專利名稱：高頻器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)電話等移動(dòng)通信設(shè)備所用的高頻器件。
背景技術(shù)：
移動(dòng)電話等移動(dòng)通信設(shè)備逐年小型化，要求其中收納的高頻器件也小型化。此外，在移動(dòng)通信設(shè)備中，已認(rèn)識(shí)到從天線端子侵入的靜電可能破壞內(nèi)部的電路。該靜電是在1納秒以下的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生幾百～幾千伏高壓的靜電。
(日本)特開2001-127663號(hào)公報(bào)記載的現(xiàn)有的高頻器件示于圖31。在該器件中，在天線端子1001和開關(guān)電路1002之間連接有由電容器和電感器構(gòu)成的高通濾波器(HPF)1003，來保護(hù)電路1002。
為了增大HPF 1003的通帶外的信號(hào)的衰減量，需要將許多電容器和電感器連接成多級(jí)。如果HPF 1003包含許多電容器和電感器，則不僅HPF 1003的插入損耗增大，而且高頻器件也變大。因此，在有限的大小中，高頻器件不能得到令人滿意的特性。
再者，如果靜電等信號(hào)通帶近旁的頻率的高壓噪聲侵入器件，則有時(shí)會(huì)通過HPF 1003侵入天線端子1001上連接的電路1002，破壞電路1002。

發(fā)明內(nèi)容
高頻器件包括天線端子；信號(hào)線，被連接在上述天線端子上；高頻信號(hào)處理電路，被連接在上述信號(hào)線上；電容元件，一端被連接在上述信號(hào)線上，另一端被接地；以及電感器，一端被連接在上述信號(hào)線上，另一端被接地。
在該高頻器件中，即使靜電等靠近信號(hào)通帶的頻率的高壓噪聲侵入，也能夠保護(hù)高頻信號(hào)處理電路。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1～3的高頻器件的電路方框圖。
圖2是實(shí)施方式2的高頻器件的剖面圖。
圖3是實(shí)施方式3的高頻器件的剖面圖。
圖4是比較例1的高頻器件的電路圖。
圖5示出實(shí)施方式1的高頻器件的靜電除去特性。
圖6示出圖4所示的比較例1的高頻器件的靜電除去特性。
圖7是本發(fā)明實(shí)施方式4～6的高頻器件的電路方框圖。
圖8是實(shí)施方式5的高頻器件的剖面圖。
圖9是實(shí)施方式6的高頻器件的剖面圖。
圖10示出實(shí)施方式4的高頻器件的靜電除去特性。
圖11是本發(fā)明實(shí)施方式7～9的高頻器件的電路方框圖。
圖12是實(shí)施方式8的高頻器件的剖面圖。
圖13是實(shí)施方式9的高頻器件的剖面圖。
圖14是比較例2的高頻器件的電路圖。
圖15示出實(shí)施方式7的高頻器件的靜電除去特性。
圖16示出圖14所示的比較例2的高頻器件的靜電除去特性。
圖17是本發(fā)明實(shí)施方式10～12的高頻器件的電路方框圖。
圖18是實(shí)施方式11的高頻器件的剖面圖。
圖19是實(shí)施方式12的高頻器件的剖面圖。
圖20示出實(shí)施方式10的高頻器件的靜電除去特性。
圖21是本發(fā)明實(shí)施方式13～15的高頻器件的電路方框圖。
圖22是實(shí)施方式14的高頻器件的剖面圖。
圖23是實(shí)施方式15的高頻器件的剖面圖。
圖24是比較例3的高頻器件的電路圖。
圖25示出實(shí)施方式13的高頻器件的靜電除去特性。
圖26示出圖24所示的比較例3的高頻器件的靜電除去特性。
圖27是本發(fā)明實(shí)施方式16～18的高頻器件的電路方框圖。
圖28是實(shí)施方式17的高頻器件的剖面圖。
圖29是實(shí)施方式18的高頻器件的剖面圖。
圖30示出實(shí)施方式16的高頻器件的靜電除去特性。
圖31是現(xiàn)有的高頻器件的電路圖。
圖32表示實(shí)施方式1的高頻器件的靜電試驗(yàn)電路。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施方式1)圖1是實(shí)施方式1的高頻器件的電路方框圖。該高頻器件例如可以用作歐洲移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)GSM/DCS雙頻移動(dòng)電話中的天線共用器。天線端子110上連接的雙工器111對(duì)GSM頻帶和DCS頻帶的頻率分量進(jìn)行分頻/合成。在圖1中，部分A是處理GSM頻帶的頻率分量的電路，部分B是處理DCS頻帶的頻率分量的電路。在雙工器111上連接有切換發(fā)送、接收的開關(guān)112、113，在開關(guān)112、113上連接有除去發(fā)送信號(hào)的諧波分量的低通濾波器(LPF)116、117、及以各個(gè)頻帶為通帶的帶通濾波器——SAW濾波器114、115。在濾波器114、115、116、117上分別連接有端子131、132、133、134。開關(guān)112、113用半導(dǎo)體元件——二極管形成。
在天線端子110和雙工器111之間的信號(hào)線上分別連接具有3pF容量的電容元件——電容器121和18nH電感的電感器122的一端。電容器121和電感器122的另一端分別連接在接地端子123上。
靜電電容在10pF以下而且盡量小的電容器121能夠防止通帶的插入損耗增大，而不會(huì)減小靜電除去效果。如果靜電電容大于10pF，則難以減小通帶的插入損耗，所以不理想。
電感器122通過使電感為50nH以下，靜電除去效果大。如果電感超過50nH，則靜電除去效果小，所以不太理想。如果電感在3nH以上，則能夠減小信號(hào)通帶的插入損耗，所以很理想。
通過這種結(jié)構(gòu)的高頻器件，能夠保護(hù)SAW濾波器114、115，而不會(huì)增大信號(hào)通帶的插入損耗。
為了確認(rèn)實(shí)施方式1的高頻器件的效果，如圖4所示準(zhǔn)備了使用高通濾波器(HPF)150的比較例1的高頻器件。比較例1的高頻器件的其他結(jié)構(gòu)與圖1所示的高頻器件相同。在圖4中，如果考慮到信號(hào)通帶的插入損耗，則HPF150需要使電感器151的電感為100nH左右，使電容器152的靜電電容為33pF左右。在靜電從天線端子110侵入的情況下，HPF 150不能充分除去頻率靠近其通帶的靜電的高壓分量。此外，如果電感器151的電感小，則HPF 150的通帶的插入損耗大。再者，由于電容器152的靜電電容大至33pF，所以HPF 150不能除去靠近通帶的高頻靜電分量。
對(duì)實(shí)施方式1的高頻器件和比較例1的高頻器件，由圖32所示的電路進(jìn)行靜電試驗(yàn)及評(píng)價(jià)。連接開關(guān)103，由直流電源101將規(guī)定的電壓施加在靜電電容為150pF的電容箱104上，進(jìn)行電荷充電。然后，將開關(guān)103斷開并連接開關(guān)105，將充電于電容箱104上的電荷作為靜電脈沖通過330Ω的電阻106施加在天線端子110上。然后，測(cè)定施加靜電脈沖時(shí)的各個(gè)雙工器111上的電壓波形。
圖5和圖6示出向?qū)嵤┓绞?的高頻器件和比較例1的高頻器件的各天線端子110接觸放電8kV的靜電時(shí)向各雙工器111以后的電路施加的電壓。
在實(shí)施方式1的高頻器件中，如圖5所示，在幾納秒期間只施加470V左右的電壓；而在比較例1的高頻器件中，如圖6所示，在幾納秒期間施加了950V左右的電壓。
實(shí)施方式1的高頻器件與比較例1的高頻器件相比，施加的電壓為1/2左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子110和雙工器111之間的信號(hào)線、和地之間并聯(lián)連接的電容器121和電感器122，能夠只發(fā)送需要的信號(hào)，而不會(huì)增大通帶的插入損耗，不會(huì)向雙工器111以后的電路施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器122旁路到接地端子123，電感器122未除盡的上升沿的高壓噪聲的高頻分量由電容器121吸收。
因此，實(shí)施方式1的高頻器件能可靠地保護(hù)很可能受高壓噪聲的不良影響的開關(guān)112、113和SAW濾波器114、115，具有優(yōu)良的可靠性。
(實(shí)施方式2)圖2是實(shí)施方式2的高頻器件的剖面圖。該器件的構(gòu)成電路與圖1所示的實(shí)施方式1的相同，所以省略其說明。
在圖2中，疊層陶瓷基板140由交替疊層的陶瓷層141和導(dǎo)體圖形142構(gòu)成。在疊層陶瓷基板140的內(nèi)部及外周面上形成天線端子110、雙工器111、開關(guān)112、113的除二極管以外的部分、LPF 116、117、端子131、132、133、134(未圖示)。在疊層陶瓷基板140的表面上安裝二極管136、SAW濾波器137、電容器121及電感器122，形成圖1所示的電路。其中，在SAW濾波器137中，在一個(gè)封裝內(nèi)設(shè)有SAW濾波器114、115。
實(shí)施方式2的高頻器件通過將其構(gòu)成部件一體化，能夠比實(shí)施方式1的高頻器件更加小型化，對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用范圍擴(kuò)展了。
再有，通過對(duì)陶瓷層和導(dǎo)電層進(jìn)行疊層作為一個(gè)元件來一體形成電容器121和電感器122，具有與實(shí)施方式1的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個(gè)數(shù)的、安裝成本低的高頻器件。
(實(shí)施方式3)圖3是實(shí)施方式3的高頻器件的剖面圖。該器件的構(gòu)成電路與圖1所示的實(shí)施方式1的高頻器件相同，所以省略其說明。
實(shí)施方式3的高頻器件與實(shí)施方式2的高頻器件的電容器121及電感器122的形狀不同。
在實(shí)施方式3中，如圖3所示，在陶瓷層141和導(dǎo)體圖形142疊層而成的疊層陶瓷基板140的內(nèi)部及外周面上形成天線端子110、雙工器111、開關(guān)112、113的除二極管以外的部分、LPF 116、117、端子131、132、133、134(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板140時(shí)，形成電感器122，并且同時(shí)疊層由電容器材料形成的陶瓷層144和內(nèi)部電極145，從而電容器121也被形成在內(nèi)部。在疊層陶瓷基板140的表面上安裝二極管136、SAW濾波器137，形成圖1所示的電路。其中，在SAW濾波器137中，在一個(gè)封裝內(nèi)設(shè)有SAW濾波器114、115。
實(shí)施方式3的高頻器件能夠比實(shí)施方式2的器件更加小型化，能夠擴(kuò)展對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用。再者，在形成疊層陶瓷基板140后無需安裝電容器和電感器，所以實(shí)施方式3的高頻器件能夠以很高的生產(chǎn)率來生產(chǎn)。
再有，在實(shí)施方式1～3中，電容器121和電感器122被設(shè)在天線端子110和雙工器111之間。并聯(lián)連接的電容器121和電感器122的一端被連接在SAW濾波器114、115和天線端子110之間，而且它們的另一端被連接在接地端子123上即可。然而，如實(shí)施方式1～3所示，通過在電路上靠近天線端子110的位置上連接電容器121和電感器122，不僅能夠可靠地保護(hù)SAW濾波器114、115，而且能夠可靠地保護(hù)包含構(gòu)成開關(guān)112、113的二極管的電路。
(實(shí)施方式4)圖7是實(shí)施方式4的高頻器件的方框電路圖。對(duì)與實(shí)施方式1相同的部分附以相同的標(biāo)號(hào)，省略它們的說明。在實(shí)施方式4的高頻器件中，在天線端子110和雙工器111之間的信號(hào)線上分別連接具有3pF靜電電容的電容元件——變阻器221和18nH電感的電感器222的各一端，另一端分別連接在接地端子223上。
變阻器221的靜電電容和電感器222的電感基于與圖1所示的實(shí)施方式1的電容器121的靜電電容和電感器122的電感同樣的理由被同樣設(shè)定。
通過這種結(jié)構(gòu)的高頻器件，能保護(hù)SAW濾波器114、115，而不會(huì)增大信號(hào)通帶的插入損耗。
在實(shí)施方式4的高頻器件中，用與實(shí)施方式1相同的方法來進(jìn)行靜電試驗(yàn)和評(píng)價(jià)。圖10示出向?qū)嵤┓绞?的高頻器件的天線端子110接觸放電8kV的靜電時(shí)向雙工器111以后的電路施加的電壓。
在實(shí)施方式4的高頻器件中，如圖10所示，在幾納秒期間只施加240V左右的電壓，該電壓比圖6所示的比較例1的高頻器件低得多。
因此，實(shí)施方式4的高頻器件與比較例1的高頻器件相比，施加的電壓為1/4左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子110和雙工器111之間的信號(hào)線、和地之間并聯(lián)連接的變阻器221和電感器222，能夠只發(fā)送需要的信號(hào)，而不會(huì)增大通帶的插入損耗，不會(huì)向雙工器111以后的電路施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器222旁路到接地端子223，電感器222未除盡的噪聲的上升沿的高頻分量由變阻器221吸收。
因此，實(shí)施方式4的高頻器件能可靠地保護(hù)很可能受高壓噪聲的不良影響的開關(guān)112、113和SAW濾波器114、115，具有優(yōu)良的可靠性。
(實(shí)施方式5)圖8是實(shí)施方式5的高頻器件的剖面圖。該器件的構(gòu)成電路與圖4所示的實(shí)施方式4的相同，所以省略其說明。
在圖8中，疊層陶瓷基板240由交替疊層的陶瓷層241和導(dǎo)體圖形242構(gòu)成。在疊層陶瓷基板240的內(nèi)部及外周面上形成天線端子110、雙工器111、開關(guān)112、113的除二極管以外的部分、LPF 116、117、端子131、132、133、134(未圖示)。在疊層陶瓷基板240的表面上安裝二極管136、SAW濾波器137、變阻器221及電感器222，形成圖7所示的電路。其中，在SAW濾波器137中，在一個(gè)封裝內(nèi)設(shè)有SAW濾波器114、115。
實(shí)施方式5的高頻器件通過將其構(gòu)成部件一體化，能夠比實(shí)施方式4的高頻器件更加小型化，對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用范圍擴(kuò)展了。
再有，通過對(duì)陶瓷層和導(dǎo)電層進(jìn)行疊層作為一個(gè)元件來一體形成變阻器221和電感器222，具有與實(shí)施方式4的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個(gè)數(shù)的、安裝成本低的高頻器件。
(實(shí)施方式6)圖9是實(shí)施方式6的高頻器件的剖面圖。其構(gòu)成電路與圖7所示的實(shí)施方式4的器件相同，所以省略其說明。
實(shí)施方式6的高頻器件與實(shí)施方式5的高頻器件的變阻器221及電感器222的形狀不同。
在實(shí)施方式6中，如圖9所示，在陶瓷層241和導(dǎo)體圖形242疊層而成的疊層陶瓷基板240的內(nèi)部及外周面上形成天線端子110、雙工器111、開關(guān)112、113的除二極管以外的部分、LPF 116、117、端子131、132、133、134(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板240時(shí)，形成電感器222，并且還同時(shí)疊層由電容器材料形成的陶瓷層244和內(nèi)部電極245，從而變阻器221也被形成在內(nèi)部。在疊層陶瓷基板240的表面上安裝二極管136、SAW濾波器137，形成圖7所示的電路。其中，在SAW濾波器137中，在一個(gè)封裝內(nèi)設(shè)有SAW濾波器114、115。
實(shí)施方式6的高頻器件能夠比實(shí)施方式5的器件更加小型化，能夠擴(kuò)展對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用。再者，在形成疊層陶瓷基板240后無需安裝變阻器221和電感器222，所以實(shí)施方式6的高頻器件能夠以很高的生產(chǎn)率來生產(chǎn)。
再有，在實(shí)施方式4～6中，變阻器221和電感器222被設(shè)在天線端子110和雙工器11 1之間。并聯(lián)連接的變阻器221和電感器222的一端被連接在SAW濾波器114、115和天線端子110之間，而且另一端被連接在接地端子223上即可。然而，如實(shí)施方式4～6所示，通過在電路上靠近天線端子110的位置上連接變阻器221和電感器222，不僅能夠可靠地保護(hù)SAW濾波器114、115，而且能夠可靠地保護(hù)包含構(gòu)成開關(guān)112、113的二極管的電路。
在實(shí)施方式1～6中，示出了將高頻器件應(yīng)用于GSM/DCS雙頻系統(tǒng)，但是并不限于此，還可以應(yīng)用于單頻、三頻通信設(shè)備。
在實(shí)施方式1～6中，高頻器件包括SAW濾波器114、115，但是濾波器中的一個(gè)或兩個(gè)也可以是介質(zhì)濾波器等其他方式的濾波器。此外，開關(guān)112、113包含作為半導(dǎo)體元件的二極管，但是也可以包含GaAs場(chǎng)效應(yīng)晶體管等其他半導(dǎo)體元件。
(實(shí)施方式7)圖11是實(shí)施方式7的高頻器件的電路方框圖。該高頻器件例如可以用作歐洲移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)的GSM移動(dòng)電話中的天線共用器。天線端子310上連接的開關(guān)311將信號(hào)切換到發(fā)送端和接收端。開關(guān)311由半導(dǎo)體開關(guān)構(gòu)成，在開關(guān)311上連接有發(fā)送端端子331、SAW濾波器312及接收端端子332。
在天線端子310和開關(guān)311之間的信號(hào)線上分別連接有3pF靜電電容的電容器321和18nH電感的電感器322的一端。電容器321和電感器322的另一端被連接在接地端子323上。
電容器321的靜電電容和電感器322的電感基于與圖1所示的實(shí)施例1的電容器121的靜電電容和電感器122的電感同樣的理由被同樣設(shè)定。
通過這種結(jié)構(gòu)的高頻器件，能保護(hù)SAW濾波器312，而不會(huì)增大信號(hào)通帶的插入損耗。
為了確認(rèn)實(shí)施方式7的高頻器件的效果，如圖14所示準(zhǔn)備了使用高通濾波器(HPF)350的比較例2的高頻器件。比較例2的高頻器件的其他結(jié)構(gòu)與圖11所示的實(shí)施方式7的器件相同。HPF 350的電感器351的電感和電容器352的靜電電容基于與圖4所示的電感器151的電感和電容器152的靜電電容同樣的理由被同樣設(shè)定。比較例2的高頻器件與比較例1的器件同樣不能充分除去靜電的高壓分量。
分別對(duì)于實(shí)施方式7的高頻器件和比較例2的高頻器件，用與實(shí)施方式1相同的方法進(jìn)行靜電試驗(yàn)及評(píng)價(jià)。圖15和圖16示出向?qū)嵤┓绞?的高頻器件和比較例2的高頻器件的各天線端子310接觸放電8kV的靜電時(shí)向各開關(guān)311以后的電路施加的電壓。
在實(shí)施方式7的高頻器件中，如圖15所示，在幾納秒期間只施加470V左右的電壓；而在比較例2的高頻器件中，如圖16所示，在幾納秒期間施加了950V左右的電壓。
實(shí)施方式7的高頻器件與比較例2的高頻器件相比，施加的電壓為1/2左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子310和開關(guān)311之間的信號(hào)線、和地之間并聯(lián)連接的電容器321和電感器322，能夠只發(fā)送需要的信號(hào)，而不會(huì)增大通帶的插入損耗，不會(huì)向開關(guān)311及SAW濾波器312施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器322旁路到接地端子323，電感器322未除盡的高壓噪聲的上升沿的高頻分量由電容器321吸收。
因此，實(shí)施方式7的高頻器件能可靠地保護(hù)很可能受高壓噪聲的不良影響的開關(guān)311和SAW濾波器312，具有優(yōu)良的可靠性。
(實(shí)施方式8)圖12是實(shí)施方式8的高頻器件的剖面圖。該器件的構(gòu)成電路與實(shí)施方式7的相同，所以省略其說明。
在圖12中，疊層陶瓷基板340由交替疊層的陶瓷層341和導(dǎo)體圖形342構(gòu)成。在疊層陶瓷基板340的內(nèi)部及外周面上形成天線端子310、發(fā)送端端子331及接收端端子332以及連接各元件和端子的電路(未圖示)。在疊層陶瓷基板340的表面上安裝由GaAs場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)構(gòu)成的開關(guān)311、SAW濾波器312、電容器321及電感器322，形成圖11所示的電路。
實(shí)施方式8的高頻器件通過將其構(gòu)成部件一體化，能夠比實(shí)施方式7的器件更加小型化，對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用范圍擴(kuò)展了。
再有，通過對(duì)陶瓷層和導(dǎo)電層進(jìn)行疊層作為一個(gè)元件來一體形成電容器321和電感器322，具有與實(shí)施方式7的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個(gè)數(shù)的、安裝成本低的高頻器件。
(實(shí)施方式9)圖13是實(shí)施方式9的高頻器件的剖面圖。該器件的構(gòu)成電路與圖11所示的實(shí)施方式7的相同，所以省略其說明。
實(shí)施方式9的高頻器件與實(shí)施方式8的高頻器件的電容器321及電感器322的形狀不同。
在實(shí)施方式9中，如圖13所示，在陶瓷層341和導(dǎo)體圖形342疊層而成的疊層陶瓷基板340的內(nèi)部及外周面上形成天線端子310、發(fā)送端端子331、接收端端子332及連接各元件和端子的電路(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板340時(shí)，形成電感器322，并且還同時(shí)疊層由介質(zhì)材料形成的陶瓷層344和內(nèi)部電極345，從而電容器321也被形成在內(nèi)部。在疊層陶瓷基板340的表面上安裝FET開關(guān)311及SAW濾波器312，形成圖11所示的電路。
實(shí)施方式9的高頻器件能夠比實(shí)施方式8的器件更加小型化，能夠擴(kuò)展對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用。再者，在形成疊層陶瓷基板340后無需安裝電容器321和電感器322，所以實(shí)施方式8的器件能夠以很高的生產(chǎn)率來生產(chǎn)。
再有，在實(shí)施方式7～9中，電容器321和電感器322被設(shè)在天線端子310和開關(guān)311之間。并聯(lián)連接的電容器321和電感器322的一端被連接在SAW濾波器312和天線端子310之間，而且它們的另一端被連接在接地端子323上即可。然而，如實(shí)施方式7～9所示，通過在電路上靠近天線端子310的位置上連接電容器321和電感器322，不僅能夠可靠地保護(hù)SAW濾波器312，而且能夠可靠地保護(hù)包含開關(guān)311的電路。
(實(shí)施方式10)圖17是實(shí)施方式10的高頻器件的電路方框圖。對(duì)與實(shí)施方式7相同的部分附以相同的標(biāo)號(hào)，省略其說明。在實(shí)施方式10的高頻器件中，在天線端子310和開關(guān)311之間的信號(hào)線上分別連接具有3pF靜電電容的變阻器421和18nH電感的電感器422的一端。變阻器421和電感器422的另一端被連接在接地端子423上。
變阻器421的靜電電容和電感器422的電感基于與圖1所示的實(shí)施方式1的電容器121的靜電電容和電感器122的電感同樣的理由被同樣設(shè)定。
通過這種結(jié)構(gòu)的高頻器件，能保護(hù)SAW濾波器312，而不會(huì)增大信號(hào)通帶的插入損耗。
對(duì)實(shí)施方式10的高頻器件，用與實(shí)施方式1同樣的方法進(jìn)行靜電試驗(yàn)及評(píng)價(jià)。圖20示出向?qū)嵤┓绞?0的高頻器件的天線端子310接觸放電8kV的靜電時(shí)向各開關(guān)311以后的電路施加的電壓。
實(shí)施方式10的高頻器件如圖20所示，在幾納秒期間只施加240V左右的電壓，該電壓比圖16所示的比較例2的高頻器件低得多。
因此，實(shí)施方式10的高頻器件與比較例2的高頻器件相比，施加的電壓為1/4左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子310和開關(guān)311之間的信號(hào)線、和地之間連接的變阻器421和電感器422，能夠只發(fā)送需要的信號(hào)，而不會(huì)增大通帶的插入損耗，不會(huì)向開關(guān)311及SAW濾波器312施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器422旁路到接地端子423，電感器422未除盡的高壓噪聲的上升沿的高頻分量由變阻器421吸收。
因此，實(shí)施方式10的高頻器件能可靠地保護(hù)很可能受高壓噪聲的不良影響的開關(guān)311和SAW濾波器312，具有優(yōu)良的可靠性。
(實(shí)施方式11)圖18是實(shí)施方式11的高頻器件的剖面圖。該器件的構(gòu)成電路與圖17所示的實(shí)施方式10的相同，所以省略其說明。
在圖18中，疊層陶瓷基板440由交替疊層的陶瓷層441和導(dǎo)體圖形442構(gòu)成。在疊層陶瓷基板440的內(nèi)部及外周面上形成天線端子310、發(fā)送端端子331及接收端端子332以及連接各元件和端子的電路(未圖示)。在疊層陶瓷基板440的表面上安裝由GaAs場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)構(gòu)成的開關(guān)311、SAW濾波器312、變阻器421及電感器422，形成圖17所示的電路。
實(shí)施方式11的高頻器件通過將其構(gòu)成部件一體化，能夠比實(shí)施方式10的高頻器件更加小型化，對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用范圍擴(kuò)展了。
再有，通過對(duì)陶瓷層和導(dǎo)電層進(jìn)行疊層來一體形成變阻器421和電感器422作為一個(gè)元件，具有與實(shí)施方式10的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個(gè)數(shù)的、安裝成本低的高頻器件。
(實(shí)施方式12)圖19是實(shí)施方式12的高頻器件的剖面圖。其構(gòu)成電路與圖17所示的實(shí)施方式10的器件相同，所以省略其說明。
實(shí)施方式12的高頻器件與實(shí)施方式11的高頻器件的變阻器421及電感器422的形狀不同。
在實(shí)施方式12中，如圖19所示，在陶瓷層441和導(dǎo)體圖形442疊層而成的疊層陶瓷基板440的內(nèi)部及外周面上形成天線端子310、發(fā)送端端子331、接收端端子332及連接各元件和端子的電路(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板440時(shí)，形成電感器422，并且還同時(shí)疊層由變阻器材料形成的陶瓷層444和內(nèi)部電極445，從而變阻器421也被形成在內(nèi)部。在疊層陶瓷基板440的表面上安裝FET開關(guān)311及SAW濾波器312，形成圖17所示的電路。
實(shí)施方式12的高頻器件能夠比實(shí)施方式11的器件更加小型化，能夠擴(kuò)展對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用。再者，在形成疊層陶瓷基板440后無需安裝變阻器421和電感器422，所以實(shí)施方式12的器件能夠以很高的生產(chǎn)率來生產(chǎn)。
其中，在實(shí)施方式10～12中，變阻器421和電感器422被設(shè)在天線端子310和開關(guān)311之間。并聯(lián)連接的變阻器421和電感器422的一端被連接在SAW濾波器312和天線端子310之間，而且它們的另一端被連接在接地端子423上即可。然而，如實(shí)施方式10～12所示，通過在電路上靠近天線端子310的位置上連接變阻器421和電感器422，不僅能夠可靠地保護(hù)SAW濾波器312，而且能夠可靠地保護(hù)包含開關(guān)311的電路。
在實(shí)施方式7～12中，示出了將高頻器件應(yīng)用于GSM系統(tǒng)，但是并不限于此，例如在PDC或AMPS系統(tǒng)中，也可以應(yīng)用于單頻、三頻通信設(shè)備。
在實(shí)施方式7～12中，開關(guān)311包含F(xiàn)ET，但是也可以包含PIN(正-本征-負(fù))二極管等。SAW濾波器312只被裝入接收端，但是也可以被裝入發(fā)送端。再者，為了提高精度，高頻器件也可以包括多個(gè)濾波器。這些濾波器不限于SAW濾波器312，也可以是其他濾波器、例如介質(zhì)濾波器。
(實(shí)施方式13)圖21是實(shí)施方式13的高頻器件的電路方框圖。該高頻器件例如可以用作歐洲移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)的GSM移動(dòng)電話中的天線共用器。天線端子510上連接的共用器511對(duì)GSM頻帶的發(fā)送、接收的頻率分量進(jìn)行分頻。共用器511由移相器514和SAW濾波器512、513構(gòu)成，與發(fā)送端端子531及接收端端子532相連。
在天線端子510和共用器511之間的信號(hào)線上分別連接具有3pF靜電電容的電容器521和18nH電感的電感器522的一端。電容器521和電感器522的另一端分別連接在接地端子523上。
電容器521的靜電電容和電感器522的電感基于與圖1所示的實(shí)施例1的電容器121的靜電電容和電感器122的電感同樣的理由被同樣設(shè)定。
通過這種結(jié)構(gòu)的高頻器件，能夠可靠地保護(hù)共用器511、特別是SAW濾波器512、513，而不會(huì)增大信號(hào)通帶的插入損耗。
為了確認(rèn)實(shí)施方式13的高頻器件的效果，如圖24所示準(zhǔn)備了使用高通濾波器(HPF)550的比較例3的高頻器件。比較例3的高頻器件的其他結(jié)構(gòu)與圖21所示的實(shí)施方式13的器件相同。HPF 550的電感器551的電感和電容器552的電容基于與圖4所示的電感器151的電感和電容器150的電容同樣的理由被同樣設(shè)定。比較例3的高頻器件與比較例1的器件同樣不能充分除去靜電的高壓分量。
分別對(duì)于實(shí)施方式13的高頻器件和比較例3的高頻器件，用與實(shí)施方式1相同的方法進(jìn)行靜電試驗(yàn)及評(píng)價(jià)。圖25和圖26示出向?qū)嵤┓绞?3的高頻器件和比較例3的高頻器件的各天線端子510接觸放電8kV的靜電時(shí)向各共用器511以后的電路施加的電壓。
在實(shí)施方式13的高頻器件中，如圖25所示，在幾納秒期間只施加470V左右的電壓；而在比較例3的高頻器件中，如圖26所示，在幾納秒期間施加了950V左右的電壓。
實(shí)施方式13的高頻器件與比較例3的高頻器件相比，施加的電壓為1/2左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子510和共用器511之間的信號(hào)線、和地之間并聯(lián)連接的電容器521和電感器522，能夠只發(fā)送需要的信號(hào)，而不會(huì)增大通帶的插入損耗，不會(huì)向共用器511以后的電路施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器522旁路到接地端子523，電感器522未除盡的噪聲的上升沿的高頻分量由電容器521吸收。
因此，實(shí)施方式13的高頻器件能可靠地保護(hù)很可能受高壓噪聲的不良影響的共用器511、特別是SAW濾波器512，具有優(yōu)良的可靠性。
(實(shí)施方式14)圖22是實(shí)施方式14的高頻器件的剖面圖。該器件的構(gòu)成電路與實(shí)施方式13所示的相同，所以省略其說明。
在圖22中，疊層陶瓷基板540由交替疊層的陶瓷層541和導(dǎo)體圖形542構(gòu)成。在疊層陶瓷基板540的內(nèi)部及外周面上形成天線端子510、移相器514、發(fā)送端端子531及接收端端子532(未圖示)。在疊層陶瓷基板540的表面上安裝SAW濾波器512、513、電容器521及電感器522，形成圖21所示的電路。
實(shí)施方式14的高頻器件通過將其構(gòu)成部件一體化，能夠比實(shí)施方式13的器件更加小型化，對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用范圍擴(kuò)展了。
再有，通過對(duì)陶瓷層和導(dǎo)電層進(jìn)行疊層作為一個(gè)元件來一體形成電容器521和電感器522，具有與實(shí)施方式13的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個(gè)數(shù)的、安裝成本低的高頻器件。
(實(shí)施方式15)圖23是實(shí)施方式15的高頻器件的剖面圖。該器件的構(gòu)成電路與圖21所示的實(shí)施方式13的相同，所以省略其說明。
實(shí)施方式15的高頻器件與實(shí)施方式14的高頻器件的電容器521及電感器522的形狀不同。
在實(shí)施方式15中，如圖23所示，在陶瓷層541和導(dǎo)體圖形542疊層而成的疊層陶瓷基板540的內(nèi)部及外周面上形成天線端子510、移相器514、發(fā)送端端子531及接收端端子532(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板540時(shí)，形成電感器522，并且還同時(shí)疊層由電容器材料形成的陶瓷層544和內(nèi)部電極545，從而電容器521也被形成在內(nèi)部。在疊層陶瓷基板540的表面上具有凹部547，并且在凹部547中安裝SAW濾波器518，形成圖21所示的電路。凹部547由蓋543密封。其中，在SAW濾波器518中，在一個(gè)封裝內(nèi)設(shè)有SAW濾波器512、513。
實(shí)施方式15的高頻器件能夠比實(shí)施方式14的器件更加小型化，能夠擴(kuò)展對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用。再者，在形成疊層陶瓷基板540后無需安裝電容器521和電感器522，所以實(shí)施方式15的器件能夠以很高的生產(chǎn)率來生產(chǎn)。
再有，在實(shí)施方式13～15中，電容器521和電感器522被設(shè)在天線端子510和移相器514之間。并聯(lián)連接的電容器521和電感器522的一端被連接在SAW濾波器512、513和天線端子510之間，而且它們的另一端被連接在接地端子523上即可。然而，如實(shí)施方式13～15所示，通過在電路上靠近天線端子510的位置上連接電容器521和電感器522，能夠可靠地保護(hù)共用器511以后的電路。
(實(shí)施方式16)圖27是實(shí)施方式16的高頻器件的方框電路圖。對(duì)與實(shí)施方式13相同的部分附以相同的標(biāo)號(hào)，省略其說明。在實(shí)施方式16的高頻器件中，在天線端子510和共用器511之間的信號(hào)線上分別連接具有3pF靜電電容的變阻器621和18nH電感的電感器622的一端。變阻器621和電感器622的另一端分別連接在接地端子623上。
變阻器621的靜電電容和電感器622的電感基于與圖1所示的實(shí)施方式1的電容器121的靜電電容和電感器122的電感同樣的理由被同樣設(shè)定。
通過這種結(jié)構(gòu)的高頻器件，能夠可靠地保護(hù)共用器511、特別是SAW濾波器512、513，而不會(huì)增大信號(hào)通帶的插入損耗。
對(duì)于實(shí)施方式16的高頻器件，用與實(shí)施方式1同樣的方法進(jìn)行靜電試驗(yàn)及評(píng)價(jià)。圖30示出向?qū)嵤┓绞?6的高頻器件的天線端子510接觸放電8kV的靜電時(shí)向各共用器511以后的電路施加的電壓。
實(shí)施方式16的高頻器件如圖30所示，在幾納秒期間只施加240V左右的電壓，該電壓比圖26所示的比較例3的高頻器件低得多。
實(shí)施方式16的高頻器件與比較例3的高頻器件相比，施加的電壓為1/4左右，電壓充分降低了。
即，通過天線端子510和共用器511之間的信號(hào)線、和地之間連接的變阻器621和電感器622，能夠只發(fā)送需要的信號(hào)，而不會(huì)增大通帶的插入損耗，不會(huì)向共用器511以后的電路施加高壓。靜電等高壓噪聲由電感器622旁路到接地端子623，電感器622未除盡的噪聲的上升沿的高頻分量由變阻器621吸收。
因此，實(shí)施方式16的高頻器件能可靠地保護(hù)很可能受高壓噪聲的不良影響的共用器511、特別是SAW濾波器512、513，具有優(yōu)良的可靠性。
(實(shí)施方式17)圖28是實(shí)施方式17的高頻器件的剖面圖。該器件的構(gòu)成電路與圖27所示的實(shí)施方式16的相同，所以省略其說明。
在圖28中，疊層陶瓷基板640由交替疊層的陶瓷層641和導(dǎo)體圖形642構(gòu)成。在疊層陶瓷基板640的內(nèi)部及外周面上形成天線端子510、移相器514、發(fā)送端端子531及接收端端子532(未圖示)。在疊層陶瓷基板640的表面上安裝SAW濾波器512、513、變阻器621及電感器622，形成圖27所示的電路。
實(shí)施方式17的高頻器件通過將其構(gòu)成部件一體化，能夠比實(shí)施方式16的器件更加小型化，對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用范圍擴(kuò)展了。
再有，通過對(duì)陶瓷層和導(dǎo)電層進(jìn)行疊層作為一個(gè)元件來一體形成變阻器621和電感器622，具有與實(shí)施方式16的器件同樣的防止高壓噪聲的效果，能得到削減了部件個(gè)數(shù)的、安裝成本低的高頻器件。
(實(shí)施方式18)圖29是實(shí)施方式18的高頻器件的剖面圖。該器件的構(gòu)成電路與圖27所示的實(shí)施方式16的器件相同，所以省略其說明。
實(shí)施方式18的高頻器件與實(shí)施方式17的高頻器件的變阻器621及電感器622的形狀不同。
在實(shí)施方式18中，如圖29所示，在陶瓷層641和導(dǎo)體圖形642疊層而成的疊層陶瓷基板640的內(nèi)部及外周面上形成天線端子510、移相器514、發(fā)送端端子531及接收端端子532(未圖示)。此外，在形成疊層陶瓷基板640時(shí)，形成電感器622，并且還同時(shí)疊層由變阻器材料形成的陶瓷層644和內(nèi)部電極645，從而變阻器621也被形成在內(nèi)部。在疊層陶瓷基板640的表面上具有凹部647，并且在凹部647中安裝SAW濾波器518，形成圖27所示的電路。凹部647由蓋643密封。其中，在SAW濾波器518中，在一個(gè)封裝內(nèi)設(shè)有SAW濾波器512、513。
實(shí)施方式18的高頻器件能夠比實(shí)施方式17的器件更加小型化，能夠擴(kuò)展對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用。再者，在形成疊層陶瓷基板640后無需安裝變阻器621和電感器622，所以實(shí)施方式18的器件能夠以很高的生產(chǎn)率來生產(chǎn)。
再有，在實(shí)施方式16～18中，變阻器621和電感器622被設(shè)在天線端子510和移相器514之間。并聯(lián)連接的變阻器621和電感器622的一端被連接在SAW濾波器512、513和天線端子510之間，而且另一端被連接在接地端子623上即可。然而，如實(shí)施方式16～18所示，通過在電路上靠近天線端子510的位置上連接變阻器621和電感器622，能夠可靠地保護(hù)共用器511以后的電路。
在實(shí)施方式13～18中，示出了將高頻器件應(yīng)用于GSM系統(tǒng)，但是并不限于此，例如在PDC或AMPS系統(tǒng)中，也可以應(yīng)用于單頻、三頻通信設(shè)備。
在實(shí)施方式13～18中，共用器511包括移相器514和SAW濾波器512、513。濾波器中的至少一個(gè)也可以是介質(zhì)濾波器。
權(quán)利要求
1.一種高頻器件，包括天線端子；信號(hào)線，被連接在上述天線端子上；高頻信號(hào)處理電路，被連接在上述信號(hào)線上；電容元件，一端被連接在上述信號(hào)線上，另一端被接地；以及電感器，一端被連接在上述信號(hào)線上，另一端被接地。
2.如權(quán)利要求1所述的高頻器件，其中，上述電容元件和上述電感器被一體化。
3.如權(quán)利要求1所述的高頻器件，其中，還包括疊層陶瓷基板，該疊層陶瓷基板具有陶瓷層和設(shè)在上述陶瓷層上的導(dǎo)體圖形，并形成上述天線端子、上述電容元件以及上述電感器。
4.如權(quán)利要求1所述的高頻器件，其中，上述電容元件是電容器。
5.如權(quán)利要求1所述的高頻器件，其中，上述電容元件是變阻器。
6.如權(quán)利要求1所述的高頻器件，其中，上述電感器的電感在50nH以下。
7.如權(quán)利要求1所述的高頻器件，其中，上述電容元件的電容在10pF以下。
8.如權(quán)利要求1所述的高頻器件，其中，上述高頻信號(hào)處理電路包含連接在上述信號(hào)線上的開關(guān)。
9.如權(quán)利要求8所述的高頻器件，其中，上述高頻信號(hào)處理電路還包含連接在上述開關(guān)上的濾波器。
10.如權(quán)利要求1所述的高頻器件，其中，上述高頻信號(hào)處理電路包含連接在上述信號(hào)線上的共用器。
11.如權(quán)利要求1所述的高頻器件，其中，上述高頻信號(hào)處理電路包含連接在上述信號(hào)線上的雙工器。
全文摘要
高頻器件包括天線端子；信號(hào)線，被連接在上述天線端子上；高頻信號(hào)處理電路，被連接在上述信號(hào)線上；電容元件，一端被連接在上述信號(hào)線上，另一端被接地；以及電感器，一端被連接在上述信號(hào)線上，另一端被接地。在該高頻器件中，即使靜電等靠近信號(hào)通帶的頻率的高壓噪聲侵入，也能夠保護(hù)高頻信號(hào)處理電路。
文檔編號(hào)H04B1/50GK1481189SQ0315255
公開日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月8日
發(fā)明者井上竜也, 德永英晃, 井上 也, 晃 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社