WO2006003959A1

WO2006003959A1 - 高周波回路、高周波部品及びマルチバンド通信装置

Info

Publication number: WO2006003959A1
Application number: PCT/JP2005/012003
Authority: WO
Inventors: Keisuke Fukamachi; Shigeru Kemmochi; Kazuhiro Hagiwara; Takahiro Yamashita; Masayuki Uchida
Original assignee: Hitachi Metals, Ltd.
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2006-01-12
Also published as: US20080212552A1; US7773956B2; JP4386205B2; EP1768269A1; JP4178420B2; EP1768269B1; CN1977467A; CN1977467B; EP1768269A4; JP2009124746A; JPWO2006003959A1

Abstract

　アンテナ端子と、4つの入出力とを適宜切り替え接続するスイッチ回路を有し、第一の受信用出力はフィルタ回路を介して第一の通信システムの受信回路に接続し、第二の受信用出力はフィルタ回路を介して第二の通信システムの受信回路に接続し、第一の送信用入力は、パワーアンプ回路を介して第一の通信システムの送信回路に接続し、第二の送信用入力は、パワーアンプ回路を介して第二の通信システムの送信回路に接続し、アンテナと送信用入力又は受信出力との間のいずれか1つ以上の経路にバンドパスフィルタ回路を有し、パワーアンプ回路の出力電力をモニターする検波電圧端子を有する検波回路を具備する高周波回路。

Description

明細書

高周波回路、高周波部品及びマルチバンド通信装置

技術分野

[0001] 本発明は電子機器間の無線通信を行う少なくとも 2つの通信システムに共用可能な高周波回路、及びかかる高周波回路を有する高周波部品、並びに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普及している。例えばパーソナルコンピュータ（PC)、プリンタ、記憶装置、ブロードバンドルーター等の PCの周辺機器、 FAX,冷蔵庫、標準テレビ (SDTV)、高品位テレビ (H DTV)、デジタルカメラ、デジタルビデオ、携帯電話等の電気電子機器、自動車ゃ航空機等の移動体内の無線信号伝達装置等の間で、無線データ伝送が行われている

[0003] WLANには種々の規格がある。なかでも IEEE802.11aは、 5 GHzの周波数帯域を利用し、 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiples：直交周波数多重分割）変調方式により最大 54 Mbpsの高速データ通信をサポートしている。 IEEE802.11bは、無線免許なしに利用可能な 2.4 GHzの ISM (Industrial, Scientific and Medical,産業、科学及び医療）帯域を利用し、 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrumダイレクト'シーケンス 'スペクトル拡散）方式で 5.5 Mbps及び 11 Mbpsの高速通信をサポートしている。 IEEE802.11gは、 IEEE802.11bと同様に 2.4 GHz帯域を利用し、 OFDM変調方式により最大 54 Mbpsの高速データ通信をサポートしている。第一の通信システムを IEEE8 02.1 lb又は IEEE802.1 lgとし、第二の通信システムを IEEE802.1 laとした場合を例にとつて、以下説明する。

[0004] WLANを用いたマルチバンド通信装置の一例は特開 2003-169008号に記載されている。このマルチバンド通信装置は、図 32に示すように、通信周波数帯が異なる 2つの通信システム（IEEE802.1 la、 IEEE802.1 lb)で送受信が可能な 2個のデュアルバンドアンテナと、各通信システムで送信データを変調し、受信データを復調する 2個の送受信部と、前記アンテナを各送受信部に接続する複数のスィッチ手段と、前記スィツチ手段を制御する手段とを備え、ダイバーシティ受信可能である。

[0005] このマルチバンド通信装置では、通信を開始する前に周波数スキャンを行ない、受信可能な周波数チャンネルを探索する。スキャン動作を行なう場合、 6つの SPDT (単極双投）のスィッチ手段（SW1〜SW6)によりアンテナ ANT1を 802.11a送受信部の受信端子 Rxに接続するとともに、アンテナ ANT2を 802. lib送受信部の受信端子 Rxに接続する。 802.11a送受信部では 5 GHz帯でスキャンするとともに、 802.11b送受信部では 2.4 GHz帯でスキャンし、受信可能な全てのチャンネルを検出する。次に、アンテナ ANT1で受信した信号とアンテナ ANT2で受信した信号とを比較し、 2つの通信システムのうち望ましい方の信号が受信される方をアクティブにする。

[0006] このスキャン動作後に、アクティブにされた送受信装置を他方のアンテナに接続し、受信チャンネルを変更せずに受信する。このようにして得られた 2つの受信信号を比較し、より良好な受信ができる方のアンテナをアクティブにして、ダイバーシティ受信を行う。

[0007] し力しながら、このようなマルチバンド通信装置には以下の問題があることが分った

[0008] (1)スキャン動作では、フージング等の外乱が考慮されな、ので、受信信号が最大となる通信システムが必ず選択されるとは限らない。

[0009] (2)高周波信号の経路を切り替えるのに多くのスィッチ手段を必要とするので、（a)制御が複雑であり、 (b)スィッチ手段の伝送損失が累積し、特にアンテナから入射する高周波信号の品質が劣化し、 (c)スィッチ手段の切り替えに消費される電力が、ノート PCや携帯電話等のようにバッテリーを電源とする機器では無視できな!/、。

[0010] (3) WLANの高周波回路では、ダイバーシティスィッチや送信回路、受信回路を切り替えるスィッチの他に、送受信信号に含まれる不要な周波数成分を除去するバンドパスフィルタ等のフィルタ回路、不平衡信号を平衡信号に変換する平衡ー不平衡変換回路、及びインピーダンス変換回路が必要である。

[0011] (4)携帯電話、ノート PC、 PCMCIA (Personal Computer Memory Card International A ssociation)のネットワークカード等に内蔵するために、小型化が望まれている。発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] 従って、本発明の第一の目的は、少なくとも 2つの通信システムに共用可能な高周波回路であって、複数の通信システムの中から最も望ましい信号を受信する通信システムをアクティブィ匕し、ダイバーシティ受信を行うことができる高周波回路を提供することである。

[0013] 本発明の第二の目的は、少な、スィッチ手段で複数のマルチバンドアンテナと送信側回路及び受信側回路との接続を切り替えることが可能な高周波回路を提供することである。

[0014] 本発明の第三の目的は、フィルタ回路、平衡ー不平衡変換回路及びインピーダンス変換回路を備えた高周波回路を提供することである。

[0015] 本発明の第四の目的は、高周波回路を小型の三次元積層構造に構成した高周波部品を提供することである。

[0016] 本発明の第五の目的は、各通信システムでの送信データを変調し、受信データを復調する送受信部と、高周波スィッチのスィッチ回路の制御部を備え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

[0017] 本発明の高周波回路は、第一及び第二の周波数帯域を選択的に用いて無線通信を行うデュアルバンド無線装置に用いられ、

前記第一及び第二の周波数帯域において送受信が可能なアンテナと接続するァンテナ端子と、

前記第一の周波数帯域の送信信号が入力される第一の送信端子と、

前記第二の周波数帯域の送信信号が入力される第二の送信端子と、

前記第一の周波数帯域の受信信号が出力される第一の受信端子と、

前記第二の周波数帯域の受信信号が出力される第二の受信端子と、

前記アンテナ端子と、前記第一及び第二の送信端子又は前記第一及び第二の受信端子との接続を切り替えるスィッチ回路と、

前記スィッチ回路と前記第一の送信端子との間に設けられた第一のパワーアンプ回路と、

前記スィッチ回路と前記第二の送信端子との間に設けられた第二のパワーアンプ回路と、

前記アンテナ端子と、前記第一及び第二の送信端子及び受信端子の少なくとも 1 つとの間に設けられたバンドパスフィルタ回路と、

前記第一及び第二のパワーアンプ回路の出力電力をモニターする検波電圧端子を有する検波回路と

を具備することを特徴とする。

[0018] ダイバーシティ動作が可能なように、スィッチ回路として、 2つのアンテナ端子と送受信経路を切り替える DPDT (Dual Pole Dual Throw)スィッチ回路を使用するのが好ましいが、 1つのアンテナ端子と送受信経路を切り替える SPDT (Dual Pole Dual Throw) スィッチ回路等を使用することも可能である。 DPDTスィッチ回路及び SPDTスィッチ回路は、通信システム、アンテナの本数等により適宜変更可能である。

[0019] 前記バンドパスフィルタは、第一の通過帯域又は第二の通過帯域では高周波信号を通過させ、帯域外では減衰させることにより、ノイズを低減する。

[0020] 前記スィッチ回路は、送信端子側に設けられた第一の分波回路 (前記第一及び第二の送信端子の一方からの高周波信号をアンテナ端子側へ通すが他方の送信端子へ通さない）と、受信端子側に設けられた第二の分波回路 (前記アンテナ端子から入力される受信した高周波信号を、前記第一又は第二の受信端子に分波する)とを具備するのが好ましい。前記分波回路は第一の周波数帯域及び第二の周波数帯域における信号の分波合成を行うので、スィッチ回路中の高周波スィッチの動作は送受信の切替のみとなり、スィッチ回路の制御が簡略ィ匕できる。また無線 LAN等で使用される 5 GHz帯での挿入損失、ハイパワー入力時の高調波発生量、部品コスト等は、高周波スィッチ回路より分波回路を使用した方が少なくて済むという利点がある。

[0021] 前記第一又は第二の分波回路は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、前記低周波側フィルタ回路は、分波回路の共通端子に接続された位相線路、及び前記位相線路に接続されたバンドパスフィルタ回路により構成されているのが好ましい。低周波側フィルタ回路としてローパスフィルタ回路を用い、その後段にバンドパスフィルタ回路を接続するのが一般的であるが、ローパスフィルタと同様の機能を有するようにバンドパスフィルタ回路の帯域外のインピーダンスを前記位相線路により調整すれば、ローパスフィルタを省略でき、挿入損失の低減及び回路の小型化及び低コストィ匕が可能となる。

[0022] 前記検波回路は、前記第一及び前記第二のパワーアンプ回路の出力経路に接続された結合回路と、前記結合回路の結合端子に接続された検波用ダイオードとを有し、前記結合回路により高周波信号を導出し、前記検波用ダイオードで高周波電力を検波し、前記検波電圧端子に検波電圧を出力するのが好ましい。検波電圧端子に現れる検波電圧により、パワーアンプ回路からの出力電力をモニターすることができる。結合回路及び検波ダイオードはパワーアンプ MMIC (Monolithic Microwave Integ rated Circuit)に内蔵されていても良いが、パワーアンプ出力整合条件が変動した場合に検波電圧にばらつきが生じる懸念があるため、アンテナ端子の近くに結合回路を設けるのが望ましい。結合回路としては、容量結合回路より方向性結合回路の方が望ましい。方向性結合回路を用いることにより、アンテナでの反射波の影響が小さくなり、アンテナのインピーダンスが変動しても高精度で出力電力をモニター可能となる。

[0023] 前記結合回路は前記第一の分波回路の共通端子又はアンテナ端子に接続されていても良い。これにより、各第一及び第二のパワーアンプ回路に結合回路、検波ダイオード及び検波電圧端子を設ける必要がなくなるため、高周波回路の小型化及び低コストィ匕が可能となる。

[0024] 前記結合回路の結合端子と検波用ダイオードとの間に高調波低減回路を設けても良い。高調波低減回路は、検波用ダイオードで発生する高調波歪を低減するもので、ローパスフィルタ回路、ノッチフィルタ回路又はアツテネータ回路等の構成を有するのが好ましい。高調波低減回路は送受信信号が通過する主経路に配置するのがー般的であるが、本発明の高周波回路では結合回路と検波用ダイオードとの間に配置されている。これにより送受信信号が通過する主経路の伝送損失劣化がなくなり、通信の高品質ィ匕及び低消費電力化が可能となる。

[0025] パワーアンプ回路とアンテナ端子との間に、ローパスフィルタ回路又はノッチフィルタ回路を設けるのが好ましい。これによりパワーアンプ回路から出力された高周波信号の高調波歪を低減することができ、アンテナ端子力も放射される高調波を実用レべノレ〖こ低減することができる。

[0026] 前記第一及び第二の送信端子の少なくとも一方に平衡ー不平衡変換回路を接続しても良い。前記第一及び第二の受信端子の少なくとも一方に平衡ー不平衡変換回路を接続することも可能である。本発明の高周波回路の送信端子及び受信端子は R FICに接続されるが、平衡入出力の方が不平衡入出力より耐ノイズ性に優れているために、 RFICは平衡入力、平衡出力であることが多い。一方、本発明の高周波回路に使用するパワーアンプ回路、スィッチ回路等は不平衡デバイスであるため、 RFICとのインターフェースとして平衡ー不平衡変換回路を設ける必要があることが多い。従つて、本発明の高周波回路に平衡ー不平衡変換回路を設けることにより、通信装置の小型化及び低コストィ匕が可能となる。

[0027] 前記平衡ー不平衡変換回路の不平衡入力側に整合回路を設けるのが好ましい。

整合回路は、平衡—不平衡変換回路とこれに接続される分波回路又はバンドパスフィルタ回路、パワーアンプ回路等との整合をとり、通過帯域の挿入損失を低減させるのに必要である。

[0028] 前記平衡ー不平衡変換回路に DCフィード端子を設けても良い。 DCフィード端子は、本発明の高周波回路が接続される RFICの平衡入力端子又は平衡出力端子に直流電圧を印加するので、 DCフィード端子の設置によりチョークコイルを別途設ける必要がなくなり、通信装置の小型化及び低コストィ匕が可能となる。

[0029] 前記第一及び第二の受信端子の少なくとも一方にローノイズアンプ回路を設けても良い。ローノイズアンプはアンテナで検知した微弱な受信信号を増幅し、受信感度を向上させる機能を有する。受信感度を向上させるのに雑音指数の小さいローノイズァンプを使用するのは当然である力ローノイズアンプの入力側の損失を小さくすることも受信感度の向上に効果的である。ローノイズアンプ回路を高周波回路内に設けることにより、ローノイズアンプの入力側の接続を短くすることができるため、外部にローノイズアンプを設ける場合より受信感度を高くすることができる。

[0030] 前記ローノイズアンプ回路とアンテナ端子との間にローパスフィルタ回路又はノッチフィルタ回路が設けられているのが好ましい。ローパスフィルタ回路は、ローノイズァンプ回路力も発生する高調波歪を低減する機能を有する。具体的には、送信時に前記第一又は第二のパワーアンプ回路から出力された大電力信号の一部は前記スィツチ回路を経てローノイズアンプに入力され、オフ動作のローノイズアンプで高調波が発生する。この高調波は反射波となってアンテナ力放射される。この高調波の放射を防止するために、ローノイズアンプ回路とアンテナ端子との間にローノスフィルタ回路又はノッチフィルタ回路を設けるのが有効である。

[0031] 前記第一又は第二のパワーアンプ回路は、 2段以上の増幅トランジスタを有する増幅器であり、前記増幅器における最終段のトランジスタの入力側とその前段のトランジスタの出力側との間にバンドパスフィルタ回路が接続されているのが好ましい。この構成により、パワーアンプ出力の帯域外雑音を低減できる。またバンドパスフィルタ回路はパワーアンプ回路の出力段に接続されないので、バンドパスフィルタの挿入損失によるパワーアンプの消費電流増加及び効率劣化も低減することできる。

[0032] 前記バンドパスフィルタは一端が接地された 2本以上の伝送線路共振器を主構成とするのが好ましい。これにより、バンドパスフィルタを積層基板内に集積し、パワーァンプ回路を積層基板上に搭載した小型の積層体モジュールを得ることができる。またバンドパスフィルタとして弾性表面波フィルタを使用する場合と比較して、共振周波数の温度シフトが少なぐ密封の必要もないという利点が得られる。

[0033] 上記高周波回路を有する本発明の高周波部品は、セラミック誘電体力もなる各層に導電ペーストからなる電極パターンを形成し積層一体化してなる積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子とを具備し、前記高周波回路中のインダクタンス素子及びキャパシタンス素子の少なくとも一部は前記電極パターンにより構成され、前記スィッチ回路、前記パワーアンプ回路及び前記ローノイズアンプ回路を構成する少なくとも 1つの半導体素子は前記積層基板の表面に搭載されていることを特徴とする。半導体素子以外に、インダクタンス素子、容量素子、抵抗素子等を必要に応じて前記積層体に搭載しても良い。本発明により、アンテナ力も RFICまでの間のフロントェンド部を積層体に一体ィ匕した小型の高周波部品が得られる。

[0034] 上記高周波回路又は高周波部品を用いた本発明のマルチバンド通信装置は、各通信システムでの送信データ及び受信データを復調する送受信部と、前記スィッチ回路、パワーアンプ回路及び前記ローノイズアンプ回路の制御を行う回路制御部とを具備することを特徴とする。本発明のマルチバンド通信装置は、小型化、低消費電カイ匕、及び低コストィ匕が可能である。

発明の効果

[0035] 上記構成を有する本発明の高周波回路は、 WLAN等によるデータ通信において、少ないスィッチ手段で電力消費を抑えながら、最も望ましい信号が受信される通信システムをアクティブにすることができる。

[0036] 力かる高周波回路を三次元的な積層構造とすることにより、小型の高周波部品が得られ、さらに各通信システムでの送信データを変調し受信データを復調する送受信部と、高周波スィッチ、パワーアンプ、ローノイズアンプ等を制御する回路制御部を備えることにより、マルチバンド通信装置が得られる。本発明のマルチバンド通信装置は、パーソナルコンピュータ（PC)、プリンタ、記憶装置、ブロードバンドルーター等の 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、デジタルビデオ、携帯電話等の電子機器、自動車や航空機等の移動体内の無線信号伝達装置として有用である。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]本発明の一実施例による高周波回路を示すブロック図である。

[図 2]本発明の高周波回路におけるスィッチ回路の等価回路の一例を示すブロック図である。

[図 3]本発明の高周波回路におけるスィッチ回路の等価回路の別の例を示すブロック図である。

[図 4]本発明の高周波回路におけるスィッチ回路の等価回路のさらに別の例を示すブロック図である。

[図 5]本発明の高周波回路におけるバンドパスフィルタ回路の等価回路のさらに別の例を示す図である。

[図 6]本発明の高周波回路における分波回路の等価回路の一例を示す図である。

[図 7]本発明の高周波回路における分波回路の等価回路の別の例を示す図である。圆 8]本発明の高周波回路における検波回路の等価回路のさらに別の例を示す図である。

圆 9]本発明の別の実施例による高周波回路を示すブロック図である。

圆 10]本発明の高周波回路におけるローパスフィルタ回路の等価回路を示す図である。

圆 11]本発明の高周波回路におけるノッチフィルタ回路の等価回路を示す図である圆 12]本発明の高周波回路におけるアツテネータ回路の等価回路を示す図である。圆 13]本発明のさらに別の実施例による高周波回路を示すブロック図である。

圆 14]本発明のさらに別の実施例による高周波回路を示すブロック図である。

圆 15]本発明の高周波回路に用いる平衡-不平衡回路の等価回路の一例を示す図である。

圆 16]本発明の高周波回路に用いる平衡-不平衡回路の等価回路の別の例を示す図である。

圆 17]本発明の高周波回路に用いるパワーアンプ回路の等価回路の一例を示す図である。

圆 18]本発明の高周波回路に用いるパワーアンプ回路の等価回路の一例を示す図である。

圆 19]本発明の高周波回路に用いるパワーアンプ回路の等価回路の一例を示す図である。

圆 20]本発明のさらに別の実施例による高周波回路を示すブロック図である。

[図 21]本発明の高周波回路に用いる DPDTスィッチの等価回路の一例を示す図である。

圆 22]本発明の高周波回路に用いる DPDTスィッチの等価回路の別の例を示す図である。

[図 23]本発明の高周波回路に用いる DPDTスィッチの等価回路のさらに別の例を示す図である。

[図 24]本発明の高周波回路に用いる DPDTスィッチの等価回路のさらに別の例を示す図である。

[図 25]本発明のさらに別の実施例による高周波回路の等価回路を示す図である。

[図 26]本発明のさらに別の実施例による高周波回路の等価回路を示す図である。

[図 27]本発明の一実施例による高周波部品の外観を示す斜視図である。

[図 28]本発明の一実施例による高周波部品を構成する積層基板の底面図である。

[図 29]本発明の一実施例による高周波部品を構成する積層基板内部の積層パターンを示す図である。

[図 30]本発明の一実施例による高周波部品を構成する積層基板のパターン配置を示す概略図である。

[図 31]本発明の一実施例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 32]特開 2003-169008号のマルチバンド通信装置を示すブロック図である。

発明を実施するための最良の形態

[0038] 本発明の一実施例によるマルチバンド通信装置の回路を図 1に示す。 IEEE802.11b を第一の通信システムとし、 IEEE802.11aを第二の通信システムとした場合を例に取つて、本実施例の回路を具体的に説明する。上記のように IEEE802.11gは IEEE802.1 lbと同じ周波数帯を利用するので、 IEEE802.11bの高周波信号を扱う回路部は IEEE 802. llgにも使用できる。 IEEE802.11b及び IEEE802.11gをともに扱う場合、変調方式が異なるため、それぞれに対応した送受信部が必要となる。

[0039] このマルチバンド通信装置は、 2.4 GHz帯及び 5 GHz帯で送受信が可能な 2つのマルチバンドアンテナ ANT1, ANT2と、 2つのマルチバンドアンテナ ANT1、 ANT2が接続され、送信回路及び受信回路との接続を切り替えるスィッチ回路 1と、スィッチ回路 1の第一の送信用入力 P1に接続された 2.4 GHz帯のパワーアンプ回路 2と、スィッチ回路 1の第二の送信用入力 P2に接続された 5 GHz帯のパワーアンプ回路 3と、パワーアンプ回路 2, 3の出力側に接続された検波回路 8と、 2つのマルチバンドアンテナ端子 ANT1、 ANT2と RFIC回路 9との間に接続されたバンドパスフィルタ回路 4〜7とを備えている。各入出力端は、所望の IEEE802.11aの送受信部及び IEEE802.11bの送受信部（RFIC) 9と接続している。

[0040] バンドパスフィルタ回路は図 1に示す位置に接続が限定されるわけではなぐ例えば、パワーアンプ回路 2とスィッチ回路 1との間、又はスィッチ回路 1とアンテナ端子との間にバンドパスフィルタ回路を接続しても良い。図 5はバンドパスフィルタ 4〜7の等価回路の一例を示す。このバンドパスフィルタ回路は、 2つのインダクタンス素子 Lpgl 、 Lpg2と、コンデンサ Cpgl、 Cpg2、 Cpg3、 Cpg4、 Cpg5、 Cpg6、 Cpg7とからなる。

[0041] 図 2はスィッチ回路 1の一例の等価回路を示す。このスィッチ回路は、 DPDT (双極双投）の高周波スィッチ 10と、 2つの分波回路 13, 14とからなり、高周波スィッチ 10は、第一及び第二のマルチバンドアンテナ ANT1, ANT2と、第一及び第二の分波回路 13 , 14との接続を切り替える。

[0042] 第一の分波回路 13は、 2.4 GHz帯（IEEE802.11b)の高周波信号を通過させるが 5 G Hz帯（IEEE802.11a)の高周波信号を減衰させるフィルタ回路と、 5 GHz帯（IEEE802. 11a)の高周波信号を通過させるが 2.4 GHz帯 (IEEE802.1 lb)の送信信号を減衰させるフィルタ回路との組合せにより構成されている。従って、 IEEE802.11bの送信回路から第一の分波回路 13のポート P1に入力する 2.4 GHz帯の高周波信号は、第一の分波回路 13のポート P5に現れるがポート P2には現れず、また IEEE802.11aの送信回路力も第一の分波回路 13のポート P2に入力する 5 GHz帯の高周波信号は、第一の分波回路 13のポート P5に現れるがポート P1には現れない。ポート P5に現れた高周波信号は高周波スィッチ 10に入力し、アンテナ端子 ANT1又は ANT2より出力される。

[0043] 第二の分波回路 14は、 2.4 GHz帯（IEEE802.11b)の高周波信号を通過させるが 5 G Hz帯（IEEE802.11a)の高周波信号を減衰させるフィルタ回路と、 5 GHz帯（IEEE802. 11a)の高周波信号を通過させるが 2.4 GHz帯 (IEEE802.1 lb)の送信信号を減衰させるフィルタ回路の組合せカゝらなる。従って、アンテナ ANT1又は ANT2より入射し高周波スィッチ 10のポート P6に現れる高周波信号のうち、 2.4 GHz帯の高周波信号は、第二の分波回路 14のポート P3に現れるがポート P4には現れず、また 5 GHz帯の高周波信号は、第二の分波回路 14の第ポート P4に現れるがポート P3には現れない。

[0044] 高周波スィッチは DPDTスィッチ 10に限定されるものではない。また 2本以上のアンテナを十分離隔させて配置できな、等の実装面積に制約がある小型の通信機器 (例えば、携帯電話)の場合、スィッチ回路 1に一本のアンテナを接続してもよい。この場合、図 3に示すように一本のアンテナに SPDT (単極双投）の高周波スィッチ回路 11を接続するか、図 4に示すように一本のアンテナに SP3Tの高周波スィッチ 12を接続し、 I EEE802. lib及び IEEE802.11a以外の例えば Bluetooth (2.4 GHz帯）の送受信端子 B LT-TRとの切替に対応させることもできる。このように、対応する通信システム、アンテナ本数等により、高周波スィッチの種類は適宜変更可能である。

[0045] 分波回路 13、 14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、ハイパスフィルタ回路及びノッチフィルタ回路を適宜組合せて構成することができる。図 6は分波回路 14の一例を示す。例えば分波回路 14は、 P6と P3 との間に接続されたローパスフィルタ回路と、 P6と P4との間に接続されたハイパスフィルタ回路より構成され、インダクタンス素子 L12及びキャパシタンス素子 C12は 5 GHz帯で直列共振し、インダクタンス素子 Lf3及びキャパシタンス素子 Cf4は 2.4 GHz帯で共振するよう設定されている。これにより、 2.4 GHz帯及び 5 GHz帯の信号をそれぞれ P3 、 P4へ分波することができる。これと同様の回路は分波回路 13にも適用可能である。

[0046] 図 7は分波回路の別の例を示す。図 7の例では分波回路 14中のローパスフィルタは伝送線路 Lflのみで構成されている力分波回路 14の構成は、これに接続されるバンドバスフィルタ 6の回路構成との関係に応じて決めることができる。例えば、分波回路 1 4の共通端子 P6から P3側を見たインピーダンスが 5 GHz帯でほぼオープンになるように伝送線路 Lflの長さを調整することにより、分波回路 14はローパスフィルタと同様の機能を発揮することができる。これにより、分波回路 14の挿入損失の低減及び小型化及び低コストィ匕が可能となる。分波回路 13も同様の回路構成をとることができる。

[0047] 図 8は検波回路の一例を示す。検波回路 8は、パワーアンプ回路の出力端に接続された結合回路 15と、検波用ダイオード 17と、容量 C及び抵抗 Rからなる平滑回路 18と

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を主構成とし、第一及び第二のパワーアンプ回路の出力電力をモニターし、検波電圧端子 Vdetに出力する。結合回路 15及び検波ダイオード 17はパワーアンプ MMICに内蔵されて、ても良、が、アンテナ端子の近くに結合回路 15を設けるのが好ま、。結合回路 15は容量結合でも良いが、方向性結合回路が望ましい。これにより、パワーアンプの出力整合条件（主にアンテナのインピーダンス）が変化した場合に検波電圧の変動を少なくすることができ、またアンテナでの反射波の影響も小さくなるため、より高精度に出力電力をモニターすることができる。 [0048] 結合回路 15と検波ダイオード 17との間に、検波用ダイオード 17で発生する高調波歪を低減する回路 16を設けるのが好ましい。高調波低減回路 16の好ましい回路構成は、図 10の (a)〜(c)に示すローパスフィルタ、図 11の (a)及び (b)に示すノッチフィルタ、又は図 12の (a)及び (b)に示すアツテネータ等が好ましい。高調波低減回路 16は結合回路 15と検波ダイオード 17との間に接続しているため、送受信信号が通過する主経路の伝送損失の劣化がほとんどなぐ通信の高品質化及び低消費電力化が可能となる。

[0049] 検波回路 8は、図 9に示すように、例えば分波回路 13の共通端子 P7と高周波スイツチ 11の出力端 P5との間、又は点線で示すようにアンテナ端子 ANT1と高周波スィッチ 11との間に配置するのが好ましい。図 9に示す検波回路 8の配置により、第一及び第二のパワーアンプ回路 2, 3の各々に対して、結合回路、検波ダイオード、検波電圧端子等を設ける必要がなくなり、小型化及び低コストィ匕が可能になる。

[0050] パワーアンプ回路 2、 3とアンテナとの間にローパスフィルタ回路を設けるのが好ましい。図 13に示すように、例えばパワーアンプ回路 3と分波回路 13との間、高周波スイツチ回路 10と検波回路 8との間、又はアンテナ端子 ANT1、 ANT2と高周波スィッチ回路 10との間のいずれかに、ローパスフィルタ回路 19を配置すると、パワーアンプ回路 2、 3又は検波回路 8で発生する高調波歪が低減し、もってアンテナ端子力放射される高調波は実用可能なレベルに低減する。図 13中、ローパスフィルタ回路 19はドット模様で強調されており、かつ便宜上全ての位置で示されている力勿論ローパスフィルタ回路 19は全ての位置にある必要はなぐ少なくとも 1つの位置にあれば良い。

[0051] 分波回路 13がローパスフィルタ回路の機能を有する場合、パワーアンプ回路 2と分波回路 13との間にローパスフィルタ回路を配置する必要はない。ローノスフィルタ回路 19の等価回路の一例を図 10に示す。特定の周波数の高調波歪を低減する目的で、図 11に示すノッチフィルタ回路をローパスフィルタ回路の代わりに使用しても良、。

[0052] 図 14に示すように、第一の送信入力端子 llbg-T、第二の送信入力端子 lla-T、第一の受信出力端子 llbg-R又は第二の受信出力端子 lla-Rに、平衡ー不平衡回路 2 0、 21、 22又は 23を接続することができる。各平衡—不平衡変換回路 20、 21、 22又は 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、インピーダンス変能を有することができる。バンドパスフィルタ回路及び平衡—不平衡変換回路を不平衡入力平衡出力型の SAWフィルタで構成しても良ヽ。図 15は平衡ー不平衡回路 20、 21、 22又は 23の等価回路の一例を示す。平衡ー不平衡回路はインダクタンス素子 L1 a、 Llb、 L2、 L3からなる。なお図 14では、便宜上全ての位置に平衡ー不平衡回路 20 -23が示されている力少なくとも 1つの平衡ー不平衡回路があれば良い。またローバスフィルタ回路 19も図 13と同様に全ての位置に示されている力少なくとも一つあれば良い。

[0053] 図 15に示す平衡ー不平衡回路 20、 21、 22又は 23の好ましい一例の等価回路を図 1 6に示す。図 16の回路は、図 15に示す回路素子にカ卩えて、インダクタンス素子 L2とィンダクタンス素子 L3との間に DCフィード端子 Vddを有する。 DCフィード端子 Vddとァースとの間にはコンデンサ C3が接続されている。コンデンサ C3により、平衡端 Outl, Out2に入力される高周波信号の位相差を調整することができる。不平衡端 Inはバンドバスフィルタ回路 6、 7又はパワーアンプ回路の入力側に接続されており、また平衡端 Outl、 Out2は RFICの送信側出力部に接続されて!、る。

[0054] DCフィード端子 Vddから直流電圧を印加すると、インダクタンス素子 L2及び L3にはほぼ同じ大きさの電流が逆方向に流れ、各平衡端 Outl、 Out2からほぼ同じ大きさの電流が出力される。 DCフィード端子 Vddから直流電圧を印加すると RFICの送信出力部の 2本の平衡端子にほぼ等しい直流電圧が印加されるので、別途チョークコイルを設ける必要はない。この平衡ー不平衡回路により、電圧供給のために従来必要であつた複数のディスクリート部品が不要になり、高周波回路を小型軽量ィ匕できる。

[0055] 図 14の第一のパワーアンプ回路 2の等価回路の一例を図 17に示す。パワーアンプ回路 2は、入力整合回路 81、出力整合回路 85、コレクタ電源回路 83、ベース電源回路 84、及びトランジスタ回路 86、 87、整合回路及びバイアス制御回路を一体的に有する半導体 MMICチップ 82により構成されている。入力端 8aはバンドパスフィルタ 4に接続され、出力端 8bは分波回路 13のポート P1に接続される。 Vcl端子より印加された電圧は、チョークコイル bvll、 bvl2、 bvl4、 bv 及びノイズカットコンデンサ C10、 C30、 C 6、 C9を介してトランジスタのコレクタに印加される。 Vbl端子より印加された電圧は、伝送線路 bvl3、 bvl3a、 bvl3b及びノイズカットコンデンサ C4、 C5を介してバイアス制御回路に印加される。ノィァス制御回路で変換された電圧はトランジスタのベースに印加され、入力端 8aから入力した高周波信号は増幅されて出力端 8bから出力する。

[0056] 図 14の第二のパワーアンプ回路 3の等価回路の一例を図 18に示す。パワーアンプ回路 3は、入力整合回路 91、出力整合回路 95、コレクタ電源回路 93、ベース電源回路 94、及びトランジスタ回路、整合回路及びバイアス制御回路を一体的に有する半導体 MMICチップ 92により構成されている。入力端 9aはバンドパスフィルタ 5に接続され、出力端 8bは分波回路 13のポート P2に接続される。 Vc2端子より印加された電圧は、チョークコイル L4、 avll、 avl3、 avl4、 av 、 avl7、 avl8、及びノイズカットコンデンサ C2 4、 C40、 C19、 C17、 avcl、 avc2、 avc3を介してトランジスタのコレクタに印加される。 Vb 2端子より印加された電圧は、伝送線路 avp7、 avl9、 avllO及びノイズカットコンデンサ C15、 C20を介してバイアス制御回路に印加される。バイアス制御回路で変換された電圧はトランジスタのベースに印加され、入力端 9a力入力した高周波信号は増幅されて出力端 9bから出力する。

[0057] 図 14の第一のパワーアンプ回路 2の等価回路の別の例を図 19に示す。この等価回路では、図 17と異なり、トランジスタ 86のコレクタとトランジスタ 87のベースとの間にバンドパスフィルタ 4'が設けられている。バンドパスフィルタ 4'は以下の通り熱雑音に起因するノイズを大幅に低減する。一般に RFIC力も入力されるノイズ、及びパワーアンプ回路自体の熱雑音に起因するノイズが、パワーアンプ回路 2の出力信号に含まれる。前者のノイズはパワーアンプ回路 2の入力側にバンドパスフィルタ 4を接続することにより低減可能である力後者のノイズは入力側のバンドパスフィルタでは除去することはできな、。出力側にバンドパスフィルタを接続すれば熱雑音に起因するノイズを除去できるが、出力段の挿入損失が増大する。そこで図 19に示すように、最終段のトランジスタのベースとその前段のトランジスタのェミッタとの間にバンドパスフィルタ 4，を設けると、ほとんど出力段での損失なしに、熱雑音に起因するノイズを大幅に低減できる。図 19に示すバンドパスフィルタ 4'は、一端が接地された 2本以上の伝送線路共振器を主構成とするが、表面弾性波フィルタや FBARフィルタ等を有しても良、。

[0058] 本発明の別の実施例では、図 20に示すように、第一の受信端子 l lbg-R又は第二の受信端子 l la-Rにローノイズアンプ回路 24、 25が設けられている。ローノイズアンプ 24、 25はアンテナで検知した微弱な受信信号を増幅し、受信感度を向上させる機能を有する。受信感度を向上させるには雑音指数の小さいローノイズアンプを使用するのが一般的である力ローノイズアンプの入力側の損失を小さくすることも効果的である。ローノイズアンプ回路を高周波回路に集積すると、ローノイズアンプの入力側の引き回しを最短にすることができるため、ローノイズアンプを外部に設けた場合より受信感度を向上することが可能となる。なお図 13と同様に、付加し得るローパスフィルタ回路 19は図 20中にドット模様で強調して全ての位置に示している力勿論少なくとも 1 つのローパスフィルタ回路を付カ卩すれば良、。

[0059] ローノイズアンプ回路 24、 25とアンテナ端子 ANT1、 ANT2との間にローパスフィルタ回路 26を配置するのが好ましい。ローパスフィルタ回路 26は、ローノイズアンプ回路 2 4、 25から発生する高調波歪を低減する機能を有する。具体的には、送信動作時に、第一又は第二のパワーアンプ回路 2, 3から出力された大電力信号の一部が高周波スィッチ回路 10を経てローノイズアンプ 24、 25に入力し、オフ動作のローノイズアンプ 24、 25から発生した高調波が反射波となってアンテナ力放射されるという問題がある。この問題を解決するために、ローノイズアンプ回路 24、 25とアンテナ端子 ANT1、 A NT2との間にローパスフィルタ回路 26を設けることが有効である。付カ卩し得るローパスフィルタ回路 26は図 20中にドット模様で強調して全ての位置に示している力勿論少なくとも 1つのローノスフィルタ回路を付加すれば良い。また特定周波数の高調波歪を低減する目的で、ローパスフィルタ回路の代わりに、図 11に示すノッチフィルタ回路、バンドパスフィルタ回路等も使用することができる。

[0060] 高周波スィッチ回路 (DPDT1) 10の等価回路の例を図 21〜24に示す。これらの高周波スィッチ回路は、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具備する。

[0061] 図 2の DPDTスィッチ回路 10に図 21のスィッチ回路を用いた場合のダイバーシティ受信動作は以下の通りである。このスィッチ回路 10では、スィッチ回路制御部により制御された電圧がコントロール端子 VI, V2に与えられ、表 1に示すように各ポート間の接続及び切断が行われる。

[0062] [表 1] 接続 ANT1-P6 ANT1 P5 ANT2-P6 ANT2-P5

VC1 VC2

モード間間間間

1 High Low 接続切断切断接続

2 Low High 切断接続接続切断

[0063] ダイバーシティ受信を行う場合、通信を開始する前に周波数スキャンを行なヽ、受信可能な周波数チャンネルを探索する。スキャン動作を行なう場合、例えば表 1の接続モード 1となるように、スィッチ回路制御部により高周波スィッチ回路 10を制御する。このとき、第一のマルチバンドアンテナ ANT1と受信回路側の分波回路 14とが接続され、一つのマルチバンドアンテナに 2つの通信システムの受信回路が接続することとなる。次いで IEEE802.11a受信回路部を 5 GHz帯でスキャンするとともに、 802.11b送受信部を 2.4 GHz帯でスキャンし、受信可能な全てのチャンネルを検出する。

[0064] 次に接続モード 2となるように、スィッチ回路制御部により高周波スィッチ回路 10を制御する。このとき、第二のマルチバンドアンテナ ANT2と受信回路側の分波回路 14 とが接続される。次いで IEEE802.11a受信回路部を 5 GHz帯でスキャンするとともに、 802. lib送受信部を 2.4 GHz帯でスキャンし、受信可能な全てのチャンネルを検出する。

[0065] 周波数スキャンの結果に基づいて、第一及び第二のデュアルバンドアンテナ ANT1 、 ANT2で受信した受信信号の振幅を比較し、アクティブにする通信システムを選択するとともに、その通信システムの送受信回路と接続するアンテナを選択する。本発明によれば、フェージング等の外乱が生じても、最も好ましい通信システムを選択してダイバーシティ受信を行うことができる。

[0066] 上記方法とは別に、第二のマルチバンドアンテナ ANT2と受信回路側の分波回路 1 4とを接続し、 5 GHz帯及び 2.4 GHz帯でスキャンして受信可能な全てのチャンネルを検出し、得られた信号の振幅の比較から一方の通信システムを選択して、その送受信回路部をアクティブにし、次、でアクティブにした送受信回路部に接続するマルチバンドアンテナを第一のマルチバンドアンテナ ANT1に変更して、受信チャンネルを変更せずに受信し、 2つのアンテナでの受信信号を比較し、より良好な受信ができる方のアンテナを、アクティブにするアンテナとして選択して、ダイバーシティ受信を行うことも当然可能である。

[0067] 図 25は本発明の一実施例に係る高周波回路を示す。この回路は、高周波スィッチ 10と、 2.4 GHz帯のパワーアンプ回路 2の出力側に接続されたバンドパスフィルタ回路 4と、 5 GHz帯のパワーアンプ回路 3の入力側及び及び出力側にそれぞれ接続されたバンドパスフィルタ回路 5及びローパスフィルタ回路 19と、 2.4 GHz帯の受信経路に接続されたバンドパスフィルタ回路 6と受信側の分波回路 14と、 5 GHz帯の受信経路に接続されたローパスフィルタ回路 26と、送信側の分波回路 13と高周波スィッチ 10との間に接続された検波回路 8と、 2.4 GHz帯の送信入力端子 llbg- T、 5 GHz帯の送信入力端子 lla-T、 2.4 GHz帯の受信出力端子 llbg-R及び 5 GHz帯の受信出力端子 1 la-Rにそれぞれ接続された平衡ー不平衡変換回路 20、 21、 22、 23とを有する。検波回路 8は、伝送線路 lcl及び lc2からなる方向性結合回路と、伝送線路 lc2と検波ダイオード Dsとの間に設けられた整合調整用の伝送線路 lc3及びアツテネータとしての機能を有する抵抗 Rc2とを有する。平衡—不平衡変換回路 20-23の不平衡入力側に接続された伝送線路 Lpbl、 Lpb2、 Lpal、 Lpa2は、バンドパスフィルタ回路 5、 6、パワーアンプ回路 2及びローパスフィルタ回路 26との整合をとり、通過帯域の挿入損失を低減する。送信入力側の平衡ー不平衡変換回路 20、 21に設けられた DCフィード端子 D Ca、 DCb力ら、 llbg-T +端子及び llbg-T—端子、又は lla-T +端子及び lla-T— 端子に同時に直流電圧を印加できる。

[0068] 図 26は本発明の別の実施例に係る高周波回路を示す。図 25の高周波回路との相違は、（1) 5 GHz帯の受信出力端子 1 la-Rとローパスフィルタ回路 26との間に 5 GHz 帯のローノイズアンプ回路 27が接続され、（2)アンテナ端子 ANT1及び ANT2と高周波スィッチ回路 10との間にインダクタンス素子 lsl及びキャパシタンス素子 cslからなるノツチ回路 28、及びインダクタンス素子 ls2及びキャパシタンス素子 cs2からなるノッチ回路 29が接続され、（3)バンドパスフィルタ回路 4が 2.4 GHz帯のパワーアンプ回路 2の入力側に接続され、 (4)平衡ー不平衡変換回路 20、 21、 22、 23が省略されている点である。この回路構成によれば、ローノイズアンプ回路 27によりアンテナで検知した微弱な受信信号を増幅することにより、受信感度を高めることができる。パワーアンプ回路、検波回路、ローノイズアンプ等で発生する高調波歪を低減する目的で、ノッチフィルタ回路 28、 29が配置されている。

[0069] 図 27は積層体基板 100に構成した本発明のマルチバンド高周波部品の外観を示し、図 28は積層体基板 100の底面を示し、図 29は積層体基板 100 (図 26の等価回路を有する）の各層の電極構成を示す。この高周波部品は、高周波スィッチ回路 10、送信側の分波回路 13、受信側の分波回路 14、ローパスフィルタ回路 19、 26、パワーアンプ回路 2、 3、バンドパスフィルタ回路 4、 5、 6、ローノイズアンプ回路 27、及び検波回路 8から構成されている。

[0070] 積層体基板 100は、例えば 1000°C以下の低温で焼結可能なセラミック誘電体 LTCC

(Low- Temperature- Cofired Ceramics)からなる厚さ 10〜200 μ mのグリーンシートに、低抵抗率の Agや Cu等の導伝ペーストを印刷して電極パターンを形成し、電極パターンを有する複数のグリーンシートを一体的に積層し、焼結することにより製造することができる。

[0071] セラミック誘電体としては、例えば Al、 Si及び Srを主成分とし、 Ti、 Bi、 Cu、 Mn、 Na及び Kを副成分とする材料、 Al、 Si及び Srを主成分とし、 Ca、 Pb、 Na及び Kを複成分とする材料、 Al、 Mg、 Si及び Gdを含む材料、 Al、 Si、 Zr及び Mgを含む材料が好ましい。セラミック誘電体の誘電率は 5〜15程度である。セラミック誘電体の他に、榭脂や、榭脂とセラミック誘電体粉末との混合物を用いることもできる。また 0を主体とするセラミ

2 3

ック誘電体力もなるグリーンシート上に、タングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属力なる伝送線路等を HTCC (高温同時焼成セラミック)技術を用いて形成しても良い。

[0072] 図 29に示すように、積層体基板 100は 16層のシートからなる。最上層のシート 1の上面には積層基板 100に内蔵されなヽ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 27に示すように、ランド電極に、高周波スィッチ回路 10、ローノィズアンプ 27、第一のパワーアンプ回路 2の電力増幅回路及びバイアス制御回路が内蔵された MMIC回路 82、第二のパワーアンプ回路 3の電力増幅回路及びバイアス制御回路が内蔵された MMIC回路 92、検波回路 8の一部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、チップコンデンサ Cs、第一の高周波電力増幅器 8の回路を構成するチップコンデンサ Cl、 C3、 C4、 C5、 C6、 C9、 C30、第二の高周波電力増幅器 9の回路を構成するチップコンデンサ C14、 C15、 C17、 C19、 C20、 C40 、チップインダクタ L4及びチップ抵抗 R2、スィッチ回路の DCカットコンデンサ Ca、 Cb、ローノイズアンプの電源に接続されるチップ抵抗 RL、及びコンデンサ CLが実装されている。シート 1上の伝送線路 avp7は、第二の高周波電力増幅器 9の電力増幅回路 9 2とグランドとの間にある。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されてヽる。

[0073] 積層体基板 100内の電極パターン構造を図 29に示す。グリーンシート 2〜16に、ビアホール（図中、黒丸で表示)で接続されたライン電極、コンデンサ用電極及びグランド電極が形成されている。最下層のグリーンシート 16にはグランド電極 GNDが形成されており、その裏面には、図 28に示すように、回路基板に実装するための端子電極が形成されている。パワーアンプ回路 MMICのチップ 82、 92が搭載される領域には、上面力も裏面にかけて放熱性を高めるためにサーマルビアが設けられて、る。また不要なノイズ輻射を抑制するために、シート 2、 4、 14及び 16には広いグランド電極 GND が形成されている。

[0074] 各シート上に形成した伝送線路やキャパシタ用の電極パターンには図 17、 18及び 2 6に用いたのと同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。積層基板 100に三次元的に構成された各回路を構成する電極パターンは相互の電磁気的干渉を防ぐために、各回路をグランド電極 GND及びそれに連結したビアホールにより分離したり、積層方向に重ならな、ように配置する。

[0075] 図 30は各機能ブロックの平面配置を模式的に示す。バンドパスフィルタ回路 4、 5、 6 は他の回路ブロックとの干渉が一番少ない積層体基板 100の端部に配置する。パヮ一アンプ回路の入力整合回路 81、 91、コレクタ電源回路 83、 93、及び出力整合回路 8 5、 95の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おそれがあるため、これらの回路ブロック間のアイソレーションを十分に確保するために、グランド電極やスルーホール電極等によるシールド 30 (ノ、ツチングで示す）を三次元的に配置している。また図 29に示すシート 2、 4、 6、 8、 14、 16上の平面的なグランド電極 GNDや、グランド電極 GNDに連結するビアホールも適宜配置して!/、る。 [0076] 図 28に示すように、積層体基板 100の裏面に、大きなグランド電極 GND、これを囲う小さなグランド電極 GNDが形成されている。また積層体基板 100の裏面の四辺には、アンテナポート ANT1、 ANT2と、 2.4 GHz帯の無線 LANの送信ポート llbg-T及び受信ポート llbg-Rと、 5 GHz帯の無線 LANの送信ポート lla-T及び受信ポート lla-Rと、グランドポート GNDと、第一及び第二の高周波スィッチ回路のコントロールポート VI 、 V2と、パワーアンプ回路用の電源ポート Vcl、 Vbl、 Vc2、 Vb2と、ローノイズアンプ用の電源ポート Vdと、検波回路の出力電圧ポート Vdetとが配置されている。図 28における各端子電極の表示は図 26における表示と同じである。図示の例では端子電極は LGA(Land Grid Array)であるが、 BGA (Ball Grid Array)としても良い。

[0077] ランド電極に実装されるスィッチ回路 10、パワーアンプ回路 82、 92、及びローノイズアンプ 27はベア状態で積層基板に実装し、榭脂ゃ管で封止しても良い。このようにバンドパスフィルタ回路や分波回路、ローパスフィルタ、検波回路、及びパワーアンプの入出力整合回路及び電源回路等を積層基板に集積して構成すれば、高周波回路モジュールの小型化が可能である。送受信回路部を構成する RF-ICやベースバンド I Cを積層基板に複合ィ匕することも当然可能である。

[0078] 図 31は本発明に係るマルチバンド通信装置を示すブロック図である。高周波部品 1 の送受信端子 llbg-T、 lla-T, llbg-R, lla-Rはそれぞれ RFIC 9に接続されている。また RFIC 9はベースバンド IC 32に接続され、さらにベースバンド IC 32は通信機器本体 33とインターフェースを介して通信を行っている。データを送信する場合、通信機器本体 33から送られてきたデータは、ベースバンド IC 32で IQ信号に変換され、 RF IC 9で高周波信号に変調され、さらに高周波部品 1の送信端子 llbg-T又は lla-Tに入力される。パワーアンプで増幅された高周波信号はアンテナ ANT1又は ANT2から放射される。一方データを受信する場合、アンテナ ANT1又は ANT2から入力した高周波信号は、高周波部品 1の受信端子 llbg-R又は lla-Rを介して RFIC 9に入力され、 IQ信号に復調される。 IQ信号はベースバンド IC 32でデータに変換された後、通信装置本体 33へ送信される。高周波部品回路 1は制御端子 VI、 V2、 Vbl、 Vb2を介してベースバンド IC 32により制御される。パワーアンプの出力レベルは、検波電圧端子 V detの値を基準にして、ベースバンド IC 32により RFIC 9の出力パワーを調整することにより制御可能である。アンテナの選択、及び IEEE802.11a、 IEEE802.11b及び IEEE8 02. llgの変調方式の選択は、受信感度、通信チャネルの空き具合等をベースバンド I C 32で判定し、最適な条件で通信するように設定するのが好ましい。

Claims

請求の範囲

[1] 第一及び第二の周波数帯域を選択的に用いて無線通信を行うデュアルバンド無線装置に用いられる高周波回路であって、

前記第一の周波数帯域の送信信号が入力される第一の送信端子と、前記第二の周波数帯域の送信信号が入力される第二の送信端子と、前記第一の周波数帯域の受信信号が出力される第一の受信端子と、前記第二の周波数帯域の受信信号が出力される第二の受信端子と、前記アンテナ端子と、前記第一及び第二の送信端子又は前記第一及び第二の受信端子との接続を切り替えるスィッチ回路と、

を具備することを特徴とする高周波回路。

[2] 請求項 1に記載の高周波回路において、前記スィッチ回路は、送信端子側に設けられた第一の分波回路 (前記第一及び第二の送信端子の一方力の高周波信号をァンテナ端子側へ通すが他方の送信端子へ通さない）と、受信端子側に設けられた第二の分波回路 (前記アンテナ端子力も入力される受信した高周波信号を、前記第一又は第二の受信端子に分波する)とを具備することを特徴とする高周波回路。

[3] 請求項 2に記載の高周波回路において、前記第一又は第二の分波回路は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、前記低周波側フィルタ回路は、分波回路の共通端子に接続された位相線路、及び前記位相線路に接続されたバンドパスフィルタ回路により構成されていることを特徴とする高周波回路。

[4] 請求項 1〜3のいずれかに記載の高周波回路において、前記検波回路は、前記第一及び前記第二のパワーアンプ回路の出力経路に接続された結合回路と、前記結合回路の結合端子に接続された検波用ダイオードとを有し、前記結合回路により高周波信号を導出し、前記検波用ダイオードで高周波電力を検波し、前記検波電圧端子に検波電圧を出力することを特徴とする高周波回路。

[5] 請求項 4に記載の高周波回路において、前記結合回路が前記第一の分波回路の共通端子又はアンテナ端子に接続されていることを特徴とする高周波回路。

[6] 請求項 4又は 5に記載の高周波回路において、前記結合回路の結合端子と検波用ダィオードとの間に高調波低減回路が設けられていることを特徴とする高周波回路。

[7] 請求項 6に記載の高周波回路において、前記高調波低減回路はローパスフィルタ回路、ノッチフィルタ回路又はアツテネータ回路であることを特徴とする高周波回路。

[8] 請求項 1〜7のいずれかに記載の高周波回路において、前記パワーアンプ回路と前記アンテナ端子間にローノスフィルタ回路又はノッチフィルタ回路が設けられていることを特徴とする高周波回路。

[9] 請求項 1〜8のいずれかに記載の高周波回路において、前記第一及び第二の送信端子の少なくとも一方に平衡ー不平衡変換回路が接続されていることを特徴とする高周波回路。

[10] 請求項 1〜9のいずれかに記載の高周波回路において、前記第一及び第二の受信端子の少なくとも一方に平衡ー不平衡変換回路が接続されていることを特徴とする高周波回路。

[11] 請求項 9又は 10に記載の高周波回路において、前記平衡ー不平衡変換回路の不平衡入力側に整合回路が設けられていることを特徴とする高周波回路。

[12] 請求項 9〜11のいずれかに記載の高周波回路において、前記平衡—不平衡変換回路に DCフィード端子が設けられていることを特徴とする高周波回路。

[13] 請求項 1〜12のいずれかに記載のマルチバンド高周波回路において、前記第一及び第二の受信端子の少なくとも一方にローノイズアンプ回路が設けられていることを特徴とする高周波回路。

[14] 請求項 13に記載の高周波回路において、前記ローノイズアンプ回路と前記アンテナ端子との間にローパスフィルタ回路又はノッチフィルタ回路が設けられていることを特徴とする高周波回路。

[15] 請求項 1〜14のいずれかに記載の高周波回路において、前記第一又は第二のパヮ一アンプ回路は、 2段以上の増幅トランジスタを有する増幅器であって、前記増幅器における最終段のトランジスタの入力側とその前段のトランジスタの出力側との間にバンドパスフィルタ回路が設けられていることを特徴とする高周波回路。

[16] 請求項 15に記載の高周波回路において、前記バンドパスフィルタは一端が接地された 2本以上の伝送線路共振器を主構成とすることを特徴とする高周波回路。

[17] 請求項 1〜16のいずれかに記載の高周波回路を有する高周波部品であって、セラミック誘電体からなる複数の層に導電ペーストからなる電極パターンを形成し積層一体化してなる積層体と、前記積層体の表面に搭載された素子とを具備し、前記高周波回路中のインダクタンス素子及びキャパシタンス素子の少なくとも一部は前記電極パターンにより構成され、前記スィッチ回路、前記パワーアンプ回路及び前記ローノィズアンプ回路を構成する少なくとも 1つの半導体素子は前記積層基板の表面に搭載されていることを特徴とする高周波部品。

[18] 請求項 1〜16のいずれかに記載の高周波回路を用いたマルチバンド通信装置であつて、各通信システムでの送信データ及び受信データを復調する送受信部と、前記スィッチ回路、パワーアンプ回路及び前記ローノイズアンプ回路の制御を行う回路制御部とを具備することを特徴とするマルチバンド通信装置。

[19] 請求項 17に記載の高周波部品を用いたマルチバンド通信装置であって、各通信システムでの送信データ及び受信データを復調する送受信部と、前記スィッチ回路、ノヮ一アンプ回路及び前記ローノイズアンプ回路の制御を行う回路制御部とを具備することを特徴とするマルチバンド通信装置。