JP2012142695A - 回路基板およびそれを用いた通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回路全体の大型化を抑えつつ、周波数分割複信の通信システムと時分割複信の通信システムが混在する複数の通信システムの送受信の切り換えが可能な回路基板を提供する。
【解決手段】 時分割複信の第１の通信システムおよび周波数分割複信の第２、第３の通信システムの無線通信をするためのアンテナ端子と、ダイプレクサとを有し、前記ダイプレクサの一方の分岐端子に接続した第１の通信システムの送受信経路は第１のＦＥＴスイッチを用いて送信経路と受信経路を切り換え、前記ダイプレクサの他方の分岐端子に接続した信号経路は、第２のＦＥＴスイッチを介して第２の通信システムまたは第３の通信システムの送受信経路に切り換え、前記第２、第３の通信システムの送受信経路は、それぞれデュプレクサと接続し、前記第１のＦＥＴスイッチを含む回路と、第２のＦＥＴスイッチを含む回路とは、それぞれ別々のモジュールで構成して、回路基板に実装した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信装置に用いられる、複数の通信システムの送受信の切り換えを行う高周波回路を有する回路基板およびそれを用いた通信装置に関する。

世界の携帯電話には種々のアクセス方式があり、またそれぞれの地域において複数のアクセス方式が混在している。たとえば、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、時分割多元接続）方式を採用している主な通信方式として、現在広く普及しているＧＳＭ （Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ） 系の方式（システム）があり、日本および韓国を除く世界の多くの地域で使用されている。その他に米国や日本等で普及しているアクセス方式にＣＤＭＡ （Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、符号分割多元接続）方式がある。代表的な規格として米国を中心としたＩＳ−９５ （Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ−９５） がある。また高速データ伝送を実現し得る第３世代通信方式のＩＭＴ―２０００準拠の通信方式のＷ−ＣＤＭＡ （Ｗｉｄｅｂａｎｄ ＣＤＭＡ）も実用化されている（欧州ではＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれている）。中国では、アクセス方式としてはＣＤＭＡを用いるが、送信と受信の時間的にずらした、ＴＤ−ＳＣＤＭＡも使用されている。

上記のような様々な通信方式に対応するための複合部品の一例として、特許文献１には異なる複数の送受信系を選択して取り扱うアンテナスイッチ積層モジュールが開示されている。その図１２には、ＥＧＳＭ９００、ＧＳＭ１８００およびＷ−ＣＤＭＡの三つの経路を取り扱う回路ブロック図が示されている。該ブロック図では、アンテナからの入力部に分波回路が接続され、該分波回路の出力にスイッチ回路ＡＳ１およびＡＳ２が接続されている。スイッチ回路ＡＳ１はＥＧＳＭ９００の送受信の切り換えを行い、スイッチ回路ＡＳ２はＰＣＳ（ＩＳ−９５）とＷ−ＣＤＭＡとの切り換えを行い、ＰＣＳ（ＩＳ−９５）とＷ−ＣＤＭＡの経路は、それぞれアンテナ共用器ＤＵＰによって送信経路と受信経路とが分離される。

今後、携帯電話においては、さらに超高速大容量通信の実現が期待される第４世代通信システムが控えており、第３世代通信システムと第４世代通信システムとの間の通信システムとして、第３．９世代通信方式と称されるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）もサービスが開始されつつある。

特開２００２−２０８８７３号公報

上記第３世代のＷ−ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ等は送信と受信を異なる周波数帯で行い同時送受信を行う周波数分割複信を採用している。一方、ＬＴＥのうち、ＴＤ−ＬＴＥは全二重化のモードとしてＴＤＤ（時分割複信）を採用している。この場合は、多重化技術だけでなく、全二重化モードも異なる通信システムが混在することとなる。携帯端末はその性格上、小型であることが常に求められる。そのような中で、上記のように多種多様な通信システムが混在する場合、送受信の切り換えを行う回路の小型化は、よりいっそう重要かつ困難な課題となっていた。しかしながら、特許文献１に示すアンテナスイッチモジュールは、周波数帯域や多重化技術の異なる通信システムを対象としており、全二重化モードが異なる通信システムまでもが混在する場合について明示されているものではない。すなわち特許文献１に代表される従来技術では、周波数分割複信の通信システムと時分割複信の通信システムが混在する複数の通信システムの送受信の切り換えに対して、それを実現する具体的な手段を提供するには至っていなかった。

そこで、本発明では、回路全体の大型化を抑えつつ、周波数分割複信の通信システムと時分割複信の通信システムが混在する複数の通信システムの送受信の切り換えが可能な高周波回路を有する回路基板およびこれを用いた通信装置を提供することを目的とする。

本発明の回路基板は、使用周波数帯域の異なる複数の通信システムの送信と受信を切り換えるための高周波回路を構成した回路基板であって、前記複数の通信システムには、時分割複信の第１の通信システムおよび周波数分割複信の第２および第３の通信システムが少なくとも含まれ、前記第１〜第３の通信システムの無線通信をするための第１のアンテナ端子と、共通端子と二つの分岐端子を有する第１のダイプレクサとを有し、前記第１のダイプレクサの共通端子が前記第１のアンテナ端子に接続されるとともに、前記第１のダイプレクサの一方の分岐端子に接続された前記第１の通信システムの第１の送受信経路は第１のＦＥＴスイッチを用いて第１の送信経路または第１の受信経路に切り換えられ、前記第１のダイプレクサの他方の分岐端子に接続された信号経路は、第２のＦＥＴスイッチを介して前記第２の通信システムの送受信経路または第３の通信システムの送受信経路に切り換えられ、前記第２および第３の通信システムの送受信経路は、それぞれデュプレクサを用いて送信経路と第１の受信経路とに分岐され、前記第１のダイプレクサの一方の分岐端子に接続された、前記第１のＦＥＴスイッチを含む回路と、前記第１のダイプレクサの他方の分岐端子に接続された、第２のＦＥＴスイッチを含む回路とは、それぞれ別々のモジュールで構成されて、前記回路基板に実装されていることを特徴とする。かかる構成によれば、回路全体の大型化を抑えつつ、周波数分割複信の通信システムと時分割複信の通信システムが混在する複数の通信システムの送受信の切り換えが可能である。

また、前記回路基板において、前記複数の通信システムには、さらに送信と受信を異なるタイミングで行う第４の通信システムが含まれ、前記第２のＦＥＴスイッチは前記信号経路と前記第４の通信システムの送信経路または受信経路との接続の切り換えも行うことが好ましい。前記回路基板の構成を採用することで、回路基板全体の大型化を抑制しつつ、送信と受信を異なるタイミングで行う通信システムの回路を追加する拡張が容易である。

さらに、前記回路基板において、前記第１〜第３の通信システムの無線通信をするための第２のアンテナ端子と、共通端子と二つの分岐端子を有する第２のダイプレクサとをさらに有し、前記第２のダイプレクサの共通端子が前記第２のアンテナ端子に接続されるとともに、前記第２のダイプレクサの一方の分岐端子には前記第１の通信システムの第２の受信経路が接続され、前記第２のダイプレクサの他方の分岐端子に接続された信号経路は、第３のＦＥＴスイッチを介して前記第２の通信システムの第２の受信経路または前記第３の通信システムの第２の受信経路に切り換えられ、前記第２のダイプレクサの他方の分岐端子に接続された、前記第３のＦＥＴスイッチを含む回路は、前記第１および第２のＦＥＴスイッチを含む回路が構成されたモジュールとは別のモジュールに構成されて前記回路基板に実装されていることが好ましい。かかる構成によって、第１の通信システムにおいて、異なるアンテナからの同時受信が可能となる。

さらに、前記回路基板において、第４のＦＥＴスイッチおよび第５のＦＥＴスイッチを有し、前記第２のダイプレクサの一方の分岐端子に接続された信号経路は前記第４のＦＥＴスイッチを用いて前記第１の通信システムの第２の送信経路または第２の受信経路に切り換えられ、前記第１の通信システムの送信端子は、前記第５のＦＥＴスイッチを介して、前記第１の通信システムの第１の送信経路または第２の送信経路を選択して接続され、前記第２のダイプレクサの一方の分岐端子に接続された、前記第４のＦＥＴスイッチを含む回路と前記第５のＦＥＴスイッチとを含む回路とは、前記第１のＦＥＴスイッチを含む回路が構成されたモジュールに構成されていることが好ましい。かかる構成によって、第１の通信システムにおいて、ダイバーシティ送信が可能となる。

さらに、前記回路基板において、前記複数の通信システムには、さらに送信と受信を異なるタイミングで行う第５の通信システムが含まれ、前記第２の通信システムの第１の受信経路および第３の通信システムの第１の受信経路のうちの一方が、前記第５の通信システムの受信経路を兼ねることが好ましい。かかる構成によって、回路基板全体の大型化を抑制しつつ、より多くの通信システムの通信にも対応可能である。

本発明の通信装置は、前記回路基板を用いたことを特徴とする。

本発明によれば、回路全体の大型化を抑えつつ、周波数分割複信の通信システムと時分割複信の通信システムが混在する複数の通信システムの送受信の切り換えが可能な高周波回路を有する回路基板およびこれを用いた通信装置を提供することが可能となる。

本発明に係る回路基板の一実施形態の構成を示す回路ブロック図である。 本発明に係る回路基板の他の実施形態の構成を示す回路ブロック図である。 本発明に係る回路基板の他の実施形態の構成を示す回路ブロック図である。 本発明に係る回路基板の他の実施形態の構成を示す回路ブロック図である。 本発明に係る回路基板の他の実施形態の構成を示す回路ブロック図である。 本発明に係る回路基板の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る回路基板の一実施形態の構成を示す平面図である。 本発明に係る回路基板の他の実施形態の構成を示す平面図である。

本発明は、使用周波数帯域の異なる複数の通信システムの送信と受信を切り換えるための高周波回路を構成した回路基板に係る。以下、図面を参照しつつ、本発明の回路基板の実施形態について説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は本発明に係る回路基板の第１の実施形態の構成を示す回路ブロック図である。前記複数の通信システムには、時分割複信の第１の通信システムおよび周波数分割複信の第２および第３の通信システムが少なくとも含まれる。以下の実施形態では、第１の通信システムの周波数帯域よりも第２および第３の通信システムの通信システムの周波数帯域の方が低くなっている。具体的には、時分割複信の第１の通信システムの例として２５７０〜２６２０ＭＨｚ帯を使用するＴＤ−ＬＴＥを想定している。また、周波数分割複信の第２の通信システムの例として送信１９２０〜１９８０ＭＨｚ帯／受信２１１０〜２１７０ＭＨｚ帯を使用するＵＭＴＳを、周波数分割複信の第３の通信システムの例として送信８８０〜９１５ＭＨｚ帯／受信９２５〜９６０ＭＨｚ帯を使用するＵＭＴＳを想定している。

図１に示す実施形態は、第１〜第３の通信システムの無線通信をするための第１のアンテナに接続される第１のアンテナ端子ＡＮＴ１と、共通端子と二つの分岐端子を有する第１のダイプレクサＤｉｐ１とを有する。第１のダイプレクサＤｉｐ１の共通端子は第１のアンテナ端子ＡＮＴ１に接続され、高周波側の分岐端子はＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型の第１のＦＥＴスイッチＳＷ１の共通端子に、低周波側の分岐端子はＳＰＤＴ型の第２のＦＥＴスイッチＳＷ２の共通端子に接続されている。第１のＦＥＴスイッチＳＷ１の二つの切り換え端子には、それぞれ第１の通信システムの送信端子ＴＤＴｘと第１の受信端子ＴＤＲｘ１が接続されている。かかる構成により、第１のダイプレクサＤｉｐ１の一方の分岐端子に接続された第１の通信システムの第１の送受信経路は第１のＦＥＴスイッチＳＷ１を用いて第１の送信経路または第１の受信経路に切り換えられる。一方、第１のダイプレクサＤｉｐ１の他方の分岐端子に接続された信号経路は、第２のＦＥＴスイッチＳＷ２を介して第２の通信システムの送受信経路または第３の通信システムの送受信経路に切り換えられる。第２および第３の通信システムの送受信経路は、それぞれデュプレクサＤｕｐ１、Ｄｕｐ２を用いて送信経路と第１の受信経路とに分岐される。第２の通信システム用のデュプレクサＤｕｐ１の送信側分岐端子および受信側分岐端子には、それぞれ第２の通信システムの第１の送信端子ＵＴｘ１および第１の受信端子ＵＲｘ１−１が接続されている。同様に、第３の通信システム用のデュプレクサＤｕｐ２の送信側分岐端子および受信側分岐端子には、それぞれ第３の通信システムの第１の送信端子ＵＴｘ８および第１の受信端子ＵＲｘ８−１が接続されている。図１に示す、かかる構成によって、周波数分割複信の通信システムと時分割複信の通信システムが混在する複数の通信システムの送受信の切り換えが可能となっている。第２の通信システムの第１の受信経路および第３の通信システムの第１の受信経路はデュプレクサＤｕｐ１、Ｄｕｐ２によって不平衡−平衡変換されており、第２の通信システムの第１の受信端子ＵＲｘ１−１および第３の通信システムの第１の受信端子ＵＲｘ８−１は平衡端子である。

第１のダイプレクサＤｉｐ１の高周波側の分岐端子に接続された回路についてさらに詳述する。第１の通信システムの第１の送信経路には、第１のＦＥＴスイッチＳＷ１側から順にローパスフィルタＬＰＦ、高周波増幅器ＨＰＡ、バンドパスフィルタＢＰＦおよびバランＢＡＬが配置されている。平衡端子である第１の通信システムの送信端子ＴＤＴｘはバランＢＡＬを介して高周波増幅器ＨＰＡへと接続されている。第１の通信システムの送信端子ＴＤＴｘから入力する送信信号は高周波増幅器ＨＰＡによって増幅される。高周波増幅器ＨＰＡの入力側に設けられたＢＰＦは高周波増幅器ＨＰＡに不要な信号が入力することを防ぎ、高周波増幅器ＨＰＡの出力側に設けられたＬＰＦは高周波増幅器ＨＰＡで発生する高調波を減衰させる。また、高周波増幅器ＨＰＡの出力側には高周波信号の出力電力を検出するためのカプラが設けられ、該カプラからの出力を検波端子ＤＥＴで検出する。一方、第１の通信システムの第１の受信経路には、第１のＦＥＴスイッチＳＷ１側から順にバンドパスフィルタＢＰＦ、低雑音増幅器ＬＮＡ、バンドパスフィルタＢＰＦおよびバランＢＡＬが配置されている。低雑音増幅器ＬＮＡで増幅された受信信号は、バランＢＡＬを介して平衡端子である第１の受信端子ＴＤＲｘ１に出力される。低雑音増幅器ＬＮＡの入力側および出力側に設けられたバンドパスフィルタＢＰＦは、それぞれ低雑音増幅器ＬＮＡに不要な信号が入力すること、不要な信号が第１の受信端子ＴＤＲｘ１から出力されることを抑制する。上記の各フィルタ、カプラ、バランは、用途や必要とされる特性等に応じて、省略したり、配置を変更したりすることができる。

上述のように第１の通信システムの周波数帯域と第２および第３の通信システムの周波数帯域とは４００ＭＨｚ以上の差があるため、これらの通信システムの送受信経路は第１のダイプレクサＤｉｐ１を用いて分岐する。さらに、第１の通信システムは時分割複信であるため、その送受信経路はＦＥＴスイッチＳＷ１を用いて送信経路と受信経路とに切り換える。一方、第２の通信システムの周波数帯域よりも第３の通信システムの周波数帯域の方が低く、その差は１０００ＭＨｚ以上である。該周波数帯域差は第１のダイプレクサＤｉｐ１で分岐する通信システム間の帯域差よりも大きいが、第２の通信システムの送受信経路と第３の通信システムの送受信経路の分岐はＦＥＴスイッチＳＷ２を用いて行う。これは、周波数分割複信の複数の通信システムを取り扱う高周波回路において、低損失化や小型化を図るためである。特に、ＦＥＴスイッチを用いることには、さらに別の通信システムにも対応可能な回路を構成する場合にも、拡張しやすく、回路の大型化を抑制できるという利点がある。

図１に示す実施形態ではＦＥＴスイッチＳＷ１、ＳＷ２はＳＰＤＴ型のスイッチを用いているが、ＳＰＤＴの機能に加えてさらに切り換え端子等を備えたｍＰｎＴ（ｍ，ｎは２以上の自然数）スイッチを用いてもよい。本発明に係る回路基板においては、スイッチ回路はＧａＡｓ等の電界効果トランジスタで構成されたＦＥＴスイッチを用いる。回路基板に構成される高周波回路自体は、ＦＥＴスイッチ以外のスイッチ（例えばダイオードスイッチ）を用いて構成することも可能であるが、回路基板全体の小型化を図るためにＦＥＴスイッチを用いている。かかる回路基板の構成について以下説明する。

図１に示す実施形態では、第１のダイプレクサＤｉｐ１の一方の分岐端子に接続された、第１のＦＥＴスイッチＳＷ１を含む回路と、第１のダイプレクサＤｉｐ１の他方の分岐端子に接続された、第２のＦＥＴスイッチＳＷ２を含む回路とは、それぞれ別々のモジュールで構成されている。モジュール１に構成されているのは、第１のＦＥＴスイッチＳＷ１の共通端子から、第１の通信システムの送信端子ＴＤＴｘおよび第１の受信端子ＴＤＲｘ１までの破線で囲まれた回路部分である。一方、モジュール２に構成されているのは、第２のＦＥＴスイッチＳＷ２の共通端子から、第２の通信システムの送信端子ＵＴｘ１および第１の受信端子ＵＲｘ１−１並びに第３の通信システムの送信端子ＵＴｘ８および第１の受信端子ＵＲｘ８−１までの一点鎖線で囲まれた回路部分である。

各モジュールはセラミックス、樹脂等の誘電体または絶縁体で構成された基板部品である。かかる基板部品は、ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミックス）の製法等、従来から知られている基板部品の製法によって製造することができる。図１に示す実施形態の各モジュールは、複数の誘電体層を用いて構成された積層基板であるが、各モジュールの構成はこれに限定されるものではない。モジュール１において、バンドパスフィルタＢＰＦ、ローパスフィルタＬＰＦおよびバランＢＡＬは、誘電体層に形成された電極パターンを用いて積層基板の中に構成され、高周波増幅器ＨＰＡ、低雑音増幅器ＬＮＡおよびＦＥＴスイッチＳＷ１はチップ部品として前記積層基板の表面に実装されている。インダクタンス素子、キャパスタンス素子、抵抗素子等の回路素子のうち、積層体に構成されないものは積層基板上にチップ部品として実装される。なお、チップ部品が実装されたモジュール表面は樹脂封止等が施される場合が多いが、かかる樹脂封止等した場合であっても、チップ部品の実装面をもって表面と称することとする。積層基板の裏面には、第１のＦＥＴスイッチＳＷ１の共通端子、第１の通信システムの送信端子ＴＤＴｘおよび第１の受信端子ＴＤＲｘ１等、他の回路に接続するための端子が、裏面の周縁に沿って形成されている。一方、モジュール２においては、ＦＥＴスイッチＳＷ２並びに第１および第２のデュプレクサＤｕｐ１、Ｄｕｐ２はチップ部品として積層基板の表面に実装されている。モジュール１と同様に、積層基板の裏面には、第２のＦＥＴスイッチＳＷ２の共通端子、第２の通信システムの送信端子ＵＴｘ１および第１の受信端子ＵＲｘ１−１並びに第３の通信システムの送信端子ＵＴｘ８および第１の受信端子ＵＲｘ８−１等、他の回路に接続するための端子が形成されている。なお、第１のダイプレクサＤｉｐ１はモジュール１またはモジュール２に組み込むことも可能であるが、ここではＤｉｐ１はモジュール１およびモジュール２とは別に構成している。モジュール１等が回路基板に実装されて、図１に示す高周波回路を有する回路基板が構成される。

第１、第２のＦＥＴスイッチＳＷ１、ＳＷ２はＩＣチップとして大きな実装面積を占める。しかも図１に示す実施形態が有する高周波回路では、回路規模が大きい第１、第２のデュプレクサＤｕｐ１、Ｄｕｐ２をチップ素子として備えており、これらを一つのモジュールに構成しようとすると、実装素子の増大によってモジュールが大型化してしまうとともに、各信号経路間のアイソレーションも取りづらくなってしまう。そこで図１に示す実施形態のように、複数のＦＥＴスイッチを互いに別のモジュールに実装することで、回路基板全体としての小型化等を図っている。図１に示す実施形態は、ＩＣチップとしてさらに高周波増幅器ＨＰＡ、低雑音増幅器ＬＮＡも備えているが、これらの増幅器と、前記デュプレクサも互いに別々のモジュールに搭載されるように構成されているので、かかる点においてもモジュールの大型化が抑制されている。また、各モジュールに配置されたＦＥＴスイッチは、各モジュールに構成された回路の末端に位置しており、モジュールの表面においても端に寄せて配置しやすい。より好ましくは、他のチップ素子を介さずにモジュール表面の周縁に寄せて配置するとよい。モジュール表面で大きな占有面積を占めるＦＥＴスイッチを端に寄せることで、高周波増幅器、低雑音増幅器、デュプレクサ、表面弾性波フィルタ等、他の大きなチップ素子も同時に搭載する際に、配置面積のロスを少なくすることができる。また、ＦＥＴスイッチを表面の周縁に寄せて配置することによって、裏面の周縁に沿って形成された共通端子との接続距離を短くし、低損失化にも寄与する。

なお、以下の他の実施形態においては、上記第１の実施形態と、構成、機能、作用効果が同様のものはその説明を適宜省略している。

（第２の実施形態）
次に図２を参照しつつ第２の実施形態について説明する。図２は第２の実施形態の回路基板の構成を示す回路ブロック図である。かかる第２の実施形態では、複数の通信システムに、さらに送信と受信を異なるタイミングで行う第４の通信システムを含む。第４の通信システムとして想定しているのは、例えば送信８２４〜８４９ＭＨｚ帯／受信８６９〜８９４ＭＨｚ帯を使用するＧＳＭ８５０である。第２の実施形態では、第２のＦＥＴスイッチに係る構成が、第１の実施形態のそれと異なる。他の部分は図１に示す第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。第２の実施形態では第２のＦＥＴスイッチＳＷ２’として、図１のＳＰＤＴ型の第２のＦＥＴスイッチＳＷ２にさらに切り換え端子が二つ追加されたＳＰ４Ｔ型のＦＥＴスイッチを用いている。かかる切り換え端子を利用して、第２のＦＥＴスイッチＳＷ２’は、第１のダイプレクサＤｉｐ１の他方の分岐端子に接続された信号経路と第４の通信システムの送信経路または受信経路との接続の切り換えも行う。該第４の通信システムの受信経路には不平衡−平衡型の表面弾性波フィルタＳＡＷが配置され、第４の通信システムの受信信号は平衡端子である受信端子Ｒｘ１から出力される。一方、第４の通信システムの送信経路にはローパスフィルタＬＰＦが配置され、送信端子Ｔｘ１から入力される送信信号の高調波等が抑制される。

図２に示すように、モジュール２に構成されているのは、第２のＦＥＴスイッチＳＷ２’の共通端子から、第２の通信システムの送信端子ＵＴｘ１および第１の受信端子ＵＲｘ１−１、第３の通信システムの送信端子ＵＴｘ８および第１の受信端子ＵＲｘ８−１、並びに第４の通信システムの送信端子Ｔｘ１および受信端子Ｒｘ１までの一点鎖線で囲まれた回路部分である。第４の通信システムの受信経路に配置された表面弾性波フィルタＳＡＷはモジュール２の表面に実装され、第４の通信システムの送信経路に配置されたローパスフィルタＬＰＦは、誘電体層に形成された電極パターンを用いてモジュール２の内部に構成されている。第２のＦＥＴスイッチＳＷ２’が第４の通信システムの送信・受信の切り換えも兼ねているので、回路基板が大型化するのを抑えつつ、さらに多くの通信システムの送受信に対応可能な回路基板が提供される。また、図２に示すように、表面弾性波フィルタＳＡＷは、高周波増幅器ＨＰＡが搭載されていないモジュールにおいて用い、高周波増幅器ＨＰＡが搭載されているモジュールでは用いない構成がより好ましい。これによって高周波増幅器ＨＰＡの発熱による特性変動が抑制される。

（第３の実施形態）
次に、図３を参照しつつ第３の実施形態について説明する。図３は第３の実施形態の回路基板の構成を示す回路ブロック図である。かかる第３の実施形態では、上記第２の実施形態に対して、第１〜第３の通信システムの無線通信をするための第２のアンテナ端子ＡＮＴ２と、共通端子と二つの分岐端子を有する第２のダイプレクサＤｉｐ２とをさらに有する。なお、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１に接続されている回路部分は図２に示す第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。第２のダイプレクサＤｉｐ２の共通端子は第２のアンテナ端子ＡＮＴ２に接続されるとともに、第２のダイプレクサＤｉｐ２の一方の分岐端子には第１の通信システムの第２の受信経路が接続されている。第１の通信システムの第２の受信経路には、第２のダイプレクサＤｉｐ２側から順にバンドパスフィルタＢＰＦ、低雑音増幅器ＬＮＡ、バンドパスフィルタＢＰＦおよびバランＢＡＬが配置されている。低雑音増幅器ＬＮＡで増幅された受信信号は、バランＢＡＬを介して平衡端子である第２の受信端子ＴＤＲｘ２に出力される。

また、第２のダイプレクサＤｉｐ２の他方の分岐端子に接続された信号経路は、第３のＦＥＴスイッチＳＷ３を介して第２の通信システムの第２の受信経路または第３の通信システムの第２の受信経路に切り換えられる。第２の通信システムの第２の受信経路および第３の通信システムの第２の受信経路には不平衡−平衡型の表面弾性波フィルタＳＡＷが配置され、第２通信システムの受信信号は平衡端子である第２の通信システムの第２の受信端子ＵＲｘ１−２から、第３通信システムの受信信号は平衡端子である第３の通信システムの第２の受信端子ＵＲｘ８−２から出力される。図３に示す実施形態では、第１の通信システムの第２の受信経路は、第１の受信経路が接続された第１のアンテナ端子とは別の、第２のアンテナ端子に接続されており、それぞれ異なるアンテナ端子に接続された二つの受信端子に同時に受信信号を出力することが可能になっている。すなわち、第１の通信システムに対して１Ｔ２Ｒ型のＭＩＭＯ（なお、ここでは、送信は一つであるが、受信が二以上のものも便宜的にＭＩＭＯと称することとする。以下同じ。）の送受信が可能な回路が実現されている。第２の通信システムまたは第３の通信システムにおいても、それぞれ異なるアンテナ端子に接続された二つの受信端子に同時に受信信号を出力することが可能になっている。すなわち、第２の通信システムまたは第３の通信システムに対しても１Ｔ２Ｒ型の送受信が可能な回路が実現されている。

第２のダイプレクサＤｉｐ２の高周波側の分岐端子に接続された第１の通信システムの第２の受信経路はモジュール１に構成されている。モジュール１に構成されている、バンドパスフィルタＢＰＦから第２の受信端子ＴＤＲｘ２までの回路のうち、低雑音増幅器ＬＮＡはモジュール１を構成する積層基板の表面に実装され、二つのバンドパスフィルタおよびバランＢＡＬは誘電体層に形成された電極パターンを用いてモジュール１を構成する積層基板の内部に設けられている。一方、第２のダイプレクサＤｉｐ２の低周波側の分岐端子に接続された、第２の通信システムおよび第３の通信システムの第２の受信経路はモジュール３に構成されている。モジュール３に構成されているのは、第３のＦＥＴスイッチＳＷ３の共通端子から、第２の通信システムの第２の受信端子ＵＲｘ１−２および第３の通信システムの第２の受信端子ＵＲｘ８−２までの二点鎖線で囲まれた回路部分である。第２の通信システムの第２の受信経路および第３の通信システムの第２の受信経路に配置された表面弾性波フィルタＳＡＷはモジュール３の表面に実装されている。第２のダイプレクサＤｉｐ２の他方の分岐端子に接続された、第３のＦＥＴスイッチＳＷ３を含む回路は、第１および第２のＦＥＴスイッチＳＷ１、ＳＷ２’を含む回路が構成されたモジュール１、２とは別のモジュール３に構成されて回路基板に実装されている。すなわち第３のＦＥＴスイッチを含む第３の実施形態においても、複数のＦＥＴスイッチを互いに別のモジュールに実装することで、回路基板全体としての小型化等を図っている。

（第４の実施形態）
次に、図４を参照しつつ第４の実施形態について説明する。図４に示す第４の実施形態は、図３に示した第３の実施形態とは、第１の通信システムの送信経路に係る部分が異なる。すなわち、第４の実施形態は、第４のＦＥＴスイッチＳＷ４および第５のＦＥＴスイッチＳＷ５を有し、第２のダイプレクサＤｉｐ２の一方の分岐端子に接続された信号経路は第４のＦＥＴスイッチＳＷ４を用いて第１の通信システムの第２の送信経路または第２の受信経路に切り換えられ、第１の通信システムの送信端子ＴＤＴｘは、第５のＦＥＴスイッチＳＷ５を介して、第１の通信システムの第１の送信経路または第２の送信経路を選択して接続される。かかる構成によって、第１の通信システムの送信に関しては、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１と第２のアンテナ端子ＡＮＴ２とを選択して接続する、ダイバーシティ送信が可能である。第２のダイプレクサＤｉｐ２の一方の分岐端子に接続された、第４のＦＥＴスイッチＳＷ４を含む回路と第５のＦＥＴスイッチＳＷ５とを含む回路とは、第１のＦＥＴスイッチＳＷ１を含む回路が構成されたモジュール１に構成されている。

（第５の実施形態）
次に、図５を参照しつつ第５の実施形態について説明する。図５に示す第５の実施形態は、図４に示した第４の実施形態とは、第２のＦＥＴスイッチＳＷ２’を含む回路が構成されたモジュール２の使用形態が異なる。すなわち、第５の実施形態は、複数の通信システムに、さらに送信と受信を異なるタイミングで行う第５の通信システムが含まれ、第２の通信システムの第１の受信経路および第３の通信システムの第１の受信経路のうちの一方が、第５の通信システムの受信経路を兼ねている。第２の通信システムおよび第３の通信システムのうち、第５の通信システムと使用周波数帯域の重なりを持つ方の通信システムを選択して、第５の通信システムとの間で、受信経路を共用させればよい。ここで第５の通信システムとして想定しているのは、例えば送信８８０〜９１５ＭＨｚ帯／受信９２５〜９６０ＭＨｚ帯を使用するＧＳＭ９００である。第４の通信システムであるＧＳＭ８５０の送信端子Ｔｘ１は、ＧＳＭ系の通信システムである第５の通信システムの送信端子としても用いる。一方、第５の通信システムであるＧＳＭ９００の受信周波数帯域は、第３の通信システムであるＵＭＴＳの周波数帯域（受信９２５〜９６０ＭＨｚ帯）と重なるため、受信端子ＵＲｘ８−１（Ｒｘ２）を共通化し、同じデュプレクサを介して第２のＦＥＴスイッチに接続できる。第５の実施形態は、第４の実施形態に対して、回路およびモジュールの変更を伴わずに、すなわち回路全体の大型化を抑えつつ、より多くの通信システムの送受信にも対応可能になっている。

（第６の実施形態）
次に、図６を参照しつつ第５の実施形態について説明する。第６の実施形態は、上述の第２のＦＥＴスイッチと第３のＦＥＴスイッチを用いて、さらに多くの通信システムに対応可能な構成である。図６に示す第６の実施形態は、図５に示した第５の実施形態に対して、以下の構成を追加したものである。モジュール２では、第２のＦＥＴスイッチＳＷ２’’はＳＰ９Ｔ型とし、その切り換え端子には周波数分割複信の第６および第７の通信システムの送受信端子ＵＴＲｘ２、ＵＴＲｘ５が接続されており、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１と第６および第７の通信システムの送受信経路との切り換えも可能になっている。第６および第７の通信システムとして想定しているのは、それぞれ、例えば送信１８５０〜１９１０ＭＨｚ帯／受信１９３０〜１９９０ＭＨｚ帯を使用するＵＭＴＳ、送信８２４〜８４９ＭＨｚ帯／受信８６９〜８９４ＭＨｚ帯を使用するＵＭＴＳである。なお、モジュール２における第６および第７の通信システムの送受信経路には、デュプレクサは配置されていないが、これはモジュール２以外の部分に設ければよい。また、第２のＦＥＴスイッチＳＷ２’’の切り換え端子には、さらに送信と受信を異なるタイミングで行う第８の通信システムおよび第９の通信システムの受信端子Ｒｘ３、Ｒｘ４およびそれらの通信システムに共通の送信端子Ｔｘ２が接続されており、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１と第８および第９の通信システムの送信経路／受信経路との切り換えも可能になっている。第８および第９の通信システムとして想定しているのは、それぞれ、例えば送信１７１０〜１７８５ＭＨｚ帯／受信１８０５〜１８８０ＭＨｚ帯を使用するＧＳＭ１８００、送信１８５０〜１９１０ＭＨｚ帯／受信１９３０〜１９９０ＭＨｚ帯を使用するＧＳＭ１９００である。一方、モジュール３では、第３のＦＥＴスイッチＳＷ３’はＳＰ４Ｔ型とし、その切り換え端子には周波数分割複信の第６および第７の通信システムの第２受信端子ＵＲｘ２−２、ＵＲｘ５−２が接続されており、第６および第７の通信システムに対しても、１Ｔ２Ｒ型のＭＩＭＯの送受信が可能となっている。

次に上記各実施形態における各モジュールの回路基板上の配置について、特に高周波回路部分について説明する。各モジュールはＬＧＡ、ＢＧＡ等の態様で回路基板に実装される。図７は、図３〜図６に示すモジュール１〜３の、回路基板面に垂直な方向から見た回路基板上の配置を示している。第１、第２のダイプレクサＤｉｐ１、Ｄｉｐ２を介して第１、第２のアンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２（図７では図の左側に位置する）に接続されるモジュール１〜３は、第１、第２のアンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２側から見て、モジュール２、モジュール３、モジュール１の順に並べて配置されている。また、モジュール２、モジュール３およびモジュール１を挟んで第１、第２のアンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２の反対側にはＩＣ１〜３が順に並べられている。第２の通信システムおよび第３の通信システムなどのＵＭＴＳ系と第４の通信システムなどのＧＳＭ系の回路が構成されたモジュール２と、第２の通信システムおよび第３の通信システムなどのＵＭＴＳ系の回路が構成されたモジュール３は並べて配置され、それぞれ共通の高周波信号の変調／復調を行なうＲＦ−ＩＣ（ＩＣ２）、ＨＰＡ（ＩＣ１）に接続されて、回路全体の大型化が抑えられている。一方、第１の通信システムであるＴＤ−ＬＴＥの回路が構成されたモジュール１が端に配置され、それに接続するＴＤ−ＬＴＥを取り扱うＲＦ−ＩＣ（ＩＣ３）も対応して端に配置されている。ＧＳＭ系およびＵＭＴＳ系のＲＦ−ＩＣ（ＩＣ２）および／あるいはＴＤ−ＬＴＥのＲＦ−ＩＣ（ＩＣ３）は、それらの後段に接続されるデジタル信号の処理を行なうＢＢ−ＩＣ（図示せず）と一体化される場合もある。

図８は、図３〜図６に示すモジュール１〜３の別の配置形態を示している。第１、第２のダイプレクサＤｉｐ１、Ｄｉｐ２を介して第１、第２のアンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２（図８では図の左側に位置する）に接続されるモジュール１〜３は、第１、第２のアンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２側から見て、モジュール２、モジュール１、モジュール３の順に並べて配置されている。また、モジュール２、モジュール１およびモジュール３を挟んで第１、第２のアンテナ端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２の反対側にはＩＣ１および４が並べられている。図８に示す実施形態では、図７に示すＴＤ−ＬＴＥ系のＲＦ−ＩＣ（ＩＣ３）とＧＳＭ／ＵＭＴＳ系のＲＦ−ＩＣ（ＩＣ２）の機能がＩＣ４に一体化され、回路全体のいっそうの小型化が図られている。また、図７に示す実施形態の場合は、各モジュールのアンテナ端子側において、各モジュールに接続される信号線路を、積層基板で構成された回路基板の異なる層に形成して交差させる必要がある。これに対して、図８に示す実施形態では、第１の通信システムであるＴＤ−ＬＴＥの回路が構成されたモジュール１が、モジュール２とモジュール３の間に配置されていることから、各モジュールのアンテナ端子側においてかかる信号線路を交差させる必要がない。そのため図８の実施形態の構成は、特性の安定化にも寄与する。

各モジュールが搭載される回路基板は、例えば携帯電話のメインボードであり、通常、樹脂基板が用いられる。信号線路やＦＥＴスイッチの制御電源線路を交差させる場合など、各線路の配置が複雑になる場合には、回路基板として積層樹脂基板を用いることが好ましい。本発明に係る回路基板は、携帯電話等の携帯端末をはじめとした各種通信装置に用いることができる。本発明に係る回路基板を用いることによって、通信装置の小型化に寄与する。

ＡＮＴ１、２：アンテナ端子 Ｄｉｐ１，２：ダイプレクサ
ＳＷ１〜５：ＦＥＴスイッチ ＢＰＦ：バンドパスフィルタ
ＬＰＦ：ローパスフィルタ ＢＡＬ：バラン ＨＰＡ：高周波増幅器
ＬＮＡ：低雑音増幅器 ＳＡＷ：表面弾性波フィルタ Ｄｕｐ１、２：デュプレクサ

Claims (6)

1. 使用周波数帯域の異なる複数の通信システムの送信と受信を切り換えるための高周波回路を構成した回路基板であって、
   前記複数の通信システムには、時分割複信の第１の通信システムおよび周波数分割複信の第２および第３の通信システムが少なくとも含まれ、
   前記第１〜第３の通信システムの無線通信をするための第１のアンテナ端子と、共通端子と二つの分岐端子を有する第１のダイプレクサとを有し、
   前記第１のダイプレクサの共通端子が前記第１のアンテナ端子に接続されるとともに、
   前記第１のダイプレクサの一方の分岐端子に接続された前記第１の通信システムの第１の送受信経路は第１のＦＥＴスイッチを用いて第１の送信経路または第１の受信経路に切り換えられ、
   前記第１のダイプレクサの他方の分岐端子に接続された信号経路は、第２のＦＥＴスイッチを介して前記第２の通信システムの送受信経路または第３の通信システムの送受信経路に切り換えられ、
   前記第２および第３の通信システムの送受信経路は、それぞれデュプレクサを用いて送信経路と第１の受信経路とに分岐され、
   前記第１のダイプレクサの一方の分岐端子に接続された、前記第１のＦＥＴスイッチを含む回路と、前記第１のダイプレクサの他方の分岐端子に接続された、第２のＦＥＴスイッチを含む回路とは、それぞれ別々のモジュールで構成されて、前記回路基板に実装されていることを特徴とする回路基板。
2. 前記複数の通信システムには、さらに送信と受信を異なるタイミングで行う第４の通信システムが含まれ、
   前記第２のＦＥＴスイッチは前記信号経路と前記第４の通信システムの送信経路または受信経路との接続の切り換えも行うことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
3. 前記第１〜第３の通信システムの無線通信をするための第２のアンテナ端子と、
   共通端子と二つの分岐端子を有する第２のダイプレクサとをさらに有し、
   前記第２のダイプレクサの共通端子が前記第２のアンテナ端子に接続されるとともに、
   前記第２のダイプレクサの一方の分岐端子には前記第１の通信システムの第２の受信経路が接続され、
   前記第２のダイプレクサの他方の分岐端子に接続された信号経路は、第３のＦＥＴスイッチを介して前記第２の通信システムの第２の受信経路または前記第３の通信システムの第２の受信経路に切り換えられ、
   前記第２のダイプレクサの他方の分岐端子に接続された、前記第３のＦＥＴスイッチを含む回路は、前記第１および第２のＦＥＴスイッチを含む回路が構成されたモジュールとは別のモジュールに構成されて前記回路基板に実装されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
4. 第４のＦＥＴスイッチおよび第５のＦＥＴスイッチを有し、
   前記第２のダイプレクサの一方の分岐端子に接続された信号経路は前記第４のＦＥＴスイッチを用いて前記第１の通信システムの第２の送信経路または第２の受信経路に切り換えられ、
   前記第１の通信システムの送信端子は、前記第５のＦＥＴスイッチを介して、前記第１の通信システムの第１の送信経路または第２の送信経路を選択して接続され、
   前記第２のダイプレクサの一方の分岐端子に接続された、前記第４のＦＥＴスイッチを含む回路と前記第５のＦＥＴスイッチとを含む回路とは、前記第１のＦＥＴスイッチを含む回路が構成されたモジュールに構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路基板。
5. 前記複数の通信システムには、さらに送信と受信を異なるタイミングで行う第５の通信システムが含まれ、
   前記第２の通信システムの第１の受信経路および第３の通信システムの第１の受信経路のうちの一方が、前記第５の通信システムの受信経路を兼ねることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路基板。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の回路基板を用いた通信装置。

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