KR20020042880A

KR20020042880A - 적층형 고주파 스위치 모듈

Info

Publication number: KR20020042880A
Application number: KR1020027005074A
Authority: KR
Inventors: 다이히로유키; 겜모치시게루; 와타나베미쓰히로
Original assignee: 에다 데쓰야; 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2002-06-07
Also published as: CN1249928C; JP2010093841A; JP4450260B2; US7027779B2; US20030171098A1; JP4525949B2; ATE513368T1; WO2002017504A1; EP1313227B1; EP1313227A1; KR100852963B1; JP2010016850A; JP4525891B2; EP1313227A4; CN1393059A

Abstract

복수의 상이한 송수신 시스템의 송신 회로와 수신 회로를 전환하는 적층형 고주파 스위치 모듈로서, 복수의 송수신 시스템의 신호를 분파하는 분파기, 분파기로부터 오는 수신 신호의 수신 회로에의 신호 경로와 송신 회로에서 오는 송신 신호의 분파기에의 신호 경로를 전환하는 복수의 고주파 스위치 회로, 그리고 송신 회로에서 오는 송신 신호의 전력을 검출하는 수단을 가지고, 적층체는 전극 패턴을 가지는 복수의 유전체층으로 구성되어 있고, 분파기, 고주파 스위치 회로 및 전력 검출 수단은 적층체내의 전극 패턴으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 고주파 스위치 모듈.

Description

적층형 고주파 스위치 모듈 {LAMINATED HIGH-FREQUENCY SWITCH MODULE}

근래의 무선 통신장치, 예를 들면 휴대전화기의 보급은 관심도가 높아져 휴대전화기의 기능 및 서비스의 향상이 점점 도모되고 있다(이하, 휴대전화기를 예를 들어 설명한다). 휴대전화기의 시스템으로는, 예를 들면 주로 유럽의 주된 방식인 GSM(Global System for Mobile Communications)방식, DCS1800(Digital Cellular System 1800)방식, 미국의 주된 방식인 PCS(Personal Communications Services)방식, 일본에서 채용되어 있는 PDC(Personal Digital Celluar)방식 등의 여러 가지 시스템이 있다. 그러나 현재의 휴대전화기의 급격한 보급과 함께, 특히 선진국의 주요 대도시에서는 각 시스템에 할당된 주파수대에서는 시스템 이용자를 전부 처리할 수가 없고, 접속이 곤란하거나 통화도중에서 접속이 끊어지거나 하는 등의 문제가 생기고 있다. 그래서 이용자가 복수의 시스템을 이용할 수 있도록 하여 실질적으로 이용 가능한 주파수를 증가시키고, 나아가 서비스구역을 확충시키거나 각 시스템의 통신 인프라를 유효하게 활용하는 것이 행하여지고 있다. 이와 같이 복수의 시스템에 대응한 휴대전화기는 멀티밴드(multi band) 휴대전화기라고 불리고, 단일의 시스템에만 대응하는 싱글밴드(single band) 휴대전화기와 구별된다.

1대의 휴대전화기로 복수의 시스템을 이용 가능하게 하기 위해서 단순히 휴대전화기에 각 시스템의 회로를 설치하면, 시스템마다 송신계에서는, 예를 들면 원하는 송신주파수의 송신 신호를 통과시키는 필터, 송수신 회로를 전환하는 고주파 스위치, 및 송수신 신호를 입사 및 방사하는 안테나가 필요하며, 또 수신계에서는 고주파 스위치를 통과한 수신 신호 중 원하는 주파수를 통과시키는 필터 등의 고주파회로부품이 필요하게 된다. 이로 인하여 휴대전화기가 고가가 됨과 동시에, 체적·중량도 증가하여 휴대용으로는 적당하지 않다. 따라서, 1대로 복수의 시스템을 이용 가능한 휴대전화기를 실현하는 데에는 복수의 시스템의 주파수로 동작하는 소형이며 복합 기능화한 고주파 회로 부품이 필요하다.

도25는, 이러한 멀티밴드 휴대전화기의 송신부의 기본구성을 나타내는 블럭도이다. 이 멀티밴드 휴대전화기는 복수의 시스템이 하나의 안테나를 공용하도록 안테나 공용기를 가지고, 그 후단에 복수의 방향성 결합기(CPn), 검파 다이오드(DKn), 에러 증폭기(AEn), 고주파 증폭기(PAn) 등을 구비하고 있다. 방향성 결합기(CPn)의 출력단은 검파 다이오드(DKn)에 접속되고 검출된 송신 신호의 전력이 목표하는 송신 출력 레벨이 되도록 송신 출력 레벨이 제어되어 있다. 고주파증폭기(PAn)의 이득은 상기 시스템의 주파수대역 내에서 일정하지 않고, 또한 주위온도나 전원 전압에 의해서도 변동하는 경우도 있다. 그러므로 시스템마다 칩 형태의 방향성 결합기가 탑재되어 회로기판상의 접속선로에 의해 고주파신호에 비례하는 출력이 인출되고, 고주파증폭기의 출력 전력이 검출되고 있었다.

이와 같이 종래의 멀티밴드 휴대전화기에서는 각 시스템에서 사용되는 방향성 결합기, 검파 다이오드 등의 부품이 중복되어 있다. 이들 개별(discrete) 부품은 회로기판 상에 설치되어 있기 때문에 멀티밴드 휴대전화기의 송신부는 대형화하고, 그 결과 휴대전화기 전체도 대형화하는 문제가 있었다. 또한 개별 부품은 회로기판상의 접속선로로 접속되어 있기 때문에, 접속선로의 손실에 의해 송신부의 특성이 열화되는 문제도 있다. 또 소형화를 필수로 하는 멀티밴드 휴대전화기에 있어서 큰 문제는 부품 수의 증가에 의한 설치 면적의 증가, 부품 사이의 임피던스 매칭을 위한 정합용량이나 인덕터 등의 부속 부품의 부가, 삽입 손실의 증대 등이 있다.

본 발명의 목적은 전력 검출 기능 및 증폭 회로를 구비함과 동시에 우수한 고주파 특성을 가지는 소형의 적층형 고주파 스위치 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명은 마이크로파대 등의 고주파 대역에서 사용되고, 복수의 송수신 시스템의 송신 회로 및 수신 회로와 안테나 사이의 신호 경로를 제어하기 위한 적층형 고주파 스위치 모듈에 관한 것으로, 특히 송신 회로에서 전송되는 송신 신호의 전력을 검출하는 기능을 구비한 적층형 고주파 스위치 모듈에 관한 것이다.

본 발명의 제1 실시 형태에 의한 적층형 고주파 스위치 모듈은 복수의 상이한 송수신 시스템의 송신 회로와 수신 회로를 전환하는 것으로, 복수의 송수신 시스템의 신호를 분파하는 분파기와, 상기 분파기로부터 오는 수신 신호의 수신 회로에의 신호 경로와 송신 회로에서 오는 송신 신호의 상기 분파기에의 신호 경로를 전환하는 복수의 고주파 스위치 회로, 그리고 상기 송신 회로에서 오는 송신 신호의 전력을 검출하는 수단을 가지고, 상기 적층체는 전극 패턴을 가지는 복수의 유전체층으로 구성되어 있고, 상기 분파기, 상기 고주파 스위치 회로 및 상기 전력 검출 수단은, 상기 적층체 내의 상기 전극 패턴에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 고주파 스위치 회로는 다이오드와 제1 분포 상수 선로와 제1 콘덴서를 주요 소자로 하며, 상기 분파기는 제2 분포 상수 선로와 제2 콘덴서를 주요 소자로 하고, 상기 필터 회로는 제3 분포 상수 선로와 제3 콘덴서를 주요 소자로 하고, 상기 제1 내지 제3 분포 상수 선로 및 상기 제1 내지 제3 콘덴서의 적어도 일부는 상기 적층체 내의 상기 전극 패턴으로 구성되어 있고, 상기 다이오드는 적층체의 표면에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 실시예에 의한 적층형 고주파 스위치 모듈은 복수의 상이한 송수신 시스템의 송신 회로와 수신 회로를 전환하는 것으로, 복수의 송수신 시스템의 신호 경로를 전환하는 고주파 스위치 회로, 상기 고주파 스위치 회로의 후단에 복수의 송수신 시스템의 신호를 분파하는 분파기, 복수의 송수신 시스템의 신호를 합성하는 분파기, 그리고 송신 회로에서 오는 송신 신호의 전력을 검출하는 수단을 가지고, 상기 적층체는 전극 패턴을 가지는 복수의 유전체층으로 구성되어 있고, 상기 분파기, 상기 고주파 스위치 회로 및 상기 전력 검출 수단은 상기 적층체 내의 상기 전극 패턴으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 고주파 스위치 회로는 복수의 송수신 시스템의 신호 경로를 송신경로와 수신 경로로 전환하여 한 쪽 분파기는 수신 신호를 복수의 수신계의 하나에 전송하도록 작용하고, 다른 쪽의 분파기는 복수의 송신계 중 동작하고 있는하나의 송신계에서 오는 송신 신호를 고주파 스위치 회로에 전송하도록 작용한다.

상기 고주파 스위치 회로는 전계 효과형 트랜지스터를 주요 소자로 하고, 상기 전계 효과형 트랜지스터는 상기 적층체의 표면에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

제1 및 제2 실시예에 있어서, 송신 회로에서 오는 안테나에의 송신 신호의 신호 경로 중에는 필터 회로를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 전력 검출 수단은 방향성 결합회로 또는 용량 결합회로인 것이 바람직하다.

제1 및 제2 실시예에서, 상기 방향성 결합회로는 제4 분포상수 선로를 주요 소자로 하여, 상기 제4 분포상수 선로의 적어도 일부는 상기 적층체 내의 상기 전극 패턴으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 제4 분포 상수 선로는 송신 회로에서 오는 송신 신호의 분파기에의 신호 경로 중에 배치된 주(主)선로와 상기 주선로와 평행 또는 대향하도록 배치된 부(副)선로로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 주선로는 상기 필터 회로의 제3 분포상수 선로로 구성할 수도 있다.

제1 및 제2 실시예에서, 상기 용량 결합 회로는 제5 콘덴서를 주요 소자로 하며, 제5 콘덴서의 적어도 일부는 상기 적층체 내의 상기 전극 패턴으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 제5 콘덴서는 송신 회로에서 오는 송신 신호의 분파기에의 신호 경로와 병렬로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

제1 및 제2 실시예에서는, 적층체 내에 고주파 증폭기, 가변이득 증폭기 및 자동 이득 제어 회로를 일체로 내장하는 것이 바람직하다. 이 적층형 고주파 스위치 모듈에서는 자동 이득 제어 회로로 상기 방향성 결합회로 또는 용량 결합회로에 의한 송신 신호의 전력 검출 결과와 송신할 전력을 비교하고, 비교 결과에 따라 가변이득 증폭기의 이득을 증감시킨다. 자동 이득 제어 회로는 검파기와 에러 증폭기를 구비하고, 복수의 송수신 시스템에서 하나의 에러 증폭기를 공용하는 것이 바람직하다.

상기 고주파 증폭기는 트랜지스터를 가지는 증폭 회로, 증폭 회로의 입력 측에 접속된 입력 정합 회로, 그리고 증폭 회로의 출력 측에 접속된 출력 정합 회로를 구비하고, 입력 정합 회로 및 출력 정합 회로는 각각 콘덴서 및 인덕터를 가지고, 증폭 회로의 트랜지스터는 적층체의 표면에 탑재되어 있는 것이 바람직하다. 상기 인덕터의 적어도 일부는 분포 상수 선로로서 상기 적층체 내에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한 상기 콘덴서의 적어도 일부는 상기 적층체 내로 상기 유전체층을 사이에 두고 대항하는 콘덴서 전극으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또 상기 증폭 회로의 트랜지스터는 전해 효과 트랜지스터인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예를, 첨부 도면을 참조하여 이하 상세하게 설명한다. 설명의 간략화를 위해, 제1 송수신 시스템을 GSM(송신주파수 880∼915MHz, 수신 주파수 925∼960MHz)로 하고, 제2의 송수신 시스템을 DCSl800(송신주파수 1710∼1785MHz, 수신 주파수 1805∼1880MHz)으로 한 경우를 예로 들지만, 물론 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 PCS(송신주파수 1850∼1910MHz, 수신 주파수 1930∼1990MHz) 등의 다른 통신시스템에도 적용할 수 있다. 또한, 이들 TDMA(TimeDivision Multiple Access)방식의 시스템과 W·CDMA(Wideband CDMA)와 같은 CDMA(Code Division Multiple Access)방식을 멀티밴드화한 적층형 고주파 스위치 모듈에 적용하는 것도 당연히 가능하다.

[1]적층형 고주파 스위치 모듈의 구성

도 1은 본 발명의 적층형 고주파 스위치 모듈의 일례를 나타내는 블럭도이다. 이 적층형 고주파 스위치 모듈은 안테나(ANT)에서 입사하는 신호를 제1 송수신 시스템의 수신 신호와 제2 송수신 시스템의 수신 신호로 분파하는 제1 필터 회로(F1) 및 제2 필터 회로(F2)로 이루어지는 분파기, 제1 필터 회로(F1)의 후단에 배치되고 컨트롤 회로(VC1)로부터 공급하는 외부전압에 의해 제1 송수신 시스템의 송신 회로(TX1)와 수신 회로(RX1)를 전환하는 제1의 스위치 회로(SW1), 제2 필터 회로(F2)의 후단에 배치되고 컨트롤 회로(VC2)로부터 공급하는 외부전압에 의해 제2 송수신 시스템의 송신 회로(TX2)와 제2 송수신 시스템의 수신 회로(RX2)를 전환하는 제2 스위치 회로(SW2), 송신 회로에서 오는 송신 신호의 전력 검출 수단 및 가변이득 증폭 회로를 가지는 적층형 고주파 스위치 모듈이다. 전력 검출 수단으로서는 방향성 결합회로 또는 용량 결합회로가 바람직하다.

본 발명의 적층형 고주파 스위치 모듈의 등가 회로를 도 2 및 도 3을 참조하여 이하 상세하게 설명으로 한다. 도 2는 송신 전력 검출 수단으로서 방향성 결합회로를 이용한 적층형 고주파 스위치 모듈의 등가 회로도이며, 도 3은 송신 전력 검출 수단으로서 용량 결합회로를 이용한 적층형 고주파 스위치 모듈의 등가 회로도이다.

(1)제1 및 제2 필터 회로(분파기)

안테나(ANT)와 접속하는 제1 및 제2 필터 회로는 각각 분포 상수 선로 및 콘덴서에 의해 구성되어 있다. 도 2 등에 나타내는 등가 회로에서는, GSM의 송수신 신호를 통과시키지만 DCS1800의 송수신 신호를 감쇠시키는 제1 필터 회로(F1)는 저역 통과 필터(Low-Pass Filter)를 구비하고 있고, DCS1800의 송수신 신호를 통과시키지만 GSM의 송수신 신호를 감쇠시키는 제2 필터 회로(F2)는 고역 통과 필터(High-Pass Filter)를 구비하고 있다. 저역 통과 필터(F1)는, 병렬 접속한 분포 상수 선로(LF1) 및 콘덴서(CF1)와 이들과 어스 사이에 접속한 콘덴서(CF3)로 이루어진다. 고역 통과 필터(F2)는 병렬 접속한 분포 상수 선로(LF2) 및 콘덴서(CF2)와 이들과 어스 사이에 접속한 분포 상수 선로(LF3), 분포 상수 선로(LF2) 및 콘덴서(CF2)에 직렬로 접속한 콘덴서(CF4)로 이루어진다. 이러한 구성에 의해 제1 송수신 시스템과 제2 송수신 시스템의 수신 신호를 분파할 수 있다. 상기 분파기를 구성하는 분포 상수 선로 및 콘덴서는 적층체를 구성하는 유도체층상에 형성된 전극 패턴으로 구성되는 것이 바람직하다.

여기서 제1 및 제2 필터 회로(F1, F2)로서 상기 구성 이외에 하기의 a∼h의 구성도 채용할 수 있다.

a. 제1 필터 회로가 저역 통과 필터로 이루어지고, 제2 필터 회로가 노치 필터로 이루어지는 구성,

b. 제1 필터 회로가 노치 필터로 이루어지고, 제2 필터 회로가 밴드 패스 필터로 이루어지는 구성,

c. 제1 필터 회로가 저역 통과 필터로 이루어지고, 제2 필터 회로가 밴드 패스 필터로 이루어지는 구성,

d. 제1 필터 회로가 노치 필터로 이루어지고, 제2 필터 회로가 노치 필터로 이루어지는 구성,

e. 제1 필터 회로가 노치 필터로 이루어지고, 제2 필터 회로가 고역 통과 필터로 이루어지는 구성,

f. 제1 필터 회로가 밴드 패스 필터로 이루어지고, 제2 필터 회로가 밴드 패스필터로 이루어지는 구성,

g. 제1 필터 회로가 밴드 패스 필터로 이루어지고, 제2 필터 회로가 노치 필터로 이루어지는 구성,

h. 제1 필터 회로가 밴드 패스 필터로 이루어지고, 제2 필터 회로가 고역 통과 필터로 이루어지는 구성.

(2) 스위치 회로

제1 및 제2 필터 회로의 후단에 배치되고, GSM의 송신 회로(TX1)와 수신 회로(RX1)를 전환하는 제1 스위치 회로(SW1), DCS1800의 송신 회로(TX2)와 수신 회로(RX2)를 전환하는 제2 스위치 회로(SW2)는 각각 다이오드 및 분포 상수 선로를 주요 구성 소자로 하고 있다.

(a)제1 스위치 회로

제1 스위치 회로(SW1)는 도 2의 상측의 스위치 회로이며, GSM의 송신 회로(TX1)와 수신 회로(RX1)를 전환하는 것이다. 스위치 회로(SW1)는 2개의 다이오드(DG1, DG2)와 2개의 분포 상수 선로(LG1, LG2)를 주요 구성 소자로 하고, 다이오드(DG1)는 GSM의 송수신 신호의 입출력단자(IP1)와 송신 회로(TX1) 사이에 배치되어 있다. 입출력단자(IP1)에는 다이오드(DG1)의 양극이 접속하고 있고, 다이오드(DG1)의 음극과 어스 사이에 분포 상수 선로(LG1)가 접속하고 있다. 입출력단자(IP1)와 수신 회로(RX1) 사이에는 분포 상수 선로(LG2)가 접속하고 있고, 수신 회로(RX1)측 분포 상수 선로(LG2)의 일단과 어스 사이에 다이오드(DG2)의 음극이 접속하고, 다이오드(DG2)의 양극과 어스 사이에 콘덴서(CG6)가 접속하며 다이오드(DG2)의 양극과 컨트롤 회로(VC1)와의 사이에 인덕터(LG) 및 저항(RG)의 직렬 회로가 접속하고 있다.

분포 상수 선로(LG1) 및 분포 상수 선로(LG2) 각각은 그 공진 주파수가 GSM의 송신 신호의 주파수대역 내가 되는 것과 같은 선로 길이를 가진다. 제1 필터 회로(F1)와 송신 회로(TX1) 사이에 삽입된 저역 통과 필터 회로는 분포 상수 선로 및 콘덴서에 의해 구성되어 있다. 도 2에 나타나는 등가 회로도에서는, 분포 상수 선로(LG3)와 콘덴서(CG3, CG4, CG7)로 구성된 π 형의 저역 통과 필터는 다이오드(DG1)와 분포 상수 선로(LG1) 사이에 배치하고 있다.

(b)제2 스위치 회로

제2 스위치 회로는, 도 2의 하측의 스위치 회로이며 DCS1800의 수신 회로 (RX2)와 송신 회로(TX2)를 전환하는 것이다. 스위치 회로(SW2)는 2개의 다이오드 (DP1, DP2)와 2개의 분포 상수 선로(LP1, LP2)를 주요 구성 소자로 하고, 다이오드(DP1)는 DCS1800의 송수신 신호의 입출력단자(IP2)와 송신 회로(TX2) 사이에 배치되며, 송신 회로(IP2)에 다이오드(DP1)의 양극이 접속하고 다이오드(DP1)의 음극과 어스 사이에 분포 상수 선로(LP1)가 접속되어 있다. 입출력 단자(IP2)와 수신 회로(RX2) 사이에는 분포 상수 선로(LP2)가 접속하고, 수신 회로(RX2)측 분포 상수 선로(LP2)의 일단과 어스 사이에 다이오드(DP2)의 음극이 접속하고 있다. 다이오드(DP2)의 양극과 어스 사이에 콘덴서(CP6)가 접속하고, 다이오드 (DP2)의 양극과 컨트롤 회로(VC2) 사이에 인덕터(LP) 및 저항(RP)으로 이루어지는 직렬 회로가 접속하고 있다.

분포 상수 선로(LP1) 및 분포 상수 선로(LP2)는 각각 그 공진 주파수가 DCS1800의 송신 신호의 주파수대역 내가 되는 것 같은 선로 길이를 가진다. 제2 필터 회로(F2)와 송신 회로(TX2) 사이에 삽입된 저역 통과 필터 회로는 분포 상수 선로와 콘덴서로 구성되어 있다. 도 2에 나타내는 등가 회로도에서는, 분포 상수 선로(LP3) 및 콘덴서(CP3, CP4, CP7)에 의해 구성된 π 형의 저역 통과 필터가 다이오드(DP1)와 분포 상수 선로(LP1) 사이에 삽입되어 있다.

어느 스위치 회로에서도, 저역 통과 필터 회로는 스위치 회로를 구성하는 소자 사이에 복합적으로 구성한 것이지만, 스위치 회로의 후단 또는 전단 어디에나 배치할 수 있다. 또한 스위치 회로를 구성하는 분포 상수 선로 및 콘덴서는 적층체를 구성하는 유전체층 상의 전극 패턴으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

(3)방향성 결합회로

스위치 회로의 후단에 배치되는 방향성 결합회로는 분포 상수 선로를 주요 구성 소자로 한다. 제1 방향성 결합회로는 GSM의 송신 신호의 일부를 인출하여 송신 회로(TX1)로부터 오는 송신 신호의 전력을 검출하는 것이며, 송신 회로(TX1)와 분포 상수 선로(LG3) 사이에 직렬로 접속된 분포 상수 선로(LG4)를 주(主)선로로 하여, 이것과 결합하는 분포 상수 선로(LC1)를 부(副)선로로 한다.

제2 방향성 결합회로는 DCS1800의 송신 신호의 일부를 인출하여 송신 회로에서 오는 송신 신호의 전력을 검출하는 것이며, 송신 회로(TX2) 및 분포 상수 선로 (LP3) 사이에 직렬로 접속된 분포 상수 선로(LP4)를 주선로로 하고 분포 상수 선로(LC1)를 제1 방향성 결합회로와 공통의 부선로로 한다. 분포 상수 선로(LC1)의 일단은 특성 임피던스와 대략 동등한 저항(RC)을 사이에 두고 접지되어 있다.

듀얼밴드(dual band) 휴대전화기에서는 2개의 시스템(예를 들면 GSM 및 DCS1800)에 대응하는 고주파신호를 동시에 송신하지 않는다. 따라서, 본 발명의 적층형 고주파 스위치 모듈에서의 방향성 결합기로는 어느쪽인가의 송신시에 있어 하나의 주선로와 하나의 부선로가 서로 결합하고 있으면 되고, 부선로를 2개의 시스템으로 공용화할 수 있다. 그러므로 방향성 결합기용 분포 상수 선로(LG4, LP4, LC1)는 전극 패턴을 가지는 유전체 시트를 적층하여 이루어지는 적층체 내의 전극 패턴으로 구성되고, 분포 상수 선로(LC1)는 분포 상수 선로(LG4, LP4)와 적층 방향으로 유전체층을 사이에 두고 일부 대향한다. 또한 분포 상수 선로(LC1)를 분포 상수 선로(LG4, LP4)와 동일층으로 대향시킬 수도 있다.

이와 같이 방향성 결합기를 구성하면 주선로와 부선로의 결합에 의해 고주파 증폭기(PA1 또는 PA2)으로부터 주선로에 오는 송신 신호의 일부는 부선로에 흐르고 커플링 단자(PDP1)에 출력된다.

이상 부선로를 2개의 시스템으로 공용화하는 경우에 대해 설명했지만, 도 4에 나타내는 등가 회로도와 같이, 각각의 시스템에 주선로가 되는 분포 상수 선로와 결합하도록 복(複)선로가 되는 분포 상수 선로를 배치하여 별도의 방향성 결합기로 하고, 분포 상수 선로(LC1, LC2)의 일단(一端)끼리를 하나의 저항(RC)에서 종단할 수도 있다. 또한 도 5나 도 6의 등가 회로도에 도시한 바와 같이, 주선로로서 저역 통과 필터 회로를 구성하는 분포 상수 선로를 이용하여 이것과 결합하도록 복선로를 배치하여 방향성 결합회로를 구성할 수도 있다.

고주파 증폭기(PA1, PA2)와 방향성 결합회로와의 접속점에서 고주파 증폭기 측에서 본 수신시의 임피던스가 대략 오픈상태가 되도록 방향성 결합회로의 주선로를 포함한 고주파증폭기와의 접속선로 길이를 설정하면, 수신시의 송신단자(TX)에서 안테나(ANT)의 아이솔레이션(isolation) 특성이 향상되기 때문에 바람직하다. 예를 들면 GSM의 송신 신호(880∼915MHz)와 DCS1800의 송신 신호(1710∼l785MHz)와의 중간주파수 λ에 대하여 방향성 결합회로의 주선로를 포함한 고주파 증폭기와의 접속선로 길이는, (λ/ 6∼λ/3) + n×λ/2(n은 정수)로 하는 것이 바람직하다.

또 본 명세서에서 사용하는 용어「대략 오픈상태」란, 스미스 챠트 상에서 임피던스 Z를 Z = R + jX 에서 나타낼 때의 실수부 R를 150Ω 이하에 조정한 경우 및 허수부 X의 절대치를 100Ω 이상 조정한 경우로 정의한다.

(4)증폭 회로

도 22는 적층형 고주파 스위치 모듈에 접속 또는 복합화된 증폭 회로를 나타내는 블럭도이다. 이 가변이득 증폭 회로에 의하면, 커플링 단자(PDP1)로부터 인출된 송신 신호의 일부는 저항을 가지는 감쇠기(16)(필요에 따라 사용한다)에 의해 후단의 회로에서 취급할 수 있는 정도의 전력까지 감쇠되어, 임피던스 정합기(도시하지 않음)를 사이에 두고 검파기(15)에 입력된다. 검파기(15)에서 검파 다이오드(DK1)에 의해 정류된 후, 평활 콘덴서(CK1)와 부하저항(RK1)에 의해 전압변화된 검파 신호가 되고, 제어회로(12)에 입력된다. 검파 신호는 하나의 에러 증폭기(EA1)에 입력하고 소정의 송신 신호 레벨을 나타내는 제어신호와 비교되어, 이 차이가 작아지도록 가변이득 증폭기(DA1 또는 DA2)에 피드백 되어 이득이 증감되어 목표하는 송신출력 레벨로 제어된다. 검파기(15) 및 제어회로(12)는 자동 이득 제어회로(APC)를 구성한다.

종래의 증폭 회로와 비교하여 검파기(15)나 제어회로(16) 등을 복수의 시스템으로 공용화 함으로써 가변이득 증폭 회로의 구성 부품 수를 삭감할 수 있음과 동시에 회로를 소형화할 수도 있어 복합화한 적층형 고주파 스위치 모듈 전체의 크기를 작게 할 수 있다.

고주파 증폭기(PA1, PA2)를 구성하는 트랜지스터나 MMIC(Microwave Mono1ithic Integrated Circuit)는 소비 전력이 크고 발열량이 크기 때문에, 검파기(15)에 온도 변동을 보증하기 위한 감온 소자(서미스터)를 설치하여 검파기(15)의 온도 특성을 관리할 수도 있다.

도 23은 도 4에 도시한 바와 같은 커플링 단자를 2개 구비하는 적층형 고주파 스위치 모듈에 접속되거나 복합화 되는 증폭 회로를 나타내는 블럭도이다. 상기 증폭 회로와 다른 점은 2개의 커플링 단자(PDP1, PDP2)를 가지기 때문에, 커플링 단자(PDP1, PDP2)로부터 인출된 전력을 각각 2개의 검파 다이오드(DK1, DK2)에 입력하여 정류하고 평활 콘덴서(CK1)와 부하 저항(RK1)에 의해 전압 변화된 검파 신호로서 공통의 에러 증폭기(EA1)에 입력하는 점이다. 이 경우도 종래와 비교하여 증폭 회로의 구성 부품 수를 삭감할 수 있고, 또한 회로를 소형화 할 수 있다.

도 24는 상기 증폭 회로에서 사용되는 고주파 증폭기의 등가 회로의 일례로서, 인덕터(19) 및 콘덴서(18)를 가지는 입력 정합 회로, 인덕터(20) 및 콘덴서(21)를 가지는 출력 정합 회로(26), 저항, 콘덴서 및 인덕터로 이루어지는 발진 방지용 안정화 회로(24, 25), 그리고 전계 효과 트랜지스터를 가진다.

고주파 증폭기를 구성하는 전계 효과 트랜지스터(27)를 적층체 표면에 탑재하고, 입력 정합 회로(23) 및 출력 정합 회로(26)를 구성하는 인덕터를 분포 상수 선로(적층체를 구성하는 유전체층 상에 형성된 전극 패턴으로 형성된다)에 의해 형성하고, 또한 콘덴서를 적층체 내로 유전체층을 사이에 두고 대향하는 콘덴서 전극으로 형성하거나 APC 회로를 구성하는 검파 다이오드(DK1) 등을 적층체 표면에 설치함으로써 적층형 고주파 스위치 모듈 전체의 치수를 작게 할 수 있다.

(5)용량 결합회로

송신 회로에서 오는 송신 신호의 전력을 검출하는 다른 방법으로서 용량 결합회로를 이용하는 경우에 대하여 설명한다.

도 3은 송신 신호의 전력을 검출하는 수단으로서 용량 결합회로를 이용한 적층형 고주파 스위치 모듈을 나타내는 등가 회로도이다. 스위치 회로의 후단에 배치되는 용량 결합회로는 콘덴서를 주요 구성 소자로 하고 있다. 제1 용량 결합회로는 콘덴서(CG2)와 분포 상수 선로(LG3) 사이에 콘덴서(CG2)와 병렬로 접속하는 콘덴서(CC1)로 구성되고, GSM의 송신 회로(TX1)의 송신 신호의 일부를 인출하여 송신 회로(TX1)로부터 오는 송신 신호의 전력을 검출하는 것이다.

제2 용량 결합회로는 콘덴서(CP2)와 분포 상수 선로(LP3) 사이에 콘덴서(CP2)와 병렬로 접속하는 콘덴서(CC2)로 구성되고, DCS1800의 송신 회로(TX2)의 송신 신호의 일부를 인출하여 송신 회로에서 오는 송신 신호의 전력을 검출하는 것이다.

콘덴서(CC1, CC2)는 적층체를 구성하는 유전체층에 형성된 전극 패턴으로 구성되고, 전극 패턴은 적층 방향으로 유전체층을 사이에 두고 대향함으로써 정전 용량으로 결합하여 용량 결합회로를 구성한다. 용량 결합도는 용량 결합회로를 구성하는 콘덴서의 전극 패턴 면적, 대향거리, 삽입하는 유전체층의 유전율 등의 인자에 의해 여러 가지로 조절할 수 있다. 또한 전극 패턴을 동일층 내에서 평행하게 대향하여 결합시켜 콘덴서(CC1, CC2)를 구성할 수도 있고, 이 경우에는 대향하는 전극 패턴의 에지부 길이로 여러 가지 결합도를 얻을 수 있다.

[2]동작

본 발명의 적층형 고주파 스위치 모듈은 전원 공급 수단(컨트롤 회로)부터 외부전압을 공급하여 다이오드 스위치를 온/오프상태로 제어함으로써, 제1 및 제2 송수신 시스템 중 어느 하나를 선택한다. 이하 도 1에 나타내는 블록 회로 및 도 2에 나타내는 등가 회로를 가지는 적층형 고주파 스위치 모듈의 동작을 설명한다.

(1)GSM TX 모드

제1 송신 회로(TX1)와 제1 필터 회로(F1)를 접속하는 경우, 컨트롤 회로(VC1)로부터 양의 전압이 인가된다. 컨트롤회로(VC1)로부터 부여된 양의 전압은 콘덴서(CG6, CG5, CG4, CG7, CG3, CG2 및 CG1)에 의해서 직류 성분이 차단되어 다이오드(DG2, DG1)를 포함하는 회로에 인가되고 다이오드(DG2, DG1)가 ON 상태가 된다. 다이오드(DG1)가 ON 상태로 되면 제1 송신 회로(TX1)와 접속점(IP1) 사이의 임피던스가 낮아진다. 또한 ON 상태가 된 다이오드(DG2) 및 콘덴서(CG6)에 따라 분포 상수 선로(LG2)가 고주파적으로 접지되는 것에 의해 공진하여, 접속점(IP1)으로부터 제1 수신 회로(RX1)를 본 임피던스는 대단히 커진다. 이로 인하여, 제1 송신 회로(TX1)로부터 오는 송신 신호는 제1 수신 회로(RX1)에 누설하지 않고 제1 필터 회로(F1)에 전송된다.

제1 송신 회로(TX1)로부터 오는 송신 신호 전력의 일부는 커플링 단자(PDP1)에 나타나고, 계속해서 자동 이득 제어 회로(APC)에 유도된다. 또한 안테나측에서 역류하는 고주파전력의 일부는 저항(RC)에서 흡수된다.

(2)GSM RX 모드

제1 수신 회로(RX1)와 제1 필터 회로(F1)를 접속하는 경우, 컨트롤 회로(VC1)의 전압이 제로가 된다. 이에 따라 다이오드(DG1, DG2)는 OFF 상태가 된다. OFF 상태가 된 다이오드(DG2)에 의해 분포 상수 선로(LG2)를 사이에 두고 접속점(IP1)과 제1 수신 회로(RX1)가 접속된다. 또한 다이오드(DG1)가 OFF 상태가 되는 것에 의해 접속점(IP1)과 제1 송신 회로(TX1) 사이의 임피던스가 커진다. 이로 인하여 제1 필터 회로(F1)로부터 오는 수신 신호는 제1 송신 회로(TX1)에 누설하지 않고 제1 수신 회로(RX1)에 전송된다.

(3)DCS TX 모드

제2 송신 회로(TX2)와 제2 필터 회로(F2)를 접속하는 경우, 컨트롤 회로(VC2)로부터 양의 전압이 인가된다. 컨트롤 회로(VC2)로부터 부여된 양의 전압은, 콘덴서(CP6, CP5, CP4, CP7, CP3, CP2 및 CF4)에 의해서 직류 성분이 차단되어, 다이오드(DP2, DP1)를 포함하는 회로에 인가되고 다이오드(DP2, DP1)가 ON 상태가 된다. 다이오드(DP1)가 ON 상태가 됨으로써 제2 송신 회로 (TX2)와 접속점(IP2) 사이의 임피던스는 낮아진다. 또한 ON 상태가 된 다이오드(DP2) 및 콘덴서(CP6)에 의해 분포 상수 선로(LP2)가 고주파적으로 접지됨으로써 공진이 일어나 접속점(IP2)으로부터 제2 수신 회로(RX2)를 본 임피던스가 대단히 커진다. 이로 인하여 제2 송신 회로(TX2)로부터 오는 송신 신호는 제2 수신 회로(RX2)에 누설하지 않고 제2 필터 회로(F2)에 전송된다.

제2 송신 회로(TX2)로부터 오는 송신 신호 전력의 일부는 커플링 단자(PDP2)에 나타나고 계속해서 자동 이득 제어회로(APC)에 유도된다. 또한 안테나 측에서 역류하는 고주파 전력의 일부는 저항(RC)에서 흡수된다.

(4)DCS RX 모드

제2 수신 회로(RX2)와 제2 필터 회로(F2)를 접속하는 경우, 컨트롤 회로(VC2)의 전압이 제로가 된다. 이것에 의해 다이오드(DP1, DP2)는 OFF 상태가 된다. OFF 상태가 된 다이오드(DP2)에 따라 분포 상수 선로(LP2)를 사이에 두고 접속점 (IP2)과 제2 수신 회로(RX2)가 접속된다. 또한 다이오드(DP1)가 OFF 상태가 됨으로써 접속점(IP2)과 제2 송신 회로(TX2) 사이의 임피던스는 커진다. 이로 인하여 제2의 필터 회로(F2)로부터 오는 수신 신호는 제2 송신 회로(TX2)에 누설하지 않고 제2의 수신 회로(RX2)에 전송된다.

[3]실시예

(1)제1 실시예

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 고주파 스위치 모듈의 평면도이며, 도 8은 그 적층체 부분의 사시도이며, 도 9는 그 적층체의 내부구조를 나타내는 분해도이다. 이 실시예에서는, 제1 및 제2 필터 회로, 저역 통과 필터 회로, 스위치 회로의 분포 상수 선로 및 방향성 결합회로의 분포 상수 선로는 적층체 내에 구성하고, 다이오드와 적층체내에 내장할 수 없는 고용량치의 칩 콘덴서는 적층체 상에 탑재되어 원칩화한 적층형 고주파 스위치 모듈로 되어 있다.

이 적층체는 저온 소성이 가능한 세라믹 유전체 재료로 이루어지는 두께 20μm∼200μm의 그린시트 상에 Ag를 주체로 하는 도전 페이스트를 인쇄하여 원하는 전극 패턴을 형성하고, 전극 패턴을 가지는 그린시트를 적당히 적층하여 소성함으로써 일체화한 것이다. 라인 전극의 폭은 대략 100μm∼400μm 이다.

도 9를 참조하여 적층체의 내부 구조를 적층 순서로 설명한다. 우선 최하층의 그린시트(15)에는, 어스 전극(31)이 대략 전체면에 형성되어 있고, 측면에 형성되는 단자 전극(81, 83, 85, 87, 89, 91, 95, 96)에 접속하기 위한 접속부가 설치되어 있다.

그린시트(15) 상에 전극 패턴이 인쇄되어 있지 않은 더미(dummy)그린시트(14)를 적층한다. 그 위에 적층하는 그린시트(13)에는 3개의 라인 전극(41, 42, 43)이 형성되고, 그 위에 적층하는 그린시트(12)에는 4개의 라인 전극(44, 45, 46, 47)이 형성되어 있다. 그린시트(12) 상에 4개의 스루홀(through hole) 전극(도면 중, 검은 동그라미로 나타낸다.)이 형성된 그린시트(11)를 적층하여, 그 위에 4개의 스루홀 전극과 콘덴서용 전극(61)이 형성되고, 또 어스 전극(32)이 형성된 그린시트(9)를 적층한다.

2개의 어스 전극(31, 32)에 사이의 영역에 형성된 라인 전극은 적절히 접속되어 제1 및 제2 스위치 회로(SW1, SW2)용 분포 상수 선로를 형성한다. 라인 전극(42, 46)은 스루홀 전극으로 접속되어 등가 회로의 분포 상수 선로(LG1)를 구성하고, 라인 전극(43, 47)은 스루홀 전극으로 접속되어 등가 회로의 분포 상수 선로(LG2)를 구성하고, 라인 전극(41, 44)은 스루홀 전극으로 접속되어 등가 회로의 분포 상수 선로(LP1)를 구성하고, 라인 전극(45)은 등가 회로의 분포 상수 선로(LP2)를 구성한다.

그린시트(9) 상에 적층하는 그린시트(8)에는 콘덴서용 전극(62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69)이 형성되어 있다. 그 위에 적층하는 그린시트(7)에도 콘덴서용 전극(70, 71, 72, 73)이 형성되어 있다. 그 위에 적층하는 그린시트(6)에는 콘덴서전극(74)이 형성되어 있다.

또한 그 위에 라인 전극(48, 49, 50, 51)이 형성된 그린시트(5)를 적층하여 그 위에 라인 전극(52, 53, 54, 55, 56, 57)이 형성된 그린시트(4)를 적층한다. 그 위에 라인 전극(58, 59, 60)이 형성된 그린시트(3)를 적층한다. 그 위에 접속라인 전극이 형성된 그린시트(2)를 적층한다. 최상부의 그린시트(1)에는 탑재 소자 접속용 랜드(land)가 형성되어 있다.

상측의 어스 전극(32)이 형성된 그린시트(9) 상에 적층된 그린시트(8)의 콘덴서용 전극(62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69)과, 그린시트(9) 아래의 그린시트(10) 콘덴서 전극(61)과는 각각 어스 전극(32) 사이에서 용량을 형성한다. 구체적으로는, 콘덴서용 전극(62)은 콘덴서(CP3)를 형성하고, 콘덴서용 전극(63)은 콘덴서(CP4)를 형성하고, 콘덴서용 전극(65)은 콘덴서(CG4)를 형성하고, 콘덴서용 전극(64)은 콘덴서(CG3)를 형성하고, 콘덴서용 전극(67)은 콘덴서(CF3)를 형성하고, 콘덴서용 전극(69)은 콘덴서(CP6)를 형성하고, 콘덴서용 전극(61, 66)은 콘덴서(CG6)를 형성한다.

그린시트(6, 7, 8)에 형성된 콘덴서 전극은 상호간에 용량을 형성하고, 콘덴서 전극(68)과 콘덴서 전극(73) 사이에서 콘덴서(CF4)를 구성하고, 동일하게 콘덴서 전극(62, 63)과 콘덴서 전극(70) 사이에서 콘덴서(CP7)를 구성하고, 콘덴서 전극(72)과 콘덴서 전극(74) 사이에서 콘덴서(CF1)를 구성하고, 콘덴서 전극(73)과 콘덴서 전극(74) 사이에서 콘덴서(CF2)를 구성하고, 콘덴서 전극(64, 65)과 콘덴서 전극(71) 사이에서 콘덴서(CG7)를 구성한다. 콘덴서 전극(73)은 콘덴서 전극(68)과 대향하여 용량을 형성하지만, 어스 전극(32)과는 대향하지 않도록 어스 전극(32)에는 노치부가 형성되어 있다. 또한 이 노치부를 이용하여, 분포 상수 선로에 도통하는 스루홀 전극이 형성되어 있다.

그린시트(3, 4, 5)에서, 라인 전극(52, 58)은 분포 상수 선로(LF1)를 구성하고, 라인 전극(48, 53, 59)은 분포 상수 선로(LF2)를 구성하고, 라인 전극(51, 57)은 분포 상수 선로(LF3)를 구성하고, 라인 전극(50, 56)은 분포 상수 선로(LG3)를 구성하고, 라인 전극(55, 61)은 분포 상수 선로(LP3)를 구성한다. 또한 라인 전극(60)은 분포 상수 선로(LP4)를 구성하고, 라인 전극(49)은 분포 상수 선로(LG4)를 구성한다. 또 그린시트(2)의 라인 전극은 배선용 라인이다.

그린시트(4)에서, 분포 상수 선로(LC1)를 구성하는 라인 전극(54)은 그린시트(3)에 형성된 라인 전극(60) 및 그린시트(5)에 형성된 라인 전극(49)과 적층방향으로 일부 대향하여, 그들의 대향 부분으로 방향성 결합기를 구성한다. 라인 전극(54)의 일단은 스루홀을 사이에 두고 적층체의 외면에 도출되어, 특성 임피던스와 대략 동등한 칩 저항(RC)과 접속한다.

이들 그린시트를 압착하여 일체로 소성하여 외형 치수가 예를 들면 6.7mm × 5.0mm× 1.0mm 의 적층체(100)를 얻는다. 이 적층체(100)의 측면에 단자 전극(81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96)을 형성한다. 얻어진 적층체(100)의 외관을 도 8에 나타낸다.

이 적층체(100) 상에, 다이오드(DG1, DG2, DP1 및 DP2), 칩 콘덴서(CG1, CG2 및 CP2) 및 칩 저항(RG, RP 및 RC)을 탑재한다. 도 7은 이들 소자를 탑재한 상태를 나타내는 평면도이다. 도 7은 이 적층형 고주파 스위치 모듈의 설치구성(각 단자의 접속구조)도 합쳐서 나타낸다. 도 7에 있어서 GND는 어스 접속되는 단자를 의미한다.

이 실시예에서는 도2에 나타내는 등가 회로 중, 분포 상수 선로(CG5, CP5,LG 및 LP)는 이 실시예의 칩 부품 탑재용 회로 상에 형성되어 있다.

이 실시예로서는 제1 및 제2의 스위치 회로의 분포 상수 선로는 적층체 내의 어스 전극으로 좁혀진 영역 내에 배치되어 있기 때문에, 스위치 회로와 분파기 및 저역 통과 필터 회로와의 간섭이 방지된다. 어스 전극으로 좁혀진 영역을 적층체의 하부에 배치하면 어스 전위는 취하기 쉽다. 어스와의 사이에 접속되는 콘덴서를 구성하는 전극을 그 위의 어스 전극에 대향시켜 형성한다.

이 실시예로서는 적층체의 측면에 각 단자가 형성되어 있기 때문에, 면실장이 가능하다. 측면의 단자는 각각의 ANT단자, DCS1800의 TX2단자, GSM의 TX1단자, GSM의 RX1단자, DCS1800의 RX2단자, 커플링 단자, 어스 단자 (GND) 및 컨트롤 단자(VC1, VC2)이다. 적층체(100)의 각 측면에는 적어도 하나의 어스 단자가 배치되어 있다.

이 실시예의 적층체(100) 측면에 형성된 단자 전극에서 ANT단자에 대하여 적층체(100)를 설치 면에 수직한 면으로 양분한 반대측에, DCS의 TX2단자, GSM의 TX1단자, GSM의 RX1단자, DCS의 RX2단자를 각각 형성하고 있다.

또 TX 단자군 및 RX 단자군이 형성되어 있는 ANT 단자의 반대측에서, 한쪽 단에 송신 TX 단자군이 형성되고, 다른쪽 단에 수신 RX 단자군이 형성되어 있다.

또한 이 실시예에서는, ANT단자, TX 단자군, RX 단자군을 어스단자로 모이도록 구성하고 있다. 또한 VC1, VC2도 어스단자로 모이는 구성으로 하고 있다.

이 실시예의 적층형 고주파 스위치 모듈의 각 컨트롤 회로(VC1, VC2)의 제어 로직을 표 1에 나타낸다. 이것에 의해 GSM 및 DCS1800의 모드를 변경한다.

도 10∼도 17에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 분파기, 고주파 스위치 방향성 결합기를 적층체에 일체화함으로써 종래 필요한 임피던스 매칭회로가 불필요하게 되어, 각 통신모드에서 원하는 주파수대역으로 우수한 삽입 손실 특성과 아이솔레이션(isolation) 특성이 얻어짐과 동시에, 송신 전력의 검출기능을 구비한 소형 또한 고성능의 적층형 고주파 스위치 모듈이 얻어졌다.

(2)제2 실시예

본 실시예는, 트리플 밴드 적층형 고주파 스위치 모듈에 관한 것이다. 도 18은 본 발명의 적층형 고주파 스위치 모듈의 회로 블럭도이며, 도 19는 그 등가 회로의 일례를 도시한 도면이다.

제1 및 제2 필터 회로, 및 제1 송수신 시스템(GSM)의 제1 스위치 회로(SW1)는 제1 실시예와 등가 회로적으로 동일하다. 제2 스위치 회로(SW2)는 제2의 송수신 시스템(DCS1800)의 수신 회로(RX2)와 제3 송수신 시스템(PCS)의 수신 회로 (RX3)를 전환하는 하나의 스위치 회로(SW2-1) 및 DCS/PCS의 송신 회로(TX2)와 스위치 회로(SW2-1)를 전환하는 또 하나의 스위치 회로(SW2-2)를 가진다.

DCS의 수신 회로(RX2)와 PCS의 수신 회로(RX3)를 전환하는 스위치 회로(SW 2-1)는 2개의 다이오드(DP3, DP4) 및 2개의 분포 상수 선로(LP5, LP6)를 주요 구성 소자로 한다. 이 스위치 회로(SW2-1)의 전단에는 DCS/PCS의 송신 회로 (TX2)와 스위치 회로(SW2-1)를 전환하는 또 하나의 스위치 회로(SW2-2)가 배치되어 있다. 이 스위치 회로(SW2-2)는 2개의 다이오드(DP1, DP2) 및 2개의 분포 상수 선로(LP1, LP2)를 주요 구성 소자로 한다.

이 실시예의 적층형 고주파 스위치 모듈의 각 컨트롤 회로(VC1, VC2, VC3)의 제어 로직을 표 2에 나타낸다. 이 제어 로직에 의해 GSM, DCS 및 PCS의 각 모드를 변경한다.

이 실시예에서도 종래 필요한 임피던스 매칭회로가 불필요해서 각 통신모드에서 원하는 주파수대역으로 우수한 삽입 손실 특성과 아이솔레이션(isolation) 특성이 얻어짐과 동시에, 송신 전력의 검출기능을 구비한 소형 또한 고성능의 적층형 고주파 스위치 모듈이 얻어진다.

(3)제3 실시예

본 실시예의 적층형 고주파 스위치 모듈은, 도 20에 도시한 바와 같이, 안테나의 후단에 고주파 스위치(SPDT 스위치)SW를 가지고, 고주파 스위치(SW)는 2개의 송수신 시스템의 송신 신호 경로와 수신 신호 경로를 전환한다. 고주파 스위치 (SW)의 후단에 2개의 분파기가 있고, 한 쪽 분파기(DIP1)는 2개의 송신계(TX1, TX2)에 접속하고 있어 송신 신호를 합성하도록 되어 있다. 여기서 용어「송신 신호를 합성한다」란, 복수의 송신계(TX1, TX2) 중 동작하고 있는 하나의 송신계로부터 전송된 송신 신호를 통과시키는 것을 의미한다. 또한 다른 쪽의 분파기(DIP2)는 2개의 수신계(RX1, RX2)에 접속하고 있어 수신 신호를 분파하도록 되어 있다. 이 적층형 고주파 스위치 모듈은 또 송신 회로(TX1, TX2)로부터 오는 송신 신호의 전력 검출 수단(예를 들면 방향성 결합회로)(PD)을 구비하고 있다.

이 고주파 스위치는 도 21에 도시한 바와 같이, 4개의 트랜지스터(FET)를 사용하여 스위치 회로를 구성한다. 송신시에는 트랜지스터(FET1, FET4)를 온 상태로 하고 트랜지스터(FET2, FET3)를 오프상태로 하여, 수신시에는 트랜지스터 (FET2, FET3)를 온 상태로 하고 트랜지스터(FET1, FET4)를 오프상태로 하고 송신 회로와 수신 회로를 전환한다. 송신 회로측 및 수신 회로측에는 각각 분파기(DIP1, DIP2)가 접속되어 있다. 송신 회로측에 배치되는 분파기(DIP1)의 후단에는 또 방향성 결합기가 배치되어 있다. 상기 적층형 고주파 스위치 모듈과 같이 분파기, 복수의고주파 스위치 회로 및 방향성 결합회로를 구성하는 분포 상수 선로, 콘덴서 및 트랜지스터는 복수의 유전체층을 적층하여 이루어지는 적층체에 일체화되어 있다.

이로 인하여, 종래 필요한 임피던스 매칭회로가 불필요하므로 각 통신모드에서 원하는 주파수대역으로 우수한 삽입 손실 특성과 아이솔레이션(isolation) 특성이 얻어짐과 동시에, 송신 전력의 검출기능을 구비한 소형 또한 고성능의 적층형 고주파 스위치 모듈이 얻어진다.

Claims

복수의 상이한 송수신 시스템의 송신 회로와 수신 회로를 전환하는 적층형 고주파 스위치 모듈로서,

복수의 송수신 시스템의 신호를 분파하는 분파기,

상기 분파기로부터 오는 수신 신호의 수신 회로에의 신호 경로와 송신 회로에서 오는 송신 신호의 상기 분파기에의 신호 경로를 전환하는 복수의 고주파 스위치 회로, 그리고

상기 송신 회로에서 오는 송신 신호의 전력을 검출하는 수단

을 포함하며,

상기 적층체는 전극 패턴을 가지는 복수의 유전체층으로 구성되어 있고, 상기 분파기, 상기 고주파 스위치 회로 및 상기 전력 검출 수단은 상기 적층체 내의 상기 전극 패턴에 의해 구성되어 있는

적층형 고주파 스위치 모듈.
제1항에서,

상기 고주파 스위치 회로는 다이오드, 제1 분포 상수 선로, 및 제1 콘덴서를 주요 소자로 하고, 상기 분파기는 제2 분포 상수 선로와 제2 콘덴서를 주요 소자로 하며, 상기 필터 회로는 제3 분포 상수 선로와 제3 콘덴서를 주요 소자로 하고, 상기 제1 내지 제3 분포 상수 선로 및 상기 제1 내지 제3 콘덴서의 적어도 일부는 상기 적층체 내의 상기 전극 패턴으로 구성되어 있고, 상기 다이오드는 적층체의 표면에 설치되어 있는 적층형 고주파 스위치 모듈.
복수의 상이한 송수신 시스템의 송신 회로와 수신 회로를 전환하는 적층형 고주파 스위치 모듈로서,

복수의 송수신 시스템의 신호 경로를 전환하는 고주파 스위치 회로,

상기 고주파 스위치 회로의 후단에 복수의 송수신 시스템의 신호를 분파하는 분파기,

복수의 송수신 시스템의 신호를 합성하는 분파기, 그리고

송신 회로에서 오는 송신 신호의 전력을 검출하는 수단

을 포함하며,

상기 적층체는 전극 패턴을 가지는 복수의 유전체층으로 구성되어 있고, 상기 분파기, 상기 고주파 스위치 회로 및 상기 전력 검출 수단은 상기 적층체내의 상기 전극 패턴에 으로 구성되어 있는

적층형 고주파 스위치 모듈.
제3항에서,

상기 고주파 스위치 회로는 전계 효과형 트랜지스터를 주요소자로 하고, 상기 전계 효과형 트랜지스터는 상기 적층체의 표면에 설치되어 있는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 전력 검출 수단은 방향성 결합회로 또는 용량 결합회로인 적층형 고주파 스위치 모듈.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,

송신 회로에서 오는 안테나에의 송신 신호의 신호 경로 중에 필터 회로를 구비하고 있는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서,

상기 방향성 결합회로는 제4 분포 상수 선로를 주요 소자로 하고, 상기 제4 분포 상수 선로의 적어도 일부는 상기 적층체 내의 상기 전극 패턴으로 구성되어 있는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제7항에서,

상기 제4 분포 상수 선로는 송신 회로에서 오는 송신 신호의 분파기에의 신호 경로 중에 배치된 주(主)선로와 상기 주선로와 평행 또는 대향하도록 배치된 부(副)선로로 구성되어 있는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제8항에서,

상기 주선로로서 상기 필터 회로의 제3 분포 상수 선로를 이용하는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서,

상기 용량 결합회로는 제5 콘덴서를 주요 소자로 하고, 상기 제5 콘덴서의 적어도 일부는 상기 적층체 내의 상기 전극 패턴으로 구성되어 있는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제10항에서,

상기 제5 콘덴서는 송신 회로에서 오는 송신 신호의 분파기에의 신호 경로와 병렬로 배치되어 있는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에서,

고주파증폭기, 가변이득증폭기, 그리고 자동 이득 제어 회로를 포함하고, 각각 상기 적층체에 일체화되어 있는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제12항에서,

상기 자동 이득 제어 회로에 의해 상기 방향성 결합회로 또는 용량 결합회로에 의한 송신 신호의 전력 검출 결과와 송신할 전력을 비교하고, 비교결과에 따라 가변이득 증폭기의 이득을 증감시키는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제13항에서,

상기 자동 이득 제어 회로는 검파기 및 에러 증폭기를 포함하고, 복수의 송수신 시스템으로 하나의 에러 증폭기를 공용하는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에서,

상기 고주파증폭기는 트랜지스터를 가지는 증폭 회로, 상기 증폭 회로의 입력 측에 접속된 입력 정합 회로, 그리고 상기 증폭 회로의 출력 측에 접속된 출력 정합 회로를 포함하고,

상기 입력 정합 회로 및 상기 출력 정합 회로는 각각 콘덴서 및 인덕터를 포함하며,

상기 증폭 회로의 트랜지스터는 상기 적층체의 표면에 탑재되어 있고, 상기 인덕터의 적어도 일부는 분포 상수 선로로서 상기 적층체 내에 형성되어 있는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제15항에서,

상기 콘덴서의 적어도 일부는 상기 적층체 내로 상기 유전체층을 사이에 두고 대항하는 콘덴서 전극으로 형성되어 있는 적층형 고주파 스위치 모듈.
제15항 또는 제16항에서,

상기 증폭 회로의 트랜지스터는 전해 효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 적층형 고주파 스위치 모듈.