WO2012140969A1 - 高周波フロントエンド回路 - Google Patents

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早藤久夫
溝口真也
帯屋秀典
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B1/0053—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H04B1/0057—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using diplexing or multiplexing filters for selecting the desired band

Definitions

  • the present invention relates to a high-frequency front-end circuit that transmits and receives a plurality of communication signals having different communication specifications.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a conventional general high-frequency front-end circuit 10P. Note that the high-frequency front-end circuit shown in FIG. 1 shows an example in which four types of communication signals are transmitted and received by a common antenna.
  • the conventional high-frequency front-end circuit 10P includes a switch element 11 and SAW duplexers 121, 122, 123, and 124.
  • the switch element 11 includes a common terminal P IC (ANT0) and individual terminals P IC (RF1) to individual terminals P IC (RF4).
  • the switch element 11 is activated by the drive voltage input from the drive power supply terminal P IC (VDD), and based on the control signal input from the plurality of control signal input terminals P IC (Vc), the common terminal P IC (ANT0).
  • VDD drive power supply terminal P IC
  • Vc control signal input terminals
  • ANT0 common terminal P IC
  • a common antenna ANT is connected to the common terminal P IC (ANT0).
  • a SAW duplexer 121 is connected to the individual terminal P IC (RF1).
  • the transmission side filter of the SAW duplexer 121 is connected to the first transmission signal input terminal P M (Tx1).
  • the reception side filter of the SAW duplexer 121 is connected to the first reception signal output terminal P M (Rx1).
  • a SAW duplexer 122 is connected to the individual terminal P IC (RF2).
  • the transmission side filter of the SAW duplexer 122 is connected to the second transmission signal input terminal P M (Tx2).
  • the reception side filter of the SAW duplexer 122 is connected to the second reception signal output terminal P M (Rx2).
  • a SAW duplexer 123 is connected to the individual terminal P IC (RF3).
  • the transmission side filter of the SAW duplexer 123 is connected to the second transmission signal input terminal P M (Tx3).
  • the reception side filter of the SAW duplexer 123 is connected to the second reception signal output terminal P M (Rx3).
  • a SAW duplexer 124 is connected to the individual terminal P IC (RF4).
  • the transmission side filter of the SAW duplexer 124 is connected to the fourth transmission signal input terminal P M (Tx4).
  • the reception side filter of the SAW duplexer 124 is connected to the fourth reception signal output terminal P M (Rx4).
  • the conventional high-frequency front-end circuit transmits a transmission signal from each transmission signal input terminal from the common antenna ANT, and outputs a reception signal received by the common antenna ANT from a desired reception signal output terminal. Yes.
  • the 3GPP Third Generation Partnership Project
  • W-CDMA Wide Band Code Division Multiple Access
  • 3GPP2 Thr. In the Partnership ProjectThird Generation 2 standard, for example, CDMA2000 (Wide Band cdmaOne) is an FDD (Frequency Division Duplex) system
  • 3GPP standard GSM Global SystemTimTimTemTimTimLetTimTlMetTimTlM) Division Long Term Evolution
  • TD-SCDMA Time Division Synchronous Code Division Multiple Access
  • Patent Document 1 discloses an FDD communication signal and a TDD communication. A high-frequency front-end circuit that transmits and receives signals with a common antenna is described.
  • the high-frequency front-end circuit described in Patent Document 1 uses one port for using an FDD communication signal and a TDD communication signal as described in FIG. 3 of the Patent Document 1. Two ports are provided, and the ports are switched according to the communication signal to be transmitted.
  • the conventional high-frequency front-end circuit uses a multi-branch switch element to cope with a plurality of communication signals (transmission signals and reception signals), or the number of types of transmission signals and reception signals. A corresponding number of duplexers are required. For this reason, a circuit scale may become large and cost reduction may become difficult.
  • the configuration described in the conventional patent document 1 has to separately provide a path for a TDD communication signal and a path for an FDD communication signal, which increases the circuit scale.
  • the conventional configuration cannot use a duplexer that can be used for the FDD communication signal, and a switching element is always required. In this respect as well, the circuit scale becomes large and the cost reduction becomes difficult.
  • an object of the present invention is to provide a high-frequency front-end circuit capable of transmitting and receiving both FDD communication signals and TDD communication signals with a common antenna without degrading communication characteristics even with a small circuit configuration. It is to provide.
  • the high-frequency front end circuit includes first and second variable filters, a common terminal, a first individual terminal, and a second individual terminal.
  • Each of the first and second variable filters has a configuration capable of adjusting the pass characteristic and the impedance characteristic.
  • the common variable terminal is connected to the first variable filter and the second variable filter.
  • the first individual terminal is connected to the side opposite to the side to which the common terminal of the first variable filter is connected.
  • the second individual terminal is connected to the side opposite to the side to which the common terminal of the second variable filter is connected.
  • the impedance of the second variable filter is adjusted so that the impedance of the second variable filter in the first frequency band is open.
  • the pass band of the second variable filter is adjusted to the second frequency band and the second frequency band viewed from the common terminal side is adjusted.
  • the impedance of the first variable filter is adjusted so that the impedance of the one variable filter is open.
  • the second high-frequency signal can be prevented from leaking from the common terminal to the first variable filter. That is, isolation between the first variable filter side and the second variable filter side can be ensured, and signal loss in the passband can be reduced.
  • the first variable filter is a transmission filter for a specific communication signal
  • the second variable filter is a reception filter for a specific communication signal
  • the common terminal is an external filter.
  • a terminal for connection to a common antenna is preferable.
  • the time-division communication signal in which the frequency of the first high-frequency signal and the frequency of the second high-frequency signal overlap at least partially.
  • This configuration shows a case where the frequency bands in which the configuration of the present invention works effectively overlap.
  • isolation cannot be ensured only by setting the filter characteristics, but the isolation is performed by adjusting the impedance described above. Can be secured.
  • the high-frequency front-end circuit includes a plurality of duplexers each composed of a transmission-side filter and a reception-side filter, and common terminals of the duplexers are connected to each other, and other than a duplexer that allows a specific communication signal to pass therethrough.
  • the variable filter constituting the duplexer is preferably adjusted so that the impedance to the specific communication signal is open, or the pass band of the specific communication signal is an attenuation band.
  • the first variable filter and the second variable filter have a control input terminal.
  • This configuration shows a specific configuration example in which the frequency characteristics and impedance characteristics of each variable filter are adjusted by a control signal.
  • a plurality of communication signals including an FDD communication signal or a TDD communication signal can be transmitted and received by a common antenna without deteriorating communication characteristics.
  • 1 is a circuit configuration diagram of a high-frequency front end circuit 10 according to a first embodiment. It is a figure which shows the filter setting concept at the time of transmitting / receiving the communication signal of a FDD system. It is a figure which shows the filter setting concept at the time of transmitting / receiving the communication signal of a TDD system. It is a circuit block diagram of the high frequency front end circuit 10 which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a high-frequency front end circuit 10 according to the present embodiment.
  • the high-frequency front end circuit 10 includes variable filters 20T and 20R.
  • the variable filter 20T corresponds to the first variable filter of the present invention
  • the variable filter 20R corresponds to the second variable filter of the present invention.
  • a case where the variable filter 20T is used as a transmission filter and the variable filter 20R is used as a reception filter for a specific communication signal (transmission signal and reception signal) is shown. Therefore, the variable filter 20T and the variable filter 20R constitute a variable duplexer.
  • variable filters 20T and 20R have a configuration capable of adjusting the pass frequency band and the attenuation frequency band. Further, the variable filters 20T and 20R have a configuration capable of adjusting the impedance characteristics. For example, when the variable filters 20T and 20R are configured by an LC circuit composed of an inductor and a capacitor, a variable inductor capable of adjusting the inductance is used as a part of the inductor used, or a variable whose capacitance can be adjusted as a part of the capacitor used. Use capacitors.
  • variable filters 20T and 20R may be provided in the variable filters 20T and 20R, so that an open state (corresponding to an open state of impedance) and a conductive state may be switched physically (mechanically).
  • MEMS Micro-Electro-Mechanical Systems
  • a control signal input terminal P M (CNT1) is connected to the variable filter 20T.
  • the variable filter 20T can adjust the frequency characteristic and the impedance characteristic by the first control signal input from the control signal input terminal P M (CNT1).
  • a control signal input terminal P M (CNT2) is connected to the variable filter 20R.
  • the variable filter 20R can adjust the frequency characteristic and the impedance characteristic by the second control signal input from the control signal input terminal P M (CNT2).
  • variable filters 20T and 20R are connected to a common terminal P M (ANT).
  • a common antenna ANT is connected to the common terminal P M (ANT).
  • the common antenna ANT transmits and receives specific communication signals to the outside.
  • variable filter 20T The other end of the variable filter 20T is connected to the transmission-side individual terminal P M (Tx).
  • the transmission-side individual terminal P M (Tx) is connected to the power amplifier (PA) 30.
  • the power amplifier 30 amplifies the transmission signal of the specific communication signal and inputs it to the transmission-side individual terminal P M (Tx).
  • the other end of the variable filter 20R is connected to the reception-side individual terminal P M (Rx).
  • the reception-side individual terminal P M (Rx) is connected to the low noise amplifier (LNA) 40.
  • the low noise amplifier 40 amplifies the received signal of the specific communication signal from the receiving-side individual terminal P M (Rx) and outputs the amplified signal to an external circuit.
  • the high-frequency front end circuit 10 having such a configuration transmits and receives a specific communication signal by the following operation.
  • FIG. 3 is a diagram showing a filter setting concept when transmitting / receiving an FDD communication signal.
  • the variable filter 20T uses the first control signal so that the transmission frequency band is within the pass band and the reception frequency band is within the attenuation band. Bandwidth characteristics are set. Further, the band characteristics of the variable filter 20R are set so that the reception frequency band is in the pass band and the transmission frequency band is in the attenuation band. Such band setting of the variable filters 20T and 20R is maintained regardless of time during transmission and reception of FDD communication signals.
  • the pass band of the variable filter 20T is adjusted to, for example, 1920 to 1980 MHz
  • the pass band of the variable filter 20R is adjusted to, for example, 2110 to 2170 MHz.
  • the transmission signal input from the transmission-side individual terminal P M (Tx) is subjected to filtering of unnecessary wave components by the variable filter 20T, and then passed through the common terminal P M (ANT). It is transmitted from the common antenna ANT.
  • the transmission signal is attenuated by the variable filter 20R and is not propagated to the reception-side individual terminal P M (Rx).
  • the received signal received by the common antenna ANT and input from the common terminal P M (ANT) is filtered from the unwanted wave component by the variable filter 20R and output from the reception-side individual terminal P M (Rx).
  • the received signal is attenuated by the variable filter 20T and is not propagated to the transmission-side individual terminal P M (Tx).
  • FDD communication signals having different transmission frequency bands and reception frequency bands can be transmitted and received by a single common antenna.
  • FIG. 4 is a diagram showing a filter setting concept when transmitting / receiving a TDD communication signal. Note that FIG. 4 shows a case where the transmission frequency band and the reception frequency band completely match, but the present invention can also be applied to a case where the frequency bands overlap at least partially.
  • variable filter 20T is set so that the transmission / reception frequency band of the communication signal is within the pass band when the variable filter 20T is transmitted.
  • variable filter 20T for transmitting a TDD communication signal is set so that the transmission frequency band becomes the pass band during the transmission period (the period up to time tch in FIG. 4).
  • the pass band of the variable filter 20T is set to, for example, 1900 to 1920 MHz.
  • the variable filter 20R is set so that the impedance in the transmission / reception frequency band is open when the variable filter 20R side is viewed from the connection point of the variable filters 20T and 20R.
  • the impedance of the variable filter 20R By setting the impedance of the variable filter 20R in this manner, the unnecessary signal component of the transmission signal input from the transmission-side individual terminal P M (Tx) is filtered by the variable filter 20T, and the common terminal P M It is transmitted from the common antenna ANT via (ANT). At this time, since the impedance on the receiving circuit side is set to be open with respect to the transmission signal, the transmission signal is not propagated to the variable filter 20R and the reception-side individual terminal P M (Rx).
  • the reception frequency band of the variable filter 20R is set to be the pass band.
  • the pass band of the variable filter 20R is set to, for example, 1900 to 1920 MHz.
  • the impedance of the variable filter 20T is set so that the impedance in the transmission / reception frequency band is open when the variable filter 20T side is viewed from the connection point of the variable filters 20T and 20R.
  • the reception signal received by the common antenna ANT and input from the common terminal P M (ANT) is subjected to unnecessary wave component filtering by the variable filter 20R. , And output from the receiving-side individual terminal P M (Rx).
  • the reception signal is not propagated to the variable filter 20T and the transmission-side individual terminal P M (Tx).
  • a TDD communication signal can be transmitted and received with a single common antenna.
  • a high-frequency front-end circuit having a simple configuration using a common antenna, whether it is an FDD communication signal or a TDD communication signal, is used. You can send and receive.
  • an FDD communication signal is transmitted and received and a case where a TDD communication signal is transmitted and received are individually described.
  • the pass band of the variable filter 20T can be changed to the transmission frequency band of the FDD communication signal, and the pass band of the variable filter 20R can be changed to the reception frequency band of the FDD communication signal.
  • the FDD communication signal and the TDD communication signal can be transmitted and received by the common high-frequency front-end circuit.
  • a TDD communication signal can be transmitted and received by a common antenna without using a switch element.
  • FIG. 5 is a circuit configuration diagram of the high-frequency front-end circuit 10A according to the present embodiment.
  • the high-frequency front end circuit 10A includes variable duplexers 21L, 21M, and 21H. These variable duplexers 21L, 21M, and 21H have different ranges in which a pass band can be set.
  • the frequency band of all communication signals used as the high-frequency front-end circuit 10A is set to a Low band, a Middle band, and a Hi band with reference to the frequency height.
  • the variable duplexer 21L is set for the Low band
  • the variable duplexer 21M is set for the Middle band
  • the variable duplexer 21H is set for the Hi band.
  • the variable duplexer 21L includes variable filters 20TL and 20RL.
  • the common terminal of the variable duplexer 21L is connected to the common terminal P M (ANT) of the high-frequency front end circuit 10A.
  • the variable filter 20TL side individual terminal of the variable duplexer 21L is connected to the first transmission side individual terminal P M (TxL) of the high-frequency front end circuit 10A.
  • the variable filter 20RL side individual terminal of the variable duplexer 21L is connected to the first reception side individual terminal P M (RxL) of the high-frequency front end circuit 10A.
  • the variable duplexer 21M includes variable filters 20TM and 20RM.
  • the common terminal of the variable duplexer 21M is connected to the common terminal P M (ANT) of the high-frequency front end circuit 10A.
  • the variable filter 20TM side individual terminal of the variable duplexer 21M is connected to the second transmission side individual terminal P M (TxM) of the high-frequency front end circuit 10A.
  • the variable filter 20RM side individual terminal of the variable duplexer 21M is connected to the second reception side individual terminal P M (RxM) of the high frequency front end circuit 10A.
  • the variable duplexer 21H includes variable filters 20TH and 20RH.
  • the common terminal of the variable duplexer 21H is connected to the common terminal P M (ANT) of the high-frequency front end circuit 10A.
  • the variable filter 20TH side individual terminal of the variable duplexer 21H is connected to the third transmission side individual terminal P M (TxH) of the high-frequency front end circuit 10A.
  • the variable filter 20RH side individual terminal of the variable duplexer 21H is connected to the third reception side individual terminal P M (RxH) of the high-frequency front end circuit 10A.
  • variable filter 20RL when a TDD transmission signal is input from the first transmission-side individual terminal P M (TxL), the variable filter 20RL is connected to the connection points (that is, the duplexer 21L) of the variable filters 20TL and 20RL.
  • the impedance is set so that the impedance in the transmission / reception frequency band is open when the variable filter 20RL side is viewed from the common terminal).
  • variable duplexers 21M and 21H retain their pass characteristics as long as the pass band of each filter does not match the band of the transmission signal input to the first transmission-side individual terminal P M (TxL). .
  • the variable duplexer 21M is used in the matching band.
  • 21H side (in particular, the variable duplexer 21M side having a similar operating frequency) is set so that the impedance is open.
  • the impedance may be set to be open even if the passband of each filter does not match the band of the transmission signal input to the first receiving side individual terminal P M (RxL).
  • a plurality of communication signals are transmitted and received by the common antenna ANT while ensuring isolation between the individual terminals. be able to. Furthermore, since the frequency range that can be processed is widened by adopting the configuration as in the present embodiment, it is possible to provide a front-end circuit that can cope with more frequency bands.
  • 10, 10A, 10P high-frequency front end circuit
  • 11 switch element
  • 121, 122, 123, 124 SAW duplexer
  • 21L, 21M, 21H Variable duplexer
  • 30 Power amplifier (PA)
  • 40 Low noise amplifier (LNA)

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

高周波フロントエンド回路（１）は、可変型フィルタ（２０Ｔ）と可変型フィルタ（２０Ｒ）を備える。可変型フィルタ（２０Ｔ，２０Ｒ）の一方端は共通端子（ＰＭ（ＡＮＴ））に接続する。可変型フィルタ（２０Ｔ）の他方端は送信側個別端子（ＰＭ（Ｔｘ））に接続し、可変型フィルタ（２０Ｒ）の他方端は受信側個別端子（ＰＭ（Ｒｘ））に接続する。送信信号の伝送時、可変型フィルタ（２０Ｔ，２０Ｒ）の接続点から可変型フィルタ（２０Ｒ）側を見たインピーダンスがオープンになるように、可変型フィルタ（２０Ｒ）のインピーダンスを調整する。受信信号の伝送時、可変型フィルタ（２０Ｔ，２０Ｒ）の接続点から可変型フィルタ（２０Ｔ）側を見たインピーダンスがオープンになるように、可変型フィルタ（２０Ｔ）のインピーダンスを調整する。

Description

高周波フロントエンド回路
　本発明は、通信仕様がそれぞれに異なる複数の通信信号を送受信する高周波フロントエンド回路に関する。
　従来、それぞれに異なる周波数帯域利用した複数の通信信号を、共通アンテナで送受信するための高周波フロントエンド回路が各種考案されている。図１は従来の一般的な高周波フロントエンド回路１０Ｐの回路構成図である。なお、図１に示す高周波フロントエンド回路は、四種類の通信信号を共通アンテナで送受信する例を示している。
　従来の高周波フロントエンド回路１０Ｐは、スイッチ素子１１と、ＳＡＷデュプレクサ１２１，１２２，１２３，１２４を備える。スイッチ素子１１は、共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）と、個別端子ＰＩＣ（ＲＦ１）～個別端子ＰＩＣ（ＲＦ４）を備える。スイッチ素子１１は、駆動電源端子ＰＩＣ（ＶＤＤ）から入力される駆動電圧で起動し、複数の制御信号入力端子ＰＩＣ（Ｖｃ）から入力される制御信号に基づいて、共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）に、個別端子ＰＩＣ（ＲＦ１）～個別端子ＰＩＣ（ＲＦ４）のいずれかを接続する。共通端子ＰＩＣ（ＡＮＴ０）には、共通アンテナＡＮＴが接続されている。
　個別端子ＰＩＣ（ＲＦ１）には、ＳＡＷデュプレクサ１２１が接続されている。ＳＡＷデュプレクサ１２１の送信側フィルタは第１送信信号入力端子ＰＭ（Ｔｘ１）に接続されている。ＳＡＷデュプレクサ１２１の受信側フィルタは第１受信信号出力端子ＰＭ（Ｒｘ１）に接続されている。
　個別端子ＰＩＣ（ＲＦ２）には、ＳＡＷデュプレクサ１２２が接続されている。ＳＡＷデュプレクサ１２２の送信側フィルタは第２送信信号入力端子ＰＭ（Ｔｘ２）に接続されている。ＳＡＷデュプレクサ１２２の受信側フィルタは第２受信信号出力端子ＰＭ（Ｒｘ２）に接続されている。
　個別端子ＰＩＣ（ＲＦ３）には、ＳＡＷデュプレクサ１２３が接続されている。ＳＡＷデュプレクサ１２３の送信側フィルタは第２送信信号入力端子ＰＭ（Ｔｘ３）に接続されている。ＳＡＷデュプレクサ１２３の受信側フィルタは第２受信信号出力端子ＰＭ（Ｒｘ３）に接続されている。
　個別端子ＰＩＣ（ＲＦ４）には、ＳＡＷデュプレクサ１２４が接続されている。ＳＡＷデュプレクサ１２４の送信側フィルタは第４送信信号入力端子ＰＭ（Ｔｘ４）に接続されている。ＳＡＷデュプレクサ１２４の受信側フィルタは第４受信信号出力端子ＰＭ（Ｒｘ４）に接続されている。
　このような構成により、従来の高周波フロントエンド回路は、各送信信号入力端子からの送信信号を共通アンテナＡＮＴから送信し、共通アンテナＡＮＴで受信した受信信号を所望の受信信号出力端子から出力している。
　ところで、現在、携帯電話の無線通信方式として、第三世代（３Ｇ）の携帯電話の３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）規格では、例えば、Ｗ－ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅ　Ｂａｎｄ　Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）、３ＧＰＰ２（Ｔｈｉｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　ＰｒｏｊｅｃｔＴｈｉｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ２）規格では、例えば、ＣＤＭＡ２０００（Ｗｉｄｅ　Ｂａｎｄ　ｃｄｍａＯｎｅ）がＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｄｕｐｌｅｘ）方式であり、３ＧＰＰ規格のＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＴＤ－ＬＴＥ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）およびＴＤ－ＳＣＤＭＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）がＴＤＤ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｄｕｐｌｅｘ）方式である。
　したがって、ＦＤＤ方式の通信信号とＴＤＤ方式に対応した高周波フロントエンド回路が必要であり、このような高周波フロントエンド回路として、例えば、特許文献１には、ＦＤＤ方式の通信信号と、ＴＤＤ方式の通信信号とを、共通アンテナで送受信する高周波フロントエンド回路が記載されている。
　特許文献１に記載の高周波フロントエンド回路は、当該特許文献１の図３にも記載されているように、ＦＤＤ方式の通信信号を利用するための一つのポートと、ＴＤＤ方式の通信信号を利用するための二つのポートが備えられており、伝送する通信信号に応じて、ポートを切り替えている。
特開平８－３１６８７３号公報
　しかしながら、上述のように、従来の高周波フロントエンド回路では、複数の通信信号（送信信号および受信信号）に対応するために、多分岐のスイッチ素子を用いたり、送信信号や受信信号の種類数に相当する数のデュプレクサを必要とする。このため、回路規模が大きくなったり、コストダウンが難しくなってしまうことがある。
　また、従来の特許文献１に記載の構成は、ＴＤＤ方式の通信信号に対する経路と、ＦＤＤ方式の通信信号に対する経路とを、個別に備えなければならず、回路規模が大きくなってしまう。また、ＴＤＤ方式の通信信号は、送信周波数帯域と受信周波数帯域とが重なり合うため、従来構成では、ＦＤＤ方式の通信信号に対して利用可能なデュプレクサを利用することができず、必ずスイッチ素子を必要とし、この点においても、回路規模が大きくなったり、コストダウンが難しくなってしまう。
　したがって、本発明の目的は、少ない回路構成であっても通信特性を低下させることなく、ＦＤＤ方式の通信信号とＴＤＤ方式の通信信号の双方の通信信号を共通アンテナで送受信できる高周波フロントエンド回路を提供することにある。
　この発明の高周波フロントエンド回路は、第１、第２可変型フィルタと、共通端子と、第１個別端子と、第２個別端子と、を備える。第１、第２可変型フィルタは、それぞれに通過特性およびインピーダンス特性を調整可能な構成からなる。共通端子は、第１可変型フィルタおよび第２可変型フィルタが接続されている。第１個別端子は、第１可変型フィルタの共通端子が接続される側と反対側に接続されている。第２個別端子は、第２可変型フィルタの共通端子が接続される側と反対側に接続されている。このような構成の上で、第１周波数帯域を利用した第１高周波信号を伝送する時には、第１可変型フィルタの通過帯域が第１周波数帯域に調整されるともに、共通端子側から見た前記第１周波数帯域での第２可変型フィルタのインピーダンスがオープンとなるように、第２可変型フィルタのインピーダンスが調整される。一方、第２周波数帯域を利用した第２高周波信号を伝送する時には、第２可変型フィルタの通過帯域が第２周波数帯域に調整されるともに、共通端子側から見た第２周波数帯域での第１可変型フィルタのインピーダンスがオープンとなるように、第１可変型フィルタのインピーダンスが調整される。
　この構成では、第１高周波信号を伝送する時、例えば第１個別端子から第１高周波信号を入力して共通端子から出力する時には、第１可変型フィルタで第１高周波信号の不要波が減衰され共通端子から出力される。この際、第２可変型フィルタは、第１高周波信号の周波数に対してインピーダンスがオープンなので、第１高周波信号が第１可変型フィルタから第２可変型フィルタへ漏洩することを防止できる。一方、第２高周波信号伝送する場合、例えば共通端子から第２高周波信号を入力して第２個別端子から出力する時には、第２可変型フィルタで第２高周波信号の不要波が減衰され第２個別端子から出力される。この際、第１可変型フィルタは、第２高周波信号の周波数に対してインピーダンスがオープンなので、第２高周波信号が共通端子から第１可変型フィルタへ漏洩することを防止できる。すなわち、第１可変型フィルタ側と第２可変型フィルタ側との間のアイソレーションを確保することができ、通過帯域における信号のロスを少なくできる。
　また、この発明の高周波フロントエンド回路は、第１可変型フィルタが特定の通信信号に対する送信側フィルタであり、第２可変型フィルタが特定の通信信号に対する受信側フィルタであり、共通端子が外部の共通アンテナに接続されるための端子であることが好ましい。
　この構成では、特定の通信信号における送信回路と受信回路との間のアイソレーションを確保することができる。
　また、この発明の高周波フロントエンド回路では、第１高周波信号の周波数と第２高周波信号の周波数とが少なくとも一部で重なっている時分割方式の通信信号に用いることが好ましい。
　この構成では、本願発明の構成が有効に作用する周波数帯域が重なる場合を示しており、このような場合、フィルタ特性の設定だけではアイソレーションを確保できないが、上述のインピーダンス調整を行うことでアイソレーションを確保することができる。
　また、この発明の高周波フロントエンド回路では、送信側フィルタと前記受信側フィルタとの組からなるデュプレクサを複数備え、各デュプレクサの共通端子が互いに接続されており、特定の通信信号を通過させるデュプレクサ以外のデュプレクサを構成する可変型フィルタは、該特定の通信信号に対するインピーダンスがオープンになるように、もしくは、該特定の通信信号の通過帯域が減衰帯域となるように調整されていることが好ましい。
　この構成では、一種類の通信信号における送信信号および受信信号の送受信だけでなく、複数種類の通信信号を、各送信回路、受信回路間のアイソレーションを確保しながら、共通アンテナで送受信することができる。
　また、この発明の高周波フロントエンド回路は、第１可変型フィルタおよび第２可変型フィルタが制御入力端子を備えることが好ましい。
　この構成では、制御信号により各可変型フィルタの周波数特性やインピーダンス特性を調整する具体的な構成例を示している。
　この発明によれば、少ない回路構成であっても通信特性を低下させることなく、ＦＤＤ方式の通信信号、または、ＴＤＤ方式の通信信号を含む複数の通信信号を共通アンテナで送受信することができる。
従来の一般的な高周波フロントエンド回路１０Ｐの回路構成図である。 第１の実施形態に係る高周波フロントエンド回路１０の回路構成図である。 ＦＤＤ方式の通信信号を送受信する時のフィルタ設定概念を示す図である。 ＴＤＤ方式の通信信号を送受信する時のフィルタ設定概念を示す図である。 第２の実施形態に係る高周波フロントエンド回路１０の回路構成図である。
　本発明の第１の実施形態に係る高周波フロントエンド回路について、図を参照して説明する。図１は本実施形態に係る高周波フロントエンド回路１０の回路構成図である。
　高周波フロントエンド回路１０は、可変型フィルタ２０Ｔ，２０Ｒを備える。可変型フィルタ２０Ｔは本発明の第１可変型フィルタに相当し、可変型フィルタ２０Ｒは本発明の第２可変型フィルタに相当する。なお、本実施形態では、特定通信信号（送信信号および受信信号）に対して、可変型フィルタ２０Ｔを送信側フィルタとして利用し、可変型フィルタ２０Ｒを受信側フィルタとして利用する場合を示す。したがって、可変型フィルタ２０Ｔと可変型フィルタ２０Ｒとで可変型デュプレクサが構成される。
　可変型フィルタ２０Ｔ，２０Ｒは、通過周波数帯域や減衰周波数帯域を調整可能な構成からなる。また、可変型フィルタ２０Ｔ，２０Ｒは、インピーダンス特性を調整可能な構成からなる。例えば、可変型フィルタ２０Ｔ，２０ＲをインダクタおよびキャパシタからなるＬＣ回路から構成する場合、使用するインダクタの一部にインダクタンスを調整できる可変インダクタを用いたり、使用するキャパシタの一部にキャパシタンスを調整できる可変キャパシタを用いる。また、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）機構を可変型フィルタ２０Ｔ，２０Ｒに備え、物理的（機構的）に開放状態（インピーダンスがオープンの状態に相当）及び導通状態を切り替えるようにしてもよい。
　可変型フィルタ２０Ｔには、制御信号入力端子ＰＭ（ＣＮＴ１）が接続されている。可変型フィルタ２０Ｔは、制御信号入力端子ＰＭ（ＣＮＴ１）から入力される第１制御信号により、周波数特性やインピーダンス特性を調整できる。
　可変型フィルタ２０Ｒには、制御信号入力端子ＰＭ（ＣＮＴ２）が接続されている。可変型フィルタ２０Ｒは、制御信号入力端子ＰＭ（ＣＮＴ２）から入力される第２制御信号により、周波数特性やインピーダンス特性を調整できる。
　可変型フィルタ２０Ｔ，２０Ｒの一方端は、共通端子ＰＭ（ＡＮＴ）に接続されている。共通端子ＰＭ（ＡＮＴ）は、共通アンテナＡＮＴが接続されている。共通アンテナＡＮＴは特定通信信号の外部に対する送受波を行う。
　可変型フィルタ２０Ｔの他方端は、送信側個別端子ＰＭ（Ｔｘ）に接続されている。送信側個別端子ＰＭ（Ｔｘ）は、パワーアンプ（ＰＡ）３０に接続されている。パワーアンプ３０は特定通信信号の送信信号の増幅処理を行い、送信側個別端子ＰＭ（Ｔｘ）へ入力させる。
　可変型フィルタ２０Ｒの他方端は、受信側個別端子ＰＭ（Ｒｘ）に接続されている。受信側個別端子ＰＭ（Ｒｘ）は、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）４０に接続されている。ローノイズアンプ４０は、受信側個別端子ＰＭ（Ｒｘ）からの特定通信信号の受信信号の増幅処理を行い、外部回路へ出力する。
　このような構成からなる高周波フロントエンド回路１０は、次に示すような動作により、特定通信信号の送受信を行う。
　（１）特定通信信号として周波数分割（ＦＤＤ）型の通信信号を送受信する場合
　図３はＦＤＤ方式の通信信号を送受信する時のフィルタ設定概念を示す図である。
　送信周波数と受信周波数とが異なるＦＤＤ方式の通信信号を送受信する場合、可変型フィルタ２０Ｔは、第１制御信号により、送信周波数帯域が通過帯域内となり、受信周波数帯域が減衰帯域内となるように帯域特性が設定される。また、可変型フィルタ２０Ｒは、受信周波数帯域が通過帯域内となり、送信周波数帯域が減衰帯域内となるように帯域特性が設定される。このような可変型フィルタ２０Ｔ，２０Ｒの帯域設定は、ＦＤＤ方式の通信信号を送受信する間、時間に無関係に維持される。ＦＤＤ方式にて通信を行うＷ－ＣＤＭＡの場合、可変フィルタ２０Ｔの通過帯域は、例えば、１９２０～１９８０ＭＨｚに調整され、可変フィルタ２０Ｒの通過帯域は、例えば、２１１０～２１７０ＭＨｚに調整される。
　このような構成とすることで、送信側個別端子ＰＭ（Ｔｘ）から入力された送信信号は、可変型フィルタ２０Ｔで不要波成分がフィルタ処理されて、共通端子ＰＭ（ＡＮＴ）を介して共通アンテナＡＮＴから送信される。この際、受信回路側においては、送信信号は、可変型フィルタ２０Ｒで減衰されて受信側個別端子ＰＭ（Ｒｘ）には伝搬されない。
　一方、共通アンテナＡＮＴで受信し、共通端子ＰＭ（ＡＮＴ）から入力された受信信号は、可変型フィルタ２０Ｒで不要波成分がフィルタ処理されて、受信側個別端子ＰＭ（Ｒｘ）から出力される。この際、送信回路側においては、受信信号は、可変型フィルタ２０Ｔで減衰されて送信側個別端子ＰＭ（Ｔｘ）には伝搬されない。
　このように、本実施形態の構成を用いれば、送信周波数帯域と受信周波数帯域とが異なるＦＤＤ方式の通信信号を、単一の共通アンテナで送受信することができる。
　（２）特定通信信号としてＴＤＤ方式の通信信号を送受信する場合
　図４はＴＤＤ方式の通信信号を送受信する時のフィルタ設定概念を示す図である。なお、図４では、送信周波数帯域と受信周波数帯域とが完全に一致する場合を示しているが、少なくも一部で周波数帯域が重なるような場合でも適用できる。
　また、以下の説明では、既定の設定として、可変型フィルタ２０Ｔは送信時に、可変型フィルタ２０Ｒはともに、通信信号の送受信周波数帯域が通過帯域内となるように設定される。
　（２－１）送信期間
　ＴＤＤ方式の通信信号を送信するための可変型フィルタ２０Ｔは、送信期間（図４における時刻ｔｃｈまでの期間）中、送信周波数帯域が通過帯域となるように設定される。例えば、ＴＤＤ方式にて通信を行うＴＤ－ＬＴＥの場合は、可変型フィルタ２０Ｔの通過帯域は、例えば、１９００～１９２０ＭＨｚに設定される。一方で、可変型フィルタ２０Ｒは送信期間中、可変型フィルタ２０Ｔ，２０Ｒの接続点から可変型フィルタ２０Ｒ側を見て、送受信周波数帯域でのインピーダンスがオープンになるように、インピーダンスが設定される。
　このように可変型フィルタ２０Ｒのインピーダンスを設定することで、送信側個別端子ＰＭ（Ｔｘ）から入力された送信信号は、可変型フィルタ２０Ｔで不要波成分がフィルタ処理されて、共通端子ＰＭ（ＡＮＴ）を介して共通アンテナＡＮＴから送信される。この際、受信回路側のインピーダンスは、送信信号に対してオープンに設定されているので、送信信号は、可変型フィルタ２０Ｒおよび受信側個別端子ＰＭ（Ｒｘ）には伝搬されない。
　（２－２）受信期間
　一方、受信期間（図４における時刻ｔｃｈ以降の期間）中においては、可変型フィルタ２０Ｒの受信周波数帯域が通過帯域となるように設定される。例えば、ＴＤＤ方式にて通信を行うＴＤ－ＬＴＥの場合、可変型フィルタ２０Ｒの通過帯域は、例えば、１９００～１９２０ＭＨｚに設定される。一方で、可変型フィルタ２０Ｔは、可変型フィルタ２０Ｔ，２０Ｒの接続点から可変型フィルタ２０Ｔ側を見て、送受信周波数帯域でのインピーダンスがオープンになるように、インピーダンスが設定される。
　このように可変型フィルタ２０Ｔのインピーダンスを設定することで、共通アンテナＡＮＴで受信し、共通端子ＰＭ（ＡＮＴ）から入力された受信信号は、可変型フィルタ２０Ｒで不要波成分がフィルタ処理されて、受信側個別端子ＰＭ（Ｒｘ）から出力される。この際、送信回路側のインピーダンスは、受信信号に対してオープンに設定されているので、受信信号は、可変型フィルタ２０Ｔおよび送信側個別端子ＰＭ（Ｔｘ）には伝搬されない。
　このように、本実施形態の構成を用いれば、ＴＤＤ方式の通信信号を、単一の共通アンテナで送受信することができる。
　以上のように、本実施形態の構成を用いれば、ＦＤＤ方式の通信信号であっても、ＴＤＤ方式の通信信号であっても、共通のアンテナを用い、簡素な構成からなる高周波フロントエンド回路で送受信することができる。
　なお、上述の説明では、ＦＤＤ方式の通信信号を送受信する場合とＴＤＤ方式の通信信号を送受信する場合を個別に説明した。しかしながら、例えば、既定の設定として、上述のＴＤＤの送受信周波数帯域に、可変型フィルタ２０Ｔ，２０Ｒの通過帯域を設定しておき、ＦＤＤ方式の通信信号の送受信を行う制御が入力された際に、可変型フィルタ２０Ｔの通過帯域をＦＤＤ方式の通信信号の送信周波数帯域に変更し、可変型フィルタ２０Ｒの通過帯域をＦＤＤ方式の通信信号の受信周波数帯域に変更するように設定することもできる。これにより、ＦＤＤ方式の通信信号とＴＤＤ方式の通信信号とを共通の高周波フロントエンド回路で送受信することができる。さらに、スイッチ素子を用いずにＴＤＤ方式の通信信号を共通アンテナで送受信処理することができる。
　次に、第２の実施形態に係る高周波フロントエンド回路について、図を参照して説明する。図５は本実施形態に係る高周波フロントエンド回路１０Ａの回路構成図である。
　上述の第１の実施形態では送信側フィルタと受信側フィルタとの組を一組設けた場合を示したが、本実施形態では送信側フィルタと受信側フィルタとの組を複数設けている。
　高周波フロントエンド回路１０Ａは、可変型デュプレクサ２１Ｌ，２１Ｍ，２１Ｈを備える。これら可変型デュプレクサ２１Ｌ，２１Ｍ，２１Ｈは通過帯域を設定可能な範囲が異なるものである。例えば、高周波フロントエンド回路１０Ａとして使用した全通信信号の周波数帯域を、周波数の高さを基準に、Ｌｏｗバンド、Ｍｉｄｄｌｅバンド、Ｈｉバンドに設定する。そして、可変型デュプレクサ２１ＬをＬｏｗバンド用に、可変型デュプレクサ２１ＭをＭｉｄｄｌｅバンド用に、可変型デュプレクサ２１ＨをＨｉバンド用に、それぞれ設定する。
　可変型デュプレクサ２１Ｌは、可変型フィルタ２０ＴＬ，２０ＲＬからなる。可変型デュプレクサ２１Ｌの共通端子は、高周波フロントエンド回路１０Ａの共通端子ＰＭ（ＡＮＴ）に接続されている。可変型デュプレクサ２１Ｌの可変型フィルタ２０ＴＬ側個別端子は、高周波フロントエンド回路１０Ａの第１送信側個別端子ＰＭ（ＴｘＬ）に接続されている。可変型デュプレクサ２１Ｌの可変型フィルタ２０ＲＬ側個別端子は、高周波フロントエンド回路１０Ａの第１受信側個別端子ＰＭ（ＲｘＬ）に接続されている。
　可変型デュプレクサ２１Ｍは、可変型フィルタ２０ＴＭ，２０ＲＭからなる。可変型デュプレクサ２１Ｍの共通端子は、高周波フロントエンド回路１０Ａの共通端子ＰＭ（ＡＮＴ）に接続されている。可変型デュプレクサ２１Ｍの可変型フィルタ２０ＴＭ側個別端子は、高周波フロントエンド回路１０Ａの第２送信側個別端子ＰＭ（ＴｘＭ）に接続されている。可変型デュプレクサ２１Ｍの可変型フィルタ２０ＲＭ側個別端子は、高周波フロントエンド回路１０Ａの第２受信側個別端子ＰＭ（ＲｘＭ）に接続されている。
　可変型デュプレクサ２１Ｈは、可変型フィルタ２０ＴＨ，２０ＲＨからなる。可変型デュプレクサ２１Ｈの共通端子は、高周波フロントエンド回路１０Ａの共通端子ＰＭ（ＡＮＴ）に接続されている。可変型デュプレクサ２１Ｈの可変型フィルタ２０ＴＨ側個別端子は、高周波フロントエンド回路１０Ａの第３送信側個別端子ＰＭ（ＴｘＨ）に接続されている。可変型デュプレクサ２１Ｈの可変型フィルタ２０ＲＨ側個別端子は、高周波フロントエンド回路１０Ａの第３受信側個別端子ＰＭ（ＲｘＨ）に接続されている。
　このような構成では、例えば、第１送信側個別端子ＰＭ（ＴｘＬ）からＴＤＤ方式の送信信号が入力されると、可変型フィルタ２０ＲＬは、可変型フィルタ２０ＴＬ，２０ＲＬの接続点（すなわちデュプレクサ２１Ｌの共通端子）から可変型フィルタ２０ＲＬ側を見て、送受信周波数帯域でのインピーダンスがオープンになるように、インピーダンスが設定される。
　また、可変型デュプレクサ２１Ｍ，２１Ｈは、各フィルタの通過帯域が、第１送信側個別端子ＰＭ（ＴｘＬ）に入力された送信信号の帯域と一致しなければ、そのままの通過特性が保持される。ここで、各フィルタの通過帯域が、第１送信側個別端子ＰＭ（ＴｘＬ）に入力された送信信号の帯域と部分的に一致することがあれば、当該一致する帯域において、可変型デュプレクサ２１Ｍ，２１Ｈ側（特に、使用周波数の近い可変型デュプレクサ２１Ｍ側）を見たインピーダンスがオープンになるように設定する。もちろん、各フィルタの通過帯域が、第１受信側個別端子ＰＭ（ＲｘＬ）に入力された送信信号の帯域と一致しなくても、インピーダンスをオープンに設定してもよい。
　このように、複数のデュプレクサ（送信側フィルタと受信側フィルタとの組）を用いる構成であっても、各個別端子間のアイソレーションを確保しながら、共通アンテナＡＮＴで複数の通信信号を送受信することができる。さらに、本実施形態のような構成とすることで、処理できる周波数範囲が広がるので、より多くの周波数帯域に対応できるフロントエンド回路を提供できるようになる。
１０，１０Ａ，１０Ｐ：高周波フロントエンド回路、１１：スイッチ素子、１２１，１２２，１２３，１２４：ＳＡＷデュプレクサ、
２０Ｔ，２０Ｒ，２０ＴＬ，２０ＲＬ，２０ＴＭ，２０ＲＭ，２０ＴＨ，２０ＲＨ：可変型フィルタ、２１Ｌ，２１Ｍ，２１Ｈ：可変型デュプレクサ、３０：パワーアンプ（ＰＡ）、４０：ローノイズアンプ（ＬＮＡ）

Claims (5)

  1. 　通過特性およびインピーダンス特性を調整可能な第１、第２可変型フィルタと、
    　前記第１可変型フィルタおよび前記第２可変型フィルタが接続される共通端子と、
    　前記第１可変型フィルタの前記共通端子が接続される側と反対側に接続された第１個別端子と、
    　前記第２可変型フィルタの前記共通端子が接続される側と反対側に接続された第２個別端子と、を備え、
    　第１周波数帯域を利用した第１高周波信号を伝送する時には、前記第１可変型フィルタの通過帯域が前記第１周波数帯域に調整されるともに、前記共通端子側から見た前記第１周波数帯域での前記第２可変型フィルタのインピーダンスがオープンとなるように、前記第２可変型フィルタのインピーダンスが調整され、
    　第２周波数帯域を利用した第２高周波信号を伝送する時には、前記第２可変型フィルタの通過帯域が前記第２周波数帯域に調整されるともに、前記共通端子側から見た前記第２周波数帯域での前記第１可変型フィルタのインピーダンスがオープンとなるように、前記第１可変型フィルタのインピーダンスが調整される、高周波フロントエンド回路。
  2. 　前記第１可変型フィルタは特定の通信信号に対する送信側フィルタであり、
    　前記第２可変型フィルタは前記特定の通信信号に対する受信側フィルタであり、
    　前記共通端子は、外部の共通アンテナに接続されるための端子である、請求項１に記載の高周波フロントエンド回路。
  3. 　前記特定の通信信号は、前記第１高周波信号の周波数と前記第２高周波信号の周波数とが少なくとも一部で重なっている、時分割方式の通信信号である、請求項１または請求項２に記載の高周波フロントエンド回路。
  4. 　前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとの組からなるデュプレクサを複数備え、
    　各デュプレクサの共通端子が互いに接続されており、
    　前記特定の通信信号を通過させるデュプレクサ以外のデュプレクサを構成する可変型フィルタは、該特定の通信信号に対するインピーダンスがオープンになるように、もしくは、該特定の通信信号の通過帯域が減衰帯域となるように調整されている、請求項２または請求項３に記載の高周波フロントエンド回路。
  5. 　前記第１可変型フィルタおよび前記第２可変型フィルタは制御入力端子を備える、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の高周波フロントエンド回路。
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