面向手机的SAW收发双工器的开发动向

前言

这几年来移动电话终端取得了惊人的发展。安装了高性能处理器的智能手机/平板电脑代替了从前的手提电话，加快了高机能通讯终端的普及。这种通讯终 端可能会被用于电脑的相关应用，提供各种融合了通讯功能的服务，连续播送，卫星导航，Cloud等等多样化方面效果显著。这些舒适快速的服务是不可或缺 的，随着网络通信量的增大，确保通信频率/通讯能力也成为了重要的课题。作为获得这些移动终端的功能，下面列举应对各种网络的策略。作为手机的通信规格， 除了2G的GSM(全球移动通信)系统，还配备了3G系统的UMTS（通用移动通信系统），实现了高品质、高速度的数据传输。

此外，还开始引进所谓的 LTE（3.9G）下一代通信标准，预计未来的市场还将扩大。GSM配备了4个频段，UMTS配备了2-4个频段在GSM/UMTS对应终端的案例很多， 而对应的LTE终端将再追加1-2个频段。另外为了确保高品质的通信，增加了配备多样功能的终端，除了这些通信标准外，Wi- Fi™，Bluetooth®,GPS这些通信功能的混装已经变得普遍化。如此随着一个终端涵盖频段数及安装功能的增加，射频元件数量也趋于增加，因此作 为小型化解决方案的射频前端模块的需求已日渐增加。射频前端模块的构成元器件中利用了弹性表面波（SAW: Surface Acoustic Wave）的高频滤波器和双工器（下面的DPX）占有了极重要的位置，可以说小型化，多功能化，多频段化支持了模块的发展。

射频前端元器件的模块化

一般的GSM/UMTS的系统中，天线、开关、SAW滤波器/DPX、PA（功率放大器）、收发器组成了射频部分（图1）。由于UMTS系统采用了 FDD（频分双工）的方式收发数据，因此使得分离信号的收发双工器（DPX）变得非常重要。DPX是一种具备伴有不同频带使得接收和发送信号可以同时进行 又能分别过滤频率，防止信号从发送电路流入接收电路功能的电子设备。为了抑制发送数据时的电力消耗以及确保接收数据时的灵敏度，低插入损耗是非常必要的。 此外为了使接收数据的灵敏度不被发送端的信号所干扰，还需要高隔离性（高ISO）。一般来说，考虑到DPX中存在损耗和ISO之间的关系，因此低损耗和高 ISO两者并存的特性就是元器件的关键所在了。

图1：GSM/UMTS对应终端的前端结构事例

特别像智能手机这样的高功能终端，因配备的元器件数很多，对模块化的要求也很强烈，像SAWDPX和开关，SAWDPX和PA 这样DPX和各种射频元器件综合的模块被商品化。根据需求的不同综合的形态也具备多样化，SAW滤波器和收发器综合而成的集成电路SAWBANK就是这种 模块中的一种。SAWBANK是配合收发器的LNA阻抗，对SAW滤波器和集成电路进行最优化设计，这一模块不仅缩减了元器件数目和安装空间，在客户设置 方面的射频设计资源削减上也卓有成效。

DPXBANK的特征

村田制作所解放了迄今为止接收级间或多样用SAWBANK，成功的对此次新SAWDPX模块化后的DPXBANK进行了商品化。作为DPXBANK的一个 范例SAPHU系列的电路构成图如图二所示，外观如图三所示。相对应的BAND、UMTSBAND1/2/5/8，GSM850/900/1800 /1900，外形尺寸为8.6mmX3.6mm(typ.)最大高度为1.05mm。

DPXBANK采用了我司开发的小型、高功能（低损耗、高ISO）SAWDPX，配备了收发器的LNA阻抗综合的必要集成电路。DPXBANK 利用我司所具备的SAW设计技术，集成电路制作技术等推测出模块整体的最适合设计，保持了发送数据时的低损耗，低功耗，对应多模多频带PA。接收数据时由 于低损耗的原因使得UMTS/GSM达到共通化。此外，由于确保了高隔离的特性，实现了接收和发送级间用的SAW滤波器数量的减少。因此，射频前端电路构 成的简单化，元器件数目减少，安装空间缩小变成了可能。

图2：使用了DPXBANK的GSM/UMTS对应终端的前端结构事例

图3：DPXBANK（SAPHU系列）外观图

今后的展望

今后的展望请见以下列举的项目。

对应小型化、高功能化及多频段化

伴随着终端功能的增加，对射频部分的小型化、高功能化的要求也随之增强。今后作为主干元器件的SAW滤波器/DPX的小型化/高功能化将更进一 步，为配合这一趋势我们提出了一个小型模块。另外DPX还包含了LTE，推进了多频段的对应策略，模块还灵活应对了迎合了市场需求的频带要求，谋求扩充产 品阵容。

下一代射频/前端的展望

今后，不仅原来的手机/智能手机，具备通信功能的终端将会提供介入网络的广泛应用。为了应用的充实，终端开发负担就会增大，射频前端有望简单化，射频构成元器件有望综合化。