JP2019205007A

JP2019205007A - 高周波回路

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Publication number: JP2019205007A
Application number: JP2018097349A
Authority: JP
Inventors: 篤史高田; Atsushi Takada
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2019-11-28
Anticipated expiration: 2038-05-21
Also published as: US20190356344A1; JP6908000B2; US10700715B2

Abstract

【課題】３ＧＨｚ以上の複数の周波数帯域を含むマルチバンドによる無線通信に用いられかつアンテナ数の増加を抑えた高周波回路を提供すること。【解決手段】マルチバンド通信に用いられる周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２はいずれも３ＧＨｚ以上でありかつ互いに重複せず、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２間の間隙は周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２を合わせた代表周波数の１０％以下であり、高周波回路１は、アンテナ１１、１２と、周波数帯域ＵＨ１を通過帯域に含むフィルタＵＨ１およびフィルタＵＨ１とは通過帯域が異なるフィルタＬを有しアンテナ１１に接続されているマルチプレクサ２１と、周波数帯域ＵＨ２を通過帯域に含むフィルタＵＨ２およびフィルタＵＨ２とは通過帯域が異なるフィルタＭＨを有しアンテナ１２に接続されているマルチプレクサ２２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、高周波信号を処理する高周波回路に関する。

従来、複数の周波数帯域（マルチバンド）および複数の無線方式（マルチモード）による通信（以下ではマルチバンド通信と略称する）に用いられる高周波回路が周知である（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、アンテナに接続され、互いに異なる通過帯域を有する複数の弾性波フィルタを備えたマルチプレクサが開示されている。

国際公開第２０１６／２０８６７０号

特許文献１のマルチプレクサを用いることで、アンテナ信号を周波数帯域ごとに分離して１つのアンテナで送受信することができる。これにより、アンテナの共有によるアンテナ数の削減によって携帯端末装置を小型化することができる。

昨今、より高い周波数帯域を用いる通信方式の策定および対応する周波数帯域の開放が進んでいる。例えば、３ＧＰＰ（ＴｈｉｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）によって策定が進められている５ＧＮＲ（５ｔｈＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＮｅｗＲａｄｉｏ）がある。５ＧＮＲ（以下では単にＮＲとも言う）では、３ＧＨｚ以上６ＧＨｚ未満の周波数帯域（いわゆるサブ６）が早期に利用可能になると期待されている。

現在の技術では３ＧＨｚ以上の信号を分離できる弾性波フィルタ（弾性表面波フィルタおよびバルク弾性波フィルタを含む）は実現されていない。そのため、ＮＲのサブ６では、アンテナ数を削減するために、弾性波フィルタを用いたマルチプレクサを利用することができない。

そこで、本発明は、３ＧＨｚ以上の複数の周波数帯域でのマルチバンド通信に用いられかつアンテナ数の増加を抑えた高周波回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る高周波回路は、第１周波数帯域および第２周波数帯域を含むマルチバンドによる無線通信に用いられる高周波回路であって、前記第１周波数帯域および前記第２周波数帯域はいずれも３ＧＨｚ以上でありかつ互いに重複せず、前記第１周波数帯域と前記第２周波数帯域との間隙は前記第１周波数帯域と前記第２周波数帯域とを合わせた代表周波数の１０％以下であり、前記高周波回路は、第１アンテナと、第２アンテナと、前記第１周波数帯域を通過帯域に含む第１フィルタおよび前記第１フィルタとは通過帯域が異なる第３フィルタを有し前記第１アンテナに接続されている第１マルチプレクサと、前記第２周波数帯域を通過帯域に含む第２フィルタおよび前記第２フィルタとは通過帯域が異なる第４フィルタを有し前記第２アンテナに接続されている第２マルチプレクサと、を備える。

本発明に係る高周波回路にあっては、第１周波数帯域および第２周波数帯域がいずれも３ＧＨｚ以上であるため、第１周波数帯域の信号と第２周波数帯域の信号とを弾性波フィルタで分離することができない。また、第１周波数帯域と第２周波数帯域との間隙は第１周波数帯域と第２周波数帯域とを合わせた代表周波数の１０％以下と狭いため、第１周波数帯域の信号と第２周波数帯域の信号とをＬＣフィルタで分離することも困難である。

そこで、本発明に係る高周波回路では、第１アンテナおよび第２アンテナを設け、第１周波数帯域の信号は第１アンテナで送受信し、第２周波数帯域の信号は第２アンテナで送受信している。つまり、弾性波フィルタ、ＬＣフィルタのいずれのフィルタでも困難な第１周波数帯域の信号と第２周波数帯域の信号との分離を、アンテナを分けることによって達成している。

それと共に、第１アンテナを第１周波数帯域と第３周波数帯域とで共用し、かつ第２アンテナを第２周波数帯域と第４周波数帯域とで共用している。つまり、第１周波数帯域と第２周波数帯域とを組み合わせるのではなく、マルチプレクサで信号を分離できる別の周波数帯域の組み合わせでアンテナを共用することによって、周波数帯域数の増加に対するアンテナ数の増加を抑えている。

その結果、３ＧＨｚ以上の複数の周波数帯域でのマルチバンド通信に用いられかつアンテナ数の増加を抑えた高周波回路が得られる。

実施の形態に係る高周波回路の構成の一例を示す機能ブロック図。実施の形態に係る高周波回路で用いられる周波数帯域の一例を示す図。実施の形態に係るフロントエンド回路の構成の一例を示す機能ブロック図。実施の形態に係るフロントエンド回路の構成の一例を示す機能ブロック図。

以下、本発明の実施の形態について、実施の形態および図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。

（実施の形態）
実施の形態では、３ＧＨｚ以上の複数の周波数帯域でのマルチバンド通信に用いられ、かつアンテナ数の増加を抑えた高周波回路について説明する。以下では、前述したＮＲのサブ６における複数の周波数帯域および従来の通信規格における複数の周波数帯域でのマルチバンド通信に用いられる高周波回路の例を挙げて説明する。

図１は、実施の形態に係る高周波回路の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図１に示されるように、高周波回路１は、アンテナ１１〜１８、マルチプレクサ２１〜２８、フロントエンド（ＦＥ）回路３１〜４２およびＲＦ信号処理回路５０を備えている。

アンテナ１１〜１８は、アンテナ信号を送信および受信する。

マルチプレクサ２１〜２８は、通過帯域が互いに異なる複数のフィルタで構成されている。各フィルタに付した記号は、フィルタごとの通過帯域に含まれる周波数帯域を表す。つまり、各フィルタは、フィルタごとの周波数帯域を追加帯域に含むローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、またはハイパスフィルタである。複数のフィルタの一端同士は互いに接続され、アンテナ１１〜１８に接続されている。マルチプレクサ２１〜２８は、アンテナ信号をフィルタごとの周波数帯域の信号に分離する。

ＦＥ回路３１〜４２は、マルチプレクサ２１〜２８に接続されている。ＦＥ回路３１〜４２は、マルチプレクサ２１〜２８を介して接続されたアンテナ１１〜１８のアンテナ信号に対し、整合、増幅および送受信分離のうち少なくとも１以上を含む処理を行う。

ＲＦ信号処理回路５０は、ＦＥ回路３１〜４２に接続され、ＦＥ回路３１〜４２を介して接続されたアンテナ１１〜１８のアンテナ信号に対し、変調および復調のうち少なくとも一方を含む処理を行う。ＲＦ信号処理回路５０は、高周波集積回路（ＲＦＩＣ）で構成されてもよく、当該高周波集積回路は、互いに異なる通信方式に対応する複数のチップを含んでいてもよい。

図２は、高周波回路１で用いられる周波数帯域の一例を示す図である。図２には、図１で各フィルタに付した記号に対応して、周波数範囲、および当該周波数範囲に含まれる通信バンドの具体例が示されている。図１に示される各フィルタは、記号で示される周波数帯域を通過帯域に含んでいる。

通信バンドの具体例として、ＧＳＭ（登録商標）（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＮＲ、ＷＬＡＮ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）およびＧＬＯＮＡＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）で用いられる主な周波数帯域の名前を列挙している。

高周波回路１は、図２に列挙される通信バンドの一部を処理してもよく、すべてを処理してもよく、また、図２に挙げられていないさらに別の通信バンドを処理してもよい。

ＦＥ回路の構成について、ＦＥ回路３２、４０、４１の例を挙げて説明する。

図３は、ＦＥ回路３２の構成の一例を示す機能ブロック図である。図３には、ＦＥ回路３２の内部的な構成とともに、図１のＡ部の構成が示されている。図３に示されるように、ＦＥ回路３２は、スイッチ１０１〜１０５、デュプレクサ１１１、１１２、フィルタ１２１、１２２、パワーアンプ１３１〜１３３、ローノイズアンプ１４１〜１４３を有する。

スイッチ１０１、１０２、１０３、デュプレクサ１１１、１１２、パワーアンプ１３１、およびローノイズアンプ１４１は、周波数帯域ＭＨに含まれる通信バンド（例えば、ＬＴＥのバンドＢ１およびＢ３）の信号に対し増幅および送受信分離を含む処理を行う。

フィルタ１２１、スイッチ１０４、パワーアンプ１３２、およびローノイズアンプ１４２は、周波数帯域ＵＨ１に含まれる通信バンド（例えば、ＮＲのバンドｎ７７およびｎ７８）の信号に対し整合、増幅および送受信分離を含む処理を行う。

フィルタ１２２、スイッチ１０５、パワーアンプ１３３、およびローノイズアンプ１４３は、周波数帯域ＵＨ２に含まれる通信バンド（例えば、ＮＲのバンドｎ７９）の信号に対し整合、増幅および送受信分離を含む処理を行う。

図３に示されるフィルタはすべてＬＣフィルタであり、ＬＴＣＣ（ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏ−ｆｉｒｅｄＣｅｒａｍｉｃｓ）積層体を利用したチップ部品またはＬＴＣＣ多層基板の内蔵回路（以下、ＬＴＣＣ技術と総称する）で構成されている。

図４は、ＦＥ回路４０、４１の構成の一例を示す機能ブロック図である。図４には、ＦＥ回路４０、４１の内部的な構成とともに、図１のＢ部の構成が示されている。図４に示されるように、ＦＥ回路４０は、フィルタ１２３〜１２６およびローノイズアンプ１４４、１４５を有する。ＦＥ回路４１は、フィルタ１２７、スイッチ１０６、パワーアンプ１３４およびローノイズアンプ１４６を有する。

ＦＥ回路４０において、フィルタ１２３、１２４およびローノイズアンプ１４４は、ＧＰＳのバンドＬ１またはＧＬＯＮＡＳＳのバンドＬ１の信号に対し整合および増幅を含む処理を行う。また、フィルタ１２５、１２６およびローノイズアンプ１４５は、ＧＰＳのバンドＬ５の信号に対し整合および増幅を含む処理を行う。

ＦＥ回路４１において、フィルタ１２７、スイッチ１０６、パワーアンプ１３４およびローノイズアンプ１４６は、無線ＬＡＮの２．４ＧＨｚ帯の信号に対し整合、増幅および送受信分離を含む処理を行う。ＦＥ回路４１では、図示を省略している信号経路において、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の信号をさらに処理してもよい。

図４に示されるフィルタのうち、マルチプレクサ２７におけるフィルタＬ１、Ｌ５、およびＦＥ回路４０内のフィルタ１２３〜１２６は弾性波フィルタ（弾性表面波フィルタおよびバルク弾性波フィルタを含む）である。その他のフィルタはＬＴＣＣ技術で構成されたＬＣフィルタである。

以上のように構成された高周波回路１の効果について、アンテナを共用する周波数帯域の組み合わせの観点から説明する。

再び図２を参照して、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２はいずれも３ＧＨｚ以上でありかつ互いに重複しない。ここで、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２を合わせた代表周波数は、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２を包含する周波数範囲に含まれる適宜の周波数で定義される。周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２を合わせた代表周波数は、例えば、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２の低いほうの下限値３３００ＭＨｚとしてもよく、高いほうの上限値４９９０ＭＨｚとしてもよい。いずれにしても、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２の間隙２００ＭＨｚは、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２を合わせた代表周波数（３３００ＭＨｚ〜４９９０ＭＨｚ）の１０％（３３０ＭＨｚ〜４９９ＭＨｚ）以下である。

つまり、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２は、それぞれ第１周波数帯域および第２周波数帯域の一例である。

周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２がいずれも３ＧＨｚ以上であるため、周波数帯域ＵＨ１の信号と周波数帯域ＵＨ２の信号とを弾性波フィルタで分離することができない。また、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２の間隙が狭い（周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２を合わせた代表周波数の１０％以下である）ため、周波数帯域ＵＨ１の信号と周波数帯域ＵＨ２の信号とをＬＣフィルタで分離することも困難である。

そこで、図１に示されるように、高周波回路１では、アンテナ１１〜１８を設け、周波数帯域ＵＨ１の信号はアンテナ１１、１４、１５、１８で処理し、周波数帯域ＵＨ２の信号はアンテナ１２、１３、１６、１７で処理している。つまり、弾性波フィルタ、ＬＣフィルタのいずれのフィルタでも困難な周波数帯域ＵＨ１の信号と周波数帯域ＵＨ２の信号との分離を、アンテナを分けることによって達成している。ここで、アンテナ１１、１４、１５、１８が第１アンテナの一例であり、アンテナ１２、１３、１６、１７が第２アンテナの一例である。

それと共に、アンテナ１１、１４、１５、１８を周波数帯域ＵＨ１と周波数帯域Ｌ、ＭＨ、ＷＬ５とで共用し、かつアンテナ１２、１３、１６、１７を周波数帯域ＵＨ２と周波数帯域ＭＨ、Ｌ１、Ｌ５、ＷＬ２とで共用している。つまり、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２を組み合わせるのではなく、マルチプレクサ２１〜２８で信号を分離できる別の周波数帯域の組み合わせでアンテナ１１〜１８を共用することによって、周波数帯域数の増加に対するアンテナ数の増加を抑えている。

その結果、３ＧＨｚ以上の複数の周波数帯域でのマルチバンド通信に用いられかつアンテナ数の増加を抑えた高周波回路１が得られる。

なお、上述の効果は、アンテナ１１、１４、１５、１８のうちのいずれか１本とアンテナ１２、１３、１６、１７のうちのいずれか１本とを含む高周波回路１の部分においても成り立つ。つまり、上述の効果は、第１アンテナと第２アンテナとを１本ずつ含む高周波回路において成り立つ。

例えば、高周波回路１のアンテナ１１、１７を含む部分に着目すれば、周波数帯域ＵＨ１の信号と周波数帯域ＵＨ２の信号との分離を、アンテナ１１、１７を分けることによって達成している。それと共に、マルチプレクサ２１で分離可能な周波数帯域ＵＨ１と周波数帯域Ｌ、ＭＨとでアンテナ１１を共用し、マルチプレクサ２７で分離可能な周波数帯域ＵＨ２と周波数帯域Ｌ１、Ｌ５、ＷＬ２とでアンテナ１７を共用している。これにより、７つの周波数帯域を２本のアンテナで送受信し、周波数帯域数の増加に対するアンテナ数の増加を抑えている。

高周波回路１では、第１アンテナおよび第２アンテナに対応するアンテナをそれぞれ４本ずつ設けたことで、複数のアンテナを用いて通信性能を向上する各種の技術の適用が可能となる。そのような技術には、例えば、チャネル幅向上の技術であるＣＡ（ＣａｒｒｉｅｒＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）、異なる基地局間を通信する技術であるＤＣ（ＤｕａｌＣｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ）、および複数アンテナの使用によるデータレート向上技術であるＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）が含まれる。

また、高周波回路１では、アンテナを共用する周波数帯域の組み合わせに応じて、次のような効果が得られる。以下では、便宜のため、マルチプレクサに含まれるフィルタを、当該フィルタの通過帯域に含まれる周波数帯域の記号と同じ記号で参照する。

第１の例として、マルチプレクサ２１はフィルタＬ、ＭＨ、ＵＨ１を有し、マルチプレクサ２３はフィルタＵＨ２、ＷＬ２を有している。これにより、アンテナ１１は周波数帯域Ｌ、ＭＨ、ＵＨ１で共用され、アンテナ１３は周波数帯域ＵＨ２、ＷＬ２で共用されている。

周波数帯域Ｌ、ＷＬ２、ＵＨ１、ＵＨ２は、低い周波数帯域から高い周波数帯域へ、この順に並んでいる。つまり、周波数帯域ＵＨ１とともにアンテナ１１を共用する周波数帯域Ｌが、周波数帯域ＵＨ２とともにアンテナ１３を共用する周波数帯域ＷＬ２より低い。言い換えれば、高周波回路１では、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２の組、および周波数帯域Ｌ、ＷＬ２の組の中から、より低い周波数帯域ＵＨ１、Ｌ同士でアンテナ１１を共用し、より高い周波数帯域ＵＨ２、ＷＬ２同士で第２アンテナ１３を共用している。

第１の例では、アンテナ１１、１３がそれぞれ第１アンテナおよび第２アンテナの一例であり、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２、Ｌ、ＷＬ２がそれぞれ第１周波数帯域、第２周波数帯域、第３周波数帯域、第４周波数帯域の一例である。また、マルチプレクサ２１のフィルタＵＨ１、Ｌが第１フィルタ、第３フィルタの一例であり、マルチプレクサ２３のフィルタＵＨ２、ＷＬ２が第２フィルタ、第４フィルタの一例である。

つまり、アンテナ１１、１３をそれぞれ第１アンテナおよび第２アンテナとして見たとき、第３フィルタは第１周波数帯域より低い第３周波数帯域を通過帯域に含み、第４フィルタは第２周波数帯域より低い第４周波数帯域を通過帯域に含み、第１周波数帯域が第２周波数帯域より低い場合に第３周波数帯域は第４周波数帯域より低いという限定が成り立つ。

比較のため、第１の例とは逆の組み合わせで、アンテナ１１を周波数帯域ＵＨ１、ＷＬ２で共用し、かつアンテナ１３を周波数帯域ＵＨ２、Ｌで共用することを考える。この場合、アンテナ１１で送受信される周波数帯域の間隙は縮小し、かつアンテナ１３で送受信される周波数帯域の全幅は拡大する。そのため、アンテナ１１で送受信される信号の分離が難しくなるとともに、アンテナ１３に広い周波数カバレッジが要求される。

これに対し、第１の例の組み合わせによれば、アンテナ１１およびアンテナ１３の双方で送受信される周波数帯域の間隙が均等に広がるとともに全幅が均等に縮小するので、アンテナ１１、１３の双方で信号の分離および周波数カバレッジを最適化できる。なお、この効果は、アンテナ１１、１３の例には限らず、２つのアンテナの各々を共用する周波数帯域を周波数順の並びを考慮して組み合わせることによって、どのアンテナについても得られる。

また、第２の例として、マルチプレクサ２４はフィルタＵＨ１、ＷＬ５を有している。これにより、アンテナ１４は周波数帯域ＵＨ２、ＷＬ５で共用されている。つまり、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２のうち周波数帯域ＷＬ５との間隙がより広い周波数帯域ＵＨ１と周波数帯域ＷＬ５との組み合わせでアンテナ１４を共用している。

第２の例では、アンテナ１４が第１アンテナの一例であり、周波数帯域ＵＨ１、ＵＨ２、ＷＬ５がそれぞれ第１周波数帯域、第２周波数帯域、第３周波数帯域の一例である。また、マルチプレクサ２４のフィルタＷＬ５が第３フィルタの一例である。

つまり、アンテナ１４を第１アンテナとして見たとき、第３フィルタは第３周波数帯域を通過帯域に含み、前記第１周波数帯域と前記第３周波数帯域との間隙は、前記第２周波数帯域と前記第３周波数帯域との間隙より広いという限定が成り立つ。

このように、第２の例の組み合わせによれば、間隙がより狭い周波数帯域ＵＨ２と周波数帯域ＷＬ５とを組み合わせる場合と比べて、分離すべき周波数帯域の間隙がより広くなるので、信号の分離が容易になる。なお、この効果は、アンテナ１４の例には限らず、間隙がより狭い周波数帯域の組み合わせでアンテナを共用することによって、どのアンテナについても得られる。

前述したとおり、高周波回路１では、間隙が過度に狭くならない周波数帯域の組み合わせでアンテナを共用している。そのため、ＬＣフィルタで分離できる程度に間隙が広い周波数帯域を組み合わせることで、弾性波フィルタに比べて低損失かつ低コストのＬＣフィルタでマルチプレクサを構成することができる（例えば、図３）。

間隙が狭くＬＣフィルタで分離すると損失が大きくなる周波数帯域を組み合わせる場合のみ弾性波フィルタを用いてマルチプレクサを構成してもよい（例えば、図４）。弾性波フィルタを用いることで、ＬＣフィルタと比べて間隙がより狭い周波数帯域の分離が可能となる。

マルチプレクサに弾性波フィルタを用いる場合、弾性波フィルタに接続されるＥＦ回路内のフィルタも弾性波フィルタで構成してもよい（例えば、図４のフィルタ１２３〜１２６）。この場合、マルチプレクサの弾性波フィルタで、当該弾性波フィルタに直接接続するＥＦ回路内の弾性波フィルタを兼用し、回路要素（部品）の点数を削減することも可能である。例えば、図４の例では、フィルタ１２３、１２５を省略することができる。

（まとめ）
本発明の一態様に係る高周波回路は、第１周波数帯域および第２周波数帯域を含むマルチバンドによる無線通信に用いられる高周波回路であって、前記第１周波数帯域および前記第２周波数帯域はいずれも３ＧＨｚ以上でありかつ互いに重複せず、前記第１周波数帯域と前記第２周波数帯域との間隙は前記第１周波数帯域と前記第２周波数帯域とを合わせた代表周波数の１０％以下であり、前記高周波回路は、第１アンテナと、第２アンテナと、前記第１周波数帯域を通過帯域に含む第１フィルタおよび前記第１フィルタとは通過帯域が異なる第３フィルタを有し前記第１アンテナに接続されている第１マルチプレクサと、前記第２周波数帯域を通過帯域に含む第２フィルタおよび前記第２フィルタとは通過帯域が異なる第４フィルタを有し前記第２アンテナに接続されている第２マルチプレクサと、を備える。

このような構成によれば、第１周波数帯域および第２周波数帯域がいずれも３ＧＨｚ以上であるため、第１周波数帯域の信号と第２周波数帯域の信号とは弾性波フィルタで分離できない。また、第１周波数帯域と第２周波数帯域との間隙は第１周波数帯域と第２周波数帯域とを合わせた代表周波数の１０％以下と狭いため、第１周波数帯域の信号と第２周波数帯域の信号とをＬＣフィルタで分離することも困難である。

そこで、第１アンテナおよび第２アンテナを設け、第１周波数帯域の信号は第１アンテナで送受信し、第２周波数帯域の信号は第２アンテナで送受信している。つまり、弾性波フィルタおよびＬＣフィルタのいずれのフィルタによっても困難な第１周波数帯域の信号と第２周波数帯域の信号との分離を、別々のアンテナを用いることによって実現している。

その結果、３ＧＨｚ以上の複数の周波数帯域を含むマルチバンドによる無線通信に用いられかつアンテナ数の増加を抑えた高周波回路が得られる。

また、前記第１周波数帯域は３３００ＭＨｚから４２００ＭＨｚであり、前記第２周波数帯域は４４００ＭＨｚから４９９０ＭＨｚであってもよい。

この構成によれば、具体的に、３ＧＰＰによって策定が進められているＮＲのサブ６のバンド群に適用される高周波回路が得られる。

また、前記第３フィルタは前記第１周波数帯域より低い第３周波数帯域を通過帯域に含み、前記第４フィルタは前記第２周波数帯域より低い第４周波数帯域を通過帯域に含み、前記第１周波数帯域が前記第２周波数帯域より低い場合に前記第３周波数帯域は前記第４周波数帯域より低くてもよい。

この構成によれば、第１周波数帯域と第２周波数帯域との組、および第３周波数帯域と第４周波数帯域との組の中から、より低い周波数帯域同士で第１アンテナを共用し、より高い周波数帯域同士で第２アンテナを共用している。

比較のため、前述とは逆の組み合わせで、第１アンテナを第１周波数帯域と第４周波数帯域とで共用し、かつ第２アンテナを第２周波数帯域と第３周波数帯域とで共用することを考える。この場合、第１アンテナで送受信される周波数帯域の間隙は縮小し、かつ第２アンテナで送受信される周波数帯域の全幅は拡大する。そのため、第１アンテナで送受信される信号の分離が難しくなるとともに、第２アンテナに広い周波数カバレッジが要求されることとなる。

これに対し、前述の組み合わせによれば、第１アンテナおよび第２アンテナの双方で送受信される周波数帯域の間隙が均等に広がるとともに全幅が均等に縮小するので、第１アンテナおよび第２アンテナの双方で信号の分離および周波数カバレッジを最適化できる。

また、前記第３周波数帯域は６１７ＭＨｚから９６０ＭＨｚであり、前記第４周波数帯域は２４００ＭＨｚから２５００ＭＨｚであってもよい。

この構成によれば、具体的に、ＧＳＭ（登録商標）のローバンド群やＬＴＥのＢ８などに代表される１ＧＨｚ未満のバンド群、および無線ＬＡＮの２．４ＧＨｚ帯に適用される高周波回路が得られる。

また、前記第３フィルタは第３周波数帯域を通過帯域に含み、前記第１周波数帯域と前記第３周波数帯域との間隙は、前記第２周波数帯域と前記第３周波数帯域との間隙より広くてもよい。

この構成によれば、第１周波数帯域および第２周波数帯域のうち第３周波数帯域との間隙がより広い第１周波数帯域と第３周波数帯域との組み合わせで第１アンテナを共用している。これにより、間隙がより狭い第２周波数帯域と第３周波数帯域とを組み合わせる場合と比べて、周波数帯域の間隙がより広くなるので、信号の分離が容易になる。

また、前記第３周波数帯域は５１５０ＭＨｚから５９５０ＭＨｚであってもよい。

この構成によれば、具体的に、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯およびＬＴＥのＢ４６に適用される高周波回路が得られる。

また、前記第４フィルタは第４周波数帯域を通過帯域に含み、前記第４周波数帯域の上限は３ＧＨｚ未満であり、前記第４フィルタは弾性波フィルタで構成されていてもよい。

この構成によれば、第４フィルタを弾性波フィルタで構成するので、例えば、第４フィルタに接続された別回路内の弾性波フィルタを第４フィルタで兼用し、高周波回路全体での部品点数の削減を図ることができる。

また、前記第４周波数帯域は１１６６ＭＨｚから１２２９ＭＨｚまたは１５５９ＭＨｚから１６０６ＭＨｚであってもよい。

この構成によれば、具体的に、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）およびＧＬＯＮＡＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）などの衛星測位システムに適用される高周波回路が得られる。

また、前記第１マルチプレクサおよび前記第２マルチプレクサのうち少なくとも一方に接続され、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナのうち少なくとも一方のアンテナのアンテナ信号に対し、整合、増幅および送受信分離のうち少なくとも１以上を含む処理を行うフロントエンド回路を、さらに備えてもよい。

また、前記フロントエンド回路に接続され、前記アンテナ信号に対し、変調および復調のうち少なくとも一方を含む処理を行う高周波信号処理回路を、さらに備えてもよい。

これらの構成によれば、フロントエンド回路および高周波信号処理回路を集約した高機能な高周波回路が得られる。

以上、本発明の実施の形態に係る高周波回路について説明したが、本発明は、個々の実施の形態には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

本発明は、３ＧＨｚ以上の複数の周波数帯域を含むマルチバンドによる無線通信に用いられる高周波回路として、携帯電話などの携帯端末装置に広く利用できる。

１高周波回路
１１〜１８アンテナ
２１〜２８マルチプレクサ
３１〜４２フロントエンド（ＦＥ）回路
５０ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）
１０１〜１０６スイッチ
１１１、１１２デュプレクサ
１３１〜１３４パワーアンプ
１４１〜１４６ローノイズアンプ

Claims

第１周波数帯域および第２周波数帯域を含むマルチバンドによる無線通信に用いられる高周波回路であって、
前記第１周波数帯域および前記第２周波数帯域はいずれも３ＧＨｚ以上でありかつ互いに重複せず、前記第１周波数帯域と前記第２周波数帯域との間隙は前記第１周波数帯域と前記第２周波数帯域とを合わせた代表周波数の１０％以下であり、
前記高周波回路は、
第１アンテナと、
第２アンテナと、
前記第１周波数帯域を通過帯域に含む第１フィルタおよび前記第１フィルタとは通過帯域が異なる第３フィルタを有し前記第１アンテナに接続されている第１マルチプレクサと、
前記第２周波数帯域を通過帯域に含む第２フィルタおよび前記第２フィルタとは通過帯域が異なる第４フィルタを有し前記第２アンテナに接続されている第２マルチプレクサと、
を備える高周波回路。
前記第１周波数帯域は３３００ＭＨｚから４２００ＭＨｚであり、前記第２周波数帯域は４４００ＭＨｚから４９９０ＭＨｚである、
請求項１に記載の高周波回路。
前記第３フィルタは前記第１周波数帯域より低い第３周波数帯域を通過帯域に含み、前記第４フィルタは前記第２周波数帯域より低い第４周波数帯域を通過帯域に含み、
前記第１周波数帯域が前記第２周波数帯域より低い場合に前記第３周波数帯域は前記第４周波数帯域より低い、
請求項１または２に記載の高周波回路。
前記第３周波数帯域は６１７ＭＨｚから９６０ＭＨｚであり、前記第４周波数帯域は２４００ＭＨｚから２５００ＭＨｚである、
請求項３に記載の高周波回路。
前記第３フィルタは第３周波数帯域を通過帯域に含み、
前記第１周波数帯域と前記第３周波数帯域との間隙は、前記第２周波数帯域と前記第３周波数帯域との間隙より広い、
請求項１または２に記載の高周波回路。
前記第３周波数帯域は５１５０ＭＨｚから５９５０ＭＨｚである、
請求項５に記載の高周波回路。
前記第４フィルタは第４周波数帯域を通過帯域に含み、
前記第４周波数帯域の上限は３ＧＨｚ未満であり、
前記第４フィルタは弾性波フィルタで構成されている、
請求項１または２に記載の高周波回路。
前記第４周波数帯域は１１６６ＭＨｚから１２２９ＭＨｚまたは１５５９ＭＨｚから１６０６ＭＨｚである、
請求項７に記載の高周波回路。
前記第１マルチプレクサおよび前記第２マルチプレクサのうち少なくとも一方に接続され、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナのうち少なくとも一方のアンテナのアンテナ信号に対し、整合、増幅および送受信分離のうち少なくとも１以上を含む処理を行うフロントエンド回路を、さらに備える、
請求項１から８の何れか１項に記載の高周波回路。
前記フロントエンド回路に接続され、前記アンテナ信号に対し、変調および復調のうち少なくとも一方を含む処理を行う高周波信号処理回路を、さらに備える、
請求項９に記載の高周波回路。