JP2006345027A - 高周波回路部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 高周波信号の経路数の異なる高周波回路に対応可能であり、電気的特性に優れた高周波回路部品を提供する。
【解決手段】 共通ポートと、第１〜第ｎポート（ｎは２以上の自然数）を備え、共通ポートと第１〜第ｎポートの間には、それぞれ通過帯域の異なるフィルタ回路を接続し、フィルタ回路の通過帯域に応じて、共通ポートに入力する高周波信号を第１〜第ｎポートのいずれかの経路へ通過する高周波回路を絶縁基板に構成した高周波回路部品であって、フィルタ回路はリアクタンス素子を含み、リアクタンス素子の少なくとも一部を絶縁基板上に実装部品として搭載し、絶縁基板に形成した接続線路によって、実装部品を共通ポートに直接接続し信号の経路に直列に配置するように構成し、実装部品を設置し、あるいは設置しないことによって、高周波回路部品の高周波信号の経路数を変更可能とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話等の通信機器に用いられ、複数のフィルタ回路を備えた高周波回路部品に関する。

マイクロ波帯、ＵＨＦ帯で使用される携帯電話、自動車電話等の送受信回路に用いられる高周波回路部品の一つとして分波回路がある。
例えば特許文献１には、分波回路として機能する複合フィルタ回路が開示されている。 図４は、特許文献１に開示された複合フィルタ回路を、３つのフィルタ回路Ｆ１〜Ｆ３を備える複合フィルタの回路ブロックとして示した図である。
この複合フィルタ回路は、例えば、ローパスフィルタＦ１，バンドパスフィルタＦ２，ハイパスフィルタＦ３とで構成され、ローパスフィルタＦ１は、共通ポートＰ１と第１ポートＰ２との間に接続され、その通過帯域はｆ１に設定されている。ハイパスフィルタＦ３は、共通ポートＰ１と第３ポートＰ４との間に接続され、その通過帯域はｆ３（＞ｆ１）に設定されている。そしてバンドパスフィルタＦ２は、共通ポートＰ１と第２ポートＰ３との間に縦続接続され、その通過帯域はｆ２（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）に設定されている。前記共通ポートＰ１は例えば、アンテナ回路と接続され、第１〜第３ポートＰ２〜Ｐ４はスイッチ回路等と接続され、そしてこのような構成によって、アンテナ回路からの複数の異なる周波数の高周波信号を、共通ポートＰ１から第１〜第３ポートＰ２〜Ｐ４へ通過（分波）するとともに、第１〜第３ポートＰ２〜Ｐ４に入力する高周波信号を共通ポートＰ１に通過する。

また他の分波回路として機能する高周波回路部品として、図１０に示す複合フィルタ回路がある。この複合フィルタ回路は、位相回路φと弾性表面波フィルタＳＡＷを備えたフィルタ回路を備え、フィルタＦ１は、共通ポートＰ１と第１ポートＰ２との間に接続され、その通過帯域はｆ１に設定されている。フィルタＦ２は、共通ポートＰ１と第２ポートＰ３との間に接続され、その通過帯域はｆ２に設定されている。フィルタＦ３は、共通ポートＰ１と第３ポートＰ４との間に接続され、その通過帯域はｆ３に設定されている。通過帯域はｆ１＜ｆ２＜ｆ３に設定されている。
特開２００４−１９４２４０

従来の高周波回路部品は、１つ、あるいはそれ以上の異なる周波数に対応する高周波回路では、それぞれに応じてカスタマイズされたものを用いるのが普通であって、一つの高周波回路部品で、１つ、あるいはそれ以上の異なる周波数に対応し、高周波信号の経路数が異なる高周波回路に対応することは無かった。それは以下の理由があったからである。

特許文献１やその他の例として開示された高周波回路部品は、３つの異なる周波数の高周波信号を扱うものである。この高周波回路部品を２つの異なる周波数の高周波信号を扱う高周波回路で用いるには、単純には第１〜第３ポートＰ２〜Ｐ４のいずれかを、他の高周波回路と接続せずに用いれば良い。
例えば図１１に示すように、共通ポートＰ１、第１、第３ポートＰ２、Ｐ４を高周波回路（図面上では負荷インピーダンスＺＬ１〜ＺＬ３として示す）と接続し、第２ポートＰ３をオープン状態とする。このように構成すれば、前記高周波回路部品は２つの異なる周波数の高周波信号を扱う高周波回路として機能する。
しかしながら前記の構成では、共通ポートＰ１から第２ポートＰ３を見たインピーダンスが十分に大きく見えず、その結果高周波信号の一部が第２ポートＰ３側へ吸収されてしまい、第１、或いは第３ポートＰ１，Ｐ３に通過すべき高周波信号の損失増加を招く場合があり、一つの高周波回路部品を複数の高周波回路に適用するのは困難であった。
また、扱う高周波信号に応じてカスタマイズされた高周波回路部品が必要であることは、それに応じて高周波回路部品を製造するための工数や、設備装置、ジグ等が必要となる。このため高周波回路部品の製造コストを低減するには限度があった。
そこで本発明では、１つ、あるいはそれ以上の異なる周波数に対応し、高周波信号の経路数の異なる高周波回路に対応可能であり、電気的特性に優れた高周波回路部品を提供することを目的とする。

第１の発明は、共通ポートと、第１〜第ｎポート（ｎは２以上の自然数）を備え、前記共通ポートと第１〜第ｎポートの間には、それぞれ通過帯域の異なるフィルタ回路を接続してなり、前記フィルタ回路の通過帯域に応じて、前記共通ポートに入力する高周波信号を第１〜第ｎポートのいずれかの経路へ通過させる高周波回路を絶縁基板に構成した高周波回路部品であって、前記フィルタ回路はリアクタンス素子を含み、前記リアクタンス素子の少なくとも一部が前記絶縁基板上に実装部品として搭載され、前記絶縁基板に形成された接続線路によって、前記実装部品が前記共通ポートに直接接続され信号の経路に直列に配置されるように構成されており、前記実装部品を設置し、あるいは設置しないことによって、高周波回路部品の高周波信号の経路数を変更可能としたことを特徴とする高周波回路部品である。
なお、共通ポートに直接接続され信号の経路に直列に配置されるリアクタンス素子は、少なくとも一つの信号経路、即ち、共通ポートＰ１〜第１〜第３ポートＰ２〜Ｐ３のいずれかの経路に設置されるように構成される。

本発明８においては、前記フィルタ回路の少なくとも一つが、ローパスフィルタ回路、バンドパスフィルタ回路、ハイパスフィルタ回路のいずれかであるのが好ましい。そして、前記絶縁基板として多層基板を用い、前記リアクタンス素子の一部を電極パターンで前記多層基板に形成し、前記実装部品をチップ部品として前記電極パターン備える多層基板上に実装して構成するのが好ましい。

また本発明においては、前記共通ポートがマルチバンドアンテナと接続するのが好ましい。なおこの場合には、マルチバンドアンテナと高周波回路部品との間に、整合回路等が介在しても良い。また前記共通ポートを、スイッチ素子を有する高周波スイッチ回路と接続するのも好ましい。

第２の発明は、第１の発明の高周波回路部品を、マルチバンドアンテナと送信回路及び受信回路との間の高周波回路部に配置したことを特徴とする携帯電話である。前記高周波回路部には、送信信号用の増幅器、受信信号増幅器、前記高周波スイッチ回路の切り替えを制御するスイッチ回路制御部を有し、これらの回路をＲＦ−ＩＣとして備えても良い。

上記した簡単な方法により、高周波信号の経路数の異なる高周波回路に対応可能であり、電気的特性に優れた高周波回路部品を提供することが出来、高周波回路部品はもとより、これを用いた携帯電話の製造コストを低減することが出来る。

本発明の一実施例に係る高周波回路部品について以下詳細に説明する。
図１は高周波回路部品（複合フィルタ回路）の一例を示す等価回路であり、図２はその外観斜視図である。この高周波回路部品は、ローパスフィルタＦ１，バンドパスフィルタＦ２，ハイパスフィルタＦ３とで構成された、３つの異なる周波数の高周波信号を分波する分波器であって、回路ブロック及び機能は、前記図４のものと同じである。
本発明の一実施例に係る高周波回路部品は、共通ポートＰ１から第１ポートＰ２の間にはローパスフィルタＦ１、共通ポートＰ１から第２ポートＰ３の間にはバンドパスフィルタＦ２、共通ポートＰ１から第３ポートＰ４の間にはハイパスフィルタＦ３が配置され、前記フィルタＦ１〜Ｆ３は、それぞれリアクタンス素子で構成されている。

各フィルタＦ１〜Ｆ３を構成するリアクタンス素子の内、ローパスフィルタＦ１ではインダクタンス素子Ｌａ２、キャパシタンス素子Ｃａ１，Ｃａ２、バンドパスフィルタＦ２ではインダクタンス素子Ｌｇ１，Ｌｇ２、キャパシタンス素子Ｃｇ２〜Ｃｇ４、ハイパスフィルタＦ３ではインダクタンス素子Ｌｐ１、キャパシタンス素子Ｃｐ２，Ｃｐ３がライン電極やコンデンサ電極などの電極パターンによって、例えばセラミック多層基板によって形成された絶縁基板１０に積層形成されている。
そして、信号の経路に直列に配置されるとともに、前記共通ポートＰ１に直接接続されるリアクタンス素子Ａであるインダクタンス素子Ｌａ１，キャパシタンス素子Ｃｇ１，Ｃｐ１は、前記絶縁基板１０の主面に形成された実装電極に、実装部品としてはんだ付けにて実装されるように構成されている。
本実施例においては、共通ポートＰ１〜第１、第２、第３ポートＰ２〜Ｐ３の間にそれぞれリアクタンス素子Ｌａ１，Ｃｇ１，Ｃｐ１が実装部品として配置されるので、前記絶縁基板１０では、各ポートＰ１〜Ｐ４間での高周波的に電気的接続が採られていない構造となっている。

また高周波回路部品の外表面には、前記各ポートＰ１〜Ｐ４に対応する外部端子が形成されており、各リアクタンス素子とビアホールを介して適宜接続されている。なお図中、ＧＮＤと標記される外部端子は、前記絶縁基板１０に形成されたグランド電極パターンと接続している。
このようにして、３つの異なる周波数の高周波信号を分波する分波器である高周波複合部品を構成した。

次に、この高周波回路部品に用いられる絶縁基板１０を用いて２つの異なる周波数に対応する高周波回路部品とする実施例について説明する。前記のように絶縁基板１０は、各ポートＰ１〜Ｐ４間での高周波的に電気的接続が採られていない構造となっている。そこで、リアクタンス素子Ｌａ，Ｃｐ１を絶縁基板１０に実装するが，リアクタンス素子Ｃｇ１は実装せず、高周波回路部品を作製した。図３はその外観斜視図である。この高周波回路部品の等価回路は、丁度図１に示した等価回路のキャパシタンス素子Ｃｇ１が無い状態と同じとなる。

図５はこの高周波回路部品を回路ブロックとして示した図である。絶縁基板１０には、フィルタＦ２を構成するリアクタンス素子が形成されているが、前記共通ポートＰ１に直接接続されるリアクタンス素子であるキャパシタンス素子Ｃｇ１が配置されないため、共通ポートＰ１からは第２ポートＰ３が高周波的に見えない。このため、高周波信号の一部が第２ポートＰ３側へ吸収されることが無く、第１、或いは第３ポートＰ１，Ｐ３に通過すべき高周波信号の損失増加を招くことが無い、ローパスフィルタＦ１とハイパスフィルタＦ２で構成される２つの異なる周波数に対応する高周波回路部品を得ることが出来る。
さらに、リアクタンス素子Ｌａ，Ｃｐ１のどちらかを実装基板１０に配置しなければ、高周波回路部品は、ローパスフィルタあるいはハイパスフィルタの単機能部品として機能させることが出来る。本実施例では、キャパシタンス素子Ｃｇ１が配置しない場合を説明したが、これに限定されるわけではなく、他のリアクタンス素子Ｌａ，Ｃｐ１のいずれかを配置しないように構成しても良いことは、あらためて申し述べるまでも無い。
また、ある信号経路を必ず用いる場合には、その経路の共通ポートＰ１に直接接続されるリアクタンス素子を、実装部品でなく電極パターンで構成しても良い。

図６に本発明の他の実施例に係る高周波回路部品の等価回路を示す。図１に示した高周波回路部品の等価回路と相違する部分は、フィルタＦ２をリアクタンス素子のみで構成するのではなく、弾性表面波フィルタＳＡＷと高周波信号の位相を調整する位相回路とを組み合わせたフィルタとする点である。前記位相回路はリアクタンス素子で構成されている。
図７に本実施例に係る高周波回路部品の外観斜視図を示す。各フィルタＦ１〜Ｆ３を構成するリアクタンス素子の内、ローパスフィルタＦ１ではインダクタンス素子Ｌａ２、キャパシタンス素子Ｃａ１，Ｃａ２、バンドパスフィルタＦ２では位相回路を構成するインダクタンス素子Ｌｇ１、ハイパスフィルタＦ３ではインダクタンス素子Ｌｐ１、キャパシタンス素子Ｃｐ２，Ｃｐ３がライン電極やコンデンサ電極などの電極パターンによって、絶縁基板１０に積層形成されている。
そして、信号の経路に直列に配置されるとともに、前記共通ポートＰ１に直接接続されるリアクタンス素子であるインダクタンス素子Ｌａ１，キャパシタンス素子Ｃｇ１，Ｃｐ１は、前記絶縁基板１０の主面に形成された実装電極に、実装部品として、弾性表面波フィルタＳＡＷ、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）対策用のインダクタンス素子ＬＴ１とともに、はんだ付けにて実装されるように構成されている。

本実施例においても、絶縁基板１０では各ポートＰ１〜Ｐ４間での高周波的に電気的接続が採られていない構造となっている。そして高周波回路部品の裏面には、前記各ポートＰ１〜Ｐ４に対応するＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）構造の外部端子が形成されており、各リアクタンス素子とビアホールを介して適宜接続されている。
本実施例においても、前記共通ポートＰ１に直接接続されるリアクタンス素子Ａであるインダクタンス素子Ｌａ１，キャパシタンス素子Ｃｇ１，Ｃｐ１を配置するか否かによって、高周波回路部品の高周波信号の経路数を変更することが可能である。

図８に本発明の他の実施例に係る高周波回路部品の等価回路を示す。図１あるいは図６に示した高周波回路部品の等価回路と相違する部分は、フィルタＦ１〜Ｆ３をリアクタンス素子のみで構成するのではなく、弾性表面波フィルタＳＡＷと高周波信号の位相を調整する位相回路とを組み合わせたフィルタとする点である。
この場合も、信号の経路に直列に配置されるとともに、前記共通ポートＰ１に直接接続されるリアクタンス素子であるインダクタンス素子Ｌｐ１，キャパシタンス素子Ｃｇ１，Ｃｄ１が実装部品として、弾性表面波フィルタＳＡＷ、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）対策用のインダクタンス素子ＬＴ１とともに、はんだ付けにて実装されるように構成されている。そして、絶縁基板１０には、他のリアクタンス素子Ｃｄ２，Ｌｄ１が形成される。

本実施例においても、前記共通ポートＰ１に直接接続されるリアクタンス素子Ａであるインダクタンス素子Ｌｐ１，キャパシタンス素子Ｃｇ１，Ｃｄ１を配置するか否かによって、高周波回路部品の高周波信号の経路数を変更することが可能である。

図９に本発明の他の実施例に係る高周波回路部品の等価回路を示す。この高周波回路部品は、スイッチ回路とフィルタ回路を複合一体化したものであり、高周波スイッチモジュールとも呼ばれる。
この高周波スイッチモジュールは、携帯電話において４つの通信システムに対応可能なものであり、リアクタンス素子からなり２つのフィルタＦ１，Ｆ２を備え、共通ポートＰｆ１がアンテナＡＮＴに接続され、第１ポートＰｆ２が高周波スイッチＳＷ１と接続し、第２ポートＰｆ３が高周波スイッチＳＷ２と接続する分波回路Ｄｉｐ１と、リアクタンス素子と弾性表面波フィルタとからなる２つのフィルタＦ１，Ｆ２を備え、共通ポートＰｄ１が高周波スイッチＳＷ１に接続され、第１ポートＰｄ２が第１の通信システム（例えばＧＳＭ８５０）の受信回路Ｒｘａに接続し、第２ポートＰｄ３が第２の通信システム（例えばＧＳＭ９００）の受信回路Ｒｘｇと接続する分波回路Ｄｉｐ２と、位相回路を構成するリアクタンス素子と弾性表面波フィルタとからなる２つのフィルタＦ１，Ｆ２を備え、共通ポートＰｉ１が高周波スイッチＳＷ２に接続され、第１ポートＰｉ２が第３の通信システム（例えばＤＣＳ１８００）の受信回路Ｒｘｄに接続し、第２ポートＰｉ３が第４の通信システム（例えばＰＣＳ）の受信回路Ｒｘｐと接続する分波回路Ｄｉｐ３を備える。
なお、高周波スイッチＳＷ１，２の分波回路Ｄｉｐ２，３と接続しないポートＰｓ２，Ｐｓｗ２はそれぞれ、第１及び第２の通信システムの送信回路Ｔｘａｇと、第３及び第４の通信システムの送信回路Ｔｘｄｐに接続される。また高周波スイッチＳＷ１，２には、スイッチング素子として電界効果型トランジスタやダイオードが用いられた公知のスイッチを用いれば良い。

本実施例では、分波回路Ｄｉｐ１〜３において、それぞれの共通ポートＰｆ１，Ｐｄ１，Ｐｉ１に直接接続されるリアクタンス素子Ａであるインダクタンス素子Ｌｆ１やキャパシタンス素子Ｃｆ２，Ｃａ１，Ｃｇ１，Ｃｄ１，Ｃｐ１は、絶縁基板１０に実装部品として配置する構成となっている。そして他のリアクタンス素子は前記絶縁基板１０に電極パターンとして形成されたり、実装部品として弾性表面波フィルタＳＡＷやスイッチング素子とともに前記絶縁基板１０に適宜実装される。

例えば、分波回路Ｄｉｐ１のフィルタＦ１においてリアクタンス素子Ｌｆ１を配置しない場合には、ポートＰ１からポートＰ２〜Ｐ４は見えない。このため高周波信号はポートＰ１とポートＰ５〜Ｐ７の間で伝送される。この場合の高周波回路部品は、第３及び第４の通信システムに対応したデュアルバンド高周波スイッチモジュールとなる。さらに分波回路Ｄｉｐ３の共通ポートＰｉ１と接続するリアクタンス素子Ｃｄ１，Ｃｐ１のどちらかを配置しない場合には、一つの通信システムに対応するシングルバンド高周波スイッチモジュールとなる。なお、分波回路Ｄｉｐ１のフィルタＦ２においてリアクタンス素子Ｃｆ２を配置しない場合にも同様に、高周波回路部品をデュアルバンドあるいはシングルバンドの高周波スイッチモジュールとして用いることが出来る。
当然ながら、用いられない経路ではスイッチング素子や弾性表面波フィルタ等の実装部品は不要であり、絶縁基板に実装する必要はない。このため、高周波回路部品の高周波信号の経路数を減じる場合であっても、無用なコストを生じさせることが無い。

また、分波回路Ｄｉｐ２のリアクタンス素子Ｃａ１を配置しない場合には、第２〜第４の通信システムに対応したトリプルバンド高周波スイッチモジュールとなる。さらに、分波回路Ｄｉｐ３のリアクタンス素子Ｃｐ１を配置しない場合には、第２、第３の通信システムに対応したデュアルバンド高周波スイッチモジュールとすることが出来る。以上のように、本発明に係る高周波回路部品は、シングルバンドからマルチバンドの様々な携帯電話に用いることが可能であることが分かる。

本発明によれば、簡単な方法によって、高周波回路部品の高周波信号の経路数を変更することが可能であり、１つ、あるいはそれ以上の異なる周波数に対応し、高周波信号の経路数の異なる高周波回路に対応可能であり、電気的特性に優れた高周波回路部品を提供することが出来、高周波回路部品はもとより、これを用いた携帯電話の製造コストを低減することが出来る。

本発明の一実施例に係る高周波回路部品の等価回路図である。 本発明の一実施例に係る高周波回路部品の外観斜視図である。 本発明の一実施例に係る高周波回路部品の外観斜視図である。 本発明の一実施例に係る高周波回路部品の回路ブロック図である。 本発明の一実施例に係る高周波回路部品を用いた高周波回路構成例を示す回路ブロック図である。 本発明の他の実施例に係る高周波回路部品の等価回路図である。 本発明の他の実施例に係る高周波回路部品の外観斜視図である。 本発明の他の実施例に係る高周波回路部品の等価回路図である。 本発明の他の実施例に係る高周波回路部品の等価回路図である。 従来の高周波回路部品の等価回路図である。 従来の高周波回路部品を用いた高周波回路構成例を示す回路ブロック図である。

符号の説明

Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７ ポート
ＳＡＷ 弾性表面波フィルタ
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ フィルタ
Ｚｌ１，Ｚｌ２，Ｚｌ３ 負荷インピーダンス
１０ 絶縁基板

Claims (8)

1. 共通ポートと、第１〜第ｎポート（ｎは２以上の自然数）を備え、前記共通ポートと第１〜第ｎポートの間には、それぞれ通過帯域の異なるフィルタ回路を接続してなり、前記フィルタ回路の通過帯域に応じて、前記共通ポートに入力する高周波信号を第１〜第ｎポートのいずれかの経路へ通過させる高周波回路を絶縁基板に構成した高周波回路部品であって、
   前記フィルタ回路はリアクタンス素子を含み、前記リアクタンス素子の少なくとも一部が前記絶縁基板上に実装部品として搭載され、前記絶縁基板に形成された接続線路によって、前記実装部品が前記共通ポートに直接接続され信号の経路に直列に配置されるように構成されており、
   前記実装部品を設置し、あるいは設置しないことによって、高周波回路部品の高周波信号の経路数を変更可能としたことを特徴とする高周波回路部品。
2. 前記フィルタ回路の少なくとも一つが、ローパスフィルタ回路、バンドパスフィルタ回路、ハイパスフィルタ回路のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の高周波回路部品。
3. 前記絶縁基板として多層基板を用い、前記リアクタンス素子の一部を電極パターンで前記多層基板に形成し、前記実装部品をチップ部品として前記電極パターン備える多層基板上に実装したことを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波回路部品。
4. 前記フィルタ回路が、前記実装部品を備える位相回路と弾性表面波フィルタを接続してなることを特徴とする請求項１に記載の高周波回路部品。
5. 前記絶縁基板として多層基板を用い、前記リアクタンス素子の一部を電極パターンで前記多層基板に形成し、前記実装部品をチップ部品として前記弾性表面波フィルタとともに前記電極パターン備える多層基板に実装したことを特徴とする請求項４に記載の高周波回路部品。
6. 前記共通ポートがマルチバンドアンテナと接続することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の高周波回路部品。
7. 前記共通ポートがスイッチ素子を有する高周波スイッチ回路と接続することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の高周波回路部品。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の高周波回路部品をマルチバンドアンテナと送信回路及び受信回路との間に配置したことを特徴とする携帯電話。

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