WO2010087309A1 - デュプレクサモジュール - Google Patents

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WO2010087309A1
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Inventor
降谷孝治
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株式会社村田製作所
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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
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • 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
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves
    • H03H9/725—Duplexers

Definitions

  • This invention relates to a duplexer module in which a monitor element for monitoring transmission output is connected to a duplexer provided on a multilayer board or a printed board.
  • Duplexers that convert received and transmitted signals and antenna-shared signals are used in front-end units of cellular phones and the like.
  • a duplexer discrete components in which a transmission filter, a reception filter, and a phase adjustment circuit are integrated have come to be employed as a duplexer, and the duplexer is mounted on a substrate to constitute a duplexer module.
  • a coupler may be inserted into the antenna sharing line connected to the antenna sharing terminal of the duplexer to transmit a part of the power of the transmission signal to the monitor line and monitor the transmission output (see, for example, Patent Document 1). .)
  • the reception sensitivity of the received signal deteriorates due to the insertion loss of the coupler inserted in the antenna shared line. Further, the isolation of the monitor line with respect to the reception line is deteriorated, and the isolation is also deteriorated between the transmission line and the reception line. Therefore, it is conceivable to insert a coupler in the transmission line connected to the transmission signal terminal of the duplexer. However, in that case, the signal detected by the coupler at that position does not include the influence of insertion loss due to the duplexer itself, and accurate monitoring of the transmission signal becomes difficult.
  • an object of the present invention is to provide a duplexer module that can accurately monitor a transmission signal without degrading reception sensitivity and isolation.
  • the present invention is a duplexer module that converts a transmission signal, a reception signal, and an antenna shared signal, and includes a transmission line, a reception line, an antenna shared line, and a monitor line.
  • a transmission filter is inserted into the transmission line.
  • the transmission filter passes the transmission signal.
  • a reception filter is inserted into the reception line.
  • the reception filter passes the reception signal.
  • the antenna shared line is connected to the transmission line and the reception line via a connection portion, and the antenna shared signal passes therethrough.
  • a part of the power of the transmission signal passes through the monitor line.
  • a monitor element that transmits part of the power of the transmission signal to the monitor line is inserted between the transmission filter and the connection unit.
  • the monitor element is inserted into the transmission line, and there is no insertion loss of the monitor element between the antenna shared line and the reception line through which the received signal passes. Further, the isolation between the monitor line and the reception line is increased. Furthermore, the monitor element is inserted on the antenna sharing line side from the transmission filter in the transmission line, and the transmission signal affected by the insertion loss due to the transmission filter can be monitored.
  • a phase adjustment circuit for adjusting the phases of the transmission signal and the reception signal may be arranged between the connection unit and the transmission filter and between the connection unit and the reception filter.
  • the monitor element of the present invention may be a coupler that couples the monitor line and the transmission line.
  • an isolator or the like can be used as the monitor element.
  • the coupler of the present invention includes first and second lines that are insulated and coupled to each other, the first line forms at least a part of the phase adjustment circuit, and the second line is inserted into the monitor line to be transmitted signal It is preferable to transmit a part of the power to the monitor line.
  • a duplexer is composed of a transmission filter, a reception filter, and a phase adjustment circuit.
  • the duplexer module includes a main surface rectangular substrate and a plurality of mounting electrodes arranged along an outer edge of the mounting surface of the substrate, and a mounting electrode connected to one end of the transmission line and one of the receiving lines. It is preferable that the mounting electrodes connected to the ends are arranged along different sides of the outer edge. When the mounting electrode that affects the reception signal and the mounting electrode that affects the transmission signal are close to each other, there arises a problem that isolation between lines is lowered. Therefore, in the present invention, the mounting electrodes can be arranged on different sides of the outer edge to improve isolation.
  • a mounting electrode connected to one end of the monitor line and a mounting electrode connected to one end of the reception line or one end of the transmission line are respectively arranged along different sides of the outer edge. It is preferable. When these mounting electrodes are close to each other, there arises a problem that isolation between lines is lowered. Therefore, in the present invention, the mounting electrodes can be arranged on different sides of the outer edge to improve isolation.
  • the transmission filter, the reception filter, and the coupler are mounted on the surface electrode disposed on the second main surface facing the first main surface of the substrate, and the surface electrode on which one end of the first line of the coupler is mounted is
  • the connection portion may be connected via at least one of a pattern electrode and a via electrode provided on the substrate.
  • the transmission filter and the reception filter of the present invention are integrated discrete components, and may include a terminal pair connected to the monitor element. As a result, the monitor element can be inserted even when an integral filter is used.
  • the monitor element is inserted into the transmission line, and there is no insertion loss of the monitor element between the antenna shared line and the reception line through which the received signal passes, so that the reception sensitivity can be improved. Further, since the monitor element is inserted on the antenna sharing line side from the transmission filter in the transmission line, it is possible to accurately monitor the transmission signal in which the insertion loss due to the transmission filter has occurred.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a duplexer module according to the first embodiment of the present invention. It is a figure explaining the structural example of the duplexer module which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a figure explaining the structural example of the duplexer module which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is a figure explaining the structural example of the duplexer module which concerns on the 4th Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a duplexer module according to the first embodiment of the present invention.
  • 1A is a side sectional view of the duplexer module 1
  • FIG. 1B is a bottom view of the duplexer module 1
  • FIG. 1C is a schematic equivalent circuit diagram of the duplexer module.
  • the duplexer module 1 includes a printed circuit board 2A, a resin mold 2B, a duplexer DUP, and a coupler CPL.
  • the bottom surface which is one main surface of the printed board 2A, is a module mounting surface including mounting electrodes. Each mounting electrode is used as one of a ground port GND, a transmission port TX, a reception port RX, an antenna port ANT, and a monitor port MON, which are external connection ports of the duplexer module 1.
  • the top surface which is the other main surface of the printed circuit board 2A, is a chip mounting surface having a plurality of surface electrodes (not shown), and mounts a duplexer DUP and a coupler CPL, which are discrete components.
  • the duplexer DUP is formed by integrating a surface acoustic wave type transmission filter and a reception filter on a piezoelectric substrate.
  • the duplexer DUP includes an antenna common terminal Ant, a reception output terminal RXout, a transmission input terminal TXin, a transmission output terminal TXout, and a coupler input terminal CPLin shown in the equivalent circuit diagram as connection terminals. These terminals are connected to the surface electrode of the printed circuit board 2A. Connected using solder etc.
  • the coupler CPL is a non-reciprocal circuit and transmits a transmission signal in only one direction, and the monitor line 6 is weakly coupled to the transmission line 5.
  • a via electrode is connected between the surface electrode and the mounting electrode in the printed board 2A.
  • the duplexer DUP and the coupler CPL are molded on the printed circuit board 2A with a resin mold 2B.
  • each mounting electrode that functions as the transmission port TX, the reception port RX, the antenna port ANT, and the monitor port MON in the duplexer module functions as the ground port GND. It arrange
  • the duplexer module 1 includes an antenna shared line 3, a reception line 4, a transmission line 5, and a monitor line 6.
  • a transmission filter Tx, a reception filter Rx, and a phase adjustment circuit 7 are provided as circuit elements incorporated in the duplexer DUP, and a first line CPL1 and a second line CPL2 are provided as circuit elements constituting the coupler CPL.
  • the phase adjustment circuit 7 includes a transmission-side phase adjustment line and a reception-side phase adjustment line (not shown).
  • the antenna shared line 3 connects the phase adjustment circuit 7 and the antenna port ANT, through which the antenna shared signal passes, and is connected to the antenna shared terminal Ant of the duplexer DUP.
  • the reception line 4 connects the phase adjustment circuit 7 and the reception port RX, and is a line through which a reception signal passes.
  • a reception filter Rx is inserted between the phase adjustment circuit 7 and the reception port RX, and the duplexer The DUP receive output terminal RXout is connected.
  • the transmission line 5 connects the transmission port TX and the phase adjustment circuit 7 and is a line through which a transmission signal passes.
  • a transmission filter Tx and a first line CPL1 of a coupler CPL are inserted between the transmission port TX and the phase adjustment circuit 7, and a transmission input terminal TXin, a transmission output terminal TXout, and a coupler input terminal CPLin of the duplexer DUP are provided. It is connected.
  • the monitor line 6 is a line that connects the ground port GND and the monitor port MON and through which a part of the transmission signal passes, and includes the second line CPL2 of the coupler CPL.
  • the duplexer module 1 having such a circuit configuration converts a transmission signal, a reception signal, and an antenna shared signal.
  • a transmission filter Tx inserted in the transmission line 5 passes a transmission signal in a predetermined frequency band.
  • a reception filter Rx inserted in the reception line 4 passes a reception signal in a predetermined frequency band.
  • the phase adjustment circuit 7 adjusts the phases of the transmission signal and the reception signal to match them.
  • the coupler CPL the first line CPL1 and the second line CPL2 are coupled, and part of the power of the transmission signal is transmitted to the monitor line 6 and output from the monitor port MON.
  • the first line CPL1 of the coupler CPL is inserted between the transmission filter Tx and the phase adjustment circuit 7 in the transmission line 5. Therefore, a part of the power of the transmission signal affected by the insertion loss due to the transmission filter Tx can be output from the monitor port MON. Thereby, based on the output from the monitor port MON, feedback control that compensates for the influence of variation in the characteristics of the transmission filter Tx can be performed with high accuracy on the set board side connected to the outside of the duplexer module 1. Become. Further, since the coupler CPL is not inserted into the antenna sharing line 3 and the reception line 4, the reception signal is not affected by the insertion loss of the coupler CPL, and the reception sensitivity of the duplexer module 1 can be improved. Further, since the coupler CPL is inserted in the transmission line 5, the isolation between the monitor line 6 and the reception line 4 can be improved as compared with the case where the coupler CPL is inserted in the antenna sharing line 3.
  • the configuration example using the printed circuit board 2A is shown, but a multilayer board may be used instead of the printed circuit board.
  • the coupler CPL which is a discrete component may be configured by a pattern electrode or the like provided on the substrate. Further, an isolator may be adopted as the monitor element instead of the coupler.
  • adopts the duplexer DUP which is a discrete component was shown, you may comprise a transmission filter and a receiving filter as a single discrete component, respectively.
  • the present invention can be suitably implemented with any configuration as long as the monitor element is employed in the subsequent stage of the transmission filter that constitutes the duplexer in the transmission line.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram illustrating a configuration example of a duplexer module according to the second embodiment of the present invention.
  • the duplexer module 11 includes an antenna shared line 13, a reception line 14, a transmission line 15, and a monitor line 16. Further, a transmission filter Tx, a reception filter Rx, and a phase adjustment / coupler circuit 17 are provided as circuit elements. The configuration of the equivalent circuit of the duplexer module 11 other than the phase adjustment / coupler circuit 17 is the same as that of the duplexer module 1 of the first embodiment.
  • the antenna sharing line 13, the reception line 14, and the transmission line 15 are connected to each other through a connection unit 50.
  • the antenna shared line 13 connects the connection unit 50 and the antenna port ANT, and the antenna shared signal passes therethrough.
  • the reception line 14 connects the connection unit 50 and the reception port RX, and a reception signal passes therethrough.
  • a reception filter Rx and a phase adjustment line 51 on the reception side of the phase adjustment / coupler circuit 17 are inserted in the reception line 14.
  • the transmission line 15 connects the connection unit 50 and the transmission port TX, and a transmission signal passes therethrough.
  • a transmission filter Tx and a first line CPL1 of the phase adjustment / coupler circuit 17 are inserted in the transmission line 15.
  • the monitor line 16 connects the ground port GND and the monitor port MON, and a part of the transmission signal for monitoring the transmission signal passes therethrough.
  • the second line CPL2 of the phase adjustment / coupler circuit 17 is inserted into the monitor line 16.
  • the phase adjustment / coupler circuit 17 is coupled to the first line CPL1 and the second line CPL2, and outputs a part of the power of the transmission signal to the monitor port MON. Further, the phase of the transmission signal is adjusted by the first line CPL1 to match the reception signal. In this embodiment, the insertion loss of the phase adjustment circuit can be reduced and the module size can be reduced by combining the first line CPL and the phase adjustment line on the transmission side as compared with the first embodiment. Can also be planned.
  • the discrete filter may include a transmission filter Tx, a reception filter Rx, and a phase adjustment / coupler circuit 17. Only Tx and reception filter Rx may be incorporated. Further, the transmission filter Tx and the reception filter Rx may be mounted on the substrate as separate discrete parts.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram illustrating a configuration example of a duplexer module according to the third embodiment of the present invention.
  • the duplexer module 21 includes an antenna shared line 23, a reception line 24, a transmission line 25, and a monitor line 26.
  • a transmission filter Tx, a reception filter Rx, an isolator ISO, and a phase adjustment circuit 27 are provided as circuit elements.
  • the configuration is the same as that of the duplexer module 1 of the first embodiment.
  • the antenna shared line 23 is a line that connects the phase adjustment circuit 27 and the antenna port ANT and through which the antenna shared signal passes.
  • the reception line 24 connects the phase adjustment circuit 27 and the reception port RX, and is a line through which a reception signal passes.
  • a reception filter Rx is inserted in the reception line 24.
  • the transmission line 25 connects the transmission port TX and the phase adjustment circuit 27, and is a line through which a transmission signal passes.
  • a transmission filter Tx and an isolator ISO are inserted therein.
  • the monitor line 26 connects a connection point between the transmission filter Tx and the isolator ISO in the transmission line 25 and the monitor port MON, and is a line through which a signal for monitoring the transmission signal passes.
  • the monitor port MON is connected to the transmission line 25. Capacitors for coupling are inserted.
  • the isolator ISO which is a non-reciprocal circuit like the coupler, transmits the transmission signal only in one direction.
  • the monitor line 26 is coupled to the transmission line 25 by a capacitor inserted into the monitor line 26, and a part of the transmission signal is output to the monitor port MON.
  • the duplexer module 21 has the same electrical effect as the coupler CPL in the duplexer module 1 of the first embodiment. Therefore, a part of the power of the transmission signal affected by the insertion loss due to the transmission filter Tx can be output from the monitor port MON, and the reception sensitivity of the duplexer module 21 can be improved.
  • the impedance of the transmission filter Tx is kept at 50 ⁇ even if the impedance of the antenna fluctuates. Therefore, the transmission characteristics can be stabilized, and the characteristics of the power amplifier connected to the transmission filter Tx can also be stabilized.
  • the discrete filter when the duplexer module 21 is configured by mounting the discrete components of the duplexer on the substrate, the discrete filter includes a transmission filter Tx, a reception filter Rx, and a phase adjustment circuit 27.
  • the transmission filter Tx and the reception filter Rx may be incorporated.
  • the transmission filter Tx and the reception filter Rx may be mounted on the substrate as separate discrete parts.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a duplexer module according to the fourth embodiment of the present invention.
  • 4A is a schematic equivalent circuit diagram of the duplexer module
  • FIG. 4B is a mounting surface view of the duplexer module.
  • the duplexer module 31 includes a duplexer DUP and an amplifier circuit unit 39, and includes an antenna shared line 33, a reception line 34, a transmission line 35, a monitor line 36, and a power supply line 38.
  • Mounting electrodes are provided.
  • the duplexer DUP has a circuit configuration similar to the circuit configuration employed in the duplexer module 11 of the second embodiment, and includes a transmission filter Tx, a reception filter Rx, and a phase adjustment / coupler circuit 37 as circuit elements.
  • the amplifier circuit unit 39 is configured using a power amplifier that amplifies the transmission signal.
  • the antenna sharing line 33, the reception line 34, and the transmission line 35 are connected to each other by a connection unit 50.
  • the antenna shared line 33 connects the connection unit 50 and the antenna port ANT, and the antenna shared signal passes therethrough.
  • the reception line 34 connects the reception port RX and the connection unit 50 via the reception filter Rx, and the reception signal passes therethrough.
  • the transmission line 35 connects the transmission port TX and the connection unit 50 via the amplification circuit unit 39, the transmission filter Tx, and the phase adjustment / coupler circuit 37, and the transmission signal passes therethrough.
  • the monitor line 36 connects the ground port GND and the monitor port MON, and is a line through which a signal for monitoring the transmission signal passes.
  • the power supply ports Vcc1 and Vcc2 supply power to the amplifier circuit unit 39.
  • the insertion loss of the phase adjustment circuit can be reduced, and the module size can be reduced.
  • the plurality of mounting electrodes provided on the mounting surface of the duplexer module 31 are arranged along the outer edge of the mounting surface, and each of the mounting electrodes to be the transmission port TX, the reception port RX, the antenna port ANT, and the monitor port MON is arranged. Arranged on different sides. Further, the mounting electrodes that are to be the ground port GND are arranged between the mounting electrodes. Thereby, signal leakage among the transmission port TX, the reception port RX, the antenna port ANT, and the monitor port MON can be suppressed, and isolation between the transmission signal and the reception signal can be ensured to the maximum. In particular, by placing the monitor port MON on a different side from the receive port RX and antenna port ANT, the risk that the output signal from the monitor port MON leaks and the isolation between the transmitted signal and the received signal is reduced is suppressed. can do.
  • the present invention can be suitably implemented by arranging the monitor element in the subsequent stage of the transmission filter of the duplexer in the transmission line.

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Abstract

　デュプレクサモジュールにおいて受信感度を劣化させること無く、送信信号を正確にモニタリングする。デュプレクサモジュール（１）は送信ライン（５）と受信ライン（４）とアンテナ共用ライン（３）とを備え、送信信号および受信信号とアンテナ共用信号とを変換する。送信ライン（５）は送信フィルタ（Tx）が挿入され、送信フィルタ（Tx）は送信信号を通過させ受信信号を阻止する。受信ライン（４）は受信フィルタ（Rx）が挿入され、受信フィルタ（Rx）は受信信号を通過させ送信信号を阻止する。送信ライン（５）の送信フィルタ（Tx）よりも後段には、送信信号を検出するカプラ（CPL）の第１線路（CPL1）が挿入される。

Description

デュプレクサモジュール
　この発明は、多層基板やプリント基板に設けたデュプレクサに送信出力をモニタするためのモニタ素子を接続したデュプレクサモジュールに関する。
　携帯電話などのフロントエンド部に、受信信号および送信信号とアンテナ共用信号とを変換するデュプレクサが採用される。近年はデュプレクサとして送信フィルタと受信フィルタと位相調整回路とを一体化したディスクリート部品が採用されるようになってきていて、そのデュプレクサは基板に搭載されてデュプレクサモジュールを構成する。デュプレクサモジュールでは、デュプレクサのアンテナ共用端子に接続されるアンテナ共用ラインにカプラを挿入して送信信号の電力の一部をモニタラインに伝達し、送信出力をモニタすることがある（例えば特許文献１参照。）。
特開平０９－２７０６１９号公報
　上記デュプレクサモジュールでは、アンテナ共用ラインに挿入するカプラの挿入損失によって、受信信号の受信感度が劣化してしまう。また、受信ラインに対するモニタラインのアイソレーションが劣化し、送信ラインと受信ラインとの間でもアイソレーションが劣化してしまう。そこで、デュプレクサの送信信号端子に接続される送信ラインにカプラを挿入することが考えられる。しかしながらその場合には、その位置のカプラで検出する信号にはデュプレクサ自体による挿入損失などの影響が含まれず、送信信号の正確なモニタリングが難しくなる。
　そこで本発明は、受信感度やアイソレーションを劣化させること無く、送信信号を正確にモニタリングできるデュプレクサモジュールの提供を目的とする。
　この発明は、送信信号および受信信号とアンテナ共用信号とを変換するデュプレクサモジュールであって、送信ラインと受信ラインとアンテナ共用ラインとモニタラインとを備える。送信ラインには送信フィルタが挿入される。送信フィルタは送信信号を通過させる。受信ラインには受信フィルタが挿入される。受信フィルタは受信信号を通過させる。アンテナ共用ラインは、送信ラインと受信ラインとに接続部を介して接続されアンテナ共用信号が通過する。モニタラインは送信信号の電力の一部が通過する。送信フィルタと接続部との間に、送信信号の電力の一部をモニタラインに伝達するモニタ素子が挿入されている。
　この構成では、モニタ素子が送信ラインに挿入され、受信信号の通過するアンテナ共用ラインと受信ラインとにはモニタ素子の挿入損失が生じない。また、モニタラインと受信ラインとの間でのアイソレーションが高まる。さらには、モニタ素子が送信ラインにおける送信フィルタよりアンテナ共用ライン側に挿入され、送信フィルタによる挿入損失の影響を受けた送信信号をモニタリングできる。
　この発明のデュプレクサモジュールは、接続部と送信フィルタとの間、および、接続部と受信フィルタとの間に、送信信号および受信信号の位相を調整するための位相調整回路を配置していてもよい。
　この発明のモニタ素子はモニタラインと送信ラインとの間を結合させるカプラであってもよい。モニタ素子としてはカプラの他にもアイソレータなどを採用できる。
　この発明のカプラは互いに絶縁して結合する第１および第２の線路を備え、第１の線路は位相調整回路の少なくとも一部を構成し、第２の線路はモニタラインに挿入されて送信信号の電力の一部をモニタラインに伝達すると好適である。一般にデュプレクサは送信フィルタと受信フィルタと位相調整回路とで構成されるが、カプラの第1の線路に位相調整機能を持たせることで、位相調整回路を省くことができその挿入損失を低減することが可能になる。また、位相調整回路を省くことでモジュールサイズの小型化も進展させられる。
　この発明のデュプレクサモジュールは、主面矩形状の基板と基板の実装面の外縁に沿って配した複数の実装電極とを備え、送信ラインの一方端に接続される実装電極と、受信ラインの一方端に接続される実装電極と、を前記外縁の異なる辺に沿ってそれぞれ配置すると好適である。受信信号に影響する実装電極と送信信号に影響する実装電極とが近接すると、ライン間のアイソレーションが低下する問題が生じる。そこで、本発明ではそれらの実装電極を外縁の異なる辺に配することで、アイソレーションを向上させられる。
　この発明のデュプレクサモジュールは、モニタラインの一方端に接続される実装電極と、受信ラインの一方端または送信ラインの一方端に接続される実装電極と、を前記外縁の異なる辺に沿ってそれぞれ配置すると好適である。これらの実装電極が近接すると、ライン間のアイソレーションが低下する問題が生じる。そこで、本発明ではそれらの実装電極を外縁の異なる辺に配することで、アイソレーションを向上させられる。
　送信フィルタと受信フィルタとカプラとは、基板の第1の主面に対向する第２の主面に配置した表面電極に搭載され、カプラの第１の線路の一方端が搭載される表面電極は、基板に設けたパターン電極とビア電極とのうちの少なくとも一方を介して前記接続部に接続されてもよい。
　この発明の送信フィルタおよび受信フィルタは一体化されたディスクリート部品であり、モニタ素子に接続される端子対を備えてもよい。これにより、一体構成のフィルタを用いていてもモニタ素子の挿入が可能になる。
　この発明によれば、モニタ素子が送信ラインに挿入されて、受信信号の通過するアンテナ共用ラインと受信ラインとにはモニタ素子の挿入損失が生じないので、受信感度を向上させられる。また、モニタ素子が送信ラインにおける送信フィルタよりアンテナ共用ライン側に挿入されるので、送信フィルタによる挿入損失が生じた送信信号を正確にモニタリングできる。
本発明の第1の実施形態に係るデュプレクサモジュールの構成例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るデュプレクサモジュールの構成例を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係るデュプレクサモジュールの構成例を説明する図である。 本発明の第４の実施形態に係るデュプレクサモジュールの構成例を説明する図である。
　図１は、本発明の第1の実施形態に係るデュプレクサモジュールの構成例を説明する図である。図１（Ａ）はデュプレクサモジュール１の側面断面図であり、図１（Ｂ）はデュプレクサモジュール１の底面図であり、図１（Ｃ）はデュプレクサモジュールの概略の等価回路図である。
　デュプレクサモジュール１は、プリント基板２Ａと樹脂モールド２ＢとデュプレクサDUPとカプラCPLとを備える。プリント基板２Ａの一方主面である底面は、実装電極を備えるモジュール実装面である。各実装電極は、デュプレクサモジュール１の外部接続ポートであるグランドポートGNDと送信ポートTXと受信ポートRXとアンテナポートANTとモニタポートMONとのいずれかとして利用される。プリント基板２Ａの他方主面である天面は、複数の表面電極（不図示）を備えるチップ搭載面であり、ディスクリート部品であるデュプレクサDUPとカプラCPLとを搭載する。デュプレクサDUPは表面弾性波型の送信フィルタと受信フィルタとを圧電基板上に一体化して構成したものである。デュプレクサDUPは接続端子として等価回路図に示すアンテナ共用端子Antと受信出力端子RXoutと送信入力端子TXinと送信出力端子TXoutとカプラ入力端子CPLinとを備え、これらの端子はプリント基板２Ａの表面電極とハンダなどを使って接続される。カプラCPLは非可逆回路であって送信信号を一方向のみに伝送し、モニタライン６は送信ライン５と弱く結合する。プリント基板２Ａにおける表面電極と実装電極との間はビア電極で接続している。デュプレクサDUPとカプラCPLとは、樹脂モールド２Ｂでプリント基板２Ａ上にモールドされている。
　本実施形態ではプリント基板２Ａの実装面に設ける実装電極のうち、デュプレクサモジュールにおいて送信ポートTX、受信ポートRX、アンテナポートANT、およびモニタポートMONとして機能するそれぞれの実装電極が、グランドポートGNDとして機能する実装電極を挟むように配置している。これにより、送信信号と受信信号とのアイソレーションを確保する。
　等価回路においてデュプレクサモジュール１は、アンテナ共用ライン３、受信ライン４、送信ライン５、およびモニタライン６を備える。また、デュプレクサDUPに内装される回路素子として送信フィルタTxと受信フィルタRxと位相調整回路７とを備え、カプラCPLを構成する回路素子として第１線路CPL1と第２線路CPL2とを備える。位相調整回路７は図示しない送信側の位相調整線路と受信側の位相調整線路を含んで構成される。
　アンテナ共用ライン３は、位相調整回路７とアンテナポートANTとを接続し、アンテナ共用信号が通過するラインであって、デュプレクサDUPのアンテナ共用端子Antが接続されている。
　受信ライン４は、位相調整回路７と受信ポートRXとを接続し、受信信号が通過するラインであって、位相調整回路７と受信ポートRXとの間に受信フィルタRxが挿入されていて、デュプレクサDUPの受信出力端子RXoutが接続されている。
　送信ライン５は、送信ポートTXと位相調整回路７とを接続し、送信信号が通過するラインである。送信ポートTXと位相調整回路７との間には送信フィルタTxとカプラCPLの第１線路CPL1とが挿入されていて、デュプレクサDUPの送信入力端子TXin、送信出力端子TXout、およびカプラ入力端子CPLinが接続されている。
　モニタライン６は、グランドポートGNDとモニタポートMONとを接続し、送信信号の一部が通過するラインであって、カプラCPLの第２線路CPL2を含んで構成されている。
　このような回路構成のデュプレクサモジュール１は送信信号および受信信号とアンテナ共用信号とを変換する。送信ライン５に挿入される送信フィルタTxは所定の周波数帯域の送信信号を通過させる。受信ライン４に挿入される受信フィルタRxは所定の周波数帯域の受信信号を通過させる。位相調整回路７は送信信号と受信信号との位相を調整して両者の整合をとる。カプラCPLは第１線路CPL1と第２線路CPL2とが結合していて、送信信号の電力の一部をモニタライン６に伝達しモニタポートMONから出力させる。
　カプラCPLの第１線路CPL1は送信ライン５における送信フィルタTxと位相調整回路７との間に挿入されている。このため、送信フィルタTxによる挿入損失の影響を受けた送信信号の電力の一部をモニタポートMONから出力できる。これにより、モニタポートMONからの出力に基づいて、送信フィルタTxの特性バラツキの影響などを補うフィードバック制御を、デュプレクサモジュール１の外部に接続されるセット基板側で高精度に実施することが可能になる。また、カプラCPLがアンテナ共用ライン３および受信ライン４に挿入されていないので受信信号がカプラCPLの挿入損失の影響を受けず、デュプレクサモジュール１の受信感度を向上させられる。また、カプラCPLを送信ライン５に挿入しているので、アンテナ共用ライン３に挿入する場合よりも、モニタライン６と受信ライン４とのアイソレーションを高められる。
　なお、本実施形態ではプリント基板２Ａを採用する構成例を示したが、プリント基板に代えて多層基板を採用してもよい。また、ディスクリート部品であるカプラCPLを採用する構成例を示したが、基板に設けるパターン電極などによりカプラを構成するようにしてもよい。また、モニタ素子としてカプラに代えてアイソレータを採用してもよい。また、ディスクリート部品であるデュプレクサDUPを採用する構成例を示したが、送信フィルタと受信フィルタとをそれぞれ単体のディスクリート部品として構成してもよい。また、表面弾性波フィルタ以外のフィルタを採用してもよい。本発明は送信ラインにおけるデュプレクサを構成する送信フィルタの後段にモニタ素子を採用する構成であれば、どのような構成であっても好適に実施できる。
　図２は、本発明の第２の実施形態に係るデュプレクサモジュールの構成例を説明する等価回路図である。
　デュプレクサモジュール１１はアンテナ共用ライン１３と受信ライン１４と送信ライン１５とモニタライン１６とを備える。また、回路素子として送信フィルタTxと受信フィルタRxと位相調整・カプラ回路１７とを備える。デュプレクサモジュール１１の等価回路における位相調整・カプラ回路１７以外の構成は、第1の実施形態のデュプレクサモジュール１と同様である。
　アンテナ共用ライン１３と受信ライン１４と送信ライン１５とは接続部５０で互いに接続されている。アンテナ共用ライン１３は接続部５０とアンテナポートANTとを接続し、アンテナ共用信号が通過する。受信ライン１４は接続部５０と受信ポートRXとを接続し、受信信号が通過する。この受信ライン１４には、受信フィルタRxと位相調整・カプラ回路１７の受信側の位相調整線路５１とが挿入されている。送信ライン１５は接続部５０と送信ポートTXとを接続し、送信信号が通過する。この送信ライン１５には、送信フィルタTxと位相調整・カプラ回路１７の第１線路CPL1とが挿入されている。モニタライン１６は、グランドポートGNDとモニタポートMONとを接続し、送信信号をモニタするための送信信号の一部が通過する。このモニタライン１６には、位相調整・カプラ回路１７の第２線路CPL2が挿入されている。
　このような回路構成のデュプレクサモジュール１１では、位相調整・カプラ回路１７は第１線路CPL1と第２線路CPL2とが結合していて送信信号の電力の一部をモニタポートMONに出力する。さらに、第１線路CPL1により送信信号の位相を調整して受信信号との整合をとる。本実施形態においては第１線路CPLと送信側の位相調整線路とを兼用することにより、第1の実施形態に比べて、位相調整回路の挿入損失を低減することができ、モジュールサイズの小型化も図れる。
　なお、デュプレクサのディスクリート部品を基板に搭載してデュプレクサモジュール１１を構成する場合、そのディスクリート部品に送信フィルタTxと受信フィルタRxと位相調整・カプラ回路１７とを内蔵するようにしてもよく、送信フィルタTxおよび受信フィルタRxのみを内蔵するようにしてもよい。また、送信フィルタTxと受信フィルタRxとを別体のディスクリート部品として基板に搭載しても良い。
　図３は、本発明の第３の実施形態に係るデュプレクサモジュールの構成例を説明する等価回路図である。
　デュプレクサモジュール２１はアンテナ共用ライン２３と受信ライン２４と送信ライン２５とモニタライン２６とを備える。また、回路素子として送信フィルタTxと受信フィルタRxとアイソレータISOと位相調整回路２７とを備える。デュプレクサモジュール２１のアイソレータISOの回路構成の他は、第1の実施形態のデュプレクサモジュール１と同様の構成である。
　アンテナ共用ライン２３は、位相調整回路２７とアンテナポートANTとを接続し、アンテナ共用信号が通過するラインである。受信ライン２４は、位相調整回路２７と受信ポートRXとを接続し、受信信号が通過するラインであって、受信フィルタRxが挿入されている。送信ライン２５は、送信ポートTXと位相調整回路２７とを接続し、送信信号が通過するラインであって、送信フィルタTxとアイソレータISOとが挿入されている。モニタライン２６は、送信ライン２５における送信フィルタTxとアイソレータISOとの接続点とモニタポートMONとを接続し、送信信号をモニタする信号が通過するラインであって、モニタポートMONを送信ライン２５に結合させるためのコンデンサが挿入されている。
　このような回路構成のデュプレクサモジュール２１では、カプラと同様に非可逆回路であるアイソレータISOが、送信信号を一方向のみに伝送する。そして、モニタライン２６に挿入するコンデンサにより、モニタライン２６を送信ライン２５に結合させ、送信信号の一部をモニタポートMONに出力する。このため、デュプレクサモジュール２１では、第1の実施形態のデュプレクサモジュール１におけるカプラCPLと同様な電気的作用を奏することになる。したがって、送信フィルタTxによる挿入損失の影響を受けた送信信号の電力の一部をモニタポートMONから出力でき、その上、デュプレクサモジュール２１の受信感度を向上させられる。また、アイソレータを使用した場合、アンテナのインピーダンスが変動しても送信フィルタTxのインピーダンスは５０Ωに保たれる。よって、送信特性を安定にすることができ、送信フィルタTxに接続されるパワーアンプの特性も安定にすることができる。
　なお、このデュプレクサモジュール２１においても、デュプレクサのディスクリート部品を基板に搭載してデュプレクサモジュール２１を構成する場合、そのディスクリート部品に送信フィルタTxと受信フィルタRxと位相調整回路２７とを内蔵するようにしてもよく、送信フィルタTxと受信フィルタRxとのみを内蔵するようにしてもよい。また、送信フィルタTxと受信フィルタRxとを別体のディスクリート部品として基板に搭載しても良い。
　図４は、本発明の第４の実施形態に係るデュプレクサモジュールの構成例を説明する図である。図４（Ａ）はデュプレクサモジュールの概略の等価回路図であり、図４（Ｂ）はデュプレクサモジュールの実装面図である。
　デュプレクサモジュール３１はデュプレクサDUPと増幅回路部３９とを備え、アンテナ共用ライン３３、受信ライン３４、送信ライン３５、モニタライン３６、および電源ライン３８を有している。デュプレクサモジュール３１の実装面には、デュプレクサモジュール３１の外部接続ポートであるグランドポートGND、送信ポートTX、受信ポートRX、アンテナポートANT、モニタポートMON、電源ポートＶcc1，Vcc2のいずれかとして利用される実装電極を設けている。
　デュプレクサDUPは、第２の実施形態のデュプレクサモジュール１１で採用した回路構成と同様な回路構成としていて、回路素子として送信フィルタTxと受信フィルタRxと位相調整・カプラ回路３７とを備える。増幅回路部３９は送信信号を増幅するパワーアンプなどを用いて構成している。
　アンテナ共用ライン３３と受信ライン３４と送信ライン３５とは接続部５０で互いに接続されている。アンテナ共用ライン３３は接続部５０とアンテナポートANTとを接続し、アンテナ共用信号が通過する。受信ライン３４は受信フィルタRxを介して受信ポートRXと接続部５０とを接続し、受信信号が通過する。送信ライン３５は、増幅回路部３９、送信フィルタTx、および位相調整・カプラ回路３７を介して送信ポートTXと接続部５０とを接続し、送信信号が通過する。モニタライン３６は、グランドポートGNDとモニタポートMONとを接続し、送信信号をモニタする信号が通過するラインである。なお電源ポートＶcc1，Vcc2は増幅回路部３９に電力を供給する。
　このような回路構成のデュプレクサモジュール３１では、第２の実施形態のデュプレクサモジュール１１と同様に、位相調整回路の挿入損失を低減することができ、モジュールサイズの小型化も図れる。
　ここでは、デュプレクサモジュール３１の実装面に設ける複数の実装電極は実装面の外縁に沿って配列していて、送信ポートTX、受信ポートRX、アンテナポートANT、およびモニタポートMONになる実装電極それぞれを異なる辺に配置している。さらに、それらの実装電極の間に、グランドポートGNDになる実装電極が挟まれるように配置している。これにより、送信ポートTX、受信ポートRX、アンテナポートANT、およびモニタポートMONの間での信号の漏れを抑制でき、送信信号と受信信号とのアイソレーションを最大限に確保することができる。特に、モニタポートMONを受信ポートRXおよびアンテナポートANTとは異なる辺に配置することで、モニタポートMONからの出力信号が漏れて、送信信号と受信信号とのアイソレーションが低下する危険性を抑制することができる。
　以上の実施形態で説明したように、送信ラインにおけるデュプレクサの送信フィルタの後段にモニタ素子を配置することで、本発明は好適に実施することができる。
　１，１１，２１，３１…デュプレクサモジュール
　２Ａ…プリント基板
　２Ｂ…樹脂モールド
　３，１３，２３，３３…アンテナ共用ライン
　４，１４，２４，３４…受信ライン
　５，１５，２５，３５…送信ライン
　６，１６，２６，３６…モニタライン
　７，２７…位相調整回路
　１７，３７…位相調整・カプラ回路
　３８…電源ライン
　３９…増幅回路部
　５０…接続点
　ANT…アンテナポート
　GND…グランドポート
　MON…モニタポート
　RX…受信ポート
　TX…送信ポート
　Ｖcc1，Vcc2…電源ポート
　ISO…アイソレータ
　CPL…カプラ
　CPL1…第１線路
　CPL2…第２線路
　DUP…デュプレクサ
　Rx…受信フィルタ
　Tx…送信フィルタ
　Ant…アンテナ共用端子
　CPLin…カプラ入力端子
　RXout…受信出力端子
　TXin…送信入力端子
　TXout…送信出力端子

Claims (9)

  1. 　送信信号および受信信号とアンテナ共用信号とを変換するデュプレクサモジュールであって、
    　前記送信信号を通過させる送信フィルタが挿入された送信ラインと、
    　前記受信信号を通過させる受信フィルタが挿入された受信ラインと、
    　前記送信ラインと前記受信ラインとに接続部を介して接続され前記アンテナ共用信号が通過するアンテナ共用ラインと、
    　前記送信信号の電力の一部が通過するモニタラインと、を備え、
    　前記送信フィルタと前記接続部との間に、前記送信信号の電力の一部を前記モニタラインに伝達するモニタ素子が挿入された、デュプレクサモジュール。
  2. 　前記送信信号および前記受信信号の位相を調整するための位相調整回路を、前記接続部と前記送信フィルタとの間、および、前記接続部と前記受信フィルタとの間、に配置した請求項１に記載のデュプレクサモジュール。
  3. 　前記モニタ素子は前記モニタラインと前記送信ラインとの間を結合させるカプラである請求項１または２に記載のデュプレクサモジュール。
  4. 　前記カプラは互いに絶縁して結合する第１および第２の線路を備え、前記第１の線路は前記位相調整回路の少なくとも一部を構成し、前記第２の線路は前記モニタラインに挿入されて前記送信信号の電力の一部を前記モニタラインに伝達する請求項３に記載のデュプレクサモジュール。
  5. 　前記もに他素子は、アイソレータとコンデンサで構成された、請求項１または２に記載のデュプレクサモジュール。
  6. 　主面矩形状の基板と、
    　前記基板の第1の主面の外縁に沿って配置した複数の実装電極と、を備え、
    　前記送信ラインの一方端に接続される実装電極と、前記受信ラインの一方端に接続される実装電極と、を前記外縁の異なる辺に沿ってそれぞれ配置した、請求項１～５のいずれかに記載のデュプレクサモジュール。
  7. 　前記モニタラインの一方端に接続される実装電極と、前記受信ラインの一方端または前記送信ラインの一方端に接続される実装電極と、を前記外縁の異なる辺に沿ってそれぞれ配置した、請求項６に記載のデュプレクサモジュール。
  8. 　前記送信フィルタと前記受信フィルタと前記カプラとは、前記基板の前記第1の主面に対向する第２の主面に配置した表面電極に搭載され、
    　前記カプラの前記第１の線路の一方端が搭載される表面電極は、前記基板に設けたパターン電極とビア電極とのうちの少なくとも一方を介して前記接続部に接続される、請求項６または７に記載のデュプレクサモジュール。
  9. 　前記送信フィルタおよび前記受信フィルタは一体化されたディスクリート部品であり、前記モニタ素子に接続される端子対を備える、請求項１～８のいずれかに記載のデュプレクサモジュール。
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