CN1677848A - 高频电路装置以及使用该高频电路装置的移动通信终端 - Google Patents

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Abstract

本发明的高频电路装置，具有：放大器，至少对2种调制方式的信号进行功率放大；匹配电路，与上述放大器的输出端子连接；第1路径，在上述匹配电路和天线之间包括双工器，上述放大器与上述天线相耦合，上述放大器与上述天线之间设有上述匹配电路和双工器；以及第2路径，不包括上述双工器，上述放大器与上述天线相耦合，上述放大器与上述天线之间设有上述匹配电路；在上述放大器放大上述至少2种调制方式中的一种信号时，选择上述第1路径；在上述放大器放大上述至少2种调制方式中的另一种信号时，选择上述第2路径；对于上述第1路径和上述第2路径，上述放大器的输出阻抗和从上述放大器往上述天线侧看去的阻抗相匹配。

Description

高频电路装置以及使用该高频电路装置的移动通信终端
技术领域
本发明涉及适用于移动通信终端的高频电路装置，尤其涉及是应与频带和调制方式不同的多种信号相的高频电路装置及利用该高频电路装置的移动通信终端。
背景技术
以移动电话为代表的移动通信终端，近几年在世界各地广泛普及。这种移动通信终端中所使用的高频电路例如公开在专利文献1～3中。
以下参照该文献的图1，说明专利文献1所公开的高频电路例。图1的高频功率放大器具有：输入匹配电路(matching network)10，对输入信号的阻抗进行最优化并输出；GaAs功率FET(场效应晶体管)21，对输入匹配电路10所输出的信号进行放大后再输出；第1输出匹配电路30和第2输出匹配电路40，根据频带来对GaAs功率FET21的输出信号的阻抗ΓL*进行最优化后进行输出；以及，开关27，连接在GaAs功率FET21和各输出匹配电路30、40之间。并且，开关27在第1和第2输出匹配电路30、40中选择最佳的输出匹配电路并进行连接。
再者，参照同一文献的图1，说明专利文献2中所公开的高频电路的另一例。图1的高频放大器具有：低通型输入匹配电路34，对2个频率A1(中心频率902.5MHz)、A2(中心频率1440MHz)进行匹配；功率放大电路37，将由低通型输入匹配电路34进行匹配得到的发送输入信号A1、A2进行放大，使其达到能够用作移动电话的各发送电波，并将其结果作为输出信号B1(中心频率902.5MHz)、B2(中心频率1440MHz)进行输出。另外，高频放大器还具有：低通型输出匹配电路44，连接在功率放大电路37的输出侧，对发送输出信号B1进行匹配；以及高通型输出匹配电路49，在功率放大电路37的输出侧与低通型输出匹配电路44并联，对发送输出信号B2进行匹配。并且，低通型输出匹配电路44对发送输出信号B1进行匹配，并对发送输出信号B2进行隔断；同样地，高通型输出匹配电路49在对发送输出信号B2进行匹配，并对发送输出信号B1进行隔断。
以下参照相同文献的图1和图5，详细说明专利文献3中所公开的高频电路的再一个例子。图1和图5的二频带用高频功率放大器具有：由第1电阻器101、电容器103、第3电阻器111、四分之一波长线路112、接合点113和114构成的稳定电路A；场效应晶体管104；输入端子201和202；输出端子203和204；以及匹配电路211～214。该放大器在其输出侧还具有：低通滤波器402、天线开关403和天线404。并且，从输入端子201输入的第1频带的信号波由场效应晶体管104进行放大，从输出端子203输出，由低通滤波器402抑制不需要的谐波，经天线开关403之后，从天线404进行发送。同样，从输入端子202输入的第2频带的信号波由场效应晶体管104进行放大，从输出端子204输出，再由低通滤波器402来抑制不需要的谐波，经天线开关403之后，由天线404进行发送。
[专利文献1]：特开平9-232887号公报；[专利文献2]：特开平10-56340号公报；[专利文献3]：特开平11-112251号公报。
普及移动通信终端的关键是小型化、低成本，另外重要的是与频带或调制方式不同的多种信号相对应(适应)。该对应的方式有：与多个频带相对应的多频带化、以及与多种调制方式相对应的多方式化。在构成移动通信终端的高频电路装置中，为了适应小型化、低成本、多频带/多方式，要求电路的一部分能够由多个频带和多种调制方式所共用。
在专利文献1中所公开的放大器中，功率FET由多个频带所共用。然而，由于在阻抗低的晶体管输出端和匹配电路之间设置了开关，所以，由于开关所具有的寄生电阻，不可避免地增大了晶体管输出端以后的电路损耗，降低了高频功率放大器的性能。
在专利文献2中所公开的放大器中，功率放大电路由不同的频率所共用。然而，由于输出匹配电路的一边由低通型电路构成，另一边由高通型电路构成，所以，在2个信号频带互相接近的情况下，很难实现只有一边的频带信号通过而隔断另一边信号的低通型电路或高通型电路。
在专利文献3中所公开的放大器中，场效应晶体管由2个频带所共用。然而，由于分别与2个频带信号相适应的输出匹配电路被连接在同一低通滤波器和天线开关上，所以在调制方式不同的情况下，不能够适用在高频功率放大器和天线之间所设置的电路模块，很难适应多种方式。
发明内容
本发明的目的在于，提供与多频带/多方式相适应、且电路损耗小的高频电路装置以及利用该高频电路装置的移动通信终端。
在本申请中所公开的发明中，简单说明代表性的实施方式的概要。
高频电路装置的特征在于，具有：放大器，至少对2种调制方式的信号进行功率放大；匹配电路，与上述放大器的输出端子连接；第1路径，在上述匹配电路和天线之间包括双工器，上述放大器与上述天线相耦合，上述放大器与上述天线之间设有上述匹配电路和上述双工器；以及第2路径，不包括上述双工器，上述放大器与上述天线相耦合，上述放大器与上述天线之间设有上述匹配电路；在上述放大器对上述至少2种调制方式之一的信号进行放大的情况下，选择上述第1路径；在上述放大器对上述至少2种调制方式中另一种的信号进行放大的情况下，选择上述第2路径；对于上述第1路径和上述第2路径，上述放大器的输出阻抗和从上述放大器往上述天线侧看去的阻抗相匹配。
在放大器的输出端子上连接匹配电路，而且适应于互不相同的调制方式的第1路径和第2路径共用放大器和匹配电路，在能够提高阻抗的匹配电路的输出侧对第1路径和第2路径进行选择，所以，能够实现适应多频带/多方式的、电路损耗小的高频电路装置。
发明效果
根据本发明，能够实现适应多频带/多方式的、电路损耗小的高频电路装置、以及利用该装置的移动通信终端。
附图说明
图1是说明涉及本发明的高频电路装置及利用该高频电路装置的移动通信终端的第1实施方式的电路框图。
图2是说明图1的电路框图的发送电路部分的电路框图。
图3是说明图2高频发送电路部分的电路例的电路图。
图4是说明图3的电路图的阻抗匹配原理的史密斯圆图。
图5是说明图3的电路图的阻抗匹配原理的另一史密斯圆图。
图6是说明本发明第2实施方式的第1电路框图。
图7是说明本发明第2实施方式的第2电路框图。
图8是说明本发明第3实施方式的电路框图。
图9是说明本发明第4实施方式的电路框图。
图10是说明本发明第5实施方式的电路框图。
图11是说明本发明第6实施方式的电路框图。
图12是说明本发明第7实施方式的第1电路框图。
图13是说明本发明第7实施方式的第2电路框图。
图14是说明本发明第8实施方式的第1电路框图。
图15是说明本发明第8实施方式的第2电路框图。
具体实施方式
以下根据附图所示的实施方式，进一步详细说明涉及本发明的高频电路装置以及利用该装置的移动通信终端。而且，在全部附图中，对于相同的或者具有类似功能的构件，标注相同的标记，其重复的说明从略。
[第1实施方式]
图1表示本发明的第1实施方式。在图1中，1是话筒，2是基带信号处理装置，3是把基带信号变换成高频信号、或者把高频信号变换成基带信号的频率变换电路装置(以下称为“RF-IC”)。并且，10a是高频功率放大器，20和21是匹配电路，30是开关，40a是滤波器，50是双工器，4a是天线开关，5是天线。在图1中由虚线围起来的110和由点划线围起来的111，分别是包含双工器50在内的第1发送路径和不包含双工器50的第2发送路径。再者，40b是滤波器，120和121是高频接收电路装置，6是扬声器。由图1所示的整体来构成移动通信终端，在从RF-IC3起到天线开关4a止的范围内构成高频电路装置。
本实施方式不依赖于频带个数(频带数)、调制方式的个数(方式数)，但考虑到说明的方便性，在以下的说明中，列举的例子适用于以欧洲、亚洲为中心而广泛使用的1800MHz频带的DCS(数字通信系统)方式和第3代移动通信方式的1900MHz频带的W CDMA(宽带码分多址)方式的2个频带和2个方式。
以下说明本实施方式的动作。从话筒1输入的声音信号，在基带信号处理装置2中进行数据压缩和编码等信号处理，作为基带发送信号进行输出，在RF-IC3中，由基带信号变换频率为高频发送信号。RF-IC3选择出与W-CDMA方式相对应的高频发送信号TxA(未图示)及与DCS方式相对应的高频发送信号TxB(未图示)中的某一种，进行输出。
从RF-IC3输出的高频发送信号TxA在高频功率放大器10a中放大到所需的功率，并经匹配电路20、开关30和匹配电路21而传送到双工器50，再从双工器50经天线开关4a由天线5发射。
并且，从RF-IC3输出的高频发送信号TxB，在高频功率放大器10a中放大到所需的功率，并经匹配电路20、开关30和滤波器40a而传送到天线开关4a，从天线5发射出去。
另一方面，由天线5接收的与W-CDMA方式相对应的高频接收信号RxA(未图示)，通过天线开关4a、双工器50和高频接收电路装置120传送到RF-IC3，在RF-IC3变换频率为基带接收信号，在基带信号处理装置2中，变换成为声音信号，从扬声器6输出。
并且，与天线5所接收的DCS方式相对应的高频接收信号RxB(未图示)，通过天线开关4a、滤波器4b和高频接收电路装置121而传送到RF-IC3内，在RF-IC3内变换频率为基带接收信号，在基带信号处理装置2中变换成声音信号，从扬声器6输出。
所以，开关30在以W-CDMA方式发送的情况下，连接在匹配电路21侧；在以DCS方式发送的情况下，连接在滤滤器40a侧。并且，天线开关4a在以W-CDMA方式发送、接收的情况下，连接在双工器50侧；在以DCS方式发送的情况下，连接在滤波器40a侧，在以DCS方式接收的情况下，连接在滤波器40b侧。
根据以上情况，从RF-IC3到天线开关4a之间的高频电路装置具有：与W-CDMA方式相对应的高频发送信号TxB的信号路径110、以及与DCS方式相对应的高频发送信号TxB信号路径111的2条路径。
以下，在图2中表示从高频功率放大器10a的最后级到开关4a之间的结构的详细内容。在图2中，70是构成高频功率放大器10a最后级的晶体管，80a是与晶体管70的驱动电源电压供给线相串联设置的电感器。
用图2说明本实施方式的电路特性。在图2中，ZL1是与W-CDMA方式的频率和输出功率相对应的晶体管70的最佳负荷阻抗；Zin1是从匹配电路20的输入端向双工器50侧看去的阻抗；Zout1是从匹配电路21的输出端向晶体管70侧看去的阻抗；ZinD是双工器50的输入阻抗。并且，ZL2是与DCS方式的频率和输出功率相对应的晶体管70的最佳负荷阻抗；Zin2是从匹配电路20的输入端向滤波器40a侧看去的阻抗；Zout2是从开关30的DCS侧的输出端向晶体管70侧看去的阻抗；ZinF是滤波器40a的输入阻抗。
当发送的高频信号的频率或输出功率不同时，同一晶体管的最佳负荷阻抗一般不同。所以，ZL1≠ZL2。
阻抗用如Z＝X+jY这样的复数来表示，共轭复数用Z*＝X-jY来表示。并且，从电路上的某点A来观看一边时的阻抗为Z；从点A来观看相反侧时的阻抗为Z*的情况下，在点A实现“共轭匹配”，在A点上因阻抗不匹配而产生的反射损耗成为零。由此，利用电路上的某点进行阻抗匹配的情况下，一般采用共轭匹配。
在本实施方式中，Zout1＝ZinD *、Zout2＝ZinF *。并且，利用匹配电路21、开关30和匹配电路20，使Zout1变换阻抗成为Zin1 *，变成ZL1＝Zin1，在晶体管70的输出端实现共轭匹配。再者，利用开关30和匹配电路20，使Zout2变换阻抗成为Zin2 *，变成ZL2＝Zin2，在晶体管70的输出端实现共轭匹配。
电感器80a是串联设置在晶体管70的驱动电源电压供给线上的感应性元件，一般用于使驱动电源达到充分高的阻抗，所以，与阻抗匹配几乎没有关系。但是，由于电路小型化，电感器80a也可以包含在匹配电路中。并且，电感器80a也可以采用传输线等感应性元件。
接着，用图3～图5，详细说明本实施方式的实现高频电路装置的电路的一例。在图3中，80b和80c是电感器，90a～90d是电容器，100a和100b是传输线。
利用电容器90a和电感器80b来构成匹配电路21，利用电容器90b～90d、电感器80c和传输线100a及100b来构成匹配电路20。
在图3中，考虑到说明的方便性，晶体管70的驱动电源电压供给线被连接在电感器80c和晶体管70的输出端之间的点上，但并不仅限于该点，也可以连接在设计上方便的点上。
图4是表示用W-CDMA方式传送的情况下的、图3的发送路径110中的阻抗匹配特性的史密斯圆图。并且，图5是表示利用DCS方式传送的情况下的、图3的传送路径111的阻抗匹配特性的史密斯圆图。
在此，考虑到说明的简便性，假定ZL1＝Zin1＝5-j3[Ω]、ZL2＝Zin2＝3+jO[Ω]、Zout1＝75+jO  [Ω]、Zout2＝50+jO[Ω]。而且，Zin1和Zin2值分别在高频功率放大器的输出功率在W-CDMA方式中为27dBm，在DCS方式中为32dBm，在功率放大用晶体管的驱动电源电压为3.5V时均为该值。并且，Zout1值是为提高构成双工器SAW(表面声波)元件等的击穿耐压而设定的大致值。并且，Zout2的值为对滤波器和天线开关的一般阻抗实现共轭匹配时的值。但是，Zin1、Zin2、Zout1、Zout2中的任一值也都不限定为上述值，只要是设计上适当的值均可。
利用图3和图4，详细说明利用W-CDMA方式发送时的发送路径110的阻抗匹配原理。
在图4中，位于史密斯圆图中心的阻抗点200是Zout1＝75+j0[Ω]，阻抗点208是Zin1 *＝5+j3[Ω]。利用电容器90a从阻抗点200变换阻抗到阻抗点201，利用电感器80b从阻抗点201变换阻抗到阻抗点202。接着，利用电容器90b从阻抗点202变换阻抗到阻抗点203；利用电容器90c从阻抗点203变换阻抗到阻抗点204；利用传输线100a从阻抗点204变换阻抗到阻抗点205。再接着，利用电容器90d从阻抗点205变换阻抗到阻抗点206；利用传输线100b从阻抗点206变换阻抗到阻抗点207；利用电感器80c从阻抗点207变换阻抗到阻抗点208。
以下利用图3和图5，详细说明在用DCS方式发送时的发送路径111的阻抗匹配原理。
位于图5的史密斯圆图中心的阻抗点300是Zout2＝50+J0[Ω]，阻抗点306是Zin2 *＝3+j0[Ω]。利用电容器90b从阻抗点300变换阻抗到阻抗点301；利用电容器90c从阻抗点301变换阻抗到阻抗点302；利用传送线路100a从阻抗点302变换阻抗到阻抗点303。接着，利用电容器90d从阻抗点303变换阻抗到阻抗点304；利用传送线路100b从阻抗点304变换阻抗到阻抗点305；利用电感器80c从阻抗点305变换阻抗到阻抗点306。
但是，在上述阻抗匹配的原理说明中，忽略了由开关30产生的阻抗变换。
如以上说明的那样，在发送路径110中，开关30设置在阻抗点202上，所以，例如阻抗点202的阻抗的实部为25Ω，开关30的串联电阻为0.5Ω的情况下，通过设置开关，使电路损耗的增加量很小，约为0.17dB。并且，发送路径111中的电路损耗的增加量很小，约为0.09dB。而且，阻抗点202的阻抗实部不仅限于25Ω，也可以是其他值。
以下，在本实施方式中，通过共用匹配电路20，能够适应1800MHz频带和1900MHz频带这种接近的频带的多频带。进一步，通过设置开关30，能够适应连接天线时必须设置开关的DCS方式、以及连接天线时必须设置双工器的W-CDMA方式。
根据本实施方式，电路损耗小，所以，能够实现发送电路特性良好的适用于多频带/多方式的高频电路装置。并且，因为多频带/多方式中共用高频功率放大器10a和匹配电路20，所以，能够实现高频电路装置的小型化和低成本化。
实现上述阻抗匹配的电容器、电感器和传送线路的值的一例如下。电容器是电容器90a＝1.5PF、电容器90b＝15PF、电容器90c＝3PF、电容器90d＝5PF。并且，电感器是电感器80b＝3.3nH、电感器80c＝0.5Nh。再者，传送线路是，传送线路100a＝特性阻抗50Ω的微波带状线2mm，传送线路100b＝特性阻抗50Ω的微波带状线4mm。
电容器90a～90d、电感器80b和80c可以采用像片状元件那样的通用电子元件。或者，电容器90a～90d、电感器80b和80c，也可以采用在硅基片或GaAs等化合物半导体基片上集成的IPC(集成无源电路)。通过采用IPC，能够使电路面积小型化。
或者，可以采用把晶体管70、电容器90a～90d、电感器80a和80b、传送线路100a和100b集成在同一基片上的MMIC(单片微波集成电路)。再者，也可以采用以金等为主要构成要素的接合线作为电感器80c。
开关30可以采用半导体开关或MEMS(微电子机械系统)开关。在采用MEMS开关的情况下，尤其可以获得低电路损耗。
并且，晶体管70可以采用化合物半导体异质结双极性晶体管或者MOS(金属氧化物半导体)场效应晶体管。
[第2实施方式]
图6表示本发明的第2实施方式。在图6中，22是匹配电路，31是开关，500a是连接发送路径110和111的分支点。
以下利用图6，详细说明本实施方式的电路工作。由话筒1、基带信号处理装置2、RF-IC3构成的、把声音信号变换成高频发送信号的电路的工作，由滤波器40b、高频接收电路装置120和121、RF-IC3、基带信号处理装置2、扬声器6构成的接收电路系统的结构和工作，以及天线开关4a的动作，均与第1实施方式(图1)相同。
从RF-IC3中输出的与W-CDMA方式相对应的高频发送信号TxA，在高频功率放大器10a中被放大到所需的功率，经匹配电路20和21、开关31被传送到双工器50，再从双工器50经天线开关4a之后，由天线5发射。
并且，从RF-IC3输出的与DCS方式相对应的高频发送信号TxB，在高频功率放大器10a中被放大到所需的功率，经匹配电路20和22、滤波器40a被传送到天线开关4a，由天线5发射。
在第1实施方式(图1)中，由于在图6的分支点500a的电路部分设置对发送路径进行切换的开关30，所以发送路径110和发送路径111互不影响。但是，在本实施方式中，不设置开关30，所以，在用W-CDMA方式发送时、以及用DCS方式发送时，分别利用开关31的通断动作，来防止其他方式的阻抗影响。
首先，在用W-CDMA方式发送的情况下，开关4a连接在双工器50侧，所以，在分支点500a上作为短截线而附加的滤波器40a和匹配电路22成为开路短截线，从分支点500a往滤波器40a和匹配电路22看去的阻抗增大，不会影响高频发送信号TxA的阻抗变换。所以，在发送路径110中很容易设计出利用匹配电路20、21和22把阻抗Zout1＝ZinD *变换成Zin1 *的匹配电路。
另一方面，在用DCS方式发送的情况下，开关4a连接在滤波器40a侧，双工器50的天线开关侧变成开路。但是，当开关31处于接通状态时，双工器50本身具有频率依存性，所以在分支点500a上作为短截线而附加的双工器50、开关31、匹配电路20不能成为短截线。因此，从分支点500a往双工器50、开关31和匹配电路21看去的阻抗不会很高，对高频发送信号TxB的阻抗变换产生影响。所以，在发送路径111中，很难设计出利用匹配电路20、22和21把阻抗Zout2＝ZinF *变换成Zin2 *的匹配电路。
在本实施方式中，在用DCS方式发送的情况下，把在分支点500a上作为短截线而附加的开关31设定为断开，可以使开关31和匹配电路21变成开路短截线，避免高频发送信号TxB对阻抗变换产生影响。
并且，根据本实施方式，在发送路径110中，在作为高阻抗的Zout1的电路部分设置开关31，所以与上述第1实施方式相比，能够减小开关的串联电阻所造成的电路损耗。例如Zout1的实部为75Ω，开关31的串联电阻为0.5Ω的情况下，由于设置开关31而使电路损耗的增加量约为0.06dB，减小到上述第1实施方式的情况下的约0.17dB的一半以下，由于设置开关而造成的电路损耗的增加几乎可以忽略不计。而且，Zout1的实部并不仅限于上述的75Ω，也可以是其他值。
并且，在发送路径111内不设置开关，所以不会因设置开关而使电路损耗增大。因此，在允许在分支点500a上附加短截线的情况下，根据本实施方式，具有电路损耗更低的发送路径，所以，能够实现使发送电路特性提高的、适应多频带/多方式的高频电路装置。
而且，在本实施方式中，开关31与发送路径111串联设置，但也可以如图7所示并联设置开关32。开关32在用W-CDMA方式发送的情况下变成断开，在用DCS方式发送的情况下变成接通。在发送路径111内，开关31和32能够根据设计的容易性而自由选择。
[第3实施方式]
图8表示本发明的第3实施方式。在图8中，500b是对发送路径110和111进行连接的分支点。
以下利用图8，详细说明本实施方式的电路工作。由话筒1、基带信号处理装置2、RF-IC3构成的、把声音信号变换成高频发送信号的电路的工作，由滤波器40b、高频接收电路装置120和121、RF-IC3、基带信号处理装置2、扬声器6构成的接收电路系统的结构和工作，以及天线开关4a的动作，均与第1实施方式(图1)相同。
从RF-IC3中输出的与W-CDMA方式相对应的高频发送信号TxA，在高频功率放大器10a中被放大到所需的功率，经匹配电路20、开关31、匹配电路21而被传送到双工器50，再从双工器50通过天线开关4a之后，由天线5发射。
并且，从RF-IC3输出的与DCS方式相对应的高频发送信号TxB，在高频功率放大器10a中被放大到所需的功率，经匹配电路20、滤波器40a而被传送到天线开关4a，由天线5发射。
开关31的动作，和第2实施方式(图6)的情况一样，在用W-CDMA方式发送的情况下接通；在用DCS方式发送的情况下断开。
根据本实施方式，在用W-CDMA方式发送的情况下，在发送路径110的分支点500b作为短截线而附加的滤波器40a，高频发送信号TxA和TxB的频率接近，所以，对高频发送信号TxA几乎没有频率依存性，是对相位进行若干变换的电路，由于天线开关4a变成开路，因此，从分支点500b往滤波器4a看去的阻抗增大，滤波器40a几乎不影响发送路径110内的阻抗变换。并且，在用DCS方式发送的情况下，开关31变成断开，所以，发送路径111能够使用与第1实施方式(图1)相同的电路。
因此，根据本实施方式，发送路径110和111能够互相基本独立地设计，容易进行设计。并且，根据本实施方式，在发送路径111中不设置开关，所以，不会由于设置开关而使电路损耗增大。
根据本实施方式，电路损耗小，所以能够提高发送电路特性，而且能够实现容易设计的适合多频带/多方式的高频电路装置。
[第4实施方式]
图9表示本发明的第4实施方式。在图9中，23是匹配电路。
以下利用图9，详细说明本实施方式的电路工作。由话筒1、基带信号处理装置2、RF-IC3构成的、把声音信号变换成高频发送信号的电路的工作，由滤波器40b、高频接收电路装置120和121、RF-IC3、基带信号处理装置2、扬声器6构成的接收电路系统的结构和工作，以及天线开关4a的动作，均与第1实施方式(图1)相同。
从RF-IC3中输出的与W-CDMA方式相对应的高频发送信号TxA，在高频功率放大器10a中被放大到所需的功率，经匹配电路23、开关30而被传送到双工器50，再从双工器50通过天线开关4a之后，由天线5发射。
并且，从RF-IC3输出的与DCS方式相对应的高频发送信号TxB，在高频功率放大器10a中被放大到所需的功率，通过匹配电路20、开关30、滤波器40a被传送到天线开关4a，由天线5发射。所以，在用W-CDMA方式发送的情况下，开关30被连接在双工器50侧，在用DCS方式发送的情况下，开关30被连接在滤波器40a侧。
匹配电路23在高频发送信号TxA频率下，把阻抗Zout1变换成Zin1 *，同时，在高频发送信号TxB频率下，把阻抗Zout2变换成Zin2 *。而且，若考虑高频电路装置的功耗功率等性能，则匹配电路23最好是能够改变阻抗变换率的匹配电路，但也可以是阻抗变换率固定匹配电路。
根据本实施方式，匹配电路为一个，而且是共用的，所以，能够进一步减小电路面积。并且，在发送路径110中，开关30设置在高阻抗部Zout1，所以，由于设置开关30而使电路损耗增大的量较小，因此，能够实现可提高发送电路特性的、适应多频带/多方式的高频电路装置。
而且，在本实施方式中，采用了对发送路径110和111进行切换的开关30，但也可以采用开关31，如第2实施方式和第3实施方式(图6、图8)那样仅切断发送路径110。在此情况下，在发送路径111中，由于不设置开关，所以不会增加电路损耗。在采用开关31的情况下，能够进一步减小电路损耗，所以能够实现可以提高发送电路特性的、适应多频带/多方式的高频电路装置。
[第5实施方式]
图10表示本发明的实施方式。在图10中，40c是滤波器。
以下利用图10，详细说明本实施方式的电路工作。由话筒1、基带信号处理装置2、RF-IC3构成的、把声音信号变换成高频发送信号的电路的工作，由滤波器40b、高频接收电路装置120和121、RF-IC3、基带信号处理装置2、扬声器6构成的接收电路系统的结构和工作，以及天线开关4a和开关30的动作，均与第1实施方式(图1)相同。
从RF-IC3输出的与W-CDMA方式相对应的高频发送信号TxA，通过滤波器40c被传输到高频功率放大器10b，在高频功率放大器10b中被放大到所需的功率，通过匹配电路20、开关31和匹配电路21而被传送到双工器50，再从双工器50经天线开关4a之后，由天线5发射。
并且，从RF-IC3输出的与DCS方式相对应的高频发送信号TxB，不通过滤波器40c而被传送到高频功率放大器10b，在高频功率放大器10a中被放大到所需的功率，通过匹配电路20、开关30、滤波器40a而被传送到天线开关4a，由天线5发射。
根据本实施方式，高频功率放大器10b的输入变成2条路径，在与W CDMA方式相对应的高频发送信号TxA所通过的路径上设置滤波器40c，所以，容易设计出W-CDMA方式的RF-IC3。
而且，在本实施方式中，采用了对发送路径110和111进行切换的开关30，但也可以采用如第2实施方式和第3实施方式(图6、图8)所示，仅对发送路径110进行切断的开关31。
[第6实施方式]
图11表示本发明的第6实施方式。在图11中，10c和10d是高频功率放大器，24和25是匹配电路，501是匹配电路24、25和匹配电路20的汇合点。
以下利用图11，详细说明本实施方式的电路工作。由话筒1、基带信号处理装置2、RF-IC3构成的、把声音信号变换成高频发送信号的电路的工作，由滤波器40b、高频接收电路装置120和121、RF-IC3、基带信号处理装置2、扬声器6构成的接收电路系统的结构和工作，以及天线开关4a和开关30的动作，均与第1实施方式(图1)相同。
从RF-IC3中输出的与W-CDMA方式相对应的高频发送信号TxA，通过滤波器40c而被传送到高频功率放大器10c，在高频功率放大器10c中被放大到所需的功率，通过匹配电路24和20、开关30、匹配电路21被传送到双工器50，再从双工器50通过天线开关4a之后，由天线5发射。
并且，从RF-IC3输出的与DCS方式相对应的高频发送信号TxB，不通过滤波器40c而被传送到高频功率放大器10d，在高频功率放大器10d中被放大到所需的功率，通过匹配电路25和20、开关30、滤波器40a而被传送到天线开关4a，由天线5发射。
所以，由高频功率放大器10c、匹配电路24、20和21、开关30构成发送路径110；由高频功率放大器10d、匹配电路25和20、开关30、滤波器40a构成发送路径111。
在用W-CDMA方式发送的情况下，高频功率放大器10c接通，具有负荷阻抗ZL3ON；高频功率放大器10d切断，具有切断状态的负荷阻抗ZL4OFF。并且，相反也是一样，在用DCS方式发送的情况下，高频功率放大器10d接通，具有负荷阻抗ZL4ON；高频功率放大器10c断开，具有断开状态的负荷阻抗ZL3OFF。
在用W-CDMA方式发送的情况下，匹配电路25和断开状态的高频功率放大器10d的阻抗，影响到由高频功率放大器10c、匹配电路24、20和21、开关31、双工器50构成的发送路径110的阻抗匹配。并且，相反也是一样，在用DCS方式发送的情况下，匹配电路24和断开状态的高频功率放大器10c的阻抗，影响到由高频功率放大器10d、匹配电路25和20、开关30、滤波器40a构成的发送路径111的阻抗匹配。
所以，匹配电路24、20、21和25的匹配特性如下。在发送路径110中，匹配电路24、20、21和25，在从匹配电路25的输入端往高频功率放大器10d侧看去的阻抗为ZL4OFF *(ZL4OFF的复共轭)的状态下，在高频发送信号TxA频率下，把阻抗Zout1变换成Zin1 *。并且，相反也是一样，在发送路径111中，匹配电路25、20、21和24，在从匹配电路24的输入端往高频功率放大器10c侧看去的阻抗为ZL3OFF *(ZL3OFF的复共轭)的状态下，在高频发送信号TxB频率下把阻抗Zout2变换成Zin2*。
而且，在高频功率放大器10c和10d的输出端，能实现ZL3ON＝Zin1、ZL4ON＝Zin2的共轭匹配。
根据本实施方式，由于具有与W-CDMA方式相对应的高频功率放大器10c和与DCS方式相对应的高频功率放大器10d两条路径，所以，高频功率放大器在各方式中容易最优化。因此，在按方式来对功率放大器进行分离有利的情况下，能够实现可以提高发送电路特性的适合多频带/多方式的高频电路装置。
而且，在本实施方式中，采用了对发送路径110和111进行切换的开关30，但也可以采用如第2实施方式和第3实施方式(图6、图8)所示，仅对发送路径110进行切断的开关31。
并且，设置在高频功率放大器10c和RF-IC3之间的滤波器40c的效果和第5实施方式(图10)一样。
[第7实施方式]
图12表示本发明的第7实施方式。在图12中，4b是天线开关，130是高频发送电路装置，40e是滤波器，112是发送路径，60是增益控制装置，40f是滤波器。
在第1～第6实施方式(图1和图6～图11)中，说明了与1900MHz频带的W-CDMA方式和1800MHz频带的DCS方式相对应的、适合多频带/多方式的高频电路装置。在本实施方式中，将说明除上述2频带、2方式外，也还能够适合以欧、亚为中心广泛使用的、发送频率为900MHz的GSM(全球移动通信)的多频带/多方式高频电路装置。再者，本实施方式也适用于：在采用相同调制方式的GMS方式和DCS方式的各频带，对这些方式引入了线性系统的EDGE(GSM改进的增强数据率)方式。所以，本实施方式适用于三频带/三方式。
以下利用图12，详细说明本实施方式的电路工作。由话筒1、基带信号处理装置2、RF-IC3构成的、把声音信号变换成高频发送信号的电路的工作，由滤波器40b、高频接收电路装置120和121、RF-IC3、基带信号处理装置2、扬声器6构成的接收电路系统的结构和工作，与第1实施方式(图1)相同。并且，用W-CDMA方式和DCS方式进行发送的情况下的发送路径110和111的结构和工作，均与第1实施方式(图1)相同。
并且，从RF-IC3输出的与GSM方式相对应的高频发送信号TxC，通过滤波器40f、高频功率放大器130、滤波器40e而被传送到天线开关4b，由天线5发射。
另一方面，由天线5接收的与GSM方式相对应的高频接收信号RxC，通过天线开关4b、滤波器40d和高频接收电路装置122而发送到RF-IC3，在RF-IC3内，频率变换成基带接收信号，在基带信号处理装置2中变换成声音信号，从扬声器6输出。
所以，在用W-CDMA方式发送接收的情况下，天线开关4b连接到双工器50侧。并且，在用DCS方式发送的情况下连接到滤波器40a侧，在用DCS方式接收的情况下连接到滤波器40b侧。再者，在用GSM方式发送的情况下连接到滤波器40e侧，在用GSM方式接收的情况下连接到滤波器40d侧。
按以上方法，从RF-IC3到天线5之间的高频发送电路具有以下三条路径：与W-CDMA方式相对应的高频发送信号TxA的信号路径110、与DCS方式相对应的高频发送信号TxB信号路径111、以及与GSM方式相对应的高频发送信号TxC信号路径112。
而且，根据RF-IC3的电路方式不同，如图13所示，也可以不设置滤波器40f。
在用EDGE方式发送的情况下，通过对高频功率放大器10b和构成高频发送电路130的功率放大器(未图示)的增益控制电压或增益控制电流进行调整，即可确保该功率放大器的放大线性。增益控制电压或增益控制电流从增益控制电路装置60供给。在此情况下，发送路径111和112的结构和工作，与DCS方式和GSM方式的结构和工作相同。
根据本实施方式，能够实现W-CDMA方式、DCS方式、GSM方式、与DCS方式相应的频带的EDGE方式、与GSM方式相对应的频带的EDGE方式，与合计三频带/三方式相对应的多频带/多方式高频电路装置。
而且，在本实施方式中，采用了对发送路径110和111进行切换的开关30，但也可以采用像第2实施方式和第3实施方式(图6、图8)那样仅切断发送路径110的开关31。
并且，设置在高频功率放大器10b和RF-IC3之间的滤波器40c的效果和第5实施方式(图10)一样。
[第8实施方式]
图14和图15表示本发明的第8实施方式。本实施方式表示包括多个电路块在内而构成的第7实施方式(图12)的高频电路装置和移动通信终端。
在图14中，400是主要由发送路径构成的电路块，410是主要由接收路径构成的电路块。本实施方式的高频电路装置由电路块400和电路块410构成，本实施方式的移动通信装置是在上述高频电路装置上增加天线5、基带信号处理装置3、话筒1和扬声器6来构成。
在此情况下，在移动通信终端内，可以把主要由发送路径构成的电路块400和主要由接收路径构成的电路块410分离开进行设置，所以，容易对各电路块进行热隔离或电磁隔离。
其次，在图15中，420是主要由高频功率放大器构成的电路块；430是主要由滤波器、天线开关等前端(front end)构成的电路块；440是主要由接收路径构成的电路块。本实施方式的高频电路装置由电路块420、电路块430和电路块440构成，本实施方式的移动通信装置是在上述高频电路装置上增加天线5、基带信号处理装置3、话筒1和扬声器6来构成。
在此情况下，在移动通信终端内，可将包含高频功率放大器的电路块420、和包含滤波器的电路块430互相分开设置，所以，容易对各电路块进行热隔离。
电路块400～440可以分别构成例如高频组件(module)。例如可以在设置了高频线路的陶瓷或树脂制的同一高频基片上，安装由半导体器件构成的裸芯片(放大器、RF-IC、开关)或片状构件(电容器、电阻器、电感器等来构成高频模块。
而且，在本实施方式中，示出了如图14和图15所示的两种实现形式。但并不仅限于此，如果第8实施方式所示的效果能够实现，那么也可以是其他任何方式。
并且，由电路块或高频组件构成的高频电路装置，并不仅限于第7实施方式，不言而喻可以是第1～第6实施方式(图1、图6～图11)的高频电路装置。可以实现同样的电路块结构或高频组件结构。

Claims (10)

1、一种高频电路装置，其特征在于，具有：
放大器，至少对2种调制方式的信号进行功率放大；
匹配电路，与上述放大器的输出端子连接；
第1路径，在上述匹配电路和天线之间包括双工器，上述放大器与上述天线相耦合，上述放大器与上述天线之间设有上述匹配电路和上述双工器；以及
第2路径，不包括上述双工器，上述放大器与上述天线相耦合，上述放大器与上述天线之间设有上述匹配电路；
在上述放大器对上述至少2种调制方式之一的信号进行放大的情况下，选择上述第1路径；在上述放大器对上述至少2种调制方式中另一种的信号进行放大的情况下，选择上述第2路径；
对于上述第1路径和上述第2路径，上述放大器的输出阻抗和从上述放大器往上述天线侧看去的阻抗相匹配。
2、如权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于：具有开关，该开关与上述匹配电路的输出端子连接，对上述第1路径和第2路径进行切换。
3、如权利要求2所述的高频电路装置，其特征在于：上述开关是半导体开关或MEMS开关。
4、如权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于：在上述双工器的输入端子上设有与上述双工器串联连接的开关，
在选择上述第1路径时上述开关接通，在选择上述第2路径时上述开关断开。
5、如权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于：具有在上述双工器的输入端子和接地端子之间连接的开关，
在选择上述第1路径时上述开关断开，在选择上述第2路径时上述开关接通。
6、如权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于：上述第1路径和第2路径安装在一块基片上，形成高频组件。
7、如权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于：构成上述放大器的最后级的晶体管是化合物半导体异质结双极性晶体管或者MOS场效应晶体管。
8、一种高频电路装置，其特征在于，具有：
第1放大器，对第1调制方式的第1信号放大功率；
第2放大器，对第2调制方式的第2信号放大功率；
第1匹配电路，与上述第1放大器的输出端子连接；
第2匹配电路，与在上述第2放大器的输出端子连接；
第3匹配电路，连接在上述第1匹配电路的输出端子和第2匹配电路的输出端子上；
第1路径，在上述第3匹配电路和天线之间包括双工器，上述第1放大器与天线相耦合，上述第1放大器与天线之间设有上述第1和第3匹配电路和上述双工器；以及
第2路径，不包括上述双工器，上述第2放大器与上述天线相耦合，上述第2放大器与上述天线之间设有上述第2和第3匹配电路，
在上述第1放大器对上述第1信号进行放大的情况下，选择上述第1路径；在上述第2放大器对上述第2信号进行放大的情况下，选择上述第2路径，
工作中的上述第1放大器的输出阻抗和从上述第1放大器往上述天线侧看去的阻抗相匹配；工作中的上述第2放大器的输出阻抗和从上述第2放大器往上述天线侧看去的阻抗相匹配。
9、如权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于：具有开关，与上述第3匹配电路的输出端子连接，对上述第1路径和第2路径进行切换。
10、一种移动通信终端，其特征在于具有：
话筒，输入欲发送的声音信号；
扬声器，输出上述接收的声音信号；
基带信号处理装置，把上述发送的声音信号变换成基带发送信号，再把基带接收信号变换成上述已接收的声音信号；
天线；以及
高频电路装置，把上述基带发送信号频率变换成至少2种调制方式的发送信号，把上述至少2种调制方式的发送信号供给上述天线，而且，把来自上述天线的接收信号频率变换成上述基带接收信号，
上述高频电路装置具有：
放大器，至少对2种调制方式的信号放大功率；
匹配电路，与上述放大器的输出端子连接；
第1路径，在上述匹配电路和天线之间包括双工器，上述放大器与上述天线相耦合，上述放大器与上述天线之间设有上述匹配电路和上述双工器；以及
第2路径，不包括上述双工器，上述放大器与上述天线相耦合，上述放大器与上述天线之间设有上述匹配电路；
在上述放大器对上述至少2种调制方式中的一种信号进行放大的情况下，选择上述第1路径；在上述放大器对上述至少2种调方式中的另一种信号进行放大的情况下，选择上述第2路径；
对于上述第1路径和第2路径，上述放大器的输出阻抗和从上述放大器往上述天线侧看去的阻抗相匹配。
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