JP2015002395A - 高周波モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ダイバーシティおよびキャリアアグリゲーションの両通信方式に対応可能な高周波モジュールを提供する。
【解決手段】第１の周波数帯域用の第１の分波器５１および第２の周波数帯域用の第１の受信フィルタ５２が設けられた第１の送受信回路５と、第２の周波数帯域用の第２の分波器６１および第１の周波数帯域用の第２の受信フィルタ６２が設けられた第２の送受信回路６とが、第１のスイッチＩＣ３および第２のスイッチＩＣ４を用いて同時に使用可能に構成されることで、２個のアンテナＡ１，Ａ２を用いたダイバーシティおよびキャリアアグリゲーションの両通信方式に対応可能な高周波モジュール１を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１の周波数帯域での通信において送受信される第１の送信信号および第１の受信信号と、第２の周波数帯域での通信において送受信される第２の送信信号および第２の受信信号とを処理する高周波モジュールに関する。

近年、携帯電話や携帯情報端末等の携帯通信端末、無線ＬＡＮ端末などの通信装置において、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆоｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：登録商標）規格、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）規格、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）規格、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格など、通信規格がそれぞれ異なる複数の通信システムを備え、複数の通信規格（マルチモード）による通信に対応した通信装置が提供されている。また、複数の通信システムを備えることによりマルチモードに対応した通信装置では、各通信システムのそれぞれに対して所定の周波数帯域が割り当てられており、複数の周波数帯域（マルチバンド）を利用して通信が行われる。また、このようにマルチモードに対応した通信装置では、それぞれ上記した通信規格による通信を行う各通信システムに加えて、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの信号を受信するための通信システムを備えるものも提供されている。

このように、マルチモード、マルチバンドに対応した通信装置では、次のような機能を備える高周波モジュール（フロントエンドモジュール）が、アンテナと各通信システムとの間に設けられている（例えば特許文献１）。すなわち、アンテナを介して各通信システムに入力される周波数帯域が互いに異なる複数の受信信号が、高周波モジュールを介して各通信システムに適切に分配される。また、各通信システムからアンテナを介して外部に出力される周波数帯域が互いに異なる複数の送信信号それぞれが、他の通信システムに干渉するのが高周波モジュールにより防止される。

このような機能を備える高周波モジュールの一例について説明する。図２に示す従来の高周波モジュール５００は、使用される周波数帯域が互いに異なる３つの通信システムを備える通信装置に搭載されるものであり、通信装置に取り付けられるアンテナ５０１に分波器５０２が接続され、アンテナ５０１と第１スイッチ回路５０３または第２スイッチ回路５０４との間で伝送される通信信号がそれぞれ分波器５０２により分配される。そして、第１の通信システムの送信信号用の信号経路と受信信号用の信号経路とが第１スイッチ回路５０３により分波器５０２に切替接続される。また、第２および第３の通信システムの送信信号用の信号経路と受信信号用の信号経路とが第２スイッチ回路５０４により分波器５０２に切替接続される。

また、パワーアンプ５０５から出力された第１の通信システムの送信信号はローパスフィルタ回路５０６を介して第１スイッチ回路５０３に入力され、パワーアンプ５０５から出力された第２および第３の通信システムの送信信号はローパスフィルタ回路５０７を介して第２スイッチ回路５０４に入力される。また、アンテナ５０１から入力され分波器５０２を介して第１スイッチ回路５０３に入力される第１の通信システムの受信信号は、狭帯域のＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ回路５０８を介してＲＦ回路５０９に入力される。また、アンテナ５０１から入力され分波器５０２を介して第２スイッチ回路５０４に入力される第２および第３の通信システムの受信信号はＳＡＷフィルタ回路５１０を介してＲＦ回路５０９に入力される。なお、ＳＡＷフィルタ回路５１０は、第２および第３の通信システム用に２つのＳＡＷフィルタを含んでいる。

また、インピーダンスの不整合に起因する各通信信号の損失や特性の劣化を防止するために、パワーアンプ５０５と各ローパスフィルタ回路５０６，５０７との間に整合回路５１１が挿入され、各ＳＡＷフィルタ回路５０８，５１０とＲＦ回路５０９との間に整合回路５１２が挿入されている。

特開２００９−７６９９３号公報（段落００１７〜００２１、図１など）

ところで、上記した高周波モジュール５００は、１個のアンテナ５０１を用いて通信が行われる通信装置に搭載されるものであるが、複数のアンテナを用いることにより、通信の品質および信頼性の向上や、通信速度の向上を図る技術が提案されている。例えば、ダイバーシティ方式では、同一の受信信号が複数のアンテナを用いて受信される。そして、各アンテナを用いて受信された複数の同一の受信信号が比較されて、各アンテナのうち最も受信状態が優れているアンテナを用いて通信が行われたり、複数のアンテナを用いて受信された複数の同一の受信信号を合成することにより受信信号に含まれるノイズが除去されることで、通信の品質および信頼性の向上が図られている。

また、例えば、キャリアアグリゲーション方式では、それぞれに互いに異なる周波数帯域が割り当てられた複数のアンテナを用いて通信が行われる。すなわち、通信に複数のアンテナが用いられて各周波数帯域が組み合わされ同時に使用されることにより、通信に使用される周波数帯域が仮想的に広げられることによって、通信速度の向上が図られている。

近年、ダイバーシティおよびキャリアアグリゲーションの両通信方式に対応する通信装置が要望されている。したがって、ダイバーシティおよびキャリアアグリゲーションの両通信方式に対応可能な高周波モジュールが要求されている。

この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、ダイバーシティおよびキャリアアグリゲーションの両通信方式に対応可能な高周波モジュールを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の高周波モジュールは、第１の周波数帯域での通信において送受信される第１の送信信号および第１の受信信号と、第２の周波数帯域での通信において送受信される第２の送信信号および第２の受信信号とを処理する高周波モジュールにおいて、第１のアンテナが接続される第１のアンテナ端子と、複数の第１の切替端子とを有し、前記第１のアンテナ端子と前記複数の第１の切替端子のいずれかとを切替接続する第１のスイッチと、第２のアンテナが接続される第２のアンテナ端子と、複数の第２の切替端子とを有し、前記第２のアンテナ端子と前記複数の第２の切替端子のいずれかとを切替接続する第２のスイッチと、前記第１のスイッチの前記各第１の切替端子のうちのいずれか１つに接続される第１の送受信回路と、前記第２のスイッチの前記各第２の切替端子のうちのいずれか１つに接続される第２の送受信回路とを備え、前記第１の送受信回路は、前記第１の送信信号および前記第１の受信信号を分波する第１の分波器と、前記第２の受信信号が通過する第１の受信フィルタとを備え、前記第２の送受信回路は、前記第２の送信信号および前記第２の受信信号を分波する第２の分波器と、前記第１の受信信号が通過する第２の受信フィルタとを備えている。

このように構成された発明では、第１のアンテナ端子に第１のアンテナが接続された第１のスイッチの各第１の切替端子のいずれか１つに第１の送受信回路が接続されている。また、第２のアンテナ端子に第２のアンテナが接続された第２のスイッチの各第２の切替端子のうちのいずれか１つに第２の送受信回路が接続されている。したがって、第１のスイッチにより第１のアンテナと第１の送受信回路とが接続されると共に、第２のスイッチにより第２のアンテナと第２の送受信回路とが接続されることにより、第１のアンテナおよび第１の送受信回路と第２のアンテナおよび第２の送受信回路とを同時に使用することができる。

また、第１のアンテナに接続された第１の送受信回路は、第１の周波数帯域での通信において送受信される第１の送信信号および第１の受信信号を分波する第１の分波器を備え、第２のアンテナに接続された第２の送受信回路は、第１の受信信号が通過する第２の受信フィルタとを備えている。そのため、第１のアンテナおよび第２のアンテナを用いて、第１の受信信号を同時に受信することができる。また、第２のアンテナに接続された第２の送受信回路は、第２の周波数帯域での通信において送受信される第２の送信信号および第２の受信信号を分波する第２の分波器を備え、第１のアンテナに接続された第１の送受信回路は、第２の受信信号が通過する第１の受信フィルタとを備えている。そのため、第１のアンテナおよび第２のアンテナを用いて、第２の受信信号を同時に受信することができる。したがって、第１の受信信号および第２の受信信号の少なくとも一方を第１のアンテナおよび第２のアンテナを用いて同時に受信することができるので、高周波モジュールをダイバーシティによる通信に使用することができる。

また、第１のアンテナに接続された第１の送受信回路は、第１の周波数帯域での通信に必要な第１の分波器を備え、第２のアンテナに接続された第２の送受信回路は、第２の周波数帯域での通信に必要な第２の分波器を備えている。したがって、第１のアンテナおよび第２のアンテナを用いて、第１の周波数帯域での通信および第２の周波数帯域での通信を同時に行うことができるので、高周波モジュールをキャリアアグリゲーションによる通信に使用することができる。

以上のように、第１の周波数帯域および第２の周波数帯域での通信用の分波器および受信フィルタが設けられることにより、機能的に対称な対構造に構成された第１の送受信回路および第２の送受信回路が、第１のスイッチおよび第２のスイッチを用いて同時に使用可能に構成されることで、１個のアンテナを用いた通信に使用される従来の高周波モジュールが備えるスイッチ回路の個数とスイッチの個数が同じでありながら、２個のアンテナを用いたダイバーシティおよびキャリアアグリゲーションの両通信方式に対応可能な高周波モジュールを提供することができる。

また、前記第１の送受信回路において、前記第１の分波器は、第１の共通端子、第１の送信端子および第１の受信端子を備え、前記第１の共通端子が前記第１のスイッチに接続され、前記第１の送信端子に入力された前記第１の送信信号が前記第１の共通端子から出力され、前記第１のスイッチを介して前記第１の共通端子に入力された前記第１の受信信号が前記第１の受信端子から出力され、前記第１の受信フィルタは、第１の入力端子および第１の出力端子を備え、前記第１のスイッチを介して前記第１の入力端子に入力された前記第２の受信信号が前記第１の出力端子から出力され、前記第２の送受信回路において、前記第２の分波器は、第２の共通端子、第２の送信端子および第２の受信端子を備え、前記第２の共通端子が前記第２のスイッチに接続され、前記第２の送信端子に入力された前記第２の送信信号が前記第２の共通端子から出力され、前記第２のスイッチを介して前記第２の共通端子に入力された前記第２の受信信号が前記第２の受信端子から出力され、前記第２の受信フィルタは、第２の入力端子および第２の出力端子を備え、前記第２のスイッチを介して前記第２の入力端子に入力された前記第１の受信信号が前記第２の出力端子から出力されるようにするとよい。

このようにすると、第１のアンテナおよび第２のアンテナを介して入力される第１の受信信号および第２の受信信号を適切に分配することができ、第１のアンテナを介して外部に出力される第１の送信信号および第２のアンテナを介して外部に出力される第２の送信信号のそれぞれが他の信号経路に干渉するのを防止することができる、実用的な構成の高周波モジュールを提供することができる。

また、前記第１の送受信回路は、キャパシタおよびインダクタを有する第１の整合回路をさらに備え、前記第１の整合回路は、前記第１のスイッチと、前記第１の分波器の前記第１の共通端子および前記第１の受信フィルタの前記第１の入力端子との間に設けられ、前記第２の送受信回路は、キャパシタおよびインダクタを有する第２の整合回路をさらに備え、前記第２の整合回路は、前記第２のスイッチと、前記第２の分波器の前記第２の共通端子および前記第２の受信フィルタの前記第２の入力端子との間に設けられていてもよい。

このように構成すると、第１のスイッチと、第１の分波器の第１の共通端子および第１の受信フィルタの第１の入力端子との間に第１の整合回路が設けられ、第２のスイッチと、第２の分波器の第２の共通端子および第２の受信フィルタの第２の入力端子との間に第２の整合回路が設けられているので、インピーダンスの不整合に起因する各通信信号の損失や特性の劣化を抑制することができる。

本発明によれば、第１の周波数帯域用の第１の分波器および第２の周波数帯域用の第１の受信フィルタが設けられた第１の送受信回路と、第２の周波数帯域用の第２の分波器および第１の周波数帯域用の第２の受信フィルタが設けられた第２の送受信回路とが機能的に対称な対構造に構成され、第１のスイッチおよび第２のスイッチを用いて同時に使用可能に構成されることで、１個のアンテナを用いた通信に使用される従来の高周波モジュールが備えるスイッチ回路の個数とスイッチの個数が同じでありながら、２個のアンテナを用いたダイバーシティおよびキャリアアグリゲーションの両通信方式に対応可能な高周波モジュールを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる高周波モジュールの回路ブロック図である。 従来の高周波モジュールを示す図である。

本発明の一実施形態について、図１を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる高周波モジュールの回路ブロック図である。なお、図１では、説明を容易なものとするために、本発明の説明に必要な構成のみが図示されている。

（高周波モジュールの構成）
図１に示す高周波モジュール１は、ＧＳＭ規格、Ｗ−ＣＤＭＡ規格、ＬＴＥ規格、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格など、それぞれ異なる通信規格による通信を行う複数の通信システムや、それぞれ同一の通信規格で異なるバンド（周波数帯域）において通信を行う複数の通信システムを備え、複数の通信規格により複数の周波数帯域を利用して通信を行うマルチモード、マルチバンドに対応した通信装置（図示省略）に搭載される。

具体的には、高周波モジュール１が搭載される通信装置は、例えば次のような複数の通信システムを備え、複数の通信規格により複数の周波数帯域を利用した通信を行う。すなわち、８５０ＭＨｚ帯（８２４ＭＨｚ〜８４９ＭＨｚ）を利用するＧＳＭ８５０規格による通信を行う通信システム、９００ＭＨｚ帯（８８０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚ）を利用するＧＳＭ９００規格による通信を行う通信システム、１８００ＭＨｚ帯（１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚ）を利用するＧＳＭ１８００規格による通信を行う通信システム、１９００ＭＨｚ帯（１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚ）を利用するＧＳＭ１９００規格による通信を行う通信システムなどのＧＳＭ規格の通信システムが通信装置に搭載される。また、バンド１（上り周波数：１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚ、下り周波数：２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚ）、バンド２（上り周波数：１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚ、下り周波数：１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ）、バンド３（上り周波数：８８０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚ、下り周波数：９２５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）、バンド５（上り周波数：８２４ＭＨｚ〜８４９ＭＨｚ、下り周波数：８６９ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚ）、バンド１３（上り周波数：７７７ＭＨｚ〜７８７ＭＨｚ、下り周波数：７４６ＭＨｚ〜７５６ＭＨｚ）のいずれかをそれぞれ利用するＷ−ＣＤＭＡ規格またはＬＴＥ規格の通信システムが通信装置に搭載される。また、２．４ＧＨｚ帯を利用するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格による通信を行う通信システムが通信装置に搭載される。

なお、ＧＳＭ規格、Ｗ−ＣＤＭＡ規格およびＬＴＥ規格による通信に使用される周波数帯域（バンド）は上記した帯域に限定されるものではない。また、この実施形態では、通信装置は、バンド１（第１の周波数帯域）およびバンド５（第２の周波数帯域）においてＬＴＥ規格でのダイバーシティによる通信を行う通信システムと、バンド１およびバンド５においてＬＴＥ規格でのキャリアアグリゲーションによる通信を行う通信システムとを備えている。以下では、第１の周波数帯域および第２の周波数帯域での通信において送受信される送信信号および受信信号を処理する高周波モジュール１の構成を中心に説明を行う。

高周波モジュール１は、第１のアンテナＡ１および第２のアンテナＡ２と、通信装置に搭載された複数の通信システムと、を切替接続するフロントエンドモジュールとして構成されている。なお、この実施形態では、第１のアンテナＡ１および第２のアンテナＡ２は、複数の周波数帯域における通信信号を送受信可能に構成されており、マルチバンドに対応した第１のアンテナＡ１および第２のアンテナＡ２が高周波モジュール１に接続される。

また、高周波モジュール１は、配線基板２と、第１のスイッチＩＣ３（本発明の「第１のスイッチ」に相当）と、第２のスイッチＩＣ４（本発明の「第２のスイッチ」に相当）と、第１の送受信回路５と、第２の送受信回路６とを備え、第１の周波数帯域（バンド１）での通信において送受信される第１の送信信号（１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚ）および第１の受信信号（２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚ）と、第２の周波数帯域（バンド５）での通信において送受信される第２の送信信号（８２４ＭＨｚ〜８４９ＭＨｚ）および第２の受信信号（８６９ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚ）とが第１の送受信回路５および第２の送受信回路６において処理される。なお、第１のスイッチＩＣ３、第２のスイッチＩＣ４、第１の送受信回路５および第２の送受信回路６は配線基板２に設けられている。

配線基板２は、ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）多層基板や、ガラスエポキシ樹脂等により形成される樹脂多層基板などの一般的な多層基板により構成される。また、第１のスイッチＩＣ３および第２のスイッチＩＣ４が配線基板２に実装されると共に、第１の送受信回路５および第２の送受信回路６を形成するＳＡＷフィルタ素子等の各種のフィルタ回路部品、インダクタやキャパシタ等のチップ部品などが必要に応じて配線基板２に実装される。また、外部接続用の複数の電極、信号ラインおよび電源ラインを含む複数の配線電極、整合回路および各種フィルタ回路等を形成するキャパシタやインダクタ等の回路素子などがＣｕやＡｇなどの導電性材料により形成されて配線基板２に設けられている。また、配線電極は、配線基板２に設けられた各スイッチＩＣ３，４、各送受信回路５，６、外部接続用の各電極などを互いに接続するものであり、配線基板２の各絶縁層に設けられた面内電極および層間接続導体（ビア導体）により形成される。

第１のスイッチＩＣ３は、配線基板２に設けられた第１のアンテナ電極ＡＮＴ１ａに配線電極により接続される第１のアンテナ端子ＡＮＴ１と、複数の第１の切替端子３１とを有し、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１と複数の第１の切替端子３１のいずれかとを切替接続するものである。また、第１のアンテナ電極ＡＮＴ１ａに第１のアンテナＡ１が接続されることにより、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１に第１のアンテナＡ１が接続される。

第２のスイッチＩＣ４は、配線基板２に設けられた第２のアンテナ電極ＡＮＴ２ａに配線電極により接続される第２のアンテナ端子ＡＮＴ２と、複数の第２の切替端子４１とを有し、第２のアンテナ端子ＡＮＴ２と複数の第２の切替端子４１のいずれかとを切替接続するものである。また、第２のアンテナ電極ＡＮＴ２ａに第２のアンテナＡ２が接続されることにより、第２のアンテナ端子ＡＮＴ２に第２のアンテナＡ２が接続される。

また、各スイッチＩＣ３，４は、例えば次のように構成される。すなわち、各スイッチＩＣ３，４それぞれは、第１、第２の切替端子３１，４１それぞれに対応して複数のスイッチング素子（図示省略）を有している。また、第１のスイッチＩＣ３の各スイッチング素子それぞれは、その一端が第１のアンテナ端子ＡＮＴ１に接続されると共に、その他端が対応する第１の切替端子３１にそれぞれ接続され、第２のスイッチＩＣ４の各スイッチング素子それぞれは、その一端が第２のアンテナ端子ＡＮＴ２に接続されると共に、その他端が対応する第２の切替端子４１にそれぞれ接続される。また、各スイッチング素子は、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）により構成される。なお、必要に応じて、各スイッチング素子にインダクタおよびキャパシタ、レジスタが接続される。

また、各スイッチＩＣ３，４それぞれは、各スイッチング素子のオン、オフを切替制御するための複数ビットの制御信号が入力される制御端子（図示省略）を有している。そして、各スイッチング素子は、例えば次のようにしてそのオン、オフが切替制御される。すなわち、各スイッチング素子をそれぞれ形成する各ＦＥＴと制御信号が入力される制御端子とがデコーダ（図示省略）を介して接続される。そして、各スイッチＩＣ３，４の制御端子に複数ビット制御信号が入力されると、入力された制御信号がデコーダによりデコードされ、各スイッチング素子のいずれか１つにハイレベルの信号が出力されて当該スイッチング素子がオンし、第１のスイッチＩＣ３では、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１とオンしたスイッチング素子に接続された第１の切替端子３１とが接続され、第２のスイッチＩＣ４では、第２のアンテナ端子ＡＮＴ２とオンしたスイッチング素子に接続された第２の切替端子４１とが接続される。

なお、各スイッチＩＣ３，４のそれぞれに入力される制御信号のビット数は、各スイッチＩＣ３，４それぞれに設けられるスイッチング素子の数に応じて設定される。また、各スイッチＩＣ３，４の構成は上記した構成に限られるものではなく、ＰＩＮダイオードにより形成される各種のスイッチや、バイポーラトランジスタや静電誘導型トランジスタ等の各種のスイッチング素子により各スイッチＩＣ３，４が構成されていてもよい。

第１の送受信回路５は、第１のスイッチＩＣ３の各第１の切替端子３１のうちのいずれか１つに接続され、第１の送信信号および第１の受信信号を分波する第１の分波器５１と、第２の受信信号が通過する第１の受信フィルタ５２と、第１の整合回路５３とを備えている。

第１の分波器５１は、第１の送信信号が通過する送信フィルタ５１１および第１の受信信号が通過する受信フィルタ５１２と、第１の共通端子５１ａと、第１の送信端子５１ｂと、第１の受信端子５１ｃとを備えている。第１の共通端子５１ａは第１の整合回路５３を介して第１のスイッチＩＣ３の第１の切替端子３１に配線電極により接続される。また、配線基板２に外部接続用の第１の送信電極Ｔｘ１、第１の受信電極Ｒｘ１が設けられており、第１の送信端子５１ｂは第１の送信電極Ｔｘ１に配線電極により接続され、第１の受信端子５１ｃは第１の受信電極Ｒｘ１に配線電極により接続される。そして、第１の送信電極Ｔｘ１を介して第１の送信端子５１ｂに入力された第１の送信信号が送信フィルタ５１１を通って第１の共通端子５１ａから出力される。また、第１のスイッチＩＣ３を介して第１のアンテナＡ１から第１の共通端子５１ａに入力された第１の受信信号が受信フィルタ５１２を通って第１の受信端子５１ｃから第１の受信電極Ｒｘ１に出力される。

第１の受信フィルタ５２は、第１の入力端子５２ａと、第１の出力端子５２ｂとを備えている。第１の入力端子５２ａは第１の整合回路５３を介して第１のスイッチＩＣ３の第１の切替端子３１に配線電極により接続される。また、配線基板２に外部接続用の第２の副受信電極Ｒｘ２ａが設けられており、第１の出力端子５２ｂは第２の副受信電極Ｒｘ２ａに配線電極により接続される。そして、第１のスイッチＩＣ３を介して第１のアンテナＡ１から第１の入力端子５２ａに入力された第２の受信信号が第１の出力端子５２ｂから第２の副受信電極Ｒｘ２ａに出力される。

また、各電極Ｔｘ１，Ｒｘ１，Ｒｘ２ａそれぞれに対応する通信システム（図示省略）が接続されることにより、各端子５１ｂ，５１ｃ，５２ｂそれぞれに対応する通信システムが接続される。

第１の整合回路５３は、第１のスイッチＩＣ３と、第１の分波器５１の第１の共通端子５１ａおよび第１の受信フィルタ５２の第１の入力端子５２ａとの間に設けられて、例えば次のように構成されている。すなわち、第１の整合回路５３は、一端が第１のスイッチＩＣ３の第１の切替端子３１に接続され他端が第１の分波器５１の第１の共通端子５１ａに接続されたキャパシタＣ１と、一端がキャパシタＣ１の他端に接続され他端が接地されたインダクタＬ１とを備えている。また、第１の整合回路５３は、一端がキャパシタＣ１の一端に接続され他端が第１の受信フィルタ５２の第１の入力端子５２ａに接続されたインダクタＬ２と、一端がインダクタＬ２の他端に接続され他端が接地されたキャパシタＣ２とを備えている。なお、第１の整合回路５３は、第１の送信信号の第１の周波数帯域（バンド１）での周波数特性が優先的に良好になるように構成されている。また、インダクタＬ１にさらにキャパシタが直列接続され、キャパシタＣ２にさらにインダクタが直列接続されていてもよい。

第２の送受信回路６は、第２のスイッチＩＣ４の各第２の切替端子４１のうちのいずれか１つに接続され、第２の送信信号および第２の受信信号を分波する第２の分波器６１と、第１の受信信号が通過する第２の受信フィルタ６２と、第２の整合回路６３とを備えている。

第２の分波器６１は、第２の送信信号が通過する送信フィルタ６１１および第２の受信信号が通過する受信フィルタ６１２と、第２の共通端子６１ａと、第２の送信端子６１ｂと、第２の受信端子６１ｃとを備えている。第２の共通端子６１ａは第２の整合回路６３を介して第２のスイッチＩＣ４の第２の切替端子４１に配線電極により接続される。また、配線基板２に外部接続用の第２の送信電極Ｔｘ２、第２の受信電極Ｒｘ２が設けられており、第２の送信端子６１ｂは第２の送信電極Ｔｘ２に配線電極により接続され、第２の受信端子６１ｃは第２の受信電極Ｒｘ２に配線電極により接続される。そして、第２の送信電極Ｔｘ２を介して第２の送信端子６１ｂに入力された第２の送信信号が送信フィルタ６１１を通って第２の共通端子６１ａから出力される。また、第２のスイッチＩＣ４を介して第２のアンテナＡ２から第２の共通端子６１ａに入力された第２の受信信号が受信フィルタ６１２を通って第２の受信端子６１ｃから第２の受信電極Ｒｘ２に出力される。

第２の受信フィルタ６２は、第２の入力端子６２ａと、第２の出力端子６２ｂとを備えている。第２の入力端子６２ａは第２の整合回路６３を介して第２のスイッチＩＣ４の第２の切替端子４１に配線電極により接続される。また、配線基板２に外部接続用の第１の副受信電極Ｒｘ１ａが設けられており、第２の出力端子６２ｂは第１の副受信電極Ｒｘ１ａに配線電極により接続される。そして、第２のスイッチＩＣ４を介して第２のアンテナＡ２から第２の入力端子６２ａに入力された第１の受信信号が第２の出力端子６２ｂから第１の副受信電極Ｒｘ１ａに出力される。

また、各電極Ｔｘ２，Ｒｘ２，Ｒｘ１ａそれぞれに対応する通信システム（図示省略）が接続されることにより、各端子６１ｂ，６１ｃ，６２ｂそれぞれに対応する通信システムが接続される。

第２の整合回路６３は、第２のスイッチＩＣ４と、第２の分波器６１の第２の共通端子６１ａおよび第２の受信フィルタ６２の第２の入力端子６２ａとの間に設けられて、例えば次のように構成されている。すなわち、第２の整合回路６３は、一端が第２のスイッチＩＣ４の第２の切替端子４１に接続され他端が第２の分波器６１の第２の共通端子６１ａに接続されたインダクタＬ３と、一端がインダクタＬ３の他端に接続され他端が接地されたキャパシタＣ３とを備えている。また、第２の整合回路６３は、一端がインダクタＬ３の一端に接続され他端が第２の受信フィルタ６２の第２の入力端子６２ａに接続されたキャパシタＣ４と、一端がキャパシタＣ４の他端に接続され他端が接地されたインダクタＬ４とを備えている。なお、第２の整合回路６３は、第２の送信信号の第２の周波数帯域（バンド５）での周波数特性が優先的に良好になるように構成されている。また、キャパシタＣ３にさらにインダクタが直列接続され、インダクタＬ４にさらにキャパシタが直列接続されていてもよい。

なお、図１では図示省略されているが、第１のスイッチＩＣ３の他の第１の切替端子３１および第２のスイッチＩＣ３の他の第２の切替端子４１には、それぞれ、対応する他の通信システムが接続される。また、第１、第２の分波器５１，６１、第１、第２の受信フィルタ５２，６２は、ＳＡＷフィルタ素子やＬＣフィルタ回路など、一般的なフィルタ回路部品を用いて形成されており、対応する周波数帯域の通信信号を適切に通過させることができれば、どのように構成されていてもよい。

また、この実施形態では、各整合回路５３，６３を形成する各インダクタＬ１〜Ｌ４はチップ部品に形成されて配線基板２に実装され、各整合回路５３，６３を形成するキャパシタＣ１〜Ｃ４は導電性材料により配線基板２に設けられた平板電極等により形成されているが、チップ部品に形成された各インダクタＬ１〜Ｌ４に替えて配線基板２に導電性材料により設けられたストリップライン等により形成されたインダクタを用いて各整合回路５３，６３を形成してもよいし、各キャパシタＣ１〜Ｃ４に替えてチップ部品に形成されたキャパシタを用いて各整合回路５３、６３を形成してもよい。また、整合回路５３，６３の構成は上記した例に限定されるものではなく、高周波モジュール１の使用目的に応じて、適宜、最適にインピーダンスが整合されるように整合回路５３，６３を構成すればよい。

このように構成された高周波モジュール１では、第１のアンテナＡ１および第２のアンテナＡ２それぞれに対応して第１のスイッチＩＣ３および第２のスイッチＩＣ４が個別に設けられている。また、第１の周波数帯域（バンド１）および第２の周波数帯域（バンド２）の送受信信号の処理について、第１の送受信回路５および第２の送受信回路６が機能的に対称な対構造に構成されている。そして、第１の送受信回路５が第１のスイッチＩＣ３に接続され、第２の送受信回路６が第２のスイッチＩＣ４に接続されている。したがって、第１のスイッチＩＣ３および第２のスイッチＩＣ４の切替状態が適切に切り替えられることにより、第１の送受信回路５を第１のアンテナＡ１に接続すると同時に、第２の送受信回路６を第２のアンテナＡ２に接続することができる。

（ダイバーシティによる通信処理）
次に、ダイバーシティによる通信処理の一例について説明する。

まず、通信が開始される前に、第１のスイッチＩＣ３および第２のスイッチＩＣ４の切替状態が切り替えられて、第１のアンテナＡ１に第１の送受信回路５が接続され、第２のアンテナＡ２に第２の送受信回路６が接続される。次に、第１のアンテナＡ１および第１の送受信回路５を介して受信される第１の周波数帯域（バンド１）の第１の受信信号および第２の周波数帯域（バンド５）の第２の受信信号に対して周波数スキャンが行われて受信可能な周波数バンドが探索され、受信可能な周波数バンドが検出される。そして、第１のアンテナＡ１および第１の送受信回路５を利用した周波数スキャンの結果に基づいて、アクティブにする周波数バンドが選択される。

続いて、第２のアンテナＡ２および第２の送受信回路６を介してアクティブにすると選択された周波数バンドの受信信号が受信される。また、第１のアンテナＡ１および第２のアンテナＡ２それぞれを用いて受信、選択された周波数バンドの受信信号の信号レベル（振幅）が比較されることにより、両アンテナＡ１，Ａ２のうち、選択された周波数バンドでの通信に使用するアンテナが選択される。そして、選択されたアンテナを用いた通信が通信装置において実行される。

（キャリアアグリゲーションによる通信処理）
次に、キャリアアグリゲーションによる通信処理の一例について説明する。

まず、通信が開始される前に、第１のスイッチＩＣ３および第２のスイッチＩＣ４の切替状態が切り替えられて、第１のアンテナＡ１に第１の送受信回路５が接続され、第２のアンテナＡ２に第２の送受信回路６が接続される。そして、第１のアンテナＡ１および第１の送受信回路５の第１の分波器５１を介して、第１の周波数帯域（バンド１）での通信信号が送受信されると共に、第２のアンテナＡ２および第２の送受信回路６の第２の分波器６１を介して、第２の周波数帯域（バンド５）の受信信号が受信される。

また、第２のアンテナＡ２および第２の送受信回路６の第２の分波器６１を介して、第２の周波数帯域での通信信号が送受信されると共に、第１のアンテナＡ１および第１の送受信回路５の第１の分波器５１を介して、第１の周波数帯域の受信信号が受信される。

以上のように、この実施形態では、第１のアンテナ端子ＡＮＴ１に第１のアンテナＡ１が接続された第１のスイッチＩＣ３の各第１の切替端子３１のいずれか１つに第１の送受信回路５が接続されている。また、第２のアンテナ端子ＡＮＴ２に第２のアンテナＡ２が接続された第２のスイッチＩＣ４の各第２の切替端子４１のうちのいずれか１つに第２の送受信回路６が接続されている。したがって、第１のスイッチＩＣ３により第１のアンテナＡ１と第１の送受信回路５とが接続されると共に、第２のスイッチＩＣ４により第２のアンテナＡ２と第２の送受信回路６とが接続されることにより、第１のアンテナＡ１および第１の送受信回路５と、第２のアンテナＡ２および第２の送受信回路６とを同時に使用することができる。

また、第１のアンテナＡ１に接続された第１の送受信回路５は、第１の周波数帯域（バンド１）での通信において送受信される第１の送信信号および第１の受信信号を分波する第１の分波器５１を備え、第２のアンテナＡ２に接続された第２の送受信回路６は、第１の受信信号が通過する第２の受信フィルタ６２とを備えている。これにより、第１のアンテナＡ１および第２のアンテナＡ２を用いて、第１の受信信号を同時に受信することができる。また、第２のアンテナＡ２に接続された第２の送受信回路６は、第２の周波数帯域（バンド５）での通信において送受信される第２の送信信号および第２の受信信号を分波する第２の分波器６１を備え、第１のアンテナＡ１に接続された第１の送受信回路５は、第２の受信信号が通過する第１の受信フィルタ５２とを備えている。そのため、第１のアンテナＡ１および第２のアンテナＡ２を用いて、第２の受信信号を同時に受信することができる。したがって、第１の受信信号および第２の受信信号の少なくとも一方を第１のアンテナＡ１および第２のアンテナＡ２を用いて同時に受信することができるので、高周波モジュール１をダイバーシティによる通信に使用することができる。

また、第１のアンテナＡ１に接続された第１の送受信回路５は、第１の周波数帯域での通信に必要な第１の分波器５１を備え、第２のアンテナＡ２に接続された第２の送受信回路６は、第２の周波数帯域での通信に必要な第２の分波器６１を備えている。したがって、第１のアンテナＡ１および第２のアンテナＡ２を用いて、第１の周波数帯域での通信および第２の周波数帯域での通信を同時に行うことができるので、高周波モジュール１をキャリアアグリゲーションによる通信に使用することができる。

以上のように、第１の周波数帯域および第２の周波数帯域での通信用の分波器５１，６１および受信フィルタ５２，６２が設けられることにより、機能的に対称な対構造に構成された第１の送受信回路５および第２の送受信回路６が、第１のスイッチＩＣ３および第２のスイッチＩＣ４を用いて同時に使用可能に構成されることで、図２に示すように、１個のアンテナ５０１を用いた通信に使用される従来の高周波モジュール５００が備えるスイッチ回路５０３，５０４の個数とスイッチの個数が同じでありながら、２個のアンテナＡ１，Ａ２を用いたダイバーシティおよびキャリアアグリゲーションの両通信方式に対応可能な高周波モジュール１を提供することができる。

また、第１のアンテナＡ１および第２のアンテナＡ２を介して入力される第１の受信信号および第２の受信信号を適切に分配することができ、第１のアンテナＡ１を介して外部に出力される第１の送信信号および第２のアンテナＡ２を介して外部に出力される第２の送信信号のそれぞれが他の信号経路に干渉するのを防止することができる、実用的な構成の高周波モジュール１を提供することができる。

また、第１のスイッチＩＣ３と、第１の分波器５１の第１の共通端子５１ａおよび第１の受信フィルタ５２の第１の入力端子５２ａとの間に第１の整合回路５３が設けられ、第２のスイッチＩＣ４と、第２の分波器６１の第２の共通端子６１ａおよび第２の受信フィルタ６２の第２の入力端子６２ａとの間に第２の整合回路６３が設けられているので、インピーダンスの不整合に起因する各通信信号の損失や特性の劣化を抑制することができる。

また、高周波モジュール１を使用することにより、２個のアンテナＡ１，Ａ２の両方をキャリアアグリゲーションおよびダイバーシティでの通信に利用することができるので、無駄なアンテナを通信装置に搭載する必要がなく、通信装置の簡素化を図ることができる。また、図２に示す１個のアンテナ５０１を用いた従来の高周波モジュール５００と同様に２個のスイッチＩＣを用いて高周波モジュール１が形成されており、スイッチＩＣの個数を増やすことなく２個のアンテナＡ１，Ａ２を用いたキャリアアグリゲーションおよびダイバーシティの両通信方式に対応する高周波モジュール１を形成することができる。したがって、スイッチＩＣの数を増やさなくてもキャリアアグリゲーションおよびダイバーシティの両通信方式に対応する高周波モジュール１を形成することができるので、高周波モジュール１の小型化および低コスト化を図ることができると共に、高周波モジュール１に搭載される部品のレイアウトの自由度を向上することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。例えば、上記したように、任意の２つの周波数帯域の通信信号を処理することができるように、機能的に対称な対構造に構成された２個の送受信回路が、それぞれ、スイッチＩＣ３およびスイッチＩＣ４にさらに接続されていてもよい。また、各スイッチＩＣ３および各スイッチＩＣ４それぞれが備える第１の切替端子３１および第２の切替端子４１の数は図１に示す例に限られるものではなく、高周波モジュール１の使用目的に応じて、適宜、第１、第２の切替端子３１，４１の数を設定すればよい。

また、配線基板２に送信信号を処理するパワーアンプや通信信号を処理するＲＦＩＣ等などの機能部品がさらに搭載されて高周波モジュール１が構成されていてもよい。

そして、第１の周波数帯域での通信において送受信される第１の送信信号および第１の受信信号と、第２の周波数帯域での通信において送受信される第２の送信信号および第２の受信信号とを処理する高周波モジュールに本発明を広く適用することができる。なお、上記実施形態では、第１の周波数帯域はバンド１、第２の周波数帯域はバンド５であったが、その他のバンドが第１、第２周波数帯域として用いられていてもよい。

１ 高周波モジュール
３ 第１のスイッチＩＣ（第１のスイッチ）
３１ 第１の切替端子
４ 第２のスイッチＩＣ（第２のスイッチ）
４１ 第２の切替端子
５ 第１の送受信回路
５１ 第１の分波器
５１ａ 第１の共通端子
５１ｂ 第１の送信端子
５１ｃ 第１の受信端子
５２ 第１の受信フィルタ
５２ａ 第１の入力端子
５２ｂ 第１の出力端子
５３ 第１の整合回路
６ 第２の送受信回路
６１ 第２の分波器
６１ａ 第２の共通端子
６１ｂ 第２の送信端子
６１ｃ 第２の受信端子
６２ 第２の受信フィルタ
６２ａ 第２の入力端子
６２ｂ 第２の出力端子
６３ 第２の整合回路
Ａ１ 第１のアンテナ
Ａ２ 第２のアンテナ
ＡＮＴ１ 第１のアンテナ端子
ＡＮＴ２ 第２のアンテナ端子
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ キャパシタ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ インダクタ

Claims (3)

1. 第１の周波数帯域での通信において送受信される第１の送信信号および第１の受信信号と、第２の周波数帯域での通信において送受信される第２の送信信号および第２の受信信号とを処理する高周波モジュールにおいて、
   第１のアンテナが接続される第１のアンテナ端子と、複数の第１の切替端子とを有し、前記第１のアンテナ端子と前記複数の第１の切替端子のいずれかとを切替接続する第１のスイッチと、
   第２のアンテナが接続される第２のアンテナ端子と、複数の第２の切替端子とを有し、前記第２のアンテナ端子と前記複数の第２の切替端子のいずれかとを切替接続する第２のスイッチと、
   前記第１のスイッチの前記各第１の切替端子のうちのいずれか１つに接続される第１の送受信回路と、
   前記第２のスイッチの前記各第２の切替端子のうちのいずれか１つに接続される第２の送受信回路とを備え、
   前記第１の送受信回路は、
   前記第１の送信信号および前記第１の受信信号を分波する第１の分波器と、
   前記第２の受信信号が通過する第１の受信フィルタとを備え、
   前記第２の送受信回路は、
   前記第２の送信信号および前記第２の受信信号を分波する第２の分波器と、
   前記第１の受信信号が通過する第２の受信フィルタとを備える
   ことを特徴とする高周波モジュール。
2. 前記第１の送受信回路において、
   前記第１の分波器は、第１の共通端子、第１の送信端子および第１の受信端子を備え、
   前記第１の共通端子が前記第１のスイッチに接続され、前記第１の送信端子に入力された前記第１の送信信号が前記第１の共通端子から出力され、前記第１のスイッチを介して前記第１の共通端子に入力された前記第１の受信信号が前記第１の受信端子から出力され、
   前記第１の受信フィルタは、第１の入力端子および第１の出力端子を備え、
   前記第１のスイッチを介して前記第１の入力端子に入力された前記第２の受信信号が前記第１の出力端子から出力され、
   前記第２の送受信回路において、
   前記第２の分波器は、第２の共通端子、第２の送信端子および第２の受信端子を備え、
   前記第２の共通端子が前記第２のスイッチに接続され、前記第２の送信端子に入力された前記第２の送信信号が前記第２の共通端子から出力され、前記第２のスイッチを介して前記第２の共通端子に入力された前記第２の受信信号が前記第２の受信端子から出力され、
   前記第２の受信フィルタは、第２の入力端子および第２の出力端子を備え、
   前記第２のスイッチを介して前記第２の入力端子に入力された前記第１の受信信号が前記第２の出力端子から出力される
   ことを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
3. 前記第１の送受信回路は、キャパシタおよびインダクタを有する第１の整合回路をさらに備え、前記第１の整合回路は、前記第１のスイッチと、前記第１の分波器の前記第１の共通端子および前記第１の受信フィルタの前記第１の入力端子との間に設けられ、
   前記第２の送受信回路は、キャパシタおよびインダクタを有する第２の整合回路をさらに備え、前記第２の整合回路は、前記第２のスイッチと、前記第２の分波器の前記第２の共通端子および前記第２の受信フィルタの前記第２の入力端子との間に設けられる
   ことを特徴とする請求項２に記載の高周波モジュール。

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