JP3752231B2 - フロントエンドモジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等の通信装置において送信信号および受信信号を処理するためのフロントエンドモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話は、第３世代を迎え、単なる通話機能だけではなく、高速データ通信機能をも有することが必須となりつつある。そのため、各国において、高速データ通信を可能にする種々の多重化方式の採用が検討されている。しかしながら、多重化方式の統一は困難な状況である。そのため、携帯電話には、マルチモード（複数方式）およびマルチバンド（複数の周波数帯）に対応することが求められている。
【０００３】
例えば、欧州では、既に、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）方式とＤＣＳ（Digital Cellular System）方式とに対応可能なデュアルバンド型携帯電話が全域で普及している。ＧＳＭ方式とＤＣＳ方式は、いずれも時分割多重接続方式である。欧州では、第３世代携帯電話として、上記の２方式に加え、大きなデータ通信速度（例えば２Ｍｂｐｓ）を実現することができる広帯域符号分割多重接続（以下、Ｗ−ＣＤＭＡとも記す。）方式にも対応可能なデュアルモード・トリプルバンド型携帯電話を採用することを予定している。
【０００４】
携帯電話では、上述のように新たな機能が付加されると、回路がより複雑になると共に部品点数が増える。そのため、携帯電話では、より高密度の部品実装技術が要求されている。また、このような事情から、携帯電話の内部の高周波回路では、その実装スペースを削減するため、部品の小型軽量化、複合化および集積化が不可欠となっている。
【０００５】
特許文献１には、ＧＳＭ方式およびＤＣＳ方式に対応したデュアルバンド型携帯電話用の高周波スイッチモジュールが記載されている。この高周波スイッチモジュールでは、分波回路によってＧＳＭ方式に対応した周波数帯域とＤＣＳ方式に対応した周波数帯域とを分離すると共に、２つの高周波スイッチを用いて、各周波数帯域における送信信号と受信信号とを分離するようになっている。
【０００６】
また、特許文献２には、３つの周波数帯域を使用する３つの通信システムのそれぞれの送信信号および受信信号を処理するための高周波モジュールが記載されている。この高周波モジュールでは、ダイプレクサによって、低周波数帯域と高周波数帯域とを分離する。高周波数帯域には、第１および第２の通信システムの２つの周波数帯域が含まれている。低周波数帯域には、第３の通信システムの周波数帯域が含まれている。第１および第２の通信システムの受信信号と、第１および第２の通信システムの送信信号は、第１の高周波スイッチによって分離される。また、第３の通信システムの送信信号と受信信号は、第２の高周波スイッチによって分離される。また、第１の通信システムの受信信号と第２の通信システムの受信信号は、２つのＳＡＷフィルタによって分離される。また、特許文献２には、複数のシート層を積層してなる積層体によって、高周波モジュールの構成要素を複合化することが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２２５０８８号公報
【特許文献２】
特開２００２−４３９７７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された高周波スイッチモジュールでは、高周波スイッチを用いて、各周波数帯域における送信信号と受信信号とを分離している。また、特許文献２に記載された高周波モジュールでも、高周波スイッチを用いて送信信号と受信信号とを分離している。そのため、特許文献１に記載された高周波スイッチモジュールや、特許文献２に記載された高周波モジュールでは、ＣＤＭＡ方式に対応することができないという問題点がある。
【０００９】
なお、特許文献２では、２つの通信方式の受信信号を分離する２つのＳＡＷフィルタを含むものをＳＡＷデュプレクサと称している。しかし、一般的に、デュプレクサは、送信信号と受信信号とを分離するものを指す。本発明の実施の形態においても、送信信号と受信信号とを分離するものをデュプレクサと呼ぶ。従って、特許文献２におけるＳＡＷデュプレクサは、機能上、本発明の実施の形態におけるデュプレクサとは異なるものである。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、第１および第２の周波数帯域のそれぞれにおける送信信号および受信信号を処理できると共に符号分割多重接続方式に対応可能で、且つ小型軽量化、複合化および集積化が容易なフロントエンドモジュールを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のフロントエンドモジュールは、第１および第２の周波数帯域のそれぞれにおける送信信号および受信信号を処理するためのモジュールであって、
アンテナに接続され、第１および第２の周波数帯域を分離する第１の分離手段と、
第１の分離手段に接続され、それぞれフィルタとして機能する２つの弾性波素子を含み、第１の周波数帯域における送信信号と受信信号とを分離する第２の分離手段と、
第１の分離手段に接続され、それぞれフィルタとして機能する２つの弾性波素子を含み、第２の周波数帯域における送信信号と受信信号とを分離する第３の分離手段と、
第１ないし第３の分離手段を集積するための１つの集積用多層基板とを備え、第１の分離手段は、集積用多層基板の内部または表面上の導体層を用いて構成されているものである。
【００１２】
本発明のフロントエンドモジュールでは、第１の分離手段によって、第１および第２の周波数帯域が分離され、２つの弾性波素子を含む第２の分離手段によって、第１の周波数帯域における送信信号と受信信号とが分離され、２つの弾性波素子を含む第３の分離手段によって、第２の周波数帯域における送信信号と受信信号とが分離される。第１ないし第３の分離手段は、１つの集積用多層基板によって集積されている。また、第１の分離手段は、集積用多層基板の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。なお、弾性波素子とは、弾性波を利用した素子である。弾性波素子は、弾性表面波を利用する弾性表面波素子でもよいし、バルク弾性波を利用するバルク弾性波素子でもよい。
【００１３】
本発明のフロントエンドモジュールにおいて、第２の分離手段に含まれる２つの弾性波素子および第３の分離手段に含まれる２つの弾性波素子は、集積用多層基板に実装され、弾性波素子以外の第２の分離手段および第３の分離手段の回路部分の少なくとも一部は、集積用多層基板の内部または表面上の導体層を用いて構成されていてもよい。
【００１４】
また、本発明のフロントエンドモジュールにおいて、第１の分離手段は、第１の周波数帯域内の周波数の信号を通過させ、第２の周波数帯域内の周波数の信号を遮断するフィルタと、第２の周波数帯域内の周波数の信号を通過させ、第１の周波数帯域内の周波数の信号を遮断するフィルタとを有していてもよい。
【００１５】
また、本発明のフロントエンドモジュールにおいて、第１および第２の周波数帯域のそれぞれにおける送信信号および受信信号は、符号分割多重接続方式の信号であってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
始めに、本発明の第１の実施の形態に係るフロントエンドモジュールについて説明する。本実施の形態に係るフロントエンドモジュールは、時分割多重接続方式であるＧＳＭ方式と、時分割多重接続方式であるＤＣＳ方式と、符号分割多重接続方式であるＷ−ＣＤＭＡ方式と、符号分割多重接続方式である狭帯域符号分割多重接続（以下、Ｎ−ＣＤＭＡと記す。）方式に対応し、これらの各方式の送信信号および受信信号を処理するモジュールである。ＧＳＭ方式の送信信号の周波数帯域は８８０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚである。ＧＳＭ方式の受信信号の周波数帯域は９２５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚである。ＤＣＳ方式の送信信号の周波数帯域は１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚである。ＤＣＳ方式の受信信号の周波数帯域は１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚである。Ｗ−ＣＤＭＡ方式の送信信号の周波数帯域は１９２０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚである。Ｗ−ＣＤＭＡ方式の受信信号の周波数帯域は２１１０ＭＨｚ〜２１８０ＭＨｚである。Ｎ−ＣＤＭＡ方式の送信信号の周波数帯域は８２４ＭＨｚ〜８４９ＭＨｚである。Ｎ−ＣＤＭＡ方式の受信信号の周波数帯域は８６９ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚである。
【００１７】
Ｎ−ＣＤＭＡ方式の送信信号および受信信号の周波数帯域は、本発明における第１の周波数帯域に対応する。Ｗ−ＣＤＭＡ方式の送信信号および受信信号の周波数帯域は、本発明における第２の周波数帯域に対応する。
【００１８】
まず、図１を参照して、本実施の形態に係るフロントエンドモジュールを含む携帯電話の高周波回路の一例について説明する。図１に示した高周波回路は、アンテナ１と、このアンテナ１に接続された本実施の形態に係るフロントエンドモジュール２と、主に信号の変調および復調を行う集積回路３とを備えている。高周波回路は、更に、ＧＳＭ方式およびＤＣＳ方式用の２つの電圧制御発振器４，５と、Ｗ−ＣＤＭＡ方式用の電圧制御発振器６Ｗと、Ｎ−ＣＤＭＡ方式用の電圧制御発振器６Ｎとを備えている。これらの電圧制御発振器４，５，６Ｗ，６Ｎは集積回路３に接続されている。
【００１９】
高周波回路は、更に、入力端がフロントエンドモジュール２に接続され、それぞれ出力端が集積回路３に接続されたバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと記す。）２５Ｇ，２５Ｄと、入力端がフロントエンドモジュール２に接続されたローノイズアンプ３６Ｗと、入力端がローノイズアンプ３６Ｗの出力端に接続され、出力端が集積回路３に接続されたＢＰＦ３７Ｗと、入力端がフロントエンドモジュール２に接続されたローノイズアンプ３６Ｎと、入力端がローノイズアンプ３６Ｎの出力端に接続され、出力端が集積回路３に接続されたＢＰＦ３７Ｎとを備えている。ＢＰＦ２５Ｇ，２５Ｄ，３７Ｗ，３７Ｎは、それぞれ弾性波素子を用いて構成されている。
【００２０】
高周波回路は、更に、入力端が集積回路３に接続された電力増幅器（図ではＰＡと記す。）２１Ｇと、入力端が電力増幅器２１Ｇの出力端に接続されたカプラ２２Ｇと、カプラ２２Ｇの出力に基づいて、電力増幅器２１Ｇの出力利得が一定になるように電力増幅器２１Ｇを制御する自動出力制御回路（図ではＡＰＣと記す。）２３Ｇと、入力端がカプラ２２Ｇの出力端に接続され、出力端がフロントエンドモジュール２に接続されたローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと記す。）２４Ｇとを備えている。これらは、ＧＳＭ方式用の回路である。高周波回路は、更に、上記ＧＳＭ方式用の回路と同様に構成された、ＤＣＳ方式用の電力増幅器２１Ｄ、カプラ２２Ｄ、自動出力制御回路２３ＤおよびＬＰＦ２４Ｄを備えている。
【００２１】
高周波回路は、更に、入力端が集積回路３に接続されたＢＰＦ３１Ｗと、入力端がＢＰＦ３１Ｗの出力端に接続された電力増幅器３２Ｗと、入力端が電力増幅器３２Ｗの出力端に接続されたカプラ３３Ｗと、カプラ３３Ｗの出力に基づいて、電力増幅器３２Ｗの出力利得が一定になるように電力増幅器３２Ｗを制御する自動出力制御回路３４Ｗと、入力端がカプラ３３Ｗの出力端に接続され、出力端がフロントエンドモジュール２に接続されたアイソレータ３５Ｗとを備えている。これらは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式用の回路である。高周波回路は、更に、上記Ｗ−ＣＤＭＡ方式用の回路と同様に構成された、Ｎ−ＣＤＭＡ方式用のＢＰＦ３１Ｎ、電力増幅器３２Ｎ、カプラ３３Ｎ、自動出力制御回路３４Ｎおよびアイソレータ３５Ｎを備えている。ＢＰＦ３１Ｗ，３１Ｎは弾性波素子を用いて構成されている。
【００２２】
次に、フロントエンドモジュール２について詳しく説明する。フロントエンドモジュール２は、ダイプレクサ１１と、高周波スイッチ１６，１７，１２Ｇ，１２Ｄと、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎとを備えている。ダイプレクサ１１は、本発明における第１の分離手段に対応する。デュプレクサ１３Ｎは、本発明における第２の分離手段に対応する。デュプレクサ１３Ｗは、本発明における第３の分離手段に対応する。
【００２３】
ダイプレクサ１１は、第１ないし第３のポートを有している。第１のポートはアンテナ１に接続されている。第２のポートはＮ−ＣＤＭＡ方式の信号およびＧＳＭ方式の信号を入出力するようになっている。第３のポートはＷ−ＣＤＭＡ方式の信号およびＤＣＳ方式の信号を入出力するようになっている。
【００２４】
ダイプレクサ１１の第２のポートは、高周波スイッチ１７の可動接点に接続されている。高周波スイッチ１７の２つの固定接点のうちの一方の固定接点はデュプレクサ１３Ｎに接続されている。高周波スイッチ１７の他方の固定接点は、高周波スイッチ１２Ｇの可動接点に接続されている。高周波スイッチ１２Ｇの２つの固定接点のうちの一方の固定接点（符号Ｒを付した固定接点）はＢＰＦ２５Ｇの入力端に接続されている。高周波スイッチ１２Ｇの他方の固定接点（符号Ｔを付した固定接点）はＬＰＦ２４Ｇの出力端に接続されている。
【００２５】
ダイプレクサ１１の第３のポートは、高周波スイッチ１６の可動接点に接続されている。高周波スイッチ１６の２つの固定接点のうちの一方の固定接点はデュプレクサ１３Ｗに接続されている。高周波スイッチ１６の他方の固定接点は、高周波スイッチ１２Ｄの可動接点に接続されている。高周波スイッチ１２Ｄの２つの固定接点のうちの一方の固定接点（符号Ｒを付した固定接点）はＢＰＦ２５Ｄの入力端に接続されている。高周波スイッチ１２Ｄの他方の固定接点（符号Ｔを付した固定接点）はＬＰＦ２４Ｄの出力端に接続されている。
【００２６】
デュプレクサ１３Ｎは、共通端子と受信端子（符号Ｒを付した端子）と送信端子（符号Ｔを付した端子）とを有している。デュプレクサ１３Ｎの共通端子は、高周波スイッチ１７の一方の固定接点に接続されている。デュプレクサ１３Ｎの受信端子は、ローノイズアンプ３６Ｎの入力端に接続されている。デュプレクサ１３Ｎの送信端子は、アイソレータ３５Ｎの出力端に接続されている。
【００２７】
デュプレクサ１３Ｗは、共通端子と受信端子（符号Ｒを付した端子）と送信端子（符号Ｔを付した端子）とを有している。デュプレクサ１３Ｗの共通端子は、高周波スイッチ１６の一方の固定接点に接続されている。デュプレクサ１３Ｗの受信端子は、ローノイズアンプ３６Ｗの入力端に接続されている。デュプレクサ１３Ｗの送信端子は、アイソレータ３５Ｗの出力端に接続されている。
【００２８】
ダイプレクサ１１は、信号の周波数に応じて、Ｎ−ＣＤＭＡ方式の信号およびＧＳＭ方式の信号と、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の信号およびＤＣＳ方式の信号とを分離する。具体的に説明すると、ダイプレクサ１１は、第２のポートに入力されたＮ−ＣＤＭＡ方式の送信信号またはＧＳＭ方式の送信信号と、第３のポートに入力されたＷ−ＣＤＭＡ方式の送信信号またはＤＣＳ方式の送信信号を第１のポートより出力する。また、ダイプレクサ１１は、第１のポートに入力されたＮ−ＣＤＭＡ方式の受信信号またはＧＳＭ方式の受信信号を第２のポートより出力し、第１のポートに入力されたＷ−ＣＤＭＡ方式の受信信号またはＤＣＳ方式の受信信号を第３のポートより出力する。
【００２９】
高周波スイッチ１７は、Ｎ−ＣＤＭＡ方式の送信信号および受信信号と、ＧＳＭ方式の送信信号および受信信号とを分離する。具体的に説明すると、高周波スイッチ１７は、一方の固定接点に入力されたＮ−ＣＤＭＡ方式の送信信号を可動接点より出力し、可動接点に入力されたＮ−ＣＤＭＡ方式の受信信号を一方の固定接点より出力する。また、高周波スイッチ１７は、他方の固定接点に入力されたＧＳＭ方式の送信信号を可動接点より出力し、可動接点に入力されたＧＳＭ方式の受信信号を他方の固定接点より出力する。
【００３０】
高周波スイッチ１６は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の送信信号および受信信号と、ＤＣＳ方式の送信信号および受信信号とを分離する。具体的に説明すると、高周波スイッチ１６は、一方の固定接点に入力されたＷ−ＣＤＭＡ方式の送信信号を可動接点より出力し、可動接点に入力されたＷ−ＣＤＭＡ方式の受信信号を一方の固定接点より出力する。また、高周波スイッチ１６は、他方の固定接点に入力されたＤＣＳ方式の送信信号を可動接点より出力し、可動接点に入力されたＤＣＳ方式の受信信号を他方の固定接点より出力する。
【００３１】
高周波スイッチ１２Ｇは、ＧＳＭ方式の送信信号とＧＳＭ方式の受信信号とを分離する。具体的に説明すると、高周波スイッチ１２Ｇは、可動接点に入力されたＧＳＭ方式の受信信号（図では、ＧＳＭ／ＲＸと記す。）を一方の固定接点より出力し、他方の固定接点に入力されたＧＳＭ方式の送信信号（図では、ＧＳＭ／ＴＸと記す。）を可動接点より出力する。
【００３２】
高周波スイッチ１２Ｄは、ＤＣＳ方式の送信信号とＤＣＳ方式の受信信号とを分離する。具体的に説明すると、高周波スイッチ１２Ｄは、可動接点に入力されたＤＣＳ方式の受信信号（図では、ＤＣＳ／ＲＸと記す。）を一方の固定接点より出力し、他方の固定接点に入力されたＤＣＳ方式の送信信号（図では、ＤＣＳ／ＴＸと記す。）を可動接点より出力する。
【００３３】
デュプレクサ１３Ｗは、周波数の違いによって、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の送信信号とＷ−ＣＤＭＡ方式の受信信号とを分離する。具体的に説明すると、デュプレクサ１３Ｗは、共通端子に入力されたＷ−ＣＤＭＡ方式の受信信号（図では、ＷＣＤＭＡ／ＲＸと記す。）を受信端子より出力し、送信端子に入力されたＷ−ＣＤＭＡ方式の送信信号（図では、ＷＣＤＭＡ／ＴＸと記す。）を共通端子より出力する。
【００３４】
デュプレクサ１３Ｎは、周波数の違いによって、Ｎ−ＣＤＭＡ方式の送信信号とＮ−ＣＤＭＡ方式の受信信号とを分離する。具体的に説明すると、デュプレクサ１３Ｎは、共通端子に入力されたＮ−ＣＤＭＡ方式の受信信号（図では、ＮＣＤＭＡ／ＲＸと記す。）を受信端子より出力し、送信端子に入力されたＮ−ＣＤＭＡ方式の送信信号（図では、ＮＣＤＭＡ／ＴＸと記す。）を共通端子より出力する。
【００３５】
次に、集積回路３について説明する。集積回路３は、Ｉ信号とＱ信号からなるベースバンドの入力信号を入力すると共に、Ｉ信号とＱ信号からなるベースバンドの出力信号を出力するようになっている。
【００３６】
集積回路３は、入力端がＢＰＦ２５Ｇの出力端に接続されたミキサ４２Ｇと、入力端がミキサ４２Ｇの出力端に接続された増幅器４３Ｇと、入力端がＢＰＦ２５Ｄの出力端に接続されたミキサ４２Ｄと、入力端がミキサ４２Ｄの出力端に接続された増幅器４３Ｄとを備えている。集積回路３は、更に、入力端がＢＰＦ３７Ｗの出力端に接続されたミキサ４２Ｗと、入力端がミキサ４２Ｗの出力端に接続された増幅器４３Ｗと、入力端がＢＰＦ３７Ｎの出力端に接続されたミキサ４２Ｎと、入力端がミキサ４２Ｎの出力端に接続された増幅器４３Ｎとを備えている。
【００３７】
集積回路３は、更に、出力端が電力増幅器２１Ｇ，２１Ｄの各入力端に接続されたミキサ４１と、出力端がＢＰＦ３１Ｗの入力端に接続されたミキサ４１Ｗと、出力端がＢＰＦ３１Ｎの入力端に接続されたミキサ４１Ｎと備えている。ミキサ４２Ｇ，４２Ｄは電圧制御発振器５に接続されている。ミキサ４２Ｗは電圧制御発振器６Ｗに接続されている。ミキサ４１は電圧制御発振器４に接続されている。ミキサ４１Ｗは電圧制御発振器６Ｗに接続されている。ミキサ４１Ｎは電圧制御発振器６Ｎに接続されている。
【００３８】
集積回路３は、更に、ＧＳＭ方式およびＤＣＳ方式用の位相同期化ループ回路（図ではＧＳＭ／ＤＣＳ ＰＬＬと記す。）４４と、Ｗ−ＣＤＭＡ方式用の位相同期化ループ回路（図ではＷ−ＣＤＭＡ ＰＬＬと記す。）４５Ｗと、Ｎ−ＣＤＭＡ方式用の位相同期化ループ回路（図ではＮ−ＣＤＭＡ ＰＬＬと記す。）４５Ｎとを備えている。位相同期化ループ回路４４は、電圧制御発振器４，５に接続されている。位相同期化ループ回路４５Ｗは、電圧制御発振器６Ｗに接続されている。位相同期化ループ回路４５Ｎは、電圧制御発振器６Ｎに接続されている。
【００３９】
ミキサ４２Ｇは、ＢＰＦ２５Ｇの出力信号に、電圧制御発振器５が出力する高周波信号をミックスして、高周波の受信信号をベースバンド信号に変換するようになっている。ミキサ４２Ｄは、ＢＰＦ２５Ｄの出力信号に、電圧制御発振器５が出力する高周波信号をミックスして、高周波の受信信号をベースバンド信号に変換するようになっている。ミキサ４２Ｗは、ＢＰＦ３７Ｗの出力信号に、電圧制御発振器６Ｗが出力する高周波信号をミックスして、高周波の受信信号をベースバンド信号に変換するようになっている。ミキサ４２Ｎは、ＢＰＦ３７Ｎの出力信号に、電圧制御発振器６Ｎが出力する高周波信号をミックスして、高周波の受信信号をベースバンド信号に変換するようになっている。
【００４０】
ミキサ４１は、集積回路３に入力されたベースバンド信号に、電圧制御発振器４が出力する高周波信号をミックスして、ベースバンド信号を高周波の送信信号に変換するようになっている。ミキサ４１Ｗは、集積回路３に入力されたベースバンド信号に、電圧制御発振器６Ｗが出力する高周波信号をミックスして、ベースバンド信号を高周波の送信信号に変換するようになっている。ミキサ４１Ｎは、集積回路３Ｃに入力されたベースバンド信号に、電圧制御発振器６Ｎが出力する高周波信号をミックスして、ベースバンド信号を高周波の送信信号に変換するようになっている。
【００４１】
図示しないが、集積回路３は、更に、入力したＩ信号とＱ信号を直交変調し、変調された信号をミキサ４１，４１Ｗ，４１Ｎに送る機能と、増幅器４３Ｇ，４３Ｄ，４３Ｗ，４３Ｎの出力信号を直交復調してＩ信号とＱ信号とを生成し、これらを出力する機能とを備えている。なお、ミキサ４１，４１Ｗ，４１Ｎが直交変調する機能を兼ね備えていてもよいし、ミキサ４２Ｇ，４２Ｄ，４２Ｗ，４２Ｎが直交復調する機能を兼ね備えていてもよい。
【００４２】
高周波スイッチ１２Ｇより出力されるＧＳＭ方式の受信信号は、ＢＰＦ２５Ｇを通過してミキサ４２Ｇに入力されるようになっている。高周波スイッチ１２Ｄより出力されるＤＣＳ方式の受信信号は、ＢＰＦ２５Ｄを通過してミキサ４２Ｄに入力されるようになっている。デュプレクサ１３Ｗより出力されるＷ−ＣＤＭＡ方式の受信信号は、ローノイズアンプ３６ＷおよびＢＰＦ３７Ｗを通過してミキサ４２Ｗに入力されるようになっている。デュプレクサ１３Ｎより出力されるＮ−ＣＤＭＡ方式の受信信号は、ローノイズアンプ３６ＮおよびＢＰＦ３７Ｎを通過してミキサ４２Ｎに入力されるようになっている。
【００４３】
ミキサ４１の出力信号は、電力増幅器２１Ｇ、カプラ２２ＧおよびＬＰＦ２４Ｇを通過して高周波スイッチ１２Ｇに入力されると共に、電力増幅器２１Ｄ、カプラ２２ＤおよびＬＰＦ２４Ｄを通過して高周波スイッチ１２Ｄに入力されるようになっている。ミキサ４１Ｗの出力信号は、ＢＰＦ３１Ｗ、電力増幅器３２Ｗ、カプラ３３Ｗおよびアイソレータ３５Ｗを通過してデュプレクサ１３Ｗに入力されるようになっている。ミキサ４１Ｎの出力信号は、ＢＰＦ３１Ｎ、電力増幅器３２Ｎ、カプラ３３Ｎおよびアイソレータ３５Ｎを通過してデュプレクサ１３Ｎに入力されるようになっている。
【００４４】
次に、図２を参照して、ダイプレクサ１１の回路構成の一例について説明する。図２に示したダイプレクサ１１は、第１ないし第３のポート１１１，１１２，１１３を有している。第１のポート１１１はアンテナ１に接続されるようになっている。第２のポート１１２はＧＳＭ方式の信号およびＮ−ＣＤＭＡ方式の信号を入出力するようになっている。第３のポート１１３はＤＣＳ方式の信号およびＷ−ＣＤＭＡ方式の信号を入出力するようになっている。ダイプレクサ１１は、更に、一端が第１のポート１１１に接続されたキャパシタ１１４と、一端がキャパシタ１１４の他端に接続されたインダクタ１１５と、一端がインダクタ１１５の他端に接続され、他端が第２のポート１１２に接続されたインダクタ１１６と、一端がインダクタ１１５の他端に接続され、他端が第２のポート１１２に接続されたキャパシタ１１７と、一端がインダクタ１１５の他端に接続され、他端が接地されたキャパシタ１１８と、一端が第２のポート１１２に接続され、他端が接地されたキャパシタ１１９とを有している。インダクタ１１５，１１６およびキャパシタ１１７，１１８，１１９は、ＧＳＭ方式およびＮ−ＣＤＭＡ方式のそれぞれの送信信号および受信信号を通過させるＬＰＦを構成している。
【００４５】
ダイプレクサ１１は、更に、一端がキャパシタ１１４の他端に接続されたキャパシタ１２０と、一端がキャパシタ１２０の他端に接続され、他端が第３のポート１１３に接続されたキャパシタ１２１と、一端がキャパシタ１２０の他端に接続されたキャパシタ１２２と、一端がキャパシタ１２２の他端に接続され、他端が接地されたインダクタ１２３とを有している。キャパシタ１２０，１２１，１２２およびインダクタ１２３は、ＤＣＳ方式およびＷ−ＣＤＭＡ方式のそれぞれの送信信号および受信信号を通過させるハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦと記す。）を構成している。
【００４６】
次に、図３を参照して、高周波スイッチ１２Ｇの回路構成の一例について説明する。図３に示した高周波スイッチ１２Ｇは、可動接点１３１と、２つの固定接点１３２，１３３と、２つの制御端子１３４，１３５とを有している。固定接点１３２は、図１において記号Ｔを付した固定接点である。固定接点１３３は、図１において記号Ｒを付した固定接点である。高周波スイッチ１２Ｇは、更に、一端が可動接点１３１に接続されたキャパシタ１３６と、カソードがキャパシタ１３６の他端に接続されたダイオード１３７と、一端がダイオード１３７のアノードに接続され、他端が固定接点１３２に接続されたキャパシタ１３８と、一端がダイオード１３７のアノードに接続され、他端が制御端子１３４に接続されたインダクタ１３９と、一端が制御端子１３４に接続され、他端が接地されたキャパシタ１４０とを有している。
【００４７】
高周波スイッチ１２Ｇは、更に、一端がキャパシタ１３６の他端に接続されたインダクタ１４１と、一端がインダクタ１４１の他端に接続され、他端が固定接点１３３に接続されたキャパシタ１４２と、アノードがインダクタ１４１の他端に接続され、カソードが制御端子１３５に接続されたダイオード１４３と、一端が制御端子１３５に接続され、他端が接地されたキャパシタ１４４とを有している。
【００４８】
高周波スイッチ１２Ｇでは、制御端子１３４に印加される制御信号がハイレベルで、制御端子１３５に印加される制御信号がローレベルのときには、２つのダイオード１３７，１４３が共にオン状態となり、可動接点１３１に固定接点１３２が接続される。一方、制御端子１３４に印加される制御信号がローレベルで、制御端子１３５に印加される制御信号がハイレベルのときには、２つのダイオード１３７，１４３が共にオフ状態となり、可動接点１３１に固定接点１３３が接続される。
【００４９】
なお、図１における高周波スイッチ１２Ｄ，１６，１７の構成は、高周波スイッチ１２Ｇと同様である。
【００５０】
次に、図４を参照して、デュプレクサ１３Ｗの回路構成の一例について説明する。図４に示したデュプレクサ１３Ｗは、共通端子１５１と受信端子１５２と送信端子１５３とを有している。デュプレクサ１３Ｗは、更に、一端が共通端子１５１に接続された受信側ディレーライン１５４と、入力端が受信側ディレーライン１５４の他端に接続され、出力端が受信端子１５２に接続された受信側ＢＰＦ１５５とを有している。デュプレクサ１３Ｗは、更に、一端が共通端子１５１に接続された送信側ディレーライン１５６と、出力端が送信側ディレーライン１５６の他端に接続され、入力端が送信端子１５３に接続された送信側ＢＰＦ１５７とを有している。ＢＰＦ１５５，１５７は、いずれも弾性波素子を用いて構成されている。
【００５１】
受信側ディレーライン１５４は、受信端子１５２側からデュプレクサ１３Ｗを見たときに、受信信号の周波数帯域ではインピーダンスがほぼ５０Ωとなり、送信信号の周波数帯域ではインピーダンスが十分に大きくなるように、共通端子１５１と受信側ＢＰＦ１５５との間に挿入される。同様に、送信側ディレーライン１５６は、送信端子１５３側からデュプレクサ１３Ｗを見たときに、送信信号の周波数帯域ではインピーダンスがほぼ５０Ωとなり、受信信号の周波数帯域ではインピーダンスが十分に大きくなるように、共通端子１５１と送信側ＢＰＦ１５７との間に挿入される。なお、ＢＰＦ１５５，１５７の構成によっては、受信側ディレーライン１５４と送信側ディレーライン１５６の一方のみを設ければよい場合もある。
【００５２】
なお、図４に示したデュプレクサ１３Ｗにおける共通端子１５１、受信端子１５２、送信端子１５３と、それらに接続される外部の回路との間に、それぞれ、デュプレクサ１３Ｗと外部の回路とのインピーダンス整合を行う整合回路を設けてもよい。図５は、デュプレクサ１３Ｗおよびそれに接続される整合回路の回路構成の一例を示す回路図である。図５に示した例におけるデュプレクサ１３Ｗの構成は、図４に示したデュプレクサ１３Ｗの構成と同様である。図５に示した例では、共通端子１５１に整合回路２０１が接続され、受信端子１５２に整合回路２０２が接続され、送信端子１５３に整合回路２０３が接続されている。これらの整合回路２０１，２０２，２０３は、フロントエンドモジュール２に含まれている。
【００５３】
整合回路２０１は、２つの端子２０４，２０５と、一端が端子２０４に接続されたインダクタ２０６と、一端がインダクタ２０６の他端に接続され、他端が端子２０５に接続されたインダクタ２０７と、一端がインダクタ２０６の他端に接続され、他端が接地されたキャパシタ２０８とを有している。端子２０４は、図１における高周波スイッチ１６の一方の固定接点に接続されている。端子２０５は、デュプレクサ１３Ｗの共通端子１５１に接続されている。
【００５４】
整合回路２０２は、２つの端子２１１，２１２と、この端子２１１，２１２の間に接続されたキャパシタ２１３とを有している。端子２１１は、デュプレクサ１３Ｗの受信端子１５２に接続されている。端子２１２は、図１におけるローノイズアンプ３６Ｗの入力端に接続されている。
【００５５】
整合回路２０３は、２つの端子２１５，２１６と、一端が端子２１５に接続されたインダクタ２１７と、一端がインダクタ２１７の他端に接続され、他端が端子２１６に接続されたキャパシタ２１８と、一端がキャパシタ２１８の他端に接続され、他端が接地されたキャパシタ２１９とを有している。端子２１５は、デュプレクサ１３Ｗの送信端子１５３に接続されている。端子２１６は、図１におけるアイソレータ３５Ｗの出力端に接続されている。
【００５６】
なお、図１におけるデュプレクサ１３Ｎおよびそれに接続される整合回路の回路構成は、デュプレクサ１３Ｗおよびそれに接続される整合回路の回路構成と同様である。
【００５７】
次に、図６を参照して、ＬＰＦ２４Ｇの回路構成の一例について説明する。図６に示したＬＰＦ２４Ｇは、入力端子１６１と出力端子１６２とを有している。ＬＰＦ２４Ｇは、更に、一端が入力端子１６１に接続され、他端が接地されたキャパシタ１６３と、一端が入力端子１６１に接続されたインダクタ１６４と、一端が入力端子１６１に接続され、他端がインダクタ１６４の他端に接続されたキャパシタ１６５と、一端がインダクタ１６４の他端に接続され、他端が接地されたキャパシタ１６６とを有している。ＬＰＦ２４Ｇは、更に、一端がインダクタ１６４の他端に接続され、他端が出力端子１６２に接続されたインダクタ１６７と、一端がインダクタ１６４の他端に接続され、他端が出力端子１６２に接続されたキャパシタ１６８と、一端が出力端子１６２に接続され、他端が接地されたキャパシタ１６９とを有している。なお、図１におけるＬＰＦ２４Ｄの回路構成は、ＬＰＦ２４Ｇと同様である。
【００５８】
次に、図７を参照して、カプラ２２Ｇの回路構成の一例について説明する。図７に示したカプラ２２Ｇは、入力端子１７１と、出力端子１７２と、モニタ端子１７３と、負荷接続端子１７４とを有している。カプラ２２Ｇは、更に、一端が入力端子１７１に接続され、他端がモニタ端子１７３に接続されたキャパシタ１７５と、一端が入力端子１７１に接続され、他端が出力端子１７２に接続されたインダクタ１７６と、一端がモニタ端子１７３に接続され、他端が負荷接続端子１７４に接続されたインダクタ１７７と、一端が出力端子１７２に接続され、他端が負荷接続端子１７４に接続されたキャパシタ１７８とを有している。モニタ端子１７３は、自動出力制御回路２３Ｇの入力端に接続されるようになっている。負荷接続端子１７４は、５０Ωの負荷を介して接地されるようになっている。なお、図１におけるカプラ２２Ｄ，３３Ｗ，３３Ｎの回路構成は、カプラ２２Ｇと同様である。
【００５９】
次に、図８を参照して、電力増幅器２１Ｇの回路構成の一例について説明する。図８に示した電力増幅器２１Ｇは、入力端子１８１と、出力端子１８２と、電源端子１８３と、接地端子１８４とを有している。電源端子１８３には、電源電圧が印加されるようになっている。
【００６０】
電力増幅器２１Ｇは、更に、増幅器として機能するモノリシック・マイクロウェーブ集積回路（以下、ＭＭＩＣと記す。）１８５を有している。ＭＭＩＣ１８５の接地端は接地端子１８４に接続されている。電力増幅器２１Ｇは、更に、一端が入力端子１８１に接続され、他端がＭＭＩＣ１８５の入力端に接続されたキャパシタ１８６と、一端がキャパシタ１８６の他端に接続され、他端が接地端子１８４に接続されたインダクタ１８７とを有している。キャパシタ１８６およびインダクタ１８７は、入力整合回路１９５を構成している。
【００６１】
電力増幅器２１Ｇは、更に、一端がＭＭＩＣ１８５の出力端に接続されたキャパシタ１８８と、一端がキャパシタ１８８の他端に接続され、他端が出力端子１８２に接続されたキャパシタ１８９と、一端がキャパシタ１８８の他端に接続され、他端が接地端子１８４に接続されたインダクタ１９０と、一端が出力端子１８２に接続され、他端が接地端子１８４に接続されたインダクタ１９１とを有している。キャパシタ１８８，１８９およびインダクタ１９０，１９１は、出力整合回路１９６を構成している。
【００６２】
電力増幅器２１Ｇは、更に、それぞれ一端が電源端子１８３に接続され、他端が接地端子１８４に接続されたキャパシタ１９２，１９３と、一端が電源端子１８３に接続され、他端がＭＭＩＣ１８５の電源入力端に接続されたチョークコイル１９４とを有している。なお、図１における電力増幅器２１Ｄ，３２Ｗ，３２Ｎの回路構成は、電力増幅器２１Ｇと同様である。
【００６３】
次に、フロントエンドモジュール２の構造について説明する。フロントエンドモジュール２は、ダイプレクサ１１、高周波スイッチ１６，１７，１２Ｇ，１２Ｄおよびデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎを集積するための１つの集積用多層基板を備えている。集積用多層基板は、誘電体層と、パターン化された導体層とが交互に積層された構造になっている。フロントエンドモジュール２の回路は、集積用多層基板の内部または表面上の導体層と、集積用多層基板に搭載された素子とによって構成されている。特に、ダイプレクサ１１は、集積用多層基板の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。
【００６４】
次に、図９ないし図１１を参照して、本実施の形態におけるデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構造の３つの例について順に説明する。なお、ここでは、弾性波素子として弾性表面波素子を用いた場合の例について説明するが、弾性表面波素子の代わりにバルク弾性波素子を用いてもよい。弾性表面波素子が圧電体の表面を伝播する音波（弾性表面波）を利用しているのに対し、バルク弾性波素子は、圧電体内部（バルク弾性波）を伝播する音波を利用するものである。このバルク弾性波素子のうち、特に圧電体薄膜を用いて作製されたものを薄膜バルク波素子と呼び、特に圧電体薄膜を用いて作製された共振器を薄膜バルク波共振器（Film Bulk Acoustic Resonator：ＦＢＡＲ）と呼ぶ。上記弾性波素子としては、上記薄膜バルク波素子を用いてもよい。この薄膜バルク波素子は、弾性表面波素子に比べて温度特性が良好である。一般に、弾性表面波素子の温度特性が４０ｐｐｍ／℃程度であるのに対し、薄膜バルク波素子の温度特性は２０ｐｐｍ／℃程度である。従って、薄膜バルク波素子は、フィルタに要求される急峻な周波数特性を実現するのに有利である。
【００６５】
図９は、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構造の第１の例を示す断面図である。第１の例では、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎは、図４における受信側ＢＰＦ１５５に用いられる弾性表面波素子を含むチップ５１と、図４における送信側ＢＰＦ１５７に用いられる弾性表面波素子を含むチップ５２と、これら２つのチップ５１，５２が実装された実装基板５３と、チップ５１，５２を封止するキャップ５４とを有している。実装基板５３は、例えば、誘電体層の材料としてセラミックを用いたセラミック多層基板になっている。実装基板５３は、弾性表面波素子以外のデュプレクサ１３Ｗまたはデュプレクサ１３Ｎの構成部分を含んでいる。例えば、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの受信側ディレーライン１５４および送信側ディレーライン１５６は、実装基板５３の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。また、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの共通端子１５１、受信端子１５２および送信端子１５３は、実装基板５３の下面に配置されている。
【００６６】
チップ５１，５２は、ＬｉＴａＯ_３等の圧電材料からなる圧電基板と、この圧電基板の一方の面に形成された櫛形電極と、この櫛形電極を外部の回路に接続するための接続電極５５とを有している。図９に示した例では、接続電極５５は、櫛形電極と同一面上に配置されている。また、この例では、チップ５１，５２は、櫛形電極が実装基板５３の上面に対向するように、フリップチップボンディングによって、実装基板５３に実装されている。なお、チップ５１，５２が実装基板５３に実装された状態で、櫛形電極と実装基板５３の上面との間に空間が形成されるようになっている。
【００６７】
第１の例では、上記の構成のデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎは、フロントエンドモジュール２の集積用多層基板２０に搭載されている。集積用多層基板２０は、例えば低温焼成セラミック多層基板になっている。集積用多層基板２０は、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎ以外のフロントエンドモジュール２の回路を含んでいる。
【００６８】
図９には、第１の例におけるフロントエンドモジュール２の厚さの一例が示されている。この例では、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの実装基板５３の厚さが０．５ｍｍ、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの実装基板５３の上面からキャップ５４の上面までの部分の厚さが０．５ｍｍ、集積用多層基板２０の厚さが０．８ｍｍとなっている。従って、この例では、フロントエンドモジュール２の厚さは、１．８ｍｍ以上となる。
【００６９】
図１０は、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構造の第２の例を示す断面図である。第２の例では、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎは、第１の例と同様のチップ５１，５２を有している。しかし、第２の例では実装基板５３は設けられておらず、チップ５１，５２は、フロントエンドモジュール２の集積用多層基板２０に、直接搭載されている。チップ５１，５２は、例えば、櫛形電極が集積用多層基板２０の上面に対向するように、フリップチップボンディングによって、集積用多層基板２０に実装されている。なお、チップ５１，５２が集積用多層基板２０に実装された状態で、櫛形電極と集積用多層基板２０の上面との間に空間が形成されるようになっている。また、チップ５１，５２は、キャップ５４によって封止されている。
【００７０】
第２の例では、弾性表面波素子以外のデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構成部分は、集積用多層基板２０に含まれている。例えば、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの受信側ディレーライン１５４および送信側ディレーライン１５６は、集積用多層基板２０の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。また、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの共通端子１５１、受信端子１５２および送信端子１５３は、集積用多層基板２０の下面に配置されている。また、集積用多層基板２０は、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎ以外のフロントエンドモジュール２の回路を含んでいる。
【００７１】
図１０には、第２の例におけるフロントエンドモジュール２の厚さの一例が示されている。この例では、集積用多層基板２０の上面からデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎのキャップ５４の上面までの部分の厚さが０．５ｍｍ、集積用多層基板２０の厚さが０．８ｍｍとなっている。従って、この例では、フロントエンドモジュール２の厚さは、１．３ｍｍ以上となる。
【００７２】
図１１は、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構造の第３の例を示す断面図である。第３の例では、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎは、第１の例と同様のチップ５１，５２と、これらのチップ５１，５２が実装された１つまたは２つの実装基板５６と、チップ５１，５２を封止するキャップ５４とを有している。なお、図１１には、２つのチップ５１，５２を１つの実装基板５６に実装した例を示しているが、チップ５１，５２を、それぞれ別個の実装基板５６に実装してもよい。
【００７３】
実装基板５６は、単層の誘電体層と、この誘電体層の上面および下面に設けられた、パターン化された導体層と、誘電体層の側面に設けられ、誘電体層の上面に設けられた導体層と下面に設けられた導体層とを接続する導体部とを有している。チップ５１，５２は、例えば、櫛形電極が実装基板５６の上面に対向するように、フリップチップボンディングによって、実装基板５６に実装されている。なお、チップ５１，５２が実装基板５６に実装された状態で、櫛形電極と実装基板５６の上面との間に空間が形成されるようになっている。
【００７４】
チップ５１，５２および実装基板５６は、フロントエンドモジュール２の集積用多層基板２０に搭載されている。第３の例では、弾性表面波素子以外のデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構成部分は、集積用多層基板２０に含まれている。例えば、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの受信側ディレーライン１５４および送信側ディレーライン１５６は、集積用多層基板２０の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。また、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの共通端子１５１、受信端子１５２および送信端子１５３は、集積用多層基板２０の下面に配置されている。また、集積用多層基板２０は、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎ以外のフロントエンドモジュール２の回路を含んでいる。
【００７５】
図１１には、第３の例におけるフロントエンドモジュール２の厚さの一例が示されている。この例では、集積用多層基板２０の上面からデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎのキャップ５４の上面までの部分の厚さが０．７ｍｍ、集積用多層基板２０の厚さが０．８ｍｍとなっている。従って、この例では、フロントエンドモジュール２の厚さは、１．５ｍｍ以上となる。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態に係るフロントエンドモジュール２では、ダイプレクサ１１と、高周波スイッチ１６，１７，１２Ｇ，１２Ｄと、２つの弾性波素子を含むデュプレクサ１３Ｗと、２つの弾性波素子を含むデュプレクサ１３Ｎとを、１つの集積用多層基板２０によって集積している。ダイプレクサ１１は、集積用多層基板２０の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。弾性波素子を含むデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎは、同軸誘電体形のデュプレクサに比べて、小型および軽量であると共に、複合化および集積化が容易である。従って、本実施の形態によれば、２種類の時分割多重接続方式（ＧＳＭ方式とＤＣＳ方式）と２種類の符号分割多重接続方式（Ｗ−ＣＤＭＡ方式とＮ−ＣＤＭＡ方式）とに対応可能で、且つ、小型軽量化、複合化および集積化が容易なフロントエンドモジュール２を実現することができる。
【００７７】
また、本実施の形態によれば、弾性波素子を含むデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎを、ダイプレクサ１１および高周波スイッチ１２Ｇ，１２Ｄ，１６，１７と一体化することにより、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎとその周辺回路とのインピーダンス整合を最適化することが可能になる。従って、本実施の形態によれば、フロントエンドモジュール２の性能を向上させることも可能になる。
【００７８】
ところで、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎでは、共通端子１５１、受信端子１５２、送信端子１５３の各インピーダンスは、通過帯域内の周波数に対しては、挿入損失が最小になるよう５０Ωに設定され、阻止帯域内の周波数に対しては、減衰が大きくなるように大きな値に設定される。そのため、弾性波素子と、弾性波素子以外の構成部分（ディレーライン１５４，１５６や整合回路）とを含むデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎ全体で、特性を最適化する必要がある。
【００７９】
図９に示したデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構造の第１の例では、それぞれ弾性波素子を含むチップ５１，５２と、弾性波素子以外のデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構成部分を含む実装基板５３とが一体化されている。そのため、第１の例では、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎを、フロントエンドモジュール２における他の構成要素から独立した状態で製造することができる。従って、第１の例では、特性が最適化された状態のデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎを、集積用多層基板２０に搭載することができる。しかし、第１の例では、フロントエンドモジュール２の厚さが大きくなってしまうという不具合がある。
【００８０】
図１０に示したデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構造の第２の例では、弾性波素子以外のデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構成部分は集積用多層基板２０に設けられ、それぞれ弾性波素子を含むチップ５１，５２は集積用多層基板２０に搭載されている。この第２の例によれば、フロントエンドモジュール２の厚さを小さくすることができる。また、第２の例によれば、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎ全体で特性が最適になるように、チップ５１，５２の特性と、集積用多層基板２０に設けられた、弾性波素子以外のデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構成部分の特性とを設計し、設計通りのチップ５１，５２および集積用多層基板２０を使用することによって、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎ全体の特性を最適化することが可能になる。
【００８１】
ところで、ベアチップの状態であるチップ５１，５２の特性を測定するにはプローブを用いる必要がある。しかし、プローブ自体が高周波特性を持つため、チップ５１，５２の高周波特性を正確に測定することは難しい。そのため、ある割合で不良品のチップ５１，５２が集積用多層基板２０に搭載されるという不具合がある。不良品のチップ５１，５２が集積用多層基板２０に搭載されると、デュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎ以外のフロントエンドモジュール２の構成部分の特性が良好であっても、フロントエンドモジュール２全体が不良品になってしまう。そのため、第２の例では、フロントエンドモジュール２の歩留まりが低くなるという不具合がある。
【００８２】
図１１に示したデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構造の第３の例では、それぞれ弾性波素子を含むチップ５１，５２は実装基板５６に実装されている。従って、チップ５１，５２および実装基板５６は、パッケージ化された１つの部品を構成している。また、第３の例では、弾性波素子以外のデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの構成部分は集積用多層基板２０に設けられ、チップ５１，５２および実装基板５６は、集積用多層基板２０に搭載されている。チップ５１，５２および実装基板５６によって構成された部品については、プローブを用いることなく、通常の部品を測定するための治具を用いて正確に特性を測定することができる。従って、第３の例によれば、良品のチップ５１，５２および実装基板５６のみを集積用多層基板２０に搭載することができ、その結果、フロントエンドモジュール２の歩留まりを向上させることができる。また、第３の例によれば、実装基板５６は薄くてもよいため、フロントエンドモジュール２の厚さを小さくすることもできる。
【００８３】
また、上記第２の例および第３の例では、デュプレクサ１３Ｗ，１３ＮにおけるＢＰＦに用いられる弾性表面波素子を含むチップ５１，５２は集積用多層基板２０の上面に実装され、弾性表面波素子以外のデュプレクサ１３Ｗ，１３Ｎの回路部分の少なくとも一部は集積用多層基板２０の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。これにより、フロントエンドモジュール２をより小型軽量化することが可能になる。
【００８４】
以下、本実施の形態に係るフロントエンドモジュール２の３つの変形例について説明する。
【００８５】
図１２は、第１の変形例のフロントエンドモジュール２を含む携帯電話の高周波回路を示すブロック図である。第１の変形例のフロントエンドモジュール２は、図１に示したフロントエンドモジュール２の構成要素に加え、ＧＳＭ方式の送信信号を通過させるカプラ２２ＧおよびＬＰＦ２４Ｇと、ＤＣＳ方式の送信信号を通過させるカプラ２２ＤおよびＬＰＦ２４Ｄと、ＧＳＭ方式の受信信号を通過させるＢＰＦ２５Ｇと、ＤＣＳ方式の受信信号を通過させるＢＰＦ２５Ｄと、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の受信信号を通過させるＢＰＦ３７Ｗと、Ｎ−ＣＤＭＡ方式の受信信号を通過させるＢＰＦ３７Ｎとを備えている。また、第１の変形例では、集積用多層基板２０は、図１に示したフロントエンドモジュール２の構成要素に加え、新たに加えられた上記の各構成要素も集積している。
【００８６】
第１の変形例のフロントエンドモジュール２のその他の構成は、図１に示したフロントエンドモジュール２と同様である。第１の変形例によれば、フロントエンドモジュール２に新たに加えられた上記の各構成要素も含めて、フロントエンドモジュール２全体の特性の最適化を図ることができる。
【００８７】
図１３は、第２の変形例のフロントエンドモジュール２を含む携帯電話の高周波回路を示すブロック図である。第２の変形例のフロントエンドモジュール２は、図１に示したフロントエンドモジュール２の構成要素に加え、電力増幅器２１Ｇ，２１Ｄ、カプラ２２Ｇ，２２Ｄ、自動出力制御回路２３Ｇ，２３Ｄ、ＬＰＦ２４Ｇ，２４Ｄ、ＢＰＦ２５Ｇ，２５Ｄ、ＢＰＦ３１Ｗ，３１Ｎ、電力増幅器３２Ｗ，３２Ｎ、カプラ３３Ｗ，３３Ｎ、自動出力制御回路３４Ｗ，３４Ｎ、アイソレータ３５Ｗ，３５Ｎ、ローノイズアンプ３６Ｗ，３６ＮおよびＢＰＦ３７Ｗ，３７Ｎを備えている。また、第２の変形例では、集積用多層基板２０は、図１に示したフロントエンドモジュール２の構成要素に加え、新たに加えられた上記の各構成要素も集積している。
【００８８】
第２の変形例のフロントエンドモジュール２のその他の構成は、図１に示したフロントエンドモジュール２と同様である。第２の変形例によれば、フロントエンドモジュール２に新たに加えられた上記の各構成要素も含めて、フロントエンドモジュール２全体の特性の最適化を図ることができる。
【００８９】
図１４は、第２の変形例のフロントエンドモジュール２における電力増幅器２１Ｇの配置の一例を示す断面図である。この例では、電力増幅器２１ＧのＭＭＩＣ１８５は集積用多層基板２０に搭載されている。電力増幅器２１Ｇの入力整合回路１９５および出力整合回路１９６は、集積用多層基板２０の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。図示しないが、電力増幅器２１Ｇのキャパシタ１９２，１９３およびチョークコイル１９４は集積用多層基板２０に搭載されている。また、集積用多層基板２０におけるＭＭＩＣ１８５が搭載される面とは反対側の面には、ＭＭＩＣ１８５が発生する熱を放散させるための導体層１９７が形成されている。集積用多層基板２０には、更に、ＭＭＩＣ１８５が発生する熱を導体層１９７に導くためにＭＭＩＣ１８５の下面と導体層１９７を接続する複数のビアホール１９８が形成されている。なお、電力増幅器２１Ｄ，３２Ｗ，３２Ｎの配置も、電力増幅器２１Ｇと同様である。
【００９０】
次に、図１５および図１６を参照して、第３の変形例について説明する。第３の変形例のフロントエンドモジュール２は、図１、図１２または図１３に示したフロントエンドモジュール２において、更にアンテナ１を備えたものである。第３の変形例では、集積用多層基板２０は、図１、図１２または図１３に示したフロントエンドモジュール２の構成要素に加え、アンテナ１も集積する。
【００９１】
以下、第３の変形例におけるアンテナ１の構造の２つの例について説明する。携帯電話に用いられるアンテナとしては、各種の形式および構造のものが知られているが、ここでは、アンテナ１としてパッチアンテナを用いるものとする。
【００９２】
図１５は、アンテナ１の構造の第１の例を示す斜視図である。第１の例では、アンテナ１は、集積用多層基板２０とは別個に製造され、例えば半田付けによって集積用多層基板２０に搭載されている。第１の例におけるアンテナ１は、誘電体よりなる直方体形状の誘電体部８１と、この誘電体部８１の上面に設けられた電極８２と、誘電体部８１の底面に設けられ、接地面を形成する導体層８３と、誘電体部８１の側部に設けられた給電用導体部８４と備えている。電極８２および導体層８３は、それぞれ矩形の平板状になっている。給電用導体部８４の上端部は、電極８２の側部に対して、所定の間隔を開けて対向している。集積用多層基板２０の上面には、給電用導体部８４の下端部に接続される導体層８５が設けられている。
【００９３】
図１６は、アンテナ１の構造の第２の例を示す斜視図である。第２の例では、アンテナ１は、集積用多層基板２０に組み込まれている。第２の例におけるアンテナ１は、集積用多層基板２０の上面に設けられた電極９２と、集積用多層基板２０の内部において電極９２に対向する位置に配置され、接地面を形成する導体層９３と、集積用多層基板２０の側部に設けられた給電用導体部９４と備えている。電極９２および導体層９３は、それぞれ矩形の平板状になっている。給電用導体部９４の上端部は、電極９２の側部に対して、所定の間隔を開けて対向している。また、集積用多層基板２０の内部において、導体層９３よりも下の位置には、給電用導体部９４の下端部に接続される導体層９５が設けられている。
【００９４】
第３の変形例によれば、アンテナ１も含めて、フロントエンドモジュール２全体の特性の最適化を図ることができる。
【００９５】
なお、本実施の形態において、高周波スイッチ１２Ｇ，１２Ｄの代わりに、それぞれデュプレクサを用いてもよい。
【００９６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係るフロントエンドモジュールについて説明する。本実施の形態に係るフロントエンドモジュールは、ＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone System）で用いられる周波数帯域（以下、ＡＭＰＳ帯域と記す。）における送信信号および受信信号と、ＰＣＳ（Personal Communications Service）で用いられる周波数帯域（以下、ＰＣＳ帯域と記す。）における送信信号および受信信号と、ＧＰＳ（Global Positioning System）における受信信号とを処理するためのモジュールである。ＧＰＳにおける受信信号は、位置検出機能のための信号である。ＡＭＰＳ帯域は本発明における第１の周波数帯域に対応し、ＰＣＳ帯域は本発明における第２の周波数帯域に対応する。また、本実施の形態において、ＡＭＰＳ帯域における送信信号および受信信号と、ＰＣＳ帯域における送信信号および受信信号は、いずれも符号分割多重接続方式の信号である。
【００９７】
図１８は、上記各送信信号および受信信号の周波数帯域を示している。図１８において、記号ＴＸは送信信号を表し、記号ＲＸは受信信号を表している。ＡＭＰＳ帯域における送信信号の周波数帯域は、８２４ＭＨｚ〜８４９ＭＨｚである。ＡＭＰＳ帯域における受信信号の周波数帯域は、８６９ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚである。ＰＣＳ帯域における送信信号の周波数帯域は、１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚである。ＰＣＳ帯域における受信信号の周波数帯域は、１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚである。ＧＰＳにおける受信信号の周波数帯域（以下、ＧＰＳ帯域と記す。）は、１５７４ＭＨｚ〜１５７６ＭＨｚである。
【００９８】
まず、図１７を参照して、本実施の形態に係るフロントエンドモジュールを含む携帯電話の高周波回路の一例について説明する。図１７に示した高周波回路は、２つのアンテナ３０１Ａ，３０１Ｂと、これらのアンテナ３０１Ａ，３０１Ｂに接続されたフロントエンドモジュール３０２とを備えている。アンテナ３０１Ａは、ＡＭＰＳ帯域およびＰＣＳ帯域における信号の送信および受信に用いられる。アンテナ３０１Ｂは、ＧＰＳにおける受信信号の受信に用いられる。
【００９９】
図１７に示した高周波回路は、更に、主にＡＭＰＳ帯域およびＰＣＳ帯域における信号の変調および復調を行う集積回路３０３Ａと、主にＧＰＳにおける受信信号の復調を行う集積回路３０３Ｂとを備えている。高周波回路は、更に、それぞれ入力端がフロントエンドモジュール３０２に接続され、出力端が集積回路３０３Ａに接続された２つのローノイズアンプ３０４Ａ，３０４Ｐと、入力端がフロントエンドモジュール３０２に接続され、出力端が集積回路３０３Ｂに接続されたローノイズアンプ３０４Ｇとを備えている。高周波回路は、更に、それぞれ入力端が集積回路３０３Ａに接続された２つの電力増幅器３０５Ａ，３０５Ｐと、入力端が電力増幅器３０５Ａの出力端に接続され、出力端がフロントエンドモジュール３０２に接続されたアイソレータ３０６Ａと、入力端が電力増幅器３０５Ｐの出力端に接続され、出力端がフロントエンドモジュール３０２に接続されたアイソレータ３０６Ｐとを備えている。
【０１００】
フロントエンドモジュール３０２は、ダイプレクサ３１０と、２つのデュプレクサ３１２，３１３と、ＢＰＦ３１４とを備えている。ダイプレクサ３１０は、本発明における第１の分離手段に対応する。デュプレクサ３１２は、本発明における第２の分離手段に対応する。デュプレクサ３１３は、本発明における第３の分離手段に対応する。
【０１０１】
ダイプレクサ３１０は、第１ないし第３のポートを有している。第１のポートはアンテナ３０１Ａに接続されている。第２のポートはデュプレクサ３１２に接続されている。第３のポートはデュプレクサ３１３に接続されている。ダイプレクサ３１０は、ＡＭＰＳ帯域とＰＣＳ帯域とを分離する。すなわち、ダイプレクサ３１０は、第２のポートに入力されたＡＭＰＳ帯域における送信信号を第１のポートより出力すると共に、第１のポートに入力されたＡＭＰＳ帯域における受信信号を第２のポートより出力する。また、ダイプレクサ３１０は、第３のポートに入力されたＰＣＳ帯域における送信信号を第１のポートより出力すると共に、第１のポートに入力されたＰＣＳ帯域における受信信号を第３のポートより出力する。
【０１０２】
デュプレクサ３１２は、共通端子と送信端子と受信端子とを有している。共通端子はダイプレクサ３１０の第２のポートに接続されている。送信端子はアイソレータ３０６Ａの出力端に接続されている。受信端子はローノイズアンプ３０４Ａの入力端に接続されている。デュプレクサ３１２は、ＡＭＰＳ帯域における送信信号（図では、ＡＭＰＳ／ＴＸと記す。）と受信信号（図では、ＡＭＰＳ／ＲＸと記す。）とを分離する。すなわち、デュプレクサ３１２は、送信端子に入力されたＡＭＰＳ帯域における送信信号を共通端子より出力すると共に、共通端子に入力されたＡＭＰＳ帯域における受信信号を受信端子より出力する。
【０１０３】
デュプレクサ３１３は、共通端子と送信端子と受信端子とを有している。共通端子はダイプレクサ３１０の第３のポートに接続されている。送信端子はアイソレータ３０６Ｐの出力端に接続されている。受信端子はローノイズアンプ３０４Ｐの入力端に接続されている。デュプレクサ３１３は、ＰＣＳ帯域における送信信号（図では、ＰＣＳ／ＴＸと記す。）と受信信号（図では、ＰＣＳ／ＲＸと記す。）とを分離する。すなわち、デュプレクサ３１３は、送信端子に入力されたＰＣＳ帯域における送信信号を共通端子より出力すると共に、共通端子に入力されたＰＣＳ帯域における受信信号を受信端子より出力する。
【０１０４】
ＢＰＦ３１４の入力端はアンテナ３０１Ｂに接続され、ＢＰＦ３１４の出力端はローノイズアンプ３０４Ｇの入力端に接続されている。ＢＰＦ３１４は、アンテナ３０１Ｂによって受信したＧＰＳにおける受信信号（図では、ＧＰＳ／ＲＸと記す。）を選択的に通過させる。
【０１０５】
次に、図１９を参照して、ダイプレクサ３１０の構成について説明する。ダイプレクサ３１０は、第１ないし第３のポート３２１〜３２３と、ＬＰＦ３２４と、ＨＰＦ３２５とを有している。ＬＰＦ３２４およびＨＰＦ３２５の各一端は第１のポート３２１に接続されている。ＬＰＦ３２４の他端は第２のポート３２２に接続されている。ＨＰＦ３２５の他端は第３のポート３２３に接続されている。
【０１０６】
図２０は、ＬＰＦ３２４の特性、すなわち周波数と利得との関係を模式的に表している。図２０に示したように、ＬＰＦ３２４は、ＡＭＰＳ帯域内の周波数の信号を通過させ、ＰＣＳ帯域内の周波数の信号を遮断する。なお、ＬＰＦ３２４の代わりに、ＡＭＰＳ帯域内の周波数の信号を通過させ、ＰＣＳ帯域内の周波数の信号を遮断する高域除去型のノッチフィルタを用いてもよい。
【０１０７】
図２１は、ＨＰＦ３２５の特性、すなわち周波数と利得との関係を模式的に表している。図２１に示したように、ＨＰＦ３２５は、ＰＣＳ帯域内の周波数の信号を通過させ、ＡＭＰＳ帯域内の周波数の信号を遮断する。なお、ＨＰＦ３２５の代わりに、ＰＣＳ帯域内の周波数の信号を通過させ、ＡＭＰＳ帯域内の周波数の信号を遮断する低域除去型のノッチフィルタを用いてもよい。
【０１０８】
図２２は、図１７におけるＢＰＦ３１４の特性、すなわち周波数と利得との関係を模式的に表している。図２２に示したように、ＢＰＦ３１４は、ＧＰＳ帯域内の周波数の信号を通過させ、ＡＭＰＳ帯域およびＰＣＳ帯域内の周波数の信号を遮断する。
【０１０９】
次に、図２３ないし図２６を参照して、ダイプレクサ３１０において用いられる各フィルタの構成の例について説明する。
【０１１０】
図２３は、ＬＰＦ３２４の構成の一例を示す回路図である。このＬＰＦ３２４は、２つの端子３４１，３４２と、インダクタ３４３と、３つのキャパシタ３４４〜３４６とを有している。インダクタ３４３の一端は端子３４１に接続され、インダクタ３４３の他端は端子３４２に接続されている。キャパシタ３４４の一端は端子３４１に接続され、キャパシタ３４４の他端は端子３４２に接続されている。キャパシタ３４５の一端は端子３４１に接続され、キャパシタ３４５の他端は接地されている。キャパシタ３４６の一端は端子３４２に接続され、キャパシタ３４６の他端は接地されている。
【０１１１】
図２４は、図２３に示したＬＰＦ３２４の代わりに用いることの可能な高域除去型のノッチフィルタの構成の一例を示す回路図である。このノッチフィルタは、２つの端子３５１，３５２と、２つのインダクタ３５３，３５４と、キャパシタ３５５とを有している。インダクタ３５３の一端は端子３５１に接続されている。インダクタ３５４の一端はインダクタ３５３の他端に接続され、インダクタ３５４の他端は端子３５２に接続されている。キャパシタ３５５の一端はインダクタ３５３の他端に接続され、キャパシタ３５５の他端は端子３５２に接続されている。
【０１１２】
図２５は、ＨＰＦ３２５の構成の一例を示す回路図である。このＨＰＦ３２５は、２つの端子３６１，３６２と、３つのインダクタ３６３，３６５，３６６と、キャパシタ３６４とを有している。インダクタ３６３の一端は端子３６１に接続され、インダクタ３６３の他端は端子３６２に接続されている。キャパシタ３６４の一端は端子３６１に接続され、キャパシタ３６４の他端は端子３６２に接続されている。インダクタ３６５の一端は端子３６１に接続され、インダクタ３６５の他端は接地されている。インダクタ３６６の一端は端子３６２に接続され、インダクタ３６６の他端は接地されている。
【０１１３】
図２６は、図２５に示したＨＰＦ３２５の代わりに用いることの可能な低域除去型のノッチフィルタの構成の一例を示す回路図である。このノッチフィルタは、２つの端子３７１，３７２と、２つのキャパシタ３７３，３７５と、インダクタ３７４とを有している。キャパシタ３７３の一端は端子３７１に接続されている。インダクタ３７４の一端はキャパシタ３７３の他端に接続され、インダクタ３７４の他端は端子３７２に接続されている。キャパシタ３７５の一端はキャパシタ３７３の他端に接続され、キャパシタ３７５の他端は端子３７２に接続されている。
【０１１４】
次に、図２７を参照して、ＢＰＦ３１４の構成の一例について説明する。図２７は、ＢＰＦ３１４の構成の一例を示す回路図である。このＢＰＦ３１４は、２つの端子３８１，３８２と、６つのキャパシタ３８３〜３８８と、２つのインダクタ３９１，３９２とを有している。キャパシタ３８３の一端は端子３８１に接続されている。キャパシタ３８４の一端はキャパシタ３８３の他端に接続されている。キャパシタ３８５の一端はキャパシタ３８４の他端に接続され、キャパシタ３８５の他端は端子３８２に接続されている。キャパシタ３８６の一端は端子３８１に接続され、キャパシタ３８６の他端は端子３８２に接続されている。キャパシタ３８７の一端は、キャパシタ３８３，３８４の接続点に接続され、キャパシタ３８７の他端は接地されている。キャパシタ３８８の一端は、キャパシタ３８４，３８５の接続点に接続され、キャパシタ３８８の他端は接地されている。インダクタ３９１の一端は、キャパシタ３８７の一端に接続され、インダクタ３９１の他端は接地されている。インダクタ３９２の一端は、キャパシタ３８８の一端に接続され、インダクタ３９２の他端は接地されている。
【０１１５】
次に、図２８を参照して、デュプレクサ３１２，３１３の回路構成の一例について説明する。図２８に示したデュプレクサ３１２，３１３は、共通端子４０１と送信端子４０２と受信端子４０３とを有している。共通端子４０１はダイプレクサ３１０に接続される。送信端子４０２はアイソレータ３０６Ａまたはアイソレータ３０６Ｐに接続される。受信端子４０３はローノイズアンプ３０４Ａまたはローノイズアンプ３０４Ｐに接続される。
【０１１６】
デュプレクサ３１２，３１３は、更に、一端が共通端子４０１に接続された送信側ディレーライン（図２８では送信側ＤＬと記す。）４０４と、出力端が送信側ディレーライン４０４の他端に接続され、入力端が送信端子４０２に接続された送信側ＢＰＦ４０５とを有している。デュプレクサ３１２，３１３は、更に、一端が共通端子４０１に接続された受信側ディレーライン（図２８では受信側ＤＬと記す。）４０６と、入力端が受信側ディレーライン４０６の他端に接続され、出力端が受信端子４０３に接続された受信側ＢＰＦ４０７とを有している。ＢＰＦ４０５，４０７は、いずれも弾性波素子を用いて構成されている。
【０１１７】
送信側ディレーライン４０４および受信側ディレーライン４０６は、各端子４０１，４０２，４０３からデュプレクサ３１２，３１３を見たときのインピーダンスが以下のようになるように調整される。すなわち、共通端子４０１からデュプレクサ３１２，３１３を見たときには、送信信号の周波数帯域および受信信号の周波数帯域においてインピーダンスがほぼ５０Ωとなる。送信端子４０２からデュプレクサ３１２，３１３を見たときには、送信信号の周波数帯域ではインピーダンスがほぼ５０Ωとなり、受信信号の周波数帯域ではインピーダンスが十分に大きくなる。受信端子４０３からデュプレクサ３１２，３１３を見たときには、受信信号の周波数帯域ではインピーダンスがほぼ５０Ωとなり、送信信号の周波数帯域ではインピーダンスが十分に大きくなる。なお、ＢＰＦ４０５，４０７の構成によっては、送信側ディレーライン４０４と受信側ディレーライン４０６の一方のみを設ければよい場合もある。
【０１１８】
なお、上述のインピーダンスの関係を実現するために、図２８に示したデュプレクサ３１２，３１３における共通端子４０１、送信端子４０２、受信端子４０３と、それらに接続される外部の回路との間に、必要に応じて整合回路を設けてもよい。図２９は、デュプレクサ３１２，３１３およびそれに接続される整合回路の回路構成の一例を示す回路図である。図２９に示した例におけるデュプレクサ３１２，３１３の構成は、図２８に示したデュプレクサ３１２，３１３の構成と同様である。図２９に示した例では、共通端子４０１に整合回路４１１が接続され、送信端子４０２に整合回路４１２が接続され、受信端子４０３に整合回路４１３が接続されている。これらの整合回路４１１，４１２，４１３は、フロントエンドモジュール３０２に含まれている。
【０１１９】
整合回路４１１は、端子４１４と、２つのキャパシタ４１５，４１６とを有している。端子４１４はダイプレクサ３１０に接続される。キャパシタ４１５の一端は端子４１４に接続され、キャパシタ４１５の他端は共通端子４０１に接続されている。キャパシタ４１６の一端は共通端子４０１に接続され、キャパシタ４１６の他端は接地されている。
【０１２０】
整合回路４１２は、端子４１７と、２つのキャパシタ４１８，４１９と、インダクタ４２０とを有している。キャパシタ４１８の一端は端子４１７に接続されている。キャパシタ４１９の一端はキャパシタ４１８の他端に接続され、キャパシタ４１９の他端は送信端子４０２に接続されている。インダクタ４２０の一端はキャパシタ４１８の他端に接続され、インダクタ４２０の他端は接地されている。
【０１２１】
整合回路４１３は、端子４２１と、インダクタ４２２と、キャパシタ４２３とを有している。インダクタ４２２の一端は受信端子４０３に接続され、インダクタ４２２の他端は端子４２１に接続されている。キャパシタ４２３の一端は端子４２１に接続され、キャパシタ４２３の他端は接地されている。
【０１２２】
図３０は、デュプレクサ３１２，３１３における送信側ＢＰＦ４０５の特性、すなわち周波数と利得との関係を模式的に表している。図３０に示したように、送信側ＢＰＦ４０５は、送信信号（図３０ではＴＸと記す。）を通過させ、受信信号（図３０ではＲＸと記す。）を遮断する。
【０１２３】
図３１は、デュプレクサ３１２，３１３における受信側ＢＰＦ４０７の特性、すなわち周波数と利得との関係を模式的に表している。図３１に示したように、受信側ＢＰＦ４０７は、受信信号（図３１ではＲＸと記す。）を通過させ、送信信号（図３１ではＴＸと記す。）を遮断する。
【０１２４】
次に、図３２ないし図３５を参照して、フロントエンドモジュール３０２の構造について説明する。図３２は、フロントエンドモジュール３０２の外観の一例を示す斜視図である。図３２に示したように、フロントエンドモジュール３０２は、１つの集積用多層基板４３０を備えている。ダイプレクサ３１０、２つのデュプレクサ３１２，３１３およびＢＰＦ３１４は、この集積用多層基板４３０によって集積されている。集積用多層基板４３０は、誘電体層と、パターン化された導体層とが交互に積層された構造になっている。集積用多層基板４３０は、例えば低温焼成セラミック多層基板になっている。フロントエンドモジュール３０２の回路は、集積用多層基板４３０の内部または表面上の導体層と、集積用多層基板４３０に搭載された部品とによって構成されている。特に、ダイプレクサ３１０は、集積用多層基板４３０の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。
【０１２５】
図２８に示したように、デュプレクサ３１２，３１３は、それぞれ２つのＢＰＦ４０５，４０７を有している。ＢＰＦ４０５，４０７は、いずれも弾性波素子を用いて構成されている。古くから、ＢＰＦとしては、誘電体共振器を用いて構成されたものが使用されていた。しかしながら、誘電体共振器を用いたＢＰＦは、大きく重いため、フロントエンドモジュールの小型軽量化には不向きである。本実施の形態では、デュプレクサ３１２，３１３は、弾性波素子を用いて構成されたＢＰＦ４０５，４０７を有しているため、ＢＰＦ４０５，４０７を含めたフロントエンドモジュール３０２の小型軽量化が可能である。
【０１２６】
なお、ここでは、弾性波素子として弾性表面波素子を用いた場合の例について説明するが、第１の実施の形態と同様に、弾性表面波素子の代わりにバルク弾性波素子、特に薄膜バルク波素子を用いてもよい。
【０１２７】
図３２において、符号４３１，４３２は、デュプレクサ３１２におけるＢＰＦ４０５，４０７に用いられる弾性表面波素子を含むチップを表わし、符号４３３，４３４は、デュプレクサ３１３におけるＢＰＦ４０５，４０７に用いられる弾性表面波素子を含むチップを表わしている。チップ４３１〜４３４は集積用多層基板４３０の上面に実装されている。弾性表面波素子以外のデュプレクサ３１２，３１３の回路部分の少なくとも一部は、集積用多層基板４３０の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。図３２には、弾性表面波素子以外のデュプレクサ３１２，３１３の回路部分の一部が、集積用多層基板４３０の上面に実装されたチップ部品４３５〜４３７によって構成され、弾性表面波素子以外のデュプレクサ３１２，３１３の回路部分の残りの部分が、集積用多層基板４３０の内部または表面上の導体層を用いて構成されている例を示している。しかし、弾性表面波素子以外のデュプレクサ３１２，３１３の回路部分は、全てインダクタとキャパシタによって構成できるため、弾性表面波素子以外のデュプレクサ３１２，３１３の回路部分の全部を集積用多層基板４３０の内部または表面上の導体層を用いて構成してもよい。
【０１２８】
集積用多層基板４３０の上面、およびこの上面に実装されたチップ４３１〜４３４およびチップ部品４３５〜４３７は、シールドケース４３８によって覆われている。
【０１２９】
図３３は、図３２において符号４４０で示した断面を表わす断面図である。図３３に示したように、チップ４３１は、ＬｉＴａＯ_３等の圧電材料からなる圧電基板４４１と、この圧電基板４４１の一方の面に形成された櫛形電極４４２と、この櫛形電極４４２を外部の回路に接続するための接続電極４４３と、櫛形電極４４２を覆うカバー４４４とを有している。接続電極４４３は、櫛形電極４４２と同一面上に配置されている。また、櫛形電極４４２とカバー４４４との間には空間が形成されている。チップ４３１は、櫛形電極４４２が集積用多層基板４３０の上面に対向するように、フリップチップボンディングによって、集積用多層基板４３０の上面に実装されている。チップ４３２〜４３４の構造および実装方法もチップ４３１と同様である。
【０１３０】
図３３において、符号４５１は、アンテナ３０１Ａに接続されるアンテナ端子を示し、符号４５２は、ＡＭＰＳ帯域における受信信号を出力する出力端子を示し、符号４５３は、グランド端子を示している。これらの端子４５１〜４５３は、集積用多層基板４３０の下面に配置されている。また、符号４５４は、集積用多層基板４３０の内部に配置されたグランド層を示している。このグランド層４５４は、グランド端子４５３に接続されている。
【０１３１】
また、図３３に示した例では、チップ４３１は、デュプレクサ３１２における受信側ＢＰＦ４０７を構成するものとしている。また、図３３には、集積用多層基板４３０の内部に形成された回路部分の例として、図２３に示したＬＰＦ３２４と、図２９に示した整合回路４１１と、図２９に示した受信側ディレーライン４０６と、図２９に示した整合回路４１３とを示している。図３４は、図３３において符号４６０で示した部分、すなわち、整合回路４１１および受信側ディレーライン４０６を示す斜視図である。
【０１３２】
図３２に示した例では、集積用多層基板４３０の上面が平坦で、この平坦な上面にチップ４３１〜４３４が実装されている。他の例として、図３５に示したように、集積用多層基板４３０の上面にチップ４３１〜４３４を収納する４つの凹部４３９を形成し、この凹部４３９内にそれぞれチップ４３１〜４３４を配置してもよい。
【０１３３】
図３２に示したフロントエンドモジュール３０２の大きさは、例えば、縦５．４ｍｍ、横４．０ｍｍ、高さ１．８ｍｍになっている。
【０１３４】
次に、図３６ないし図４２を参照して、本実施の形態に係るフロントエンドモジュール３０２に対する比較例のフロントエンドモジュールについて説明する。比較例のフロントエンドモジュールの回路構成は、図１７に示したフロントエンドモジュール３０２と同様である。しかし、比較例では、ダイプレクサと２つのデュプレクサは、それぞれ別個の部品とされ、これらが、マザー基板上に半田付け等の方法によって実装されて構成されている。
【０１３５】
図３６は、比較例におけるダイプレクサ５１０の外観の一例を示す平面図である。図３６に示したダイプレクサ５１０は、第１ないし第３のポートに対応する端子５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃと、３つのグランド端子５１０Ｇとを有している。図３６に示した例では、ダイプレクサ５１０の大きさは、縦２．０ｍｍ、横１．２ｍｍになっている。
【０１３６】
図３７は、図３６に示したダイプレクサ５１０の断面図である。図３８は、図３７において符号５４１，５４２で示した部分を分解して示す斜視図である。図３７に示したように、ダイプレクサ５１０は多層基板を有している。図３７および図３８には、端子５１１Ａと、この端子５１１Ａに接続されたＬＰＦ５２４とが示されている。ＬＰＦ５２４は、多層基板の内部または表面上の導体層を用いて形成されている。このＬＰＦ５２４は、図２３に示した構成になっている。すなわち、ＬＰＦ５２４は、インダクタ３４３と３つのキャパシタ３４４〜３４６を有している。なお、図３７において、符号５４０はグランド層を示している。
【０１３７】
図３９は、比較例におけるデュプレクサ５１２，５１３の外観の一例を示す斜視図である。図３９に示したデュプレクサ５１２，５１３は、それぞれＢＰＦに用いられる弾性表面波素子を含む２つのチップ５２１，５２２と、この２つのチップ５２１，５２２が実装された実装基板５２３と、チップ５２１，５２２を覆うシールドケース５２４とを有している。実装基板５２３は多層基板になっている。図３９に示した例では、デュプレクサ５１２，５１３の大きさは、縦５ｍｍ、横５ｍｍ、高さ１．５ｍｍになっている。
【０１３８】
図４０は、図３９におけるチップ５２１を通る断面を示す断面図である。図４０におけるチップ５２１の構造は、図３３に示したチップ４３１の構造と同様である。図４０には、共通端子５３１、受信端子５３２、受信側ディレーライン５３３および整合回路５３４が示されている。受信側ディレーライン５３３および整合回路５３４は、実装基板５２３の内部または表面上の導体層を用いて形成されている。
【０１３９】
図４１は比較例におけるフロントエンドモジュールの構成部品の配置例を示す平面図、図４２はこの配置例を示す斜視図である。この例では、マザー基板上に、ダイプレクサ５１０、デュプレクサ５１２，５１３およびそれらの周辺回路が配置される第１の領域５３７と、ＢＰＦ５１４およびその周辺回路が配置される第２の領域５３８とが設けられている。この例では、ＢＰＦ５１４の大きさは、縦３ｍｍ、横６ｍｍになっている。また、この例では、第１の領域５３７の大きさは縦１３ｍｍ、横１０ｍｍで、第２の領域５３８の大きさは縦５ｍｍ、横１０ｍｍになっている。
【０１４０】
本実施の形態に係るフロントエンドモジュール３０２は、比較例に比べて、占有面積を小さくすることができる。
【０１４１】
以上説明したように、本実施の形態に係るフロントエンドモジュール３０２は、ＡＭＰＳ帯域とＰＣＳ帯域とを分離するダイプレクサ３１０と、ＡＭＰＳ帯域における送信信号と受信信号とを分離するデュプレクサ３１２と、ＰＣＳ帯域における送信信号と受信信号とを分離するデュプレクサ３１３と、ＧＰＳにおける受信信号を選択的に通過させるＢＰＦ３１４とを備えている。デュプレクサ３１２は、それぞれフィルタとして機能する２つの弾性波素子を含んでいる。デュプレクサ３１３も、それぞれフィルタとして機能する２つの弾性波素子を含んでいる。本実施の形態では、ダイプレクサ３１０、デュプレクサ３１２，３１３およびＢＰＦ３１４は、集積用多層基板４３０によって集積されている。ダイプレクサ３１０は、集積用多層基板４３０の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。
【０１４２】
以上のことから、本実施の形態によれば、フロントエンドモジュール３０２によって、ＡＭＰＳ帯域とＰＣＳ帯域のそれぞれにおける送信信号および受信信号と、ＧＰＳにおける受信信号とを処理することができる。また、本実施の形態では、デュプレクサ３１２，３１３によって送信信号と受信信号とを分離するので、符号分割多重接続方式に対応可能である。また、本実施の形態によれば、小型軽量化、複合化および集積化が容易なフロントエンドモジュール３０２を実現することができる。
【０１４３】
また、本実施の形態では、デュプレクサ３１２におけるＢＰＦ４０５，４０７に用いられる弾性表面波素子を含むチップ４３１，４３２と、デュプレクサ３１３におけるＢＰＦ４０５，４０７に用いられる弾性表面波素子を含むチップ４３３，４３４は、集積用多層基板４３０の上面に実装されている。そして、弾性表面波素子以外のデュプレクサ３１２，３１３の回路部分の少なくとも一部は、集積用多層基板４３０の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。これにより、フロントエンドモジュール３０２をより小型軽量化することが可能になる。
【０１４４】
また、本実施の形態によれば、弾性波素子を含むデュプレクサ３１２，３１３を、ダイプレクサ３１０と一体化することにより、デュプレクサ３１２，３１３とその周辺回路とのインピーダンス整合を最適化することが可能になる。従って、本実施の形態によれば、フロントエンドモジュール３０２の性能を向上させることも可能になる。
【０１４５】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、各実施の形態では、デュプレクサにおける送信側ＢＰＦに用いられる弾性波素子を含むチップと受信側ＢＰＦに用いられる弾性波素子を含むチップとを別体にしている。しかし、本発明では、これらの２つのチップを合体して１つのチップとしてもよい。
【０１４６】
また、各実施の形態で挙げた周波数帯域の組み合わせは一例であり、本発明は、他の周波数帯域の組み合わせに対しても適用することができる。
【０１４７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし４のいずれかに記載のフロントエンドモジュールは、第１および第２の周波数帯域を分離する第１の分離手段と、第１の周波数帯域における送信信号と受信信号とを分離する第２の分離手段と、第２の周波数帯域における送信信号と受信信号とを分離する第３の分離手段とを備えている。第２の分離手段は、それぞれフィルタとして機能する２つの弾性波素子を含んでいる。第３の分離手段も、それぞれフィルタとして機能する２つの弾性波素子を含んでいる。第１ないし第３の分離手段は、１つの集積用多層基板によって集積されている。また、第１の分離手段は、集積用多層基板の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。従って、本発明によれば、第１および第２の周波数帯域のそれぞれにおける送信信号および受信信号を処理できると共に符号分割多重接続方式に対応可能で、且つ小型軽量化、複合化および集積化が容易なフロントエンドモジュールを実現することができるという効果を奏する。
【０１４８】
また、本発明のフロントエンドモジュールでは、第２の分離手段に含まれる２つの弾性波素子および第３の分離手段に含まれる２つの弾性波素子は、集積用多層基板に実装され、弾性波素子以外の第２の分離手段および第３の分離手段の回路部分の少なくとも一部は、集積用多層基板の内部または表面上の導体層を用いて構成されている。従って、本発明によれば、フロントエンドモジュールをより小型軽量化することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るフロントエンドモジュールを含む携帯電話の高周波回路の一例を示すブロック図である。
【図２】図１におけるダイプレクサの回路構成の一例を示す回路図である。
【図３】図１における高周波スイッチの回路構成の一例を示す回路図である。
【図４】図１におけるデュプレクサの回路構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図１におけるデュプレクサおよびそれに接続される整合回路の回路構成の一例を示す回路図である。
【図６】図１におけるローパスフィルタの回路構成の一例を示す回路図である。
【図７】図１におけるカプラの回路構成の一例を示す回路図である。
【図８】図１における電力増幅器の回路構成の一例を示す回路図である。
【図９】図１におけるデュプレクサの構造の第１の例を示す断面図である。
【図１０】図１におけるデュプレクサの構造の第２の例を示す断面図である。
【図１１】図１におけるデュプレクサの構造の第３の例を示す断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における第１の変形例のフロントエンドモジュールを含む携帯電話の高周波回路を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における第２の変形例のフロントエンドモジュールを含む携帯電話の高周波回路を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における第２の変形例のフロントエンドモジュールにおける電力増幅器の配置の一例を示す断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態の第３の変形例におけるアンテナの構造の第１の例を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態の第３の変形例におけるアンテナの構造の第２の例を示す斜視図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係るフロントエンドモジュールを含む携帯電話の高周波回路の一例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係るフロントエンドモジュールによって処理される信号の周波数帯域を示す説明図である。
【図１９】図１７におけるダイプレクサの構成の一例を示すブロック図である。
【図２０】図１９におけるローパスフィルタの特性を示す説明図である。
【図２１】図１９におけるハイパスフィルタの特性を示す説明図である。
【図２２】図１７におけるバンドパスフィルタの特性を示す説明図である。
【図２３】図１９におけるローパスフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図２４】図２３に示したローパスフィルタの代わりに用いることの可能な高域除去型のノッチフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図２５】図１９におけるハイパスフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図２６】図２５に示したハイパスフィルタの代わりに用いることの可能な低域除去型のノッチフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図２７】図１７におけるバンドパスフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図２８】図１７におけるデュプレクサの構成の一例を示すブロック図である。
【図２９】図１７におけるデュプレクサおよびそれに接続される整合回路の構成の一例を示す回路図である。
【図３０】図２８または図２９における送信側バンドパスフィルタの特性を示す説明図である。
【図３１】図２８または図２９における受信側バンドパスフィルタの特性を示す説明図である。
【図３２】本発明の第２の実施の形態に係るフロントエンドモジュールの外観の一例を示す斜視図である。
【図３３】図３２に示したフロントエンドモジュールの断面図である。
【図３４】図３３における一部を示す斜視図である。
【図３５】本発明の第２の実施の形態に係るフロントエンドモジュールの構造の他の例を示す断面図である。
【図３６】比較例のフロントエンドモジュールにおけるダイプレクサの外観の一例を示す平面図である。
【図３７】図３６に示したダイプレクサの断面図である。
【図３８】図３７における一部を分解して示す斜視図である。
【図３９】比較例におけるデュプレクサの外観の一例を示す斜視図である。
【図４０】図３９に示したデュプレクサの断面図である。
【図４１】比較例におけるフロントエンドモジュールの構成部品の配置例を示す平面図である。
【図４２】比較例におけるフロントエンドモジュールの構成部品の配置例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…アンテナ、２…フロントエンドモジュール、３…集積回路、１１…ダイプレクサ、１２Ｇ，１２Ｄ…高周波スイッチ、１３Ｗ，１３Ｎ…デュプレクサ、２０…集積用多層基板、５１，５２…チップ、５３…実装基板、５６…実装基板、１５４…受信側ディレーライン、１５５…受信側バンドパスフィルタ、１５６…送信側ディレーライン、１５７…送信側バンドパスフィルタ。

Claims (4)

1. 第１および第２の周波数帯域のそれぞれにおける送信信号および受信信号を処理するためのフロントエンドモジュールであって、
   アンテナに接続され、前記第１および第２の周波数帯域を分離する第１の分離手段と、
   前記第１の分離手段に接続され、それぞれフィルタとして機能する２つの弾性波素子を含み、前記第１の周波数帯域における送信信号と受信信号とを分離する第２の分離手段と、
   前記第１の分離手段に接続され、それぞれフィルタとして機能する２つの弾性波素子を含み、前記第２の周波数帯域における送信信号と受信信号とを分離する第３の分離手段と、
   前記第１ないし第３の分離手段を集積するための１つの集積用多層基板とを備え、
   前記第１の分離手段は、前記集積用多層基板の内部または表面上の導体層を用いて構成され、
   前記第１の分離手段はフィルタを含み、
   前記第２の分離手段または第３の分離手段は、前記弾性波素子と前記第１の分離手段との間に設けられてインピーダンスを調整するディレーラインを含み、
   前記第２の分離手段に含まれる２つの弾性波素子および前記第３の分離手段に含まれる２つの弾性波素子は、前記集積用多層基板の上面に実装され、
   前記集積用多層基板は、内部の導体層として、グランド層と、前記グランド層と前記集積用多層基板の上面との間に配置されて前記ディレーラインを構成する導体層と、前記グランド層と集積用多層基板の下面との間に配置されて前記第１の分離手段に含まれる前記フィルタを構成する導体層とを含み、
   フロントエンドモジュールは、更に、前記集積用多層基板の下面に配置され、前記第１の分離手段に含まれる前記フィルタを構成する前記導体層に接続された端子を備えたことを特徴とするフロントエンドモジュール。
2. 更に、前記ディレーラインと前記第１の分離手段との間に設けられた整合回路を備え、前記集積用多層基板は、内部の導体層として、更に、前記グランド層と前記集積用多層基板の上面との間に配置されて前記整合回路を構成する導体層を含むことを特徴とする請求項１記載のフロントエンドモジュール。
3. 前記第１の分離手段は、
   第１の周波数帯域内の周波数の信号を通過させ、第２の周波数帯域内の周波数の信号を遮断するフィルタと、
   第２の周波数帯域内の周波数の信号を通過させ、第１の周波数帯域内の周波数の信号を遮断するフィルタとを有することを特徴とする請求項１または２記載のフロントエンドモジュール。
4. 前記第１および第２の周波数帯域のそれぞれにおける送信信号および受信信号は、符号分割多重接続方式の信号であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のフロントエンドモジュール。

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