WO2018212048A1 - マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置 - Google Patents

マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置 Download PDF

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弘嗣 森
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    • H03H2007/386Multiple band impedance matching

Definitions

  • the present invention relates to a multiplexer, and a high-frequency front-end circuit and a communication device including the multiplexer.
  • a high-frequency front end that is compatible with a system that communicates simultaneously using high-frequency signals in multiple frequency bands (hereinafter sometimes referred to as “bands”) such as CA (Carrier-Aggregation) to improve frequency utilization efficiency.
  • bands such as CA (Carrier-Aggregation)
  • CA Carrier-Aggregation
  • Circuit development is underway.
  • an impedance matching circuit (hereinafter referred to as “matching circuit”) capable of achieving impedance matching (hereinafter referred to as “matching”) during both CA operation and non-CA operation.
  • matching circuit capable of achieving impedance matching (hereinafter referred to as “matching”) during both CA operation and non-CA operation.
  • This high-frequency circuit corresponds to two-band CA, and includes a matching circuit including a first LC circuit corresponding to one band path and a second LC circuit corresponding to the other band path (a ⁇ coupling circuit in Patent Document 1).
  • the first LC circuit includes a first inductor provided in series on the path, and a first capacitor that connects the path and the ground.
  • the second LC circuit includes a second capacitor provided in series on the path, and a second inductor connecting the path and the ground.
  • a first ground switch is provided between the connection node between the first inductor and the first capacitor and the ground, and a second ground switch is provided between the connection node between the second capacitor and the second inductor and the ground.
  • the first ground switch and the second ground switch are switched on and off between the CA operation and the non-CA operation, so that matching can be achieved in both CA and non-CA. .
  • the conventional matching circuit is provided for every two paths corresponding to two bands. For this reason, when the conventional matching circuit is applied to a multiplexer corresponding to a CA of three bands or more, a plurality of the conventional matching circuits are provided, and the influence of the loss due to the inductor is increased.
  • an object of the present invention is to reduce the loss of a CA-compatible multiplexer, a high-frequency front-end circuit, and a communication device.
  • a multiplexer is connected to a common terminal, a matching circuit, and the common terminal via the matching circuit, and passes a high-frequency signal in a first frequency band.
  • One filter, a second filter connected to the common terminal via the matching circuit and passing a high-frequency signal in a second frequency band having a frequency lower than the first frequency band, and the common through the matching circuit A third filter connected to a terminal and passing a high-frequency signal in a third frequency band having a frequency lower than the second frequency band, and the matching circuit connects the common terminal and the first filter A first capacitor provided in series on the first path, and a first capacitor connected between the node on the first path between the first capacitor and the first filter and the ground.
  • a resonance circuit provided in series on a second path connecting the switch, the common terminal, and the second filter, and having a resonance frequency at which an impedance is minimized within the second frequency band, and the resonance circuit And a second switch connected between a node on the second path between the second filter and the ground, and a third path connecting the common terminal and the third filter in series. And a third switch connected between the node on the third path between the first inductor and the third filter and the ground.
  • the first switch is connected between the node on the first path between the first capacitor and the first filter and the ground.
  • the second switch is connected between the node on the second path between the resonance circuit and the second filter and the ground.
  • the third switch is connected between the node on the third path between the first inductor and the third filter and the ground.
  • a resonance circuit having a resonance frequency at which the impedance is minimized exhibits an inductive impedance at a frequency higher than the resonance frequency, and thus functions as an inductor.
  • the resonance circuit functions as a capacitor because it exhibits capacitive impedance at a frequency lower than the resonance frequency.
  • the resonance circuit included in the matching circuit functions as an inductor in the first frequency band and functions as a capacitor in the third frequency band. Therefore, when the second switch is on, the combined impedance can be made different between the first frequency band and the third frequency band.
  • the first, second, and third can be used regardless of the case where at least one of the first, second, and third switches is off.
  • Matching can be performed for a pass band that is a frequency band passing through a path to which a switch that is turned off is connected in the frequency band.
  • the first switch is turned off when the multiplexer transmits a high-frequency signal in the first frequency band, and is turned on in other cases.
  • the second switch is turned on by the multiplexer. It is turned off when transmitting a high frequency signal in the frequency band, and turned on in other cases, and the third switch is turned off when the multiplexer transmits a high frequency signal in the third frequency band, And it may be turned on in other cases.
  • the first switch, the second switch, and the third switch are switched on and off according to the frequency band of the high-frequency signal transmitted by the multiplexer. Therefore, by appropriately adjusting the impedance of the common terminal side of the first filter, the second filter, and the third filter, and the element values of the first capacitor and the first inductor, in any frequency band in non-CA operation. In addition, since it is possible to achieve matching even during the CA operation with any combination of frequency bands, it is possible to reduce the loss in the pass band.
  • the multiplexer transmits only a high-frequency signal in the first frequency band
  • the first switch is turned off, and each of the second switch and the third switch is turned on, and the multiplexer is
  • the second switch is turned off, each of the first switch and the third switch is turned on, and the multiplexer is a high frequency signal in the third frequency band.
  • the third switch may be turned off, and each of the first switch and the second switch may be turned on.
  • the resonance circuit and the first inductor are added as the matching elements for the first filter. Therefore, when the second switch and the third switch are off, the impedance of the common terminal exhibiting capacitance in the first frequency band is determined by the resonance circuit and the first inductor when the second switch and the third switch are turned on.
  • the inductive composite impedance can be shifted to the inductive side to achieve matching.
  • the multiplexer transmits only the high-frequency signal in the second frequency band (during non-CA operation in the second frequency band)
  • the first capacitor and the first inductor are added as the matching elements for the second filter. Therefore, when the first switch and the third switch are turned off, the impedance of the common terminal that is matched in the second frequency band is set, and when the first switch and the third switch are turned on, the first capacitor and the first switch are turned on. Matching can be achieved without shifting by the combined impedance in which inductivity and capacitance are canceled by the inductor.
  • the multiplexer transmits only a high-frequency signal in the third frequency band (during non-CA operation in the third frequency band)
  • a first capacitor and a resonance circuit are added as the matching element for the third filter. Therefore, when the first switch and the second switch are off, the impedance of the common terminal exhibiting inductivity in the third frequency band is determined by the first capacitor and the resonance circuit when the first switch and the second switch are turned on. Matching can be achieved by shifting to the capacitive side by capacitive synthetic impedance.
  • the loss in the pass band can be reduced regardless of the non-CA of any frequency band.
  • each of the first switch and the second switch when the multiplexer simultaneously transmits the high frequency signals of the first frequency band and the second frequency band, each of the first switch and the second switch is turned off, and the third switch is turned on. And when the multiplexer simultaneously transmits the high frequency signals of the first frequency band and the third frequency band, each of the first switch and the third switch is turned off, and the second switch is turned on. And when the multiplexer simultaneously transmits the high frequency signals of the second frequency band and the third frequency band, each of the second switch and the third switch is turned off, and the first switch is turned on. You may decide to do it.
  • the multiplexer simultaneously transmits the high frequency signals in the first frequency band and the second frequency band (during CA operation in the first frequency band and the second frequency band), the first filter and the second filter are described above.
  • a first inductor is added as a matching element. Therefore, when the third switch is turned off, the combined impedance of the first path and the second path showing the capacitance in the first frequency band and the second frequency band is determined by the first inductor when the third switch is turned on.
  • the inductive impedance can be shifted to the inductive side for matching.
  • the multiplexer transmits high-frequency signals in the first frequency band and the third frequency band simultaneously (during CA operation in the first frequency band and the third frequency band), the matching is performed for each of the first filter and the third filter.
  • a resonant circuit is added as an element. Therefore, when the second switch is off, the combined impedance of the first path and the third path that exhibits capacitance in the first frequency band and exhibits inductivity in the third frequency band is shifted as follows. be able to. That is, when the second switch is turned on, the first frequency band is shifted to the inductive side by the inductive impedance by the resonance circuit, and the third frequency band is capacitive by the capacitive impedance by the resonance circuit. It can be shifted to the side for matching.
  • the multiplexer simultaneously transmits the high frequency signals in the second frequency band and the third frequency band (during CA operation in the second frequency band and the third frequency band), the matching is performed for each of the second filter and the third filter.
  • a first capacitor is added as an element. Therefore, when the first switch is off, the combined impedance of the second path and the third path showing inductivity in the second frequency band and the third frequency band is determined by the first capacitor when the first switch is turned on. Matching can be achieved by shifting to the capacitive side by capacitive impedance.
  • each of the first switch, the second switch, and the third switch is turned off. You may decide to do it.
  • the impedance when viewing the first path, the second path, and the third path from the common terminal, the above-described case (the three bands of the first frequency band, the second frequency band and the third frequency band)
  • the impedance when viewing the first path, the second path, and the third path from the common terminal, the above-described case (the three bands of the first frequency band, the second frequency band and the third frequency band)
  • matching can be achieved in any of the first frequency band, the second frequency band, and the third frequency band. Therefore, the loss in the pass band can be reduced during the 3-band CA operation.
  • the first impedance when the first path is viewed from the common terminal is located in the third quadrant at the lower left of the center of the Smith chart in the first frequency band.
  • the second impedance when the second path is viewed from the common terminal is located near the center on the Smith chart in the second frequency band, and when the third switch is off, the second impedance is common.
  • the third impedance when the third path is viewed from the terminal may be located in the second quadrant on the upper left side from the center on the Smith chart in the third frequency band.
  • the impedance of the common terminal when at least one of the second switch and the third switch is on, at least one of the resonance circuit and the first inductor is added as the matching element for the first filter, so that the impedance of the common terminal is on the Smith chart.
  • the impedance of the common terminal when the first switch is off and at least one of the second switch and the third switch is on is set to It becomes easy to approach the center on the Smith chart in one frequency band.
  • the impedance of the common terminal is on the Smith chart. Can shift in both directions on the equiconductance circle. For this reason, when the second impedance is located near the center on the Smith chart, the impedance of the common terminal when the second switch is off and at least one of the first switch and the third switch is on is set to the second impedance. It becomes easy to approach the center on the Smith chart in the frequency band.
  • the impedance of the common terminal when at least one of the first switch and the second switch is on, at least one of the first capacitor and the resonance circuit is added as the matching element for the third filter, so that the impedance of the common terminal is represented on the Smith chart. Shift clockwise on the equal conductance circle. For this reason, when the third impedance is located in the second quadrant on the Smith chart, the impedance of the common terminal when the third switch is off and at least one of the first switch and the second switch is on is set to It becomes easy to approach the center on the Smith chart in the three frequency bands.
  • the high-frequency signal in the passband that transmits the path can be more reliably reduced in loss.
  • the first impedance When the first switch is off, the first impedance is capacitive in the second frequency band and the third frequency band, and when the second switch is off, the second impedance is When at least a part of the first frequency band is inductive and capacitive in the third frequency band, and when the third switch is off, the third impedance is the first frequency band and the first frequency band. Inductivity may be shown in two frequency bands.
  • the first impedance, the second impedance are obtained for any of the first frequency band, the second frequency band, and the third frequency band.
  • the third impedance can be made close to a complex conjugate relationship. Therefore, in any of the above frequency bands, the combined impedance of the first path, the second path, and the third path can be brought close to the center on the Smith chart.
  • the loss can be reduced in any of the first frequency band, the second frequency band, and the third frequency band.
  • the resonant circuit may be an elastic wave resonator provided in series on the second path.
  • the acoustic wave resonator has a resonance frequency at which the impedance is minimum and an anti-resonance frequency at which the impedance is maximum.
  • This anti-resonance frequency is higher than the resonance frequency.
  • the impedance of the second path can be increased in the first frequency band when the second switch is off. Therefore, when the second switch is OFF, the attenuation amount of the first frequency band can be improved (that is, the attenuation amount is increased) for the high-frequency signal passing through the second filter, so that the demultiplexing characteristics are improved.
  • This is particularly remarkable when the antiresonance frequency of the elastic wave resonator is located in the vicinity of the first frequency band. This configuration is particularly useful when the inter-band gap, which is the frequency interval between the first frequency band and the second frequency band, is narrow.
  • the second filter is an elastic wave filter including one or more elastic wave resonators, and is connected closest to the common terminal among the one or more elastic wave resonators constituting the second filter.
  • the elastic wave resonator is a parallel arm resonator or a series arm resonator, and when the second switch is OFF, the elastic wave resonator constituting the resonance circuit and the one or more constituting the second filter.
  • the elastic wave resonator may constitute a ladder circuit that allows a high-frequency signal in the second frequency band to pass therethrough.
  • the resonance circuit may be an LC series resonance circuit in which an inductor and a capacitor are connected in series.
  • the resonance circuit by configuring the resonance circuit with the inductor and the capacitor whose element values can be easily adjusted, matching can be achieved with higher accuracy. Therefore, loss due to mismatching can be further suppressed, so that further loss reduction can be achieved.
  • the first filter is an elastic wave filter constituted by one or more elastic wave resonators, and a node between the first switch on the first path and the first filter, and
  • the second inductor may be provided in series on at least one of the paths connecting the one input / output terminal and the other input / output terminal of the first filter.
  • the loss can be reduced even when the first filter is an elastic wave filter.
  • each of the first filter, the second filter, and the third filter may be an elastic wave filter constituted by one or more elastic wave resonators.
  • the elastic wave filter can produce a highly selective filter with a small size and a low profile. Therefore, each of the first filter, the second filter, and the third filter is an elastic wave filter, thereby realizing a small and low-profile multiplexer having high selectivity.
  • the first path, the second path, and the third path are commonly connected to each other and connected to the common terminal, and the multiplexer further includes the first path, the second path, and the third path. You may decide to provide the 3rd inductor connected to the common connection part.
  • the third inductor By providing such a third inductor, it is possible to finely adjust the matching by using the third inductor in addition to the matching circuit, so that matching can be achieved with higher accuracy. Therefore, since the reflection loss due to mismatching can be further suppressed, the loss can be further reduced. This is particularly noticeable when the first filter, the second filter, and the third filter have impedances that exhibit capacitive properties such as acoustic wave filters.
  • the multiplexer includes a plurality of second filters that allow high-frequency signals in the second frequency bands different from each other to pass therethrough, and the matching circuit includes a plurality of resonance circuits corresponding to the plurality of second filters, and a plurality of resonance circuits.
  • a plurality of second switches connected between a plurality of nodes on the second path between the resonance circuit and a plurality of the second filters and a ground, and a plurality of the resonance circuits Each may have a resonance frequency within the second frequency band of the corresponding plurality of second filters.
  • a multiplexer includes a common terminal, a matching circuit, a first filter connected to the common terminal via the matching circuit and passing a high-frequency signal in a first frequency band, A third filter connected to the common terminal via the matching circuit and passing a high-frequency signal in a third frequency band having a frequency lower than the first frequency band, and the matching circuit includes the common terminal and A first capacitor provided in series on a first path connecting the first filter, and a connection between a node on the first path between the first capacitor and the first filter and the ground.
  • a first inductor provided in series on a third path connecting the common terminal and the third filter, and the first switch between the first inductor and the third filter.
  • a third switch connected between a node on the path and the ground, and when the first switch is off, the first impedance viewed from the common terminal to the first path is the first switch
  • the third frequency band is located in the lower left third quadrant of the center of the Smith chart in the frequency band, and is capacitive in the third frequency band, and the third switch is off, the third path is viewed from the common terminal.
  • the impedance is located in the second quadrant at the upper left of the center on the Smith chart in the third frequency band, and exhibits inductivity in the first frequency band.
  • the first switch is connected between the node on the first path between the first capacitor and the first filter and the ground. Therefore, when the first switch is on, the first capacitor functions as a matching element connected between the common terminal and the ground with respect to the third filter.
  • the third switch is connected between the node on the third path between the first inductor and the third filter and the ground. Therefore, when the third switch is on, the first inductor functions as a matching element connected between the common terminal and the ground with respect to the first filter.
  • the first impedance located in the third quadrant in the first frequency band is counterclockwise on the equiconductance circle on the Smith chart when the third switch is turned on. Shift to the center. Therefore, at the time of non-CA operation in the first frequency band, the first switch is turned off and the third switch is turned on, thereby reducing the loss in the first frequency band.
  • the third impedance located in the second quadrant in the third frequency band when the third switch is off shifts clockwise on the isoconductance circle on the Smith chart when the first switch is turned on. And get closer to the center. Therefore, at the time of non-CA operation in the third frequency band, the first switch is turned on and the third switch is turned off, thereby reducing the loss in the third frequency band.
  • the first impedance and the third impedance can be made close to the complex conjugate relationship for both the first frequency band and the third frequency band. Therefore, for any of the above frequency bands, the combined impedance of the first path and the third path can be brought closer to the center on the Smith chart. As a result, at the time of CA operation in the first frequency band and the third frequency band, the first switch is turned off and the third switch is turned off, thereby reducing the loss in either the first frequency band or the third frequency band. Is planned.
  • the matching circuit further includes a second capacitor or a second inductor provided in series on a second path connecting the common terminal and the second filter, and the second capacitor or the second filter.
  • a second switch connected between a node on the second path between the inductor and the second filter and the ground, and when the second switch is off, the common terminal
  • the impedance viewed from the second path is located near the center on the Smith chart in the second frequency band and exhibits inductivity in at least a part of the first frequency band. And may indicate a capacitive at said third frequency band.
  • At least one of the first, second, and third switches is off in any case.
  • the pass band which is the frequency band passing through the path to which the switched switch is connected.
  • the insertion loss in the passband can be reduced.
  • the multiplexer in which the second inductor is arranged in series on the second path it is possible to ensure a large amount of attenuation in the harmonic band.
  • the matching circuit includes the first capacitor and includes a filter that passes the high-frequency signal in the first frequency band, the first inductor, and passes the high-frequency signal in the third frequency band. And a filter.
  • the matching circuit further includes a fourth filter that is connected to the common terminal via the matching circuit and passes a high-frequency signal in a fourth frequency band different from the first frequency band and the third frequency band.
  • a filter that includes a capacitor or an inductor provided on a fourth path that connects the common terminal and the fourth filter without including a switch, and that passes a high-frequency signal in the fourth frequency band. May be.
  • the loss in the pass band can be suppressed by the matching circuit in both the CA operation and the non-CA operation.
  • a high-frequency front end circuit includes the multiplexer and an amplifier circuit connected to the multiplexer.
  • a communication apparatus is configured to perform signal processing on at least one of the high-frequency front-end circuit, a high-frequency signal output to the high-frequency front-end circuit, and a high-frequency signal input from the high-frequency front-end circuit.
  • An RF signal processing circuit for switching on and off of the first switch, the second switch, and the third switch.
  • the loss of the CA-compatible multiplexer, high-frequency front-end circuit, and communication device can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multiplexer according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing impedance characteristics of the resonator according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a Smith chart showing the impedance of the path corresponding to Band 41 from the common terminal in the first embodiment.
  • FIG. 3B is a Smith chart showing the impedance of the path corresponding to Band 40 from the common terminal in the first embodiment.
  • FIG. 3C is a Smith chart showing the impedance of the path corresponding to Band1Rx from the common terminal in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a matching mechanism during the 3-band CA operation in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a matching mechanism during the 3-band CA operation in the first embodiment.
  • FIG. 5A is a schematic diagram for explaining a matching mechanism when the Band 41 is in a non-CA operation in the first embodiment.
  • FIG. 5B is a schematic diagram for explaining a matching mechanism during non-CA operation of Band 40 in the first embodiment.
  • FIG. 5C is a schematic diagram for explaining a matching mechanism in the first embodiment when the Band1Rx is in a non-CA operation.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a matching mechanism during the CA operation of Band 1 Rx and Band 41 in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram summarizing the matching mechanism in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a graph showing a pass characteristic during a 3-band CA operation and a pass characteristic during a non-CA operation for the multiplexer according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a graph showing individually the pass characteristics during 2-band CA operation and the pass characteristics during non-CA operation for the multiplexer according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a multiplexer according to a comparative example of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a Smith chart showing the impedance at the common terminal of the multiplexer according to the comparative example of the first embodiment.
  • FIG. 12 is a graph showing both pass characteristics during 3-band CA operation and pass characteristics during non-CA operation for the multiplexer according to the comparative example of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram comparing the first embodiment and the comparative example with respect to the pass characteristic during the 3-band CA operation and the pass characteristic during the non-CA operation.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a multiplexer according to a comparative example of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a Smith chart showing the impedance at the common terminal of the multiplexer according to the comparative example of the first embodiment
  • FIG. 14 is a block diagram of a communication apparatus including the multiplexer according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of the multiplexer according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a graph showing the pass characteristics during 4-band CA operation and the pass characteristics during non-CA operation for the multiplexer according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a graph showing individually the pass characteristics at the time of 3-band CA operation and the pass characteristics at the time of 2-band CA operation of the multiplexer according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of the multiplexer according to the third embodiment.
  • FIG. 19 is a graph showing a pass characteristic during a 3-band CA operation and a pass characteristic during a non-CA operation for the multiplexer according to the third embodiment.
  • FIG. 20 is a graph showing individually the pass characteristics during 2-band CA operation and the pass characteristics during non-CA operation for the multiplexer according to the third embodiment.
  • FIG. 21 is a block diagram of a communication apparatus including a multiplexer according to the third embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of the multiplexer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 23 is a graph showing the pass characteristics during a 4-band CA operation and the pass characteristics during a non-CA operation for the multiplexer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 24 is a graph showing individually the pass characteristics at the time of 3-band CA operation and the pass characteristics at the time of 2-band CA operation of the multiplexer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration of a multiplexer according to the first modification.
  • FIG. 26 is a graph showing a pass characteristic during a 3-band CA operation and a pass characteristic during a non-CA operation for the multiplexer according to the first modification.
  • FIG. 27 is a graph showing individually the pass characteristics during 2-band CA operation and the pass characteristics during non-CA operation for the multiplexer according to the first modification.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a configuration of a multiplexer according to the second modification.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration of a multiplexer according to the third modification.
  • FIG. 30A is a Smith chart showing an impedance when a path corresponding to Band 41 is viewed from a common terminal in the third modification.
  • FIG. 30B is a Smith chart showing an impedance when a path corresponding to Band 40 is viewed from the common terminal in the third modified example.
  • FIG. 31 is a schematic diagram for explaining a matching mechanism during a 2-band CA operation in the third modification.
  • FIG. 32A is a schematic diagram for explaining a matching mechanism when the Band 41 is in a non-CA operation in the third modification.
  • FIG. 32B is a schematic diagram for explaining a matching mechanism when the Band 40 is in a non-CA operation in the third modification.
  • FIG. 33 is a graph showing a pass characteristic during a CA operation and a pass characteristic during a non-CA operation for the multiplexer according to the third modification.
  • FIG. 34 is a diagram showing a comparison between the third modified example and the comparative example with respect to the pass characteristic during the CA operation and the pass characteristic during the non-CA operation.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating a configuration of a multiplexer according to the fourth modification.
  • FIG. 36A is a Smith chart showing an impedance when a path corresponding to Band-A is viewed from a common terminal in the fourth modified example.
  • FIG. 36B is a Smith chart showing an impedance when a path corresponding to Band-B is viewed from a common terminal in the fourth modified example.
  • FIG. 36C is a Smith chart showing an impedance when a path corresponding to Band-C is viewed from the common terminal in the fourth modified example.
  • FIG. 37 is a schematic diagram for explaining matching in a 3-band CA operation in the fourth modification.
  • FIG. 38 is a diagram illustrating a configuration of a multiplexer according to the fifth modification.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multiplexer 10 according to the first embodiment. Specifically, in FIG. 8, (a) is a circuit block diagram of the multiplexer 10, (b) is a circuit diagram of the filter 22 shown in (a), and (c) is a filter 23 shown in (a). FIG. 8
  • Multiplexer 10 corresponds to CA that simultaneously transmits and receives a plurality of high-frequency signals in a plurality of bands, and transmits a plurality of high-frequency signals in a plurality of bands during a CA operation in which a plurality of high-frequency signals are simultaneously transmitted and received. Only the high frequency signal of the one band is transmitted during non-CA operation in which only the signal is transmitted and received.
  • the multiplexer 10 is a frequency standard defined by 3GPP (Third Generation Partnership Project), Band 41 (2496-2690 MHz: “B41” in the figure), Band 40 (2300-2400 MHz: “ B40 ”) and a Band1 reception band (2110-2170 MHz:" B1Rx "in the figure, hereinafter referred to as Band1Rx).
  • the multiplexer 10 includes a common terminal 100c (ANT terminal in FIG. 1), a matching circuit 11, and filters 21 to 23.
  • the multiplexer 10 is not limited to reception, and may be for transmission, or may include a duplexer in which some filters are for transmission and other filters are for transmission.
  • the matching circuit 11 is a circuit that matches the common terminal 100c and the plurality of filters 21 to 23, and includes a capacitor C1, a resonator reso1, an inductor L1, and switches SW1 to SW3.
  • the matching circuit 11 further includes an inductor Ls.
  • the matching circuit 11 may not have the inductor Ls.
  • the capacitor C1 is a first capacitor provided in series on a path 111 that is a first path connecting the common terminal 100c and the filter 21.
  • the resonator reso1 is an example of a resonance circuit that is provided in series on the path 112, which is the second path connecting the common terminal 100c and the filter 22, and has a resonance frequency with a minimum impedance within the band 40. is there.
  • the resonator reso1 is an acoustic wave resonator provided in series on the path 112.
  • the resonator reso1 passes the high frequency signal of Band40 together with the series arm resonators s21 to s23 and the parallel arm resonators p21 to p23 that are one or more elastic wave resonators constituting the filter 22.
  • a ladder circuit is configured.
  • the inductor L1 is a first inductor provided in series on a path 113 which is a third path connecting the common terminal 100c and the filter 23.
  • the switch SW1 is a first switch connected between the node on the path 111 between the capacitor C1 and the filter 21 and the ground.
  • the switch SW2 is a second switch connected between a node on the path 112 between the resonator reso1 and the filter 22 and the ground.
  • the switch SW3 is a third switch connected between a node on the path 113 between the inductor L1 and the filter 23 and the ground.
  • Each of these switches SW1 to SW3 is, for example, an SPST switch, and is switched on and off in accordance with a control signal from a control unit (not shown) such as RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit).
  • a control unit such as RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit).
  • the switch SW1 is turned off when the multiplexer 10 transmits the high frequency signal of Band 41, and is turned on in other cases.
  • the switch SW2 is turned off when the multiplexer 10 transmits a Band 40 high-frequency signal, and is turned on in other cases.
  • the switch SW3 is turned off when the multiplexer 10 transmits a Band1Rx high-frequency signal, and is turned on in other cases. That is, the switches SW1 to SW3 are switched on and off corresponding to the band combination during the CA operation and the band during the non-CA operation among the Band 41, Band 40, and Band 1Rx.
  • the inductor Ls is a second inductor provided in series between the node connected to the switch SW1 on the path 111 and the filter 21.
  • the matching circuit 11 configured in this way can switch the switches SW1 to SW3 on and off as appropriate by the control circuit, so that any of the band 41, band 40, and band 1Rx can be operated during the CA operation.
  • the common terminal 100c and the plurality of filters 21 to 23 can be matched in any band during non-CA operation.
  • the matching mechanism by the matching circuit 11 will be described later.
  • the filter 21 is an example of a first filter that is connected to the common terminal 100c of the multiplexer 10 via the matching circuit 11 and passes a high-frequency signal in the first frequency band.
  • the filter 21 has one input / output terminal connected to the common terminal 100c via the matching circuit 11, and the other input / output terminal connected to the individual terminal 101 of the multiplexer 10.
  • the filter 21 has a high frequency band 41. Let the signal pass.
  • the filter 21 is a band-pass filter in which Band 41 is a pass band and Band 40 and Band 1 Rx are attenuation bands (also referred to as cutoff bands).
  • the filter 21 is not limited to a band pass filter, and may be a high pass filter, for example.
  • the filter 22 is an example of a second filter that is connected to the common terminal 100c of the multiplexer 10 via the matching circuit 11 and passes a high-frequency signal in a second frequency band that is lower in frequency than the first frequency band.
  • the filter 22 has one input / output terminal connected to the common terminal 100c via the matching circuit 11, and the other input / output terminal connected to the individual terminal 102 of the multiplexer 10.
  • the filter 22 has a high frequency band 40. Let the signal pass.
  • the filter 22 is a band-pass filter having Band 40 as a pass band and Band 41 and Band 1 Rx as an attenuation band.
  • the filter 23 is an example of a third filter that is connected to the common terminal 100c of the multiplexer 10 via the matching circuit 11 and passes a high-frequency signal in a third frequency band having a frequency lower than that of the second frequency band.
  • the filter 23 has one input / output terminal connected to the common terminal 100c via the matching circuit 11, and the other input / output terminal connected to the individual terminal 103 of the multiplexer 10.
  • the filter 23 has a high frequency of Band1Rx. Let the signal pass.
  • the filter 23 is a band pass filter having Band 1 Rx as a pass band and Band 40 and Band 41 as an attenuation band.
  • the filter 23 is not limited to a band pass filter, and may be a low pass filter, for example.
  • each of the filters 21 to 23 is an elastic wave filter constituted by one or more elastic wave resonators.
  • the elastic wave filter can produce a highly selective filter with a small size and a low profile. Therefore, since each of the filters 21 to 23 is an elastic wave filter, a small and low-profile multiplexer 10 having high selectivity can be realized.
  • the filter 22 includes, for example, one or more series arm resonators (here, three series arm resonators s21 to s23) made of an acoustic wave resonator, and an acoustic wave resonator. And a ladder circuit including one or more parallel arm resonators (three parallel arm resonators p21 to p23).
  • the acoustic wave resonator connected closest to the common terminal 100c is the parallel arm resonator p21.
  • a resonator reso1 which is an elastic wave resonator that forms a resonance circuit
  • p23 constitutes a ladder circuit that passes the high-frequency signal of Band40. According to such a configuration, the number of elastic wave resonators constituting the filter 22 can be reduced, so that the size can be reduced.
  • the acoustic wave resonator connected closest to the common terminal 100c may be a series arm resonator.
  • the filter 23 includes, for example, one or more series arm resonators (here, four series arm resonators s31 to s34) made of elastic wave resonators, and an elastic wave. It has a ladder circuit composed of one or more parallel arm resonators (here, three parallel arm resonators p31 to p33) made of resonators.
  • the acoustic wave resonator connected closest to the common terminal 100c is, for example, a series arm resonator.
  • the configuration of the filter 21 is not particularly limited.
  • the filter 21 similarly to the filter 22 or 23, the filter 21 includes a ladder circuit having a series arm resonator and a parallel arm resonator.
  • SAW SurfaceSAcoustic Wave
  • BAW Bulk Acoustic Wave
  • FBAR Film Bulk Acoustic Resonator, SMR
  • Solidly Mounted Resonator
  • Boundary Elastec Wave resonators using boundary acoustic waves.
  • Each elastic wave resonator is not limited to one elastic wave resonator, and may be constituted by a plurality of divided resonators obtained by dividing one elastic wave resonator.
  • a substrate and an IDT (InterDigital Transducer) electrode are provided.
  • the substrate is a substrate having piezoelectricity at least on the surface.
  • a piezoelectric thin film may be provided on the surface, and the piezoelectric thin film may have a different sound velocity from the piezoelectric thin film, and a laminated body such as a support substrate.
  • substrate may have piezoelectricity in the whole board
  • the substrate is a piezoelectric substrate composed of one piezoelectric layer.
  • FIG. 2 is a graph showing impedance characteristics of the resonator reso1 in the present embodiment.
  • the resonator reso1 has a resonance frequency fr at which the impedance is minimum (ideally zero) and an anti-resonance frequency fa at which the impedance is maximum (ideally infinite). .
  • the resonator reso1 functions as a capacitor because it exhibits capacitive impedance in the frequency band lower than the resonance frequency fr and in the frequency band higher than the anti-resonance frequency fa.
  • the resonator reso1 functions as an inductor because it exhibits inductive impedance on the higher frequency side than the resonance frequency fr and on the lower frequency side than the anti-resonance frequency fa.
  • the resonator reso 1 since the resonance frequency fr of the resonator reso 1 is located in the band 40, the resonator reso 1 functions as at least an inductor in the band 41 and functions as a capacitor in the band 1Rx. Therefore, the direction of impedance conversion by the resonator reso1 differs between the band of Band41 and the band of Band1Rx.
  • the anti-resonance frequency fa of the resonator reso1 is located in the band of Band41. Therefore, in the band 41, the resonator reso1 functions as an inductor on the lower frequency side than the antiresonance frequency fa, and functions as a capacitor on the higher frequency side than the antiresonance frequency fa. Therefore, impedance conversion by the resonator res o1 is different between the inductive side and the capacitive side on the high frequency side and the low frequency side of the Band 41 band.
  • the upper right corner from the center is defined as the first quadrant
  • the upper left corner from the center is defined as the second quadrant
  • the lower left corner from the center is defined as the third quadrant
  • the lower right corner from the center is defined as the fourth quadrant.
  • impedance indicating the capacitance means that the impedance has a capacitive reactance.
  • impedance indicating inductivity means that the impedance has inductive reactance. That is, the impedance indicating capacitance has a negative complex component (also referred to as an imaginary component), and the impedance indicating inductivity has a positive complex component.
  • the impedance is located in the specific quadrant not only that the entire frequency band of the specific band is positioned in the specific quadrant, but also the entire frequency band of the specific band. (For example, 50% or more, specifically 80% or more) is included in a specific quadrant. Therefore, some frequency bands of a specific band may be located in other quadrants.
  • FIG. 3A is a Smith chart showing the impedance (hereinafter referred to as state i) when the path 111 corresponding to Band 41 is viewed from the common terminal 100c when the switch SW1 is OFF in the present embodiment. That is, the figure shows the impedance of the common terminal 100c when the paths 112 and 113 corresponding to other bands are not connected to the common terminal 100c. That is, the impedance shown in the figure is the impedance after the impedance conversion is performed on the common terminal 100c side impedance of the filter 21 by the provision of the inductor Ls and the capacitor C1.
  • the impedance (state i) of the path 111 corresponding to the Band 41 viewed from the common terminal 100c is positioned in the third quadrant on the Smith chart in the Band 41 band.
  • the impedance is set to be located in the third quadrant or the fourth quadrant on the Smith chart in the band of Band 40 and Band 1 Rx having a frequency lower than that of Band 41. That is, the impedance is set to exhibit capacitance in the Band 40 and Band 1 Rx bands.
  • the impedance is set so as to be located in the fourth quadrant on the Smith chart in the Band 40 and Band 1 Rx bands.
  • FIG. 3B is a Smith chart showing the impedance (hereinafter, state ii) when the path 112 corresponding to the Band 40 is viewed from the common terminal 100c when the switch SW2 is OFF in the present embodiment. That is, the figure shows the impedance of the common terminal 100c when the paths 111 and 113 corresponding to other bands are not connected to the common terminal 100c. That is, the impedance shown in the figure is the impedance after the impedance conversion is performed on the common terminal 100c side impedance of the filter 22 by applying the resonator reso1.
  • the impedance of the path 112 corresponding to the Band 40 viewed from the common terminal 100c is set to be located near the center on the Smith chart in the Band 40 band.
  • “near the center on the Smith chart” is, for example, in a range where VSWR is 1.5 or less.
  • the impedance is set so that at least a part of the band 41 is located in the first quadrant or the second quadrant on the Smith chart in the band 41 having a frequency higher than that of the Band 40, and the Band 1Rx having a frequency lower than that of the Band 40.
  • the band is set so as to be located in the third quadrant or the fourth quadrant on the Smith chart. That is, the impedance is set to be inductive in at least a part of the Band 41 band and to be capacitive in the Band 1 Rx band.
  • the impedance is set so as to exhibit inductivity in a part of the Band 41 band and to exhibit capacitance in the other part of the Band 41 band. That is, the impedance is set to a range across the real axis on the Smith chart in Band 41. Specifically, the impedance is located in the first quadrant on the Smith chart in a part of the Band 41 band, and in the fourth quadrant on the Smith chart in the other part of the Band 41 band. Further, the impedance is located in the fourth quadrant on the Smith chart in the Band1Rx band.
  • FIG. 3C is a Smith chart showing the impedance (hereinafter, state iii) when the path 113 corresponding to Band1Rx is viewed from the common terminal 100c when the switch SW3 is OFF in the present embodiment. That is, the figure shows the impedance of the common terminal 100c when the paths 111 and 112 corresponding to other bands are not connected to the common terminal 100c. That is, the impedance shown in the figure is the impedance after the impedance conversion by applying the inductor L1 to the common terminal 100c side impedance of the filter 23 is performed.
  • the impedance of the path 113 corresponding to the Band1Rx viewed from the common terminal 100c is set to be in the second quadrant on the Smith chart in the Band1Rx band. Yes. Further, the impedance is set so as to be located in the first quadrant or the second quadrant on the Smith chart in the band of Band 40 and Band 41 having a frequency higher than that of Band 1 Rx. That is, the impedance is inductive in the Band 40 and Band 41 bands.
  • the impedance is set so as to be located in the first quadrant on the Smith chart in the bands of Band 40 and Band 41.
  • the impedance (state i) shown in FIG. 3A, the impedance (state ii) shown in FIG. 3B, and the impedance (state iii) shown in FIG. 3C are complex conjugates in the bands of Band 41, 40, and 1Rx. It is set to be a relationship. That is, states i to iii are set such that complex components are canceled from each other in the bands of Band 41, 40, and 1Rx. Specifically, in the present embodiment, the combined impedance of state i and state ii and the impedance of state iii are set to have a complex conjugate relationship in each of the bands of Band 41, 40, and 1Rx. .
  • the impedance setting described so far is realized by appropriately adjusting the impedance of the filters 21 to 23 on the common terminal 100c side and the element values of the capacitor C1 and the inductors L1 and Ls constituting the matching circuit 11.
  • the filters 21 to 23 are elastic wave filters. Therefore, in each of the filters 21 to 23, the impedance of the acoustic wave resonator connected closest to the common terminal 100c is designed to be higher or lower than that of the other acoustic wave resonators, thereby reducing the impedance of the common terminal 100c side. Can be adjusted.
  • the electrode parameters such as the pitch of the electrode fingers constituting the IDT electrode, the crossing width, the number of electrode finger pairs, and the reflector-IDT electrode interval are adjusted. Thus, the impedance on the common terminal 100c side can be adjusted.
  • the impedance in the passband of the acoustic wave filter shows capacitive impedance due to the structural restrictions of the acoustic wave filter, and is often located in the third quadrant or the fourth quadrant on the Smith chart. Therefore, in the impedance conversion by only providing the capacitor C1 to the filter 21 that is an acoustic wave filter, the impedance of the common terminal 100c side of the filter 21 is shifted to the impedance counterclockwise along the equal resistance circle on the Smith chart. I can only do it. Therefore, in this case, it is difficult to position the impedance viewed from the common terminal 100c when the switch SW1 is off in the third quadrant on the Smith chart in the Band 41 band.
  • the impedance of the path 111 viewed from the common terminal 100c when the switch SW1 is off is clocked along the equal resistance circle on the Smith chart.
  • the impedance shown in the above state i is realized by shifting around. That is, by providing the inductor Ls, the loss can be reduced even if the filter 21 is an elastic wave filter.
  • the inductor Ls may be provided in the filter 21. That is, the inductor Ls may be provided in series on a path connecting one input / output terminal of the filter 21 and the other input / output terminal.
  • the impedance of the common terminal 100c side shifts clockwise along the equal resistance circle on the Smith chart by applying the inductor Ls, as compared with the present embodiment. Therefore, even in the filter 21 configured as described above, the impedance setting described above for the path 111 is realized by appropriately adjusting the element value of the inductor Ls.
  • an inductor for connecting the path 111 and the ground may be provided instead of the inductor Ls.
  • the impedance is shifted counterclockwise along the equiconductance circle on the Smith chart by applying the inductor.
  • the impedance of the path 111 viewed from the common terminal 100c is located in the third quadrant very close to the second quadrant on the Smith chart in the band 41. Therefore, since the impedances of the paths 111 to 113 do not easily approach the complex conjugate relationship, the matching accuracy can be deteriorated during the CA operation. Therefore, the inductor Ls provided in the path 111 is preferably provided in series on the path 111.
  • the multiplexer 10 can be operated in any manner by appropriately switching on and off the switches SW1 to SW3 of the matching circuit 11. You can be consistent even at times. Hereinafter, the mechanism will be described.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a matching mechanism at the time of 3-band CA operation (3CA (Band1Rx / Band40 / Band41)) in the present embodiment.
  • each of the switch SW1, the switch SW2, and the switch SW3 is turned off.
  • the impedance of the common terminal 100c becomes the combined impedance of the states i to iii shown in the upper part of FIG.
  • state iv state ii
  • state iii complex conjugate relations in the bands of Band 41, 40, and 1Rx. It is set to be.
  • state v the combined impedance of state iv and state iii (hereinafter referred to as state v) is collected near the center on the Smith chart in any band of Band 41, 40, 1Rx.
  • the multiplexer 10 can match all the three bands during the three-band CA operation.
  • the impedance of the common terminal 100c is matched to about 50 ⁇ in all bands of Band 41, 40, and 1Rx.
  • FIG. 5A is a schematic diagram for explaining a matching mechanism in a non-CA operation of Band 41 (Non-CA (Band 41)) in the present embodiment.
  • the impedance of the common terminal 100c becomes an impedance in which impedance conversion is performed by applying the inductor L1 and the resonator reso1 to the state i shown in the upper part of FIG.
  • the impedance is converted from the state i to the state vi in order to shift counterclockwise on the equiconductance circle on the Smith chart by applying the inductor L1. Further, the impedance is shifted from the state vi to the state vii in order to shift on the isoconductance circle due to the application of the resonator reso1, and is collected near the center on the Smith chart in the band 41.
  • the resonator reso 1 functions as a capacitor on the high frequency side and functions as an inductor on the low frequency side in the band 41. Therefore, the impedance shifts clockwise on the Smith chart on the high frequency side of the Band 41 band and counterclockwise on the Smith chart on the low frequency side of the Band 41 band due to the application of the resonator reso 1. .
  • the multiplexer 10 can match the Band 41 during the non-CA operation of the Band 41.
  • the impedance of the common terminal 100c is matched to about 50 ⁇ in Band 41.
  • FIG. 5B is a schematic diagram for explaining a matching mechanism during non-CA operation of Band 40 (Non-CA (Band 40)) in the present embodiment.
  • each of the capacitor C1 and the inductor L1 functions as a matching element connected between the common terminal 100c and the ground with respect to the filter 22 of the Band 40.
  • the impedance of the common terminal 100c becomes an impedance obtained by performing impedance conversion by applying the capacitor C1 and the inductor L1 to the state ii shown in the upper part of FIG.
  • the impedance is converted from the state ii to the state viii in order to shift clockwise on the equiconductance circle on the Smith chart by the provision of the capacitor C1. Furthermore, since the impedance is shifted counterclockwise on the isoconductance circle by the application of the inductor L1, the impedance is converted from the state viii to the state ix, and gathers around the center of the Smith chart in the band 40.
  • the multiplexer 10 can match the Band 40 during the non-CA operation of the Band 40.
  • the impedance of the common terminal 100c is matched to about 50 ⁇ in Band40.
  • FIG. 5C is a schematic diagram for explaining a matching mechanism during non-CA operation of Band1Rx (Non-CA (Band1Rx)) in the present embodiment.
  • each of the capacitor C1 and the resonator reso1 functions as a matching element connected between the common terminal 100c and the ground with respect to the Band1Rx filter 23.
  • the impedance of the common terminal 100c becomes an impedance obtained by performing impedance conversion by applying the capacitor C1 and the resonator reso1 to the state iii shown in the upper part of FIG.
  • the impedance is converted from the state iii to the state x in order to shift clockwise on the equiconductance circle on the Smith chart by the provision of the capacitor C1 and the resonator reso1, and the Smith in the Band1Rx band. Gather near the center of the chart.
  • the resonator reso1 functions as a capacitor in the band of Band1Rx. For this reason, the impedance is shifted clockwise on the Smith chart by the amount of the combined capacitance of the capacitor C1 and the resonator res1 (that is, the capacitive combined impedance) due to the provision of the capacitor C1 and the resonator reso1.
  • the multiplexer 10 can match the Band1Rx during the non-CA operation of the Band1Rx.
  • the impedance of the common terminal 100c is matched to about 50 ⁇ in Band1Rx.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a matching mechanism at the time of CA operation of Band1Rx and Band41 (2CA (Band1Rx / Band41)) in the present embodiment.
  • the impedance of the common terminal 100c is the impedance (hereinafter referred to as state) obtained by applying the resonator reso1 to the combined impedance (hereinafter referred to as state xi) of the state i and state iii shown in the upper part of FIG. xii).
  • the combined impedance of the state i and the state iii is not matched to 50 ⁇ as shown in the state xi, shows inductivity in the B1Rx band, and partially inductive in the B41 band. And the capacitive part is shown in other parts.
  • the resonator reso1 functions as a capacitor in the Band1Rx band, functions as a capacitor on the high frequency side, and functions as an inductor on the low frequency side in the Band41 band. Therefore, the impedance of the common terminal 100c is shifted clockwise on the Smith chart on the high frequency side of the Band1Rx and Band41 bands, and on the Smith chart on the low frequency side of the Band41 band due to the application of the resonator reso1. Shift counterclockwise. Therefore, the impedance is converted from the state xi to the state xii by the application of the resonator reso1 and is collected near the center on the Smith chart in any band of Band1Rx and Band40.
  • the multiplexer 10 can match for any band during the CA operation of Band1Rx and Band41.
  • the impedance of the common terminal 100c is matched to about 50 ⁇ in both Band 41 and 1Rx.
  • FIG. 7 summarizes the matching mechanism in the present embodiment.
  • the multiplexer 10 according to the present embodiment, it is possible to achieve matching in the pass band in both the CA operation and the non-CA operation.
  • the combination of bands subject to CA is not limited to the combination described above.
  • the matching mechanism in the case where the band subject to CA is other than the above combination is also explained in the same manner as the matching mechanism described above, and matching can be achieved in the passband.
  • the inductor L1, the resonator reso1, and the capacitor C1 function as a matching element connected between the common terminal 100c and the ground in accordance with switching on and off of the switches SW1 to SW3, whereby the impedance of the common terminal 100c. Is matched to approximately 50 ⁇ in the passband.
  • Table 1 shows the bands to be used, the states of the switches SW1 to SW3 (on or off) for each path, and the impedance function (Z function) of the capacitor C1, the resonator reso1, and the inductor L1 at that time.
  • Z function (B41 path)”, “Z function (B40 path)” and “Z function (B1Rx path)” are respectively the Z function of the capacitor C1, the Z function of the resonator reso1, and This is the Z function of the inductor L1.
  • “ ⁇ ” indicates that the corresponding switch is OFF, and “ ⁇ ” indicates that the corresponding switch is ON.
  • each of the switch SW1, the switch SW2, and the switch SW3 is turned off during the 3-band CA operation.
  • the path 111 (“B41 circuit” in the table), the path 112 (“B40 circuit” in the table), and the path 113 (“B1Rx” in the table) from the common terminal 100c when the switches SW1 to SW3 are turned on.
  • Matching can be achieved in any of Band 41, Band 40, and Band 1Rx by appropriately designing the impedance of the circuit “)”. Therefore, the loss in the pass band can be reduced during the 3-band CA operation.
  • the resonator 21 (resonance circuit) and the inductor L1 are added to the filter 21 as a matching element connected between the common terminal 100c and the ground. Therefore, when the switches SW2 and SW3 are off, the impedance of the common terminal 100c exhibiting capacitive characteristics in the Band 41 is inductive by the inductive combined impedance by the resonator reso1 and the inductor L1 when the switches SW2 and SW3 are turned on. It can be shifted to the side for matching.
  • the capacitor C1 and the inductor L1 are added as the matching elements. Therefore, when the switch SW1 and the switch SW3 are off, the impedance of the common terminal 100c that is matched in the Band 40 is canceled, and when the switches SW1 and SW3 are turned on, the inductivity and the capacitance are canceled by the capacitor C1 and the inductor L1. Matching can be achieved without shifting due to the resultant combined impedance.
  • the capacitor C1 and the resonator reso1 are added as the matching elements. Therefore, when the switches SW1 and SW2 are off, the impedance of the common terminal 100c that exhibits inductivity in the Band1Rx is made capacitive by the capacitive synthetic impedance of the capacitor C1 and the resonator reso1 when the switches SW1 and SW2 are turned on. It can be shifted to the side for matching.
  • an inductor L1 is added as the matching element. Therefore, when the switch SW3 is off, the combined impedance of the path 111 (“B41 circuit” in the table) and the path 112 (“B40 circuit” in the table) exhibiting the capacitance in the Band 41 and Band 40 is set to be ON. As a result, it is possible to achieve matching by shifting to the inductive side by the inductive impedance by the inductor L1.
  • the resonator reso1 is added as the matching element. Therefore, when the switch SW2 is OFF, the combination of the path 111 (“B41 circuit” in the table) and the path 113 (“B1Rx circuit” in the table) that exhibits the capacitance in the Band 41 and the inductivity in the Band 1Rx.
  • the impedance can be shifted as follows. That is, when the switch SW2 is turned on, the band 41 is shifted to the inductive side due to the inductive impedance due to the resonator reso1, and the band 1Rx is shifted toward the capacitive side due to the capacitive impedance due to the resonator reso1. , Can be consistent.
  • the capacitor C1 is added as the matching element. Therefore, when the switch SW1 is off, the combined impedance of the path 112 ("B40 circuit” in the table) and the path 113 ("B1Rx circuit” in the table) showing inductivity in the Band40 and Band1Rx is set. By doing so, it is possible to achieve matching by shifting to the capacitive side by the capacitive impedance of the capacitor C1.
  • the multiplexer 10 can achieve matching even during CA operation by any combination of bands, and even during non-CA operation of any band. Loss in the passband can be suppressed.
  • FIG. 8 is a graph showing the pass characteristics during the 3-band CA operation and the pass characteristics during the non-CA operation for the multiplexer 10 according to the present embodiment. Specifically, (a) in the figure shows the entirety of these pass characteristics, and (b) in the figure shows an enlarged main part of (a) in the figure.
  • FIG. 9 is a graph showing individually the pass characteristics during the 2-band CA operation and the pass characteristics during the non-CA operation for the multiplexer 10 according to the present embodiment. Specifically, (a) in the figure shows the pass characteristics during the CA operation of Band 40 and Band 41 (2CA (Band 40 / Band 41)). Further, (b) in the same figure shows the pass characteristics during the CA operation of Band1Rx and Band41 (2CA (Band1Rx / Band41)). Further, (c) in the same figure shows the pass characteristics at the time of CA operation of Band1Rx and Band40 (2CA (Band1Rx / Band40)). Further, (d) in the same figure shows the pass characteristic when the Band 41 is in a non-CA operation (Non-CA (Band 41)).
  • (e) in the figure shows the pass characteristic when the Band 40 is in a non-CA operation (Non-CA (Band 40)). Further, (f) in the same figure shows the pass characteristic at the time of non-CA operation of Band1Rx (Non-CA (Band1Rx)).
  • the multiplexer 10 is loss in the pass band regardless of the combination of the bands during the CA operation, or even during the non-CA operation of any band. Is suppressed.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a multiplexer 90 according to a comparative example of the present embodiment.
  • the multiplexer 90 shown in the figure includes two matching circuits 911 instead of the matching circuit 11 as compared with the multiplexer 10 according to the present embodiment, and further includes transmission lines MSL1 to MSL3.
  • the matching circuit 911 corresponds to a coupling circuit 100 disclosed in Patent Document 1, and includes a first LC circuit corresponding to the path of one band and a second LC circuit corresponding to the path of the other band.
  • the first LC circuit includes an inductor L91 provided in series on the path, and a capacitor C91 connecting the path and the ground.
  • the second LC circuit includes a capacitor C92 provided in series on the path, and an inductor L92 that connects the path and the ground.
  • a ground switch SW91 is provided between the connection node between the inductor L91 and the capacitor C91 and the ground, and a ground switch SW92 is provided between the connection node between the capacitor C92 and the inductor L92 and the ground.
  • such a matching circuit 911 includes one path 111 corresponding to the Band 21 filter 21 and one path 112 corresponding to the Band 40 filter 22, and one path 112 corresponding to the Band 40 filter 22 and Band 1 Rx. One is provided between the path 113 corresponding to the filter 23.
  • Transmission lines MSL1, MSL2, and MSL3 are provided corresponding to the paths 111, 112, and 113, respectively.
  • the impedance of the path 111 viewed from the common terminal 100c is matched in the Band 41 band, and is designed to be short or infinite in the Band 40 and Band 1 Rx bands. Furthermore, the impedance when the path 112 is viewed from the common terminal 100c is designed to be matched in the Band40 band and short or infinite in the Band41 and Band1Rx bands. Furthermore, the impedance of the path 113 viewed from the common terminal 100c is matched in the Band1Rx band, and is designed to be short or infinite in the Band40 and Band41 bands.
  • FIG. 11 is a Smith chart showing the impedance at the common terminal 100c of the multiplexer 90 according to the comparative example. Specifically, in the same figure, from the left, the impedance during 3-band CA operation, the impedance during Band 41 non-CA operation, the impedance during Band 40 non-CA operation, and the Band 1 Rx non-CA The above impedance during operation is shown.
  • any of the configurations can be achieved even during the 3-band CA operation.
  • matching can be achieved within the passband.
  • illustration of the impedance during the 2-band CA operation is omitted, matching can be achieved within the passband as described above.
  • FIG. 12 is a graph showing the pass characteristics during the 3-band CA operation and the pass characteristics during the non-CA operation for the multiplexer 90 according to the comparative example. Specifically, (a) in the figure shows the entirety of these pass characteristics, and (b) in the figure shows an enlarged main part of (a) in the figure.
  • the loss due to mismatch is suppressed, so that the loss is relatively suppressed in the passband.
  • FIG. 8B and FIG. 12B are compared.
  • FIG. 13 is a diagram showing the comparison between the embodiment and the comparative example with respect to the pass characteristic during the 3-band CA operation and the pass characteristic during the non-CA operation.
  • FIG. 8A shows the characteristics of the multiplexer 10 according to the embodiment shown in FIG. 8B
  • FIG. 12B shows the characteristics of FIG.
  • the multiplexer 10 according to the embodiment is the same as the multiplexer 90 according to the comparative example in both the 3-band CA operation and the non-CA operation. Compared to the above, the loss in the passband is suppressed.
  • the loss in the multiplexer 90 increases due to the inductor having a low Q value.
  • the multiplexer 90 as a whole is provided with four inductors. Becomes larger.
  • the multiplexer 90 as a whole is provided with four switches, and the size is reduced by increasing the number of switch terminals. There is also a problem that is disturbed.
  • the present embodiment since only one inductor needs to be provided in the entire multiplexer 10, it is possible to reduce the number of inductors, which are circuit elements having a poor Q value, as compared with the comparative example.
  • the loss due to can be suppressed.
  • the present embodiment not only can loss due to mismatching be suppressed, but also loss due to having an inductor having a poor Q value can be suppressed. Is achieved.
  • the switch SW1 is connected between the node on the path 111 between the capacitor C1 and the filter 21 and the ground.
  • the switch SW2 is connected between a node on the path 112 between the resonance circuit (in this embodiment, the resonator reso1) and the filter 22 and the ground.
  • the switch SW3 is connected between a node on the path 113 between the inductor L1 and the filter 23 and the ground. Therefore, the capacitor C1, the resonance circuit, and the inductor L1 function as matching elements connected between the common terminal 100c and the ground when the switch SW1, the switch SW2, and the switch SW3 are turned on, respectively. Therefore, the combined impedance of the matching elements is switched in accordance with switching of the switches SW1, SW2, and SW3.
  • a resonance circuit having a resonance frequency at which the impedance is minimized exhibits an inductive impedance at a frequency higher than the resonance frequency, and thus functions as an inductor.
  • the resonance circuit functions as a capacitor because it exhibits capacitive impedance at a frequency lower than the resonance frequency. Therefore, the resonance circuit included in the matching circuit functions as an inductor in the Band 41 band, and functions as a capacitor in the Band 1 Rx band. Therefore, when the switch SW2 is on, the combined impedance can be made different between the Band 41 band and the Band 1 Rx band.
  • the switch that is turned off in the band 41, Band40, and Band1Rx is not affected in any case where at least one of the switches SW1 to SW3 is off.
  • Matching can be performed for a pass band that is a frequency band passing through the connected path.
  • the switch SW1 is turned off when the multiplexer 10 transmits a high-frequency signal in the band 41, and is turned on in other cases.
  • the switch SW2 is turned on by the multiplexer 10 is turned off when transmitting a high-frequency signal in the Band 40 band, and is turned on in other cases.
  • the switch SW3 is turned off when the multiplexer 10 transmits a high-frequency signal in the Band 1 Rx band, and In other cases, it is turned on.
  • the switches SW1, SW2, and SW3 are switched on and off according to the frequency band of the high-frequency signal transmitted by the multiplexer 10. For this reason, by adjusting the impedance of the filter 21, the filter 22 and the filter 23 on the common terminal 100c side and the element values of the capacitor C1 and the inductor L1 as appropriate, even in non-CA operation in any frequency band, Furthermore, since it is possible to achieve matching even during CA operation using any combination of frequency bands, it is possible to reduce the loss in the pass band.
  • the switch SW1 when the switch SW1 is off, the first impedance when the path 111 is viewed from the common terminal 100c is located in the third quadrant at the lower left of the center on the Smith chart in the band 41.
  • the switch SW2 when the switch SW2 is off, the second impedance when the path 112 is viewed from the common terminal 100c is located near the center on the Smith chart in the Band 40 band.
  • the switch SW3 when the switch SW3 is off, the third impedance when the path 113 is viewed from the common terminal 100c is located in the second quadrant on the upper left side from the center on the Smith chart in the Band1Rx band.
  • the impedance of the common terminal 100c is an equivalent conductance circle on the Smith chart.
  • the top can be shifted in both directions. For this reason, when the second impedance is located near the center on the Smith chart, the impedance of the common terminal 100c when the switch SW2 is off and at least one of the switch SW1 and the switch SW3 is on is obtained in the Band 40 band. It becomes easier to get closer to the center on the Smith chart.
  • the impedance of the common terminal 100c is an isoconductance circle on the Smith chart. Shift up clockwise. For this reason, when the third impedance is positioned in the second quadrant on the Smith chart, the impedance of the common terminal 100c when the switch SW3 is off and at least one of the switch SW1 and the switch SW2 is on is the band 1Rx band. It becomes easy to approach the center on the Smith chart.
  • the switch SW1, the switch SW2, and the switch SW3 when at least one of the switch SW1, the switch SW2, and the switch SW3 is off and the other switches are on, it is easy to match the path to which the off switch is connected. Therefore, in this case, the high-frequency signal in the passband that transmits the path can be more reliably reduced in loss.
  • the switch SW1 when the switch SW1 is off, the first impedance exhibits capacitance in the Band40 band and the Band1Rx band.
  • the switch SW2 when the switch SW2 is off, the second impedance is inductive in at least a part of the band 41 and capacitive in the band 1Rx.
  • the switch SW3 When the switch SW3 is off, the third impedance is inductive in the Band 41 band and the Band 40 band.
  • the switch SW1, the switch SW2, and the switch SW3 when all of the switch SW1, the switch SW2, and the switch SW3 are off, the first impedance, the second impedance, and the third impedance are complex for any of the band 41, the band 40, and the band 1Rx. It can be close to a conjugate relationship. Therefore, the combined impedance of the path 111, the path 112, and the path 113 can be brought close to the center on the Smith chart for any of the above frequency bands. Therefore, when all of the switch SW1, the switch SW2, and the switch SW3 are off, the loss of the Band 41 band, the Band 40 band, and the Band 1 Rx band is reduced.
  • the resonance circuit provided on the path 112 is an acoustic wave resonator (ie, resonator reso1) provided in series on the path 112.
  • the acoustic wave resonator has a resonance frequency at which the impedance is minimum and an anti-resonance frequency at which the impedance is maximum.
  • This anti-resonance frequency is higher than the resonance frequency.
  • the impedance of the path 112 can be increased in the Band 41 band when the switch SW2 is off. Therefore, when the switch SW2 is off, the attenuation amount in the band 41 of the high frequency signal passing through the filter 22 can be improved (that is, the attenuation amount is increased), and thus the demultiplexing characteristics are improved.
  • the elastic wave resonator connected closest to the common terminal 100c among the one or more elastic wave resonators constituting the filter 22 is a parallel arm resonator, and the switch SW2 is off.
  • the elastic wave resonators constituting the resonance circuit and the one or more elastic wave resonators constituting the filter 22 constitute a ladder circuit that allows high-frequency signals in the Band 40 band to pass through.
  • the number of elastic wave resonators constituting the filter 22 can be reduced, so that the size can be reduced.
  • the multiplexer 10 according to the present embodiment can be applied to a high-frequency front end circuit and a communication device including the same.
  • FIG. 14 is a block diagram of the communication apparatus 1 including the multiplexer 10 according to the present embodiment.
  • the communication apparatus 1 shown in the figure corresponds to Band41, Band40, and Band1Rx, and includes a high-frequency front-end circuit 2, an RFIC 3, and an antenna 4.
  • the communication device 1 may not include the antenna 4.
  • the high frequency front end circuit 2 is provided at the front end of the communication device 1 and transmits a high frequency signal between the antenna 4 and the RFIC 3.
  • the high-frequency front end circuit 2 includes the multiplexer 10 described above and amplifier circuits 201 to 203 connected to the multiplexer 10.
  • the amplification circuits 201, 202, and 203 are low noise amplifiers (low noise amplifiers) corresponding to Band 41, Band 40, and Band 1 Rx, respectively, and amplify the high frequency signal output from the multiplexer 10 and output it to the RFIC 3 To do.
  • the RFIC 3 constitutes an RF signal processing circuit that performs signal processing on at least one of the high-frequency signal output to the high-frequency front-end circuit 2 and the high-frequency signal input from the high-frequency front-end circuit 2.
  • the RFIC 3 processes the high frequency signal input from the high frequency front end circuit 2.
  • the RFIC 3 switches the switches SW1 to SW3 on and off.
  • the RFIC 3 individually switches the switches SW1 to SW3 on and off corresponding to the combination of bands during CA operation and the band during non-CA operation.
  • the switching of the switches SW1 to SW3 is not limited to the RFIC 3, and may be performed by, for example, a BBIC (Baseband Integrated Circuit) or a control IC provided in the high frequency front end circuit 2.
  • the loss can be reduced by providing the multiplexer 10 described above. That is, the loss of the CA-compatible communication device 1 and the high-frequency front-end circuit 2 can be reduced.
  • the three-band compatible multiplexer 10 has been described as the CA compatible multiplexer.
  • the CA-compatible multiplexer may support more bands.
  • a 4-band multiplexer will be described as a CA-compatible multiplexer.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of the multiplexer 20 according to the second embodiment.
  • the multiplexer 20 is a receiving quadplexer corresponding to the Band 2 reception band (1930-1990 MHz: “B2Rx” in the figure, hereinafter referred to as Band2Rx) compared to the multiplexer 10 according to the first embodiment.
  • the multiplexer 20 includes a matching circuit 12 in place of the matching circuit 11 as compared with the multiplexer 10, and further includes a filter 24.
  • the matching circuit 12 further includes a resonator reso2 and a switch SW4 as compared with the matching circuit 11 in the first embodiment.
  • the resonator reso2 is an example of a resonance circuit that is provided in series on the path 112 connecting the common terminal 100c and the filter 23, and has a resonance frequency at which the impedance is minimized within the band of Band1Rx. Further, the resonator reso2 has an anti-resonance frequency within the band of Band40.
  • the switch SW4 is a second switch connected between a node on the path between the resonator reso2 and the filter 23 and the ground.
  • the filter 24 is an example of a third filter that is connected to the common terminal 100c of the multiplexer 20 via the matching circuit 12 and passes a high-frequency signal in the third frequency band in the present embodiment.
  • One input / output terminal of the filter 24 is connected to the common terminal 100c via the matching circuit 12, and the other input / output terminal is connected to the individual terminal 104 of the multiplexer 20.
  • the high frequency of the Band 41 is used. Let the signal pass.
  • each of the filter 22 and the filter 23 corresponds to a second filter.
  • Table 2 shows the band to be used and the state of the switches SW1 to SW4 (on or off) for each path, and the impedance function of the capacitor C1, the resonator reso1, the resonator reso2, and the inductor L1 at that time (Z function) is shown.
  • Z function (B41 path)”, “Z function (B40 path)”, “Z function (B1Rx path)” and “Z function (B2Rx path)” are respectively the Z function of the capacitor C1, The Z function of the resonator reso1, the Z function of the resonator reso2, and the Z function of the inductor L1.
  • “ ⁇ ” indicates that the corresponding switch is OFF, and “ ⁇ ” indicates that the corresponding switch is ON.
  • the multiplexer 20 can perform matching regardless of the combination of the bands during the CA operation, and even during the non-CA operation of any band. Can be suppressed.
  • FIG. 16 is a graph showing the pass characteristics during a 4-band CA operation and the pass characteristics during a non-CA operation for the multiplexer 20 according to the present embodiment. Specifically, (a) in the figure shows the entirety of these pass characteristics, and (b) in the figure shows an enlarged main part of (a) in the figure.
  • FIG. 17 is a graph showing individually the pass characteristics at the time of 3-band CA operation and the pass characteristics at the time of 2-band CA operation of the multiplexer 20 according to the present embodiment.
  • (a) of the figure shows the pass characteristics at the time of CA operation of Band41, Band40, and Band1Rx (3CA (Band41 / Band40 / Band1Rx)).
  • (b) in the same figure shows the pass characteristics at the time of CA operation (3CA (Band41 / Band40 / Band2Rx)) of Band41, Band40 and Band2Rx.
  • (c) in the same figure shows the pass characteristics at the time of CA operation of Band 41 and Band 2 Rx (2 CA (Band 41 / Band 2 Rx)).
  • (d) in the same figure shows pass characteristics during the CA operation of Band 41 and Band 40 (2CA (Band 41 / Band 40)). Further, (e) in the figure shows the pass characteristics during the CA operation (3CA (Band41 / Band1Rx / Band2Rx)) of Band41, Band1Rx, and Band2Rx.
  • the multiplexer 20 is loss in the pass band regardless of the combination of the bands during the CA operation, or even during the non-CA operation of any band. Is suppressed.
  • the loss of the 4-band CA-compatible multiplexer 20 can be reduced.
  • the loss is reduced by applying the above-described configuration to a CA-compatible multiplexer of 5 bands or more, not limited to 4-band CA.
  • the multiplexer only needs to include a plurality of second filters that pass high-frequency signals in different second frequency bands.
  • the matching circuit is connected between a plurality of resonance circuits corresponding to the plurality of second filters and a plurality of nodes on the plurality of second paths between the plurality of resonance circuits and the plurality of second filters and the ground. And a plurality of second switches.
  • each of the plurality of resonance circuits may have a resonance frequency within the second frequency band of the corresponding plurality of second filters.
  • the elastic wave resonator When the resonance circuit is an elastic wave resonator having a resonance frequency and an anti-resonance frequency, the elastic wave resonator preferably has the following anti-resonance frequency from the viewpoint of improving the demultiplexing characteristics. That is, the anti-resonance frequency of the elastic wave resonator is in a first frequency band, a plurality of second frequency bands different from each other, and a band including the resonance frequency of the elastic wave resonator among the third frequency bands. It is preferably located in a frequency band adjacent to the high frequency side. Since such a configuration can improve the demultiplexing characteristics, it is useful for a multiplexer capable of supporting CA of four bands or more with a narrow interband gap.
  • the plurality of filters included in the multiplexer correspond to the plurality of bands defined by 3GPP. However, these multiple filters may support a wider band.
  • a multiplexer corresponding to a wide band will be described.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of the multiplexer 30 according to the third embodiment.
  • the multiplexer 30 is a triplexer corresponding to the HB2 band (2500-2690 MHz), the HB1 band (2300-2400 MHz), and the MB band (1428-2200 MHz).
  • the multiplexer 30 includes filters 31 to 33 instead of the filters 21 to 23 as compared with the multiplexer 10 according to the first embodiment. That is, the multiplexer 30 has the filter 31 corresponding to the HB2 band as the first filter, the filter 32 corresponding to the HB1 band as the second filter, and the filter 33 corresponding to the MB band as the third filter.
  • FIG. 19 is a graph showing both the pass characteristics during the 3-band CA operation and the pass characteristics during the non-CA operation for the multiplexer 30 according to the present embodiment. Specifically, (a) in the figure shows the entirety of these pass characteristics, and (b) in the figure shows an enlarged main part of (a) in the figure.
  • FIG. 20 is a graph showing individually the pass characteristics during the 2-band CA operation and the pass characteristics during the non-CA operation for the multiplexer 30 according to the present embodiment. Specifically, (a) in the figure shows the pass characteristics during the CA operation (2CA (HB1 / HB2)) in the HB1 band and the HB2 band. Further, (b) in the figure shows the pass characteristics during the CA operation (2CA (MB / HB2)) in the MB band and the HB2 band. Further, (c) in the figure shows the pass characteristics during the CA operation (2CA (MB / HB1)) in the MB band and the HB1 band. Further, (d) in the same figure shows the pass characteristic during non-CA operation in the HB2 band (Non-CA (HB2)).
  • HB2 Non-CA
  • (e) of the same figure shows the pass characteristic during non-CA operation in the HB1 band (Non-CA (HB1)). Also, (f) in the same figure shows the pass characteristics during non-CA operation in the MB band (Non-CA (MB)).
  • the multiplexer 30 is loss in the pass band regardless of the combination of the bands during the CA operation, and even during the non-CA operation of any band. Is suppressed.
  • This multiplexer 30 can also be applied to a high-frequency front-end circuit and a communication device including the same as the multiplexer 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 21 is a block diagram of a communication device 1A including the multiplexer 30 according to the present embodiment.
  • the communication apparatus 1A shown in the figure corresponds to Band7, Band38, and Band41 included in the HB2 band, Band30 and Band40 included in the HB1 band, and Band1, Band4, and Band66 included in the MB band
  • the configuration of the high-frequency front-end circuit 2A is different from that of the communication device 1 according to the first embodiment.
  • the high-frequency front-end circuit 2A includes the multiplexer 30 described above, band-switching switches 301 to 303 connected to the multiplexer 30, a filter group 100 including filters corresponding to each band, and each band. And an amplifier circuit group 200 including amplifier circuits corresponding to the above.
  • Each of the switches 301 to 303 has a common terminal connected to the filters 31 to 33 and a plurality of selection terminals connected to the filter group 100.
  • Switches 301 to 303 switch selection terminals connected to the common terminal in accordance with a control signal from a control unit such as the RFIC 3. Thereby, the band selected at the time of CA operation
  • the plurality of amplifier circuits of the amplifier circuit group 200 is a low noise amplifier that amplifies the high frequency signal that has passed through the filter group 100.
  • the loss can be reduced by including the multiplexer 30 described above.
  • the multiplexer corresponding to the broadband band described in the third embodiment may correspond to four bands as in the second embodiment. Therefore, in the fourth embodiment, such a multiplexer will be described.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of the multiplexer 40 according to the fourth embodiment.
  • the multiplexer 40 is a quadplexer corresponding to the LB band (699-960 MHz) as compared with the multiplexer 30 according to the third embodiment.
  • the multiplexer 40 includes filters 31 to 34 instead of the filters 21 to 24 as compared with the multiplexer 20 according to the second embodiment. That is, the multiplexer 40 includes the filter 31 corresponding to the HB2 band as the first filter, the filter 32 corresponding to the HB1 band and the filter 33 corresponding to the MB band as two second filters, and the third filter A filter 34 corresponding to the LB band is provided.
  • FIG. 23 is a graph showing the pass characteristics during a 4-band CA operation and the pass characteristics during a non-CA operation for the multiplexer 40 according to the present embodiment. Specifically, (a) in the figure shows the entirety of these pass characteristics, and (b) in the figure shows an enlarged main part of (a) in the figure.
  • FIG. 24 is a graph showing individually the pass characteristics at the time of 3-band CA operation and the pass characteristics at the time of 2-band CA operation of the multiplexer 40 according to the present embodiment. Specifically, (a) of the figure shows the pass characteristics at the time of CA operation (3CA (HB2 / HB1 / MB)) of the HB2, HB1, and MB bands. Further, (b) in the figure shows the pass characteristics at the time of CA operation (3CA (HB2 / HB1 / LB)) in the HB2, HB1, and LB bands. Further, (c) in the figure shows the pass characteristics during the CA operation (2CA (HB2 / LB)) in the HB2 band and the LB band.
  • (d) in the figure shows the pass characteristics during the CA operation (2CA (HB2 / HB1)) in the HB2 band and the HB1 band. Further, (e) in the figure shows the pass characteristics at the time of CA operation (3CA (HB2 / MB / LB)) in the HB2, MB and LB bands.
  • the multiplexer 40 is loss in the pass band during CA operation by any combination of bands, and even during non-CA operation of any band. Is suppressed.
  • the loss of the 4-band CA-compatible multiplexer 40 can be reduced.
  • Modification As described above, the multiplexer according to the embodiment of the present invention, and the high-frequency front-end circuit and communication device including the multiplexer have been described with reference to the embodiment. Modifications obtained by various modifications conceived by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention, multiplexers according to the present invention, and high-frequency front-end circuits and communication devices including the same are also included in the present invention. include.
  • a resonator is described as an example of the resonance circuit provided in series on the second path connecting the common terminal 100c and the second filter.
  • the configuration of the resonant circuit is not limited to this, and for example, it may be configured by a resonator and an impedance element such as a capacitor connected in series with the resonator, or a resonator and a capacitor connected in parallel with the resonator. It may be composed of an impedance element.
  • the resonance circuit is not limited to a configuration having a resonator, and may be an LC series resonance circuit in which an inductor L2 and a capacitor C2 are connected in series as shown in FIG.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration of the multiplexer 50 according to the first modification.
  • a multiplexer 50 shown in the figure is a triplexer corresponding to the HB2, MB, and LB bands, and the configuration of the matching circuit 15 is different from that of the multiplexer 30 according to the third embodiment, and the second filter corresponds to the MB band. Filter 33 and an LB-compatible filter 34 as a third filter.
  • the matching circuit 15 has the above LC series resonance circuit instead of the resonator reso as compared with the matching circuit 11 in the third embodiment.
  • FIG. 26 is a graph showing both the pass characteristics during the 3-band CA operation and the pass characteristics during the non-CA operation of the multiplexer 50. Specifically, (a) in the figure shows the entirety of these pass characteristics, and (b) in the figure shows an enlarged main part of (a) in the figure.
  • FIG. 27 is a graph showing individually the pass characteristics during the 2-band CA operation and the pass characteristics during the non-CA operation for the multiplexer 50.
  • (a) of the figure shows the pass characteristics during MB-band and HB2-band CA operations (2CA (MB / HB2)).
  • (b) in the figure shows the pass characteristics during the CA operation (2CA (LB / HB2)) in the LB band and the HB2 band.
  • (c) in the same figure shows the pass characteristics of the LB band and the MB band during CA operation (2CA (LB / MB)).
  • (d) in the same figure shows the pass characteristic during non-CA operation in the HB2 band (Non-CA (HB2)).
  • (e) in the same figure shows the pass characteristics during MB band non-CA operation (Non-CA (MB)).
  • (f) in the same figure shows the pass characteristic during non-CA operation in the LB band (Non-CA (LB)).
  • the multiplexer 50 is loss in the pass band regardless of the combination of the bands during the CA operation, or even during the non-CA operation of any band. Is suppressed.
  • matching can be achieved with higher accuracy by configuring the resonance circuit with the inductor L2 and the capacitor C2 whose element values can be easily adjusted. Therefore, loss due to mismatching can be further suppressed, so that further loss reduction can be achieved.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a configuration of a multiplexer 10A according to the second modification.
  • a multiplexer 10A shown in the figure is substantially the same as the multiplexer 10 according to the first embodiment, but a circuit Lm including an inductor is provided between a node to which paths 111 to 113 are commonly connected and a common terminal 100c. Is different.
  • circuit Lm As the circuit Lm, as shown on the lower side of the figure, for example, an inductor connected between a common connection portion of the paths 111 to 113 and a ground, or the inductor and a switch connected in series with the inductor, Or an inductor provided in series in the common connection portion, or a parallel circuit including the inductor and a switch connected in parallel to the inductor.
  • the matching can be finely adjusted by the inductor in addition to the matching circuit 11, so that matching can be achieved with higher accuracy. Therefore, since the reflection loss due to mismatching can be further suppressed, the loss can be further reduced. This is particularly noticeable when the filters 21 to 23 have an impedance indicating capacitance such as an elastic wave filter.
  • the loss in the multiplexer 10A may increase due to the Q value of the inductor. Therefore, such an inductor may be appropriately provided in consideration of a reflection loss due to mismatching, a loss due to the Q value of the inductor, and the like.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration of the multiplexer 60 according to the third modification.
  • the multiplexer 60 shown in the figure has a configuration corresponding to the path 111 and the path 113 and does not have a configuration corresponding to the path 112, as compared to the multiplexer 10 according to the first embodiment. That is, the matching circuit 16 in the present embodiment does not have the resonator reso1 and the switch SW2 as compared with the matching circuit 11 in the first embodiment.
  • the multiplexer 60 includes a filter 22 corresponding to Band 40 instead of the filter 23 corresponding to Band1Rx as a third filter. That is, in this modification, Band 41 corresponds to the first frequency band, and Band 40 corresponds to the third frequency band.
  • FIG. 30A is a Smith chart showing the impedance (hereinafter referred to as state xxi) when the path 111 corresponding to Band 41 is viewed from the common terminal 100c when the switch SW1 is OFF in the third modification. As shown in the figure, the impedance is located in the third quadrant on the lower left side of the center on the Smith chart in Band 41, and exhibits capacitance in Band 40.
  • FIG. 30B is a Smith chart showing the impedance (hereinafter, state xxii) when the path 113 corresponding to the Band 40 is viewed from the common terminal 100c when the switch SW3 is OFF in the third modification. As shown in the figure, the impedance is located in the second quadrant at the upper left of the center on the Smith chart in Band 40 and is inductive in Band 41.
  • the multiplexer 60 according to this modification can be matched in any operation by appropriately switching on and off the switches SW1 and SW3 of the matching circuit 16.
  • the mechanism will be described.
  • FIG. 31 is a schematic diagram for explaining a matching mechanism during a two-band CA operation (2CA (Band40 / Band41)) in the third modification.
  • both the switches SW1 and SW3 are turned off.
  • the impedance of the common terminal 100c becomes the combined impedance of the state xxi and the state xxii shown in the upper part of FIG.
  • the state xxi and the state xxii can be brought close to the complex conjugate relationship for any band of Band 41 and Band 40 by the impedance design described above. Therefore, the combined impedance of state iv and state iii (hereinafter referred to as state xxiii) is collected near the center on the Smith chart in both bands 41 and 40.
  • the multiplexer 60 can match all the two bands during the CA operation.
  • FIG. 32A is a schematic diagram for explaining a matching mechanism during non-CA operation of Band 41 (Non-CA (Band 41)) in the third modification.
  • the switch SW1 is turned off and the switch SW3 is turned on. Therefore, at this time, the inductor L1 functions as a matching element connected between the common terminal 100c and the ground with respect to the filter 21 of the Band 41.
  • the impedance of the common terminal 100c becomes an impedance obtained by performing impedance conversion by applying the inductor L1 to the state xxi shown in the upper part of FIG. Specifically, since the impedance is shifted counterclockwise on the equiconductance circle on the Smith chart by the provision of the inductor L1, the impedance is converted from the state xxi to the state xxiv, and on the Smith chart in the Band 41 band. Approach the center.
  • FIG. 32B is a schematic diagram for explaining a matching mechanism during non-CA operation of Band 40 (Non-CA (Band 40)) in the third modification.
  • the switch SW1 is turned on and the switch SW3 is turned off. Therefore, at this time, the capacitor C1 functions as a matching element connected between the common terminal 100c and the ground with respect to the filter 22 of the Band 41.
  • the impedance of the common terminal 100c becomes an impedance obtained by performing impedance conversion by applying the capacitor C1 to the state xxii shown in the upper part of FIG. Specifically, the impedance is converted from the state xxii to the state xxv in order to shift clockwise on the equiconductance circle on the Smith chart by the provision of the capacitor C1, and the center on the Smith chart in the Band 40 band. Get closer to.
  • the multiplexer 60 can achieve matching in any non-CA operation of the Band 40 and the Band 41.
  • FIG. 33 is a graph showing the pass characteristic during the CA operation and the pass characteristic during the non-CA operation for the multiplexer 60 according to the third modification. Specifically, (a) in the figure shows the entirety of these pass characteristics, and (b) in the figure shows an enlarged main part of (a) in the figure.
  • loss of the multiplexer 60 is suppressed in the pass band even during the CA operation and during the non-CA operation of any band. This is due to the fact that the loss (reflection loss) due to mismatching is suppressed by the above-described matching mechanism, but, as with the above-described multiplexer of three bands or more, a multiplexer caused by a circuit element having a poor Q value. It also depends on the loss in 60 being suppressed. This will be described in comparison with a comparative example in which the matching circuit 911 described above is provided instead of the matching circuit 16.
  • FIG. 34 is a diagram showing a comparison between the third modified example and the comparative example with respect to the pass characteristic during the CA operation and the pass characteristic during the non-CA operation. Specifically, (a) of the figure shows the characteristics of the multiplexer 60 according to the third modified example shown in (b) of FIG. 33, and (b) of FIG. The characteristics of the multiplexer according to the above are shown.
  • FIG. 35 is a diagram showing a configuration of the multiplexer 70 according to the fourth modification.
  • the multiplexer 70 shown in the figure has a path 112 and a filter 22 added to the multiplexer 60 according to the third modification. That is, the multiplexer 70 according to the fourth modified example includes the matching circuit element and the filter 22 arranged on the path 112 as compared with the multiplexer 60 according to the third modified example.
  • the multiplexer 70 includes a common terminal 100 c, a matching circuit 17, and filters 21, 22, and 23.
  • the filter 21 is a first filter that is connected to the common terminal 100c via the matching circuit 17 and passes a high-frequency signal of Band-A (first frequency band).
  • the filter 23 is a third filter that is connected to the common terminal 100c via the matching circuit 17 and passes a high-frequency signal of Band-C (third frequency band) having a frequency lower than that of Band-A (first frequency band). is there.
  • the filter 22 is connected to the common terminal 100c via the matching circuit 17, and has a lower frequency than Band-A (first frequency band) and a higher frequency than Band-C (third frequency band). It is a 2nd filter which passes the high frequency signal of (2nd frequency band).
  • the matching circuit 17 includes capacitors C1 and C2, an inductor L1, and switches SW1, SW2, and SW3.
  • the capacitor C1 is a first capacitor provided in series on a path 111 (first path) connecting the common terminal 100c and the filter 21.
  • the capacitor C2 is a second capacitor provided in series on a path 112 (second path) connecting the common terminal 100c and the filter 22.
  • the inductor L1 is a first inductor provided in series on a path 113 (third path) connecting the common terminal 100c and the filter 23.
  • the switch SW1 is a first switch connected between the node on the path 111 between the capacitor C1 and the filter 21 and the ground.
  • the switch SW2 is a second switch connected between a node on the path 112 between the capacitor C2 and the filter 22 and the ground.
  • the switch SW3 is a third switch connected between a node on the path 113 between the inductor L1 and the filter 23 and the ground.
  • FIG. 36A is a Smith chart showing the impedance (hereinafter referred to as state xxxi) when the path 111 corresponding to Band-A is viewed from the common terminal 100c when the switch SW1 is OFF in this modification.
  • state xxxi the impedance of the path 111 corresponding to Band-A viewed from the common terminal 100c is in the third quadrant on the Smith chart in the Band-A band. Is set to be located.
  • the impedance is set so as to be located in the third quadrant or the fourth quadrant on the Smith chart in the Band-B and Band-C bands having a frequency lower than that of Band-A.
  • the impedance is set so as to exhibit capacitance in the Band-B and Band-C bands.
  • the impedance is set to be located in the third and fourth quadrants on the Smith chart in the Band-B band, and in the Band-B band, the impedance is set in the fourth quadrant on the Smith chart. It is set to be located.
  • FIG. 36B is a Smith chart showing the impedance (hereinafter referred to as state xxxii) when the path 112 corresponding to Band-B is viewed from the common terminal 100c when the switch SW2 is OFF in this modification.
  • state xxxii the impedance of the path 112 corresponding to the Band-B viewed from the common terminal 100c is located near the center on the Smith chart in the Band-B band. Is set. Further, the impedance is set so that at least a part of the impedance is located in the first quadrant or the second quadrant on the Smith chart in the Band-A band having a frequency higher than that of Band-B.
  • the impedance is set so as to exhibit inductivity in at least a part of the Band-A band and to exhibit capacitance in the Band-C band.
  • the impedance is set so as to exhibit inductivity in a part of the Band-A band and to exhibit capacitance in the other part of the Band-A band. That is, the impedance is set in a range across the real axis on the Smith chart in Band-A.
  • the impedance is located in the first quadrant on the Smith chart in a part of the Band-A band, and is located in the fourth quadrant on the Smith chart in the other part of the Band-A band.
  • the impedance is located in the fourth quadrant on the Smith chart in the Band-C band.
  • FIG. 36C is a Smith chart showing the impedance (hereinafter referred to as state xxxiii) when the path 113 corresponding to Band-C is viewed from the common terminal 100c when the switch SW3 is OFF in the present modification.
  • state xxxiii the impedance of the path 113 corresponding to the Band-C viewed from the common terminal 100c is positioned in the second quadrant on the Smith chart in the Band-C band.
  • the impedance is set so as to be positioned in the first quadrant or the second quadrant on the Smith chart in the Band-A and Band-B bands having a frequency higher than that of Band-C.
  • the impedance is inductive in the Band-A and Band-B bands.
  • the impedance is set to be located in the first quadrant on the Smith chart in the Band-A band, and in the Band-B band, the impedance is set in the first quadrant and the second quadrant on the Smith chart. It is set to be located.
  • the impedance (state xxxi) shown in FIG. 36A, the impedance (state xxxii) shown in FIG. 36B, and the impedance (state xxxiii) shown in FIG. 36C are in the Band-A, B, and C bands. It is set to have a complex conjugate relationship. That is, the states xxxi to xxxiii are set so that the complex components are canceled with each other in the bands of Band-A, B, and C.
  • the impedance setting described so far is realized by appropriately adjusting the impedance of the filters 21 to 23 on the common terminal 100c side and the element values of the capacitors C1 and C2 and the inductor L1 constituting the matching circuit 17.
  • the filters 21 to 23 are elastic wave filters. Therefore, in each of the filters 21 to 23, the impedance of the acoustic wave resonator connected closest to the common terminal 100c is designed to be higher or lower than that of the other acoustic wave resonators, thereby reducing the impedance of the common terminal 100c side. Can be adjusted.
  • the electrode parameters such as the pitch of the electrode fingers constituting the IDT electrode, the crossing width, the number of electrode finger pairs, and the reflector-IDT electrode interval are adjusted. Thus, the impedance on the common terminal 100c side can be adjusted.
  • the multiplexer 70 according to the present modification can perform matching at any operation time by appropriately switching on and off the switches SW1 to SW3 of the matching circuit 17. Can do.
  • FIG. 37 is a schematic diagram for explaining matching in a 3-band CA operation (3CA (Band-A / B / C)) in the present modification.
  • 3CA Band-A / B / C
  • each of the switch SW1, the switch SW2, and the switch SW3 is turned off.
  • the impedance of the common terminal 100c becomes the combined impedance of the states xxxi to xxxiii shown in the upper part of FIG.
  • the combined impedance of the states xxxi to xxxiii is set to have a complex conjugate relationship in the bands of Band-A, B, and C. Therefore, as shown in the lower part of the figure, the combined impedance is collected in the vicinity of the center on the Smith chart in any band of Band-A, B, and C.
  • the multiplexer 70 can match all the three bands during the three-band CA operation.
  • the impedance of the common terminal 100c is matched to about 50 ⁇ in all bands of Band-A, B, and C.
  • the switches SW1, SW2, and SW3 are appropriately turned on or off, so that the common terminal 100c Can be matched to approximately 50 ⁇ in each of Band-A, B, and C.
  • the switches SW1, SW2, and SW3 are appropriately turned on or off as in the multiplexer 10 according to the first embodiment.
  • the impedance of the common terminal 100c can be matched to about 50 ⁇ in two selected bands of Band-A, B, and C.
  • the multiplexer 70 according to the present modification, it is possible to achieve matching in the passband in both the CA operation and the non-CA operation.
  • an inductor L2 (second inductor) may be arranged in series instead of the capacitor C2 arranged in the second path.
  • the insertion loss in the passband can be reduced.
  • the inductor L2 is arranged in series on the second path, it is possible to ensure a large amount of attenuation in the harmonic band.
  • FIG. 38 is a diagram showing a configuration of the multiplexer 80 according to the fifth modification.
  • the multiplexer 80 shown in the figure has a filter circuit 18C and a filter 24 arranged in the path 114 added to the multiplexer 60 according to the third modification, and the matching circuit 18 has a filter function. Is different.
  • the multiplexer 80 includes a common terminal 100c, a matching circuit 18, and filters 21, 23 and 24.
  • the filter 21 is a first filter that is connected to the common terminal 100c via the matching circuit 18 and passes a high-frequency signal of Band-A (first frequency band).
  • the filter 23 is a third filter that is connected to the common terminal 100c via the matching circuit 18 and passes a high-frequency signal of Band-B (third frequency band) having a frequency lower than that of Band-A (first frequency band). is there.
  • the filter 25 is connected to the common terminal 100c via the matching circuit 18, and is a high-frequency signal of Band-C (fourth frequency band) different from Band-A (first frequency band) and Band-B (third frequency band). It is the 4th filter which passes.
  • the matching circuit 18 has a high-pass filter 18A and low-pass filters 18B and 18C.
  • the high-pass filter 18A is disposed between the common terminal 100c and the filter 21, and includes an inductor L11, capacitors C1 (first capacitor), C11, C12, and C13, and a switch SW1 (first switch). Capacitors C1 and C11 are arranged in series on a path 111 (first path) connecting common terminal 100c and filter 21.
  • the inductor L11 and the capacitor C12 constitute an LC series circuit.
  • a circuit in which the capacitor C13 and the switch SW1 are connected in series is connected between the connection node of the inductor L11 and the capacitor C12 and the ground.
  • the low frequency side attenuation pole and the passband low frequency side end of the high pass filter 18A are varied by turning on and off the switch SW1. That is, the high-pass filter 18A is a filter that includes the capacitor C1 and passes a high-frequency signal of Band-A (first frequency band).
  • the high pass filter 18A may be a band pass filter having a predetermined pass band.
  • the low-pass filter 18B is disposed between the common terminal 100c and the filter 23, and includes inductors L1 (first inductor), L31, L32, and L33, capacitors C31, C32, C33, C34, and C35, and a switch SW3 (third). Switch).
  • the inductors L1 and L31 are arranged in series on a path 113 (third path) connecting the common terminal 100c and the filter 23. More specifically, the series arm circuit in which the inductor L1 and the capacitor C31 are connected in parallel and the series arm circuit in which the inductor L31 and the capacitor C32 are connected in parallel are connected to the path 113 in series.
  • Each of the two series arm circuits constitutes an LC parallel resonance circuit.
  • the inductor L32 and the capacitor C33 constitute an LC series circuit.
  • a circuit in which the capacitor C34 and the switch SW3 are connected in series is connected between the connection node of the inductor L32 and the capacitor C33 and the ground.
  • the high frequency side attenuation pole and the passband high frequency side end of the low-pass filter 18B are varied by turning the switch SW3 on and off.
  • the low-pass filter 18B is a filter that includes the inductor L1 and passes a high-frequency signal in Band-B (third frequency band).
  • the low pass filter 18B may be a band pass filter having a predetermined pass band.
  • the low-pass filter 18C is a fourth circuit that is disposed between the common terminal 100c and the filter 25 and includes inductors L41 and L42 and capacitors C41, C42, C43, and C44. More specifically, the series arm circuit in which the inductor L41 and the capacitor C41 are connected in parallel, and the series arm circuit in which the inductor L42 and the capacitor C42 are connected in parallel are the path 114 connecting the common terminal 100c and the filter 25. They are connected in series to (fourth path). That is, the low-pass filter 18C is a fixed frequency filter circuit that includes one or more inductors and one or more capacitors and does not include a switch.
  • the low-pass filter 18C includes a capacitor or an inductor provided on the fourth path that connects the common terminal 100c and the filter 25 without including a switch, and is a high-frequency signal of Band-C (fourth frequency band). It is a filter that passes through. Note that the low-pass filter 18C may be a band-pass filter having a predetermined pass band.
  • the loss in the pass band can be suppressed by the matching circuit 18 in both the CA operation and the non-CA operation.
  • the filter 25 and the low-pass filter 18C are not arranged, that is, the high-pass filter 18A and the filter 21 arranged in the path 111 of Band-A (first frequency band).
  • a configuration including only the low-pass filter 18B and the filter 23 arranged in the Band-B (third frequency band) path 113 is also included in the present invention.
  • the multiplexer used in the 50 ⁇ system has been described as an example. Therefore, the matching of the impedance of the common terminal 100c to about 50 ⁇ has been described as “matching”.
  • the multiplexer is not limited to this, and may be used for other impedance systems such as a 75 ⁇ system. That is, matching means that the loss due to mismatching is suppressed (ideally zero) by bringing the impedance at the common terminal 100c of the multiplexer closer to the impedance of the transmission system in which the multiplexer is used.
  • the plurality of filters constituting the multiplexer are elastic wave filters.
  • the configuration of the plurality of filters is not limited to this, and may be, for example, a dielectric filter or an LC filter, and at least one of the plurality of capacitors constituting the LC filter is an elastic wave resonator.
  • the replaced filter may be used.
  • an inductor or a capacitor may be further connected, or a circuit element other than the inductor and the capacitor such as a resistance element may be connected.
  • the multiplexer described above is not only used as a multiplexer that demultiplexes a high-frequency signal input from the antenna 4 to the common terminal 100c or multiplexes a plurality of high-frequency signals input to the individual terminals.
  • it may be used as a combiner that combines high-frequency signals input to a plurality of individual terminals from an amplifier circuit or the like and outputs them from the common terminal 100c to an RFIC or the like.
  • the plurality of filters included in the multiplexer are not limited to the above configuration.
  • at least one of the plurality of filters is not limited to a ladder circuit, and may have a configuration including a longitudinally coupled resonator.
  • at least one of the plurality of filters is not limited to an acoustic wave filter, and may be a dielectric filter or an LC filter.
  • the present invention can be widely used in communication devices such as mobile phones as multiplexers used in low-loss high-frequency front-end circuits and communication devices that support a plurality of frequency bands.

Landscapes

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Abstract

マルチプレクサ(10)は、共通端子(100c)と、Band41に対応するフィルタ(21)と、Band40に対応するフィルタ(22)と、Band1Rxに対応するフィルタ(23)と、を備え、整合回路(11)は、経路(111)上に設けられたキャパシタ(C1)と、キャパシタ(C1)とフィルタ(21)との間の経路(111)上のノードとグランドとの間に接続されたスイッチ(SW1)と、経路(112)上に設けられ、かつ、Band40の帯域内にインピーダンスが極小となる共振周波数を有する共振回路と、共振回路とフィルタ(22)との間の経路(112)上のノードとグランドとの間に接続されたスイッチ(SW2)と、経路(113)上に設けられたインダクタ(L1)と、インダクタ(L1)とフィルタ(23)との間の経路(113)上のノードとグランドとの間に接続されたスイッチ(SW3)と、を有する。

Description

マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置
 本発明は、マルチプレクサ、ならびに、これを備える高周波フロントエンド回路及び通信装置に関する。
 周波数の利用効率を高めるため、CA(Carrier-Aggregation:キャリアアグリゲーション)等、複数の周波数帯域(以降、「バンド」と称する場合あり)の高周波信号を同時に用いて通信する方式に対応した高周波フロントエンド回路の開発が進められている。このような高周波フロントエンド回路として、CA動作時及び非CA動作時のいずれについてもインピーダンス整合(以下、「整合」と称する)をとることができるインピーダンス整合回路(以下、「整合回路」と称する)を備える高周波回路が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
 この高周波回路は、2バンドのCAに対応し、一方のバンドの経路に対応する第1LC回路と他方のバンドの経路に対応する第2LC回路とを含む整合回路(特許文献1ではa coupling circuit)を備える。第1LC回路は、経路上に直列に設けられた第1インダクタと、当該経路とグランドとを接続する第1キャパシタと、を有する。第2LC回路は、経路上に直列に設けられた第2キャパシタと、当該経路とグランドとを接続する第2インダクタと、を有する。また、第1インダクタと第1キャパシタとの接続ノードとグランドとの間には第1接地スイッチが設けられ、第2キャパシタと第2インダクタとの接続ノードとグランドとの間には第2接地スイッチが設けられている。
 この構成によれば、CA動作時と非CA動作時とで第1接地スイッチ及び第2接地スイッチのオン及びオフが切り替えられることにより、CA及び非CAのいずれにおいても、整合をとることができる。
国際公開第2016/033427号
 しかしながら、高周波回路で用いられるインダクタはQ値が悪いことが多いため、経路毎にLC回路が設けられる上記従来の構成では、ロスが大きいという問題がある。
 特に、上記従来の整合回路は、2つのバンドに対応する2つの経路毎に設けられる。このため、3バンド以上のCAに対応するマルチプレクサに対して上記従来の整合回路を適用した場合、上記従来の整合回路が複数設けられることになり、インダクタによるロスの影響が大きくなる。
 そこで、本発明は、CA対応のマルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置について低ロス化を図ることを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るマルチプレクサは、共通端子と、整合回路と、前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、第1周波数帯域の高周波信号を通過させる第1フィルタと、前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、前記第1周波数帯域よりも周波数が低い第2周波数帯域の高周波信号を通過させる第2フィルタと、前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、前記第2周波数帯域よりも周波数が低い第3周波数帯域の高周波信号を通過させる第3フィルタと、を備え、前記整合回路は、前記共通端子と前記第1フィルタとを接続する第1経路上に直列に設けられた第1キャパシタと、前記第1キャパシタと前記第1フィルタとの間の前記第1経路上のノードとグランドとの間に接続された第1スイッチと、前記共通端子と前記第2フィルタとを接続する第2経路上に直列に設けられ、かつ、前記第2周波数帯域内にインピーダンスが極小となる共振周波数を有する共振回路と、前記共振回路と前記第2フィルタとの間の前記第2経路上のノードとグランドとの間に接続された第2スイッチと、前記共通端子と前記第3フィルタとを接続する第3経路上に直列に設けられた第1インダクタと、前記第1インダクタと前記第3フィルタとの間の前記第3経路上のノードとグランドとの間に接続された第3スイッチと、を有する。
 このように、第1スイッチは第1キャパシタと第1フィルタとの間の第1経路上のノードとグランドとの間に接続されている。また、第2スイッチは共振回路と第2フィルタとの間の第2経路上のノードとグランドとの間に接続されている。また、第3スイッチは第1インダクタと第3フィルタとの間の第3経路上のノードとグランドとの間に接続されている。このため、第1キャパシタ、共振回路及び第1インダクタは、それぞれ、第1スイッチ、第2スイッチ及び第3スイッチがオンとされた場合に、共通端子とグランドとの間に接続された整合素子として機能する。
 ここで、通常、インピーダンスが極小となる共振周波数を有する共振回路は、共振周波数より高周波数側では誘導性のインピーダンスを示すため、インダクタとして機能する。一方、当該共振回路は、共振周波数より低周波数側では容量性のインピーダンスを示すため、キャパシタとして機能する。このため、整合回路が備える共振回路は、第1周波数帯域ではインダクタとして機能し、第3周波数帯域ではキャパシタとして機能する。よって、第2スイッチがオンの場合、上記合成インピーダンスについて、第1周波数帯域と第3周波数帯域とで異ならせることができる。
 これにより、第1キャパシタ及び第1インダクタの素子値を適宜設定することにより、第1、第2及び第3スイッチの少なくとも1つがオフのいかなる場合であっても、第1、第2及び第3周波数帯域のうちオフとされたスイッチが接続された経路を通過する周波数帯域である通過帯域について整合をとることができる。
 したがって、本態様によれば、インダクタの個数を削減しつつ、2以上の周波数帯域を同時に伝達する場合(CA動作時)、及び、1つの周波数帯域のみを伝達する場合(非CA動作時)のいずれにおいても、通過帯域において整合をとることができる。よって、Q値の悪いインダクタを有することによるロスを抑制するとともに、不整合によるロス(反射損)を抑制することができるので、CA対応のマルチプレクサについて低ロス化が図られる。
 また、前記第1スイッチは、前記マルチプレクサが前記第1周波数帯域の高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされ、前記第2スイッチは、前記マルチプレクサが前記第2周波数帯域の高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされ、前記第3スイッチは、前記マルチプレクサが前記第3周波数帯域の高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされることにしてもよい。
 このように、第1スイッチ、第2スイッチ及び第3スイッチは、マルチプレクサが伝達する高周波信号の周波数帯域にしたがって、オン及びオフが切り替えられる。このため、第1フィルタ、第2フィルタ及び第3フィルタの共通端子側のインピーダンス、ならびに、第1キャパシタ及び第1インダクタの素子値を適宜調整することにより、いずれの周波数帯域の非CA動作時であっても、さらには、いずれの周波数帯域の組み合わせによるCA動作時であっても、整合をとることが可能となるため、通過帯域内の低ロス化が可能となる。
 また、前記マルチプレクサが前記第1周波数帯域の高周波信号のみを伝達する場合、前記第1スイッチがオフとされ、かつ、前記第2スイッチ及び前記第3スイッチの各々がオンとされ、前記マルチプレクサが前記第2周波数帯域の高周波信号のみを伝達する場合、前記第2スイッチがオフとされ、かつ、前記第1スイッチ及び前記第3スイッチの各々がオンとされ、前記マルチプレクサが前記第3周波数帯域の高周波信号のみを伝達する場合、前記第3スイッチがオフとされ、かつ、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの各々がオンとされることにしてもよい。
 これにより、マルチプレクサが第1周波数帯域の高周波信号のみを伝達する場合(第1周波数帯域の非CA動作時)、第1フィルタについて、上記整合素子として共振回路及び第1インダクタが付加される。よって、第2スイッチ及び第3スイッチがオフの場合に第1周波数帯域において容量性を示す共通端子のインピーダンスを、第2スイッチ及び第3スイッチがオンとされることにより共振回路及び第1インダクタによる誘導性の合成インピーダンスによって誘導性側にシフトさせて、整合をとることができる。
 また、マルチプレクサが第2周波数帯域の高周波信号のみを伝達する場合(第2周波数帯域の非CA動作時)、第2フィルタについて、上記整合素子として第1キャパシタ及び第1インダクタが付加される。よって、第1スイッチ及び第3スイッチがオフの場合に第2周波数帯域において整合がとれている共通端子のインピーダンスを、第1スイッチ及び第3スイッチがオンとされることにより第1キャパシタ及び第1インダクタにより誘導性及び容量性がキャンセルされた合成インピーダンスによりシフトさせずに、整合をとることができる。
 また、マルチプレクサが第3周波数帯域の高周波信号のみを伝達する場合(第3周波数帯域の非CA動作時)、第3フィルタについて、上記整合素子として第1キャパシタ及び共振回路が付加される。よって、第1スイッチ及び第2スイッチがオフの場合に第3周波数帯域において誘導性を示す共通端子のインピーダンスを、第1スイッチ及び第2スイッチがオンとされることにより第1キャパシタ及び共振回路による容量性の合成インピーダンスにより容量性側にシフトさせて、整合をとることができる。
 したがって、第1周波数帯域、第2周波数帯域または第3周波数帯域の非CA動作時において、いずれの周波数帯域の非CAであっても、通過帯域内の低ロス化が図られる。
 また、前記マルチプレクサが前記第1周波数帯域及び前記第2周波数帯域の高周波信号を同時に伝達する場合、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの各々がオフとされ、かつ、前記第3スイッチがオンとされ、前記マルチプレクサが前記第1周波数帯域及び前記第3周波数帯域の高周波信号を同時に伝達する場合、前記第1スイッチ及び前記第3スイッチの各々がオフとされ、かつ、前記第2スイッチがオンとされ、前記マルチプレクサが前記第2周波数帯域及び前記第3周波数帯域の高周波信号を同時に伝達する場合、前記第2スイッチ及び前記第3スイッチの各々がオフとされ、かつ、前記第1スイッチがオンとされることにしてもよい。
 これにより、マルチプレクサが第1周波数帯域及び第2周波数帯域の高周波信号を同時に伝達する場合(第1周波数帯域及び第2周波数帯域のCA動作時)、第1フィルタ及び第2フィルタの各々について、上記整合素子として第1インダクタが付加される。よって、第3スイッチがオフの場合に第1周波数帯域及び第2周波数帯域において容量性を示す第1経路及び第2経路の合成インピーダンスを、第3スイッチがオンとされることにより第1インダクタによる誘導性のインピーダンスにより誘導性側にシフトさせて、整合をとることができる。
 また、マルチプレクサが第1周波数帯域及び第3周波数帯域の高周波信号を同時に伝達する場合(第1周波数帯域及び第3周波数帯域のCA動作時)、第1フィルタ及び第3フィルタの各々について、上記整合素子として共振回路が付加される。よって、第2スイッチがオフの場合に、第1周波数帯域において容量性を示し、かつ、第3周波数帯域において誘導性を示す第1経路及び第3経路の合成インピーダンスを、次のようにシフトさせることができる。すなわち、第2スイッチがオンとされることにより、第1周波数帯域において共振回路による誘導性のインピーダンスにより誘導性側にシフトさせ、かつ、第3周波数帯域において共振回路による容量性のインピーダンスにより容量性側にシフトさせて、整合をとることができる。
 また、マルチプレクサが第2周波数帯域及び第3周波数帯域の高周波信号を同時に伝達する場合(第2周波数帯域及び第3周波数帯域のCA動作時)、第2フィルタ及び第3フィルタの各々について、上記整合素子として第1キャパシタが付加される。よって、第1スイッチがオフの場合に第2周波数帯域及び第3周波数帯域において誘導性を示す第2経路及び第3経路の合成インピーダンスを、第1スイッチがオンとされることにより第1キャパシタによる容量性のインピーダンスにより容量性側にシフトさせて、整合をとることができる。
 したがって、第1周波数帯域、第2周波数帯域及び第3周波数帯域のうち任意の2つの周波数帯域のCA動作時(2バンドのCA動作時)において、周波数帯域の組み合わせにかかわらず、通過帯域内の低ロス化が図られる。
 また、前記マルチプレクサが前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域及び前記第3周波数帯域の高周波信号を同時に伝達する場合、前記第1スイッチ、前記第2スイッチ及び前記第3スイッチの各々がオフとされることにしてもよい。
 これにより、共通端子から第1経路、第2経路及び第3経路を見たインピーダンスを適宜設計することにより、上記の場合(第1周波数帯域、第2周波数帯域及び第3周波数帯域の3バンドのCA動作時)に、第1周波数帯域、第2周波数帯域及び第3周波数帯域のいずれにおいても整合をとることができる。したがって、3バンドのCA動作時において、通過帯域内の低ロス化が図られる。
 また、前記第1スイッチがオフの場合、前記共通端子から前記第1経路を見た第1インピーダンスは、前記第1周波数帯域においてスミスチャート上で中心より左下の第三象限に位置し、前記第2スイッチがオフの場合、前記共通端子から前記第2経路を見た第2インピーダンスは、前記第2周波数帯域においてスミスチャート上で中心付近に位置し、前記第3スイッチがオフの場合、前記共通端子から前記第3経路を見た第3インピーダンスは、前記第3周波数帯域においてスミスチャート上で中心より左上の第二象限に位置することにしてもよい。
 これに関し、第2スイッチ及び第3スイッチの少なくとも1つがオンの場合、第1フィルタについて上記整合素子として共振回路及び第1インダクタの少なくとも1つが付加されるので、共通端子のインピーダンスは、スミスチャート上で等コンダクタンス円上を反時計回りにシフトする。このため、上記の第1インピーダンスがスミスチャート上で第三象限に位置することにより、第1スイッチがオフかつ第2スイッチ及び第3スイッチの少なくとも1つがオンの場合における共通端子のインピーダンスを、第1周波数帯域においてスミスチャート上で中心に近づけやすくなる。
 また、第1スイッチ及び第3スイッチの少なくとも1つがオンの場合、第2フィルタについて上記整合素子として第1キャパシタ及び第1インダクタの少なくとも1つが付加されるので、共通端子のインピーダンスは、スミスチャート上で等コンダクタンス円上を両方向にシフトし得る。このため、上記の第2インピーダンスがスミスチャート上で中心付近に位置することにより、第2スイッチがオフかつ第1スイッチ及び第3スイッチの少なくとも1つがオンの場合における共通端子のインピーダンスを、第2周波数帯域においてスミスチャート上で中心に近づけやすくなる。
 また、第1スイッチ及び第2スイッチの少なくとも1つがオンの場合、第3フィルタについて上記整合素子として第1キャパシタ及び共振回路の少なくとも1つが付加されるので、共通端子のインピーダンスは、スミスチャート上で等コンダクタンス円上を時計回りにシフトする。このため、上記の第3インピーダンスがスミスチャート上で第二象限に位置することにより、第3スイッチがオフかつ第1スイッチ及び第2スイッチの少なくとも1つがオンの場合における共通端子のインピーダンスを、第3周波数帯域においてスミスチャート上で中心に近づけやすくなる。
 したがって、第1スイッチ、第2スイッチ及び第3スイッチの少なくとも1つのスイッチがオフかつ他のスイッチがオンの場合に、オフとされたスイッチが接続された経路について整合をとりやすくなる。よって、この場合、当該経路を伝達する通過帯域内の高周波信号について、より確実に低ロス化が図られる。
 また、前記第1スイッチがオフの場合、前記第1インピーダンスは、前記第2周波数帯域及び前記第3周波数帯域において容量性を示し、前記第2スイッチがオフの場合、前記第2インピーダンスは、前記第1周波数帯域の少なくとも一部において誘導性を示し、かつ、前記第3周波数帯域において容量性を示し、前記第3スイッチがオフの場合、前記第3インピーダンスは、前記第1周波数帯域及び前記第2周波数帯域において誘導性を示すことにしてもよい。
 これにより、第1スイッチ、第2スイッチ及び第3スイッチのいずれもオフの場合、第1周波数帯域、第2周波数帯域及び第3周波数帯域のいずれの周波数帯域についても、第1インピーダンス、第2インピーダンス及び第3インピーダンスを複素共役関係に近づけることができる。よって、上記いずれの周波数帯域についても、第1経路、第2経路及び第3経路の合成インピーダンスをスミスチャート上で中心に近づけることができる。
 したがって、第1スイッチ、第2スイッチ及び第3スイッチのいずれもオフの場合に、第1周波数帯域、第2周波数帯域及び第3周波数帯域のいずれについても、低ロス化が図られる。
 また、前記共振回路は、前記第2経路上に直列に設けられた弾性波共振子であることにしてもよい。
 これに関し、弾性波共振子は、インピーダンスが最小となる共振周波数と、インピーダンスが最大となる反共振周波数と、を有する。この反共振周波数は、共振周波数よりも周波数が高い。このため、共振回路として弾性波共振子を用いることにより、第2スイッチがオフのとき、第2経路のインピーダンスを第1周波数帯域において高めることができる。よって、第2スイッチがオフの場合に、第2フィルタを通過する高周波信号について第1周波数帯域の減衰量を改善する(すなわち減衰量を大きくする)ことができるので、分波特性が向上する。このことは、上記の弾性波共振子の反共振周波数が第1周波数帯域近傍に位置する場合に、特に顕著である。また、この構成は、第1周波数帯域と第2周波数帯域との周波数間隔であるバンド間ギャップが狭い場合に、特に有用である。
 また、前記第2フィルタは、1以上の弾性波共振子により構成された弾性波フィルタであり、前記第2フィルタを構成する前記1以上の弾性波共振子のうち前記共通端子に最も近く接続された弾性波共振子は、並列腕共振子または直列腕共振子であり、前記第2スイッチがオフの場合、前記共振回路を構成する前記弾性波共振子と前記第2フィルタを構成する前記1以上の弾性波共振子とは、前記第2周波数帯域の高周波信号を通過させるラダー回路を構成することにしてもよい。
 これにより、第2フィルタを構成する弾性波共振子の個数を削減することが可能となるので、小型化が図られる。
 また、前記共振回路は、インダクタとキャパシタとが直列接続されたLC直列共振回路であることにしてもよい。
 このように素子値を容易に調整することができるインダクタ及びキャパシタによって共振回路を構成することにより、より高い精度で整合をとることができる。したがって、不整合による損失をさらに抑制することができるので、さらなる低ロス化が図られる。
 また、前記第1フィルタは、1以上の弾性波共振子により構成された弾性波フィルタであり、前記第1経路上の前記第1スイッチが接続されたノードと前記第1フィルタとの間、及び、前記第1フィルタの一方の入出力端子と他方の入出力端子とを結ぶ経路上のうち、少なくとも一方には、第2インダクタが直列に設けられていることにしてもよい。
 これにより、第1フィルタが弾性波フィルタの場合であっても、低ロス化が図られる。
 また、前記第1フィルタ、前記第2フィルタ及び前記第3フィルタの各々は、1以上の弾性波共振子により構成された弾性波フィルタであることにしてもよい。
 これに関し、弾性波フィルタは、高選択度のフィルタを、小型かつ低背に作製することができる。したがって、第1フィルタ、第2フィルタ及び第3フィルタの各々が弾性波フィルタであることにより、高選択度を有する小型かつ低背のマルチプレクサを実現できる。
 また、前記第1経路、前記第2経路及び前記第3経路は、互いに共通接続されて前記共通端子に接続され、前記マルチプレクサは、さらに、前記第1経路、前記第2経路及び前記第3経路の共通接続部分に接続された第3インダクタを備えることにしてもよい。
 このような第3インダクタが設けられていることにより、整合回路に加え、第3インダクタによっても整合の微調整を行うことができるので、より高精度に整合をとることができる。よって、不整合による反射損をさらに抑制できるため、さらなる低ロス化が可能となる。このことは、第1フィルタ、第2フィルタ及び第3フィルタが、弾性波フィルタ等の容量性を示すインピーダンスを有する場合に、特に顕著である。
 また、前記マルチプレクサは、互いに異なる前記第2周波数帯域の高周波信号を通過させる複数の前記第2フィルタを備え、前記整合回路は、複数の前記第2フィルタに対応する複数の前記共振回路と、複数の前記共振回路と複数の前記第2フィルタとの間の複数の前記第2経路上のノードとグランドとの間に接続された複数の前記第2スイッチと、を有し、複数の前記共振回路は、それぞれ、対応する複数の前記第2フィルタの前記第2周波数帯域内に共振周波数を有することにしてもよい。
 これにより、4バンド以上のCA対応のマルチプレクサについて、低ロス化が図られる。
 また、本発明の他の一態様に係るマルチプレクサは、共通端子と、整合回路と、前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、第1周波数帯域の高周波信号を通過させる第1フィルタと、前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、前記第1周波数帯域よりも周波数が低い第3周波数帯域の高周波信号を通過させる第3フィルタと、を備え、前記整合回路は、前記共通端子と前記第1フィルタとを接続する第1経路上に直列に設けられた第1キャパシタと、前記第1キャパシタと前記第1フィルタとの間の前記第1経路上のノードとグランドとの間に接続された第1スイッチと、前記共通端子と前記第3フィルタとを接続する第3経路上に直列に設けられた第1インダクタと、前記第1インダクタと前記第3フィルタとの間の前記第3経路上のノードとグランドとの間に接続された第3スイッチと、を有し、前記第1スイッチがオフのとき、前記共通端子から前記第1経路を見た第1インピーダンスは、前記第1周波数帯域においてスミスチャート上で中心より左下の第三象限に位置し、かつ、前記第3周波数帯域において容量性を示し、前記第3スイッチがオフのとき、前記共通端子から前記第3経路を見たインピーダンスは、前記第3周波数帯域においてスミスチャート上で中心より左上の第二象限に位置し、かつ、前記第1周波数帯域において誘導性を示す。
 このように、第1スイッチは第1キャパシタと第1フィルタとの間の第1経路上のノードとグランドとの間に接続されている。よって、第1スイッチがオンのとき、第1キャパシタは、第3フィルタに対して、共通端子とグランドとの間に接続された整合素子として機能する。また、第3スイッチは第1インダクタと第3フィルタとの間の第3経路上のノードとグランドとの間に接続されている。よって、第3スイッチがオンのとき、第1インダクタは、第1フィルタに対して、共通端子とグランドとの間に接続された整合素子として機能する。
 これにより、第1スイッチがオフのときに第1周波数帯域において第三象限に位置する第1インピーダンスは、第3スイッチがオンとされることによりスミスチャート上で等コンダクタンス円上を反時計回りにシフトして中心に近づく。よって、第1周波数帯域の非CA動作時において、第1スイッチがオフかつ第3スイッチがオンとされることにより、第1周波数帯域について低ロス化が図られる。
 また、第3スイッチがオフのときに第3周波数帯域において第二象限に位置する第3インピーダンスは、第1スイッチがオンとされることによりスミスチャート上で等コンダクタンス円上を時計回りにシフトして中心に近づく。よって、第3周波数帯域の非CA動作時において、第1スイッチがオンかつ第3スイッチがオフとされることにより、第3周波数帯域について低ロス化が図られる。
 また、第1スイッチ及び第3スイッチのいずれもオフの場合、第1周波数帯域及び第3周波数帯域のいずれの周波数帯域についても、第1インピーダンス及び第3インピーダンスを複素共役関係に近づけることができる。よって、上記いずれの周波数帯域についても、第1経路及び第3経路の合成インピーダンスをスミスチャート上で中心に近づけることができる。その結果、第1周波数帯域及び第3周波数帯域のCA動作時において、第1スイッチがオフかつ第3スイッチがオフとされることにより、第1周波数帯域及び第3周波数帯域のいずれについて低ロス化が図られる。
 したがって、本態様によれば、インダクタの個数を削減しつつ、2つの周波数帯域を同時に伝達する場合(CA動作時)、及び、1つの周波数帯域のみを伝達する場合(非CA動作時)のいずれにおいても、伝達する高周波信号の周波数帯域において整合をとることができる。よって、Q値の悪いインダクタが接続されることによるロスを抑制するとともに不整合によるロス(反射損)を抑制することができるので、CA対応のマルチプレクサについて低ロス化が図られる。
 また、さらに、前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、前記第1周波数帯域よりも周波数が低く、かつ、前記第3周波数帯域よりも周波数が高い第2周波数帯域の高周波信号を通過させる第2フィルタを備え、前記整合回路は、さらに、前記共通端子と前記第2フィルタとを接続する第2経路上に直列に設けられた第2キャパシタまたは第2インダクタと、前記第2キャパシタまたは第2インダクタと前記第2フィルタとの間の前記第2経路上のノードとグランドとの間に接続された第2スイッチと、を有し、前記第2スイッチがオフのとき、前記共通端子から前記第2経路を見たインピーダンスは、前記第2周波数帯域においてスミスチャート上で中心付近に位置し、前記第1周波数帯域の少なくとも一部において誘導性を示し、かつ、前記第3周波数帯域において容量性を示してもよい。
 これにより、第1キャパシタ、第2キャパシタまたは第2インダクタ、及び、第1インダクタの素子値を適宜設定することにより、第1、第2及び第3スイッチの少なくとも1つがオフのいかなる場合であっても、第1、第2及び第3周波数帯域のうちオフとされたスイッチが接続された経路を通過する周波数帯域である通過帯域について整合をとることができる。
 したがって、本態様によれば、インダクタの個数を削減しつつ、2以上の周波数帯域を同時に伝達する場合(CA動作時)、及び、1つの周波数帯域のみを伝達する場合(非CA動作時)のいずれにおいても、通過帯域において整合をとることができる。よって、Q値の悪いインダクタを有することによるロスを抑制するとともに、不整合によるロス(反射損)を抑制することができるので、CA対応のマルチプレクサについて低ロス化が図られる。
 なお、第2経路に第2キャパシタが直列配置されたマルチプレクサによれば、通過帯域内の挿入損失を低減することができる。一方、第2経路に第2インダクタが直列配置されたマルチプレクサでは、高調波帯域の減衰量を大きく確保することが可能となる。
 また、前記整合回路は、前記第1キャパシタを含み、かつ、前記第1周波数帯域の高周波信号を通過させるフィルタと、前記第1インダクタを含み、かつ、前記第3周波数帯域の高周波信号を通過させるフィルタと、を有してもよい。
 また、さらに、前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、前記第1周波数帯域及び前記第3周波数帯域と異なる第4周波数帯域の高周波信号を通過させる第4フィルタを備え、前記整合回路は、さらに、スイッチを含まずに前記共通端子と前記第4フィルタとを接続する第4経路上に設けられたキャパシタまたはインダクタを含み、かつ、前記第4周波数帯域の高周波信号を通過させるフィルタを有してもよい。
 これにより、CA動作時及び非CA動作時のいずれにおいても、整合回路により通過帯域内のロスを抑制することが可能となる。
 また、本発明の一態様に係る高周波フロントエンド回路は、上記マルチプレクサと、前記マルチプレクサに接続された増幅回路と、を備える。
 これにより、CA対応の高周波フロントエンド回路について低ロス化が図られる。
 また、本発明の一態様に係る通信装置は、上記高周波フロントエンド回路と、前記高周波フロントエンド回路に出力する高周波信号、及び、前記高周波フロントエンド回路から入力された高周波信号の少なくとも一方を信号処理するRF信号処理回路と、を備え、前記RF信号処理回路は、さらに、前記第1スイッチ、前記第2スイッチ及び前記第3スイッチのオン及びオフを切り替える。
 これにより、CA対応の通信装置について低ロス化が図られる。
 本発明によれば、CA対応のマルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置について低ロス化が図られる。
図1は、実施の形態1に係るマルチプレクサの構成を示す図である。 図2は、実施の形態1における共振子のインピーダンス特性を示すグラフである。 図3Aは、実施の形態1において、共通端子からBand41に対応する経路を見たインピーダンスを示すスミスチャートである。 図3Bは、実施の形態1において、共通端子からBand40に対応する経路を見たインピーダンスを示すスミスチャートである。 図3Cは、実施の形態1において、共通端子からBand1Rxに対応する経路を見たインピーダンスを示すスミスチャートである。 図4は、実施の形態1において、3バンドのCA動作時における整合のメカニズムを説明する模式図である。 図5Aは、実施の形態1において、Band41の非CA動作時における整合のメカニズムを説明する模式図である。 図5Bは、実施の形態1において、Band40の非CA動作時における整合のメカニズムを説明する模式図である。 図5Cは、実施の形態1において、Band1Rxの非CA動作時における整合のメカニズムを説明する模式図である。 図6は、実施の形態1において、Band1Rx及びBand41のCA動作時における整合のメカニズムを説明する模式図である。 図7は、実施の形態1における整合のメカニズムをまとめた図である。 図8は、実施の形態1に係るマルチプレクサについて、3バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。 図9は、実施の形態1に係るマルチプレクサについて、2バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を個別に示すグラフである。 図10は、実施の形態1の比較例に係るマルチプレクサの構成を示す図である。 図11は、実施の形態1の比較例に係るマルチプレクサの共通端子におけるインピーダンスを示すスミスチャートである。 図12は、実施の形態1の比較例に係るマルチプレクサについて、3バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。 図13は、3バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性について、実施の形態1と比較例とを比較して示す図である。 図14は、実施の形態1に係るマルチプレクサを備える通信装置のブロック図である。 図15は、実施の形態2に係るマルチプレクサの構成を示す図である。 図16は、実施の形態2に係るマルチプレクサについて、4バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。 図17は、実施の形態2に係るマルチプレクサについて、3バンドのCA動作時の通過特性及び2バンドのCA動作時の通過特性を個別に示すグラフである。 図18は、実施の形態3に係るマルチプレクサの構成を示す図である。 図19は、実施の形態3に係るマルチプレクサについて、3バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。 図20は、実施の形態3に係るマルチプレクサについて、2バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を個別に示すグラフである。 図21は、実施の形態3に係るマルチプレクサを備える通信装置のブロック図である。 図22は、実施の形態4に係るマルチプレクサの構成を示す図である。 図23は、実施の形態4に係るマルチプレクサについて、4バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。 図24は、実施の形態4に係るマルチプレクサについて、3バンドのCA動作時の通過特性及び2バンドのCA動作時の通過特性を個別に示すグラフである。 図25は、第1の変形例に係るマルチプレクサの構成を示す図である。 図26は、第1の変形例に係るマルチプレクサについて、3バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。 図27は、第1の変形例に係るマルチプレクサについて、2バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を個別に示すグラフである。 図28は、第2の変形例に係るマルチプレクサの構成を示す図である。 図29は、第3の変形例に係るマルチプレクサの構成を示す図である。 図30Aは、第3の変形例において、共通端子からBand41に対応する経路を見たインピーダンスを示すスミスチャートである。 図30Bは、第3の変形例において、共通端子からBand40に対応する経路を見たインピーダンスを示すスミスチャートである。 図31は、第3の変形例において、2バンドのCA動作時における整合のメカニズムを説明する模式図である。 図32Aは、第3の変形例において、Band41の非CA動作時における整合のメカニズムを説明する模式図である。 図32Bは、第3の変形例において、Band40の非CA動作時における整合のメカニズムを説明する模式図である。 図33は、第3の変形例に係るマルチプレクサについて、CA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。 図34は、CA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性について、第3の変形例とその比較例とを比較して示す図である。 図35は、第4の変形例に係るマルチプレクサの構成を示す図である。 図36Aは、第4の変形例において、共通端子からBand-Aに対応する経路を見たインピーダンスを示すスミスチャートである。 図36Bは、第4の変形例において、共通端子からBand-Bに対応する経路を見たインピーダンスを示すスミスチャートである。 図36Cは、第4の変形例において、共通端子からBand-Cに対応する経路を見たインピーダンスを示すスミスチャートである。 図37は、第4の変形例において、3バンドのCA動作時における整合を説明する模式図である。 図38は、第5の変形例に係るマルチプレクサの構成を示す図である。
 以下、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサ等について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ、または大きさの比は、必ずしも厳密ではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する場合がある。また、共振子等の回路素子については要求仕様等に応じて定数が適宜調整され得る。
 (実施の形態1)
 [1. 構成]
 図1は、実施の形態1に係るマルチプレクサ10の構成を示す図である。具体的には、同図において、(a)はマルチプレクサ10の回路ブロック図であり、(b)は(a)に示すフィルタ22の回路図であり、(c)は(a)に示すフィルタ23の回路図である。
 マルチプレクサ10は、複数のバンドの高周波信号を同時に送受信するCAに対応し、複数のバンドの高周波信号が同時に送受信されるCA動作時には当該複数のバンドの高周波信号を伝達し、1つのバンドの高周波信号のみが送受信される非CA動作時には当該1つのバンドの高周波信号のみを伝達する。本実施の形態では、マルチプレクサ10は、3GPP(Third Generation Partnership Project)で規定された周波数規格である、Band41(2496-2690MHz:図中では「B41」)、Band40(2300-2400MHz:図中では「B40」)、及び、Band1の受信帯域(2110-2170MHz:図中では「B1Rx」、以降Band1Rxと称する)の受信用のトリプレクサである。
 具体的には、マルチプレクサ10は、共通端子100c(図1のANT端子)と、整合回路11と、フィルタ21~23と、を備える。
 なお、マルチプレクサ10が備えるフィルタの個数、及び、対応する周波数帯域は上記に限定されない。また、マルチプレクサ10は、受信用に限らず、送信用であってもかまわないし、一部のフィルタが送信用かつ他のフィルタが送信用であるデュプレクサ等を含む構成であってもかまわない。
 整合回路11は、共通端子100cと複数のフィルタ21~23との整合をとる回路であり、キャパシタC1と、共振子reso1と、インダクタL1と、スイッチSW1~SW3と、を有する。また、本実施の形態では、整合回路11は、さらに、インダクタLsを有する。なお、整合回路11は、インダクタLsを有さなくてもかまわない。
 キャパシタC1は、共通端子100cとフィルタ21とを接続する第1経路である経路111上に直列に設けられた第1キャパシタである。
 共振子reso1は、共通端子100cとフィルタ22とを接続する第2経路である経路112上に直列に設けられ、かつ、Band40の帯域内にインピーダンスが極小となる共振周波数を有する共振回路の一例である。具体的には、共振子reso1は、経路112上に直列に設けられた弾性波共振子である。また、本実施の形態では、共振子reso1は、フィルタ22を構成する1以上の弾性波共振子である直列腕共振子s21~s23及び並列腕共振子p21~p23とともに、Band40の高周波信号を通過させるラダー回路を構成する。
 インダクタL1は、共通端子100cとフィルタ23とを接続する第3経路である経路113上に直列に設けられた第1インダクタである。
 スイッチSW1は、キャパシタC1とフィルタ21との間の経路111上のノードとグランドとの間に接続された第1スイッチである。スイッチSW2は、共振子reso1とフィルタ22との間の経路112上のノードとグランドとの間に接続された第2スイッチである。スイッチSW3は、インダクタL1とフィルタ23との間の経路113上のノードとグランドとの間に接続された第3スイッチである。
 これらスイッチSW1~SW3の各々は、例えばSPSTスイッチであり、RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)等の制御部(図示せず)からの制御信号にしたがって、オン及びオフが切り替えられる。具体的には、スイッチSW1は、マルチプレクサ10がBand41の高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされる。スイッチSW2は、マルチプレクサ10がBand40の高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされる。スイッチSW3は、マルチプレクサ10がBand1Rxの高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされる。つまり、スイッチSW1~SW3は、Band41、Band40及びBand1RxのうちCA動作時のバンドの組み合わせ及び非CA動作時のバンドに対応して、オン及びオフが切り替えられる。
 インダクタLsは、経路111上のスイッチSW1が接続されたノードとフィルタ21との間で直列に設けられた第2インダクタである。
 このように構成された整合回路11は、スイッチSW1~SW3のオン及びオフが制御回路により適宜切り替えられることにより、Band41、Band40及びBand1Rxのうち、いずれのバンドの組み合わせによるCA動作時であっても、さらには、いずれのバンドの非CA動作時であっても、共通端子100cと複数のフィルタ21~23との整合をとることができる。なお、整合回路11による整合のメカニズムについては、後述する。
 フィルタ21は、整合回路11を介してマルチプレクサ10の共通端子100cに接続され、第1周波数帯域の高周波信号を通過させる第1フィルタの一例である。フィルタ21は、一方の入出力端子が整合回路11を介して上記共通端子100cに接続され、他方の入出力端子がマルチプレクサ10の個別端子101に接続されており、本実施の形態ではBand41の高周波信号を通過させる。具体的には、フィルタ21は、Band41を通過帯域かつBand40及びBand1Rxを減衰帯域(遮断帯域とも言う)とするバンドパスフィルタである。
 なお、フィルタ21は、バンドパスフィルタに限らず、例えば、ハイパスフィルタであってもかまわない。
 フィルタ22は、整合回路11を介してマルチプレクサ10の共通端子100cに接続され、第1周波数帯域よりも周波数が低い第2周波数帯域の高周波信号を通過させる第2フィルタの一例である。フィルタ22は、一方の入出力端子が整合回路11を介して上記共通端子100cに接続され、他方の入出力端子がマルチプレクサ10の個別端子102に接続されており、本実施の形態ではBand40の高周波信号を通過させる。具体的には、フィルタ22は、Band40を通過帯域かつBand41及びBand1Rxを減衰帯域とするバンドパスフィルタである。
 フィルタ23は、整合回路11を介してマルチプレクサ10の共通端子100cに接続され、第2周波数帯域よりも周波数が低い第3周波数帯域の高周波信号を通過させる第3フィルタの一例である。フィルタ23は、一方の入出力端子が整合回路11を介して上記共通端子100cに接続され、他方の入出力端子がマルチプレクサ10の個別端子103に接続されており、本実施の形態ではBand1Rxの高周波信号を通過させる。具体的には、フィルタ23は、Band1Rxを通過帯域かつBand40及びBand41を減衰帯域とするバンドパスフィルタである。
 なお、フィルタ23は、バンドパスフィルタに限らず、例えば、ローパスフィルタであってもかまわない。
 本実施の形態では、フィルタ21~23の各々は、1以上の弾性波共振子により構成された弾性波フィルタである。これに関し、弾性波フィルタは、高選択度のフィルタを、小型かつ低背に作製することができる。したがって、フィルタ21~23の各々が弾性波フィルタであることにより、高選択度を有する小型かつ低背のマルチプレクサ10を実現できる。
 図1の(b)に示すように、フィルタ22は、例えば、弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子(ここでは3つの直列腕共振子s21~s23)、及び、弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子(3つの並列腕共振子p21~p23)により構成されるラダー回路を有する。これに関し、フィルタ22では、共通端子100cに最も近く接続された弾性波共振子は、並列腕共振子p21である。スイッチSW2がオフの場合、共振回路を構成する弾性波共振子である共振子reso1とフィルタ22を構成する1以上の弾性波共振子である直列腕共振子s21~s23及び並列腕共振子p21~p23は、Band40の高周波信号を通過させるラダー回路を構成する。このような構成によれば、フィルタ22を構成する弾性波共振子の個数を削減することが可能となるので、小型化が図られる。
 なお、フィルタ22において、共通端子100cに最も近く接続された弾性波共振子は直列腕共振子であってもかまわない。
 また、図1の(c)に示すように、フィルタ23は、例えば、弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子(ここでは4つの直列腕共振子s31~s34)、及び、弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子(ここでは3つの並列腕共振子p31~p33)により構成されるラダー回路を有する。これに関し、フィルタ23では、共通端子100cに最も近く接続された弾性波共振子は、例えば、直列腕共振子である。
 なお、フィルタ21の構成については、特に限定されないが、例えば、フィルタ22または23と同様に、直列腕共振子及び並列腕共振子を有するラダー回路によって構成される。
 弾性波共振子としては、弾性表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)を利用したSAW共振子、バルク波(BAW:Bulk Acoustic Wave)を利用した圧電薄膜共振子(FBAR:Film Bulk Acoustic Resonator、SMR:Solidly Mounted Resonator)、境界弾性波(Boundary Elastec Wave)を利用した共振子等が用いられる。また、各弾性波共振子は、1つの弾性波共振子に限らず、1つの弾性波共振子が分割された複数の分割共振子によって構成されてもかまわない。
 SAW共振子の場合、基板とIDT(InterDigital Transducer)電極とを備えている。基板は、少なくとも表面に圧電性を有する基板である。例えば、表面に圧電薄膜を備え、当該圧電薄膜と音速の異なる膜、および支持基板などの積層体で構成されていてもよい。また、基板は、基板全体に圧電性を有していても良い。この場合、基板は、圧電体層一層からなる圧電基板である。
 [2. 共振子の性質]
 ここで、整合回路11が有する共振子reso1の性質について説明する。
 図2は、本実施の形態における共振子reso1のインピーダンス特性を示すグラフである。
 同図に示すように、共振子reso1は、インピーダンスが最小(理想的にはゼロ)となる共振周波数frと、インピーダンスが最大(理想的には無限大)となる反共振周波数faと、を有する。この共振子reso1は、共振周波数frより低周波数側の周波数帯域及び反共振周波数faより高周波数側の周波数帯域では容量性のインピーダンスを示すため、キャパシタとして機能する。一方、共振子reso1は、共振周波数frより高周波数側かつ反共振周波数faより低周波数側では誘導性のインピーダンスを示すため、インダクタとして機能する。
 上述したように、共振子reso1の共振周波数frはBand40の帯域内に位置することから、共振子reso1は、Band41の帯域では少なくともインダクタとして機能し、Band1Rxの帯域ではキャパシタとして機能する。よって、Band41の帯域とBand1Rxの帯域とでは、共振子reso1によるインピーダンス変換の方向が異なることになる。
 ここで、本実施の形態では、共振子reso1の反共振周波数faは、Band41の帯域内に位置する。このため、共振子reso1は、Band41の帯域において、反共振周波数faより低周波数側ではインダクタとして機能し、反共振周波数faより高周波数側ではキャパシタとして機能する。よって、Band41の帯域の高周波数側と低周波数側とでは、共振子reso1によるインピーダンス変換が誘導性側と容量性側とで異なることになる。
 [3. 経路ごとのインピーダンス設計]
 次に、フィルタ21~23が設けられた経路111~113のインピーダンス設計について説明する。
 以降、スミスチャート上で、中心より右上を第一象限とし、中心より左上を第二象限とし、中心より左下を第三象限とし、中心より右下を第四象限と定義する。このため、誘導性を示すインピーダンスは、スミスチャート上で第一象限または第二象限に位置する。一方、容量性を示すインピーダンスは、スミスチャート上で第三象限または第四象限に位置する。
 ここで、容量性を示すインピーダンスとは、当該インピーダンスが容量性リアクタンスを有することである。一方、誘導性を示すインピーダンスとは、当該インピーダンスが誘導性リアクタンスを有することである。すなわち、容量性を示すインピーダンスは負の複素成分(虚数成分とも称する)を有し、誘導性を示すインピーダンスは正の複素成分を有する。
 また、以降、特定のバンドについて、インピーダンスが特定の象限に位置するとは、特定のバンドの周波数帯域の全体が特定の象限に位置していることだけでなく、特定のバンドの周波数帯域の概ね全体(例えば、50パーセント以上、特定的には80%以上)が特定の象限に位置していることも含む。よって、特定のバンドの一部の周波数帯域が他の象限に位置していてもかまわない。
 図3Aは、本実施の形態において、スイッチSW1がオフのとき、共通端子100cからBand41に対応する経路111を見たインピーダンス(以降、状態i)を示すスミスチャートである。つまり、同図には、共通端子100cに対して他のバンドに対応する経路112,113が接続されてない場合における共通端子100cのインピーダンスが示されている。すなわち、同図に示すインピーダンスは、フィルタ21の共通端子100c側インピーダンスに対して、インダクタLs及びキャパシタC1の付与によるインピーダンス変換がなされた後のインピーダンスである。
 同図に示すように、スイッチSW1がオフの場合、共通端子100cから見たBand41に対応する経路111のインピーダンス(状態i)は、Band41の帯域において、スミスチャート上で第三象限に位置するように設定されている。また、当該インピーダンスは、Band41よりも周波数が低いBand40及びBand1Rxの帯域において、スミスチャート上で第三象限または第四象限に位置するように設定されている。つまり、当該インピーダンスは、Band40及びBand1Rxの帯域において、容量性を示すように設定されている。
 本実施の形態では、当該インピーダンスは、Band40及びBand1Rxの帯域において、スミスチャート上で第四象限に位置するように設定されている。
 図3Bは、本実施の形態において、スイッチSW2がオフのとき、共通端子100cからBand40に対応する経路112を見たインピーダンス(以降、状態ii)を示すスミスチャートである。つまり、同図には、共通端子100cに対して他のバンドに対応する経路111,113が接続されてない場合における共通端子100cのインピーダンスが示されている。すなわち、同図に示すインピーダンスは、フィルタ22の共通端子100c側インピーダンスに対して共振子reso1の付与によるインピーダンス変換がなされた後のインピーダンスである。
 同図に示すように、スイッチSW2がオフの場合、共通端子100cから見たBand40に対応する経路112のインピーダンスは、Band40の帯域において、スミスチャート上で中心付近に位置するように設定されている。ここで、「スミスチャート上の中心付近」とは、例えばVSWRが1.5以下の範囲内である。また、当該インピーダンスは、Band40よりも周波数が高いBand41の帯域において、スミスチャート上で少なくとも一部が第一象限または第二象限に位置するように設定されており、Band40よりも周波数が低いBand1Rxの帯域において、スミスチャート上で第三象限または第四象限に位置するように設定されている。つまり、当該インピーダンスは、Band41の帯域の少なくとも一部において誘導性を示し、かつ、Band1Rxの帯域において容量性を示すように設定されている。
 本実施の形態では、当該インピーダンスは、Band41の帯域の一部において誘導性を示し、Band41の帯域の他部において容量性を示すように設定されている。つまり、当該インピーダンスは、Band41において、スミスチャート上で実軸をまたぐ範囲に設定されている。具体的には、当該インピーダンスは、Band41の帯域の一部において、スミスチャート上で第一象限に位置し、Band41の帯域の他部においてスミスチャート上で第四象限に位置する。また、当該インピーダンスは、Band1Rxの帯域において、スミスチャート上で第四象限に位置する。
 図3Cは、本実施の形態において、スイッチSW3がオフのとき、共通端子100cからBand1Rxに対応する経路113を見たインピーダンス(以降、状態iii)を示すスミスチャートである。つまり、同図には、共通端子100cに対して他のバンドに対応する経路111,112が接続されてない場合における共通端子100cのインピーダンスが示されている。すなわち、同図に示すインピーダンスは、フィルタ23の共通端子100c側インピーダンスに対してインダクタL1の付与によるインピーダンス変換がなされた後のインピーダンスである。
 同図に示すように、スイッチSW3がオフの場合、共通端子100cから見たBand1Rxに対応する経路113のインピーダンスは、Band1Rxの帯域において、スミスチャート上で第二象限に位置するように設定されている。また、当該インピーダンスは、Band1Rxよりも周波数が高いBand40及びBand41の帯域において、スミスチャート上で第一象限または第二象限に位置するように設定されている。つまり、当該インピーダンスは、Band40及びBand41の帯域において誘導性を示す。
 本実施の形態では、当該インピーダンスは、Band40及びBand41の帯域において、スミスチャート上で第一象限に位置するように設定されている。
 また、図3Aに示したインピーダンス(状態i)と、図3Bに示したインピーダンス(状態ii)と、図3Cに示したインピーダンス(状態iii)とは、Band41,40,1Rxの帯域において、複素共役関係となるように設定されている。つまり、状態i~iiiは、Band41,40,1Rxの帯域において複素成分が互いにキャンセルされるように設定されている。具体的には、本実施の形態では、Band41,40,1Rxの帯域の各々において、状態i及び状態iiの合成インピーダンスと、状態iiiのインピーダンスとが、複素共役関係になるように設定されている。
 ここで、「複数のインピーダンスが複素共役関係となる」とは、複数のインピーダンスの複素成分が0に近づくようにキャンセルされることを意味する。すなわち、一方のインピーダンスをR+jXとし、他方のインピーダンスをR+jXとした場合に、X>0かつX<0を満たすことを意味し、特定的にはX+X=0を満たすことを意味する。
 ここまで説明したインピーダンスの設定は、フィルタ21~23の共通端子100c側インピーダンス、ならびに、整合回路11を構成するキャパシタC1及びインダクタL1,Lsの素子値を適宜調整することにより実現される。
 これに関し、本実施の形態では、上述したように、フィルタ21~23は弾性波フィルタである。このため、フィルタ21~23の各々において、共通端子100cに最も近く接続された弾性波共振子のインピーダンスを、他の弾性波共振子よりも高くまたは低く設計することにより、共通端子100c側インピーダンスを調整することができる。また、例えば、フィルタ21~23がSAW共振子で構成されている場合、IDT電極を構成する電極指のピッチ、交叉幅、電極指対数、反射器-IDT電極間隔などの電極パラメータを調整することにより、共通端子100c側インピーダンスを調整することができる。
 ただし、弾性波フィルタの通過帯域におけるインピーダンスは、弾性波フィルタの構造上の制約により容量性のインピーダンスを示し、スミスチャート上で第三象限もしくは第四象限に位置することが多い。よって、弾性波フィルタであるフィルタ21に対してキャパシタC1の付与のみによるインピーダンス変換では、フィルタ21の共通端子100c側インピーダンスをスミスチャート上で等レジスタンス円に沿って反時計回りにシフトさせたインピーダンスにすることしかできない。そのため、この場合には、スイッチSW1がオフのときに共通端子100cから経路111を見たインピーダンスについて、Band41の帯域においてスミスチャート上の第三象限に位置させることが困難である。そこで、本実施の形態では、経路111上に直列にインダクタLsを設けることで、スイッチSW1がオフのときに共通端子100cから経路111を見たインピーダンスがスミスチャート上で等レジスタンス円に沿って時計回りにシフトさせて、上記の状態iに示すインピーダンスを実現している。つまり、インダクタLsを設けることにより、フィルタ21が弾性波フィルタであっても、低ロス化が図られる。
 なお、インダクタLsは、フィルタ21内に設けられていてもよい。つまり、インダクタLsは、フィルタ21の一方の入出力端子と他方の入出力端子とを結ぶ経路上に直列に設けられていてもかまわない。このように構成されたフィルタ21では、本実施の形態に比べて、インダクタLsの付与によって共通端子100c側インピーダンスがスミスチャート上で等レジスタンス円に沿って時計回りにシフトする。よって、このように構成されたフィルタ21であっても、インダクタLsの素子値を適宜調整することにより、経路111について上述したインピーダンスの設定が実現される。
 また、インダクタLsに代わり、経路111とグランドとを接続するインダクタが設けられた構成であってもかまわない。ただし、この構成ではインダクタの付与によりインピーダンスがスミスチャート上で等コンダクタンス円に沿って反時計回りにシフトする。このため、共通端子100cから経路111を見たインピーダンスが、Band41の帯域において、スミスチャート上で極めて第二象限に近い第三象限に位置してしまう。よって、経路111~113のインピーダンスが複素共役関係に近づきにくいため、CA動作時に整合の精度が劣化し得る。したがって、経路111に設けられるインダクタLsは、経路111上に直列に設けられることが好ましい。
 [4. 整合のメカニズム]
 上述した共振子reso1の性質、及び、経路111~113のインピーダンス設計によって、本実施の形態に係るマルチプレクサ10は、整合回路11のスイッチSW1~SW3のオン及びオフが適宜切り替えられることで、いかなる動作時であっても整合をとることができる。以下、そのメカニズムについて、説明する。
 [4-1. 3バンドのCA動作時]
 まず、3バンドのCA動作時における整合のメカニズムを説明する。
 図4は、本実施の形態において、3バンドのCA動作時(3CA(Band1Rx/Band40/Band41))における整合のメカニズムを説明する模式図である。
 3バンドのCA動作時、すなわち、マルチプレクサ10がBand41、Band40及びBand1Rxの高周波信号を同時に伝達する場合、スイッチSW1、スイッチSW2及びスイッチSW3の各々がオフとされる。
 これにより、共通端子100cのインピーダンスは、同図の上段に示す状態i~iiiの合成インピーダンスとなる。
 具体的には、本実施の形態では、上述したように、状態i及び状態iiの合成インピーダンス(以下、状態iv)と、状態iiiとは、Band41,40,1Rxの帯域において、複素共役関係となるように設定されている。
 よって、状態iv及び状態iiiの合成インピーダンス(以下、状態v)は、Band41,40,1Rxのいずれの帯域においても、スミスチャート上の中心付近に集まる。
 したがって、マルチプレクサ10は、3バンドのCA動作時において、3バンド全ての帯域について整合をとることができる。言い換えると、共通端子100cのインピーダンスは、Band41,40,1Rxの全ての帯域において約50Ωに整合された状態となる。
 [4-2. 非CA動作時]
 次いで、非CA動作時における整合のメカニズムについて、バンド毎に説明する。
 <Band41の非CA動作時>
 図5Aは、本実施の形態において、Band41の非CA動作時(Non-CA(Band41))における整合のメカニズムを説明する模式図である。
 Band41の非CA動作時、すなわち、マルチプレクサ10がBand41の高周波信号のみを伝達する場合、スイッチSW1がオフとされ、かつ、スイッチSW2及びスイッチSW3の各々がオンとされる。よって、このとき、共振子reso1及びインダクタL1の各々は、Band41のフィルタ21に対して、共通端子100cとグランドとの間に接続された整合素子として機能する。
 これにより、共通端子100cのインピーダンスは、同図の上段に示す状態iに対してインダクタL1及び共振子reso1の付与によるインピーダンス変換がなされたインピーダンスとなる。
 具体的には、当該インピーダンスは、インダクタL1の付与により、スミスチャート上で等コンダクタンス円上を反時計回りにシフトするため、状態iから状態viへと変換される。さらに、当該インピーダンスは、共振子reso1の付与により、等コンダクタンス円上をシフトするため、状態viから状態viiへと変換され、Band41の帯域においてスミスチャート上の中心付近に集まる。
 つまり、上述したように、共振子reso1は、Band41の帯域において、高周波数側ではキャパシタとして機能し、低周波数側ではインダクタとして機能する。このため、当該インピーダンスは、共振子reso1の付与により、Band41の帯域の高周波数側ではスミスチャート上で時計回りにシフトし、Band41の帯域の低周波数側ではスミスチャート上で反時計回りにシフトする。
 したがって、マルチプレクサ10は、Band41の非CA動作時において、Band41について整合をとることができる。言い換えると、共通端子100cのインピーダンスは、Band41において約50Ωに整合された状態となる。
 <Band40の非CA動作時>
 図5Bは、本実施の形態において、Band40の非CA動作時(Non-CA(Band40))における整合のメカニズムを説明する模式図である。
 Band40の非CA動作時、すなわち、マルチプレクサ10がBand40の高周波信号のみを伝達する場合、スイッチSW2がオフとされ、かつ、スイッチSW1及びスイッチSW3の各々がオンとされる。よって、このとき、キャパシタC1及びインダクタL1の各々は、Band40のフィルタ22に対して、共通端子100cとグランドとの間に接続された整合素子として機能する。
 これにより、共通端子100cのインピーダンスは、同図の上段に示す状態iiに対してキャパシタC1及びインダクタL1の付与によるインピーダンス変換がなされたインピーダンスとなる。
 具体的には、当該インピーダンスは、キャパシタC1の付与により、スミスチャート上で等コンダクタンス円上を時計回りにシフトするため、状態iiから状態viiiへと変換される。さらに、当該インピーダンスは、インダクタL1の付与により、等コンダクタンス円上を反時計回りにシフトするため、状態viiiから状態ixへと変換され、Band40の帯域においてスミスチャート上の中心付近に集まる。
 したがって、マルチプレクサ10は、Band40の非CA動作時において、Band40について整合をとることができる。言い換えると、共通端子100cのインピーダンスは、Band40において約50Ωに整合された状態となる。
 <Band1Rxの非CA動作時>
 図5Cは、本実施の形態において、Band1Rxの非CA動作時(Non-CA(Band1Rx))における整合のメカニズムを説明する模式図である。
 Band1Rxの非CA動作時、すなわち、マルチプレクサ10がBand1Rxの高周波信号のみを伝達する場合、スイッチSW3がオフとされ、かつ、スイッチSW1及びスイッチSW2の各々がオンとされる。よって、このとき、キャパシタC1及び共振子reso1の各々は、Band1Rxのフィルタ23に対して、共通端子100cとグランドとの間に接続された整合素子として機能する。
 これにより、共通端子100cのインピーダンスは、同図の上段に示す状態iiiに対してキャパシタC1及び共振子reso1の付与によるインピーダンス変換がなされたインピーダンスとなる。
 具体的には、当該インピーダンスは、キャパシタC1及び共振子reso1の付与により、スミスチャート上で等コンダクタンス円上を時計回りにシフトするため、状態iiiから状態xへと変換され、Band1Rxの帯域においてスミスチャート上の中心付近に集まる。
 つまり、上述したように、共振子reso1は、Band1Rxの帯域においてキャパシタとして機能する。このため、当該インピーダンスは、キャパシタC1及び共振子reso1の付与により、キャパシタC1及び共振子reso1の合成キャパシタンス(すなわち容量性の合成インピーダンス)分、スミスチャート上で時計回りにシフトする。
 したがって、マルチプレクサ10は、Band1Rxの非CA動作時において、Band1Rxについて整合をとることができる。言い換えると、共通端子100cのインピーダンスは、Band1Rxにおいて約50Ωに整合された状態となる。
 [4-3. 2バンドのCA動作時]
 次いで、2バンドのCA動作時における整合のメカニズムについて、説明する。なお、以下では、当該メカニズムについて、Band1RxとBand41のCA動作時(2CA(Band1Rx/Band41))を例について説明する。
 図6は、本実施の形態において、Band1Rx及びBand41のCA動作時(2CA(Band1Rx/Band41))における整合のメカニズムを説明する模式図である。
 Band41及びBand1RxのCA動作時、すなわち、マルチプレクサ10がBand41及びBand1Rxの高周波信号を同時に伝達する場合、スイッチSW1及びスイッチSW3の各々がオフとされ、かつ、スイッチSW2がオンとされる。よって、このとき、共振子reso1は、Band41のフィルタ21及びBand1Rxのフィルタ23に対して、共通端子100cとグランドとの間に接続された整合素子として機能する。
 これにより、共通端子100cのインピーダンスは、同図の上段に示す状態iと状態iiiとの合成インピーダンス(以下、状態xi)に対して共振子reso1の付与によるインピーダンス変換がなされたインピーダンス(以下、状態xii)となる。
 具体的には、状態iと状態iiiとの合成インピーダンスは、状態xiに示すように50Ωに整合した状態とはならず、B1Rxの帯域において誘導性を示し、B41の帯域では一部で誘導性を示し、他部で容量性を示す。
 ここで、上述したように、共振子reso1は、Band1Rxの帯域においてキャパシタとして機能し、Band41の帯域において、高周波数側ではキャパシタとして機能し、低周波数側ではインダクタとして機能する。このため、共通端子100cのインピーダンスは、共振子reso1の付与により、Band1RxとBand41の帯域の高周波数側とではスミスチャート上で時計回りにシフトし、Band41の帯域の低周波数側ではスミスチャート上で反時計回りにシフトする。よって、当該インピーダンスは、共振子reso1の付与により、状態xiから状態xiiへと変換され、Band1Rx及びBand40のいずれの帯域においてもスミスチャート上の中心付近に集まる。
 したがって、マルチプレクサ10は、Band1RxとBand41のCA動作時において、いずれのバンドについても整合をとることができる。言い換えると、共通端子100cのインピーダンスは、Band41,1Rxのいずれにおいても約50Ωに整合された状態となる。
 [4-4. まとめ]
 以上説明した状態i~xiiをまとめると図7のようになる。図7は、本実施の形態における整合のメカニズムをまとめた図である。
 同図に示すように、本実施の形態に係るマルチプレクサ10によれば、CA動作時及び非CA動作時のいずれにおいても、通過帯域において整合をとることができる。
 なお、CAの対象となるバンドの組み合わせは、上記説明した組み合わせに限らない。CAの対象となるバンドが上記の組み合わせ以外の場合の整合のメカニズムについても、上記説明した整合のメカニズムと同様に説明され、通過帯域において整合をとることができる。すなわち、スイッチSW1~SW3のオン及びオフの切り替えに応じてインダクタL1、共振子reso1及びキャパシタC1が共通端子100cとグランドとの間に接続された整合素子として機能することにより、共通端子100cのインピーダンスが通過帯域において約50Ωに整合される。
 表1に、使用するバンドと、そのときの経路ごとのスイッチSW1~SW3の状態(オンまたはオフ)、ならびに、そのときのキャパシタC1、共振子reso1、及び、インダクタL1のインピーダンス機能(Z機能)を示す。なお、表中の「Z機能(B41経路)」、「Z機能(B40経路)」及び「Z機能(B1Rx経路)」は、それぞれ、キャパシタC1のZ機能、共振子reso1のZ機能、及び、インダクタL1のZ機能である。また、表中において、「●」は対応するスイッチがオフであることを示し、「-」は対応するスイッチがオンであることを示す。
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 表中の「3CA(B41/B40/B1Rx)」に示すように、3バンドのCA動作時には、スイッチSW1、スイッチSW2及びスイッチSW3の各々がオフとされる。
 これにより、スイッチSW1~SW3がオンとされた場合の共通端子100cから経路111(表中の「B41回路」)、経路112(表中の「B40回路」)及び経路113(表中の「B1Rx回路」)を見たインピーダンスを適宜設計することにより、Band41、Band40及びBand1Rxのいずれにおいても整合をとることができる。したがって、3バンドのCA動作時において、通過帯域内の低ロス化が図られる。
 また、表中の「Non-CA(B41)」に示すように、Band41の非CA動作時には、スイッチSW1がオフとされ、かつ、スイッチSW2及びSW3の各々がオンとされる。
 これにより、フィルタ21について、共通端子100cとグランドとの間に接続された整合素子として共振子reso1(共振回路)及びインダクタL1が付加される。よって、スイッチSW2及びSW3がオフの場合にBand41において容量性を示す共通端子100cのインピーダンスを、スイッチSW2及びSW3がオンとされることにより共振子reso1及びインダクタL1による誘導性の合成インピーダンスによって誘導性側にシフトさせて、整合をとることができる。
 また、表中の「Non-CA(B40)」に示すように、Band40の非CA動作時には、スイッチSW2がオフとされ、かつ、スイッチSW1及びSW3の各々がオンとされる。
 これにより、フィルタ22について、上記整合素子としてキャパシタC1及びインダクタL1が付加される。よって、スイッチSW1及びスイッチSW3がオフの場合にBand40において整合がとれている共通端子100cのインピーダンスを、スイッチSW1及びSW3がオンとされることによりキャパシタC1及びインダクタL1により誘導性及び容量性がキャンセルされた合成インピーダンスによりシフトさせずに、整合をとることができる。
 また、表中の「Non-CA(B1Rx)」に示すように、Band1Rxの非CA動作時には、スイッチSW3がオフとされ、かつ、スイッチSW1及びSW2の各々がオンとされる。
 これにより、フィルタ23について、上記整合素子としてキャパシタC1及び共振子reso1が付加される。よって、スイッチSW1及びSW2がオフの場合にBand1Rxにおいて誘導性を示す共通端子100cのインピーダンスを、スイッチSW1及びSW2がオンとされることによりキャパシタC1及び共振子reso1による容量性の合成インピーダンスにより容量性側にシフトさせて、整合をとることができる。
 したがって、Band41、Band40またはBand1Rxの非CA動作時において、いずれの周波数帯域の非CAであっても、通過帯域内の低ロス化が図られる。
 また、表中の「2CA(B41/B40)」に示すように、Band41及びBand40のCA動作時には、スイッチSW1及びSW2の各々がオフとされ、かつ、スイッチSW3がオンとされる。
 これにより、フィルタ21及びフィルタ22の各々について、上記整合素子としてインダクタL1が付加される。よって、スイッチSW3がオフの場合にBand41及びBand40において容量性を示す経路111(表中の「B41回路」)及び経路112(表中の「B40回路」)の合成インピーダンスを、スイッチSW3がオンとされることによりインダクタL1による誘導性のインピーダンスにより誘導性側にシフトさせて、整合をとることができる。
 また、表中の「2CA(B41/B1Rx)」に示すように、Band41及びBand1RxのCA動作時には、スイッチSW1及びSW3の各々がオフとされ、かつ、スイッチSW2がオンとされる。
 これにより、フィルタ21及びフィルタ23の各々について、上記整合素子として共振子reso1が付加される。よって、スイッチSW2がオフの場合に、Band41において容量性を示し、かつ、Band1Rxにおいて誘導性を示す経路111(表中の「B41回路」)及び経路113(表中の「B1Rx回路」)の合成インピーダンスを次のようにシフトさせることができる。すなわち、スイッチSW2がオンとされることにより、Band41において共振子reso1による誘導性のインピーダンスにより誘導性側にシフトさせ、かつ、Band1Rxにおいて共振子reso1による容量性のインピーダンスにより容量性側にシフトさせて、整合をとることができる。
 また、表中の「2CA(B40/B1Rx)」に示すように、Band40及びBand1RxのCA動作時には、スイッチSW2及びSW3の各々がオフとされ、かつ、スイッチSW1がオンとされる。
 これにより、フィルタ22及びフィルタ23の各々について、上記整合素子としてキャパシタC1が付加される。よって、スイッチSW1がオフの場合にBand40及びBand1Rxにおいて誘導性を示す経路112(表中の「B40回路」)及び経路113(表中の「B1Rx回路」)の合成インピーダンスを、スイッチSW1がオンとされることによりキャパシタC1による容量性のインピーダンスにより容量性側にシフトさせて、整合をとることができる。
 したがって、Band41、Band40及びBand1Rxのうち任意の2つの周波数帯域のCA動作時(2バンドのCA動作時)において、周波数帯域の組み合わせにかかわらず、通過帯域内の低ロス化が図られる。
 [5. 特性]
 以上説明した整合のメカニズムにより、マルチプレクサ10は、いずれのバンドの組み合わせによるCA動作時であっても、さらには、いずれのバンドの非CA動作時であっても、整合をとることができるため、通過帯域内におけるロスを抑制することができる。
 以下、本実施の形態に係るマルチプレクサ10の特性について、説明する。
 図8は、本実施の形態に係るマルチプレクサ10について、3バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。具体的には、同図の(a)にはこれら通過特性の全体が示され、同図の(b)には同図の(a)の要部が拡大して示されている。
 図9は、本実施の形態に係るマルチプレクサ10について、2バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を個別に示すグラフである。具体的には、同図の(a)には、Band40とBand41のCA動作時(2CA(Band40/Band41))の通過特性が示されている。また、同図の(b)には、Band1RxとBand41のCA動作時(2CA(Band1Rx/Band41))の通過特性が示されている。また、同図の(c)には、Band1RxとBand40のCA動作時(2CA(Band1Rx/Band40))の通過特性が示されている。また、同図の(d)には、Band41の非CA動作時(Non-CA(Band41))の通過特性が示されている。また、同図の(e)には、Band40の非CA動作時(Non-CA(Band40))の通過特性が示されている。また、同図の(f)には、Band1Rxの非CA動作時(Non-CA(Band1Rx))の通過特性が示されている。
 図8及び図9から明らかなように、マルチプレクサ10は、いずれのバンドの組み合わせによるCA動作時であっても、さらには、いずれのバンドの非CA動作時であっても、通過帯域内においてロスが抑制されている。
 このことは、上述した整合のメカニズムによって不整合によるロス(反射損)が抑制されることにもよるが、Q値の悪い回路素子に起因するマルチプレクサ10内のロスが抑制されることにもよる。このことについて、比較例を用いて説明する。
 図10は、本実施の形態の比較例に係るマルチプレクサ90の構成を示す図である。
 同図に示すマルチプレクサ90は、本実施の形態に係るマルチプレクサ10に比べ、整合回路11に代わり、2つの整合回路911を備え、さらに、伝送線路MSL1~MSL3を備える。
 整合回路911は、特許文献1に開示されたa coupling circuit 100に相当し、一方のバンドの経路に対応する第1LC回路と、他方のバンドの経路に対応する第2LC回路とを含む。第1LC回路は、経路上に直列に設けられたインダクタL91と、当該経路とグランドとを接続するキャパシタC91と、を有する。第2LC回路は、経路上に直列に設けられたキャパシタC92と、当該経路とグランドとを接続するインダクタL92と、を有する。また、インダクタL91とキャパシタC91との接続ノードとグランドとの間には接地スイッチSW91が設けられ、キャパシタC92とインダクタL92との接続ノードとグランドとの間には接地スイッチSW92が設けられている。
 マルチプレクサ90では、このような整合回路911が、Band41のフィルタ21に対応する経路111とBand40のフィルタ22に対応する経路112との間に1つと、Band40のフィルタ22に対応する経路112とBand1Rxのフィルタ23に対応する経路113との間に1つ、設けられている。
 伝送線路MSL1、MSL2及びMSL3は、それぞれ、経路111、112及び113に対応して設けられている。
 このように構成されたマルチプレクサ90であっても、以下のようなインピーダンス設計を行うことにより、いずれのバンドの組み合わせによるCA動作時であっても、いずれのバンドの非CA動作時であっても、通過帯域内において整合をとることが可能である。
 すなわち、共通端子100cから経路111を見たインピーダンスについて、Band41の帯域において整合させ、Band40及びBand1Rxの帯域においてショートまたは無限大となるように設計する。さらに、共通端子100cから経路112を見たインピーダンスについて、Band40の帯域において整合させ、Band41及びBand1Rxの帯域においてショートまたは無限大となるように設計する。さらに、共通端子100cから経路113を見たインピーダンスについて、Band1Rxの帯域において整合させ、Band40及びBand41の帯域においてショートまたは無限大となるように設計する。
 図11は、比較例に係るマルチプレクサ90の共通端子100cにおけるインピーダンスを示すスミスチャートである。具体的には、同図には、左から順に、3バンドのCA動作時の上記インピーダンス、Band41の非CA動作時の上記インピーダンス、Band40の非CA動作時の上記インピーダンス、及び、Band1Rxの非CA動作時の上記インピーダンス、が示されている。
 同図に示すように、比較例の構成であっても、2つの整合回路911の接地スイッチSW91及びSW92のオン及びオフを適宜切り替えることにより、3バンドのCA動作時であっても、いずれのバンドの非CA動作時であっても、通過帯域内において整合をとることができる。なお、2バンドのCA動作時のインピーダンスについては図示を省略しているが、上記同様に、通過帯域内において整合をとることができる。
 図12は、比較例に係るマルチプレクサ90について、3バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。具体的には、同図の(a)にはこれら通過特性の全体が示され、同図の(b)には同図の(a)の要部が拡大して示されている。
 同図から明らかなように、比較例に係るマルチプレクサ90であっても、不整合によるロス(反射損)が抑制されることにより、通過帯域内においてロスが比較的抑制されている。
 次いで、図8の(b)と図12の(b)とを比較する。図13は、3バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性について、実施の形態と比較例とを比較して示す図である。具体的には、同図の(a)には図8の(b)に示した実施の形態に係るマルチプレクサ10の特性が示されており、同図の(b)には図12の(b)に示した比較例に係るマルチプレクサ90の特性が示されている。
 同図の(a)と(b)とを比較すると明らかなように、3バンドのCA動作時及び非CA動作時のいずれにおいても、実施の形態に係るマルチプレクサ10は、比較例に係るマルチプレクサ90に比べ、通過帯域内のロスが抑制されている。
 すなわち、高周波回路で用いられるインダクタはQ値が悪いことが多いため、経路毎にLC回路が設けられる比較例の構成では、Q値の悪いインダクタによって、マルチプレクサ90内のロスが大きくなる。また、比較例の構成では、2つの経路ごとに2つのLC回路を有する整合回路911を設けることが必要なため、マルチプレクサ90全体では4つのインダクタが設けられることとなり、マルチプレクサ90内のロスの影響が大きくなる。さらに、比較例の構成では、2つの経路ごとに2つの接地スイッチSW91及びSW92を設けることが必要なため、マルチプレクサ90全体では4つのスイッチが設けられることとなり、スイッチの端子数の増加により小型化が妨げられるという問題もある。
 これらの問題は、マルチプレクサ90の対応するバンド数が増えるほど、より顕著である。
 これに対して、本実施の形態では、マルチプレクサ10全体で1つのインダクタのみを設ければよいため、比較例に比べて、Q値の悪い回路素子であるインダクタの個数を削減することで、インダクタによるロスを抑制することができる。つまり、本実施の形態によれば、不整合によるロスを抑制できるだけでなく、Q値の悪いインダクタを有することによるロスも抑制することができるので、比較例に比べて、通過帯域内の低ロス化が図られる。
 なお、実施の形態及び比較例について、2バンドのCA動作時におけるロスを比較した場合においても、上記と同様の理由により同様のことが言える。
 [6. 効果等]
 以上説明したように、本実施の形態に係るマルチプレクサ10によれば、スイッチSW1はキャパシタC1とフィルタ21との間の経路111上のノードとグランドとの間に接続されている。また、スイッチSW2は共振回路(本実施の形態では共振子reso1)とフィルタ22との間の経路112上のノードとグランドとの間に接続されている。また、スイッチSW3はインダクタL1とフィルタ23との間の経路113上のノードとグランドとの間に接続されている。このため、キャパシタC1、共振回路及びインダクタL1は、それぞれ、スイッチSW1、スイッチSW2及びスイッチSW3がオンとされた場合に、共通端子100cとグランドとの間に接続された整合素子として機能する。よって、スイッチSW1、スイッチSW2及びスイッチSW3のオン及びオフの切り替えにしたがって、整合素子の合成インピーダンスが切り替えられることになる。
 ここで、通常、インピーダンスが極小となる共振周波数を有する共振回路は、共振周波数より高周波数側では誘導性のインピーダンスを示すため、インダクタとして機能する。一方、当該共振回路は、共振周波数より低周波数側では容量性のインピーダンスを示すため、キャパシタとして機能する。このため、整合回路が備える共振回路は、Band41の帯域ではインダクタとして機能し、Band1Rxの帯域ではキャパシタとして機能する。よって、スイッチSW2がオンの場合、上記合成インピーダンスについて、Band41の帯域とBand1Rxの帯域とで異ならせることができる。
 これにより、キャパシタC1及びインダクタL1の素子値を適宜設定することにより、スイッチSW1~SW3の少なくとも1つがオフのいかなる場合であっても、Band41、Band40及びBand1Rxの帯域のうちオフとされたスイッチが接続された経路を通過する周波数帯域である通過帯域について整合をとることができる。
 したがって、本態様によれば、インダクタの個数を削減しつつ、2以上の周波数帯域を同時に伝達する場合(CA動作時)、及び、1つの周波数帯域のみを伝達する場合(非CA動作時)のいずれにおいても、通過帯域において整合をとることができる。よって、Q値の悪いインダクタが接続されることによるロスを抑制するとともに不整合によるロス(反射損)を抑制することができるので、CA対応のマルチプレクサ10について低ロス化が図られる。
 具体的には、本実施の形態によれば、スイッチSW1は、マルチプレクサ10がBand41の帯域の高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされ、スイッチSW2は、マルチプレクサ10がBand40の帯域の高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされ、スイッチSW3は、マルチプレクサ10がBand1Rxの帯域の高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされる。
 このように、スイッチSW1、スイッチSW2及びスイッチSW3は、マルチプレクサ10が伝達する高周波信号の周波数帯域にしたがって、オン及びオフが切り替えられる。このため、フィルタ21、フィルタ22及びフィルタ23の共通端子100c側のインピーダンス、ならびに、キャパシタC1及びインダクタL1の素子値を適宜調整することにより、いずれの周波数帯域の非CA動作時であっても、さらには、いずれの周波数帯域の組み合わせによるCA動作時であっても、整合をとることが可能となるため、通過帯域内の低ロス化が可能となる。
 具体的には、スイッチSW1がオフの場合、共通端子100cから経路111を見た第1インピーダンスは、Band41の帯域においてスミスチャート上で中心より左下の第三象限に位置する。また、スイッチSW2がオフの場合、共通端子100cから経路112を見た第2インピーダンスは、Band40の帯域においてスミスチャート上で中心付近に位置する。また、スイッチSW3がオフの場合、共通端子100cから経路113を見た第3インピーダンスは、Band1Rxの帯域においてスミスチャート上で中心より左上の第二象限に位置する。
 これに関し、スイッチSW2及びスイッチSW3の少なくとも1つがオンの場合、フィルタ21について上記整合素子として共振回路及びインダクタL1の少なくとも1つが付加されるので、共通端子100cのインピーダンスは、スミスチャート上で等コンダクタンス円上を反時計回りにシフトする。このため、上記の第1インピーダンスがスミスチャート上で第三象限に位置することにより、スイッチSW1がオフかつスイッチSW2及びスイッチSW3の少なくとも1つがオンの場合における共通端子100cのインピーダンスを、Band41の帯域においてスミスチャート上で中心に近づけやすくなる。
 また、スイッチSW1及びスイッチSW3の少なくとも1つがオンの場合、フィルタ22について上記整合素子としてキャパシタC1及びインダクタL1の少なくとも1つが付加されるので、共通端子100cのインピーダンスは、スミスチャート上で等コンダクタンス円上を両方向にシフトし得る。このため、上記の第2インピーダンスがスミスチャート上で中心付近に位置することにより、スイッチSW2がオフかつスイッチSW1及びスイッチSW3の少なくとも1つがオンの場合における共通端子100cのインピーダンスを、Band40の帯域においてスミスチャート上で中心に近づけやすくなる。
 また、スイッチSW1及びスイッチSW2の少なくとも1つがオンの場合、フィルタ23について上記整合素子としてキャパシタC1及び共振回路の少なくとも1つが付加されるので、共通端子100cのインピーダンスは、スミスチャート上で等コンダクタンス円上を時計回りにシフトする。このため、上記の第3インピーダンスがスミスチャート上で第二象限に位置することにより、スイッチSW3がオフかつスイッチSW1及びスイッチSW2の少なくとも1つがオンの場合における共通端子100cのインピーダンスを、Band1Rxの帯域においてスミスチャート上で中心に近づけやすくなる。
 したがって、スイッチSW1、スイッチSW2及びスイッチSW3の少なくとも1つのスイッチがオフかつ他のスイッチがオンの場合に、オフとされたスイッチが接続された経路について整合をとりやすくなる。よって、この場合、当該経路を伝達する通過帯域内の高周波信号について、より確実に低ロス化が図られる。
 また、スイッチSW1がオフの場合、第1インピーダンスは、Band40の帯域及びBand1Rxの帯域において容量性を示す。また、スイッチSW2がオフの場合、第2インピーダンスは、Band41の帯域の少なくとも一部において誘導性を示し、かつ、Band1Rxの帯域において容量性を示す。また、スイッチSW3がオフの場合、第3インピーダンスは、Band41の帯域及びBand40の帯域において誘導性を示す。
 これにより、スイッチSW1、スイッチSW2及びスイッチSW3のいずれもオフの場合、Band41の帯域、Band40の帯域及びBand1Rxの帯域のいずれの周波数帯域についても、第1インピーダンス、第2インピーダンス及び第3インピーダンスを複素共役関係に近づけることができる。よって、上記いずれの周波数帯域についても、経路111、経路112及び経路113の合成インピーダンスをスミスチャート上で中心に近づけることができる。したがって、スイッチSW1、スイッチSW2及びスイッチSW3のいずれもオフの場合に、Band41の帯域、Band40の帯域及びBand1Rxの帯域のいずれについても、低ロス化が図られる。
 また、本実施の形態では、経路112上に設けられた共振回路は、経路112上に直列に設けられた弾性波共振子(すなわち共振子reso1)である。
 これに関し、弾性波共振子は、インピーダンスが最小となる共振周波数と、インピーダンスが最大となる反共振周波数と、を有する。この反共振周波数は、共振周波数よりも周波数が高い。このため、共振回路として弾性波共振子を用いることにより、スイッチSW2がオフのとき、経路112のインピーダンスをBand41の帯域において高めることができる。よって、スイッチSW2がオフの場合に、フィルタ22を通過する高周波信号についてBand41の帯域の減衰量を改善する(すなわち減衰量を大きくする)ことができるので、分波特性が向上する。このことは、上記の弾性波共振子の反共振周波数がBand41の帯域近傍に位置する場合に、特に顕著である。また、この構成は、Band41の帯域とBand40の帯域との周波数間隔であるバンド間ギャップが狭い場合に、特に有用である。
 また、本実施の形態では、フィルタ22を構成する1以上の弾性波共振子のうち共通端子100cに最も近く接続された弾性波共振子は、並列腕共振子であり、スイッチSW2がオフの場合、共振回路を構成する弾性波共振子とフィルタ22を構成する1以上の弾性波共振子とは、Band40の帯域の高周波信号を通過させるラダー回路を構成する。
 これにより、フィルタ22を構成する弾性波共振子の個数を削減することが可能となるので、小型化が図られる。
 また、本実施の形態に係るマルチプレクサ10は、高周波フロントエンド回路及びこれを備える通信装置に適用することができる。
 図14は、本実施の形態に係るマルチプレクサ10を備える通信装置1のブロック図である。
 同図に示す通信装置1は、Band41、Band40及びBand1Rxに対応し、高周波フロントエンド回路2と、RFIC3と、アンテナ4と、を備える。なお、通信装置1は、アンテナ4を備えなくてもかまわない。
 高周波フロントエンド回路2は、通信装置1のフロントエンドに設けられ、アンテナ4とRFIC3との間で高周波信号を伝達する。具体的には、高周波フロントエンド回路2は、上記説明したマルチプレクサ10と、マルチプレクサ10に接続された増幅回路201~203を備える。
 本実施の形態では、増幅回路201、202及び203は、それぞれ、Band41、Band40及びBand1Rxに対応するローノイズアンプ(低雑音増幅器)であり、マルチプレクサ10から出力された高周波信号を増幅してRFIC3に出力する。
 RFIC3は、高周波フロントエンド回路2に出力する高周波信号、及び、高周波フロントエンド回路2から入力された高周波信号の少なくとも一方を信号処理するRF信号処理回路を構成する。本実施の形態では、RFIC3は、高周波フロントエンド回路2から入力された高周波信号を信号処理する。
 また、RFIC3は、スイッチSW1~SW3のオン及びオフを切り替える。例えば、RFIC3は、CA動作時のバンドの組み合わせ及び非CA動作時のバンドに対応して、スイッチSW1~SW3のオン及びオフを個別に切り替える。なお、スイッチSW1~SW3のオン及びオフの切り替えは、RFIC3に限らず、例えばBBIC(Baseband Integrated Circuit)または高周波フロントエンド回路2内に設けられた制御IC等により行われてもかまわない。
 このように構成された通信装置1及び高周波フロントエンド回路2によれば、上述したマルチプレクサ10を備えることにより、低ロス化が図られる。つまり、CA対応の通信装置1及び高周波フロントエンド回路2について低ロス化が図られる。
 (実施の形態2)
 実施の形態1では、CA対応のマルチプレクサとして、3バンド対応のマルチプレクサ10について説明した。しかし、CA対応のマルチプレクサは、より多くのバンドに対応してもかまわない。そこで、実施の形態2では、CA対応のマルチプレクサとして、4バンド対応のマルチプレクサについて説明する。
 図15は、実施の形態2に係るマルチプレクサ20の構成を示す図である。
 マルチプレクサ20は、上記実施の形態1に係るマルチプレクサ10に比べ、さらに、Band2の受信帯域(1930-1990MHz:図中では「B2Rx」、以降Band2Rxと称する)に対応する受信用のクワッドプレクサである。具体的には、マルチプレクサ20は、マルチプレクサ10に比べ、整合回路11に代わり整合回路12を有し、さらに、フィルタ24を備える。
 整合回路12は、実施の形態1における整合回路11に比べ、さらに、共振子reso2及びスイッチSW4を有する。共振子reso2は、共通端子100cとフィルタ23とを接続する経路112上に直列に設けられ、かつ、Band1Rxの帯域内にインピーダンスが極小となる共振周波数を有する共振回路の一例である。また、共振子reso2は、Band40の帯域内に反共振周波数を有する。スイッチSW4は、共振子reso2とフィルタ23との間の経路上のノードとグランドとの間に接続された第2スイッチである。
 フィルタ24は、整合回路12を介してマルチプレクサ20の共通端子100cに接続され、本実施の形態における第3周波数帯域の高周波信号を通過させる第3フィルタの一例である。フィルタ24は、一方の入出力端子が整合回路12を介して上記共通端子100cに接続され、他方の入出力端子がマルチプレクサ20の個別端子104に接続されており、本実施の形態ではBand41の高周波信号を通過させる。
 なお、本実施の形態において、フィルタ22及びフィルタ23の各々は第2フィルタに相当する。
 このように構成された4バンド対応のマルチプレクサ20であっても、実施の形態1で説明した3バンド対応のマルチプレクサ10と同様に、CA動作時及び非CA動作時のいずれにおいても、通過帯域において整合をとることができる。
 表2に、使用するバンドと、そのときの経路ごとのスイッチSW1~SW4の状態(オンまたはオフ)、ならびに、そのときのキャパシタC1、共振子reso1、共振子reso2、及び、インダクタL1のインピーダンス機能(Z機能)を示す。なお、表中の「Z機能(B41経路)」、「Z機能(B40経路)」、「Z機能(B1Rx経路)」及び「Z機能(B2Rx経路)」は、それぞれ、キャパシタC1のZ機能、共振子reso1のZ機能、共振子reso2のZ機能、及び、インダクタL1のZ機能である。また、表中において、「●」は対応するスイッチがオフであることを示し、「-」は対応するスイッチがオンであることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 これにより、マルチプレクサ20は、いずれのバンドの組み合わせによるCA動作時であっても、さらには、いずれのバンドの非CA動作時であっても、整合をとることができるため、通過帯域内におけるロスを抑制することができる。
 以下、本実施の形態に係るマルチプレクサ20の特性について、説明する。
 図16は、本実施の形態に係るマルチプレクサ20について、4バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。具体的には、同図の(a)にはこれら通過特性の全体が示され、同図の(b)には同図の(a)の要部が拡大して示されている。
 図17は、本実施の形態に係るマルチプレクサ20について、3バンドのCA動作時の通過特性及び2バンドのCA動作時の通過特性を個別に示すグラフである。具体的には、同図の(a)には、Band41とBand40とBand1RxのCA動作時(3CA(Band41/Band40/Band1Rx))の通過特性が示されている。また、同図の(b)には、Band41とBand40とBand2RxのCA動作時(3CA(Band41/Band40/Band2Rx))の通過特性が示されている。また、同図の(c)には、Band41とBand2RxのCA動作時(2CA(Band41/Band2Rx))の通過特性が示されている。また、同図の(d)には、Band41とBand40のCA動作時(2CA(Band41/Band40))の通過特性が示されている。また、同図の(e)には、Band41とBand1RxとBand2RxのCA動作時(3CA(Band41/Band1Rx/Band2Rx))の通過特性が示されている。
 図16及び図17から明らかなように、マルチプレクサ20は、いずれのバンドの組み合わせによるCA動作時であっても、さらには、いずれのバンドの非CA動作時であっても、通過帯域内においてロスが抑制されている。
 つまり、本実施の形態によれば、4バンドのCA対応のマルチプレクサ20について、低ロス化が図られる。なお、本実施の形態では、4バンドのCA対応に限らず、5バンド以上のCA対応のマルチプレクサについて、上記説明した構成を適用することにより、低ロス化が図られる。
 すなわち、マルチプレクサは、互いに異なる第2周波数帯域の高周波信号を通過させる複数の第2フィルタを備えていればよい。また、整合回路は、複数の第2フィルタに対応する複数の共振回路と、複数の共振回路と複数の第2フィルタとの間の複数の第2経路上のノードとグランドとの間に接続された複数の第2スイッチと、を有していればよい。また、複数の共振回路は、それぞれ、対応する複数の第2フィルタの第2周波数帯域内に共振周波数を有していればよい。
 これにより、4バンド以上のCA対応のマルチプレクサについて、低ロス化が図られる。
 なお、共振回路が共振周波数及び反共振周波数を有する弾性波共振子の場合、分波特性向上の観点から、弾性波共振子は次の反共振周波数を有することが好ましい。すなわち、弾性波共振子の反共振周波数は、第1周波数帯域、互いに異なる複数の第2周波数帯域、及び、第3周波数帯域のうち、当該弾性波共振子の共振周波数が含まれる帯域に対して高周波数側に隣り合う周波数帯域内に位置することが好ましい。このような構成は分波特性を向上できるため、バンド間ギャップが狭い4バンド以上のCA対応可能のマルチプレクサに有用である。
 (実施の形態3)
 ここまで、マルチプレクサが有する複数のフィルタは3GPPで規定された複数のバンドに対応するとした。しかし、これら複数のフィルタは、より広帯域のバンドに対応してもよい。そこで、実施の形態3では、広帯域のバンドに対応するマルチプレクサについて説明する。
 図18は、実施の形態3に係るマルチプレクサ30の構成を示す図である。
 マルチプレクサ30は、HB2帯(2500-2690MHz)、HB1帯(2300-2400MHz)、及び、MB帯(1428-2200MHz)に対応するトリプレクサである。このマルチプレクサ30は、上記実施の形態1に係るマルチプレクサ10に比べ、フィルタ21~23に代わり、フィルタ31~33を備える。つまり、マルチプレクサ30は、第1フィルタとしてHB2帯に対応したフィルタ31を有し、第2フィルタとしてHB1帯に対応したフィルタ32を有し、第3フィルタとしてMB帯に対応したフィルタ33を有する。
 このように構成されたマルチプレクサ30であっても、実施の形態1で説明したマルチプレクサ10と同様に、CA動作時及び非CA動作時のいずれにおいても、通過帯域において整合をとることができる。
 図19は、本実施の形態に係るマルチプレクサ30について、3バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。具体的には、同図の(a)にはこれら通過特性の全体が示され、同図の(b)には同図の(a)の要部が拡大して示されている。
 図20は、本実施の形態に係るマルチプレクサ30について、2バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を個別に示すグラフである。具体的には、同図の(a)には、HB1帯とHB2帯のCA動作時(2CA(HB1/HB2))の通過特性が示されている。また、同図の(b)には、MB帯とHB2帯のCA動作時(2CA(MB/HB2))の通過特性が示されている。また、同図の(c)には、MB帯とHB1帯のCA動作時(2CA(MB/HB1))の通過特性が示されている。また、同図の(d)には、HB2帯の非CA動作時(Non-CA(HB2))の通過特性が示されている。また、同図の(e)には、HB1帯の非CA動作時(Non-CA(HB1))の通過特性が示されている。また、同図の(f)には、MB帯の非CA動作時(Non-CA(MB))の通過特性が示されている。
 図19及び図20から明らかなように、マルチプレクサ30は、いずれのバンドの組み合わせによるCA動作時であっても、さらには、いずれのバンドの非CA動作時であっても、通過帯域内においてロスが抑制されている。
 このマルチプレクサ30についても、実施の形態1に係るマルチプレクサ10と同様に、高周波フロントエンド回路及びこれを備える通信装置に適用することができる。
 図21は、本実施の形態に係るマルチプレクサ30を備える通信装置1Aのブロック図である。
 同図に示す通信装置1Aは、HB2帯に包含されるBand7、Band38及びBand41と、HB1帯に包含されるBand30及びBand40と、MB帯に包含されるBand1、Band4及びBand66と、に対応し、実施の形態1に係る通信装置1に比べて、高周波フロントエンド回路2Aの構成が異なる。具体的には、高周波フロントエンド回路2Aは、上記説明したマルチプレクサ30と、マルチプレクサ30に接続されたバンド切り替え用のスイッチ301~303と、各バンドに対応するフィルタからなるフィルタ群100と、各バンドに対応する増幅回路からなる増幅回路群200と、を備える。スイッチ301~303は、それぞれ、共通端子がフィルタ31~33に接続され、複数の選択端子がフィルタ群100に接続されている。スイッチ301~303は、RFIC3等の制御部からの制御信号にしたがって、共通端子に接続される選択端子を切り替える。これにより、CA動作時及び非CA動作時に、選択されるバンドが切り替えられる。増幅回路群200を複数の増幅回路は、フィルタ群100を通過した高周波信号を増幅するローノイズアンプである。
 このように構成された通信装置1A及び高周波フロントエンド回路2Aによれば、上述したマルチプレクサ30を備えることにより、低ロス化が図られる。
 (実施の形態4)
 実施の形態3で説明した広帯域のバンドに対応するマルチプレクサは、実施の形態2と同様に、4バンドに対応してもかまわない。そこで、実施の形態4では、このようなマルチプレクサについて説明する。
 図22は、実施の形態4に係るマルチプレクサ40の構成を示す図である。
 マルチプレクサ40は、上記実施の形態3に係るマルチプレクサ30に比べ、さらに、LB帯(699-960MHz)に対応するクワッドプレクサである。このマルチプレクサ40は、上記実施の形態2に係るマルチプレクサ20に比べ、フィルタ21~24に代わり、フィルタ31~34を備える。つまり、マルチプレクサ40は、第1フィルタとしてHB2帯に対応したフィルタ31を有し、2つの第2フィルタとしてHB1帯に対応したフィルタ32及びMB帯に対応したフィルタ33を有し、第3フィルタとしてLB帯に対応したフィルタ34を有する。
 このように構成されたマルチプレクサ40であっても、実施の形態2で説明したマルチプレクサ20と同様に、CA動作時及び非CA動作時のいずれにおいても、通過帯域において整合をとることができる。
 図23は、本実施の形態に係るマルチプレクサ40について、4バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。具体的には、同図の(a)にはこれら通過特性の全体が示され、同図の(b)には同図の(a)の要部が拡大して示されている。
 図24は、本実施の形態に係るマルチプレクサ40について、3バンドのCA動作時の通過特性及び2バンドのCA動作時の通過特性を個別に示すグラフである。具体的には、同図の(a)には、HB2帯とHB1帯とMB帯のCA動作時(3CA(HB2/HB1/MB))の通過特性が示されている。また、同図の(b)には、HB2帯とHB1帯とLB帯のCA動作時(3CA(HB2/HB1/LB))の通過特性が示されている。また、同図の(c)には、HB2帯とLB帯のCA動作時(2CA(HB2/LB))の通過特性が示されている。また、同図の(d)には、HB2帯とHB1帯のCA動作時(2CA(HB2/HB1))の通過特性が示されている。また、同図の(e)には、HB2帯とMB帯とLB帯のCA動作時(3CA(HB2/MB/LB))の通過特性が示されている。
 図23及び図24から明らかなように、マルチプレクサ40は、いずれのバンドの組み合わせによるCA動作時であっても、さらには、いずれのバンドの非CA動作時であっても、通過帯域内においてロスが抑制されている。
 つまり、本実施の形態によれば、4バンドのCA対応のマルチプレクサ40について、低ロス化が図られる。
 (変形例)
 以上、本発明の実施の形態に係るマルチプレクサ、ならびに、これを備える高周波フロントエンド回路及び通信装置について、実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態及び変形例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係るマルチプレクサ、ならびに、これを備える高周波フロントエンド回路及び通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
 また、例えば、上記説明では、共通端子100cと第2フィルタとを接続する第2経路上に直列に設けられた共振回路として、共振子を例に説明した。しかし、共振回路の構成はこれに限らず、例えば、共振子とこれに直列接続されたキャパシタ等のインピーダンス素子とで構成されていてもかまわないし、共振子とこれに並列接続されたキャパシタ等のインピーダンス素子とで構成されていてもかまわない。さらには、当該共振回路は、共振子を有する構成に限らず、例えば、図25に示すように、インダクタL2とキャパシタC2とが直列接続されたLC直列共振回路であってもかまわない。図25は、第1の変形例に係るマルチプレクサ50の構成を示す図である。
 同図に示すマルチプレクサ50は、HB2帯、MB帯及びLB帯に対応するトリプレクサであり、実施の形態3に係るマルチプレクサ30に比べ、整合回路15の構成が異なるとともに、第2フィルタとしてMB帯対応のフィルタ33を有し、第3フィルタとしてLB対応のフィルタ34を備える。整合回路15は、実施の形態3における整合回路11に比べ、共振子reso1に代わり、上記のLC直列共振回路を有する。
 図26は、マルチプレクサ50について、3バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。具体的には、同図の(a)にはこれら通過特性の全体が示され、同図の(b)には同図の(a)の要部が拡大して示されている。
 図27は、マルチプレクサ50について、2バンドのCA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を個別に示すグラフである。具体的には、同図の(a)には、MB帯とHB2帯のCA動作時(2CA(MB/HB2))の通過特性が示されている。また、同図の(b)には、LB帯とHB2帯のCA動作時(2CA(LB/HB2))の通過特性が示されている。また、同図の(c)には、LB帯とMB帯のCA動作時(2CA(LB/MB))の通過特性が示されている。また、同図の(d)には、HB2帯の非CA動作時(Non-CA(HB2))の通過特性が示されている。また、同図の(e)には、MB帯の非CA動作時(Non-CA(MB))の通過特性が示されている。また、同図の(f)には、LB帯の非CA動作時(Non-CA(LB))の通過特性が示されている。
 図26及び図27から明らかなように、マルチプレクサ50は、いずれのバンドの組み合わせによるCA動作時であっても、さらには、いずれのバンドの非CA動作時であっても、通過帯域内においてロスが抑制されている。
 またマルチプレクサ50によれば、素子値を容易に調整することができるインダクタL2及びキャパシタC2によって共振回路を構成することにより、より高い精度で整合をとることができる。したがって、不整合による損失をさらに抑制することができるので、さらなる低ロス化が図られる。
 また、図28に示すマルチプレクサ10Aのように、第1~第3経路である経路111~113は、互いに共通接続されて共通端子100cに接続され、これらの共通接続部分には、インダクタ(第3インダクタ)が設けられていてもかまわない。図28は、第2の変形例に係るマルチプレクサ10Aの構成を示す図である。同図に示すマルチプレクサ10Aは、実施の形態1に係るマルチプレクサ10とほぼ同様であるが、経路111~113が共通接続されたノードと共通端子100cとの間に、インダクタを含む回路Lmが設けられている点が異なる。当該回路Lmとしては、同図の下側に示すように、例えば、経路111~113の共通接続部分とグランドとの間に接続されたインダクタ、あるいは、当該インダクタとこれに直列接続されたスイッチとで構成される直列回路や、当該共通接続部分に直列に設けられたインダクタ、あるいは、当該インダクタとこれに並列接続されたスイッチとで構成される並列回路が用いられる。
 このようなインダクタ(第3インダクタ)が設けられていることにより、整合回路11に加え、当該インダクタによっても整合の微調整を行うことができるので、より高精度に整合をとることができる。よって、不整合による反射損をさらに抑制できるため、さらなる低ロス化が可能となる。このことは、フィルタ21~23が弾性波フィルタ等の容量性を示すインピーダンスを有する場合に、特に顕著である。
 ただし、当該インダクタを設けると、当該インダクタのQ値に起因してマルチプレクサ10A内のロスが増加し得る。そのため、このようなインダクタは、不整合による反射損及び当該インダクタのQ値に起因するロス等を考慮して、適宜設けられればよい。
 また、上記説明では、3バンド以上のマルチプレクサを例に説明したが、本発明は、2バンドのマルチプレクサに適用してもかまわない。
 図29は、第3の変形例に係るマルチプレクサ60の構成を示す図である。同図に示すマルチプレクサ60は、実施の形態1に係るマルチプレクサ10に比べ、経路111及び経路113に対応する構成を有し、経路112に対応する構成を有さない。つまり、本実施の形態における整合回路16は、実施の形態1における整合回路11に比べ、共振子reso1及びスイッチSW2を有さない。また、マルチプレクサ60は、第3フィルタとして、Band1Rxに対応するフィルタ23に代わり、Band40に対応するフィルタ22を備える。つまり、本変形例では、Band41が第1周波数帯域に相当し、Band40が第3周波数帯域に相当する。
 図30Aは、第3の変形例において、スイッチSW1がオフのとき、共通端子100cからBand41に対応する経路111を見たインピーダンス(以降、状態xxi)を示すスミスチャートである。同図に示すように、当該インピーダンスは、Band41においてスミスチャート上で中心より左下の第三象限に位置し、かつ、Band40において容量性を示す。
 図30Bは、第3の変形例において、スイッチSW3がオフのとき、共通端子100cからBand40に対応する経路113を見たインピーダンス(以降、状態xxii)を示すスミスチャートである。同図に示すように、当該インピーダンスは、Band40においてスミスチャート上で中心より左上の第二象限に位置し、かつ、Band41において誘導性を示す。
 このようなインピーダンス設計により、本変形例に係るマルチプレクサ60は、整合回路16のスイッチSW1及びSW3のオン及びオフが適宜切り替えられることで、いかなる動作時であっても整合をとることができる。以下、そのメカニズムについて、説明する。
 図31は、第3の変形例において、2バンドのCA動作時(2CA(Band40/Band41))における整合のメカニズムを説明する模式図である。
 2バンドのCA動作時には、スイッチSW1及びSW3のいずれもオフとされる。これにより、共通端子100cのインピーダンスは、同図の上段に示す状態xxi及び状態xxiiの合成インピーダンスとなる。このとき、上述のインピーダンス設計により、Band41及びBand40のいずれのバンドについても、状態xxi及び状態xxiiを複素共役関係に近づけることができる。よって、状態iv及び状態iiiの合成インピーダンス(以下、状態xxiii)は、Band41,40のいずれの帯域においても、スミスチャート上の中心付近に集まる。
 したがって、マルチプレクサ60は、CA動作時において、2バンド全ての帯域について整合をとることができる。
 図32Aは、第3の変形例において、Band41の非CA動作時(Non-CA(Band41))における整合のメカニズムを説明する模式図である。
 Band41の非CA動作時には、スイッチSW1がオフとされ、かつ、スイッチSW3がオンとされる。よって、このとき、インダクタL1は、Band41のフィルタ21に対して、共通端子100cとグランドとの間に接続された整合素子として機能する。
 これにより、共通端子100cのインピーダンスは、同図の上段に示す状態xxiに対してインダクタL1の付与によるインピーダンス変換がなされたインピーダンスとなる。具体的には、当該インピーダンスは、インダクタL1の付与により、スミスチャート上で等コンダクタンス円上を反時計回りにシフトするため、状態xxiから状態xxivへと変換され、Band41の帯域においてスミスチャート上の中心に近づく。
 図32Bは、第3の変形例において、Band40の非CA動作時(Non-CA(Band40))における整合のメカニズムを説明する模式図である。
 Band40の非CA動作時には、スイッチSW1がオンとされ、かつ、スイッチSW3がオフとされる。よって、このとき、キャパシタC1は、Band41のフィルタ22に対して、共通端子100cとグランドとの間に接続された整合素子として機能する。
 これにより、共通端子100cのインピーダンスは、同図の上段に示す状態xxiiに対してキャパシタC1の付与によるインピーダンス変換がなされたインピーダンスとなる。具体的には、当該インピーダンスは、キャパシタC1の付与により、スミスチャート上で等コンダクタンス円上を時計回りにシフトするため、状態xxiiから状態xxvへと変換され、Band40の帯域においてスミスチャート上の中心に近づく。
 したがって、マルチプレクサ60は、Band40及びBand41のいずれの非CA動作時においても、整合をとることができる。
 図33は、第3の変形例に係るマルチプレクサ60について、CA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性を併せて示すグラフである。具体的には、同図の(a)にはこれら通過特性の全体が示され、同図の(b)には同図の(a)の要部が拡大して示されている。
 同図から明らかなように、マルチプレクサ60は、CA動作時であっても、いずれのバンドの非CA動作時であっても、通過帯域内においてロスが抑制されている。このことは、上述した整合のメカニズムによって不整合によるロス(反射損)が抑制されることにもよるが、上記説明した3バンド以上のマルチプレクサと同様に、Q値の悪い回路素子に起因するマルチプレクサ60内のロスが抑制されることにもよる。これについて、整合回路16に代わり上記説明した整合回路911が設けられた比較例と比較して説明する。
 図34は、CA動作時の通過特性及び非CA動作時の通過特性について、第3の変形例とその比較例とを比較して示す図である。具体的には、同図の(a)には図33の(b)に示した第3の変形例に係るマルチプレクサ60の特性が示されており、同図の(b)にはその比較例に係るマルチプレクサの特性が示されている。
 同図の(a)と(b)とを比較すると明らかなように、2バンドのマルチプレクサ60であっても、CA動作時及び非CA動作時のいずれにおいても、整合回路911を用いた比較例に比べて通過帯域内のロスが抑制されている。すなわち、Q値の悪いインダクタの個数を削減できるため、低ロス化が図られる。
 図35は、第4の変形例に係るマルチプレクサ70の構成を示す図である。同図に示すマルチプレクサ70は、第3の変形例に係るマルチプレクサ60に比べ、経路112およびフィルタ22が付加されている。つまり、第4の変形例に係るマルチプレクサ70は、第3の変形例に係るマルチプレクサ60に比べ、経路112上に配置された整合回路素子およびフィルタ22を有する。
 マルチプレクサ70は、共通端子100cと、整合回路17と、フィルタ21、22および23と、を備える。
 フィルタ21は、整合回路17を介して共通端子100cに接続され、Band-A(第1周波数帯域)の高周波信号を通過させる第1フィルタである。フィルタ23は、整合回路17を介して共通端子100cに接続され、Band-A(第1周波数帯域)よりも周波数が低いBand-C(第3周波数帯域)の高周波信号を通過させる第3フィルタである。フィルタ22は、整合回路17を介して共通端子100cに接続され、Band-A(第1周波数帯域)よりも周波数が低く、かつBand-C(第3周波数帯域)よりも周波数が高いBand-B(第2周波数帯域)の高周波信号を通過させる第2フィルタである。
 整合回路17は、キャパシタC1およびC2と、インダクタL1と、スイッチSW1、SW2およびSW3と、を有している。
 キャパシタC1は、共通端子100cとフィルタ21とを接続する経路111(第1経路)上に直列に設けられた第1キャパシタである。キャパシタC2は、共通端子100cとフィルタ22とを接続する経路112(第2経路)上に直列に設けられた第2キャパシタである。インダクタL1は、共通端子100cとフィルタ23とを接続する経路113(第3経路)上に直列に設けられた第1インダクタである。
 スイッチSW1は、キャパシタC1とフィルタ21との間の経路111上のノードとグランドとの間に接続された第1スイッチである。スイッチSW2は、キャパシタC2とフィルタ22との間の経路112上のノードとグランドとの間に接続された第2スイッチである。スイッチSW3は、インダクタL1とフィルタ23との間の経路113上のノードとグランドとの間に接続された第3スイッチである。
 図36Aは、本変形例において、スイッチSW1がオフのとき、共通端子100cからBand-Aに対応する経路111を見たインピーダンス(以降、状態xxxi)を示すスミスチャートである。同図に示すように、スイッチSW1がオフの場合、共通端子100cから見たBand-Aに対応する経路111のインピーダンス(状態xxxi)は、Band-Aの帯域において、スミスチャート上で第三象限に位置するように設定されている。また、当該インピーダンスは、Band-Aよりも周波数が低いBand-B及びBand-Cの帯域において、スミスチャート上で第三象限または第四象限に位置するように設定されている。つまり、当該インピーダンスは、Band-B及びBand-Cの帯域において、容量性を示すように設定されている。本変形例では、当該インピーダンスは、Band-Bの帯域において、スミスチャート上で第三象限および第四象限に位置するように設定され、Band-Cの帯域において、スミスチャート上で第四象限に位置するように設定されている。
 図36Bは、本変形例において、スイッチSW2がオフのとき、共通端子100cからBand-Bに対応する経路112を見たインピーダンス(以降、状態xxxii)を示すスミスチャートである。同図に示すように、スイッチSW2がオフの場合、共通端子100cから見たBand-Bに対応する経路112のインピーダンスは、Band-Bの帯域において、スミスチャート上で中心付近に位置するように設定されている。また、当該インピーダンスは、Band-Bよりも周波数が高いBand-Aの帯域において、スミスチャート上で少なくとも一部が第一象限または第二象限に位置するように設定されており、Band-Bよりも周波数が低いBand-Cの帯域において、スミスチャート上で第三象限または第四象限に位置するように設定されている。つまり、当該インピーダンスは、Band-Aの帯域の少なくとも一部において誘導性を示し、かつ、Band-Cの帯域において容量性を示すように設定されている。本変形例では、当該インピーダンスは、Band-Aの帯域の一部において誘導性を示し、Band-Aの帯域の他部において容量性を示すように設定されている。つまり、当該インピーダンスは、Band-Aにおいて、スミスチャート上で実軸をまたぐ範囲に設定されている。具体的には、当該インピーダンスは、Band-Aの帯域の一部において、スミスチャート上で第一象限に位置し、Band-Aの帯域の他部においてスミスチャート上で第四象限に位置する。また、当該インピーダンスは、Band-Cの帯域において、スミスチャート上で第四象限に位置する。
 図36Cは、本変形例において、スイッチSW3がオフのとき、共通端子100cからBand-Cに対応する経路113を見たインピーダンス(以降、状態xxxiii)を示すスミスチャートである。同図に示すように、スイッチSW3がオフの場合、共通端子100cから見たBand-Cに対応する経路113のインピーダンスは、Band-Cの帯域において、スミスチャート上で第二象限に位置するように設定されている。また、当該インピーダンスは、Band-Cよりも周波数が高いBand-A及びBand-Bの帯域において、スミスチャート上で第一象限または第二象限に位置するように設定されている。つまり、当該インピーダンスは、Band-A及びBand-Bの帯域において誘導性を示す。本変形例では、当該インピーダンスは、Band-Aの帯域において、スミスチャート上で第一象限に位置するように設定され、Band-Bの帯域において、スミスチャート上で第一象限および第二象限に位置するように設定されている。
 また、図36Aに示したインピーダンス(状態xxxi)と、図36Bに示したインピーダンス(状態xxxii)と、図36Cに示したインピーダンス(状態xxxiii)とは、Band-A,B,Cの帯域において、複素共役関係となるように設定されている。つまり、状態xxxi~xxxiiiは、Band-A,B,Cの帯域において複素成分が互いにキャンセルされるように設定されている。
 ここまで説明したインピーダンスの設定は、フィルタ21~23の共通端子100c側インピーダンス、ならびに、整合回路17を構成するキャパシタC1、C2及びインダクタL1の素子値を適宜調整することにより実現される。
 これに関し、本実施の形態では、上述したように、フィルタ21~23は弾性波フィルタである。このため、フィルタ21~23の各々において、共通端子100cに最も近く接続された弾性波共振子のインピーダンスを、他の弾性波共振子よりも高くまたは低く設計することにより、共通端子100c側インピーダンスを調整することができる。また、例えば、フィルタ21~23がSAW共振子で構成されている場合、IDT電極を構成する電極指のピッチ、交叉幅、電極指対数、反射器-IDT電極間隔などの電極パラメータを調整することにより、共通端子100c側インピーダンスを調整することができる。
 上述した経路111~113のインピーダンス設計によって、本変形例に係るマルチプレクサ70は、整合回路17のスイッチSW1~SW3のオン及びオフが適宜切り替えられることで、いかなる動作時であっても整合をとることができる。
 図37は、本変形例において、3バンドのCA動作時(3CA(Band-A/B/C))における整合を説明する模式図である。3バンドのCA動作時、すなわち、マルチプレクサ70がBand―A、B及びCの高周波信号を同時に伝達する場合、スイッチSW1、スイッチSW2及びスイッチSW3の各々がオフとされる。これにより、共通端子100cのインピーダンスは、同図の上段に示す状態xxxi~xxxiiiの合成インピーダンスとなる。
 具体的には、本変形例では、上述したように、状態xxxi~状態xxxiiiの合成インピーダンスは、Band-A,B,Cの帯域において、複素共役関係となるように設定されている。よって、上記合成インピーダンスは、同図の下段に示すように、Band-A,B,Cのいずれの帯域においても、スミスチャート上の中心付近に集まる。
 したがって、マルチプレクサ70は、3バンドのCA動作時において、3バンド全ての帯域について整合をとることができる。言い換えると、共通端子100cのインピーダンスは、Band-A,B,Cの全ての帯域において約50Ωに整合された状態となる。
 また、Band-A、B、Cの非CA動作時については、実施の形態1に係るマルチプレクサ10と同様に、スイッチSW1、SW2、およびSW3を、適宜オンまたはオフとすることにより、共通端子100cのインピーダンスは、Band-A、B、Cのそれぞれにおいて約50Ωに整合された状態とすることが可能となる。
 さらに、Band-A、B、Cのうち2つのバンドを同時動作させる2CA動作時についても、実施の形態1に係るマルチプレクサ10と同様に、スイッチSW1、SW2、およびSW3を適宜オンまたはオフとすることにより、共通端子100cのインピーダンスは、Band-A、B、Cのうち選択された2つのバンドにおいて約50Ωに整合された状態とすることが可能となる。
 以上のように、本変形例に係るマルチプレクサ70によれば、CA動作時及び非CA動作時のいずれにおいても、通過帯域において整合をとることが可能となる。
 なお、本変形例に係るマルチプレクサ70において、第2経路に配置されたキャパシタC2に替えて、インダクタL2(第2インダクタ)を直列配置してもよい。第2経路にキャパシタC2が直列配置された本変形例に係るマルチプレクサ70によれば、通過帯域内の挿入損失を低減することができる。一方、第2経路にインダクタL2が直列配置されたマルチプレクサでは、高調波帯域の減衰量を大きく確保することが可能となる。
 図38は、第5の変形例に係るマルチプレクサ80の構成を示す図である。同図に示すマルチプレクサ80は、第3の変形例に係るマルチプレクサ60に比べ、経路114に配置されたフィルタ回路18Cおよびフィルタ24が付加されている点、および、整合回路18がフィルタ機能を有している点が異なる。
 マルチプレクサ80は、共通端子100cと、整合回路18と、フィルタ21、23および24と、を備える。
 フィルタ21は、整合回路18を介して共通端子100cに接続され、Band-A(第1周波数帯域)の高周波信号を通過させる第1フィルタである。フィルタ23は、整合回路18を介して共通端子100cに接続され、Band-A(第1周波数帯域)よりも周波数が低いBand-B(第3周波数帯域)の高周波信号を通過させる第3フィルタである。フィルタ25は、整合回路18を介して共通端子100cに接続され、Band-A(第1周波数帯域)およびBand-B(第3周波数帯域)と異なるBand-C(第4周波数帯域)の高周波信号を通過させる第4フィルタである。
 整合回路18は、ハイパスフィルタ18Aと、ローパスフィルタ18Bおよび18Cとを有している。
 ハイパスフィルタ18Aは、共通端子100cとフィルタ21との間に配置され、インダクタL11と、キャパシタC1(第1キャパシタ)、C11、C12およびC13と、スイッチSW1(第1スイッチ)と、を備える。キャパシタC1およびC11は、共通端子100cとフィルタ21とを結ぶ経路111(第1経路)上に直列配置されている。インダクタL11およびキャパシタC12は、LC直列回路を構成している。キャパシタC13とスイッチSW1とが直列接続された回路が、インダクタL11およびキャパシタC12の接続ノードとグランドとの間に接続されている。上記構成によれば、スイッチSW1のオンおよびオフにより、ハイパスフィルタ18Aの低周波側減衰極および通過帯域低周波側端部が可変する。つまり、ハイパスフィルタ18Aは、キャパシタC1を含み、かつ、Band-A(第1周波数帯域)の高周波信号を通過させるフィルタである。なお、ハイパスフィルタ18Aは、所定の通過帯域を有するバンドパスフィルタであってもよい。
 ローパスフィルタ18Bは、共通端子100cとフィルタ23との間に配置され、インダクタL1(第1インダクタ)、L31、L32およびL33と、キャパシタC31、C32、C33、C34およびC35と、スイッチSW3(第3スイッチ)と、を備える。インダクタL1およびL31は、共通端子100cとフィルタ23とを結ぶ経路113(第3経路)上に直列配置されている。より具体的には、インダクタL1とキャパシタC31とが並列接続された直列腕回路、および、インダクタL31とキャパシタC32とが並列接続された直列腕回路は、経路113に互いに直列に接続されている。上記2つの直列腕回路は、それぞれ、LC並列共振回路を構成している。インダクタL32およびキャパシタC33は、LC直列回路を構成している。キャパシタC34とスイッチSW3とが直列接続された回路が、インダクタL32およびキャパシタC33の接続ノードとグランドとの間に接続されている。上記構成によれば、スイッチSW3のオンおよびオフにより、ローパスフィルタ18Bの高周波側減衰極および通過帯域高周波側端部が可変する。つまり、ローパスフィルタ18Bは、インダクタL1を含み、かつ、Band-B(第3周波数帯域)の高周波信号を通過させるフィルタである。なお、ローパスフィルタ18Bは、所定の通過帯域を有するバンドパスフィルタであってもよい。
 ローパスフィルタ18Cは、共通端子100cとフィルタ25との間に配置され、インダクタL41およびL42と、キャパシタC41、C42、C43およびC44と、を備えた第4回路である。より具体的には、インダクタL41とキャパシタC41とが並列接続された直列腕回路、および、インダクタL42とキャパシタC42とが並列接続された直列腕回路は、共通端子100cとフィルタ25とを結ぶ経路114(第4経路)に互いに直列に接続されている。つまり、ローパスフィルタ18Cは、1以上のインダクタおよび1以上のキャパシタを有し、スイッチを含まない周波数固定型のフィルタ回路である。つまり、ローパスフィルタ18Cは、スイッチを含まずに共通端子100cとフィルタ25とを接続する第4経路上に設けられたキャパシタまたはインダクタを含み、かつ、Band-C(第4周波数帯域)の高周波信号を通過させるフィルタである。なお、ローパスフィルタ18Cは、所定の通過帯域を有するバンドパスフィルタであってもよい。
 上記第5の変形例に係るマルチプレクサ80においても、CA動作時及び非CA動作時のいずれにおいても、整合回路18により通過帯域内のロスを抑制することが可能となる。
 なお、第5の変形例に係るマルチプレクサ80において、フィルタ25およびローパスフィルタ18Cが配置されていない構成、つまり、Band-A(第1周波数帯域)の経路111に配置されたハイパスフィルタ18Aおよびフィルタ21、ならびに、Band-B(第3周波数帯域)の経路113に配置されたローパスフィルタ18Bおよびフィルタ23のみを有する構成も、本発明に含まれる。
 また、上記説明では、50Ω系に用いられるマルチプレクサを例に説明した。このため、共通端子100cのインピーダンスを約50Ωに整合させることを「整合をとる」として説明した。しかし、マルチプレクサはこれに限らず、75Ω系等の他のインピーダンス系に用いられてもかまわない。つまり、整合をとるとは、マルチプレクサの共通端子100cにおけるインピーダンスを、当該マルチプレクサが用いられる伝送系のインピーダンスに近づけることにより、不整合による損失を抑制(理想的にはゼロ)とすることを言う。
 また、上記説明では、マルチプレクサを構成する複数のフィルタは、弾性波フィルタであるとした。しかし、これら複数のフィルタの構成は、これに限らず、例えば誘電体フィルタであってもLCフィルタであってもよいし、LCフィルタを構成する複数のキャパシタのうち少なくとも1つが弾性波共振子に置換されたフィルタであってもかまわない。
 また、例えば、マルチプレクサにおいて、さらに、インダクタやキャパシタが接続されていてもよいし、抵抗素子などのインダクタおよびキャパシタ以外の回路素子が接続されていてもかまわない。
 また、上記説明したマルチプレクサは、アンテナ4から共通端子100cに入力された高周波信号を分波する、あるいは、個別端子に入力された複数の高周波信号を合波するマルチプレクサとして用いられるだけでなく、例えば、増幅回路等から複数の個別端子に入力された高周波信号を合波して共通端子100cからRFIC等に出力するコンバイナとして用いられてもかまわない。
 また、マルチプレクサが備える複数のフィルタは、上記構成に限らない。例えば、当該複数のフィルタのうち少なくとも1つは、ラダー回路に限らず、縦結合共振器を有する構成であってもかまわない。さらには、例えば、当該複数のフィルタのうち少なくとも1つは、弾性波フィルタに限らず、誘電体フィルタあるいはLCフィルタ等であってもかまわない。
 本発明は、複数の周波数帯域に対応する低ロスの高周波フロントエンド回路および通信装置に用いられるマルチプレクサとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
 1、1A  通信装置
 2、2A  高周波フロントエンド回路
 3  RFIC
 4  アンテナ
 10、10A、20、30、40、50、60、70、80、90  マルチプレクサ
 11、12、15、16、17、18、911  整合回路
 18A  ハイパスフィルタ
 18B、18C  ローパスフィルタ
 21~25、31~34  フィルタ
 100c  共通端子
 101~105  個別端子
 111、112、113、114  経路
 200  増幅回路群
 201~203  増幅回路
 C1、C11、C12、C13、C2、C31、C32、C33、C34、C35、C41、C42、C43、C44、C91、C92  キャパシタ
 L1、L11、L2、L31、L32、L33、L41、L42、L91、L92、Ls  インダクタ
 MSL1~MSL3  伝送線路
 p21~p23、p31~p33  並列腕共振子
 reso1、reso2 共振子
 s21~s23、s31~s34  直列腕共振子
 SW1~SW4  スイッチ
 SW91、SW92  接地スイッチ

Claims (20)

  1.  共通端子と、
     整合回路と、
     前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、第1周波数帯域の高周波信号を通過させる第1フィルタと、
     前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、前記第1周波数帯域よりも周波数が低い第2周波数帯域の高周波信号を通過させる第2フィルタと、
     前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、前記第2周波数帯域よりも周波数が低い第3周波数帯域の高周波信号を通過させる第3フィルタと、を備え、
     前記整合回路は、
      前記共通端子と前記第1フィルタとを接続する第1経路上に直列に設けられた第1キャパシタと、
      前記第1キャパシタと前記第1フィルタとの間の前記第1経路上のノードとグランドとの間に接続された第1スイッチと、
      前記共通端子と前記第2フィルタとを接続する第2経路上に直列に設けられ、かつ、前記第2周波数帯域内にインピーダンスが極小となる共振周波数を有する共振回路と、
      前記共振回路と前記第2フィルタとの間の前記第2経路上のノードとグランドとの間に接続された第2スイッチと、
      前記共通端子と前記第3フィルタとを接続する第3経路上に直列に設けられた第1インダクタと、
      前記第1インダクタと前記第3フィルタとの間の前記第3経路上のノードとグランドとの間に接続された第3スイッチと、を有する、
     マルチプレクサ。
  2.  前記第1スイッチは、前記マルチプレクサが前記第1周波数帯域の高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされ、
     前記第2スイッチは、前記マルチプレクサが前記第2周波数帯域の高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされ、
     前記第3スイッチは、前記マルチプレクサが前記第3周波数帯域の高周波信号を伝達する場合にオフとされ、かつ、他の場合にオンとされる、
     請求項1に記載のマルチプレクサ。
  3.  前記マルチプレクサが前記第1周波数帯域の高周波信号のみを伝達する場合、前記第1スイッチがオフとされ、かつ、前記第2スイッチ及び前記第3スイッチの各々がオンとされ、
     前記マルチプレクサが前記第2周波数帯域の高周波信号のみを伝達する場合、前記第2スイッチがオフとされ、かつ、前記第1スイッチ及び前記第3スイッチの各々がオンとされ、
     前記マルチプレクサが前記第3周波数帯域の高周波信号のみを伝達する場合、前記第3スイッチがオフとされ、かつ、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの各々がオンとされる、
     請求項1または2に記載のマルチプレクサ。
  4.  前記マルチプレクサが前記第1周波数帯域及び前記第2周波数帯域の高周波信号を同時に伝達する場合、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの各々がオフとされ、かつ、前記第3スイッチがオンとされ、
     前記マルチプレクサが前記第1周波数帯域及び前記第3周波数帯域の高周波信号を同時に伝達する場合、前記第1スイッチ及び前記第3スイッチの各々がオフとされ、かつ、前記第2スイッチがオンとされ、
     前記マルチプレクサが前記第2周波数帯域及び前記第3周波数帯域の高周波信号を同時に伝達する場合、前記第2スイッチ及び前記第3スイッチの各々がオフとされ、かつ、前記第1スイッチがオンとされる、
     請求項1~3のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。
  5.  前記マルチプレクサが前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域及び前記第3周波数帯域の高周波信号を同時に伝達する場合、前記第1スイッチ、前記第2スイッチ及び前記第3スイッチの各々がオフとされる、
     請求項1~4のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。
  6.  前記第1スイッチがオフの場合、前記共通端子から前記第1経路を見た第1インピーダンスは、前記第1周波数帯域においてスミスチャート上で中心より左下の第三象限に位置し、
     前記第2スイッチがオフの場合、前記共通端子から前記第2経路を見た第2インピーダンスは、前記第2周波数帯域においてスミスチャート上で中心付近に位置し、
     前記第3スイッチがオフの場合、前記共通端子から前記第3経路を見た第3インピーダンスは、前記第3周波数帯域においてスミスチャート上で中心より左上の第二象限に位置する、
     請求項1~5のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。
  7.  前記第1スイッチがオフの場合、前記第1インピーダンスは、前記第2周波数帯域及び前記第3周波数帯域において容量性を示し、
     前記第2スイッチがオフの場合、前記第2インピーダンスは、前記第1周波数帯域の少なくとも一部において誘導性を示し、かつ、前記第3周波数帯域において容量性を示し、
     前記第3スイッチがオフの場合、前記第3インピーダンスは、前記第1周波数帯域及び前記第2周波数帯域において誘導性を示す、
     請求項6に記載のマルチプレクサ。
  8.  前記共振回路は、前記第2経路上に直列に設けられた弾性波共振子である、
     請求項1~7のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。
  9.  前記第2フィルタは、1以上の弾性波共振子により構成された弾性波フィルタであり、
     前記第2フィルタを構成する前記1以上の弾性波共振子のうち前記共通端子に最も近く接続された弾性波共振子は、並列腕共振子または直列腕共振子であり、
     前記第2スイッチがオフの場合、前記共振回路を構成する前記弾性波共振子と前記第2フィルタを構成する前記1以上の弾性波共振子とは、前記第2周波数帯域の高周波信号を通過させるラダー回路を構成する、
     請求項8に記載のマルチプレクサ。
  10.  前記共振回路は、インダクタとキャパシタとが直列接続されたLC直列共振回路である、
     請求項1~7のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。
  11.  前記第1フィルタは、1以上の弾性波共振子により構成された弾性波フィルタであり、
     前記第1経路上の前記第1スイッチが接続されたノードと前記第1フィルタとの間、及び、前記第1フィルタの一方の入出力端子と他方の入出力端子とを結ぶ経路上のうち、少なくとも一方には、第2インダクタが直列に設けられている、
     請求項1~10のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。
  12.  前記第1フィルタ、前記第2フィルタ及び前記第3フィルタの各々は、1以上の弾性波共振子により構成された弾性波フィルタである、
     請求項1~11のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。
  13.  前記第1経路、前記第2経路及び前記第3経路は、互いに共通接続されて前記共通端子に接続され、
     前記マルチプレクサは、さらに、前記第1経路、前記第2経路及び前記第3経路の共通接続部分に接続された第3インダクタを備える、
     請求項1~12のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。
  14.  前記マルチプレクサは、互いに異なる前記第2周波数帯域の高周波信号を通過させる複数の前記第2フィルタを備え、
     前記整合回路は、
      複数の前記第2フィルタに対応する複数の前記共振回路と、
      複数の前記共振回路と複数の前記第2フィルタとの間の複数の前記第2経路上のノードとグランドとの間に接続された複数の前記第2スイッチと、を有し、
     複数の前記共振回路は、それぞれ、対応する複数の前記第2フィルタの前記第2周波数帯域内に共振周波数を有する、
     請求項1~13のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。
  15.  共通端子と、
     整合回路と、
     前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、第1周波数帯域の高周波信号を通過させる第1フィルタと、
     前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、前記第1周波数帯域よりも周波数が低い第3周波数帯域の高周波信号を通過させる第3フィルタと、を備え、
     前記整合回路は、
      前記共通端子と前記第1フィルタとを接続する第1経路上に直列に設けられた第1キャパシタと、
      前記第1キャパシタと前記第1フィルタとの間の前記第1経路上のノードとグランドとの間に接続された第1スイッチと、
      前記共通端子と前記第3フィルタとを接続する第3経路上に直列に設けられた第1インダクタと、
      前記第1インダクタと前記第3フィルタとの間の前記第3経路上のノードとグランドとの間に接続された第3スイッチと、を有し、
     前記第1スイッチがオフのとき、前記共通端子から前記第1経路を見た第1インピーダンスは、前記第1周波数帯域においてスミスチャート上で中心より左下の第三象限に位置し、かつ、前記第3周波数帯域において容量性を示し、
     前記第3スイッチがオフのとき、前記共通端子から前記第3経路を見たインピーダンスは、前記第3周波数帯域においてスミスチャート上で中心より左上の第二象限に位置し、かつ、前記第1周波数帯域において誘導性を示す、
     マルチプレクサ。
  16.  さらに、
     前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、前記第1周波数帯域よりも周波数が低く、かつ、前記第3周波数帯域よりも周波数が高い第2周波数帯域の高周波信号を通過させる第2フィルタを備え、
     前記整合回路は、さらに、
      前記共通端子と前記第2フィルタとを接続する第2経路上に直列に設けられた第2キャパシタまたは第2インダクタと、
      前記第2キャパシタまたは第2インダクタと前記第2フィルタとの間の前記第2経路上のノードとグランドとの間に接続された第2スイッチと、を有し、
      前記第2スイッチがオフのとき、前記共通端子から前記第2経路を見たインピーダンスは、前記第2周波数帯域においてスミスチャート上で中心付近に位置し、前記第1周波数帯域の少なくとも一部において誘導性を示し、かつ、前記第3周波数帯域において容量性を示す、
     請求項15に記載のマルチプレクサ。
  17.  前記整合回路は、
      前記第1キャパシタを含み、かつ、前記第1周波数帯域の高周波信号を通過させるフィルタと、
      前記第1インダクタを含み、かつ、前記第3周波数帯域の高周波信号を通過させるフィルタと、を有する、
     請求項15または16に記載のマルチプレクサ。
  18.  さらに、
     前記整合回路を介して前記共通端子に接続され、前記第1周波数帯域及び前記第3周波数帯域と異なる第4周波数帯域の高周波信号を通過させる第4フィルタを備え、
     前記整合回路は、さらに、スイッチを含まずに前記共通端子と前記第4フィルタとを接続する第4経路上に設けられたキャパシタまたはインダクタを含み、かつ、前記第4周波数帯域の高周波信号を通過させるフィルタを有する、
     請求項15~17のいずれか1項に記載のマルチプレクサ。
  19.  請求項1~18のいずれか1項に記載のマルチプレクサと、
     前記マルチプレクサに接続された増幅回路と、を備える、
     高周波フロントエンド回路。
  20.  請求項19に記載の高周波フロントエンド回路と、
     前記高周波フロントエンド回路に出力する高周波信号、及び、前記高周波フロントエンド回路から入力された高周波信号の少なくとも一方を信号処理するRF信号処理回路と、を備え、
     前記RF信号処理回路は、さらに、前記第1スイッチ、前記第2スイッチ及び前記第3スイッチのオン及びオフを切り替える、
     通信装置。
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