KR20180082303A - 로우 패스 필터 - Google Patents

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KR20180082303A
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미키코 후카사와
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

(과제) 로우 패스 필터의 삽입 손실의 저감을 도모한다.
(해결 수단) 캐리어 어그리게이션에 의해 주파수 대역이 상이한 복수의 RF 신호가 동시에 출력될 때에 로우 패스 필터(80)가 캐리어 어그리게이션에 의해 발생하는 상호 변조 왜곡 신호의 주파수보다 낮은 제 1 차단 주파수를 갖도록 스위치 소자(SW1)는 2개의 용량 소자(C21, C22)를 병렬 접속한다. 하나의 주파수 대역의 RF 신호가 출력될 때에 로우 패스 필터(80)가 제 1 차단 주파수보다 높은 제 2 차단 주파수를 갖도록 스위치 소자(SW1)는 2개의 용량 소자(C21, C22) 사이의 병렬 접속을 해제한다.

Description

로우 패스 필터{LOW PASS FILTER}
본 발명은 로우 패스 필터에 관한 것이다.
이동통신 단말에 있어서의 통신 속도의 향상을 도모하는 기술로서 주파수 대역이 상이한 복수의 CC(Component Carrier)를 묶어 이것을 하나의 통신 회선으로서 RF(Radio Frequency) 신호를 동시에 송수신하는 캐리어 어그리게이션이 알려져 있다. 일본 특허공개 2016-92699호 공보에 의하면 업링크 캐리어 어그리게이션에 의해 주파수 대역이 상이한 복수의 RF 신호를 하나의 전력 증폭기에서 증폭하면 전력 증폭기의 왜곡 특성에 따른 상호 변조 왜곡이 발생하는 것으로 보고되어 있다. 상호 변조 왜곡 신호는 안테나로부터 방사되는 RF 신호의 스퓨리어스 성분이 되어 CC가 속하는 주파수대나 그에 근접하는 주파수대에 있어서의 통신에 간섭을 부여한다. 예를 들면, 800㎒대의 신호와 1.7㎓대의 신호를 동시에 증폭하면 5차의 상호 변조 왜곡 신호가 1535~1615㎒대에 발생한다. 이와 같이 캐리어 어그리게이션의 동작에 있어서 상호 변조 왜곡 및 고조파 왜곡의 발생은 특성 열화의 요인이 된다.
일본 특허공개 2016-92699호 공보
예를 들면, 업링크/다운링크 캐리어 어그리게이션에 의해 발생하는 상호 변조 왜곡을 저감하기 위한 방법으로서, 예를 들면 상호 변조 왜곡 신호를 감쇠하는 로우 패스 필터를 RF 신호의 전송 경로에 실장하는 방법이 고려된다.
그러나, 이러한 로우 패스 필터는 업링크/다운링크 캐리어 어그리게이션이 실시되지 않을 때에는 RF 신호의 전송 경로에 불필요한 삽입 손실을 초래해버린다는 결점을 갖고 있다.
그래서, 본 발명은 이러한 결점을 해소하여 로우 패스 필터의 삽입 손실을 저감하는 것을 과제로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 로우 패스 필터는 RF 신호를 입출력하는 로우 패스 필터로서, (i) 제 1 스위치 소자와, (ii) 일단이 로우 패스 필터의 신호선에 접속되며 또한 타단이 로우 패스 필터의 그라운드에 접속하는 제 1 용량 소자와, (iii) 일단이 신호선에 접속되며 또한 타단이 제 1 스위치 소자를 통해 그라운드에 접속하는 제 2 용량 소자를 구비한다. 여기에서, 캐리어 어그리게이션에 의해 주파수 대역이 상이한 복수의 RF 신호가 동시에 출력될 때에 로우 패스 필터가 캐리어 어그리게이션에 의해 발생하는 상호 변조 왜곡 신호의 주파수보다 낮은 제 1 차단 주파수를 갖도록 제 1 스위치 소자는 온 상태가 됨으로써 제 1 용량 소자 및 제 2 용량 소자를 신호선과 그라운드 사이에 병렬 접속한다. 한편, 하나의 주파수 대역의 RF 신호가 출력될 때에 로우 패스 필터가 제 1 차단 주파수보다 높은 제 2 차단 주파수를 갖도록 제 1 스위치 소자는 오프 상태가 됨으로써 제 1 용량 소자 및 제 2 용량 소자 간의 병렬 접속을 해제한다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면 로우 패스 필터의 삽입 손실을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 무선 통신 회로의 회로 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 의한 로우 패스 필터의 회로 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 의한 로우 패스 필터의 주파수 특성을 나타내는 시뮬레이션 결과이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 2에 의한 로우 패스 필터의 회로 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 3에 의한 로우 패스 필터의 회로 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 4에 의한 로우 패스 필터의 회로 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 5에 의한 로우 패스 필터의 회로 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 6에 의한 로우 패스 필터의 회로 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 9는 참고예에 의한 로우 패스 필터의 회로 구성예를 나타내는 회로도이다.
이하, 각 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 여기에서, 동일 부호는 동일 회로 소자를 나타내는 것으로 하고, 중복하는 설명은 생략한다. 각 실시형태에서는 업링크 캐리어 어그리게이션 동작이 행해지는 경우를 예를 들어 설명하지만, 다운링크 캐리어 어그리게이션 동작이 행해질 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 무선 통신 회로(10)의 회로 구성을 나타내는 블록도이다. 무선 통신 회로(10)는 휴대전화 등의 이동통신 기기에 있어서 기지국과의 사이에서 RF 신호를 송수신하기 위한 모듈이다. 무선 통신 회로(10)는 캐리어 어그리게이션에 의해 주파수 대역이 상이한 복수의 RF 신호를 동시에 송수신하는 것도 가능하다. 무선 통신 회로(10)는 베이스 밴드 IC(Integrated Circuit)(20)와, RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)(30)와, 고주파 모듈(40)과, 안테나(90)를 구비한다. 고주파 모듈(40)은 송신 모듈(50)과, 수신 모듈(60)과, 안테나 스위치(ANTSW)(70)와, 로우 패스 필터(LPF)(80)를 구비한다.
베이스 밴드 IC(20)는 미리 정해진 통신 방식에 따라 통신 정보의 부호화 및 변조를 행하고, 디지털 신호 처리에 의해 베이스 밴드 신호를 생성한다. RFIC(30)는 베이스 밴드 신호에 중첩된 정보에 따라 반송파를 변조함으로써 송신 신호로서의 RF 신호를 생성한다. 송신 모듈(50)은 전력 증폭기(51)와 필터(52)를 포함하고, 송신 신호의 주파수 대역에 따른 필터링과 송신 신호의 전력 증폭을 행한다. 전력 증폭기(51)는 1개 또는 복수개의 트랜지스터 소자를 포함한다.
안테나 스위치(70)는 송신 모듈(50)에 접속하는 노드(71)와, 수신 모듈(60)에 접속하는 노드(72)와, 안테나(90)에 접속하는 노드(73)를 구비하고 있다. 안테나 스위치(70)와 안테나(90) 간의 신호 경로에는 전력 증폭기(51)로부터 출력되는 RF 신호를 입출력하는 로우 패스 필터(80)가 실장되어 있다. 안테나 스위치(70)는 송신 신호의 신호 경로를 노드(71, 73) 간에 선택적으로 확립한다. 이에 따라 로우 패스 필터(80)는 전력 증폭기(51)의 출력에 접속한다. 캐리어 어그리게이션에 의해 주파수 대역이 상이한 복수의 RF 신호가 전력 증폭기(51)로부터 동시에 출력될 때에 로우 패스 필터(80)는 캐리어 어그리게이션에 의해 발생하는 상호 변조 왜곡 신호를 감쇠한다.
안테나 스위치(70)는 안테나(90)를 경유하여 기지국으로부터 수신한 수신 신호로서의 RF 신호의 신호 경로를 노드(72, 73) 간에 선택적으로 확립한다. 이에 따라 로우 패스 필터(80)는 저잡음 증폭기(61)의 입력에 접속한다. 수신 모듈(60)은 저잡음 증폭기(61)와 수신 필터(62)를 포함하고, 수신 신호의 주파수 대역에 따른 필터링과 수신 신호의 저잡음 증폭을 행한다. RFIC(30)는 수신 신호를 베이스 밴드 신호로 변환한다. 베이스 밴드 IC(20)는 베이스 밴드 신호를 복조 및 복호하여 통신 정보를 추출한다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 의한 로우 패스 필터(80)의 회로 구성예를 나타내는 회로도이다. 로우 패스 필터(80)는 입출력 노드(81)에 입력되는 RF 신호의 고주파 성분을 감쇠해서 이것을 입출력 노드(82)로부터 출력한다. 입출력 노드(81)는 안테나 스위치(70)의 노드(73)에 접속하고, 입출력 노드(82)는 안테나(90)에 접속하고 있다. 입출력 노드(81, 82)를 연결하는 선로를 신호선(87)이라고 칭한다. 로우 패스 필터(80)는 타원 계수 특성을 갖는 공지의 로우 패스 필터의 회로를 일부 변경한 것이며, 용량 소자(C1) 및 인덕터 소자(L1)의 병렬 공진 회로를 구비하고 있다. 이 병렬 공진에 의해 차단수 주파수 부근에서의 날카로운 감쇠 특성을 실현하고 있다. 이 병렬 공진 회로는 신호선(87)에 직렬로 접속되어 있다. 용량 소자(C1) 및 인덕터 소자(L1)가 병렬로 접속하는 포인트인 2개의 노드 중 한쪽을 노드(83)라고 칭하고, 다른쪽을 노드(84)라고 칭한다. 입출력 노드(81)와 노드(83) 사이에는 인덕터 소자(L2)가 접속되어 있다. 노드(83)와 그라운드 사이(즉, 신호선(87)과 그라운드 사이)에는 인덕터 소자(L3)와 용량 소자(C21)가 직렬로 접속되어 있다. 이와 같이, 용량 소자(C21)의 일단은 신호선(87)에 접속되고, 용량 소자(C21)의 타단은 그라운드에 접속되어 있다. 인덕터 소자(L3)와 용량 소자(C21)가 접속하는 포인트를 노드(85)라고 칭한다. 노드(85)와 그라운드 사이(즉, 신호선(87)과 그라운드 사이)에는 용량 소자(C22)와 스위치 소자(SW1)가 직렬로 접속되어 있다. 이와 같이, 용량 소자(C22)의 일단은 신호선(87)에 접속되고, 용량 소자(C22)의 타단은 스위치 소자(SW1)를 통해 그라운드에 접속되어 있다. 노드(84)와 그라운드 사이(즉, 신호선(87)과 그라운드 사이)에는 인덕터 소자(L4)와 용량 소자(C31)가 직렬로 접속되어 있다. 이와 같이, 용량 소자(C31)의 일단은 신호선(87)에 접속되고, 용량 소자(C31)의 타단은 그라운드에 접속되어 있다. 인덕터 소자(L4)와 용량 소자(C31)가 접속하는 포인트를 노드(86)라고 칭한다. 노드(86)와 그라운드 사이(즉, 신호선(87)과 그라운드 사이)에는 용량 소자(C32)와 스위치 소자(SW2)가 직렬로 접속되어 있다. 이와 같이, 용량 소자(C32)의 일단은 신호선(87)에 접속되고, 용량 소자(C32)의 타단은 스위치 소자(SW2)를 통해 그라운드에 접속되어 있다.
여기에서, 스위치 소자(SW1, SW2)는 SPST(Single Pole Single Throw) 스위치라고 칭해지는 전계 효과 트랜지스터 등의 반도체 스위치이다. 스위치 소자(SW1)는 온 상태가 됨으로써 2개의 용량 소자(C21, C22)를 신호선(87)과 그라운드 사이에 병렬로 접속한다. 한편, 스위치 소자(SW1)는 오프 상태가 됨으로써 2개의 용량 소자(C21, C22) 사이의 병렬 접속을 해제한다. 이와 같이, 스위치 소자(SW1)는 2개의 용량 소자(C21, C22)를 선택적으로 병렬 접속한다. 본 명세서에서는 2개의 용량 소자(C21, C22)를 구별할 경우, 한쪽 용량 소자(C21)를 제 1 용량 소자로 칭하고, 다른쪽 용량 소자(C22)를 제 2 용량 소자라고 칭한다. 마찬가지로 스위치 소자(SW2)는 온 상태가 됨으로써 2개의 용량 소자(C31, C32)를 신호선(87)과 그라운드 사이에 병렬로 접속한다. 한편, 스위치 소자(SW2)는 오프 상태가 됨으로써 2개의 용량 소자(C31, C32) 사이의 병렬 접속을 해제한다. 이와 같이, 스위치 소자(SW2)는 2개의 용량 소자(C31, C32)를 선택적으로 병렬 접속한다. 본 명세서에서는 2개의 용량 소자(C31, C32)를 구별할 경우, 한쪽 용량 소자(C31)를 제 1 용량 소자라고 칭하고, 다른쪽 용량 소자(C32)를 제 2 용량 소자라고 칭한다. 이러한 스위치 소자(SW1, SW2)의 온/오프 동작을 통해 로우 패스 필터(80)의 주파수 특성(감쇠 특성)을 변화시킬 수 있다. 보다 상세하게는 스위치 소자(SW1, SW2)를 온 상태로 함으로써 로우 패스 필터(80)의 차단 주파수를 낮출 수 있다. 한편, 스위치 소자(SW1, SW2)를 오프 상태로 함으로써 로우 패스 필터(80)의 차단 주파수를 높일 수 있다. 또한, 스위치 소자(SW1, SW2)는, 예를 들면 베이스 밴드 IC(20) 또는RFIC(30)로부터의 제어 신호에 응답하여 온/오프 동작한다.
로우 패스 필터(80)는 2개의 동작 모드 중으로부터 선택된 하나의 동작 모드로 동작하도록 설계되어 있다. 캐리어 어그리게이션에 의해 주파수 대역이 상이한 복수의 RF 신호가 전력 증폭기(51)로부터 동시에 출력될 때에 선택되는 동작 모드를 제 1 동작 모드라고 칭한다. 제 1 동작 모드에서는 로우 패스 필터(80)가 캐리어 어그리게이션에 의해 발생하는 상호 변조 왜곡 신호의 주파수보다 낮은 차단 주파수를 갖도록 스위치 소자(SW1, SW2)는 온 상태가 된다. 이에 따라 로우 패스 필터(80)는 상호 변조 왜곡 신호를 감쇠시킬 수 있다. 제 1 동작 모드에 있어서의 로우 패스 필터(80)의 차단 주파수를 설명의 편의상 제 1 차단 주파수라고 칭한다. 하나의 주파수 대역의 RF 신호가 전력 증폭기(51)로부터 출력될 때(즉, 업링크 캐리어 어그리게이션이 실시되지 않을 때)에 선택되는 동작 모드를 제 2 동작 모드라고 칭한다. 제 2 동작 모드에서는 로우 패스 필터(80)가 제 1 차단 주파수보다 높은 차단 주파수를 갖도록 스위치 소자(SW1, SW2)는 오프 상태가 된다. 이에 따라 로우 패스 필터(80)의 통과대역이 저주파역으로부터 저주파역과 고주파역을 포함하는 광대역으로 확대되기 때문에 전력 증폭기(51)로부터 출력되는 RF 신호로부터 초래되는 로우 패스 필터(80)에 의한 삽입 손실을 저감할 수 있다. 제 2 동작 모드에서는 로우 패스 필터(80)는 캐리어 어그리게이션에 의해 발생하는 상호 변조 왜곡 신호를 감쇠시킬 필요가 없기 때문에 로우 패스 필터(80)의 차단 주파수는 가능한 한 높은 편이 바람직하다. 제 2 동작 모드에 있어서의 로우 패스 필터(80)의 차단 주파수를 설명의 편의상 제 2 차단 주파수라고 칭한다.
그런데, 스위치 소자(SW1, SW2)는 온 상태일 때는 저항 소자와 등가인 행동을 하고, 오프 상태일 때는 용량 소자와 등가인 행동을 한다. 이러한 사정을 감안하여 로우 패스 필터(80)의 제 1 차단 주파수는 로우 패스 필터(80)를 구성하는 각 회로 소자(용량 소자(C1, C21, C22, C31, C32), 인덕터 소자(L1, L2, L3, L4))의 소자값(용량값, 인덕턴스값)과, 스위치 소자(SW1, SW2)의 온 저항에 의거하여 결정된다. 마찬가지로 로우 패스 필터(80)의 제 2 차단 주파수는 로우 패스 필터(80)를 구성하는 각 회로 소자(용량 소자(C1, C21, C22, C31, C32), 인덕터 소자(L1, L2, L3, L4))의 소자값(용량값, 인덕턴스값)과, 스위치 소자(SW1, SW2)의 오프 용량에 의거하여 결정된다. 여기에서, 온 저항이란 온 상태의 때의 스위치 소자의 저항값을 의미한다. 오프 용량이란 오프 상태일 때의 스위치 소자의 용량값을 의미한다.
도 3은 로우 패스 필터(80)의 주파수 특성을 나타내는 시뮬레이션 결과이다. 부호 31은 제 1 동작 모드에 있어서의 로우 패스 필터(80)의 주파수 특성을 나타낸다. 부호 32는 제 2 동작 모드에 있어서의 로우 패스 필터(80)의 주파수 특성을 나타낸다. 동 도면에 나타내는 바와 같이 로우 패스 필터(80)의 동작 모드가 제 1 동작 모드로부터 제 2 동작 모드로 변하면, 감쇠 특성이 완만해지고, 로우 패스 필터(80)의 통과대역이 저주파역으로부터 저주파역과 고주파역을 포함하는 광대역으로 확대되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 따라 제 2 동작 모드 시에 전력 증폭기(51)로부터 출력되는 RF 신호로부터 초래되는 로우 패스 필터(80)에 의한 삽입 손실을 저감할 수 있다.
이와 같이, 실시형태 1에 의한 로우 패스 필터(80)에 의하면 스위치 소자(SW1, SW2)의 온/오프 동작을 통해 제 1 동작 모드에서는 상호 변조 왜곡 신호를 감쇠하여 제 2 동작 모드에서는 로우 패스 필터(80)의 삽입 손실을 저감할 수 있다. 또한, 로우 패스 필터(80)를 구성하는 각 회로 소자의 소자값과, 스위치 소자(SW1, SW2)의 온 저항에 의거하여 로우 패스 필터(80)의 제 1 차단 주파를 결정 함으로써 설계 정밀도를 높일 수 있다. 마찬가지로 로우 패스 필터(80)를 구성하는 각 회로 소자의 소자값과, 스위치 소자(SW1, SW2)의 오프 용량에 의거하여 로우 패스 필터(80)의 제 2 차단 주파를 결정함으로써 설계 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 로우 패스 필터(80)는 반드시 안테나 스위치(70)와 안테나(90) 사이의 신호 경로에 실장될 필요는 없고, 예를 들면 안테나 스위치(70)의 내부에 장착되어도 좋다. 또는 무선 통신 회로(10)의 프론트 엔드 모듈의 내부에 로우 패스 필터(80)를 장착해도 좋다. 프론트 엔드 모듈은, 예를 들면 안테나 스위치(70)와, 송신 필터(52)와, 수신 필터(62)를 실장한 모듈이다.
또한, 로우 패스 필터(80)는 반드시 타원 계수 특성을 갖는 것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 체비쇼프 특성, 버터워스 특성, 베셀 특성 등을 갖는 것이어도 좋다.
이어서, 도 4를 참조하면서 본 발명의 실시형태 2에 의한 로우 패스 필터(100)의 회로 구성에 대해서 실시형태 1에 의한 로우 패스 필터(80)와의 상위점을 중심으로 설명한다. 로우 패스 필터(100)는 로우 패스 필터(80)의 2개의 스위치 소자(SW1, SW2)를 1개의 스위치 소자(SW3)로 치환함과 아울러, 로우 패스 필터(80)로부터 인덕터 소자(L2, L3, L4)를 제거한 회로 구성을 갖고 있다. 여기에서, 스위치 소자(SW3)는 SPST 스위치라고 칭해지는 전계 효과 트랜지스터 등의 반도체 스위치이며, 예를 들면 베이스 밴드 IC(20) 또는 RFIC(30)로부터의 제어 신호에 응답하여 온/오프 동작한다.
제 1 동작 모드에서는 2개의 용량 소자(C21, C22)가 병렬 접속되며, 또한 2개의 용량 소자(C31, C32)가 병렬 접속되도록 스위치 소자(SW3)는 온 상태가 된다. 이에 따라 로우 패스 필터(100)는 캐리어 어그리게이션에 의해 발생하는 상호 변조 왜곡 신호의 주파수보다 낮은 제 1 차단 주파수를 갖는다. 따라서, 로우 패스 필터(100)는 상호 변조 왜곡 신호를 감쇠시킬 수 있다. 제 2 동작 모드에서는 2개의 용량 소자(C21, C22) 간의 병렬 접속이 해제되며, 또한 2개의 용량 소자(C31, C32) 간의 병렬 접속이 해제되도록 스위치 소자(SW3)는 오프 상태가 된다. 이에 따라 로우 패스 필터(100)는 제 1 차단 주파수보다 높은 제 2 차단 주파수를 갖는다. 로우 패스 필터(100)의 통과대역이 저주파역으로부터 저주파역과 고주파역을 포함하는 광대역으로 확대되기 때문에 전력 증폭기(51)로부터 출력되는 RF 신호로부터 초래되는 로우 패스 필터(100)에 의한 삽입 손실을 저감할 수 있다.
이어서, 도 5를 참조하면서, 본 발명의 실시형태 3에 의한 로우 패스 필터(110)의 회로 구성에 대해서 실시형태 2에 의한 로우 패스 필터(100)와의 상위점을 중심으로 설명한다. 로우 패스 필터(110)는 로우 패스 필터(100)로부터 용량 소자(C32)를 제거한 회로 구성을 갖고 있다. 로우 패스 필터(110)의 동작 및 그 작용 효과는 로우 패스 필터(100)의 동작 및 그 작용 효과와 마찬가지이다.
이어서, 도 6을 참조하면서 본 발명의 실시형태 4에 의한 로우 패스 필터(120)의 회로 구성에 대해서 실시형태 2에 의한 로우 패스 필터(100)와의 상위점을 중심으로 설명한다. 로우 패스 필터(120)는 정합 회로로서 기능하는 인덕터 소자(L2)를 로우 패스 필터(100)에 추가한 회로 구성을 갖고 있다. 로우 패스 필터(120)의 동작 및 그 작용 효과는 로우 패스 필터(100)의 동작 및 그 작용 효과와 마찬가지이다.
이어서, 도 7을 참조하면서 본 발명의 실시형태 5에 의한 로우 패스 필터(130)의 회로 구성에 대하여 실시형태 2에 의한 로우 패스 필터(100)와의 상위점을 중심으로 설명한다. 로우 패스 필터(130)는 용량 소자(C4) 및 인덕터 소자(L4)의 병렬 공진 회로를 로우 패스 필터(100)에 추가한 회로 구성을 갖고 있다. 로우 패스 필터(130)의 동작 및 그 작용 효과는 로우 패스 필터(100)의 동작 및 그 작용 효과와 마찬가지이다.
이어서, 도 8을 참조하면서 본 발명의 실시형태 6에 의한 로우 패스 필터(140)의 회로 구성에 대해서 실시형태 2에 의한 로우 패스 필터(100)와의 상위점을 중심으로 설명한다. 로우 패스 필터(140)는 로우 패스 필터(100)의 용량 소자(C1)를 스위치 소자(SW4)로 치환한 회로 구성을 갖고 있다. 스위치 소자(SW4)는 SPST 스위치라고 칭해지는 전계 효과 트랜지스터 등의 반도체 스위치이며, 예를 들면 베이스 밴드 IC(20) 또는 RFIC(30)로부터의 제어 신호에 응답하여 온/오프 동작한다. 스위치 소자(SW4)는 인덕터 소자(L1)에 병렬 접속하고 있다. 인덕터 소자(L1)는 로우 패스 필터(140)의 신호선에 직렬로 접속하고 있다.
제 1 동작 모드에서는 로우 패스 필터(140)가 캐리어 어그리게이션에 의해 발생하는 상호 변조 왜곡 신호의 주파수보다 낮은 제 1 차단 주파수를 갖도록 스위치 소자(SW3)는 온 상태가 되고, 스위치 소자(SW4)는 오프 상태가 된다. 스위치 소자(SW4)는 오프 상태가 됨으로써 용량 소자와 등가인 행동을 하고, 인덕터 소자(L1)과 함께 병렬 공진 회로를 형성한다. 병렬 공진에 의한 제 1 차단수 주파수부근에서의 날카로운 감쇠 특성에 의해 로우 패스 필터(140)는 상호 변조 왜곡 신호를 감쇠시킬 수 있다. 제 2 동작 모드에서는 로우 패스 필터(140)가 제 1 차단 주파수보다 높은 제 2 차단 주파수를 갖도록 스위치 소자(SW3)는 오프 상태가 되고, 스위치 소자(SW4)는 온 상태가 된다. 스위치 소자(SW4)는 온 상태가 됨으로써 저항 소자와 등가인 행동을 하고, 인덕터 소자(L1)와의 사이에서 병렬 공진 회로를 형성하지 않게 된다. 이에 따라 로우 패스 필터(140)의 감쇠 특성이 완만해져 통과대역이 저주파역으로부터 저주파역과 고주파역을 포함하는 광대역으로 확대되기 때문에 전력 증폭기(51)로부터 출력되는 RF 신호로부터 초래되는 로우 패스 필터(140)에 의한 삽입 손실을 저감할 수 있다.
로우 패스 필터(140)의 제 1 차단 주파수는 로우 패스 필터(140)를 구성하는 각 회로 소자(용량 소자(C21, C22, C31, C32), 인덕터 소자(L1))의 소자값(용량값, 인덕턴스값)과, 스위치 소자(SW3)의 온 저항과, 스위치 소자(SW4)의 오프 용량에 의거하여 결정된다. 로우 패스 필터(140)의 제 2 차단 주파수는 로우 패스 필터(140)를 구성하는 각 회로 소자(용량 소자(C21, C22, C31, C32), 인덕터 소자(L1))의 소자값(용량값, 인덕턴스값)과, 스위치 소자(SW3)의 오프 용량과, 스위치 소자(SW4)의 온 저항에 의거하여 결정된다.
이와 같이, 실시형태 6에 의한 로우 패스 필터(140)에 의하면 스위치 소자(SW3, SW4)의 온/오프 동작을 통해 제 1 동작 모드에서는 상호 변조 왜곡 신호를 감쇠하고, 제 2 동작 모드에서는 로우 패스 필터(140)의 삽입 손실을 저감할 수 있다. 또한, 로우 패스 필터(140)를 구성하는 각 회로 소자의 소자값과, 스위치 소자(SW3)의 온 저항과, 스위치 소자(SW4)의 오프 용량에 의거하여 로우 패스 필터(140)의 제 1 차단 주파를 결정함으로써 설계 정밀도를 높일 수 있다. 마찬가지로 로우 패스 필터(140)를 구성하는 각 회로 소자의 소자값과, 스위치 소자(SW3)의 오프 용량과, 스위치 소자(SW4)의 온 저항에 의거하여 로우 패스 필터(140)의 제 2 차단 주파를 결정함으로써 설계 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 스위치 소자(SW4)는 상술한 스위치 소자(SW1, SW2, SW3)와는 기능이 상이하기 때문에 스위치 소자(SW1, SW2, SW3)를 제 1 스위치 소자라고 칭해도 좋고, 스위치 소자(SW4)를 제 2 스위치 소자라고 칭해도 좋다.
이어서, 도 9를 참조하면서 참고예에 의한 로우 패스 필터(150)의 회로 구성에 대해서 실시형태 6에 의한 로우 패스 필터(140)와의 상위점을 중심으로 설명한다. 로우 패스 필터(150)는 로우 패스 필터(140)로부터 용량 소자(C22, C32)와, 스위치 소자(SW3)를 제거한 회로 구성을 갖고 있다.
제 1 동작 모드에서는 로우 패스 필터(150)가 캐리어 어그리게이션에 의해 발생하는 상호 변조 왜곡 신호의 주파수보다 낮은 제 1 차단 주파수를 갖도록 스위치 소자(SW4)는 오프 상태가 된다. 스위치 소자(SW4)는 오프 상태가 됨으로써 용량 소자와 등가인 행동을 하고, 인덕터 소자(L1)와 함께 병렬 공진 회로를 형성한다. 병렬 공진에 의한 제 1 차단수 주파수 부근에서의 날카로운 감쇠 특성에 의해 로우 패스 필터(150)는 상호 변조 왜곡 신호를 감쇠시킬 수 있다. 제 2 동작 모드에서는 로우 패스 필터(150)가 제 1 차단 주파수보다 높은 제 2 차단 주파수를 갖도록 스위치 소자(SW4)는 온 상태가 된다. 스위치 소자(SW4)는 온 상태가 됨으로써 저항 소자와 등가인 행동을 하고, 인덕터 소자(L1)와의 사이에서 병렬 공진 회로를 형성하지 않게 된다. 이에 따라 로우 패스 필터(140)의 감쇠 특성이 완만해져 통과대역이 저주파역으로부터 저주파역과 고주파역을 포함하는 광대역으로 확대되기 때문에 전력 증폭기(51)로부터 출력되는 RF 신호로부터 초래되는 로우 패스 필터(150)에 의한 삽입 손실을 저감할 수 있다.
로우 패스 필터(150)의 제 1 차단 주파수는 로우 패스 필터(140)를 구성하는 각 회로 소자(용량 소자(C21, C31), 인덕터 소자(L1))의 소자값(용량값, 인덕턴스값)과, 스위치 소자(SW4)의 오프 용량에 의거하여 결정된다. 로우 패스 필터(150)의 제 2 차단 주파수는 로우 패스 필터(150)를 구성하는 각 회로 소자(용량 소자(C21, C31), 인덕터 소자(L1))의 소자값(용량값, 인덕턴스값)과, 스위치 소자(SW4)의 온 저항에 의거하여 결정된다.
이상 설명한 실시형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정해서 해석하기 위한 것은 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하는 일 없이 변경 또는 개량될 수 있음과 아울러, 본 발명에는 그 등가물도 포함된다. 즉, 실시형태에 당업자가 적당히 설계 변경을 추가한 것도 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한 본 발명의 범위에 포함된다. 실시형태가 구비하는 각 회로 소자 및 그 배치 등은 예시한 것에 한정되는 것은 아니고 적당히 변경할 수 있다. 예를 들면, 「회로 소자 A가 회로 소자 B에 접속한다」란 회로 소자 A가 회로 소자 B에 직접 접속하고 있는 경우뿐만 아니라 회로 소자 A와 회로 소자 B 사이에 회로 소자 C(예를 들면, 스위치 소자)를 경유해서 신호 경로가 선택적으로 확립될 수 있는 경우도 포함되는 것으로 한다. 또한, 실시형태가 구비하는 각 회로 소자는 기술적으로 가능한 한에 있어서 조합시킬 수 있고, 이들을 조합시킨 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
10 : 무선 통신 회로 20 : 베이스 밴드 IC
30 : RFIC 40 : 고주파 모듈
50 : 송신 모듈 60 : 수신 모듈
70 : 안테나 스위치 80 : 로우 패스 필터
90 : 안테나

Claims (5)

  1. RF 신호를 입출력하는 로우 패스 필터로서,
    제 1 스위치 소자와,
    일단이 상기 로우 패스 필터의 신호선에 접속되며 또한 타단이 상기 로우 패스 필터의 그라운드에 접속하는 제 1 용량 소자와,
    일단이 상기 신호선에 접속되며 또한 타단이 상기 제 1 스위치 소자를 통해 상기 그라운드에 접속하는 제 2 용량 소자를 구비하고,
    캐리어 어그리게이션에 의해 주파수 대역이 상이한 복수의 RF 신호가 동시에 출력될 때에 상기 로우 패스 필터가 상기 캐리어 어그리게이션에 의해 발생하는 상호 변조 왜곡 신호의 주파수보다 낮은 제 1 차단 주파수를 갖도록 상기 제 1 스위치 소자는 온 상태가 됨으로써 상기 제 1 용량 소자 및 상기 제 2 용량 소자를 상기 신호선과 상기 그라운드 사이에 병렬 접속하고,
    하나의 주파수 대역의 RF 신호가 출력될 때에 상기 로우 패스 필터가 상기 제 1 차단 주파수보다 높은 제 2 차단 주파수를 갖도록 상기 제 1 스위치 소자는 오프 상태가 됨으로써 상기 제 1 용량 소자 및 상기 제 2 용량 소자 사이의 병렬 접속을 해제하는 로우 패스 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호선에 직렬로 접속하는 인덕터 소자와,
    상기 인덕터 소자에 병렬 접속하는 제 2 스위치 소자를 더 구비하고,
    상기 캐리어 어그리게이션에 의해 상기 주파수 대역이 상이한 복수의 RF 신호가 동시에 출력될 때에 상기 로우 패스 필터가 상기 캐리어 어그리게이션에 의해 발생하는 상호 변조 왜곡 신호의 주파수보다 낮은 제 1 차단 주파수를 갖도록 상기 제 2 스위치 소자는 오프 상태가 되고,
    상기 하나의 주파수 대역의 RF 신호가 출력될 때에 상기 로우 패스 필터가 상기 제 1 차단 주파수보다 높은 제 2 차단 주파수를 갖도록 상기 제 2 스위치 소자는 온 상태가 되는 로우 패스 필터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 차단 주파수는 상기 2개의 용량 소자를 포함하는 상기 로우 패스 필터를 구성하는 각 회로 소자의 소자값과, 상기 제 1 스위치 소자의 온 저항에 의거하여 결정되고,
    상기 제 2 차단 주파수는 상기 2개의 용량 소자를 포함하는 상기 로우 패스 필터를 구성하는 각 회로 소자의 소자값과, 상기 제 1 스위치 소자의 오프 용량에 의거하여 결정되는 로우 패스 필터.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 차단 주파수는 상기 2개의 용량 소자 및 상기 인덕터 소자를 포함하는 상기 로우 패스 필터를 구성하는 각 회로 소자의 소자값과, 상기 제 1 스위치 소자의 온 저항과, 상기 제 2 스위치 소자의 오프 용량에 의거하여 결정되고,
    상기 제 2 차단 주파수는 상기 2개의 용량 소자 및 상기 인덕터 소자를 포함하는 상기 로우 패스 필터를 구성하는 각 회로 소자의 소자값과, 상기 제 1 스위치 소자의 오프 용량과, 상기 제 2 스위치 소자의 온 저항에 의거하여 결정되는 로우 패스 필터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로우 패스 필터는 전력 증폭기의 출력 또는 저잡음 증폭기의 입력에 접속하는 로우 패스 필터.
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