TWI472170B - 高頻電路、高頻零件及通信裝置 - Google Patents

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TWI472170B
TWI472170B TW96114523A TW96114523A TWI472170B TW I472170 B TWI472170 B TW I472170B TW 96114523 A TW96114523 A TW 96114523A TW 96114523 A TW96114523 A TW 96114523A TW I472170 B TWI472170 B TW I472170B
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Shigeru Kemmochi
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Description

高頻電路、高頻零件及通信裝置
本發明係關於一種可在用於電子、電氣機器之間通信的至少2個通信系統上共用之高頻電路、及具有該高頻電路的高頻零件以及使用其之通信裝置。
現在，IEEE802.11規格之代表的無線LAN之資料通信廣泛地普及，且被採用於例如個人電腦(PC)、印表機、硬碟、寬頻路由器等的PC周邊機器、FAX、冰箱、標準電視(SDTV)、高品質電視(HDTV)、數位相機、數位攝影機、行動電話等的電子機器、汽車和航空飛機內的信號傳達手段等。
作為無線LAN的規格，IEEE802.11a係在5GHz的頻域內採用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiples：正交頻率多重分割)調變方式，支援最大54Mbps的高速資料通信。IEEE802.11b係在即使沒有無線認證亦可使用的2.4GHz的ISM(Industrial、Scientific and Medical：產業、科學及醫療)頻域中採用DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum：直接序列展頻)方式，支援5.5Mbps及11Mbps的高速通信。IEEE802.11g係與IEEE802.11b相同，在2.4GHz頻帶中採用OFDM調變方式，支援最大54Mbps的高速資料通信。以下根據需求，舉例說明以IEEE802.11b及IEEE802.11g作為第一通信系統(11bg)，以IEEE802.11a作為第二通信系統(11a)的情況。
作為在使用此種無線LAN之多頻帶通信裝置中所使用的高頻電路，WO2006/003959A係揭露一種可分集式(diversity)收訊的高頻電路，其具備：2個雙頻帶天線，可在通信頻帶不同的2個通信系統(IEEE802.11a、IEEE802.11b)中進行收發訊；高頻開關，具備用以切換發訊側電路及收訊側電路之連接的4個埠；第一分頻電路，配置在高頻開關之一個埠和發訊側電路之間；以及第二分頻電路，配置在高頻開關之其他埠和收訊側電路之間。
第21圖係表示WO2006/003959A之第26圖所示的高頻電路。此高頻電路係在高頻開關電路10和發訊側電路之間具備分頻電路13，在分頻電路13和發訊端子11bg－T之間具備功率放大器電路2及帶通濾波器電路4，在分頻電路13與發訊端子11a－T之間具備低通濾波器電路19、功率放大器電路3及帶通濾波器電路5，在高頻開關電路10和分頻電路13之間具備檢波電路8，在高頻開關電路10和收訊側電路之間具備分頻電路14，在分頻電路14和收訊端子11bg－R之間具備帶通濾波器電路6，在分頻電路14和收訊端子11a－R之間具備低通濾波器電路26及低雜訊放大器電路27，在天線端子Ant1和高頻開關電路之間具備陷波電路28以及在天線端子Ant2和高頻開關電路10之間具備陷波電路29。在此高頻電路中，於5GHz帶的收訊路徑(11a－R)上雖具有低雜訊放大器電路27，但因為必須另外設置2.4GHz帶的低雜訊放大器電路，所以不適合小型化。
在WO2006/003959A中，因為將分頻電路連接於低雜訊放大器的輸入側，在分頻電路和低雜訊放大器之間連接帶通濾波器或者低通濾波器，所以收訊靈敏度嚴重受到低雜訊放大器之雜訊指數和帶通濾波器或者低通濾波器及分頻電路之插入損失的影響。因此，在於低雜訊放大器之輸入側使用具有插入損失約2dB左右之帶通濾波器或低通濾波器和具有插入損失約1dB左右之分頻電路的情況下，收訊靈敏度會受限。
作為無線LAN及藍芽共用的電路，JP2002－208874A係揭露了在天線和天線切換開關之間設置帶通濾波器，於天線切換開關之發訊側設置共用於無線LAN及藍芽的功率放大器，為了區分無線LAN之發訊和藍芽而將分配器連接至功率放大器，於天線切換開關之收訊側設置了在無線LAN之收訊及藍芽之收訊中共用的低雜訊放大器，於低雜訊放大器連接區分無線LAN之收訊和藍芽之收訊的分配器之電路。JP2002－208874A係如第22圖所示，記載了將頻率選擇用的雙工器作為低頻域通過型之整合電路和高頻域通過型之整合電路的組合例。此電路係以1個帶通濾波器來實現減低發訊側的諧波發生量及減低收訊側的衰減量，但無法共用於2.4GHz帶及5GHz帶的2個頻帶，另外，因為在低雜訊放大器之輸入側具有帶通濾波器及分頻電路，所以收訊靈敏度會受限。
此外，使用複數天線來提升通信的速度及品質的MIMO(Multi－Input－Multi－Output)技術之IEEE802.11n的規格所對應之無線LAN通信裝置正持續普及化。不過，在WO2006/003959A及JP2002－208874A的高頻電路中無法充分對應IEEE802.11n。
[發明目的]
所以，本發明之目的是提供能用於雙頻帶無線裝置之收訊靈敏度佳的小型高頻電路。
本發明之另一目的是提供具有該高頻電路的高頻零件。
本發明之又一目的是提供具備該高頻零件的通信裝置。
用於選擇性地使用第一及第二頻域以進行無線通信之雙頻帶無線裝置的本發明之高頻電路，其特徵為具備；天線端子，在前述第一及第二頻域中，與可收發訊的天線連接；輸入有前述第一頻域之發訊信號的第一發訊端子、輸入有前述第二頻域之發訊信號的第二發訊端子、輸出有前述第一頻域之收訊信號的第一收訊端子、輸出有前述第二頻域之收訊信號的第二收訊端子；開關電路，切換前述天線端子和前述第一及第二發訊端子或者前述第一及第二收訊端子的連接；設置在前述開關電路和前述第一及第二發訊端子之間的第一分頻電路、設置在前述開關電路和前述第一及第二收訊端子之間的第二分頻電路；設置在前述第一分頻電路和前述第一發訊端子之間的第一功率放大器電路、設置在前述第一分頻電路和前述第二發訊端子之間的第二功率放大器電路；設置在前述第一功率放大器電路和前述第一發訊端子之間的第一帶通濾波器電路、設置在前述第二功率放大器電路和前述第二發訊端子之間的第二帶通濾波器電路、設置在前述第二分頻電路和前述第一收訊端子之間的第三帶通濾波器電路；檢波電路，設置在前述開關電路和前述第一分頻電路之間；以及低雜訊放大器電路，設置在前述開關電路和前述第二分頻電路之間。
因為在前述開關電路和前述第二分頻電路之間配置的低雜訊放大器電路之輸入側係無分頻電路地連接於開關電路，所以輸入側之插入損失係大幅減低，收訊靈敏度便飛躍地提升。另外，在前述開關電路和前述第一分頻電路之間設置的檢波電路係因為能對例如2.4GHz及5GHz帶的2個頻域之發訊信號進行檢波，所以可以進行高頻電路的小型化及低成本化。
較佳為在前述第一分頻電路和前述第二功率放大器電路之間設置低通濾波器電路。藉由低通濾波器電路能減低從功率放大器電路產生的諧波。
較佳為在前述開關電路和前述天線端子之間設置諧波減低電路。諧波減低電路能減低從功率放大器電路產生的諧波。
前述第一~第三帶通濾波器電路的至少一個係具備已互相磁性結合的第一及第二電感元件、及與前述第一及第二電感元件的各個構成並聯電路的第一及第二電容器，較佳為前述第一及第二電感元件係介由第三電感元件而被接地。藉由已互相磁性結合的第一及第二電感元件及與第一及第二電感元件的各個構成並聯電路的第一及第二電容器，能實現在通過頻域中為低損失、在通信頻域外為高衰減的帶通濾波器電路。另外，介由第三電感元件使第一及第二電感元件接地，可藉以擴大頻域寬度，即使在比較廣的5GHz帶(4.9~5.85GHz)中也能使用。
前述低雜訊放大器電路係較佳為具有：電晶體；輸入路徑，連接於前述電晶體的基極；輸出路徑，連接於前述電晶體的集極；以及回授電路，設在前述輸入路徑之節點和前述輸出路徑之節點之間，且具有串聯連接的電阻、電感元件及電容器。藉由此構成，能謀求低雜訊放大器電路的寬頻域化。
前述低雜訊放大器電路係較佳為具有：電晶體；輸入路徑，連接於前述電晶體的基極；輸出路徑，連接於前述電晶體的集極；回授電路，設在前述輸入路徑之節點和前述輸出路徑之節點之間且具有電阻；以及電容器，設在前述輸入路徑之節點和前述電晶體之基極之間。藉由此構成，能謀求低雜訊放大器電路之增益特性的平坦化。
較佳為在前述回授電路上設置與前述電阻串聯的電感元件。因為電感元件的阻抗在高頻域較大，所以比起低頻域，更能在高頻域減低回授量。所以，能提升在高頻域的增益，進一步平坦化相對於頻率的增益特性。
前述電晶體的射極係介由電感元件而被接地為較佳。能藉由該電感元件來調整增益。
在前述開關電路和前述低雜訊放大器電路之間，較佳為連接可變陷波濾波器電路，其用於在前述第一頻域之信號收訊時，使前述第一頻域的信號通過，且在前述第二頻域之信號收訊時，阻止前述第一頻域的信號。藉由此構成，能夠防止進入至低雜訊放大器電路之頻域的不同信號互相干涉而產生失真。
用於選擇性地使用第一及第二頻域以進行無線通信的雙頻帶無線裝置之本發明的高頻零件，其特徵為：具有高頻電路，該高頻電路具備：天線端子，在前述第一及第二頻域中，與可收發訊的天線連接；輸入有前述第一頻域之發訊信號的第一發訊端子、輸入有前述第二頻域之發訊信號的第二發訊端子、輸出有前述第一頻域之收訊信號的第一收訊端子、輸出有前述第二頻域之收訊信號的第二收訊端子；開關電路，切換前述天線端子和前述第一及第二發訊端子或者前述第一及第二收訊端子的連接；設置在前述開關電路和前述第一及第二發訊端子之間的第一分頻電路、設置在前述開關電路和前述第一及第二收訊端子之間的第二分頻電路；設置在前述第一分頻電路和前述第一發訊端子之間的第一功率放大器電路、設置在前述第一分頻電路和前述第二發訊端子之間的第二功率放大器電路；設置在前述第一功率放大器電路和前述第一發訊端子之間的第一帶通濾波器電路、設置在前述第二功率放大器電路和前述第二發訊端子之間的第二帶通濾波器電路、設置在前述第二分頻電路和前述第一收訊端子之間的第三帶通濾波器電路；檢波電路，設置在前述開關電路和前述第一分頻電路之間；以及低雜訊放大器電路，設置在前述開關電路和前述第二分頻電路之間；前述高頻零件係具備由已形成電極圖案的複數陶瓷介電質層所組成之一體的層積體、及裝載於前述層積體之正面的元件，前述電極圖案係至少構成前述第一及第二分頻電路及前述第一~第三帶通濾波器電路，前述裝載元件係包含前述開關電路、前述第一及第二功率放大器電路及前述低雜訊放大器電路用之半導體元件。
藉由上述構成，本發明的高頻零件能小型化，能使接線電阻造成的插入損失最小化。
較佳為前述高頻電路在前述第一分頻電路和前述第二功率放大器電路之間具有低通濾波器電路，前述低通濾波器電路係在前述層積體內藉由前述電極圖案所構成。
較佳為高頻零件之前述高頻電路，係在前述開關電路和前述天線端子之間具有諧波減低電路，在前述層積體內根據前述電極圖案而構成前述諧波減低電路。
前述層積體的組裝面是7×7mm2 以下為較佳。
前述第二分頻電路及前述第三帶通濾波器電路用之電極圖案係在前述層積體內，被配置在被上下的接地電極圖案所包夾之1個區域內，在前述區域和其他區域之間以行列狀設置與前述上下的接地電極圖案連接之複數通孔電極，藉由前述接地電極圖案及前述通孔電極，防止前述區域內之電極圖案和其他區域內之電極圖案的干涉為較佳。
前述低雜訊放大器用之半導體元件係被裝載於前述第二分頻電路及前述第三帶通濾波器電路用之電極圖案的區域之略正上方的層積體上面，在前述低雜訊放大器用之半導體元件和前述第三帶通濾波器電路用的電極圖案之間設置接地電極圖案為較佳。
前述檢波電路用的耦合器電路形成於前述層積體內，前述耦合器電路的主線路用之電極圖案和副線路用之電極圖案係於層積方向上下面對，並且被上下的接地電極圖案所包夾，連接於前述上下之接地電極圖案的複數通孔電極係包圍前述主線路用之電極圖案及前述副線路用之電極圖案為較佳。
本發明之通信裝置之特徵為具備上述高頻零件。
 [1]高頻電路
本發明的高頻電路係選擇性地使用第一及第二頻域。一般而言，第二頻域比第一頻域高。第1圖係表示可共用於第一頻域(2.4GHz帶)之無線LAN(IEEE802.11b及/或IEEE802.11g)和第二頻域(5GHz帶)之無線LAN(IEEE802.11a及/或IEEE802.11h)的2個通信系統的本發明之一實施形態的高頻電路。此高頻電路係具有：開關電路(SPDT1)101，連接著與多頻帶天線連結的天線端子Ant；檢波電路(DET)102，連接於開關電路(SPDT1)101之發訊路徑側；以及第一分頻電路(Dip1)103，連接於檢波電路(DET)102。
第一分頻電路(Dip1)103係由低頻側濾波器電路和高頻側濾波器電路所構成，低頻側濾波器電路使2.4GHz帶無線LAN的發訊信號通過，使5GHz帶無線LAN的發訊信號衰減。另一方面，高頻側濾波器電路使5GHz帶無線LAN的發訊信號通過，使2.4GHz帶無線LAN的發訊信號衰減。
第一功率放大器電路(PA1)105連接於第一分頻電路(Dip1)103之低頻側濾波器電路，第一帶通濾波器電路(BPF1)107連接於第一功率放大器電路(PA1)105，2.4GHz帶無線LAN的發訊端子Tx－b連接於第一帶通濾波器電路(BPF1)107。帶通濾波器電路(BPF1)107排除發訊信號所包含之頻域以外的雜訊，第一功率放大器電路(PA1)105使從2.4GHz帶無線LAN之發訊側電路輸入的發訊信號放大，第一分頻電路(Dip1)103之低頻側濾波器電路使在第一功率放大器電路(PA1)105產生的諧波衰減。
低通濾波器(LPF)104連接於第一分頻電路(Dip1)103之高頻側濾波器電路，第二功率放大器電路(PA2)106連接於低通濾波器(LPF)104，第二帶通濾波器電路(BPF2)108連接於第二功率放大器電路(PA2)106，5GHz帶無線LAN的發訊端子Tx－a連接於第二帶通濾波器電路(BPF2)108。帶通濾波器電路(BPF2)108排除發訊信號所包含之頻域以外的雜訊，第二功率放大器電路(PA2)106使從5GHz帶無線LAN的發訊側電路輸入的發訊信號放大，低通濾波器(LPF)104使已被放大的發訊信號通過，但使在第二功率放大器電路(PA2)106產生的諧波衰減。
開關電路(SPDT1)101之收訊路徑側連接著低雜訊放大器電路(LNA)109，接著連接有第二分頻電路(Dip2)110。低雜訊放大器電路(LNA)109使2.4GHz帶無線LAN之收訊信號及5GHz帶無線LAN之收訊信號放大。低雜訊放大器為了能使2.4GHz帶及5GHz帶的無線LAN之收訊信號放大，所以是涵蓋寬頻域者為較佳。藉由在低雜訊放大器電路(LNA)的後段設置使第一頻域(2.4GHz帶)和第二頻域(5GHz帶)分頻之分頻電路(Dip2)的構成，就不需要如同習知電路構成般地使用2個低雜訊放大器，可進行高頻電路的小型化及低成本化。此外，因為不需要在低雜訊放大器的輸入側設置分頻電路及帶通電路，所以能提升收訊靈敏度。
第二分頻電路(Dip2)110係由低頻側濾波器電路和高頻側濾波器電路所構成，低頻側濾波器電路係使2.4GHz帶無線LAN之收訊信號通過，使5GHz帶無線LAN之收訊信號衰減。另一方面，高頻側濾波器電路係使5GHz帶無線LAN之收訊信號通過，使2.4GHz帶無線LAN之收訊信號衰減。已在低雜訊放大器(LNA)109放大的信號係藉由第二分頻電路(Dip2)110而被分頻，2.4GHz帶無線LAN之收訊信號係經過第三帶通濾波器電路(BPF3)111而被輸出至2.4GHz帶無線LAN的收訊端Rx－b，5GHz帶無線LAN之收訊信號係被輸出至5GHz帶無線LAN的收訊端Rx－a。
檢波電路(DET)102雖可設在第一分頻電路103與各功率放大器電路105、106之間，但在此情況下，需要2個檢波電路，不適合於小型化。在各功率放大器電路105、106內設置檢波電路亦可。在檢波電路(DET)102中，根據以耦合器檢測出之發訊信號，利用檢波用二極體來對高頻電力進行檢波。檢測出之信號介由RFIC電路等而被回授，且被利用於功率放大器電路105、106的控制。
雖使已在第一功率放大器電路(PA1)105放大的發訊信號通過，但為了使已在第一功率放大器電路(PA1)105產生的諧波衰減，亦可以在第一分頻電路103和第一功率放大器電路(PA1)105之間設置低通濾波器電路。另外，也可以在第二分頻電路(Dip2)110和5GHz帶無線LAN的收訊端子Rx－a之間設置帶通濾波器電路。
第2圖係表示第1圖所示之高頻電路的等效電路之一例。開關電路101係以場效電晶體(FET)或二極體等的開關元件作為主構成，具有適當的電感元件及電容器，較佳為例如SPDT(Single Pole Dual Throw)型。
在開關電路101與天線端子Ant之間設有由電感元件ls1和電容器cs1之諧振電路所構成的諧波減低電路。此諧波減低電路可以由低通濾波器、陷波濾波器、或電感元件及分路電容器的組合所構成。在以低通濾波器構成諧波減低電路的情況下，在通過頻域以上的寬頻域中，雖可確保高的衰減量，但插入損失比較大，電路規模也變大。在以陷波濾波器構成諧波減低電路的情況下，相較於低通濾波器則插入損失較小，但只能在特定的諧振頻率下才能獲得衰減量。在電感元件及分路電容器之組合的情況下，雖將插入損失抑制得較小，但相較於低通濾波器的及陷波濾波器則衰減量較小。因此，考慮必要的衰減量、插入損失、電路規模等來選擇諧波減低電路的構成。藉由諧波減低電路，能一起減低在檢波電路產生之第一諧波和在收訊側之低雜訊放大器電路(LNA)109發生的第二諧波。
第一分頻電路103係由以下所構成：由電感元件ltd1、ltd2及電容器ctd1所構成的低通濾波器電路；以及由電感元件ltd3及電容器ctd2~ctd4所構成的高通濾波器電路。第二分頻電路110係由以下所構成：由電感元件lrd1所構成的低通濾波器電路；以及由電感元件ldr3及電容器crd2~crd4所構成的高通濾波器電路。這些分頻電路的構成並不限於低通濾波器與高通濾波器的組合，也可以是各種濾波器電路的組合。
第一帶通濾波器電路107係由已磁性結合的電感元件ltbb1、ltbb2及電容器ctbb1~ctbb5所構成。電感元件ltbb1和電容器ctbb4之並聯電路的諧振頻率及電感元件ltbb2和電容器ctbb2之並聯電路的諧振頻率係被設定在2.4GHz帶無線LAN的發訊頻率內。
第二帶通濾波器電路108係由已磁性結合的電感元件ltab1~ltab3及電容器ctab1~ctab5所構成。電感元件ltab1和電容器ctab2之並聯電路的諧振頻率及電感元件ltab2和電容器ctab4之並聯電路的諧振頻率係被設定在5GHz帶無線LAN的發訊頻率內。電感元件ltab1及ltab2係介由電感元件ltab3而被接地。藉由此構成，能獲得通過頻域寬度變大，即使在頻域寬度較廣的5GHz帶(4.9－5.85GHz)中亦可使用的帶通濾波器。
第三帶通濾波器電路111係由已磁性結合的電感元件lrbb1、lrbb2及電容器crbb1~crbb5所構成。電感元件lrbb1和電容器crbb2之並聯電路的諧振頻率及電感元件lrbb2和電容器crbb4之並聯電路的諧振頻率係被設定在2.4GHz帶無線LAN的收訊頻率內。
低通濾波器電路104係由電感元件ltd4和電容器ctd6的並聯電路及在與接地之間製造電容的電容器ctd5、ctd7所構成。電感元件ltd4和電容器ctd6之並聯電路的諧振頻率被設定在5GHz帶無線LAN之發訊頻率的2倍~3倍頻率。
配置在開關電路101和第一分頻電路103之間的檢波電路102係由耦合器電路、整合電路、諧波減低電路、蕭特基(Schottky)二極體及電壓平流電路所構成。耦合器電路是一種由主線路lc1、副線路lc2及終端電阻Rc所組成的方向式耦合器。此外，耦合器電路也可以是由電容器所構成。在耦合器電路和蕭特基二極體Ds之間連接作為整合電路的傳送線路lc3和作為諧波減低電路的電阻Rc1。蕭特基二極體Ds係介由電容器Cs及電阻Rs所組成之電壓平流電路而連接於檢波輸出端子Vpd。從檢波輸出端子Vpd輸出與第一或第二功率放大器電路105、106之輸出功率對應的DC電壓。
在此等效電路中，第一及第二功率放大器電路105、106的主要電路(電力放大電路)係構成於半導體元件中。第3(a)圖及第3(b)圖係表示第一及第二功率放大器電路105、106的等效電路。
第一功率放大器電路105係由以下所構成：2段放大電路(由半導體元件105a組成)；連接於輸入端In－L的輸入整合電路(由電感元件lbi1、lbi0、lbi2和電容器C1組成)；連接於輸出端Out－L的輸出整合電路(由電感元件lbo1~lbo4和電容器cbo1、C3、C9組成)；連接於偏壓控制端子Ven－b的偏壓控制電路(由電感元件lbv2a、lbv2b、lbv2c和電容器C4、C5組成)；以及連接於電壓供給端子Vcc1的電壓供給電路(由電感元件lbv1、L1和電容器C6、Cd組成)。
第二功率放大器電路106係由以下所構成：3段放大電路(由半導體元件106a組成)；連接於輸入端In－H的輸入整合電路(由電感元件lai1~lai4、電容器cai1及電阻R2組成)；連接於輸出端Out－H的輸出整合電路(由電感元件lao1~lao5及電容器cao1、cao2、C14、C40組成)；連接於偏壓控制端子Ven－a的偏壓控制電路(由電感元件lav6、lav7、pav9及電容器C15、C20組成)；以及連接於電壓供給端子Vcc2的電壓供給電路(由電感元件lav1、lav2、pav7、L2、lav5、pav5及電容器cav1~cav3、C17、C19、Ce組成)。
第4圖係表示低雜訊放大器電路109的等效電路。低雜訊放大器電路109係由以下所構成：構成其主要電路(放大電路)的半導體元件(電晶體)109a；配置在其周邊的電感元件111、112、113、114,5,6、LL1、電容器CL1、CL2、CL4、CL5及電阻RL1~RL3；以及控制電壓端子Vdd－LNA。電容器CL1、CL2阻斷直流電流，電阻RL1、RL3調整低雜訊放大器的動作點，電感元件LL1雖從電源Vdd－LNA供給直流電流，但作用為預防通過頻帶之高頻信號洩漏至電源的抗流電感(choke inductor)。電阻RL2係藉由將輸出信號的一部份回授至輸入側而完成寬頻域中的輸入輸出整合。如第4圖所示，在此回授電路中，連接於電晶體109a之基極的輸入路徑之節點及連接於電晶體109a之集極的輸出路徑之節點係介由串聯連接的電阻RL2、電感元件113及電容器CL2而連結。電容器CL4、CL5是吸收來自電源線之雜訊的雜訊濾除電容器。為了防止因高頻信號之一部份流至電源所導致之振盪，期望能將電容器CL4、CL5設定成在通過頻帶之頻率中為大致短路的阻抗。
除了第4圖所示之低雜訊放大器電路109，也能使用第5圖所示之構成的低雜訊放大器電路。第5圖所示之低雜訊放大器電路係具有電晶體1、連接於電晶體1之基極的輸入路徑、連接於電晶體1之集極的輸出路徑、將輸出的一部份回授至輸入以完成寬頻域之輸入輸出整合的回授電路。回授電路係具有以下構成：介由電阻RL12來連接輸出端子Out－LNA和集極之間的輸出路徑之節點2、輸入端子IN－LNA和基極之間的輸入路徑之節點3。此外，在節點3和電晶體1的基極之間連接電容器CL11。
在第5圖所示之低雜訊放大器電路中，因為回授量僅以電阻RL12來決定，所以電容器CL11不需要有大的電容量。電容器CL11在例如2.4GHz帶中可設定為2pF左右的低電容量。藉此，能使用電容器CL11作為整合電路的一部份。藉由小電容量的電容器CL11，所以能縮短電晶體之基極電壓的ON－OFF控制之信號上升所需的時間。相對於此，在第23圖所示之習知的低雜訊放大器電路中，在回授電路內串聯連接於電阻RL12的電容器CL11係為了使基極側之電壓和集極側之電壓分離，使通過頻域之信號從低雜訊放大器電路的輸出側回授至輸入側，所以在例如2~6GHz帶中必須要有15pF左右的電容量。
此外，藉由第5圖所示之節點3與電晶體1的基極之間連接電容器CL11，能夠使低雜訊放大器電路的增益特性平坦化。亦即，具有適當電容量的電容器CL11係因為在低頻中有大阻抗、在高頻中有小阻抗，所以能降低低雜訊放大器電路之增益的頻率相依性。該構成適用於多頻帶通信系統之收訊信號的放大，若在兩個以上之頻域的增益差成為5dB以下，就可獲得具有優良收訊側電路之多頻帶通信[例如2.4GHz帶無線LAN(IEEE802.11b及/或IEEE802.11g)和5GHz帶無線LAN(IEEE802.11a及/或IEEE802.11h)的2個通信系統]用的高頻電路。相對於此，於回授電路設置電容器CL12的第23圖所示之習知低雜訊放大器電路在增益方面不平坦，寬頻域特性不佳。
在第5圖所示之低雜訊放大器電路中，電晶體1的射極係被接地。於輸出路徑上介由電感元件LL11而連接直流電流供給用的供給電源端子Vcc。電感元件LL11係作用為抗流電感，藉由和接地電容器CL14的組合，能防止通過頻帶之高頻信號洩漏至電源。在輸入路徑的電容器CL11和基極之間，介由電阻RL11而連接著控制電源端子Vb。電阻RL11調整低雜訊放大器電路的動作點。此外，DC阻斷電容器CL12連接於輸入路徑之節點3和輸入端子In－LNA之間，DC阻斷電容器CL13連接於輸出路徑之節點2和輸出端子Out－LNA之間。
供給電源及控制電源的構成不限於第5圖所示者，也可以是其他構成。例如第6圖所示，介由電阻RL11將供給電源端子Vcc連接至輸入路徑，並且介由電感元件LL11連接至輸出路徑，藉以使一個電源端子Vcc共用於供給電源及控制電源。藉由此構成，能以一個電源來控制低雜訊放大器電路的ON/OFF，達到電路的簡略化、小型化及成本減低。如第7圖所示，亦可介由電感元件LL13使電晶體1的射極接地。藉由調整電感元件LL13的電感量，可調整增益之頻率相依性及輸入輸出整合。
如第5圖及第6圖所示，在輸入路徑上隔著節點3而在電容器CL11之相反側設置DC阻斷電容器CL12。電容器CL11的電容量比DC阻斷電容器CL12的電容量還要小。DC阻斷電容器CL12之電容量雖設定成在使用頻域中可被視為短路，但電容器CL11之電容量被設定成在使用頻域中作為電容器而有效地運作。
第8圖表示本發明之其他實施形態的低雜訊放大器電路。在此低雜訊放大器電路中，電感元件LL12串聯連接於回授電路的電阻RL12。因為電感元件之阻抗在高頻中較大，所以相較於低頻，高頻的回授量變小，因此在高頻中的增益變高，增益之頻率相依性被平坦化。為了實現增益的提升及頻率相依性的平坦化，期望電感元件LL12係具有比通過頻域還要高的自諧振頻率，在通過頻域中有10以上的Q值。藉由使用此低雜訊放大器電路，能將不同頻域的低雜訊放大器電路之增益差抑制在例如5dB以下。
第4圖~第8圖所示之低雜訊放大器電路並非限於第1圖所示的高頻電路，能廣泛地使用於具有收訊信號之放大功能的高頻電路。例如選擇性地使用不同頻域的多頻帶(雙頻帶、三頻帶等)之無線裝置用的高頻電路，其具有：天線端子，與在不同頻帶中可收發訊的天線連接；兩個以上的發訊端子，輸入有不同頻域之發訊信號；兩個以上的收訊端子，輸出有不同頻域之收訊信號；開關電路，切換前述天線端子和前述發訊端子或前述收訊端子的連接；以及分頻電路，設置在前述開關電路和前述兩個以上的收訊端子之間；在該高頻電路中，能在前述開關電路和前述分頻電路之間設置前述低雜訊放大器電路。此情況下，不管有無第1圖所示之檢波電路、低通濾波器電路都無妨，另外，其等的配置係不受限。
此低雜訊放大器電路也能用在單頻無線裝置用的高頻電路。第9圖表示單頻帶無線裝置使用的高頻電路。此高頻電路係具有：天線端子Ant，連接於可收發訊的天線；發訊端子Tx，輸入有發訊信號；收訊端子Rx，輸出有收訊信號；天線端子Ant；以及開關電路101，切換發訊端子Tx或收訊端子Rx之連接。在開關電路101和收訊端子Rx之間設置本發明的低雜訊放大器電路109。低通濾波器電路104連接於開關電路101和檢波電路102之間。因為其他的構成係和第1圖所示者相同，所以省略其等之說明。
第10圖係表示本發明之其他實施形態的高頻電路。此高頻電路除了在低雜訊放大器電路(LNA)之輸入側具有可變陷波濾波器電路VNF以外，還具有與第1圖所示之高頻電路類似的構成。可變陷波濾波器電路VNF能藉由來自外部的控制輸入來調整衰減極的位置。可變陷波濾波器電路VNF係如第11(a)圖所示，在第一頻域f1(2.4GHz)收訊時使第一頻域f1通過，如第11(b)圖所示，在第二頻域f2(5GHz)收訊時阻止第一頻域f1。雖如這般地阻止所使用之2個以上之通信系統的一部份信號，但亦可附加阻止所使用之頻域外的非必要信號的功能。所以，可變陷波濾波器電路VNF防止頻域不同的信號進入至低雜訊放大器電路(LNA)，藉以防止不同信號之干涉而造成失真之產生。這與單純以減低非必要之諧波為目的之習知使用形態不同。
第12圖表示上述可變陷波濾波器電路VNF之電路構成的一例。可變陷波濾波器電路VNF係具有：電容器C，其一端連接於收訊信號的路徑；電感元件L，其一端串聯連接於電容器C上；開關電路D，其一端串聯連接於電感元件L，另一端被接地；電阻R，其一端連接於電感元件L和開關電路D之間的節點；以及電壓端子VC，用以對開關電路D施加電壓而連接於電阻R的另一端。藉由使用來自電壓端子VC的偏壓電壓以控制開關電路D的ON/OFF，能夠調整可變陷波濾波器電路VNF的衰減極。
開關電路D可以是由FET(場效電晶體)或二極體所構成。由FET組成的開關電路D能夠以低驅動電流來進行高速切換，另外，在由二極體組成的開關電路D方面，有低價的小型市售品。作為二極體，選擇如同PIN二極體般在OFF時的電容量為約0.3~0.5pF小者則可。PIN二極體在ON時可作用為具有0.1nH左右之微小電感量的元件。例如，當將電容器C設為約2pF，電感元件L設為約1nH時，由於二極體的ON/OFF控制而LC諧振頻率會變化，顯示出例如第13圖所示之傳送特性(S參數S21)。衰減極的中心頻率在二極體為ON時是f1(2.4GHz)，在OFF時是f2(5GHz)。所以，可變陷波濾波器電路VNF在第一頻域f1之收訊時，使二極體為OFF以使第一頻域f1通過。另一方面，在第二頻域f2之收訊時，使二極體為ON以使第一頻域f1衰減。可獲得如這般使用2.4GHz及5GHz之頻帶的雙頻帶之無線LAN用的高頻電路。此外，f2不需要是5GHz，但藉由那麼做，能阻止頻率f2之不需要的信號流入低雜訊放大器電路(LNA)而造成第一頻域f1的信號失真。
在使用可變陷波濾波器電路的情況下，不需要將第一及第二頻域的中心頻率f1、f2分別設成2.4GHz及5GHz，作成任意的頻率組合亦可。可變陷波濾波器電路也能使用於三頻帶以上的多頻帶通信。可變陷波濾波器電路VNF的阻止頻域並不限於2.4GHz帶，也能使用WiMAX所用之2.6GHz及3.5GHz的頻域來作為第一及第二頻域。
可變陷波濾波器電路VNF係廣泛地使用於收發訊用高頻電路等，其亦具備具有收訊信號之放大功能的高頻電路，例如以收訊路徑為主體的收訊模組用高頻電路、發訊路徑。在此情況下，不管有無檢波電路、低通濾波器電路都無妨，另外，即使是任何配置亦可。例如，將在第一頻域之信號收訊時，使第一頻域的信號通過，在第二頻域之信號收訊時，使阻止第一頻域的信號的可變陷波濾波器電路VNF連接於共同端子(Tcom)和低雜訊放大器電路(LNA)之間，在低雜訊放大器電路(LNA)和第一收訊端子(Rx－a)及第二收訊端子(Rx－b)之間設置分頻電路(Dip2)亦可，其用以使第一及第二頻域的信號分頻。為了切換天線端子和發訊端子及收訊端子的連接，在此構成的高頻電路上設置至少具有3個埠的高頻開關電路，將高頻開關電路之收訊端子側的埠連接於共同端子亦可。
[2]高頻零件
雖參照圖式來說明本發明之各實施例的高頻零件，但只要不是有事先說明，關於各高頻零件的說明也適用於其他高頻零件。
第14圖表示本發明之一實施例的高頻零件。此高頻零件係由陶瓷層積基板200、及裝載於其上的零件所組成。第15圖表示在陶瓷層積基板200之背面的端子配置。第16圖及第17圖表示被形成於構成陶瓷層積基板200之各陶瓷層的電極圖案。
此高頻零件係因為構成具有第2圖~第4圖所示之等效電路的高頻電路，所以使用和第2圖~第4圖相同的符號。在第2圖~第4圖所示的等效電路中，以圓圈包圍的元件是被裝載於陶瓷層積基板200的元件，符合第14圖所示之裝載元件的符號。
第一功率放大器電路105的半導體元件105a、第二功率放大器電路106之半導體元件106a及開關電路101之半導體元件係被裸晶組裝於陶瓷層積基板200之上面，以打線結合所連接。這些裝載零件為了絕緣保護，而在陶瓷層積基板200上被進行樹脂鑄型。此外，第3圖所示之電容器Cd、Ce係被裝載於組裝有高頻零件的電路基板上。在具有可變陷波濾波器電路VNF的高頻零件之情況下，較佳為將由晶片零件構成的可變陷波濾波器電路裝載於陶瓷層積基板200。
陶瓷層積基板200係由例如1000℃以下之低溫而可燒結的陶瓷介電質材料LTCC(Low－Temperature Co－fired Ceramics)所組成之厚度10~200 μm的各生胚薄片(green sheet)，印刷低阻抗率的Ag和Cu等的導電漿並形成既定的電極圖案之後，層積複數生胚薄片，藉由一體的燒結來製造。
作為陶瓷介電質材料，則舉出了例如(a)以Al、Si及Sr作為主要成分，以Ti、Bi、Cu、Mn、Na、K等作為副成分的陶瓷、(b)以Al、Si及Sr作為主要成分，以Ca、Pb、Na、K等作為副成分的陶瓷、(c)含有Al、Mg、Si及Gd的陶瓷、(d)含有Al、Si、Zr及Mg等的陶瓷。陶瓷介電質材料之介電率較佳為5~15左右。除了陶瓷介電質材料之外，亦可使用樹脂、或者樹脂和陶瓷粉末的複合材料。將陶瓷基板作成以Al2 O3 為主體的HTCC(高溫共燒陶瓷)，以鎢和鉬等能以高溫燒結的金屬來構成傳送線路等亦可。
陶瓷層積基板200係於第16圖及第17圖由最上層而依序表示，16層所組成。各層係藉由以下所製造：在陶瓷生胚薄片設置通孔，在通孔上填充導電漿以形成通孔電極，此外，藉由導電漿的印刷來形成電極圖案。
在第1層(最上層)的上面形成複數島狀電極，用以裝載非內建於層積基板200的晶片零件等，於各島狀電極連接通孔電極(以在正方形中繪入圓形的記號所表示)。
於第2層形成複數線電極(111~114等)、接地電極G及通孔電極。
於第3層形成電容器用電極crd2a、ctd2a、廣大的接地電極G及通孔電極。
於第4層形成複數線電極和複數電容器用電極及通孔電極。第3層的電容器用電極crd2a和第4層的電容器用電極crd2b係相互面對，以構成電容器crd2。此電容器crd2相當於第2圖所示之第二分頻電路110的電容器crd2。如同這般，層積體之符號係和等效電路的符號一致。在1個元件(例如crd2)以複數電極圖案構成的情況下，於各電極圖案的符號附上例如crd2a、crd2b的a、b等。
在第5層以下的層亦形成已付加與等效電路一致之符號的線電極、電容器用電極、接地電極及通孔電極。這些線電極係構成電感元件，電容器用電極係構成電容器，以通孔電極而連接。
在陶瓷層積基板200之中，於裝載有功率放大器電路用之半導體元件105a、106a的部份，為了提升散熱性而從上面到背面設置導熱孔。為了抑制雜訊輻射，而適當地配置與寬廣的接地電極G或線狀接地電極G及接地電極連接的複數通孔電極。
高頻電路以三維形態形成於陶瓷層積基板200上，但構成各元件的電極圖案係為了防止和構成其他元件之電極圖案間的非必要之電磁干涉，而配置成藉由接地電極G(寬廣地形成之接地電極和形成為線狀之接地電極及與這些接地電極連繫的通孔電極)而分離，避免在層積方向上觀看呈現相互重疊。更具體而言，高頻電力放大器的輸入部、電源供給部、輸出部之間的隔離不足，就有可能發生高頻電力放大器的誤動作及振盪。因此，為了充分確保這些電路方塊之間的隔離，需適當設定平面之接地電極和與此接地電極連繫的通孔。
收訊側的第二分頻電路110和第三帶通濾波器電路111係形成於同一區域內。從表示第3層、第7層、第10層及第16層之電極圖案的第18圖中可清楚得知，在此區域中，在第3層的接地電極Ga(以陰影線表示相關部份)和第16層的接地電極Gd(以陰影線表示相關部份)之間，由複數通孔電極所形成之線狀接地電極Gb、Gc(以陰影線表示相關部份)被設置在第7層及第10層。在以接地電極Ga、Gd包圍的區域(第18圖中以300表示)內，當配置第二分頻電路110及第三帶通濾波器電路111用之電極圖案時，能抑制那些電極圖案和其他電路之電極圖案(特別是發訊系統的電極圖案)的干涉。
低雜訊放大器電路109的半導體元件109a係在陶瓷層積基板200上面被裝載於區域300的正上方位置，半導體元件109a和區域300之間設置接地電極(特別是第18圖所示之接地電極Ga)。為了高頻零件的小型化，期望能將第二分頻電路110及第三帶通濾波器電路111配置在接近低雜訊放大器電路109。不過，當低雜訊放大器電路109之輸入信號(從天線輸入之收訊信號)和第三帶通濾波器電路111干涉時，就有引起增益下降或振盪等之虞。所以，為了抑制干涉，在低雜訊放大器電路109和第三帶通濾波器電路111之間設置接地電極。
檢波電路102之構成耦合器電路的主線路lc1及副線路lc2分別是第6層之線電極lc1及第10層之線電極lc2。主線路lc1及副線路lc2係配置於層積方向上。線電極lc1、lc2係被線狀接地電極(例如第19圖中以陰影線表示的線狀接地電極Ge)及與接地電極連接之複數通孔電極所包圍，且被第3層之接地電極Ga及第14層之接地電極Gd在層積方向上包夾。如這般地以接地電極來包圍主線路lc1及副線路lc2，能構成以抑制與其他電路之干涉且結合性佳的耦合器電路。
如第15圖所示，在陶瓷層積基板100之背面的中心部配置複數之大的接地電極G，並且在四邊部分配置天線端子Ant1、2.4GHz帶之無線LAN的發訊端子Tx－b及收訊端子Rx－b、5GHz帶之無線LAN的發訊端子Tx－a及收訊端子Rx－a、接地端子G、開關電路控制用的控制端子V1、V2、功率放大器電路用的偏壓控制端子Ven－a、Ven－b、電壓供給端子Vcc1、Vcc2、低雜訊放大器電路用的控制電壓端子Vdd－LNA、及檢波電路之輸出端子Vpd。在本實施例中，雖將端子電極做成LGA(Land Grid Array)，但亦可採用BGA(Ball Grid Array)等。
本實施例的陶瓷層積基板200可小型化成7×7mm2 以下(例如6.5mmx5.3mm)的平面尺寸和0.6mm的厚度。另外，即使將半導體元件進行裸晶組裝、進行樹脂封止，也能將陶瓷層積基板200的高度抑制在1.3mm。因為習知小型陶瓷層積基板的平面尺寸頂多做到9mmx6mm左右，所以能將組裝面積縮小至2/3以下。
此實施例的高頻零件係具有良好的收訊靈敏度。具體而言，在低雜訊放大器之輸入側設置分頻電路及帶通濾波器電路的習知高頻零件之收訊路徑的雜訊指數在2.4GHz帶為3.5dB、在5GHz帶為4.0dB，相對於此，於此實施例的高頻零件中，非常小到在2.4GHz帶為1.5dB、在5GHz帶為1.8dB。藉由使用複數個這種高頻零件，能建構複數天線及收發訊路徑之可切換的前端部。藉此，能構成IEEE802.11n對應之高通信速度及品質的無線LAN通信裝置。
[實施例1及2、及比較例1]
第5圖、第8圖及第23圖所示之低雜訊放大器電路(實施例1及2、及比較例1)係分別藉由具有下述表1所示之定數的電路元件所構成。第20圖表示這些增益特性。
在比較例1中，2.4~5.85GHz之頻率範圍的增益差大到5dB，電晶體之基極電壓的ON/OFF控制信號的上升亦為0.8 μ sec。在實施例1中，抑制在1~2GHz之低頻側的增益升高，還能在2.4~5.85GHz的頻率範圍中確保12dB以上，增益差是2dB以下，電晶體之基極電壓的ON/OFF控制信號的上升是0.1 μ sec。在將電感元件LL12配置於回授電路的實施例2中，5GHz附近的增益增加，增益差是1dB以下，電晶體之基極電壓的ON/OFF控制信號的上升是0.1 μ sec。如此一來，可理解到用於本發明的低雜訊放大器電路係增益差小，增益的平坦性優良。在實施例2的低雜訊放大器電路中，2.4~5.85GHz之頻率範圍的增益為13dB以上。
[實施例3及4]
在具有未具備可變陷波濾波器電路的第1圖所示之高頻電路的高頻零件(實施例3)中，2.4GHz帶的－15dBm的信號輸入至低雜訊放大器電路，－30dBm的二倍波從5GHz帶收訊端子輸出。相對於此，在具有已具備可變陷波濾波器電路的第10圖所示之高頻電路的高頻零件(實施例4)中，從5GHz帶的收訊端子輸出的諧波發生量被減低到－70dBm，能防止收訊靈敏度的劣化。
[產業利用性]
本發明的高頻電路(高頻零件)可用在例如2.4GHz帶無線LAN(IEEE802.11b及/或IEEE802.11g)和5GHz帶無線LAN(IEEE802.11a及/或IEEE802.11h)的2個通信系統所共用之小型多頻帶通信裝置。通信系統並不限於上述頻域及通信規格，另外，亦可藉由例如多段切換高頻開關電路來對應3個以上的通信系統。作為多頻帶通信裝置，則舉出了例如行動電話等的無線通信機器、PC、印表機、硬碟、寬頻路由器等的PC周邊機器、FAX、冰箱、標準電視(SDTV)、高品質電視(HDTV)、數位相機、數位攝影機等的家庭用電子機器等。
1．．．節點
2．．．節點
2．．．功率放大器電路
3．．．節點
4．．．帶通濾波器電路
5．．．帶通濾波器電路
6．．．帶通濾波器電路
10．．．高頻開關電路
11bg－R．．．收訊端子
11a－R．．．收訊端子
11bg－T．．．發訊端子
11a－T．．．發訊端子
13．．．分頻電路
14．．．分頻電路
19．．．低通濾波器電路
26．．．低通濾波器電路
27．．．低雜訊放大器電路
28．．．陷波電路
29．．．陷波電路
101．．．開關電路
102．．．檢波電路
103．．．第一分頻電路
104．．．低通濾波器電路
105．．．第一功率放大器電路
105a．．．半導體元件
106．．．第二功率放大器電路
106a．．．半導體元件
107．．．第一帶通濾波器電路
108．．．第二帶通濾波器電路
109．．．低雜訊放大器電路
109a．．．半導體元件
110．．．第二分頻電路
111．．．第三帶通濾波器電路
200．．．陶瓷層積基板
300．．．區域
Ant．．．天線端子
Ant1．．．天線端子
Ant2．．．天線端子
BPF1．．．第一帶通濾波器電路
BPF2．．．第二帶通濾波器電路
BPF3．．．第三帶通濾波器電路
C．．．電容器
Cd．．．電容器
Ce．．．電容器
Cs．．．電容器
cs1．．．電容器
C1．．．電容器
C3．．．電容器
C4．．．電容器
C5．．．電容器
C6．．．電容器
C9．．．電容器
C14．．．電容器
C15．．．電容器
C17．．．電容器
C19．．．電容器
C20．．．電容器
C40．．．電容器
cai1．．．電容器
cao1．．．電容器
cao2．．．電容器
cav1．．．電容器
cav2．．．電容器
cav3．．．電容器
cbo1．．．電容器
CL1．．．電容器
CL2．．．電容器
CL4．．．電容器
CL5．．．電容器
CL11．．．電容器
CL12．．．DC阻斷電容器
CL13．．．DC阻斷電容器
CL14．．．接地電容器
crd2．．．電容器
crd2a．．．電容器用電極
crd3．．．電容器
crd4．．．電容器
ctd1．．．電容器
ctd2．．．電容器
ctd2a．．．電容器用電極
ctd3．．．電容器
ctd4．．．電容器
ctd5．．．電容器
ctd6．．．電容器
ctd7．．．電容器
ctbb1．．．電容器
ctbb2．．．電容器
ctbb3．．．電容器
ctbb4．．．電容器
ctbb5．．．電容器
ctab1．．．電容器
ctab2．．．電容器
ctab3．．．電容器
ctab4．．．電容器
ctab5．．．電容器
crbb1．．．電容器
crbb2．．．電容器
crbb3．．．電容器
crbb4．．．電容器
crbb5．．．電容器
D．．．開關電路
DET．．．檢波電路
Dip1．．．第一分頻電路
Dip2．．．第二分頻電路
Ds．．．蕭特基二極體
G．．．接地電極
Ga．．．接地電極
Gd．．．接地電極
Ge．．．島狀電極
In_L．．．輸入端
In_H．．．輸入端
In_LNA．．．輸入端子
L．．．電感元件
L1．．．電感元件
L2．．．電感元件
LNA．．．低雜訊放大器電路
LPF．．．低通濾波器
lai1．．．電感元件
lai2．．．電感元件
lai3．．．電感元件
lai4．．．電感元件
lao1．．．電感元件
lao2a．．．電感元件
lao2b．．．電感元件
lao3．．．電感元件
lao4．．．電感元件
lao5．．．電感元件
lav1．．．電感元件
lav2．．．電感元件
lav5．．．電感元件
lav6．．．電感元件
lav7．．．電感元件
lbv2a．．．電感元件
lbv2b．．．電感元件
lbv2c．．．電感元件
lbv1．．．電感元件
lbi0．．．電感元件
lbi1．．．電感元件
lbi2．．．電感元件
lbo1．．．電感元件
lbo2．．．電感元件
lbo3．．．電感元件
lbo4．．．電感元件
ltbb1．．．電感元件
ltbb2．．．電感元件
ltab1．．．電感元件
ltab2．．．電感元件
ltab3．．．電感元件
lrbb1．．．電感元件
lrbb2．．．電感元件
ls1．．．電感元件
lc1．．．主線路
lc2．．．副線路
lc3．．．傳送線路
ltd1．．．電感元件
ltd2．．．電感元件
ltd3．．．電感元件
ltd4．．．電感元件
lrd1．．．電感元件
lrd3．．．電感元件
LL1．．．電感元件
LL11．．．電感元件
LL12．．．電感元件
LL13．．．電感元件
111．．．電感元件
112．．．電感元件
113．．．電感元件
114,5,6．．．電感元件
Out_L．．．輸出端
Out_H．．．輸出端
Out_LNA．．．輸出端子
PA1．．．第一功率放大器電路
PA2．．．第二功率放大器電路
pav5．．．電感元件
pav7．．．電感元件
pav9．．．電感元件
R．．．電阻
R2．．．電阻
Rc．．．終端電阻
Rc1．．．電阻
Rs．．．電阻
Rx．．．收訊端子
Rx_a．．．第一收訊端子
RX_b．．．第二收訊端子
RL1．．．電阻
RL2．．．電阻
RL3．．．電阻
RL11．．．電阻
RL12．．．電阻
SPDT1．．．開關電路
Tx_a．．．發訊端子
Tx_b．．．發訊端子
V1．．．控制端子
V2．．．控制端子
Vb．．．控制電源端子
VC．．．電壓端子
Vcc．．．供給電源端子
Vcc1．．．電壓供給端子
Vcc2．．．電壓供給端子
Vdd_LNA．．．控制電壓端子
Ven_a．．．偏壓控制端子
Ven_b．．．偏壓控制端子
VNF．．．可變陷波濾波器電路
Vpd．．．檢波輸出端子
第1圖係表示本發明之一實施例的高頻電路的方塊圖。
第2圖係表示第1圖的高頻電路之等效電路之一例的圖。
第3(a)圖係表示用於本發明之高頻電路的第一功率放大器電路之等效電路的圖。
第3(b)圖係表示用於本發明之高頻電路的第二功率放大器電路之等效電路的圖。
第4圖係表示用於本發明之高頻電路的低雜訊放大器電路之一例的等效電路之圖。
第5圖係表示用於本發明之高頻電路的低雜訊放大器電路之其他例的等效電路之圖。
第6圖係表示用於本發明之高頻電路的低雜訊放大器電路之另一例的等效電路之圖。
第7圖係表示用於本發明之高頻電路的低雜訊放大器電路之另一例的等效電路之圖。
第8圖係表示用於本發明之高頻電路的低雜訊放大器電路之另一例的等效電路之圖。
第9圖係表示本發明之其他實施例的高頻電路的方塊圖。
第10圖係表示本發明之另外其他實施例的高頻電路之方塊圖。
第11(a)圖係表示用於本發明之高頻電路的可變陷波濾波器電路之功能的方塊圖。
第11(b)圖係表示用於本發明之高頻電路的可變陷波濾波器電路之功能的方塊圖。
第12圖係表示用於本發明之高頻電路的可變陷波濾波器電路之一例的圖。
第13圖係概略表示用於本發明之高頻電路的可變陷波濾波器電路之S21－頻率特性的曲線圖。
第14圖係表示本發明之一實施例的高頻零件之平面圖。
第15圖係表示本發明之一實施例的高頻零件之背面圖。
第16圖係表示本發明之一實施例的構成高頻零件之陶瓷基板之一部份的展開圖。
第17圖係表示本發明之一實施例的構成高頻零件之陶瓷基板之剩餘部份的展開圖。
第18圖係表示本發明之一實施例的構成高頻零件之陶瓷基板之一部份的展開圖。
第19圖係表示本發明之一實施例的構成高頻零件之陶瓷層上形成的電極圖案之平面圖。
第20圖係表示實施例1、2及比較例1之低雜訊放大器電路的增益特性之曲線圖。
第21圖係表示習知之高頻電路的一例之等效電路的圖。
第22圖係表示習知之高頻電路的其他例子的方塊圖。
第23圖係表示習知之低雜訊放大器電路的圖。
101．．．開關電路
102．．．檢波電路
103．．．第一分頻電路
104．．．低通濾波器電路
105．．．第一功率放大器電路
106．．．第二功率放大器電路
107．．．第一帶通濾波器電路
108．．．第二帶通濾波器電路
109．．．低雜訊放大器電路
110．．．第二分頻電路
111．．．第三帶通濾波器電路
Ant．．．天線端子
BPF1．．．第一帶通濾波器電路
BPF2．．．第二帶通濾波器電路
BPF3．．．第三帶通濾波器電路
DET．．．檢波電路
Dip1．．．第一分頻電路
Dip2．．．第二分頻電路
LNA．．．低雜訊放大器電路
LPF．．．低通濾波器
PA1．．．第一功率放大器電路
PA2．．．第二功率放大器電路
Rx_a．．．第一收訊端子
Rx_b．．．第二收訊端子
SPDT1．．．開關電路
Tx_a．．．發訊端子
Tx_b．．．發訊端子

Claims (17)

  1. 一種高頻電路，其用於選擇性地使用第一及第二頻域以進行無線通信的雙頻帶無線裝置，該高頻電路之特徵為具備；天線端子，在前述第一及第二頻域中，與可收發訊的天線連接；輸入前述第一頻域之發訊信號的第一發訊端子、輸入前述第二頻域之發訊信號的第二發訊端子、輸出前述第一頻域之收訊信號的第一收訊端子、輸出前述第二頻域之收訊信號的第二收訊端子；開關電路，切換前述天線端子和前述第一及第二發訊端子或者前述第一及第二收訊端子的連接；設置在前述開關電路和前述第一及第二發訊端子之間的第一分頻電路、設置在前述開關電路和前述第一及第二收訊端子之間的第二分頻電路；設置在前述第一分頻電路和前述第一發訊端子之間的第一功率放大器電路、設置在前述第一分頻電路和前述第二發訊端子之間的第二功率放大器電路；設置在前述第一功率放大器電路和前述第一發訊端子之間的第一帶通濾波器電路、設置在前述第二功率放大器電路和前述第二發訊端子之間的第二帶通濾波器電路、設置在前述第二分頻電路和前述第一收訊端子之間的第三帶通濾波器電路；檢波電路，設置在前述開關電路和前述第一分頻電 路之間；以及低雜訊放大器電路，設置在前述開關電路和前述第二分頻電路之間；前述第一~第三帶通濾波器電路的至少一個係具備已互相磁耦合的第一及第二電感元件、及與前述第一及第二電感元件的每一者構成並聯電路的第一及第二電容器，前述第一及第二電感元件係藉由第三電感元件而接地。
  2. 如申請專利範圍第1項之高頻電路，其中，在前述第一分頻電路和前述第二功率放大器電路之間設置低通濾波器電路。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之高頻電路，其中，在前述開關電路和前述天線端子之間設置諧波減低電路。
  4. 如申請專利範圍第1項之高頻電路，其中，前述低雜訊放大器電路係具有：電晶體；輸入路徑，連接於前述電晶體的基極；輸出路徑，連接於前述電晶體的集極；以及回授電路，具有設在前述輸入路徑之節點和前述輸出路徑之節點之間成串聯連接的電阻、電感元件及電容器。
  5. 如申請專利範圍第1項之高頻電路，其中，前述低雜訊放大器電路係具有：電晶體；輸入路徑，連接於前述電晶體的基極；輸出路徑，連接於前述電晶體的集極；回授電路，具有設在前述輸入路徑之節點和前述輸出路徑之節點之間的電阻；以及電容器，設在前述輸入路徑之節點和前述電晶體之基極之間。
  6. 如申請專利範圍第5項之高頻電路，其中，在前述回授電路上設置與前述電阻串聯的電感元件。
  7. 如申請專利範圍第4至6項中任一項之高頻電路，其中，前述電晶體的射極係藉由電感元件而被接地。
  8. 如申請專利範圍第1項之高頻電路，其中，在前述開關電路和前述低雜訊放大器電路之間連接可變陷波濾波器電路，其用於在前述第一頻域之信號收訊時，使前述第一頻域的信號通過，且在前述第二頻域之信號收訊時，阻止前述第一頻域的信號。
  9. 一種高頻零件，其用於選擇性地使用第一及第二頻域以進行無線通信的雙頻帶無線裝置，該高頻零件之特徵為：具有高頻電路，該高頻電路具備：天線端子，在前述第一及第二頻域中，與可收發訊的天線連接；輸入前述第一頻域之發訊信號的第一發訊端子、輸入前述第二頻域之發訊信號的第二發訊端子、輸出前述第一頻域之收訊信號的第一收訊端子、輸出前述第二頻域之收訊信號的第二收訊端子；開關電路，切換前述天線端子和前述第一及第二發訊端子或者前述第一及第二收訊端子的連接；設置在前述開關電路和前述第一及第二發訊端子之間的第一分頻電路、設置在前述開關電路和前述第一及第二收訊端子之間的第二分頻電路；設置在前述第一分頻電路和前述第一發訊端子之間的 第一功率放大器電路、設置在前述第一分頻電路和前述第二發訊端子之間的第二功率放大器電路；設置在前述第一功率放大器電路和前述第一發訊端子之間的第一帶通濾波器電路、設置在前述第二功率放大器電路和前述第二發訊端子之間的第二帶通濾波器電路、設置在前述第二分頻電路和前述第一收訊端子之間的第三帶通濾波器電路；檢波電路，設置在前述開關電路和前述第一分頻電路之間；以及低雜訊放大器電路，設置在前述開關電路和前述第二分頻電路之間；前述第一~第三帶通濾波器電路的至少一個係具備已互相磁耦合的第一及第二電感元件、及與前述第一及第二電感元件的每一者構成並聯電路的第一及第二電容器，前述第一及第二電感元件係藉由第三電感元件而接地；前述高頻零件係具備由形成有電極圖案的複數個陶瓷介電質層所組成之一體的層積體、及裝載於前述層積體之正面的元件，前述電極圖案係至少構成前述第一及第二分頻電路及前述第一~第三帶通濾波器電路，前述裝載元件係包含前述開關電路、前述第一及第二功率放大器電路及前述低雜訊放大器電路用之半導體元件。
  10. 如申請專利範圍第9項之高頻零件，其中，前述高頻電路在前述第一分頻電路和前述第二功率放大器電路之間 具有低通濾波器電路，前述低通濾波器電路係在前述層積體內藉由前述電極圖案所構成。
  11. 如申請專利範圍第9項之高頻零件，其中，前述高頻電路係在前述開關電路和前述天線端子之間具有諧波減低電路，前述諧波減低電路係在前述層積體內藉由前述電極圖案而構成。
  12. 如申請專利範圍第10項之高頻零件，其中，前述高頻電路係在前述開關電路和前述天線端子之間具有諧波減低電路，前述諧波減低電路係在前述層積體內藉由前述電極圖案而構成。
  13. 如申請專利範圍第9項之高頻零件，其中，前述層積體的組裝面是7×7mm2 以下。
  14. 如申請專利範圍第9項之高頻零件，其中，前述第二分頻電路及前述第三帶通濾波器電路用之電極圖案係在前述層積體內，被配置在被上下的接地電極圖案所包夾之1個區域內，在前述區域和其他區域之間以列狀設置有與前述上下的接地電極圖案連接之複數個通孔電極，藉由前述接地電極圖案及前述通孔電極，防止前述區域內之電極圖案和其他區域內之電極圖案的干涉。
  15. 如申請專利範圍第14項之高頻零件，其中，前述低雜訊放大器用之半導體元件係被裝載於前述第二分頻電路及前述第三帶通濾波器電路用之電極圖案的區域之大致正上方的層積體上面，在前述低雜訊放大器用之半導體元件和前述第三帶通濾波器電路用的電極圖案之間形成接 地電極圖案。
  16. 如申請專利範圍第9至15項中任一項之高頻零件，其中，前述檢波電路用之耦合器電路形成於前述層積體內，前述耦合器電路的主線路用之電極圖案和副線路用之電極圖案係於層積方向上下對向，並且被上下的接地電極圖案所包夾，連接於前述上下之接地電極圖案的複數個通孔電極係包圍前述主線路用之電極圖案及前述副線路用之電極圖案。
  17. 一種通信裝置，其特徵為具備如申請專利範圍第9至16項中任一項之高頻零件。
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