JP3960476B2

JP3960476B2 - Front-end module

Info

Publication number: JP3960476B2
Application number: JP2003105982A
Authority: JP
Inventors: 真佐樹原; 宏多々納
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP2004312572A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号経路を不要な信号が通過することを阻止するためのトラップ回路、およびこのトラップ回路を含み、携帯電話等の通信装置において送信信号および受信信号を処理するフロントエンドモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複数の周波数帯域（マルチバンド）に対応可能な携帯電話が実用化されている。時分割多重接続方式で複数の周波数帯域に対応可能な携帯電話におけるフロントエンドモジュールとしては、送信信号と受信信号の切り替えを高周波スイッチを用いて行うものが知られている。このようなフロントエンドモジュールは、例えばアンテナスイッチモジュールまたは高周波スイッチモジュールと呼ばれる。
【０００３】
特許文献１には、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）方式とＤＣＳ（Digital Cellular System）方式とに対応可能な高周波スイッチモジュールが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ＤＣＳ方式とＰＣＳ（Personal Communications Service）方式とＧＳＭ方式とに対応可能な高周波スイッチモジュールが記載されている。
【０００５】
一般的に、複数の周波数帯域に対応可能な高周波スイッチモジュールは、高周波信号を入力または出力するためのポートとして、アンテナに接続されるアンテナポートと、各周波数帯域毎の送信信号を入力する送信信号ポートと、各周波数帯域毎の受信信号を出力する受信信号ポートとを備えている。高周波スイッチモジュールは、更に、アンテナポートに接続され、複数の周波数帯域を分離するダイプレクサと、各周波数帯域における送信信号と受信信号の切り替えを行う複数の高周波スイッチとを備えている。ダイプレクサは、ローパスフィルタとハイパスフィルタを有している。高周波スイッチは、ダイプレクサと送信信号ポートと受信信号ポートとに接続される。高周波スイッチとしては、ＰＩＮダイオードを利用したものや、ＧａＡｓスイッチを利用したものが主に用いられている。
【０００６】
高周波スイッチモジュールでは、１つのポートより入力または出力される信号が他のポートに漏れ込むことを防止するために、各ポート間のアイソレーション（分離）を充分に確保することが重要である。高周波スイッチモジュールにおける各ポート間のアイソレーションは、ダイプレクサのローパスフィルタまたはハイパスフィルタにおける通過阻止帯域に対する減衰量と、高周波スイッチのポート間のアイソレーション特性に依存する。また、高周波スイッチモジュールでは、挿入損失を低減することも重要である。
【０００７】
ここで、図６ないし図８を参照して、従来の高周波スイッチのポート間のアイソレーション特性の改善方法について説明する。図６は、高周波スイッチの構成の一例を示す回路図である。この高周波スイッチは、３つのポート３０１〜３０３と、制御端子３０４とを有している。高周波スイッチは、更に、アノードがポート３０２に接続され、カソードがポート３０１に接続されたダイオード３０５と、一端がダイオード３０５のアノードに接続されたインダクタ３０６と、一端がインダクタ３０６の他端に接続され、他端が接地されたキャパシタ３０７とを有している。制御端子３０４は、インダクタ３０６とキャパシタ３０７との接続点に接続されている。高周波スイッチは、更に、一端がポート３０１に接続され、他端がポート３０３に接続された１／４波長の長さの分布定数線路（以下、λ／４線路と記す。）３０８と、アノードがλ／４線路３０８の他端に接続されたダイオード３０９と、一端がダイオード３０９のカソードに接続され、他端が接地されたキャパシタ３１０と、一端がダイオード３０９のカソードに接続され、他端が接地された抵抗器３１１とを有している。ダイオード３０５，３０９としては、例えばＰＩＮダイオードが用いられる。λ／４線路３０８の長さの基準となる波長は、ポート３０２より入力または出力される信号の波長またはその近傍の波長である。
【０００８】
図６に示した高周波スイッチでは、制御端子３０４に印加される制御信号がハイレベルのときには、２つのダイオード３０５，３０９が共に導通状態となり、ポート３０１にポート３０２が接続される。なお、ダイオード３０９が導通状態となることにより、λ／４線路３０８は１／４波長ショートスタブを構成する。その結果、ポート３０２より入力または出力される信号の周波数において、ポート３０１とダイオード３０５とλ／４線路３０８の接続点から見てポート３０３側のインピーダンスは大きくなる。一方、制御端子３０４に印加される制御信号がローレベルのときには、２つのダイオード３０５，３０９が共に非導通状態となり、ポート３０１にポート３０３が接続される。
【０００９】
図７は、アイソレーション特性を改善した高周波スイッチの構成の一例を示す回路図である。図７に示した高周波スイッチは、図６に示した高周波スイッチにおけるポート３０１とダイオード３０５との間にダイオード３１２を挿入した構成になっている。ダイオード３１２のアノードはダイオード３０５のカソードに接続され、ダイオード３１２のカソードはポート３０１に接続されている。このように、２つのダイオード３０５，３１２を直列に接続してアイソレーション特性を改善する技術は、例えば非特許文献１に記載されている。
【００１０】
図８は、アイソレーション特性を改善した高周波スイッチの構成の他の例を示す回路図である。図８に示した高周波スイッチは、図６に示した高周波スイッチにおけるλ／４線路３０８とポート３０３との間にλ／４線路３１３を挿入すると共に、ダイオード３１４、キャパシタ３１５および抵抗器３１６を設けた構成になっている。λ／４線路３１３の一端は、λ／４線路３０８とダイオード３０９との接続点に接続され、λ／４線路３１３の他端はポート３０３に接続されている。ダイオード３１４のアノードはλ／４線路３１３の他端に接続されている。キャパシタ３１５の一端はダイオード３１４のカソードに接続され、キャパシタ３１５の他端は接地されている。抵抗器３１６の一端はダイオード３１４のカソードに接続され、抵抗器３１６の他端は接地されている。このように、λ／４線路とシャントダイオードとを含む回路を縦続接続してアイソレーション特性を改善する技術は、例えば非特許文献２に記載されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−４９６５１号公報
【特許文献２】
特許第３３０４８９８号公報
【非特許文献１】
吉田武著，「高周波回路設計ノウハウ」，ＣＱ出版株式会社，１９８５年７月２０日，ｐ．２００
【非特許文献２】
「トランジスタ技術２０００年７月号」，ＣＱ出版株式会社，ｐ．２８９
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図７、図８に示した各技術によれば、高周波スイッチのアイソレーションを改善することができる。しかしながら、各技術には以下のような問題点がある。まず、図７に示した技術では、直列に接続されたダイオードが３個必要になる。各々のダイオードを導通状態にするためには、アノード−カソード間の電位差として０．６〜０．８Ｖが必要となる。そのため、３つのダイオードを導通状態にするためには、最低でも１．８〜２．４Ｖの電圧が必要になる。近年の携帯電話は、動作の持続性向上のために、動作電圧の低減が望まれている。図７に示した技術は、動作電圧を低減するのに適していないという問題点がある。
【００１３】
また、図８に示した技術では、図６に示した回路に比べて、λ／４線路３１３の導体損失の分だけ、ポート３０１，３０３間の挿入損失が増加するという問題点がある。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、挿入損失を大きくすることなく、信号経路を不要な信号が通過することを阻止することのできるトラップ回路、およびこのトラップ回路を含み、挿入損失を大きくすることなく、各ポート間のアイソレーションを改善できるようにしたフロントエンドモジュールを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のトラップ回路は、信号経路を不要な信号が通過することを阻止するための回路であって、
印加される制御信号に応じて導通状態と非導通状態が選択され、且つ導通状態においてインダクタンス成分を有する半導体スイッチ素子と、
半導体スイッチ素子に対して直列に接続され、半導体スイッチ素子が導通状態のときに、半導体スイッチ素子のインダクタンス成分と共に直列共振回路を構成するキャパシタとを備え、
信号経路とグランドとを接続するように配置されるものである。
【００１６】
本発明のトラップ回路では、半導体スイッチ素子が導通状態のときにのみ、半導体スイッチ素子のインダクタンス成分とキャパシタとによって直列共振回路が構成され、この直列共振回路によって、信号経路とグランドとが接続される。これにより、信号経路において、直列共振回路の共振周波数近傍の周波数の信号が減衰される。
【００１７】
本発明のトラップ回路において、半導体スイッチ素子はＰＩＮダイオードであってもよい。
【００１８】
また、本発明のトラップ回路において、直列共振回路の共振周波数は、トラップ回路によって通過を阻止する信号の周波数帯域内に設定されていてもよい。
【００１９】
本発明のフロントエンドモジュールは、アンテナに接続されるアンテナポートと、それぞれ特定の周波数帯域の送信信号または受信信号を入力または出力する複数の信号ポートと、アンテナポートに接続される信号ポートを切り替える切替回路と、１つの信号ポートと切替回路の間の信号経路とグランドとを接続するように配置され、他の信号ポートを通過する信号が信号経路を通過することを阻止するためのトラップ回路とを備えている。
【００２０】
トラップ回路は、印加される制御信号に応じて導通状態と非導通状態が選択され、且つ導通状態においてインダクタンス成分を有する半導体スイッチ素子と、半導体スイッチ素子に対して直列に接続され、半導体スイッチ素子が導通状態のときに、半導体スイッチ素子のインダクタンス成分と共に直列共振回路を構成するキャパシタとを有している。
【００２１】
本発明のフロントエンドモジュールでは、トラップ回路の半導体スイッチ素子が導通状態のときにのみ、半導体スイッチ素子のインダクタンス成分とキャパシタとによって直列共振回路が構成され、この直列共振回路によって、１つの信号ポートと切替回路の間の信号経路とグランドとが接続される。これにより、信号経路において、直列共振回路の共振周波数近傍の周波数の信号が減衰される。
【００２２】
本発明のフロントエンドモジュールにおいて、半導体スイッチ素子はＰＩＮダイオードであってもよい。
【００２３】
また、本発明のフロントエンドモジュールにおいて、直列共振回路の共振周波数は、トラップ回路によって通過を阻止する信号の周波数帯域内に設定されていてもよい。
【００２４】
また、本発明のフロントエンドモジュールにおいて、制御信号は、トラップ回路が設けられた信号ポート以外の信号ポートがアンテナポートに接続されるときに半導体スイッチ素子を導通状態とするものであってもよい。
【００２５】
また、本発明のフロントエンドモジュールにおいて、複数の信号ポートは、それぞれ特定の周波数帯域の送信信号を入力する複数の送信信号ポートと、それぞれ特定の周波数帯域の受信信号を出力する複数の受信信号ポートとを含んでいてもよい。
【００２６】
また、本発明のフロントエンドモジュールは、更に、切替回路およびトラップ回路を集積するための１つの集積用多層基板を備えていてもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
始めに、本発明の第１の実施の形態に係るフロントエンドモジュールおよびトラップ回路について説明する。本実施の形態に係るフロントエンドモジュールは、Ｅ−ＧＳＭ（Extended GSM）方式の送信信号および受信信号と、ＤＣＳ方式の送信信号および受信信号と、ＰＣＳ方式の送信信号および受信信号とを処理するモジュールである。
【００２８】
Ｅ−ＧＳＭ方式の送信信号の周波数帯域は８８０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚである。Ｅ−ＧＳＭ方式の受信信号の周波数帯域は９２５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚである。ＤＣＳ方式の送信信号の周波数帯域は１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚである。ＤＣＳ方式の受信信号の周波数帯域は１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚである。ＰＣＳ方式の送信信号の周波数帯域は１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚである。ＰＣＳ方式の受信信号の周波数帯域は１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚである。
【００２９】
図１は、本実施の形態に係るフロントエンドモジュールを示す回路図である。本実施の形態に係るフロントエンドモジュール１は、アンテナ接続されるアンテナポート２と、受信信号ポート３，５，７と、送信信号ポート４，６と、アンテナポート２に接続される信号ポートを切り替える切替回路８と、本実施の形態に係るトラップ回路６０とを備えている。トラップ回路６０は、受信信号ポート７と切替回路８の間の信号経路とグランドとを接続するように配置されている。
【００３０】
受信信号ポート３，５，７は、それぞれ、Ｅ−ＧＳＭ方式の受信信号（図では、Ｅ−ＧＳＭ／ＲＸと記す。）、ＰＣＳ方式の受信信号（図では、ＰＣＳ／ＲＸと記す。）、ＤＣＳ方式の受信信号（図では、ＤＣＳ／ＲＸと記す。）を出力する。送信信号ポート４は、Ｅ−ＧＳＭ方式の送信信号（図では、Ｅ−ＧＳＭ／ＴＸと記す。）を入力する。送信信号ポート６は、ＤＣＳ方式の送信信号（図では、ＤＣＳ／ＴＸと記す。）およびＰＣＳ方式の送信信号（図では、ＰＣＳ／ＴＸと記す。）を入力する。
【００３１】
切替回路８は、ダイプレクサ１０と、２つの高周波スイッチ２０，３０と、２つのローパスフィルタ（以下、ＬＰＦとも記す。）７１，７２とを有している。ダイプレクサ１０は、アンテナポート２に接続されるポート１１と、Ｅ−ＧＳＭ方式の送信信号および受信信号を入出力するポート１２と、ＤＣＳ方式の送信信号、受信信号およびＰＣＳ方式の送信信号、受信信号を入出力するポート１３とを有している。
【００３２】
高周波スイッチ２０は、３つのポート２１〜２３を有している。ポート２１は、ダイプレクサ１０のポート１２に接続されている。ポート２２は受信信号ポート３に接続されている。ポート２３は、ＬＰＦ７１を介して送信信号ポート４に接続されている。高周波スイッチ２０は、ポート２２がポート２１に接続された状態と、ポート２３がポート２１に接続された状態とを切り替える。
【００３３】
高周波スイッチ３０は、４つのポート３１〜３４を有している。ポート３１は、ＬＰＦ７２を介してダイプレクサ１０のポート１３に接続されている。ポート３２は、受信信号ポート５に接続されている。ポート３３は、送信信号ポート６に接続されている。ポート３４は、トラップ回路６０を介して受信信号ポート７に接続されている。高周波スイッチ３０は、ポート３２がポート３１に接続された状態と、ポート３３がポート３１に接続された状態と、ポート３４がポート３１に接続された状態とを切り替える。
【００３４】
ＬＰＦ７１は、Ｅ−ＧＳＭ方式の送信信号に含まれる高調波成分を除去する。同様に、ＬＰＦ７２は、ＤＣＳ方式の送信信号およびＰＣＳ方式の送信信号に含まれる高調波成分を除去する。
【００３５】
ダイプレクサ１０は、一端がポート１１に接続され、他端がポート１２に接続されたインダクタ１４と、一端がポート１１に接続され、他端がポート１２に接続されたキャパシタ１５とを有している。これらは、Ｅ−ＧＳＭ方式の信号を通過させ、ＤＣＳ方式の信号およびＰＣＳ方式の信号を遮断するローパスフィルタを構成している。高周波スイッチ２０においてポート２２がポート２１に接続されると、高周波スイッチ２０およびダイプレクサ１０を介して、受信信号ポート３がアンテナポート２に接続される。また、高周波スイッチ２０においてポート２３がポート２１に接続されると、ＬＰＦ７１、高周波スイッチ２０およびダイプレクサ１０を介して、送信信号ポート４がアンテナポート２に接続される。
【００３６】
ダイプレクサ１０は、更に、一端がポート１１に接続されたキャパシタ１６と、一端がキャパシタ１６の他端に接続され、他端がポート１３に接続されたキャパシタ１７と、一端がキャパシタ１６，１７の接続点に接続されたインダクタ１８と、一端がインダクタ１８の他端に接続され、他端が接地されたキャパシタ１９とを有している。これらは、ＤＣＳ方式の信号およびＰＣＳ方式の信号を通過させ、Ｅ−ＧＳＭ方式の信号を遮断するハイパスフィルタを構成している。
【００３７】
高周波スイッチ３０は、カソードがポート３１に接続され、アノードがポート３２に接続されたダイオード３５と、一端がポート３１に接続されたキャパシタ３６と、一端がキャパシタ３６の他端に接続され、他端がポート３２に接続されたインダクタ３７と、一端がポート３２に接続されたインダクタ３８と、一端がインダクタ３８の他端に接続され、他端が接地されたキャパシタ３９と、インダクタ３８とキャパシタ３９との接続点に接続された制御端子４０とを有している。
【００３８】
高周波スイッチ３０は、更に、カソードがポート３１に接続され、アノードがポート３３に接続されたダイオード４１と、一端がポート３１に接続されたキャパシタ４２と、一端がキャパシタ４２の他端に接続され、他端がポート３３に接続されたインダクタ４３と、一端がポート３３に接続されたインダクタ４４と、一端がインダクタ４４の他端に接続され、他端が接地されたキャパシタ４５と、インダクタ４４とキャパシタ４５との接続点に接続された制御端子４６とを有している。
【００３９】
高周波スイッチ３０は、更に、一端がポート３１に接続されたλ／４線路５１と、一端がλ／４線路５１の他端に接続され、他端がポート３４に接続されたキャパシタ５２と、アノードがλ／４線路５１の他端に接続されたダイオード５３と、一端がダイオード５３のカソードに接続され、他端が接地されたキャパシタ５４と、一端がダイオード５３のカソードに接続され、他端が接地された抵抗器５５とを有している。ダイオード３５，４１，５３としては、例えばＰＩＮダイオードが用いられる。λ／４線路５１の長さの基準となる波長は、高周波スイッチ３０を通過する信号の周波数帯域内の周波数に対応した波長である。
【００４０】
高周波スイッチ３０では、制御端子４０に印加される制御信号がハイレベルで、制御端子４６に印加される制御信号がローレベルのときには、ダイオード３５，５３が導通状態となり、ポート３２がポート３１に接続される。なお、ダイオード５３が導通状態となることにより、λ／４線路５１は１／４波長ショートスタブを構成し、その結果、ポート３１とダイオード４１とλ／４線路５１の接続点Ａから見てポート３４側のインピーダンスは大きくなる。従って、この状態では、ポート３２を通過する信号がポート３４側には現れることが防止される。
【００４１】
また、高周波スイッチ３０では、制御端子４６に印加される制御信号がハイレベルで、制御端子４０に印加される制御信号がローレベルのときには、ダイオード４１，５３が導通状態となり、ポート３３がポート３１に接続される。このときも、前述と同様に、接続点Ａから見てポート３４側のインピーダンスは大きくなり、ポート３３を通過する信号がポート３４側には現れることが防止される。
【００４２】
また、高周波スイッチ３０では、制御端子４６に印加される制御信号と制御端子４０に印加される制御信号が共にローレベルのときには、ダイオード３５，４１，５３が非導通状態となり、ポート３４がポート３１に接続される。
【００４３】
高周波スイッチ３０においてポート３２がポート３１に接続されると、高周波スイッチ３０、ＬＰＦ７２およびダイプレクサ１０を介して、受信信号ポート５がアンテナポート２に接続される。また、高周波スイッチ３０においてポート３３がポート３１に接続されると、高周波スイッチ３０、ＬＰＦ７２およびダイプレクサ１０を介して、送信信号ポート６がアンテナポート２に接続される。また、高周波スイッチ３０においてポート３４がポート３１に接続されると、高周波スイッチ３０、ＬＰＦ７２およびダイプレクサ１０を介して、受信信号ポート７がアンテナポート２に接続される。
【００４４】
高周波スイッチ２０の構成は、高周波スイッチ３０の構成から、ポート３２、ダイオード３５、キャパシタ３６，３９、インダクタ３７，３８および制御端子４０を除いた構成となっている。
【００４５】
トラップ回路６０は、アノードが、受信信号ポート７とポート３４との間の信号経路６１に接続されたダイオード６２と、一端がダイオード６２のカソードに接続され、他端が接地されたキャパシタ６３と、一端がダイオード６２のカソードに接続され、他端が接地された抵抗器６４と、一端がダイオード６２のアノードに接続されたインダクタ６５と、一端がインダクタ６５の他端に接続され、他端が接地されたキャパシタ６６とを有している。また、インダクタ６５とキャパシタ６６との接続点は、高周波スイッチ３０の制御端子４６に接続されている。従って、ダイオード６２のアノードには、制御端子４６に印加される制御信号が、インダクタ６５を介して印加される。ダイオード６２は、本発明における半導体スイッチ素子に対応する。ダイオード６２としては、例えばＰＩＮダイオードが用いられる。
【００４６】
インダクタ６５はチョークコイルである。キャパシタ６６はバイパスキャパシタである。抵抗器６４は、ダイオード６２に流す電流を制限するためのものである。
【００４７】
ダイオード６２は、制御端子４６に印加される制御信号がハイレベルのときに導通状態となり、制御端子４６に印加される制御信号がローレベルのときに非導通状態となる。ダイオード６２は、導通状態においてインダクタンス成分を有する。ダイオード６２が導通状態のときには、ダイオード６２のインダクタンス成分とキャパシタ６３とによって直列共振回路が構成される。この直列共振回路は、信号経路６１とをグランドとを接続する。これにより、信号経路６１において直列共振回路の共振周波数近傍の周波数の信号が減衰され、この信号が信号経路６１を通過することが阻止される。
【００４８】
ダイオード６２が非導通状態のときには、ダイオード６２は小さな容量のキャパシタとみなすことができる。従って、ダイオード６２が非導通状態のときには、信号経路６１を通過する高周波信号は、トラップ回路６０によってほとんど減衰されない。
【００４９】
本実施の形態において、トラップ回路６０によって通過を阻止する信号の周波数帯域は、ＤＣＳ方式の送信信号の周波数帯域とＰＣＳ方式の送信信号の周波数帯域とを含む帯域、例えば１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚである。直列共振回路の共振周波数は、このトラップ回路６０によって通過を阻止する信号の周波数帯域内に設定されている。また、トラップ回路６０には、制御端子４６に印加される制御信号が印加される。この制御信号は、高周波スイッチ３０においてポート３３をポート３１に接続するときにハイレベルとなる。従って、トラップ回路６０では、高周波スイッチ３０においてポート３３がポート３１に接続され、その結果、送信信号ポート６がアンテナポート２に接続されるときには、ダイオード６２が導通状態となる。これにより、ＤＣＳ方式の送信信号またはＰＣＳ方式の送信信号がポート３３を通過する際には、ＤＣＳ方式の送信信号またはＰＣＳ方式の送信信号が信号経路６１を通過することが阻止され、その結果、ＤＣＳ方式の送信信号またＰＤＣＳ方式の送信信号が受信信号ポート７に現れることが防止される。
【００５０】
ダイオード６２のインダクタンス成分は、ダイオード６２によって決まっている。従って、トラップ回路６０では、ダイオード６２のインダクタンス成分とキャパシタ６３とによって構成される直列共振回路の共振周波数が所望の周波数になるように、キャパシタ６３の容量を決定する。
【００５１】
なお、本実施の形態に係るトラップ回路６０は、図１に示した位置に限らず、図１中の符号８１〜８４で示した各位置のいずれかに配置してもよい。また、トラップ回路６０は、図１に示した位置と符号８１〜８４で示した各位置のうちの複数の位置に設けてもよい。符号８１で示した位置は、受信信号ポート５とポート３２との間の位置である。符号８２で示した位置は、送信信号ポート６とポート３３との間の位置である。符号８３で示した位置は、受信信号ポート３とポート２２との間の位置である。符号８４で示した位置は、送信信号ポート４とＬＰＦ７１との間の位置である。
【００５２】
トラップ回路６０が配置される位置に応じて、ダイオード６２のインダクタンス成分とキャパシタ６３とによって構成される直列共振回路の共振周波数は、トラップ回路６０によって通過を阻止する信号の周波数帯域内に設定される。また、トラップ回路６０のダイオード６２のアノードに印加する制御信号は、通過を阻止する信号に対応したフロントエンドモジュール１のポートがアンテナポート２に接続されるときにハイレベルとなり、他の状態ではローレベルとなる信号とする。
【００５３】
次に、図２および図３を参照して、フロントエンドモジュール１の構造について説明する。図２はフロントエンドモジュール１の外観の一例を示す斜視図である。図３はフロントエンドモジュール１における集積用多層基板の構造の一例を示す断面図である。図２および図３に示したように、フロントエンドモジュール１は、切替回路８およびトラップ回路６０を集積するための１つの集積用多層基板２００を備えている。集積用多層基板２００は、誘電体層２０１と、パターン化された導体層２０２とが交互に積層された構造になっている。切替回路８およびトラップ回路６０は、集積用多層基板２００の内部または表面上の導体層２０２と、集積用多層基板２００に搭載された素子とを用いて構成されている。図２には、集積用多層基板２００に６つのダイオードＤと２つの抵抗器Ｒが搭載されている例を示している。集積用多層基板２００は、例えば低温焼成セラミック多層基板になっている。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態に係るトラップ回路６０によれば、挿入損失を大きくすることなく、信号経路６１を不要な信号が通過することを阻止することができる。また、このトラップ回路６０を含む本実施の形態に係るフロントエンドモジュール１によれば、挿入損失を大きくすることなく、各ポート間のアイソレーションを改善することができる。
【００５５】
近年、一般的に用いられている高周波スイッチモジュールにおけるポート間のアイソレーションは、−２０〜−２５ｄＢ程度である。後で示す実験結果から分かるように、本実施の形態に係るフロントエンドモジュール１では、ポート間のアイソレーションを、上記高周波スイッチモジュールにおけるポート間のアイソレーションよりも１６〜２３ｄＢ程度改善することができる。なお、ポート間のアイソレーションは、２つのポート間における信号の減衰量（ｄＢ）で表わされる。
【００５６】
次に、本実施の形態に係るトラップ回路６０およびフロントエンドモジュール１の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、本実施の形態に係るフロントエンドモジュール１と、図４に示した比較例のフロントエンドモジュールについて、ポート間のアイソレーションと、挿入損失とを測定した。比較例のフロントエンドモジュールは、本実施の形態に係るフロントエンドモジュール１の構成から、トラップ回路６０を除いた構成になっている。
【００５７】
実験では、インダクタ６５のインダクタンスを４７ｎＨとし、キャパシタ６６の容量を１００ｐＦとし、キャパシタ６３の容量を６．２ｐＦとし、抵抗器６４の抵抗値を１．２ｋΩとした。また、導通状態のときのダイオード６２のインダクタンス成分は、０．８５ｎＨである。導通状態のときのダイオード６２のインダクタンス成分とキャパシタ６３とによって構成される直列共振回路の共振周波数は２１９０ＭＨｚである。ただし、上記直列共振回路には、ダイオード６２のカソードとキャパシタ６３とを接続する配線によるインダクタンス成分が追加されるため、直列共振回路の実際の共振周波数は１８００ＭＨｚとなっている。
【００５８】
また、実験では、ポート６，７間のアイソレーションと、ポート２，７間の挿入損失とを測定した。アイソレーションについては、ＤＣＳ方式の送信信号の周波数帯域の下限周波数１７１０ＭＨｚと上限周波数１７８５ＭＨｚと、ＰＣＳ方式の送信信号の周波数帯域の下限周波数１８５０ＭＨｚと上限周波数１９１０ＭＨｚとについて測定した。挿入損失については、ＤＣＳ方式の受信信号の周波数帯域の下限周波数１８０５ＭＨｚと上限周波数１８８０ＭＨｚとについて測定した。実験の結果を以下の表に示す。
【００５９】
【表１】

【００６０】
この実験の結果から、本実施の形態に係るフロントエンドモジュール１によれば、比較例のフロントエンドモジュールに比べて、挿入損失をほとんど大きくすることなく、ポート間のアイソレーションを１６〜２３ｄＢ程度改善できることが分かる。
【００６１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係るフロントエンドモジュールについて説明する。図５は、本実施の形態に係るフロントエンドモジュールを示す回路図である。本実施の形態に係るフロントエンドモジュール１０１は、Ｅ−ＧＳＭ方式の送信信号および受信信号と、ＤＣＳ方式の送信信号および受信信号とを処理するモジュールである。
【００６２】
フロントエンドモジュール１０１は、アンテナ接続されるアンテナポート１０２と、受信信号ポート１０３，１０７と、送信信号ポート１０４，１０６と、アンテナポート１０２に接続される信号ポートを切り替える切替回路１０８とを備えている。受信信号ポート１０３，１０７は、それぞれ、Ｅ−ＧＳＭ方式の受信信号、ＤＣＳ方式の受信信号を出力する。送信信号ポート１０４，１０６は、それぞれ、Ｅ−ＧＳＭ方式の送信信号、ＤＣＳ方式の送信信号を入力する。
【００６３】
切替回路１０８は、ダイプレクサ１０と、２つの高周波スイッチ２０，１３０と、２つのＬＰＦ７１，１７２とを有している。ダイプレクサ１０と高周波スイッチ２０の構成は、第１の実施の形態と同様である。ダイプレクサ１０のポート１１はアンテナポート１０２に接続されている。ダイプレクサ１０のポート１２は、高周波スイッチ２０のポート２１に接続されている。高周波スイッチ２０のポート２２は受信信号ポート１０３に接続されている。高周波スイッチ２０のポート２３は、ＬＰＦ７１を介して送信信号ポート１０４に接続されている。
【００６４】
高周波スイッチ２０においてポート２２がポート２１に接続されると、高周波スイッチ２０およびダイプレクサ１０を介して、受信信号ポート１０３がアンテナポート１０２に接続される。また、高周波スイッチ２０においてポート２３がポート２１に接続されると、ＬＰＦ７１、高周波スイッチ２０およびダイプレクサ１０を介して、送信信号ポート１０４がアンテナポート１０２に接続される。
【００６５】
高周波スイッチ１３０は、３つのポート１３１〜１３３を有している。ポート１３１は、ダイプレクサ１０のポート１３に接続されている。ポート１３２は、ＬＰＦ１７２を介して送信信号ポート１０６に接続されている。ポート１３３は受信信号ポート１０７に接続されている。高周波スイッチ１３０は、ポート１３２がポート１３１に接続された状態と、ポート１３３がポート１３１に接続された状態とを切り替える。
【００６６】
また、高周波スイッチ１３０は、カソードがポート１３１に接続され、アノードがポート１３２に接続されたダイオード１４１と、一端がポート１３１に接続されたキャパシタ１４２と、一端がキャパシタ１４２の他端に接続され、他端がポート１３２に接続されたインダクタ１４３と、一端がポート１３２に接続されたインダクタ１４４と、一端がインダクタ１４４の他端に接続され、他端が接地されたキャパシタ１４５と、インダクタ１４４とキャパシタ１４５との接続点に接続された制御端子１４６とを有している。
【００６７】
高周波スイッチ１３０は、更に、一端がポート１３１に接続され、他端がポート１３３に接続されたλ／４線路１５１と、アノードがλ／４線路１５１の他端に接続されたダイオード１５３と、一端がダイオード１５３のカソードに接続され、他端が接地されたキャパシタ１５４と、一端がダイオード１５３のカソードに接続され、他端が接地された抵抗器１５５とを有している。ダイオード１４１，１５３としては、例えばＰＩＮダイオードが用いられる。λ／４線路１５１の長さの基準となる波長は、高周波スイッチ１３０を通過する信号の周波数帯域内の周波数に対応した波長である。
【００６８】
高周波スイッチ１３０では、制御端子１４６に印加される制御信号がハイレベルのときには、ダイオード１４１，１５３が導通状態となり、ポート１３２がポート１３１に接続される。なお、ダイオード１５３が導通状態となることにより、λ／４線路１５１は１／４波長ショートスタブを構成し、その結果、ポート１３１とダイオード１４１とλ／４線路１５１の接続点から見てポート１３３側のインピーダンスは大きくなる。従って、この状態では、ポート１３２を通過する信号がポート１３３側には現れることが防止される。
【００６９】
また、高周波スイッチ１３０では、制御端子１４６に印加される制御信号がローレベルのときには、ダイオード１４１，１５３が非導通状態となり、ポート１３３がポート１３１に接続される。
【００７０】
高周波スイッチ１３０においてポート１３２がポート１３１に接続されると、ＬＰＦ１７２、高周波スイッチ１３０およびダイプレクサ１０を介して、送信信号ポート１０６がアンテナポート１０２に接続される。また、高周波スイッチ１３０においてポート１３３がポート１３１に接続されると、高周波スイッチ１３０およびダイプレクサ１０を介して、受信信号ポート１０７がアンテナポート１０２に接続される。
【００７１】
ＬＰＦ７１は、Ｅ−ＧＳＭ方式の送信信号に含まれる高調波成分を除去する。同様に、ＬＰＦ１７２は、ＤＣＳ方式の送信信号に含まれる高調波成分を除去する。
【００７２】
本実施の形態では、図５中の符号１８１〜１８４で示した４つの位置のうちの１箇所以上に、第１の実施の形態と同様の構成のトラップ回路６０が設けられる。符号１８１で示した位置は、受信信号ポート１０７とポート１３３との間の位置である。符号１８２で示した位置は、送信信号ポート１０６とＬＰＦ１７２との間の位置である。符号１８３で示した位置は、受信信号ポート１０３とポート２２との間の位置である。符号１８４で示した位置は、送信信号ポート１０４とＬＰＦ７１との間の位置である。
【００７３】
第１の実施の形態と同様に、トラップ回路６０が配置される位置に応じて、ダイオード６２のインダクタンス成分とキャパシタ６３とによって構成される直列共振回路の共振周波数は、トラップ回路６０によって通過を阻止する信号の周波数帯域内に設定される。また、トラップ回路６０のダイオード６２のアノードに印加する制御信号は、通過を阻止する信号に対応したフロントエンドモジュール１０１のポートがアンテナポート１０２に接続されるときにハイレベルとなり、他の状態ではローレベルとなる信号とする。
【００７４】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００７５】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、半導体スイッチ素子は、ＰＩＮダイオードに限らず、印加される制御信号に応じて導通状態と非導通状態が選択され、且つ導通状態においてインダクタンス成分を有するものであればよい。
【００７６】
また、各実施の形態で挙げた周波数帯域の組み合わせは一例であり、本発明は、他の周波数帯域の組み合わせに対しても適用することができる。
【００７７】
また、本発明は、１つの周波数帯域の送信信号および受信信号を処理するフロントエンドモジュールや、４つ以上の周波数帯域の送信信号および受信信号を処理するフロントエンドモジュールにも適用することができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトラップ回路によれば、挿入損失を大きくすることなく、信号経路を不要な信号が通過することを阻止することができるという効果を奏する。
【００７９】
また、本発明のフロントエンドモジュールによれば、挿入損失を大きくすることなく、各ポート間のアイソレーションを改善することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るフロントエンドモジュールを示す回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るフロントエンドモジュールの外観の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るフロントエンドモジュールにおける集積用多層基板の構造の一例を示す断面図である。
【図４】比較例のフロントエンドモジュールを示す回路図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るフロントエンドモジュールを示す回路図である。
【図６】高周波スイッチの構成の一例を示す回路図である。
【図７】アイソレーション特性を改善した高周波スイッチの構成の一例を示す回路図である。
【図８】アイソレーション特性を改善した高周波スイッチの構成の他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
１…フロントエンドモジュール、８…切替回路、１０…ダイプレクサ、２０，３０…高周波スイッチ、６０…トラップ回路、６１…信号経路、６２…ダイオード、６３…キャパシタ、６４…抵抗器、６５…インダクタ、６６…キャパシタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a trap circuit for preventing an unnecessary signal from passing through a signal path, and a front end module including the trap circuit and processing a transmission signal and a reception signal in a communication device such as a mobile phone.
[0002]
[Prior art]
In recent years, mobile phones capable of supporting a plurality of frequency bands (multiband) have been put into practical use. As a front-end module in a cellular phone that can handle a plurality of frequency bands by a time division multiple access method, a module that switches between a transmission signal and a reception signal using a high-frequency switch is known. Such a front end module is called, for example, an antenna switch module or a high frequency switch module.
[0003]
Patent Document 1 describes a high-frequency switch module that can support a GSM (Global System for Mobile Communications) system and a DCS (Digital Cellular System) system.
[0004]
Patent Document 2 describes a high-frequency switch module that is compatible with a DCS system, a PCS (Personal Communications Service) system, and a GSM system.
[0005]
Generally, a high-frequency switch module that can handle a plurality of frequency bands has an antenna port connected to the antenna as a port for inputting or outputting a high-frequency signal, and a transmission signal for inputting a transmission signal for each frequency band. And a reception signal port for outputting a reception signal for each frequency band. The high-frequency switch module further includes a diplexer that is connected to the antenna port and separates a plurality of frequency bands, and a plurality of high-frequency switches that switch between a transmission signal and a reception signal in each frequency band. The diplexer has a low-pass filter and a high-pass filter. The high frequency switch is connected to the diplexer, the transmission signal port, and the reception signal port. As a high-frequency switch, a switch using a PIN diode or a switch using a GaAs switch is mainly used.
[0006]
In the high-frequency switch module, it is important to sufficiently secure isolation between each port in order to prevent a signal input or output from one port from leaking to another port. The isolation between the ports in the high-frequency switch module depends on the amount of attenuation with respect to the pass-stop band in the low-pass filter or high-pass filter of the diplexer and the isolation characteristics between the ports of the high-frequency switch. In the high-frequency switch module, it is also important to reduce insertion loss.
[0007]
Here, with reference to FIGS. 6 to 8, a method of improving the isolation characteristics between ports of the conventional high-frequency switch will be described. FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an example of the configuration of the high-frequency switch. This high-frequency switch has three ports 301 to 303 and a control terminal 304. The high frequency switch further includes a diode 305 having an anode connected to the port 302, a cathode connected to the port 301, an inductor 306 having one end connected to the anode of the diode 305, and one end connected to the other end of the inductor 306. The other end of the capacitor 307 is grounded. The control terminal 304 is connected to a connection point between the inductor 306 and the capacitor 307. The high-frequency switch further includes a quarter-wavelength distributed constant line (hereinafter referred to as a λ / 4 line) 308 having one end connected to the port 301 and the other end connected to the port 303, and an anode. A diode 309 connected to the other end of the λ / 4 line 308, one end connected to the cathode of the diode 309, the other end grounded, a capacitor 310, one end connected to the cathode of the diode 309, and the other end grounded The resistor 311 is provided. For example, PIN diodes are used as the

diodes

305 and 309. The wavelength serving as a reference for the length of the λ / 4 line 308 is the wavelength of a signal input or output from the port 302 or a wavelength in the vicinity thereof.
[0008]
In the high frequency switch shown in FIG. 6, when the control signal applied to the control terminal 304 is at a high level, the two

diodes

305 and 309 are both in a conductive state, and the port 302 is connected to the port 301. Note that the λ / 4 line 308 forms a ¼ wavelength short stub when the diode 309 becomes conductive. As a result, at the frequency of the signal input or output from the port 302, the impedance on the port 303 side is increased when viewed from the connection point of the port 301, the diode 305, and the λ / 4 line 308. On the other hand, when the control signal applied to the control terminal 304 is at a low level, the two

diodes

305 and 309 are both in a non-conductive state, and the port 303 is connected to the port 301.
[0009]
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a high-frequency switch with improved isolation characteristics. The high frequency switch shown in FIG. 7 has a configuration in which a diode 312 is inserted between the port 301 and the diode 305 in the high frequency switch shown in FIG. The anode of the diode 312 is connected to the cathode of the diode 305, and the cathode of the diode 312 is connected to the port 301. A technique for improving isolation characteristics by connecting two

diodes

305 and 312 in series in this way is described in Non-Patent Document 1, for example.
[0010]
FIG. 8 is a circuit diagram showing another example of the configuration of a high-frequency switch with improved isolation characteristics. The high frequency switch shown in FIG. 8 includes a λ / 4 line 313 inserted between the λ / 4 line 308 and the port 303 in the high frequency switch shown in FIG. 6, and a diode 314, a capacitor 315, and a resistor 316. It has a configuration. One end of the λ / 4 line 313 is connected to a connection point between the λ / 4 line 308 and the diode 309, and the other end of the λ / 4 line 313 is connected to the port 303. The anode of the diode 314 is connected to the other end of the λ / 4 line 313. One end of the capacitor 315 is connected to the cathode of the diode 314, and the other end of the capacitor 315 is grounded. One end of the resistor 316 is connected to the cathode of the diode 314, and the other end of the resistor 316 is grounded. As described above, for example, Non-Patent Document 2 describes a technique for improving isolation characteristics by cascading circuits including a λ / 4 line and a shunt diode.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2000-49651 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3304898
[Non-Patent Document 1]
Takeshi Yoshida, “High-frequency circuit design know-how”, CQ Publishing Co., Ltd., July 20, 1985, p. 200
[Non-Patent Document 2]
“Transistor Technology July 2000”, CQ Publishing Co., Ltd., p. 289
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
According to each technique shown in FIGS. 7 and 8, the isolation of the high frequency switch can be improved. However, each technique has the following problems. First, the technique shown in FIG. 7 requires three diodes connected in series. In order to make each diode conductive, 0.6 to 0.8 V is required as a potential difference between the anode and the cathode. Therefore, in order to make the three diodes conductive, a voltage of 1.8 to 2.4 V is required at least. In recent mobile phones, it is desired to reduce the operating voltage in order to improve the sustainability of the operation. The technique shown in FIG. 7 has a problem that it is not suitable for reducing the operating voltage.
[0013]
Further, the technique shown in FIG. 8 has a problem that the insertion loss between the

ports

301 and 303 is increased by the conductor loss of the λ / 4 line 313 as compared with the circuit shown in FIG.
[0014]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a trap circuit capable of preventing an unnecessary signal from passing through a signal path without increasing insertion loss, and to provide the trap circuit. It is another object of the present invention to provide a front end module that can improve isolation between ports without increasing insertion loss.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The trap circuit of the present invention is a circuit for preventing an unnecessary signal from passing through a signal path,
A semiconductor switching element having a conduction component and a non-conduction state selected according to the applied control signal and having an inductance component in the conduction state;
A capacitor that is connected in series to the semiconductor switch element and forms a series resonance circuit together with an inductance component of the semiconductor switch element when the semiconductor switch element is in a conductive state;
It is arranged so as to connect the signal path and the ground.
[0016]
In the trap circuit of the present invention, only when the semiconductor switch element is in a conductive state, a series resonance circuit is constituted by the inductance component and the capacitor of the semiconductor switch element, and the signal path and the ground are connected by this series resonance circuit. . Thereby, in the signal path, a signal having a frequency near the resonance frequency of the series resonance circuit is attenuated.
[0017]
In the trap circuit of the present invention, the semiconductor switch element may be a PIN diode.
[0018]
In the trap circuit of the present invention, the resonance frequency of the series resonance circuit may be set within a frequency band of a signal that is blocked by the trap circuit.
[0019]
The front-end module of the present invention switches an antenna port connected to an antenna, a plurality of signal ports for inputting or outputting a transmission signal or a reception signal of a specific frequency band, and a signal port connected to the antenna port. And a trap circuit arranged to connect a signal path between one signal port and the switching circuit and the ground, and for preventing a signal passing through the other signal port from passing through the signal path. I have.
[0020]
The trap circuit is selected between a conducting state and a non-conducting state in accordance with an applied control signal, and is connected in series with the semiconductor switch element having an inductance component in the conducting state. When in the conductive state, it has a capacitor that forms a series resonant circuit together with the inductance component of the semiconductor switch element.
[0021]
In the front end module of the present invention, only when the semiconductor switch element of the trap circuit is in a conductive state, a series resonance circuit is configured by the inductance component and the capacitor of the semiconductor switch element. A signal path between the switching circuits and the ground are connected. Thereby, in the signal path, a signal having a frequency near the resonance frequency of the series resonance circuit is attenuated.
[0022]
In the front end module of the present invention, the semiconductor switch element may be a PIN diode.
[0023]
In the front end module of the present invention, the resonance frequency of the series resonance circuit may be set within a frequency band of a signal that is blocked by the trap circuit.
[0024]
In the front end module of the present invention, the control signal may be a signal that makes the semiconductor switch element conductive when a signal port other than the signal port provided with the trap circuit is connected to the antenna port.
[0025]
In the front-end module of the present invention, the plurality of signal ports include a plurality of transmission signal ports for inputting transmission signals of specific frequency bands, and a plurality of reception signal ports for outputting reception signals of specific frequency bands, respectively. And may be included.
[0026]
Further, the front end module of the present invention may further include one multi-layer substrate for integration for integrating the switching circuit and the trap circuit.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the front end module and the trap circuit according to the first embodiment of the present invention will be described. The front-end module according to the present embodiment is a module that processes E-GSM (Extended GSM) transmission signals and reception signals, DCS transmission signals and reception signals, and PCS transmission signals and reception signals. It is.
[0028]
The frequency band of the E-GSM transmission signal is 880 MHz to 915 MHz. The frequency band of E-GSM received signals is 925 MHz to 960 MHz. The frequency band of the DCS transmission signal is 1710 MHz to 1785 MHz. The frequency band of the DCS reception signal is 1805 to 1880 MHz. The frequency band of the PCS transmission signal is 1850 MHz to 1910 MHz. The frequency band of PCS reception signals is 1930 MHz to 1990 MHz.
[0029]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a front end module according to the present embodiment. The front end module 1 according to the present embodiment switches the antenna port 2 connected to the antenna, the reception signal ports 3, 5, 7, the

transmission signal ports

4, 6, and the signal port connected to the antenna port 2. A switching circuit 8 and a trap circuit 60 according to the present embodiment are provided. The trap circuit 60 is arranged to connect the signal path between the reception signal port 7 and the switching circuit 8 and the ground.
[0030]
The reception signal ports 3, 5, and 7 are respectively an E-GSM reception signal (denoted as E-GSM / RX in the figure) and a PCS reception signal (denoted as PCS / RX in the figure). A DCS reception signal (denoted as DCS / RX in the figure) is output. The transmission signal port 4 inputs an E-GSM transmission signal (denoted as E-GSM / TX in the figure). The transmission signal port 6 inputs a DCS transmission signal (denoted as DCS / TX in the figure) and a PCS transmission signal (denoted as PCS / TX in the figure).
[0031]
The switching circuit 8 includes a diplexer 10, two high-

frequency switches

20 and 30, and two low-pass filters (hereinafter also referred to as LPF) 71 and 72. The diplexer 10 includes a port 11 connected to the antenna port 2, a port 12 for inputting and outputting an E-GSM transmission signal and a reception signal, a DCS transmission signal, a reception signal, a PCS transmission signal, and a reception signal. And a port 13 for inputting and outputting.
[0032]
The high frequency switch 20 has three ports 21 to 23. The port 21 is connected to the port 12 of the diplexer 10. The port 22 is connected to the reception signal port 3. The port 23 is connected to the transmission signal port 4 via the LPF 71. The high frequency switch 20 switches between a state where the port 22 is connected to the port 21 and a state where the port 23 is connected to the port 21.
[0033]
The high frequency switch 30 has four ports 31 to 34. The port 31 is connected to the port 13 of the diplexer 10 via the LPF 72. The port 32 is connected to the reception signal port 5. The port 33 is connected to the transmission signal port 6. The port 34 is connected to the reception signal port 7 via the trap circuit 60. The high frequency switch 30 switches between a state in which the port 32 is connected to the port 31, a state in which the port 33 is connected to the port 31, and a state in which the port 34 is connected to the port 31.
[0034]
The LPF 71 removes harmonic components contained in the E-GSM transmission signal. Similarly, the LPF 72 removes harmonic components contained in the DCS transmission signal and the PCS transmission signal.
[0035]
The diplexer 10 includes an inductor 14 having one end connected to the port 11 and the other end connected to the port 12, and a capacitor 15 having one end connected to the port 11 and the other end connected to the port 12. . These constitute a low-pass filter that allows E-GSM signals to pass through and blocks DCS signals and PCS signals. When the port 22 is connected to the port 21 in the high frequency switch 20, the reception signal port 3 is connected to the antenna port 2 via the high frequency switch 20 and the diplexer 10. When the port 23 is connected to the port 21 in the high frequency switch 20, the transmission signal port 4 is connected to the antenna port 2 via the LPF 71, the high frequency switch 20, and the diplexer 10.
[0036]
The diplexer 10 further includes a capacitor 16 having one end connected to the port 11, one end connected to the other end of the capacitor 16, the other end connected to the port 13, and one end connected to the

capacitors

16 and 17. The inductor 18 is connected to a point, and the capacitor 19 has one end connected to the other end of the inductor 18 and the other end grounded. These constitute a high-pass filter that passes a DCS signal and a PCS signal and blocks an E-GSM signal.
[0037]
The high-frequency switch 30 has a cathode 35 connected to the port 31, an anode connected to the port 32, a capacitor 36 connected at one end to the port 31, one end connected to the other end of the capacitor 36, and the other end Is connected to the port 32; an inductor 38 having one end connected to the port 32; a capacitor 39 having one end connected to the other end of the inductor 38 and the other end grounded; and the inductor 38 and the capacitor 39 And a control terminal 40 connected to the connection point.
[0038]
The high-frequency switch 30 further includes a diode 41 having a cathode connected to the port 31 and an anode connected to the port 33, a capacitor 42 having one end connected to the port 31, and one end connected to the other end of the capacitor 42. An inductor 43 having the other end connected to the port 33, an inductor 44 having one end connected to the port 33, a capacitor 45 having one end connected to the other end of the inductor 44 and the other end grounded, an inductor 44 and a capacitor And a control terminal 46 connected to a connection point with 45.
[0039]
The high-frequency switch 30 further includes a λ / 4 line 51 having one end connected to the port 31, a capacitor 52 having one end connected to the other end of the λ / 4 line 51 and the other end connected to the port 34, an anode Is connected to the other end of the λ / 4 line 51, one end is connected to the cathode of the diode 53, the other end is grounded, and one end is connected to the cathode of the diode 53, and the other end is connected And a grounded resistor 55. As the

diodes

35, 41, 53, for example, PIN diodes are used. The wavelength serving as a reference for the length of the λ / 4 line 51 is a wavelength corresponding to a frequency within a frequency band of a signal passing through the high frequency switch 30.
[0040]
In the high-frequency switch 30, when the control signal applied to the control terminal 40 is at a high level and the control signal applied to the control terminal 46 is at a low level, the

diodes

35 and 53 are turned on and the port 32 is connected to the port 31. Is done. When the diode 53 becomes conductive, the λ / 4 line 51 forms a ¼ wavelength short stub, and as a result, the port 31 is viewed from the connection point A of the diode 41 and the λ / 4 line 51. The impedance on the 34 side increases. Therefore, in this state, a signal passing through the port 32 is prevented from appearing on the port 34 side.
[0041]
In the high frequency switch 30, when the control signal applied to the control terminal 46 is at a high level and the control signal applied to the control terminal 40 is at a low level, the diodes 41 and 53 are in a conductive state, and the port 33 is connected to the port 31. Connected to. Also at this time, as described above, the impedance on the port 34 side when viewed from the connection point A is increased, and a signal passing through the port 33 is prevented from appearing on the port 34 side.
[0042]
Further, in the high frequency switch 30, when both the control signal applied to the control terminal 46 and the control signal applied to the control terminal 40 are at the low level, the

diodes

35, 41, 53 are in a non-conductive state, and the port 34 is connected to the port 31. Connected to.
[0043]
When the port 32 is connected to the port 31 in the high frequency switch 30, the reception signal port 5 is connected to the antenna port 2 via the high frequency switch 30, the LPF 72 and the diplexer 10. When the port 33 is connected to the port 31 in the high frequency switch 30, the transmission signal port 6 is connected to the antenna port 2 via the high frequency switch 30, the LPF 72, and the diplexer 10. When the port 34 is connected to the port 31 in the high frequency switch 30, the reception signal port 7 is connected to the antenna port 2 via the high frequency switch 30, the LPF 72, and the diplexer 10.
[0044]
The configuration of the high frequency switch 20 is a configuration in which the port 32, the diode 35, the

capacitors

36 and 39, the

inductors

37 and 38, and the control terminal 40 are excluded from the configuration of the high frequency switch 30.
[0045]
The trap circuit 60 includes a diode 62 whose anode is connected to the signal path 61 between the reception signal port 7 and the port 34, a capacitor 63 whose one end is connected to the cathode of the diode 62 and whose other end is grounded, A resistor 64 having one end connected to the cathode of the diode 62 and the other end grounded, an inductor 65 having one end connected to the anode of the diode 62, one end connected to the other end of the inductor 65, and the other end grounded The capacitor 66 is provided. The connection point between the inductor 65 and the capacitor 66 is connected to the control terminal 46 of the high frequency switch 30. Therefore, a control signal applied to the control terminal 46 is applied to the anode of the diode 62 via the inductor 65. The diode 62 corresponds to the semiconductor switch element in the present invention. As the diode 62, for example, a PIN diode is used.
[0046]
The inductor 65 is a choke coil. The capacitor 66 is a bypass capacitor. The resistor 64 is for limiting the current flowing through the diode 62.
[0047]
The diode 62 becomes conductive when the control signal applied to the control terminal 46 is at a high level, and becomes non-conductive when the control signal applied to the control terminal 46 is at a low level. The diode 62 has an inductance component in the conductive state. When the diode 62 is conductive, a series resonance circuit is formed by the inductance component of the diode 62 and the capacitor 63. This series resonant circuit connects the signal path 61 and the ground. Accordingly, a signal having a frequency near the resonance frequency of the series resonance circuit is attenuated in the signal path 61, and the signal is prevented from passing through the signal path 61.
[0048]
When the diode 62 is non-conductive, the diode 62 can be regarded as a capacitor having a small capacity. Therefore, when the diode 62 is non-conductive, the high frequency signal passing through the signal path 61 is hardly attenuated by the trap circuit 60.
[0049]
In the present embodiment, the frequency band of the signal blocked by the trap circuit 60 is a band including the frequency band of the DCS transmission signal and the frequency band of the PCS transmission signal, for example, 1710 MHz to 1910 MHz. The resonance frequency of the series resonance circuit is set within the frequency band of the signal that is blocked by the trap circuit 60. In addition, a control signal applied to the control terminal 46 is applied to the trap circuit 60. This control signal becomes a high level when the port 33 is connected to the port 31 in the high frequency switch 30. Therefore, in the trap circuit 60, when the port 33 is connected to the port 31 in the high-frequency switch 30, and as a result, when the transmission signal port 6 is connected to the antenna port 2, the diode 62 becomes conductive. Thus, when the DCS transmission signal or the PCS transmission signal passes through the port 33, the DCS transmission signal or the PCS transmission signal is prevented from passing through the signal path 61. A DCS transmission signal or a PDCS transmission signal is prevented from appearing at the reception signal port 7.
[0050]
The inductance component of the diode 62 is determined by the diode 62. Therefore, in the trap circuit 60, the capacitance of the capacitor 63 is determined so that the resonance frequency of the series resonance circuit constituted by the inductance component of the diode 62 and the capacitor 63 becomes a desired frequency.
[0051]
Note that the trap circuit 60 according to the present embodiment is not limited to the position shown in FIG. 1, and may be arranged at any of the positions indicated by reference numerals 81 to 84 in FIG. 1. Further, the trap circuit 60 may be provided at a plurality of positions among the positions illustrated in FIG. 1 and the positions denoted by reference numerals 81 to 84. The position indicated by reference numeral 81 is a position between the reception signal port 5 and the port 32. A position indicated by reference numeral 82 is a position between the transmission signal port 6 and the port 33. A position indicated by reference numeral 83 is a position between the reception signal port 3 and the port 22. A position indicated by reference numeral 84 is a position between the transmission signal port 4 and the LPF 71.
[0052]
Depending on the position where the trap circuit 60 is disposed, the resonance frequency of the series resonance circuit constituted by the inductance component of the diode 62 and the capacitor 63 is set within the frequency band of the signal that is blocked by the trap circuit 60. . Further, the control signal applied to the anode of the diode 62 of the trap circuit 60 becomes high level when the port of the front end module 1 corresponding to the signal for blocking passage is connected to the antenna port 2, and is low in other states. A signal that becomes level.
[0053]
Next, the structure of the front end module 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the appearance of the front end module 1. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the multilayer substrate for integration in the front end module 1. As shown in FIGS. 2 and 3, the front-end module 1 includes one multi-layer substrate 200 for integrating the switching circuit 8 and the trap circuit 60. The multilayer substrate 200 for integration has a structure in which dielectric layers 201 and patterned conductor layers 202 are alternately stacked. The switching circuit 8 and the trap circuit 60 are configured by using the conductor layer 202 inside or on the surface of the integration multilayer substrate 200 and elements mounted on the integration multilayer substrate 200. FIG. 2 shows an example in which six diodes D and two resistors R are mounted on the multi-layer substrate 200 for integration. The integration multilayer substrate 200 is, for example, a low-temperature fired ceramic multilayer substrate.
[0054]
As described above, according to the trap circuit 60 according to the present embodiment, it is possible to prevent an unnecessary signal from passing through the signal path 61 without increasing the insertion loss. Further, according to the front end module 1 according to the present embodiment including the trap circuit 60, the isolation between the ports can be improved without increasing the insertion loss.
[0055]
In recent years, isolation between ports in a generally used high-frequency switch module is about −20 to −25 dB. As can be seen from the experimental results shown later, in the front end module 1 according to the present embodiment, the isolation between ports can be improved by about 16 to 23 dB compared to the isolation between ports in the high-frequency switch module. . The isolation between the ports is represented by the signal attenuation (dB) between the two ports.
[0056]
Next, an experiment conducted for confirming the effects of the trap circuit 60 and the front end module 1 according to the present embodiment will be described. In this experiment, the isolation between ports and the insertion loss were measured for the front end module 1 according to the present embodiment and the front end module of the comparative example shown in FIG. The front end module of the comparative example has a configuration in which the trap circuit 60 is excluded from the configuration of the front end module 1 according to the present embodiment.
[0057]
In the experiment, the inductance of the inductor 65 was 47 nH, the capacitance of the capacitor 66 was 100 pF, the capacitance of the capacitor 63 was 6.2 pF, and the resistance value of the resistor 64 was 1.2 kΩ. Further, the inductance component of the diode 62 in the conductive state is 0.85 nH. The resonance frequency of the series resonance circuit constituted by the inductance component of the diode 62 and the capacitor 63 in the conductive state is 2190 MHz. However, since the inductance component due to the wiring connecting the cathode of the diode 62 and the capacitor 63 is added to the series resonance circuit, the actual resonance frequency of the series resonance circuit is 1800 MHz.
[0058]
In the experiment, the isolation between the

ports

6 and 7 and the insertion loss between the

ports

2 and 7 were measured. Regarding the isolation, the lower limit frequency 1710 MHz and the upper limit frequency 1785 MHz of the frequency band of the DCS transmission signal, and the lower limit frequency 1850 MHz and the upper limit frequency 1910 MHz of the frequency band of the PCS transmission signal were measured. The insertion loss was measured for the lower limit frequency 1805 MHz and the upper limit frequency 1880 MHz of the frequency band of the DCS reception signal. The results of the experiment are shown in the following table.
[0059]
[Table 1]

[0060]
From the results of this experiment, according to the front end module 1 according to the present embodiment, the isolation between the ports is improved by about 16 to 23 dB with almost no insertion loss compared to the front end module of the comparative example. I understand that I can do it.
[0061]
[Second Embodiment]
Next, a front end module according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a circuit diagram showing the front end module according to the present embodiment. The front-end module 101 according to the present embodiment is a module that processes E-GSM transmission signals and reception signals and DCS transmission signals and reception signals.
[0062]
The front end module 101 includes an antenna port 102 connected to an antenna, reception signal ports 103 and 107,

transmission signal ports

104 and 106, and a switching circuit 108 that switches a signal port connected to the antenna port 102. . The reception signal ports 103 and 107 output an E-GSM reception signal and a DCS reception signal, respectively. The

transmission signal ports

104 and 106 receive an E-GSM transmission signal and a DCS transmission signal, respectively.
[0063]
The switching circuit 108 includes the diplexer 10, two high frequency switches 20 and 130, and two LPFs 71 and 172. The configurations of the diplexer 10 and the high frequency switch 20 are the same as those in the first embodiment. The port 11 of the diplexer 10 is connected to the antenna port 102. The port 12 of the diplexer 10 is connected to the port 21 of the high frequency switch 20. The port 22 of the high frequency switch 20 is connected to the reception signal port 103. The port 23 of the high frequency switch 20 is connected to the transmission signal port 104 through the LPF 71.
[0064]
When the port 22 is connected to the port 21 in the high frequency switch 20, the reception signal port 103 is connected to the antenna port 102 via the high frequency switch 20 and the diplexer 10. When the port 23 is connected to the port 21 in the high frequency switch 20, the transmission signal port 104 is connected to the antenna port 102 via the LPF 71, the high frequency switch 20, and the diplexer 10.
[0065]
The high frequency switch 130 has three ports 131 to 133. The port 131 is connected to the port 13 of the diplexer 10. The port 132 is connected to the transmission signal port 106 via the LPF 172. The port 133 is connected to the reception signal port 107. The high frequency switch 130 switches between a state where the port 132 is connected to the port 131 and a state where the port 133 is connected to the port 131.
[0066]
The high frequency switch 130 has a cathode 141 connected to the port 131, an anode connected to the port 132, a capacitor 142 connected to the port 131 at one end, and one end connected to the other end of the capacitor 142. Inductor 143 with the other end connected to port 132, inductor 144 with one end connected to port 132, capacitor 145 with one end connected to the other end of inductor 144 and the other end grounded, inductor 144 and capacitor And a control terminal 146 connected to a connection point with 145.
[0067]
The high frequency switch 130 further includes a λ / 4 line 151 having one end connected to the port 131 and the other end connected to the port 133, a diode 153 having an anode connected to the other end of the λ / 4 line 151, and one end Is connected to the cathode of the diode 153, the other end is grounded, and the resistor 155 has one end connected to the cathode of the diode 153 and the other end grounded. For example, PIN diodes are used as the diodes 141 and 153. The wavelength serving as a reference for the length of the λ / 4 line 151 is a wavelength corresponding to a frequency within a frequency band of a signal passing through the high frequency switch 130.
[0068]
In the high frequency switch 130, when the control signal applied to the control terminal 146 is at a high level, the diodes 141 and 153 are in a conductive state, and the port 132 is connected to the port 131. When the diode 153 becomes conductive, the λ / 4 line 151 forms a ¼ wavelength short stub, and as a result, the port 133 is viewed from the connection point of the port 131, the diode 141, and the λ / 4 line 151. The impedance on the side increases. Therefore, in this state, a signal passing through the port 132 is prevented from appearing on the port 133 side.
[0069]
In the high-frequency switch 130, when the control signal applied to the control terminal 146 is at a low level, the diodes 141 and 153 are in a non-conducting state and the port 133 is connected to the port 131.
[0070]
When the port 132 is connected to the port 131 in the high frequency switch 130, the transmission signal port 106 is connected to the antenna port 102 via the LPF 172, the high frequency switch 130 and the diplexer 10. Further, when the port 133 is connected to the port 131 in the high frequency switch 130, the reception signal port 107 is connected to the antenna port 102 via the high frequency switch 130 and the diplexer 10.
[0071]
The LPF 71 removes harmonic components contained in the E-GSM transmission signal. Similarly, the LPF 172 removes harmonic components contained in the DCS transmission signal.
[0072]
In the present embodiment, a trap circuit 60 having the same configuration as that of the first embodiment is provided at one or more of the four positions indicated by reference numerals 181 to 184 in FIG. A position indicated by reference numeral 181 is a position between the reception signal port 107 and the port 133. The position indicated by reference numeral 182 is a position between the transmission signal port 106 and the LPF 172. A position indicated by reference numeral 183 is a position between the reception signal port 103 and the port 22. A position indicated by reference numeral 184 is a position between the transmission signal port 104 and the LPF 71.
[0073]
Similar to the first embodiment, the trap circuit 60 blocks the resonance frequency of the series resonance circuit formed by the inductance component of the diode 62 and the capacitor 63 according to the position where the trap circuit 60 is disposed. Is set within the frequency band of the signal to be transmitted. Further, the control signal applied to the anode of the diode 62 of the trap circuit 60 becomes high level when the port of the front end module 101 corresponding to the signal for blocking passage is connected to the antenna port 102, and is low in other states. A signal that becomes level.
[0074]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0075]
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various change is possible. For example, the semiconductor switch element is not limited to the PIN diode, and any semiconductor switch element may be used as long as the conductive state and the non-conductive state are selected according to the applied control signal and the conductive state has an inductance component.
[0076]
Further, the combinations of frequency bands given in the embodiments are examples, and the present invention can also be applied to combinations of other frequency bands.
[0077]
The present invention can also be applied to a front-end module that processes transmission signals and reception signals in one frequency band and a front-end module that processes transmission signals and reception signals in four or more frequency bands.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the trap circuit of the present invention, it is possible to prevent an unnecessary signal from passing through the signal path without increasing the insertion loss.
[0079]
Further, according to the front end module of the present invention, there is an effect that the isolation between the respective ports can be improved without increasing the insertion loss.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a front end module according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an example of an appearance of a front end module according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the multilayer substrate for integration in the front end module according to the first embodiment of the invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a front end module of a comparative example.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a front end module according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a high-frequency switch.
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a high-frequency switch with improved isolation characteristics.
FIG. 8 is a circuit diagram showing another example of a configuration of a high-frequency switch having improved isolation characteristics.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Front end module, 8 ... Switching circuit, 10 ... Diplexer, 20, 30 ... High frequency switch, 60 ... Trap circuit, 61 ... Signal path, 62 ... Diode, 63 ... Capacitor, 64 ... Resistor, 65 ... Inductor, 66 ... capacitor.

Claims

An antenna port connected to the antenna;
A plurality of signal ports each for inputting or outputting a transmission signal or reception signal of a specific frequency band; and
A switching circuit for switching a signal port connected to the antenna port;
A trap circuit arranged to connect a signal path between one signal port and the switching circuit and the ground, and for preventing a signal passing through the other signal port from passing through the signal path; ,
The trap circuit is
A semiconductor switching element having a conduction component and a non-conduction state selected according to the applied control signal and having an inductance component in the conduction state;
Which is connected in series to the semiconductor switch device, when the semiconductor switching element is conductive, have a capacitor constituting a series resonant circuit with the inductance component of the semiconductor switching element,
The switching circuit has a control terminal to which the control signal is applied,
The control signal is used for switching a signal port connected to the antenna port in the switching circuit,
The front end module , wherein the semiconductor switch element is connected to the control terminal, and becomes conductive when the other signal port is connected to the antenna port by the control signal in the switching circuit .

Said semiconductor switching element, a front-end module according to claim 1, wherein it is a PIN diode.

The resonant frequency of the series resonant circuit, a front-end module according to claim 1, wherein it is set within the frequency band of a signal that prevents the passage by the trap circuit.

The plurality of signal ports include a plurality of transmission signal ports for inputting transmission signals of a specific frequency band, and a plurality of reception signal ports for outputting reception signals of a specific frequency band, respectively. Item 4. The front end module according to any one of Items 1 to 3 .

Further, the front-end module according to any one of claims 1 to 4, characterized in that with one integrated multi-layer substrate for integrating the switching circuit and the trap circuit.

The semiconductor switch element is a diode having an anode connected to the signal path, one end of the capacitor is connected to the cathode of the diode, the other end of the capacitor is grounded, and the control terminal is connected to the signal path. 6. The front end module according to claim 1, wherein the front end module is connected between the anode of the diode.