JP2003168996A - 高周波回路装置 - Google Patents
高周波回路装置Info
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- JP2003168996A JP2003168996A JP2001365874A JP2001365874A JP2003168996A JP 2003168996 A JP2003168996 A JP 2003168996A JP 2001365874 A JP2001365874 A JP 2001365874A JP 2001365874 A JP2001365874 A JP 2001365874A JP 2003168996 A JP2003168996 A JP 2003168996A
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Abstract
いて、高周波切替時の損失を削減し、高周波増幅器の消
費電流を大幅に削減することを課題とする。 【解決手段】 アンテナからの信号の周波数帯を選別
し、複数の周波数帯に対応した送信用増幅器と受信用増
幅器に切替える複数のスイッチ回路を備えており、一端
が受信用増幅器に接続され他端がアンテナに接続された
一つのスイッチ回路にアンテナと一つのスイッチ回路の
間に低周波通過フィルターが接続されていることを特徴
としている。
Description
電話等の携帯端末において、GSM方式やDCS方式な
どの複数の異なる通信システムに対応して、複数の送信
用および受信用増幅器を有する高周波回路装置に関し、
特に所望の通信システムおよび送信時か受信時かに応じ
て、それぞれ周波数帯が異なる複数の送信信号および受
信信号を切替える技術に関する。
扱う高周波システムに近年なっている。たとえば、GS
M帯900MHzとDCS帯1.8GHzとUMTSや
W−CDMA帯2GHzを扱う携帯電話、あるいは、P
DC800MHz帯とPDC1.5GHz帯とW−CD
MA2GHzを扱う携帯電話、あるいは、PDC800
MHz帯とW−CDMA2GHzを扱う携帯電話等が開
発されている。携帯電話の送信用高周波増幅器と受信用
高周波増幅器はそれぞれの周波数帯専門に構成されるの
で、アンテナとの接続には、かならず、高周波切替回路
が必要になる。図7に従来の構成のマルチバンド携帯電
話の高周波部分の構成を示す。従来の構成では、アンテ
ナ端からすぐに、低周波数と高周波数を分ける分波手段
であるダイプレクサ19を用いて、フィルター的に2周
波数帯域に分け、さらに、GSM帯900MHzの低周
波数帯と、DCS帯1.8GHzとUMTSやW−CD
MA帯2GHzの高周波数帯に分け、さらに、この図が
示すように、GSM帯900MHzの高周波出力増幅器
1とGSM帯900MHzの高周波受信増幅器2をつな
ぎ、それをスイッチ回路11を構成するスイッチ素子1
11,112,113,114で切替える。スイッチ素
子111,112,113,114は電界効果トランジ
スタ(FET)以外には、バイポーラトランジスタまた
はダイオードでも構成される。また、高周波側では、D
CS帯1.8GHz用の高周波出力増幅器4とDCS帯
1.8GHz用の高周波受信増幅器3がスイッチ回路1
2を構成するスイッチ素子121,122,123,1
24を通じてダイプレクサ19につながれている。一
方、UMTSやW−CDMA帯2GHzは、ダイプレク
サ19の高周波側に直接接続されており、UMTSやW
−CDMA帯2GHzの高周波出力増幅器5と高周波受
信増幅器6を切り分ける共用器、つまり、デュプレクサ
8がこのダイプレクサ19の高周波側端と直接接続され
ている。デジタル方式の携帯電話に用いられる送信用の
高周波増幅器は、セットの小型軽量化のために低歪みで
高効率つまり低消費電流特性が強く要望される。従来の
デジタル方式携帯電話、特にGSMとDCS方式に対応
するアンテナ直結の送受信高周波回路部の図7に示すよ
うに、GSM用の800MHz帯とDCS帯の1.8G
Hz帯の2種類の増幅器がそれぞれ1と4に用いられて
おり、増幅する半導体素子としては、GaAsバイポー
ラトランジスタやFETまたはシリコンのMOSFET
またはバイポーラトランジスタが用いられる。この高周
波増幅器に接続されたこれら周波数帯を選別し、さらに
は増幅する送信用の信号か、アンテナからの受信用の信
号かを選ぶ前記スイッチ回路が用いられる。この増幅回
路とアンテナ間に接続されたスイッチ回路と共用器やダ
イプレクサ等のフィルター類の損失が大きいと出力用の
増幅器の送信出力が増大し、消費電流が増える欠点があ
る。従来の構成ではこの損失が0.8から1.2dBも
存在した。つまり、アンテナに出力用増幅器が直結され
た場合より1.6倍程度電流が増えてしまうことにな
る。
装置は、フィルター類を含むスイッチ回路の損失が大き
く、増幅器に要求される出力レベルが大きくなり、増幅
器の消費電流が増えてしまう欠点があった。具体的に
は、たとえばGSM方式携帯電話では、GSM用送信用
増幅回路の後のアンテナ側への直列接続スイッチ回路で
損失するロスが、スイッチ素子がダイオード方式で1か
ら1.5dBもあり、スイッチ素子がGaAsFETで
も0.8から1.2dBも損失があり、GSM用送信用
増幅回路の出力が上がる分、電流が30から70%も増
えてしまう欠点があった。
装置の構成に対して、高周波切替時の損失を削減し、高
周波増幅器の消費電流を大幅に削減することにある。
めに、本発明の高周波回路装置では、複数の異なる周波
数帯を送受信する高周波回路装置であって、アンテナか
らの信号の周波数帯を選別し、かつ前記複数の周波数帯
に対応した送信用増幅器と受信用増幅器に切替える複数
のスイッチ回路を備えており、一端が受信用増幅器に接
続され他端が前記アンテナに接続された前記複数のスイ
ッチ回路のうち一つのスイッチ回路は、前記アンテナと
前記一つのスイッチ回路の他端の間に低周波通過フィル
ターが接続されていることを特徴としている。
第三の周波数帯たとえばUMTSまたはW−CDMA帯
と、低周波数側の周波数帯、たとえば、GSM帯の受信
増幅器が前記低周波通過フィルターの使用で、同時オン
の状態で動作可能とすることで、高周波回路装置の損失
をほとんどなくし、その前に接続されている出力用高周
波増幅器の消費電流を大幅に削減する。
て、図面を参照しながら説明する。
第1の実施の形態の高周波切替装置の回路構成を示す。
特に、効果が顕著なGSM/DCS/UMTS方式携帯
電話用送受信回路で説明する。1と4がそれぞれGSM
とDCSの800MHzと1.8GHz帯の出力用増幅
器である。その後ろにカプラー(DC)151,152
があり、送信出力を感知し、送信出力のコントロールが
可能になる。その後ろに161,162の出力用ローパ
スフィルターがあり、高調波歪みを抑圧する。その後ろ
に送信と受信のアンテナからの信号を切替えるFET等
からなるスイッチ回路13,12が有り、2のGSM帯
高周波受信増幅器、3のDCS帯高周波受信増幅器への
信号が切替えられる。この受信回路にはそれ以外の信号
を抑圧して信号を選択する帯域通過フィルターの弾性表
面波フィルター(SAWフィルター)61,62が用い
られる。一方、UMTS帯またはW−CDMA帯の信号
は別に常に使用されるためにアンテナ9からデュプレク
サ8、つまり、共用器で直結されて、UMTS帯高周波
出力増幅器5とUMTS帯高周波受信増幅器6にデュプ
レクサ8で周波数帯フィルターで分けて接続される。U
MTS帯高周波出力増幅器5の後ろに163の出力用ロ
ーパスフィルターがあり、高調波歪みを抑圧する。その
後ろにUMTS帯では歪みが重要なため、インピーダン
スが乱れないようにアイソレータが接続されている。U
MTSの受信回路にはそれ以外の信号を抑圧して信号を
選択する帯域通過フィルターの弾性表面波フィルター
(SAWフィルター)63が用いられる。本発明は、図
1に示すように、GSM方式携帯電話の送受信回路部に
おいてGSM用受信とUMTSまたはW−CDMAの送
受信が同時に動作可能にするために、GSM帯高周波受
信増幅器2に接続されたスイッチ回路13の一つとアン
テナ端の間にGSM帯を通過させる低周波通過フィルタ
ー7を用いることである。これは2GHzのUMTS帯
の信号を反射し、UMTS帯の高周波出力増幅器5が出
力する信号の影響をGSM帯受信側スイッチ回路13が
受けて誤動作や歪むのを防ぐ効果がある。また、この低
周波通過フィルター7とアンテナ9端の間に位相調整線
路17を設け、位相的にUMTS帯信号を反射する際、
アンテナ端でのGSM受信側のUMTS帯域インピーダ
ンスがアンテナ端でオープンに見えるように調整される
ために用いられる。一方、GSM帯高周波出力増幅器1
が動作し、これに接続されたスイッチ回路13がオンに
なってアンテナから信号が出力される場合、UMTS回
路を保護するために、UMTS用の共用器8とアンテナ
9端の間にやはり、位相を調整する位相調整線路18が
用いられ、アンテナ端でのUMTS側のGSM帯域イン
ピーダンスがアンテナ端でオープンに見えるように調整
されるために用いられる。これによって、GSM帯の送
信出力はインピーダンスを乱されることなく効率的にア
ンテナから送信される。また、これは、図1に示すよう
に送信および受信用増幅回路の切替えのための信号を切
替えるスイッチ回路12,13および、前記スイッチ回
路13の一つとアンテナ9端の間に接続された低周波通
過フィルター7が、一つのモジュール10として一体化
されており、従来スイッチやフィルターが別々に搭載さ
れて位相調整やインピーダンス調整が困難であったが、
この一体化モジュール化で実現可能になるものである。
この本発明は、スイッチとして、高調波抑圧特性の良い
FETを用いることでダイプレクサを従来例のように用
いずに実現できる上、GSM帯受信とUMTS帯同時送
受信を実現するもので、従来のピンダイオードスイッチ
とダイプレクサの場合より0.3から0.6dBほど、
送信する際のアンテナ端とGSM/DCS送信用増幅器
の間の損失が小さく出来る。このために、GSM用送信
増幅器が50%の効率で35dBmの出力を出さなけれ
ばならないとすると、約1.8Aもの電流が送信用増幅
器に流れる。この時、これだけロスが小さくなると、そ
の分、送信出力は、34.3−34.7dBmと小さく
て良いので、電流が200mAから500mAも削減出
来る効果がある。
高周波切替装置の回路構成を示す。この発明では、さら
に、高周波増幅器側の出力用ローパスフィルター16
1,162を高周波切替装置の一体化モジュール10に
内蔵することを特徴とする。
高周波切替装置の回路構成を示す。この発明では送信出
力信号を検出するカプラー151,152を高周波切替
装置の一体化モジュール10に内蔵することを特徴とす
る。
切替装置の回路構成を示す。この発明では送信用のGS
M帯高周波出力増幅器1とDCS帯高周波出力増幅器4
を高周波切替装置の一体化モジュール10に内蔵するこ
とを特徴とする。
高周波切替装置の回路構成を示す。この発明では、第一
の発明の形態例に、高周波増幅器側の出力用ローパスフ
ィルター161,162とデュプレクサ8を高周波切替
装置の一体化モジュール10に内蔵することを特徴とす
る。デュプレクサ8を内蔵することで、そのアンテナ側
の位相調整線路の位相を正確に調整できるようになる。
高周波切替装置の回路構成を示す。この発明では、第一
の発明の形態例に、高周波増幅器側のローパスフィルタ
ー161,162とデュプレクサ8とGSM用とDCS
用ののSAWフィルター61,62を高周波切替装置の
一体化モジュール10に内蔵することを特徴とする。
形成すれば、従来の手法では得ることのできない10−
40%、あるいは、総計200mAから500mAも低
消費電流化が可能な高周波増幅装置を実現出来る。
回路構成図
図
図
図
図
図
ルター) 161,162,163 出力用低周波通過フィルター
Claims (13)
- 【請求項1】 複数の異なる周波数帯を送受信する高周
波回路装置であって、アンテナからの信号の周波数帯を
選別し、かつ前記複数の周波数帯に対応した送信用増幅
器と受信用増幅器に切替える複数のスイッチ回路を備え
ており、 一端が受信用増幅器に接続され他端が前記アンテナに接
続された前記複数のスイッチ回路のうち一つのスイッチ
回路は、前記アンテナと前記一つのスイッチ回路の他端
の間に低周波通過フィルターが接続されていることを特
徴とする高周波回路装置。 - 【請求項2】 前記複数のスイッチ回路は、直列接続の
第1のスイッチ素子およびGNDとの並列接続の第2の
スイッチ素子からなることを特徴とする請求項1記載の
高周波回路装置。 - 【請求項3】 前記第1のスイッチ素子および前記第2
のスイッチ素子が電界効果トランジスタまたはバイポー
ラトランジスタまたはダイオードからなることを特徴と
する請求項2記載の高周波回路装置。 - 【請求項4】 前記低周波通過フィルターと前記アンテ
ナとの間に位相調整線路があることを特徴とする請求項
1記載の高周波回路装置。 - 【請求項5】 複数の異なる周波数帯を送受信する高周
波回路装置であって、アンテナからの信号の周波数帯を
選別し、かつ前記複数の周波数帯に対応した送信用増幅
器と受信用増幅器に切替える複数のスイッチ回路を備え
ており、 前記複数のスイッチ回路は、一端が複数の周波数帯のう
ち一つの周波数帯に対応した受信用増幅器に接続され、
他端が間に低周波通過フィルターが接続されて前記アン
テナに接続され、 前記複数の周波数帯のうち別の周波数帯に対応した送信
用増幅器および受信用増幅器と、アンテナとの間に共用
器が接続されていることを特徴とする高周波回路装置。 - 【請求項6】 前記アンテナと前記共用器の間に位相調
整線路が接続されていることを特徴とする請求項4記載
の高周波回路装置。 - 【請求項7】 前記共用器の通過周波数が前記低周波通
過フィルターの通過周波数より高いことを特徴とする請
求項4記載の高周波回路装置。 - 【請求項8】 前記複数のスイッチ回路と前記低周波通
過フィルターとが、一つのモジュールとして一体構成さ
れていることを特徴とする請求項1または5記載の高周
波回路装置。 - 【請求項9】 前記高周波回路装置は、前記複数の周波
数帯に対応した送信用増幅器からのそれぞれの出力信号
を受ける方向性結合器と、前記方向性結合器からの出力
信号を受けて前記複数のスイッチ回路にそれぞれ出力す
る出力用低周波通過フィルターとを備え、前記出力用低
周波通過フィルターは前記モジュールとして一体構成さ
れていることを特徴とする請求項8記載の高周波回路装
置。 - 【請求項10】 前記方向性結合器は前記モジュールと
して一体構成されていることを特徴とする請求項9記載
の高周波回路装置。 - 【請求項11】 前記送信用増幅器は前記モジュールと
して一体構成されていることを特徴とする請求項10記
載の高周波回路装置。 - 【請求項12】 前記高周波回路装置は、前記複数の周
波数帯に対応した送信用増幅器からのそれぞれの出力信
号を受ける方向性結合器と、前記方向性結合器からの出
力信号を受けて前記複数のスイッチ回路にそれぞれ出力
する出力用低周波通過フィルターとを備え、前記複数の
スイッチ回路と前記低周波通過フィルターと前記共用器
と前記出力用低周波通過フィルターとが、一つのモジュ
ールとして一体構成されていることを特徴とする請求項
5記載の高周波回路装置。 - 【請求項13】 前記高周波回路装置は、前記複数のス
イッチ回路からそれぞれの受信信号を受けて前記複数の
周波数帯に対応した受信用増幅器にそれぞれ出力する弾
性表面波フィルターを備え、前記弾性表面波フィルター
は前記モジュールとして一体構成されていることを特徴
とする請求項9から12記載の高周波回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001365874A JP2003168996A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 高周波回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001365874A JP2003168996A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 高周波回路装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003168996A true JP2003168996A (ja) | 2003-06-13 |
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ID=19175850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001365874A Pending JP2003168996A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 高周波回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003168996A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7821334B2 (en) | 2006-04-27 | 2010-10-26 | Nec Electronics Corporation | Amplification circuit |
-
2001
- 2001-11-30 JP JP2001365874A patent/JP2003168996A/ja active Pending
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