JP5778423B2 - LC filter and high frequency switch module - Google Patents
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Description
この発明は、インダクタとキャパシタとを備えたLCフィルタ、および、当該LCフィルタを備えた高周波スイッチモジュールに関するものである。 The present invention relates to an LC filter including an inductor and a capacitor, and a high-frequency switch module including the LC filter.
現在、携帯電話等の無線通信方式には複数の仕様が存在し、それぞれに仕様毎に異なる周波数帯域を利用している。例えば、GSM850MHz(送受信帯域850MHz付近)、GSM900MHz(送受信帯域900MHz付近)、GSM1800MHz(送受信帯域1800MHz付近)、GSM1900MHz(送受信帯域1900MHz付近)のように、それぞれ異なる周波数帯域を用いて送受信を行っている。さらには、仕様において送信周波数帯域と受信周波数帯域とが存在する。 Currently, there are a plurality of specifications for wireless communication systems such as mobile phones, and each uses a different frequency band for each specification. For example, transmission / reception is performed using different frequency bands such as GSM 850 MHz (near transmission / reception band 850 MHz), GSM 900 MHz (near transmission / reception band 900 MHz), GSM 1800 MHz (near transmission / reception band 1800 MHz), and GSM 1900 MHz (near transmission / reception band 1900 MHz). Further, the specification includes a transmission frequency band and a reception frequency band.
そして、携帯電話等では、通常、一つのアンテナで複数の周波数帯域の信号の送受信を行わなければならない。このため、アンテナには、特許文献1に示すような高周波スイッチモジュールが接続されている。
In a mobile phone or the like, usually, a single antenna must transmit and receive signals in a plurality of frequency bands. For this reason, a high frequency switch module as shown in
この特許文献1の高周波スイッチモジュールは、Tx1端子およびRx1端子を介して送受信を行う第1周波数信号と、Tx2端子およびRx2端子を介して送受信を行う第2周波数信号との送受信を切り替えて行うものである。
The high-frequency switch module disclosed in
特許文献1の高周波スイッチモジュールでは、機能部として、ダイプレクサDP、スイッチ回路SW1,SW2、低域通過フィルタLPF1,LPF2を備える。アンテナにはダイプレクサDPが接続され、このダイプレクサDPには、スイッチ回路SW1,SW2が接続されている。さらに、スイッチ回路SW1のTx1端子(送信信号入力端子)側にはLPF1が接続されており、スイッチ回路SW2のTx2端子(送信信号入力端子)側にはLPF2が接続されている。
The high frequency switch module of
このような高周波スイッチモジュールは、上記の各機能部を構成するために、インダクタとキャパシタとを組み合わせた各種のLCフィルタが備えられている。 Such a high-frequency switch module is provided with various LC filters in which an inductor and a capacitor are combined in order to constitute each of the functional units described above.
そして、上述のような高周波スイッチモジュールは、現在、一般的に積層モジュール化されている。すなわち、複数の絶縁層が積層された積層体において前記絶縁層間に所定の電極パターンを形成してインダクタやキャパシタを形成したり、積層体の上面にSAWフィルタやコイル、コンデンサを実装することで、高周波スイッチモジュールが形成されている。このため、この高周波スイッチモジュールの構成要素であるLCフィルタについても同様に、積層体内部の電極パターン等により形成されている。 The high-frequency switch module as described above is generally formed into a laminated module. That is, in a laminated body in which a plurality of insulating layers are laminated, a predetermined electrode pattern is formed between the insulating layers to form an inductor or capacitor, or by mounting a SAW filter, coil, or capacitor on the upper surface of the laminated body, A high frequency switch module is formed. For this reason, the LC filter, which is a component of the high-frequency switch module, is similarly formed by an electrode pattern or the like inside the laminate.
現在、上述のようなマルチバンドの高周波スイッチモジュールでは、さらに多くの周波数帯域の信号についても一つのアンテナで送受信できることが望まれている。また、一方で、当該モジュールが装着される携帯電話等の電子機器の小型化に伴い、小型化が要求されている。 At present, in the multiband high-frequency switch module as described above, it is desired that signals of even more frequency bands can be transmitted and received by one antenna. On the other hand, downsizing is required with the downsizing of electronic devices such as mobile phones to which the module is mounted.
しかしながら、当該高周波スイッチモジュールは、複数のLCフィルタを備えるものであり、取り扱う周波数帯域が増加すれば、その増加数に応じてLCフィルタ数も増加し、当該LCフィルタを構成するインダクタおよびキャパシタの構成数も増加する。 However, the high-frequency switch module includes a plurality of LC filters. If the frequency band to be handled increases, the number of LC filters increases according to the number of increases, and the configuration of inductors and capacitors constituting the LC filter. The number also increases.
特に送信回路には、パワーアンプからの高次高調波を除去するため等により複数段のLC並列共振回路を信号伝送ライン上に直列接続した構成になるので、取り扱う周波数帯域が増加することにより、LCフィルタ、インダクタおよびキャパシタの必要増加数が、より多くなってしまう。これらのインダクタやキャパシタは、上述のように積層体内に形成された電極パターンからなるので、インダクタ及びキャパシタ数が増加すれば、その分形成スペースを要することとなり、小型化が難しくなってしまう。 In particular, the transmission circuit has a configuration in which a plurality of stages of LC parallel resonance circuits are connected in series on the signal transmission line in order to remove high-order harmonics from the power amplifier, etc. The required number of LC filters, inductors and capacitors will increase. Since these inductors and capacitors are composed of the electrode patterns formed in the multilayer body as described above, if the number of inductors and capacitors increases, a space for forming them will be required, and miniaturization will be difficult.
したがって、この発明は、積層体内部に形成されるインダクタおよびキャパシタからなるLCフィルタを小型に形成することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to form an LC filter composed of an inductor and a capacitor formed inside a multilayer body in a small size.
この発明は、積層された複数の絶縁層と、少なくとも該複数の絶縁層間に形成された電極パターンと、該絶縁層間の電極パターンを積層方向に接続するスルーホール電極とを備え、電極パターンと前記スルーホール電極とからインダクタおよびキャパシタを形成してなるLCフィルタに関するものである。このLCフィルタでは、インダクタおよびキャパシタは複数備えられ、且つ該複数のインダクタは電気回路上で直列接続されている。複数のインダクタは、それぞれが、複数の絶縁層間に形成された複数の電極パターンおよび前記スルーホール電極から形成されている。複数のインダクタのうち、第1のインダクタおよび第2のインダクタは、それぞれが、複数の絶縁層間に形成された複数の電極パターンおよびスルーホール電極から形成される主機能部と、該主機能部の両端に接続し、それぞれに異なる絶縁層間に形成された電極パターンからなる入出力機能部とを有する。第1のインダクタと第1のキャパシタとで第1のLC並列共振回路を構成し、第2のインダクタと第2のキャパシタとで第2のLC並列共振回路を構成する。第1のキャパシタは、1組のキャパシタ対向電極で形成される。第2のキャパシタは、直列接続で隣り合う第1のインダクタの電極パターンと第2のインダクタの電極パターンとが、積層方向に沿って平面視した状態で、部分的に重なり合うように形成される。さらに、第2のキャパシタは、第2のインダクタの電極パターンとキャパシタ対向電極の一方とが、積層方向に沿って平面視して少なくとも一部が重なり合うようして形成する。
The present invention comprises a plurality of stacked insulating layers, an electrode pattern formed at least between the plurality of insulating layers, and a through-hole electrode that connects the electrode patterns between the insulating layers in the stacking direction. The present invention relates to an LC filter in which an inductor and a capacitor are formed from a through-hole electrode. In this LC filter, a plurality of inductors and capacitors are provided, and the plurality of inductors are connected in series on an electric circuit. Each of the plurality of inductors is formed by a plurality of electrode patterns formed between a plurality of insulating layers and the through-hole electrodes . Among the plurality of inductors, each of the first inductor and the second inductor includes a main function portion formed of a plurality of electrode patterns and through-hole electrodes formed between the plurality of insulating layers, It has an input / output function part composed of electrode patterns connected to both ends and formed between different insulating layers. The first inductor and the first capacitor constitute a first LC parallel resonant circuit, and the second inductor and the second capacitor constitute a second LC parallel resonant circuit . The first capacitor is formed by a set of capacitor counter electrodes. The second capacitor is formed so that the electrode pattern of the first inductor and the electrode pattern of the second inductor that are adjacent in series are partially overlapped when viewed in plan along the stacking direction. Further, the second capacitor is formed such that the electrode pattern of the second inductor and one of the capacitor counter electrodes overlap at least partially in plan view along the stacking direction.
この構成では、第2のインダクタと第1のインダクタとが、積層方向に沿って平面視して部分的に重なり合う。これにより、第1のインダクタもしくは第2のインダクタに並列接続されるキャパシタが、キャパシタ専用の電極を別途形成することなく、構成される。 In this configuration, the second inductor and the first inductor partially overlap in plan view along the stacking direction. Thereby, the capacitor connected in parallel to the first inductor or the second inductor is configured without separately forming a capacitor-dedicated electrode.
また、この発明のLCフィルタは、第1のインダクタにおける第2のインダクタとの接続と反対側の入出力機能部と、第2のインダクタの第1のインダクタとの接続側の入出力機能部とを積層方向に沿って平面視して少なくとも一部が重なり合うように形成している。 Also, LC filter of the present invention, the opposite side of the input-output function unit and the connection between the second inductor in the first inductor, the first inductor and the connection side of the input-output function of the second inductor Are formed so that at least a part thereof overlaps in plan view along the stacking direction.
また、この発明のLCフィルタは、第1のインダクタの主機能部と、第2のインダクタの主機能部とを積層方向に沿って平面視して少なくとも一部が重なり合うように形成する。 Also, LC filter of the present invention is formed so that the primary function of the first inductor, at least partially overlap in plan view along the stacking direction and a main function of the second inductor.
また、この発明のLCフィルタは、第1のインダクタにおける第2のインダクタとの接続と反対側の入出力機能部と、第2のインダクタの主機能部とを積層方向に沿って平面視して少なくとも一部が重なり合うように形成する。 Also, LC filter of the present invention, viewed from along the opposite side of the input-output function unit and the connection between the second inductor in the first inductor, the main function of the second inductor in the stacking direction Forming at least a part of them.
これらの構成は、上述の第1のインダクタと第2のインダクタとが部分的に重なり合う構成の具体例を示すものである。そして、例えば、第1のインダクタにおける第2のインダクタとの接続と反対側の入出力機能部と、第2のインダクタの主機能部とを積層方向に沿って平面視して少なくとも一部が重なり合うように形成する構成であれば、第2のインダクタにおける第1のインダクタ側の入出力機能電極すなわち第1のインダクタにおける第2のインダクタ側入出力電極と、第1のインダクタにおける第2のインダクタと対向する側の入出力機能電極とが、積層方向に沿って平面視して重なり合う。これにより、第1のインダクタに並列接続されるキャパシタが、キャパシタ専用の電極を別途形成することなく、構成される。 These configurations, the first and second inductors described above shows a specific example of a partially overlapping configuration. Then, for example, at least a part of the input / output function unit opposite to the connection with the second inductor in the first inductor and the main function unit of the second inductor are seen in plan view along the stacking direction. With the configuration formed as described above, the input / output function electrode on the first inductor side in the second inductor, that is, the second inductor-side input / output electrode in the first inductor, the second inductor in the first inductor, The input / output function electrodes on the opposite side overlap each other in plan view along the stacking direction. Thereby, the capacitor connected in parallel to the first inductor is configured without separately forming an electrode dedicated to the capacitor.
また、この発明は、それぞれに異なる周波数帯域を用いた複数の信号を一つのアンテナで送受信し、送信信号の信号経路中に直列接続された複数のインダクタを含む低域通過フィルタを備えた、高周波スイッチモジュールに関するものである。そして、この高周波スイッチモジュールの低域通過フィルタを、上述のいずれかのLCフィルタにより形成する。 Also, the present invention transmits and receives a plurality of signals with different frequency bands in each one of the antenna, with a low-pass filter including a plurality of inductors connected in series in the signal path of the transmission signal, The present invention relates to a high frequency switch module. Then, a low-pass filter of the high-frequency switch module, formed by the LC filter described above Neu Zureka.
この構成では、積層体を用いて形成される高周波スイッチモジュールの低域通過フィルタを、上述のLCフィルタにより構成することで、低域通過フィルタの構成要素であるインダクタとキャパシタの並列共振回路が、インダクタのパターン電極のみで形成される。これにより、低域通過フィルタが形成されるとともに、当該低域通過フィルタを複数要するような高周波スイッチモジュールにおいても小型化が実現される。 In this configuration, the low-pass filter of the high-frequency switch module formed using the multilayer body is configured by the above-described LC filter, so that the parallel resonant circuit of the inductor and the capacitor, which are components of the low-pass filter, It is formed only by the pattern electrode of the inductor. As a result, a low-pass filter is formed, and miniaturization is realized even in a high-frequency switch module that requires a plurality of the low-pass filters.
この発明によれば、積層体を構成する絶縁層や電極パターンによって形成されるインダクタおよびキャパシタを有するLCフィルタを小型に形成することができる。 According to the present invention, an LC filter having an inductor and a capacitor formed by an insulating layer and an electrode pattern constituting a multilayer body can be formed in a small size.
本発明の実施形態に係るLCフィルタを備えた高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。
図1は、本実施形態の高周波スイッチモジュールの構成を示すブロック図である。
図2は、本実施形態の高周波スイッチモジュールを構成する積層体のパターン電極の配線図であり、図2における各マスが積層体を構成する各層のパターンを示し、(1)〜(20)が積層体の下層側を基準にて積層方向に第1層(最下層)〜第20層(最上層)を示す。この際、(1)は、第1層の下面側すなわち積層体の底面から見た図であり、他の(2)〜(20)は第2層〜第20層の上面側から見た図である。なお、図中の各層における丸印はスルーホールを示す。
A high-frequency switch module including an LC filter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the high-frequency switch module of the present embodiment.
FIG. 2 is a wiring diagram of the pattern electrodes of the laminated body constituting the high-frequency switch module of the present embodiment. Each mass in FIG. 2 shows the pattern of each layer constituting the laminated body, and (1) to (20) are 1st layer (lowermost layer)-20th layer (uppermost layer) are shown in a lamination direction on the basis of the lower layer side of a layered product. In this case, (1) is a view seen from the lower surface side of the first layer, that is, the bottom surface of the laminate, and the other (2) to (20) are views seen from the upper surface side of the second layer to the twentieth layer. It is. In addition, the circle in each layer in the figure indicates a through hole.
なお、以下の説明では、次に示す四種類の周波数帯域を利用する信号を送受信する高周波スイッチモジュールを例に説明する。この高周波スイッチモジュールは、送信信号入力端子Tx10からGSM850MHz送信信号またはGSM900MHz送信信号を入力し、受信信号出力端子Rx11からGSM850MHz受信信号を出力し、受信信号出力端子Rx12からGSM900MHz受信信号を出力する。また、高周波スイッチモジュールは、送信信号入力端子Tx20からGSM1800MHz送信信号またはGSM1900MHz送信信号を入力し、受信信号出力端子Rx21からGSM1800MHz受信信号を出力し、受信信号出力端子Rx22からGSM1900MHz受信信号を出力する。 In the following description, a high-frequency switch module that transmits and receives signals using the following four types of frequency bands will be described as an example. This high frequency switch module inputs a GSM850 MHz transmission signal or a GSM900 MHz transmission signal from the transmission signal input terminal Tx10, outputs a GSM850 MHz reception signal from the reception signal output terminal Rx11, and outputs a GSM900 MHz reception signal from the reception signal output terminal Rx12. The high frequency switch module receives a GSM1800 MHz transmission signal or a GSM1900 MHz transmission signal from the transmission signal input terminal Tx20, outputs a GSM1800 MHz reception signal from the reception signal output terminal Rx21, and outputs a GSM1900 MHz reception signal from the reception signal output terminal Rx22.
本実施形態の高周波スイッチモジュール1は、複数の絶縁層を積層してなる積層体からなる。当該高周波スイッチモジュール1の各回路素子は、各絶縁層に形成された電極パターンおよびスルーホール電極で形成されるか、または、積層体の天面に実装されるディスクリート部品により実現される。
The high-
高周波スイッチモジュール1は、ダイプレクサDPX、スイッチ回路SW1,SW2、ローパスフィルタ(低域通過フィルタ)LPF1,LPF2、およびSAWフィルタSAW1,SAW2を備える。
The high
高周波スイッチモジュールのダイプレクサDPXは、ローパスフィルタLPF0とハイパスフィルタHPF0とから構成される。ローパスフィルタLPF0はアンテナ端子ANTとスイッチ回路SW1とに接続し、GSM850MHz信号およびGSM900MHz信号を通過し、GSM1800MHz信号およびGSM1900MHz信号を遮断する。一方、ハイパスフィルタHPF0はアンテナ端子ANTとスイッチ回路SW2とに接続し、GSM1800MHz信号およびGSM1900MHz信号を通過し、GSM850MHz信号およびGSM900MHz信号を遮断する。すなわち、このダイプレクサDPXのローパスフィルタLPF0側でGSM850MHz信号およびGSM900MHz信号の送受信を行い、ハイパスフィルタHPF0側でGSM1800MHz信号およびGSM1900MHz信号の送受信を行う。 The diplexer DPX of the high frequency switch module includes a low pass filter LPF0 and a high pass filter HPF0. The low-pass filter LPF0 is connected to the antenna terminal ANT and the switch circuit SW1, passes the GSM850 MHz signal and the GSM900 MHz signal, and blocks the GSM1800 MHz signal and the GSM1900 MHz signal. On the other hand, the high pass filter HPF0 is connected to the antenna terminal ANT and the switch circuit SW2, passes the GSM1800 MHz signal and the GSM1900 MHz signal, and blocks the GSM850 MHz signal and the GSM900 MHz signal. That is, the GSM850 MHz signal and the GSM900 MHz signal are transmitted and received on the low pass filter LPF0 side of the diplexer DPX, and the GSM1800 MHz signal and the GSM1900 MHz signal are transmitted and received on the highpass filter HPF0 side.
ローパスフィルタLPF0は、アンテナ端子ANTとスイッチ回路SW1に接続するインダクタLt1を備える。インダクタLt1には、キャパシタCt1が並列接続されており、並列共振回路が構成されている。この並列共振回路のスイッチ回路SW1側は、キャパシタCu1を介してグランドに接続されている。この構成により、LCフィルタによる低域通過フィルタが構成される。これらインダクタLt1、キャパシタCt1,Cu1は、この高周波スイッチモジュール1を構成する積層体内部に形成された電極パターン、スルーホール電極および絶縁層により構成される。
The low-pass filter LPF0 includes an inductor Lt1 connected to the antenna terminal ANT and the switch circuit SW1. A capacitor Ct1 is connected in parallel to the inductor Lt1, and a parallel resonance circuit is configured. The switch circuit SW1 side of this parallel resonant circuit is connected to the ground via a capacitor Cu1. With this configuration, a low-pass filter using an LC filter is configured. The inductor Lt1 and the capacitors Ct1 and Cu1 are configured by an electrode pattern, a through-hole electrode, and an insulating layer formed inside the multilayer body that constitutes the high-
ハイパスフィルタHPF0は、アンテナ端子ANTとスイッチ回路SW2との間に直列接続されたキャパシタCc1,Cc2を備える。これらキャパシタCc1,Cc2の接続点は、インダクタLt2およびキャパシタCt2の直列回路を介してグランドに接続されている。この構成により、LCフィルタによる高域通過フィルタが構成される。これらキャパシタCc1,Cc2,Ct2およびインダクタLt2は、この高周波スイッチモジュール1を構成する積層体内部に形成された電極パターン、スルーホール電極および絶縁層により構成される。
The high pass filter HPF0 includes capacitors Cc1 and Cc2 connected in series between the antenna terminal ANT and the switch circuit SW2. The connection point of these capacitors Cc1 and Cc2 is connected to the ground via a series circuit of an inductor Lt2 and a capacitor Ct2. With this configuration, a high-pass filter using an LC filter is configured. The capacitors Cc1, Cc2, Ct2 and the inductor Lt2 are constituted by an electrode pattern, a through-hole electrode and an insulating layer formed inside the multilayer body constituting the high
次に、GSM850MHz,GSM900MHz側回路について説明する。 Next, the GSM850 MHz and GSM900 MHz side circuits will be described.
スイッチ回路SW1は、外部からの制御信号に基づいて、ダイプレクサDPXとローパスフィルタLPF1とが導通する送信状態と、ダイプレクサDPXとSAWフィルタSAW1とが導通する受信状態とを、切り替える。スイッチ回路SW1は所謂ダイオードスイッチ回路からなる。当該ダイオードスイッチ回路を構成する各回路素子は、積層体内部に形成された電極パターン、スルーホール電極および絶縁層により構成されたり、積層体の天面に実装されたディスクリート部品により構成される。 The switch circuit SW1 switches between a transmission state in which the diplexer DPX and the low-pass filter LPF1 are electrically connected and a reception state in which the diplexer DPX and the SAW filter SAW1 are electrically connected based on a control signal from the outside. The switch circuit SW1 is a so-called diode switch circuit. Each circuit element constituting the diode switch circuit is constituted by an electrode pattern, a through-hole electrode and an insulating layer formed in the laminated body, or by a discrete component mounted on the top surface of the laminated body.
ローパスフィルタLPF1は、送信信号入力端子Tx10に接続するとともに、スイッチ回路SW1に接続する。 The low-pass filter LPF1 is connected to the transmission signal input terminal Tx10 and to the switch circuit SW1.
ローパスフィルタLPF1は、送信信号入力端子Tx10とスイッチ回路SW1とに接続するインダクタGLt1を備える。インダクタGLt1には、キャパシタGCc1が並列接続されており、並列共振回路が構成されている。この並列共振回路のスイッチ回路SW1側は、キャパシタGCu1を介してグランドに接続されている。この構成により、LCフィルタによる低域通過フィルタが構成され、ローパスフィルタLPF1は、送信信号入力端子Tx10から入力される送信信号(GSM850MHz送信信号もしくはGSM900MHZ送信信号)の高調波成分を除去して、スイッチ回路SW1側へ出力する。 The low-pass filter LPF1 includes an inductor GLt1 connected to the transmission signal input terminal Tx10 and the switch circuit SW1. A capacitor GCc1 is connected in parallel to the inductor GLt1, and a parallel resonance circuit is configured. The switch circuit SW1 side of this parallel resonant circuit is connected to the ground via a capacitor GCu1. With this configuration, a low-pass filter using an LC filter is configured, and the low-pass filter LPF1 removes harmonic components of the transmission signal (GSM850 MHz transmission signal or GSM900MHZ transmission signal) input from the transmission signal input terminal Tx10, and switches Output to the circuit SW1 side.
これらインダクタGLt1およびキャパシタGCu1,GCc1は、この高周波スイッチモジュール1を構成する積層体内部に形成された電極パターン、スルーホール電極および絶縁層により構成されたり、積層体の天面に実装されたディスクリート部品により構成される。
The inductor GLt1 and the capacitors GCu1 and GCc1 are constituted by an electrode pattern, a through-hole electrode and an insulating layer formed inside the laminate constituting the high
SAWフィルタSAW1は、二つの平衡−不平衡型SAWフィルタを備え、スイッチ回路SW1から不平衡信号で入力されるGSM850MHz受信信号を通過して平衡信号に変換し、受信信号出力端子Rx11へ出力する。また、SAWフィルタSAW1は、スイッチ回路SW1から不平衡信号で入力されるGSM900MHz受信信号を通過して平衡信号に変換し、受信信号出力端子Rx12へ出力する。 The SAW filter SAW1 includes two balanced-unbalanced SAW filters, passes the GSM850 MHz reception signal input as an unbalanced signal from the switch circuit SW1, converts it to a balanced signal, and outputs it to the received signal output terminal Rx11. The SAW filter SAW1 passes the GSM 900 MHz reception signal input as an unbalanced signal from the switch circuit SW1, converts it to a balanced signal, and outputs it to the reception signal output terminal Rx12.
次に、GSM1800MHz,GSM1900MHz側回路について説明する。 Next, the GSM1800 MHz and GSM1900 MHz side circuits will be described.
スイッチ回路SW2は、外部からの制御信号に基づいて、ダイプレクサDPXとローパスフィルタLPF2とが導通する送信状態と、ダイプレクサDPXとSAWフィルタSAW2とが導通する受信状態とを、切り替える。スイッチ回路SW2も所謂ダイオードスイッチ回路からなる。当該ダイオードスイッチ回路を構成する各回路素子は、積層体内部に形成された電極パターン、スルーホール電極および絶縁層により構成されたり、積層体の天面に実装されたディスクリート部品により構成される。 The switch circuit SW2 switches between a transmission state in which the diplexer DPX and the low-pass filter LPF2 are conducted and a reception state in which the diplexer DPX and the SAW filter SAW2 are conducted based on a control signal from the outside. The switch circuit SW2 is also a so-called diode switch circuit. Each circuit element constituting the diode switch circuit is constituted by an electrode pattern, a through-hole electrode and an insulating layer formed in the laminated body, or by a discrete component mounted on the top surface of the laminated body.
ローパスフィルタLPF2は、送信信号入力端子Tx20に接続するとともに、スイッチ回路SW2に接続する。 The low-pass filter LPF2 is connected to the transmission signal input terminal Tx20 and to the switch circuit SW2.
ローパスフィルタLPF2は、スイッチ回路SW2と送信信号入力端子Tx20との間に直列接続されたインダクタDLt1,DLt2を備える。インダクタDLt1には、キャパシタDCc1が並列接続されており、並列共振回路が構成されている。この並列共振回路のスイッチ回路SW2側は、キャパシタDCu1を介してグランドに接続されている。また、インダクタDLt2には、キャパシタDCc2が並列接続されており、並列共振回路が構成されている。この並列共振回路のスイッチ回路SW2側(インダクタDLt1側)は、キャパシタDCu2を介してグランドに接続されている。この構成により、LCフィルタによる二段の低域通過フィルタ構成される。このように二段の低域通過フィルタを構成することで、GSM1800MHz送信信号およびGSM1900MHz送信信号を通過させながら、これらの2次高調波および3次高調波の周波数帯域に十分な減衰量が得られる低域通過フィルタを構成することができる。この構成により、ローパスフィルタLPF2は、送信信号入力端子Tx20から入力される送信信号(GSM1800MHz送信信号もしくはGSM1900MHZ送信信号)の高調波成分を除去して、スイッチ回路SW2側へ出力する。 The low-pass filter LPF2 includes inductors DLt1 and DLt2 connected in series between the switch circuit SW2 and the transmission signal input terminal Tx20. A capacitor DCc1 is connected in parallel to the inductor DLt1, and a parallel resonance circuit is configured. The switch circuit SW2 side of this parallel resonant circuit is connected to the ground via a capacitor DCu1. Further, a capacitor DCc2 is connected in parallel to the inductor DLt2, and a parallel resonance circuit is configured. The switch circuit SW2 side (inductor DLt1 side) of this parallel resonant circuit is connected to the ground via a capacitor DCu2. With this configuration, a two-stage low-pass filter using an LC filter is configured. By configuring the two-stage low-pass filter in this way, a sufficient amount of attenuation can be obtained in the frequency bands of these second and third harmonics while passing the GSM 1800 MHz transmission signal and the GSM 1900 MHz transmission signal. A low-pass filter can be configured. With this configuration, the low-pass filter LPF2 removes harmonic components of the transmission signal (GSM1800 MHz transmission signal or GSM1900MHZ transmission signal) input from the transmission signal input terminal Tx20, and outputs it to the switch circuit SW2 side.
これらインダクタDLt1,DLt2およびキャパシタDCc1,DCc2,DCu1,DCc1は、この高周波スイッチモジュール1を構成する積層体内部に形成された電極パターン、スルーホール電極および絶縁層により構成される。
The inductors DLt1 and DLt2 and the capacitors DCc1, DCc2, DCu1, and DCc1 are configured by an electrode pattern, a through-hole electrode, and an insulating layer that are formed inside the multilayer body that constitutes the high-
SAWフィルタSAW2は、二つの平衡−不平衡型SAWフィルタを備え、スイッチ回路SW2から不平衡信号で入力されるGSM1800MHz受信信号を通過して平衡信号に変換し、受信信号出力端子Rx21へ出力する。また、SAWフィルタSAW2は、スイッチ回路SW2から不平衡信号で入力されるGSM1900MHz受信信号を通過して平衡信号に変換し、受信信号出力端子Rx22へ出力する。 The SAW filter SAW2 includes two balanced-unbalanced SAW filters, passes the GSM1800 MHz reception signal input as an unbalanced signal from the switch circuit SW2, converts it to a balanced signal, and outputs it to the received signal output terminal Rx21. The SAW filter SAW2 passes the GSM 1900 MHz reception signal input as an unbalanced signal from the switch circuit SW2, converts it to a balanced signal, and outputs it to the reception signal output terminal Rx22.
以上のような構成により、互いに異なる周波数帯域を利用した送受信信号を一つのアンテナで送受信する高周波スイッチモジュールを構成することができる。 With the configuration as described above, it is possible to configure a high-frequency switch module that transmits / receives transmission / reception signals using different frequency bands with one antenna.
次に、本実施形態の高周波スイッチモジュール1の構造について説明する。なお、以下の説明では、特徴的なローパスフィルタLPF2の並列共振回路部分の構成を詳細に説明する。
Next, the structure of the high
高周波スイッチモジュール1は、20層からなる絶縁層を積層した構造からなり、それぞれ絶縁層には上述の各回路素子を実現するために、電極パターンおよび所定の電極パターン同士を積層方向に接続するスルーホールが形成されている。
The high-
図3(A)は図1におけるローパスフィルタLPF2の部分を拡大したブロック図であり、図3(B)は、高周波スイッチモジュール1を構成する積層体におけるローパスフィルタLPF2のインダクタDLt1,DLt2の部分を積層方向に沿って見た拡大パターン図である。
3A is a block diagram in which the portion of the low-pass filter LPF2 in FIG. 1 is enlarged, and FIG. 3B is a diagram showing the portions of the inductors DLt1 and DLt2 of the low-pass filter LPF2 in the laminate constituting the high-
ここで再度、ローパスフィルタLPF2の構成を確認すると、ローパスフィルタLPF2は、二つ並列共振回路100,200を備える。並列共振回路100,200は、送信信号入力端子Tx20とスイッチ回路SW2との間に直列接続されている。並列共振回路100はインダクタDLt1とキャパシタDCc1との並列回路であり、並列共振回路200はインダクタDLt2とキャパシタDCc2との並列回路である。
Here, when the configuration of the low-pass filter LPF2 is confirmed again, the low-pass filter LPF2 includes two parallel
並列共振回路100のインダクタDLt1は、絶縁層10,11,12に形成された電極パターンと、これら電極パターンを積層方向に導通するスルーホール電極とから形成される。
Inductor DLt1 of parallel
インダクタDLt1は、これらの電極パターンおよびスルーホール電極により、積層方向を軸方向とする螺旋形状に形成されている。この螺旋形状を成す部分がインダクタンスを主として発生する主機能電極101となる。そして、この螺旋形状の主機能電極101に接続し、絶縁層10に形成された電極パターンが入出力機能電極102となり、この螺旋形状の主機能電極101に接続し、絶縁層12に形成された電極パターンが入出力機能電極103となる。
The inductor DLt1 is formed in a spiral shape with the lamination direction as an axial direction by these electrode patterns and through-hole electrodes. This spiral-shaped portion becomes the
並列共振回路100のキャパシタDCc1は、絶縁層16,17に形成されたパターン電極を対向電極とすることで形成される。
The capacitor DCc1 of the parallel
並列共振回路200のインダクタDLt2は、絶縁層9,10,11,12に形成された電極パターンと、これら電極パターンを積層方向に導通するスルーホール電極とから形成される。
Inductor DLt2 of parallel
インダクタDLt2は、これらの電極パターンおよびスルーホール電極により、積層方向を軸方向とする螺旋形状に形成されている。この螺旋形状を成す部分がインダクタンスを主として発生する主機能電極201となる。そして、この螺旋形状の主機能電極201に接続し、絶縁層12に形成された電極パターンが入出力機能電極202となり、この螺旋形状の主機能電極201に接続し、絶縁層9に形成された電極パターンが入出力機能電極203となる。
The inductor DLt2 is formed in a spiral shape with the lamination direction as an axial direction by these electrode patterns and through-hole electrodes. This spiral-shaped portion is the
ここで、絶縁層12に形成するインダクタDLt2の入出力機能電極202と、絶縁層10に形成するインダクタDLt1の入出力機能電極102とを、図3(B)に示すように、積層方向に沿って見た状態(平面視状態)で部分的に重なるように形成する。このような構造とすることで、平面視状態で重なる部分に対応する入出力機能電極202と入出力機能電極102とが、絶縁層を介して対向することになる。これにより、これら入出力機能電極202,102を対向電極とし、インダクタDLt2の両端にそれぞれ接続するキャパシタDCc2が形成される。この際、この重なり部分の面積および挿入する絶縁層の数を調整することで、キャパシタDCc2の静電容量を調整することができる。
Here, the input / output
このような構成とすることで、積層体内に別途パターン電極を形成することなく、並列共振回路200を構成するキャパシタDCc2を形成することができる。これにより、積層体内部に形成されるLCフィルタを省スペース化して小型に形成することができる。この結果、当該LCフィルタを備える高周波スイッチモジュールも小型化することができる。さらに、LCフィルタ用の電極パターンを減らすことができるので、高周波スイッチモジュールとしての電極パターンの設計自由度が向上する。
With such a configuration, the capacitor DCc2 constituting the parallel
さらに、このような構成とすることで、インダクタに並列接続されるキャパシタを形成する電極パターンがインダクタの軸上の領域に配置されることも防ぐことができる。 Furthermore, with such a configuration, it is possible to prevent the electrode pattern forming the capacitor connected in parallel to the inductor from being disposed in the region on the axis of the inductor.
図4(A)は本実施形態の高周波スイッチモジュール1におけるインダクタDLt1,DLt2とキャパシタDCc1との平面視状態での重なり状態を示す図であり、図4(B)は従来のキャパシタDCc2が簡略化されていない高周波スイッチモジュールにおけるインダクタDLt1,DLt2とキャパシタDCc1,DCc2との平面視状態での重なり状態を示す図である。
FIG. 4A is a diagram illustrating an overlapping state of the inductors DLt1 and DLt2 and the capacitor DCc1 in a plan view in the high-
図4(B)に示すように、従来の高周波スイッチモジュールでは、キャパシタDCc1,DCc2を専用の電極パターンで形成しなければならず、且つ積層体内の電極パターンの引き回しや積層体の小型化等の理由から、インダクタDLt1,DLt2とは異なる絶縁層におけるインダクタDLt1,DLt2の軸上の領域にキャパシタDCc1,DCc2の専用の電極パターンが配置される。このような配置が行われると、これらキャパシタDCc1,DCc2の専用の電極パターンによりインダクタの磁束が乱され、インダクタのQが低下する。これを解決するため、キャパシタDCc1,DCc2の専用の電極パターンを積層体内の他の部分に形成しなければならないが、上述の理由により形成し難いことが多い。 As shown in FIG. 4B, in the conventional high-frequency switch module, the capacitors DCc1 and DCc2 must be formed with dedicated electrode patterns, and the electrode patterns in the laminated body are routed and the laminated body is downsized. For this reason, dedicated electrode patterns for the capacitors DCc1 and DCc2 are arranged in regions on the axes of the inductors DLt1 and DLt2 in an insulating layer different from the inductors DLt1 and DLt2. When such an arrangement is performed, the magnetic flux of the inductor is disturbed by the electrode patterns dedicated to the capacitors DCc1 and DCc2, and the Q of the inductor is lowered. In order to solve this, electrode patterns dedicated to the capacitors DCc1 and DCc2 have to be formed in other parts of the laminated body, but are often difficult to form for the reasons described above.
このため、本実施形態の高周波スイッチモジュール1の構成を用いることで、少なくともキャパシタDCc2は専用の電極パターンで形成する必要がないので、当該キャパシタDCc2はインダクタの軸上の領域を覆うように配置されることがなく、上述のようなインダクタの特性劣化を防止することができる。そして、この場合において、インダクタの特性をさらに向上させるためには、キャパシタDCc1の専用の電極パターンのみの形成位置を変更すれば良い。ここで、本実施形態の高周波スイッチモジュール1では、キャパシタDCc2の専用の電極パターンが形成されておらず、従来の構成よりも積層体内の電極パターンの設計自由度が向上しているので、従来よりも容易にキャパシタDCc1の専用の電極パターンの位置変更を行うことが可能になる。
For this reason, by using the configuration of the high-
また、上述の説明では、ローパスフィルタLPF2を小型化する例を示したが、ローパスフィルタLPF0およびローパスフィルタLPF1についても同様に、インダクタに並列接続するキャパシタをインダクタの入出力機能電極により形成することができる。この際、これらローパスフィルタLPF0,LPF1では、インダクタが一つであるので、当該インダクタの主機能電極を挟む両端の入出力機能電極を、平面視状態で部分的に重なるように形成すればよい。 In the above description, an example in which the low-pass filter LPF2 is downsized has been shown. Similarly, in the low-pass filter LPF0 and the low-pass filter LPF1, a capacitor connected in parallel to the inductor can be formed by the input / output function electrodes of the inductor. it can. At this time, since the low-pass filters LPF0 and LPF1 have one inductor, the input / output function electrodes at both ends sandwiching the main function electrode of the inductor may be formed so as to partially overlap in a plan view.
このように、LCフィルタからなる複数のローパスフィルタを、それぞれ簡略化することで、高周波スイッチモジュールとしてさらに小型化を実現することができる。 As described above, by simplifying the plurality of low-pass filters made of LC filters, it is possible to further reduce the size of the high-frequency switch module.
また、上述の実施形態では、LCフィルタを備えた高周波スイッチモジュールを例に示したが、並列共振回路を備えるLCフィルタおよび当該LCフィルタを備えた回路であって、積層体で形成するものであれば、上述の構成を適用することができる。 In the above-described embodiment, the high-frequency switch module including the LC filter is illustrated as an example. However, the LC filter including the parallel resonance circuit and the circuit including the LC filter may be formed of a laminated body. For example, the above-described configuration can be applied.
次に、第2の実施形態に係るLCフィルタを備えた高周波スイッチモジュールについて、図を参照して説明する。本実施形態の高周波スイッチモジュールは、第1の実施形態に示した高周波スイッチモジュールと同じ回路構成であり、積層体状態での回路形成パターンが異なるものである。したがって、積層体での回路形成パターン、特にローパスフィルタLPF2のインダクタDLt1,DLt2の部分についてのみ説明する。 Next, a high frequency switch module including the LC filter according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. The high-frequency switch module of the present embodiment has the same circuit configuration as the high-frequency switch module shown in the first embodiment, and has a different circuit formation pattern in a laminated body state. Therefore, only the circuit formation pattern in the laminated body, particularly the portions of the inductors DLt1 and DLt2 of the low-pass filter LPF2 will be described.
図5は本実施形態の高周波スイッチモジュールを構成する積層体のパターン配線図である。図6は、本実施形態の高周波スイッチモジュールを構成する積層体におけるローパスフィルタLPF2のインダクタDLt1,DLt2の部分を積層方向に沿って見た拡大パターン図である。 FIG. 5 is a pattern wiring diagram of a laminate constituting the high-frequency switch module of the present embodiment. FIG. 6 is an enlarged pattern diagram in which the portions of the inductors DLt1 and DLt2 of the low-pass filter LPF2 in the multilayer body constituting the high-frequency switch module of this embodiment are viewed along the stacking direction.
本実施形態では、高周波スイッチモジュールは、26層からなる絶縁層を積層した構造からなり、第1の実施形態と同様に、それぞれ絶縁層には上述の各回路素子を実現するために、電極パターンおよび所定の電極パターン同士を積層方向に接続するスルーホールが形成されている。 In the present embodiment, the high-frequency switch module has a structure in which 26 insulating layers are stacked, and in the same manner as in the first embodiment, each of the insulating layers has an electrode pattern for realizing each circuit element described above. And the through hole which connects predetermined electrode patterns to the lamination direction is formed.
並列共振回路100のインダクタDLt1は、この26層からなる積層体における絶縁層16,17,18,19に形成された電極パターンと、これら電極パターンを積層方向に導通するスルーホール電極とから形成される。
The inductor DLt1 of the parallel
インダクタDLt1は、これらの電極パターンおよびスルーホール電極により、積層方向を軸方向とする螺旋形状に形成されている。この螺旋形状を成す部分がインダクタンスを主として発生する主機能電極101’となる。そして、この螺旋形状の主機能電極101’に接続し、絶縁層16に形成された電極パターンが入出力機能電極102’となり、この螺旋形状の主機能電極101’に接続し、絶縁層19に形成された電極パターンが入出力機能電極103’となる。
The inductor DLt1 is formed in a spiral shape with the lamination direction as an axial direction by these electrode patterns and through-hole electrodes. This spiral portion is the main function electrode 101 'that mainly generates inductance. The electrode pattern formed on the insulating
一方、並列共振回路200のインダクタDLt2は、絶縁層13,14,15に形成された電極パターンと、これら電極パターンを積層方向に導通するスルーホール電極とから形成される。
On the other hand, the inductor DLt2 of the parallel
インダクタDLt2は、これらの電極パターンおよびスルーホール電極により、積層方向を軸方向とする螺旋形状に形成されている。この螺旋形状を成す部分がインダクタンスを主として発生する主機能電極201’となる。そして、この螺旋形状の主機能電極201’に接続し、絶縁層13に形成された電極パターンが入出力機能電極202’となる。一方、主機能電極201’の入出力機能電極202’と反対側の端部は、インダクタDLt1への接続端であるとともに螺旋形状の端部として機能している。
The inductor DLt2 is formed in a spiral shape with the lamination direction as an axial direction by these electrode patterns and through-hole electrodes. This spiral portion is the main function electrode 201 'that mainly generates inductance. The electrode pattern connected to the spiral
ここで、絶縁層14に形成するインダクタDLt2の主機能電極201’と、絶縁層16に形成するインダクタDLt1の主機能電極101’とを、図6に示すように、積層方向に沿って見た状態(平面視状態)で部分的に重なるように形成する。このような構造とすることで、平面視状態で重なる部分に対応する主機能電極201’と主機能電極101’とが、絶縁層を介して対向することになる。これにより、これら主機能電極201’,101’を対向電極とし、インダクタDLt2の両端にそれぞれ接続するキャパシタDCc2が形成される。この際、この重なり部分の面積および挿入する絶縁層の数を調整することで、キャパシタDCc2の静電容量を調整することができる。
Here, the main
このような構成であっても、積層体内に別途パターン電極を形成することなく、並列共振回路200を構成するキャパシタDCc2を形成することができる。すなわち、第1の実施形態に示したように各インダクタの主機能電極部分(螺旋形状部分)とは異なる入出力機能電極同士を対向させるのではなく、各インダクタの主機能電極同士を対向させるようにしてもキャパシタを形成することができる。この際、いずれか一方が主機能電極で他方が入出力機能電極であってもよい。言い換えれば、二つのインダクタを形成する電極において、これら二つのインダクタを形成する電極パターンのいずれかの領域が対向するように形成されていればよい。
Even with such a configuration, the capacitor DCc2 constituting the parallel
これにより、積層体内部に形成されるLCフィルタを省スペース化して小型に形成することができる。この結果、当該LCフィルタを備える高周波スイッチモジュールも小型化することができる。さらに、LCフィルタ用の電極パターンを減らすことができるので、高周波スイッチモジュールとしての電極パターンの設計自由度が向上する。 Thereby, the LC filter formed in the laminated body can be reduced in space and formed in a small size. As a result, the high-frequency switch module including the LC filter can also be reduced in size. Furthermore, since the electrode pattern for LC filter can be reduced, the freedom degree of design of the electrode pattern as a high frequency switch module improves.
Claims (3)
前記インダクタおよび前記キャパシタは複数備えられ、且つ該複数のインダクタは電気回路上で直列接続されており、
前記複数のインダクタは、それぞれが、複数の絶縁層間に形成された複数の電極パターンおよび前記スルーホール電極から形成され、
前記複数のインダクタのうち、第1のインダクタおよび第2のインダクタは、それぞれが、複数の絶縁層間に形成された複数の電極パターンおよび前記スルーホール電極から形成される主機能部と、該主機能部の両端に接続し、それぞれに異なる絶縁層間に形成された電極パターンからなる入出力機能部とを有し、
前記第1のインダクタと第1のキャパシタとで第1のLC並列共振回路を構成し、前記第2のインダクタと第2のキャパシタとで第2のLC並列共振回路を構成し、
前記第1のキャパシタは、1組のキャパシタ対向電極で形成され、
前記第2のキャパシタは、直列接続で隣り合う前記第1のインダクタの電極パターンと前記第2のインダクタの電極パターンとが、前記積層方向に沿って平面視した状態で、部分的に重なり合うように形成され、
前記第2のインダクタの前記主機能部および前記主機能部の両端の入出力機能部それぞれに対して、前記キャパシタ対向電極が、前記積層方向に沿って平面視して少なくとも一部で重なり合うようにして形成されている、LCフィルタ。 A plurality of stacked insulating layers; at least an electrode pattern formed between the plurality of insulating layers; and a through-hole electrode connecting the electrode patterns between the insulating layers in the stacking direction, the electrode pattern and the through-hole electrode An LC filter in which an inductor and a capacitor are formed from
A plurality of the inductors and capacitors, and the plurality of inductors are connected in series on an electric circuit;
Each of the plurality of inductors is formed of a plurality of electrode patterns and the through-hole electrodes formed between a plurality of insulating layers,
Of the plurality of inductors, each of the first inductor and the second inductor includes a plurality of electrode patterns formed between a plurality of insulating layers and a main function portion formed from the through-hole electrodes, and the main function Connected to both ends of the unit, each having an input / output function unit consisting of electrode patterns formed between different insulating layers,
The first inductor and the first capacitor constitute a first LC parallel resonant circuit, and the second inductor and the second capacitor constitute a second LC parallel resonant circuit,
The first capacitor is formed of a set of capacitor counter electrodes,
In the second capacitor, the electrode pattern of the first inductor and the electrode pattern of the second inductor that are adjacent in series are partially overlapped with each other in a plan view along the stacking direction. Formed,
For each said main functional unit and input and output functions of both ends of the main functional unit of the second inductor, the capacitor counter electrode, to overlap at least a part in plan view along the stacking direction LC filter formed.
前記低域通過フィルタを、請求項1または請求項2に記載のLCフィルタにより形成する、高周波スイッチモジュール。 A high-frequency switch module comprising a low-pass filter including a plurality of inductors connected in series in a signal path of a transmission signal, wherein a plurality of signals using different frequency bands are transmitted and received by one antenna,
The high frequency switch module which forms the said low-pass filter with the LC filter of Claim 1 or Claim 2 .
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