JP2005079885A - 高周波モジュール及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘電体多層基板に、通過帯域の異なる送受信信号を、第１の送受信信号と、第２の受信信号とに分ける分波回路と、該分波回路に接続され、前記第１の送受信信号を第１の送信信号と第１の受信信号とに分波するデュプレクサとを具備する高周波モジュールにおいて、誘電体多層基板内に分波回路を効率良く配置することにより、モジュール全体として小型化、低コスト化を実現する。
【解決手段】前記分波回路が少なくとも２つフィルタ101,102から構成され、前記２つフィルタ101,102が、誘電体多層基板100の積層方向から見て重なり合うように誘電体多層基板100の内部に配置され、前記２つのフィルタ101,102の間に接地されたＧＮＤ層110が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は携帯端末装置などの移動無線端末に用いられる高周波モジュール及びそれを搭載した無線通信装置に関するものである。

近年、携帯電話機の多機能化が進む中、専用衛星から送信される信号を受信して現在いる位置を精度良く測位するGPS（Global Positioning System）機能搭載の携帯端末装置が普及してきた。例えばＧＰＳ機能搭載の８００MHz CDMAのシングルバンド方式携帯端末装置である。図１３に携帯端末装置の高周波回路部のブロック図を示す。なお、図１３に破線Ｍで囲んだ部分が「高周波モジュール」に相当する。

図１３において、GPSの信号はアンテナANTから受信された後、分波回路DIPXで分岐され、フィルタ回路BPF2を経てGPS端子から出力される。
８００MHz CDMAの送信信号は、不要信号を除去するフィルタ回路BPF1、インピーダンスの整合をとる整合回路MNWを経て電力増幅回路PAで増幅され、方向性結合器COPを経てデュプレクサDPXに入り、分波回路DIPXを経てアンテナANTから送信される。

アンテナANTから入った８００MHz CDMAの受信信号は、分波回路DIPX及びデュプレクサDPXで分波されてＲＦＩＣ、フィルタ回路BPF3を経てRx端子から出力される。出力された受信信号は、図示しない低ノイズ増幅回路、フィルタ回路を経てRF-ICへと入力される。
図１４は、ＧＰＳ機能搭載の８００MHz CDMAと１９００MHzのデュアルバンド方式携帯端末装置の高周波回路部を示すブロック図である。図１３の場合に加えた１９００ＭＨｚ帯の高周波モジュールも周波数が違うだけで、８００ＭＨｚ帯のものと同じ構成になっている。

図１５（ａ）に従来の高周波モジュールの配置を上面から見た図を示す。また、図１５（ｂ）に図１５（ａ）中の矢印方向からの断面図を示す。
誘電体多層基板1500上に、電力増幅回路1504、整合回路1506、送信系のノイズを除去するフィルタ回路1505、デュプレクサ1503が搭載され、誘電体多層基板1500の内部に方向性結合器1507、分波回路DIPXの構成要素である低域通過フィルタ1501、同じく分波回路DIPXの構成要素である高域通過フィルタ1502が存在している。1508は電力増幅回路の放熱を促すためのビアである。
特開2001-119209号公報

機器の小型化を実現するためには、高周波モジュールを構成する各回路ごとに小型化を行う必要がある。その一つの回路としてアンテナと接続され８００MHz CDMAとGPSの信号を分波する前記分波回路DIPXがある。この分波回路DIPXは８００MHz CDMA信号を通過させる低域通過フィルタと、GPS信号を通過させる高域通過フィルタとを組み合わせた回路であるが、従来これらを誘電体多層基板内に配置する場合、前記フィルタ同士の干渉を防止するために両フィルタを十分離した位置に配置していた。このため、モジュールの小型化、低コスト化の弊害となっている。

図１５で説明すると低域通過フィルタ1501と高域通過フィルタ1502が積層方向からみた場合と断面方向からみた場合の両方で重ならないように配置することにより、低域通過フィルタ1501と高域通過フィルタ1502間の干渉を防止することが必要であるが、これにより、必要容積が大きくなることが明らかである。
従って本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、誘電体多層基板内に分波回路DIPXを効率良く配置することにより、モジュール全体として小型化、低コスト化を実現することを目的とする。

本発明の高周波モジュールは、誘電体多層基板に、アンテナ端子に接続され、通過帯域の異なる送受信信号を第１の送受信信号と、第２の受信信号とに分ける分波回路と、該分波回路に接続され、前記第１の送受信信号を第１の送信信号と第１の受信信号とに分波するデュプレクサとを具備する高周波モジュールであって、前記分波回路が少なくとも２つ以上のフィルタから構成され、前記２つ以上のフィルタが、誘電体多層基板の積層方向から見て、少なくとも２つのフィルタが重なり合うように多層基板の内部に配置され、前記２つ以上のフィルタ間に接地されたＧＮＤ層を設けたことを特徴とする。

このように分波回路を構成するフィルタを、誘電体多層基板の積層方向から見て重なり合うように多層基板の内部に配置し、フィルタ間に接地されたＧＮＤ層を設けることによって、多層基板内において積層方向の集積度を上げることが出来るので本高周波モジュール全体の小型化ができる。また、ＧＮＤ層によってフィルタ間の相互干渉を低減できるので、フィルタ設計の自由度が上がる。

また、前記分波回路を構成するフィルタを一断面方向から見て重なり合うように多層基板の内部に配置し、フィルタの間にＧＮＤ接続されたビアおよび／またはパターンを設ける構成にすることによって、フィルタを積層方向に重ねるのに比べて、誘電体層数を削減することが出来るので、モジュール全体の小型化、低背化ができる。
また、本高周波モジュールに搭載されるデュプレクサの直下の多層基板の内部に、前記分波回路を配置することとすれば、前記デュプレクサの直下の多層基板空間を有効利用することが出来るので積層方向の集積度が上がり、本モジュール全体のさらなる小型化ができる。この場合、前記デュプレクサと前記分波回路の間にＧＮＤ層を設けてもよい。このＧＮＤ層を設けることでデュプレクサと分波回路の干渉を防止することができるのでデュプレクサ及び分波回路の設計が容易になる。

また、前記デュプレクサを構成する送信フィルタと受信フィルタを接続する整合回路をデュプレクサ内でなく、多層基板内に形成することとし、該整合回路の直下に前記分波回路を配置することで、積層方向の集積度がさらに上がるので、本高周波モジュール全体の小型化、低背化が出来る。
この場合も、前記整合回路と前記分波回路の間にＧＮＤ層を設けることで、デュプレクサと分波回路との干渉を防止することができるのでデュプレクサ及び分波回路の設計が容易になる。

以上の本発明の高周波モジュールは、通過帯域の異なる送受信信号が、第１の送信信号と、第１の受信信号とに分けられる、いわゆるシングルバンド方式のものであったが、本発明は、通過帯域の異なる送受信信号が、第１の送信信号及び第１の受信信号と、第２の送信信号及び第２の受信信号とに分かれるデュアルバンド方式のものをも含む。
この場合、本発明の高周波モジュールは、分波回路が少なくとも３つ以上のフィルタから構成され、誘電体多層基板の内部で、積層方向から見て、前記３つ以上のフィルタのうち、少なくとも３つのフィルタが重なり合うように配置されるという構造を有する。

また、本発明の高周波モジュールは、分波回路が少なくとも３つ以上のフィルタから構成され、誘電体多層基板の内部で、前記３つ以上のフィルタのうち、少なくとも３つのフィルタが誘電体多層基板の一断面方向から見て、重なり合うように配置され、前記３つ以上のフィルタ間に、接地されたビアおよび／またはパターンを設けている。
これらの構造によっても、多層基板内において集積度を上げることが出来るので本高周波モジュール全体の小型化、低背化ができる。

また、携帯端末器などの無線通信装置において、前記高周波モジュールを搭載することにより、小型、低コストの無線通信装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を示す。
誘電体多層基板100の表層にデュプレクサ103、電力増幅回路104、送信系のノイズを除去するフィルタ回路105、電力増幅回路104の入力インピーダンスマッチングをとるための整合回路106が実装されており、誘電体多層基板100の内部に分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ101及び高域通過フィルタ102、ならびに方向性結合器107が内層されている。ビア108は電力増幅回路104の放熱を促すために設けられているものである。

分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ101は表層側半分の領域に配置し、直下の裏面側半分の領域には高域通過フィルタ102を配置し、低域通過フィルタ101と高域通過フィルタ102の間に相互干渉を防止するためのＧＮＤ層110を設けている。さらに、高域通過フィルタ102の下部、誘電体多層基板100の最下面には、接地となるＧＮＤ層111を形成している。そして、低域通過フィルタ101と高域通過フィルタ102とを平面図示して取り囲むように、誘電体多層基板100を貫通する８本のビア109を設けている。ＧＮＤ層110は、ビア109を介してＧＮＤ層111に電気的に接続されるので、接地電位に保たれる。

誘電体多層基板100は、誘電体層を複数層積層してなる誘電体基板と、その表面や内部に導体からなる配線導体層が形成されてなるものである。例えば、ガラスエポキシ樹脂などの有機系誘電体基板に対して、銅箔などの導体によって配線導体層（金属パターン）を形成し、同時に焼成したもの、または、セラミック材料などの無機系誘電体基板に種々の配線導体層（金属パターン）を形成し、誘電体基板と同時に焼成したものが用いられる。

上記セラミック材料としては、（１）Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣなどを主成分とする焼成温度が１１００℃以上のセラミック材料、（２）金属酸化物の混合物からなる１１００℃以下、特に１０５０℃以下で焼成される低温焼成セラミック材料、（３）ガラス粉末、あるいはガラス粉末とセラミックフィラー粉末との混合物からなる１１００℃以下、特に１０５０℃以下で焼成される低温焼成セラミック材料の群から選ばれる少なくとも１種が選択される。

前記（２）の混合物としては、ＢａＯ−ＴｉＯ₂系、Ｃａ−ＴｉＯ₂系、ＭｇＯ−ＴｉＯ₂系等のセラミック材料が用いられる。これらのセラミック材料に、ＳｉＯ₂、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＣｕＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｂ₂Ｏ₃等の助剤を適宜添加したものも用いられる。前記（３）のガラス組成物としては、少なくともＳｉＯ₂を含み、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＰｂＯ、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物のうちの少なくとも１種以上を含有したものであって、具体的には、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＲＯ系、ＳｉＯ₂−ＢａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＲＯ系、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＲＯ系、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＲＯ系、さらにはこれらの系にＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｐｂ、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂等を配合した組成物が挙げられる。

また、前記（３）のガラスとしては、焼成処理することによっても非晶質ガラス、また焼成処理によって、アルカリ金属シリケート、クォーツ、クリストバライト、コージェライト、ムライト、エンスタタイト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ディオプサイド、イルメナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも１種を析出する結晶化ガラスなどが用いられる。また、前記（３）におけるセラミックフィラーとしては、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂（クォーツ、クリストバライト）、フォルステライト、コージェライト、ムライト、ＺｒＯ₂、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、スピネル、マグネシア、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣ、ＭｇＴｉＯ₃、ＣａＴｉＯ₃などのチタン酸塩の群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、ガラス２０〜８０質量％、フィラー２０〜８０質量％の割合で混合されることが望ましい。

一方、配線導体層は、誘電体基板と同時焼成して形成するために、誘電体基板を形成するセラミック材料の焼成温度に応じて種々組み合わせられる。例えば、セラミック材料が前記（１）の場合、タングステン、モリブデン、マンガン、銅の群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする導体材料が好適に用いられる。また、低抵抗化のために、銅などとの混合物としてもよい。セラミック材料が前記（２）（３）の低温焼成セラミック材料を用いる場合、銅、銀、金、アルミニウムの群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする低抵抗導体材料が用いられる。

誘電体基板は、誘電率を高くすることで、小さな面積でも充分な静電容量を得ることができるため、ストリップライン長を短縮して、全体構造の小型化に供することができる。また、配線や線路などを低損失の低抵抗導体によって形成できることから、上記（１），（２）の低温焼成セラミック材料によって形成することが望ましい。
前記ＧＮＤ層110、ビア109の作り方を簡単に説明する。誘電体多層基板100を構成するための複数枚の、前記誘電体基板材料を主成分とするグリーンシートを用意する。各グリーンシートにはビア109を設けるための同じ位置に孔を形成しておく。最下層のグリーンシートの裏面にＧＮＤ層111となる金属ペーストを塗布又は印刷で所定パターンに形成しておく。この金属パターンは、ビア109を設けるための孔の位置に重なるように形成しておく必要がある。

その上から、グリーンシートを重ねていく際に、各孔に、ビア109となる金属ペーストを埋め込んで行く。高域通過フィルタ102となる素子構造を形成した後、その上に積層するグリーンシートには、ＧＮＤ層110となる金属ペーストを塗布又は印刷で所定パターンに形成する。この金属パターンを形成するにあたっては、金属パターンが、孔に埋め込まれたビア109となる金属ペーストと接触するようにする。そして、当該金属パターンが形成されたグリーンシートを積層し、その上に低域通過フィルタ101となる素子構造を形成していく。

最上層までグリーンシートを積層した状態では、各孔に埋め込まれた金属ペーストがコラム状につながり、かつそのコラムは、最下層のグリーンシートに形成された金属パターン、及び途中のグリーンシートに形成された金属パターンと接触している。この状態で、全体を所定温度で所定時間、焼成する。これにより、低域通過フィルタ101と高域通過フィルタ102とを取り囲むビア109と、高域通過フィルタ102の下部に配置されるＧＮＤ層111と、低域通過フィルタ101と高域通過フィルタ102との間に介在されるＧＮＤ層110とを含む高周波モジュールが作成される。

このように構成することにより、低域通過フィルタ101と高域通過フィルタ102との間に、接地されたＧＮＤ層110を設けることができ、相互の干渉を防止できる。
そして、低域通過フィルタ101と高域通過フィルタ102とを縦に配置することにより、分波回路DIPXに要する容積を従来例の約４分の１に削減することができる。
なお、ビア109はＧＮＤ層110を理想のＧＮＤ状態に近づけるために設けたもので必ずしも８本必要なく、少なくとも１本あればよい。また、ビア109は、必ずしも裏面のＧＮＤ層111に接続される必要はなく、誘電体多層基板100の内層または表層に、接地されたいずれかのパターンが形成されている場合には、そのパターンや端面導体に接続していてもよい。また、図１では低域通過フィルタ101を表層側半分の領域に配置し、高域通過フィルタ102を裏面側半分の領域に配置しているが、両者の位置関係が逆であってもよい。

次に、本発明の第２の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を図２に示す。誘電体多層基板200の表層にデュプレクサ203、電力増幅回路204、送信系のノイズを除去するフィルタ回路205、電力増幅回路204の整合回路206が実装されており、誘電体多層基板200の内部に分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ201、高域通過フィルタ202、方向性結合器207が内層されている。ビア208は電力増幅回路204の熱を放熱するために設けられているものである。

分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ201と高域通過フィルタ202は上面から見た場合隣り合っており、一断面方向から見た場合重なっており、低域通過フィルタ201の外側、低域通過フィルタ201と高域通過フィルタ202との間、及び高域通過フィルタ202の外側には、電波干渉を防止するために裏面ＧＮＤ層210に接続されたビア209がそれぞれ３本ずつ配置されている。特に、低域通過フィルタ201と高域通過フィルタ202との間に設けられた３本のビア209は、低域通過フィルタ201と高域通過フィルタ202との相互の干渉を防止する役割を果たす。

この構成により、分波回路DIPXに要する容積を従来例の約４分の１、厚みを２分の１に削減することができるのでモジュール全体の容積削減ができる。
なお、ビア209は必ずしも３本ずつ必要なく、低域通過フィルタ201と高域通過フィルタ202との間に少なくとも１本あればよい。また、ビア209は、必ずしも裏面ＧＮＤ層210に接続される必要はなく、誘電体多層基板200の内層または表層のいずれかの接地されたパターンや接地された端面導体があればこれに接続していればよい。また、本実施例では、上面から見て左側に低域通過フィルタ201を配置し、右側に高域通過フィルタ202を配置しているが、この順番が逆でもよい。

次に図３に、本発明の第３の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を示す。
誘電体多層基板300の表層に、デュプレクサ303、電力増幅回路304、送信系のノイズを除去するフィルタ回路305、電力増幅回路304のための整合回路306が実装されており、誘電体多層基板300の内部に分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ301、高域通過フィルタ302、方向性結合器307が内層されている。そして、低域通過フィルタ301と高域通過フィルタ302とを平面図示して取り囲むように、誘電体多層基板300を貫通する８本のビア309を設けている。低域通過フィルタ301と高域通過フィルタ302との間には、ＧＮＤ層310が介在されている。なお、ビア308は電力増幅回路304の放熱を促すために設けられている。

本第３の実施形態では、分波回路DIPXがデュプレクサ３０３の直下の領域に設けられていることが特徴である。すなわち、デュプレクサ303の直下の領域において、低域通過フィルタ301を誘電体多層基板300の表層側半分の領域に配置し、誘電体多層基板300の裏面側半分の領域には高域通過フィルタ302を配置している。そして、低域通過フィルタ301と高域通過フィルタ302との間に相互干渉を防止するためのＧＮＤ層310を配置している。ＧＮＤ層310は、ビア309を介して誘電体多層基板300の下面のＧＮＤ層311に電気的に接続されており、接地電位に保たれる。

今までの実施形態（図１、図２）に比べて、分波回路DIPXをデュプレクサ303の直下の誘電体多層基板領域に配置することで、モジュール全体の寸法を小さくすることが出来る。なお、裏面ＧＮＤ層311に接続されているビア309はＧＮＤ層310を理想のＧＮＤ状態に近づけるために設けたもので、少なくとも１つ以上あればよい。また、ビア309は必ずしも裏面ＧＮＤ層３１１に接続される必要はなく、内層または表層に存在するいずれかの接地されたパターンや端面導体に接続していればよい。また、図３では低域通過フィルタ301を表層側半分の領域に配置し、高域通過フィルタ302を裏面側半分の領域に配置しているが両者の位置関係が逆であってもよい。

次に図４に、本発明の第４の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を示す。誘電体多層基板400の表層にデュプレクサ403、電力増幅回路404、フィルタ回路405、整合回路406が実装されており、誘電体多層基板400の内部に分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ401及び高域通過フィルタ402並びに方向性結合器407が内層されている。
分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ401と高域通過フィルタ402とは、デュプレクサ403の直下の領域に配置されている。低域通過フィルタ401と高域通過フィルタ402は上面から見た場合、隣り合っており、一断面方向から見た場合重なっており、低域通過フィルタ401と高域通過フィルタ402の間には、両者の相互干渉を防止するためビア409が３本配置されている。低域通過フィルタ401の外側、高域通過フィルタ402の外側にも、ビア409がそれぞれ３本ずつ配置されている。これらのビア409は、裏面ＧＮＤ層410に接続されている。

この構成によれば、図２に示した第２の実施形態と比べて、デュプレクサ403の直下の誘電体多層基板400の領域を使用することでモジュー全体の寸法を小さくすることが出来る。なお、ビア409は必ずしも裏面ＧＮＤ層410に接続される必要はなく、誘電体多層基板400の内層または表層のいずれかの接地されたパターンや端面導体に接続していてもよい。また本実施例では、上面から見て左側に低域通過フィルタ401を配置し、右側に高域通過フィルタ402を配置しているが、この順番が逆でもよい。

次に図５に、本発明の第５の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を示す。
誘電体多層基板500の表層にデュプレクサ503、電力増幅回路504、フィルタ回路505、整合回路506が実装されており、内部に分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ501及び高域通過フィルタ502並びに方向性結合器507が内層されている。低域通過フィルタ501は、デュプレクサ503の直下の、表層側半分の領域に配置し、高域通過フィルタ502は、裏面側半分の領域に配置している。そして、低域通過フィルタ501と高域通過フィルタ502の間に相互干渉を防止するためのＧＮＤ層510を設けている。ＧＮＤ層510は、ビア509を介して誘電体多層基板500の下面のＧＮＤ層511に電気的に接続されており、接地電位に保たれる。

さらに、この第５の実施形態では、誘電体多層基板500の表層よりも下にある、低域通過フィルタ501とデュプレクサ503との間の層に、低域通過フィルタ501とデュプレクサ503との相互干渉を防止するためにＧＮＤ層512を配置している。ＧＮＤ層512は、前記ビア509に接続されているので、ＧＮＤ層510と同様、接地電位に保たれる。
この第５の実施形態では、デュプレクサ503の直下の誘電体多層基板領域を使用することでモジュール全体の寸法を小さくすることが出来るとともに、低域通過フィルタ501とデュプレクサ503との間にＧＮＤ層512を配置することにより、分波回路DIPX及びデュプレクサの相互干渉を低減でき、分波回路DIPX及びデュプレクサの設計が容易になる。

なお、裏面ＧＮＤ層511に接続されているビア509はＧＮＤ層510,512を理想のＧＮＤ状態に近づけるために設けたもので、そのためには少なくとも１本以上あればよい。また、ビア509は接地が確保されれば、必ずしも裏面ＧＮＤ層511に接続される必要はなく、内層または表層のいずれかの接地されたパターンや端面導体に接続していてもよい。また、図５では低域通過フィルタ501を表層側半分の領域に配置し、高域通過フィルタ502を裏面側半分の領域に配置しているが両者の位置関係が逆であってもよい。

次に図６に、本発明の第６の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を示す。
誘電体多層基板600の表層にデュプレクサ603、電力増幅回路604、フィルタ回路605、整合回606が実装されており、誘電体多層基板600の内部に分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ601及び高域通過フィルタ602並びに方向性結合器607が内層されている。
分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ601と高域通過フィルタ602とは、デュプレク603の直下の領域に配置されている。低域通過フィルタ601と高域通過フィルタ602は上面から見た場合、隣り合っており、一断面方向から見た場合重なっており、低域通過フィルタ601と高域通過フィルタ602の間には、両者の相互干渉を防止するためビア609が３本配置されている。低域通過フィルタ601の外側、高域通過フィルタ602の外側にも、ビ609がそれぞれ３本ずつ配置されている。これらのビア609は、裏面ＧＮＤ層610に接続されている。

この第６の実施形態では、誘電体多層基板600の表層よりも下にある、分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ601及び高域通過フィルタ602とデュプレクサ603との間の層に、分波回路DIPXとデュプレクサ603との相互干渉を防止するためにＧＮＤ層611を配置している。ＧＮＤ層611は、前記ビア609に接続されているので、ＧＮＤ層610と同様、接地電位に保たれる。

この第６の実施形態では、デュプレクサ603の直下の誘電体多層基板領域を分波回路DIPXのために使用することでモジュール全体の寸法を小さくすることが出来るとともに、分波回路DIPXとデュプレクサ603との間にＧＮＤ層611を配置することにより、デュプレクサ603と低域通過フィルタ601もしくはデュプレクサ603と高域通過フィルタ602の相互干渉を低減でき、分波回路DIPX及びデュプレクサ603の設計が容易になる。

次に図７に、本発明の第７の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を示す。誘電体多層基板700の表層にデュプレクサ703、電力増幅回路704、送信系のノイズを除去するフィルタ回路705、電力増幅回路704のための整合回路706が実装されており、誘電体多層基板700の内部に分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ701及び高域通過フィルタ702、並びに方向性結合器707が内層されている。ビア708は電力増幅回路704の放熱を促すために設けられている。

この第７の実施形態では、デュプレクサ703を構成する送信フィルタと受信フィルタを接続するインピーダンス整合回路712（この整合回路712は、電力増幅回路704の整合回路706とは異なるものである）を、デュプレクサ703の直下の多層基板700内に配置している。
そして、この整合回路712の直下の領域で、分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ701を表層側半分の領域に配置し、直下の裏面側半分の領域には高域通過フィルタ702を配置し、その間に、低域通過フィルタ701と高域通過フィルタ702との相互干渉を防止するためのＧＮＤ層710を設けている。

いままでの実施形態に比べて、デュプレクサ703の整合回路を多層基板700内に内層化することで、デュプレクサ703の厚みを薄くでき、モジュールのさらなる低背化ができる。
次に図８に、本発明の第８の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を示す。
誘電体多層基板800の表層にデュプレクサ803、電力増幅回路804、送信系のノイズを除去するフィルタ回路805、電力増幅回路804の整合回路806が実装されており、内部に分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ801及び高域通過フィルタ802、並びに方向性結合器807が内層されている。また、デュプレクサ803を構成する送信フィルタと受信フィルタとを接続する整合回路811（この整合回路811は、電力増幅回路804の整合回路806とは異なるものである）を、デュプレクサ803の直下の多層基板800内に配置する。この整合回路811の直下の領域に分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ801及び高域通過フィルタ802が配置されており、低域通過フィルタ801と高域通過フィルタ802は上面から見た場合隣り合っており、一断面方向から見た場合重なっている。低域通過フィルタ801と高域通過フィルタ802との間には、両者の相互干渉を防止するために裏面ＧＮＤ層810に接続されたビア809が３本配置されている。

この第８の実施形態では、図４の構成と比べて、デュプレクサ803の整合回路を多層基板800内に内層化することでモジュールの低背化ができる。
次に図９に、本発明の第９の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を示す。
この第９の実施形態を、図７に示した第７の実施形態と比較しながら説明する。デュプレクサ903を構成する送信フィルタと受信フィルタとを接続する整合回路912をデュプレクサ903の直下の多層基板900内に配置している点では共通するが、低域通過フィルタ901と整合回路912との相互干渉を防止するために、低域通過フィルタ901と整合回路912との間にＧＮＤ層913を新たに設けているところが相違する。このＧＮＤ層913を設けることで分波回路DIPX及びデュプレクサの設計が容易になる。なお、図９では低域通過フィルタ901を表層側半分の領域に配置し、高域通過フィルタ902を裏面側半分の領域に配置しているが両者の位置関係が逆であってもよい。

次に図１０に、本発明の第１０の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を示す。
この第１０の実施形態を、図８に示した第８の実施形態と比較しながら説明する。デュプレクサ1003を構成する送信フィルタと受信フィルタとを接続する整合回路1012をデュプレクサ1003の直下の多層基板1000内に配置している点では共通するが、低域通過フィルタ1001及び高域通過フィルタ1002と、整合回路1011との相互干渉を防止するために、低域通過フィルタ1001及び高域通過フィルタ1002と整合回路1011との間にＧＮＤ層1012を新たに設けているところが相違する。このＧＮＤ層1012を設けることで分波回路DIPX及びデュプレクサの設計が容易になる。なお、図１０では、上面から見て左側に低域通過フィルタ1001を配置し、右側に高域通過フィルタ1002を配置しているが、この順番が逆でもよい。

次に図１１に、本発明の第１１の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を示す。
この第１１の実施形態に係る高周波モジュールは、８００ＭＨｚＣＤＭＡと１９００ＭＨｚＣＤＭＡのデュアルバンド構成に対応するものである。
誘電体多層基板1100の表層に８００ＭＨｚ帯デュプレクサ1104、１９００ＭＨｚ帯デュプレクサ1105、８００ＭＨｚ帯電力増幅回路1107、１９００ＭＨｚ帯電力増幅回路1108、送信系のノイズを除去するフィルタ回路1106、電力増幅回路1107,1108の整合回路1116が実装されており、誘電体多層基板1100の内部に分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ1101、帯域通過フィルタ1102及び高域通過フィルタ1103、並びに方向性結合器1109が内層されている。サーマルビア1110は８００ＭＨｚ帯電力増幅回路1107と１９００ＭＨｚ帯電力増幅回路1108の放熱を促すために設けられている。

また、８００ＭＨｚ帯デュプレクサ1104を構成する送信フィルタと受信フィルタとを接続する整合回路1112を、８００ＭＨｚ帯デュプレクサ1104の直下の多層基板内に配置し、１９００ＭＨｚ帯デュプレクサ1105を構成する送信フィルタと受信フィルタを接続する整合回路1113を８００ＭＨｚ帯デュプレクサ1105の直下の多層基板内に配置している。さらに、図１１では、８００ＭＨｚ帯デュプレクサの整合回路1112と１９００ＭＨｚ帯デュプレクサの整合回路1113の直下の領域に、分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ1101、帯域通過フィルタ1102及び高域通過フィルタ1103が積層方向から見て重なり合うように配置されている。

また、低域通過フィルタ1101、帯域通過フィルタ1102及び高域通過フィルタ1103を囲むように、裏面ＧＮＤ層1114に接続されたビア1111が配置されている。また、低域通過フィルタ1101と帯域通過フィルタ1102との間、帯域通過フィルタ1102と高域通過フィルタ1103との間、及びには、低域通過フィルタ1101と整合回路1112,1113との間には、相互干渉を防止するために、ＧＮＤ層1115が設けられている。各ＧＮＤ層1115は、ビア1111を通して、裏面ＧＮＤ１１１４に接続され、これにより、各ＧＮＤ層1115の接地が確保される。

このように第１１の実施形態では、各ＧＮＤ層1115を設けることで分波回路DIPX及びデュプレクサ1104,1105の設計が容易になる。また、従来例に比べて８００ＭＨｚ帯デュプレクサ1104、１９００ＭＨｚ帯デュプレクサ1105の整合回路1112,1113を多層基板1100内に内層化することでモジュールの低背化ができる。また整合回路1112,1113の直下の誘電体多層基板1100の領域を使用することでモジュール全体の寸法を小さくすることが出来る。

なお、ビア1111は必ずしも裏面ＧＮＤ層1114に接続される必要はなく、誘電体多層基板1100の内層または表層のいずれかの接地されたパターンや端面導体に接続していればよい。また、断面方向から見て上側に低域通過フィルタ1101を配置し、真中に帯域通過フィルタ1102を配置し、下側に高域通過フィルタ1103を配置しているが、この順番の組み合わせは任意である。

次に図１２に、本発明の第１２の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図を示す。
この高周波モジュールは、図１１と同様、８００ＭＨｚＣＤＭＡと１９００ＭＨｚＣＤＭＡのデュアルバンド構成に対応するものである。
誘電体多層基板1200の表層に８００ＭＨｚ帯デュプレクサ1204、１９００ＭＨｚ帯デュプレクサ1205、８００ＭＨｚ帯電力増幅回路1207、１９００ＭＨｚ帯電力増幅回路1208、送信系のノイズを除去するフィルタ回路1206、電力増幅回路1207,1208の整合回路1216が実装されており、誘電体多層基板1200の内部に分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ1201、帯域通過フィルタ1202及び高域通過フィルタ1203、並びに方向性結合器1209が内層されている。また、８００ＭＨｚ帯デュプレクサ1204を構成する送信フィルタと受信フィルタとを接続するための整合回路1212を８００ＭＨｚ帯デュプレクサ1204の直下の多層基板内に配置している。また、１９００ＭＨｚ帯デュプレクサ1205を構成する送信フィルタと受信フィルタとを接続するための整合回路1213を１９００ＭＨｚ帯デュプレクサ1205の直下の多層基板内に配置している。

８００ＭＨｚ帯デュプレクサ1204の整合回路1212と、１９００ＭＨｚ帯デュプレクサ1205の整合回路1213の直下の領域に、分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ1201、帯域通過フィルタ1202及び高域通過フィルタ1203が一断面方向から見て重なり合うように配置されている。低域通過フィルタ1201と、帯域通過フィルタ1202と、高域通過フィルタ1203との間には、各々同士の相互干渉を防止するためのビア1211が配置されている。これらのビア1211は、裏面ＧＮＤ層1214に接続されている。

また、低域通過フィルタ1201、帯域通過フィルタ1202、又は高域通過フィルタ1203と整合回路1212,1213との相互干渉を防止するために、これらの間に、ＧＮＤ層1215を設けている。ＧＮＤ層1215は、ビア1211に接続させることで、接地電位となる。したがって、分波回路DIPX及びデュプレクサの設計が容易になる。
この第１２の実施形態によれば、８００ＭＨｚ帯デュプレクサ1204、１９００ＭＨｚ帯デュプレクサ1205の整合回路1212,1213を多層基板内に内層化することでモジュールの低背化ができる。また整合回路1212,1213の直下の誘電体多層基板領域を使用することでモジュール全体の寸法を小さくすることが出来る。なお、ビア1211は必ずしも裏面ＧＮＤ1214に接続される必要はなく、誘電体多層基板1200のいずれかの内層または表層の接地されたパターンや端面導体に接続していればよい。本構成では、積層方向から見て左側に低域通過フィルタ1201を配置し、真中に帯域通過フィルタ1202を配置し、右側に高域通過フィルタ1203を配置しているが、この順番の組み合わせは任意である。

以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。

本発明の第１の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 本発明の第２の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 本発明の第３の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 本発明の第４の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 本発明の第５の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 本発明の第６の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 本発明の第７の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 本発明の第８の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 本発明の第９の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 本発明の第１０の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 本発明の第１１の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 本発明の第１２の実施形態に係る高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'面の断面図を表す。 ８００ＭＨｚＣＤＭＡのシングルバンド方式の携帯端末装置の高周波回路部のブロック図である。 ８００ＭＨｚＣＤＭＡと１９００ＭＨｚＣＤＭＡのデュアルバンド方式の携帯端末装置の高周波回路部のブロック図である。 従来の高周波モジュールの基板配置図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ'面の断面図を表す。

符号の説明

１００：誘電体多層基板
１０１：分波回路DIPXを構成する低域通過フィルタ
１０２：分波回路DIPXを構成する高域通過フィルタ
１０３：デュプレクサ
１０４：電力増幅回路
１０５：送信系ノイズ除去フィルタ
１０６：電力増幅回路の整合回路
１０７：方向性結合器
１０８：サーマルビア
１０９：ビア
１１０：ＧＮＤ層
１１１：裏面ＧＮＤ層

Claims (12)

1. 誘電体多層基板に、アンテナ端子に接続され、通過帯域の異なる送受信信号を第１の送受信信号と、第２の受信信号とに分ける分波回路と、該分波回路に接続され、前記第１の送受信信号を第１の送信信号と第１の受信信号とに分波するデュプレクサとを具備する高周波モジュールであって、
   前記分波回路が少なくとも２つ以上のフィルタから構成され、前記２つ以上のフィルタが、誘電体多層基板の積層方向から見て、少なくとも２つのフィルタが重なり合うように多層基板の内部に配置され、前記２つ以上のフィルタ間に接地されたＧＮＤ層を設けたことを特徴とする高周波モジュール。
2. 誘電体多層基板に、アンテナ端子に接続され、通過帯域の異なる送受信信号を第１の送受信信号と、第２の受信信号とに分ける分波回路と、該分波回路に接続され、前記第１の送受信信号を第１の送信信号と第１の受信信号とに分波するデュプレクサとを具備する高周波モジュールであって、
   前記分波回路が少なくとも２つ以上のフィルタから構成され、前記２つ以上のフィルタが、誘電体多層基板の一断面方向から見て、少なくとも２つのフィルタが重なり合うように多層基板の内部に配置され、前記２つ以上のフィルタ間に接地されたビアおよび／またはパターンを設けることを特徴とする高周波モジュール。
3. 前記分波回路が低域通過フィルタ、高域通過フィルタ、帯域通過フィルタ、帯域阻止フィルタのうち、いずれかを２つ以上を組み合わせてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高周波モジュール。
4. 前記分波回路が、前記デュプレクサの直下に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高周波モジュール。
5. 前記分波回路を前記デュプレクサの直下に配置し、かつ前記分波回路と前記デュプレクサの間にＧＮＤ層を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の高周波モジュール。
6. 前記デュプレクサの整合回路を前記デュプレクサの直下に配置し、該整合回路の直下に前記分波回路を配置していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高周波モジュール。
7. 前記デュプレクサの整合回路と前記分波回路の間にＧＮＤ層を設けていることを特徴とする請求項６記載の高周波モジュール。
8. 前記第２の受信信号がＧＰＳ信号である請求項１〜請求項７のいずれかに記載の高周波モジュール。
9. 誘電体多層基板に、
   アンテナ端子に接続され、通過帯域の異なる送受信信号を第１の送受信信号と、第２の送受信信号と、第３の受信信号とに分ける分波回路と、
   該分波回路に接続され、前記第１の送受信信号を、第１の送信信号と第１の受信信号とに分波する第１のデュプレクサと、
   該分波回路に接続され、前記第２の送受信信号を、第２の送信信号と第２の受信信号とに分波する第２のデュプレクサとを具備する高周波モジュールであって、
   前記分波回路が少なくとも３つ以上のフィルタから構成され、前記３つ以上のフィルタが、誘電体多層基板の積層方向から見て、少なくとも３つのフィルタが重なり合うように多層基板の内部に配置され、前記３つ以上のフィルタ相互間に接地されたＧＮＤ層をそれぞれ設けたことを特徴とする高周波モジュール。
10. 誘電体多層基板に、
    アンテナ端子に接続され、通過帯域の異なる送受信信号を第１の送受信信号と、第２の送受信信号と、第３の受信信号とに分ける分波回路と、
    該分波回路に接続され、前記第１の送受信信号を、第１の送信信号と第１の受信信号とに分波する第１のデュプレクサと、
    該分波回路に接続され、前記第２の送受信信号を、第２の送信信号と第２の受信信号とに分波する第２のデュプレクサとを具備する高周波モジュールであって、
    前記分波回路が少なくとも３つ以上のフィルタから構成され、前記３つ以上のフィルタが、誘電体多層基板の一断面方向から見て、少なくとも３つのフィルタが重なり合うように多層基板の内部に配置され、前記３つ以上のフィルタ間に接地されたビアおよび／またはパターンを設けていることを特徴とする高周波モジュール。
11. 前記第３の受信信号がＧＰＳ信号である請求項９又は請求項１０記載の高周波モジュール。
12. 前記請求項１〜１１記載のいずれかの高周波回路モジュールを搭載したことを特徴とする携帯端末器などの無線通信装置。

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