TWI440317B - 高頻電路、高頻組件及通信裝置 - Google Patents

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TWI440317B
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Keisuke Fukamachi
Shigeru Kemmochi
Kazuhiro Hagiwara
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Hitachi Metals Ltd
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Description

高頻電路、高頻組件及通信裝置
本發明係關於在至少2個通信系統可共用之高頻電路、具有該高頻電路的高頻組件、及使用此組件之通信裝置。
現在，利用由IEEE802.11規格所代表之無線LAN的資料通信廣為普及，例如應用於個人電腦(PC)、列表機或硬碟機、寬頻路由器等之PC的周邊機器、FAX、冰箱、標準電視(SDTV)、高畫質電視(HDTV)、數位相機、數位錄影機、行動電話等之電子機器、汽車或飛機內的無線通信手段等之電子電器間。
作為無線LAN之規格，IEEE802.11a係在5GHz頻帶使用OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiples：正交頻率多重分割)調變方式，支援最高54Mbps的高速資料通信。IEEE802.11b係不需要無線許可證就可利用在2.4GHz的ISM(Industrial,Scientific and Medical：工業、科學以及醫學)頻帶使用DSSS(Dirrect Sequence Spread Spectrum：直接順序展頻)方式，支援5.5Mbps及11Mbps的高速通信。IEEE802.11g係和IEEE802.11b一樣地在2.4GHz頻帶使用OFDM調變方式，支援最高54Mbps的高速資料通信。
作為使用這種無線LAN之多頻帶通信裝置用的高頻電路，WO2006/003959號揭示一種高頻電路，其係在對應於無線LAN之2.4GHz頻帶及5GHz頻帶的2個通信系統(IEEE802.11a及IEEE802.11b)之多頻帶通信裝置可進行分集接收。此高頻電路如第35圖所示，具備有：高頻開關電路10和發送側電路之間的分波電路13；分波電路13和發送端子11bg－T之間的功率放大電路2及帶通濾波電路4；分波電路13和發送端子11a－T之間的低通濾波電路19、功率放大電路3及帶通濾波電路5；高頻開關電路10和分波電路13之間的檢波電路8；高頻開關電路10和接收側電路之間的分波電路14；分波電路14和接收端子11bg－R之間的帶通濾波電路6；分波電路14和接收端子11a－R之間的低通濾波電路26及低雜訊放大電路27；天線端子Ant1和高頻開關電路10之間的凹口波電路28；以及天線端子Ant2和高頻開關電路10之間的凹口波電路29。
又，WO2006/003959號亦揭示一個例子，其係將低雜訊放大電路設置於和2.4GHz頻帶之接收端子11bg－R及5GHz頻帶的接收端子11a－R連接之路徑。在WO2006/003959號之高頻電路，分波電路設置於低雜訊放大電路的輸入側，又在分波電路和低雜訊放大電路之間連接帶通濾波或或低通濾波器。
特開2002－208874號揭示－種高頻電路，如第36圖所示，作為由無線LAN及藍芽共用的高頻電路，具有：天線1和天線切換開關3之間的帶通濾波器2；在天線切換開關3之發送側由無線LAN及藍芽共用的功率放大電路5；為了區分無線LAN之發送和藍芽的發送而和功率放大電路5連接之雙訊器(低頻帶通過型的匹配電路13和高頻帶通過型之匹配電路14的組合)；在天線切換開關3之接收側由無線LAN及藍芽共用的低雜訊放大器7；以及為了區分無線LAN之發送和藍芽的接收而和該低雜訊放大器7連接之雙訊器(低頻帶通過型的匹配電路15和高頻帶通過型之匹配電路16的組合)。
接收靈敏度受到低雜訊放大器之雜訊指數及帶通濾波器和分波電路的插入損失之影響很大。關於低雜訊放大器之雜訊指數的降低，使其輸入段之損失變成最小係最有效。可是，在WO2006/003959號之高頻電路的構造無法充分地提高接收靈敏度。又因為開關電路等對靜電突波弱，所以在WO2006/003959號之高頻電路的構造，在天線有靜電放電(ESD：Electostatic Discharge)的情況，開關電路等可能受到破壞。
又，在WO2006/003959號之高頻電路，雖然需要將約數mA的偏壓電壓供給功率放大電路及低雜訊放大電路，但是因為積體化成RFIC或基頻帶IC之邏輯控制電源的驅動電流係低於2mA，所以無法直接驅動。
在特開2003－273687號之高頻電路，為了防止靜電放電所引起的開關電路等之破壞，在天線端子連接高通濾波電路。可是，在行動電話等之可攜式機器附加無線LAN收發功能的情況，可攜式機器之發送信號的一部分混入無線LAN系統，尤其接收路徑之低雜訊放大器變成飽和，而接收靈敏度可能變成惡化。以靜電放電對策為目的之特開2003－273687號的電路構造無法充分地解決這種問題。又，在特開2002－208874號之高頻電路，雖然以設置於天線和天線切換開關之間的一個帶通濾波器進行在發送側產生之高諧波的衰減及接收側之雜訊的衰減，但是在2.4GHz頻帶及5GHz頻帶之2個頻率無法共用。
此外，對應於使用多條天線以提高通信速度及品質之MIMO(Multi－Input－Multi－Output)技術的IEEE802.11n之規格的無線LAN通信裝置正普及中。可是，在WO2006/003959號及特開2003－273687號之高頻電路，無法充分地對應IEEE802.11n。
因此，本發明之目的在於提供一種高頻電路，其係可用於選擇性地使用至少兩個頻帶的無線通信，且接收靈敏度良好、耗電流少且小型。
本發明之另一種目的在提供具有該高頻電路的高頻組件。
本發明之另外的目的在提供具備有該高頻組件的通信裝置。
本發明之高頻電路，係用於選擇性地使用至少第一頻帶及比該第一頻帶更低之第二頻帶的無線通信者，其特徵為：具備有天線端子；輸入該第一頻帶之發送信號的第一發送端子；輸入該第二頻帶之發送信號的第二發送端子；輸出該第一頻帶之接收信號的第一接收端子；輸出該第二頻帶之接收信號的第二接收端子；至少一個分波電路，係分配第一頻帶的信號和第二頻帶之信號的路徑；至少一個開關電路，係切換發送信號和接收信號之路徑；低雜訊放大電路，係設置於該開關電路和該第二接收端子之間，用以至少將該第二頻帶的接收信號放大；以及至少第一及第二濾波電路，係從該天線端子依序設置在該天線端子和該低雜訊放大電路之間，雖然兩濾波電路都讓該第二頻帶之接收信號通過，但是至少阻止比該第二頻帶更低的頻帶，且該第一濾波電路之阻帶比該第二濾波電路的阻帶更低。
在比高頻信號低的頻帶中，以靜電放電為首，對開關電路及低雜訊放大電路有不良影響之雜訊及不要的電波很多。第一濾波電路在天線有靜電放電(ESD)之情況，用於防止靜電放電所引起的開關電路等之破壞，而且防止低雜訊放大電路因對天線混訊之信號而變成飽和。第一濾波器又例如可讓1GHz或以下之信號衰減。利用這些作用，可防止來自例如使用0.9GHz頻帶且最大輸出約3W之高功率的EGSM系統等的混訊。利用接近天線端子的第一濾波電路而阻止靜電放電等之比較低頻的不要電波，並利用接近低雜訊放大電路之第二濾波電路進一步防止低雜訊放大器的飽和。
雖然以一個濾波器要阻止不要電波時插入損失變大，但是藉由將第一濾波器和第二濾波器組合並使用，而可分段地阻止不要電波。藉由將第一濾波電路之阻帶設為比第二濾波電路的阻帶更低，而可抑制通過第一濾波電路之信號的損失。為了利用第二濾波器儘量阻止頻率比第二頻帶更低的不要電波進入低雜訊放大電路，使第二濾波器之Q值比第一濾波器者更高為較佳。此外，第一及第二濾波器未含分波電路。
該第一及第二濾波電路係高通濾波電路較佳。因為高通濾波電路可使信號損失比帶通濾波電路者更小，所以高通濾波電路適合抑制信號損失。高通濾波器在例如利用離開2GHz或以上之2.4GHz頻帶和5GHz頻帶的無線LAN般，大幅地離開第一頻帶和第二頻帶之多頻帶無線通信用的高頻電路，在第一及第二頻帶可共用。
該高頻電路，具備有：開關電路，係切換該天線端子和該第一、第二發送端子之連接及該天線端子和該第一、第二接收端子的連接；第一分波電路，係設置於該開關電路和該第一、第二發送端子之間；第二分波電路，係設置於該開關電路和該第一、第二接收端子之間；第一功率放大電路，係設置於該第一分波電路和第一發送端子之間；以及第二功率放大電路，係設置於該第一分波電路和第二發送端子之間；該第一濾波電路設置於該天線端子和該開關電路之間，該第二濾波電路設置於該開關電路和該低雜訊放大電路之間較佳。
係第一濾波電路之高通濾波電路，在天線有靜電放電(ESD)之情況，用於防止靜電放電所引起的開關電路等之破壞，而且防止低雜訊放大電路因對天線混訊之信號而變成飽和。為了防止低雜訊放大電路之飽和，除了將第一濾波電路設置於天線端子和開關電路之間以外，將係第二濾波電路之高通濾波電路設置於開關電路和低雜訊放大電路之間為較佳。
該低雜訊放大電路係設置於該開關電路和該第二分波電路之間較佳。在此配置中，因為在該低雜訊放大器之輸入側無分波電路，所以可大幅度降低輸入側的插入損失，並可大幅地提高接收靈敏度。
具備有和該低雜訊放大電路並聯之旁通路徑為較佳。在接收信號弱時為了提高旁通路徑之隔離性，而將低雜訊放大電路設為動作狀態時，接收靈敏度變高。又在接收信號強時，將旁通路徑設為連接狀態，並將低雜訊放大電路設為不動作狀態時，可防止接收信號失真。
該第二濾波電路配置於該旁通路徑與該低雜訊放大電路的分叉點、和該低雜訊放大電路之間較佳。利用此電路構造，旁通路徑之插入損失變小，因而連如此小的接收信號都可藉旁通路徑應付。因此，使低雜訊放大電路動作時之接收信號強度變小，可使接收信號的失真變小。
該高頻電路最好具備有：電壓供給端子，係將固定之電壓供給至該第一及第二功率放大電路；及控制電路，係從該電壓供給端子接受電壓，並向該第一及第二功率放大電路以及該低雜訊放大電路輸出控制用的偏壓電壓。該控制電路可進行1mA或以下之微弱電流的控制，因為不需要如以往之大的偏壓電流(數mA)，所以有助於降低耗電流。
在本發明之一實施形態，控制電路最好具備有：電壓輸入端子；該第一功率放大電路用偏壓電壓輸出端子；該第二功率放大電路用偏壓電壓輸出端子；該低雜訊放大電路用偏壓電壓輸出端子；第一開關，係用以開－關該第一功率放大電路用的偏壓電壓；第二開關，係用以開－關該第二功率放大電路用的偏壓電壓；第三開關，係用以開－關該低雜訊放大電路用的偏壓電壓；第四開關，係設置於該第一及第二開關的共用端子和該電壓輸入端子之間；和該第四開關並聯之電阻；以及該第一~第四開關之開－關控制用的第一~第四信號輸入端子。利用來自一個電壓輸入端子之電壓驅動該控制電路，並利用開關控制可輸出第一及第二功率放大電路用的偏壓電壓、及該低雜訊放大電路用之偏壓電壓。開關控制用之信號可從積體化於RFIC、基頻帶IC等的邏輯控制端子而得到。
將電阻和第四開關並聯，並將其電阻值設為比第四開關導通時之電阻值更高，藉此在第四開關導通時利用第四開關的低電阻值可將功率放大電路之偏壓電壓設為高，又藉由在第四開關不導通時經由並聯的電阻，而可將偏壓電壓設為低。藉此，可使功率放大電路的動作點作成可變，因而在擴大通信距離之情況或通信環境差的情況，提高偏壓電壓以提高功率放大電路之輸出，反之在通信距離比較近的情況或通信環境良好之情況，降低偏壓電壓可降低耗電流。
將電阻設置於第一~第三開關和各偏壓輸出端子之間，可調整輸出電壓。
在第一分波電路和第一功率放大電路之間具有第一低通濾波電路，在該第一分波電路和第二功率放大電路之間具有第二低通濾波電路為較佳。利用這些低通濾波電路，可降低從功率放大電路產生之高諧波。
以取代將該低雜訊放大電路設置於該開關電路和該第二分波電路之間亦可具備有設置於該開關電路和該第一接收端子之間，並將該第一頻帶的接收信號放大之另外的低雜訊放大電路，且將該第二分波電路配置於該低雜訊放大電路及該另外的低雜訊放大電路和該開關電路之間。在此構成中，因為低雜訊放大電路未要求增益特性之高平坦性，只要將第一及第二頻帶的信號放大即可，所以可作成高的增益。
亦可將該第一濾波電路作為高通濾波電路，將該第二濾波電路作為帶通濾波電路。帶通濾波電路亦讓低頻之不要電波衰減，而可防止低雜訊放大電路的飽和。
該高頻電路具備有：開關電路，係切換該天線端子和該第一、第二發送端子之連接及該天線端子和該第一、第二接收端子的連接；第一分波電路，係設置於該開關電路和該第一、第二發送端子之間；第二分波電路，係設置於該開關電路和該第一、第二接收端子之間；第一功率放大電路，係設置於該第一分波電路和第一發送端子之間；第二功率放大電路，係設置於該第一分波電路和第二發送端子之間；第一低雜訊放大電路，係設置於該第二分波電路和第一接收端子之間；以及第二低雜訊放大電路，係設置於該第二分波電路和該第二接收端子之間，並將該第二頻帶之接收信號放大；該第一濾波電路設置於該天線端子和該開關電路之間，該第二濾波電路設置於該第二分波電路和該第二低雜訊放大電路之間為較佳。
藉由在處理低頻帶之第二低雜訊放大電路的輸入側設置作為第二濾波電路之帶通濾波電路，而在比第二頻帶更低之頻率可得到高的衰減特性。因而，例如在將2.4GHz頻帶作為第二頻帶的無線LAN中，可利用帶通濾波器除去從可攜式機器等產生之2GHz或以下的干擾電波，而可防止第2低雜訊放大電路之飽和。另一方面，在處理高頻帶之第一低雜訊放大電路的輸入側設置第一分波電路。在無線LAN的情況，因為使分波電路具有讓2.5GHz或以下之頻帶者衰減，但使屬第一頻帶之5GHz頻帶通過的濾波器特性，所以利用第一分波電路除去從可攜式機器等所產生之2GHz或以下的干擾電波，可抑制第一低雜訊放大電路之飽和。此外，因為在第一低雜訊放大電路之輸入側不必使用插入損失比較大的帶通濾波器，所以可提高第一頻帶之接收靈敏度。
該高頻電路在該第一低雜訊放大電路和該第一接收端子之間具備有帶通濾波電路為較佳。利用帶通濾波電路，可從低雜訊放大電路之輸出除去高諧波。
該高頻電路在該第一功率放大電路和該第一發送端子之間、及該第二功率放大電路和該第二發送端子之間各自具備有帶通濾波電路為較佳。藉由設置帶通濾波電路，而可除去發送信號所含之頻帶外的不要之雜訊。
該高頻電路最好具備有：電壓供給端子，係將固定之電壓供給至該第一及第二功率放大電路；及控制電路，係從該電壓供給端子接受電壓，並向該第一及第二功率放大電路輸出控制用的偏壓電壓。該控制電路亦可向該第一及第二低雜訊放大電路輸出控制用的偏壓電壓。該控制電路可進行1mA或以下之微弱電流的控制，因為不需要如以往之大的偏壓電流(數mA)，所以有助於降低耗電流。
在本發明之另一實施形態，控制電路較佳為具備有：電壓輸入端子；該第一功率放大電路用偏壓電壓輸出端子；該第二功率放大電路用偏壓電壓輸出端子；該低雜訊放大電路用偏壓電壓輸出端子；第一開關，係用以開－關該第一功率放大電路用的偏壓電壓；第二開關，係用以開－關該第二功率放大電路用的偏壓電壓；第三開關，係設於上述第一及第二開關之共同端子上述電壓輸入端子之間；和該第三開關並聯之電阻；以及該第一~第三開關之開－關控制用的第一~第三信號輸入端子。該控制電路亦可又具備有：該第一低雜訊放大電路用偏壓電壓輸出端子；該第二低雜訊放大電路用偏壓電壓輸出端子；第四開關，開－關該第一低雜訊放大電路用之偏壓電壓；第五開關，開－關該第二低雜訊放大電路用之偏壓電壓；以及該第四及第五開關之開－關控制用的第四及第五信號輸入端子。
利用來自一個電壓輸入端子之電壓驅動該控制電路，並利用開關控制可輸出第一及第二功率放大電路用的偏壓電壓、及該第一及第二低雜訊放大電路用之偏壓電壓。開關控制用之信號可從積體化於RFIC、基頻帶IC等的邏輯控制端子而得到。
將電阻和第三開關並聯，並將其電阻值設為比第三開關導通時之電阻值更高，藉此在第三開關導通時利用第三開關的低電阻值而使功率放大電路之偏壓電壓變高，但是在第三開關不導通時經由該並聯電阻使偏壓電壓變低，因而功率放大電路的動作點為可變。因此，在擴大通信距離之情況或通信環境差的情況，提高偏壓電壓以提高功率放大電路之輸出，反之在通信距離比較近的情況或通信環境良好之情況，則降低偏壓電壓而可降低耗電流。藉由將電阻設置於第一、第二、第四以及第五開關和各偏壓電壓輸出端子之間，而可調整輸出電壓。
在該第一濾波電路係高通濾波電路，該第二濾波電路係帶通濾波電路之高頻電路中，具備有：分波電路，將從該天線端子所輸入之信號分波至該第一頻帶的電路和該第二頻帶之電路，並將來自該第一及第二頻帶的電路之信號傳送至該天線端子側；第一開關電路，設置於該分波電路之第一頻帶的電路側，用以切換發送路徑和接收路徑；第一功率放大電路，設置於該第一開關電路和該第一發送端子之間；第一低雜訊放大電路，設置於該第一開關電路和該第一接收端子之間；第二開關電路，設置於該分波電路之第二頻帶的電路側，並切換發送路徑和接收路徑；第二功率放大電路，設置於該第二開關電路和該第二發送端子之間；以及第二低雜訊放大電路，設置於該第二開關電路和該第二接收端子之間，用以將該第二頻帶之接收信號放大；該第一濾波器設置於該天線端子和該分波電路之間，該第二濾波器設置於該分波電路和該第二開關電路之間為較佳。
藉由在處理低頻帶之第二低雜訊放大電路的輸入側，設置作為第二濾波電路之帶通濾波電路，而在比第二頻帶更低之頻率可得到高的衰減特性。例如在將2.4GHz頻帶作為第二頻帶的無線LAN，因為第二頻帶接近行動電話之頻帶(約2GHz或以下)，故藉由設置帶通濾波電路以除去從可攜式機器等所產生之2GHz或以下的電波，而可防止第二低雜訊放大電路之飽和。另一方面，在處理高頻帶之第一低雜訊放大電路的輸入側設置第一分波電路。在無線LAN的情況，使分波電路具有讓2.5GHz或以下之頻帶者衰減、但使屬第一頻帶之5GHz頻帶通過的濾波器特性。因為無線LAN之高頻帶(5GHz)和行動電話之頻帶(約2GHz或以下)比較遠離，所以利用第一分波電路可除去從行動電話產生之2GHz或以下的電波，並可防止第一低雜訊放大電路之飽和。此外，因為在第一低雜訊放大電路之輸入側不必使用插入損失比較大的帶通濾波器，所以可提高第一頻帶之接收靈敏度。
該高頻電路在該第一功率放大電路和該第一發送端子之間、及在該第一低雜訊放大電路和該第一接收端子之間各自具備有帶通濾波電路為較佳。藉由將帶通濾波電路設置於該第一功率放大電路和該第一發送端子之間，可除去發送信號所含之頻帶外的不要之雜訊。藉由將帶通濾波電路設置於該第一低雜訊放大電路和該第一接收端子之間，而可除去低雜訊放大電路之輸出所含的高諧波。
該高頻電路最好具備有：電壓供給端子，係將固定之電壓供給至該第一及第二功率放大電路；及控制電路，係從該電壓供給端子接受電壓，並向該第一及第二功率放大電路輸出控制用的偏壓電壓。該控制電路亦可構成向該第一及第二低雜訊放大電路輸出控制用的偏壓電壓。該控制電路可進行低於1mA之微弱電流的控制，因為不需要如以往之大的偏壓電流(數mA)，所以有助於降低耗電流。
在本發明更另一實施形態中，該控制電路最好具備有：電壓輸入端子；該第一功率放大電路用偏壓電壓輸出端子；該第二功率放大電路用偏壓電壓輸出端子；開－關該第一功率放大電路用偏壓電壓之第一開關；開－關該第二功率放大電路用偏壓電壓之第二開關；設置於該第一及第二開關之共用端子和該電壓輸入端子之間的第三開關；和該第三開關並聯之電阻；以及第一~第三開關之開－關控制用的第一~第三信號輸入端子。該控制電路亦可又具備有：該第一低雜訊放大電路用偏壓電壓輸出端子；該第二低雜訊放大電路用偏壓電壓輸出端子；開－關該第一低雜訊放大電路用之偏壓電壓的第四開關；開－關該第二低雜訊放大電路用之偏壓電壓的第五開關；以及該第四及第五開關之開－關控制用的第四及第五信號輸入端子。利用來自一個電壓輸入端子之電壓驅動該控制電路，並利用開關控制，可輸出第一及第二功率放大電路用的偏壓電壓、及該第一及第二低雜訊放大電路用之偏壓電壓。開關控制用之信號可從積體化於RFIC、基頻帶IC等的邏輯控制端子而得到。
將電阻和第三開關並聯，並將其電阻值設為比第三開關導通時之電阻值更高，藉此在第三開關導通時利用第三開關的低電阻值而使功率放大電路之偏壓電壓變高，在第三開關不導通時藉由經由該並聯電阻，而偏壓電壓變低，因而，功率放大電路的動作點為可變。因此，在擴大通信距離之情況或通信環境差的情況，提高偏壓電壓藉以提高功率放大電路之輸出，反之在通信距離比較近的情況或通信環境良好之情況，則降低偏壓電壓而可降低耗電流。藉由將電阻設置於第一、第二、第四以及第五開關和各偏壓電壓輸出端子之間，而可調整輸出電壓。
具有該高頻電路之本發明的高頻組件，其特徵為：該高頻組件具備有由形成有電極圖案之多層陶瓷電介質層所構成的一體式積層體、和裝載於該積層體表面的元件，該第一及第二分波電路係在該積層體內利用該電極圖案構成，該開關電路、該第一及第二功率放大電路、以及該低雜訊放大電路用的半導體元件係裝載於該積層體。利用此構造，高頻組件變成小型，配線電阻所引起的插入損失減少。該控制電路用之半導體元件亦可裝載於該積層體。
本發明之通信裝置具備有該高頻組件。
本發明之高頻電路，係選擇性地使用第一頻帶及比該第一頻帶低之第二頻帶的無線通信用之高頻電路，具有：天線端子；輸入該第一頻帶之發送信號的第一發送端子；輸入該第二頻帶之發送信號的第二發送端子；輸出該第一頻帶之接收信號的第一接收端子；以及輸出該第二頻帶之接收信號的第二接收端子。又具有：至少一個分波電路，係分配第一頻帶的信號和第二頻帶之信號的路徑；及至少一個開關電路，係切換發送信號和接收信號之路徑，構成該天線端子和該第一發送端子、該天線端子和該第二發送端子、該天線端子和該第一接收端子、以及該天線端子和該第二接收端子的路徑。
在第一及第二頻帶共用而使用切換發送信號和接收信號之路徑的該開關電路之情況，以一個開關電路切換第一及第二發送端子、或第一及第二接收端子的連接。在此情況，將第一分波電路、第二分波電路之2個分波電路分別設置於開關電路之後段的發送路徑、接收路徑，並各自分配給第一頻帶之信號的路徑和第二頻帶之信號的路徑。另一方面，在第一及第二頻帶分別使用切換發送信號和接收信號之路徑的該開關電路之情況，以一個分波電路將信號路徑分配給第一及第二頻帶之信號的路徑，並將開關電路各自和該第一及第二頻帶之信號的路徑連接，以切換第一發送端子和第一接收端子之連接，及第二發送端子和第二接收端子之連接。
在該開關電路和該第二接收端子之間，設置至少將該第二頻帶的接收信號放大之低雜訊放大電路。在該開關電路和該第二接收端子之間設置低雜訊放大電路的情況，亦可在該低雜訊放大電路之外另外地設置其他的低雜訊放大電路，亦可共用將該第二頻帶之接收信號放大的低雜訊放大電路。
此外，在該天線端子和該低雜訊放大電路之間設置讓該第二頻帶之接收信號通過，而且阻止比該第二頻帶更低頻側的不要電波之接近該天線端子的第一濾波電路和接近該低雜訊放大電路之第二濾波電路。第一濾波電路和第二濾波電路只要經由該開關電路及/或分波電路而配置的話即可。使該第一濾波電路之阻帶比該第二濾波電路的阻帶更位於低頻側。在高頻電路之中接近天線端子之區域，有頻帶或收發模式相異的很多信號通過。藉由將阻帶低之第一濾波器設置於該位置，而可一面抑制信號損失，一面阻止低頻側之不要電波。例如，若將阻帶低之第一濾波電路設置於天線端子和與其連接的開關電路或分波電路之間的接收信號和發送信號通過之部分，可抑制收發的信號損失。
雖然以下參照附圖詳細說明本發明之高頻電路及高頻組件，但是本發明未限定於此。又若未特別告知，在各實施形態之說明亦可應用於其他的實施形態。
[1]第1實施形態 (A)高頻電路 (1)整體構造
第1圖係表示在2.4GHz頻帶無線LAN(IEEE802.11b及/或IEEE802.11g)和5GHz頻帶無線LAN(IEEE802.11a)之2個通信系統可共用的本發明之第1實施形態的高頻電路。此高頻電路具有：開關電路(SPDT)101，和連接至多頻帶天線之天線端子Ant連接；第一分波電路(DIP)103，和開關電路(SPDT)101之發送路徑側連接；以及作為第一濾波器之高通濾波電路(HPF)118，設置於天線端子Ant和開關電路101之間。第一分波電路103由低頻側濾波電路和高頻側濾波電路構成，而低頻側濾波電路雖然讓2.4GHz頻帶無線LAN之發送信號通過，但是使5GHz頻帶無線LAN的發送信號衰減，而高頻側濾波電路雖然讓5GHz頻帶無線LAN之發送信號通過，但是使2.4GHz頻帶無線LAN的發送信號衰減。
第一功率放大電路(PA5)105經由低通濾波電路(LPF)111而連接至第一分波電路(DIP)103之高頻側濾波電路。在第一功率放大電路105，依序連接第一帶通濾波電路(BPF)107、平衡－不平衡電路(BAL)116、以及第一發送端子(5GHz頻帶無線LAN之發送端子)TX5P、TX5N。利用平衡－不平衡電路116，使第一發送端子TX5P、TX5N變成平衡端子。第一帶通濾波電路107除去發送信號所含之頻帶外的不要之雜訊。第一功率放大電路105將從5GHz頻帶無線LAN之發送側電路輸入之發送信號放大。低通濾波電路111讓從第一功率放大電路105產生之高諧波衰減。第一分波電路103之高頻側濾波電路亦讓高諧波衰減。
第一分波電路103之低頻側濾波電路依序連接低通濾波電路(LPF)112、第二功率放大電路(PA2)106、第二帶通濾波電路(BPF)108、以及第二發送端子(2.4GHz頻帶無線LAN之發送端子)TX2。帶通濾波電路108除去發送信號所含之頻帶外的不要之雜訊。第二功率放大電路106將從2.4GHz頻帶無線LAN之發送側電路輸入之發送信號放大。低通濾波電路112雖然讓放大後之發送信號通過，但是使在第二功率放大電路106產生之高諧波衰減。
在開關電路101之接收路徑側，依序連接作為第二濾波器的高通濾波電路(HPF)102、低雜訊放大電路(LNA)109、以及第二分波電路(DIP)110。低雜訊放大電路109以將2.4GHz頻帶及5GHz頻帶之無線LAN的接收信號放大之方式涵蓋寬頻帶為較佳。藉由在2.4GHz頻帶及5GHz頻帶共用低雜訊放大電路109，而不需要如以往之電路構造的2個低雜訊放大器，可變成小型及低成本，又因為在低雜訊放大器之輸入側不必使用分波電路及帶通濾波電路，所以可提高接收靈敏度。第二分波電路110由低頻側濾波電路和高頻側濾波電路構成，而低頻側濾波電路雖然讓2.4GHz頻帶無線LAN之接收信號通過，但是使5GHz頻帶無線LAN的接收信號衰減，而高頻側濾波電路雖然讓5GHz頻帶無線LAN之接收信號通過，但是使2.4GHz頻帶無線LAN的接收信號衰減。
在第一及第二分波電路103、110中，低頻側濾波電路和高頻側濾波電路之組合未限定為上述者，可藉由將低通濾波電路、高通濾波器、帶通濾波器以及凹口波濾波器適當地組合而構成。
以低雜訊放大電路109放大之信號被第二分波電路110分波，2.4GHz頻帶無線LAN之接收信號經由第三帶通濾波電路(BPF)113向第二接收端子(2.4GHz頻帶無線LAN之接收端子)RX2輸出，5GHz頻帶無線LAN之接收信號經由第四帶通濾波電路(BPF)114及平衡－不平衡電路(BAL)117向第一接收端子(5GHz頻帶無線LAN之接收端子)RX5P、RX5N輸出。利用平衡－不平衡電路117，第一接收端子RX5P、RX5N變成平衡端子。
電壓供給端子VCC將固定之電壓供給第一、第二功率放大電路(PA5、PA2)105、106及控制電路(Cont.IC)120。如第2圖所示，控制電路120具備有：和電壓供給端子VCC連接之電壓輸入端子Vc、第一功率放大電路(PA5)用偏壓電壓輸出端子Vb5、第二功率放大電路(PA2)用偏壓電壓輸出端子Vb2、低雜訊放大電路(LNA)用偏壓電壓輸出端子Vdd、開－關第一功率放大電路(PA5)用之偏壓電壓的第一開關(SW1)、開－關第二功率放大電路(PA2)用之偏壓電壓的第二開關(SW2)、設置於第一及第二開關(SW1、SW2)的共用端子和電壓輸入端子Vc之間的第三開關(SW3)、開－關低雜訊放大電路用之偏壓電壓的第四開關(SW4)、和第三開關(SW3)並聯的電阻R1、輸入第一開關(SW1)之開－關控制用的信號之端子PA5ON、輸入第二開關(SW2)之開－關控制用的信號之端子PA2ON、輸入第三開關(SW3)之開－關控制用的信號之端子HI/LO、以及輸入第四開關(SW4)之開－關控制用的信號之端子LNAON。
控制電路120只要能以直流方式開－關第一~第四開關(SW1~SW4)即可，例如可利用將多個類比式開關加以積體化之CMOS晶片而構成。類比式開關之導通時的電阻值係100 Ω或以下為較佳。控制電路120共用第一及第二功率放大電路105、106及電壓供給端子VCC之電壓，並將偏壓電壓供給第一及第二功率放大電路105、106及低雜訊放大電路109。藉由在控制電路120使用藉由微弱電流(1mA或以下)之信號可切換的開關，可實現低電流控制。
和第三開關(SW3)並聯之電阻R1具有500 Ω或以上的電阻值時，第三開關(SW3)及電阻R1之並聯電路的電阻值，在第三開關(SW3)導通時可設為100 Ω或以下，而在不導通時可設為500 Ω或以上。來自信號輸入HI/LO之控制信號使第三開關(SW3)變成導通時，供給功率放大電路之偏壓電壓變大，而使第三開關(SW3)變成不導通時，供給功率放大電路之偏壓電壓變小。因此，在增加通信距離的情況或通信環境差之情況等，提高偏壓電壓以提高功率放大電路的輸出；反之在通信距離短的情況或通信環境良好之情況等，則降低偏壓電壓而可減少耗電流。
藉由適當地設定第一開關(SW1)和第一功率放大電路105用偏壓電壓輸出端子Vb5之間的電阻R2、第二開關(SW2)和第二功率放大電路106用偏壓電壓輸出端子Vb2之間的電阻R3、以及第四開關(SW4)和低雜訊放大電路109用偏壓電壓輸出端子Vdd之間的電阻R4之電阻值，而可調整供給第一及第二功率放大電路105、106以及低雜訊放大電路109的偏壓電壓。
向檢波端子VPD輸出第一及第二功率放大電路PA5、PA2用之檢波二極體D1、D2的檢波輸出。在第3圖表示檢波二極體D1、D2和控制電路120之較佳的關係。檢波二極體D1之陽極經由電阻R6和第一功率放大電路PA5之偏壓電壓輸出端子Vb5連接，檢波二極體D2之陽極經由電阻R7和第二功率放大電路PA2之偏壓電壓輸出端子Vb2連接。檢波二極體D1、D2之陰極經由由電容器C1和電阻R5所構成之電壓平滑電路，和共用之檢波端子VPD連接。檢波端子之共用有助於小型化。此構造例如在使用陶瓷積層基板構成具有本發明之高頻電路的高頻組件之情況有效。
因為高頻用之一般的二極體之臨限值電壓被限制為約0.1~1V，所以在用於監視功率放大電路的輸出之情況，在功率小的區域無法檢波。可是，在本實施形態中，因為可對檢波二極體D1、D2施加偏壓電壓，所以可降低有效之臨限值電壓，即使在低輸出區域亦可檢波。又，因為可從功率放大電路之偏壓電源對檢波二極體施加偏壓電壓，所以不必另外設置控制端子，而可簡化電路。電阻R6、R7之電阻值係用以防止功率放大電路之輸出經由檢波電路回到功率放大電路的輸入，係1k Ω或以上為較佳。因而，可防止功率放大電路之振盪或特性惡化。
功率放大電路PA5之RF輸出在ON狀態時為充分小的情況，供給檢波二極體D1之偏壓電壓Vb5高於檢波二極體之臨限值電壓Vth時，向檢波端子VPD輸出直流電壓(Vb5－Vth)×[R5/(R5＋R6)]。即，偏置電壓和與功率放大電路之輸出成正比的檢波輸出重疊。關於功率放大電路PA2亦相同。此外，電阻R6、R7亦可設置於將控制電路120一體化之CMOS晶片中。
開關電路101以場效應電晶體(FET)或二極體等之切換元件為主構造，具有適當的電感元件及電容器，例如係SPDT(Single Pole Dual Throw)型為較佳。輸入開關電路101之TX/RX0及TX/RX1係開關電路101的切換信號。
第4圖表示設置於開關電路101和天線端子Ant之間的高通濾波電路(HPF)118之等效電路的一例。高通濾波電路118具有：電感元件L11，設置於和天線端子Ant連接的端子P1與接地電極之間；電容元件C11，設置於端子P1和與開關電路101連接的端子P2之間；以及設置於端子P2與接地電極之間的電感元件L12和電容元件C12的串聯共振電路。第5圖表示高通濾波電路118的等效電路之另一例。被接地之電感元件L11，在天線有靜電放電(ESD)的情況具有防止其所引起之開關電路等的破壞之作用。電感元件L11係10nH或以下較佳。
無線LAN之收發電路內建於行動電話之情況已變多。行動電話的信號多位於0.8~2GHz之範圍，因為比較接近無線LAN之2.4GHz頻帶，所以易引起混訊。輸入混訊信號時，低雜訊放大電路變成飽和，可能無法接收無線LAN。因此，在高通濾波電路118令2GHz或以下的信號衰減，以免混入行動電話之信號。因而，高通濾波電路118在約0.8~2GHz之間具有一個或以上之衰減極為較佳。此功能係利用電感元件L12和電容元件C12的串聯共振電路實現。
因為無線LAN之2.4GHz頻帶和行動電話的頻帶接近，所以在一個高通濾波電路無法得到所要之衰減的情況，將作為第二濾波器的高通濾波電路102設置於開關電路101和低雜訊放大電路109之間為較佳。作為高通濾波電路102，除了第4圖之電路以外，亦可使用第6圖的電路。此高通濾波電路具有：電容元件C31、C32，設置於與開關電路101連接之端子P3和與低雜訊放大電路109連接的端子P4之間；及由設置於電容元件C31、C32之間和接地電極之間的電感元件L31與電容元件C31所構成之串聯共振電路。此高通濾波電路亦在約0.8~2GHz之間具有一個或以上之衰減極為較佳。
作為高通濾波電路102，亦可使用第7圖所示之多段的高通濾波電路。此高通濾波電路具有：電容元件C41~C43，設置於與開關電路101連接之端子P3和與低雜訊放大電路109連接的端子P4之間；由設置於電容元件C41、C42之間和接地電極之間的電感元件L41與電容元件C44所構成之串聯共振電路；以及由設置於電容元件C42、C43之間和接地電極之間的電感元件L42與電容元件C45所構成之串聯共振電路。在此高通濾波電路中，係可獨立地設定2個串聯共振電路之衰減極。在第一及第二濾波器使用高通濾波電路的情況，為了第二濾波器具有更陡峭的濾波器特性，第二濾波器之段數多於第一濾波器者為較佳。雖然在如第6圖及第7圖中舉例表示高通濾波電路，但是可適當地變更電路構造。雖然亦可使用帶通濾波電路替代高通濾波電路，但是帶通濾波電路之插入損失將近約2dB，因為比高通濾波電路的插入損失(約0.2dB)更大，所以高通濾波電路較佳。因為在第一及第二頻帶可共用高通濾波電路，所以與在第一及第二頻帶共用之低雜訊放大電路的組合，適合於小型化及靈敏度之提高。
分波電路103、110、低通濾波電路111、112、帶通濾波電路107、108、113、114、以及平衡－不平衡電路116、117可利用將電感元件和電容元件加以組合之LC電路而構成。
具有在多頻帶之通信系統中共用的高通濾波電路與低雜訊放大電路、以及和低雜訊放大電路之輸出側連接並將多頻帶的接收信號分波之分波電路的高頻電路，係小型且耗電流小，可抑制由行動電話等之低頻信號所引起的低雜訊放大電路之相互調變失真。利用此電路構造，不必對各頻帶設置濾波電路或使濾波電路作成可變，而可抑制濾波電路之複雜化或耗電流的增加。
低雜訊放大電路109和第二分波電路110之配置亦可互換。在此情況，在第二分波電路110之接收端子側，在和第一接收端子連接的路徑設置將第一頻帶之接收信號放大的低雜訊放大電路，在和第二接收端子連接之路徑設置將第二頻帶的接收信號放大之另一低雜訊放大電路，並將高通濾波電路設置於第二分波電路110之輸入側。在此電路構造中，雖然在第一及第二頻帶共用高通濾波電路，但是對使用之各頻帶設置低雜訊放大電路。因此，不必使用寬頻帶之低雜訊放大電路，而可使用具有高增益的低雜訊放大電路。
(2)構成電路
(a)低雜訊放大電路雖然亦可使用第8圖所示之低雜訊放大電路109a，但是為了將第一及第二頻帶的信號放大，第9圖所示之增益特性以平坦的寬頻帶之低雜訊放大電路109b為較佳。低雜訊放大電路109b具有：電晶體Tr，構成低雜訊放大電路LNA之放大電路；輸入路徑，和電晶體Tr之基極連接；輸出路徑，和電晶體Tr之集極連接；以及回授電路，具有在輸入路徑之節點121和輸出路徑的節點122之間串聯的電阻元件RL1、電感元件113以及電容元件CL2。
電容元件CL1~CL3用以除去直流電流，而電阻元件RL2、RL3用以調整低雜訊放大電路LNA的動作點。電感元件LL1係作為抗流電感器的作用，雖然讓來自電源VcL之直流電流通過，但是防止通過頻帶之高頻信號向電源VcL洩漏。雖然在電源VbL之電線亦可配置抗流電感器，但是因為電阻元件RL2之值大至數十k Ω，所以未必需要。電阻元件RL1藉由將輸出信號之一部分向輸入側回授，而取得在寬頻帶之輸出入匹配。電容元件CL4~CL6係濾除雜訊之電容器，用以吸收來自電源的雜訊。為了避免高頻信號之一部分經由電源而發生振盪的問題，以在通過頻帶變成大致短路之阻抗的方式設定電容元件CL4~CL6較佳。電感元件111、112係作為抗流電感器而發揮功能，電感元件113調整信號的回授。
第10圖表示低雜訊放大電路之更另一例。此低雜訊放大電路109c具有：電晶體Tr；輸入路徑，和電晶體Tr之基極連接；輸出路徑，和電晶體Tr之集極連接；回授電路，在輸入路徑之節點121和輸出路徑的節點122之間具有電阻RL1；以及電容元件CL7，設置於輸入路徑之節點121和電晶體Tr的基極之間。藉由在節點121和電晶體Tr的基極之間連接電容器CL7，而使增益特性變成平坦。具有適當之容量的電容器CL7因為在低頻具有高阻抗，並在高頻具有低阻抗，所以可降低低雜訊放大電路之增益的頻率相依性，例如可使在頻率2.4GHz和5.85 GHz之增益差變成2dB或以下。即使在2~6GHz時，增益的寬度亦為2dB或以下。又，2.4~5.85GHz之使用頻率範圍可得到12dB或以上的增益。這種構造適合多頻帶通信系統之接收信號的放大，若在2個或以上之頻帶之增益的差作成5dB或以下，尤其4dB或以下的話，可得到具有優異之接收側電路的多頻帶通信[例如2.4GHz頻帶無線LAN(IEEE802.11b及/或IEEE802.11g)和5GHz頻帶無線LAN(IEEE802.11a及/或IEEE802.11h)]用之高頻電路。
在使用頻帶，雖然DC濾除電容器CL1可看成短路，但是為了電容器CL7有效地發揮功能，將電容器CL7之電容值設為比DC濾除電容器CL1的電容值更小較佳。在第10圖所示之低雜訊放大電路109c，因為僅用電阻RL1決定回授量，所以電容器CL7不必具有大的電容值，例如藉由設定成在2.4GHz頻帶低至約2pF的電容值，而可用作匹配電路之一部分。利用小電容值的電容器CL7，可縮短電晶體之基極電壓的開－關控制之信號的上昇時間。將電容器CL2設為15pF之低雜訊放大電路109a的電晶體之基極電壓的開－關控制之信號的上昇時間係0.8 μ sec，相對於此，將電容器CL7設為2pF之低雜訊放大電路109c的上昇時間係0.1 μ sec。
在第11圖表示低雜訊放大電路之更另一例。在此低雜訊放大電路109d中，在回授電路之電阻RL1又串聯電感元件LL2。電感元件LL2之阻抗因為在高頻時為大，所以在高頻之回授量比低頻的小，因而在高頻之增益特性變高，增益之頻率相依性變成更平坦。可使在頻率2.4GHz和5.85 GHz之增益差變成1dB或以下，即使在2~6 GHz時，增益的寬度亦為1dB或以下。在2.4~5.85GHz之使用頻率範圍可得到13dB或以上的增益。為了實現增益之提高及頻率相依性的平坦化，電感元件LL2具有比通過頻帶更高的自已共振頻率，在通過頻帶具有10或以上之Q值者為較佳。藉由使用此低雜訊放大電路，可將在相異之頻帶的低雜訊放大電路之增益的差抑制成例如4 dB或以下。
第12圖表示具有各種回授電路之低雜訊放大電路109a~109d(第8~11圖)之增益特性。得知將電感元件113設置於回授電路的低雜訊放大電路109b具有抑制尖峰值且頻帶變寬之增益特性。在相差2GHz或以上之相異的頻率2.4GHz和5.85 GHz之增益差，相對於低雜訊放大電路109a係5.1dB，低雜訊放大電路109b係4dB或以下。在2~6 GHz之間增益的寬度，相對於低雜訊放大電路109a係6dB，低雜訊放大電路109b係5dB或以下。又，低雜訊放大電路109b在2.4~5.85GHz之使用頻率範圍確保13dB或以上的增益。低雜訊放大電路109c及109d之增益特性變成更平坦。
(b)旁通電路在來自天線之接收信號為強時，在低雜訊放大電路LNA為了防止接收信號失真，設置第13圖所示之副高頻電路123為較佳。在副高頻電路123之一例，如第14(a)圖所示，在低雜訊放大電路LNA並聯SPST(Single Pole Single Throw)型的旁通開關。SPST開關，可使用將第15圖所示之場效應電晶體FET1、FET2串聯的電路。亦可使用PIN二極體來替代場效應電晶體。在接收信號強時，藉由從電源端子Vbyp施加例如3V，而使旁通開關SPST變成導通狀態，而且從電源端子VbL施加例如0V，而使低雜訊放大電路LNA變成不動作。不動作時之低雜訊放大電路LNA因為隔離性高，所以接收信號通過旁通開關SPST並到達分波電路DIP。即使在強至變成飽和程度之接收信號輸入低雜訊放大電路的情況，亦因為接收信號不會通過低雜訊放大電路LNA而通過旁通開關SPST，所以可防止接收信號失真。在接收信號弱時，藉由從電源端子Vbyp施加例如0V，而使旁通開關SPST變成不導通狀態，而且從電源端子VbL施加例如3V，而使低雜訊放大電路LNA變成動作。不導通狀態之旁通開關SPST因為隔離性高，所以接收信號通過低雜訊放大電路LNA並到達分波電路DIP。此時，因為低雜訊放大電路LNA動作。所以接收信號被放大，而可提高接收靈敏度。
在旁通開關SPST之不導通狀態隔離性不足的情況，如第16圖所示，在場效應電晶體FET1、FET2之間連接已接地的場效應電晶體FET3較佳。
在低雜訊放大電路LNA不動作時隔離性不足的情況，如第14(b)圖所示，亦可使用將2個SPDT(Single Pole Dual Throw)型開關加以組合的旁通開關。如第17圖所示，在將SPDT開關加以組合之旁通開關，將場效應電晶體FET1、FET2串聯在旁通路徑，並將場效應電晶體FET4設置於端子1a和低雜訊放大電路LNA之間較佳。因應於需要，亦可又在低雜訊放大電路LNA和端子1b之間追加場效應電晶體FET5。又，亦可使用PIN二極體來取代場效應電晶體。在此情況，亦在旁通路徑之隔離性不足的情況，如第18圖所示，在場效應電晶體FET1和FET2之間連接已接地的場效應電晶體FET3較佳。
在更降低接收信號之失真的情況，將旁通電路配置於旁通路徑與低雜訊放大電路LNA的分支點和低雜訊放大電路LNA之間為較佳。在第14(c)圖所示之例子，旁通濾波電路HPF被配置於天線側之旁通開關SPDT1和低雜訊放大電路LNA之間。在此情況，SPDT1相當於該分支點，SPDT2相當於旁通路徑和低雜訊放大電路LNA的匯合點。利用此電路構造，可使旁通路徑之插入損失變小，因而如此小的接收信號亦能以旁通路徑應付。結果，可使在令低雜訊放大電路LNA動作的情況之接收信號強度變小，而可使接收信號的失真變小。例如，將為了使用旁通路徑之旁通開關SPDT1的旁通路徑側端子之最小接收信號強度設為－10dBm，將旁通濾波器124之插入損失設為1dB，將旁通開關SPDT1之插入損失設為0.5dB時，在第14(b)圖所示之電路，在作成可使用旁通路徑之端子1a的最小接收信號強度為－8.5dBm，低雜訊放大電路LNA之輸入部的最小接收信號強度為－10dBm。相對於此，在第14(c)圖所示之電路，在作成可使用旁通路徑之端子P1的最小接收信號強度為－9.5dBm，低雜訊放大電路LNA之輸入部的最小接收信號強度為－11dBm。比較第14(b)圖及第14(c)圖之電路時，因為可將在旁通電路之最小接收信號強度僅減少高通濾波器124的插入損失量，所以可期待接收靈敏度之提高。此外，亦可將第14(d)圖所示之SPST型的開關設置於旁通路徑，以取代第14(c)圖所示之旁通開關SPDT1及SPDT2。
第19圖所示之副高頻電路123具有：高通濾波電路HPF，具有2.4~5GHz之通過頻帶；低雜訊放大電路125，將通過高通濾波電路HPF之接收信號放大；以及三分波電路TRI分波成2.4GHz頻帶、3.5 GHz頻帶以及5 GHz頻帶。端子P1和天線側電路、端子P2和5GHz頻帶之接收側電路、端子P3和2.4GHz頻帶的接收電路、端子P4和3.5GHz頻帶之接收電路連接。在3.5GHz頻帶使用IEEE802.16(WiMAX)及其衍生。
設置於本發明之高頻電路的副高頻電路123具有：將接收頻帶作為通過頻帶之高通濾波電路；低雜訊放大裝置，具備有和該高通濾波電路連接並將通過該高通濾波電路之接收信號放大的低雜訊放大電路；以及分波電路，和該低雜訊放大裝置之輸出側連接並將多頻帶的接收信號分波，該高通濾波電路和該低雜訊放大裝置係在多頻帶之通信系統共用。
第20圖係在2.4GHz頻帶無線LAN和5GHz頻帶無線LAN之2個通信系統可共用的高頻開關電路，並表示具備副高頻電路123之例子。此高頻開關電路具有：天線端子Ant和發送端子(Tx2G、Tx5G)之間的發送路徑；天線端子Ant和接收端子(Rx2G、Rx5G)之間的接收路徑；天線端子Ant和藍芽用收發端子(BLT)之間的藍牙路徑；切換這些路徑之開關電路SP3T；以及副高頻電路123，設置於開關電路SP3T和接收端子(Rx2G、Rx5G)之間的路徑。高通濾波電路HPF1連接在和多頻帶天線連接之天線端子Ant，開關電路SP3T連接在其後段。高通濾波電路HPF1使約1GHz或以下之頻率衰減，在對天線有靜電放電的情況防止開關電路等之半導體元件受到破壞。開關電路SP3T切換天線和發送端子、接收端子、以及藍芽用收發端子之連接。在不需要藍芽用收發端子的情況，可使用SPDT型之開關電路，以取代SPDT型的開關電路。
檢波電路DET和開關電路SP3T的收發端子連接，而第一分波電路DIPT1和檢波電路DET連接。檢波電路DET利用方向性耦合器CPL、和方向性耦合器CPL之副線路的一端連接之終端電阻、和副線路之另一端連接的肖特基二極體、以及由和肖特基二極體連接之電阻元件與電容元件所構成的平滑電路構成。方向性耦合器CPL之主線路和開關電路SP3T及第一分波電路DIPT1連接。檢波電路DET從檢波輸出端子Det輸出因應於發送信號電流的直流電壓。雖然亦可將檢波電路DET設置於第一分波電路DIPT1和各功率放大電路PA2、PA5之各自之間，但是因為檢波電路變成2個而不適合小型化。亦可將檢波電路DET設置於功率放大電路PA2、PA5內。從檢波電路DET之檢波輸出端子Det輸出的直流電壓經由RFIC電路而進行回授，以利用於功率放大電路PA2、PA5之控制。
在第一分波電路DIPT1之低頻側濾波電路，依序連接帶通濾波電路BPF3、高頻放大電路PA2、帶通濾波電路BPF4、以及2.4GHz頻帶無線LAN的發送端子Tx2G。在發送端子Tx2G需要平衡輸出的情況，連接平衡－不平衡電路。帶通濾波電路BPF4除去含包於發送信號之頻帶外的不要之雜訊。高頻放大電路PA2將從2.4GHz頻帶無線LAN之發送側電路輸入之發送信號放大。帶通濾波電路BPF3雖然讓高頻放大電路PA2放大之發送信號通過，但是將在高頻放大電路PA2所產生的雜訊或高諧波除去。第一分波電路DIPT1之低頻側回授電路亦讓從高頻放大電路PA2所產生的高諧波衰減。帶通濾波電路BPF3、BPF4亦可因應於所要之特性而省略，或變更成低通濾波電路、高通濾波電路或凹口波濾波電路。
在第一分波電路DIPT1之高頻側濾波電路，依序連接低通濾波電路LPF、高頻放大電路PA5、高通濾波電路HPF4、以及5GHz頻帶無線LAN的發送端子Tx5G。在發送端子Tx5G需要平衡輸出的情況，連接平衡－不平衡轉換電路。高通濾波電路HPF4除去發送信號所含之低頻帶側頻帶外的不要之雜訊。高頻放大電路PA5將從5GHz頻帶無線LAN之發送側電路輸入之發送信號放大。低通濾波電路LPF雖然讓高頻放大電路PA5放大之發送信號通過，但是讓在高頻放大電路PA5所產生的高諧波衰減。高通濾波電路HPF4及低通濾波電路LPF亦可因應於所要之特性而省略，或變更成帶通濾波電路或凹口波濾波電路。
副高頻電路123連接至開關電路SP3T之接收端子。副高頻電路123具備有：高通濾波電路HPF，將2.4GHz頻帶及5GHz頻帶之頻帶作為通過頻帶；低雜訊放大電路LNA，將2.4GHz頻帶及5GHz頻帶之接收信號放大；旁通開關，輸入強的接收信號時用以防止低雜訊放大電路LNA之失真；以及分波電路DIP2，將2.4GHz頻帶及5GHz頻帶之接收信號分波。因為已說明副高頻電路123之細節，所以省略。
在副高頻電路123之端子P3，依序連接帶通濾波電路BPF1、平衡－不平衡轉換電路BAL1、以及2.4GHz頻帶無線LAN的接收端子Rx2G。帶通濾波電路BPF1除去從天線所接收之2.4GHz頻帶無線LAN的接收信號所含之頻帶外的雜訊。平衡－不平衡轉換電路BAL1為了改善2.4GHz頻帶無線LAN之接收電路的耐雜訊性而使電路變成平衡。從2.4GHz頻帶無線LAN之已變成平衡的2個接收端子，輸出理想上振幅相等而相位相差180°之信號。平衡－不平衡轉換電路BAL1亦可具有阻抗轉換功能。帶通濾波電路BPF1亦可因應於所要之特性而省略，或變更成帶通濾波電路或凹口波濾波電路。
在副高頻電路123之端子P2，依序連接高通濾波電路HPF2、平衡－不平衡轉換電路BAL2、以及5GHz頻帶無線LAN的接收端子Rx5G。高通濾波電路HPF2除去從天線所接收之5GHz頻帶無線LAN的接收信號所含之低頻側頻帶外的不要之雜訊。平衡－不平衡轉換電路BAL2為了改善5GHz頻帶無線LAN之接收電路的耐雜訊性而使電路變成平衡。從5GHz頻帶無線LAN之已變成平衡的2個接收端子，輸出理想上振幅相等而相位相差180°之信號。平衡－不平衡轉換電路BAL2亦可具有阻抗轉換功能。高通濾波電路HPF2亦可因應於所要之特性而省略，或變更成帶通濾波電路或凹口波濾波電路。
分波電路DIP、DIPT、低通濾波電路LPF、帶通濾波電路BPF1、BPF3、BPF4、高通濾波電路HPF、HPF1、HPF2、HPF4、平衡－不平衡電路BAL1、BAL2、以及方向性耦合器CPL可利用將電感元件及電容元件加以組合之LC電路而構成。
旁通路徑之構造未限定為多頻帶無線裝置用的高頻電路，亦可應用於單頻帶無線裝置用的高頻電路。
(B)高頻組件
具有本發明之高頻電路的高頻組件係構成為使用陶瓷積層基板的零件。第21圖顯示本發明一實施形態之高頻組件。
陶瓷積層基板119係在例如在1000℃或以下可低溫燒結之陶瓷電介質材料LTCC(Low Temperature Co－Fired Ceramics)所構成的厚度10~200 μm之各胚板上印刷低電阻係數的Ag、Cu等之導電膏，而形成既定之電極圖案，並將已形成電極圖案的多片胚板一體地疊層、燒結，藉此可製造。
陶瓷電介質材料，可列舉例如(a)以Al、Si以及Sr為主成分，以Bi、Cu、Mn、Na、K等為副成分的陶瓷；(b)以Al、Si以及Sr為主成分，以Ca、Pb、Na、K等為副成分的陶瓷；(c)包含有Al、Mg、Si以及Gd之陶瓷；以及(d)包含有Al、Si、Zr以及Mg之陶瓷等。陶瓷電介質材料之電介質常數係約5~15為較佳。除了陶瓷電介質材料以外，亦可使用樹脂、或樹脂和陶瓷粉末之複合材料。陶瓷基板亦可採用以Al2 O3 為主體之HTCC(高溫同時燒結陶瓷)，並利用鎢或鉬等之可在高溫燒結的金屬構成傳送線路等。
在陶瓷積層基板119之各層形成電感元件、電容元件、配線以及接地電極用的圖案電極，而圖案電極利用導通孔(via hole)電極連結。以LC電路可構成之電路構造主要利用圖案電極形成。具體而言，在陶瓷積層基板119內構成高通濾波電路118、102、第一及第二分波電路103、110、低通濾波電路111、112、帶通濾波電路107、108、113、114、以及平衡－不平衡電路116、117之主要的電路部，其一部分的元件裝載於陶瓷積層基板119之上面以作為晶片元件。又開關電路101、第一及第二功率放大電路105、106、低雜訊放大電路109以及控制電路120之一部分的元件係內建於陶瓷積層基板119。
在陶瓷積層基板119之上面，裝載開關電路(SPDT)101、第一及第二功率放大電路(PA5)105、(PA2)106、低雜訊放大電路(LNA)109以及控制電路(Cont.IC)120用的半導體元件。又，亦裝載晶片電容器、晶片電阻、晶片電感器等。這些元件利用打線接合機、LGA、BGA等連接。尤其藉由將控制電路用之半導體元件裝載於陶瓷積層基板119的上面，而可將高頻電路構成小型之高頻組件。內建於陶瓷積層基板119的元件及所裝載之元件，和第1圖所示的電路連接。
第22圖係表示構成具有第1圖所示之高頻電路的高頻組件之各層。第一濾波電路由第4圖所示之高通濾波電路(第一高通濾波器)構成，第二濾波器由第7圖所示之高通濾波電路(第二高通濾波器)構成。設置於天線端子Ant和開關電路SPDT之間的第一高通濾波器之接地的電感元件L11、L12，係以晶片電感器裝載於表層1。藉由利用晶片元件構成需要高電感值之該電感元件，可使高頻組件整體變成小型。設置於開關電路SPDT和低雜訊放大電路LNA之間的第二高通濾波器之接地的電感元件L41、L42，在陶瓷積層基板119內利用導體圖案構成。構成串聯地配置於端子P1－P2間之高通濾波電路的輸出入線之電容元件C11的導體圖案，係形成於電感元件L11、L12之下方的第2層~第5層。利用和接地電極Gnd連接之導通孔電極列與周圍的電路隔離。藉由多層地涵蓋而構成電容元件C11之導體圖案，可減少寄生電容。
構成設置於電感元件L12和接地之間的電容元件C12之導體圖案係形成於第11層，利用導通孔電極和表層1的電感元件L12連接。電容元件C12的導體圖案配置成被夾在第10層之接地電極Gnd和第12層的接地電極Gnd，並配置成與這些層相對向。端子P3－P4間之第二高通濾波電路在平面圖上設置於積層體之角部的區域，並被和積層體之邊及接地電極連接的導通孔電極列包圍。利用這種構造，由串聯地配置於第二高通濾波電路之輸出入線的電容元件C41~C43、電感元件L41以及電容元件C44所構成之串聯共振電路、及由電感元件L42和電容元件C45所構成之串聯共振電路，和第一高通濾波器及其他的電路隔離。當然，此隔離構造亦可因應於所要之特性而變更，或省略。用以構成電感元件L41、L42的導體圖案以朝向積層方向捲繞之方式，涵蓋在第6層~第8層而形成。用以構成電感元件L41、L42的導體圖案，除了導通孔電極以外以在朝向積層方向相鄰的層不重疊之方式配置。利用這種構造，減少寄生電容、降低電感元件之Q、以及抑制自共振。
[2]第2實施形態 (A)高頻電路
第23圖係表示在5GHz頻帶無線LAN(IEEE802.11a)和2.4GHz頻帶無線LAN(IEEE802.11b及/或IEEE802.11g)之2個通信系統可共用的本發明之第2實施形態的高頻電路。此高頻電路具有：開關電路(SPDT)201，和與多頻帶天線連接之天線端子Ant連接；及第一分波電路(DIP1)202，和開關電路(SPDT)201之發送路徑側連接。作為第一濾波器之高通濾波電路(HPF)218係設置於天線端子Ant和開關電路201之間。
第一分波電路202由低頻側濾波電路和高頻側濾波電路構成，而低頻側濾波電路雖然讓2.4GHz頻帶無線LAN之發送信號通過，但是使5GHz頻帶無線LAN的發送信號衰減；高頻側濾波電路雖然讓5GHz頻帶無線LAN之發送信號通過，但是使2.4GHz頻帶無線LAN的發送信號衰減。在第一分波電路202之高頻側濾波電路依序連接第一功率放大電路(PA1)205、帶通濾波電路(BPF)207、以及第一發送端子(5GHz頻帶無線LAN之發送端子)TX1。帶通濾波電路207除去發送信號所含之頻帶外的不要之雜訊或高諧波。第一功率放大電路205將從5GHz頻帶無線LAN之發送側電路所輸入之發送信號放大。第一分波電路202之高頻側濾波電路亦讓高諧波衰減。
在第一分波電路202和第一功率放大電路205之間亦可設置讓在第一功率放大電路205所產生的高諧波衰減之低通濾波電路。在第一發送端子TX1和帶通濾波電路207之間，亦可設置於將第一發送端子作成平衡端子的平衡－不平衡電路。
在第一分波電路202之低頻側濾波電路，依序連接第二功率放大電路(PA2)206、帶通濾波電路(BPF)208、以及第二發送端子(2.4GHz頻帶無線LAN之發送端子)TX2。帶通濾波電路208除去發送信號所含之頻帶外的不要之雜訊。第二功率放大電路206將從2.4GHz頻帶無線LAN之發送側電路所輸入之發送信號放大。第一分波電路202之低頻側濾波電路亦具有讓在第二功率放大電路206所產生之高諧波衰減的作用。
第二分波電路(DIP2)203連接在開關電路201之接收路徑側。第二分波電路203由低頻側濾波電路和高頻側濾波電路構成，而低頻側濾波電路雖然讓2.4GHz頻帶無線LAN之接收信號通過，但是使5GHz頻帶無線LAN的接收信號衰減；高頻側濾波電路雖然讓5GHz頻帶無線LAN之接收信號通過，但是使2.4GHz頻帶無線LAN的接收信號衰減。
在第二分波電路203之高頻側濾波電路依序連接第一低雜訊放大電路(LNA1)210、帶通濾波電路(BPF)213、以及第一接收端子(5GHz頻帶無線LAN之接收端子)RX1。以天線接收之5GHz頻帶無線LAN的接收信號，經由開關電路201，以第一低雜訊放大電路210放大，並向第一接收端子RX1輸出。因為在第一低雜訊放大電路210的輸入側連接用以讓2.5GHz或以下之信號衰減的分波電路203之高頻側濾波電路，所以可避免第一低雜訊放大電路210由於從可攜式機器等所產生之2GHz或以下之頻帶的電波而變成飽和。
在第二分波電路203之低頻側濾波電路依序連接作為第二濾波器之帶通濾波電路(BPF)212、第二低雜訊放大電路(LNA2)211、以及第二接收端子(2.4GHz頻帶無線LAN之接收端子)RX2。以天線接收之2.4GHz頻帶無線LAN的接收信號，經由開關電路201，以第二低雜訊放大電路LNA2放大，並向第二接收端子RX2輸出。因為在低雜訊放大電路211的輸入側連接用以讓低於2GHz之信號衰減的帶通濾波電路212，所以從來自天線之信號除去不要的信號。尤其，帶通濾波電路212讓行動電話之約2GHz或以下的信號充分地衰減，以防止第二低雜訊放大電路211的飽和。
第24圖表示分波電路203、帶通濾波電路212、以及帶通濾波電路213之等效電路。分波電路203由傳送線路lrd1、lrd3及電容元件crd2~crd4構成。電容元件crd3及傳送線路lrd3調整成在2.4GHz頻帶發生共振。傳送線路lrd1之電氣長度調整成從分波電路103之共用端子看帶通濾波電路212時的阻抗在5GHz頻帶變成斷路。藉此，向帶通濾波電路212側分配2.4GHz頻帶之信號，向低雜訊放大電路210側分配5GHz頻帶的信號。2.4GHz頻帶之信號利用帶通濾波電路212除去通過頻帶外之不要的信號後，以低雜訊放大電路211放大，並向第二接收端子RX2輸出。5GHz頻帶之信號以低雜訊放大電路210放大後，利用帶通濾波電路213除去通過頻帶外之不要的信號，並向第一接收端子RX1輸出。
如第23圖所示，高頻電路具有：電壓供給端子VCC，將固定之電壓供給第一及第二功率放大電路205、206；及控制電路(Cont.IC)204，從電壓供給端子VCC接受電壓的供給。第一及第二功率放大電路205、206內建檢波二極體，並向一個檢波端子VPD輸出其檢波輸出。第25圖表示控制電路204之構造，第26圖表示檢波二極體和控制電路204之較佳例。控制電路204具備有：第一低雜訊放大電路(LNA1)用偏壓電壓輸出端子Vdd1、第二低雜訊放大電路(LNA2)用偏壓電壓輸出端子Vdd2、開－關第一低雜訊放大電路(LNA1)用之偏壓電壓的第四開關(SW4)、開－關第二低雜訊放大電路(LNA2)用之偏壓電壓的第五開關(SW5)、輸入第四開關(SW4)之開－關控制用的信號之端子LNAlON、以及輸入第五開關(SW5)之開－關控制用的信號之端子LNA2ON。其他之構造因為和如第2圖及第3圖所示的控制電路及檢波二極體相同，所以省略說明。
開關電路201及高通濾波電路218和第1圖所示者相同即可。為了避免混訊信號所引起之低雜訊放大器的飽和，雖然在低雜訊放大電路之輸入側設置帶通濾波電路212及分波電路203，但是亦可追加高通濾波電路。該高通濾波電路例如在約0.8~2GHz具有超過一個的衰減極為較佳。這可利用第4圖所示之電感元件L12及電容元件C12的串聯共振電路而實現。藉此，讓約0.8~2GHz及其附近之信號衰減，並可穩定地除去來自行動電話的混訊。
因為無線LAN之2.4GHz頻帶和行動電話的頻帶接近，所以利用一個高通濾波電路亦可能無法得到所要之衰減。因此，亦可設置多個高通濾波電路。在此情況，亦可將高通濾波電路設置於開關電路201和低雜訊放大電路210、211之間。這種高通濾波電路，可使用第4圖、第6圖或第7圖所示的電路。
分波電路202、203及帶通濾波電路207、208、212、213可利用將電感元件及電容元件加以組合之LC電路而構成。
第27圖表示本實施形態之高頻電路的另一例。此高頻電路之控制電路(Cont.IC)204a和第23圖所示者相異。在第28圖表示控制電路204a之構造。控制電路204a具備有：和電壓供給端子VCC連接之電壓輸入端子Vc、第一功率放大電路(PA1)用偏壓電壓輸出端子Vb1、第二功率放大電路(PA2)用偏壓電壓輸出端子Vb2、開－關第一功率放大電路用之偏壓電壓的第一開關(SW1)、開－關第二功率放大電路用之偏壓電壓的第二開關(SW2)、設置於第一及第二開關的共用端子和電壓輸入端子Vc之間的第三開關(SW3)、和第三開關(SW3)並聯的電阻R1、輸入第一開關(SWl)之開－關控制用的信號之端子PA1ON、輸入第二開關(SW2)之開－關控制用的信號之端子PA2ON、以及輸入第三開關(SW3)之開－關控制用的信號之端子HI/LO。這些之構造和上述者相同。
第一低雜訊放大電路LNA1的偏壓電壓用端子LNA1V和第二低雜訊放大電路LNA2之偏壓電壓用端子LNA2V的配置和第23圖所示者相異。偏壓電壓用端子LNA1V、LNA2V之驅動電流約0.1 mA，因為比較小，所以可利用積體化於RFIC或基帶IC的邏輯控制電源直接驅動。
此控制電路之構造未限定為本實施形態的高頻電路，亦可應用於濾波器的配置或有無相異之其他的高頻電路(例如未配置第一濾波器之高頻電路)。
(B)高頻組件
第29圖表示以使用陶瓷積層基板的組件構成具有本發明之第2實施形態的高頻電路之情況。因為陶瓷積層基板219可藉和第一實施形態相同之方法製造，所以省略製造方法的說明。
在陶瓷積層基板219之各層形成電感元件、電容元件、配線以及接地電極用的圖案電極，而圖案電極利用導通孔電極連結。以LC電路可構成之電路構造主要利用圖案電極形成。具體而言，主要利用陶瓷積層基板219內之圖案電極構成第一及第二分波電路202、203及帶通濾波電路207、208、213、214，各電路之一部分以晶片元件裝載於陶瓷積層基板219之上面。
陶瓷積層基板219裝載開關電路(SPDT)201、第一及第二功率放大電路(PA1)205、(PA2)206、第一及第二低雜訊放大電路(LNA1)210、(LNA2)211、以及控制電路(Cont.IC)204用的半導體元件。這些半導體元件利用打線接合機、LGA、BGA等和陶瓷積層基板219之電極圖案連接。尤其藉由裝載控制電路用之半導體元件，可使高頻電路變成小型。開關電路201、第一及第二功率放大電路205、206、第一及第二低雜訊放大電路210、211、以及控制電路204的一部分係內建於陶瓷積層基板。裝載元件及內建元件和第23圖所示的電路連接。雖然陶瓷積層基板219除了上述半導體元件以外，裝載晶片電容器、晶片電阻、晶片電感器等，但是可從和內建於陶瓷積層基板219之元件的關係適當地選擇這些裝載元件。
[3]第3實施形態 (A)高頻電路
在第30圖表示在5GHz頻帶無線LAN(IEEE802.11a)和2.4GHz頻帶無線LAN(IEEE802.11b及/或IEEE802.11g)之2個通信系統可共用的本發明之更另一實施形態之高頻電路。此高頻電路具有：作為第一濾波器之高通濾波電路(HPF)318，和與多頻帶天線連接之天線端子Ant連接；及分波電路(DIP)301。分波電路301由高頻側濾波電路和低頻側濾波電路構成，而高頻側濾波電路雖然讓5GHz頻帶無線LAN之收發信號通過，但是使2.4GHz頻帶無線LAN的收發信號衰減；低頻側濾波電路雖然讓2.4GHz頻帶無線LAN之收發信號通過，但是使5GHz頻帶無線LAN的收發信號衰減。
在分波電路301的高頻側濾波電路連接用以切換天線側電路和發送路徑或接收路徑之連接的第一開關電路(SPDT1)302。在開關電路302發送路徑依序連接第一功率放大電路(PA1)305、第一帶通濾波電路(BPF1)307、以及第一發送端子(5GHz頻帶無線LAN之發送端子)TX1。在第一開關電路302之接收路徑依序連接第一低雜訊放大電路(LNA1)306、第二帶通濾波電路(BPF2)308、以及第一接收端子(5GHz頻帶無線LAN之接收端子)RX1。第一帶通濾波電路307除去發送信號所含之頻帶外的不要之雜訊。第一低雜訊放大電路305將5GHz頻帶無線LAN的發送信號放大。分波電路301之高頻側濾波電路讓高諧波衰減。亦可在第一發送端子TX1和帶通濾波電路307之間設置將第一發送端子作成平衡端子的平衡－不平衡電路。
在分波電路301之低頻側濾波電路，經由作為第二濾波器的第三帶通濾波電路(BPF3)313，連接用以切換天線側電路和發送路徑或接收路徑之連接的第二開關電路(SPDT2)303。在開關電路303之發送路徑依序連接第二功率放大電路(PA2)311、及第二發送端子(2.4GHz頻帶無線LAN之發送端子)TX2。在第二開關電路303之接收路徑，經由第二低雜訊放大電路(LNA2)310連接第二接收端子(2.4GHz頻帶無線LAN之接收端子)RX2。第二功率放大電路(PA2)311將從2.4GHz頻帶無線LAN之發送側電路所輸入之發送信號放大，而第三帶通濾波電路313及分波電路301之低頻側濾波電路除去發送信號所含之頻帶外的不要之雜訊，而且讓在第二功率放大電路311所產生之高諧波衰減。亦可將用以除去發送信號所含之頻帶外的不要之雜訊的帶通濾波電路設置於第二發送端子(2.4GHz頻帶無線LAN之發送端子)TX2和第二功率放大電路311之間。
來自分波電路301之接收信號(2.4GHz頻帶)經由第三帶通濾波電路(BPF3)313及第二開關電路(SPDT2)303輸入至第二低雜訊放大電路(LNA2)310，被放大後向第二接收端子RX2輸出。藉分波電路301及第三帶通濾波電路313除去接收信號中之不要的信號。尤其第三帶通濾波電路313讓令第二低雜訊放大電路310變成飽和之低於約2GHz的行動電話之信號充分地衰減。
第31圖表示分波電路301及第三帶通濾波電路313之等效電路。分波電路301由傳送線路ld1、ld3及電容元件cd2~cd4構成。電容元件cd3及傳送線路ld3調整成在2.4GHz頻帶發生共振。傳送線路ld1之電氣長度調整成從ANT端子看帶通濾波電路313時的阻抗在5GHz頻帶變成斷路。藉此，向帶通濾波電路313側分配2.4GHz頻帶之信號，向開關電路(SPDT1)302側分配5GHz頻帶的信號。2.4GHz頻帶之信號利用帶通濾波電路313除去通過頻帶外之不要的信號後，經由第二開關電路303(SPDT2)輸入低雜訊放大電路310，在那裡被放大並向第二接收端子RX2輸出。5GHz頻帶之信號經由開關電路302輸入低雜訊放大電路306，在那裡被放大後，利用帶通濾波電路308除去通過頻帶外之不要的信號，並向第一接收端子RX1輸出。
電壓供給端子VCC將固定之電壓供給第一及第二功率放大電路305、311及控制電路(Cont.IC)304。第一及第二功率放大電路305、311內建檢波二極體，並向一個檢波端子VPD輸出其檢波輸出。
開關電路302、303及高通濾波電路318因為和在第1實施形態相同者即可，所以省略其說明。又，因為控制電路304及檢波二極體和在第2實施形態相同者即可，所以省略其說明。
第32圖表示帶通濾波電路之等效電路的一例。此帶通濾波電路由磁性耦合之電感元件lb1、lb2和電容元件cb1~cb5構成。電感元件lb1和電容元件cb2之並聯共振頻率及電感元件lb2和電容元件cb4之並聯共振頻率各自被設定為成為通過頻帶的2.4GHz頻帶或5GHz頻帶。但，帶通濾波電路之電路構造未限定如此。
分波電路301及帶通濾波電路307、308、313可利用將電感元件及電容元件加以組合之LC電路而構成。電感元件利用積層體元件內之電極圖案中的傳送線路構成，而電容元件利用平行電極構成。
第33圖表示本實施形態之高頻電路的另一例。此高頻電路雖然其控制電路(Cont.IC)304a和第30圖所示的高頻電路相異，但是因為控制電路304a的構造和第25圖所示之在第2實施形態所使用的相同，所以省略說明。控制電路304a未限定為本實施形態之高頻電路，例如亦可使用未具有第一濾波器的高頻電路。在第二功率放大電路(PA2)311和第二發送端子TX2之間具有帶通濾波電路312。
(B)高頻組件
第34圖表示以使用陶瓷積層基板之組件構成本實施形態的高頻電路之情況。因為陶瓷積層基板319之製造方法和第1實施形態相同，所以省略說明。
在陶瓷積層基板319之各層形成電感元件、電容元件、配線以及接地電極用的圖案電極，而圖案電極利用導通孔電極連結。用以構成分波電路301、第一及第二開關電路302、303、第一及第二功率放大電路305、311、第一及第二低雜訊放大電路306、310、帶通濾波電路307、308、313、以及控制電路304之主要部的元件，係形成於陶瓷積層基板319內，而其他的元件(晶片電容器、晶片電阻、晶片電感器等)係裝載於陶瓷積層基板319的上面。裝載元件利用打線接合機、LGA、BGA等連接。尤其藉由裝載控制電路用之半導體元件，而可使高頻電路變成小型。裝載元件及內建元件和第30圖所示之電路連接。
本發明之高頻電路具有良好的接收靈敏度。相對於在將分波電路及帶通濾波電路設置於高頻側之低雜訊放大電路的輸入側之以往的高頻電路中，接收路徑之雜訊指數在2.4GHz頻帶為3.5dB、在5GHz頻帶為4.0dB，相對於此，在第1實施形態之高頻電路，雜訊指數在2.4GHz頻帶為1.5dB、在5GHz頻帶為2dB，係非常小。又在第2及第3實施形態之高頻電路，雜訊指數在5GHz頻帶為2dB，係非常小。
在任一實施形態，因為都能以6mm×4mm×0.6mm之很小的尺寸構成陶瓷積層基板，所以利用半導體元件之裸晶片組裝將裝載元件以樹脂密封，亦可使本發明之高頻組件的高度變成1.3mm。因為即使以往之小型的高頻組件亦具有約9mm×6mm之平面尺寸，所以得知本發明之高頻組件的平面尺寸變成低於1/2。若組裝如此小型的高頻組件時，使無線裝置之小型化成為可能，且增加設計之自由度。又，使用多個高頻組件時，可構築可進行多條天線及收發路徑之切換的前端部分。藉此，可構成高通信速度及高品質之與IEEE802.11n規格對應的無線LAN通信裝置。
本發明之高頻電路未限定為雙頻帶無線裝置用，亦可構成三頻帶、四頻帶等多頻帶無線裝置用。在此情況，可將本發明之高頻電路使用於多頻帶用的高頻電路之一部分。
【發明之效果】
本發明的高頻電路及高頻組件在電子電氣機器間之無線通信的接收靈敏度為良好。又，能以小型且低耗電流的高頻組件構成例如在使用無線LAN之5GHz頻帶的IEEE802.11a和使用2.4GHz頻帶之IEEE802.11b及/或IEEE802.11g的2個通信系統可共用之電路、或對應於IEEE802.11n的電路。因而，可得到例如可用於將第一及第二頻帶分別設為5GHz頻帶及2.4GHz頻帶，並具備有可用於IEEE802.11a、IEEE802.11b及IEEE802.11g之通信系統的雙頻帶RF前端電路之行動電話等的通信裝置。
101,201．．．開關電路
102,318．．．高通濾波電路
103,202．．．第一分波電路
105,205,305．．．第一功率放大電路
106,206,311．．．第二功率放大電路
107,207,307．．．第一帶通濾波電路
108,308．．．第二帶通濾波電路
109．．．低雜訊放大電路
110,203．．．第二分波電路
111．．．低通濾波電路
112．．．低通濾波電路
113,313．．．第三帶通濾波電路
114．．．第四帶通濾波電路
116．．．平衡－不平衡電路
117．．．平衡－不平衡電路
118,218．．．高通濾波電路
120．．．控制電路
TX5P,TX5N．．．第一發送端子
TX2．．．第二發送端子
RX5P,RX5N．．．第一接收端子
RX2．．．第二接收端子
Ant．．．天線端子
VCC．．．電壓供給端子
LNAON、PA5ON、PA2ON、HI/LO．．．開－關控制用的信號之端子
VPD．．．檢波端子
TX/RX0及TX/RX1．．．開關電路的切換信號
204,204a．．．控制電路
207,208．．．帶通濾波電路
219,319．．．陶瓷多層基板
210．．．第一低雜訊放大電路
211,310．．．第二低雜訊放大電路
212,213．．．帶通濾波電路
301．．．分波電路
302．．．第一開關電路
303．．．第二開關電路
306．．．第一低雜訊放大電路
第1圖係表示本發明之第1實施形態的高頻電路之方塊圖。
第2圖係表示本發明所使用之控制電路的一例之方塊圖。
第3圖係表示本發明所使用之控制電路及檢波電路的一例之方塊圖。
第4圖係表示本發明所使用之高通濾波電路的一例之等效電路的圖。
第5圖係表示本發明所使用的高通濾波電路之另一例之等效電路的圖。
第6圖係表示本發明所使用的高通濾波電路之更另一例之等效電路的圖。
第7圖係表示本發明所使用的高通濾波電路之更另一例之等效電路的圖。
第8圖係表示低雜訊放大電路的一例之圖。
第9圖係表示低雜訊放大電路之另一例之圖。
第10圖係表示低雜訊放大電路之更另一例之圖。
第11圖係表示低雜訊放大電路之更另一例之圖。
第12圖係表示低雜訊放大電路之增益特性的曲線圖。
第13圖係表示副高頻電路之一例的方塊圖。
第14(a)圖係表示在副高頻電路之低雜訊放大裝置的一例之方塊圖。
第14(b)圖係表示在副高頻電路的低雜訊放大裝置之另一例之方塊圖。
第14(c)圖係表示在副高頻電路的低雜訊放大裝置之更另一例之方塊圖。
第14(d)圖係表示在副高頻電路的低雜訊放大裝置之更另一例之方塊圖。
第15圖係表示在第13圖所示之低雜訊放大裝置的高通開關部之等效電路的一例之圖。
第16圖係表示在第13圖所示之低雜訊放大裝置的高通開關部之等效電路的另一例之圖。
第17圖係表示在第14(a)圖所示之低雜訊放大裝置的高通開關部之等效電路的更另一例之圖。
第18圖係表示在第14(a)圖所示之低雜訊放大裝置的高通開關部之等效電路的更另一例之圖。
第19圖係表示副高頻電路之另一例之方塊圖。
第20圖係表示具備有高頻電路之高頻開關電路的一例之方塊圖。
第21圖係表示本發明之第1實施形態的高頻組件之立體圖。
第22圖係表示本發明之第1實施形態的高頻組件之陶瓷積層板的展開圖。
第23圖係表示本發明之第2實施形態的高頻電路之一例的方塊圖。
第24圖係表示本發明之第2實施形態的分波電路及高通濾波電路之等效電路的圖。
第25圖係表示本發明之第2實施形態的控制電路之方塊圖。
第26圖係表示本發明之第2實施形態的控制電路及檢波電路之方塊圖。
第27圖係表示本發明之第2實施形態的高頻電路之另一例之方塊圖。
第28圖係表示本發明之第2實施形態的控制電路之方塊圖。
第29圖係表示本發明之第2實施形態的高頻組件之立體圖。
第30圖係表示本發明之第3實施形態的高頻電路之一例的方塊圖。
第31圖係表示本發明之第3實施形態的分波電路及第3高通濾波電路之等效電路的圖。
第32圖係表示本發明之第3實施形態的帶通濾波電路之等效電路的圖。
第33圖係表示本發明之第3實施形態的高頻電路之另一例之方塊圖。
第34圖係表示本發明之第3實施形態的高頻組件之立體圖。
第35圖係表示以往之高頻電路的一例之等效電路的圖。
第36圖係表示以往的高頻電路之另一例之方塊圖。
101．．．開關電路
102．．．高通濾波電路
103．．．第一分波電路
105．．．第一功率放大電路
106．．．第二功率放大電路
107．．．第一帶通濾波電路
108．．．第二帶通濾波電路
109．．．低雜訊放大電路
110．．．第二分波電路
111．．．低通濾波電路
112．．．低通濾波電路
113．．．第三帶通濾波電路
114．．．第四帶通濾波電路
116．．．平衡－不平衡電路
117．．．平衡－不平衡電路
118．．．高通濾波電路
120．．．控制電路
TX5P,TX5N．．．第一發送端子
TX2．．．第二發送端子
RX5P,RX5N．．．第一接收端子
RX2．．．第二接收端子
Ant．．．天線端子
VCC．．．電壓供給端子
LNAON,PA5ON,PA2ON,HI/LO．．．開－關控制用的信號之端子
VPD．．．檢波端子
TX/RX0及TX/RX1．．．開關電路的切換信號
Cont.IC．．．控制電路

Claims (6)

  1. 一種高頻電路，係選擇性地使用至少第一頻帶及比該第一頻帶低之第二頻帶的無線通信用之高頻電路，其特徵為：具備有天線端子；輸入該第一頻帶之發送信號的第一發送端子；輸入該第二頻帶之發送信號的第二發送端子；輸出該第一頻帶之接收信號的第一接收端子；輸出該第二頻帶之接收信號的第二接收端子；開關電路，係切換該天線端子和該第一、第二發送端子之連接及該天線端子和該第一、第二接收端子的連接；第一分波電路，係設置於該開關電路和該第一、第二發送端子之間，用以分配第一頻帶的信號和第二頻帶之信號的路徑；第二分波電路，係設置於該開關電路和該第一、第二接收端子之間，用以分配第一頻帶的信號和第二頻帶之信號的路徑；第一功率放大電路，係設置於該第一分波電路和第一發送端子之間；第二功率放大電路，係設置於該第一分波電路和第二發送端子之間； 低雜訊放大電路，係設置於該開關電路和該第二分波電路之間；第一濾波電路，設置於該天線端子和該開關電路之間，第二濾波電路，設置於該開關電路和該低雜訊放大電路之間；及旁通路徑，和該低雜訊放大電路並聯；該第二濾波電路配置於該旁通路徑與該低雜訊放大電路之分叉點和該低雜訊放大電路之間；兩濾波電路均讓該第二頻帶之接收信號通過，但至少阻止比該第二頻帶更低的頻帶，且該第一濾波電路之阻帶比該第二濾波電路的阻帶更低。
  2. 如申請專利範圍第1項之高頻電路，其中該第一及第二濾波電路係高通濾波電路。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之高頻電路，其中具備有：電壓供給端子，係將固定之電壓供給至該第一及第二功率放大電路；及控制電路，係從該電壓供給端子接受電壓，並向該第一及第二功率放大電路以及該低雜訊放大電路輸出控制用的偏壓電壓。
  4. 如申請專利範圍第3項之高頻電路，其中該控制電路具備有：電壓輸入端子；該第一功率放大電路用偏壓電壓輸出端子；該第二功率放大電路用偏壓電壓輸出端子；該低雜訊放大電路用偏壓電壓輸出端子；第一開關，係 用以開-關該第一功率放大電路用的偏壓電壓；第二開關，係用以開-關該第二功率放大電路用的偏壓電壓；第三開關，係用以開-關該低雜訊放大電路用的偏壓電壓；第四開關，係設置於該第一及第二開關的共用端子和該電壓輸入端子之間；和該第四開關並聯之電阻；以及該第一~第四開關之開-關控制用的第一~第四信號輸入端子。
  5. 一種高頻組件，係具有如申請專利範圍第1或2項之高頻電路的高頻組件，其特徵為：具備有由形成有電極圖案之多個陶瓷電介質層所構成的一體式積層體、和裝載於該積層體表面的元件，該第一及第二分波電路係在該積層體內利用該電極圖案構成，該開關電路、該第一及第二功率放大電路、以及該低雜訊放大電路用的半導體元件係裝載於該積層體。
  6. 一種通信裝置，其特徵為：具備有如申請專利範圍第5項之高頻組件。
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