JP3694067B2

JP3694067B2 - 表面実装部品化したアンテナスイッチ

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Publication number: JP3694067B2
Application number: JP18311995A
Authority: JP
Inventors: 克彦林
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Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1995-07-19
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2015-07-19
Also published as: JPH0936604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話、自動車電話等の無線機器、或いはその他各種通信機器等の分野において利用可能なアンテナスイッチに関し、特に、多層基板を使用し、ＳＭＤ（表面実装部品）化したアンテナスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来例の説明図であり、一般的なアンテナ切り替え付きアンテナスイッチの回路を示した図である。図中Ｃ４０〜Ｃ４３、Ｃ５０〜Ｃ５３、Ｃ６０〜Ｃ６２はコンサデンサ、Ｌ４０、Ｌ５０、Ｌ６０はコイル、ＤＡ１、ＤＡ２、ＤＢ１、ＤＢ２はＰＩＮダイオード、ＳＬ４１、ＳＬ４２はストリップライン、Ｖｂ１、Ｖｂ２はＰＩＮダイオードをＯＮ／ＯＦＦさせるバイアス電流の電源端子、ＴＸは送信端子、ＲＸは受信端子、ＡＮＴ１は第１のアンテナに接続する端子であり、ＡＮＴ２は第２のアンテナに接続する端子である。
【０００３】
先ず基本的動作について送受信切り替え部を例に説明すると、上記のようなアンテナスイッチは電源端子Ｖｂ1 よりバイアス電流が入力されるとＤＡ１及びＤＡ２のＰＩＮダイオードがＯＮ状態となり、ＰＩＮダイオードの両端は抵抗の非常に小さな導通状態になる。この時ストリップラインＳＬ４１のＰＩＮダイオードＤＡ２が接続した側が接地状態となるため、その長さが送信端子ＴＸから入力された信号の波長の１／４波長に設定されていればストリップラインＳＬ４１のＰＩＮダイオードＤＡ１側端部ではストリップラインＳＬ４１の１／４波長共振のために入力インピーダンスが無限大になる。そのため、送信端子ＴＸから入力された信号はＰＩＮダイオードＤ１を通過し、殆どがコンデンサＣ４２側へ流れる。この時の送信端子ＴＸから受信端子ＲＸへの信号の漏れをアイソレーションと呼ぶ。一方、電源端子Ｖｂ１からのバイアス電流を切るとＰＩＮダイオードＤＡ１及びＤＡ２はＯＦＦ状態となり、ＰＩＮダイオード両端の抵抗は無限大となる。この時送信端子ＴＸ側はＰＩＮダイオードＤＡ１でコンデンサＣ４２側と絶縁状態となるが、受信端子ＲＸ側は、ＰＩＮダイオードＤＡ２のＯＦＦによりコンデンサＣ４３とストリップラインＳＬ４１は導通状態となるためコンデンサＣ４２側から入力した信号の殆どが受信端子ＲＸへ流れる。
【０００４】
一般に送信電力は受信電力に比べ非常に大きいため、アイソレーションは送信時の送信端子ＴＸ−受信端子ＲＸ間において重要であるが、受信時は余り重要視する必要はない。
【０００５】
上記の動作はアンテナ切り替え部でも同様であるので説明を省く。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の様な従来のものには次の様な課題があった。
(1) ストリップライン共振器を使用した上記のアンテナスイッチは使用する周波数に対して、その波長の１／４の長さのストリップライン共振器を形成する必要があり、更にアンテナ切り替え付きアンテナスイッチではそのストリップライン共振器が２個必要になるため、小型のＳＭＤ化した前記アンテナスイッチを設計する場合、小型化を困難にしている。
【０００７】
(2) 多層基板内に部品を内蔵させて上記アンテナスイッチを設計する場合、できるだけ構成する素子点数を減らす必要がある。何故ならば、基板内に素子を内蔵させて設計を進めて行く上でパターン領域を確保し易く、また各素子の定数にいくつかの条件付けして試作を繰り返して目標特性への追い込みを行う上で、変化させる素子が多いことは設計を迅速に進める上で負担となる。しかしながら、図３の回路は計算機によるアンテナスイッチの特性の最適化により算出されるが、決して構成素子数が少ないとは言えない。
【０００８】
(3) ストリップライン共振器を使用した上記のアンテナスイッチを多層基板で設計する場合、ストリップライン共振器を基板内に収納させる必要があり、通常ＧＮＤ（グランド）電極で挟まれたトリプレート型のストリップライン共振器にするが、その共振器のＱ及びラインインピーダンスを確保するためにはＧＮＤ電極とストリップラインの間の距離をある程度大きく設定する必要がある。そのため、基板として厚くなりやすい。このことは基板をセラミックで設計した場合、焼成時に脱バインダー性を悪くし、製造時の元基板から部品としての基板形状に個別分割する際困難を伴う。
【０００９】
本発明は、２系統のスイッチ回路に対称性を持たせて構成素子の種類を少なくし、小型、薄型、低挿入損失で、十分なアイソレーションを持たせることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
図１、図２は本発明の原理説明図であり、図１のＡは回路構成の図、図１のＢは多層基板のパターン構成の例、図１のＣはスイッチ回路の構成例の等価回路、図２のＡはアンテナスイッチの断面図である。図中２０は多層基板、２２はＧＮＤ電極パターン、２１は外部接続電極、フィルタ段はローパスフィルタ（ＬＰＦ）段としてＸ−ＹはＬＰＦ段の中央を通過する線、Ｃ１０〜Ｃ１３はコンデンサ、Ｌ１０〜Ｌ１２はコイル、Ｄ１、Ｄ２はＰＩＮダイオード、ａは送信入力またはアンテナ２に接続する端子、ｃは受信側またはアンテナ１に接続する端子、ｅはコンデンサを介してＬＰＦ（ローパスフィルタ）段に接続する端子を示す。
【００１１】
本発明は上記の目的を達成するため、次のように構成したものである。
【００１２】
(1) ：ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２に流す電流をオン／オフして信号の切り替えを行う第１のスイッチ回路と第２のスイッチ回路の少なくとも複数のスイッチ回路とフィルタ段を含む表面実装部品化したアンテナスイッチであって、前記回路及びフィルタ段を形成する受動素子のそれぞれ少なくとも一部がパターン形成された多層基板にＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２が搭載され、前記多層基板は、実装面から順にほぼ全面に形成された接地導体と対向する電極からなる接地コンデンサ部と、接地コンデンサ電極間の層間より距離が長い層間を持ち平面方向にパターン電極が形成されていないスペーサー部と、コイル電極パターン及びコンデンサ電極パターンが混在したコンデンサ及びコイル形成部からなる。
(2) ：前記（１）の表面実装部品化したアンテナスイッチにおいて、前記多層基板を構成する誘電体はセラミック材料であって、前記多層基板の焼成後の厚みは１．５ｍｍ以下とする。
【００１３】
(3) ：前記（１）又は（２）の表面実装部品化したアンテナスイッチにおいて、前記コイルは前記多層基板の表面に形成されるＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２を搭載するための電極との重なりを避けて形成する。
(4) ：前記（１）〜（３）の表面実装部品化したアンテナスイッチにおいて、前記２系統のスイッチ回路と前記フィルタ段の構成を第１のスイッチ回路の後段に前記フィルタ段を接続させ、その後段に前記第１のスイッチ回路と同一構成の第２のスイッチ回路を接続させる。
【００１４】
(5) ：前記（１）〜（４）の表面実装部品化したアンテナスイッチにおいて、前記第１のスイッチ回路と前記第２のスイッチ回路の多層基板の各層のパターニングは、前記フィルタ段に対して対称にする。
(6) ：前記（１）〜（５）の表面実装部品化したアンテナスイッチにおいて、前記第１のスイッチ回路と前記第２のスイッチ回路は、制御電源端子Ｖｂに近い第１のＰＩＮダイオードＤ１と、それに続く第２のＰＩＮダイオードＤ２との間に接続したインダクタンス素子Ｌ１１を備え、前記制御電源端子Ｖｂの制御電源により前記ＰＩＮダイオードをオン／オフ制御して送受信の切り替えを行う構成とする。
【００１５】
(7) ：前記（６）の表面実装部品化したアンテナスイッチにおいて、前記インダクタンス素子Ｌ１１に対し、インピーダンス補正用の容量素子Ｃ１３を並列接続する。
【００１６】
（作用）
本構成は上記のように構成したので、次のような作用がある。
アンテナ切り替え付きアンテナスイッチではＬＰＦ段が付加されると図７に示すように、構成素子数を減らす方向で回路を最適化してもかなりな種類の素子の構成となる。
【００１７】
それは、殆どの携帯電話のシステムでは送信周波数と受信周波数を異なる周波数に設定している。そのためそのシステム下で送受信切り換えとアンテナ切り換えを行うアンテナスイッチを設計する場合、送受信切り換え部は送信帯及び受信帯のそれぞれの周波数に送信端側及び受信端側の特性を最適化するようにした方が良好な特性が得られる。一方、アンテナ切り換え側は送受両周波数帯に対して良好な設計にする必要がある。
【００１８】
以上により送受信切り換え部の回路とアンテナ切り換え部の回路の構成素子の定数はそれぞれの特長がでるように設定されるべきだと考えていたため、図７に示すようなそれぞれ異なる定数の設定になりやすかった。
【００１９】
そこで本発明では、構成素子の定数の種類を減らす構成について検討した。従来各スイッチ回路間のＰＩＮダイオードのバイアス電流をカットするために第１のスイッチ回路と第２のスイッチ回路の間の信号線路に直列にコンデンサを１個挿入し、更にＬＰＦ段を挿入していたが、ＬＰＦ段の両側にコンデンサを信号線に直列に挿入することにより各スイッチ回路のそれぞれ対応する構成素子の定数を全く同一にして設計できることを見出した。
【００２０】
これにより、従来の設計に比べ構成素子数は１個増加するが、構成素子の定数の種類は約半分になる。
更に多層基板を使って上記の構成でアンテナ切り替え付きアンテナスイッチを設計した場合、各スイッチ回路の構成及び、定数値が全く同一になるため、多層基板内でその同一性を活かした設計が可能となる。即ち、図１のＢに示すようにＬＰＦ段を基板のほぼ中央付近( 多少基板の一方の端部に偏らせるが) に設定し、ＬＰＦ段の中央を通過するＸ−Ｙの線について対称関係に各スイッチ回路の構成素子のパターニングすることが可能となる。
【００２１】
これにより、目標特性の追い込みに関して各素子の条件設定が容易になると共に、パターン設計上の問題についても比較的解決し易くなる。即ち、問題のありそうな箇所にたいして従来は個々に対策をとっていたが、本発明では対称性を利用して同時にもう一箇所を対策することができるため、問題箇所の発見も行い易い構成になる。
【００２２】
更に、各端子ａ、ｂ、ｃ、ｄの入力インピーダンスについても送信端子ａとアンテナ２の接続端子ｂ、及び受信端子ｃとアンテナ１の接続端子ｄ同士はそれぞれ同一の入力インピーダンスになるため、各端子の入力インピーダンスが異なっていた従来の構成に比べ、特性評価自体もし易くなっている。
【００２３】
一方、スイッチ回路については色々あるが図１のＣに示す回路が適当と考える。ここでそれについて説明する。先ず、コイルは通常周波数に対して直線的にインピーダンスを増大させる。（Ｚ＝ωＬＺ：インピーダンス、ω：角周波数、Ｌ：コイルの持つインダクタンス）しかし、高周波帯ではコイル自身がもつ浮遊容量により周波数に対して非直線的にインピーダンスが増大し、自己共振に行き着く。そのため高周波帯ではコイルのもつ浮遊容量は無視できない。そのため本発明ではＰＩＮダイオードのＤ１とＤ２の間に挿入するコイルＬ１１に対して予め浮遊容量分を含めるためにコンデンサＣ１３を並列に付加して回路計算を行った。
【００２４】
回路計算を行うに当たりＰＩＮダイオードの周波数特性は予めＳパラメータとして実測し、その結果を図１のＣの等価回路の伝送方程式に代入し、最適なコンデンサ及びコイルの定数を求めた結果、図１のＣの等価回路で対象となる信号の通過帯（ａ−ｅ、ｅ−ｃ端子間) で挿入損失を最小化し、ＰＩＮダイオードのＯＮ時のａ−ｃ間のアイソレーションを２０ｄＢ以上確保できる定数の組み合わせがあることがわかった。
【００２５】
この時のコンデンサＣ１３の容量値はコイルＬ１１の浮遊容量よりはある程度大きな値となり、コイルＬ１１とコンデンサＣ１３の並列共振周波数は送信及び受信周波数付近の周波数にはならない。従って、ストリップライン共振器を使用した場合のような共振現象によってアイソレーションを発現しているのではないと考えられる。
【００２６】
一方、ストリップライン共振器を使用せずにコンデンサとコイルの構成でアンテナスイッチを構成できるため、複数の誘電体シート上に受動素子をパターン形成し、それらを積層整形した多層基板に図１のＣの等価回路を使ってアンテナスイッチを構成すればアンテナスイッチを小型化する上で好適である。
【００２７】
図２のＡに多層基板でアンテナスイッチを構成したときの概略の断面図を示してある。この図にあるように多層基板２０は、積層方向で下側の層にＧＮＤ電極パターン２２がその層の表面の略全面に形成され、その上側の層に接地コンデンサの対向電極が形成され、それらにより接地コンデンサ部を形成するようにする。これによりアンテナスイッチを搭載するマザーボードからの電気的影響を受けにくい構成となる。
【００２８】
更に、前記接地コンデンサ部の上側に殆どパターンが施されていないスペーサー部を設定し、そのスペーサー部の上側に前記接地コンデンサ以外のコンデンサ及びコイルを混在させてパターニングを行うコンデンサ及びコイル形成部を設定する。これにより、パターニングされたコンデンサ及びコイルはＧＮＤに対する浮遊容量を低下させることができる。特に、コイルは積層方向で電極パターンが近くに存在するとＱが劣化する傾向があり、それにより挿入損失の悪化や、アイソレーションの低下が起きるため、ＧＮＤから距離を置くと共に、基板表面の部品搭載用電極からもはずれた位置にパターニングしたほうが更に良好である。
【００２９】
このような上記構成にすることにより、ストリップラインを基板に内蔵した設計に比べ基板内のスペースの利用度があがり、かつスペーサー部の厚みは、ＧＮＤ電極でストリップラインを挟むトリプレート型のストリップライン共振器で設定されるときのＧＮＤ電極とストリップラインの間の距離程度のスペーサー部の厚みからアンテナスイッチの特性によっては設定できる。そのため、トリプレート型のストリップライン共振器を使ったアンテナスイッチの基板の厚みに比べれば、上記構成の基板の厚みは約半分に近い厚みでの設計が可能となる。
【００３０】
従って、上記多層基板の構成によって小型化が可能で、基板厚みを従来の設計よりも薄く設計でき、しかも低挿入損失でかつ十分なアイソレーションを有するアンテナスイッチが可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図３〜図６は本発明の実施例を示したものであり、図１、図２と同じものは同一符号で示してある。
【００３２】
図３はアンテナスイッチの回路図である。図３において、Ｃ２０Ａ〜Ｃ２４Ａ及びＣ２０Ｂ〜Ｃ２４Ｂはコンデンサ、Ｌ２０Ａ〜Ｌ２２Ａ、及びＬ２０Ｂ〜Ｌ２２Ｂはコイル、Ｄ１Ａ、Ｄ２Ａ、Ｄ１Ｂ、Ｄ２ＢはＰＩＮダイオードである。コンデンサ及びコイルの符号において末尾のＡ、Ｂ以外が同一の符号の部品は同一定数に設定している。即ち、Ｃ２０Ａ＝Ｃ２０Ｂ及びＬ２０Ａ＝Ｌ２０Ｂ、・・・・を表す。また、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）段のＣ３１及びＣ３２はＣ３１＝Ｃ３２の関係になっている。
【００３３】
本実施例の回路は約１ＧHz付近で使用するアンテナスイッチであり、コイルＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂが付加されているが、これはＡＮＴ（アンテナ）１−ＲＸ、及びＡＮＡＴ２−ＲＸ間の挿入損失を改善するために付加されたものであり、その定数は数ｎＨ程度であったので上記周波数帯ではそれ自身がもつ浮遊容量をある程度無視しても計算上大きな影響がなかったためコイルＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂはそのまま使用した。また、コンデンサＣ２４Ａ、Ｃ２４Ｂの容量値は、コイルＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂが有する浮遊容量を自己共振周波数の測定を予め行って算出しておき、その値の分だけ差し引いた容量値に設定した。
【００３４】
図４はアンテナスイッチの分解斜視図（その１）、図５はアンテナスイッチの分解斜視図（その２）、図６のＡはダイオードのパッケージ、図６のＢはアンテナスイッチの完成品の図を示す。図６のＢにおいて１ＡはＴＸ端子( 送信端子) 、２Ａ、２Ｂ、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６ＢはＧＮＤ端子( 接地端子) 、３ＡはＶｂ１端子( 送受信切り替え用バイアス電流端子) 、３ＢはＶｂ２端子（アンテナ切り替え用バイアス電流端子）、１ＢはＡＮＴ２端子(アンテナ２に接続する端子)、４ＢはＡＮＴ１端子（アンテナ１に接続する端子) 、４ＡはＲＸ端子( 受信端子) を示す。また、本実施例で使用したＰＩＮダイオードは図６のＡに示すパッケージのＳＭＤ部品を用いている。従って、搭載部品用の電極５０１ＡにはＰＩＮダイオードＤ１Ａのアノード、搭載部品用の電極５０２ＡにはＰＩＮダイオードＤ１Ａのカソードが接続され、搭載部品用の電極５０３ＡにはＰＩＮダイオードＤ２Ａのアノード、搭載部品用の電極５０４ＡにはＰＩＮダイオードＤ２Ａのカソードが接続される。一方、搭載部品用の電極５０１ＢにはＰＩＮダイオードＤ１Ｂのアノード、搭載部品用の電極５０２ＢにはＰＩＮダイオードＤ１Ｂのカソードが接続され、搭載部品用の電極５０３ＢにはＰＩＮダイオードＤ２Ｂのアノード、搭載部品用の電極５０４ＢにはＰＩＮダイオードＤ２Ｂのカソードが接続される。
【００３５】
図４の分解斜視図において、Ｘ−Ｙの線はその直交方向の基板の長さに対してほぼ中央を示す線である。各符号の末尾のＡ、Ｂの記載がある電極はＸ−Ｙの線に対して対称に配置された電極であることを示している。即ち、電極２２１Ａと電極２２１Ｂ、４２０Ａと４２０Ｂ、１１Ａと１１Ｂ、・・・はＸ−Ｙの線に対して対称に配置されている。従って、Ａの付いた導体パターン（送受信切り替え部）について説明すれば、そのまま符号をＢに付け替えればＢの付いた導体パターン（アンテナ切り替え部) について説明したことになるので、Ａの付いた導体パターン（送受信切り替え部) について詳細に説明を行い、Ｂの付いた導体パターン（アンテナ切り替え部) については省略する。
【００３６】
図４、図５の図中において、２０−１〜２０−８は多層基板２０の第１層目〜第８層目( 誘電体層) を示す。先ず、電極２１１Ａ及び電極２１２Ａは第２層２０−２を介して対向してコンデンサＣ２１Ａを形成し、電極２１１はスルーホール電極１１Ａにより搭載部品用の電極５０１Ａに接続しＰＩＮダイオードＤ１Ａのアノード側に接続する。一方、電極２１２Ａは電極２１０Ａにより多層基板端部に引き出され外部接続電極１Ａに接続する。また電極２１１Ａから延びた電極４０１Ａはスルーホール電極１５Ａにより電極４０２Ａに接続し、更にスルーホール電極２２Ａにより電極４０３Ａに接続してコイルＬ２０Ａを形成している。このコイルＬ２０Ａは電極４００Ａにより多層基板端部に引き出され外部接続電極３Ａに接続される。
【００３７】
ＰＩＮダイオードＤ１Ａのカソードに接続するコンデンサＣ２２Ａは電極２２１Ａ及び電極２２２Ａが第２層２０−２を介して対向して形成されるが、搭載部品用の電極５０２Ａからスルーホール電極１２Ａを介して電極２２１Ａに接続している。更に、スルーホール電極１２Ａは第３層２０−３に到達し、電極４１２Ａに接続し、電極４１２Ａに接続したスルーホール電極２０Ａにより第４層２０−４上の電極４１３Ａにいたる。この電極４１３Ａはスルーホール電極２１ＡによりコンデンサＣ２４Ａの一方の電極２４２Ａに接続する。また、前記した電極４１２Ａは第３層２０−３上で接続しているスルーホール電極１６Ａにより第２層２０−２上の電極４１１Ａに接続して電極４１１Ａ、１６Ａ、４１２ＡによりコイルＬ２１Ａを構成している。このコイルＬ２１Ａの電極４１ＡはコンデンサＣ２４Ａの他方の電極２４１Ａに電極２３１Ａを経由して接続している。コンデンサＣ２４Ａは電極２４２Ａと電極２４１Ａが第２層２０−２を介して対向して形成しており、この構成によりＬ２１ＡとＣ２４Ａは並列関係で接続されことになる。
【００３８】
また、４１１Ａに接続した電極２３１Ａは第２層２０−２を介して対向する電極２３２ＡとによりコンデンサＣ２３Ａを形成している。更に電極２３１Ａはスルーホール電極１３Ａにより基板表面の部品搭載用電極５０３Ａ（部品の陰で図中では見えない) に接続し、部品搭載用電極５０３ＡはＰＩＮダイオードＤ２ＡＰＩＮダイオードＤ２Ａのアノードに接続している。コンデンサＣ２３Ａの一方の電極２３２Ａは電極４２２Ａに接続し、電極４２２Ａはスルーホール電極１７Ａにより第２層２０−２上の電極４２１Ａに接続することによりコイルＬ２２Ａを形成している。このコイルＬ２２Ａは電極４２０Ａにより多層基板端部に引き出され外部接続電極４Ａに接続する。また、ＰＩＮダイオードＤ２Ａのカソード側は、部品搭載用電極５０４Ａに接続され、スルーホール電極１４Ａを介して第２層２０−２上の電極３００Ａに接続されこれにより多層基板端部に引き出され外部接続電極６ＡのＧＮＤ端子に接続する。
【００３９】
第４層２０−４及び第５層２０−５、第６層２０−６の誘電層はスペーサー部として使用される。第７層の電極２０１Ａは接地コンデンサＣ２０ＡのＧＮＤ（グランド）ではない側の電極であり第７層２０−７を介して対向するＧＮＤ（グランド）電極２２より接地コンデンサＣ２０Ａを形成する。接地コンデンサＣ２０Ａの電極２０１Ａは電極２００Ａにより多層基板端部に引き出され外部接続電極３Ａに接続される。
【００４０】
第８層２０−８は誘電体表面の略全面にＧＮＤ電極を形成している。このＧＮＤ電極２２電極２２−１Ａ、２２−２Ａ、２２−３Ａにより多層基板端部に引き出されそれぞれ外部接続電極２Ａ、６Ａ、５ＡのＧＮＤ端子に接続する。
【００４１】
以上がＡの付いた導体パターン( 送受信切り替え部) についての説明である。
次にＬＰＦ段について説明する。ＬＰＦ段は送受信切り換え部のコンデンサＣＣ２２Ａの一方の電極２２２Ａが入出力部となる。第３層２０−３上の電極２２２Ａは電極３１２に接続し、電極３１２は第２層２０−２を介して対向する第２層２０−２上の電極３１１とコンデンサＣ３１を形成する。コンデンサＣ３１は電極３１１側が電極３００Ａに接続して多層基板端部に導出され外部接続電極６ＡのＧＮＤ端子に接続する。
【００４２】
また、第３層２０−３上の電極３１２は電極６０２に接続し、この電極６０２はスルーホール電極１８に接続して第２層２０−２上の電極６０１に接続する。これらの電極６０２、１８、６０１によりコイルＬ３０が構成される。またこのコイルＬ３０の両端は第３層２０−３上の電極６０２で電極３０２に、また第２層２０−２上の電極６０１で電極３０１にそれぞれ接続し、前記電極３０２と３０１は第２層２０−２を介して対向してコンデンサＣ３０を形成する。これによりコンデンサＣ３０とコイルＬ３０は並列接続される形態をとっている。
【００４３】
更に第２層上の電極６０１はスルーホール電極１９によって第３層２０−３上の電極３２２に接続する。この電極３２２は第２層２０−２を介して対向する第２層２０−２上の電極３２１とコンデンサＣ３２を構成する。このコンデンサＣ３２は第２層２０−２上の一方の電極３２１が電極３００Ｂにより多層基板端部に導出され、外部接続電極６ＢのＧＮＤ電極に接続する。そして、前記電極３２２はアンテナ切り換え回路側入出力部となるコンデンサＣ２２Ｂの一方の電極２２２Ｂに接続する。以上がＬＰＦ段のパターン構成である。
【００４４】
本実施例においては第２層、第３層、及び第４層の表面がコンデンサ及びコイルの形成部、第４の誘電層及び第５、第６層がスペーサー部、第７層と第８層の表面が接地コンデンサ部となっている。コンデンサ及びコイルの形成部において特にコイルのパターニングについては基板表面の搭載部用電極（５０１Ａ、５０２Ａ、５０３Ａ、５０４Ａ、５０１Ｂ、５０２Ｂ、５０３Ｂ、５０４Ｂ）に重なる部分をできるだけ避けてパターニングしたほうがコイルのＱを劣化させないですむ。また、基板内に形成される複数のコイル同士は近づき過ぎると迷結合を起こしやすいため、できるだけ離すか、コイルとコイルの間に積極的にコンデンサを形成させて迷結合を起こりづらくさせてやる必要がある。特に、コイルとコイルの間にコンデンサを形成する方法はコイル同士のシールディング効果をつくり、且つ狭い領域を有効活用する上で非常に有効な方法である。
【００４５】
スペーサー部は厚くする程、接地しないコンデンサやコイルにとっては特性的に良好であるが、例えば、本構成をセラミックで行った場合、焼成時の脱バインダー性、及び製造時に部品としての基板形状にするために元基板から個別分割する方法が問題になる。従って、目安として全体の基板厚みが約１．５ｍｍ程度以下の厚み（セラミックの場合は焼成後の基板厚み) になるようにスペーサー部の厚みを調整する。
【００４６】
また、フィルタ段の回路についても、フィルタ段の入出力部において、対称構成の回路にした方が良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。
(1) 多層基板内の構成素子の種類が従来の約半分になるため、目標特性の追い込みにおいて素子定数の条件の組み合わせを少なくできるので開発を迅速に進めることが可能となる。
【００４８】
(2) 多層基板内の構成素子のパターニングが対称性を活かした設定となるためパターニング上の問題点の発見及び対策が行い易くなる。
(3) 各端子の入力インピーダンスについても従来は各端子の入力インピーダンスは異なっていたが、回路の対称性により、各端子の内２つの端子は同一入力インピーダンスになるため、特性評価も行い易くなる。
【００４９】
(4) ストリップラインを使用しない分アンテナスイッチを小型に設計できる。
(5) セラミックの多層基板を使った場合、基板厚みを薄く設計できるため焼成時の脱バインダー性を良好にし、製造時に元基板からの部品としての基板形状に個別分割を容易に行うことができる。
【００５０】
(6) 多層基板を使い、基板厚みを薄くした形状の下でも低挿入損失で、十分なアイソレーションをもつアンテナスイッチが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図（その１）である。
【図２】本発明の原理説明図（その２）である。
【図３】実施例におけるアンテナスイッチの回路図である。
【図４】実施例におけるアンテナスイッチの分解斜視図（その１）である。
【図５】実施例におけるアンテナスイッチの分解斜視図（その２）である。
【図６】Ａはダイオードのパッケージ、Ｂはアンテナスイッチの完成品の図である。
【図７】従来例の説明図である。
【符号の説明】
２０多層基板
２１外部接続用電極
２２ＧＮＤ電極
ＡＮＴ１アンテナ１に接続する端子
ＡＮＴ２アンテナ２に接続する端子
ＴＸ送信端子
ＲＸ受信端子

Claims

ＰＩＮダイオードに流す電流をオン／オフして信号の切り替えを行う第１のスイッチ回路と第２のスイッチ回路の少なくとも複数のスイッチ回路とフィルタ段を含む表面実装部品化したアンテナスイッチであって、
前記回路及びフィルタ段を形成する受動素子のそれぞれ少なくとも一部がパターン形成された多層基板にＰＩＮダイオードが搭載され、
前記多層基板は、実装面から順にほぼ全面に形成された接地導体と対向する電極からなる接地コンデンサ部と、
接地コンデンサ電極間の層間より距離が長い層間を持ち平面方向にパターン電極が形成されていないスペーサー部と、
コイル電極パターン及びコンデンサ電極パターンが混在したコンデンサ及びコイル形成部からなることを特徴とする
表面実装部品化したアンテナスイッチ。
前記多層基板を構成する誘電体はセラミック材料であって、前記多層基板の焼成後の厚みは１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の表面実装部品化したアンテナスイッチ。
前記コイルは前記多層基板の表面に形成されるＰＩＮダイオードを搭載するための電極との重なりを避けて形成する請求項１又は２に記載の表面実装部品化したアンテナスイッチ。
前記２系統のスイッチ回路と前記フィルタ段の構成を第１のスイッチ回路の後段に前記フィルタ段を接続させ、その後段に前記第１のスイッチ回路と同一構成の第２のスイッチ回路を接続させた請求項１乃至３のいずれかに記載の表面実装部品化したアンテナスイッチ。
前記第１のスイッチ回路と前記第２のスイッチ回路の多層基板の各層のパターニングは、前記フィルタ段に対して対称にしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表面実装部品化したアンテナスイッチ。
前記第１のスイッチ回路と前記第２のスイッチ回路は、制御電源端子に近い第１のＰＩＮダイオードと、それに続く第２のＰＩＮダイオードとの間に接続したインダクタンス素子を備え、前記制御電源端子の制御電源により前記ＰＩＮダイオードをオン／オフ制御して送受信の切り替えを行う構成であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表面実装部品化したアンテナスイッチ。
前記インダクタンス素子に対し、インピーダンス補正用の容量素子を並列接続したことを特徴とする請求項６に記載の表面実装部品化したアンテナスイッチ。