JP2024049152A - 高周波回路及び通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】素子数の低減と伝送特性の向上とを両立する。【解決手段】高周波回路1は、電力増幅器10と、電力増幅器10の出力端子12に接続される整合回路20と、を備える。整合回路20は、電力増幅器10の出力伝送経路に直列に接続されるインダクタ21と、インダクタ21の一端とグランドとの間に直列に接続されるコンデンサ23と、コンデンサ23とグランドとの間に直列に接続されるインダクタ22と、共通端子27a並びに選択端子27b及び27cを有するスイッチ27と、共通端子27aとインダクタ21の一端との間に直列に接続されるコンデンサ24と、を有する。選択端子27bは、グランドに接続され、選択端子27cは、インダクタ21の他端に接続される。【選択図】図2
Description
本発明は、高周波回路及び通信装置に関する。
特許文献1には、給電回路とアンテナ素子との間に接続された、可変リアクタンス回路を含むアンテナ整合回路が開示されている。特許文献1に開示されたアンテナ整合回路の可変リアクタンス回路は、送受信信号伝送路に対して並列又は直列に接続されるリアクタンス素子と、当該リアクタンス素子の接続状態を切り替えるスイッチと、を含む。
上記整合回路では、直列接続及び並列接続の各々のリアクタンス素子が設けられており、素子数が多くなる。一方で素子数を減らすと、信号に応じて適切なインピーダンス整合をとることができなくなり、伝送特性が劣化するおそれがある。
そこで、本発明は、素子数の低減と伝送特性の向上とを両立することができる高周波回路及び通信装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る高周波回路は、電力増幅器と、電力増幅器の出力端子に接続される整合回路と、を備え、整合回路は、電力増幅器の出力伝送経路に直列に接続される第1インダクタと、第1インダクタの一端とグランドとの間に直列に接続される第1コンデンサと、第1コンデンサとグランドとの間に直列に接続される第2インダクタと、第1共通端子、第1選択端子及び第2選択端子を有する第1スイッチと、第1共通端子と第1インダクタの一端との間に直列に接続される第2コンデンサと、を有し、第1選択端子は、グランドに接続され、第2選択端子は、第1インダクタの他端に接続される。
本発明の一態様に係る通信装置は、上記一態様に係る高周波回路と、高周波回路を伝送される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、を備える。
本発明に係る高周波回路及び通信装置によれば、素子数の低減と伝送特性の向上とを両立することができる。
以下では、本発明の実施の形態に係る高周波回路及び通信装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態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、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
また、本明細書において、直角に接続など要素間の関係性を示す用語、及び、長方形又はL字状などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
また、本明細書において、「接続される」とは、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。また、「直接接続される」とは、互いの端子同士が物理的に接触している場合だけでなく、配線導体及び/又はビア導体で電気的に接続される場合であって、他の回路素子を介さずに電気的に接続される場合を意味する。
また、「AとBとの間に接続される」とは、AとBとの間でA及びBの両方に接続されることを意味する。「AとBとの間に直列に接続される」とは、AとBとを結ぶ配線経路上に電気的に直列に接続されることを意味する。例えば、CがAとBとの間に直列に接続される場合、Cの第1端子がAに接続され、第1端子とは異なるCの第2端子がBに接続される。
また、本明細書において、「第1」、「第2」などの序数詞は、特に断りの無い限り、構成要素の数又は順序を意味するものではなく、同種の構成要素の混同を避け、区別する目的で用いられている。
また、本明細書において、「送信経路」とは、高周波送信信号を伝送する配線、当該配線に直接接続された電極、及び当該配線又は当該電極に直接接続された端子などで構成された伝送線路であることを意味する。また、「受信経路」とは、高周波受信信号を伝送する配線、当該配線に直接接続された電極、及び当該配線又は当該電極に直接接続された端子などで構成された伝送線路であることを意味する。また、「送受信経路」とは、高周波送信信号及び高周波受信信号の双方を伝送する配線、当該配線に直接接続された電極、及び当該配線又は当該電極に直接接続された端子などで構成された伝送線路であることを意味する。
(実施の形態)
[1 高周波回路1及び通信装置5の回路構成]
まず、実施の形態に係る高周波回路1及び通信装置5の回路構成について、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る高周波回路1及び通信装置5の回路構成図である。
[1 高周波回路1及び通信装置5の回路構成]
まず、実施の形態に係る高周波回路1及び通信装置5の回路構成について、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る高周波回路1及び通信装置5の回路構成図である。
[1.1 通信装置5の回路構成]
まず、通信装置5の回路構成について説明する。図1に示される通信装置5は、通信システムで用いられる装置であり、例えばスマートフォン又はタブレットコンピュータなどの携帯端末である。図1に示すように、本実施の形態に係る通信装置5は、高周波回路1と、アンテナ2と、RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)3と、BBIC(Baseband Integrated Circuit)4と、を備える。
まず、通信装置5の回路構成について説明する。図1に示される通信装置5は、通信システムで用いられる装置であり、例えばスマートフォン又はタブレットコンピュータなどの携帯端末である。図1に示すように、本実施の形態に係る通信装置5は、高周波回路1と、アンテナ2と、RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)3と、BBIC(Baseband Integrated Circuit)4と、を備える。
高周波回路1は、アンテナ2とRFIC3との間で高周波信号を伝送する。本実施の形態では、高周波回路1は、高周波信号の一例である送信信号を伝送する。なお、高周波回路1は、高周波信号の一例である受信信号を伝送してもよい。高周波回路1の詳細な構成については後で説明する。
アンテナ2は、高周波回路1のアンテナ接続端子100に接続され、高周波回路1から出力された高周波信号を送信する。あるいは、アンテナ2は、外部から高周波信号を受信して高周波回路1へ出力してもよい。
RFIC3は、高周波信号を処理する信号処理回路の一例である。具体的には、RFIC3は、BBIC4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、高周波回路1の送信経路に出力する。また、RFIC3は、高周波回路1の受信経路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受信信号をBBIC4へ出力してもよい。また、RFIC3は、高周波回路1が有するスイッチ及び増幅器などを制御する制御部を有する。なお、RFIC3の制御部としての機能の一部又は全部は、RFIC3の外部に実装されてもよく、例えば、BBIC4又は高周波回路1に実装されてもよい。
BBIC4は、高周波回路1が伝送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ベースバンド信号処理回路である。BBIC4が処理する信号としては、例えば、画像表示のための画像信号、及び/又は、スピーカを介した通話のための音声信号などである。
なお、図1に表された通信装置5の回路構成は、例示であり、これに限定されない。例えば、通信装置5は、アンテナ2及び/又はBBIC4を備えなくてもよい。また、通信装置5は、複数のアンテナ2を備えてもよい。
[1.2 高周波回路1の回路構成]
次に、高周波回路1の具体的な回路構成について、図1を用いて説明する。
次に、高周波回路1の具体的な回路構成について、図1を用いて説明する。
図1に示すように、高周波回路1は、電力増幅器10と、整合回路20と、スイッチ30と、フィルタ41、42及び43と、スイッチ50と、を備える。また、高周波回路1は、アンテナ接続端子100と、高周波入力端子101と、を有する。
アンテナ接続端子100は、高周波回路1の内部でスイッチ50の共通端子50aに接続され、高周波回路1の外部でアンテナ2に接続される。高周波回路1を伝送された送信信号は、アンテナ接続端子100を介してアンテナ2に出力される。
高周波入力端子101は、高周波回路1の内部で電力増幅器10の入力端子11に接続され、高周波回路1の外部でRFIC3に接続される。これにより、高周波入力端子101を介してRFIC3から受けた送信信号は、電力増幅器10によって増幅される。
高周波入力端子101とアンテナ接続端子100とを結ぶ配線経路が、高周波信号の伝送経路90である。本実施の形態では、RFIC3から入力される送信信号が、高周波入力端子101からアンテナ接続端子100まで伝送経路90を伝送される。
電力増幅器10は、高周波入力端子101から入力された送信信号を増幅する。図1に示すように、電力増幅器10は、入力端子11及び出力端子12を有する。入力端子11は、高周波入力端子101に接続されている。出力端子12は、整合回路20に接続されている。
電力増幅器10は、例えば、HBT(Heterojunction Bipolar Transistor)などのバイポーラトランジスタを含む。あるいは、電力増幅器10は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などの電界効果トランジスタ(FET)を含んでもよい。電力増幅器10は、バイポーラトランジスタ又は電界効果トランジスタを複数含み、複数のトランジスタの多段構成を有してもよい。
整合回路20は、電力増幅器10の出力端子12に接続される。具体的には、整合回路20は、出力端子12とスイッチ30の共通端子30aとの間に直列に接続される。整合回路20は、電力増幅器10の出力インピーダンスを整合させるために設けられている。また、整合回路20は、送信信号の高調波を減衰させるなどのフィルタとしても機能する。
整合回路20は、インピーダンスが変更可能なインピーダンス可変回路である。整合回路20のインピーダンスは、図示しない制御部(又は、RFIC3の制御部)によって変更される。例えば、整合回路20のインピーダンスは、送信信号の周波数帯域(通信バンド)又はパワーなどに応じて変更される。
整合回路20の具体的な回路構成については、後で説明する。
スイッチ30は、共通端子と、複数の選択端子と、を有する第2スイッチの一例である。図1に示すように、スイッチ30は、共通端子30aと、3つの選択端子30b、30c及び30dと、を有する。スイッチ30は、共通端子30aと、選択端子30b、30c及び30dの各々との接続(導通)及び非接続(非導通)を切り替える。スイッチ30は、SP3T(Single-Pole Triple-Throw)型のスイッチ回路である。スイッチ30は、例えば、トランジスタなどの1以上のスイッチング素子を用いて構成されている。
共通端子30aは、第2共通端子の一例であり、整合回路20に接続されている。共通端子30aは、高周波信号の伝送経路90の一部であり、整合回路20を介して電力増幅器10の出力端子12に接続されている。選択端子30bは、フィルタ41の入力端に接続されている。選択端子30cは、フィルタ42の入力端に接続されている。選択端子30dは、フィルタ43の入力端に接続されている。
フィルタ41、42及び43はそれぞれ、互いに異なる通信バンドを含む通過帯域を有する。例えば、フィルタ41、42及び43はそれぞれ、所定の通信バンドのアップリンク動作バンド(uplink operating band)を含む通過帯域を有する送信フィルタである。
なお、通信バンドは、無線アクセス技術(RAT:Radio Access Technology)を用いて構築される通信システムのための周波数バンドである。バンドAは、標準化団体など(例えば3GPP(登録商標)(3rd Generation Partnership Project)及びIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)など)によって予め定義される。通信システムの例としては、5GNR(5th Generation New Radio)システム、LTE(Long Term Evolution)システム及びWLAN(Wireless Local Area Network)システムなどを挙げることができる。
なお、フィルタ41、42及び43の少なくとも1つは、通信バンドにおける周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)を可能にするデュプレクサに含まれる送信フィルタであってもよい。あるいは、フィルタ41、42及び43の少なくとも1つは、時分割複信(TDD:Time Division Duplex)を可能にする送受信フィルタであってもよい。
フィルタ41、42及び43は、例えば、弾性表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)フィルタ、バルク弾性波(BAW:Bulk Acoustic Wave)フィルタ、LC共振フィルタ及び誘電体フィルタのいずれを用いて構成されてもよく、さらには、これらには限定されない。
スイッチ50は、共通端子と、複数の選択端子と、を有する第3スイッチの一例である。スイッチ50は、共通端子50aと、3つの選択端子50b、50c及び50dと、を有する。スイッチ50は、共通端子50aと、選択端子50b、50c及び50dの各々との接続(導通)及び非接続(非導通)を切り替える。スイッチ50は、SP3T型のスイッチ回路である。スイッチ50は、例えば、トランジスタなどの1以上のスイッチング素子を用いて構成されている。
共通端子50aは、アンテナ接続端子100に接続されている。選択端子50bは、フィルタ41の出力端に接続されている。選択端子50cは、フィルタ42の出力端に接続されている。選択端子50dは、フィルタ43の出力端に接続されている。
本実施の形態に係る高周波回路1では、送信信号の周波数帯域(通信バンド)又はパワーに応じて、スイッチ30及び50の各々の接続関係が切り替えられる。これにより、電力増幅器10で増幅された高周波信号は、フィルタ41、42及び43のいずれかを通過させることができる。本実施の形態では、マルチバンド/マルチモードに対応した高周波回路1を実現することができる。
なお、図1に表された高周波回路1の回路構成は、例示であり、これに限定されない。例えば、高周波回路1は、スイッチ30、フィルタ41、42及び43、並びに、スイッチ50を備えなくてもよい。また、例えば、高周波回路1は、フィルタ41、42及び43のうちの1つ又は2つのみを備えてもよく、これら以外の1以上のフィルタを備えてもよい。高周波回路1が備えるフィルタの数に応じて、スイッチ30及び50の各々の選択端子の数が変更されてもよい。例えば、フィルタが2つの場合には、スイッチ30及び50はそれぞれ、SPDT(Single-Pole Double-Throw)型のスイッチ回路であってもよい。フィルタが4つ以上の場合には、スイッチ30及び50はそれぞれ、SPnT型(Single-Pole n-Throw)型のスイッチ回路(マルチスロー型のスイッチ回路)であってもよい。また、高周波回路1が備えるフィルタが1つのみである場合には、スイッチ30及び50を備えなくてもよい。
また、上述したように、高周波回路1は、高周波信号の一例である受信信号を伝送してもよい。すなわち、高周波回路1は、送信信号を伝送する送信回路と、受信信号を伝送する受信回路と、を含んでもよい。この場合、高周波回路1は、例えば、受信信号を増幅する低雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)、受信信号を出力する高周波出力端子、送信経路と受信経路との切り替えを行うスイッチ、フィルタ、及び、インピーダンス整合回路などを含む。
[1.3 整合回路20の回路構成]
続いて、整合回路20の具体的な回路構成について、図2を用いて説明する。
続いて、整合回路20の具体的な回路構成について、図2を用いて説明する。
図2は、本実施の形態に係る高周波回路1の整合回路20の回路構成図である。なお、図2では、高周波入力端子101、電力増幅器10及びスイッチ30も図示している。
図2に示すように、整合回路20は、インダクタ21及び22と、コンデンサ23、24、25及び26と、スイッチ27と、を有する。また、整合回路20は、ノードN1、N2、N3、N4及びN5を有する。
インダクタ21は、第1インダクタの一例であり、電力増幅器10の出力伝送経路に直列に接続されている。出力伝送経路は、伝送経路90の一部であり、電力増幅器10の出力端子12とアンテナ接続端子100との間の部分である。具体的には、インダクタ21は、電力増幅器10の出力端子12とスイッチ30の共通端子30aとの間に直列に接続されている。より具体的には、インダクタ21の一端は、電力増幅器10の出力端子12と、コンデンサ23の一端と、コンデンサ24の一端とに直接接続されている。インダクタ21の他端は、コンデンサ25の一端と、コンデンサ26の一端とに直接接続されている。インダクタ21の他端は、コンデンサ26を介してスイッチ30の共通端子30aに接続されている。
インダクタ22は、第2インダクタの一例であり、コンデンサ23とグランドとの間に直列に接続されている。インダクタ22の一端は、コンデンサ23の他端と、スイッチ27の選択端子27bとに直接接続されている。インダクタ22の他端は、グランドに直接接続されている。
コンデンサ23は、第1コンデンサの一例であり、インダクタ21の一端とグランドとの間に直列に接続されている。具体的には、コンデンサ23の一端は、伝送経路90上のノードN1に直接接続されている。コンデンサ23の他端は、インダクタ22の一端と、スイッチ27の選択端子27bとに直接接続されている。
コンデンサ24は、第2コンデンサの一例であり、スイッチ27の共通端子27aとインダクタ21の一端との間に直列に接続されている。具体的には、コンデンサ24の一端は、伝送経路90上のノードN2に直接接続されている。コンデンサ24の他端は、スイッチ27の共通端子27aに直接接続されている。
コンデンサ25は、インダクタ21の他端とスイッチ30の共通端子30aとの間で、電力増幅器10が増幅した信号の伝送経路90に接続されている。具体的には、コンデンサ25は、第4コンデンサの一例であり、インダクタ21の他端とグランドとの間に直列に接続されている。より具体的には、コンデンサ25の一端は、伝送経路90上のノードN5に直接接続されている。コンデンサ25の他端は、グランドに直接接続されている。
コンデンサ26は、第3コンデンサの一例であり、インダクタ21の他端とスイッチ30の共通端子30aとの間で、電力増幅器10が増幅した信号の伝送経路90に接続されている。具体的には、コンデンサ26は、インダクタ21の他端と共通端子30aとの間に直列に接続されている。より具体的には、コンデンサ26の一端は、インダクタ21の他端に直接接続されている。コンデンサ26の他端は、共通端子30aに直接接続されている。
スイッチ27は、第1スイッチの一例であり、共通端子27aと、選択端子27b及び27cと、を有する。スイッチ27は、共通端子27aと、選択端子27b及び27cの各々との接続(導通)及び非接続(非導通)を切り替える。スイッチ27は、SPDT型のスイッチ回路である。スイッチ27は、例えば、トランジスタなどの1以上のスイッチング素子を用いて構成されている。
共通端子27aは、第1共通端子の一例であり、コンデンサ24の他端に接続されている。選択端子27bは、第1選択端子の一例であり、グランドに接続されている。本実施の形態では、選択端子27bは、インダクタ22を介してグランドに接続されている。具体的には、選択端子27bは、ノードN3に直接接続されている。選択端子27cは、第2選択端子の一例であり、インダクタ21の他端に接続されている。具体的には、選択端子27cは、伝送経路90上のノードN4に直接接続されている。
ノードN1、N2、N3、N4及びN5はそれぞれ、電気回路上の分岐点である。ノードN1、N2、N3、N4及びN5は、例えば、配線導体若しくはビア導体の一部又は接続端子などで実現される。ノードN1、N2、N4及びN5は、電力増幅器10で増幅された信号の伝送経路90上に位置している。具体的には、ノードN1及びN2は、電力増幅器10の出力端子12とインダクタ21の一端との間の伝送経路90上に位置している。ノードN4及びN5は、インダクタ21の他端とスイッチ30の共通端子30aとの間の伝送経路90上に位置している。ノードN3は、伝送経路90とグランドとを接続する経路(シャント経路)上に位置している。
なお、ノードN1、N2、N3、N4及びN5はそれぞれ、電気的に同電位とみなせる範囲内で、図示した位置とは異なる位置に設けられていてもよい。例えば、ノードN1は、ノードN2とコンデンサ24との間に位置してもよい。ノードN2は、ノードN1とコンデンサ23との間に位置してもよく、あるいは、電力増幅器10の出力端子12とノードN1との間に位置してもよい。ノードN4及びノードN5についても同様に、位置が変更されてもよい。
また、ノードN1、N2、N3、N4及びN5のうち、互いに同電位とみなせるノードは、1つのノードであってもよい。例えば、ノードN1とノードN2とは、配線導体又はビア導体の同一部位であってもよい。具体的には、コンデンサ23の一端とコンデンサ24の一端とは、配線導体又はビア導体の同一部位に直接接続されていてもよい。ノードN4とノードN5とについても同様である。
なお、同一部位とは、実質的に同一とみなせる程度の大きさの部位である。例えば、配線導体又はビア導体の同一部位は、配線導体の幅又はビア導体の直径若しくは最大幅を一辺とする正方形の領域とみなすことができる。
[2 整合回路20による作用効果]
続いて、整合回路20による主な作用効果について説明する。
続いて、整合回路20による主な作用効果について説明する。
整合回路20は、伝送経路90に直列に接続されたシリーズ素子であるインダクタ21と、伝送経路90とグランドとの間に直列に接続されたシャント素子であるコンデンサ23及び25と、によってローパスフィルタを構成している。これにより、送信信号の高調波を抑制することができる。
また、伝送経路90とグランドとを接続するシャント経路には、インダクタ22とコンデンサ23との直列接続によるLC共振回路が構成されている。これにより、特定の減衰極を発生させて、特定の周波数帯域を減衰させることができる。
整合回路20が減衰させるべき周波数帯域は、送信信号の特性に応じて決定される。マルチバンド/マルチモード対応の高周波回路1の場合、送信信号の周波数帯域(通信バンド)及び/又はパワーに応じて、整合回路20が減衰させるべき周波数帯域が変わる。このため、本実施の形態に係る整合回路20では、スイッチ27によってLC共振回路の減衰極を変更する。
具体的には、スイッチ27は、送信信号の周波数帯域(通信バンド)又はパワーに応じて、共通端子27aの接続先を、選択端子27bと選択端子27cとで切り替えが可能である。接続先の切り替えは、図示されない制御部又はRFIC3によって実行される。
共通端子27aと選択端子27bとが接続された場合、コンデンサ24は、伝送経路90に接続されたシャント素子として機能し、インダクタ22を介してグランドに接続される。この場合、コンデンサ24は、コンデンサ23に並列に接続される。つまり、コンデンサ23及び24とインダクタ22とによってLC共振回路(LC直列回路)を構成する。
一方で、共通端子27aと選択端子27cとが接続された場合、コンデンサ24は、伝送経路90に接続されたシリーズ素子として機能し、インダクタ21に対して並列に接続される。すなわち、コンデンサ24とインダクタ21とによってLC共振回路(LC並列回路)を構成する。
このように、整合回路20では、コンデンサ24をシリーズ素子及びシャント素子のいずれかとして機能させることによって、異なる回路構成のLC共振回路を構成することができる。コンデンサ24の接続態様を切り替えることによって、異なる減衰極を発生させることができる。インダクタ21及び22のインダクタンス値、並びに、コンデンサ23及び24の容量値を調整しておくことで、例えば、送信信号の高調波に対応する周波数などの所望の周波数帯域を減衰させることができる。
また、1つのコンデンサ24がシリーズ接続及びシャント接続の2つの用途に共用されるので、シリーズ接続及びシャント接続の各々に専用のコンデンサを設けなくてもよい。このため、整合回路20(及び高周波回路1)に含まれるコンデンサの数を減らすことができる。
以上のように、本実施の形態に係る高周波回路1は、電力増幅器10と、電力増幅器10の出力端子12に接続される整合回路20と、を備える。整合回路20は、電力増幅器10の出力伝送経路に直列に接続されるインダクタ21と、インダクタ21の一端とグランドとの間に直列に接続されるコンデンサ23と、コンデンサ23とグランドとの間に直列に接続されるインダクタ22と、共通端子27a並びに選択端子27b及び27cを有するスイッチ27と、共通端子27aとインダクタ21の一端との間に直列に接続されるコンデンサ24と、を有する。選択端子27bは、グランドに接続され、選択端子27cは、インダクタ21の他端に接続される。
これにより、コンデンサ24をシリーズ接続及びシャント接続の2つの用途に共用することができるので、高周波回路1の素子数を低減することができる。また、コンデンサ24の接続形態を変更することで、減衰極の異なるLC共振回路を構成することができる。このため、例えば、高調波を減衰させるなど伝送特性を高めることができる。このように、高周波回路1によれば、素子数の低減と伝送特性の向上とを両立させることができる。
また、例えば、選択端子27bは、インダクタ22を介してグランドに接続される。
これにより、スイッチ27の共通端子27aと選択端子27bとを接続した場合には、シャント経路において直列接続されたLC共振回路を構成することができる。
また、例えば、高周波回路1は、共通端子30aと、複数の選択端子30b、30c及び30dとを有するスイッチ30を備える。共通端子30aは、インダクタ21の他端に接続される。
これにより、スイッチ30によって、整合回路20の出力を複数に分岐させることができる。例えば、スイッチ30の複数の選択端子30b、30c及び30dにはそれぞれ、通過帯域が異なるフィルタを接続することによって、マルチバンド対応の高周波回路1を実現することができる。このため、例えば、送信信号の周波数帯域が異なる場合に整合回路20のLC共振回路による減衰極を変更することで、高調波などの不要な信号を効率良く減衰させることができ、伝送特性を向上させることができる。
また、例えば、高周波回路1では、整合回路20は、インダクタ21の他端とグランドとの間に直列に接続されるコンデンサ25を有する。
これにより、整合回路20によるインピーダンス整合を行いやすくすることができる。
また、本実施の形態に係る通信装置5は、高周波回路1と、高周波回路1を伝送される高周波信号を処理するRFIC3と、を備える。
これにより、高周波回路1と同様に、素子数の低減と伝送特性の向上とを両立させることができる。
[3 整合回路20の素子レイアウト]
続いて、整合回路20に含まれる各素子のレイアウトの例について、図3を用いて説明する。図3は、本実施の形態に係る高周波回路1の整合回路20における各回路素子の配置の一例を示す平面図である。例えば、図3は、高周波回路1が設けられるモジュール基板の主面(図示せず)を平面視した場合の各回路素子の配置を示している。以下の説明において特に断りのない限り、「平面視」とは、モジュール基板の主面を平面視する場合を意味する。図3では、電力増幅器10及びスイッチ30も図示している。
続いて、整合回路20に含まれる各素子のレイアウトの例について、図3を用いて説明する。図3は、本実施の形態に係る高周波回路1の整合回路20における各回路素子の配置の一例を示す平面図である。例えば、図3は、高周波回路1が設けられるモジュール基板の主面(図示せず)を平面視した場合の各回路素子の配置を示している。以下の説明において特に断りのない限り、「平面視」とは、モジュール基板の主面を平面視する場合を意味する。図3では、電力増幅器10及びスイッチ30も図示している。
図3に示すように、インダクタ21及び22はそれぞれ、チップ部品(チップインダクタ)で実現される。例えば、インダクタ21の一端及び他端は、チップインダクタの2つの端子電極であり、基板に設けられた配線導体、ビア導体又は接続端子に接続される部分とみなすことができる。チップインダクタの平面視形状は、例えば長方形であり、長手方向の両端に2つの端子電極が設けられている。2つの端子電極は、チップインダクタ内において、配線導体又はビア導体で電気的に接続されている。インダクタ22についても同様である。なお、チップインダクタの大きさ及び形状は特に限定されない。
また、コンデンサ23、24、25及び26はそれぞれ、チップ部品(チップコンデンサ)で実現される。例えば、コンデンサ23の一端及び他端は、チップコンデンサの2つの端子電極であり、基板に設けられた配線導体、ビア導体又は接続端子に接続される部分とみなすことができる。チップコンデンサの平面視形状は、例えば長方形であり、長手方向の両端に2つの端子電極が設けられている。2つの端子電極は、チップコンデンサ内において、平行平板状に配置された第1電極及び第2電極にそれぞれ接続されている。コンデンサ24、25及び26についても同様である。なお、チップコンデンサの大きさ及び形状は特に限定されない。
スイッチ27は、集積回路(IC)素子に形成されている。IC素子は、例えば、Si、SiGe、SiC、GaAs、GaNなどの半導体材料を用いた半導体プロセスによって形成される。スイッチ27に含まれるトランジスタは、半導体プロセスによって半導体基板に形成される。なお、電力増幅器10及びスイッチ30も同様に、IC素子に形成されている。
整合回路20に含まれる各回路素子は、伝送経路90と、配線導体91、92及び93とによって接続されている。図3に示すように、伝送経路90は、直線に沿って延びており、電力増幅器10の出力端子12とスイッチ30の共通端子30aとを最短距離で結んでいる。これにより、伝送経路90の配線長を短くすることができるので、信号の損失を低減することができる。
伝送経路90は、配線導体90a、90b及び90cを含む。配線導体90a、90b及び90cはそれぞれ、一直線に延びるように並んで設けられている。
配線導体90aは、電力増幅器10の出力端子12とインダクタ21の一端とを接続している。電力増幅器10の出力端子12が、平面視で配線導体90aの一端に重なり、重なる部分で配線導体90aに接触している。インダクタ21の一端が、平面視で配線導体90aの他端に重なり、重なる部分で配線導体90aに接触している。
また、配線導体90aに対して、コンデンサ23及び24が平面視で重なるように配置されている。具体的には、コンデンサ23の一端及びコンデンサ24の一端がそれぞれ、平面視で配線導体90aに重なり、重なる部分で配線導体90aに接触している。このため、コンデンサ23の一端とノードN1とが一致し、コンデンサ24の一端とノードN2とが一致している。ノードN1とコンデンサ23の一端とを結ぶ配線長、及び、ノードN2とコンデンサ24の一端とを結ぶ配線長がいずれも短くなる。これにより、不要な寄生インダクタ又は寄生容量の発生を抑制することができ、信号の損失を低減することができる。
配線導体90bは、インダクタ21の他端とコンデンサ26の一端とを接続している。インダクタ21の他端が、平面視で配線導体90bの一端に重なり、重なる部分で配線導体90bに接触している。コンデンサ26の一端が、平面視で配線導体90bの他端に重なり、重なる部分で配線導体90bに接触している。
また、配線導体90bに対して、コンデンサ25が平面視で重なるように配置されている。具体的には、コンデンサ25の一端が、平面視で配線導体90bに重なり、重なる部分で配線導体90bに接触するように設けられている。このため、コンデンサ25の一端とノードN5とが一致し、ノードN5とコンデンサ25の一端とを結ぶ配線長が短くなる。これにより、不要な寄生インダクタ又は寄生容量の発生を抑制することができ、信号の損失を低減することができる。
配線導体90cは、コンデンサ26の他端とスイッチ30の共通端子30aとを接続している。コンデンサ26の他端が、平面視で配線導体90cの一端に重なり、重なる部分で配線導体90cに接触している。スイッチ30の共通端子30aが、平面視で配線導体90cの他端に重なり、重なる部分で配線導体90cに接触している。
配線導体91は、コンデンサ24の他端とスイッチ27の共通端子27aとを接続している。配線導体91の平面視形状は、上下左右反転させたL字状(2本の線分が直角に接続した形状)である。コンデンサ24の他端が、平面視で配線導体91の一端に重なり、重なる部分で配線導体91に接触している。スイッチ30の共通端子27aが、平面視で配線導体91の他端に重なり、重なる部分で配線導体91に接触している。
配線導体92は、インダクタ22の一端とスイッチ27の選択端子27bとを接続している。配線導体92の平面視形状は、クランク状(1本の線分の両端から直角で、かつ、互いに反対方向に延びる2本の線分を有する形状)である。インダクタ22の一端が、平面視で配線導体92の一端に重なり、重なる部分で配線導体92に接触している。スイッチ27の選択端子27bが、平面視で配線導体92の他端に重なり、重なる部分で配線導体92に接触している。
また、配線導体92に対して、コンデンサ23が平面視で重なるように配置されている。具体的には、コンデンサ23の他端が、平面視で配線導体92の屈曲部分に重なり、重なる部分で配線導体92に接触している。コンデンサ23の他端と配線導体92との重なり部分がノードN3である。すなわち、コンデンサ23の他端とノードN3とが一致し、ノードN3とコンデンサ23の他端とを結ぶ配線長が短くなる。これにより、不要な寄生インダクタ又は寄生容量の発生を抑制することができ、信号の損失を低減することができる。
配線導体93は、スイッチ27の選択端子27cとインダクタ21の他端とを接続している。配線導体93の平面視形状は、左右反転させたL字状である。スイッチ27の選択端子27cが、平面視で配線導体93の一端に重なり、重なる部分で配線導体93に接触している。インダクタ21の他端が、平面視で配線導体93の他端に重なり、重なる部分で配線導体93に接触している。
配線導体90a、90b、90c、91、92及び93はそれぞれ、金属などの導電材料を用いて形成されている。例えば、配線導体90a、90b、90c、91、92及び93はいずれも、モジュール基板の表面若しくは裏面、又は、内部に設けられている。配線導体90a、90b、90c、91、92及び93は、同一の配線層に設けられていてもよく、異なる2以上の配線層に設けられ、モジュール基板の少なくとも一部を貫通するビア導体によって互いに接続されていてもよい。
以上のように、伝送経路90を一直線に延びるように設けることで、信号の損失を低減することができる。また、各回路素子を可能な限り近づけて配置し、かつ、配線導体91、92及び93を短くすることにより、整合回路20の小面積化が実現され、高周波回路1の小型化を実現することができる。
また、本実施の形態では、コンデンサ24は、コンデンサ23よりも電力増幅器10の出力端子12から離れて設けられている。具体的には、電力増幅器10の出力端子12とコンデンサ23との間の配線距離は、出力端子12とコンデンサ24との間の配線距離より短い。
コンデンサ24には、スイッチ27が接続されているため、コンデンサ23と比較すると、スイッチ27のオン抵抗の影響を受けてQ値が低くなる。このため、コンデンサ24よりもQ値が高いコンデンサ23を、インピーダンスが低い電力増幅器10の出力端子12に対して短い距離で接続することによって、整合回路20による高調波の減衰効果及びインピーダンスの整合の精度を高めることができる。よって、伝送経路90を伝送される信号の損失を低減することができる。
なお、図3に示される回路素子のレイアウトは一例にすぎず、限定されるものではない。配線導体90a、90b、90c、91、92及び93の各々の平面形状は特に限定されない。また、例えば、コンデンサ23及び24の少なくとも一方は、平面視で配線導体90aに重なっていなくてもよい。配線導体90aのノードN1又はN2から延びる配線導体が設けられ、当該配線導体にコンデンサ23又は24の一端が接続されていてもよい。コンデンサ25についても同様に、平面視で配線導体90bに重ならなくてもよい。
また、例えば、配線導体93の他端は、配線導体90bのうち、インダクタ21の他端及びコンデンサ25の一端のいずれとも重ならない部分に接続されていてもよい。すなわち、インダクタ21の他端は、平面視で配線導体93に重なっていなくてもよい。
また、図3では、インダクタ21及び22、並びに、コンデンサ23、24、25及び26の各々がチップ部品で実現されている例を示したが、これに限定されない。例えば、インダクタ21及び22の少なくとも一方は、基板に設けられた配線導体又はビア導体の少なくとも一部によって実現されてもよい。言い換えると、インダクタ21及び22の少なくとも一方は、配線導体又はビア導体が有する寄生インダクタ成分であってもよい。例えば、インダクタ22は、基板に設けられた配線導体又はビア導体であってもよい。これにより、高周波回路1の素子数をさらに減らすことができる。
また、例えば、コンデンサ23、24、25及び26の少なくとも1つは、基板に設けられた複数の導体によって実現されてもよい。言い換えると、コンデンサ23、24、25及び26の少なくとも1つは、複数の導体間に発生する寄生容量成分であってもよい。
[4 変形例]
続いて、実施の形態に係る高周波回路1の変形例について、図4~図10を用いて説明する。以下では、実施の形態との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略又は簡略化する。
続いて、実施の形態に係る高周波回路1の変形例について、図4~図10を用いて説明する。以下では、実施の形態との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略又は簡略化する。
[4.1 変形例1]
まず、変形例1に係る高周波回路1Aについて、図4を用いて説明する。図4は、変形例1に係る高周波回路1Aの整合回路20Aの回路構成図である。
まず、変形例1に係る高周波回路1Aについて、図4を用いて説明する。図4は、変形例1に係る高周波回路1Aの整合回路20Aの回路構成図である。
図4に示される高周波回路1Aは、高周波回路1の整合回路20の代わりに整合回路20Aを備える。整合回路20Aは、整合回路20と比較して、スイッチ27の選択端子27cの接続先が相違する。
具体的には、選択端子27cは、コンデンサ26を介してインダクタ21の他端に接続される。すなわち、選択端子27cは、コンデンサ26の他端と、スイッチ30の共通端子30aとに直接接続されている。
言い換えると、選択端子27cが接続される伝送経路90上のノードN4の位置が、図2に示される高周波回路1とは異なっている。ノードN4は、コンデンサ26とスイッチ30の共通端子30aとの間に位置している。
以上のように、本変形例に係る高周波回路1Aでは、整合回路20Aは、インダクタ21の他端と選択端子27cとの間で、かつ、伝送経路90に接続されるコンデンサ26を有する。すなわち、選択端子27cがコンデンサ26を介して、インダクタ21の他端に接続されている。
このように、選択端子27cの伝送経路90上の接続位置が変わったとしても、実施の形態と同様に、素子数の低減と伝送特性の向上とを両立することができる。
[4.2 変形例2]
次に、変形例2に係る高周波回路1Bについて、図5を用いて説明する。図5は、変形例2に係る高周波回路1Bの整合回路20Aの回路構成図である。
次に、変形例2に係る高周波回路1Bについて、図5を用いて説明する。図5は、変形例2に係る高周波回路1Bの整合回路20Aの回路構成図である。
図5に示される高周波回路1Bは、変形例1に係る高周波回路1Aと回路構成は同じである。本変形例では、スイッチ27及び30は、1つの集積回路60Bに形成されている。
これにより、複数のスイッチ27及び30を一体化させることにより、高周波回路1Bの小型化を実現することができる。
また、スイッチ27の選択端子27cとスイッチ30の共通端子30aとが直接接続されているので、選択端子27cと共通端子30aとを接続する配線導体も集積回路60B内で形成することができる。このため、集積回路60Bに設ける外部接続端子の数も減らすことができるので、さらなる小型化に貢献することができる。
なお、本変形例に係る高周波回路1Bの回路構成は、高周波回路1と同じであってもよい。すなわち、選択端子27cは、インダクタ21の他端に直接接続されていてもよい。
[4.3 変形例3]
次に、変形例3に係る高周波回路1Cについて、図6を用いて説明する。図6は、変形例3に係る高周波回路1Cの整合回路20Aの回路構成図である。
次に、変形例3に係る高周波回路1Cについて、図6を用いて説明する。図6は、変形例3に係る高周波回路1Cの整合回路20Aの回路構成図である。
図6に示される高周波回路1Cでは、変形例2に係る高周波回路1Bの集積回路60Bの代わりに集積回路60Cを含んでいる。集積回路60Cでは、スイッチ27及び30だけでなく、コンデンサ24も含んでいる。言い換えると、スイッチ27及び30と、コンデンサ24とが、1つの集積回路60Cに形成されている。
これにより、高周波回路1Cのさらなる小型化を実現することができる。
なお、集積回路60Cには、コンデンサ24の代わりに、又は、コンデンサ24に加えて、コンデンサ23、25又は26の少なくとも1つが形成されていてもよい。
また、集積回路60Cには、スイッチ27とコンデンサ24とが形成されており、スイッチ30は形成されていなくてもよい。あるいは、コンデンサ24は、電力増幅器10を制御する制御ICに形成されていてもよい。コンデンサ23、25又は26についても同様であってもよい。
[4.4 変形例4]
次に、変形例4に係る高周波回路1Dについて、図7を用いて説明する。図7は、変形例4に係る高周波回路1Dの整合回路20Dの回路構成図である。
次に、変形例4に係る高周波回路1Dについて、図7を用いて説明する。図7は、変形例4に係る高周波回路1Dの整合回路20Dの回路構成図である。
図7に示される高周波回路1Dでは、変形例3に係る高周波回路1Cの整合回路20Aの代わりに整合回路20Dを備える。整合回路20Dは、整合回路20Aと比較して、インダクタ28を含む点と、スイッチ27の選択端子27bの接続先と、が相違する。
具体的には、選択端子27bは、インダクタ28の一端に接続されている。言い換えると、選択端子27bは、インダクタ28を介してグランドに接続されている。インダクタ28は、第3インダクタの一例であり、選択端子27bとグランドとの間に直列に接続される。
共通端子27aと選択端子27bとを接続した場合に、シャント経路には、コンデンサ24とインダクタ28とのLC共振回路(ノッチフィルタ)が追加されることになる。このため、より適切な減衰極の設定を行いやすくなる。このため、送信信号の減衰などを抑制し、伝送特性の劣化を抑制することができる。
なお、インダクタ28は、チップ部品で実現されてもよく、配線導体又はビア導体の寄生インダクタ成分であってもよい。
[4.5 変形例5]
次に、変形例5に係る高周波回路1Eについて、図8を用いて説明する。図8は、変形例5に係る高周波回路1Eの整合回路20Eの回路構成図である。
次に、変形例5に係る高周波回路1Eについて、図8を用いて説明する。図8は、変形例5に係る高周波回路1Eの整合回路20Eの回路構成図である。
図8に示される高周波回路1Eでは、実施の形態に係る高周波回路1の整合回路20の代わりに整合回路20Eを備える。整合回路20Eは、整合回路20と比較して、スイッチ27の代わりにスイッチ27Eを含む点が相違する。
スイッチ27Eは、スイッチ27の構成に加えて、選択端子27dを有する。選択端子27dは、第3選択端子の一例であり、伝送経路90及びグランドのいずれにも接続されていない。例えば、選択端子27dの電位は固定されておらず、フローティング状態である。
スイッチ27Eは、共通端子27aと選択端子27b、27c及び27dの各々との接続(導通)及び非接続(非導通)を切り替える。スイッチ27Eは、SP3T型のスイッチ回路である。
スイッチ27Eは、共通端子27aを選択端子27dに接続することで、選択端子27b及び27cのいずれにも接続されない状態をとることができる。この場合、共通端子27aに接続されたコンデンサ24の他端は、伝送経路90及びシャント経路のいずれにも接続されずにフローティング状態となる。整合回路20Eの回路構成からコンデンサ24を除いた回路を作ることができるので、整合回路20Eが実現できる回路構成のパターンを増やすことができ、送信信号の通信バンド又はパワーに応じて適切なインピーダンス整合及び減衰極の発生を実現することができる。
なお、共通端子27aが選択端子27b、27c及び27dのいずれにも接続されない場合には、整合回路20Eの動作が不安定になる場合がある。例えば、スイッチ27Eの制御端子(図示せず)に供給される電圧又は電流の変動を受けてスイッチ27Eが誤動作を起こし、共通端子27aが選択端子27b及び27cのいずれかに接続される場合が起こりうる。この場合、整合回路20Eのインピーダンスが変わってしまい、信号の損失などの伝送特性の劣化に繋がりうる。
本変形例に係る高周波回路1Eでは、スイッチ27Eの共通端子27aを選択端子27dに接続しておくことにより、共通端子27aが選択端子27b又は27cに接続される誤動作の発生を抑制することができる。このため、整合回路20Eのインピーダンスが安定し、伝送特性の劣化を抑制することができる。
[4.6 変形例6]
次に、変形例6に係る高周波回路1Fについて、図9を用いて説明する。図9は、変形例6に係る高周波回路1Fの整合回路20Fの回路構成図である。
次に、変形例6に係る高周波回路1Fについて、図9を用いて説明する。図9は、変形例6に係る高周波回路1Fの整合回路20Fの回路構成図である。
図9に示される高周波回路1Fでは、実施の形態に係る高周波回路1の整合回路20の代わりに整合回路20Fを備える。整合回路20Fは、整合回路20と比較して、スイッチ27の代わりにスイッチ27Fを含む点と、コンデンサ29をさらに含む点と、が相違する。
スイッチ27Fは、スイッチ27の構成に加えて、共通端子27fを有する。スイッチ27Fは、共通端子27a及び27fと、選択端子27b及び27cとの接続(導通)及び非接続(非導通)を切り替える。スイッチ27Fは、DPDT(Double-Pole Double-Throw)型のスイッチ回路である。
例えば、スイッチ27Fは、以下の4つの場合を切り替えることができる。4つの場合とは、(i)共通端子27a及び27fの各々が選択端子27bに接続される場合、(ii)共通端子27a及び27fの各々が選択端子27cに接続される場合、(iii)共通端子27aが選択端子27bに接続され、かつ、共通端子27fが選択端子27cに接続される場合、及び(iv)共通端子27aが選択端子27cに接続され、共通端子27fが選択端子27bに接続される場合である。
これにより、コンデンサ24及び29の各々を、シリーズ素子又はシャント素子として機能させることができる。具体的には、(i)の場合では、コンデンサ24及び29の両方をシャント素子として機能させる。(ii)の場合では、コンデンサ24及び29の両方をシリーズ素子として機能させる。(iii)及び(iv)の場合では、コンデンサ24及び29の一方をシャント素子として、他方をシリーズ素子として機能させる。このように、整合回路20Fの回路構成のパターンを増やすことができるので、送信信号の通信バンド又はパワーに応じて適切なインピーダンス整合及び減衰極の発生を実現することができる。
なお、スイッチ27Fは、変形例5に係るスイッチ27Eと同様に、選択端子27dを有してもよい。共通端子27a及び27fはそれぞれ、選択端子27dに接続可能であってもよい。これにより、整合回路20Fの回路構成のパターンをさらに増やすことができる。
コンデンサ29は、第2コンデンサの一例であり、スイッチ27Fの共通端子27fとインダクタ21の一端との間に直列に接続されている。具体的には、コンデンサ29の一端は、伝送経路90上のノードN6に直接接続されている。コンデンサ29の他端は、スイッチ27Fの共通端子27fに直接接続されている。
コンデンサ29は、例えば、コンデンサ24とは異なる容量値を有する。これにより、上記(iii)及び(iv)の場合で、整合回路20Fのインピーダンスを異ならせることができる。なお、コンデンサ29は、コンデンサ24と同じ大きさの容量値を有してもよい。
コンデンサ29は、例えば、チップ部品(チップコンデンサ)で実現されるが、これに限定されない。コンデンサ29は、基板に設けられた複数の導体によって実現されてもよい。あるいは、コンデンサ29は、変形例3に示したコンデンサ24と同様に、スイッチ27Fとともに1つの集積回路素子に形成されてもよい。
なお、ノードN6は、電気回路上の分岐点である。ノードN6は、例えば、配線導体若しくはビア導体の一部又は接続端子などで実現される。ノードN6は、電力増幅器10で増幅された信号の伝送経路90上に位置している。具体的には、ノードN6は、電力増幅器10の出力端子12とインダクタ21の一端との間の伝送経路90上に位置している。
なお、ノードN6は、電気的に同電位とみなせる範囲内で、図示した位置とは異なる位置に設けられていてもよい。例えば、ノードN6は、ノードN1とコンデンサ23との間、又は、ノードN2とコンデンサ24との間に位置してもよい。あるいは、ノードN6は、出力端子12とノードN1との間、又は、ノードN1とノードN2との間に位置してもよい。また、ノードN6は、ノードN1及びN2の少なくとも一方と同じであってもよい。
[4.7 変形例7]
次に、変形例7に係る高周波回路1Gについて、図10を用いて説明する。図10は、変形例7に係る高周波回路1Gの整合回路20Gの回路構成図である。
次に、変形例7に係る高周波回路1Gについて、図10を用いて説明する。図10は、変形例7に係る高周波回路1Gの整合回路20Gの回路構成図である。
図10に示される高周波回路1Gでは、実施の形態に係る高周波回路1の整合回路20の代わりに整合回路20Gを備える。整合回路20Gは、整合回路20と比較して、コンデンサ25の代わりに、インダクタ22Gと、コンデンサ23G及び24Gと、スイッチ27Gと、を含む点が相違する。
図10に示すように、インダクタ22G、コンデンサ23G及び24G、並びに、スイッチ27Gの接続関係は、インダクタ22、コンデンサ23及び24、並びにスイッチ27の接続関係と同じである。また、スイッチ27Gは、スイッチ27と同様に、共通端子27Gaと、選択端子27Gb及び27Gcと、を有する。スイッチ27Gは、スイッチ27と同様の動作が可能である。また、スイッチ27Gは、スイッチ27Eと同様に、選択端子27dを有してもよい。
整合回路20Gには、ノードN1、N2、N3及びN4それぞれに相当するノードN5、N7、N8及びN9が設けられている。なお、伝送経路90に直列に接続されたインダクタ21の代わりに、コンデンサ26が伝送経路90に直列に接続されている。具体的には、コンデンサ24Gの一端は、コンデンサ26の一端(ノードN8)に接続されている。また、スイッチ27Gの選択端子27Gcは、コンデンサ26の他端(ノードN9)に接続されている。
これにより、コンデンサ24Gを、コンデンサ24と同様に、シリーズ接続及びシャント接続の2つの用途に共用することができるので、素子数の低減を実現することができる。また、コンデンサ24Gの接続形態を変更することで、整合回路20Gの回路構成のパターンを増やすことができ、送信信号の通信バンド又はパワーに応じてより適切なインピーダンス整合をとることができる。このように、高周波回路1Gによれば、素子数の低減と伝送特性の向上とを両立させることができる。
(その他)
以上、本発明に係る高周波回路及び通信装置について、上記の実施の形態などに基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
以上、本発明に係る高周波回路及び通信装置について、上記の実施の形態などに基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、コンデンサ23の一端及びコンデンサ24の一端は、インダクタ21の他端(スイッチ30側の端子)に接続されてもよい。この場合、スイッチ27の選択端子27cは、インダクタ21の一端(電力増幅器10の出力端子12)に接続される。すなわち、ノードN1及びN2は、インダクタ21とスイッチ30との間の伝送経路90上に位置し、ノードN4は、出力端子12とインダクタ21との間の伝送経路90上に位置していてもよい。
また、例えば、電力増幅器10は、送信信号ではなく、受信信号を増幅してもよい。すなわち、伝送経路90は、受信信号を伝送する伝送経路であってもよい。
以下に、上記の実施の形態及び変形例に基づいて説明した高周波回路及び通信装置の特徴を示す。
<1>
電力増幅器と、
前記電力増幅器の出力端子に接続される整合回路と、を備え、
前記整合回路は、
前記電力増幅器の出力伝送経路に直列に接続される第1インダクタと、
前記第1インダクタの一端とグランドとの間に直列に接続される第1コンデンサと、
前記第1コンデンサとグランドとの間に直列に接続される第2インダクタと、
第1共通端子、第1選択端子及び第2選択端子を有する第1スイッチと、
前記第1共通端子と前記第1インダクタの一端との間に直列に接続される第2コンデンサと、を有し、
前記第1選択端子は、グランドに接続され、
前記第2選択端子は、前記第1インダクタの他端に接続される、
高周波回路。
電力増幅器と、
前記電力増幅器の出力端子に接続される整合回路と、を備え、
前記整合回路は、
前記電力増幅器の出力伝送経路に直列に接続される第1インダクタと、
前記第1インダクタの一端とグランドとの間に直列に接続される第1コンデンサと、
前記第1コンデンサとグランドとの間に直列に接続される第2インダクタと、
第1共通端子、第1選択端子及び第2選択端子を有する第1スイッチと、
前記第1共通端子と前記第1インダクタの一端との間に直列に接続される第2コンデンサと、を有し、
前記第1選択端子は、グランドに接続され、
前記第2選択端子は、前記第1インダクタの他端に接続される、
高周波回路。
<2>
前記第1選択端子は、前記第2インダクタを介してグランドに接続される、
<1>に記載の高周波回路。
前記第1選択端子は、前記第2インダクタを介してグランドに接続される、
<1>に記載の高周波回路。
<3>
前記整合回路は、前記第1選択端子とグランドとの間に直列に接続される第3インダクタを有する、
<1>に記載の高周波回路。
前記整合回路は、前記第1選択端子とグランドとの間に直列に接続される第3インダクタを有する、
<1>に記載の高周波回路。
<4>
前記第2インダクタは、基板に設けられた配線導体又はビア導体である、
<1>~<3>のいずれか1つに記載の高周波回路。
前記第2インダクタは、基板に設けられた配線導体又はビア導体である、
<1>~<3>のいずれか1つに記載の高周波回路。
<5>
前記整合回路は、前記第1インダクタの他端と前記第2選択端子との間で、かつ、前記出力伝送経路に接続される第3コンデンサを有する、
<1>~<4>のいずれか1つに記載の高周波回路。
前記整合回路は、前記第1インダクタの他端と前記第2選択端子との間で、かつ、前記出力伝送経路に接続される第3コンデンサを有する、
<1>~<4>のいずれか1つに記載の高周波回路。
<6>
第2共通端子と、複数の選択端子とを有する第2スイッチを備え、
前記第2共通端子は、前記第1インダクタの他端に接続される、
<1>~<5>のいずれか1つに記載の高周波回路。
第2共通端子と、複数の選択端子とを有する第2スイッチを備え、
前記第2共通端子は、前記第1インダクタの他端に接続される、
<1>~<5>のいずれか1つに記載の高周波回路。
<7>
前記第1スイッチと前記第2スイッチとは、一つの集積回路素子に形成されている、
<6>に記載の高周波回路。
前記第1スイッチと前記第2スイッチとは、一つの集積回路素子に形成されている、
<6>に記載の高周波回路。
<8>
前記第2コンデンサは、前記集積回路素子に形成されている、
<7>に記載の高周波回路。
前記第2コンデンサは、前記集積回路素子に形成されている、
<7>に記載の高周波回路。
<9>
前記第1スイッチは、前記出力伝送経路及びグランドのいずれにも接続されていない第3選択端子を有する、
<1>~<8>のいずれか1つに記載の高周波回路。
前記第1スイッチは、前記出力伝送経路及びグランドのいずれにも接続されていない第3選択端子を有する、
<1>~<8>のいずれか1つに記載の高周波回路。
<10>
前記電力増幅器の出力端子と前記第1コンデンサとの間の配線距離は、前記電力増幅器の出力端子と前記第2コンデンサとの間の配線距離より短い、
<1>~<9>のいずれか1つに記載の高周波回路。
前記電力増幅器の出力端子と前記第1コンデンサとの間の配線距離は、前記電力増幅器の出力端子と前記第2コンデンサとの間の配線距離より短い、
<1>~<9>のいずれか1つに記載の高周波回路。
<11>
前記整合回路は、前記第1インダクタの他端とグランドとの間に直列に接続される第4コンデンサを有する、
<1>~<10>のいずれか1つに記載の高周波回路。
前記整合回路は、前記第1インダクタの他端とグランドとの間に直列に接続される第4コンデンサを有する、
<1>~<10>のいずれか1つに記載の高周波回路。
<12>
<1>~<11>のいずれか1つに記載の高周波回路と、
前記高周波回路を伝送される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、を備える、
通信装置。
<1>~<11>のいずれか1つに記載の高周波回路と、
前記高周波回路を伝送される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、を備える、
通信装置。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
本発明は、例えば、マルチバンド/マルチモード対応のフロントエンド回路などとして、携帯電話などの通信機器などに利用することができる。
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G 高周波回路
2 アンテナ
3 RFIC
4 BBIC
5 通信装置
10 電力増幅器
11 入力端子
12 出力端子
20、20A、20D、20E、20F、20G 整合回路
21、22、22G、28 インダクタ
23、23G、24G、24、25、26、29 コンデンサ
27、27E、27F、27G、30、50 スイッチ
27a、27f、27Ga、30a、50a 共通端子
27b、27c、27d、27Gb、27Gc、30b、30c、30d、50b、50c、50d 選択端子
41、42、43 フィルタ
60B、60C 集積回路
90 伝送経路
90a、90b、90c、91、92、93 配線導体
100 アンテナ接続端子
101 高周波入力端子
N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9 ノード
2 アンテナ
3 RFIC
4 BBIC
5 通信装置
10 電力増幅器
11 入力端子
12 出力端子
20、20A、20D、20E、20F、20G 整合回路
21、22、22G、28 インダクタ
23、23G、24G、24、25、26、29 コンデンサ
27、27E、27F、27G、30、50 スイッチ
27a、27f、27Ga、30a、50a 共通端子
27b、27c、27d、27Gb、27Gc、30b、30c、30d、50b、50c、50d 選択端子
41、42、43 フィルタ
60B、60C 集積回路
90 伝送経路
90a、90b、90c、91、92、93 配線導体
100 アンテナ接続端子
101 高周波入力端子
N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9 ノード
Claims (12)
- 電力増幅器と、
前記電力増幅器の出力端子に接続される整合回路と、を備え、
前記整合回路は、
前記電力増幅器の出力伝送経路に直列に接続される第1インダクタと、
前記第1インダクタの一端とグランドとの間に直列に接続される第1コンデンサと、
前記第1コンデンサとグランドとの間に直列に接続される第2インダクタと、
第1共通端子、第1選択端子及び第2選択端子を有する第1スイッチと、
前記第1共通端子と前記第1インダクタの一端との間に直列に接続される第2コンデンサと、を有し、
前記第1選択端子は、グランドに接続され、
前記第2選択端子は、前記第1インダクタの他端に接続される、
高周波回路。 - 前記第1選択端子は、前記第2インダクタを介してグランドに接続される、
請求項1に記載の高周波回路。 - 前記整合回路は、前記第1選択端子とグランドとの間に直列に接続される第3インダクタを有する、
請求項1に記載の高周波回路。 - 前記第2インダクタは、基板に設けられた配線導体又はビア導体である、
請求項1~3のいずれか1項に記載の高周波回路。 - 前記整合回路は、前記第1インダクタの他端と前記第2選択端子との間で、かつ、前記出力伝送経路に接続される第3コンデンサを有する、
請求項1~3のいずれか1項に記載の高周波回路。 - 第2共通端子と、複数の選択端子とを有する第2スイッチを備え、
前記第2共通端子は、前記第1インダクタの他端に接続される、
請求項1~3のいずれか1項に記載の高周波回路。 - 前記第1スイッチと前記第2スイッチとは、一つの集積回路素子に形成されている、
請求項6に記載の高周波回路。 - 前記第2コンデンサは、前記集積回路素子に形成されている、
請求項7に記載の高周波回路。 - 前記第1スイッチは、前記出力伝送経路及びグランドのいずれにも接続されていない第3選択端子を有する、
請求項1~3のいずれか1項に記載の高周波回路。 - 前記電力増幅器の出力端子と前記第1コンデンサとの間の配線距離は、前記電力増幅器の出力端子と前記第2コンデンサとの間の配線距離より短い、
請求項1~3のいずれか1項に記載の高周波回路。 - 前記整合回路は、前記第1インダクタの他端とグランドとの間に直列に接続される第4コンデンサを有する、
請求項1~3のいずれか1項に記載の高周波回路。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の高周波回路と、
前記高周波回路を伝送される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、を備える、
通信装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022155442A JP2024049152A (ja) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 高周波回路及び通信装置 |
US18/346,897 US20240106470A1 (en) | 2022-09-28 | 2023-07-05 | High frequency circuit and communication apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022155442A JP2024049152A (ja) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 高周波回路及び通信装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024049152A true JP2024049152A (ja) | 2024-04-09 |
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ID=90358751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022155442A Pending JP2024049152A (ja) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 高周波回路及び通信装置 |
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US (1) | US20240106470A1 (ja) |
JP (1) | JP2024049152A (ja) |
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2022
- 2022-09-28 JP JP2022155442A patent/JP2024049152A/ja active Pending
-
2023
- 2023-07-05 US US18/346,897 patent/US20240106470A1/en active Pending
Also Published As
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---|---|
US20240106470A1 (en) | 2024-03-28 |
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