WO2014097768A1

WO2014097768A1 - スイッチモジュールおよび無線通信機器

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Publication number: WO2014097768A1
Application number: PCT/JP2013/080384
Authority: WO
Inventors: 孝紀上嶋
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2014-06-26
Also published as: US9553630B2; KR101690100B1; DE112013006057B4; US20150280774A1; JPWO2014097768A1; KR20150076241A; CN104871435A; DE112013006057T5; CN104871435B; JP5935902B2

Abstract

　小型化および部品の簡素化を図りつつ、バンド間の干渉を防止することができるスイッチモジュールを提供することを目的とする。　スイッチモジュール１は、共通端子ＡＮＴと、それぞれ対応する信号経路ＳＬ１～ＳＬ１０に接続される複数の個別端子と、共通端子ＡＮＴと各個別端子のいずれかとを選択的に切換接続するスイッチ部７とを有するスイッチＩＣ３と備え、スイッチ部７は、それぞれその一端がスイッチＩＣ３内において共通端子ＡＮＴに接続される複数の第１のスイッチと、その一端が配線基板に設けられた接続配線電極を経由して共通端子ＡＮＴに接続される少なくとも１つの第２のスイッチとを備える。これにより、第２のスイッチの一端がスイッチＩＣ３内で共通端子ＡＮＴに直接接続されないため、第１のスイッチに伝送される通信信号と第２のスイッチに伝送される通信信号との相互干渉を防止することができる。

Description

スイッチモジュールおよび無線通信機器

本発明は、マルチバンドの通信信号の送受信に対応可能なスイッチモジュールおよびこのスイッチモジュールを備える無線通信機器に関する。

　近年の携帯電話では、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆоｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：登録商標）方式、Ｗ－ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ　Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式等、複数の通信方式による通信を可能に構成することにより、通話の円滑化を図るとともに、大容量のデータの高速通信に対応している。この場合、携帯電話機内に周波数帯域の異なる複数の通信信号が伝送されるため、従来では、図８に示すように、共通アンテナ１０１と各通信信号それぞれに対応する複数の信号経路のいずれかとを切換接続することができるスイッチモジュール１００が提案されている（特許文献１）。

　このスイッチモジュール１００は、２．４ＧＨｚ帯の通信信号の送受信と５ＧＨｚ帯の通信信号の送受信に対応するモジュールであり、２．４ＧＨｚ帯用のフロントエンド回路１０２ａおよび５ＧＨｚ帯用のフロントエンド回路１０２ｂと、両フロントエンド回路共通のバンドパスフィルタ１０３と、両フロントエンド回路１０２ａ，１０２ｂのうちの一つを選択的に共通アンテナ１０１およびバンドパスフィルタ１０３に接続するスイッチ１０４とを備える。

　また、２．４ＧＨｚ帯用のフロントエンド回路１０２ａは、局発用のＶＣＯ１０５ａ（Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、送信時のアップコンバート用のミキサ１０６ａ１、受信時のダウンコンバート用のミキサ１０６ａ２、送信用のパワーアンプ１０７ａ１、受信用の低雑音アンプ１０７ａ２、および送受切換用のスイッチ１０８ａにより構成される。

　５ＧＨｚ帯用のフロントエンド回路１０２ｂも、同様に、局発用のＶＣＯ１０５ｂ、送信時のアップコンバート用のミキサ１０６ｂ１、受信時のダウンコンバート用のミキサ１０６ｂ２、送信用のパワーアンプ１０７ｂ１、受信用の低雑音アンプ１０７ｂ２、および送受切換用のスイッチ１０８ｂによって構成される。

　ところで、この種のスイッチモジュールでは、スイッチや分波器（デュプレクサ）に通信信号が入力されたときに、その信号の高調波（例えば２次高調波や３次高調波）がスプリアスとして発生する場合があり、上記したような、周波数帯域の異なる複数の通信信号が扱われるスイッチモジュール１００においては、通信信号のスイッチ入力時に発生した高調波成分が、他の通信信号に干渉し、該他の通信信号の通信特性を劣化させるおそれがあった。そこで、上記したスイッチモジュール１００では、スイッチ１０４を設けるとともに、両フロントエンド回路１０２ａ，１０２ｂごとにスイッチ１０８ａ，１０８ｂを個別に設けることにより、２．４ＧＨｚ帯の通信信号の信号経路と５ＧＨｚ帯の通信信号の信号経路とを離して配置し、両バンドの通信信号が互いに干渉するのを防止している。

特開２００２－３３７１４号公報（段落００４６～００５０、図５等参照）

　しかしながら、従来のスイッチモジュール１００では、それぞれ異なる周波数帯域の通信信号が伝送される両フロントエンド回路１０２ａ，１０２ｂごとにスイッチ１０８ａ，１０８ｂが設けられているため、近年の携帯電話の小型化に伴うスイッチモジュールの小型化および簡素化の要請に対応するのが困難である。そこで、スイッチモジュールの小型・簡素化を図るために、異なるバンドごとに設けられていたスイッチ部分１０４，１０８ａ，１０８ｂを１つのＩＣで構成することが考えられるが、それぞれ異なる周波数帯域の通信信号を切換接続する複数のスイッチ部分１０４，１０８ａ，１０８ｂが近接して配置されること、また、各スイッチ部分１０４，１０８ａ，１０８ｂそれぞれが、ＩＣ内の共通アンテナ端子に接続されることにより、一のスイッチ部分で発生した高調波成分が、他のスイッチ部分やそのスイッチ部分に接続される信号経路に回り込み易くなり、異なるバンド間で通信信号が干渉するおそれがある。

　さらに、近年の携帯電話においては、異なる通信システム、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）とＧＳＭなどの通信システムに対して異なるアンテナを備えている場合もある。このような場合、ＧＳＭの８５０ＭＨｚ帯の信号の高調波がＧＰＳ信号の周波数と重なる場合があり、ＧＰＳ用のアンテナを介して当該高調波が入力されると、ＧＰＳの受信感度が劣化するおそれがある。

　また、複数のスイッチを１つのスイッチＩＣにまとめた場合、スイッチモジュールの設計を変更するたびにスイッチＩＣを設計し直す必要もあり、製造コストが増大する。

　本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、小型化および部品の簡素化を図りつつ、バンド間の干渉を防止することができ、かつ、設計変更に容易に対応することができるスイッチモジュールを提供することを目的とする。

　上記した目的を達成するために、本発明のスイッチモジュールは、周波数帯域の異なる複数の通信信号を送受信するための複数の信号経路を有するスイッチモジュールにおいて、配線基板と、前記配線基板に実装され、共通端子と、それぞれ対応する前記信号経路に接続される複数の個別端子と、前記共通端子と前記各個別端子のいずれかとを選択的に切換接続するスイッチ部とを有するスイッチＩＣと備え、前記スイッチ部は、それぞれその一端が前記スイッチＩＣ内において前記共通端子に接続されるとともにその他端が対応する前記個別端子に接続される複数の第１のスイッチと、前記スイッチＩＣ内において前記複数の第１のスイッチと接続されることなく、その一端が前記配線基板に設けられた接続配線電極を経由して前記共通端子に接続されるとともにその他端が前記スイッチＩＣ内において対応する前記個別端子に接続される少なくとも１つの第２のスイッチとを備えることを特徴としている。

　このように構成することにより、共通端子と周波数帯域の異なる通信信号が伝送される複数の信号経路のいずれかとを選択的に切換接続するのを１つのスイッチＩＣで行うことができるため、従来のように、異なるバンド間でスイッチ部分を個別に設ける構成と比較してスイッチモジュールの小型化および簡素化を図ることができる。

　また、スイッチＩＣが有するスイッチ部が、それぞれその一端がスイッチＩＣ内において共通端子に接続されるとともにその他端が対応する個別端子に接続される複数の第１のスイッチと、スイッチＩＣ内において複数の第１のスイッチと接続されることなく、その一端が配線基板に設けられた接続配線電極を経由して共通端子に接続されるとともにその他端がスイッチＩＣ内において対応する個別端子に接続される少なくとも１つの第２のスイッチを備えることにより、第１のスイッチと第２のスイッチとがスイッチＩＣ内で電気的に独立したものとなり、第１のスイッチおよび第２のスイッチそれぞれに伝送される通信信号の相互の回り込み量が減少する。したがって、干渉するおそれのある通信信号どうし第１のスイッチと第２のスイッチとに分けて伝送させることにより、両通信信号の相互干渉を防止することができる。

　また、第２のスイッチを複数設けることにより、他の通信信号と干渉するおそれのある通信信号を各第２のスイッチのうちのいずれかに選択して伝送させることができるため、各通信信号を伝送させる第２のスイッチの選択自由度が向上し、スイッチモジュールの設計変更に容易に対応することができる。

　また、前記各通信信号は、その高調波成分が他の前記通信信号に干渉する一の前記通信信号を含み、前記一の通信信号が前記第２のスイッチに接続される前記信号経路により伝送されるとともに、前記他の通信信号が前記各第１のスイッチに接続される前記各信号経路のいずれかにより伝送されるようにしてもよい。このように構成することにより、当該一の通信信号が第２のスイッチに流れたときに高調波成分が発生した場合であっても、その高調波成分が他の通信信号と干渉するのを防止することができる。

　また、前記共通端子と前記一の通信信号を伝送する前記第２のスイッチとを接続する経路に、前記一の通信信号の高調波成分を減衰させるフィルタ回路が設けられていてもよい。このように構成すると、当該一の通信信号（送信信号）が共通端子に伝送されるまでに、第２のスイッチ等で発生した一の通信信号の高調波成分がフィルタ回路により減衰されるため、一の通信信号の高調波成分の他の通信信号への干渉防止効果がさらに向上する。

　また、前記スイッチＩＣは、複数の前記第２のスイッチを有し、前記各第２のスイッチのうち、少なくとも２つの前記第２のスイッチが並列接続されていてもよい。このように構成することにより、単一のスイッチに通信信号が伝送される場合と比較して、並列接続された各第２のスイッチそれぞれに負荷される電圧を低くすることができるため、通信信号が当該第２のスイッチに伝送される際に発生する高調波等のスプリアスを抑制することができる。

　また、前記各第２のスイッチは、前記配線基板に設けられた配線電極により並列接続されるようにしてもよい。このように構成することにより、並列接続させる第２のスイッチを配線基板側で自由に選択できるため、共通のスイッチＩＣで複数のスイッチモジュールに対応することができる。

　また、前記各スイッチは、電界効果トランジスタにより形成されていてもよい。このように構成することにより、各スイッチが電界効果トランジスタで形成されたスイッチＩＣに本発明を適用することができる。

　また、本発明のスイッチモジュールを備える無線通信機器は、第１および第２のアンテナとを備え、前記第１のアンテナは少なくとも１つの前記通信信号を送受信し、前記第２のアンテナは前記少なくとも１つの通信信号の高調波成分が干渉する通信信号を送受信することを特徴としている。このように構成することにより、２つのアンテナを備える無線通信機器に本発明のスイッチモジュールを用いることができる。

　また、例えば、第１のアンテナをスイッチモジュールの共通端子に接続させるとともに、その高調波成分が第２のアンテナに送受信される通信信号と干渉する通信信号をスイッチモジュールの第２のスイッチに伝送させ、さらに当該第２のスイッチと共通端子とを接続する経路に第２のスイッチに伝送される通信信号の高調波成分を減衰させるフィルタを設けた場合、第２のスイッチに伝送される通信信号の高調波成分がフィルタにより減衰するため、第２のアンテナを介して当該高調波成分が入力されず、通信特性の優れた無線通信機器を提供することができる。

　本発明によれば、スイッチＩＣが有するスイッチ部が、それぞれその一端がスイッチＩＣ内において共通端子に接続されるとともにその他端が対応する個別端子に接続される複数の第１のスイッチと、その一端が配線基板に設けられた接続配線電極を経由して共通端子に接続されるとともにその他端がスイッチＩＣ内において対応する個別端子に接続される少なくとも１つの第２のスイッチを備えることにより、第２のスイッチの一端がＩＣ内で直接共通端子や第１のスイッチに接続されないため、第１のスイッチおよび第２のスイッチそれぞれに伝送される通信信号の相互の回り込み量が減少する。したがって、干渉するおそれのある通信信号どうし第１のスイッチと第２のスイッチとに分けて伝送させることにより、両通信信号の相互干渉を防止することができる。

本発明の第１実施形態にかかるスイッチモジュールの平面図である。図１のスイッチモジュールを備える無線通信機器の回路構成図である。スイッチＩＣの内部構成を説明するための図である。本発明の第２実施形態にかかるスイッチモジュールの回路構成図である。図４のスイッチＩＣの内部構成を説明するための図である。本発明の第３実施形態にかかるスイッチモジュールを説明するための図である。本発明の第４実施形態にかかるスイッチモジュールを説明するための図である。従来のスイッチモジュールの回路構成図である。

　＜第１実施形態＞
　本発明の第１実施形態にかかるスイッチモジュール１について、図１～図３を参照して説明する。なお、図１はスイッチモジュール１の平面図であり、図２は図１のスイッチモジュール１を備える無線通信機器の回路構成図であり、図３はスイッチモジュール１が備えるスイッチＩＣの内部構成を説明するための図である。なお、図１および図３では、説明を簡単にするために、スイッチＩＣ３に電源や制御信号を供給するための電源端子および制御端子、配線基板２に形成される配線電極の一部等を図示省略している。

　この実施形態にかかるスイッチモジュール１は、周波数帯域の異なる複数の通信信号の送受信を行う携帯電話機等に搭載されるモジュールであって、図１および図２に示すように、配線基板２と、該配線基板２に実装されたスイッチＩＣ３と、外部の第１のアンテナ４ａとスイッチＩＣ３の共通端子ＡＮＴ間のインピーダンス整合を行う整合回路１１を構成するチップ部品５と備え、スイッチＩＣ３において、第１のアンテナ４ａに接続される共通端子ＡＮＴと各通信信号それぞれに対応して設けられた各信号経路ＳＬ１～ＳＬ１０のいずれかとを切換接続することにより、マルチバンドの通信信号の送受信対応を可能にするものである。

　具体的には、スイッチモジュール１は、８５０ＭＨｚ帯（８２４ＭＨｚ～８４９ＭＨｚ：ＧＳＭ８５０）および９００ＭＨｚ帯（８８０ＭＨｚ～９１５ＭＨｚ：ＧＳＭ９００）の通信信号の送信用の信号経路ＳＬ１、１８００ＭＨｚ帯（１７１０ＭＨｚ～１７８５ＭＨｚ：ＧＳＭ１８００）および１９００ＭＨｚ帯（１８５０ＭＨｚ～１９１０ＭＨｚ：ＧＳＭ１９００）の通信信号の送信用の信号経路ＳＬ２、Ｂａｎｄ１（上り周波数：１９２０ＭＨｚ～１９８０ＭＨｚ、下り周波数：２１１０ＭＨｚ～２１７０ＭＨｚ）の通信信号の送受信用の信号経路ＳＬ３、Ｂａｎｄ２（上り周波数：１８５０ＭＨｚ～１９１０ＭＨｚ、下り周波数：１９３０ＭＨｚ～１９９０ＭＨｚ）の通信信号の送受信用の信号経路ＳＬ４、Ｂａｎｄ８（上り周波数：８８０ＭＨｚ～９１５ＭＨｚ、下り周波数：９２５ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ）の通信信号の送受信用の信号経路ＳＬ５、Ｂａｎｄ５（上り周波数：８２４ＭＨｚ～８４９ＭＨｚ、下り周波数：８６９ＭＨｚ～８９４ＭＨｚ）の通信信号の送受信用の信号経路ＳＬ６、Ｂａｎｄ１３（上り周波数：７７７ＭＨｚ～７８７ＭＨｚ、下り周波数：７４６ＭＨｚ～７５６ＭＨｚ）の通信信号の送受信用の信号経路ＳＬ７、その他、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）からの通信信号（１５７４．４２ＭＨｚ～１５７６．４２ＭＨｚ）を受信するための信号経路を含む複数の信号経路ＳＬ８～ＳＬ１０を有し、後述するスイッチＩＣ３の共通端子ＡＮＴと、各信号経路ＳＬ１～ＳＬ１０それぞれに対応し各信号経路ＳＬ１～ＳＬ１０それぞれに接続される複数の個別端子８５０／９００Ｔｘ，１８００／１９００Ｔｘ，ＴＲｘ１～ＴＲｘ５，Ｒｘ１～Ｒｘ３のいずれかと選択的に切換接続することにより、上記した周波数帯域の異なる通信信号の送受信に対応できるように構成されている。以下、各個別端子８５０／９００Ｔｘ，１８００／１９００Ｔｘ，ＴＲｘ１～ＴＲｘ５，Ｒｘ１～Ｒｘ３をまとめて、個別端子６という場合もある。

　配線基板２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）、ガラス等の絶縁材料からなる多層基板であり、その表裏面や内部に、Ｃｕなどの導電性材料からなる配線電極やビア導体（図示せず）等が形成される。そして、これらの配線電極やビア導体により、各信号経路ＳＬ１～ＳＬ１０や後述する接続配線電極８および各ローパスフィルタＬＰＦ１～ＬＰＦ３等が形成される。また、配線基板２の表面には、スイッチＩＣ３の各個別端子６およびその他の各端子ＡＮＴ，ＶＤＤ，ＶＣ１～ＶＣ４に接続される複数の実装用電極（図示せず）が形成されるとともに、その裏面には、配線電極およびビア導体を介して対応する実装用電極に接続され、外部のマザー基板等（図示せず）とスイッチモジュール１とを接続するための複数の外部電極ＡＮＴａ，８５０／９００Ｔｘａ，１８００／１９００Ｔｘａ，ＴＲｘ１ａ～ＴＲｘ５ａ，Ｒｘ１ａ～Ｒｘ３ａ，ＶＤＤａ，ＶＣ１ａ～ＶＣ４ａが形成される。

　各信号経路ＳＬ１～ＳＬ１０それぞれは、上記したように、配線基板２に形成された配線電極およびビア導体により形成される。例えば、信号経路ＳＬ１は、スイッチＩＣ３の個別端子８５０／９００Ｔｘに接続される実装用電極と外部電極８５０／９００Ｔｘａとを接続する配線電極およびビア導体により形成され、信号経路ＳＬ２は、スイッチＩＣの個別端子１８００／１９００Ｔｘに接続される実装用電極と外部電極１８００／１９００Ｔｘａとを接続する配線電極およびビア導体により形成される。また、その他の信号経路ＳＬ３～ＳＬ１０も、同様に、それぞれ対応し合う実装用電極と外部電極とを接続する配線電極およびビア導体により形成される。なお、送信用の信号経路ＳＬ１および信号経路ＳＬ２それぞれには、各々、ローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２が設けられる。

　ローパスフィルタＬＰＦ１は、図２に示すように、２つのインダクタ素子ＧＬｔ１，ＧＬｔ２と、５つのキャパシタ素子ＧＣｃ１，ＧＣｃ２，ＧＣｕ１，ＧＣｕ２，ＧＣｕ３とで形成され、これらの各素子ＧＬｔ１，ＧＬｔ２，ＧＣｃ１，ＧＣｃ２，ＧＣｕ１，ＧＣｕ２，ＧＣｕ３により８５０ＭＨｚ帯および９００ＭＨｚ帯の送信信号の高調波成分等（この実施形態では２次高調波および３次高調波）を減衰させるフィルタ回路が形成される。なお、これらの各素子ＧＬｔ１，ＧＬｔ２，ＧＣｃ１，ＧＣｃ２，ＧＣｕ１，ＧＣｕ２，ＧＣｕ３は、配線基板２に形成された配線電極やビア導体により形成される。

　ローパスフィルタＬＰＦ２も同様に、２つのインダクタ素子ＤＬｔ１，ＤＬｔ２と、２つのキャパシタ素子ＤＣｃ１，ＤＣｕ２とで形成され、これらの各素子ＤＬｔ１，ＤＬｔ２，ＤＣｃ１，ＤＣｕ２により１８００ＭＨｚ帯および１９００ＭＨｚ帯の送信信号の高調波成分等を減衰させるフィルタ回路が形成される。これらの各素子ＤＬｔ１，ＤＬｔ２，ＤＣｃ１，ＤＣｕ２もローパスフィルタＬＰＦ１と同様に、配線基板２に形成された配線電極やビア導体により形成される。なお、上記した両ローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２を構成するインダクタンス素子やキャパシタ素子の一部または全部をチップ部品に形成して、配線基板２の表面に実装する構成であってもよい。

　また、配線基板２において、スイッチＩＣ３の電源端子ＶＤＤに接続される実装用電極と外部電極ＶＤＤａとが、配線電極およびビア導体により接続されるとともに、スイッチＩＣ３の各制御端子ＶＣ１～ＶＣ４のうち、対応する制御端子に接続される複数の実装用電極とこれらの各実装用電極に対応する外部電極ＶＣ１ａ～ＶＣ４ａとが、配線電極およびビア導体により接続され、外部のマザー基板等から供給される電源および制御信号によりスイッチＩＣ３を駆動させる。

　チップ部品５は、チップインダクタＬ１，Ｌ２およびチップコンデンサＣ１で形成され、各チップ部品５が配線基板２の表面に実装されることにより、外部の第１のアンテナ４ａとスイッチＩＣ３の共通端子ＡＮＴとの間のインピーダンス整合を行う整合回路１１が形成される。なお、チップインダクタＬ１，Ｌ２およびチップキャパシタＣ１の全部または一部を配線基板２に形成する構成であってもよい。

　スイッチＩＣ３は、ＳｉやＧａＡｓ等で形成された半導体素子であり、配線基板２の裏面に形成された外部電極ＡＮＴａに接続される共通端子ＡＮＴと、それぞれ対応する信号経路ＳＬ１～ＳＬ１０に接続される複数の個別端子６と、共通端子ＡＮＴと各個別端子６のいずれかとを選択的に切換接続するスイッチ部７と、スイッチＩＣ３に電源や制御信号を供給するための電源端子ＶＤＤおよび制御端子ＶＣ１～ＶＣ４とを有し、配線基板２上に周知の表面実装技術により実装される。

　スイッチ部７は、図３に示すように、それぞれその一端がスイッチＩＣ３内において共通端子ＡＮＴに接続されるとともに、その他端が対応する個別端子６に接続される複数（この実施形態では８つ）の第１のスイッチ７ａと、それぞれその一端が配線基板２に設けられた接続配線電極８を経由して共通端子ＡＮＴに接続されるとともに、それぞれその他端がスイッチＩＣ３内において対応する個別端子６に接続される複数（この実施形態では２つ）の第２のスイッチ７ｂとを備える。なお、この実施形態における各スイッチ７ａ，７ｂそれぞれは、複数の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で形成される。

　この場合、各第１のスイッチ７ａそれぞれの一端は、共通端子ＡＮＴに接続されるとともに、スイッチＩＣ３の内部配線電極を介して各第１のスイッチ７ａそれぞれの一端が接続される。これに対して各第２のスイッチ７ｂそれぞれの一端は、スイッチＩＣ３内で各第１のスイッチ７ａのいずれの一端とも接続されず、かつ、スイッチＩＣ３内で共通端子ＡＮＴにも接続されない。

　また、スイッチＩＣ３には、図３に示すように、さらに、２つの接続端子Ｚ１，Ｚ２が形成されており、２つの第２のスイッチ７ｂの一端どうしが、接続端子Ｚ２を合流点として、スイッチＩＣ３の内部配線電極により接続される。また、接続端子Ｚ１は、共通端子ＡＮＴおよび各第１のスイッチ７ａそれぞれの一端と接続される。そして、両接続端子Ｚ１，Ｚ２が配線基板２に形成された接続配線電極８を介して接続される。したがって、各第２スイッチ７ｂそれぞれの一端は、スイッチＩＣ３内で直接、共通端子ＡＮＴに接続されずに、配線基板２に形成された接続配線電極８を経由して共通端子ＡＮＴに接続されることになる。

　なお、両接続端子Ｚ１，Ｚ２どうしを接続する経路、すなわち、共通端子ＡＮＴと両第２のスイッチ７ｂとを接続する経路には、両第２のスイッチ７ｂに伝送される通信信号の高調波成分を減衰させるフィルタ回路の一例として、ローパスフィルタＬＰＦ３が形成される。このローパスフィルタＬＰＦ３は、信号経路ＳＬ６に伝送されるＢａｎｄ５の通信信号および信号経路ＳＬ７に伝送されるＢａｎｄ１３の通信信号それぞれの高調波成分（この実施形態では２次高調波）等を減衰させるフィルタであり、配線基板２に形成されたインダクタ素子ＵＭＬｔ１およびキャパシタ素子ＵＭＣｔ１で構成される。なお、これらの各素子ＵＭＬｔ１，ＵＭＣｔ１をスイッチＩＣ３内に形成する構成であっても構わない。また、各素子ＵＭＬｔ１，ＵＭＣｔ１をチップ部品として形成し、該チップ部品を配線基板２の表面に実装することによりＬＰＦ３を形成してもよい。また、必ずしも、接続配線電極８にローパスフィルタＬＰＦ３を設けなくてもよい。

　ところで、上記した高調波成分は、各スイッチ７ａ，７ｂに通信信号、特に、ハイパワーの送信信号が流れたときに発生する場合がある。例えば、個別端子Ｒｘ１に接続される信号経路ＳＬ８には、ＧＰＳからの通信信号として、周波数帯域が１５７４．４２ＭＨｚ～１５７６．４２ＭＨｚである受信信号が伝送され、個別端子ＴＲｘ３に接続される信号経路ＳＬ７には、Ｂａｎｄ１３（上り周波数：７７７ＭＨｚ～７８７ＭＨｚ）の送信信号が伝送される。この場合、信号経路ＳＬ７に伝送される通信信号の高調波（例えば、２次高調波：１５５４ＭＨｚ～１５７４ＭＨｚ）は信号経路ＳＬ８に伝送される受信信号の周波数帯域の近傍になるため、信号経路ＳＬ７に接続される第２のスイッチ７ｂにおいて、高調波が発生し、その高調波がＧＰＳからの受信信号が伝送される信号経路ＳＬ８に回り込むと、ＧＰＳの受信感度が劣化するおそれがある。

　そこで、この実施形態では、ＧＰＳからの受信信号が伝送される信号経路ＳＬ８を第１のスイッチ７ａに接続するとともに、Ｂａｎｄ１３の通信信号（送受信信号）が伝送される信号経路ＳＬ７を、その一端がスイッチＩＣ３内で共通端子ＡＮＴおよび各第１のスイッチ７ａそれぞれの一端に接続されていない第２のスイッチ７ｂに接続することにより、両スイッチ７ａ，７ｂの一端どうしがスイッチＩＣ３内で接続されることによる高調波の回り込みを回避し、通信特性の劣化を防止することができるように構成されている。

　なお、この発明は、周波数帯域の異なる複数の通信信号のうち、少なくとも干渉するおそれのある信号どうしを、第１のスイッチ７ａに接続される信号経路と第２のスイッチ７ｂに接続される信号経路とに分けて伝送する構成であればよく、その他の通信信号は、第１のスイッチ７ａに接続される信号経路および第２のスイッチ７ｂに接続される信号経路のうちのいずれに伝送しても構わない。

　また、第１のスイッチ７ａおよび第２のスイッチ７ｂの数も限定するものではなく、扱う通信信号の数やその周波数帯域の状態に応じて、適宜、変更すればよい。例えば、この実施形態において、ＧＰＳの受信信号（信号経路ＳＬ８）と干渉するおそれが特にあるＢａｎｄ１３の通信信号（信号経路ＳＬ７）が伝送されるスイッチのみを第２のスイッチ７ｂとして形成し、Ｂａｎｄ５の通信信号（信号経路ＳＬ６）が伝送されるスイッチを第１のスイッチ７ａとして形成してもかまわない。この場合、信号経路ＳＬ６に接続されるスイッチを他の第１のスイッチ７ａと同様に、スイッチＩＣ３内において、その一端を他の第１のスイッチ７ａの一端および共通端子ＡＮＴに接続すればよい。

　また、両第２のスイッチ７ｂの一端どうしは、スイッチＩＣ３内に形成された接続端子Ｚ２を合流点として接続され、当該接続端子Ｚ２から配線基板２に形成された共通の接続配線電極８を介して接続端子Ｚ１に接続されることにより、共通端子ＡＮＴに接続されるが、両第２のスイッチ７ｂの一端それぞれを、個別の接続配線電極８を形成して共通端子ＡＮＴに接続しても構わない。この場合、例えば、個別端子ＴＲｘ３に対応する第２のスイッチ７ｂの一端に接続される接続端子をスイッチＩＣ３内に新たに設け、当該接続端子と共通端子ＡＮＴとを、配線基板２に設けられた別の接続配線電極８を介して接続すればよい。

　また、配線基板２に形成された接続配線電極８の一端を接続端子Ｚ１に接続せずに、当該一端を、共通端子ＡＮＴと外部電極ＡＮＴａとを接続する配線電極の任意の箇所と接続することにより、両第２のスイッチ７ｂそれぞれの一端を共通端子ＡＮＴに接続するようにしてもよい。この場合、接続端子Ｚ１を設ける必要はない。

　また、このスイッチモジュール１を備える無線通信機器５０は、例えば、携帯電話機であり、図２に示すように、第１および第２のアンテナ４ａ，４ｂと、スイッチモジュール１と、受信モジュール２０とを備える。

　この場合、無線通信機器５０を構成する受信モジュール２０の外部電極ＡＮＴｂが第２のアンテナ４ｂに接続されるとともに、ローパスフィルタ２１に接続される。ローパスフィルタ２１はＳＡＷフィルタ２２に接続されており、ＳＡＷフィルタ２２は、ローノイズアンプＬＮＡ２３の入力端子に接続される。ローノイズアンプＬＮＡ２３の出力端子はＳＡＷフィルタ２４に接続され、ＳＡＷフィルタ２４の出力端子は受信モジュール２０に設けられた外部電極Ｒｂに接続される。ＳＡＷフィルタ２２，２４は、第２のアンテナ４ｂにより受信される通信信号の周波数を通過帯域内に含むフィルタである。また、受信モジュール２０に伝送される信号は、スイッチモジュール１の第２のスイッチ７ｂに伝送される通信信号（例えば、Ｂａｎｄ１３）の高調波成分の周波数帯域とほぼ重なる周波数帯域の通信信号が伝送される。

　以上のように構成された無線通信機器では、スイッチモジュール１の第２のスイッチ７ｂに伝送される通信信号の高調波成分がローパスフィルタＬＰＦ３により減衰されるため、当該高調波成分が第２のアンテナ４ｂを介して受信モジュール２０に入力されるのを防止することができ、これにより、両アンテナ４ａ，４ｂに伝送される通信信号の良好な通信特性を確保することができる。

　なお、第２のアンテナ４ｂに接続されるモジュールは、受信モジュール２０に限らず、通信信号の送受信に対応するものであってもかまわない。

　したがって、上記した実施形態によれば、共通端子ＡＮＴと周波数帯域の異なる通信信号が伝送される各信号経路ＳＬ１～ＳＬ１０のいずれかとを選択的に切換接続するのを１つのスイッチＩＣ３で行うことができるため、従来のように、異なるバンド間でスイッチ部分を個別に設ける構成と比較してスイッチモジュール１の小型化および簡素化を図ることができる。

　また、この実施形態では、ＧＰＳからの受信信号が第１のスイッチ７ａに接続される信号経路ＳＬ８に伝送されるとともに、その高調波が当該受信信号の近傍にある送信信号（Ｂａｎｄ１３）が第２のスイッチ７ｂに接続される信号経路ＳＬ７に伝送されるため、第２のスイッチ７ｂにおいて高調波が発生した場合であっても、その高調波は配線基板２に設けられた接続配線電極８を経由してスイッチＩＣ３の共通端子ＡＮＴに伝送される。したがって、各スイッチ７ａ，７ｂそれぞれの一端がスイッチＩＣ３内で接続される場合と比較して、高調波の信号経路ＳＬ８への回り込み量が減少するため、Ｂａｎｄ１３の通信信号の高調波がＧＰＳからの受信信号が伝送される信号経路ＳＬ８に回り込んでＧＰＳの受信感度が劣化するのを防止することができる。

　また、両接続端子Ｚ１，Ｚ２どうしを接続する経路には、Ｂａｎｄ１３の通信信号の高調波を減衰させるローパスフィルタＬＰＦ３が設けられているため、高調波が接続配線電極８を伝送する過程で減衰し、これにより、Ｂａｎｄ１３の通信信号の高調波が信号経路ＳＬ８に回り込むのを抑制する効果がさらに向上する。

　また、ローパスフィルタＬＰＦ３は、スイッチＩＣ３内で各第１のスイッチ７ａそれぞれの一端および共通端子ＡＮＴと接続されていない第２のスイッチ７ｂと共通端子ＡＮＴとを接続する接続配線電極８に設けられているため、Ｂａｎｄ１３およびＢａｎｄ５の通信信号の高調波を減衰させるために設けられた当該ローパスフィルタＬＰＦ３が、その周波数帯域が当該高調波の近傍にある各第１のスイッチ７ａに伝送される通信信号（例えば、ＧＰＳからの受信信号（信号経路ＳＬ８）やＢａｎｄ２の通信信号（信号経路ＳＬ４））をも減衰させるという弊害が生じない。すなわち、他のスイッチ７ａに伝送される通信信号の通信特性を劣化することなく、対象のスイッチ７ｂに伝送される通信信号の高調波のみを減衰させることができる。

　このように、従来、異なるバンドごとにスイッチ部分を設けていたものを１つのスイッチＩＣ３で構成しても、異なるバンド間での通信信号の相互干渉を防止することができるため、スイッチモジュール１の小型化および簡素化と、異なるバンド間での通信信号の相互干渉の防止との両立を図ることができる。

　また、各スイッチ７ａ，７ｂは、電界効果トランジスタにより形成されているため、各スイッチが電界効果トランジスタで形成されたスイッチＩＣに本発明を適用することができる。

　＜第２実施形態＞
　本発明の第２実施形態にかかるスイッチモジュール１ａについて、図４および図５を参照して説明する。なお、図４はスイッチモジュール１ａの回路構成図、図５はスイッチモジュール１ａが備えるスイッチＩＣ３の内部構成を説明するための図を示し、図５においては、説明を簡単にするために、配線基板２に形成された配線電極の一部、スイッチＩＣ３の各制御端子ＶＣ１～ＶＣ４および電源端子ＶＤＤ等を図示省略している。

　この実施形態にかかるスイッチモジュール１ａが、図１ないし図３を参照して説明した第１実施形態のスイッチモジュール１と異なるところは、図４および図５に示すように、第１のスイッチ７ａに接続されていた個別端子８５０／９００Ｔｘと第２のスイッチ７ｂに接続されていた個別端子ＴＲｘ２とを入れ換えた点と、信号経路ＳＬ１に設けられていたローパスフィルタＬＰＦ１の構成を変更した点である。その他の構成は第１実施形態と同じであるため、同一符号を付すことにより説明を省略する。

　この場合、図５に示すように、第１のスイッチ７ａに接続されていた個別端子８５０／９００Ｔｘが個別端子ＴＲｘ２として、信号経路ＳＬ６に接続されるとともに、第２のスイッチ７ｂに接続されていた個別端子ＴＲｘ２が個別端子８５０／９００Ｔｘとして、信号経路ＳＬ１に接続されることにより、両個別端子８５０／９００Ｔｘ，ＴＲｘ２が入れ換えられて使用される。そして、入れ換えられた個別端子８５０／９００Ｔｘに接続される第２のスイッチ７ｂの一端と共通端子ＡＮＴとが、ローパスフィルタＬＰＦ３が設けられた接続配線電極８を介して接続される。

　また、信号経路ＳＬ１に設けられたローパスフィルタＬＰＦ４は、図４に示すように、第１実施形態のローパスフィルタＬＰＦ１を構成する各素子ＧＬｔ１，ＧＬｔ２，ＧＣｃ１，ＧＣｃ２，ＧＣｕ１，ＧＣｕ２，ＧＣｕ３の一部を除いた各素子ＧＬｔ２,ＧＣｃ２，ＧＣｕ２，ＧＣｕ３で構成され、信号経路ＳＬ１に伝送される８５０ＭＨｚ帯および９００ＭＨｚ帯の通信信号の３次高調波を減衰させる。

　また、接続配線電極８に設けられたローパスフィルタＬＰＦ３は、信号経路ＳＬ７に伝送されるＢａｎｄ１３の通信信号の２次高調波を減衰させるとともに、信号経路ＳＬ１に伝送される８５０ＭＨｚ帯および９００ＭＨｚ帯の通信信号の２次高調波を減衰させるフィルタとして設けられる。

　このように、信号経路ＳＬ１に接続される個別端子８５０／９００Ｔｘを第２のスイッチ７ｂに接続させることにより、第１実施形態におけるローパスフィルタＬＰＦ１が有する２次高調波の減衰機能および３次高調波の減衰機能のうち、２次高調波の減衰機能を接続配線電極８に設けられたローパスフィルタＬＰＦ３で代用することができるため、ローパスフィルタＬＰＦ４の構成の簡素化を図ることができる。

　＜第３実施形態＞
　本発明の第３実施形態にかかるスイッチモジュール１ｂについて、図６を参照して説明する。なお、図６はスイッチモジュール１ｂが備えるスイッチＩＣ３の内部構成を説明するための図であり、説明を簡単にするために、スイッチＩＣ３における各制御端子ＶＣ１～ＶＣ４および電源端子ＶＤＤ、配線基板２に形成された各ローパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２、信号経路ＳＬ６および信号経路ＳＬ７以外の各信号経路ＳＬ１～ＳＬ５，ＳＬ８～ＳＬ１０等の構成を図示省略している。

　この実施形態にかかるスイッチモジュール１ｂが、図１ないし図３を参照して説明した第１実施形態にかかるスイッチモジュール１と異なるところは、図６に示すように、２つの第２のスイッチ７ｂが並列接続されている点である。その他の構成は第１実施形態と同じであるため、同一符号を付すことにより説明を省略する。

　この場合、それぞれ第２のスイッチ７ｂに接続される両信号経路ＳＬ６，ＳＬ７が、配線基板２に形成された配線電極９を介して接続されることにより、両第２のスイッチ７ｂが並列接続される。そして、両第２のスイッチ７ｂがＢａｎｄ１３の通信信号用のスイッチとして使用される。なお、この実施形態において、第１実施形態で使用したＢａｎｄ５の通信信号は使用されない。

　このように構成することにより、単一の第２のスイッチ７ｂに通信信号が伝送される場合と比較して、並列接続された各第２のスイッチ７ｂそれぞれに負荷される電圧を低くすることができるため、Ｂａｎｄ１３の通信信号が当該第２のスイッチに伝送される際に発生する高調波等のスプリアスを抑制することができる。

　なお、両第２のスイッチ７ｂを並列接続する配線電極９をスイッチＩＣ３の直下（例えば、配線基板の表面（最上層）や最上層の一つ下の層）に形成した場合、信号経路ＳＬ６において、配線電極９と接続した箇所から裏面（外部電極ＴＲｘ２ａ）までの経路（配線電極やビア導体）を形成する必要がなくなるため、配線基板８の配線構造の簡素化を図ることができる。

　また、両第２のスイッチ７ｂを並列接続する配線電極９を配線基板８の裏面（最下層）や最下層の一つ上の層など、外部電極ＴＲｘ２ａが形成される層またはそれに近い層に形成した場合、配線電極９を削除するだけで、Ｂａｎｄ５の通信信号用に使用されていた信号経路ＳＬ６が有効な信号経路として使用可能になるため、第１実施形態と同様の１０ラインの信号経路を使用することができるので実用的である。

　＜第４実施形態＞
　本発明にかかる第４実施形態のスイッチモジュール１ｃについて、図７を参照して説明する。なお。図７はスイッチモジュール１ｃが備えるスイッチＩＣ３ａの内部構成を説明するための図であり、説明を簡単にするために、スイッチＩＣ３ａ、接続配線電極８，８ａ、ローパスフィルタＬＰＦ３、以外の構成を図示省略している。また、スイッチＩＣ３ａにおける各制御端子ＶＣ１～ＶＣ４および電源端子ＶＤＤも図示省略している。

　この実施形態のスイッチモジュール１ｃが、図１ないし図３を参照して説明した第１実施形態のスイッチモジュール１と異なるところは、図７に示すように、個別端子ＴＲｘ２に接続される第２のスイッチ７ｂの一端と個別端子ＴＲｘ３に接続される第２のスイッチ７ｂの一端とが独立している点、個別端子ＴＲｘ２に接続される第２のスイッチ７ｂの一端と共通端子ＡＮＴとが、個別端子ＴＲｘ３に接続される第２のスイッチ７ｂの一端と共通端子ＡＮＴとを接続する接続配線電極８とは異なる接続配線電極８ａを介して接続されている点である。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであるため、同一符号を付すことにより説明を省略する。

　この場合、個別端子ＴＲｘ２に接続される第２のスイッチ７ｂの一端は、スイッチＩＣ３に設けられた接続端子Ｚ３に内部配線電極を介して接続され、接続端子Ｚ３と共通端子ＡＮＴとが、配線基板２に設けられた接続配線電極８ａを介して接続されることにより、個別端子ＴＲｘ２に接続される第２のスイッチ７ｂの一端と共通端子ＡＮＴとが接続される。なお、接続配線電極８ａにおいて、接続端子Ｚ３に接続される端部と反対側の端部を、配線基板２に形成された共通端子ＡＮＴと外部電極ＡＮＴａとを接続する配線電極の任意に箇所に接続することにより、個別端子ＴＲｘ２に接続される第２のスイッチ７ｂの一端と共通端子ＡＮＴとを接続する構成であってもよい。

　このように、個別端子ＴＲｘ２に接続される第２のスイッチ７ｂを独立させることにより、当該第２のスイッチ７ｂの一端と共通端子ＡＮＴとをローパスフィルタＬＰＦ３を介さずに接続することができる。また、必要に応じて接続配線電極８ａに別のローパスフィルタを設けて、信号経路ＳＬ６に伝送されるＢａｎｄ５の通信信号の高調波を減衰させることもできる。また、接続配線電極８ａ側にローパスフィルタＬＰＦ３を設けることにより、信号経路ＳＬ６に伝送されるＢａｎｄ５の通信信号と信号経路ＳＬ７に伝送されるＢａｎｄ１３の通信信号とを入れ換えることもできる。したがって、このスイッチＩＣ３ａを用いて様々な配線基板２の配線構造の変更に対応することができるため、スイッチモジュール１ｃの設計変更に応じて、スイッチＩＣ３ａを設計し直す必要がなく、スイッチモジュール１ｃの製造コストの低減を図ることができる。

　なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

　例えば、上記した各実施形態では、各スイッチ７ａ，７ｂを電界効果トランジスタで形成したが、各スイッチ７ａ，７ｂを、バイポーラトランジスタや静電誘導型トランジスタ等、種々のトランジスタで形成してもよい。また、各第１のスイッチ７ａを抵抗素子やキャパシタ素子、電界効果トランジスタ等の複数の素子を用いて形成してもかまわない。

　さらに、本発明は、配線基板にスイッチＩＣが搭載された種々のスイッチモジュールに通用することができる。

　１，１ａ，１ｂ，１ｃ　スイッチモジュール
　２　配線基板
　３，３ａ　スイッチＩＣ
　６，８５０／９００Ｔｘ，１８００／１９００Ｔｘ，ＴＲｘ１～ＴＲｘ５，Ｒｘ１～Ｒｘ３　個別端子
　７　スイッチ部
　７ａ　第１のスイッチ
　７ｂ　第２のスイッチ
　８，８ａ　接続配線電極
　９　配線電極
　ＡＮＴ　共通端子
　ＬＰＦ３　ローパスフィルタ（フィルタ回路）

Claims

　周波数帯域の異なる複数の通信信号を送受信するための複数の信号経路を有するスイッチモジュールにおいて、
　配線基板と、
　前記配線基板に実装され、共通端子と、それぞれ対応する前記信号経路に接続される複数の個別端子と、前記共通端子と前記各個別端子のいずれかとを選択的に切換接続するスイッチ部とを有するスイッチＩＣと備え、
　前記スイッチ部は、それぞれその一端が前記スイッチＩＣ内において前記共通端子に接続されるとともにその他端が対応する前記個別端子に接続される複数の第１のスイッチと、前記スイッチＩＣ内において前記複数の第１のスイッチと接続されることなく、その一端が前記配線基板に設けられた接続配線電極を経由して前記共通端子に接続されるとともにその他端が前記スイッチＩＣ内において対応する前記個別端子に接続される少なくとも１つの第２のスイッチとを備える
　ことを特徴とするスイッチモジュール。
　前記各通信信号は、その高調波成分が他の前記通信信号に干渉する一の前記通信信号を含み、
　前記一の通信信号が前記第２のスイッチに接続される前記信号経路により伝送されるとともに、前記他の通信信号が前記各第１のスイッチに接続される前記各信号経路のいずれかにより伝送されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチモジュール。
　前記共通端子と前記一の通信信号を伝送する前記第２のスイッチとを接続する経路に、前記一の通信信号の高調波成分を減衰させるフィルタ回路が設けられることを特徴とする請求項２に記載のスイッチモジュール。
　前記スイッチＩＣは、複数の前記第２のスイッチを有し、
　前記各第２のスイッチのうち、少なくとも２つの前記第２のスイッチが並列接続されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のスイッチモジュール。
　前記各第２のスイッチは、前記配線基板に設けられた配線電極により並列接続されることを特徴とする請求項４に記載のスイッチモジュール。
　前記各スイッチは、電界効果トランジスタにより形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のスイッチモジュール。
　請求項１ないし６のいずれかに記載のスイッチモジュールと、
　第１および第２のアンテナとを備え、
　前記第１のアンテナは少なくとも１つの前記通信信号を送受信し、
　前記第２のアンテナは前記少なくとも１つの通信信号の高調波成分が干渉する通信信号を送受信することを特徴とする無線通信機器。