EPCOSは、最も重要な無線サービスと伝送プロトコルをサポートする、超小型SAWコネクティビティ・マルチプレクサを開発しました。この新開発のコンポーネントがあれば、携帯電話の中にさらに多くの機能を実装できます。

かつて音声通話専用だった携帯電話は、今や広範なサービスを提供し、各種の伝送プロトコルをサポートするようになりました。これに関連する無線テクノロジーは一括して「コネクティビティ」と呼ばれるようになり、コンプリメンタリ無線テクノロジーとしても知られています。

現在では携帯電話メーカーの約半数が、FM受信機とブルートゥース（BT）インターフェースを搭載しています。スマートフォンでは今やGPSとWLANは標準になっています。今後数年内に、中間価格帯の携帯電話でもGPSとWLANが広く行き渡ると期待されています（図1）。

このような無線コネクティビティ・テクノロジー向けのICを製造する大手メーカーは、各種コネクティビティ標準をサポートするICをシングルチップに統合したコンボICの提供を始めています。コンボICは、コストを削減するだけでなく、各種コネクティビティ・ソリューションが要求する実装面積も大幅に削減できます。

最近、半導体メーカーによって市場に投入されたコンボICの中で、最も多い組み合わせは次のとおりです。

• ブルートゥース(BT)＋FM
• ブルートゥース(BT)＋FM＋GPS
• ブルートゥース(BT)＋FM＋WLAN

さらに、チップセットのトップメーカーの中には、携帯用の無線通信ICにGPSとBTを標準機能として組み込んでいるところもあります。

ICチップへの統合に加え、フィルタとRFフロントエンドのセクタではさらなるサイズ削減の可能性が追求されつつあります。これによって部品点数をさらに削減し、コネクティビティ・ソリューションをもっとシンプルにできる可能性があります。

この目的のために、EPCOSは、複数のフィルタ機能をひとつのパッケージに集約したSAWフィルタ向けマルチプレクサ（SAWマルチプレクサ）を開発しています。図2に、GPSとBTを集約したマルチプレクサを図示します。EPCOSのGPS-BTデュプレクサ「LU33」（パッケージ・サイズは2016）は、GPSとブルートゥースの2つのSAWフィルタだけでなく、この2つを多重伝送するデュプレクサをも組み合わせて、単一のアンテナに出力します。この集約により、必要なディスクリート・フィルタブロックの部品点数だけではなく基板スペースも削減します。さらにアンテナを追加するコストも削減できます。また、回路基板の半田付け回数も削減されるため、基板実装コストを削減し、MTBF（故障するまでの平均動作時間）を改善することができます。

この新開発の無線接続用デュプレクサは、EPCOSの携帯通信用デュプレクサに使われている実証済みのLTCCテクノロジーを使用しています。このデュプレクサは、2つのSAWフィルタとダイプレクサ、という3つの基本機能をシングル・パッケージに統合したものです。ダイプレクサは、デュプレクサがサポートする2つの周波数帯域のアンテナ信号をさらに分割する周波数分配器です。

図3にBT-GPSデュプレクサの基本構成を示します。このデュプレクサには、2つのフィルタ機能を1つのシングルSAWチップに組み合わせた2in1チップが格納されています。LTCC基板には、SAWコンポーネントを保護するためにアンテナ入力で必要なESD（静電気放電）保護だけでなく、SAWフィルタ用のインピーダンス整合部品が統合されています。SAWマルチプレクサは、あらかじめトランシーバーのインピーダンスに同調させてあるため、導入が容易となります。RF用の整合コンポーネントがLTCC基板に統合されているため、RFソリューションの再現性が継続的に確保できます。従来のディスクリート・ソリューションに比べると、基板スペースは、回路トポロジーに応じて50～80パーセント削減できます。

携帯電話の周波数帯域デュプレクサに関して、コネクティビティ・デュプレクサにおいては、多重化した周波数帯域同士のアイソレーションを高くとることも重要です。特にGPS受信機がWLANやBTの伝送信号で妨害されてはいけません。図4の減衰曲線は、LU33のBTおよびGPSパスのアイソレーションを示しています。

EPCOSでは、コネクティビティ・テクノロジーの将来的な用途のために、コンボICを包括的にサポートするSAWマルチプレクサの新たな製品シリーズを開発中です。この計画中の製品シリーズの概要を次の表に示します。この新製品は、ディスクリート・コネクティビティ・ソリューションを簡略化するために顧客が活用できるだけでなく、将来的にはTDK-EPCが提供するモジュール・ソリューションに組み込まれます。

LU33およびLT36デュプレクサは、2.4 MHzのISMと組み合わせるGPS向けに設計されています。この2つのデュプレクサの基本的な違いは、LU33がブルートゥースのパワークラス1.5（最大Txパワー+15 dBm）を処理できるのに対し、LT36は、最大+23 dBmのWLANパワー向けに設計されていることです。LU39およびLU58モジュールは、デュアルバンドWLAN用途向けに開発されています。LU39トリプレクサは、1本のアンテナでGPSと2つのWLANバンドの受信ができます。B9100およびB7742マルチプレクサは、GPSがすでに集約されている携帯受信機に適しています。

表：コンプリメンタリ無線コネクティビティ用途のSAWマルチプレクサ製品シリーズ

著者：
Dr. Patric Heide, Director Complementary Wireless Solutions
Bernardo Knoblich, Product Marketing Manager for Connectivity SAW Products