JP2019193115A - 高周波増幅回路、高周波フロントエンド回路および通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数帯域群の高周波側端部のバンドの高調波を減衰させ、隣接バンドの高周波信号を低損失伝搬する高周波増幅回路を提供する。【解決手段】高周波増幅回路１は、送信増幅回路１１および１２と、第１周波数帯域群のバンドＤを通過帯域とする送信フィルタＤ−Ｔｘと、第２周波数帯域群のバンドＥおよびＧをそれぞれ通過帯域とする送信フィルタＥ−ＴｘおよびＧ−Ｔｘと、送信増幅回路１１と送信フィルタＤ−Ｔｘとを整合させる出力整合回路３１と、送信増幅回路１２と送信フィルタＥ−ＴｘおよびＧ−Ｔｘとを整合させる出力整合回路３２とを備え、バンドＤは第１周波数帯域群の高周波側端部に位置し、バンドＥは第２周波数帯域群の低周波側端部に位置し、出力整合回路３１はバンドＤを通過帯域としバンドＤの高調波を減衰帯域とする低域通過回路を有し、出力整合回路３２は通過帯域をバンドにより可変させるインピーダンス可変回路を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、高周波増幅回路、高周波フロントエンド回路および通信装置に関する。

携帯電話等の移動体通信端末では、マルチバンド化に対応した電力増幅モジュールが用いられる。

特許文献１には、受信周波数帯域のノイズの発生を抑制するための電力増幅モジュールが開示されている。特許文献１に開示された電力増幅モジュールは、第１の入力端子（ＩＮ３）から入力された第１の高周波送信信号を増幅して第１の出力端子（ＳＷ３）へ出力する第１の増幅回路（ＰＡ１およびＰＡ２）と、第２の入力端子（ＩＮ１）から入力された第２の高周波送信信号を増幅して第２の出力端子（ＳＷ４）へ出力する第２の増幅回路（ＰＡ３およびＰＡ５）と、を備える。電力増幅モジュールは、さらに、第１の増幅回路および第１の出力端子の間に設けられた減衰回路（ＭＮ３）と、第２の増幅回路および第２の出力端子の間に設けられた減衰回路（ＭＮ７）と、を備える。

特開２０１７−１０３６６５号公報

特許文献１に開示された電力増幅モジュールでは、例えば、低周波側帯域群（例えば、ローバンド群）に属するバンドの高周波送信信号が第２の入力端子（ＩＮ１）から入力され、高周波側帯域群（例えば、ハイバンド群）に属するバンドの高周波送信信号が第１の入力端子（ＩＮ３）から入力される。ここで、第２の入力端子から入力された高周波送信信号のバンドに応じて第２の出力端子（ＳＷ４）が切り替えられ、また、第１の入力端子から入力された高周波送信信号のバンドに応じて第１の出力端子（ＳＷ３）が切り替えられる。これにより、第１の入力端子および第２の入力端子からそれぞれ入力された高周波送信信号は、後段に接続されたフィルタ回路に伝送される。このとき、後段のフィルタ回路だけで高周波送信信号の通過特性を良好とするには限界があるため、電力増幅モジュールが有する減衰回路（ＭＮ３およびＭＮ７）の通過特性を最適化する必要がある。

例えば、低周波側帯域群の周波数範囲における高周波側端部に位置する第１バンドの高周波送信信号を第２の入力端子（ＩＮ１）から入力させて電力増幅モジュールを伝送させる場合、他バンドの高周波送信信号への干渉を抑制すべく、第１バンドの高調波を十分に減衰させる必要がある。この場合、後段のフィルタ回路だけでは上記高調波の減衰特性を十分満足できないため、電力増幅モジュールの減衰回路（ＭＮ３）が第１バンドを低損失で通過させ、かつ、第１バンドの高調波を十分に減衰させる必要が生じる。

ここで、第１バンドの高周波側に隣接する第２バンドの高周波送信信号も第２の入力端子（ＩＮ１）から入力させるとした場合、第２バンドが第１バンドと当該第１バンドの高調波との間に位置するため、第２バンドの高周波送信信号が当該高調波の減衰特性を重視した減衰回路（ＭＮ３）を通過すると、第２バンドの伝送損失が悪化してしまうという問題がある。

そこで、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、複数のバンドが含まれる周波数帯域群の高周波側端部に位置するバンドの高調波を減衰させつつ、当該バンドの高周波側に隣接するバンドの高周波送信信号を低損失で送信することが可能な高周波増幅回路、高周波フロントエンド回路および通信装置を提供することを目的とする。

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増幅回路は、第１周波数帯域群の高周波送信信号を増幅する第１送信増幅回路と、前記第１周波数帯域群の高周波側に隣接する第２周波数帯域群の高周波送信信号を増幅する第２送信増幅回路と、前記第１周波数帯域群に属する第１バンドを通過帯域とする第１フィルタと、前記第２周波数帯域群に属する第２バンドを通過帯域とする第２フィルタと、前記第２周波数帯域群に属し、前記第２バンドよりも高周波側に位置する第３バンドを通過帯域とする第３フィルタと、前記第１送信増幅回路の出力端子と前記第１フィルタの入力端子との間に配置され、前記第１送信増幅回路と前記第１フィルタとをインピーダンス整合させる第１出力整合回路と、前記第２送信増幅回路の出力端子と前記第２フィルタの入力端子および前記第３フィルタの入力端子との間に配置され、前記第２送信増幅回路と前記第２フィルタおよび前記第３フィルタとをインピーダンス整合させる第２出力整合回路と、を備え、前記第１バンドは、前記第１周波数帯域群の周波数範囲における高周波側端部に位置し、前記第２バンドは、前記第２周波数帯域群の周波数範囲における低周波側端部に位置し、前記第１バンドの高周波送信信号の高調波の周波数は、前記第２バンドよりも高く、前記第１出力整合回路は、前記第１バンドを通過帯域とし、前記高調波の周波数を減衰帯域とする低域通過回路を有し、前記第２出力整合回路は、通過帯域におけるインピーダンスを前記第２バンドと前記第３バンドとで可変させるインピーダンス可変回路を有する。

また、本発明の一態様に係る高周波フロントエンド回路は、第１周波数帯域群に属する複数の周波数帯域のうちの１以上の周波数帯域の高周波信号または前記第１周波数帯域群よりも高周波側に位置する第２周波数帯域群に属する複数の周波数帯域のうちの１以上の周波数帯域の高周波信号と、前記第２周波数帯域群よりも高周波側に位置する第３周波数帯域群に属する複数の周波数帯域のうちの１以上の周波数帯域の高周波信号と、を同時に送信することが可能な高周波フロントエンド回路であって、上記記載の高周波増幅回路と、前記第３周波数帯域群の高周波送信信号を増幅する第３送信増幅回路と、前記第３周波数帯域群に属する第４バンドを通過帯域とする第４フィルタと、共通入出力端子、第１入出力端子および第２入出力端子を有し、前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および前記第３フィルタから出力される高周波送信信号が前記第１入出力端子に入力され、前記第４フィルタから出力される高周波送信信号が前記第２入出力端子に入力されるマルチプレクサと、を備え、前記第１バンドの高周波送信信号の高調波の周波数は、前記第４バンドと重複し、前記マルチプレクサは、前記共通入出力端子および前記第１入出力端子に接続され、前記第１周波数帯域群および前記第２周波数帯域群を含む周波数範囲を通過帯域とする第１広帯域フィルタと、前記共通入出力端子および前記第２入出力端子に接続され、前記第３周波数帯域群の周波数範囲を通過帯域とする第２広帯域フィルタと、を有する。

また、本発明の一態様に係る通信装置は、高周波送信信号を処理するＲＦ信号処理回路と、前記ＲＦ信号処理回路から出力された前記高周波送信信号をアンテナ素子へ伝送する上記記載の高周波フロントエンド回路と、を備える。

本発明によれば、複数のバンドが含まれる周波数帯域群の高周波側端部に位置するバンドの高調波を減衰させつつ、当該バンドの高周波側に隣接するバンドの高周波送信信号を低損失で送信することが可能な高周波増幅回路、高周波フロントエンド回路および通信装置を提供することが可能となる。

実施の形態に係る通信装置の回路構成図である。 実施例に係る通信装置の回路構成図である。 実施の形態および従来における２つの周波数帯域群と各バンドとの関係を示す図である。 比較例に係る高周波増幅回路の概略回路構成図である。 比較例に係る第１出力整合回路の回路構成図である。 比較例に係る第１出力整合回路の通過特性を表すグラフである。 実施例に係る高周波増幅回路の概略回路構成図である。 実施例に係る第２出力整合回路の回路構成図である。 実施例に係る第１出力整合回路の通過特性を表すグラフである。 実施例に係る第１出力整合回路および第２出力整合回路の通過特性を表すグラフである。 実施例に係る第２出力整合回路のインピーダンス特性を表すスミスチャートである。 比較例に係る第２送信増幅回路および第２出力整合回路を含む送信経路の利得および効率をバンドごとに表すグラフである。 実施例に係る第２送信増幅回路および第２出力整合回路を含む送信経路の利得および効率をバンドごとに表すグラフである。

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例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、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。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。

（実施の形態）
［１．１ 実施の形態に係る通信装置の構成］
図１は、実施の形態に係る通信装置６の回路構成図である。同図に示すように、通信装置６は、アンテナ素子２と、高周波フロントエンド回路３と、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）４と、ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）５と、を備える。

高周波フロントエンド回路３は、高周波増幅回路１と、スイッチ回路６０と、ダイプレクサ７０と、送信増幅回路１３と、受信増幅回路２３と、出力整合回路３３と、デュプレクサ５３ｂと、を備える。

高周波増幅回路１は、送信増幅回路１１および１２と、デュプレクサ５１ｄ、５２ａおよび５２ｃと、出力整合回路３１および３２と、受信増幅回路２１および２２と、スイッチ回路４０と、を備える。

送信増幅回路１１は、第１周波数帯域群の高周波送信信号を増幅する第１送信増幅回路である。送信増幅回路１２は、第１周波数帯域群よりも高周波側に隣接する第２周波数帯域群の高周波送信信号を増幅する第２送信増幅回路である。

デュプレクサ５１ｄは、送信フィルタＤ−Ｔｘおよび受信フィルタＤ−Ｒｘで構成され、第１周波数帯域群に属するバンドＤ（第１バンド）を通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＤ−Ｔｘは、バンドＤ（第１バンド）の送信帯域を通過帯域と第１フィルタである。

デュプレクサ５２ａは、送信フィルタＥ−Ｔｘおよび受信フィルタＥ−Ｒｘで構成され、第２周波数帯域群に属するバンドＥ（第２バンド）を通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＥ−Ｔｘは、バンドＥ（第２バンド）の送信帯域を通過帯域と第２フィルタである。

デュプレクサ５２ｃは、送信フィルタＧ−Ｔｘおよび受信フィルタＧ−Ｒｘで構成され、第２周波数帯域群に属し、バンドＥ（第２バンド）よりも高周波側に位置するバンドＧ（第３バンド）を通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＧ−Ｔｘは、バンドＧ（第３バンド）の送信帯域を通過帯域と第３フィルタである。

出力整合回路３１は、送信増幅回路１１の出力端子と送信フィルタＤ−Ｔｘの入力端子との間に配置され、送信増幅回路１１と送信フィルタＤ−Ｔｘとをインピーダンス整合させる第１出力整合回路である。

出力整合回路３２は、送信増幅回路１２の出力端子と送信フィルタＥ−Ｔｘの入力端子および送信フィルタＧ−Ｔｘの入力端子との間に配置され、送信増幅回路１２と送信フィルタＥ−Ｔｘおよび送信フィルタＧ−Ｔｘとをインピーダンス整合させる第２出力整合回路である。なお、出力整合回路３２と送信フィルタＥ−Ｔｘおよび送信フィルタＧ−Ｔｘとは、スイッチ回路４０を介して接続されている。

スイッチ回路４０は、共通端子４０ａ、選択端子４０ｂおよび４０ｃを有し、出力整合回路３２と送信フィルタＥ−Ｔｘとの接続、および、出力整合回路３２と送信フィルタＧ−Ｔｘとの接続を、排他的に切り替える。スイッチ回路４０は、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチである。なお、スイッチ回路４０は、バンドＥの高周波送信信号を、送信フィルタＥ−Ｔｘを経由して伝搬させ、バンドＧの高周波送信信号を、送信フィルタＧ−Ｔｘを経由して伝搬させる上で、必須の構成要素ではない。

受信増幅回路２１は、受信フィルタＤ−Ｒｘを通過した第１周波数帯域群の高周波受信信号を増幅する。受信増幅回路２２は、受信フィルタＥ−Ｒｘまたは受信フィルタＧ−Ｒｘを通過した第２周波数帯域群の高周波受信信号を増幅する。

なお、高周波増幅回路１は、高周波送信信号および高周波受信信号のうちの高周波送信信号のみを伝搬させる送信系の高周波増幅回路であってもよい。この場合には、受信増幅回路２１および２２は不要である。また、この場合には、デュプレクサ５１ｄは、送信フィルタＤ−Ｔｘおよび受信フィルタＤ−Ｒｘのうちの送信フィルタＤ−Ｔｘのみで構成されていればよい。また、デュプレクサ５２ａは、送信フィルタＥ−Ｔｘおよび受信フィルタＥ−Ｒｘのうちの送信フィルタＥ−Ｔｘのみで構成されていればよい。また、デュプレクサ５２ｃは、送信フィルタＧ−Ｔｘおよび受信フィルタＧ−Ｒｘのうちの送信フィルタＧ−Ｔｘのみで構成されていればよい。

ここで、本実施の形態に係る高周波増幅回路１では、バンドＤは、第１周波数帯域群の周波数範囲における高周波側端部に位置し、バンドＥは、第２周波数帯域群の周波数範囲における低周波側端部に位置し、バンドＤの高周波送信信号の２倍高調波の周波数（２×Ｆ_Ｄ）は、バンドＥよりも高い。

さらに、出力整合回路３１は、バンドＤを通過帯域とし、バンドＤの高周波送信信号の２倍高調波の周波数（２×Ｆ_Ｄ）を減衰帯域とする低域通過回路を有している。また、出力整合回路３２は、通過帯域をバンドＥとバンドＧとで可変させるインピーダンス可変回路を有している。

高周波増幅回路１の上記構成によれば、隣接する第１周波数帯域群および第２周波数帯域群に属する複数のバンドＤ、ＥおよびＧの高周波送信信号を伝送する複数の信号経路のうちから、１以上の信号経路を選択して高周波送信信号を伝送することが可能である。高周波増幅回路１において、第１周波数帯域群の高周波送信信号を伝送する信号経路には、第１周波数帯域群において最適な増幅特性を有する送信増幅回路１１が配置され、第２周波数帯域群の高周波送信信号を伝送する信号経路には、第２周波数帯域群において最適な増幅特性を有する送信増幅回路１２が配置されている。

第１周波数帯域群の周波数範囲における高周波側端部に位置するバンドＤを通過帯域とする送信フィルタＤ−Ｔｘは、他バンドの高周波信号への干渉を抑制すべく、バンドＤの高調波を減衰させる特性を有する必要がある。この場合、送信フィルタＤ−Ｔｘだけでは、通過帯域の低損失かつ上記高調波の減衰量を十分確保できない場合があり、出力整合回路３１がバンドＤを低損失で通過させ、かつ、バンドＤの高調波を十分に減衰させる必要が生じる。

ここで、バンドＤの高周波側に隣接するバンドＥが第１周波数帯域群に属し、バンドＥの信号経路が送信増幅回路１１に接続されていると仮定する。この場合、バンドＥがバンドＤとバンドＤの２倍高調波（２×Ｆ_Ｄ）との間に位置するため、バンドＥの高周波送信信号が、当該２倍高調波の減衰特性を重視した出力整合回路を通過すると、バンドＥの挿入損失が悪化してしまう。

これに対して、本実施の形態に係る高周波増幅回路１の構成によれば、バンドＥを第２周波数帯域群に属することとし、バンドＥの信号経路が送信増幅回路１２に接続されている。これにより、出力整合回路３１は、バンドＥの挿入損失を考慮する必要がないので、バンドＤの高周波送信信号の低損失とバンドＤの２倍高調波の高減衰とを両立できる。

一方、バンドＥを第２周波数帯域群に属することとしたことにより、送信増幅回路１２は、第２周波数帯域群の周波数範囲における低周波側端部に位置することとなるバンドＥと、バンドＥよりも高周波側に位置するバンドＧとをカバーする広帯域な増幅特性が要求される。これに対して、送信増幅回路１２に接続された出力整合回路３２は、通過帯域におけるインピーダンス整合をバンドＥとバンドＧとで可変して最適化するインピーダンス可変回路を有するので、バンドＥおよびバンドＧの高周波送信信号を低損失で送信することが可能となる。また、バンドＥおよびバンドＧのそれぞれに対応する出力整合回路を、個別に設けることなく、バンドＥおよびバンドＧをカバーする広帯域な周波数特性を、インピーダンス可変回路を有する１つの出力整合回路３２で実現できるので、高周波フロントエンド回路３を簡素化することが可能となる。

よって、隣接する周波数帯域群のうちの低周波側帯域群（第１周波数帯域群）の高周波側端部に位置するバンドＤの２倍高調波を十分に減衰させつつ、隣接する周波数帯域群（第２周波数帯域群）との境界帯域に位置するバンドＥを低損失で送信することが可能となる。

次に、本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路３のうち、高周波増幅回路１以外の構成要素について説明する。

送信増幅回路１３は、第２周波数帯域群よりも高周波側に位置する第３周波数帯域群の高周波送信信号を増幅する第３送信増幅回路である。

デュプレクサ５３ｂは、送信フィルタＬ−Ｔｘおよび受信フィルタＬ−Ｒｘで構成され、第３周波数帯域群に属するバンドＬ（第４バンド）を通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＬ−Ｔｘは、バンドＬ（第４バンド）の送信帯域を通過帯域とする第４フィルタである。

受信増幅回路２３は、受信フィルタＬ−Ｒｘを通過した第３周波数帯域群の高周波受信信号を増幅する。

出力整合回路３３は、送信増幅回路１３の出力端子と送信フィルタＬ−Ｔｘの入力端子との間に配置され、送信増幅回路１３と送信フィルタＬ−Ｔｘとをインピーダンス整合させる回路である。

なお、高周波フロントエンド回路３は、高周波送信信号および高周波受信信号のうちの高周波送信信号のみを伝搬させる送信系の高周波フロントエンド回路であってもよい。この場合には、受信増幅回路２３は不要である。また、この場合には、デュプレクサ５３ｂは、送信フィルタＬ−Ｔｘおよび受信フィルタＬ−Ｒｘのうちの送信フィルタＬ−Ｔｘのみで構成されていればよい。

ダイプレクサ７０は、共通入出力端子１００、入出力端子１７１（第１入出力端子）および入出力端子１７２（第２入出力端子）、ならびに、広帯域フィルタ７０Ｌおよび７０Ｍを有するマルチプレクサである。なお、ダイプレクサ７０は、本実施の形態のように複数の周波数帯域群の高周波信号を２分波および合波するほか、３以上を分波および合波するマルチプレクサであってもよい。

広帯域フィルタ７０Ｌは、共通入出力端子１００および入出力端子１７１に接続され、第１周波数帯域群および第２周波数帯域群を含む周波数範囲を通過帯域とする第１広帯域フィルタである。

広帯域フィルタ７０Ｍは、共通入出力端子１００および入出力端子１７２に接続され、第３周波数帯域群の周波数範囲を通過帯域とする第２広帯域フィルタである。

上記構成により、送信フィルタＤ−Ｔｘ、Ｅ−ＴｘおよびＧ−Ｔｘから出力される高周波送信信号が入出力端子１７１に入力され、送信フィルタＬ−Ｔｘから出力される高周波送信信号が入出力端子１７２に入力される。

ここで、バンドＤの高周波送信信号の２倍高調波の周波数（２×Ｆ_Ｄ）は、バンドＬと重複する。

スイッチ回路６０は、共通端子６０ａ、選択端子６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄを有し、入出力端子１７１と送信フィルタＤ−Ｔｘとの接続、および、入出力端子１７１と送信フィルタＥ−Ｔｘとの接続、および、入出力端子１７１と送信フィルタＧ−Ｔｘとの接続を切り替える。スイッチ回路６０は、例えば、ＳＰ３Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｔｒｉｐｐｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチである。なお、スイッチ回路６０は、バンドＤの高周波送信信号を、送信フィルタＤ−Ｔｘを経由して伝搬させ、バンドＥの高周波送信信号を、送信フィルタＥ−Ｔｘを経由して伝搬させ、バンドＧの高周波送信信号を、送信フィルタＧ−Ｔｘを経由して伝搬させる上で、必須の構成要素ではない。

高周波フロントエンド回路３の上記構成によれば、第１周波数帯域群および第２周波数帯域群に属する複数のバンドＤ、Ｅ、およびＧのうちの１以上のバンドの高周波信号と、第３周波数帯域群に属するバンドＬの高周波信号と、を同時に送信（ＣＡ：キャリアアグリゲーション）することが可能となる。なお、高周波フロントエンド回路３の上記構成によれば、上記同時送信に加えて、同時受信することも可能である。

ここで、高周波フロントエンド回路３において、第１周波数帯域群に属するバンドＤの２倍高調波（２×Ｆ_Ｄ）が、第３周波数帯域群に属するバンドＬと重複している。このため、バンドＤとバンドＬとの同時送信を実行する場合に、上記２倍高調波によるバンドＬの伝搬損失の悪化を回避するため、出力整合回路３１は、バンドＤを低損失で通過させ、かつ、バンドＤの２倍高調波を十分に減衰させる必要がある。さらに、上記同時送信に加えて、バンドＤとバンドＬとの同時受信も同時に実行する場合には、バンドＬの受信帯域がバンドＤの２倍高調波と重複するため、バンドＬの受信感度などを低下させぬようバンドＤの２倍波高調波を十分に減衰させる必要がある。

上記構成によれば、バンドＥを第２周波数帯域群に属することとし、バンドＥの信号経路を送信増幅回路１２に接続している。これにより、出力整合回路３１は、バンドＥの挿入損失を考慮する必要がないので、バンドＤの高周波送信信号の低損失とバンドＤの２倍高調波の高減衰とを両立できる。

一方、送信増幅回路１２に接続された出力整合回路３２は、通過帯域のインピーダンス整合をバンドＥとバンドＧとで可変させるインピーダンス可変回路を有するので、バンドＥおよびバンドＧの高周波送信信号を低損失で送信することが可能となる。

よって、本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路３によれば、第１周波数帯域群の高周波側端部に位置するバンドＤの高調波を十分に減衰させつつ、第１周波数帯域群および第２周波数帯域群と、第３周波数帯域群とのＣＡを低損失で実行することが可能となる。

次に、本実施の形態に係る通信装置６のうち、高周波フロントエンド回路３以外の構成要素について説明する。

ＲＦＩＣ４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、ＲＦＩＣ４は、アンテナ素子２から高周波フロントエンド回路３を介して入力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高周波受信信号をＢＢＩＣ５へ出力する。また、ＲＦＩＣ４は、ＢＢＩＣ５から入力された送信信号をアップ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高周波送信信号を、高周波フロントエンド回路３へ出力する。

また、本実施の形態では、ＲＦＩＣ４は、使用されるバンド（周波数帯域）に基づいて、高周波フロントエンド回路３が有するスイッチ回路４０および６０の接続を制御する制御部としての機能も有する。具体的には、ＲＦＩＣ４は、制御信号（図示せず）によって、スイッチ回路４０および６０の接続を切り替える。なお、制御部は、ＲＦＩＣ４の外部に設けられていてもよく、例えば、高周波フロントエンド回路３またはＢＢＩＣ５に設けられていてもよい。

通信装置６の上記構成によれば、第１周波数帯域群の高周波側端部に位置するバンドＤの高調波を十分に減衰させつつ、第１周波数帯域群および第２周波数帯域群と、第３周波数帯域群とのＣＡを低損失で実行することが可能となる。

［１．２ 実施例および比較例に係る高周波フロントエンド回路の構成］
図２は、実施例に係る通信装置６Ａの回路構成図である。同図に示された通信装置６Ａは、図１に示された実施の形態に係る通信装置６の具体的回路であり、各周波数帯域群に属するバンド数が増加している。以下、実施例に係る通信装置６Ａについて、実施の形態に係る通信装置６と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

図２に示すように、通信装置６Ａは、アンテナ素子２と、高周波フロントエンド回路３Ａと、ＲＦＩＣ４と、ＢＢＩＣ５と、を備える。

高周波フロントエンド回路３Ａは、高周波増幅回路１Ａと、スイッチ回路４３、６１および６３と、ダイプレクサ７０と、送信増幅回路１３と、受信増幅回路２３と、出力整合回路３３と、デュプレクサ５３ａおよび５３ｂと、を備える。

高周波増幅回路１Ａは、送信増幅回路１１および１２と、デュプレクサ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、および５２ｅと、出力整合回路３１および３２と、受信増幅回路２１および２２と、スイッチ回路４１および４２と、を備える。

デュプレクサ５１ａは、送信フィルタＡ−Ｔｘおよび受信フィルタＡ−Ｒｘで構成され、第１周波数帯域群に属するバンドＡを通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＡ−Ｔｘは、バンドＡの送信帯域を通過帯域とする。バンドＡは、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のＢａｎｄ７１（送信帯域：６６３−６９８ＭＨｚ、受信帯域：６１７−６５２ＭＨｚ）である。

デュプレクサ５１ｂは、送信フィルタＢ−Ｔｘおよび受信フィルタＢ−Ｒｘで構成され、第１周波数帯域群に属するバンドＢを通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＢ−Ｔｘは、バンドＢの送信帯域を通過帯域とする。バンドＢは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ１２（送信帯域：６９９−７１６ＭＨｚ、受信帯域：７２９−７４６ＭＨｚ）である。

デュプレクサ５１ｃは、送信フィルタＣ−Ｔｘおよび受信フィルタＣ−Ｒｘで構成され、第１周波数帯域群に属するバンドＣを通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＣ−Ｔｘは、バンドＣの送信帯域を通過帯域とする。バンドＣは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ２８Ａ（送信帯域：７０３−７３３ＭＨｚ、受信帯域：７５８−７８８ＭＨｚ）である。

デュプレクサ５１ｄは、送信フィルタＤ−Ｔｘおよび受信フィルタＤ−Ｒｘで構成され、第１周波数帯域群に属するバンドＤ（第１バンド）を通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＤ−Ｔｘは、バンドＤ（第１バンド）の送信帯域を通過帯域とする第１フィルタである。バンドＤは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ２８Ｂ（送信帯域：７１８−７４８ＭＨｚ、受信帯域：７７３−８０３ＭＨｚ）である。

デュプレクサ５２ａは、送信フィルタＥ−Ｔｘおよび受信フィルタＥ−Ｒｘで構成され、第２周波数帯域群に属するバンドＥ（第２バンド）を通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＥ−Ｔｘは、バンドＥ（第２バンド）の送信帯域を通過帯域とする第２フィルタである。バンドＥは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ１３（送信帯域：７７７−７８７ＭＨｚ、受信帯域：７４６−７５６ＭＨｚ）である。

デュプレクサ５２ｂは、送信フィルタＦ−Ｔｘおよび受信フィルタＦ−Ｒｘで構成され、第２周波数帯域群に属するバンドＦを通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＦ−Ｔｘは、バンドＦの送信帯域を通過帯域とする。バンドＦは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ１４（送信帯域：７８８−７９８ＭＨｚ、受信帯域：７５８−７６８ＭＨｚ）である。

デュプレクサ５２ｃは、送信フィルタＧ−Ｔｘおよび受信フィルタＧ−Ｒｘで構成され、第２周波数帯域群に属し、バンドＥ（第２バンド）よりも高周波側に位置するバンドＧ（第３バンド）を通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＧ−Ｔｘは、バンドＧ（第３バンド）の送信帯域を通過帯域とする第３フィルタである。バンドＧは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ２０（送信帯域：８３２−８６２ＭＨｚ、受信帯域：７９１−８２１ＭＨｚ）である。

デュプレクサ５２ｄは、送信フィルタＨ−Ｔｘおよび受信フィルタＨ−Ｒｘで構成され、第２周波数帯域群に属するバンドＨを通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＨ−Ｔｘは、バンドＨの送信帯域を通過帯域とする。バンドＨは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ２６（送信帯域：８１４−８４９ＭＨｚ、受信帯域：８５９−８９４ＭＨｚ）である。

デュプレクサ５２ｅは、送信フィルタＪ−Ｔｘおよび受信フィルタＪ−Ｒｘで構成され、第２周波数帯域群に属するバンドＪを通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＪ−Ｔｘは、バンドＪの送信帯域を通過帯域とする。バンドＪは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ８（送信帯域：８８０−９１５ＭＨｚ、受信帯域：９２５−９６０ＭＨｚ）である。

出力整合回路３１は、送信増幅回路１１の出力端子と送信フィルタＡ−Ｔｘ、Ｂ−Ｔｘ、Ｃ−ＴｘおよびＤ−Ｔｘの入力端子との間に配置され、送信増幅回路１１と送信フィルタＡ−Ｔｘ〜Ｄ−Ｔｘとをインピーダンス整合させる第１出力整合回路である。なお、出力整合回路３１と送信フィルタＡ−Ｔｘ、Ｂ−Ｔｘ、Ｃ−ＴｘおよびＤ−Ｔｘとは、スイッチ回路４１を介して接続されている。

出力整合回路３２は、送信増幅回路１２の出力端子と送信フィルタＥ−Ｔｘ、Ｆ−Ｔｘ、Ｇ−Ｔｘ、Ｈ−ＴｘおよびＪ−Ｔｘの入力端子との間に配置され、送信増幅回路１２と送信フィルタＥ−Ｔｘ〜Ｊ−Ｔｘとをインピーダンス整合させる第２出力整合回路である。なお、出力整合回路３２と送信フィルタＥ−Ｔｘ、Ｆ−Ｔｘ、Ｇ−Ｔｘ、Ｈ−ＴｘおよびＪ−Ｔｘとは、スイッチ回路４２を介して接続されている。

スイッチ回路４１は、出力整合回路３１と送信フィルタＡ−Ｔｘ〜Ｄ−Ｔｘとの接続、を切り替える。スイッチ回路４０は、例えば、ＳＰ４Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ ４ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチである。スイッチ回路４２は、出力整合回路３２と送信フィルタＥ−Ｔｘ〜Ｊ−Ｔｘとの接続、を切り替える。スイッチ回路４２は、例えば、ＳＰ５Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ ５ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチである。

受信増幅回路２１は、受信フィルタＡ−Ｒｘ〜Ｄ−Ｒｘのいずれかを通過した第１周波数帯域群の高周波受信信号を増幅する。受信増幅回路２２は、受信フィルタＥ−Ｒｘ〜Ｊ−Ｒｘのいずれかを通過した第２周波数帯域群の高周波受信信号を増幅する。

次に、本実施例に係る高周波フロントエンド回路３Ａのうち、高周波増幅回路１Ａ以外の構成要素について説明する。

送信増幅回路１３は、第２周波数帯域群よりも高周波側に位置する第３周波数帯域群の高周波送信信号を増幅する第３送信増幅回路である。

デュプレクサ５３ａは、送信フィルタＫ−Ｔｘおよび受信フィルタＫ−Ｒｘで構成され、第３周波数帯域群に属するバンドＫを通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＫ−Ｔｘは、バンドＫの送信帯域を通過帯域とする。バンドＫは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ１１（送信帯域：１４２７．９−１４４７．９ＭＨｚ、受信帯域：１４７５．９−１４９５．９ＭＨｚ）である。

デュプレクサ５３ｂは、送信フィルタＬ−Ｔｘおよび受信フィルタＬ−Ｒｘで構成され、第３周波数帯域群に属するバンドＬ（第４バンド）を通過帯域とするデュプレクサである。送信フィルタＬ−Ｔｘは、バンドＬ（第４バンド）の送信帯域を通過帯域とする第４フィルタである。バンドＬは、例えば、ＬＴＥのＢａｎｄ２１（送信帯域：１４４７．９−１４６２．９ＭＨｚ、受信帯域：１４９５．９−１５１０．９ＭＨｚ）である。

受信増幅回路２３は、受信フィルタＫ−ＲｘまたはＬ−Ｒｘを通過した第３周波数帯域群の高周波受信信号を増幅する。

出力整合回路３３は、送信増幅回路１３の出力端子と送信フィルタＫ−Ｔｘ〜Ｌ−Ｔｘの入力端子との間に配置され、送信増幅回路１３と送信フィルタＫ−Ｔｘ〜Ｌ−Ｔｘとをインピーダンス整合させる回路である。なお、出力整合回路３３と送信フィルタＫ−Ｔｘ〜Ｌ−Ｔｘとは、スイッチ回路４３を介して接続されている。

スイッチ回路４３は、出力整合回路３２と送信フィルタＫ−Ｔｘ〜Ｌ−Ｔｘとの接続、を切り替える。スイッチ回路４３は、例えば、ＳＰＤＴ型のスイッチである。

ダイプレクサ７０は、共通入出力端子１００、入出力端子１７１（第１入出力端子）および入出力端子１７２（第２入出力端子）、ならびに、広帯域フィルタ７０Ｌおよび７０Ｍを有するマルチプレクサである。なお、ダイプレクサ７０は、本実施の形態のように複数の周波数帯域群の高周波信号を２分波および合波するほか、３以上を分波および合波するマルチプレクサであってもよい。

広帯域フィルタ７０Ｌは、共通入出力端子１００および入出力端子１７１に接続され、第１周波数帯域群および第２周波数帯域群を含む周波数範囲を通過帯域とする第１広帯域フィルタである。

広帯域フィルタ７０Ｍは、共通入出力端子１００および入出力端子１７２に接続され、第３周波数帯域群の周波数範囲を通過帯域とする第２広帯域フィルタである。

スイッチ回路６１は、入出力端子１７１と送信フィルタＡ−Ｔｘ〜Ｊ−Ｔｘとの接続を切り替える。スイッチ回路６１は、例えば、ＳＰ９Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ ９ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチである。スイッチ回路６３は、入出力端子１７２と送信フィルタＫ−Ｔｘ〜Ｌ−Ｔｘとの接続を切り替える。スイッチ回路６３は、例えば、ＳＰＤＴ型のスイッチである。

上記構成により、送信フィルタＡ−Ｔｘ〜Ｊ−Ｔｘから出力される高周波送信信号が入出力端子１７１に入力され、送信フィルタＫ−Ｔｘ〜Ｌ−Ｔｘから出力される高周波送信信号が入出力端子１７２に入力される。

高周波フロントエンド回路３Ａの上記構成によれば、第１周波数帯域群および第２周波数帯域群に属する複数のバンドＡ〜Ｊのうちの１以上のバンドの高周波信号と、第３周波数帯域群に属するバンドＫ〜Ｌの高周波信号とを同時に送信するＣＡを実行することが可能となる。

ここで、高周波フロントエンド回路３Ａにおいて、第１周波数帯域群に属するバンドＤ（Ｂａｎｄ２８Ｂ）の２倍高調波（１４３６−１４９６ＭＨｚ）が、第３周波数帯域群に属するバンドＬ（Ｂａｎｄ２１）の送信帯域（１４４７．９−１４６２．９ＭＨｚ）と重複している。このため、バンドＤとバンドＬとの同時送信（ＣＡ）を実行する場合に、上記２倍高調波によるバンドＬの挿入損失の悪化を回避するため、出力整合回路３１は、バンドＤを低損失で通過させ、かつ、バンドＤの２倍高調波を十分に減衰させる必要がある。さらに、上記同時送信に加えて、バンドＤとバンドＬとの同時受信も同時に実行する場合には、バンドＬ（Ｂａｎｄ２１）の受信帯域（１４９５．９−１５１０．９ＭＨｚ）が、バンドＤ（Ｂａｎｄ２８Ｂ）の２倍高調波（１４３６−１４９６ＭＨｚ）と重複するため、バンドＬの受信感度などを低下させぬよう、バンドＤの２倍波高調波を十分に減衰させる必要がある。

図３は、実施の形態（実施例）および従来（比較例）における２つの周波数帯域群と各バンドとの関係を示す図である。同図に示すように、実施例に係る高周波増幅回路１Ａに例示された、各バンドの送信帯域の周波数は、低い方から順に、Ｂａｎｄ７１、Ｂａｎｄ１２、Ｂａｎｄ２８Ａ、Ｂａｎｄ２８Ｂ、Ｂａｎｄ１３、Ｂａｎｄ１４、Ｂａｎｄ２６、Ｂａｎｄ２０、およびＢａｎｄ８となっている。

従来（比較例）の周波数割り当てでは、Ｂａｎｄ７１〜Ｂａｎｄ１４までが、ＶＬＢ群（Ｖｅｒｙ Ｌｏｗ Ｂａｎｄ：第１周波数帯域群）に属し、Ｂａｎｄ２０〜Ｂａｎｄ８までが、ＬＢ群（Ｌｏｗ Ｂａｎｄ：第２周波数帯域群）に属している。

これに対して、本実施の形態（実施例）における周波数割り当てでは、Ｂａｎｄ７１〜Ｂａｎｄ２８ＢまでがＶＬＢ群（第１周波数帯域群）に属し、Ｂａｎｄ１３〜Ｂａｎｄ８までがＬＢ群（第２周波数帯域群）に属している。

つまり、本実施例に係る高周波増幅回路１Ａでは、Ｂａｎｄ２８Ｂは、ＶＬＢ群の周波数範囲における高周波側端部に位置し、Ｂａｎｄ１３は、ＬＢ群の周波数範囲における低周波側端部に位置し、Ｂａｎｄ２８Ｂの高周波送信信号の２倍高調波の周波数（２×Ｆ_Ｄ：１４３６−１４９６ＭＨｚ）は、Ｂａｎｄ１３（送信帯域：７７７−７８７ＭＨｚ）よりも高い。

図４Ａは、比較例に係る高周波増幅回路５００の概略回路構成図である。同図に示すように、高周波増幅回路５００は、送信増幅回路１１および１２と、送信フィルタＢ７１Ｔｘ、Ｂ１２Ｔｘ、Ｂ２８ＡＴｘ、Ｂ２８ＢＴｘ、Ｂ１３Ｔｘ、Ｂ１４Ｔｘ、Ｂ２０Ｔｘ、Ｂ２６Ｔｘ、およびＢ８Ｔｘと、出力整合回路５３１および５３２と、スイッチ回路５４１および５４２と、を備える。なお、比較例に係る高周波増幅回路５００では、受信系回路は省略している。比較例に係る高周波増幅回路５００は、実施例に係る高周波増幅回路１Ａと比較して、送信フィルタＢ１３Ｔｘ（Ｂａｎｄ１３の送信フィルタ）およびＢ１４Ｔｘ（Ｂａｎｄ１４の送信フィルタ）が、ＶＬＢ群（第１周波数帯域群）側に配置されている点が異なる。

図４Ｂは、比較例に係る出力整合回路５３１の回路構成図である。同図に示された出力整合回路５３１は、キャパシタＣ５１、Ｃ５２、Ｃ５３、Ｃ５４、およびＣ５５と、インダクタＬ５１、Ｌ５２、Ｌ５４、およびＬ５５と、を有している。

インダクタＬ５１とキャパシタＣ５１とは、送信増幅回路１１の出力端子となる出力整合回路５３１の入力端子５１１と、出力整合回路５３１の出力端子５１２とを結ぶ経路に直列接続されている。キャパシタＣ５２は、入力端子５１１およびインダクタＬ５１の接続点である第１接続ノードとグランドとの間に配置されている。キャパシタＣ５３は、第１接続ノードおよびインダクタＬ５１の接続点である第２接続ノードとグランドとの間に配置されている。キャパシタＣ５４は、インダクタＬ５１およびキャパシタＣ５１の接続点である第３接続ノードとグランドとの間に配置されている。インダクタＬ５２は、キャパシタＣ５２およびグランドに接続されている。インダクタＬ５４は、キャパシタＣ５４およびグランドに接続されている。インダクタ５５は、上記第１接続ノードおよび駆動電源（Ｖｃｃ）に接続され、キャパシタＣ５５は、駆動電源（Ｖｃｃ）およびグランドに接続されている。

上記接続構成により、インダクタＬ５１およびキャパシタＣ５２は、ＶＬＢ群（第１周波数帯域群）の周波数範囲を通過帯域とする低域通過型フィルタを構成している。キャパシタＣ５２とインダクタＬ５２との直列接続回路は、上記低域通過型フィルタにおけるバンド２８Ｂの２倍高調波の減衰極を形成する。また、キャパシタＣ５４とインダクタＬ５４との直列接続回路は、上記低域通過型フィルタにおけるバンド２８Ｂの３倍高調波の減衰極を形成する。キャパシタＣ５３は、送信増幅回路１１の電力整合および効率整合をとる機能を有している。キャパシタＣ５１は、送信増幅回路１１から出力された高周波送信信号の直流成分を除去する、いわゆるＤＣカット用のキャパシタである。インダクタＬ５５およびキャパシタＣ５５は、送信増幅回路１１から出力された高周波送信信号と、駆動電源（Ｖｃｃ）から供給される直流電圧とのアイソレーションを確保するための整合回路である。

図４Ｃは、比較例に係る出力整合回路５３１の通過特性を表すグラフである。同図に示すように、出力整合回路５３１は、Ｂａｎｄ７１〜Ｂａｎｄ１４までのＶＬＢ群（第１周波数帯域群）を通過帯域とし、ＣＡの相手であるＢａｎｄ１１およびＢａｎｄ２１が属するＬＭＢ（Ｌｏｗ Ｍｉｄｄｌｅ Ｂａｎｄ）群（第３周波数帯域群）を減衰帯域とする通過特性を有している。ここで、比較例に係る高周波増幅回路５００では、出力整合回路５３１は、Ｂａｎｄ７１〜Ｂａｎｄ１４の高周波送信信号を通過させる必要があるため、Ｂａｎｄ１３（送信帯域：７７７−７８７ＭＨｚ）およびＢａｎｄ１４（送信帯域：７８８−７９８ＭＨｚ）を低損失で通過させる必要がある。このため、図４Ｃでは、Ｂａｎｄ２８Ｂの挿入損失は０．８４１ｄＢ（反射損除去後０．７２５ｄＢ）であるとともに、Ｂａｎｄ１３の挿入損失は０．８２６ｄＢ（反射損除去後０．７６５ｄＢ）であり、Ｂａｎｄ１４の挿入損失は０．８３０ｄＢ（反射損除去後０．７８０ｄＢ）であり、Ｂａｎｄ２８Ｂとともに、Ｂａｎｄ１３および１４においても低損失を確保している。

しかしながら、Ｂａｎｄ１３および１４における低損失を確保するため、Ｂａｎｄ２８Ｂの２倍高調波（１４３６−１４９６ＭＨｚ）において、減衰量（２４．７１８ｄＢ）が不足している。

これに対して、本実施例に係る高周波増幅回路１Ａでは、Ｂａｎｄ７１〜Ｂａｎｄ２８ＢまでをＶＬＢ群（第１周波数帯域群）に属するものとして、送信増幅回路１１および出力整合回路３１にて伝搬させ、Ｂａｎｄ１３〜Ｂａｎｄ８までをＬＢ群（第２周波数帯域群）に属するものとして送信増幅回路１２および出力整合回路３２にて伝搬させている。

図５Ａは、実施例に係る高周波増幅回路１Ａの概略回路構成図である。同図に示すように、高周波増幅回路１Ａは、送信増幅回路１１および１２と、送信フィルタＢ７１Ｔｘ、Ｂ１２Ｔｘ、Ｂ２８ＡＴｘ、Ｂ２８ＢＴｘ、Ｂ１３Ｔｘ、Ｂ１４Ｔｘ、Ｂ２０Ｔｘ、Ｂ２６Ｔｘ、およびＢ８Ｔｘと、出力整合回路３１および３２と、スイッチ回路４１および４２と、を備える。なお、図５Ａに示された高周波増幅回路１Ａでは、受信系回路は省略している。実施例に係る高周波増幅回路１Ａは、比較例に係る高周波増幅回路５００と比較して、送信フィルタＢ１３ＴｘおよびＢ１４Ｔｘが、ＬＢ群（第２周波数帯域群）側に配置されている点が異なる。

図５Ｂは、実施例に係る出力整合回路３２の回路構成図である。同図に示された出力整合回路３２は、キャパシタＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４、およびＣ２５と、インダクタＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２４、およびＬ２５と、ＤＴＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）２６と、を有している。

インダクタＬ２１とキャパシタＣ２１とは、送信増幅回路１２の出力端子となる出力整合回路３２の入力端子１２１と、出力整合回路３２の出力端子１２２とを結ぶ経路に直列接続されている。キャパシタＣ２２（第２キャパシタ）は、入力端子１２１およびインダクタＬ２１の接続点である第１接続ノードとグランドとの間に配置されている。キャパシタＣ２３は、第１接続ノードおよびインダクタＬ２１の接続点である第２接続ノードとグランドとの間に配置されている。キャパシタＣ２４は、インダクタＬ２１およびキャパシタＣ２１の接続点である第３接続ノードとグランドとの間に配置されている。インダクタＬ２２（第２インダクタ）は、キャパシタＣ２２およびグランドに接続されている。インダクタＬ２４は、キャパシタＣ２４およびグランドに接続されている。インダクタ２５は、上記第１接続ノードおよび駆動電源（Ｖｃｃ）に接続され、キャパシタＣ２５は、駆動電源（Ｖｃｃ）およびグランドに接続されている。

上記接続構成により、インダクタＬ２１およびキャパシタＣ２２は、ＬＢ群（第２周波数帯域群）の周波数範囲を通過帯域とする低域通過型フィルタを構成している。キャパシタＣ２２とインダクタＬ２２との直列接続回路は、上記低域通過型フィルタにおけるＢａｎｄ１３〜Ｂａｎｄ８の２倍高調波の減衰極を形成する。また、キャパシタＣ２４とインダクタＬ２４との直列接続回路は、上記低域通過型フィルタにおけるＢａｎｄ１３〜Ｂａｎｄ８の３倍高調波の減衰極を形成する。キャパシタＣ２３は、送信増幅回路１２の電力整合および効率整合をとる機能を有している。キャパシタＣ２１は、送信増幅回路１２から出力された高周波送信信号の直流成分を除去する、いわゆるＤＣカット用の第３キャパシタである。インダクタＬ２５およびキャパシタＣ２５は、送信増幅回路１２から出力された高周波送信信号と、駆動電源（Ｖｃｃ）から供給される直流電圧とのアイソレーションを確保するための整合回路である。

ＤＴＣ２６は、キャパシタＣ２１と出力端子１２２とを結ぶ経路に接続されている。言い換えると、ＤＴＣ２６は、キャパシタＣ２１と送信フィルタＢ１３Ｔｘ〜Ｂ８Ｔｘの入力端子との間に配置されている。ＤＴＣ２６は、出力整合回路３２を通過する高周波送信信号が、ＬＢ群のＢａｎｄ１３〜Ｂａｎｄ８のうちのどのバンドの高周波送信信号かに応じて容量値をステップ状に可変するキャパシタである。従来ではＶＬＢ群に属していたＢａｎｄ１３および１４が、本実施例ではＬＢ群に属することとなったため、送信増幅回路１２および出力整合回路３２は、Ｂａｎｄ１３〜Ｂａｎｄ８までの広帯域の高周波送信信号を低損失で伝搬させる必要がある。そこで、出力整合回路３２では、キャパシタＣ２１〜Ｃ２５、および、インダクタＬ２１〜Ｌ２５で構成された低域通過型フィルタの通過特性を維持したままで、Ｂａｎｄ１３〜Ｂａｎｄ８の選択に応じてＤＴＣ２６の容量値を可変することにより、選択されたバンドに応じたインピーダンス整合を最適化している。

なお、ＤＴＣ２６の容量値の切り替えは、前述した制御部が実行する。制御部は、高周波フロントエンド回路３Ａのスイッチ回路４１、４２、４３、６１および６３の接続も制御する。なお、制御部は、ＲＦＩＣ４に設けられてもよく、またＲＦＩＣ４の外部に設けられていてもよく、例えば、高周波フロントエンド回路３ＡまたはＢＢＩＣ５に設けられていてもよい。

出力整合回路３２の上記構成により、キャパシタＣ２２により低域通過型フィルタとして機能させ、また、インダクタＬ２２を調整することで、通過帯域に最近接の減衰極の周波数を調整することができ、当該減衰極をＬＢ群の高調波の周波数に合わせることが可能となる。よって、ＬＢ群の高調波の減衰量を大きくできる。

また、キャパシタＣ２２およびインダクタＬ２２の直列接続回路は、ＤＣカット用のキャパシタＣ２１の前段に配置され、ＤＴＣ２６は、キャパシタＣ２１の後段に配置される。これにより、ＤＴＣ２６の容量値が変化しても、上記直列接続回路により設定される高調波減衰極の周波数は変化しない。よって、出力整合回路３２における通過帯域と高調波減衰極とを個別に設定できる。

図５Ｃは、実施例に係る出力整合回路３１の通過特性を表すグラフである。また、図５Ｄは、実施例に係る出力整合回路３１および３２の通過特性を表すグラフである。なお、図５Ｄの（ａ）は、出力整合回路３１の反射損除去後の通過特性を表し、図５Ｄの（ｂ）は、出力整合回路３２のＤＴＣ２６の調整により、Ｂａｎｄ１３および１４におけるインピーダンス整合が最適化された後の通過特性を表している。

まず、図５Ｃにおいて、実施例に係る出力整合回路３１の通過特性を説明する。なお、実施例に係る出力整合回路３１の回路接続構成は、比較例に係る出力整合回路５３１の回路接続構成と同様であるが、出力整合回路３１を構成するキャパシタの容量値およびインダクタのインダクタンス値は、出力整合回路５３１を構成するキャパシタの容量値およびインダクタのインダクタンス値と異なる。

図５Ｃに示すように、出力整合回路３１は、Ｂａｎｄ７１〜Ｂａｎｄ２８ＢまでのＶＬＢ群（第１周波数帯域群）を通過帯域とし、ＣＡの相手であるＢａｎｄ１１およびＢａｎｄ２１が属するＬＭＢ群（第３周波数帯域群）を減衰帯域とする通過特性を有している。ここで、実施例に係る高周波増幅回路１Ａでは、出力整合回路３１は、Ｂａｎｄ７１〜Ｂａｎｄ２８Ｂの高周波送信信号を通過させる必要があるため、Ｂａｎｄ７１〜Ｂａｎｄ２８Ｂまでの挿入損失を低損失で通過させる必要がある。

図５Ｃでは、Ｂａｎｄ２８Ｂの挿入損失は０．８６８ｄＢ（図５Ｄの（ａ）において反射損除去後０．７８６ｄＢ）である。また、Ｂａｎｄ２８Ｂの２倍高調波（１４３６−１４９６ＭＨｚ）において、減衰量は３１．５１３ｄＢとなっており、比較例に係る出力整合回路５３１と比較して大きくなっており、Ｂａｎｄ２８Ｂの低損失とＢａｎｄ２８Ｂの２倍高調波の高減衰とを両立させている。なお、これを実現するため、出力整合回路３１において、Ｂａｎｄ１３および１４の挿入損失は、それぞれ、０．８８０ｄＢ（図５Ｄの（ａ）において反射損除去後０．８４５ｄＢ）および０．８９３ｄＢ（図５Ｄの（ａ）において反射損除去後０．８６７ｄＢ）となっており、比較例に係る出力整合回路５３１と比較して悪化している。つまり、Ｂａｎｄ２８ＢとＢａｎｄ２８Ｂの２倍高調波との間に位置するＢａｎｄ１３および１４を、出力整合回路３２側でカバーさせたことにより、出力整合回路３１においてＢａｎｄ１３および１４における挿入損失は考慮しなくてよい。

上記通過特性を実現するための実施例に係る出力整合回路３１は、送信増幅回路１１の出力端子とグランドとの間に接続された、第１キャパシタおよび第１インダクタの直列接続回路を有している。これにより、第１キャパシタにより低域通過型フィルタとして機能し、また、第１インダクタのインダクタンス値を調整することで、通過帯域に最近接の減衰極の周波数を調整することができる。この減衰極をバンドＤ（例えばＢａｎｄ２８Ｂ）の高調波の周波数に合わせている。よって、バンドＤ（例えばＢａｎｄ２８Ｂ）の高調波の減衰量を大きくできる。

なお、出力整合回路３１の第１キャパシタは、出力整合回路３２のＤＴＣ２６と異なり、容量値固定型の容量素子である。これにより、ＶＬＢ帯域群のバンドＤ（Ｂａｎｄ２８Ｂ）の周波数に合わせた減衰極の周波数を固定することが可能となる。

一方、図５Ｄの（ｂ）に示すように、出力整合回路３２において、ＤＴＣ２６の調整により、Ｂａｎｄ１３および１４におけるインピーダンス整合を最適化することで、Ｂａｎｄ１３および１４の挿入損失は、それぞれ、０．６１８ｄＢおよび０．６２３ｄＢとなっており、比較例に係る出力整合回路５３１におけるＢａｎｄ１３および１４の挿入損失と比較して、大幅に改善されている。つまり、出力整合回路３２は、出力整合回路３２を通過する高周波送信信号が、バンドＥ（例えばＢａｎｄ１３）かバンドＧ（例えばＢａｎｄ２０）かにより容量値を可変するＤＴＣ２６を有する。これにより、バンドＥおよびバンドＧのそれぞれに対応する出力整合回路を個別に設けることなく、１つの出力整合回路３２により、バンドＥの高周波送信信号を低損失で通過させる最適な容量値と、バンドＧの高周波送信信号を低損失で通過させる最適な容量値とを、個別に設定できる。また、バンドＥおよびバンドＧをカバーする広帯域な周波数特性を、ＤＴＣ２６という可変容量素子により実現できるので、出力整合回路３２を小型化することが可能となる。よって、送信増幅回路１２が増幅処理する広帯域の第２周波数帯域群（例えばＬＢ群）の高周波送信信号を、低損失かつ小型化された回路で送信できる。

図６は、実施例に係る出力整合回路３２のインピーダンス特性を表すスミスチャートである。図６の（ａ）には、ＤＴＣ２６の容量値を１．１ｐＦとした場合の、出力端子１２２から出力整合回路３２を見たインピーダンスが示されている。また、図６の（ｂ）には、ＤＴＣ２６の容量値を１．８ｐＦとした場合の、出力端子１２２から出力整合回路３２を見たインピーダンスが示されている。図６の（ｃ）には、ＤＴＣ２６の容量値を２．５ｐＦとした場合の、出力端子１２２から出力整合回路３２を見たインピーダンスが示されている。

図６の（ａ）では、ＤＴＣ２６の容量値を１．１ｐＦとすることにより、ＬＢ群に属するＢａｎｄ８の送信帯域のインピーダンスが基準インピーダンスに最適化されており、また、ＬＢ群に属するＢａｎｄ１３、１４、２０、２６、８の２倍高調波における反射係数が大きくなっている。また、図６の（ｂ）では、ＤＴＣ２６の容量値を１．８ｐＦとすることにより、ＬＢ群に属するＢａｎｄ２０および２６の送信帯域のインピーダンスが基準インピーダンスに最適化されており、また、ＬＢ群に属するＢａｎｄ１３、１４、２０、２６、８の２倍高調波における反射係数が大きくなっている。また、図６の（ｃ）では、ＤＴＣ２６の容量値を２．５ｐＦとすることにより、ＬＢ群に属するＢａｎｄ１３および１４の送信帯域のインピーダンスが基準インピーダンスに最適化されており、また、ＬＢ群に属するＢａｎｄ１３、１４、２０、２６、８の２倍高調波における反射係数が大きくなっている。

図７Ａは、比較例に係る送信増幅回路１２および出力整合回路５３２を含む送信経路の利得（図７Ａの（ａ））および効率（図７Ａの（ｂ））をバンドごとに表すグラフである。また、図７Ｂは、実施例に係る送信増幅回路１２および出力整合回路３２を含む送信経路の利得（図７Ｂの（ａ））および効率（図７Ｂの（ｂ））をバンドごとに表すグラフである。

図７Ａおよび図７Ｂを比較すると、利得および効率の双方とも、実施例に係る送信増幅回路１２および出力整合回路３２を含む送信経路の方が、比較例に係る送信増幅回路１２および出力整合回路５３２を含む送信経路よりも、バンド変化（Ｂａｎｄ１３、１４、２０、２６、８）に対する変動が小さいことが解る。

上述したように、実施例に係る高周波フロントエンド回路３Ａによれば、Ｂａｎｄ１３または１４をＬＢ群に属することとしたので、出力整合回路３１は、Ｂａｎｄ１３または１４の挿入損失を考慮する必要がないので、Ｂａｎｄ２８Ｂの高周波送信信号の低損失とＢａｎｄ２８Ｂの高調波の高減衰とを両立できる。

一方、Ｂａｎｄ１３または１４をＬＢ群に属することとしたことにより、送信増幅回路１２は、ＬＢ群の低周波側端部に位置するＢａｎｄ１３または１４と、高周波側に位置するＢａｎｄ２０、２６または８とを増幅処理する広帯域な増幅特性が要求される。これに対して、送信増幅回路１２に接続された出力整合回路３２は、通過帯域を、例えばＢａｎｄ１３／１４、Ｂａｎｄ２０／２６、およびＢａｎｄ８で可変させるインピーダンス可変回路を有するので、ＬＢ群における各バンドの高周波送信信号を低損失で送信することが可能となる。

よって、ＶＬＢ群の高周波側端部に位置するＢａｎｄ２８Ｂの高調波を十分に減衰させつつ、ＶＬＢ群およびＬＢ群と、ＬＭＢ群とのＣＡを低損失で実行することが可能となる。

なお、本実施の形態および実施例に係る高周波増幅回路１および１Ａを構成するデュプレクサの種類および数は、上記構成に限定されず、ＣＡを実行するバンドの組み合わせに応じて任意に設定される。また、高周波増幅回路１および１Ａを構成するデュプレクサは、送信フィルタのみで構成されていてもよい。

また、本実施例に係る高周波フロントエンド回路３Ａは、ＶＬＢ群およびＬＢ群の高周波信号とＬＭＢ群の高周波信号とをＣＡ動作させる回路構成を有しているが、他の周波数帯域群の組み合わせによりＣＡ動作させる回路にも適用することが可能である。

（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る高周波増幅回路、高周波フロントエンド回路および通信装置について、実施の形態および実施例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態および実施例に限定されるものではない。上記実施の形態および実施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、本発明に係る高周波増幅回路、高周波フロントエンド回路および通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。

また、例えば、実施の形態および実施例に係る高周波増幅回路、高周波フロントエンド回路および通信装置において、各構成要素の間に、インダクタおよびキャパシタなどの整合素子、ならびにスイッチ回路が接続されていてもかまわない。なお、インダクタには、各構成要素間を繋ぐ配線による配線インダクタが含まれてもよい。

本発明は、ＣＡモードを実行するマルチバンドシステムに適用できる高周波増幅回路、高周波フロントエンド回路および通信装置として、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。

１、１Ａ、５００ 高周波増幅回路
２ アンテナ素子
３、３Ａ 高周波フロントエンド回路
４ ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）
５ ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）
６、６Ａ 通信装置
１１、１２、１３ 送信増幅回路
２１、２２、２３ 受信増幅回路
２６ ＤＴＣ
３１、３２、３３、５３１、５３２ 出力整合回路
４０、４１、４２、４３、６０、６１、６３、５４１、５４２ スイッチ回路
４０ａ、６０ａ 共通端子
４０ｂ、４０ｃ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ 選択端子
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５３ａ、５３ｂ デュプレクサ
７０ ダイプレクサ
７０Ｌ、７０Ｍ 広帯域フィルタ
１００ 共通入出力端子
１１０、１２０、１２１、５１１ 入力端子
１７１、１７２ 入出力端子
１２２、５１２ 出力端子
Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４、Ｃ２５、Ｃ５１、Ｃ５２、Ｃ５３、Ｃ５４、Ｃ５５ キャパシタ
Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ５１、Ｌ５２、Ｌ５４、Ｌ５５ インダクタ

Claims (8)

1. 第１周波数帯域群の高周波送信信号を増幅する第１送信増幅回路と、
   前記第１周波数帯域群の高周波側に隣接する第２周波数帯域群の高周波送信信号を増幅する第２送信増幅回路と、
   前記第１周波数帯域群に属する第１バンドを通過帯域とする第１フィルタと、
   前記第２周波数帯域群に属する第２バンドを通過帯域とする第２フィルタと、
   前記第２周波数帯域群に属し、前記第２バンドよりも高周波側に位置する第３バンドを通過帯域とする第３フィルタと、
   前記第１送信増幅回路の出力端子と前記第１フィルタの入力端子との間に配置され、前記第１送信増幅回路と前記第１フィルタとをインピーダンス整合させる第１出力整合回路と、
   前記第２送信増幅回路の出力端子と前記第２フィルタの入力端子および前記第３フィルタの入力端子との間に配置され、前記第２送信増幅回路と前記第２フィルタおよび前記第３フィルタとをインピーダンス整合させる第２出力整合回路と、を備え、
   前記第１バンドは、前記第１周波数帯域群の周波数範囲における高周波側端部に位置し、
   前記第２バンドは、前記第２周波数帯域群の周波数範囲における低周波側端部に位置し、
   前記第１バンドの高周波送信信号の高調波の周波数は、前記第２バンドよりも高く、
   前記第１出力整合回路は、前記第１バンドを通過帯域とし、前記高調波の周波数を減衰帯域とする低域通過回路を有し、
   前記第２出力整合回路は、通過帯域におけるインピーダンスを前記第２バンドと前記第３バンドとで可変させるインピーダンス可変回路を有する、
   高周波増幅回路。
2. 前記第１出力整合回路は、
   前記第１送信増幅回路の出力端子とグランドとの間に接続された、第１キャパシタおよび第１インダクタの直列接続回路を有し、
   前記第２出力整合回路は、当該第２出力整合回路を通過する高周波送信信号が前記第２バンドか前記第３バンドかにより容量値を可変するＤＴＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を有する、
   請求項１に記載の高周波増幅回路。
3. 前記第２出力整合回路は、さらに、
   前記第２送信増幅回路の出力端子とグランドとの間に接続された、第２キャパシタおよび第２インダクタの直列接続回路と、
   前記出力端子と、前記第２フィルタの入力端子および前記第３フィルタの入力端子との間に直列配置された、直流成分を遮断するための第３キャパシタと、を有し、
   前記ＤＴＣは、前記第３キャパシタと前記第２フィルタの入力端子および前記第３フィルタの入力端子とを結ぶ経路に接続されている、
   請求項２に記載の高周波増幅回路。
4. 前記第１キャパシタは、容量値固定型の容量素子である、
   請求項２または３に記載の高周波増幅回路。
5. 第１周波数帯域群に属する複数の周波数帯域のうちの１以上の周波数帯域の高周波信号または前記第１周波数帯域群よりも高周波側に位置する第２周波数帯域群に属する複数の周波数帯域のうちの１以上の周波数帯域の高周波信号と、前記第２周波数帯域群よりも高周波側に位置する第３周波数帯域群に属する複数の周波数帯域のうちの１以上の周波数帯域の高周波信号と、を同時に送信することが可能な高周波フロントエンド回路であって、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波増幅回路と、
   前記第３周波数帯域群の高周波送信信号を増幅する第３送信増幅回路と、
   前記第３周波数帯域群に属する第４バンドを通過帯域とする第４フィルタと、
   共通入出力端子、第１入出力端子および第２入出力端子を有し、前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、および前記第３フィルタから出力される高周波送信信号が前記第１入出力端子に入力され、前記第４フィルタから出力される高周波送信信号が前記第２入出力端子に入力されるマルチプレクサと、を備え、
   前記第１バンドの高周波送信信号の高調波の周波数は、前記第４バンドと重複し、
   前記マルチプレクサは、
   前記共通入出力端子および前記第１入出力端子に接続され、前記第１周波数帯域群および前記第２周波数帯域群を含む周波数範囲を通過帯域とする第１広帯域フィルタと、
   前記共通入出力端子および前記第２入出力端子に接続され、前記第３周波数帯域群の周波数範囲を通過帯域とする第２広帯域フィルタと、を有する、
   高周波フロントエンド回路。
6. 前記高周波フロントエンド回路は、前記第１バンドの高周波送信信号と、前記第４バンドの高周波送信信号とを同時に送信する、
   請求項５に記載の高周波フロントエンド回路。
7. 前記高周波フロントエンド回路は、前記第１バンド、前記第２バンド、および前記第３バンドのいずれかの高周波送信信号と、前記第４バンドの高周波送信信号とを同時に送信することが可能であり、
   前記第１バンドは、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のバンド２８Ｂであり、
   前記第２バンドは、ＬＴＥのバンド１３または１４であり、
   前記第３バンドは、ＬＴＥのバンド２０、２６、および８のいずれかであり、
   前記第４バンドは、ＬＴＥのバンド１１または２１である、
   請求項５または６に記載の高周波フロントエンド回路。
8. 高周波送信信号を処理するＲＦ信号処理回路と、
   前記ＲＦ信号処理回路から出力された前記高周波送信信号をアンテナ素子へ伝送する請求項５〜７のいずれか１項に記載の高周波フロントエンド回路と、を備える、
   通信装置。

Images