JPS62171327A - 弾性表面波分波器モジュールおよび無線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車電話等のように送受同時通信を行なう
無線機に用いる分波器に関し、特に弾性表面波フィルタ
を用いた小型化に好適な分波器のモジュール構成に関す
るものである。

なお、モジュールとは、？！を数の部品や素子がら組立
てられていて、ある定まった機能を果す単一の部品単位
と考えられる組立て回路であり、通常は複数のＩＣ等が
１つのパッケージ内に納められているものである。

〔従来の技術〕

第２図は、従来の自Δ」車電話の構成を示すブロック図
である（例えば、″゛自動車電話′″桑原守二監修、電
子通信学会編集、ｐ２７５〜ｐ３０６に記載）。

第２図において、２０１はアンテナ、２０４は送信フィ
ルタ、２０５は受信前段フィルタ、２０６は分岐回路の
送信側線路、２０７は分岐回路の受信側線路、２０８は
受信低雑音増幅器、２０９は受信後段フィルタ、２１０
は受信混合器（ミキサー）　、２１１は受信ＩＦ増幅器
及び復調器、２１２はベースバンド系回路、２１３は受
信用のスピーカ、２１４は送信用のマイク、２１５は局
部発振用電圧制御発振器、２１６はシンセサイザ系ロジ
ック回路、２１７はアイソレータ、２１８は自動送信電
力制御用カプラー回路、２１９は電力増幅器、２２０は
自動送信電力制御用ロジック回路、２２１は送信用電圧
制御発振器、２２２は帯域フィルタである。また、実線
２０２で囲んだ部分が従来の分波器を構成し、破線２０
３で囲んだ部分が後述する本発明において弾性表面波分
波器モジュールとして一体化する部分を示す。

上記のように、送受同時通信の無線機においては、単一
のアンテナを送信と受信とに共用するために、周波数の
違いを利用して受信微弱信号を受信器へ、送信大信号を
アンテナへと区別して伝送する分波器が重要な役割を果
している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の分波器２０２は、比誘電率の高いセラミック等を
充填した空洞共振器を縦続接続（送信フィルタ２０４と
して４〜５個、受信フィルタ２０５として５〜６個を縦
続接続）したフィルタを用いていたため、容積が非常に
大きくなるという問題があった。

また、従来の分波器に用いられていた空洞共振器は容積
が非常に大きいため、受信低雑音増幅器２０８や上記と
同様に空洞共振器によって構成される受信後段フィルタ
２０９（空洞共振器を３個程度縦続接続したもの）は、
別回路素子として構成し、これらの回路素子を無線機の
マザーボード上で接続するようになっていた。

そのため、各回路素子の容積が大きいと共に。

接続に伴うデッドスペースが大きくなり、小型化が困難
であった。

そのため、特に小型化の要求の強いポータプル電話機等
では低雑音増幅器２０８を含めた分波器２０２及び受信
後段フィルタ２０９の小型化が大きな課題となっていた
。

本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決するため
になされたものであり、分岐回路、送信フィルタ、受信
前段フィルタ、受信後段フィルタ及び低雑音増幅器を含
めた分波器全体の小型化を達成することが出来ると同時
にデッドスペースの低減を図り、小型自動車電話等への
適用が可能な小型分波器モジュールを提供することを目
的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明においては、送受信
用フィルタとして弾性表面波フィルタを用い、かつ、送
信用、受信前段用及び受信後段用の弾性表面波フィルタ
と受信低雑音増幅器と入出力端子、アンテナ端子等を同
一の台座上に一体化することにより、受信低雑音増幅器
から受信後段フィルタまでを含めた分波器全体を１つの
モジュールとして一体化するように構成している。

〔作用〕

上記のように本発明においては、送受信用フィルタとし
て弾性表面波フィルタを用いているので、フィルタ自体
の大きさが従来の空洞共振器を用しまたフィルタに比較
して数十分の１程度に縮小され、かつそれらの弾性表面
波フィルタを受信低雑音増幅器や分岐回路と同一の台座
上に一体化してし）るので、デッドスペースが小さくな
り、そのため分波器全体の大きさを従来より大幅に縮小
することが可能となる。

なお、弾性表面波フィルタは、最近１本願発明者の一人
が発表（Ｍ、Ｈｉｋｉｔａ　”Ｌｏｗ　１ｏｓｓ　ＳＡ
Ｗ　ｆｉｌｔｅｒｆｏｒ　ａｎｔｅｎｎａ　ｄｕｐｌｅ
ｘｅｒ”　１９８３　ＩＥＥＩＥ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉ
ｃＳｙｍｐｏｓｉｕｍ　　Ｐｒｏｃ、　　ｐ７７−　ｐ
　８２　　に記載）しているものであり、性能的には空
洞共振器形フィルタとほぼ同等であり、しかも容積は空
洞共振器形フィルタの数十分の１程度まで小型化が可能
なものである。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例の斜視図であり、前記第２
図の破線２０３で囲んだ部分をモジュール化したもので
ある。

第１図において、各素子を取付ける台座１０１は、例え
ばアルミニウム板であり、本実施例では、３．５ｃｍ　
Ｘ　２．５ｃｍのものを用いた。

また、送信弾性表面波フィルタ１０７、受信前段弾性表
面波フィルタ１０８、受信後段弾性表面波フィルタ１０
９は、それぞれ直径が約８ｍｍのパッケージに実装した
ものを台座１０１に開けた穴に端子側が上になるように
装着したものである。

また、分岐回路は、アルミナの分岐回路用基板１０３上
にマイクロストリップ線路で形成し、図示のごとく送信
弾性表面波フィルタ１０７の出力端子と受信前段弾性表
面波フィルタ１０８の入力端子とを分岐回路の各対応端
子にハンダで固定し、また。

アンテナ端子１１０を外部へ取出している。

受信低雑音増幅器は、アルミナの受信低雑音増幅器用基
板１０４上にハイブリッド回路で形成し。

受信前段弾性表面波フィルタの出力端子と受信後段弾性
表面波フィルタの入力端子とを各対応端子にハンダで固
定している。

また、１１３は受信低雑音増幅器に電力を与える電源端
子である。

また、送信弾性表面波フィルタ１０７の前段にアルミナ
の送（ｄ入力端子用Ｊル板１０６を設け、マイクロスト
リップ線路を介して送信入力端子１１１に接続している
。

このマイクロス１−リップ線路は二次、三次の送信高調
波を減衰させるための簡単な１４Ｃ低域通過フィルタと
なっている。

同様に受信後段弾性表面波フィルタ１０９の後段には、
アルミナの受信出力端子用」ん板１０５を介して受信出
力端子１１２が設けられている。

なお、分岐回路と受信低雑音増幅器とは、同様のアルミ
ナ基板上に同様のプロセス（例えば、厚膜印刷プロセス
等）を用いて形成することが出来る。

上記のように本発明の分波器モジュールにおいては、ア
ルミ板等の台座１０１の上に、アルミナ基板上に形成し
た分岐回路、受信低雑音増幅器、送信入力端子用回路、
受信出力端子用回路等を装着し、またパッケージに実装
した３個の弾性表面波フィルタ１０７．１０８．１０９
を台座１０１に装着し、各端子を対応する各回路基板の
端子に固定することによって、受信低雑音増幅器から受
信後段フィルタまでを含めた分波器全体を１つの台座上
に一体化している。

そのため１弾性表面波フィルタを用いたことによるフィ
ルタ自体の小型化と共に、モジュール内実装に伴うプツ
トスペースを無視出来る程小さくすることが出来るので
、従来のようにマザーボード上に各部品を装着して接続
するのに較べてモジュール全体の大きさを大幅に小型化
することが出来、そのため、無線機全体の小型化にも大
きく寄与することが出来る。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

一般に弾性表面波フィルタは、弾性表面波励振のための
トランスデユーサが本質的にもっている電極間の静電容
量を打ち消すため、外部に整合回路を設ける必要がある
。

本発明を適用する自動車電話に用いられる８００Ｍ１ｌ
ｚ程度の高周波弾性表面波フィルタにおいては、この整
合回路はショー１〜スタブあるいはショートスタブと線
路の組合わせ等の比較的簡単な回路で形成される場合が
多い。

しかし、従来の組合わせのように分波器、低雑音増幅器
及び受信後段フィルタを各々独立に無線機のマザーボー
ド上で組合わせる構成では、上記の整合回路をマザーボ
ード上に形成する必要があるので、ポータプル電話のよ
うに特に小型化が要求されているものでは、この整合回
路の占める容積も無視出来ず、折角小型の弾性表面波フ
ィルタを用いても、容積縮小化の効果が小さくなる。

その点０本発明のように分岐回路及び低雑音増幅器等の
回路基板を分波器モジュール内に含む場合には、第３図
に示すようにそれらの回路基板上に整合回路を形成する
ことが可能である。

まず、第３図（Ａ）は、分岐回路用基板１０３上に送信
弾性表面波フィルタ１０７の出力整合回路３０７と受信
前段弾性表面波フィルタ１０８の入力整合回路３０８と
を形成したものである。

なお、３０５は分岐回路の送信側線路、３０６は分岐回
路の受信側線路であり、また、３０３は送信弾性表面波
フィルタ１０７の出力端子を接続する端子、３０４は受
信前段弾性表面波フィルタ１０８の入力端子を接続する
端子である。

次に、第３図（Ｂ）は、受信低雑音増幅器用基板１０４
上に受信前段弾性表面波フィルタ１０８の出力整合回路
３１３と受信後段弾性表面波フィルタ１０９の入力整合
回路３１４とを形成したものである。

なお、３１５は受信低雑音増幅器回路、３１０は受信前
段弾性表面波フィルタ３０ｇの出力端子を接続する端子
、３１１は受信後段弾性表面波フィルタ１０９の入力端
子を接続する端子である。

上記のように分岐回路用基板や受信低雑音増幅器用基板
に弾性表面波フィルタの整合回路を同時に形成すること
により、モジュール全体の小型化をより一層図ることが
出来る。

また、さらに小型化を図る場合には、受信前段弾性表面
波フィルタの出力整合回路及び受信後段弾性表面波フィ
ルタの入力整合回路と受信低雑音増幅器の整合回路とを
共通化することにより、より一層の効果が得られる。

次に、これまでの実施例においては、送信フィルタ、分
岐回路、受信前段フィルタ、受信低雑音増幅器及び受信
後段フィルタを一体としてモジュール化したものについ
て説明したが、分岐回路や受信低雑音増幅器と同様の回
路基板を用い、同様のプロセスで形成出来る部品につい
ては、一般にモジュール内に含める方が無線機全体の小
型化に対する寄与が大きくなる。

例えば、前記第２図において、受信後段フィルタ２０９
の後段に接続されている混合器２１０は、分岐回路等と
同様にアルミナ基板を用いたハイブリッド回路で構成す
ることが出来るので、この混合器も１盲記の分波器モジ
ュール内に一体化することによって無線機全体をさらに
小型化することが可能となる。

同様のことは送信側に対しても成り立つ。

一般に自動車電話（ポータプル電話）等のいわゆるセル
ラー無線といわれる無線機においては、基地局の指令に
よって送信電力レベルを数段階にわたって切り換える必
要がある。

これを自動送信電力制御（Ａ　Ｐ　Ｃ＝ＡｕｔｏＩＩｌ
ａｔｉｃＰＯνｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）というが、この
電力制御用モニタ回路は前記第２図に示すように送信電
力の一部をカプラー２１８等で取出し、直接あるいは検
波して電力制御ロジック回路２２０へ送っていた。

このモニタ回路も分岐回路と同様に、一般にアルミナ基
板にマイクロストリップ線路等で形成されるものである
から１分波器モジュール内に含めて一体化することが可
能である６ 第４図は、上記のモニタ回路を分岐回路用基板１０３上
に形成し、分波器モジュール内に一体化した場合の実施
例を示す。

まず、第４図（Ａ）は、分岐回路用基板１０３上の分岐
回路の送信側線路３０５に近接して電磁的に結合する結
合線路４０８を設け、送信電力の一部をモニタ用として
モニタ用端子４０５からモジュール外に取り出すように
したものである。なお、４０９は終端抵抗である。

次に、第４図（Ｂ）は、結合線路４１７の他に。

更に検波用ダイオード４１８を設け、モジュール外に検
波出力、すなわち直流レベルの信号を送出するものであ
る。

なお、４１４は、モニタ用端子、４１９は終端抵抗、４
２０はコンデンサ、４２１は抵抗である。

上記の組合せの他に、結合の方法、結合の場所、外部へ
の取出し方に関しては１種々の方法が考えられるが、い
ずれにしても分波器モジュール内に自動送信電力制御用
モニタ回路及びその出力端子を設けることにより、無線
機全体をさらに小型化することが可能となる。

なお、これまでの説明においては、低雑音増幅器、混合
器等はハイブリッド回路を例として示したが１回路がモ
ノリシック化されたモノリシック増幅器、モノリシック
混合器の場合においても同様に本発明を適用することが
出来る。

また、弾性表面波フィルタはパッケージに実装されたも
のとして扱っているが、信頼性の向上等により弾性表面
波フィルタのチップ実装が可能になった場合には、当然
チップとして実装してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく、本発明においては、フィルタとし
て従来よりも大幅に小型の弾性表面波フィルタを用い、
かつ、送信用フィルタ、分岐回路、受信前段フィルタ、
受信低雑音増幅器及び受信後段フィルタ等を一体として
モジュール化しているので、フィルタ自体を小型化する
ことが出来ると共に各素子間のデッドスペースを大幅に
縮小することが出来、それによって分波器モジュールを
従来よりも大幅に小型化することが可能となった。

また１分岐回路の基板上や受信低雑音増幅器の基板上に
弾性表面波フィルタの整合回路を設けることによって更
に小型化することが可能となり、更に、受信前段弾性表
面波フィルタの出方整合回路及び上記受信後段弾性表面
波フィルタの久方整合回路と上記受信低雑音増幅器の整
合回路とを共通化すれば、より一層の小型化が可能とな
る。

また、受信混合器や自動送信電力制御用モニタ回路をも
分波器モジュールとして一体化したものにおいては、無
線機全体をより一層小型化することが可能になる１等の
多くの優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は従来の自
動車電話の構成を示すブロック図、第３図及び第４図は
本発明の他の実施例図である。 〈符号の説明〉 １０１・・・台座 １０２・・・蓋 １０３・・・分岐回路用基板 １０４・・・受信低雑音増幅器用基板 １０５・・・受信出力端子用基板 １０６・・・送信入力端子用基板 １０７・・・送信弾性表面波フィルタ １０８・・・受信前段弾性表面波フィルタ１０９・・・
受信後段弾性表面波フィルタ１１０・・・アンテナ端子 １１１・・・送信入力端子 １１２・・・受信出力端子 １１３・・・電源端子 代理人弁理士　　中　村　純之助 第１図 １０９−−一受信後段弾性表面皮フィルグ第２図 １Ｕ 第３　図 ３］５ 第４図 （Ａ） （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信用入力端子と、送信弾性表面波フィルタと、送
   受信を結合する分岐回路と、受信前段弾性表面波フィル
   タと、受信低雑音増幅器と、受信後段弾性表面波フィル
   タと、受信用出力端子と、を同一の台座に配設すると共
   にそれらを上記の順序で接続し、かつ、上記分岐回路に
   アンテナ用端子を設け、それらを一体としてモジュール
   化したことを特徴とする弾性表面波分波器モジュール。 ２、上記台座に配設した上記分岐回路の基板上に上記送
   信弾性表面波フィルタの出力整合回路と上記受信前段弾
   性表面波フィルタの入力整合回路とを設け、また上記台
   座に配設した上記受信低雑音増幅器の基板上に上記受信
   前段弾性表面波フィルタの出力整合回路と上記受信後段
   弾性表面波フィルタの入力整合回路とを設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波分波器
   モジュール。 ３、上記受信前段弾性表面波フィルタの出力整合回路及
   び上記受信後段弾性表面波フィルタの入力整合回路と上
   記受信低雑音増幅器の整合回路とを共通化したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の弾性表
   面波分波器モジュール。 ４、受信混合器を上記台座に配設し、それを上記受信後
   段弾性表面波フィルタの後段に接続したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の
   弾性表面波分波器モジュール。 ５、上記台座に配設した上記分岐回路の基板上に自動送
   信電力制御用モニタ回路とその出力端子とを設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ
   かに記載の弾性表面波分波器モジュール。 ６、上記受信低雑音増幅器をモノリシック増幅器で構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項
   のいずれかに記載の弾性表面波分波器モジュール。 ７、上記受信混合器をモノリシック混合器で構成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の弾性表面
   波分波器モジュール。 ８、上記弾性表面波フィルタをチップ実装したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに
   記載の弾性表面波分波器モジュール。