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1. (WO2017135408) HIGH-FREQUENCY MODULE
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明 細 書

発明の名称 高周波モジュール

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005   0006   0007  

課題を解決するための手段

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022  

発明の効果

0023  

図面の簡単な説明

0024  

発明を実施するための形態

0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121  

産業上の利用可能性

0122  

符号の説明

0123  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

明 細 書

発明の名称 : 高周波モジュール

技術分野

[0001]
 本発明は、高周波モジュールに関する。

背景技術

[0002]
 近年、携帯電話に代表される通信装置の多バンド化(マルチバンド化)に伴い、複数の通信バンドの送受信を行う高周波モジュールが知られている。このような高周波モジュールでは、アンテナに接続される共通端子と送信系の回路または受信系の回路に接続される複数の選択端子とを備えるスイッチ回路が設けられる(例えば、特許文献1参照)。この構成によれば、スイッチIC(スイッチ回路)の被選択端子(選択端子)に接続される送信経路に位相回路を設けることにより、送信信号の位相を調整する。よって、位相回路が設けられた送信経路と他の被選択端子に接続される伝送経路との間のアイソレーションが高められている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 国際公開第2015/156079号

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 しかしながら、この構成では、伝送対象の高周波信号の経路(すなわち送信経路)に位相回路が設けられることにより、通過特性が劣化する場合がある。
[0005]
 また、通信装置のさらなる多バンド化に伴い、1つのスイッチ回路に設けられる選択端子の数は増加傾向にある。このため、スイッチ回路の大型化を抑制しつつ選択端子の数を増やした場合、選択端子同士の間隔が狭くなる等によって、選択端子間のアイソレーションが劣化する虞がある。
[0006]
 なお、アイソレーションとは任意の2点間の分離の度合いを示し、以下では、特に選択端子間の分離の度合いとして説明する。
[0007]
 そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、通過特性の劣化を抑制しつつ、アイソレーションを高めることができる高周波モジュールを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008]
 上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る高周波モジュールは、第一共通端子、第二共通端子、及び、複数の選択端子を有し、前記第一共通端子と前記第二共通端子とを、前記複数の選択端子のうち互いに異なる選択端子に選択的に接続する第一スイッチ回路と、アンテナに接続されることなく前記第二共通端子と接続される整合回路とを備える。
[0009]
 このように、第一スイッチ回路の第二共通端子に接続される整合回路を設けることにより、第一共通端子と接続される選択端子から漏れ出した不要な信号が、他の選択端子から第一スイッチ回路の外に漏れ出しにくくなる。具体的には、第二共通端子と接続される選択端子に漏れ出した(回り込んだ)不要な信号は、当該選択端子よりも整合回路に接続された第二共通端子から漏れやすくなる。その結果、当該選択端子から第一スイッチ回路の外に漏れ出す不要な信号を抑制することができるので、アイソレーションを高めることができる。また、整合回路は1以上のアンテナのいずれにも接続されない。つまり、整合回路は、高周波モジュールの伝送対象の信号経路とは異なる経路に設けられるため、通過特性の劣化を招きにくい。このように、本態様に係る高周波モジュールは、通過特性の劣化を抑制しつつ、アイソレーションを高めることができる。
[0010]
 また、前記整合回路は、前記第二共通端子と直列に接続されていることにしてもよい。
[0011]
 また、前記整合回路は、前記第二共通端子とグランド電位との間に設けられたシャント接続型の素子を有することにしてもよい。
[0012]
 このように整合回路がシャント接続型の素子を有することにより、第二共通端子と接続される選択端子に回り込んだ不要な信号は、第二共通端子及び整合回路を介してグランドに流れ出やすくなる。このため、当該選択端子から第一スイッチ回路の外に漏れ出す不要な信号を抑制することができるので、アイソレーションをさらに高めることができる。
[0013]
 また、前記整合回路は、前記複数の選択端子のうち前記第一共通端子と接続される選択端子に対応する周波数帯域を通過帯域に含むフィルタ型の整合回路であることにしてもよい。
[0014]
 このように整合回路がフィルタ型の整合回路であることにより、第二共通端子から整合回路に漏れ出した不要な信号の反射を抑制することができる。よって、このような反射によって第二共通端子に接続された選択端子から第一スイッチ回路の外に漏れ出す不要な信号を抑制することができる。したがって、アイソレーションをさらに高めることができる。
[0015]
 また、前記整合回路は、ローパスフィルタ型の整合回路であることにしてもよい。
[0016]
 このように整合回路がローパスフィルタ型の整合回路であることにより、整合回路に対して広い通過帯域が求められる場合であっても、高周波モジュールを容易に作製することができる。
[0017]
 また、前記第一共通端子に接続される第一アンテナを備えることにしてもよい。
[0018]
 このように第一アンテナを備えることにより、通過特性の劣化を抑制しつつ、アイソレーションを高めることができる、アンテナ内蔵の高周波モジュールを実現できる。
[0019]
 また、上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係る高周波モジュールは、第一共通端子、第二共通端子、及び、複数の選択端子を有し、前記第一共通端子と前記第二共通端子とを、前記複数の選択端子のうち互いに異なる選択端子に選択的に接続する第一スイッチ回路と、入力端子、第一出力端子及び第二出力端子を備えた第二スイッチ回路と、整合回路とを備え、前記第二共通端子は前記入力端子に接続されており、前記第二スイッチ回路は、前記入力端子を前記第一出力端子及び前記第二出力端子に択一的に接続し、前記整合回路は、前記第二出力端子に接続されている。
[0020]
 このように第二共通端子を第二アンテナ及び整合回路に択一的に接続する第二スイッチ回路を備えることにより、第一アンテナ及び第二アンテナの両方を用いて送受信する、例えばキャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)方式に適用することができる。具体的には、非CA動作時には通過特性の劣化を抑制しつつアイソレーションを高めることができるとともに、通過特性の良好なCA動作時を可能にする。
[0021]
 また、このような他の一態様に、上述した一態様を適宜組み合わせてよい。
[0022]
 また、前記第一出力端子に接続される第二アンテナを備えることにしてもよい。

発明の効果

[0023]
 本発明により、通過特性の劣化を抑制しつつ、アイソレーションを高めることができる高周波モジュールが提供される。

図面の簡単な説明

[0024]
[図1] 図1は、実施の形態1に係る高周波モジュールの回路図である。
[図2] 図2は、実施の形態1に係る高周波モジュールのアイソレーション特性を示すグラフである。
[図3] 図3は、実施の形態1に係る高周波モジュールの通過特性を示すグラフである。
[図4] 図4は、比較例1に係る高周波モジュールの回路図、及び、その問題を示す図である。
[図5] 図5は、比較例2に係る高周波モジュールの構成を示す回路図である。
[図6] 図6は、実施の形態1に係る高周波モジュールの信号が伝搬される様子を模式的に示す図である。
[図7] 図7は、実施の形態2に係る高周波モジュールの回路図である。
[図8] 図8は、実施の形態2に係る高周波モジュールの非CA動作時におけるアイソレーション特性を示すグラフである。
[図9] 図9は、実施の形態2に係る高周波モジュールの非CA動作時における通過特性を示すグラフである。
[図10] 図10は、実施の形態2に係る高周波モジュールのCA動作時における第一アンテナ及び第二アンテナに関する通過特性を示すグラフである。
[図11] 図11は、実施の形態2の変形例に係る高周波モジュールの回路図である。

発明を実施するための形態

[0025]
 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
[0026]
 (実施の形態1)
 図1は、本発明の実施の形態1に係る高周波モジュール1の回路図である。
[0027]
 同図に示す高周波モジュール1は、マルチバンド対応の高周波モジュールであり、例えば、携帯電話等の通信装置のフロントエンドに配置される。高周波モジュール1は、第一アンテナANT1に接続され、本実施の形態では第一アンテナANT1を内蔵する。なお、高周波モジュール1は第一アンテナANT1を内蔵しなくてもよい。
[0028]
 高周波モジュール1は、複数のバンドのうち所定のバンドの高周波信号(送信信号または受信信号)を第一アンテナANT1と、高周波信号を信号処理するRFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)等の信号処理回路(不図示)との間で伝送する。
[0029]
 本実施の形態では、高周波モジュール1は、低域(Low Band、以下ではLB帯)の高周波信号が入力または出力されるLB帯端子P_LBと、高域(High Band、以下ではHB帯)の高周波信号が入力または出力されるHB帯端子P_HBとを備える。高周波モジュール1は、第一アンテナANT1とLB帯端子P_LBとの間、及び、第一アンテナANT1とHB帯端子P_HBとの間で、高周波信号を選択的に伝送する。
[0030]
 例えば、高周波モジュール1は、LTE(Long Term Evolution)に対応し、3GPP(Third Generation Partnership Project)にて規定されたBand(周波数帯域)の高周波信号を伝送する。高周波モジュール1は、LB帯の高周波信号として例えばBand8(送信帯域:880-915MHz、受信帯域:925-960MHz)の高周波信号を伝送し、HB帯の高周波信号として例えばBand1(送信帯域:1920-1980MHz、受信帯域:2110-2170MHz)の高周波信号を伝送する。
[0031]
 具体的には、高周波モジュール1は、図1に示すように、第一スイッチ回路10及び整合回路20を備える。
[0032]
 第一スイッチ回路10は、第一アンテナANT1に接続される第一共通端子11aと、第一アンテナANT1に接続されない第二共通端子11bと、複数の選択端子(ここでは2つの選択端子12a及び12b)とを有する。そして、第一スイッチ回路10は、例えば外部からの制御信号に基づいて、第一共通端子11aと第二共通端子11bとを、複数の選択端子12a及び12bの互いに異なる選択端子に選択的に接続する。つまり、第一共通端子11aと第二共通端子11bとは、複数の選択端子12a及び12bに対して排他的に接続される。
[0033]
 第一共通端子11aは、伝送経路13aを介して第一アンテナANT1に接続され、かつ、整合回路20に接続されない共通端子であり、例えば制御信号に基づいて選択端子12a及び12bの一方に接続される。なお、第一共通端子11aは、整合回路20とは異なる第一アンテナANT1用の整合回路またはフィルタ等を介して第一アンテナANT1に接続されてもかまわない。
[0034]
 第二共通端子11bは、伝送経路13bを介して整合回路20に接続され、かつ、第一アンテナANT1に接続されない共通端子であり、例えば制御信号に基づいて選択端子12a及び12bの他方に接続される。なお、第二共通端子11bは、第一アンテナANT1とは異なるアンテナに接続されてもかまわない。つまり、高周波モジュール1は、第一アンテナANT1を含む複数のアンテナに接続されてもかまわない。
[0035]
 選択端子12a及び12bは、本実施の形態では互いに異なるバンドに対応し、選択端子12aがLB帯(例えばBand8)に対応し、選択端子12bがHB帯(例えばBand1)に対応する。具体的には、選択端子12aは、伝送経路14aを介してLB帯端子P_LBに接続される。また、選択端子12bは、伝送経路14bを介してHB帯端子P_HBに接続される。なお、選択端子12a及び12bの各々が対応するバンドはこれに限らず、例えば、選択端子12aがHB帯に対応し、選択端子12bがLB帯に対応してもかまわない。なお、選択端子12a及び12bは、同一のバンドに対応していてもかまわない。
[0036]
 このような第一スイッチ回路10は、本実施の形態ではDPDT(Double Pole Double Throw)の高周波スイッチIC(Integrated Circuit)によって構成され、例えば1チップで構成されている。また、第一スイッチ回路10の各種端子(第一共通端子11a、第二共通端子11b、ならびに、選択端子12a及び12b)は、例えば、第一スイッチ回路10を構成するICチップに設けられる表面電極(パッド)あるいは当該表面電極に接続される配線パターンである。
[0037]
 整合回路20は、第一アンテナANT1を含む1以上のアンテナのいずれにも接続されることなく第二共通端子11bと接続される。つまり、本実施の形態では整合回路20は、第一アンテナANT1に接続されることなく第二共通端子11bと接続される。すなわち、整合回路20はいかなるアンテナにも接続されないため、いわゆるアンテナ用の整合回路とは異なる。
[0038]
 具体的には、整合回路20は、第二共通端子11bと直列に接続され、第二共通端子11bから伝送経路13bに漏れ出した高周波信号の反射を抑制する。例えば、整合回路20は、第二共通端子11bのインピーダンス(出力インピーダンス)と高周波モジュール1の特性インピーダンス(例えば50Ω)との整合を図る回路である。また、例えば、整合回路20は、選択端子12a及び12bから第二共通端子11b側を見たインピーダンスが、選択端子12a及び12bからLB帯端子P_LB及びHB帯端子P_HB側を見たインピーダンスよりも小さくなるように設けられていてもよい。
[0039]
 さらに具体的には、整合回路20は、複数の選択端子12a及び12bのうち第一共通端子11aと接続される選択端子に対応する周波数帯域を通過帯域に含むフィルタ型の整合回路である。本実施の形態では、第一共通端子11aは複数の選択端子12a及び12bのいずれとも接続可能なため、整合回路20はLB帯及びHB帯の両方を通過帯域に含む。また、本実施の形態では、整合回路20は、ローパスフィルタ型の整合回路である。
[0040]
 図1に示すように、整合回路20は、第二共通端子11bとグランド電位との間に設けられたシャント接続型の素子(ここではキャパシタ212)を有する。具体的には、整合回路20は、一端が第二共通端子11bに接続されるインダクタ211と、一端がインダクタ211の他端に接続されて他端がグランド電位に接続されるキャパシタ212とを有する。つまり、整合回路20は、伝送経路13bに直列に接続されるインダクタ211と、伝送経路13bとグランド電位との間にシャント接続されるキャパシタ212とを有する。
[0041]
 インダクタ211及びキャパシタ212の定数は、特に限定されず、これらによって構成されるローパスフィルタの通過帯域が、上述した第一共通端子11aと接続される選択端子に対応する周波数帯域を含むように適宜決定される。なお、整合回路20の回路構成は、これに限定されず、例えば、伝送経路13bに直列に接続されるインダクタとシャント接続されるキャパシタとが多段に接続されていてもかまわない。
[0042]
 このような整合回路20は、例えば、表面弾性波(SAW:Surface Acoustic Wave)を利用した弾性表面波フィルタによって構成された圧電体チップである。なお、整合回路20は、SAWを利用した弾性波フィルタに限定されず、バルク波(BAW: Bulk Acoustic Wave)を利用した弾性波フィルタであってもかまわない。また、チップインダクタ及びチップコンデンサ等を適宜組み合わせて構成されたフィルタであってもかまわない。
[0043]
 なお、図1では、整合回路20の第二共通端子11bと反対側(図中の左側)はグランド電位に接続されている。つまり、整合回路20は第二共通端子11bとグランド電位とを接続する伝送経路13bに挿入されていると示されているが、これに限らない。例えば、整合回路20の第二共通端子11bと反対側には、減衰器等の他の素子が設けられていてもかまわない。
[0044]
 以上のように構成された本実施の形態に係る高周波モジュール1は、次のように動作する。なお、HB帯の高周波信号を伝送する場合の高周波モジュール1の動作については、LB帯の高周波信号を伝送する場合に比べて、第一スイッチ回路10での接続関係が異なるに過ぎない。具体的には、HB帯の高周波信号を伝送する場合、第一共通端子11aは選択端子12bに接続され、第二共通端子11bは選択端子12aに接続される。このため、以下では、高周波モジュール1の動作について、LB帯の高周波信号を伝送する場合について説明し、HB帯の高周波信号を伝送する場合については、説明を省略する。
[0045]
 高周波モジュール1がLB帯の高周波信号を伝送する場合、第一スイッチ回路10は、例えば制御回路等から入力される制御信号に基づいて、次のように動作する。
[0046]
 つまり、第一スイッチ回路10は、第一共通端子11aをLB帯に対応する選択端子12aに接続するとともに、第二共通端子11bをHB帯に対応する選択端子12bに接続する。これにより、LB帯端子P_LBから入力された高周波信号(送信信号)は、第一スイッチ回路10を通過して第一アンテナANT1から送信される。また、第一アンテナANT1から入力された高周波信号(受信信号)は、第一スイッチ回路10を通過してLB帯端子P_LBから出力される。
[0047]
 このように、第一スイッチ回路10は、伝送対象の信号(ここではLB帯の高周波信号)に対応する選択端子12aを、第一アンテナANT1に接続される第一共通端子11aに接続する。また、これとともに、伝送対象でない信号(ここではHB帯の高周波信号)に対応する選択端子12bを、整合回路20に接続される第二共通端子11bに接続する。
[0048]
 図2及び図3は、このときの高周波モジュール1の特性を示すグラフである。具体的には、図2は、高周波モジュール1のアイソレーション特性を示すグラフである。図3は、高周波モジュール1の通過特性を示すグラフである。
[0049]
 なお、これらの図には、本実施の形態によって奏される効果を分かりやすくするため、後述する比較例2の特性も併せて示されている。
[0050]
 なお、図2では、アイソレーション特性として、LB帯端子P_LBからHB帯端子P_HBへの通過特性が示されている。つまり、縦軸はLB帯端子P_LBから入力された送信信号の強度に対するHB帯端子P_HBで観測された信号の強度比(アイソレーション)を示す。横軸は、周波数を示し、高周波モジュール1の使用周波数帯域(送信信号の帯域または受信信号の帯域)を含む周波数帯域の周波数が示されている。
[0051]
 また、図3では、通過特性として、LB帯端子P_LBと第一アンテナANT1との間の挿入損失が示されている。つまり、縦軸はLB帯端子P_LBから入力された送信信号の強度に対する第一アンテナANTの入力側で観測された信号の強度比(挿入損失)を示す。横軸は図2と同様に周波数を示す。
[0052]
 また、HB帯の高周波信号を伝送する場合の高周波モジュール1の通過特性は、LB帯端子P_LBにHB帯の高周波信号を入力した場合の通過特性に相当する。このため、以下で説明するアイソレーション特性は、HB帯の高周波信号を伝送する場合のHB帯端子P_HBからLB帯端子P_LBへの通過特性も兼ねる。同様に、以下で説明する通過特性は、HB帯の高周波信号を伝送する場合のHB帯端子P_HBから第一アンテナANT1への通過特性も兼ねる。
[0053]
 これらアイソレーション特性及び通過特性に関する事項は、特に言及しない限り、以降においても同様である。
[0054]
 図2及び図3に示されるアイソレーション特性及び通過特性は、DPDTの第一スイッチ回路10に代わり、SPDTのスイッチ回路を用いた高周波モジュールに比べて、良好な特性を示す。このことの理解を容易にするために、参考として、比較例1を用いて説明する。
[0055]
 図4は、比較例1に係る高周波モジュール801の回路図、及び、その問題を示す図である。
[0056]
 同図に示す比較例1に係る高周波モジュール801は、実施の形態に係る高周波モジュール1に比べて、整合回路20を備えず、DPDTの第一スイッチ回路10に代わりSPDTのスイッチ回路810を備える。
[0057]
 このようなスイッチ回路810は、LB帯端子P_LBから入力された送信信号を伝送する場合、共通端子811をLB帯に対応する選択端子812aに接続するとともに、HB帯に対応する選択端子812bは共通端子811に接続されない。
[0058]
 このため、比較例1に係る高周波モジュール801では、スイッチ回路810において選択端子812aから漏れ出した送信信号(不要な信号)が選択端子812bに回り込んだ場合、この不要な信号がHB帯端子P_HBから出力される虞がある。つまり、図4において示されている程度のアイソレーション特性を有する。
[0059]
 このような不要な信号を抑制することは、次の観点から、LTE等での通信において特に重要である。すなわち、LB帯端子P_LBまたはHB帯端子P_HBがデュプレクサ等を介して受信系の回路に接続されている場合、受信系の回路は微小な受信信号に合わせて設計されている。このため、不要な信号が受信系の回路に漏れ込んだ場合、当該回路を構成する素子に劣化等の不具合が生じ得る。
[0060]
 そこで、SPDTのスイッチ回路810に代わり、DPDTのスイッチ回路を設けることで、開放状態となる選択端子をなくし不要な信号を抑制する比較例2の構成が考えられる。
[0061]
 図5は、比較例2に係る高周波モジュール901の構成を示す回路図である。
[0062]
 同図に示す高周波モジュール901は、上述した実施の形態に係る高周波モジュール1と同様にDPDTの第一スイッチ回路10を備えるが、第二共通端子11bが整合回路20に代わり50Ωの終端抵抗R50を介してグランド電位に接続されている点が異なる。
[0063]
 このように構成された比較例2に係る高周波モジュール901では、比較例1に比べてアイソレーションを高めることができると推測される。すなわち、第一スイッチ回路10において選択端子12aから漏れ出した送信信号が選択端子12bに回り込んだ場合であっても、この送信信号が選択端子12bに接続された第二共通端子11bを介してグランド電位に流れ込むことにより、HB帯端子P_HBから出力されにくくなると推測される。
[0064]
 図2中及び図3中の比較例2で示されるグラフは、このときの比較例2に係る高周波モジュール901のアイソレーション特性を示すグラフである。
[0065]
 図2から分かるように、本実施の形態に係る高周波モジュール1によれば、比較例2に係る高周波モジュール901に比べ、さらにアイソレーションが高められている。
[0066]
 このことは、次のように推測される。すなわち、第二共通端子11bを終端抵抗R50によって終端した場合であっても、選択端子12aから第二共通端子11b側を見たインピーダンスが選択端子12aからHB帯端子P_HB側を見たインピーダンスよりも大きくなり得る。このため、第二共通端子11bを終端した場合であっても、選択端子12aから不要な信号が漏れ得ると推測される。
[0067]
 また、図3から分かるように、本実施の形態に係る高周波モジュール1によれば、比較例2に係る高周波モジュール901に比べて、通過特性の劣化が抑制されており、詳細には通過特性が維持されている。ここで、「通過特性の劣化」とは挿入損失が増大(悪化)することを意味する。つまり、「通過特性の劣化が抑制される」とは、挿入損失が維持または低減(改善)されることを意味する。
[0068]
 すなわち、本実施の形態に係る高周波モジュール1は、比較例1及び比較例2に比べて、通過特性の劣化を抑制しつつ、アイソレーションを高めることができる。以下、このような効果が奏される理由について、図6を用いて説明する。
[0069]
 図6は、本実施の形態に係る高周波モジュール1において、送信信号が伝搬する様子を模式的に示す図である。
[0070]
 同図に示すように、例えば、LB帯の送信信号が入力されると、第一スイッチ回路10において選択端子12aからLB帯の送信信号が漏れ出して、選択端子12bに回り込む場合がある。このような信号の回り込みは、例えば、第一スイッチ回路10が半導体基板上に形成されている場合に、当該半導体基板を介して信号が回り込みやすいため顕著となる。また、第一スイッチ回路10がICチップで構成されている場合には、ICチップの小型化にともなって、選択端子12aと選択端子12bとの間隔が狭い場合にも顕著となる。ただし、高周波モジュール1全体の小型化のためには、第一スイッチ回路10を半導体基板上に形成してチップ化することが望ましい。
[0071]
 そこで、本実施の形態に係る高周波モジュール1によれば、第一スイッチ回路10の第二共通端子11bに接続される整合回路20を設けることにより、第一共通端子11aと接続される選択端子(図6では選択端子12a)から漏れ出した不要な信号(図6ではLB帯の送信信号)が、他の選択端子(図6では選択端子12b)から第一スイッチ回路10の外に漏れ出しにくくなる。具体的には、第二共通端子11bと接続される選択端子に漏れ出した(回り込んだ)不要な信号は、当該選択端子よりも整合回路20に接続された第二共通端子11bから漏れ出やすくなる。その結果、当該選択端子から第一スイッチ回路10の外に漏れ出す不要な信号を抑制することができるので、アイソレーションを高めることができる。また、整合回路20は1以上のアンテナのいずれにも接続されない。つまり、整合回路20は、高周波モジュール1の伝送対象の信号経路(図6では伝送経路14a及び13a)とは異なる経路(図6では伝送経路13b)に設けられるため、通過特性の劣化を招きにくい。このように、本実施の形態に係る高周波モジュール1は、通過特性の劣化を抑制しつつ、アイソレーションを高めることができる。
[0072]
 なお、アイソレーションを高める構成として、3以上の選択端子のうち一の選択端子を、直接または終端抵抗を介してグランド電位に接続する構成が考えられる。このような構成では、スイッチ回路において他の任意の選択端子から漏れ出した不要な信号の一部が当該一の選択端子を介してグランドに流れるため、他の選択端子の間のアイソレーションを高めることができ得る。しかしながら、このような構成では、グランド電位に接続された一の選択端子と他の選択端子とを接続することはできない。
[0073]
 これに対して、本実施の形態では、選択端子と接続される第二共通端子11bを整合回路20と接続する。これにより、上記の構成に比べて、選択端子から漏れ出す不要な信号をさらに抑制することができる。
[0074]
 また、本実施の形態に係る高周波モジュール1によれば、整合回路20がシャント接続型の素子(本実施の形態ではキャパシタ212)を有することにより、第二共通端子11bと接続される選択端子に回り込んだ不要な信号は、第二共通端子11b及び整合回路20を介してグランドに流れ出やすくなる。このため、当該選択端子から第一スイッチ回路10の外に漏れ出す不要な信号を抑制することができるので、アイソレーションをさらに高めることができる。
[0075]
 また、本実施の形態に係る高周波モジュール1によれば、整合回路20がフィルタ型の整合回路であることにより、第二共通端子11bから整合回路20に漏れ出した不要な信号の反射を抑制することができる。よって、このような反射によって第二共通端子11bに接続された選択端子から第一スイッチ回路10の外に漏れ出す不要な信号を抑制することができる。したがって、アイソレーションをさらに高めることができる。
[0076]
 また、本実施の形態に係る高周波モジュール1によれば、整合回路20がローパスフィルタ型の整合回路であることにより、整合回路20に対して広い通過帯域が求められる場合であっても、高周波モジュールを容易に作製することができる。
[0077]
 また、本実施の形態に係る高周波モジュール1によれば、第一アンテナANT1を備えることにより、通過特性の劣化を抑制しつつ、アイソレーションを高めることができる、アンテナ内蔵の高周波モジュールを実現できる。
[0078]
 (実施の形態2)
 次に、本発明の実施の形態2に係る高周波モジュールについて説明する。
[0079]
 図7は、本発明の実施の形態2に係る高周波モジュール201の回路図である。
[0080]
 同図に示す高周波モジュール201は、複数のアンテナ(本実施の形態では2つのアンテナ、すなわち第一アンテナANT1及び第二アンテナANT2)に接続される高周波モジュールであり、当該複数のアンテナを内蔵する。なお、高周波モジュール201は当該複数のアンテナの少なくとも1つを内蔵しなくてもかまわない。
[0081]
 本実施の形態に係る高周波モジュール201は、実施の形態1に係る高周波モジュール1に比べて、さらに、第二共通端子11bを第二アンテナANT2及び整合回路20に択一的に接続する第二スイッチ回路30を備える。
[0082]
 第二スイッチ回路30は、入力端子31ならびに2つの出力端子32a及び32bを有し、例えば外部からの制御信号に基づいて、入力端子31を2つの出力端子32a及び32bのいずれか一方に択一的に接続する回路である。
[0083]
 このような第二スイッチ回路30は、例えば、SPDT(Single Pole Double Throw)の高周波スイッチIC(Integrated Circuit)によって構成され、例えば1チップ化されている。
[0084]
 入力端子31は、伝送経路13bを介して整合回路20に接続され、かつ、例えば制御信号に基づいて出力端子32a及び32bの一方のみに接続される。出力端子32aは、伝送経路213aを介して第二アンテナANT2に接続される、第一出力端子である。出力端子32bは、伝送経路213bを介して整合回路20に接続される、第二出力端子である。
[0085]
 つまり、整合回路20は、実施の形態1と同様に、高周波モジュール201が接続される1以上のアンテナ(ここでは2つのアンテナ)のいずれにも接続されることなく第二共通端子11bと接続される。整合回路20は、具体的には、出力端子32b(第二出力端子)に接続され、より具体的には、出力端子32bと直列に接続されている。
[0086]
 このように構成された本実施の形態に係る高周波モジュール201は、実施の形態1に係る高周波モジュール1に比べて、第一アンテナANT1及び第二アンテナANT2の両方を用いて送受信する、例えばキャリアアグリゲーション方式(CA方式)に対応することができる。
[0087]
 本実施の形態に係る高周波モジュール201は、次のように動作する。
[0088]
 まず、高周波モジュール201が複数の周波数帯域のうち1つの周波数帯域のみを用いて動作する場合(非CA動作時)について、説明する。
[0089]
 高周波モジュール201がLB帯の高周波信号を伝送する場合、第一スイッチ回路10は、実施の形態1と同様に動作する。つまり、第一スイッチ回路10は、第一共通端子11aをLB帯に対応する選択端子12aに接続するとともに、第二共通端子11bをHB帯に対応する選択端子12bに接続する。
[0090]
 また、この場合、第二スイッチ回路30は、入力端子31を出力端子32bに接続する。
[0091]
 図8及び図9は、このときの高周波モジュール201の特性を示すグラフである。具体的には、図8は、高周波モジュール201の非CA動作時におけるアイソレーション特性を示すグラフである。図9は、高周波モジュール201の非CA動作時における通過特性を示すグラフである。なお、これらの図には、参考として、図2及び図3に示した実施の形態1及び比較例2のアイソレーション特性及び通過特性も示されている。
[0092]
 図8から分かるように、本実施の形態に係る高周波モジュール201によれば、実施の形態1に係る高周波モジュール1と同程度にアイソレーションが確保されている。すなわち、本実施の形態に係る高周波モジュール201によれば、比較例2に係る高周波モジュール901に比べ、さらにアイソレーションが高められている。
[0093]
 図9から分かるように、本実施の形態に係る高周波モジュール201によれば、実施の形態1に係る高周波モジュール1と同程度に通過特性が維持されている。すなわち、本実施の形態に係る高周波モジュール201によれば、比較例2に係る高周波モジュール901に比べて、通過特性の劣化が抑制されており、詳細には通過特性が維持されている。
[0094]
 つまり、本実施の形態に係る高周波モジュール201は、LB帯の高周波信号を伝送する場合、上述のような動作により、第一アンテナANT1、整合回路20、LB帯端子P_LB及びHB帯端子P_HBの接続関係が、実施の形態1に係る高周波モジュール1と同様となる。このため、非CA動作時の高周波モジュール201は、通過特性の劣化を抑制しつつ、アイソレーションを高めることができる。
[0095]
 次に、高周波モジュール201が複数の周波数帯域のうち2以上の周波数帯域を用いて動作する場合(CA動作時)について、説明する。
[0096]
 高周波モジュール201がLB帯及びHB帯両方の高周波信号を伝送する場合、第一スイッチ回路10は、実施の形態1と同様に動作する。つまり、第一スイッチ回路10は、第一共通端子11aをLB帯に対応する選択端子12aに接続するとともに、第二共通端子11bをHB帯に対応する選択端子12bに接続する。
[0097]
 なお、第一スイッチ回路10の接続関係はこれに限らず、例えば第一アンテナANT1及び第二アンテナANT2の特性を考慮して、第一共通端子11aを選択端子12bに接続するとともに、第二共通端子11bを選択端子12aに接続してもかまわない。
[0098]
 また、この場合、第二スイッチ回路30は、入力端子31を出力端子32aに接続する。
[0099]
 図10は、このときの高周波モジュール201の特性を示すグラフである。具体的には、図10は、高周波モジュール201のCA動作時における第一アンテナANT1及び第二アンテナANT2に関する通過特性を示すグラフである。
[0100]
 なお、図10のANT1で示されているグラフでは、通過特性として、LB帯端子P_LBから第一アンテナANT1間の通過特性が示されている。つまり、同図のANT1のグラフには、第二スイッチ回路30を経由しない伝送経路についての挿入損失が示されている。また、図10のANT2で示されているグラフでは、通過特性として、HB帯端子P_HBから第二アンテナANT2間の通過特性が示されている。つまり、同図のANT2のグラフには、第二スイッチ回路30を経由する伝送経路についての挿入損失が示されている。
[0101]
 図9と図10とを比較して分かるように、本実施の形態に係る高周波モジュール201によれば、CA動作時であっても、第二スイッチ回路30を経由しない伝送経路については、非CA動作時と同程度に通過特性が維持されている。
[0102]
 また、図10の2つのグラフを比較して分かるように、本実施の形態に係る高周波モジュール201によれば、第二スイッチ回路30を経由する伝送経路であっても、第二スイッチ回路30を経由しない伝送経路と同程度に通過特性が維持されている。
[0103]
 以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール201によれば、非CA動作時には、実施の形態1と同様に整合回路20が第二共通端子11bに接続される。したがって、本実施の形態に係る高周波モジュール201は、非CA動作時には実施の形態1と同様に、通過特性の劣化を抑制しつつ、アイソレーションを高めることができる。
[0104]
 また、本実施の形態によれば、第二共通端子を第二アンテナ及び整合回路に択一的に接続する第二スイッチ回路を備えることにより、第一アンテナ及び第二アンテナの両方を用いて送受信する、例えばCA方式に適用することができる。つまり、非CA動作時には通過特性の劣化を抑制しつつアイソレーションを高めることができるとともに、CA動作時が可能になる。
[0105]
 特に、高周波モジュール201は、第二スイッチ回路30として、入力端子31から出力端子32aへの通過特性が良好な(挿入損失の少ない)IC等を用いることにより、CA動作において伝送する複数の周波数帯域の高周波信号それぞれを、低損失に伝送することが可能となる。
[0106]
 (実施の形態2の変形例)
 上述した実施の形態2では、第一スイッチ回路10は、DPDTのスイッチ回路であるとした。つまり、第一共通端子11aは複数の選択端子12a及び12bのうち任意の1つと接続され、第二共通端子11bは複数の選択端子12a及び12bのうち第一共通端子11aと接続されない任意の1つと接続されるとした。
[0107]
 しかし、第一スイッチ回路10は、LB帯用のSPnT(Single Pole n Throw;ここでのnはLB帯端子P_LBの数)のスイッチ回路と、HB帯用のSPnT(ここでのnはHB帯端子P_HBの数)のスイッチ回路とを併せた構成であってもかまわない。
[0108]
 図11は、本発明の実施の形態2の変形例に係る高周波モジュール301の回路図である。なお、同図には、高周波モジュール301とともに、例えば通信装置のフロントエンドモジュール3を構成する分波回路302も併せて示されている。
[0109]
 例えば、同図に示すフロントエンドモジュール3は、LTE等の通信規格に準拠し、LB帯に属する複数のバンドの高周波信号、及び、HB帯に属する複数のバンドの高周波信号を伝送する。各バンドの高周波信号は、例えばデュプレクサ等で構成される分波回路302によって、送信信号と受信信号とが分離(分波)される。
[0110]
 第一スイッチ回路310は、第一共通端子11aとLB帯に対応する複数の選択端子12aとを有するSPnTのスイッチ回路と、第二共通端子11bとHB帯に対応する複数の選択端子12bとを有するSPnTのスイッチ回路とが併せられた構成である。つまり、第一共通端子11aはHB帯に対応する複数の選択端子12bのいずれにも接続されず、第二共通端子11bはLB帯に対応する複数の選択端子12aのいずれにも接続されない。
[0111]
 このような高周波モジュール301は、例えば、次のように動作する。なお、第二スイッチ回路30の動作については、実施の形態2と同様に動作するため、説明を省略する。
[0112]
 非CA動作時には、第一スイッチ回路310は、第一共通端子11aをLB帯に対応する複数の選択端子12aのうち伝送対象のバンドに対応する選択端子12aに接続する。これとともに、第一スイッチ回路310は、第二共通端子11bをHB帯に対応する複数の選択端子12bのいずれかに接続する。このとき、第二共通端子11bに接続される選択端子12bは特に限定されないが、例えば、伝送対象のバンドの送信信号が漏れ込んだ場合に不具合が生じやすいバンドに対応する選択端子12bが好ましい。
[0113]
 また、CA動作時には、第一スイッチ回路310は、第一共通端子11aをLB帯に対応する複数の選択端子12aのうち伝送対象のバンドに対応する選択端子12aに接続する。これとともに、第一スイッチ回路310は、第二共通端子11bをHB帯に対応する複数の選択端子12bのうち伝送対象のバンドに対応する選択端子12bに接続する。
[0114]
 このような実施の形態2の変形例に係る高周波モジュール301であっても、非CA動作時には、実施の形態1と同様に整合回路20が第二共通端子11bに接続される。したがって、非CA動作時において、伝送対象のバンドの通過特性を維持しつつ、伝送対象のバンドに対応するLB帯端子P_LBと、第二共通端子11bに接続されるHB帯端子P_HBとのアイソレーションを高めることができる。
[0115]
 (その他の変形例)
 以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る高周波モジュールについて説明したが、本発明は、個々の実施の形態及びその変形例には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態及びその変形例に施したものや、異なる実施の形態及びその変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
[0116]
 例えば、上記実施の形態1では、第一スイッチ回路10はDPDTのスイッチ回路であると説明した。しかし、第一スイッチ回路10の構成はこれに限らず、例えば、DPnT(Double Pole n Throw;nはバンドの数)であってもかまわない。
[0117]
 また、上記実施の形態1では、高周波モジュール1は1つのアンテナ(実施の形態1では第一アンテナANT1)に接続されるとした。しかし、高周波モジュール1は2以上のm個のアンテナに接続されてもよい。このため、第一スイッチ回路10は、nPnT(n Pole n Throw;nPのnはm+1以上)のスイッチ回路、あるいは、nPDT(n Pole Double Throw;nPのnはm+1以上)のスイッチ回路であってもよい。
[0118]
 また、上記説明では、第一共通端子11aは複数の選択端子のうちいずれか1つに接続され、第二共通端子11bは複数の選択端子のうち他のいずれか1つに接続されるとした。しかしながら、第一共通端子11a及び第二共通端子11bは、複数の選択端子に排他的に接続されていればよく、少なくとも一方が3以上の複数の選択端子のうち2以上の選択端子に同時に接続されてもかまわない。
[0119]
 また、上記説明では、整合回路20はシャント接続型の素子を有するとしたが、このような素子を有さない構成であってもかまわない。
[0120]
 また、上記説明では、整合回路20はローパスフィルタ型の整合回路であるとした。しかし、整合回路の構成はこれに限定されず、例えばバンドパスフィルタ型またはハイパスフィルタ型であってもかまわない。また、整合回路20はフィルタ型の整合回路には限定されず、位相を調整する可変移送器等により整合を図る構成であってもかまわない。
[0121]
 また、上記説明した高周波モジュールは、送信信号及び受信信号の両方を伝送しなくてもよく、送信信号及び受信信号のいずれか一方のみを伝送してもかまわない。あるいは、高周波モジュールは、複数のバンドのうち、一部のバンドについては送信信号のみを伝送し、他のバンドについては少なくとも受信信号を伝送してもかまわない。

産業上の利用可能性

[0122]
 本発明は、マルチバンド対応の高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。

符号の説明

[0123]
  1、201、301、801、901 高周波モジュール
  3 フロントエンドモジュール
  10、310 第一スイッチ回路
  11a 第一共通端子
  11b 第二共通端子
  12a、12b、812a、812b 選択端子
  13a、13b、14a、14b、213a、213b 伝送経路
  20 整合回路
  30 第二スイッチ回路
  31 入力端子
  32a、32b 出力端子
  211 インダクタ
  212 キャパシタ
  302 分波回路
  810 スイッチ回路
  811 共通端子
  ANT1 第一アンテナ
  ANT2 第二アンテナ
  P_LB LB帯端子
  P_HB HB帯端子
  R50 終端抵抗

請求の範囲

[請求項1]
 第一共通端子、第二共通端子、及び、複数の選択端子を有し、前記第一共通端子と前記第二共通端子とを、前記複数の選択端子のうち互いに異なる選択端子に選択的に接続する第一スイッチ回路と、
 アンテナに接続されることなく前記第二共通端子と接続される整合回路とを備える
 高周波モジュール。
[請求項2]
 前記整合回路は、前記第二共通端子と直列に接続されている
 請求項1に記載の高周波モジュール。
[請求項3]
 前記整合回路は、前記第二共通端子とグランド電位との間に設けられたシャント接続型の素子を有する
 請求項1または2に記載の高周波モジュール。
[請求項4]
 前記整合回路は、前記複数の選択端子のうち前記第一共通端子と接続される選択端子に対応する周波数帯域を通過帯域に含むフィルタ型の整合回路である
 請求項1~3のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
[請求項5]
 前記整合回路は、ローパスフィルタ型の整合回路である
 請求項4に記載の高周波モジュール。
[請求項6]
 前記第一共通端子に接続される第一アンテナを備えた
 請求項1~5のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
[請求項7]
 第一共通端子、第二共通端子、及び、複数の選択端子を有し、前記第一共通端子と前記第二共通端子とを、前記複数の選択端子のうち互いに異なる選択端子に選択的に接続する第一スイッチ回路と、
 入力端子、第一出力端子及び第二出力端子を備えた第二スイッチ回路と、
 整合回路とを備え、
 前記第二共通端子は前記入力端子に接続されており、
 前記第二スイッチ回路は、前記入力端子を前記第一出力端子及び前記第二出力端子に択一的に接続し、
 前記整合回路は、前記第二出力端子に接続されている
 高周波モジュール。
[請求項8]
 前記整合回路は、前記第二出力端子と直列に接続されている
 請求項7に記載の高周波モジュール。
[請求項9]
 前記整合回路は、前記第二出力端子とグランド電位との間に設けられたシャント接続型の素子を有する
 請求項8に記載の高周波モジュール。
[請求項10]
 前記整合回路は、前記複数の選択端子のうち前記第一共通端子と接続される選択端子に対応する周波数帯域を通過帯域に含むフィルタ型の整合回路である
 請求項7~9のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
[請求項11]
 前記整合回路は、ローパスフィルタ型の整合回路である
 請求項10に記載の高周波モジュール。
[請求項12]
 前記第一共通端子に接続される第一アンテナを備えた
 請求項7~11のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
[請求項13]
 前記第一出力端子に接続される第二アンテナを備えた
 請求項7~12のいずれか1項に記載の高周波モジュール。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]