JPWO2006013753A1 - 高周波複合部品 - Google Patents
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Abstract
アンテナ端子(ANT)から送受信する信号をGSM系信号経路とDCS系信号経路とにダイプレクサ(20)で選択的に切り換える高周波複合部品。GSM系及びDCS系には高周波スイッチ(11G),(11D)で切り換えられる送信側入力端子(Txg),(Txd)と受信側バランス出力端子(Rxg),(Rxd)を備えている。受信側バランス出力端子(Rxg)、(Rxd)と弾性表面波フィルタ(SAWg),(SAWd)の出力側との間にインダクタ(Lg),(Ld)とコンデンサ(C1g),(C2g),(C1d),(C2d)からなる整合素子が挿入されている。
Description
本発明は、高周波複合部品、特に、複数の異なる移動体通信システムに利用可能な高周波複合部品に関する。
現在、ヨーロッパでは、移動体通信装置として、複数の周波数帯、例えば、1.8GHz帯を使用するDCSと900MHz帯を使用するGSMとで動作が可能なデュアルバンド携帯電話機が提案されている。
図18は、一般的なデュアルバンド携帯電話機の構成の一部を示し、アンテナ1、ダイプレクサ2及び二つの信号経路DCS系3(1.8GHz帯)とGSM系4(900MHz)から構成されている。
ダイプレクサ2は、送信の際にはDCS系3あるいはGSM系4からの送信信号を選択し、受信の際にはDCS系3あるいはGSM系4への受信信号を選択する。DCS系3は送信部Txdと受信部Rxdとに分離する高周波スイッチ3a、DCSの基本周波数を通過させるとともに、2次高調波及び3次高調波を減衰させるフィルタ3bからなる。GSM系4も、同様に、送信部Txgと受信部Rxgとに分離する高周波スイッチ4a、GSMの基本周波数を通過させるとともに、3次高調波を減衰させるフィルタ4bからなる。
ところで、近年では、受信部に2本の信号端子を持つ平衡型(バランス出力型)の高周波複合部品が提供されており、このような平衡型ではLNA(ローノイズアンプ)とのインピーダンスマッチングが必要となる。
特許文献1には、図19に示すように、バランス出力型の弾性表面波フィルタからなるバンドパスフィルタ5の平衡出力端子Rx間にインダクタ6を並列に配置することが開示されている。しかし、インダクタ6のみでは所望のインピーダンス(特に複素数)に設定することは困難である。本発明者の知見によると、さらにインピーダンスを下げるためには各平衡出力端子と直列にコンデンサを挿入したり、インピーダンスを上げるためにはコンデンサに加えていま一つのインダクタを平衡出力端子間に並列に挿入することが必要である。しかし、このような高周波複合部品とLNAとの間にさらにコンデンサやインダクタを別部品として後付けすることは、部品点数や実装面積の増加によって機器が大型化してしまうとともに、バンドパスフィルタ5とLNAとの間のマッチング調整がより複雑になってしまう。
特開2003−142981号公報
そこで、本発明の目的は、高周波複合部品単体で所望のインピーダンスを容易に設定できてLNAとのマッチング調整が不要で、部品点数の低減、小型化が可能な高周波複合部品を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記目的を達成することに加えて、素子相互の干渉を防ぎ、特性の良好な高周波複合部品を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明に係る高周波複合部品は、
(A)アンテナ端子と送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるためのスイッチと、
(B)前記アンテナ端子と前記送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含むLCフィルタと、
(C)前記スイッチと前記受信側バランス出力端子との間に配置された弾性表面波フィルタと、
(D)前記弾性表面波フィルタと前記受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む整合素子と、を備え、
前記スイッチ、LCフィルタ、弾性表面波フィルタ及び整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする。
(A)アンテナ端子と送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるためのスイッチと、
(B)前記アンテナ端子と前記送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含むLCフィルタと、
(C)前記スイッチと前記受信側バランス出力端子との間に配置された弾性表面波フィルタと、
(D)前記弾性表面波フィルタと前記受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む整合素子と、を備え、
前記スイッチ、LCフィルタ、弾性表面波フィルタ及び整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする。
本発明に係る高周波複合部品においては、弾性表面波フィルタと受信側バランス出力端子との間にインダクタ及びコンデンサを含む整合素子を備えているため、このインダクタとコンデンサを適宜組み合わせることで、受信側バランス出力端子のインピーダンスを自由に設定することが可能となる。しかも、このインダクタとコンデンサは他の回路部品とともに積層体ブロックで一体化されているため、インダクタやコンデンサをディスクリートでプリント基板上に配置する場合と比べてプリント基板上での実装面積を小さくすることができると共に、弾性表面波フィルタと整合素子との距離を最小限に抑え、フィルタと整合素子との間の損失を抑えて高周波特性を改善することができる。
ところで、前記スイッチ、LCフィルタ、弾性表面波フィルタ及び整合素子を複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化する際に重要なのは、整合素子とLCフィルタとの間の干渉を防止できる配置とすることである。特に、整合素子のインダクタンスにはQ値や安定性が高いことが要求される。
そこで、本発明に係る高周波複合部品において、整合素子のインダクタは積層体ブロックの第1領域に形成されており、LCフィルタのインダクタ及びコンデンサは平面視で前記第1領域とは異なる第2領域に形成されていることが好ましい。
同様に、整合素子のインダクタは積層体ブロックの表面に搭載されており、LCフィルタのインダクタ及びコンデンサは積層体ブロックの内部に内蔵されていることが好ましい。また、整合素子のインダクタとLCフィルタのインダクタ及びコンデンサとの間にはグランド電極が配置されていることが好ましい。あるいは、LCフィルタのコンデンサのうちシャントコンデンサは積層体ブロックの最下層近辺に形成されていることが好ましい。
整合素子のインダクタ及びコンデンサは積層体ブロックの表面に形成されており、整合素子のインダクタは他の素子を介さずに整合素子のコンデンサに隣接配置してもよい。
また、前記弾性表面波フィルタは、バランス出力ポートを有するバランス型弾性表面波フィルタであってもよく、あるいは、アンバランス出力ポートを有するアンバランス型弾性表面波フィルタであってもよい。バランス型である場合は、整合素子のインダクタがバランス出力ポート間に並列接続されており、整合素子のコンデンサがバランス出力ポートに直列接続されている。また、アンバランス型である場合は、整合素子のインダクタ及びコンデンサはバランを兼ねていることになる。
さらに、本発明に係る高周波複合部品は、二つの異なる周波数帯の信号処理に対応できるデュアルバンド対応型の高周波複合部品として構成することができる。このようなデュアルバンド対応型の高周波複合部品は、前記アンテナ端子の後段に、第1周波数帯の信号経路と、前記第1周波数帯とは異なる第2周波数帯の信号経路とを分岐するダイプレクサを備え、さらに、
前記第1周波数帯の信号経路における、(A)前記アンテナ端子と第1送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第1受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第1スイッチと、(B)前記第1スイッチと前記第1送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1LCフィルタと、(C)前記第1スイッチと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置された第1弾性表面波フィルタと、(D)前記第1弾性表面波フィルタと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1整合素子と、
前記第2周波数帯の信号経路における、(E)アンテナ端子と第2送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第2受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第2スイッチと、(F)前記第2スイッチと前記第2送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2LCフィルタと、(G)前記第2スイッチと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された第2弾性表面波フィルタと、(H)前記第2弾性表面波フィルタと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2整合素子と、を備え、
前記ダイプレクサ、第1・第2スイッチ、第1・第2LCフィルタ、第1・第2弾性表面波フィルタ及び第1・第2整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする。
前記第1周波数帯の信号経路における、(A)前記アンテナ端子と第1送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第1受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第1スイッチと、(B)前記第1スイッチと前記第1送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1LCフィルタと、(C)前記第1スイッチと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置された第1弾性表面波フィルタと、(D)前記第1弾性表面波フィルタと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1整合素子と、
前記第2周波数帯の信号経路における、(E)アンテナ端子と第2送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第2受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第2スイッチと、(F)前記第2スイッチと前記第2送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2LCフィルタと、(G)前記第2スイッチと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された第2弾性表面波フィルタと、(H)前記第2弾性表面波フィルタと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2整合素子と、を備え、
前記ダイプレクサ、第1・第2スイッチ、第1・第2LCフィルタ、第1・第2弾性表面波フィルタ及び第1・第2整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする。
さらに、本発明に係る高周波複合部品は、三つの異なる周波数帯の信号処理に対応できるトリプルバンド対応型の高周波複合部品として構成することができる。このようなトリプルバンド対応型の高周波複合部品は、前記アンテナ端子の後段に、第1周波数帯の信号経路と、前記第1周波数帯とは異なる第2周波数帯及び第3周波数帯の信号経路とを分岐するダイプレクサを備え、さらに、
前記第1周波数帯の信号経路における、(A)前記アンテナ端子と第1送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第1受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第1スイッチと、(B)前記第1スイッチと前記第1送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1LCフィルタと、(C)前記第1スイッチと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置された第1弾性表面波フィルタと、(D)前記第1弾性表面波フィルタと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1整合素子と、
前記第2周波数帯の信号経路における、(E)アンテナ端子と第2送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第2・第3受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第2スイッチと、(F)前記第2スイッチと前記第2送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2LCフィルタと、(G)前記第2スイッチと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された信号経路と、前記第2スイッチと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置された信号経路とを分岐するデュプレクサと、(H)前記デュプレクサと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された第2弾性表面波フィルタと、(I)前記第2弾性表面波フィルタと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2整合素子と、(J)前記デュプレクサと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置された第3弾性表面波フィルタと、(K)前記第3弾性表面波フィルタと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第3整合素子と、を備え、
前記ダイプレクサ、第1・第2スイッチ、第1・第2LCフィルタ、デュプレクサ、第1・第2・第3弾性表面波フィルタ及び第1・第2・第3整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする。
前記第1周波数帯の信号経路における、(A)前記アンテナ端子と第1送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第1受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第1スイッチと、(B)前記第1スイッチと前記第1送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1LCフィルタと、(C)前記第1スイッチと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置された第1弾性表面波フィルタと、(D)前記第1弾性表面波フィルタと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1整合素子と、
前記第2周波数帯の信号経路における、(E)アンテナ端子と第2送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第2・第3受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第2スイッチと、(F)前記第2スイッチと前記第2送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2LCフィルタと、(G)前記第2スイッチと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された信号経路と、前記第2スイッチと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置された信号経路とを分岐するデュプレクサと、(H)前記デュプレクサと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された第2弾性表面波フィルタと、(I)前記第2弾性表面波フィルタと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2整合素子と、(J)前記デュプレクサと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置された第3弾性表面波フィルタと、(K)前記第3弾性表面波フィルタと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第3整合素子と、を備え、
前記ダイプレクサ、第1・第2スイッチ、第1・第2LCフィルタ、デュプレクサ、第1・第2・第3弾性表面波フィルタ及び第1・第2・第3整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする。
以下、本発明に係る高周波複合部品の実施例について添付図面を参照して説明する。
(第1実施例、図1及び図2参照)
本第1実施例であるシングルバンド対応型の高周波複合部品は、図1のブロック図にその特徴的な構成を示すように、バランス型弾性表面波フィルタSAWの平衡出力部と受信側バランス出力端子Rxとの間に、インダクタLが並列に接続されているとともにコンデンサC1,C2がそれぞれ直列に接続されている。
本第1実施例であるシングルバンド対応型の高周波複合部品は、図1のブロック図にその特徴的な構成を示すように、バランス型弾性表面波フィルタSAWの平衡出力部と受信側バランス出力端子Rxとの間に、インダクタLが並列に接続されているとともにコンデンサC1,C2がそれぞれ直列に接続されている。
詳しくは、図2の等価回路図に示すように、高周波複合部品は、概略、高周波スイッチ11と、LCフィルタ12と、バランス型弾性表面波フィルタSAWと、整合素子13とで構成されている。
高周波スイッチ11は、アンテナ端子ANTと送信側入力端子Txとの間の信号経路と、アンテナ端子ANTと受信側バランス出力端子Rxとの間の信号経路とを選択的に切り換えるためのものである。LCフィルタ12は、高周波スイッチ11と送信側入力端子Txとの間に配置され、インダクタGLt1及びコンデンサを含んだローパスフィルタである。このローパスフィルタのコンデンサは、インダクタGLt1と並列接続されたコンデンサGCと、グランドに接続される二つの接地コンデンサ(シャントコンデンサ)GCu1,GCu2からなっている。
整合素子13は、前述のように、弾性表面波フィルタSAWの平衡出力部と受信側バランス出力端子Rxとの間に、インダクタLを並列に接続するとともにコンデンサC1,C2をそれぞれ直列に接続したものである。
また、本第1実施例において、前記高周波スイッチ11、LCフィルタ12、弾性表面波フィルタSAW及び整合素子13は、複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されている。
シングルバンド対応型である本第1実施例の高周波複合部品は、以下に説明するデュアルバンド対応型である第2・第3実施例の高周波複合部品及びトリプルバンド対応型である第4実施例の高周波複合部品にその一部として含まれるものである。従って、本第1実施例のより詳細な構成及び動作は以下に説明する第2・第3・第4・第5・第6実施例によって明らかにされる。
(第2実施例、図3〜図8参照)
本第2実施例である高周波複合部品は、図3のブロック図にその特徴的な構成を示すように、GSM系及びDCS系を備えたデュアルバンド対応型の高周波複合部品(フロントエンドモジュール)であり、バランス型弾性表面波フィルタSAWg,SAWdの平衡出力部と受信側バランス出力端子Rxg,Rxdとの間に、それぞれインダクタLg,Ldが並列に接続されているとともにコンデンサC1g,C2g及びC1d、C2dがそれぞれ直列に接続されている。
本第2実施例である高周波複合部品は、図3のブロック図にその特徴的な構成を示すように、GSM系及びDCS系を備えたデュアルバンド対応型の高周波複合部品(フロントエンドモジュール)であり、バランス型弾性表面波フィルタSAWg,SAWdの平衡出力部と受信側バランス出力端子Rxg,Rxdとの間に、それぞれインダクタLg,Ldが並列に接続されているとともにコンデンサC1g,C2g及びC1d、C2dがそれぞれ直列に接続されている。
詳しくは、図4の等価回路図に示すように、高周波複合部品は、アンテナ端子ANTの後段に、GSM系の信号経路と、DCS系の信号経路とを分岐するダイプレクサ20を備えている。さらに、GSM系は第1高周波スイッチ11Gと第1LCフィルタ12Gとバランス型第1弾性表面波フィルタSAWgと第1整合素子13Gとを備えている。DCS系も、同様に、第2高周波スイッチ11Dと第2LCフィルタ12Dとバランス型第2弾性表面波フィルタSAWdと第2整合素子13Dとを備えている。
第1高周波スイッチ11Gは、アンテナ端子ANTと第1送信側入力端子Txgとの間の信号経路と、アンテナ端子ANTと第1受信側バランス出力端子Rxgとの間の信号経路とを選択的に切り換える。第1LCフィルタ12Gは、第1高周波スイッチ11Gと第1送信側入力端子Txgとの間に配置されている。第1弾性表面波フィルタSAWgは第1高周波スイッチ11Gと第1受信側バランス出力端子Rxgとの間に配置されている。
第1整合素子13Gは、インダクタLgを第1弾性表面波フィルタSAWg側に並列に接続し、コンデンサC1g,C2gをインダクタLgと受信側バランス出力端子Rxgとの間にそれぞれ直列に接続したものである。
第2高周波スイッチ11Dは、アンテナ端子ANTと第2送信側入力端子Txdとの間の信号経路と、アンテナ端子ANTと第2受信側バランス出力端子Rxdとの間の信号経路とを選択的に切り換える。第2LCフィルタ12Dは、第2高周波スイッチ11Dと第2送信側入力端子Txdとの間に配置されている。第2弾性表面波フィルタSAWdは第2高周波スイッチ11Dと第2受信側バランス出力端子Rxdとの間に配置されている。
第2整合素子13Dは、インダクタLdを第2弾性表面波フィルタSAWd側に並列に接続し、コンデンサC1d,C2dをインダクタLdと受信側バランス出力端子Rxdとの間にそれぞれ直列に接続したものである。
ダイプレクサ20は、送信の際にはDCS系あるいはGSM系からの送信信号を選択し、受信の際にはDCS系あるいはGSM系への受信信号を選択する。ダイプレクサ20の第1ポートP11にはアンテナ端子ANTが、第2ポートP12には第1高周波スイッチ11Gの第1ポートP31g、第3ポートP13には第2高周波スイッチ11Dの第1ポートP31dがそれぞれ接続されている。
GSM系において、第1高周波スイッチ11Gの第2ポートP32gには第1LCフィルタ12Gの第1ポートP21gが接続され、第3ポートP33gには第1弾性表面波フィルタSAWgが接続されている。第1LCフィルタ12Gの第2ポートP22gには第1送信側入力端子Txgが接続されている。
DCS系において、第2高周波スイッチ11Dの第2ポートP32dには第2LCフィルタ12Dの第1ポートP21dが接続され、第3ポートP33dには第2弾性表面波フィルタSAWdが接続されている。第2LCフィルタ12Dの第2ポートP22dには第2送信側入力端子Txdが接続されている。
ダイプレクサ20は、インダクタLt1,Lt2及びコンデンサCc1,Cc2,Ct1,Ct2,Cu1で構成されている。第1ポートP11と第2ポートP12との間にインダクタLt1とコンデンサCt1とからなる並列回路が接続され、この並列回路の第2ポートP12側がコンデンサCu1を介して接地される。また、第1ポートP11と第3ポートP13との間にはコンデンサCc1,Cc2が直列接続され、それらの接続点がインダクタLt2及びコンデンサCt2を介して接地される。
第1高周波スイッチ11Gは、スイッチング素子であるダイオードGD1,GD2、インダクタGSL1,GSL2、コンデンサGC5,GC6及び抵抗RGで構成されている。第1ポートP31gと第2ポートP32gとの間に、アノードが第1ポートP31g側になるようにダイオードGD1が接続され、カソードはインダクタGSL1を介して接地される。ダイオードGD2はカソードがインダクタGSL2を介して第1ポートP31gに接続され、アノードがコンデンサGC5を介して接地される。ダイオードGD2とコンデンサGC5との接続点に抵抗RGを介して制御端子Vc1が接続されている。また、ダイオードGD2のカソードと第3ポートP33gとの接続点はコンデンサGC6を介して接地される。
第2高周波スイッチ11Dは、スイッチング素子であるダイオードDD1,DD2、インダクタDSL1,DSL2,DSLt、コンデンサDC6,DC7、DCt1及び抵抗RDで構成されている。第1ポートP31dと第2ポートP32dとの間に、アノードが第1ポートP31d側になるようにダイオードDD1が接続され、カソードはインダクタDSL1を介して接地される。また、第1ポートP31dと第2ポートP32dとの間には、コンデンサDCt1とインダクタDSLtの直列回路がダイオードDD1とは並列に接続されている。ダイオードDD2はカソードがインダクタDSL2を介して第1ポートP31dに接続され、アノードがコンデンサDC5を介して接地される。ダイオードDD2とコンデンサDC5との接続点に抵抗RDを介して制御端子Vc2が接続されている。また、ダイオードDD2のカソードはコンデンサDC6を介して第3ポートP33dに接続され、カソードとコンデンサDC6との接続点はコンデンサDC7を介して接地される。
第1LCフィルタ12Gは、第1ポートP21gと第2ポートP22gとの間にインダクタGLt1とコンデンサGCc1の並列回路を接続したものである。インダクタGLt1の両端はそれぞれコンデンサGCu1,GCu2を介して接地される。
第2LCフィルタ12Dは、第1ポートP21dと第2ポートP22dとの間に、インダクタDLt1とコンデンサDCc1の並列回路及びインダクタDLt2とコンデンサDCc2の並列回路を直列に接続したものである。インダクタDLt1の両端はそれぞれコンデンサDCu1,DCu2を介して接地される。
図5〜図7は、本第2実施例である高周波複合部品のセラミック多層基板を構成する各シート層上にスクリーン印刷などで形成されたコンデンサ電極、ストリップライン電極などを示している。セラミック多層基板は酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分としたセラミックスからなる第1〜第17シート層61a〜61qを下から順次積層し、1000℃以下の温度で焼成することにより形成される。
第1シート層61aには種々の外部接続用端子電極が形成されている。第2シート層61bにはグランド電極G1が形成され、第3シート層61cにはコンデンサGCu1,GCu2,Ct2,GC5の電極が形成され、グランド電極G1とでキャパシタンスを形成している。第4シート層61dにはグランド電極G2が形成され、第5シート層61eにはコンデンサDCu1,DCu2の電極が形成され、グランド電極G2とでキャパシタンスを形成している。
第7・第9シート層61g,61iにはストリップライン電極によってインダクタLt1,Lt2,DLt1,DLt2,GLt1,DSL1,DSL2が形成され、それぞれがビアホールにて接続されている。さらに、第11シート層61kにはストリップライン電極によってインダクタLt1,Lt2,DLt1,DLt2,GLt1,GSL2が形成され、それぞれがビアホールにて下層の同種の電極と接続されている。
第12シート層61lにはコンデンサCt1,DCc1の電極が形成され、第13シート層61mにはコンデンサCt1,Cc1,DCt1,GCc1の電極及びグランド電極G3が形成されている。第14シート層61nにはコンデンサCc1,DCt1,GCc1,DC5の電極が形成されている。第15シート層61oにはコンデンサCc2,DCt1の電極及びグランド電極G4が形成されている。
第17シート層61qの表面は、図8に示すように、セラミック多層基板50の表面であって、種々の接続用端子電極が形成されている。そして、その表面には、第1・第2弾性表面波フィルタSAWg,SAWd、ダイオードGD1,GD2,DD1,DD2が搭載され、さらに、第1整合素子13Gを構成するインダクタLg、コンデンサC1g,C2g、第2整合素子13Dを構成するインダクタLd、コンデンサC1d,C2dが搭載されている。さらに、セラミック多層基板50の表面には、抵抗RG,RDが搭載され、インダクタDSL1,DSLt,GSL1が搭載されている。
ここで、図4に示した回路構成を有する高周波複合部品の動作について説明する。まず、DCS系(1.8MHz帯)の送信信号を送信する場合には、第2高周波スイッチ11Dにおいて制御端子Vc2に、例えば3Vを印加してダイオードDD1、DD2をオンすることにより、DCS系の送信信号が第2LCフィルタ12D、第2高周波スイッチ11D及びダイプレクサ20を通過し、ダイプレクサ20の第1ポートP11に接続されたアンテナ端子ANTから送信される。
この際、GSM系の第1高周波スイッチ11Gにおいて制御端子Vc1に、例えば0Vを印加してダイオードGD1をオフすることにより、GSM系の送信信号が送信されないようにしている。また、ダイプレクサ20を接続することにより、DCS系の送信信号がGSM系の第1送信側入力端子Txg及び第1受信側バランス出力端子Rxgに回り込まないようにしている。さらに、DCS系の第2LCフィルタ12DではDCS系の2次高調波及び3次高調波を減衰させている。
次いで、GSM系(900MHz帯)の送信信号を送信する場合には、第1高周波スイッチ11Gにおいて制御端子Vc1に、例えば3Vを印加してダイオードGD1,GD2をオンすることにより、GSM系の送信信号が第1LCフィルタ12G、第1高周波スイッチ11G及びダイプレクサ20を通過し、ダイプレクサ20の第1ポートP11に接続されたアンテナ端子ANTから送信される。
この際、DCS系の第2高周波スイッチ11Dにおいて制御端子Vc2に、例えば0Vを印加してダイオードDD1をオフすることにより、DCS系の送信信号が送信されないようにしている。また、ダイプレクサ20を接続することにより、GSM系の送信信号がDCS系の第2送信側入力端子Txd及び第2受信側バランス出力端子Rxdに回り込まないようにしている。
さらに、ダイプレクサ20のコンデンサCt1、インダクタLt1及びシャントコンデンサCu1からなるローパスフィルタにてGSM系の2次高調波を減衰させ、GSM系の第1LCフィルタ12GではGSM系の3次高調波を減衰させている。
次いで、DCS系及びGSM系の受信信号を受信する場合には、DCS系の第2高周波スイッチ11Dにおいて制御端子Vc2に、例えば0Vを印加してダイオードDD1,DD2をオフし、GSM系の第1高周波スイッチ11Gにおいて制御端子Vc1に0Vを印加してダイオードGD1,GD2をオフすることにより、DCS系の受信信号がDCS系の第2送信側入力端子Txdに、GSM系の受信信号がGSM系の第1送信側入力端子Txgに、それぞれ回り込まないようにし、アンテナ端子ANTから入力した信号をそれぞれDCS系の受信側バランス出力端子Rxd、GSM系の受信側バランス出力端子Rxgに出力する。
また、ダイプレクサ20を接続することにより、DCS系の受信信号がGSM系に、GSM系の受信信号がDCS系に、それぞれ回り込まないようにしている。
本第2実施例の高周波複合部品においては、弾性表面波フィルタSAWg,SAWdと受信側バランス出力端子Rxg,Rxdとの間に、インダクタLg,Ld及びコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dを含む整合素子13G,13Dを備えているため、このインダクタとコンデンサを適宜組み合わせることで、受信側バランス出力端子Rxg,Rxdのインピーダンスを自由に設定することが可能となる。そして、コンデンサを出力端子Rxg,Rxd側に挿入することにより、インピーダンスを下げる調整が可能である。
また、このインダクタLg,LdとコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dは他の回路部品とともにセラミック積層基板で一体化されているため、この種のインダクタやコンデンサをディスクリートでプリント基板上に配置する場合と比べてプリント基板上での実装面積を小さくすることができると共に、弾性表面波フィルタSAWg,SAWdと整合素子13G,13Dとの距離を最小限に抑え、フィルタSAWg,SAWdと整合素子13G,13Dとの間の損失を抑えて高周波特性を改善することができる。
また、整合素子13G,13DのインダクタLg,Ldはセラミック積層基板においてLCフィルタ12G,12Dのインダクタ及びコンデンサとは平面視で重ならないように形成されているため、送受信経路間でのアイソレーションを確保し、信号の混入を防止することができる。同様の効果は、整合素子13G,13DのインダクタLg,Ldはセラミック積層基板の表面に搭載されており、LCフィルタ12G,12Dのインダクタ及びコンデンサはセラミック積層基板の内部に内蔵されていることによっても達成される。
さらに、本実施例においては、整合素子13G,13DのコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dとLCフィルタ12G,12Dのインダクタ及びコンデンサとは平面視で重ならないように形成されている。これにて、送受信経路間での信号の混入を、さらに効果的に防止することができる。
また、整合素子13G,13DのインダクタLg,LdとLCフィルタ12G,12Dのインダクタ及びコンデンサとの間にはグランド電極G4が配置されているため、両者の干渉を効果的に防止することができる。同様の効果は、LCフィルタ12G,12Dのコンデンサ、特に、シャントコンデンサGCu1,GCu2,DCu1,DCu2がセラミック積層基板の最下層近辺に形成されていることによっても達成される。整合素子13G,13DのインダクタLg,Ld及びコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dがセラミック積層基板の表面に形成されており、整合素子13G,13DのインダクタLg,Ldは他の素子を介さずに整合素子13G,13DのコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dに隣接配置することも、同様に相互干渉を防止することができる。
さらに、本実施例においては、整合素子13G,13DのコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dとLCフィルタ12G,12Dのインダクタ及びコンデンサとの間にもグランド電極G4が配置されている。これにより、両者の干渉をより効果的に防止することができる。
また、図8に示したように、セラミック多層基板の表面において、整合素子13G,13Dを構成している表面実装部品は、高周波スイッチ11G,11D、ダイプレクサ20を構成している表面実装部品とは弾性表面波フィルタSAWg,SAWdを介して離れて配置するようにしている。このように配置することで、整合素子13G,13Dと他の素子との干渉をさらに効果的に抑制できる。
(第3実施例、図9及び図10参照)
本第3実施例である高周波複合部品は、図9のブロック図にその特徴的な構成を示すように、前記第2実施例と同様に、GSM系及びDCS系を備えたデュアルバンド対応型の高周波複合部品であり、バランス型弾性表面波フィルタSAWg,SAWdの平衡出力部にそれぞれコンデンサC1g,C2g及びC1d、C2dが直列に接続されているとともに、受信側バランス出力端子Rxg,RxdにインダクタLg,Ldが並列に接続されている。
本第3実施例である高周波複合部品は、図9のブロック図にその特徴的な構成を示すように、前記第2実施例と同様に、GSM系及びDCS系を備えたデュアルバンド対応型の高周波複合部品であり、バランス型弾性表面波フィルタSAWg,SAWdの平衡出力部にそれぞれコンデンサC1g,C2g及びC1d、C2dが直列に接続されているとともに、受信側バランス出力端子Rxg,RxdにインダクタLg,Ldが並列に接続されている。
このように、コンデンサC1g,C2g及びコンデンサC1d,C2dをそれぞれ第1・第2弾性表面波フィルタSAWg,SAWd側に直列に接続し、インダクタLg,Ldを第1・第2受信側バランス出力端子Rxg,Rxd側にそれぞれ並列に接続することにより、第1・第2受信側バランス出力端子Rxg,Rxdのインピーダンスを自由に設定でき、特にインピーダンスを上げることができる。
なお、本第3実施例において、第1・第2整合素子13G,13D以外の回路構成及び動作は前記第2実施例と同様であり、重複する説明は省略する。
(第4実施例、図11〜図15参照)
本第4実施例である高周波複合部品は、図11の等価回路図に示すように、GSM系及び二つの受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2に分岐されたDCS系とを備えたトリプルバンド対応型の高周波複合部品として構成されている。
本第4実施例である高周波複合部品は、図11の等価回路図に示すように、GSM系及び二つの受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2に分岐されたDCS系とを備えたトリプルバンド対応型の高周波複合部品として構成されている。
即ち、GSM系は第1高周波スイッチ11Gと第1LCフィルタ12Gとバランス型第1弾性表面波フィルタSAWgと第1整合素子13Gとを備えている。このGSM系の構成及び作用は前記第2・第3実施例と同様であり、重複した説明は省略する。
ダイプレクサ20に関しても前記第2・第3実施例と基本的には同様の構成を備え、さらに、第1ポートP11とアンテナ端子ANTとの間にコンデンサCantが接続されるとともに、その接続点はインダクタLantを介して接地される。
DCS系は、第2高周波スイッチ11D'と第2LCフィルタ12Dと第2送信側入力端子Txdとで構成されている。この部分の回路構成は前記第2・第3実施例と同様であり、重複した説明は省略する。
DCS系において、第2高周波スイッチ11D'の第3ポートP33dはデュプレクサ14Dが接続されており、このデュプレクサ14Dは、受信信号経路を第2受信側バランス出力端子Rxd1と第3受信側バランス出力端子Rxd2とに分岐するためのものである。
第2高周波スイッチ11D'は、アンテナ端子ANTと第2送信側入力端子Txdとの間の信号経路と、アンテナ端子ANTと第2・第3受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2との間の信号経路とを選択的に切り換える。
第2高周波スイッチ11D'は、スイッチング素子であるダイオードDD1,DD2、インダクタDPSL1,DSL2,DPSLt、コンデンサDC5,DC6,DPCt及び抵抗DR1で構成されている。第1ポートP31dと第2ポートP32dとの間に、アノードが第2ポートP32d側になるようにダイオードDD1が接続され、このアノードはインダクタDPSL1及びコンデンサDC6を介して接地される。インダクタDPSL1とコンデンサDC6との接続点に制御端子Vc2が接続されている。また、第1ポートP31dと第2ポートP32dとの間には、コンデンサDPCtとインダクタDPSLtの直列回路がダイオードDD1とは並列に接続されている。ダイオードDD2はアノードがインダクタDSL2を介して第1ポートP31dに接続され、カソードがコンデンサDC5を介して接地される。ダイオードDD2とコンデンサDC5との接続点は抵抗DR1を介して接地される。
デュプレクサ14Dは、第1ポートP41dと第2ポートP42dとの間にインダクタPSL2が接続され、インダクタPSL2と第2ポートP42dとの接続点はコンデンサPC7を介して接地される。第2ポートP42dは第2弾性表面波フィルタSAWd1に接続されている。また、デュプレクサ14Dの第1ポートP41dと第3ポートP43dとの間にコンデンサDC7が接続されている。コンデンサDC7と第1ポートP41dとの接続点はコンデンサCjを介して接地されるとともに、コンデンサDC7と第3ポートP43dとの接続点はインダクタDSL1を介して接地される。第3ポートP43dは第3弾性表面波フィルタSAWd2に接続されている。
第2弾性表面波フィルタSAWd1の平衡出力部には第2整合素子13D1が接続され、第3弾性表面波フィルタSAWd2の平衡出力部には第3整合素子13D2が接続されている。この第2・第3整合素子13D1,13D2は第2実施例と同様に、インダクタLdを弾性表面波フィルタSAWd1,SAWd2側に並列に接続し、コンデンサC1d,C2dをインダクタLdと受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2との間にそれぞれ直列に接続したものである。その作用効果は第2実施例と同様である。なお、第2・第3整合素子13D1,13D2は前記第3実施例と同じ回路構成としてもよく、この場合には第3実施例と同様の作用効果を奏する。
図12〜図14は、本第4実施例である高周波複合部品のセラミック多層基板を構成する各シート層上にスクリーン印刷などで形成されたコンデンサ電極、ストリップライン電極などを示している。
第1シート層62aには種々の外部接続用端子電極が形成されている。第2シート層62bにはグランド電極G11が形成され、第3シート層62cにはコンデンサCu1,Ct2,DC6の電極が形成され、グランド電極G11とでキャパシタンスを形成している。第4シート層62dにはグランド電極G12が形成され、第5シート層62eにはコンデンサDCu1,DCu2,Cj,GCu1,GCu2の電極が形成され、グランド電極G12とでキャパシタンスを形成している。
第8シート層62hにはストリップライン電極によってインダクタLt1,Lt2,DLt1,DLt2,GLt1,GSL2,DSL2,PSL2が形成されている。第9シート層62iにはストリップライン電極によってインダクタGSL2,Lt1が形成され、それぞれがビアホールにて下層の電極と接続されている。
第10シート層62jにはストリップライン電極によってインダクタLt1,Lt2,DLt1,DLt2,GLt1,GSL2,DSL2,PSL2が形成され、下層の同種の電極とビアホールを介して接続されている。第11シート層62kにはストリップライン電極によってインダクタLt1,GSL2が形成され、それぞれがビアホールにて下層の同種の電極と接続されている。
第12シート層62lにはストリップライン電極によってインダクタLt2,DLt1,DLt2,GLt1,GSL2,DSL2が形成され、それそれがビアホールにて下層の同種の電極と接続されている。第13シート層62mにはコンデンサCt1,DCc2の電極が形成され、第14シート層62nにはコンデンサCt1,Cc1の電極及びグランド電極G13が形成されている。第15シート層62oにはコンデンサDC5,Ct1,Cc1,GCc1,GC5,DCu1,DCc2の電極が形成されている。第16シート層62pにはコンデンサCc2,CCc1の電極及びグランド電極G14が形成されている。第17シート層62qにはコンデンサDCc1の電極が形成されている。
第19シート層62sの表面は、図15にも示すように、セラミック多層基板50の表面であって、種々の接続用端子電極が形成され、第1・第2・第3弾性表面波フィルタSAWg,SAWd1,SAWd2、ダイオードGD1,GD2,DD1,DD2が搭載されている。さらに、第1整合素子13Gを構成するインダクタLg、コンデンサC1g,C2g、第2・第3整合素子13D1,13D2を構成するインダクタLd、コンデンサC1d,C2dが搭載されている。
さらに、セラミック多層基板50の表面には、抵抗RG,DR1が搭載され、インダクタLant,DPCt,DPSLt,DSL1,DPSL1が搭載され、コンデンサCant,DC7,PC7が搭載されている。
本第4実施例である高周波複合部品においては、第2高周波スイッチ11D'のダイオードDD2のオン、オフによって受信信号が第2受信側バランス出力端子Rxd1と第3受信側バランス出力端子Rxd2とに切り換えられる。その他の基本的な動作は前記第2実施例で説明したとおりであり、その作用効果も第2実施例と同様である。
特に、図15に示したように、セラミック多層基板の表面において、整合素子13G,13D1,13D2を構成している表面実装部品は、高周波スイッチ11G,11D’、ダイプレクサ20、デュプレクサ14Dを構成している表面実装部品とは弾性表面波フィルタSAWg,SAWd1,SAWd2を介して反対側に配置するようにしている。このように配置することで、整合素子13G,13D1,13D2と他の素子との干渉をさらに効果的に抑制できる。
(第5実施例、図16参照)
本第5実施例である高周波複合部品は、図16の等価回路に示すように、トリプルバンド対応型として構成されている。基本的には前記第4実施例(図11参照)と同様の構成からなり、その作用効果も第4実施例と同様である。異なるのは、前記デュプレクサ14Dに代えてダイオードスイッチ15Dにて受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2の分離を行うようにした点である。
本第5実施例である高周波複合部品は、図16の等価回路に示すように、トリプルバンド対応型として構成されている。基本的には前記第4実施例(図11参照)と同様の構成からなり、その作用効果も第4実施例と同様である。異なるのは、前記デュプレクサ14Dに代えてダイオードスイッチ15Dにて受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2の分離を行うようにした点である。
詳しくは、ダイオードスイッチ15Dは、スイッチング素子であるダイオードSDD1,SDD2、インダクタSID1,SID2、コンデンサSC1,SC2,SC3及び抵抗SRで構成されている。第1ポートP51dは第2高周波スイッチ11D’の第3ポートP33dに接続され、一端が第1ポートP51dに接続されているコンデンサSC3の他端はダイオードSDD1のカソード及びインダクタSID2を介してダイオードSDD2のアノードに接続されている。
ダイオードSDD1のアノードはインダクタSID1とコンデンサSC1を介して接地され、インダクタSID1とコンデンサSC1との接続点には制御端子Vc3が接続されている。ダイオードSDD2のカソードはコンデンサSC2を介して接地され、該カソードとコンデンサSC2との接続点は抵抗SRを介して接地される。ダイオードSDD1のアノードに接続されている第2ポートP52dは第2弾性表面波フィルタSAWd1に接続されている。また、ダイオードSDD2のアノードに接続されている第3ポートP53dは第3弾性表面波フィルタSAWd2に接続されている。
(第6実施例、図17参照)
第6実施例である高周波複合部品は、図17の等価回路に示すように、トリプルバンド対応型として構成されている。基本的には前記第4実施例(図11参照)と同様の構成からなり、その作用効果も第4実施例と同様である。異なるのは、弾性表面波フィルタSAWd1,SAWd2はアンバランス出力ポートを有するアンバランス型であって、アンバランス出力ポートに接続されている整合素子13D1,13D2はバランとして構成されている点である。
第6実施例である高周波複合部品は、図17の等価回路に示すように、トリプルバンド対応型として構成されている。基本的には前記第4実施例(図11参照)と同様の構成からなり、その作用効果も第4実施例と同様である。異なるのは、弾性表面波フィルタSAWd1,SAWd2はアンバランス出力ポートを有するアンバランス型であって、アンバランス出力ポートに接続されている整合素子13D1,13D2はバランとして構成されている点である。
(他の実施例)
なお、本発明に係る高周波複合部品は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
なお、本発明に係る高周波複合部品は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
例えば、前記実施例では、シングルバンド対応型、デュアルバンド対応型、トリプルバンド対応型の高周波複合部品について説明したが、本発明はクアッドバンド以上のマルチバンド対応型の高周波複合部品についても適用することができる。
また、前記各実施例において、高次高調波を減衰させるためのLCフィルタ12,12G,12Dは、高周波スイッチ11,11G,11D,11D’と送信側入力端子Tx,Txg,Tsdとの間に配置されているが、アンテナ端子ANT(ダイプレクサ20)と高周波スイッチとの間に配置してもよい。
以上のように、本発明は、複数の異なる移動体通信システムに利用可能な高周波複合部品に有用であり、特に、所望のインピーダンスを容易に設定できてLNAとのマッチング調整が不要な点で優れている。
本発明は、高周波複合部品、特に、複数の異なる移動体通信システムに利用可能な高周波複合部品に関する。
現在、ヨーロッパでは、移動体通信装置として、複数の周波数帯、例えば、1.8GHz帯を使用するDCSと900MHz帯を使用するGSMとで動作が可能なデュアルバンド携帯電話機が提案されている。
図18は、一般的なデュアルバンド携帯電話機の構成の一部を示し、アンテナ1、ダイプレクサ2及び二つの信号経路DCS系3(1.8GHz帯)とGSM系4(900MHz)から構成されている。
ダイプレクサ2は、送信の際にはDCS系3あるいはGSM系4からの送信信号を選択し、受信の際にはDCS系3あるいはGSM系4への受信信号を選択する。DCS系3は送信部Txdと受信部Rxdとに分離する高周波スイッチ3a、DCSの基本周波数を通過させるとともに、2次高調波及び3次高調波を減衰させるフィルタ3bからなる。GSM系4も、同様に、送信部Txgと受信部Rxgとに分離する高周波スイッチ4a、GSMの基本周波数を通過させるとともに、3次高調波を減衰させるフィルタ4bからなる。
ところで、近年では、受信部に2本の信号端子を持つ平衡型(バランス出力型)の高周波複合部品が提供されており、このような平衡型ではLNA(ローノイズアンプ)とのインピーダンスマッチングが必要となる。
特許文献1には、図19に示すように、バランス出力型の弾性表面波フィルタからなるバンドパスフィルタ5の平衡出力端子Rx間にインダクタ6を並列に配置することが開示されている。しかし、インダクタ6のみでは所望のインピーダンス(特に複素数)に設定することは困難である。本発明者の知見によると、さらにインピーダンスを下げるためには各平衡出力端子と直列にコンデンサを挿入したり、インピーダンスを上げるためにはコンデンサに加えていま一つのインダクタを平衡出力端子間に並列に挿入することが必要である。しかし、このような高周波複合部品とLNAとの間にさらにコンデンサやインダクタを別部品として後付けすることは、部品点数や実装面積の増加によって機器が大型化してしまうとともに、バンドパスフィルタ5とLNAとの間のマッチング調整がより複雑になってしまう。
特開2003−142981号公報
そこで、本発明の目的は、高周波複合部品単体で所望のインピーダンスを容易に設定できてLNAとのマッチング調整が不要で、部品点数の低減、小型化が可能な高周波複合部品を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記目的を達成することに加えて、素子相互の干渉を防ぎ、特性の良好な高周波複合部品を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明に係る高周波複合部品は、
(A)アンテナ端子と送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるためのスイッチと、
(B)前記アンテナ端子と前記送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含むLCフィルタと、
(C)前記スイッチと前記受信側バランス出力端子との間に配置された弾性表面波フィルタと、
(D)前記弾性表面波フィルタと前記受信側バランス出力端子との間に並列に接続されたインダクタ及び直列に接続された少なくとも二つのコンデンサを含む整合素子と、を備え、
前記スイッチ、LCフィルタ、弾性表面波フィルタ及び整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなり、前記積層体ブロックの一方主面には接続用端子電極が形成され、他方主面には前記接続用端子電極のほぼ直下に位置するように外部接続用端子電極が形成され、前記接続用端子電極と前記外部接続用端子電極とは前記積層体ブロック内に形成されたビアホールを介して接続されており、前記整合素子のインダクタ及びコンデンサは前記接続用端子電極に搭載されるとともに前記スイッチ及びダイプレクサを構成している素子のうち前記積層体ブロックの一方主面に搭載される部品とは前記弾性表面波フィルタを介して離れて配置されており、前記整合素子のインダクタは他の素子を介さずに前記整合素子のコンデンサに隣接配置されるとともに前記LCフィルタのインダクタ及びコンデンサとは平面視において重ならないように形成されていること、
を特徴とする。
(A)アンテナ端子と送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるためのスイッチと、
(B)前記アンテナ端子と前記送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含むLCフィルタと、
(C)前記スイッチと前記受信側バランス出力端子との間に配置された弾性表面波フィルタと、
(D)前記弾性表面波フィルタと前記受信側バランス出力端子との間に並列に接続されたインダクタ及び直列に接続された少なくとも二つのコンデンサを含む整合素子と、を備え、
前記スイッチ、LCフィルタ、弾性表面波フィルタ及び整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなり、前記積層体ブロックの一方主面には接続用端子電極が形成され、他方主面には前記接続用端子電極のほぼ直下に位置するように外部接続用端子電極が形成され、前記接続用端子電極と前記外部接続用端子電極とは前記積層体ブロック内に形成されたビアホールを介して接続されており、前記整合素子のインダクタ及びコンデンサは前記接続用端子電極に搭載されるとともに前記スイッチ及びダイプレクサを構成している素子のうち前記積層体ブロックの一方主面に搭載される部品とは前記弾性表面波フィルタを介して離れて配置されており、前記整合素子のインダクタは他の素子を介さずに前記整合素子のコンデンサに隣接配置されるとともに前記LCフィルタのインダクタ及びコンデンサとは平面視において重ならないように形成されていること、
を特徴とする。
本発明に係る高周波複合部品においては、弾性表面波フィルタと受信側バランス出力端子との間にインダクタ及びコンデンサを含む整合素子を備えているため、このインダクタとコンデンサを適宜組み合わせることで、受信側バランス出力端子のインピーダンスを自由に設定することが可能となる。しかも、このインダクタとコンデンサは他の回路部品とともに積層体ブロックで一体化されているため、インダクタやコンデンサをディスクリートでプリント基板上に配置する場合と比べてプリント基板上での実装面積を小さくすることができると共に、弾性表面波フィルタと整合素子との距離を最小限に抑え、フィルタと整合素子との間の損失を抑えて高周波特性を改善することができる。
ところで、前記スイッチ、LCフィルタ、弾性表面波フィルタ及び整合素子を複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化する際に重要なのは、整合素子とLCフィルタとの間の干渉を防止できる配置とすることである。特に、整合素子のインダクタンスにはQ値や安定性が高いことが要求される。
そこで、本発明に係る高周波複合部品において、整合素子のインダクタは積層体ブロックの第1領域に形成されており、LCフィルタのインダクタ及びコンデンサは平面視で前記第1領域とは異なる第2領域に形成されていることが好ましい。
同様に、整合素子のインダクタは積層体ブロックの表面に搭載されており、LCフィルタのインダクタ及びコンデンサは積層体ブロックの内部に内蔵されていることが好ましい。また、整合素子のインダクタとLCフィルタのインダクタ及びコンデンサとの間にはグランド電極が配置されていることが好ましい。あるいは、LCフィルタのコンデンサのうちシャントコンデンサは積層体ブロックの最下層近辺に形成されていることが好ましい。
また、前記弾性表面波フィルタは、バランス出力ポートを有するバランス型弾性表面波フィルタであってもよく、あるいは、アンバランス出力ポートを有するアンバランス型弾性表面波フィルタであってもよい。バランス型である場合は、整合素子のインダクタがバランス出力ポート間に並列接続されており、整合素子のコンデンサがバランス出力ポートに直列接続されている。また、アンバランス型である場合は、整合素子のインダクタ及びコンデンサはバランを兼ねていることになる。
さらに、本発明に係る高周波複合部品は、二つの異なる周波数帯の信号処理に対応できるデュアルバンド対応型の高周波複合部品として構成することができる。このようなデュアルバンド対応型の高周波複合部品は、前記アンテナ端子の後段に、第1周波数帯の信号経路と、前記第1周波数帯とは異なる第2周波数帯の信号経路とを分岐するダイプレクサを備え、さらに、
前記第1周波数帯の信号経路における、(A)前記アンテナ端子と第1送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第1受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第1スイッチと、(B)前記第1スイッチと前記第1送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1LCフィルタと、(C)前記第1スイッチと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置された第1弾性表面波フィルタと、(D)前記第1弾性表面波フィルタと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1整合素子と、
前記第2周波数帯の信号経路における、(E)アンテナ端子と第2送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第2受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第2スイッチと、(F)前記第2スイッチと前記第2送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2LCフィルタと、(G)前記第2スイッチと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された第2弾性表面波フィルタと、(H)前記第2弾性表面波フィルタと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2整合素子と、を備え、
前記ダイプレクサ、第1・第2スイッチ、第1・第2LCフィルタ、第1・第2弾性表面波フィルタ及び第1・第2整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする。
前記第1周波数帯の信号経路における、(A)前記アンテナ端子と第1送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第1受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第1スイッチと、(B)前記第1スイッチと前記第1送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1LCフィルタと、(C)前記第1スイッチと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置された第1弾性表面波フィルタと、(D)前記第1弾性表面波フィルタと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1整合素子と、
前記第2周波数帯の信号経路における、(E)アンテナ端子と第2送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第2受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第2スイッチと、(F)前記第2スイッチと前記第2送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2LCフィルタと、(G)前記第2スイッチと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された第2弾性表面波フィルタと、(H)前記第2弾性表面波フィルタと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2整合素子と、を備え、
前記ダイプレクサ、第1・第2スイッチ、第1・第2LCフィルタ、第1・第2弾性表面波フィルタ及び第1・第2整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする。
さらに、本発明に係る高周波複合部品は、三つの異なる周波数帯の信号処理に対応できるトリプルバンド対応型の高周波複合部品として構成することができる。このようなトリプルバンド対応型の高周波複合部品は、前記アンテナ端子の後段に、第1周波数帯の送受信信号経路と、前記第1周波数帯とは異なる第2周波数帯及び第3周波数帯の送受信信号経路とを分岐するダイプレクサを備え、さらに、
前記第1周波数帯の信号経路における、(A)前記アンテナ端子と第1送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第1受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第1スイッチと、(B)前記第1スイッチと前記第1送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1LCフィルタと、(C)前記第1スイッチと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置された第1弾性表面波フィルタと、(D)前記第1弾性表面波フィルタと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1整合素子と、
前記第2周波数帯の信号経路における、(E)アンテナ端子と第2送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第2・第3受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第2スイッチと、(F)前記第2スイッチと前記第2送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2LCフィルタと、(G)前記第2スイッチと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された受信信号経路と、前記第2スイッチと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置された受信信号経路とを分岐するデュプレクサと、(H)前記デュプレクサと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された第2弾性表面波フィルタと、(I)前記第2弾性表面波フィルタと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2整合素子と、(J)前記デュプレクサと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置された第3弾性表面波フィルタと、(K)前記第3弾性表面波フィルタと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第3整合素子と、を備え、
前記ダイプレクサ、第1・第2スイッチ、第1・第2LCフィルタ、デュプレクサ、第1・第2・第3弾性表面波フィルタ及び第1・第2・第3整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする。
前記第1周波数帯の信号経路における、(A)前記アンテナ端子と第1送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第1受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第1スイッチと、(B)前記第1スイッチと前記第1送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1LCフィルタと、(C)前記第1スイッチと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置された第1弾性表面波フィルタと、(D)前記第1弾性表面波フィルタと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1整合素子と、
前記第2周波数帯の信号経路における、(E)アンテナ端子と第2送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第2・第3受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第2スイッチと、(F)前記第2スイッチと前記第2送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2LCフィルタと、(G)前記第2スイッチと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された受信信号経路と、前記第2スイッチと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置された受信信号経路とを分岐するデュプレクサと、(H)前記デュプレクサと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された第2弾性表面波フィルタと、(I)前記第2弾性表面波フィルタと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2整合素子と、(J)前記デュプレクサと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置された第3弾性表面波フィルタと、(K)前記第3弾性表面波フィルタと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第3整合素子と、を備え、
前記ダイプレクサ、第1・第2スイッチ、第1・第2LCフィルタ、デュプレクサ、第1・第2・第3弾性表面波フィルタ及び第1・第2・第3整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする。
以下、本発明に係る高周波複合部品の実施例について添付図面を参照して説明する。
(第1実施例、図1及び図2参照)
本第1実施例であるシングルバンド対応型の高周波複合部品は、図1のブロック図にその特徴的な構成を示すように、バランス型弾性表面波フィルタSAWの平衡出力部と受信側バランス出力端子Rxとの間に、インダクタLが並列に接続されているとともにコンデンサC1,C2がそれぞれ直列に接続されている。
本第1実施例であるシングルバンド対応型の高周波複合部品は、図1のブロック図にその特徴的な構成を示すように、バランス型弾性表面波フィルタSAWの平衡出力部と受信側バランス出力端子Rxとの間に、インダクタLが並列に接続されているとともにコンデンサC1,C2がそれぞれ直列に接続されている。
詳しくは、図2の等価回路図に示すように、高周波複合部品は、概略、高周波スイッチ11と、LCフィルタ12と、バランス型弾性表面波フィルタSAWと、整合素子13とで構成されている。
高周波スイッチ11は、アンテナ端子ANTと送信側入力端子Txとの間の信号経路と、アンテナ端子ANTと受信側バランス出力端子Rxとの間の信号経路とを選択的に切り換えるためのものである。LCフィルタ12は、高周波スイッチ11と送信側入力端子Txとの間に配置され、インダクタGLt1及びコンデンサを含んだローパスフィルタである。このローパスフィルタのコンデンサは、インダクタGLt1と並列接続されたコンデンサGCと、グランドに接続される二つの接地コンデンサ(シャントコンデンサ)GCu1,GCu2からなっている。
整合素子13は、前述のように、弾性表面波フィルタSAWの平衡出力部と受信側バランス出力端子Rxとの間に、インダクタLを並列に接続するとともにコンデンサC1,C2をそれぞれ直列に接続したものである。
また、本第1実施例において、前記高周波スイッチ11、LCフィルタ12、弾性表面波フィルタSAW及び整合素子13は、複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されている。
シングルバンド対応型である本第1実施例の高周波複合部品は、以下に説明するデュアルバンド対応型である第2・第3実施例の高周波複合部品及びトリプルバンド対応型である第4実施例の高周波複合部品にその一部として含まれるものである。従って、本第1実施例のより詳細な構成及び動作は以下に説明する第2・第3・第4・第5・第6実施例によって明らかにされる。
(第2実施例、図3〜図8参照)
本第2実施例である高周波複合部品は、図3のブロック図にその特徴的な構成を示すように、GSM系及びDCS系を備えたデュアルバンド対応型の高周波複合部品(フロントエンドモジュール)であり、バランス型弾性表面波フィルタSAWg,SAWdの平衡出力部と受信側バランス出力端子Rxg,Rxdとの間に、それぞれインダクタLg,Ldが並列に接続されているとともにコンデンサC1g,C2g及びC1d、C2dがそれぞれ直列に接続されている。
本第2実施例である高周波複合部品は、図3のブロック図にその特徴的な構成を示すように、GSM系及びDCS系を備えたデュアルバンド対応型の高周波複合部品(フロントエンドモジュール)であり、バランス型弾性表面波フィルタSAWg,SAWdの平衡出力部と受信側バランス出力端子Rxg,Rxdとの間に、それぞれインダクタLg,Ldが並列に接続されているとともにコンデンサC1g,C2g及びC1d、C2dがそれぞれ直列に接続されている。
詳しくは、図4の等価回路図に示すように、高周波複合部品は、アンテナ端子ANTの後段に、GSM系の信号経路と、DCS系の信号経路とを分岐するダイプレクサ20を備えている。さらに、GSM系は第1高周波スイッチ11Gと第1LCフィルタ12Gとバランス型第1弾性表面波フィルタSAWgと第1整合素子13Gとを備えている。DCS系も、同様に、第2高周波スイッチ11Dと第2LCフィルタ12Dとバランス型第2弾性表面波フィルタSAWdと第2整合素子13Dとを備えている。
第1高周波スイッチ11Gは、アンテナ端子ANTと第1送信側入力端子Txgとの間の信号経路と、アンテナ端子ANTと第1受信側バランス出力端子Rxgとの間の信号経路とを選択的に切り換える。第1LCフィルタ12Gは、第1高周波スイッチ11Gと第1送信側入力端子Txgとの間に配置されている。第1弾性表面波フィルタSAWgは第1高周波スイッチ11Gと第1受信側バランス出力端子Rxgとの間に配置されている。
第1整合素子13Gは、インダクタLgを第1弾性表面波フィルタSAWg側に並列に接続し、コンデンサC1g,C2gをインダクタLgと受信側バランス出力端子Rxgとの間にそれぞれ直列に接続したものである。
第2高周波スイッチ11Dは、アンテナ端子ANTと第2送信側入力端子Txdとの間の信号経路と、アンテナ端子ANTと第2受信側バランス出力端子Rxdとの間の信号経路とを選択的に切り換える。第2LCフィルタ12Dは、第2高周波スイッチ11Dと第2送信側入力端子Txdとの間に配置されている。第2弾性表面波フィルタSAWdは第2高周波スイッチ11Dと第2受信側バランス出力端子Rxdとの間に配置されている。
第2整合素子13Dは、インダクタLdを第2弾性表面波フィルタSAWd側に並列に接続し、コンデンサC1d,C2dをインダクタLdと受信側バランス出力端子Rxdとの間にそれぞれ直列に接続したものである。
ダイプレクサ20は、送信の際にはDCS系あるいはGSM系からの送信信号を選択し、受信の際にはDCS系あるいはGSM系への受信信号を選択する。ダイプレクサ20の第1ポートP11にはアンテナ端子ANTが、第2ポートP12には第1高周波スイッチ11Gの第1ポートP31g、第3ポートP13には第2高周波スイッチ11Dの第1ポートP31dがそれぞれ接続されている。
GSM系において、第1高周波スイッチ11Gの第2ポートP32gには第1LCフィルタ12Gの第1ポートP21gが接続され、第3ポートP33gには第1弾性表面波フィルタSAWgが接続されている。第1LCフィルタ12Gの第2ポートP22gには第1送信側入力端子Txgが接続されている。
DCS系において、第2高周波スイッチ11Dの第2ポートP32dには第2LCフィルタ12Dの第1ポートP21dが接続され、第3ポートP33dには第2弾性表面波フィルタSAWdが接続されている。第2LCフィルタ12Dの第2ポートP22dには第2送信側入力端子Txdが接続されている。
ダイプレクサ20は、インダクタLt1,Lt2及びコンデンサCc1,Cc2,Ct1,Ct2,Cu1で構成されている。第1ポートP11と第2ポートP12との間にインダクタLt1とコンデンサCt1とからなる並列回路が接続され、この並列回路の第2ポートP12側がコンデンサCu1を介して接地される。また、第1ポートP11と第3ポートP13との間にはコンデンサCc1,Cc2が直列接続され、それらの接続点がインダクタLt2及びコンデンサCt2を介して接地される。
第1高周波スイッチ11Gは、スイッチング素子であるダイオードGD1,GD2、インダクタGSL1,GSL2、コンデンサGC5,GC6及び抵抗RGで構成されている。第1ポートP31gと第2ポートP32gとの間に、アノードが第1ポートP31g側になるようにダイオードGD1が接続され、カソードはインダクタGSL1を介して接地される。ダイオードGD2はカソードがインダクタGSL2を介して第1ポートP31gに接続され、アノードがコンデンサGC5を介して接地される。ダイオードGD2とコンデンサGC5との接続点に抵抗RGを介して制御端子Vc1が接続されている。また、ダイオードGD2のカソードと第3ポートP33gとの接続点はコンデンサGC6を介して接地される。
第2高周波スイッチ11Dは、スイッチング素子であるダイオードDD1,DD2、インダクタDSL1,DSL2,DSLt、コンデンサDC6,DC7、DCt1及び抵抗RDで構成されている。第1ポートP31dと第2ポートP32dとの間に、アノードが第1ポートP31d側になるようにダイオードDD1が接続され、カソードはインダクタDSL1を介して接地される。また、第1ポートP31dと第2ポートP32dとの間には、コンデンサDCt1とインダクタDSLtの直列回路がダイオードDD1とは並列に接続されている。ダイオードDD2はカソードがインダクタDSL2を介して第1ポートP31dに接続され、アノードがコンデンサDC5を介して接地される。ダイオードDD2とコンデンサDC5との接続点に抵抗RDを介して制御端子Vc2が接続されている。また、ダイオードDD2のカソードはコンデンサDC6を介して第3ポートP33dに接続され、カソードとコンデンサDC6との接続点はコンデンサDC7を介して接地される。
第1LCフィルタ12Gは、第1ポートP21gと第2ポートP22gとの間にインダクタGLt1とコンデンサGCc1の並列回路を接続したものである。インダクタGLt1の両端はそれぞれコンデンサGCu1,GCu2を介して接地される。
第2LCフィルタ12Dは、第1ポートP21dと第2ポートP22dとの間に、インダクタDLt1とコンデンサDCc1の並列回路及びインダクタDLt2とコンデンサDCc2の並列回路を直列に接続したものである。インダクタDLt1の両端はそれぞれコンデンサDCu1,DCu2を介して接地される。
図5〜図7は、本第2実施例である高周波複合部品のセラミック多層基板を構成する各シート層上にスクリーン印刷などで形成されたコンデンサ電極、ストリップライン電極などを示している。セラミック多層基板は酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分としたセラミックスからなる第1〜第17シート層61a〜61qを下から順次積層し、1000℃以下の温度で焼成することにより形成される。
第1シート層61aには種々の外部接続用端子電極が形成されている。第2シート層61bにはグランド電極G1が形成され、第3シート層61cにはコンデンサGCu1,GCu2,Ct2,GC5の電極が形成され、グランド電極G1とでキャパシタンスを形成している。第4シート層61dにはグランド電極G2が形成され、第5シート層61eにはコンデンサDCu1,DCu2の電極が形成され、グランド電極G2とでキャパシタンスを形成している。
第7・第9シート層61g,61iにはストリップライン電極によってインダクタLt1,Lt2,DLt1,DLt2,GLt1,DSL1,DSL2が形成され、それぞれがビアホールにて接続されている。さらに、第11シート層61kにはストリップライン電極によってインダクタLt1,Lt2,DLt1,DLt2,GLt1,GSL2が形成され、それぞれがビアホールにて下層の同種の電極と接続されている。
第12シート層61lにはコンデンサCt1,DCc1の電極が形成され、第13シート層61mにはコンデンサCt1,Cc1,DCt1,GCc1の電極及びグランド電極G3が形成されている。第14シート層61nにはコンデンサCc1,DCt1,GCc1,DC5の電極が形成されている。第15シート層61oにはコンデンサCc2,DCt1の電極及びグランド電極G4が形成されている。
第17シート層61qの表面は、図8に示すように、セラミック多層基板50の表面であって、種々の接続用端子電極が形成されている。そして、その表面には、第1・第2弾性表面波フィルタSAWg,SAWd、ダイオードGD1,GD2,DD1,DD2が搭載され、さらに、第1整合素子13Gを構成するインダクタLg、コンデンサC1g,C2g、第2整合素子13Dを構成するインダクタLd、コンデンサC1d,C2dが搭載されている。さらに、セラミック多層基板50の表面には、抵抗RG,RDが搭載され、インダクタDSL1,DSLt,GSL1が搭載されている。
ここで、図4に示した回路構成を有する高周波複合部品の動作について説明する。まず、DCS系(1.8MHz帯)の送信信号を送信する場合には、第2高周波スイッチ11Dにおいて制御端子Vc2に、例えば3Vを印加してダイオードDD1、DD2をオンすることにより、DCS系の送信信号が第2LCフィルタ12D、第2高周波スイッチ11D及びダイプレクサ20を通過し、ダイプレクサ20の第1ポートP11に接続されたアンテナ端子ANTから送信される。
この際、GSM系の第1高周波スイッチ11Gにおいて制御端子Vc1に、例えば0Vを印加してダイオードGD1をオフすることにより、GSM系の送信信号が送信されないようにしている。また、ダイプレクサ20を接続することにより、DCS系の送信信号がGSM系の第1送信側入力端子Txg及び第1受信側バランス出力端子Rxgに回り込まないようにしている。さらに、DCS系の第2LCフィルタ12DではDCS系の2次高調波及び3次高調波を減衰させている。
次いで、GSM系(900MHz帯)の送信信号を送信する場合には、第1高周波スイッチ11Gにおいて制御端子Vc1に、例えば3Vを印加してダイオードGD1,GD2をオンすることにより、GSM系の送信信号が第1LCフィルタ12G、第1高周波スイッチ11G及びダイプレクサ20を通過し、ダイプレクサ20の第1ポートP11に接続されたアンテナ端子ANTから送信される。
この際、DCS系の第2高周波スイッチ11Dにおいて制御端子Vc2に、例えば0Vを印加してダイオードDD1をオフすることにより、DCS系の送信信号が送信されないようにしている。また、ダイプレクサ20を接続することにより、GSM系の送信信号がDCS系の第2送信側入力端子Txd及び第2受信側バランス出力端子Rxdに回り込まないようにしている。
さらに、ダイプレクサ20のコンデンサCt1、インダクタLt1及びシャントコンデンサCu1からなるローパスフィルタにてGSM系の2次高調波を減衰させ、GSM系の第1LCフィルタ12GではGSM系の3次高調波を減衰させている。
次いで、DCS系及びGSM系の受信信号を受信する場合には、DCS系の第2高周波スイッチ11Dにおいて制御端子Vc2に、例えば0Vを印加してダイオードDD1,DD2をオフし、GSM系の第1高周波スイッチ11Gにおいて制御端子Vc1に0Vを印加してダイオードGD1,GD2をオフすることにより、DCS系の受信信号がDCS系の第2送信側入力端子Txdに、GSM系の受信信号がGSM系の第1送信側入力端子Txgに、それぞれ回り込まないようにし、アンテナ端子ANTから入力した信号をそれぞれDCS系の受信側バランス出力端子Rxd、GSM系の受信側バランス出力端子Rxgに出力する。
また、ダイプレクサ20を接続することにより、DCS系の受信信号がGSM系に、GSM系の受信信号がDCS系に、それぞれ回り込まないようにしている。
本第2実施例の高周波複合部品においては、弾性表面波フィルタSAWg,SAWdと受信側バランス出力端子Rxg,Rxdとの間に、インダクタLg,Ld及びコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dを含む整合素子13G,13Dを備えているため、このインダクタとコンデンサを適宜組み合わせることで、受信側バランス出力端子Rxg,Rxdのインピーダンスを自由に設定することが可能となる。そして、コンデンサを出力端子Rxg,Rxd側に挿入することにより、インピーダンスを下げる調整が可能である。
また、このインダクタLg,LdとコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dは他の回路部品とともにセラミック積層基板で一体化されているため、この種のインダクタやコンデンサをディスクリートでプリント基板上に配置する場合と比べてプリント基板上での実装面積を小さくすることができると共に、弾性表面波フィルタSAWg,SAWdと整合素子13G,13Dとの距離を最小限に抑え、フィルタSAWg,SAWdと整合素子13G,13Dとの間の損失を抑えて高周波特性を改善することができる。
また、整合素子13G,13DのインダクタLg,Ldはセラミック積層基板においてLCフィルタ12G,12Dのインダクタ及びコンデンサとは平面視で重ならないように形成されているため、送受信経路間でのアイソレーションを確保し、信号の混入を防止することができる。同様の効果は、整合素子13G,13DのインダクタLg,Ldはセラミック積層基板の表面に搭載されており、LCフィルタ12G,12Dのインダクタ及びコンデンサはセラミック積層基板の内部に内蔵されていることによっても達成される。
さらに、本実施例においては、整合素子13G,13DのコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dとLCフィルタ12G,12Dのインダクタ及びコンデンサとは平面視で重ならないように形成されている。これにて、送受信経路間での信号の混入を、さらに効果的に防止することができる。
また、整合素子13G,13DのインダクタLg,LdとLCフィルタ12G,12Dのインダクタ及びコンデンサとの間にはグランド電極G4が配置されているため、両者の干渉を効果的に防止することができる。同様の効果は、LCフィルタ12G,12Dのコンデンサ、特に、シャントコンデンサGCu1,GCu2,DCu1,DCu2がセラミック積層基板の最下層近辺に形成されていることによっても達成される。整合素子13G,13DのインダクタLg,Ld及びコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dがセラミック積層基板の表面に形成されており、整合素子13G,13DのインダクタLg,Ldは他の素子を介さずに整合素子13G,13DのコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dに隣接配置することも、同様に相互干渉を防止することができる。
さらに、本実施例においては、整合素子13G,13DのコンデンサC1g,C2g,C1d,C2dとLCフィルタ12G,12Dのインダクタ及びコンデンサとの間にもグランド電極G4が配置されている。これにより、両者の干渉をより効果的に防止することができる。
また、図8に示したように、セラミック多層基板の表面において、整合素子13G,13Dを構成している表面実装部品は、高周波スイッチ11G,11D、ダイプレクサ20を構成している表面実装部品とは弾性表面波フィルタSAWg,SAWdを介して離れて配置するようにしている。このように配置することで、整合素子13G,13Dと他の素子との干渉をさらに効果的に抑制できる。
(第3実施例、図9及び図10参照)
本第3実施例である高周波複合部品は、図9のブロック図にその特徴的な構成を示すように、前記第2実施例と同様に、GSM系及びDCS系を備えたデュアルバンド対応型の高周波複合部品であり、バランス型弾性表面波フィルタSAWg,SAWdの平衡出力部にそれぞれコンデンサC1g,C2g及びC1d、C2dが直列に接続されているとともに、受信側バランス出力端子Rxg,RxdにインダクタLg,Ldが並列に接続されている。
本第3実施例である高周波複合部品は、図9のブロック図にその特徴的な構成を示すように、前記第2実施例と同様に、GSM系及びDCS系を備えたデュアルバンド対応型の高周波複合部品であり、バランス型弾性表面波フィルタSAWg,SAWdの平衡出力部にそれぞれコンデンサC1g,C2g及びC1d、C2dが直列に接続されているとともに、受信側バランス出力端子Rxg,RxdにインダクタLg,Ldが並列に接続されている。
このように、コンデンサC1g,C2g及びコンデンサC1d,C2dをそれぞれ第1・第2弾性表面波フィルタSAWg,SAWd側に直列に接続し、インダクタLg,Ldを第1・第2受信側バランス出力端子Rxg,Rxd側にそれぞれ並列に接続することにより、第1・第2受信側バランス出力端子Rxg,Rxdのインピーダンスを自由に設定でき、特にインピーダンスを上げることができる。
なお、本第3実施例において、第1・第2整合素子13G,13D以外の回路構成及び動作は前記第2実施例と同様であり、重複する説明は省略する。
(第4実施例、図11〜図15参照)
本第4実施例である高周波複合部品は、図11の等価回路図に示すように、GSM系及び二つの受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2に分岐されたDCS系とを備えたトリプルバンド対応型の高周波複合部品として構成されている。
本第4実施例である高周波複合部品は、図11の等価回路図に示すように、GSM系及び二つの受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2に分岐されたDCS系とを備えたトリプルバンド対応型の高周波複合部品として構成されている。
即ち、GSM系は第1高周波スイッチ11Gと第1LCフィルタ12Gとバランス型第1弾性表面波フィルタSAWgと第1整合素子13Gとを備えている。このGSM系の構成及び作用は前記第2・第3実施例と同様であり、重複した説明は省略する。
ダイプレクサ20に関しても前記第2・第3実施例と基本的には同様の構成を備え、さらに、第1ポートP11とアンテナ端子ANTとの間にコンデンサCantが接続されるとともに、その接続点はインダクタLantを介して接地される。
DCS系は、第2高周波スイッチ11D'と第2LCフィルタ12Dと第2送信側入力端子Txdとで構成されている。この部分の回路構成は前記第2・第3実施例と同様であり、重複した説明は省略する。
DCS系において、第2高周波スイッチ11D'の第3ポートP33dはデュプレクサ14Dが接続されており、このデュプレクサ14Dは、受信信号経路を第2受信側バランス出力端子Rxd1と第3受信側バランス出力端子Rxd2とに分岐するためのものである。
第2高周波スイッチ11D'は、アンテナ端子ANTと第2送信側入力端子Txdとの間の信号経路と、アンテナ端子ANTと第2・第3受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2との間の信号経路とを選択的に切り換える。
第2高周波スイッチ11D'は、スイッチング素子であるダイオードDD1,DD2、インダクタDPSL1,DSL2,DPSLt、コンデンサDC5,DC6,DPCt及び抵抗DR1で構成されている。第1ポートP31dと第2ポートP32dとの間に、アノードが第2ポートP32d側になるようにダイオードDD1が接続され、このアノードはインダクタDPSL1及びコンデンサDC6を介して接地される。インダクタDPSL1とコンデンサDC6との接続点に制御端子Vc2が接続されている。また、第1ポートP31dと第2ポートP32dとの間には、コンデンサDPCtとインダクタDPSLtの直列回路がダイオードDD1とは並列に接続されている。ダイオードDD2はアノードがインダクタDSL2を介して第1ポートP31dに接続され、カソードがコンデンサDC5を介して接地される。ダイオードDD2とコンデンサDC5との接続点は抵抗DR1を介して接地される。
デュプレクサ14Dは、第1ポートP41dと第2ポートP42dとの間にインダクタPSL2が接続され、インダクタPSL2と第2ポートP42dとの接続点はコンデンサPC7を介して接地される。第2ポートP42dは第2弾性表面波フィルタSAWd1に接続されている。また、デュプレクサ14Dの第1ポートP41dと第3ポートP43dとの間にコンデンサDC7が接続されている。コンデンサDC7と第1ポートP41dとの接続点はコンデンサCjを介して接地されるとともに、コンデンサDC7と第3ポートP43dとの接続点はインダクタDSL1を介して接地される。第3ポートP43dは第3弾性表面波フィルタSAWd2に接続されている。
第2弾性表面波フィルタSAWd1の平衡出力部には第2整合素子13D1が接続され、第3弾性表面波フィルタSAWd2の平衡出力部には第3整合素子13D2が接続されている。この第2・第3整合素子13D1,13D2は第2実施例と同様に、インダクタLdを弾性表面波フィルタSAWd1,SAWd2側に並列に接続し、コンデンサC1d,C2dをインダクタLdと受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2との間にそれぞれ直列に接続したものである。その作用効果は第2実施例と同様である。なお、第2・第3整合素子13D1,13D2は前記第3実施例と同じ回路構成としてもよく、この場合には第3実施例と同様の作用効果を奏する。
図12〜図14は、本第4実施例である高周波複合部品のセラミック多層基板を構成する各シート層上にスクリーン印刷などで形成されたコンデンサ電極、ストリップライン電極などを示している。
第1シート層62aには種々の外部接続用端子電極が形成されている。第2シート層62bにはグランド電極G11が形成され、第3シート層62cにはコンデンサCu1,Ct2,DC6の電極が形成され、グランド電極G11とでキャパシタンスを形成している。第4シート層62dにはグランド電極G12が形成され、第5シート層62eにはコンデンサDCu1,DCu2,Cj,GCu1,GCu2の電極が形成され、グランド電極G12とでキャパシタンスを形成している。
第8シート層62hにはストリップライン電極によってインダクタLt1,Lt2,DLt1,DLt2,GLt1,GSL2,DSL2,PSL2が形成されている。第9シート層62iにはストリップライン電極によってインダクタGSL2,Lt1が形成され、それぞれがビアホールにて下層の電極と接続されている。
第10シート層62jにはストリップライン電極によってインダクタLt1,Lt2,DLt1,DLt2,GLt1,GSL2,DSL2,PSL2が形成され、下層の同種の電極とビアホールを介して接続されている。第11シート層62kにはストリップライン電極によってインダクタLt1,GSL2が形成され、それぞれがビアホールにて下層の同種の電極と接続されている。
第12シート層62lにはストリップライン電極によってインダクタLt2,DLt1,DLt2,GLt1,GSL2,DSL2が形成され、それそれがビアホールにて下層の同種の電極と接続されている。第13シート層62mにはコンデンサCt1,DCc2の電極が形成され、第14シート層62nにはコンデンサCt1,Cc1の電極及びグランド電極G13が形成されている。第15シート層62oにはコンデンサDC5,Ct1,Cc1,GCc1,GC5,DCu1,DCc2の電極が形成されている。第16シート層62pにはコンデンサCc2,CCc1の電極及びグランド電極G14が形成されている。第17シート層62qにはコンデンサDCc1の電極が形成されている。
第19シート層62sの表面は、図15にも示すように、セラミック多層基板50の表面であって、種々の接続用端子電極が形成され、第1・第2・第3弾性表面波フィルタSAWg,SAWd1,SAWd2、ダイオードGD1,GD2,DD1,DD2が搭載されている。さらに、第1整合素子13Gを構成するインダクタLg、コンデンサC1g,C2g、第2・第3整合素子13D1,13D2を構成するインダクタLd、コンデンサC1d,C2dが搭載されている。
さらに、セラミック多層基板50の表面には、抵抗RG,DR1が搭載され、インダクタLant,DPCt,DPSLt,DSL1,DPSL1が搭載され、コンデンサCant,DC7,PC7が搭載されている。
本第4実施例である高周波複合部品においては、第2高周波スイッチ11D'のダイオードDD2のオン、オフによって受信信号が第2受信側バランス出力端子Rxd1と第3受信側バランス出力端子Rxd2とに切り換えられる。その他の基本的な動作は前記第2実施例で説明したとおりであり、その作用効果も第2実施例と同様である。
特に、図15に示したように、セラミック多層基板の表面において、整合素子13G,13D1,13D2を構成している表面実装部品は、高周波スイッチ11G,11D'、ダイプレクサ20、デュプレクサ14Dを構成している表面実装部品とは弾性表面波フィルタSAWg,SAWd1,SAWd2を介して反対側に配置するようにしている。このように配置することで、整合素子13G,13D1,13D2と他の素子との干渉をさらに効果的に抑制できる。
(第5実施例、図16参照)
本第5実施例である高周波複合部品は、図16の等価回路に示すように、トリプルバンド対応型として構成されている。基本的には前記第4実施例(図11参照)と同様の構成からなり、その作用効果も第4実施例と同様である。異なるのは、前記デュプレクサ14Dに代えてダイオードスイッチ15Dにて受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2の分離を行うようにした点である。
本第5実施例である高周波複合部品は、図16の等価回路に示すように、トリプルバンド対応型として構成されている。基本的には前記第4実施例(図11参照)と同様の構成からなり、その作用効果も第4実施例と同様である。異なるのは、前記デュプレクサ14Dに代えてダイオードスイッチ15Dにて受信側バランス出力端子Rxd1,Rxd2の分離を行うようにした点である。
詳しくは、ダイオードスイッチ15Dは、スイッチング素子であるダイオードSDD1,SDD2、インダクタSID1,SID2、コンデンサSC1,SC2,SC3及び抵抗SRで構成されている。第1ポートP51dは第2高周波スイッチ11D'の第3ポートP33dに接続され、一端が第1ポートP51dに接続されているコンデンサSC3の他端はダイオードSDD1のカソード及びインダクタSID2を介してダイオードSDD2のアノードに接続されている。
ダイオードSDD1のアノードはインダクタSID1とコンデンサSC1を介して接地され、インダクタSID1とコンデンサSC1との接続点には制御端子Vc3が接続されている。ダイオードSDD2のカソードはコンデンサSC2を介して接地され、該カソードとコンデンサSC2との接続点は抵抗SRを介して接地される。ダイオードSDD1のアノードに接続されている第2ポートP52dは第2弾性表面波フィルタSAWd1に接続されている。また、ダイオードSDD2のアノードに接続されている第3ポートP53dは第3弾性表面波フィルタSAWd2に接続されている。
(第6実施例、図17参照)
第6実施例である高周波複合部品は、図17の等価回路に示すように、トリプルバンド対応型として構成されている。基本的には前記第4実施例(図11参照)と同様の構成からなり、その作用効果も第4実施例と同様である。異なるのは、弾性表面波フィルタSAWd1,SAWd2はアンバランス出力ポートを有するアンバランス型であって、アンバランス出力ポートに接続されている整合素子13D1,13D2はバランとして構成されている点である。
第6実施例である高周波複合部品は、図17の等価回路に示すように、トリプルバンド対応型として構成されている。基本的には前記第4実施例(図11参照)と同様の構成からなり、その作用効果も第4実施例と同様である。異なるのは、弾性表面波フィルタSAWd1,SAWd2はアンバランス出力ポートを有するアンバランス型であって、アンバランス出力ポートに接続されている整合素子13D1,13D2はバランとして構成されている点である。
(他の実施例)
なお、本発明に係る高周波複合部品は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
なお、本発明に係る高周波複合部品は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
例えば、前記実施例では、シングルバンド対応型、デュアルバンド対応型、トリプルバンド対応型の高周波複合部品について説明したが、本発明はクアッドバンド以上のマルチバンド対応型の高周波複合部品についても適用することができる。
また、前記各実施例において、高次高調波を減衰させるためのLCフィルタ12,12G,12Dは、高周波スイッチ11,11G,11D,11D'と送信側入力端子Tx,Txg,Tsdとの間に配置されているが、アンテナ端子ANT(ダイプレクサ20)と高周波スイッチとの間に配置してもよい。
以上のように、本発明は、複数の異なる移動体通信システムに利用可能な高周波複合部品に有用であり、特に、所望のインピーダンスを容易に設定できてLNAとのマッチング調整が不要な点で優れている。
ANT…アンテナ端子
Txg,Txd…送信側入力端子
Rxg,Rxd…受信側バランス出力端子
SAWg,SAWd…弾性表面波フィルタ
11G,11D…高周波スイッチ
12G,12D…LCフィルタ
13G,13D…整合素子
14D…デュプレクサ
20…ダイプレクサ
50…セラミック多層基板
Txg,Txd…送信側入力端子
Rxg,Rxd…受信側バランス出力端子
SAWg,SAWd…弾性表面波フィルタ
11G,11D…高周波スイッチ
12G,12D…LCフィルタ
13G,13D…整合素子
14D…デュプレクサ
20…ダイプレクサ
50…セラミック多層基板
Claims (10)
- (A)アンテナ端子と送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるためのスイッチと、
(B)前記アンテナ端子と前記送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含むLCフィルタと、
(C)前記スイッチと前記受信側バランス出力端子との間に配置された弾性表面波フィルタと、
(D)前記弾性表面波フィルタと前記受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む整合素子と、を備え、
前記スイッチ、LCフィルタ、弾性表面波フィルタ及び整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする高周波複合部品。 - 前記整合素子のインダクタは前記積層体ブロックの第1領域に形成されており、前記LCフィルタのインダクタ及びコンデンサは平面視で前記第1領域とは異なる第2領域に形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の高周波複合部品。
- 前記整合素子のインダクタは前記積層体ブロックの表面に搭載されており、前記LCフィルタのインダクタ及びコンデンサは前記積層体ブロックの内部に内蔵されていることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載の高周波複合部品。
- 前記整合素子のインダクタと前記LCフィルタのインダクタ及びコンデンサとの間にはグランド電極が配置されていることを特徴とする請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の高周波複合部品。
- 前記LCフィルタのコンデンサのうちシャントコンデンサは前記積層体ブロックの最下層近辺に形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の高周波複合部品。
- 前記整合素子のインダクタ及びコンデンサは前記積層体ブロックの表面に形成されており、前記整合素子のインダクタは他の素子を介さずに前記整合素子のコンデンサに隣接配置されていることを特徴とする請求の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載の高周波複合部品。
- 前記弾性表面波フィルタは、バランス出力ポートを有するバランス型弾性表面波フィルタであって、前記整合素子のインダクタが前記バランス出力ポート間に並列接続されており、前記整合素子のコンデンサが前記バランス出力ポートに直列接続されていることを特徴とする請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記載の高周波複合部品。
- 前記弾性表面波フィルタは、アンバランス出力ポートを有するアンバランス型弾性表面波フィルタであって、前記整合素子のインダクタ及びコンデンサはバランを兼ねていることを特徴とする請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記載の高周波複合部品。
- 前記アンテナ端子の後段に、第1周波数帯の信号経路と、前記第1周波数帯とは異なる第2周波数帯の信号経路とを分岐するダイプレクサを備え、さらに、
前記第1周波数帯の信号経路における、(A)前記アンテナ端子と第1送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第1受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第1スイッチと、(B)前記第1スイッチと前記第1送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1LCフィルタと、(C)前記第1スイッチと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置された第1弾性表面波フィルタと、(D)前記第1弾性表面波フィルタと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1整合素子と、
前記第2周波数帯の信号経路における、(E)アンテナ端子と第2送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第2受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第2スイッチと、(F)前記第2スイッチと前記第2送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2LCフィルタと、(G)前記第2スイッチと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された第2弾性表面波フィルタと、(H)前記第2弾性表面波フィルタと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2整合素子と、を備え、
前記ダイプレクサ、第1・第2スイッチ、第1・第2LCフィルタ、第1・第2弾性表面波フィルタ及び第1・第2整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする請求の範囲第1項ないし第8項のいずれかに記載の高周波複合部品。 - 前記アンテナ端子の後段に、第1周波数帯の信号経路と、前記第1周波数帯とは異なる第2周波数帯及び第3周波数帯の信号経路とを分岐するダイプレクサを備え、さらに、
前記第1周波数帯の信号経路における、(A)前記アンテナ端子と第1送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第1受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第1スイッチと、(B)前記第1スイッチと前記第1送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1LCフィルタと、(C)前記第1スイッチと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置された第1弾性表面波フィルタと、(D)前記第1弾性表面波フィルタと前記第1受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第1整合素子と、
前記第2周波数帯の信号経路における、(E)アンテナ端子と第2送信側入力端子との間の信号経路と、前記アンテナ端子と第2・第3受信側バランス出力端子との間の信号経路とを選択的に切り換えるための第2スイッチと、(F)前記第2スイッチと前記第2送信側入力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2LCフィルタと、(G)前記第2スイッチと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された信号経路と、前記第2スイッチと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置された信号経路とを分岐するデュプレクサと、(H)前記デュプレクサと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置された第2弾性表面波フィルタと、(I)前記第2弾性表面波フィルタと前記第2受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第2整合素子と、(J)前記デュプレクサと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置された第3弾性表面波フィルタと、(K)前記第3弾性表面波フィルタと前記第3受信側バランス出力端子との間に配置され、インダクタ及びコンデンサを含む第3整合素子と、を備え、
前記ダイプレクサ、第1・第2スイッチ、第1・第2LCフィルタ、デュプレクサ、第1・第2・第3弾性表面波フィルタ及び第1・第2・第3整合素子が複数の誘電体層を積層してなる積層体ブロックで一体化されてなること、
を特徴とする請求の範囲第1項ないし第8項のいずれかに記載の高周波複合部品。
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