KR102584103B1 - 고주파 모듈 및 통신 장치 - Google Patents
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Abstract
고주파 모듈(1)은 기판(91)과, 제 1 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(11)와, 제 2 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(12)와, 제 3 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(13)를 구비하고, 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로 동시 송신이 이용 가능하며, 제 1 통신 밴드 및 제 2 통신 밴드의 조합, 및 제 2 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로는 동시 송신이 이용 불가능하며, 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 전력 증폭기(11) 및 전력 증폭기(13)의 출력 단자 사이의 거리(Dp13)는 전력 증폭기(11) 및 전력 증폭기(12)의 출력 단자 사이의 거리(Dp12), 및 전력 증폭기(12) 및 전력 증폭기(13)의 출력 단자 사이의 거리(Dp23)보다 크다.
Description
본 발명은 고주파 모듈 및 통신 장치에 관한 것이다.
휴대전화 등의 이동체 통신 기기에서는 특히 멀티밴드화의 진전에 따라 고주파 프런트 엔드 회로를 구성하는 회로 소자의 배치 구성이 복잡화되어 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는 복수의 고주파 신호를 동시 송신가능한 전자 모듈이 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 전자 모듈에서는 동시 송신되는 복수의 고주파 신호가 동일 기판 상에 배치된 복수의 전력 증폭기에서 증폭된다. 그 때문에 복수의 고주파 신호가 상호 간섭하고, 송신 회로 사이의 아이솔레이션이 열화되어 버리는 경우가 있다. 이러한 문제는 수신 회로 사이에서도 일어날 수 있다.
그래서, 본 발명은 복수의 고주파 신호의 동시 송신 및/또는 동시 수신을 위한 회로 사이의 아이솔레이션을 향상시킬 수 있는 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공한다.
본 발명의 일양태에 의한 고주파 모듈은 기판과, 상기 기판에 실장되고, 제 1 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 제 1 송신 증폭기와, 상기 기판에 실장되고, 제 2 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 제 2 송신 증폭기와, 상기 기판에 실장되고, 제 3 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 제 3 송신 증폭기를 구비하고, 상기 제 1 통신 밴드 및 상기 제 3 통신 밴드의 조합으로 동시 송신이 이용 가능하며, 상기 제 1 통신 밴드 및 상기 제 2 통신 밴드의 조합, 및 상기 제 2 통신 밴드 및 상기 제 3 통신 밴드의 조합으로는 동시 송신이 이용 불가능하며, 상기 기판을 평면으로 볼 때에 있어서, 상기 제 1 송신 증폭기 및 상기 제 3 송신 증폭기의 출력 단자 사이의 거리는, 상기 제 1 송신 증폭기 및 상기 제 2 송신 증폭기의 출력 단자 사이의 거리, 및 상기 제 2 송신 증폭기 및 상기 제 3 송신 증폭기의 출력 단자 사이의 거리보다 크다.
또한, 본 발명의 일양태에 의한 통신 장치는 안테나에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 신호 처리 회로와, 상기 안테나와 상기 신호 처리 회로 사이에서 상기 고주파 신호를 전송하는 상기 고주파 모듈을 구비한다.
본 발명의 일양태에 의한 고주파 모듈에 의하면, 복수의 고주파 신호의 동시 송신 및/또는 동시 수신을 위한 회로 사이의 아이솔레이션을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시형태에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치의 회로 구성도이다.
도 2a는 실시형태에 의한 고주파 모듈의 평면도이다.
도 2b는 실시형태에 의한 고주파 모듈의 평면도이다.
도 3a는 실시형태에 의한 고주파 모듈에 있어서의 전력 증폭기의 배치도이다.
도 3b는 실시형태에 의한 고주파 모듈에 있어서의 저잡음 증폭기의 배치도이다.
도 4는 변형예에 의한 고주파 모듈에 있어서의 전력 증폭기의 배치도이다.
도 5는 다른 실시형태에 의한 고주파 모듈에 있어서의 전력 증폭기의 배치도이다.
도 2a는 실시형태에 의한 고주파 모듈의 평면도이다.
도 2b는 실시형태에 의한 고주파 모듈의 평면도이다.
도 3a는 실시형태에 의한 고주파 모듈에 있어서의 전력 증폭기의 배치도이다.
도 3b는 실시형태에 의한 고주파 모듈에 있어서의 저잡음 증폭기의 배치도이다.
도 4는 변형예에 의한 고주파 모듈에 있어서의 전력 증폭기의 배치도이다.
도 5는 다른 실시형태에 의한 고주파 모듈에 있어서의 전력 증폭기의 배치도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시형태는 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시형태에서 나타내어지는 수치, 형상, 재료, 구성요소, 구성요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 이하의 실시예 및 변형예에 있어서의 구성요소 중 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성요소에 대해서는 임의의 구성요소로서 설명된다. 또한, 도면에 나타내어지는 구성요소의 크기 또는 크기의 비는 반드시 엄밀하지는 않다. 각 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략 또는 간략화하는 경우가 있다.
또한, 이하에 있어서, 평행 및 수직 등의 요소 사이의 관계성을 나타내는 용어, 및 직사각형 형상 등의 요소의 형상을 나타내는 용어, 및 수치 범위는 엄격한 의미만을 나타내는 것은 아니고, 실질적으로 동등한 범위, 예를 들면 수% 정도의 차이도 포함하는 것을 의미한다.
또한, 이하에 있어서, 기판에 실장된 A, B 및 C에 있어서 「기판(또는 기판의 주면)의 평면으로 볼 때 있어서 A와 B 사이에 C가 배치되어 있다」란, 기판을 평면으로 볼 때에 있어서, A 내의 임의의 점과 B 내의 임의의 점을 연결하는 직선이 C의 영역을 지나는 것을 의미한다. 또한, 기판을 평면으로 볼 때란, 기판 및 기판에 실장된 회로 소자를 기판에 평행한 평면에 정투영해 보는 것을 의미한다.
(실시형태)
[1. 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성]
[1.1 통신 장치(5)의 회로 구성]
도 1은 실시형태 1에 의한 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 통신 장치(5)는 고주파 모듈(1)과, 안테나(2)와, RFIC(3)와, BBIC(4)를 구비한다.
고주파 모듈(1)은 안테나(2)와 RFIC(3) 사이에서 고주파 신호를 전송한다. 고주파 모듈(1)의 상세한 회로 구성에 대해서는 후술한다.
안테나(2)는 고주파 모듈(1)의 안테나 접속 단자(101, 102 및 103)에 접속되고, 고주파 모듈(1)로부터 출력된 송신 신호를 방사하고, 또한 외부로부터의 수신 신호를 수신하여 고주파 모듈(1)에 출력한다.
RFIC(3)는 안테나(2)에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 신호 처리 회로의 일례이다. 구체적으로는 RFIC(3)는 고주파 모듈(1)의 수신 신호 경로를 통해 입력된 고주파 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리하여 생성된 수신 신호를 BBIC(4)에 출력한다. 또한, RFIC(3)는 BBIC(4)로부터 입력된 송신 신호를 업 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리하여 생성된 고주파 송신 신호를 고주파 모듈(1)의 송신 신호 경로에 출력한다.
BBIC(4)는 고주파 모듈(1)이 전송하는 고주파 신호보다 저주파의 중간 주파수 대역을 이용하여 신호 처리하는 베이스밴드 신호 처리 회로이다. BBIC(4)에서 처리된 신호는 예를 들면, 화상 표시를 위한 화상 신호로서 사용되고, 또는 스피커를 통한 통화를 위해 음성 신호로서 사용된다.
또한, RFIC(3)는 사용되는 통신 밴드에 의거하여 고주파 모듈(1)이 갖는 스위치 회로(30, 40 및 70)의 접속을 제어하는 제어부로서의 기능도 갖는다. 구체적으로는 제어부는 고주파 모듈(1)이 갖는 스위치 회로(30, 40 및 70)의 접속을 스위칭하기 위한 제어 신호를 고주파 모듈(1)의 제어 회로(90)에 전달한다. 또한, 제어부는 고주파 모듈(1)의 전력 증폭기(11, 12 및 13), 및 저잡음 증폭기(21, 22 및 23)의 이득 등을 조정하기 위한 제어 신호를 제어 회로(90) 및 PA 제어 회로(34)에 전달한다.
PA 제어 회로(34)는 제 1 송신 증폭기, 제 2 송신 증폭기 및 제 3 송신 증폭기를 제어하는 제어기의 일례이며, 여기서는 전력 증폭기(11, 12 및 13)를 제어하는 파워 앰프 컨트롤러이다. PA 제어 회로(34)는 제어부로부터의 제어 신호를 받아 전력 증폭기(11, 12 및 13)를 향해 제어 신호를 출력한다.
제어 회로(90)는 제어부로부터의 제어 신호를 받아 스위치 회로(30, 40 및 70), 및 저잡음 증폭기(21, 22 및 23)를 향해 제어 신호를 출력한다. 또한, 제어 회로(90)는 PA 제어 회로(34)를 포함해도 좋다. 또한, 제어부는 RFIC(3)의 외부에 설치되어도 좋고, 예를 들면 BBIC(4)에 설치되어도 좋다.
또한, 본 실시형태에 의한 통신 장치(5)에 있어서, 안테나(2) 및 BBIC(4)는 필수 구성요소는 아니다.
[1.2 고주파 모듈(1)의 회로 구성]
이어서, 고주파 모듈(1)의 상세한 구성에 대해 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(1)은 안테나 접속 단자(101, 102 및 103)와, 제 1 밴드 회로(1A)와, 제 2 밴드 회로(1B)와, 제 3 밴드 회로(1C)와, PA 제어 회로(34)와, 제어 회로(90)와, 송신 입력 단자(111, 112 및 113)와, 수신 출력 단자(121, 122 및 123)를 구비한다.
안테나 접속 단자(101, 102 및 103)는 안테나(2)에 접속된다.
제 1 밴드 회로(1A)는 제 1 통신 밴드군에 속하는 복수의 제 1 통신 밴드의 각각의 고주파 신호(제 1 송신 신호 및 제 1 수신 신호)를 전송하는 회로이다. 제 2 밴드 회로(1B)는 제 2 통신 밴드군에 속하는 복수의 제 2 통신 밴드의 각각의 고주파 신호(제 2 송신 신호 및 제 2 수신 신호)를 전송하는 회로이다. 제 3 밴드 회로(1C)는 제 3 통신 밴드군에 속하는 복수의 제 3 통신 밴드의 각각의 고주파 신호(제 3 송신 신호 및 제 3 수신 신호)를 전송하는 회로이다.
제 1∼제 3 통신 밴드군의 각각은 예를 들면, 로우 밴드군, 미들 밴드군 및 하이 밴드군 중 어느 하나이다. 또한, 제 1 및 제 3 통신 밴드군은 동일한 통신 밴드군이어도 좋다. 이 경우, 제 2 통신 밴드군은 제 1 및 제 3 통신 밴드군과 다른 통신 밴드군이어도 좋다. 또한, 제 1 및 제 3 통신 밴드군은 서로 다른 통신 밴드군이어도 좋다. 이 경우, 제 2 통신 밴드군은 제 1 및 제 3 통신 밴드군 중 일방과 동일한 통신 밴드군이어도 좋다.
로우 밴드군은 예를 들면, 0.4-1.0GHz의 주파수 범위를 갖고 있는 4G 및 5G에 대응하는 복수의 통신 밴드를 포함하는 주파수 대역군이다. 로우 밴드군은 LTE(Long Term Evolution) 밴드 및 NR(New Radio) 밴드로서, 예를 들면 B5 및 n5(송신 대역: 824-849MHz, 수신 대역: 869-894MHz), B8 및 n8(송신 대역: 880-915MHz, 수신 대역: 925-960MHz), B28 및 n28(송신 대역: 703-748MHz, 수신 대역: 753-803MHz) 및 B71 및 n71(송신 대역: 663-698MHz, 수신 대역: 617-652MHz) 등을 포함한다.
미들 밴드군은 4G 및 5G에 대응하는 복수의 통신 밴드를 포함하는 주파수 대역군이다. 미들 밴드군은 로우 밴드군보다 고주파수측에 위치하고 있으며, 예를 들면 1.5-2.2GHz의 주파수 범위를 갖고 있다. 미들 밴드군은 LTE 밴드 및 NR 밴드로서, 예를 들면 B1 및 n1(송신 대역: 1920-1980MHz, 수신 대역: 2110-2170MHz), B3 및 n3(송신 대역: 1710-1785MHz, 수신 대역: 1805-1880MHz), B39 및 n39(송수신 대역: 1880-1920MHz), 및 B66 및 n66(송신 대역: 1710-1780MHz, 수신 대역: 2110-2200MHz) 등을 포함한다.
하이 밴드군은 4G 및 5G에 대응하는 복수의 통신 밴드를 포함하는 주파수 대역군이다. 하이 밴드군은 미들 밴드군보다 고주파수측에 위치하고 있으며, 예를 들면 2.3-2.8GHz의 주파수 범위를 갖고 있다. 하이 밴드군은 LTE 밴드 및 NR 밴드로서, 예를 들면 B7 및 n7(송신 대역: 2500-2570MHz, 수신 대역: 2620-2690MHz), B40 및 n40(송수신 대역: 2300-2400MHz), 및 B41 및 n41(송수신 대역: 2496-2690MHz) 등을 포함한다.
여기서는 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로 동시 송신 및 동시 수신이 이용 가능하다. 즉, 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로 동시 송신 및 동시 수신이 각각 허가된다. 이 때, 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드가 각각 단독으로 이용되는 것은 배제되지 않는다.
또한, 제 1 통신 밴드 및 제 2 통신 밴드의 조합, 및 제 2 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로는 동시 송신 및 동시 수신이 이용 불가능하다. 즉, 제 1 통신 밴드 및 제 2 통신 밴드의 조합으로 동시 송신 및 동시 수신이 금지되고, 또한 제 2 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로 동시 송신 및 동시 수신이 금지된다.
이들의 복수의 통신 밴드에 있어서의 동시 송신 및 동시 수신의 이용 가능성은 예를 들면, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 등의 표준화 조직에 의해 미리 정의되어 있다.
제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로서는, 예를 들면 LTE 밴드끼리의 조합을 사용할 수 있다. 구체적으로는 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로서, 예를 들면 B1 및 B3의 조합, B3 및 B7의 조합, 또는 B40 및 B41의 조합 등을 사용할 수 있다.
또한, 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로서는 LTE 밴드와 NR 밴드의 조합을 사용할 수도 있다. 구체적으로는 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로서, 예를 들면 B3 및 n3의 조합, B41 및 n41의 조합, B71 및 n71의 조합, 또는 B1 및 n41의 조합 등을 사용할 수 있다.
또한, 상술한 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합은 예시이며, 이것에 한정되지 않는다. 또한, 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로서 NR 밴드끼리의 조합이 사용되어도 좋다.
[1.2.1 제 1 밴드 회로(1A)의 회로 구성]
여기서, 제 1 밴드 회로(1A)의 회로 구성에 대해 설명한다. 제 1 밴드 회로(1A)는 전력 증폭기(11)와, 저잡음 증폭기(21)와, 듀플렉서(61 및 62)와, 스위치(31, 41 및 71)를 구비한다.
전력 증폭기(11)는 제 1 송신 증폭기의 일례이며, 제 1 통신 밴드군의 송신 신호를 증폭하는 송신 전력 증폭기이다. 저잡음 증폭기(21)는 제 1 수신 증폭기의 일례이며, 제 1 통신 밴드군의 수신 신호를 저잡음으로 증폭하는 수신 저잡음 증폭기이다.
듀플렉서(61)는 제 1 통신 밴드군에 포함되는 복수의 제 1 통신 밴드 중 1개(이하, 통신 밴드 A라고 한다)의 고주파 신호를 통과시킨다. 듀플렉서(61)는 송신 필터(61T) 및 수신 필터(61R)를 포함한다.
송신 필터(61T)는 전력 증폭기(11)와 안테나 접속 단자(101)를 연결하는 송신 경로에 배치된다. 송신 필터(61T)는 전력 증폭기(11)에서 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 A의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다.
수신 필터(61R)는 저잡음 증폭기(21)와 안테나 접속 단자(101)를 연결하는 수신 경로에 배치된다. 수신 필터(61R)는 안테나 접속 단자(101)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 A의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
듀플렉서(62)는 제 1 통신 밴드군에 포함되는 복수의 제 1 통신 밴드 중 다른 1개(이하, 통신 밴드 B라고 한다)의 고주파 신호를 통과시킨다. 듀플렉서(62)는 송신 필터(62T) 및 수신 필터(62R)를 포함한다.
송신 필터(62T)는 전력 증폭기(11)와 안테나 접속 단자(101)를 연결하는 송신 경로에 배치된다. 송신 필터(62T)는 전력 증폭기(11)에서 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 B의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다.
수신 필터(62R)는 저잡음 증폭기(21)와 안테나 접속 단자(101)를 연결하는 수신 경로에 배치된다. 수신 필터(62R)는 안테나 접속 단자(101)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 B의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
스위치(31)는 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T 및 62T)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T)의 접속, 및 전력 증폭기(11)와 송신 필터(62T)의 접속을 스위칭한다. 스위치(31)는 예를 들면, 공통 단자가 전력 증폭기(11)에 접속되고, 일방의 선택 단자가 송신 필터(61T)에 접속되고, 타방의 선택 단자가 송신 필터(62T)에 접속된 SPDT(Single Pole Double Throw)형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(41)는 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R 및 62R)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R)의 접속, 및 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(62R)의 접속을 스위칭한다. 스위치(41)는 예를 들면, 공통 단자가 저잡음 증폭기(21)에 접속되고, 일방의 선택 단자가 수신 필터(61R)에 접속되고, 타방의 선택 단자가 수신 필터(62R)에 접속된 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(71)는 안테나(2)와 듀플렉서(61)의 접속, 및 안테나(2)와 듀플렉서(62)의 접속을 스위칭한다. 스위치(71)는 예를 들면, 공통 단자가 안테나 접속 단자(101)에 접속되고, 일방의 선택 단자가 듀플렉서(61)에 접속되고, 타방의 선택 단자가 듀플렉서(62)에 접속된 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다. 또한, 스위치(71)는 공통 단자가 어느 선택 단자와도 접속되지 않는 상태로 함으로써 고주파 신호를 제 1 밴드 회로(1A)에 전송시키지 않게 하는 것이 가능하다. 즉, 스위치(71)는 제 1 밴드 회로(1A)와 안테나(2)의 접속 및 비접속을 스위칭하는 안테나 스위치로서 기능해도 좋다.
또한, 제 1 밴드 회로(1A)에 있어서, 대응하는 통신 밴드는 2개에 한정되지 않고 1개 또는 3개 이상이어도 좋다. 통신 밴드수에 따라 듀플렉서의 수 및 각 스위치의 필요와 불필요가 결정된다.
[1.2.2 제 2 밴드 회로(1B)의 회로 구성]
이어서, 제 2 밴드 회로(1B)의 회로 구성에 대해 설명한다. 제 2 밴드 회로(1B)는 전력 증폭기(12)와, 저잡음 증폭기(22)와, 듀플렉서(63 및 64)와, 스위치(32, 42 및 72)를 구비한다.
전력 증폭기(12)는 제 2 송신 증폭기의 일례이며, 제 2 통신 밴드군의 송신 신호를 증폭하는 송신 전력 증폭기이다. 저잡음 증폭기(22)는 제 2 수신 증폭기의 일례이며, 제 2 통신 밴드군의 수신 신호를 저잡음으로 증폭하는 수신 저잡음 증폭기이다.
듀플렉서(63)는 제 2 통신 밴드군에 포함되는 복수의 제 2 통신 밴드 중 1개(이하, 통신 밴드 C라고 한다)의 고주파 신호를 통과시킨다. 듀플렉서(63)는 송신 필터(63T) 및 수신 필터(63R)를 포함한다. 송신 필터(63T)는 전력 증폭기(12)와 안테나 접속 단자(102)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 전력 증폭기(12)에서 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 C의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다. 또한, 수신 필터(63R)는 저잡음 증폭기(22)와 안테나 접속 단자(102)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 안테나 접속 단자(102)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 C의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
듀플렉서(64)는 제 2 통신 밴드군에 포함되는 복수의 제 2 통신 밴드 중 다른 1개(이하, 통신 밴드 D라고 한다)의 고주파 신호를 통과시킨다. 듀플렉서(64)는 송신 필터(64T) 및 수신 필터(64R)를 포함한다.
송신 필터(64T)는 전력 증폭기(12)와 안테나 접속 단자(102)를 연결하는 송신 경로에 배치된다. 송신 필터(64T)는 전력 증폭기(12)에서 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 D의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다.
수신 필터(64R)는 저잡음 증폭기(22)와 안테나 접속 단자(102)를 연결하는 수신 경로에 배치된다. 수신 필터(64R)는 안테나 접속 단자(102)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 D의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
스위치(32)는 전력 증폭기(12)와 송신 필터(63T 및 64T)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 전력 증폭기(12)와 송신 필터(63T)의 접속, 및 전력 증폭기(12)와 송신 필터(64T)의 접속을 스위칭한다. 스위치(32)는 예를 들면, 공통 단자가 전력 증폭기(12)에 접속되고, 일방의 선택 단자가 송신 필터(63T)에 접속되고, 타방의 선택 단자가 송신 필터(64T)에 접속된 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(42)는 저잡음 증폭기(22)와 수신 필터(63R 및 64R)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 저잡음 증폭기(22)와 수신 필터(63R)의 접속, 및 저잡음 증폭기(22)와 수신 필터(64R)의 접속을 스위칭한다. 스위치(42)는 예를 들면, 공통 단자가 저잡음 증폭기(22)에 접속되고, 일방의 선택 단자가 수신 필터(63R)에 접속되고, 타방의 선택 단자가 수신 필터(64R)에 접속된 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(72)는 안테나(2)와 듀플렉서(63)의 접속, 및 안테나(2)와 듀플렉서(64)의 접속을 스위칭한다. 스위치(72)는 예를 들면, 공통 단자가 안테나 접속 단자(102)에 접속되고, 일방의 선택 단자가 듀플렉서(63)에 접속되고, 타방의 선택 단자가 듀플렉서(64)에 접속된 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다. 또한, 스위치(72)는 공통 단자가 어느 선택 단자와도 접속되지 않는 상태로 함으로써 고주파 신호를 제 2 밴드 회로(1B)에 전송시키지 않게 하는 것이 가능하다. 즉, 스위치(72)는 제 2 밴드 회로(1B)와 안테나(2)의 접속 및 비접속을 스위칭하는 안테나 스위치로서 기능해도 좋다.
또한, 제 2 밴드 회로(1B)에 있어서, 대응하는 통신 밴드는 2개에 한정되지 않고 1개 또는 3개 이상이어도 좋다. 통신 밴드수에 따라 듀플렉서의 수 및 각 스위치의 필요와 불필요가 결정된다.
[1.2.3 제 3 밴드 회로(1C)의 회로 구성]
이어서, 제 3 밴드 회로(1C)의 회로 구성에 대해 설명한다. 제 3 밴드 회로(1C)는 전력 증폭기(13)와, 저잡음 증폭기(23)와, 듀플렉서(65 및 66)와, 스위치(33, 43 및 73)를 구비한다.
전력 증폭기(13)는 제 3 송신 증폭기의 일례이며, 제 3 통신 밴드군의 송신 신호를 증폭하는 송신 전력 증폭기이다. 저잡음 증폭기(23)는 제 3 수신 증폭기의 일례이며, 제 3 통신 밴드군의 수신 신호를 저잡음으로 증폭하는 수신 저잡음 증폭기이다.
듀플렉서(65)는 제 3 통신 밴드군에 포함되는 복수의 제 3 통신 밴드 중 1개(이하, 통신 밴드 E라고 한다)의 고주파 신호를 통과시킨다. 듀플렉서(65)는 송신 필터(65T) 및 수신 필터(65R)를 포함한다. 송신 필터(65T)는 전력 증폭기(13)와 안테나 접속 단자(103)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 전력 증폭기(13)에서 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 E의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다. 또한, 수신 필터(65R)는 저잡음 증폭기(23)와 안테나 접속 단자(103)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 안테나 접속 단자(103)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 E의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
듀플렉서(66)는 제 3 통신 밴드군에 포함되는 복수의 제 3 통신 밴드 중 다른 1개(이하, 통신 밴드 F라고 한다)의 고주파 신호를 통과시킨다. 듀플렉서(66)는 송신 필터(66T) 및 수신 필터(66R)를 포함한다.
송신 필터(66T)는 전력 증폭기(13)와 안테나 접속 단자(103)를 연결하는 송신 경로에 배치된다. 송신 필터(66T)는 전력 증폭기(13)에서 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 F의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다.
수신 필터(66R)는 저잡음 증폭기(23)와 안테나 접속 단자(103)를 연결하는 수신 경로에 배치된다. 수신 필터(66R)는 안테나 접속 단자(103)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 F의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
스위치(33)는 전력 증폭기(13)와 송신 필터(65T 및 66T)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 전력 증폭기(13)와 송신 필터(65T)의 접속, 및 전력 증폭기(13)와 송신 필터(66T)의 접속을 스위칭한다. 스위치(33)는 예를 들면, 공통 단자가 전력 증폭기(13)에 접속되고, 일방의 선택 단자가 송신 필터(65T)에 접속되고, 타방의 선택 단자가 송신 필터(66T)에 접속된 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(43)는 저잡음 증폭기(23)와 수신 필터(65R 및 66R)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 저잡음 증폭기(23)와 수신 필터(65R)의 접속, 및 저잡음 증폭기(23)와 수신 필터(66R)의 접속을 스위칭한다. 스위치(43)는 예를 들면, 공통 단자가 저잡음 증폭기(23)에 접속되고, 일방의 선택 단자가 수신 필터(65R)에 접속되고, 타방의 선택 단자가 수신 필터(66R)에 접속된 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(73)는 안테나(2)와 듀플렉서(65)의 접속, 및 안테나(2)와 듀플렉서(66)의 접속을 스위칭한다. 스위치(73)는 예를 들면, 공통 단자가 안테나 접속 단자(103)에 접속되고, 일방의 선택 단자가 듀플렉서(65)에 접속되고, 타방의 선택 단자가 듀플렉서(66)에 접속된 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다. 또한, 스위치(73)는 공통 단자가 어느 선택 단자와도 접속되지 않는 상태로 함으로써 고주파 신호를 제 3 밴드 회로(1C)에 전송시키지 않게 하는 것이 가능하다. 즉, 스위치(73)는 제 3 밴드 회로(1C)와 안테나(2)의 접속 및 비접속을 스위칭하는 안테나 스위치로서 기능해도 좋다.
또한, 제 3 밴드 회로(1C)에 있어서, 대응하는 통신 밴드는 2개에 한정되지 않고 1개 또는 3개 이상이어도 좋다. 통신 밴드수에 따라 듀플렉서의 수 및 각 스위치의 필요와 불필요가 결정된다.
이상과 같은 고주파 모듈(1)의 스위치(31∼33)에서는 전력 증폭기(11)가 송신 필터(61T 또는 62T)에 접속되고, 또한 전력 증폭기(13)가 송신 필터(65T 또는 66T)에 접속되어 있는 상태가 허용된다. 즉, 스위치(31 및 33)는 전력 증폭기(11 및 13)를 다른 송신 필터에 동시 접속할 수 있다. 한편, 스위치(31∼33)에서는 전력 증폭기(11 및/또는 13)가 송신 필터에 접속되고, 또한 전력 증폭기(12)가 송신 필터(63T 또는 64T)에 접속되어 있는 상태가 금지된다.
또한, 스위치(41∼43)에서는 저잡음 증폭기(21)가 수신 필터(61R 또는 62R)에 접속되고, 또한 저잡음 증폭기(23)가 수신 필터(65R 또는 66R)에 접속되어 있는 상태가 허용된다. 즉, 스위치(41 및 43)는 저잡음 증폭기(21 및 23)를 다른 송신 필터에 동시 접속할 수 있다. 한편, 스위치(41∼43)에서는 저잡음 증폭기(21 및/또는 23)가 수신 필터에 접속되고, 또한 저잡음 증폭기(22)가 수신 필터(63R 또는 64R)에 접속되어 있는 상태가 금지된다.
또한, 스위치(71∼73)에서는 제 1 밴드 회로(1A)가 안테나(2)에 접속되고, 또한 제 3 밴드 회로(1C)가 안테나(2)에 접속되어 있는 상태가 허용된다. 즉, 스위치(71 및 73)는 제 1 밴드 회로(1A) 및 제 3 밴드 회로(1C)를 안테나(2)에 동시 접속할 수 있다. 한편, 스위치(71∼73)에서는 제 1 밴드 회로(1A) 및/또는 제 3 밴드 회로(1C)가 안테나(2)에 접속되고, 또한 제 2 밴드 회로(1B)가 안테나(2)에 접속되어 있는 상태가 금지된다.
또한, 고주파 모듈(1)에 있어서, 스위치(31∼33)는 1개의 스위치 회로(30)로 구성되어도 좋다. 이 경우, 스위치 회로(30)는 전력 증폭기(11)를 송신 필터(61T 또는 62T)에, 또한 전력 증폭기(13)를 송신 필터(65T 또는 66T)에 동시 접속하는 것이 가능한 멀티 접속형의 스위치 회로가 된다. 또한, 스위치(41∼43)는 1개의 스위치 회로(40)로 구성되어도 좋다. 이 경우, 저잡음 증폭기(21)를 수신 필터(61R 또는 62R)에, 또한 저잡음 증폭기(23)를 수신 필터(65R 또는 66R)에 동시 접속하는 것이 가능한 멀티 접속형의 스위치 회로가 된다. 또한, 스위치(71∼73)는 1개의 스위치 회로(70)로 구성되어도 좋다. 이 경우, 스위치 회로(70)는 제 1 밴드 회로(1A) 및 제 3 밴드 회로(1C)를 안테나(2)에 동시 접속하는 것이 가능한 멀티 접속형의 스위치 회로가 된다.
또한, 송신 필터(61T∼66T) 및 수신 필터(61R∼66R)는 예를 들면, 탄성 표면파 필터, BAW(Bulk Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터, LC 공진 필터, 및 유전체 필터 중 어느 것이어도 좋고, 또한 이들에는 한정되지 않는다.
또한, 고주파 모듈(1)에 접속되는 안테나의 수는 2개 이상이어도 좋다. 이 경우, 안테나 접속 단자(101∼103)에는 각각 대응하는 안테나가 접속되어도 좋다.
또한, 전력 증폭기(11∼13), 및 저잡음 증폭기(21∼23)는 예를 들면, Si계의 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 또는 GaAs를 재료로 한 전계 효과형 트랜지스터(FET) 또는 헤테로바이폴라 트랜지스터(HBT) 등으로 구성되어도 좋다.
또한, 듀플렉서(61∼66)의 각각은 송수신 겸용의 필터와 송수 전환 스위치 로 구성된, 소위 시분할 복신 방식에 대응한 구성이어도 좋다. 이 경우이어도 동일 밴드군에 있어서의 다른 통신 밴드의 송신과 수신이 동시에 실행될 수 있다. 예를 들면, 제 1 통신 밴드군의 통신 밴드 A의 송신 신호와 통신 밴드 B의 수신 신호가 동시 전송되는 경우 등이 상정된다.
또한, 고주파 모듈(1)에 있어서, 스위치(31∼33, 41∼43 및 71∼73), PA 제어 회로(34), 및 제어 회로(90)는 본 발명에 의한 고주파 모듈에 필수 구성요소는 아니다.
또한, 고주파 모듈(1)은 송신 회로 및 수신 회로의 양방을 구비하고 있었지만, 송신 회로 및 수신 회로 중 일방만을 구비해도 좋다. 이 경우, 고주파 모듈(1)은 전력 증폭기(11∼13), 및 저잡음 증폭기(21∼23) 중 일방을 구비하지 않아도 좋다.
[2. 고주파 모듈(1)의 회로 소자의 배치]
이어서, 이상과 같이 구성된 고주파 모듈(1)의 회로 소자의 배치에 대해 도 2a 및 도 2b를 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)의 평면도이다. 구체적으로는 도 2a는 고주파 모듈(1)의 기판(91)의 주면(91a)측으로부터 본 주면(91a) 상의 회로 소자의 평면도이다. 또한, 도 2b는 고주파 모듈(1)의 기판(91)의 주면(91a)측으로부터 본 주면(91b) 상의 회로 소자의 투시도이다.
도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(1)은 도 1에 나타내어진 회로 구성에 더하여, 기판(91) 및 복수의 외부 접속 단자(150)를 더 갖는다.
기판(91)은 고주파 모듈(1)의 각 회로 소자가 실장되는 실장 기판이며, 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖는다. 기판(91)으로서는 예를 들면, 복수의 유전체층의 적층 구조를 갖는 저온 동시 소성 세라믹스(Low Temperature Co-fired Ceramics: LTCC) 기판, 또는 프린트 기판 등이 사용된다.
기판(91)의 주면(91a 및 91b)은 수지 부재(도시하지 않음)로 덮여 있다. 이것에 의해, 주면(91a 및 91b) 상의 회로 소자의 기계 강도 및 내습성 등의 신뢰성이 확보된다. 또한, 기판(91)은 수지 부재로 덮이지 않아도 좋다. 즉, 수지 부재는 본 발명에 의한 고주파 모듈에 필수 구성요소는 아니다.
도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이, 전력 증폭기(11∼13), PA 제어 회로(34) 및 듀플렉서(61∼66)는 기판(91)의 주면(91a)에 표면 실장되어 있다. 한편, 저잡음 증폭기(21∼23), 스위치 회로(30, 40 및 70), 및 제어 회로(90)는 기판(91)의 주면(91b)에 표면 실장되어 있다. 또한, 도 2a 및 도 2b에 있어서, 부호가 붙여져 있지 않은 블록은 본 발명에 필수는 아닌 임의의 회로 소자를 나타낸다.
복수의 외부 접속 단자(150)는 기판(91)의 주면(91b)에 배치된다. 복수의 외부 접속 단자(150)는 고주파 모듈(1)의 주면(91b)측에 배치되는 외부 기판과 접속된다. 고주파 모듈(1)은 복수의 외부 접속 단자(150) 중 몇 개를 경유하여 외부 기판과 전기 신호의 주고 받음을 행한다. 또한, 복수의 외부 접속 단자(150) 중 몇 개는 외부 기판의 그라운드 전위로 설정된다.
전력 증폭기(11∼13)가 주면(91a)에 배치되고, 저잡음 증폭기(21∼23), 스위치 회로(30, 40 및 70), 및 제어 회로(90)가 주면(91b)에 배치됨으로써 고주파 모듈(1) 전체를 저배화하는 것이 가능해진다. 또한, 수신 회로의 수신 감도에 크게 영향을 주는 저잡음 증폭기(21∼23)의 주위에 그라운드 전극으로서 이용되는 복수의 외부 접속 단자(150)가 배치됨으로써 수신 회로의 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 복수의 외부 접속 단자(150)의 각각은 주면(91b)을 덮는 수지 부재를 관통하는 주상 전극이어도 좋고, 또한 주면(91b)에 형성된 전극 상에 배치된 범프 전극이어도 좋다. 외부 접속 단자(150)가 범프 전극인 경우에는 주면(91b)은 수지 부재로 덮이지 않아도 좋다.
또한, 도 2a 및 도 2b에 나타내는 회로 소자의 배치는 일례이며, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 스위치 회로(30)는 주면(91a)에 배치되어도 좋다. 또한 예를 들면, 저잡음 증폭기(21∼23), 스위치 회로(30, 40 및 70), 및 제어 회로(90)는 1개의 반도체 IC(Integrated Circuit)에 형성되어도 좋다. 반도체 IC는 예를 들면, CMOS로 구성된다. 구체적으로는 반도체 IC는 SOI(Silicon On Insulator) 프로세스에 의해 구성된다. 이것에 의해, 반도체 IC를 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 반도체 IC는 GaAs, SiGe 및 GaN 중 적어도 어느 하나로 구성되어도 좋다. 이것에 의해, 고품질의 증폭 성능 및 잡음 성능을 갖는 고주파 신호를 출력하는 것이 가능해진다.
[2.1 전력 증폭기(11∼13) 및 PA 제어 회로(34)의 배치]
여기서, 기판(91)의 주면(91a) 상의 전력 증폭기(11∼13) 및 PA 제어 회로(34)의 평면 배치에 대해 도 3a를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 도 3a는 실시형태에 의한 고주파 모듈에 있어서의 전력 증폭기의 배치도이다. 구체적으로는 도 3a는 도 2a의 영역 iii-A의 확대도이다.
본 실시형태에서는 전력 증폭기(11∼13) 및 PA 제어 회로(34)는 각각 별도의 칩에 실장되어 있고, 평면으로 볼 때에 있어서 동일 사이즈의 직사각형 형상의 외형을 갖는다.
전력 증폭기(11∼13) 및 PA 제어 회로(34)는 기판(91)의 주면(91a) 상에 간격을 두고 일렬로 나란히 배치되어 있고, 전력 증폭기(12) 및 PA 제어 회로(34)는 전력 증폭기(11 및 13) 사이에 위치하고 있다. 즉, 기판(91)과 평행한 평면에의 정투영에 있어서, 전력 증폭기(11) 내의 임의의 점과 전력 증폭기(13) 내의 임의의 점을 연결하는 직선이 전력 증폭기(12) 및 PA 제어 회로(34)를 지난다. 예를 들면, 기판(91)과 평행한 평면에의 정투영에 있어서, 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a)와 전력 증폭기(13)의 출력 단자(13a)를 연결하는 직선이 전력 증폭기(12) 및 PA 제어 회로(34)를 지난다.
이 때, 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a) 및 전력 증폭기(13)의 출력 단자(13a) 사이의 거리(Dp13)는 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a) 및 전력 증폭기(12)의 출력 단자(12a) 사이의 거리(Dp12)보다 크고, 또한 전력 증폭기(12)의 출력 단자(12a) 및 전력 증폭기(13)의 출력 단자(13a) 사이의 거리(Dp23)보다 크다. 출력 단자 사이의 거리로서는 출력 단자 내의 임의의 점(예를 들면, 중심점) 사이의 거리를 사용할 수 있으면 좋다.
또한, 도 3a에서는 전력 증폭기(11∼13) 및 PA 제어 회로(34)는 동일 형상 및 동일 사이즈를 갖지만, 이것에 한정되지 않는다. 또한, 전력 증폭기(11∼13) 및 PA 제어 회로(34)의 각각의 형상도 직사각형에 한정되지 않는다.
[2.2 저잡음 증폭기(21∼23)의 배치]
계속해서, 기판(91)의 주면(91b) 상의 저잡음 증폭기(21∼23)의 평면 배치에 대해 도 3b를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 도 3b는 실시형태에 의한 고주파 모듈에 있어서의 저잡음 증폭기의 배치도이다. 구체적으로는 도 3b는 도 2b의 영역 iii-B의 확대도이다.
본 실시형태에서는 저잡음 증폭기(21∼23)는 각각 별도의 칩에 실장되어 있고, 평면으로 볼 때에 있어서 동일 사이즈의 직사각형 형상의 외형을 갖는다.
저잡음 증폭기(21∼23)는 기판(91)의 주면(91b) 상에 간격을 두고 일렬로 나란히 배치되어 있고, 저잡음 증폭기(22)는 저잡음 증폭기(21 및 23) 사이에 위치하고 있다. 즉, 기판(91)과 평행한 평면에의 정투영에 있어서, 저잡음 증폭기(21) 내의 임의의 점과 저잡음 증폭기(23) 내의 임의의 점을 연결하는 직선이 저잡음 증폭기(22)를 지난다. 예를 들면, 기판(91)과 평행한 평면에의 정투영에 있어서, 저잡음 증폭기(21)의 출력 단자(21a)와 저잡음 증폭기(23)의 출력 단자(23a)를 연결하는 직선이 저잡음 증폭기(22)를 지난다.
이 때, 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 저잡음 증폭기(21)의 출력 단자(21a) 및 저잡음 증폭기(23)의 출력 단자(23a) 사이의 거리(Dr13)는 저잡음 증폭기(21)의 출력 단자(21a) 및 저잡음 증폭기(22)의 출력 단자(22a) 사이의 거리(Dr12)보다 크고, 또한 저잡음 증폭기(22)의 출력 단자(22a) 및 저잡음 증폭기(23)의 출력 단자(23a) 사이의 거리(Dr23)보다 크다.
또한, 도 3b에서는 저잡음 증폭기(21∼23)는 동일 형상 및 동일 사이즈를 갖지만, 이것에 한정되지 않는다. 또한, 저잡음 증폭기(21∼23)의 각각의 형상도 직사각형에 한정되지 않는다.
[3. 효과 등]
이상과 같이, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)은 기판(91)과, 기판(91)에 실장되고, 제 1 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(11)와, 기판(91)에 실장되고, 제 2 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(12)와, 기판(91)에 실장되고, 제 3 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(13)를 구비하고, 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로 동시 송신이 이용 가능하며, 제 1 통신 밴드 및 제 2 통신 밴드의 조합, 및 제 2 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로는 동시 송신이 이용 불가능하며, 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a) 및 전력 증폭기(13)의 출력 단자(13a) 사이의 거리(Dp13)는 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a) 및 전력 증폭기(12)의 출력 단자(12a) 사이의 거리(Dp12), 및 전력 증폭기(12)의 출력 단자(12a) 및 전력 증폭기(13)의 출력 단자(13a) 사이의 거리(Dp23)보다 크다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a) 및 전력 증폭기(13)의 출력 단자(13a) 사이의 거리를 크게 할 수 있다. 따라서, 제 1 통신 밴드의 송신 신호와 제 3 통신 밴드의 송신 신호가 동시 송신되는 경우에 전력 증폭기(11)에서 증폭된 대전력의 제 1 통신 밴드의 송신 신호와, 전력 증폭기(13)에서 증폭된 대전력의 제 3 통신 밴드의 송신 신호의 상호 간섭을 억제할 수 있다. 즉, 제 1 통신 밴드의 송신 회로와 제 3 통신 밴드의 송신 회로 사이의 아이솔레이션을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 통신 밴드 및 제 2 통신 밴드의 조합, 및 제 2 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로는 동시 송신이 이용 불가능하다. 따라서, 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a) 및 전력 증폭기(12)의 출력 단자(12a) 사이의 거리(Dp12), 및 전력 증폭기(12)의 출력 단자(12a) 및 전력 증폭기(13)의 출력 단자(13a) 사이의 거리(Dp23)가 작기 때문에 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 송신 신호가 제 2 통신 밴드의 송신 회로에 유입했다고 해도 제 2 통신 밴드의 송신 신호의 전송에의 영향은 없다. 즉, 고주파 모듈(1)은 제 2 통신 밴드의 송신 신호의 품질의 저하를 회피하면서 제 1 통신 밴드의 송신 회로와 제 3 통신 밴드의 송신 회로 사이의 아이솔레이션을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)에서는 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 전력 증폭기(12)는 전력 증폭기(11 및 13) 사이에 배치되어도 좋다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11)와 전력 증폭기(13) 사이에 전력 증폭기(12)를 개재시킴으로써 전력 증폭기(11)와 전력 증폭기(13) 사이의 신호 간섭을 억제할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(11∼13)의 출력 단자 사이의 거리의 조건을 만족시키면서 전력 증폭기(11∼13)를 효과적으로 배치할 수 있어 고주파 모듈(1)의 소형화에 공헌할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)은 기판(91)에 실장되고, 전력 증폭기(11∼13)를 제어하는 PA 제어 회로(34)를 더 구비해도 좋다. 이 때, PA 제어 회로(34)는 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 전력 증폭기(11) 및 전력 증폭기(13) 사이에 배치되어도 좋다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11)와 전력 증폭기(13) 사이에 PA 제어 회로(34)를 개재시킴으로써 전력 증폭기(11)와 전력 증폭기(13) 사이의 신호 간섭을 억제할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a) 및 전력 증폭기(13)의 출력 단자(13a) 사이의 거리를 확보하면서 PA 제어 회로(34)를 효과적으로 배치할 수 있어 고주파 모듈(1)의 소형화에 공헌할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)은 기판(91)과, 기판(91)에 실장되고, 제 1 통신 밴드의 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(21)와, 기판(91)에 실장되고, 제 2 통신 밴드의 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(22)와, 기판(91)에 실장되고, 제 3 통신 밴드의 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(23)를 구비한다. 여기서, 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로 동시 수신이 이용 가능하며, 제 1 통신 밴드 및 제 2 통신 밴드의 조합, 및 제 2 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로는 동시 수신이 이용 불가능하며, 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 저잡음 증폭기(21)의 출력 단자(21a) 및 저잡음 증폭기(23)의 출력 단자(23a) 사이의 거리(Dr13)는 저잡음 증폭기(21)의 출력 단자(21a) 및 저잡음 증폭기(22)의 출력 단자(22a) 사이의 거리(Dr12)보다 크고, 저잡음 증폭기(22)의 출력 단자(22a) 및 저잡음 증폭기(23)의 출력 단자(23a) 사이의 거리(Dr23)보다 크다.
이것에 의하면, 저잡음 증폭기(21)의 출력 단자(21a) 및 저잡음 증폭기(23)의 출력 단자(23a) 사이의 거리를 크게 할 수 있다. 따라서, 제 1 통신 밴드의 수신 신호와 제 3 통신 밴드의 수신 신호가 동시 수신되는 경우에 저잡음 증폭기(21)에서 증폭된 제 1 통신 밴드의 수신 신호와, 저잡음 증폭기(23)에서 증폭된 제 3 통신 밴드의 수신 신호의 상호 간섭을 억제할 수 있다. 즉, 제 1 통신 밴드의 수신 회로와 제 3 통신 밴드의 수신 회로 사이의 아이솔레이션을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 통신 밴드 및 제 2 통신 밴드의 조합, 및 제 2 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 조합으로는 동시 수신이 이용 불가능하다. 따라서, 저잡음 증폭기(21)의 출력 단자(21a) 및 저잡음 증폭기(22)의 출력 단자(22a) 사이의 거리(Dr12), 및 저잡음 증폭기(22)의 출력 단자(22a) 및 저잡음 증폭기(23)의 출력 단자(23a) 사이의 거리(Dr23)가 작기 때문에 제 1 통신 밴드 및 제 3 통신 밴드의 수신 신호가 제 2 통신 밴드의 수신 회로에 유입했다고 해도 제 2 통신 밴드의 수신 신호의 전송에의 영향은 없다. 즉, 고주파 모듈(1)은 제 2 통신 밴드의 수신 품질의 저하를 회피하면서 제 1 통신 밴드의 수신 회로와 제 3 통신 밴드의 수신 회로 사이의 아이솔레이션을 향상시킬 수 있다.
(변형예)
이어서, 변형예에 대해 설명한다. 본 변형예에서는 전력 증폭기(12 및 13)가 원 칩화되어 있는 점이 상기 실시형태와 주로 다르다. 이하에, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1)에 대해 상기 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 4는 변형예에 의한 고주파 모듈(1)에 있어서의 전력 증폭기의 배치도이다.
본 변형예에서는 전력 증폭기(12) 및 전력 증폭기(13)는 원 칩화되어 있다. 한편, 전력 증폭기(11) 및 전력 증폭기(13)는 별도의 칩화되어 있다.
여기서, 복수의 회로 소자의 원 칩화란, 복수의 회로 소자가 1개의 반도체 기판에 집적되는 것을 의미한다. 반대로, 복수의 회로 소자의 별도의 칩화란, 복수의 회로 소자가 분리된 별개의 반도체 기판에 실장되는 것을 의미한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 전력 증폭기(12) 및 전력 증폭기(13)가 원 칩화되었을 경우도 상기 실시형태와 마찬가지로 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a) 및 전력 증폭기(13)의 출력 단자(13a) 사이의 거리(Dp13)는 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a) 및 전력 증폭기(12)의 출력 단자(12a) 사이의 거리(Dp12)보다 크다.
이상과 같이, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1)에서는 전력 증폭기(12) 및 전력 증폭기(13)는 원 칩화되어 있다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11∼13)의 출력 단자 사이의 거리의 조건을 만족시키면서 전력 증폭기(12 및 13)의 실장 면적을 저감할 수 있어 고주파 모듈(1)의 소형화에 공헌할 수 있다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1)에서는 전력 증폭기(11) 및 전력 증폭기(13)는 별도의 칩화되어 있다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11) 및 전력 증폭기(13)가 원 칩화되지 않으므로 제 1 통신 밴드의 송신 회로와 제 3 통신 밴드의 송신 회로 사이의 아이솔레이션의 저하를 피할 수 있다.
또한, 본 변형예에서는 전력 증폭기(11∼13)에 대해 설명했지만, 저잡음 증폭기(21∼23)에 대해서도 마찬가지로 구성할 수 있다. 즉, 저잡음 증폭기(22 및 23)를 원 칩화할 수도 있다. 이 때, 저잡음 증폭기(21 및 23)는 별도의 칩화되어도 좋다.
(다른 실시형태)
이상, 본 발명의 일양태에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치에 대해 실시형태 및 변형예를 들어서 설명했지만, 본 발명에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치는 상기 실시형태 및 변형예에 한정되지 않는다. 상기 실시예 및 변형예에 있어서의 임의의 구성요소를 조합하여 실현되는 별도의 실시형태나, 상기 실시예 및 변형예에 대해 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해 내는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 상기 고주파 모듈 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시형태 및 변형예에 의한 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)에 있어서, 도면에 개시된 각 회로 소자 및 신호 경로를 접속하는 경로 사이에 별도의 회로 소자 및 배선 등이 삽입되어 있어도 좋다. 예를 들면, 듀플렉서와 전력 증폭기 사이, 및/또는 듀플렉서와 저잡음 증폭기 사이에 임피던스 정합을 위한 정합 회로가 삽입되어도 좋다.
또한, 상기 실시형태 및 변형예에서는 전력 증폭기(12)는 전력 증폭기(11 및 13) 사이에 배치되어 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전력 증폭기(11∼13)는 도 5에 나타내는 바와 같이 배치되어도 좋다. 도 5에서는 전력 증폭기(11 및 13)는 서로 대향하여 배치되고, 출력 단자(11a) 및 출력 단자(13a)는 전력 증폭기(11 및 13)의 대향하는 2변과 반대측의 2변에 각각 위치하고 있다. 또한, 전력 증폭기(12)는 전력 증폭기(11 및 13) 사이가 아니라, 전력 증폭기(11 및 13) 옆에 배치되어 있다. 이렇게 전력 증폭기(11∼13)가 배치되었을 경우이어도 상기 실시형태와 마찬가지로 기판(91)의 평면으로 볼 때에 있어서, 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a) 및 전력 증폭기(13)의 출력 단자(13a) 사이의 거리(Dp13)를 전력 증폭기(11)의 출력 단자(11a) 및 전력 증폭기(12)의 출력 단자(12a) 사이의 거리(Dp12)보다 크게 할 수 있어 상기 실시형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 실시형태 및 변형예에서는 전력 증폭기(11∼13)는 기판(91)의 동일한 주면 상에 배치되어 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 평면으로 볼 때에 있어서의 전력 증폭기(11∼13)의 위치 관계가 유지되는 것이면 전력 증폭기(11∼13) 중 1개는 그 나머지의 2개와는 다른 주면 상에 배치되어도 좋다. 예를 들면, 전력 증폭기(11)는 전력 증폭기(12 및 13)와는 다른 주면 상에 배치되어도 좋다. 또한, 전력 증폭기(11∼13)의 일부 또는 전부는 기판(91) 내에 배치되어도 좋다. 마찬가지의 것은 저잡음 증폭기(21∼23)에도 적용될 수 있다.
본 발명은 멀티밴드 대응의 프런트 엔드부에 배치되는 고주파 모듈에 이용할 수 있고, 상기 고주파 모듈을 구비하는 휴대전화 등의 통신 기기에 널리 이용할 수 있다
1 고주파 모듈
1A 제 1 밴드 회로
1B 제 2 밴드 회로
1C 제 3 밴드 회로
2 안테나
3 RFIC
4 BBIC
5 통신 장치
11, 12, 13 전력 증폭기
11a, 12a, 13a, 21a, 22a, 23a 출력 단자
21, 22, 23 저잡음 증폭기
30, 40, 70 스위치 회로
31, 32, 33, 41, 42, 43, 71, 72, 73 스위치
61, 62, 63, 64, 65, 66 듀플렉서
61R, 62R, 63R, 64R, 65R, 66R 수신 필터
61T, 62T, 63T, 64T, 65T, 66T 송신 필터
91 기판
91a, 91b 주면
101, 102, 103 안테나 접속 단자
111, 112, 113 송신 입력 단자
121, 122, 123 수신 출력 단자
150 외부 접속 단자
1A 제 1 밴드 회로
1B 제 2 밴드 회로
1C 제 3 밴드 회로
2 안테나
3 RFIC
4 BBIC
5 통신 장치
11, 12, 13 전력 증폭기
11a, 12a, 13a, 21a, 22a, 23a 출력 단자
21, 22, 23 저잡음 증폭기
30, 40, 70 스위치 회로
31, 32, 33, 41, 42, 43, 71, 72, 73 스위치
61, 62, 63, 64, 65, 66 듀플렉서
61R, 62R, 63R, 64R, 65R, 66R 수신 필터
61T, 62T, 63T, 64T, 65T, 66T 송신 필터
91 기판
91a, 91b 주면
101, 102, 103 안테나 접속 단자
111, 112, 113 송신 입력 단자
121, 122, 123 수신 출력 단자
150 외부 접속 단자
Claims (7)
- 기판과,
상기 기판에 실장되고, 제 1 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 제 1 송신 증폭기와,
상기 기판에 실장되고, 제 2 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 제 2 송신 증폭기와,
상기 기판에 실장되고, 제 3 통신 밴드의 송신 신호를 증폭하는 제 3 송신 증폭기를 구비하고,
상기 제 1 통신 밴드 및 상기 제 3 통신 밴드의 조합으로 동시 송신이 이용 가능하며,
상기 제 1 통신 밴드 및 상기 제 2 통신 밴드의 조합, 및 상기 제 2 통신 밴드 및 상기 제 3 통신 밴드의 조합으로는 동시 송신이 이용 불가능하며,
상기 기판을 평면으로 볼 때에 있어서, 상기 제 1 송신 증폭기 및 상기 제 3 송신 증폭기의 출력 단자 사이의 거리는, 상기 제 1 송신 증폭기 및 상기 제 2 송신 증폭기의 출력 단자 사이의 거리, 및 상기 제 2 송신 증폭기 및 상기 제 3 송신 증폭기의 출력 단자 사이의 거리보다 큰 고주파 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판을 평면으로 볼 때에 있어서, 상기 제 2 송신 증폭기는 상기 제 1 송신 증폭기 및 상기 제 3 송신 증폭기 사이에 배치되어 있는 고주파 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 송신 증폭기 및 상기 제 3 송신 증폭기는 원 칩화되어 있는 고주파 모듈. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 송신 증폭기 및 상기 제 3 송신 증폭기는 별도의 칩화되어 있는 고주파 모듈. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판에 실장되고, 상기 제 1 송신 증폭기, 상기 제 2 송신 증폭기 및 상기 제 3 송신 증폭기를 제어하는 제어기를 더 구비하고,
상기 기판을 평면으로 볼 때에 있어서, 상기 제어기는 상기 제 1 송신 증폭기 및 상기 제 3 송신 증폭기 사이에 배치되어 있는 고주파 모듈. - 기판과,
상기 기판에 실장되고, 제 1 통신 밴드의 수신 신호를 증폭하는 제 1 수신 증폭기와,
상기 기판에 실장되고, 제 2 통신 밴드의 수신 신호를 증폭하는 제 2 수신 증폭기와,
상기 기판에 실장되고, 제 3 통신 밴드의 수신 신호를 증폭하는 제 3 수신 증폭기를 구비하고,
상기 제 1 통신 밴드 및 상기 제 3 통신 밴드의 조합으로 동시 수신이 이용 가능하며,
상기 제 1 통신 밴드 및 상기 제 2 통신 밴드의 조합, 및 상기 제 2 통신 밴드 및 상기 제 3 통신 밴드의 조합으로는 동시 수신이 이용 불가능하며,
상기 기판을 평면으로 볼 때에 있어서, 상기 제 1 수신 증폭기 및 상기 제 3 수신 증폭기의 출력 단자 사이의 거리는, 상기 제 1 수신 증폭기 및 상기 제 2 수신 증폭기의 출력 단자 사이의 거리, 및 상기 제 2 수신 증폭기 및 상기 제 3 수신 증폭기의 출력 단자 사이의 거리보다 큰 고주파 모듈. - 안테나에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 신호 처리 회로와,
상기 안테나와 상기 신호 처리 회로 사이에서 상기 고주파 신호를 전송하는 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈을 구비하는 통신 장치.
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