができる。この場合も移相器やダイプレクサの回路と同様にパッケージ１６内に形成することにより、コストアップすることはない。

なお本実施の形態１では、８００ＭＨｚ帯と１．９ＧＨｚ帯で素子を分けているが、１チップの中に形成しても良く、図６のように、バンプ２７を用いてパッケージ１６に接合しても良く、このようにすることにより、さらに小型化したアンテナ共用器を得ることができる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の請求項６、７に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。

実施の形態１との相違点は、実施の形態１ではダイプレクサ１４により異なる周波数帯の信号を分けているが、本実施の形態２では、移相回路により異なる周波数帯のデュプレクサの位相整合をとった点である。

図７は、本実施の形態２におけるブロック図であり、第１の弾性表面波フィルタ１０と第１の移相回路１１とで８００ＭＨｚ帯のデュプレクサを構成し、第２の弾性表面波フィルタ１２と第２の移相回路１３とで１．９ＧＨｚ帯のデュプレクサを構成している。ここで８００ＭＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯それぞれの帯域外減衰量が十分であれば、減衰特性としては本実施の形態１のようにダイプレクサにより信号を分離する必要はないが位相整合はとる必要がある。そこでこれらを第３の移相回路２８により接続することにより、８００ＭＨｚ帯と１．９ＧＨｚ帯の送受信を行えるアンテナ共用器を得ることができる。ここで移相回路２８は、上下を接地された電極でサンドイッチされたトリプレート伝送線路で構成する。

このような構成により、簡単な構成で損失の少ない移相回路を得ることができる。

図８は、本実施の形態２におけるアンテナ共用器の断面図であり、ＬＴＣＣ（低温焼成セラミクス）１５を積層し、その間に銀や銅等の印刷により、第１の移相回路１１、第２の移相回路１３、第３の移相回路２８を形成し、その上にキャビティ１６ａを形成してパッケージ１６を得る。そして、実施の形態１と同様の方法でアンテナ共用器を得る。

実施の形態１のようなダイプレクサ回路を形成するためには、ＬＴＣＣ１５のシートを６〜７層積層する必要があるが、本実施の形態２は、すべて移相回路で構成しているので、積層数を３〜４層と少なくすることができ、パッケージ１６の低背化（１．０〜１．５ｍｍ）ができると共にコストダウンが図れる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の請求項８、９に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。

本実施の形態３と実施の形態１との相違点は、実施の形態１では、第１の弾性表面波フィルタ、第１の移相回路、第２の弾性表面波フィルタ、第２の移相回路およびダイプレクサを一体にしたものであるが、本実施の形態３では、第１の弾性表面波フィルタ、第１の移相回路およびダイプレクサを一体にした点である。

図９は、本実施の形態３におけるブロック図であり、第１の弾性表面波フィルタ１０と第１の移相回路１１により８００ＭＨｚ帯のデュプレクサを構成し、ダイプレクサ１４と接続し、ダイプレクサ１４の１．９ＧＨｚ帯用の端子を外部端子２９に接続したものである。このアンテナ共用器の外部端子２９に、１．９ＧＨｚ帯のデュプレクサ３０を接続することにより、８００ＭＨｚ帯と１．９ＧＨｚ帯のアンテナ共用器を構成することができる。

このようにすることにより、もし１．９ＧＨｚ帯のデュプレクサの歩留まりが悪い場合、実施の形態１のように両方の周波数帯を一体にしていると、全体が不良になるが、本実施の形態３のように分離していると、１．９ＧＨｚ帯のデュプレクサのみの不良となり、不良発生による損害を軽減することができる。

もし、周波数の低い８００ＭＨｚ帯のデュプレクサ３０の歩留まりの方が悪い場合は、第２の弾性表面波フィルタ１２と第２の移相回路１３により１．９ＧＨｚ帯のデュプレクサを構成し、ダイプレクサ１４と接続し、ダイプレクサ１４の８００ＭＨｚ帯用の端子を外部端子２９に接続しても良い。

なお、図９において、第２の移相回路１３をパッケージ１６の中に取り込んでも良い。この場合、第２の弾性表面波フィルタ１２が単体となるため、第２の弾性表面波フィルタ１２のパッケージをＨＴＣＣで構成することができ、コストダウンが図れる。

本発明にかかるアンテナ共用器は、複数の周波数帯を使うシステムでも小型、高性能、高信頼性化が図れるという効果を有し、携帯電話等の通信分野のアンテナ共用器に有用である。

本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器のブロック図本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器の断面図本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器に用いるダイプレクサの回路図本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器に用いるサージ対策回路の回路図本発明の実施の形態１におけるアンテナ共用器に用いるダイプレクサの回路図本発明の実施の形態１における別のアンテナ共用器の断面図本発明の実施の形態２におけるアンテナ共用器のブロック図本発明の実施の形態２におけるアンテナ共用器の断面図本発明の実施の形態３におけるアンテナ共用器のブロック図従来のアンテナ共用器のブロック図

符号の説明

１０第１の弾性表面波フィルタ
１１第１の移相回路
１２第２の弾性表面波フィルタ
１３第２の移相回路
１４ダイプレクサ

Claims

異なる複数の周波数帯の電波の送受信を同時に行うためのアンテナ共用器であって、アンテナ側に接続された端子を介して異なる複数の周波数帯の電波を送受信して合成するためのダイプレクサと、このダイプレクサにおける低域の周波数の信号を送受するための第１の弾性表面波フィルタと、この第１の弾性表面波フィルタの送受信間を整合させる第１の移相回路と、前記ダイプレクサにおける高域の周波数の信号を送受するための第２の弾性表面波フィルタと、この第２の弾性表面波フィルタの送受信間を整合させる第２の移相回路とを備え、前記ダイプレクサ、第１の移相回路および第２の移相回路を前記第１の弾性表面波フィルタおよび前記第２の弾性表面波フィルタを収納するパッケージの中に形成したアンテナ共用器。
パッケージにＬＴＣＣを用い、このＬＴＣＣを多層にすることによりダイプレクサ、第１の移相回路および第２の移相回路をパッケージの中に形成した請求項１に記載のアンテナ共用器。
アンテナ側端子とグランドとの間にサージ対策回路を備え、このサージ対策回路をパッケージの中に形成した請求項１に記載のアンテナ共用器。
第１の弾性表面波フィルタに接続されたダイプレクサ回路は、並列のキャパシタンスを有し、このキャパシタンスと並列にインダクタンスを備えた請求項１に記載のアンテナ共用器。
第１の弾性表面波フィルタおよび第２の弾性表面波フィルタを１チップ上に形成し、バンプによりパッケージに電気的および機械的に接続した請求項１に記載のアンテナ共用器。
異なる複数の周波数帯の電波の送受信を同時に行うためのアンテナ共用器であって、低域の周波数の信号を送受するための第１の弾性表面波フィルタと、この第１の弾性表面波フィルタの送受信間を整合させる第１の移相回路と、高域の周波数の信号を送受するための第２の弾性表面波フィルタと、この第２の弾性表面波フィルタの送受信間を整合させる第２の移相回路と、前記第１の弾性表面波フィルタと前記第２の弾性表面波フィルタ間を整合させる第３の移相回路とを備え、前記第１の移相回路、第２の移相回路および第３の移送回路は、前記第１の弾性表面波フィルタおよび第２の弾性表面波フィルタを収納するパッケージの中に形成したアンテナ共用器。
第３の移送回路は、上下を接地された電極でサンドイッチされたトリプレート伝送線路で構成した請求項６に記載のアンテナ共用器。
異なる複数の周波数帯の電波の送受信を同時に行うためのアンテナ共用器であって、アンテナ側に接続された端子を介して異なる複数の周波数帯の電波を送受信して合成するためのダイプレクサと、このダイプレクサにおける低域の周波数の信号を送受するための第１の弾性表面波フィルタと、この第１の弾性表面波フィルタの送受信間を整合させる第１の移相回路と、前記ダイプレクサにおける高域の周波数の信号を入出力する外部端子を備え、前記ダイプレクサおよび第１の移相回路を、前記第１の弾性表面波フィルタを収納するパッケージの中に形成したアンテナ共用器。
異なる複数の周波数帯の電波の送受信を同時に行うためのアンテナ共用器であって、アンテナ側に接続された端子を介して異なる複数の周波数帯の電波を送受信して合成するためのダイプレクサと、このダイプレクサにおける高域の周波数の信号を送受するための第２の弾性表面波フィルタと、この第２の弾性表面波フィルタの送受信間を整合させる第２の移相回路と、前記ダイプレクサにおける低域の周波数の信号を入出力する外部端子を備え、前記ダイプレクサおよび第２の移相回路を、前記第２の弾性表面波フィルタを収納するパッケージの中に形成したアンテナ共用器。