CN104541404B - 发送模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在抑制放大电路的效率劣化的状态下实现了宽带化的发送模块。通过使电容器(Cj)与不可逆电路(3)并联连接，能够在使用功率放大器(2)的、即用于通信的规定频带中，调整不可逆电路(3)的输入阻抗，缩短不可逆电路(3)的输入端子(P2)的阻抗曲线(反射系数S11)的长度，并且通过设置在功率放大器(2)的输出端子(P1)与不可逆电路(3)的输入端子(P2)之间的级间用匹配电路(7)(输入用匹配电路(6))，能够将功率放大器(2)的输出阻抗和不可逆电路(3)的输入阻抗在宽频带中进行匹配，因此能够提供在抑制功率放大器(2)的效率劣化的状态下实现了宽带化的发送模块(1)。

Description

发送模块

技术领域

本发明涉及一种发送模块，该发送模块具有放大电路、不可逆电路、以及连接在放大电路的输出端和不可逆电路的输入端之间的级间用匹配电路。

背景技术

近年来，对于移动电话和移动信息终端等移动通信终端，一直要求多频化、多模化，以对应所使用的频带和调制方式不同的多种通信方式。因此，如图8所示，在搭载于此种移动通信终端的发送部分的发送模块上设有不可逆电路300，该不可逆电路300对应于频带不同的多个高频信号，且具有宽频带的隔离特性(例如专利文献1)。图8所示的不可逆电路300具有隔离器130、与隔离器130并联连接的宽带化电路4、以及串联在隔离器130的后级的输出用匹配电路5。隔离器130具有包括一对对向的主面的微波用铁素体31，在铁素体31上设有：第1中心电极(电感器L1)，其一端连接至输入端口，另一端连接至输出端口；以及第2中心电极(电感器L2)，在两主面上与第1中心电极绝缘的状态下，其一端连接至输出端口，其另一端接地。而且，通过永久磁铁对第1中心电极(电感器L1)和第2中心电极(电感器L2)的交叉部分施加直流磁场。

此外，宽带化电路4具有与电感器L1(第1中心电极)并联连接的电容器C1，以及与电感器L1并联连接的终端电阻R和LC串联谐振电路(电感器L3、电容器C3)的串联电路。此外，输出用匹配电路5具有串联连接至隔离器130的输出端口的电容器CS2、以及与隔离器130的输出端口相连接以与电感器L2并联的电容器C2。此外，在不可逆电路300的输入端连接着具有匹配用电容器CS1的输入用匹配电路6。

因此，图8所示的不可逆电路300中，如果通过输入用匹配电路6对输入端输入高频电流，则会在第2中心电极(电感器L2)中流过较大的高频电流，在第1中心电极(电感器L1)中几乎不流过高频电流，插入损耗较小，并在宽频带内运行。此时，在终端电阻R和LC串联谐振电路(电感器L3、电容器C3)中，几乎不流过高频电流。另一方面，如果对不可逆电路300的输出端输入高频电流，则可根据终端电阻R与由电感器L3、电容器C3构成的LC串联谐振电路之间的阻抗特性在宽频带中进行匹配，因此能够提高不可逆电路300的隔离特性。另外，不可逆电路300的中心频率是根据由电感器L1(第1中心电极)、宽带化电路4的电容器C1、C3以及电感器L3所形成的并联谐振电路来决定的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-302742号公报(段落0014～0018、图1、摘要等)

发明内容

发明所要解决的技术问题

在设有图8所示的实现了宽带化的不可逆电路300的发送模块中，将放大电路(功率放大器)的输出输入至不可逆电路300。而且，为了提高放大电路的效率，通过设置在放大电路的输出端与不可逆电路300的输入端之间的级间用匹配电路，对放大电路的输出阻抗与不可逆电路300的输入阻抗进行匹配。

然而，专利文献1中，不可逆电路的通带为宽频带，因此例如史密斯圆图上不可逆电路300的输入端的阻抗曲线(反射系数S11)的长度会变长。因此，使用放大电路的规定频带中，不可逆电路300的输入阻抗的范围未全部收于对于放大电路侧而言优选的阻抗区域内，会超过。而且，在不可逆电路300的输入端的阻抗曲线超出所述阻抗区域的部分的频带中，放大电路的输出特性会发生劣化。因此，如果不可逆电路300的输入端的阻抗曲线的长度较长，则不可逆电路300在宽频带具有隔离特性，另一方面，难以通过级间用匹配电路将放大电路的输出阻抗和不可逆电路300的输入阻抗在宽频带中进行匹配，并且难以在维持放大电路的高效率的状态下实现发送模块3的发送频率的宽带化。然而，目前尚未对该点做出适当的改善。

本发明是鉴于上述课题开发而成的，其目的在于提供一种在抑制放大电路的效率劣化的状态下实现了宽带化的发送模块。

解决技术问题所采用的技术方案

为了实现上述目的，本发明的发送模块具有放大电路、不可逆电路、以及设置在所述放大电路的输出端与所述不可逆电路的输入端之间的级间用匹配电路，其特征在于，所述不可逆电路具有：隔离器，该隔离器具有输入端口和输出端口；宽带化电路，该宽带化电路配置在所述隔离器的输入端口与输出端口之间，并且与所述隔离器并联连接；以及输出用匹配电路，该输出用匹配电路串联连接至所述隔离器的输出端口，所述隔离器具有：微波用磁性体；第1中心电极和第2中心电极，该第1中心电极和第2中心电极在相互绝缘的状态下交叉地配置在所述微波用磁性体上；以及永久磁铁，该永久磁铁对所述第1中心电极与所述第2中心电极的交叉部分施加直流磁场，所述第1中心电极的一端连接至所述不可逆电路的输入端，另一端连接至所述输出用匹配电路的输入端，所述第2中心电极的一端连接至所述不可逆电路的输入端，另一端接地，所述宽带化电路具有与所述第1中心电极并联连接的第1电容器、以及与所述第1中心电极并联连接的由终端电阻和LC串联谐振电路构成的串联电路，并且所述不可逆电路与第2电容器并联连接。

此外，本发明的发送模块具有放大电路、不可逆电路、以及设置在所述放大电路的输出端与所述不可逆电路的输入端之间的级间用匹配电路，其特征在于，所述不可逆电路具有：隔离器，该隔离器具有输入端口和输出端口；宽带化电路，该宽带化电路配置在所述隔离器的输入端口与输出端口之间，并且与所述隔离器并联连接；以及输出用匹配电路，该输出用匹配电路串联连接至所述隔离器的输出端口，所述隔离器具有：微波用磁性体；第1中心电极和第2中心电极，该第1中心电极和第2中心电极在相互绝缘的状态下交叉地配置在所述微波用磁性体上；以及永久磁铁，该永久磁铁对所述第1中心电极与所述第2中心电极的交叉部分施加直流磁场，所述第1中心电极的一端连接至所述不可逆电路的输入端，另一端连接至所述输出用匹配电路的输入端，所述第2中心电极的一端连接至所述输出用匹配电路的输入端，另一端接地，所述宽带化电路具有与所述第1中心电极并联连接的第1电容器、以及与所述第1中心电极并联连接的由终端电阻和LC串联谐振电路构成的串联电路，并且所述不可逆电路与第2电容器并联连接。

此外，优选所述第1电容器与所述串联电路并联连接。

由此构成的发明中，宽带化电路具有与隔离器的第1中心电极并联连接的第1电容器以及与隔离器的第1中心电极并联连接的由终端电阻和LC串联谐振电路构成的串联电路，通过在该宽带化电路的外侧将第2电容器与不可逆电路并联连接，能够在使用放大电路的规定频带中，调整不可逆电路的输入阻抗，缩短史密斯圆图中不可逆电路的输入端的阻抗曲线(反射系数S11)的长度。因此，在使用放大电路的规定频带中，能够将不可逆电路的输入端的阻抗曲线收敛在对于放大电路(级间用匹配电路)侧而言优选的阻抗区域内，并且通过设置在放大电路的输出端与不可逆电路的输入端之间的级间用匹配电路，能够将放大电路的输出阻抗和不可逆电路的输入阻抗在宽频带中进行匹配，因此能够提供在抑制放大电路的效率劣化的状态下实现了宽带化的发送模块。

此外，优选所述输出用匹配电路由第3电容器形成，该第3电容器的一端连接至所述第1中心电极的另一端，并且该第3电容器的另一端连接至所述不可逆电路的输出端。

如果采用如此的结构，则能够通过与隔离器串联连接的第3电容器，容易地调整不可逆电路的输出阻抗。

此外，优选所述输出用匹配电路还具有第4电容器，该第4电容器的一端连接至所述第3电容器的一端，另一端接地。

如果采用如此的结构，则能够通过与隔离器并联连接的第4电容器，容易地调整不可逆电路的输出阻抗。

此外，优选在所述不可逆电路的输入端与所述级间用匹配电路的输出端之间连接输入用匹配电路。

此时，优选所述输入用匹配电路由第5电容器形成，该第5电容器的一端连接至所述不可逆电路的输入端，另一端连接至所述级间用匹配电路的输出端。

如果采用如此的结构，则能够通过串联至不可逆电路的输入端的第5电容器，容易地调整级间用匹配电路的输出阻抗与不可逆电路的输入阻抗。

此外，所述输入用匹配电路还具有第6电容器，该第6电容器的一端连接至所述不可逆电路的输入端，另一端接地。

如果采用如此的结构，则能够通过并联连接至不可逆电路的输入端的第4电容器，容易地调整级间用匹配电路的输出阻抗与不可逆电路的输入阻抗。

发明效果

根据本发明，通过使第2电容器与不可逆电路并联连接，能够在使用放大电路的规定频带中，缩短不可逆电路的输入端的阻抗曲线(反射系数S11)的长度。并且，通过设置在放大电路的输出端与不可逆电路的输入端之间的级间用匹配电路，能够将放大电路的输出阻抗和不可逆电路的输入阻抗在宽频带中进行匹配，因此能够提供在抑制放大电路的效率劣化的状态下实现了宽带化的发送模块。

附图说明

图1是表示本发明的发送模块的第1实施方式的电路连接图。

图2是表示构成形成不可逆电路的隔离器的铁素体/磁铁元件的分解立体图。

图3是用来说明不可逆电路的输入阻抗特性的史密斯圆图，(a)显示图1的发送模块所具有的不可逆电路的输入阻抗特性，(b)显示现有的不可逆电路的输入阻抗特性。

图4是表示图1的发送模块所具有的功率放大器的特性的图。

图5是表示本发明的发送模块的第2实施方式的电路连接图。

图6是表示本发明的发送模块的第3实施方式的电路连接图。

图7是表示本发明的发送模块的第4实施方式的电路连接图。

图8是设置在现有的发送模块中的不可逆电路的连接图。

具体实施方式

＜第1实施方式＞

参照图1～图4，说明本发明的发送模块的第1实施方式。图1是显示本发明的发送模块的第1实施方式的电路连接图，图2是显示构成形成不可逆电路的隔离器的铁素体/磁铁元件的分解立体图，图3是用来说明不可逆电路的输入阻抗特性的史密斯圆图，(a)显示图1的发送模块所具有的不可逆电路的输入阻抗特性，(b)显示现有的不可逆电路的输入阻抗特性。图4是显示图1的发送模块所具有的功率放大器的特性的图。另外，对于与图8所示的设置在现有的发送模块中的不可逆电路所具有的结构相同的结构，标注相同符号。

图1所示的发送模块1是功率放大模块，该功率放大模块形成为在由树脂或陶瓷等形成的基板上，设置有将输入至输入端子PI的发送信号(高频信号)进行放大的功率放大器2(相当于本发明的“放大电路”)，包括具有仅向预先规定的特定方向传输信号的特性的隔离器30的不可逆电路3，以及设置在放大电路2的输出端子P1与不可逆电路3的输入端子P2之间的级间用匹配电路7和输入用匹配电路6等，并用于移动电话或移动信息终端等移动通信终端(通信系统)的发送电路部。此外，发送信号输入输入端子PI，在发送模块1中被放大，且从输出端子PO输出，该发送信号经由省略了图示的双工器等分波电路，被输出到天线元件ANT。

具体地说，在实现了多频化、多模化的发送模块1中，可与使用了第1发送频带的通信共通地使用或者与使用第2发送频带的通信共通使用，该第1发送频带采用例如W-CDMA方式的频带1(1920MHz～1980MHz)、频带2(1850MHz～1910MHz)、频带3(1710MHz～1785MHz)、GSM(注册商标)(Global System for Mobile Communications：全球移动通信系统)1800方式(1710MHz～1785MHz)、GSM1900方式(1850MHz～1910MHz)、或者LTE(Long TermEvolution，长期演进)方式与W-CDMA方式的频带1(1920MHz～1980MHz)、频带2(1850MHz～1910MHz)、频带3(1710MHz～1785MHz)，该第2发送频带采用例如W-CDMA方式的频带5(824MHz～849MHz)、频带8(880MHz～915MHz)、GSM800方式(806MHz～821MHz、824MHz～849MHz)、GSM900方式(870.4MHz～915MHz)。另外，也可通过将使用了上述第1发送频带的通信用发送模块1和使用了第2发送频带的通信用发送模块1，并使其形成为一体，由此构成可同时对应两种发送频带的发送模块。

功率放大器2具有NPN晶体管，以作为由例如构成发射极接地电路的GaAsHBT(异质结双极晶体管)形成的放大元件20，该放大元件20配置在功率放大器2的输出段，对输入输入端子PI的发送信号进行放大。另外，图1中仅显示了功率放大器2的输出段的放大元件20，为简化说明，图中省略了构成功率放大器2的其他放大元件以及配置在放大元件间的级间用匹配电路等。此外，也可取代异质结双极晶体管，而将源极接地的场效晶体管用于放大元件。

另外，如图1所示，本实施方式中，功率放大器2的输出阻抗设定约为5Ω。

不可逆电路3具有隔离器30、与隔离器30并联的宽带化电路4、以及串联至隔离器30的后级的输出用匹配电路5。如图2所示，隔离器30包括具有一对对向的主面的微波用铁素体31(相当于本发明的“磁性体”)、以及一对永久磁铁32，在一个永久磁铁32的一个磁极与另一个永久磁铁32的相反磁极之间配置着铁素体31。具体地说，铁素体31和永久磁铁32形成为长方体状，铁素体31和永久磁铁32通过例如环氧类粘合剂38进行粘合，以使得永久磁铁32的直流磁场施加在与铁素体31的主面几乎垂直的方向上。

此外，在与铁素体31的两主面正交的侧面之中的一个侧面上，设有输入端口35、输出端口36以及接地端口37。此外，在铁素体31上设有：第1中心电极33(电感器L1)，其一端连接至输入端口35，另一端连接至输出端口36；以及第2中心电极34(电感器L2)，在两主面上与第1中心电极33绝缘的状态下，其一端连接至输入端口35，另一端连接至接地端口37。而且，利用永久磁铁32对第1中心电极33和第2中心电极34的交叉部分施加直流磁场。

此外，第1中心电极33利用导体膜形成在铁素体31上，从铁素体31的一个主面的右下方的输出端口36向上升起，并在分为2根的状态下以较小的角度倾斜地延伸至左上方。然后，第1中心电极33向左上方升起，通过设置在上端面的中继用电极绕入另一个主面。并且，第1中心电极33在另一个主面中形成为从左上方向右下方延伸，并且与输出输入端口35相连接，以使得当从一个主面看时，形成在该另一个主面中的第1中心电极33与形成在该一个主面中的第1中心电极33几乎重叠。

此外，在铁素体31的两主面上在与第1中心电极33绝缘的状态下，通过导体膜将第2中心电极34形成于铁素体31，并且将该第2中心电极34形成为从铁素体31的一个主面的右下方的输入端口35开始，在与铁素体31的长边倾斜成较大的角度的状态下与第1中心电极33交叉并卷绕铁素体31，且该第2中心电极34与接地端口37相连接。

此外，铁素体31可由例如YIG铁素体来形成，第1中心电极33、第2中心电极34以及各端口35～37可作为银或银合金的厚膜或者薄膜，通过印刷、转印、以及光刻法等方法来形成。此外，对第1中心电极33、第2中心电极34进行绝缘的绝缘膜可使用玻璃或氧化铝等介电体厚膜、聚酰亚胺等树脂膜等，通过印刷、转印、以及光刻法等方法来形成。

另外，铁素体31包含绝缘膜和各种电极在内，可利用磁性体材料一体地进行烧制，在此情况下，优选通过能够承受高温煅烧的Pd、Ag或者它们的合金来形成各种电极。

此外，作为永久磁铁32的材质，优选采用剩余磁通密度、矫顽磁力等磁性特性优异、且高频带的绝缘性、低损耗性也优异的锶类铁素体磁铁，或者剩余磁通密度、矫顽磁力等磁性特性优异、适合小型化、且即使考虑到高频带的绝缘性后仍可使用的镧/钴类铁素体磁铁等各种材质。

宽带化电路4具有电容器C1(第1电容器)和串联电路，该电容器C1(第1电容器)与第1中心电极33(电感器L1)并联连接，该串联电路为与第1中心电极33并联连接的终端电阻R和由电感器L3、电容器C3、C4构成的LC串联谐振电路41的串联电路。与隔离器30的输出端口36串联连接的输出用匹配电路5具有阻抗调整用电容器CS2(第3电容器)，该阻抗调整用电容器CS2(第3电容器)的一端连接至第1中心电极33的另一端(输出端口36)，该阻抗调整用电容器CS2(第3电容器)的另一端连接至不可逆电路3的输出端子P3。

此外，在宽带化电路4的外侧，不可逆电路3的输入阻抗的带域调整用电容器Cj(第2电容器)与不可逆电路3并联连接。另外，本实施方式中，LC串联谐振电路41由两个电容器C3、C4以夹住电感器L3的方式串联连接地构成，但也可采用仅串联连接电感器和电容器后得到的电路结构、或者由两个电感器夹住电容器后得到的电路结构，来构成LC串联谐振电路41。

此外，不可逆电路3的输入端子P2上连接有输入用匹配电路6，输入用匹配电路6具有阻抗调整用电容器CS1(第5电容器)，该阻抗调整用电容器CS1(第5电容器)的一端连接至级间用匹配电路7的输出端，另一端连接至不可逆电路3的输入端子P2。

由此构成的不可逆电路3中，电感器L2(第2中心电极34)的电感设定为大于电感器L1(第1中心电极33)的电感，因此若从不可逆电路3的输入端子P2输入高频信号，则电感器L2或终端电阻R中几乎不流过电流，而是在电感器L1中流过电流，且将输入至不可逆电路3的输出端子P3的高频信号输出。此外，若从不可逆电路3的输出端子P3反方向地输入高频信号，则电流会因为由电感器L1和电容器C1形成的并联谐振电路和终端电阻R而发生衰减(隔离)。

此时，通过将电感器L2的电感设定为相对地大于电感器L1的电感，在本实施方式中，如图1所示，与不可逆电路3的输入端子P2相连接的输入用匹配电路6的输入阻抗的实部降低至约25Ω，与输入输出阻抗的实部一起设定为50Ω的现有的不可逆电路的结构相比，能够使输入阻抗的实部的大小降低至现有的一半左右。

另外，通过适当地调整第1中心电极33、第2中心电极34的交叉角等第1中心电极33、第2中心电极34相对于铁素体31的卷绕状态，能够调整不可逆电路3的输入阻抗或插入损耗等的电气特性。也就是说，随着电感比(L2/L1：第1中心电极33、第2中心电极34在铁素体31上的圈数比)的增大，从不可逆电路3的输入阻抗向输出阻抗的阻抗转换量会在实部、虚部一起增大，并且能够通过适当地设定第1中心电极33、第2中心电极34的圈数来调整阻抗转换量。另外，阻抗的虚部构成为可通过阻抗调整用电容器CS1、CS2而从任意值调整至0Ω。

此外，在隔离器30的输入端口35与输出端口36之间，LC串联谐振电路41与电感器L1(第1中心电极33)并联连接，该LC串联谐振电路41与终端电阻R串联连接。因此，若高频信号反方向地输入至不可逆电路3的输出端子P3，则根据终端电阻R和LC串联谐振电路41的阻抗特性，在宽频带内进行匹配。因此，能够在宽频带内改善不可逆电路3的隔离特性，并且减少发送模块的不可逆电路3的插入损耗。

具体地说，例如当在利用W-CDMA方式的频带5、8的发送频带(824MHz～915MHz)的通信中使用发送模块1的情况下，会扩大带域，以使得在高频信号被输入至不可逆电路3的输出端子P3时能够确保约-10dB的隔离特性。此外，在用于通信的频带即通过功率放大器2放大信号的频带内，不可逆电路3的插入损耗最多可抑制为约-0.64dB。

如图1所示，级间用匹配电路7形成为由电感器L11和电容器C11构成的1阶低通滤波器型。本实施方式中，如图1所示，利用级间用匹配电路7，阻抗从功率放大器2的输出阻抗5Ω转换为不可逆电路3(输入用匹配电路6)的输入阻抗25Ω。

以下，说明电容器Cj与不可逆电路3并联连接时所起的作用。

如图3(a)所示的史密斯圆图那样，通过使电容器Cj与不可逆电路3并联连接，能够在用于通信的频带即利用功率放大器2将信号放大的频带中，调整不可逆电路3的输入阻抗，缩短不可逆电路3的输入端子P2的阻抗曲线(反射系数S11)的长度。也就是说，能够减小通信中使用的频带内不可逆电路3的输入端子P2的阻抗的变化量。另一方面，如果电容器Cj未与不可逆电路3并联连接，则如图3(b)所示，在用于通信的频带即通过功率放大器2将信号放大的频带中，不可逆电路3的输入端子P2的阻抗曲线的长度会变长。

因此，在使用功率放大器2的规定频带中，通过使电容器Cj与不可逆电路3并联连接，能够将不可逆电路3的输入端子P2的阻抗曲线收敛于图3(a)、(b)中由虚线包围的、且对于功率放大器2(级间用匹配电路7)侧而言优选的阻抗区域(25Ω附近)内，通过设置在功率放大器2的输出端子P1和不可逆电路3的输入端子P2之间的级间用匹配电路7以及输入用匹配电路6，能够将功率放大器2的输出阻抗和不可逆电路3的输入阻抗在宽频带中进行匹配。

另外，此处对于功率放大器2来说优选的阻抗区域是指，功率放大器2能够放大规定输出的阻抗的范围，通过使不可逆电路3的输入阻抗匹配至该区域，能够在宽频带中有效地放大来自功率放大器2的放大信号。

此外，例如在上述第1发送频带中，如图4所示，将电容器Cj与不可逆电路3并联连接的情况(图4中以□表示)和电容器Cj未与不可逆电路3并联连接时(图4中以◇表示)的情况进行比较，可以看出在宽频带中功率放大器2的效率得到了提高。此外，例如在上述第1发送频带中，如图4所示，将电容器Cj与不可逆电路3并联连接的情况(图4中以■表示)和电容器Cj未与不可逆电路3并联连接时(图4中以◆表示)进行比较，可以看出在用于通信的宽频带中功率放大器2的变形特性得到改善。另外，上述第2发送频带中也能够获得同样的效果。

如上所述，根据上述实施方式，宽带化电路4具有与隔离器30的第1中心电极33并联连接的电容器C1、以及与隔离器30的第1中心电极33并联连接的终端电阻R和LC串联谐振电路41的串联电路，通过在该宽带化电路4的外侧，使电容器Cj与不可逆电路3并联连接，由此在使用功率放大器2的即用于通信的规定频带中，能够调整不可逆电路3的输入阻抗，以缩短不可逆电路3的输入端子P2的阻抗曲线(反射系数S11)的长度。因此，在使用功率放大器2的规定频带中，能够将不可逆电路3的输入端子P2的阻抗曲线收敛入对于功率放大器2(级间用匹配电路7)侧而言优选的阻抗区域内，通过设置在功率放大器2的输出端子P1与不可逆电路3的输入端子P2之间的级间用匹配电路7和输入用匹配电路6，能够将功率放大器2的输出阻抗和不可逆电路3的输入阻抗在宽频带内进行匹配，因此能够提供在抑制功率放大器2的效率劣化的状态下实现了宽带化的发送模块1。

此外，利用与隔离器30串联连接的输出用匹配电路5所具有的电容器CS2，能够容易地调整不可逆电路3的输出阻抗。

此外，由于不可逆电路3的输入阻抗小于以往，所以能够相对地减小从功率放大器2的输出端子P1至不可逆电路3的输入端子P2的阻抗的转换比，因此能够简化级间用匹配电路7的结构。因此，能够减少级间用匹配电路7的插入损耗，并且力图提高发送模块1的效率。此外，由于能够力图简化级间用匹配电路7，所以可降低发送模块1的制造成本。此外，由于能够力图简化级间用匹配电路7，所以能够构成由电感器L11和电容器C11构成且结构简单实用的1阶低通滤波器型级间用匹配电路7。

此外，为了将功率放大器2的输出阻抗转换为预先设定的不可逆电路3的输出阻抗(例如50Ω)，通过变更级间用匹配电路7的结构以及不可逆电路3所具有的各个被动元件、隔离器30的结构，能够以两阶段来转换阻抗，因此能够提高发送模块1的设计自由度。

此外，由于能够简化级间用匹配电路7，所以即使具有不可逆电路3，也能够以与未设置不可逆电路3的发送模块相同的插入损耗来构成发送模块1，通过具有不可逆电路3，能够提供对于负载变动的承受性大于以往、并且插入损耗与以往同等或更低的发送模块1。

此外，发送模块1中，能够以低损耗有效地放大多个频带或者不同的通信系统的发送信号。因此，无需对每个频带或者不同的通信系统单独地设置发送模块1，能够以共通的发送模块1来放大并发送各个频带的发送信号，因此能够非常有效地简化搭载有发送模块1的装置的部件结构。

具体地说，如上所述，在宽频带方面具有优异的损耗特性和隔离特性的发送模块1能够适用于支持多频多模的通信系统，例如分别对应W-CDMA方式的频带1、2、3、GSM1800方式、GSM1900方式来进行无线通信的通信系统、分别对应W-CDMA方式的频带5、8、GSM800方式、GSM900方式进行无线通信的通信系统、以及分别对应WCDMA方式的频带1、2、3和LTE方式的频带1、2、3进行无线通信的通信系统等。

＜第2实施方式＞

参照图5，说明本发明的发送模块的第2实施方式。图5是表示本发明的发送模块的第2实施方式的电路连接图。本实施方式与上述第1实施方式的不同之处在于，如图5所示，输出用匹配电路5还具有电容器C2(第4电容器)，该电容器C2(第4电容器)的一端连接至电容器CS2的一端(输出端口36)，另一端接地，输入用匹配电路6具有电容器C5(第6电容器)，该电容器C5(第6电容器)的一端连接至不可逆电路3的输入端子P2，另一端接地。其他构成与上述第1实施方式相同，因此对于同样的构成标注同一符号，由此省略该构成和动作的说明。

采用如此的结构时，能够获得与上述第1实施方式相同的效果，并且还能够获得以下效果。也就是说，通过与隔离器30并联连接的电容器C2，能够扩大输出阻抗的调整范围。

＜第3实施方式＞

参照图6，说明本发明的发送模块的第3实施方式。图6是表示本发明的发送模块的第3实施方式的电路连接图。本实施方式与上述第1实施方式的不同之处在于，如图6所示，隔离器130具有与图8所示的现有的隔离器相同的结构。也就是说，第1中心电极33(电感器L1)的一端连接至输入端口35，另一端连接至输出端口36，第2中心电极34(电感器L2)的一端连接至输出端口36，另一端连接至接地端口37。其他构成与上述第1实施方式相同，因此对于同样的构成标注同一符号，由此省略该构成和动作的说明。

采用如此的结构时，能够获得与上述第1实施方式相同的效果。另外，本实施方式中，构成为连接至不可逆电路3的输入端子P2的输入用匹配电路6的输入阻抗约为50Ω。

＜第4实施方式＞

参照图7，说明本发明的发送模块的第4实施方式。图7是表示本发明的发送模块的第4实施方式的电路连接图。本实施方式与上述第2实施方式的不同之处在于，如图7所示，隔离器130具有与图8所示的现有的隔离器相同的结构。也就是说，第1中心电极33(电感器L1)的一端连接至输入端口35，另一端连接至输出端口36，第2中心电极34(电感器L2)的一端连接至输出端口36，另一端连接至接地端口37。其他构成与上述第1实施方式和第2实施方式相同，因此对于同样的构成标注同一符号，由此省略该构成和动作的说明。

采用如此的结构时，能够获得与上述第1实施方式和第2实施方式相同的效果。另外，本实施方式中，构成为连接至不可逆电路3的输入端子P2的输入用匹配电路6的输入阻抗约为50Ω。

另外，本发明并未限定于上述实施方式，可在不超出其要旨的范围内，除了上述内容以外进行各种变更，例如上述发送模块1的特性全部为示例，可与使用发送模块1的无线通信机器或移动通信终端的结构和使用频带相对应地，如上所述适当地设计功率放大器2、不可逆电路3以及匹配电路4的结构。

隔离器30、130的结构并未限定于上述示例，例如也可将中心电极分别形成在一对永久磁铁32与铁素体31的两主面对向的面上，并且在一对永久磁铁32与铁素体31相粘合的状态下，使形成在各永久磁铁32上的中心电极彼此通过形成在铁素体31的上端面和下端面的中继用电极而相互电连接。

此外，作为在发送模块1所具有的基板上配设的电子器件，并未限定于上述示例，可与发送模块1的使用目的或设计相对应地，适当地选择最佳的电子部件，并安装到基板上。例如，还可在发送模块1上搭载级间滤波器(SAW滤波器)或功率检测器，并且还可搭载开关、双工器等复用器、耦合器等。此外，上述各电感器L3、L11和电容器C1～C5、C11、Cj、终端电阻R等被动元件也可由安装在基板上的芯片部件来构成，并且也可取代芯片部件，而由内置在基板内的器件或基板内的配线图案来形成。此外，也可取代上述GaAsHBT，利用FET等众所周知的放大元件来构成放大元件20的晶体管。

此外，上述各实施方式中，级间用匹配电路7形成为1阶低通滤波器型，但作为级间用匹配电路7的结构，也可为2阶或者3阶以上的低通滤波器型、高通滤波器型等任何结构，可根据需要由众所周知的电路结构来形成级间用匹配电路7。

然而，如图1、图5～图7所示，发送模块1一般是以其输出阻抗连接至输入阻抗为50Ω的装置为前提来设计的，但VSWR(Voltage Standing Wave Ratio：电压驻波比)会随着天线元件ANT等的负载变动而发生变动。因此，由于VSWR会随着天线元件ANT等的负载变动而发生变动，所以功率放大器2的放大元件20的晶体管的集电极电流会增大，可能导致功率放大器2发生破损。为了防止该现象，对该晶体管的发射极尺寸进行设定，以使其容许范围相对于因VSWR的变动而产生的集电极电流的增大而有足够大的尺寸。

例如，在未设置不可逆电路3的情况下，对发送模块1的功率放大器2的输出级的放大元件20的晶体管的发射极尺寸进行设定，以使得VSWR变动为最大预计值的10倍时的集电极电流值在其容许范围内。具体地说，在并无天线元件ANT等的负载变动且输出阻抗稳定为50Ω时，功率放大器2的输出电流(集电极电流)的最大值约为1.3A，在此情况下，当随着例如天线元件ANT等的负载变动，VSWR变动为10倍，此时，功率放大器2的输出电流的最大值会增大至约2倍即约2.6A。因此，将功率放大器2的输出级的放大元件20的晶体管的发射极尺寸设定为约2.6A的集电极电流在其容许范围内。

然而，图1、图5～图7所示的发送模块1中，功率放大器2的输出信号经由不可逆电路3输出至天线元件ANT，因此如上所述，即使在发送模块1的输出端子PO观测到的VSWR随着天线元件ANT等的负载变动而发生变动，也能够抑制从功率放大器2的输出端子P1观察到的负载变动。具体地说，例如，不可逆电路3具有-15dB的隔离特性时，即使在发送模块1的输出端子PO观测到的VSWR随着天线元件ANT等的负载变动而变动至10倍，功率放大器2的输出电流(集电极电流)的最大值也会被抑制至为约1.5A。

因此，也可以将功率放大器2的输出级的放大元件20的晶体管的发射极尺寸设定在基于不可逆电路3的隔离特性预先决定的、即预先规定了功率放大器2的输出电流因天线元件ANT等的负载变动而发生变动时的最大值(例如1.5A)的容许范围内。通过采用此种结构，如上所述，利用不可逆电路3将功率放大器2的输出电流(集电极电流)因VSWR的变动而发生变动时的最大值抑制为约2.6A→约1.5A，在此情况下，能够将放大元件20的晶体管的发射极尺寸削减约40％。此外，通过如此将放大元件20的晶体管的发射极尺寸设定为小于以往，则能够将以往5Ω左右的功率放大器2的输出阻抗增大至例如约6.5Ω左右。

如此，虽然基于不可逆电路3的隔离特性来预先决定功率放大器2的负载变动，但与未在发送模块1上设置不可逆电路3的情况相比，功率放大器2的输出电流因该负载变动而发生变动时的最大值会变得非常小。因此，通过将功率放大器2的输出级的放大元件20的晶体管的发射极尺寸设定在功率放大器2的输出电流因该负载变动而产生的变动值的最大值在预先规定的容许范围内，由此能够减少放大元件20的晶体管的发射极尺寸。

此外，通过减小放大元件20的晶体管的发射极尺寸，可增大功率放大器2的输出阻抗，因此能够相对地减小从功率放大器2的输出端子P1至不可逆电路3的输入端子P2的阻抗的转换比。因此，能够简化连接在功率放大器2的输出端子P1与不可逆电路3的输入端子P2之间的级间用匹配电路7。此外，通过简化级间用匹配电路7，能够力图降低级间用匹配电路7的插入损耗，因此能够提高发送模块1的效率。

此外，通过减小功率放大器2的输出段的放大元件20的晶体管的发射极尺寸，能够力图实现功率放大器2的小型化，因此能够实现发送模块1的小型化。此外，通过基于不可逆电路3的隔离特性，适当地设定由双极晶体管形成的放大元件20的晶体管的发射极尺寸，由此能够将功率放大器2的输出阻抗设定得较高。

此外，上述实施方式中，将输入用匹配电路6连接至不可逆电路3的输入端子P2，但输入用匹配电路6并非必需。因此，在未设置输入用匹配电路6的情况下，可构成为利用级间用匹配电路7来对功率放大器2的输出阻抗与不可逆电路3的输入阻抗进行匹配。

工业上的实用性

另外，能够将本发明广泛适用于具有放大电路、不可逆电路、以及设置在放大电路的输出端与不可逆电路的输入端之间的级间用匹配电路的发送模块。

(符号说明)

1 发送模块

2 功率放大器(放大电路)

3 不可逆电路

30、130 隔离器

31 铁素体(磁性体)

33 第1中心电极

34 第2中心电极

35 输入端口

36 输出端口

4 宽带化电路

41 LC串联谐振电路

5 输出用匹配电路

6 输入用匹配电路

7 级间用匹配电路

C1 电容器(第1电容器)

C2 电容器(第4电容器)

C5 电容器(第6电容器)

Cj 电容器(第2电容器)

CS1 电容器(第5电容器)

CS2 电容器(第3电容器)

R 终端电阻

Claims (7)

1.一种发送模块，其具有放大电路和不可逆电路，其特征在于，

所述不可逆电路具有：

隔离器，该隔离器具有输入端口和输出端口；

宽带化电路，该宽带化电路配置在所述隔离器的输入端口与输出端口之间，并且与所述隔离器并联连接；以及

输出用匹配电路，该输出用匹配电路串联连接至所述隔离器的输出端口，

所述隔离器具有：

微波用磁性体；

第1中心电极和第2中心电极，该第1中心电极和第2中心电极在相互绝缘的状态下交叉地配置在所述微波用磁性体上；以及

永久磁铁，该永久磁铁对所述第1中心电极与所述第2中心电极的交叉部分施加直流磁场，

所述第1中心电极的一端连接至所述不可逆电路的输入端，另一端连接至所述输出用匹配电路的输入端，

所述第2中心电极的一端连接至所述不可逆电路的输入端，另一端接地，

所述宽带化电路具有：

与所述第1中心电极并联连接的第1电容器，以及

与所述第1中心电极并联连接的由终端电阻和LC串联谐振电路构成的串联电路，

所述不可逆电路与第2电容器并联连接，

将所述第2中心电极的电感设定为大于所述第1中心电极的电感。

2.根据权利要求1所述的发送模块，其特征在于，

所述第1电容器与所述串联电路并联连接。

3.根据权利要求1所述的发送模块，其特征在于，

所述输出用匹配电路由第3电容器形成，该第3电容器的一端连接至所述第1中心电极的另一端，并且该第3电容器的另一端连接至所述不可逆电路的输出端。

4.根据权利要求3所述的发送模块，其特征在于，

所述输出用匹配电路还具有第4电容器，该第4电容器的一端连接至所述第3电容器的一端，另一端接地。

5.根据权利要求1所述的发送模块，其特征在于，

还具有设置在所述放大电路的输出端与所述不可逆电路的输入端之间的级间用匹配电路，并且在所述不可逆电路的输入端与所述级间用匹配电路的输出端之间连接有输入用匹配电路。

6.根据权利要求5所述的发送模块，其特征在于，

所述输入用匹配电路由第5电容器形成，该第5电容器的一端连接至所述不可逆电路的输入端，另一端连接至所述级间用匹配电路的输出端。

7.根据权利要求6所述的发送模块，其特征在于，

所述输入用匹配电路还具有第6电容器，该第6电容器的一端连接至所述不可逆电路的输入端，另一端接地。