JP3642062B2 - 高周波スイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の送受信系を取り扱う高周波スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル携帯電話などにおいて、アンテナＡＮＴと送信回路ＴＸとの接続及びアンテナＡＮＴと受信回路ＲＸとの接続を切り換えるために、高周波スイッチが用いられている。この高周波スイッチとしては、特開平６−１９７０４０号公報に開示されているものがある。
【０００３】
この従来の高周波スイッチは、送信回路側にアノードが接続されアンテナ側にカソードが接続される第１のダイオード、アンテナと受信回路との間に接続されるストリップライン、および受信回路側にアノードが接続されアース側にカソードが接続される第２のダイオードを含み、ストリップラインは多層基板に内蔵され、第１のダイオード及び第２のダイオードは多層基板上に実装されたものである。また、この従来の高周波スイッチは、単に一つの送受信系（シングルバンド）に対応しているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年の携帯電話の普及には、目を見張るものがあり、携帯電話の機能、サービスの向上が図られている。この新たな携帯電話として、デュアルバンド携帯電話、トリプルバンド携帯電話等の提案がなされている。このデュアルバンド携帯電話は、通常の携帯電話が一つの送受信系のみを取り扱うのに対し、２つの送受信系を取り扱うものであり、トリプルバンド携帯電話は、３つの送受信系を取り扱うものである。これにより、利用者は都合の良い送受信系を選択して利用することができるものである。
【０００５】
このデュアル、又はトリプルバンド携帯電話において、それぞれの送受信系にそれぞれ専用の回路を構成すれば、機器の大型化、高コスト化を招く。共通部分はできるだけ共通部品を用いることが、機器の小型化、低コスト化に有利となる。
【０００６】
本発明は、アンテナを共通とし、複数の送受信系の送信回路と受信回路を切り換えることが可能な高周波スイッチを小型に構成することを目的とし、これを用いて通過帯域の異なる３つの送受信系を扱うトリプルバンド用高周波スイッチモジュールをワンチップで構成することができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置され、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続する第３のダイオードと、前記第１のダイオードと前記共通の送信回路との間に接続される他の伝送線路を備え、前記他の伝送線路と前記第１のダイオードとの間にはローパスフィルタ回路が配置されており、アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内にライン電極として形成され、該ライン電極に対して上側及び下側には、誘電体層を介してグランド電極が形成されている高周波スイッチ。
ここで、前記第１乃至第３のダイオードが前記積層体に搭載されていることが好ましい。
【０００８】
また本発明は、第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置された第３のダイオードを備え、前記第３のダイオードは、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続し、前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内に、ライン電極として形成され、前記第１乃至第３のダイオードは前記積層体に搭載され、さらに、前記積層体にはローパスフィルタ回路用の電極パターンを有し、前記ライン電極の形成された誘電体層と前記第１乃至第３のダイオードが搭載された前記積層体の面との間に、グランド電極が形成された誘電体層が設けられ、前記ローパスフィルタ回路用の電極パターンと前記グランド電極とでコンデンサを構成した高周波スイッチである。
【０００９】
また本発明は、第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、
前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置された第３のダイオードを備え、
前記第３のダイオードは、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続し、
前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内に、ライン電極として形成され、
前記第１乃至第３のダイオードは前記積層体に搭載され、
前記伝送線路の一端は、スルーホール電極を介して前記第１及び第２のダイオードのアノード側と接続する高周波スイッチである。
ここで、前記ライン電極の形成された誘電体層と前記第１及び第２のダイオードが搭載された前記積層体の面との間に、グランド電極が形成された誘電体層が設けられており、前記グランド電極が形成された誘電体層に形成されたスルーホール電極を介して、前記第１及び第２のダイオードと前記伝送線路とが接続されていることが好ましい。
【００１０】
また本発明は、第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置された第３のダイオードを備え、前記第３のダイオードは、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続し、前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内にライン電極で形成され、異なる誘電体層に形成されたライン電極の一端どうしをスルーホール電極で接続し積層方向に巻回させた高周波スイッチである。
ここで、前記伝送線路に対して上側及び下側には、誘電体層を介してグランド電極を形成するのが好ましい。
【００１１】
本発明においては、前記送信回路側にローパスフィルタ回路を有し、前記ローパスフィルタ回路をライン電極、グランド電極、コンデンサ電極などの電極パターンで前記積層体に形成するのも好ましい。
そして、前記第１乃至第３のダイオードは前記積層体に搭載し、前記第１のダイオードは、前記伝送線路を構成するライン電極と前記ローパスフィルタ回路を構成するライン電極と、前記積層体に形成されたスルーホール電極を介して接続するのも好ましい。
前記第１のダイオードには前記ローパスフィルタ回路を構成するライン電極を介して電圧が加えるように構成しても良い。
【００１２】
上記本発明において、 前記伝送線路の一端を前記第１及び第２のダイオードのカソード側に接続し、前記伝送線路の他端を前記第３のダイオードのアノード側に接続すること、又、前記伝送線路の一端を前記第１及び第２のダイオードのアノード側に接続し、前記伝送線路の他端を前記第３のダイオードのカソード側に接続することができる。また、アンテナ側回路が分波回路であることが好ましく、前記分波回路はインダクタンス成分と容量成分で形成したフィルタ回路を組み合わせて構成するのが好ましい。
【００１３】
そして、アンテナと送受信回路との間に、このような高周波スイッチを配置して携帯電話とするのも好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、通過帯域の異なる複数の送受信系を扱う高周波スイッチであり、積層構造体及びその積層体上にチップ部品を配置することにより、小型に構成したものである。本発明のスイッチ回路を用いて構成したトリプルバンド用高周波スイッチモジュールを基に、以下本発明の実施の形態を説明する。このトリプルバンド用高周波スイッチモジュールは、アンテナを共用とし、第３の送受信系の送信系と受信系、その第３の送受信系と通過帯域の異なる第１の送受信系の送信系と受信系、更に異なる通過帯域の第２の送受信系の送信系と受信系と、アンテナとを接続し、適宜切り換えることができるトリプルバンド用高周波スイッチモジュールであり、例えばトリプルバンド携帯電話等において有効なものである。
【００１５】
前記トリプルバンド用高周波スイッチモジュールでは、アンテナ側回路の分波回路により、第３の送受信系と、第１及び第２の送受信系とを分け、その第３の送受信系に第２のスイッチ回路を設け、第３の送受信系の送信系と受信系を分けている。また、第１及び第２の送受信系に第１のスイッチ回路（本発明の高周波スイッチ）を設け、第１と第２の送受信系に共通の送信系と、第１の送受信系の受信系と、第２の送受信系の受信系とを分け、第１の送受信系の送信系端子と第２の送受信系の送信端子を共用としている。
【００１６】
本発明では、複数の送受信系の共通端子、各送受信系のそれぞれの送信系端子、受信系端子を積層体の側面に形成し、面実装可能としている。この側面に形成した各端子は、その上面又は下面に延長されていてもかまわない。そして、各側面には、少なくとも１つのグランド端子を形成している。この各側面にグランド端子を配置することにより、本発明のトリプルバンド用高周波スイッチモジュールの低損失化を計ることが出来る。
【００１７】
本発明の各送受信系のスイッチ回路は、ダイオードスイッチ回路を用いることができる。このダイオードスイッチ回路では、ダイオードに所定の電圧を加えるための制御端子を用いる。この制御端子を積層体の側面に形成する。
【００１８】
また本発明では、送信系端子と受信系端子とは、送信系端子どうし、又受信系端子どうしが近接して配置されることが好ましい。また、積層体を積層方向にみて、長手方向に２分する中心線に対し、別々の領域に、それぞれ送信系端子、受信系端子を配置することが好ましい。このように構成することにより、高周波スイッチモジュールが実装される複数の送受信系を扱う装置において、送信系回路、受信系回路と接続し易い、又、余分な損失を防止できる。
【００１９】
また本発明は、共通端子と、それぞれの送受信系の送信端子及び受信端子とは、積層体を実装面に垂直な面で２分した場合、別領域に形成することが好ましい。つまり、積層体を積層方向にみて、短手方向に２分する中心線に対し、片側に共通端子を配置し、他方に送信端子及び受信端子を配置するものである。この高周波スイッチモジュールは、アンテナと送受信回路の間に配置されるので、この端子配置により、アンテナと高周波スイッチモジュール、及び送受信回路と高周波スイッチモジュールを最短の線路で接続することができ、余分な損失を防止できる。
【００２０】
本発明の積層体は、分波回路、及びスイッチ回路の伝送線路を内蔵することができる。このスイッチ回路の伝送線路は、グランド電極に挟まれた領域に形成されることが好ましい。また、分波回路は、インダクタンス成分と容量成分とにより構成することができる。この分波回路は、積層体内で、伝送線路よりも上側に配置されることが好ましい。そして、伝送線路を挟むグランド電極の上側のグランド電極のさらに上部に容量成分を配置し、更にその上部にインダクタンス成分を配置する構造とすることが好ましい。
【００２１】
本発明では、各送信系にローパスフィルタ機能を設けることが好ましい。このローパスフィルタ機能を設ける一手段として、ローパスフィルタ回路を積層体内に内蔵することができる。このローパスフィルタ回路は、インダクタンス成分と容量成分とにより構成することができる。そして、このローパスフィルタ回路は、積層体内で、伝送線路よりも上側に配置されることが好ましい。つまり、伝送線路を挟むグランド電極の上側のグランド電極のさらに上部に容量成分を配置し、更にその上部にインダクタンス成分を配置する構造とすることが好ましい。また、このローパスフィルタ回路と分波回路は、積層体の水平方向の別領域に構成されることが好ましい。
【００２２】
この伝送線路を挟むグランド電極の上側のグランド電極には、切り欠き部を設け、この切り欠き部に、伝送線路に導通するスルーホールを形成し、上側の分波回路、ローパスフィルタ回路と接続することができる。
【００２３】
本発明では、積層体上に配置されたチップ部品を囲むように金属ケースを配置することが好ましい。この金属ケースは、積層体の側面の端子電極を露出させた状態で装着することが好ましい。また、金属ケースは、積層体の上面に半田付けで固定することができる。また、この金属ケースにより、マウンタ装置により、本発明の高周波スイッチモジュールを実装することができる。
【００２４】
【実施例】
本発明に係る第１実施例の回路ブロック図を図１に示す。図１において、本発明の高周波スイッチは図中下側のスイッチ回路であり、破線で囲った部分がトリプルバンド用高周波スイッチモジュールとなる。本発明の高周波スイッチを用いたトリプルバンド用高周波スイッチモジュールは、例えば、第３の送受信系としてＧＳＭシステム（送信ＴＸ．８８０〜９１５ＭＨｚ、受信ＲＸ．９２５〜９６０ＭＨｚ）、第２の送受信系としてＤＣＳ１８００システム（送信ＴＸ．１７１０〜１７８５ＭＨｚ、受信ＲＸ．１８０５〜１８８０ＭＨｚ）、第１の送受信系としてＰＣＳシステム（送信ＴＸ．１８５０〜１９１０ＭＨｚ、受信ＲＸ．１９３０〜１９９０ＭＨｚ）の３つのシステムに対応した構成として、トリプルバンド携帯電話のアンテナＡＮＴと、ＧＳＭ系、ＤＣＳ系、ＰＣＳ系のそれぞれの送受信回路との振り分けに用いることができる。また、ＤＣＳ系の送信系とＰＣＳ系の送信系は、共用としている。
【００２５】
この第１実施例は、ＡＮＴに接続される端子から第３の送受信系（ＧＳＭ）と、第２、第１の送受信系（ＤＣＳ、ＰＣＳ）を分波する分波回路を有し、その分波回路で分波された第３の送受信系（ＧＳＭ）の送信信号（ＧＳＭ ＴＸ）と受信信号（ＧＳＭ ＲＸ）を切り換える第２のスイッチ回路ＳＷを有し、第２のスイッチ回路の送信ラインに接続される第２のローパスフィルタ回路（ＬＰＦ）を有している。また分波回路で分波された第１、第２の送受信系（ＤＣＳ、ＰＣＳ）では、第２の送受信系（ＤＣＳ）の受信信号（ＤＣＳ ＲＸ）と、第１の送受信系（ＰＣＳ）の受信信号（ＰＣＳ ＲＸ）と、第２、第１の送信信号（ＤＣＳ、ＰＣＳ ＴＸ）を切り換える第１のスイッチ回路ＳＷを有し、第１のスイッチ回路の送信ラインに接続される第１のローパスフィルタ回路（ＬＰＦ）を有している。
【００２６】
また本発明に係る一実施例の等価回路図を図２に示す。アンテナＡＮＴに接続される分波回路部分は、２つのノッチ回路が主回路となっている。つまり、インダクタＬＦ１とコンデンサＣＦ１で一つのノッチ回路を構成し、インダクタＬＦ２とコンデンサＣＦ２でもう一つのノッチ回路を構成している。そして、一つのノッチ回路には、アースに接続されるコンデンサＣＦ３が接続されている。このコンデンサＣＦ３は、分波特性のローパスフィルタ特性を向上させる目的で接続されている。また、もう一つのノッチ回路には、アースに接続されるインダクタＬＦ３と、コンデンサＣＦ４を直列に接続している。このインダクタＬＦ３とコンデンサＣＦ４は、分波特性のハイパスフィルタ特性を向上させる目的で接続されている。
【００２７】
この分波回路は、２つのノッチ回路のみでも良い。また、この分波回路は、ノッチ回路以外、例えばバンドパス回路、ローパス回路、ハイパス回路などを用いてもよく、これらを適宜組み合わせて構成することも出来る。
【００２８】
次に、第２のスイッチ回路について説明する。第２のスイッチ回路は、図２上側のスイッチ回路であり、ＧＳＭ系の送信回路ＴＸと受信回路ＲＸを切り換えるものである。このスイッチ回路は、２つのダイオードＤＧ１、ＤＧ２と、２つの伝送線路ＬＧ１、ＬＧ２を主構成とし、ダイオードＤＧ１はアンテナＡＮＴ側にアノードが接続され、送信回路ＴＸ側にカソードが接続され、そのカソード側にアースに接続される伝送線路ＬＧ１が接続されている。そして、アンテナ側と受信回路ＲＸ間に伝送線路ＬＧ２が接続され、その受信回路側ＲＸにカソードが接続されたダイオードＤＧ２が接続され、そのダイオードＤＧ２のアノードには、アースとの間にコンデンサＣＧ６が接続され、その間にインダクタＬＧ、抵抗Ｒ１の直列回路が接続され、コントロール回路ＶＣ１に接続される。
【００２９】
そして、送信ＴＸ回路側に挿入されるローパスフィルタ回路は、インダクタＬＧ３と、コンデンサＣＧ３、ＣＧ４、ＣＧ７から構成され、スイッチ回路のダイオードＤＧ１と伝送線路ＬＧ１の間に挿入されている。
【００３０】
次に、本発明に係る高周波スイッチの第１のスイッチ回路について説明する。第１のスイッチ回路は、図２下側のスイッチ回路であり、ＤＣＳ系の受信回路ＲＸと、ＰＣＳ系の受信回路ＲＸと、ＤＣＳ系及びＰＣＳ系の送信回路ＴＸとを切り換えるものである。このスイッチ回路は、３つのダイオードＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３（第１乃至第３のダイオード）と、２つの伝送線路ＬＰ１、ＬＰ２を主構成とし、ダイオードＤＰ１（第１のダイオード）はアンテナＡＮＴ側にカソードが接続され、ＤＣＳ及びＰＣＳの送信回路ＴＸ側にアノードが接続され、そのアノード側に、コンデンサＣＧＰを介してアースに接続される伝送線路ＬＰ１が接続されている。この伝送線路ＬＰ１とコンデンサＣＧＰとの間にコントロール回路ＶＣ３が接続される。そして、アンテナ側とＤＣＳの受信回路ＲＸ間に伝送線路ＬＰ２が接続され、そのＤＣＳ受信回路ＲＸ側にアノードが接続されたダイオードＤＰ２（第３のダイオード）が接続され、そのダイオードＤＰ２のカソードには、アースとの間にコンデンサＣＰ６、抵抗Ｒ３が接続されている。そして、アンテナ側とＰＣＳの受信回路ＲＸ間にダイオードＤＰ３（第２のダイオード）が接続され、そのアンテナ側にダイオードＤＰ３のカソードが接続され、アノード側には、インダクタＬＰ、抵抗Ｒ２を介してコントロール回路ＶＣ２が接続される。
【００３１】
そして、ＤＣＳとＰＣＳの送信回路ＴＸ側に挿入されるローパスフィルタ回路は、インダクタＬＰ３と、コンデンサＣＰ３、ＣＰ４、ＣＰ７から構成され、スイッチ回路ＳＷのダイオードＤＰ１と伝送線路ＬＰ１の間に挿入されている。
【００３２】
この実施例のスイッチモジュールの各コントロール回路ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３の制御ロジックを表１に示す。これにより、各モードを変更する。
【００３３】
【表１】
【００３４】
次に、本発明に係る一実施例の平面図を図３に、その実施例の積層体部分の斜視図を図４に、その積層体の内部構造図を図５に示す。この実施例では、分波回路、ローパスフィルタ回路、スイッチ回路の伝送線路を積層体内に構成し、ダイオード、チップコンデンサをその積層体上に搭載して、ワンチップ化されたトリプルバンド用高周波スイッチモジュールを構成したものである。図４に示す斜視部の外部端子に付与したＰ１〜Ｐ１６は、図２の等価回路のＰ２、Ｐ４等のＰ数字と合致している。
【００３５】
この積層体の内部構造について説明する。この積層体は、低温焼成が可能なセラミック誘電体材料からなるグリーンシートを用意し、そのグリーンシート上にＡｇを主体とする導電ペーストを印刷して、所望の電極パターンを形成し、それを適宜積層し、一体焼成させて構成される。
【００３６】
この内部構造を積層順に従って説明する。まず、下層のグリーンシート１１上には、グランド電極３１がほぼ全面に形成されている。そして、側面に形成される端子電極８１、８３、８７、８９、９１、９３、９５に接続するための接続部が設けられている。
【００３７】
次に、電極パターンの印刷されていないダミーのグリーンシート１２を積層する。その上のグリーンシート１３には、１つのライン電極４１が形成され、その上のグリーンシート１４には、４つのライン電極４２、４３、４４、４５が形成され、その上のグリーンシート１５には、４つのライン電極４６、４７、４８、４９が形成されている。その上に、２つのスルーホール電極（図中、十字の印を付けたものがスルーホール電極である、以下同様）が形成されたグリーンシート１６を積層し、その上に、グランド電極３２が形成されたグリーンシート１７が積層される。
【００３８】
この２つのグランド電極３１、３２に挟まれた領域に形成されたライン電極は適宜接続され、第１及び第２のスイッチ回路ＳＷ用の伝送線路を形成している。ライン電極４１と４２と４６はスルーホール電極で接続され、等価回路の伝送線路ＬＧ１を構成し、ライン電極４５と４９はスルーホール電極で接続され、等価回路の伝送線路ＬＧ２を構成し、ライン電極４３と４７はスルーホール電極で接続され、等価回路の伝送線路ＬＰ１を構成し、ライン電極４４と４８はスルーホール電極で接続され、等価回路の伝送線路ＬＰ２を構成している。
【００３９】
グリーンシート１７の上に積層されるグリーンシート１８には、コンデンサ用の電極６１、６２、６３、６４、６５、６６が形成されている。その上に積層されるグリーンシート１９にもコンデンサ用の電極６７、６８、６９が形成されている。その上に積層されるグリーンシート２０には、コンデンサ電極７０が形成されている。
【００４０】
更にその上には、ライン電極５０、５１、５２、５３、５４が形成されたグリーンシート２１が積層され、その上に、ライン電極５５、５６、５７、５８、５９が形成されたグリーンシート２２が積層される。そして、最上部のグリーンシート２３には、搭載素子接続用のランドが形成されている。
【００４１】
上側のグランド電極３２が形成されたグリーンシート１７の上に積層されたグリーンシート１８のコンデンサ用電極の６１、６２、６３、６４、６６は、グランド電極３２との間で容量を形成し、コンデンサ用電極６１は、等価回路のＣＰ３を、コンデンサ用電極６２は、等価回路のＣＰ４を、コンデンサ用電極６３は、等価回路のＣＧ４を、コンデンサ用電極６４は、等価回路のＣＧ３を、コンデンサ用電極６６は、等価回路のＣＦ３を構成している。
【００４２】
またグリーンシート１８、１９、２０に形成されたコンデンサ電極は互の間で容量を形成し、コンデンサ電極６５と６８の間で、等価回路のＣＦ４を構成し、同様にコンデンサ電極６１、６２と６７の間で、等価回路のＣＰ７を構成し、コンデンサ電極６９と７０の間で、等価回路のＣＦ１を構成し、コンデンサ電極６８と７０の間で、等価回路のＣＦ２を構成している。このコンデンサ電極６５では、コンデンサ電極６８と対向して容量を形成するが、このとき、グランド電極３２とは対向しないように、グランド電極３２には、切り欠き部が形成されている。また、この切り欠き部を利用して、伝送線路に導通するスルーホール電極が形成されている。
【００４３】
またグリーンシート２１、２２では、ライン電極５２、５９が等価回路のＬＦ１を構成し、ライン電極５４、５８が等価回路のＬＦ２を構成し、ライン電極５３が等価回路のＬＦ３を構成し、ライン電極５１、５７が等価回路のＬＧ３を構成し、ライン電極５５が等価回路のＬＰ３を構成している。また、ライン電極５０、５６は配線用のラインである。また、ライン電極５１、５７とにより等価回路のＬＧ３を構成しているが、このライン電極５１、５７とは一部対向するように形成され、その対向部分で等価回路のＣＧ７を構成している。
【００４４】
これらのグリーンシートを圧着し、一体焼成して積層体を得た。この積層体の側面に端子電極８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６を形成した。この外観図を図４に示す。
【００４５】
この積層体の上に、ダイオードＤＧ１、ＤＧ２、ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、チップコンデンサＣＧ１、ＣＧ６、ＣＧＰ、ＣＰ６、チップ抵抗Ｒ３を搭載した。図３に、この搭載素子を搭載した様子を示す平面図を示す。また、図３に、この高周波スイッチモジュールの実装構成（各端子の接続構造）を合わせて示す。この図３で、ＧＲＤはグランド接続される端子であることを意味する。この実施例では、図２に示す等価回路のうち、ＣＰ２、ＣＰ５、ＣＧ２、ＣＧ５、Ｒ１、ＬＧ、Ｒ２、ＬＰ、ＣＰ７は、この実施例のチップ部品の搭載される回路上に形成される。
【００４６】
この実施例によれば、第１及び第２のスイッチ回路の伝送線路を積層体内に形成する際に、グランド電極で挟まれた領域内に配置している。これにより、スイッチ回路と分波回路、ローパスフィルタ回路との干渉を防いでいる。そして、このグランド電極で挟まれた領域を積層体の下部に配置し、グランド電位を取り易くしている。そして、グランドとの間に接続されるコンデンサを構成する電極を、その上側のグランド電極に対向させて形成している。
【００４７】
また、この実施例では、積層体の側面に各端子が形成され、面実装可能な構造となっている。側面の各端子は、それぞれＡＮＴ端子、ＤＣＳ系／ＰＣＳ系のＴＸ端子、ＧＳＭ系ＴＸ端子、ＧＳＭ系ＲＸ端子、ＤＣＳ系ＲＸ端子、ＰＣＳ系ＲＸ端子、グランド端子（ＧＲＤ）又はコントロール端子（ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３）となっている。また、この積層体の各側面には、少なくとも１つのグランド端子が配置されている。
【００４８】
また、この実施例の積層体の側面に形成された端子電極において、アンテナＡＮＴ端子に対して積層体を実装面に垂直な面で２分した反対側に、ＤＣＳ系／ＰＣＳ系のＴＸ端子、ＧＳＭ系ＴＸ端子、ＧＳＭ系ＲＸ端子、ＤＣＳ系ＲＸ端子、ＰＣＳ系ＲＸ端子がそれぞれ形成されている。さらに、そのＴＸ端子群、ＲＸ端子群が形成されているＡＮＴ端子の反対側において、その半分の片側に、送信ＴＸ端子群が形成され、もう一方の片側に受信ＲＸ端子群が形成されている。
【００４９】
また、この実施例では、アンテナＡＮＴ端子はグランド端子で挟まれ、送信ＴＸ端子もグランド端子で挟まれ、受信ＲＸ端子群もグランド端子で挟まれている。また、アンテナＡＮＴ端子、送信ＴＸ端子、受信ＲＸ端子のそれぞれの間にはグランド端子が形成されている。また、ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３もグランド端子で挟まれている。
【００５０】
本発明の実施例によれば、ＧＳＭシステムとＤＣＳ１８００システムとＰＣＳシステムの３つのバンドを扱うトリプルバンド携帯電話において、アンテナＡＮＴと、ＧＳＭ系の送信系、受信系、ＤＣＳ１８００系の送信系、受信系、ＰＣＳ系の送信系、受信系を切り換えることができる高周波スイッチモジュールを得ることができた。また、本発明は、上記実施例に限られるものでなく、通過帯域の異なる３つの送受信系を取り扱うトリプルバンド用高周波スイッチモジュールを得ることができるものである。
【００５１】
また、ＤＣＳ系の送信系とＰＣＳ系の送信も分ける回路とすると、スイッチ回路が２つ必要であるが、ＤＣＳ系とＰＣＳ系の送信系の端子を共用とすることにより、スイッチ回路を２個で構成することができる。また、これにより、トリプルバンド用高周波スイッチモジュールのＤＣＳ系とＰＣＳ系の送信系の端子の前段のアンプの共用化も可能となる。
【００５２】
本発明に係る別の実施例の等価回路図を図６に、平面図を図７に、積層体の内部構造図を図８に示す。この実施例は、上記した実施例と類似する部分が多く、異なる部分を説明する。
【００５３】
まず、分波器部分は同一である。第３の送受信系（ＧＳＭ）の第２のスイッチ回路部分もほぼ同一であり、異なるのは、伝送線路ＬＧ１がアースに接続されるのではなく、第１のスイッチ回路の伝送線路ＬＰ１とともに、コントロール回路ＶＣ３に接続されるところである。第１のスイッチ回路においては、ダイオードＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３（第１乃至第３のダイオード）の向きが逆となっている。そして、ダイオードＤＰ２（第３のダイオード）とコンデンサＣＰ６との間に、インダクタＬＤと抵抗Ｒ３の直列回路を経て、コントロール回路ＶＣ４が接続されている。
【００５４】
積層構造では、グリーンシート１１のグランド電極３１の端子電極８９への接続部を無くしている。グリーンシート１５では、ライン電極４６の引き出し端子が変更されている。グリーンシート１７では、グランド電極３２の端子電極８９への接続部を無くしている。また、グリーンシート２１では、ライン電極７１が追加されている。ライン電極７１は、配線用のラインである。グリーンシート２２では、ライン電極７１に接続されるスルーホールが追加されている。また、グリーンシート２３では、ランド形状が適宜変更されている。
【００５５】
そして、積層体上には、ダイオードＤＧ１、ＤＧ２、ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、チップコンデンサＣＧ１、ＣＧ６、ＣＧＰ、ＣＰ６を搭載した。図７に、この搭載素子を搭載した様子を示す平面図を示す。また、図７に、この高周波スイッチモジュールの実装構成（各端子の接続構造）を合わせて示す。この図７で、ＧＲＤはグランド接続される端子であることを意味する。この実施例では、図６に示す等価回路のうち、ＣＰ２、ＣＰ５、ＣＧ２、ＣＧ５、Ｒ１、ＬＧ、Ｒ２、ＬＰ、ＣＰ７、Ｒ３、ＬＤは、この実施例のチップ部品の搭載される回路上に形成される。
【００５６】
尚、この実施例のスイッチモジュールの各コントロール回路ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３、ＶＣ４の制御ロジックを表２に示す。これにより、各モードを変更する。
【００５７】
【表２】
【００５８】
この実施例においても、トリプルバンド用高周波スイッチモジュールとして、上記実施例と同様の効果を有している。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、アンテナを共通とし、複数の送受信系の送信回路と受信回路を切り換えることが可能な高周波スイッチを小型に構成することが出来、例えばトリプルバンド携帯電話などにおいて、極めて有益となるトリプルバンド用高周波スイッチモジュールを提供することができる。本発明によれば、このトリプルバンド用高周波スイッチモジュールを、積層構造を用いることにより、小型に、しかもワンチップに構成できるものである。これにより、トリプルバンド携帯電話などにおいて、機器の小型化に有効なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例の回路ブロック図である。
【図２】本発明に係る一実施例の等価回路図である。
【図３】本発明に係る一実施例の平面図である。
【図４】本発明に係る一実施例の積層体の斜視図である。
【図５】本発明に係る一実施例の積層体の内部構造図である。
【図６】本発明に係る別の実施例の等価回路図である。
【図７】本発明に係る別の実施例の平面図である。
【図８】本発明に係る別の実施例の積層体の内部構造図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３ 誘電体グリーンシート
３１、３２グランド電極
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、７１ ライン電極
６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０ コンデンサ電極
８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６ 端子電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の送受信系を取り扱う高周波スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル携帯電話などにおいて、アンテナＡＮＴと送信回路ＴＸとの接続及びアンテナＡＮＴと受信回路ＲＸとの接続を切り換えるために、高周波スイッチが用いられている。この高周波スイッチとしては、特開平６−１９７０４０号公報に開示されているものがある。
【０００３】
この従来の高周波スイッチは、送信回路側にアノードが接続されアンテナ側にカソードが接続される第１のダイオード、アンテナと受信回路との間に接続されるストリップライン、および受信回路側にアノードが接続されアース側にカソードが接続される第２のダイオードを含み、ストリップラインは多層基板に内蔵され、第１のダイオード及び第２のダイオードは多層基板上に実装されたものである。また、この従来の高周波スイッチは、単に一つの送受信系（シングルバンド）に対応しているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年の携帯電話の普及には、目を見張るものがあり、携帯電話の機能、サービスの向上が図られている。この新たな携帯電話として、デュアルバンド携帯電話、トリプルバンド携帯電話等の提案がなされている。このデュアルバンド携帯電話は、通常の携帯電話が一つの送受信系のみを取り扱うのに対し、２つの送受信系を取り扱うものであり、トリプルバンド携帯電話は、３つの送受信系を取り扱うものである。これにより、利用者は都合の良い送受信系を選択して利用することができるものである。
【０００５】
このデュアル、又はトリプルバンド携帯電話において、それぞれの送受信系にそれぞれ専用の回路を構成すれば、機器の大型化、高コスト化を招く。共通部分はできるだけ共通部品を用いることが、機器の小型化、低コスト化に有利となる。
【０００６】
本発明は、アンテナを共通とし、複数の送受信系の送信回路と受信回路を切り換えることが可能な高周波スイッチを小型に構成することを目的とし、これを用いて通過帯域の異なる３つの送受信系を扱うトリプルバンド用高周波スイッチモジュールをワンチップで構成することができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置され、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続する第３のダイオードと、前記第１のダイオードと前記共通の送信回路との間に接続される他の伝送線路を備え、前記他の伝送線路と前記第１のダイオードとの間にはローパスフィルタ回路が配置されており、アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内にライン電極として形成され、該ライン電極に対して上側及び下側には、誘電体層を介してグランド電極が形成されている高周波スイッチ。
ここで、前記第１乃至第３のダイオードが前記積層体に搭載されていることが好ましい。
【０００８】
また本発明は、第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置された第３のダイオードを備え、前記第３のダイオードは、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続し、前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内に、ライン電極として形成され、前記第１乃至第３のダイオードは前記積層体に搭載され、さらに、前記積層体にはローパスフィルタ回路用の電極パターンを有し、前記ライン電極の形成された誘電体層と前記第１乃至第３のダイオードが搭載された前記積層体の面との間に、グランド電極が形成された誘電体層が設けられ、前記ローパスフィルタ回路用の電極パターンと前記グランド電極とでコンデンサを構成した高周波スイッチである。
【０００９】
また本発明は、第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、
前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置された第３のダイオードを備え、
前記第３のダイオードは、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続し、
前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内に、ライン電極として形成され、
前記第１乃至第３のダイオードは前記積層体に搭載され、
前記伝送線路の一端は、スルーホール電極を介して前記第１及び第２のダイオードのアノード側と接続する高周波スイッチである。
ここで、前記ライン電極の形成された誘電体層と前記第１及び第２のダイオードが搭載された前記積層体の面との間に、グランド電極が形成された誘電体層が設けられており、前記グランド電極が形成された誘電体層に形成されたスルーホール電極を介して、前記第１及び第２のダイオードと前記伝送線路とが接続されていることが好ましい。
【００１０】
また本発明は、第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置された第３のダイオードを備え、前記第３のダイオードは、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続し、前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内にライン電極で形成され、異なる誘電体層に形成されたライン電極の一端どうしをスルーホール電極で接続し積層方向に巻回させた高周波スイッチである。
ここで、前記伝送線路に対して上側及び下側には、誘電体層を介してグランド電極を形成するのが好ましい。
【００１１】
本発明においては、前記送信回路側にローパスフィルタ回路を有し、前記ローパスフィルタ回路をライン電極、グランド電極、コンデンサ電極などの電極パターンで前記積層体に形成するのも好ましい。
そして、前記第１乃至第３のダイオードは前記積層体に搭載し、前記第１のダイオードは、前記伝送線路を構成するライン電極と前記ローパスフィルタ回路を構成するライン電極と、前記積層体に形成されたスルーホール電極を介して接続するのも好ましい。
前記第１のダイオードには前記ローパスフィルタ回路を構成するライン電極を介して電圧が加えるように構成しても良い。
【００１２】
上記本発明において、 前記伝送線路の一端を前記第１及び第２のダイオードのカソード側に接続し、前記伝送線路の他端を前記第３のダイオードのアノード側に接続すること、又、前記伝送線路の一端を前記第１及び第２のダイオードのアノード側に接続し、前記伝送線路の他端を前記第３のダイオードのカソード側に接続することができる。また、アンテナ側回路が分波回路であることが好ましく、前記分波回路はインダクタンス成分と容量成分で形成したフィルタ回路を組み合わせて構成するのが好ましい。
【００１３】
そして、アンテナと送受信回路との間に、このような高周波スイッチを配置して携帯電話とするのも好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、通過帯域の異なる複数の送受信系を扱う高周波スイッチであり、積層構造体及びその積層体上にチップ部品を配置することにより、小型に構成したものである。本発明のスイッチ回路を用いて構成したトリプルバンド用高周波スイッチモジュールを基に、以下本発明の実施の形態を説明する。このトリプルバンド用高周波スイッチモジュールは、アンテナを共用とし、第３の送受信系の送信系と受信系、その第３の送受信系と通過帯域の異なる第１の送受信系の送信系と受信系、更に異なる通過帯域の第２の送受信系の送信系と受信系と、アンテナとを接続し、適宜切り換えることができるトリプルバンド用高周波スイッチモジュールであり、例えばトリプルバンド携帯電話等において有効なものである。
【００１５】
前記トリプルバンド用高周波スイッチモジュールでは、アンテナ側回路の分波回路により、第３の送受信系と、第１及び第２の送受信系とを分け、その第３の送受信系に第２のスイッチ回路を設け、第３の送受信系の送信系と受信系を分けている。また、第１及び第２の送受信系に第１のスイッチ回路（本発明の高周波スイッチ）を設け、第１と第２の送受信系に共通の送信系と、第１の送受信系の受信系と、第２の送受信系の受信系とを分け、第１の送受信系の送信系端子と第２の送受信系の送信端子を共用としている。
【００１６】
本発明では、複数の送受信系の共通端子、各送受信系のそれぞれの送信系端子、受信系端子を積層体の側面に形成し、面実装可能としている。この側面に形成した各端子は、その上面又は下面に延長されていてもかまわない。そして、各側面には、少なくとも１つのグランド端子を形成している。この各側面にグランド端子を配置することにより、本発明のトリプルバンド用高周波スイッチモジュールの低損失化を計ることが出来る。
【００１７】
本発明の各送受信系のスイッチ回路は、ダイオードスイッチ回路を用いることができる。このダイオードスイッチ回路では、ダイオードに所定の電圧を加えるための制御端子を用いる。この制御端子を積層体の側面に形成する。
【００１８】
また本発明では、送信系端子と受信系端子とは、送信系端子どうし、又受信系端子どうしが近接して配置されることが好ましい。また、積層体を積層方向にみて、長手方向に２分する中心線に対し、別々の領域に、それぞれ送信系端子、受信系端子を配置することが好ましい。このように構成することにより、高周波スイッチモジュールが実装される複数の送受信系を扱う装置において、送信系回路、受信系回路と接続し易い、又、余分な損失を防止できる。
【００１９】
また本発明は、共通端子と、それぞれの送受信系の送信端子及び受信端子とは、積層体を実装面に垂直な面で２分した場合、別領域に形成することが好ましい。つまり、積層体を積層方向にみて、短手方向に２分する中心線に対し、片側に共通端子を配置し、他方に送信端子及び受信端子を配置するものである。この高周波スイッチモジュールは、アンテナと送受信回路の間に配置されるので、この端子配置により、アンテナと高周波スイッチモジュール、及び送受信回路と高周波スイッチモジュールを最短の線路で接続することができ、余分な損失を防止できる。
【００２０】
本発明の積層体は、分波回路、及びスイッチ回路の伝送線路を内蔵することができる。このスイッチ回路の伝送線路は、グランド電極に挟まれた領域に形成されることが好ましい。また、分波回路は、インダクタンス成分と容量成分とにより構成することができる。この分波回路は、積層体内で、伝送線路よりも上側に配置されることが好ましい。そして、伝送線路を挟むグランド電極の上側のグランド電極のさらに上部に容量成分を配置し、更にその上部にインダクタンス成分を配置する構造とすることが好ましい。
【００２１】
本発明では、各送信系にローパスフィルタ機能を設けることが好ましい。このローパスフィルタ機能を設ける一手段として、ローパスフィルタ回路を積層体内に内蔵することができる。このローパスフィルタ回路は、インダクタンス成分と容量成分とにより構成することができる。そして、このローパスフィルタ回路は、積層体内で、伝送線路よりも上側に配置されることが好ましい。つまり、伝送線路を挟むグランド電極の上側のグランド電極のさらに上部に容量成分を配置し、更にその上部にインダクタンス成分を配置する構造とすることが好ましい。また、このローパスフィルタ回路と分波回路は、積層体の水平方向の別領域に構成されることが好ましい。
【００２２】
この伝送線路を挟むグランド電極の上側のグランド電極には、切り欠き部を設け、この切り欠き部に、伝送線路に導通するスルーホールを形成し、上側の分波回路、ローパスフィルタ回路と接続することができる。
【００２３】
本発明では、積層体上に配置されたチップ部品を囲むように金属ケースを配置することが好ましい。この金属ケースは、積層体の側面の端子電極を露出させた状態で装着することが好ましい。また、金属ケースは、積層体の上面に半田付けで固定することができる。また、この金属ケースにより、マウンタ装置により、本発明の高周波スイッチモジュールを実装することができる。
【００２４】
【実施例】
本発明に係る第１実施例の回路ブロック図を図１に示す。図１において、本発明の高周波スイッチは図中下側のスイッチ回路であり、破線で囲った部分がトリプルバンド用高周波スイッチモジュールとなる。本発明の高周波スイッチを用いたトリプルバンド用高周波スイッチモジュールは、例えば、第３の送受信系としてＧＳＭシステム（送信ＴＸ．８８０〜９１５ＭＨｚ、受信ＲＸ．９２５〜９６０ＭＨｚ）、第２の送受信系としてＤＣＳ１８００システム（送信ＴＸ．１７１０〜１７８５ＭＨｚ、受信ＲＸ．１８０５〜１８８０ＭＨｚ）、第１の送受信系としてＰＣＳシステム（送信ＴＸ．１８５０〜１９１０ＭＨｚ、受信ＲＸ．１９３０〜１９９０ＭＨｚ）の３つのシステムに対応した構成として、トリプルバンド携帯電話のアンテナＡＮＴと、ＧＳＭ系、ＤＣＳ系、ＰＣＳ系のそれぞれの送受信回路との振り分けに用いることができる。また、ＤＣＳ系の送信系とＰＣＳ系の送信系は、共用としている。
【００２５】
この第１実施例は、ＡＮＴに接続される端子から第３の送受信系（ＧＳＭ）と、第２、第１の送受信系（ＤＣＳ、ＰＣＳ）を分波する分波回路を有し、その分波回路で分波された第３の送受信系（ＧＳＭ）の送信信号（ＧＳＭ ＴＸ）と受信信号（ＧＳＭ ＲＸ）を切り換える第２のスイッチ回路ＳＷを有し、第２のスイッチ回路の送信ラインに接続される第２のローパスフィルタ回路（ＬＰＦ）を有している。また分波回路で分波された第１、第２の送受信系（ＤＣＳ、ＰＣＳ）では、第２の送受信系（ＤＣＳ）の受信信号（ＤＣＳ ＲＸ）と、第１の送受信系（ＰＣＳ）の受信信号（ＰＣＳ ＲＸ）と、第２、第１の送信信号（ＤＣＳ、ＰＣＳ ＴＸ）を切り換える第１のスイッチ回路ＳＷを有し、第１のスイッチ回路の送信ラインに接続される第１のローパスフィルタ回路（ＬＰＦ）を有している。
【００２６】
また本発明に係る一実施例の等価回路図を図２に示す。アンテナＡＮＴに接続される分波回路部分は、２つのノッチ回路が主回路となっている。つまり、インダクタＬＦ１とコンデンサＣＦ１で一つのノッチ回路を構成し、インダクタＬＦ２とコンデンサＣＦ２でもう一つのノッチ回路を構成している。そして、一つのノッチ回路には、アースに接続されるコンデンサＣＦ３が接続されている。このコンデンサＣＦ３は、分波特性のローパスフィルタ特性を向上させる目的で接続されている。また、もう一つのノッチ回路には、アースに接続されるインダクタＬＦ３と、コンデンサＣＦ４を直列に接続している。このインダクタＬＦ３とコンデンサＣＦ４は、分波特性のハイパスフィルタ特性を向上させる目的で接続されている。
【００２７】
この分波回路は、２つのノッチ回路のみでも良い。また、この分波回路は、ノッチ回路以外、例えばバンドパス回路、ローパス回路、ハイパス回路などを用いてもよく、これらを適宜組み合わせて構成することも出来る。
【００２８】
次に、第２のスイッチ回路について説明する。第２のスイッチ回路は、図２上側のスイッチ回路であり、ＧＳＭ系の送信回路ＴＸと受信回路ＲＸを切り換えるものである。このスイッチ回路は、２つのダイオードＤＧ１、ＤＧ２と、２つの伝送線路ＬＧ１、ＬＧ２を主構成とし、ダイオードＤＧ１はアンテナＡＮＴ側にアノードが接続され、送信回路ＴＸ側にカソードが接続され、そのカソード側にアースに接続される伝送線路ＬＧ１が接続されている。そして、アンテナ側と受信回路ＲＸ間に伝送線路ＬＧ２が接続され、その受信回路側ＲＸにカソードが接続されたダイオードＤＧ２が接続され、そのダイオードＤＧ２のアノードには、アースとの間にコンデンサＣＧ６が接続され、その間にインダクタＬＧ、抵抗Ｒ１の直列回路が接続され、コントロール回路ＶＣ１に接続される。
【００２９】
そして、送信ＴＸ回路側に挿入されるローパスフィルタ回路は、インダクタＬＧ３と、コンデンサＣＧ３、ＣＧ４、ＣＧ７から構成され、スイッチ回路のダイオードＤＧ１と伝送線路ＬＧ１の間に挿入されている。
【００３０】
次に、本発明に係る高周波スイッチの第１のスイッチ回路について説明する。第１のスイッチ回路は、図２下側のスイッチ回路であり、ＤＣＳ系の受信回路ＲＸと、ＰＣＳ系の受信回路ＲＸと、ＤＣＳ系及びＰＣＳ系の送信回路ＴＸとを切り換えるものである。このスイッチ回路は、３つのダイオードＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３（第１乃至第３のダイオード）と、２つの伝送線路ＬＰ１、ＬＰ２を主構成とし、ダイオードＤＰ１（第１のダイオード）はアンテナＡＮＴ側にカソードが接続され、ＤＣＳ及びＰＣＳの送信回路ＴＸ側にアノードが接続され、そのアノード側に、コンデンサＣＧＰを介してアースに接続される伝送線路ＬＰ１が接続されている。この伝送線路ＬＰ１とコンデンサＣＧＰとの間にコントロール回路ＶＣ３が接続される。そして、アンテナ側とＤＣＳの受信回路ＲＸ間に伝送線路ＬＰ２が接続され、そのＤＣＳ受信回路ＲＸ側にアノードが接続されたダイオードＤＰ２（第３のダイオード）が接続され、そのダイオードＤＰ２のカソードには、アースとの間にコンデンサＣＰ６、抵抗Ｒ３が接続されている。そして、アンテナ側とＰＣＳの受信回路ＲＸ間にダイオードＤＰ３（第２のダイオード）が接続され、そのアンテナ側にダイオードＤＰ３のカソードが接続され、アノード側には、インダクタＬＰ、抵抗Ｒ２を介してコントロール回路ＶＣ２が接続される。
【００３１】
そして、ＤＣＳとＰＣＳの送信回路ＴＸ側に挿入されるローパスフィルタ回路は、インダクタＬＰ３と、コンデンサＣＰ３、ＣＰ４、ＣＰ７から構成され、スイッチ回路ＳＷのダイオードＤＰ１と伝送線路ＬＰ１の間に挿入されている。
【００３２】
この実施例のスイッチモジュールの各コントロール回路ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３の制御ロジックを表１に示す。これにより、各モードを変更する。
【００３３】
【表１】
次に、本発明に係る一実施例の平面図を図３に、その実施例の積層体部分の斜視図を図４に、その積層体の内部構造図を図５に示す。この実施例では、分波回路、ローパスフィルタ回路、スイッチ回路の伝送線路を積層体内に構成し、ダイオード、チップコンデンサをその積層体上に搭載して、ワンチップ化されたトリプルバンド用高周波スイッチモジュールを構成したものである。図４に示す斜視部の外部端子に付与したＰ１〜Ｐ１６は、図２の等価回路のＰ２、Ｐ４等のＰ数字と合致している。
【００３５】
この積層体の内部構造について説明する。この積層体は、低温焼成が可能なセラミック誘電体材料からなるグリーンシートを用意し、そのグリーンシート上にＡｇを主体とする導電ペーストを印刷して、所望の電極パターンを形成し、それを適宜積層し、一体焼成させて構成される。
【００３６】
この内部構造を積層順に従って説明する。まず、下層のグリーンシート１１上には、グランド電極３１がほぼ全面に形成されている。そして、側面に形成される端子電極８１、８３、８７、８９、９１、９３、９５に接続するための接続部が設けられている。
【００３７】
次に、電極パターンの印刷されていないダミーのグリーンシート１２を積層する。その上のグリーンシート１３には、１つのライン電極４１が形成され、その上のグリーンシート１４には、４つのライン電極４２、４３、４４、４５が形成され、その上のグリーンシート１５には、４つのライン電極４６、４７、４８、４９が形成されている。その上に、２つのスルーホール電極（図中、十字の印を付けたものがスルーホール電極である、以下同様）が形成されたグリーンシート１６を積層し、その上に、グランド電極３２が形成されたグリーンシート１７が積層される。
【００３８】
この２つのグランド電極３１、３２に挟まれた領域に形成されたライン電極は適宜接続され、第１及び第２のスイッチ回路ＳＷ用の伝送線路を形成している。ライン電極４１と４２と４６はスルーホール電極で接続され、等価回路の伝送線路ＬＧ１を構成し、ライン電極４５と４９はスルーホール電極で接続され、等価回路の伝送線路ＬＧ２を構成し、ライン電極４３と４７はスルーホール電極で接続され、等価回路の伝送線路ＬＰ１を構成し、ライン電極４４と４８はスルーホール電極で接続され、等価回路の伝送線路ＬＰ２を構成している。
【００３９】
グリーンシート１７の上に積層されるグリーンシート１８には、コンデンサ用の電極６１、６２、６３、６４、６５、６６が形成されている。その上に積層されるグリーンシート１９にもコンデンサ用の電極６７、６８、６９が形成されている。その上に積層されるグリーンシート２０には、コンデンサ電極７０が形成されている。
【００４０】
更にその上には、ライン電極５０、５１、５２、５３、５４が形成されたグリーンシート２１が積層され、その上に、ライン電極５５、５６、５７、５８、５９が形成されたグリーンシート２２が積層される。そして、最上部のグリーンシート２３には、搭載素子接続用のランドが形成されている。
【００４１】
上側のグランド電極３２が形成されたグリーンシート１７の上に積層されたグリーンシート１８のコンデンサ用電極の６１、６２、６３、６４、６６は、グランド電極３２との間で容量を形成し、コンデンサ用電極６１は、等価回路のＣＰ３を、コンデンサ用電極６２は、等価回路のＣＰ４を、コンデンサ用電極６３は、等価回路のＣＧ４を、コンデンサ用電極６４は、等価回路のＣＧ３を、コンデンサ用電極６６は、等価回路のＣＦ３を構成している。
【００４２】
またグリーンシート１８、１９、２０に形成されたコンデンサ電極は互の間で容量を形成し、コンデンサ電極６５と６８の間で、等価回路のＣＦ４を構成し、同様にコンデンサ電極６１、６２と６７の間で、等価回路のＣＰ７を構成し、コンデンサ電極６９と７０の間で、等価回路のＣＦ１を構成し、コンデンサ電極６８と７０の間で、等価回路のＣＦ２を構成している。このコンデンサ電極６５では、コンデンサ電極６８と対向して容量を形成するが、このとき、グランド電極３２とは対向しないように、グランド電極３２には、切り欠き部が形成されている。また、この切り欠き部を利用して、伝送線路に導通するスルーホール電極が形成されている。
【００４３】
またグリーンシート２１、２２では、ライン電極５２、５９が等価回路のＬＦ１を構成し、ライン電極５４、５８が等価回路のＬＦ２を構成し、ライン電極５３が等価回路のＬＦ３を構成し、ライン電極５１、５７が等価回路のＬＧ３を構成し、ライン電極５５が等価回路のＬＰ３を構成している。また、ライン電極５０、５６は配線用のラインである。また、ライン電極５１、５７とにより等価回路のＬＧ３を構成しているが、このライン電極５１、５７とは一部対向するように形成され、その対向部分で等価回路のＣＧ７を構成している。
【００４４】
これらのグリーンシートを圧着し、一体焼成して積層体を得た。この積層体の側面に端子電極８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６を形成した。この外観図を図４に示す。
【００４５】
この積層体の上に、ダイオードＤＧ１、ＤＧ２、ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、チップコンデンサＣＧ１、ＣＧ６、ＣＧＰ、ＣＰ６、チップ抵抗Ｒ３を搭載した。図３に、この搭載素子を搭載した様子を示す平面図を示す。また、図３に、この高周波スイッチモジュールの実装構成（各端子の接続構造）を合わせて示す。この図３で、ＧＲＤはグランド接続される端子であることを意味する。この実施例では、図２に示す等価回路のうち、ＣＰ２、ＣＰ５、ＣＧ２、ＣＧ５、Ｒ１、ＬＧ、Ｒ２、ＬＰ、ＣＰ７は、この実施例のチップ部品の搭載される回路上に形成される。
【００４６】
この実施例によれば、第１及び第２のスイッチ回路の伝送線路を積層体内に形成する際に、グランド電極で挟まれた領域内に配置している。これにより、スイッチ回路と分波回路、ローパスフィルタ回路との干渉を防いでいる。そして、このグランド電極で挟まれた領域を積層体の下部に配置し、グランド電位を取り易くしている。そして、グランドとの間に接続されるコンデンサを構成する電極を、その上側のグランド電極に対向させて形成している。
【００４７】
また、この実施例では、積層体の側面に各端子が形成され、面実装可能な構造となっている。側面の各端子は、それぞれＡＮＴ端子、ＤＣＳ系／ＰＣＳ系のＴＸ端子、ＧＳＭ系ＴＸ端子、ＧＳＭ系ＲＸ端子、ＤＣＳ系ＲＸ端子、ＰＣＳ系ＲＸ端子、グランド端子（ＧＲＤ）又はコントロール端子（ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３）となっている。また、この積層体の各側面には、少なくとも１つのグランド端子が配置されている。
【００４８】
また、この実施例の積層体の側面に形成された端子電極において、アンテナＡＮＴ端子に対して積層体を実装面に垂直な面で２分した反対側に、ＤＣＳ系／ＰＣＳ系のＴＸ端子、ＧＳＭ系ＴＸ端子、ＧＳＭ系ＲＸ端子、ＤＣＳ系ＲＸ端子、ＰＣＳ系ＲＸ端子がそれぞれ形成されている。さらに、そのＴＸ端子群、ＲＸ端子群が形成されているＡＮＴ端子の反対側において、その半分の片側に、送信ＴＸ端子群が形成され、もう一方の片側に受信ＲＸ端子群が形成されている。
【００４９】
また、この実施例では、アンテナＡＮＴ端子はグランド端子で挟まれ、送信ＴＸ端子もグランド端子で挟まれ、受信ＲＸ端子群もグランド端子で挟まれている。また、アンテナＡＮＴ端子、送信ＴＸ端子、受信ＲＸ端子のそれぞれの間にはグランド端子が形成されている。また、ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３もグランド端子で挟まれている。
【００５０】
本発明の実施例によれば、ＧＳＭシステムとＤＣＳ１８００システムとＰＣＳシステムの３つのバンドを扱うトリプルバンド携帯電話において、アンテナＡＮＴと、ＧＳＭ系の送信系、受信系、ＤＣＳ１８００系の送信系、受信系、ＰＣＳ系の送信系、受信系を切り換えることができる高周波スイッチモジュールを得ることができた。また、本発明は、上記実施例に限られるものでなく、通過帯域の異なる３つの送受信系を取り扱うトリプルバンド用高周波スイッチモジュールを得ることができるものである。
【００５１】
また、ＤＣＳ系の送信系とＰＣＳ系の送信も分ける回路とすると、スイッチ回路が２つ必要であるが、ＤＣＳ系とＰＣＳ系の送信系の端子を共用とすることにより、スイッチ回路を２個で構成することができる。また、これにより、トリプルバンド用高周波スイッチモジュールのＤＣＳ系とＰＣＳ系の送信系の端子の前段のアンプの共用化も可能となる。
【００５２】
本発明に係る別の実施例の等価回路図を図６に、平面図を図７に、積層体の内部構造図を図８に示す。この実施例は、上記した実施例と類似する部分が多く、異なる部分を説明する。
【００５３】
まず、分波器部分は同一である。第３の送受信系（ＧＳＭ）の第２のスイッチ回路部分もほぼ同一であり、異なるのは、伝送線路ＬＧ１がアースに接続されるのではなく、第１のスイッチ回路の伝送線路ＬＰ１とともに、コントロール回路ＶＣ３に接続されるところである。第１のスイッチ回路においては、ダイオードＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３（第１乃至第３のダイオード）の向きが逆となっている。そして、ダイオードＤＰ２（第３のダイオード）とコンデンサＣＰ６との間に、インダクタＬＤと抵抗Ｒ３の直列回路を経て、コントロール回路ＶＣ４が接続されている。
【００５４】
積層構造では、グリーンシート１１のグランド電極３１の端子電極８９への接続部を無くしている。グリーンシート１５では、ライン電極４６の引き出し端子が変更されている。グリーンシート１７では、グランド電極３２の端子電極８９への接続部を無くしている。また、グリーンシート２１では、ライン電極７１が追加されている。ライン電極７１は、配線用のラインである。グリーンシート２２では、ライン電極７１に接続されるスルーホールが追加されている。また、グリーンシート２３では、ランド形状が適宜変更されている。
【００５５】
そして、積層体上には、ダイオードＤＧ１、ＤＧ２、ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、チップコンデンサＣＧ１、ＣＧ６、ＣＧＰ、ＣＰ６を搭載した。図７に、この搭載素子を搭載した様子を示す平面図を示す。また、図７に、この高周波スイッチモジュールの実装構成（各端子の接続構造）を合わせて示す。この図７で、ＧＲＤはグランド接続される端子であることを意味する。この実施例では、図６に示す等価回路のうち、ＣＰ２、ＣＰ５、ＣＧ２、ＣＧ５、Ｒ１、ＬＧ、Ｒ２、ＬＰ、ＣＰ７、Ｒ３、ＬＤは、この実施例のチップ部品の搭載される回路上に形成される。
【００５６】
尚、この実施例のスイッチモジュールの各コントロール回路ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３、ＶＣ４の制御ロジックを表２に示す。これにより、各モードを変更する。
【００５７】
【表２】
この実施例においても、トリプルバンド用高周波スイッチモジュールとして、上記実施例と同様の効果を有している。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、アンテナを共通とし、複数の送受信系の送信回路と受信回路を切り換えることが可能な高周波スイッチを小型に構成することが出来、例えばトリプルバンド携帯電話などにおいて、極めて有益となるトリプルバンド用高周波スイッチモジュールを提供することができる。本発明によれば、このトリプルバンド用高周波スイッチモジュールを、積層構造を用いることにより、小型に、しかもワンチップに構成できるものである。これにより、トリプルバンド携帯電話などにおいて、機器の小型化に有効なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例の回路ブロック図である。
【図２】本発明に係る一実施例の等価回路図である。
【図３】本発明に係る一実施例の平面図である。
【図４】本発明に係る一実施例の積層体の斜視図である。
【図５】本発明に係る一実施例の積層体の内部構造図である。
【図６】本発明に係る別の実施例の等価回路図である。
【図７】本発明に係る別の実施例の平面図である。
【図８】本発明に係る別の実施例の積層体の内部構造図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３ 誘電体グリーンシート
３１、３２グランド電極
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、７１ ライン電極
６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０ コンデンサ電極
８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６ 端子電極
Claims (15)
- 第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、
前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置され、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続する第３のダイオードと、前記第１のダイオードと前記共通の送信回路との間に接続される他の伝送線路を備え、前記他の伝送線路と前記第１のダイオードとの間にはローパスフィルタ回路が配置されており、
アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内にライン電極として形成され、
該ライン電極に対して上側及び下側には、誘電体層を介して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スイッチ。 - 前記第１乃至第３のダイオードが前記積層体に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の高周波スイッチ。
- 第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、
前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置された第３のダイオードを備え、
前記第３のダイオードは、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続し、
前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内に、ライン電極として形成され、前記第１乃至第３のダイオードは前記積層体に搭載され、さらに、前記積層体にはローパスフィルタ回路用の電極パターンを有し、前記ライン電極の形成された誘電体層と前記第１乃至第３のダイオードが搭載された前記積層体の面との間に、グランド電極が形成された誘電体層が設けられ、前記ローパスフィルタ回路用の電極パターンと前記グランド電極とでコンデンサを構成したことを特徴とする高周波スイッチ。 - 第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、
前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置された第３のダイオードを備え、
前記第３のダイオードは、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続し、
前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内に、ライン電極として形成され、
前記第１乃至第３のダイオードは前記積層体に搭載され、
前記伝送線路の一端は、スルーホール電極を介して前記第１及び第２のダイオードのア
ノード側と接続することを特徴とする高周波スイッチ。 - 前記ライン電極の形成された誘電体層と前記第１及び第２のダイオードが搭載された前記積層体の面との間に、グランド電極が形成された誘電体層が設けられており、前記グランド電極が形成された誘電体層に形成されたスルーホール電極を介して、前記第１及び第２のダイオードと前記伝送線路とが接続されていることを特徴とする請求項４に記載の高周波スイッチ。
- 第１及び第２の送受信系に共通の送信回路とアンテナ側回路との接続、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との接続、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との接続を切り換える高周波スイッチであって、
前記共通の送信回路とアンテナ側回路との間に配置された第１のダイオードと、前記アンテナ側回路と第１の送受信系の受信回路との間に配置された第２のダイオードと、前記アンテナ側回路と第２の送受信系の受信回路との間に配置された伝送線路と、前記伝送線路の第２の送受信系の受信回路側とアース側との間に配置された第３のダイオードを備え、
前記第３のダイオードは、前記伝送線路を介して前記第１及び第２のダイオードと接続し、
前記伝送線路は、誘電体層と電極パターンとの積層体内にライン電極で形成され、異なる誘電体層に形成されたライン電極の一端どうしをスルーホール電極で接続し積層方向に巻回させたことを特徴とする高周波スイッチ。 - 前記伝送線路の形成された誘電体層に対して上側及び下側には、誘電体層を介してグランド電極が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の高周波スイッチ。
- 前記共通の送信回路側にローパスフィルタ回路を有し、前記ローパスフィルタ回路をライン電極、グランド電極、コンデンサ電極などの電極パターンで前記積層体に形成したことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の高周波スイッチ。
- 前記第１乃至第３のダイオードは前記積層体に搭載され、前記第１のダイオードは、前記伝送線路を構成するライン電極と前記ローパスフィルタ回路を構成するライン電極とに、前記積層体に形成されたスルーホール電極を介して接続されることを特徴とする請求項８に記載の高周波スイッチ。
- 前記第１のダイオードには前記ローパスフィルタ回路を構成するライン電極を介して電圧が加えられることを特徴とする請求項９に記載の高周波スイッチ。
- 前記伝送線路の一端を前記第１及び第２のダイオードのカソード側に接続し、前記伝送線路の他端を前記第３のダイオードのアノード側に接続することを特徴とする請求項１乃至３、請求項６乃至１０のいずれかに記載の高周波スイッチ。
- 前記伝送線路の一端を前記第１及び第２のダイオードのアノード側に接続し、前記伝送線路の他端を前記第３のダイオードのカソード側に接続することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の高周波スイッチ。
- アンテナ側回路が分波回路であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載
の高周波スイッチ。 - 前記分波回路はインダクタンス成分と容量成分で形成されたフィルタ回路を組み合わせて構成することを特徴とする請求項１３に記載の高周波スイッチ。
- 請求項１乃至１４のいずれかに記載の高周波スイッチをアンテナと送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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