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Description
本発明は、各種コンピュータ、その周辺装置、携帯電話などの移動体通信機に用いられ、これを相互に接続してデータ通信を行う周波数ホッピング方式使用するブルートゥース等のRF回路に関し、前記回路を複合一体化したモジュールに関する。 The present invention relates to an RF circuit such as Bluetooth that is used in various computers, peripheral devices, mobile communication devices such as mobile phones, and uses a frequency hopping method in which data communication is performed by connecting them to each other. It relates to an integrated module.
2.4GHzのISM(Industrial, Scientific and Medical、産業、科学及び医療)帯域は、DSSS(Direct Sequence Spread Spectrumダイレクト・シーケンス・スペクトル拡散)、無線通信向けのもの等のIEEE802.11規格に準拠する無線LAN(WLAN)通信に利用されている。このような無線LAN(WLAN)と同じ2.4GHzのISM帯域を利用し、関連し合う電子機器との接続がケーブルを用いることなく実現でき、極めて利便性の高い技術である近距離無線規格ブルートゥース(BluetoothTM)が提案されている。
このブルートゥースは2.4GHzの前記ISM周波数帯を複数の無線チャンネルに分割して使用し、さらに各無線チャンネルを単位時間(1/1600秒)ごとに分割してタイムスロットとし、使用する無線チャンネルをタイムスロットごとに切り替える耐ノイズ性に優れた周波数ホッピング方式が採用されている。送受信の切り替えは、PHS(PersonalHandy Phone System)等と同様に時分割複信(TDD;Time Division Duplex)方式が採用され、このTDD方式は送信と受信を同一のキャリア周波数とする方式である。
The 2.4 GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical, Industrial, Scientific and Medical) band is a radio that complies with IEEE 802.11 standards such as those for DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum Direct Sequence Spread Spectrum) and wireless communications. It is used for LAN (WLAN) communication. Using the same 2.4 GHz ISM band as such wireless LAN (WLAN), connection with related electronic devices can be realized without using a cable, and this is a very convenient technology near field wireless standard Bluetooth. (Bluetooth ™ ) has been proposed.
This Bluetooth uses the 2.4 GHz ISM frequency band divided into a plurality of radio channels, and further divides each radio channel into unit times (1/1600 seconds) to form time slots. A frequency hopping method with excellent noise resistance that is switched at each time slot is adopted. For switching between transmission and reception, a time division duplex (TDD) system is adopted in the same way as PHS (Personal Handy Phone System), and this TDD system is a system in which transmission and reception are the same carrier frequency.
もともと、ブルートゥースはその利用が同一敷地内、同一建物内など比較的狭い地域として想定されているので、電波が到達するエリアは10m程度の距離範囲であり、送信時で30mW、待機時では0.3mWと省電力に設計されている。このようなブルートゥースのRF回路の一例を図1に示す。このブルートゥースのRF回路は、アンテナANTの後段に高周波フィルタ(FILTER)が配置され、アンテナから入放射する高周波信号は伝送すべき送受信信号に濾波される。その後段には送信回路TXと前記アンテナANTとの接続、及び受信回路RXと前記アンテナANTとの接続を切り替える高周波スイッチSWと、この高周波スイッチSWと前記送信回路間に配置される平衡−不平衡変換回路である第1のバルントランスBalun1と、前記高周波スイッチと前記受信回路間に配置される第2のバルントランスBalun2とを有する。
前記高周波スイッチSWは、ブルートゥースの通信がTDD方式で行われること、送信時の電力が30mWと極めて省電力であることがら、GaAsスイッチが広く用いられている。スイッチ回路によりアンテナと受信回路間、送信回路とアンテナ間との接続が切換えられ、高周波信号はそれぞれの回路に適宜導かれる。RFICのスイッチ回路側の入出力部は雑音指数をさげ、受信感度を上げるように、それぞれ差動動作する様に2本の信号端子にて構成されている。そして前記RFICの入出力インピーダンスは50Ω〜200Ω程度であるため、各部品の特性インピーダンスが異なる場合には、インピーダンス変換回路も必要となり、スイッチ回路とRFICとの間には平衡−不平衡回路として前記バルントランスBalun1,2が配置されている。
Originally, the use of Bluetooth is assumed to be a relatively small area such as in the same premises and in the same building, so the area where radio waves reach is a distance range of about 10 m, 30 mW at the time of transmission, and 0. Designed to save power with 3mW. An example of such a Bluetooth RF circuit is shown in FIG. In this Bluetooth RF circuit, a high-frequency filter (FILTER) is disposed after the antenna ANT, and a high-frequency signal entering and radiating from the antenna is filtered into a transmission / reception signal to be transmitted. In the subsequent stage, a high-frequency switch SW for switching the connection between the transmission circuit TX and the antenna ANT and the connection between the reception circuit RX and the antenna ANT, and a balanced-unbalanced arrangement arranged between the high-frequency switch SW and the transmission circuit. A first balun transformer Balun1 which is a conversion circuit, and a second balun transformer Balun2 disposed between the high frequency switch and the receiving circuit are included.
As the high-frequency switch SW, a GaAs switch is widely used because Bluetooth communication is performed by the TDD system and power during transmission is extremely low, 30 mW. The switch circuit switches the connection between the antenna and the reception circuit and between the transmission circuit and the antenna, and the high frequency signal is appropriately guided to each circuit. The input / output unit on the switch circuit side of the RFIC is configured with two signal terminals so as to perform differential operations, respectively, so as to reduce the noise figure and increase the reception sensitivity. Since the input / output impedance of the RFIC is about 50Ω to 200Ω, an impedance conversion circuit is also required when the characteristic impedance of each component is different, and a balanced-unbalanced circuit is provided between the switch circuit and the RFIC. Balun transformers Balun 1 and 2 are arranged.
このようなRF回路は、その無線システムのもつ利便性から、用いられる機器の小型軽量化されたデザイン等の市場要求に応じて小型軽量化が求められ、また低価格化の要請も強い。前記RFICはパワーアンプ等の高周波デバイスを含み、これを駆動するのに従来は直流電圧供給手段からチョークコイルを介して直流電圧を供給していた。小型軽量化の要求に対して最近のRF段モジュールにおいては、前記チョークコイルを含む回路部品の低減が求められていた。
また、RF回路が用いられる機器は、携帯電話などに複合化されるようになってきている。無線LANやブルートゥースが利用するISM周波数帯域は、工作機械や電子レンジ等からの放射ノイズが多い帯域であることから、無線システムとして、もともと通信方式として耐ノイズ性に優れた周波数ホッピング方式が採用されている。しかしながら、他の通信機器、例えばPCS(Personal Communication Services)やDCS(Digital Cellular System)等の携帯電話の高周波信号がごく近傍に存在する場合には、その高周波信号がノイズとして作用し、前記周波数方式であっても少なからず影響を受けてしまう。他方、通信機器にとっても同様に、ブルートゥースの高周波信号がノイズとして作用する。このためアンテナから放射される帯域外の高周波信号は、ブルートゥースでは例えば2倍波で30dB以上の減衰量が望まれている。しかしながら前記スイッチ回路としてGaAsスイッチを用いる場合には、広帯域な挿入損失で帯域外の減衰量も小さいといった特性から、アンテナトップに配置される高周波フィルタは、その帯域外減衰量の大きなものが必要とされるが、大きな帯域外減衰量を得ようとすれば、フィルタを構成する回路素子を増やさざるを得ず、挿入損失が劣化し、形状も大きくせざるを得ず、更なるRF回路の小型化には限界があった。
また無線LANやブルートゥースは、携帯電話やノート型コンピュータのように、バッテリーで駆動させる機器において使用される場合が多い。この為更なる低消費電力化も望まれているが、前記の理由から困難な状況にあった。そこで本発明の目的は、部品点数を削減し、高調波の減衰特性に優れ、かつ低消費電力であるRF回路と小型のRF段モジュールを提供することである。
Such an RF circuit is required to be reduced in size and weight in accordance with market demands such as a reduction in size and weight of the equipment used for convenience of the wireless system, and there is a strong demand for lowering the price. The RFIC includes a high frequency device such as a power amplifier, and conventionally, a DC voltage is supplied from a DC voltage supply means via a choke coil to drive the RFIC. In response to the demand for reduction in size and weight, recent RF stage modules have been required to reduce circuit components including the choke coil.
In addition, devices using an RF circuit have been combined with mobile phones and the like. The ISM frequency band used by wireless LAN and Bluetooth is a band that has a lot of radiation noise from machine tools, microwave ovens, etc., so a frequency hopping method with excellent noise resistance was originally adopted as a wireless system. ing. However, when a high-frequency signal of a mobile phone such as a PCS (Personal Communication Services) or DCS (Digital Cellular System) is very close, the high-frequency signal acts as noise, and the frequency system Even so, it will be affected. On the other hand, Bluetooth high-frequency signals also act as noise for communication devices. For this reason, the high frequency signal out of the band radiated from the antenna is desired to be attenuated by 30 dB or more, for example, at a second harmonic in Bluetooth. However, when a GaAs switch is used as the switch circuit, a high-frequency filter disposed on the antenna top needs to have a large out-of-band attenuation because of the characteristics of a wide band insertion loss and a small out-of-band attenuation. However, in order to obtain a large out-of-band attenuation, it is necessary to increase the number of circuit elements constituting the filter, to deteriorate the insertion loss, to increase the shape, and to further reduce the size of the RF circuit. There was a limit to conversion.
Wireless LAN and Bluetooth are often used in devices that are driven by a battery, such as mobile phones and notebook computers. For this reason, further reduction in power consumption is desired, but it has been difficult for the above reasons. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an RF circuit and a small RF stage module that have a reduced number of parts, excellent harmonic attenuation characteristics, and low power consumption.
第1の発明は、電極パターンと誘電体でなる積層体に、フィルタと、バルントランスを形成したモジュールであって、前記フィルタが前記電極パターンで形成されたインダクタとコンデンサとでなる帯域通過フィルタ又は低域通過フィルタであり、前記バルントランスは平衡−不平衡変換回路であって、不平衡端側に前記フィルタがスイッチ回路やパワーアンプを介さずに直列接続され、平衡端側にパワーアンプが接続され、前記パワーアンプを含むRFICが前記積層体に搭載されたことを特徴とするモジュールである。
第2の発明は、電極パターンと誘電体でなる積層体に、フィルタと、バルントランスを形成したモジュールであって、前記フィルタが前記電極パターンで形成されたインダクタとコンデンサとでなる帯域通過フィルタ又は低域通過フィルタであり、前記バルントランスは平衡−不平衡変換回路であって、不平衡端側に前記フィルタの一端側がスイッチ回路やパワーアンプを介さずに直列接続され、前記フィルタの他端側にスイッチ回路を接続し、前記スイッチ回路の能動素子を前記積層体に搭載してなることを特徴とするモジュールである。
第3の発明は、電極パターンと誘電体でなる積層体に、フィルタと、バルントランスを形成したモジュールであって、前記フィルタは前記電極パターンで形成され、前記バルントランスは平衡−不平衡変換回路であって、第1の伝送線路と、当該第1の伝送線路と電磁結合する第2の伝送線路と第3の伝送線路を備え、第1の伝送線路は、一端が不平衡端に接続され、他端が接地又は開放端となり、第2の伝送線路は一端が接地され、他端が第1の平衡端に接続され、第3の伝送線路は一端が接地され、他端が第2の平衡端に接続され、前記第2の伝送線路と、前記第3の伝送線路の一端同士を共通の接地コンデンサに接続し、前記不平衡端側に前記フィルタが直列接続されたことを特徴とするモジュールである。前記コンデンサのホット側から前記第2、第3の伝送線路に直流電圧を供給し、第1及び第2の平衡端子から直流電圧を出力するようにしても良い。本発明のモジュールでは、この直流電圧により、RFICのパワーアンプを動作させていることが出来る。
前記積層体は、低温焼成可能なセラミック誘電体材料をグリーンシートとし、前記グリーンシートに導電ペーストで、前記伝送線路とコンデンサを電極パターンとし、これを積層、一体焼成して構成するのが好ましい。
A first aspect of the present invention is a module in which a filter and a balun transformer are formed on a laminate composed of an electrode pattern and a dielectric, wherein the filter is a bandpass filter composed of an inductor and a capacitor formed with the electrode pattern or This is a low-pass filter, and the balun transformer is a balanced-unbalanced conversion circuit. The filter is connected in series to the unbalanced end side without a switch circuit or power amplifier, and the power amplifier is connected to the balanced end side. The RFIC including the power amplifier is mounted on the laminate.
A second invention is a module in which a filter and a balun transformer are formed in a laminate composed of an electrode pattern and a dielectric, wherein the filter is a bandpass filter comprising an inductor and a capacitor formed by the electrode pattern or A low-pass filter, wherein the balun transformer is a balanced-unbalanced conversion circuit, and one end side of the filter is connected in series to the unbalanced end side without a switch circuit or a power amplifier, and the other end side of the filter A switch circuit is connected to the active body, and an active element of the switch circuit is mounted on the stacked body.
A third invention is a module in which a filter and a balun transformer are formed on a laminate comprising an electrode pattern and a dielectric, wherein the filter is formed by the electrode pattern, and the balun transformer is a balanced-unbalanced conversion circuit. The first transmission line includes a first transmission line, a second transmission line electromagnetically coupled to the first transmission line, and a third transmission line. One end of the first transmission line is connected to the unbalanced end. The other end is grounded or open, the second transmission line is grounded at one end, the other end is connected to the first balanced end, the third transmission line is grounded at one end, and the other end is second. One end of the second transmission line and the third transmission line are connected to a common ground capacitor, and the filter is connected in series to the unbalanced end side. It is a module. A DC voltage may be supplied from the hot side of the capacitor to the second and third transmission lines, and a DC voltage may be output from the first and second balanced terminals. In the module of the present invention, the RFIC power amplifier can be operated by this DC voltage.
The laminated body is preferably constructed by using a ceramic dielectric material that can be fired at a low temperature as a green sheet, a conductive paste on the green sheet, the transmission line and a capacitor as an electrode pattern, and laminating and firing them together.
本発明について、以下詳細に説明する。図1は本発明の一実施例に係るモジュールが用いられるRF回路の回路ブロックの一例であり、図2乃至5は前記RF段モジュールに用いるバルントランスBalun1、2の等価回路である。
このRF回路は、不要な高周波信号を減衰させる高周波フィルタ(FILTER)と、送信信号と受信信号を切り換える高周波スイッチ(SW)、平衡−不平衡変換回路としてのバルントランスBalun1、Balun2を備える。
図2に送信側に用いるバルントランスの一例を示す。送信側(TX)のバルントランスBalun1は、第1の伝送線路L1と、この第1の伝送線路L1と電磁結合する第2の伝送線路L2と第3の伝送線路L3を備え、前記第1の伝送線路L1は、一端が不平衡端101に接続され他端が接地され、第2の伝送線路L2は、一端が接地され他端が第1の平衡端102に接続され、第3の伝送線路L3は、一端が接地され他端が第2の平衡端103に接続される。前記第1の平衡−不平衡回路を構成するバルントランスの前記第1、第2の伝送線路の一端同士が接続して、コンデンサC1を介して接地されるとともに、前記コンデンサのホット側から、第2の伝送線路L2と第3の伝送線路L3に、直流電圧を供給できるように電圧供給端Vddが形成されている。この電圧供給端Vddからみて、前記第2の伝送線路L2と前記第3の伝送線路L3はほぼ等しい線路長を有しており、前記電圧供給端Vddから直流電圧が供給されると、第2の伝送線路L2と前記第3の伝送線路L3には、ほぼ同じ大きさの電流が逆方向に流れ、第1の平衡端102と第2の平衡端103には略等しい直流電圧が出力される。前記第1の平衡端102と第2の平衡端103はRFICの送信側出力部に接続されており、電圧供給端Vddから直流電圧を印加した場合にRFICの送信出力部の2本の平衡端子に、同時にほぼ等しい直流電圧を印加できる。このため従来必要であったチョークコイルを準備する必要がない。
本発明のRF回路及びモジュールによれば、従来電圧供給のために必要であった複数のディスクリート部品を削減することが出来るため、RF段モジュールを小型かつ軽量化出来、価格も低廉化出来る。また、前記コンデンサC1は第1の平衡端102と第2の平衡端103に入力される高周波信号の位相差を調整するように機能させることも出来る。
The present invention will be described in detail below. FIG. 1 is an example of a circuit block of an RF circuit in which a module according to an embodiment of the present invention is used. FIGS. 2 to 5 are equivalent circuits of balun transformers Balun 1 and 2 used in the RF stage module.
This RF circuit includes a high-frequency filter (FILTER) that attenuates unnecessary high-frequency signals, a high-frequency switch (SW) that switches between a transmission signal and a reception signal, and balun transformers Balun1 and Balun2 as balanced-unbalanced conversion circuits.
FIG. 2 shows an example of a balun transformer used on the transmission side. The transmission-side (TX) balun transformer Balun1 includes a first transmission line L1, a second transmission line L2 and a third transmission line L3 that are electromagnetically coupled to the first transmission line L1, and the first transmission line L1. The transmission line L1 has one end connected to the
According to the RF circuit and module of the present invention, since a plurality of discrete components that have been conventionally required for voltage supply can be reduced, the RF stage module can be reduced in size and weight, and the price can be reduced. The capacitor C1 can also function to adjust the phase difference between the high-frequency signals input to the first
図3はバルントランスの他の例を示す等価回路であり、このバルントランスの場合は、前記第1の伝送線路は、一端が不平衡端に接続され他端が開放端となり、第2の伝送線路は、一端が接地され他端が第1の平衡端に接続され、第3の伝送線路は、一端が接地され、他端が第2の平衡端に接続される。この場合も前記第1の平衡−不平衡回路を構成するバルントランスの前記第1、第2の伝送線路の一端同士が接続し、コンデンサC1を介して接地されるとともに、前記コンデンサのホット側から直流電圧を供給できるように電圧供給端Vddが形成されており、図2に開示したバルントランスと同様に、第2の伝送線路L2と前記第3の伝送線路L3には、ほぼ同じ大きさの電流が逆方向に流れ、第1の平衡端102と第2の平衡端103には略等しい直流電圧が出力される。したがって別途チョークコイルを準備する必要がなく、従来電圧供給のために必要であった複数のディスクリート部品を削減することが出来るため、RF回路及びモジュールを小型かつ軽量化出来、価格も低廉なものに出来る。
また、このバルントランスは図14に示すように、2.4GHzの2倍波帯域で減衰極をもつ。バルントランス単体でも不要な高周波信号を減衰させることができ、前段に配置される高周波フィルタに求められる帯域外減衰量、特に通過帯域よりも高周波側の減衰量は、それほど大きなものを用いなくてもよい。この為、高周波フィルタを少ない回路素子で構成出来るので小型化でき、また低挿入損失となるので低消費電力化も実現することができる。それほど大きな帯域外減衰量が必要とされない場合に、前記高周波フィルタとして積層LCフィルタ、弾性表面波フィルタを用いることができ、これらは共に安価に構成できるので、その結果としてモジュールも安価に提供することが出来る。
FIG. 3 is an equivalent circuit showing another example of the balun transformer. In this balun transformer, one end of the first transmission line is connected to the unbalanced end and the other end is an open end, and the second transmission line The line has one end grounded and the other end connected to the first balanced end, and the third transmission line has one end grounded and the other end connected to the second balanced end. Also in this case, one ends of the first and second transmission lines of the balun transformer constituting the first balanced-unbalanced circuit are connected to each other and grounded via the capacitor C1, and from the hot side of the capacitor. A voltage supply terminal Vdd is formed so that a DC voltage can be supplied. Similar to the balun transformer disclosed in FIG. 2, the second transmission line L2 and the third transmission line L3 have substantially the same size. A current flows in the opposite direction, and a substantially equal DC voltage is output to the first
Further, this balun transformer has an attenuation pole in the second harmonic band of 2.4 GHz as shown in FIG. The balun transformer alone can attenuate unnecessary high-frequency signals, and the out-of-band attenuation required for the high-frequency filter arranged in the previous stage, especially the attenuation on the high-frequency side of the passband, does not need to be so large. Good. For this reason, since the high frequency filter can be configured with a small number of circuit elements, the size can be reduced, and the power consumption can be reduced because of the low insertion loss. When such a large amount of out-of-band attenuation is not required, a laminated LC filter and a surface acoustic wave filter can be used as the high-frequency filter, and both of them can be configured at low cost, and as a result, a module can also be provided at low cost. I can do it.
受信側(RX)に用いられるバルントランスBalun2の一例を図4、5に示す。例えば図4のバルントランスBalun2は、第4の伝送線路L4と、この第4の伝送線路L4と電磁結合する第5の伝送線路L5と、第6の伝送線路L6を備え、前記第4の伝送線路L4は、一端が不平衡端105に接続され、他端が接地され、第5の伝送線路L5は、一端が接地され、他端が第3の平衡端106に接続され、第6の伝送線路L6は、一端が接地され他端が第4の平衡端107に接続される。前記第1の平衡−不平衡回路を構成するバルントランスの前記第5、第6の伝送線路の一端同士が接続して接地される。その基本的な回路構成は送信側(TX)に用いられるバルントランスBalun1と比較し、電圧供給端Vddを有さない点以外は同じである。図5に示したバルントランスBalun2も同様であり、その説明を省く。
An example of the balun transformer Balun2 used on the receiving side (RX) is shown in FIGS. For example, the balun transformer Balun2 of FIG. 4 includes a fourth transmission line L4, a fifth transmission line L5 that is electromagnetically coupled to the fourth transmission line L4, and a sixth transmission line L6. The line L4 has one end connected to the
図6、7は、図1に示すRF回路を構成する高周波スイッチ(SW)の等価回路である。例えば図6に示すダイオードスイッチは、ダイオードD1、D2と、伝送線路L10、L11及びコンデンサC10を主要素子として構成される。また図7に示すGaAsスイッチは、電界効果トランジスタFET1〜FET4、コンデンサC11、抵抗R1、R2を主要素子として構成される。これらの高周波スイッチではDCカット用のコンデンサが必要に応じて配置される。 6 and 7 are equivalent circuits of the high-frequency switch (SW) constituting the RF circuit shown in FIG. For example, the diode switch shown in FIG. 6 includes diodes D1 and D2, transmission lines L10 and L11, and a capacitor C10 as main elements. Further, the GaAs switch shown in FIG. 7 includes field effect transistors FET1 to FET4, a capacitor C11, and resistors R1 and R2 as main elements. In these high-frequency switches, a DC cut capacitor is disposed as necessary.
図8乃至10は、図1に示すRF回路を構成する高周波フィルタ(FILTER)の等価回路である。例えば図8の帯域通過フィルタは、コンデンサC100〜C106と、伝送線路L100,L101を主要素子として構成される。また図9示す低域通過フィルタは、コンデンサC110〜C112と伝送線路L110を主要素子として構成される。図10に示す低域通過フィルタは、コンデンサC110〜C112と伝送線路L110、L111を主要素子として構成される。この低域通過フィルタは、伝送線路L111とコンデンサC112を有し、この直列共振回路はグランドに接続される。この直列共振回路の伝送線路L111のインダクタとコンデンサC112の適宜選定することにより、他の通信機器の高周波信号を選択的に減衰することが出来る。また、前記直列共振回路は信号経路に直列に配置されていないので、本来通過させるべき高周波信号の挿入損失特性を損なうことがない。 8 to 10 are equivalent circuits of a high frequency filter (FILTER) constituting the RF circuit shown in FIG. For example, the bandpass filter of FIG. 8 includes capacitors C100 to C106 and transmission lines L100 and L101 as main elements. Further, the low-pass filter shown in FIG. 9 includes capacitors C110 to C112 and a transmission line L110 as main elements. The low-pass filter shown in FIG. 10 includes capacitors C110 to C112 and transmission lines L110 and L111 as main elements. This low-pass filter has a transmission line L111 and a capacitor C112, and this series resonant circuit is connected to the ground. By appropriately selecting the inductor and capacitor C112 of the transmission line L111 of this series resonant circuit, the high frequency signal of other communication devices can be selectively attenuated. Further, since the series resonant circuit is not arranged in series in the signal path, the insertion loss characteristic of the high-frequency signal that should be passed through is not impaired.
図11乃至13は、他RF回路を示す回路ブロックである。例えば図11に回路ブロックとして示すRF段モジュールは、アンテナ(ANT)と高周波スイッチ(SW)間に配置される高周波フィルタ(FILTER)を低域通過フィルタとし、前記高周波スイッチSWと受信側(RX)のバルントランスBalun2との間に高周波フィルタ(FILTER)を配置して構成される。このように構成すれば、アンテナ(ANT)と高周波スイッチ(SW)間に配置される高周波フィルタの帯域内挿入損失を、図1に示すように前記高周波フィルタを帯域通過フィルタのみで構成する場合よりも小さくすることができる、送信側(TX)の挿入損失を図1の回路ブロックに示すRF段モジュールより小さくすることができる。また、高周波スイッチSWと受信側(RX)のバルントランスBalun2との間に配置される高周波フィルタ(FILTER)も、前記低域通過フィルタにより、高周波フィルタに求められる帯域外減衰量、特に通過帯域よりも高周波側の減衰量は、それほど大きなものを用いなくてもよい。この為、高周波フィルタを少ない回路素子で構成出来るので小型化でき、そして低消費電力化も実現することができる。また図12に示す回路ブロックのように、高周波スイッチSWと送信側(TX)のバルントランスBalun1との間に高周波フィルタ(FILTER)を配置し、これを低域通過フィルタとしても良く、この場合には送信側(TX)の挿入損失を図1の回路ブロックに示すモジュールよりも小さくすることが出来る。図13は、受信側(RX)の平衡−不平衡変換回路として入力が平衡端で、出力が平衡端の弾性表面波フィルタを用いて構成したRF段モジュールである。この場合には、平衡−不平衡変換回路と高周波フィルタを一つの弾性表面波フィルタで構成できるので、RF段モジュールを小型化することが出来る。 11 to 13 are circuit blocks showing other RF circuits. For example, an RF stage module shown as a circuit block in FIG. 11 uses a high-frequency filter (FILTER) disposed between an antenna (ANT) and a high-frequency switch (SW) as a low-pass filter, and the high-frequency switch SW and the receiving side (RX). A high-frequency filter (FILTER) is arranged between the balun transformer Balun 2 of the above. If comprised in this way, the insertion loss of the high frequency filter arrange | positioned between an antenna (ANT) and a high frequency switch (SW) will be compared with the case where the said high frequency filter is comprised only with a band pass filter, as shown in FIG. The insertion loss on the transmission side (TX) can be made smaller than that of the RF stage module shown in the circuit block of FIG. Further, the high-frequency filter (FILTER) disposed between the high-frequency switch SW and the receiving side (RX) balun transformer Balun2 is also made of the low-pass filter by the out-of-band attenuation required for the high-frequency filter, particularly from the pass band. However, the attenuation amount on the high frequency side may not be so large. For this reason, the high-frequency filter can be configured with a small number of circuit elements, so that it can be miniaturized and low power consumption can be realized. Further, as in the circuit block shown in FIG. 12, a high frequency filter (FILTER) may be arranged between the high frequency switch SW and the transmission side (TX) balun transformer Balun1, and this may be used as a low-pass filter. The insertion loss on the transmission side (TX) can be made smaller than the module shown in the circuit block of FIG. FIG. 13 shows an RF stage module configured as a receiving-side (RX) balanced-unbalanced conversion circuit using a surface acoustic wave filter having an input at the balanced end and an output at the balanced end. In this case, the balanced-unbalanced conversion circuit and the high-frequency filter can be constituted by a single surface acoustic wave filter, so that the RF stage module can be reduced in size.
図8に示すバンドパスフィルタを、アンテナと高周波スイッチとの間に配置し、図6に示すダイオードスイッチを前記高周波スイッチとし、送信側の平衡−不平衡変換回路を図3に示すバルントランスとし、受信側の平衡−不平衡変換回路を図5に示すバルントランスとして図1に示すRF回路を構成した。このRF回路は、送信時にはダイオードスイッチの制御端子VC1に正の電圧が与えられ、ダイオードD1,D2をON状態にするとともに、送信側のバルントランスBalun1の電圧供給端Vddから直流電圧が印加される。また受信時にはダイオードスイッチの制御端子VC1に0の電圧を与え、ダイオードD1,D2をOFF状態にするとともに、送信側のバルントランスBalun1の電圧供給端Vddに直流電圧を印加しないように制御される。このように制御することで、RF段モジュールを省電力なものとしている。 The band pass filter shown in FIG. 8 is arranged between the antenna and the high frequency switch, the diode switch shown in FIG. 6 is the high frequency switch, the transmission-side balanced-unbalanced conversion circuit is the balun transformer shown in FIG. The RF circuit shown in FIG. 1 is configured with the reception-side balanced-unbalanced conversion circuit as a balun transformer shown in FIG. In this RF circuit, a positive voltage is applied to the control terminal VC1 of the diode switch during transmission, the diodes D1 and D2 are turned on, and a DC voltage is applied from the voltage supply terminal Vdd of the balun transformer Balun1 on the transmission side. . Further, at the time of reception, a voltage of 0 is applied to the control terminal VC1 of the diode switch to turn off the diodes D1 and D2, and control is performed so that no DC voltage is applied to the voltage supply terminal Vdd of the balun transformer Balun1 on the transmission side. By controlling in this way, the RF stage module is made power-saving.
このRF回路をモジュールとし、前記フィルタ、スイッチ回路、バルントランスの伝送線路やコンデンサを、誘電体からなる積層体に内蔵するようにし、積層体に内蔵出来なかった受動素子や、ダイオード、GaAsFET、RFIC等の能動素子を前記積層体に搭載するように構成することで、図15に示す小型のRF段モジュール200を構成することが出来た。前記誘電体は、例えばAl2O3を主成分としSiO2、SrO、CaO、PbO、Na2O、K2Oを副成分として含む、比誘電率が8の低温焼成が可能なセラミック誘電体材料を用い、これをドクターブレード法などの公知のシート成形方法によって、厚さが30μm〜200μmのグリーンシートとし、そのグリーンシート上にAgやCu等の導電ペーストを印刷して高周波フィルタやバルントランス、高周波スイッチを構成する伝送線路、コンデンサやグランド電極を構成する電極パターンを形成し、それを適宜積層し、一体焼成して構成される。さらに、前記積層体に誘電体アンテナを積層して構成するなどして一体的に構成することも出来るし、面実装タイプの誘電体アンテナを前記積層体に実装してもよい。また、前記積層体をHTCC(高温同時焼成セラミック)技術を用いて、誘電体をAl2O3とし伝送線路等をタングステンやモリブデンとして構成してもよいし、基板に回路素子を実装して構成することも出来る。 This RF circuit is used as a module, and the filter, switch circuit, balun transformer transmission line and capacitor are built in a laminate made of a dielectric, and passive elements, diodes, GaAsFETs, RFICs that could not be built in the laminate. The small RF stage module 200 shown in FIG. 15 was able to be configured by mounting the active elements such as those on the laminated body. The dielectric is, for example, a ceramic dielectric capable of low-temperature firing having a relative dielectric constant of 8 and containing Al 2 O 3 as a main component and SiO 2 , SrO, CaO, PbO, Na 2 O, and K 2 O as subcomponents. The material is used to form a green sheet having a thickness of 30 μm to 200 μm by a known sheet forming method such as a doctor blade method, and a conductive paste such as Ag or Cu is printed on the green sheet, and then a high frequency filter or a balun transformer is used. In addition, the transmission line constituting the high-frequency switch, the electrode pattern constituting the capacitor and the ground electrode are formed, and these are appropriately laminated and integrally fired. Furthermore, it can be configured integrally by stacking a dielectric antenna on the multilayer body, or a surface mount type dielectric antenna may be mounted on the multilayer body. In addition, the laminated body may be formed by using HTCC (high temperature co-fired ceramic) technology, the dielectric may be Al 2 O 3 and the transmission line may be tungsten or molybdenum, or the circuit element may be mounted on the substrate. You can also
本発明のジュールとしては、上述したような様々な回路ブロックのRF段モジュールがある。 As the module of the present invention, there are RF stage modules of various circuit blocks as described above.
本発明によれば、部品点数を削減し、高調波の減衰特性に優れ、かつ低消費電力の小型のRF段モジュールを提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to provide a small RF stage module with a reduced number of parts, excellent harmonic attenuation characteristics, and low power consumption.
L1 第1の伝送線路
L2 第2の伝送線路
L3 第3の伝送線路
C1 コンデンサ
101 不平衡端
102 第1の平衡端
103 第2の平衡端
Vdd 電圧供給端
L1 First transmission line L2 Second transmission line L3 Third transmission
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