CN107809267B - 高频模块及通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供避免电源端子数的增加及电源布线的复杂化且频带间的隔离性优良的高频模块。高频模块(100)包括：受电端子(104)；LNA(121)；切换不同频带的多个信号并向LNA(121)输出的接收开关(122)；从受电端子(104)到达接收开关(122)的电源端子(127)的第1导电路径(141)；从第1导电路径(141)上的分支点(143)到达LNA(121)的电源端子(126)的第2导电路径(142)；从第1导电路径(141)及第2导电路径(142)的至少一方分支到达接地的第3导电路径(145)；以及插入第3导电路径(145)的电容器(144)。第2导电路径(142)的第2电感(L2)大于从第1导电路径(141)的分支点(143)到达电源端子(127)的部分的第1电感(L1)。

Description

高频模块及通信装置
技术领域
本发明涉及高频模块及通信装置。
背景技术
以往，各种通信装置中，采用能够进行信号路径的切换的高频电路(例如，专利文献1)。
图6是专利文献1公开的高频电路的框图。该高频电路具有第1及第2天线端子ANT1、ANT2、差动的发送端子Tx、第1接收端子Rx1及第2接收端子Rx2以及开关电路DP3T。开关电路DP3T根据向电源端子Va1、Va2、Vt、Vr提供的电压，切换期望的信号路径的连接/非连接。另外，根据向电源端子Vcc1、Vcc2、Vb、Vatt、VbL1、VbL2、VcL提供的电压，高频放大电路HPA、低噪声放大电路LNA1、LNA2被通断。
该高频电路根据向这些电源端子提供的电压的组合，例如，进行收发动作的切换及发送动作中的最佳天线的选择(所谓的发送分集动作)。
另外，专利文献1记载了用于提供施加的电压的高/低始终相同的电压的电源端子能够共通(共用)的情况及通过共用能够减少电源端子数、电源线而容易进行电路元器件的构造的简化、小型化的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1
国际公开第2011/061946号
发明内容
发明要解决的问题
但是，由于仅仅只是共用电源端子、电源布线，经由共用的电源端子、电源布线的噪声的绕回成为问题。
因而，本发明的目的是提供即使在对多个电路的电源提供中共用电源端子、电源布线也能够抑制噪音经由共用的电源端子、电源布线绕回的高频模块。
解决技术问题所采用的技术方案
为了实现上述目的，本发明的一个方式所涉及的高频模块包括：基板；配置在所述基板上，用于从电源接收供电的受电端子；配置在所述基板上的放大电路；配置在所述基板上，切换频带不同的多个信号并向所述放大电路输出的开关电路；从所述受电端子到达所述开关电路的电源端子的第1导电路径；从所述第1导电路径上的分支点到达所述放大电路的电源端子的第2导电路径；从所述第1导电路径和所述第2导电路径的至少一方分支，到达接地的第3导电路径；以及插入所述第3导电路径的电容器。所述第2导电路径的第2电感大于从所述第1导电路径的所述分支点到达所述开关电路的电源端子的专有部分的第1电感。
根据该结构，共用从所述第1导电路径的所述受电端子到达所述分支点的部分，将由所述受电端子接收到的电源电压提供至所述放大电路和所述开关电路。因此，虽然实现了受电端子数的减少、导电路径的单纯化，但是可能产生所述开关电路的噪声通过所述第1及第2导电路径绕回所述放大电路的问题。针对该问题，将所述第2导电路径的所述第2电感设为大于从所述第1导电路径的所述分支点到达所述开关电路的电源端子的专有部分的所述第1电感。从而，从所述开关电路通过所述第1及第2导电路径绕回所述放大电路的噪声被所述第2导电路径衰减。结果，能够获得在向多个电路的供电中共用电源端子、电源布线的同时可抑制经由共用的电源端子、电源布线绕回的噪音的高频模块。
而且，通过所述电容器降低了电源噪声对所述放大电路及所述开关电路的影响，因此能够获得具有优良的噪声特性的高频模块。
另外，优选的是，所述第1导电路径及所述第2导电路径分别由第1布线导体及第2布线导体构成，所述第2布线导体的长度比从所述第1布线导体的所述分支点到达所述开关电路的所述电源端子的专有部分的长度长。
根据该结构，在所述第2布线导体及所述第1布线导体的专有部分的各自的单位长度电感的值大致相等的前提下，能够将所述第2电感构成为大于所述第1电感。
另外，优选的是，所述第1导电路径由第1布线导体构成，所述第2导电路径由第2布线导体和插入该第2布线导体的电感元件构成。
根据该结构，能够根据所述电感元件的电感将所述第2电感构成为大于所述第1电感。
另外，优选的是，所述开关电路和所述放大电路设置在单一的集成电路芯片内，所述开关电路的电源端子是所述集成电路芯片的第1电源端子，所述放大电路的电源端子是所述集成电路芯片的第2电源端子。
根据该结构，所述开关电路和所述放大电路由单一的集成电路芯片构成，因此能够使高频模块小型化。
另外，所述高频模块还包括：配置在所述基板上的分波电路；从所述开关电路到达所述分波电路的第4导电路径。俯视所述基板时，所述第4导电路径与所述第1导电路径、所述第2导电路径及所述第3导电路径的任一个都不交叉。
根据该结构，在所述基板的俯视中，信号的路径即所述第4导电路径与电源的路径即所述第1、第2、第3导电路径都不交叉，因此高频模块的噪声特性进一步提高。
另外，所述电容器也可以是陶瓷电容器。
根据该结构，一般地说，所述电容器采用电容单位体积小的陶瓷电容器，因此能够实现高频模块小型化。
发明效果
根据本发明所涉及的高频模块，可获得即使在对多个电路的供电中共用电源端子、电源布线也能够抑制噪声经由共用的电源端子、电源布线绕回的高频模块。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的高频模块的功能性结构的一例的框图。
图2是表示实施方式1所涉及的高频模块的主要部分的功能性结构的一例的框图。
图3是表示实施方式1所涉及的高频模块中的导电路径的配置例的平面图。
图4是表示实施方式1所涉及的高频模块中的导电路径的配置例的截面图。
图5是表示实施方式1的变形例所涉及的高频模块的主要部分的功能性结构的一例的框图。
图6是表示实施方式2所涉及的通信装置的功能性结构的一例的框图。
图7是现有例所涉及的高频电路的框图。
具体实施方式
以下，利用附图详细说明本发明的实施方式。另外，以下说明的实施方式都示出了包括性或具体性的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置及连接方式等只是一例，并不是限定本发明的主旨。以下的实施方式中的结构要素中，对独立权利要求中未记载的结构要素作为任意的结构要素进行说明。另外，附图所示的结构要素的大小或大小之比不一定严密。
(实施方式1)
实施方式1所涉及的高频模块例如是与多波段(多个频带)/多模式(多个无线通信标准)对应的通信装置的前端电路中采用的复合元器件。该高频模块具有处理互不相同的频段/模式的高频(RF)信号的多个信号路径，通过信号路径的连接/非连接的切换，处理期望的频段/模式的RF信号。
图1是表示实施方式1所涉及的高频模块的功能性结构的一例的框图。图1所示的高频模块100处理从不同的3个频段Band A、Band B、Band C中选择的一个选择频段的RF信号。3个频段也可以是分别与不同的无线通信标准对应的频段。各频段中，采用发送用的子频段和接收用的子频段，进行基于频率分割的全双工通信。
高频模块100具备功率放大器(PA)111、发送开关112、低噪声放大器(LNA)121、接收开关122、按频段的双工器131、132、133、天线开关134、供电电路140。
PA111放大由RF信号输入端子101接收到的发送RF信号，向发送开关112发送。
发送开关112根据未图示的控制信号，将从PA111接收到的发送RF信号向选择频段的信号路径输出。
LNA121放大从接收开关122接收到的接收RF信号，向RF信号输出端子102输出。
接收开关122分别从双工器131、132、133接收接收RF信号。接收开关122根据未图示的控制信号，将接收到的接收RF信号中的选择频段的接收RF信号向LNA121输出。
双工器131、132、133按频段设置，将该频段内的发送子频段的发送RF信号和接收子频段的接收RF信号混合/分离。
天线开关134根据未图示的控制信号，将选择频段的信号路径和天线端子103连接。
受电端子104及接地端子105从未图示电源电路分别接收电源电压及接地电压。
电源提供电路140是将由单一的受电端子104接收到的电源电压提供至LNA121及接收开关122的电路。另外，向PA111、发送开关112、天线开关134的供电电路的图示虽然省略，但是能够应用与供电电路140同样的供电电路。
该结构中，LNA121是放大电路的一例，接收开关122是开关电路的一例。另外，双工器131、132、133各自是分波电路的一例。
接着，说明高频模块100的包含供电电路140的主要部分。
图2是表示高频模块100的主要部分的功能性结构的一例的框图。图2的例中，LNA121及接收开关122设置在单一的集成电路(IC)芯片120内。IC芯片120具有接收开关122的电源端子即电源端子126和LNA121的电源端子即电源端子127。
供电电路140具有：从受电端子104到达接收开关122的电源端子126的第1导电路径141；从第1导电路径141上的分支点143到达LNA121的电源端子127的第2导电路径142。这里，设置第1及第2导电路径141、142，使得第2导电路径142的第2电感L2比从第1导电路径141的分支点143到达开关电路的电源端子126的专有部分的第1电感L1大。
另外，供电电路140具有：从第1导电路径141及第2导电路径142的至少一方(图2的例中为第1导电路径141)分支到达接地的第3导电路径145；和插入第3导电路径145的电容器144。
另外，高频模块100具有第4导电路径123、124、125。第4导电路径123、124、125将接收开关122分别与双工器131、132、133(图2未图示)连接。
根据该结构，共用从第1导电路径141的受电端子104到达分支点143的部分，向LNA121和接收开关122提供由受电端子104接收到的电源电压。另外，将第2导电路径142的第2电感L2设为比从第1导电路径141的分支点143到达接收开关122的电源端子126的专有部分的第1电感L1大。
从而，从接收开关122通过第1及第2导电路径141、142绕回LNA121的噪声被第2导电路径142衰减。结果，在对LNA121及接收开关122的供电中共用受电端子104及第1导电路径141的一部分的同时，从接收开关122绕回LNA121的噪声被抑制。
而且，通过电容器144降低了电源噪声对LNA121及接收开关122的影响，因此可获得具有优良的噪声特性的高频模块100。
接着，说明图2的功能结构对应的高频模块100的构造(特别是导电路径的配置)。
图3及图4是表示高频模块100的构造的一例的平面图及截面图。图4相当于沿着箭头方向观察图3的IV-IV线的截面，但是为了便于理解，位于其他截面的结构要素也适当进行了图示。
高频模块100在基板150上构成。图3及图4的例中，基板150是多层布线基板。
在基板150的一个主面，安装包含LNA121及接收开关122的IC芯片120、双工器131、132、133以及电容器144。另外，在基板150的另一个主面，设置包含受电端子104及接地端子105的多个表面电极。高频模块100经由该多个表面电极安装于印刷布线基板等母基板。
在基板150的内层，设置作为接地平面的面内导体1462。面内导体1462通过层间导体1461与接地端子105连接。
第1导电路径141由层间导体1411、1413及面内导体1412构成。
层间导体1411的一端与受电端子104连接。层间导体1413的一端与设于IC芯片120的接收开关122的电源端子126连接。
第2导电路径142由面内导体1421及层间导体1422构成。
面内导体1421的一端与面内导体1412的分支点143连接。层间导体1422的一端与设于IC芯片120的LNA121的电源端子127连接。
面内导体1412、1421也可以是包含分支点143的单一的导体箔，在该情况下，以分支点143为边界，该导体箔的一部分是面内导体1412，另一部分是面内导体1421。
第3导电路径145由层间导体1451、1452构成。层间导体1451的一端与面内导体1412连接，另一端与电容器144的一端连接。层间导体1452的一端与电容器144的另一端连接，另一端与面内导体1462连接。层间导体1452和面内导体1412处于不同截面，未连接。
第4导电路径123、124、125分别由设于基板150的面内导体1231、1241、1251和层间导体(未图示)构成。第4导电路径123、124、125从双工器131、132、133向包含接收开关122的IC芯片120按频段传递接收RF信号。
通过如上所述配置的导电路径，构成图2所示的高频模块100的主要部分。
图3及图4的例子中，层间导体1411、1413及面内导体1412与构成第1导电路径141的第1布线导体对应。从第1布线导体的分支点143到达接收开关122的电源端子126的专有部分的长度用从面内导体1412的分支点143到达层间导体1413的部分的长度和层间导体1413的高度之和来表示。
另外，面内导体1421及层间导体1422与构成第2导电路径142的第2布线导体对应。第2布线导体的长度用面内导体1421的长度和层间导体1422的高度之和来表示。
另外，一般，层间导体的高度比面内导体的长度小得多，因此也可以忽略层间导体的高度，仅仅由面内导体的长度表示布线导体的长度。
这里，第2布线导体的长度比第1布线导体的专有部分的长度长。即，在第2布线导体及第1布线导体的专有部分的各自的单位长度电感的值大致相等的前提下，能够将第2导电路径142的第2电感L2构成为大于第1导电路径141的专有部分的第1电感L1。
另外，如图3所示，在基板150的俯视图中，接收RF信号的路径即第4导电路径123、124、125与电源的路径即第1、第2、第3导电路径141、142、145都不交叉。从而，从第1、第2、第3导电路径141、142、145绕回第4导电路径123、124、125的噪声降低，因此高频模块100的噪声特性提高。
另外，所述内容中，为了将第2导电路径142的第2电感L2构成为大于第1导电路径141的专有部分的第1电感L1，将第2布线导体的长度设为比第1布线导体的专有部分的长度长，但是不限于该例。
例如，虽然图示省略，但是通过在第2导电路径142插入电感元件，也可以使第2电感L2构成为比第1电感L1大。在该情况下，第1导电路径141与前述同样地，由第1布线导体构成，第2导电路径142由第2布线导体和插入该第2布线导体的电感元件构成。
通过该结构，能够根据电感元件的电感将第2电感L2构成为大于第1电感L1。
接着，说明高频模块的变形例。
图5是表示变形例所涉及的高频模块100a的主要部分的功能性结构的一例的框图。高频模块100a与图2的高频模块100比，变更了供电电路140a。向供电电路140a追加了第5导电路径147和插入第5导电路径147的电容器146。
从而，通过电容器144、146双方降低电源噪声对LNA121及接收开关122的影响，因此，能够进一步获得具有优良噪音特性的高频模块100a。
(实施方式2)
实施方式2中，说明具备实施方式1及其变形例所涉及的高频模块的通信装置。
图6是表示实施方式2所涉及的通信装置1的功能性结构的一例的框图。如图6所示，通信装置1包括前端电路10、RF信号处理电路20及基带信号处理电路30。
前端电路10将由RF信号处理电路20生成的发送RF信号通过功率放大器放大并提供至天线40，将由天线40接收到的接收RF信号通过低噪声放大器放大并提供至RF信号处理电路20。前端电路10由实施方式1及其变形例所涉及的高频模块构成。
RF信号处理电路20将由基带信号处理电路30生成的发送信号转换为发送RF信号，提供至前端电路10。该转换也可以包含信号的调制及上变频。另外，将从前端电路10接收到的接收RF信号转换为接收信号，提供至基带信号处理电路30。该转换也可以包含信号的解调及下变频。RF信号处理电路20也可以由高频集成电路(RFIC)芯片构成。
基带信号处理电路30将由应用装置/应用软件生成的发送数据转换为发送信号，提供至RF信号处理电路20。该转换也可以包含数据的压缩、复用、纠错码的附加。另外，将从RF信号处理电路20接收到的接收信号转换为接收数据，提供至应用装置/应用软件。该转换也可以包含数据的解压、解复用、纠错。基带信号处理电路30也可以由基带集成电路(BBIC)芯片构成。
应用装置/应用软件采用发送数据及接收数据，进行语音通话、图像显示等应用操作。
根据通信装置1，通过在前端电路10采用实施方式1及其变形例所涉及的高频模块，能够在向多个电路的供电中共用电源端子、电源布线，并且抑制经由共用的电源端子、电源布线绕回的噪声。
以上，说明了本发明的实施方式所涉及的高频模块及通信装置，但是本发明不限于各个实施方式。只要不脱离本发明的精神，将本领域技术人员能想到的各种变形实施于本实施方式、或者将不同实施方式中的结构要素组合构筑的方式也可以包含在本发明的一个或多个方式的范围内。
例如，图1的高频模块100中，向单一的RF信号输出端子102输出LNA121的输出，但是RF信号输出端子102不限于一个。
例如，虽然未图示，但是也可以设置多个RF信号输出端子和输出开关，将LNA121的输出通过该输出开关切换并输出至该多个RF信号输出端子。
该情况下，供电电路140取代接收开关122而向该输出开关和LNA121提供电源电压。从该输出开关绕回LNA121的噪声与实施方式的说明同样，由供电电路140衰减。
结果，可获得在向多个电路的供电中共用电源端子、电源布线，并且能够抑制经由共用的电源端子、电源布线绕回的噪声的高频模块。
工业上的实用性
本发明作为高频模块能够广泛应用于各种通信装置。
标号说明
1 通信装置
10 前端电路
20 RF信号处理电路
30 基带信号处理电路
40 天线
100、100a 高频模块
101 RF信号输入端子
102 RF信号输出端子
103 天线端子
104 受电端子
105 接地端子
111 PA
112 发送开关
120 IC芯片
121 LNA
122 接收开关
123、124、125 第4导电路径
126 接收开关的电源端子
127 LNA的电源端子
131、132、133 双工器
134 天线开关
140、140a 供电电路
141 第1导电路径
142 第2导电路径
143 分支点
144、146 电容器
145 第3导电路径
147 第5导电路径
150 基板
1231、1412、1421、1462 面内导体
1411、1413、1422、1451、1452、1461 层间导体

Claims (7)

1.一种高频模块，其特征在于，包括：
基板；
配置在所述基板上，用于从电源接收供电的受电端子；
配置在所述基板上的放大电路；
配置在所述基板上，切换多个信号并与所述放大电路通信的开关电路；
从所述受电端子到达所述开关电路的电源端子的第1导电路径；
从所述第1导电路径上的分支点到达所述放大电路的电源端子的第2导电路径；
从所述第1导电路径或所述第2导电路径的至少一方分支，并到达接地的第3导电路径；以及
插入所述第3导电路径的电容器，
将从所述第1导电路径的所述分支点到达所述开关电路的电源端子的专有部分的电感值设为第1电感，所述第2导电路径的电感值设为第2电感时，所述第2电感大于所述第1电感。
2.如权利要求1所述的高频模块，其特征在于，
所述第1导电路径由第1布线导体构成，所述第2导电路径由第2布线导体构成，所述第2布线导体的长度比从所述第1布线导体的所述分支点到达所述开关电路的所述电源端子的专有部分的长度长。
3.如权利要求1所述的高频模块，其特征在于，
所述第1导电路径由第1布线导体构成，所述第2导电路径由第2布线导体和插入该第2布线导体的电感元件构成。
4.如权利要求1到3的任一项所述的高频模块，其特征在于，
所述开关电路和所述放大电路设置在单一的集成电路芯片内，所述开关电路的电源端子是所述集成电路芯片的第1电源端子，所述放大电路的电源端子是所述集成电路芯片的第2电源端子。
5.如权利要求1到3的任一项所述的高频模块，其特征在于，还包括：
配置在所述基板上的分波电路；以及
从所述开关电路到达所述分波电路的第4导电路径，
俯视所述基板时，所述第4导电路径与所述第1导电路径不交叉，与所述第2导电路径不交叉，与所述第3导电路径也不交叉。
6.如权利要求1到3的任一项所述的高频模块，其特征在于，
所述电容器是陶瓷电容器。
7.一种通信装置，其特征在于，包括：
如权利要求1到6任一项所述的高频模块；以及
向所述高频模块发送高频发送信号，从所述高频模块接收高频接收信号的RF信号处理电路。
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