JP4775686B2 - Multilayer low-pass filter and high-frequency switch module using the same - Google Patents

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Description

本発明は、携帯電話、携帯端末などの移動体通信機器に使用される積層ローパスフィルタ及びそれを用いた高周波スイッチモジュールに関する。   The present invention relates to a multilayer low-pass filter used in mobile communication devices such as a mobile phone and a mobile terminal, and a high-frequency switch module using the same.

積層ローパスフィルタは、単体、あるいはそれを用いた高周波スイッチモジュールとして移動体通信機器に組み込まれている。π型回路のローパスフィルタの一例を図5に示す。
本出願人は、図5に示すように、インダクタLと、このインダクタLの一端をグランドに接地するコンデンサC2と、インダクタLの他端をグランドに接地するコンデンサC3、及びインダクタLに並列接続されたコンデンサC1とでなるローパスフィルタの積層小型化を継続して手がけ、挿入損失の少ないものを提供してきた(例えば特許文献1参照)。
図6に、その各層毎の電極パターン図を示す。最下層の誘電体層51A上にグランド電極52が形成され、誘電体層51B上に電極52a、52bが形成されている。誘電体層51C上に電極53が形成され、誘電体層51D上に電極54a、54bが形成されている。誘電体層51E上にグランド電極55が形成され、誘電体層51F上に電極56が形成されている。誘電体層51G上にライン電極57が形成され、誘電体層51H上にライン電極58が形成され、誘電体層51I上にライン電極59が形成されている。ライン電極57とライン電極58、およびライン電極58とライン電極59はビアホール(Via−hole)で接続されている。誘電体層51J上に電極60が形成され、誘電体層51K上にグランド電極61が形成され、さらに最上層に誘電体層51Lが形成されている。
そして、ライン電極57、58、59及びそれぞれを接続するビアホールによってインダクタLが構成される。
また、電極52bとグランド電極52との間のコンデンサ、及び電極54bとグランド電極55との間のコンデンサ、及び電極56とグランド電極55との間のコンデンサによってコンデンサC2が構成される。
また、電極52aとグランド電極52との間のコンデンサ、及び電極54aとグランド電極55との間のコンデンサ、及び電極60とグランド電極61との間のコンデンサによってコンデンサC3が構成される。
更に、電極52aと電極53との間のコンデンサ、及び電極52bと電極53との間のコンデンサ、及び電極54aと電極53との間のコンデンサ、及び電極54bと電極53との間のコンデンサによってコンデンサC1が構成される。
ここで、電極52bと54bはコンデンサC2の電極として働くとともに、コンデンサC1の電極としても働く。また、電極52aと54aもコンデンサC3の電極として働くとともに、コンデンサC1の電極としても働く。
そして、積層体の側面には複数の外部電極が形成され、これらの外部電極によって各層に形成された電極の接続が行われ、ローパスフィルタが形成される。
The multilayer low-pass filter is incorporated in a mobile communication device as a single unit or a high-frequency switch module using the multilayer low-pass filter. An example of a π-type circuit low-pass filter is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the present applicant is connected in parallel to an inductor L, a capacitor C2 that grounds one end of the inductor L, a capacitor C3 that grounds the other end of the inductor L, and an inductor L. The low-pass filter composed of the capacitor C1 has been continuously miniaturized and provided with a low insertion loss (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 6 shows an electrode pattern diagram for each layer. A ground electrode 52 is formed on the lowermost dielectric layer 51A, and electrodes 52a and 52b are formed on the dielectric layer 51B. An electrode 53 is formed on the dielectric layer 51C, and electrodes 54a and 54b are formed on the dielectric layer 51D. A ground electrode 55 is formed on the dielectric layer 51E, and an electrode 56 is formed on the dielectric layer 51F. A line electrode 57 is formed on the dielectric layer 51G, a line electrode 58 is formed on the dielectric layer 51H, and a line electrode 59 is formed on the dielectric layer 51I. The line electrode 57 and the line electrode 58, and the line electrode 58 and the line electrode 59 are connected by a via-hole. An electrode 60 is formed on the dielectric layer 51J, a ground electrode 61 is formed on the dielectric layer 51K, and a dielectric layer 51L is formed on the uppermost layer.
An inductor L is constituted by the line electrodes 57, 58, 59 and via holes connecting the respective electrodes.
The capacitor C2 is configured by the capacitor between the electrode 52b and the ground electrode 52, the capacitor between the electrode 54b and the ground electrode 55, and the capacitor between the electrode 56 and the ground electrode 55.
The capacitor C3 is configured by the capacitor between the electrode 52a and the ground electrode 52, the capacitor between the electrode 54a and the ground electrode 55, and the capacitor between the electrode 60 and the ground electrode 61.
Further, a capacitor between the electrode 52a and the electrode 53, a capacitor between the electrode 52b and the electrode 53, a capacitor between the electrode 54a and the electrode 53, and a capacitor between the electrode 54b and the electrode 53 are used. C1 is configured.
Here, the electrodes 52b and 54b serve as electrodes of the capacitor C2 and also serve as electrodes of the capacitor C1. The electrodes 52a and 54a also serve as the electrodes of the capacitor C3 and the capacitor C1.
A plurality of external electrodes are formed on the side surface of the laminate, and the electrodes formed in each layer are connected by these external electrodes to form a low-pass filter.

ローパスフィルタにおける高調波に対する減衰量は重要な特性である。それについて説明する。ここで、高調波とは通過域(通過周波数帯域)の中心周波数である基本波f(例えば、1.8GHz)の2倍波(3.6GHz)、3倍波(5.4GHz)などの周波数をもつ不要輻射である。
この高調波は主としてパワーアンプから発生される。移動体通信機器の小型化に伴ってパワーアンプの小型化も進んだことにより、パワーアンプの非線形性が顕著になってきており、そのため高調波の発生が増大し問題となっていた。
高調波の減衰が不十分であると、高調波がアンテナから不要輻射として発射され、システムに要求されたアイソレーション特性(例えば、GSM系で−30dBm以下)を充足できないという不具合が生じる。
The amount of attenuation with respect to the harmonics in the low-pass filter is an important characteristic. This will be described. Here, the harmonic is a second harmonic (3.6 GHz), a third harmonic (5.4 GHz), or the like of a fundamental wave f 0 (for example, 1.8 GHz) that is the center frequency of the pass band (pass frequency band). Unwanted radiation with frequency.
This harmonic is mainly generated from the power amplifier. As the mobile communication device has been downsized, the power amplifier has also been downsized. As a result, the nonlinearity of the power amplifier has become more prominent, which has increased the generation of harmonics, which has been a problem.
If the attenuation of the harmonics is insufficient, the harmonics are emitted from the antenna as unwanted radiation, resulting in a problem that the isolation characteristics required for the system (for example, −30 dBm or less in the GSM system) cannot be satisfied.

ローパスフィルタや、それを用いた高周波スイッチモジュールが組み込まれる携帯電話の一例として、GSM900、DCS、PCSの3システムに対応したトリプルバンドの携帯電話がある。ここで、GSM(Global System For Mobiles)は、ヨーロッパ標準のディジタル携帯電話システムであって、周波数900MHz帯 を使うGSM900、周波数1.8GHz帯を使うGSM1800システムがあり、GSM1800システムはDCS(Digital Cellular System )と呼ばれることが多い。また、PCS(pulse communication system)は、パルス通信方式である。ここで、GSM900システムは、送信周波数880〜915MHzで、受信周波数925〜960MHzである。DCSシステムは、送信周波数1710〜1785MHzで、受信周波数1805〜1880MHzである。PCSシステムは、送信周波数1850〜1910MHzで、受信周波数1930〜1990MHzである。
このように、複数の周波数帯域に一台の携帯電話機で対応するために、ローパスフィルタを含むフィルタや高周波スイッチモジュールに課せられた要求特性は、日に日に厳しさを増している。
As an example of a mobile phone in which a low-pass filter and a high-frequency switch module using the low-pass filter are incorporated, there is a triple-band mobile phone compatible with three systems of GSM900, DCS, and PCS. Here, GSM (Global System For Mobiles) is a European standard digital cellular phone system, which includes GSM900 using a frequency of 900 MHz band, GSM1800 system using a frequency of 1.8 GHz, and GSM1800 system is a DCS (Digital Cellular System). ) Is often called. PCS (pulse communication system) is a pulse communication system. Here, the GSM900 system has a transmission frequency of 880 to 915 MHz and a reception frequency of 925 to 960 MHz. The DCS system has a transmission frequency of 1710 to 1785 MHz and a reception frequency of 1805 to 1880 MHz. The PCS system has a transmission frequency of 1850 to 1910 MHz and a reception frequency of 1930 to 1990 MHz.
Thus, in order to cope with a plurality of frequency bands with a single mobile phone, the required characteristics imposed on filters and high-frequency switch modules including low-pass filters are becoming more severe day by day.

特開2000−134001号公報JP 2000-134001 A

ローパスフィルタが用いられる移動体通信機器の小型化、高性能化により、従来の例えば特許文献1記載のローパスフィルタにおいては、高調波の減衰量が未だ不十分な場合が生じるようになってきた。
すなわち、留まることの無い小型化により、パワーアンプから発生する高調波の影響が従来よりも大きくなってきた。このことは、ローパスフィルタが組み込まれる高周波スイッチモジュールにおいても同様である。
Due to downsizing and higher performance of mobile communication devices that use low-pass filters, the conventional low-pass filter described in Patent Document 1, for example, has come to have an insufficient amount of harmonic attenuation.
That is, the influence of the harmonics generated from the power amplifier has become larger than before due to the miniaturization that does not stop. The same applies to a high-frequency switch module in which a low-pass filter is incorporated.

そこで、本発明は、小型のまま、或いはより小型にしても、高調波の減衰量が十分なローパスフィルタ及び高周波スイッチモジュールの提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a low-pass filter and a high-frequency switch module that have sufficient attenuation of harmonics even if they are small or smaller.

〔手段1〕
本発明は、誘電体層(S1〜S10)と電極パターン(EL1,EL2,EL31〜EL34,EL4,GND1〜GND3)を積層し、前記電極パターンによりインダクタ(L)とコンデンサ(C1,C2,C3)が積層体に一体化されるローパスフィルタであって、
前記インダクタ(L)と並列に接続される第1のコンデンサ(C1)と、前記インダクタ(L)の一端とグランドとの間に接続される第2のコンデンサ(C2)と、前記インダクタ(L)の他端とグランドとの間に接続される第3のコンデンサ(C3)とを備える積層ローパスフィルタにおいて、
前記積層体は、少なくとも3つのグランド電極パターン(GND1,GND2,GND3)を有し、他のグランド電極パターンよりも小面積の第1のグランド電極パターン(GND1)が形成された誘電体層と第2のグランド電極パターン(GND2)が形成された誘電体層の間に前記インダクタ(L)を形成する電極パターン(EL31〜EL34)が配置され、前記第1のグランド電極パターン(GND1)の、前記インダクタ(L)を形成する電極パターン(EL31〜EL34)とは反対側に、第1のコンデンサ(C1)及び第2のコンデンサ(C2)を形成する電極パターン(EL1及びEL2)が配置され、
前記第2のグランド電極パターン(GND2)と第3のグランド電極パターン(GND3)との間に、第3のコンデンサ(C3)を形成する電極パターン(EL4)が配置され、
もって、第2コンデンサ(C2)と第3のコンデンサ(C3)とは第1のグランド電極パターン(GND1)と第2のグランド電極パターン(GND2)とを介して積層方向の異なる部位に構成され、
前記第1のコンデンサ(C1)、第2のコンデンサ(C2)、及び第3のコンデンサ(C3)を形成する電極パターンが、前記積層体を積層方向から見て重なるように形成されるが、前記インダクタ(L)を形成する電極パターン(EL31〜EL34)は、前記第1のグランド電極パターン(GND1)側に配置される、いずれのグランド電極パターンとも重ならないように形成されていることを特徴とする積層ローパスフィルタである。
[Means 1]
In the present invention, a dielectric layer (S1 to S10) and electrode patterns (EL1, EL2, EL31 to EL34, EL4, GND1 to GND3) are laminated, and an inductor (L) and capacitors (C1, C2, C3) are formed by the electrode pattern. ) Is a low-pass filter integrated into the laminate,
A first capacitor (C1) connected in parallel with the inductor (L), a second capacitor (C2) connected between one end of the inductor (L) and the ground, and the inductor (L) In the multilayer low-pass filter including a third capacitor (C3) connected between the other end of the first capacitor and the ground,
The stacked body includes at least three ground electrode patterns (GND1, GND2, GND3), a dielectric layer on which a first ground electrode pattern (GND1) having a smaller area than other ground electrode patterns is formed, and a first layer Electrode patterns (EL31 to EL34) for forming the inductor (L) are disposed between the dielectric layers on which the two ground electrode patterns (GND2) are formed , and the first ground electrode pattern (GND1) On the opposite side of the electrode patterns (EL31 to EL34) forming the inductor (L), electrode patterns (EL1 and EL2) forming the first capacitor (C1) and the second capacitor (C2) are disposed,
An electrode pattern (EL4) that forms a third capacitor (C3) is disposed between the second ground electrode pattern (GND2) and the third ground electrode pattern (GND3),
Accordingly, the second capacitor (C2) and the third capacitor (C3) are configured in different portions in the stacking direction via the first ground electrode pattern (GND1) and the second ground electrode pattern (GND2),
The electrode patterns forming the first capacitor (C1), the second capacitor (C2), and the third capacitor (C3) are formed so as to overlap when the stacked body is viewed from the stacking direction. inductor electrode pattern (EL31~EL34) to form the (L) is a feature that it is formed such that the first ground electrode pattern (GND1) is arranged in the side, it does not overlap both one ground electrode pattern Is a laminated low-pass filter.

〔手段2〕
本発明は、前記積層ローパスフィルタを送信信号経路に接続するスイッチ回路を含み、前記スイッチ回路を構成するスイッチ素子を積層ローパスフィルタに搭載することを特徴とする高周波スイッチモジュールである。
[Means 2]
The present invention is a high-frequency switch module including a switch circuit that connects the laminated low-pass filter to a transmission signal path, and a switch element that constitutes the switch circuit is mounted on the laminated low-pass filter.

〔手段3〕
また本発明は、前記スイッチ回路と接続するハイパスフィルタを備え、前記ハイパスフィルタは、受信信号経路とグランドとの間に接続されたインダクタとコンデンサとでなる直列共振回路を含み、前記直列共振回路は共振周波数を100MHz〜500MHzの間としたことを特徴とする高周波スイッチモジュールである。
[Means 3]
The present invention further includes a high-pass filter connected to the switch circuit, the high-pass filter including a series resonant circuit including an inductor and a capacitor connected between a reception signal path and a ground, the series resonant circuit The high-frequency switch module is characterized in that the resonance frequency is between 100 MHz and 500 MHz.

本発明によると、小型のまま、或いはより小形にしても、高調波の減衰量が十分な積層ローパスフィルタ及び高周波スイッチモジュールを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a laminated low-pass filter and a high-frequency switch module that are sufficiently small in size or smaller in size and have sufficient harmonic attenuation.

本発明者は、〔手段1〕〜〔手段3〕記載の構成により、インダクタLと第1乃至第3のコンデンサC1〜C3において発生する寄生容量を従来より減少できる結果、高調波の減衰量が十分なローパスフィルタ及び高周波スイッチモジュールの得られることを知見した。
減衰量に対する寄生容量の影響は、ローパスフィルタにおける場合のほうが、ハイパスフィルタにおける場合よりも大きい。前者では基本周波数より周波数の高い、高調波の周波数が減衰域(非通過周波数帯域)となるからである。従って、ローパスフィルタにおいて〔手段1〕記載の構成を採用する意義は大きい。
また、〔手段1〕記載のローパスフィルタを組み込んだ〔手段3〕記載の高周波スイッチモジュールも小型のままで高調波の減衰量の大きいものが得られる。
The inventor can reduce the parasitic capacitance generated in the inductor L and the first to third capacitors C1 to C3 by the configuration described in [Means 1] to [Means 3]. It has been found that sufficient low-pass filters and high-frequency switch modules can be obtained.
The influence of the parasitic capacitance on the attenuation is greater in the case of the low-pass filter than in the high-pass filter. This is because the former has a higher frequency than the fundamental frequency, and the harmonic frequency becomes an attenuation region (non-passage frequency band). Therefore, it is significant to adopt the configuration described in [Means 1] in the low-pass filter.
Further, the high-frequency switch module described in [Means 3] incorporating the low-pass filter described in [Means 1] can be obtained with a large amount of attenuation of harmonics while being small.

図1を用いて、本発明に係るローパスフィルタを説明する。図1は、図5に示したπ型回路のローパスフィルタを積層体で構成した場合の各層の電極パターンを示したものである。
本発明に係るローパスフィルタは、インダクタLとコンデンサC1〜C3で構成される。インダクタLを構成する電極パターンは、誘電体の第4〜7層(S4〜S7)の上に形成される。インダクタLを構成する第4〜7層(S4〜S7)は、上下をグランド電極GND1、GND2で挟まれる。コンデンサC1、C2を構成する電極パターンEL1、EL2は、グランド電極GND1が形成された第3層(S3)の上側に形成され、コンデンサC1は、第1層(S1)の上に形成される電極パターンEL1と、第3層(S3)の上に形成されるグランド電極GND1との間で形成され、コンデンサC2は、第2層(S2)の上に形成される電極パターンEL2とグランド電極GND1との間で形成される。
一方、コンデンサC3は第9層(S9)の上に形成される電極パターンEL4とグランド電極GND2との間、及び電極パターンEL4と第10層(S10)の上に形成されるグランド電極GND3との間で形成される。
各電極パターンの層間は、黒点で示されたビアホールによって接続されてローパスフィルタを構成している。グランド電極GND1〜GND3の相互の電極パターンとの層間も、図示しないビアホールで接続されている。
A low-pass filter according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the electrode pattern of each layer when the π-type circuit low-pass filter shown in FIG.
The low-pass filter according to the present invention includes an inductor L and capacitors C1 to C3. The electrode pattern constituting the inductor L is formed on the fourth to seventh layers (S4 to S7) of dielectric. The upper and lower layers of the fourth to seventh layers (S4 to S7) constituting the inductor L are sandwiched between the ground electrodes GND1 and GND2. Electrode patterns EL1 and EL2 constituting the capacitors C1 and C2 are formed above the third layer (S3) on which the ground electrode GND1 is formed, and the capacitor C1 is an electrode formed on the first layer (S1). The capacitor C2 is formed between the pattern EL1 and the ground electrode GND1 formed on the third layer (S3), and the capacitor C2 includes the electrode pattern EL2 and the ground electrode GND1 formed on the second layer (S2). Formed between.
On the other hand, the capacitor C3 is formed between the electrode pattern EL4 formed on the ninth layer (S9) and the ground electrode GND2, and between the electrode pattern EL4 and the ground electrode GND3 formed on the tenth layer (S10). Formed between.
The layers between the electrode patterns are connected by via holes indicated by black dots to form a low-pass filter. The layers between the ground electrodes GND1 to GND3 and the mutual electrode patterns are also connected by via holes (not shown).

図1に例示した実施形態では、インダクタLを第4〜第7層(S4〜S7)に分割してスパイラル状のコイルで形成したため、同一層上にミアンダ状にコイルを形成する場合に比べて、線路長が短くて済む。
コンデンサC3を構成する電極パターンEL4は、コンデンサC1及びコンデンサC2を構成する電極パターンEL1及びEL2の下方に、第3層(S3)と第8層(S8)に各々形成されるGND電極パターンGND1、GND2を隔てて配置される。従って、コンデンサC1、C2とコンデンサC3の間のアイソレーションは、大きく改善され、高調波の減衰量が大きく出来る。
なお、本発明に係るローパスフィルタにおいて、コンデンサC3とコンデンサC2とは置換可能である。すなわち、図1において、第2層(S2)にコンデンサC2を構成する電極パターンEL2ではなくコンデンサC3を構成する電極パターンEL4を配置し、逆に第9層(S9)にコンデンサC3を構成する電極パターンEL4ではなくコンデンサC2を構成する電極パターンEL2を配置しても良い。
In the embodiment illustrated in FIG. 1, the inductor L is divided into the fourth to seventh layers (S4 to S7) and formed with spiral coils, so that the inductor L is formed in the meander shape on the same layer. The track length is short.
The electrode pattern EL4 constituting the capacitor C3 includes GND electrode patterns GND1 formed on the third layer (S3) and the eighth layer (S8), respectively, below the electrode patterns EL1 and EL2 constituting the capacitor C1 and the capacitor C2. It arrange | positions across GND2. Therefore, the isolation between the capacitors C1 and C2 and the capacitor C3 is greatly improved, and the attenuation amount of the harmonic can be increased.
In the low-pass filter according to the present invention, the capacitor C3 and the capacitor C2 can be replaced. That is, in FIG. 1, not the electrode pattern EL2 constituting the capacitor C2 but the electrode pattern EL4 constituting the capacitor C3 is arranged on the second layer (S2), and conversely the electrode constituting the capacitor C3 on the ninth layer (S9). You may arrange | position electrode pattern EL2 which comprises the capacitor | condenser C2 instead of pattern EL4.

誘電体層S1〜S10は、誘電体材料でなるグリーンシート(未焼成の生シート)に銀ペーストなどで伝送線路用の電極パターンやコンデンサ用の電極パターンを印刷して積層した後に共に焼成する低温焼成セラミックス(LTCC)で構成する。層間の接続は、ビアホールに導電性ペーストを充填することにより行なえる。ビアホールに限定するものではなく、積層体の外部に設けた外部電極で層間の接続を行うことも出来るし、ビアホールと外部電極とを併用することも出来る。
なお、インダクタLを構成する電極パターン(EL31〜EL34)と、コンデンサC1,C2,C3を構成する電極パターン(EL1,EL2、EL4)とは、積層体の積層方向から見て重なるように配置してもよい。例えば特許文献1に示したような従来構造のローパスフィルタではコンデンサC2、C3を横に並べて配置する必要があるためローパスフィルタを形成するのに必要な面積が大きくなる。本発明の構造では各々の電極パターンを縦方向から見て重ねて配置できるためより少ない面積でローパスフィルタを形成することが可能となり、小型多機能化が進む高周波部品の開発に有利である。
他の電極パターンとの配置、寸法関係、扱う周波数帯域などにより、最適のフィルタ特性が得られるように、設計者が適宜に選択できる。
本発明に係るローパスフィルタは、高調波を減衰させるために、各高調波に応じたローパスフィルタを多段に縦続する必要が無いため、小型化できる。デュアルバンド、トリプルバンド化などにより高周波モジュールに使用されるローパスフィルタの数が増大するので、これによる小型化効果は大きい。
The dielectric layers S1 to S10 are low-temperature fired together after printing and laminating a transmission line electrode pattern or a capacitor electrode pattern on a green sheet (unfired raw sheet) made of a dielectric material with a silver paste or the like. It consists of fired ceramics (LTCC). The connection between the layers can be made by filling the via holes with a conductive paste. It is not limited to the via hole, and the connection between the layers can be performed by an external electrode provided outside the stacked body, or the via hole and the external electrode can be used in combination.
The electrode patterns (EL31 to EL34) constituting the inductor L and the electrode patterns (EL1, EL2, EL4) constituting the capacitors C1, C2, and C3 are arranged so as to overlap each other when viewed from the stacking direction of the stacked body. May be. For example, in a low-pass filter having a conventional structure as shown in Patent Document 1, it is necessary to arrange capacitors C2 and C3 side by side, so that the area required to form the low-pass filter increases. In the structure of the present invention, each electrode pattern can be arranged so as to overlap each other when viewed from the vertical direction, so that a low-pass filter can be formed with a smaller area, which is advantageous for the development of high-frequency components that are becoming smaller and more multifunctional.
The designer can select as appropriate so that the optimum filter characteristics can be obtained depending on the arrangement with other electrode patterns, the dimensional relationship, the handled frequency band, and the like.
Since the low-pass filter according to the present invention does not require cascade connection of the low-pass filters corresponding to each harmonic in multiple stages in order to attenuate the harmonics, the size can be reduced. Since the number of low-pass filters used in the high-frequency module is increased by dual band, triple band, etc., the effect of miniaturization is great.

本発明に係るローパスフィルタは、単体のみならず、高周波スイッチモジュールなどの他の回路と積層体に内蔵して一体化することができる。
次に、高周波スイッチモジュールについて詳細に説明する。
図2は、本発明に係る高周波スイッチモジュールの等価回路を示す。図5で説明した本発明に係るローパスフィルタ、例えばLPF2は図2では図面のほぼ中央部にあり、図5の符号Lが符号Ld3、図5の符号C1が符号Cd7、図5の符号C2が符号Cd4、図5の符号C3が符号Cd3に対応する。この部分のローパスフィルタに〔手段1〕記載の構成を採用する。
図2に示した高周波スイッチモジュールは、GSM900、DCS、PCSの3システムに対応したトリプルバンドの場合を一実施形態として例示したものである。
この高周波スイッチモジュールにより、アンテナ端子Antと、GSM、DCS、PCSのそれぞれの送信回路と受信回路への接続の切り換えが行われる。この実施形態では、DCSの送信回路とPCSの送信回路は共用にしている。
ここで、図2の右端に示された符号の説明をする。符号Tx1はGSM900の送信端子、符号Rx1はGSM900の受信端子を示す。符号Tx2はDCSとPCSに共通する送信端子、符号Rx2はDCSの受信端子、符号Rx3はPCSの受信端子を示す。
図2に例示した高周波スイッチモジュールは、
(a)低周波側フィルタ及び高周波側フィルタとで構成される分波回路と、
(b)分波回路の低周波側フィルタの後段に配置され、制御端子Vgから供給される電圧により、送信端子Tx1と受信端子Rx1とを切り換える第1のスイッチ回路と、
(c)分波回路の高周波側フィルタの後段に配置され、制御端子Vd、Vpから供給される電圧により、送信端子Tx2と受信端子Rx2と受信端子Rx3とを切り換える第2のスイッチ回路とを具備する。
The low-pass filter according to the present invention can be integrated not only with a single unit but also with other circuits such as a high-frequency switch module in a laminate.
Next, the high frequency switch module will be described in detail.
FIG. 2 shows an equivalent circuit of the high-frequency switch module according to the present invention. The low-pass filter according to the present invention described with reference to FIG. 5, for example, LPF2, is substantially at the center of the drawing in FIG. 2, where L in FIG. 5 is Ld3, C1 in FIG. 5 is Cd7, and C2 in FIG. The code Cd4 and the code C3 in FIG. 5 correspond to the code Cd3. The configuration described in [Means 1] is employed for the low-pass filter of this portion.
The high-frequency switch module shown in FIG. 2 exemplifies a triple band case corresponding to three systems of GSM900, DCS, and PCS as an embodiment.
This high-frequency switch module switches the connection between the antenna terminal Ant and the transmission circuit and reception circuit of the GSM, DCS, and PCS. In this embodiment, the DCS transmission circuit and the PCS transmission circuit are shared.
Here, the reference numerals shown at the right end of FIG. 2 will be described. Symbol Tx1 indicates a GSM900 transmission terminal, and symbol Rx1 indicates a GSM900 reception terminal. Symbol Tx2 indicates a transmission terminal common to DCS and PCS, symbol Rx2 indicates a DCS reception terminal, and symbol Rx3 indicates a PCS reception terminal.
The high frequency switch module illustrated in FIG.
(A) a branching circuit composed of a low-frequency filter and a high-frequency filter;
(B) a first switch circuit that is arranged downstream of the low-frequency filter of the branching circuit and switches between the transmission terminal Tx1 and the reception terminal Rx1 by a voltage supplied from the control terminal Vg;
(C) A second switch circuit that is disposed after the high-frequency filter of the branching circuit and switches between the transmission terminal Tx2, the reception terminal Rx2, and the reception terminal Rx3 by voltages supplied from the control terminals Vd and Vp. To do.

〔1〕高周波スイッチモジュールの回路構成
(A)分波回路(DIP)
分波回路は、低周波側フィルタ及び高周波側フィルタとで構成される。すなわち、GSM900の送受信信号を通過させるとともにDCS及びPCSの送受信信号を減衰させる低周波側(GSM900 Side)フィルタとしてローパスフィルタを備え、DCS及びPCSの送受信信号を通過させるとともにGSM900の送受信信号を減衰させる高周波側(DCS/PCS Side)フィルタとしてハイパスフィルタを備えている。
アンテナ端子Antと接続されている低周波側フィルタ及び高周波側フィルタは、それぞれ伝送線路とコンデンサにより構成されている。なお、前記低周波側フィルタと高周波側フィルタは、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタで構成することも出来る。
低周波側(GSM900 Side)フィルタとしてのローパスフィルタについて説明する。
伝送線路Lf1は、低周波側のGSM帯域の信号を低損失で通過させ、高周波側のDCS及びPCS帯域の信号に対して高インピーダンスとなるようにしてDCS及びPCS帯域の信号の回り込みを防止する。
伝送線路Lf2とコンデンサCf1とは直列共振回路を構成し、DCS及びPCS帯域に共振周波数を持つように設計して、DCS及びPCS帯域の信号をグランドに落とし、回り込みを防止する。
ここで、伝送線路Lf1は、DCS、PCS帯域の信号の周波数にとって高インピーダンスになるようにある程度の長さに設定するのが好ましい。これによりDCS、PCS帯域の信号がGSM系の経路へ伝送され難くなる。
高周波側(DCS/PCS Side)フィルタとしてのハイパスフィルタについて説明する。
コンデンサCf2、Cf3は、高周波側のDCS、PCS帯域の信号を低損失で通過させ、低周波側のGSM帯域の信号に対して高インピーダンスとなるようにしてGSM帯域の信号の回り込みを防止する。
伝送線路Lf4とコンデンサCf4とは直列共振回路を構成し、GSM900帯域に共振周波数を持つように設計して、GSM900帯域の信号をグランドに落とし、回り込みを防止する。
[1] Circuit configuration of high-frequency switch module (A) Demultiplexing circuit (DIP)
The branching circuit includes a low frequency side filter and a high frequency side filter. In other words, a low-pass filter is provided as a low-frequency side (GSM900 Side) filter that passes GSM900 transmission / reception signals and attenuates DCS and PCS transmission / reception signals, and passes DCS and PCS transmission / reception signals and attenuates GSM900 transmission / reception signals. A high-pass filter is provided as a high frequency side (DCS / PCS Side) filter.
The low frequency filter and the high frequency filter connected to the antenna terminal Ant are each composed of a transmission line and a capacitor. The low frequency side filter and the high frequency side filter can also be constituted by a band pass filter and a notch filter.
A low pass filter as a low frequency side (GSM900 Side) filter will be described.
The transmission line Lf1 allows a signal in the GSM band on the low frequency side to pass through with low loss and has a high impedance with respect to the signal in the DCS and PCS band on the high frequency side to prevent the DCS and PCS band signals from wrapping around. .
The transmission line Lf2 and the capacitor Cf1 form a series resonance circuit, and are designed to have a resonance frequency in the DCS and PCS bands, so that signals in the DCS and PCS bands are dropped to the ground to prevent wraparound.
Here, it is preferable that the transmission line Lf1 is set to a certain length so as to have a high impedance with respect to the frequency of signals in the DCS and PCS bands. This makes it difficult for signals in the DCS and PCS bands to be transmitted to the GSM route.
A high-pass filter as a high frequency side (DCS / PCS Side) filter will be described.
Capacitors Cf2 and Cf3 pass the DCS and PCS band signals on the high frequency side with a low loss, and prevent the GSM band signal from wrapping around so as to have a high impedance to the GSM band signal on the low frequency side.
The transmission line Lf4 and the capacitor Cf4 constitute a series resonance circuit and are designed to have a resonance frequency in the GSM900 band, and a signal in the GSM900 band is dropped to the ground to prevent wraparound.

スイッチ回路について説明する。
分波回路の後段に配置された送信端子Tx1と受信端子Rx1とを切り換える第1のスイッチ回路と、送信端子Tx2と受信端子Rx2と受信信号Rx3とを切り換える第2のスイッチ回路とは、いずれもスイッチ素子と伝送線路を主要素子とする。このスイッチ素子としては、PINダイオードが好適である。他にGaAsスイッチも使用できる。一般的にPINダイオードを使用したスイッチ回路は、GaAsスイッチと比較して低コストで回路を構築できるという利点があり、逆にGaAsスイッチは、PINダイオードを使用したスイッチ回路と比較すると低消費電力化が可能になるという利点があるので、これらの特徴を生かすように選択できる。
The switch circuit will be described.
Each of the first switch circuit that switches between the transmission terminal Tx1 and the reception terminal Rx1 and the second switch circuit that switches between the transmission terminal Tx2, the reception terminal Rx2, and the reception signal Rx3 are arranged in the subsequent stage of the branching circuit. The switch element and transmission line are the main elements. As this switching element, a PIN diode is suitable. In addition, GaAs switches can be used. Generally, a switch circuit using a PIN diode has an advantage that a circuit can be constructed at a lower cost than a GaAs switch. Conversely, a GaAs switch has a lower power consumption than a switch circuit using a PIN diode. Can be selected to take advantage of these features.

(B)第1のスイッチ回路
第1のスイッチ回路は、図2の上段にあり、GSM900の送信端子Tx1とGSM900の受信端子Rx1とを切り換えるものであり、2つのダイオードDg1、Dg2及び2つの伝送線路Lg1、Lg2を主要素子とする。
ダイオードDg1は、分波回路の低周波側フィルタと送信端子Tx1との間に介挿され、ダイオードDg1のアノードは分波回路の低周波側フィルタに接続され、ダイオードDg1のカソードは、伝送線路Lg3とコンデンサCg7,Cg4、Cg3とにより構成されたπ型のローパスフィルタLPF1に接続される。
このローパスフィルタLPF1を構成する伝送線路Lg3の他端とグランドとの間には伝送線路Lg1が接続されている。
このローパスフィルタLPF1は、GSM900側のパワーアンプ(図示しない)から入力される送信信号に含まれる高次の高調波歪みを抑制するため、GSM900送信信号を通過し、GSM900送信信号の2倍以上の周波数を十分に減衰するような特性を持つことが好ましい。
インダクタLg3とコンデンサCg7は並列共振回路を構成し、その共振周波数はGSM900の送信周波数の2倍もしくは3倍の周波数に設定する。それにより、図示しないパワーアンプから入力されるGSM900側の送信信号に含まれる高調波歪みを十分に減衰できる。
コンデンサCg6、Cg2、Cg1は、直流分を除去してダイオードDg1およびDg2を含む回路に制御用の直流電圧を印加できるようにしたDCカットコンデンサである。
ダイオードDg1のアノードと受信端子Rx1との間には伝送線路Lg2が介挿され、伝送線路Lg2の一端とグランドとの間にダイオードDg2が接続され、ダイオードDg2のアノードとグランドとの間にコンデンサCg1が接続されている。また、ダイオードDg2のアノードと制御端子Vgとの間には抵抗Rgが直列に接続されている。
制御端子Vgとグランドとの間に接続されたコンデンサCvgは、制御用の電源へのノイズ混入を阻止して、制御を安定化する。
伝送線路Lg1及び伝送線路Lg2は、いずれも共振周波数がGSM900の送信信号の周波数帯域内となるような線路長を有するのが好ましい。例えば、それぞれの共振周波数をGSM900の送信信号周波数のほぼ中間周波数(897.5MHz)とすると、所望の周波数帯域内で優れた挿入損失特性を得ることができる。
(B) First switch circuit The first switch circuit is located in the upper part of FIG. 2, and switches between the transmission terminal Tx1 of GSM900 and the reception terminal Rx1 of GSM900, and includes two diodes Dg1, Dg2 and two transmissions. The lines Lg1 and Lg2 are the main elements.
The diode Dg1 is interposed between the low frequency filter of the branching circuit and the transmission terminal Tx1, the anode of the diode Dg1 is connected to the low frequency filter of the branching circuit, and the cathode of the diode Dg1 is the transmission line Lg3. And a π-type low-pass filter LPF1 composed of capacitors Cg7, Cg4, and Cg3.
A transmission line Lg1 is connected between the other end of the transmission line Lg3 constituting the low-pass filter LPF1 and the ground.
This low-pass filter LPF1 passes the GSM900 transmission signal in order to suppress high-order harmonic distortion contained in the transmission signal input from the power amplifier (not shown) on the GSM900 side, and is more than twice the GSM900 transmission signal. It is preferable to have characteristics that sufficiently attenuate the frequency.
The inductor Lg3 and the capacitor Cg7 constitute a parallel resonance circuit, and the resonance frequency is set to be twice or three times the transmission frequency of GSM900. Thereby, the harmonic distortion contained in the transmission signal on the GSM 900 side input from a power amplifier (not shown) can be sufficiently attenuated.
Capacitors Cg6, Cg2, and Cg1 are DC cut capacitors that remove a DC component so that a control DC voltage can be applied to a circuit that includes diodes Dg1 and Dg2.
A transmission line Lg2 is inserted between the anode of the diode Dg1 and the receiving terminal Rx1, a diode Dg2 is connected between one end of the transmission line Lg2 and the ground, and a capacitor Cg1 is connected between the anode of the diode Dg2 and the ground. Is connected. A resistor Rg is connected in series between the anode of the diode Dg2 and the control terminal Vg.
A capacitor Cvg connected between the control terminal Vg and the ground prevents noise from entering the control power supply and stabilizes the control.
Both the transmission line Lg1 and the transmission line Lg2 preferably have line lengths such that the resonance frequency is within the frequency band of the transmission signal of GSM900. For example, when each resonance frequency is set to a substantially intermediate frequency (897.5 MHz) of the transmission signal frequency of GSM900, excellent insertion loss characteristics can be obtained within a desired frequency band.

(C)第2のスイッチ回路
第2のスイッチ回路は、図2の下段にあるスイッチ回路であり、DCSの受信端子Rx2と、PCSの受信端子Rx3と、DCS及びPCS共通の送信端子Tx2とを切り換える。
第2のスイッチ回路は、4つのダイオードDd1,Dd2,Dp1、及びDp2と、4つの伝送線路Ld1、Ld2、Lp1、Lp2とを主要素子とする。
ダイオードDd1は、分波回路の高周波側フィルタと送信端子Tx2との間に介挿され、ダイオードDd1のアノードは分波回路の高周波側フィルタに接続され、ダイオードDd1のカソードは伝送線路Ld3とコンデンサCd3、Cd4、Cd7とにより構成されたπ型のローパスフィルタLPF2に接続される。このローパスフィルタを構成する伝送線路Ld3の他端とグランドとの間には伝送線路Ld1が接続されている。
ここで、ローパスフィルタLPF2は、DCSおよびPCS側のパワーアンプ(図示しない)から入力される送信信号に含まれる高次高調波歪みを抑制するため、DCSあるいはPCS送信信号を通過し、DCSあるいはPCS送信信号の2倍以上の周波数を十分に減衰するような特性を持つことが好ましい。
ローパスフィルタLPF2を構成する伝送線路Ld3の線路長は、λ/8〜λ/12(ただしλはDCS及びPCSの送受信系における送信信号の中間周波数の波長)とするのが好ましい。DCS及びPCSの送受信系における送信信号の中間周波数λは、DCSの送信信号1710〜1785MHzとPCSの送信信号1850〜1910MHzとの中間の周波数(1810MHz)となる。中間周波数の波長λに対し、伝送線路Ld3の線路長がλ/8超であると、通過帯域特性が狭帯域となり、DCSの送信信号の下限周波数近傍及びPCSの送信信号の上限周波数近傍で所望の挿入損失特性が得られない。また伝送線路Ld3の線路長がλ/12未満であると、2倍波、3倍波等の高周波数域における減衰量が劣化する。このように、いずれの場合も高周波スイッチモジュールとしての特性が劣化するため好ましくない。
ダイオードDd1に並列接続されたインダクタLsとコンデンサCsの機能を説明する。これは、ダイオードDd1のOFF時、送信端子Tx2とアンテナ端子Ant間、送信端子Tx2と受信端子Rx2間および送信端子Tx2と受信端子Rx3間のアイソレーション確保を目的として、インダクタLsとコンデンサCsの直列回路をダイオードDd1に対して並列接続し、OFF時のダイオードの容量成分を相殺している。
(C) Second switch circuit The second switch circuit is a switch circuit in the lower stage of FIG. 2, and includes a DCS reception terminal Rx2, a PCS reception terminal Rx3, and a DCS and PCS common transmission terminal Tx2. Switch.
The second switch circuit includes four diodes Dd1, Dd2, Dp1, and Dp2 and four transmission lines Ld1, Ld2, Lp1, and Lp2 as main elements.
The diode Dd1 is inserted between the high frequency filter of the branching circuit and the transmission terminal Tx2, the anode of the diode Dd1 is connected to the high frequency filter of the branching circuit, and the cathode of the diode Dd1 is the transmission line Ld3 and the capacitor Cd3. , Cd4 and Cd7 are connected to a π-type low-pass filter LPF2. A transmission line Ld1 is connected between the other end of the transmission line Ld3 constituting the low-pass filter and the ground.
Here, the low-pass filter LPF2 passes the DCS or PCS transmission signal in order to suppress high-order harmonic distortion contained in the transmission signal input from the DCS and PCS side power amplifiers (not shown), and the DCS or PCS. It is preferable to have a characteristic that sufficiently attenuates a frequency twice or more that of the transmission signal.
The line length of the transmission line Ld3 constituting the low-pass filter LPF2 is preferably λ / 8 to λ / 12 (where λ is the wavelength of the intermediate frequency of the transmission signal in the DCS and PCS transmission / reception systems). The intermediate frequency λ of the transmission signal in the DCS and PCS transmission / reception systems is an intermediate frequency (1810 MHz) between the DCS transmission signal 1710 to 1785 MHz and the PCS transmission signal 1850 to 1910 MHz. If the line length of the transmission line Ld3 is greater than λ / 8 with respect to the wavelength λ of the intermediate frequency, the passband characteristic becomes narrow, and is desired in the vicinity of the lower limit frequency of the DCS transmission signal and the upper limit frequency of the PCS transmission signal. Insertion loss characteristics cannot be obtained. If the transmission line Ld3 has a line length less than λ / 12, the attenuation in the high frequency region such as the second harmonic and the third harmonic is deteriorated. Thus, in any case, the characteristics as the high frequency switch module deteriorate, which is not preferable.
The functions of the inductor Ls and the capacitor Cs connected in parallel to the diode Dd1 will be described. This is because when the diode Dd1 is OFF, the inductor Ls and the capacitor Cs are connected in series for the purpose of ensuring isolation between the transmission terminal Tx2 and the antenna terminal Ant, between the transmission terminal Tx2 and the reception terminal Rx2, and between the transmission terminal Tx2 and the reception terminal Rx3. The circuit is connected in parallel to the diode Dd1, and the capacitance component of the diode at the time of OFF is canceled.

伝送線路Ld1及びLd2は、それらの共振周波数がDCSとPCSの送受信系の送信信号の周波数帯域の最大周波数から最小周波数までの範囲内に入るような線路長を有するのが好ましく、特に最大周波数と最小周波数の中間の周波数となるような線路長を有するのが好ましい。例えば、伝送線路Ld1及びLd2の共振周波数を、DCS帯域とPCS帯域の送信信号周波数のほぼ中間周波数(1810MHz)とすると、それぞれのモードにおいて優れた電気的特性を得ることができ、2つの送信信号を1つの回路で扱うことができる。
コンデンサCd2は、直流分を除去してダイオードDd1およびDd2を含む回路に制御用の直流電圧を印加できるようにしたDCカットコンデンサであり、コンデンサCd5、Cp1、Cp4、およびCp2は、ダイオードDp1およびDp2を含む回路に制御用の直流電圧を印加できるようにしたDCカットコンデンサである。
伝送線路Ld2の一端は分波回路の高周波側フィルタを構成するコンデンサCf3に接続される。伝送線路Ld2の他端とグランドの間にはダイオードDd2とコンデンサCd1が接続される。ダイオードDd2のアノードには抵抗Rdを介して制御端子Vdが接続される。コンデンサCvdは、制御用の電源へのノイズ混入を阻止して制御を安定化する。
伝送線路Ld2と伝送線路Lp2との間には2〜10pFの大きさのDCカット用のコンデンサCd5が接続される。
伝送線路Lp2の一端はコンデンサCd5に接続され、伝送線路Lp2の他端とグランドとはダイオードDp2とコンデンサCp1を介してグランドに接続される。
ダイオードDp2とコンデンサCp1の接続点は、抵抗Rpを経て制御端子Vpに接続されている。コンデンサCvpは、制御用の電源へのノイズ混入を阻止して制御を安定化する。
ダイオードDp1のアノードは、コンデンサCd5と伝送線路Lp2との接続点に接続される。ダイオードDp1のカソードとグランドとの間には伝送線路Lp1とコンデンサCp3の並列共振回路が接続され、PCS受信信号のグランドへの信号の漏れ込みを防止している。
なお、受信端子Rx2,Rx3に接続されたDCカット用のコンデンサCp4、Cp2は、SAWフィルタを用いる場合には、SAWフィルタ自体が直流成分を除去することができるため、取り除いても良い。
The transmission lines Ld1 and Ld2 preferably have line lengths such that their resonance frequencies fall within the range from the maximum frequency to the minimum frequency of the transmission signal frequency band of the DCS and PCS transmission / reception systems. It is preferable to have a line length that is an intermediate frequency between the minimum frequencies. For example, when the resonance frequency of the transmission lines Ld1 and Ld2 is set to a substantially intermediate frequency (1810 MHz) between the transmission signal frequencies of the DCS band and the PCS band, excellent electrical characteristics can be obtained in each mode, and two transmission signals can be obtained. Can be handled by one circuit.
Capacitor Cd2 is a DC cut capacitor that removes the DC component so that a control DC voltage can be applied to the circuit including diodes Dd1 and Dd2. Capacitors Cd5, Cp1, Cp4, and Cp2 are diodes Dp1 and Dp2. This is a DC cut capacitor that can apply a control DC voltage to a circuit including
One end of the transmission line Ld2 is connected to a capacitor Cf3 constituting a high frequency filter of the branching circuit. A diode Dd2 and a capacitor Cd1 are connected between the other end of the transmission line Ld2 and the ground. A control terminal Vd is connected to the anode of the diode Dd2 via a resistor Rd. The capacitor Cvd stabilizes control by preventing noise from entering the control power supply.
A DC cut capacitor Cd5 having a size of 2 to 10 pF is connected between the transmission line Ld2 and the transmission line Lp2.
One end of the transmission line Lp2 is connected to the capacitor Cd5, and the other end of the transmission line Lp2 and the ground are connected to the ground via the diode Dp2 and the capacitor Cp1.
A connection point between the diode Dp2 and the capacitor Cp1 is connected to the control terminal Vp via the resistor Rp. The capacitor Cvp stabilizes control by preventing noise from entering the control power supply.
The anode of the diode Dp1 is connected to the connection point between the capacitor Cd5 and the transmission line Lp2. A parallel resonant circuit of a transmission line Lp1 and a capacitor Cp3 is connected between the cathode of the diode Dp1 and the ground to prevent leakage of the PCS reception signal to the ground.
The DC cut capacitors Cp4 and Cp2 connected to the receiving terminals Rx2 and Rx3 may be removed when the SAW filter is used because the SAW filter itself can remove the direct current component.

(D)ESD対策回路
以上説明した(A)分波回路、(B)第1のスイッチ回路、(C)第2のスイッチ回路により本発明に係る高周波スイッチモジュールが構成される。
しかし、高周波スイッチモジュールとして携帯機器に組み込まれる場合、静電気の放電による静電サージによりモジュールの破壊を防止するためにESD(ElectroStatic Discharge)対策を施すことが望ましい。以下、図2に例示した実施形態におけるESD対策回路について説明する。
図2の左端、アンテナ端子Antとグランドの間に接続されたインダクタLeは、ESD対策の為に介挿される。これらインダクタの値を適宜選択することによって、静電サージをグランドへ逃がして無害化できる。
図2の右上部分において、コンデンサCec、インダクタLenとコンデンサCenの直列共振回路、及びインダクタLesで構成されるπ型のハイパスフィルタも、ESD対策の為に介挿される。これらインダクタとコンデンサの値を適宜選択することによって、静電サージをグランドへ逃がし、高周波信号は低損失で伝達できる。ここでLesは50nH以下、Cecは10pF以下が望ましい。また、インダクタLenとコンデンサCenの直列共振回路は、その共振周波数が100MHz〜500MHzの間に設定されるようにインダクタやコンデンサの値を設定する。この場合、Lenは50nH以下、Cenは33pF以下が望ましい。
これにより静電破壊で問題となる共振周波数帯での静電サージをグランドへ吸収することができ、静電サージ対策をより効率的に行うことが出来る。
すなわち、通信周波数よりも少なくとも低い周波数の交流成分および直流成分の通過を阻止するハイパスフィルタを構成することにより、アンテナ端子Antから高周波スイッチモジュール内に静電サージが侵入しても、その直流成分および通信周波数よりも低い周波数の交流成分を、インダクタLen,Lesによりグランド側に逃がすことができる。
GSMの受信回路にESD対策用のハイパスフィルタを介挿した理由は、静電サージで最初に破壊されるのがGSMの受信回路だからである。
ESD対策用のハイパスフィルタの介挿する位置は、図3で例示した位置に限定されるものではないが、アンテナ端子Antの前段に入れるよりは最終段に入れたほうが、挿入損失が小さい。
(D) ESD countermeasure circuit The (A) branching circuit, (B) first switch circuit, and (C) second switch circuit described above constitute a high-frequency switch module according to the present invention.
However, when incorporated in a portable device as a high-frequency switch module, it is desirable to take an ESD (ElectroStatic Discharge) measure in order to prevent the module from being destroyed by electrostatic surges caused by electrostatic discharge. Hereinafter, the ESD countermeasure circuit in the embodiment illustrated in FIG. 2 will be described.
The inductor Le connected between the antenna terminal Ant and the ground at the left end of FIG. 2 is inserted for ESD countermeasures. By appropriately selecting the values of these inductors, the electrostatic surge can escape to the ground and be rendered harmless.
In the upper right part of FIG. 2, a π-type high-pass filter including a capacitor Cec, a series resonance circuit of an inductor Len and a capacitor Cen, and an inductor Les is also inserted for ESD countermeasures. By appropriately selecting the values of the inductor and the capacitor, the electrostatic surge is released to the ground, and the high frequency signal can be transmitted with low loss. Here, Les is preferably 50 nH or less, and Cec is preferably 10 pF or less. In addition, in the series resonance circuit of the inductor Len and the capacitor Cen, the values of the inductor and the capacitor are set so that the resonance frequency is set between 100 MHz and 500 MHz. In this case, Len is desirably 50 nH or less, and Cen is desirably 33 pF or less.
Thereby, the electrostatic surge in the resonance frequency band which is a problem in electrostatic breakdown can be absorbed to the ground, and the countermeasure against electrostatic surge can be performed more efficiently.
That is, by configuring a high-pass filter that blocks the passage of alternating current and direct current components at least lower than the communication frequency, even if an electrostatic surge enters the high frequency switch module from the antenna terminal Ant, the direct current component and An AC component having a frequency lower than the communication frequency can be released to the ground side by the inductors Len and Les.
The reason why an ESD countermeasure high-pass filter is inserted in the GSM receiving circuit is that the first GSM receiving circuit is destroyed by the electrostatic surge.
The position where the high-pass filter for ESD countermeasures is inserted is not limited to the position illustrated in FIG. 3, but the insertion loss is smaller in the final stage than in the previous stage of the antenna terminal Ant.

[2]高周波スイッチモジュールの動作説明
本発明に係る高周波スイッチモジュールは、制御端子Vg,Vp,Vdに電圧を印加してダイオードスイッチをON状態/OFF状態に制御することにより、GSM、DCS、及びPCSの送受信系のいずれか一つを選択するようになっている。
図2に示す等価回路の高周波スイッチモジュールについて、その動作を説明する。
(a)GSM 送信モード
GSM900の送信端子Tx1からアンテナ端子Antに送信信号を送出する場合、制御端子VgをHigh(例えば2.6V)に、制御端子VdをLow(例えばゼロ電圧),VpをHighあるいはLowとする。
ここで、制御端子に印加する制御電圧がHighとは、+1〜+5V,Lowとは−0.5〜+0.5Vが望ましい。
制御端子Vgに印加する制御電圧がHighの時、コンデンサCg1、Cg2、Cg6によりDC(直流)分がカットされて、ダイオードDg1及びDg2を含む回路に印加される。それにより、制御端子Vgに印加された制御電圧により流れる電流が、ダイオードDg1及びDg2を含む回路にのみ流れるように電流経路を制限し、他の部分に影響を及ぼさないようにできる。その結果、ダイオードDg1及びDg2はON状態となる。ダイオードDg1がON状態となることにより、GSMの送信端子Tx1と、コンデンサCg6とダイオードDg1のアノードとの接続点との間でGSM帯域内におけるインピーダンスが低くなる。またON状態となったダイオードDg2及びコンデンサCg1により伝送線路Lg2は高周波的にグランド(接地)されて共振し、コンデンサCg6とダイオードDg1のアノードとの接続点からGSMの受信端子Rx1を見たインピーダンスはGSM帯域内において非常に大きくなる。従って、GSMの送信端子Tx1から送出される送信信号は、GSMの受信端子Rx1に漏洩することなく、アンテナ端子Antに送出される。
ここで、伝送線路Lg1、Lg2はGSMの送信周波数帯においてλ/4共振器となるように伝送線路の長さを設定する。
なお、伝送線路Lg1は、GSMの送信周波数においてグランドレベルがオープン(高インピーダンス状態)に見える程度のチョークコイルでも代用可能である。この場合インダクタンス値は10〜100nH程度が望ましい。
抵抗Rgは制御端子VgがHigh状態でのダイオードDg1、Dg2に流れる電流を制限する。この電流は、過小であると信号の挿入損失が大きくなり、過大であると高周波スイッチモジュールの消費電力が大きくなるので適正値に制限する。
[2] Description of operation of the high-frequency switch module The high-frequency switch module according to the present invention applies GSM, DCS, One of the PCS transmission / reception systems is selected.
The operation of the high-frequency switch module having the equivalent circuit shown in FIG. 2 will be described.
(A) GSM transmission mode When transmitting a transmission signal from the transmission terminal Tx1 of the GSM900 to the antenna terminal Ant, the control terminal Vg is set to High (for example, 2.6 V), the control terminal Vd is set to Low (for example, zero voltage), and Vp is set to High. Or it is set to Low.
Here, the control voltage applied to the control terminal is preferably +1 to +5 V for High, and −0.5 to +0.5 V for Low.
When the control voltage applied to the control terminal Vg is High, the DC (direct current) component is cut by the capacitors Cg1, Cg2, and Cg6 and applied to the circuit including the diodes Dg1 and Dg2. Thus, the current path is limited so that the current flowing by the control voltage applied to the control terminal Vg flows only to the circuit including the diodes Dg1 and Dg2, and the other parts can be prevented from being affected. As a result, the diodes Dg1 and Dg2 are turned on. When the diode Dg1 is turned on, the impedance in the GSM band is lowered between the GSM transmission terminal Tx1 and the connection point between the capacitor Cg6 and the anode of the diode Dg1. Further, the transmission line Lg2 is grounded at high frequency and resonated by the diode Dg2 and the capacitor Cg1 which are turned on, and the impedance when the GSM receiving terminal Rx1 is viewed from the connection point between the capacitor Cg6 and the anode of the diode Dg1 is It becomes very large in the GSM band. Therefore, the transmission signal transmitted from the GSM transmission terminal Tx1 is transmitted to the antenna terminal Ant without leaking to the GSM reception terminal Rx1.
Here, the lengths of the transmission lines are set so that the transmission lines Lg1 and Lg2 become λ / 4 resonators in the GSM transmission frequency band.
The transmission line Lg1 can be replaced with a choke coil whose ground level appears to be open (high impedance state) at the GSM transmission frequency. In this case, the inductance value is desirably about 10 to 100 nH.
The resistor Rg limits the current flowing through the diodes Dg1 and Dg2 when the control terminal Vg is in the high state. If this current is too small, the signal insertion loss increases, and if it is excessive, the power consumption of the high-frequency switch module increases, so that the current is limited to an appropriate value.

(b)DCS/PCS 送信モード
DCS、PCS共通の送信端子Tx2からアンテナ端子AntにDCS、PCSいずれかの送信信号を送出する場合、制御端子VdをHigh、制御端子VpをHigh(あるいはLow),制御端子VgをLowとする。
その結果、ダイオードDd1およびDd2はON状態となる。ダイオードDd1がON状態となると、DCSおよびPCSの送信端子Tx2と、高周波側のハイパスフィルタを構成するコンデンサCf3とダイオードDd1のアノードとの接続点との間でDCS/PCS帯域におけるインピーダンスが低くなる。
また、ON状態となったダイオードDd2及びコンデンサCd1により伝送線路Ld2は高周波的に接地されて共振し、高周波側のハイパスフィルタを構成するコンデンサCf3とダイオードDd1のアノードとの接続点からDCSの受信端子Rx2側およびPCSの受信端子Rx3側を見たインピーダンスはDCS/PCS帯域において非常に大きくなる。その結果、DCS(あるいはPCS)の送信端子Tx2から送出される送信信号は、受信端子Rx2及び受信端子Rx3に漏洩することなく、アンテナ端子Antに送出される。
(B) DCS / PCS transmission mode When a DCS or PCS transmission signal is transmitted from the DCS and PCS common transmission terminal Tx2 to the antenna terminal Ant, the control terminal Vd is High and the control terminal Vp is High (or Low), The control terminal Vg is set to Low.
As a result, the diodes Dd1 and Dd2 are turned on. When the diode Dd1 is turned on, the impedance in the DCS / PCS band decreases between the DCS and PCS transmission terminals Tx2 and the connection point between the capacitor Cf3 constituting the high-frequency side high-pass filter and the anode of the diode Dd1.
Further, the transmission line Ld2 is grounded and resonated at high frequency by the diode Dd2 and the capacitor Cd1 which are turned on, and the DCS receiving terminal is connected from the connection point between the capacitor Cf3 and the anode of the diode Dd1 constituting the high-pass filter on the high frequency side. The impedance of the Rx2 side and the PCS receiving terminal Rx3 side is very large in the DCS / PCS band. As a result, the transmission signal transmitted from the DCS (or PCS) transmission terminal Tx2 is transmitted to the antenna terminal Ant without leaking to the reception terminal Rx2 and the reception terminal Rx3.

(c)GSM 受信モード
GSMの受信端子Rx1にアンテナ端子Antからの信号を受信する場合、制御端子Vg、Vp、Vdは全てLowとする。このことにより、ダイオードDg1,Dg2はOFF状態となる。
ダイオードDg1がOFF状態となることにより、コンデンサCg6とダイオードDg1のアノードとの接続点からTx1側を見たインピーダンスはGSM帯域において大きくなり、送信端子Tx1との接続が断たれる一方、伝送線路Lg2を介してコンデンサCg6とダイオードDg1のアノードとの接続点とGSMの受信端子Rx1が接続される。
その結果、アンテナ端子Antを経て分波回路から入る受信信号は、送信端子Tx1に漏洩することなく受信端子Rx1に伝送される。
(C) GSM reception mode When receiving a signal from the antenna terminal Ant at the GSM reception terminal Rx1, all the control terminals Vg, Vp, and Vd are set to Low. As a result, the diodes Dg1 and Dg2 are turned off.
When the diode Dg1 is turned off, the impedance viewed from the connection point between the capacitor Cg6 and the anode of the diode Dg1 when viewed from the Tx1 side is increased in the GSM band, and the connection with the transmission terminal Tx1 is disconnected, while the transmission line Lg2 The connection point between the capacitor Cg6 and the anode of the diode Dg1 is connected to the receiving terminal Rx1 of the GSM.
As a result, the reception signal that enters from the branching circuit via the antenna terminal Ant is transmitted to the reception terminal Rx1 without leaking to the transmission terminal Tx1.

(d)DCS 受信モード
DCSの受信端子Rx2にアンテナ端子Antからの信号を受信する場合、制御端子Vd、Vg、Vpは全てLowとする。
それにより、ダイオードDd1、Dd2、Dp1、Dp2は全てOFF状態となる。ダイオードDd1がOFF状態となることにより、高周波側のハイパスフィルタを構成するコンデンサCf3とダイオードDd1のアノードとの接続点からDCS/PCS共通の送信端子Tx2側を見たインピーダンスがDCS帯域において大きくなり、送信端子Tx2との接続が断たれる一方、伝送線路Ld2を介して、高周波側のハイパスフィルタを構成するコンデンサCf3とダイオードDd1のアノードとの接続点と、伝送線路Ld2とダイオードDd2のカソードとの接続点とが接続される。
更に、ダイオードDp1がOFF状態となることにより、伝送線路Lp2とダイオードDp1のカソードとの接続点からPCSの受信端子Rx3を見たインピーダンスがDCS帯域において大きくなりPCSの受信端子Rx3との接続が断たれる。一方、伝送線路Lp2を介して、伝送線路Lp2とダイオードDp2のカソードとの接続点と、DCSの受信端子Rx2とが接続される。
その結果、アンテナ端子Antを経て分波回路から入るDCSの受信信号は、DCS/PCS共通の送信端子Tx2、及びPCSの受信端子Rx3に漏洩することなく、DCSの受信端子Rx2に伝送される。
(D) DCS reception mode When receiving a signal from the antenna terminal Ant at the DCS reception terminal Rx2, all of the control terminals Vd, Vg, and Vp are set to Low.
Thereby, the diodes Dd1, Dd2, Dp1, and Dp2 are all turned off. When the diode Dd1 is turned off, the impedance when the DCS / PCS common transmission terminal Tx2 side is viewed from the connection point between the capacitor Cf3 constituting the high-pass filter on the high frequency side and the anode of the diode Dd1 is increased in the DCS band. While the connection with the transmission terminal Tx2 is disconnected, the connection point between the capacitor Cf3 constituting the high-pass filter on the high frequency side and the anode of the diode Dd1, and the transmission line Ld2 and the cathode of the diode Dd2 are connected via the transmission line Ld2. The connection point is connected.
Further, when the diode Dp1 is turned off, the impedance of the PCS receiving terminal Rx3 seen from the connection point between the transmission line Lp2 and the cathode of the diode Dp1 increases in the DCS band, and the connection with the PCS receiving terminal Rx3 is broken. Be drunk. On the other hand, the connection point between the transmission line Lp2 and the cathode of the diode Dp2 and the DCS reception terminal Rx2 are connected via the transmission line Lp2.
As a result, the DCS reception signal that enters from the branch circuit via the antenna terminal Ant is transmitted to the DCS reception terminal Rx2 without leaking to the DCS / PCS common transmission terminal Tx2 and PCS reception terminal Rx3.

(e)PCS 受信モード
この場合、制御端子VpはHigh、制御端子Vd、VgはLowとする。
制御端子Vpに印加された正の電圧は、コンデンサCd5、Cp1、Cp2、Cp4により直流分がカットされて、ダイオードDp1及びDp2を含む回路に印加される。
その結果、ダイオードDp1及びDp2がON状態となる。
ダイオードDd1およびDd2がOFF状態であることにより、伝送線路Ld2を介して、コンデンサCf3とダイオードDd1との接続点と、コンデンサCd5と伝送線路Lp2との接続点とが接続される。
またダイオードDp1がON状態となることにより、伝送線路Lp2とダイオードDp1との接続点からPCSの受信端子Rx3側を見たインピーダンスはPCS帯域において低くなる。
またON状態となったダイオードDp2及びコンデンサCp1により、伝送線路Lp2は高周波的に接地されて、PCSの受信信号周波数帯域で共振し、伝送線路Lp2とダイオードDp1との接続点からDCSの受信端子Rx2を見たインピーダンスは、PCSの受信信号帯域で非常に大きくなる。
その結果、アンテナ端子Antを経て分波回路から入るPCSの受信信号は、DCS/PCS共通の送信端子Tx2、及びDCSの受信端子Rx2に漏洩することなく、PCSの受信端子Rx3に伝送される。
(E) PCS reception mode In this case, the control terminal Vp is set to High, and the control terminals Vd and Vg are set to Low.
The positive voltage applied to the control terminal Vp is applied to the circuit including the diodes Dp1 and Dp2, with the DC component cut by the capacitors Cd5, Cp1, Cp2, and Cp4.
As a result, the diodes Dp1 and Dp2 are turned on.
When the diodes Dd1 and Dd2 are in the OFF state, the connection point between the capacitor Cf3 and the diode Dd1 and the connection point between the capacitor Cd5 and the transmission line Lp2 are connected via the transmission line Ld2.
Further, when the diode Dp1 is turned on, the impedance when the PCS receiving terminal Rx3 side is viewed from the connection point between the transmission line Lp2 and the diode Dp1 is lowered in the PCS band.
The transmission line Lp2 is grounded at a high frequency by the diode Dp2 and the capacitor Cp1 which are turned on, and resonates in the reception signal frequency band of the PCS. From the connection point between the transmission line Lp2 and the diode Dp1, the DCS reception terminal Rx2 The impedance seen from the above becomes very large in the PCS received signal band.
As a result, the PCS reception signal that enters from the branching circuit via the antenna terminal Ant is transmitted to the PCS reception terminal Rx3 without leaking to the DCS / PCS common transmission terminal Tx2 and DCS reception terminal Rx2.

次に、図3を用いて、図1で示した本発明に係るローパスフィルタを組み込んで、高周波スイッチモジュールを積層基板で構成した場合を説明する。
分波回路やスイッチ回路、フィルタを構成する伝送線路およびコンデンサの一部を誘電体積層基板に内蔵し、スイッチ回路の一部を構成するPINダイオードやGaAsスイッチなどのスイッチ素子、および抵抗、コンデンサ、インダクタなどのチップ部品を誘電体積層基板上に搭載することにより、小型で安価なマルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール複合部品が得られる。
先ず、本発明に係る高周波スイッチモジュールの積層体を示す図3と、本発明に係るローパスフィルタの積層体を示す図1との対応について説明する。
図1に示すグランドの3つの電極パターン、すなわち電極パターンGND1は図3の誘電体層S6に、電極パターンGND2は誘電体層S13に、電極パターンGND3は誘電体層S15に、それぞれ形成される。
図1に示すコンデンサC1に対応する電極パターンEL1は図3の誘電体層S3に、コンデンサC2に対応する電極パターンEL2は誘電体層S5に、コンデンサC3に対応する電極パターンEL4は誘電体層S14に、それぞれ形成される。
図1に示すインダクタLの電極パターンEL31〜EL34は、図3の誘電体層S9〜S12に、それぞれ形成される。
なお、図2において、低周波側のローパスフィルタ(インダクタLg3,コンデンサCg7,Cg4,Cg3で構成)は、必ずしも本発明の〔手段1〕の構成とする必要は無い。
すなわち、図2に例示した実施形態では、コンデンサCg3とコンデンサCg4を夫々構成する電極パターンELCG3、ELCG4は、第14層(S14)上に並置することで従来の手法図6と同様の構成とした。これは、図2に示した実施形態においてはインダクタLg3,コンデンサCg7,Cg4,Cg3で構成されたローパスフィルタを用いてGSM送信帯域の3倍波の減衰を取っており、インダクタLf1,Lf2,コンデンサCf1で構成されたローパスフィルタを用いてGSM送信帯域の2倍波の減衰を取っているため、本発明を適用しなくとも高調波の減衰をとりやすい構成となっているからである。
Next, with reference to FIG. 3, the case where the high-frequency switch module is formed of a laminated substrate by incorporating the low-pass filter according to the present invention shown in FIG. 1 will be described.
A part of a transmission line and a capacitor constituting a demultiplexing circuit, a switch circuit, and a filter are built in a dielectric laminated substrate, a switch element such as a PIN diode and a GaAs switch constituting a part of the switch circuit, a resistor, a capacitor, By mounting chip components such as inductors on a dielectric multilayer substrate, a compact and inexpensive multiband antenna switch multilayer module composite component can be obtained.
First, the correspondence between FIG. 3 showing the laminate of the high-frequency switch module according to the present invention and FIG. 1 showing the laminate of the low-pass filter according to the present invention will be described.
The three ground electrode patterns shown in FIG. 1, that is, the electrode pattern GND1, are formed on the dielectric layer S6 in FIG. 3, the electrode pattern GND2 is formed on the dielectric layer S13, and the electrode pattern GND3 is formed on the dielectric layer S15.
The electrode pattern EL1 corresponding to the capacitor C1 shown in FIG. 1 is in the dielectric layer S3 in FIG. 3, the electrode pattern EL2 corresponding to the capacitor C2 is in the dielectric layer S5, and the electrode pattern EL4 corresponding to the capacitor C3 is in the dielectric layer S14. Respectively.
The electrode patterns EL31 to EL34 of the inductor L shown in FIG. 1 are respectively formed on the dielectric layers S9 to S12 of FIG.
In FIG. 2, the low-frequency low-pass filter (configured with inductor Lg3, capacitors Cg7, Cg4, and Cg3) is not necessarily configured as [Means 1] of the present invention.
That is, in the embodiment illustrated in FIG. 2, the electrode patterns ELCG3 and ELCG4 constituting the capacitor Cg3 and the capacitor Cg4 are arranged side by side on the 14th layer (S14) to have a configuration similar to that of the conventional technique FIG. . In the embodiment shown in FIG. 2, the third-order attenuation of the GSM transmission band is obtained using a low-pass filter composed of an inductor Lg3, capacitors Cg7, Cg4, and Cg3, and inductors Lf1, Lf2, and capacitors This is because the low-pass filter composed of Cf1 is used to attenuate the second harmonic of the GSM transmission band, and therefore the harmonics can be easily attenuated without applying the present invention.

次に、本発明に係る高周波スイッチモジュールの積層体を示す図3の全体を説明する。
誘電体層S1には、ダイオード、チップ抵抗、チップコンデンサ、チップインダクタを搭載するためのランド電極が印刷されている。
図2に示した等価回路のうち、この実施形態では、ダイオード(Dd1、Dd2,Dg1,Dg2,Dp1,Dp2)、抵抗(Rg,Rp、Rd)の他、インダクタLsと、コンデンサ(Cg2,Cg6,Cd2,Cd5、Cvg,Cvd)、及びESD対策の為に介挿されるインダクタLe、同じくESD対策の為に介挿されるπ型ハイパスフィルタを構成するコンデンサCec、及びインダクタLenとコンデンサCenの直列共振回路、及びインダクタLesも積層体の外付け部品とした。
図3において、黒丸はビアホールであって、誘電体層S1〜S15の各層に形成された電極パターンを電気的に接続して、図2に等価回路を示した高周波スイッチモジュールを構成する。以下、図2で示した符号を用いて説明する。
Next, the whole of FIG. 3 which shows the laminated body of the high frequency switch module which concerns on this invention is demonstrated.
On the dielectric layer S1, land electrodes for mounting diodes, chip resistors, chip capacitors, and chip inductors are printed.
In the equivalent circuit shown in FIG. 2, in this embodiment, in addition to the diode (Dd1, Dd2, Dg1, Dg2, Dp1, Dp2), the resistor (Rg, Rp, Rd), the inductor Ls and the capacitor (Cg2, Cg6) , Cd2, Cd5, Cvg, Cvd), and an inductor Le inserted for ESD countermeasures, a capacitor Cec constituting a π-type high-pass filter also inserted for ESD countermeasures, and series resonance of the inductor Len and the capacitor Cen The circuit and the inductor Les were also external components of the laminate.
In FIG. 3, black circles are via holes, and the electrode patterns formed in the dielectric layers S1 to S15 are electrically connected to constitute a high-frequency switch module whose equivalent circuit is shown in FIG. Hereinafter, description will be made using the reference numerals shown in FIG.

誘電体層S2には、誘電体層S1に形成されたランド電極と、誘電体層S3〜S15に形成された電極パターンとを電気的に接続するための電極パターンが形成される。
誘電体層S3には、コンデンサとなる電極パターンが印刷されており、コンデンサCd1,Cd7、Cf2,Cg7,Cp3,Cp5が形成される。
誘電体層S4には、コンデンサとなる電極パターンが印刷されており、コンデンサCf2,Cf3、Cg7,Csが形成される。
誘電体層S5には、コンデンサとなる電極パターンが印刷されており、コンデンサCd1,Cd4,Cf3、Cg5,Cg7,Cp1,Csが形成される。
誘電体層S6には、グランド電極パターンとなるGND1と、コンデンサCf2,Cf3、Csとなる電極パターンが印刷されている。
誘電体層S7には、コンデンサCf2となる電極パターンが印刷されている。
誘電体層S8には、インダクタとなる電極パターンが印刷されており、インダクタLf1,Lf2,Lf3,Lg1,Lg3が形成される。
誘電体層S9には、インダクタとなる電極パターンが印刷されており、インダクタLd1,Ld2,Ld3,Lf1,Lf2,Lf3,Lg1,Lg2,Lg3,Lp1が形成される。
誘電体層S10には、インダクタとなる電極パターンが印刷されており、インダクタLd1,Ld2,Ld3,Lf1,Lf2,Lf3,Lg1,Lg2,Lg3,Lp1,Lp2が形成される。
誘電体層S11には、インダクタとなる電極パターンが印刷されており、インダクタLd1,Ld2,Ld3,Lf1,Lf2,Lf3,Lg1,Lg2,Lg3,Lp1,Lp2が形成される。
誘電体層S12には、インダクタとなる電極パターンが印刷されており、インダクタLd1,Ld3,Lf1,Lf2,Lf3,Lg1,Lg2,Lg3,Lp1,Lp2が形成される。
誘電体層S13には、グランド電極パターンとなるGND2が形成される。
誘電体層S14には、コンデンサとなる電極パターンが印刷されており、コンデンサCd3,Cf1,Cf4、Cg1,Cg3,Cg4,Cvpが形成される。
誘電体層S15には、グランド電極パターンとなるGND3が形成される。
In the dielectric layer S2, an electrode pattern for electrically connecting the land electrode formed in the dielectric layer S1 and the electrode pattern formed in the dielectric layers S3 to S15 is formed.
On the dielectric layer S3, an electrode pattern to be a capacitor is printed, and capacitors Cd1, Cd7, Cf2, Cg7, Cp3, and Cp5 are formed.
On the dielectric layer S4, an electrode pattern to be a capacitor is printed, and capacitors Cf2, Cf3, Cg7, and Cs are formed.
The dielectric layer S5 is printed with an electrode pattern serving as a capacitor, and capacitors Cd1, Cd4, Cf3, Cg5, Cg7, Cp1, and Cs are formed.
On the dielectric layer S6, GND1 that is a ground electrode pattern and electrode patterns that are capacitors Cf2, Cf3, and Cs are printed.
An electrode pattern to be the capacitor Cf2 is printed on the dielectric layer S7.
An electrode pattern serving as an inductor is printed on the dielectric layer S8, and inductors Lf1, Lf2, Lf3, Lg1, and Lg3 are formed.
An electrode pattern serving as an inductor is printed on the dielectric layer S9, and inductors Ld1, Ld2, Ld3, Lf1, Lf2, Lf3, Lg1, Lg2, Lg3, and Lp1 are formed.
An electrode pattern serving as an inductor is printed on the dielectric layer S10, and inductors Ld1, Ld2, Ld3, Lf1, Lf2, Lf3, Lg1, Lg2, Lg3, Lp1, and Lp2 are formed.
An electrode pattern serving as an inductor is printed on the dielectric layer S11, and inductors Ld1, Ld2, Ld3, Lf1, Lf2, Lf3, Lg1, Lg2, Lg3, Lp1, and Lp2 are formed.
An electrode pattern serving as an inductor is printed on the dielectric layer S12, and inductors Ld1, Ld3, Lf1, Lf2, Lf3, Lg1, Lg2, Lg3, Lp1, and Lp2 are formed.
In the dielectric layer S13, GND2 serving as a ground electrode pattern is formed.
The dielectric layer S14 is printed with an electrode pattern serving as a capacitor, and capacitors Cd3, Cf1, Cf4, Cg1, Cg3, Cg4, and Cvp are formed.
In the dielectric layer S15, GND3 serving as a ground electrode pattern is formed.

図3において、誘電体層S1〜S15は、上から順番に積層されている。誘電体層S15が一番下の層となる。誘電体層S15の下に「裏面」と図示した面は、誘電体層S15の裏面であり、符号Vd,Vg,Vpは各々、図2の制御端子Vd,Vg,Vpに対応する端子電極を示す。
符号Tx1はGSM900の送信端子に接続された端子電極、符号Rx1はGSM900の受信端子に接続された端子電極を示す。符号Tx2はDCSとPCSに共通する送信端子に接続された端子電極、符号Rx2はDCSの受信端子に接続された端子電極、符号Rx3はPCSの受信端子に接続された端子電極を示す。符号Antは、アンテナ端子Antに接続された端子電極を示す。これらの端子電極は、外部回路との接続に用いる。
ハッチング表示した端子電極は、グランド電極である。アンテナ端子電極Ant、送信端子電極Tx1,Tx2、受信端子電極Rx1〜Rx3、及び制御端子の端子電極Vg,Vp,Vdをグランド電極GNDで挟む電極配置としたため、各々の端子間のアイソレーションが改善される。
In FIG. 3, the dielectric layers S1 to S15 are stacked in order from the top. The dielectric layer S15 is the lowest layer. The surface illustrated as “rear surface” under the dielectric layer S15 is the rear surface of the dielectric layer S15, and reference characters Vd, Vg, and Vp denote terminal electrodes corresponding to the control terminals Vd, Vg, and Vp in FIG. Show.
Symbol Tx1 indicates a terminal electrode connected to the GSM900 transmission terminal, and symbol Rx1 indicates a terminal electrode connected to the GSM900 reception terminal. Symbol Tx2 indicates a terminal electrode connected to a transmission terminal common to DCS and PCS, Symbol Rx2 indicates a terminal electrode connected to a DCS reception terminal, and symbol Rx3 indicates a terminal electrode connected to a PCS reception terminal. Reference numeral Ant denotes a terminal electrode connected to the antenna terminal Ant. These terminal electrodes are used for connection with an external circuit.
The hatched terminal electrode is a ground electrode. The antenna terminal electrode Ant, the transmission terminal electrodes Tx1, Tx2, the reception terminal electrodes Rx1 to Rx3, and the terminal electrodes Vg, Vp, Vd of the control terminal are arranged between the ground electrodes GND, so that the isolation between the terminals is improved. Is done.

以下、具体的な実施例を用いて本発明に係るローパスフィルタと高周波スイッチモジュールについて説明する。なお、本発明の技術的思想は、具体的な実施例に限定されるものではない。
〔実施例1〕
本発明に係るローパスフィルタについて説明する。
図1に積層基板の構造を示し、図5に等価回路を示した。なお、図5は従来から用いられているπ型のローパスフィルタの等価回路と同じになる。
誘電体層S1〜S10は、950℃以下の低温焼成が可能なセラミック誘電材料(LTCC)を用い、伝送線路、コンデンサを形成しやすいように、シート厚みが40〜200μmのものを使用した。この誘電体層S1〜S10を積層し、ビアホールに導電ペーストを充填した後、950℃で焼成することにより、ローパスフィルタの積層体を得た。
図6に示した従来のローパスフィルタに比べて、高調波に対する減衰量が大きく増大することが確認できた。なお、定量的な比較試験は、〔実施例2〕に示す高周波スィッチモジュールで行った。ローパスフィルタ単体よりもモジュールとして使用されることが多いからである。
Hereinafter, the low-pass filter and the high-frequency switch module according to the present invention will be described using specific embodiments. The technical idea of the present invention is not limited to a specific embodiment.
[Example 1]
A low-pass filter according to the present invention will be described.
FIG. 1 shows the structure of the multilayer substrate, and FIG. 5 shows an equivalent circuit. FIG. 5 is the same as an equivalent circuit of a conventionally used π-type low-pass filter.
The dielectric layers S1 to S10 are made of ceramic dielectric material (LTCC) that can be fired at a low temperature of 950 ° C. or lower, and have a sheet thickness of 40 to 200 μm so that a transmission line and a capacitor can be easily formed. After laminating the dielectric layers S1 to S10 and filling the via holes with the conductive paste, the dielectric layers S1 to S10 were fired at 950 ° C. to obtain a laminated body of a low-pass filter.
Compared with the conventional low-pass filter shown in FIG. 6, it was confirmed that the amount of attenuation with respect to the harmonics greatly increased. In addition, the quantitative comparison test was done with the high frequency switch module shown in [Example 2]. This is because it is often used as a module rather than a single low-pass filter.

〔実施例2〕
本発明に係る高周波スイッチモジュールについて説明する。
図2に等価回路、図3に積層基板の構造を示した。ここで、比較例は、図6に示した従来のローパスフィルタを一体に組み込んだ高周波スイッチモジュールである。
減衰量の測定方法を説明する。すなわち、0.1〜6GHzの信号をDCS/PCS共通送信端子Tx2に入力し、アンテナ端子Antに出てくる信号を、スペクトラムアナライザを用いて測定した。
図4を用いて、〔実施例2〕における減衰量の測定結果を説明する。図4(A)に示す本発明に係る高周波スイッチモジュールの減衰量は、図4(B)に示す比較例の高周波スィッチモジュールの減衰量に比べて、中心周波数をf(1.8GHz)としたとき、2f(3.6GHz)、3f(5.4GHz)の高調波における減衰量は、格段な改善のなされたことが分かる。すなわち、2倍波においては比較例が−30(db)に対して本発明では−37(db)、3倍波においては比較例が−35(db)に対して本発明では−45(db)と、高調波の減衰量には格段の増加が見られた。
[Example 2]
The high frequency switch module according to the present invention will be described.
FIG. 2 shows an equivalent circuit, and FIG. 3 shows the structure of the multilayer substrate. Here, the comparative example is a high-frequency switch module in which the conventional low-pass filter shown in FIG. 6 is integrated.
A method for measuring the attenuation will be described. That is, a signal of 0.1 to 6 GHz was input to the DCS / PCS common transmission terminal Tx2, and a signal output to the antenna terminal Ant was measured using a spectrum analyzer.
With reference to FIG. 4, the measurement results of attenuation in [Example 2] will be described. The attenuation of the high-frequency switch module according to the present invention shown in FIG. 4A is set to f 0 (1.8 GHz) as the center frequency compared to the attenuation of the high-frequency switch module of the comparative example shown in FIG. It can be seen that the attenuation in the harmonics of 2f 0 (3.6 GHz) and 3f 0 (5.4 GHz) has been remarkably improved. That is, in the second harmonic, the comparative example is −30 (db), in the present invention, −37 (db). In the third harmonic, the comparative example is −35 (db), and in the present invention, −45 (db). ), And there was a marked increase in harmonic attenuation.

本発明によると、小型のまま高調波の減衰量が十分な積層ローパスフィルタ及びそれを用いた高周波スイッチモジュールを提供できるので、移動体通信機器の小型、高性能化への寄与は大きい。   According to the present invention, it is possible to provide a laminated low-pass filter with a sufficient amount of attenuation of harmonics and a high-frequency switch module using the same, which contributes greatly to the reduction in size and performance of mobile communication devices.

本発明に係るローパスフィルタを積層基板で構成した場合の、各層の電極パターンを示す図である。It is a figure which shows the electrode pattern of each layer at the time of comprising the low-pass filter which concerns on this invention with a laminated substrate. 本発明に係る高周波スイッチモジュールの等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of the high frequency switch module according to the present invention. 本発明に係る高周波スイッチモジュールを積層基板で構成した場合の、各層の電極パターンを示す図である。It is a figure which shows the electrode pattern of each layer at the time of comprising the high frequency switch module which concerns on this invention with a laminated substrate. 本発明に係る高周波スイッチモジュールにおける本発明の場合(図5(A))と比較例の場合(図5(B))の減衰量の周波数特性図である。It is a frequency characteristic figure of the amount of attenuation in the case of the present invention (Drawing 5 (A)) and the case of a comparative example (Drawing 5 (B)) in the high frequency switch module concerning the present invention. 一般的なローパスフィルタの等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a general low-pass filter. 従来のローパスフィルタを積層基板で構成した場合の、各層の電極パターンを示す図である。It is a figure which shows the electrode pattern of each layer at the time of comprising the conventional low-pass filter with a laminated substrate.

符号の説明Explanation of symbols

Ant:アンテナ端子
Cd1〜Cd5、Cf1〜Cf4、Cg1〜Cg6、Cp1〜Cp5:コンデンサ
Cvd,Cvg,Cvp:コンデンサ
Dd1、Dd2、Dg1,Dg2、Dp1,Dp2:ダイオード
DIP:分波回路
EL1,EL2,EL4:電極パターン
EL31〜EL34:電極パターン
ELCG3,ELCG4:電極パターン
ELCG71〜ELCG73:電極パターン
ELLG31〜ELLG34:電極パターン
GND1〜GND3:グランド電極パターン
Ld1〜Ld5、Lf1〜Lf4、Lg1〜Lg3、Lp1,Lp2:伝送線路
LPF1,LPF2:ローパスフィルタ
P1:出力端子
P2:入力端子
Rd,Rg,Rp:抵抗
Rx1:GSM受信端子
Rx2:DCS受信端子
Rx3:PCS受信端子
S1〜S15:誘電体層
Tx1:GSM送信端子
Tx2:DCS/PCS共通送信端子
Vd、Vg、Vp:制御端子
Ant: Antenna terminals Cd1 to Cd5, Cf1 to Cf4, Cg1 to Cg6, Cp1 to Cp5: Capacitors Cvd, Cvg, Cvp: Capacitors Dd1, Dd2, Dg1, Dg2, Dp1, Dp2: Diodes DIP: Demultiplexing circuits EL1, EL2, EL4: Electrode patterns EL31-EL34: Electrode patterns ELCG3, ELCG4: Electrode patterns ELCG71-ELCG73: Electrode patterns ELLG31-ELLG34: Electrode patterns GND1-GND3: Ground electrode patterns Ld1-Ld5, Lf1-Lf4, Lg1-Lg3, Lp1, Lp2 : Transmission line LPF1, LPF2: low pass filter P1: output terminal P2: input terminals Rd, Rg, Rp: resistor Rx1: GSM reception terminal Rx2: DCS reception terminal Rx3: PCS reception terminals S1 to S15: induction Body layer Tx1: GSM transmitting terminal Tx2: DCS / PCS common transmitting terminal Vd, Vg, Vp: control terminal

Claims (3)

インダクタと並列に接続される第1のコンデンサと、前記インダクタの一端とグランドとの間に接続される第2のコンデンサと、前記インダクタの他端とグランドとの間に接続される第3のコンデンサとを備え、前記インダクタと前記第1、第2、第3のコンデンサを電極パターンにより誘電体層に形成し、当該誘電体層と電極パターンを積層してなる積層ローパスフィルタにおいて、
前記誘電体層は、少なくとも3つのグランド電極パターンを有し、他のグランド電極パターンよりも小面積の第1のグランド電極パターンが形成された誘電体層と第2のグランド電極パターンが形成された誘電体層の間に前記インダクタを形成する電極パターンが配置され、
前記第1のグランド電極パターンの、前記インダクタを形成する電極パターンとは反対側に、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサを形成する電極パターンが配置され、
前記第2のグランド電極パターンと第3のグランド電極パターンとの間に、第3のコンデンサを形成する電極パターンが配置され、
もって、第2コンデンサと第3のコンデンサとは第1のグランド電極パターンと第2のグランド電極パターンとを介して積層方向の異なる部位に構成され、
前記第1のコンデンサ、第2のコンデンサ、及び第3のコンデンサを形成する電極パターンが、前記積層体を積層方向から見て重なるように形成されるが、前記インダクタを形成する電極パターンは、前記第1のグランド電極パターン側に配置される、いずれのグランド電極パターンとも重ならないように形成されていることを特徴とする積層ローパスフィルタ。
A first capacitor connected in parallel with the inductor; a second capacitor connected between one end of the inductor and ground; and a third capacitor connected between the other end of the inductor and ground. In the multilayer low-pass filter formed by forming the inductor and the first, second, and third capacitors in a dielectric layer with an electrode pattern, and laminating the dielectric layer and the electrode pattern,
The dielectric layer has at least three ground electrode patterns, and a dielectric layer on which a first ground electrode pattern having a smaller area than the other ground electrode patterns is formed and a second ground electrode pattern are formed. An electrode pattern forming the inductor is disposed between the dielectric layers ,
An electrode pattern for forming a first capacitor and a second capacitor is disposed on the opposite side of the first ground electrode pattern from the electrode pattern for forming the inductor,
An electrode pattern forming a third capacitor is disposed between the second ground electrode pattern and the third ground electrode pattern,
Accordingly, the second capacitor and the third capacitor are configured in different portions in the stacking direction via the first ground electrode pattern and the second ground electrode pattern,
The first capacitor, the second capacitor, and the electrode pattern to form a third capacitor, are formed so as to overlap a look at the laminate from the laminating direction, the electrode pattern forming the inductor, the A laminated low-pass filter , which is disposed on the first ground electrode pattern side so as not to overlap any of the ground electrode patterns .
請求項1に記載の積層ローパスフィルタを送信信号経路に接続するスイッチ回路を含み、
前記スイッチ回路を構成するスイッチ素子を積層ローパスフィルタに搭載することを特徴とする高周波スイッチモジュール。
Including a switch circuit for connecting the multilayer low-pass filter according to claim 1 to a transmission signal path;
A high-frequency switch module, wherein a switch element constituting the switch circuit is mounted on a laminated low-pass filter.
前記スイッチ回路と接続するハイパスフィルタを備え、
前記ハイパスフィルタは、受信信号経路とグランドとの間に接続されたインダクタとコンデンサとでなる直列共振回路を含み、前記直列共振回路は共振周波数を100MHz〜500MHzの間としたことを特徴とする請求項2に記載の高周波スイッチモジュール。
A high-pass filter connected to the switch circuit;
The high-pass filter includes a series resonance circuit including an inductor and a capacitor connected between a reception signal path and a ground, and the series resonance circuit has a resonance frequency between 100 MHz and 500 MHz. Item 5. The high frequency switch module according to Item 2.
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