KR100995299B1 - 고주파 부품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저주파수대 회로에 SAW 필터가 설치되어 임피던스의 부정합이 있어도, 고주파수대의 통과 특성에 열화가 없는 고주파 부품의 제공을 도모한다. 이를 위해, 고주파 부품은 하이 패스 필터(102)와 로우 패스 필터(101)를 안테나 포트에 병렬 접속한 다이플렉서(1)와, 하이 패스 필터(102)에 종속 접속한 고주파수대 회로와, 로우 패스 필터(101)에 종속 접속한 저주파수대 회로를 구비하고, 저주파수대 회로에 임피던스의 부정합이 생기게 하는 필터가 접속되어 있다. 로우 패스 필터(101)는 선로(Lt1)를 구비하고, 이 선로(Lt1)를 포함하는 병렬 공진 회로(101A)와 선로(Lt1)를 포함하는 직렬 공진 회로(101B)를 구성한다. 병렬 공진 회로(101A)의 공진 주파수는 고주파수대의 송수신 신호의 트랩 주파수이며, 로우 패스 필터(101)의 전체 소자에 의한 공진 주파수는 고주파수대측에 생기는 불필요 공진의 트랩 주파수이다.
고주파 부품

Description

고주파 부품{HIGH FREQUENCY PART}
본 발명은 복수개의 다른 이동 통신 시스템에 이용할 수 있는 고주파 부품에 관한 것이다.
각각의 주파수대가 다른 복수개의 통신 시스템, 예를 들면, 1800㎒대의 GSM1800(DCS), 190O㎒대의 GSM1900(PCS), 850㎒대의 GSM850, 및 90O㎒대의 GSM900(EGSM)에서의 통신이 가능한 이동 통신 장치가 제공되어 있다.
이러한 이동 통신 장치에는 4개의 통신계에 적응하는 쿼드(quad) 밴드나, 3개의 통신계에 적응하는 트리플 밴드, 2개의 통신계에 적응하는 듀얼 밴드 등, 멀티 밴드에 대응하여 송수신 신호의 분파나 합파를 행하는 프론트 엔드부(front end portion)가 이용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
일반적으로, 이러한 멀티 밴드에 대응하는 이동 통신 장치의 프론트 엔드부는 모듈화되어 있어서 안테나 포트에 접속된 다이플렉서와 다이플렉서의 후단에 접속되는 복수개의 스위칭 회로를 포함하여 구성된다.
예를 들면, 듀얼 밴드 대응의 이동 통신 장치의 프론트 엔드부에서는 다이플렉서에 의해 EGSM계(GSM900계나 GSM850계) 등의 저주파수대의 송수신 신호와, DCS계나 PCS계 등의 고주파수대의 송수신 신호를 분파나 합파한다. 그리고, 다이플렉 서 후단의 저주파수대 회로에서 EGSM계의 스위칭 회로에 의해 EGSM계의 송신 신호와 수신 신호를 스위칭한다. 마찬가지로, 다이플렉서 후단의 고주파수대 회로에서 스위칭 회로에 의해 DCS계(PCS계)의 송신 신호와 수신 신호를 스위칭한다.
또한, 트리플 밴드 대응이나 쿼드 밴드 대응의 이동 통신 장치의 프론트 엔드부에서는 예를 들면 상기 스위칭 회로의 후단에 스위칭 회로가 더 접속되어 GSM850계의 수신 신호와 GSM900계의 수신 신호를 스위칭하거나 DCS계의 수신 신호와 PCS계의 수신 신호를 스위칭한다.
이러한 프론트 엔드부에서는 각 통신계의 수신 경로에 수신 신호대만을 통과시켜 불필요한 주파수대의 신호를 제거함과 아울러 수신 신호를 증폭하는 불평형 입력 평형 출력형의 SAW 필터(SAW Filter)가 설치되는 일이 있다. SAW 필터는 송신 경로로부터 수신 경로로의 신호 유입에 의한 수신 경로측의 회로 장해를 방지하는 것이다.
또한, 다이플렉서의 일반적인 회로 구성은 고주파수대측 필터와 저주파수대측 필터를 안테나 포트에 병렬로 접속한 것이다.
고주파수대측 필터는 안테나 포트에 직렬 접속된 복수개의 콘덴서와, 그들 콘덴서 간에 일단이 접속되고 타단이 접지되는 직렬 공진 회로로 구성되는 것이 있고, 그들의 구성 소자 각각의 임피던스는 저주파수대의 송수신 신호가 감쇠되어 고주파수대의 송수신 신호가 통과되도록 설정된다.
이 고주파수대측 필터의 직렬 공진 회로는 차단 특성에 있어서 저주파수대의 송수신 신호가 고주파수대측으로 유입되는 것을 방지하는 감쇠극을 급준화하기 위 하여 저주파수대의 송수신 신호의 트랩(trap) 주파수(예를 들면, 저주파수대 통신계의 규격 중심 주파수와 동일한 공진 주파수)가 되도록 각 구성 소자의 임피던스가 설정된다.
한편, 저주파수대측 필터는 안테나 포트에 접속된 선로와 이 선로에 병렬로 접속된 콘덴서로 이루어지는 병렬 공진 회로를 포함하여 구성된다. 각 구성 소자는 고주파수대의 송수신 신호가 감쇠되어 저주파수대의 송수신 신호가 통과되도록 각각의 임피던스가 설정된다.
이 저주파수대측 필터의 병렬 공진 회로는 통과 특성에 있어서 고주파수대의 송수신 신호가 저주파수대측으로 유입되는 것을 방지하는 감쇠극을 급준화하기 위하여 고주파수대의 송수신 신호의 트랩 주파수(예를 들면 통신계의 규격 중심 주파수와 동일한 공진 주파수)가 되도록 각 구성 소자의 임피던스가 설정된다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 2004-94410호 공보
각 통신계의 수신 경로에 SAW 필터를 설치할 경우 SAW 필터의 통과 대역 외의 주파수에 있어서는 임피던스가 50Ω이 아니기 때문에, SAW 필터의 접속 부분에서는 임피던스의 정합이 이루어지지 않는다. 따라서, 임피던스의 정합을 위해서 프론트 엔드부에 위상 조정 회로를 설치하거나, 다이플렉서에 설치하는 필터를 다단화할 필요가 있어 회로 구성이 복잡화되어 부품점수가 증가해 모듈이 커지는 문제가 있었다.
만일, 임피던스의 정합을 취하지 않은 채 고주파수대 또는 저주파수대의 통신계의 수신 경로에 SAW 필터를 설치할 경우, 한쪽 통신계의 주파수대의 통과 특성 및 다른쪽 통신계의 주파수대에 있어서 차단 특성이 나빠진다.
본원 발명자는 저주파수대 회로에서 임피던스 부정합이 생기면 저주파수대측 필터(로우 패스 필터)의 전체 구성 소자에 의한 공진이 생기고, 고주파수대측의 차단 특성에 영향을 미쳐 어떠한 대책을 실시하지 않으면 고주파수대측의 차단 대역 특성에 불필요한 감쇠극이 나타나는 것에 주목하여 본 발명에 이르렀다.
본 발명은 저주파수대 회로에 SAW 필터를 설치할 경우의 임피던스 부정합에 착안하여 이러한 임피던스의 부정합이 있어도 저주파수대의 통과 특성 및 고주파수대의 차단 특성이 열화되지 않는 간이한 구성의 고주파 부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제를 해결하기 위해서 본 발명은 다음과 같이 구성된다.
고주파 부품은 다이플렉서와 고주파수대 회로와 저주파수대 회로를 구비한다.
다이플렉서는 고주파수대측 필터와 저주파수대측 필터를 안테나 포트에 병렬로 접속한 것이다. 저주파수대측 필터는 저주파수대의 송수신 신호를 통과시켜 고주파수대의 송수신 신호를 감쇠시킨다. 고주파수대측 필터는 고주파수대의 송수신 신호를 통과시켜 저주파수대의 송수신 신호를 감쇠시킨다. 다이플렉서의 고주파수대측 필터에는 고주파수대 회로가 종속(縱續) 접속되고, 다이플렉서의 저주파수대측 필터에는 저주파수대 회로가 종속 접속된다. 저주파수대측 필터는 안테나 포트와 저주파수대 회로 사이에 접속된 인덕터를 구비하고, 인덕터와 제 1 커패시터를 포함하는 병렬 회로와, 인덕터와 제 2 커패시터를 포함하는 직렬 회로를 구성하고 있다.
또한, 직렬 회로와 병렬 회로에 의해 저주파수대의 주파수 특성에 있어서 통과 특성이 설정된다. 그리고, 저주파수대측 필터의 전체 소자에 의한 공진 주파수를 고주파수대측 필터의 주파수 특성에 있어서 소정의 감쇠극 주파수와 동일하게 한다.
이러한 구성에서는 저주파수대측 필터의 전체 소자에 의한 공진 주파수를 조정하여 설정함으로써 고주파수대측 필터의 주파수 특성에 있어서 소정의 감쇠극의 주파수가 저주파수대측 필터의 전체 소자의 영향에 의한 불필요한 감쇠극의 주파수와 동일해지도록 한다. 이에 따라 불필요한 감쇠극이 고주파수측의 통과 특성에 나타나지 않게 된다. 따라서, 일반적인 구성인 채로 예를 들면 위상 조정 회로나 다단의 하이 패스 필터 등을 필요로 하지 않는 구성에서 저주파수대 회로에 임피던스의 부정합이 있어도 고주파수대의 차단 특성을 원하는 대로 할 수 있다.
여기서, 소정의 감쇠극의 주파수는 고주파수대의 통과 특성에 있어서 저주파수대의 송수신 신호의 트랩 주파수이어도 좋다.
또한, 저주파수대 회로는 임피던스 부정합을 발생시키는 부정합 소자를 구비해도 되고, 부정합 소자를 필터로 해도 된다. 부정합 소자를 필터로 하는 경우에는 상기 불필요한 공진의 공진 주파수를 필터의 통과 대역 외가 되도록 하면 적합하다.
또한, 저주파수대 회로에는 저주파수대의 송수신 신호를 송신 신호 포트와 수신 신호 포트로 분리하는 스위칭 회로와 이 스위칭 회로의 수신 신호 포트측에 접속된 SAW 필터를 설치해도 된다. 그 외에도, 저주파수대의 송수신 신호를 송신 신호 포트와 수신 신호 포트로 분리하는 제 1 스위칭 회로와 이 제 1 스위칭 회로의 수신 신호 포트측에 접속되어 저주파수대의 수신 신호를 2개의 주파수대의 수신 신호로 더 분리하는 제 2 스위칭 회로와 이 제 2 스위칭 회로의 후단에 접속된 SAW 필터를 설치해도 된다.
따라서, 본 발명에서는 멀티 밴드에 대응하는 고주파 부품으로 구성할 수 있다.
<발명의 효과>
본 발명에 의하면, 저주파수대의 수신 경로에 있어서 임피던스가 정합하고 있지 않아도 고주파수대측의 차단 특성으로부터 불필요한 감쇠극을 없앨 수 있다.
도 1은 실시형태의 듀얼 밴드 대응의 고주파 부품의 블록도이다.
도 2는 실시형태의 다이플렉서의 회로도이다.
도 3은 고주파수대측 필터의 통과 특성을 설명하는 도면이다.
도 4는 실시형태의 스위치 회로의 회로도이다.
도 5는 실시형태의 LC 필터의 회로도이다.
도 6은 실시형태의 고주파 부품의 적층도이다.
도 7은 실시형태의 고주파 부품의 적층도이다.
도 8은 실시형태의 고주파 부품의 적층도이다.
도 9는 실시형태의 고주파 부품의 적층도이다.
도 10은 다른 실시형태의 듀얼 밴드 대응의 고주파 부품의 블록도이다.
도 11은 다른 실시형태의 쿼드 밴드 대응의 고주파 부품의 블록도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1: 다이플렉서 2, 3, 11, 14: 스위칭 회로
4, 6: LC 필터 5, 7, 12, 13, 15, 16: SAW 필터
10, 110, 210: 고주파 부품 101: 로우 패스 필터
101A: 병렬 공진 회로 101B: 직렬 회로
102: 하이 패스 필터 102A: 직렬 공진 회로
Tx: 송신 회로 Rx: 수신 회로
여기서, 본 발명의 제 1 실시형태를 900㎒대의 EGSM과 1.8㎓대의 DCS의 듀얼 밴드 대응의 이동체 통신 장치의 프론트 엔드부를 구성하는 고주파 부품으로서 설명한다. 고주파 부품의 블록도를 도 1에, 고주파 부품을 구성하는 다이플렉서의 회로도를 도 2에 나타낸다.
고주파 부품(10)은 각 구성 소자를 다층 기판에 일체로 설치한 모듈이다.
고주파 부품(10)은 다이플렉서(1), 스위칭 회로(2), 스위칭 회로(3), LC 필터(4), SAW 필터(5), LC 필터(6), SAW 필터(7) 각각을 구비한다.
다이플렉서(1)의 제 1 포트(P1A), LC 필터(4)의 제 2 포트(P4B), SAW 필터(5)의 제 2 포트(P5B), LC 필터(6)의 제 2 포트(P6B), SAW 필터(7)의 제 2 포 트(P7B)는 각각 외부 접속 단자이다.
다이플렉서(1)의 제 1 포트(P1A)는 안테나 포트이며, 정합용의 콘덴서를 거쳐 안테나(ANT)에 접속된다. 또한, LC 필터(4)의 제 2 포트(P4B)는 정합용의 콘덴서를 거쳐 저주파수대의 송신 회로[Tx(EGSM)]에 접속된다. SAW 필터(5)의 제 2 포트(P5B)(평형 단자)는 평형 단자간에 정합용의 리액턴스 소자가 삽입되어 저주파수대의 수신 회로[Rx(EGSM)]에 접속된다. 또한, LC 필터(6)의 제 2 포트(P6B)는 정합용의 콘덴서를 거쳐 고주파수대의 송신 회로[Tx(DSC)]에 접속된다. SAW 필터(7)의 제 2 포트(P7B)(평형 단자)는 평형 단자간에 정합용의 리액턴스 소자가 삽입되어 고주파수대의 수신 회로[Rx(DSC)]에 접속된다.
이 고주파 부품(10)은 스위칭 회로(2)와 LC 필터(4)와 SAW 필터(5)로 저주파수대(EGSM)의 프론트 엔드부인 저주파수대 회로를 구성하고 있다. 또한, 스위칭 회로(3)와 LC 필터(6)와 SAW 필터(7)로 고주파수대(DCS)의 프론트 엔드부인 고주파수대 회로를 구성하고 있다.
다이플렉서(1)의 제 2 포트(P1B)에는 스위칭 회로(2)의 제 1 포트(P2A)가, 다이플렉서(1)의 제 3 포트(P1C)에는 스위칭 회로(3)의 제 1 포트(P3A)가 각각 접속되어 있다. 스위칭 회로(2)의 제 2 포트(P2B)에는 LC 필터(4)의 제 1 포트(P4A)가, 스위칭 회로(2)의 제 3 포트(P2C)에는 SAW 필터(5)의 제 1 포트(P5A)가 각각 접속되어 있다. 스위칭 회로(3)의 제 2 포트(P3B)에는 LC 필터(6)의 제 1 포트(P6A)가, 스위칭 회로(3)의 제 3 포트(P3C)에는 SAW 필터(7)의 제 1 포트(P7A)가 각각 접속되어 있다.
다이플렉서(1)는 안테나 신호로부터 DCS계의 송수신 신호와 EGSM계의 송수신신호를 분리한다. 스위칭 회로(2)는 EGSM계의 송수신 신호로부터 EGSM계의 송신 신호와 EGSM계의 수신 신호를 분리한다. 스위칭 회로(3)는 DCS계의 송수신 신호로부터 DCS계의 송신 신호와 DCS계의 수신 신호를 분리한다. LC 필터(4)는 EGSM계의 송신 신호의 대역만을 통과시켜 EGSM계의 수신 신호가 저주파수대의 송신 회로[Tx(EGSM)]에 유입되는 것을 없게 하고 있다. SAW 필터(5)는 EGSM계의 수신 신호의 대역만을 통과시켜 EGSM계의 송신 신호가 저주파수대의 수신 회로[Rx(EGSM)]에 유입되는 것을 없게 하고 있다. LC 필터(6)는 DCS계의 송신 신호의 대역만을 통과시켜 DCS계의 수신 신호가 고주파수대의 송신 회로[Tx(DSC)]에 유입되는 것을 없게 하고 있다. SAW 필터(7)는 DCS계의 수신 신호의 대역만을 통과시켜 DCS계의 송신 신호가 고주파수대의 수신 회로[Rx(DSC)]에 유입되는 것을 없게 하고 있다.
도 2는 다이플렉서(1)의 회로도이다. 다이플렉서(1)는 제 1 포트(P1A), 제 2 포트(P1B), 제 3 포트(P1C), 선로(Lt1, Lt2), 및 콘덴서(Cc1, Cc2, Ct2, Ct1, Cu1)를 구비한다.
다이플렉서(1)의 제 1 포트(P1A)와 제 2 포트(P1B) 사이에는 선로(Lt1)와 콘덴서(Ct1)로 이루어지는 병렬 회로가 접속되고, 그 병렬 회로의 제 2 포트(P1B)측은 콘덴서(Cu1)를 거쳐 접지되어 있다. 이들 선로(Lt1)와 콘덴서(Ct1)와 콘덴서(Cu1)가 저주파수대측 필터인 로우 패스 필터(101)를 구성하고 있다. 선로(Lt1)와 콘덴서(Ct1)로 이루어지는 병렬 회로는 병렬 공진 회로(101A)를 구성하고, 선로(Lt1)와 콘덴서(Cu1)로 이루어지는 직렬 회로(101B)를 구성하고 있다. 제 2 포 트(P1B)의 후단에는 저주파수대 회로가 접속되어 있다.
다이플렉서(1)의 제 1 포트(P1A)와 제 3 포트(P1C) 사이에는 콘덴서(Cc1, Cc2)를 직렬 접속하고, 그들의 접속점이 선로(Lt2) 및 콘덴서(Ct2)를 거쳐 접지되어 있다. 이들 콘덴서(Cc1, Cc2, Ct2)와 선로(Lt2)가 고주파수대측 필터인 하이 패스 필터(102)를 구성하고 있다. 선로(Lt2)와 콘덴서(Ct2)로 이루어지는 직렬 회로가 직렬 공진 회로(102A)를 구성하고 있다. 제 3 포트(P1C)의 후단에는 고주파수대회로가 접속되어 있다.
로우 패스 필터(101)는 DCS계의 송수신 신호를 감쇠시켜 EGSM계의 송수신 신호가 통과되도록 각 구성 소자의 임피던스가 조정되어 있다. 특히 병렬 공진 회로(101A)는 DCS계의 규격 중심 주파수인 1.9㎓ 부근의 감쇠극의 경사가 급하도록 그 공진 주파수가 설정된다. 따라서, 선로(Lt1)의 임피던스(인덕턴스 값)와 콘덴서(Ct1)의 임피던스(커패시턴스 값)와 콘덴서(Cu1)의 임피던스(커패시턴스 값)가 조정 설계되어 있다.
하이 패스 필터(102)는 EGSM계의 송수신 신호를 감쇠시켜, DCS계의 송수신 신호가 통과되도록 각 구성 소자의 임피던스가 조정되어 있다. 특히 직렬 공진 회로(102A)는 EGSM계의 규격 중심 주파수인 900㎒ 부근에 감쇠극이 위치하여 900㎒ 부근에서 떨어지도록 그 공진 주파수가 설정된다. 따라서, 선로(Lt2)의 인덕턴스 값과 콘덴서(Ct2)의 커패시턴스 값이 조정 설계되어 있다.
이 고주파 부품(10)에서 사용하는 SAW 필터(5)는 통과 대역 이외의 주파수에 있어서 임피던스의 정합이 이루어져 있지 않다. 따라서, 통과 대역 이외의 주파수 에 있어서 SAW 필터(5)의 접속부에서 신호의 반사가 생기고, 저주파수대측 필터에 있어서 신규 공진이 나타난다. 구체적으로는 로우 패스 필터(101)의 3개의 소자 즉 선로(Lt1)와 콘덴서(Ct1)와 콘덴서(Cu1)의 임피던스를 따른 공진 주파수에서의 공진이 나타나게 된다.
이 공진은 어떠한 대책도 강구하지 않으면 고주파수대측의 통과 특성에 악영향을 미쳐 고주파수대측의 통과 특성에 불필요한 감쇠극이 생기게 한다. 그래서, 본 발명에서는 이 신규 공진에 의한 고주파수대측의 통과 특성의 감쇠극이 고주파수대의 통과 특성에 있어서 소정의 감쇠극의 주파수, 여기서는 EGSM계의 규격 중심 주파수 부근이 되도록 조정 설계한다.
여기서, 다이플렉서의 안테나 포트(P1A)와 제 2 포트(P1B) 사이의 통과 특성에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 비교예와 본 발명의 예를 포함하는 통과 특성의 예이다.
동 도면(A)은 저주파수대측에 SAW 필터(5)를 설치하지 않고 SAW 필터(5)의 접속점을 회로의 특성 임피던스와 같은 50Ω에서 종단했을 경우의 비교예이다. 여기서의 설명에서는 거의 이상적인 차단 특성으로서 취급한다.
이 경우, 하이 패스 필터(102)는 저주파수대의 규격 중심 주파수인 90O㎒ 부근에 감쇠극(f1)이 위치하여 감쇠극(f1)보다 고주파수측이 통과 대역이 된다. 이 감쇠극(f1)은 하이 패스 필터(102)의 직렬 공진 회로(102A)의 공진 주파수에 의해 설정된다.
동 도면(B)은 저주파수대 회로에 그 통과 대역 외에서 임피던스 부정합이 큰 SAW 필터(5)를 설치했을 경우이며 본 발명을 채용하지 않는 구성에서의 열화한 차단 특성을 나타내는 비교예이다.
이 경우도 저주파수대의 규격 중심 주파수인 900㎒ 부근에 감쇠극(f1)이 위치하여 감쇠하도록 설정되어 있다. 여기서, 저주파수대 회로에 그 통과 영역 이외의 주파수에 있어서 임피던스의 정합이 이루어져 있지 않은 SAW 필터(5)가 설치되어 있으므로, SAW 필터(5)의 접속부에서 신호의 반사가 생기고 로우 패스 필터(101)에 있어서 전체 소자에 의한 신규 공진이 생긴다.
이 신규 공진에 의해 고주파수대측의 차단 특성에는 불필요한 감쇠극(f2)이 나타나 감쇠 특성이 악화된다. 도시하는 예에서는 주파수 0.4㎓ 부근에 불필요한 감쇠극(f2)이 나타난다.
동 도면(C)은 본 발명을 채용한 구성 즉 저주파수대 회로에 그 통과 대역 이외의 주파수에 있어서 임피던스의 정합이 이루어져 있지 않은 SAW 필터(5)를 설치하여 통과 대역 이외가 50Ω에서 종단되지 않는 경우이며 로우 패스 필터(101)의 전체 소자에 의한 공진 주파수를 적절하게 설정함으로써 개선된 고주파수대측에서의 차단 특성을 나타내는 비교예이다.
이 경우, 신규 공진에 의해 고주파수대측의 차단 특성에 생기는 불필요한 감쇠극(f2)은 900㎒ 부근에 위치하여 하이 패스 필터(102)의 소정의 감쇠극(f1)과 거의 겹치도록 설정되어 있다. 이렇게 하여, 임피던스의 부정합에 의해 고주파수대측의 차단 특성에 생기는 불필요한 감쇠극이 제거된다.
또한, 여기서는 고주파수대측의 차단 특성에는 저주파수대의 규격 중심 주파 수에 소정의 감쇠극이 설정되어 있기 때문에, 로우 패스 필터(101)의 전체 소자에 의한 공진의 설정을 상술한 바와 같이 했지만, 고주파수대측의 차단 특성에 다른 소정 감쇠극이 설정되어 있는 경우에는 상기 불필요한 감쇠극을 그 소정 감쇠극에 맞춰도 좋다.
또한, 이 주파수가 SAW 필터(5)의 통과 대역 내에 들어갈 경우에는 원래 SAW 필터의 통과 대역에서의 특성 임피던스가 50Ω 부근이 되고, 로우 패스 필터(101)의 전체 소자에 의한 공진이 나타나는 것이 없다. 따라서, 그 경우에는 로우 패스 필터(101)의 전체 소자에 의한 공진 주파수를 SAW 필터(5)의 통과 대역으로부터 어긋나도록 적절하게 설정하면 매우 바람직하다.
이하, 본 실시형태의 스위칭 회로(2, 3) 및 LC 필터(4, 6)의 구성에 대해 설명한다.
도 4(A)는 스위칭 회로(2)의 회로도이다. 스위칭 회로(2)는 저주파수대의 송수신 신호를 송신 신호와 수신 신호로 스위칭한다.
스위칭 회로(2)는 제 1 포트(P2A), 제 2 포트(P2B), 제 3 포트(P2C), 스위칭 제어 단자(VG), 다이오드(GD1, GD2), 인덕터(GSL1), 선로(GSL2), 콘덴서(GC5, GCu3), 및 저항(Rg)을 구비한다.
제 1 포트(P2A)와 제 2 포트(P2B) 사이에 애노드가 제 1 포트(P2A)측이 되도록 다이오드(GD1)가 접속된다. 또한, 다이오드(GD1)의 제 2 포트(P2B)측 즉 캐소드는 초크 코일(choke coil)인 인덕터(GSL1)를 거쳐 접지된다.
또한, 제 1 포트(P2A)와 제 3 포트(P2C) 사이에 선로(GSL2)가 접속되고 선 로(GSL2)의 제 3 포트(P2C)측에 다이오드(GD2)의 캐소드가 접속된다. 또한, 선로(GSL2)의 제 3 포트(P2C)측은 또한 콘덴서(CCu3)를 거쳐 접지되어 있다. 다이오드(GD2)의 애노드는 콘덴서(CC5)를 거쳐 접지되고, 다이오드(GD2)의 애노드와 콘덴서(CC5)의 접속점에는 저항(Rg)을 거쳐 스위치 제어 단자(VG)가 설치되어 있다.
도 4(B)는 스위칭 회로(3)의 회로도이다. 스위칭 회로(3)는 고주파수대의 송수신 신호를 송신 신호와 수신 신호로 스위칭한다.
스위칭 회로(3)는 제 1 포트(P3A), 제 2 포트(P3B), 제 3 포트(P3C), 스위치 제어 단자(VD), 다이오드(DD1, DD2), 인덕터(DSLt, DSL1), 선로(DSL2), 콘덴서(DCt1, C, DC5), 및 저항(Rd)을 구비한다.
그리고, 제 1 포트(P3A)와 제 2 포트(P3B) 사이에 캐소드가 제 1 포트(P3A)측이 되도록 다이오드(DD1)가 접속된다. 또한, 다이오드(DD1)에는 인덕터(DSLt) 및 콘덴서(DCt1)로 이루어지는 직렬 회로가 병렬 접속된다. 또한, 다이오드(DD1)의 제 2 포트(P3B)측 즉 애노드는 쵸크 코일인 인덕터(DSL1)와 콘덴서(C)를 거쳐 접지되고, 인덕터(DSL1)와 콘덴서(C)의 접속점에는 스위치 제어 단자(VD)가 설치된다.
또한, 제 1 포트(P3A)와 제 3 포트(P3C) 사이에 선로(DSL2)가 접속되고, 선로(DSL2)의 제 3 포트(P3C)측에 다이오드(DD2)의 애노드가 접속되고, 다이오드(DD2)의 캐소드가 콘덴서(DC5)를 거쳐 접지된다. 또한, 다이오드(DD2)의 캐소드와 콘덴서(DC5) 접속점이 저항(Rd)을 거쳐 접지된다.
도 5(A)는 LC 필터(4)의 회로도이다. LC 필터(4)는 저주파수대의 송신 신호의 2차 고조파 및 3차 고조파를 감쇠시킨다.
LC 필터(4)는 제 1 포트(P4A), 제 2 포트(P4B), 선로(GLt1), 및 콘덴서(CCc1, GCu1, GCu2)를 구비한다.
그리고, 제 1 포트(P4A)와 제 2 포트(P4B) 사이에 선로(GLt1)가 접속되고, 선로(GLt1)에 콘덴서(GCc1)가 병렬로 접속되어 있다. 선로(GLt1)의 제 1 포트(P4A)와 접지 사이에 콘덴서(GCu1)가 접속되고, 선로(GLt1)의 제 2 포트(P4B)와 접지 사이에 콘덴서(GCu2)가 접속되어 있다.
도 5(B)는 LC 필터(6)의 회로도이다. LC 필터(6)는 고주파수대의 송신 신호의 2차 고조파 및 3차 고조파를 감쇠시킨다.
LC 필터(6)는 제 1 포트(P6A), 제 2 포트(P6B), 선로(DLt1, DLt2), 및 콘덴서(DCc1, DCu1, DCu2, DCc2)를 구비한다.
제 1 포트(P6A)와 제 2 포트(P6B) 사이에 선로(DLt1) 및 콘덴서(DCc1)로 이루어지는 병렬 회로와 선로(DLt2) 및 콘덴서(DCc2)로 이루어지는 병렬 회로가 직렬로 접속되고, 선로(DLt1) 및 콘덴서(DCc1)로 이루어지는 병렬 회로의 제 1 포트(P6A)측과 접지 사이에 콘덴서(DCu1)가 접속되고, 제 2 포트(P6B)측과 접지 사이에 콘덴서(DCu2)가 접속되어 있다.
또한, SAW 필터(5) 및 SAW 필터(7)의 회로 구성에 대해서는 일반적인 것을 사용하면 좋고 여기서는 설명을 제외한다.
이상의 각 회로에 의해 본 실시형태의 고주파 부품은 구성된다. 본 실시형태의 고주파 부품은 900㎒대의 EGSM과 1.8㎓대의 DCS의 듀얼 밴드 대응의 이동체 통신 장치의 프론트 엔드부를 구성하지만, 본 발명은 이외의 다른 통신계(예를 들면, 850㎒대의 EGSM과 1.9㎓대의 PCS 등)를 어떻게 조합한 형태여도 똑같이 실시할 수 있다.
이어서, 본 실시형태의 고주파 부품을 세라믹으로 이루어지는 복수개의 시트층을 적층하여 이루어지는 다층 기판에 일체화했을 경우의 구성예를 도 6 ∼ 도 9를 기초로 설명한다.
도 6 ∼ 도 8은 각 층에 있어서의 도체 패턴의 평면도이다. 도 6의 (1)이 최하층, 도 8의 (21)이 최상층이며, 도면에 나타내는 것의 형편상 도 6 ∼ 도 8의 3개의 도면으로 나누어서 나타내고 있다. 도 6 ∼ 도 8에 있어서 도면 중의 각 부호는 도 2, 4, 5에 나타낸 회로 중의 각 부호에 대응하고 있다. 또한, 이들 도면 중의 GND는 접지 전극이다.
도 6의 (1)에 있어서 GND는 접지 단자이다. 그 밖의 단자는 도 1에 나타낸 외부 접속 단자이며, 여기서는 접속처가 송신 회로나 수신 회로인 외부 접속 단자에는 접속처의 부호가 표시되어 있다.
도 6, 7에 나타내는 바와 같이, (8)∼(13)의 층에 걸쳐 선로(DSL2)를 형성하고, (8)∼(14)의 층에 걸쳐 선로(Lt2)가 형성되어 있다. 또한, (8)∼(13)의 층에 걸쳐 선로(GSL2)가 형성되어 있다. 마찬가지로 (8)∼(13)의 층에 걸쳐 스트립 라인(GLt1)이 형성되어 있다. 이렇게 고주파 스위치에서 사용하는 소정 전기장의 스트립 라인을 각각 거의 동일층에 걸쳐 형성함으로써 한정된 면적 또한 한정된 층수로 스트립 라인을 구성할 수 있고, 전체 회로 규모가 증가하여도 칩 사이즈의 증가를 방지할 수 있다.
도 9는 적층체의 최상면에 각 칩 부품을 탑재한 상태를 나타내고 있다. 여기서 SAW 필터는 도 1에 나타낸 EGSM용의 SAW 필터(5)와 DCS용의 SAW 필터(7)를 포함하는 듀얼형이다.
또한, 본 실시형태에서는 다이플렉서의 로우 패스 필터에 있어서 직렬 회로와 병렬 공진 회로를 구성하는 리액턴스 소자로서 선로를 사용하였지만 이 선로를 바꾸어 코일이나 콘덴서 등을 사용하는 것도 가능하다.
이어서, 본 발명의 제 2 실시형태에 관하여 설명한다. 이 실시형태의 고주파 부품은 상기 실시형태의 고주파 부품과 대략 동일한 구성이지만, 다이플렉서에 있어서 하이 패스 필터의 구성 소자의 특성 및 고주파수대(DCS)측의 회로에 설치하는 SAW 필터의 특성이 상기 실시형태와 다르다.
이 실시형태에서 사용하는 SAW 필터(7)는 통과 대역 이외의 주파수대에 있어서 임피던스의 정합이 이루어져 있지 않다. 따라서, 통과 대역 이외의 주파수대에 있어서 SAW 필터(7)의 접속부에서 신호의 반사가 생기고, 고주파수대측 필터에 있어서 신규 공진이 나타난다. 구체적으로는 하이 패스 필터(102)의 직렬 공진 회로(102A)를 구성하는 선로(Lt2)와 콘덴서(Ct2)와 콘덴서(Cc1)의 임피던스에 따른 공진 주파수에서의 직렬 공진이 나타나게 된다. 이들 선로(Lt2)와 콘덴서(Ct2)와 콘덴서(Cc1)가 직렬 공진 회로를 구성한다.
이 선로(Lt2)와 콘덴서(Ct2)와 콘덴서(Cc1)에 의한 직렬 공진은 어떠한 대책도 실시하지 않으면 저주파수대측의 통과 특성에 악영향을 미쳐 저주파수대측의 통과 특성에 불필요한 감쇠극이 생기게 된다. 거기서, 본 발명에서는 선로(Lt2)와 콘 덴서(Ct2)와 콘덴서(Cc1)의 공진에 의한 저주파수대측 통과 특성의 감쇠극을 EGSM계의 규격 중심 주파수의 2배 주파수 부근 또는, DCS계의 규격 중심 주파수 부근이 되도록 조정 설계한다. 이렇게, 고주파수대(DCS)측의 회로에 설치되는 SAW 필터의 부정합에 의해 하이 패스 필터에 새롭게 생기는 공진 주파수를 저주파수대의 주파수 특성에 있어서 소정의 감쇠극의 주파수와 동일하게 함으로써 불필요한 감쇠극이 저주파수측의 통과 특성에 나타나는 일이 없게 된다. 따라서, 일반적인 구성인 채로, 예를 들면 위상 조정 회로나 다단의 하이 패스 필터 등을 필요로 하지 않는 구성에서 고주파수대 회로에 임피던스의 부정합이 있어도 저주파수대의 통과 특성을 원하대로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 듀얼 밴드 이외의 트리플 밴드나 쿼드 밴드 등의 멀티 밴드 대응의 고주파 부품에도 적용할 수 있다.
여기서, 도 1O에 트리플 밴드 대응의 고주파 부품 블록도를, 도 11에 쿼드 밴드 대응의 고주파 부품의 블록도를 나타낸다.
도 10에 나타내는 고주파 부품(110)은 90O㎒대의 EGSM계와 1.8㎓대의 DCS계와 1.9㎓대의 PCS계의 트리플 밴드에 대응한 것이다. 이 경우에는 스위칭 회로(3)의 후단의 수신 회로측에 스위칭 회로(11)가 더 설치되어 SAW 필터(12)를 거쳐 DCS계의 수신 회로[Rx(DSC)]에 접속되고, SAW 필터(13)를 거쳐 PCS계의 수신 회로[Rx(PCS)]에 접속된다. 이 경우에도, 다이플렉서(1)의 각 소자를 적절하게 설정함으로써 SAW 필터(5)의 임피던스 부정합이 생겨도 고주파수대에서의 불필요 공진에 의한 통과 특성의 열화를 억제할 수 있다.
도 11에 나타내는 고주파 부품(210)은 850㎒대의 EGSM(GSM850)계와 90O㎒대의 EGSM(GSM900)계와 1.8㎓대의 DCS계와 1.9㎓대의 PCS계의 쿼드 밴드에 대응한 것이다. 이 경우에는 스위칭 회로(2)의 후단의 수신 회로측에 스위칭 회로(14)가 더 설치되어 SAW 필터(15)를 거쳐 GSM850계의 수신 회로[Rx(GSM850)]에 접속되고, SAW 필터(16)를 거쳐 GSM900계의 수신 회로[Rx(GSM900)]에 접속된다. 이 경우에도 다이플렉서(1)의 각 소자를 적절하게 설정함으로써 저주파수대 회로의 SAW 필터(15)나 SAW 필터(16)의 임피던스 부정합이 생겨도 고주파수대에서의 불필요 공진에 의한 통과 특성의 열화를 억제할 수 있다.
상기와 같이 본 발명은 통신계의 수에 의하지 않고 실시할 수 있어, 안테나 포트를 구비한 고주파 부품에 다양하게 적용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 각각의 주파수대가 다른 복수개의 통신계의 송수신 신호 중 고주파수대의 송수신 신호를 통과시켜 저주파수대의 송수신 신호를 감쇠시키는 고주파수대측 필터와, 상기 복수개의 통신계의 송수신 신호 중 상기 저주파수대의 송수신 신호를 통과시켜 상기 고주파수대의 송수신 신호를 감쇠시키는 저주파수대측 필터를 안테나 포트에 병렬로 접속한 다이플렉서;
    상기 다이플렉서의 상기 고주파수대측 필터에 종속 접속한 고주파수대 회로; 및
    상기 다이플렉서의 상기 저주파수대측 필터에 종속 접속한 저주파수대 회로를 구비하는 고주파 부품에 있어서:
    상기 저주파수대측 필터는,
    상기 안테나 포트와 상기 저주파수대 회로 사이에 접속된 인덕터를 구비하고 상기 인덕터와 제 1 커패시터를 포함하는 병렬 회로와, 상기 인덕터와 제 2 커패시터를 포함하는 직렬 회로를 구성한 것이며,
    상기 직렬 회로 및 상기 병렬 회로에 의해 상기 저주파수대측 필터의 통과 특성을 설정하고,
    상기 저주파수대측 필터의 전체 소자에 의한 공진 주파수를 상기 고주파수대측 필터의 주파수 특성에 있어서의 소정의 감쇠극의 주파수와 동일하게 한 것을 특징으로 하는 고주파 부품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저주파수대측 필터의 전체 소자에 의한 공진 주파수를 상기 고주파수대측 필터의 주파수 특성에 있어서의 고주파수대의 송수신 신호의 트랩 주파수와 동일하게 한 것을 특징으로 하는 고주파 부품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저주파수대 회로는 임피던스의 부정합을 발생시키는 부정합 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 고주파 부품.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 부정합 소자는 필터인 것을 특징으로 하는 고주파 부품.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저주파수대 회로는 상기 저주파수대의 송수신 신호를 송신 신호 포트와 수신 신호 포트로 분리하는 스위칭 회로와 이 스위칭 회로의 수신 신호 포트측에 접속된 SAW 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 고주파 부품.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저주파수대 회로는 상기 저주파수대의 송수신 신호를 송신 신호 포트와 수신 신호 포트로 분리하는 제 1 스위칭 회로와, 이 제 1 스위칭 회로의 수신 신호 포트측에 접속되어 상기 저주파수대의 수신 신호를 2개 주파수대의 수신 신호로 더 분리하는 제 2 스위칭 회로와, 이 제 2 스위칭 회로의 후단에 접속된 SAW 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 부품.
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