JP4307183B2 - Switch module and electronic device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、無線装置等に用いられるスイッチモジュールおよびそれを用いた電子機器であって、特に複数の異なる無線通信システムを有し、異なる周波数の信号の入出力を行なうためのスイッチモジュールおよびこれを用いた電子機器に関するものである。 The present invention relates to a switch module used in a wireless device or the like and an electronic device using the same, and more particularly to a switch module having a plurality of different wireless communication systems and inputting / outputting signals of different frequencies. It relates to the electronic equipment used.
近年の情報通信技術の発展に伴い、通信ネットワークは社会の中に定着してきている。特に無線通信技術を用いた無線LAN(Local Area Network)はデータを有線で伝送するのではなく、無線で伝送するため、通信ネットワーク全体に信号伝送用のケーブルを敷設する必要がなく、通信ネットワークの構築が比較的容易であり、低コストで構築できるという利点がある。 With the development of information communication technology in recent years, communication networks have become established in society. In particular, a wireless local area network (LAN) using wireless communication technology transmits data wirelessly rather than by wire, so there is no need to install a signal transmission cable throughout the communication network. There is an advantage that construction is relatively easy and construction is possible at low cost.
このような無線LANにおいては複数の規格が存在している。たとえば、5GHz帯域を使用したIEEE.802.11a、2.4GHz帯域を使用したIEEE.802.11b、IEEE.802.11gなどが挙げられる。そして、通常の無線装置では、いずれか一つの規格に対応した周波数帯域を用いて通信を行なうのが一般的であった。 A plurality of standards exist in such a wireless LAN. For example, IEEE 802.11a using 5 GHz band, IEEE 802.11b using 2.4 GHz band, IEEE 802.11g, and the like can be mentioned. In general radio apparatuses, communication is generally performed using a frequency band corresponding to any one of the standards.
しかしながら、最近では、複数の異なる規格および異なる無線通信システムに対応した通信装置である、デュアルバンド対応の装置が提案されている。たとえばIEEE.802.11aとIEEE.802.11bのデュアルバンド対応無線LANシステムを持った電子機器では、IEEE.802.11aの周波数帯域とIEEE.802.11bのそれぞれの周波数帯域に対応して通信を行なうことが可能であり、状況に応じてこれらを切り換えて使用することができる。 However, recently, a dual band compatible device, which is a communication device compatible with a plurality of different standards and different wireless communication systems, has been proposed. For example, in an electronic device having a wireless LAN system compatible with IEEE802.11a and IEEE802.11b, communication can be performed in accordance with the frequency band of IEEE802.11a and the frequency band of IEEE802.11b. It is possible to switch between these depending on the situation.
すなわち、ある時はIEEE.802.11aの使用周波数帯で通信を行い、またある時はIEEE.802.11bの周波数帯域で通信を行なえるようにすることによって、一方の規格において通信が不可能な場合においても、他方の規格において通信が可能となり、また、一方の規格にしか対応していない通信装置同士の橋渡しの役割をすることも可能となる。 That is, when communication is impossible in one standard by performing communication in the frequency band of IEEE802.11a in some cases and communication in the frequency band of IEEE802.11b in other cases. In this case, communication can be performed in accordance with the other standard, and it is also possible to serve as a bridge between communication devices that support only one standard.
なお、信号の周波数帯域はIEEE.802.11aの送信信号Tx1および受信信号Rx1が4.9GHzから5.825GHzであり、IEEE.802.11bの送信信号Tx2および受信信号Rx2が2.4GHzから2.4835GHzである。 The frequency band of the signals is 4.9 GHz to 5.825 GHz for the transmission signal Tx1 and the reception signal Rx1 of IEEE 802.11a, and the transmission signal Tx2 and the reception signal Rx2 of the IEEE 802.11b is 2.4 GHz to 2.4835 GHz.
このような、デュアルバンド対応無線LANシステムを持った電子機器の一例として、ある規格に対応したシステムを2種類保有するデュアルバンド対応無線LANを持った電子機器のブロック図を図7に示す(特許文献1参照)。 As an example of such an electronic device having a dual-band compatible wireless LAN system, a block diagram of an electronic device having a dual-band compatible wireless LAN having two types of systems compatible with a certain standard is shown in FIG. Reference 1).
図7において、従来のデュアルバンド対応無線LANを持った電子機器は、スイッチモジュール部100と、信号の送受信を行なう4本のアンテナ101a,101b,102a,102bと、送信信号Tx1を発生させたり受信信号Rx1を受ける送受信回路103と、送信信号Tx2を発生させたり受信信号Rx2を受ける送受信回路104とを有している。
In FIG. 7, an electronic device having a conventional dual-band compatible wireless LAN generates or receives a
アンテナ101a,101bはIEEE.802.11aの周波数帯域の信号を送受信し、アンテナ102a,102bはIEEE.802.11bの周波数帯域の信号を送受信するものである。また、無線LANシステムが複数のアンテナを用いて感度の良い方を使うダイバーシティ方式を取っているため、同じシステムに対してアンテナ2本を用いる必要があり、したがって合計で4本のアンテナを使用している。
The
スイッチモジュール100はスイッチ105とスイッチ106を有し、スイッチ105はアンテナ101aとアンテナ101bの感度が良い方を選択し、送信時には送受信回路103の送信側へ、また、受信時には送受信回路105の受信側へスイッチを切り替える機能を有している。これと同様に、スイッチ106はアンテナ102aとアンテナ102bの感度が良い方を選択し、送信時には送受信回路104の送信側へ、受信時には送受信回路104の受信側へスイッチを切り替える機能を有している。
The
このような電子機器では、2つのシステムを単に並べた形でデュアルバンド対応無線LANシステムとなっていることから、システムを構築することは比較的容易であるが、電子機器全体に対して占有する割合が大きなアンテナを4本使用するため、電子機器の外形を小型化しにくいという問題があった。 Such an electronic device is a dual-band wireless LAN system in which two systems are simply arranged, so that it is relatively easy to construct the system, but it occupies the entire electronic device. Since four antennas having a large ratio are used, there is a problem that it is difficult to reduce the outer shape of the electronic device.
そこで新たに、図8に示すようなデュアルバンド対応無線LANシステムを持った電子機器が提案されている。図8のデュアルバンド対応無線LANシステムを持った電子機器においては、信号の送受信を行なう2本のアンテナ101c,102cと、送信信号Tx1を発生させたり受信信号Rx1を受ける送受信回路103と、送信信号Tx2を発生させたり受信信号Rx2を受ける送受信回路104とを有する。また、スイッチモジュール100は分波器107,108、およびスイッチ105,106を有している。ここで、アンテナ101c,102cはどちらの周波数帯の信号も送受信するため、スイッチモジュール100によってアンテナ101c,102cで送受信される信号を2つの規格の周波数帯の信号に分離するために、分波器107,108をアンテナ101c,102cとスイッチ105,106との間に接続し、アンテナ101c,102cで送受信される信号を個々の規格の信号に分離するようになっている。
Therefore, an electronic apparatus having a dual-band compatible wireless LAN system as shown in FIG. 8 has been proposed. In the electronic device having the dual-band wireless LAN system of FIG. 8, two
たとえば、アンテナ101c,102cで送受信される信号は、分波器107,108により送信信号Tx1と受信信号Rx1の周波数帯域の信号のみに分離され、スイッチ105には送信信号Tx1と受信信号Rx1の周波数帯域の信号のみが来ることとなる。
For example, the signals transmitted and received by the
このようなデュアルバンド対応無線LANシステムを持った電子機器においては、アンテナ101c,102cはIEEE.802.11aとIEEE.802.11bの規格のどちらの周波数帯の信号も送受信することが可能であるため、図7で示した電子機器に比べてアンテナを2本に減らすことができ、電子機器の外形を小型化することが可能となる。
しかしながら、図8に示す従来のデュアルバンド対応無線LANシステムを持った電子機器においては、新たに分波器が設けられるため、部品点数が多くなり、さらなる小型化への対応が困難であった。 However, in the electronic device having the conventional dual-band compatible wireless LAN system shown in FIG. 8, since a duplexer is newly provided, the number of parts is increased and it is difficult to cope with further downsizing.
また、図8に示されているスイッチモジュールでは、スイッチは制御用の制御信号が必要であることから、システムを切り替えるには2つのスイッチを制御する必要があり、システム切替の制御が複雑になるという不具合もあった。 Further, in the switch module shown in FIG. 8, since the switch needs a control signal for control, it is necessary to control two switches to switch the system, and the system switching control becomes complicated. There was also a problem.
さらに、図8のデュアルバンド対応無線LANシステムを持った電子機器は、2種類の無線LANシステムを有しているが、新たに異なる規格のシステムを追加したい場合には、図8のスイッチモジュールでは1つのシステムに対して送受信を切り替えるスイッチが1つ必要なため、新たに追加するシステムの数に応じて送受信を切り替えるスイッチをさらに搭載する必要がある。その結果、前述した分波器の設置と同様に、部品点数が増加すると共に実装面積が増加し、小型化、薄型化、軽量化が図れないという問題点があった。 Further, the electronic device having the dual-band compatible wireless LAN system of FIG. 8 has two types of wireless LAN systems. However, when a system with a different standard is newly added, the switch module of FIG. Since one switch for transmission / reception is required for one system, it is necessary to further include a switch for switching transmission / reception according to the number of newly added systems. As a result, similar to the installation of the branching filter described above, the number of parts increases and the mounting area increases, and there is a problem that it is impossible to reduce the size, thickness, and weight.
また、分波器も信号を2つの周波数帯に分離するものから3つ以上の複数の周波数帯に分離するものへ替える必要性もあった。 In addition, it is necessary to change the duplexer from one that separates a signal into two frequency bands to one that separates a signal into three or more frequency bands.
また、小型化、薄型化、軽量化の要求に対して、分波器同士を近づけると分波器間のアイソレーションが低下するという問題点があった。例えば、図8の電子機器においては、アンテナとスイッチとの間に分波器が接続されているため、分波器同士を近づけると、分波器間のアイソレーションが低いため、送信時にアンテナ101Cで信号を送信させた場合、分波器107を通過する信号が分波器108へ移ってしまい、アンテナ101Cで送信する信号の出力が低下すると共に、アンテナ102Cより信号がノイズとして送信されてしまうという問題が生じていた。
Further, in response to demands for miniaturization, thickness reduction, and weight reduction, there is a problem that isolation between the duplexers decreases when the duplexers are brought close to each other. For example, in the electronic device of FIG. 8, since a duplexer is connected between the antenna and the switch, when the duplexers are brought close to each other, the isolation between the duplexers is low. When the signal is transmitted at, the signal passing through the
本発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、小型化、薄型化、軽量化が可能で、かつ、システム切替の制御が容易であり、さらに複数の無線通信システムを使用することができ、分波器のアイソレーションを向上させることができるスイッチモジュールおよびこれを用いた電子機器を提供することにある。 The present invention has been completed in view of the above-described problems of the prior art, and its purpose is that it can be reduced in size, thickness, and weight, can be easily controlled, and a plurality of systems can be controlled. It is an object of the present invention to provide a switch module and an electronic device using the same, which can use a wireless communication system of the above and can improve isolation of a duplexer.
従って、本発明は、以下のような構成を有する。Accordingly, the present invention has the following configuration.
本発明のスイッチモジュールは、複数の入力端子と1つの送信端子を有する送信側分波器と、複数の出力端子と1つの受信端子を有する受信側分波器と、スイッチとを有し、前記の送信側分波器、前記の受信側分波器および前記のスイッチが、複数層からなる基板に設けられたスイッチモジュールであって、前記の送信側分波器は、前記の基板の内部に設けられた複数の導体パターンを有し、前記の受信側分波器は、前記の基板の内部に設けられ、それぞれが前記の送信側分波器の前記の導体パターンに対応する複数の導体パターンを有し、前記のスイッチは、前記の基板の内部に形成された貫通導体を介して該基板の第1層に形成された接地電極に電気的に接続され、前記の送信側分波器および前記の受信側分波器の対応する前記の導体パターン同士は、同一の形状であって、前記の第1層以外の同一の層に設けられるとともに、前記の基板を平面視したときに、前記の貫通導体を中心として点対称に形成されている。
The switch module of the present invention has a transmission side duplexer having a plurality of input terminals and one transmission terminal, a reception side duplexer having a plurality of output terminals and one reception terminal, and a switch, The transmission-side duplexer, the reception-side duplexer, and the switch are provided on a substrate having a plurality of layers, and the transmission-side duplexer is disposed inside the substrate. A plurality of conductor patterns provided, wherein the reception-side duplexer is provided inside the substrate, and each of the plurality of conductor patterns corresponds to the conductor pattern of the transmission-side duplexer. And the switch is electrically connected to a ground electrode formed in the first layer of the substrate via a through conductor formed in the substrate, and the transmission-side duplexer and the conductor path a corresponding receiving-side demultiplexer of the Over down each other, have the same shape is provided in an identical layer other than the first layer of said, the substrate in plan view, are formed in point symmetry about said feed-through conductors Yes.
また、本発明のスイッチモジュールは、上記構成において、好ましくは、前記のスイッチは、アンテナ端子を複数有することを特徴とするものである。 In the switch module according to the present invention, preferably, the switch has a plurality of antenna terminals.
本発明の電子機器は、アンテナおよび該アンテナに電気的に接続された送受信回路部を有する電子機器であって、前記送受信回路部は本発明のスイッチモジュールを有することを特徴とするものである。 The electronic device of the present invention is an electronic device having an antenna and a transmission / reception circuit unit electrically connected to the antenna, and the transmission / reception circuit unit has the switch module of the present invention.
本発明のスイッチモジュールは、複数の入力端子と1つの送信端子を有する送信側分波器と、複数の出力端子と1つの受信端子を有する受信側分波器と、スイッチとが基板に搭載されており、送信側分波器と受信側分波器とは、基板を平面視したときにスイッチを中心として点対称に配置されていることにより、システム切替の制御用の制御信号が必要となるスイッチを減らすことができるため、モジュールの小型化が可能となると共に、1つのスイッチでアンテナ端子への切替制御が可能となり、スイッチ切替の制御を容易とすることができる。また、送信側分波器と受信側分波器の部品点数がシステム毎の信号に分けるために増加することなく、送信側分波器の入力端子と受信側分波器の出力端子を増設するだけで新規システムを増設することが可能となる。 In the switch module of the present invention, a transmission-side duplexer having a plurality of input terminals and one transmission terminal, a reception-side duplexer having a plurality of output terminals and one reception terminal, and a switch are mounted on a substrate. Since the transmission-side duplexer and the reception-side duplexer are arranged symmetrically with respect to the switch when the substrate is viewed in plan, a control signal for system switching control is required. Since the number of switches can be reduced, the module can be reduced in size, and the switching control to the antenna terminal can be performed by one switch, so that the switching control can be facilitated. In addition, the number of parts of the transmission-side duplexer and the reception-side duplexer is not increased because it is divided into signals for each system, and the input terminal of the transmission-side duplexer and the output terminal of the reception-side duplexer are expanded. Only a new system can be added.
また、アンテナ端子と分波器との間にスイッチが配置されることとなるため、分波器の信号の漏れがスイッチで遮断されてアンテナ端子に影響を及ぼしにくいこととなり、ノイズがアンテナ端子から出力されにくくなる。また、スイッチを中心として点対称に送信側分波器と受信側分波器とが配置されていることで、送信側分波器と受信側分波器の距離を離すことができるため、送信側分波器と受信側分波器との間のアイソレーションが向上し、信号の漏れが少なくなる。 In addition, since a switch is arranged between the antenna terminal and the duplexer, the signal leakage of the duplexer is blocked by the switch and hardly affects the antenna terminal. It becomes difficult to output. In addition, since the transmission-side duplexer and the reception-side duplexer are arranged symmetrically with respect to the switch, the distance between the transmission-side duplexer and the reception-side duplexer can be increased. Isolation between the side duplexer and the reception duplexer is improved, and signal leakage is reduced.
また、本発明のスイッチモジュールは、上記構成において、送信側分波器と受信側分波器とは基板に内蔵されるとともにスイッチは基板の主面に搭載されており、スイッチは、基板の内部に形成された貫通導体を介して基板の内部に形成された接地電極に電気的に接続されていることから、基板に送信側分波器と受信側分波器とが内蔵されることで送信側分波器と受信側分波器とスイッチとを容易に電気的に接続することができると共に、小型化されたものとなる。また、送信側分波器と受信側分波器との間に貫通導体を形成することで、送信側分波器と受信側分波器とが接地電極で仕切られた状態となり、さらにアイソレーションを向上させることができる。 In the switch module according to the present invention, in the above configuration, the transmission-side duplexer and the reception-side duplexer are built in the substrate, and the switch is mounted on the main surface of the substrate. Since it is electrically connected to the ground electrode formed inside the substrate through the through conductor formed in the substrate, the transmission side duplexer and the reception side duplexer are built in the substrate for transmission. The side duplexer, the reception duplexer, and the switch can be easily electrically connected, and the size can be reduced. In addition, by forming a through conductor between the transmission-side duplexer and the reception-side duplexer, the transmission-side duplexer and the reception-side duplexer are separated from each other by a ground electrode. Can be improved.
また、本発明のスイッチモジュールは、上記構成において、スイッチは、アンテナ端子を複数有することから、最も感度の良いアンテナを選択して使うことができるため、より安定した通信が可能になる。また、複数のアンテナ端子にそれぞれ周波数帯の異なる信号を送受信できるアンテナを接続することで、使用するシステムに応じてアンテナを使い分けることもできる。 In addition, since the switch module of the present invention has a plurality of antenna terminals in the above-described configuration, the most sensitive antenna can be selected and used, so that more stable communication is possible. In addition, by connecting an antenna capable of transmitting and receiving signals having different frequency bands to a plurality of antenna terminals, the antenna can be used properly according to the system to be used.
本発明の電子機器は、アンテナおよびそのアンテナに電気的に接続された送受信回路部を有する電子機器であって、送受信回路部は本発明のスイッチモジュールを有することから、本発明のスイッチモジュールを送受信部に使用することで、電子機器の小型化、薄型化、軽量化が可能で、かつ、システム切替の制御が容易であり、さらに複数の無線通信システムを使用することができ、送信側分波器と受信側分波器との間のアイソレーションを向上させることができる。 The electronic device of the present invention is an electronic device having an antenna and a transmission / reception circuit unit electrically connected to the antenna, and the transmission / reception circuit unit includes the switch module of the present invention. Can be used to reduce the size, thickness, and weight of electronic devices, facilitate system switching control, and use multiple wireless communication systems. The isolation between the transmitter and the receiving duplexer can be improved.
本発明のスイッチモジュールについて図面を用いて以下に説明する。なお、以下の実施の形態では、IEEE.802.11aとIEEE.802.11bのデュアルバンドのシステムで使用されるスイッチモジュールについて説明する。 The switch module of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiment, a switch module used in a dual band system of IEEE 802.11a and IEEE 802.11b will be described.
図1は本発明のスイッチモジュールの実施の形態の一例を示すブロック図である。図1において、1はスイッチ、2は送信側分波器、3は受信側分波器、4aは第1のアンテナ端子、4bは第2のアンテナ端子、5は第1のスイッチ端子、6は第2のスイッチ端子、7は送信端子、8は受信端子、9aは第1の入力端子、9bは第2の入力端子、10aは第1の出力端子、10bは第2の出力端子である。また、スイッチ切替の制御端子は省略する。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of a switch module of the present invention. In FIG. 1, 1 is a switch, 2 is a transmission side duplexer, 3 is a reception side duplexer, 4a is a first antenna terminal, 4b is a second antenna terminal, 5 is a first switch terminal, and 6 is The second switch terminal, 7 is a transmission terminal, 8 is a reception terminal, 9a is a first input terminal, 9b is a second input terminal, 10a is a first output terminal, and 10b is a second output terminal. Further, the control terminal for switching the switch is omitted.
図1のスイッチモジュールはスイッチ1と送信側分波器2と受信側分波器3とで構成されており、そのスイッチ1は第1のアンテナ端子4aと第2のアンテナ端子4bと第1のスイッチ端子5と第2のスイッチ端子6を有している。また、送信側分波器2は送信端子7と第1の入力端子9aと第2の入力端子9bを、また、受信側分波器3は受信端子8と第1の出力端子10aと第2の出力端子10bを有している。そして、第1のスイッチ端子5と送信端子7とが、また、第2のスイッチ端子6と受信端子8とが電気的に接続されることでスイッチモジュールを形成する。
The switch module shown in FIG. 1 includes a
ここで、スイッチ1の動作周波数帯域は使用されるシステムの周波数帯域であり、送信信号Tx1は第1の入力端子9aから、送信信号Tx2は第2の入力端子9bから入力される。逆に、受信信号Rx1は第1の出力端子10aから、受信信号Rx2は第2の出力端子10bから出力される。スイッチ1は、送信時には第1のスイッチ端子5に切り替えて、受信時には第2のスイッチ端子6に切り替える。そして、第1のスイッチ端子5と第2のスイッチ端子6のどちらかが、第1のアンテナ端子4aと第2のアンテナ端子4bとの受信感度の高い方に接続される。
Here, the operating frequency band of the
例えば、送信信号Tx1を第1の入力端子9aから第1のアンテナ端子4aに送信を行なう場合、送信信号Tx1は第1の入力端子9aから入力され、送信側分波器2を経て送信端子7に出力される。この場合、送信信号Tx1は第2の入力端子9bには漏れない。そして、スイッチ1は第1のアンテナ端子4aと第1のスイッチ端子5とを接続する。この場合、送信信号Tx1は第2のスイッチ端子6には漏れない。そして、送信信号Tx1は第1のアンテナ端子4aを経てアンテナに出力される。
For example, when transmitting the transmission signal Tx1 from the
図2に本発明のスイッチモジュールの実施の形態の具体的な一例の回路図を示す。図2において、図1と同じ部分には同じ記号を付け、その説明は省略する。図2において、送信側分波器2はインダクタL1,L2と容量C1〜C5を有している。送信端子7と第1の入力端子9aとを結ぶ経路は、容量C1の一端と容量C2の一端が電気的に接続され、その接続点とインダクタL1の一端が電気的に接続され、インダクタL1の他端と容量C3の一端とが直列接続されている。そして、容量C3の他端が接地されている。この構成により、送信端子7と第1の入力端子9aを結ぶ経路において、送信信号Tx1を通過させ、逆に送信信号Tx2を通さないハイパスフィルタとすることができる。一方、送信端子7と第2の入力端子9aを結ぶ経路は、インダクタL2と容量C4とが並列に接続され、その一端が容量C5を介して接地されている。この構成により、送信端子7と第2の入力端子9aを結ぶ経路において、送信信号Tx2を通過させ、逆に送信信号Tx1を通さないローパスフィルタとすることができる
同様に、受信側分波器3はインダクタL1a,L2aと容量C1a〜C5aを有しているが、送信側分波器2と同じ回路であり、接続も同様なため、説明は省略する。
FIG. 2 shows a circuit diagram of a specific example of the embodiment of the switch module of the present invention. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. In FIG. 2, the transmission-
図3に図2のスイッチモジュールの具体的な構成の一例を示す。図3において、11〜16は第1〜第6の誘電体層、17は接地電極、18はキャビティ、19は実装パッド、20aは送信電極、20bは受信電極、21a〜24aは送信側分波器の第1〜第4の容量電極、21b〜24bは受信側分波器の第1〜第4の容量電極、25a,26aは送信側分波器の第1,第2の接地容量電極、25b,26bは送信側分波器の第1,第2の接地容量電極、27a〜30aは送信側分波器の第1〜第4のストリップライン、27b〜30bは受信側分波器の第1〜第4のストリップライン、31は貫通導体、32a〜36aは送信側分波器の第1〜第5の貫通導体、32b〜36bは受信側分波器の第1〜第5の貫通導体、37a,38aは第1,第2の入力電極、37b,38bは第1,第2の出力電極、39は第1のアンテナ電極、40は第2のアンテナ電極、41はスイッチングICである。 FIG. 3 shows an example of a specific configuration of the switch module of FIG. In FIG. 3, 11 to 16 are first to sixth dielectric layers, 17 is a ground electrode, 18 is a cavity, 19 is a mounting pad, 20a is a transmission electrode, 20b is a reception electrode, and 21a to 24a are transmission side demultiplexing. First to fourth capacitive electrodes of the transmitter, 21b to 24b are the first to fourth capacitive electrodes of the receiving-side duplexer, 25a and 26a are the first and second grounded capacitive electrodes of the transmitting-side duplexer, 25b and 26b are first and second grounded capacitance electrodes of the transmission-side branching filter, 27a to 30a are first to fourth strip lines of the transmission-side branching filter, and 27b to 30b are first numbers of the receiving-side branching filters. 1st to 4th strip lines, 31 is a through conductor, 32a to 36a are 1st to 5th through conductors of a transmission side duplexer, and 32b to 36b are 1st to 5th through conductors of a reception side duplexer , 37a and 38a are first and second input electrodes, 37b and 38b are first and second output electrodes, 39 is a first antenna electrode, 40 is a second antenna electrode, and 41 is a switching IC.
図3において、第1の誘電体層11および第2の誘電体層12の間に形成された送信側分波器の第1の容量電極21aと、第2の誘電体層12および第3の誘電体層13の間に形成された送信側分波器の第3の容量電極23aとの間に生じる容量をC1とする。また、第1の誘電体層11および第2の誘電体層12の間に形成された送信側分波器の第2の容量電極22aと、第2の誘電体層12および第3の誘電体層13の間に形成された送信側分波器の第3の容量電極23aとの間に生じる容量をC2とする。
In FIG. 3, the first
また、第3の誘電体層13および第4の誘電体層14の間に形成された送信側分波器の第1のストリプライン27aと、第5誘電体層15および第6の誘電体層16の間に形成された送信側分波器の第2のストリプライン28aと、送信側分波器の第1のストリップライン27aおよび第2のストリップライン28aの一方端同士を第2〜第5の誘電体12〜15を貫通する送信側分波器の第2の貫通導体33aを介して電気的に接続することにより生じるインダクタをL1とする。
The
また、第5の誘電体層15および第6の誘電体層16の間に形成された送信側分波器の第1の接地容量電極25aと、第6の誘電体層16の下面に形成された接地電極17との間に生じる接地容量電極をC3としたとき、送信側分波器の第1のストリップライン27の他端は第3の誘電体13を貫通する送信側分波器の第1の貫通導体32aを介して送信側分波器の第3の容量電極23aに電気的に接続され、送信側分波器の第2のストリップライン28aと送信側分波器の第1の接地容量電極25aとが電気的に接続されることにより、C1,C2,C3,L1からなる直列共振をするハイパスフィルタを構成している。
Further, it is formed on the first grounded
また、第4の誘電体層14および第5の誘電体層15の間に形成された送信側分波器の第4の容量電極24aと、第5の誘電体層15および第6の誘電体層16の間に形成された送信側分波器の第2の接地容量電極26aとの間に生じる容量をC4とする。また、第1の誘電体層11および第2の誘電体層12の間に形成された送信側分波器の第3のストリップライン29aと、第2の誘電体層12および第3の誘電体層13の間に形成された送信側分波器の第4のストリップライン30aと、送信側分波器の第3のストリップライン29aおよび第4のストリップライン30aの一方端同士を第2の誘電体12を貫通する第3の貫通導体34aを介して電気的に接続することにより生じるインダクタをL2とする。
In addition, the fourth
また、第5の誘電体層15および第6の誘電体層16の間に形成された送信側分波器の第2の接地容量電極26aと、第6の誘電体層16の下面に形成された接地電極17との間に生じる接地容量電極をC5としたとき、送信側分波器の第3のストリップライン29aの他方端は第2〜第4の誘電体12〜14を貫通する第3の貫通導体35aを介して送信側分波器の第4の容量電極24aに電気的に接続され、送信側分波器の第4のストリップライン30aの他方端は第3〜第5の誘電体13〜15を貫通する送信側分波器の第5aの貫通導体36aを介して送信側分波器の第2の接地容量電極26aに電気的に接続されることより、C4,C5,L2からなる並列共振をするローパスフィルタを構成している。
Further, the second grounded
そして、送信側分波器の第3のストリップライン29aと送信側分波器の第1の容量電極21aと送信電極20aとを電気的に接続し、送信側分波器の第2の容量電極22aと第1の入力電極37aを電気的に接続し、送信側分波器の第2の接地容量電極28aと第2の入力電極38aを電気的に接続することで、図2に示す送信側分波器2となる。
Then, the
ここでは省略するが、同様な接続を行い、受信側分波器の第3のストリップライン29bと受信側分波器の第1の容量電極21bと受信電極20bとを電気的に接続し、受信側分波器の第2の容量電極22bと第1の出力電極37bとを電気的に接続し、受信側分波器の第2の接地容量電極28bと第2の出力電極38bとを電気的に接続することで、受信側分波器3となる。そして、スイッチングIC41をキャビティ18の中の実装パッド19に実装し、第1のアンテナ電極39および第2のアンテナ電極40とをそれぞれスイッチングIC41に電気的に接続し、また、送信電極20aおよび受信電極20bとをそれぞれスイッチングIC41に電気的に接続することで、本発明のスイッチモジュールを得ることができる。
Although omitted here, the same connection is made, and the
そして、第1〜第6の誘電体層11〜16,送信側分波器の第1〜4の容量電極21a〜24a,受信側分波器の第1〜4の容量電極21b〜24b、送信側分波器の第1,第2の接地容量電極25a,26aおよび受信側分波器の第1,2の接地容量電極25b,26bによって容量C1〜C5およびC1a〜C5aを調整し、また、送信側分波器の第1〜第4のストリップライン27a〜30aおよび受信側分波器の第1〜第4のストリップライン27b〜30bによってインダクタンスL1,L2およびL1a,L2aを調整することにより、所望の分波特性を有する分波器を得ることができる。
The first to sixth
また、本発明のスイッチモジュールは、送信側分波器2と、受信側分波器3と、スイッチ1とを有することにより、システム切替の制御用の制御信号が必要となるスイッチを減らすことができるため、小型化が可能となると共に、1つのスイッチで第1,第2のアンテナ端子4a,4bへの切替制御が可能となり、スイッチ切替の制御を容易にすることができる。また、第1,第2のアンテナ端子4a,4bと送信側分波器2と受信側分波器3の間にスイッチ1を配置したことから、ノイズが第1,第2のアンテナ端子4a,4bへ出力されにくい。また、スイッチ1を中心として点対称に送信側分波器2と受信側分波器3とが配置されていることで、送信側分波器2と受信側分波器3との間の距離を離すことができるため、各送信側と受信側のアイソレーションを向上させることができ、信号の漏れが少なくなる。
Further, the switch module of the present invention includes the
本発明において、送信側分波器2と受信側分波器3とは、スイッチ1を中心として点対称に配置されているが、点対称の中心点はスイッチ1の中心点とすることができる。スイッチ1の中心点は、スイッチ1の幾何学的中心点や重心点とすることができる。
In the present invention, the transmission-
本発明のスイッチモジュールは、好ましくは、基板に送信側分波器2と受信側分波器3とが内蔵されると共に、スイッチ1は基板の主面に搭載されており、スイッチングIC41は基板内部に形成した貫通導体31を介して、接地電極17に電気的に接続されることで、送信側分波器2と受信側分波器3とスイッチングIC41とを容易に電気的に接続することができると共に、小型化がなされる。また、送信側分波器2と受信側分波器3との間に貫通導体31を挿入するように形成することで、送信側分波器2と受信側分波器3とが接地電極17で仕切られた状態となり、送信側分波器2と受信側分波器3との間のアイソレーションが向上する。
In the switch module of the present invention, the
図4は、図3の本発明のスイッチモジュールの送信側分波器の周波数特性を示すグラフである。図4において、横軸は周波数(単位:GHz)を、縦軸は第2の出力端子の信号通過量S(2,1)(単位:dB)を表わし、実線の特性曲線は本発明のスイッチモジュールの送信側分波器の周波数特性を、破線の周波数特性は分波器同士のアイソレーションの低い場合の送信側分波器の周波数特性を示している。2.4GHzから2.4835GHzである
図4の結果より、本発明のスイッチモジュールによれば、分波器同士のアイソレーションが高いため、送信信号Tx2の周波数帯域(2.4GHz〜2.4835GHz)では信号の減衰が見られないが、逆に従来の分波器同士のアイソレーションの低い送信側分波器では、送信信号Tx2の周波数帯域で信号が減衰していることが分かる。
FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of the transmission-side duplexer of the switch module of the present invention shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents the frequency (unit: GHz), the vertical axis represents the signal passing amount S (2, 1) (unit: dB) of the second output terminal, and the solid characteristic curve represents the switch of the present invention. The frequency characteristic of the transmission side duplexer of the module, and the frequency characteristic of the broken line indicate the frequency characteristics of the transmission side duplexer when isolation between the duplexers is low. From 2.4 GHz to 2.4835 GHz From the result of FIG. 4, according to the switch module of the present invention, since the isolation between the duplexers is high, the signal is attenuated in the frequency band (2.4 GHz to 2.4835 GHz) of the transmission signal Tx2. However, it can be seen that, on the contrary, in the transmission-side branching filter with low isolation between the branching filters, the signal is attenuated in the frequency band of the transmission signal Tx2.
なお、本発明のスイッチモジュールは、例えば誘電体層がセラミックスから成る場合、焼成後に各誘電体層となるセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)に所定の孔開け加工を施すとともに、各電極のパターン形状および貫通導体となる貫通孔やグリーンシートの側面等に導体ペーストを塗布し、これらを積層して焼成することによって製作される。あるいは、誘電体層がフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂,ポリイミド樹脂のような樹脂から成る場合、樹脂基板を用い、その表面に被着させた銅箔をエッチングして各電極パターンの形成を行ない、層間接続用の貫通導体を形成して積層プレスすることによって製作される。 In the switch module of the present invention, when the dielectric layer is made of ceramics, for example, a ceramic green sheet (hereinafter also referred to as a green sheet) that becomes each dielectric layer after firing is subjected to predetermined perforation processing and each electrode It is manufactured by applying a conductive paste to the pattern shape and through holes to be through conductors, the side surfaces of the green sheet, and the like, and laminating and baking them. Alternatively, when the dielectric layer is made of a resin such as a fluororesin, a glass epoxy resin, or a polyimide resin, a resin substrate is used and the copper foil deposited on the surface is etched to form each electrode pattern. It is manufactured by forming a through conductor for connection and laminating and pressing.
また、第1〜6の誘電体層11〜16を始めとする誘電体層には、アルミナセラミックス,ムライトセラミックス等のセラミックス材料やガラスセラミックス等の無機系材料、または四フッ化エチレン樹脂(ポリテトラフルオロエチレン;PTFE),四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂(テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂;ETFE),四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(テトラフルオロエチレン−パーフルテロアルキルビニルエーテル共重合樹脂;PFA)等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂,ポリイミド等の樹脂系材料等が用いられる。
The dielectric layers including the first to sixth
また、接地電極17、送信側分波器の第1〜4の容量電極21a〜24a,受信側分波器の第1〜4の容量電極21b〜24b、送信側分波器の第1,第2の接地容量電極25a,26aおよび受信側分波器の第1,第2の接地容量電極25b,26b、送信側分波器の第1〜第4のストリップライン27a〜30aおよび受信側分波器の第1〜第4のストリップライン27b〜30bには、高周波信号伝送用の金属材料から成る導体層が用いられる。例えば、Cu層、Mo−Mnのメタライズ層上にNiメッキ層およびAuメッキ層を被着させたもの、Wのメタライズ層上にNiメッキ層およびAuメッキ層を被着させたもの、Cr−Cu合金層、Cr−Cu合金層上にNiメッキ層およびAuメッキ層を被着させたもの、Ta2N層上にNi−Cr合金層およびAuメッキ層を被着させたもの、Ti層上にPt層およびAuメッキ層を被着させたもの、またはNi−Cr合金層上にPt層およびAuメッキ層を被着させたもの等が用いられ、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成方法やメッキ法等により形成される。その厚みや幅は、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。
Also, the
次に、図5に本発明のスイッチモジュールの実施の形態の他の例のブロック図を示す。なお、以下の説明は、IEEE.802.11aとIEEE.802.11bとPDC(Personal Digital Cellular)のトリプルバンドのシステムで使用されるスイッチモジュールについての説明である。PDCの送信信号Tx3が925MHzから960MHz、PDCの受信信号Rx3が810MHzから926MHzの周波数帯域である。図5において、1aはスイッチ、2aは送信側分波器、3bは受信側分波器、4aは第1のアンテナ端子、4bは第2のアンテナ端子、4cは第3のアンテナ端子、5は第1のスイッチ端子、6は第2のスイッチ端子、7は送信端子、8は受信端子、9aは第1の入力端子、9bは第2の入力端子、9cは第3の入力端子、10aは第1の出力端子、10bは第2の出力端子、10cは第3の出力端子である。これらの接続については、図1と同等のため省略する。 Next, FIG. 5 shows a block diagram of another example of the embodiment of the switch module of the present invention. The following description is about a switch module used in a triple band system of IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, and PDC (Personal Digital Cellular). The PDC transmission signal Tx3 is a frequency band from 925 MHz to 960 MHz, and the PDC reception signal Rx3 is a frequency band from 810 MHz to 926 MHz. In FIG. 5, 1a is a switch, 2a is a transmission side duplexer, 3b is a reception side duplexer, 4a is a first antenna terminal, 4b is a second antenna terminal, 4c is a third antenna terminal, 1st switch terminal, 6 is 2nd switch terminal, 7 is transmitting terminal, 8 is receiving terminal, 9a is 1st input terminal, 9b is 2nd input terminal, 9c is 3rd input terminal, 10a is A first output terminal, 10b is a second output terminal, and 10c is a third output terminal. Since these connections are the same as those in FIG.
また、本発明のスイッチモジュールは、送信側分波器2と受信側分波器3はシステムごとに信号を分けることにより、図5のように第3の入力端子9cと第3の出力端子19cを増設し、送信側分波器2aと受信側分波器3bのように2種類の周波数帯域から3種類の周波数帯域へ分離するものへ変更することで、部品点数を増加させることなく、容易に新規システムを増設することが可能となる。
Further, in the switch module of the present invention, the transmission-
また本発明のスイッチモジュールは、好ましくは、複数のアンテナ端子にアンテナを接続することにより、最も感度の良い方を使うことができるため、より安定した通信が可能になる。また、複数のアンテナ端子にそれぞれ周波数の異なる信号を送受信するアンテナを接続することで、使用するシステムに応じてアンテナを使い分けることもできる。 In the switch module of the present invention, it is preferable to connect the antenna to a plurality of antenna terminals, so that the most sensitive one can be used, so that more stable communication is possible. In addition, by connecting antennas that transmit and receive signals having different frequencies to a plurality of antenna terminals, it is possible to use different antennas depending on the system to be used.
次に、図6に本発明の電子機器の実施の形態の一例を示す。図6においては、破線で囲った部分が図1で説明したスイッチモジュールであり、42aは第1のアンテナ、42bは第2のアンテナ、43は送信回路、44は受信回路である。ここではスイッチモジュールの説明は省略する。第1のアンテナ端子4aと第1のアンテナ42aとを電気的に接続し、第2のアンテナ端子4bと第2のアンテナ42bとを電気的に接続する。また、第1,第2の入力端子9a,9bを送信回路43に電気的に接続し、第1,第2の出力端子10a,10bを送信回路44に電気的に接続する。
Next, FIG. 6 shows an example of an embodiment of an electronic apparatus of the present invention. In FIG. 6, the portion surrounded by a broken line is the switch module described in FIG. 1, 42a is the first antenna, 42b is the second antenna, 43 is the transmission circuit, and 44 is the reception circuit. The description of the switch module is omitted here. The
本発明の電子機器によれば、本発明のスイッチモジュールを送受信部に使用することで、電子機器の小型化、薄型化、軽量化が可能で、かつ、システム切替の制御が容易であり、さらに複数の無線通信システムを使用することができ、分波器のアイソレーションを向上させることができる。 According to the electronic device of the present invention, by using the switch module of the present invention for the transmission / reception unit, the electronic device can be reduced in size, thickness, and weight, and control of system switching is easy. A plurality of wireless communication systems can be used, and the isolation of the duplexer can be improved.
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。たとえば、分波器を内蔵した基板において、第1〜6の誘電体層11〜16の厚さを薄くしたり、これらに高誘電率材料を用いたり、第1〜4の誘電体層11〜14に磁性体を混ぜたりすることにより、さらなる小型化が可能となる。また、分波器を内蔵した基板において、キャビティ18の中にスイッチングIC41を実装しているが、キャビティ18がなく、直接基板に実装してもよく、また、基板上面の実装でなく基板下面の実装でもよい。
In addition, this invention is not limited to the example of the above embodiment, A various change may be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in a substrate with a built-in duplexer, the first to sixth
また、図2の例では送信用分波器2と受信用分波器3はハイパスフィルタとローパスフィルタとで構成されているが、これ以外にも、ノッチ回路を組み合わせて構成したものや、ローパスフィルタとバンドパスフィルタを組み合わせて構成したものでもよい。また、使用されるシステムも無線LANだけでなく、AMPS(Advanced Mobile Phone Service:824MHz〜894MHz)やW−CDMA(Wide band Code Division Multiple Access:1920MHz〜2200MHz)等を用いてもよい。
In the example of FIG. 2, the
そして、本発明のスイッチモジュールが搭載されている電子機器としては、携帯電話やPDA、PCカード、アクセスポイントのみならず、テレビ等のAV機器や電子レンジ、冷蔵庫、炊飯ジャーといった家庭用電子機器でもよい。 And as an electronic device in which the switch module of the present invention is mounted, not only a mobile phone, a PDA, a PC card, and an access point, but also an AV device such as a TV, a household electronic device such as a microwave oven, a refrigerator, and a rice cooker Good.
1,1a:スイッチ
2,2a:送信側分波器
3,2a:受信側分波器
4a〜4c:第1〜第3のアンテナ端子
5:第1のスイッチ端子
6:第2のスイッチ端子
7:送信端子
8:受信端子
9a〜9c:第1〜第3の入力端子
10a〜10c:第1〜第3の出力端子
17:接地電極
20a:送信電極
20b:受信電極
31:貫通導体
43:送信回路
44:受信回路
DESCRIPTION OF
10a to 10c: first to third output terminals
17: Ground electrode
20a: Transmitter electrode
20b: Reception electrode
31: Through conductor
43: Transmitter circuit
44: Receiver circuit
Claims (3)
前記送信側分波器は、前記基板の内部に設けられた複数の導体パターンを有し、前記受信側分波器は、前記基板の内部に設けられ、それぞれが前記送信側分波器の前記導体パターンに対応する複数の導体パターンを有し、
前記スイッチは、前記基板の内部に形成された貫通導体を介して該基板の第1層に形成された接地電極に電気的に接続され、
前記送信側分波器および前記受信側分波器の対応する前記導体パターン同士は、同一の形状であって、前記第1層以外の同一の層に設けられるとともに、前記基板を平面視したときに、前記貫通導体を中心として点対称に形成されているスイッチモジュール。 A transmission side duplexer having a plurality of input terminals and one transmission terminal; a reception side duplexer having a plurality of output terminals and one reception terminal; and a switch, the transmission side duplexer, The receiving-side duplexer and the switch are switch modules provided on a substrate composed of a plurality of layers,
The transmission-side duplexer has a plurality of conductor patterns provided inside the substrate, and the reception-side duplexer is provided inside the substrate, each of which is the transmission-side duplexer. Having a plurality of conductor patterns corresponding to the conductor patterns;
The switch is electrically connected to a ground electrode formed in the first layer of the substrate through a through conductor formed in the substrate,
Corresponding the conductor patterns of the said transmitting-side demultiplexer and the receiving branching filter is a same shape is provided in an identical layer other than the first layer, when the substrate is viewed in plane And a switch module formed symmetrically with respect to the through conductor.
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