JPH084238B2

JPH084238B2 - 弾性表面波分波器モジュールおよび無線機

Info

Publication number: JPH084238B2
Application number: JP61012122A
Authority: JP
Inventors: 光考疋田; 淳司住岡; 喜勝石田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-01-24
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPS62171327A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、自動車電話等のように送受同時通信を行な
う無線機に用いる分波器に関し、特に弾性表面波フィル
タを用いた小型化に好適な分波器のモジュール構成に関
するものである。

なお、モジュールとは、複数の部品や素子から組立て
られていて、ある定まった機能を果す単一の部品単位と
考えられる組立て回路であり、通常は複数のIC等が１つ
のパッケージ内に納められているものである。

〔従来の技術〕

第２図は、従来の自動車電話の構成を示すブロック図
である（例えば、“自動車電話”桑原守二監修、電子通
信学会編集、p275〜p306に記載）。

第２図において、201はアンテナ、204は送信フィル
タ、205は受信前段フィルタ、206は分岐回路の送信側線
路、207は分岐回路の受信側線路、208は受信低雑音増幅
器、209は受信後段フィルタ、210は受信混合器（ミキサ
ー）、211は受信IF増幅器及び復調器、212はベースバン
ド系回路、213は受信用のスピーカ、214は送信用のマイ
ク、215は局部発振用電圧制御発振器、216はシンセサイ
ザ系ロジック回路、217はアイソレータ、218は自動送信
電力制御用カプラー回路、219は電力増幅器、220は自動
送信電力制御用ロジック回路、221は送信用電圧制御発
振器、222は帯域フィルタである。また、実線202で囲ん
だ部分が従来の分波器を構成し、破線203で囲んだ部分
が後述する本発明において弾性表面波分波器モジュール
として一体化する部分を示す。

上記のように、送受同時通信の無線機においては、単
一のアンテナを送信と受信とに共用するために、周波数
の違いを利用して受信微弱信号を受信器へ、送信大信号
をアンテナへと区別して伝送する分波器が重要な役割を
果している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の分波器202は、比誘電率の高いセラミック等を
充填した空洞共振器を縦続接続（送信フィルタ204とし
て４〜５個、受信フィルタ205として５〜６個を縦続接
続）したフィルタを用いていたため、容積が非常に大き
くなるという問題があった。

また、従来の分波器に用いられていた空洞共振器は容
積が非常に大きいため、受信低雑音増幅器208や上記と
同様に空洞共振器によって構成される受信後段フィルタ
209（空洞共振器を３個程度縦続接続したもの）は、別
回路素子として構成し、これらの回路素子を無線機のマ
ザーボード上で接続するようになっていた。

そのため、各回路素子の容積が大きいと共に、接続に
伴うデッドスペースが大きくなり、小型化が困難であっ
た。

そのため、特に小型化の要求の強いポータブル電話機
等では低雑音増幅器208を含めた分波器202及び受信後段
フィルタ209の小型化が大きな課題となっていた。

本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決するた
めになされたものであり、分岐回路、送信フィルタ、受
信前段フィルタ、受信後段フィルタ及び低雑音増幅器を
含めた分波器全体の小型化を達成することが出来ると同
時にデッドスペースの低減を図り、小型自動車電話等へ
の適用が可能な小型分波器モジュールを提供することを
目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明においては、送受
信用フィルタとして弾性表面波フィルタを用い、かつ、
送信用、受信前段用及び受信後段用の弾性表面波フィル
タと受信低雑音増幅器と入出力端子、アンテナ端子等を
同一の台座上に一体化することにより、受信低雑音増幅
器から受信後段フィルタまでを含めた分波器全体を１つ
のモジュールとして一体化するように構成している。

〔作用〕

上記のように本発明においては、送受信用フィルタと
して弾性表面波フィルタを用いているので、フィルタ自
体の大きさが従来の空洞共振器を用いたフィルタに比較
して数十分の１程度に縮小され、かつそれらの弾性表面
波フィルタを受信低雑音増幅器や分岐回路と同一の台座
上に一体化しているので、デッドスペースが小さくな
り、そのため分波器全体の大きさを従来より大幅に縮小
することが可能となる。

なお、弾性表面波フィルタは、最近、本願発明者の一
人が発表（M,Hikita“Low loss SAW filter for antenn
a duplexer"1983 IEEE Ultrasonic Symposium Proc,p77
〜p82に記載）しているものであり、性能的には空洞共
振器形フィルタとほぼ同等であり、しかも容積は空洞共
振器形フィルタの数十分の１程度まで小型化が可能なも
のである。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例の斜視図であり、前記第
２図の破線203で囲んだ部分をモジュール化したもので
ある。

第１図において、各素子を取付ける台座101は、例え
ばアルミニウム板であり、本実施例では、3.5cm×2.5cm
のものを用いた。

また、送信弾性表面波フィルタ107、受信前段弾性表
面波フィルタ108、受信後段弾性表面波フィルタ109は、
それぞれ直径が約8mmのパッケージに実装したものを台
座101に開けた穴に端子側が上になるように装着したも
のである。

また、分岐回路は、アルミナの分岐回路用基板103上
にマイクロストリップ線路で形成し、図示のごとく送信
弾性表面波フィルタ107の出力端子と受信前段弾性表面
波フィルタ108の入力端子とを分岐回路の各対応端子に
ハンダで固定し、また、アンテナ端子110を外部に取出
している。

受信低雑音増幅器は、アルミナの受信低雑音増幅器用
基板104上にハイブリット回路で形成し、受信前段弾性
表面波フィルタの出力端子と受信後段弾性表面波フィル
タの入力端子とを各対応端子にハンダで固定している。

また、113は受信低雑音増幅器に電力を与える電源端
子である。

また、送信弾性表面波フィルタ107の前段にアルミナ
の送信入力端子用基板106を設け、マイクロストリップ
線路を介して送信入力端子111に接続している。

このマイクロストリップ線路は二次、三次の送信高調
波を減衰させるための簡単なLC低域通過フィルタとなっ
ている。

同様に受信後段弾性表面波フィルタ109の後段には、
アルミナの受信出力端子用基板105を介して受信出力端
子112が設けられている。

なお、分岐回路と受信低雑音増幅器とは、同様のアル
ミナ基板上に同様のプロセス（例えば、厚膜印刷プロセ
ス等）を用いて形成することが出来る。

上記のように本発明の分波器モジュールにおいては、
アルミ板等の台座101の上に、アルミナ基板上に形成し
た分岐回路、受信低雑音増幅器、送信入力端子用回路、
受信出力端子用回路等を装着し、またパッケージに実装
した３個の弾性表面波フィルタ107、108、109を台座101
に装着し、各端子を対応する各回路基板の端子に固定す
ることによって、受信低雑音増幅器から受信後段フィル
タまでを含めた分波器全体を１つの台座上に一体化して
いる。

そのため、弾性表面波フィルタを用いたことによるフ
ィルタ自体の小型化と共に、モジュール内実装に伴うデ
ッドスペースを無視出来る程小さくすることが出来るの
で、従来のようにマザーボード上に各部品を装着して接
続するのに較べてモジュール全体の大きさを大幅に小型
化することが出来、そのため、無線機全体の小型化にも
大きく寄与することが出来る。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

一般に弾性表面波フィルタは、弾性表面波励振のため
のトランスデユーサが本質的にもっている電極間の静電
容量を打ち消すため、外部に整合回路を設ける必要があ
る。

本発明を適用する自動車電話に用いられる800MHz程度
の高周波弾性表面波フィルタにおいては、この整合回路
はショートスタブあるいはショートスタブと線路の組合
わせ等の比較的簡単な回路で形成される場合が多い。

しかし、従来の組合わせのように分波器、低雑音増幅
器及び受信後段フィルタを各々独立に無線機のマザーボ
ード上で組合わせる構成では、上記の整合回路をマザー
ボード上に形成する必要があるので、ポータブル電話の
ように特に小型化が要求されているものでは、この整合
回路の占める容積も無視出来ず、折角小型の弾性表面波
フィルタを用いても、容積縮小化の効果が小さくなる。

その点、本発明のように分岐回路及び低雑音増幅器等
の回路基板を分波器モジュール内に含む場合には、第３
図に示すようにそれらの回路基板上に整合回路を形成す
ることが可能である。

まず、第３図（Ａ）は、分岐回路用基板103上に送信
弾性表面波フィルタ107の出力整合回路307と受信前段弾
性表面波フィルタ108の入力整合回路308とを形成したも
のである。

なお、305は分岐回路の送信側線路、306は分岐回路の
受信側線路であり、また、303は送信弾性表面波フィル
タ107の出力端子を接続する端子、304は受信前段弾性表
面波フィルタ108の入力端子を接続する端子である。

次に、第３図（Ｂ）は、受信低雑音増幅器用基板104
上に受信前段弾性表面波フィルタ108の出力整合回路313
と受信後段弾性表面波フィルタ109の入力整合回路314と
を形成したものである。

なお、315は受信低雑音増幅器回路、310は受信前段弾
性表面波フィルタ308の出力端子を接続する端子、311は
受信後段弾性表面波フィルタ109の入力端子を接続する
端子である。

上記のように分岐回路用基板や受信低雑音増幅器用基
板に弾性表面波フィルタの整合回路を同時に形成するこ
とにより、モジュール全体の小型化をより一層図ること
が出来る。

また、さらに小型化を図る場合には、受信前段弾性表
面波フィルタの出力整合回路及び受信後段弾性表面波フ
ィルタの入力整合回路と受信低雑音増幅器の整合回路と
を共通化することにより、より一層の効果が得られる。

次に、これまでの実施例においては、送信フィルタ、
分岐回路、受信前段フィルタ、受信低雑音増幅器及び受
信後段フィルタを一体としてモジュール化したものにつ
いて説明したが、分岐回路や受信低雑音増幅器と同様の
回路基板を用い、同様のプロセスで形成出来る部品につ
いては、一般にモジュール内に含める方が無線機全体の
小型化に対する寄与が大きくなる。

例えば、前記第２図において、受信後段フィルタ209
の後段に接続されている混合器210は、分岐回路等と同
様にアルミナ基板を用いたハイブリッド回路で構成する
ことが出来るので、この混合器も前記の分波器モジュー
ル内に一体化することによって無線機全体をさらに小型
化することが可能となる。

同様のことは送信側に対しても成り立つ。

一般に自動車電話（ポータブル電話）等のいわゆるセ
ルラー無線といわれる無線機においては、基地局の指令
によって送信電力レベルを数段階にわたって切り換える
必要がある。

これを自動送信電力制御（APC＝Automatic Power Con
trol）というが、この電力制御用モニタ回路は前記第２
図に示すように送信電力の一部をカプラー218等で取出
し、直接あるいは検波して電力制御ロジック回路220へ
送っていた。

このモニタ回路も分岐回路と同様に、一般にアルミナ
基板にマイクロストリップ線路等で形成されるものであ
るから、分波器モジュール内に含めて一体化することが
可能である。

第４図は、上記のモニタ回路を分岐回路用基板103上
に形成し、分波器モジュール内に一体化した場合の実施
例を示す。

まず、第４図（Ａ）は、分岐回路用基板103上の分岐
回路の送信側線路305に近接して電磁的に結合する結合
線路408を設け、送信電力の一部をモニタ用としてモニ
タ用端子405からモジュール外に取り出すようにしたも
のである。なお、409は終端抵抗である。

次に、第４図（Ｂ）は、結合線路417の他に、更に検
波用ダイオード418を設け、モジュール外に検波出力、
すなわち直流レベルの信号を送出するものである。

なお、414は、モニタ用端子、419は終端抵抗、420は
コンデンサ、421は抵抗である。

上記の組合せの他に、結合の方法、結合の場所、外部
への取出し方に関しては、種々の方法が考えられるが、
いずれにしても分波器モジュール内に自動送信電力制御
モニタ回路及びその出力端子を設けることにより、無線
機全体をさらに小型化することが可能となる。

なお、これまでの説明においては、低雑音増幅器、混
合器等はハイブリッド回路を例として示したが、回路が
モノリシック化されたモノリシック増幅器、モノリシッ
ク混合器の場所においても同様に本発明を適用すること
が出来る。

また、弾性表面波フィルタはパッケージに実装された
ものとして扱っているが、信頼性の向上等により弾性表
面波フィルタのチップ実装が可能になった場合には、当
然チップとして実装してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく、本発明においては、フィルタと
して従来よりも大幅に小型の弾性表面波フィルタを用
い、かつ、送信用フィルタ、分岐回路、受信前段フィル
タ、受信低雑音増幅器及び受信後段フィルタ等を一体と
してモジュール化しているので、フィルタ自体を小型化
することが出来ると共に各素子間のデッドスペースを大
幅に縮小することが出来、それによって分波器モジュー
ルを従来よりも大幅に小型化することが可能となった。

また、分岐回路の基板上や受信低雑音増幅器の基板上
に弾性表面波フィルタの整合回路を設けることによって
更に小型化することが可能となり、更に、受信前段弾性
表面波フィルタの出力整合回路及び上記受信後段弾性表
面波フィルタの入力整合回路と上記受信低雑音増幅器の
整合回路とを共通化すれば、より一層の小型化が可能と
なる。

また、受信混合器や自動送信電力制御用モニタ回路を
も分波器モジュールとして一体化したものにおいては、
無線機全体をより一層小型化することが可能になる、等
の多くの優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は従来の自
動車電話の構成を示すブロック図、第３図及び第４図は
本発明の他の実施例図である。〈符号の説明〉 101……台座 102……蓋 103……分岐回路用基板 104……受信低雑音増幅器用基板 105……受信出力端子用基板 106……送信入力端子用基板 107……送信弾性表面波フィルタ 108……受信前段弾性表面波フィルタ 109……受信後段弾性表面波フィルタ 110……アンテナ端子 111……送信入力端子 112……受信出力端子 113……電源端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石田喜勝茨城県勝田市大字稲田1410番地株式会社日立製作所東海工場内 (56)参考文献特開昭58−197912（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−158117（ＪＰ，Ａ) 特開平４−196827（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−200943（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−100052（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信用入力端子と、送信弾性表面波フィル
タと、上記送信弾性表面波フィルタの出力整合回路と、
送受信を結合する分岐回路と、受信前段弾性表面波フィ
ルタの入力整合回路と、上記受信前段弾性表面波フィル
タと、上記受信前段弾性表面波フィルタの出力整合回路
と、受信低雑音増幅器と、受信後段弾性表面波フィルタ
の入力整合回路と、上記受信後段弾性表面波フィルタ
と、受信用出力端子と、を同一の台座に配設すると共に
それらを上記順序で接続し、上記分岐回路の分岐点にアンテナ用端子を設け、かつ、少なくとも上記分岐回路、上記受信低雑音増幅
器、上記送信弾性表面波フィルタの出力整合回路、上記
受信前段弾性表面波フィルタの入力整合回路、上記受信
前段弾性表面波フィルタの出力整合回路および上記受信
後段弾性表面波フィルタの入力整合回路を、基板を介し
て上記台座に配設したことを特徴とする弾性表面波分波
器モジュール。
【請求項２】上記受信前段弾性表面波フィルタの出力整
合回路と上記受信低雑音増幅器の入力整合回路および上
記受信後段弾性表面波フィルタの入力整合回路と上記受
信低雑音増幅器の出力整合回路とを共通化したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波分波器
モジュール。
【請求項３】基板上に設けた受信混合器を上記台座上に
配設し、それを上記受信後段弾性表面波フィルタの後段
に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は第２項に記載の弾性表面波分波器モジュール。
【請求項４】上記受信混合器をモノリシック混合器で構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
弾性表面波分波器モジュール。
【請求項５】上記分岐回路の基板上に自動送信電力制御
用モニタ回路とその出力端子とを設けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の
弾性表面波分波器モジュール。
【請求項６】上記受信低雑音増幅器をモノリシック増幅
器で構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第４項のいずれかに記載の弾性表面波分波器モジュー
ル。
【請求項７】上記弾性表面波フィルタをチップ実装した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項のい
ずれかに記載の弾性表面波分波器モジュール。
【請求項８】上記台座はアルミニウムから成り、上記基
板はアルミナから成ることを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第７項のいずれかに記載の弾性表面波分波器
モジュール。
【請求項９】特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれ
かに記載の弾性表面波分波器モジュールを備えているこ
とを特徴とする無線機。