JP3988568B2 - 高周波モジュールおよびそれを用いた無線装置 - Google Patents
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- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体通信に用いられる高周波モジュールおよびそれを用いた無線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、ミキサ回路や整合回路にて発生するスプリアス信号をフィルタ回路で除去する高周波回路を１つのモジュール上に構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波モジュールは、図６の高周波回路ブロックに示すようにベースバンド部３１から出力されるベースバンド信号と発振器４１から出力されるローカル信号の２つの信号をミキサ回路１２でミキシングし、ミキサ回路１２から出力されるスプリアス信号をフィルタ回路１８を構成する第一のフィルタ回路１３および第二のフィルタ回路２２で減衰して、所望の高周波信号出力を得ていた。
【０００４】
しかし、従来の高周波モジュールは高周波回路を１つのモジュール上に構成するため、第一のフィルタ回路１３の入力側に接続された整合器１４から輻射されるスプリアス信号が、第一のフィルタ回路１３の出力側および第二のフィルタ回路２２の入力側に接続された整合器１７および第二のフィルタ回路２２を飛び越えて第二のフィルタ回路２２の整合器２４に入力される。
【０００５】
そのため、このスプリアス信号の入力電力が第一のフィルタ回路１３および第二のフィルタ回路２２で減衰されて整合器２４に入力されるスプリアス信号の出力よりも大きくなり所望のスプリアス信号の減衰量を確保することができず、結果として高周波モジュールから出力されるスプリアス信号の出力が大きくなるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するものでスプリアス信号の出力が小さい高周波モジュールを構成することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、高周波回路を２つに分割して構成し、第一の高周波回路に第一のフィルタ回路を、第二の高周波回路に第二のフィルタ回路を配置し、大きなスプリアス信号の減衰特性を得ることができるようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、第一の回路基板にベースバンド部から出力されるベースバンド信号と発振器から出力されるローカル信号とをミキシングするミキサ回路を設けるとともに、このミキサ回路からの出力信号のローカルリークを減衰させる第一のフィルタ回路を設けた第一の高周波回路と、第二の回路基板に第一のフィルタ回路からの出力信号のローカルリークを減衰させる第二のフィルタ回路を設けた第二の高周波回路からなる高周波モジュールにおいて、第一および第二の高周波回路の少なくともいずれか１つを金属ケースで覆った構成とした高周波モジュールであり、大きなスプリアス信号の減衰特性を得ることができる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、第一および第二の高周波回路の少なくともいずれか１つを樹脂で覆い、その樹脂の表面を金属めっきとした請求項１に記載の高周波モジュールであり、大きなスプリアス信号の減衰特性を得ることができる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、第一および第二のフィルタ回路に誘電体フィルタを用いた構成とした請求項１に記載の高周波モジュールであり、大きなスプリアス信号の減衰特性を得ることができる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、第一の高周波回路と第二の高周波回路をマザー基板上に形成した５０Ω信号ラインで接続した請求項１に記載の高周波モジュールであり、大きなスプリアス信号の減衰特性を得ることができる。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の高周波モジュールを用いた無線装置であり、大きなスプリアス信号の減衰特性を有するものとできる。
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態における高周波モジュールの斜視図を示している。５は本発明の第一の高周波回路でミキサ回路と第一のフィルタ回路を回路基板２に搭載し、これらを覆うように金属ケース４を回路基板２の上部に装着している。
【００１５】
図２に高周波モジュールの側面拡大図を示す。回路基板２の側面には端面電極７を形成し、この端面電極７のＧＮＤ電極と金属ケース４に形成している端子３をはんだ８で電気的に接続して高周波モジュールの高周波ノイズをシールドした構成としている。
【００１６】
次に、図１に示す第二の高周波回路６は第二のフィルタ回路を回路基板２に搭載し第一の高周波回路５と同様にフィルタ回路部品を覆うように金属ケース４を装着して第二の高周波回路６を形成している。
【００１７】
そして、図３の高周波モジュールの構成を示す上面図においてマザー基板１上にこれら第一及び第二の高周波回路５，６を搭載し、マザー基板１上の信号ライン１０で高周波的に接続していることにより本発明の高周波回路を構成している。
【００１８】
この接続ラインは５０Ωインピーダンス線路として構成し信号ラインがノイズの影響を受けないように信号ラインの周囲はＧＮＤパターン９を形成し、高周波モジュールの特性を確保している。
【００１９】
次に、本発明の回路動作について図４を用いて説明を行う。
【００２０】
ベースバンド部３１から出力される３８０メガヘルツのベースバンド信号と発振器４１から出力される１７６０メガヘルツのローカル信号がミキサ回路１２に入力されて２１４０メガヘルツの信号が第一のフィルタ回路１６を構成する整合器１４に入力されフィルタ１３に入力される。このフィルタ１３にはローカル信号のノイズ除去性能の大きな誘電体フィルタを用いて、ミキサ１２から出力される２１４０メガヘルツのスプリアス信号を５０デシベル減衰して整合器１５に出力する。フィルタ１３の入力側に整合器１４を設けフィルタ１３の出力側に整合器１５を配置することにより不整合が原因となる放射が少なくなるので、入力側整合器１４から放射してフィルタ１３を飛び越し出力側整合器１５に入力されるスプリアス信号が６０デシベル以上減衰し、第一のフィルタ回路１６による減衰量５０デシベルを確保できる。
【００２１】
そして、第一の高周波回路１１は前述したように金属ケース４で覆うことにより第一の高周波回路１１から放射するスプリアス信号を低減することができる。
【００２２】
次に、整合器１５からの出力信号が、第二の高周波回路２１の第二のフィルタ回路１９を構成している整合器２３に入力されフィルタ２２にインピーダンスマッチングされた信号が入力される。このフィルタ２２にはスプリアス信号のノイズ除去性能の大きな誘電体フィルタを用いている。ミキサ１２から出力される３８０メガヘルツのスプリアス信号を５０デシベル減衰し整合器２４に出力する。フィルタ２２の入力側に整合器２３を設け出力側に整合器２４を設けたことにより、不整合が原因となる放射が少なくなるので、入力側の整合器２３から放射してフィルタ２２を飛び越し出力側の整合器２４に入力されるローカル信号のスプリアス信号が６０デシベル以上減衰し、第一の高周波回路１１の入力側整合器１４から放射してフィルタ１３、整合器１５、整合器２３およびフィルタ２２を飛び越し出力側の整合器２４に入力されるローカル信号によるスプリアス信号が１１０デシベル以上減衰するので、第二のフィルタ回路１９による減衰量５０デシベルを確保することが可能となる。
【００２３】
上記第一の高周波回路１１と第二の高周波回路２１の構成により所望である１００デシベルのスプリアス信号の減衰量を得ることができる。
【００２４】
なお、本発明の一実施の形態では整合器を高周波モジュール上に配置したが、整合器に加えて増幅器やアイソレータといったデバイスを用いても同様の効果を得ることができる。
【００２５】
なお、本発明の一実施の形態では１個のミキサを用いる例を示したが、２個以上のミキサを用いて高周波モジュールを構成しても同様の効果を得ることができる。
【００２６】
なお、本発明の一実施の形態では２個のフィルタを用いる例を示したが、３個以上のフィルタを用いて高周波モジュールを構成しても同様の効果を得ることができる。
【００２７】
なお、本発明の一実施の形態では２個の高周波回路を用いる例を示したが、３個以上の高周波回路を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２８】
なお、本発明の一実施の形態ではベースバンド部３１から出力される信号の周波数を３８０メガヘルツ、ローカル信号の周波数を１７６０メガヘルツの例を示したが、ローカル信号が１７３０から１７９０メガヘルツの信号を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２９】
なお、本発明の一実施の形態ではベースバンド部３１から出力される信号の周波数を３８０メガヘルツ、ローカル信号の周波数を１７６０メガヘルツの例を示したが、ベースバンド信号に１０メガヘルツ以上４００メガヘルツ以下の信号を用いても同様の効果を得ることができる。
【００３０】
図５は本発明における高周波モジュールを用いた無線装置６１を示している。ベースバンド３１から入出力された信号と発振器４１から出力されたローカル信号が第一の高周波回路１１に入力され、周波数変換された信号が第二の高周波回路２１およびフロントエンド部６２を経てアンテナ６３から空中に放射される。本無線装置は、本発明における高周波モジュールを用いたので大きなスプリアス信号の減衰特性を有し、アンテナ６３から放射されるスプリアス信号が小さくなるので、スプリアス信号の小さな無線装置を構成することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高周波用回路を２つに分割して構成し、第一の高周波回路に第一のフィルタ回路を、第二の高周波回路に第二のフィルタ回路を配置したことにより、スプリアス信号出力の小さな高周波用モジュールを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における高周波モジュールの斜視図
【図２】本発明の一実施の形態における高周波モジュールの拡大側面図
【図３】本発明の一実施の形態における高周波モジュールの上面図
【図４】本発明の一実施の形態における高周波モジュールの回路ブロック図
【図５】本発明の高周波モジュールを用いた無線装置の概略ブロック図
【図６】従来例のブロック図
【符号の説明】
１ マザー基板
２ 回路基板
３ 端子
４ 金属ケース
５ 第一の高周波回路
６ 第二の高周波回路
７ 端面電極
８ はんだ
９ ＧＮＤパターン
１０ 信号ライン
１１ 第一の高周波回路
１２ ミキサ回路
１３，２２ フィルタ
１４，１５，２３，２４ 整合器
１６ 第一のフィルタ回路
１９ 第二のフィルタ回路
２１ 第二の高周波回路
３１ ベースバンド部
４１ 発振器
６１ 無線装置
６２ フロントエンド部
６３ アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体通信に用いられる高周波モジュールおよびそれを用いた無線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、ミキサ回路や整合回路にて発生するスプリアス信号をフィルタ回路で除去する高周波回路を１つのモジュール上に構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波モジュールは、図６の高周波回路ブロックに示すようにベースバンド部３１から出力されるベースバンド信号と発振器４１から出力されるローカル信号の２つの信号をミキサ回路１２でミキシングし、ミキサ回路１２から出力されるスプリアス信号をフィルタ回路１８を構成する第一のフィルタ回路１３および第二のフィルタ回路２２で減衰して、所望の高周波信号出力を得ていた。
【０００４】
しかし、従来の高周波モジュールは高周波回路を１つのモジュール上に構成するため、第一のフィルタ回路１３の入力側に接続された整合器１４から輻射されるスプリアス信号が、第一のフィルタ回路１３の出力側および第二のフィルタ回路２２の入力側に接続された整合器１７および第二のフィルタ回路２２を飛び越えて第二のフィルタ回路２２の整合器２４に入力される。
【０００５】
そのため、このスプリアス信号の入力電力が第一のフィルタ回路１３および第二のフィルタ回路２２で減衰されて整合器２４に入力されるスプリアス信号の出力よりも大きくなり所望のスプリアス信号の減衰量を確保することができず、結果として高周波モジュールから出力されるスプリアス信号の出力が大きくなるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するものでスプリアス信号の出力が小さい高周波モジュールを構成することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、高周波回路を２つに分割して構成し、第一の高周波回路に第一のフィルタ回路を、第二の高周波回路に第二のフィルタ回路を配置し、大きなスプリアス信号の減衰特性を得ることができるようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、第一の回路基板にベースバンド部から出力されるベースバンド信号と発振器から出力されるローカル信号とをミキシングするミキサ回路を設けるとともに、このミキサ回路からの出力信号のローカルリークを減衰させる第一のフィルタ回路を設けた第一の高周波回路と、第二の回路基板に第一のフィルタ回路からの出力信号のローカルリークを減衰させる第二のフィルタ回路を設けた第二の高周波回路からなる高周波モジュールにおいて、第一および第二の高周波回路の少なくともいずれか１つを金属ケースで覆った構成とした高周波モジュールであり、大きなスプリアス信号の減衰特性を得ることができる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、第一および第二の高周波回路の少なくともいずれか１つを樹脂で覆い、その樹脂の表面を金属めっきとした請求項１に記載の高周波モジュールであり、大きなスプリアス信号の減衰特性を得ることができる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、第一および第二のフィルタ回路に誘電体フィルタを用いた構成とした請求項１に記載の高周波モジュールであり、大きなスプリアス信号の減衰特性を得ることができる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、第一の高周波回路と第二の高周波回路をマザー基板上に形成した５０Ω信号ラインで接続した請求項１に記載の高周波モジュールであり、大きなスプリアス信号の減衰特性を得ることができる。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の高周波モジュールを用いた無線装置であり、大きなスプリアス信号の減衰特性を有するものとできる。
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態における高周波モジュールの斜視図を示している。５は本発明の第一の高周波回路でミキサ回路と第一のフィルタ回路を回路基板２に搭載し、これらを覆うように金属ケース４を回路基板２の上部に装着している。
【００１５】
図２に高周波モジュールの側面拡大図を示す。回路基板２の側面には端面電極７を形成し、この端面電極７のＧＮＤ電極と金属ケース４に形成している端子３をはんだ８で電気的に接続して高周波モジュールの高周波ノイズをシールドした構成としている。
【００１６】
次に、図１に示す第二の高周波回路６は第二のフィルタ回路を回路基板２に搭載し第一の高周波回路５と同様にフィルタ回路部品を覆うように金属ケース４を装着して第二の高周波回路６を形成している。
【００１７】
そして、図３の高周波モジュールの構成を示す上面図においてマザー基板１上にこれら第一及び第二の高周波回路５，６を搭載し、マザー基板１上の信号ライン１０で高周波的に接続していることにより本発明の高周波回路を構成している。
【００１８】
この接続ラインは５０Ωインピーダンス線路として構成し信号ラインがノイズの影響を受けないように信号ラインの周囲はＧＮＤパターン９を形成し、高周波モジュールの特性を確保している。
【００１９】
次に、本発明の回路動作について図４を用いて説明を行う。
【００２０】
ベースバンド部３１から出力される３８０メガヘルツのベースバンド信号と発振器４１から出力される１７６０メガヘルツのローカル信号がミキサ回路１２に入力されて２１４０メガヘルツの信号が第一のフィルタ回路１６を構成する整合器１４に入力されフィルタ１３に入力される。このフィルタ１３にはローカル信号のノイズ除去性能の大きな誘電体フィルタを用いて、ミキサ１２から出力される２１４０メガヘルツのスプリアス信号を５０デシベル減衰して整合器１５に出力する。フィルタ１３の入力側に整合器１４を設けフィルタ１３の出力側に整合器１５を配置することにより不整合が原因となる放射が少なくなるので、入力側整合器１４から放射してフィルタ１３を飛び越し出力側整合器１５に入力されるスプリアス信号が６０デシベル以上減衰し、第一のフィルタ回路１６による減衰量５０デシベルを確保できる。
【００２１】
そして、第一の高周波回路１１は前述したように金属ケース４で覆うことにより第一の高周波回路１１から放射するスプリアス信号を低減することができる。
【００２２】
次に、整合器１５からの出力信号が、第二の高周波回路２１の第二のフィルタ回路１９を構成している整合器２３に入力されフィルタ２２にインピーダンスマッチングされた信号が入力される。このフィルタ２２にはスプリアス信号のノイズ除去性能の大きな誘電体フィルタを用いている。ミキサ１２から出力される３８０メガヘルツのスプリアス信号を５０デシベル減衰し整合器２４に出力する。フィルタ２２の入力側に整合器２３を設け出力側に整合器２４を設けたことにより、不整合が原因となる放射が少なくなるので、入力側の整合器２３から放射してフィルタ２２を飛び越し出力側の整合器２４に入力されるローカル信号のスプリアス信号が６０デシベル以上減衰し、第一の高周波回路１１の入力側整合器１４から放射してフィルタ１３、整合器１５、整合器２３およびフィルタ２２を飛び越し出力側の整合器２４に入力されるローカル信号によるスプリアス信号が１１０デシベル以上減衰するので、第二のフィルタ回路１９による減衰量５０デシベルを確保することが可能となる。
【００２３】
上記第一の高周波回路１１と第二の高周波回路２１の構成により所望である１００デシベルのスプリアス信号の減衰量を得ることができる。
【００２４】
なお、本発明の一実施の形態では整合器を高周波モジュール上に配置したが、整合器に加えて増幅器やアイソレータといったデバイスを用いても同様の効果を得ることができる。
【００２５】
なお、本発明の一実施の形態では１個のミキサを用いる例を示したが、２個以上のミキサを用いて高周波モジュールを構成しても同様の効果を得ることができる。
【００２６】
なお、本発明の一実施の形態では２個のフィルタを用いる例を示したが、３個以上のフィルタを用いて高周波モジュールを構成しても同様の効果を得ることができる。
【００２７】
なお、本発明の一実施の形態では２個の高周波回路を用いる例を示したが、３個以上の高周波回路を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２８】
なお、本発明の一実施の形態ではベースバンド部３１から出力される信号の周波数を３８０メガヘルツ、ローカル信号の周波数を１７６０メガヘルツの例を示したが、ローカル信号が１７３０から１７９０メガヘルツの信号を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２９】
なお、本発明の一実施の形態ではベースバンド部３１から出力される信号の周波数を３８０メガヘルツ、ローカル信号の周波数を１７６０メガヘルツの例を示したが、ベースバンド信号に１０メガヘルツ以上４００メガヘルツ以下の信号を用いても同様の効果を得ることができる。
【００３０】
図５は本発明における高周波モジュールを用いた無線装置６１を示している。ベースバンド３１から入出力された信号と発振器４１から出力されたローカル信号が第一の高周波回路１１に入力され、周波数変換された信号が第二の高周波回路２１およびフロントエンド部６２を経てアンテナ６３から空中に放射される。本無線装置は、本発明における高周波モジュールを用いたので大きなスプリアス信号の減衰特性を有し、アンテナ６３から放射されるスプリアス信号が小さくなるので、スプリアス信号の小さな無線装置を構成することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高周波用回路を２つに分割して構成し、第一の高周波回路に第一のフィルタ回路を、第二の高周波回路に第二のフィルタ回路を配置したことにより、スプリアス信号出力の小さな高周波用モジュールを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における高周波モジュールの斜視図
【図２】本発明の一実施の形態における高周波モジュールの拡大側面図
【図３】本発明の一実施の形態における高周波モジュールの上面図
【図４】本発明の一実施の形態における高周波モジュールの回路ブロック図
【図５】本発明の高周波モジュールを用いた無線装置の概略ブロック図
【図６】従来例のブロック図
【符号の説明】
１ マザー基板
２ 回路基板
３ 端子
４ 金属ケース
５ 第一の高周波回路
６ 第二の高周波回路
７ 端面電極
８ はんだ
９ ＧＮＤパターン
１０ 信号ライン
１１ 第一の高周波回路
１２ ミキサ回路
１３，２２ フィルタ
１４，１５，２３，２４ 整合器
１６ 第一のフィルタ回路
１９ 第二のフィルタ回路
２１ 第二の高周波回路
３１ ベースバンド部
４１ 発振器
６１ 無線装置
６２ フロントエンド部
６３ アンテナ
Claims (5)
- 第一の回路基板にベースバンド部から出力されるベースバンド信号と発振器から出力されるローカル信号とをミキシングするミキサ回路を設けるとともに、このミキサ回路からの出力信号のローカルリークを減衰させる第一のフィルタ回路を設けた第一の高周波回路と、第二の回路基板に第一のフィルタ回路からの出力信号のローカルリークを減衰させる第二のフィルタ回路を設けた第二の高周波回路からなる高周波モジュールにおいて、第一および第二の高周波回路の少なくともいずれか１つを金属ケースで覆った構成とした高周波モジュール。
- 第一および第二の高周波回路の少なくともいずれか１つを樹脂で覆い、その樹脂の表面を金属めっきした請求項１に記載の高周波モジュール。
- 第一および第二のフィルタ回路に誘電体フィルタを用いた構成とした請求項１に記載の高周波モジュール。
- 第一の高周波回路と第二の高周波回路をマザー基板上に形成した５０Ω信号ラインで接続した請求項１に記載の高周波モジュール。
- 第一の回路基板にベースバンド部から出力されるベースバンド信号と発振器から出力されるローカル信号とをミキシングするミキサ回路を設けるとともに、このミキサ回路からの出力信号のローカルリークを減衰させる第一のフィルタ回路を設けた第一の高周波回路と、第二の回路基板に第一のフィルタ回路からの出力信号のローカルリークを減衰させる第二のフィルタ回路を設けた第二の高周波回路からなる高周波モジュールにおいて、第一および第二の高周波回路の少なくともいずれか１つを金属ケースで覆った構成とした高周波モジュールを用いた無線装置。
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