JP5950016B2 - 高周波モジュールおよび通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話などの無線通信装置のアンテナフロントエンドに設けられる高周波モジュールと、高周波モジュールから独立して設けられる受信機および高周波モジュールを備える通信装置と、に関する。

図５は、携帯電話などのアンテナフロントエンドに用いられる高周波モジュール（例えば特許文献１参照）の従来例に係る回路図である。高周波モジュール１０１は、スイッチＩＣ１０２と、デュプレクサ１０３と、デュプレクサ１０４と、を備えている。高周波モジュール１０１は、送受信用アンテナＡｎｔ１を用いて、第１の通信帯域の信号と第２の通信帯域の信号を送受波する機能を有している。スイッチＩＣ１０２は、アンテナ接続ポートＰｓＡ１と、２つのスイッチポートＰｓ１，Ｐｓ２と、を備えており、アンテナ接続ポートとスイッチポートとの接続を切り替える機能を有している。デュプレクサ１０３は、スイッチポートＰｓ１を介してスイッチ１Ｃ１０２に接続されており、第１の通信帯域の信号に対する送信フィルタと受信フィルタを含んでいる。デュプレクサ１０４は、スイッチポートＰｓ２を介してスイッチ１Ｃ１０２に接続されており、第２の通信帯域の信号に対する送信フィルタと受信フィルタを含んでいる。

この高周波モジュール１０１では、第１の通信帯域や第２の通信帯域の送信信号が入力されることで、スイッチＩＣ１０２やデュプレクサ１０３，１０４において、送信信号の二次高調波や三次高調波が発生し、高調波信号がアンテナＡｎｔ１に伝わる。

例えば、デュプレクサ１０３を介して高周波モジュール１０１に、基本周波数ｆｏの送信信号Ｔｘが入力されると、送信信号Ｔｘに対する高調波がスイッチＩＣ１０２やデュプレクサ１０３で発生する。スイッチＩＣ１０２で周波数２ｆｏの二次高調波が発生する場合、スイッチＩＣ１０２のアンテナ接続ポートＰｓＡ１から、周波数２ｆｏの二次高調波Ｈｍ１が出力されるとともに、スイッチＩＣ１０２のスイッチポートＰｓ１からも、周波数２ｆｏの二次高調波Ｈｍ２が出力される。デュプレクサ１０３は、送信信号Ｔｘ１の基本周波数ｆｏでスイッチＩＣ１０２とインピーダンスが整合するように設定されるため、周波数２ｆｏではスイッチＩＣ１０２との整合がずれ、二次高調波Ｈｍ２を大きく反射する。このデュプレクサ１０３で反射された二次高調波Ｈｍ２は、スイッチＩＣ１０２を介して、二次高調波Ｈｍ１とともにアンテナＡｎｔ１に出力される。したがって、送信用アンテナＡｎｔ１からは、基本周波数ｆｏである送信信号Ｔｘとともに、周波数２ｆｏの、二次高調波（Ｈｍ１＋Ｈｍ２）が送出されることになる。

特開２００７‐１２９４５９号公報

このように、従来の高周波モジュールでは、スイッチＩＣやデュプレクサなどの高調波発生源で発生した高調波が、送信信号とともにアンテナに伝わることになるが、高調波の周波数帯域が他の通信システムで利用されている場合、他の通信システムにおける受信感度などを低下させて問題となることがある。例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式のＢａｎｄ１３の送信信号帯域は、７７７ＭＨｚから７８７ＭＨｚであり、その二次高調波の帯域は、１５５４ＭＨｚ〜１５７４ＭＨｚである。この二次高調波の帯域は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）で使用されている帯域（１５７４．４２ＭＨｚ〜１５７６．４２ＭＨｚ）と非常に近いため、ＧＰＳ受信機に設けられる受信フィルタでは、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の二次高調波を十分に減衰させることは困難である。したがって、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３を利用する携帯電話機などにＧＰＳ受信機を設けると、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の二次高調波がＧＰＳ受信機に回り込んで、ＧＰＳ受信機の受信感度が低下することがある。

そのため、アンテナから送出される高調波は低い信号レベルで安定していることが望まれるが、従来の高周波モジュールでは、アンテナから送出される高調波の信号レベルが高くなる場合があった。例えば、スイッチＩＣのような高調波発生源からアンテナに直接伝わる高調波と、デュプレクサのような高調波を反射する高調波反射源で反射されてからアンテナに伝わる高調波との位相が一致している場合には、信号レベルの足し合わせにより、アンテナから送出される高調波の信号レベルが高くなる。

また、高調波を発生する高調波発生源や、高調波を反射する高調波反射源が、外部回路として接続されている場合、外部回路からアンテナに伝わる高調波の信号経路の電気長が、外部回路の構成によって変わってしまう。このため、外部回路からアンテナに伝わる高調波の位相が、外部回路の構成によって変わってしまう。一方、高周波モジュールの内部を伝わってアンテナに到達する高調波の信号経路および位相は一定である。したがって、アンテナから送出される高調波の信号レベル、即ち、高周波モジュールの高調波特性は、位相の異なる高調波の足し合わせにより、外部回路の構成に応じて変動することになる。

そこで、本発明の目的は、アンテナから送出する高調波を低い信号レベルにすることができ、高調波発生源や高調波反射源が外部回路として高周波モジュールに接続される場合でも、高調波特性が安定な、高周波モジュールおよび通信装置を提供することにある。

この発明の高周波モジュールは、アンテナ接続端と複数の接続切替端とを有するスイッチ回路と、前記複数の接続切替端のいずれかに接続されており、所定の周波数帯域を有する送信信号をスイッチ回路に対して出力する第１の信号経路と、第１の信号経路に接続されており、外部回路が接続される外部回路接続部と、前記第１の信号経路に設けられており、前記送信信号の高調波をグランドに逃がす高調波分岐回路と、を備えている。

この構成では、スイッチ回路や外部回路などの高調波発生源や高調波反射源から第１の信号経路を伝わる送信信号の高調波を、高調波分岐回路を介してグランドに逃がすので、第１の信号経路からスイッチ回路に出力される高調波を抑制できる。したがって、スイッチ回路からアンテナに伝わる送信信号の高調波が、高調波同士の足し合わせによって高い信号レベルとなることを抑制できる。これにより、アンテナから送出する高調波を低い信号レベルで安定させることができる。

上述の高周波モジュールにおいて、高調波分岐回路は、第１のフィルタと第２フィルタとを備えるダイプレクサであって、ダイプレクサの共通接続端をスイッチ回路側に向けて第１の信号経路に接続されていてもよい。このような高周波モジュールにおいて、第１のフィルタは送信信号の周波数帯域の逓倍を通過帯域としており、第２のフィルタは送信信号の周波数帯域を通過帯域としていると好適である。また、この高周波モジュールにおいて、第２のフィルタは送信信号の周波数帯域の逓倍を阻止帯域としていると好適である。

上述の高周波モジュールにおいて、高調波分岐回路は、第１の信号経路に対して並列に設けられてグランドに接続されているフィルタであって、送信信号の周波数帯域の逓倍を通過帯域としてもよい。

上述の高周波モジュールにおいて、第１の信号経路に設けられて前記送信信号の高調波を発生する高調波発生源または高調波反射源をさらに備えてもよい。このような高周波モジュールにおいて、高調波発生源や高調波反射源は、前記高調波分岐回路を介して前記スイッチ回路に接続されているフィルタ回路であってもよい。

上述の高周波モジュールは、第２の信号経路をさらに備えていてもよい。第２の信号経路は、前記複数の接続切替端のいずれかに接続されており、前記送信信号の周波数帯域の逓倍近傍の周波数帯域を有する受信信号がスイッチ回路から入力される。

この構成では、第２の信号経路を介して受信する受信信号が、前述の送信信号の高調波と近接する周波数帯域を有していても、送信信号の高調波が第２の信号経路に回り込んで受信されることを抑制でき、受信信号に対する受信感度を向上させることができる。

この発明の通信装置は、上述の高周波モジュールと、受信機とを備えていてもよい。受信機は、固有のアンテナから、前記送信信号の周波数帯域の逓倍近傍の周波数帯域を有する受信信号を受信する。

この構成では、高周波モジュールとは別に通信装置に設けられるＧＰＳ受信機などの受信機が、前述の送信信号の高調波と近接する周波数帯域を有する受信信号を受信するものであっても、送信信号の高調波が受信機に回り込んで受信されることを抑制でき、受信機における受信感度を向上させることができる。

この発明によれば、信号経路を伝わる送信信号の高調波をグランドに逃がすことで、アンテナから送出される送信信号の高調波を低い信号レベルで安定させることができる。したがって、送信信号の高調波の周波数帯域に近接する周波数帯域を有する他の通信方式の受信機や受信経路が設けられていても、高調波の回り込みによって受信感度が低下することを防ぐことができる。

本発明の第１の実施形態に係る通信装置を示す模式的な回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る高周波モジュールにおける高調波特性を説明する特性図である。 本発明の第２の実施形態に係る高周波モジュールを示す模式的な回路図である。 本発明の第３の実施形態に係る高周波モジュールを示す模式的な回路図である。 従来例に係る高周波モジュールを示す模式的な回路図である。

まず、本発明の第１の実施形態に係る高周波モジュールおよび通信装置について説明する。

図１は、第１の実施形態に係る通信装置の模式的な回路図である。

図１に示す通信装置１０は、高周波モジュール１１とＧＰＳ受信機１２とデュプレクサ１３と、図示していない複数の送受信回路と、を備えている。

通信装置１０は、複数の通信方式での無線通信を行うものである。高周波モジュール１１は、図示していない後段の送信回路や受信回路と単一のアンテナとの間に接続され、単一のアンテナを共用して、複数の通信方式に対応する送信信号と受信信号とを送受波する機能を有している。ＧＰＳ受信機１２は、固有のアンテナを有し、ＧＰＳ衛星から送信されてくる１５７４．４２ＭＨｚ〜１５７６．４２ＭＨｚのＧＰＳ信号を受信するものであり、ＧＰＳ信号を処理する受信回路に接続される。

高周波モジュール１１は、アンテナ接続ポートＰｍＡと、モジュールポートＰｍＴＲＸ１，Ｐｍ８００／９５０ＴＸ，ＰｍＴＲＸ２，Ｐｍ１８００／１９００ＴＸ，ＰｍＴＲＸ３，ＰｍＴＲＸ４，ＰｍＴＲＸ５，ＰｍＴＲＸ６と、を有している。

アンテナ接続ポートＰｍＡは、アンテナに接続される。モジュールポートＰｍ８００／９５０ＴＸは、８００／９５０ＭＨｚ帯域の送信信号を出力する送信回路に接続される。モジュールポートＰｍ１８００／１９００ＴＸは、１８００／１９００ＭＨｚ帯域の送信信号を出力する送信回路に接続される。なお、モジュールポートＰｍＴＲＸ２，ＰｍＴＲＸ３，ＰｍＴＲＸ４，ＰｍＴＲＸ５，ＰｍＴＲＸ６は、上述した通信方式の他の通信方式で通信信号を処理する送受信回路に接続されてもよく、送受信回路に接続されていなくてもよい。

また、高周波モジュール１１は、アンテナ整合回路１と、スイッチＩＣ２と、高調波分岐回路３と、送信フィルタ回路７と、送信フィルタ回路８と、を備えている。

スイッチＩＣ２は、アンテナ接続ポートＰｓＡと、スイッチポートＰｓ１，Ｐｓ２，Ｐｓ３，Ｐｓ４，Ｐｓ５，Ｐｓ６，Ｐｓ７，Ｐｓ８と、を有している。スイッチＩＣ２のアンテナ接続ポートＰｓＡは、特許請求の範囲に記載のアンテナ接続端に相当する。また、スイッチＩＣ２の各スイッチポートＰｓ１〜Ｐｓ８は、特許請求の範囲に記載の接続切替端に相当する。スイッチＩＣ２は、スイッチポートＰｓ１〜Ｐｓ８のいずれかを切り替えてアンテナ接続ポートＰｓＡに接続する機能を有している。

高周波モジュール１１のアンテナ接続ポートＰｍＡと、スイッチＩＣ２のアンテナ接続ポートＰｓＡとは、信号経路Ｌ０を介して接続されている。モジュールポートＰｍＴＲＸ１と、スイッチポートＰｓ１とは、信号経路Ｌ１を介して接続されている。モジュールポートＰｍ８００／９５０ＴＸと、スイッチポートＰｓ２とは、信号経路Ｌ２を介して接続されている。モジュールポートＰｍＴＲＸ２と、スイッチポートＰｓ３とは、信号経路Ｌ３を介して接続されている。モジュールポートＰｍ１８００／１９００ＴＸと、スイッチポートＰｓ４とは、信号経路Ｌ４を介して接続されている。モジュールポートＰｍＴＲＸ６と、スイッチポートＰｓ５とは、信号経路Ｌ５を介して接続されている。モジュールポートＰｍＴＲＸ５と、スイッチポートＰｓ６とは、信号経路Ｌ６を介して接続されている。モジュールポートＰｍＴＲＸ４と、スイッチポートＰｓ７とは、信号経路Ｌ７を介して接続されている。モジュールポートＰｍＴＲＸ３と、スイッチポートＰｓ８とは、信号経路Ｌ８を介して接続されている。

アンテナ整合回路１は、信号経路Ｌ０に設けられており、アンテナとスイッチＩＣ２との間でインピーダンスを整合させる。送信フィルタ回路７は、信号経路Ｌ２に設けられており、所定の通信システムの送信帯域の信号を通過させる。送信フィルタ回路８は、信号経路Ｌ４に設けられており、所定の通信システムの送信帯域の信号を通過させる。

高調波分岐回路３は、信号経路Ｌ１に設けられており、ダイプレクサ４を備えている。この高調波分岐回路３は、送信信号の高調波をグランドに逃がす機能を有している。そのため、ダイプレクサ４は、低域通過型ＳＡＷフィルタ５と高域通過型ＳＡＷフィルタ６とを備える。低域通過型ＳＡＷフィルタ５と高域通過型ＳＡＷフィルタ６とは共通接続端で互いに接続されており、共通接続端をスイッチＩＣ２側に向けて、信号経路Ｌ１に接続されている。また、低域通過型ＳＡＷフィルタ５は、共通接続端とモジュールポートＰｍＴＲＸ１との間に接続されている。高域通過型ＳＡＷフィルタ６は、共通接続端に接続されているとともに５０Ωの終端抵抗を介してグランドに接続されている。即ち、高域通過型ＳＡＷフィルタ６は、低域通過型ＳＡＷフィルタ５と並列に接続されてグランドに接続されている。なお、低域通過型ＳＡＷフィルタ５は、特許請求の範囲に記載の第２のフィルタに相当している。高域通過型ＳＡＷフィルタ６は、特許請求の範囲に記載の第１のフィルタに相当している。

低域通過型ＳＡＷフィルタ５は、信号経路Ｌ１の一端に位置するモジュールポートＰｍＴＲＸ１を介して、デュプレクサ１３の共通接続端に接続されている。デュプレクサ１３は、高周波モジュール１１に対する外部回路であり、デュプレクサ１３が接続されているモジュールポートＰｍＴＲＸ１は、特許請求の範囲に記載の外部回路接続部に相当する。また、デュプレクサ１３は、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号と受信信号とを通過させる２つの帯域通過型ＳＡＷフィルタ１４，１５を備え、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送受信回路に接続されている。

ここで、高域通過型ＳＡＷフィルタ６は、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の周波数帯域よりも高い周波数帯域を通過帯域としている。即ち、高域通過型ＳＡＷフィルタ６は、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の周波数帯域の逓倍を通過帯域としている。一方、低域通過型ＳＡＷフィルタ５は、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の周波数帯域を通過帯域としており、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の周波数帯域よりも高い周波数帯域を阻止帯域としている。即ち、低域通過型ＳＡＷフィルタ５は、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の周波数帯域の逓倍を阻止帯域としている。

このような回路構成の高周波モジュール１１に、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号がデュプレクサ１３を介して入力されることで、スイッチＩＣ２やデュプレクサ１３が高調波発生源となり、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の二次高調波や三次高調波が発生する。

ここで、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号を、基本周波数ｆｏの送信信号Ｔｘとして図１中に矢印で示している。また、スイッチＩＣ２で発生するＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の二次高調波であって、アンテナ接続ポートＰｓＡから出力されるものを、周波数２ｆｏの高調波Ｈｍ１として図１中に矢印で示している。また、スイッチＩＣ２で発生する、または反射するＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の二次高調波であって、スイッチポートＰｓ１から出力されるものを、周波数２ｆｏの高調波Ｈｍ２として図１中に矢印で示している。また、デュプレクサ１３で発生する、または反射するＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の二次高調波であって、モジュールポートＰｍＴＲＸ１から出力されるものを、周波数２ｆｏの高調波Ｈｍ３として図１中に矢印で示している。

これらの高調波のうち、スイッチＩＣ２のアンテナ接続ポートＰｓＡから出力される高調波Ｈｍ１は、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号Ｔｘとともに、アンテナから送出される。一方、スイッチＩＣ２のスイッチポートＰｓ１から出力される高調波Ｈｍ２は、高調波分岐回路３のダイプレクサ４において、低域通過型ＳＡＷフィルタ５の通過が阻止され、高域通過型ＳＡＷフィルタ６を通過する。高域通過型ＳＡＷフィルタ６は終端抵抗を介してグランドに接続されているため、高調波Ｈｍ２はグランドに逃げることになり、高調波分岐回路３からスイッチＩＣ２側に反射することが抑制される。また、デュプレクサ１３からモジュールポートＰｍＴＲＸ１に出力される高調波Ｈｍ３は、高調波分岐回路３のダイプレクサ４において、低域通過型ＳＡＷフィルタ５の通過が阻止され、デュプレクサ１３側に反射され、デュプレクサ１３で減衰する。

したがって、この高周波モジュール１１では、スイッチＩＣ２のスイッチポートＰｓ１からスイッチＩＣ２に入力される高調波が低減する。これにより、従来であれば生じていた、高調波Ｈｍ１と高調波Ｈｍ２との信号レベルの足し合わせによる、アンテナから送出される高調波の信号レベル増大が生じず、アンテナから送出される高調波の信号レベルを抑制することができる。

また、アンテナまでの電気長が不定な外部回路であるデュプレクサ１３からの高調波Ｈｍ３が、高調波分岐回路３を通過してスイッチＩＣ２に到達することが抑制されるので、電気長が不定な経路でアンテナから送出される高調波が低減され、アンテナから出力される高調波の信号レベルが安定することになる。即ち、高周波モジュール１１における高調波特性が安定することになる。

図２は、第１の実施形態に係る実施例における高調波特性と、ダイプレクサ４（高調波分岐回路３）を設けない場合の比較例における高調波特性とを示す図である。図示する横軸は、スイッチＩＣ２と、外部回路であるデュプレクサ１３との間の電気長に対応している。また、図示する縦軸は、アンテナから送出される二次高調波の信号レベルに対応している。

ダイプレクサ４を設ける実施例に係る高調波特性では、外部回路であるデュプレクサ１３との間の電気長の変化に対して、二次高調波の信号レベルが約−５５±３ｄＢｍで安定している。一方、ダイプレクサ４を設けない比較例に係る高調波特性では、外部回路であるデュプレクサ１３との間の電気長の変化に応じて、二次高調波の信号レベルの足し合わせと相殺が生じるため、約−５７±７ｄＢｍと大きく変動している。

以上に説明したように第１の実施形態に係る高周波モジュール１１では、アンテナから送出されるＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の高調波の信号レベルが足し合わせにより増大することを抑制でき、高調波特性が安定して抑制される。したがって、高周波モジュール１１とともに通信装置１０に設けられるＧＰＳ受信機１２が、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の二次高調波の周波数帯域（１５５４ＭＨｚ〜１５７４ＭＨｚ）と非常に近いＧＰＳ信号の周波数帯域（１５７４．４２ＭＨｚ〜１５７６．４２ＭＨｚ）を受信するものであっても、ＧＰＳ受信機１２にＬＴＥ−Ｂａｎｄ１３の送信信号の二次高調波が回り込んで受信されることを抑制して、ＧＰＳ受信機１２の受信感度の劣化が生じることを防ぐことができる。

なお、本実施形態においては、高調波発生源または高調波反射源となる外部回路として、デュプレクサ１３を高周波モジュール１１に接続する例を説明したが、高調波発生源または高調波反射源は、デュプレクサに限られず、その他のフィルタ回路や、送受信回路、パワーアンプなどであってもよい。

また、デュプレクサ１３のような高調波発生源や高調波反射源は、高周波モジュール１１の構成要素として設けられていてもよい。その場合であっても、デュプレクサ１３およびデュプレクサ１３の後段に接続される送信回路が、高調波発生源または高調波反射源となって送信信号の高調波の発生や反射が生じるので、高調波分岐回路を設けることで、やはり高調波特性の安定化と抑制を実現することができる。

また、ここでは、高周波モジュールとともに通信装置に設ける受信機として、ＧＰＳ受信機を用いる例を説明したが、受信機は、ＧＰＳ受信機に限られず、高調波分岐回路がグランドに逃がす高調波と近接する周波数帯域を有する通信方式の受信信号を受信するものであれば、どのような受信機であってもよい。

また、ここでは、高調波分岐回路に設けるダイプレクサを、低域通過型のフィルタと高域通過型のフィルタとで構成したが、このダイプレクサは、帯域通過型のフィルタなどで構成してもよい。また、ＳＡＷフィルタに限らず、どのような構成のフィルタ回路であってもよい。

次に、本発明の第２の実施形態に係る高周波モジュールについて、高周波モジュールが対応する送信信号の周波数帯域に対して、高周波モジュールが対応する受信信号の周波数帯域が逓倍の関係にある場合を例に説明する。

図３は、本発明の第２の実施形態に係る高周波モジュールの模式的な回路図である。

図３に示す高周波モジュール２１は、モジュールポートＰｍＴＲＸ１に、デュプレクサ２５の共通接続端が接続されており、デュプレクサ２５が、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号と受信信号とを通過させる２つの帯域通過型ＳＡＷフィルタを備え、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送受信回路に接続されている点で、第１の実施形態に係る高周波モジュールと相違している。

また、モジュールポートＰｍＴＲＸ２に、デュプレクサ２６の共通接続端が接続されている点でも、第１の実施形態に係る高周波モジュールと相違している。デュプレクサ２６は、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の送信信号と受信信号とを通過させる２つの帯域通過型ＳＡＷフィルタを備え、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の送受信回路に接続される。

なお、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号の三次高調波の周波数帯域は、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の受信信号の周波数帯域と近接する関係にある。したがって、このような場合にも、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号が伝わる信号配線Ｌ１に高調波分岐回路を設けることで、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号の三次高調波が、信号配線Ｌ１からスイッチＩＣ２に流れることが抑制され、その三次高調波がＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の受信回路に回り込んで信号レベルの増大や不安定化を招くことを抑制できる。これにより、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の受信感度が低下することを防ぐことができる。

また、高周波モジュール２１は、第１の実施形態で示した高調波分岐回路３に替えて、高調波分岐回路２３を備えている。高調波分岐回路２３は、信号経路Ｌ１に設けられており、帯域通過型ＳＡＷフィルタ２４を備えている。この高調波分岐回路２３も、送信信号の高調波をグランドに逃がす機能を有している。そのため、帯域通過型ＳＡＷフィルタ２４は、送信信号の高調波に対応する通過帯域を備え、信号経路Ｌ１に対して並列に接続されて、５０Ωの終端抵抗を介してグランドに接続されている。

このような回路構成では、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号が、デュプレクサ２５を介して入力されることで、スイッチＩＣ２やデュプレクサ２５が高調波発生源となり、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号の二次高調波や三次高調波が発生する。

ここで、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号を、基本周波数ｆｏの送信信号Ｔｘとして図３中に矢印で示している。また、スイッチＩＣ２で発生するＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号の三次高調波であって、アンテナ接続ポートＰｓＡから出力されるものを、周波数３ｆｏの高調波Ｈｍ１として図３中に矢印で示している。また、スイッチＩＣ２で発生する、または反射するＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号の三次高調波であって、スイッチポートＰｓ１から出力されるものを、周波数３ｆｏの高調波Ｈｍ２として図３中に矢印で示している。また、デュプレクサ２５で発生する、または反射するＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号の三次高調波であって、モジュールポートＰｍＴＲＸ１から出力されるものを、周波数３ｆｏの高調波Ｈｍ３として図１中に矢印で示している。

この場合にも、やはり、スイッチＩＣ２のアンテナ接続ポートＰｓＡから出力される高調波Ｈｍ１は、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号Ｔｘとともに、アンテナから送出される。一方、スイッチＩＣ２のスイッチポートＰｓ１から出力される高調波Ｈｍ２は、高調波分岐回路２３の帯域通過型ＳＡＷフィルタ２４を通過し、終端抵抗を介してグランドに逃げることになり、高調波分岐回路２３からスイッチＩＣ２側に反射することを抑制できる。また、デュプレクサ２５からモジュールポートＰｍＴＲＸ１に出力される高調波Ｈｍ３も、高調波分岐回路２３の帯域通過型ＳＡＷフィルタ２４を通過し、終端抵抗を介してグランドに逃げることになり、高調波分岐回路２３からスイッチＩＣ２側に通過することを抑制できる。

したがって、スイッチＩＣ２のスイッチポートＰｓ１からスイッチＩＣ２に入力される高調波が低減する。これにより、スイッチＩＣ２から出力される高調波の信号レベルを抑制することができる。また、スイッチＩＣ２までの電気長が不定な外部回路であるデュプレクサ２５からの高調波Ｈｍ３が、スイッチＩＣ２まで到達することを抑制でき、高周波モジュール２１における高調波特性が安定することになる。

なお、本実施形態においては、帯域通過型ＳＡＷフィルタを設けた高調波分岐回路の構成例を示したが、本実施形態においても、第１の実施形態で示したようなダイプレクサを設けた高調波分岐回路を構成してもよい。また逆に、本実施形態において示した高調波分岐回路の構成を、第１の実施形態で示した構成に採用してもよい。

また、本実施形態においては、高調波分岐回路に設けるＳＡＷフィルタを、帯域通過型としたが、高調波分岐回路に設けるＳＡＷフィルタは、送信信号の基本周波数の通過を阻止し、高調波を通過させることができれば、帯域通過型でなくてもよい。また、ＳＡＷフィルタとは異なる構成のフィルタ回路であってもよい。

次に、本発明の第３の実施形態に係る高周波モジュールについて、ＬＴＥ通信システムの複数の帯域を束ねて利用するキャリアアグリゲーションを利用可能な回路構成を例に説明する。

図４は、本発明の第３の実施形態に係る高周波モジュールの模式的な回路図である。

図４に示す高周波モジュール３１は、アンテナ接続ポートＰｍＡと、モジュールポートＰｍ１１，Ｐｍ１２，Ｐｍ１３，Ｐｍ１４，Ｐｍ１５，Ｐｍ１６，Ｐｍ１７，Ｐｍ１８，Ｐｍ２１，Ｐｍ２２，Ｐｍ２３，Ｐｍ２４，Ｐｍ２５，Ｐｍ２６，Ｐｍ２７，Ｐｍ２８と、を有している。

アンテナ接続ポートＰｍＡは、アンテナに接続される。モジュールポートＰｍ１１は、デュプレクサ３５の共通接続端に接続される。デュプレクサ３５は、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号と受信信号とを通過させる２つの帯域通過型ＳＡＷフィルタを備え、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送受信回路に接続される。モジュールポートＰｍ２１は、デュプレクサ３６の共通接続端に接続される。デュプレクサ３６は、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の送信信号と受信信号とを通過させる２つの帯域通過型ＳＡＷフィルタを備え、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の送受信回路に接続される。なお、その他のモジュールポートＰｍ１２，Ｐｍ１３，Ｐｍ１４，Ｐｍ１５，Ｐｍ１６，Ｐｍ１７，Ｐｍ１８，Ｐｍ２２，Ｐｍ２３，Ｐｍ２４，Ｐｍ２５，Ｐｍ２６，Ｐｍ２７，Ｐｍ２８は、上述した通信方式とは別の通信方式で通信信号を処理する送受信回路に接続されてもよく、送受信回路に接続されていなくてもよい。

また、高周波モジュール３１は、ダイプレクサ３２と、２つのスイッチＩＣ２Ａ，２Ｂと、高調波分岐回路３３と、を備えている。

ダイプレクサ３２は、低域通過型ＳＡＷフィルタ３２Ａと高域通過型ＳＡＷフィルタ３２Ｂとを備える。低域通過型ＳＡＷフィルタ３２Ａと高域通過型ＳＡＷフィルタ３２Ｂとは共通接続端で互いに接続されている。ダイプレクサ３２は、共通接続端でアンテナ接続ポートＰｍＡに接続されている。低域通過型ＳＡＷフィルタ３２Ａは、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の帯域を少なくとも通過帯域に含み、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の帯域を少なくとも阻止帯域に含むものである。高域通過型ＳＡＷフィルタ３２Ｂは、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の帯域を少なくとも阻止帯域に含み、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の帯域を少なくとも通過帯域に含むものである。

スイッチＩＣ２Ａは、アンテナ接続ポートＰｓＡ１と、スイッチポートＰｓ１１，Ｐｓ１２，Ｐｓ１３，Ｐｓ１４，Ｐｓ１５，Ｐｓ１６，Ｐｓ１７，Ｐｓ１８と、を有している。スイッチＩＣ２Ａのアンテナ接続ポートＰｓＡ１は、特許請求の範囲に記載のアンテナ接続端に相当しており、ダイプレクサ３２の低域通過型ＳＡＷフィルタ３２Ａを介してアンテナ接続ポートＰｍＡに接続されている。また、スイッチＩＣ２Ａの各スイッチポートＰｓ１１〜Ｐｓ１８は、特許請求の範囲に記載の接続切替端に相当し、それぞれモジュールポートＰｍ１１〜Ｐｍ１８に接続されている。このスイッチＩＣ２Ａは、スイッチポートＰｓ１１〜Ｐｓ１８のいずれかを切り替えてアンテナ接続ポートＰｓＡ１に接続する機能を有している。

スイッチＩＣ２Ｂは、アンテナ接続ポートＰｓＡ２と、スイッチポートＰｓ２１，Ｐｓ２２，Ｐｓ２３，Ｐｓ２４，Ｐｓ２５，Ｐｓ２６，Ｐｓ２７，Ｐｓ２８と、を有している。スイッチＩＣ２Ｂのアンテナ接続ポートＰｓＡ２は、特許請求の範囲に記載のアンテナ接続端に相当しており、ダイプレクサ３２の高域通過型ＳＡＷフィルタ３２Ｂを介してアンテナ接続ポートＰｍＡに接続されている。また、スイッチＩＣ２Ｂの各スイッチポートＰｓ２１〜Ｐｓ２８は、特許請求の範囲に記載の接続切替端に相当し、それぞれモジュールポートＰｍ２１〜Ｐｍ２８に接続されている。このスイッチＩＣ２Ｂは、スイッチポートＰｓ２１〜Ｐｓ２８のいずれかを切り替えてアンテナ接続ポートＰｓＡ２に接続する機能を有している。

高調波分岐回路３３は、スイッチＩＣ２ＡのスイッチポートＰｓ１１と高周波モジュール３１のモジュールポートＰｍ１１との間の信号経路Ｌ１１に設けられている。高調波分岐回路３３は、第２の実施形態で説明した高調波分岐回路２３と同じものであり、送信信号の高調波をグランドに逃がす機能を有している。

この第３の実施形態の回路構成においても、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号が、デュプレクサ３５を介して入力されることで、スイッチＩＣ２Ａやデュプレクサ３５が高調波発生源となり、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号の二次高調波や三次高調波が発生する。ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号の三次高調波の周波数帯域は、第２の実施形態でも説明したように、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の受信信号の周波数帯域と近接する関係にある。

したがって、この場合にも、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号が伝わる信号配線Ｌ１１に高調波分岐回路３３を設けることで、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号の三次高調波が、信号配線Ｌ１１からスイッチＩＣ２Ａに流れることが抑制される。これにより、三次高調波が、ダイプレクサ３２とスイッチＩＣ２Ｂとを介して、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の受信回路に回り込んで信号レベルの増大や不安定化を招くことを抑制できる。したがって、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ４の受信感度が低下することを防ぐことができる。また、ＬＴＥ−Ｂａｎｄ１７の送信信号の高調波が、ダイプレクサ３２を介してアンテナから送出される際の信号レベルの増大や不安定化を招くことを抑制できる。

なお、本実施形態においては、帯域通過型ＳＡＷフィルタを設けた高調波分岐回路の構成例を示したが、本実施形態においても、第１の実施形態で示したようなダイプレクサを設けた高調波分岐回路を構成してもよい。

また、本実施形態においては、高調波分岐回路に設けるＳＡＷフィルタを、帯域通過型としたが、高調波分岐回路に設けるＳＡＷフィルタは、送信信号の基本周波数の通過を阻止し、高調波を通過させることができれば、帯域通過型でなくてもよい。また、ＳＡＷフィルタとは異なる構成のフィルタ回路であってもよい。

また、第１実施形態ないし第３の実施形態において、高調波分岐回路に設ける終端抵抗を５０Ωとする例を示したが、終端抵抗は５０Ωに限られるものでは無い。また、終端抵抗は、高周波モジュールの外部回路として接続されるものであってもよい。

また、第１実施形態ないし第３の実施形態において、高調波分岐回路に接続されるモジュールポートにデュプレクサを接続する例を示したが、高調波発生源や高調波反射源となりうる構成であれば、どのような回路がモジュールポートに接続されていてもよい。

また、第１実施形態ないし第３の実施形態において、スイッチ回路としてスイッチＩＣを採用する例を示したが、スイッチ回路として、ダイオードスイッチを積層基板に設けるようにしてもよい。また、フィルタ回路として、ダイプレクサを採用する例を示したが、フィルタ回路として、単体のＳＡＷフィルタや、受動素子からなるフィルタを設けるようにしてもよい。

Ｔｘ…送信信号
Ｈｍ１，Ｈｍ２，Ｈｍ３…高調波
Ｌ０〜Ｌ８，Ｌ２１…信号経路
ＰｍＡ，ＰｓＡ，ＰｓＡ１，ＰｓＡ２…アンテナ接続ポート
ＰｍＴＲＸ１，Ｐｍ８００／９５０ＴＸ，ＰｍＴＲＸ２，Ｐｍ１８００／１９００ＴＸ，ＰｍＴＲＸ３，ＰｍＴＲＸ４，ＰｍＴＲＸ５，ＰｍＴＲＸ６，Ｐｍ１１，Ｐｍ１２，Ｐｍ１３，Ｐｍ１４，Ｐｍ１５，Ｐｍ１６，Ｐｍ１７，Ｐｍ１８，Ｐｍ２１，Ｐｍ２２，Ｐｍ２３，Ｐｍ２４，Ｐｍ２５，Ｐｍ２６，Ｐｍ２７，Ｐｍ２８…モジュールポート
Ｐｓ１，Ｐｓ２，Ｐｓ３，Ｐｓ４，Ｐｓ５，Ｐｓ６，Ｐｓ７，Ｐｓ８，Ｐｓ１１，Ｐｓ１２，Ｐｓ１３，Ｐｓ１４，Ｐｓ１５，Ｐｓ１６，Ｐｓ１７，Ｐｓ１８，Ｐｓ２１，Ｐｓ２２，Ｐｓ２３，Ｐｓ２４，Ｐｓ２５，Ｐｓ２６，Ｐｓ２７，Ｐｓ２８…スイッチポート
１…アンテナ整合回路
２，２Ａ，２Ｂ…スイッチＩＣ
３，２３，３３…高調波分岐回路
４，３２…ダイプレクサ
１３，２５，２６，３５，３６…デュプレクサ
５，３２Ａ…低域通過型ＳＡＷフィルタ
６，３２Ｂ…高域通過型ＳＡＷフィルタ
７…送信フィルタ回路
８…送信フィルタ回路
１０…通信装置
１１，２１、３１…高周波モジュール
１２…ＧＰＳ受信機
１４，１５，２４…帯域通過型ＳＡＷフィルタ

Claims (9)

1. アンテナ接続端と複数の接続切替端とを有するスイッチ回路と、
   前記複数の接続切替端のいずれかに接続されており、所定の周波数帯域を有する送信信号を前記スイッチ回路に対して出力する第１の信号経路と、
   前記第１の信号経路に接続されており、外部回路が接続される外部回路接続部と、
   前記第１の信号経路に設けられており、前記送信信号の高調波をグランドに逃がす高調波分岐回路と、
   を備え、
   前記高調波分岐回路は、共通接続端とグランドとの間に接続される第１のフィルタと、前記共通接続端と前記外部回路接続部との間に接続される第２のフィルタとを備えるダイプレクサであって、前記共通接続端を前記スイッチ回路側に向けて前記第１の信号経路に接続される、高周波モジュール。
2. 前記第１のフィルタは、前記送信信号の周波数帯域の逓倍を通過帯域としており、
   前記第２のフィルタは、前記送信信号の周波数帯域を通過帯域としている、請求項１に記載の高周波モジュール。
3. 前記第２のフィルタは、前記送信信号の周波数帯域の逓倍を阻止帯域としている、請求項２に記載の高周波モジュール。
4. アンテナ接続端と複数の接続切替端とを有するスイッチ回路と、
   前記複数の接続切替端のいずれかに接続されており、所定の周波数帯域を有する送信信号を前記スイッチ回路に対して出力する第１の信号経路と、
   前記第１の信号経路に接続されており、外部回路が接続される外部回路接続部と、
   前記第１の信号経路に設けられており、前記送信信号の高調波をグランドに逃がす高調波分岐回路と、
   を備え、
   前記高調波分岐回路は、前記第１の信号経路に対して並列に設けられてグランドに接続されるフィルタであって、前記送信信号の周波数帯域の逓倍を通過帯域とする、高周波モジュール。
5. 前記高調波分岐回路は、前記グランドに直列接続された終端抵抗を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の高周波モジュール。
6. 前記第１の信号経路に設けられて前記送信信号の高調波を発生する高調波発生源または高調波を反射する高調波反射源を、さらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載の高周波モジュール。
7. 前記高調波発生源または高調波反射源は、前記高調波分岐回路を介して前記スイッチ回路に接続されるフィルタ回路である、請求項４に記載の高周波モジュール。
8. 前記複数の接続切替端のいずれかに接続されており、前記送信信号の周波数帯域の逓倍近傍の周波数帯域を有する受信信号が前記スイッチ回路から入力される、第２の信号経路をさらに備える、請求項１〜７のいずれかに記載の高周波モジュール。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の高周波モジュールと、
   固有のアンテナから、前記送信信号の周波数帯域の逓倍近傍の周波数帯域を有する受信信号を受信する受信機と、を備える通信装置。

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