JPWO2016125721A1 - 高周波スイッチモジュール - Google Patents

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Abstract

高周波スイッチモジュール（１０）は、スイッチ素子（２０）およびインダクタ（３０）を備える。スイッチ素子（２０）は、Ｈｉバンド用の共通端子（Ｐ１０）、Ｌｏｗバンド用の共通端子（Ｐ２０）、共通端子（Ｐ１０）に選択的に接続される複数の被選択端子（Ｐ１１−Ｐ１４）、および共通端子（Ｐ２０）に選択的に接続される複数の被選択端子（Ｐ２１−Ｐ２４）を備える。インダクタ（３０）は、被選択端子（Ｐ１１−Ｐ１４）の内の第１被選択端子（Ｐ１４）と、被選択端子（Ｐ２１−Ｐ２４）の内の被選択端子（Ｐ２１）との間に接続される。被選択端子（Ｐ１４）と被選択端子（Ｐ２１）は、複数の通信バンドを同時に送信または受信する電気経路に利用される同時利用端子である。

Description

本発明は、無線通信装置のフロントエンド部等に利用される高周波スイッチモジュールに関する。
現在、通信バンドの多様化に伴って、携帯電話器等の無線通信装置では、多くの通信バンドを通信可能なフロントエンド回路を備えている。このようなフロントエンド回路では、複数の通信バンドの送信信号および受信信号を、これらの通信バンドに共通のアンテナを用いて送受信することで、小型化を実現している。そして、複数の通信バンドでアンテナを共用するため、特許文献１に示すように、スイッチモジュールが多く採用されている。
例えば、特許文献１に記載のスイッチモジュールは、複数の通信バンドの送受信回路、およびＳＰｎＴ（ｎは２以上の整数）のスイッチ素子を備える。スイッチ素子の共通端子はアンテナに接続され、複数の被選択端子は各通信バンドの送受信回路に接続される。この構成によって、複数の通信バンドの送受信回路のいずれかを、アンテナに切り替えて接続している。
さらに、現在では、複数の通信バンドを同時に送信または受信するキャリアアグリゲーションが実用化されている。キャリアアグリゲーションを実現するスイッチモジュールとしては、Ｈｉバンド用のアンテナ接続端子とＬｏｗバンド用のアンテナ接続端子を備えるスイッチを用いる。このスイッチは、Ｈｉバンド用のアンテナ接続端子をＨｉバンド用の複数の被選択端子に切り替えて接続し、Ｌｏｗバンド用のアンテナ接続端子をＬｏｗバンド用の複数の被選択端子に切り替えて接続する。
特開２００６−１０９０８４号公報
キャリアアグリゲーションを２個のアンテナで実行する場合で、Ｌｏｗバンドの送信とＨｉバンドの受信を同時に行う場合、次の問題が発生することがある。Ｌｏｗバンドの送信信号の高調波周波数が、Ｈｉバンドの受信信号の基本周波数に近接または重なる場合、Ｈｉバンドの受信信号の伝送経路にＬｏｗバンドの送信信号の高調波成分が回り込んでしまうことがある。これは、Ｈｉバンドの受信信号が出力される被選択端子とＬｏｗバンドの送信信号が入力される被選択端子とがスイッチ内において容量性結合することによる。これにより、Ｈｉバンドの受信信号の受信感度が劣化してしまう。
なお、Ｌｏｗバンド用のスイッチとＨｉバンド用のスイッチを分離して離間すれば、この容量性結合は軽減されるが、高周波スイッチモジュールの小型化が阻害されてしまう。
この発明の目的は、キャリアアグリゲーションを行っても各通信バンドの送受信特性が劣化しない小型の高周波スイッチモジュールを提供することにある。
この発明の高周波スイッチモジュールは、スイッチ素子、およびインダクタを備える。スイッチ素子は、Ｈｉバンド用のアンテナに接続する第１共通端子、Ｌｏｗバンド用のアンテナに接続する第２共通端子、前記第１共通端子に選択的に接続される複数の第１被選択端子、および第２共通端子に選択的に接続される複数の第２被選択端子を備える。インダクタは、複数の第１被選択端子における１つの第１被選択端子と、複数の第２被選択端子における１つの第２被選択端子との間に接続される。特に、インダクタが接続される第１被選択端子と第２被選択端子は、複数の通信バンドを同時送信または同時受信する電気経路に利用する同時利用端子である。
この構成では、複数の第１被選択端子における同時利用端子である第１被選択端子と、複数の第２被選択端子における同時利用端子である第２被選択端子との間の容量性結合によって生じるキャパシタとインダクタとによって並列共振回路が構成される。この並列共振回路によって、同時利用端子である第１被選択端子に接続する第１接続導体と同時利用端子である第２被選択端子に接続する第２接続導体とが近接していても、これらの間のアイソレーションが高く確保される。
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、次の構成であることが好ましい。高周波スイッチモジュールは、スイッチ素子とインダクタが実装される回路基板を備える。同時利用端子である第１被選択端子とインダクタを接続する第１接続導体と、同時利用端子である第２被選択端子とインダクタを接続する第２接続導体は、回路基板に形成されている。第１接続導体と第２接続導体は、回路基板の厚み方向に異なる位置に配置されている。回路基板は、第１接続導体と第２接続導体との間に内層グランド導体を備える。
この構成では、第１、第２接続導体間の容量性結合が抑制される。これにより、並列共振回路に不要なキャパシタが加わることを抑制できる。これにより、インダクタンスを大きくでき、アイソレーションを向上することができる。
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、スイッチ素子は、同時利用端子である第１被選択端子と同時利用端子である第２被選択端子の間に、同時利用端子が利用する複数の通信バンドとは異なる別の通信バンドを利用する第３被選択端子を備える。
この構成では、同時利用端子である第１、第２被選択端子間の容量性結合を抑制できる。これにより、アイソレーションを向上することができる。
また、この発明の高周波スイッチモジュールは、インダクタに並列接続するキャパシタを備えていてもよい。
この構成では、並列共振回路のキャパシタを大きくでき、これに応じてインダクタを小さくすることができる。これにより、高周波スイッチモジュールをさらに小型に形成することができる。
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、次の構成であってもよい。高周波スイッチモジュールは、同時利用端子である第１被選択端子が接続する第１ＲＦ端子と、第１ＲＦ端子と同時利用端子である第１被選択端子を接続する第１接続導体と、を備える。高周波スイッチモジュールは、第１接続導体における同時利用端子である第１被選択端子とインダクタとの間に、整合用インダクタが接続されている。
この構成では、第１ＲＦ端子に接続する回路素子（例えば弾性波フィルタ）と第１被選択端子との間のインピーダンスをさらに精確に整合することができる。
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、次の構成であってもよい。高周波スイッチモジュールは、同時利用端子である第２被選択端子が接続する第２ＲＦ端子と、第２ＲＦ端子と同時利用端子である第２被選択端子を接続する第２接続導体と、を備える。高周波スイッチモジュールは、第２接続導体におけるインダクタと第２ＲＦ端子との間に、整合用インダクタが接続されている。
この構成では、第２ＲＦ端子に接続する回路素子（例えば弾性波フィルタ）と第２被選択端子との間のインピーダンスをさらに精確に整合することができる。
また、この発明の高周波スイッチモジュールでは、次の構成であってもよい。インダクタは、回路基板に形成されたスパイラル形状の導体パターンである。回路基板の内部に形成され、インダクタに近接するグランド導体は、スパイラル形状の中央開口部に重ならない形状である。
この構成では、インダクタのＱの劣化を抑制できる。これにより、第１被選択端子と第２被選択端子との間のアイソレーションがさらに改善される。
この発明によれば、キャリアアグリゲーションなどの複数の通信バンドを同時送信または同時受信する通信を行っても各通信バンドの送受信特性が劣化しない小型の高周波スイッチモジュールを実現できる。
本発明の第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュールに用いる並列共振回路を挿入した場合に通過特性（減衰特性）を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの構成と比較構成でのアイソレーション特性を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの構造を示す部分断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの構造を示す平面図である。 本発明の第４の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。 本発明の第５の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。 本発明の第６の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。 本発明の第７の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの構造を示す部分断面図である。
本発明の第１の実施形態に係る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、本発明の第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
本実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０は、スイッチ素子２０、インダクタ３０を備える。高周波スイッチモジュール１０は、第１アンテナ接続端子Ｐａｎｔ１、第２アンテナ接続端子Ｐａｎｔ２、および複数のＲＦ端子を備える。複数のＲＦ端子は、第１ＲＦ端子Ｐｆｅ１、および第２ＲＦ端子Ｐｆｅ２を備える。
スイッチ素子２０は、第１共通端子Ｐ１０、第２共通端子Ｐ２０、被選択端子Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４を備える。スイッチ素子２０は、半導体スイッチからなるＤＰｎＴスイッチである。ｎは４以上の整数であればよい。第１共通端子Ｐ１０は、被選択端子Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４のいずれかに選択的に接続される。第２共通端子Ｐ２０は、被選択端子Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４のいずれかに選択的に接続される。
第１共通端子Ｐ１０は、第１アンテナ接続端子Ｐａｎｔ１に接続されている。第１アンテナ接続端子Ｐａｎｔ１は、Ｈｉバンド用のアンテナＡＮＴ１に接続されている。第２共通端子Ｐ２０は、第２アンテナ接続端子Ｐａｎｔ２に接続されている。第２アンテナ接続端子Ｐａｎｔ２は、Ｌｏｗバンド用のアンテナＡＮＴ２に接続されている。
被選択端子Ｐ１４は、第１ＲＦ端子Ｐｆｅ１に接続されている。第１ＲＦ端子Ｐｆｅ１は、フィルタ素子、例えば、ＳＡＷフィルタ等の弾性波フィルタやＬＣフィルタに接続されている。
被選択端子Ｐ２１は、第２ＲＦ端子Ｐｆｅ２に接続されている。第２ＲＦ端子Ｐｆｅ２は、フィルタ素子、例えば、ＳＡＷフィルタ等の弾性波フィルタやＬＣフィルタに接続されている。
インダクタ３０は、被選択端子Ｐ１４と被選択端子Ｐ２１との間に接続されている。より具体的には、インダクタ３０は、被選択端子Ｐ１４と第１ＲＦ端子Ｐｆｅ１とを接続する接続導体９０１と、被選択端子Ｐ２１と第２ＲＦ端子Ｐｆｅ２を接続する接続導体９０２との間に接続されている。
このような回路構成からなる高周波スイッチモジュール１０は、次に示すように利用される。
Ｈｉバンドの通信信号を送受信する場合、複数の被選択端子Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４を、送受信する通信バンドに応じて切り替えて、第１共通端子Ｐ１０に接続する。
Ｌｏｗバンドの通信信号を送受信する場合、複数の被選択端子Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４を、送受信する通信バンドに応じて切り替えて、第２共通端子Ｐ２０に接続する。
第１共通端子Ｐ１０に対する被選択端子Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４の切り替えと、第２共通端子Ｐ２０に対する被選択端子Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４の切り替えは、個別に且つ同時に行うことができる。したがって、高周波スイッチモジュール１０は、Ｈｉバンドの通信信号とＬｏｗバンドの通信信号を同時に送受信することができる。すなわち、高周波スイッチモジュール１０は、キャリアアグリゲーションの通信が可能である。ここで、本実施形態に係る同時に送受信するとの概念は、ＨｉバンドとＬｏｗバンドの両方が送信、ＨｉバンドとＬｏｗバンドの両方が受信、ＨｉバンドとＬｏｗバンドの一方が送信で他方が受信の場合も含む。
このような構成において、スイッチ素子２０内の被選択端子Ｐ１４と被選択端子Ｐ２１との間で発生するキャパシタ２１０とインダクタ３０とによって並列共振回路を構成する。この並列共振回路の共振周波数は、キャリアアグリゲーションで利用するＬｏｗバンドの送信信号の高調波成分であって、Ｈｉバンドの受信信号の基本周波数に近いもしくは重なる周波数に設定されている。例えば、ＢＡＮＤ１７の送信とＢＡＮＤ４の受信を同時に行う場合に、ＢＡＮＤ１７の３倍高調波の周波数とＢＡＮＤ４の基本波の周波数が重なる周波数に設定されている。
このような構成とすることで、このインダクタ３０とキャパシタ２１０からなる並列共振回路によって、第２ＲＦ端子から入力されたＬｏｗバンドの送信信号の高調波成分が第１ＲＦ端子から出力されることを抑制できる。言い換えれば、接続導体９０１と接続導体９０２との間のアイソレーションを高く確保することができる。
これにより、Ｌｏｗバンドの送信信号を送信しながらＨｉバンドの受信信号を受信しており（ＬｏｗバンドとＨｉバンドのキャリアアグリゲーション）、受信信号の基本周波数と送信信号の高調波成分の周波数が近接または重なっていても、受信信号の受信感度が劣化することを抑制することができる。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュールに用いる並列共振回路を挿入した場合に通過特性（減衰特性）を示すグラフである。図２では実線が本願構成の通過特性であり、破線が比較構成（並列共振回路を挿入せずに接続した構成）の通過特性である。図２に示すように、本実施形態に係る並列共振回路を備えることによって、特定の周波数に減衰極を有し、なだらかな減衰特性を実現することができる。これにより、減衰極周波数を中心として、広い帯域で所定量以上の減衰量を得ることができる。したがって、Ｌｏｗバンドの送信信号の高調波の周波数（周波数帯域）がＨｉバンドの受信信号の基本周波数（周波数帯域）に近いもしくは部分的に重なる態様であっても、高調波信号を減衰することができる。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの構成と比較構成でのアイソレーション特性を示すグラフである。なお、比較構成は、インダクタ３０を備えない構成である。図３に示すように、比較構成では、第２ＲＦ端子から入力されたＬｏｗバンドの送信信号の高調波成分が第１ＲＦ端子に漏洩して出力されている。しかしながら、本願構成を備えることによって、この漏洩が抑制されている。
このように、本実施形態の構成を用いることによって、キャリアアグリゲーション時のＬｏｗバンドの送信信号の高調波成分がＨｉバンドの受信信号の出力端子に漏洩することを抑制することができる。これにより、キャリアアグリゲーション時のＨｉバンドの受信信号の受信感度を向上することができる。さらに、本実施形態の構成を用いることで、キャリアアグリゲーションで同時に利用する被選択端子が近接していても、これらの被選択端子に接続する接続導体間でのアイソレーションを高く確保することができる。すなわち、キャリアアグリゲーションを行っても、キャリアアグリゲーションの対象となる通信バンドの送受信特性が劣化しない小型の高周波スイッチモジュールを実現できる。
このような構成からなる高周波スイッチモジュール１０は、次に示すような構造によって実現される。図４は、本発明の第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの平面図である。なお、図４では、高周波スイッチモジュール１０における本願に特徴的な箇所のみを図示している。
高周波スイッチモジュール１０は、積層体９０、実装型のスイッチ素子２０、および、実装型のインダクタ３０を備える。積層体９０は、所定の位置に導体パターンが形成された誘電体基板を積層してなる。実装型のスイッチ素子２０、および、実装型のインダクタ３０は、積層体９０の表面に実装されている。
インダクタ３０の一方の外部導体が実装されるランド導体ＬＥ３０１と、スイッチ素子２０の被選択端子Ｐ１４が実装されるランド導体ＬＥ１４は、積層体９０に形成された接続導体９０１によって接続されている。インダクタ３０の他方の外部導体が実装されるランド導体ＬＥ３０２と、スイッチ素子２０の被選択端子Ｐ２１が実装されるランド導体ＬＥ２１は、積層体９０に形成された接続導体９０２によって、接続されている。
インダクタ３０は、スイッチ素子２０における被選択端子Ｐ１４，Ｐ２１の近傍に実装されている。そして、接続導体９０１，９０２は、できる限り最短距離に形成されている。
この構成によって、接続導体９０１，９０２の容量性結合を抑制できる。これにより、スイッチ素子２０の被選択端子側のアイソレーションを、さらに向上させることができる。
次に、本発明の第２の実施形態に係る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５は、本発明の第２の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの構造を示す部分断面図である。
本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ａは、接続導体９０１，９０２の構造が第１の実施形態の高周波スイッチモジュール１０と異なる。
接続導体９０１における積層体９０の積層方向に直交する方向に延びる部分は、積層体９０の誘電体層Ｌｙ０１に相当する位置に配置されている。接続導体９０２における積層体９０の積層方向に直交する方向に延びる部分は、積層体９０の誘電体層Ｌｙ０２に相当する位置に配置されている。
この構成により、接続導体９０１における積層体９０の積層方向に直交する方向に延びる部分と、接続導体９０２における積層体９０の積層方向に直交する方向に延びる部分は、積層体９０を平面視しても、側面視しても異なる位置に配置される。これによって、接続導体９０１と接続導体９０２の容量性結合をさらに抑制することができる。したがって、スイッチ素子２０の被選択端子側のアイソレーションを、さらに向上させることができる。
さらに、積層体９０の積層方向において、接続導体９０１が配置される誘電体層Ｌｙ０１と、接続導体９０２が配置される誘電体層Ｌｙ０２との間に、誘電体層Ｌｙ０３が配置されている。誘電体層Ｌｙ０３には、内層グランド導体９１１Ｇが形成されている。
このような構成により、接続導体９０１と接続導体９０２との間に内層グランド導体９１１Ｇが配置されるので、接続導体９０１と接続導体９０２との間の容量性結合を防止できる。これによって、スイッチ素子２０の被選択端子側のアイソレーションを、さらに向上させることができる。
次に、本発明の第３の実施形態に係る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６は、本発明の第３の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの構造を示す平面図である。
本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｂは、インダクタ３０の一方の外部導体が実装されるランド導体ＬＥ３０１と、スイッチ素子２０の被選択端子Ｐ１４Ｂが実装されるランド導体ＬＥ１４Ｂは、積層体９０に形成された接続導体９０１Ｂによって接続されている。インダクタ３０の他方の外部導体が実装されるランド導体ＬＥ３０２と、スイッチ素子２０の被選択端子Ｐ２１が実装されるランド導体ＬＥ２１は、積層体９０に形成された接続導体９０２によって接続されている。
被選択端子Ｐ１４Ｂと被選択端子Ｐ２１との間には、これらの端子と同時にキャリアアグリゲーションを行わない被選択端子が配置されている。
この構成とすることによって、高周波信号の漏洩が問題となる接続導体９０１Ｂ，９０２に接続する被選択端子が離間し、これらの被選択端子間に他の被選択端子が配置される。これによって、キャリアアグリゲーションで同時に利用する被選択端子間の容量性結合が抑制される。さらに、これらの端子に接続する接続導体９０１Ｂと接続導体９０２とが離間する。これによって、接続導体９０１Ｂと接続導体９０２の容量性結合を抑制できる。したがって、スイッチ素子２０の被選択端子側のアイソレーションを、さらに向上させることができる。
次に、本発明の第４の実施形態に係る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７は、本発明の第４の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
本実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０Ｃは、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０に対して、キャパシタ３１を追加したものである。
キャパシタ３１は、インダクタ３０に対して並列接続されている。この構成により、並列共振回路を構成するキャパシタンスは、キャパシタ３１のキャパシタンスと被接続端子間の容量性結合からなるキャパシタンスとの合成キャパシタンスとなる。
このように、キャパシタ３１を備えることによって、並列共振回路のキャパシタンスを大きくすることができる。これにより、インダクタ３０のインダクタンスを小さくすることができる。インダクタンスが小さくなることによって、インダクタ３０を小型に形成することができる。したがって、高周波スイッチモジュール１０Ｃをより小型に形成することができる。
次に、本発明の第５の実施形態に係る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８は、本発明の第５の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｄは、第１の実施形態の高周波スイッチモジュール１０に対して、整合用インダクタ５１を追加したものである。
整合用インダクタ５１は、接続導体９０１における被選択端子Ｐ１４とインダクタ３０の一方の外部導体との間に、接続されている。
このような構成とすることによって、インダクタ３０、第１ＲＦ端子Ｐｆｅ１からスイッチ素子２０を視たインピーダンスを容量性から誘導性にシフトすることができる。例えば、第１ＲＦ端子Ｐｆｅ１を介して伝送する高周波信号の周波数が第２ＲＦ端子Ｐｆｅ２を介して伝送する高周波信号の周波数よりも高い場合、被選択端子Ｐ１４を視たインピーダンスは、被選択端子Ｐ２１を視たインピーダンスよりも容量性が高くなる。
本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｄでは、整合用インダクタ５１を備えることによって、伝送する高周波信号の周波数における被選択端子Ｐ１４を視たインピーダンスと被選択端子Ｐ２１を視たインピーダンスを同じ程度にすることができる。これによって、スイッチ素子２０の被選択端子側のアイソレーションを確保しながら、第１、第２ＲＦ端子Ｐｆｅ１，Ｐｆｅ２を介して伝送する各高周波信号を低損失で伝送することができる。
次に、本発明の第６の実施形態に係る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９は、本発明の第６の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの回路図である。
本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｅは、第１の実施形態の高周波スイッチモジュール１０に対して、整合用インダクタ５２を追加したものである。
整合用インダクタ５２は、接続導体９０２におけるインダクタ３０の他方の外部導体と第２ＲＦ端子Ｐｆｅ２との間に接続されている。
このような構成とすることによって、インダクタ３０、スイッチ素子２０から第２ＲＦ端子Ｐｆｅ２を視たインピーダンス（より具体的な例として、インダクタ３０、スイッチ素子２０から第２ＲＦ端子Ｐｆｅ２に接続する弾性波フィルタを視たインピーダンス）を容量性から誘導性にシフトすることができる。例えば、第２ＲＦ端子Ｐｆｅ２に接続するＳＡＷフィルタ４２で伝送する高周波信号の周波数が、第１ＲＦ端子Ｐｆｅ１に接続するＳＡＷフィルタ４１で伝送する高周波信号の周波数よりも低い場合、第２ＲＦ端子Ｐｆｅ２を視たインピーダンスは、第１ＲＦ端子Ｐｆｅ１を視たインピーダンスよりも容量性が高くなる。
本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｅでは、整合用インダクタ５２を備えることによって、伝送する高周波信号の周波数における第１ＲＦ端子Ｐｆｅ１を視たインピーダンスと第２ＲＦ端子Ｐｆｅ２を視たインピーダンスを同じ程度にすることができる。これによって、スイッチ素子２０の被選択端子側のアイソレーションを確保しながら、第１、第２ＲＦ端子Ｐｆｅ１，Ｐｆｅ２を介して伝送する各高周波信号を低損失で伝送することができる。
次に、本発明の第７の実施形態に係る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１０は、本発明の第７の実施形態に係る高周波スイッチモジュールの構造を示す部分断面図である。
本実施形態の高周波スイッチモジュール１０Ｆは、第１の実施形態に係る高周波スイッチモジュール１０に対して、インダクタ３０Ｆが積層体９０内に形成された点で異なる。
インダクタ３０Ｆは、積層体９０に形成された導体パターンによってスパイラル形状に形成されている。この際、インダクタ３０Ｆの巻回軸は、積層方向に平行である。
積層体９０の内部グランド導体（本発明のインダクタに近接するグランド導体）９１２Ｇは、積層体９０を平面視した略全面に亘って形成されているが、開口部９１１を備える。
開口部９１１は、積層体９０を平面して、インダクタ３０Ｆのスパイラル形状の中央の開口部に重なっている。
このような構成とすることによって、高周波スイッチモジュール１０Ｆを平面視した形状を、高周波スイッチモジュール１０を平面視した形状よりも小さくできる。さらに、インダクタ３０Ｆが発生する磁界が内部グランド導体９１０Ｇによって阻害されないので、インダクタ３０ＦのＱの劣化を抑制できる。これにより、スイッチ素子２０の被選択端子側のアイソレーションをさらに向上することができる。
なお、積層体９０に内装したインダクタを他の回路素子や回路パターンと結合させない態様を必要とする場合には、インダクタ３０Ｆを積層方向に挟み込むように一対の内層グランド導体を配置すればよい。これにより、インダクタ３０Ｆが他の回路素子や回路パターンと結合することを防止できる。
また、上述の各実施形態では、高調波成分の漏洩を共振回路で抑制する態様を示したが、基本周波数成分の漏洩も共振回路で抑制する構成としてもよい。この場合、共振回路は、複数のＬＣ並列共振回路を直列に接続する回路等を用いればよい。
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ：高周波スイッチモジュール
２０：スイッチ素子
３０，３０Ｄ，３０Ｆ：インダクタ
３１：キャパシタ
５１，５２：整合用インダクタ
５３：特性調整用インダクタ
９０：積層体
９０１，９０２，９０１Ｂ：接続導体
９１１Ｇ，９１２Ｇ：内部グランド導体
９１１：開口部
キャパシタ３１は、インダクタ３０に対して並列接続されている。この構成により、並列共振回路を構成するキャパシタンスは、キャパシタ３１のキャパシタンスと被選択端子間の容量性結合からなるキャパシタンスとの合成キャパシタンスとなる。
開口部９１１は、積層体９０を平面視して、インダクタ３０Ｆのスパイラル形状の中央の開口部に重なっている。
このような構成とすることによって、高周波スイッチモジュール１０Ｆを平面視した形状を、高周波スイッチモジュール１０を平面視した形状よりも小さくできる。さらに、インダクタ３０Ｆが発生する磁界が内部グランド導体９１２Ｇによって阻害されないので、インダクタ３０ＦのＱの劣化を抑制できる。これにより、スイッチ素子２０の被選択端子側のアイソレーションをさらに向上することができる。
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ：高周波スイッチモジュール
２０：スイッチ素子
３０，３０Ｄ，３０Ｆ：インダクタ
３１：キャパシタ
５１，５２：整合用インダクタ
５３：特性調整用インダクタ
９０：積層体
９０１，９０２，９０１Ｂ：接続導体
９１１Ｇ：内層グランド導体
９１２Ｇ：内部グランド導体
９１１：開口部

Claims (8)

  1. Ｈｉバンド用のアンテナに接続する第１共通端子、Ｌｏｗバンド用のアンテナに接続する第２共通端子、前記第１共通端子に選択的に接続される複数の第１被選択端子、および第２共通端子に選択的に接続される複数の第２被選択端子を備えるスイッチ素子と、
    前記複数の第１被選択端子における１つの第１被選択端子と、前記複数の第２被選択端子における１つの第２被選択端子との間に接続されるインダクタと、
    を備える高周波スイッチモジュール。
  2. 前記インダクタが接続される第１被選択端子と第２被選択端子は、複数の通信バンドを同時送信または同時受信する電気経路に利用する同時利用端子である、
    請求項１に記載の高周波スイッチモジュール。
  3. 前記スイッチ素子と前記インダクタが実装される回路基板を備え、
    前記同時利用端子である前記第１被選択端子と前記インダクタを接続する第１接続導体と、前記同時利用端子である前記第２被選択端子と前記インダクタを接続する第２接続導体は、前記回路基板に形成されており、
    前記第１接続導体と前記第２接続導体は、前記回路基板の厚み方向に異なる位置に配置されており、
    前記回路基板は、
    前記第１接続導体と前記第２接続導体との間に内層グランド導体を備える、
    請求項２に記載の高周波スイッチモジュール。
  4. 前記スイッチ素子は、
    前記同時利用端子である前記第１被選択端子と前記同時利用端子である前記第２被選択端子の間に、前記同時利用端子が利用する前記複数の通信バンドとは異なる別の通信バンドを利用する第３被選択端子を備える、
    請求項２または請求項３に記載の高周波スイッチモジュール。
  5. 前記インダクタに並列接続するキャパシタを備える、
    請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
  6. 前記同時利用端子である前記第１被選択端子が接続する第１ＲＦ端子と、前記第１ＲＦ端子と前記同時利用端子である前記第１被選択端子を接続する第１接続導体と、を備え、
    前記第１接続導体における前記同時利用端子である前記第１被選択端子と前記インダクタとの間に、整合用インダクタが接続されている、
    請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
  7. 前記同時利用端子である前記第２被選択端子が接続する第２ＲＦ端子と、前記第２ＲＦ端子と前記同時利用端子である前記第２被選択端子を接続する第２接続導体と、を備え、
    前記第２接続導体における前記インダクタと前記第２ＲＦ端子との間に、整合用インダクタが接続されている、
    請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
  8. 前記インダクタは、回路基板に形成されたスパイラル形状の導体パターンであり、
    前記回路基板の内部に形成され、前記インダクタに近接するグランド導体は、前記スパイラル形状の中央開口部に重ならない形状である、
    請求項２乃至請求項７のいずれかに記載の高周波スイッチモジュール。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6024857B1 (ja) * 2015-02-05 2016-11-16 株式会社村田製作所 高周波スイッチモジュール

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005260806A (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波用スイッチ回路
JP2006109084A (ja) * 2004-10-05 2006-04-20 Sanyo Electric Co Ltd スイッチングモジュール及びこれを具えた無線通信装置
JP2014036409A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Taiyo Yuden Co Ltd 高周波回路および通信装置。
WO2014119046A1 (ja) * 2013-02-01 2014-08-07 株式会社村田製作所 スイッチｉｃおよびそれを備える高周波モジュール

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003204284A (ja) * 2001-10-30 2003-07-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波スイッチ、および高周波無線機器
US7075277B2 (en) * 2001-12-17 2006-07-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. DC-DC converter
JP2004042374A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Canon Inc 記録装置
US8000737B2 (en) * 2004-10-15 2011-08-16 Sky Cross, Inc. Methods and apparatuses for adaptively controlling antenna parameters to enhance efficiency and maintain antenna size compactness
JP5293762B2 (ja) * 2011-03-04 2013-09-18 株式会社村田製作所 高周波スイッチモジュール
US9100060B2 (en) * 2011-12-14 2015-08-04 Infineon Technologies Ag System and method for a radio frequency switch
US9621327B2 (en) * 2013-09-17 2017-04-11 Skyworks Solutions, Inc. Systems and methods related to carrier aggregation front-end module applications
US10091087B2 (en) * 2015-07-20 2018-10-02 Cisco Technology, Inc. Methods and systems for load balancing based on data shard leader

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005260806A (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波用スイッチ回路
JP2006109084A (ja) * 2004-10-05 2006-04-20 Sanyo Electric Co Ltd スイッチングモジュール及びこれを具えた無線通信装置
JP2014036409A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Taiyo Yuden Co Ltd 高周波回路および通信装置。
WO2014119046A1 (ja) * 2013-02-01 2014-08-07 株式会社村田製作所 スイッチｉｃおよびそれを備える高周波モジュール

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