KR102021252B1 - 스위치 모듈 - Google Patents

Abstract

스위치 모듈(1)은 제1 주파수 대역의 신호를 통과시키는 필터(13A)와, 제2 주파수 대역의 신호를 통과시키는 필터(13B)와, 임피던스 부하 회로(14)와, 안테나 소자(2)에 접속된 공통 단자(12c), 필터(13A)와 접속된 제1 선택 단자(12s1), 필터(13B)와 접속된 제2 선택 단자(12s2), 및 임피던스 부하 회로(14)와 접속된 제3 선택 단자(12s3)를 갖는 안테나 스위치(12)를 구비하고, 안테나 스위치(12)는 제1 및 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽의 주파수 대역만이 선택된 경우, 공통 단자(12c)와 제1 선택 단자(12s1) 및 제2 선택 단자(12s2) 중 한쪽만을 접속하고 또한 공통 단자(12c)와 제3 선택 단자(12s3)를 접속한다.

Description

스위치 모듈

본 발명은 무선 통신에 사용되는 스위치 모듈에 관한 것이다.

근년의 휴대 전화에는, 하나의 단말기에서 복수의 주파수 대역 및 무선 방식에 대응할 것이 요구된다(멀티 밴드화 및 멀티 모드화). 멀티 밴드화 및 멀티 모드화에 대응하는 프론트엔드 회로에 있어서, 동일한 안테나로 서로 다른 주파수 대역의 복수의 송신 신호 또는 복수의 수신 신호를 하나의 통신 신호로서 동시에 사용하는, 소위 캐리어 애그리게이션(CA) 방식이 적용되는 경우에도, 복수의 송수신 신호를 품질 열화시키지 않고 고속 처리할 것이 요구되고 있다.

특허문헌 1에는, CA 방식에 의해 무선 신호를 송수신하는 경우에도, 최적의 안테나 특성을 얻는 것이 가능한 안테나 제어 장치가 개시되어 있다.

도 10a는, 특허문헌 1에 기재된 RF부(300)의 내부 구성의 일부를 도시하는 블록도이다. 또한, 도 10b는, 안테나부(370)의 내부 구성의 일부를 도시하는 블록도이다.

도 10b에 도시하는 바와 같이, 안테나에 안테나부(370)가 접속되고, 도 10a에 도시된 RF부(300)가 RF 신호 및 외부 설정 신호 ATSS의 단자를 통하여 안테나부(370)에 접속된다. RF부(300)는 다이플렉서(301)와, 안테나 스위치(302-1 및 302-2)와, 듀플렉서(303-1 내지 303-4)와, 파워 증폭기(304-1 내지 304-4)와, 무선 주파수 집적 회로(305)를 구비한다. 무선 주파수 집적 회로(305)는 LTE 밴드1(B1), LTE 밴드2(B2), LTE 밴드5(B5) 및 LTE 밴드(17)(B17)의 복수의 밴드(주파수 대역)에 대응하고 있다. RF부(300)의 상기 구성에 있어서, CA 모드의 밴드 조합으로서, (1) B1과 B5의 조합, (2) B1과 B17의 조합, (3) B2와 B5의 조합, 및 (4) B2와 B17의 조합을 들 수 있다.

또한, 도 10a에 도시하는 바와 같이, 안테나부(370)는 안테나 튜너(370-1 및 370-2)를 구비한다. 안테나 튜너(370-1 및 370-2)는, 외부 설정 신호 ATSS에 따라, 용량 소자의 조합을 스위치에 의해 전환함으로써, 복수의 용량 소자의 합성 용량을 변경함으로써 안테나 특성을 최적화한다.

일본 특허 공개 제2014-187647호 공보

그러나, 특허문헌 1에 개시된 안테나 제어 장치에서는, 안테나부(370)의 안테나 튜너(370-1 및 370-2)와, RF부(300)의 안테나 스위치(302-1 및 302-2) 사이에는, RF 신호를 전반시키는 전송 선로가 배치되어 있고, 당해 전송 선로가 갖는 기생 인덕턴스가 존재한다. 이 때문에, 다이플렉서(301)로부터 안테나 스위치 및 듀플렉서측을 본 경우의 복소 임피던스와 안테나측을 본 경우의 복소 임피던스의 정합을 취하는 경우, 안테나 튜너(370-2)의 병렬 용량 성분뿐만 아니라 상기 전송 선로의 기생 인덕턴스가 정합 성분으로서 부가된다. 이에 의해, CA 모드 및 비CA 모드에서, 안테나 스위치(302-1 및 302-2)에 의해 선택된 LTE 밴드의 조합 변화에 대응하여, 안테나 튜너(370-2)를 사용하여 고정밀도로 임피던스 정합을 취하는 것은 곤란하다. 또한, 상기 기생 인덕턴스의 보상을 하기 위하여 안테나 튜너(370-1)를 직렬 부가한 경우에는, 안테나 튜너(370-1)의 추가에 의한 전송 선로 상의 기생 저항에 의해 전반 손실이 증대한다는 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 서로 다른 주파수 대역의 복수의 수신 신호 또는 복수의 송신 신호를 동시에 사용하는 상태, 및 당해 복수의 수신 신호 또는 당해 복수의 송신 신호의 일부의 신호를 사용하지 않는 상태를 선택 가능한 시스템에 있어서, 신호의 전반 손실을 저감할 수 있는 스위치 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 관한 스위치 모듈은, 무선 통신용의 제1 주파수 대역과, 당해 제1 주파수 대역과 주파수 대역이 상이한 무선 통신용의 제2 주파수 대역을 동시에 사용하는 상태가 선택 가능한 스위치 모듈이며, 상기 제1 주파수 대역의 신호를 선택적으로 통과시키는 제1 필터 회로와, 상기 제2 주파수 대역의 신호를 선택적으로 통과시키는 제2 필터 회로와, 임피던스 부하 회로와, 안테나 소자에 접속된 공통 단자, 상기 제1 필터 회로의 일단부와 접속된 제1 선택 단자, 상기 제2 필터 회로의 일단부와 접속된 제2 선택 단자, 및 상기 임피던스 부하 회로와 접속된 제3 선택 단자를 갖고, 상기 제1 선택 단자 및 상기 제2 선택 단자 중 적어도 1개와 상기 공통 단자의 접속을 전환하는 스위치 회로를 구비하고, 상기 스위치 회로는, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역의 양쪽이 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 제1 선택 단자 및 상기 제2 선택 단자를 접속하고, 또한, 상기 공통 단자와 상기 제3 선택 단자를 접속하지 않고, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 제1 선택 단자 및 상기 제2 선택 단자 중 한쪽만을 접속하고, 또한, 상기 공통 단자와 상기 제3 선택 단자를 접속한다.

이것에 의하면, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 모드에서 RF 신호를 전반시키는 경우, 선택된 상기 한쪽의 주파수 대역을 통과시키는 필터 회로와 임피던스 부하 회로가 공통 단자에 접속된다. 즉, 선택되지 않은 주파수 대역에 대응한 필터 회로 대신에 제3 선택 단자에 접속된 임피던스 부하 회로가 공통 단자에 접속된다. 이 때문에, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 상태에 있어서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 양쪽이 선택된 상태에 있어서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 서로 다른 주파수 대역의 복수의 수신 신호 또는 복수의 송신 신호를 동시에 사용하는 상태 및 당해 복수의 수신 신호 또는 당해 복수의 송신 신호의 일부의 신호를 사용하지 않는 상태를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 상태가 선택된 경우에도, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 무선 통신용으로서 사용되는 주파수 대역의 선택 정보를 받고, 상기 스위치 회로에 상기 선택 정보에 기초한 제어 신호를 출력하는 스위치 제어부를 더 구비하고, 상기 스위치 제어부는, 상기 스위치 회로에 상기 제어 신호를 출력함으로써, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역의 양쪽이 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 제1 선택 단자 및 상기 제2 선택 단자를 접속시키고, 또한, 상기 공통 단자와 상기 제3 선택 단자를 접속시키지 않고, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 제1 선택 단자 및 상기 제2 선택 단자 중 한쪽만을 접속시키고, 또한, 상기 공통 단자와 상기 제3 선택 단자를 접속시켜도 된다.

이에 의해, 스위치 모듈이 갖는 스위치 제어부가, 무선 통신용으로서 사용되는 주파수 대역의 선택 정보를 외부로부터 받음으로써, 스위치 회로의 전환을 행하므로, 스위치 모듈의 고기능화, 및 제어 신호의 전송 배선의 단축화에 수반하는 고속 스위칭이 가능하게 된다.

또한, 상기 임피던스 부하 회로는, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 경우에 형성되는, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로 중 어느 한쪽만이 상기 공통 단자와 접속되어서 구성된 제1 회로의 복소 임피던스가, 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역을 동시에 사용하는 경우에 형성되는, 상기 제1 필터 회로와 상기 제2 필터 회로가 상기 공통 단자로 묶여서 구성된 제2 회로의 복소 임피던스와 동등해지도록, 상기 제1 회로의 복소 임피던스를 보상하는 회로여도 된다.

이것에 의하면, 제3 선택 단자에 접속된 임피던스 부하 회로는, 상기 제1 회로의 복소 임피던스를 상기 제2 회로의 복소 임피던스와 동등해지도록 보상하는 회로이다. 따라서, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 모드에서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 양쪽이 선택된 모드에서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역의 양쪽이 선택된 경우, 캐리어 애그리게이션(CA) 모드에서 가동하고, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 경우, 비캐리어 애그리게이션(비CA) 모드에서 가동해도 된다.

이것에 의하면, 전송되는 신호의 전력이 비교적으로 큰 캐리어 애그리게이션의 가동에 있어서, CA 모드 및 비CA 모드 중 어느 모드가 선택된 경우에도, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 되어, 임피던스의 부정합에 의한 신호의 반사, 특히 송신 신호의 반사를 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 스위치 모듈은, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역을 포함하는 n(n은 2 이상의 자연수)개의 주파수 대역 각각의 신호를 선택적으로 통과시키는, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로를 포함하는 n개의 필터 회로 중, 적어도 2개의 필터 회로를 동시에 사용하는 것이 가능하고, 상기 n개의 필터 회로와, 상기 임피던스 부하 회로를 포함하는 m(m은 1 이상의 자연수)개의 임피던스 부하 회로를 구비하고, 상기 스위치 회로는, 1개의 상기 공통 단자와, 상기 n개의 주파수 대역에 대응하여 설치된 상기 n개의 필터 회로 각각에 접속된 n개의 선택 단자와, 상기 m개의 임피던스 부하 회로 각각에 접속된 m개의 선택 단자를 갖고, 상기 스위치 회로는, 상기 n개의 필터 회로가 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 n개의 필터 회로에 대응한 상기 n개의 선택 단자를 접속하고, 또한, 상기 공통 단자와 상기 m개의 임피던스 부하 회로에 대응한 상기 m개의 선택 단자를 접속하지 않고, (n-1)개 이하의 필터 회로가 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 (n-1)개 이하의 필터 회로에 대응한 (n-1)개 이하의 선택 단자를 접속하고, 또한, 상기 (n-1)개 이하의 필터 회로가 상기 공통 단자로 묶여서 구성된 제3 회로의 복소 임피던스가, 상기 n개의 필터 회로가 상기 공통 단자로 묶여서 구성된 제4 회로의 복소 임피던스와 동등해지도록, 상기 m개의 임피던스 부하 회로 중 적어도 1개와 선택 단자를 접속해도 된다.

이것에 의하면, n개의 주파수 대역 영역 중 (n-1)개 이하의 주파수 대역이 선택된 모드에서 RF 신호를 전반시키는 경우, 선택된 (n-1)개 이하의 주파수 대역을 통과시키는 (n-1)개 이하의 필터 회로와 m개의 임피던스 부하 회로 중 적어도 1개가 공통 단자로 묶인다. 즉, 선택되지 않은 주파수 대역에 대응한 필터 회로 대신에 상기 m개의 선택 단자에 접속된 m개의 임피던스 부하 회로 중 적어도 1개가 공통 단자에 접속된다. 이 때문에, (n-1)개 이하의 주파수 대역이 선택된 모드에서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, n개의 주파수 대역이 선택된 모드에서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 서로 다른 주파수 대역의 복수의 수신 신호 또는 복수의 송신 신호를 동시에 사용하는 상태 및 당해 복수의 수신 신호 또는 당해 복수의 송신 신호를 각각 일부를 사용하지 않는 상태를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 상태가 선택된 경우에도, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, n개의 주파수 대역 영역 중 선택된 주파수 대역의 조합에 의해, m개의 임피던스 부하 회로 중으로부터 접속하는 2 이상의 임피던스 부하 회로를 가변 선택하는 것이 가능하게 된다. 이 가변 선택에 의해, 임피던스 보상을 위한 합성 용량을 가변시키는 것이 가능하게 된다. 또한, m개의 임피던스 부하 회로를 m개의 선택 단자에 대응하여 배치함으로써, m개의 선택 단자 중 공통 단자와 접속되는 선택 단자를 복수 선택함으로써, m가지보다 많은 보상용 임피던스를 실현할 수 있다. 따라서, 임피던스 부하 회로의 배치수 및 배치 영역을 저감할 수 있으므로, 스위치 모듈의 면적 절약화가 가능하게 된다.

또한, 상기 임피던스 부하 회로는, 용량 소자를 포함하고 있어도 된다.

임피던스 부하 회로가 용량 소자로 구성되어 있는 경우, RF 신호의 통과 특성을 최적화하기 위해서는, 임피던스 정합에 기여하지 않는 인덕턴스 성분을 최대한 배제하는 것이 바람직하다. 이 관점에서, 본 구성에 의하면, 임피던스 부하 회로는, 스위치 회로의 선택 단자와 직접 접속되어 있으므로, 선택된 필터 회로와 임피던스 부하 회로 간의 배선을 짧게 할 수 있으므로, 불필요한 인덕턴스 성분이 부가되지 않는다. 따라서, 서로 다른 주파수 대역의 복수의 수신 신호 또는 복수의 송신 신호를 동시에 사용하는 상태 및 당해 복수의 수신 신호 또는 당해 복수의 송신 신호 각각의 일부의 신호를 사용하지 않는 상태를 선택 가능한 시스템에 있어서, 임피던스 부하 회로의 용량 소자에 의해, 안테나 소자와 필터 회로의 임피던스 정합을 고정밀도로 취하는 것이 가능하게 되어, 신호의 전반 손실을 효과적으로 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로의 통과 대역 외의 복소 임피던스는, 용량성이어도 된다.

이것에 의하면, 통과 대역 외에 있어서 용량성의 특성을 갖는 복소 임피던스가 되는 필터 회로가, 용량 소자를 포함하고 있는 임피던스 부하 회로로, 고정밀도로 보상하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로는, 탄성 표면파 필터, 또는, BAW(Bulk Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터여도 된다.

특히, 탄성 표면파(Surface Acoustic Wave, 이하 SAW라고 기재한다) 필터 또는 BAW(Bulk Acoustic Wave) 필터의 경우, 통과 특성의 급준성이 높고, 여진 주파수(통과 대역) 이외의 주파수 대역의 임피던스는 용량성이 된다. 따라서, 서로 다른 주파수 대역의 복수의 수신 신호 또는 복수의 송신 신호를 동시에 사용하는 상태 및 당해 복수의 수신 신호 또는 당해 복수의 송신 신호 각각의 일부의 신호를 사용하지 않는 상태를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 상태가 선택된 경우에도, 용량성의 복소 임피던스를, 용량 소자를 포함하고 있는 임피던스 부하 회로로, 고정밀도로 또한 용이하게 보상하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 용량 소자는, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로 중 적어도 한쪽과, 동일 칩에 형성되어 있어도 된다.

이에 의해, 임피던스 부하 회로의 용량 소자를, 임피던스를 보상하는 대상인 필터 회로를 구성하는 용량 성분과 동일한 프로세스로 제작할 수 있기 때문에, 임피던스 부하 회로 및 필터 회로의 용량 소자의 선 폭 및 막 두께 등의 변동 방향이 일치한다. 따라서, 임피던스 부하 회로를 고정밀도로 형성하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로는, 압전 기판과 당해 압전 기판 상에 형성된 빗형 전극을 포함한 탄성 표면파 필터이며, 상기 용량 소자는, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로 중 적어도 한쪽을 구성하는 상기 압전 기판 상에 형성된 빗형 전극을 포함하고 있고, 상기 압전 기판 상에 형성된, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로 중 적어도 한쪽을 구성하는 상기 빗형 전극의 배치 방향과, 상기 용량 소자를 구성하는 상기 빗형 전극의 배치 방향은 상이해도 된다.

이에 의해, 임피던스 부하 회로와 필터 회로가 동일 칩에 형성되므로, 스위치 모듈의 소형화가 가능하게 된다. 또한, 동일 칩 상에 형성된 SAW 필터의 빗형 전극의 배치 방향과 임피던스 부하 회로의 빗형 전극의 배치 방향을 상이하게 하고 있으므로, 빗형 전극에서의 불필요한 여진을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, SAW 필터 및 용량 소자의 신호가 간섭하여 전기 특성이 열화되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 상기 용량 소자는, 상기 스위치 회로를 포함하는 하나의 칩에 내장되어 있어도 된다.

이에 의해, 임피던스 부하 회로와 스위치 회로의 접속점인 선택 단자를 삭감할 수 있다. 즉, 스위치 회로가 갖는 외부 접속 단자를 삭감할 수 있다. 따라서, 스위치 모듈의 소형화가 가능하게 된다.

본 발명에 따른 스위치 모듈에 의하면, 서로 다른 주파수 대역의 복수의 수신 신호 또는 복수의 송신 신호를 동시에 사용하는 상태 및 당해 복수의 수신 신호 또는 당해 복수의 송신 신호 각각의 일부의 신호를 사용하지 않는 상태를 선택 가능한 시스템에 있어서, 신호의 전반 손실을 저감할 수 있다.

도 1a는, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈의 비CA 모드에서의 회로 구성도이다.
도 1b는, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈의 CA 모드에서의 회로 구성도이다.
도 2a는, 비교예에 관한 스위치 모듈의 비CA 모드에서의 회로 구성도이다.
도 2b는, 비교예에 관한 스위치 모듈의 CA 모드에서의 회로 구성도이다.
도 3은, 실시 형태 1 및 비교예에 관한 스위치 모듈의 CA 모드에서의 스미스 차트이다.
도 4a는, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈의 비CA 모드에서의 스미스 차트이다.
도 4b는, 비교예에 관한 스위치 모듈의 비CA 모드에서의 스미스 차트이다.
도 5는, 비CA 모드에서의 실시 형태 1 및 비교예에 관한 스위치 모듈의 임피던스 비교를 나타내는 스미스 차트이다.
도 6은, 실시 형태 1 및 비교예에 관한 스위치 모듈의 정재파비의 비교를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 실시 형태 1의 변형예에 관한 스위치 모듈의 구성도이다.
도 8a는, 실시 형태 2에 관한 스위치 모듈의 비CA 모드에서의 회로 구성도이다.
도 8b는, 실시 형태 2에 관한 스위치 모듈의 CA 모드에서의 회로 구성도이다.
도 9a는, 실시 형태 3에 관한 스위치 모듈의 접속 상태 1에 있어서의 회로 구성도이다.
도 9b는, 실시 형태 3에 관한 스위치 모듈의 접속 상태 2에 있어서의 회로 구성도이다.
도 9c는, 실시 형태 3에 관한 스위치 모듈의 접속 상태 3에 있어서의 회로 구성도이다.
도 9d는, 실시 형태 3에 관한 스위치 모듈의 접속 상태 4에 있어서의 회로 구성도이다.
도 10a는, 특허문헌 1에 기재된 RF부의 내부 구성의 일부를 도시하는 블록도이다.
도 10b는, 특허문헌 1에 기재된 안테나부의 내부 구성의 일부를 도시하는 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 실시 형태 및 그 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시 형태는, 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시 형태에서 나타나는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지가 아니다. 이하의 실시 형태에 있어서의 구성 요소 중, 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는, 임의의 구성 요소로서 설명된다. 또한, 도면에 도시되는 구성 요소의 크기 또는 크기의 비는, 반드시 엄밀한 것은 아니다.

(실시 형태 1)

[1.1 스위치 모듈의 회로 구성]

도 1a는, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)의 비CA 모드에서의 회로 구성도이다. 또한, 도 1b는, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)의 CA 모드에서의 회로 구성도이다. 도 1a 및 도 1b에는, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)과, 안테나 소자(2)와, 수신 신호 증폭 회로(4A 및 4B)와, RF 신호 처리 회로(RFIC: Radio Frequency Integrated Circuit)(3)가 도시되어 있다. 스위치 모듈(1), 안테나 소자(2), 수신 신호 증폭 회로(4A 및 4B)는, 예를 들어, 멀티 모드/멀티 밴드 대응의 휴대 전화의 프론트엔드부에 배치된다.

스위치 모듈(1)은 멀티 밴드 및 멀티 모드 대응의 무선 통신 시스템에 있어서, 안테나 소자(2)와 수신 신호 증폭 회로(4A 및 4B) 사이에 배치되어 있다. 스위치 모듈(1)은 복수의 주파수 대역 중에서 선택된 1 이상의 주파수 대역의 수신 신호를 전반하는 신호 경로와 안테나 소자(2)의 접속을 전환하는 고주파 스위치 모듈이다. 스위치 모듈(1)에는, 멀티 모드/멀티 밴드에 대응하기 위해, 복수의 주파수 대역을 반송파로서 무선 신호를 수신하기 위한 신호 경로가 복수 설치되어 있다. 또한, 스위치 모듈(1)은 캐리어 애그리게이션(CA: Carrier Aggregation) 방식 및 비CA 방식에 의해 무선 신호를 수신하는 경우에, 고주파 수신 신호의 최적의 통과 특성을 얻기 위한 신호 경로를 전환하는 회로이다.

스위치 모듈(1)은 안테나 정합 회로(11)와, 안테나 스위치(12)와, 필터(13A 및 13B)와, 임피던스 부하 회로(14)를 구비한다.

필터(13A)는 제1 주파수 대역의 고주파(RF) 수신 신호를 선택적으로 전반시키는 제1 필터 회로이다. 제1 주파수 대역은, 예를 들어, LTE(Long Term Evolution) 규격의 Band1(수신 대역: 2110-2170MHz)이 예시된다.

필터(13B)는 제1 주파수 대역보다도 저주파측인 제2 주파수 대역의 RF 수신 신호를 선택적으로 전반시키는 제2 필터 회로이다. 제2 주파수 대역은, 예를 들어, LTE 규격의 Band3(수신 대역: 1805-1880MHz)이 예시된다.

임피던스 부하 회로(14)는 예를 들어, 용량 소자를 포함하고, 필터(13A) 또는 필터(13B)의 용량성의 복소 임피던스에 상당하는 복소 임피던스를 갖는 회로이다.

안테나 스위치(12)는 안테나 소자(2)에 접속된 공통 단자(12c), 필터(13A)의 일단부와 접속된 선택 단자(12s1)(제1 선택 단자), 필터(13B)의 일단부와 접속된 선택 단자(12s2)(제2 선택 단자), 및 임피던스 부하 회로(14)의 일단부와 접속된 선택 단자(12s3)(제3 선택 단자)를 갖는 스위치 회로이다. 안테나 스위치(12)는 상기 구성에 의해, 선택 단자(12s1 및 12s2) 중 적어도 1개와 공통 단자(12c)의 접속을 전환한다.

도 1a에 도시된 스위치 모듈(1)의 회로 구성은, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중, 제1 주파수 대역이 RF 수신 신호를 전반하는 대역으로서 선택된 경우의 접속 상태 1을 도시하고 있다. 접속 상태 1은 단일의 주파수 대역만이 선택된 비CA 모드에 상당한다. 도 1a에 도시하는 바와 같이, 접속 상태 1(비CA)에서는, 안테나 스위치(12)는 공통 단자(12c)와 선택 단자(12s1)를 접속하고, 또한, 공통 단자(12c)와 선택 단자(12s3)를 접속한다. 이에 의해, 접속 상태 1에서는, 안테나 소자(2), 안테나 스위치(12), 필터(13A) 및 임피던스 부하 회로(14)가 접속되어서 구성된 제1 회로가 형성된다.

도 1b에 도시된 스위치 모듈(1)의 회로 구성은, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 양쪽이 RF 수신 신호를 동시에 전반하는 대역으로서 선택된 경우의 접속 상태 2를 도시하고 있다. 접속 상태 2는 복수의 주파수 대역이 동시 선택된 CA 모드에 상당한다. 도 1b에 도시하는 바와 같이, 접속 상태 2(CA)에서는, 안테나 스위치(12)는 공통 단자(12c)와 선택 단자(12s1)를 접속하고, 또한, 공통 단자(12c)와 선택 단자(12s2)를 접속한다. 이에 의해, 접속 상태 2에서는, 안테나 소자(2), 안테나 스위치(12), 필터(13A 및 13B)가 접속되어서 구성된 제2 회로가 형성된다.

여기서, 임피던스 부하 회로(14)는 상기 제1 회로에 있어서 공통 단자(12c)로부터 필터측을 본 복소 임피던스가, 상기 제2 회로에 있어서 공통 단자(12c)로부터 필터측을 본 복소 임피던스와 동등해지도록, 제1 회로의 복소 임피던스를 보상하는 회로로 되어 있다. 예를 들어, 필터(13A 및 13B)가 SAW 필터 또는 BAW 필터일 경우, 임피던스 부하 회로(14)는 필터(13B)의 제1 주파수 대역에 있어서의 등가 용량값을 갖는 용량 소자를 포함한다.

즉, 선택되지 않은 제2 주파수 대역에 대응한 필터(13B) 대신에 선택 단자(12s3)에 접속된 임피던스 부하 회로(14)가 공통 단자(12c)에 접속된다. 이 때문에, 제1 주파수 대역만이 선택된 모드에서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 양쪽이 선택된 CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, CA 모드 및 비CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 모드가 선택된 경우에도, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 된다.

예를 들어, 제1 주파수 대역이 Band1 및 제2 주파수 대역이 Band3인 시스템에 있어서, Band1만이 선택된 비CA 모드의 경우에 공통 단자(12c)로부터 필터 회로측을 본 복소 임피던스가, Band1 및 Band3의 양쪽이 선택된 CA 모드의 경우에 공통 단자(12c)로부터 필터 회로측을 본 복소 임피던스와 동등해지도록, 제1 주파수 대역인 Band1의 주파수 대역에 있어서의 Band3의 필터(13B)의 등가 용량과 동일 정도의 용량(0.8pF)을 갖는 용량 소자를 임피던스 부하 회로(14)의 구성으로 하면 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 비CA 모드로서 제1 주파수 대역만이 선택된 경우를 예시했지만, 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1)은 비CA 모드로서 제2 주파수 대역만이 선택되는 시스템에도 적용 가능하다. 이 경우에는, 제2 주파수 대역만이 선택되는 비CA 모드의 경우에는, 임피던스 부하 회로(14)는 필터(13A)의 제2 주파수 대역에 있어서의 등가 용량값을 갖는 용량 소자를 포함하면 된다.

또한, 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1)은 무선 통신용으로서 사용되는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 선택 정보를 받고, 안테나 스위치(12)에 당해 선택 정보에 기초한 제어 신호를 출력하는 스위치 제어부를 구비해도 된다. 이 경우, 스위치 제어부는, 안테나 스위치(12)에 제어 신호를 출력함으로써, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 경우, 공통 단자(12c)와 선택 단자(12s1 및 12s2) 중 한쪽만을 접속시키고, 또한, 공통 단자(12c)와 선택 단자(12s3)를 접속시킨다. 이에 의해, 스위치 모듈(1)이 갖는 스위치 제어부가, 상기 선택 정보를 외부로부터 받음으로써 안테나 스위치(12)의 전환을 행하므로, 스위치 모듈(1)의 고기능화 및 제어 신호의 전송 배선의 단축화에 수반하는 고속 스위칭이 가능하게 된다.

또는, 스위치 제어부는, 스위치 모듈(1)에 포함되지 않아도 되고, RF 신호 처리 회로(3), 또는, RF 신호 처리 회로(3)의 후단에 접속되는 기저 대역 신호 처리 회로에 포함되어 있어도 된다.

[1.2 비교예에 관한 스위치 모듈의 회로 구성]

도 2a는, 비교예에 관한 스위치 모듈(50)의 비CA 모드에서의 회로 구성도이다. 또한, 도 2b는, 비교예에 관한 스위치 모듈(50)의 서로 다른 주파수 대역의 복수의 수신 신호 또는 복수의 송신 신호를 하나의 통신 신호로서 동시에 사용하는 상태 CA 모드에서의 회로 구성도이다. 도 2a 및 도 2b에는, 비교예에 관한 스위치 모듈(50)과, 안테나 소자(2)와, 수신 신호 증폭 회로(4A 및 4B)와, RF 신호 처리 회로(RFIC)(3)가 도시되어 있다.

본 비교예에 관한 스위치 모듈(50)은 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)과 비교하여, 임피던스 부하 회로의 배치 구성이 상이하다. 이하, 스위치 모듈(50)에 대해서, 스위치 모듈(1)과 동일한 점은 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.

스위치 모듈(50)은 안테나 정합 회로(51 및 55)와, 안테나 스위치(52 및 54)와, 필터(13A 및 13B)를 구비한다.

안테나 스위치(54)는 안테나 소자(2)에 접속된 공통 단자(54c), 안테나 스위치(52)의 공통 단자(52c)와 접속된 선택 단자(54s1), 및 안테나 정합 회로(55)와 접속된 선택 단자(54s2)를 갖는 스위치 회로이다. 안테나 스위치(54)는 상기 구성에 의해, 안테나 정합 회로(55)와 안테나 소자(2)의 접속 및 비접속을 전환한다.

안테나 정합 회로(55)는 예를 들어, 용량 소자를 포함하고, 필터(13A) 또는 필터(13B)의 용량성의 복소 임피던스에 상당하는 복소 임피던스를 갖는 회로이다.

안테나 스위치(52)는 안테나 스위치(54)에 접속된 공통 단자(52c), 필터(13A)의 일단부와 접속된 선택 단자(52s1), 및 필터(13B)의 일단부와 접속된 선택 단자(52s2)를 갖는 스위치 회로이다. 안테나 스위치(52)는 상기 구성에 의해, 선택 단자(52s1) 및 선택 단자(52s2) 중 적어도 1개와 공통 단자(52c)의 접속을 전환한다.

도 2a에 도시된 스위치 모듈(50)의 회로 구성은, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중, 제1 주파수 대역이 RF 수신 신호를 전반하는 대역으로서 선택된 경우의 접속 상태 1을 도시하고 있다. 도 2a에 도시하는 바와 같이, 접속 상태 1(비CA)에서는, 안테나 스위치(52)는 공통 단자(52c)와 선택 단자(52s1)를 접속한다. 또한, 안테나 스위치(54)는 공통 단자(54c)와 선택 단자(54s1)를 접속하고, 또한, 공통 단자(54c)와 선택 단자(54s2)를 접속한다. 이에 의해, 접속 상태 1에서는, 안테나 소자(2), 안테나 스위치(54 및 52), 필터(13A) 및 안테나 정합 회로(55)가 접속되어서 구성된 제1 비교 회로가 형성된다.

도 2b에 도시된 스위치 모듈(50)의 회로 구성은, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 양쪽이 RF 수신 신호를 동시에 전반하는 대역으로서 선택된 경우의 접속 상태 2를 도시하고 있다. 도 1b에 도시하는 바와 같이, 접속 상태 2(CA)에서는, 안테나 스위치(52)는 공통 단자(52c)와 선택 단자(52s1)를 접속하고, 또한, 공통 단자(52c)와 선택 단자(52s2)를 접속한다. 또한, 안테나 스위치(54)는 공통 단자(54c)와 선택 단자(54s1)를 접속한다. 이에 의해, 접속 상태 2에서는, 안테나 소자(2), 안테나 스위치(54 및 52), 필터(13A 및 13B)가 접속되어서 구성된 제2 비교 회로가 형성된다.

여기서, 안테나 정합 회로(55)는 상기 제1 비교 회로에 있어서 공통 단자(52c)로부터 필터측을 본 복소 임피던스가, 상기 제2 비교 회로에 있어서 공통 단자(52c)로부터 필터측을 본 복소 임피던스와 동등해지도록, 제1 비교 회로의 복소 임피던스를 보상하는 회로로 되어 있다. 예를 들어, 필터(13A 및 13B)가 SAW 필터 또는 BAW 필터일 경우, 안테나 정합 회로(55)는 필터(13B)의 제1 주파수 대역에 있어서의 등가 용량값을 갖는 용량 소자를 포함한다.

그러나, 본 비교예에 관한 스위치 모듈(50)의 구성에서는, 공통 단자(52c)와 안테나 정합 회로(55) 사이에, 안테나 스위치(54) 및 안테나 스위치(54)와 스위치(52)를 접속하는 전송 선로가 개재한다. 이 때문에, 안테나 스위치(52)와 안테나 정합 회로(55) 사이에는, 필터(13B)의 제1 주파수 대역에 있어서의 등가 용량과 무관계인 기생 인덕턴스 성분 등이 발생한다. 이 때문에, 공통 단자(52c)로부터 필터 회로측을 본 경우의 복소 임피던스와 안테나 소자(2)측을 본 경우의 복소 임피던스의 정합을 취하는 경우, 안테나 정합 회로(55)의 병렬 용량 성분뿐만 아니라 상기 전송 선로의 기생 인덕턴스 등이 정합 성분으로서 부가된다. 이에 의해, CA 모드 및 비CA 모드에서, 안테나 스위치(52)에 의해 선택된 주파수 대역의 조합 변화에 대응하여, 안테나 정합 회로(55)를 사용하여 고정밀도로 임피던스 정합을 취하는 것은 곤란하다. 또한, 상기 기생 인덕턴스의 보상을 하기 위하여 안테나 스위치(52와 54) 사이에 다른 안테나 정합 회로를 직렬 부가하는 것도 가능한데, 이 경우에는, 직렬 부가된 안테나 정합 회로의 추가에 의한 전송 선로 상의 기생 저항에 의해 전반 손실이 증대한다는 문제가 발생한다.

[1.3 실시 형태 및 비교예에 관한 스위치 모듈의 특성 비교]

도 3은, 실시 형태 1 및 비교예에 관한 스위치 모듈의 CA 모드에서의 스미스 차트이다. 상기 도면의 스미스 차트에는, 도 1b에 도시된 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)의 CA 모드에서의, 공통 단자(12c)로부터 필터측을 본 경우의 임피던스와, 도 2b에 나타난 비교예에 관한 스위치 모듈(50)의 CA 모드에서의, 공통 단자(54c)로부터 필터측을 본 경우의 임피던스가 나타나 있다. 여기서, 도 3에서는, 스위치 모듈(1)의 상기 임피던스 특성과, 스위치 모듈(50)의 상기 임피던스 특성은 일치하고 있다. 즉, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)에 있어서, 필터(13A 및 13B)의 양쪽이 접속되고, 또한, 임피던스 부하 회로(14)가 접속되어 있지 않은 제2 회로와, 비교예에 관한 스위치 모듈(50)에 있어서, 필터(13A 및 13B)의 양쪽이 접속되고, 또한, 안테나 정합 회로(55)가 접속되어 있지 않은 제2 비교 회로와는 등가인 회로로 되어 있다.

도 4a는, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)의 비CA 모드에서의 스미스 차트이다. 또한, 도 4b는, 비교예에 관한 스위치 모듈(50)의 비CA 모드에서의 스미스 차트이다. 또한, 도 5는, 비CA 모드에서의 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1) 및 비교예에 관한 스위치 모듈(50)의 임피던스 비교를 나타내는 스미스 차트이다.

도 4b 및 도 5에 도시한 바와 같이, 비교예에 관한 스위치 모듈(50)의 비CA 모드에서의, 공통 단자(54c)로부터 필터측을 본 경우의 제1 주파수 대역의 복소 임피던스(도 4b의 실선 부분, 도 5의 굵은 파선 부분)는 도 3에 도시된 CA 모드에서의 제1 주파수 대역의 복소 임피던스(실선 부분)보다도 고임피던스측으로 시프트되어 있다. 비CA 모드에서의 상기 임피던스의 시프트는, 공통 단자(52c)로부터 필터 회로측을 본 경우의 복소 임피던스와 안테나 소자(2)측을 본 경우의 복소 임피던스가, 안테나 스위치(52)와 안테나 정합 회로(55) 사이에 존재하는 기생 인덕턴스 성분 등에 의해 고정밀도로 정합되지 않는 것에 의한 것이다.

이에 반해, 도 4a 및 도 5에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)의 비CA 모드에서의, 공통 단자(12c)로부터 필터측을 본 경우의 제1 주파수 대역의 복소 임피던스(도 4a의 실선 부분, 도 5의 실선 부분)는 도 3에 도시된 CA 모드에서의 제1 주파수 대역의 복소 임피던스와, 대략 일치하고 있다.

도 6은, 실시 형태 1 및 비교예에 관한 스위치 모듈의 정재파비의 비교를 나타내는 그래프이다. 상기 도면에는, 접속 상태 1(비CA 모드)에 있어서의 실시 형태 1 및 비교예에 관한 스위치 모듈의 제1 주파수 대역에 있어서의 정재파비의 비교와, 접속 상태 2(CA 모드)에 있어서의 실시 형태 1 및 비교예에 관한 스위치 모듈의 제2 주파수 대역에 있어서의 정재파비가 도시되어 있다. 상기 도면은, 실시에 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)과 비교예에 관한 스위치 모듈(50)의 제1 주파수 대역에 있어서의 임피던스 특성의 차이를 명확하게 나타내는 것이다. 즉, 접속 상태 1(비CA 모드)에 있어서, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)의 제1 주파수 대역에 있어서의 정재파비는, 비교예에 관한 스위치 모듈(50)의 제1 주파수 대역에 있어서의 정재파비보다도 작다는 것을 명확하게 알 수 있다.

이상, 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1)에서는, 제1 주파수 대역이 선택된 비CA 모드에서, 선택되지 않은 제2 주파수 대역에 대응한 필터(13B) 대신에 제3 선택 단자에 접속된 임피던스 부하 회로(14)가 공통 단자(12c)에 접속된다. 이 때문에, 상기 비교예와 비교하여, 비CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, CA 모드 및 비CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 모드가 선택된 경우에도, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술한 바와 같이, 필터(13A 및 13B)의 복소 임피던스는, 용량성이어도 된다. 이것에 의하면, 용량성의 필터 회로가 갖는 복소 임피던스를, 임피던스 부하 회로(14)를 용량 소자로 구성함으로써, 기생 인덕턴스 성분을 배제하여 고정밀도로 보상하는 것이 가능하게 된다.

예를 들어, 필터(13A 및 13B)가 SAW 필터 또는 BAW 필터일 경우, 통과 특성의 급준성이 높고, 여진 주파수(통과 대역) 이외의 주파수 대역의 임피던스는 용량성이 된다. 따라서, CA 모드 및 비CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 모드가 선택된 경우에도, SAW 필터 또는 BAW 필터가 갖는 용량성의 복소 임피던스를, 용량 소자를 포함하고 있는 임피던스 부하 회로(14)로, 고정밀도로 또한 용이하게 보상하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술한 바와 같이, 임피던스 부하 회로(14)는 용량 소자를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 임피던스 부하 회로(14)가 용량 소자로 구성되어 있는 경우, RF 신호의 통과 특성을 최적화하기 위해서는, 임피던스 정합에 기여하지 않는 인덕턴스 성분을 최대한 배제하는 것이 바람직하다. 이 관점에서, 본 실시 형태의 구성에 의하면, 임피던스 부하 회로(14)는 스위치 회로의 선택 단자(12s3)와 직접 접속되어 있으므로, 선택된 필터 회로와 임피던스 부하 회로(14) 사이의 공통 단자(12c)를 개재한 배선을 짧게 할 수 있으므로, 불필요한 인덕턴스 성분이 부가되지 않는다. 따라서, 안테나 소자(2)와 필터 회로의 임피던스 정합을 고정밀도로 취하는 것이 가능하게 되어, 신호의 전반 손실을 효과적으로 저감하는 것이 가능하게 된다.

본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1)은 복수의 필터를, 안테나 스위치(12)를 개재하여 묶어서(병렬) 접속하는 구성이다. 그리고, 특정한 사용 상태의 경우에, 일부의 필터 접속을 차단하고, 동시에 임피던스 부하 회로(14)의 더미 용량을 접속하고, 묶음 접속점인 공통 단자(12c)의 임피던스 변화를 억제한 구성으로 하고 있다. 또한, 비교예와 비교하면, 상기 더미 용량이 묶음 접속점(공통 단자(12c))보다도 필터측에 배치되는 구성으로 되어 있다.

특히, 필터(13A 및 13B)가 용량성의 필터 소자인 경우, 선택 필터의 통과 대역에 있어서, 비선택 필터는 용량으로서 기능한다. 여기서, 비CA 모드 및 CA 모드의 전환에 의해, 병렬 접속되는 필터의 개수가 바뀌면, 필터의 용량 성분이 변화하기 때문에, 묶음 접속점의 임피던스가 변화해버린다. 본 실시 형태에서는, 묶음 상태에서 접속되어 있는(CA 모드에서의) 필터의 용량과 동일 정도의 용량이 되도록, 용량 소자를 임피던스 부하 회로(14)에 의해 더미 접속시킴으로써, 필터의 묶음 접속 상태를 바꾸어도, 묶음 접속점(공통 단자(12c))의 복소 임피던스의 변화를 억제할 수 있다. 이 때문에, 필터 회로의 반사 특성 및 통과 특성의 열화를 억제할 수 있다.

또한, 임피던스 부하 회로(14)는 용량 소자의 이외에, 유도 소자 등의 다른 회로 소자가 부가되어 있어도 된다.

[1.4 임피던스 부하 회로의 구성]

또한, 임피던스 부하 회로(14)는 안테나 스위치(12) 및 필터(13A 및 13B) 중 적어도 어느 하나의 칩에 내장되어 있어도 된다. 이에 의해, 스위치 모듈(1)을 소형화하는 것이 가능하게 된다.

특히, 임피던스 부하 회로(14)가 용량 소자로 구성되어 있는 경우에는, 당해 용량 소자는, 필터(13A 및 13B) 중 적어도 한쪽과, 동일 칩에 형성되어 있어도 된다. 이에 의해, 임피던스 부하 회로(14)의 용량 소자를, 임피던스를 보상하는 대상인 필터(13A 또는 13B)를 구성하는 용량 성분과 동일한 프로세스로 제작할 수 있기 때문에, 임피던스 부하 회로(14) 및 필터 회로의 용량 소자의 선 폭 및 막 두께 등의 변동 방향이 일치한다. 따라서, 임피던스 부하 회로(14)를 고정밀도로 형성하는 것이 가능하게 된다.

도 7은, 실시 형태 1의 변형예에 관한 스위치 모듈(1A)의 구성도이다. 상기 도면에 도시된 스위치 모듈(1A)은, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)과 비교하여, 필터(13A 및 13B), 및 임피던스 부하 회로(14)가 칩(20)으로 1칩화되어 있는 점이 구성으로서 상이하다.

도 7의 하단에 도시하는 바와 같이, 필터(13A 및 13B), 및 임피던스 부하 회로(14)의 용량 소자는, 공통의 압전 기판(21)에 형성되어 있다. 압전 기판(21)의 표면에는, IDT(Interdigital Transducer: 빗형) 전극이 형성되어 있다. 필터(13A)는 예를 들어, 압전 기판(21)과 IDT 전극로 형성된 3개의 직렬 공진자(131s) 및 2개의 병렬 공진자(131p)를 포함한 래더형의 탄성 표면파 필터이다. 필터(13B)는 예를 들어, 압전 기판(21)과 IDT 전극으로 형성된 3개의 직렬 공진자(132s) 및 2개의 병렬 공진자(132p)를 포함한 래더형의 탄성 표면파 필터이다.

임피던스 부하 회로(14)의 용량 소자는, 필터(13A 및 13B)를 구성하는 압전 기판(21) 상에 형성된 IDT 전극을 포함하고 있다. 여기서, 압전 기판(21) 상에 형성된 필터(13A 및 13B)를 구성하는 IDT 전극의 배치 방향과, 임피던스 부하 회로(14)의 용량 소자를 구성하는 IDT 전극의 배치 방향은 상이한 것이 바람직하다. 본 변형예에서는, 필터(13A 및 13B)를 구성하는 IDT 전극의 배치 방향과, 상기 용량 소자를 구성하는 IDT 전극의 배치 방향은 90도 상이하다. 즉, 필터(13A 및 13B)를 구성하는 IDT 전극에 있어서의 고주파 신호의 전반 방향과, 상기 용량 소자를 구성하는 IDT 전극의 배열 방향이 상이하다.

이에 의해, 임피던스 부하 회로(14)와 필터 회로가 동일 칩(20)에 형성되므로, 스위치 모듈(1A)의 소형화가 가능하게 된다. 또한, 동일 칩(20) 상에 형성된 필터 회로의 IDT 전극의 배치 방향과 임피던스 부하 회로(14)의 IDT 전극의 배치 방향을 상이하게 하고 있으므로, IDT 전극에서의 불필요한 여진을 억제할 수 있어, 필터(13A 및 13B)와 용량 소자의 신호가 간섭하여 전기 특성이 열화되어버리는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 변형예에서는, 필터(13A 및 13B), 및 임피던스 부하 회로(14)를 1칩화했지만, 이에 한정하지 않고, 필터(13A 및 13B)의 어느 한쪽만과 임피던스 부하 회로(14)를 1칩화해도 된다. 이것에 의해서도, 스위치 모듈을 소형화하는 것이 가능하게 된다.

또한, 임피던스 부하 회로(14)의 용량 소자는, 상기한 바와 같이 필터(13A 및 13B)가 형성되는 압전 기판(21) 상에 형성되는 것이 아니고, 필터(13A 및 13B)를 수용하는 패키지 내부에 형성되어도 된다. 또는, 상기 용량 소자 자체를 SMD(Surface Mounted Device) 부품으로서 구성해도 된다.

또한, 도시하고 있지 않으나, 임피던스 부하 회로(14)의 용량 소자는, 안테나 스위치(12)를 포함하는 하나의 칩에 내장되어 있어도 된다. 이에 의해, 임피던스 부하 회로(14)와 안테나 스위치(12)의 접속점인 선택 단자(12s3)를 삭감할 수 있다. 즉, 안테나 스위치(12)가 갖는 외부 접속 단자를 삭감할 수 있다. 따라서, 스위치 모듈의 소형화가 가능하게 된다. 또한, 안테나 스위치(12)는 통상, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 포함하기 때문에, 이 경우에는, 상기 용량 소자도 동일한 CMOS 프로세스로 구성할 수 있다. 이에 의해, 스위치 모듈을 저렴하게 제조하는 것이 가능하게 된다.

(실시 형태 2)

실시 형태 1에서는, 안테나 스위치(12)가 수신 신호를 통과시키는 복수의 신호 경로를 전환하는 구성을 설명했지만, 본 실시 형태에서는, 수신 신호 및 송신 신호의 양쪽을 통과시키는 복수의 신호 경로를 전환하는 구성에 대하여 설명한다.

[2.1 스위치 모듈의 회로 구성]

도 8a는, 실시 형태 2에 관한 스위치 모듈(1B)의 비CA 모드에서의 회로 구성도이다. 또한, 도 8b는, 실시 형태 2에 관한 스위치 모듈(1B)의 CA 모드에서의 회로 구성도이다. 도 8a 및 도 8b에는, 실시 형태 2에 관한 스위치 모듈(1B)과, 안테나 소자(2)와, 송신 신호 증폭 회로(4At 및 4Bt)와, 수신 신호 증폭 회로(4Ar 및 4Br)와, RF 신호 처리 회로(RFIC)(3)가 도시되어 있다. 스위치 모듈(1B), 안테나 소자(2), 송신 신호 증폭 회로(4At 및 4Bt), 및 수신 신호 증폭 회로(4Ar 및 4Br)는, 예를 들어, 멀티 모드/멀티 밴드 대응의 휴대 전화의 프론트엔드부에 배치된다.

스위치 모듈(1B)은, 멀티 밴드 및 멀티 모드 대응의 무선 통신 시스템에 있어서, 안테나 소자(2)와 송신 신호 증폭 회로(4At 및 4Bt) 및 수신 신호 증폭 회로(4Ar 및 4Br)와의 사이에 배치되어 있다. 스위치 모듈(1B)은, 복수의 주파수 대역 중에서 선택된 1 이상의 주파수 대역의 송수신 신호를 전반하는 신호 경로와 안테나 소자(2)와의 접속을 전환하는 고주파 스위치 모듈이다. 스위치 모듈(1B)에는, 멀티 모드/멀티 밴드에 대응하기 위해, 복수의 주파수 대역을 반송파로서 무선 신호를 송수신하기 위한 신호 경로가 복수 설치되어 있다. 또한, 스위치 모듈(1B)은, CA 방식 및 비CA 방식에 의해 무선 신호를 송수신하는 경우에, RF 송수신 신호의 최적의 통과 특성을 얻기 위한 신호 경로를 전환하는 회로이다.

스위치 모듈(1)은 안테나 정합 회로(11)와, 안테나 스위치(12)와, 송신 필터(23At 및 23Bt)와, 수신 필터(23Ar 및 23Br)와, 임피던스 부하 회로(14B)를 구비한다.

본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1B)은, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)과 비교하여, 수신 신호를 전반하는 복수의 신호 경로 대신에, 송수신 신호를 전반하는 복수의 신호 경로가 설치되어 있는 점이 구성으로서 상이하다. 이하, 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1B)에 대해서, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)과 동일한 점은 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.

송신 필터(23At)는, 제1 주파수 대역의 RF 송신 신호를 선택적으로 전반시키는 필터 회로이다. 또한, 수신 필터(23Ar)는, 제1 주파수 대역의 RF 수신 신호를 선택적으로 전반시키는 필터 회로이다. 송신 필터(23At) 및 수신 필터(23Ar)는, 고정 배선으로 묶임으로써, 제1 필터 회로인 듀플렉서(23A)를 구성하고 있다. 듀플렉서(23A)는 제1 주파수 대역의 RF 송신 신호와 제1 주파수 대역의 RF 수신 신호를, 주파수 분할 복신(FDD) 방식에 의해 동시에 통과시키는 것이 가능하다. 제1 주파수 대역은, 예를 들어, LTE 규격의 Band1(송신 대역: 1920-1980MHz: 수신 대역: 2110-2170MHz)이 예시된다.

송신 필터(23Bt)는, 제2 주파수 대역의 RF 송신 신호를 선택적으로 전반시키는 필터 회로이다. 또한, 수신 필터(23Br)는, 제2 주파수 대역의 RF 수신 신호를 선택적으로 전반시키는 필터 회로이다. 송신 필터(23Bt) 및 수신 필터(23Br)는, 고정 배선으로 묶임으로써, 제2 필터 회로인 듀플렉서(23B)를 구성하고 있다. 듀플렉서(23B)는 제2 주파수 대역의 RF 송신 신호와 제2 주파수 대역의 RF 수신 신호를, FDD 방식에 의해 동시에 통과시키는 것이 가능하다. 제2 주파수 대역은, 예를 들어, LTE 규격의 Band3(송신 대역: 1710-1785MHz: 수신 대역: 1805-1880MHz)이 예시된다.

임피던스 부하 회로(14B)는 예를 들어, 용량 소자를 포함하고, 듀플렉서(23A) 또는 듀플렉서(23B)가 갖는 용량성의 복소 임피던스에 상당하는 복소 임피던스를 갖는 회로이다.

안테나 스위치(12)는 안테나 소자(2)에 접속된 공통 단자(12c), 듀플렉서(23A)의 안테나측 단자와 접속된 선택 단자(12s1)(제1 선택 단자), 듀플렉서(23B)의 안테나측 단자와 접속된 선택 단자(12s2)(제2 선택 단자), 및 임피던스 부하 회로(14B)의 일단부와 접속된 선택 단자(12s3)(제3 선택 단자)를 갖는 스위치 회로이다. 안테나 스위치(12)는 상기 구성에 의해, 선택 단자(12s1) 및 선택 단자(12s2) 중 적어도 1개와 공통 단자(12c)의 접속을 전환한다.

도 8a에 도시된 스위치 모듈(1B)의 회로 구성은, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중, 제1 주파수 대역이 RF 송수신 신호를 전반하는 대역으로서 선택된 경우의 접속 상태 1을 도시하고 있다. 접속 상태 1은 단일인 주파수 대역만이 선택된 비CA 모드에 상당한다. 도 8a에 도시하는 바와 같이, 접속 상태 1(비CA)에서는, 안테나 스위치(12)는 공통 단자(12c)와 선택 단자(12s1)를 접속하고, 또한, 공통 단자(12c)와 선택 단자(12s3)를 접속한다. 이에 의해, 접속 상태 1에서는, 안테나 소자(2), 안테나 스위치(12), 듀플렉서(23A) 및 임피던스 부하(14B)가 접속되어서 구성된 제1 회로가 형성된다.

도 8b에 도시된 스위치 모듈(1B)의 회로 구성은, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 양쪽이 RF 송수신 신호를 동시에 전반하는 대역으로서 선택된 경우의 접속 상태 2를 도시하고 있다. 접속 상태 2는 복수의 주파수 대역이 동시 선택된 CA 모드에 상당한다. 도 8b에 도시하는 바와 같이, 접속 상태 2(CA)에서는, 안테나 스위치(12)는 공통 단자(12c)와 선택 단자(12s1)를 접속하고, 또한, 공통 단자(12c)와 선택 단자(12s2)를 접속한다. 이에 의해, 접속 상태 2에서는, 안테나 소자(2), 안테나 스위치(12), 듀플렉서(23A 및 23B)가 접속되어서 구성된 제2 회로가 형성된다.

여기서, 임피던스 부하 회로(14B)는 상기 제1 회로에 있어서 공통 단자(12c)로부터 듀플렉서측을 본 복소 임피던스가, 상기 제2 회로에 있어서 공통 단자(12c)로부터 듀플렉서측을 본 복소 임피던스와 동등해지도록, 제1 회로의 복소 임피던스를 보상하는 회로로 되어 있다. 예를 들어, 듀플렉서(23A 및 23B)가 SAW 필터 또는 BAW 필터를 사용한 듀플렉서일 경우, 임피던스 부하 회로(14B)는 필터(23Bt) 및 필터(23Br)의 제1 주파수 대역에 있어서의 등가 합성 용량값을 갖는 용량 소자를 포함한다.

즉, 선택되지 않은 제2 주파수 대역에 대응한 듀플렉서(23B) 대신에 선택 단자(12s3)에 접속된 임피던스 부하 회로(14B)가 공통 단자(12c)에 접속된다. 이 때문에, 제1 주파수 대역만이 선택된 모드에서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 양쪽이 선택된 CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, CA 모드 및 비CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 모드가 선택된 경우에도, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 임피던스 부하 회로(14B)는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 송수신 신호를 전반시키는 신호 경로상이 아니라, 별도 설치되어 있기 때문에, 듀플렉서를 구성하는 송신 필터와 수신 필터를 연결하는 배선을 고정 배선으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 송신 신호와 수신 신호 사이의 위상 변화 및 진폭 변동 등을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 비CA 모드로서 제1 주파수 대역만이 선택된 경우를 예시했지만, 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1B)은, 비CA 모드로서 제2 주파수 대역만이 선택되는 시스템에도 적용 가능하다. 이 경우에는, 제2 주파수 대역만이 선택되는 비CA 모드의 경우에는, 임피던스 부하 회로(14B)는 듀플렉서(23A)의 제2 주파수 대역에 있어서의 등가 용량값을 갖는 용량 소자를 포함하면 된다.

이상, 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1B)에서는, 제1 주파수 대역이 선택된 비CA 모드에서, 선택되지 않은 제2 주파수 대역에 대응한 듀플렉서(23B) 대신에 제3 선택 단자에 접속된 임피던스 부하 회로(14B)가 공통 단자(12c)에 접속된다. 이 때문에, 비CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, CA 모드 및 비CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 모드가 선택된 경우에도, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술한 바와 같이, 듀플렉서(23A 및 13B)의 복소 임피던스는, 용량성이어도 된다. 이것에 의하면, 용량성의 듀플렉서가 갖는 복소 임피던스를, 임피던스 부하 회로(14B)를 용량 소자로 구성함으로써, 기생 인덕턴스 성분을 배제하여 고정밀도로 보상하는 것이 가능하게 된다.

예를 들어, 듀플렉서(23A 및 23B)가 SAW 필터 또는 BAW 필터를 포함하고 있는 경우, 통과 특성의 급준성이 높고, 여진 주파수(통과 대역) 이외의 주파수 대역의 임피던스는 용량성이 된다. 따라서, CA 모드 및 비CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 모드가 선택된 경우에도, 용량성의 복소 임피던스를, 용량 소자를 포함하고 있는 임피던스 부하 회로(14B)로, 고정밀도로 또한 용이하게 보상하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술한 바와 같이, 임피던스 부하 회로(14B)는 용량 소자를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 임피던스 부하 회로(14B)가 용량 소자로 구성되어 있는 경우, RF 신호의 통과 특성을 최적화하기 위해서는, 임피던스 정합에 기여하지 않는 인덕턴스 성분을 최대한 배제하는 것이 바람직하다. 이 관점에서, 본 실시 형태의 구성에 의하면, 임피던스 부하 회로(14B)는 스위치 회로의 선택 단자(12s3)와 직접 접속되어 있으므로, 선택된 듀플렉서와 임피던스 부하 회로(14B) 사이의 공통 단자(12c)를 개재한 배선을 짧게 할 수 있으므로, 불필요한 인덕턴스 성분이 부가되지 않는다. 따라서, 안테나 소자(2)와 듀플렉서의 임피던스 정합을 고정밀도로 취하는 것이 가능하게 되어, 신호의 전반 손실을 효과적으로 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 임피던스 부하 회로(14B)는 용량 소자의 이외에, 유도 소자 등의 다른 회로 소자가 부가되어 있어도 된다.

(실시 형태 3)

실시 형태 1에서는, 안테나 스위치(12)가 2개의 주파수 대역을 전환하는 구성을 설명했지만, 본 실시 형태에서는, 안테나 스위치(22)가 3개의(3 이상의) 주파수 대역을 전환하는 구성에 대하여 설명한다.

[3.1 스위치 모듈의 회로 구성]

도 9a는, 실시 형태 3에 관한 스위치 모듈(1C)의 접속 상태 1에 있어서의 회로 구성도이다. 또한, 도 9b는, 실시 형태 3에 관한 스위치 모듈(1C)의 접속 상태 2에 있어서의 회로 구성도이다. 또한, 도 9c는, 실시 형태 3에 관한 스위치 모듈(1C)의 접속 상태 3에 있어서의 회로 구성도이다. 또한, 도 9d는, 실시 형태 3에 관한 스위치 모듈(1C)의 접속 상태 4에 있어서의 회로 구성도이다. 도 9a 내지 도 9d에는, 실시 형태 3에 관한 스위치 모듈(1C)과, 안테나 소자(2)와, 수신 신호 증폭 회로(4A, 4B 및 4C)와, RF 신호 처리 회로(RFIC)(3)가 도시되어 있다. 스위치 모듈(1C), 안테나 소자(2), 수신 신호 증폭 회로(4A, 4B 및 4C)는, 예를 들어, 멀티 모드/멀티 밴드 대응의 휴대 전화의 프론트엔드부에 배치된다.

스위치 모듈(1C)은, 멀티 밴드 및 멀티 모드 대응의 무선 통신 시스템에 있어서, 안테나 소자(2)와 수신 신호 증폭 회로(4A, 4B 및 4C) 사이에 배치되어 있다. 스위치 모듈(1C)은, 복수의 주파수 대역 중에서 선택된 1 이상의 주파수 대역의 수신 신호를 전반하는 신호 경로와 안테나 소자(2)의 접속을 전환하는 고주파 스위치 모듈이다. 스위치 모듈(1C)에는, 멀티 모드/멀티 밴드에 대응하기 위해, 복수의 주파수 대역을 반송파로서 무선 신호를 수신하기 위한 신호 경로가 복수 설치되어 있다. 또한, 스위치 모듈(1C)은, 복수의 주파수 대역을 동시에 하나의 통신 신호로서 사용하는 CA 방식 및 비CA 방식에 의해 무선 신호를 수신하는 경우에, 고주파 수신 신호의 최적인 통과 특성을 얻기 위한 신호 경로를 전환하는 회로이다. CA 방식에서는, 하나의 통신 신호가, 복수의 주파수 대역으로 분할된 송신 신호로 형성되는, 또는, 복수의 주파수 대역으로 분할된 수신 신호로 형성되도록, 스위치 모듈(1C)이 신호 제어 회로에 접속된다. 스위치 모듈(1C)은, 안테나 정합 회로(11)와, 안테나 스위치(22)와, 필터(13A, 13B 및 13C)와, 용량 소자(141 및 142)를 구비한다.

본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1C)은, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)과 비교하여, 수신 신호를 전반하는 주파수 대역이 2개가 아니고 3개 적용되어 있는 점이 구성으로서 상이하다. 이하, 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1C)에 대해서, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈(1)과 동일한 점은 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.

필터(13A)는 제1 주파수 대역의 RF 수신 신호를 선택적으로 전반시키는 제1 필터 회로이다. 제1 주파수 대역은, 예를 들어, LTE 규격의 Band1(수신 대역: 2110-2170MHz)이 예시된다.

필터(13B)는 제1 주파수 대역보다도 저주파측인 제2 주파수 대역의 RF 수신 신호를 선택적으로 전반시키는 제2 필터 회로이다. 제2 주파수 대역은, 예를 들어, LTE 규격의 Band3(수신 대역: 1805-1880MHz)이 예시된다.

필터(13C)는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역보다도 고주파측인 제3 주파수 대역의 RF 수신 신호를 선택적으로 전반시키는 제3 필터 회로이다. 제3 주파수 대역은, 예를 들어, LTE 규격의 Band7(수신 대역: 2620-2690MHz)이 예시된다.

용량 소자(141 및 142)는 각각, 필터(13A 내지 13C)의 각각의 복소 임피던스 또는 필터(13A 내지 13C)의 적어도 2개의 합성 복소 임피던스에 상당하는 복소 임피던스를 갖는 임피던스 부하 회로의 일례이다.

안테나 스위치(22)는 안테나 소자(2)에 접속된 공통 단자(22c), 필터(13A)의 일단부와 접속된 선택 단자(22s1), 필터(13B)의 일단부와 접속된 선택 단자(22s2), 필터(13C)의 일단부와 접속된 선택 단자(22s3), 용량 소자(141)의 일단부와 접속된 선택 단자(22s4), 및 용량 소자(142)의 일단부와 접속된 선택 단자(22s5)를 갖는 스위치 회로이다. 안테나 스위치(22)는 상기 구성에 의해, 선택 단자(22s1), 선택 단자(22s2) 및 선택 단자(22s3) 중 적어도 1개와 공통 단자(22c)의 접속을 전환한다.

도 9a에 도시된 스위치 모듈(1C)의 회로 구성은, 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 제3 주파수 대역의 모든 대역이 RF 수신 신호를 동시에 전반하는 대역으로서 선택된 경우의 접속 상태 1(3밴드 CA)을 도시하고 있다. 접속 상태 1은 복수의 주파수 대역 모두가 동시 선택된 CA 모드에 상당한다. 도 9a에 도시하는 바와 같이, 접속 상태 1에서는, 안테나 스위치(22)는 공통 단자(22c)와 선택 단자(22s1, 22s2 및 22s3)를 접속한다. 이에 의해, 접속 상태 1에서는, 안테나 소자(2), 안테나 스위치(22), 및 필터(13A, 13B 및 13C)가 접속되어서 구성된 제4 회로가 형성된다.

도 9b에 도시된 스위치 모듈(1C)의 회로 구성은, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역이 RF 수신 신호를 전반하는 대역으로서 선택된 경우의 접속 상태 2(2 밴드 CA)를 도시하고 있다. 접속 상태 2은 3개의 주파수 대역 중 2개의 주파수 대역이 선택된 CA 모드에 상당한다. 도 9b에 도시하는 바와 같이, 접속 상태 2에서는, 안테나 스위치(22)는 공통 단자(22c)와 선택 단자(22s1 및 22s2)를 접속하고, 또한, 공통 단자(22c)와 선택 단자(22s4)를 접속한다. 이에 의해, 접속 상태 2에서는, 안테나 소자(2), 안테나 스위치(22), 필터(13A 및 13B), 및 용량 소자(141)가 접속되어서 구성된 제3 회로가 형성된다.

여기서, 용량 소자(141)는 상기 제3 회로에 있어서 공통 단자(22c)로부터 필터측을 본 복소 임피던스가, 상기 제4 회로에 있어서 공통 단자(22c)로부터 필터측을 본 복소 임피던스와 동등해지도록, 제3 회로의 복소 임피던스를 보상하는 회로로 되어 있다. 예를 들어, 필터(13A 내지 13C)가 SAW 필터 또는 BAW 필터일 경우, 용량 소자(141)는 필터(13C)의 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에 있어서의 등가 용량값을 갖는 용량 소자를 포함한다.

즉, 선택되지 않은 제3 주파수 대역에 대응한 필터(13C) 대신에 선택 단자(22s4)에 접속된 용량 소자(141)가 공통 단자(22c)에 접속된다. 이 때문에, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역이 선택된 CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, 모든 주파수 대역이 선택된 CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 복수 종류의 CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 된다.

도 9c에 도시된 스위치 모듈(1C)의 회로 구성은, 제1 주파수 대역 및 제3 주파수 대역이 RF 수신 신호를 전반하는 대역으로서 선택된 경우의 접속 상태 3(2 밴드 CA)을 도시하고 있다. 접속 상태 3은 3개의 주파수 대역 중 2개의 주파수 대역이 선택된 CA 모드에 상당한다. 도 9c에 도시하는 바와 같이, 접속 상태 3에서는, 안테나 스위치(22)는 공통 단자(22c)와 선택 단자(22s1 및 22s3)를 접속하고, 또한, 공통 단자(22c)와 선택 단자(22s5)를 접속한다. 이에 의해, 접속 상태 3에서는, 안테나 소자(2), 안테나 스위치(22), 필터(13A 및 13C), 및 용량 소자(142)가 접속되어서 구성된 제3 회로가 형성된다.

여기서, 용량 소자(142)는 상기 제3 회로에 있어서 공통 단자(22c)로부터 필터측을 본 복소 임피던스가, 상기 제4 회로에 있어서 공통 단자(22c)로부터 필터측을 본 복소 임피던스와 동등해지도록, 제3 회로의 복소 임피던스를 보상하는 회로로 되어 있다. 예를 들어, 필터(13A 내지 13C)가 SAW 필터 또는 BAW 필터일 경우, 용량 소자(142)는 필터(13B)의 제1 주파수 대역 및 제3 주파수 대역에 있어서의 등가 용량값을 갖는 용량 소자를 포함한다.

즉, 선택되지 않은 제2 주파수 대역에 대응한 필터(13B) 대신에 선택 단자(22s5)에 접속된 용량 소자(142)가 공통 단자(22c)에 접속된다. 이 때문에, 제1 주파수 대역 및 제3 주파수 대역이 선택된 CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, 모든 주파수 대역이 선택된 CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 복수 종류의 CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 된다.

도 9d에 도시된 스위치 모듈(1C)의 회로 구성은, 제1 주파수 대역만이 RF 수신 신호를 전반하는 대역으로서 선택된 경우의 접속 상태 4(비CA)를 도시하고 있다. 접속 상태 4은 3개의 주파수 대역 중 1개의 주파수 대역이 선택된 비CA 모드에 상당한다. 도 9d에 도시하는 바와 같이, 접속 상태 4에서는, 안테나 스위치(22)는 공통 단자(22c)와 선택 단자(22s1)를 접속하고, 또한, 공통 단자(22c)와 선택 단자(22s4 및 22s5)를 접속한다. 이에 의해, 접속 상태 4에서는, 안테나 소자(2), 안테나 스위치(22), 필터(13A), 및 용량 소자(141 및 142)가 접속되어서 구성된 제3 회로가 형성된다.

여기서, 용량 소자(141 및 142)는 상기 제3 회로에 있어서 공통 단자(22c)로부터 필터측을 본 복소 임피던스가, 상기 제4 회로에 있어서 공통 단자(22c)로부터 필터측을 본 복소 임피던스와 동등해지도록, 제3 회로의 복소 임피던스를 보상하는 회로로 되어 있다. 예를 들어, 필터(13A 내지 13C)가 SAW 필터 또는 BAW 필터일 경우, 용량 소자(141 및 142)는 필터(13B 및 13C)의 제1 주파수 대역에 있어서의 등가 합성 용량값을 갖는 병렬 접속의 용량 소자를 포함한다.

즉, 선택되지 않은 제2 주파수 대역 및 제3 주파수 대역에 대응한 필터(13B 및 13C) 대신에 선택 단자(22s4)에 접속된 용량 소자(141) 및 선택 단자(22s5)에 접속된 용량 소자(142)가 공통 단자(22c)에 접속된다. 이 때문에, 제1 주파수 대역만이 선택된 비CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, 모든 주파수 대역이 선택된 CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, CA 모드 및 비CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 모드가 선택된 경우에도, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1C)에 있어서, 임피던스 부하 회로로서, 2개의 용량 소자(141 및 142)가 배치된 구성으로 했지만, 용량 소자의 배치수는 이것에 한정되지 않고, 사용되는 모드에 따라서 배치수를 증가시켜도 된다.

이상, 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1C)에서는, 제1 주파수 대역 내지 제3 주파수 대역 중 2개 이하의 주파수 대역이 선택된 모드에서, 선택되지 않은 주파수 대역에 대응한 필터 회로 대신에 선택 단자(22s4) 및 선택 단자(22s5)에 접속된 용량 소자(141 및 142) 중 적어도 1개가 공통 단자(22c)에 접속된다. 이 때문에, 2개 이하의 주파수 대역이 선택된 모드에서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, 모든 주파수 대역이 선택된 CA 모드에서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, CA 모드 및 비CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 모드가 선택된 경우에도, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술한 바와 같이, 필터(13A, 13B 및 13C)의 복소 임피던스는, 용량성이어도 된다. 이것에 의하면, 임피던스 부하 회로를 용량 소자(141 및 142)로 구성함으로써, 용량성의 필터 회로가 갖는 복소 임피던스를, 기생 인덕턴스 성분을 배제하여 고정밀도로 보상하는 것이 가능하게 된다.

예를 들어, 필터(13A, 13B 및 13C)가 SAW 필터 또는 BAW 필터일 경우, 통과 특성의 급준성이 높고, 여진 주파수(통과 대역) 이외의 주파수 대역의 임피던스는 용량성이 된다. 따라서, CA 모드 및 비CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 모드가 선택된 경우에도, 용량성의 복소 임피던스를, 용량 소자를 포함하고 있는 임피던스 부하 회로로, 고정밀도로 또한 용이하게 보상하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태와 같이, 임피던스 부하 회로는, 용량 소자를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 임피던스 부하 회로가 용량 소자로 구성되어 있는 경우, RF 신호의 통과 특성을 최적화하기 위해서는, 임피던스 정합에 기여하지 않는 인덕턴스 성분을 최대한 배제하는 것이 바람직하다. 이 관점에서, 본 실시 형태의 구성에 의하면, 용량 소자(141 및 142)는 각각, 안테나 스위치(22)의 선택 단자(22s4 및 22s5)와 직접 접속되어 있으므로, 선택된 필터 회로와 용량 소자 사이의 공통 단자(22c)를 개재한 배선을 짧게 할 수 있으므로, 불필요한 인덕턴스 성분이 부가되지 않는다. 따라서, 안테나 소자(2)와 필터 회로의 임피던스 정합을 고정밀도로 취하는 것이 가능하게 되어, 신호의 전반 손실을 효과적으로 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 선택 단자(22s4 및 22s5)에 접속되는 임피던스 부하 회로는, 용량 소자(141 및 142) 이외에, 유도 소자 등의 다른 회로 소자가 부가되어 있어도 된다.

또한, 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1C)은, 3개의 주파수 대역이 배치된 구성에 한정되지 않는다. 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1C)은, n개(n은 2 이상의 자연수)의 주파수 대역이 배치된 구성에도 적용하는 것이 가능하다.

즉, 본 실시 형태에 따른 스위치 모듈(1C)은, n(n은 2 이상의 자연수)개의 주파수 대역 중, 적어도 2개의 주파수 대역을 동시에 사용하는 CA 모드, 및 1개의 주파수 대역을 사용하는 비CA 모드를 선택하는 것이 가능하고, n개의 주파수 대역 신호 각각을 선택적으로 통과시키는 n개의 필터 회로와, m(m은 1 이상의 자연수)개의 임피던스 부하 회로를 구비한다. 또한, 스위치 모듈(1C)은, 또한, 1개의 공통 단자와, 상기 n개의 주파수 대역에 대응하여 설치된 n개의 필터 회로 각각에 접속된 n개의 선택 단자와, m개의 임피던스 부하 회로 각각에 접속된 m개의 선택 단자를 갖는 안테나 스위치를 구비한다.

상기 안테나 스위치는, 모든 n개의 필터 회로가 선택된 경우, 공통 단자와 n개의 필터 회로에 대응한 상기 n개의 선택 단자를 접속하고, 또한, 공통 단자와 m개의 임피던스 부하 회로에 대응한 상기 m개의 선택 단자를 접속하지 않는다.

또한, 상기 안테나 스위치는, (n-1)개 이하의 필터 회로가 선택된 경우, 공통 단자와 상기 (n-1)개 이하의 필터 회로에 대응한 (n-1)개 이하의 선택 단자를 접속하고, 또한, 상기 (n-1)개 이하의 필터 회로가 공통 단자로 묶여서 구성된 제3 회로의 복소 임피던스가, n개의 필터 회로가 공통 단자로 묶여서 구성된 제4 회로의 복소 임피던스와 동등해지도록, m개의 임피던스 부하 회로 중 적어도 1개와 선택 단자를 접속한다.

이것에 의하면, n개의 주파수 대역 중 (n-1)개 이하의 주파수 대역이 선택된 모드에서 RF 신호를 전반시키는 경우, 선택된 (n-1)개 이하의 주파수 대역을 통과시키는 (n-1)개 이하의 필터 회로와 m개의 임피던스 부하 회로 중 적어도 1개가 공통 단자로 묶인다. 즉, 선택되지 않은 주파수 대역에 대응한 필터 회로 대신에 상기 m개의 선택 단자에 접속된 임피던스 부하 회로 중 적어도 1개가 공통 단자에 접속된다. 이 때문에, (n-1)개 이하의 주파수 대역이 선택된 모드에서의 RF 신호의 통과 특성을, 불필요한 인덕턴스 성분 및 용량 성분이 부가될 일 없이, n개의 주파수 대역이 선택된 모드에서의 RF 신호의 통과 특성과 동등한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, CA 모드 및 비CA 모드를 선택 가능한 시스템에 있어서, 어느 모드가 선택된 경우에도, 신호의 전반 손실을 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, n개의 주파수 대역 중 선택된 주파수 대역의 조합에 의해, m개의 임피던스 부하 회로 중에서 접속할 임피던스 부하 회로를 가변 선택하는 것이 가능하게 되어, 당해 가변 선택에 의해, 임피던스 보상을 위한 합성 용량을 가변시키는 것이 가능하게 된다. 또한, m개의 임피던스 부하 회로를 m개의 선택 단자에 대응하여 배치함으로써, m개의 선택 단자 중 공통 단자와 접속되는 선택 단자를 복수 선택함으로써, m가지보다 많은 보상용의 임피던스를 실현할 수 있다. 따라서, 임피던스 부하 회로의 배치수 및 배치 영역을 저감할 수 있으므로, 스위치 모듈(1C)의 면적 절약화가 가능하게 된다.

(기타의 실시 형태 등)

이상, 본 발명의 실시 형태에 따른 스위치 모듈에 대해서, 실시 형태 및 그 변형예를 들어 설명했지만, 본 발명의 스위치 모듈은, 상기 실시 형태 및 그 변형예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태 및 그 변형예에 있어서의 임의의 구성 요소를 조합하여 실현되는 다른 실시 형태나, 상기 실시 형태 및 그 변형예에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해 내는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 본 개시의 스위치 모듈을 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.

예를 들어, 실시 형태 2 및 3에 관한 스위치 모듈에 있어서도, 실시 형태 1의 변형예와 같이, 임피던스 부하 회로와 필터 회로를 1칩화해도 된다. 또한, 실시 형태 2 및 3에 관한 스위치 모듈에 있어서, 임피던스 부하 회로가 안테나 스위치의 칩에 내장되어 있어도 된다. 이에 의해, 실시 형태 2 및 3에 관한 스위치 모듈에 있어서도, 실시 형태 1에 관한 스위치 모듈과 동일한 효과가 발휘된다.

또한, 본 발명에 따른 스위치 제어부는, 집적 회로인 IC, LSI(Large Scale Integration)로서 실현되어도 된다. 또한, 집적 회로화의 방법은, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현해도 된다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리콘피규어블 프로세서를 이용해도 된다. 나아가, 반도체 기술의 진보 또는 파생되는 다른 기술에 의해 LSI로 치환되는 집적 회로화의 기술이 등장하면, 당연, 그 기술을 사용하여 기능 블록의 집적화를 행해도 된다.

또한, 상기 실시 형태 및 그 변형예에 관한 스위치 모듈에 있어서, 도면에 개시된 각 회로 소자 및 신호 경로를 접속하는 경로의 사이에 다른 고주파 회로 소자 및 배선 등이 삽입되어 있어도 된다.

본 발명은 캐리어 애그리게이션 방식을 채용하는 멀티 밴드/멀티 모드 대응의 스위치 모듈로서, 휴대 전화 등의 통신기기에 널리 이용할 수 있다.

1, 1A, 1B, 1C, 50: 스위치 모듈
2: 안테나 소자
3: RF 신호 처리 회로
4A, 4Ar, 4B, 4Br, 4C: 수신 신호 증폭 회로
4At, 4Bt: 송신 신호 증폭 회로
11, 51, 55: 안테나 정합 회로
12, 22, 52, 54, 302-1, 302-2: 안테나 스위치
12c, 22c, 52c, 54c: 공통 단자
12s1: 선택 단자(제1 선택 단자)
12s2: 선택 단자(제2 선택 단자)
12s3: 선택 단자(제3 선택 단자)
13A, 13B, 13C: 필터
14, 14B: 임피던스 부하 회로
20: 칩
21: 압전 기판
22s1, 22s2, 22s3, 22s4, 22s5: 선택 단자
23A, 23B, 303-1, 303-2, 303-3, 303-4: 듀플렉서
23Ar, 23Br: 수신 필터
23At, 23Bt: 송신 필터
52s1, 52s2, 54s1, 54s2: 선택 단자
131p, 132p: 병렬 공진자
131s, 132s: 직렬 공진자
141, 142: 용량 소자
300: RF부
301: 다이플렉서
304-1, 304-2, 304-3, 304-4: 파워 증폭기
305: 무선 주파수 집적 회로
370: 안테나부
370-1, 370-2: 안테나 튜너

Claims (11)

1. 무선 통신용의 제1 주파수 대역과, 당해 제1 주파수 대역과 주파수 대역이 상이한 무선 통신용의 제2 주파수 대역을 동시에 사용하는 상태가 선택 가능한 스위치 모듈이며,
   상기 제1 주파수 대역의 신호를 선택적으로 통과시키는 제1 필터 회로와,
   상기 제2 주파수 대역의 신호를 선택적으로 통과시키는 제2 필터 회로와,
   임피던스 부하 회로와,
   안테나 소자에 접속된 공통 단자, 상기 제1 필터 회로의 일단부와 접속된 제1 선택 단자, 상기 제2 필터 회로의 일단부와 접속된 제2 선택 단자, 및 상기 임피던스 부하 회로와 접속된 제3 선택 단자를 갖고, 상기 제1 선택 단자 및 상기 제2 선택 단자 중 적어도 1개와 상기 공통 단자의 접속을 전환하는 스위치 회로를 구비하고,
   상기 스위치 회로는,
   상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역의 양쪽이 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 제1 선택 단자 및 상기 제2 선택 단자를 접속하고, 또한, 상기 공통 단자와 상기 제3 선택 단자를 접속하지 않고,
   상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 제1 선택 단자 및 상기 제2 선택 단자 중 한쪽만을 접속하고, 또한, 상기 공통 단자와 상기 제3 선택 단자를 접속하고,
   상기 임피던스 부하 회로는, 용량 소자를 포함하고 있고,
   상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로는, 압전 기판과 당해 압전 기판 상에 형성된 빗형 전극을 포함한 탄성 표면파 필터이며,
   상기 용량 소자는, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로 중 적어도 한쪽을 구성하는 상기 압전 기판 상에 형성된 빗형 전극을 포함하고 있고,
   상기 압전 기판 상에 형성된, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로 중 적어도 한쪽을 구성하는 상기 빗형 전극의 배치 방향과, 상기 용량 소자를 구성하는 상기 빗형 전극의 배치 방향은 상이한,
   스위치 모듈.
2. 제1항에 있어서, 무선 통신용으로서 사용되는 주파수 대역의 선택 정보를 받고, 상기 스위치 회로에 상기 선택 정보에 기초한 제어 신호를 출력하는 스위치 제어부를 더 구비하고,
   상기 스위치 제어부는, 상기 스위치 회로에 상기 제어 신호를 출력함으로써,
   상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역의 양쪽이 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 제1 선택 단자 및 상기 제2 선택 단자를 접속시키고, 또한, 상기 공통 단자와 상기 제3 선택 단자를 접속시키지 않고,
   상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 제1 선택 단자 및 상기 제2 선택 단자 중 한쪽만을 접속시키고, 또한, 상기 공통 단자와 상기 제3 선택 단자를 접속시키는
   스위치 모듈.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임피던스 부하 회로는,
   상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 경우에 형성되는, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로 중 어느 한쪽만이 상기 공통 단자와 접속되어서 구성된 제1 회로의 복소 임피던스가, 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역을 동시에 사용하는 경우에 형성되는, 상기 제1 필터 회로와 상기 제2 필터 회로가 상기 공통 단자로 묶여서 구성된 제2 회로의 복소 임피던스와 동등해지도록, 상기 제1 회로의 복소 임피던스를 보상하는 회로인
   스위치 모듈.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역의 양쪽이 선택된 경우, 캐리어 애그리게이션(CA) 모드에서 가동하고, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 어느 한쪽만이 선택된 경우, 비캐리어 애그리게이션(비CA) 모드에서 가동하는
   스위치 모듈.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스위치 모듈은, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역을 포함하는 n(n은 2 이상의 자연수)개의 주파수 대역 각각의 신호를 선택적으로 통과시키는, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로를 포함하는 n개의 필터 회로 중, 적어도 2개의 필터 회로를 동시에 사용하는 것이 가능하고,
   상기 n개의 필터 회로와,
   상기 임피던스 부하 회로를 포함하는 m(m은 1 이상의 자연수)개의 임피던스 부하 회로를 구비하고,
   상기 스위치 회로는, 1개의 상기 공통 단자와, 상기 n개의 주파수 대역에 대응하여 설치된 상기 n개의 필터 회로 각각에 접속된 n개의 선택 단자와, 상기 m개의 임피던스 부하 회로 각각에 접속된 m개의 선택 단자를 갖고,
   상기 스위치 회로는,
   상기 n개의 필터 회로가 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 n개의 필터 회로에 대응한 상기 n개의 선택 단자를 접속하고, 또한, 상기 공통 단자와 상기 m개의 임피던스 부하 회로에 대응한 상기 m개의 선택 단자를 접속하지 않고,
   (n-1)개 이하의 필터 회로가 선택된 경우, 상기 공통 단자와 상기 (n-1)개 이하의 필터 회로에 대응한 (n-1)개 이하의 선택 단자를 접속하고, 또한, 상기 (n-1)개 이하의 필터 회로가 상기 공통 단자로 묶여서 구성된 제3 회로의 복소 임피던스가, 상기 n개의 필터 회로가 상기 공통 단자로 묶여서 구성된 제4 회로의 복소 임피던스와 동등해지도록, 상기 m개의 임피던스 부하 회로 중 적어도 1개와 선택 단자를 접속하는
   스위치 모듈.
6. 삭제
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로의 통과 대역 외의 복소 임피던스는, 용량성인
   스위치 모듈.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로는, 탄성 표면파 필터, 또는, BAW(Bulk Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터인
   스위치 모듈.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용량 소자는, 상기 제1 필터 회로 및 상기 제2 필터 회로 중 적어도 한쪽과, 동일 칩에 형성되어 있는
   스위치 모듈.
10. 삭제
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용량 소자는, 상기 스위치 회로를 포함하는 하나의 칩에 내장되어 있는
    스위치 모듈.

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