JP2021190847A - 高周波モジュールおよび通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な雑音指数を有する受信増幅回路を含む高周波モジュールを提供する。【解決手段】高周波モジュール１は、アンテナ接続端子１００および受信出力端子１１０と、アンテナ接続端子１００から入力された高周波受信信号を増幅可能な低雑音増幅器４２と、低雑音増幅器４２の出力端子１２０と受信出力端子１１０との間に接続され、高周波受信信号の周波数を含む通過帯域を有するフィルタ２９と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、高周波モジュールおよび通信装置に関する。

携帯電話などの移動体通信機器には、高周波受信信号を増幅する低雑音増幅器が搭載される。特許文献１には、送信信号を伝送するＰＡ回路（送信増幅回路）と、受信信号を伝送するＬＮＡ回路（受信増幅回路）とを備えるフロントエンド回路（ＲＦモジュール）が開示されている。受信増幅回路には、低雑音増幅器の入力端子側に接続されたフィルタ、および、低雑音増幅器の増幅特性を制御するＬＮＡ制御部が配置されている。

特開２０１８−１３７５２２号公報

特許文献１の受信増幅回路では、低雑音増幅器における信号歪を低減させるため、低雑音増幅器の前段に、通過帯域近傍の減衰を確保するためのフィルタが配置されている。

しかしながら、低雑音増幅器の前段に配置されるフィルタにより信号歪は抑制されるが、雑音指数の要求性能を満足できない可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、良好な雑音指数を有する受信増幅回路を含む高周波モジュールおよび通信装置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モジュールは、信号入力端子および信号出力端子と、前記信号入力端子から入力された高周波受信信号を増幅可能な低雑音増幅器と、前記低雑音増幅器の出力端子と前記信号出力端子との間に接続され、前記高周波受信信号の周波数を含む通過帯域を有する第１フィルタと、を備える。

本発明によれば、良好な雑音指数を有する受信増幅回路を含む高周波モジュールおよび通信装置を提供することが可能となる。

実施の形態に係る高周波モジュールおよび通信装置の回路構成図である。 実施例１に係る高周波モジュールの平面構成概略図である。 実施例１に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。 実施例２に係る高周波モジュールの平面構成概略図である。 実施例２に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又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、構成要素の配置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施例及び変形例における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ又は大きさの比は、必ずしも厳密ではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。

また、以下において、平行及び垂直等の要素間の関係性を示す用語、及び、矩形状等の要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する。

また、以下において、基板に実装されたＡ、Ｂ及びＣにおいて、「基板（又は基板の主面）の平面視において、ＡとＢとの間にＣが配置されている」とは、基板の平面視においてＡ内の任意の点とＢ内の任意の点とを結ぶ複数の線分の少なくとも１つがＣの領域を通ることを意味する。また、基板の平面視とは、基板および基板に実装された回路素子を基板の主面に平行な平面に正投影して見ることを意味する。

また、以下において、「送信経路」とは、高周波送信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。また、「受信経路」とは、高周波受信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。また、「送受信経路」とは、高周波送信信号および高周波受信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。

（実施の形態）
［１．高周波モジュール１および通信装置４の回路構成］
図１は、実施の形態に係る高周波モジュール１および通信装置４の回路構成図である。同図に示すように、通信装置４は、高周波モジュール１と、アンテナ２と、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）３と、を備える。

ＲＦＩＣ３は、アンテナ２で送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路である。具体的には、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１の受信経路を介して入力された受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をベースバンド信号処理回路（図示せず）へ出力する。また、ＲＦＩＣ３は、ベースバンド信号処理回路から入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された送信信号を、高周波モジュール１の送信経路（図示せず）に出力することも可能である。

また、ＲＦＩＣ３は、使用される通信バンド（周波数帯域）に基づいて、高周波モジュール１が有するスイッチ１０、１６および１８の接続を制御する制御部としての機能も有する。また、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１が有する低雑音増幅器４２および４６の利得、低雑音増幅器４２および４６に供給される電源電圧Ｖｃｃおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓを制御する制御部としての機能も有する。なお、制御部は、ＲＦＩＣ３の外部に設けられていてもよい。

アンテナ２は、高周波モジュール１のアンテナ接続端子１００に接続され、外部からの高周波信号を受信して高周波モジュール１へ出力する。

次に、高周波モジュール１の詳細な構成について説明する。

図１に示すように、高周波モジュール１は、アンテナ接続端子１００と、受信出力端子１１０と、低雑音増幅器４２および４６と、フィルタ２１、２３、２５、２７および２９と、整合回路３１、３３および３６と、スイッチ１０、１６および１８と、を備える。

アンテナ接続端子１００は、高周波モジュール１へ高周波受信信号を入力する信号入力端子の一例であり、アンテナ２に接続される。受信出力端子１１０は、高周波モジュール１から高周波受信信号を出力する信号出力端子の一例であり、ＲＦＩＣ３に接続される。

低雑音増幅器４２は、入力端子１２１および１２２と、出力端子１２０と、前段増幅素子４１ａおよび４３ａと、後段増幅素子４２ｂと、を有する。前段増幅素子４１ａの入力端は入力端子１２１に接続され、前段増幅素子４１ａの出力端は後段増幅素子４２ｂの第１入力端に接続されている。前段増幅素子４３ａの入力端は入力端子１２２に接続され、前段増幅素子４３ａの出力端は後段増幅素子４２ｂの第２入力端に接続されている。後段増幅素子４２ｂの出力端は出力端子１２０に接続されている。

上記接続構成により、前段増幅素子４１ａおよび後段増幅素子４２ｂの縦続接続回路は、通信バンドＡの高周波信号を低雑音で増幅することが可能である。また、前段増幅素子４３ａおよび後段増幅素子４２ｂの縦続接続回路は、通信バンドＢの高周波信号を低雑音で増幅することが可能である。

低雑音増幅器４６は、入力端子１６１と、出力端子１６０と、前段増幅素子４６ａと、後段増幅素子４６ｂと、を有する。前段増幅素子４６ａの入力端は入力端子１６１に接続され、前段増幅素子４６ａの出力端は後段増幅素子４６ｂの入力端に接続されている。後段増幅素子４６ｂの出力端は出力端子１６０に接続されている。

上記接続構成により、前段増幅素子４６ａおよび後段増幅素子４６ｂの縦続接続回路は、通信バンドＣおよび通信バンドＤの高周波信号を低雑音で増幅することが可能である。

低雑音増幅器４２および４６のそれぞれは、半導体ＩＣに形成されていてもよい。半導体ＩＣは、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）で構成されている。具体的には、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）プロセスにより形成されている。これにより、半導体ＩＣを安価に製造することが可能となる。なお、半導体ＩＣは、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅおよびＧａＮの少なくともいずれかで構成されていてもよい。これにより、高品質な増幅性能および雑音性能を有する高周波信号を出力することが可能となる。

フィルタ２１は、第２フィルタの一例であり、アンテナ接続端子１００と入力端子１２１との間に接続され、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＡの受信帯域の受信信号を通過させる。つまり、フィルタ２１は、通信バンドＡの受信帯域を通過帯域としている。

フィルタ２３は、第２フィルタの一例であり、アンテナ接続端子１００と入力端子１２２との間に接続され、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＢの受信帯域の受信信号を通過させる。つまり、フィルタ２３は、通信バンドＢの受信帯域を通過帯域としている。

フィルタ２１および２３の配置により、低雑音増幅器４２で発生する信号歪を抑制することが可能となる。

フィルタ２５は、第２フィルタの一例であり、アンテナ接続端子１００と入力端子１６１との間に接続され、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＣの受信帯域の受信信号を通過させる。つまり、フィルタ２５は、通信バンドＣの受信帯域を通過帯域としている。

フィルタ２７は、第２フィルタの一例であり、アンテナ接続端子１００と入力端子１６１との間に接続され、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＤの受信帯域の受信信号を通過させる。つまり、フィルタ２７は、通信バンドＤの受信帯域を通過帯域としている。

フィルタ２５および２７の配置により、低雑音増幅器４６で発生する信号歪を抑制することが可能となる。

フィルタ２９は、第１フィルタの一例であり、低雑音増幅器４２の出力端子１２０および低雑音増幅器４６の出力端子１６０と、受信出力端子１１０との間に接続されている。より詳細には、フィルタ２９は、低雑音増幅器４２を構成する前段増幅素子４１ａおよび４３ａならびに後段増幅素子４２ｂのうち、最後段に配置された後段増幅素子４２ｂの出力端と受信出力端子１１０との間に接続されている。また、フィルタ２９は、低雑音増幅器４６を構成する前段増幅素子４６ａおよび後段増幅素子４６ｂのうち、最後段に配置された後段増幅素子４６ｂの出力端と受信出力端子１１０との間に接続されている。フィルタ２９は、通信バンドＡ、Ｂ、ＣおよびＤを含む周波数帯域を通過帯域としている。

なお、高周波モジュール１が送信回路を含む場合には、フィルタ２１、２３、２５および２７のそれぞれは、送信フィルタとともにデュプレクサを構成してもよい。

なお、フィルタ２１、２３、２５、２７および２９のそれぞれは、例えば、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタ、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタ、ＬＣ共振フィルタ、および誘電体フィルタのいずれかであってもよく、さらには、これらには限定されない。

整合回路３１は、フィルタ２１と低雑音増幅器４２の入力端子１２１との間に接続され、フィルタ２１と低雑音増幅器４２とのインピーダンス整合をとる。

整合回路３３は、フィルタ２３と低雑音増幅器４２の入力端子１２２との間に接続され、フィルタ２３と低雑音増幅器４２とのインピーダンス整合をとる。

整合回路３６は、フィルタ２５および２７と低雑音増幅器４６の入力端子１６１との間に接続され、フィルタ２５および２７と低雑音増幅器４６とのインピーダンス整合をとる。

整合回路３１、３３および３６のそれぞれは、インダクタおよびキャパシタの少なくとも１つで構成されている。

スイッチ１０は、アンテナスイッチの一例であり、アンテナ接続端子１００に接続され、（１）アンテナ接続端子１００とフィルタ２１との接続および非接続を切り替え、（２）アンテナ接続端子１００とフィルタ２３との接続および非接続を切り替え、（３）アンテナ接続端子１００とフィルタ２５との接続および非接続を切り替え、（４）アンテナ接続端子１００とフィルタ２７との接続および非接続を切り替える。なお、スイッチ１０は、上記（１）〜（４）のうちの少なくとも２つの接続を同時に行うことが可能なマルチ接続型のスイッチ回路で構成されていてもよい。

スイッチ１６は、共通端子および２つの選択端子を有する。共通端子は、整合回路３６に接続され、一方の選択端子はフィルタ２５に接続され、他方の選択端子はフィルタ２７に接続されている。この接続構成において、スイッチ１６は、低雑音増幅器４６とフィルタ２５との接続、および、低雑音増幅器４６とフィルタ２７との接続、を切り替える。スイッチ１６は、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチ回路で構成される。

スイッチ１８は、共通端子および２つの選択端子を有する。共通端子は、フィルタ２９に接続され、一方の選択端子は低雑音増幅器４２に接続され、他方の選択端子は低雑音増幅器４６に接続されている。この接続構成において、スイッチ１８は、低雑音増幅器４２とフィルタ２９との接続、および、低雑音増幅器４６とフィルタ２９との接続、を切り替える。スイッチ１８は、例えば、ＳＰＤＴ型のスイッチ回路で構成される。

高周波モジュール１の構成において、スイッチ１０、フィルタ２１、整合回路３１、低雑音増幅器４２、スイッチ１８およびフィルタ２９は、アンテナ２からアンテナ接続端子１００を介して通信バンドＡの受信信号を伝送する第１受信回路を構成する。

また、スイッチ１０、フィルタ２３、整合回路３３、低雑音増幅器４２、スイッチ１８およびフィルタ２９は、アンテナ２からアンテナ接続端子１００を介して通信バンドＢの受信信号を伝送する第２受信回路を構成する。

また、スイッチ１０、フィルタ２５、スイッチ１６、整合回路３６、低雑音増幅器４６、スイッチ１８およびフィルタ２９は、アンテナ２からアンテナ接続端子１００を介して通信バンドＣの受信信号を伝送する第３受信回路を構成する。

また、スイッチ１０、フィルタ２７、スイッチ１６、整合回路３６、低雑音増幅器４６、スイッチ１８およびフィルタ２９は、アンテナ２からアンテナ接続端子１００を介して通信バンドＤの受信信号を伝送する第４受信回路を構成する。

上記回路構成によれば、高周波モジュール１は、通信バンドＡおよび通信バンドＢのいずれかの高周波信号と、通信バンドＣおよび通信バンドＤのいずれかの高周波信号とを、同時に受信することが可能である。

なお、本発明に係る高周波モジュールでは、上記４つの受信回路がスイッチ１０を介してアンテナ接続端子１００に接続されていなくてもよく、上記４つの受信回路が、異なる端子を介してアンテナ２に接続されていてもよい。

また、本発明に係る高周波モジュールは、上記４つの受信回路のうちの少なくとも１つを備えていればよい。

また、本発明に係る高周波モジュールは、上記受信回路とともに送信回路を備えていてもよい。送信回路は、送信信号を伝送する回路であり、例えば、電力増幅器および送信フィルタを有する。

また、本発明に係る高周波モジュールは、低雑音増幅器４２および４６の少なくとも１つと、フィルタ２９と、を備えていればよい。

また、低雑音増幅器４２および４６の少なくとも１つと、スイッチ１０、１６および１８の少なくとも１つとは、１つの半導体ＩＣに形成されていてもよい。半導体ＩＣは、例えば、ＣＭＯＳで構成されている。具体的には、ＳＯＩプロセスにより形成されている。これにより、半導体ＩＣを安価に製造することが可能となる。なお、半導体ＩＣは、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅおよびＧａＮの少なくともいずれかで構成されていてもよい。これにより、高品質な増幅性能および雑音性能を有する高周波信号を出力することが可能となる。

本実施の形態に係る高周波モジュール１は、低雑音増幅器４２および４６と、低雑音増幅器４２の出力端子１２０および低雑音増幅器４６の出力端子１６０と受信出力端子１１０との間に接続されたフィルタ２９と、を備える。

従来の受信増幅回路の場合、低雑音増幅器における信号歪を出来る限り抑制するため、低雑音増幅器の前段に、通過帯域近傍の減衰を確保するためのフィルタが配置される。しかしながら、この場合、低雑音増幅器の前段に配置されるフィルタにより信号歪は抑制されるが、雑音指数の要求性能を満足できない可能性がある。

一般的に、低雑音増幅器の前段に配置された回路素子の雑音指数をＮＦ_１とし、低雑音増幅器の後段に配置された回路素子の雑音指数をＮＦ_２とし、低雑音増幅器の利得をＧとした場合、受信増幅回路全体の雑音指数ＮＦ_ａｌｌは以下の式１で表される。

ＮＦ_ａｌｌ＝ＮＦ_１＋（ＮＦ_２−１）／Ｇ （式１）

式１より、低雑音増幅器の利得Ｇが１より大きい場合、低雑音増幅器の後段に配置される回路素子の雑音指数ＮＦ_２は、利得Ｇで除されるため、雑音指数ＮＦ_ａｌｌへの寄与度が小さくなる。

例えば、雑音指数ＮＦ_１を有する回路素子および雑音指数ＮＦ_２を有する回路素子の双方を低雑音増幅器の前段に配置した場合、これらにより規定される雑音指数ＮＦ_ａｌｌは、（ＮＦ_１＋ＮＦ_２）となる。これに対して、雑音指数ＮＦ_１を有する回路素子を低雑音増幅器の前段に配置し、雑音指数ＮＦ_２を有する回路素子を低雑音増幅器の後段に配置した場合には、これらにより規定される雑音指数ＮＦ_ａｌｌは式１に示されたようになる。つまり、雑音指数を低減するという観点では、受信増幅回路に必要な性能を後段に配置される回路素子にも一部持たせて当該性能を満足させるという前提で、低雑音増幅器の後段に回路素子を配置することが得策である。

以上の観点から、本実施の形態に係る高周波モジュール１によれば、低雑音増幅器４２および４６の後段にフィルタ２９が配置されているので、低雑音増幅器の前段にすべてのフィルタ機能を集約させている従来の受信増幅回路と比較して、雑音指数を低減することが可能となる。

以下では、雑音指数の低減を実現する高周波モジュール１の配置構成について説明する。

［２．実施例１に係る高周波モジュール１Ａの回路素子配置構成］
図２Ａは、実施例１に係る高周波モジュール１Ａの平面構成概略図である。また、図２Ｂは、実施例１に係る高周波モジュール１Ａの断面構成概略図であり、具体的には、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線における断面図である。なお、図２Ａの（ａ）には、モジュール基板９１の互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂのうち、主面９１ａをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置図が示されている。一方、図２Ａの（ｂ）には、主面９１ｂをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置を透視した図が示されている。

実施例１に係る高周波モジュール１Ａは、実施の形態に係る高周波モジュール１を構成する各回路素子の配置構成を具体的に示したものである。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ａは、図１に示された回路構成に加えて、さらに、モジュール基板９１と、樹脂部材９２および９３と、外部接続端子１５０と、を有している。

モジュール基板９１は、互いに対向する主面９１ａ（第１主面）および主面９１ｂ（第２主面）を有し、上記受信回路を実装する基板である。モジュール基板９１としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有する低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＬＴＣＣ）基板、高温同時焼成セラミックス（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＨＴＣＣ）基板、部品内蔵基板、再配線層（Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＲＤＬ）を有する基板、または、プリント基板等が用いられる。なお、モジュール基板９１上に、アンテナ接続端子１００および受信出力端子１１０が形成されていてもよい。

樹脂部材９２は、モジュール基板９１の主面９１ａに配置され、上記受信回路の一部およびモジュール基板９１の主面９１ａを覆っており、上記受信回路を構成する回路素子の機械強度および耐湿性などの信頼性を確保する機能を有している。樹脂部材９３は、モジュール基板９１の主面９１ｂに配置され、上記受信回路の一部およびモジュール基板９１の主面９１ｂを覆っており、上記受信回路を構成する回路素子の機械強度および耐湿性などの信頼性を確保する機能を有している。なお、樹脂部材９２および９３は、本発明に係る高周波モジュールに必須の構成要素ではない。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、フィルタ２１、２３、２５および２７、ならびに整合回路３１、３３および３６は、主面９１ａに配置されている。一方、低雑音増幅器４２および４６、フィルタ２９、スイッチ１０、１６および１８は、主面９１ｂに配置されている。

なお、図２Ａには図示していないが、図１に示された各回路素子を接続する配線は、モジュール基板９１の内部、主面９１ａおよび９１ｂに形成されている。また、上記配線は、両端が主面９１ａ、９１ｂおよび高周波モジュール１Ａを構成する回路素子のいずれかに接合されたボンディングワイヤであってもよく、また、高周波モジュール１Ａを構成する回路素子の表面に形成された端子、電極または配線であってもよい。

また、複数の外部接続端子１５０は、モジュール基板９１の主面９１ｂに配置されている。高周波モジュール１Ａは、高周波モジュール１Ａのｚ軸負方向側に配置される外部基板と、複数の外部接続端子１５０を経由して、電気信号のやりとりを行う。図２Ａの（ｂ）に示すように、複数の外部接続端子には、アンテナ接続端子１００および受信出力端子１１０が含まれる。また、複数の外部接続端子１５０のうちのいくつかは外部基板のグランド電位に設定されている。主面９１ａおよび９１ｂのうち、外部基板と対向する主面９１ｂには、低背化が困難な整合回路３１、３３および３６が配置されず、低背化が容易な低雑音増幅器４２および４６が配置されているので、高周波モジュール１Ａ全体を低背化することが可能となる。

また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、フィルタ２９は主面９１ｂに配置されており、低雑音増幅器４２および４６、スイッチ１０、１６および１８、ならびに、フィルタ２９は、１つの半導体ＩＣ５０に含まれている。これによれば、低雑音増幅器４２および４６とともに低背化が容易なスイッチ１０、１６および１８、ならびに、フィルタ２９を、主面９１ｂにて一体化できるので、高周波モジュール１Ａの小型化を促進できる。

なお、フィルタ２９が、半導体ＩＣ５０に含まれている場合、フィルタ２９は、弾性波フィルタではなく、ＬＣフィルタであることが好ましい。ＬＣフィルタとは、チップ状のインダクタおよびキャパシタの少なくとも一方、または、誘電体部材に形成された平面電極パターンやコイルパターンで形成されたインダクタおよびキャパシタの少なくとも一方で構成されている。

また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、図２Ａの（ｂ）に示すように、モジュール基板９１を平面視した場合、フィルタ２９は、低雑音増幅器４２および４６と受信出力端子１１０との間に配置されている。

これによれば、低雑音増幅器４２および４６、フィルタ２９、ならびに受信出力端子１１０という配置順が、受信信号の流れとなっている。よって、これらを接続する配線長を短くできるので、受信信号の伝送損失を低減できる。

また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、フィルタ２９は主面９１ｂに配置され、フィルタ２１、２３、２５および２７は主面９１ａに配置されている。

つまり、低雑音増幅器４２および４６の前段に配置されたフィルタ２１、２３、２５および２７と、低雑音増幅器４２および４６の後段に配置されたフィルタ２９とが、モジュール基板９１の両面に振り分けて配置されている。これによれば、フィルタ２１、２３、２５および２７とフィルタ２９とが電磁界結合することで低雑音増幅器４２および４６の前後で不要なフィードバックループが形成され、低雑音増幅器４２および４６の出力信号が発振してしまうことを抑制できる。

また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、フィルタ２９は主面９１ｂに配置され、整合回路３１、３３および３６は主面９１ａに配置されている。

つまり、低雑音増幅器４２および４６の前段に配置された整合回路３１、３３および３６と、低雑音増幅器４２および４６の後段に配置されたフィルタ２９とが、モジュール基板９１の両面に振り分けて配置されている。これによれば、整合回路３１、３３および３６とフィルタ２９とが電磁界結合することで低雑音増幅器４２および４６の前後で不要なフィードバックループが形成され、低雑音増幅器４２および４６の出力信号が発振してしまうことを抑制できる。

なお、モジュール基板９１は、複数の誘電体層が積層された多層構造を有し、当該複数の誘電体層の少なくとも１つには、グランド電極パターンが形成されていることが望ましい。これにより、モジュール基板９１の電磁界遮蔽機能が向上する。

［３．実施例２に係る高周波モジュール１Ｂの回路素子配置構成］
図３Ａは、実施例２に係る高周波モジュール１Ｂの平面構成概略図である。また、図３Ｂは、実施例２に係る高周波モジュール１Ｂの断面構成概略図であり、具体的には、図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線における断面図である。なお、図３Ａの（ａ）には、モジュール基板９１の互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂのうち、主面９１ａをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置図が示されている。一方、図３Ａの（ｂ）には、主面９１ｂをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置を透視した図が示されている。

実施例２に係る高周波モジュール１Ｂは、実施の形態に係る高周波モジュール１を構成する各回路素子の配置構成を具体的に示したものである。

本実施例に係る高周波モジュール１Ｂは、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと比較して、高周波モジュール１Ｂを構成する回路素子の配置構成が異なる。以下、本実施例に係る高周波モジュール１Ｂについて、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ｂでは、フィルタ２１、２３、２５および２７、ならびに整合回路３１、３３および３６は、主面９１ａに配置されている。一方、低雑音増幅器４２および４６、ならびにスイッチ１０、１６および１８は、主面９１ｂに配置されている。さらに、フィルタ２９は、主面９１ａ上および主面９１ｂ上の少なくとも一方とモジュール基板９１の内部とにわたって配置されている。

また、本実施例に係る高周波モジュール１Ｂでは、低雑音増幅器４２および４６、ならびに、スイッチ１０、１６および１８は、１つの半導体ＩＣ５１に含まれている。これによれば、低雑音増幅器４２および４６とともに低背化が容易なスイッチ１０、１６および１８を主面９１ｂにて一体化できるので、高周波モジュール１Ｂの小型化を促進できる。

また、フィルタ２９は、主面９１ａ上および主面９１ｂ上の少なくとも一方に配置された弾性波共振子と、モジュール基板９１内部の平面電極パターンやコイルパターンで形成されたインダクタおよびキャパシタの少なくとも一方と、を有している。

これによれば、フィルタ２９を、モジュール基板９１の表面上および内部の双方に配置できるので、高周波モジュール１Ｂを小型化できる。また、弾性波共振子、インダクタおよびキャパシタを用いてフィルタ２９を構成できるので、例えば、弾性波共振子により通過帯域近傍の減衰スロープを急峻にし、かつ、インダクタおよびキャパシタにより通過帯域と離れた帯域を広帯域に減衰させることが可能となる。

また、本実施例に係る高周波モジュール１Ｂでは、図３Ａの（ｂ）に示すように、モジュール基板９１を平面視した場合、フィルタ２９は、低雑音増幅器４２および４６と受信出力端子１１０との間に配置されている。

これによれば、低雑音増幅器４２および４６、フィルタ２９、ならびに受信出力端子１１０という配置順は、受信信号の流れとなっている。よって、これらを接続する配線長を短くできるので、受信信号の伝送損失を低減できる。

［４．効果など］
以上、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、アンテナ接続端子１００および受信出力端子１１０と、アンテナ接続端子１００から入力された高周波受信信号を増幅可能な低雑音増幅器４２と、低雑音増幅器４２の出力端子１２０と受信出力端子１１０との間に接続され、高周波受信信号の周波数を含む通過帯域を有するフィルタ２９と、を備える。

これによれば、低雑音増幅器４２の後段にフィルタ２９が配置されているので、低雑音増幅器４２の前段にすべてのフィルタ機能を集約させている従来の受信増幅回路と比較して、雑音指数を低減することが可能となる。

また、高周波モジュール１において、低雑音増幅器４２は、縦続接続された複数の増幅素子で構成されており、フィルタ２９は、複数の増幅素子のうち最後段に配置された増幅素子の出力端子と受信出力端子１１０との間に接続されていてもよい。

また、高周波モジュール１は、さらに、互いに対向する主面９１ａおよび主面９１ｂを有するモジュール基板９１と、主面９１ｂに配置された複数の外部接続端子１５０と、を備え、低雑音増幅器４２は主面９１ｂに配置されていてもよい。

また、高周波モジュール１Ａにおいて、フィルタ２９は主面９１ｂに配置されていてもよい。

また、高周波モジュール１Ａにおいて、フィルタ２９は、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一方を含むＬＣフィルタであり、フィルタ２９と低雑音増幅器４２とは１つの半導体ＩＣ５０に含まれていてもよい。

また、高周波モジュール１Ｂにおいて、フィルタ２９は、主面９１ａ上および主面９１ｂ上の少なくとも一方とモジュール基板９１の内部とにわたって配置されていてもよい。

また、高周波モジュール１Ｂにおいて、フィルタ２９は、主面９１ａ上および主面９１ｂ上の少なくとも一方に配置された弾性波共振子と、モジュール基板９１の内部に形成されたインダクタおよびキャパシタの少なくとも一方と、を有していてもよい。

これによれば、フィルタ２９を、モジュール基板９１の表面上および内部の双方に配置できるので、高周波モジュール１Ｂを小型化できる。また、弾性波共振子、インダクタおよびキャパシタを用いてフィルタ２９を構成できるので、例えば、弾性波共振子により通過帯域近傍の減衰スロープを急峻にし、かつ、インダクタおよびキャパシタにより通過帯域と離れた帯域を広帯域に減衰させることが可能となる。

また、高周波モジュール１において、受信出力端子１１０は、複数の外部接続端子１５０のうちの１つであり、モジュール基板９１を平面視した場合、フィルタ２９は低雑音増幅器４２と受信出力端子との間に配置されていてもよい。

これによれば、低雑音増幅器４２、フィルタ２９、および受信出力端子１１０という配置順は、受信信号の流れとなっている。よって、これらを接続する配線長を短くできるので、受信信号の伝送損失を低減できる。

また、高周波モジュール１は、さらに、アンテナ接続端子１００と低雑音増幅器４２の入力端子１２１との間に接続され、高周波受信信号の周波数を含む通過帯域を有するフィルタ２１を備えてもよい。

これによれば、低雑音増幅器４２で発生する信号歪を抑制することが可能となる。

また、高周波モジュール１において、フィルタ２１は、主面９１ａおよび主面９１ｂのうちのフィルタ２９が配置された主面と異なる主面に配置されていてもよい。

これによれば、フィルタ２１とフィルタ２９とが電磁界結合することで低雑音増幅器４２の前後で不要なフィードバックループが形成され、低雑音増幅器４２の出力信号が発振してしまうことを抑制できる。

また、高周波モジュール１は、さらに、フィルタ２１と低雑音増幅器４２の入力端子１２１との間に接続され、フィルタ２１と低雑音増幅器４２とのインピーダンス整合をとる整合回路３１を備えてもよい。

また、高周波モジュール１において、整合回路３１は、主面９１ａおよび主面９１ｂのうちのフィルタ２９が配置された主面と異なる主面に配置されていてもよい。

これによれば、整合回路３１とフィルタ２９とが電磁界結合することで低雑音増幅器４２の前後で不要なフィードバックループが形成され、低雑音増幅器４２の出力信号が発振してしまうことを抑制できる。

また、通信装置４は、アンテナ２と、アンテナ２で受信される高周波信号を処理するＲＦＩＣ３と、アンテナ２とＲＦＩＣ３との間で高周波信号を伝送する高周波モジュール１と、を備える。

これにより、良好な雑音指数を有する受信増幅回路を含む通信装置４を提供することが可能となる。

（その他の実施の形態など）
以上、本発明の実施の形態に係る高周波モジュールおよび通信装置について、実施の形態および実施例を挙げて説明したが、本発明に係る高周波モジュールおよび通信装置は、上記実施の形態および実施例に限定されるものではない。上記実施の形態および実施例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態および実施例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記高周波モジュールおよび通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。

例えば、上記実施の形態および実施例に係る高周波モジュールおよび通信装置において、図面に開示された各回路素子および信号経路を接続する経路の間に、別の回路素子および配線などが挿入されていてもよい。

本発明は、低い雑音指数が要求される受信増幅回路を含む高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。

１、１Ａ、１Ｂ 高周波モジュール
２ アンテナ
３ ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）
４ 通信装置
１０、１６、１８ スイッチ
２１、２３、２５、２７、２９ フィルタ
３１、３３、３６ 整合回路
４１ａ、４３ａ、４６ａ 前段増幅素子
４２、４６ 低雑音増幅器
４２ｂ、４６ｂ 後段増幅素子
５０、５１ 半導体ＩＣ
９１ モジュール基板
９１ａ、９１ｂ 主面
９２、９３ 樹脂部材
１００ アンテナ接続端子
１１０ 受信出力端子
１２０、１６０ 出力端子
１２１、１２２、１６１ 入力端子
１５０ 外部接続端子

Claims (13)

1. 信号入力端子および信号出力端子と、
   前記信号入力端子から入力された高周波受信信号を増幅可能な低雑音増幅器と、
   前記低雑音増幅器の出力端子と前記信号出力端子との間に接続され、前記高周波受信信号の周波数を含む通過帯域を有する第１フィルタと、を備える、
   高周波モジュール。
2. 前記低雑音増幅器は、縦続接続された複数の増幅素子で構成されており、
   前記第１フィルタは、前記複数の増幅素子のうち最後段に配置された増幅素子の出力端子と前記信号出力端子との間に接続されている、
   請求項１に記載の高周波モジュール。
3. さらに、
   互いに対向する第１主面および第２主面を有するモジュール基板と、
   前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、を備え、
   前記低雑音増幅器は、前記第２主面に配置されている、
   請求項１または２に記載の高周波モジュール。
4. 前記第１フィルタは、前記第２主面に配置されている、
   請求項３に記載の高周波モジュール。
5. 前記第１フィルタは、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一方を含むＬＣフィルタであり、
   前記第１フィルタと前記低雑音増幅器とは、１つの半導体ＩＣに含まれている、
   請求項４に記載の高周波モジュール。
6. 前記第１フィルタは、前記第１主面上および前記第２主面上の少なくとも一方と前記モジュール基板の内部とにわたって配置されている、
   請求項３に記載の高周波モジュール。
7. 前記第１フィルタは、
   前記第１主面上および前記第２主面上の少なくとも一方に配置された弾性波共振子と、
   前記モジュール基板の内部に形成されたインダクタおよびキャパシタの少なくとも一方と、を有する、
   請求項６に記載の高周波モジュール。
8. 前記信号出力端子は、前記複数の外部接続端子のうちの１つであり、
   前記モジュール基板を平面視した場合、前記第１フィルタは、前記低雑音増幅器と前記信号出力端子との間に配置されている、
   請求項３〜７のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
9. さらに、
   前記信号入力端子と前記低雑音増幅器の入力端子との間に接続され、前記高周波受信信号の周波数を含む通過帯域を有する第２フィルタを備える、
   請求項３〜８のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
10. 前記第２フィルタは、前記第１主面および前記第２主面のうちの前記第１フィルタが配置された主面と異なる主面に配置されている、
    請求項９に記載の高周波モジュール。
11. さらに、
    前記第２フィルタと前記低雑音増幅器の入力端子との間に接続され、前記第２フィルタと前記低雑音増幅器とのインピーダンス整合をとる整合回路を備える、
    請求項９または１０に記載の高周波モジュール。
12. 前記整合回路は、前記第１主面および前記第２主面のうちの前記第１フィルタが配置された主面と異なる主面に配置されている、
    請求項１１に記載の高周波モジュール。
13. アンテナと、
    前記アンテナで受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、
    前記アンテナと前記ＲＦ信号処理回路との間で前記高周波信号を伝送する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の高周波モジュールと、を備える、
    通信装置。

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