WO2006112306A1 - マルチバンド高周波回路、マルチバンド高周波回路部品及びこれを用いたマルチバンド通信装置 - Google Patents

マルチバンド高周波回路、マルチバンド高周波回路部品及びこれを用いたマルチバンド通信装置 Download PDF

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WO2006112306A1
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circuit
frequency
communication system
transmission
branching
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PCT/JP2006/307670
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shigeru Kemmochi
Kazuhiro Hagiwara
Keisuke Fukamachi
Mitsuhiro Watanabe
Original Assignee
Hitachi Metals, Ltd.
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Publication date
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Priority to US12/981,029 priority patent/US8315577B2/en

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H04B1/006—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using switches for selecting the desired band

Definitions

  • Multiband high frequency circuit Multiband high frequency circuit, multiband high frequency circuit component and multiband communication device using the same
  • the present invention relates to a wireless communication device that performs wireless transmission between electronic and electrical devices, and a multiband high-frequency circuit and multiband high-frequency circuit components used therefor, and particularly, a multiband high-frequency that can be used in at least three communication systems.
  • the present invention relates to a circuit, a multiband high-frequency component, and a multiband communication apparatus using the same.
  • WLAN wireless LAN
  • PC peripherals such as personal computers (PCs), printers, hard disks, and broadband routers, fax machines, refrigerators, standard televisions (SDTVs), high-definition televisions (HDTVs), digital cameras, digital video recorders, mobile phones, etc. It is used as a signal transmission means instead of wired communication in devices, automobiles and airplanes, and wireless data transmission is performed between each electronic device.
  • IEEE802.11a supports high-speed data communication of up to 54 Mbps in the 5 GHz frequency band using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation.
  • IEEE802.11h is a standard that enables IEEE802.11a to be used in Europe.
  • IEEE802.11b is a 2.4 GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical) that is freely available without a radio license using the DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) method. Supports high-speed communication at 5.5 Mbps and 11 Mbps in the medical band.
  • IEEE802.11g also supports high-speed data communication of up to 54 Mbps in the 2.4 GHz band, similar to IEEE802.11b, using the OFDM modulation method.
  • Bluetooth TM Bluetooth TM
  • the 2.4 GHz ISM frequency band is divided into multiple radio channels, and each radio channel is divided into unit times (1/1600 seconds) to form time slots, and the radio channels to be used are time slots.
  • a frequency hopping method with excellent noise resistance that is switched every time is adopted.
  • a wireless LAN used for a small group within a distance of about 50 to 100 m consumes about 100 mW of power with a data transmission speed of several Mbps to several tens of Mbps.
  • Bluetooth is supposed to be used in relatively narrow areas such as the same site or building where the radio wave reaches about 10m, and the transmission speed is 2Mbps at the fastest, saving about 10mW. Designed for power. In this way, wireless LAN and Bluetooth have different transmission speeds, transmission distances, etc., so they can be installed on a single communication device and used for different purposes.
  • wireless LAN IEEE802.11b and IEEE802.11g are the first communication system
  • wireless LAN IEEE802.11a and IEEE802.11h are the second communication system
  • Bluetooth is the third communication system. A high-frequency circuit and a communication device will be described.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2001-24579 discloses a circuit that can be shared with a wireless LAN (IEEE802.11b and Z or IEE E802.11g using 2.4 GHz) and Bluetooth. As shown in FIG. 34, this circuit is a first switch that switches the connection between the first antenna port (API) and the transmission circuit (WLAN TX) or the second high-frequency switch circuit (SwB) of the first communication system. The second switching circuit switches the connection between the high-frequency switch circuit (SwA) and the reception circuit (WLAN RX) of the first communication system and the first high-frequency switch circuit (SwA) or the third high-frequency switch circuit (SwC).
  • IEEE802.11b and Z or IEE E802.11g using 2.4 GHz wireless LAN
  • this circuit is a first switch that switches the connection between the first antenna port (API) and the transmission circuit (WLAN TX) or the second high-frequency switch circuit (SwB) of the first communication system.
  • the second switching circuit switches the
  • Three high-frequency switch circuits (SwC), a second filter (FL2) between the first high-frequency switch circuit (SwA) and the transmission circuit (WLAN TX) of the first communication system, and the second The first filter (FL1) between the second high-frequency switch circuit (SwB) and the receiver circuit (WLAN RX) of the first communication system Have
  • W0 03/092997 can be shared with IEEE802.11b and Z or IEE E802.11g using the 2.4 GHz band of wireless LAN and IEEE802.11a and Z or IEEE802.11h using the 5 GHz band.
  • a circuit is disclosed. This circuit is the first antenna port (second antenna port) And a high-frequency switch circuit that switches a path between the transmission circuit of the first and third communication systems and the reception circuit of the first and third communication systems, and a reception circuit port of the high-frequency switch circuit.
  • a first demultiplexing circuit that demultiplexes a high-frequency signal into a receiving circuit of the first communication system and a receiving circuit of the third communication system according to the frequency band of the first demultiplexing circuit;
  • a high-frequency filter and a low-noise amplifier connected to the port;
  • a high-frequency filter and a low-noise amplifier connected to the high-frequency side port of the first demultiplexing circuit; and a transmission circuit port of the first high-frequency switch circuit;
  • a second demultiplexing circuit that demultiplexes a high-frequency signal into a transmission circuit of the first communication system and a transmission circuit of the third communication system according to the frequency band; and a low-frequency side of the second demultiplexing circuit Connect to port With the a high-frequency filter and the high-frequency power amplifier, and a high-frequency filter and the high-frequency power amplifier connect to the high frequency port of the second diplexer circuit.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2003-87023 discloses a circuit that can be shared by IEEE802.1 la and Z or IEEE802.11h using the Bluetooth and wireless LAN 5 GHz band.
  • this circuit includes a first high-frequency switch circuit 3 that switches the path between the first antenna 8, the transmission circuit 1 of the second system, and the diversity switching switch 4, and the reception of the second system.
  • a diversity switching switch 4 for switching a path between the communication circuit 2, the first high-frequency switch circuit 3, and the first band-pass filter 6 whose pass band is the frequency band of the second system.
  • the filter 6 is arranged between the second multiband antenna 9 and the diversity switching switch 4, and the second bandpass filter 7 whose passband is the frequency band of the third system is the second multiband antenna 9.
  • the transmission / reception circuit 5 of the third system is provided between the third system.
  • IEEE802.lib and Z or IEEE802.il g that use the 2.4 GHz band of the wireless LAN can be shared with Bluetooth, IEEE802.il b and / or IEEE802 that uses the 2.4 GHz band of the wireless LAN Circuits that can be shared with IEEE802.11a and / or IEEE802.1 lh using .11g and 5 GHz band, and IEEE802.11 and Z or IEEE802.11h using Bluetooth and wireless LAN 5 GHz band
  • the proposed power of these circuits are compatible with two communication systems: IEEE 802.111 and 7 or ⁇ 55802.11 ⁇ using the wireless LAN 2.4 GHz band, Bluetooth, and wireless LAN 5 GHz.
  • Use obi It cannot be shared by three communication systems with IEEE802.11a and / or IEEE802.11h.
  • the object of the present invention is to provide at least three communication systems, eg, a 2.4G wireless LAN.
  • Another object of the present invention is to provide a multiband high-frequency circuit component that can be miniaturized with a small number of components.
  • Still another object of the present invention is to provide a multiband communication device using powerful high-frequency circuit components.
  • a first multiband high-frequency circuit of the present invention is used between an antenna capable of transmitting and receiving in at least three communication systems and a transmission / reception circuit in at least three communication systems.
  • a first high-frequency switch circuit for switching the connection between the antenna and the first and second paths, a first branching circuit provided in the first path, and a second path provided in the second path.
  • a first demultiplexing circuit, and the first and second demultiplexing circuits each have a low frequency side filter circuit and a high frequency side filter circuit, and the low frequency side filter of the first demultiplexing circuit.
  • a band-pass filter circuit in the path connected to the circuit, and two connections of the band-pass filter circuit and the receiving circuit of the first communication system or the transmitting / receiving circuit of the third communication system in the subsequent stage of the band-pass filter circuit A second high-frequency switch circuit for switching, a receiving circuit of the second communication system is connected to a path connected to the high-frequency filter circuit of the first demultiplexing circuit, and the second demultiplexing circuit Low frequency side filter
  • the transmission circuit of the first communication system is connected to the path connected to the circuit, and the transmission circuit of the second communication system is connected to the path connected to the high-frequency filter circuit of the second demultiplexing circuit.
  • the term “second stage” used here is simply a measure of the antenna side force. It does not indicate the flow relationship of the transmission signal or reception signal.
  • the first multiband high-frequency circuit preferably includes a balance-unbalance conversion circuit between the second high-frequency switch circuit and the reception circuit of the first communication system.
  • a balanced-unbalanced conversion circuit is provided between the second high-frequency switch circuit and the transmission / reception circuit of the third communication system.
  • a second multiband high-frequency circuit of the present invention is used between an antenna capable of transmitting and receiving in at least three communication systems and a transmission / reception circuit in at least three communication systems.
  • a first high-frequency switch circuit that switches connection between the first and second paths, a first branching circuit provided in the first path, and a second branching circuit provided in the second path.
  • Each of the first and second branching circuits has a low frequency side filter circuit and a high frequency side filter circuit, and is connected to the low frequency side filter circuit of the first branching circuit.
  • the power distribution circuit allows a signal from the band-pass filter circuit to be connected to a reception circuit of a first communication system and a third circuit.
  • the transmission signal from the transmission / reception circuit of the third communication system can be transmitted to the band-pass filter circuit and connected to the high-frequency filter circuit of the first branching circuit
  • the receiving circuit of the second communication system is connected to the route, the transmission circuit of the first communication system is connected to the route connected to the low-frequency filter circuit of the second branching circuit, and the second The transmission circuit of the second communication system is connected to the path connected to the high-frequency filter circuit of the branching circuit.
  • the second multiband high-frequency circuit preferably includes a balance-unbalance conversion circuit between the power distribution circuit and the reception circuit of the first communication system. It is preferable that a balanced-unbalanced conversion circuit is provided between the power distribution circuit and the transmission / reception circuit of the third communication system.
  • a third multiband high-frequency circuit of the present invention is used between an antenna capable of transmitting / receiving in at least three communication systems and a transmission / reception circuit of at least three communication systems.
  • a first high-frequency switch circuit that switches connection between the first and second paths, a first branching circuit provided in the first path, and a second path
  • a second demultiplexing circuit provided, and the first and second demultiplexing circuits each include a low frequency side filter circuit and a high frequency side filter circuit, and the first demultiplexing circuit has a low frequency.
  • a receiving circuit is connected, a transmission / reception circuit of a third communication system is connected to a sub-line of the coupler circuit, and a path of the second communication system is connected to a high-frequency filter circuit of the first branching circuit.
  • the transmission circuit of the first communication system is connected to the path connected to the low frequency filter circuit of the second demultiplexing circuit and connected to the high frequency filter circuit of the second demultiplexing circuit.
  • the third multiband high-frequency circuit preferably includes a balanced-unbalanced conversion circuit between the coupler circuit and the receiving circuit of the first communication system. It is preferable that a balance-unbalance conversion circuit is provided between the coupler circuit and the transmission / reception circuit of the third communication system.
  • a fourth multiband high-frequency circuit of the present invention is used between an antenna capable of transmitting and receiving in at least three communication systems and a transmission / reception circuit of at least three communication systems.
  • a high-frequency switch circuit that switches three connections to the first to third paths, a first branching circuit that is provided in the first path, and a second circuit that is provided in the second path.
  • Each of the first and second branch circuits has a low frequency side filter circuit and a high frequency side filter circuit, and is connected to the low frequency side filter circuit of the first branch circuit.
  • a band-pass filter circuit disposed in the first path and a band-pass filter circuit disposed in the third path, the band-pass of the path connected to the low-frequency filter circuit of the first branching circuit First in the filter circuit
  • the receiving circuit of the second communication system is connected to the path connected to the receiving circuit of the communication system and connected to the high frequency side filter circuit of the first branching circuit, and the low frequency side of the second branching circuit
  • the transmission circuit of the first communication system is connected to the path connected to the filter circuit
  • the fourth multi-band high-frequency circuit includes a band-pass filter circuit disposed downstream of the low-frequency filter circuit of the first branching circuit and a receiving circuit of the first communication system, A balanced-unbalanced conversion circuit is preferably provided. In addition, it is preferable to provide a balance-unbalance conversion circuit between the band-pass filter circuit provided in the third path and the transmission / reception circuit of the third communication system.
  • a fifth multiband high-frequency circuit of the present invention is used between an antenna capable of transmitting and receiving in at least three communication systems and a transmission / reception circuit in at least three communication systems.
  • a first high-frequency switch circuit that switches between two connections to the first and second paths, a first branching circuit provided in the first path, and a first high-frequency circuit provided in the second path.
  • Each of the first and second demultiplexing circuits has a low-frequency filter circuit and a high-frequency filter circuit, respectively, and is coupled between the antenna and the high-frequency switch circuit.
  • the antenna and the high-frequency switch circuit are connected to a main line of the coupler circuit, and a transmission / reception circuit of a third communication system is connected to a sub-line of the coupler circuit.
  • the path connected to the filter circuit has a bandpass filter circuit connected to the receiving circuit of the first communication system, and the path connected to the high frequency side filter circuit of the first branching circuit is connected to the second communication system.
  • the transmission circuit of the first communication system is connected to the path connected to the low frequency filter circuit of the second demultiplexing circuit and connected to the high frequency filter circuit of the second demultiplexing circuit.
  • the transmission circuit of the second communication system is connected to this route.
  • the fifth multiband high frequency circuit preferably includes a balanced-unbalanced conversion circuit between the bandpass filter circuit and the receiving circuit of the first communication system.
  • a balance-unbalance conversion circuit is provided between the coupler circuit and the transmission / reception circuit of the third communication system.
  • Each of the multiband high-frequency circuits includes a first high-frequency power amplifier between the low-frequency filter circuit of the second branching circuit and the transmission circuit of the first communication system, A high-frequency filter circuit of the second branching circuit and a transmission circuit of the second system A second high frequency power amplifier is preferably provided in between. It is preferable that a low noise amplifier is provided between the first branching circuit and the receiving circuit of the second communication system. Furthermore, it is preferable to provide a detection circuit between the multiband antenna and the second branching circuit.
  • each of the multiband high-frequency circuits includes a low-pass filter circuit between the multiband antenna and the second high-frequency amplifier. It is preferable that a band pass filter circuit is provided between the first high frequency power amplifier and the transmission circuit of the first communication system. Furthermore, it is preferable that a band-pass filter circuit is provided between the second high-frequency power amplifier and the transmission circuit of the second communication system. Further, it is preferable to provide a balance-unbalance conversion circuit between the first branching circuit and the receiving circuit of the second communication system.
  • the multiband high-frequency circuit component of the present invention having the above-described multiband high-frequency circuit configuration is a laminate in which a plurality of circuit elements each including at least one of a line electrode, a capacitor electrode, a ground electrode, and a via hole are formed.
  • the multiband high-frequency circuit component it is preferable to configure a demultiplexing circuit and a band-pass filter circuit by using an inductance element and a capacitance element formed in the multilayer substrate. Further, it is preferable to configure a balanced-unbalanced conversion circuit using an inductance element and a capacitance element configured in the multilayer substrate. In addition, it is preferable that a semiconductor element constituting at least one of a high frequency switch, a high frequency power amplifier, and a low noise amplifier is mounted on the multilayer substrate.
  • a low-pass filter circuit is configured by using an inductance element and a capacitance element configured in the multilayer substrate.
  • the laminated substrate is preferably obtained by stacking and sintering ceramic green sheets on which electrode patterns are appropriately formed.
  • a multiband communication device of the present invention includes the multiband high-frequency circuit component.
  • Powerful multiband communication devices include personal computers (PCs), PC peripherals such as printers and hard disks, broadband routers, fax machines, refrigerators, standard televisions (SDTV), high-definition televisions (HDTVs), digital cameras, Examples include digital video recorders, electronic devices such as mobile phones, and signal transmission means instead of wired communications in automobiles and airplanes.
  • PCs personal computers
  • PC peripherals such as printers and hard disks
  • broadband routers such as printers and hard disks
  • fax machines such as printers and hard disks
  • HDTV high-definition televisions
  • digital cameras Digital video recorders
  • electronic devices such as mobile phones, and signal transmission means instead of wired communications in automobiles and airplanes.
  • the present invention provides at least three communication systems (for example, IEEE 802.11b and / or IEEE802.11g using the wireless LAN 2.4 GHz band, Bluetooth, and IEEE802.11 using the wireless LAN 5 GHz band. 11a and Z or IEEE802.11h), and provide a multiband high-frequency circuit, multiband high-frequency circuit components, and a multiband communication device using the same.
  • IEEE 802.11b and / or IEEE802.11g using the wireless LAN 2.4 GHz band, Bluetooth, and IEEE802.11 using the wireless LAN 5 GHz band. 11a and Z or IEEE802.11h
  • a multiband high-frequency circuit for example, IEEE 802.11b and / or IEEE802.11g using the wireless LAN 2.4 GHz band, Bluetooth, and IEEE802.11 using the wireless LAN 5 GHz band. 11a and Z or IEEE802.11h
  • FIG. 1 is a block diagram showing a multiband communication device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a multiband high-frequency circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a multiband high-frequency circuit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a multiband high-frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a multiband high-frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a multiband high-frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a multiband high-frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a multiband high-frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a multiband high-frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a multiband high-frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a multiband high-frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a multiband high frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a multiband high-frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit of the multiband high-frequency circuit shown in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing an equivalent circuit of the multiband high-frequency circuit shown in FIG.
  • FIG. 16 is a diagram showing an equivalent circuit of the multiband high-frequency circuit shown in FIG.
  • FIG. 17 is a diagram showing an equivalent circuit of the multiband high-frequency circuit shown in FIG.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of an equivalent circuit of a high-frequency switch circuit (SPDT) used in the present invention.
  • SPDT high-frequency switch circuit
  • FIG. 19 is a diagram showing another example of an equivalent circuit of a high-frequency switch circuit (SPDT) used in the present invention.
  • SPDT high-frequency switch circuit
  • FIG. 20 is a diagram showing still another example of an equivalent circuit of a high-frequency switch circuit (SPDT) used in the present invention.
  • SPDT high-frequency switch circuit
  • FIG. 21 is a diagram showing still another example of the equivalent circuit of the high-frequency switch circuit (SP3T) used in the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram showing still another example of the equivalent circuit of the high-frequency switch circuit (SP3T) used in the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram showing still another example of the equivalent circuit of the high-frequency switch circuit (SP3T) used in the present invention.
  • FIG. 24 is a diagram showing still another example of the equivalent circuit of the high-frequency switch circuit (SP3T) used in the present invention.
  • FIG. 25 is a diagram showing still another example of the equivalent circuit of the high-frequency switch circuit (SP3T) used in the present invention.
  • FIG. 26 is a diagram showing still another example of the equivalent circuit of the high-frequency switch circuit (SP3T) used in the present invention.
  • FIG. 27 is a diagram showing an example of an equivalent circuit of a high-frequency power amplifier (for 2.4 GHz band wireless LAN) used in the present invention.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of an equivalent circuit of a high-frequency power amplifier (for 5 GHz band wireless LAN) used in the present invention.
  • FIG. 29 is a diagram showing an example of an equivalent circuit of a detection circuit used in the present invention.
  • FIG. 30 is a perspective view showing an appearance of a multiband high frequency circuit component (multilayer substrate) using a multiband high frequency circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a plan view showing the back surface of the multilayer substrate constituting the multiband high frequency circuit component using the multiband high frequency circuit according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 32 (a) is a development view showing a part of the multilayer substrate constituting the multiband high frequency circuit component using the multiband high frequency circuit shown in FIG.
  • FIG. 32 (b) is a development view showing the other part of the multilayer substrate constituting the multiband high frequency circuit component using the multiband high frequency circuit shown in FIG.
  • FIG. 33 (a) is a development view showing a part of the multilayer substrate constituting the multiband high frequency circuit component using the multiband high frequency circuit shown in FIG.
  • FIG. 33 (b) is a development view showing the other part of the multilayer substrate constituting the multiband high frequency circuit component using the multiband high frequency circuit shown in FIG.
  • FIG. 34 is a block diagram showing a communication device that can be shared with a conventional 2.4 GHz band wireless LAN and Bluetooth.
  • FIG. 35 is a block diagram showing a communication device that can be shared with a conventional 5 GHz band wireless LAN and Bluetooth.
  • Figure 1 shows at least three communication systems [eg, 2.4 GHz band wireless LAN (IEEE802.11b and / or IEEE802.11g), 2.4 GHz band Bluetooth, and 5 GHz band wireless LAN (IEEE 802.1 la and Z or IEEE802.1lh)] shows a communication apparatus according to an embodiment of the present invention that can be shared.
  • the first communication system is a 2.4 GHz band wireless LAN
  • the second communication system is a 5 GHz band wireless LAN
  • the third communication system is Bluetooth.
  • the multiband high-frequency circuit 20 in this communication device includes one multiband antenna 40, RF-IC (Radio Frequency Integrated Circuit) for 2.4 GHz band wireless LAN, 5 GHz band wireless LAN, and Bluetooth.
  • BB An antenna port (Ant) connected to the multiband antenna 40, which is arranged between the base-band integrated circuit (IC) and the high-frequency circuit 30 in which the MAC (Media Access Control) is integrated, 2.4 GHz band wireless LAN transmitter circuit (llbg-T) and receiver circuit (llbg-R), Bluetooth transceiver circuit (BLT-TR), 5 GHz band wireless LAN transmitter circuit (lla-T) and receiver circuit Connect 5 routes to (lla-R) via branching or demultiplexing means.
  • the multiband high-frequency circuit 20 of the present invention may be modified with the high-frequency circuit 30.
  • FIG. 2 shows a configuration of a multiband high-frequency circuit 20 according to an embodiment of the present invention.
  • the multiband high-frequency circuit 20 has a first high-frequency switch circuit (SPDT1) 1 connected to an antenna port Ant, and a first branching circuit (Dipl) 2 and a second branching wave are connected to the subsequent stage. Circuit (Dip2) 3 is connected.
  • the first duplexer circuit (Dipl) 2 is a low-frequency filter circuit that passes the 2.4 GHz band wireless LAN reception signal or Bluetooth transmission / reception signal and attenuates the 5 GHz band wireless LAN reception signal.
  • the second demultiplexing circuit (Dip2) 3 is a low-frequency filter circuit that passes the transmission signal of the 2.4 GHz band wireless LAN and attenuates the transmission signal of the 5 GHz band wireless LAN, and the 5 GHz band wireless LAN. It consists of a high-frequency filter circuit that passes the transmission signal and attenuates the transmission signal of the 2.4 GHz band wireless LAN.
  • the band-pass filter circuit (BPF1) 4 and the second high-frequency switch circuit (SPDT2) 6 are connected in this order after the low-frequency filter circuit of the first branching circuit (Dipl) 2.
  • the band-pass filter circuit (BPF1) 4 selectively passes a 2.4 GHz band wireless LAN reception frequency or bluetooth transmission / reception frequency signal, attenuates other frequency signals, and thus a 2.4 GHz band wireless LAN or Bluetooth. It has functions to improve reception sensitivity during reception and to suppress harmonic generation during Bluetooth transmission.
  • the second high-frequency switch circuit (SPDT2) 6 is connected to the bandpass filter circuit (BPF1) 4 and the receiver circuit 1 lbg-R of the 2.4 GHz band wireless LAN (first communication system) or Bluetooth (third Switch the connection with the BLT-TR.
  • a low noise amplifier (LNA) 7 is connected to the high frequency side filter circuit of the first demultiplexing circuit (Dipl) 2, and the low noise amplifier 7 is a receiving circuit for a 5 GHz band wireless LAN (second communication system). Connected to lla-R.
  • the low noise amplifier (LNA) 7 amplifies the received signal of the 5 GHz band wireless LAN and improves the reception sensitivity.
  • the first high-frequency power amplifier (PA1) 8 amplifies the transmission signal incident from the first communication system (2.4 GHz band wireless LAN transmission circuit llbg-T).
  • the second high-frequency power amplifier (PA2) 9 and the 5 GHz band wireless LAN (second communication system) transmission circuit lla-T are placed after the high-frequency filter circuit of the second demultiplexing circuit (Dip2) 3. Are connected in this order.
  • the second high-frequency power amplifier (PA2) 9 amplifies the transmission signal incident from the second system (5-GHz wireless LAN transmitter circuit lla-T)
  • a low-pass filter circuit (LPF) 5 is disposed between the high-frequency filter circuit of the second branching circuit (Dip 2) 3 and the second high-frequency power amplifier (PA 2) 9.
  • the low-pass filter (LP F) 5 passes the transmission signal amplified by the second high-frequency power amplifier (PA2) 9 and attenuates the harmonic signal generated by the second high-frequency power amplifier (PA2) 9. Force that also needs to attenuate the harmonic signal generated by the first high-frequency power amplifier (PA1) 8 This can be achieved to some extent by the low-frequency filter of the second demultiplexer (Dip2) 3.
  • Another low-pass filter may be arranged between one high-frequency power amplifier (PA1) 8 and the low-frequency filter circuit of the second branching circuit (Dip2) 3.
  • a low noise amplifier (LNA) 7, a first high frequency power amplifier (PA1) 8, a second high frequency power amplifier (PA2) 9, and a low pass filter circuit (LPF) 5 You may omit at least one of them.
  • LNA low noise amplifier
  • PA1 first high frequency power amplifier
  • PA2 second high frequency power amplifier
  • LPF low pass filter circuit
  • the bandpass filter circuit (BPF1) 4 is shared by the 2.4 GHz band wireless LAN reception path and the Bluetooth transmission / reception path, so the conventional 2.4 GHz band wireless LAN reception path and Bluetooth This reduces the number of bandpass filters required for each transmission / reception route to one. Also, the high-frequency 2.4 GHz band wireless LAN transmission signal and the 5 GHz band wireless LAN transmission signal are not directly transmitted to the second high-frequency switch circuit 6, and the low-power 2.4 GHz band wireless LAN reception signal and Since only Bluetooth transmission / reception signals are transmitted, a small switch element can be used. These are particularly effective when the circuit configuration is realized by a laminate using an electrode pattern or a mounting element.
  • FIG. 3 shows a multi-band high-frequency circuit according to another embodiment of the present invention that can be shared with at least three communication systems (eg, 2.4 GHz band wireless LAN, Bluetooth, and 5 GHz band wireless LAN). Since this high-frequency circuit has a similar structure to the high-frequency circuit shown in FIG. 2, only the differences will be described.
  • the high-frequency circuit shown in FIG. 3 has a power distribution circuit (Split) 10 instead of the second high-frequency switch circuit 6 shown in FIG.
  • the power distribution circuit 10 distributes the signal power from the first bandpass filter 4 almost equally to the 2.4 GHz band wireless LAN reception circuit llbg-R and the Bluetooth transmission / reception circuit BLT-TR.
  • FIG. 4 shows a multi-band high-frequency circuit according to still another embodiment of the present invention. This high-frequency circuit is similar to that shown in Fig. 2, so only the differences will be explained.
  • the high-frequency circuit shown in FIG. 4 is similar to that shown in Fig. 2, so only the differences will be explained.
  • the high-frequency circuit shown in FIG. 4 is similar to that shown in Fig. 2, so only the differences will be explained.
  • SP3T Single Pole Triple Throw
  • the high-frequency switch circuit (SP3 T) 11 is connected to the antenna port Ant, and switches the three paths of the first demultiplexer circuit 2, the second demultiplexer circuit 3, and the bandpass filter circuit (BPF3) 42.
  • a band-pass filter circuit 41 is connected to the low-frequency filter circuit of the first demultiplexing circuit 2, and the band-pass filter 41 selectively passes a signal at a reception frequency of the 2.4 GHz z-band wireless LAN, and others. Attenuate the signal of 5 GHz band (5 GHz band) and improve the reception sensitivity when receiving 2.4 GHz band wireless LAN.
  • the high frequency side filter circuit of the first demultiplexing circuit 2 passes the received signal of the 5 GHz band wireless LAN and attenuates the received signal of the 2.4 GHz band wireless LAN.
  • the third bandpass filter 42 selectively passes signals of the Bluetooth transmission / reception frequency and attenuates signals of other frequencies to improve the reception sensitivity during Bluetooth reception and to generate harmonics during Bluetooth transmission. Suppress. This reduces the number of circuits placed between the antenna port Ant and the transmission / reception circuit BLT-TR of the third communication system, and the loss between the multiband antenna 40 and the transmission / reception circuit BLT-TR of the third communication system. Can be reduced.
  • FIG. 5 shows a multiband high-frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • This high-frequency circuit consists of the high-frequency circuit shown in Fig. 2, two balanced-unbalanced conversion circuits (BALI, BAL2) 12, 13, two band-pass filter circuits (BPF4, BPF5) 14, 15, and a detection circuit 16 It is something that has been Since these parts have their own characteristics, they can be inserted or deleted individually.
  • the first balanced-unbalanced conversion circuit 12 is a circuit that converts a 2.4 GHz band wireless LAN received signal received by a multiband antenna from an unbalanced signal to a balanced signal. In some cases, the input impedance and output impedance of the first balance-unbalance conversion circuit 12 are different. The first balanced-unbalanced conversion circuit 12 is placed between the second port 6b of the second high-frequency switch circuit 6 and the receiver circuit llbg-R of the 2.4 GHz band wireless LAN, thereby creating a balanced circuit.
  • Loss of path for transmitting signals of 2.4 GHz band wireless LAN and 5 GHz band wireless LAN Loss of path for transmitting signals of 5 GHz band wireless LAN, and Bluetooth It is possible to improve the noise resistance of the 1 lbg-R receiver circuit of the 2.4 GHz band wireless LAN without increasing the loss of the path for transmitting and receiving signals.
  • the transmission circuit may be balanced with the reception circuit.
  • the second balanced-unbalanced conversion circuit 13 converts the Bluetooth reception signal received by the multiband antenna from the unbalanced signal to the balanced signal, and converts the Bluetooth transmission signal input as the balanced signal to the unbalanced signal. Convert to In some cases, the input impedance and output impedance of the second balanced-unbalanced conversion circuit 13 are made different.
  • the second balanced-unbalanced conversion circuit 13 is placed between the third port 6c of the second high-frequency switch circuit 6 and the Bluetooth circuit transceiver circuit BLT-TR to create a balanced circuit, and thus a 2.4 GHz band radio.
  • Bluetooth transmission / reception circuit BLT-TR without increasing the loss of the path to transmit the transmission signal of the LAN and 5 GHz band wireless LAN and the loss of the path to transmit the reception signal of the 2.4 GHz band wireless LAN and 5 GHz band wireless LAN Noise resistance can be improved.
  • the bandpass filter circuit 14 selectively passes a signal having a transmission frequency of the 2.4 GHz band wireless LAN and attenuates a signal having another frequency.
  • the bandpass filter circuit 14 By placing the bandpass filter circuit 14 between the first high-frequency power amplifier 8 and the 2.4 GHz band wireless LAN transmitter circuit llbg-T, the 2.4 GHz band wireless LAN transmitter circuit llbg-T force
  • the incident noise signal (For example, a local oscillation signal used in the internal circuit of RFI C) is attenuated until it reaches the first high-frequency power amplifier 8, and the first high-frequency power amplifier 8 amplifies signals other than the transmission signal. Can be prevented.
  • the bandpass filter circuit 15 selectively passes signals of the transmission frequency of the 5 GHz band wireless LAN and attenuates signals of other frequencies.
  • the transmission circuit lla-T force of the 5 GHz band wireless LAN is incident.
  • a noise signal (for example, a local oscillation signal used in the internal circuit of the RFIC) is attenuated to reach the second high-frequency power amplifier 9, and the second high-frequency power amplifier 9 amplifies signals other than the transmission signal. Can be prevented.
  • the detection circuit (DET) 16 is used for transmission power of 2.4 GHz band wireless LAN and transmission of 5 GHz band wireless LAN. Monitor power. If the detection circuit 16 is placed between the antenna port Ant and the second demultiplexing circuit 3, the transmission power of the 2.4 GHz band wireless LAN and the transmission power of the 5 GHz band wireless LAN can be monitored by one detection circuit. And the number of parts can be reduced.
  • FIG. 6 shows a multiband high frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • This multi-band high-frequency circuit is composed of the multi-band high-frequency circuit shown in Fig. 3, two balanced-unbalanced converter circuits (BALI, BAL2) 12, 13, two band-pass filter circuits (BPF4, BPF5) 14, 15, and a detector circuit. (DET) It is a kind of 16 Since these added circuits are the same as those shown in FIG.
  • FIG. 7 shows a multiband high frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • This multi-band high-frequency circuit is composed of the multi-band high-frequency circuit shown in Fig. 4, two balanced-unbalanced conversion circuits (BALI, BAL2) 12, 13, two band-pass filter circuits (BPF4, BPF5) 14, 15, and a detection circuit. (DET) It is a kind of 16 Since these added circuits are the same as those shown in FIG.
  • FIG. 8 shows a multiband high frequency circuit according to yet another embodiment of the present invention.
  • This multi-band high-frequency circuit is the same as the multi-band high-frequency circuit shown in FIG. 5 except that a third balanced-unbalanced conversion circuit (BAL3) 18 is arranged instead of the low-noise amplifier (LNA) 7.
  • BAL3 balanced-unbalanced conversion circuit
  • LNA low-noise amplifier
  • the third balanced-unbalanced conversion circuit 18 converts the received signal of the 5 GHz band wireless LAN received by the multiband antenna from the unbalanced signal to the balanced signal.
  • the third balanced-unbalanced conversion circuit 18 may have a different input impedance and output impedance.
  • the third balanced-unbalanced conversion circuit 18 is arranged between the high-frequency filter circuit of the first demultiplexing circuit 2 and the receiving circuit lla-R of the 5 GHz band wireless LAN, thereby forming a balanced circuit, thereby providing 2.4 G Receiving circuit of 5 GHz band wireless LAN without increasing loss of path for transmitting transmission signal of Hz band wireless LAN and 5 GHz band wireless LAN, loss of path for transmitting signal of 2.4 GHz band wireless LAN and Bluetooth transmission / reception signal The noise resistance of lla-R can be improved.
  • FIG. 9 shows a multiband high frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • a low pass filter circuit (LPF) 21 is arranged between the antenna port Ant of the multiband high frequency circuit shown in FIG. 5 and the first high frequency switch circuit 1.
  • Low-pass filter circuit 21 is 2.4 GHz band wireless LAN, Bluetooth, or 5 GH Passes z-band wireless LAN transmission and reception signals, attenuates frequencies higher than 3 times the transmission frequency of 2.4 GHz band wireless LAN and Bluetooth, or higher than 2 times the transmission frequency of 5 GHz band wireless LAN.
  • the harmonic components of the 2.4 GHz band or 5 GHz band wireless LAN generated from the detection circuit 16 and the high frequency switch circuit 1 can be attenuated.
  • FIG. 10 shows a multiband high frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • This multiband high frequency circuit can be shared by at least three communication systems (for example, 2.4 GHz band wireless LAN, Bluetooth and 5 GHz band wireless LAN).
  • This multiband high frequency circuit is the same as the multiband high frequency circuit shown in FIG. 2 except that a force bra circuit (CL) 17 is arranged instead of the second high frequency switch circuit 6.
  • the force bra circuit (CL) 17 can simultaneously connect the reception circuit 1 lbg-R of the first communication system and the transmission / reception circuit BLT-TR of the third communication system to the antenna port Ant.
  • the power bra circuit 17 can set the distribution ratio of the wireless LAN reception circuit 1 lbg-R and the Bluetooth transmission / reception circuit BLT-TR to 5: 1 or 10: 1, for example.
  • the signal ratio can be optimized. For example, with regard to the minimum receiving sensitivity at close range, Bluetooth is less than -70 dBm and less than -65 dBm for wireless LAN.
  • the coupler circuit 17 when receiving a wireless LAN reception signal and a Bluetooth reception signal at the same time, the coupler circuit 17 reduces the distribution of the signal to Bluetooth, which requires less power, and reduces the signal distribution to the wireless LAN reception circuit that requires high power. Increasing the distribution enables efficient signal reception.
  • the coupler circuit 17 can transmit a transmission signal from the Bluetooth transmission / reception circuit BLT-TR to the multiband antenna side.
  • FIG. 11 shows a multiband high frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • This multi-band high-frequency circuit has two balanced-unbalance conversion circuits (BALI, BAL2) 12, 13 and two band-pass filter circuits (BPF4, BPF5) 14, 4, and A detector circuit (DET) 16 is added. Since these added circuits are the same as those shown in FIG.
  • FIG. 12 shows a multiband high frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • This Multiband high-frequency circuits can also be shared by at least three communication systems (for example, 2.4 GHz wireless LAN, Bluetooth, and 5 GHz wireless LAN).
  • This multi-band high-frequency circuit changes the third high-frequency switch circuit (SP3T) 11 to the first high-frequency switch circuit 1 of SPDT (Single Pole Dual Throw) type, and uses an antiporter Ant and the first high-frequency switch circuit ( SPDT1)
  • a force bra circuit (CL2) 19 is placed between 1 and a bandpass filter circuit (BPF3) 42 is placed on the path from the force bra circuit 19 to the transmission / reception circuit BLT-TR of the third communication system.
  • SPDT Third High-frequency switch circuit
  • a force bra circuit (CL2) 19 is placed between 1 and a bandpass filter circuit (BPF3) 42 is placed on the path from the force bra circuit 19 to the transmission / reception circuit BLT-TR of the third communication system.
  • BPF3 bandpass filter
  • a force bra circuit (CL2) 19 as a branch circuit to the transmission / reception circuit BLT-TR of the third communication system (brutewose) on the top side of the first high-frequency switch circuit beam antenna, It is no longer necessary to provide a switch circuit between the transceiver circuit BLT-TR.
  • the ratio of the Bluetooth signal and the wireless LAN signal can be set as appropriate.
  • the minimum receiving sensitivity of Bluetooth is much lower than -70 dBm and -65 dBm of wireless LAN, so the power bra circuit 19 reduces the signal distribution to the Bluetooth circuit which requires less power and increases the power consumption.
  • a distribution circuit may be provided in place of the force bra circuit 19.
  • FIG. 13 shows a multiband high frequency circuit according to still another embodiment of the present invention.
  • This multi-band high-frequency circuit is the same as the multi-band high-frequency circuit shown in Fig. 12, but two balanced / unbalanced conversion circuits (BALI, BAL2) 12, 13, two band-pass filter circuits (BPF4, BPF5) 14, 15, and detection. Circuit (DET) 16 is added. Since these added circuits are the same as those shown in FIG.
  • FIG. 14 shows an equivalent circuit of the high-frequency circuit shown in FIG.
  • the first and second branching circuits 2 and 3 can be configured by appropriately combining a low-pass filter circuit, a high-pass filter circuit, and a band-pass filter circuit formed of an inductance element and a capacitance element.
  • a low-pass filter circuit is used as the low-frequency filter circuit
  • a high-pass filter circuit is used as the high-frequency filter circuit.
  • the bandpass filter circuit 4 provided in the subsequent stage of the low frequency side filter circuit of the branching circuit 2 is: , Magnetically coupled inductance elements lpl and 1 ⁇ 2, and capacitance elements cpl, cp2, cp3, cp4, cp5, cp6, cp7.
  • the resonance frequency of the parallel circuit of the inductance element lpl and the capacitance element cp 2 and the resonance frequency of the parallel circuit of the inductance element 1 ⁇ 2 and the capacitance element cp4 are set to be within the 2.4 GHz band wireless LAN and Bluetooth system frequencies, respectively. Is preferred.
  • the band-pass filter circuit 14 following the first high-frequency power amplifier (PA1) 8 is composed of magnetically coupled inductance elements ltgl and ltg2 and capacitance elements ctgl, ctg2, ctg3, ctg4, ctg5, and ctg6. ing.
  • the resonance frequency of the parallel circuit of the inductance element ltgl and the capacitance element ctg2, and the resonance frequency of the parallel circuit of the inductance element ltg2 and the capacitance element ctg4 are preferably set to be within the 2.4 GHz band wireless LAN transmission frequency.
  • the band-pass filter circuit 15 following the second high-frequency power amplifier (PA2) 9 includes magnetically coupled inductance elements ltal and lta2, and capacitance elements ctal, cta2, cta3, cta4, cta5, and cta6. ing. It is preferable to set the resonance frequency of the parallel circuit of the inductance element ltal and the capacitance element cta2 and the resonance frequency of the parallel circuit of the inductance element lta2 and the capacitance element cta4 to be within the 5 GHz band wireless LAN transmission frequency.
  • the low-pass filter circuit 5 following the high-frequency filter circuit of the second branching circuit 3 includes a capacitance element cpa2, which creates a capacitance between the parallel circuit of the inductance element lpal and the capacitance element cpa3, and the ground. cpa4 and power are also composed.
  • the resonant frequency of the parallel circuit of the inductance element lpal and the capacitance element C pa3 is preferably set to a frequency that is 2 to 3 times the transmission frequency of the 5 GHz wireless LAN.
  • the first balanced-unbalanced conversion circuit 12 is connected to the second port 6b of the second high-frequency switch circuit 6 via the matching circuit lg. Since the matching circuit lg is necessary for matching the band-pass filter circuit 4 and the first balanced-unbalanced converting circuit 12, the matching circuit lg may be arranged between the second high-frequency switch circuit 6 and the band-pass filter circuit 4. good.
  • the first balanced-unbalanced conversion circuit 1 2 is composed of an unbalanced circuit (consisting of inductance elements lbgl and lbgl a) on the second high-frequency switch circuit 6 side, a 2.4 GHz band wireless LAN receiving circuit l lbg- R +, l lbg- R- side balanced circuit Inductance elements lbg2 and Lbg3, and capacitance element cbgl force).
  • llbg-R + and llbg-R- force signals with the same phase power deviation are output.
  • a capacitance element cbgl is arranged between the connection point of the inductance elements lbg2 and lbg3 and the ground so as to appear as a short circuit in terms of high frequency.
  • DC voltage can be applied to port DCg and DC voltage can be output from llbg-R + port and llbg-R- port.
  • the first balanced-unbalanced conversion circuit 12 is provided with a mechanism for impedance conversion.
  • the second balanced-unbalanced conversion circuit 13 is connected to the third port 6c of the second high-frequency switch circuit 6 via the matching circuit lb. Since the matching circuit lb is necessary for matching between the band-pass filter circuit 4 and the second balanced-unbalanced converting circuit 13, the matching circuit lb is placed between the second high-frequency switch circuit 6 and the band-pass filter circuit 4. May be. In that case, the matching circuit lb and the matching circuit lg may be combined into one matching circuit.
  • the second balanced-unbalanced conversion circuit 13 includes an unbalanced circuit (consisting of inductance elements lbbl and lbbla) on the second high-frequency switch circuit 6 side and a Bluetooth transmitting / receiving circuit BLT-TR +, BLT-TR- side.
  • a balanced circuit (consisting of inductance elements lbb2 and lbb3 and capacitance element cbbl) and force are also constructed.
  • BLT-TR + and BLT-TR- will output signals with equal amplitude and 180 degrees out of phase.
  • a capacitance element cbbl is arranged between the connection point of the inductance elements lbg2 and lbg3 and the ground so as to appear as a short circuit in terms of high frequency.
  • a DC voltage may be applied from port DCb so that DC voltage can be output from BLT-TR + and BLT-TR-.
  • the second balanced-unbalanced conversion circuit 13 is also provided with an impedance conversion function.
  • FIG. 15 shows an equivalent circuit of the high-frequency circuit shown in FIG.
  • the power distribution circuit 10 includes transmission lines lspl, lsp2, a capacitance element csp, and a resistance element Rsp!
  • the signal power input to the first port 10a on the first bandpass filter circuit 4 side is almost equally distributed to the second port 10b side and the third port 10c side, and the second port 10b At the third port 10c, a signal having a power half the power input to the first port 10a appears.
  • the characteristic impedance of transmission lines lspl and lsp2 is about 70 It is preferable to set to ⁇ .
  • the lengths of the transmission lines lspl and lsp2 can be made shorter than 1Z4 wavelength by connecting the capacitance element csp to the first port 10a.
  • Rsp is preferably set to about 100 ⁇ ! /.
  • FIG. 16 shows an equivalent circuit of the high-frequency circuit shown in FIG.
  • This equivalent circuit is the same as the equivalent circuit shown in FIG. 14 except that a force bra circuit 17 is used instead of the second high-frequency switch circuit 6.
  • the force bra circuit 17 includes a transmission line lccl as a main line, a transmission line lcc2 as a sub line, and a resistance element Reel.
  • the main line and the sub line are coupled.
  • the main line transmission line lcc 1 is connected to the receiving circuit l lbg-R of the first communication system
  • the sub line transmission line lcc 2 is connected to the transmission / reception circuit BLT-TR of the third communication system.
  • FIG. 17 shows an equivalent circuit of the high-frequency circuit shown in FIG.
  • the second high-frequency switch circuit 6 is eliminated from the equivalent circuit shown in FIG. 14, and a force bra circuit 19 is arranged on the antenna side of the first high-frequency switch circuit 1.
  • the band-pass filter circuit 41 and the balanced-unbalanced conversion circuit 12 are connected via the matching circuit lg.
  • the bandpass filter circuit 41 eliminates the capacitor element cp3 in the equivalent circuit of FIG.
  • the equivalent circuit in these embodiments can be changed as appropriate.
  • the force bra circuit 19 includes a transmission line lcc3 serving as a main line, a transmission line lcc4 serving as a sub line, and a resistance element Rcc2, and the main line and the sub line are coupled.
  • the main line transmission line lcc3 is connected to the antenna port Ant and the port la of the high-frequency switch circuit 1, and the sub-line transmission line Lcc4 is connected to the bandpass filter circuit.
  • the bandpass filter circuit 42 and the balance-unbalance conversion circuit 13 are connected via a matching circuit lb.
  • the band-pass filter circuit 42 includes magnetically coupled inductance elements lbl and lb2 and capacitance elements cbl, cb2, cb4, cb5, cb6, and cb7.
  • the resonance frequency of the parallel circuit of the inductance element lbl and the capacitance element cb2, and the resonance frequency of the parallel circuit of the inductance element lb2 and the capacitance element cb4 are preferably set to be within the Bluetooth system frequency.
  • each high-frequency switch circuit 1, 6 has a switching element such as a field effect transistor (FET) or a diode as a main component, and is configured by using an inductance element and a capacitance element as appropriate, and is of SPDT (Single Pole Dual Throw) type. Demonstrates switching function.
  • FET field effect transistor
  • SPDT Single Pole Dual Throw
  • the ports are connected as shown in Table 1 by the voltage applied to the control terminals VI and V2. Normally, High shown in Table 1 is set to a voltage in the range of 2.5 to 4 V, and Low is set to a voltage in the range of 0 to 0.5 V.
  • the ports are connected as shown in Table 2 by the voltage applied to the control terminal V3.
  • FIGS. 21 and 22 show examples of equivalent circuits of the SP3T (Single-Pole, 3-Throw) type high-frequency switch circuit 11 used in the multiband high-frequency circuit shown in FIGS. 4 and 7. As shown in Table 4, the ports are connected by the voltage applied to control terminal VII, V12, and V13.
  • SP3T Single-Pole, 3-Throw
  • the high-frequency switch circuit 11 shown in Figs. 21 and 22 the 2.4 GHz band wireless LAN transmission circuit llbg-T and the 5 GHz band wireless LAN transmission circuit lla-T and the Bluetooth transmission / reception circuit BL T-TR May be insufficient.
  • Each port is connected as shown in Table 6 by the voltage applied to the control terminals VII and V13 of the third high-frequency switch circuit 11 shown in FIG. As shown in Table 7, the ports are connected by the voltage applied to the control terminals VII, V12, and V13 of the third high-frequency switch circuit 11 shown in FIG.
  • the high-frequency switch circuit 11 shown in FIGS. 23 to 25 should be connected in series or to the ground between the second port lib and the first port 11a. It is preferable to arrange a switch circuit that can turn ON / OFF one path.
  • a PIN diode is connected between port lib and the darnd. Each port is connected as shown in Table 5 by the voltage applied to the control terminals VII, V12, V13, and V14 of the high-frequency switch circuit 11 in Fig. 26.
  • the first high-frequency power amplifier 8 shown in FIG. 14 (2.4 GHz band wireless LAN transmission circuit 11 Fig. 27 shows an example of an equivalent circuit (connected between bg-T and the low-frequency filter circuit of the second branching circuit 3).
  • This high-frequency power amplifier 8 includes an input matching circuit 81, a power amplification circuit 82 that is a two-stage transistor, a circuit 83 that supplies a constant voltage, and a control circuit that controls the output power of the first high-frequency power amplifier 8.
  • a bias control circuit 84 and an output matching circuit 85 are also configured.
  • Each circuit 81-85 uses an inductance element and a capacitance element.
  • Each circuit 81 to 85 may be an MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuit).
  • the second high frequency power amplifier 9 shown in FIG. 14 (connected between the transmission circuit 11a-T of the 5 GHz band wireless LAN and the high frequency side filter circuit of the second demultiplexing circuit 3)
  • Figure 28 shows an example of an equivalent circuit.
  • This high-frequency power amplifier 9 includes an input matching circuit 91, a power amplification circuit 92 that is a three-stage transistor, a circuit 93 that supplies a constant voltage, and a bias for controlling the output power of the second high-frequency power amplifier 9.
  • a control circuit 94 and an output matching circuit 95 are included.
  • Each circuit 91-95 uses an inductance element and a capacitance element.
  • Each circuit 91-95 may be an MMIC.
  • FIG. 29 shows an example of an equivalent circuit of the detection circuit 16 (arranged between the second branching circuit 3 and the antenna port Ant) shown in FIG.
  • the detection circuit 29 includes a directional coupler 161 including a main line lcl, a sub line lc2, and a termination resistor Rcl, a Schottky diode (Ds) 1 63, and a directional coupler 161 and a Schottky diode 163.
  • the matching circuit 162 includes a phase circuit lc3 and a resistor Rc2, and the voltage smoothing circuit 164 includes a resistor Rs and a capacitance element Cs.
  • the directional coupler 161 may be composed of a capacitor.
  • the resistor Rc2 also has the effect of attenuating harmonics generated by the Schottky diode Ds.
  • a DC voltage corresponding to the output power of the first high-frequency power amplifier 8 or the second high-frequency power amplifier 9 is output from the output voltage port (Vdet) of the detection circuit 16.
  • FIG. 30 shows the appearance of the multilayer substrate 100 constituting the multiband high-frequency circuit component 20 using the multiband high-frequency circuit of the present invention
  • FIG. 31 shows the back surface of the multilayer substrate 100
  • FIGS. 32 (a) and 32 (b) is the high-frequency circuit shown in Fig. 30
  • Each layer of the multilayer substrate 100 constituting components is shown.
  • the high-frequency circuit component 20 includes a first high-frequency switch circuit (SPDT1) 1, a first demultiplexer circuit (Dipl) 2, a second demultiplexer circuit (Dip2) 3, a bandpass filter circuit (BPF1) 4, Low-pass filter circuit (LPF) 5, Second high-frequency switch circuit (SPTD2) 6, Low-noise amplifier (LNA) 7, First high-frequency power amplifier (PA1) 8, Second high-frequency power amplifier (PA2) 9 , First balanced-unbalanced converter circuit (BALI) 12, second balanced-unbalanced converter circuit (BAL2) 13, bandpass filter circuit (BPF4) 14, bandpass filter circuit (BPF5) 15, and detector circuit ( DET) consists of 16.
  • the multilayer substrate 100 is made of ceramic dielectric material LTCC (Low-Temperature Co-fired Ceramics) that can be sintered at a low temperature of, for example, 1000 ° C or less, and each green having a thickness of 10 to 200 ⁇ m.
  • LTCC Low-Temperature Co-fired Ceramics
  • a through hole in the sheet fill the through hole with a conductive paste such as Ag or Cu to form a via hole, and print a conductive paste such as Ag or Cu with a low resistivity to form a predetermined electrode pattern.
  • a plurality of grain sheets (not including electrode patterns and may include green sheets) in which these electrode patterns and / or via holes are formed are integrally laminated and sintered. be able to.
  • the ceramic dielectric material for example, (a) a ceramic material mainly composed of Al, Si, Sr, etc., and Ti, Bi, Cu, Mn, Na, K, etc. as minor components, (b) Al, (C) Ceramic material containing Al, Mg, Si, Gd, etc., (d) A1, Si, Zr, A ceramic material containing Mg or the like and having a dielectric constant of about 5 to 15 is preferable.
  • a resin material or a composite material obtained by mixing a resin and a ceramic dielectric powder it is also possible to use a resin material or a composite material obtained by mixing a resin and a ceramic dielectric powder.
  • the ceramic dielectric material mainly composed of 0
  • HTCC High Temperature Co-fired Ceramics
  • the laminated substrate 100 includes a total of 16 layers of green sheets 1 to 16 in the order of the top surface force.
  • a plurality of land electrodes for mounting chip components not incorporated in the multilayer substrate 100 are formed on the upper surface of the green sheet 1.
  • the first high-frequency switch circuit 1 the second high-frequency switch circuit 6, and the low-noise amplifier 7
  • the power amplifier circuit 82, the bias control circuit 84, and the power amplifier circuit 92, and the bias control circuit 94 which constitute the first high-frequency power amplifier 8.
  • Chip capacitors Cl, C 3, C4, C5, C6, C9, C30, and second high frequency power amplifier 9 chip capacitors C 14, C15, C17, C19, C20, C40,
  • the chip inductor L4, the chip resistor R2, the Schottky diode Ds, the chip resistors Rs, Rcl, Rc2 and the chip capacitor Cs constituting the detection circuit 16 are mounted.
  • Lines ls3 and ls4 connect the second high-frequency switch circuit 6 and control terminals V3 and V4.
  • the transmission line avp7 is located between the power amplifier circuit 92 of the second high-frequency power amplifier 9 and the chip capacitor C15.
  • the land electrodes are connected to connection lines and circuit elements formed in the multilayer substrate 100 through via holes.
  • the switch circuit may be mounted on the laminated substrate 100 in a bare state on the land electrode and sealed with a resin or a tube. If the high-frequency circuit component is configured as a multilayer substrate in this way, the size can be reduced. In addition, an RFIC or baseband IC that constitutes a transmission / reception circuit section can be combined with the multilayer substrate 100.
  • FIG. 32 (a) and FIG. 32 (b) show the internal structure of the multilayer substrate 100.
  • FIG. Sheet 2 to sheet 16 are appropriately formed with line electrodes, capacitor electrodes, and ground electrodes, and are connected via via holes (indicated by circles in the figure) formed on the sheets.
  • a spread ground electrode GND is formed on the lowermost sheet 16, and terminal electrodes for mounting on the circuit board are formed on the back surface thereof as shown in FIG.
  • thermal vias are provided on the surface where the high frequency power amplifiers 8 and 9 are mounted so that the upper surface force and the back surface are increased in order to improve heat dissipation.
  • a wide ground electrode GND is formed on sheets 2, 14, and 16.
  • the transmission line and capacitor electrode patterns formed on each sheet are given the same reference numerals as those in FIGS. 14, 27, 28, and 29, detailed descriptions thereof are omitted.
  • the circuit is formed three-dimensionally on the multilayer substrate 100, but in order to prevent unnecessary electromagnetic interference between the electrode patterns that make up the circuit, it should not be separated by the ground electrode GND and via holes or overlapped in the stacking direction. It is preferable to arrange them. Specifically, if the isolation between the input section, voltage supply section, and output section of the high-frequency power amplifier is insufficient, In order to ensure sufficient isolation, for example, sheets 2, 4, 6, 8, 14 and 16 should have planar ground electrodes and ground electrodes. A via hole connected to is appropriately disposed.
  • Electrodes constituting the first bandpass filter circuit 4 (for example, capacitor electrodes cpl to cp7 formed on the sheets 3 to 6 and 11 to 15 and transmission lines lpl and 1 formed on the sheets 8 and 9) p2) is the components and electrodes that make up the high-frequency power amplifiers 8 and 9 (transmission lines bvl, bil, bol provided in the lower right part of the sheet, transmission lines avl, ail, aol provided in the upper right part) It is preferable to separate as much as possible. As a result, it is possible to obtain a band-pass filter having a good attenuation characteristic that is hardly affected by unnecessary noise from the high-frequency power amplifier.
  • the electrodes constituting the first and second balanced-unbalanced conversion circuits 12 and 13 provided in the reception path of the 2.4 GHz band wireless LAN and the Bluetooth reception path are also preferably separated as much as possible by the high frequency power amplifier force. As a result, unnecessary noise interference from the high-frequency power amplifier can be reduced, and an improvement in reception sensitivity can be expected.
  • a large ground electrode GND is formed at a substantially central portion of the back surface of the multilayer substrate 100, a small ground electrode GND is formed around it, and along the four sides, Antenna port (Ant), 2.4 GHz band wireless LAN transmission port (llbg-T) and reception port (llbg-R +, llbg-R-), 5 GHz band wireless LAN transmission port (11a-T) and reception port (11a-R), Bluetooth transmit / receive port (BLT-TR +, BLT-TR-), ground port (GND), control port for control of first and second high-frequency switch circuits (Vl, V2, V3, V4) ), Power supply ports for high-frequency power amplifiers (Vcl, Vbl, Vc2, Vb2), power supply ports for low-noise amplifiers (Vd), and output voltage ports (Vdet) of the detection circuit are arranged.
  • Each terminal electrode is the same as the terminal display shown in FIG. In this embodiment, the terminal electrode is
  • FIG. 33 (a) and FIG. 33 (b) are development views of the multilayer substrate of the high-frequency circuit component having the equivalent circuit shown in FIG. 15 (corresponding to the multiband high-frequency circuit shown in FIG. 6).
  • the high-frequency circuit shown in FIG. 6 is the same as the high-frequency circuit shown in FIG. 5 except that the second high-frequency switch circuit is replaced with the power distribution circuit 10.
  • the power distribution circuit 10 includes transmission lines lspl, lsp2, Sensor csp and resistor Rsp. Resistor Rsp is a mounted component.
  • the electrode patterns of the transmission lines Is pl and lsp2 and the capacitor csp are formed on the sheets 2 and 3, respectively.
  • the transmission line electrodes lspl and lsp2 and the capacitor electrode csp are the electrodes constituting the first and second balanced-unbalanced conversion circuits 12 and 13, that is, the transmission lines lbg, lbb and the capacitor electrode provided at the left end of the sheet. Located above cbg and ebb. As a result, noise can be suppressed and downsizing can be achieved. There is also the possibility of sharing the lines of the balanced-unbalanced conversion circuit and the power distribution circuit. Other electrode configurations are denoted by the same reference numerals as those in the above-described embodiment, and thus description thereof is omitted. Of course, high-frequency circuit components other than those described above can also be configured by a multilayer substrate.
  • the multi-band high-frequency circuit and multi-band high-frequency circuit components that are formed on a multilayer substrate are connected to at least three communication systems [for example, as shown in FIG. 1, a 2.4 GHz band wireless LAN (IEEE802.lib and / or IEEE802.11g), Bluetooth, and 5 GHz band wireless LAN (IEEE802.11a and Z or IEEE802.11h)] can be used as an RF front-end circuit, so that a small multiband communication device equipped with this can be obtained. can get.
  • the communication system can be used for various communication systems that are not limited to the above frequency bands and communication standards. In addition to the three communication systems, for example, by switching the high-frequency switch circuit to more stages, it becomes possible to support more communication systems.
  • Multiband communication devices include, for example, wireless communication devices typified by mobile phones, personal computer (PC), PC peripherals such as printers and hard disks, broadband routers, FAX, refrigerator, standard television (SDTV), high It can be used for home electronic devices such as high definition television (HDTV), digital cameras, digital video recorders, etc.

Abstract

　マルチバンドアンテナと、第一及び第二の通信システムの送信回路11bg-T、11a-T及び受信回路11bg-R、11a-R、並びに第三の通信システムの送受信BLT-TRとの接続を切り替える第一のスイッチSPDT1と、SPDT1の後段に配置され、高周波信号を11a-Rと11bg-R又はBLT-TRとに分波する分波回路Dip1と、高周波信号を11bg-Tと11a-Tとに分波する分波回路Dip2とを有し、分波回路Dip1とDip2はそれぞれ低周波側フィルタ及び高周波側フィルタを有し、分波回路Dip1の低周波側フィルタの後段にバンドパスフィルタBPF1を有し、バンドパスフィルタBPF1の後段に第二のスイッチSPDT2を具備するマルチバンド高周波回路。

Description

明 細 書
マルチバンド高周波回路、マルチバンド高周波回路部品及びこれを用い たマルチバンド通信装置
技術分野
[0001] 本発明は電子電気機器間における無線伝送を行う無線通信装置、及びこれに用 いるマルチバンド高周波回路及びマルチバンド高周波回路部品に関し、特に少なく とも 3つの通信システムで利用可能なマルチバンド高周波回路、マルチバンド高周波 部品、及びこれを用いたマルチバンド通信装置に関する。
背景技術
[0002] 現在 IEEE802.il規格に代表される無線 LAN (WLAN)によるデータ通信が広く利用 されている。例えばパーソナルコンピュータ（PC)、プリンタ、ハードディスク、ブロード バンドルータ等の PCの周辺機器、 FAX,冷蔵庫、標準テレビ (SDTV)、高品位テレビ (HDTV)、デジタルカメラ、デジタビデオレコーダー、携帯電話等の電子機器、自動 車内や航空機内での有線通信に代わる信号伝達手段として採用され、それぞれの 電子機器間にお ヽて無線データ伝送が行われて 、る。
[0003] 無線 LAN用に現在 IEEE802.il a、 IEEE802.11b、 IEEE802.11g、及び IEEE802.11h 等の複数の規格が存在する。 IEEE802.11aは、 OFDM (Orthogonal Frequency Divisi on Multiplexing:直交周波数多重分割）変調方式を用いて、 5 GHzの周波数帯域に おいて最大 54 Mbpsの高速データ通信をサポートする。また IEEE802.11hは IEEE802. 11aを欧州で使用可能にするための規格である。 IEEE802.11bは、 DSSS (Direct Sequ ence Spread Spectrum:ダイレクト 'シーケンス 'スペクトル拡散）方式を用いて、無線 免許なしに自由に利用可能な 2.4 GHzの ISM (Industrial, Scientific and Medical:産 業、科学及び医療）帯域において 5.5 Mbps及び 11 Mbpsの高速通信をサポートする 。また IEEE802.11gは、 OFDM変調方式を用いて、 IEEE802.11bと同様に 2.4 GHz帯 、て最大 54 Mbpsの高速データ通信をサポートする。
[0004] また IEEE802.11b及び IEEE802.11gと同じ 2.4 GHzの ISM帯域を利用し、関連し合う 電子機器との接続がケーブルを用いることなく実現できる極めて利便性の高い近距 離無線規格ブルートゥース（Bluetooth™)も提案されている。ブルートゥースには、 2.4 GHzの ISM周波数帯を複数の無線チャンネルに分割し、各無線チャンネルを単位時 間（1/1600秒）毎に分割してタイムスロットとし、使用する無線チャンネルをタイムス口 ット毎に切り替える耐ノイズ性に優れた周波数ホッピング方式が採用されている。
[0005] 50〜100 m程度の距離の範囲内にある小グループに利用される無線 LANは、デー タ伝送速度が数 Mbps〜数十 Mbpsと速ぐ 100 mW程度の電力を消費する。一方、ブ ルートゥースは電波が到達する距離が 10m程度と同一の敷地又は建物内等の比較 的狭い地域での利用を想定しており、伝送速度は速くても 2Mbpsであり、 10 mW程度 と省電力に設計されている。このように無線 LAN及びブルートゥースは、伝送速度、 伝送可能距離等が異なるため、 1つの通信装置に搭載して用途毎に使い分けること ができる。従って便宜上、無線 LANの IEEE802.11b及び IEEE802.11gを第一の通信シ ステムとし、無線 LANの IEEE802.11a及び IEEE802.11hを第二の通信システムとし、ブ ルートゥースを第三の通信システムとして、高周波回路及び通信装置を説明する。
[0006] 特開 2001-24579号は、無線 LAN (2.4 GHzを使用する IEEE802.11b及び Z又は IEE E802.11g)とブルートゥースに共用可能な回路を開示している。この回路は、図 34に 示すように、第一のアンテナポート (API)と第一の通信システムの送信回路 (WLAN TX)又は第二の高周波スィッチ回路 (SwB)との接続を切替える第一の高周波スイツ チ回路（SwA)と、第一の通信システムの受信回路 (WLAN RX)と第一の高周波スイツ チ回路 (SwA)又は第三の高周波スィッチ回路 (SwC)との接続を切替える第二の高周 波スィッチ回路 (SwB)と、第二のアンテナポート (AP2)と第二の通信システムの送受 信回路 (BT TX/RX)又は第二の高周波スィッチ回路 (SwB)との接続を切替える第三 の高周波スィッチ回路 (SwC)とを有し、第一の高周波スィッチ回路 (SwA)と第一の通 信システムの送信回路（WLAN TX)との間に第二のフィルタ（FL2)、及び第二の高周 波スィッチ回路 (SwB)と第一の通信システムの受信回路 (WLAN RX)との間に第一 のフィルタ（FL1)を有する。
[0007] W0 03/092997は、無線 LANの 2.4 GHz帯を使用する IEEE802.11b及び Z又は IEE E802.11gと、 5 GHz帯を使用する IEEE802.11a及び Z又は IEEE802.11hとに共用可能 な回路を開示している。この回路は、第一のアンテナポート (第二のアンテナポート） と第一の及び第三の通信システムの送信回路と第一の及び第三の通信システムの 受信回路との経路を切替える高周波スィッチ回路と、高周波スィッチ回路の受信回 路ポートに接続し、通信システムの周波数帯域に応じて高周波信号を第一の通信シ ステムの受信回路と第三の通信システムの受信回路とに分波する第一の分波回路と 、第一の分波回路の低周波側ポートに接続した高周波フィルタ及び低雑音増幅器と 、第一の分波回路の高周波側ポートに接続した高周波フィルタ及び低雑音増幅器と 、第一の高周波スィッチ回路の送信回路ポートに接続し、通信システムの周波数帯 域に応じて高周波信号を第一の通信システムの送信回路と第三の通信システムの送 信回路とに分波する第二の分波回路と、第二の分波回路の低周波側ポートに接続し た高周波フィルタ及び高周波電力増幅器と、第二の分波回路の高周波側ポートに接 続した高周波フィルタ及び高周波電力増幅器とを有する。
[0008] 特開 2003-87023号は、ブルートゥースと無線 LANの 5 GHz帯を使用する IEEE802.1 la及び Z又は IEEE802.11hに共用可能な回路を開示している。この回路は、図 35に 示すように、第一のアンテナ 8と第二のシステムの送信回路 1とダイバーシティ切替え スィッチ 4との経路を切り換える第一の高周波スィッチ回路 3と、第二のシステムの受 信回路 2と第一の高周波スィッチ回路 3と第二のシステムの周波数帯域を通過帯域と する第一のバンドパスフィルタ 6との経路を切替えるダイバーシティ切替えスィッチ 4と を具備し、第一のバンドパスフィルタ 6は第二のマルチバンドアンテナ 9とダイバーシ ティ切替えスィッチ 4との間に配置され、第三のシステムの周波数帯域を通過帯域と する第二のバンドパスフィルタ 7は第二のマルチバンドアンテナ 9と第三のシステムの 送受信回路 5との間に配置されている。
[0009] 上記の通り無線 LANの 2.4 GHz帯を使用する IEEE802. lib及び Z又は IEEE802.il gとブルートゥースに共用可能な回路、無線 LANの 2.4 GHz帯を使用する IEEE802.il b及び/又は IEEE802.11gと 5 GHz帯を使用する IEEE802.11a及び/又は IEEE802.1 lhに共用可能な回路、及びブルートゥースと無線 LANの 5 GHz帯を使用する IEEE80 2.11a及び Z又は IEEE802.11hに共用可能な回路が提案されている力 これらの回路 は 2つの通信システムに対応した回路であり、無線 LANの 2.4 GHz帯を使用する IEEE 802.111>及び7又は^55802.11§と、ブルートゥースと、無線 LANの 5 GHz帯を使用す る IEEE802.11a及び/又は IEEE802.11hとの 3つの通信システムに共用することはで きない。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] 従って本発明の目的は、少なくとも 3つの通信システム、例えば、無線 LANの 2.4 G
Hz帯を使用する IEEE802.11b及び Z又は IEEE802.11gと、ブルートゥースと、無線 LA
Nの 5 GHz帯を使用する IEEE802.11a及び Z又は IEEE802.11hとに共用可能な高周 波回路を提供することである。
[0011] 本発明の別の目的は、部品点数が少なぐ小型化が可能なマルチバンド高周波回 路部品を提供することである。
[0012] 本発明のさらに別の目的は、力かる高周波回路部品を用いたマルチバンド通信装 置を提供することである。
課題を解決するための手段
[0013] 本発明の第一のマルチバンド高周波回路は、少なくとも 3つの通信システムで送受 信可能なアンテナと、少なくとも 3つの通信システムの送信 ·受信回路との間に用いる もので、
前記アンテナと第一及び第二の経路との接続を切り換える第一の高周波スィッチ 回路と、前記第一の経路に設けられた第一の分波回路と、前記第二の経路に設けら れた第二の分波回路とを有し、前記第一及び第二の分波回路はそれぞれ低周波側 フィルタ回路及び高周波側フィルタ回路を有し、前記第一の分波回路の低周波側フ ィルタ回路に接続した経路にバンドパスフィルタ回路と、前記バンドパスフィルタ回路 の後段に、前記バンドパスフィルタ回路と第一の通信システムの受信回路又は第三 の通信システムの送受信回路との 2通りの接続を切り換える第二の高周波スィッチ回 路とを有し、前記第一の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の 通信システムの受信回路が接続し、前記第二の分波回路の低周波側フィルタ回路に 接続した経路に第一の通信システムの送信回路が接続し、前記第二の分波回路の 高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信システムの送信回路が接続して いることを特徴とする。なおここで用いる用語「後段」は、単にアンテナ側力も見た位 置関係を示し、送信信号又は受信信号の流れを示すものではな ヽ。
[0014] 第一のマルチバンド高周波回路は、前記第二の高周波スィッチ回路と前記第一の 通信システムの受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路を具備するのが好ましい。 また前記第二の高周波スィッチ回路と前記第三の通信システムの送受信回路との間 に平衡—不平衡変換回路を具備するのが好ましい。
[0015] 本発明の第二のマルチバンド高周波回路は、少なくとも 3つの通信システムで送受 信可能なアンテナと、少なくとも 3つの通信システムの送信 ·受信回路との間に用いる もので、前記アンテナと第一及び第二の経路との接続を切り替える第一の高周波ス イッチ回路と、前記第一の経路に設けられた第一の分波回路と、前記第二の経路に 設けられた第二の分波回路とを有し、前記第一及び第二の分波回路はそれぞれ低 周波側フィルタ回路及び高周波側フィルタ回路を有し、前記第一の分波回路の低周 波側フィルタ回路に接続した経路にバンドパスフィルタ回路と、前記バンドパスフィル タ回路の後段に電力分配回路とを有し、前記電力分配回路により、前記バンドパスフ ィルタ回路からの信号を第一の通信システムの受信回路と第三の通信システムの送 受信回路とに分配するとともに、前記第三の通信システムの送受信回路からの送信 信号を前記バンドパスフィルタ回路に伝送可能とし、前記第一の分波回路の高周波 側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信システムの受信回路が接続し、前記第 二の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路に第一の通信システムの送 信回路が接続し、前記第二の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に 第二の通信システムの送信回路が接続していることを特徴とする。
[0016] 第二のマルチバンド高周波回路は、前記電力分配回路と前記第一の通信システム の受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路を具備するのが好ましい。また前記電 力分配回路と前記第三の通信システムの送受信回路との間に平衡ー不平衡変換回 路を具備するのが好ましい。
[0017] 本発明の第三のマルチバンド高周波回路は、少なくとも 3つの通信システムで送受 信可能なアンテナと、少なくとも 3つの通信システムの送信 ·受信回路との間に用いる もので、前記アンテナと第一及び第二の経路との接続を切り替える第一の高周波ス イッチ回路と、前記第一の経路に設けられた第一の分波回路と、前記第二の経路に 設けられた第二の分波回路とを有し、前記第一及び第二の分波回路はそれぞれ低 周波側フィルタ回路及び高周波側フィルタ回路を有し、前記第一の分波回路の低周 波側フィルタ回路に接続した経路にバンドパスフィルタ回路と、前記バンドパスフィル タ回路の後段にカップラ回路とを有し、前記カップラ回路の主線路に前記バンドパス フィルタ回路と第一の通信システムの受信回路とが接続し、前記カップラ回路の副線 路に第三の通信システムの送受信回路が接続し、前記第一の分波回路の高周波側 フィルタ回路に接続した経路に第二の通信システムの受信回路が接続し、前記第二 の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路に第一の通信システムの送信 回路が接続し、前記第二の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第 二の通信システムの送信回路が接続していることを特徴とする。
[0018] 第三のマルチバンド高周波回路は、前記カップラ回路と前記第一の通信システム の受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路を具備するのが好ましい。また前記カツ ブラ回路と前記第三の通信システムの送受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路 を具備するのが好ましい。
[0019] 本発明の第四のマルチバンド高周波回路は、少なくとも 3つの通信システムで送受 信可能なアンテナと、少なくとも 3つの通信システムの送信 ·受信回路との間に用いる もので、前記アンテナと第一〜第三の経路との三通りの接続を切り換える高周波スィ ツチ回路と、前記第一の経路に設けられた第一の分波回路と、前記第二の経路に設 けられた第二の分波回路とを有し、前記第一及び第二の分波回路はそれぞれ低周 波側フィルタ回路及び高周波側フィルタ回路を有し、前記第一の分波回路の低周波 側フィルタ回路に接続した経路に配置されたバンドパスフィルタ回路と、前記第三の 経路に配置されたバンドパスフィルタ回路とを有し、前記第一の分波回路の低周波 側フィルタ回路に接続した経路のバンドパスフィルタ回路に第一の通信システムの受 信回路が接続し、前記第一の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に 第二の通信システムの受信回路が接続し、前記第二の分波回路の低周波側フィルタ 回路に接続した経路に第一の通信システムの送信回路が接続し、前記第二の分波 回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信システムの送信回路が 接続し、前記第三の経路のバンドパスフィルタ回路に第三の通信システムの送受信 回路が接続して 、ることを特徴とする。
[0020] 第四のマルチバンド高周波回路は、前記第一の分波回路の低周波側フィルタ回路 の後段に配置されたバンドパスフィルタ回路と、第一の通信システムの受信回路との 間に、平衡—不平衡変換回路を具備するのが好ましい。また第三の経路に設けられ たバンドパスフィルタ回路と第三の通信システムの送受信回路との間に平衡 不平 衡変換回路を具備するのが好まし 、。
[0021] 本発明の第五のマルチバンド高周波回路は、少なくとも 3つの通信システムで送受 信可能なアンテナと、少なくとも 3つの通信システムの送信 ·受信回路との間に用いる もので、前記アンテナと第一及び第二の経路との 2通りの接続を切り換える第一の高 周波スィッチ回路と、前記第一の経路に設けられた第一の分波回路と、前記第二の 経路に設けられた第二の分波回路とを有し、前記第一及び第二の分波回路はそれ ぞれ低周波側フィルタ回路及び高周波側フィルタ回路を有し、前記アンテナと前記 高周波スィッチ回路との間にカップラ回路を有し、前記カップラ回路の主線路に前記 アンテナと前記高周波スィッチ回路が接続し、前記カップラ回路の副線路に第三の 通信システムの送受信回路が接続し、前記第一の分波回路の低周波側フィルタ回 路に接続した経路に第一の通信システムの受信回路に接続するバンドパスフィルタ 回路を有し、前記第一の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二 の通信システムの受信回路が接続し、前記第二の分波回路の低周波側フィルタ回路 に接続した経路に第一の通信システムの送信回路が接続し、前記第二の分波回路 の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信システムの送信回路が接続し ていることを特徴とする。
[0022] 第五のマルチバンド高周波回路は、前記バンドパスフィルタ回路と前記第一の通信 システムの受信回路との間に平衡—不平衡変換回路を具備するのが好ましい。また 前記カップラ回路と前記第三の通信システムの送受信回路との間に平衡ー不平衡 変換回路を具備するのが好まし 、。
[0023] 上記各マルチバンド高周波回路は、前記第二の分波回路の低周波側フィルタ回路 と前記第一の通信システムの送信回路との間に第一の高周波電力増幅器を具備し、 前記第二の分波回路の高周波側フィルタ回路と前記第二のシステムの送信回路との 間に第二の高周波電力増幅器を具備するのが好ましい。また前記第一の分波回路 と前記第二の通信システムの受信回路との間に低雑音増幅器を具備するのが好まし い。さらに前記マルチバンドアンテナと前記第二の分波回路との間に検波回路を具 備するのが好ましい。
[0024] 上記各マルチバンド高周波回路は、前記マルチバンドアンテナと前記第二の高周 波増幅器との間にローパスフィルタ回路を具備するのが好ましい。また前記第一の高 周波電力増幅器と前記第一の通信システムの送信回路との間にバンドパスフィルタ 回路を具備するのが好ましい。さらに前記第二の高周波電力増幅器と前記第二の通 信システムの送信回路との間にバンドパスフィルタ回路を具備するのが好ましい。さら に前記第一の分波回路と前記第二の通信システムの受信回路との間に平衡 不平 衡変換回路を具備するのが好まし 、。
[0025] 上記マルチバンド高周波回路の構成を有する本発明のマルチバンド高周波回路 部品は、ライン電極、コンデンサ用電極、グランド電極及びビアホールの 1つ以上から なる複数の回路素子が内部に形成された積層基板と、前記積層基板上に搭載され た回路素子と、アンテナ用端子と、第一の通信システムの送信用端子及び受信用端 子と、第二の通信システムの送信用端子及び受信用端子と、第三の通信システムの 送受信用端子とを有することを特徴とする。
[0026] 上記マルチバンド高周波回路部品において、前記積層基板内に構成したインダク タンス素子及びキャパシタンス素子を用 、て分波回路及びバンドパスフィルタ回路を 構成するのが好ま ヽ。また前記積層基板内に構成したインダクタンス素子及びキヤ パシタンス素子を用いて平衡—不平衡変換回路を構成するのが好ましい。また前記 積層基板に、高周波スィッチ、高周波電力増幅器及び低雑音増幅器の少なくとも一 つを構成する半導体素子を搭載するのが好まし ヽ。
[0027] 上記マルチバンド高周波回路部品において、前記積層基板内に構成したインダク タンス素子及びキャパシタンス素子を用いてローパスフィルタ回路を構成するのが好 ましい。前記積層基板は、適宜電極パターンを形成したセラミックグリーンシートを積 層 ·焼結して得るのが好ましい。
[0028] 本発明のマルチバンド通信装置は上記マルチバンド高周波回路部品を具備する。 力かるマルチバンド通信装置として、例えば、パーソナルコンピュータ（PC)、プリンタ やハードディスク、ブロードバンドルータ等の PCの周辺機器、 FAX,冷蔵庫、標準テ レビ（SDTV)、高品位テレビ（HDTV)、デジタルカメラ、デジタビデオレコーダー、携 帯電話等の電子機器、自動車内や航空機内での有線通信に代わる信号伝達手段 が挙げられる。 発明の効果
[0029] 本発明は、少なくとも 3つの通信システム（例えば無線 LANの 2.4 GHz帯を使用する I EEE802.11b及び/又は IEEE802.11gと、ブルートゥースと、無線 LANの 5 GHz帯を使 用する IEEE802.11a及び Z又は IEEE802.11h)に共用可能で、部品点数が少なく小 型化が可能なマルチバンド高周波回路、マルチバンド高周波回路部品、及びこれを 用いたマルチバンド通信装置を提供する。
図面の簡単な説明
[0030] [図 1]本発明の一実施態様によるマルチバンド通信装置を示すブロック図である。
[図 2]本発明の一実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック図である。
[図 3]本発明の他の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック図である
[図 4]本発明のさらに他の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック図 である。
[図 5]本発明のさらに他の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック図 である。
[図 6]本発明のさらに他の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック図 である。
[図 7]本発明のさらに他の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック図 である。
[図 8]本発明のさらに他の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック図 である。
[図 9]本発明のさらに他の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック図 である。 [図 10]本発明のさらに他の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック 図である。
[図 11]本発明のさらに他の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック 図である。
[図 12]本発明のさらに他の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック 図である。
[図 13]本発明のさらに他の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示すブロック 図である。
圆 14]図 5に示すマルチバンド高周波回路の等価回路を示す図である。
圆 15]図 6に示すマルチバンド高周波回路の等価回路を示す図である。
圆 16]図 11に示すマルチバンド高周波回路の等価回路を示す図である。
圆 17]図 13に示すマルチバンド高周波回路の等価回路を示す図である。
圆 18]本発明に用いる高周波スィッチ回路 (SPDT)の等価回路の一例を示す図であ る。
圆 19]本発明に用いる高周波スィッチ回路 (SPDT)の等価回路の他の例を示す図で ある。
圆 20]本発明に用いる高周波スィッチ回路 (SPDT)の等価回路のさらに他の例を示 す図である。
圆 21]本発明に用いる高周波スィッチ回路 (SP3T)の等価回路のさらに他の例を示 す図である。
圆 22]本発明に用いる高周波スィッチ回路 (SP3T)の等価回路のさらに他の例を示 す図である。
圆 23]本発明に用いる高周波スィッチ回路 (SP3T)の等価回路のさらに他の例を示 す図である。
圆 24]本発明に用いる高周波スィッチ回路 (SP3T)の等価回路のさらに他の例を示 す図である。
圆 25]本発明に用いる高周波スィッチ回路 (SP3T)の等価回路のさらに他の例を示 す図である。 [図 26]本発明に用いる高周波スィッチ回路 (SP3T)の等価回路のさらに他の例を示 す図である。
[図 27]本発明に用いる高周波電力増幅器 (2.4 GHz帯無線 LAN用）の等価回路の一 例を示す図である。
[図 28]本発明に用いる高周波電力増幅器 (5 GHz帯無線 LAN用）の等価回路の一例 を示す図である。
[図 29]本発明に用いる検波回路の等価回路の一例を示す図である。
[図 30]本発明の一実施態様によるマルチバンド高周波回路を用いたマルチバンド高 周波回路部品 (積層基板)の外観を示す斜視図である。
[図 31]本発明の一実施態様によるマルチバンド高周波回路を用いたマルチバンド高 周波回路部品を構成する積層基板の裏面を示す平面図である。
[図 32(a)]図 5に示すマルチバンド高周波回路を用いたマルチバンド高周波回路部品 を構成する積層基板の一部を示す展開図である。
[図 32(b)]図 5に示すマルチバンド高周波回路を用いたマルチバンド高周波回路部品 を構成する積層基板の他部を示す展開図である。
[図 33(a)]図 6に示すマルチバンド高周波回路を用いたマルチバンド高周波回路部品 を構成する積層基板の一部を示す展開図である。
[図 33(b)]図 6に示すマルチバンド高周波回路を用いたマルチバンド高周波回路部品 を構成する積層基板の他部を示す展開図である。
[図 34]従来の 2.4 GHz帯無線 LANとブルートゥースに共用可能な通信装置を示すブ ロック図である。
[図 35]従来の 5 GHz帯無線 LANとブルートゥースに共用可能な通信装置を示すプロ ック図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明の各実施態様によるマルチバンド高周波回路及びその回路部品、並びに マルチバンド通信装置に関する図において、同様の機能を有する部品には同じ符号 を付ける。同じ符号を付した部品の構成及び作用につ ヽて一つの実施態様でした説 明は、特に断りがなければ他の実施態様にも同様に有効であるので、一つの実施態 様でした説明を他の実施態様にっ 、て繰り返すことはしな 、。
[0032] 図 1は、少なくとも 3つの通信システム [例えば、 2.4 GHz帯無線 LAN (IEEE802.11b 及び/又は IEEE802.11g)、 2.4 GHz帯ブルートゥース、及び 5 GHz帯無線 LAN (IEEE 802.1 la及び Z又は IEEE802.1 lh) ]に共用可能な本発明の一実施態様による通信装 置を示す。以下の説明において、第一の通信システムを 2.4 GHz帯無線 LANとし、第 二の通信システムを 5 GHz帯無線 LANとし、第三の通信システムをブルートゥースと する場合を例に取る。
[0033] この通信装置におけるマルチバンド高周波回路 20は、 1つのマルチバンドアンテナ 40と、 2.4 GHz帯無線 LAN用、 5 GHz帯無線 LAN用、及びブルートゥース用の RF- IC ( Radio Frequency Integrated Circuit)と、 BB— IC (Base-Band Integrated Circuit)と、 M AC (Media Access Control)とが集積した高周波回路 30との間に配置され、マルチバ ンドアンテナ 40に接続しているアンテナポート (Ant)と、 2.4 GHz帯無線 LANの送信回 路（llbg-T)及び受信回路（llbg-R)、ブルートゥースの送受信回路（BLT-TR)、 5 G Hz帯無線 LANの送信回路（lla-T)及び受信回路（lla-R)との間の 5つの経路とを、 分岐手段又は分波手段を介して接続する。本発明のマルチバンド高周波回路 20は 高周波回路 30とモジユーノレィ匕しても良い。
[0034] [1]マルチバンド高周波回路
図 2は本発明の一実施態様によるマルチバンド高周波回路 20の構成を示す。この マルチバンド高周波回路 20は、アンテナポート Antに接続している第一の高周波スィ ツチ回路 (SPDT1) 1を有し、この後段に第一の分波回路 (Dipl) 2及び第二の分波回 路 (Dip2) 3が接続している。第一の分波器回路 (Dipl) 2は、 2.4 GHz帯無線 LANの受 信信号又はブルートゥースの送受信信号を通過させ、 5 GHz帯無線 LANの受信信号 を減衰させる低周波側フィルタ回路と、 5 GHz帯無線 LANの受信信号を通過させ、 2. 4 GHz帯無線 LANの受信信号又はブルートゥースの送受信信号を減衰させる高周波 側フィルタ回路力も構成されている。第二の分波回路 (Dip2) 3は、 2.4 GHz帯無線 LA Nの送信信号を通過させ、 5 GHz帯無線 LANの送信信号を減衰させる低周波側フィ ルタ回路と、 5 GHz帯無線 LANの送信信号を通過させ、 2.4 GHz帯無線 LANの送信 信号を減衰させる高周波側フィルタ回路カゝら構成されている。 [0035] 第一の分波回路 (Dipl) 2の低周波側フィルタ回路の後段には、バンドパスフィルタ 回路 (BPF1) 4及び第二の高周波スィッチ回路 (SPDT2) 6がこの順で接続して 、る。 バンドパスフィルタ回路（BPF1) 4は、 2.4 GHz帯無線 LANの受信周波数又はブルート ウースの送受信周波数の信号を選択的に通過させ、その他の周波数の信号を減衰 させ、もって 2.4 GHz帯無線 LAN又はブルートゥース受信時の受信感度向上及びブ ルートゥースの送信時の高調波発生量を抑制する機能を有して 、る。第二の高周波 スィッチ回路（SPDT2) 6は、バンドパスフィルタ回路（BPF1) 4と、 2.4 GHz帯無線 LAN (第一の通信システム）の受信回路 1 lbg-Rとの接続、又はブルートゥース (第三の通 信システム）の送受信回路 BLT-TRとの接続を切替える。
[0036] 第一の分波回路 (Dipl) 2の高周波側フィルタ回路に低雑音増幅器 (LNA) 7が接続 し、低雑音増幅器 7は 5 GHz帯無線 LAN (第二の通信システム）の受信回路 lla-Rに 接続している。低雑音増幅器 (LNA) 7は、 5 GHz帯無線 LANの受信信号を増幅し、 受信感度を向上させる。第二の分波回路 (Dip2) 3の低周波側フィルタ回路の後段に 、第一の高周波電力増幅器 (PA1) 8及び 2.4 GHz帯無線 LAN (第一の通信システム） の送信回路 llbg-T力 Sこの順で接続している。第一の高周波電力増幅器 (PA1) 8は、 第一の通信システム (2.4 GHz帯無線 LANの送信回路 llbg-T)から入射する送信信 号を増幅する。また第二の分波回路 (Dip2) 3の高周波側フィルタ回路の後段に、第 二の高周波電力増幅器 (PA2) 9及び 5 GHz帯無線 LAN (第二の通信システム）の送 信回路 lla-Tがこの順で接続している。第二の高周波電力増幅器 (PA2) 9は、第二 のシステム (5 GHz帯無線 LANの送信回路 lla-T)から入射する送信信号を増幅する
[0037] 第二の分波回路 (Dip2) 3の高周波側フィルタ回路と第二の高周波電力増幅器 (PA 2) 9との間に、ローパスフィルタ回路（LPF) 5が配置されている。ローパスフィルタ（LP F) 5は、第二の高周波電力増幅器 (PA2) 9により増幅された送信信号を通過させ、第 二の高周波電力増幅器 (PA2) 9で発生する高調波信号を減衰させる。第一の高周波 電力増幅器 (PA1) 8で発生する高調波信号を減衰させることも必要である力 これは 第二の分波回路 (Dip2) 3の低周波側フィルタによりある程度達成できる。しかし、第 二の分波回路 (Dip2) 3の低周波側フィルタ回路の減衰特性が十分でな 、場合、第 一の高周波電力増幅器 (PA1) 8と第二の分波回路 (Dip2) 3の低周波側フィルタ回路 との間に、別のローパスフィルタを配置しても良い。
[0038] この実施態様にお!、て、低雑音増幅器 (LNA) 7、第一の高周波電力増幅器 (PA1) 8、第二の高周波電力増幅器 (PA2) 9、及びローパスフィルタ回路（LPF) 5の少なくと も一つを省いても良い。後述のマルチバンド高周波回路部品として構成する場合も 同様であり、その場合、マルチバンド高周波回路部品の前後の回路との関係から適 宜回路構成を変更することができるので、上記回路を含めても省いても良い。
[0039] 図 2に示す回路構成ではバンドパスフィルタ回路（BPF1) 4を 2.4 GHz帯無線 LANの 受信経路とブルートゥースの送受信経路とに共用するので、従来 2.4 GHz帯無線 LA Nの受信経路とブルートゥースの送受信経路で個別に必要であったバンドパスフィル タを 1つに減らすことができる。また第二の高周波スィッチ回路 6に、大電力の 2.4 GH z帯無線 LANの送信信号及び 5 GHz帯の無線 LANの送信信号が直接伝送されず、 小電力の 2.4 GHz帯無線 LANの受信信号及びブルートゥースの送受信信号しか伝 送されないので、小型のスィッチ素子を使用することができる。これらは、回路構成を 電極パターンや搭載素子を用いる積層体で具現する場合、特に効果を発揮する。
[0040] 図 3は、少なくとも 3つの通信システム（例えば、 2.4 GHz帯無線 LAN、ブルートゥース 、及び 5 GHz帯無線 LAN)に共用可能な本発明の別の実施態様によるマルチバンド 高周波回路を示す。この高周波回路は図 2に示す高周波回路と類似の構造を有する ので、相違のみ説明する。図 3に示す高周波回路は、図 2に示す第二の高周波スイツ チ回路 6の代りに電力分配回路 (Split) 10を有する。電力分配回路 10は、第一のバン ドパスフィルタ 4からの信号電力を、 2.4 GHz帯無線 LANの受信回路 llbg-Rとブルー トゥースの送受信回路 BLT-TRにほぼ等分配する。そのため、第一の通信システムの 受信回路 llbg-Rと第三の通信システムの送受信回路 BLT-TRを同時にアンテナポ ート Antに接続することができる。そのため、マルチバンドアンテナ 40から入射する信 号を 2.4 GHz帯無線 LANの受信回路 1 lbg- Rとブルートゥースの送受信回路 BLT- TR とに同時に伝送でき、 2.4 GHz帯無線 LANとブルートゥースの受信信号を同時に受信 することができる。またブルートゥースの送受信回路 BLT-TRからの送信信号をマル チバンドアンテナ 40に送信することができる。 [0041] 図 4は、本発明のさらに別の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示す。この 高周波回路は図 2に示すものと類似するので、相違点のみ説明する。図 4に示す高 周波回路は、図 2に示す第一の高周波スィッチ回路 1の代りに SP3T (Single Pole Tripl e Throw)タイプの高周波スィッチ回路（SP3T) 11を有する。高周波スィッチ回路（SP3 T) 11はアンテナポート Antと接続し、第一の分波回路 2と第二の分波回路 3とバンドパ スフィルタ回路（BPF3) 42との 3経路の切替えを行う。第一の分波回路 2の低周波側フ ィルタ回路にはバンドパスフィルタ回路 41が接続し、バンドパスフィルタ 41は、 2.4 GH z帯無線 LANの受信周波数の信号を選択的に通過させ、その他の周波数 (5 GHz帯 )の信号を減衰させ、 2.4 GHz帯無線 LAN受信時の受信感度を向上させる。第一の 分波回路 2の高周波側フィルタ回路は 5 GHz帯無線 LANの受信信号を通過させ、 2.4 GHz帯無線 LANの受信信号を減衰させる。第三のバンドパスフィルタ 42は、ブルート ウースの送受信周波数の信号を選択的に通過させ、その他の周波数の信号を減衰 させ、ブルートゥース受信時の受信感度向上及びブルートゥースの送信時の高調波 発生量を抑制する。これにより、アンテナポート Antと第三の通信システムの送受信回 路 BLT-TRの間に配置する回路を少なくでき、マルチバンドアンテナ 40と第三の通信 システムの送受信回路 BLT-TRとの間の損失を低減できる。
[0042] 図 5は本発明のさらに別の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示す。この高 周波回路は、図 2を示す高周波回路に、 2つの平衡ー不平衡変換回路（BALI, BAL2 ) 12, 13、 2つのバンドパスフィルタ回路（BPF4, BPF5) 14, 15、及び検波回路 16をカロ えたものである。これらの部品は個々に特徴を有するので、個別に挿入又は削除を することができる。
[0043] 第一の平衡—不平衡変換回路 12は、マルチバンドアンテナで受信した 2.4 GHz帯 無線 LANの受信信号を不平衡信号から平衡信号に変換する回路である。第一の平 衡ー不平衡変換回路 12の入力インピーダンスと出力インピーダンスを異ならせる場 合もある。第一の平衡ー不平衡変換回路 12を第二の高周波スィッチ回路 6の第二の ポート 6bと 2.4 GHz帯無線 LANの受信回路 llbg-Rとの間に配置することにより平衡回 路化し、もって 2.4 GHz帯無線 LAN及び 5 GHz帯無線 LANの送信信号を伝送する経 路の損失、 5 GHz帯無線 LANの受信信号を伝送する経路の損失、及びブルートゥー スの送受信信号を伝送する経路の損失を増大させずに、 2.4 GHz帯無線 LANの受信 回路 1 lbg-Rの耐ノイズ性を改善することができる。
[0044] 送信信号電力の小さなブルートゥースでは、受信回路とともに送信回路も平衡回路 ィ匕することがある。第二の平衡—不平衡変換回路 13は、マルチバンドアンテナで受 信したブルートゥースの受信信号を不平衡信号から平衡信号に変換するとともに、平 衡信号として入力されたブルートゥースの送信信号を不平衡信号に変換する。第二 の平衡ー不平衡変換回路 13の入力インピーダンスと出力インピーダンスを異ならせ る場合もある。第二の平衡ー不平衡変換回路 13を第二の高周波スィッチ回路 6の第 三のポート 6cとブルートゥース回路の送受信回路 BLT-TRとの間に配置することにより 平衡回路化し、もって 2.4 GHz帯無線 LAN及び 5 GHz帯無線 LANの送信信号を伝送 する経路の損失及び 2.4 GHz帯無線 LAN及び 5 GHz帯無線 LANの受信信号を伝送 する経路の損失を増大させずに、ブルートゥースの送受信回路 BLT-TRの耐ノイズ性 を改善することができる。
[0045] バンドパスフィルタ回路 14は 2.4 GHz帯無線 LANの送信周波数の信号を選択的に 通過させ、その他の周波数の信号を減衰させる。バンドパスフィルタ回路 14を第一の 高周波電力増幅器 8と 2.4 GHz帯無線 LANの送信回路 llbg-Tとの間に配置すること により、 2.4 GHz帯無線 LANの送信回路 llbg-T力 入射する雑音信号 (例えば、 RFI Cの内部回路で使用される局発信号等)を第一の高周波電力増幅器 8に至るまでに 減衰させ、もって第一の高周波電力増幅器 8が送信信号以外の信号を増幅するのを 防止することができる。
[0046] バンドパスフィルタ回路 15は、 5 GHz帯無線 LANの送信周波数の信号を選択的に 通過させ、その他の周波数の信号を減衰させる。第五のバンドパスフィルタ 15を第二 の高周波電力増幅器 9と 5 GHz帯無線 LANの送信回路 lla-Tとの間に配置すること により、 5 GHz帯無線 LANの送信回路 lla-T力 入射する雑音信号 (例えば、 RFICの 内部回路で使用される局発信号等)を第二の高周波電力増幅器 9に至るまでに減衰 させ、もって第二の高周波電力増幅器 9が送信信号以外の信号を増幅するのを防止 することができる。
[0047] 検波回路（DET) 16は、 2.4 GHz帯無線 LANの送信電力と 5 GHz帯無線 LANの送信 電力をモニターする。検波回路 16をアンテナポート Antと第二の分波回路 3との間に 配置すれば、 2.4 GHz帯無線 LANの送信電力と 5 GHz帯無線 LANの送信電力を 1つ の検波回路でモニターすることができ、部品点数を削減することができる。
[0048] 図 6は本発明のさらに別の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示す。このマ ルチバンド高周波回路は図 3に示すマルチバンド高周波回路に 2つの平衡ー不平衡 変換回路（BALI, BAL2) 12, 13、 2つのバンドパスフィルタ回路（BPF4, BPF5) 14, 15 、及び検波回路 (DET) 16をカ卩えたものである。追加したこれらの回路は図 5に示すも のと同じであるので、説明を省略する。
[0049] 図 7は本発明のさらに別の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示す。このマ ルチバンド高周波回路は図 4に示すマルチバンド高周波回路に 2つの平衡ー不平衡 変換回路（BALI, BAL2) 12, 13、 2つのバンドパスフィルタ回路（BPF4, BPF5) 14, 15 、及び検波回路 (DET) 16をカ卩えたものである。追加したこれらの回路は図 5に示すも のと同じであるので、説明を省略する。
[0050] 図 8は本発明のさらに別の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示す。このマ ルチバンド高周波回路は、低雑音増幅器 (LNA) 7の代わりに第三の平衡ー不平衡 変換回路 (BAL3) 18を配置した以外、図 5に示すマルチバンド高周波回路と同じであ る。第三の平衡—不平衡変換回路 18は、マルチバンドアンテナで受信した 5 GHz帯 無線 LANの受信信号を不平衡信号から平衡信号に変換する。第三の平衡—不平衡 変換回路 18の入力インピーダンスと出力インピーダンスを異ならせる場合もある。第 三の平衡—不平衡変換回路 18を第一の分波回路 2の高周波側フィルタ回路と 5 GHz 帯無線 LANの受信回路 lla-Rとの間に配置することにより平衡回路化し、もって 2.4 G Hz帯無線 LAN及び 5 GHz帯無線 LANの送信信号を伝送する経路の損失、 2.4 GHz 帯無線 LAN及びブルートゥースの送受信信号を伝送する経路の損失を増大させず に、 5 GHz帯無線 LANの受信回路 lla-Rの耐ノイズ性を改善することができる。
[0051] 図 9は本発明のさらに別の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示す。このマ ルチバンド高周波回路は、図 5に示すマルチバンド高周波回路のアンテナポート Ant と第一の高周波スィッチ回路 1との間にローパスフィルタ回路 (LPF) 21を配置したもの である。ローパスフィルタ回路 21は、 2.4 GHz帯無線 LAN、ブルートゥース、又は 5 GH z帯無線 LANの送受信信号を通過させ、 2.4 GHz帯無線 LAN及びブルートゥースの 送信周波数の 3倍より高い周波数、又は 5 GHz帯無線 LANの送信周波数の 2倍より高 い周波数を減衰させ、送信時に検波回路 16及び高周波スィッチ回路 1から発生する 2.4 GHz帯又は 5 GHz帯無線 LANの高調波成分を減衰させることができる。
[0052] 図 10は本発明のさらに別の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示す。この マルチバンド高周波回路は、少なくとも 3つの通信システム (例えば、 2.4 GHz帯無線 LAN,ブルートゥース及び 5 GHz帯無線 LAN)に共用可能である。このマルチバンド 高周波回路は、第二の高周波スィッチ回路 6の代わりに力ブラ回路 (CL) 17を配置し ている以外、図 2に示すマルチバンド高周波回路と同じである。力ブラ回路 (CL) 17は 、第一の通信システムの受信回路 1 lbg-Rと第三の通信システムの送受信回路 BLT- TRを同時にアンテナポート Antに接続することができる。従って、アンテナポート Ant から入射する信号を 2.4 GHz帯無線 LANの受信回路 1 lbg-Rとブルートゥースの送受 信回路 BLT- TRに同時に伝送でき、もって 2.4 GHz帯無線 LANとブルートゥースを同 時に受信可能にする。力ブラ回路 17は、無線 LANの受信回路 1 lbg-Rとブルートゥー スの送受信回路 BLT-TRの分配比率を例えば 5： 1や 10： 1と適宜設定できるので、ブ ルートゥースの信号と無線 LANの信号の比率を最適化することができる。例えば近距 離での最小受信感度については、ブルートゥースの方が—70 dBmと無線 LANの—65 dBmより小さい。従って、無線 LANの受信信号とブルートゥースの受信信号を同時に 受信する場合、カップラ回路 17により小電力で済むブルートゥースへの信号の分配を 小さくし、大電力を必要とする無線 LAN受信回路への信号の分配を大きくすると、効 率的な信号の受信が可能となる。またカップラ回路 17により、ブルートゥースの送受信 回路 BLT-TRからの送信信号をマルチバンドアンテナ側に送信することができる。
[0053] 図 11は本発明のさらに別の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示す。この マルチバンド高周波回路は、図 10に示すマルチバンド高周波回路に 2つの平衡ー不 平衡変換回路（BALI, BAL2) 12, 13、 2つのバンドパスフィルタ回路（BPF4, BPF5) 1 4, 15、及び検波回路（DET) 16を加えたものである。追加したこれらの回路は図 5に示 すものと同じであるので、説明を省略する。
[0054] 図 12は本発明のさらに別の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示す。この マルチバンド高周波回路も少なくとも 3つの通信システム（例えば、 2.4 GHz帯無線 LA N、ブルートゥース及び 5 GHz帯無線 LAN)に共用可能である。このマルチバンド高周 波回路は、第三の高周波スィッチ回路（SP3T) 11を SPDT (Single Pole Dual Throw)型 の第一の高周波スィッチ回路 1に変更し、アンテポートナ Antと第一の高周波スィッチ 回路 (SPDT1) 1との間に力ブラ回路 (CL2) 19を配置し、力ブラ回路 19から第三の通信 システムの送受信回路 BLT-TRへの経路にバンドパスフィルタ回路（BPF3) 42を配置 した以外、図 4に示すマルチバンド高周波回路と同じである。なお、ノンドパスフィル タ回路（BPF3) 42は省略しても良!、。
[0055] 第一の高周波スィッチ回路はりアンテナトップ側に第三の通信システム (ブルートウ ース）の送受信回路 BLT-TRへの分岐回路として力ブラ回路 (CL2) 19を配置すること により、アンテナと送受信回路 BLT-TRとの間にスィッチ回路を設ける必要がなくなる 。上記の通り、無線 LAN回路とブルートゥース回路の分配比率を変えることにより、ブ ルートゥースの信号と無線 LANの信号の比率を適宜設定することができる。またブル 一トゥースの最小受信感度は— 70 dBmと無線 LANの— 65 dBmよりはるかに小さいの で、力ブラ回路 19により、小電力で良いブルートゥース回路への信号の分配を小さく し、大電力を必要とする無線 LAN回路への分配を大きくすることにより、効率的な信 号の送受信が可能となる。なお、力ブラ回路 19の代わりに分配回路を設けてもよい。
[0056] 図 13は本発明のさらに別の実施態様によるマルチバンド高周波回路を示す。この マルチバンド高周波回路は、図 12に示すマルチバンド高周波回路に、 2つの平衡 不平衡変換回路（BALI, BAL2) 12, 13、 2つのバンドパスフィルタ回路（BPF4, BPF5 ) 14, 15、及び検波回路（DET) 16を加えたものである。追加したこれらの回路は図 5に 示すものと同じであるので、説明を省略する。
[0057] 図 14は図 5に示す高周波回路の等価回路を示す。第一及び第二の分波回路 2、 3 はインダクタンス素子及びキャパシタンス素子で構成されたローパスフィルタ回路、ハ ィパスフィルタ回路及びバンドパスフィルタ回路を適宜組み合わせて構成することが できる。図 14に示す例では、低周波側フィルタ回路としてローパスフィルタ回路、高周 波側フィルタ回路としてハイパスフィルタ回路を用いる。
[0058] 分波回路 2の低周波側フィルタ回路の後段に設けられたバンドパスフィルタ回路 4は 、磁気結合したインダクタンス素子 lpl及び 1ρ2と、キャパシタンス素子 cpl、 cp2、 cp3、 c p4、 cp5、 cp6、 cp7から構成されている。インダクタンス素子 lplとキャパシタンス素子 cp 2の並列回路の共振周波数、及びインダクタンス素子 1ρ2とキャパシタンス素子 cp4の 並列回路の共振周波数は、それぞれ 2.4 GHz帯無線 LAN及びブルートゥースのシス テム周波数内になるように設定するのが好まし 、。
[0059] 第一の高周波電力増幅器 (PA1) 8の後段のバンドパスフィルタ回路 14は、磁気結 合したインダクタンス素子 ltgl及び ltg2と、キャパシタンス素子 ctgl、 ctg2、 ctg3、 ctg4、 ctg5、 ctg6から構成されている。インダクタンス素子 ltglとキャパシタンス素子 ctg2の並 列回路の共振周波数、及びインダクタンス素子 ltg2とキャパシタンス素子 ctg4の並列 回路の共振周波数は、それぞれ 2.4 GHz帯無線 LAN送信周波数内になるように設定 するのが好ましい。
[0060] 第二の高周波電力増幅器 (PA2) 9の後段のバンドパスフィルタ回路 15は、磁気結 合したインダクタンス素子 ltal及び lta2と、キャパシタンス素子 ctal、 cta2、 cta3、 cta4、 cta5、 cta6から構成されている。インダクタンス素子 ltalとキャパシタンス素子 cta2の並 列回路の共振周波数、及びインダクタンス素子 lta2とキャパシタンス素子 cta4の並列 回路の共振周波数は、それぞれ 5 GHz帯無線 LAN送信周波数内になるように設定 するのが好ましい。
[0061] 第二の分波回路 3の高周波側フィルタ回路の後段のローパスフィルタ回路 5は、イン ダクタンス素子 lpalとキャパシタンス素子 cpa3との並列回路と、グランドとの間に容量 を作るキャパシタンス素子 cpa2、 cpa4と力も構成されている。インダクタンス素子 lpalと キャパシタンス素子 Cpa3の並列回路の共振周波数は、 5 GHz帯無線 LANの送信周 波数の 2倍〜 3倍の周波数に設定するのが好ま U、。
[0062] 第一の平衡ー不平衡変換回路 12は、整合回路 lgを介して第二の高周波スィッチ回 路 6の第二のポート 6bと接続している。整合回路 lgは、バンドパスフィルタ回路 4と第一 の平衡ー不平衡変換回路 12の整合に必要であるので、第二の高周波スィッチ回路 6 とバンドパスフィルタ回路 4との間に配置しても良い。第一の平衡—不平衡変換回路 1 2は、第二の高周波スィッチ回路 6側の不平衡回路 (インダクタンス素子 lbgl及び lbgl aからなる）と、 2.4 GHz帯無線 LANの受信回路 l lbg- R+、 l lbg- R-側の平衡回路 (ィ ンダクタンス素子 lbg2及び Lbg3、及びキャパシタンス素子 cbgl力もなる）とから構成さ れている。理想的には、 llbg-R+及び llbg-R-力 振幅が等しぐ位相力 度ずれ た信号が出力される。インダクタンス素子 lbg2及び lbg3の接続点とグランドとの間に、 高周波的にショートに見えるようにキャパシタンス素子 cbglが配置されている。ポート DCgに DC電圧を印加し、 llbg-R+ポート及び llbg-R-ポートから DC電圧を出力でき るようにしても良 、。また第一の平衡ー不平衡変換回路 12にインピーダンス変換の機 會ち具備させることちでさる。
[0063] 第二の平衡ー不平衡変換回路 13は、整合回路 lbを介して第二の高周波スィッチ回 路 6の第三のポート 6cと接続している。整合回路 lbは、バンドパスフィルタ回路 4と第二 の平衡ー不平衡変換回路 13との整合に必要であるので、第二の高周波スィッチ回 路 6とバンドパスフィルタ回路 4との間に配置しても良い。その場合、整合回路 lbと整合 回路 lgとを 1つの整合回路に纏めても良い。第二の平衡-不平衡変換回路 13は、第 二の高周波スィッチ回路 6側の不平衡回路 (インダクタンス素子 lbbl及び lbblaからな る）と、ブルートゥースの送受信回路 BLT-TR+、 BLT- TR-側の平衡回路（インダクタン ス素子 lbb2及び lbb3、及びキャパシタンス素子 cbblからなる）と力も構成されている。 理想的には、 BLT-TR+及び BLT-TR-カゝら振幅が等しく位相が 180度ずれた信号が 出力される。インダクタンス素子 lbg2及び lbg3の接続点とグランドとの間に、高周波的 にショートに見えるようにキャパシタンス素子 cbblが配置されている。ポート DCbから D C電圧を印加し、 BLT- TR+及び BLT- TR-から DC電圧を出力できるようにしても良い 。また第二の平衡—不平衡変換回路 13にインピーダンス変換の機能も具備させるこ とちでさる。
[0064] 図 15は図 6に示す高周波回路の等価回路を示す。この等価回路は、第二の高周波 スィッチ回路 6の代わりに電力分配回路 10を用いた以外、図 14に示す等価回路と同 じである。電力分配回路 10は、伝送線路 lspl、 lsp2、キャパシタンス素子 csp、及び抵 抗素子 Rspから構成されて!、る。第一のバンドパスフィルタ回路 4側の第一のポート 10 aに入力された信号電力は、第二のポート 10b側と第三のポート 10c側にほぼ等分配さ れ、第二のポート 10bと第三のポート 10cには、第一のポート 10aに入力された電力の 半分の電力の信号が出現する。伝送線路 lspl及び lsp2の特性インピーダンスは約 70 Ωに設定するのが好ましい。伝送線路 lspl及び lsp2の長さは、キャパシタンス素子 csp を第一のポート 10aに接続することにより、 1Z4波長より短くすることができる。 Rspは約 100 Ωに設定するのが好まし！/、。
[0065] 図 16は図 11に示す高周波回路の等価回路を示す。この等価回路は、第二の高周 波スィッチ回路 6の代わりに力ブラ回路 17を用いた以外、図 14に示す等価回路と同じ である。力ブラ回路 17は、主線路となる伝送線路 lccl、副線路となる伝送線路 lcc2、 及び抵抗素子 Reelからなり、主線路と副線路は結合している。主線路用伝送線路 lcc 1は第一の通信システムの受信回路 l lbg-Rに接続し、副線路用伝送線路 lcc2は第三 の通信システムの送受信回路 BLT-TRに接続している。
[0066] 図 17は図 13に示す高周波回路の等価回路を示す。この等価回路は、図 14に示す 等価回路から第二の高周波スィッチ回路 6をなくし、第一の高周波スィッチ回路 1のァ ンテナ側に力ブラ回路 19を配置したものである。第二の高周波スィッチ回路 6をなくし た結果、バンドパスフィルタ回路 41と平衡—不平衡変換回路 12は整合回路 lgを介し て接続する。なおバンドパスフィルタ回路 41は、図 14の等価回路にあるキャパシタン ス素子 cp3をなくしている。このように、これらの実施態様における等価回路は適宜変 更することができる。
[0067] 力ブラ回路 19は、主線路となる伝送線路 lcc3、副線路となる伝送線路 lcc4、及び抵 抗素子 Rcc2からなり、主線路と副線路は結合している。主線路用伝送線路 lcc3は、ァ ンテナポート Antと高周波スィッチ回路 1のポート laとに接続し、副線路用伝送線路 Lc c4はバンドパスフィルタ回路 42に接続している。バンドパスフィルタ回路 42と平衡ー不 平衡変換回路 13は整合回路 lbを介して接続して 、る。バンドパスフィルタ回路 42は、 磁気結合したインダクタンス素子 lbl及び lb2、及びキャパシタンス素子 cbl、 cb2、 cb4 、 cb5、 cb6、 cb7から構成されている。インダクタンス素子 lblとキャパシタンス素子 cb2 の並列回路の共振周波数、及びインダクタンス素子 lb2とキャパシタンス素子 cb4の並 列回路の共振周波数は、それぞれブルートゥースのシステム周波数内になるように設 定するのが好ましい。
[0068] 第一の高周波スィッチ回路 1及び第二の高周波スィッチ回路 6の等価回路の例を図 18〜図 20に示す。各図において部品を通常の図記号で示し、詳細な説明は省略す る。一般に各高周波スィッチ回路 1, 6は、電界効果トランジスタ (FET)やダイオード等 のスイッチング素子を主構成とし、適宜インダクタンス素子及びキャパシタンス素子を 用いて構成されており、 SPDT (Single Pole Dual Throw)型のスイッチング機能を発揮 する。
[0069] 図 18及び図 19に示す高周波スィッチ回路 1, 6は、コントロール端子 VI、 V2に与えら れる電圧により、表 1に示すように各ポート間が接続する。通常、表 1に示す Highは 2.5 〜4 Vの範囲の電圧に設定し、 Lowは 0〜0.5 Vの範囲の電圧を設定する。
[0070] [表 1]
Figure imgf000025_0001
[0071] 図 20に示す第二の高周波スィッチ回路 6では、コントロール端子 V3に与えられる電 圧により、表 2に示すように各ポート間が接続する。
[0072] [表 2]
Figure imgf000025_0002
[0073] 図 14に示す等価回路では、送信モード時の 2.4 GHz帯無線 LANの送信回路 llbg- T及び 5 GHz帯無線 LANの送信回路 lla-Tと、ブルートゥースの送受信回路 BLT-TR とのアイソレーションを確保する必要があるため、第一の高周波スィッチ回路 1の第一 のポート laと第三のポート lcとが接続する時、第二の高周波スィッチ回路 6の第一の ポート 6aと第二のポート 6bとが接続するように制御する。図 14に示す等価回路におけ る第一の高周波スィッチ回路 1及び第二の高周波スィッチ回路 6について、印加され る電圧とポート間の接続状態との関係を表 3に示す。
[0074] [表 3] 接続モード VI V2 V3 V4 la-6b間 la-6c間 la-lc間 llbg-R High Low High Low 切断 切断
BLT-TR High Low Low High 切断 接続 切断 llbg(a) T LOW High High Low 切断 切断 接続
[0075] 図 21及び図 22は、図 4及び図 7に示すマルチバンド高周波回路に用いられた SP3T ( Single-Pole, 3-Throw)型の高周波スィッチ回路 11の等価回路の例を示す。コント口 ール端子 VII、 V12、 V13に与えられる電圧により、表 4に示すようにポート間が接続 する。
[0076] [表 4]
Figure imgf000026_0001
[0077] 図 21及び図 22に示す高周波スィッチ回路 11では、 2.4 GHz帯無線 LANの送信回路 llbg-T及び 5 GHz帯無線 LANの送信回路 lla-Tと、ブルートゥースの送受信回路 BL T-TRとのアイソレーションが不足する場合がある。良好なアイソレーション特性を得る ために、 2経路切替え用の高周波スィッチ回路を直列に接続し、高周波スィッチ回路 11を構成するのが好ましい。その例を図 23〜図 25に示す。図 23に示す第三の高周 波スィッチ回路 11のコントロール端子 VII、 V12、 V13、 V14に与えられる電圧により、 表 5に示すように各ポート間が接続する。図 24に示す第三の高周波スィッチ回路 11の コントロール端子 VII、 V13に与えられる電圧により、表 6に示すように各ポート間が接 続する。図 25に示す第三の高周波スィッチ回路 11のコントロール端子 VII、 V12、 V13 に与えられる電圧により、表 7に示すように各ポート間が接続する。
[0078] [表 5] 接続モード VII V12 V13 V14 11a- lib間 11a- 11c間 11a- lid間
1 High LOW Low High 接続 切断 切断
2 Low High Low High 切断 接続 切断
3 High Low High Low 切断 切断 接続
[0079] [表 6]
Figure imgf000027_0001
[0080] [表 7]
Figure imgf000027_0002
[0081] 図 23〜25に示す高周波スィッチ回路 11でも、 2.4 GHz帯無線 LANの送信回路 llbg -T及び 5 GHz帯無線 LANの送信回路 lla-Tと、 2.4 GHz帯無線 LANの受信回路 llbg -Rとのアイソレーションが不足する場合がある。良好なアイソレーション特性を得るた めには、図 23〜25に示す高周波スィッチ回路 11の第二のポート libと第一のポート 11 aとの間の経路に直列に又はグランドに接続するように、 1経路を ON/OFFできるスィ ツチ回路を配置するのが好ましい。その例を図 26に示す。図 26では、ポート libとダラ ンドの間に PINダイォードが接続して 、る。図 26の高周波スィッチ回路 11のコントロー ル端子 VII、 V12、 V13、 V14に与えられる電圧により、表 5に示すように各ポート間が 接続する。
[0082] 例えば図 14に示す第一の高周波電力増幅器 8 (2.4 GHz帯無線 LANの送信回路 11 bg-Tと第二の分波回路 3の低周波側フィルタ回路の間に接続している）の等価回路 の一例を図 27に示す。この高周波電力増幅器 8は、入力整合回路 81と、 2段のトラン ジスタカ なる電力増幅回路 82と、一定の電圧を供給する回路 83と、第一の高周波 電力増幅器 8の出力電力を制御するためのバイアス制御回路 84と、出力整合回路 85 と力も構成されている。各回路 81〜85にはインダクタンス素子及びキャパシタンス素 子が用いられている。また各回路 81〜85を MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuit)としても良い。
[0083] 例えば図 14に示す第二の高周波電力増幅器 9 (5 GHz帯無線 LANの送信回路 11a -Tと第二の分波回路 3の高周波側フィルタ回路との間に接続している）の等価回路の 一例を図 28に示す。この高周波電力増幅器 9は、入力整合回路 91、 3段のトランジス タカ なる電力増幅回路 92、一定の電圧を供給する回路 93、第二の高周波電力増 幅器 9の出力電力を制御するためのバイアス制御回路 94と、出力整合回路 95より構 成される。各回路 91〜95にはインダクタンス素子及びキャパシタンス素子が用いられ ている。また各回路 91〜95を MMICとしても良い。
[0084] 例えば図 14に示す検波回路 16 (第二の分波回路 3とアンテナポート Antとの間に配 置されている）の等価回路の一例を図 29に示す。この検波回路 29は、主線路 lcl、副 線路 lc2及び終端抵抗 Rclからなる方向性結合器 161と、ショットキーダイオード (Ds) 1 63と、方向性結合器 161とショットキーダイオード 163との間に接続し、位相回路 lc3及 び抵抗 Rc2からなる整合回路 162と、抵抗 Rs及びキャパシタンス素子 Csからなる電圧 平滑回路 164から構成されている。方向性結合器 161はコンデンサで構成しても良い 。抵抗 Rc2はショットキーダイオード Dsが発生する高調波を減衰させる効果も有する。 検波回路 16の出力電圧ポート (Vdet)から、第一の高周波電力増幅器 8又は第二の 高周波電力増幅器 9の出力電力に応じた DC電圧が出力される。
[0085] [2]マルチバンド高周波回路部品
本発明のマルチバンド高周波回路部品を、積層部品 (積層セラミック基板を用いた 部品）とした場合について詳細に説明する。図 30は本発明のマルチバンド高周波回 路を用いたマルチバンド高周波回路部品 20を構成する積層基板 100の外観を示し、 図 31は積層基板 100の裏面を示し、図 32(a)及び図 32(b)は図 30に示す高周波回路 部品（図 5に示すマルチバンド高周波回路、及び図 14に示す等価回路に対応する） を構成する積層基板 100の各層を示す。この高周波回路部品 20は、第一の高周波ス イッチ回路（SPDT1) 1、第一の分波回路（Dipl) 2、第二の分波回路（Dip2) 3、バンド パスフィルタ回路（BPF1) 4、ローパスフィルタ回路（LPF) 5、第二の高周波スィッチ回 路 (SPTD2) 6、低雑音増幅器 (LNA) 7、第一の高周波電力増幅器 (PA1) 8、第二の高 周波電力増幅器 (PA2) 9、第一の平衡ー不平衡変換回路 (BALI) 12、第二の平衡 不平衡変換回路（BAL2) 13、バンドパスフィルタ回路（BPF4) 14、バンドパスフィルタ 回路 (BPF5) 15、及び検波回路 (DET) 16から構成されて 、る。
[0086] 積層基板 100は、例えば 1000°C以下と低温で焼結可能なセラミック誘電体材料 LTC C (Low-Temperature Co-fired Ceramics)力らなり、厚さが 10〜200 μ mの各グリーン シートに貫通孔を形成し、貫通孔に Ag, Cu等の導電ペーストを充填してビアホール を形成するとともに、低抵抗率の Ag, Cu等の導電ペーストを印刷して所定の電極パ ターンを形成し、これらの電極パターン及び/又はビアホールを形成した複数のダリ ーンシート（電極パターンの形成されてな 、グリーンシートを含むこともある。 )を一体 的に積層し、焼結すること〖こより製造することができる。
[0087] セラミック誘電体材料として、例えば、 (a) Al、 Si、 Sr等を主成分とし、 Ti、 Bi、 Cu、 Mn 、 Na、 K等を副成分とするセラミック材料、 (b) Al、 Si、 Sr等を主成分とし、 Ca、 Pb、 Na、 K等を複成分とするセラミック材料、 (c) Al、 Mg、 Si、 Gd等を含むセラミック材料、 (d) A1 、 Si、 Zr、 Mg等を含むセラミック材料で、 5〜15程度の誘電率を有するものが好ましい 。セラミック誘電体材料の他に、榭脂や、榭脂とセラミック誘電体粉末を混合してなる 複合材料を用いることも可能である。また 0を主体とするセラミック誘電体材料の
2 3
グリーンシートに、タングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属の導電ぺー ストを印刷し、高温同時焼成する HTCC (高温同時焼成セラミック)技術を用いることも できる。
[0088] 図示の実施態様では、積層基板 100は上面力 順にグリーンシート 1〜16の合計 16 層からなる。グリーンシート 1の上面には積層基板 100に内蔵されないチップ部品を搭 載するための複数のランド電極が形成されている。図 30に示すように、これらの電極 の上に、第一の高周波スィッチ回路 1、第二の高周波スィッチ回路 6、低雑音増幅器 7 、第一の高周波電力増幅器 8を構成する電力増幅回路 82、バイアス制御回路 84及び 第二の高周波電力増幅器 9を構成する電力増幅回路 92、バイアス制御回路 94を一 体に構成した MMIC、第一の高周波電力増幅器 8を構成するチップコンデンサ Cl、 C 3、 C4、 C5、 C6、 C9、 C30、第二の高周波電力増幅器 9を構成するチップコンデンサ C 14、 C15、 C17、 C19、 C20、 C40、チップインダクタ L4及びチップ抵抗 R2、並びに検波 回路 16を構成するショットキーダイオード Ds、チップ抵抗 Rs、 Rcl、 Rc2及びチップコン デンサ Csが実装されている。線路 ls3、 ls4は第二の高周波スィッチ回路 6とコントロー ル端子 V3、 V4とを接続する。伝送線路 avp7は第二の高周波電力増幅器 9の電力増 幅回路 92とチップコンデンサ C15との間にある。上記ランド電極はビアホールを介して 積層基板 100内に形成された接続線路や回路素子と接続している。
[0089] なお、スィッチ回路はランド電極にベア状態で積層基板 100に実装し、榭脂又は管 で封止しても良い。このように高周波回路部品を積層基板として構成すれば、小型化 が可能である。また送受信回路部を構成した RFICやベースバンド ICを積層基板 100 に複合ィ匕することもできる。
[0090] 図 32(a)及び図 32(b)は積層基板 100の内部構造を示す。シート 2〜シート 16に適宜 ライン電極、コンデンサ用電極及びグランド電極を形成され、シートに形成したビアホ ール（図中、丸で表示）を介して接続している。最下層のシート 16に広がりを有するグ ランド電極 GNDが形成されており、図 31に示すようにその裏面に回路基板に実装す るための端子電極が形成されている。なお高周波電力増幅器 8、 9が搭載される部分 に、放熱性を高めるためにサーマルビアが上面力も裏面にかけて設けられて 、る。 不要なノイズ輻射を抑制するため、シート 2、 14及び 16に広いグランド電極 GNDが形 成されている。
[0091] 各シートに形成した伝送線路及びキャパシタ用の電極パターンに図 14、図 27、図 2 8及び図 29と同じ符号を付けてあるので、それらの詳細な説明を省略する。積層基板 100には回路が三次元的に形成されるが、回路を構成する電極パターン同士の不要 な電磁気的干渉を防ぐために、グランド電極 GND及びビアホールにより分離したり、 積層方向に重ならないように配置したりするのが好ましい。具体的には、高周波電力 増幅器の入力部、電圧供給部及び出力部間のアイソレーションが不足すると、高周 波電力増幅器の誤動作及び発振が起きる可能性があるため、これらのアイソレーショ ンを十分に確保するために、例えばシート 2、 4、 6、 8、 14及び 16に平面的なグランド 電極及びグランド電極に接続するビアホールを適宜配置する。
[0092] 第一のバンドパスフィルタ回路 4を構成する電極（例えば、シート 3〜6及び 11〜15に 形成されたキャパシタ電極 cpl〜cp7、及びシート 8及び 9に形成された伝送線路 lpl、 1 p2)を、高周波電力増幅器 8、 9を構成する搭載部品や電極 (ほぼシートの右下部分 に設けた伝送線路 bvl、 bil、 bol、右上部分に設けた伝送線路 avl、 ail、 aol)カゝらできる だけ離隔させるのが好ましい。これにより、高周波電力増幅器からの不要ノイズの影 響を受けにくぐ減衰量特性が良好なバンドパスフィルタを得ることができる。同様に 、 2.4 GHz帯無線 LANの受信経路及びブルートゥースの受信経路に設けられる第一 及び第二の平衡ー不平衡変換回路 12, 13を構成する電極 (ほぼシートの左端に設 けた伝送線路 lbg、キャパシタ電極 cbg、伝送線路 lbb及びキャパシタ電極 ebb)も、高 周波電力増幅器力もできるだけ離隔させるのが好ましい。これにより、高周波電力増 幅器からの不要のノイズの混信を低減でき、受信感度の向上が期待できる。
[0093] 図 31に示すように、積層基板 100の裏面のほぼ中央部分に大きなグランド電極 GND が形成されており、その周囲に小さなグランド電極 GNDが形成されており、かつ 4辺に 沿って、アンテナポート（Ant)、 2.4 GHz帯無線 LANの送信ポート（llbg-T)及び受信 ポート（llbg- R+、 llbg- R- )、 5 GHz帯無線 LANの送信ポート（11a- T)及び受信ポー ト（11a- R)、ブルートゥースの送受信ポート（BLT- TR+、 BLT-TR-)、グランドポート（G ND)、第一及び第二の高周波スィッチ回路の制御用コントロールポート (Vl、 V2、 V3 、 V4)、高周波電力増幅器用の電源ポート (Vcl、 Vbl、 Vc2、 Vb2)、低雑音増幅器用 の電源ポート (Vd)、及び検波回路の出力電圧ポート (Vdet)の端子電極が配置され ている。各端子電極は図 14に示す端子表示と同じである。本実施態様では、端子電 極を LGA(Land Grid Array)としているが、 BGA(Ball Grid Array)も採用できる。
[0094] 図 33(a)及び図 33(b)は、図 15に示す等価回路を有する高周波回路部品（図 6に示 すマルチバンド高周波回路に相当）の積層基板の展開図である。上記の通り、図 6に 示す高周波回路は、第二の高周波スィッチ回路を電力分配回路 10に代えた以外、 図 5に示す高周波回路と同じである。電力分配回路 10は伝送線路 lspl、 lsp2、コンデ ンサ csp、及び抵抗 Rspから構成されている。抵抗 Rspは搭載部品である。伝送線路 Is pl、 lsp2及びコンデンサ cspの電極パターンはシート 2及び 3に形成されている。伝送 線路用電極 lspl、 lsp2及びキャパシタ用電極 cspは、第一及び第二の平衡ー不平衡 変換回路 12, 13を構成する電極、即ち、シートの左端に設けた伝送線路 lbg、 lbb及び キャパシタ電極 cbg、 ebbの上方に配置されている。これにより、ノイズを抑制し、小型 化が可能となる。また平衡ー不平衡変換回路の線路と電力分配回路の線路とを共用 する可能性もある。その他の電極構成については、上記実施態様と同じ符号を付し てあるので、説明を省略する。上記以外の高周波回路部品も勿論積層基板により構 成することができる。
産業上の利用可能性
上記マルチバンド高周波回路、及びこれを積層基板に構成したマルチバンド高周 波回路部品を、少なくとも 3つの通信システム [例えば、図 1に示すように、 2.4 GHz帯 無線 LAN (IEEE802. lib及び/又は IEEE802.11g)、ブルートゥース、及び 5 GHz帯無 線 LAN (IEEE802.11a及び Z又は IEEE802.11h) ]に共用可能な RFフロントエンド回路 とすることにより、これを具備する小型のマルチバンド通信装置が得られる。通信シス テムは上記周波数帯域や通信規格に限るものではなぐ各種の通信システムに利用 可能である。また 3つの通信システムだけではなぐ例えば高周波スィッチ回路を更に 多段に切り替えることにより、より多くの通信システムに対応可能となる。マルチバンド 通信装置として、例えば携帯電話に代表される無線通信機器、パーソナルコンビュ ータ（PC)、プリンタやハードディスク、ブロードバンドルータ等の PCの周辺機器、 FA X、冷蔵庫、標準テレビ (SDTV)、高品位テレビ (HDTV)、デジタルカメラ、デジタビデ ォレコーダ一等の家庭内電子機器等に利用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 少なくとも 3つの通信システムで送受信可能なアンテナと、少なくとも 3つの通信シス テムの送信 '受信回路との間に用いるマルチバンド高周波回路であって、
前記アンテナと第一及び第二の経路との接続を切り換える第一の高周波スィッチ 回路と、前記第一の経路に設けられた第一の分波回路と、前記第二の経路に設けら れた第二の分波回路とを有し、
前記第一及び第二の分波回路はそれぞれ低周波側フィルタ回路及び高周波側フ ィルタ回路を有し、
前記第一の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路にバンドパスフィル タ回路と、前記バンドパスフィルタ回路の後段に、前記バンドパスフィルタ回路と第一 の通信システムの受信回路又は第三の通信システムの送受信回路との 2通りの接続 を切り換える第二の高周波スィッチ回路とを有し、
前記第一の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信シス テムの受信回路が接続し、
前記第二の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路に第一の通信シス テムの送信回路が接続し、
前記第二の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信シス テムの送信回路が接続していることを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[2] 請求項 1に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第二の高周波スィッチ 回路と前記第一の通信システムの受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路を具備 することを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[3] 請求項 1又は 2に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第二の高周波ス イッチ回路と前記第三の通信システムの送受信回路との間に平衡ー不平衡変換回 路を具備することを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[4] 少なくとも 3つの通信システムで送受信可能なアンテナと、少なくとも 3つの通信シス テムの送信 '受信回路との間に用いるマルチバンド高周波回路であって、
前記アンテナと第一及び第二の経路との接続を切り替える第一の高周波スィッチ 回路と、前記第一の経路に設けられた第一の分波回路と、前記第二の経路に設けら れた第二の分波回路とを有し、
前記第一及び第二の分波回路はそれぞれ低周波側フィルタ回路及び高周波側フ ィルタ回路を有し、
前記第一の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路にバンドパスフィル タ回路と、前記バンドパスフィルタ回路の後段に電力分配回路とを有し、
前記電力分配回路により、前記バンドパスフィルタ回路力もの信号を第一の通信シ ステムの受信回路と第三の通信システムの送受信回路とに分配するとともに、前記第 三の通信システムの送受信回路からの送信信号を前記バンドパスフィルタ回路に伝 送可能とし、
前記第一の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信シス テムの受信回路が接続し、
前記第二の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路に第一の通信シス テムの送信回路が接続し、
前記第二の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信シス テムの送信回路が接続していることを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[5] 請求項 4に記載のマルチバンド高周波回路において、前記電力分配回路と前記第 一の通信システムの受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路を具備することを特徴 とするマルチバンド高周波回路。
[6] 請求項 4又は 5に記載のマルチバンド高周波回路において、前記電力分配回路と 前記第三の通信システムの送受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路を具備する ことを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[7] 少なくとも 3つの通信システムで送受信可能なアンテナと、少なくとも 3つの通信シス テムの送信 '受信回路との間に用いるマルチバンド高周波回路であって、
前記アンテナと第一及び第二の経路との接続を切り替える第一の高周波スィッチ 回路と、前記第一の経路に設けられた第一の分波回路と、前記第二の経路に設けら れた第二の分波回路とを有し、
前記第一及び第二の分波回路はそれぞれ低周波側フィルタ回路及び高周波側フ ィルタ回路を有し、 前記第一の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路にバンドパスフィル タ回路と、前記バンドパスフィルタ回路の後段にカップラ回路とを有し、
前記カップラ回路の主線路に前記バンドパスフィルタ回路と第一の通信システムの 受信回路とが接続し、前記カップラ回路の副線路に第三の通信システムの送受信回 路が接続し、
前記第一の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信シス テムの受信回路が接続し、
前記第二の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路に第一の通信シス テムの送信回路が接続し、
前記第二の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信シス テムの送信回路が接続していることを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[8] 請求項 7に記載のマルチバンド高周波回路において、前記カップラ回路と前記第 一の通信システムの受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路を具備することを特徴 とするマルチバンド高周波回路。
[9] 請求項 7又は 8に記載のマルチバンド高周波回路において、前記カップラ回路と前 記第三の通信システムの送受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路を具備するこ とを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[10] 少なくとも 3つの通信システムで送受信可能なアンテナと、少なくとも 3つの通信シス テムの送信 '受信回路との間に用いるマルチバンド高周波回路であって、
前記アンテナと第一〜第三の経路との三通りの接続を切り換える高周波スィッチ回 路と、前記第一の経路に設けられた第一の分波回路と、前記第二の経路に設けられ た第二の分波回路とを有し、
前記第一及び第二の分波回路はそれぞれ低周波側フィルタ回路及び高周波側フ ィルタ回路を有し、
前記第一の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路に配置されたバンド パスフィルタ回路と、前記第三の経路に配置されたバンドパスフィルタ回路とを有し、 前記第一の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路のバンドパスフィル タ回路に第一の通信システムの受信回路が接続し、 前記第一の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信シス テムの受信回路が接続し、
前記第二の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路に第一の通信シス テムの送信回路が接続し、
前記第二の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信シス テムの送信回路が接続し、
前記第三の経路のバンドパスフィルタ回路に第三の通信システムの送受信回路が 接続していることを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[11] 請求項 10に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第一の分波回路の低 周波側フィルタ回路に接続した経路に配置されたバンドパスフィルタ回路と前記第一 の通信システムの受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路を具備することと特徴と するマルチバンド高周波回路。
[12] 請求項 10又は 11に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第三の経路に 配置されたバンドパスフィルタ回路と前記第三の通信システムの送受信回路との間に 平衡ー不平衡変換回路を具備することを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[13] 少なくとも 3つの通信システムで送受信可能なアンテナと、少なくとも 3つの通信シス テムの送信 '受信回路との間に用いるマルチバンド高周波回路であって、
前記アンテナと第一及び第二の経路との 2通りの接続を切り換える第一の高周波ス イッチ回路と、前記第一の経路に設けられた第一の分波回路と、前記第二の経路に 設けられた第二の分波回路とを有し、
前記第一及び第二の分波回路はそれぞれ低周波側フィルタ回路及び高周波側フ ィルタ回路を有し、
前記アンテナと前記高周波スィッチ回路との間にカップラ回路を有し、 前記カップラ回路の主線路に前記アンテナと前記高周波スィッチ回路が接続し、前 記カップラ回路の副線路に第三の通信システムの送受信回路が接続し、
前記第一の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路に第一の通信シス テムの受信回路に接続するバンドパスフィルタ回路を有し、
前記第一の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信シス テムの受信回路が接続し、
前記第二の分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路に第一の通信シス テムの送信回路が接続し、
前記第二の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の通信シス テムの送信回路が接続していることを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[14] 請求項 13に記載のマルチバンド高周波回路において、前記バンドパスフィルタ回 路と前記第一の通信システムの受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路を具備す ることを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[15] 請求項 13又は 14に記載のマルチバンド高周波回路において、前記カップラ回路と 前記第三の通信システムの送受信回路との間に平衡ー不平衡変換回路を具備する ことを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[16] 請求項 1〜15のいずれかに記載のマルチバンド高周波回路において、前記第二の 分波回路の低周波側フィルタ回路に接続した経路に第一の高周波電力増幅器と、 前記第二の分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に第二の高周波電力 増幅器とを有し、前記第一の高周波電力増幅器に前記第一の通信システムの送信 回路が接続し、前記第二の高周波電力増幅器に前記第二のシステムの送信回路が 接続していることを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[17] 請求項 1〜16のいずれかに記載のマルチバンド高周波回路において、前記第一の 分波回路の高周波側フィルタ回路に接続した経路に前記第二の通信システムの受 信回路と接続した低雑音増幅器を有することを特徴とするマルチバンド高周波回路。
[18] 請求項 1〜17のいずれかに記載のマルチバンド高周波回路において、前記アンテ ナと前記第二の分波回路の間に検波回路を具備することを特徴とするマルチバンド 高周波回路。
[19] 請求項 1〜18のいずれかに記載のマルチバンド高周波回路の構成を有するマルチ バンド高周波回路部品であって、ライン電極、コンデンサ用電極、グランド電極及び ビアホールの 1つ以上力 なる複数の回路素子が内部に形成された積層基板と、前 記積層基板上に搭載された回路素子と、アンテナ用端子と、第一の通信システムの 送信用端子及び受信用端子と、第二の通信システムの送信用端子及び受信用端子 と、第三の通信システムの送受信用端子とを有することを特徴とするマルチバンド高 周波回路部品。
[20] 請求項 19に記載のマルチバンド高周波回路部品において、前記積層基板内に構 成したインダクタンス素子及びキャパシタンス素子を用いて分波回路及びバンドパス フィルタ回路を構成したことを特徴とするマルチバンド高周波回路部品。
[21] 請求項 19又は 20に記載のマルチバンド高周波回路部品において、前記積層基板 内に構成したインダクタンス素子及びキャパシタンス素子を用いて平衡ー不平衡変 換回路を構成したことを特徴とするマルチバンド高周波回路部品。
[22] 請求項 19〜21のいずれかに記載のマルチバンド高周波回路部品において、前記 積層基板に、高周波スィッチ、高周波電力増幅器及び低雑音増幅器の少なくとも一 つを構成する半導体素子を搭載したことを特徴とするマルチバンド高周波回路部品
[23] 請求項 19〜22のいずれかに記載のマルチバンド高周波回路部品を具備することを 特徴とするマルチバンド通信装置。
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