WO2014125980A1 - 高周波モジュールおよび通信装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a high-frequency module provided at an antenna front end of a wireless communication device such as a mobile phone, and a communication device including a receiver and a high-frequency module provided independently from the high-frequency module.
- FIG. 5 is a circuit diagram according to a conventional example of a high-frequency module (for example, see Patent Document 1) used for an antenna front end of a mobile phone or the like.
- the high frequency module 101 includes a switch IC 102, a duplexer 103, and a duplexer 104.
- the high-frequency module 101 has a function of transmitting and receiving a signal in the first communication band and a signal in the second communication band using the transmission / reception antenna Ant1.
- the switch IC 102 includes an antenna connection port PsA1 and two switch ports Ps1 and Ps2, and has a function of switching the connection between the antenna connection port and the switch port.
- the duplexer 103 is connected to the switch 1C102 via the switch port Ps1, and includes a transmission filter and a reception filter for signals in the first communication band.
- the duplexer 104 is connected to the switch 1C102 via the switch port Ps2, and includes a transmission filter and a reception filter for signals in the second communication band.
- the second harmonic and the third harmonic of the transmission signal are generated in the switch IC 102 and the duplexers 103 and 104 when the transmission signal of the first communication band or the second communication band is input.
- the harmonic signal is transmitted to the antenna Ant1.
- the transmission signal Tx having the fundamental frequency fo is input to the high-frequency module 101 via the duplexer 103, a harmonic with respect to the transmission signal Tx is generated in the switch IC 102 or the duplexer 103.
- the second harmonic of the frequency 2fo is generated in the switch IC 102
- the second harmonic Hm1 of the frequency 2fo is output from the antenna connection port PsA1 of the switch IC 102
- the second harmonic of the frequency 2fo is also output from the switch port Ps1 of the switch IC 102.
- Second harmonic Hm2 is output.
- the duplexer 103 Since the duplexer 103 is set so that the impedance matches the switch IC 102 at the fundamental frequency fo of the transmission signal Tx1, the matching with the switch IC 102 is shifted at the frequency 2fo, and the second harmonic Hm2 is greatly reflected.
- the second harmonic Hm2 reflected by the duplexer 103 is output to the antenna Ant1 together with the second harmonic Hm1 via the switch IC102. Therefore, the second harmonic (Hm1 + Hm2) having the frequency 2fo is transmitted from the transmitting antenna Ant1 together with the transmission signal Tx having the fundamental frequency fo.
- harmonics generated by a harmonic generation source such as a switch IC or a duplexer are transmitted to the antenna together with the transmission signal, but the harmonic frequency band is used in other communication systems. If this is the case, it may cause a problem by reducing the reception sensitivity in other communication systems.
- the transmission signal band of Band 13 of LTE (Long Term Evolution) system is 777 MHz to 787 MHz
- the band of its second harmonic is 1554 MHz to 1574 MHz.
- the band of this second harmonic is very close to the band (1574.42 MHz to 1576.42 MHz) used in GPS (Global Positioning System).
- LTE-Band13 It is difficult to sufficiently attenuate the second harmonic. Therefore, when a GPS receiver is provided in a mobile phone or the like that uses LTE-Band 13, the second-order harmonics of LTE-Band 13 may wrap around the GPS receiver, and the reception sensitivity of the GPS receiver may decrease.
- the harmonics transmitted from the antenna be stable at a low signal level, but in the conventional high-frequency module, the signal level of the harmonics transmitted from the antenna may be high.
- the harmonics transmitted directly from the harmonic generation source such as a switch IC to the antenna and the harmonics reflected from the harmonic reflection source such as a duplexer and then transmitted to the antenna are matched. If the signal level is high, the signal level of the harmonics transmitted from the antenna is increased by adding the signal levels.
- the electrical length of the harmonic signal path transmitted from the external circuit to the antenna is external. It depends on the circuit configuration. For this reason, the phase of the harmonic transmitted from the external circuit to the antenna changes depending on the configuration of the external circuit. On the other hand, the signal path and phase of the harmonics that reach the antenna through the inside of the high-frequency module are constant. Therefore, the signal level of the harmonics transmitted from the antenna, that is, the harmonic characteristics of the high-frequency module, varies depending on the configuration of the external circuit due to the addition of harmonics having different phases.
- an object of the present invention is to reduce the harmonics transmitted from the antenna to a low signal level, and even when the harmonic generation source or the harmonic reflection source is connected to the high frequency module as an external circuit, Is to provide a stable high-frequency module and communication device.
- the high-frequency module includes a switch circuit having an antenna connection end and a plurality of connection switching ends, and is connected to any one of the plurality of connection switching ends, and a transmission signal having a predetermined frequency band is used as the switch circuit.
- a first signal path that is output to the first signal path, an external circuit connection unit that is connected to the first signal path and to which an external circuit is connected, and is provided in the first signal path.
- a harmonic branch circuit that releases the harmonics to the ground.
- the harmonics of the transmission signal transmitted through the first signal path from the harmonic generation source and the harmonic reflection source such as the switch circuit and the external circuit are released to the ground through the harmonic branch circuit, the first Harmonics output from the signal path to the switch circuit can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the harmonics of the transmission signal transmitted from the switch circuit to the antenna from becoming a high signal level due to the addition of the harmonics. Thereby, the harmonics transmitted from the antenna can be stabilized at a low signal level.
- the harmonic branch circuit is a diplexer including a first filter and a second filter, and is connected to the first signal path with the common connection end of the diplexer facing the switch circuit side. Also good.
- the first filter has a frequency band multiplication of the transmission signal as a pass band
- the second filter has a frequency band of the transmission signal as a pass band.
- the second filter has a stop band that is a multiplication of the frequency band of the transmission signal.
- the harmonic branch circuit is a filter that is provided in parallel to the first signal path and connected to the ground, and the frequency band of the transmission signal may be multiplied by the pass band.
- the above-described high-frequency module may further include a harmonic generation source or a harmonic reflection source that is provided in the first signal path and generates a harmonic of the transmission signal.
- the harmonic generation source and the harmonic reflection source may be a filter circuit connected to the switch circuit via the harmonic branch circuit.
- the above-described high-frequency module may further include a second signal path.
- the second signal path is connected to one of the plurality of connection switching ends, and a reception signal having a frequency band near the frequency band of the transmission signal is input from the switch circuit.
- the harmonics of the transmission signal pass through the second signal path. Reception sensitivity can be suppressed, and the reception sensitivity for the received signal can be improved.
- the communication device of the present invention may include the above-described high frequency module and a receiver.
- the receiver receives a reception signal having a frequency band near the multiplication of the frequency band of the transmission signal from a unique antenna.
- the transmission signal can be suppressed from sneaking into the receiver and receiving sensitivity at the receiver can be improved.
- the harmonics of the transmission signal transmitted from the antenna can be stabilized at a low signal level by letting the harmonics of the transmission signal transmitted through the signal path escape to the ground. Therefore, even if a receiver or a reception path of another communication method having a frequency band close to the harmonic frequency band of the transmission signal is provided, it is possible to prevent the reception sensitivity from being lowered due to the wraparound of the harmonics. .
- FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a communication device according to a first embodiment of the present invention. It is a characteristic view explaining the harmonic characteristic in the high frequency module concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a typical circuit diagram which shows the high frequency module which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a typical circuit diagram which shows the high frequency module which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is a typical circuit diagram which shows the high frequency module which concerns on a prior art example.
- the 1 includes a high-frequency module 11, a GPS receiver 12, a duplexer 13, and a plurality of transmission / reception circuits (not shown).
- the communication device 10 performs wireless communication using a plurality of communication methods.
- the high-frequency module 11 is connected between a transmission circuit or reception circuit, not shown, and a single antenna, and uses a single antenna to transmit and receive transmission signals and reception signals corresponding to a plurality of communication methods.
- the GPS receiver 12 has a unique antenna, receives a GPS signal of 1574.42 MHz to 1576.42 MHz transmitted from a GPS satellite, and is connected to a receiving circuit that processes the GPS signal.
- the high-frequency module 11 has an antenna connection port PmA, and module ports PmTRX1, Pm800 / 950TX, PmTRX2, Pm1800 / 1900TX, PmTRX3, PmTRX4, PmTRX5, and PmTRX6.
- the antenna connection port PmA is connected to the antenna.
- the module port Pm800 / 950TX is connected to a transmission circuit that outputs a transmission signal in the 800/950 MHz band.
- the module port Pm1800 / 1900TX is connected to a transmission circuit that outputs a transmission signal in the 1800/1900 MHz band.
- the module ports PmTRX2, PmTRX3, PmTRX4, PmTRX5, and PmTRX6 may be connected to a transmission / reception circuit that processes a communication signal in another communication method described above, or may not be connected to the transmission / reception circuit.
- the high-frequency module 11 includes an antenna matching circuit 1, a switch IC 2, a harmonic branch circuit 3, a transmission filter circuit 7, and a transmission filter circuit 8.
- the switch IC2 has an antenna connection port PsA and switch ports Ps1, Ps2, Ps3, Ps4, Ps5, Ps6, Ps7, and Ps8.
- the antenna connection port PsA of the switch IC 2 corresponds to the antenna connection end described in the claims.
- the switch ports Ps1 to Ps8 of the switch IC 2 correspond to connection switching terminals described in the claims.
- the switch IC2 has a function of switching one of the switch ports Ps1 to Ps8 to connect to the antenna connection port PsA.
- the antenna connection port PmA of the high-frequency module 11 and the antenna connection port PsA of the switch IC 2 are connected via a signal path L0.
- the module port PmTRX1 and the switch port Ps1 are connected via a signal path L1.
- the module port Pm800 / 950TX and the switch port Ps2 are connected via a signal path L2.
- the module port PmTRX2 and the switch port Ps3 are connected via a signal path L3.
- the module port Pm1800 / 1900TX and the switch port Ps4 are connected via a signal path L4.
- the module port PmTRX6 and the switch port Ps5 are connected via a signal path L5.
- the module port PmTRX5 and the switch port Ps6 are connected via a signal path L6.
- the module port PmTRX4 and the switch port Ps7 are connected via a signal path L7.
- the module port PmTRX3 and the switch port Ps8 are connected via a signal path
- the antenna matching circuit 1 is provided in the signal path L0, and matches the impedance between the antenna and the switch IC2.
- the transmission filter circuit 7 is provided in the signal path L2 and passes a signal in a transmission band of a predetermined communication system.
- the transmission filter circuit 8 is provided in the signal path L4 and passes a signal in a transmission band of a predetermined communication system.
- the harmonic branch circuit 3 is provided in the signal path L1 and includes a diplexer 4.
- the harmonic branch circuit 3 has a function of releasing the harmonics of the transmission signal to the ground. Therefore, the diplexer 4 includes a low-pass SAW filter 5 and a high-pass SAW filter 6.
- the low-pass SAW filter 5 and the high-pass SAW filter 6 are connected to each other at a common connection end, and are connected to the signal path L1 with the common connection end facing the switch IC 2 side.
- the low-pass SAW filter 5 is connected between the common connection end and the module port PmTRX1.
- the high-pass SAW filter 6 is connected to the common connection end and connected to the ground via a 50 ⁇ termination resistor.
- the high-pass SAW filter 6 is connected in parallel to the low-pass SAW filter 5 and connected to the ground.
- the low-pass SAW filter 5 corresponds to the second filter described in the claims.
- the high-pass SAW filter 6 corresponds to the first filter described in the claims.
- the low-pass SAW filter 5 is connected to the common connection end of the duplexer 13 via the module port PmTRX1 located at one end of the signal path L1.
- the duplexer 13 is an external circuit for the high-frequency module 11, and the module port PmTRX1 to which the duplexer 13 is connected corresponds to the external circuit connection unit described in the claims.
- the duplexer 13 includes two band-pass SAW filters 14 and 15 that allow transmission signals and reception signals of the LTE-Band 13 to pass therethrough, and is connected to a transmission / reception circuit of the LTE-Band 13.
- the high-pass SAW filter 6 uses a frequency band higher than the frequency band of the transmission signal of LTE-Band 13 as a pass band. That is, the high-pass SAW filter 6 uses a frequency band multiplication of the LTE-Band 13 transmission signal as a pass band.
- the low-pass SAW filter 5 uses the frequency band of the LTE-Band 13 transmission signal as a pass band and uses a frequency band higher than the frequency band of the LTE-Band 13 transmission signal as a stop band. That is, the low-pass SAW filter 5 uses a frequency band multiplication of the LTE-Band 13 transmission signal as a stop band.
- the switch IC 2 and the duplexer 13 become a harmonic generation source, and the secondary signal of the transmission signal of the LTE-Band 13 is obtained. Harmonics and third harmonics are generated.
- the LTE-Band 13 transmission signal is indicated by an arrow in FIG. 1 as a transmission signal Tx of the fundamental frequency fo.
- the second harmonic of the LTE-Band 13 transmission signal generated by the switch IC2 and outputted from the antenna connection port PsA is indicated by an arrow in FIG. 1 as a harmonic Hm1 of frequency 2fo.
- the second harmonic of the LTE-Band 13 transmission signal generated or reflected by the switch IC2 and output from the switch port Ps1 is indicated by an arrow in FIG. 1 as a harmonic Hm2 of the frequency 2fo. ing.
- the second harmonic of the transmission signal of the LTE-Band 13 generated or reflected by the duplexer 13 and output from the module port PmTRX1 is indicated by an arrow in FIG. 1 as a harmonic Hm3 of frequency 2fo. ing.
- the harmonic Hm1 output from the antenna connection port PsA of the switch IC2 is transmitted from the antenna together with the transmission signal Tx of the LTE-Band13.
- the harmonic Hm2 output from the switch port Ps1 of the switch IC2 is blocked from passing through the low-pass SAW filter 5 in the diplexer 4 of the harmonic branch circuit 3, and passes through the high-pass SAW filter 6. . Since the high-pass SAW filter 6 is connected to the ground via a termination resistor, the harmonic Hm2 escapes to the ground, and reflection from the harmonic branch circuit 3 to the switch IC2 side is suppressed.
- the harmonic Hm3 output from the duplexer 13 to the module port PmTRX1 is prevented from passing through the low-pass SAW filter 5 in the diplexer 4 of the harmonic branch circuit 3, and is reflected to the duplexer 13 side. Attenuates.
- harmonics input to the switch IC 2 from the switch port Ps1 of the switch IC 2 are reduced.
- the signal level of the harmonics transmitted from the antenna does not increase due to the addition of the signal levels of the harmonics Hm1 and Hm2, which has occurred in the past, and the harmonics transmitted from the antenna do not increase.
- the signal level can be suppressed.
- the harmonic Hm3 from the duplexer 13 which is an external circuit with an indefinite electrical length to the antenna is suppressed from passing through the harmonic branch circuit 3 and reaching the switch IC2, a path with an indefinite electrical length.
- the harmonics transmitted from the antenna are reduced, and the signal level of the harmonics output from the antenna is stabilized. That is, the harmonic characteristic in the high frequency module 11 is stabilized.
- FIG. 2 is a diagram illustrating the harmonic characteristics in the example according to the first embodiment and the harmonic characteristics in a comparative example in the case where the diplexer 4 (harmonic branch circuit 3) is not provided.
- the horizontal axis shown corresponds to the electrical length between the switch IC 2 and the duplexer 13 which is an external circuit.
- shaft shown corresponds to the signal level of the 2nd harmonic sent out from an antenna.
- the signal level of the second harmonic is stable at about ⁇ 55 ⁇ 3 dBm with respect to a change in electrical length with the duplexer 13 which is an external circuit.
- the addition and cancellation of the signal level of the second harmonic occurs in accordance with the change in the electrical length with the duplexer 13 that is an external circuit.
- the GPS receiver 12 provided in the communication device 10 together with the high-frequency module 11 has a GPS signal frequency band (1574.42 MHz) that is very close to the second harmonic frequency band (1554 MHz to 1574 MHz) of the transmission signal of the LTE-Band 13. 1575.72 MHz), it is possible to suppress the reception of the second harmonic of the transmission signal of the LTE-Band 13 by wrapping around the GPS receiver 12, and the reception sensitivity of the GPS receiver 12. Can be prevented from deteriorating.
- a harmonic generation source or a harmonic reflection source such as the duplexer 13 may be provided as a component of the high-frequency module 11. Even in such a case, the transmission circuit connected to the subsequent stage of the duplexer 13 and the duplexer 13 becomes a harmonic generation source or a harmonic reflection source to generate and reflect harmonics of the transmission signal. By providing the circuit, it is possible to achieve stabilization and suppression of the harmonic characteristics.
- a GPS receiver is used as a receiver provided in a communication apparatus together with a high-frequency module.
- the receiver is not limited to a GPS receiver, and the harmonic branch circuit close to the harmonics that escape to the ground. Any receiver may be used as long as it receives a reception signal of a communication method having a frequency band.
- the diplexer provided in the harmonic branch circuit is composed of a low-pass filter and a high-pass filter, but this diplexer may be composed of a band-pass filter or the like.
- the filter circuit is not limited to the SAW filter, and may have any configuration.
- FIG. 3 is a schematic circuit diagram of the high-frequency module according to the second embodiment of the present invention.
- the common connection end of the duplexer 25 is connected to the module port PmTRX1, and the duplexer 25 passes two band-pass SAW filters that allow transmission signals and reception signals of the LTE-Band 17 to pass therethrough. Is different from the high-frequency module according to the first embodiment in that it is connected to a transmission / reception circuit of LTE-Band17.
- the module port PmTRX2 is different from the high-frequency module according to the first embodiment in that the common connection end of the duplexer 26 is connected to the module port PmTRX2.
- the duplexer 26 includes two band-pass SAW filters that pass an LTE-Band 4 transmission signal and a reception signal, and is connected to an LTE-Band 4 transmission / reception circuit.
- the frequency band of the third harmonic of the LTE-Band 17 transmission signal is close to the frequency band of the LTE-Band 4 reception signal. Accordingly, even in such a case, by providing a harmonic branch circuit in the signal wiring L1 through which the transmission signal of LTE-Band 17 is transmitted, the third harmonic of the transmission signal of LTE-Band 17 flows from the signal wiring L1 to the switch IC2. It is possible to suppress the third harmonic from entering the LTE-Band 4 reception circuit and causing an increase in signal level or instability. Thereby, it is possible to prevent the reception sensitivity of LTE-Band4 from being lowered.
- the high frequency module 21 includes a harmonic branch circuit 23 instead of the harmonic branch circuit 3 shown in the first embodiment.
- the harmonic branch circuit 23 is provided in the signal path L1 and includes a band-pass SAW filter 24.
- the harmonic branch circuit 23 also has a function of releasing the harmonics of the transmission signal to the ground. Therefore, the band-pass SAW filter 24 has a pass band corresponding to the harmonics of the transmission signal, is connected in parallel to the signal path L1, and is connected to the ground via a 50 ⁇ termination resistor.
- the LTE-Band 17 transmission signal is indicated by an arrow in FIG. 3 as a transmission signal Tx of the fundamental frequency fo.
- the third harmonic of the LTE-Band 17 transmission signal generated by the switch IC2 and outputted from the antenna connection port PsA is indicated by an arrow in FIG. 3 as a harmonic Hm1 of the frequency 3fo.
- the third harmonic of the LTE-Band 17 transmission signal generated or reflected by the switch IC2 and output from the switch port Ps1 is indicated by an arrow in FIG. 3 as a harmonic Hm2 of the frequency 3fo.
- the third-order harmonic of the LTE-Band 17 transmission signal generated or reflected by the duplexer 25 and output from the module port PmTRX1 is indicated by an arrow in FIG. 1 as a harmonic Hm3 of frequency 3fo. Yes.
- the harmonic Hm1 output from the antenna connection port PsA of the switch IC 2 is transmitted from the antenna together with the transmission signal Tx of the LTE-Band 17.
- the harmonic Hm2 output from the switch port Ps1 of the switch IC2 passes through the band-pass SAW filter 24 of the harmonic branch circuit 23 and escapes to the ground via the termination resistor. To the switch IC2 side can be suppressed.
- the harmonic Hm3 output from the duplexer 25 to the module port PmTRX1 also passes through the band-pass SAW filter 24 of the harmonic branch circuit 23 and escapes to the ground via the termination resistor. From passing to the switch IC2 side.
- harmonics input from the switch port Ps1 of the switch IC2 to the switch IC2 are reduced.
- the signal level of the harmonics output from switch IC2 can be suppressed.
- the harmonic Hm3 from the duplexer 25, which is an external circuit with an indefinite electrical length to the switch IC2 can be prevented from reaching the switch IC2, and the harmonic characteristics in the high frequency module 21 are stabilized.
- a configuration example of a harmonic branch circuit provided with a band-pass SAW filter has been shown.
- a harmonic provided with a diplexer as shown in the first embodiment is used.
- a branch circuit may be configured.
- the configuration of the harmonic branch circuit shown in the present embodiment may be adopted in the configuration shown in the first embodiment.
- the SAW filter provided in the harmonic branch circuit is a band-pass type.
- the SAW filter provided in the harmonic branch circuit blocks the transmission signal from passing through the fundamental frequency. If it can be made, it does not need to be a band pass type. Further, a filter circuit having a configuration different from that of the SAW filter may be used.
- a high frequency module according to the third embodiment of the present invention will be described by taking as an example a circuit configuration that can use carrier aggregation that bundles and uses a plurality of bands of an LTE communication system.
- FIG. 4 is a schematic circuit diagram of the high-frequency module according to the third embodiment of the present invention.
- 4 includes an antenna connection port PmA, module ports Pm11, Pm12, Pm13, Pm14, Pm15, Pm16, Pm17, Pm18, Pm21, Pm22, Pm23, Pm24, Pm25, Pm26, Pm27, Pm28 have.
- the antenna connection port PmA is connected to the antenna.
- the module port Pm11 is connected to the common connection end of the duplexer 35.
- the duplexer 35 includes two band-pass SAW filters that allow the transmission signal and the reception signal of the LTE-Band 17 to pass therethrough, and is connected to the transmission / reception circuit of the LTE-Band 17.
- the module port Pm21 is connected to the common connection end of the duplexer 36.
- the duplexer 36 includes two band-pass SAW filters that pass an LTE-Band 4 transmission signal and a reception signal, and is connected to an LTE-Band 4 transmission / reception circuit.
- the other module ports Pm12, Pm13, Pm14, Pm15, Pm16, Pm17, Pm18, Pm22, Pm23, Pm24, Pm25, Pm26, Pm27, and Pm28 process communication signals in a communication method different from the communication method described above. May or may not be connected to the transmission / reception circuit.
- the high-frequency module 31 includes a diplexer 32, two switch ICs 2A and 2B, and a harmonic branch circuit 33.
- the diplexer 32 includes a low-pass SAW filter 32A and a high-pass SAW filter 32B.
- the low-pass SAW filter 32A and the high-pass SAW filter 32B are connected to each other at a common connection end.
- the diplexer 32 is connected to the antenna connection port PmA at the common connection end.
- the low-pass SAW filter 32A includes at least the LTE-Band 17 band in the pass band and at least the LTE-Band 4 band in the stop band.
- the high-pass SAW filter 32B includes the LTE-Band 17 band in at least the stop band and includes the LTE-Band 4 band in at least the pass band.
- the switch IC 2A has an antenna connection port PsA1 and switch ports Ps11, Ps12, Ps13, Ps14, Ps15, Ps16, Ps17, and Ps18.
- the antenna connection port PsA1 of the switch IC 2A corresponds to the antenna connection end described in the claims, and is connected to the antenna connection port PmA via the low-pass SAW filter 32A of the diplexer 32.
- each of the switch ports Ps11 to Ps18 of the switch IC 2A corresponds to a connection switching end described in the claims, and is connected to the module ports Pm11 to Pm18, respectively.
- the switch IC 2A has a function of switching any one of the switch ports Ps11 to Ps18 to connect to the antenna connection port PsA1.
- the switch IC 2B has an antenna connection port PsA2 and switch ports Ps21, Ps22, Ps23, Ps24, Ps25, Ps26, Ps27, and Ps28.
- the antenna connection port PsA2 of the switch IC 2B corresponds to the antenna connection end described in the claims, and is connected to the antenna connection port PmA via the high-pass SAW filter 32B of the diplexer 32.
- each of the switch ports Ps21 to Ps28 of the switch IC 2B corresponds to a connection switching end described in the claims, and is connected to the module ports Pm21 to Pm28, respectively.
- the switch IC 2B has a function of switching any one of the switch ports Ps21 to Ps28 to connect to the antenna connection port PsA2.
- the harmonic branch circuit 33 is provided in the signal path L11 between the switch port Ps11 of the switch IC 2A and the module port Pm11 of the high frequency module 31.
- the harmonic branch circuit 33 is the same as the harmonic branch circuit 23 described in the second embodiment, and has a function of releasing the harmonics of the transmission signal to the ground.
- the switch IC 2A or the duplexer 35 becomes a harmonic generation source, and the transmission signal of the LTE-Band 17 is transmitted. Second harmonic and third harmonic are generated. As described in the second embodiment, the frequency band of the third harmonic of the LTE-Band 17 transmission signal is close to the frequency band of the LTE-Band 4 reception signal.
- the harmonic branch circuit 33 in the signal wiring L11 through which the transmission signal of LTE-Band 17 is transmitted, the third harmonic of the transmission signal of LTE-Band 17 flows from the signal wiring L11 to the switch IC 2A. Is suppressed. As a result, it is possible to suppress the third-order harmonics from entering the LTE-Band 4 receiving circuit via the diplexer 32 and the switch IC 2B and causing the signal level to increase or become unstable. Therefore, it is possible to prevent the reception sensitivity of LTE-Band4 from being lowered. In addition, it is possible to prevent the harmonics of the transmission signal of the LTE-Band 17 from causing an increase or instability of the signal level when it is transmitted from the antenna via the diplexer 32.
- a branch circuit may be configured.
- the SAW filter provided in the harmonic branch circuit is a band-pass type.
- the SAW filter provided in the harmonic branch circuit blocks the transmission signal from passing through the fundamental frequency. If it can be made, it does not need to be a band pass type. Further, a filter circuit having a configuration different from that of the SAW filter may be used.
- the termination resistance provided in the harmonic branch circuit is 50 ⁇ .
- the termination resistance is not limited to 50 ⁇ .
- the termination resistor may be connected as an external circuit of the high frequency module.
- the duplexer is connected to the module port connected to the harmonic branch circuit.
- the configuration can be a harmonic generation source or a harmonic reflection source. Any circuit may be connected to the module port.
- the switch IC is employed as the switch circuit.
- a diode switch may be provided on the multilayer substrate as the switch circuit.
- Tx Transmission signal Hm1, Hm2, Hm3: Harmonics L0 to L8, L21 ...
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Abstract
アンテナから送出する高調波を低い信号レベルで安定させることができる、高周波モジュールおよび通信装置を提供する。高周波モジュール(11)は、アンテナ接続ポート(PsA)と複数のスイッチポート(Ps1~Ps8)とを有するスイッチIC(2)と、スイッチポート(Ps1)に接続されており、所定の周波数帯域を有する送信信号をスイッチIC(2)に対して出力する信号経路(L1)と、信号経路(L1)に接続されており、デュプレクサ(25)および送信回路が接続されるモジュールポート(PmTRX1)と、信号経路(L1)に設けられており、送信信号の高調波をグランドに逃がす高調波分岐回路(3)と、を備えている。
Description
本発明は、携帯電話などの無線通信装置のアンテナフロントエンドに設けられる高周波モジュールと、高周波モジュールから独立して設けられる受信機および高周波モジュールを備える通信装置と、に関する。
図5は、携帯電話などのアンテナフロントエンドに用いられる高周波モジュール(例えば特許文献1参照)の従来例に係る回路図である。高周波モジュール101は、スイッチIC102と、デュプレクサ103と、デュプレクサ104と、を備えている。高周波モジュール101は、送受信用アンテナAnt1を用いて、第1の通信帯域の信号と第2の通信帯域の信号を送受波する機能を有している。スイッチIC102は、アンテナ接続ポートPsA1と、2つのスイッチポートPs1,Ps2と、を備えており、アンテナ接続ポートとスイッチポートとの接続を切り替える機能を有している。デュプレクサ103は、スイッチポートPs1を介してスイッチ1C102に接続されており、第1の通信帯域の信号に対する送信フィルタと受信フィルタを含んでいる。デュプレクサ104は、スイッチポートPs2を介してスイッチ1C102に接続されており、第2の通信帯域の信号に対する送信フィルタと受信フィルタを含んでいる。
この高周波モジュール101では、第1の通信帯域や第2の通信帯域の送信信号が入力されることで、スイッチIC102やデュプレクサ103,104において、送信信号の二次高調波や三次高調波が発生し、高調波信号がアンテナAnt1に伝わる。
例えば、デュプレクサ103を介して高周波モジュール101に、基本周波数foの送信信号Txが入力されると、送信信号Txに対する高調波がスイッチIC102やデュプレクサ103で発生する。スイッチIC102で周波数2foの二次高調波が発生する場合、スイッチIC102のアンテナ接続ポートPsA1から、周波数2foの二次高調波Hm1が出力されるとともに、スイッチIC102のスイッチポートPs1からも、周波数2foの二次高調波Hm2が出力される。デュプレクサ103は、送信信号Tx1の基本周波数foでスイッチIC102とインピーダンスが整合するように設定されるため、周波数2foではスイッチIC102との整合がずれ、二次高調波Hm2を大きく反射する。このデュプレクサ103で反射された二次高調波Hm2は、スイッチIC102を介して、二次高調波Hm1とともにアンテナAnt1に出力される。したがって、送信用アンテナAnt1からは、基本周波数foである送信信号Txとともに、周波数2foの、二次高調波(Hm1+Hm2)が送出されることになる。
このように、従来の高周波モジュールでは、スイッチICやデュプレクサなどの高調波発生源で発生した高調波が、送信信号とともにアンテナに伝わることになるが、高調波の周波数帯域が他の通信システムで利用されている場合、他の通信システムにおける受信感度などを低下させて問題となることがある。例えば、LTE(Long Term Evolution)方式のBand13の送信信号帯域は、777MHzから787MHzであり、その二次高調波の帯域は、1554MHz~1574MHzである。この二次高調波の帯域は、GPS(Global Positioning System)で使用されている帯域(1574.42MHz~1576.42MHz)と非常に近いため、GPS受信機に設けられる受信フィルタでは、LTE-Band13の二次高調波を十分に減衰させることは困難である。したがって、LTE-Band13を利用する携帯電話機などにGPS受信機を設けると、LTE-Band13の二次高調波がGPS受信機に回り込んで、GPS受信機の受信感度が低下することがある。
そのため、アンテナから送出される高調波は低い信号レベルで安定していることが望まれるが、従来の高周波モジュールでは、アンテナから送出される高調波の信号レベルが高くなる場合があった。例えば、スイッチICのような高調波発生源からアンテナに直接伝わる高調波と、デュプレクサのような高調波を反射する高調波反射源で反射されてからアンテナに伝わる高調波との位相が一致している場合には、信号レベルの足し合わせにより、アンテナから送出される高調波の信号レベルが高くなる。
また、高調波を発生する高調波発生源や、高調波を反射する高調波反射源が、外部回路として接続されている場合、外部回路からアンテナに伝わる高調波の信号経路の電気長が、外部回路の構成によって変わってしまう。このため、外部回路からアンテナに伝わる高調波の位相が、外部回路の構成によって変わってしまう。一方、高周波モジュールの内部を伝わってアンテナに到達する高調波の信号経路および位相は一定である。したがって、アンテナから送出される高調波の信号レベル、即ち、高周波モジュールの高調波特性は、位相の異なる高調波の足し合わせにより、外部回路の構成に応じて変動することになる。
そこで、本発明の目的は、アンテナから送出する高調波を低い信号レベルにすることができ、高調波発生源や高調波反射源が外部回路として高周波モジュールに接続される場合でも、高調波特性が安定な、高周波モジュールおよび通信装置を提供することにある。
この発明の高周波モジュールは、アンテナ接続端と複数の接続切替端とを有するスイッチ回路と、前記複数の接続切替端のいずれかに接続されており、所定の周波数帯域を有する送信信号をスイッチ回路に対して出力する第1の信号経路と、第1の信号経路に接続されており、外部回路が接続される外部回路接続部と、前記第1の信号経路に設けられており、前記送信信号の高調波をグランドに逃がす高調波分岐回路と、を備えている。
この構成では、スイッチ回路や外部回路などの高調波発生源や高調波反射源から第1の信号経路を伝わる送信信号の高調波を、高調波分岐回路を介してグランドに逃がすので、第1の信号経路からスイッチ回路に出力される高調波を抑制できる。したがって、スイッチ回路からアンテナに伝わる送信信号の高調波が、高調波同士の足し合わせによって高い信号レベルとなることを抑制できる。これにより、アンテナから送出する高調波を低い信号レベルで安定させることができる。
上述の高周波モジュールにおいて、高調波分岐回路は、第1のフィルタと第2フィルタとを備えるダイプレクサであって、ダイプレクサの共通接続端をスイッチ回路側に向けて第1の信号経路に接続されていてもよい。このような高周波モジュールにおいて、第1のフィルタは送信信号の周波数帯域の逓倍を通過帯域としており、第2のフィルタは送信信号の周波数帯域を通過帯域としていると好適である。また、この高周波モジュールにおいて、第2のフィルタは送信信号の周波数帯域の逓倍を阻止帯域としていると好適である。
上述の高周波モジュールにおいて、高調波分岐回路は、第1の信号経路に対して並列に設けられてグランドに接続されているフィルタであって、送信信号の周波数帯域の逓倍を通過帯域としてもよい。
上述の高周波モジュールにおいて、第1の信号経路に設けられて前記送信信号の高調波を発生する高調波発生源または高調波反射源をさらに備えてもよい。このような高周波モジュールにおいて、高調波発生源や高調波反射源は、前記高調波分岐回路を介して前記スイッチ回路に接続されているフィルタ回路であってもよい。
上述の高周波モジュールは、第2の信号経路をさらに備えていてもよい。第2の信号経路は、前記複数の接続切替端のいずれかに接続されており、前記送信信号の周波数帯域の逓倍近傍の周波数帯域を有する受信信号がスイッチ回路から入力される。
この構成では、第2の信号経路を介して受信する受信信号が、前述の送信信号の高調波と近接する周波数帯域を有していても、送信信号の高調波が第2の信号経路に回り込んで受信されることを抑制でき、受信信号に対する受信感度を向上させることができる。
この発明の通信装置は、上述の高周波モジュールと、受信機とを備えていてもよい。受信機は、固有のアンテナから、前記送信信号の周波数帯域の逓倍近傍の周波数帯域を有する受信信号を受信する。
この構成では、高周波モジュールとは別に通信装置に設けられるGPS受信機などの受信機が、前述の送信信号の高調波と近接する周波数帯域を有する受信信号を受信するものであっても、送信信号の高調波が受信機に回り込んで受信されることを抑制でき、受信機における受信感度を向上させることができる。
この発明によれば、信号経路を伝わる送信信号の高調波をグランドに逃がすことで、アンテナから送出される送信信号の高調波を低い信号レベルで安定させることができる。したがって、送信信号の高調波の周波数帯域に近接する周波数帯域を有する他の通信方式の受信機や受信経路が設けられていても、高調波の回り込みによって受信感度が低下することを防ぐことができる。
まず、本発明の第1の実施形態に係る高周波モジュールおよび通信装置について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る通信装置の模式的な回路図である。
図1に示す通信装置10は、高周波モジュール11とGPS受信機12とデュプレクサ13と、図示していない複数の送受信回路と、を備えている。
通信装置10は、複数の通信方式での無線通信を行うものである。高周波モジュール11は、図示していない後段の送信回路や受信回路と単一のアンテナとの間に接続され、単一のアンテナを共用して、複数の通信方式に対応する送信信号と受信信号とを送受波する機能を有している。GPS受信機12は、固有のアンテナを有し、GPS衛星から送信されてくる1574.42MHz~1576.42MHzのGPS信号を受信するものであり、GPS信号を処理する受信回路に接続される。
高周波モジュール11は、アンテナ接続ポートPmAと、モジュールポートPmTRX1,Pm800/950TX,PmTRX2,Pm1800/1900TX,PmTRX3,PmTRX4,PmTRX5,PmTRX6と、を有している。
アンテナ接続ポートPmAは、アンテナに接続される。モジュールポートPm800/950TXは、800/950MHz帯域の送信信号を出力する送信回路に接続される。モジュールポートPm1800/1900TXは、1800/1900MHz帯域の送信信号を出力する送信回路に接続される。なお、モジュールポートPmTRX2,PmTRX3,PmTRX4,PmTRX5,PmTRX6は、上述した通信方式の他の通信方式で通信信号を処理する送受信回路に接続されてもよく、送受信回路に接続されていなくてもよい。
また、高周波モジュール11は、アンテナ整合回路1と、スイッチIC2と、高調波分岐回路3と、送信フィルタ回路7と、送信フィルタ回路8と、を備えている。
スイッチIC2は、アンテナ接続ポートPsAと、スイッチポートPs1,Ps2,Ps3,Ps4,Ps5,Ps6,Ps7,Ps8と、を有している。スイッチIC2のアンテナ接続ポートPsAは、特許請求の範囲に記載のアンテナ接続端に相当する。また、スイッチIC2の各スイッチポートPs1~Ps8は、特許請求の範囲に記載の接続切替端に相当する。スイッチIC2は、スイッチポートPs1~Ps8のいずれかを切り替えてアンテナ接続ポートPsAに接続する機能を有している。
高周波モジュール11のアンテナ接続ポートPmAと、スイッチIC2のアンテナ接続ポートPsAとは、信号経路L0を介して接続されている。モジュールポートPmTRX1と、スイッチポートPs1とは、信号経路L1を介して接続されている。モジュールポートPm800/950TXと、スイッチポートPs2とは、信号経路L2を介して接続されている。モジュールポートPmTRX2と、スイッチポートPs3とは、信号経路L3を介して接続されている。モジュールポートPm1800/1900TXと、スイッチポートPs4とは、信号経路L4を介して接続されている。モジュールポートPmTRX6と、スイッチポートPs5とは、信号経路L5を介して接続されている。モジュールポートPmTRX5と、スイッチポートPs6とは、信号経路L6を介して接続されている。モジュールポートPmTRX4と、スイッチポートPs7とは、信号経路L7を介して接続されている。モジュールポートPmTRX3と、スイッチポートPs8とは、信号経路L8を介して接続されている。
アンテナ整合回路1は、信号経路L0に設けられており、アンテナとスイッチIC2との間でインピーダンスを整合させる。送信フィルタ回路7は、信号経路L2に設けられており、所定の通信システムの送信帯域の信号を通過させる。送信フィルタ回路8は、信号経路L4に設けられており、所定の通信システムの送信帯域の信号を通過させる。
高調波分岐回路3は、信号経路L1に設けられており、ダイプレクサ4を備えている。この高調波分岐回路3は、送信信号の高調波をグランドに逃がす機能を有している。そのため、ダイプレクサ4は、低域通過型SAWフィルタ5と高域通過型SAWフィルタ6とを備える。低域通過型SAWフィルタ5と高域通過型SAWフィルタ6とは共通接続端で互いに接続されており、共通接続端をスイッチIC2側に向けて、信号経路L1に接続されている。また、低域通過型SAWフィルタ5は、共通接続端とモジュールポートPmTRX1との間に接続されている。高域通過型SAWフィルタ6は、共通接続端に接続されているとともに50Ωの終端抵抗を介してグランドに接続されている。即ち、高域通過型SAWフィルタ6は、低域通過型SAWフィルタ5と並列に接続されてグランドに接続されている。なお、低域通過型SAWフィルタ5は、特許請求の範囲に記載の第2のフィルタに相当している。高域通過型SAWフィルタ6は、特許請求の範囲に記載の第1のフィルタに相当している。
低域通過型SAWフィルタ5は、信号経路L1の一端に位置するモジュールポートPmTRX1を介して、デュプレクサ13の共通接続端に接続されている。デュプレクサ13は、高周波モジュール11に対する外部回路であり、デュプレクサ13が接続されているモジュールポートPmTRX1は、特許請求の範囲に記載の外部回路接続部に相当する。また、デュプレクサ13は、LTE-Band13の送信信号と受信信号とを通過させる2つの帯域通過型SAWフィルタ14,15を備え、LTE-Band13の送受信回路に接続されている。
ここで、高域通過型SAWフィルタ6は、LTE-Band13の送信信号の周波数帯域よりも高い周波数帯域を通過帯域としている。即ち、高域通過型SAWフィルタ6は、LTE-Band13の送信信号の周波数帯域の逓倍を通過帯域としている。一方、低域通過型SAWフィルタ5は、LTE-Band13の送信信号の周波数帯域を通過帯域としており、LTE-Band13の送信信号の周波数帯域よりも高い周波数帯域を阻止帯域としている。即ち、低域通過型SAWフィルタ5は、LTE-Band13の送信信号の周波数帯域の逓倍を阻止帯域としている。
このような回路構成の高周波モジュール11に、LTE-Band13の送信信号がデュプレクサ13を介して入力されることで、スイッチIC2やデュプレクサ13が高調波発生源となり、LTE-Band13の送信信号の二次高調波や三次高調波が発生する。
ここで、LTE-Band13の送信信号を、基本周波数foの送信信号Txとして図1中に矢印で示している。また、スイッチIC2で発生するLTE-Band13の送信信号の二次高調波であって、アンテナ接続ポートPsAから出力されるものを、周波数2foの高調波Hm1として図1中に矢印で示している。また、スイッチIC2で発生する、または反射するLTE-Band13の送信信号の二次高調波であって、スイッチポートPs1から出力されるものを、周波数2foの高調波Hm2として図1中に矢印で示している。また、デュプレクサ13で発生する、または反射するLTE-Band13の送信信号の二次高調波であって、モジュールポートPmTRX1から出力されるものを、周波数2foの高調波Hm3として図1中に矢印で示している。
これらの高調波のうち、スイッチIC2のアンテナ接続ポートPsAから出力される高調波Hm1は、LTE-Band13の送信信号Txとともに、アンテナから送出される。一方、スイッチIC2のスイッチポートPs1から出力される高調波Hm2は、高調波分岐回路3のダイプレクサ4において、低域通過型SAWフィルタ5の通過が阻止され、高域通過型SAWフィルタ6を通過する。高域通過型SAWフィルタ6は終端抵抗を介してグランドに接続されているため、高調波Hm2はグランドに逃げることになり、高調波分岐回路3からスイッチIC2側に反射することが抑制される。また、デュプレクサ13からモジュールポートPmTRX1に出力される高調波Hm3は、高調波分岐回路3のダイプレクサ4において、低域通過型SAWフィルタ5の通過が阻止され、デュプレクサ13側に反射され、デュプレクサ13で減衰する。
したがって、この高周波モジュール11では、スイッチIC2のスイッチポートPs1からスイッチIC2に入力される高調波が低減する。これにより、従来であれば生じていた、高調波Hm1と高調波Hm2との信号レベルの足し合わせによる、アンテナから送出される高調波の信号レベル増大が生じず、アンテナから送出される高調波の信号レベルを抑制することができる。
また、アンテナまでの電気長が不定な外部回路であるデュプレクサ13からの高調波Hm3が、高調波分岐回路3を通過してスイッチIC2に到達することが抑制されるので、電気長が不定な経路でアンテナから送出される高調波が低減され、アンテナから出力される高調波の信号レベルが安定することになる。即ち、高周波モジュール11における高調波特性が安定することになる。
図2は、第1の実施形態に係る実施例における高調波特性と、ダイプレクサ4(高調波分岐回路3)を設けない場合の比較例における高調波特性とを示す図である。図示する横軸は、スイッチIC2と、外部回路であるデュプレクサ13との間の電気長に対応している。また、図示する縦軸は、アンテナから送出される二次高調波の信号レベルに対応している。
ダイプレクサ4を設ける実施例に係る高調波特性では、外部回路であるデュプレクサ13との間の電気長の変化に対して、二次高調波の信号レベルが約-55±3dBmで安定している。一方、ダイプレクサ4を設けない比較例に係る高調波特性では、外部回路であるデュプレクサ13との間の電気長の変化に応じて、二次高調波の信号レベルの足し合わせと相殺が生じるため、約-57±7dBmと大きく変動している。
以上に説明したように第1の実施形態に係る高周波モジュール11では、アンテナから送出されるLTE-Band13の送信信号の高調波の信号レベルが足し合わせにより増大することを抑制でき、高調波特性が安定して抑制される。したがって、高周波モジュール11とともに通信装置10に設けられるGPS受信機12が、LTE-Band13の送信信号の二次高調波の周波数帯域(1554MHz~1574MHz)と非常に近いGPS信号の周波数帯域(1574.42MHz~1576.42MHz)を受信するものであっても、GPS受信機12にLTE-Band13の送信信号の二次高調波が回り込んで受信されることを抑制して、GPS受信機12の受信感度の劣化が生じることを防ぐことができる。
なお、本実施形態においては、高調波発生源または高調波反射源となる外部回路として、デュプレクサ13を高周波モジュール11に接続する例を説明したが、高調波発生源または高調波反射源は、デュプレクサに限られず、その他のフィルタ回路や、送受信回路、パワーアンプなどであってもよい。
また、デュプレクサ13のような高調波発生源や高調波反射源は、高周波モジュール11の構成要素として設けられていてもよい。その場合であっても、デュプレクサ13およびデュプレクサ13の後段に接続される送信回路が、高調波発生源または高調波反射源となって送信信号の高調波の発生や反射が生じるので、高調波分岐回路を設けることで、やはり高調波特性の安定化と抑制を実現することができる。
また、ここでは、高周波モジュールとともに通信装置に設ける受信機として、GPS受信機を用いる例を説明したが、受信機は、GPS受信機に限られず、高調波分岐回路がグランドに逃がす高調波と近接する周波数帯域を有する通信方式の受信信号を受信するものであれば、どのような受信機であってもよい。
また、ここでは、高調波分岐回路に設けるダイプレクサを、低域通過型のフィルタと高域通過型のフィルタとで構成したが、このダイプレクサは、帯域通過型のフィルタなどで構成してもよい。また、SAWフィルタに限らず、どのような構成のフィルタ回路であってもよい。
次に、本発明の第2の実施形態に係る高周波モジュールについて、高周波モジュールが対応する送信信号の周波数帯域に対して、高周波モジュールが対応する受信信号の周波数帯域が逓倍の関係にある場合を例に説明する。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る高周波モジュールの模式的な回路図である。
図3に示す高周波モジュール21は、モジュールポートPmTRX1に、デュプレクサ25の共通接続端が接続されており、デュプレクサ25が、LTE-Band17の送信信号と受信信号とを通過させる2つの帯域通過型SAWフィルタを備え、LTE-Band17の送受信回路に接続されている点で、第1の実施形態に係る高周波モジュールと相違している。
また、モジュールポートPmTRX2に、デュプレクサ26の共通接続端が接続されている点でも、第1の実施形態に係る高周波モジュールと相違している。デュプレクサ26は、LTE-Band4の送信信号と受信信号とを通過させる2つの帯域通過型SAWフィルタを備え、LTE-Band4の送受信回路に接続される。
なお、LTE-Band17の送信信号の三次高調波の周波数帯域は、LTE-Band4の受信信号の周波数帯域と近接する関係にある。したがって、このような場合にも、LTE-Band17の送信信号が伝わる信号配線L1に高調波分岐回路を設けることで、LTE-Band17の送信信号の三次高調波が、信号配線L1からスイッチIC2に流れることが抑制され、その三次高調波がLTE-Band4の受信回路に回り込んで信号レベルの増大や不安定化を招くことを抑制できる。これにより、LTE-Band4の受信感度が低下することを防ぐことができる。
また、高周波モジュール21は、第1の実施形態で示した高調波分岐回路3に替えて、高調波分岐回路23を備えている。高調波分岐回路23は、信号経路L1に設けられており、帯域通過型SAWフィルタ24を備えている。この高調波分岐回路23も、送信信号の高調波をグランドに逃がす機能を有している。そのため、帯域通過型SAWフィルタ24は、送信信号の高調波に対応する通過帯域を備え、信号経路L1に対して並列に接続されて、50Ωの終端抵抗を介してグランドに接続されている。
このような回路構成では、LTE-Band17の送信信号が、デュプレクサ25を介して入力されることで、スイッチIC2やデュプレクサ25が高調波発生源となり、LTE-Band17の送信信号の二次高調波や三次高調波が発生する。
ここで、LTE-Band17の送信信号を、基本周波数foの送信信号Txとして図3中に矢印で示している。また、スイッチIC2で発生するLTE-Band17の送信信号の三次高調波であって、アンテナ接続ポートPsAから出力されるものを、周波数3foの高調波Hm1として図3中に矢印で示している。また、スイッチIC2で発生する、または反射するLTE-Band17の送信信号の三次高調波であって、スイッチポートPs1から出力されるものを、周波数3foの高調波Hm2として図3中に矢印で示している。また、デュプレクサ25で発生する、または反射するLTE-Band17の送信信号の三次高調波であって、モジュールポートPmTRX1から出力されるものを、周波数3foの高調波Hm3として図1中に矢印で示している。
この場合にも、やはり、スイッチIC2のアンテナ接続ポートPsAから出力される高調波Hm1は、LTE-Band17の送信信号Txとともに、アンテナから送出される。一方、スイッチIC2のスイッチポートPs1から出力される高調波Hm2は、高調波分岐回路23の帯域通過型SAWフィルタ24を通過し、終端抵抗を介してグランドに逃げることになり、高調波分岐回路23からスイッチIC2側に反射することを抑制できる。また、デュプレクサ25からモジュールポートPmTRX1に出力される高調波Hm3も、高調波分岐回路23の帯域通過型SAWフィルタ24を通過し、終端抵抗を介してグランドに逃げることになり、高調波分岐回路23からスイッチIC2側に通過することを抑制できる。
したがって、スイッチIC2のスイッチポートPs1からスイッチIC2に入力される高調波が低減する。これにより、スイッチIC2から出力される高調波の信号レベルを抑制することができる。また、スイッチIC2までの電気長が不定な外部回路であるデュプレクサ25からの高調波Hm3が、スイッチIC2まで到達することを抑制でき、高周波モジュール21における高調波特性が安定することになる。
なお、本実施形態においては、帯域通過型SAWフィルタを設けた高調波分岐回路の構成例を示したが、本実施形態においても、第1の実施形態で示したようなダイプレクサを設けた高調波分岐回路を構成してもよい。また逆に、本実施形態において示した高調波分岐回路の構成を、第1の実施形態で示した構成に採用してもよい。
また、本実施形態においては、高調波分岐回路に設けるSAWフィルタを、帯域通過型としたが、高調波分岐回路に設けるSAWフィルタは、送信信号の基本周波数の通過を阻止し、高調波を通過させることができれば、帯域通過型でなくてもよい。また、SAWフィルタとは異なる構成のフィルタ回路であってもよい。
次に、本発明の第3の実施形態に係る高周波モジュールについて、LTE通信システムの複数の帯域を束ねて利用するキャリアアグリゲーションを利用可能な回路構成を例に説明する。
図4は、本発明の第3の実施形態に係る高周波モジュールの模式的な回路図である。
図4に示す高周波モジュール31は、アンテナ接続ポートPmAと、モジュールポートPm11,Pm12,Pm13,Pm14,Pm15,Pm16,Pm17,Pm18,Pm21,Pm22,Pm23,Pm24,Pm25,Pm26,Pm27,Pm28と、を有している。
アンテナ接続ポートPmAは、アンテナに接続される。モジュールポートPm11は、デュプレクサ35の共通接続端に接続される。デュプレクサ35は、LTE-Band17の送信信号と受信信号とを通過させる2つの帯域通過型SAWフィルタを備え、LTE-Band17の送受信回路に接続される。モジュールポートPm21は、デュプレクサ36の共通接続端に接続される。デュプレクサ36は、LTE-Band4の送信信号と受信信号とを通過させる2つの帯域通過型SAWフィルタを備え、LTE-Band4の送受信回路に接続される。なお、その他のモジュールポートPm12,Pm13,Pm14,Pm15,Pm16,Pm17,Pm18,Pm22,Pm23,Pm24,Pm25,Pm26,Pm27,Pm28は、上述した通信方式とは別の通信方式で通信信号を処理する送受信回路に接続されてもよく、送受信回路に接続されていなくてもよい。
また、高周波モジュール31は、ダイプレクサ32と、2つのスイッチIC2A,2Bと、高調波分岐回路33と、を備えている。
ダイプレクサ32は、低域通過型SAWフィルタ32Aと高域通過型SAWフィルタ32Bとを備える。低域通過型SAWフィルタ32Aと高域通過型SAWフィルタ32Bとは共通接続端で互いに接続されている。ダイプレクサ32は、共通接続端でアンテナ接続ポートPmAに接続されている。低域通過型SAWフィルタ32Aは、LTE-Band17の帯域を少なくとも通過帯域に含み、LTE-Band4の帯域を少なくとも阻止帯域に含むものである。高域通過型SAWフィルタ32Bは、LTE-Band17の帯域を少なくとも阻止帯域に含み、LTE-Band4の帯域を少なくとも通過帯域に含むものである。
スイッチIC2Aは、アンテナ接続ポートPsA1と、スイッチポートPs11,Ps12,Ps13,Ps14,Ps15,Ps16,Ps17,Ps18と、を有している。スイッチIC2Aのアンテナ接続ポートPsA1は、特許請求の範囲に記載のアンテナ接続端に相当しており、ダイプレクサ32の低域通過型SAWフィルタ32Aを介してアンテナ接続ポートPmAに接続されている。また、スイッチIC2Aの各スイッチポートPs11~Ps18は、特許請求の範囲に記載の接続切替端に相当し、それぞれモジュールポートPm11~Pm18に接続されている。このスイッチIC2Aは、スイッチポートPs11~Ps18のいずれかを切り替えてアンテナ接続ポートPsA1に接続する機能を有している。
スイッチIC2Bは、アンテナ接続ポートPsA2と、スイッチポートPs21,Ps22,Ps23,Ps24,Ps25,Ps26,Ps27,Ps28と、を有している。スイッチIC2Bのアンテナ接続ポートPsA2は、特許請求の範囲に記載のアンテナ接続端に相当しており、ダイプレクサ32の高域通過型SAWフィルタ32Bを介してアンテナ接続ポートPmAに接続されている。また、スイッチIC2Bの各スイッチポートPs21~Ps28は、特許請求の範囲に記載の接続切替端に相当し、それぞれモジュールポートPm21~Pm28に接続されている。このスイッチIC2Bは、スイッチポートPs21~Ps28のいずれかを切り替えてアンテナ接続ポートPsA2に接続する機能を有している。
高調波分岐回路33は、スイッチIC2AのスイッチポートPs11と高周波モジュール31のモジュールポートPm11との間の信号経路L11に設けられている。高調波分岐回路33は、第2の実施形態で説明した高調波分岐回路23と同じものであり、送信信号の高調波をグランドに逃がす機能を有している。
この第3の実施形態の回路構成においても、LTE-Band17の送信信号が、デュプレクサ35を介して入力されることで、スイッチIC2Aやデュプレクサ35が高調波発生源となり、LTE-Band17の送信信号の二次高調波や三次高調波が発生する。LTE-Band17の送信信号の三次高調波の周波数帯域は、第2の実施形態でも説明したように、LTE-Band4の受信信号の周波数帯域と近接する関係にある。
したがって、この場合にも、LTE-Band17の送信信号が伝わる信号配線L11に高調波分岐回路33を設けることで、LTE-Band17の送信信号の三次高調波が、信号配線L11からスイッチIC2Aに流れることが抑制される。これにより、三次高調波が、ダイプレクサ32とスイッチIC2Bとを介して、LTE-Band4の受信回路に回り込んで信号レベルの増大や不安定化を招くことを抑制できる。したがって、LTE-Band4の受信感度が低下することを防ぐことができる。また、LTE-Band17の送信信号の高調波が、ダイプレクサ32を介してアンテナから送出される際の信号レベルの増大や不安定化を招くことを抑制できる。
なお、本実施形態においては、帯域通過型SAWフィルタを設けた高調波分岐回路の構成例を示したが、本実施形態においても、第1の実施形態で示したようなダイプレクサを設けた高調波分岐回路を構成してもよい。
また、本実施形態においては、高調波分岐回路に設けるSAWフィルタを、帯域通過型としたが、高調波分岐回路に設けるSAWフィルタは、送信信号の基本周波数の通過を阻止し、高調波を通過させることができれば、帯域通過型でなくてもよい。また、SAWフィルタとは異なる構成のフィルタ回路であってもよい。
また、第1実施形態ないし第3の実施形態において、高調波分岐回路に設ける終端抵抗を50Ωとする例を示したが、終端抵抗は50Ωに限られるものでは無い。また、終端抵抗は、高周波モジュールの外部回路として接続されるものであってもよい。
また、第1実施形態ないし第3の実施形態において、高調波分岐回路に接続されるモジュールポートにデュプレクサを接続する例を示したが、高調波発生源や高調波反射源となりうる構成であれば、どのような回路がモジュールポートに接続されていてもよい。
また、第1実施形態ないし第3の実施形態において、スイッチ回路としてスイッチICを採用する例を示したが、スイッチ回路として、ダイオードスイッチを積層基板に設けるようにしてもよい。また、フィルタ回路として、ダイプレクサを採用する例を示したが、フィルタ回路として、単体のSAWフィルタや、受動素子からなるフィルタを設けるようにしてもよい。
Tx…送信信号
Hm1,Hm2,Hm3…高調波
L0~L8,L21…信号経路
PmA,PsA,PsA1,PsA2…アンテナ接続ポート
PmTRX1,Pm800/950TX,PmTRX2,Pm1800/1900TX,PmTRX3,PmTRX4,PmTRX5,PmTRX6,Pm11,Pm12,Pm13,Pm14,Pm15,Pm16,Pm17,Pm18,Pm21,Pm22,Pm23,Pm24,Pm25,Pm26,Pm27,Pm28…モジュールポート
Ps1,Ps2,Ps3,Ps4,Ps5,Ps6,Ps7,Ps8,Ps11,Ps12,Ps13,Ps14,Ps15,Ps16,Ps17,Ps18,Ps21,Ps22,Ps23,Ps24,Ps25,Ps26,Ps27,Ps28…スイッチポート
1…アンテナ整合回路
2,2A,2B…スイッチIC
3,23,33…高調波分岐回路
4,32…ダイプレクサ
13,25,26,35,36…デュプレクサ
5,32A…低域通過型SAWフィルタ
6,32B…高域通過型SAWフィルタ
7…送信フィルタ回路
8…送信フィルタ回路
10…通信装置
11,21、31…高周波モジュール
12…GPS受信機
14,15,24…帯域通過型SAWフィルタ
Hm1,Hm2,Hm3…高調波
L0~L8,L21…信号経路
PmA,PsA,PsA1,PsA2…アンテナ接続ポート
PmTRX1,Pm800/950TX,PmTRX2,Pm1800/1900TX,PmTRX3,PmTRX4,PmTRX5,PmTRX6,Pm11,Pm12,Pm13,Pm14,Pm15,Pm16,Pm17,Pm18,Pm21,Pm22,Pm23,Pm24,Pm25,Pm26,Pm27,Pm28…モジュールポート
Ps1,Ps2,Ps3,Ps4,Ps5,Ps6,Ps7,Ps8,Ps11,Ps12,Ps13,Ps14,Ps15,Ps16,Ps17,Ps18,Ps21,Ps22,Ps23,Ps24,Ps25,Ps26,Ps27,Ps28…スイッチポート
1…アンテナ整合回路
2,2A,2B…スイッチIC
3,23,33…高調波分岐回路
4,32…ダイプレクサ
13,25,26,35,36…デュプレクサ
5,32A…低域通過型SAWフィルタ
6,32B…高域通過型SAWフィルタ
7…送信フィルタ回路
8…送信フィルタ回路
10…通信装置
11,21、31…高周波モジュール
12…GPS受信機
14,15,24…帯域通過型SAWフィルタ
Claims (9)
- アンテナ接続端と複数の接続切替端とを有するスイッチ回路と、
前記複数の接続切替端のいずれかに接続されており、所定の周波数帯域を有する送信信号を前記スイッチ回路に対して出力する第1の信号経路と、
前記第1の信号経路に接続されており、外部回路が接続される外部回路接続部と、
前記第1の信号経路に設けられており、前記送信信号の高調波をグランドに逃がす高調波分岐回路と、
を備える高周波モジュール。 - 前記高調波分岐回路は、共通接続端とグランドとの間に接続される第1のフィルタと、前記共通接続端と前記外部回路接続部との間に接続される第2のフィルタとを備えるダイプレクサであって、前記共通接続端を前記スイッチ回路側に向けて前記第1の信号経路に接続される、請求項1に記載の高周波モジュール。
- 前記第1のフィルタは、前記送信信号の周波数帯域の逓倍を通過帯域としており、
前記第2のフィルタは、前記送信信号の周波数帯域を通過帯域としている、請求項2に記載の高周波モジュール。 - 前記第2のフィルタは、前記送信信号の周波数帯域の逓倍を阻止帯域としている、請求項3に記載の高周波モジュール。
- 前記高調波分岐回路は、前記第1の信号経路に対して並列に設けられてグランドに接続されるフィルタであって、前記送信信号の周波数帯域の逓倍を通過帯域とする、請求項1に記載の高周波モジュール。
- 前記第1の信号経路に設けられて前記送信信号の高調波を発生する高調波発生源または高調波を反射する高調波反射源を、さらに備える、請求項1~5のいずれかに記載の高周波モジュール。
- 前記高調波発生源または高調波反射源は、前記高調波分岐回路を介して前記スイッチ回路に接続されるフィルタ回路である、請求項6に記載の高周波モジュール。
- 前記複数の接続切替端のいずれかに接続されており、前記送信信号の周波数帯域の逓倍近傍の周波数帯域を有する受信信号が前記スイッチ回路から入力される、第2の信号経路をさらに備える、請求項1~7のいずれかに記載の高周波モジュール。
- 請求項1~8のいずれかに記載の高周波モジュールと、
固有のアンテナから、前記送信信号の周波数帯域の逓倍近傍の周波数帯域を有する受信信号を受信する受信機と、を備える通信装置。
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