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1. WO2020116056 - 高周波モジュール及び通信装置

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明 細 書

発明の名称 高周波モジュール及び通信装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007  

発明の効果

0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   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  

産業上の利用可能性

0103  

符号の説明

0104  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

図面

1   2   3   4   5  

明 細 書

発明の名称 : 高周波モジュール及び通信装置

技術分野

[0001]
 本発明は、高周波モジュール及び当該高周波モジュールを備える通信装置に関する。

背景技術

[0002]
 近年の携帯電話には、1つの端末で複数の周波数帯域及び無線方式に対応することが要求される(マルチバンド化及びマルチモード化)。マルチバンド化及びマルチモード化に対応するフロントエンド回路において、同じアンテナで異なる周波数帯域の複数の送信信号あるいは複数の受信信号を1つの通信信号として同時に使用する、いわゆるキャリアアグリゲーション(以下CAと記載する)が適用される場合であっても、複数の送受信信号の品質劣化を低減することが求められている。
[0003]
 特許文献1には、CAに対応するフロントエンドモジュールが開示されている。特許文献1のフロントエンドモジュールでは、ハイバンドアンテナスイッチモジュール(HB_ASM)及びローバンドアンテナスイッチモジュール(LB_ASM)が、2以上のフィルタをハイバンドアンテナ(HB_ANT)又はローバンドアンテナ(LB_ANT)に接続することでCAを実現している。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 米国特許出願公開第2015/0133067号明細書

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 上記従来技術では、多くの周波数帯域に対応するために、1つのアンテナに多くのフィルタが接続される。そのため、フィルタが接続されるスイッチモジュールの端子も多くなる。スイッチモジュールの端子数が増加すれば、非接続の端子の寄生容量(以下、オフ容量という)が増加する。その結果、通過特性の悪化とともに、インピーダンス整合の悪化による反射係数の増大を招き、CA時の送受信信号の品質が劣化する。
[0006]
 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、スイッチのオフ容量によるCA時の送受信信号の品質劣化を抑制することができる高周波モジュール等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

[0007]
 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、複数の周波数帯域の高周波信号を、同時に送信、同時に受信、又は同時に送受信するキャリアアグリゲーションに対応する高周波モジュールであって、複数の第1フィルタと、複数の第2フィルタと、アンテナ素子及び前記複数の第1フィルタに接続され、前記アンテナ素子と前記複数の第1フィルタの各々との間の導通及び非導通を切り替える第1スイッチと、前記アンテナ素子及び前記複数の第2フィルタに接続され、前記アンテナ素子と前記複数の第2フィルタの各々との間の導通及び非導通を切り替える第2スイッチと、を備え、前記複数の第1フィルタと前記複数の第2フィルタとの間のいずれのフィルタの組み合わせもキャリアアグリゲーションに用いられない。

発明の効果

[0008]
 本発明によれば、スイッチのオフ容量によるCA時の送受信信号の品質劣化を抑制することができる。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 図1は、実施の形態1に係る通信装置の回路構成図である。
[図2] 図2は、実施の形態1に係る高周波モジュールの回路構成図である。
[図3] 図3は、実施の形態1の変形例に係る高周波モジュールの回路構成図である。
[図4] 図4は、実施の形態2に係る通信装置の回路構成図である。
[図5] 図5は、実施の形態2に係る高周波モジュールの回路構成図である。

発明を実施するための形態

[0010]
 以下、本発明の実施の形態及びその変形例について、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及びその変形例は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及びその変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態及びその変形例における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
[0011]
 なお、本開示において「接続される」とは、接続端子及び/又は配線導体で直接接続される場合だけでなく、他の回路素子を介して電気的に接続される場合も含む。
[0012]
 (実施の形態1)
 まず、実施の形態1について、図1及び図2を参照しながら具体的に説明する。
[0013]
 [1.1 通信装置5の回路構成]
 まず、本実施の形態に係る通信装置5の回路構成について、図1を参照しながら具体的に説明する。図1は、実施の形態1に係る通信装置5の回路構成図である。
[0014]
 通信装置5は、CAに対応する機器である。CAとは、複数の周波数帯域の高周波信号を同時に送信、同時に受信、又は同時に送受信する通信技術である。より具体的には、CAでは、(i)所定の周波数帯域の高周波信号の送信及び/又は受信と、(ii)所定の周波数帯域とは異なる周波数帯域の高周波信号の送信及び/又は受信と、を同時に行うことができる。
[0015]
 なお、本開示において、不連続な複数の周波数帯域の組み合わせを用いるインターバンドCAと、連続する複数の周波数帯域の組み合わせを用いるイントラバンドCAとを区別せずに、単にCAと呼ぶ。つまり、本開示において、CAは、インターバンドCAとイントラバンドCAとを含むことができる。
[0016]
 図1に示すように、通信装置5は、高周波モジュール1と、アンテナ素子2と、RF信号処理回路(RFIC)3と、ベースバンド信号処理回路(BBIC)4と、を備える。
[0017]
 RFIC3は、アンテナ素子2で送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路である。具体的には、RFIC3は、高周波モジュール1の受信出力端子51R及び52Rを介して入力され伝達された高周波受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をBBIC4へ出力する。
[0018]
 BBIC4は、高周波モジュール1を伝搬する高周波信号よりも低周波の中間周波数帯域を用いて信号処理する回路である。BBIC4で処理された信号は、例えば、画像表示のための画像信号として使用され、又は、スピーカを介した通話のために音声信号として使用される。
[0019]
 アンテナ素子2は、高周波モジュール1の共通端子10に接続され、外部からの高周波信号を受信して高周波モジュール1へ出力する。
[0020]
 なお、アンテナ素子2及びBBIC4は、本発明に係る通信装置に必須の構成要素ではない。
[0021]
 [1.2 高周波モジュール1の回路構成]
 次に、高周波モジュール1の回路構成について図2を参照しながら具体的に説明する。図2は、実施の形態1に係る高周波モジュール1の回路構成図である。
[0022]
 高周波モジュール1は、CAに対応する受信回路を構成する。図面において、ハッチングされたフィルタは、CA対応フィルタを表し、ハッチングされていないフィルタは、CA非対応フィルタを表す。
[0023]
 CA対応フィルタとは、他のフィルタとともにCAに用いられるフィルタを意味する。つまり、CA対応フィルタとは、CAに用いられる周波数帯域(通信バンド)に対応する通過帯域を有するフィルタである。一方、CA非対応フィルタとは、CAに用いられないフィルタを意味する。つまり、CA非対応フィルタとは、CAに用いられない周波数帯域に対応する通過帯域を有するフィルタである。
[0024]
 図2に示すように、高周波モジュール1は、共通端子10と、スイッチ21~25と、複数の第1フィルタ31と、複数の第2フィルタ32と、受信低雑音増幅器41R及び42Rと、受信出力端子51R及び52Rと、制御回路60と、を備える。
[0025]
 共通端子10は、アンテナ素子2に接続される。
[0026]
 スイッチ21は、第1スイッチの一例である。スイッチ21は、アンテナ素子2と複数の第1フィルタ31とに接続され、アンテナ素子2と複数の第1フィルタ31の各々との間の導通及び非導通を切り替える。
[0027]
 スイッチ21において、複数の第1フィルタ31のうちの2以上の第1フィルタがアンテナ素子2に同時に接続される状態が許可される。例えば、スイッチ21において、複数の第1フィルタ31のうちの受信フィルタ311R及び314Rがアンテナ素子2に同時に接続される状態が許可される。また例えば、スイッチ21において、複数の第1フィルタ31のうちの受信フィルタ312R及び313Rがアンテナ素子2に同時に接続される状態が許可される。
[0028]
 ここで、スイッチ21の内部構成について説明する。図2に示すように、スイッチ21は、アンテナ素子2に接続される共通端子210と、受信フィルタ311R~314Rにそれぞれ接続される選択端子211~214を含む複数の選択端子と、を有する。スイッチ21は、共通端子210と選択端子211~214を含む複数の選択端子との間の導通及び非導通を個別に独立して切り替えることができるマルチ接続型のスイッチである。
[0029]
 スイッチ22は、第2スイッチの一例である。スイッチ22は、アンテナ素子2と複数の第2フィルタ32とに接続され、アンテナ素子2と複数の第2フィルタ32の各々との間の導通及び非導通を切り替える。例えば、スイッチ22は、スイッチ21とのアイソレーションを確保するために、スイッチ21と物理的に離れて配置される別部品である。
[0030]
 本実施の形態では、スイッチ22において、複数の第2フィルタ32のうちの2以上の第2フィルタがアンテナ素子2に同時に接続される状態が禁止される。例えば、スイッチ22は、複数の第2フィルタ32に含まれる受信フィルタ321R及び322Rをアンテナ素子2に同時に接続することができない。
[0031]
 ここで、スイッチ22の内部構成について説明する。図2に示すように、スイッチ22は、アンテナ素子2に接続される共通端子220と、受信フィルタ321R及び322Rにそれぞれ接続される選択端子221及び222を含む複数の選択端子と、を有する。例えば、スイッチ22は、複数の選択端子のいずれかを共通端子220に接続することができるSPNTスイッチである。
[0032]
 スイッチ21及びスイッチ22では、複数の第1フィルタ31のいずれかがアンテナ素子に接続され、かつ、複数の第2フィルタ32のいずれかがアンテナ素子2に接続される状態が禁止される。つまり、スイッチ21は、スイッチ22によって複数の第2フィルタ32のいずれかがアンテナ素子2に接続されている場合には、複数の第1フィルタ31のいずれもアンテナ素子2に接続することができない。逆に、スイッチ22は、スイッチ21によって複数の第1フィルタ31のいずれかがアンテナ素子2に接続されている場合には、複数の第2フィルタ32のいずれもアンテナ素子2に接続することができない。
[0033]
 なお、スイッチ21の端子とスイッチ22の端子との間のアイソレーションは、スイッチ21内の端子間のアイソレーション及びスイッチ22内の端子間のアイソレーションよりも高い。例えば、スイッチ21の選択端子211~214とスイッチ22の選択端子221及び222との間の最短距離は、スイッチ21の選択端子211~214間の最短距離及びスイッチ22の選択端子221及び222間の最短距離よりも大きい。このような条件が満たされれば、スイッチ21及び22は、別部品でなくてもよく、例えば1チップ化されてもよい。
[0034]
 スイッチ23は、複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32のうちの2以上の受信フィルタ(図2では、受信フィルタ311R、312R及び321R)と受信低雑音増幅器41Rとに接続される。スイッチ23は、接続された2以上の受信フィルタの各々と受信低雑音増幅器41Rとの間の導通及び非導通を切り替える。
[0035]
 具体的には、スイッチ23は、受信低雑音増幅器41Rに接続される共通端子230と、受信フィルタ311R、312R及び321Rにそれぞれ接続される選択端子231~233を含む複数の選択端子と、を有する。例えば、スイッチ23は、複数の選択端子のいずれかを共通端子230に接続させることができるSPNTスイッチである。
[0036]
 スイッチ24は、複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32のうちの2以上の受信フィルタ(図2では、受信フィルタ313R、314R及び322R)と受信低雑音増幅器42Rとに接続される。スイッチ24は、接続された2以上のフィルタの各々と受信低雑音増幅器42Rとの間の導通及び非導通を切り替える。
[0037]
 具体的には、スイッチ24は、受信低雑音増幅器42Rに接続される共通端子240と、受信フィルタ313R、314R及び322Rにそれぞれ接続される選択端子241~243を含む複数の選択端子と、を有する。例えば、スイッチ24は、複数の選択端子のいずれかを共通端子240に接続させることができるSPNTスイッチである。
[0038]
 スイッチ25は、受信低雑音増幅器41R及び42Rと受信出力端子51R及び52Rとに接続される。スイッチ25は、受信低雑音増幅器41R及び受信出力端子51Rの間の導通及び非導通を切り替え、受信低雑音増幅器42R及び受信出力端子52Rの間の導通及び非導通を切り替える。スイッチ25は、例えば、互いに独立して切り替え可能な2つのSPSTスイッチである。
[0039]
 なお、スイッチ23~25は、本発明に係る高周波モジュールに必須の構成要素ではない。
[0040]
 複数の第1フィルタ31は、受信フィルタ311R~314Rを含み、スイッチ21に接続される。複数の第1フィルタ31の少なくとも1つは、複数の第1フィルタ31の他のいずれかとともにCAに用いられる。つまり、複数の第1フィルタ31は、少なくとも1組のCA対応フィルタを含む。例えば、複数の第1フィルタ31は、CA対応フィルタのみを含んでもよい。
[0041]
 具体的には、複数の第1フィルタ31は、例えば、以下のLTE(Long Term Evolution)の通信バンドに対応する通過帯域を有する受信フィルタのうちの少なくとも1つを含む。
(1)Band8(受信帯域:925MHz以上960MHz以下)
(2)Band26(受信帯域:859MHz以上894MHz以下)
(3)Band20(受信帯域:791MHz以上821MHz以下)
(4)Band28a(受信帯域:758MHz以上788MHz以下)
(5)Band28b(受信帯域:773MHz以上803MHz以下)
(6)Band29(受信帯域:717MHz以上728MHz以下)
(7)Band12(受信帯域:729MHz以上746MHz以下)
(8)Band13(受信帯域:746MHz以上756MHz以下)
[0042]
 受信フィルタ311Rは、スイッチ21の選択端子211と、スイッチ23の選択端子231とを結ぶ受信経路上に配置され、共通端子10から入力された高周波信号のうち、第1受信帯域の高周波信号を通過させる。
[0043]
 受信フィルタ312Rは、スイッチ21の選択端子212と、スイッチ23の選択端子232とを結ぶ受信経路上に配置され、共通端子10から入力された高周波信号のうち、第2受信帯域の高周波信号を通過させる。
[0044]
 受信フィルタ313Rは、スイッチ21の選択端子213と、スイッチ24の選択端子241とを結ぶ受信経路上に配置され、共通端子10から入力された高周波信号のうち、第3受信帯域の高周波信号を通過させる。ここでは、第3受信帯域は、第2受信帯域と組み合わせてCAで使用される。つまり、受信フィルタ313Rは、受信フィルタ312RとともにCAに用いられる。
[0045]
 受信フィルタ314Rは、スイッチ21の選択端子214と、スイッチ24の選択端子242とを結ぶ受信経路上に配置され、共通端子10から入力された高周波信号のうち、第4受信帯域の高周波信号を通過させる。ここでは、第4受信帯域は、第1受信帯域と組み合わせてCAで使用される。つまり、受信フィルタ314Rは、受信フィルタ311RとともにCAに用いられる。
[0046]
 複数の第2フィルタ32は、受信フィルタ321R及び322Rを含み、スイッチ22に接続される。複数の第2フィルタ32の各々は、複数の第1フィルタ31のいずれともCAに用いられない。また、複数の第2フィルタ32の各々は、複数の第2フィルタ32の他のいずれともCAに用いられない。つまり、本実施の形態では、複数の第2フィルタ32は、CA非対応フィルタのみを含む。
[0047]
 具体的には、複数の第2フィルタ32は、例えば、以下のLTEの通信バンドに対応する通過帯域を有する受信フィルタのうちの少なくとも1つを含む。
(9)Band14(受信帯域:758MHz以上768MHz以下)
(10)Band71(受信帯域:617MHz以上652MHz以下)
[0048]
 受信フィルタ321Rは、スイッチ22の選択端子221と、スイッチ23の選択端子233とを結ぶ受信経路上に配置され、共通端子10から入力された高周波信号のうち、第5受信帯域の高周波信号を通過させる。第5受信帯域は、受信フィルタ311R~314Rに対応する第1~第4受信帯域のいずれともCAで使用されない。つまり、受信フィルタ321Rは、受信フィルタ311R~314RのいずれともCAに用いられない。
[0049]
 受信フィルタ322Rは、スイッチ22の選択端子222と、スイッチ24の選択端子243とを結ぶ受信経路上に配置され、共通端子10から入力された高周波信号のうち、第6受信帯域の高周波信号を通過させる。第6受信帯域は、第1~第5受信帯域のいずれともCAで使用されない。つまり、受信フィルタ322Rは、受信フィルタ311R~314R及び321RのいずれともCAに用いられない。
[0050]
 このようにスイッチ21に接続された複数の第1フィルタ31と、スイッチ22に接続された複数の第2フィルタ32との間のいずれのフィルタの組み合わせもCAに用いられない。つまり、複数の第1フィルタ31の少なくとも1つと複数の第2フィルタ32の少なくとも1つとの任意の組み合わせを用いてCAが行われない。言い換えると、複数の第2フィルタ32の各々は、複数の第1フィルタ31のいずれとも組み合わせてCAに用いられない。
[0051]
 なお、上記の複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32は、例えば、弾性表面波フィルタ、BAW(Bulk Acoustic Wave)を用いた弾性波フィルタ、圧電薄膜共振子(FBAR:Film Bulk Acoustic Resonator)フィルタ、LC共振フィルタ、及び誘電体フィルタのいずれであってもよく、さらには、これらには限定されない。
[0052]
 受信低雑音増幅器41R及び42Rは、複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32の少なくとも1つに接続され、高周波信号を増幅する少なくとも1つの増幅回路の一例である。受信低雑音増幅器41R及び42Rの各々は、アンテナ素子2から複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32のいずれかを介して入力された高周波信号を低ノイズで増幅する。受信低雑音増幅器41R及び42Rの各々は、例えば、ローノイズアンプである。
[0053]
 受信低雑音増幅器41Rは、複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32のうちの2以上のフィルタに、スイッチ23を介して選択的に接続される。具体的には、受信低雑音増幅器41Rは、受信フィルタ311R、312R及び321Rに選択的に接続される。例えば、受信フィルタ311R、312R及び321Rの通過帯域が近ければ、受信低雑音増幅器41Rとして、受信フィルタ311R、312R及び321Rの通過帯域を含む周波数帯域の高周波信号を効率的に増幅する低雑音増幅器を用いることができる。受信低雑音増幅器41Rによって増幅された高周波信号は、スイッチ25を介して、受信出力端子51Rから出力される。
[0054]
 受信低雑音増幅器42Rは、複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32のうちの2以上のフィルタに、スイッチ24を介して選択的に接続される。具体的には、受信低雑音増幅器42Rは、受信フィルタ313R、314R及び322Rに選択的に接続される。例えば、受信フィルタ313R、314R及び322Rの通過帯域が近ければ、受信低雑音増幅器42Rとして、受信フィルタ313R、314R及び322Rの通過帯域を含む周波数帯域の高周波信号を効率的に増幅する低雑音増幅器を用いることができる。受信低雑音増幅器42Rによって増幅された高周波信号は、スイッチ25を介して、受信出力端子52Rから出力される。
[0055]
 制御回路60は、使用される通信バンド(周波数帯域)に基づいて、スイッチ21~25の接続を制御する。具体的には、制御回路60は、制御信号(図示せず)によって、スイッチ21~25の接続を切り替える。
[0056]
 より具体的には、制御回路60は、スイッチ21及びスイッチ22を制御して、複数の第1フィルタ31の少なくとも1つがアンテナ素子2に接続され、かつ、複数の第2フィルタ32の少なくとも1つがアンテナ素子2に接続される状態を禁止する。また、制御回路60は、スイッチ21を制御して、複数の第1フィルタ31のうちの2以上の第1フィルタがアンテナ素子2に同時に接続される状態を許可する。さらに、制御回路60は、スイッチ22を制御して、複数の第2フィルタ32のうちの2以上の第2フィルタがアンテナ素子2に同時に接続される状態を禁止する。
[0057]
 例えば、受信フィルタ311Rに対応する第1受信帯域と受信フィルタ314Rに対応する第4受信帯域との組み合わせでCAが行われる場合、制御回路60は、スイッチ21及び23~25を制御して、アンテナ素子2、受信フィルタ311R、受信低雑音増幅器41R及び受信出力端子51Rを結ぶ受信経路を導通させ、かつ、アンテナ素子2、受信フィルタ314R、受信低雑音増幅器42R及び受信出力端子52Rを結ぶ受信経路を導通させる。このとき、制御回路60は、スイッチ22を制御して、アンテナ素子2と複数の第2フィルタ32とを結ぶいずれの受信経路の導通も禁止する。
[0058]
 また例えば、受信フィルタ312Rに対応する第2受信帯域と受信フィルタ313Rに対応する第3受信帯域との組み合わせでCAが行われる場合、制御回路60は、スイッチ21及び23~25を制御して、アンテナ素子2、受信フィルタ312R、受信低雑音増幅器41R及び受信出力端子51Rを結ぶ受信経路を導通させ、かつ、アンテナ素子2、受信フィルタ313R、受信低雑音増幅器42R及び受信出力端子52Rを結ぶ受信経路を導通させる。このとき、制御回路60は、スイッチ22を制御して、アンテナ素子2と複数の第2フィルタ32とを結ぶいずれの受信経路の導通も禁止する。
[0059]
 なお、第1受信帯域~第4受信帯域は、それぞれ単独で通信に用いることもできる。例えば、第1受信帯域が単独で通信に用いられる場合、制御回路60は、スイッチ21、23及び25を制御して、アンテナ素子2、受信フィルタ311R、受信低雑音増幅器41R及び受信出力端子51Rを結ぶ受信経路を導通させ、かつ、アンテナ素子2、受信フィルタ314R、受信低雑音増幅器42R及び受信出力端子52Rを結ぶ受信経路を導通させない。
[0060]
 第5受信帯域及び第6受信帯域ではCAが行われない。したがって、第5受信帯域及び第6受信帯域はそれぞれ単独で通信に用いられる。例えば、第5受信帯域が単独で通信に用いられる場合、制御回路60は、スイッチ22、23及び25を制御して、アンテナ素子2、受信フィルタ321R、受信低雑音増幅器41R及び受信出力端子51Rを結ぶ受信経路を導通させる。このとき、制御回路60は、スイッチ21を制御して、アンテナ素子2と複数の第1フィルタ31とを結ぶいずれの受信経路の導通も禁止する。
[0061]
 また例えば、第6受信帯域が単独で通信に用いられる場合、制御回路60は、スイッチ22、24及び25を制御して、アンテナ素子2、受信フィルタ322R、受信低雑音増幅器42R及び受信出力端子52Rを結ぶ受信経路を導通させる。このとき、制御回路60は、スイッチ21を制御して、アンテナ素子2と複数の第1フィルタ31とを結ぶいずれの受信経路の導通も禁止する。
[0062]
 なお、制御回路60は、高周波モジュール1の外部に設けられてもよく、例えば、RFIC3又はBBIC4に設けられていてもよい。つまり、制御回路60は、本発明に係る高周波モジュールに必須の構成要素ではない。
[0063]
 [1.3 効果等]
 以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール1及び通信装置5によれば、複数の第1フィルタ31をスイッチ21に接続し、複数の第2フィルタ32をスイッチ22に接続することができる。したがって、アンテナ素子2に接続される複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32のすべてが接続された1つのスイッチの端子数よりも、スイッチ21及び22の各々の端子数を削減することができ、個々のスイッチのオフ容量を削減することができる。さらに、本実施の形態に係る高周波モジュール1及び通信装置5によれば、複数の第1フィルタ31と複数の第2フィルタ32との間のいずれのフィルタの組み合わせもCAに用いられない。つまり、スイッチ21及びスイッチ22において、複数の第1フィルタ31の少なくとも1つがアンテナ素子2に接続され、かつ、複数の第2フィルタ32の少なくとも1つがアンテナ素子2に接続される状態が禁止される。したがって、CA時にスイッチ21及びスイッチ22の両方のオフ容量が送受信信号の品質に影響を与えることを抑制することができる。これにより、スイッチのオフ容量によるCA時の送受信信号の品質劣化を抑制することができる。
[0064]
 また、本実施の形態に係る高周波モジュール1及び通信装置5によれば、複数の第1フィルタ31の少なくとも1つは、複数の第1フィルタ31の他のいずれかとともにCAに用いられ、複数の第2フィルタ32の各々は、複数の第2フィルタ32の他のいずれともCAに用いられない。つまり、スイッチ21において、複数の第1フィルタ31のうちの2以上の第1フィルタがアンテナ素子2に同時に接続される状態が許可され、スイッチ22において、複数の第2フィルタ32のうちの2以上の第2フィルタがアンテナ素子2に同時に接続される状態が禁止される。したがって、スイッチ22内の複数の選択端子のいずれかが共通端子に接続されればよいので、スイッチ22の構成を簡単にすることができる。さらに、CA対応フィルタをスイッチ21に集めることで、CA対応フィルタ同士の組み合わせの変更に対して柔軟に対応することが可能となる。
[0065]
 また、本実施の形態に係る高周波モジュール1及び通信装置5によれば、複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32のうちの2以上の受信フィルタにそれぞれ接続される受信低雑音増幅器41R及び42Rを備えることができる。したがって、高周波モジュール1及び通信装置5は、受信フィルタと一対一で接続された受信低雑音増幅器を備える場合よりも、受信低雑音増幅器の数を削減することができる。その結果、部品点数の削減及び高周波モジュール1の小型化を図ることができる。
[0066]
 (実施の形態1の変形例)
 次に、実施の形態1の変形例について説明する。本変形例では、受信低雑音増幅器が受信フィルタに対して一対一で接続される点が、上記実施の形態1と主として異なる。以下に、上記実施の形態1と異なる点を中心に本変形例について図3を参照しながら具体的に説明する。なお、本変形例に係る通信装置の回路構成は、図1の通信装置の高周波モジュール1を本変形例に係る高周波モジュール1Aに置き換えるだけであるので、図示及び説明を省略する。
[0067]
 [2.1 高周波モジュール1Aの回路構成]
 本変形例に係る高周波モジュール1Aの回路構成について図3を参照しながら具体的に説明する。図3は、実施の形態1の変形例に係る高周波モジュール1Aの回路構成図である。
[0068]
 図3に示すように、高周波モジュール1Aは、共通端子10と、スイッチ21、22及び25Aと、複数の第1フィルタ31と、複数の第2フィルタ32と、複数の受信低雑音増幅器40Rと、受信出力端子51R及び52Rと、制御回路60Aと、を備える。
[0069]
 複数の受信低雑音増幅器40Rは、複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32の少なくとも1つに接続され、高周波信号を増幅する少なくとも1つの増幅回路の一例である。複数の受信低雑音増幅器40Rは、複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32に含まれる受信フィルタと一対一で接続される。具体的には、複数の受信低雑音増幅器40Rは、受信低雑音増幅器401R~406Rを含む。
[0070]
 受信低雑音増幅器401R~406Rは、それぞれ、受信フィルタ311R~314R、321R及び322Rに接続される。また、受信低雑音増幅器401R~406Rは、スイッチ25Aに接続される。受信低雑音増幅器401R~406Rは、アンテナ素子2から受信フィルタ311R~314R、321R又は322Rを介して入力された高周波信号を低ノイズで増幅する。受信低雑音増幅器401R~406Rによって増幅された高周波信号は、スイッチ25Aを介して、受信出力端子51R又は52Rから出力される。
[0071]
 スイッチ25Aは、複数の受信低雑音増幅器40Rと受信出力端子51R及び52Rとに接続され、複数の受信低雑音増幅器40Rの各々と受信出力端子51R及び52Rの各々との間の導通及び非導通を切り替える。つまり、スイッチ25Aは、複数の受信低雑音増幅器40Rの各々を受信出力端子51R及び52Rのどちらにも選択的に接続できる。
[0072]
 なお、スイッチ25Aは、本発明に係る高周波モジュールに必須の構成要素ではない。高周波モジュール1Aにスイッチ25Aが含まれない場合には、高周波モジュール1Aは、複数の受信低雑音増幅器40Rと一対一で接続される複数の受信出力端子を備えればよい。
[0073]
 制御回路60Aは、使用される通信バンド(周波数帯域)に基づいて、スイッチ21、22及び25Aの接続を制御する。具体的には、制御回路60Aは、制御信号(図示せず)によって、スイッチ21、22及び25Aの接続を切り替える。
[0074]
 より具体的には、制御回路60Aは、実施の形態1の制御回路60と同様にスイッチ21及び22を制御する。さらに、制御回路60Aは、スイッチ25Aを制御して、スイッチ21及び22によってアンテナ素子2と接続されている受信フィルタ及び受信低雑音増幅器を受信出力端子51R又は52Rに接続する。
[0075]
 [2.2 効果等]
 以上のように、本変形例に係る高周波モジュール1A及び通信装置5によれば、複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32に含まれる複数の受信フィルタと一対一で接続される複数の受信低雑音増幅器40Rを備えることができる。したがって、各受信フィルタの通過帯域に適した受信低雑音増幅器で高周波信号を効率的に増幅することができる。
[0076]
 (実施の形態2)
 次に、実施の形態2について説明する。本実施の形態では、高周波モジュールが送受信回路を構成する点が、上記実施の形態1と主として異なる。以下に、上記実施の形態1と異なる点を中心に本実施の形態について図4及び図5を参照しながら具体的に説明する。
[0077]
 [3.1 通信装置5Bの回路構成]
 まず、本実施の形態に係る通信装置5Bの回路構成について、図4を参照しながら具体的に説明する。図4は、実施の形態2に係る通信装置5Bの回路構成図である。
[0078]
 本実施の形態に係る通信装置5Bは、高周波モジュール1Bと、アンテナ素子2と、RFIC3と、BBIC4と、を備える。
[0079]
 高周波モジュール1Bは、受信出力端子51R及び52Rに加えて、送信入力端子53Tを備える。高周波モジュール1Bには、送信入力端子53Tから高周波信号が入力される。
[0080]
 [3.2 高周波モジュール1Bの回路構成]
 次に、高周波モジュール1Bの回路構成について図5を参照しながら具体的に説明する。図5は、実施の形態2に係る高周波モジュール1Bの回路構成図である。
[0081]
 高周波モジュール1Bは、CAに対応する送受信回路を構成する。図5に示すように、高周波モジュール1Bは、共通端子10と、スイッチ21~26と、複数の第1フィルタ31Bと、複数の第2フィルタ32Bと、受信低雑音増幅器41R及び42Rと、送信電力増幅器43Tと、受信出力端子51R及び52Rと、送信入力端子53Tと、制御回路60Bと、を備える。
[0082]
 スイッチ26は、複数の第1フィルタ31Bに含まれる複数の送信フィルタ(図5では、送信フィルタ311T~314Tを含む)及び複数の第2フィルタ32Bに含まれる複数の送信フィルタ(図5では、送信フィルタ321T及び322Tを含む)と送信電力増幅器43Tとに接続される。スイッチ26は、接続された2以上の送信フィルタの各々と送信電力増幅器43Tとの間の導通及び非導通を切り替える。スイッチ26は、例えば、SPNTスイッチである。
[0083]
 複数の第1フィルタ31Bは、受信フィルタ311R~314Rに加えて、送信フィルタ311T~314Tを含む。
[0084]
 送信フィルタ311Tは、スイッチ26の選択端子と、スイッチ21の選択端子211とを結ぶ送信経路に配置され、送信入力端子53Tから入力された高周波信号のうち、第1送信帯域の高周波信号を通過させる。
[0085]
 送信フィルタ312Tは、スイッチ26の選択端子と、スイッチ21の選択端子212とを結ぶ送信経路に配置され、送信入力端子53Tから入力された高周波信号のうち、第2送信帯域の高周波信号を通過させる。
[0086]
 送信フィルタ313Tは、スイッチ26の選択端子と、スイッチ21の選択端子213とを結ぶ送信経路に配置され、送信入力端子53Tから入力された高周波信号のうち、第3送信帯域の高周波信号を通過させる。
[0087]
 送信フィルタ314Tは、スイッチ26の選択端子と、スイッチ21の選択端子214とを結ぶ送信経路に配置され、送信入力端子53Tから入力された高周波信号のうち、第4送信帯域の高周波信号を通過させる。
[0088]
 複数の第2フィルタ32Bは、受信フィルタ321R及び322Rに加えて、送信フィルタ321T及び322Tを含む。
[0089]
 送信フィルタ321Tは、スイッチ26の選択端子と、スイッチ22の選択端子221とを結ぶ送信経路に配置され、送信入力端子53Tから入力された高周波信号のうち、第5送信帯域の高周波信号を通過させる。
[0090]
 送信フィルタ322Tは、スイッチ26の選択端子と、スイッチ22の選択端子222とを結ぶ送信経路に配置され、送信入力端子53Tから入力された高周波信号のうち、第6送信帯域の高周波信号を通過させる。
[0091]
 送信電力増幅器43Tは、複数の第1フィルタ31B及び複数の第2フィルタ32Bの少なくとも1つに接続され、高周波信号を増幅する少なくとも1つの増幅回路の一例である。送信電力増幅器43Tは、送信入力端子53Tから入力された高周波信号を増幅し、当該増幅された高周波信号を複数の送信フィルタのいずれかに出力する。送信電力増幅器43Tは、例えば、パワーアンプである。
[0092]
 制御回路60Bは、使用される通信バンド(周波数帯域)に基づいて、スイッチ21~26の接続を制御する。具体的には、制御回路60Bは、制御信号(図示せず)によって、スイッチ21~26の接続を切り替える。
[0093]
 より具体的には、制御回路60Bは、実施の形態1の制御回路60と同様にスイッチ21~25を制御する。さらに、制御回路60Bは、スイッチ26を制御して、使用される通信バンド(周波数帯域)に対応する送信フィルタと送信電力増幅器43Tとを接続する。
[0094]
 [3.3 効果等]
 以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール1B及び通信装置5Bによれば、受信回路だけではなく、送受信回路にも適用することができる。
[0095]
 (他の実施の形態など)
 以上、本発明の実施の形態に係る高周波モジュール及び通信装置について、実施の形態及びその変形例を挙げて説明したが、本発明に係る高周波モジュール及び通信装置は、上記実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。上記実施の形態及びその変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態及びその変形例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記高周波モジュール及び通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
[0096]
 例えば、上記実施の形態及びその変形例に係る高周波モジュール及び通信装置において、図面に開示された各回路素子及び信号経路を接続する経路の間に、別の回路素子及び配線などが挿入されていてもよい。例えば、スイッチと受信フィルタとを結ぶ経路上及び/又は受信フィルタと受信低雑音増幅器とを結ぶ経路上に整合回路が配置されてもよい。
[0097]
 なお、上記各実施の形態及びその変形例におけるスイッチの内部構成(共通端子及び選択端子の接続経路等)は、例示であり、これに限定されない。
[0098]
 なお、上記各実施の形態及びその変形例において、複数の第2フィルタは、CA非対応フィルタのみを含んでいたが、これに限定されない。例えば、複数の第2フィルタは、CA対応フィルタ(例えばイントラバンドCA対応フィルタ)を含んでもよい。この場合、スイッチ22では、複数の第2フィルタのうちの2以上の第2フィルタがアンテナ素子2に同時に接続される状態が許可される。
[0099]
 なお、上記各実施の形態及びその変形例において、高周波モジュール1は、1つのアンテナ素子2に接続されていたが、複数のアンテナに接続されてもよい。その場合、高周波モジュール1は、複数のアンテナとスイッチ21及び22との間にアンテナ選択スイッチを備えてもよい。
[0100]
 なお、上記各実施の形態及びその変形例では、2つの周波数帯域の組み合わせによるCAを中心に説明したが、これに限定されない。3以上の周波数帯域の組み合わせによるCAにも適用することができる。
[0101]
 なお、上記各実施の形態及びその変形例における複数の第1フィルタ31及び複数の第2フィルタ32に対応するLTEの通信バンドは例示であり、これに限定されない。
[0102]
 なお、上記実施の形態2では、高周波モジュール1Bは、1つの送信電力増幅器43Tを備えていたが、複数の送信電力増幅器を備えてもよい。

産業上の利用可能性

[0103]
 本発明は、CA対応の通信装置のフロントエンド部に配置される高周波モジュールに利用することができ、当該高周波モジュールを備える携帯電話などの通信機器に広く利用できる。

符号の説明

[0104]
 1、1A、1B  高周波モジュール
 2  アンテナ素子
 3  RF信号処理回路(RFIC)
 4  ベースバンド信号処理回路(BBIC)
 5、5B  通信装置
 10、210、220、230、240 共通端子
 21、22、23、24、25、25A、26 スイッチ
 31、31B 複数の第1フィルタ
 32、32B 複数の第2フィルタ
 40R 複数の受信低雑音増幅器
 41R、42R、401R、402R、403R、404R、405R、406R 受信低雑音増幅器
 43T 送信電力増幅器
 51R、52R 受信出力端子
 53T 送信入力端子
 60、60A、60B 制御回路
 211、212、213、214、221、222、231、232、233、241、242、243 選択端子
 311R、312R、313R、314R、321R、322R 受信フィルタ
 311T、312T、313T、314T、321T、322T 送信フィルタ

請求の範囲

[請求項1]
 複数の周波数帯域の高周波信号を、同時に送信、同時に受信、又は同時に送受信するキャリアアグリゲーションに対応する高周波モジュールであって、
 複数の第1フィルタと、
 複数の第2フィルタと、
 アンテナ素子及び前記複数の第1フィルタに接続され、前記アンテナ素子と前記複数の第1フィルタの各々との間の導通及び非導通を切り替える第1スイッチと、
 前記アンテナ素子及び前記複数の第2フィルタに接続され、前記アンテナ素子と前記複数の第2フィルタの各々との間の導通及び非導通を切り替える第2スイッチと、を備え、
 前記複数の第1フィルタと前記複数の第2フィルタとの間のいずれのフィルタの組み合わせもキャリアアグリゲーションに用いられない、
 高周波モジュール。
[請求項2]
 前記複数の第1フィルタの少なくとも1つは、前記複数の第1フィルタの他のいずれかとともにキャリアアグリゲーションに用いられ、
 前記複数の第2フィルタの各々は、前記複数の第2フィルタの他のいずれともキャリアアグリゲーションに用いられない、
 請求項1に記載の高周波モジュール。
[請求項3]
 複数の周波数帯域の高周波信号を、同時に送信、同時に受信、又は同時に送受信するキャリアアグリゲーションに対応する高周波モジュールであって、
 複数の第1フィルタと、
 複数の第2フィルタと、
 アンテナ素子及び前記複数の第1フィルタに接続され、前記アンテナ素子と前記複数の第1フィルタの各々との間の導通及び非導通を切り替える第1スイッチと、
 前記アンテナ素子及び前記複数の第2フィルタに接続され、前記アンテナ素子と前記複数の第2フィルタの各々との間の導通及び非導通を切り替える第2スイッチと、を備え、
 前記第1スイッチ及び前記第2スイッチにおいて、前記複数の第1フィルタの少なくとも1つが前記アンテナ素子に接続され、かつ、前記複数の第2フィルタの少なくとも1つが前記アンテナ素子に接続される状態が禁止される、
 高周波モジュール。
[請求項4]
 前記第1スイッチにおいて、前記複数の第1フィルタのうちの2以上の第1フィルタが前記アンテナ素子に同時に接続される状態が許可され、
 前記第2スイッチにおいて、前記複数の第2フィルタのうちの2以上の第2フィルタが前記アンテナ素子に同時に接続される状態が禁止される、
 請求項3に記載の高周波モジュール。
[請求項5]
 さらに、前記複数の第1フィルタ及び前記複数の第2フィルタの少なくとも1つに接続され、高周波信号を増幅する少なくとも1つの増幅回路を備える、
 請求項1~4のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
[請求項6]
 前記少なくとも1つの増幅回路は、前記アンテナ素子から前記複数の第1フィルタ又は前記複数の第2フィルタを介して入力された高周波信号を増幅する少なくとも1つの受信低雑音増幅器を有する、
 請求項5に記載の高周波モジュール。
[請求項7]
 前記少なくとも1つの受信低雑音増幅器は、前記複数の第1フィルタ及び前記複数の第2フィルタのうちの2以上のフィルタに接続される受信低雑音増幅器を有する、
 請求項6に記載の高周波モジュール。
[請求項8]
 前記少なくとも1つの受信低雑音増幅器は、前記複数の第1フィルタ及び前記複数の第2フィルタに含まれるフィルタと一対一で接続される複数の受信低雑音増幅器を有する、
 請求項6に記載の高周波モジュール。
[請求項9]
 前記少なくとも1つの増幅回路は、高周波信号を増幅し、増幅された前記高周波信号を前記複数の第1フィルタ又は前記複数の第2フィルタを介して前記アンテナ素子に出力する少なくとも1つの送信電力増幅器を有する、
 請求項5~8のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
[請求項10]
 前記複数の第1フィルタは、LTEのBand8に対応する通過帯域を有するフィルタと、LTEのBand26に対応する通過帯域を有するフィルタと、LTEのBand20に対応する通過帯域を有するフィルタと、LTEのBand28aに対応する通過帯域を有するフィルタと、LTEのBand28bに対応する通過帯域を有するフィルタと、LTEのBand29に対応する通過帯域を有するフィルタと、LTEのBand12に対応する通過帯域を有するフィルタと、LTEのBand13に対応する通過帯域を有するフィルタとのうちの少なくとも1つを含み、
 前記複数の第2フィルタは、LTEのBand14に対応する通過帯域を有するフィルタと、LTEのBand71に対応する通過帯域を有するフィルタとのうちの少なくとも1つを含む、
 請求項1~9のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
[請求項11]
 アンテナ素子で送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、
 前記アンテナ素子と前記RF信号処理回路との間で前記高周波信号を伝達する請求項1~10のいずれか1項に記載の高周波モジュールと、を備える、
 通信装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]