JP2005287086A

JP2005287086A - 送受信端回路装置

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Publication number: JP2005287086A
Application number: JP2005172788A
Authority: JP
Inventors: Shinya Nakai; 信也中井; Makoto Ito; 伊藤　　誠
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】本発明は、占有面積の大幅な縮減が可能で、移動通信機器の小型化に寄与し得る送受信端回路装置を提供する。
【解決手段】本発明は、高周波回路及びフィルタ回路を含む、高周波帯で使用する積層基板に支持された送受信端回路装置であって、高周波回路及びフィルタ回路の少なくとも一部の素子は積層基板中に組み込まれ、積層基板中に組み込まれた前記一部の素子以外の残余の回路部はチップ部品を用いて構成される。高周波回路は、アンテナ端に接続される側を送信端と受信端の間で切り換える半導体素子を含んだ高周波スイッチ回路である。フィルタ回路はコンデンサを含んでおり、すべての当該コンデンサは、その上下に配置された接地層の間に挟まれた位置に配置され、フィルタ回路以外の回路部と電磁気的に遮蔽されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、送受信端回路装置に関し、より詳しくは、例えば携帯電話，コードレス電話等の移動通信機器における送受信端に適用して好適な送受信端回路装置に関する。

例えば、１．９ＧＨｚ帯の高周波を用いる移動通信機器における送受信端回路装置として、従来、図７に示すものが知られている。

同図に示す送受信端回路装置５０は、１．９ＧＨｚ帯の電波をアンテナ５１により受信して電気信号に変換し、高周波スイッチ５２を介して前記電気信号を取り込んで高周波アンプ５３，バンドパスフィルタ５４，ミキサ回路５５により信号処理して後段の図示しない中間周波処理回路に導くようになっている。

ところで、上述した送受信端回路装置５０の場合、高周波アンプ５３，バンドパスフィルタ５４，ミキサ回路５５を各々図８に示すようにガラスエポキシ基板（又はアルミナ等のセラミック基板）６１，６２，６３に各々チップ部品を用いて組み込む構成としている。

このため、高周波アンプ５３を組み込むガラスエポキシ基板６１として９８mm² （７×１４mm）程度、バンドパスフィルタ５４を組み込むガラスエポキシ基板６２として４９mm² （７×７mm）程度、ミキサ回路５５を組み込むガラス基板６３として１１２mm² （７× １６mm）程度の占有面積が必要となり、結局全体では２５９mm² 程度の占有面積となってしまい、移動通信機器の大型化を招くという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、占有面積の大幅な縮減が可能で、移動通信機器の小型化に寄与し得る送受信端回路装置を提供することを目的とするものである。

請求項１記載の発明は、高周波回路及びフィルタ回路を含む、高周波帯で使用する、積層基板に支持された送受信端回路装置であって、前記高周波回路及び前記フィルタ回路の少なくとも一部の素子は、前記積層基板中に組み込まれ、前記積層基板中に組み込まれた前記一部の素子以外の残余の回路部は、チップ部品を用いて構成され、前記高周波回路は、アンテナ端に接続される側を送信端と受信端の間で切り換える、半導体素子を含んだ高周波スイッチ回路であり、前記フィルタ回路は、前記高周波スイッチ回路の送信端に対して直列に接続され、前記積層基板は前記高周波回路又は前記フィルタ回路の接地端に接続された接地層を含んでおり、前記フィルタ回路はコンデンサを含んでおり、すべての当該コンデンサは、その上下に配置された前記接地層の間に挟まれた位置に配置され、前記フィルタ回路以外の回路部と電磁気的に遮蔽されているものである。

請求項２記載の発明は、高周波回路及びフィルタ回路を含む、高周波帯で使用する、積層基板に支持された送受信端回路装置であって、前記高周波回路及び前記フィルタ回路の少なくとも一部の素子は、前記積層基板中に組み込まれ、前記積層基板中に組み込まれた前記一部の素子以外の残余の回路部は、チップ部品を用いて構成され、前記高周波回路は、アンテナ端に接続される側を送信端と受信端の間で切り換える、半導体素子を含んだ高周波スイッチ回路であり、前記フィルタ回路は、前記高周波スイッチ回路のアンテナ端に対して直列に接続され、前記積層基板は前記高周波回路又は前記フィルタ回路の接地端に接続された接地層を含んでおり、前記フィルタ回路はコンデンサを含んでおり、すべての当該コンデンサは、その上下に配置された前記接地層の間に挟まれた位置に配置され、前記フィルタ回路以外の回路部と電磁気的に遮蔽されているものとした。

上述した構成の送受信端回路装置によれば、高周波回路及びフィルタ回路の少なくとも一部の素子は積層基板中に組み込まれ、当該一部の素子以外の残余の回路部はチップ部品を用いて構成するものであるから、本体のみの占有面積で高周波帯で使用する複数の回路部の各機能を発揮させることができ、これにより、送受信端回路装置自体の占有面積を従来例より大幅に縮減でき、移動通信機器の小型化を実現できる。

また、前記高周波回路は、アンテナ端に接続される側を送信端と受信端の間で切り換える、半導体素子を含んだ高周波スイッチ回路であり、前記積層基板は前記高周波回路又は前記フィルタ回路の接地端に接続された接地層を含んでおり、前記フィルタ回路はコンデンサを含んでおり、すべての当該コンデンサは、その上下に配置された前記接地層の間に挟まれた位置に配置され、前記フィルタ回路以外の回路部と電磁気的に遮蔽されているものとすることにより、送受信端回路装置だけでアンテナ端に接続される側を送信端と受信端の間で切り換えることが可能となってより多くの機能を集積できるため、送受信端回路装置自体の占有面積を従来例より大幅に縮減でき、移動通信機器の小型化を実現できる。また、フィルタ回路がそれ以外の回路部と電磁気的に遮蔽されているため、電磁気的な雑音の影響が減少させられる。

以上詳述した本発明によれば、上述した構成としたので、以下の効果を奏する。

請求項１記載の発明によれば、高周波回路及びフィルタ回路の少なくとも一部の素子は、積層基板中に組み込まれ、積層基板中に組み込まれた一部の素子以外の残余の回路部は、チップ部品を用いて構成され、高周波回路は、アンテナ端に接続される側を送信端と受信端の間で切り換える、半導体素子を含んだ高周波スイッチ回路であり、フィルタ回路は、高周波スイッチ回路の送信端に対して直列に接続され、積層基板は高周波回路又はフィルタ回路の接地端に接続された接地層を含んでおり、フィルタ回路はコンデンサを含んでおり、すべての当該コンデンサは、その上下に配置された接地層の間に挟まれた位置に配置され、フィルタ回路以外の回路部と電磁気的に遮蔽されているものであるから、本体のみの占有面積で高周波帯で使用する複数の回路部の各機能を発揮させることができ、これにより、占有面積を従来例より大幅に縮減し、移動通信機器の小型化に寄与し得る送受信端回路装置を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、高周波回路及びフィルタ回路の少なくとも一部の素子は、積層基板中に組み込まれ、積層基板中に組み込まれた一部の素子以外の残余の回路部は、チップ部品を用いて構成され、高周波回路は、アンテナ端に接続される側を送信端と受信端の間で切り換える、半導体素子を含んだ高周波スイッチ回路であり、フィルタ回路は、高周波スイッチ回路のアンテナ端に対して直列に接続され、積層基板は高周波回路又はフィルタ回路の接地端に接続された接地層を含んでおり、フィルタ回路はコンデンサを含んでおり、すべての当該コンデンサは、その上下に配置された接地層の間に挟まれた位置に配置され、フィルタ回路以外の回路部と電磁気的に遮蔽されているものであるから、本体のみの占有面積で高周波帯で使用する複数の回路部の各機能を発揮させることができ、これにより、占有面積を従来例より大幅に縮減し、移動通信機器の小型化に寄与し得る送受信端回路装置を提供することができる。

以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１に示す送受信端回路装置１は、例えば１．９ＧＨｚの高周波回路を用いる携帯電話、コードレス電話等の移動通信機器に使用されるものであり、図２に示すように、平面の面積が８５mm² （５mm×１７mm）の接地層と接地層以外の複数の電極層を積層してなる積層基板を用いた本体２に高周波帯で使用する複数の回路部のうち、少なくとも一つの回路部を組み込むとともに、複数の回路部のうちチップ部品を用いて構成した例えば２種の回路部を本体２上に搭載したものである。

前記本体２の外周には、接地電極Ｇ，高周波入力用の入力電極３，後述するバンドパスフィルタ１５用のフィルタ入力電極４，フィルタ出力電極５，フィルタタップ電極６，７，電源用電極８，９，ローカル信号電極１０，中間周波数出力電極１１を各々本体２の上面から下面に至るように設けている。

本体２に組み込む回路部は、図４に等価的に示す１．９ＧＨｚ帯のバンドパスフィルタ１５としている。また、本体２に搭載する２種の回路部は、バンドパスフィルタ１５の前段に配置するトランジスタＴＲ，抵抗Ｒ，コンデンサＣ等のチップ部品を用いた高周波アンプ１４及び後段に配置するミキサ回路１６としている。

ここで、前記本体２及びバンドパスフィルタ１５について図３を参照して詳述する。

この本体２は、図３に示すように、平面の面積が８５mm² （５mm×１７mm）と同一の第１乃至第５の基板（ガラス基板又はセラミック基板）２１乃至２５を積層し、その外周に既述した接地電極Ｇ，入力電極３，フィルタ入力電極４，フィルタ出力電極５，フィルタタップ電極６，７，電源用電極８，９，ローカル信号電極１０，中間周波数出力電極１１を設けたものである。

最上部の第１の基板２１上には、前記高周波アンプ１４及びミキサ回路１６を搭載するようになっている。

前記第２の基板２２の上面には、図３に示すように、長方形状の接地層３１が形成され、この接地層３１の両端部は本体２の両端面に形成した接地電極Ｇに接続し、また、接地層３１の両側部は本体２の両側面に形成した合計５箇所の接地電極Ｇに各々接続している。

また、上から３番目の第３の基板２３の上面には、フィルタタップ電極７，６に各々接続され、後述する第１，第２の容量電極層２６ａ，２６ｂに対応する領域まで展開した第３，第４の容量電極層２７ａ，２７ｂを形成している。

上から４番目の第４の基板２４の上面には、フィルタ入力電極４，フィルタ出力電極５に各々接続され、この第３の基板２３の上面に対称形状に展開した第１，第２の容量電極層２６ａ，２６ｂを形成している。

そして、第１の容量電極層２６ａと第３の容量電極層２７ａとの重なり領域により、図４に示す入力コンデンサＣ1 を形成し、第２の容量電極層２６ｂと第４の容量電極層２７ｂとの重なり領域により、図４に示す出力コンデンサＣ2 を形成している。

さらに、第３の容量電極層２７ａと前記接地層３１との重なり領域により、並列コンデンサＣ3 を、第４の容量電極層２７ｂと前記接地層３１との重なり領域により、並列コンデンサＣ4 を各々形成している。

前記第５の基板２５の上面には、本体２の端面に形成した接地電極Ｇに各々端部を接続した略Ｌ状の一対の導体層２８ａ，２８ｂが対称形状に形成され、コイル素子Ｌ1 ，Ｌ2 を形成するようになっている。コイル素子Ｌ1 ，Ｌ2 は、図４に示すように、相互インダクタンスＭで磁気結合するようになっている。

そして、第５の基板２５の下面には、図３で最下欄に示すように、前記接地層３１と略同様な形状の接地層３１ａを形成している。

上述した各基板２１乃至２５を利用した立体的な構造により、平面の占有面積が８５mm² と従来例よりも大幅に小さい構成で高周波アンプ１４，バンドパスフィルタ１５，ミキサ回路１６の３種の回路部の一体構造を実現している。

図５は、前記送受信端回路装置１を用いた１．９ＧＨｚ帯の携帯電話の高周波回路ブロックを示すものであり、この高周波回路ブロックは、１．９ＧＨｚ帯の電波を送受信するアンテナ３１と、送受信用のバンドパスフィルタ３２と、送受信の切り換えを行う高周波スイッチ３３と、この高周波スイッチ３３に接続した送信回路系を構成する前記送受信端回路装置１と、この送受信端回路装置１の出力信号を処理する中間周波回路系３４と、前記高周波スイッチ３３に接続したアイソレータ３５又はサーキュレータと、前記アイソレータ３５に接続した送信回路系４１を構成する送信アンプ４０と、この送信アンプ４０に接続したバンドパスフィルタ３９と、バンドパスフィルタ３９に接続したミキサ回路３８と、このミキサ回路３８に接続したデータ入力回路系３６と、送受信端回路装置１のミキサ回路１６，送信回路系４１のミキサ回路３８に各々高周波信号を送り出すチャンネルコントロールを行うシンセサイザ回路系３７とを具備している。

前記送受信端回路装置１としては、上述した高周波アンプ１４，ミキサ回路１６を搭載する場合の他、前記高周波スイッチ３３，アイソレータ３５のうちから選ばれる任意の回路部を含む構成としてもよい。

以上詳述した送受信端回路装置１によれば、高周波帯で使用する複数の回路部、即ち、高周波アンプ１４，バンドパスフィルタ１５，ミキサ回路１６のうち、バンドパスフィルタ１５を第１乃至第５の基板２１乃至２５を用いた本体２に組み込み、高周波アンプ１４，ミキサ回路１６を第１の基板２１上に搭載したものであるから、前記本体２のみの占有面積８５mm² で高周波帯で使用する各回路部の機能を発揮させることができ、これにより、送受信端回路装置１自体の占有面積を従来例より大幅に縮減して移動通信機器の小型化を実現できる。

また、前記残余の回路部を、高周波アンプ１４，高周波スイッチ３３，アイソレータ３５，ミキサ回路１６から選ぶことにより、一の回路部としてのバンドパスフィルタ１５及びこのバンドパスフィルタ１５の前後に配置される残余の回路部を前記本体２のみの占有面積で構成でき、これにより、送受信端回路装置１自体の占有面積を従来例より大幅に縮減しつつ１．９ＧＨｚ帯の携帯電話，コードレス電話等の移動通信機器を構成できる。

また、図６に示すように、送受信端回路装置１Ａを構成するための前記基板２１乃至２５に内蔵するものとしては、前記バンドパスフィルタ１５の一部または全部のみならず、アンテナ３１側のバンドパスフィルタ３２の一部または全部、さらには、シンセサイザ回路系３７の出力端に構成される図６に示すバンドパスフィルタ４２の一部または全部をも任意に組み合わせて内蔵することが可能である。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、上述した実施例では、全てバンドパスフィルタを例にとって説明したが、同様な構造を有するものであれば例えばローパスフィルタでも適用可能である。また、前記バンドパスフィルタの構成要素は、伝送線路、インダクタンス素子、あるいはキャパシタンス素子である。従って、送受信端回路装置を構成する伝送線路、インダクタンス素子、あるいはキャパシタンス素子がフィルタを構成しているものに限らず、それらの一部または全部を、接地層と接地層以外の複数の電極層を積層してなる積層基板を用いた本体に組み込んで内蔵することができる。

さらに、上述した実施例では、受信回路系を前記基板２１乃至２５に組み込む場合を説明したが、同様な構成により送信回路系４１を構成することも可能である。同様に、アンテナと受信回路系、及び送信回路系を結ぶ回路系をアンテナ回路系（アンテナを含む）とすれば、該アンテナ回路系にも適用が可能であり、各回路系に伝送線路、インダクタンス素子、あるいはキャパシタンス素子があれば、それらの一部あるいは全部にも適用が可能である。

本発明の送受信端回路装置の実施例を示す斜視図。本実施例の送受信端回路装置における本体の占有面積を示す説明図。本実施例の送受信端回路装置における本体の分解斜視図。本実施例の送受信端回路装置における本体に組み込んだ回路部の等価回路図。本実施例の送受信端回路装置を使用した移動通信機器の一例の高周波回路ブロック図。本実施例の送受信端回路装置を使用した移動通信機器の他例の高周波回路ブロック図。従来の送受信端回路装置を使用した高周波回路ブロック図。従来の送受信端回路装置の占有面積を示す説明図。

符号の説明

１送受信端回路装置
２本体
１４高周波アンプ
１５バンドパスフィルタ
１６ミキサ回路
２１乃至２５基板
３２バンドパスフィルタ
３３高周波スイッチ
３５アイソレータ

Claims

高周波回路及びフィルタ回路を含む、高周波帯で使用する、積層基板に支持された送受信端回路装置であって、
前記高周波回路及び前記フィルタ回路の少なくとも一部の素子は、前記積層基板中に組み込まれ、
前記積層基板中に組み込まれた前記一部の素子以外の残余の回路部は、チップ部品を用いて構成され、
前記高周波回路は、アンテナ端に接続される側を送信端と受信端の間で切り換える、半導体素子を含んだ高周波スイッチ回路であり、
前記フィルタ回路は、前記高周波スイッチ回路の送信端に対して直列に接続され、
前記積層基板は前記高周波回路又は前記フィルタ回路の接地端に接続された接地層を含んでおり、
前記フィルタ回路はコンデンサを含んでおり、すべての当該コンデンサは、その上下に配置された前記接地層の間に挟まれた位置に配置され、前記フィルタ回路以外の回路部と電磁気的に遮蔽されていることを特徴とする送受信端回路装置。
高周波回路及びフィルタ回路を含む、高周波帯で使用する、積層基板に支持された送受信端回路装置であって、
前記高周波回路及び前記フィルタ回路の少なくとも一部の素子は、前記積層基板中に組み込まれ、
前記積層基板中に組み込まれた前記一部の素子以外の残余の回路部は、チップ部品を用いて構成され、
前記高周波回路は、アンテナ端に接続される側を送信端と受信端の間で切り換える、半導体素子を含んだ高周波スイッチ回路であり、
前記フィルタ回路は、前記高周波スイッチ回路のアンテナ端に対して直列に接続され、
前記積層基板は前記高周波回路又は前記フィルタ回路の接地端に接続された接地層を含んでおり、
前記フィルタ回路はコンデンサを含んでおり、すべての当該コンデンサは、その上下に配置された前記接地層の間に挟まれた位置に配置され、前記フィルタ回路以外の回路部と電磁気的に遮蔽されていることを特徴とする送受信端回路装置。