WO2006070616A1

WO2006070616A1 - 平衡－不平衡型フィルタモジュールおよび通信装置

Info

Publication number: WO2006070616A1
Application number: PCT/JP2005/023106
Authority: WO
Inventors: Tetsuro Harada; Naoto Yamaguchi; Naoki Nakayama; Takanori Uejima; Hidehiro Takano; Koki Saito
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2006-07-06
Also published as: ATE552657T1; KR20070086776A; EP1833172A1; US7498902B2; EP1833172A4; CN101088228B; CN101088228A; EP1833172B1; KR100873404B1; JPWO2006070616A1; US20080122554A1

Abstract

　第１の周波数帯の不平衡信号を入出力する第１のポート（Ｐ１）と第２の周波数帯の不平衡信号を入出力する第２のポート（Ｐ２）と、この２つの周波数帯の不平衡信号に共通の第３のポート（Ｐ３）を備えて信号経路を切り替えるスイッチ（ＳＷ）を備え、第１の周波数帯の信号を通過させる第１のフィルタ（Ｆ１）の不平衡入出力ポート（Ｐ４）をポート（Ｐ１）に接続し、第２の周波数帯の信号を通過させる第２のフィルタ（Ｆ２）のポート（Ｐ７）をポート（Ｐ２）に接続し、この第１・第２のフィルタ（Ｆ１），（Ｆ２）の平衡入出力ポートの片方ずつを、ほぼ等しい電気長をもって第１・第２の分岐ポート（Ｂ１），（Ｂ２）で接続し、この第１・第２の分岐ポートの間にインピーダンス整合用のバランスコイル（ＢＣ）を設ける。

Description

明細書

平衡ー不平衡型フィルタモジュールおよび通信装置

技術分野

[0001] この発明は、平衡—不平衡型で周波数帯の異なる 2つの信号の入出力を行う平衡 —不平衡型フィルタモジュールおよび通信装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、平衡ー不平衡型で周波数帯の異なる 2つの信号の入出力を行う平衡不平衡型マルチバンドフィルタモジュールが特許文献 1に示されてレ、る。

[0003] ここで、特許文献 1に示されているフィルタモジュールの構成例を図 14 ·図 15に示す。

[0004] 図 14において、フィルタモジュールの不平衡ポート P1には、第 1の高周波スィッチ 10aの第 1ポート 100aが接続されている。この高周波スィッチ 10aは 3つのポートを有するスィッチであり、前記第 1の高周波スィッチ 10aの第 2ポート 100bには第 1の平衡ー不平衡型帯域通過フィルタ 20aの不平衡ポート 110aが接続され、第 3ポート 100c には第 2の平衡—不平衡型帯域通過フィルタ 20bの不平衡ポート 120aが接続されている。第 1、第 2の平衡—不平衡型帯域通過フィルタ 20a， 20bには 3つのポートを有する第 2の高周波スィッチ 10bと第 3の高周波スィッチ 10cが接続されている。

[0005] 第 2の高周波スィッチの第 1ポート 130aは、フィルタモジュールの第 1平衡ポート P2 - 1に接続され、第 2ポート 130bには第 1の平衡—不平衡型帯域通過フィルタ 20a の第 1平衡ポート 110bが接続され、第 3ポート 130cに第 2の平衡—不平衡型帯域通過フィルタ 20bの第 1平衡ポート 120bが接続されている。

[0006] 第 3の高周波スィッチの第 1ポート 150aはフィルタモジュールの第 2平衡ポート P2 _ 2に接続され、第 2ポート 150bは第 1の平衡—不平衡型帯域通過フィルタ 20aの第 2平衡ポート 110cに接続され、第 3ポート 150cに第 2の平衡ー不平衡型帯域通過フィルタ 20bの第 2平衡ポート 120cが接続されている。

[0007] 図 15に示すフィルタモジュールは、スイッチング素子を有する高周波スィッチと、通過周波数帯域の異なる平衡ー不平衡型帯域通過フィルタと、前記平衡ー不平衡型帯域通過フィルタに接続される位相器を主構成としている。高周波スィッチの不平衡ポート P1には、第 1の高周波スィッチ 10aの第 1ポート 100aが接続され、第 2ポート 1 00bに第 1の平衡ー不平衡型帯域通過フィルタ 20aの不平衡ポート 110aが接続され、第 3ポート 100cに第 2の平衡—不平衡型帯域通過フィルタ 20bの不平衡ポート 12 Oaが接続されている。

[0008] 第 1の位相器 50aの第 1ポート 160bには第 1の平衡—不平衡型帯域通過フィルタ 2 Oaの第 1平衡ポート 110bが接続され、第 2ポート 160cがフィルタモジュールの第 1平衡ポート P2— 1に接続されている。第 2の位相器 50bの第 1ポート 170bには第 1の平衡―不平衡型帯域通過フィルタ 20aの第 2平衡ポート 1 10cが接続され、第 2ポート 1 70cがフィルタモジュールの第 2平衡ポート P2— 2に接続されている。第 3の位相器 6 Oaの第 1ポート 160dに第 2の平衡—不平衡型帯域通過フィルタ 20bの第 1平衡ポート 120b力接続され、第 2ポート 160eがフィルタモジュールの第 1平衡ポート P2— 1に接続されている。第 4の位相器 60bの第 1ポート 170dには第 2の平衡—不平衡型帯域通過フィルタ 20bの第 2平衡ポート 120cが接続され、第 2ポート 170e力 Sフィルタモジュールの第 2平衡ポート P2— 2に接続されてレ、る。

特許文献 1 :特開 2004— 166258公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] ところが、図 14に示した従来の平衡ー不平衡型フィルタモジュールにおいては、平衡型で信号の入出力を行う平衡ポート側にスィッチ 10b, 10cを必要とするため、回路規模が大きいという問題があった。また、図 15に示した従来の平衡-不平衡型フィルタモジュールにおいては、平衡ポート側に、その平衡ポートに接続される回路とのインピーダンス整合をとるための整合回路を設けると、各ポートの合計 4経路分の整合回路 (位相器)が必要となる。いずれの場合でも部品点数が多ぐ小型化に不利であった。

[0010] そこで、この発明の目的は、 2つの周波数の帯域の信号を平衡ー不平衡型で入出力する、小型で低コストな平衡ー不平衡型フィルタモジュールおよびそれを備えた通信装置を提供することにある。課題を解決するための手段

[0011] (1)この発明の平衡ー不平衡型フィルタモジュールは、第 1の周波数帯の不平衡信号を入出力する第 1のポートと、第 2の周波数帯の不平衡信号を入出力する第 2のポートと、第 1の周波数帯の不平衡信号および第 2の周波数帯の不平衡信号に共通の第 3のポートと、を備え、信号経路を第 3のポート—第 1のポート間または第 3のポ一トー第 2のポート間のいずれかに切り替えるスィッチと、第 1のポートに接続され、第 1の周波数帯の不平衡信号を入出力する第 4のポートと、第 1の周波数帯の平衡信号を入出力する第 5 ·第 6のポートとを備え、第 1の周波数帯を通過帯域とする第 1の平衡ー不平衡型フィルタと、第 2のポートに接続され、第 2の周波数帯の不平衡信号を入出力する第 7のポートと、第 2の周波数帯の平衡信号を入出力する第 8 ·第 9のポ一トとを備え、第 2の周波数帯を通過帯域とする第 2の平衡-不平衡型フィルタと、第 5のポートと第 8のポートに共通接続される第 1の分岐ポートと、第 6のポートと第 9のポートに共通接続される第 2の分岐ポートとの間に設けられ、第 1の周波数帯の平衡信号および第 2の周波数帯の平衡信号の両方に対してインピーダンス整合する整合素子と、を備える。

[0012] (2)第 1 ·第 2の平衡—不平衡型フィルタは、たとえば平衡—不平衡型の弾性表面波フィルタまたは厚み縦振動圧電フィルタとする。

[0013] (3)たとえば前記スィッチ、前記第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタ、前記整合素子は、複数の誘電体層を積層してなる積層体に一体化したものとする。

[0014] (4)また、前記スィッチは、キャパシタ、インダクタおよびダイオードを含み、前記誘電体層の積層方向から平面透視したとき、前記整合素子は前記キャパシタ、前記ィンダクタおよび前記ダイオードとは重ならない位置に配置する。

[0015] (5)前記第 1の平衡ー不平衡型フィルタと前記第 2の平衡ー不平衡型フィルタとは一つのパッケージに収納し、そのパッケージを前記積層体の最上層の層平面の中心点を含むようにその積層体の最上層に配置する。

[0016] (6)前記積層体の最下層の裏面側には、制御信号を入力するための制御信号入力端子、第 1の分岐ポートと接続する第 1の入出力ポート端子、第 2の分岐ポートと接続する第 2の入出力ポート端子、第 3のポートと接続する第 3のポート端子を形成し、これら各端子間に GND端子を配置する。

[0017] (7)前記積層体は接地電極を形成した GND層を備え、該 GND層には前記各端子と導通するビアホールを形成するとともに、該ビアホール同士の間に接地電極を形成する。

[0018] (8)前記第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタの平衡側の配線および不平衡側の配線は、前記誘電体層の積層方向から平面透視したときの平面上の位置が互いに重ならないように前記積層体内に配置する。

[0019] (9)前記第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタの平衡側の配線および不平衡側の配線が前記誘電体層の積層方向から平面透視したときの平面上で互いに重なる箇所で、前記平衡側の配線と前記不平衡側の配線との間に GND層を配置する。

[0020] (10)また、第 1の周波数帯で第 5のポートから第 1分岐ポートまでの電気長と、第 1 の周波数帯で第 6のポートから第 2の分岐ポートまでの電気長とがほぼ等しぐ且つ第 2の周波数帯で第 8のポートから第 1の分岐ポートまでの電気長と、第 2の周波数帯で第 9のポートから第 2の分岐ポートまでの電気長とがほぼ等しくなるように構成する。

[0021] (11)この発明の通信装置は、上記いずれかの構成からなる平衡ー不平衡型フィルタモジュールを高周波回路部に備えて構成する。

発明の効果

[0022] (1)前記スィッチ、第 1 ·第 2の平衡—不平衡型フィルタと共に、第 1の周波数帯の平衡信号および第 2の周波数帯の平衡信号の両方に対してインピーダンス整合する整合素子を備えたことにより、平衡型で信号の入出力を行う平衡ポートに 2つのスイツチを設けることなぐまた平衡ポート側の合計 4経路分の位相器が不要であり、少ない部品点数で小型且つ低コストに構成できる。また、たとえば不平衡入出力のトリプルバンド用のチップセットを接続することも容易となる。

[0023] (2)前記第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタを平衡ー不平衡型の弾性表面波フィルタまたは厚み縦振動圧電フィルタで構成することにより、一方のフィルタの通過帯域が他方のフィルタで遮断されるため、信号の回り込みが低減でき、低損失化が図れる。 [0024] (3)前記スィッチ、第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタおよび整合素子を誘電体層の積層体に一体化することによって、その積層体の表面に第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタを搭載して、積層体の内部に整合回路を形成することが容易となり、全体に小型化の効果が高まる。

[0025] (4)前記スィッチをキャパシタ、インダクタおよびダイオードを含み前記誘電体層の積層方向から平面透視したときに整合素子がキャパシタ、インダクタおよびダイォードとは重ならない位置に配置したことによって、前記キャパシタ、インダクタおよびダイオードと整合素子とが互いに影響を及ぼすことがなぐ整合素子が誘電体の積層体に一体化していても回路特性が劣化することなく全体に小型化が図れる。

[0026] (5)前記積層体の最上層に配置した SAWフィルタがパッケージ化されていて、その上面が平坦であり、この平坦な面を用いて平衡—不平衡型フィルタモジュールを吸着できるため、積層体に対する樹脂封止や金属ケースの配置が不要となる。そのため平衡—不平衡型フィルタモジュールを安価に製造でき、且つ安定したハンドリングが可能となる。

[0027] (6)前記積層体の最下層の裏面側に、制御信号入力端子、第 1の入出力ポート端子、第 2の入出力ポート端子、第 3のポート端子とともに、これら各端子間に GND端子を配置したことにより、各端子間の互いの干渉が防止でき、各信号の損失を抑えること力 Sできる。

[0028] (7)前記積層体は接地電極を形成した GND層を備え、該 GND層には前記各端子と導通するビアホールを形成するとともに、該ビアホール同士の間に接地電極を形成したことにより、ビアホール間の互いの干渉が防止でき、各信号の損失を抑えることができる。

[0029] (8)前記第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタの平衡側の配線および不平衡側の配線を、前記誘電体層の積層方向から平面透視したときの平面上の位置が互いに重ならないように前記積層体内に配置したことにより、平衡側の信号と不平衡側の信号との干渉を効果的に抑制できる。

[0030] (9)前記第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタの平衡側の配線および不平衡側の配線が前記誘電体層の積層方向から平面透視したときの平面上で互いに重なる箇所で、前記平衡側の配線と前記不平衡側の配線との間に GND層を配置したことにより、平衡側の信号と不平衡側の信号との干渉を効果的に抑制できる。

[0031] (10)第 1の周波数帯での第 5ポート第 1分岐ポート間の電気長と、第 1の周波数帯での第 6ポート一第 2分岐ポート間の電気長とがほぼ等しぐ且つ第 2周波数帯での第 8ポート一第 1分岐ポート間の電気長と、第 2の周波数での第 9ポート一第 2分岐ポート間の電気長とがほぼ等しいため、整合素子は第 1 ·第 2の平衡-不平衡型フィルタの平衡ポートから見て同位相となる位置に接続されていることになり、これらの各ポート間の配線および整合素子の付カ卩により平衡特性が損なわれることがなレ、。すなわち、第 5ポート一第 1分岐ポート間の電気長と、第 6ポート一第 2分岐ポート間の電気長とが第 1の周波数帯でほぼ等しいことにより、第 1の周波数での平衡特性が維持でき、第 8ポート一第 1分岐ポート間の電気長と、第 9ポート一第 2分岐ポート間の電気長とが第 2の周波数帯でほぼ等しいことにより、第 2の周波数帯での平衡特性が維持できる。このため、良好な電気的特性を維持できる。

[0032] (11)上記平衡ー不平衡型フィルタモジュールを高周波回路部に備えたことにより、周波数帯の異なる複数の通信信号を扱う小型低コストな通信装置が構成できる。図面の簡単な説明

[0033] [図 1]第 1の実施形態に係る平衡ー不平衡型フィルタモジュールの回路図である。

[図 2]同フィルタモジュールを誘電体層の積層体で構成する場合の各誘電体層の導体パターンを示す図である。

[図 3]同フィルタモジュールを誘電体層の積層体で構成する場合の各誘電体層の導体パターンを示す図である。

[図 4]同フィルタモジュールを誘電体層の積層体で構成する場合の各誘電体層の導体パターンを示す図である。

[図 5]同フィルタモジュールの GSM850についての揷入損失、平衡入出力側および不平衡入出力側のインピーダンスチャートを示す図である。

[図 6]図 5に対応させて表した、バランスコイルを設けない場合の図である。

[図 7]同フィルタモジュールの GSM900についての挿入損失、平衡入出力側および不平衡入出力側のインピーダンスチャートを示す図である。 [図 8]図 7に対応させて表した、バランスコイルを設けない場合の図である。

[図 9]第 2の実施形態に係る平衡ー不平衡型フィルタモジュールの回路図である。

[図 10]同フィルタモジュールを誘電体層の積層体で構成する場合の各誘電体層の導体パターンを示す図である。

[図 11]同フィルタモジュールを誘電体層の積層体で構成する場合の各誘電体層の導体パターンを示す図である。

[図 12]同フィルタモジュールを誘電体層の積層体で構成する場合の各誘電体層の導体パターンを示す図である。

[図 13]第 3の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。

[図 14]従来の平衡ー不平衡型フィルタモジュールの構成を示す図である。

[図 15]従来の他の平衡ー不平衡型フィルタモジュールの構成を示す図である。符号の説明

[0034] 100 平衡ー不平衡型フィルタモジュール

101—アンテナスィッチモジュール

102—アンテナ

103—トリプルバンド用チップセット

F 1 _第 1の平衡 _不平衡型フィルタ

F2—第 2の平衡一不平衡型フィルタ

SW_スィッチ

P1〜P9_第 1〜第 9のポート

P10, P11—平衡入出力ポート

P3—不平衡入出力ポート

Bl , B2—第 1 ,第 2の分岐ポート

SAW— SAWフィルタ

BC バランスコイル (整合素子）

CI , C4 キャパシタ（整合素子）

発明を実施するための最良の形態

[0035] 第 1の実施形態に係る平衡—不平衡型フィルタモジュールについて図 1〜図 8を参照して説明する。

図 1は、同モジュールの回路図である。この平衡ー不平衡型フィルタモジュール 10 0は大きく分けてスィッチ SW、第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタ Fl, F2を構成する SAWフィルタ、および整合素子としてのバランスコイル BC力、ら構成してレ、る。

[0036] スィッチ SWは、第 1のポート P1と第 3のポート P3との間、または第 2のポート P2と第 3のポート P3との間の信号経路を切り替える。第 1のポート P1は GSM850 (送信信号の周波数帯が 824〜849MHz、受信信号の周波数帯域が 869〜894MHzの信号）を入出力する。また第 2のポート P2は GSM900 (送信信号の周波数帯が 880〜 915MHz,受信信号の周波数帯域が 925〜960MHzの信号）を入出力する。第 1 のポート P1と第 3のポート P3との間には、ダイオード Dl、インダクタ SLt、キャパシタ SCcおよびチョークコイル L1を設けている。また第 2のポート P2と第 3のポート P3との間には線路 (ストリップライン） SL2、ダイオード D2、キャパシタ C5および抵抗 Rを設けている。また、第 3のポート P3には直列にキャパシタ Cantを接続している。

[0037] 上記スィッチ SWの動作は次のとおりである。まず、制御信号入力端子 Vcにハイレベルの信号が印加されると、ダイオード Dl , D2がオンする。これにより、ダイオードお) 1が導通して第 1のポート P1と第 3のポート P3との間の信号経路が導通する。一方、線路 SL2の電気長は GSM850の周波数帯においてほぼ 1/4波長となるようにしていて、ダイオード D2のオンにより、線路 SL2のポート P2側が等価的に接地されて、ポート P3から P2側を見たインピーダンスは等価的に開放となる。

[0038] 制御信号入力端子 Vcにローレベルの信号が印加されると、ダイオード D2がオフして、第 2のポート P2と第 3のポート P3との間は線路 SL2を介して信号経路が構成される。一方、ダイオード D1もオフすることにより、第 1ポート P1と第 3のポート P3との間の信号経路が遮断される。

[0039] ダイオード D1のオフ状態で、ダイオード D1のキャパシタンスとインダクタ SLtのインダクタンスとの並列共振により、第 3のポート P3から第 1のポート P1を見たインピーダンスは開放状態となる。キャパシタ SCcは、ダイオード D1のオン時の制御電流がインダクタ SLtを通らずにダイオード D1を通るようにするための直流カット用コンデンサとして作用する。 [0040] SAWフィルタ SAWは、第 1の周波数帯（GSM850)の信号を通過させ、第 2の周波数帯を遮断する第 1の平衡-不平衡型フィルタ F1と、第 2の周波数帯（GSM900 )の信号を通過させ、第 1の周波数帯の信号を遮断する第 2の平衡ー不平衡型フィルタ F2を構成している。第 1の平衡—不平衡型フィルタ F1の不平衡型信号を入出力する第 4のポート P4はスィッチ SWの第 1のポート P1に接続している。この第 1の平衡 —不平衡型フィルタ F1の平衡信号は第 5のポート P5および第 6のポート P6を介して入出力される。同様に、第 2の平衡ー不平衡型フィルタ F1の不平衡型信号を入出力する第 7のポート P7はスィッチ SWの第 2のポート P2に接続している。この第 2の平衡 —不平衡型フィルタ F2の平衡信号は第 8のポート P8および第 9のポート P9を介して入出力される。

[0041] 上記第 1の平衡—不平衡型フィルタの平衡入出力ポートの一方のポートである第 5 のポート P5と第 2の平衡—不平衡型フィルタ F2の平衡入出力ポートの一方のポートである第 8のポート P8は第 1の分岐ポート B1で共通接続している。また第 2の平衡— 不平衡型フィルタの平衡入出力ポートの一方のポートである第 9のポート P9と第 1の平衡ー不平衡型フィルタ F1の平衡入出力ポートの一方のポートである第 6のポート P 6は第 2の分岐ポート B2で共通接続している。そして、第 1の分岐ポート B1と第 2の分岐ポート B2との間に第 1の周波数帯（GSM850)の平衡信号および第 2の周波数帯 (GSM900)の平衡信号の両方に対してインピーダンス整合する整合素子としてバランスコイル BCを接続している。なお、この例では、第 1 ·第 2の分岐ポート Bl , B2 力ら平衡入出力ポートとしてポート P10, P11を引き出している。

[0042] 第 1の平衡—不平衡型フィルタ F1は第 1の周波数帯（GSM850)を通過させ、第 2 の周波数帯（GSM900)を遮断するので、スィッチ SWが第 1のポート P1側の信号経路を選択してレ、る状態で、平衡ポート P 10 _ P 11は第 1の周波数帯の平衡入出力ポートとして作用する。また、第 2の平衡-不平衡型フィルタ F2は第 2の周波数帯（GS M900)の信号を通過させ、第 1の周波数帯（GSM850)の信号を遮断するので、スイッチ SWが第 2のポート P2側の信号経路を選択している状態で、平衡ポート P10— P11は第 2の周波数帯の平衡入出力ポートとして作用する。

[0043] このように、 2つのフイノレタ Fl， F2のうち一方のフィルタの通過帯域が他方のフィルタの遮断周波数域となるので、第 1 ·第 2の周波数帯の信号の回り込みが低減され、低損失で 1つの平衡入出力ポートを共用できる。

[0044] なお、第 1のポート P1と第 4のポート Ρ4との接続部と接地との間にキャパシタ C2を設け、第 2のポート Ρ2と第 7のポート Ρ7との接続点と接地との間にキャパシタ C3を設けている。これらのキャパシタ C2， C3は第 1 ·第 2の平衡一不平衡型フィルタ Fl , F2 とスィッチ SWとのインピーダンス整合用に設けてレ、る。

[0045] また、第 1の周波数帯での第 5のポート Ρ5から第 1の分岐ポート B1までの電気長と、第 2の周波数での第 8のポート Ρ8から第 1の分岐ポート B1までの電気長とはほぼ等しくしている。また第 1の周波数帯での第 6のポート Ρ6から第 2の分岐ポート Β2までの電気長と、第 2の周波数での第 9のポート Ρ9から第 2の分岐ポート Β2までの電気長とはほぼ等しくしている。そのため、バランスコイル BCは第 1 ·第 2の平衡—不平衡型フィルタ F1 -F2の平衡ポートから見て同位相となる位置に接続されていることになり、これらの各ポート間の配線および整合素子の付加により平衡特性が損なわれることがない。そのため、良好な電気的特性を維持できる。

[0046] 次に、上記平衡-不平衡型フィルタモジュールを、誘電体層を積層してなる積層体に一体化した場合の構成例を図 2〜図 4を基に説明する。

図 2〜図 4は複数の誘電体層の各層における導体パターンの平面図である。図 2の (Α)が最下層、図 4の（Η)が最上層であり、図示の都合上図 2〜図 4の 3つの図に分けて表している。図 2〜図 4において図中の各部の符号は図 1に示した回路中の各符号に対応している。またこれらの図中の GNDは接地電極である。

[0047] 図 2の（Α)において、 Vcは制御信号入力端子、 P3は第 3のポート P3に相当する端子、 P10, P11は平衡入出力ポート P10， P11に相当する端子である。

[0048] なお、端子 Vc， P3， P10, P11は、互いの干渉を防ぐために GND端子を挟むように配置している。

[0049] また、図 2の（B)において、端子 Vc， P3, P10, PI 1が繋がっている各ビアホール間には、各ビアホール間の干渉を防ぐようにするために GNDを配置している。

[0050] 図 2の（C)において、導体パターン SLrは、図 1に示した抵抗 Rと制御信号入力端子 Vc間の配線パターンである。また図 2の（H)において導体パターン SLbは平衡入出力ポート P 10 , P 11側の配線パターンである。

[0051] 図 2の（C)および（E)に表れてレ、る導体パターン C5が図 2の（D)に表れてレ、る GN Dに対向することによって、キャパシタ C5を構成している。

[0052] 図 3の（A)において導体パターン SLbも上記平衡入出力ポート側の配線パターンである。また図 3の（D)における導体パターン SLdは図 1に示したダイオード Dl、インダクタ SLtおよびチョークコイル L1部分の分岐部の配線パターンである。また、図 3の (F)および（G)に表れている導体パターン SCcが対向することによって図 1に示したキャパシタ SCcを構成してレ、る。

[0053] 図 4の（A)〜（F)に表れている導体パターン Cantは、それらが交互に重なることによって、図 1に示した不平衡入出力ポート P3側のキャパシタ Cantを構成している。

[0054] 図 4の（H)は最上層の誘電体層と共に、これらの誘電体層を積層してなる積層体の上面に各種チップ部品を搭載した状態を示している。図に示すように、ダイオード D1 , D2、抵抗 R、チョークコィノレ Ll、インダクタ SLt、バランスコイル BCおよび SAWフィルタ SAWをそれぞれ搭載してレ、る。この SAWフィルタ SAWの端子部分にぉレ、て G は接地端子、 P4〜P9は図 1に示した第 4のポート P4から第 9のポート P9までのポートにそれぞれ対応している。

[0055] なお、この第 1の実施形態において使用している SAWフィルタは 2つである力使用する周波数帯域の数に応じて SAWフィルタの数を適宜変更することができる。例えば、使用する周波数帯域が 3つの場合は、 SAWフィルタの数を 3つにすることで、上記と同様な効果を奏することができる。

[0056] また、この第 1の実施形態において、使用している 2つの SAWフィルタは 1つのパッケージで構成している。さらに、このパッケージを積層体の最上層の層平面中心点（誘電体層が成す平面の中心点）を含むように積層体の最上層上に配置している。すなわち、図 4の（H)に示したように SAWフィルタ SAWのパッケージの設置位置が最上層の誘電体層が成す平面の中心点を含むように、その SAWフィルタを積層体の最上層上に配置している。

[0057] 一般に、自動マウンタで電子部品を基板上に搭載する際、その電子部品の上面を真空吸引により吸着してハンドリングするが、誘電体層の積層体の最上面にチップ部品を実装したような電子部品では、その電子部品の最上面を平坦ィヒする必要がある。そのため、従来は最上層の誘電体層上に搭載した各種チップ部品の周囲全体 (最上層の全面）を樹脂で封止したり、積層体を覆うように金属ケースを積層体上に配置したりする必要があった。

[0058] しかし、この実施形態によれば、積層体の最上層に配置した SAWフィルタがパッケージ化されているため、その上面が平坦であり、この平坦な面を用いて平衡—不平衡型フィルタモジュールを吸着できる。そのため上記樹脂封止や金属ケースの配置を行う必要がなレ、。よって平衡—不平衡型フィルタモジュールを安価に製造でき、且つ安定したハンドリングが可能となる。

[0059] 図 2〜図 4に示したように、平衡入出力ポートの整合素子であるバランスコイル BC の実装位置は、図 1に示したスィッチ SWを構成する各素子の位置（この誘電体層の積層方向から平面透視したときの平面上の位置）が重ならないように、このバランスコィル BCを配置している。すなわちバランスコイル BCの積層方向の下部にはキャパシタ Cant, SCc, C5のいずれの導体パターンの形成位置とも重なっていなレ、。またチヨークコイル Ll、インダクタ SLt、線路 SL2、ダイオード Dl, D2および抵抗 Rのいずれの実装位置とも重なっていない。

[0060] このような関係にバランスコイル BCを配置したことにより、バランスコイル BC以外の他の素子がこのバランスコイル BCによる整合回路に悪影響を与えることなぐまた、このバランスコイル BCによる整合回路がバランスコイル BC以外の他の素子や回路に悪影響を与えることもなぐ 2つの周波数帯域について平衡入出力ポート部の整合をとることができる。

[0061] なお、この第 1の実施形態においては、平衡側の配線と不平衡側の配線とが、誘電体層の積層方向から平面透視したときの平面上の位置が互いに極力重ならないように配置している。またやむを得ず重なる部分には、平衡側の配線と不平衡側の配線との間に GND層を配置している。このような構造であるので、平衡側の信号と不平衡側の信号とが互いに干渉しなレ、。

[0062] 次に、この第 1の実施形態に係る平衡—不平衡型フィルタモジュールの特性例を図 5 ·図 6を参照して説明する。図 5 ·図 6は GSM850の信号経路が選択されている時の特性図であり、図 5は、図 1 に示した平衡ー不平衡型フィルタモジュールの特性図、図 6は図 1に示したバランスコイル BCを設けなかった場合の特性図である。両図において、（Α)は挿入損失の周波数特性、 (Β)は不平衡ポートである第 3のポート Ρ3のインピーダンスチャート（スミスチャート）、（C)は平衡入出力ポートであるポート P10— P11のインピーダンスチヤートである。

[0063] この図 5と図 6とを対比すれば明らかなように、バランスコイル BCを設けた場合、図 5 の（Α)に示したように、 GSM850の周波数帯域で揷入損失はほぼ _ 3 ― 4dBを保つていて、且つその平坦度が高い。これに対しバランスコイル BCを設けない場合には図 6の (A)に示したように、通過帯域内での揷入損失の変動（リップル）が大きく全体に揷入損失が大きレ、ことがわかる。

[0064] また、図 7 ·図 8は GSM900の信号経路が選択されている時の特性について同様に示している。図 7はバランスコイル BCが存在する場合、図 8はバランスコイル BCが存在しなレ、場合の特性である。

[0065] GSM900についても図 7と図 8とを対比すれば明らかなように、バランスコイル BC を設けた場合、図 7の (A)に示したように、 GSM900の周波数帯域で挿入損失はほぼ 3 4dBを保っていて、且つその平坦度が高い。これに対しバランスコイル B Cを設けない場合には図 8の (A)に示したように、通過帯域内での挿入損失の変動（リップル）が大きく全体に挿入損失が大きいことがわかる。

[0066] また GSM850について周波数を図 5 ·図 6の（A)に示したマーカー mlから m2まで周波数を変化させた時のスミスチャート上のベクトル軌跡は図 5 ·図 6の（B) (C)に示すように変化する。（B)に示す不平衡入出力ポートのインピーダンスも、（C)に示す平衡入出力ポートのインピーダンスも、バランスコイル BCを設けた場合に、インピーダンスが図 5の（B) (C)に示すようにスミスチャートの中央付近にあるのに対し、バランスコイル BCを設けな力、つた場合には、図 6の（B) (C)に示すようにスミスチャートの中央から外れてしまう。

[0067] また、 GSM900についても同様に、周波数を図 7 ·図 8の（A)に示したマーカー ml 力、ら m2まで周波数を変化させた時のスミスチャート上のベクトル軌跡は図 7 ·図 8の（ B) (C)に示すように変化する。（B)に示す不平衡入出力ポートのインピーダンスも、 (

C)に示す平衡入出力ポートのインピーダンスも、バランスコイル BCを設けた場合に、インピーダンスが図 7の（B) (C)に示すようにスミスチャートの中央付近にあるのに対し、バランスコイル BCを設けなかった場合には、図 8の（B) (C)に示すようにスミスチヤートの中央力外れてしまう。

以上のことから、バランスコイル BCにより平衡入出力ポートのインピーダンス整合がとれていることがわかる。

[0068] すなわち、バランスコイル BCを設けることにより平衡入出力ポートの VSWR (電圧定在波比： Voltage Standing Wave Ratio)を 2. 5以下に改善できる。

[0069] 次に、第 2の実施形態に係る平衡—不平衡型フィルタモジュールについて、図 9〜図 12を参照して説明する。

図 9はその回路図である。第 1の実施形態として図 1に示した平衡—不平衡型フィルタモジュールと異なるのは、平衡入出力ポート P10— P11にキャパシタ CI, C4を信号経路に対してそれぞれ直列に挿入している。その他は図 1に示した構成と同様である。このキャパシタ CI , C4はバランスコイル BCと共に平衡入出力ポート P10— P 11の 2つの周波数帯におけるインピーダンス整合回路として作用する。第 1の実施形態と異なり、直列にキャパシタ、並列にインダクタを備えることになるのでインピーダンス整合をより高精度に行うことができる。

[0070] 図 10〜図 12はこの第 2の実施形態に係る平衡—不平衡型フィルタモジュールの誘電体層の積層体によって一体化する場合の各誘電体層の導体パターンを示している。

[0071] 図中の各部の符号は図 9に示した回路中の各符号に対応している。各誘電体層に設けた導体パターンは図 2〜図 4に示した例とは異なるが、基本的な構成は同様である。

[0072] 図 12の（G)は最上層の誘電体層と共に、これらの誘電体層を積層してなる積層体の上面に各種チップ部品を搭載した状態を示している。図に示すように、ダイオード Dl, D2、抵抗チョークコィノレ Ll、インダクタ SLt、バランスコイル BC、キャパシタ CI , C4および SAWフィルタ SAWをそれぞれ搭載している。この SAWフィルタ SA Wの端子部分において Gは接地端子、 P4〜P9は図 1に示した第 4のポート P4から第 9のポート P9までのポートにそれぞれ対応している。

[0073] なお、誘電体積層体の中央部には SAWフィルタ SAWを搭載する窪みを形成していて、その窪み内に SAWフィルタ SAWを、端子面を上面にしてマウントした後、 SA Wフィルタ SAWの端子 P5, P6, P8, P9とキャパシタ CI , C4との間をワイヤボンディングによって接続している。もちろん、 SAWフィルタ SAWの各端子が接続されるパターンを、窪みを有さない積層体の表面に形成しておき、 SAWフィルタをその端子面を下にして実装してもよい。

[0074] この第 2の実施形態においても、平衡入出力ポートの整合回路を構成するバランスコイル BCとキャパシタ CI , C4は、図 9に示したスィッチ SWを構成する各素子の位置 (この誘電体層の積層方向から平面透視したときの平面上の位置）が重ならないように配置している。すなわちバランスコイル BCとキャパシタ CI , C4の積層方向の下部にはキャパシタ Cant, SCc, C5のいずれの導体パターンの形成位置とも重なっていなレ、。またチョークコイル Ll、インダクタ SLt、線路 SL2、ダイオード Dl , D2および抵抗 Rのレ、ずれの実装位置とも重なってレ、なレ、。

[0075] このような関係にバランスコイル BCとキャパシタ CI, C4を配置したことにより、バランスコイル BCとキャパシタ CI, C4以外の他の素子がこのバランスコイル BCとキャパシタ CI, C4による整合回路に悪影響を与えることなぐまた、このバランスコイル BC とキャパシタ CI , C4による整合回路がバランスコイル BC以外の他の素子や回路に悪影響を与えることもなぐ 2つの周波数帯域について平衡入出力ポート部の整合をとることができる。

[0076] なお、 SAWフイノレタ（弾性表面波フィルタ）の代わりの厚み縦振動圧電フィルタ（B AWフィルタ）を用いてもよい。

[0077] 次に、第 3の実施形態に係る通信装置の構成を、図 13を基に説明する。

図 13はクヮッドバンドの携帯電話の高周波回路部の構成を示している。この高周波回路部は、トリプルバンド用のチップセット 103、平衡—不平衡型フィルタモジュール 100、トリプルバンド用のアンテナスィッチモジュール 101およびアンテナ 102とで構成してレヽる。アンテナスィッチモジユーノレ 101は GSM900/DCS1800/PCS190 0用のアンテナスィッチであり、この周波数帯でアンテナ 102を共用する。そして、 GS M用のポートに平衡ー不平衡型フィルタモジュール 100を接続し、このフィルタモジユーノレ 100で GSM850と GSM900を切り替えるようにしてレヽる。トリプノレノンド用チップセット 103は GSM900ZDCS1800ZPCS1900用のチップセットであり、このトリプルバンドについて RF (高周波）フロントエンド回路として動作する。このトリプルバンド用チップセット 103に図外のベースバンドチップを接続して、さらに、そのベースバンドチップに入出力部を設けることによって携帯電話を構成することができる。

[0078] この例では GSM850と GSM900について平衡型で入出力を行うので、平衡—不平衡型フィルタモジュール 100の平衡入出力ポートを 2本の端子で表している。

[0079] このように、トリプノレバンド用のチップセット 103に、第 1 ·第 2の実施形態で示した平衡―不平衡型フィルタモジュール 100を組み合わせた高周波回路を構成することによってクヮッドバンドの携帯電話機を容易に構成できる。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1の周波数帯の不平衡信号を入出力する第 1のポートと、第 2の周波数帯の不平衡信号を入出力する第 2のポートと、第 1の周波数帯の不平衡信号および第 2の周波数帯の不平衡信号に共通の第 3のポートと、を備え、信号経路を第 3のポート—第 1のポート間または第 3のポート—第 2のポート間のいずれかに切り替えるスィッチと、第 1のポートに接続され、第 1の周波数帯の不平衡信号を入出力する第 4のポートと、第 1の周波数帯の平衡信号を入出力する第 5 ·第 6のポートとを備え、第 1の周波数帯を通過帯域とする第 1の平衡ー不平衡型フィルタと、

第 2のポートに接続され、第 2の周波数帯の不平衡信号を入出力する第 7のポートと、第 2の周波数帯の平衡信号を入出力する第 8 ·第 9のポートとを備え、第 2の周波数帯を通過帯域とする第 2の平衡ー不平衡型フィルタと、

第 5のポートと第 8のポートに共通接続される第 1の分岐ポートと、第 6のポートと第 9 のポートに共通接続される第 2の分岐ポートとの間に設けられ、第 1の周波数帯の平衡信号および第 2の周波数帯の平衡信号の両方に対してインピーダンス整合する整合素子と、

を備えてなる平衡—不平衡型フィルタモジュール。

[2] 前記第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタは、平衡ー不平衡型の弾性表面波フィルタまたは厚み縦振動圧電フィルタである請求項 1に記載の平衡—不平衡型フィルタモジユーノレ。

[3] 前記スィッチ、前記第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタ、前記整合素子は複数の誘電体層を積層してなる積層体に一体化した請求項 1または 2に記載の平衡—不平衡型フィルタモジュール。

[4] 前記スィッチはキャパシタ、インダクタおよびダイオードを含み、前記誘電体層の積層方向から平面透視したとき、前記整合素子は前記キャパシタ、前記インダクタおよび前記ダイオードとは重ならない位置に配置されている請求項 3に記載の平衡ー不平衡型フィルタモジュール。

[5] 前記第 1の平衡ー不平衡型フィルタと前記第 2の平衡ー不平衡型フィルタとは一つのパッケージに収納するとともに、該パッケージを、前記積層体の最上層の層平面の中心点を含むように前記積層体の最上層に配置した請求項 3または 4に記載の平衡ー不平衡型フィルタモジュール。

[6] 前記積層体の最下層の裏面側には、制御信号を入力するための制御信号入力端子、第 1の分岐ポートと接続する第 1の入出力ポート端子、第 2の分岐ポートと接続する第 2の入出力ポート端子、第 3のポートと接続する第 3のポート端子を形成していて、前記各端子間に GND端子を配置した請求項 3〜5のうちいずれ力、 1項に記載の平衡―不平衡型フィルタモジュール。

[7] 前記積層体は接地電極を形成した GND層を備え、該 GND層には前記各端子と導通するビアホールを形成するとともに、該ビアホール同士の間に接地電極を形成した請求項 6に記載の平衡ー不平衡型フィルタモジュール。

[8] 前記第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタの平衡側の配線および不平衡側の配線は、前記誘電体層の積層方向から平面透視したときの平面上の位置が互いに重ならないように前記積層体内に配置した請求項 3〜7のうちいずれ力 1項に記載の平衡不平衡型フィルタモジュール。

[9] 前記第 1 ·第 2の平衡ー不平衡型フィルタの平衡側の配線および不平衡側の配線が前記誘電体層の積層方向から平面透視したときの平面上で互いに重なる箇所で、前記平衡側の配線と前記不平衡側の配線との間に GND層を配置した請求項 3〜7 のうちいずれか 1項に記載の平衡不平衡型フィルタモジュール。

[10] 前記第 1の周波数帯で前記第 5のポートから前記第 1分岐ポートまでの電気長と、前記第 1の周波数帯で前記第 6のポートから前記第 2の分岐ポートまでの電気長とがほぼ等しぐ且つ前記第 2の周波数帯で前記第 8のポートから前記第 1の分岐ポートまでの電気長と、前記第 2の周波数帯で前記第 9のポートから前記第 2の分岐ポートまでの電気長とがほぼ等しい請求項 1〜9のうちいずれ力、 1項に記載の平衡一不平衡型フィルタモジュール。

[11] 請求項 1〜： 10のうちいずれ力 4項に記載の平衡—不平衡型フィルタモジュールを高周波回路部に備えた通信装置。