JP6465210B2 - 分波回路 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の通信バンドの高周波信号を分波する分波回路に関する。
特許文献1には、マルチバンド増幅器(マルチバンドPA)を備える無線通信機器が記載されている。特許文献1の無線通信機器は、マルチバンド増幅器、バンドスイッチ回路、デュプレクサを備える。デュプレクサは、通信バンド毎に備えられている。
バンドスイッチ回路は、共通端子と複数の被選択端子とを備える。バンドスイッチ回路の共通端子は、マルチバンド増幅器の信号端に接続されている。バンドスイッチ回路の複数の被選択端子は、それぞれに個別の通信バンドに対応したデュプレクサに接続されている。バンドスイッチ回路の複数の被選択端子は、送信する通信バンドに応じて選択され、共通端子に接続されている。
特開2011−182271号公報
しかしながら、特許文献1に記載の無線通信機器では、通信バンドと同じ数の被選択端子を必要とする。したがって、無線通信機器として対応する通信バンド数が多くなると、その数に応じて被選択端子数も多くなってしまう。
バンドスイッチ回路は、被選択端子が多くなるほど、選択されない被選択端子に影響を受けて寄生容量が大きくなり、伝送特性等が劣化してしまう。また、被選択端子が多くなるほど、制御系が複雑になってしまう。
したがって、本発明の目的は、通信バンド数が多くても、各通信バンドの高周波信号に対する伝送特性が劣化しない分波回路を提供することにある。
この発明は、それぞれに周波数帯域が異なる第1通信バンドの高周波信号、第2通信バンドの高周波信号、および、第3通信バンドの高周波信号を分波する分波回路に関する。分波回路は、全ての通信バンドの高周波信号が入力される共通接続端と、第1通信バンドの高周波信号が出力される第1信号端と、第2通信バンドの高周波信号が出力される第2信号端と、第3通信バンドの高周波信号が出力される第3信号端とを備える。分波回路は、バンドスイッチと、第1通信バンド用位相調整回路とを備える。バンドスイッチは、共通接続端に接続する共通端子、第2信号端に接続する第1被選択端子、および、第3信号端に接続する第2被選択端子を備える。バンドスイッチは、伝送する通信バンドに応じて第1被選択端子と第2被選択端子が共通端子に対して選択的に接続される。第1通信バンド用位相調整回路は、共通接続端と共通端子とが接続される伝送経路の所定位置と第1信号端との間に接続されている。
この構成では、第1通信バンドの高周波信号は、バンドスイッチを介さずに伝送される。第1通信バンドと、第2通信バンドおよび第3通信バンドとの間のアイソレーションは、第1通信バンド用位相調整回路によって確保されている。
また、この発明の分波回路は、次の構成であってもよい。分波回路は、共通端子と共通接続端との間に接続された共通整合回路を備える。第1通信バンド用位相調整回路は、共通整合回路の共通接続端側に接続されている。
この構成では、共通整合回路によって第2通信バンドと第3通信バンドの整合が行われ、第1通信バンド用位相調整回路のみによって第1通信バンドの整合が行われる。また、第1通信バンド用位相調整回路と共通整合回路によって、第1通信バンドと、第2通信バンドおよび第3通信バンドとの間のアイソレーションは確保されている。
また、この発明の分波回路は、次の構成であってもよい。分波回路は、第4信号端と、第4通信バンド用位相調整回路とを備える。第4端は、第1通信バンド、第2通信バンド、および第3通信バンドと異なる第4通信バンドの高周波信号が伝送される。第4通信バンド用位相調整回路は、共通接続端と共通端子とが接続される伝送経路の所定位置と第4信号端との間に接続されている。
この構成では、第4通信バンドの高周波信号は、バンドスイッチを介さずに伝送される。第4通信バンドと、第2通信バンドおよび第3通信バンドとの間のアイソレーションは、第4通信バンド用位相調整回路によって確保されている。第4通信バンドと第1通信バンドとの間のアイソレーションは、第1通信バンド用位相調整回路と、第4通信バンド用位相調整回路によって確保されている。
また、この発明の分波回路は、次の構成であってもよい。分波回路は、共通端子と共通接続端との間に接続された共通整合回路を備える。第1通信バンド用位相調整回路は、共通整合回路の共通接続端側に接続されている。第4通信バンド用位相調整回路は、共通整合回路の共通端子側に接続されている。
この構成では、バンドスイッチを介さない複数の通信バンドに対する通信バンド用位相調整回路の接続態様を適宜選択でき、所望の位相調整が適切に設定可能となる。
また、この発明の分波回路は、第1被選択端子と第2信号端との間に接続された第2通信バンド別整合回路と、第2被選択端子と第3信号端との間に接続された第3通信バンド別整合回路と、の少なくとも一方を備えることが好ましい。
この構成では、第2通信バンドと第3通信バンドとの整合をさらに正確に行うことができる。
また、この発明の分波回路は、次の構成であってもよい。分波回路は、第5信号端、第2通信バンド用位相調整回路、および、第5通信バンド用位相調整回路を備える。第5信号端は、第1通信バンド、第2通信バンド、および第3通信バンドと異なる第5通信バンドの高周波信号が伝送され、第1被選択端子に接続している。第2通信バンド用位相調整回路は、第2信号端と第1被選択端子との間に接続されている。第5通信バンド用位相調整回路は、第5信号端と第1被選択端子との間に接続されている。
この構成では、バンドスイッチの被選択端子数を増加させることなく、伝送する通信バンド数を増加させることができる。
この発明の分波回路は、次の構成であってもよい。分波回路は、全ての通信バンドの高周波信号が入力される共通接続端と、第1通信バンドの高周波信号が伝送される第1信号端と、第2通信バンドの高周波信号が伝送される第2信号端と、第3通信バンドの高周波信号が伝送される第3信号端と、を備える。分波回路は、バンドスイッチ、第1通信バンド用位相調整回路、および第2通信バンド用位相調整回路を備える。バンドスイッチは、共通接続端に接続する共通端子、第1信号端および第2信号端に接続する第1被選択端子、および、第3信号端に接続する第2被選択端子を備える。バンドスイッチは、伝送する通信バンドに応じて第1被選択端子と第2被選択端子が共通端子に対して選択的に接続されている。第1通信バンド用位相調整回路は、第1信号端と第1被選択端子との間に接続されている。第2通信バンド用位相調整回路は、第1信号端と第2被選択端子との間に接続されている。
この構成では、バンドスイッチの被選択端子を増加させることなく、伝送する通信バンド数を増加させることが可能になる。
また、この発明の分波回路では、第1通信バンドの周波数帯域と第2通信バンドの周波数帯域または第3通信バンドの周波数帯域との差は、第2通信バンドの周波数帯域と第3通信バンドの周波数帯域との差よりも大きいことが好ましい。
また、この発明の分波回路では、次の何れかの条件を満たすことが好ましい。第1通信バンドの周波数帯域は、周波数軸上において、第2通信バンドの周波数帯域と第3通信バンドの周波数帯域との間には存在しない。第1通信バンドの周波数帯域は、周波数軸上において、第2通信バンドの周波数帯域と第3通信バンドの周波数帯域との間に存在する。
これらの構成では、上述の構成をより容易に実現でき、上述の作用がより有効になる。
この発明によれば、複数の通信バンドを分波して伝送しても、各通信バンドの高周波信号に対する伝送特性の劣化を抑制することができる。
本発明の第1の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。 本発明の第3の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。 本発明の第4の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。 本発明の第5の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。 本発明の第6の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。 本発明の第7の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。 本発明の第8の実施形態に係る高周波フロントエンド回路を実現するモジュール部品の概略構成を示す断面図である。 本発明の第9の実施形態に係る高周波フロントエンド回路を実現するモジュール部品の概略構成を示す断面図である。
本発明の第1の実施形態に係る分波回路について、図を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。
本実施形態では、第1通信バンド、第2通信バンド、第3通信バンド、第4通信バンドを伝送する態様を示す。第1通信バンドの周波数帯域は、第2通信バンド、第3通信バンド、第4通信バンドの周波数帯域から離間している。言い換えれば、第1通信バンドの周波数帯域の中心周波数と第2通信バンドの周波数帯域の中心周波数との差は、第2通信バンドの周波数帯域の中心周波数と第3通信バンドの周波数帯域の中心周波数との差、および、第2通信バンドの周波数帯域の中心周波数と第4通信バンドの周波数帯域の中心周波数との差よりも大きい。第3通信バンドおよび第4通信バンドについても同様である。
高周波フロントエンド回路1は、分波回路10、マルチバンド増幅器80、メインスイッチ90を備える。分波回路10は、共通接続端110、信号端121,122,123,124,131,132,133,134を備える。
共通接続端110は、本発明の「共通接続端」に対応する。共通接続端110には、全ての通信バンドの送信信号が入力される。信号端121は、本発明の「第1信号端」に対応する。信号端121は、第1通信バンドの送信信号が出力され、第1通信バンドの受信信号が入力される。信号端122は、本発明の「第2信号端」に対応する。信号端122は、第2通信バンドの送信信号が出力され、第2通信バンドの受信信号が入力される。信号端123は、本発明の「第3信号端」に対応する。信号端123は、第3通信バンドの送信信号が出力され、第3通信バンドの受信信号が入力される。信号端124は、第4通信バンドの送信信号が出力され、第4通信バンドの受信信号が入力される。本実施形態では、信号端124も、本発明の「第3信号端」に対応する。
マルチバンド増幅器80の信号端子は、共通接続端110に接続されている。マルチバンド増幅器80の共通接続端子は、高周波フロントエンド回路1の送信信号共通接続端子Ptxに接続されている。マルチバンド増幅器80は、全ての通信バンドの送信信号を増幅して出力する。
メインスイッチ90は、共通端子P90、および複数の被選択端子P91,P92,P93,P94を備える。共通端子P90は、高周波フロントエンド回路1のアンテナ端子Panに接続されている。被選択端子P91は、信号端121に接続されている。被選択端子P92は、信号端122に接続されている。被選択端子P93は、信号端123に接続されている。被選択端子P94は、信号端124に接続されている。
共通端子P90は、複数の被選択端子P91,P92,P93,P94に対して、選択的に接続される。第1通信バンドの送受信時には、共通端子P90は被選択端子P91に接続される。第2通信バンドの送受信時には、共通端子P90は被選択端子P92に接続される。第3通信バンドの送受信時には、共通端子P90は被選択端子P93に接続される。第4通信バンドの送受信時には、共通端子P90は被選択端子P94に接続される。
信号端131,132,133,134は、高周波フロントエンド回路1の受信信号出力端子Prx1,Prx2,Prx3,Prx4にそれぞれ接続されている。
分波回路10は、バンドスイッチ20、位相調整回路30、デュプレクサ41,42,43,44、共通整合回路50、通信バンド別整合回路62,63,64を備える。
バンドスイッチ20は、共通端子P20、および複数の被選択端子P21,P22,P23を備える。共通端子P20は、本発明の「共通端子」に対応する。共通端子P20は、共通整合回路50を介して共通接続端110に接続されている。被選択端子P21は、本発明の「第1被選択端子」に対応する。被選択端子P21は、通信バンド別整合回路62、デュプレクサ42を介して、信号端122に接続されている。被選択端子P22は、本発明の「第2被選択端子」に対応する。被選択端子P22は、通信バンド別整合回路63、デュプレクサ43を介して、信号端123に接続されている。被選択端子P23は、通信バンド別整合回路64、デュプレクサ44を介して、信号端124に接続されている。第2通信バンドの送信時には、共通端子P20は被選択端子P21に接続される。第3通信バンドの送信時には、共通端子P20は被選択端子P22に接続される。第4通信バンドの送信時には、共通端子P20は被選択端子P23に接続される。
位相調整回路30は、本発明の「第1通信バンド用位相調整回路」に対応する。位相調整回路30の一方端は、共通接続端110とバンドスイッチ20の共通端子P20とを接続する伝送経路における共通整合回路50と共通端子P20との間の所定位置に接続されている。位相調整回路30の他方端は、デュプレクサ41を介して、信号端121に接続されている。
デュプレクサ41の送信フィルタは、位相調整回路30と信号端121との間に接続されている。デュプレクサ41の送信フィルタは、第1通信バンドの送信信号を低損失で通過し、他の周波数の信号を減衰する。デュプレクサ41の受信フィルタは、信号端121と信号端131との間に接続されている。デュプレクサ41の受信フィルタは、第1通信バンドの受信信号を低損失で通過し、他の周波数の信号を減衰する。
デュプレクサ42の送信フィルタは、通信バンド別整合回路62と信号端122との間に接続されている。デュプレクサ42の送信フィルタは、第2通信バンドの送信信号を低損失で通過し、他の周波数の信号を減衰する。デュプレクサ42の受信フィルタは、信号端122と信号端132との間に接続されている。デュプレクサ42の受信フィルタは、第2通信バンドの受信信号を低損失で通過し、他の周波数の信号を減衰する。
デュプレクサ43の送信フィルタは、通信バンド別整合回路63と信号端123との間に接続されている。デュプレクサ43の送信フィルタは、第3通信バンドの送信信号を低損失で通過し、他の周波数の信号を減衰する。デュプレクサ43の受信フィルタは、信号端123と信号端133との間に接続されている。デュプレクサ43の受信フィルタは、第3通信バンドの受信信号を低損失で通過し、他の周波数の信号を減衰する。
デュプレクサ44の送信フィルタは、通信バンド別整合回路64と信号端124との間に接続されている。デュプレクサ44の送信フィルタは、第4通信バンドの送信信号を低損失で通過し、他の周波数の信号を減衰する。デュプレクサ44の受信フィルタは、信号端124と信号端134との間に接続されている。デュプレクサ44の受信フィルタは、第4通信バンドの受信信号を低損失で通過し、他の周波数の信号を減衰する。
このような回路構成において、位相調整回路30、共通整合回路50、通信バンド別整合回路62,63,64は、次の特性を有する。
位相調整回路30は、第1通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をマッチングさせる。同時に、位相調整回路30は、第2、第3、第4通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をミスマッチングさせる。位相調整回路30は、インダクタ、キャパシタを含む回路によって構成されている。
共通整合回路50は、全ての通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して、インピーダンスを所望値に或程度近づけるような回路構成を備えている。共通整合回路50は、インダクタ、キャパシタを含む回路によって構成されている。
通信バンド別整合回路62は、第2通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して、インピーダンスを所望値にさらに近づけるような回路構成を備えている。通信バンド別整合回路63は、第3通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して、インピーダンスを所望値にさらに近づけるような回路構成を備えている。通信バンド別整合回路64は、第4通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して、インピーダンスを所望値にさらに近づけるような回路構成を備えている。通信バンド別整合回路62,63,64は、それぞれ素子値および構成は異なるが、インダクタ、キャパシタを含む回路によって構成されている。
第1通信バンドの送信信号は、共通接続端110から入力されると、共通整合回路50、位相調整回路30を介して、デュプレクサ41に出力される。上述のように共通整合回路50および位相調整回路30が設定されていることにより、第1通信バンドの送信信号は、デュプレクサ41に低損失で入力される。デュプレクサ41の送信フィルタは、第1通信バンドの送信信号を低損失で通過し、他の周波数の不要信号を減衰させる。また、この際、バンドスイッチ20の共通端子P20は、いずれの被選択端子P21,P22,P23にも接続されていない。したがって、第1通信バンドの送信信号は、バンドスイッチ20側に殆ど漏洩しない。これにより、共通接続端110から入力された第1通信バンドの送信信号は、低損失な状態で信号端121から出力される。
第2通信バンドの送信信号は、共通接続端110から入力されると、共通整合回路50、バンドスイッチ20、通信バンド別整合回路62を介して、デュプレクサ42に出力される。上述のように、第2通信バンドに対してインピーダンスマッチングが行われるように共通整合回路50および通信バンド別整合回路62が設定されていることにより、第2通信バンドの送信信号は、デュプレクサ42に低損失で入力される。デュプレクサ42の送信フィルタは、第2通信バンドの送信信号を低損失で通過し、他の周波数の不要信号を減衰させる。また、この際、上述ように、位相調整回路30は、第2通信バンドの送信信号に対してミスマッチングを生じさせる構成に設定されていることによって、第2通信バンドの送信信号は、デュプレクサ41へは漏洩しない。これにより、共通接続端110から入力された第2通信バンドの送信信号は、低損失な状態で信号端122から出力される。
第3通信バンドの送信信号は、共通接続端110から入力されると、共通整合回路50、バンドスイッチ20、通信バンド別整合回路63を介して、デュプレクサ43に出力される。上述のように、第3通信バンドに対してインピーダンスマッチングが行われるように共通整合回路50および通信バンド別整合回路63が設定されていることにより、第3通信バンドの送信信号は、デュプレクサ43に低損失で入力される。デュプレクサ43の送信フィルタは、第3通信バンドの送信信号を低損失で通過し、他の周波数の不要信号を減衰させる。また、この際、上述ように、位相調整回路30は、第3通信バンドの送信信号に対してミスマッチングを生じさせる構成に設定されていることによって、第3通信バンドの送信信号は、デュプレクサ41へは漏洩しない。これにより、共通接続端110から入力された第3通信バンドの送信信号は、低損失な状態で信号端123から出力される。
第4通信バンドの送信信号は、共通接続端110から入力されると、共通整合回路50、バンドスイッチ20、通信バンド別整合回路64を介して、デュプレクサ44に出力される。上述のように、第4通信バンドに対してインピーダンスマッチングが行われるように共通整合回路50および通信バンド別整合回路64が設定されていることにより、第4通信バンドの送信信号は、デュプレクサ44に低損失で入力される。デュプレクサ44の送信フィルタは、第4通信バンドの送信信号を低損失で通過し、他の周波数の不要信号を減衰させる。また、この際、上述ように、位相調整回路30は、第4通信バンドの送信信号に対してミスマッチングを生じさせる構成に設定されていることによって、第4通信バンドの送信信号は、デュプレクサ41へは漏洩しない。これにより、共通接続端110から入力された第4通信バンドの送信信号は、低損失な状態で信号端124から出力される。
このように、本実施形態の構成を用いることによって、共通接続端110から入力された各通信バンドの高周波信号は、それぞれの目的とする信号端121,122,123,124へ低損失で伝送されて出力される。
具体的には、第1通信バンドの送信信号は、バンドスイッチを通らないので、バンドスイッチを伝送することによる損失はない。したがって、第1通信バンドの送信信号は、低損失に伝送される。
また、本実施形態の構成では、分波する通信バンド数よりも少ない被選択端子数のバンドスイッチ20を用いればよいので、通信バンド数と同じ被選択端子数のバンドスイッチを用いる場合よりも、バンドスイッチ構成するFETの導体幅を広くできる。したがって、バンドスイッチにおける損失を低減できる。これにより、第2、第3、第4通信バンドの送信信号も、低損失に伝送される。
また、本実施形態の構成を用いることによって、各通信バンド間でのアイソレーションを十分に確保することができる。
なお、上述の説明では、各通信バンドの送信信号の周波数帯域の関係を具体的に示していなかったが、次の関係であるとよりよい。
第1通信バンドの送信信号の周波数帯域は、第2、第3、第4の通信バンドの送信信号の周波数帯域から大きく離間している。
(A)第2、第3、第4の通信バンドの送信信号の周波数に対して、第1通信バンドの送信信号の周波数は大きく離間して低周波数または高周波数である。このような関係とすることによって、位相調整回路30を、少ない素子によって簡素な構成であっても、第1通信バンドの送信信号の周波数帯域に対する位相変化量と、第2、第3、第4の通信バンドの送信信号の周波数帯域に対する位相変化量とを大きく異ならせることができる。これにより、位相調整回路30を簡素な構成で実現することができる。したがって、分波回路10を小型に形成することができる。また、位相調整回路30における伝送損失をさらに低減でき、第1通信バンドの送信信号をさらに低損失に伝送することができる。
(B)第1、第2、第3、第4の通信バンドに加え、第5の通信バンドの送信信号を伝送する場合であって、周波数軸上において、第2、第3の通信バンドの周波数帯域が近接し、第4、第5の通信バンドの周波数帯域が近接し、第1の通信バンドの周波数帯域が、第2、第3の通信バンドの周波数帯域と、第4、第5の通信バンドの周波数帯域との中間に配置され、第2、第3通信バンドの周波数帯域およい第4、第5通信バンドの周波数帯域の近接度合いと比べて他の通信バンドとの近接度合いが大きく離れている場合も、(A)と同様の作用効果を得ることができる。
なお、分波回路10において、通信バンド別整合回路62,63,64は、共通整合回路50によって仕様を満たすインピーダンスマッチングが可能であれば、省略することもできる。また、通信バンド別整合回路62,63,64によって仕様を満たすインピーダンスマッチングが可能であれば、共通整合回路50を省略することも可能である。
変形例として、図示しないが、図1において第1から第4通信バンドとは異なる第5通信バンドの送信信号が、共通接続端110から入力され、バンドスイッチ20(共通端子P20、被選択端子P21)に伝送され、バンドスイッチ20と通信バンド別整合回路62との間の接続点から分岐して第5通信バンド用位相調整回路を介して第5通信バンドのデュプレクサに出力される構成をさらに備える。上記変形例の第5通信バンドを用いて4つの通信バンドで分波回路を構成する場合、第4通信バンドを省略して、第1,第2、第3、および第5通信バンドで分波回路を構成することが好ましい。共通整合回路50を省略することも可能である。
また、上述の説明では、デュプレクサ41,42,43,44を備える態様を示したが、これらは単なるフィルタであってもよい。この場合、信号端131,132,133,134は省略することができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る分波回路について、図を参照して説明する。図2は、本発明の第2の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。
高周波フロントエンド回路1Aは、第1の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1に対して、分波回路10Aの構成が異なる。分波回路10Aは、第1の実施形態に係る分波回路10に対して、位相調整回路30Aの接続態様が異なる。以下では、第1の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1と異なる箇所のみを具体的に説明する。
位相調整回路30Aの一方端は、共通整合回路50Aの共通接続端110側に接続されている。
この構成とすることによって、共通接続端110に入力された第1通信バンドの送信信号は、位相調整回路30Aのみを介してデュプレクサ41に入力される。これにより、第1通信バンドの送信信号は、共通整合回路50Aを伝送しないので、この共通整合回路50Aによる損失はない。したがって、第1通信バンドの送信信号をさらに低損失に伝送することができる。
また、共通整合回路50Aは、第2、第3、第4通信バンドの送信信号に対してのみインピーダンスを変化させればよく、第1通信バンドの送信信号の周波数帯域に対する設定を行う必要がない。そして、第2、第3、第4通信バンドの送信信号が近ければ、簡素な構成で所望とするインピーダンスマッチングを実現できる。これにより、共通整合回路50Aでの伝送損失を低減でき、第1、第2、第3通信バンドの送信信号も低損失に伝送することができる。
次に、本発明の第3の実施形態に係る分波回路について、図を参照して説明する。図3は、本発明の第3の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。
高周波フロントエンド回路1Bは、第1の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1に対して、分波回路10Bの構成が異なる。分波回路10Bは、第1の実施形態に係る分波回路10に対して、バンドスイッチ20Bの構成が異なり、通信バンド別整合回路64が省略され、位相調整回路32が追加されている。以下では、第1の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1と異なる箇所のみを具体的に説明する。
本実施形態では、第2通信バンドの送信信号の周波数帯域と第3通信バンドの送信信号の周波数帯域が近く、第1通信バンドの送信信号の周波数帯域と第2、第3通信バンドの送信信号の周波数帯域とが離間しており、第4通信バンドの送信信号の周波数帯域と第2、第3通信バンドの送信信号の周波数帯域とが離間しており、第1通信バンドの送信信号の周波数帯域と第4通信バンドの送信信号の周波数帯域とが離間している。
バンドスイッチ20Bは、共通端子P20、被選択端子P21,P22を備える。第2通信バンドの送信信号を伝送する場合、共通端子P20は被選択端子P21に接続される。第3通信バンドの送信信号を伝送する場合、共通端子P20は被選択端子P22に接続される。第1、第4通信バンドの送信信号を伝送する場合、共通端子P20は、被選択端子P21,P22のいずれにも接続されていない。
位相調整回路32は、本発明の「第4通信バンド用位相調整回路」に対応する。位相調整回路32の一方端は、共通接続端110とバンドスイッチ20の共通端子P20とを接続する伝送経路における共通整合回路50と共通端子P20との間の所定位置に接続されている。位相調整回路32の他方端は、デュプレクサ44を介して、信号端124に接続されている。本実施形態では、信号端124は、本発明の「第4信号端」に対応する。
位相調整回路32は、第4通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をマッチングさせる。同時に、位相調整回路32は、第1、第2、第3通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をミスマッチングさせる。位相調整回路32は、インダクタ、キャパシタを含む回路によって構成されている。
第4通信バンドの送信信号は、共通接続端110から入力されると、共通整合回路50、位相調整回路32を介して、デュプレクサ44に出力される。上述のように共通整合回路50および位相調整回路32が設定されていることにより、第4通信バンドの送信信号は、デュプレクサ44に低損失で入力される。デュプレクサ44の送信フィルタは、第4通信バンドの送信信号を低損失で通過し、他の周波数の不要信号を減衰させる。また、この際、バンドスイッチ20Bの共通端子P20は、いずれの被選択端子P21,P22にも接続されていない。したがって、第4通信バンドの送信信号は、バンドスイッチ20B側に殆ど漏洩しない。これにより、共通接続端110から入力された第4通信バンドの送信信号は、低損失な状態で信号端124から出力される。
このような構成とすることによって、第4通信バンドの送信信号も、バンドスイッチ20Bを介することなく、低損失に伝送することができる。また、バンドスイッチの被選択端子がさらに少なくなるので、バンドスイッチ20Bでの損失を低減できる。これにより、第2、第3通信バンドの送信信号も低損失に伝送することができる。また、各通信バンド間でのアイソレーションを十分に確保することができる。
次に、本発明の第4の実施形態に係る分波回路について、図を参照して説明する。図4は、本発明の第4の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。
高周波フロントエンド回路1Cは、第3の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1Bに対して、分波回路10Cの構成が異なる。分波回路10Cは、第3の実施形態に係る分波回路10Bに対して、通信バンド別整合回路62,63が省略されている。分波回路10Cは、第3の実施形態に係る分波回路10Bに対して、通信バンド別整合回路62,63が省略され、共通整合回路60Cが追加されている。以下では、第3の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1Bと異なる箇所のみを具体的に説明する。
バンドスイッチ20Cの被選択端子P21は、デュプレクサ42の送信フィルタに接続されている。バンドスイッチ20Cの被選択端子P22は、デュプレクサ43の送信フィルタに接続されている。
共通整合回路60Cは、バンドスイッチ20Cの共通端子P20と共通整合回路50との間に接続されている。共通整合回路60Cは、第2、第3通信バンドの送信信号のインピーダンスマッチングを実現するように設定されている。
位相調整回路31の一方端および位相調整回路32の一方端は、共通整合回路50と共通整合回路60Cとの間の所定位置に接続されている。
このような構成とすることによって、整合回路をより少なくでき、分波回路10Cをより簡素に構成することができる。
このような構成では、第2通信バンドの送信信号の周波数帯域と、第3通信バンドの送信信号の周波数帯域が近接している場合に、より有効である。
次に、本発明の第5の実施形態に係る分波回路について、図を参照して説明する。図5は、本発明の第5の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。
高周波フロントエンド回路1Dは、第4の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1Cに対して、分波回路10Dの構成が異なる。分波回路10Dは、第4の実施形態に係る分波回路10Cに対して、位相調整回路31D,32Dの接続態様が異なる。以下では、第4の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1Cと異なる箇所のみを具体的に説明する。
共通接続端110と、バンドスイッチ20Dの共通端子P20との間には、共通整合回路50D,60Dが直列に接続されている。
位相調整回路31Dの一方端は、共通整合回路50Dの共通接続端110側に接続されている。位相調整回路32Dの一方端は、共通整合回路50Dの共通整合回路60D側に接続されている。
このような構成とすることによって、位相調整回路の接続位置を適宜選択することができる。これにより、通信バンド毎に仕様に応じた回路構成を実現することができる。
次に、本発明の第6の実施形態に係る分波回路について、図を参照して説明する。図6は、本発明の第6の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。
高周波フロントエンド回路1Eは、第1の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1に対して、分波回路10Eの構成が異なる。以下では、第1の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1と異なる箇所のみを具体的に説明する。
分波回路10Eは、バンドスイッチ20E、位相調整回路31E,32E,33E,34E、デュプレクサ41,42,43,44、および、共通整合回路50Eを備える。
バンドスイッチ20Eは、共通端子P20、および被選択端子P21,P22を備える。共通端子P20が本発明の「共通端子」に対応し、被選択端子P21が本発明の「第1被選択端子」に対応し、被選択端子P22が本発明の「第2被選択端子」に対応する。
位相調整回路31Eは、被選択端子P21とデュプレクサ41との間に接続されている。位相調整回路31Eは、第1通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をマッチングさせる。同時に、位相調整回路31Eは、第2通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をミスマッチングさせる。位相調整回路31Eが本発明の「第1通信バンド用位相調整回路」に対応する。
位相調整回路32Eは、被選択端子P21とデュプレクサ42との間に接続されている。位相調整回路32Eは、第2通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をマッチングさせる。同時に、位相調整回路32Eは、第1通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をミスマッチングさせる。位相調整回路32Eが本発明の「第2通信バンド用位相調整回路」に対応する。
位相調整回路33Eは、被選択端子P22とデュプレクサ43との間に接続されている。位相調整回路33Eは、第3通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をマッチングさせる。同時に、位相調整回路33Eは、第4通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をミスマッチングさせる。
位相調整回路34Eは、被選択端子P22とデュプレクサ44との間に接続されている。位相調整回路34Eは、第4通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をマッチングさせる。同時に、位相調整回路34Eは、第3通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をミスマッチングさせる。
共通整合回路50Eは、バンドスイッチ20Eの共通端子P20と共通接続端110との間に接続されている。共通整合回路50Eは、全ての通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して、インピーダンスを所望値に或程度近づけるような回路構成を備えている。
第1通信バンドの送信信号は、共通接続端110から入力されると、共通整合回路50E、バンドスイッチ20E(共通端子P20、被選択端子P21)、および位相調整回路31Eを介して、デュプレクサ41に出力される。上述のように、第1通信バンドに対してインピーダンスマッチングが行われるように共通整合回路50Eおよび位相調整回路31Eが設定されていることにより、第1通信バンドの送信信号は、デュプレクサ41に低損失で入力される。また、この際、上述ように、位相調整回路32Eは、第1通信バンドの送信信号に対してミスマッチングを生じさせる構成に設定されていることによって、第1通信バンドの送信信号は、デュプレクサ42へは漏洩しない。これにより、共通接続端110から入力された第1通信バンドの送信信号は、低損失な状態で信号端121から出力される。
第2通信バンドの送信信号は、共通接続端110から入力されると、共通整合回路50E、バンドスイッチ20E(共通端子P20、被選択端子P21)、および位相調整回路32Eを介して、デュプレクサ42に出力される。上述のように、第2通信バンドに対してインピーダンスマッチングが行われるように共通整合回路50Eおよび位相調整回路32Eが設定されていることにより、第2通信バンドの送信信号は、デュプレクサ42に低損失で入力される。また、この際、上述ように、位相調整回路31Eは、第2通信バンドの送信信号に対してミスマッチングを生じさせる構成に設定されていることによって、第2通信バンドの送信信号は、デュプレクサ41へは漏洩しない。これにより、共通接続端110から入力された第2通信バンドの送信信号は、低損失な状態で信号端122から出力される。
第3通信バンドの送信信号は、共通接続端110から入力されると、共通整合回路50E、バンドスイッチ20E(共通端子P20、被選択端子P22)、および位相調整回路33Eを介して、デュプレクサ43に出力される。上述のように、第3通信バンドに対してインピーダンスマッチングが行われるように共通整合回路50Eおよび位相調整回路33Eが設定されていることにより、第3通信バンドの送信信号は、デュプレクサ43に低損失で入力される。また、この際、上述ように、位相調整回路34Eは、第3通信バンドの送信信号に対してミスマッチングを生じさせる構成に設定されていることによって、第3通信バンドの送信信号は、デュプレクサ44へは漏洩しない。これにより、共通接続端110から入力された第3通信バンドの送信信号は、低損失な状態で信号端123から出力される。
第4通信バンドの送信信号は、共通接続端110から入力されると、共通整合回路50E、バンドスイッチ20E(共通端子P20、被選択端子P22)、および位相調整回路34Eを介して、デュプレクサ44に出力される。上述のように、第4通信バンドに対してインピーダンスマッチングが行われるように共通整合回路50Eおよび位相調整回路34Eが設定されていることにより、第4通信バンドの送信信号は、デュプレクサ44に低損失で入力される。また、この際、上述ように、位相調整回路33Eは、第4通信バンドの送信信号に対してミスマッチングを生じさせる構成に設定されていることによって、第4通信バンドの送信信号は、デュプレクサ43へは漏洩しない。これにより、共通接続端110から入力された第4通信バンドの送信信号は、低損失な状態で信号端124から出力される。
本実施形態の構成を用いることによって、通信バンド数よりも少ない被選択端子数からなるバンドスイッチを用いることができる。したがって、バンドスイッチの損失を低減でき、各通信バンドの送信信号を低損失に伝送することができる。
次に、本発明の第7の実施形態に係る分波回路について、図を参照して説明する。図7は、本発明の第7の実施形態に係る分波回路を備えた高周波フロントエンド回路の回路ブロック図である。
高周波フロントエンド回路1Fは、第6の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1Eに対して、分波回路10Fの構成が異なる。以下では、第6の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1Eと異なる箇所のみを具体的に説明する。
分波回路10Fは、分波回路10Eに対して、バンドスイッチ20F、位相調整回路31F,34Fの接続態様、および共通整合回路50Fの構成は同じであり、位相調整回路32F,33Fの接続態様および、位相調整回路31F,32F,33F,34Fのインピーダンスの設定が異なる。
位相調整回路33Fは、被選択端子P21とデュプレクサ43との間に接続されている。位相調整回路32Fは、被選択端子P22とデュプレクサ42との間に接続されている。
位相調整回路31Fは、第1通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をマッチングさせる。同時に、位相調整回路31Fは、第3通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をミスマッチングさせる。
位相調整回路33Fは、第3通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をマッチングさせる。同時に、位相調整回路33Fは、第1通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をミスマッチングさせる。
位相調整回路32Fは、第2通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をマッチングさせる。同時に、位相調整回路32Fは、第4通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をミスマッチングさせる。
位相調整回路34Fは、第4通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をマッチングさせる。同時に、位相調整回路34Fは、第2通信バンドの送信信号の周波数帯域に対して位相をミスマッチングさせる。
このように、本実施形態に係る分波回路10Fは、第6の実施形態に係る分波回路10Eと基本的な構成は同じであり、バンドスイッチ20Fの被選択端子に対する接続の組合せが異なる。
これらの実施形態において、第1通信バンドの送信信号の周波数帯域の中心周波数と第2通信バンドの送信信号の周波数帯域の中心周波数との差が第1通信バンドの送信信号の周波数帯域の中心周波数と第3通信バンドの送信信号の周波数帯域の中心周波数との差がよりも小さく、第4通信バンドの送信信号の周波数帯域の中心周波数と第3通信バンドの送信信号の周波数帯域の中心周波数との差が第4通信バンドの送信信号の周波数帯域の中心周波数と第2通信バンドの送信信号の周波数帯域の中心周波数との差がよりも小さい場合に、本実施形態に係る分波回路10Fを用いる方が好ましい。これにより、各通信バンド間でのアイソレーションをさらに高く確保することができる。
次に、本発明の第8の実施形態に係る分波回路を含む高周波フロントエンド回路について、図を参照して説明する。図8は、本発明の第8の実施形態に係る高周波フロントエンド回路を実現するモジュール部品の概略構成を示す断面図である。
本実施形態に係る高周波フロントエンド回路1の回路構成は、第1の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1と同じである。
高周波フロントエンド回路1は、積層体2とカバー部材3を備える。積層体2は、複数の誘電体層を積層してなる。積層体2の所定の層には、導体パターン(図8の積層体2内に図示されている横方向の太線を参照)が形成されている。異なる層の導体パターンは、導電性ビア(図8の積層体2内に図示されている縦方向の太線を参照)によって適宜接続されている。
積層体2の表面には、ランド導体が適宜形成されている。積層体2の表面には、バンドスイッチ20、デュプレクサ41,42、共通整合回路50を構成する受動素子、通信バンド別整合回路62を構成する受動素子、マルチバンド増幅器80、および、メインスイッチ90が、ランド導体を用いて実装されている。なお、デュプレクサ43,44、通信バンド別整合回路63,64を構成する受動素子も、積層体2の表面に実装されている。これらの回路素子は、積層体2に形成された導体パターンによって接続され、図1に示す回路が実現される。積層体2の表面には、これらの回路素子を保護する絶縁性のカバー部材3が形成されている。
位相調整回路30は、積層体2の内部に形成された導体パターンによって実現されている。より具体的には、位相調整回路30を構成するインダクタ、キャパシタ、およびこれらを所定の回路パターンにする接続導体は、積層体2の内部に形成された導体パターンによって実現されている。
このような構成とすることによって、全てを回路基板上に形成するよりも、小型化が可能である。これにより、伝送特性に優れる高周波フロントエンド回路1を小型に形成することができる。
次に、本発明の第9の実施形態に係る分波回路を含む高周波フロントエンド回路について、図を参照して説明する。図9は、本発明の第9の実施形態に係る高周波フロントエンド回路を実現するモジュール部品の概略構成を示す断面図である。
本実施形態に係る高周波フロントエンド回路1Fは、第8の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1に対して、さらに内層グランド導体4、グランド用ビア導体5を追加したものである。他の構成は、第8の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1と同じである。
内層グランド導体4は、積層体2Fの積層方向における位相調整回路30の形成位置と表面との間、および、位相調整回路30の形成位置と表面との間に配置されている。グランド用ビア導体5は、積層体2Fにおける異なる層の内層グランド導体4を互いに接続している。
このような構成とすることによって、位相調整回路30と他の回路素子および回路を構成する導体パターンとの間のアイソレーションを確保することができる。これにより、位相調整回路30のインピーダンスを、より正確に所望値に設定することができる。したがって、所望とする特性を有する高周波フロントエンド回路1Fをより確実且つ正確に実現することができる。
なお、第8、第9の実施形態に係る構成は、第1の実施形態に係る高周波フロントエンド回路1のみでなく、他の実施形態に係る高周波フロントエンド回路にも適用することができる。
1,1A,1B,1C,1D,1E,1F:高周波フロントエンド回路
2,2F:積層体
3:カバー部材
4:内層グランド導体
5:グランド用ビア導体
10,10A,10B,10C,10D,10E,10F:分波回路
20,20B,20C,20D,20E,20F:バンドスイッチ
30,30A,31,31D,31E,31F,32,32D,32E,32F,33E,33F,34E,34F:位相調整回路
41,42,43,44:デュプレクサ
50,50A,50D,50E,50F,60C,60D…共通整合回路
62,63,64:通信バンド別整合回路
80:マルチバンド増幅器
90:メインスイッチ
110:共通接続端
121,122,123,124,131,132,133,134:信号端
P20:共通端子
P21,P22,P23:被選択端子
P90:共通端子
P91,P92,P93,P94:被選択端子
Pan:アンテナ端子
Prx1,Prx2,Prx3,Prx4:受信信号出力端子
Ptx:送信信号入力端子

Claims (10)

  1. それぞれに周波数帯域が異なる第1通信バンドの高周波信号、第2通信バンドの高周波信号、および、第3通信バンドの高周波信号を分波する分波回路であって、
    全ての通信バンドの高周波信号が入力される共通接続端と、
    前記第1通信バンドの高周波信号が伝送される第1信号端と、
    前記第2通信バンドの高周波信号が伝送される第2信号端と、
    前記第3通信バンドの高周波信号が伝送される第3信号端と、
    前記共通接続端に接続する共通端子、前記第2信号端に接続する第1被選択端子、および、前記第3信号端に接続する第2被選択端子を備え、伝送する通信バンドに応じて前記第1被選択端子と前記第2被選択端子が前記共通端子に対して選択的に接続されるバンドスイッチと、
    前記共通接続端と前記共通端子とが接続される伝送経路の所定位置と前記第1信号端との間に接続された第1通信バンド用位相調整回路と、
    を備える、分波回路。
  2. 前記共通端子と前記共通接続端との間に接続された共通整合回路を備え、
    前記第1通信バンド用位相調整回路は、前記共通整合回路の前記共通接続端側に接続されている、
    請求項1に記載の分波回路。
  3. 前記第1通信バンド、前記第2通信バンド、および前記第3通信バンドと異なる第4通信バンドの高周波信号が伝送される第4信号端と、
    前記共通接続端と前記共通端子とが接続される伝送経路の所定位置と前記第4信号端との間に接続された第4通信バンド用位相調整回路と、
    を備える、請求項1に記載の分波回路。
  4. 前記共通端子と前記共通接続端との間に接続された共通整合回路を備え、
    前記第1通信バンド用位相調整回路は、前記共通整合回路の前記共通接続端側に接続されており、
    前記第4通信バンド用位相調整回路は、前記共通整合回路の前記共通端子側に接続されている、
    請求項3に記載の分波回路。
  5. 前記第1被選択端子と前記第2信号端との間に接続された第2通信バンド別整合回路と、
    前記第2被選択端子と前記第3信号端との間に接続された第3通信バンド別整合回路と、
    の少なくとも一方を備える、
    請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の分波回路。
  6. 前記第1通信バンド、前記第2通信バンド、および前記第3通信バンドと異なる第5通信バンドの高周波信号が伝送され、前記第1被選択端子に接続する第5信号端と、
    前記第2信号端と前記第1被選択端子との間に接続された第2通信バンド用位相調整回路と、
    前記第5信号端と前記第1被選択端子との間に接続された第5通信バンド用位相調整回路と、
    を備える、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の分波回路。
  7. それぞれに周波数帯域が異なる第1通信バンドの高周波信号、第2通信バンドの高周波信号、および、第3通信バンドの高周波信号を分波する分波回路であって、
    全ての通信バンドの高周波信号が入力される共通接続端と、
    前記第1通信バンドの高周波信号が伝送される第1信号端と、
    前記第2通信バンドの高周波信号が伝送される第2信号端と、
    前記第3通信バンドの高周波信号が伝送される第3信号端と、
    前記共通接続端に接続する共通端子、前記第1信号端および前記第2信号端に接続する第1被選択端子、および、前記第3信号端に接続する第2被選択端子を備え、伝送する通信バンドに応じて前記第1被選択端子と前記第2被選択端子が前記共通端子に対して選択的に接続されるバンドスイッチと、
    前記第1信号端と前記第1被選択端子との間に接続された第1通信バンド用位相調整回路と、
    前記第1信号端と前記第2被選択端子との間に接続された第2通信バンド用位相調整回路と、
    を備える、分波回路。
  8. 前記第1通信バンドの周波数帯域と前記第2通信バンドの周波数帯域または前記第3通信バンドの周波数帯域との差は、前記第2通信バンドの周波数帯域と前記第3通信バンドの周波数帯域との差よりも大きい、
    請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の分波回路。
  9. 前記第1通信バンドの周波数帯域は、周波数軸上において、前記第2通信バンドの周波数帯域と前記第3通信バンドの周波数帯域との間には存在しない、
    請求項8に記載の分波回路。
  10. 前記第1通信バンドの周波数帯域は、周波数軸上において、前記第2通信バンドの周波数帯域と前記第3通信バンドの周波数帯域との間に存在する、
    請求項8に記載の分波回路。
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