JP4288898B2

JP4288898B2 - Composite high frequency component and mobile communication device using the same

Info

Publication number: JP4288898B2
Application number: JP2002169216A
Authority: JP
Inventors: 浩二田中; 孝治降谷; 貴洋渡辺; 英樹武藤; 孝紀上嶋; 規巨中島
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2019-09-28
Also published as: JP2003051758A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合高周波部品及びそれを用いた移動体通信装置に関し、特に、複数の異なる移動体通信システムに利用可能な複合高周波部品及びそれを用いた移動体通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ヨーロッパでは、移動体通信装置として、複数の周波数帯域、例えば１．８ＧＨｚ帯を使用したＤＣＳ(Digital Cellular System)と９００ＭＨｚ帯を使用したＧＳＭ(Global System for Mobile communications)とで動作が可能なデュアルバンド携帯電話器が提案されている。
【０００３】
図１０は、一般的なデュアルバンド携帯電話器の構成の一部を示すブロック図であり、１．８ＧＨｚ帯のＤＣＳと９００ＭＨｚ帯のＧＳＭとを組み合わせた一例を示したものである。デュアルバンド携帯電話器は、アンテナ１、ダイプレクサ２、及び２つの信号経路ＤＣＳ系、ＧＳＭ系を備える。
【０００４】
ダイプレクサ２は、送信の際にはＤＣＳ系あるいはＧＳＭ系からの送信信号を選択し、受信の際にはＤＣＳ系あるいはＧＳＭ系への受信信号を選択する役目を担う。ＤＣＳ系は、送信部Ｔｘｄと受信部Ｒｘｄとに分離する高周波スイッチ３ａ、ＤＣＳの２次高調波及び３次高調波を減衰させる高周波フィルタ３ｂ、送信信号の受信部Ｒｘｄへの回り込みを防止する弾性表面波フィルタ３ｃからなり、ＧＳＭ系は、送信部Ｔｘｇと受信部Ｒｘｇとに分離する高周波スイッチ４ａ、ＧＳＭの３次高調波を減衰させる高周波フィルタ４ｂ、送信信号の受信部Ｒｘｇへの回り込みを防止する弾性表面波フィルタ４ｃからなる。
【０００５】
ここで、デュアルバンド携帯電話器の動作についてＤＣＳ系を用いる場合を例に挙げて説明する。送信の際には、高周波スイッチ３ａにて送信部Ｔｘｄをオンにして送信部Ｔｘｄからの送信信号を高周波フィルタ３ｂに送り、高周波フィルタ３ｂを通過した送信信号をダイプレクサ２で選択し、アンテナ１から送信する。一方、受信の際には、アンテナ１から受信した受信信号をダイプレクサ２で選択し、アンテナ１からの受信信号を高周波フィルタ３ｂに送り、高周波スイッチ３ａにて受信部Ｒｘｄをオンにして高周波フィルタ３ｂを通過した受信信号を弾性表面波フィルタ３ｃを介して受信部Ｒｘｄに送る。なお、ＧＳＭ系を用いる場合にも同様の動作にて送受信される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の移動体通信装置の１つであるデュアルバンド携帯電話器によれば、アンテナ、ダイプレクサ、及びＤＣＳ系、ＧＳＭ系を構成する高周波スイッチ、高周波フィルタ、弾性表面波フィルタがディスクリートで１つ、１つ回路基板上に実装されるため、整合特性、減衰特性、あるいはアイソレーション特性を確保するために、ダイプレクサと高周波スイッチとの間、高周波スイッチと高周波フィルタとの間、高周波スイッチと弾性表面波フィルタとの間に整合回路を付加する必要がある。そのため、部品点数の増加、それにともなう実装面積の増加により、回路基板が大型化し、その結果、デュアルバンド携帯電話器（移動体通信装置）が大型化するという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、整合回路が不要で、かつ回路の小型化が可能な複合高周波部品及びそれを用いた移動体通信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述する問題点を解決するため本発明の複合高周波部品は、それぞれの周波数に対応した複数の信号経路を有するマイクロ波回路の一部を構成する複合高周波部品であって、送信の際には前記複数の信号経路からの送信信号を選択し、受信の際には前記複数の信号経路への受信信号を選択するダイプレクサと、前記複数の信号経路のぞれぞれを送信部と受信部とに分離する複数の高周波スイッチと、前記信号経路中に接続された高周波フィルタと、前記複数の高周波スイッチの後段における前記受信部側に接続される複数の弾性表面波フィルタとからなり、前記ダイプレクサ、前記高周波スイッチ、前記高周波フィルタ、及び前記弾性表面波フィルタが、セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる多層基板にて一体化され、前記ダイプレクサが、第１のインダクタンス素子、及び第１のキャパシタンス素子で構成され、前記高周波フィルタが、第３のインダクタンス素子、及び第３のキャパシタンス素子で構成される複合高周波部品であって、前記ダイプレクサを構成する第１のキャパシタンス素子のうち接地されたキャパシタンス素子と、第１のキャパシタンス素子のうち接地されていないキャパシタンス素子とが、前記ダイプレクサを構成する第１のインダクタンス素子を挟むように前記多層基板の積層方向に配置され、前記高周波フィルタを構成する第３のキャパシタンス素子のうち接地されたキャパシタンス素子と、前記高周波フィルタを構成する第３のキャパシタンス素子のうち接地されていないキャパシタンス素子とが、前記高周波フィルタを構成する第３のインダクタンス素子を挟むように前記多層基板の積層方向に配置されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の複合高周波部品は、前記複数の高周波フィルタが、前記複数の高周波スイッチの後段における前記送信部側に接続されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の複合高周波部品は、前記複数の高周波フィルタが、ノッチフィルタであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の複合高周波部品は、前記ダイプレクサが、第１のインダクタンス素子、及び第１のキャパシタンス素子で構成され、前記複数の高周波スイッチが、スイッチング素子、第２のインダクタンス素子、及び第２のキャパシタンス素子で構成され、前記複数の高周波フィルタが、第３のインダクタンス素子、及び第３のキャパシタンス素子で構成されるとともに、前記弾性表面波フィルタ、前記スイッチング素子、前記第１乃至第３のインダクタンス素子、及び前記第１乃至第３のキャパシタンス素子が、前記多層基板に内蔵、あるいは搭載され、前記多層基板の内部に形成される接続手段によって接続されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の複合高周波部品は、前記弾性表面波フィルタが、前記多層基板に形成したキャビティに搭載され、封止されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の移動体通信装置は、アンテナ、送信部、受信部、及び複合高周波部品を含む移動体通信装置であって、前記複合高周波部品は上述の複合高周波部品であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の複合高周波部品によれば、複合高周波部品をなすダイプレクサ、高周波スイッチ、高周波フィルタ及び弾性表面波フィルタを、セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる多層基板で一体化するため、ダイプレクサ、高周波スイッチ、高周波フィルタ及び弾性表面波フィルタの各接続を多層基板の内部に設けることができる。
【００１５】
その結果、ダイプレクサと高周波スイッチとの間、高周波スイッチと高周波フィルタとの間、高周波スイッチと弾性表面波フィルタとの間の整合調整が容易となり、ダイプレクサと高周波スイッチとの間、高周波スイッチと高周波フィルタとの間、高周波スイッチと弾性表面波フィルタとの間の整合調整を行なう整合回路が不要となる。
【００１６】
本発明の移動体通信装置によれば、整合回路が不要である複合高周波部品を用いるため、複数の信号経路を有するマイクロ波回路を形成する回路基板が小型になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の複合高周波部品に係る第１の実施例のブロック図である。複合高周波部品１０は、ダイプレクサ１１、ＤＣＳ系をなす高周波スイッチ１２１、高周波フィルタ１２２及び弾性表面波フィルタ１２３、並びにＧＳＭ系をなす高周波スイッチ１３１、高周波フィルタ１３２及び弾性表面波フィルタ１３３からなる。なお、破線で示された部分が多層基板（図示せず）で一体化されている。
【００１８】
そして、ダイプレクサ１１の第１のポートＰ１１にはアンテナＡＮＴが、第２のポートＰ１２にはＤＣＳ系の高周波フィルタ１２２の第１のポートＰ３１ｄが、第３のポートＰ１３ｄにはＧＳＭ系の高周波フィルタ１３２の第１のポートＰ３１ｇがそれぞれ接続される。
【００１９】
また、ＤＣＳ系において、高周波フィルタ１２２の第２のポートＰ３２ｄには高周波スイッチ１２１の第１のポートＰ２１ｄが接続され、高周波スイッチ１２１の第２のポートＰ２２ｄには送信部Ｔｘｄが接続される。さらに、高周波スイッチ１２１の第３のポートＰ２３ｄには弾性表面波フィルタ１２３の第１のポートＰ４１ｄが接続され、弾性表面波フィルタ１２３の第２のポートＰ４２ｄには受信部Ｒｘｄが接続される。
【００２０】
また、ＧＳＭ系において、高周波フィルタ１３２の第２のポートＰ３２ｇには高周波スイッチ１３１の第１のポートＰ２１ｇが接続され、高周波スイッチ１３１の第２のポートＰ２２ｇには送信部Ｔｘｇが接続される。さらに、高周波スイッチ１３１の第３のポートＰ２３ｇには弾性表面波フィルタ１３３の第１のポートＰ４１ｇが接続され、弾性表面波フィルタ１３３の第２のポートＰ４２ｇには受信部Ｒｘｇが接続される。
【００２１】
図２は、図１の複合高周波部品を構成するダイプレクサの回路図である。ダイプレクサ１１は、第１のインダクタンス素子である第１のインダクタＬ１１，Ｌ１２、及び第１のキャパシタンス素子である第１のコンデンサＣ１１〜Ｃ１５で構成される。
【００２２】
そして、第１のポートＰ１１と第２のポートＰ１２との間に第１のコンデンサＣ１１，Ｃ１２が直列接続され、それらの接続点が第１のインダクタＬ１１及び第１のコンデンサＣ１３を介して接地される。
【００２３】
また、第１のポートＰ１１と第３のポートＰ１３との間に第１のインダクタＬ１２と第１のコンデンサＣ１４とからなる並列回路が接続され、その並列回路の第３のポートＰ１３側が第１のコンデンサＣ１５を介して接地される。
【００２４】
すなわち、第１のポートＰ１１と第２のポートＰ１２との間には高域通過フィルタが構成され、第１のポートＰ１１と第３のポートＰ１３との間には帯域阻止フィルタであるノッチフィルタが構成されている。
【００２５】
図３は、図１の複合高周波部品を構成する高周波スイッチの回路図である。なお、図３（ａ）は、ＤＣＳ系の高周波スイッチ１２１、図３（ｂ）は、ＧＳＭ系の高周波スイッチ１３１であるが、高周波スイッチ１２１，１３１は、同一の回路構成である。よって、高周波スイッチ１２１を用いて説明し、高周波スイッチ１３１については、該当する構成の番号を記載するのみで改めて説明はしない。
【００２６】
高周波スイッチ１２１（１３１）は、スイッチング素子であるダイオードＤ１ｄ（Ｄ１ｇ），Ｄ２ｄ（Ｄ２ｇ）、第２のインダクタンス素子である第２のインダクタＬ２１ｄ〜Ｌ２３ｄ（Ｌ２１ｇ〜Ｌ２３ｇ）、及び第２のキャパシタンス素子である第２のコンデンサＣ２１ｄ〜Ｃ２３ｄ（Ｃ２１ｇ〜Ｃ２３ｇ）で構成される。なお、第２のインダクタＬ２１ｄ（Ｌ２１ｇ）は並列トラップコイルであり、第２のインダクタＬ２２ｄ（Ｌ２２ｇ）はチョークコイルである。
【００２７】
そして、第１のポートＰ２１ｄ（Ｐ２１ｇ）と第２のポートＰ２２ｄ（Ｐ２２ｇ）との間にカソードが第１のポートＰ２１ｄ（Ｐ２１ｇ）側になるようにダイオードＤ１ｄ（Ｄ１ｇ）が接続され、ダイオードＤ１ｄ（Ｄ１ｇ）には第２のインダクタＬ２１ｄ（Ｌ２１ｇ）と第２のコンデンサＣ２１ｄ（Ｃ２１ｇ）とからなる直列回路が並列に接続される。
【００２８】
また、ダイオードＤ１ｄ（Ｄ１ｇ）の第２のポートＰ２２ｄ（Ｐ２２ｇ）側、すなわちアノードは第２のインダクタＬ２２ｄ（Ｌ２２ｇ）及び第２のコンデンサＣ２２ｄ（Ｃ２２ｇ）を介して接地され、第２のインダクタＬ２２ｄ（Ｌ２２ｇ）と第２のコンデンサＣ２２ｄ（Ｃ２２ｇ）との接続点に制御端子Ｖｃｄ（Ｖｃｇ）が接続される。
【００２９】
さらに、第１のポートＰ２１ｄ（Ｐ２１ｇ）と第３のポートＰ２３ｄ（Ｐ２３ｇ）との間に第２のインダクタＬ２３ｄ（Ｌ２３ｇ）が接続され、第２のインダクタＬ２３ｄ（Ｌ２３ｇ）の第３のポートＰ２３ｄ（Ｐ２３ｇ）側はダイオードＤ２ｄ（Ｄ２ｇ）及び第２のコンデンサＣ２３ｄ（Ｃ２３ｇ）を介して接地され、ダイオードＤ２ｄ（Ｄ２ｇ）のカソードと第２のコンデンサＣ２３ｄ（Ｃ２３ｇ）との接続点は抵抗Ｒｄ（Ｒｇ）を介して接地される。
【００３０】
図４は、図１の複合高周波部品を構成する高周波フィルタの回路図である。なお、図４（ａ）は、ＤＣＳ系の高周波フィルタ１２２、図４（ｂ）は、ＧＳＭ系の高周波フィルタ１３２であるが、高周波フィルタ１２２，１３２は、同一の回路構成である。よって、高周波フィルタ１２２を用いて説明し、高周波フィルタ１３２については、該当する構成の番号を記載するのみで改めて説明はしない。
【００３１】
高周波フィルタ１２２（１３２）は、第３のインダクタンス素子である第３のインダクタＬ３１ｄ（Ｌ３１ｇ）、及び第３のキャパシタンス素子である第３のコンデンサＣ３１ｄ，Ｃ３２ｄ（Ｃ３１ｇ，Ｃ３２ｇ）で構成される。
【００３２】
そして、第１のポートＰ３１ｄ（Ｐ３１ｇ）と第２のポートＰ３２ｄ（Ｐ３２ｇ）との間に第３のインダクタＬ３１ｄ（Ｌ３１ｇ）が接続され、第３のインダクタＬ３１ｄ（Ｌ３１ｇ）には第３のコンデンサＣ３１ｄ（Ｃ３１ｇ）が並列に接続される。
【００３３】
また、第３のインダクタＬ３１ｄ（Ｌ３１ｇ）の第２のポートＰ３２ｄ（ｐ３２ｇ）側は第３のコンデンサＣ３２ｄ（Ｃ３２ｇ）を介して接地される。
【００３４】
以上のような構成で、高周波フィルタ１２２，１３２は、第３のインダクタＬ３１ｄ（Ｌ３１ｇ）及び第３のコンデンサＣ３１ｄ，Ｃ３２ｄ（Ｃ３１ｇ，Ｃ３２ｇ）によりノッチフィルタを構成している。
【００３５】
図５は、図１に示す複合高周波部品の具体的な構成を示す一部分解斜視図である。複合高周波部品１０は、多層基板１４を含み、多層基板１４には、図示していないが、ダイプレクサ１１（図２）を構成する第１のインダクタＬ１１，Ｌ１２、第１のコンデンサＣ１１〜Ｃ１５、高周波スイッチ１２１，１３１（図３）を構成する第２のインダクタＬ２１ｄ，Ｌ２３ｄ，Ｌ２１ｇ，Ｌ２３ｇ、第２のコンデンサＣ２１ｄ，Ｃ２２ｄ，Ｃ２１ｇ，Ｃ２２ｇ、及び高周波フィルタ１２２，１３２（図４）を構成する第３のインダクタＬ３１ｄ，Ｌ３１ｇ、第３のコンデンサＣ３１ｄ，Ｃ３２ｄ，Ｃ３１ｇ，Ｃ３２ｇがそれぞれ内蔵される。
【００３６】
また、多層基板１４の表面には、チップ部品からなる弾性表面波フィルタ１２３，１３３、並びに、高周波スイッチ１２１，１３１（図３）を構成するダイオードＤ１ｄ，Ｄ２ｄ，Ｄ１ｇ，Ｄ２ｇ、第２のインダクタ（チョークコイル）Ｌ２２ｄ，Ｌ２２ｇ、第２のコンデンサＣ２３ｄ，Ｃ２３ｇ及び抵抗Ｒｄ，Ｒｄがそれぞれ搭載される。
【００３７】
さらに、多層基板１４の側面から底面に架けて、１２個の外部端子Ｔａ〜Ｔｌがスクリーン印刷などでそれぞれ形成される。これらの外部端子Ｔａ〜Ｔｌのうち、５個の外部端子Ｔａ〜Ｔｅは多層基板１４の一方長辺側、５個の外部端子Ｔｇ〜Ｔｋは多層基板１４の他方長辺側、残りの２個の外部端子Ｔｆ，Ｔｌは多層基板１４の相対する短辺のそれぞれの側に設けられる。
【００３８】
そして、多層基板１４上に搭載した各素子を覆うとともに、相対する短辺の突起部１５１，１５２が外部端子Ｔｆ，Ｔｌに当接するように、多層基板１４上に金属キャップ１５が被せられる。
【００３９】
なお、外部端子Ｔａ〜Ｔｌは、それぞれダイプレクサ１１の第１のポートＰ１１、高周波スイッチ１２１，１３１の第２のポートＰ２２ｄ，Ｐ２２ｇ、高周波スイッチ１２１，１３１の制御端子Ｖｃｄ，Ｖｃｇ、弾性表面波フィルタ１２３，１３３の第２のポートＰ４２ｄ，Ｐ４２ｇ、並びにグランドとなる。
【００４０】
また、ダイプレクサ１１の第２のポートＰ１２と高周波フィルタ１２２の第１のポートＰ３１ｄ、高周波フィルタ１２２の第２のポートＰ３２ｄと高周波スイッチ１２１の第１のポートＰ２１ｄ、高周波スイッチ１２１の第３のポートＰ２３ｄと弾性表面波フィルタ１２３の第１のポートＰ４１ｄ、ダイプレクサ１１の第３のポートＰ１３と高周波フィルタ１３２の第１のポートＰ３１ｇ、高周波フィルタ１３２の第２のポートＰ３２ｇと高周波スイッチ１３１の第１のポートＰ２１ｇ、高周波スイッチ１３１の第３のポートＰ２３ｇと弾性表面波フィルタ１３３の第１のポートＰ４１ｇとは、それぞれ多層基板１４の内部で接続される。
【００４１】
図６（ａ）〜図６（ｈ）、図７（ａ）〜図７（ｆ）は、図５の複合高周波部品の多層基板を構成する各シート層の上面図及び下面図である。多層基板１４は、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分としたセラミックスからなる第１〜第１３のシート層１４ａ〜１４ｍを上から順次積層し、１０００℃以下の焼成温度で焼成することにより形成される。
【００４２】
そして、第１のシート層１４ａの上面には、多層基板１４の表面に搭載される弾性表面波フィルタ１２３，１３３、ダイオードＤ１ｄ，Ｄ２ｄ，Ｄ１ｇ，Ｄ２ｇ、第２のインダクタＬ２２ｄ，Ｌ２２ｇ、第２のコンデンサＣ２３ｄ，Ｃ２３ｇ及び抵抗Ｒｄ，Ｒｇを実装するためのランドＬａがスクリーン印刷などで印刷され、形成される。
【００４３】
また、第３及び第１０のシート層１４ｃ，１４ｊの上面には、導体層からなるストリップライン電極ＳＬ１〜ＳＬ８がスクリーン印刷などで印刷され、形成される。さらに、第４〜第８及び第１２のシート層１４ｄ〜１４ｈ，１４ｌの上面には、導体層からなるコンデンサ電極Ｃｐ１〜Ｃｐ１８がスクリーン印刷などで印刷され、形成される。
【００４４】
また、第７、第９、第１１及び第１３のシート層１４ｇ，１４ｉ，１４ｋ，１４ｍの上面には、導体層からなるグランド電極Ｇ１〜Ｇ４がスクリーン印刷などで印刷され、形成される。さらに、第１３のシート層１４ｍの下面（図７（ｆ））には、外部端子Ｔａ〜Ｔｌがスクリーン印刷などで印刷され、形成される。
【００４５】
また、第１〜第１１のシート層１４ａ〜１４ｋには、所定の位置に、ランドＬａ、ストリップライン電極ＳＬ１〜ＳＬ８、及びグランド電極Ｇ１〜Ｇ４を接続するためのビアホール電極ＶＨａ〜ＶＨｋが設けられる。
【００４６】
この際、ダイプレクサ１１の第１のインダクタＬ１１，Ｌ１２がストリップライン電極ＳＬ６，ＳＬ７で形成される。また、高周波スイッチ１２１の第２のインダクタＬ２１ｄ，Ｌ２３ｄがストリップライン電極ＳＬ２，ＳＬ４で、高周波スイッチ１３１の第２のインダクタＬ２１ｇ，Ｌ２３ｇがストリップライン電極ＳＬ１，ＳＬ３で、それぞれ形成される。
【００４７】
さらに、高周波フィルタ１２２の第３のインダクタＬ３１ｄがストリップライン電極ＳＬ８で、高周波フィルタ１３２の第３のインダクタＬ３１ｇがストリップライン電極ＳＬ５で、それぞれ形成される。
【００４８】
また、ダイプレクサ１１の第１のコンデンサＣ１１がコンデンサ電極Ｃｐ６，Ｃｐ９で、第１のコンデンサＣ１２がコンデンサ電極Ｃｐ３，Ｃｐ６で、第１のコンデンサＣ１３がコンデンサ電極Ｃｐ１７とグランド電極Ｇ４とで、第１のコンデンサＣ１４がコンデンサ電極Ｃｐ９，Ｃｐ１１で、第１のコンデンサＣ１５がコンデンサ電極Ｃｐ１６とグランド電極Ｇ４とで、それぞれ形成される。
【００４９】
さらに、高周波スイッチ１２１の第２のコンデンサＣ２１ｄがコンデンサ電極Ｃｐ５，Ｃｐ８で、第２のコンデンサＣ２２ｄがコンデンサ電極Ｃｐ１３とグランド電極Ｇ２とで、それぞれ形成される。また、高周波スイッチ１３１の第２のコンデンサＣ２１ｇがコンデンサ電極Ｃｐ４，Ｃｐ７で、第２のコンデンサＣ２２ｇがコンデンサ電極Ｃｐ１３とグランド電極Ｇ２とで、それぞれ形成される。
【００５０】
さらに、高周波フィルタ１２２の第３のコンデンサＣ３１ｄがコンデンサ電極Ｃｐ８，Ｃｐ１２で、第３のコンデンサＣ３２ｄがコンデンサ電極Ｃｐ１８とグランド電極Ｇ４とで、それぞれ形成される。また、高周波フィルタ１３２の第３のコンデンサＣ３１ｇがコンデンサ電極Ｃｐ７，Ｃｐ１０で、第３のコンデンサＣ３２ｇがコンデンサ電極Ｃｐ１５とグランド電極Ｇ４とで、それぞれ形成される。
【００５１】
ここで、図１の構成を有する複合高周波部品１０の動作について説明する。まず、ＤＣＳ系（１．８ＧＨｚ帯）の送信信号を送信する場合には、ＤＣＳ系の高周波スイッチ１２１において制御端子Ｖｃｄに３Ｖを印加してダイオードＤ１ｄ，Ｄ２ｄをオンすることにより、ＤＣＳ系の送信信号が高周波スイッチ１２１、高周波フィルタ１２２及びダイプレクサ１１を通過し、ダイプレクサ１１の第１のポートＰ１１に接続されたアンテナＡＮＴから送信される。
【００５２】
この際、ＧＳＭ系の高周波スイッチ１３１において制御端子Ｖｃｇに０Ｖを印加してダイオードＤ１ｇをオフすることにより、ＧＳＭ系の送信信号が送信されないようにしている。また、ダイプレクサ１１を接続することにより、ＤＣＳ系の送信信号がＧＳＭ系の送信部Ｔｘｇ及び受信部Ｒｘｇに回り込まないようにしている。さらに、ＤＣＳ系の高周波フィルタ１２２ではＤＣＳ系の２次高調波及び３次高調波を減衰させている。
【００５３】
次いで、ＧＳＭ系（９００ＭＨｚ帯）の送信信号を送信する場合には、ＧＳＭ系の高周波スイッチ１３１において制御端子Ｖｃｇに３Ｖを印加してダイオードＤ１ｇ，Ｄ２ｇをオンすることにより、ＧＳＭ系の送信信号が高周波スイッチ１３１、高周波フィルタ１３２及びダイプレクサ１１を通過し、ダイプレクサ１１の第１のポートＰ１１に接続されたアンテナＡＮＴから送信される。
【００５４】
この際、ＤＣＳ系の高周波スイッチ１２１において制御端子Ｖｃｄに０Ｖを印加してダイオードＤ１ｄをオフすることにより、ＤＣＳ系の送信信号が送信されないようにしている。また、ダイプレクサ１１を接続することにより、ＧＳＭ系の送信信号がＤＣＳ系の送信部Ｔｘｄ及び受信部Ｒｘｄに回り込まないようにしている。さらに、ＧＳＭ系の高周波フィルタ１３２ではＧＳＭ系の３次高調波を減衰させている。
【００５５】
次いで、ＤＣＳ系及びＧＳＭ系の受信信号を受信する場合には、ＤＣＳ系の高周波スイッチ１２１において制御端子Ｖｃｄに０Ｖを印加してダイオードＤ１ｄ，Ｄ２ｄをオフし、ＧＳＭ系の高周波スイッチ１３１において制御端子Ｖｃｇに０Ｖを印加してダイオードＤ１ｇ，Ｄ２ｇをオフすることにより、ＤＣＳ系の受信信号がＤＣＳ系の送信部Ｔｘｄに、ＧＳＭ系の受信信号がＧＳＭ系の送信部Ｔｘｇに、それぞれ回り込まないようにしている。
【００５６】
また、ダイプレクサ１１を接続することにより、ＤＣＳ系の受信信号がＧＳＭ系に、ＧＳＭ系の受信信号がＤＣＳ系に、それぞれ回り込まないようにしている。
【００５７】
図８は、図５の複合高周波部品の変形例の断面図である。複合高周波部品１０−１は、第１の実施例の複合高周波部品１０（図５）と比較して弾性表面波フィルタ１２３，１３３が、多層基板１４−１に形成されたキャビティ１５に搭載される点で異なる。
【００５８】
なお、キャビティ１５は、多層基板１４−１を形成する際に、上層にキャビティ１５が形成される箇所に開口部を設けたシート層（図示せず）を積層することにより形成される。また、キャビティ１５は弾性表面波フィルタ１２３，１３３が搭載された後、樹脂１６を充填することで封止される。
【００５９】
上述の第１の実施例の複合高周波部品によれば、複合高周波部品をなすダイプレクサ、高周波スイッチ、高周波フィルタ及び弾性表面波フィルタを、セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる多層基板で一体化するため、ダイプレクサ、高周波スイッチ、高周波フィルタ及び弾性表面波フィルタの各接続を多層基板の内部に設けることができる。
【００６０】
その結果、ダイプレクサと高周波スイッチとの間、高周波スイッチと高周波フィルタとの間、高周波スイッチと弾性表面波フィルタとの間の整合調整が容易となり、ダイプレクサと高周波スイッチとの間、高周波スイッチと高周波フィルタとの間、高周波スイッチと弾性表面波フィルタとの間の整合調整を行なう整合回路が不要となる。
【００６１】
したがって、複合高周波部品の小型化が可能となる。ちなみに、図５の複合高周波部品を金属キャップも含めて６．７ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍの大きさで実現することが可能となった。
【００６２】
また、高周波フィルタがノッチフィルタであるため、減衰させたい２次高調波、３次高調波の近傍のみを減衰させることができ、その結果、基本波の通過帯域への影響を小さくできる。したがって、低域通過フィルタや帯域通過フィルタのように高調波帯域全体を減衰させる場合に比べ、基本波の通過帯域における挿入損失を低減させることができるため、複合高周波部品全体の損失を改善することが可能となる。
【００６３】
さらに、ダイプレクサが、第１のインダクタ、及び第１のコンデンサで構成され、高周波スイッチが、ダイオード、第２のインダクタ、及び第２のコンデンサで構成され、高周波フィルタが、第３のインダクタ、及び第３のコンデンサで構成されるとともに、それらが多層基板に内蔵、あるいは搭載され、多層基板の内部に形成される接続手段によって接続されるため、部品間の配線による損失を改善することができ、その結果、複合高周波部品全体の損失を改善することが可能となる。
【００６４】
また、インダクタとなるストリップライン電極が多層基板に内蔵されているため、波長短縮効果により、インダクタとなるストリップライン電極の長さを短縮することができる。したがって、これらのストリップライン電極の挿入損失を向上させることができため、複合高周波部品の小型化及び低損失化を実現することができる。その結果、この複合高周波部品を搭載する移動体通信装置の小型化及び高性能化も同時に実現できる。
【００６５】
さらに、図８の変形例のように、弾性表面波フィルタが、多層基板に形成したキャビティに搭載され、封止されるため、弾性表面波フィルタにベアチップを用いることが可能となる。その結果、複合高周波部品のより小型化が可能となる。
【００６６】
図９は、本発明の複合高周波部品に係る第２の実施例のブロック図である。複合高周波部品２０は、第１の実施例の複合高周波部品１０（図１）と比較して高周波フィルタ１２２，１３２の接続位置が異なる。
【００６７】
すなわち、ＤＣＳ系をなす高周波フィルタ１２２が高周波スイッチ１２１の後段の送信部Ｔｘｄ側に、ＧＳＭ系をなす高周波フィルタ１３２が高周波スイッチ１３１の後段の送信部Ｔｘｇ側に、それぞれ接続される。
【００６８】
上述の第２の実施例の複合高周波部品によれば、高周波フィルタが高周波スイッチの後段の送信部側に接続されるため、送信の際に、送信部にある高出力増幅器の歪みをこの高周波フィルタで減衰させることができる。したがって、受信側の挿入損失を改善することができる。
【００６９】
なお、上記の実施例において、複合高周波部品が、ＤＣＳとＧＳＭとの組み合わせに使用される場合について説明したが、その使用は、ＤＣＳとＧＳＭとの組み合わせに限定されるものではなく、例えば、ＰＣＳ(Personal CommunicationServices)とＡＭＰＳ(Advanced Mobile Phone Services)との組み合わせ、ＤＥＣＴ(Digital European Cordless Telephone)とＧＳＭとの組み合わせ、ＰＨＳ(Personal Handy-phone System)とＰＤＣ(Personal Digital Cellular)との組み合わせ、などに使用することができる。
【００７０】
また、２系統の信号経路を有する場合について説明したが、３系統以上の信号経路を有する場合についても同様の効果が得られる。
【００７１】
さらに、高周波スイッチの並列トラップコイル及びチョークコイルにチップコイルを用い、多層基板に搭載してもよい。この場合には、並列トラップコイル及びチョークコイルがＱ値の高いチップコイルからなるため、周波数帯の異なる複数のシステムに対しても同形状のチップコイルを使用することができる。したがって、周波数帯域の変更による設計変更が容易になるため、短時間で設計変更ができ、その結果、製造コストの低減が実現できる。加えて、並列トラップコイル及びチョークコイルのＱ値が高くなるため、通過帯域が広帯域になるとともに、より低損失が実現できる。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１の複合高周波部品によれば、複合高周波部品をなすダイプレクサ、高周波スイッチ、高周波フィルタ及び弾性表面波フィルタを、セラミックスからなる複数のシート層を積層してなる多層基板で一体化するため、ダイプレクサ、高周波スイッチ、高周波フィルタ及び弾性表面波フィルタの各接続を多層基板の内部に設けることができる。
【００７３】
その結果、ダイプレクサと高周波スイッチとの間、高周波スイッチと高周波フィルタとの間、高周波スイッチと弾性表面波フィルタとの間の整合調整が容易となり、ダイプレクサと高周波スイッチとの間、高周波スイッチと高周波フィルタとの間、高周波スイッチと弾性表面波フィルタとの間の整合調整を行なう整合回路を設ける必要がなくなる。
【００７４】
したがって、部品点数を減らすことができるため、複数の信号経路を有するマイクロ波回路を形成する回路基板の小型化が可能となる。
【００７５】
請求項２の複合高周波部品によれば、高周波フィルタが高周波スイッチの後段の送信部側に接続されるため、送信部に構成する高出力増幅器による送信信号の歪みを減衰させることができる。したがって、受信部の挿入損失を改善することができる。
【００７６】
請求項３の複合高周波部品によれば、高周波フィルタがノッチフィルタであるため、減衰させたい２次高調波、３次高調波の近傍のみを減衰させることができ、その結果、基本波の通過帯域への影響を小さくできる。したがって、低域通過フィルタや帯域通過フィルタのように高調波帯域全体を減衰させる場合に比べ、基本波の通過帯域における挿入損失を低減させることができるため、複合高周波部品全体の損失を改善することが可能となる。
【００７７】
請求項４の複合高周波部品によれば、ダイプレクサが、第１のインダクタンス素子、及び第１のキャパシタンス素子で構成され、高周波スイッチが、スイッチング素子、第２のインダクタンス素子、及び第２のキャパシタンス素子で構成され、高周波フィルタが、第３のインダクタンス素子、及び第３のキャパシタンス素子で構成されるとともに、それらが多層基板に内蔵、あるいは搭載され、多層基板の内部に形成される接続手段によって接続されるため、複合高周波部品が１つの多層基板で構成でき、小型化が実現できる。加えて、部品間の配線による損失を改善することができ、その結果、複合高周波部品全体の損失を改善することが可能となる。
【００７８】
また、インダクタとなるストリップライン電極が多層基板に内蔵、あるいは搭載されるため、波長短縮効果により、インダクタとなるストリップライン電極の長さを短縮することができる。したがって、これらのストリップライン電極の挿入損失を向上させることができため、複合高周波部品の小型化及び低損失化を実現することができる。その結果、この複合高周波部品を搭載する移動体通信装置の小型化及び高性能化も同時に実現できる。
【００７９】
請求項５の複合高周波部品によれば、弾性表面波フィルタが、多層基板に形成したキャビティに搭載され、封止されるため、弾性表面波フィルタにベアチップを用いることが可能となる。その結果、複合高周波部品のより小型化が可能となる。
【００８０】
請求項６の移動体通信装置によれば、小型でかつ低損失の複合高周波部品を用いているため、この複合高周波部品を搭載する移動体通信装置の小型化及び高性能化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合高周波部品に係る第１の実施例のブロック図である。
【図２】図１の複合高周波部品を構成するダイプレクサの回路図である。
【図３】図１の複合高周波部品を構成する高周波スイッチの回路図である。
【図４】図１の複合高周波部品を構成する高周波フィルタの回路図である。
【図５】図１の複合高周波部品の具体的な構成を示す一部分解斜視図である。
【図６】図５の複合高周波部品の多層基板を構成する（ａ）第１のシート層〜（ｈ）第８のシートの上面図である。
【図７】図５の複合高周波部品の多層基板を構成する（ａ）第９のシート層〜（ｅ）第１３のシートの上面図及び（ｆ）第１３のシートの下面図である。
【図８】図５の複合高周波部品の変形例の断面図である。
【図９】本発明の複合高周波部品に係る第２の実施例のブロック図である。
【図１０】一般的なデュアルバンド携帯電話器（移動体通信装置）の構成の一部を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０，１０−１，２０複合高周波部品
１１ダイプレクサ
１２１，１３１高周波スイッチ
１２２，１３２高周波フィルタ
１２３，１３３弾性表面波フィルタ
１４，１４−１多層基板
１４ａ〜１４ｍシート層
１５キャビティＣ１１〜Ｃ１５第１のキャパシタンス素子
Ｃ２１ｄ〜Ｃ２３ｄ，Ｃ２１ｇ〜Ｃ２３ｇ第２のキャパシタン素子
Ｃ３１ｄ，Ｃ３２ｄ，Ｃ３１ｇ，Ｃ３２ｇ第３のキャパシタン素子
Ｄ１ｄ，Ｄ２ｄ，Ｄ１ｇ，Ｄ２ｇスイッチング素子
ＤＣＳ，ＧＳＭ信号経路（ＤＣＳ系、ＧＳＭ系）
Ｌ１１，Ｌ１２第１のインダクタ素子
Ｌ２１ｄ〜Ｌ２３ｄ，Ｌ２１ｇ〜Ｌ２３ｇ第２のインダクタ素子
Ｌ３１ｄ，Ｌ３１ｇ第３のインダクタ素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite high-frequency component and a mobile communication device using the same, and more particularly to a composite high-frequency component that can be used in a plurality of different mobile communication systems and a mobile communication device using the same.
[0002]
[Prior art]
Currently, in Europe, as a mobile communication device, it is possible to operate with DCS (Digital Cellular System) using multiple frequency bands, for example, 1.8 GHz band and GSM (Global System for Mobile communications) using 900 MHz band. Dual band mobile phones have been proposed.
[0003]
FIG. 10 is a block diagram showing a part of the configuration of a general dual-band mobile phone, and shows an example in which 1.8 GHz band DCS and 900 MHz band GSM are combined. The dual-band mobile phone includes an antenna 1, a diplexer 2, and two signal paths DCS system and GSM system.
[0004]
The diplexer 2 plays a role of selecting a transmission signal from the DCS system or GSM system at the time of transmission, and selecting a reception signal to the DCS system or GSM system at the time of reception. The DCS system includes a high-frequency switch 3a that separates the transmitter Txd and the receiver Rxd, a high-frequency filter 3b that attenuates the second and third harmonics of the DCS, and an elasticity that prevents the transmission signal from entering the receiver Rxd. Consisting of a surface wave filter 3c, the GSM system prevents high frequency switch 4a separating the transmitter Txg and receiver Rxg, high frequency filter 4b for attenuating the third harmonic of GSM, and wrapping of the transmission signal to the receiver Rxg The surface acoustic wave filter 4c.
[0005]
Here, a case where a DCS system is used will be described as an example of the operation of the dual-band mobile phone. At the time of transmission, the transmission unit Txd is turned on by the high frequency switch 3a, the transmission signal from the transmission unit Txd is sent to the high frequency filter 3b, the transmission signal that has passed through the high frequency filter 3b is selected by the diplexer 2, and the antenna 1 Send. On the other hand, at the time of reception, the reception signal received from the antenna 1 is selected by the diplexer 2, the reception signal from the antenna 1 is sent to the high frequency filter 3b, the reception unit Rxd is turned on by the high frequency switch 3a, and the high frequency filter 3b. The reception signal that has passed through is sent to the reception unit Rxd via the surface acoustic wave filter 3c. Note that the same operation is also used for transmission and reception when using the GSM system.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the dual band mobile phone which is one of the conventional mobile communication devices, the antenna, the diplexer, the high frequency switch, the high frequency filter, and the surface acoustic wave filter constituting the DCS system and the GSM system are discrete. Since it is mounted on a single circuit board, in order to ensure matching characteristics, attenuation characteristics, or isolation characteristics, between the diplexer and the high-frequency switch, between the high-frequency switch and the high-frequency filter, and between the high-frequency switch and the elastic It is necessary to add a matching circuit between the surface wave filter and the surface wave filter. For this reason, there has been a problem that the circuit board becomes larger due to the increase in the number of components and the accompanying increase in the mounting area, resulting in an increase in the size of the dual-band mobile phone (mobile communication device).
[0007]
The present invention has been made to solve such problems, and provides a composite high-frequency component that does not require a matching circuit and that can be miniaturized, and a mobile communication device using the same. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the composite high-frequency component of the present invention is a composite high-frequency component that constitutes a part of a microwave circuit having a plurality of signal paths corresponding to each frequency. A diplexer that selects transmission signals from a plurality of signal paths and selects reception signals to the plurality of signal paths at the time of reception, and a transmission unit and a reception unit each of the plurality of signal paths. A plurality of high-frequency switches to be separated; a high-frequency filter connected in the signal path; and a plurality of surface acoustic wave filters connected to the receiving unit side in a subsequent stage of the plurality of high-frequency switches, the diplexer, The high-frequency switch, the high-frequency filter, and the surface acoustic wave filter are integrated on a multilayer substrate formed by laminating a plurality of sheet layers made of ceramics, A plexer is composed of a first inductance element and a first capacitance element, and the high-frequency filter is a composite high-frequency component composed of a third inductance element and a third capacitance element, and the diplexer is Among the first capacitance elements to be configured, the grounded capacitance element and the first capacitance element that is not grounded sandwich the first inductance element that constitutes the diplexer so as to sandwich the first inductance element. Arranged in the stacking direction, A grounded capacitance element among the third capacitance elements constituting the high-frequency filter; Among the third capacitance elements constituting the high-frequency filter, a capacitance element that is not grounded is arranged in the stacking direction of the multilayer substrate so as to sandwich the third inductance element constituting the high-frequency filter. And
[0009]
Moreover, the composite high frequency component of the present invention is characterized in that the plurality of high frequency filters are connected to the transmitting unit side in the subsequent stage of the plurality of high frequency switches.
[0010]
In the composite high frequency component of the present invention, the plurality of high frequency filters are notch filters.
[0011]
In the composite high frequency component of the present invention, the diplexer includes a first inductance element and a first capacitance element, and the plurality of high frequency switches include a switching element, a second inductance element, and a second inductance element. The surface acoustic wave filter, the switching element, and the first to third inductance elements are configured with a capacitance element, and the plurality of high-frequency filters are configured with a third inductance element and a third capacitance element. The first to third capacitance elements are built in or mounted on the multilayer substrate, and are connected by connection means formed inside the multilayer substrate.
[0012]
In the composite high frequency component of the present invention, the surface acoustic wave filter is mounted and sealed in a cavity formed in the multilayer substrate.
[0013]
The mobile communication device of the present invention is a mobile communication device including an antenna, a transmission unit, a reception unit, and a composite high-frequency component, wherein the composite high-frequency component is the above-described composite high-frequency component.
[0014]
According to the composite high-frequency component of the present invention, the diplexer, the high-frequency switch, the high-frequency filter, and the surface acoustic wave filter that form the composite high-frequency component are integrated on the multilayer substrate formed by laminating a plurality of ceramic sheet layers. Each connection of the high frequency switch, the high frequency filter, and the surface acoustic wave filter can be provided inside the multilayer substrate.
[0015]
As a result, matching adjustment between the diplexer and the high frequency switch, between the high frequency switch and the high frequency filter, and between the high frequency switch and the surface acoustic wave filter is facilitated, and between the diplexer and the high frequency switch, between the high frequency switch and the high frequency filter. Therefore, a matching circuit for adjusting the matching between the high-frequency switch and the surface acoustic wave filter becomes unnecessary.
[0016]
According to the mobile communication device of the present invention, since the composite high-frequency component that does not require a matching circuit is used, a circuit board that forms a microwave circuit having a plurality of signal paths is downsized.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment according to the composite high frequency component of the present invention. The composite high-frequency component 10 includes a diplexer 11, a high-frequency switch 121 that forms a DCS system, a high-frequency filter 122 and a surface acoustic wave filter 123, and a high-frequency switch 131, a high-frequency filter 132, and a surface acoustic wave filter 133 that form a GSM system. In addition, the part shown with the broken line is integrated with the multilayer substrate (not shown).
[0018]
The first port P11 of the diplexer 11 has an antenna ANT, the second port P12 has a first port P31d of the DCS high frequency filter 122, and the third port P13d has a GSM high frequency filter 132. Are connected to the first port P31g.
[0019]
In the DCS system, the first port P21d of the high-frequency switch 121 is connected to the second port P32d of the high-frequency filter 122, and the transmission unit Txd is connected to the second port P22d of the high-frequency switch 121. Further, the first port P41d of the surface acoustic wave filter 123 is connected to the third port P23d of the high-frequency switch 121, and the receiving unit Rxd is connected to the second port P42d of the surface acoustic wave filter 123.
[0020]
In the GSM system, the second port P32g of the high-frequency filter 132 is connected to the first port P21g of the high-frequency switch 131, and the transmission unit Txg is connected to the second port P22g of the high-frequency switch 131. Further, the first port P41g of the surface acoustic wave filter 133 is connected to the third port P23g of the high frequency switch 131, and the receiving unit Rxg is connected to the second port P42g of the surface acoustic wave filter 133.
[0021]
FIG. 2 is a circuit diagram of a diplexer constituting the composite high frequency component of FIG. The diplexer 11 includes first inductors L11 and L12 that are first inductance elements, and first capacitors C11 to C15 that are first capacitance elements.
[0022]
The first capacitors C11 and C12 are connected in series between the first port P11 and the second port P12, and their connection point is grounded via the first inductor L11 and the first capacitor C13. The
[0023]
A parallel circuit composed of a first inductor L12 and a first capacitor C14 is connected between the first port P11 and the third port P13, and the third port P13 side of the parallel circuit is connected to the first port P11. It is grounded through a capacitor C15.
[0024]
That is, a high-pass filter is configured between the first port P11 and the second port P12, and a notch filter that is a band rejection filter is provided between the first port P11 and the third port P13. It is configured.
[0025]
FIG. 3 is a circuit diagram of the high frequency switch constituting the composite high frequency component of FIG. 3A shows a DCS high-frequency switch 121, and FIG. 3B shows a GSM high-frequency switch 131. The high-frequency switches 121 and 131 have the same circuit configuration. Therefore, the description will be made using the high-frequency switch 121, and the high-frequency switch 131 will be described only by describing the number of the corresponding configuration.
[0026]
The high-frequency switch 121 (131) includes diodes D1d (D1g) and D2d (D2g) that are switching elements, second inductors L21d to L23d (L21g to L23g) that are second inductance elements, and a second capacitance element. It is composed of certain second capacitors C21d to C23d (C21g to C23g). The second inductor L21d (L21g) is a parallel trap coil, and the second inductor L22d (L22g) is a choke coil.
[0027]
A diode D1d (D1g) is connected between the first port P21d (P21g) and the second port P22d (P22g) so that the cathode is on the first port P21d (P21g) side, and the diode D1d ( A series circuit composed of the second inductor L21d (L21g) and the second capacitor C21d (C21g) is connected in parallel to D1g).
[0028]
Further, the second port P22d (P22g) side of the diode D1d (D1g), that is, the anode is grounded via the second inductor L22d (L22g) and the second capacitor C22d (C22g), and the second inductor L22d ( L22g) and the second capacitor C22d (C22g) are connected to the control terminal Vcd (Vcg) at the connection point.
[0029]
Further, the second inductor L23d (L23g) is connected between the first port P21d (P21g) and the third port P23d (P23g), and the third port P23d (L23g) of the second inductor L23d (L23g). The P23g) side is grounded via a diode D2d (D2g) and a second capacitor C23d (C23g), and the connection point between the cathode of the diode D2d (D2g) and the second capacitor C23d (C23g) is a resistor Rd (Rg). Is grounded.
[0030]
FIG. 4 is a circuit diagram of the high frequency filter constituting the composite high frequency component of FIG. 4A shows the DCS high frequency filter 122, and FIG. 4B shows the GSM high frequency filter 132. The high frequency filters 122 and 132 have the same circuit configuration. Therefore, it demonstrates using the high frequency filter 122, and about the high frequency filter 132, only the number of a corresponding structure is described and it does not explain anew.
[0031]
The high frequency filter 122 (132) includes a third inductor L31d (L31g) that is a third inductance element, and third capacitors C31d and C32d (C31g and C32g) that are third capacitance elements.
[0032]
A third inductor L31d (L31g) is connected between the first port P31d (P31g) and the second port P32d (P32g), and the third capacitor C31d is connected to the third inductor L31d (L31g). (C31g) are connected in parallel.
[0033]
Also, the second port P32d (p32g) side of the third inductor L31d (L31g) is grounded via the third capacitor C32d (C32g).
[0034]
With the configuration as described above, the high-frequency filters 122 and 132 form notch filters by the third inductor L31d (L31g) and the third capacitors C31d and C32d (C31g and C32g).
[0035]
FIG. 5 is a partially exploded perspective view showing a specific configuration of the composite high-frequency component shown in FIG. The composite high-frequency component 10 includes a multilayer substrate 14, which is not shown, but includes first inductors L 11 and L 12, first capacitors C 11 to C 15 that constitute a diplexer 11 (FIG. 2), a high frequency. The second inductors L21d, L23d, L21g, and L23g constituting the switches 121 and 131 (FIG. 3), the second capacitors C21d, C22d, C21g, and C22g, and the third inductors constituting the high-frequency filters 122 and 132 (FIG. 4). Inductors L31d and L31g, and third capacitors C31d, C32d, C31g, and C32g, respectively.
[0036]
Further, on the surface of the multilayer substrate 14, surface acoustic wave filters 123 and 133 made of chip parts, diodes D1d, D2d, D1g, and D2g constituting the high-frequency switches 121 and 131 (FIG. 3), a second inductor ( Choke coils) L22d and L22g, second capacitors C23d and C23g, and resistors Rd and Rd are mounted.
[0037]
Further, twelve external terminals Ta to Tl are formed by screen printing or the like from the side surface to the bottom surface of the multilayer substrate 14. Among these external terminals Ta to Tl, five external terminals Ta to Te are on one long side of the multilayer substrate 14, and five external terminals Tg to Tk are the other long side of the multilayer substrate 14 and the remaining two. The external terminals Tf and Tl are provided on the respective short sides of the multilayer substrate 14.
[0038]
The metal cap 15 is placed on the multilayer substrate 14 so as to cover each element mounted on the multilayer substrate 14 and so that the opposing short side protrusions 151 and 152 abut against the external terminals Tf and Tl.
[0039]
The external terminals Ta to Tl are the first port P11 of the diplexer 11, the second ports P22d and P22g of the high frequency switches 121 and 131, the control terminals Vcd and Vcg of the high frequency switches 121 and 131, and the surface acoustic wave filter 123, respectively. 133, the second ports P42d and P42g, and the ground.
[0040]
Further, the second port P12 of the diplexer 11, the first port P31d of the high frequency filter 122, the second port P32d of the high frequency filter 122, the first port P21d of the high frequency switch 121, and the third port P23d of the high frequency switch 121. The first port P41d of the surface acoustic wave filter 123, the third port P13 of the diplexer 11, the first port P31g of the high-frequency filter 132, the second port P32g of the high-frequency filter 132, and the first port of the high-frequency switch 131 P21g, the third port P23g of the high-frequency switch 131, and the first port P41g of the surface acoustic wave filter 133 are connected inside the multilayer substrate 14, respectively.
[0041]
6 (a) to 6 (h) and FIGS. 7 (a) to 7 (f) are a top view and a bottom view of each sheet layer constituting the multilayer substrate of the composite high-frequency component shown in FIG. The multilayer substrate 14 is formed by sequentially laminating first to thirteenth sheet layers 14a to 14m made of ceramics mainly composed of barium oxide, aluminum oxide, and silica, and firing them at a firing temperature of 1000 ° C. or less. Is done.
[0042]
On the upper surface of the first sheet layer 14a, surface acoustic wave filters 123 and 133 mounted on the surface of the multilayer substrate 14, diodes D1d, D2d, D1g, and D2g, second inductors L22d and L22g, and second Lands La for mounting the capacitors C23d and C23g and the resistors Rd and Rg are printed and formed by screen printing or the like.
[0043]
In addition, stripline electrodes SL1 to SL8 made of a conductor layer are formed on the upper surfaces of the third and tenth sheet layers 14c and 14j by screen printing or the like. Furthermore, capacitor electrodes Cp1 to Cp18 made of a conductor layer are formed on the upper surfaces of the fourth to eighth and twelfth sheet layers 14d to 14h and 14l by screen printing or the like.
[0044]
In addition, ground electrodes G1 to G4 made of a conductor layer are printed and formed on the upper surfaces of the seventh, ninth, eleventh and thirteenth sheet layers 14g, 14i, 14k and 14m by screen printing or the like. Furthermore, external terminals Ta to Tl are printed and formed on the lower surface (FIG. 7 (f)) of the thirteenth sheet layer 14m by screen printing or the like.
[0045]
Further, the first to eleventh sheet layers 14a to 14k are provided with via hole electrodes VHa to VHk for connecting the lands La, strip line electrodes SL1 to SL8, and ground electrodes G1 to G4 at predetermined positions. .
[0046]
At this time, the first inductors L11 and L12 of the diplexer 11 are formed by the stripline electrodes SL6 and SL7. The second inductors L21d and L23d of the high-frequency switch 121 are formed by the stripline electrodes SL2 and SL4, and the second inductors L21g and L23g of the high-frequency switch 131 are formed by the stripline electrodes SL1 and SL3, respectively.
[0047]
Further, the third inductor L31d of the high frequency filter 122 is formed by the stripline electrode SL8, and the third inductor L31g of the high frequency filter 132 is formed by the stripline electrode SL5.
[0048]
Further, the first capacitor C11 of the diplexer 11 is the capacitor electrodes Cp6 and Cp9, the first capacitor C12 is the capacitor electrodes Cp3 and Cp6, the first capacitor C13 is the capacitor electrode Cp17 and the ground electrode G4, The capacitor C14 is formed by the capacitor electrodes Cp9 and Cp11, and the first capacitor C15 is formed by the capacitor electrode Cp16 and the ground electrode G4.
[0049]
Further, the second capacitor C21d of the high-frequency switch 121 is formed by the capacitor electrodes Cp5 and Cp8, and the second capacitor C22d is formed by the capacitor electrode Cp13 and the ground electrode G2. In addition, the second capacitor C21g of the high-frequency switch 131 is formed by the capacitor electrodes Cp4 and Cp7, and the second capacitor C22g is formed by the capacitor electrode Cp13 and the ground electrode G2.
[0050]
Further, the third capacitor C31d of the high frequency filter 122 is formed by the capacitor electrodes Cp8 and Cp12, and the third capacitor C32d is formed by the capacitor electrode Cp18 and the ground electrode G4. Further, the third capacitor C31g of the high frequency filter 132 is formed by the capacitor electrodes Cp7 and Cp10, and the third capacitor C32g is formed by the capacitor electrode Cp15 and the ground electrode G4.
[0051]
Here, the operation of the composite high-frequency component 10 having the configuration of FIG. 1 will be described. First, when transmitting a DCS system (1.8 GHz band) transmission signal, DCS system transmission is performed by applying 3 V to the control terminal Vcd and turning on the diodes D1d and D2d in the DCS system high-frequency switch 121. The signal passes through the high frequency switch 121, the high frequency filter 122, and the diplexer 11, and is transmitted from the antenna ANT connected to the first port P 11 of the diplexer 11.
[0052]
At this time, the GSM high frequency switch 131 applies 0 V to the control terminal Vcg to turn off the diode D1g, thereby preventing the GSM transmission signal from being transmitted. Further, the diplexer 11 is connected so that a DCS transmission signal does not enter the GSM transmission unit Txg and the reception unit Rxg. Further, the DCS high frequency filter 122 attenuates the second harmonic and the third harmonic of the DCS system.
[0053]
Next, when transmitting a GSM (900 MHz band) transmission signal, the GSM high frequency switch 131 applies 3 V to the control terminal Vcg to turn on the diodes D1g and D2g. The signal passes through the high-frequency switch 131, the high-frequency filter 132, and the diplexer 11, and is transmitted from the antenna ANT connected to the first port P11 of the diplexer 11.
[0054]
At this time, in the DCS high frequency switch 121, 0V is applied to the control terminal Vcd to turn off the diode D1d, thereby preventing a DCS transmission signal from being transmitted. Further, the diplexer 11 is connected so that a GSM transmission signal does not enter the DCS transmission unit Txd and the reception unit Rxd. Further, the GSM high frequency filter 132 attenuates the GSM third harmonic.
[0055]
Next, when receiving DCS and GSM received signals, DCS high frequency switch 121 applies 0 V to control terminal Vcd to turn off diodes D1d and D2d, and GSM high frequency switch 131 controls terminal. By applying 0 V to Vcg and turning off the diodes D1g and D2g, the DCS reception signal does not enter the DCS transmission unit Txd and the GSM reception signal does not enter the GSM transmission unit Txg. ing.
[0056]
Further, the diplexer 11 is connected so that a DCS reception signal does not enter the GSM system and a GSM reception signal does not enter the DCS system.
[0057]
FIG. 8 is a cross-sectional view of a modification of the composite high frequency component of FIG. In the composite high frequency component 10-1, the surface acoustic wave filters 123 and 133 are mounted in the cavity 15 formed in the multilayer substrate 14-1, as compared with the composite high frequency component 10 (FIG. 5) of the first embodiment. It differs in point.
[0058]
The cavity 15 is formed by laminating a sheet layer (not shown) provided with an opening at a location where the cavity 15 is formed in the upper layer when forming the multilayer substrate 14-1. The cavity 15 is sealed by filling the resin 16 after the surface acoustic wave filters 123 and 133 are mounted.
[0059]
According to the composite high-frequency component of the first embodiment described above, the diplexer, high-frequency switch, high-frequency filter, and surface acoustic wave filter forming the composite high-frequency component are integrated with a multilayer substrate formed by laminating a plurality of ceramic sheet layers. Therefore, each connection of the diplexer, the high frequency switch, the high frequency filter, and the surface acoustic wave filter can be provided inside the multilayer substrate.
[0060]
As a result, matching adjustment between the diplexer and the high-frequency switch, between the high-frequency switch and the high-frequency filter, and between the high-frequency switch and the surface acoustic wave filter is facilitated, and between the diplexer and the high-frequency switch, between the high-frequency switch and the high-frequency filter. Therefore, a matching circuit for adjusting the matching between the high-frequency switch and the surface acoustic wave filter is not necessary.
[0061]
Therefore, the composite high frequency component can be miniaturized. Incidentally, it has become possible to realize the composite high frequency component of FIG. 5 in a size of 6.7 mm × 5 mm × 2 mm including the metal cap.
[0062]
Further, since the high frequency filter is a notch filter, only the vicinity of the second harmonic and the third harmonic to be attenuated can be attenuated, and as a result, the influence on the passband of the fundamental wave can be reduced. Therefore, compared to the case where the entire harmonic band is attenuated as in the case of a low pass filter or a band pass filter, the insertion loss in the pass band of the fundamental wave can be reduced, so that the overall loss of the composite high frequency component can be improved. Is possible.
[0063]
Further, the diplexer includes a first inductor and a first capacitor, the high frequency switch includes a diode, a second inductor, and a second capacitor, and the high frequency filter includes a third inductor and a second capacitor. 3 capacitors, and they are built in or mounted on a multilayer board and connected by connection means formed inside the multilayer board, so that loss due to wiring between components can be improved. As a result, the overall loss of the composite high frequency component can be improved.
[0064]
Further, since the stripline electrode serving as the inductor is built in the multilayer substrate, the length of the stripline electrode serving as the inductor can be shortened due to the wavelength shortening effect. Therefore, since the insertion loss of these stripline electrodes can be improved, the composite high-frequency component can be reduced in size and reduced in loss. As a result, it is possible to simultaneously realize miniaturization and high performance of a mobile communication device on which this composite high frequency component is mounted.
[0065]
Furthermore, since the surface acoustic wave filter is mounted and sealed in the cavity formed in the multilayer substrate as in the modification of FIG. 8, it is possible to use a bare chip for the surface acoustic wave filter. As a result, the composite high frequency component can be further downsized.
[0066]
FIG. 9 is a block diagram of a second embodiment according to the composite high frequency component of the present invention. The composite high frequency component 20 is different in the connection positions of the high frequency filters 122 and 132 compared to the composite high frequency component 10 (FIG. 1) of the first embodiment.
[0067]
That is, the high frequency filter 122 forming the DCS system is connected to the transmission unit Txd side of the rear stage of the high frequency switch 121, and the high frequency filter 132 forming the GSM system is connected to the transmission unit Txg side of the rear stage of the high frequency switch 131.
[0068]
According to the composite high frequency component of the second embodiment described above, since the high frequency filter is connected to the transmission unit side of the subsequent stage of the high frequency switch, the distortion of the high output amplifier in the transmission unit is suppressed during transmission. Can be attenuated. Therefore, insertion loss on the receiving side can be improved.
[0069]
In the above embodiment, the case where the composite high frequency component is used for the combination of DCS and GSM has been described. However, the use is not limited to the combination of DCS and GSM. For example, PCS Combination of (Personal Communication Services) and AMPS (Advanced Mobile Phone Services), combination of DECT (Digital European Cordless Telephone) and GSM, combination of PHS (Personal Handy-phone System) and PDC (Personal Digital Cellular) Can be used.
[0070]
Moreover, although the case where it has 2 signal paths was demonstrated, the same effect is acquired also when it has 3 or more signal paths.
[0071]
Further, a chip coil may be used for the parallel trap coil and choke coil of the high-frequency switch and mounted on the multilayer substrate. In this case, since the parallel trap coil and the choke coil are composed of chip coils having a high Q value, the same shape chip coil can be used for a plurality of systems having different frequency bands. Therefore, the design can be easily changed by changing the frequency band, and the design can be changed in a short time. As a result, the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the Q values of the parallel trap coil and the choke coil are increased, the pass band becomes wide and a lower loss can be realized.
[0072]
【The invention's effect】
According to the composite high frequency component of claim 1, in order to integrate the diplexer, the high frequency switch, the high frequency filter, and the surface acoustic wave filter forming the composite high frequency component with a multilayer substrate formed by laminating a plurality of sheet layers made of ceramics, Each connection of the diplexer, the high frequency switch, the high frequency filter, and the surface acoustic wave filter can be provided inside the multilayer substrate.
[0073]
As a result, matching adjustment between the diplexer and the high frequency switch, between the high frequency switch and the high frequency filter, and between the high frequency switch and the surface acoustic wave filter is facilitated, and between the diplexer and the high frequency switch, between the high frequency switch and the high frequency filter. Therefore, it is not necessary to provide a matching circuit for performing matching adjustment between the high frequency switch and the surface acoustic wave filter.
[0074]
Therefore, since the number of parts can be reduced, the circuit board for forming the microwave circuit having a plurality of signal paths can be downsized.
[0075]
According to the composite high-frequency component of the second aspect, since the high-frequency filter is connected to the transmission unit side of the subsequent stage of the high-frequency switch, it is possible to attenuate the distortion of the transmission signal by the high-power amplifier that is configured in the transmission unit. Therefore, the insertion loss of the receiving unit can be improved.
[0076]
According to the composite high frequency component of claim 3, since the high frequency filter is a notch filter, only the vicinity of the second harmonic and the third harmonic to be attenuated can be attenuated. The impact on the can be reduced. Therefore, compared to the case where the entire harmonic band is attenuated as in the case of a low pass filter or a band pass filter, the insertion loss in the pass band of the fundamental wave can be reduced, so that the overall loss of the composite high frequency component can be improved. Is possible.
[0077]
According to the composite high frequency component of claim 4, the diplexer includes a first inductance element and a first capacitance element, and the high frequency switch includes a switching element, a second inductance element, and a second capacitance element. The high-frequency filter is composed of a third inductance element and a third capacitance element, and these are built in or mounted on the multilayer substrate and are connected by connection means formed inside the multilayer substrate. Therefore, the composite high-frequency component can be configured with one multilayer substrate, and downsizing can be realized. In addition, loss due to wiring between components can be improved, and as a result, the overall loss of the composite high-frequency component can be improved.
[0078]
Further, since the stripline electrode serving as the inductor is built in or mounted on the multilayer substrate, the length of the stripline electrode serving as the inductor can be shortened due to the wavelength shortening effect. Therefore, since the insertion loss of these stripline electrodes can be improved, the composite high-frequency component can be reduced in size and reduced in loss. As a result, it is possible to simultaneously realize miniaturization and high performance of a mobile communication device on which this composite high frequency component is mounted.
[0079]
According to the composite high frequency component of the fifth aspect, since the surface acoustic wave filter is mounted and sealed in the cavity formed in the multilayer substrate, it is possible to use a bare chip for the surface acoustic wave filter. As a result, the composite high frequency component can be further downsized.
[0080]
According to the mobile communication device of the sixth aspect, since the composite high-frequency component having a small size and a low loss is used, it is possible to realize downsizing and high performance of the mobile communication device on which the composite high-frequency component is mounted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment according to a composite high frequency component of the present invention.
2 is a circuit diagram of a diplexer constituting the composite high-frequency component of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram of a high frequency switch constituting the composite high frequency component of FIG. 1;
4 is a circuit diagram of a high frequency filter constituting the composite high frequency component of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a partially exploded perspective view showing a specific configuration of the composite high frequency component of FIG. 1;
6 is a top view of (a) a first sheet layer to (h) an eighth sheet constituting the multilayer substrate of the composite high-frequency component shown in FIG. 5. FIG.
7 is a (a) ninth sheet layer to (e) a top view of the thirteenth sheet and (f) a bottom view of the thirteenth sheet that constitutes the multilayer substrate of the composite high-frequency component of FIG. 5. FIG.
8 is a cross-sectional view of a modified example of the composite high-frequency component shown in FIG.
FIG. 9 is a block diagram of a second embodiment according to the composite high frequency component of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a part of a configuration of a general dual-band mobile phone (mobile communication device).
[Explanation of symbols]
10, 10-1, 20 Composite high-frequency components
11 Diplexer
121,131 high frequency switch
122,132 High frequency filter
123,133 Surface acoustic wave filter
14, 14-1 Multilayer substrate
14a-14m sheet layer
15 Cavity C11-C15 1st capacitance element
C21d to C23d, C21g to C23g Second capacitor element
C31d, C32d, C31g, C32g Third capacitor element
D1d, D2d, D1g, D2g Switching element
DCS, GSM signal path (DCS system, GSM system)
L11, L12 First inductor element
L21d to L23d, L21g to L23g Second inductor element
L31d, L31g Third inductor element

Claims

A composite high-frequency component constituting a part of a microwave circuit having a plurality of signal paths corresponding to each frequency,
A diplexer that selects transmission signals from the plurality of signal paths at the time of transmission, and selects reception signals to the plurality of signal paths at the time of reception;
A plurality of high-frequency switches that separate each of the plurality of signal paths into a transmitter and a receiver;
A high frequency filter connected in the signal path;
A plurality of surface acoustic wave filters connected to the receiving unit side in the subsequent stage of the plurality of high frequency switches,
The diplexer, the high-frequency switch, the high-frequency filter, and the surface acoustic wave filter are integrated in a multilayer substrate formed by laminating a plurality of sheet layers made of ceramics,
The diplexer is composed of a first inductance element and a first capacitance element, and the high frequency filter is a composite high frequency component composed of a third inductance element and a third capacitance element,
The capacitance element that is grounded among the first capacitance elements that constitute the diplexer and the capacitance element that is not grounded among the first capacitance elements sandwich the first inductance element that constitutes the diplexer. Arranged in the stacking direction of the multilayer substrate,
A grounded capacitance element among the third capacitance elements constituting the high-frequency filter and a capacitance element not grounded among the third capacitance elements constituting the high-frequency filter constitute a third high-frequency filter. A composite high-frequency component, which is arranged in the stacking direction of the multilayer substrate so as to sandwich the inductance element.

2. The composite high-frequency component according to claim 1, wherein the plurality of high-frequency filters are connected to the transmission unit side in a subsequent stage of the plurality of high-frequency switches.

The composite high-frequency component according to claim 1, wherein the plurality of high-frequency filters are notch filters.

The diplexer includes a first inductance element and a first capacitance element, and the plurality of high frequency switches include a switching element, a second inductance element, and a second capacitance element, and the plurality of high frequency elements. The filter is composed of a third inductance element and a third capacitance element;
The surface acoustic wave filter, the switching element, the first to third inductance elements, and the first to third capacitance elements are built in or mounted on the multilayer substrate, and are formed inside the multilayer substrate. 4. The composite high-frequency component according to claim 1, wherein the composite high-frequency component is connected by connecting means.

The composite high-frequency component according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface acoustic wave filter is mounted and sealed in a cavity formed in the multilayer substrate.

A mobile communication device including an antenna, a transmission unit, a reception unit, and a composite high-frequency component, wherein the composite high-frequency component is the composite high-frequency component according to any one of claims 1 to 5. Mobile communication device.