專(zhuān)利名稱(chēng)：高頻開(kāi)關(guān)模塊及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠在多個(gè)不同的通信系統(tǒng)中使用的無(wú)線通信器(移動(dòng)電話機(jī)等)中所使用的高頻復(fù)合部件，特別是處理3個(gè)以上通信系統(tǒng)的無(wú)線通信器中所使用的高頻開(kāi)關(guān)模塊。
背景技術(shù)：
移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)中，具有使用例如主要盛行于歐洲的EGSM(Extended Global System for Mobile Communications)方式以及DCS(Digital Cellular System)方式、盛行于美國(guó)的PCS(PersonalCommunication Service)方式以及日本所采用的PDC(Personal DigitalCellular)方式等時(shí)分多址連接(TDMA)的各種各樣的系統(tǒng)。伴隨著最近的移動(dòng)電話的急劇普及，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家的主要大都市中，分配給各個(gè)系統(tǒng)的頻帶中無(wú)法滿系統(tǒng)的用戶，產(chǎn)生了連接困難，或通話中連接中斷等問(wèn)題。因此，為了讓用戶能夠利用多個(gè)系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上增加可使用的頻率，進(jìn)一步有人提出擴(kuò)展服務(wù)區(qū)域、有效利用各個(gè)系統(tǒng)的通信資源的提案。
作為與多個(gè)通信系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的小型輕量的高頻電路部件，有人提出了對(duì)應(yīng)于EGSM、DCS以及PCS這3個(gè)系統(tǒng)的移動(dòng)通信器中所使用的3頻段的對(duì)應(yīng)高頻開(kāi)關(guān)模塊(WO00/55983號(hào))的提案。圖5為WO00/55983號(hào)3頻段對(duì)應(yīng)高頻開(kāi)關(guān)模塊的方框圖，圖6為其等價(jià)電路圖(為了方便起見(jiàn)而變更了控制端子符號(hào))。該高頻開(kāi)關(guān)模塊切換3個(gè)發(fā)送接收系統(tǒng)，由(a)將入射到通信ANT中的信號(hào)分頻為第1發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)與第2、第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)的第1與第2濾波器電路F1、F2所構(gòu)成的分頻電路(雙工器)、及(b)設(shè)置在第1濾波器電路F1的后段，通過(guò)控制電路VC1所供給的電壓來(lái)切換第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路TX1與接收電路RX1的第1開(kāi)關(guān)電路SW1、及(c)設(shè)置在第2濾波器電路F2的后段，通過(guò)控制電路VC2、VC3所供給的電壓，來(lái)切換第2、第3發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路TX2與第2發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路RX2以及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路RX3的第2開(kāi)關(guān)電路SW2所構(gòu)成。該文獻(xiàn)中所例示的是第1通信系統(tǒng)為EGSM(發(fā)送頻率880～915MHz，接收頻率925～960MHz)，第2通信系統(tǒng)為DCS(發(fā)送頻率1710～1785MHz，接收頻率1805～1880MHz)，第3通信系統(tǒng)為PCS(發(fā)送頻率1850～1910MHz，接收頻率1930～1990MHz)的情況。下面對(duì)第1～第3控制電路與二極管開(kāi)關(guān)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
(A)DCS/PCS TX模式在第2及第3發(fā)送電路TX2與第2濾波器電路F2相連接的情況下，從控制電路VC2輸出正電壓，從控制電路VC3輸出0電壓?？刂齐娐稸C2所輸出的正電壓，被電容器CP2、CP3、CP4、CP5、CP6以及CF4將其直流成分截止，加載給包含有二極管DP1、DP2的電路，二極管DP1、DP2變?yōu)镺N狀態(tài)。二極管DP1變?yōu)镺N狀態(tài)之后，第2以及第3發(fā)送電路TX2與輸入輸出端子IP2之間的阻抗降低。通過(guò)已經(jīng)變?yōu)镺N狀態(tài)的二極管DP2與電容器CP6將傳輸線路LP2高頻接地，通過(guò)這樣進(jìn)行共振，從輸入輸出端子IP2側(cè)看輸出端子IP3的阻抗非常變得非常大。另外，通過(guò)讓二極管DD2變?yōu)镺FF狀態(tài)，輸出端子IP3與第3接收電路RX3之間的阻抗增大。結(jié)果是，來(lái)自第2以及第3發(fā)送電路TX2的發(fā)送信號(hào)不會(huì)泄漏到第2接收電路RX2以及第3接收電路RX3中，而傳輸給第2濾波器電路F2。
(B)DCS RX模式在第2接收電路RX2與第2濾波器電路F2相連接的情況下，來(lái)自控制電路VC2、VC3的電壓為0。二極管DP1、DP2、DD1以及DD2變?yōu)镺FF狀態(tài)。通過(guò)讓二極管DP1變?yōu)镺FF狀態(tài)，輸出端子IP2與第2、第3發(fā)送電路TX2之間的阻抗增大。另外通過(guò)讓二極管DD2變?yōu)镺FF狀態(tài)，輸出端子IP3與第3接收電路RX3之間的阻抗增大。這樣，經(jīng)傳輸線路LP2與傳輸線路LD1將輸入輸出端子IP2與第2接收電路RX2相連接。結(jié)果是，來(lái)自第2濾波器電路F2的接收信號(hào)不會(huì)泄漏到第2與第3發(fā)送電路TX2以及第3接收電路RX3中，而傳輸給第2接收電路RX2。
(C)PCS RX模式在第3接收電路RX3與第2濾波器電路F2相連接的情況下，從控制電路VC3輸出正電壓，而來(lái)自控制電路VC2的電壓為0?？刂齐娐稸C3所輸出的正電壓，被電容器CDP1、CDP2、CDP3以及CP5將其直流成分截止，加載給包含有二極管DD1、DD2的電路，二極管DD1、DD2變?yōu)镺N狀態(tài)。通過(guò)讓二極管DD2變?yōu)镺N狀態(tài)，第3接收電路RX3與輸出端子IP3之間的阻抗降低。通過(guò)已經(jīng)變?yōu)镺N狀態(tài)的二極管DD1與電容器CDP2將傳輸線路LD1高頻接地，通過(guò)這樣進(jìn)行共振，第2接收電路RX2在輸出端子IP3側(cè)的阻抗非常變得非常大。另外，通過(guò)讓二極管DP1變?yōu)镺FF狀態(tài)，讓輸入輸出端子IP2與第2以及第3發(fā)送電路TX2之間的阻抗增大。結(jié)果是，來(lái)自第2濾波器電路F2的接收信號(hào)，不會(huì)泄漏到第2以及第3發(fā)送電路TX2與第2接收電路RX2中，而傳輸給第3接收電路RX3。
(D)EGSM RX模式在第1接收電路RX1與第1濾波器電路F1相連接的情況下，控制電路VC1的電壓為0。二極管DG1、DG2變?yōu)镺FF狀態(tài)。通過(guò)變?yōu)镺FF狀態(tài)的二極管DG2，經(jīng)傳輸線路LG2將輸入輸出端子IP1與第1接收電路RX1相連接。另外，由于二極管DG1變?yōu)镺FF狀態(tài)，輸入輸出端子IP1與第1發(fā)送電路TX1之間的阻抗增大。結(jié)果是，來(lái)自第1濾波器電路F1的接收信號(hào)不會(huì)泄漏到第1發(fā)送電路TX1中，而傳輸給第1接收電路RX1。
(E)EGSM TX模式在第1發(fā)送電路TX1與第1濾波器電路F1相連接的情況下，從控制電路VC1輸出正電壓。正電壓被電容器CG6、CG5、CG4、CG3、CG2以及CG1將其直流成分截止，加載給包含有二極管DG2、DG1的電路，二極管DG2、DG1變?yōu)镺N狀態(tài)。由于二極管DG1變?yōu)镺N狀態(tài)，第1發(fā)送電路TX1與輸入輸出端子IP1之間的阻抗降低。通過(guò)已經(jīng)變?yōu)镺N狀態(tài)的二極管DG2與電容器CP6將傳輸線路LG2高頻接地進(jìn)行共振，從輸入輸出端子IP1側(cè)看第1接收電路RX1的阻抗非常變得非常大。結(jié)果是，來(lái)自第1發(fā)送電路TX1的發(fā)送信號(hào)不會(huì)泄漏到第1接收電路RX1中，而傳輸給第1濾波器電路F1。
以上的控制邏輯總結(jié)為表1所示。通過(guò)像這樣從控制電路輸入電壓，控制二極管開(kāi)關(guān)處于ON/OFF狀態(tài)，來(lái)選擇第1～第3發(fā)送接收系統(tǒng)的任一個(gè)模式。


高頻開(kāi)關(guān)模塊中，插入損耗在發(fā)送模式下影響到移動(dòng)電話的電池的動(dòng)作時(shí)間，在接收模式下影響到接收靈敏度，因此最好將其盡可能降低。至于高頻產(chǎn)生量，為了能夠在各個(gè)系統(tǒng)中限制不需要的功率，最好也盡可能少。特別是限制2次諧波是非常重要的。例如，希望在EGSM側(cè)有-35dB以上，在DCS/PCS側(cè)有-25dB以上的衰減量。為了抑制高次諧波的產(chǎn)生，以前就提出了各種對(duì)策，但現(xiàn)在為了提高小數(shù)點(diǎn)dB水平，而將高頻開(kāi)關(guān)模塊的分頻器電路的低頻側(cè)濾波器或發(fā)送用低通濾波器的特性最佳化。但是，這樣的對(duì)策是有限度的，很難得到上述水平以上的高次諧波衰減量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以較高的高次諧波衰減水平控制高頻開(kāi)關(guān)模塊的方法，以及能夠?qū)崿F(xiàn)較高的高次諧波衰減的高頻開(kāi)關(guān)模塊。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于為了便于安裝在移動(dòng)電話中，而在1個(gè)層積體內(nèi)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了小型輕量化的高頻開(kāi)關(guān)模塊。
根據(jù)上述目的銳意研究的結(jié)果是，本發(fā)明人著眼于二極管開(kāi)關(guān)的特性及其ON/OFF控制的控制邏輯，通過(guò)從雙模式的開(kāi)關(guān)電路的控制電路付與電壓，來(lái)進(jìn)行高頻開(kāi)關(guān)模塊中的1個(gè)模式的選擇，通過(guò)這樣，發(fā)現(xiàn)了能夠進(jìn)行增大了高頻衰減量的控制，于是得到本發(fā)明。
本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)模塊的控制方法，控制具有由將入射到天線中的信號(hào)分頻為第1發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)與第2及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)的第1及第2濾波器電路(F1、F2)所構(gòu)成的分頻電路、設(shè)置在第1濾波器電路(F1)的后段，通過(guò)控制電路(VC1)所供給的電壓來(lái)切換第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)與接收電路(RX1)的第1開(kāi)關(guān)電路(SW1)、及設(shè)置在第2濾波器電路(F2)的后段，通過(guò)控制電路(VC2、VC3)所供給的電壓來(lái)切換第2和第3發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX2)和第2發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路(RX2)與第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路(RX3)的第2開(kāi)關(guān)電路(SW2)的高頻開(kāi)關(guān)模塊，特征在于，在通過(guò)從上述控制電路(VC1)將正電壓輸入給上述第1開(kāi)關(guān)電路(SW1)，將上述第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)與天線相連接的同時(shí)，從上述控制電路(VC3)輸入正電壓。
以上將正電壓作為控制電壓輸入，但如果將上述二極管的極性反轉(zhuǎn)，并將負(fù)電壓作為控制電壓輸入，也能夠進(jìn)行同樣的控制。因此，“輸入正電壓”，也包括“通過(guò)將二極管極性反轉(zhuǎn)來(lái)輸入負(fù)電壓”的情況。
本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)模塊，具有由將入射到天線中的信號(hào)分頻為第1發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)與第2及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)的第1及第2濾波器電路(F1、F2)所構(gòu)成的分頻電路、設(shè)置在第1濾波器電路(F1)的后段，通過(guò)控制電路(VC1)所供給的電壓來(lái)切換第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)與接收電路(RX1)的第1開(kāi)關(guān)電路(SW1)、及設(shè)置在第2濾波器電路(F2)的后段，通過(guò)控制電路(VC2、VC3)所供給的電壓來(lái)切換第2和第3發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX2)和第2發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路(RX2)與第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路(RX3)的第2開(kāi)關(guān)電路(SW2)，其特征在于上述第1開(kāi)關(guān)電路(SW1)具有被輸入第1發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)，同時(shí)輸出發(fā)送信號(hào)的輸入輸出端子(IP1)、被輸入來(lái)自第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)的發(fā)送信號(hào)的連接端(P13)、將第1發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)輸出給接收電路(RX1)的連接端(P16)、設(shè)置在上述輸入輸出端子IP1與連接端P13之間的第1二極管(DG1)、設(shè)置在連接端(P13)與地之間的第1電感元件(LG1)、設(shè)置在上述輸入輸出端子(IP1)與連接端(P16)之間的第2電感元件(LG2)、及設(shè)置在連接端(P16)與地之間的第2二極管(DG2)；上述第2開(kāi)關(guān)電路(SW2)具有被輸入第2及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)，同時(shí)輸出發(fā)送信號(hào)的輸入輸出端子(IP2)、被輸入來(lái)自第2及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX2)的發(fā)送信號(hào)的連接端(P7)、輸出第2及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)的輸出端子(IP3)、將第2發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)輸出給接收電路(RX2)的連接端(P9)、將第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)輸出給接收電路(RX3)的連接端(P10)、設(shè)置在上述輸入輸出端子IP2與連接端P7之間的第3二極管(DP1)、設(shè)置在連接端(P7)與地之間的第3電感元件(LP1)、設(shè)置在上述輸入輸出端子IP2與輸出端子(IP3)之間的第4電感元件(LP2)、設(shè)置在輸出端子(IP3)與地之間的第4二極管(DP2)、設(shè)置在上述輸出端子(IP3)與連接端(P9)之間的第5電感元件(LD1)、設(shè)置在連接端(P9)與地之間的第5二極管(DD1)、設(shè)置在上述輸出端子(IP3)與連接端(P10)之間的第6二極管(DD2)、及設(shè)置在連接端(P10)與地之間的第6電感元件(LD2)；為了連接上述第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)與輸入輸出端子(IP1)，使得上述第1二極管(DG1)與上述第2二極管(DG2)、上述第5二極管(DD1)、上述第6二極管(DD2)為ON狀態(tài)。
本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)模塊中，最好通過(guò)調(diào)整上述第6電感元件(LD2)的常數(shù)，并調(diào)整上述第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路RX3側(cè)的阻抗，來(lái)調(diào)整天線端子中的接收電路RX3的頻帶(相當(dāng)于欲在第1發(fā)送時(shí)衰減的兩倍頻帶)附近的阻抗。這樣，例如在傳輸線路的情況下，可以適當(dāng)調(diào)整其長(zhǎng)度以及粗細(xì)，如果是電感器則可以調(diào)整電感值。
本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)模塊中，最好讓上述分頻電路由LC電路構(gòu)成，上述第1及第2開(kāi)關(guān)電路由開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，上述開(kāi)關(guān)電路的各個(gè)發(fā)送系統(tǒng)具有由LC電路所構(gòu)成的低通濾波器，上述分頻電路的LC電路、上述低通濾波器的LC電路及上述開(kāi)關(guān)電路的電感元件的至少一部分，由構(gòu)成層積體的電介質(zhì)層中所形成的電極圖形構(gòu)成，構(gòu)成上述開(kāi)關(guān)元件及上述LC電路的一部分的芯片元件安裝在上述層積體上。作為上述開(kāi)關(guān)元件，可以使用二極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管等。
本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)模塊中，還具有與上述層積體一體構(gòu)成的高頻放大器部，上述高頻放大器部至少具有半導(dǎo)體元件與電壓供給電路與匹配電路，構(gòu)成上述電壓供給電路與上述匹配電路的電感元件及LC電路的至少一部分，由上述電介質(zhì)層中所形成的電極圖形構(gòu)成，構(gòu)成上述開(kāi)關(guān)元件及上述LC電路的一部分的芯片元件安裝在上述層積體上。
另外，上述電感元件既可以是通過(guò)電極圖形所形成的傳輸線路或電感器，或安裝在層積體上的芯片電感器。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)模塊及其控制方法，由于通過(guò)從雙模式的開(kāi)關(guān)電路的控制電路輸入電壓，來(lái)進(jìn)行1個(gè)模式的選擇，因此，能夠增大功率放大器所引起的高次諧波的衰減量，并且還能夠抑制高頻開(kāi)關(guān)模塊內(nèi)可能產(chǎn)生的高次諧波。另外，如果將本發(fā)明的天線開(kāi)關(guān)模塊與功率放大器連接同一個(gè)天線并復(fù)合化在層積體中，就能夠得到一種能夠滿足移動(dòng)電話等無(wú)線通信器用小型輕量化要求的層積體模塊。


圖1為說(shuō)明本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)模塊之一例的等價(jià)電路的圖。
圖2(a)為說(shuō)明本發(fā)明的控制邏輯中的EGSM TX模式下的2倍頻衰減量的特性曲線圖。
圖2(b)為說(shuō)明以前的控制邏輯中的EGSM TX模式下的2倍頻衰減量的特性曲線圖。
圖3為說(shuō)明功率放大器電路之一例的等價(jià)電路的圖。
圖4為說(shuō)明構(gòu)成本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)模塊的層積體之一例的印刷電路基(green sheet)板的分解圖。
圖5為說(shuō)明對(duì)應(yīng)3頻段的以前的高次諧波模塊的方框圖。
圖6為說(shuō)明以前的高頻開(kāi)關(guān)模塊之一例的電路的圖。
具體實(shí)施例方式
以前的高頻開(kāi)關(guān)模塊的控制方法中，通過(guò)1個(gè)控制電路的電壓控制來(lái)進(jìn)行1個(gè)模式的選擇，與此相對(duì)，本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)模塊的控制方法中，1個(gè)模式的選擇是通過(guò)雙模式(例如EGSM與DCS/PCS)的開(kāi)關(guān)電路的控制電路加載電壓來(lái)進(jìn)行的。也即，本發(fā)明的控制方法進(jìn)行雙向的電壓控制。參照表1，在EGSM TX發(fā)送模式下，是從第1開(kāi)關(guān)電路SW1的控制電路VC1以及第2開(kāi)關(guān)電路SW2的控制電路VC3加載正電壓的控制邏輯。此時(shí)，構(gòu)成第1開(kāi)關(guān)電路SW1的二極管(DG1、DG2)與構(gòu)成第2開(kāi)關(guān)電路SW2的一方控制電路的二極管(DD1、DD2)變?yōu)镺N狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，變?yōu)镺FF狀態(tài)的二極管會(huì)引起失真并產(chǎn)生高次諧波，因此，通過(guò)像這樣讓第2開(kāi)關(guān)電路的二極管也處于ON狀態(tài)，能夠抑制高次諧波。這是本發(fā)明的重要特征之一。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是EGSM TX發(fā)送模式下的2倍頻衰減量較大。理由之一是由于以前的控制方法與本發(fā)明的控制方法中DCS以及PCS側(cè)的高頻等價(jià)電路不同。以前的控制邏輯中，通過(guò)給第1控制電路VC1加載電壓而切換成EGSM TX發(fā)送模式時(shí)，第2控制電路VC3并不進(jìn)行控制。因此，形成通過(guò)傳輸線路LP2以及LD1，從DCS以及PCS側(cè)的第2濾波器電路F2連接到DCS RX端子的狀態(tài)。也即，從天線端子看DCS以及PCS側(cè)，是經(jīng)傳輸線路直接連接到DCS RX接收端子的。該狀態(tài)下的DCS以及PCS側(cè)電路中，GSM帶的2倍頻附近幾乎不衰減。另外，本發(fā)明的控制邏輯中，在通過(guò)給第1控制電路VC1加載電壓來(lái)切換到EGSM TX發(fā)送模式的同時(shí)，從第2控制電路的一方VC3輸入正電壓，因此，二極管(DD1、DD2)變?yōu)镺N狀態(tài)。因此，從DCS以及PCS側(cè)的第2濾波器電路向前方的電路構(gòu)成中，連接有傳輸線路LP2，其前方變?yōu)?，DCS RX側(cè)通過(guò)傳輸線路LD1高頻短路，PCS RX側(cè)通過(guò)傳輸線路LD2高頻斷路，一直連接到PCS RX端子的狀態(tài)。也即，在從天線端子看DCS以及PCS側(cè)的情況下，DCS RX側(cè)變得幾乎開(kāi)路(高阻抗)，PCS RX側(cè)通過(guò)傳輸線路LP2與傳輸線路LD2連接有λ/4共振電路，同時(shí)一直連接到PCS RX端子。傳輸線路LP2為DCS帶的波長(zhǎng)的約λ/4的長(zhǎng)度，傳輸線路LD2為PCS頻帶的波長(zhǎng)的約1/4的長(zhǎng)度。DCS頻帶與PCS頻帶的波長(zhǎng)幾乎相等，是GSM頻帶的波長(zhǎng)的約1/2。在該狀態(tài)下，PCS側(cè)的電路讓EGSM頻帶的2倍頻短路，因此，EGSM的2倍頻附近產(chǎn)生衰減。
另一個(gè)理由是調(diào)整天線端子中的GSM2倍頻帶的阻抗。一般來(lái)說(shuō)，端子間的通過(guò)特性與表現(xiàn)從各個(gè)端子所看到的阻抗者是等價(jià)的。本發(fā)明的情況下，從天線端子與GSM TX發(fā)送端子所看到的各個(gè)阻抗給通過(guò)特性帶來(lái)了影響。因此，為了提高通過(guò)特性，通過(guò)調(diào)整端子之間的諸電路從而調(diào)整各個(gè)阻抗，能夠得到所期望的特性。但是，因?yàn)樘炀€端子與其他線路的端子連接，有時(shí)會(huì)受到其他線路的阻抗的影像。只是，如前所述，通過(guò)在電路中想辦法或通過(guò)動(dòng)作模式，讓不需要的線路、端子被看作開(kāi)路(高阻抗)，使其不給天線端子帶來(lái)影響。以前的控制方法中，在EGSM TX發(fā)送模式下，從天線所看到的GSM TX(TX1)與DCS RX(RX2)側(cè)的線路的阻抗為50Ω，DCS線路的阻抗并不小，給該模式下的發(fā)送特性帶來(lái)了影響，還影響到高次諧波的產(chǎn)生量。但是，本發(fā)明的控制邏輯中，也從控制電路VC3加載正電壓，因此，PCS RX(RX3)側(cè)變?yōu)镺N狀態(tài)，代替DCS線路，PCSRX線路側(cè)的阻抗為50Ω。也即，通過(guò)與上述相同的理由，讓PCS線路的阻抗不給發(fā)送特性帶來(lái)影響。此時(shí)，與DCS側(cè)線路相比，PCS側(cè)線路的阻抗及相位的狀態(tài)更好，因此抑制了高次諧波(增大了2倍頻衰減量)。
這里，可以得知為了進(jìn)一步增大2倍頻衰減量，調(diào)整傳輸線路LD2是很有效果的。PCS側(cè)線路比DCS側(cè)線路更容易獲得阻抗匹配的理由是，如前所述，看作DCS接收線路從天線端子經(jīng)傳輸線路之間連接到DCS RX接收端子。也即，調(diào)整機(jī)構(gòu)只有線路長(zhǎng)度與線路寬度，如果以得知λ/4長(zhǎng)以及50Ω而進(jìn)行調(diào)整為前提，則幾乎沒(méi)有調(diào)整范圍。假設(shè)能夠稍微調(diào)整線路長(zhǎng)度與線路寬度，即使再增加電容器的元件，也會(huì)給DCS接收特性帶來(lái)很大影響，有可能會(huì)導(dǎo)致通過(guò)損耗的增加、絕緣特性的惡化。另外，由于PCS側(cè)線路以傳輸線路LD2為主進(jìn)行調(diào)整，因此是適當(dāng)調(diào)整并聯(lián)線路而不是通過(guò)線路的長(zhǎng)度與寬度，即使調(diào)整了從天線端子所看到的GSM2倍頻帶的阻抗，對(duì)PCS接收特性的影響也很小。具體的說(shuō)，如果將傳輸線路LD2的長(zhǎng)度調(diào)整得較長(zhǎng)，則從天線端子所看到的GSM2倍頻帶的阻抗在史密斯圓圖中反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。另外，如果將寬度調(diào)整的較細(xì)，則靠近史密斯圓圖的中央。當(dāng)然，如果調(diào)整方向相反，則阻抗的運(yùn)動(dòng)也相反。通過(guò)將它們組合起來(lái)，就能夠?qū)奶炀€端子所看到的GSM2倍頻帶的阻抗進(jìn)行細(xì)調(diào)。另外，還可以不調(diào)整傳輸線路，但能夠調(diào)整電感等。這種情況下，雖然能夠調(diào)整史密斯圓圖的半徑方向的運(yùn)動(dòng)，但相位旋轉(zhuǎn)方向的調(diào)整則只能夠稍稍進(jìn)行。因此，需要通過(guò)電容器等的組合來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)整的校準(zhǔn)。另外，例如通過(guò)傳輸線路LP2的調(diào)整也能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。
第1實(shí)施例圖1為說(shuō)明與圖5相同的高頻開(kāi)關(guān)模塊的等價(jià)電路的圖。圖2為說(shuō)明圖1的高頻開(kāi)關(guān)模塊中的2倍頻衰減量的特性曲線圖。給和圖6中相同的元件標(biāo)注相同的符號(hào)，以不同的部分為中心進(jìn)行說(shuō)明。
圖1中，由第1濾波器電路F1與第2濾波器電路F2所形成的分頻器(雙工器Dip)，由傳輸線路LL1～LL3、電容器CL1以及傳輸線路LH1、電容器CH1～CH3構(gòu)成。傳輸線路LL2以及電容器CL1形成串聯(lián)共振電路，具有在DCS帶域(發(fā)送頻率1710～1785MHz，接收頻率1805～1880MHz)及PCS帶域(發(fā)送頻率1850～1910MHz，接收頻率1930～1990MHz)共振的頻率。本實(shí)施例中，兩者的衰減極是1.8GHz。另外，傳輸線路LH1與電容器CH1形成串聯(lián)共振電路，具有在EGSM帶域(發(fā)送頻率880～915MHz，接收頻率925～960MHz)共振的頻率。本實(shí)施例中，兩者的衰減極是0.9GHz。通過(guò)該電路，能夠?qū)GSM系統(tǒng)的信號(hào)與DCS/PCS系統(tǒng)的信號(hào)分頻或合成起來(lái)。最好將傳輸線路LL1、LL3的長(zhǎng)度設(shè)定為對(duì)于DCS/PCS系統(tǒng)的信號(hào)頻率為高阻抗。通過(guò)這樣，DCS/PCS系統(tǒng)的信號(hào)很難傳輸?shù)紼GSM系統(tǒng)的線路中。另外，傳輸線路LL3也可以省略。反之，最好將電容器CH2、CH3設(shè)為較小的電容值，使其對(duì)于EGSM系統(tǒng)的信號(hào)頻率是高阻抗。通過(guò)這樣，EGSM系統(tǒng)的信號(hào)很難傳輸?shù)紻CS/PCS系統(tǒng)的線路中。另外，電容器CH3兼作圖6中所示的電容器CF4。
第1開(kāi)關(guān)電路SW1，由電容器CG1、CG6、傳輸線路LG1、LG2、二極管DG1、DG2以及阻抗R1構(gòu)成。傳輸線路LG1、LG2的長(zhǎng)度被設(shè)定為在EGSM的發(fā)送頻帶中變?yōu)棣?4共振器的長(zhǎng)度。但是，傳輸線路LG1可以通過(guò)在EGSM的發(fā)送頻率中看作不接地(高阻抗?fàn)顟B(tài))的扼流圈來(lái)代替。這種情況下，扼流圈的阻抗最好約為10～100nH。阻抗R1在控制電路VC1為High狀態(tài)下，決定第1與第2二極管DG1、DG2中所流動(dòng)的電流。本實(shí)施例中，阻抗R1最好為100Ω～200Ω。電容器CG1、CG6對(duì)于控制電源的DC截止是必需的。在控制電路VC1為High時(shí)，由于二極管DG2中存在連接線等的寄生電感，因此，為了將其消除而與電容器CG6串聯(lián)共振。CG6的電容值可以適當(dāng)設(shè)定。
第2開(kāi)關(guān)電路SW2，由電容器CP5、CP6、CP9、CDP2、傳輸線路LP1、LP2、LD1、LD2、二極管DP1、DP2、DD1、DD2以及阻抗R2、R3構(gòu)成。傳輸線路LP1、LP2、LD1、LD2的長(zhǎng)度被設(shè)定為DCS/PCS信號(hào)的頻帶中變?yōu)棣?4共振器的長(zhǎng)度。各個(gè)傳輸線路LP1、LP2可以通過(guò)分別在DCS的發(fā)送頻率、PCS的發(fā)送頻率中看作不接地(高阻抗?fàn)顟B(tài))的扼流圈來(lái)代替。這種情況下，扼流圈的阻抗最好約為5～60nH。阻抗R2在控制電路VC2為High狀態(tài)下，決定第3與第4二極管DP1、DP2中所流動(dòng)的電流。本實(shí)施例中，阻抗R2最好為100Ω～200Ω。阻抗R3在控制電路VC3為High狀態(tài)下，決定第5與第6二極管DD1、DD2中所流動(dòng)的電流。本實(shí)施例中，阻抗R2最好為100Ω～2kΩ。電容器CP6、CP5、CDP2對(duì)于控制電源的DC截止是必需的。另外，在控制電路VC2為High時(shí)，由于二極管DP2中存在連接線等的寄生電感，因此，適當(dāng)設(shè)定CP6的電容值使其與電容器CP6并聯(lián)共振。
二極管DG1、DG2、DP1、DP2的消耗電流可以為約8mA，但不通大功率的接收電路的二極管DD1、DD2，最好采用1mA以下的，例如約0.8mA且低消耗功率型。
第1低通濾波器LPF1，是由傳輸線路LG3以及電容器CG3、CG4、CG7所構(gòu)成的π型低通濾波器。傳輸線路LG3與CG7構(gòu)成并聯(lián)共振電路，其共振頻率最好被設(shè)置為EGSM的發(fā)送頻率的2倍或3倍的頻率。本實(shí)施例中被設(shè)置為3倍值2.7GHz。通過(guò)以上的構(gòu)成，能夠?qū)⒐β史糯笃魉斎氲腅GSM側(cè)發(fā)送信號(hào)中所包含的高次諧波失真去除。
圖示的例子中，第1低通濾波器LPF1位于第1高頻開(kāi)關(guān)SW1的第1二極管DG1與傳輸線路LG1之間，但也可以設(shè)置在雙工器Dip與第1高頻開(kāi)關(guān)SW1之間，或傳輸線路LG1與EGSM發(fā)送端子Tx1之間。如果第1低通濾波器LPF1的接地電容器CG3、CG4與傳輸線路LG1并聯(lián)，則構(gòu)成并聯(lián)共振電路，由于傳輸線路LG1的線路長(zhǎng)度可以短于λ/4，還可以減小扼流圈的阻抗。
第2低通濾波器LPF2，是由傳輸線路LP3以及電容器CP3、CP4、CP7所構(gòu)成的π型低通濾波器。傳輸線路LP3與電容器CP7構(gòu)成并聯(lián)共振電路，其共振頻率最好被設(shè)置為DCS/PCS發(fā)送頻率的2倍或3倍的頻率。本實(shí)施例中被設(shè)置為3倍值3.6GHz。通過(guò)以上的構(gòu)成，能夠?qū)⒐β史糯笃魉斎氲腄CS/PCS側(cè)發(fā)送信號(hào)中所包含的高次諧波失真去除。
圖示的例子中，第2低通濾波器LPF2位于第2高頻開(kāi)關(guān)SW2的二極管DP1與傳輸線路LP1之間，但與第1低通濾波器LPF1一樣，也可以設(shè)置在雙工器Dip與第2高頻開(kāi)關(guān)SW2之間，或傳輸線路LP1與DCS/PCS發(fā)送端子Tx2之間。
第1以及第2低通濾波器LPF1、LPF2的上述配置在電路設(shè)計(jì)上是很理想的，但并不是必須的。低通濾波器可以設(shè)置在讓發(fā)送信號(hào)通過(guò)的雙工器～發(fā)送端子之間。
EGSM系統(tǒng)還可以進(jìn)一步分為GSM850(發(fā)送頻率824～849MHz，接收頻率869～894MHz)與ESGM，與4頻段對(duì)應(yīng)。這種情況下，發(fā)送系統(tǒng)可以使用共通端子，接收系統(tǒng)可以通過(guò)將對(duì)應(yīng)于上述3頻段的天線開(kāi)關(guān)的EGSM接收端子部，連接用來(lái)切換GSM850與EGSM的開(kāi)關(guān)來(lái)構(gòu)成。另外，代替上述開(kāi)關(guān)，還可以使用作為EGSM帶的λ/4共振器的傳輸線路，即使二者間的頻率分開(kāi)，也能夠?qū)?yīng)4頻段。這種情況下，通過(guò)本發(fā)明的控制方法也能夠得到相同的效果。
通過(guò)本實(shí)施例的高頻開(kāi)關(guān)模塊中的第1～第3控制電路VC1～VC3所進(jìn)行的二極管開(kāi)關(guān)的控制邏輯，在(A)DCS/PCS TX模式、(B)DCS RX模式、(C)PCS RX模式、及(D)EGSM RX模式的情況下，與表1中所示的以前的控制邏輯相同，但在(E)EGSM TX模式的情況下不同。這里，省略對(duì)(A)～(D)模式的情況的說(shuō)明，下面對(duì)EGSM TX模式的情況進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
EGSM TX模式下，在第1發(fā)送電路TX1與第1濾波器電路F1相連接的情況下，從控制電路VC1輸入正電壓。正電壓其直流成分被電容器CG6、CG5、CG4、CG3、CG2及CG1所截止，并加載給包括二極管DG2以及DG1的電路。其結(jié)果是，二極管DG2及DG1變?yōu)镺N狀態(tài)。通過(guò)讓二極管DG1變?yōu)镺N狀態(tài)，第1發(fā)送電路TX1與輸入輸出端子IP1之間的阻抗降低。另外，通過(guò)變?yōu)镺N狀態(tài)的二極管DG2以及電容器CG6，將傳輸線路LG2高頻接地并共振，從輸入輸出端子IP1看第1接收電路RX1的阻抗變得非常大。其結(jié)果是，從第1發(fā)送線路TX1所發(fā)送的信號(hào)，不會(huì)泄漏到第1接收電路RX1中，而傳輸給第1濾波器電路F1。
在從控制電路VC1輸入正電壓時(shí)，從控制電路VC3輸入正電壓。此時(shí)，控制電路VC2的電壓保持0。通過(guò)控制電路VC3所輸入的正電壓，讓二極管DD1及DD2變?yōu)镺N狀態(tài)。另外，二極管DP1、DP2保持OFF狀態(tài)，因此，結(jié)果變?yōu)榕cPCS RX模式相同的動(dòng)作。但是，來(lái)自第2濾波器電路F2的接收信號(hào)這里并不傳送。以上的控制邏輯歸納如表2所示。


在EGSN TX模式下，從控制電路VC1與VC3輸入正電壓，變?yōu)镠igh狀態(tài)。像這樣在1個(gè)控制模式下控制兩個(gè)控制電路，由于變?yōu)镺N狀態(tài)的二極管增加，因此，通過(guò)這樣能夠抑制高次諧波。也即，EGSM TX模式下，來(lái)自功率放大器(有時(shí)也稱(chēng)作高功率放大器)的發(fā)送信號(hào)，經(jīng)雙工器Dip從天線ANT發(fā)射，有時(shí)候一部分信號(hào)泄漏到第2開(kāi)關(guān)電路SW2側(cè)，讓OFF狀態(tài)的二極管(DP1、DP2、DD1、DD2)失真，產(chǎn)生高次諧波噪聲。如果所有的二極管都變?yōu)镺N狀態(tài)，則能夠消除失真，但是，另一方面又產(chǎn)生了從功率放大器所泄漏的高次諧波噪聲通過(guò)其他線路，從天線發(fā)射出去的問(wèn)題。這里，通過(guò)讓構(gòu)成第2開(kāi)關(guān)電路SW2的二極管中消耗功率低的二極管DD1以及DD2變?yōu)镺N狀態(tài)，來(lái)抑制二極管的失真所引起的高次諧波噪聲的產(chǎn)生。
另外，EGSM TX模式下，變?yōu)槠饎?dòng)了PCS RX模式的狀態(tài)，但這樣的模式從阻抗調(diào)整的觀點(diǎn)來(lái)看，是相當(dāng)理想的狀態(tài)。因此，高頻開(kāi)關(guān)模塊全體的2被波衰減量增大。圖2(a)中顯示了使用本發(fā)明的控制邏輯的情況下的EGSM TX模式下的2倍頻衰減量，圖2(b)中顯示了使用以前的控制邏輯的情況下的EGSM TX模式下的2倍頻衰減量。特別是在2倍頻帶的高域，以前的控制邏輯(圖2(b))的情況下的衰減量約為-40dB，與此相對(duì)，本發(fā)明的控制邏輯(圖2(a))下能夠得到約-50dB的衰減量。表2中，DCS/PCS TX模式下的VC3的控制邏輯中，High狀態(tài)記錄在括號(hào)內(nèi)，這是為了提高從DCS/PCS TX端子到DCS RX端子的絕緣，而讓DCS/PCSTX模式下的第2控制電路的VC3處于ON狀態(tài)。這樣一來(lái)，從輸出端子IP3看DCS RX端子(第2接收電路RX2)的阻抗變得非常大。其結(jié)果是，從DCS/PCS TX(第2發(fā)送線路TX2)所發(fā)送的信號(hào)，不會(huì)泄漏到DCS RX端子(第2接收電路RX2)中，而傳輸給第2濾波器電路F2，并從天線ANT發(fā)射出去。3頻段對(duì)應(yīng)的天線開(kāi)關(guān)電路中，由于PCS TX帶域與DCS RX帶域中所使用的通信帶域部分重疊，因此，從DCS/PCS TX端子到DCS RX端子的絕緣非常重要。
第2實(shí)施例移動(dòng)電話的小型輕量化的要求增大，多個(gè)部件的模塊化也在不斷發(fā)展。上述高頻開(kāi)關(guān)模塊，可以用作切換共有1個(gè)天線的3個(gè)發(fā)送接收系統(tǒng)的所謂的3頻段型天線開(kāi)關(guān)模塊，或4頻段型天線開(kāi)關(guān)模塊。這種情況下，構(gòu)成分頻電路的LC電路、低通濾波器的LC電路以及構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路的傳輸線路，可以由形成在各個(gè)電介質(zhì)印刷電路基板上的電極圖形構(gòu)成，將具有電極圖形的多個(gè)印刷電路基板層積成層積體，同時(shí)，將二極管或LC電路等開(kāi)關(guān)元件安裝在層積體上，作為單芯片式部件。
本實(shí)施例中，將上述高頻開(kāi)關(guān)模塊(天線開(kāi)關(guān)模塊)與高功率功率放大器(高頻放大器)一體模塊化。消耗DC功率的大部分的高功率放大器，要求DC-RF功率變化效率(也稱(chēng)作功率附加效率)增高且小型化。這種情況下，由于插入損耗的降低與高次諧波衰減量的提高對(duì)于高效率化是非常重要的，因此，能夠使用上述控制邏輯。
圖3中顯示了功率放大器的電路。例如，高頻放大器的匹配電路的輸出端子P0，與圖1中所示的天線開(kāi)關(guān)模塊的EGSM TX的發(fā)送端子P1相連接，將所放大的發(fā)送信號(hào)發(fā)送給天線開(kāi)關(guān)側(cè)。輸出端子P0經(jīng)直流截止電容器Ca2，與傳輸線路ASL1的一端相連接。傳輸線路ASL1中連接有一端接地的電容器Ca3、Ca4，構(gòu)成輸出匹配電路。傳輸線路ASL1的另一端，與作為半導(dǎo)體元件的一種的場(chǎng)效應(yīng)開(kāi)關(guān)晶體管(FET)Q1的漏極D相連接。另外，F(xiàn)ET Q1的源極接地，柵極與雙極開(kāi)關(guān)元件(B-Tr)Q2的集電極相連接。
傳輸線路ASL1的另一端與場(chǎng)效應(yīng)開(kāi)關(guān)晶體管FET Q1的漏極D之間的接點(diǎn)，經(jīng)λ/4帶狀線等所構(gòu)成的電感元件SL1與電容器Ca5的串聯(lián)電路接地，電感器SL1與電容器Ca5之間的接點(diǎn)與漏極電壓端子Vdd1相連接。也即，場(chǎng)效應(yīng)開(kāi)關(guān)晶體管FET Q1的柵極與雙極開(kāi)關(guān)元件(B-Tr)Q2的集電極之間的接點(diǎn)，經(jīng)電容器Ca6接地，同時(shí)還與柵極電壓端子Vg相連接。
雙極開(kāi)關(guān)元件Q2的發(fā)射極接地，基極與傳輸線路SL3的一端相連接。雙極開(kāi)關(guān)元件Q2的集電極，經(jīng)帶狀線等所構(gòu)成的電感元件SL2與電容器Ca7的串聯(lián)電路接地，電感器SL2與電容器Ca7之間的接點(diǎn)與集電極電壓端子Vc相連接。另外，電感器SL2與電容器Ca7之間的接點(diǎn)，還和雙極開(kāi)關(guān)元件Q2的基極與傳輸線路SL3的一端的接點(diǎn)相連接。傳輸線路SL3的另一端經(jīng)電容器Ca8接地，同時(shí)還與輸入端子Pin相連接。
圖1及圖3的等價(jià)電路中，傳輸線路及電感通常由帶狀線構(gòu)成，但也可以由微帶狀線、共面引導(dǎo)線等構(gòu)成。晶體管Q1為FET，晶體管Q2為B-Tr，但也可以分別為Si-MOSFET、GaAsFET、Si雙極晶體管、GaAs HBT(雜質(zhì)接合雙極晶體管)、HEMT(高電子移動(dòng)度晶體管)等其他晶體管。當(dāng)然，還可以使用將多個(gè)晶體管集成化所得到的MMIC(單片微波集成電路)。本實(shí)施例中，傳輸線路SL3與晶體管Q2直接連接，但也可以經(jīng)阻抗相連接。
圖4為說(shuō)明圖1的天線開(kāi)關(guān)模塊與圖3的功率放大器集成在1個(gè)層積體內(nèi)的由15層所形成的層積模塊中，上部的第1～第3層、中間的第7～第8層以及下部的第13～第15層電介質(zhì)印刷電路基板。薄片(1)為最上層，薄片(15)為最下層(內(nèi)側(cè))。
電介質(zhì)印刷電路基板最好由能夠在950℃以下進(jìn)行低溫?zé)频腖TCC材料構(gòu)成。例如，以10～60質(zhì)量％(Al2O3換算)的Al、25～60質(zhì)量％(SiO2換算)的Si、7.5～50質(zhì)量％(SrO換算)的Sr、及20質(zhì)量％以下(TiO2)的Ti為主要成分，相對(duì)主成分的100質(zhì)量％，包含有0.1～10質(zhì)量％(Bi2O3換算)的Bi、0.1～5質(zhì)量％(Na2O換算)的Na、0.1～5質(zhì)量％(K2O)換算的K、0.01～5質(zhì)量％(CuO換算)的Cu、及0.01～5質(zhì)量％(MnO2換算)的Mn的電介質(zhì)組合物。
印刷電路基板的厚度最好為40～200μm，這樣較容易形成傳輸線路或電容器。電極圖形最好通過(guò)銀類(lèi)漿形成。在各個(gè)印刷電路基本中形成傳輸線路與電容器用電極圖形，適當(dāng)設(shè)置過(guò)孔，構(gòu)成電路。將形成有電極圖形的印刷電路基板順次層積后進(jìn)行壓接，例如通過(guò)950℃進(jìn)行燒制，通過(guò)這樣得到復(fù)合化有高頻元件的層積體模塊。層積體的大小為長(zhǎng)10mm×寬8mm×高0.75mm左右，層積體的上面安裝有二極管或晶體管以及芯片電感器、芯片電容器、阻抗體等芯片元件，其上被金屬外殼(圖中未顯示)所覆蓋。成品的全高例如為1.8mm。也可以代替金屬外殼，使用樹(shù)脂密封，這種情況下的全高例如約為1.5mm。
作為層積體內(nèi)的天線開(kāi)關(guān)模塊部，上部層主要形成有構(gòu)成分頻器以及低通濾波器的傳輸線路LL1、LL2、LL3、LH1等電極圖形，中間層主要形成有構(gòu)成分頻器、開(kāi)關(guān)電路以及低通濾波器的電容器CL1、CH1、CG6、CDP2等的電極圖形，下部層主要形成有構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路的傳輸線路LG1、LG2、LP1、LP2、LD2、LD1等的電極圖形。另外，作為高頻放大器部，上部層主要形成有前段匹配電路的傳輸線路的電極圖形，中間層主要形成有前段、后段匹配電路的電容器的電極圖形，下部層主要形成有散熱孔也即后段匹配電路的傳輸線路、電壓供給線的電極圖形。地電極G1、G2、G3、G4、G5及G6分別設(shè)置在第2、3、8、13、14及15層。另外，表4中并沒(méi)有顯示所有的地電極、傳輸線路及電容器。作為安裝或外設(shè)在層積體中的部件，如上所述，二極管DG1～DD2、晶體管Q1～Q3、芯片電容器CG1、CP5、Ca5～Ca7、阻抗體R1～R3等。
高頻放大器與天線開(kāi)關(guān)模塊的連接部形成在上層。為了避免互相干擾，將印刷電路基板1的傳輸線路ASL1(功率放大器的線路)與印刷電路基板2的傳輸線路ASL2(天線開(kāi)關(guān)模塊的纏繞線路)在不同的層上上下不重疊的設(shè)置。本實(shí)施例中，二者間隔有相位調(diào)整用高通濾波器，該LC電路由芯片電感器與芯片電容器所構(gòu)成，安裝在層積體上面。通過(guò)這樣，即使在層積體模塊制成之后，也能夠進(jìn)行相位調(diào)整。
如圖4所示，該層積體模塊中，構(gòu)成功率放大器的電極圖形形成在左側(cè)區(qū)域，構(gòu)成天線開(kāi)關(guān)模塊的電極圖形形成在右側(cè)區(qū)域，所層積的所有印刷電路基本分成兩個(gè)區(qū)域。第1層的左右區(qū)域之間設(shè)有屏蔽電極列SG，在所有的印刷電路基板中設(shè)置過(guò)孔電極列HG，使其與屏蔽電極列SG在層積方向上匹配。過(guò)孔電極列HG，從屏蔽電極列SG連接到第3層的地電極G2、第8層的地電極G3、第13層的地電極G4以及最下層的地電極G6，抑制了兩個(gè)高頻部件之間的互相干擾，同時(shí)還抑制了上下方向的電極圖形之間的互相干擾。
上述層積模塊中，通過(guò)屏蔽電極列SG及/或地電極與過(guò)孔電極列HG的屏蔽效果，消除了兩個(gè)高頻部件之間的噪聲等互相干擾，防止功率放大器的振蕩等不穩(wěn)定動(dòng)作。另外，還能夠抑制必要信號(hào)(發(fā)送信號(hào))與不需要信號(hào)之間的寄生的產(chǎn)生，防止通過(guò)特性的惡化。另外，由于高頻部件集成在1個(gè)層積體內(nèi)，因此，層積體的占有面積，與以前的功率放大器與天線開(kāi)關(guān)分別安裝在基板中的情況相比，減小了約50％。因此，能夠滿足在安裝在移動(dòng)電話等通信器中時(shí)的小型輕量化的需求。
以上對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅限于此，還能夠在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。例如，可以將圖1中的二極管的極性反轉(zhuǎn)，并加載負(fù)電壓作為控制電壓進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。另外，還可以將傳輸線路替換成芯片元件，只要能夠確保特性以及安裝場(chǎng)所。
上述實(shí)施例中，在高頻放大器的半導(dǎo)體芯片中復(fù)合了監(jiān)控輸出功率的功能，但也可以通過(guò)耦合電路來(lái)檢測(cè)功率。也即，天線開(kāi)關(guān)模塊與高頻放大器之間可以具有耦合電路或絕緣電路，或在接收系統(tǒng)線路中插入SAW濾波器，將來(lái)自天線ANT的接收信號(hào)中不需要的頻率成分去除，只將需要的成分發(fā)送給低噪聲放大器，該SAW濾波器可以安裝在層積模塊上。
本發(fā)明除了以上之外，還可以適用于PDC800帶域(810～960MHz)、GPS帶域(1575.42MHz)、PHS帶域(1895～1920MHz)、Bluetooth帶域(2400～2484MHz)、在美國(guó)逐漸普及的CDMA2000、在中國(guó)逐漸普及的TD-SCDMA、在歐洲逐漸普及的W-CDMA等組合而成的3頻段天線開(kāi)關(guān)電路。
產(chǎn)業(yè)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)模塊及其控制方法，能夠有效利用二極管開(kāi)關(guān)的阻抗匹配特性，實(shí)現(xiàn)較高的高次諧波衰減水平。通過(guò)將高頻開(kāi)關(guān)模塊的部件，或其與高頻放大器的布局復(fù)合化在1個(gè)層積體內(nèi)外，能夠?qū)崿F(xiàn)小型輕量化與高集成化，得到一種在移動(dòng)電話等移動(dòng)體通信機(jī)器中很有用的層積體模塊。
權(quán)利要求
1.一種高頻開(kāi)關(guān)模塊的控制方法，被控制高頻開(kāi)關(guān)模塊具有由將入射到天線中的信號(hào)分頻為第1發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)與第2及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)的第1及第2濾波器電路(F1、F2)所構(gòu)成的分頻電路；設(shè)置在第1濾波器電路(F1)的后段，通過(guò)控制電路(VC1)所供給的電壓來(lái)切換第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)與接收電路(RX1)的第1開(kāi)關(guān)電路(SW1)；設(shè)置在第2濾波器電路(F2)的后段，通過(guò)控制電路(VC2、VC3)所供給的電壓來(lái)切換第2和第3的發(fā)送電路(TX2)和第2發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路(RX2)與第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路(RX3)的第2開(kāi)關(guān)電路(SW2)，該高頻開(kāi)關(guān)模塊的控制方法特征在于在通過(guò)從上述控制電路(VC1)將正電壓輸入給上述第1開(kāi)關(guān)電路(SW1)，將上述第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)與天線相連接的同時(shí)，從上述控制電路(VC3)輸入正電壓。
2.一種高頻開(kāi)關(guān)模塊，其具有由將入射到天線中的信號(hào)分頻為第1發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)與第2及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)的第1及第2濾波器電路(F1、F2)所構(gòu)成的分頻電路；設(shè)置在第1濾波器電路(F1)的后段，通過(guò)控制電路(VC1)所供給的電壓來(lái)切換第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)與接收電路(RX1)的第1開(kāi)關(guān)電路(SW1)；設(shè)置在第2濾波器電路(F2)的后段，通過(guò)控制電路(VC2、VC3)所供給的電壓來(lái)切換第2和第3的發(fā)送電路(TX2)和第2發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路(RX2)與第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路(RX3)的第2開(kāi)關(guān)電路(SW2)，其特征在于上述第1開(kāi)關(guān)電路(SW1)具有被輸入第1發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)，同時(shí)輸出發(fā)送信號(hào)的輸入輸出端子(IP1)、被輸入來(lái)自第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)的發(fā)送信號(hào)的連接端(P13)、將第1發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)輸出給接收電路(RX1)的連接端(P16)、設(shè)置在上述輸入輸出端子IP1與連接端P13之間的第1二極管(DG1)、設(shè)置在連接端(P13)與地之間的第1電感元件(LG1)、設(shè)置在上述輸入輸出端子(IP1)與連接端(P16)之間的第2電感元件(LG2)、及設(shè)置在連接端(P16)與地之間的第2二極管(DG2)；上述第2開(kāi)關(guān)電路(SW2)具有被輸入第2及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)，同時(shí)輸出發(fā)送信號(hào)的輸入輸出端子(IP2)；被輸入來(lái)自第2及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX2)的發(fā)送信號(hào)的連接端(P7)；輸出第2及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)的輸出端子(IP3)；將第2發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)輸出給接收電路(RX2)的連接端(P9)；將第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)輸出給接收電路(RX3)的連接端(P10)；設(shè)置在上述輸入輸出端子IP2與連接端P7之間的第3二極管(DP1)；設(shè)置在連接端(P7)與地之間的第3電感元件(LP1)；設(shè)置在上述輸入輸出端子IP2與輸出端子(IP3)之間的第4電感元件(LP2)；設(shè)置在輸出端子(IP3)與地之間的第4二極管(DP2)；設(shè)置在上述輸出端子(IP3)與連接端(P9)之間的第5電感元件(LD1)；設(shè)置在連接端(P9)與地之間的第5二極管(DD1)；設(shè)置在上述輸出端子(IP3)與連接端(P10)之間的第6二極管(DD2)；及設(shè)置在連接端(P10)與地之間的第6電感元件(LD2)，為了連接上述第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)與輸入輸出端子(IP1)，使得上述第1二極管(DG1)與上述第2二極管(DG2)、上述第5二極管(DD1)、上述第6二極管(DD2)為ON狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的高頻開(kāi)關(guān)模塊，其特征在于調(diào)整上述第6電感元件(LD2)的常數(shù)，并調(diào)整上述第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路(RX3)側(cè)的阻抗，通過(guò)這樣來(lái)調(diào)整天線端子中的接收電路(RX3)的頻帶附近的阻抗。
4.如權(quán)利要求2或3所述的高頻開(kāi)關(guān)模塊，其特征在于上述分頻電路由LC電路構(gòu)成，上述第1及第2開(kāi)關(guān)電路由開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，上述開(kāi)關(guān)電路的各個(gè)發(fā)送系統(tǒng)具有由LC電路所構(gòu)成的低通濾波器，上述分頻電路的LC電路、上述低通濾波器的LC電路及上述開(kāi)關(guān)電路的電感元件的至少一部分，由構(gòu)成層積體的電介質(zhì)層中所形成的電極圖形構(gòu)成，構(gòu)成上述開(kāi)關(guān)元件及上述LC電路的一部分的芯片元件安裝在上述層積體上。
5.如權(quán)利要求3所述的高頻開(kāi)關(guān)模塊，其特征在于還具有與上述層積體一體構(gòu)成的高頻放大器部，上述高頻放大器部至少具有半導(dǎo)體元件與電壓供給電路與匹配電路，構(gòu)成上述電壓供給電路與上述匹配電路的電感元件及LC電路的至少一部分，由上述電介質(zhì)層中所形成的電極圖形構(gòu)成，構(gòu)成上述開(kāi)關(guān)元件及上述LC電路的一部分的芯片元件安裝在上述層積體上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制高頻開(kāi)關(guān)模塊的控制方法，該高頻開(kāi)關(guān)模塊具有由將入射到天線中的信號(hào)分頻為第1發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)與第2及第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收信號(hào)的第1及第2濾波器電路(F1、F2)所構(gòu)成的分頻電路；設(shè)置在第1濾波器電路(F1)的后段，通過(guò)控制電路(VC1)所供給的電壓來(lái)切換第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)與接收電路(RX1)的第1開(kāi)關(guān)電路(SW1)；及設(shè)置在第2濾波器電路(F2)的后段，通過(guò)控制電路(VC2、VC3)所供給的電壓來(lái)切換第2和第3發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX2)和第2發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路(RX2)與第3發(fā)送接收系統(tǒng)的接收電路(RX3)的第2開(kāi)關(guān)電路(SW2)，在通過(guò)從上述控制電路(VC1)將正電壓輸入給上述第1開(kāi)關(guān)電路(SW1)，將上述第1發(fā)送接收系統(tǒng)的發(fā)送電路(TX1)與天線相連接的同時(shí)，從上述控制電路(VC3)輸入正電壓。
文檔編號(hào)H01P1/15GK1765029SQ20058000004
公開(kāi)日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者林健兒 申請(qǐng)人:日立金屬株式會(huì)社