JP2021175031A - 高周波信号送受信回路 - Google Patents

Abstract

【課題】信号間の影響を抑制する。【解決手段】パワーアンプと、高周波入力信号を通過させる送信バンドパスフィルタと、第１高周波受信信号を通過させる第１受信バンドパスフィルタと、第１高周波受信信号を増幅して、第１高周波出力信号を出力する第１ローノイズアンプと、一端が第１アンテナ端子に電気的に接続され、高周波入力信号及び第１高周波受信信号を通過させ、高周波入力信号及び第１高周波受信信号の周波数と異なる周波数の少なくとも一部の周波数の高周波信号を減衰させる第１送受信フィルタと、高周波入力信号を高周波送信信号として第１アンテナ端子に出力する場合には、送信バンドパスフィルタと第１送受信フィルタの他端とを電気的に接続し、第１高周波受信信号を第１アンテナ端子から受ける場合には、第１受信バンドパスフィルタと第１送受信フィルタの他端とを電気的に接続するスイッチと、を含む。【選択図】図５

Description

本発明は、高周波信号送受信回路に関する。

携帯電話装置で例示される移動体通信装置において、高周波送信信号をアンテナに出力し、高周波受信信号をアンテナから受け取る、フロントエンド回路が用いられる。

現在、第５世代移動通信システム（５Ｇ）が実用化されつつある。５Ｇの信号と、他（第４世代移動通信システム（４Ｇ）、ＷｉＦｉ等）の信号と、の間の影響を抑制することが、求められる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、信号間の影響を抑制することを目的とする。

（１）本発明の一側面の高周波信号送受信回路は、高周波入力信号を増幅する、パワーアンプと、パワーアンプで増幅された高周波入力信号を通過させる、送信バンドパスフィルタと、第１高周波受信信号を通過させる、第１受信バンドパスフィルタと、第１受信バンドパスフィルタを通過した第１高周波受信信号を増幅して、第１高周波出力信号を出力する、第１ローノイズアンプと、一端が第１アンテナ端子に電気的に接続され、高周波入力信号及び第１高周波受信信号を通過させ、高周波入力信号及び第１高周波受信信号の周波数と異なる周波数の少なくとも一部の周波数の高周波信号を減衰させる、第１送受信フィルタと、高周波入力信号を高周波送信信号として第１アンテナ端子に出力する場合には、送信バンドパスフィルタと、第１送受信フィルタの他端と、を電気的に接続し、第１高周波受信信号を第１アンテナ端子から受ける場合には、第１受信バンドパスフィルタと第１送受信フィルタの他端とを電気的に接続する、スイッチと、を含む、ことを特徴とする。

（２）上記（１）の高周波信号送受信回路において、高周波入力信号及び第１高周波受信信号は、第５世代移動通信システムのバンドｎ７７の高周波信号であり、第１送受信フィルタは、高周波入力信号及び第１高周波受信信号を通過させ、第４世代移動通信システムのＢａｎｄ３のアップリンク及びＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号を減衰させる、こととしても良い。

（３）上記（２）に記載の高周波信号送受信回路において、第１送受信フィルタは、ハイパスフィルタ又はノッチフィルタである、こととしても良い。

（４）上記（１）から（３）のいずれかに記載の高周波信号送受信回路において、第２高周波受信信号を通過させる、第２受信バンドパスフィルタと、第２受信バンドパスフィルタを通過した第２高周波受信信号を増幅して、第２高周波出力信号を出力する、第２ローノイズアンプと、一端が第２アンテナ端子に電気的に接続され、高周波入力信号及び第２高周波受信信号を通過させ、高周波入力信号及び第２高周波受信信号の周波数と異なる周波数の少なくとも一部の周波数の高周波信号を減衰させる、第２送受信フィルタと、を更に含み、スイッチは、高周波入力信号を高周波送信信号として第２アンテナ端子に出力する場合には、送信バンドパスフィルタと、第２送受信フィルタの他端と、を電気的に接続し、第２高周波受信信号を第２アンテナ端子から受ける場合には、第２受信バンドパスフィルタと第２送受信フィルタの他端とを電気的に接続する、こととしても良い。

（５）上記（４）に記載の高周波信号送受信回路において、高周波入力信号及び第２高周波受信信号は、第５世代移動通信システムのバンドｎ７７の高周波信号であり、第２送受信フィルタは、高周波入力信号及び第２高周波受信信号を通過させ、第４世代移動通信システムのＢａｎｄ３のアップリンク及びＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号を減衰させる、こととしても良い。

（６）上記（５）に記載の高周波信号送受信回路において、第２送受信フィルタは、ハイパスフィルタ又はノッチフィルタである、こととしても良い。

本発明によれば、信号間の影響を抑制することが可能となる。

比較例の高周波信号送受信回路の構成を示す図である。 比較例の高周波信号送受信回路の受信時の様子を示す図である。 ５Ｇのバンドｎ７７の高周波信号、並びに、４ＧのＢａｎｄ３及びＢａｎｄ１の各々のアップリンクの高周波信号の周波数帯を示す図である。 比較例の高周波信号送受信回路の回路シミュレーション結果を示す図である。 第１の実施の形態の高周波信号送受信回路の構成を示す図である。 第１の実施の形態の高周波信号送受信回路の回路シミュレーション結果を示す図である。 第１の実施の形態の高周波信号送受信回路の回路シミュレーション結果を示す図である。 比較例の高周波信号送受信回路の送信時の様子を示す図である。 ５Ｇのバンドｎ７９の高周波信号、並びに、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の高周波信号の周波数帯を示す図である。 第２の実施の形態の高周波信号送受信回路の構成を示す図である。 第２の実施の形態の高周波信号送受信回路の回路シミュレーション結果を示す図である。 第３の実施の形態の高周波信号送受信回路のレイアウトの一例を示す図である。 第３の実施の形態の高周波信号送受信回路の送信時の様子の一例を示す図である。 第３の実施の形態の高周波信号送受信回路の受信時の様子の一例を示す図である。

以下に、本発明の高周波信号送受信回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２の実施の形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

＜第１の実施の形態及び比較例＞
以下、第１の実施の形態について説明するが、第１の実施の形態の理解を容易にするため、先に比較例について説明する。

（比較例）
図１は、比較例の高周波信号送受信回路の構成を示す図である。高周波信号送受信回路１０は、携帯電話装置で例示される移動体通信装置において、高周波送信信号ＴｘをアンテナＡＮＴ１及びＡＮＴ２に出力し、高周波受信信号Ｒｘ１及びＲｘ２をアンテナＡＮＴ１及びＡＮＴ２から受け取ることが可能な、１アップストリーム２ダウンストリームのフロントエンドモジュール（フロントエンド回路）である。高周波信号送受信回路１０は、１つの基板上に複数の部品（半導体集積回路等）が実装されたハイブリッドＩＣで実現されても良いが、本開示はこれに限定されない。

高周波受信信号Ｒｘ１が、本開示の「第１高周波受信信号」に相当する。高周波受信信号Ｒｘ２が、本開示の「第２高周波受信信号」に相当する。

高周波信号送受信回路１０は、制御部２と、パワーアンプＰＡと、ローノイズアンプＬＮＡ１及びＬＮＡ２と、バンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２及びＢＰＦ３と、カプラＣＰＬと、スイッチＳＷと、を含む。制御部２は、パワーアンプＰＡ、ローノイズアンプＬＮＡ１及びＬＮＡ２、カプラＣＰＬ、並びに、スイッチＳＷを制御する。

ローノイズアンプＬＮＡ１が、本開示の「第１ローノイズアンプ」に相当する。ローノイズアンプＬＮＡ２が、本開示の「第２ローノイズアンプ」に相当する。バンドパスフィルタＢＰＦ１が、本開示の「送信バンドパスフィルタ」に相当する。バンドパスフィルタＢＰＦ２が、本開示の「第１受信バンドパスフィルタ」に相当する。バンドパスフィルタＢＰＦ３が、本開示の「第２受信バンドパスフィルタ」に相当する。

パワーアンプＰＡは、前段の回路（例えば、ＲＦＩＣ）から端子１１に入力される高周波入力信号ＲＦＩＮを増幅して、バンドパスフィルタＢＰＦ１に出力する。

バンドパスフィルタＢＰＦ１は、パワーアンプＰＡで増幅された高周波入力信号ＲＦＩＮを通過させて、カプラＣＰＬに出力する。カプラＣＰＬは、バンドパスフィルタＢＰＦ１で通過された高周波入力信号ＲＦＩＮを検出して、検出信号ＣＰＬ＿ＯＵＴを端子１４から出力する。カプラＣＰＬを通過した高周波入力信号ＲＦＩＮは、スイッチＳＷの端子２１に入力される。

スイッチＳＷは、第１群の端子２１、２２及び２３と、第２群の端子２４、２５及び２６と、を含む。スイッチＳＷは、第１群の端子２１、２２及び２３と、第２群の端子２４、２５及び２６と、の間を電気的に接続する。

スイッチＳＷの端子２４は、第１アンテナ端子１５を介して、アンテナＡＮＴ１に電気的に接続されている。スイッチＳＷの端子２６は、第２アンテナ端子１７を介して、アンテナＡＮＴ２に電気的に接続されている。スイッチＳＷの端子２５は、端子１６に電気的に接続されている。

スイッチＳＷは、高周波送信信号Ｔｘを送信する場合に、端子２１と、端子２４又は端子２６と、の間を電気的に接続する。スイッチＳＷは、ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）信号を送信する場合に、端子２１と、端子２５と、の間を電気的に接続する。

スイッチＳＷが端子２１と端子２４との間を電気的に接続している場合、カプラＣＰＬを通過した高周波入力信号ＲＦＩＮは、端子２１、端子２４及び第１アンテナ端子１５を経由し、高周波送信信号ＴｘとしてアンテナＡＮＴ１に出力される。

スイッチＳＷが端子２１と端子２６との間を電気的に接続している場合、カプラＣＰＬを通過した高周波入力信号ＲＦＩＮは、端子２１、端子２６及び第２アンテナ端子１７を経由し、高周波送信信号ＴｘとしてアンテナＡＮＴ２に出力される。

スイッチＳＷは、高周波受信信号Ｒｘ１及びＲｘ２を受ける場合に、端子２２と端子２４との間を電気的に接続するとともに、端子２３と端子２６との間を電気的に接続する。

スイッチＳＷが端子２２と端子２４との間を電気的に接続している場合、アンテナＡＮＴ１によって受信された高周波受信信号Ｒｘ１は、第１アンテナ端子１５、端子２４及び端子２２を経由し、バンドパスフィルタＢＰＦ２に入力される。バンドパスフィルタＢＰＦ２は、高周波受信信号Ｒｘ１を通過させて、ローノイズアンプＬＮＡ１に出力する。ローノイズアンプＬＮＡ１は、バンドパスフィルタＢＰＦ２を通過した高周波受信信号Ｒｘ１を増幅し、高周波出力信号ＲＦＯＵＴ１として端子１２から出力する。

高周波出力信号ＲＦＯＵＴ１が、本開示の「第１高周波出力信号」に相当する。

スイッチＳＷが端子２３と端子２６との間を電気的に接続している場合、アンテナＡＮＴ２によって受信された高周波受信信号Ｒｘ２は、第２アンテナ端子１７、端子２６及び端子２３を経由し、バンドパスフィルタＢＰＦ３に入力される。バンドパスフィルタＢＰＦ３は、高周波受信信号Ｒｘ２を通過させて、ローノイズアンプＬＮＡ２に出力する。ローノイズアンプＬＮＡ２は、バンドパスフィルタＢＰＦ３を通過した高周波受信信号Ｒｘ２を増幅し、高周波出力信号ＲＦＯＵＴ２として端子１３から出力する。

高周波出力信号ＲＦＯＵＴ２が、本開示の「第２高周波出力信号」に相当する。

図２は、比較例の高周波信号送受信回路の受信時の様子を示す図である。詳しくは、図２は、アンテナＡＮＴ１が第５世代移動通信システム（５Ｇ）のバンドｎ７７の電波３１を受信する場合の、高周波信号送受信回路１０の様子を示す図である。５Ｇのバンドｎ７７の電波３１の周波数は、３３００ＭＨｚ（メガヘルツ）から４２００ＭＨｚまでである。矢印４１は、受信信号経路を示す。なお、バンドｎ７７の周波数は、第４世代のバンド４２、４３、４８の周波数と重なる。

アンテナＡＮＴ１は、電波３１を受信して、高周波受信信号Ｒｘ１を第１アンテナ端子１５に出力する。このとき、アンテナＡＮＴ１は、第４世代移動通信システム（４Ｇ）のＢａｎｄ３のアップリンクの電波３２、及び、Ｂａｎｄ１のアップリンクの電波３３をも、受信してしまう。４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの電波３２の周波数は、１７１０ＭＨｚから１７８５ＭＨｚまでである。４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの電波３３の周波数は、１９２０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚまでである。４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの電波３２、及び、Ｂａｎｄ１のアップリンクの電波３３は、自装置から送信されたものである場合もあり得るし、他装置から送信されたものである場合もあり得る。

５Ｇのバンドｎ７７の高周波信号、並びに、４ＧのＢａｎｄ１及びＢａｎｄ３の各々のアップリンクの高周波信号を含む高周波受信信号Ｒｘ１は、第１アンテナ端子１５、端子２４及び端子２２を経由し、バンドパスフィルタＢＰＦ２に入力される。バンドパスフィルタＢＰＦ２は、高周波受信信号Ｒｘ１を通過させて、ローノイズアンプＬＮＡ１に出力する。ローノイズアンプＬＮＡ１は、バンドパスフィルタＢＰＦ２を通過した高周波受信信号Ｒｘ１を増幅し、高周波出力信号ＲＦＯＵＴ１として端子１２から出力する。

ローノイズアンプＬＮＡ１では、非線形要素等に起因する信号の歪み等により、高調波が発生し得る。高調波は、例えば、４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの高周波信号の２倍高調波、及び、４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号の２倍高調波を含む。４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの高周波信号の２倍高調波の周波数は、３４２０ＭＨｚから３５７０ＭＨｚまでである。４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号の２倍高調波の周波数は、３８４０ＭＨｚから３９６０ＭＨｚまでである。高調波は、矢印４２に示すように、ローノイズアンプＬＮＡ１で発生し、端子１２から出力される。

端子１２から出力される高周波出力信号ＲＦＯＵＴ１は、５Ｇのバンドｎ７７の高周波信号、並びに、４ＧのＢａｎｄ１及びＢａｎｄ３の各々のアップリンクの高周波信号の２倍高調波を含む。

図３は、５Ｇのバンドｎ７７の高周波信号、並びに、４ＧのＢａｎｄ３及びＢａｎｄ１の各々のアップリンクの高周波信号の周波数帯を示す図である。

周波数帯５１は、５Ｇのバンドｎ７７の高周波信号の周波数帯を示す。周波数帯５１は、３３００ＭＨｚから４２００ＭＨｚまでである。

周波数帯５２は、４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの高周波信号の周波数帯を示す。周波数帯５２は、１７１０ＭＨｚから１７８５ＭＨｚまでである。

周波数帯５３は、４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号の周波数帯を示す。周波数帯５３は、１９２０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚまでである。

周波数帯５４は、４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの高周波信号の２倍高調波の周波数帯を示す。周波数帯５４は、３４２０ＭＨｚから３５７０ＭＨｚまでである。

周波数帯５５は、４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号の２倍高調波の周波数帯を示す。周波数帯５５は、３８４０ＭＨｚから３９６０ＭＨｚまでである。

図３に示すように、周波数帯５４及び５５は、周波数帯５１に含まれている。つまり、４ＧのＢａｎｄ３及びＢａｎｄ１の各々のアップリンクの高周波信号の２倍高調波の周波数帯は、５Ｇのバンドｎ７７の高周波信号の周波数帯に含まれている。換言すると、高周波出力信号ＲＦＯＵＴ１は、４ＧのＢａｎｄ３及びＢａｎｄ１の各々のアップリンクの高周波信号の２倍高調波を、不要な信号（ノイズ）として含んでいる。従って、端子１２から出力される高周波出力信号ＲＦＯＵＴ１を受け取った前段の回路は、受信感度が低下してしまうことになる。

図４は、比較例の高周波信号送受信回路の回路シミュレーション結果を示す図である。詳しくは、図４は、比較例の高周波信号送受信回路１０のバンドパスフィルタＢＰＦ２のＳパラメータを示す図である。

線６１は、バンドパスフィルタＢＰＦ２のＳパラメータを示す。周波数帯６２は、４ＧのＢａｎｄ３及びＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号の周波数帯を示す。周波数帯６３は、４ＧのＢａｎｄ４１の周波数帯を示す。４ＧのＢａｎｄ４１の周波数は、２４９６ＭＨｚから２６９０ＭＨｚまでである。

バンドパスフィルタＢＰＦ２は、周波数帯６２の信号を−５０ｄＢから−６５ｄＢまで程度、減衰させている。しかしながら、高周波信号送受信回路１０は、周波数帯６２の信号を更に減衰させることが望ましい。例えば、高周波信号送受信回路１０は、周波数帯６２の信号を−７０ｄＢ以上程度、減衰させることが、好ましい。

（第１の実施の形態）
図５は、第１の実施の形態の高周波信号送受信回路の構成を示す図である。

高周波信号送受信回路１の構成要素のうち、比較例の高周波信号送受信回路１０と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して、説明を省略する。高周波信号送受信回路１は、１つの基板上に複数の部品（半導体集積回路等）が実装されたハイブリッドＩＣで実現されても良いが、本開示はこれに限定されない。

第１の実施の形態の高周波信号送受信回路１は、比較例の高周波信号送受信回路１０と比較して、ハイパスフィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２を更に含んでいる。

なお、第１の実施の形態では、高周波信号送受信回路１は、ハイパスフィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２を更に含むこととしたが、本開示はこれに限定されない。高周波信号送受信回路１は、ハイパスフィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２に代えて、２個のノッチフィルタ（バンドエリミネーションフィルタ）を含んでも良い。

ハイパスフィルタＨＰＦ１（又はノッチフィルタ）が、本開示の「第１送受信フィルタ」に相当する。ハイパスフィルタＨＰＦ２（又はノッチフィルタ）が、本開示の「第２送受信フィルタ」に相当する。

ハイパスフィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２の各々は、ＬＣ多層フィルタとするが、本開示はこれに限定されない。ハイパスフィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２の各々は、ＩＰＤ（Integrated Passive Device）であっても良い。なお、ＬＣ多層フィルタとは、例えば低温焼結セラミック（ＬＴＣＣ）などを使用し、ビア電極や配線と並行平板を積層して構成し、インダクタやキャパシタとした、フィルタ機能を持たせた部品とする。ＬＣ多層フィルタは、ＩＰＤで構成された場合を含む。

ハイパスフィルタＨＰＦ１は、端子２４と第１アンテナ端子１５との間に電気的に接続されている。ハイパスフィルタＨＰＦ２は、端子２６と第２アンテナ端子１７との間に電気的に接続されている。

ハイパスフィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２の各々は、５Ｇのバンドｎ７７の高周波信号を通過させ、４ＧのＢａｎｄ３及びＢａｎｄ１の各々のアップリンクの高周波信号を減衰させることが、好ましい。つまり、ハイパスフィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２の各々は、５Ｇのバンドｎ７７の高周波信号（３３００ＭＨｚから４２００ＭＨｚまで）を通過させ、４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの高周波信号（１７１０ＭＨｚから１７８５ＭＨｚまで）、及び、４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号（１９２０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚまで）を減衰させることが、好ましい。

高周波信号送受信回路１がハイパスフィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２に代えて２個のノッチフィルタを含む場合、各ノッチフィルタは、４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの高周波信号（１７１０ＭＨｚから１７８５ＭＨｚまで）、及び、４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号（１９２０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚまで）を減衰させることが、好ましい。

図６は、第１の実施の形態の高周波信号送受信回路の回路シミュレーション結果を示す図である。詳しくは、図６は、高周波信号送受信回路１のハイパスフィルタＨＰＦ１のＳパラメータを示す図である。ハイパスフィルタＨＰＦ２のＳパラメータも、同様である。

線７１は、ハイパスフィルタＨＰＦ１をＬＣ多層フィルタで構成した場合の、Ｓパラメータを示す。線７２は、ハイパスフィルタＨＰＦ１をＳＭＤ（Surface Mount Device）で構成した場合の、Ｓパラメータを示す。

ハイパスフィルタＨＰＦ１をＬＣ多層フィルタで構成した場合（線７１）も、ハイパスフィルタＨＰＦ１をＳＭＤで構成した場合（線７２）も、４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの高周波信号（１７１０ＭＨｚから１７８５ＭＨｚまで）、及び、４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号（１９２０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚまで）を、最大−３０ｄＢ程度減衰させることができる。

但し、ハイパスフィルタＨＰＦ１をＳＭＤで構成した場合（線７２）は、５Ｇのバンドｎ７７の高周波信号（３３００ＭＨｚから４２００ＭＨｚまで）を、３３００ＭＨｚで−３．２９ｄＢ程度、４２００ＭＨｚで−１．７６ｄＢ程度、減衰させてしまう。

一方、ハイパスフィルタＨＰＦ１をＬＣ多層フィルタで構成した場合（線７１）は、５Ｇのバンドｎ７７の高周波信号（３３００ＭＨｚから４２００ＭＨｚまで）の減衰を、−０．３ｄＢ程度に、抑制することができる。

従って、ハイパスフィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２の各々は、ＬＣ多層フィルタで構成することが、好ましい。

なお、ハイパスフィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２の各々をＩＰＤで構成した場合も、ＬＣ多層フィルタで構成した場合と同程度の特性を得ることができるので、好ましい。

図７は、第１の実施の形態の高周波信号送受信回路の回路シミュレーション結果を示す図である。詳しくは、図７は、高周波信号送受信回路１のハイパスフィルタＨＰＦ１及びバンドパスフィルタＢＰＦ２を含む、高周波受信信号Ｒｘ１の受信経路のＳパラメータを示す図である。ハイパスフィルタＨＰＦ２及びバンドパスフィルタＢＰＦ３を含む、高周波受信信号Ｒｘ２の受信経路のＳパラメータも、同様である。

ハイパスフィルタＨＰＦ１の位相とバンドパスフィルタＢＰＦ２の位相とは、相互に依存性がある。同様に、ハイパスフィルタＨＰＦ２の位相とバンドパスフィルタＢＰＦ３の位相とは、相互に依存性がある。図７は、ハイパスフィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２、並びに、バンドパスフィルタＢＰＦ２及びＢＰＦ３の各々の位相を調整後のＳパラメータを示す。

線８１は、高周波受信信号Ｒｘ１の受信経路、つまり、ハイパスフィルタＨＰＦ１及びバンドパスフィルタＢＰＦ２のＳパラメータを示す。線８２は、４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの下限周波数（１７１０ＭＨｚ）を示す。線８３は、４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの上限周波数（１９８０ＭＨｚ）を示す。

線８１で示すように、ハイパスフィルタＨＰＦ１及びバンドパスフィルタＢＰＦ２は、４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの高周波信号及び４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号を、−８０ｄＢから−９０ｄＢまで程度、減衰させる。

従って、高周波信号送受信回路１は、高周波受信信号Ｒｘ１の中の、４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの高周波信号及び４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号の信号レベルを、抑制できる。これにより、高周波信号送受信回路１は、ローノイズアンプＬＮＡ１及びＬＮＡ２で発生し得る、４ＧのＢａｎｄ３のアップリンクの高周波信号の２倍高調波及び４ＧのＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号の２倍高調波の信号レベルを、抑制することができる。これにより、高周波信号送受信回路１は、前段の回路の受信感度の低下を抑制することができる。

なお、ハイパスフィルタＨＰＦ１を、ローノイズアンプＬＮＡ１とバンドパスフィルタＢＰＦ２との間、又は、バンドパスフィルタＢＰＦ２とスイッチＳＷとの間に配置することも、考えられる。しかしながら、高調波は、ローノイズアンプＬＮＡ１だけではなく、スイッチＳＷでも発生し得る。従って、ハイパスフィルタＨＰＦ１は、スイッチＳＷで発生し得る高調波を抑制するために、スイッチＳＷとアンテナＡＮＴ１との間に配置することが、好ましい。同様に、ハイパスフィルタＨＰＦ２は、スイッチＳＷとアンテナＡＮＴ２との間に配置することが、好ましい。

＜第２の実施の形態及び比較例＞
以下、第２の実施の形態について説明するが、第２の実施の形態の理解を容易にするため、先に比較例について説明する。

（比較例）
図８は、比較例の高周波信号送受信回路の送信時の様子を示す図である。詳しくは、図８は、アンテナＡＮＴ１が５Ｇのバンドｎ７９の電波１０１を送信する場合の、高周波信号送受信回路１０の様子を示す図である。５Ｇのバンドｎ７９の電波１０１の周波数は、４４００ＭＨｚから５０００ＭＨｚまでである。矢印９１は、送信信号経路を示す。

パワーアンプＰＡは、前段の回路から端子１１に入力される、５Ｇのバンドｎ７９の高周波入力信号ＲＦＩＮを増幅して、バンドパスフィルタＢＰＦ１に出力する。

バンドパスフィルタＢＰＦ１は、パワーアンプＰＡで増幅された高周波入力信号ＲＦＩＮを通過させて、カプラＣＰＬに出力する。カプラＣＰＬは、バンドパスフィルタＢＰＦ１で通過された高周波入力信号ＲＦＩＮを検出して、検出信号ＣＰＬ＿ＯＵＴを端子１４から出力する。カプラＣＰＬを通過した高周波入力信号ＲＦＩＮは、スイッチＳＷの端子２１に入力される。

端子２１に入力された高周波入力信号ＲＦＩＮは、端子２４及び第１アンテナ端子１５を経由して、高周波送信信号ＴｘとしてアンテナＡＮＴ１に出力される。アンテナＡＮＴ１は、高周波送信信号Ｔｘが入力されると、５Ｇのバンドｎ７９の電波１０１を基地局へ向けて送信する。

このとき、ＷｉＦｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｎ／ａｃ／ａｘ）の５ＧＨｚ帯の電波を受信するアンテナ１１１が、電波１０１を受信してしまう。ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の電波の周波数は、５１５０ＭＨｚから５９２５ＭＨｚまでである。アンテナ１１１は、自装置のものである場合もあり得るし、他装置のものである場合もあり得る。

図９は、５Ｇのバンドｎ７９の高周波信号、並びに、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の高周波信号の周波数帯を示す図である。

周波数帯１２１は、５Ｇのバンドｎ７９の高周波信号の周波数帯を示す。周波数帯１２１は、４４００ＭＨｚから５０００ＭＨｚまでである。

周波数帯１２２は、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の高周波信号の周波数帯を示す。周波数帯１２２は、５１５０ＭＨｚから５９２５ＭＨｚまでである。

周波数帯１２３は、ＷｉＦｉの６Ｅの高周波信号の周波数帯を示す。周波数帯１２３は、５９２５ＭＨｚから７１５０（又は７１２５）ＭＨｚまでである。

周波数帯１２１と周波数帯１２２との間は、１５０ＭＨｚしか離れていない。そのため、アンテナＡＮＴ１が周波数帯１２１の上限周波数（５０００ＭＨｚ）に近い周波数の電波１０１を送信する場合に、電波１０１が周波数帯１２２の周波数成分１０２を含むことが起こり得る。そうすると、アンテナ１１１が周波数成分１０２を受信し、アンテナ１１１の前段の回路（例えば、ＲＦＩＣ）は、受信感度が低下してしまうことになる。

（第２の実施の形態）
図１０は、第２の実施の形態の高周波信号送受信回路の構成を示す図である。

高周波信号送受信回路１Ａの構成要素のうち、比較例の高周波信号送受信回路１０又は第１の実施の形態の高周波信号送受信回路１と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して、説明を省略する。高周波信号送受信回路１Ａは、１つの基板上に複数の部品（半導体集積回路等）が実装されたハイブリッドＩＣで実現されても良いが、本開示はこれに限定されない。

第２の実施の形態の高周波信号送受信回路１Ａは、比較例の高周波信号送受信回路１０と比較して、ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２を更に含んでいる。

なお、第２の実施の形態では、高周波信号送受信回路１Ａは、ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２を更に含むこととしたが、本開示はこれに限定されない。高周波信号送受信回路１Ａは、ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２に代えて、２個のノッチフィルタ（バンドエリミネーションフィルタ）を含んでも良い。

ローパスフィルタＬＰＦ１（又はノッチフィルタ）が、本開示の「第１送受信フィルタ」に相当する。ローパスフィルタＬＰＦ２（又はノッチフィルタ）が、本開示の「第２送受信フィルタ」に相当する。

ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２の各々は、ＬＣ多層フィルタとするが、本開示はこれに限定されない。ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２の各々は、ＩＰＤであっても良い。

ローパスフィルタＬＰＦ１は、端子２４と第１アンテナ端子１５との間に電気的に接続されている。ローパスフィルタＬＰＦ２は、端子２６と第２アンテナ端子１７との間に電気的に接続されている。

ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２の各々は、５Ｇのバンドｎ７９の高周波信号を通過させ、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の高周波信号を減衰させることが、好ましい。つまり、ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２の各々は、５Ｇのバンドｎ７９の高周波信号（４４００ＭＨｚから５０００ＭＨｚまで）を通過させ、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の高周波信号（５１５０ＭＨｚから５９２５ＭＨｚまで）を減衰させることが、好ましい。但し、ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２の各々は、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の高周波信号（５１５０ＭＨｚから５９２５ＭＨｚまで）の全部を減衰させる必要はない。ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２の各々は、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の下限周波数（５１５０ＭＨｚ）から予め定められた周波数（例えば、５４００ＭＨｚ、５５００ＭＨｚ等）までの高周波信号を減衰させれば良い。つまり、ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２の各々は、電波１０１の周波数成分１０２（図９参照）を減衰させれば良い。

高周波信号送受信回路１ＡがローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２に代えて２個のノッチフィルタを含む場合、各ノッチフィルタは、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の高周波信号（５１５０ＭＨｚから５９２５ＭＨｚまで）を減衰させることが、好ましい。但し、ノッチフィルタは、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の高周波信号（５１５０ＭＨｚから５９２５ＭＨｚまで）の全部を減衰させる必要はない。ノッチフィルタは、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の下限周波数（５１５０ＭＨｚ）から予め定められた周波数（例えば、５４００ＭＨｚ、５５００ＭＨｚ等）までの高周波信号を減衰させれば良い。つまり、ノッチフィルタは、電波１０１の周波数成分１０２（図９参照）を減衰させれば良い。

図１１は、第２の実施の形態の高周波信号送受信回路の回路シミュレーション結果を示す図である。詳しくは、図１１は、高周波信号送受信回路１ＡのローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２のＳパラメータを示す図である。

線１３１は、ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２の各々をＬＣ多層フィルタで構成した場合の、Ｓパラメータを示す。周波数帯１３２は、５Ｇのバンドｎ７９の周波数帯を示す。周波数帯１３３は、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の周波数帯を示す。

なお、ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２の各々をＩＰＤで構成した場合も、ＬＣ多層フィルタで構成した場合と同程度の特性を得ることができる。

線１３１で示すように、ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２の各々は、５Ｇのバンドｎ７９の高周波信号を通過させる。また、ローパスフィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２の各々は、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の周波数帯１３３の中の５．４ＧＨｚの高周波信号を−３３ｄＢ程度、減衰させる。

従って、高周波信号送受信回路１Ａは、５Ｇのバンドｎ７９の高周波送信信号Ｔｘを送信する場合に、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の高周波信号の信号レベルを抑制することができる。これにより、高周波信号送受信回路１Ａは、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の電波を受信する他回路の受信感度の低下を抑制することができる。

なお、ローパスフィルタＬＰＦ１を、パワーアンプＰＡとバンドパスフィルタＢＰＦ１との間、又は、バンドパスフィルタＢＰＦ１とスイッチＳＷとの間に配置することも、考えられる。しかしながら、アンテナＡＮＴ１は、５Ｇのバンドｎ７９の電波を受信する場合に、ＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の電波も受信してしまう。従って、ローパスフィルタＬＰＦ１は、高周波受信信号Ｒｘ１の中のＷｉＦｉの５ＧＨｚ帯の高周波信号を減衰させるように、スイッチＳＷとアンテナＡＮＴ１との間に配置することが、好ましい。同様に、ローパスフィルタＬＰＦ２は、スイッチＳＷとアンテナＡＮＴ２との間に配置することが、好ましい。

＜第３の実施の形態＞
図１２は、第３の実施の形態の高周波信号送受信回路のレイアウトの一例を示す図である。第３の実施の形態の高周波信号送受信回路１Ｂの回路構成は、第１の実施の形態の高周波信号送受信回路１（図５参照）又は第２の実施の形態の高周波信号送受信回路１Ａ（図１０参照）と同様であるので、図示及び説明を省略する。

高周波信号送受信回路１Ｂは、基板１４０を有する。基板１４０は、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-Fired Ceramic）などの非半導体基板であっても良いし、半導体チップ（半導体基板）であっても良い。

基板１４０は、パワーアンプＰＡが配置される領域１４１と、制御部２が配置される領域１４２と、スイッチＳＷ、並びに、ローノイズアンプＬＮＡ１及びＬＮＡ２が配置される領域１４３と、バンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２及びＢＰＦ３、並びに、第１送受信フィルタ（ハイパスフィルタＨＰＦ１又はローパスフィルタＬＰＦ１）及び第２送受信フィルタ（ハイパスフィルタＨＰＦ２又はローパスフィルタＬＰＦ２）が配置される領域１４４と、を有する。

領域１４３は、短手方向がＸ方向に沿っており、長手方向がＹ方向に沿っている、四辺形状（例えば、矩形状）である。領域１４４は、領域１４３の２つの長辺と１つの短辺を囲む、Ｕ字形状である。

領域１４３が、本開示の「第１領域」に相当する。領域１４４が、本開示の「第２領域」に相当する。

高周波受信信号Ｒｘ１及びＲｘ２の信号レベルは、高周波送信信号Ｔｘの信号レベルより低い。そのため、バンドパスフィルタＢＰＦ２及びＢＰＦ３は、スイッチＳＷ並びにローノイズアンプＬＮＡ１及びＬＮＡ２の近傍に配置されることが、好ましい。また、バンドパスフィルタＢＰＦ２と、バンドパスフィルタＢＰＦ３とは、アイソレーションされていることが好ましい。そこで、バンドパスフィルタＢＰＦ２と、バンドパスフィルタＢＰＦ３とは、領域１４３を挟んで配置されることが、好ましい。従って、バンドパスフィルタＢＰＦ２及びＢＰＦ３の内の一方は、領域１４３の１つの長辺に対向する領域１４５に配置され、バンドパスフィルタＢＰＦ２及びＢＰＦ３の内の他の一方は、領域１４３の他の１つの長辺に対向する領域１４６に配置されることが、好ましい。

領域１４５及び領域１４６の内の一方が、本開示の「第３領域」に相当する。領域１４５及び領域１４６の内の他方が、本開示の「第４領域」に相当する。

残りのバンドパスフィルタＢＰＦ１、並びに、第１送受信フィルタ及び第２送受信フィルタは、領域１４４内であって、領域１４５の短辺に対向する領域１４７、領域１４３の短辺に対向する領域１４８、及び、領域１４６の短辺に対向する領域１４９に配置される。バンドパスフィルタＢＰＦ１は、領域１４７に配置され、第１送受信フィルタ（ハイパスフィルタＨＰＦ１又はローパスフィルタＬＰＦ１）は、領域１４８に配置され、第２送受信フィルタ（ハイパスフィルタＨＰＦ２又はローパスフィルタＬＰＦ２）は、領域１４９に配置されることが、例示される。

図１３は、第３の実施の形態の高周波信号送受信回路の送信時の様子の一例を示す図である。矢印１５１は、送信信号経路を示す。

領域１４１内に配置されたパワーアンプＰＡは、高周波入力信号ＲＦＩＮを増幅して、領域１４７内に配置されたバンドパスフィルタＢＰＦ１に出力する。バンドパスフィルタＢＰＦ１は、パワーアンプＰＡで増幅された高周波入力信号ＲＦＩＮを通過させて、領域１４３内に配置されたスイッチＳＷに出力する。スイッチＳＷを通過した高周波入力信号ＲＦＩＮは、領域１４８内に配置された第１送受信フィルタ（ハイパスフィルタＨＰＦ１又はローパスフィルタＬＰＦ１）に入力される。第１送受信フィルタ（ハイパスフィルタＨＰＦ１又はローパスフィルタＬＰＦ１）は、高周波入力信号ＲＦＩＮを通過（高域通過又は低域通過）させて、高周波送信信号Ｔｘとして出力する。

図１４は、第３の実施の形態の高周波信号送受信回路の受信時の様子の一例を示す図である。矢印１６１は、受信信号経路を示す。

領域１４９内に配置された第２送受信フィルタ（ハイパスフィルタＨＰＦ２又はローパスフィルタＬＰＦ２）は、高周波受信信号Ｒｘ２を通過（高域通過又は低域通過）させて、領域１４３内に配置されたスイッチＳＷに出力する。スイッチＳＷを通過した高周波受信信号Ｒｘ２は、領域１４６内に配置されたバンドパスフィルタＢＰＦ３に入力される。バンドパスフィルタＢＰＦ３は、高周波受信信号Ｒｘ２を通過させて、領域１４３内に配置されたローノイズアンプＬＮＡ２に出力する。ローノイズアンプＬＮＡ２は、高周波受信信号Ｒｘ２を増幅し、高周波出力信号ＲＦＯＵＴ２を出力する。

なお、上記した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１、１Ａ、１０ 高周波信号送受信回路
２ 制御部
ＡＮＴ１、ＡＮＴ２ アンテナ
ＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３ バンドパスフィルタ
ＣＰＬ カプラ
ＨＰＦ１、ＨＰＦ２ ハイパスフィルタ
ＬＮＡ１、ＬＮＡ２ ローノイズアンプ
ＬＰＦ１、ＬＰＦ２ ローパスフィルタ
ＰＡ パワーアンプ
ＳＷ スイッチ

Claims (6)

1. 高周波入力信号を増幅する、パワーアンプと、
   前記パワーアンプで増幅された前記高周波入力信号を通過させる、送信バンドパスフィルタと、
   第１高周波受信信号を通過させる、第１受信バンドパスフィルタと、
   前記第１受信バンドパスフィルタを通過した前記第１高周波受信信号を増幅して、第１高周波出力信号を出力する、第１ローノイズアンプと、
   一端が第１アンテナ端子に電気的に接続され、前記高周波入力信号及び前記第１高周波受信信号を通過させ、前記高周波入力信号及び前記第１高周波受信信号の周波数と異なる周波数の少なくとも一部の周波数の高周波信号を減衰させる、第１送受信フィルタと、
   前記高周波入力信号を高周波送信信号として前記第１アンテナ端子に出力する場合には、前記送信バンドパスフィルタと、前記第１送受信フィルタの他端と、を電気的に接続し、前記第１高周波受信信号を前記第１アンテナ端子から受ける場合には、前記第１受信バンドパスフィルタと前記第１送受信フィルタの他端とを電気的に接続する、スイッチと、
   を含む、
   ことを特徴とする、高周波信号送受信回路。
2. 請求項１に記載の高周波信号送受信回路であって、
   前記高周波入力信号及び前記第１高周波受信信号は、第５世代移動通信システムのバンドｎ７７の高周波信号であり、
   前記第１送受信フィルタは、前記高周波入力信号及び前記第１高周波受信信号を通過させ、第４世代移動通信システムのＢａｎｄ３のアップリンク及びＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号を減衰させる、
   ことを特徴とする、高周波信号送受信回路。
3. 請求項２に記載の高周波信号送受信回路であって、
   前記第１送受信フィルタは、ハイパスフィルタ又はノッチフィルタである、
   ことを特徴とする、高周波信号送受信回路。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の高周波信号送受信回路であって、
   第２高周波受信信号を通過させる、第２受信バンドパスフィルタと、
   前記第２受信バンドパスフィルタを通過した前記第２高周波受信信号を増幅して、第２高周波出力信号を出力する、第２ローノイズアンプと、
   一端が第２アンテナ端子に電気的に接続され、前記高周波入力信号及び前記第２高周波受信信号を通過させ、前記高周波入力信号及び前記第２高周波受信信号の周波数と異なる周波数の少なくとも一部の周波数の高周波信号を減衰させる、第２送受信フィルタと、
   を更に含み、
   前記スイッチは、
   前記高周波入力信号を前記高周波送信信号として前記第２アンテナ端子に出力する場合には、前記送信バンドパスフィルタと、前記第２送受信フィルタの他端と、を電気的に接続し、
   前記第２高周波受信信号を前記第２アンテナ端子から受ける場合には、前記第２受信バンドパスフィルタと前記第２送受信フィルタの他端とを電気的に接続する、
   ことを特徴とする、高周波信号送受信回路。
5. 請求項４に記載の高周波信号送受信回路であって、
   前記高周波入力信号及び前記第２高周波受信信号は、第５世代移動通信システムのバンドｎ７７の高周波信号であり、
   前記第２送受信フィルタは、前記高周波入力信号及び前記第２高周波受信信号を通過させ、第４世代移動通信システムのＢａｎｄ３のアップリンク及びＢａｎｄ１のアップリンクの高周波信号を減衰させる、
   ことを特徴とする、高周波信号送受信回路。
6. 請求項５に記載の高周波信号送受信回路であって、
   前記第２送受信フィルタは、ハイパスフィルタ又はノッチフィルタである、
   ことを特徴とする、高周波信号送受信回路。

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