JP6687161B2 - スイッチモジュール - Google Patents
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Description
[1. 実施例1に係るスイッチモジュール1Aの回路構成]
図1Aは、実施例1に係るスイッチモジュールの接続状態1における回路構成図である。また、図1Bは、実施例1に係るスイッチモジュールの接続状態2における回路構成図である。図1Aおよび図1Bには、実施例1に係るスイッチモジュール1Aと、アンテナ素子2と、受信信号増幅回路4A、4Bおよび4Xと、RF信号処理回路(RFIC:Radio Frequency Integrated Circuit)3とが示されている。スイッチモジュール1A、アンテナ素子2、受信信号増幅回路4A、4Bおよび4Xは、例えば、マルチモード/マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンド部に配置される。
(1)第1周波数帯域の高周波信号と第2周波数帯域の高周波信号とを同時に伝搬させる第1状態(CAモード)、
(2)第1周波数帯域の高周波信号および第2周波数帯域の高周波信号のうち第1周波数帯域の高周波信号のみを伝搬させる第2状態(非CAモード)、
(3)第1周波数帯域の高周波信号および第2周波数帯域の高周波信号を伝搬させずに第3周波数帯域の高周波信号を伝搬させる第3状態、
を切り替えることが可能である。
図2Aは、比較例に係るスイッチモジュール50の接続状態1(非CAモード)における回路構成図である。また、図2Bは、比較例に係るスイッチモジュール50の接続状態2(CAモード)における回路構成図である。図2Aおよび図2Bには、比較例に係るスイッチモジュール50と、アンテナ素子2と、受信信号増幅回路4Aおよび4Bと、RF信号処理回路(RFIC)3とが示されている。
図3は、実施例1および比較例に係るスイッチモジュールの通過特性および反射特性を比較したグラフである。図3の(a)には、接続状態1(非CAモード)でのフィルタ13Aの通過特性、および、接続状態2(CAモード)でのフィルタ13Aの通過特性が示されている。なお、接続状態2(CAモード)では、実施例1および比較例における回路構成は同じとなるため、フィルタ13Aの通過特性は同じ(図3の破線)となる。また、図3の(b)には、接続状態1(非CAモード)でのフィルタ13Aの反射特性、および、接続状態2(CAモード)でのフィルタ13Aの反射特性が示されている。なお、接続状態2(CAモード)では、実施例1および比較例における回路構成は同じとなるため、フィルタ13Aの反射特性は同じ(図3の破線)となる。
図4Aは、実施例2に係るスイッチモジュール1Bの接続状態1における回路構成図である。また、図4Bは、実施例2に係るスイッチモジュール1Bの接続状態2における回路構成図である。図4Aおよび図4Bには、実施例2に係るスイッチモジュール1Bと、アンテナ素子2と、受信信号増幅回路4A、4Bおよび4Yと、RF信号処理回路3とが示されている。スイッチモジュール1B、アンテナ素子2、受信信号増幅回路4A、4Bおよび4Yは、例えば、マルチモード/マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンド部に配置される。本実施例に係るスイッチモジュール1Bは、実施例1に係るスイッチモジュール1Aと比較して、選択端子12s3に接続されるフィルタ14Yの構成のみが異なる。以下、本実施例に係るスイッチモジュール1Bについて、実施例1に係るスイッチモジュール1Aと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
(1)第1周波数帯域の高周波信号と第2周波数帯域の高周波信号とを同時に伝搬させる第1状態(CAモード)、
(2)第1周波数帯域の高周波信号および第2周波数帯域の高周波信号のうち第1周波数帯域の高周波信号のみを伝搬させる第2状態(非CAモード)、
(3)第1周波数帯域の高周波信号および第2周波数帯域の高周波信号を伝搬させずに第3周波数帯域の高周波信号を伝搬させる第3状態、
を切り替えることが可能である。
図5は、実施例2および比較例に係るスイッチモジュールの通過特性および反射特性を比較したグラフである。図5の(a)には、接続状態1(非CAモード)でのフィルタ13Aの通過特性、および、接続状態2(CAモード)でのフィルタ13Aの通過特性が示されている。なお、接続状態2(CAモード)では、実施例2および比較例における回路構成は同じとなるため、フィルタ13Aの通過特性は同じ(図5の破線)となる。また、図5の(b)には、接続状態1(非CAモード)でのフィルタ13Aの反射特性、および、接続状態2(CAモード)でのフィルタ13Aの反射特性が示されている。なお、接続状態2(CAモード)では、実施例2および比較例における回路構成は同じとなるため、フィルタ13Aの反射特性は同じ(図5の破線)となる。
図6Aは、実施例3に係るスイッチモジュール1Cの接続状態1における回路構成図である。また、図6Bは、実施例3に係るスイッチモジュール1Cの接続状態2における回路構成図である。また、図6Cは、実施例3に係るスイッチモジュール1Cの接続状態3における回路構成図である。また、図6Dは、実施例3に係るスイッチモジュール1Cの接続状態4における回路構成図である。図6A〜図6Dには、実施例3に係るスイッチモジュール1Cと、アンテナ素子2と、受信信号増幅回路4A、4B、4C、4Xおよび4Yと、RF信号処理回路3とが示されている。スイッチモジュール1C、アンテナ素子2、受信信号増幅回路4A、4B、4C、4Xおよび4Yは、例えば、マルチモード/マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンド部に配置される。本実施例に係るスイッチモジュール1Cは、実施例1に係るスイッチモジュール1Aと比較して、同時使用する周波数帯域(バンド)が最大3つとなっていることに伴い、アンテナスイッチ22の選択端子数が増加している点が異なる。以下、本実施例に係るスイッチモジュール1Cについて、実施例1に係るスイッチモジュール1Aと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
(1)第1周波数帯域の高周波信号と第2周波数帯域の高周波信号と第3周波数帯域の高周波信号とを同時に伝搬させる第1状態(3CAモード)、
(2)第1周波数帯域の高周波信号、第2周波数帯域の高周波信号、および第3周波数帯域の高周波信号のうち、第2周波数帯域および第3周波数帯域の高周波信号のみを同時に伝搬させる第2状態(2CAモード1)、
(3)第1周波数帯域の高周波信号、第2周波数帯域の高周波信号、および第3周波数帯域の高周波信号のうち、第1周波数帯域および第3周波数帯域の高周波信号のみを同時に伝搬させる第3状態(2CAモード2)、
(4)第1周波数帯域の高周波信号、第2周波数帯域の高周波信号、および第3周波数帯域の高周波信号のうち、第3周波数帯域の高周波信号のみを伝搬させる第4状態(非CAモード)、
(5)第1周波数帯域の高周波信号、第2周波数帯域の高周波信号、および第3周波数帯域の高周波信号を伝搬させずに、第4周波数帯域の高周波信号を伝搬させる第5状態、
(6)第1周波数帯域の高周波信号、第2周波数帯域の高周波信号、および第3周波数帯域の高周波信号を伝搬させずに、第5周波数帯域の高周波信号を伝搬させる第6状態、
を切り替えることが可能である。
図7Aは、実施例4に係るスイッチモジュール1Dの接続状態1における回路構成図である。また、図7Bは、実施例4に係るスイッチモジュール1Dの接続状態2における回路構成図である。図7Aおよび図7Bには、実施例4に係るスイッチモジュール1Dと、アンテナ素子2と、送信信号増幅回路4At、4Btおよび4Ztと、受信信号増幅回路4Ar、4Brおよび4Zrと、RF信号処理回路3とが示されている。スイッチモジュール1D、アンテナ素子2、送信信号増幅回路4At、4Btおよび4Zt、受信信号増幅回路4Ar、4Brおよび4Zrは、例えば、マルチモード/マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンド部に配置される。本実施例に係るスイッチモジュール1Dは、実施例1に係るスイッチモジュール1Aと比較して、各フィルタがデュプレクサに置き換わっている点のみが異なる。以下、本実施例に係るスイッチモジュール1Dについて、実施例1に係るスイッチモジュール1Aと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
(1)第1周波数帯域の高周波送受信信号と第2周波数帯域の高周波送受信信号とを同時に伝搬させる第1状態(CAモード)、
(2)第1周波数帯域の高周波送受信信号および第2周波数帯域の高周波送受信信号のうち第1周波数帯域の高周波送受信信号のみを伝搬させる第2状態(非CAモード)、
(3)第1周波数帯域の高周波送受信信号および第2周波数帯域の高周波送受信信号を伝搬させずに第3周波数帯域の高周波送受信信号を伝搬させる第3状態、
を切り替えることが可能である。
図8Aは、実施例5に係るスイッチモジュール1Eの接続状態1における回路構成図である。また、図8Bは、実施例5に係るスイッチモジュール1Eの接続状態2における回路構成図である。図8Aおよび図8Bには、実施例5に係るスイッチモジュール1Eと、アンテナ素子2と、送信信号増幅回路4At、4Btおよび4Ytと、受信信号増幅回路4Ar、4Brおよび4Yrと、RF信号処理回路3とが示されている。スイッチモジュール1E、アンテナ素子2、送信信号増幅回路4At、4Btおよび4Yt、受信信号増幅回路4Ar、4Brおよび4Yrは、例えば、マルチモード/マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンド部に配置される。本実施例に係るスイッチモジュール1Eは、実施例4に係るスイッチモジュール1Dと比較して、選択端子12s3に接続されるデュプレクサ24Yの構成のみが異なる。以下、本実施例に係るスイッチモジュール1Eについて、実施例4に係るスイッチモジュール1Dと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
(1)第1周波数帯域の高周波送受信信号と第2周波数帯域の高周波送受信信号とを同時に伝搬させる第1状態(CAモード)、
(2)第1周波数帯域の高周波送受信信号および第2周波数帯域の高周波送受信信号のうち第1周波数帯域の高周波送受信信号のみを伝搬させる第2状態(非CAモード)、
(3)第1周波数帯域の高周波送受信信号および第2周波数帯域の高周波送受信信号を伝搬させずに第3周波数帯域の高周波送受信信号を伝搬させる第3状態、
を切り替えることが可能である。
図9Aは、実施例6に係るスイッチモジュール1Fの接続状態1における回路構成図である。また、図9Bは、実施例6に係るスイッチモジュール1Fの接続状態2における回路構成図である。図9Aおよび図9Bには、実施例6に係るスイッチモジュール1Fと、アンテナ素子2と、受信信号増幅回路4A、4Bおよび4Yと、RF信号処理回路3とが示されている。スイッチモジュール1F、アンテナ素子2、受信信号増幅回路4A、4Bおよび4Yは、例えば、マルチモード/マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンド部に配置される。
以上、本発明の実施の形態に係るスイッチモジュールについて、実施例を挙げて説明したが、本発明のスイッチモジュールは、上記実施例に限定されるものではない。上記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、本開示のスイッチモジュールを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
2 アンテナ素子
3 RF信号処理回路
4A、4Ar、4B、4Br、4C、4X、4Y、4Yr、4Zr 受信信号増幅回路
4At、4Bt、4Yt、4Zt 送信信号増幅回路
11、51 アンテナ整合回路
12、22、52 アンテナスイッチ
12c、22c、52c 共通端子
12s1、12s2、12s3、22s1、22s2、22s3、22s4、22s5、52s1、52s2 選択端子
13A、13B、13C、14X、14Y フィルタ
23A、23B、24Y、24Z デュプレクサ
23Ar、23Br、24Yr、24Zr 受信フィルタ
23At、23Bt、24Yt、24Yr 送信フィルタ
Claims (11)
- (1)第1周波数帯域の高周波信号と、当該第1周波数帯域と周波数帯域が異なる第2周波数帯域の高周波信号とを同時に伝搬させる第1状態、(2)前記第1周波数帯域の高周波信号および前記第2周波数帯域の高周波信号のうち前記第1周波数帯域の高周波信号のみを伝搬させる第2状態、ならびに、(3)前記第1周波数帯域の高周波信号および前記第2周波数帯域の高周波信号を伝搬させずに前記第1周波数帯域および前記第2周波数帯域と周波数帯域が異なる第3周波数帯域の高周波信号を伝搬させる第3状態、を切り替えることが可能なスイッチモジュールであって、
前記第1周波数帯域の高周波信号を選択的に通過させる第1フィルタ回路と、
前記第2周波数帯域の高周波信号を選択的に通過させる第2フィルタ回路と、
前記第3周波数帯域の高周波信号を選択的に通過させる第3フィルタ回路と、
共通端子、前記第1フィルタ回路の一端と接続された第1選択端子、前記第2フィルタ回路の一端と接続された第2選択端子、および前記第3フィルタ回路の一端と接続された第3選択端子を有し、前記第1選択端子、前記第2選択端子および前記第3選択端子の少なくとも1つと前記共通端子との接続を切り替えるスイッチ回路と、を備え、
前記第3フィルタ回路の前記一端から前記第3フィルタ回路単体を見た場合の前記第1周波数帯域におけるインピーダンスは、前記第2フィルタ回路の前記一端から前記第2フィルタ回路単体を見た場合の前記第1周波数帯域におけるインピーダンスと略等しく、
前記第1状態では、前記共通端子と前記第1選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第2選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第3選択端子とが接続されず、
前記第2状態では、前記共通端子と前記第1選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第2選択端子とが接続されず、かつ、前記共通端子と前記第3選択端子とが接続される、
スイッチモジュール。 - (1)第1周波数帯域の高周波信号と、当該第1周波数帯域と周波数帯域が異なる第2周波数帯域の高周波信号とを同時に伝搬させる第1状態、(2)前記第1周波数帯域の高周波信号および前記第2周波数帯域の高周波信号のうち前記第1周波数帯域の高周波信号のみを伝搬させる第2状態、ならびに、(3)前記第1周波数帯域の高周波信号および前記第2周波数帯域の高周波信号を伝搬させずに前記第1周波数帯域および前記第2周波数帯域と周波数帯域が異なる第3周波数帯域の高周波信号を伝搬させる第3状態、を切り替えることが可能なスイッチモジュールであって、
前記第1周波数帯域の高周波信号を選択的に通過させる第1フィルタ回路と、
前記第2周波数帯域の高周波信号を選択的に通過させる第2フィルタ回路と、
前記第3周波数帯域の高周波信号を選択的に通過させる第3フィルタ回路と、
共通端子、前記第1フィルタ回路の一端と接続された第1選択端子、前記第2フィルタ回路の一端と接続された第2選択端子、および前記第3フィルタ回路の一端と接続された第3選択端子を有し、前記第1選択端子、前記第2選択端子および前記第3選択端子の少なくとも1つと前記共通端子との接続を切り替えるスイッチ回路と、
前記第3フィルタ回路と前記第3選択端子とを結ぶ信号経路に接続されたインピーダンス整合回路と、を備え、
前記インピーダンス整合回路は、前記第3選択端子から前記第3フィルタ回路単体を見た場合の前記第1周波数帯域におけるインピーダンスを、前記第2フィルタ回路の前記一端から前記第2フィルタ回路単体を見た場合の前記第1周波数帯域におけるインピーダンスに整合させ、
前記第1状態では、前記共通端子と前記第1選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第2選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第3選択端子とが接続されず、
前記第2状態では、前記共通端子と前記第1選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第2選択端子とが接続されず、かつ、前記共通端子と前記第3選択端子とが接続される、
スイッチモジュール。 - 前記インピーダンス整合回路は、
前記信号経路とグランドとの間に接続されたキャパシタを有する、
請求項2に記載のスイッチモジュール。 - 前記インピーダンス整合回路は、
前記第3フィルタ回路の前記一端と前記第3選択端子との間に接続されたインダクタを有する、
請求項2または3に記載のスイッチモジュール。 - 前記第3フィルタ回路は、LiTaO3からなる圧電体層を伝搬するリーキー波を利用する弾性表面波共振子で構成され、
前記第3周波数帯域は、前記第1周波数帯域よりも高周波数側に位置する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載のスイッチモジュール。 - 前記第3フィルタ回路は、LiNbO3からなる圧電体層を伝搬するレイリー波を利用する弾性表面波共振子、または、バルク波を利用する弾性波共振子(Bulk Acoustic Wave Resonator)で構成されている、
請求項1〜4のいずれか1項に記載のスイッチモジュール。 - 前記第3フィルタ回路の前記一端から前記第3フィルタ回路単体を見た場合の前記第1周波数帯域におけるキャパシタンスは、前記第2フィルタ回路の前記一端から前記第2フィルタ回路単体を見た場合の前記第1周波数帯域におけるキャパシタンスと略等しい、
請求項5または6に記載のスイッチモジュール。 - 無線通信用として使用される周波数帯域の選択情報を受け、前記スイッチ回路に前記選択情報に基づいた制御信号を出力するスイッチ制御部をさらに備え、
前記スイッチ制御部は、前記スイッチ回路に前記制御信号を出力することにより、
前記第1状態では、前記共通端子と前記第1選択端子とを接続させ、かつ、前記共通端子と前記第2選択端子とを接続させ、かつ、前記共通端子と前記第3選択端子とを非接続とし、
前記第2状態では、前記共通端子と前記第1選択端子とを接続し、かつ、前記共通端子と前記第2選択端子とを非接続とし、かつ、前記共通端子と前記第3選択端子とを接続する、
請求項1〜7のいずれか1項に記載のスイッチモジュール。 - 前記第1状態は、キャリアアグリゲーション(CA)モードであり、
前記第2状態は、非キャリアアグリゲーション(非CA)モードである、
請求項1〜8のいずれか1項に記載のスイッチモジュール。 - 前記第1フィルタ回路は、前記第1周波数帯域の信号を送信する第1送信フィルタおよび前記第1周波数帯域の信号を受信する第1受信フィルタを備えた第1デュプレクサであり、
前記第2フィルタ回路は、前記第2周波数帯域の信号を送信する第2送信フィルタおよび前記第2周波数帯域の信号を受信する第2受信フィルタを備えた第2デュプレクサであり、
前記第3フィルタ回路は、前記第3周波数帯域の信号を送信する第3送信フィルタおよび前記第3周波数帯域の信号を受信する第3受信フィルタを備えた第3デュプレクサである、
請求項1〜9のいずれか1項に記載のスイッチモジュール。 - (1)第1周波数帯域の高周波信号、当該第1周波数帯域と周波数帯域が異なる第2周波数帯域の高周波信号、および、前記第1周波数帯域および前記第2周波数帯域と周波数帯域が異なる第3周波数帯域の高周波信号とを同時に伝搬させる第1状態、(2)前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域、および前記第3周波数帯域のうち、前記第2周波数帯域および前記第3周波数帯域の高周波信号のみを同時に伝搬させる第2状態、(3)前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域、および前記第3周波数帯域のうち、前記第1周波数帯域および前記第3周波数帯域の高周波信号のみを同時に伝搬させる第3状態、(4)前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域、および前記第3周波数帯域のうち、前記第3周波数帯域の高周波信号のみを伝搬させる第4状態、(5)前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域、および前記第3周波数帯域の高周波信号を伝搬させずに、前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域、および前記第3周波数帯域と周波数帯域が異なる第4周波数帯域の高周波信号を伝搬させる第5状態、ならびに(6)前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域、および前記第3周波数帯域の高周波信号を伝搬させずに、前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域、前記第3周波数帯域、および前記第4周波数帯域と周波数帯域が異なる第5周波数帯域の高周波信号を伝搬させる第6状態を切り替えることが可能なスイッチモジュールであって、
前記第1周波数帯域の高周波信号を選択的に通過させる第1フィルタ回路と、
前記第2周波数帯域の高周波信号を選択的に通過させる第2フィルタ回路と、
前記第3周波数帯域の高周波信号を選択的に通過させる第3フィルタ回路と、
前記第4周波数帯域の高周波信号を選択的に通過させる第4フィルタ回路と、
前記第5周波数帯域の高周波信号を選択的に通過させる第5フィルタ回路と、
共通端子、前記第1フィルタ回路の一端と接続された第1選択端子、前記第2フィルタ回路の一端と接続された第2選択端子、前記第3フィルタ回路の一端と接続された第3選択端子、前記第4フィルタ回路の一端と接続された第4選択端子、および前記第5フィルタ回路の一端と接続された第5選択端子を有し、前記第1選択端子、前記第2選択端子、前記第3選択端子、前記第4選択端子、および前記第5選択端子の少なくとも1つと前記共通端子との接続を切り替えるスイッチ回路と、を備え、
前記第4フィルタ回路の前記一端から前記第4フィルタ回路単体を見た場合の前記第2周波数帯域におけるインピーダンスは、前記第1フィルタ回路の前記一端から前記第1フィルタ回路単体を見た場合の前記第2周波数帯域におけるインピーダンスと略等しく、
前記第4フィルタ回路の前記一端から前記第4フィルタ回路単体を見た場合の前記第3周波数帯域におけるインピーダンスは、前記第1フィルタ回路の前記一端から前記第1フィルタ回路単体を見た場合の前記第3周波数帯域におけるインピーダンスと略等しく、
前記第5フィルタ回路の前記一端から前記第5フィルタ回路単体を見た場合の前記第1周波数帯域におけるインピーダンスは、前記第2フィルタ回路の前記一端から前記第2フィルタ回路単体を見た場合の前記第1周波数帯域におけるインピーダンスと略等しく、
前記第5フィルタ回路の前記一端から前記第5フィルタ回路単体を見た場合の前記第3周波数帯域におけるインピーダンスは、前記第2フィルタ回路の前記一端から前記第2フィルタ回路単体を見た場合の前記第3周波数帯域におけるインピーダンスと略等しく、
前記第4フィルタ回路および前記第5フィルタ回路の前記一端から前記第4フィルタ回路および前記第5フィルタ回路の並列回路を見た場合の前記第3周波数帯域におけるインピーダンスは、前記第1フィルタ回路および前記第2フィルタ回路の前記一端から前記第1フィルタ回路および前記第2フィルタ回路の並列回路を見た場合の前記第3周波数帯域におけるインピーダンスと略等しく、
前記第1状態では、前記共通端子と前記第1選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第2選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第3選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第4選択端子とが接続されず、かつ、前記共通端子と前記第5選択端子とが接続されず、
前記第2状態では、前記共通端子と前記第1選択端子とが接続されず、前記共通端子と前記第2選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第3選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第4選択端子とが接続され、前記共通端子と前記第5選択端子とが接続されず、
前記第3状態では、前記共通端子と前記第1選択端子とが接続され、前記共通端子と前記第2選択端子とが接続されず、かつ、前記共通端子と前記第3選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第4選択端子とが接続されず、前記共通端子と前記第5選択端子とが接続され、
前記第4状態では、前記共通端子と前記第1選択端子とが接続されず、前記共通端子と前記第2選択端子とが接続されず、かつ、前記共通端子と前記第3選択端子とが接続され、かつ、前記共通端子と前記第4選択端子とが接続され、前記共通端子と前記第5選択端子とが接続される、
スイッチモジュール。
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