JP2021016107A - 送受信モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】トランスと低雑音増幅器との間にインピーダンス整合回路を設けることを必要としない送受信モジュールを提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る送受信モジュール１００は、アンテナ端子ＡＮＴに出力するための送信信号ＴＸを増幅する電力増幅器２１と、アンテナ端子ＡＮＴ側に接続された第１巻線Ｌ１、及び電力増幅器２１の出力側に接続された第２巻線Ｌ２を含む第１トランスＴＲ１と、アンテナ端子ＡＮＴから入力される受信信号ＲＸを増幅する低雑音増幅器３１と、第１巻線Ｌ１、及び低雑音増幅器３１の入力側に接続された第３巻線Ｌ３を含む第２トランスＴＲ２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、送受信モジュールに関する。
近年、移動体端末などに搭載されるフロントエンドモジュールの小型化に対応すべく、高周波部品の集積化による送信系フロントエンド、及び受信系フロントエンドの一体化（モジュール化）が進んでいる。
例えば、特許文献１には、電力増幅器と、低雑音増幅器と、トランスとを備えるＲＦ（Radio Frequency）フロントエンドが記載されている。当該ＲＦフロントエンドでは、トランスの第１巻線の両端は差動増幅器である電力増幅器に接続され、トランスの第２巻線の一端はアンテナ側に接続され、トランスの第２巻線の他端は低雑音増幅器側に接続される。また、当該ＲＦフロントエンドは、第２巻線の他端と、グランドとの間の接続を切り替えるスイッチを備える。当該スイッチは、送信モード時には閉じられ、受信モード時には開かれる。
米国特許第９７２９１９２号明細書
しかしながら、上述した特許文献１に記載の構成では、電力増幅器の特性に基づいてトランスの特性を最適化する場合、低雑音増幅器とトランスの第２巻線との間にインピーダンス整合回路を設ける必要があり、送受信モジュールの小型化に不利となる。
そこで、本発明は、トランスと低雑音増幅器との間にインピーダンス整合回路を設けることを必要としない送受信モジュールを提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る送受信モジュールは、アンテナ端子に出力するための送信信号を増幅する電力増幅器と、アンテナ端子側に接続された第１巻線、及び電力増幅器の出力側に接続された第２巻線を含む第１トランスと、アンテナ端子から入力される受信信号を増幅する低雑音増幅器と、第１巻線、及び低雑音増幅器の入力側に接続された第３巻線を含む第２トランスと、を備える。
この態様によれば、第２トランスによりアンテナ端子と低雑音増幅器との間のインピーダンスを変換することが可能となる。よって、第２トランスと低雑音増幅器との間にインピーダンス整合回路を設ける必要がなくなる。
本発明によれば、トランスと低雑音増幅器との間にインピーダンス整合回路を設けることを必要としない送受信モジュールを提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る送受信モジュール１００の構成を示す概略図である。 第１巻線Ｌ１が第２巻線Ｌ２と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 第１巻線Ｌ１が第２巻線Ｌ２と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 第１巻線Ｌ１が第２巻線Ｌ２と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 第１巻線Ｌ１が第２巻線Ｌ２と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 第２巻線Ｌ２が第１巻線Ｌ１と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 第２巻線Ｌ２が第１巻線Ｌ１と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 第２巻線Ｌ２が第１巻線Ｌ１と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 第２巻線Ｌ２が第１巻線Ｌ１と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 第３巻線Ｌ３が第１巻線Ｌ１と第２巻線Ｌ２との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 第３巻線Ｌ３が第１巻線Ｌ１と第２巻線Ｌ２との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 第３巻線Ｌ３が第１巻線Ｌ１と第２巻線Ｌ２との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 第３巻線Ｌ３が第１巻線Ｌ１と第２巻線Ｌ２との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。 送信モードから受信モードに切り替わる場合の送受信モジュール１００のタイミングチャートの一例を示す図である。 送信モードから受信モードに切り替わる場合の送受信モジュール１００のタイミングチャートの他の一例を示す図である。 受信モードから送信モードに切り替わる場合の送受信モジュール１００のタイミングチャートの一例を示す図である。 受信モードから送信モードに切り替わる場合の送受信モジュール１００のタイミングチャートの他の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る送受信モジュール１０１の構成を示す概略図である。
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。（なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。）
［第１実施形態］
（１）構成
（１−１）送受信モジュール１００の各部の回路構成等
送受信モジュール１００
図１は、本発明の第１実施形態に係る送受信モジュール１００の構成を示す概略図である。送受信モジュール１００は、携帯電話などの移動通信機において、基地局との間でＲＦ（Radio Frequency）信号を送受信するための信号処理を行うモジュールである。送受信モジュール１００の動作モードは、例えば、ベースバンド回路等から供給される送信信号ＴＸを増幅してアンテナに供給する送信モードと、アンテナから供給される受信信号ＲＸを増幅してベースバンド回路等に供給する受信モードとを含む。
送受信モジュール１００は、ＰＡモジュール２０と、ＬＮＡモジュール３０と、第１巻線Ｌ１と、第２巻線Ｌ２と、第３巻線Ｌ３と、スイッチモジュール４０とを備える。送受信モジュール１００には、端子ＴＸｉｎと、端子ＡＮＴと、端子ＲＸｏｕｔと、端子Ｃｔｒｌ１と、端子Ｃｔｒｌ２と、端子Ｃｔｒｌ３と、端子ＧＮＤ１と、端子ＧＮＤ２とが設けられる。
ＰＡモジュール２０
ＰＡモジュール２０は、電力増幅器（ＰＡ）２１を備える。電力増幅器２１は、例えば、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等によって構成することができる。また、ＰＡモジュール２０には、電力増幅器２１の入力端子に接続される端子２０ａと、電力増幅器２１の出力端子に接続される端子２０ｂ１、及び２０ｂ２と、電力増幅器２１の制御用端子に接続される端子２０ｃとが設けられる。端子２０ａは、送受信モジュール１００の端子ＴＸｉｎに接続される。端子ＴＸｉｎには、ベースバンド回路等から送信信号ＴＸが入力される。これにより、端子２０ａには、端子ＴＸｉｎから送信信号ＴＸが供給される。
電力増幅器２１は、差動増幅器として構成され、端子２０ａに入力された送信信号ＴＸの電力を増幅し、増幅された送信信号ＴＸを端子２０ｂ１、及び２０ｂ２に出力する。端子２０ｂ１は第２巻線Ｌ２の一端に接続され、端子２０ｂ２は第２巻線Ｌ２の他端に接続される。これにより、端子２０ｂ１、及び２０ｂ２から出力された送信信号ＴＸは、第２巻線Ｌ２に供給される。なお、電力増幅器（ＰＡ）の入力端子２０ａまたは端子ＴＸｉｎは不平衡入力でもなくてもよいし、平衡入力でもよい。
端子２０ｃは、送受信モジュール１００の端子Ｃｔｒｌ２に接続される。端子Ｃｔｒｌ２には、電力増幅器２１の制御信号ＳＧ２が入力される。これにより、端子Ｃｔｒｌ２に供給された電力増幅器２１の制御信号ＳＧ２は、端子２０ｃを通じて電力増幅器２１に供給される。なお、制御信号ＳＧ２は、後述するスイッチＳＷ１の制御信号ＳＧ１と同期させてもよい。
トランスＴＲ１
第１巻線Ｌ１、及び第２巻線Ｌ２は、互いに磁気的に結合し、トランスＴＲ１を構成する。第１巻線Ｌ１は、平面図視において略円形状に巻き回されたインダクタである。第２巻線Ｌ２は、平面図視において略円形状に巻き回されたインダクタである。なお、説明の便宜上、図１において第２巻線Ｌ２は点線により表されている。第１巻線Ｌ１、及び第２巻線Ｌ２の巻き回しの形状はそれぞれ、略円形状に限らず、略矩形状、略多角形、不定形等のその他任意の形状であってよい。また、第１巻線Ｌ１の巻数Ｎ１、及び第２巻線Ｌ２の巻数Ｎ２はそれぞれ特に限定されず、１回、又は複数回であってもよい。
第１巻線Ｌ１の一端は端子ＡＮＴ１に接続され、第１巻線Ｌ１の他端は端子ＧＮＤ１または端子ＡＮＴ２に接続される。端子ＡＮＴ１は、アンテナに接続される。端子ＧＮＤ１は、グランドに接地される。端子ＡＮＴ２は、アンテナに接続される。ＰＡモジュール２０からトランスＴＲ１の第２巻線Ｌ２に送信信号ＴＸが供給されると、第２巻線Ｌ２と磁気的に結合した第１巻線Ｌ１に相互誘導によって送信信号ＴＸが誘起される。第１巻線Ｌ１に誘起された送信信号ＴＸは、端子ＡＮＴを通じてアンテナに供給される。
トランスＴＲ１により、送信信号ＴＸの経路において、第１巻線Ｌ１側と第２巻線Ｌ２側とでインピーダンスを変換することができる。トランスＴＲ１が理想的な場合、第１巻線Ｌ１側のインピーダンスをＺ１、第２巻線Ｌ２側のインピーダンスをＺ２とすると、Ｚ１／Ｚ２＝（Ｎ１／Ｎ２）2の関係が成り立つ。送受信モジュール１００では、例えば、電力増幅器２１の特性に応じてトランスＴＲ１のインピーダンスの変換特性が最適化されるように、第１巻線Ｌ１、及び第２巻線Ｌ２の特性を設定することができる。
トランスＴＲ２
第１巻線Ｌ１、及び第３巻線Ｌ３は、互いに磁気的に結合し、トランスＴＲ２を構成する。第３巻線Ｌ３は、平面図視において略円形状に巻き回されたインダクタである。なお、説明の便宜上、図１において第３巻線Ｌ３は一点鎖線により表されている。なお、第３巻線Ｌ３の巻き回しの形状はそれぞれ、略円形状に限らず、略矩形状、略多角形、不定形等のその他任意の形状であってよい。
第３巻線Ｌ３の一端はＬＮＡモジュール３０の端子３０ａに接続され、第３巻線Ｌ３の他端はスイッチＳＷ１の一端に接続される。端子ＡＮＴからトランスＴＲ２の第１巻線Ｌ１に受信信号ＲＸが供給されると、第１巻線Ｌ１と磁気的に結合した第３巻線Ｌ３に相互誘導によって受信信号ＲＸが誘起される。第３巻線Ｌ３に誘起された受信信号ＲＸは、端子３０ａを通じてＬＮＡモジュール３０に供給される。
トランスＴＲ２により、受信信号ＲＸの経路において、第１巻線Ｌ１側と第３巻線Ｌ３側とでインピーダンスを変換することができる。これにより、低雑音増幅器３１の入力側にインピーダンス変換用の回路を設けなくとも、インピーダンス整合が可能となる。トランスＴＲ２が理想的な場合、第１巻線Ｌ１側のインピーダンスをＺ１、第３巻線Ｌ３側のインピーダンスをＺ２とすると、Ｚ１／Ｚ３＝（Ｎ１／Ｎ３）2の関係が成り立つ。送受信モジュール１００では、例えば、上述したように電力増幅器２１の特性に応じて設定された第１巻線Ｌ１の特性に応じて、第３巻線Ｌ３の特性を設定することができる。
ＬＮＡモジュール３０
ＬＮＡモジュール３０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）３１を備える。低雑音増幅器３１は、例えば、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等によって構成することができる。また、ＬＮＡモジュール３０には、低雑音増幅器３１の入力端子に接続される端子３０ａと、低雑音増幅器３１の出力端子に接続される端子３０ｂと、低雑音増幅器３１の制御用端子に接続される端子３０ｃとが設けられる。
端子３０ａは、トランスＴＲ２の第３巻線Ｌ３の一端に接続される。これにより、端子３０ａには、トランスＴＲ２の第３巻線Ｌ３から受信信号ＲＸが供給される。
低雑音増幅器３１は、端子３０ａに入力された受信信号ＲＸの電力を増幅し、増幅された受信信号ＲＸを出力する。端子３０ｂは、送受信モジュール１００の端子ＲＸｏｕｔに接続される。これにより、端子３０ｂから出力された受信信号ＲＸは送受信モジュール１００の端子ＲＸｏｕｔに供給され、端子ＲＸｏｕｔからベースバンド回路等に出力される。
端子３０ｃは、送受信モジュール１００の端子Ｃｔｒｌ３に接続される。端子Ｃｔｒｌ３には、低雑音増幅器３１の制御信号ＳＧ３が入力される。これにより、端子Ｃｔｒｌ３に供給された低雑音増幅器３１の制御信号ＳＧ３は、端子３０ｃを通じて低雑音増幅器３１に供給される。
スイッチモジュール４０
スイッチモジュール４０は、スイッチ部の一例であって、スイッチＳＷ１を備える。スイッチＳＷ１は、例えば、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等によって構成することができる。また、スイッチモジュール４０には、端子４０ａ、端子４０ｂ、端子４０ｃが設けられる。端子４０ａは、送受信モジュール１００の端子Ｃｔｒｌ１に接続される。端子Ｃｔｒｌ１には、スイッチＳＷ１の制御信号ＳＧ１が入力される。これにより、端子Ｃｔｒｌ１に供給されたスイッチＳＷ１の制御信号ＳＧ１は、端子４０ａを通じてスイッチＳＷ１に供給される。なお、制御信号ＳＧ１は、上述した電力増幅器２１の制御信号ＳＧ２と同期させてもよい。スイッチＳＷ１は、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路を開閉するためのスイッチの一例である。
スイッチＳＷ１の一端は端子４０ｂに接続され、スイッチＳＷ１の他端は端子４０ｃに接続される。スイッチＳＷ１は、端子４０ａを通じて供給される制御信号ＳＧ１に応じて、開状態と閉状態とが切り替わる。スイッチＳＷ１が開状態の場合、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路は閉じられない。スイッチＳＷ１が閉状態の場合、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路は閉じられる。
（１−２）送受信モジュール１００の層構造及び各巻線の配置等
次に、図２Ａ〜２Ｄ、３Ａ〜３Ｄ、及び４Ａ〜４Ｄを参照して、送受信モジュール１００の層構造、並びにトランスＴＲ１、及びトランスＴＲ２が含む各巻線の配置等について説明する。
送受信モジュール１００は、低温焼結セラミック（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co−fired Ceramics）、及びガラスエポキシ等の樹脂や液晶ポリマー等によって形成された一又は複数の層（後述する第１層Ｓ１、第２層Ｓ２、及び第３層Ｓ３等）を含んで構成することができる。送受信モジュール１００の第１巻線Ｌ１、第２巻線Ｌ２、及び第３巻線Ｌ３は、当該一又は複数の層のそれぞれに対して、例えば以下に例示する態様を含む任意の態様で配置することができる。
図２Ａ〜２Ｄはそれぞれ、第１巻線Ｌ１が第２巻線Ｌ２と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。ここで、本実施形態において、「巻線αが巻線βと巻線γとの間に設けられる」とは、巻線αの高さ（図１等の平面図に垂直な方向における位置）が、巻線βの高さと巻線γの高さとの間にあればよく、必ずしも、平面図視において巻線αが巻線β又は巻線γと重なっていなくてもよい。
例えば図２Ａに示すとおり、第２巻線Ｌ２、第１巻線Ｌ１、及び第３巻線Ｌ３は第１層Ｓ１内に設けられてもよい。或いは、例えば図２Ｂに示すとおり、第２巻線Ｌ２、及び第１巻線Ｌ１は第１層Ｓ１内に設けられ、第３巻線Ｌ３は第２層Ｓ２内に設けられてもよい。或いは、例えば図２Ｃに示すとおり、第２巻線Ｌ２は第１層Ｓ１内に設けられ、第１巻線Ｌ１、及び第３巻線Ｌ３は第２層Ｓ２内に設けられてもよい。或いは、例えば図２Ｄに示すとおり、第２巻線Ｌ２は第１層Ｓ１内に設けられ、第１巻線Ｌ１は第２層Ｓ２内に設けられ、第３巻線Ｌ３は第３層Ｓ３内に設けられてもよい。
第１巻線Ｌ１が第２巻線Ｌ２と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合、第１巻線Ｌ１が第２巻線Ｌ２と第３巻線Ｌ３とを隔てるように配置されるため、第２巻線Ｌ２と第３巻線Ｌ３との間の磁気的な結合（相互インダクタンス）が減少する。これにより、第３巻線Ｌ３側（低雑音増幅器３１側）に送信信号ＴＸが漏れるが抑制される。
図３Ａ〜３Ｄはそれぞれ、第２巻線Ｌ２が第１巻線Ｌ１と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。例えば図３Ａに示すとおり、第１巻線Ｌ１、第２巻線Ｌ２、及び第３巻線Ｌ３は第１層Ｓ１内に設けられてもよい。或いは、例えば図３Ｂに示すとおり、第１巻線Ｌ１、及び第２巻線Ｌ２は第１層Ｓ１内に設けられ、第３巻線Ｌ３は第２層Ｓ２内に設けられてもよい。或いは、例えば図３Ｃに示すとおり、第１巻線Ｌ１は第１層Ｓ１内に設けられ、第２巻線Ｌ２、及び第３巻線Ｌ３は第２層Ｓ２内に設けられてもよい。或いは、例えば図３Ｄに示すとおり、第１巻線Ｌ１は第１層Ｓ１内に設けられ、第２巻線Ｌ２が第２層Ｓ２内に設けられ、第３巻線Ｌ３は第３層Ｓ３内に設けられてもよい。
第２巻線Ｌ２が第１巻線Ｌ１と第３巻線Ｌ３との間に設けられる場合、第２巻線Ｌ２が第１巻線Ｌ１の近傍に配置されるため、第１巻線Ｌ１と第２巻線Ｌ２との間の磁気的な結合（相互インダクタンス）が増加する。
図４Ａ〜４Ｄはそれぞれ、第３巻線Ｌ３が第１巻線Ｌ１と第２巻線Ｌ２との間に設けられる場合の送受信モジュール１００の図１におけるＡ−Ａ′線による断面図である。例えば図４Ａに示すとおり、第１巻線Ｌ１、第３巻線Ｌ３、及び第２巻線Ｌ２は第１層Ｓ１内に設けられてもよい。或いは、例えば図４Ｂに示すとおり、第１巻線Ｌ１、及び第３巻線Ｌ３は第１層Ｓ１内に設けられ、第２巻線Ｌ２は第２層Ｓ２内に設けられてもよい。或いは、例えば図４Ｃに示すとおり、第１巻線Ｌ１は第１層Ｓ１内に設けられ、第３巻線Ｌ３、及び第２巻線Ｌ２は第２層Ｓ２内に設けられてもよい。或いは、例えば図４Ｄに示すとおり、第１巻線Ｌ１は第１層Ｓ１内に設けられ、第３巻線Ｌ３は第２層Ｓ２内に設けられ、第２巻線Ｌ２は第３層Ｓ３内に設けられてもよい。
第３巻線Ｌ３が第１巻線Ｌ１と第２巻線Ｌ２との間に設けられる場合、第３巻線Ｌ３が第１巻線Ｌ１の近傍に配置されるため、第１巻線Ｌ１と第３巻線Ｌ３との間の磁気的な結合（相互インダクタンス）が増加する。
（２）動作
次に、図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、及び６Ｂを参照して、送受信モジュール１００の動作について説明する。送受信モジュール１００は、例えば、ＴＤＤ（Time Division Duplex）によって、送信モードと受信モードとを時間帯毎に切り替えながら動作する。
図５Ａは、送信モードから受信モードに切り替わる場合の送受信モジュール１００のタイミングチャートの一例を示す図である。まず、時刻Ｔ１において、電力増幅器２１（ＰＡ２１）がオンからオフに切り替わり、電力増幅器２１による送信信号ＴＸの増幅、及びトランスＴＲ１への送信信号ＴＸの供給が停止する。その後、時刻Ｔ２において、スイッチＳＷ１が開状態から閉状態に切り替わり、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路が閉じられる。その後、時刻Ｔ３において、低雑音増幅器３１（ＬＮＡ３１）がオフからオンに切り替わり、低雑音増幅器３１による受信信号ＲＸの増幅が開始される。なお、電力増幅器２１の制御信号ＳＧ２と、スイッチＳＷ１の制御信号ＳＧ１とを同期させることにより、電力増幅器２１のオンからオフへの切り替え（時刻Ｔ１）と、スイッチＳＷ１の開状態から閉状態への切り替え（時刻Ｔ２）とを、同期させてもよい。なお、スイッチの切り替え時間はＴＤＤでの送受切り替え時間がミリ秒（ｍｓｅｃ）オーダーである場合が多いことから、その場合にはマイクロ秒（μｓｅｃ）オーダーで切り替えるとよい。
図５Ｂは、送信モードから受信モードに切り替わる場合の送受信モジュール１００のタイミングチャートの他の一例を示す図である。まず、時刻Ｔ１において、低雑音増幅器３１がオフからオンに切り替わり、低雑音増幅器３１は受信信号ＲＸの増幅が可能な状態となる。その後、時刻Ｔ２において、電力増幅器２１がオンからオフに切り替わり、電力増幅器２１による送信信号ＴＸの増幅、及びトランスＴＲ１への送信信号ＴＸの供給が停止する。その後、時刻Ｔ３において、スイッチＳＷ１が開状態から閉状態に切り替わり、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路が閉じられ、低雑音増幅器３１による受信信号ＲＸの増幅が開始される。なお、電力増幅器２１の制御信号ＳＧ２と、スイッチＳＷ１の制御信号ＳＧ１とを同期させることにより、電力増幅器２１のオンからオフへの切り替え（時刻Ｔ２）と、スイッチＳＷ１の開状態から閉状態への切り替え（時刻Ｔ３）とを、同期させてもよい。
図６Ａは、受信モードから送信モードに切り替わる場合の送受信モジュール１００のタイミングチャートの一例を示す図である。まず、時刻Ｔ１において、低雑音増幅器３１がオンからオフに切り替わり、低雑音増幅器３１による受信信号ＲＸの増幅が停止する。その後、時刻Ｔ２において、スイッチＳＷ１が閉状態から開状態に切り替わり、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路が閉じられない状態となる。その後、時刻Ｔ３において、電力増幅器２１がオフからオンに切り替わり、電力増幅器２１による送信信号ＴＸの増幅、及びトランスＴＲ１への送信信号ＴＸの供給が開始される。なお、電力増幅器２１の制御信号ＳＧ２と、スイッチＳＷ１の制御信号ＳＧ１とを同期させることにより、電力増幅器２１のオフからオンへの切り替え（時刻Ｔ３）と、スイッチＳＷ１の閉状態から開状態への切り替え（時刻Ｔ２）とを、同期させてもよい。
図６Ｂは、受信モードから送信モードに切り替わる場合の送受信モジュール１００のタイミングチャートの他の一例を示す図である。まず、時刻Ｔ１において、スイッチＳＷ１が閉状態から開状態に切り替わり、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路が閉じられない状態となり、低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸが供給されず、低雑音増幅器３１による受信信号ＲＸの増幅が停止する。その後、時刻Ｔ２において、電力増幅器２１がオフからオンに切り替わり、電力増幅器２１による送信信号ＴＸの増幅、及びトランスＴＲ１への送信信号ＴＸの供給が開始される。その後、時刻Ｔ３において、低雑音増幅器３１がオンからオフに切り替わる。なお、電力増幅器２１の制御信号ＳＧ２と、スイッチＳＷ１の制御信号ＳＧ１とを同期させることにより、電力増幅器２１のオフからオンへの切り替え（時刻Ｔ２）と、スイッチＳＷ１の閉状態から開状態への切り替え（時刻Ｔ１）とを、同期させてもよい。また、図５Ａから図６Ｂの動作において、電力増幅器２１がオンの場合は、必ずスイッチＳＷ１が開いた状態、すなわち、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路が閉じられた状態となり、低雑音増幅器３１に送信信号ＴＸが漏れることが抑制される。
［変形例］
図７は、本発明の第１実施形態の変形例に係る送受信モジュール１０１の構成を示す概略図である。送受信モジュール１０１が備えるＬＮＡモジュール３０は、差動増幅器として構成される低雑音増幅器３１を含む。ＬＮＡモジュール３０には、低雑音増幅器３１の入力端子に接続される端子３０ａ１、及び３０ａ２と、低雑音増幅器３１の出力端子に接続される端子３０ｂ１、及び端子３０ｂ２と、低雑音増幅器３１の制御用端子に接続される端子３０ｃとが設けられる。
また、送受信モジュール１０１は、低雑音増幅器３１の入力側に配置されたスイッチモジュール５０を備える。スイッチモジュール５０は、スイッチ部の一例であって、スイッチＳＷ２（第１スイッチ）、及びスイッチＳＷ３（第２スイッチ）を備える。スイッチＳＷ２、及びＳＷ３は、例えば、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等によって構成することができる。また、スイッチモジュール５０には、端子５０ａ、端子５０ｂ１、端子５０ｂ２、端子５０ｃ１、及び端子５０ｃ２が設けられる。
端子５０ａは、送受信モジュール１０１の端子Ｃｔｒｌ１に接続される。端子Ｃｔｒｌ１には、スイッチＳＷ２、及びＳＷ３の制御信号ＳＧ４が入力される。これにより、端子Ｃｔｒｌ１に供給されたスイッチＳＷ２、及びＳＷ３の制御信号ＳＧ４は、端子５０ａを通じてスイッチＳＷ２、及びＳＷ３のそれぞれに供給される。なお、制御信号ＳＧ４は、上述した電力増幅器２１の制御信号ＳＧ２と同期させてもよい。
スイッチＳＷ２、及びＳＷ３はそれぞれ、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路を開閉するためのスイッチの一例である。スイッチＳＷ２の一端は端子５０ｂ１に接続され、スイッチＳＷ２の他端は端子５０ｃ１に接続される。スイッチＳＷ２は、端子５０ａを通じて供給される制御信号ＳＧ４に応じて、開状態と閉状態とが切り替わる。スイッチＳＷ３の一端は端子５０ｂ２に接続され、スイッチＳＷ３の他端は端子５０ｃ２に接続される。スイッチＳＷ３は、端子５０ａを通じて供給される制御信号ＳＧ４に応じて、開状態と閉状態とが切り替わる。
スイッチＳＷ２、及びＳＷ３の少なくともいずれかが開状態の場合、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路は閉じられず、スイッチＳＷ２、及びＳＷ３のいずれもが閉状態の場合、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路は閉じられる。
以上説明したとおり、本実施形態の送受信モジュールは、アンテナ端子に出力するための送信信号を増幅する電力増幅器と、アンテナ端子側に接続された第１巻線、及び電力増幅器の出力側に接続された第２巻線を含む第１トランスと、アンテナ端子から入力される受信信号を増幅する低雑音増幅器と、第１巻線、及び低雑音増幅器の入力側に接続された第３巻線を含む第２トランスと、を備える。これにより、第２トランスによりアンテナ端子と低雑音増幅器との間のインピーダンスを変換することが可能となる。よって、第２トランスと低雑音増幅器との間にインピーダンス整合回路を設ける必要がなくなる。
また、上述した送受信モジュールにおいて、電力増幅器は、差動増幅器であってよい。これにより、送信信号について、対雑音性能の向上、利得の増加、及び偶数次波歪みの改善等の効果が奏される。
また、上述した送受信モジュールにおいて、低雑音増幅器は、差動増幅器であってよい。これにより、受信信号について、対雑音性能の向上、利得の増加、及び偶数次波歪みの改善等の効果が奏される。
また、上述した送受信モジュールは、第２トランスから低雑音増幅器に受信信号を供給するための回路を開閉するためのスイッチ、を更に備えてもよい。これにより、送信信号が低雑音増幅器側に漏れることが抑制される。
また、上述した送受信モジュールにおいて、スイッチ部は、一端が第３巻線の一端側に接続され、他端がグランド側に接続されてもよい。これにより、送信信号が低雑音増幅器側に漏れることが抑制される。
また、上述した送受信モジュールにおいて、低雑音増幅器は、差動増幅器であって、スイッチ部は、一端が第３巻線の一端側に接続され、他端が低雑音増幅器の一の入力端子側に接続される第１スイッチと、一端が第３巻線の他端側に接続され、他端が低雑音増幅器の他の入力端子側に接続される第２スイッチと、を含んでよい。これにより、送信信号が低雑音増幅器側に漏れることが抑制される。
また、上述した送受信モジュールにおいて、第１巻線は、第２巻線と第３巻線との間に設けられてもよい。これにより、第１巻線が第２巻線と第３巻線とを隔てるように配置されるため、第２巻線と第３巻線との間の磁気的な結合（相互インダクタンス）が減少する。このため、第３巻線側（低雑音増幅器側）に送信信号が漏れることが抑制される。
また、上述した送受信モジュールは、第２巻線、第１巻線、及び第３巻線が設けられる第１層を更に備えてもよい。これにより、送受信モジュールを簡易に構成することが可能となる。
また、上述した送受信モジュールは、第２巻線、及び第１巻線が設けられる第１層と、第３巻線が設けられる第２層と、を更に備えてもよい。これにより、送受信モジュールを簡易に構成することが可能となる。また、これにより、各巻線を容易にレイアウトすることが可能となる。
また、上述した送受信モジュールは、第２巻線が設けられる第１層と、第１巻線、及び第３巻線が設けられる第２層と、を更に備えてもよい。これにより、送受信モジュールを簡易に構成することが可能となる。また、これにより、各巻線を容易にレイアウトすることが可能となる。
また、上述した送受信モジュールは、第２巻線が設けられる第１層と、第１巻線が設けられる第２層と、第３巻線が設けられる第３層と、を更に備えてもよい。これにより、各巻線を容易にレイアウトすることが可能となる。
また、上述した送受信モジュールにおいて、第２巻線は、第１巻線と第３巻線との間に設けられてもよい。これにより、第２巻線が第１巻線の近傍に配置されるため、第１巻線と第２巻線との磁気的な結合（相互インダクタンス）を増加させることが可能となる。
また、上述した送受信モジュールは、第１巻線、第２巻線、及び第３巻線が設けられる第１層を更に備えてもよい。これにより、送受信モジュールを簡易に構成することが可能となる。
また、上述した送受信モジュールは、第１巻線、及び第２巻線が設けられる第１層と、第３巻線が設けられる第２層と、を更に備えてもよい。これにより、送受信モジュールを簡易に構成することが可能となる。また、これにより、各巻線を容易にレイアウトすることが可能となる。
また、上述した送受信モジュールは、第１巻線が設けられる第１層と、第２巻線、及び第３巻線が設けられる第２層と、を更に備えてもよい。これにより、送受信モジュールを簡易に構成することが可能となる。また、これにより、各巻線を容易にレイアウトすることが可能となる。
また、上述した送受信モジュールは、第１巻線が設けられる第１層と、第２巻線が設けられる第２層と、第３巻線が設けられる第３層と、を更に備えてもよい。これにより、各巻線を容易にレイアウトすることが可能となる。
また、上述した送受信モジュールにおいて、第３巻線は、第１巻線と第２巻線との間に設けられてもよい。これにより、第３巻線が第１巻線の近傍に配置されるため、第１巻線と第３巻線との磁気的な結合（相互インダクタンス）を増加させることが可能となる。
また、上述した送受信モジュールは、第１巻線、第３巻線、及び第２巻線が設けられる第１層を更に備えてもよい。これにより、送受信モジュールを簡易に構成することが可能となる。
また、上述した送受信モジュールは、第１巻線、及び第３巻線が設けられる第１層と、第２巻線が設けられる第２層と、を更に備えてもよい。これにより、送受信モジュールを簡易に構成することが可能となる。また、これにより、各巻線を容易にレイアウトすることが可能となる。
また、上述した送受信モジュールは、第１巻線が設けられる第１層と、第３巻線、及び第２巻線が設けられる第２層と、を更に備えてもよい。これにより、送受信モジュールを簡易に構成することが可能となる。また、これにより、各巻線を容易にレイアウトすることが可能となる。
また、上述した送受信モジュールは、第１巻線が設けられる第１層と、第３巻線が設けられる第２層と、第２巻線が設けられる第３層と、を更に備えてもよい。これにより、各巻線を容易にレイアウトすることが可能となる。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
１００、１０１…送受信モジュール、２０…ＰＡモジュール、２１…電力増幅器、３０…ＬＮＡモジュール、３１…低雑音増幅器、４０、５０…スイッチモジュール、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３…スイッチ、ＴＲ１…第１トランス、ＴＲ２…第２トランス、Ｌ１…第１巻線、Ｌ２…第２巻線、Ｌ３…第３巻線
図６Ｂは、受信モードから送信モードに切り替わる場合の送受信モジュール１００のタイミングチャートの他の一例を示す図である。まず、時刻Ｔ１において、スイッチＳＷ１が閉状態から開状態に切り替わり、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路が閉じられない状態となり、低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸが供給されず、低雑音増幅器３１による受信信号ＲＸの増幅が停止する。その後、時刻Ｔ２において、電力増幅器２１がオフからオンに切り替わり、電力増幅器２１による送信信号ＴＸの増幅、及びトランスＴＲ１への送信信号ＴＸの供給が開始される。その後、時刻Ｔ３において、低雑音増幅器３１がオンからオフに切り替わる。なお、電力増幅器２１の制御信号ＳＧ２と、スイッチＳＷ１の制御信号ＳＧ１とを同期させることにより、電力増幅器２１のオフからオンへの切り替え（時刻Ｔ２）と、スイッチＳＷ１の閉状態から開状態への切り替え（時刻Ｔ１）とを、同期させてもよい。また、図５Ａから図６Ｂの動作において、電力増幅器２１がオンの場合は、必ずスイッチＳＷ１が開いた状態、すなわち、トランスＴＲ２から低雑音増幅器３１に受信信号ＲＸを供給するための回路が閉じられない状態となり、低雑音増幅器３１に送信信号ＴＸが漏れることが抑制される。

Claims (21)

  1. アンテナ端子に出力するための送信信号を増幅する電力増幅器と、
    前記アンテナ端子側に接続された第１巻線、及び前記電力増幅器の出力側に接続された第２巻線を含む第１トランスと、
    前記アンテナ端子から入力される受信信号を増幅する低雑音増幅器と、
    前記第１巻線、及び前記低雑音増幅器の入力側に接続された第３巻線を含む第２トランスと、
    を備える送受信モジュール。
  2. 前記電力増幅器は、差動増幅器である、請求項１に記載の送受信モジュール。
  3. 前記低雑音増幅器は、差動増幅器である、請求項１又は２に記載の送受信モジュール。
  4. 前記第２トランスから前記低雑音増幅器に受信信号を供給するための回路を開閉するためのスイッチ部、を更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の送受信モジュール。
  5. 前記スイッチ部はスイッチを含み、
    前記スイッチの一端は前記第３巻線の一端側に接続され、前記スイッチの他端はグランド側に接続される、請求項４に記載の送受信モジュール。
  6. 前記低雑音増幅器は、差動増幅器であって、
    前記スイッチ部は、第１スイッチ及び第２スイッチを含み、
    前記第１スイッチの一端は前記第３巻線の一端側に接続され、前記第１スイッチの他端は前記低雑音増幅器の一の入力端子側に接続され、
    前記第２スイッチの一端は前記第３巻線の他端側に接続され、前記第２スイッチの他端は前記低雑音増幅器の他の入力端子側に接続される、
    請求項４に記載の送受信モジュール。
  7. 前記第１巻線は、前記第２巻線と前記第３巻線との間に設けられる、請求項１から６のいずれか一項に記載の送受信モジュール。
  8. 前記第２巻線、前記第１巻線、及び前記第３巻線が設けられる第１層を更に備える、請求項７に記載の送受信モジュール。
  9. 前記第２巻線、及び前記第１巻線が設けられる第１層と、
    前記第３巻線が設けられる第２層と、を更に備える請求項７に記載の送受信モジュール。
  10. 前記第２巻線が設けられる第１層と、
    前記第１巻線、及び前記第３巻線が設けられる第２層と、を更に備える請求項７に記載の送受信モジュール。
  11. 前記第２巻線が設けられる第１層と、
    前記第１巻線が設けられる第２層と、
    前記第３巻線が設けられる第３層と、を更に備える請求項７に記載の送受信モジュール。
  12. 前記第２巻線は、前記第１巻線と前記第３巻線との間に設けられる、請求項１から６のいずれか一項に記載の送受信モジュール。
  13. 前記第１巻線、前記第２巻線、及び前記第３巻線が設けられる第１層を更に備える、請求項１２に記載の送受信モジュール。
  14. 前記第１巻線、及び前記第２巻線が設けられる第１層と、
    前記第３巻線が設けられる第２層と、を更に備える請求項１２に記載の送受信モジュール。
  15. 前記第１巻線が設けられる第１層と、
    前記第２巻線、及び前記第３巻線が設けられる第２層と、を更に備える請求項１２に記載の送受信モジュール。
  16. 前記第１巻線が設けられる第１層と、
    前記第２巻線が設けられる第２層と、
    前記第３巻線が設けられる第３層と、を更に備える請求項１２に記載の送受信モジュール。
  17. 前記第３巻線は、前記第１巻線と前記第２巻線との間に設けられる、請求項１から６のいずれか一項に記載の送受信モジュール。
  18. 前記第１巻線、前記第３巻線、及び前記第２巻線が設けられる第１層を更に備える、請求項１７に記載の送受信モジュール。
  19. 前記第１巻線、及び前記第３巻線が設けられる第１層と、
    前記第２巻線が設けられる第２層と、を更に備える請求項１７に記載の送受信モジュール。
  20. 前記第１巻線が設けられる第１層と、
    前記第３巻線、及び前記第２巻線が設けられる第２層と、を更に備える請求項１７に記載の送受信モジュール。
  21. 前記第１巻線が設けられる第１層と、
    前記第３巻線が設けられる第２層と、
    前記第２巻線が設けられる第３層と、を更に備える請求項１７に記載の送受信モジュール。
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