CN115380472A - 高频电路、高频模块以及通信装置 - Google Patents

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Abstract

高频电路(1)具备:开关(51),具有与天线连接端子(100)连接的端子(511),并具有端子(512~514);双工器(61),与端子(512)连接,具有包含通信频段A的通带;双工器(62),与端子(513)连接,具有包含能够与通信频段A同时通信的通信频段B的通带;开关(52),具有与端子(514)连接的端子(521),并具有端子(522以及523);双工器(63),与端子(522)连接,具有包含通信频段C的通带;以及收发滤波器(64),与端子(523)连接,具有包含通信频段D的通带。

Description

高频电路、高频模块以及通信装置
技术领域
本发明涉及高频电路、高频模块以及通信装置。
背景技术
在近年来的便携式电话中,除了要求用一个终端来应对多个通信系统的多模式化以及应对多个通信频段的多频段化以外,还要求多个通信系统和/或多个通信频段下的同时通信。例如,在专利文献1中,公开了应对载波聚合(CA:Carrier Agregation)的前端模块。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2015/0133067号说明书
发明内容
发明要解决的问题
在这样的现有技术中,为了连接多个滤波器而开关的端子数会增加,有时产生由于开关的非连接端子的寄生电容(以下,称为关断电容)所引起的开关的通过特性的劣化。
因此,本发明提供一种能够改善开关的通过特性的高频电路、高频模块以及通信装置。
用于解决问题的技术方案
本发明的一个方式涉及的高频模块具备:第1开关,具有与天线连接端子连接的第1端子,并具有第2端子、第3端子以及第4端子;第1滤波器,与第2端子连接,具有包含第1通信频段的通带;第2滤波器,与第3端子连接,具有包含能够与第1通信频段同时通信的第2通信频段的通带;第2开关,具有与第4端子连接的第5端子,并具有第6端子以及第7端子;第3滤波器,与第6端子连接,具有包含第3通信频段的通带;以及第4滤波器,与第7端子连接,具有包含第4通信频段的通带。
发明效果
根据本发明的一个方式涉及的高频模块,能够改善开关的通过特性。
附图说明
图1是实施方式1涉及的高频电路以及通信装置的电路结构图。
图2是示出实施方式1涉及的高频电路的连接状态的一个例子的电路图。
图3是示出比较例涉及的高频电路的连接状态的一个例子的电路图。
图4是实施方式2涉及的高频模块的俯视图。
图5是实施方式3涉及的高频模块的俯视图。
图6是实施方式3涉及的高频模块的剖视图。
图7是实施方式4涉及的高频模块的俯视图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外,以下说明的实施方式均示出总括性或具体的例子。在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成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。
另外,各图是为了示出本发明而适当地进行了强调、省略、或比率的调整的示意图,未必严谨地进行了图示,有时与实际的形状、位置关系、以及比率不同。在各图中,对于实质上相同的结构标注相同的附图标记,有时省略或简化重复的说明。
在以下的各图中,x轴以及y轴是在与模块基板的主面平行的平面上相互正交的轴。此外,z轴是与模块基板的主面垂直的轴,其正方向表示上方向,其负方向表示下方向。
此外,在本发明的电路结构中,所谓“连接”,不仅包含通过连接端子和/或布线导体直接连接的情况,还包含经由其它电路元件电连接的情况。此外,所谓“连接在A与B之间”,意味着在A与B之间与A以及B双方连接。
此外,在本发明的部件配置中,所谓“模块基板的俯视”,意味着将物体从z轴正侧正投影到xy平面来进行观察。此外,所谓“在模块基板的俯视下,A与B重叠”,意味着正投影到xy平面的A的区域的至少一部分与正投影到xv平面的B的区域的至少一部分重叠。此外,所谓“部件配置在基板”,除了包含部件以与基板接触的状态配置在基板上的情况以外,还包含部件不与基板接触地配置在基板的上方的情况(例如,部件层叠于配置在基板上的其它部件上的情况)、以及部件的一部分或全部埋入到基板内而进行配置的情况。此外,所谓“部件配置在基板的主面”,除了包含部件以与基板的主面接触的状态配置在主面上的情况以外,还包含部件不与主面接触地配置在主面的上方的情况、以及部件的一部分从主面侧埋入到基板内而进行配置的情况。
此外,“平行”以及“垂直”等表示要素间的关系性的用语不是仅表示严格的意思,意味着实质上相等的范围,例如还包含几%程度的误差。
(实施方式1)
[11高频电路1以及通信装置5的电路结构]
参照图1对本实施方式涉及的高频电路1以及通信装置5的电路结构进行说明。图1是实施方式1涉及的高频电路1以及通信装置5的电路结构图。
[1.1.1通信装置5的电路结构]
首先,对通信装置5的电路结构进行说明。如图1所示,本实施方式涉及的通信装置5具备高频电路1、天线2、RFIC3以及BBIC4。
高频电路1在天线2与RFIC3之间传输高频信号。关于高频电路1的内部结构,将在后面叙述。
天线2与高频电路1的天线连接端子100连接,对从高频电路1输出的高频信号进行发送,此外,从外部接收高频信号并向高频电路1输出。
RFIC3是对高频信号进行处理的信号处理电路的一个例子。具体地,RFIC3通过下变频等对经由高频电路1的接收路径输入的高频接收信号进行信号处理,并向BBIC4输出进行该信号处理而生成的接收信号。此外,RFIC3通过上变频等对从BBIC4输入的发送信号进行信号处理,并将进行该信号处理而生成的高频发送信号输出到高频电路1的发送路径。此外,RFIC3具有控制部,该控制部对高频电路1所具有的开关以及放大器等进行控制。另外,作为RFIC3的控制部的功能的一部分或全部也可以安装在RFIC3的外部,例如,也可以安装在BBIC4或高频电路1。
BBIC4是使用与高频电路1传输的高频信号相比为低频的中间频带来进行信号处理的基带信号处理电路。作为由BBIC4处理的信号,例如,可使用图像显示用的图像信号和/或用于经由扬声器的通话的声音信号。
另外,在本实施方式涉及的通信装置5中,天线2以及BBIC4不是必需的构成要素。
[1.1.2高频电路1的电路结构]
接着,对高频电路1的电路结构进行说明。如图1所示,高频电路1具备功率放大器11~13、低噪声放大器21~23、开关51~53、双工器61~63、收发滤波器64、匹配电路(MN)71、天线连接端子100、高频输入端子111~113以及高频输出端子121~123。
天线连接端子100是外部连接端子的一个例子,与天线2连接。
高频输入端子111~113分别是外部连接端子的一个例子,是用于从高频电路1的外部接受高频发送信号的端子。在本实施方式中,高频输入端子111从RFIC3接受通信频段A的发送信号。此外,高频输入端子112从RFIC3接受通信频段B的发送信号。此外,高频输入端子113从RFIC3接受通信频段C以及D的发送信号。
高频输出端子121~123分别是外部连接端子的一个例子,是用于向高频电路1的外部提供高频接收信号的端子。在本实施方式中,高频输出端子121向RFIC3提供通信频段A的接收信号。此外,高频输出端子122向RFIC3提供通信频段B的接收信号。此外,高频输出端子123向RFIC3提供通信频段C以及D的接收信号。
所谓通信频段,意味着为了使用无线接入技术(RAT:Radio Access Technology)构筑的通信系统而由标准化组织等(例如,3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers,电气与电子工程师协会)等)预先定义的频段。作为通信频段,例如,能够使用5GNR(5thGeneration New Radio,第5代新空口)频段、LTE(Long Term Evolution,长期演进)频段以及WLAN(Wireless Local Area Network,无线局域网)频段等。
通信频段A对应于第1通信频段。通信频段A是能够分别与通信频段B~D同时通信的通信频段,并且是应用频分复用(FDD:Frequency Division Duplex,频分双工)的通信频段(以下,称为FDD频段)。作为通信频段A,例如,能够使用LTE用的Band1或5GNR用的n1(上行链路:1920~1980MHz,下行链路:2110~2170MHz)。
所谓多个通信频段能够同时通信,意味着在多个通信频段中允许同时发送、同时接收以及同时收发中的至少一者。此时,并不排除分别单独地利用多个通信频段的情况。能够同时通信的通信频段的组合例如由标准化组织等预先定义。
通信频段B对应于第2通信频段。通信频段B是能够与通信频段A同时通信的FDD频段。作为通信频段B,例如,能够使用LTE用的Band3或5GNR用的n3(上行链路:1710~1785MHz,下行链路:1805~1880MHz)。
通信频段C对应于第3通信频段。通信频段C是能够与通信频段A同时通信的FDD频段。作为通信频段C,例如,能够使用LTE用的Band7或5GNR用的n7(上行链路:2500~2570MHz,下行链路:2620~2690MHz)。
通信频段D对应于第4通信频段。通信频段D是能够与通信频段A同时通信的通信频段,并且是应用时分复用(TDD:Time Division Duplex,时分双工)的通信频段(以下,称为TDD频段)。作为通信频段D,例如,能够使用LTE用的Band41或5GNR用的n41(2496~2690MHz)。
通信频段C以及D的至少一部分重叠。也就是说,通信频段C的至少一部分包含于通信频段D,通信频段D的至少一部分包含于通信频段C。
另外,通信频段A能够分别与通信频段B~D同时通信,但是并不限定于此。例如,通信频段A也可以不能与通信频段C同时通信,此外,还可以不能与通信频段D同时通信。
另外,通信频段A~C并不限定于FDD频段,通信频段D并不限定于TDD频段。通信频段A~D分别可以是FDD频段以及TDD频段中的任一者。
另外,虽然作为通信频段A~D而例示了LTE用的Band1、Band3、Band7以及Band41,但是通信频段A~D并不限定于这些。例如,通信频段A以及B可以是LTE用的频段Band1、Band3、Band32以及Band40中的任意的两个,也可以是LTE用的频段Band25、Band30以及Band66中的任意的两个。此外,通信频段A~D还可以是5GNR和/或WLAN用的通信频段。
功率放大器11能够对由高频输入端子111接受的高频信号进行放大。在此,功率放大器11能够对从高频输入端子111输入的通信频段A的发送信号进行放大。
功率放大器12能够对由高频输入端子112接受的高频信号进行放大。在此,功率放大器12能够对从高频输入端子112输入的通信频段B的发送信号进行放大。
功率放大器13能够对由高频输入端子113接受的高频信号进行放大。在此,功率放大器13能够对分别从高频输入端子113输入的通信频段C以及D的发送信号进行放大。
功率放大器11~13各自的结构没有特别限定。例如,功率放大器11~13中的至少一个也可以是多级放大器。也就是说,功率放大器11~13中的至少一个也可以具有被级联连接的多个放大元件。再例如,功率放大器11~13中的至少一个也可以具有将高频信号变换为差动信号(即,互补信号)并放大的结构。这样的功率放大器11~13中的至少一个有时被称为差动放大器。在该情况下,功率放大器11~13中的至少一个的输出也可以是差动信号。
低噪声放大器21能够对由天线连接端子100接受的高频信号进行放大。在本实施方式中,低噪声放大器21能够对从天线连接端子100经由开关51以及双工器61的接收滤波器61R输入的通信频段A的接收信号进行放大。由低噪声放大器21放大的高频信号输出到高频输出端子121。
低噪声放大器22能够对由天线连接端子100接受的高频信号进行放大。在本实施方式中,低噪声放大器22能够对从天线连接端子100经由开关51以及双工器62的接收滤波器62R输入的通信频段B的接收信号进行放大。由低噪声放大器22放大的高频信号输出到高频输出端子122。
低噪声放大器23能够对由天线连接端子100接受的高频信号进行放大。在本实施方式中,低噪声放大器23能够对从天线连接端子100经由开关51、双工器63的接收滤波器63R以及开关53输入的通信频段C的接收信号进行放大。进而,低噪声放大器23能够对从天线连接端子100经由开关51、收发滤波器64以及开关53输入的通信频段D的接收信号进行放大。由低噪声放大器23放大的高频信号输出到高频输出端子123。
双工器61是第1滤波器的一个例子,具有包含通信频段A的通带。双工器61能够实现通信频段A中的FDD。双工器61包含发送滤波器61T以及接收滤波器61R。
发送滤波器61T(A-Tx)连接在功率放大器11与天线连接端子100之间。发送滤波器61T具有包含通信频段A的上行链路频段的通带。因此,发送滤波器61T能够使由功率放大器11放大的高频信号之中的通信频段A的发送信号通过。
接收滤波器61R(A-Rx)连接在低噪声放大器21与天线连接端子100之间。接收滤波器61R具有包含通信频段A的下行链路频段的通带。因此,接收滤波器61R能够使从天线连接端子100输入的高频信号之中的通信频段A的接收信号通过。
双工器62是第2滤波器的一个例子,具有包含通信频段B的通带。双工器62能够实现通信频段B中的FDD。双工器62包含发送滤波器62T以及接收滤波器62R。
发送滤波器62T(B-Tx)连接在功率放大器12与天线连接端子100之间。发送滤波器62T具有包含通信频段B的上行链路频段的通带。因此,发送滤波器62T能够使由功率放大器12放大的高频信号之中的通信频段B的发送信号通过。
接收滤波器62R(B-Rx)连接在低噪声放大器22与天线连接端子100之间。接收滤波器62R具有包含通信频段B的下行链路频段的通带。因此,接收滤波器62R能够使从天线连接端子100输入的高频信号之中的通信频段B的接收信号通过。
双工器63是第3滤波器的一个例子,具有包含通信频段C的通带。双工器63能够实现通信频段C中的FDD。双工器63包含发送滤波器63T以及接收滤波器63R。
发送滤波器63T(C—Tx)连接在功率放大器13与天线连接端子100之间。发送滤波器63T具有包含通信频段C的上行链路频段的通带。因此,发送滤波器63T能够使由功率放大器13放大的高频信号之中的通信频段C的发送信号通过。
接收滤波器63R(C-Rx)连接在低噪声放大器23与天线连接端子100之间。接收滤波器63R具有包含通信频段C的下行链路频段的通带。因此,接收滤波器63R能够使从天线连接端子100输入的高频信号之中的通信频段C的接收信号通过。
收发滤波器64(D-TRx)是第4滤波器的一个例子,连接在低噪声放大器23与天线连接端子100之间。收发滤波器64具有包含通信频段D的通带。收发滤波器64使由功率放大器13放大的高频信号之中的通信频段D的发送信号通过,并使从天线连接端子100输入的高频信号之中的通信频段D的接收信号通过。
开关51是第1开关的一个例子,具有端子511~514。端子511是第1端子的一个例子,与天线连接端子100连接。端子512是第2端子的一个例子,与双工器61连接。端子513是第3端子的一个例子,与双工器62连接。端子514是第4端子的一个例子,经由匹配电路71而与开关52的端子521连接。
在这样的连接结构中,开关51例如能够基于来自RFIC3的控制信号将端子512~514中的任一个连接于端子511,进而还能够将端子512~514中的任意的组合同时连接于端子511。开关51例如由多连接型的开关电路构成,被称为天线开关。
开关52是第2开关的一个例子,具有端子521和能够与端子521连接的端子522以及523。端子521是第5端子的一个例子,与开关51的端子514连接。端子522是第6端子的一个例子,与双工器63连接。端子523是第7端子的一个例子,与收发滤波器64连接。
在这样的连接结构中,开关52例如能够基于来自RFIC3的控制信号将端子522以及523中的任一个连接于端子521。开关52例如由SPDT(Single-Pole Double-Throw,单刀双掷)型的开关电路构成。
开关53具有端子531~535。端子531与发送滤波器63T连接。端子532与接收滤波器63R连接。端子533与收发滤波器64连接。端子534与功率放大器13连接。端子535与低噪声放大器23连接。
在这样的连接结构中,开关53例如基于来自RFIC3的控制信号将端子531~533中的至少一个连接于端子534或535。例如,在对通信频段C的高频信号进行发送以及接收的情况下,开关53将端子531连接于端子534,并将端子532连接于端子535。由此,能够实现通信频段C中的FDD。再例如,在对通信频段D的高频信号进行发送以及接收的情况下,开关53对端子534以及535进行切换而连接于端子533。由此,能够实现通信频段D中的TDD。开关53例如由多连接型的开关电路构成。
匹配电路71连接在天线连接端子100与双工器63以及收发滤波器64之间。具体地,匹配电路71连接在开关51的端子514与开关52的端子521之间。匹配电路71能够关于双工器63以及收发滤波器64双方的输入阻抗而获得阻抗匹配。
另外,图1所表示的电路元件中的若干个也可以不包含于高频电路1。例如,高频电路1只要至少具备开关51以及52即可,也可以不具备其它电路元件。
另外,与开关51以及52连接的双工器以及滤波器的数量并不限定于图1的数量。例如,也可以在开关51进一步连接具有包含其它通信频段(例如,LTE用的Band32和/或Band40)的通带的滤波器。
[1.2效果等]
像以上那样,本实施方式涉及的高频电路1具备:开关51,具有与天线连接端子100连接的端子511,并具有端子512~514;双工器61,与端子512连接,具有包含通信频段A的通带;双工器62,与端子513连接,具有包含能够与通信频段A同时通信的通信频段B的通带;开关52,具有与端子514连接的端子521,并具有端子522以及523;双工器63,与端子522连接,具有包含通信频段C的通带;以及收发滤波器64,与端子523连接,具有包含通信频段D的通带。
由此,能够在开关51的端子514连接开关52的端子521,其中,该开关52连接了两个滤波器(双工器63以及收发滤波器64)。因此,在利用通信频段A以及B进行同时通信且不利用通信频段C以及D进行通信时,能够在开关51中减少非连接端子的数量。其结果是,在通信频段A以及B的同时通信中,能够削减开关51的非连接端子的寄生电容(以下,称为关断电容),能够抑制由于阻抗匹配变差所引起的反射系数的增大,从而改善开关51的通过特性。由此,高频电路1能够使通信频段A以及B的同时通信中的信号质量提高。
在此,参照图2以及图3对开关51的非连接端子的数量的减少进行具体说明。图2是示出实施方式1涉及的高频电路1的连接状态的一个例子的电路图。此外,图3是示出比较例涉及的高频电路1X的连接状态的一个例子的电路图。在图2以及图3中,均用虚线箭头表示了能够进行通信频段A以及B的同时通信的状态下的信号的流动。
在本实施方式涉及的高频电路1中进行通信频段A以及B的同时通信的情况下,例如,RFIC3如图2所示那样(a)使开关51将端子512以及513双方连接于端子511,且使开关51不将端子514连接于端子511,(b)使开关52将端子522以及523均不连接于端子521。由此,通信频段A的发送信号从RFIC3经由高频输入端子111、功率放大器11、发送滤波器61T、开关5I以及天线连接端子100传输到天线2。此外,通信频段A的接收信号从天线2经由天线连接端子100、开关51、接收滤波器61R、低噪声放大器21以及高频输出端子121传输到RFIC3。此外,通信频段B的发送信号从RFIC3经由高频输入端子112、功率放大器12、发送滤波器62T、开关51以及天线连接端子100传输到天线2。此外,通信频段B的接收信号从天线2经由天线连接端子100、开关51、接收滤波器62R、低噪声放大器22以及高频输出端子122传输到RFIC3。
另一方面,在比较例涉及的通信装置5X中包含的高频电路1X中,如图3所示,不存在开关52,通信频段A~D的滤波器独立地与开关51X的端子连接。具体地,双工器61与开关51X的端子512X连接,双工器62与开关51X的端子513X连接,双工器63经由匹配电路71X而与开关51X的端子514X连接,收发滤波器64经由匹配电路72X而与开关51X的端子515X连接。
在这样的高频电路1X中进行通信频段A以及B的同时通信的情况下,例如,RFIC3如图3所示那样使开关51X将端子512X以及513X连接于端子511X,并使开关51X不将端子514X以及515X连接于端子511X。由此,通信频段A的发送信号从RFIC3经由高频输入端子111、功率放大器11、发送滤波器61T、开关51X以及天线连接端子100传输到天线2。此外,通信频段A的接收信号从天线2经由天线连接端子100、开关51X、接收滤波器61R、低噪声放大器21以及高频输出端子121传输到RFIC3。此外,通信频段B的发送信号从RFIC3经由高频输入端子112、功率放大器12、发送滤波器62T、开关51X以及天线连接端子100传输到天线2。此外,通信频段B的接收信号从天线2经由天线连接端子100、开关51X、接收滤波器62R、低噪声放大器22以及高频输出端子122传输到RFIC3。
根据图2以及图3可明确,在通信频段A以及B的同时通信中,在比较例涉及的高频电路1X中开关51X的非连接端子的数量为两个(端子513X以及514X),相对于此,在本实施方式涉及的高频电路1中开关51的非连接端子的数量减少为一个(端子513)。因此,在本实施方式中,在通信频段A以及B的同时通信中,与比较例相比,能够削减开关的关断电容而改善开关的通过特性,并能够使通信频段A以及B的同时通信中的信号质量提高。
再例如,在本实施方式涉及的高频电路1中,通信频段C以及D也可以至少一部分重叠。
由此,能够将作为基本上不进行同时通信的通信频段的组合的通信频段C以及D与开关52连接,并能够将可同时通信的通信频段A以及B与开关51连接。因此,能够有效地降低通信频段A以及B的同时通信中的开关51的关断电容,能够使信号质量更有效地提高。
再例如,本实施方式涉及的高频电路1也可以还具备连接在开关51的端子514与开关52的端子521之间的匹配电路71。
由此,关于至少一部分重叠的通信频段C以及D用的双工器63以及收发滤波器64的输入阻抗,能够通过一个匹配电路71来获得阻抗匹配。因此,与在双工器63以及收发滤波器64独立地连接匹配电路(例如,图3的匹配电路71X以及72X)的情况相比,能够减少匹配电路的数量。
再例如,在本实施方式涉及的高频电路1中,通信频段A也可以是能够与通信频段C同时通信的通信频段。
由此,通信频段A以及C能够同时通信,因此通过在开关51中将端子512以及514同时连接于端子511,并将开关52的端子522连接于端子521,从而能够实现通信频段A以及C的同时通信。
再例如,在本实施方式涉及的高频电路1中,通信频段A也可以是能够与通信频段D同时通信的通信频段。
由此,通信频段A以及D能够同时通信,因此通过在开关51中将端子512以及514同时连接于端子511,并将开关52的端子523连接于端子521,从而能够实现通信频段A以及D的同时通信。
再例如,在本实施方式涉及的高频电路1中,通信频段A也可以是LTE用的Band1或5GNR用的n1,通信频段B也可以是LTE用的Band3或5GNR用的n3,通信频段C也可以是LTE用的Band7或5GNR用的n7,通信频段D也可以是LTE用的Band41或5GNR用的n41。
由此,在能够传输LTE用的Band1或5GNR用的n1的信号、LTE用的Band3或5GNR用的n3的信号、LTE用的Band7或5GNR用的n7的信号、以及LTE用的Band41或5GNR用的n41的信号的高频电路1中,能够使Band1或n1和Band3或n3的同时通信中的信号质量提高。
此外,本实施方式涉及的高频电路1具备:开关51,具有与天线连接端子100连接的端子511,并具有能够与端子511连接的端子512~513,至少能够将端子512以及513同时连接于端子511;以及开关52,具有与端子514连接的端子521,并具有能够与端子521连接的端子522以及523。
由此,能够在开关51的端子514连接开关52的端子521,其中,该开关52能够连接两个滤波器(例如,双工器63以及收发滤波器64)。因此,在开关51中端子512以及513同时连接于端子511的情况下,能够减少开关51的非连接端子的数量。其结果是,能够削减开关51的关断电容,能够抑制由于阻抗匹配变差所引起的反射系数的增大,从而改善开关51的通过特性。
此外,本实施方式涉及的通信装置5具备对高频信号进行处理的RFIC3和在RFIC3与天线2之间传输高频信号的高频电路1。
由此,在通信装置5中,能够实现与高频电路1同样的效果。
另外,虽然本实施方式涉及的通信装置5是能够进行发送以及接收这两者的装置,但也可以是仅能够进行发送以及接收中的一者的装置。在该情况下,高频电路1也可以不具备功率放大器以及低噪声放大器中的一者和发送滤波器以及接收滤波器中的一者等。
(实施方式2)
接着,对实施方式2进行说明。在本实施方式中,作为实施方式1涉及的高频电路1的安装例而对高频模块1A进行说明。
[2.1高频模块1A的部件配置]
图4是实施方式2涉及的高频模块1A的俯视图。如图4所示,在高频模块1A中,构成实施方式1涉及的高频电路1的电路部件的一部分安装在模块基板91A的单面。具体地,如图4所示,在模块基板91A配置有开关51以及52、发送滤波器61T、62T以及63T、接收滤波器61R、62R以及63R、收发滤波器64和匹配电路71。
作为模块基板91A,例如,能够使用具有多个电介质层的层叠构造的低温共烧陶瓷(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramics)基板、高温共烧陶瓷(HTCC:HighTemperature Co-fired Ceramics)基板、部件内置基板、具有再布线层(RDL:Redistribution Layer)的基板、或印刷基板等,但是并不限定于这些。
开关51以及52例如分别内置于半导体部件。所谓半导体部件,是具有形成在半导体芯片(也称为裸片)的表面以及内部的电子电路的电子部件,也被称为半导体集成电路。半导体部件例如由CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)构成,具体地,可以通过SOI(Silicon on Insulator,绝缘体上的硅)工艺构成。由此,能够廉价地制造半导体部件。另外,半导体部件也可以由GaAs、SiGe以及GaN中的至少一者构成。由此,能够实现高质量的半导体部件。
另外,开关51以及52也可以内置于一个半导体部件。由此,能够谋求高频模块1A的小型化。
发送滤波器61T、62T以及63T、接收滤波器61R、62R以及63R和收发滤波器64例如可以是声表面波滤波器、使用了BAW(Bulk Acoustic Wave,体声波)的弹性波滤波器、LC谐振滤波器以及电介质滤波器中的任一者,进而,并不限定于这些。
匹配电路71例如包含电感器和/或电容器,由表面安装器件(SMD:Surface MountDevice)构成。另外,匹配电路71可以形成在模块基板91A内,也可以由集成型无源器件(IPD:Integrated Passive Device)构成。
如图4所示,发送滤波器61T以及62T和接收滤波器61R以及62R配置在开关51的附近,发送滤波器63T、接收滤波器63R以及收发滤波器64配置在开关52的附近。也就是说,发送滤波器63T、接收滤波器63R以及收发滤波器64配置得比开关51靠近开关52。
[2.2效果等]
像以上那样,在本实施方式涉及的高频模块1A中,发送滤波器61T以及62T和接收滤波器61R以及62R配置在开关51的附近,发送滤波器63T、接收滤波器63R以及收发滤波器64配置在开关52的附近。
由此,能够缩短将各滤波器与开关之间连接的布线的长度,能够降低由于布线损耗以及布线偏差所引起的不匹配损耗,能够改善高频模块1A的电特性(例如,噪声系数(NF)、增益特性等)。
(实施方式3)
接着,对实施方式3进行说明。在本实施方式中,作为实施方式1涉及的高频电路的安装例而对高频模块1B进行说明。另外,在本实施方式中,与上述实施方式2的不同点主要在于,在模块基板的两面配置电路部件。以下,以与上述实施方式2的不同点为中心对本实施方式进行说明。
[3.1高频模块1B的部件配置]
图5是实施方式3涉及的高频模块1B的俯视图。在图5中,(a)示出从z轴正侧观察了模块基板91B的主面91a的图,(b)示出从z轴正侧透视了模块基板91B的主面91b的图。在图5的(a)中,虚线表示模块基板91B的主面91b侧的电路部件。图6是实施方式3涉及的高频模块1B的剖视图。图6中的高频模块1B的剖面是图5的iv-iv线处的剖面。
如图5以及图6所示,高频模块1B代替模块基板91A而具备模块基板91B。进而,高频模块1B具备树脂构件94以及95、屏蔽电极层96和多个柱状电极150。另外,在图5中,省略了树脂构件94以及95和屏蔽电极层96的记载。
模块基板91B具有相互对置的主面91a以及主面91b。在模块基板91B内形成有接地电极图案92以及过孔导体93。作为模块基板91B,与模块基板91A同样地,例如能够使用LTCC基板、HTCC基板、部件内置基板、具有RDL的基板或印刷基板等,但是并不限定于这些。
主面91a是第1主面的一个例子,有时被称为上表面或表面。如图5的(a)所示,在主面91a配置有发送滤波器61T、62T以及63T、接收滤波器61R、62R以及63R、收发滤波器64、匹配电路71和树脂构件94。
树脂构件94覆盖主面91a上的电路部件,具有确保该电路部件的机械强度以及耐湿性等可靠性的功能。
主面91b是第2主面的一个例子,有时被称为下表面或背面。如图5的(b)所示,在主面91b配置有开关51以及52、树脂构件95和多个柱状电极150。
树脂构件95覆盖主面91b上的电路部件,具有确保该电路部件的机械强度以及耐湿性等可靠性的功能。
多个柱状电极150构成包含天线连接端子100、高频输入端子111~113和高频输出端子121~123在内的多个外部连接端子。多个柱状电极150各自从主面91b垂直地延伸并贯通树脂构件95,其一端从树脂构件95露出。从树脂构件95露出的多个柱状电极150的一端与配置在高频模块1B的z轴负方向上的母基板上的输入输出端子和/或接地电极等连接。
屏蔽电极层96例如是通过溅射法形成的金属薄膜,形成为覆盖树脂构件94的上表面以及侧表面和模块基板91B以及树脂构件95的侧表面。屏蔽电极层96被设定为接地电位,抑制外来噪声侵入到高频模块1B中包含的电路部件。
如图5的(a)所示,在模块基板91B的俯视下,开关52与发送滤波器63T、接收滤波器63R以及收发滤波器64分别重叠。此外,如图6所示,开关52经由形成在模块基板91B内的过孔导体93而与发送滤波器63T以及收发滤波器64连接。同样地,开关52经由形成在模块基板91B内的过孔导体(未图示)而与接收滤波器63R连接。
进而,在模块基板91B的俯视下,开关51与发送滤波器61T以及62T和接收滤波器61R以及62R分别重叠。开关51经由形成在模块基板91B内的过孔导体93而与发送滤波器61T以及62T连接。同样地,开关52经由形成在模块基板91B内的过孔导体(未图示)而与接收滤波器61R以及62R连接。
过孔导体93是填充到沿着z轴贯通模块基板91B的通孔的导体。另外,过孔导体93并不限定于填充到通孔的导体。例如,过孔导体93也可以由填充到形成在主面91a侧的盲孔(blind-via)的导体、填充到形成在主面91b侧的盲孔的导体、以及在模块基板91B内将填充到两个盲孔的导体连接的平面电极图案构成。
[3.2效果等]
像以上那样,本实施方式涉及的高频模块1B具备:开关51,具有与天线连接端子100连接的端子511,并具有端子512~514;双工器61,与端子512连接,具有包含通信频段A的通带;双工器62,与端子513连接,具有包含能够与通信频段A同时通信的通信频段B的通带;开关52,具有与端子514连接的端子521,并具有端子522以及523;双工器63,与端子522连接,具有包含通信频段C的通带;收发滤波器64,与端子523连接,具有包含通信频段D的通带;以及模块基板91B,具有相互对置的主面91a以及91b,开关52配置在主面91a以及91b中的一者,双工器63以及收发滤波器64配置在主面91a以及91b中的另一者,在模块基板91B的俯视下,开关52与双工器63以及收发滤波器64分别重叠。
由此,能够在模块基板91B的两面配置电路部件。因此,能够谋求高频模块1B的小型化。进而,能够使开关52和双工器63以及收发滤波器64分别在模块基板91B的俯视下重叠。因此,能够缩短将开关52和双工器63以及收发滤波器64分别连接的布线的长度。其结果是,能够降低由于布线损耗以及布线偏差所引起的不匹配损耗,能够改善高频模块1B的电特性。
再例如,也可以是,在本实施方式涉及的高频模块1B中,开关51配置在主面91a以及92b中的一者,双工器61以及62配置在主面91a以及92b中的另一者,在模块基板91B的俯视下,开关51与双工器61以及62分别重叠。
由此,能够缩短将开关51和双工器61以及62分别连接的布线的长度。因此,能够降低由于布线损耗以及布线偏差所引起的不匹配损耗,能够改善高频模块1B的电特性。
再例如,也可以是,本实施方式涉及的高频模块1B还具备多个柱状电极150作为多个外部连接端子,双工器61、62以及63和收发滤波器64配置在主面91a,开关51以及52和多个柱状电极150配置在主面91b。
由此,能够在配置了多个柱状电极150的主面91b配置高度比较低的部件,能够有助于高频模块1B的低高度化。
另外,虽然在本实施方式中,开关51以及52配置在同一主面91b,但是也可以配置在相互不同的主面91a以及91b。例如,也可以是,开关51配置在主面91b,开关52配置在主面91a。在该情况下,双工器61以及62配置在主面91a,双工器63以及收发滤波器64配置在主面91b。即使在该情况下,也能够缩短将开关51和双工器61以及62分别连接的布线的长度与将开关52和双工器63以及收发滤波器64分别连接的布线的长度。
(实施方式4)
接着,对实施方式4进行说明。在本实施方式中,作为实施方式1涉及的高频电路的安装例而对高频模块1C进行说明。另外,在本实施方式中,与上述实施方式3的主要不同在于,电路部件的配置。以下,以与上述实施方式3的不同点为中心对本实施方式进行说明。
[4.1高频模块1C的部件配置]
图7是实施方式4涉及的高频模块1C的俯视图。在图7中,(a)示出从z轴正侧观察了模块基板91B的主面91a的图,(b)是从z轴正侧透视了模块基板91B的主面91b的图。另外,在图7中,与图5同样地,省略了树脂构件94以及95和屏蔽电极层96的记载。
如图7的(a)所示,在主面91a配置有发送滤波器61T以及62T、接收滤波器61R以及62R、匹配电路71、开关51和树脂构件94。也就是说,开关51与发送滤波器61T以及62T和接收滤波器61R以及62R配置在同一面上。
如图7的(b)所示,在主面91b配置有发送滤波器63T、接收滤波器63R、收发滤波器64、开关52、树脂构件95和多个柱状电极150。也就是说,开关52与发送滤波器63T、接收滤波器63R以及收发滤波器64配置在同一面上。
[4.2效果等]
像以上那样,在本实施方式涉及的高频模块1C中,开关51和双工器61以及62配置在主面91a,开关52和双工器63以及收发滤波器64配置在主面91b。
由此,还能够将与开关51连接的双工器61以及62配置在与开关51相同的主面91a从而缩短将开关51和双工器61以及62连接的布线的长度。同样地,还能够将与开关52连接的双工器63以及收发滤波器64配置在与开关52相同的主面91b从而缩短将开关52和双工器63以及收发滤波器64连接的布线的长度。
(其它实施方式)
以上,基于实施方式对本发明涉及的高频模块以及通信装置进行了说明,但是本发明涉及的高频模块以及通信装置并不限定于上述实施方式。将上述实施方式中的任意的构成要素组合而实现的其它实施方式、在不脱离本发明的主旨的范围内对上述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的变形例、内置了上述高频模块以及通信装置的各种设备也包含于本发明。
例如,也可以在上述各实施方式涉及的高频模块以及通信装置的电路结构中,在将附图公开的各电路元件以及信号路径连接的路径之间插入其它电路元件以及布线等。例如,也可以在开关53与双工器61以及62之间分别插入阻抗匹配电路。阻抗匹配电路例如能够由电感器和/或电容器构成。
另外,虽然在上述实施方式2~4中,高频模块具备多个柱状电极150作为多个外部连接端子,但是并不限定于此。例如,高频模块也可以代替多个柱状电极150而具备多个凸块电极。
另外,虽然在上述实施方式2~4中,高频模块包含各种滤波器以及匹配电路,但是也可以不包含它们。此外,高频模块也可以具备功率放大器11~13、低噪声放大器21~23以及开关53。在该情况下,功率放大器11~13、低噪声放大器21~23以及开关53的配置没有特别限定。
产业上的可利用性
本发明作为配置在前端部的高频电路或高频模块,能够广泛地利用于便携式电话等通信设备。
附图标记说明
1:高频电路;
1A、1B、1C:高频模块;
2:天线;
3:RFIC;
4:BBIC;
5:通信装置;
11、12、13:功率放大器;
21、22、23:低噪声放大器;
51、52、53:开关;
61、62、63:双工器;
61R、62R、63R:接收滤波器;
61T、62T、63T:发送滤波器;
64:收发滤波器;
91A、91B:模块基板;
91a、91b:主面;
92:接地电极图案;
93:过孔导体;
94、95:树脂构件;
96:屏蔽电极层;
100:天线连接端子;
111、112、113:高频输入端子;
121、122、123:高频输出端子;
150:柱状电极。

Claims (14)

1.一种高频电路,具备:
第1开关,具有与天线连接端子连接的第1端子,并具有第2端子、第3端子以及第4端子;
第1滤波器,与所述第2端子连接,具有包含第1通信频段的通带;
第2滤波器,与所述第3端子连接,具有包含能够与所述第1通信频段同时通信的第2通信频段的通带;
第2开关,具有与所述第4端子连接的第5端子,并具有第6端子以及第7端子;
第3滤波器,与所述第6端子连接,具有包含第3通信频段的通带;以及
第4滤波器,与所述第7端子连接,具有包含第4通信频段的通带。
2.根据权利要求1所述的高频电路,其中,
所述第3通信频段以及所述第4通信频段的至少一部分重叠。
3.根据权利要求2所述的高频电路,其中,
还具备:匹配电路,连接在所述第1开关的所述第4端子与所述第2开关的所述第5端子之间。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的高频电路,其中,
所述第1通信频段是能够与所述第3通信频段同时通信的通信频段。
5.根据权利要求4所述的高频电路,其中,
所述第1通信频段是能够与所述第4通信频段同时通信的通信频段。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的高频电路,其中,
所述第1通信频段是长期演进LTE用的Band1或第5代新空口5GNR用的n1。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的高频电路,其中,
所述第2通信频段是LTE用的Band3或5GNR用的n3。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的高频电路,其中,
所述第3通信频段是LTE用的Band7或5GNR用的n7。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的高频电路,其中,
所述第4通信频段是LTE用的Band41或5GNR用的n41。
10.一种高频电路,具备:
第1开关,具有与天线连接端子连接的第1端子,并具有能够与所述第1端子连接的第2端子、第3端子以及第4端子,至少能够将所述第2端子以及所述第3端子同时连接于所述第1端子;以及
第2开关,具有与所述第4端子连接的第5端子,并具有能够与所述第5端子连接的第6端子以及第7端子。
11.一种高频模块,具备:
第1开关,具有与天线连接端子连接的第1端子,并具有第2端子、第3端子以及第4端子;
第1滤波器,与所述第2端子连接,具有包含第1通信频段的通带;
第2滤波器,与所述第3端子连接,具有包含能够与所述第1通信频段同时通信的第2通信频段的通带;
第2开关,具有与所述第4端子连接的第5端子,并具有第6端子以及第7端子;
第3滤波器,与所述第6端子连接,具有包含第3通信频段的通带;
第4滤波器,与所述第7端子连接,具有包含第4通信频段的通带;以及
模块基板,具有相互对置的第1主面以及第2主面,
所述第2开关配置在所述第1主面以及所述第2主面中的一者,
所述第3滤波器以及所述第4滤波器配置在所述第1主面以及所述第2主面中的另一者,
在所述模块基板的俯视下,所述第2开关和所述第3滤波器以及所述第4滤波器分别重叠。
12.根据权利要求11所述的高频模块,其中,
所述第1开关配置在所述第1主面以及所述第2主面中的一者,
所述第1滤波器以及所述第2滤波器配置在所述第1主面以及所述第2主面中的另一者,
在所述模块基板的俯视下,所述第1开关和所述第1滤波器以及所述第2滤波器分别重叠。
13.根据权利要求12所述的高频模块,其中,
还具备多个外部连接端子,
所述第1滤波器、所述第2滤波器、所述第3滤波器以及所述第4滤波器配置在所述第1主面,
所述第1开关、所述第2开关以及所述多个外部连接端子配置在所述第2主面。
14.一种通信装置,具备:
信号处理电路,对高频信号进行处理;以及
权利要求1~10中任一项所述的高频电路或权利要求11~13中任一项所述的高频模块,在所述信号处理电路与天线之间传输所述高频信号。
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