JP3729183B2 - 高周波モジュール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波モジュール、特に、携帯電話などの移動体通信機器などに組み込まれて用いられる高周波モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンテナダイバシティに対応した高周波モジュールとして、特許文献１に記載された高周波モジュールがある。図７に示すように、この高周波モジュール１２１は、デュプレクス（送受同時通信）モードに対応可能なものであって、１０個の主スイッチング素子２２〜３１と、送信側パス回路４０と、ローパスフィルタ５０と、シャント接続された補助スイッチング素子６５〜７０などで構成されている。
【０００３】
主スイッチング素子２２の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２３の一端は外部接続用ポートＥＸＴ２に接続され、主スイッチング素子２４の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２５の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２２〜２５のそれぞれの他端は、位相補正回路８１および受信側フィルタ３６を介して受信用ポートＲｘに接続されている。
【０００４】
主スイッチング素子２６の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２７の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２８の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２６〜２８のそれぞれの他端は、位相補正回路８２、送信側フィルタ３７および送信側パス回路４０を介して送信用ポートＴｘに接続されている。
【０００５】
主スイッチング素子２９の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続され、主スイッチング素子３０の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子３１の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続されている。主スイッチング素子２９〜３１のそれぞれの他端は、送信側パス回路４０を介して送信用ポートＴｘに接続されている。
【０００６】
この高周波モジュール１２１は、アンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２にそれぞれメインアンテナ素子６０およびサブアンテナ（内蔵アンテナ）素子６１が接続され、外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２にそれぞれデータ伝送装置（図示せず）などが接続される。一方、高周波モジュール１２１の受信用ポートＲｘには、例えばＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）１５００の受信回路（図示せず）が接続され、送信用ポートＴｘにはＰＤＣ１５００の送信回路（図示せず）が接続される。
【０００７】
この高周波モジュール１２１は、スイッチング素子２２〜３１，４１，４２等のＯＮ／ＯＦＦ制御により、送信用ポートＴｘおよび受信用ポートＲｘを、アンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２や外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２に同時に接続することができる。これにより、送信と受信を同時に行うことができるデュプレクスモードに対応できる高周波モジュール１２１が得られる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００３−３７５２０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この高周波モジュール１２１は、ＰＤＣ１５００などのような１つの周波数帯域しか有さない通信システムには対応することができる。しかし、２つ以上の異なる周波数帯域を有する通信システム、例えばＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯（８１０〜８４３ＭＨｚ）とＡ帯（８７０〜８８５ＭＨｚ）の両方の通信システムに対応することはできなかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、デュプレクスモードに対応可能で、かつ、少なくとも２つの異なる周波数帯域の通信にも対応可能な小型の高周波モジュールを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段と作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る高周波モジュールは、少なくとも２つの異なる周波数帯域の通信に対応可能な高周波モジュールであって、
（ａ）送信用ポートおよび受信用ポートと、
（ｂ）アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートと、
（ｃ）送信用ポートと、アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートとを接続する複数の送信信号伝送経路と、
（ｄ）受信用ポートと、アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートとを接続する複数の受信信号伝送経路と、
（ｅ）送信信号伝送経路および受信信号伝送経路のそれぞれに設けられ、送信用ポートおよび受信用ポートと、アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートとの間に接続された複数の主スイッチング素子と、
（ｆ）受信用ポートと複数の主スイッチング素子との間に接続され、主スイッチング素子の後段で束ねられた受信信号伝送経路を受信信号の周波数帯域によって分けるための２つ以上の伝送経路を有し、かつ、スイッチング素子によって伝送経路を切り替える受信側通過帯域切替え回路と、を備え、
（ｇ）複数の主スイッチング素子のうち少なくとも２つの主スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと、受信側通過帯域切替え回路の受信信号伝送経路の切替えタイミングとを同期させ、該少なくとも２つの主スイッチング素子を同時にＯＮ状態にし、送信用ポートおよび受信用ポートをアンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートに同時に接続させる構成を有していること、
を特徴とする。
【００１２】
以上の構成により、送信用ポートおよび受信用ポートがアンテナ用ポートや外部接続用ポートに同時に接続可能となり、デュプレクス（送受同時通信）モードに対応可能で、かつ、少なくとも２つの異なる周波数帯域の通信にも対応可能な高周波モジュールが得られる。
【００１３】
受信側通過帯域切替え回路は、少ないスイッチング素子の数で、受信信号伝送経路を少なくとも２つの異なる周波数帯域の通信系統に分ける機能を有する。受信側通過帯域切替え回路のそれぞれの受信信号伝送経路は、例えばスイッチング素子と受信側フィルタの直列回路にて構成されている。
【００１４】
また、受信側通過帯域切替え回路の受信信号伝送経路のそれぞれに補助スイッチング素子をシャント接続することが好ましい。この補助スイッチング素子のシャント接続は受信側通過帯域切替え回路のスイッチング素子がＯＦＦ時の他のＯＮの信号伝送経路からのアイソレーション特性の劣化を防止する。
【００１５】
さらに、本発明に係る高周波モジュールは、送信用ポートと複数の主スイッチング素子との間に接続され、２つの送信信号伝送経路を切り替えるための送信側パス回路を備えている。送信側パス回路は、送信信号伝送経路を、シングルモード系統（ＴＤＭＡモード）とデュプレクスモード系統（フルパケットモード）の２系統に分ける機能を有する。そして、シングルモードの送信の際（言い換えると、パケット通信をしないとき）には、送信信号が送信側フィルタを通らないようにして、送信時の損失を抑える。これにより、送信時の電力増幅器のゲインを抑えることができ、消費電流を低減することが可能となり、電池の使用量を抑えることができる。
【００１６】
また、送信用ポート、アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートの少なくともいずれか１つのポートと複数の主スイッチング素子との間に、第１補助スイッチング素子と第２補助スイッチング素子の少なくとも１つをシャント接続することが好ましい。この第１および第２補助スイッチング素子は、主スイッチング素子がＯＦＦ時の負荷変動を防止するとともに、主スイッチング素子がＯＦＦ時の他のＯＮの信号伝送経路からのアイソレーション特性の劣化を防止する。
【００１７】
さらに、受信用ポートと複数の主スイッチング素子との間に接続された受信側位相補正回路、および、送信用ポートと複数の主スイッチング素子との間に接続された送信側位相補正回路のうち少なくともいずれか１つの位相補正回路を備えることが好ましい。
【００１８】
ここで、複数のスイッチング素子としては、これら複数の主スイッチング素子または補助スイッチング素子を１つのチップで構成可能なＧａＡｓスイッチ（ＭＯＳＦＥＴトランジスタ）などが用いられる。ＧａＡｓスイッチを用いる場合には、ＧａＡｓスイッチの複数の制御用ポートを用いて制御するためのＩＣを搭載してもよい。この制御用ＩＣの入力は、簡略化された制御信号群ですむようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る高周波モジュールの実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００２０】
［第１実施形態、図１］
第１実施形態の高周波モジュールは、ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯（８１０〜８４３ＭＨｚ）とＡ帯（８７０〜８８５ＭＨｚ）の２つの異なる周波数帯域の通信に対応することができるものである。図１に示すように、この高周波モジュール２１は、概略、１０個の主スイッチング素子２２〜３１と、送信側パス回路４０と、受信側通過帯域切替え回路５４と、ローパスフィルタ５０と、シャント接続された補助スイッチング素子６５〜７５などで構成されている。なお、受信用ポートおよび送信用ポートに接続される受信回路および送信回路については第１実施形態乃至第３実施形態においては説明を省略する。
【００２１】
主スイッチング素子２２の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２３の一端は外部接続用ポートＥＸＴ２に接続され、主スイッチング素子２４の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２５の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２２〜２５のそれぞれの他端は１つに束ねられ（結合されて）、受信側通過帯域切替え回路５４を介して、ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１およびＡ帯受信用ポートＲｘ２に接続されている。
【００２２】
受信側通過帯域切替え回路５４は、２つの受信信号伝送経路を有している。受信信号伝送経路の１つは、スイッチング素子５５および８７０〜８８５ＭＨｚ（ＰＤＣ８００のＡ帯）が通過帯域であるバンドパスフィルタ３８の直列回路にて構成されている。受信信号伝送経路のもう１つは、スイッチング素子５６および受信側位相補正回路８１（受信側マッチング回路）を介して、８１０〜８４３ＭＨｚ（ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯）が通過帯域であるバンドパスフィルタ３９の直列回路にて構成されている。バンドパスフィルタ３８，３９は、ＬＣフィルタや弾性表面波フィルタなどで構成されている。
【００２３】
主スイッチング素子２６の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２７の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２８の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２６〜２８のそれぞれの他端は、１つに束ねられ（結合されて）、送信側位相補正回路８２（送信側マッチング回路）を介し、さらに送信側フィルタ３５および送信側パス回路４０を介してＰＤＣ８００の送信用ポートＴｘに接続されている。送信側フィルタ３５は、ＰＤＣ８００の送信周波数帯であるＤ帯（８１０〜８２８ＭＨｚ，データ通信などのパケット通信）を通過帯域とするバンドパスフィルタである。
【００２４】
主スイッチング素子２９の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続され、主スイッチング素子３０の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子３１の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続されている。主スイッチング素子２９〜３１のそれぞれの他端は１つに束ねられ（結合されて）、送信側パス回路４０を介して送信用ポートＴｘに接続されている。
【００２５】
ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２，ＥＸＴ１，ＥＸＴ２と主スイッチング素子２２〜３１との間、受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５５，５６とフィルタ３８，３９の間、スイッチング素子２６〜２８と送信側フィルタ３５との間、送信側フィルタ３５とスイッチング素子４１との間、主スイッチング素子２９〜３０とスイッチング素子４２との間などには、それぞれ補助スイッチング素子６５〜７７とコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ１３の直列回路がシャント接続されている。ここに、第１補助スイッチング素子６５〜６８とコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４の直列回路はＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯のためのものであり、第２補助スイッチング素子７２〜７５とコンデンサ素子Ｃ８〜Ｃ１１の直列回路はＰＤＣ８００のＡ帯のためのものである。
【００２６】
補助スイッチング素子６５〜７７は、それぞれシャント接続している信号伝送経路に接続されている主スイッチング素子２２〜３１や送信側パス回路４０のスイッチング素子４１，４２や受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５５，５６に連動して動作する。そして、これらのシャント接続直列回路は、主スイッチング素子２２〜３１やスイッチング素子５５，５６などのＯＦＦ時の負荷変動を防止するとともに、他のＯＮの信号伝送経路からのアイソレーション特性の劣化を防止する。
【００２７】
送信側パス回路４０は、２つのスイッチング素子４１，４２を分岐接続（並列接続）したものである。スイッチング素子４１の一端は送信側フィルタ３５に接続され、スイッチング素子４２の一端は主スイッチング素子２９〜３１に接続されている。スイッチング素子４１，４２のそれぞれの他端は、送信用ポートＴｘに接続されている。この送信側パス回路４０は、送信信号伝送経路を、シングルモード系統とデュプレクスモード系統の２系統に分けて使用するために用いる。
【００２８】
すなわち、後で詳細に説明するように、スイッチング素子４１をＯＦＦ、スイッチング素子４２をＯＮにすることにより、送信信号伝送経路はシングルモード系統になる。この場合、高周波モジュール２１はシングルモード構成、言い換えると、送受信用ポートＴｘ，Ｒｘはアンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２や外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２と１つの信号伝送経路しか繋がらないようにして用いる。この場合、送信信号は送信フィルタ３５を通過しないために送信時の損失を抑えることができる。
【００２９】
一方、スイッチング素子４１をＯＮ、スイッチング素子４２をＯＦＦにすることにより、送信信号伝送経路はデュプレクスモード系統になる。この場合、高周波モジュール２１はデュプレクスモード構成、言い換えると、送信用ポートＴｘおよび受信用ポートＲｘの両方が同時にアンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２や外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２のいずれかに接続する構成になる。
【００３０】
ローパスフィルタ５０は、主スイッチング素子２８と外部接続用ポートＥＸＴ１との間に接続されている。なお、このローパスフィルタ５０は必ずしも必要なものではなく、仕様によっては省略してもよい。また、ローパスフィルタは、外部接続用ポートＥＸＴ２やアンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２と、主スイッチング素子２３，２７，２２との間にもそれぞれ接続してもよい。
【００３１】
受信側位相補正回路８１は、受信側フィルタ３９と主スイッチング素子２２〜２５との間に接続されている。送信側位相補正回路８２は、送信側フィルタ３５と主スイッチング素子２６〜２８との間に接続されている。位相補正回路８１，８２は、伝送線路からなる分布定数型回路や、インダクタおよびコンデンサを組み合わせてなる集中定数型回路、あるいは、ディレイラインなどにて構成されている。
【００３２】
次に、この高周波モジュール２１を用いた送受信について説明する。この高周波モジュール２１は、図１に示すように、アンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２にそれぞれメインアンテナ素子６０およびサブアンテナ（内蔵アンテナ）素子６１が接続され、外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２にそれぞれデータ伝送装置（図示せず）などが接続される。一方、高周波モジュール２１の受信用ポートＲｘ１，Ｒｘ２には、それぞれＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯およびＡ帯の受信回路（図示せず）が接続され、送信用ポートＴｘにはＰＤＣ８００の送信回路（図示せず）が接続される。
【００３３】
この高周波モジュール２１は、スイッチング素子２２〜３１，４１，４２，５５，５６等のＯＮ／ＯＦＦ制御により、表１に示すように、ＰＤＣ８００のＣ帯、Ｄ帯およびＡ帯は、シングルモードが１１モード、デュプレクスモードが６モードの合計１７モードの信号伝送経路を有している。なお、図７に示した従来の高周波モジュール１２１は、表１のシングルモードが１〜７モード、デュプレクスモードが１〜６モードの合計１３モードの信号伝送経路しか対応できない。
【００３４】
【表１】
【００３５】
まず、ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯の通信システムが稼働している場合の高周波モジュール２１の動作について説明する。シングルモード１、すなわち、送信用ポートＴｘとアンテナ用ポートＡＮＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子３０と送信側パス回路４０のスイッチング素子４２をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７１，７６，７７の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。基本的には、使用していないポートの補助スイッチング素子をＯＮ状態にする。
【００３６】
スイッチング素子４１をＯＦＦ状態にすれば、信号は送信側フィルタ３５の方に流れないと考えられるが、実際は、送信側フィルタ３５の方に流れてしまう。そこで、補助スイッチング素子６９，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７１，７６，７７をＯＮ状態にしておく。これにより、スイッチング素子４１をＯＦＦ状態にすることによるオープンと、補助スイッチング素子６９，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７１，７６，７７をＯＮ状態にすることによるシャント接続との組み合わせで、確実に送信側フィルタ３５への信号の流れを防止する。ただし、必ずしも全部の補助スイッチング素子６９，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７１，７６，７７をＯＮ状態にしなくてもよい。
【００３７】
また、シングルモード２、すなわち、送信用ポートＴｘとアンテナ用ポートＡＮＴ２のみを繋げた場合は、主スイッチング素子３１と送信側パス回路４０のスイッチング素子４２をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，６６，７３，６７，７４，６８，７５，７１，７６，７７の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００３８】
さらに、シングルモード３、すなわち、送信用ポートＴｘと外部接続用ポートＥＸＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２９と送信側パス回路４０のスイッチング素子４２をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，６５，７２，６６，７３，６７，７４，７１，７６，７７の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００３９】
以上のように、シングルモード１〜３の送信の際（言い換えると、パケット通信をしないとき）には、送信側パス回路４０のスイッチング素子４１，４２をＯＮ／ＯＦＦ制御して送信信号伝送経路をシングルモード系統にする。これにより、送信信号が送信側フィルタ３５を通らないようにすることができ、送信時の損失を抑えることができる。この結果、送信電力増幅器の消費電力を抑え、携帯電話の通話時間を長くすることができる。
【００４０】
シングルモード４、すなわち、Ｃ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１とアンテナ用ポートＡＮＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２４と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，７０，７１，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４１】
また、シングルモード５、すなわち、Ｃ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１とアンテナ用ポートＡＮＴ２のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２２と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，７０，７１，６６，７３，６７，７７，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４２】
さらに、シングルモード６、すなわち、Ｃ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１と外部接続用ポートＥＸＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２５と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，７０，７１，６５，７２，６６，７３，６７，７４，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４３】
さらに、シングルモード７、すなわち、Ｃ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１と外部接続用ポートＥＸＴ２のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２３と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，７０，７１，６５，７２，６７，７４，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４４】
デュプレクスモード１、すなわち、送受信用ポートＲｘ１，Ｔｘを同時に、アンテナ用ポートＡＮＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２４，２７と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４５】
デュプレクスモード２、すなわち、受信用ポートＲｘ１をアンテナ用ポートＡＮＴ２に繋げると同時に、送信用ポートＴｘをアンテナ用ポートＡＮＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２２，２７と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６６，７３，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。この場合、受信用ポートＲｘ１と送信用ポートＴｘはそれぞれ別のアンテナ用ポートＡＮＴ２，ＡＮＴ１に繋がっているため、Ｔｘ−Ｒｘ間のアイソレーションとして、１５〜２０ｄＢ程度ある空中のアイソレーションを使用可能である。
【００４６】
デュプレクスモード３、すなわち、受信用ポートＲｘ１をアンテナ用ポートＡＮＴ１に繋げると同時に、送信用ポートＴｘをアンテナ用ポートＡＮＴ２に繋げた場合は、主スイッチング素子２４，２６と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６６，７３，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。この場合、受信用ポートＲｘ１と送信用ポートＴｘはそれぞれ別のアンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２に繋がっているため、Ｔｘ−Ｒｘ間のアイソレーションとして、１５〜２０ｄＢ程度ある空中のアイソレーションを使用可能である。
【００４７】
デュプレクスモード４、すなわち、送受信用ポートＲｘ１，Ｔｘを同時に、アンテナ用ポートＡＮＴ２に繋げた場合は、主スイッチング素子２２，２６と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６６，７３，６７，７４，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４８】
デュプレクスモード５、すなわち、送受信用ポートＲｘ１，Ｔｘを同時に、外部接続用ポートＥＸＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２５，２８と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６５，７２，６６，７３，６７，７４，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４９】
デュプレクスモード６、すなわち、受信用ポートＲｘ１を外部接続用ポートＥＸＴ２に繋げると同時に、送信用ポートＴｘを外部接続用ポートＥＸＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２３，２８と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６５，７２，６７，７４，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００５０】
次に、ＰＤＣ８００のＡ帯の通信システムが稼働している場合の高周波モジュール２１の動作について説明する。シングルモード１〜３については、Ｃ／Ｄ帯の通信システムが稼働している場合と同じ動作をする。また、シングルモード８〜１１については、前記Ｃ／Ｄ帯のシングルモード４〜７の説明において、受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と補助スイッチング素子７７を、スイッチング素子５５と補助スイッチング素子７６に置き換えるだけでよい。
【００５１】
以上のように、受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５５および５６をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、少ないスイッチング素子の数で、受信信号伝送経路を切り換えることができる。また、主スイッチング素子２２〜３１や受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５５，５６などをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、送信用ポートＴｘ、Ａ帯受信用ポートＲｘ２およびＣ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１を、アンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２や外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２（同一ポートであってもよい）に同時に接続することができる。この結果、デュプレクスモードに対応可能で、かつ、ＰＤＣ８００のＡ帯とＣ／Ｄ帯の両方の通信に対応可能な小型の高周波モジュール２１を得ることができる。
【００５２】
［第２実施形態、図２］
図２に示すように、第２実施形態の高周波モジュール２１Ａは、前記第１実施形態（図１）の高周波モジュール２１において、２個のフィルタ３８，３９の代わりに、１個の弾性表面波フィルタ９１を使用し、２つの受信用ポートＲｘ１，Ｒｘ２を１つの受信用ポートＲｘで兼用するようにしたものである。この弾性表面波フィルタ９１は２つの入力ポートと１つの出力ポートを有し、２つのフィルタ部（ＰＤＣ８００のＡ帯の通過帯域をもつフィルタ部９１ａとＣ／Ｄ帯の通過帯域をもつフィルタ部９１ｂ）を有している。これにより、構成部品点数が少なくなり、製品としての出力ポート数も少なくなるため、より一層の小型化と高信頼性が可能となる。
【００５３】
［第３実施形態、図３］
第３実施形態の高周波モジュール２１Ｂは、前記第２実施形態（図２）の高周波モジュール２１Ａにおいて、送信側フィルタ３５の代わりに、送信側フィルタ９２ｂおよび受信側フィルタ９２ａの２つのフィルタ部を有するデュプレクサ９２を使用している。デュプレクサ９２は弾性表面波フィルタ（ＳＡＷデュプレクサ）で構成されている。送信側フィルタ９２ｂおよび受信側フィルタ９２ａはいずれもＰＤＣ８００のＤ帯を通過帯域とするものである。Ｃ／Ｄ／Ａ帯受信用ポートＲｘ１はシングルモード用に用いられ、Ｄ帯受信用ポートＲｘ２はデュプレクスモード用に用いられる。
【００５４】
［第４実施形態、図４］
第４実施形態の高周波モジュールは、ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯（８１０〜８４３ＭＨｚ）とＡ帯（８７０〜８８５ＭＨｚ）、並びに、ＰＤＣ１５００（１４７７〜１５０１ＭＨｚ）の３つの異なる周波数帯域の通信に対応することができるものである。図４に示すように、この高周波モジュール２１Ｃは、概略、１２個の主スイッチング素子２２〜３３と、送信側パス回路４０と、受信側通過帯域切替え回路５４と、シャント接続された補助スイッチング素子６５〜７５などで構成されたスイッチ部２１Ｃ１と、スイッチ部２１Ｃ１の受信用ポートに接続される受信回路１００とスイッチ部２１Ｃ１の送信用ポートに接続される送信回路２００などで構成されたフロントエンド部２１Ｃ２などから構成されている。
【００５５】
主スイッチング素子２２の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２３の一端は外部接続用ポートＥＸＴ２に接続され、主スイッチング素子２４の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２５の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２２〜２５のそれぞれの他端は１つに束ねられ、受信側通過帯域切替え回路５４を介して、ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１、Ａ帯受信用ポートＲｘ２およびＰＤＣ１５００の受信用ポートＲｘ３に接続されている。
【００５６】
受信側通過帯域切替え回路５４は、３つの受信信号伝送経路を有している。受信信号伝送経路の１つは、スイッチング素子５５および８７０〜８８５ＭＨｚ（ＰＤＣ８００のＡ帯）が通過帯域であるフィルタ３８の直列回路にて構成されている。受信信号伝送経路のもう１つは、スイッチング素子５６および受信側位相補正回路８１（受信側マッチング回路）を介して、８１０〜８４３ＭＨｚ（ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯）が通過帯域であるフィルタ３９の直列回路にて構成されている。受信信号伝送経路のさらにもう１つは、スイッチング素子５７および１４７７〜１５０１ＭＨｚ（ＰＤＣ１５００）が通過帯域であるフィルタ３６の直列回路にて構成されている。
【００５７】
主スイッチング素子２６の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２７の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２８の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２６〜２８のそれぞれの他端は、１つに束ねられ、送信側位相補正回路８２（送信側マッチング回路）を介し、送信側フィルタ３５および送信側パス回路４０を介してＰＤＣ８００の送信用ポートＴｘ１に接続されている。
【００５８】
主スイッチング素子２９の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続され、主スイッチング素子３０の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子３１の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続されている。主スイッチング素子２９〜３１のそれぞれの他端は１つに束ねられ、送信側パス回路４０を介してＰＤＣ８００の送信用ポートＴｘ１に接続されている。
【００５９】
主スイッチング素子３２の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続され、主スイッチング素子３３の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続されている。主スイッチング素子３２，３３のそれぞれの他端は１つに束ねられ、ＰＤＣ１５００の送信用ポートＴｘ２に接続されている。
【００６０】
ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２，ＥＸＴ１，ＥＸＴ２と主スイッチング素子２２〜３１との間やスイッチング素子５５，５６，５７とフィルタ３６，３８，３９の間などには、それぞれ補助スイッチング素子６５〜７８とコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ１４の直列回路がシャント接続されている。ここに、第１補助スイッチング素子６５〜６８とコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４の直列回路はＰＤＣ８００のためのものであり、第２補助スイッチング素子７２〜７５とコンデンサ素子Ｃ８〜Ｃ１１の直列回路はＰＤＣ１５００のためのものである。
【００６１】
補助スイッチング素子６５〜７７は、それぞれシャント接続している信号伝送経路に接続されている主スイッチング素子２２〜３３や送信側パス回路４０のスイッチング素子４１，４２や受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５５〜５７に連動して動作する。そして、これらのシャント接続直列回路は、主スイッチング素子２２〜３３やスイッチング素子５５〜５７などのＯＦＦ時の負荷変動を防止するとともに、他のＯＮの信号伝送経路からのアイソレーション特性の劣化を防止する。
【００６２】
一方、スイッチ部２１Ｃ１の後段にはフロントエンド部２１Ｃ２が接続されており、受信用ポートＲｘ１〜Ｒｘ３には、それぞれＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯とＡ帯、並びに、ＰＤＣ１５００の受信回路１００のポートが接続され、送信用ポートＴｘ１，Ｔｘ２にはＰＤＣ８００およびＰＤＣ１５００の送信回路２００のポートが接続される。受信回路１００は、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）１０１〜１０３と、弾性表面波フィルタ１０５と、ミキサ１０８，１０９などを備えている。
【００６３】
この高周波モジュール２１Ｃは、アンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２にそれぞれメインアンテナ素子６０およびサブアンテナ（内蔵アンテナ）素子６１が接続され、外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２にそれぞれデータ伝送装置（図示せず）などが接続される。
【００６４】
以上の構成からなる高周波モジュール２１Ｃは、受信系がＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯およびＡ帯と、ＰＤＣ１５００との３系統の通信モードに対応可能となる。そして、送信系がＰＤＣ８００およびＰＤＣ１５００の２周波数帯のシングルモードと、ＰＤＣ８００のＤ帯のデュプレクスモードに対応可能となる。
【００６５】
［第５実施形態、図５］
図５に示すように、第５実施形態の高周波モジュール２１Ｄは、前記第４実施形態（図４）の高周波モジュール２１Ｃにおいて、２個のフィルタ３８，３９の代わりに、１個の弾性表面波フィルタ９１を使用したものである。この弾性表面波フィルタ９１は２つの入力ポートと１つの出力ポートを有し、２つのフィルタ部（ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯の通過帯域をもつフィルタ部９１ｂとＡ帯の通過帯域をもつフィルタ部９１ａ）を有している。
【００６６】
なお、スイッチ部２１Ｄ１の後段に接続されるフロントエンド部２１Ｄ２（受信回路１００Ａおよび送信回路２００Ａ）については、受信回路１００Ａの低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）が２つの低ノイズ増幅器１０１，１０３となる以外は前記第４実施形態と同様である。
【００６７】
［第６実施形態、図６］
第６実施形態の高周波モジュール２１Ｅは、前記第５実施形態（図５）の高周波モジュール２１Ｄにおいて、送信側フィルタ３５の代わりに、送信側フィルタ９２ｂおよび受信側フィルタ９２ａの２つのフィルタ部を有するデュプレクサ９２を使用している。デュプレクサ９２は弾性表面波フィルタ（ＳＡＷデュプレクサ）で構成されている。送信側フィルタ９２ｂおよび受信側フィルタ９２ａはいずれもＰＤＣ８００のＤ帯を通過帯域とするものである。Ａ／Ｃ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１はシングルモード用に用いられ、Ｄ帯受信用ポートＲｘ３はデュプレクスモード用に用いられる。
【００６８】
なお、スイッチ部２１Ｅ１の後段に接続されるフロントエンド部２１Ｅ２（受信回路１００Ｂおよび送信回路２００Ｂ）については、前記第４実施形態と同様である。
【００６９】
［他の実施形態］
なお、本発明に係る高周波モジュールは前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００７０】
例えば、シャント接続回路は必ずしも必要ではない。また、複数の異なる周波数帯のうちいずれかの周波数帯においてのみ（必要な周波数帯のみ）、シャント接続回路を設けてもよい。それぞれの信号伝送経路において１つのシャント接続回路で複数の異なる周波数帯（３つ以上も可能）に対応することも可能である。
【００７１】
また、補助スイッチング素子をシャント接続する場合において、コンデンサ素子を用いずに補助スイッチング素子のみでも可能である。また、補助スイッチング素子とコンデンサ素子以外の回路素子とでシャント接続してもよい。直列回路ではなく並列回路でシャント接続してもよい。
【００７２】
また、本発明に係る高周波モジュールは、積層体（例えばセラミックと電極または絶縁樹脂と電極からなる積層体）からなる１つのチップ部品にすべての回路素子を内蔵又は搭載することにより構成してもよいし、配線基板（例えばセラミックと電極または絶縁樹脂と電極からなる配線基板）上にすべての回路素子を実装してもよい。
【００７３】
前記配線基板は積層構造を有し、回路素子の一部を内蔵してもよい。さらに配線基板を複数で構成し、回路素子をそれぞれに振り分け、フラットケーブル等で電気的に接続してもよい。
【００７４】
また、積層体からなる１つのチップ部品に受信回路や送信回路以外の回路素子を内蔵又は搭載し、受信回路と送信回路を配線基板上に内蔵又は実装してもよい。前記チップ部品の回路素子のうち、コンデンサやＳＡＷデュプレクサといった単体でチップ部品が構成しやすい回路素子を配線基板上に実装してもよい。
【００７５】
なお、実施形態におけるＰＤＣ８００のＡ帯、Ｃ帯、Ｄ帯、並びにＰＤＣ１５００といった異なる周波数帯域については、今後の通信規格等により変更される可能性もあるが、本発明の高周波モジュールにおいては、変更された周波数帯域においても適宜対応可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、受信側通過帯域切替え回路のスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、少ないスイッチング素子の数で、受信信号伝送経路を切り換えることができる。また、主スイッチング素子や受信側通過帯域切替え回路のスイッチング素子などをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、送信用ポートおよび受信用ポートを、アンテナ用ポートや外部接続用ポートに同時に接続することができる。この結果、デュプレクスモードに対応可能で、かつ、少なくとも２つの異なる周波数帯域の通信にも対応可能な小型の高周波モジュールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高周波モジュールの第１実施形態を示す電気回路図。
【図２】本発明に係る高周波モジュールの第２実施形態を示す電気回路図。
【図３】本発明に係る高周波モジュールの第３実施形態を示す電気回路図。
【図４】本発明に係る高周波モジュールの第４実施形態を示す電気回路図。
【図５】本発明に係る高周波モジュールの第５実施形態を示す電気回路図。
【図６】本発明に係る高周波モジュールの第６実施形態を示す電気回路図。
【図７】従来の高周波モジュールを示すための電気回路図。
【符号の説明】
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ…高周波モジュール
２２〜３３…主スイッチング素子
３６，３８，３９…受信側フィルタ
３５…送信側フィルタ
４０…送信側パス回路
４１，４２…スイッチング素子
５４…受信側通過帯域切替え回路
５５，５６，５７…スイッチング素子
６５〜７８…補助スイッチング素子
８１…受信側位相補正回路
８２…送信側位相補正回路
９１…弾性表面波フィルタ
９２…デュプレクサ
Ｒｘ，Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３…受信用ポート
Ｔｘ１，Ｔｘ２…送信用ポート
ＡＮＴ１，ＡＮＴ２…アンテナ用ポート
ＥＸＴ１，ＥＸＴ２…外部接続用ポート
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波モジュール、特に、携帯電話などの移動体通信機器などに組み込まれて用いられる高周波モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンテナダイバシティに対応した高周波モジュールとして、特許文献１に記載された高周波モジュールがある。図７に示すように、この高周波モジュール１２１は、デュプレクス（送受同時通信）モードに対応可能なものであって、１０個の主スイッチング素子２２〜３１と、送信側パス回路４０と、ローパスフィルタ５０と、シャント接続された補助スイッチング素子６５〜７０などで構成されている。
【０００３】
主スイッチング素子２２の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２３の一端は外部接続用ポートＥＸＴ２に接続され、主スイッチング素子２４の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２５の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２２〜２５のそれぞれの他端は、位相補正回路８１および受信側フィルタ３６を介して受信用ポートＲｘに接続されている。
【０００４】
主スイッチング素子２６の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２７の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２８の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２６〜２８のそれぞれの他端は、位相補正回路８２、送信側フィルタ３７および送信側パス回路４０を介して送信用ポートＴｘに接続されている。
【０００５】
主スイッチング素子２９の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続され、主スイッチング素子３０の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子３１の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続されている。主スイッチング素子２９〜３１のそれぞれの他端は、送信側パス回路４０を介して送信用ポートＴｘに接続されている。
【０００６】
この高周波モジュール１２１は、アンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２にそれぞれメインアンテナ素子６０およびサブアンテナ（内蔵アンテナ）素子６１が接続され、外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２にそれぞれデータ伝送装置（図示せず）などが接続される。一方、高周波モジュール１２１の受信用ポートＲｘには、例えばＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）１５００の受信回路（図示せず）が接続され、送信用ポートＴｘにはＰＤＣ１５００の送信回路（図示せず）が接続される。
【０００７】
この高周波モジュール１２１は、スイッチング素子２２〜３１，４１，４２等のＯＮ／ＯＦＦ制御により、送信用ポートＴｘおよび受信用ポートＲｘを、アンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２や外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２に同時に接続することができる。これにより、送信と受信を同時に行うことができるデュプレクスモードに対応できる高周波モジュール１２１が得られる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００３−３７５２０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この高周波モジュール１２１は、ＰＤＣ１５００などのような１つの周波数帯域しか有さない通信システムには対応することができる。しかし、２つ以上の異なる周波数帯域を有する通信システム、例えばＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯（８１０〜８４３ＭＨｚ）とＡ帯（８７０〜８８５ＭＨｚ）の両方の通信システムに対応することはできなかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、デュプレクスモードに対応可能で、かつ、少なくとも２つの異なる周波数帯域の通信にも対応可能な小型の高周波モジュールを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段と作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る高周波モジュールは、少なくとも２つの異なる周波数帯域の通信に対応可能な高周波モジュールであって、
（ａ）送信用ポートおよび受信用ポートと、
（ｂ）アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートと、
（ｃ）送信用ポートと、アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートとを接続する複数の送信信号伝送経路と、
（ｄ）受信用ポートと、アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートとを接続する複数の受信信号伝送経路と、
（ｅ）送信信号伝送経路および受信信号伝送経路のそれぞれに設けられ、送信用ポートおよび受信用ポートと、アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートとの間に接続された複数の主スイッチング素子と、
（ｆ）受信用ポートと複数の主スイッチング素子との間に接続され、主スイッチング素子の後段で束ねられた受信信号伝送経路を受信信号の周波数帯域によって分けるための２つ以上の伝送経路を有し、かつ、スイッチング素子によって伝送経路を切り替える受信側通過帯域切替え回路と、を備え、
（ｇ）複数の主スイッチング素子のうち少なくとも２つの主スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと、受信側通過帯域切替え回路の受信信号伝送経路の切替えタイミングとを同期させ、該少なくとも２つの主スイッチング素子を同時にＯＮ状態にし、送信用ポートおよび受信用ポートをアンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートに同時に接続させる構成を有していること、
を特徴とする。
【００１２】
以上の構成により、送信用ポートおよび受信用ポートがアンテナ用ポートや外部接続用ポートに同時に接続可能となり、デュプレクス（送受同時通信）モードに対応可能で、かつ、少なくとも２つの異なる周波数帯域の通信にも対応可能な高周波モジュールが得られる。
【００１３】
受信側通過帯域切替え回路は、少ないスイッチング素子の数で、受信信号伝送経路を少なくとも２つの異なる周波数帯域の通信系統に分ける機能を有する。受信側通過帯域切替え回路のそれぞれの受信信号伝送経路は、例えばスイッチング素子と受信側フィルタの直列回路にて構成されている。
【００１４】
また、受信側通過帯域切替え回路の受信信号伝送経路のそれぞれに補助スイッチング素子をシャント接続することが好ましい。この補助スイッチング素子のシャント接続は受信側通過帯域切替え回路のスイッチング素子がＯＦＦ時の他のＯＮの信号伝送経路からのアイソレーション特性の劣化を防止する。
【００１５】
さらに、本発明に係る高周波モジュールは、送信用ポートと複数の主スイッチング素子との間に接続され、２つの送信信号伝送経路を切り替えるための送信側パス回路を備えている。送信側パス回路は、送信信号伝送経路を、シングルモード系統（ＴＤＭＡモード）とデュプレクスモード系統（フルパケットモード）の２系統に分ける機能を有する。そして、シングルモードの送信の際（言い換えると、パケット通信をしないとき）には、送信信号が送信側フィルタを通らないようにして、送信時の損失を抑える。これにより、送信時の電力増幅器のゲインを抑えることができ、消費電流を低減することが可能となり、電池の使用量を抑えることができる。
【００１６】
また、送信用ポート、アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートの少なくともいずれか１つのポートと複数の主スイッチング素子との間に、第１補助スイッチング素子と第２補助スイッチング素子の少なくとも１つをシャント接続することが好ましい。この第１および第２補助スイッチング素子は、主スイッチング素子がＯＦＦ時の負荷変動を防止するとともに、主スイッチング素子がＯＦＦ時の他のＯＮの信号伝送経路からのアイソレーション特性の劣化を防止する。
【００１７】
さらに、受信用ポートと複数の主スイッチング素子との間に接続された受信側位相補正回路、および、送信用ポートと複数の主スイッチング素子との間に接続された送信側位相補正回路のうち少なくともいずれか１つの位相補正回路を備えることが好ましい。
【００１８】
ここで、複数のスイッチング素子としては、これら複数の主スイッチング素子または補助スイッチング素子を１つのチップで構成可能なＧａＡｓスイッチ（ＭＯＳＦＥＴトランジスタ）などが用いられる。ＧａＡｓスイッチを用いる場合には、ＧａＡｓスイッチの複数の制御用ポートを用いて制御するためのＩＣを搭載してもよい。この制御用ＩＣの入力は、簡略化された制御信号群ですむようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る高周波モジュールの実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００２０】
［第１実施形態、図１］
第１実施形態の高周波モジュールは、ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯（８１０〜８４３ＭＨｚ）とＡ帯（８７０〜８８５ＭＨｚ）の２つの異なる周波数帯域の通信に対応することができるものである。図１に示すように、この高周波モジュール２１は、概略、１０個の主スイッチング素子２２〜３１と、送信側パス回路４０と、受信側通過帯域切替え回路５４と、ローパスフィルタ５０と、シャント接続された補助スイッチング素子６５〜７５などで構成されている。なお、受信用ポートおよび送信用ポートに接続される受信回路および送信回路については第１実施形態乃至第３実施形態においては説明を省略する。
【００２１】
主スイッチング素子２２の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２３の一端は外部接続用ポートＥＸＴ２に接続され、主スイッチング素子２４の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２５の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２２〜２５のそれぞれの他端は１つに束ねられ（結合されて）、受信側通過帯域切替え回路５４を介して、ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１およびＡ帯受信用ポートＲｘ２に接続されている。
【００２２】
受信側通過帯域切替え回路５４は、２つの受信信号伝送経路を有している。受信信号伝送経路の１つは、スイッチング素子５５および８７０〜８８５ＭＨｚ（ＰＤＣ８００のＡ帯）が通過帯域であるバンドパスフィルタ３８の直列回路にて構成されている。受信信号伝送経路のもう１つは、スイッチング素子５６および受信側位相補正回路８１（受信側マッチング回路）を介して、８１０〜８４３ＭＨｚ（ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯）が通過帯域であるバンドパスフィルタ３９の直列回路にて構成されている。バンドパスフィルタ３８，３９は、ＬＣフィルタや弾性表面波フィルタなどで構成されている。
【００２３】
主スイッチング素子２６の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２７の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２８の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２６〜２８のそれぞれの他端は、１つに束ねられ（結合されて）、送信側位相補正回路８２（送信側マッチング回路）を介し、さらに送信側フィルタ３５および送信側パス回路４０を介してＰＤＣ８００の送信用ポートＴｘに接続されている。送信側フィルタ３５は、ＰＤＣ８００の送信周波数帯であるＤ帯（８１０〜８２８ＭＨｚ，データ通信などのパケット通信）を通過帯域とするバンドパスフィルタである。
【００２４】
主スイッチング素子２９の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続され、主スイッチング素子３０の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子３１の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続されている。主スイッチング素子２９〜３１のそれぞれの他端は１つに束ねられ（結合されて）、送信側パス回路４０を介して送信用ポートＴｘに接続されている。
【００２５】
ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２，ＥＸＴ１，ＥＸＴ２と主スイッチング素子２２〜３１との間、受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５５，５６とフィルタ３８，３９の間、スイッチング素子２６〜２８と送信側フィルタ３５との間、送信側フィルタ３５とスイッチング素子４１との間、主スイッチング素子２９〜３０とスイッチング素子４２との間などには、それぞれ補助スイッチング素子６５〜７７とコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ１３の直列回路がシャント接続されている。ここに、第１補助スイッチング素子６５〜６８とコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４の直列回路はＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯のためのものであり、第２補助スイッチング素子７２〜７５とコンデンサ素子Ｃ８〜Ｃ１１の直列回路はＰＤＣ８００のＡ帯のためのものである。
【００２６】
補助スイッチング素子６５〜７７は、それぞれシャント接続している信号伝送経路に接続されている主スイッチング素子２２〜３１や送信側パス回路４０のスイッチング素子４１，４２や受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５５，５６に連動して動作する。そして、これらのシャント接続直列回路は、主スイッチング素子２２〜３１やスイッチング素子５５，５６などのＯＦＦ時の負荷変動を防止するとともに、他のＯＮの信号伝送経路からのアイソレーション特性の劣化を防止する。
【００２７】
送信側パス回路４０は、２つのスイッチング素子４１，４２を分岐接続（並列接続）したものである。スイッチング素子４１の一端は送信側フィルタ３５に接続され、スイッチング素子４２の一端は主スイッチング素子２９〜３１に接続されている。スイッチング素子４１，４２のそれぞれの他端は、送信用ポートＴｘに接続されている。この送信側パス回路４０は、送信信号伝送経路を、シングルモード系統とデュプレクスモード系統の２系統に分けて使用するために用いる。
【００２８】
すなわち、後で詳細に説明するように、スイッチング素子４１をＯＦＦ、スイッチング素子４２をＯＮにすることにより、送信信号伝送経路はシングルモード系統になる。この場合、高周波モジュール２１はシングルモード構成、言い換えると、送受信用ポートＴｘ，Ｒｘはアンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２や外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２と１つの信号伝送経路しか繋がらないようにして用いる。この場合、送信信号は送信フィルタ３５を通過しないために送信時の損失を抑えることができる。
【００２９】
一方、スイッチング素子４１をＯＮ、スイッチング素子４２をＯＦＦにすることにより、送信信号伝送経路はデュプレクスモード系統になる。この場合、高周波モジュール２１はデュプレクスモード構成、言い換えると、送信用ポートＴｘおよび受信用ポートＲｘの両方が同時にアンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２や外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２のいずれかに接続する構成になる。
【００３０】
ローパスフィルタ５０は、主スイッチング素子２８と外部接続用ポートＥＸＴ１との間に接続されている。なお、このローパスフィルタ５０は必ずしも必要なものではなく、仕様によっては省略してもよい。また、ローパスフィルタは、外部接続用ポートＥＸＴ２やアンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２と、主スイッチング素子２３，２７，２２との間にもそれぞれ接続してもよい。
【００３１】
受信側位相補正回路８１は、受信側フィルタ３９と主スイッチング素子２２〜２５との間に接続されている。送信側位相補正回路８２は、送信側フィルタ３５と主スイッチング素子２６〜２８との間に接続されている。位相補正回路８１，８２は、伝送線路からなる分布定数型回路や、インダクタおよびコンデンサを組み合わせてなる集中定数型回路、あるいは、ディレイラインなどにて構成されている。
【００３２】
次に、この高周波モジュール２１を用いた送受信について説明する。この高周波モジュール２１は、図１に示すように、アンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２にそれぞれメインアンテナ素子６０およびサブアンテナ（内蔵アンテナ）素子６１が接続され、外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２にそれぞれデータ伝送装置（図示せず）などが接続される。一方、高周波モジュール２１の受信用ポートＲｘ１，Ｒｘ２には、それぞれＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯およびＡ帯の受信回路（図示せず）が接続され、送信用ポートＴｘにはＰＤＣ８００の送信回路（図示せず）が接続される。
【００３３】
この高周波モジュール２１は、スイッチング素子２２〜３１，４１，４２，５５，５６等のＯＮ／ＯＦＦ制御により、表１に示すように、ＰＤＣ８００のＣ帯、Ｄ帯およびＡ帯は、シングルモードが１１モード、デュプレクスモードが６モードの合計１７モードの信号伝送経路を有している。なお、図７に示した従来の高周波モジュール１２１は、表１のシングルモードが１〜７モード、デュプレクスモードが１〜６モードの合計１３モードの信号伝送経路しか対応できない。
【００３４】
【表１】
まず、ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯の通信システムが稼働している場合の高周波モジュール２１の動作について説明する。シングルモード１、すなわち、送信用ポートＴｘとアンテナ用ポートＡＮＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子３０と送信側パス回路４０のスイッチング素子４２をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７１，７６，７７の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。基本的には、使用していないポートの補助スイッチング素子をＯＮ状態にする。
【００３６】
スイッチング素子４１をＯＦＦ状態にすれば、信号は送信側フィルタ３５の方に流れないと考えられるが、実際は、送信側フィルタ３５の方に流れてしまう。そこで、補助スイッチング素子６９，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７１，７６，７７をＯＮ状態にしておく。これにより、スイッチング素子４１をＯＦＦ状態にすることによるオープンと、補助スイッチング素子６９，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７１，７６，７７をＯＮ状態にすることによるシャント接続との組み合わせで、確実に送信側フィルタ３５への信号の流れを防止する。ただし、必ずしも全部の補助スイッチング素子６９，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７１，７６，７７をＯＮ状態にしなくてもよい。
【００３７】
また、シングルモード２、すなわち、送信用ポートＴｘとアンテナ用ポートＡＮＴ２のみを繋げた場合は、主スイッチング素子３１と送信側パス回路４０のスイッチング素子４２をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，６６，７３，６７，７４，６８，７５，７１，７６，７７の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００３８】
さらに、シングルモード３、すなわち、送信用ポートＴｘと外部接続用ポートＥＸＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２９と送信側パス回路４０のスイッチング素子４２をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，６５，７２，６６，７３，６７，７４，７１，７６，７７の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００３９】
以上のように、シングルモード１〜３の送信の際（言い換えると、パケット通信をしないとき）には、送信側パス回路４０のスイッチング素子４１，４２をＯＮ／ＯＦＦ制御して送信信号伝送経路をシングルモード系統にする。これにより、送信信号が送信側フィルタ３５を通らないようにすることができ、送信時の損失を抑えることができる。この結果、送信電力増幅器の消費電力を抑え、携帯電話の通話時間を長くすることができる。
【００４０】
シングルモード４、すなわち、Ｃ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１とアンテナ用ポートＡＮＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２４と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，７０，７１，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４１】
また、シングルモード５、すなわち、Ｃ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１とアンテナ用ポートＡＮＴ２のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２２と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，７０，７１，６６，７３，６７，７７，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４２】
さらに、シングルモード６、すなわち、Ｃ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１と外部接続用ポートＥＸＴ１のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２５と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，７０，７１，６５，７２，６６，７３，６７，７４，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４３】
さらに、シングルモード７、すなわち、Ｃ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１と外部接続用ポートＥＸＴ２のみを繋げた場合は、主スイッチング素子２３と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６をＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子６９，７０，７１，６５，７２，６７，７４，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４４】
デュプレクスモード１、すなわち、送受信用ポートＲｘ１，Ｔｘを同時に、アンテナ用ポートＡＮＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２４，２７と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６５，７２，６６，７３，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４５】
デュプレクスモード２、すなわち、受信用ポートＲｘ１をアンテナ用ポートＡＮＴ２に繋げると同時に、送信用ポートＴｘをアンテナ用ポートＡＮＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２２，２７と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６６，７３，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。この場合、受信用ポートＲｘ１と送信用ポートＴｘはそれぞれ別のアンテナ用ポートＡＮＴ２，ＡＮＴ１に繋がっているため、Ｔｘ−Ｒｘ間のアイソレーションとして、１５〜２０ｄＢ程度ある空中のアイソレーションを使用可能である。
【００４６】
デュプレクスモード３、すなわち、受信用ポートＲｘ１をアンテナ用ポートＡＮＴ１に繋げると同時に、送信用ポートＴｘをアンテナ用ポートＡＮＴ２に繋げた場合は、主スイッチング素子２４，２６と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６６，７３，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。この場合、受信用ポートＲｘ１と送信用ポートＴｘはそれぞれ別のアンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２に繋がっているため、Ｔｘ−Ｒｘ間のアイソレーションとして、１５〜２０ｄＢ程度ある空中のアイソレーションを使用可能である。
【００４７】
デュプレクスモード４、すなわち、送受信用ポートＲｘ１，Ｔｘを同時に、アンテナ用ポートＡＮＴ２に繋げた場合は、主スイッチング素子２２，２６と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６６，７３，６７，７４，６８，７５，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４８】
デュプレクスモード５、すなわち、送受信用ポートＲｘ１，Ｔｘを同時に、外部接続用ポートＥＸＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２５，２８と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６５，７２，６６，７３，６７，７４，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００４９】
デュプレクスモード６、すなわち、受信用ポートＲｘ１を外部接続用ポートＥＸＴ２に繋げると同時に、送信用ポートＴｘを外部接続用ポートＥＸＴ１に繋げた場合は、主スイッチング素子２３，２８と受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と送信側パス回路４０のスイッチング素子４１とをＯＮ状態にするとともに、補助スイッチング素子７０，６５，７２，６７，７４，７６の全部もしくは一部をＯＮ状態にし、残りのスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。
【００５０】
次に、ＰＤＣ８００のＡ帯の通信システムが稼働している場合の高周波モジュール２１の動作について説明する。シングルモード１〜３については、Ｃ／Ｄ帯の通信システムが稼働している場合と同じ動作をする。また、シングルモード８〜１１については、前記Ｃ／Ｄ帯のシングルモード４〜７の説明において、受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５６と補助スイッチング素子７７を、スイッチング素子５５と補助スイッチング素子７６に置き換えるだけでよい。
【００５１】
以上のように、受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５５および５６をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、少ないスイッチング素子の数で、受信信号伝送経路を切り換えることができる。また、主スイッチング素子２２〜３１や受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５５，５６などをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、送信用ポートＴｘ、Ａ帯受信用ポートＲｘ２およびＣ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１を、アンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２や外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２（同一ポートであってもよい）に同時に接続することができる。この結果、デュプレクスモードに対応可能で、かつ、ＰＤＣ８００のＡ帯とＣ／Ｄ帯の両方の通信に対応可能な小型の高周波モジュール２１を得ることができる。
【００５２】
［第２実施形態、図２］
図２に示すように、第２実施形態の高周波モジュール２１Ａは、前記第１実施形態（図１）の高周波モジュール２１において、２個のフィルタ３８，３９の代わりに、１個の弾性表面波フィルタ９１を使用し、２つの受信用ポートＲｘ１，Ｒｘ２を１つの受信用ポートＲｘで兼用するようにしたものである。この弾性表面波フィルタ９１は２つの入力ポートと１つの出力ポートを有し、２つのフィルタ部（ＰＤＣ８００のＡ帯の通過帯域をもつフィルタ部９１ａとＣ／Ｄ帯の通過帯域をもつフィルタ部９１ｂ）を有している。これにより、構成部品点数が少なくなり、製品としての出力ポート数も少なくなるため、より一層の小型化と高信頼性が可能となる。
【００５３】
［第３実施形態、図３］
第３実施形態の高周波モジュール２１Ｂは、前記第２実施形態（図２）の高周波モジュール２１Ａにおいて、送信側フィルタ３５の代わりに、送信側フィルタ９２ｂおよび受信側フィルタ９２ａの２つのフィルタ部を有するデュプレクサ９２を使用している。デュプレクサ９２は弾性表面波フィルタ（ＳＡＷデュプレクサ）で構成されている。送信側フィルタ９２ｂおよび受信側フィルタ９２ａはいずれもＰＤＣ８００のＤ帯を通過帯域とするものである。Ｃ／Ｄ／Ａ帯受信用ポートＲｘ１はシングルモード用に用いられ、Ｄ帯受信用ポートＲｘ２はデュプレクスモード用に用いられる。
【００５４】
［第４実施形態、図４］
第４実施形態の高周波モジュールは、ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯（８１０〜８４３ＭＨｚ）とＡ帯（８７０〜８８５ＭＨｚ）、並びに、ＰＤＣ１５００（１４７７〜１５０１ＭＨｚ）の３つの異なる周波数帯域の通信に対応することができるものである。図４に示すように、この高周波モジュール２１Ｃは、概略、１２個の主スイッチング素子２２〜３３と、送信側パス回路４０と、受信側通過帯域切替え回路５４と、シャント接続された補助スイッチング素子６５〜７５などで構成されたスイッチ部２１Ｃ１と、スイッチ部２１Ｃ１の受信用ポートに接続される受信回路１００とスイッチ部２１Ｃ１の送信用ポートに接続される送信回路２００などで構成されたフロントエンド部２１Ｃ２などから構成されている。
【００５５】
主スイッチング素子２２の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２３の一端は外部接続用ポートＥＸＴ２に接続され、主スイッチング素子２４の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２５の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２２〜２５のそれぞれの他端は１つに束ねられ、受信側通過帯域切替え回路５４を介して、ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１、Ａ帯受信用ポートＲｘ２およびＰＤＣ１５００の受信用ポートＲｘ３に接続されている。
【００５６】
受信側通過帯域切替え回路５４は、３つの受信信号伝送経路を有している。受信信号伝送経路の１つは、スイッチング素子５５および８７０〜８８５ＭＨｚ（ＰＤＣ８００のＡ帯）が通過帯域であるフィルタ３８の直列回路にて構成されている。受信信号伝送経路のもう１つは、スイッチング素子５６および受信側位相補正回路８１（受信側マッチング回路）を介して、８１０〜８４３ＭＨｚ（ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯）が通過帯域であるフィルタ３９の直列回路にて構成されている。受信信号伝送経路のさらにもう１つは、スイッチング素子５７および１４７７〜１５０１ＭＨｚ（ＰＤＣ１５００）が通過帯域であるフィルタ３６の直列回路にて構成されている。
【００５７】
主スイッチング素子２６の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続され、主スイッチング素子２７の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子２８の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続されている。主スイッチング素子２６〜２８のそれぞれの他端は、１つに束ねられ、送信側位相補正回路８２（送信側マッチング回路）を介し、送信側フィルタ３５および送信側パス回路４０を介してＰＤＣ８００の送信用ポートＴｘ１に接続されている。
【００５８】
主スイッチング素子２９の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続され、主スイッチング素子３０の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続され、主スイッチング素子３１の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ２に接続されている。主スイッチング素子２９〜３１のそれぞれの他端は１つに束ねられ、送信側パス回路４０を介してＰＤＣ８００の送信用ポートＴｘ１に接続されている。
【００５９】
主スイッチング素子３２の一端はローパスフィルタ５０を介して外部接続用ポートＥＸＴ１に接続され、主スイッチング素子３３の一端はアンテナ用ポートＡＮＴ１に接続されている。主スイッチング素子３２，３３のそれぞれの他端は１つに束ねられ、ＰＤＣ１５００の送信用ポートＴｘ２に接続されている。
【００６０】
ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２，ＥＸＴ１，ＥＸＴ２と主スイッチング素子２２〜３１との間やスイッチング素子５５，５６，５７とフィルタ３６，３８，３９の間などには、それぞれ補助スイッチング素子６５〜７８とコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ１４の直列回路がシャント接続されている。ここに、第１補助スイッチング素子６５〜６８とコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４の直列回路はＰＤＣ８００のためのものであり、第２補助スイッチング素子７２〜７５とコンデンサ素子Ｃ８〜Ｃ１１の直列回路はＰＤＣ１５００のためのものである。
【００６１】
補助スイッチング素子６５〜７７は、それぞれシャント接続している信号伝送経路に接続されている主スイッチング素子２２〜３３や送信側パス回路４０のスイッチング素子４１，４２や受信側通過帯域切替え回路５４のスイッチング素子５５〜５７に連動して動作する。そして、これらのシャント接続直列回路は、主スイッチング素子２２〜３３やスイッチング素子５５〜５７などのＯＦＦ時の負荷変動を防止するとともに、他のＯＮの信号伝送経路からのアイソレーション特性の劣化を防止する。
【００６２】
一方、スイッチ部２１Ｃ１の後段にはフロントエンド部２１Ｃ２が接続されており、受信用ポートＲｘ１〜Ｒｘ３には、それぞれＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯とＡ帯、並びに、ＰＤＣ１５００の受信回路１００のポートが接続され、送信用ポートＴｘ１，Ｔｘ２にはＰＤＣ８００およびＰＤＣ１５００の送信回路２００のポートが接続される。受信回路１００は、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）１０１〜１０３と、弾性表面波フィルタ１０５と、ミキサ１０８，１０９などを備えている。
【００６３】
この高周波モジュール２１Ｃは、アンテナ用ポートＡＮＴ１，ＡＮＴ２にそれぞれメインアンテナ素子６０およびサブアンテナ（内蔵アンテナ）素子６１が接続され、外部接続用ポートＥＸＴ１，ＥＸＴ２にそれぞれデータ伝送装置（図示せず）などが接続される。
【００６４】
以上の構成からなる高周波モジュール２１Ｃは、受信系がＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯およびＡ帯と、ＰＤＣ１５００との３系統の通信モードに対応可能となる。そして、送信系がＰＤＣ８００およびＰＤＣ１５００の２周波数帯のシングルモードと、ＰＤＣ８００のＤ帯のデュプレクスモードに対応可能となる。
【００６５】
［第５実施形態、図５］
図５に示すように、第５実施形態の高周波モジュール２１Ｄは、前記第４実施形態（図４）の高周波モジュール２１Ｃにおいて、２個のフィルタ３８，３９の代わりに、１個の弾性表面波フィルタ９１を使用したものである。この弾性表面波フィルタ９１は２つの入力ポートと１つの出力ポートを有し、２つのフィルタ部（ＰＤＣ８００のＣ／Ｄ帯の通過帯域をもつフィルタ部９１ｂとＡ帯の通過帯域をもつフィルタ部９１ａ）を有している。
【００６６】
なお、スイッチ部２１Ｄ１の後段に接続されるフロントエンド部２１Ｄ２（受信回路１００Ａおよび送信回路２００Ａ）については、受信回路１００Ａの低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）が２つの低ノイズ増幅器１０１，１０３となる以外は前記第４実施形態と同様である。
【００６７】
［第６実施形態、図６］
第６実施形態の高周波モジュール２１Ｅは、前記第５実施形態（図５）の高周波モジュール２１Ｄにおいて、送信側フィルタ３５の代わりに、送信側フィルタ９２ｂおよび受信側フィルタ９２ａの２つのフィルタ部を有するデュプレクサ９２を使用している。デュプレクサ９２は弾性表面波フィルタ（ＳＡＷデュプレクサ）で構成されている。送信側フィルタ９２ｂおよび受信側フィルタ９２ａはいずれもＰＤＣ８００のＤ帯を通過帯域とするものである。Ａ／Ｃ／Ｄ帯受信用ポートＲｘ１はシングルモード用に用いられ、Ｄ帯受信用ポートＲｘ３はデュプレクスモード用に用いられる。
【００６８】
なお、スイッチ部２１Ｅ１の後段に接続されるフロントエンド部２１Ｅ２（受信回路１００Ｂおよび送信回路２００Ｂ）については、前記第４実施形態と同様である。
【００６９】
［他の実施形態］
なお、本発明に係る高周波モジュールは前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００７０】
例えば、シャント接続回路は必ずしも必要ではない。また、複数の異なる周波数帯のうちいずれかの周波数帯においてのみ（必要な周波数帯のみ）、シャント接続回路を設けてもよい。それぞれの信号伝送経路において１つのシャント接続回路で複数の異なる周波数帯（３つ以上も可能）に対応することも可能である。
【００７１】
また、補助スイッチング素子をシャント接続する場合において、コンデンサ素子を用いずに補助スイッチング素子のみでも可能である。また、補助スイッチング素子とコンデンサ素子以外の回路素子とでシャント接続してもよい。直列回路ではなく並列回路でシャント接続してもよい。
【００７２】
また、本発明に係る高周波モジュールは、積層体（例えばセラミックと電極または絶縁樹脂と電極からなる積層体）からなる１つのチップ部品にすべての回路素子を内蔵又は搭載することにより構成してもよいし、配線基板（例えばセラミックと電極または絶縁樹脂と電極からなる配線基板）上にすべての回路素子を実装してもよい。
【００７３】
前記配線基板は積層構造を有し、回路素子の一部を内蔵してもよい。さらに配線基板を複数で構成し、回路素子をそれぞれに振り分け、フラットケーブル等で電気的に接続してもよい。
【００７４】
また、積層体からなる１つのチップ部品に受信回路や送信回路以外の回路素子を内蔵又は搭載し、受信回路と送信回路を配線基板上に内蔵又は実装してもよい。前記チップ部品の回路素子のうち、コンデンサやＳＡＷデュプレクサといった単体でチップ部品が構成しやすい回路素子を配線基板上に実装してもよい。
【００７５】
なお、実施形態におけるＰＤＣ８００のＡ帯、Ｃ帯、Ｄ帯、並びにＰＤＣ１５００といった異なる周波数帯域については、今後の通信規格等により変更される可能性もあるが、本発明の高周波モジュールにおいては、変更された周波数帯域においても適宜対応可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、受信側通過帯域切替え回路のスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、少ないスイッチング素子の数で、受信信号伝送経路を切り換えることができる。また、主スイッチング素子や受信側通過帯域切替え回路のスイッチング素子などをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、送信用ポートおよび受信用ポートを、アンテナ用ポートや外部接続用ポートに同時に接続することができる。この結果、デュプレクスモードに対応可能で、かつ、少なくとも２つの異なる周波数帯域の通信にも対応可能な小型の高周波モジュールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高周波モジュールの第１実施形態を示す電気回路図。
【図２】本発明に係る高周波モジュールの第２実施形態を示す電気回路図。
【図３】本発明に係る高周波モジュールの第３実施形態を示す電気回路図。
【図４】本発明に係る高周波モジュールの第４実施形態を示す電気回路図。
【図５】本発明に係る高周波モジュールの第５実施形態を示す電気回路図。
【図６】本発明に係る高周波モジュールの第６実施形態を示す電気回路図。
【図７】従来の高周波モジュールを示すための電気回路図。
【符号の説明】
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ…高周波モジュール
２２〜３３…主スイッチング素子
３６，３８，３９…受信側フィルタ
３５…送信側フィルタ
４０…送信側パス回路
４１，４２…スイッチング素子
５４…受信側通過帯域切替え回路
５５，５６，５７…スイッチング素子
６５〜７８…補助スイッチング素子
８１…受信側位相補正回路
８２…送信側位相補正回路
９１…弾性表面波フィルタ
９２…デュプレクサ
Ｒｘ，Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３…受信用ポート
Ｔｘ１，Ｔｘ２…送信用ポート
ＡＮＴ１，ＡＮＴ２…アンテナ用ポート
ＥＸＴ１，ＥＸＴ２…外部接続用ポート
Claims (7)
- 少なくとも２つの異なる周波数帯域の通信に対応可能な高周波モジュールであって、
送信用ポートおよび受信用ポートと、
アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートと、
前記送信用ポートと、前記アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートとを接続する複数の送信信号伝送経路と、
前記受信用ポートと、前記アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートとを接続する複数の受信信号伝送経路と、
前記送信信号伝送経路および前記受信信号伝送経路のそれぞれに設けられ、前記送信用ポートおよび受信用ポートと、前記アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートとの間に接続された複数の主スイッチング素子と、
前記受信用ポートと前記複数の主スイッチング素子との間に接続され、前記主スイッチング素子の後段で束ねられた前記受信信号伝送経路を受信信号の周波数帯域によって分けるための２つ以上の伝送経路を有し、かつ、スイッチング素子によって前記伝送経路を切り替える受信側通過帯域切替え回路と、を備え、
前記複数の主スイッチング素子のうち少なくとも２つの主スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと、前記受信側通過帯域切替え回路の受信信号伝送経路の切替えタイミングとを同期させ、該少なくとも２つの主スイッチング素子を同時にＯＮ状態にし、前記送信用ポートおよび受信用ポートを前記アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートに同時に接続させる構成を有していること、
を特徴とする高周波モジュール。 - 前記受信側通過帯域切替え回路のそれぞれの受信信号伝送経路は、スイッチング素子と受信側フィルタの直列回路にて構成されてい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。
- 前記受信側通過帯域切替え回路の受信信号伝送経路のそれぞれに補助スイッチング素子をシャント接続したことを特徴とする請求項２に記載の高周波モジュール。
- 前記送信用ポートと前記複数の主スイッチング素子との間に接続され、２つの送信信号伝送経路を切り替えるための送信側パス回路を備え、
前記複数の主スイッチング素子のうち少なくとも２つの主スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと、前記受信側通過帯域切替え回路の受信信号伝送経路の切替えタイミングと、前記送信側パス回路の送信信号伝送経路の切替えタイミングとを同期させ、該少なくとも２つの主スイッチング素子を同時にＯＮ状態にし、前記送信用ポートおよび受信用ポートを前記アンテナ用ポートおよび外部接続用ポートの少なくとも１つのポートに同時に接続させる構成を有していること、
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の高周波モジュール。 - 前記送信用ポート、前記アンテナ用ポートおよび前記外部接続用ポートのうち少なくともいずれか１つのポートと、前記複数の主スイッチング素子との間に、第１補助スイッチング素子と第２補助スイッチング素子の少なくとも１つをシャント接続したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の高周波モジュール。
- 前記受信用ポートと前記複数の主スイッチング素子との間に接続された受信側位相補正回路、および、前記送信用ポートと前記複数の主スイッチング素子との間に接続された送信側位相補正回路のうち少なくともいずれか１つの位相補正回路を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の高周波モジュール。
- 前記複数のスイッチング素子がＧａＡｓスイッチであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の高周波モジュール。
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