专利名称:高频模块的制作方法
技术领域:
本发明涉及在例如无线LAN(局域网)用的通信装置中所使用的高频模块。
背景技术:
近年,作为可以简单构筑网络的技术,使用电波来构成LAN的无线LAN备受注目。
在这种无线LAN中,作为频带,如使用2.4GHz频带的IEEE802.11b或作为频带使用5GHz频带的IEEE802.11a及IEEE802.11g那样,存在着多种规格。因此,希望作为无线LAN用的通信装置可以对应于多种规格。
另外,在无线LAN中,因为通信装置的位置和环境变化引起通信状态的变动,最好采用选择多个天线中通信状态良好一方的分集。
可是,在无线LAN用的通信装置中,被连接至天线、处理高频信号的电路部分(以下称为高频电路部)内藏在例如卡片型的附件中。另外,也期待将无线LAN用的通信装置搭载于便携电话机等的移动通信设备中。由此,高频电路部可望得以小型化。
在便携电话机等移动通信设备中,已知有将可对应于多个频带的高频电路部模块化的产品。例如,在特开2003-152588号公报中,记载有包含2个双工器和1个开关电路的模块。在该模块中,开关电路对于1个天线转换并连接2个双工器中的1方。各双工器分离不同频带的2个信号。
另外,在特开2000-349581号公报中,作为一般的双工器,记载有组合低通滤波器和高通滤波器构成的双工器。
另外,在特开平11-55156号公报中,记载有使用GaAs场效应晶体管的开关电路。在该开关电路中,在发送信号和接收信号通过的各端子上,通过直流阻止用电容器连接发送部和接收部。
另外,在特开2001-136045号公报及特开2001-119209号公报中,记载了包含分离发送信号与接收信号的天线双工器的模块。该模块具有2个带通滤波器,它们由多个绝缘层、多个电感器导体和多个电容器导体叠置成的层叠体中的电感器导体与电容器导体构成。另外,在特开2001-136045号公报及特开2001-119209号公报中,记载了使构成一方的带通滤波器的电感器导体的轴线与构成另一方的带通滤波器的电感器导体的轴线正交的技术。还有,在特开2001-136045号公报及特开2001-119209号公报中,作为适用上述技术的模块的其它例,举例了双工器。在特开2001-136045号公报及特开2001-119209号公报中记载了将例如低通滤波器和高通滤波器来组合成双工器的内容。
如前所述,人们希望无线LAN用的通信装置可对应于使用频带不同的多个规格。因此,作为在无线LAN用通信装置中的高频电路部,最好可以处理多个频带的发送信号及接收信号。作为为此而设的高频电路部的结构,考虑了设有以下部分的结构分离各自相互不同的2个频带中的各信号的多个双工器;对天线端子连接多个双工器中的任意一个的开关电路。这种场合,对开关电路施加用以控制状态的转换的直流控制信号。且必须做到使起因于控制信号的直流不能流入双工器。因此,如特开平11-55156号公报所记载的那样,考虑在开关电路中发送信号和接收信号通过的各端子上,通过直流阻止用电容器连接处理发送信号和接收信号的电路。
这里,考虑这样的结构在开关电路中,在发送信号和接收信号通过的各端子上,通过直流阻止用电容器连接作为处理发送信号和接收信号的电路的双工器。在该结构中,存在以下的间题。如前所述,双工器是分离相互不同的2个频带中的各信号的装置。如果在开关电路与双工器之间设置直流阻止用电容器,则该电容器在双工器中,给对应于2个频带的2个信号路径中的各通过特性带来影响。间题是,难以设定直流阻止用电容器的电容量值,使该2个信号路径中的各通过特性两方都达到良好。也就是说,如果设定一方的路径中的通过特性达到良好的电容器的电容值,则另一方的路径中的通过特性就变坏。如果设定电容器的电容值,取得2个路径中的各通过特性的平衡,则2个信号路径中各自的通过特性都多少有些变差。
发明内容
本发明的目的在于,提供可以处理多个频带的发送信号及接收信号,且可以设定成使各信号的路径中各通过特性达到良好的高频模块。
本发明的高频模块中设有连接至天线的天线端子;各自分离第1频带中的信号和比第1频带更高频一侧的第2频带中的信号的多个双工器;对天线端子连接多个双工器中任意一个的开关电路;将上述各元件一体化的基板。
在本发明的高频模块中,在开关电路上输入用以控制状态的转换的控制信号。各双工器设有第1至第3端口;设置在第1端口与第2端口之间使第1频带中的信号通过的第1滤波器;以及设置在第1端口与第3端口之间使第2频带中的信号通过的第2滤波器,第1端口连接至开关电路。各双工器还设有从第1端口看,通向第1滤波器的信号路径和通向第2滤波器的信号路径的分支点;设置在该分支点与第1滤波器之间阻止起因于控制信号的直流通过的第1电容器;设置在分支点与第2滤波器之间阻止起因于控制信号的直流通过的第2电容器。
在本发明的高频模块中,开关电路根据控制信号来转换状态,对天线端子连接多个双工器中的任意一个。各双工器分离第1频带中的信号与第2频带中的信号。另外,在各双工器中,第1和第2电容器阻止起因于控制信号的直流通过。
在本发明的高频模块中的多个双工器的一个中,在第1端口上输入被输入至天线端子并通过开关电路的第1和第2的频带中的各接收信号,第1滤波器使第1频带中的接收信号通过,第2端口输出第1频带中的接收信号,第2滤波器使第2频带中的接收信号通过,第3端口也可输出第2频带中的接收信号。
另外,在本发明的高频模块中的多个双工器中的另一个中,在第2端口上输入第1频带中的发送信号,第1滤波器使第1频带中的发送信号通过,在第3端口上输入第2频带中的发送信号,第2滤波器使第2频带中的发送信号通过,第1端口也可以输出第1和第2频带中的各传送信号。
本发明的高频模块也可设有作为天线端子的第1和第2天线端子。在这种场合,开关电路将多个双工器中的任意一个连接至第1和第2天线端子的任意一个上。
另外,在本发明的高频模块中,第1电容器的电容量也可以比第2电容器的电容量大。在这种场合,第1电容器的电容量可以在10pF~100pF的范围。另外,基板可以是包含交替层叠的电介质层和导体层的层叠基板。这时可以这样,第1电容器搭载在层叠基板上,第2电容器用电介质层和导体层构成。
另外,在本发明的高频模块中,开关电路可搭载在基板上。另外,开关电路可用由GaAs化合物半导体形成的场效应晶体管来构成。
又,在本发明的高频模块中,基板也可以是低温同时烧成陶瓷多层基板。这时,开关电路用由GaAs化合物形成的场效应晶体管来构成,也可搭载在基板上。另外,在基板上也可以内藏构成各双工器的多个电感元件及电容元件。另外,高频模块还设有用以将各双工器连接至外部电路的多个信号端子;被连接至地的接地端子;天线端子、信号端子及接地端子也可形成在基板的外周面上。
又,在本发明的高频模块中,各滤波器也可为带通过滤波器。各带通滤波器可用谐振电路构成。另外,基板是包含交替层叠的电介质层和导体层的层叠基板,各谐振电路可用电介质层和导体层来构成。另外,各谐振电路可包含用导体层构成的分布参数线路。
又,各谐振电路可包含具有用导体层构成的电感的传送线路。而且,在各双工器中,第1滤波器中的谐振电路所包含的上述传送线路的纵向与第2滤波器中的谐振电路所包含的上述传送线路的纵向可以正交。
又,在本发明的高频模块中,在各滤波器都是带通滤波器的场合,各双工器还可设有被串联连接至第2滤波器的、使第2频带中的信号通过的低通滤波器。
在本发明的高频模块中,各双工器具有从第1端口看,设置在通向第1滤波器的信号路径和通向第2滤波器的信号路径的分支点和第1滤波器之间的第1电容器;设置在分支点与第2滤波器之间的第2电容器。在本发明中,可分别设定第1和第2电容器的容量值,使通向第1滤波器的信号路径与通向第2滤波器的信号路径中的各通过特性成为良好。因而,依据本发明,能够处理多个频带的发送信号及接收信号,且可实现能够设定成使各信号路径中的各通过特性达到良好的高频模块。
本发明的高频模块设有作为天线端子的第1和第2天线端子,开关电路可将多个双工器中的任意一个连接至第1和第2天线端子中的任意一个上。在这种场合,能够实现对应于分集的高频模块。
另外,在本发明的高频模块中,各滤波器可以都是带通滤波器。在这种情况下,可以减少设在连接至高频模块的电路上的滤波器数量,又缓和对设在连接至高频模块的电路上的滤波器所要求的条件。
又,在本发明的高频模块中,各带通滤波器可以用谐振电路来构成。在这种场合,构成带通滤波器的元件数量变少,且带通滤波器的特性的调整变得容易。
又,在本发明的高频模块中,基板可以是包含交替层叠的电介质层和导体层的层叠基板,各谐振电路可以用电介质层和导体层来构成。在这种场合,高频模块可更加小型化。
又,在本发明的高频模块中,各谐振电路可包含用层叠基板的导体层构成的分布参数线路。在这种情况下,在带通滤波器的通频带以外的频率区域上需大的衰减,而且,当在通频带与通频带以外的频率区域之间的边界附近,插入损耗需陡峭变化的特性时,与仅用集中参数构成带通滤波器的情况相比,可以将高频模块更加小型化,同时可以容易实现带通滤波器期待的特性。
又,在本发明的高频模块中,各谐振电路包含具有用层叠基板的导体层构成的电感的传送线路,在各双工器中,在第1滤波器中的谐振电路所包含的上述传送线路的纵向与第2滤波器中的谐振电路所包含的上述传送线路的纵向可相互正交。在这种情况下,可以防止在第1滤波器与第2滤波器之间发生电磁干扰。
又,在本发明的高频模块中,在各滤波器都是带通滤波器的场合,各双工器还可设有串联连接在第2滤波器上使第2频带中的信号通过的低通滤波器。在这种场合,第2频带中的信号的路径中,可以一边抑制第2频带中的插入损耗的增加,一边使比第2频带更高频一侧中的插入损耗增加。
本发明的其它目的、特征及效益,通过以下的说明当可充分明了。
图1是表示本发明一实施例的高频模块的电路图。
图2是表示本发明一实施例的高频模块的外观的透视图。
图3是本发明一实施例的高频模块的平面图。
图4是表示一例利用本发明一实施例的高频模块的无线LAN用通信装置中的高频电路部的结构的方框图。
图5是表示图3所示的层叠基板中第1层电介质层的上面的平面图。
图6是表示图3所示的层叠基板中第2层电介质层的上面的平面图。
图7是表示图3所示的层叠基板中第3层电介质层的上面的平面图。
图8是表示图3所示的层叠基板中第4层电介质层的上面的平面图。
图9是表示图3所示的层叠基板中第5层电介质层的上面的平面图。
图10是表示图3所示的层叠基板中第6层电介质层的上面的平面图。
图11是表示图3所示的层叠基板中第7层电介质层的上面的平面图。
图12是表示图3所示的层叠基板中第8层电介质层的上面的平面图。
图13是表示图3所示的层叠基板中第9层电介质层的上面的平面图。
图14是表示图3所示的层叠基板中第10层电介质层的上面的平面图。
图15是表示图3所示的层叠基板中第11层电介质层的上面的平面图。
图16是表示图3所示的层叠基板中第12层电介质层的上面的平面图。
图17是表示图3所示的层叠基板中第13层电介质层的上面的平面图。
图18是表示图3所示的层叠基板中第14层电介质层的上面的平面图。
图19是表示图3所示的层叠基板中第15层电介质层的上面的平面图。
图20是表示图3所示的层叠基板中第16层电介质层的上面的平面图。
图21是表示图3所示的层叠基板中第17层电介质层的上面的平面图。
图22是表示图3所示的层叠基板中第18层电介质层的上面的平面图。
图23是表示图3所示的层叠基板中第19层电介质层的上面的平面图。
图24是表示图3所示的层叠基板中第19层电介质层及其下面的导体层的平面图。
图25是表示在图3所示的层叠基板的内部,形成第1接收信号、第2接收信号、第1发送信号及第2发送信号的各路径的元件的配置区域的说明图。
图26是表示比较例中的通过特性的第1例的特性图。
图27是表示比较例中的通过特性的第2例的特性图。
图28是表示比较例中的通过特性的第3例的特性图。
图29是表示一例本发明一实施例中的通过特性的的特性图。
图30是放大并表示图26至图29所示的各特性的一部分的特性图。
具体实施例方式
下面,参照附图,就本发明一实施例的高频模块进行说明。本实施例的高频模块被用于无线LAN用的通信装置,是处理第1频带中的接收信号及发送信号和比第1频带更高频一侧的第2频带中的接收信号及发送信号的模块。第1频带是在例如IEEE802.11b中所使用的2.4GHz频带。第2频带是例如IEEE802.11a和IEEE802.11g中所使用的5GHz频带。另外,有关本实施例的高频模块是能够对应于分集的模块。
图1是表示本实施例的高频模块的电路图。本实施例的高频模块1中设有连接至各自不同的天线101、102的2个天线端子ANT1、ANT2;输出第1频带中的接收信号(以下称为第1接收信号)的第1接收信号端子RX1;输出第2频带中的接收信号(以下称为第2接收信号)的第2接收信号端子RX2;输入第1频带中的发送信号(以下称为第1发送信号)的第1发送信号端子TX1;输入第2频带中的发送信号(以下称为第2发送信号)的第2发送信号端子TX2;以及输入各自控制信号VC1、VC2的控制端子CT1、CT2。控制端子CT1、CT2分别通过设置在高频模块1外部的电容器103、104接地。接收信号端子RX1、RX2、发送信号端子TX1、TX2及控制端子CT1、CT2被连接至外部电路。
高频模块1中还设有连接至天线端子ANT1、ANT2的开关电路10;连接至接收信号端子RX1、RX2及开关电路10的第1双工器11;连接至发送信号端子TX1、TX2及开关电路10的第2双工器12。
高频模块1中还设有电容器13、14。电容器13被串联插入在开关电路10与天线端子ANT1之间的信号路径上。电容器14被串联插入在开关电路10与天线端子ANT2之间的信号路径上。电容器13、14都是阻止起因于控制信号VC1、VC2的直流通过的元件。
开关电路10有6个端口P1~P6。端口P1通过电容器13连接至天线端子ANT1。端口P2通过电容14连接至天线端子ANT2。端口P3连接至双工器11。端口P4连接至双工器12。端口P5、P6分别连接至控制端子CT1、CT2。
开关电路10还设有分别选择导通状态与非导通状态的4个开关SW1~SW4。各开关SW1~SW4分别用例如由GaAs化合物半导体形成的场效应晶体管来构成。开关SW1的一端连接至端口P1,开关SW1的另一端连接至端口P3。开关SW2的一端连接至端口P2,开关SW2的另一端连接至端口P3。开关SW3的一端连接至端口P2,开关SW3的另一端连接至端口P4。开关SW4的一端连接至端口P1,开关SW4的另一端连接至端口P4。
开关SW1和开关SW3在输入至端口P5上的控制信号VC1处于高电平时成为导通状态,在控制信号VC1处于低电平时成为非导通状态。开关SW2和开关SW4在输入至端口P6的控制信号VC2处于高电平时成为导通状态,在控制信号VC2处于低电平时成为非导通状态。因而,当控制信号VC1是高电平、控制信号VC2处于低电平时,端口P1和端口P3连接,端口P2和端口P4连接。这时,双工器11连接至天线端子ANT1,双工器12连接至天线端子ANT2。另一方面,当控制信号VC1是低电平,控制信号VC2处于高电平时,端口P1和端口P4连接,端口P2和端口P3连接。这时,双工器11被连接至天线端子ANT2,双工器12被连接至天线端子ANT1。这样,开关电路10将双工器11、12中的任意一个连接至天线端子ANT1、ANT2中的任意一个上。
双工器11有3个端口P11~P13。端口P11连接至开关电路10的端口P3。端口P12连接至接收信号端子RX1。端口P13连接至接收信号端子RX2。
双工器11中还有2个带通滤波器(以下记为BPF)20、30;低通滤波器(以下记为LPF)40;电感器81;以及电容器15、82、83、84。电容器15的一端被连接至端口P11。电感器81的一端连接至电容器15的另一端。BPF20的一端连接至电感器81的另一端。BPF20的另一端通过电容器82连接至端口P12。BPF30的一端通过电容器83连接至端口P11。BPF30的另一端通过电容器84连接至LPF40的一端。LPF40的另一端连接至端口P13。BPF20对应于本发明中的第1滤波器。BPF30对应于本发明中的第2滤波器。另外,电容器15对应于本发明中的第1电容器,电容器83对应于本发明中的第2电容器。电容器15的电容量比电容器83的电容量大。电容器15的电容量例如在10pF~100pF的范围内。电容器83的电容量例如在0.5pF~1.5pF的范围内。
BPF20具有包含电感的传送线路21、24和电容器22、23、25。传送线路21及电容器22、23的各一端通过电感器81连接至端口P11。传送线路21及电容器22的各另一端接地。传送线路24及电容器25的各一端连接至电容器23的另一端,并通过电容器82连接至端口P12。传送线路24及电容器25的各另一端接地。传送线路21和电容器22构成并联谐振电路。传送线路24和电容器25构成另一并联谐振电路。这样,BPF20由2个并联谐振电路来构成。
BPF30具有包含电感的传送线路31、34和电容器32、33、35。传送线路31及电容器32、33的各一端通过电容器83连接至端口P11。传送线路31及电容器32的各另一端接地。传送线路34及电容器35的各一端连接至电容器33的另一端,并通过电容器84连接至LPF40。传送线路34及电容器35的各另一端接地。传送线路31和电容器32构成并联谐振电路。传送线路34和电容器35构成另一并联谐振电路。这样,BPF30由2个并联谐振电路来构成。
LPF40含有电感器41和电容器42、43、44。电感器41及电容器42、43的各一端通过电容器84连接至BPF30。电感器41及电容器43的各另一端连接至端口P13。电容器42的另一端接地。电容器44的一端连接至端口P13,电容器44的另一端接地。
BPF20使第1频带内的频率的信号通过,遮断第1频带外的频率的信号。于是,BPF20使输入至天线端子ANT1或天线端子ANT2且通过开关电路10的第1接收信号通过,送至接收信号端子RX1。电容器15阻止起因于控制信号VC1、VC2的直流的通过。电感器81及电容器82改善包含BPF20的第1接收信号的路径中的通过特性。
BPF30使第2频带内的频率的信号通过,遮断第2频带外的频率的信号。LPF40使第2频带内的频率的信号及比第2频带更低频率一侧的频率的信号通过,遮断比第2频带更高频一侧的频率的信号。于是,BPF30及BPF40使输入至天线端子ANT1或天线端子ANT2并通过开关电路10的第2接收信号通过,送至发送信号端子RX2。电容器83阻止起因于控制信号VC1、VC2的直流的通过。另外,电容器83、84改善包含BPF30及LPF40的第2接收信号的路径中的通过特性。
这里,将从端口P11看,通向BPF20的信号路径和通向BPF30的信号路径之间的分支点用N1表示。在本实施例中,用以阻止起因于控制信号VC1、VC2的直流通过的电容器15、83分别设置在分支点N1与BPF20之间和分支点N1与BPF30之间。另外,在端口P11与分支点N1之间不配置用以阻止起因于控制信号VC1、VC2的直流通过的电容器。
双工器12有3个端口P21~23。端口P21连接至开关电路10的端口P4。端口P22连接至发送信号端子TX1。端口P23连接至发送信号端子TX2。
双工器12还设有2个BPF50、60;LPF70;电感器91;电容器16、92、93、94。电容器16的一端连接至端口P21。电感器91的一端连接电容器16的另一端。BPF50的一端连接至电感器91的另一端。BPF50的另一端通过电容器92连接至端口P22上。BPF60的一端通过电容器93连接至端口P21上,BPF60的另一端通过电容器94连接至LPF70的一端。LPF70的另一端连接至端口23。BPF50对应于本发明中的第1滤波器,BPF60对应于本发明中的第2滤波器。另外,电容器16对应于本发明中的第1电容器,电容器93对应于本发明中的第2电容器。电容器16的电容量比电容器93的电容量大。电容器16的电容量在例如10pF~100pF的范围内。电容器93的电容量在例如0.5pF~1.5pF的范围内。
BPF50具有包含电感的传送线路51、54和电容器52、53、55。传送线路51及电容52、53的各一端通过电感器91连接到端口P21。传送线路51及电容器52的各另一端接地。传送线路54及电容器55的各一端连接到电容器53的另一端,并通过电容器92连接到端口P22。传送线路54及电容器55的各另一端接地。传送线路51与电容器52构成并联谐振电路。传送线路54与电容器55构成另一并联谐振电路。这样,BPF50由2个谐振电路来构成。
BPF60设有包含电感的传送线路61、64和电容器62、63、65。传送线路61及电容器62、63的各一端通过电容器93连接至端口P21。传送线路61及电容器62的各另一端接地。传送线路64及电容器65的各一端连接至电容器63的另一端,并通过电容94连接至LPF70。传送线路64及电容器65的各另一端接地。传送线路61及电容器62构成并联谐振电路。传送线路64及电容器65构成另一并联谐振电路。这样,BPF60由2个并联谐振电路来构成。
LPF70设有电感器71和电容器72、73、74。电感器71及电容器72、73的各一端通过电容器94连接至BPF60。电感器71及电容器73的各另一端连接至端口P23。电容器72的另一端接地。电容器的74的一端连接至端口P23,电容器74的另一端接地。
BPF50使第1频带内的频率的信号通过,遮断第1频带外的频率的信号。于是,BPF50使输入至发送信号端子TX1的第1发送信号通过并送至开关电路10。电容器16阻止起因于控制信号VC1、VC2的直流的通过。电感器91及电容92改善包含BPF50的第1发送信号的路径中的通过特性。
BPF60使第2频带内的频率的信号通过,遮断第2频带外的频率的信号。LPF70使第2频带内的频率的信号及比第2频带更低频一侧的信号通过,遮断比第2频带更高频一侧的频率的信号。于是,BPF60及LPF70使输入至发送信号端子TX2的第2发送信号通过并送至开关电路10。电容器93阻止起因于控制信号VC1、VC2的直流的通过。另外,电容器93、94改善包含BPF60及BPF70的第2发送信号的路径中的通过特性。
这里,从端口P21看,通向BPF50的信号路径和通向BPF60的信号路径之间的分支点用N2表示。在本实施例中,用以阻止起因于控制信号VC1、VC2的直流通过的电容器16、93分别设置在分支点N2与BPF50之间和分支点N2与BPF60之间。另外,在端口P21与分支点N2之间不配置用以阻止起因于控制信号VC1、VC2的直流通过的电容器。
在高频模块1中,被输入至天线端子ANT1或ANT2的第1接收信号,通过开关电路10及BPF20后被送至接收信号端子RX1。另外,输入至天线端子ANT1或天线端子ANT2的第2接收信号,通过开关电路10、BPF30及LPF40后被送至接收信号端子RX2。另外,输入至发送信号端子TX1的第1发送信号,通过BPF50及开关电路10后被送至天线端子ANT1或天线端子ANT2。另外,输入至发送信号端子TX2的第2发送信号,通过LPF70、BPF60及开关电路10后被送至天线端子ANT1或天线端子ANT2。
下面,参照图2及图3,就高频模块1的结构进行说明。图2是表示高频模块1的外观的透视图。图3是高频模块1的平面图,如图2及图3所示,高频模块1设有将高频模块1的上述各元件一体化的层叠基板200。层叠基板200含有被交替层叠的电介质层和导体层。高频模块1中的电路由层叠基板200的内部或表面上的导体层和搭载在层叠基板200的上面的元件构成。这里,作为一例,图1中的开关电路10及电容器13~16为搭载在层叠基板200上的元件。开关电路10具有1个部件的形态。层叠基板200采用例如低温同时烧成陶瓷多层基板。
层叠基板200的上面、下面及侧面,设有上述的各端子ANT1、ANT2、RX1、RX2、TX1、TX2、CT1、CT2和6个接地端子G1~G6及端子NC1、NC2。接地端子G1~G6被连接至地。端子NC1、NC2既不连接在层叠基板200内部的导体层上也不连接在外部电路上。
下面,参照图4,就一例利用本实施例的高频模块1的无线LAN用通信装置中的高频电路部的结构的进行说明。图4所示的高频电路部设有高频模块1、被连接在该高频模块1上的2个天线101、102。
高频电路部还设有输入端连接在高频模块1的接收信号端子RX1上的低噪声放大器111;一端连接在低噪声放大器111的输出端上的BPF112;不平衡端子连接在BPF112的另一端的平衡-不平衡转换器113。由接收信号端子RX1输出的第1接收信号经低噪声放大器111放大后通过BPF112,由平衡-不平衡转换器113变换成平衡信号,从平衡-不平衡转换器113的2个平衡端子输出。
高频电路部再设有输入端连接在高频模块1的接收信号端子RX2上的低噪声放大器114;一端连接在低噪声放大器114的输出端的BPF115;不平衡端子连接在BPF115的另一端的平衡-不平衡转换器116。从接收信号端子RX2输出的第2接收信号经低噪声放大器放大后通过BPF115,由平衡-不平衡转换器116变换成平衡信号,从平衡-不平衡转换器116的2个平衡端子输出。
高频电路部还设有输出端连接至高频模块1的发送信号端子TX1的功率放大器121;一端连接至功率放大器121的输入端的BPF122;其不平衡端子连接至BPF122的另一端的平衡-不平衡转换器123。对应于第1发送信号的平衡信号被输入至平衡-不平衡转换器123的2个平衡端子,由平衡-不平衡转换器123变换成不平衡信号后通过BPF122,经功率放大器121放大后作为第1发送信号提供给发送信号端子TX1。
高频电路部还设有输出端连接至高频模块1的发送信号端子TX2的功率放大器124;一端连接至功率放大器124的输入端的BPF125;其不平衡端子连接至BPF125的另一端的平衡-不平衡转换器126。对应于第2发送信号的平衡信号被输入至平衡-不平衡转换器126的2个平衡端子,由平衡-不平衡转换器126变换成不平衡信号后通过BPF125,经功率放大器124放大后作为第2发送信号提供给发送信号端子TX2。
再者,高频电路部的结构不限于图4所示的结构,可以有种种变更。例如,高频电路部也可以不包含平衡-不平衡转换器113、116,而将通过BPF112、115的信号以不平衡信号的状态直接输出。另外,低噪声放大器111与BPF112的位置关系以及低噪声放大器114与BPF115的位置关系也可以分别与图4所示的位置关系相反。另外,也可以设置低通滤波器或高通滤波器来代替BPF112、115、122、125。
下面,参照图5至图24,就一例层叠基板200的结构进行说明。图5至图23分别表示从第1层至第19层(最下层)的电介质层的上面的俯视图。图24表示第19层的电介质层及其下面的导体层的俯视图。在图5至图23中,圆圈表示导通孔。
在图5所示的第1层的电介质层201的上面,形成构成各端子ANT1、ANT2、RX1、RX2、TX1、TX2、CT1、CT2、G1~G6、NC1、NC2的导体层。在电介质层201的上面再形成连接电容器13的导体层301、302;连接电容器14的导体层401、402;连接电容器15的导体层303、304;连接电容器16的导体层403、404。在电介质层201的上面再形成连接开关电路10的各端口P1~P6的6个导体层221~226和被连接至地的导体层230。
在图6所示的第2层的电介质层202的上面,形成导体层231、232、311~314、411~414。导体层231连接至端子G1。导体层232连接至端子G4。
导体层311连接至端子ANT1。在导体层311上,经由在电介质层201中形成的导通孔连接图5所示的导体层301。在导体层312上,经由在电介质层201中形成的2个导通孔连接图5所示的导体层221、302。导体层313连接至端子CT1。在导体层313上,经由在电介质层201中形成的导通孔连接图5所示的导体层225。在导体层314上,经由在电介质层201中形成的2个导通孔连接图5所示的导体层223、303。
导体层411连接至端子ANT2。在导体层411上,经由在电介质层201中形成的导通孔连接图5所示的导体层401。在导体层412上,经由在电介质层201中形成的2个导通孔连接图5所示的导体层222、402。导体层413连接至端子CT2。在导体层413上,经由在电介质层201中形成的导通孔连接图5所示的导体层226。在导体层414上,经由在电介质层201中形成的2个导通孔连接图5所示的导体层224、403。
在图7所示的第3层电介质层203的上面,形成接地用导体层233、234。导体层233连接至端子G1。在导体层233上,经由在电介质层202中形成的导通孔连接图6所示的导体层231。导体层234连接至端子G2~G6。在导体层234上,经由在电介质层202中形成的导通孔连接图6所示的导体层232。另外,在导体层234上,经由在电介质层201、202中形成的导通孔连接图5所示的导体层230。
在图8所示的第4层电介质层204的上面,形成接地用导体层235、导体层316、416及电感器用导体层317、417。导体层235连接至端子G1及端子G4。在导体层235上,经由在电介质层203中形成的多个导通孔连接图7所示的导体层233、234。
在导体层316上,经由在电介质层201~203中形成的导通孔连接图5所示的导体层304。导体层317的一端部连接至端子RX2。导体层317构成图1中的电感器41。
在导体层416上,经由在电介质层201~203中形成的导通孔连接图5所示的导体层404。导体层417的一端部连接至端子TX2上。导体层417构成图1中的电感器71。
在图9所示的第5层电介质层205的上面,形成电容器用导体层319、419。导体层319连接至端子G2。导体层319构成图1中的电容器32、35、42的各一部分。导体层419连接至端子G6。导体层419构成图1中的电容器62、65、72的各一部分。
在图10所示的第6层电介质层206的上面,形成电容器用导体层321、322、323、421、422、423。
导体层321与图9所示的导体层319一同构成图1中的电容器32。导体层322与图9所示的导体层319一同构成图1中的电容器35。导体层323与图9所示的导体层319一同构成图1中的电容器42,同时构成图1中的电容器43的一部分。在导体层323上,经由在电介质层204、205中形成的导通孔连接图8所示的导体层317。
导体层421与图9所示的导体层419一同构成图1中的电容器62。导体层422与图9所示的导体层419一同构成图1中的电容器65。导体层423与图9所示的导体层419一同构成图1中的电容器72,同时构成图1中的电容器73的一部分。在导体层423上,经由在电介质层204、205中形成的导通孔连接图8所示的导体层417。
在图11所示的第7层电介质层207的上面,形成接地用导体层236及电容器用导体层324、325、326、424、425、426。导体层236连接至端子G1及端子G4。在导体层236上,经由在电介质层204206中形成的导通孔连接图8所示的导体层235。
在导体层324上,经由在电介质层201~206中形成的导通孔连接图5所示的导体层303。在导体层325上,经由在电介质层206中形成的导通孔连接图10所示的导体层323。导体层326连接至端子RX2。导体层324、325分别构成图1中的电容器83、84的各一部分。导体层326与图10所示的导电层323一同构成图1中的电容器43。
在导体层424上,经由在电介质层201~206中形成的导通孔连接图5所示的导体层403。在导体层425上,经由在电介质层206中形成的导通孔连接图10所示的导体层423。导体层426连接至端子TX2。导体层424、425分别构成图1中的电容器93、94的各一部分。导体层426与图10所示的导体层423一同构成图1中的电容器73。
在图12所示的第8层电介质层208的上面,形成电容器用导体层328、329、428、429。
在导体层328上,经由在电介质层206、207中形成的导通孔连接图10所示的导体层321。在导体层329上,经由在电介质层206、207中形成的导通孔连接图10所示的导体层322。导体层328与图11所示的导体层324一同构成图1中的电容器83。导体层329与图11所示的导体层325一同构成图1中的电容器84。
在导体层428上,经由在电介质层206、207中形成的导通孔连接图10所示的导体层421。在导体层429上,经由在电介质层206、207中形成的导通孔连接图10所示的导体层422。导体层428与图11所示的导体层424一同构成图1中的电容器93。导体层429与图11所示的导体层425一同构成图1中的电容器94。
在图13所示的第9层电介质层209的上面,形成接地用导体层237~241和电容器用导体层331、332、431、432。在导体层237~241上,经由在电介质层207、208中形成的导通孔连接图11所示的导体层236。
在导体层331上,经由在电介质层208中形成的导通孔连接图12所示的导体层328。在导体层332上,经由在电介质层208中形成的导通孔连接图12所示的导体层329。导体层331、332构成图1中的电容器33。
在导体层431上,经由在电介质层208中形成的导通孔连接图12所示的导体层428。在导体层432上,经由在电介质层208中形成的导通孔连接图12所示的导体层429。导体层431、432构成图1中的电容器63。
在图14所示的第10层电介质层210的上面,形成导体层334、335、336、337、434、435、436、437。
在导体层334上,经由在电介质层208、209中形成的导通孔连接图12所示的导体层328。在导体层335上,经由在电介质层208、209中形成的导通孔连接图12所示的导体层329。另外,在导体层335上,经由在电介质层203~209中形成的导通孔连接图7所示的导体层234。在导体层336上,经由在电介质层203~209中形成的导通孔连接图7所示的导体层234。导体层337连接至端子G3。导体层334、335、336、337分别构成图1中的传送线路31、34、21、24。另外,用导体层334、335、336、337构成的传送线路31、34、21、24为分布参数线路。在本实施例中,BPF20中的谐振电路所包含的传送线路21、24(导体层336、337)的纵向与BPF30中的谐振电路所包含的传送线路31、34(导体层334、335)的纵向相互正交。
在导体层434上,经由在电介质层208、209中形成的导通孔连接图12所示的导体层428。在导体层435上,经由在电介质层208、209中形成的导通孔连接图12所示的导体层429。另外,在导体层435上,经由在电介质层203~209中形成的导通孔连接图7所示的导体层234。在导体层436上,经由在电介质层203~209中形成的导通孔连接图7所示的导体层234。导体层437连接至端子G5。导体层434、435、436、437分别构成图1中的传送线路61、64、51、54。另外,用导体层434、435、436、437所构成的传送线路61、64、51、54构成为分布参数线路。在本实施例中,BPF50中的谐振电路所包含的传送线路51、54(导体层436、437)的纵向与BPF60中的谐振电路所包含的传送线路61、64(导体层434、435)的纵向相互正交。
在图15所示的第11层电介质层211的上面,形成接地用导体层242、电感器用导体层339、439。在导体层242上,经由在电介质层209、210中形成的导通孔连接图13所示的导体层237~241。
在导体层339上,经由在电介质层204~210中形成的导通孔连接图8所示的导体层316。导体层339构成图1中的电感器81的一部分。在导体层439上,经由在电介质层204~210中形成的导通孔连接图8所示的导体层416。导体层439构成图1中的电感器91的一部分。
在图16所示的第12层电介质层212的上面,形成电感器用导体层340、440。在导体层340上,经由在电介质层211中形成的导通孔连接图15所示的导体层339。导体层340构成图1中的电感器81的一部分。在导体层440上,经由在电介质层211中形成的导通孔连接图15所示的导体层439。导体层440构成图1中电感器91的一部分。
在图17所示的第13层电介质层213的上面,形成电感器用导体层341、441。在导体层341上,经由在电介质层212中形成的导通孔连接图16所示的导体层340。图1中的电感器81由导体层339~341构成。在导体层441上,经由在电介质层212中形成的导通孔连接图16所示的导体层440。图1中的电感器91由导体层439~441构成。
在图18所示的第14层电介质层214的上面,形成电容器用导体层343、344、443、444。导体层343连接在端子RX2上。导体层343构成图1中的电容器44的一部分。导体层344连接至端子RX1上。导体层344构成图1中的电容器82的一部分。导体层443连接至端子TX2上。导体层443构成图1中的电容器74的一部分。导体层444连接至端子TX1。导体层444构成图1中的电容器92的一部分。
在图19所示的第15层电介质层215的上面,形成接地用导体层243、导体层346、446及电容器用导体层347、447。在导体层243上,经由在电介质层211~214中形成的导通孔,连接图15所示的导体层242。
在导体层346上,经由在电介质层210~214中形成的导通孔连接图14所示的导体层336。另外,在导体层346上,经由在电介质层213、214中形成的导通孔连接图17所示的导体层341。在导体层347上,经由在电介质层210~214中形成的导通孔连接图14所示的导体层337。导体层347与图18所示的导体层344一同构成电容器82。
在导体层446上,经由在电介质层210~214中形成的导通孔连接图14所示的导体层436。另外,在导体层446上,经由在电介质层213、214中形成的导通孔连接图17所示的导体层441。在导体层447上,经由在电介质层210~214中形成的导通孔连接图14所示的导体层437。导体层447与图18所示的导体层444一同构成电容器92。
在图20所示的第16层电介质层216的上面,形成电容器用导体层349、350、351、449、450、451。
导体层349连接至端子G2、G3。导体层349与图18所示的导体层343一同构成图1中的电容器44。在导体层350上,经由在电介质层215中形成的导通孔连接图19所示的导体层346。在导体层351上,经由在电介质层215中形成的导通孔连接图19所示的导体层347。导体层350、351构成图1中的电容器23。
导体层449连接至端子G5、G6。导体层449与图18所示的导体层443一同构成图1中的电容器74。在导体层450上,经由在电介质层215中形成的导通孔连接图19所示的导体层446。在导体层451上,经由在电介质层215中形成的导通孔连接图19所示的导体层447。导体层450、451构成图1中的电容器53。
在图21所示的第17层电介质层217的上面,形成电容器用导体层353、354、453、454。
在导体层353上,经由在电介质层216中形成的导通孔连接图20所示的导体层350。导体层353构成图1中的电容器22的一部分。在导体层354上,经由在电介质层216中形成的导通孔连接图20所示的导体层351。导体层354构成图1中的电容器25的一部分。
在导体层453上,经由在电介质层216中形成的导通孔连接图20所示的导体层450。导体层453构成图1中的电容器52的一部分。在导体层454上,经由在电介质层216中形成的导通孔连接图20所示的导体层451。导体层454构成图1中的电容器55的一部分。
在图22所示的第18层电介质层218的上面,形成接地用导体层244。导体层244连接至端子G1~G6。导体层244与图21所示的导体层353一同构成图1中的电容器22。另外,导体层244与图21中的导体层354一同构成图1中的电容器25。
在导体层244上,经由在电介质层215~217中形成的导通孔连接图19所示的导体层243。另外,在导体层244上,经由在电介质层210~217中形成的导通孔连接图14所示的导体层334、434。在导体层218上形成连接至导体层244的8个导通孔。
在图23所示的第19层电介质层219上面,形成连接至在电介质层218中形成的8个导通孔的8个导通孔。
如图24所示,在电介质层219的下面上形成构成各端子ANT1、ANT2、RX1、RX2、TX1、TX2、CT1、CT2、G1~G6、NC1、NC2的导体层;接地用导体层245。在导体层245上,经由在电介质层218、219中形成的导通孔连接图22所示的导体层244。
图25表示在层叠基板200的内部形成第1接收信号、第2接收信号、第1发送信号及第2发送信号的各路径的元件的配置区域。在图25中,标记251表示形成第1接收信号的路径的元件的配置区域。标记252表示配置形成第2接收信号的路径的元件的区域。标记261表示配置形成第1发送信号的路径的元件的区域。标记262表示配置形成第2发送信号的路径的元件的区域。
如图25所示,在本实施例中,在层叠基板200的内部,配置形成第1和第2接收信号的路径的元件的区域251、252被相互分离,配置形成第1和第2发送信号的路径的元件的区域261、262被相互分离。
另外,配置形成第1和第2接收信号的路径的元件的区域251、252与配置形成第1和第2发送信号的路径的元件的区域261、262被相互分离。再者,在区域251、252和区域261、262之间设置连接至地的导体部270。导体部270由接地用导体层235~243和与它们连接的导通孔构成。
下面,就本实施例的高频模块1中的电容器15、16、83、93的配置的效果进行说明。如上所述,在本实施例中,用以阻止直流通过的电容器15、83分别配置在分支点N1与BPF20之间和分支点N1与BPF30之间,在端口P11与分支点N1之间不配置用以阻止直流通过的电容器。同样,用以阻止直流通过的电容器16、93分别被配置在分支点N2与BPF50之间和分支点N2与BPF60之间,在端口P21与分支点N2之间不配置用以阻止直流通过的电容器。通过这样的结构,依据本实施例,可以设定电容器15、16的电容值,使第1接收信号的路径的通过特性及第1发送信号的路径的通过特性达到良好,并设定电容器83、93的电容值,使第2接收信号的路径的通过特性及第2发送信号的路径的通过特性达到良好。其结果,依据本实施例,可以设计电路,使第1接收信号、第2接收信号、第1发送信号及第2发送信号的各路径中的通过特性全部达到良好。下面,参照图26至图30,详细说明其内容。
这里,用本实施例的高频模块1和比较例的高频模块来比较各信号路径的通过特性。在比较例的高频模块中,图1中的电容器15、16被除去,代之以在端口P11与分支点N1之间、端口P21与分支点N2之间分别设置阻止直流通过用的电容器。比较例的高频模块的其它结构与本实施例的高频模块1相同。
图26表示比较例中的第1和第2接收信号的各路径的通过特性(插入损耗的频率特性)的第1例。在图26中,标记511表示第1接收信号的路径的通过特性。另外,标记512表示第2接收信号的路径的通过特性。所谓第1接收信号路径,具体地说,是天线端子ANT1或天线端子ANT2与第1接收信号端子RX1之间的信号路径。所谓第2接收信号路径,具体地说,是天线端子ANT1或天线端子ANT2与第2接收信号端子RX2之间的信号路径。
再者,第1发送信号的路径的通过特性与第1接收信号的路径的通过特性相同。另外,第2发送信号的路径的通过特性与第2接收信号的路径的通过特性相同。所谓第1发送信号的路径,具体地说,是天线端子ANT1或天线端子ANT2与第1发送信号端子TX1之间的信号路径。所谓第2发送信号的路径,具体地说,是天线端子ANT1或天线端子ANT2与第2发送信号端子TX2之间的信号路径。
在第1例中,设定2个阻止直流通过用的电容器的电容值,使第2接收信号的路径的通过特性及第2发送信号的路径的通过特性优先性地达到良好。具体地说,在第1例中,将该电容值取为2.2pF。另外,在第1例中,将电容器83、93的值取为1.1pF。
图27表示在比较例中的第1和第2接收信号的各路径的通过特性(插入损耗的频率特性)的第2例。在图27中,标记521表示第1接收信号的路径的通过特性。另外,标记522表示第2接收信号的路径的通过特性。再者,第1发送信号的路径的通过特性与第1接收信号的路径的通过特性相同。再有,第2发送信号的路径的通过特性与第2接收信号的路径的通过特性相同。在第2例中,设定2个阻止直流通过用的电容器的电容值,使第1接收信号的路径的通过特性及第1发送信号的路径的通过特性优先性地成为良好。具体地说,在第2例中,将该电容值取为15pF。另外,在第2例中,将电容器83、93的值取为1.1pF。
图28表示在比较例中的第1和第2接收信号的各路径的通过特性(插入损耗的频率特性)的第3例。在图28中,标记531表示第1接收信号的路径的通过特性。另外,标记532表示第2接收信号的路径的通过特性。再者,第1发送信号的路径的通过特性与第1接收信号的路径的通过特性相同。另外,第2发送信号的路径的通过特性与第2接收信号的路径的通过特性相同。在第3例中,设定2个阻止直流通过用的电容器的电容值,使其取得第1接收信号的路径的通过特性及第1发送信号的路径的通过特性和第2接收信号的的路径的通过特性及第1发送信号的路径的通过特性的平衡。具体地说,在第3例中,将该电容值取为10pF。另外,在第3例中,将电容器83、93的值取为1.1pF。
图29表示本实施例中的第1和第2接收信号的各路径的通过特性(插入损耗的频率特性)的一例。在图29中,标记541表示第1接收信号的路径的通过特性。另外,标记542表示第2接收信号的路径的通过特性。再者,第1发送信号的路径的通过特性与第1接收信号的路径的通过特性相同。另外,第2发送信号的路径的通过特性与第2接收信号的路径的通过特性相同。本例中,设定电容器15、16的电容值,使第1接收信号的路径的通过特性及第1发送信号的路径的通过特性达到良好。具体地说,本例中,将电容器15、16的值取为15pF。另外,在本例中,设定电容器83、93的电容值,使第2接收信号的路径的通过特性及第2发送信号的路径的通过特性达到良好。具体地说,在本例中,将电容器83、93的值取为1.1pF。
图30放大并表示在图26至图29所示的各特性中,在第1和第2频带及它们的附近频带中的部分。在图30中,标记611所示的点线表示比较例的第1例中的第1接收信号的路径的通过特性。标记612所示的点线表示比较例的第1例中的第2接收信号的路径的通过特性。标记621所示的虚线表示在比较例的第2例中的第1接收信号的路径的通过特性。标记622所示的虚线表示在比较例的第2例中的第2接收信号的路径的通过特性。标记631所示的点划线表示在比较例的第3例中的第1接收信号的路径的通过特性。标记632所示的点划线表示在比较例的第3例中的第2接收信号的路径的通过特性。标记641所示的实线表示本实施例之一例中的第1接收信号的路径的通过特性。标记642所示的实线表示本实施例之一例中的第2接收信号的路径的通过特性。
从图30可知以下结论。在比较例的第1例中,第2接收信号及第2发送信号的各路径的第2频带中的插入损耗小,而第1接收信号及第1发送信号的各路径的第1频带中的插入损耗比其它例大。在比较例的第2例中,第1接收信号及第1发送信号的各路径的第1频带中的插入损耗小,而第2接收信号及第2发送信号的各路径的第2频带中的插入损耗比其它例大。在比较例的第3例中,第1接收信号及第1发送信号的各路径的第1频带中的插入损耗和第2接收信号及第2发送信号的各路径的第2频带中的插入损耗都是第1例与第2例中间的值。在本实施例中,第1接收信号及第1发送信号的各路径的第1频带中的插入损耗与比较例的第2例同程度地小,第2接收信号及第2发送信号的各路径的第2频带中的插入损耗与比较例的第1例同程度地小。由于这些原因,依据本实施例可知可以设计电路,使第1接收信号、第2接收信号、第1发送信号及第2发送信号的各路径中的通过特性全部达到良好。
下面,就本实施例中的高频模块1的其它效果进行说明。在有关本实施例的高频模块1中,双工器11中设有BPF20、30,双工器12中设有BPF50、60。也可以不用BPF,而用高通滤波器及低通滤波器构成双工器11、12。但是,在这种场合,连接在高频模块1的电路中需要多个滤波器,对于设置在连接至高频模块的电路的滤波器要求的条件又严格。与此形成对照,依据本实施例,通过用BPF构成双工器11、12,减少设置在连接至高频模块的电路的滤波器的数量,又可以缓和对设置在连接至高频模块1的电路的滤波器要求的条件。
另外,各BPF20、30、50、60用谐振电路来构成。BPF也可以组合高通滤波器和低通滤波器来构成。但是,在这种场合,构成BPF的元件数量增多,BPF的特性的调整困难。与此形成对照,依据本实施例,由于各BPF20、30、50、60用谐振电路构成,构成各BPF20、30、50、60的元件数量减小,且BPF20、30、50、60的特性调整容易。
另外,开关电路10和双工器11、12用层叠基板200一体化。于是,可以减小高频模块1的实装面积。例如,将2个长3.2mm、宽1.6mm尺寸的单体的双工器和长3.0mm、宽3.0mm尺寸的单体的开关实装在基板上来构成高频模块的场合,包含底座在内的高频模块的实装面积约为23mm2。与此形成对照,依据本实施例,也包含底座的高频模块1的实装面积约为16mm2。因而,依据本实施例,比起将2个单体的双工器和单体的开关实装在基板上来构成高频模块的情况,可以减少约30%的实装面积。
另外,依据本实施例,比起将2个单体的双工器和单体的开关实装在基板上来构成高频模块的情况,用于部件实装的工序减少,可以降低实装需要的成本。
由于以上的原因,依据本实施例,可以实现用于无线LAN用的通信装置的、可处理多个频带的发送信号及接收信号的、且可小型化的高频模块1。
又,本实施例的无线LAN用的高频模块1主要搭载于笔记本型个人计算机等需要小型化或薄形化的设备上。因而,高频模块1的尺寸的理想值应为长5mm以下、宽4mm以下、高2mm以下。
又,高频模块1设有2个天线端子ANT1、ANT2,开关电路10将双工器11、12中的任意一个连接至天线端子ANT1、ANT2中的任意一个上。因而,依据本实施例,能够实现对应于分集的高频模块1。
又,在高频模块1中,将构成元件一体化的基板是包含交替层叠的电介质层和导体层的层叠基板200,构成BPF20、30、50、60的谐振电路由电介质层和导体层来构成。于是,依据本实施例,可以将高频模块更加小型化。
又,在本实施例中,各谐振电路包含用导体层构成的分布参数线路。于是,依据本实施例,得到以下的结果。在无线LAN用的高频电路部中,作为各信号路径中的通过特性,有要求通过频带外的频率区域衰减大的倾向。为了满足这个要求,BPF20、30、50、60的插入损耗的频率特性最好是,在通过频带和通过频带外的频率区域之间的边界附近插入损耗是陡峭变化的特性。如果仅用由集总参数元件构成的BPF实现这样的特性,则滤波器的级数必须多。若那样做,则构成BPF的元件的数量增多。其结果,高频模块的小型化困难,又由于调整的元件的数量多,实现所期望的BPF的特性变得困难。与此形成对照,如本实施例所示,在构成BPF20、30、50、60的谐振电路包含分布参数线路的情况下,与仅用集中参数元件构成BPF的情况相比,可以减少元件的数量,同时用以实现所希望的特性的调整变得容易。因而,依据本实施例,可以将高频模块1更加小型化,同时可以容易地实现所期待的BPF20、30、50、60的特性。
另外,在本实施例中,各谐振电路包含具有用导体层构成的电感的传送线路。BPF20中的谐振电路所包含的传送线路21、24(导体层336、337)的纵向与BPF30中的谐振电路所包含的传送线路31、34(导体层334、335)的纵向相互正交。于是,可以防止在传送线路21、24(导体层336、337)与传送线路31、34(导体层334、335)之间电磁耦合的发生,其结果,可以防止在BPF20与BPF30之间发生电磁干扰。
同样,BPF50中的谐振电路所包含的传送线路51、54(导体层436、437)的纵向与BPF60中的谐振电路所包含的传送线路61、64(导体层434、435)的纵向相互正交。于是,可以防止在传送线路51、54(导体层436、437)与传送线路61、64(导体层434、435)之间电磁耦合的发生,其结果,可以防止在BPF50与BPF60之间发生电磁干扰。
另外,如图25所示,在本实施例中,层叠基板200配置在被包含在双工器11中的全部谐振电路和被包含在双工器12中的全部谐振电路之间,并包含接地的导体部270。于是,依据本实施例,可以防止在双工器11与双工器12之间发生电磁干扰。
又,如图25所示,在本实施例中,在层叠基板200的内部,形成第1和第2接收信号的路径的元件的配置区域251、252相互分离。于是,依据本实施例,可以防止在第1接收信号的路径与第2接收信号的路径之间发生电磁干扰。
同样,在层叠基板200的内部,形成第1和第2发送信号的路径的元件的配置区域261、262相互分离。于是,依据本实施例,可以防止第1发送信号的路径与第2发送信号的路径之间发生电磁干扰。
另外,在本实施例中,开关电路10搭载在层叠基板200上,层叠基板200的导体层配置在开关电路10与全部的谐振电路之间,并包含连接至地的接地用导体层233、234(参照图7)。于是,依据本实施例,可以防止在开关电路10与双工器11、12之间发生电磁干扰。
又,在本实施例中,双工器11设有串联连接至BPF30使第2频带中的接收信号通过的LPF40。另外,双工器12设有串联连接至BPF60使第2频带中的发送信号通过的LPF70。在BPF30、60中,如果增多谐振电路的级数,则可以使第2频带外的插入损耗增加,但是第2频带中的插入损耗也会增加。与此形成对照,依据本实施例,在第2频带中的接收信号及发送信号的各路径中,可以一边抑制第2频带中插入损耗的增加,一边使比第2频带更高频一侧的插入损耗增加。
再者,在本实施例中,作为层叠基板200,使用电介质层的材料的树脂、陶瓷或两者复合成的材料等,可以使用各种各样的材料。但是,作为层叠基板200,最好使用高频特性优良的低温同时烧成陶瓷多层基板。而且,在采用这种低温同时烧成陶瓷多层基板的层叠基板200中,如用图5至图24所说明过的那样,最好至少内藏构成双工器11、12的多个电感元件(具有电感的传送线路及电感器)及电容元件(除电容器15、16以外的电容器)。再有,开关电路10用GaAs化合物半导体的场效应晶体管来构成。如图2所示,最好搭载在采用低温同时烧成陶瓷多层基板的层叠基板200上。另外,如图2所示,在采用低温同时烧成陶瓷多层基板的层叠基板200的外周面上,最好设有多个端子,其中包括用以将开关电路10连接至天线的天线端子ANT1、ANT2;用以将双工器11、12连接至外部电路的接收信号端子RX1、RX2以及发送信号端子TX1、TX2;控制信号端子CT1、CT2;以及连接至地的接地端子G1~G6。
再者,本发明不限定于上述实施例,可以有种种变更。例如,可以不使用BPF而使用高通滤波器及低通滤波器来构成双工器11、12。
另外,在本实施例中,设置分离第1接收信号和第2接收信号的双工器11;分离第1发送信号和第2发送信号的双工器12。但是,也可以设置分离第1接收信号与第2发送信号的双工器,分离第1发送信号与第2接收信号的双工器来代替双工器11、12。
还有,也可以设置1个天线端子来代替2个天线端子ANT1、ANT2,并设置将双工器11、12中的任意一个有选择地连接到1个天线端子上的开关电路来代替开关电路10。
根据以上的说明,可以明了实施本发明的种种形态和变形例。因而,在以下的权利要求的范围的均等的范围内,也可用上述最佳实施例以外的方式实施本发明。
权利要求
1.一种高频模块,其特征在于设有连接至天线的天线端子;分别将第1频带中的信号和比所述第1频带更高频率一侧的第2频带中的信号分离的多个双工器;对所述天线端子连接所述多个双工器中的任意一个的开关电路;以及将所述各元件一体化的基板,所述开关电路是输入用以控制状态转换的控制信号的电路,所述各双工器设有第1至第3端口;设置在第1端口与第2端口之间、使第1频带中的信号通过的第1滤波器;以及设置在第1端口与第3端口之间、使第2频带中的信号通过的第2滤波器,第1端口连接至所述开关电路,所述各双工器还设有从第1端口看通向第1滤波器的信号路径与通向第2滤波器的信号路径之间的分支点;设置在所述分支点与第1滤波器之间,阻止起因于所述控制信号的直流通过的第1电容器;以及设置在所述分支点与第2滤波器之间,阻止起因于所述控制信号的直流的通过的第2电容器。
2.如权利要求1所述的高频模块,其特征在于所述多个双工器中的1个,在第1端口上输入被输入至所述天线端子并通过了所述开关电路的第1和第2频带中的各接收信号,第1滤波器使第1频带中的接收信号通过,在第2端口上输出第1频带中的接收信号,第2滤波器使第2频带中的接收信号通过,在第3端口上输出第2频带中的接收信号,所述多个双工器中的另1个,在第2端口上输入第1频带中的发送信号,第1滤波器使第1频带中的发送信号通过,在第3端口上输入第2频带中的发送信号,第2滤波器使第2频带中的发送信号通过,在第1端口上输出第1和第2频带中的各发送信号。
3.如权利要求1所述的高频模块,其特征在于设有作为所述天线端子的第1和第2天线端子,所述开关电路将所述双工器的任意一个连接到所述第1和第2天线端子中的任意一个上。
4.如权利要求1所述的高频模块,其特征在于所述第1电容器的电容量比所述第2电容器的电容量大。
5.如权利要求4所述的高频模块,其特征在于所述第1电容器的电容量在10pF~100pF的范围内。
6.如权利要求4所述的高频模块,其特征在于所述基板是包含交替层叠的电介质层和导体层的层叠基板,所述第1电容器搭载在所述层叠基板上,所述第2电容器用所述电介质层和导体层构成。
7.如权利要求1所述的高频模块,其特征在于所述开关电路搭载在所述基板上。
8.如权利要求1所述的高频模块,其特征在于所述开关电路用由GaAs化合物半导体形成的场效应晶体管构成。
9.如权利要求8所述的高频模块,其特征在于所述基板是低温同时烧成陶瓷多层基板,在所述基板内设置构成所述各双工器的多个电感元件及电容元件,开关电路搭载在所述基板上;高频模块中还设有用以将所述各双工器连接至外部电路的多个信号端子;连接地的接地端子,所述天线端子、信号端子及接地端子形成在所述基板的外周面上。
10.如权利要求1所述的高频模块,其特征在于所述各滤波器都是带通滤波器。
11.如权利要求10所述的高频模块,其特征在于所述各带通滤波器用谐振电路构成。
12.如权利要求11所述的高频模块,其特征在于所述基板是包含交替层叠的电介质层和导体层的层叠基板,各谐振电路用所述电介质层和导体层构成。
13.如权利要求12所述的高频模块,其特征在于所述各谐振电路包含用所述导体层构成的分布参数线路。
14.如权利要求12所述的高频模块,其特征在于所述各谐振电路包含具有用所述导体层所构成的电感的传送线路;在所述各双工器中,所述第1滤波器中的谐振电路所包含的所述传送线路的纵向与所述第2滤波器中的谐振电路所包含的所述传送线路的纵向相互正交。
15.如权利要求10所述的高频模块,其特征在于所述各双工器还设有串联连接至所述第2滤波器、使第2频带中的信号通过的低通滤波器。
全文摘要
高频模块中设有连接至2个天线端子的开关电路;连接至开关电路的2个双工器。各双工器设有2个带通滤波器(BPF)。各双工器还在信号路径的分支点与BPF之间设有电容器,并在分支点和BPF之间设有电容器。
文档编号H04B1/44GK1783710SQ20051012716
公开日2006年6月7日 申请日期2005年11月15日 优先权日2004年11月15日
发明者奥山祐一郎, 松原英哉, 板仓正己, 岩田匡史 申请人:Tdk株式会社