CN111756386A - 前端电路以及通信装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种前端电路以及通信装置。前端电路(1)具备：分配器(10)，其将输入到输入端子(10a)的高频信号以预先决定的分配比进行功率分配后从输出端子(10b及10c)输出；滤波器(11)，其与输出端子(10b)连接，具有第一通带；以及滤波器(12)，其与输出端子(10c)连接，具有第二通带，该第二通带的频率与第一通带的频率至少有一部分重叠。

Description

前端电路以及通信装置
技术领域
本发明涉及一种前端电路以及具备该前端电路的通信装置。
背景技术
对于支持多频段化和多模式化的前端电路，要求该前端电路以低损耗同时传输多个高频信号。
专利文献1中公开了具有以下结构的接收模块：通带不同的多个滤波器经由多工器来与天线连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2016/0127015号说明书
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1所记载的接收模块中，在多个滤波器的通带至少有一部分重叠的情况下，如仅是多工器配置于上述多个滤波器的前级这样的结构，则上述多个滤波器之间的隔离度不够。因此，在多个滤波器的通带至少有一部分重叠的情况下，难以使通过上述多个滤波器的多个高频信号同时传输。
因此，本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够同时传输频带至少有一部分重叠的多个高频信号的前端电路以及通信装置。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式所涉及的前端电路具备：第一分配器，其具有第一输入端子、第一输出端子以及第二输出端子，所述第一分配器将输入到所述第一输入端子的高频信号以预先决定的分配比进行功率分配后从所述第一输出端子和所述第二输出端子输出；第一滤波器，其与所述第一输出端子连接，具有第一通带；以及第二滤波器，其与所述第二输出端子连接，具有第二通带，所述第二通带的频率与所述第一通带的频率至少有一部分重叠。
发明的效果
根据本发明，能够提供能够同时传输频带至少有一部分重叠的多个高频信号的前端电路以及通信装置。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的前端电路和通信装置的电路结构图。
图2A是示出实施方式1所涉及的分配器的第一电路结构例的图。
图2B是示出实施方式1所涉及的分配器的第二电路结构例的图。
图3是实施方式1的变形例1所涉及的前端电路和通信装置的电路结构图。
图4A是示出实施方式1的变形例1所涉及的前端电路的电路结构、带通特性以及反射特性的图。
图4B是示出比较例所涉及的前端电路的电路结构、带通特性以及反射特性的图。
图5是示出实施方式1的变形例2所涉及的前端电路的电路结构和带通特性的图。
图6是实施方式1的变形例3所涉及的前端电路和通信装置的电路结构图。
图7是实施方式1的变形例4所涉及的前端电路和通信装置的电路结构图。
图8是实施方式1的变形例5所涉及的前端电路和通信装置的电路结构图。
图9是实施方式2所涉及的前端电路和通信装置的电路结构图。
图10是实施方式2的变形例所涉及的前端电路和通信装置的电路结构图。
图11是实施方式1的变形例6所涉及的前端电路和通信装置的电路结构图。
具体实施方式
下面，使用附图来详细说明本发明的实施方式。此外，下面说明的实施方式均表示总括性或具体性的例子。下面的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置以及连接方式等是一个例子，其主旨并不在于限定本发明。将下面的实施方式的结构要素中的未记载于独立权利要求的结构要素作为任意的结构要素来进行说明。另外，附图所示的结构要素的大小或者大小之比未必是严格的。
(实施方式1)
[1.1前端电路1和通信装置5的结构]
图1是实施方式1所涉及的前端电路1和通信装置5的电路结构图。如该图所示，通信装置5具备前端电路1、天线2、RF信号处理电路(RFIC)3以及基带信号处理电路(BBIC)4。
RFIC 3是对利用天线2发送接收的高频信号进行处理的RF信号处理电路。具体地说，RFIC 3对经由前端电路1的接收信号路径输入的高频接收信号通过下变频等进行信号处理，将该信号处理后生成的接收信号输出到BBIC 4。另外，RFIC 3也可以还对从BBIC 4输入的发送信号通过上变频等进行信号处理，将该信号处理后生成的高频发送信号输出到发送信号路径。
另外，RFIC 3也可以具有控制部，该控制部根据在通信装置5中传输的高频信号的频率、前端电路1的接收灵敏度、以及天线2的天线灵敏度中的至少1个，来控制前端电路1所具有的放大器的增益和开关的切换。此外，控制部也可以设置于RFIC 3的外部，例如也可以设置于前端电路1或BBIC 4。
BBIC 4是使用与在前端电路1中传输的高频信号相比频率低的中间频带来进行信号处理的电路。由BBIC 4处理后的信号例如被用作图像信号以显示图像，或者被用作声音信号以借助扬声器进行通话。
天线2与分配器10的输入端子10a连接，该天线2接收来自外部的高频信号后向前端电路1输出，另外，辐射从RFIC 3输出的高频信号。
此外，在本实施方式所涉及的通信装置5中，天线2和BBIC 4不是必需的结构要素。
前端电路1具备分配器10、滤波器11及12、以及低噪声放大器13及14。
分配器10是第一分配器的一例，具有输入端子10a(第一输入端子)、输出端子10b(第一输出端子)以及输出端子10c(第二输出端子)。分配器10将输入到输入端子10a的高频信号以预先决定的分配比进行功率分配，将进行该功率分配而得到的高频信号中的一方从输出端子10b输出，将进行该功率分配而得到的高频信号中的另一方从输出端子10c输出。此外，从输出端子10b输出的高频信号的功率与从输出端子10c输出的高频信号的功率的分配比例如是1:1(均下降3dB)，但是该分配比不限定于此。此外，从输出端子10b输出的高频信号的高频分量(频谱)与从输出端子10c输出的高频信号的高频分量(频谱)相同。
滤波器11是第一滤波器的一例，是具有第一通带的滤波器。第一通带例如与BandA(通信频段A)对应。滤波器11的输入端与输出端子10b连接，滤波器11的输出端与低噪声放大器13的输入端连接。
滤波器12是第二滤波器的一例，是具有第二通带的滤波器，该第二通带的频率与第一通带的频率至少有一部分重叠。第二通带例如与BandB(通信频段B)对应。滤波器12的输入端与输出端子10c连接，滤波器12的输出端与低噪声放大器14的输入端连接。
此外，滤波器11及12例如可以是使用SAW(Surface Acoustic Wave：声表面波)的弹性波滤波器、使用BAW(Bulk Acoustic Wave：体声波)的弹性波滤波器、LC谐振滤波器、包括弹性波谐振器的LC谐振电路、以及介质滤波器中的任一种，而且不限定于它们。
低噪声放大器13是第一低噪声放大器的一例，优先放大从滤波器11输出的第一通带的高频信号。
低噪声放大器14是第二低噪声放大器的一例，优先放大从滤波器12输出的第二通带的高频信号。
低噪声放大器13及14例如由以Si系的CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)或GaAs为材料的场效应晶体管(FET)、异质结双极型晶体管(HBT)等构成。
此外，在本实施方式所涉及的前端电路1中，本发明所涉及的前端电路所必需的结构要素是分配器10、滤波器11及12，低噪声放大器13及14不是必需的。
图2A是示出实施方式1所涉及的分配器10的第一电路结构例的图。构成前端电路1的分配器10例如由图2A所示的分配器10S来实现。
分配器10S由输入端子10a、输出端子10b及10c、输入侧变压器101、输出侧变压器102、电容器103以及电阻104构成。分配器10S是变压器分配型和电阻分配型的混合型分配器。具体地说，从50Ω被变换为25Ω的输入侧变压器101的节点与被变换为100Ω的输出侧变压器102的中间节点连接，通过与输出侧变压器102并联连接的100Ω的电阻104，来取得输出端子10b及10c的输出状态的平衡。
图2B是示出实施方式1所涉及的分配器10的第二电路结构例的图。构成前端电路1的分配器10例如由图2B所示的分配器10T来实现。
分配器10T由输入端子10a、输出端子10b及10c、(1/4)λ带状线111及112、以及电阻113构成。分配器10T是威尔金森型分配器，主要使用于几GHz以上的高频信号的分配。
根据本实施方式所涉及的前端电路1和通信装置5的上述结构，在分配器10中，能够确保频带至少有一部分重叠的通信频段A的高频信号和通信频段B的高频信号的良好的隔离度。因此，在滤波器11及12的通带至少有一部分重叠的情况下，能够抑制通过滤波器11的高频信号与通过滤波器12的高频信号的相互干扰地同时传输这些高频信号。
此外，通过配置分配器10，与输入到分配器10的高频信号相比，通过滤波器11的高频信号和通过滤波器12的高频信号各自的功率下降。对此，前端电路1具备低噪声放大器13及14，由此能够以低噪声来放大通过滤波器11的高频信号和通过滤波器12的高频信号。因此，在滤波器11及12的通带至少有一部分重叠的情况下，能够避免通过滤波器11的高频信号和通过滤波器12的高频信号的功率衰减地同时传输这些高频信号。
此外，也可以根据通信频段A及B的频率、通信装置5的接收灵敏度以及天线2的天线灵敏度中的至少1个来动态地改变分配器10的分配比、低噪声放大器13及14的增益以及滤波器11及12的通带的频率中的至少1个。据此，能够改善前端电路1和通信装置5的接收灵敏度。
也就是说，分配器10也可以是分配比可变的可变分配器，低噪声放大器13及14也可以是增益可变的可变放大器，滤波器11及12也可以是通带可变的可变滤波器。
[1.2变形例1所涉及的前端电路1A和通信装置5A的结构]
图3是实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A和通信装置5A的电路结构图。如该图所示，通信装置5A具备前端电路1A、天线2、RFIC 3以及BBIC 4。本变形例所涉及的通信装置5A与实施方式1所涉及的通信装置5相比，仅前端电路1A的结构不同。另外，与实施方式1所涉及的前端电路1相比，就结构而言，本变形例所涉及的前端电路1A在以下方面不同：附加了滤波器15和低噪声放大器16。下面，关于本变形例所涉及的前端电路1A和通信装置5A，省略与实施方式1所涉及的前端电路1和通信装置5相同的结构的说明，以不同的结构为中心来进行说明。
前端电路1A具备分配器10、滤波器11、12及15、以及低噪声放大器13、14及16。
分配器10是第一分配器的一例，具有输入端子10a(第一输入端子)、输出端子10b(第一输出端子)以及输出端子10c(第二输出端子)。
滤波器15是第三滤波器的一例，是具有第三通带的滤波器。第三通带是包含滤波器11的第一通带和滤波器12的第二通带的频带。此外，滤波器15例如可以是使用SAW的弹性波滤波器、使用BAW的弹性波滤波器、LC谐振滤波器、包括弹性波谐振器的LC谐振电路、以及介质滤波器中的任一种，而且不限定于它们。
低噪声放大器16是第三低噪声放大器的一例，优先放大从滤波器15输出的第三通带的高频信号。此外，低噪声放大器16例如由以Si系的CMOS或GaAs为材料的场效应晶体管(FET)、异质结双极型晶体管(HBT)等构成。
低噪声放大器16的输出端与分配器10的输入端子10a连接，低噪声放大器16的输入端与滤波器15的输出端连接。另外，滤波器15的输入端与天线2连接。另外，滤波器11的输入端与分配器10的输出端子10b连接，滤波器11的输出端与低噪声放大器13的输入端连接。另外，滤波器12的输入端与分配器10的输出端子10c连接，滤波器12的输出端与低噪声放大器14的输入端连接。
前端电路1及1A、通信装置5及5A能够支持同时利用不同的通信系统的通信方式。不同的通信系统例如是指第四代通信系统(4G)和第五代通信系统(5G)。
作为近年来正在引入的通信架构的NSA-NR(Non-Stand Alone-New Radio：非独立新空口))是指：在4GLTE(Long Term Evolution：长期演进)的通信区之中构建5GNR(NewRadio：新空口)的通信区，由4GLTE侧的控制信道来进行5GNR和4GLTE这两方的通信控制。此外，该NSA例如是由作为网络架构的技术报告的TR38.801规定的。
因此，在NSA-NR中，需要以4GLTE为主、以5GNR为辅地将4GLTE用的传输电路和5GNR用的传输电路同时连接于通信线路(EN-DC：LTE-NR Dual Connectivity：LTE-NR双连接)。
为了实现这一点，在本变形例所涉及的前端电路1A和通信装置5A中，在1个天线2上连接4GLTE用的传输电路和5GNR用的传输电路。4GLTE用的传输电路例如是由输出端子10c、滤波器12以及接收端子120构成的电路，5GNR用的传输电路例如是由输出端子10b、滤波器11以及接收端子110构成的电路。作为BandB(第二通带)，例如应用4GLTE的Band41(发送接收带：2496MHz-2690MHz)，作为BandA(第一通带)，例如应用5GNR的n41(发送接收带：2496MHz-2690MHz)。也就是说，在该情况下，BandB(第二通带)的频率与BandA(第一通带)的频率相同。此外，在该情况下，通过滤波器11的高频信号的频率分量(频谱)与通过滤波器12的高频信号的频率分量(频谱)不同。具体地说，例如，以4GLTE的Band41发送的信道信号的中心频率与以5GNR的n41发送的信道信号的中心频率不同。RFIC 3从通过滤波器11的高频信号提取5G的数据，从通过滤波器12的高频信号提取4G的数据。
此外，本发明所涉及的前端电路和通信装置用于应对以下情况：如4GLTE的Band41和5GNR的n41所例示的那样的、至少有一部分重叠的通信频段的组合是由作为技术规格(Technical Specification)的TS 38.101-3规定的。
图4A是示出实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A的电路结构、带通特性以及反射特性的图。在图4A的(a)中示出了实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A所具有的滤波器11、12及15的通带的频率关系。另外，在图4A的(b)中示出了提取出实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A中的分配器10、滤波器11及12的电路(下面，记载为分配电路)图。另外，在图4A的(c)中示出了图4A的(b)所示的分配电路的带通特性。另外，在图4A的(d)中示出了图4A的(b)所示的分配电路的反射(阻抗)特性。
另外，图4B是示出比较例所涉及的前端电路的电路结构、带通特性以及反射特性的图。此外，与实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A相比，就结构而言，比较例所涉及的前端电路仅在以下方面不同：配置了开关500来代替分配器10。在图4B的(a)中示出了比较例所涉及的前端电路所具有的滤波器11、12及15的通带的频率关系。另外，在图4B的(b)中示出了提取出比较例所涉及的前端电路中的开关500、滤波器11及12的电路(下面，记载为切换电路)图。另外，在图4B的(c)中示出了图4B的(b)所示的切换电路的带通特性。另外，在图4B的(d)中示出了图4B的(b)所示的切换电路的反射(阻抗)特性。
如图4A的(a)和图4B的(a)所示，在本变形例所涉及的前端电路1A和比较例所涉及的前端电路这两方中，滤波器11、12及15的通带相同。另外，如图4B的(b)所示，在比较例所涉及的前端电路中，为了实现5GNR和4GLTE的EN-DC，在开关500中将公共端子500a与选择端子500b连接、且将公共端子500a与选择端子500c连接。
在比较例所涉及的前端电路中，如图4B的(c)所示，滤波器11及12的带通特性良好，但是滤波器11及12之间的第一通带(和第二通带)的隔离度为10dB以下，发生了恶化。反映出该隔离度的恶化的是，如图4B的(d)所示，接收端子110及120处的第一通带(和第二通带)的阻抗的偏差变大(卷的集中度变低)，滤波器11及12与后级的低噪声放大器13及14之间的阻抗不匹配变大。因此，无法以高质量同时传输4GLTE的高频信号和5GNR的高频信号。此外，“卷的集中度”是指史密斯圆图上的阻抗的轨迹的集中度。
与此相对，在本变形例所涉及的前端电路1A中，如图4A的(c)所示，滤波器11及12的带通特性良好，滤波器11及12之间的第一通带(和第二通带)的隔离度被确保为30dB以上。反映出该良好的隔离特性的是，如图4A的(d)所示，接收端子110及120处的第一通带(和第二通带)的阻抗的偏差变小(卷的集中度变高)，滤波器11及12与后级的低噪声放大器13及14之间的阻抗匹配良好。因此，能够以高质量同时传输4GLTE的高频信号和5GNR的高频信号。
另外，在本变形例所涉及的前端电路1A和通信装置5A中，在分配器10的前级配置有低噪声放大器16。在配置于分配器10的后级的低噪声放大器13及14中，对通过分配器10、滤波器11及12后S/N比已下降的高频信号进行放大，因此在维持已下降的S/N比的同时放大高频信号。与此相对，在配置于分配器10的前级的低噪声放大器16中，在分配器10的前级对S/N比未下降的高频信号进行放大，因此能够抑制从前端电路1A向RFIC 3输出的高频信号的S/N比的下降。
另外，在将低噪声放大器16配置于分配器的前级时，期望的是配置滤波器15。由此，能够抑制低噪声放大器16由于第三通带以外的不需要的高频分量而失真。
此外，在本变形例所涉及的前端电路1A中，在低噪声放大器16的增益足够大的情况下，也可以没有低噪声放大器13及14。
另外，也可以根据通信频段A及B的频率、前端电路1A的接收灵敏度以及天线2的天线灵敏度中的至少1个来动态地改变低噪声放大器16的增益和滤波器15的通带的频率中的至少一方。据此，能够改善前端电路1A和通信装置5A的接收灵敏度。
也就是说，低噪声放大器16也可以是增益可变的可变放大器，滤波器15也可以是通带可变的可变滤波器。
[1.3变形例2所涉及的前端电路的结构]
图5是示出实施方式1的变形例2所涉及的前端电路的电路结构和带通特性的图。本变形例所涉及的前端电路与实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A相比，仅滤波器11及12的通带的频率关系不同。下面，关于本变形例所涉及的前端电路，省略与实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A相同的结构的说明，以不同的结构为中心来进行说明。
在本变形例所涉及的前端电路中，作为滤波器12的BandB(第二通带)，例如应用4GLTE的Band20(接收带：791MHz-892MHz)，作为滤波器11的BandA(第一通带)，例如应用5GNR的n28(接收带：758MHz-803MHz)。也就是说，在该情况下，BandB(第二通带)的频率与BandA(第一通带)的频率有一部分重叠(791MHz-803MHz)、且有一部分不重叠(758MHz-791MHz、803MHz-892MHz)。另外，滤波器15的第三通带包括包含BandA(第一通带)和BandB(第二通带)的频带(758MHz-892MHz)。
根据上述结构，如图5的(c)所示，滤波器11及12的带通特性良好，滤波器11及12之间的第一通带和第二通带的隔离度被确保为30dB以上。反映出该良好的隔离度特性的是，接收端子110及120处的第一通带和第二通带的阻抗的偏差变小(卷的集中度变高)，滤波器11及12与后级的低噪声放大器13及14之间的阻抗匹配良好。因此，能够以高质量同时传输4GLTE的高频信号和5GNR的高频信号。
[1.4变形例3所涉及的前端电路1B和通信装置5B的结构]
图6是实施方式1的变形例3所涉及的前端电路1B和通信装置5B的电路结构图。如该图所示，通信装置5B具备前端电路1B、天线2、RFIC 3以及BBIC 4。本变形例所涉及的通信装置5B与实施方式1的变形例1所涉及的通信装置5A相比，仅前端电路1B的结构不同。另外，本变形例所涉及的前端电路1B与实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A相比，在滤波器12的后级配置有开关和2个低噪声放大器这方面不同，并且各滤波器的通带的频率关系不同。下面，关于本变形例所涉及的前端电路1B和通信装置5B，省略与实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A和通信装置5A相同的结构的说明，以不同的结构为中心来进行说明。
前端电路1B具备分配器10、滤波器11、12及15、低噪声放大器13、14A、14B及16、以及开关17A及17B。
滤波器11是第一滤波器的一例，是具有第一通带的滤波器。第一通带例如与5GNR的BandA(通信频段A)对应。
滤波器12是第二滤波器的一例，是具有第二通带的滤波器，该第二通带的频率与第一通带的频率至少有一部分重叠。第二通带例如是包含4GLTE的BandB1(通信频段B1)和4GLTE的BandB2(通信频段B2)的频带。滤波器12的输入端与输出端子10c连接，滤波器12的输出端与开关17A的一端及17B的一端连接。
低噪声放大器14A是第二低噪声放大器的一例，优先放大从滤波器12输出的BandB1的高频信号。低噪声放大器14B是第二低噪声放大器的一例，优先放大从滤波器12输出的BandB2的高频信号。此外，低噪声放大器14A及14B例如由以Si系的CMOS或GaAs为材料的场效应晶体管(FET)、异质结双极型晶体管(HBT)等构成。
低噪声放大器14A的输入端与开关17A的另一端连接，低噪声放大器14A的输出端与接收输出端子140A连接。另外，低噪声放大器14B的输入端与开关17B的另一端连接，低噪声放大器14B的输出端与接收输出端子140B连接。
滤波器11的第一通带(BandA)的频率与滤波器12的第二通带(BandB1+B2)的频率有一部分重叠，更详细地说，滤波器11的第一通带(BandA)的频率与4GLTE的BandB1的频率有一部分重叠。另外，4GLTE的BandB1的频率与4GLTE的BandB2的频率有一部分重叠。
在此，开关17A与17B不同时成为导通状态。也就是说，4GLTE的BandB1的高频信号与4GLTE的BandB2的高频信号不被同时传输。
根据上述结构，在开关17A为导通状态的情况下，5GNR的BandA的高频信号与4GLTE的BandB1的高频信号被同时传输。另外，在开关17B为导通状态的情况下，5GNR的BandA的高频信号与4GLTE的BandB2的高频信号被同时传输。
根据本变形例所涉及的前端电路1B和通信装置5B的上述结构，在分配器10中，能够确保频带至少有一部分重叠的5GNR的BandA的高频信号和4GLTE的BandB1的高频信号的良好的隔离度。因此，在滤波器11及12的通带至少有一部分重叠的情况下，能够抑制通过滤波器11的高频信号与通过滤波器12的高频信号的相互干扰地同时传输这些高频信号。另外，能够选择与5GNR的BandA的高频信号同时传输的4GLTE的通信频段。
[1.5变形例4所涉及的前端电路1C和通信装置5C的结构]
图7是实施方式1的变形例4所涉及的前端电路1C和通信装置5C的电路结构图。如该图所示，通信装置5C具备前端电路1C、天线2、RFIC 3以及BBIC 4。本变形例所涉及的通信装置5C与实施方式1的变形例1所涉及的通信装置5A相比，仅前端电路1C的结构不同。另外，本变形例所涉及的前端电路1C与实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A相比，在以下方面不同：分配器10G具有3个输出端子，并附加了滤波器18和低噪声放大器19。下面，关于本变形例所涉及的前端电路1C和通信装置5C，省略与实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A和通信装置5A相同的结构的说明，以不同的结构为中心来进行说明。
前端电路1C具备分配器10G、滤波器11、12、15及18、以及低噪声放大器13、14、16及19。
分配器10G是第一分配器的一例，具有输入端子10a(第一输入端子)、输出端子10b(第一输出端子)、输出端子10c(第二输出端子)以及输出端子10d(第三输出端子)。分配器10G将输入到输入端子10a的高频信号以预先决定的分配比进行功率分配，将进行该功率分配而得到的高频信号从输出端子10b、10c及10d输出。此外，从输出端子10b输出的高频信号的功率、从输出端子10c输出的高频信号的功率以及从输出端子10d输出的高频信号的功率的分配比例如是2:1:1(下降3dB：下降6dB：下降6dB)，但是该分配比不限定于此。此外，从输出端子10b输出的高频信号的高频分量(频谱)、从输出端子10c输出的高频信号的高频分量(频谱)以及从输出端子10d输出的高频信号的高频分量(频谱)也可以不同。
滤波器11是第一滤波器的一例，是具有第一通带的滤波器。第一通带例如是5GNR的BandA(通信频段A)。
滤波器12是第二滤波器的一例，是具有第二通带的滤波器，该第二通带的频率与第一通带的频率至少有一部分重叠。第二通带例如是4GLTE的BandB(通信频段B)。
滤波器18是第七滤波器的一例，是具有第七通带的滤波器。第七通带例如与4GLTE的BandC(通信频段C)对应。滤波器18的输入端与输出端子10d连接，滤波器18的输出端与低噪声放大器19的输入端连接。此外，第七通带也可以是5GNR的通信频段C。
根据本变形例所涉及的前端电路1C和通信装置5C的上述结构，在分配器10G中，能够确保频带至少有一部分重叠的5GNR的BandA的高频信号和4GLTE的BandB的高频信号的良好的隔离度、还有它们与4GLTE的BandC的高频信号的良好的隔离度。因此，在滤波器11及12的通带至少有一部分重叠的情况下，能够抑制通过滤波器11的高频信号、通过滤波器12的高频信号以及通过滤波器18的高频信号的相互干扰地同时传输这些高频信号。
[1.6变形例5所涉及的前端电路1D和通信装置5D的结构]
图8是实施方式1的变形例5所涉及的前端电路1D和通信装置5D的电路结构图。如该图所示，通信装置5D具备前端电路1D、天线2、RFIC 3以及BBIC 4。本变形例所涉及的通信装置5D与实施方式1的变形例1所涉及的通信装置5A相比，仅前端电路1D的结构不同。另外，本变形例所涉及的前端电路1D与实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A相比，在以下方面不同：附加了阻抗可变电路20。下面，关于本变形例所涉及的前端电路1D和通信装置5D，省略与实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A和通信装置5A相同的结构的说明，以不同的结构为中心来进行说明。
前端电路1D具备分配器10、滤波器11、12及15、低噪声放大器13、14及16、以及阻抗可变电路20。
阻抗可变电路20与分配器10的输出端子10b连接。阻抗可变电路20具有阻抗元件21以及与阻抗元件21连接的开关22。阻抗元件例如是电感器和电容器中的至少1个。
开关22例如与(1)在前端电路1D中传输的高频信号的频率(通信频段)的变更、(2)前端电路1D的接收灵敏度的变化、(3)天线2的天线灵敏度的变化对应地在导通与非导通之间切换。
据此，能够与上述(1)、(2)以及(3)对应地优化分配器10与滤波器11及低噪声放大器13之间的阻抗匹配，因此能够改善前端电路1D和通信装置5D的接收灵敏度。
此外，阻抗可变电路20也可以与分配器10的输出端子10c或输入端子10a连接。
(实施方式2)
在本实施方式中，例示将实施方式1及其变形例所涉及的前端电路复合化所得到的前端电路。
[2.1前端电路1E和通信装置5E的结构]
图9是实施方式2所涉及的前端电路1E和通信装置5E的电路结构图。如该图所示，通信装置5E具备前端电路1E、天线2、RFIC 3以及BBIC 4。本实施方式所涉及的通信装置5E与实施方式1的变形例1所涉及的通信装置5A相比，仅前端电路1E的结构不同。另外，本实施方式所涉及的前端电路1E的不同点在于，具有配置了2个系统的实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A的结构。下面，关于本实施方式所涉及的前端电路1E和通信装置5E，省略与实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A和通信装置5A相同的结构的说明，以不同的结构为中心来进行说明。
前端电路1E具备分配器10及30、滤波器11、12、31及32、低噪声放大器13、14、16、33、34及36、同向双工器(diplexer)40、以及天线端子160。
天线端子160与天线2连接。
同向双工器40由滤波器41及42构成。滤波器41是第三滤波器的一例，是具有第三通带的滤波器。第三通带是包含滤波器11的第一通带和滤波器12的第二通带的频带。滤波器42是第四滤波器的一例，是具有不与第三通带重叠的第四通带的滤波器。第四通带是包含滤波器31的第五通带和滤波器32的第六通带的频带。滤波器41的输入端和滤波器42的输入端连接于天线端子160。此外，同向双工器40也可以是由通带互不重叠的3个以上的滤波器构成的三工器或多工器。
也就是说，前端电路1E为以下结构：2个实施方式1的变形例1所涉及的前端电路1A与同向双工器40连接。根据该结构，能够同时传输通过滤波器11的高频信号和通过滤波器12的高频信号，并且还同时传输作为频率与通过滤波器11及12的高频信号的频率不同的高频信号的、通过滤波器42的高频信号。
低噪声放大器16的输出端与分配器10的输入端子10a连接，低噪声放大器16的输入端与滤波器41的输出端连接。
分配器30是第二分配器的一例，具有输入端子30a(第二输入端子)、输出端子30b(第三输出端子)以及输出端子30c(第四输出端子)。分配器30将输入到输入端子30a的高频信号以预先决定的分配比进行功率分配，将进行该功率分配而得到的高频信号中的一方从输出端子30b输出，将进行该功率分配而得到的高频信号中的另一方从输出端子30c输出。此外，从输出端子30b输出的高频信号的功率与从输出端子30c输出的高频信号的功率的分配比例如是1:1(均下降3dB)，但是该分配比不限定于此。此外，从输出端子30b输出的高频信号的高频分量(频谱)与从输出端子30c输出的高频信号的高频分量(频谱)相同。
滤波器31是第五滤波器的一例，是具有第五通带的滤波器。第五通带例如是BandC(通信频段C)。滤波器31的输入端与输出端子30b连接，滤波器31的输出端与低噪声放大器33的输入端连接。
滤波器32是第六滤波器的一例，是具有第六通带的滤波器，该第六通带的频率与第五通带的频率至少有一部分重叠。第六通带例如是BandD(通信频段D)。滤波器32的输入端与输出端子30c连接，滤波器32的输出端与低噪声放大器34的输入端连接。
此外，滤波器41、42、31及32例如可以是使用SAW的弹性波滤波器、使用BAW的弹性波滤波器、LC谐振滤波器、包括弹性波谐振器的LC谐振电路、以及介质滤波器中的任一种，而且不限定于它们。
低噪声放大器33优先放大从滤波器31输出的第五通带的高频信号。低噪声放大器34优先放大从滤波器32输出的第六通带的高频信号。低噪声放大器36是第四低噪声放大器的一例，优先放大从滤波器42输出的第四通带的高频信号。低噪声放大器33、34及36例如由以Si系的CMOS或GaAs为材料的场效应晶体管(FET)、异质结双极型晶体管(HBT)等构成。
低噪声放大器36的输出端与分配器30的输入端子30a连接，低噪声放大器36的输入端与滤波器42的输出端连接。
在本实施方式所涉及的前端电路1E和通信装置5E中，在1个天线2上连接4GLTE用的2个传输电路和5GNR用的2个传输电路。4GLTE用的传输电路例如是由输出端子10c、滤波器12以及低噪声放大器14构成的电路以及由输出端子30c、滤波器32以及低噪声放大器34构成的电路。另外，5GNR用的传输电路例如是由输出端子10b、滤波器11以及低噪声放大器13构成的电路以及由输出端子30b、滤波器31以及低噪声放大器33构成的电路。
作为BandB(第二通带)，例如应用4GLTE的Band41(发送接收带：2496MHz-2690MHz)，作为BandA(第一通带)，例如应用5GNR的n41(发送接收带：2496MHz-2690MHz)。也就是说，在该情况下，BandB(第二通带)的频率与BandA(第一通带)的频率相同。
另外，作为BandD，例如应用4GLTE的Band39(发送接收带：1880MHz-1920MHz)，作为BandC，例如应用5GNR的n39(发送接收带：1880MHz-1920MHz)。也就是说，在该情况下，BandD的频率与BandC的频率相同。
此外，BandB(第二通带)和BandA(第一通带)也可以是频率有一部分重叠且有一部分不重叠，另外，BandD和BandC也可以是频率有一部分重叠且有一部分不重叠。
根据本实施方式所涉及的前端电路1E和通信装置5E的上述结构，在分配器10中，能够确保频带至少有一部分重叠的通信频段A的高频信号和通信频段B的高频信号的良好的隔离度。因此，在滤波器11及12的通带至少有一部分重叠的情况下，能够抑制通过滤波器11的高频信号与通过滤波器12的高频信号的相互干扰地同时传输这些高频信号。另外，在分配器30中，能够确保频带至少有一部分重叠的通信频段C的高频信号和通信频段D的高频信号的良好的隔离度。因此，在滤波器31及32的通带至少有一部分重叠的情况下，能够抑制通过滤波器31的高频信号与通过滤波器32的高频信号的相互干扰地同时传输这些高频信号。
另外，通过上述结构，能够实现(1)基于通信频段A(5GNR)和通信频段B(4GLTE)这2个频段的EN-DC、(2)基于通信频段C(5GNR)和通信频段D(4GLTE)这2个频段的EN-DC、(3)基于通信频段A(5GNR)、通信频段C(5GNR)、通信频段B(4GLTE)以及通信频段D(4GLTE)这4个频段的EN-DC。因此，能够在执行EN-DC的基础上扩展通信频段的选项。
[2.2变形例所涉及的前端电路1F和通信装置5F的结构]
图10是实施方式2的变形例所涉及的前端电路1F和通信装置5F的电路结构图。如该图所示，通信装置5F具备前端电路1F、天线2、RFIC 3以及BBIC 4。本变形例所涉及的通信装置5F与实施方式2所涉及的通信装置5E相比，仅前端电路1F的结构不同。另外，与实施方式2所涉及的前端电路1E相比，就结构而言，本变形例所涉及的前端电路1F在以下方面不同：未配置分配器30。下面，关于本变形例所涉及的前端电路1F和通信装置5F，省略与实施方式2所涉及的前端电路1E和通信装置5E相同的结构的说明，以不同的结构为中心来进行说明。
前端电路1F具备分配器10、滤波器11、12、31及32、低噪声放大器13、14、16、33、34及36、同向双工器40、以及天线端子160。
滤波器31的输入端与低噪声放大器36的输出端连接，滤波器31的输出端与低噪声放大器33的输入端连接。另外，滤波器32的输入端与低噪声放大器36的输出端连接，滤波器32的输出端与低噪声放大器34的输入端连接。
在本变形例所涉及的前端电路1F和通信装置5F中，在1个天线2上连接4GLTE用的3个传输电路和5GNR用的1个传输电路。4GLTE用的传输电路例如是由输出端子10c、滤波器12以及低噪声放大器14构成的电路、由滤波器31和低噪声放大器33构成的电路、以及由滤波器32和低噪声放大器34构成的电路。另外，5GNR用的传输电路例如是由输出端子10b、滤波器11以及低噪声放大器13构成的电路。
作为BandA(第一通带)，例如应用5GNR的n28(接收带：758MHz-803MHz)，作为BandB(第二通带)，例如应用4GLTE的Band20(接收带：791MHz-892MHz)。也就是说，在该情况下，BandB(第二通带)的频率与BandA(第一通带)的频率有一部分重叠且有一部分不重叠。
另外，作为BandC，例如应用4GLTE的Band7(接收带：2620MHz-2690MHz)，作为BandD，例如应用4GLTE的Band3(接收带：1805MHz-1880MHz)。也就是说，在该情况下，BandC的频率与BandD的频率不重叠。另外，BandC及BandD的频率与BandA及BandB的频率不重叠。此外，BandA(第一通带)的频率与BandB(第二通带)的频率也可以相同。
根据本变形例所涉及的前端电路1F和通信装置5F的上述结构，在分配器10中，能够确保频带至少有一部分重叠的通信频段A的高频信号和通信频段B的高频信号的良好的隔离度。因此，在滤波器11及12的通带至少有一部分重叠的情况下，能够抑制通过滤波器11的高频信号与通过滤波器12的高频信号的相互干扰地同时传输这些高频信号。另外，能够同时接收与通信频段A及通信频段B频率不重叠的通信频段C的高频信号和通信频段D的高频信号(CA：载波聚合)。
另外，通过上述结构，能够实现(1)基于通信频段A(5GNR)和通信频段B(4GLTE)这2个频段的EN-DC、(2)基于通信频段C(4GLTE)和通信频段D(4GLTE)这2个频段的CA、(3)基于通信频段A(5GNR)、通信频段B(4GLTE)、通信频段C(4GLTE)以及通信频段D(4GLTE)这4个频段的EN-DC且CA。因此，能够扩展同时使用的通信频段的选项。此外，在上述(2)的情况下，也可以使低噪声放大器13及14的电源关闭。由此，在上述(2)的情况下，即使处于连接了EN-DC用的传输电路的状态，也能够抑制对执行CA的通信频段C和通信频段D的影响。
(其它实施方式)
以上，关于本发明所涉及的前端电路和通信装置，列举实施方式和变形例来进行了说明，但是本发明的前端电路和通信装置不限定于上述实施方式和变形例。将上述实施方式和变形例中的任意的结构要素进行组合来实现的其它实施方式、对上述实施方式和变形例实施本领域技术人员在不脱离本发明的宗旨的范围内想到的各种变形来得到的变形例、内置有上述实施方式和变形例的前端电路和通信装置的各种设备也包括在本发明中。
此外，上述实施方式和变形例所涉及的前端电路和通信装置如上所述那样应用于3GPP等通信系统，典型地说，应用于实施例中示出的同时传输4GLTE的高频信号和5GNR的高频信号的系统。例如，作为4GLTE/5GNR的组合，能够列举出(1)在实施例中列举的Band41/n41、(2)Band71/n71、(3)Band3/n3、等。
另外，上述实施方式和变形例所涉及的前端电路和通信装置也应用于不是3GPP的通信系统。例如，作为通过第一滤波器的BandA的信号/通过第二滤波器的BandB的组合，能够列举(1)WLAN(无线局域网)/4G-LTE的免许可频段(4G-LTE-U)/WLAN、(2)WLAN/5G-NR的免许可频段(5G-NR-U)、以及(3)许可频段/免许可频段。在上述(3)中，关于许可频段的通信系统与免许可频段的通信系统的不同，例如能够列举出发送功率的输出规定的不同。另外，在上述(1)-(3)中，作为同时发送通信系统不同的2个信号的情况下所需的通信方式，例如能够列举出载波侦听。
也就是说，上述实施方式和变形例所涉及的前端电路和通信装置也能够应用于任何通信系统和任何通信频段，例如也能够应用于毫米波带。
另外，例如，在上述实施方式和变形例所涉及的前端电路和通信装置中，也可以在附图中公开的将各电路元件连接以及将信号路径连接的路径之间插入其它的高频电路元件和布线等。
另外，上述实施方式和变形例所涉及的前端电路和通信装置为传输利用天线2接收到的高频信号的接收系电路，但是本发明所涉及的前端电路和通信装置也应用于传输在RFIC 3中生成的高频信号并将其从天线2发送的发送系电路。在该情况下，例如，在图1所示的前端电路1和通信装置5中，配置功率放大器来代替低噪声放大器13及14。
图11是实施方式1的变形例6所涉及的前端电路1G和通信装置5G的电路结构图。该图所示的前端电路1G是传输在RFIC等信号发生源中生成的高频信号并将其从天线2A及2B发送的发送系电路的一例。在前端电路1G和通信装置5G中，配置功率放大器23及24来代替低噪声放大器13及14。
也就是说，前端电路1G具备：分配器10，其具有输入端子10a、输出端子10b及10c，该分配器10将输入到输入端子10a的高频信号以预先决定的分配比进行功率分配后从输出端子10b及10c输出；滤波器11，其与输出端子10b连接，具有第一通带；以及滤波器12，其与输出端子10c连接，具有第二通带，该第二通带的频率与第一通带的频率至少有一部分重叠。另外，通信装置5G具备：信号发生源3A，其对利用天线2A及2B发送的高频信号进行处理；以及前端电路1G，其在天线2A及2B与信号发生源3A之间传递高频信号。
根据前端电路1G和通信装置5G的上述结构，在分配器10中，能够确保频带至少有一部分重叠的通信频段A的高频信号和通信频段B的高频信号的良好的隔离度。因此，在滤波器11及12的通带至少有一部分重叠的情况下，能够抑制通过滤波器11的高频信号与通过滤波器12的高频信号的相互干扰地同时传输这些高频信号。
此外，前端电路1G和通信装置5G也能够应用于7GHz以上的毫米波带的信号传输。在该情况下，期望的是，滤波器11及12由分布常数型的谐振线路构成。
另外，本发明所涉及的控制部也可以实现为作为集成电路的IC、LSI(Large ScaleIntegration：大规模集成电路)。另外，集成电路化的方法也可以由专用电路或通用处理器来实现。也可以利用在制造LSI之后能够进行编程的FPGA(Field Programmable GateArray：现场可编程门阵列)、能够重构LSI内部的电路单元的连接和设定的可重构处理器。并且，如果由于半导体技术的进步或衍生的其它技术而出现了能够代替LSI的集成电路化的技术，则当然也可以使用该技术来进行功能模块的集成化。
产业上的可利用性
本发明作为同时传输不同的2个以上的通信系统的高频信号的前端电路和通信装置，能够广泛利用于便携式电话等通信设备。

Claims (12)

1.一种前端电路，具备：
第一分配器，其具有第一输入端子、第一输出端子以及第二输出端子，所述第一分配器将输入到所述第一输入端子的高频信号以预先决定的分配比进行功率分配后从所述第一输出端子和所述第二输出端子输出；
第一滤波器，其与所述第一输出端子连接，具有第一通带；以及
第二滤波器，其与所述第二输出端子连接，具有第二通带，所述第二通带的频率与所述第一通带的频率至少有一部分重叠。
2.根据权利要求1所述的前端电路，其特征在于，还具备：
第一低噪声放大器；以及
第二低噪声放大器，
所述第一低噪声放大器的输入端与所述第一滤波器的输出端连接，
所述第二低噪声放大器的输入端与所述第二滤波器的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的前端电路，其特征在于，
所述第一分配器的所述分配比、所述第一低噪声放大器的增益、所述第二低噪声放大器的增益、所述第一通带的频率、以及所述第二通带的频率中的至少1个动态地变化。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的前端电路，其特征在于，还具备：
第三低噪声放大器；以及
第三滤波器，其具有包含所述第一通带和所述第二通带的第三通带，
所述第三低噪声放大器的输出端与所述第一输入端子连接，
所述第三低噪声放大器的输入端与所述第三滤波器的输出端连接。
5.根据权利要求4所述的前端电路，其特征在于，
所述第三低噪声放大器的增益和所述第三滤波器的通带的频率中的至少一方动态地变化。
6.根据权利要求4所述的前端电路，其特征在于，还具备：
天线端子，其与天线连接；以及
第四滤波器，其具有不与所述第三通带重叠的第四通带，
所述第三滤波器的输入端和所述第四滤波器的输入端连接于所述天线端子。
7.根据权利要求6所述的前端电路，其特征在于，还具备：
第四低噪声放大器；
第二分配器，其具有第二输入端子、第三输出端子以及第四输出端子，所述第二分配器将输入到所述第二输入端子的高频信号以预先决定的分配比进行功率分配后从所述第三输出端子和所述第四输出端子输出；
第五滤波器，其具有包含于所述第四通带的第五通带；以及
第六滤波器，其具有第六通带，所述第六通带包含于所述第四通带，所述第六通带的频率与所述第五通带的频率至少有一部分重叠，
所述第四低噪声放大器的输入端与所述第四滤波器的输出端连接，
所述第二输入端子与所述第四低噪声放大器的输出端连接，
所述第三输出端子与所述第五滤波器的输入端连接，
所述第四输出端子与所述第六滤波器的输入端连接。
8.根据权利要求1～3中的任一项所述的前端电路，其特征在于，
所述前端电路支持同时利用不同的通信系统的通信方式，
所述第一通带的频率与所述第二通带的频率相同。
9.根据权利要求1～3中的任一项所述的前端电路，其特征在于，
所述前端电路支持同时利用不同的通信系统的通信方式，
所述第一通带的频率与所述第二通带的频率有一部分不重叠。
10.根据权利要求1～3中的任一项所述的前端电路，其特征在于，
所述第一分配器还具有第三输出端子，所述第一分配器将输入到所述第一输入端子的高频信号以预先决定的分配比进行功率分配后从所述第一输出端子、所述第二输出端子以及所述第三输出端子输出，
所述前端电路还具备第七滤波器，所述第七滤波器与所述第三输出端子连接，具有第七通带。
11.根据权利要求1～3中的任一项所述的前端电路，其特征在于，
还具备与所述第一分配器连接的阻抗可变电路，
所述阻抗可变电路具有：
阻抗元件；以及
与所述阻抗元件连接的开关，
所述开关根据所述高频信号的频率、所述前端电路的接收灵敏度以及与所述前端电路连接的天线的天线灵敏度中的至少1个来在导通与非导通之间切换。
12.一种通信装置，具备：
RF信号处理电路，其对利用天线发送接收的高频信号进行处理；以及
根据权利要求1～11中的任一项所述的前端电路，其在所述天线与所述RF信号处理电路之间传递所述高频信号。
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