WO2019044034A1 - 高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置 - Google Patents

高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置 Download PDF

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宮崎 大輔
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a high frequency module, a front end module and a communication device.
  • Patent Document 1 discloses a multiband compatible high frequency module that transmits and receives high frequency signals of a plurality of different frequency bands.
  • the high frequency module transmits / receives a signal in a second frequency band, a switch IC (Integrated Circuit) disposed on the antenna side, a first surface acoustic wave (SAW) duplexer which transmits / receives a signal in a first frequency band, and a signal , A first phase circuit disposed between the switch IC and the first SAW duplexer, and a second phase circuit disposed between the switch IC and the second SAW duplexer And.
  • SAW surface acoustic wave
  • the second SAW duplexer in the first frequency band, is substantially open when viewed from the switch IC side, and in the second frequency band, the second SAW duplexer is viewed from the switch IC side.
  • the SAW duplexer 1 is substantially open. This makes it possible to propagate each of the signal of the first frequency band and the signal of the second frequency band with low loss.
  • CA carrier aggregation
  • the phase circuit is disposed corresponding to each frequency band in order to reduce the insertion loss of each signal path, so the size of the high frequency module increases with the increase of the number of bands.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a miniaturized high-frequency module, a front end module, and a communication device while reducing the insertion loss in the CA mode. .
  • a high frequency module simultaneously transmits, receives, or receives a signal of at least a first frequency band and a signal of a second frequency band different in frequency from the first frequency band.
  • a high frequency module capable of transmitting and receiving, a switch circuit having a common terminal, a first selection terminal, and a second selection terminal, a first filter for passing a signal of the first frequency band, and the second frequency
  • a second filter for passing a band signal, a first phase adjustment circuit having one or more circuit elements connected between the first selection terminal and the first filter, the second selection terminal, and And a second phase adjustment circuit having one or more circuit elements connected between the first filter and the second filter, wherein the first filter comprises a first substrate having piezoelectricity, and the first substrate on the first substrate.
  • An elastic wave resonator constituted by the formed IDT electrodes, and the second filter is an elasticity constituted by the piezoelectric second substrate and the IDT electrodes formed on the second substrate
  • At least one of the one or more circuit elements is formed on the second substrate.
  • the circuit element constituting the first phase adjustment circuit is formed on the first substrate on which the elastic wave resonator of the first filter is formed, and the circuit element constituting the second phase adjustment circuit is the second filter Since the elastic wave resonator is formed on the second substrate, the first phase adjustment circuit and the second phase adjustment circuit are formed other than the first substrate and other than the second substrate. The number of circuit elements can be reduced. Therefore, the high frequency module can be miniaturized while reducing the insertion loss in the CA mode.
  • the first phase adjustment circuit is disposed on a path connecting the first selection terminal and the first filter, and includes a first circuit element and a second circuit element connected in series with each other, and the first circuit element. And a third circuit element disposed between the connection node between the first circuit element and the second circuit element and the ground, wherein each of the first circuit element, the second circuit element, and the third circuit element is It may be an inductor or a capacitor.
  • the first filter is formed on the first substrate, and a first input / output terminal connected to the first phase adjustment circuit, and a second input / output terminal formed on the first substrate.
  • One or more series arm resonators of the elastic wave resonator provided in a first path connecting the first input / output terminal and the second input / output terminal; a node of the first path; and a ground And one or more parallel arm resonators composed of the elastic wave resonators provided in a second path connecting the first and second parallel arm resonators, and the first one of the one or more series arm resonators and the one or more parallel arm resonators.
  • One series arm resonator includes the second circuit element, and elasticity of the first filter It may function as a capacitive element of the resonator and the first phase adjustment circuit.
  • the first filter which is a series arm resonator
  • the first filter is viewed from the first input / output terminal side
  • the impedance is located on the capacitive and high impedance side (open side).
  • a capacitor is disposed in the series arm as a first phase adjustment circuit and the inductor is connected in the parallel arm.
  • a T-type circuit in which is placed is desirable.
  • the shift amount can be reduced by shifting the impedance of the CA counterpart band counterclockwise. That is, since the inductance value of the parallel arm inductor can be reduced, impedance matching can be performed with high accuracy, and the first phase adjustment circuit can be miniaturized.
  • the second circuit element constituting the first phase adjustment circuit is used as the first series arm resonator of the first filter.
  • the first substrate can be miniaturized.
  • the second phase adjustment circuit is disposed on a path connecting the second selection terminal and the second filter, and fourth and fifth circuit elements connected in series with each other, and the fourth circuit element And a sixth circuit element disposed between the connection node of the fifth circuit element and the ground, wherein each of the fourth circuit element, the fifth circuit element, and the sixth circuit element is an inductor Or it may be a capacitor.
  • the second filter is formed on the second substrate, and a third input / output terminal connected to the second phase adjustment circuit, and a fourth input / output terminal formed on the second substrate,
  • One or more series arm resonators composed of the elastic wave resonators provided in a third path connecting the third input / output terminal and the fourth input / output terminal; a node of the third path; and a ground And one or more parallel arm resonators composed of the elastic wave resonators provided in a fourth path connecting the second and third parallel arm resonators, and the second one of the one or more series arm resonators and the one or more parallel arm resonators.
  • Two series arm resonators include the fifth circuit element, and elasticity of the second filter It may function as a capacitive element of the resonator and the second phase adjustment circuit.
  • the second filter which is a series arm resonator
  • the second filter is viewed from the third input / output terminal side
  • the impedance is located on the capacitive and high impedance side (open side).
  • a capacitor is disposed in the series arm as a second phase adjustment circuit and the inductor is connected in the parallel arm.
  • a T-type circuit in which is placed is desirable.
  • the shift amount can be reduced by shifting the impedance of the CA counterpart band counterclockwise. That is, since the inductance value of the parallel arm inductor can be reduced, impedance matching can be performed with high accuracy, and the second phase adjustment circuit can be miniaturized.
  • the fifth circuit element constituting the second phase adjustment circuit is used as the second series arm resonator of the second filter.
  • the second substrate can be miniaturized.
  • the first phase adjustment circuit includes a seventh circuit element disposed on a path connecting the first selection terminal and the first filter, and a connection node of the first selection terminal and the seventh circuit element.
  • An eighth circuit element disposed between the ground and the seventh circuit element, and a ninth circuit element disposed between a connection node of the seventh circuit element and the first filter and the ground;
  • Each of the eighth circuit element and the ninth circuit element may be an inductor or a capacitor.
  • the first filter is formed on the first substrate, and a first input / output terminal connected to the first phase adjustment circuit, and a second input / output terminal formed on the first substrate.
  • One or more series arm resonators of the elastic wave resonator provided in a first path connecting the first input / output terminal and the second input / output terminal; a node of the first path; and a ground And one or more parallel arm resonators composed of the elastic wave resonators provided in a second path connecting the first and second parallel arm resonators, and the first one of the one or more series arm resonators and the one or more parallel arm resonators.
  • Parallel arm resonators are directly connected to the first input / output terminal, and the ninth circuit element among the eighth circuit element and the ninth circuit element is connected to the first input / output terminal;
  • Parallel arm resonator includes the ninth circuit element, and the elastic wave It may function as a capacitive element of the child and the first phase adjustment circuit.
  • the first filter is viewed from the first input / output terminal side.
  • the impedance is located on the capacitive and low impedance side (short circuit side).
  • a capacitor is disposed on the parallel arm as a first phase adjustment circuit and the inductor is connected to the series arm. It is desirable to use a ⁇ -type circuit in which Thus, the shift amount can be reduced by shifting the impedance of the CA counterpart band clockwise. That is, since the inductance value of the series arm inductor can be reduced, impedance matching can be performed with high accuracy, and the first phase adjustment circuit can be miniaturized.
  • the ninth circuit element constituting the first phase adjustment circuit is used as a first parallel arm resonator of the first filter.
  • the first substrate can be miniaturized.
  • the second phase adjustment circuit includes a tenth circuit element disposed on a path connecting the second selection terminal and the second filter, and a connection node of the second selection terminal and the tenth circuit element.
  • An eleventh circuit element disposed between the ground and a tenth circuit element disposed between the connection node of the tenth circuit element and the second filter and the ground; the tenth circuit element
  • Each of the eleventh circuit element and the twelfth circuit element may be an inductor or a capacitor.
  • phase adjustment can be shifted stepwise at the connection node of each circuit element constituting the phase adjustment circuit, and by appropriately selecting the above-described circuit configuration, that is, T-type, ⁇ -type, inductor, capacitor and the like. Expandability of phase adjustment is improved.
  • the second filter is formed on the second substrate, and a third input / output terminal connected to the second phase adjustment circuit, and a fourth input / output terminal formed on the second substrate,
  • One or more series arm resonators composed of the elastic wave resonators provided in a third path connecting the third input / output terminal and the fourth input / output terminal; a node of the third path; and a ground And one or more parallel arm resonators composed of the elastic wave resonators provided in a fourth path connecting the second and third parallel arm resonators, and the second one of the one or more series arm resonators and the one or more parallel arm resonators.
  • Parallel arm resonators are directly connected to the third input / output terminal, and the twelfth circuit element among the eleventh circuit element and the twelfth circuit element is connected to the third input / output terminal;
  • Parallel arm resonator includes the twelfth circuit element, and It may function as a capacitive element of sexual wave resonator and the second phase adjustment circuit.
  • the second filter is viewed from the third input / output terminal side.
  • the impedance is located on the capacitive and low impedance side (short circuit side).
  • a capacitor is disposed on the parallel arm as a second phase adjustment circuit and the inductor is connected to the series arm. It is desirable to use a ⁇ -type circuit in which Thus, the shift amount can be reduced by shifting the impedance of the CA counterpart band clockwise. That is, since the inductance value of the series arm inductor can be reduced, impedance matching can be performed with high accuracy, and the second phase adjustment circuit can be miniaturized.
  • a twelfth circuit element constituting the second phase adjustment circuit is used as a second parallel arm resonator of the second filter.
  • the second substrate can be miniaturized.
  • the one or more circuit elements constituting the first phase adjustment circuit may include a first capacitor, and the first capacitor may be formed on the first substrate.
  • the high frequency module can be effectively miniaturized by forming the first capacitor that constitutes the first phase adjustment circuit on the first substrate.
  • the first capacitor may be configured by a comb-tooth capacitor electrode formed on the first substrate.
  • the manufacturing process can be simplified.
  • the resonant frequency and the antiresonant frequency of the first capacitor may be located on a lower frequency side or a higher frequency side than the first frequency band.
  • a first direction orthogonal to a plurality of parallel electrode fingers constituting the comb-tooth capacitance electrode and an IDT electrode of the first filter are parallel to each other.
  • the second direction orthogonal to the plurality of electrode fingers may be different.
  • an angle formed by the first direction and the second direction may be 80 degrees or more and 100 degrees or less.
  • the impedance minimum point (resonance point) of the comb capacitance when the first direction is the same as the second direction can be increased by 20 dB or more, and the impedance maximum point (antiresonance point) can be reduced by 20 dB or more.
  • the signal of the first frequency band is obtained by the conduction between the common terminal and the first selection terminal and between the common terminal and the second selection terminal.
  • signals of the second frequency band may be simultaneously transmitted, received, or transmitted / received.
  • the switch circuit further includes a third selection terminal and a fourth selection terminal
  • the high frequency module further has a third frequency different from the first frequency band and the second frequency band.
  • a third filter for passing signals in a band a fourth filter for passing signals in a fourth frequency band different in frequency from the first frequency band, the second frequency band, and the third frequency band, and the third selection
  • a third phase adjustment circuit having one or more circuit elements connected between a terminal and the third filter, and one or more circuits connected between the fourth selection terminal and the fourth filter
  • a fourth phase adjustment circuit having an element, and the third filter includes an elastic wave resonator including a piezoelectric third substrate and an IDT electrode formed on the third substrate.
  • the filter has an elastic wave resonator constituted of a fourth substrate having piezoelectricity and an IDT electrode formed on the fourth substrate, and the one or more circuits constituting the third phase adjustment circuit At least one of the elements is formed on the third substrate, and at least one of the one or more circuit elements constituting the fourth phase adjustment circuit is formed on the fourth substrate
  • the first frequency band is a Band 1 reception band (2110-2170 MHz) of LTE (Long Term Evolution)
  • the second frequency band is a Band 3 reception band (1805-1880 MHz) of the LTE.
  • the frequency band is the Band 7 reception band (2620-2690 MHz) of LTE
  • the fourth frequency band is the Band 5 reception band of LTE (8 9-894 MHz), Band 8 reception band (925-960 MHz), Band 20 reception band (791-821 MHz), or Band 40 band (2300-2400 MHz)
  • the high frequency module is a signal of the first frequency band
  • At least two of the signal of the second frequency band, the signal of the third frequency band, and the signal of the fourth frequency band may be simultaneously transmitted, received, or transmitted / received.
  • the switch circuit further includes a third selection terminal and a fourth selection terminal
  • the high frequency module further has a third frequency different from the first frequency band and the second frequency band.
  • a third filter for passing signals in a band a fourth filter for passing signals in a fourth frequency band different in frequency from the first frequency band, the second frequency band, and the third frequency band, and the third selection
  • a third phase adjustment circuit having one or more circuit elements connected between a terminal and the third filter, and one or more circuits connected between the fourth selection terminal and the fourth filter
  • a fourth phase adjustment circuit having an element, and the third filter includes an elastic wave resonator including a piezoelectric third substrate and an IDT electrode formed on the third substrate.
  • the filter has an elastic wave resonator constituted of a fourth substrate having piezoelectricity and an IDT electrode formed on the fourth substrate, and the one or more circuits constituting the third phase adjustment circuit At least one of the elements is formed on the third substrate, and at least one of the one or more circuit elements constituting the fourth phase adjustment circuit is formed on the fourth substrate
  • the first frequency band is an LTE Band 2 reception band (1930-1990 MHz)
  • the second frequency band is an LTE Band 4 reception band (2110-2155 MHz)
  • the third frequency band is an LTE signal.
  • the fourth frequency band is the Band 5 reception band (869-894 MHz) of LTE, Band 29 reception band (717-728 MHz) or Band12 reception band (729-746 MHz), the high frequency module is a signal of the first frequency band, a signal of the second frequency band, a signal of the third frequency band, And at least two of the signals in the fourth frequency band may be simultaneously transmitted, received, or transmitted / received.
  • a front end module includes the high frequency module according to any one of the above, a first amplification circuit connected to the first filter, and a second amplification circuit connected to the second filter. And.
  • a communication apparatus includes: an RF signal processing circuit processing high frequency signals transmitted and received by an antenna element; and transmitting the high frequency signal between the antenna element and the RF signal processing circuit. And the described front end module.
  • the present invention it is possible to provide a miniaturized high frequency module, a front end module and a communication device while reducing the insertion loss in the CA mode.
  • FIG. 1 is a circuit block diagram of a communication device and an antenna element according to the embodiment.
  • FIG. 2A is a diagram showing an arrangement configuration of a filter and a phase adjustment circuit which constitute the high frequency module according to the first embodiment.
  • FIG. 2B is a diagram showing an arrangement configuration of a filter and a phase adjustment circuit which constitute a high frequency module according to a comparative example.
  • FIG. 2C is a diagram illustrating a comparison of the layout of high frequency modules according to Example 1 and a comparative example.
  • FIG. 3A is a diagram showing pass characteristics in the case where phase adjustment is sufficient in a circuit in which a Band1 filter and a Band7 filter are connected at a common terminal.
  • FIG. 3A is a diagram showing pass characteristics in the case where phase adjustment is sufficient in a circuit in which a Band1 filter and a Band7 filter are connected at a common terminal.
  • FIG. 3B is a diagram showing pass characteristics in the case where phase adjustment is insufficient in a circuit in which a Band1 filter and a Band7 filter are connected at a common terminal.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the CA opposite side band impedance and the insertion loss deterioration amount in the circuit in which the Band A filter and the Band B filter are connected at the common terminal.
  • FIG. 5 is a Smith chart showing the impedance of the filter viewed from each node of the phase adjustment circuit.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the pass characteristic of the filter and the impedance characteristic of the comb capacitance.
  • FIG. 7A is a diagram showing an arrangement configuration of a filter and a phase adjustment circuit which constitute the high frequency module according to the second embodiment.
  • FIG. 7B is a diagram comparing the pass characteristics of the filter and the phase adjustment circuit constituting the high frequency module according to the first and second embodiments.
  • FIG. 8 is a graph showing the impedance of the comb capacity when the angle formed by the IDT electrode and the comb capacity electrode of the high frequency module according to the second embodiment is changed.
  • FIG. 9A is a diagram showing the configuration of a filter and a phase adjustment circuit that constitute the high frequency module according to the third embodiment.
  • FIG. 9B is a diagram showing an equivalent circuit of a filter and a phase adjustment circuit that constitute the high frequency module according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a Smith chart showing the impedance of the filter as viewed from each node of the phase adjustment circuit according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing an arrangement configuration of a filter and a phase adjustment circuit which constitute the high frequency module according to the third embodiment.
  • FIG. 12A is a diagram illustrating the configuration of a filter and a phase adjustment circuit that constitute a high frequency module according to a fourth embodiment.
  • FIG. 12B is a diagram showing an equivalent circuit of a filter and a phase adjustment circuit which constitute the high frequency module according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a Smith chart showing the impedance of the filter as viewed from each node of the phase adjustment circuit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing an arrangement configuration of a filter and a phase adjustment circuit which constitute the high frequency module according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a circuit block diagram of the communication device 5 and the antenna element 2 according to the embodiment.
  • the communication device 5 shown in the figure includes a front end module 20, an RF signal processing circuit (RFIC: Radio Frequency Integrated Circuit) 3, and a baseband signal processing circuit (BBIC: Base Band Integrated Circuit) 4. .
  • RFIC Radio Frequency Integrated Circuit
  • BBIC Base Band Integrated Circuit
  • the front end module 20 includes a high frequency module 10 and reception amplification circuits 21A, 21B and 21C.
  • the high frequency module 10 includes a switch circuit 11, phase adjustment circuits 12A, 12B and 12C, filters 13A, 13B and 13C, and an antenna common terminal 22.
  • the switch circuit 11 has common terminals 110 d, 110 e and 110 f, and selection terminals 110 a, 110 b and 110 c, and switches between conduction and non-conduction between the common terminal 110 d and the selection terminal 110 a SPST (Singe Pole Single Throw) type Switch 11a, an SPST switch 11b for switching between conduction and non-conduction between the common terminal 110e and the selection terminal 110b, and an SPST switch 11c for switching between conduction and non-conduction between the common terminal 110f and the selection terminal 110c. It is done.
  • the selection terminal 110a is a first selection terminal
  • the selection terminal 110b is a second selection terminal.
  • the common terminals 110 d, 110 e and 110 f are connected to the antenna common terminal 22.
  • the common terminals 110d, 110e and 110f may be combined into one common terminal.
  • the filter 13A is a first filter that selectively passes the signal of the first frequency band (Band A) alone.
  • the filter 13B is a second filter that selectively passes a signal of a second frequency band (BandB) different from the first frequency band alone.
  • the filter 13C is a third filter that selectively passes signals of a third frequency band (Band C) different from the first frequency band and the second frequency band alone.
  • the filter 13A is a surface acoustic wave filter including a surface acoustic wave resonator including a piezoelectric substrate 100A (first substrate) and an IDT (InterDigital Transducer) electrode formed on the substrate 100A.
  • the filter 13B is a surface acoustic wave filter including a surface acoustic wave resonator including a piezoelectric substrate 100B (second substrate) and an IDT electrode formed on the substrate 100B.
  • the filter 13C is a surface acoustic wave filter having a surface acoustic wave resonator including a piezoelectric substrate 100C and an IDT electrode formed on the substrate 100C.
  • the filters 13A to 13C may be either a boundary acoustic wave filter or an elastic wave filter using a bulk acoustic wave (BAW).
  • BAW bulk acoustic wave
  • a substrate having piezoelectricity is a substrate having piezoelectricity at least in part.
  • a piezoelectric thin film may be provided on the surface, and the piezoelectric thin film may be formed of a film having a speed of sound different from that of the piezoelectric thin film, and a laminated body such as a support substrate.
  • the substrate may have piezoelectricity over the entire substrate.
  • the substrate is a piezoelectric substrate formed of a piezoelectric layer.
  • a piezoelectric substrate having a piezoelectric thin film on its surface, and a film having a different sound velocity from that of the piezoelectric thin film, and a laminated substrate such as a support substrate means bulk acoustic velocity that propagates from the acoustic velocity of sound propagating through the piezoelectric thin film.
  • a high sound velocity support substrate, and a low sound velocity film stacked on the high sound velocity support substrate and having a bulk acoustic velocity that is slower than the bulk acoustic velocity that propagates the piezoelectric thin film It refers to a substrate composed of laminated piezoelectric thin films.
  • the high sound velocity support substrate doubles as a high sound velocity film and a support substrate described later.
  • a laminated substrate having piezoelectricity in at least one part it is formed on a supporting substrate and the supporting substrate, and the bulk wave velocity of propagation is higher than the acoustic velocity of sound propagating through the piezoelectric thin film.
  • a high sound velocity film, and a low sound velocity film stacked on the high sound velocity film and having a low bulk sound velocity propagating from the elastic bulk wave velocity propagating through the piezoelectric thin film; And a piezoelectric thin film may be used.
  • the piezoelectric thin film is made of any material of LiTaO 3 , LiNbO 3 , ZnO, AlN, or PZT.
  • the low sound velocity film is made of silicon oxide, glass, silicon oxynitride, tantalum oxide, a compound obtained by adding fluorine or carbon or boron to silicon oxide, or a material containing any of the above materials as main components.
  • DLC film As the high sound velocity film, DLC film, aluminum nitride, aluminum oxide, silicon carbide, silicon nitride, silicon, sapphire, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric material such as quartz, alumina, zirconia, cordierite, mullite, steatite And various materials such as forsterite, magnesia diamond, or a material containing the above-described materials as a main component, or a material containing a mixture of the above-described materials as a main component.
  • the supporting substrate may be a piezoelectric material such as sapphire, lithium tantalate, lithium sodium bait or quartz, alumina, magnesia, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, steatite, forsterite, etc.
  • a dielectric such as glass, a semiconductor such as silicon or gallium nitride, a resin substrate, or the like can be used.
  • the phase adjustment circuit 12A is a first phase adjustment circuit having one or more circuit elements connected between the selection terminal 110a and the filter 13A.
  • the one or more circuit elements are, for example, at least one of a capacitor and an inductor.
  • the phase adjustment circuit 12A has a function of changing the impedance of the filter 13A viewed from the selection terminal 110a with respect to the impedance of the filter 13A viewed from the selection terminal 110a when the phase adjustment circuit 12A is not added. .
  • the phase adjustment circuit 12B is a second phase adjustment circuit having one or more circuit elements connected between the selection terminal 110b and the filter 13B.
  • the one or more circuit elements are, for example, at least one of a capacitor and an inductor.
  • the phase adjustment circuit 12B has a function of changing the impedance of the filter 13B viewed from the selection terminal 110b with respect to the impedance of the filter 13B viewed from the selection terminal 110b when the phase adjustment circuit 12B is not added. .
  • the phase adjustment circuit 12C is a phase adjustment circuit having one or more circuit elements connected between the selection terminal 110c and the filter 13C.
  • the one or more circuit elements are, for example, at least one of a capacitor and an inductor.
  • the phase adjustment circuit 12C has a function of changing the impedance of the filter 13C viewed from the selection terminal 110c with respect to the impedance of the filter 13C viewed from the selection terminal 110c when the phase adjustment circuit 12C is not added. .
  • the high frequency module 10 can simultaneously receive at least two of the signal of the first frequency band, the signal of the second frequency band, and the signal of the third frequency band.
  • the switches 11a and 11b are in the conductive state, and the switch 11c is in the nonconductive state.
  • At least one of the one or more circuit elements constituting the phase adjustment circuit 12A is formed on the substrate 100A. Further, at least one of the one or more circuit elements constituting the phase adjustment circuit 12B is formed on the substrate 100B. Further, at least one of the one or more circuit elements constituting the phase adjustment circuit 12C is formed on the substrate 100C.
  • a filter that passes the signal of the first frequency band In 13A the impedance of the second frequency band viewed from the selection terminal 110a side is increased, and the impedance of the first frequency band viewed from the selection terminal 110b is increased in the filter 13B for passing the signal of the second frequency band. is necessary.
  • phase adjustment of the filters 13A and 13B is effective.
  • the inductor and the capacitor that constitute the phase adjustment circuit are configured by SMD (Surface Mounted Device) parts.
  • the number of frequency bands (bands) that must be used by one terminal is increasing.
  • the demand for miniaturizing the high frequency module disposed at the front end of the terminal is becoming severe.
  • the phase adjustment circuit is configured of SMD components, the phase adjustment circuit needs to be disposed corresponding to each frequency band, so that the number of frequency bands (bands) increases and the size of the high frequency module increases. There's a problem.
  • the high frequency module 10 at least one of the circuit elements constituting the phase adjustment circuit 12A is formed on the substrate 100A on which the elastic wave resonator of the filter 13A is formed. Ru. Further, at least one of the circuit elements constituting the phase adjustment circuit 12B is formed on the substrate 100B on which the elastic wave resonator of the filter 13B is formed. Further, at least one of the circuit elements constituting the phase adjustment circuit 12C is formed on the substrate 100C on which the elastic wave resonator of the filter 13C is formed. As a result, among the circuit elements constituting the phase adjustment circuits 12A to 12C, the number of circuit elements formed other than the substrates 100A to 100C can be reduced. Thus, the high frequency module 10 can be miniaturized.
  • high frequency module 10 exemplifies a circuit having three signal paths for propagating signals in three different frequency bands, there are at least two signal paths possessed by high frequency module 10. Good. That is, the signal path formed of the switch 11c, the phase adjustment circuit 12C, and the filter 13C may not be necessary. Alternatively, the high frequency module 10 may have four or more signal paths in which signal paths are added in addition to the above three signal paths.
  • the switch circuit 11 further includes a third selection terminal and a fourth selection terminal
  • the high frequency module further includes a third filter for passing a signal of the third frequency band, and a fourth frequency band.
  • a third phase adjustment circuit having one or more circuit elements connected between a fourth filter for passing a signal, and a third selection terminal and a third filter, and between the fourth selection terminal and the fourth filter
  • a fourth phase adjustment circuit having one or more circuit elements connected to the third filter, and the third filter includes a third substrate having piezoelectricity and an IDT electrode formed on the third substrate
  • the fourth filter includes a surface acoustic wave resonator including a piezoelectric fourth substrate and an IDT electrode formed on the fourth substrate.
  • One or more of the circuit elements that make up the third phase adjustment circuit One even without is formed on the third substrate, and at least one of the one or more circuit elements constituting the fourth phase adjusting circuit is formed in the fourth substrate.
  • Band 1 (reception band: 2110-2170 MHz), Band 3 (reception band: 1805-1580 MHz), Band 7 (reception band: 2620-2690 MHz), Band 5 (reception band: 869-894 MHz) (2) Band1, Band3, Band7, Band8 (reception band: 925-960 MHz) (3) Band1, Band3, Band7, Band20 (reception band: 791-821 MHz) (4) Band1, Band3, Band7, Band40 (band: 2300-2400 MHz) (5) Band 2 (reception band: 1930 to 1990 MHz), Band 4 (reception band: 2110 to 2155 MHz), Band 30 (reception band: 2350 to 2360 MHz), Band 5 (6) Band2, Band4, Band30, Band29 (reception band: 717-728 MHz) (7) Band2, Band4, Band30, Band12 (reception band: 729-746 MHz)
  • the reception amplifier circuit 21A amplifies the power of the signal of the first frequency band input via the antenna element 2 and the reception signal path formed of the switch circuit 11, the phase adjustment circuit 12A, and the filter 13A, and sends it to the RFIC3. It is a low noise amplifier that outputs.
  • the reception amplification circuit 21 B amplifies the power of the signal of the second frequency band input via the antenna element 2 and the reception signal path formed of the switch circuit 11, the phase adjustment circuit 12 B, and the filter 13 B, and transmits it to the RFIC 3. It is a low noise amplifier that outputs.
  • the reception amplification circuit 21C amplifies the power of the signal of the third frequency band input via the antenna element 2 and the reception signal path formed of the switch circuit 11, the phase adjustment circuit 12C, and the filter 13C, and sends it to the RFIC3. It is a low noise amplifier that outputs.
  • the RFIC 3 performs signal processing of the high frequency reception signal input from the antenna element 2 via the three reception signal paths by down conversion or the like, and outputs the reception signal generated by the signal processing to the BBIC 4. Further, the RFIC 3 performs signal processing of the transmission signal input from the BBIC 4 by up conversion or the like, and outputs a high frequency transmission signal generated by the signal processing to a transmission amplifier circuit (not shown in FIG. 1).
  • the signal processed by the BBIC 4 is used, for example, as an image signal for displaying an image or as an audio signal for calling.
  • FIG. 2A is a view showing an arrangement configuration of the filter 13A and the phase adjustment circuit 12A which constitute the high frequency module 10A according to the first embodiment.
  • the high frequency module 10A according to the first embodiment has the same circuit configuration as the high frequency module 10 according to the embodiment, and embodies the mounting configuration of the high frequency module 10.
  • FIG. 2A extracts and shows the mounting configurations of the filter 13A and the phase adjustment circuit 12A in the mounting configuration of the high frequency module 10A according to the first embodiment.
  • the high frequency module 10A has, for example, a multilayer substrate on which the switch circuit 11, the phase adjustment circuits 12A to 12C, and the filters 13A to 13C are mounted.
  • the switch circuit 11 is formed of, for example, a switch IC configured of a plurality of FETs (Field Effect Transistors) and wires, and is mounted on the multilayer substrate surface or in the multilayer substrate.
  • FETs Field Effect Transistors
  • the filters 13A, 13B and 13C are respectively formed on the substrates 100A, 100B and 100C having piezoelectricity.
  • the filter 13A is a surface acoustic wave filter having a surface acoustic wave resonator including a substrate 100A and an IDT electrode formed on the substrate 100A.
  • the filter 13B is a surface acoustic wave filter having a surface acoustic wave resonator including a substrate 100B and an IDT electrode formed on the substrate 100B.
  • the filter 13C is a surface acoustic wave filter having a surface acoustic wave resonator including a substrate 100C and an IDT electrode formed on the substrate 100C. As shown in FIG.
  • the filter 13A is, for example, a ladder type surface acoustic wave filter including series arm resonators s1, s2, s3 and s4 and parallel arm resonators p1, p2 and p3.
  • Each of the filters 13A, 13B and 13C may be a surface acoustic wave filter having a substrate having piezoelectricity and a surface acoustic wave resonator formed of an IDT electrode formed on the substrate, and a ladder It may have a type configuration, or may have a longitudinally coupled configuration.
  • the substrate 100A on which the filter 13A is formed, the substrate 100B on which the filter 13B is formed, and the substrate 100C on which the filter 13C is formed are mounted on, for example, a multilayer substrate.
  • the phase adjustment circuit 12A includes, for example, capacitors Cs1 and Cs2 connected in series with each other on a path connecting the selection terminal 110a and the filter 13A, and an inductor Lp connected to a connection node of the capacitors Cs1 and Cs2 and the ground. Configured
  • the capacitors Cs1 and Cs2 and the inductor Lp that constitute the phase adjustment circuit 12A are formed on the substrate 100A.
  • the circuit elements formed other than the substrate 100A are only the inductor Lp.
  • the inductor Lp formed other than the substrate 100A is formed, for example, in a multilayer substrate as a planar coil, or mounted on the surface of the multilayer substrate as an SMD component.
  • capacitors Cs1 and Cs2 may be formed of comb-shaped capacitive electrodes formed on substrate 100A. Thereby, capacitors Cs1 and Cs2 can be formed in the same manufacturing process as the IDT electrode of filter 13A, so that the manufacturing process can be simplified.
  • the inductor Lp may be formed on the substrate 100A.
  • FIG. 2B is a diagram showing an arrangement configuration of the filter 513A and the phase adjustment circuit 512A that constitute the high frequency module 500A according to the comparative example.
  • the high frequency module 500A according to the comparative example has the same circuit configuration as the high frequency module 10 according to the embodiment, and embodies the mounting configuration of the high frequency module 10.
  • FIG. 2B extracts and shows the mounting configurations of the filter 513A and the phase adjustment circuit 512A in the mounting configuration of the high frequency module 500A according to the comparative example.
  • a filter 513A is disposed instead of the filter 13A
  • a phase adjustment circuit 512A is disposed instead of the phase adjustment circuit 12A.
  • the mounting configuration is different in that all of the circuit elements constituting the circuit 512A are not formed on the substrate 100A.
  • the phase adjustment circuit 512A includes capacitors Cs51 and Cs52 connected in series with each other on a path connecting the selection terminal 110a and the filter 513A, and an inductor Lp connected to a connection node of the capacitors Cs51 and Cs52 and the ground. Ru.
  • the capacitors Cs51 and Cs52 and the inductor Lp that constitute the phase adjustment circuit 512A are not all formed on the substrate 100A.
  • the inductor Lp formed other than the substrate 100A is formed, for example, in a multilayer substrate as a planar coil, or mounted on the surface of the multilayer substrate as an SMD component.
  • the capacitors Cs51 and Cs52 formed on other than the substrate 100A are formed, for example, in the multilayer substrate as electrodes facing each other across the dielectric layer, or mounted on the surface of the multilayer substrate as SMD components.
  • the mounting configurations of the high frequency module 10A according to the first embodiment and the high frequency module 500A according to the comparative example are compared.
  • the substrate 100A on which the filters 13A and 513A are formed is commonly used (with the same size) in the high frequency modules 10A and 500A because the electrode connection layout between the substrate 100A and the multilayer substrate is fixed.
  • capacitors Cs51 and Cs52 that form phase adjustment circuit 512A and inductor Lp are all formed on a multilayer substrate other than substrate 100A.
  • the capacitors Cs1 and Cs2 forming the phase adjustment circuit 12A and the inductor Lp only the inductor Lp is formed on the multilayer substrate other than the substrate 100A.
  • the space required to implement the filter 13A and the phase adjustment circuit 12A of the high frequency module 10A is more than the space required to implement the filter 513A and the phase adjustment circuit 512A of the high frequency module 500A. small.
  • the capacitor be formed on the substrate 100A.
  • the capacitors Cs1 and Cs2 are formed on the substrate 100A rather than the inductor Lp, the area saving of the high frequency module 10A can be effectively miniaturized.
  • FIG. 2C is a diagram showing a comparison of the layout of the high frequency module 10A according to the first embodiment and the high frequency module 500A according to the comparative example.
  • a planar layout of the filter 13A and the phase adjustment circuit 12A in the high frequency module 10A according to the first embodiment is shown.
  • a planar layout of the filter 513A and the phase adjustment circuit 512A in the high frequency module 500A according to the comparative example is shown.
  • the size of the substrate 100A forming the filters 13A and 513A is, for example, 0.6 mm wide ⁇ 0.8 mm long, which is common to the high frequency modules 10A and 500A.
  • the sizes of the inductor Lp and the capacitors Cs 51 and Cs 52 constituting the phase adjustment circuits 12A and 512A are, for example, 0.4 mm wide ⁇ 0.2 mm long in the case of an SMD component.
  • the mounting area A1 of the filter 13A of the high frequency module 10A and the phase adjustment circuit 12A is smaller than the mounting area A500 of the filter 513A of the high frequency module 500A and the phase adjustment circuit 512A.
  • the mounting areas of the filter 13A (513A) and the phase adjustment circuit 12A (512A) arranged in the signal path for propagating the signal in the first frequency band (BandA) are compared, but the second frequency band (BandBand The same comparison result can be obtained for the signal path for propagating the signal of (1) and the signal path for propagating the signal of the third frequency band (Band C). Therefore, since the mounting area as the whole high frequency module 10A can be made smaller than the mounting area of the whole high frequency module 500A, size reduction of a high frequency module is attained.
  • FIG. 3A is a diagram showing pass characteristics when phase adjustment is sufficient in a circuit in which a Band1 filter and a Band7 filter are connected at a common terminal Tc.
  • the impedance characteristic of the Band 1 filter alone is represented by a Smith chart in (a) of FIG. 3A
  • the impedance characteristic of the Band 7 filter alone is represented by a Smith chart in (b) of FIG. 3A.
  • (c) of FIG. 3A shows the pass characteristic of the circuit in which the Band1 filter and the Band7 filter are connected at the common terminal Tc.
  • the impedance viewed from the terminal T1A of the Band 1 filter is shown in (a) of FIG. 3A, but the impedance in the pass band (Band 1 band) approaches the characteristic impedance (50 ⁇ ), and the other band (Band 7 band) The impedance in) is located on the high impedance (open) side.
  • the impedance viewed from the terminal T1B of the Band 7 filter is shown in (b) of FIG. 3A, but the impedance in the pass band (Band 7 band) is located at the characteristic impedance (50 ⁇ ).
  • the impedance in the band is located on the high impedance (open) side.
  • the reflection coefficient of Band 7 band viewed from the terminal T1A of Band1 filter can be increased.
  • the amount of leakage of Band 7 band signals to the Band 1 filter can be minimized, and the pass band insertion loss of the Band 7 filter can be reduced.
  • the impedance of the Band1 viewed from the terminal T1B is located on the open side ((b) in FIG. 3A), so that the reflection coefficient of the Band1 band viewed from the terminal T1B of the Band7 filter can be increased.
  • the amount of leakage of Band 1 band signals to the Band 7 filter can be minimized, and the pass band insertion loss of the Band 1 filter can be reduced.
  • low impedance in both the Band 1 filter and the Band 7 filter, low impedance can be realized in the CA mode of Band 1 and Band 7 by matching the impedance of the passband to the characteristic impedance and matching the impedance of the opposite band to the open side.
  • FIG. 3B is a diagram showing pass characteristics when phase adjustment is insufficient in a circuit in which a Band1 filter and a Band7 filter are connected at a common terminal Tc.
  • the impedance characteristic of the Band 1 filter alone is represented by a Smith chart in (a) of FIG. 3B
  • the impedance characteristic of the Band 7 filter alone is represented in (b) of FIG. 3B by a Smith chart.
  • (c) of FIG. 3B shows the pass characteristic of the circuit in which the Band1 filter and the Band7 filter are connected at the common terminal Tc.
  • the impedance viewed from the terminal T1A of the Band 1 filter is shown in (a) of FIG. 3B, but the impedance in the pass band (Band 1 band) approaches the characteristic impedance (50 ⁇ ), and the other band (Band 7 band) The impedance in) is located on the high impedance (open) side.
  • FIG. 3B (b) shows the impedance viewed from the terminal T1B of the Band7 filter, but the impedance in the pass band (Band 7 band) is located at the characteristic impedance (50 ⁇ ), but the other side The impedance in the band (band 1 band) is located on the low impedance (short circuit) side.
  • the impedance of the Band 7 viewed from the terminal T1A is located on the open side ((a) in FIG. 3B), so that the reflection coefficient of the Band 7 band viewed from the terminal T1A of the Band 1 filter can be increased. As a result, the amount of leakage of Band 7 band signals to the Band 1 filter can be minimized, and the pass band insertion loss of the Band 7 filter can be reduced.
  • the impedance of the Band 1 viewed from the terminal T1B is located on the short circuit side ((b) in FIG. 3B), thereby reducing the reflection coefficient of the Band 1 band viewed from the terminal T1B of the Band 7 filter. . As a result, the amount of leakage of the Band 1 band signal to the Band 7 filter becomes large, and the pass band insertion loss of the Band 1 filter becomes worse.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the CA opposite side band impedance and the insertion loss deterioration amount in the circuit in which the Band A filter and the Band B filter are connected at the common terminal Tc. More specifically, in the graph of FIG. 4, the horizontal axis indicates the absolute value of the impedance of the Band A band (CA opposite side band impedance) when the Band B filter alone is viewed from the terminal Tc side. The vertical axis represents the amount of degradation of the insertion loss of the Band A filter in the CA mode with respect to the insertion loss of the Band A filter alone.
  • the insertion loss deterioration amount of the Band A filter is 0.1 dB or less.
  • the CA counterpart side band impedance is a low impedance of 1 k ⁇ or less
  • the insertion loss deterioration amount of the BandA filter becomes 0.1 dB or more
  • the CA counterpart side band impedance becomes a low impedance
  • the insertion loss of the BandA filter The amount of deterioration increases rapidly.
  • the CA counterpart band impedance is positioned at a high impedance (open side) while securing the own band impedance in the CA mode of the filters 13A, 13B and 13C in the vicinity of the characteristic impedance.
  • the filter 13A constituting the high frequency module 10 according to the present embodiment is a filter having Band 1 as a pass band
  • the filter 13B is a filter having Band 7 as a pass band
  • the filter 13C is Band 3 It is assumed that the filter has a passband and the CA mode of Band1 and Band7 is executed.
  • FIG. 5 is a Smith chart showing the impedance of the filter 13A viewed from the nodes X1, X2, X3 and X4 of the phase adjustment circuit 12A.
  • the phase adjustment circuit 12A is disposed, for example, between a capacitor Cs1 (seventh circuit element) disposed on a path connecting the selection terminal 110a and the filter 13A, a connection node of the selection terminal 110a and the capacitor Cs1, and the ground. And the inductor Lp2 (ninth circuit element) disposed between the connection node of the capacitor Cs1 and the filter 13A and the ground.
  • the phase adjustment circuit 12B (not shown) includes, for example, a tenth circuit element disposed on a path connecting the selection terminal 110b and the filter 13B, and a connection node between the selection terminal 110b and the tenth circuit element. And a twelfth circuit element disposed between the connection node of the tenth circuit element and the filter 13B and the ground.
  • the filter 13A is, for example, a surface acoustic wave filter
  • the impedance of the filter 13A alone viewed from the node X1 is close to the characteristic impedance (50.OMEGA.) Of its own band (Band 1), as shown in FIG.
  • the CA counterpart band (Band 7) is capacitive.
  • the impedance is changed by each circuit element of the phase adjustment circuit 12A.
  • the impedance of the filter 13A viewed from the node X3 is reduced to its own band (Band1) as shown in FIG.
  • the attenuation band shifts counterclockwise while the) shifts to capacitive.
  • the impedance of the filter 13A viewed from the node X4 is totally as shown in (d) of FIG. Shift counterclockwise.
  • the impedance of the filter 13A viewed from the node X4 is positioned near the characteristic impedance (50 ⁇ ) for the own band (Band 1) by the above stepwise impedance change, as shown in FIG.
  • the side band (Band 7) can be positioned on the high impedance (open) side.
  • the local band (Band 7) is located near the characteristic impedance (50 ⁇ ), and the CA opposite band (Band 1) is high impedance (open) It is possible to position it on the side.
  • the high frequency module 10 it is possible to improve the pass characteristics of the signal of the first frequency band (for example, Band1) and the signal of the second frequency band (for example, Band7) in the CA mode.
  • the signal of the first frequency band for example, Band1
  • the signal of the second frequency band for example, Band7
  • the impedance of the first frequency band (for example, Band1) viewed from the selection terminal 110b side of the filter 13B can be shifted to the open side (filter 13B
  • the reflection coefficient of the first frequency band viewed from the selection terminal 110b of Thereby, the amount of leakage of the signal of the first frequency band (for example, Band 1) to the filter 13B can be minimized, and the pass band insertion loss of the filter 13A can be reduced.
  • the phase adjustment circuit 12A by adjusting the phase of the filter 13A by the phase adjustment circuit 12A, the impedance of the second frequency band (for example, Band 7) viewed from the selection terminal 110a side of the filter 13A can be shifted to the open side (filter 13A The reflection coefficient of the second frequency band viewed from the selection terminal 110a of Thereby, the amount of leakage of the signal of the second frequency band (for example, Band 7) to the filter 13A can be minimized, and the pass band insertion loss of the filter 13B can be reduced.
  • the second frequency band for example, Band 7
  • circuit elements for example, capacitors Cs1 and Cs2 constituting phase adjustment circuit 12A are formed on substrate 100A on which elastic wave resonators of filter 13A are formed, and circuit elements constituting phase adjustment circuit 12B are Since the elastic wave resonators of the filter 13B are formed on the substrate 100B, the number of circuit elements other than the substrate 100A and other than the substrate 100B among the circuit elements constituting the phase adjustment circuits 12A and 12B is It can be reduced. Thus, the high frequency module 10 can be miniaturized while reducing the insertion loss in the CA mode.
  • a capacitor is disposed on a path connecting the selection terminal 110a and the filter 13A, and an inductor is disposed between a node on the path and the ground.
  • an inductor may be disposed on the path, and a capacitor may be disposed between the node on the path and the ground. Which one of the above circuit configurations is to be selected may be determined by the impedance characteristic of the filter 13A.
  • the impedance of the filter can be changed clockwise on the Smith chart.
  • the capacitors are arranged in series on the above path and the inductors are arranged in parallel between the node on the path and the ground, it is possible to change the impedance of the filter counterclockwise on the Smith chart.
  • phase adjustment circuit 12A a so-called ⁇ -type circuit configuration configured of a capacitor and an inductor is illustrated, but a T-type circuit configuration may be employed.
  • phase adjustment circuit 12A is disposed on a path connecting the selection terminal 110a and the filter 13A, and the first circuit element and the second circuit element connected in series with one another, and the first circuit element and the second circuit element. And a third circuit element disposed between the connection node and the ground.
  • phase adjustment circuit 12B is disposed on a path connecting the selection terminal 110b and the filter 13B, and the fourth circuit element and the fifth circuit element connected in series with one another, and the fourth circuit element and the fifth circuit element. And a sixth circuit element disposed between the connection node and the ground.
  • the phase can be shifted stepwise at the connection nodes X1 to X4 of the circuit elements, and the extensibility of the phase adjustment is improved by appropriately selecting the circuit configuration.
  • the circuit configuration by appropriately selecting an inductor or a capacitor, low pass characteristics and high pass characteristics can be added in addition to the filter characteristics of the filter. For example, low pass attenuation band and high pass attenuation of pass band It is possible to reduce spurious and the like in the band.
  • Each of the first circuit element to the twelfth circuit element may be an inductor or a capacitor.
  • the capacitors Cs1 and Cs2 are each formed of a comb capacitor electrode formed on the substrate 100A.
  • the high-frequency module 10A can be miniaturized.
  • capacitors Cs1 and Cs2 configured of the comb-tooth capacitance electrode and substrate 100A have an antiresonance frequency at which the impedance is maximized, and a resonance frequency at which the impedance is minimized.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the pass characteristic of the filter 13A and the impedance characteristic of the capacitors Cs1 and Cs2. As shown in the figure, the resonant frequencies fr1 and fr2 and the antiresonant frequencies fa1 and fa2 of the capacitors Cs1 and Cs2 are located lower or higher than the pass band (first frequency band) of the filter 13A. Is desirable.
  • the resonant frequency and the antiresonant frequency of the capacitor are located on the lower frequency side or the higher frequency side than the pass band (second frequency band) of the filter 13B. Of low loss.
  • FIG. 7A is a view showing an arrangement configuration of a filter 13A and a phase adjustment circuit 12D which constitute a high frequency module 10D according to a second embodiment.
  • the high frequency module 10D according to the second embodiment shown in the figure is different from the high frequency module 10A according to the first embodiment only in the arrangement configuration of the capacitors constituting the phase adjustment circuit.
  • the high frequency module 10D according to the second embodiment will not be described the same as the high frequency module 10A according to the first embodiment, and differences will be mainly described.
  • the phase adjustment circuit 12D includes, for example, capacitors Cs3 and Cs4 connected in series with each other on a path connecting the selection terminal 110a and the filter 13A, and an inductor Lp connected to a connection node of the capacitors Cs3 and Cs4 and the ground. Configured
  • the capacitors Cs3 and Cs4 are formed on the substrate 100A.
  • the capacitors Cs3 and Cs4 are, as shown in FIG. 7A, composed of comb-shaped capacitive electrodes formed on the substrate 100A.
  • the first direction orthogonal to a plurality of parallel electrode fingers constituting the comb-tooth capacitance electrodes of the capacitors Cs3 and Cs4 and the IDT electrodes of the filter 13A parallel to each other
  • the second direction orthogonal to the plurality of electrode fingers when the substrate 100A is viewed in a plan view, the first direction orthogonal to a plurality of parallel electrode fingers constituting the comb-tooth capacitance electrodes of the capacitors Cs3 and Cs4 and the IDT electrodes of the filter 13A parallel to each other.
  • FIG. 7B is a diagram comparing the pass characteristics of the filter and the phase adjustment circuit constituting the high frequency module according to the first and second embodiments.
  • the pass characteristics of the filter 13A and the phase adjustment circuit 12A constituting the high frequency module 10A according to the first embodiment are shown in (a) of FIG. 7B.
  • FIG. 7B (b) shows the pass characteristics of the filter 13A and the phase adjustment circuit 12D that constitute the high frequency module 10D according to the second embodiment.
  • the propagation direction of the unnecessary wave generated by the excitation of the comb capacitance electrodes of the capacitors Cs1 and Cs2 is due to the excitation of the IDT electrodes of the filter 13A. Since it matches with the propagation direction of the elastic wave which generate
  • the propagation direction of the unnecessary wave generated by the excitation of the comb capacitance electrodes of the capacitors Cs3 and Cs4 is the propagation of the elastic wave generated by the excitation of the IDT electrode of the filter 13A. Since it differs from the direction, it is possible to suppress interference of the unnecessary wave with the elastic wave generated by the excitation of the IDT electrode of the filter 13A. Therefore, it is possible to suppress the superimposition of unnecessary spurious signals on the signal passing through the filter 13A.
  • the first direction orthogonal to a plurality of parallel electrode fingers forming the comb capacitor electrodes of the capacitors Cs3 and Cs4 and the IDT electrodes of the filter 13A are parallel to each other. More preferably, the second direction orthogonal to the plurality of electrode fingers is orthogonal. According to this, it is possible to most effectively suppress the superposition of the unnecessary spurious on the signal passing through the filter 13A.
  • FIG. 8 is a graph showing the impedance of the comb capacitance when the angle between the IDT electrode and the comb capacitance electrode of the high frequency module 10D according to the second embodiment is changed.
  • the figure shows the impedance characteristics of the capacitors Cs3 and Cs4 (comb tooth capacitance) constituting the phase adjustment circuit when the angle ⁇ between the first direction and the second direction is changed.
  • the impedance of the antiresonance frequency fa decreases and the impedance of the resonance frequency fr increases. That is, as the angle ⁇ is changed from 0 ° to 90 °, the change in impedance of the comb capacitance can be reduced.
  • the impedance of the antiresonance frequency fa is made 20 dB or more smaller than the impedance of the antiresonance frequency fa when the angle ⁇ is 0 °, and the resonance when the angle ⁇ is 0 °.
  • FIG. 9A is a diagram showing the configuration of a filter 13A1 and a phase adjustment circuit 12A1 that constitute a high frequency module 10A1 according to a third embodiment.
  • the high frequency module 10A1 according to this embodiment has the same circuit configuration as the high frequency module 10 described in FIG. 1, and the switch circuit 11 and the phase adjustment circuits 12A1 (12A), 12B1 (12B) and 12C1 (12C) , Filters 13A1 (13A), 13B1 (13B) and 13C1 (13C), and an antenna common terminal 22.
  • the high frequency module 10A1 according to the third embodiment embodies the mounting configuration of the high frequency module 10 according to the embodiment.
  • FIG. 9A extracts and shows the mounting configurations of the filter 13A1 and the phase adjustment circuit 12A1 in the mounting configuration of the high-frequency module 10A1 according to the third embodiment.
  • the high-frequency module 10A1 according to the present embodiment is different from the high-frequency module 10A according to the first embodiment in that the specific circuit configuration of the filter is disclosed, and the filter 13A1 and the phase adjustment circuit 12A1 are circuit elements.
  • the point of sharing in part is different as the configuration.
  • the description of the same configuration as that of the high frequency module 10A according to the first embodiment will be omitted, and different configurations will be mainly described.
  • the filter 13A1 includes input / output terminals 51 (first input / output terminals) and 52 (second input / output terminals) formed on the substrate 100A having piezoelectricity, and series arm resonators s1, s2, s3 and s4, It is a first filter provided with parallel arm resonators p1, p2 and p3.
  • the input / output terminal 51 is connected to the phase adjustment circuit 12A1.
  • the series arm resonators s1 to s4 are one or more series arm resonators composed of elastic wave resonators, provided in a first path connecting the input / output terminal 51 and the input / output terminal 52.
  • the parallel arm resonators p1 to p3 are one or more parallel arm resonators composed of elastic wave resonators, provided in a second path connecting the node of the first path and the ground.
  • Each of the series arm resonators s1 to s4 and the parallel arm resonators p1 to p3 is, for example, an elastic wave resonator using an elastic wave, and for example, a resonator using SAW (Surface Acoustic Wave), BAW (Bulk) It is a resonator using Acoustic Wave, or a film bulk acoustic resonator (FBAR).
  • SAW Surface Acoustic Wave
  • BAW Bulk
  • FBAR film bulk acoustic resonator
  • the number of series arm resonators constituting the filter 13A1 is not limited to four, and may be one or more. Further, the number of parallel arm resonators constituting the filter 13A1 is not limited to three, and may be one or more. Furthermore, the filter 13A1 may have circuit elements such as a longitudinally coupled resonator, an inductor, and a capacitor in addition to the series arm resonator and the parallel arm resonator.
  • the phase adjustment circuit 12A1 includes capacitors Cs1 and Cs2 and an inductor Lp.
  • the capacitors Cs1 and Cs2 are respectively disposed on a path connecting the selection terminal 110a and the filter 13A1 and are a first circuit element and a second circuit element connected in series with each other.
  • the inductor Lp is a third circuit element disposed between the connection node of the capacitors Cs1 and Cs2 and the ground.
  • the series arm resonator s1 includes the capacitor Cs2, and functions as an elastic wave resonator of the filter 13A1 and a capacitive element of the phase adjustment circuit 12A1. That is, the series arm resonator s1 doubles as the capacitor Cs2.
  • the filter 13B1 may have the same configuration as the filter 13A1.
  • the filter 13B1 includes the third input / output terminal and the fourth input / output terminal formed on the substrate 100B having piezoelectricity, one or more series arm resonators, and one or more parallel arm resonators. A second filter.
  • the third input / output terminal is connected to the phase adjustment circuit 12B1.
  • One or more series arm resonators are provided in a third path connecting the third input / output terminal and the fourth input / output terminal.
  • One or more parallel arm resonators are provided in a fourth path connecting the node of the third path and the ground.
  • the phase adjustment circuit 12B1 is disposed on a path connecting the selection terminal 110b and the filter 13B1, and is connected in series to a fourth circuit element (capacitor) and a fifth circuit element (capacitor), and a fourth circuit element and a fifth circuit element. And a sixth circuit element disposed between the connection node with the circuit element and the ground.
  • the second series arm resonator includes the fifth circuit element (capacitor) and functions as an elastic wave resonator of the filter 13B1 and a capacitive element of the phase adjustment circuit 12B1. doing. That is, the second series arm resonator doubles as the fifth circuit element (capacitor).
  • FIG. 9B is a diagram showing an equivalent circuit of the filter 13A1 and the phase adjustment circuit 12A1 that constitute the high frequency module 10A1 according to the third embodiment.
  • the circuit shown in the figure is an equivalent circuit diagram of the configuration of FIG. 9A, and the phase adjustment circuit 12A1 is composed of capacitors Cs1 and Cs2 and an inductor Lp, and the filter 13A1 is a series arm resonator s1 to s4. And parallel arm resonators p1 to p3.
  • the circuit element of the phase adjustment circuit 12A1 connected to the input / output terminal 51 is the capacitor Cs2 connected in series.
  • the circuit element of the filter 13A1 connected to the input / output terminal 51 is a series arm resonator s1 that exhibits capacitive outside the passband of the filter 13A1.
  • the circuit element (capacitor Cs2) of the phase adjustment circuit 12A1 connected to the input / output terminal 51 and the circuit element (series arm resonator s1) of the filter 13A1 connected to the input / output terminal 51 have one elasticity. It is realized by wave resonators.
  • the filter 13A1 is a filter having Band1 as a pass band and Band7 as an attenuation band
  • the filter 13B1 is a filter having Band7 as a pass band and Band1 as an attenuation band.
  • the impedance in the pass band (Band 1 band) approaches the characteristic impedance (50 ⁇ )
  • the impedance in the other band (Band 7 band) be located on the high impedance (open) side.
  • the impedance in the pass band (Band 7 band) approaches the characteristic impedance (50 ⁇ ), and the impedance in the other band (Band 1 band) be located on the high impedance (open) side.
  • FIG. 10 is a Smith chart showing the impedance of the filter 13A1 as viewed from each node of the phase adjustment circuit 12A1 according to the third embodiment.
  • the filter 13A1 is, for example, a surface acoustic wave filter, and since the capacitive series arm resonator s1 is connected to the input / output terminal 51, the impedance of the filter 13A1 alone viewed from the node X1 is as shown in FIG. As shown in a), the self band (Band 1) is located in a region slightly deviated from the characteristic impedance (50 ⁇ ) in the capacitive manner, and the CA counterpart band (Band 7) is capacitive near the high impedance.
  • the impedance is changed by each circuit element of the phase adjustment circuit 12A1.
  • the impedance of the filter 13A1 viewed from the node X2 is entirely as shown in (b) of FIG. Shift counterclockwise.
  • the impedance seen from the input terminal side is , Capacitive and high impedance side (open side).
  • a capacitor is disposed in the series arm as a phase adjustment circuit and an inductor is disposed in the parallel arm.
  • a preferred T-circuit is preferred.
  • the impedance of the filter 13A1 seen from the node X2 is positioned near the characteristic impedance (50 ⁇ ) for the own band (Band1) as shown in (b) of FIG.
  • the CA counterpart band (Band 7) can be positioned on the high impedance (open) side with the minimum shift amount.
  • the local band (Band 7) is located near the characteristic impedance (50 ⁇ ) and the CA other side band (Band 1) is high with the minimum shift amount, similarly to the impedance change of the filter 13A1 described above. It becomes possible to position on the impedance (open) side.
  • circuit elements for example, capacitors Cs1 and Cs2 constituting phase adjustment circuit 12A1 are formed on substrate 100A on which elastic wave resonators of filter 13A1 are formed, and circuit elements constituting phase adjustment circuit 12A1 The (capacitor Cs2) is a series arm resonator s1 of the filter 13A1.
  • circuit elements constituting the phase adjustment circuit 12B1 are formed on the substrate 100B on which the elastic wave resonator of the filter 13B1 is formed, and further, circuit elements constituting the phase adjustment circuit 12B1 are series arm resonance of the filter 13B1. It is assumed that the child s1.
  • phase adjustment circuits 12A1 and 12B1 As a result, among the circuit elements constituting phase adjustment circuits 12A1 and 12B1, the number of circuit elements formed other than substrate 100A and other than substrate 100B can be reduced, and substrates 100A and 100B can be miniaturized. Therefore, the high-frequency module 10A1 can be miniaturized while reducing the insertion loss in the CA mode.
  • the noise figure of the front end module 20 including the high frequency module 10A1 can be reduced.
  • FIG. 12A is a diagram showing the configuration of a filter 13A2 and a phase adjustment circuit 12A2 that constitute a high frequency module 10A2 according to a fourth embodiment.
  • the high frequency module 10A2 according to this embodiment has the same circuit configuration as the high frequency module 10 described in FIG. 1, and the switch circuit 11 and the phase adjustment circuits 12A2 (12A), 12B2 (12B) and 12C2 (12C) , Filters 13A2 (13A), 13B2 (13B) and 13C2 (13C), and an antenna common terminal 22.
  • the high frequency module 10A2 according to the fourth embodiment embodies the mounting configuration of the high frequency module 10 according to the embodiment.
  • FIG. 12A extracts and shows the mounting configurations of the filter 13A2 and the phase adjustment circuit 12A2 in the mounting configuration of the high-frequency module 10A2 according to the fourth embodiment.
  • the high frequency module 10A2 according to the present embodiment is different from the high frequency module 10A according to the first embodiment in that the specific circuit configuration of the filter is disclosed, and the filter 13A2 and the phase adjustment circuit 12A2 are circuit elements.
  • the point of sharing in part is different as the configuration.
  • the description of the same configuration as that of the high frequency module 10A according to the first embodiment will be omitted, and different configurations will be mainly described.
  • the filter 13A2 includes input / output terminals 61 (first input / output terminals) and 62 (second input / output terminals) formed on the substrate 100A having piezoelectricity, and series arm resonators s1, s2, and s3 in parallel. It is a first filter provided with arm resonators p1, p2, p3 and p4. The input / output terminal 61 is connected to the phase adjustment circuit 12A2.
  • the series arm resonators s1 to s3 are one or more series arm resonators composed of elastic wave resonators, provided in a first path connecting the input / output terminal 61 and the input / output terminal 62.
  • the parallel arm resonators p1 to p4 are one or more parallel arm resonators composed of elastic wave resonators, provided in a second path connecting the node of the first path and the ground.
  • the parallel arm resonator p1 (first parallel arm resonator) is directly connected to the input / output terminal 61.
  • Each of the series arm resonators s1 to s3 and the parallel arm resonators p1 to p4 is, for example, an elastic wave resonator using an elastic wave, and for example, a resonator using SAW, a resonator using BAW, or a resonator , FBAR, etc.
  • the SAW includes not only surface waves but also boundary waves.
  • the number of series arm resonators constituting the filter 13A2 is not limited to three, and may be one or more. Further, the number of parallel arm resonators constituting the filter 13A2 is not limited to four, and may be one or more. Furthermore, the filter 13A2 may have circuit elements such as a longitudinally coupled resonator, an inductor, and a capacitor in addition to the series arm resonator and the parallel arm resonator.
  • the phase adjustment circuit 12A2 includes capacitors Cp1 and Cp2 and an inductor Ls.
  • the inductor Ls is a seventh circuit element disposed on a path connecting the selection terminal 110a and the filter 13A2.
  • the capacitor Cp1 is an eighth circuit element disposed between the connection node of the selection terminal 110a and the inductor Ls and the ground.
  • Capacitor Cp2 is a ninth circuit element arranged between the connection node of inductor Ls and filter 13A2 and the ground.
  • the parallel arm resonator p1 includes the capacitor Cp2, and functions as an elastic wave resonator of the filter 13A2 and a capacitive element of the phase adjustment circuit 12A2. That is, the parallel arm resonator p1 doubles as the capacitor Cp2.
  • the filter 13B2 may have the same configuration as that of the filter 13A2.
  • the filter 13B2 includes the third input / output terminal and the fourth input / output terminal formed on the substrate 100B having piezoelectricity, one or more series arm resonators, and one or more parallel arm resonators. A second filter.
  • the third input / output terminal is connected to the phase adjustment circuit 12B2.
  • One or more series arm resonators are provided in a third path connecting the third input / output terminal and the fourth input / output terminal.
  • One or more parallel arm resonators are provided in a fourth path connecting the node of the third path and the ground.
  • the second parallel arm resonator is directly connected to the third input / output terminal.
  • the phase adjustment circuit 12B2 is disposed on a path connecting the selection terminal 110b and the filter 13B2, and a tenth circuit element disposed on a path connecting the selection terminal 110b and the filter 13B2, a selection terminal 110b and a tenth circuit element And a twelfth circuit element (capacitor) disposed between the connection node of the tenth circuit element and the filter 13B2 and the ground.
  • the second parallel arm resonator includes a twelfth circuit element (capacitor) and functions as an elastic wave resonator of the filter 13B2 and a capacitive element of the phase adjustment circuit 12B2. doing. That is, the second parallel arm resonator doubles as a twelfth circuit element (capacitor).
  • FIG. 12B is a diagram showing an equivalent circuit of the filter 13A2 and the phase adjustment circuit 12A2 that constitute the high frequency module 10A2 according to the fourth embodiment.
  • the circuit shown in the figure is an equivalent circuit diagram of the configuration of FIG. 12A, and the phase adjustment circuit 12A2 is composed of capacitors Cp1 and Cp2 and an inductor Ls, and the filter 13A2 is a series arm resonator s1 to s3. And parallel arm resonators p1 to p4.
  • the circuit element of the phase adjustment circuit 12A2 connected to the input / output terminal 61 is the capacitor Cp2 connected in parallel.
  • the circuit element of the filter 13A2 connected to the input / output terminal 61 is a parallel arm resonator p1 that exhibits capacitive outside the passband of the filter 13A2.
  • the circuit element (capacitor Cp2) of the phase adjustment circuit 12A2 connected to the input / output terminal 61 and the circuit element (parallel arm resonator p1) of the filter 13A2 connected to the input / output terminal 61 have one elasticity. It is realized by wave resonators.
  • the filter 13A2 is a filter having Band1 as a pass band and Band7 as an attenuation band
  • the filter 13B2 is a filter having Band7 as a pass band and Band1 as an attenuation band.
  • the impedance in the pass band (Band 1 band) approaches the characteristic impedance (50 ⁇ )
  • the impedance in the other band (Band 7 band) be located on the high impedance (open) side.
  • the impedance in the pass band (Band 7 band) approaches the characteristic impedance (50 ⁇ ), and the impedance in the other band (Band 1 band) be located on the high impedance (open) side.
  • FIG. 13 is a Smith chart showing the impedance of the filter 13A2 as viewed from each node of the phase adjustment circuit 12A2 according to the fourth embodiment.
  • the filter 13A2 is, for example, a surface acoustic wave filter, and since the capacitive parallel arm resonator p1 is connected to the input / output terminal 61, the impedance of the filter 13A2 alone viewed from the node X1 is as shown in FIG. As shown in a), the self band (Band 1) is located in a region slightly deviated capacitively from the characteristic impedance (50 ⁇ ), and the CA counterpart band (Band 7) becomes capacitive with low impedance.
  • the impedance is changed by each circuit element of the phase adjustment circuit 12A2.
  • the impedance of the filter 13A2 viewed from the node X2 is generally as shown in (b) of FIG. Shift clockwise.
  • the impedance seen from the input terminal side is , Capacitive and low impedance side (short circuit side).
  • an inductor is disposed in the series arm as a phase adjustment circuit and a capacitor is disposed in the parallel arm. It is desirable to use a pi-type circuit.
  • the shift amount can be reduced by shifting the impedance of the CA counterpart band clockwise. That is, since the inductance value of the series arm inductor can be reduced, impedance matching can be performed with high accuracy, and the phase adjustment circuit can be miniaturized.
  • the impedance of the filter 13A2 viewed from the node X2 is positioned near the characteristic impedance (50 ⁇ ) for the own band (Band1),
  • the CA counterpart band (Band 7) can be positioned on the high impedance (open) side with the minimum shift amount.
  • the local band (Band 7) is located near the characteristic impedance (50 ⁇ ), and the CA other side band (Band 1) is high with the minimum shift amount. It becomes possible to position on the impedance (open) side.
  • circuit elements for example, capacitors Cp1 and Cp2 constituting phase adjustment circuit 12A2 are formed on substrate 100A on which elastic wave resonators of filter 13A2 are formed, and circuit elements constituting phase adjustment circuit 12A2 The (capacitor Cp2) is a parallel arm resonator p1 of the filter 13A2.
  • the circuit elements constituting the phase adjustment circuit 12B2 are formed on the substrate 100B on which the elastic wave resonator of the filter 13B2 is formed, and the circuit elements constituting the phase adjustment circuit 12B2 are parallel arm resonances of the filter 13B2 The child is p1.
  • the number of circuit elements formed other than the substrate 100A and other than the substrate 100B can be reduced, and the substrates 100A and 100B can be miniaturized. Therefore, the high-frequency module 10A2 can be miniaturized while reducing the insertion loss in the CA mode.
  • the noise factor of the front end module 20 provided with the high frequency module 10A2 can be reduced.
  • the high frequency module, the front end module, and the communication apparatus have been described above by way of examples.
  • the high frequency module, the front end module, and the communication apparatus of the present invention It is not limited to A person skilled in the art can think of another embodiment realized by combining arbitrary components in the above embodiment and the example thereof, and a person skilled in the art within the scope of the present invention with respect to the above embodiment and the example thereof.
  • the present invention also includes modifications obtained by applying various modifications, and various devices incorporating the high frequency module, the front end module, and the communication device of the present disclosure.
  • the high frequency module 10 the front end module 20, and the communication device 5 according to the above-described embodiment
  • a reception circuit that processes a high frequency signal received from the antenna element 2 is illustrated.
  • the high frequency module, the front end module, and the communication device according to the present invention are also applied to a transmission circuit that processes a high frequency signal from the RFIC 3 and outputs the processed signal from the antenna element 2.
  • the front end module includes a transmission amplification circuit instead of the reception amplification circuit. This enables the miniaturization of the high frequency module while reducing the insertion loss in the CA mode using simultaneous transmission.
  • the high frequency module, the front end module, and the communication device according to the present invention are also applied to a transmission / reception circuit provided with both the reception circuit and the transmission circuit.
  • the high frequency module includes both of the transmission filter and the reception filter (or duplexer), and the front end module includes both of the reception amplification circuit and the transmission amplification circuit. This enables miniaturization of the high frequency module while reducing insertion loss in CA mode using simultaneous transmission and / or simultaneous reception.
  • the high frequency module the front end module, and the communication apparatus according to the above-described embodiment and the examples thereof, another high frequency circuit element, a wire, and the like are provided between the circuit elements and signal paths disclosed in the drawings. It may be inserted.
  • the present invention can be widely used in communication devices such as mobile phones as multi-band compatible high frequency modules, front end modules and communication devices adopting a carrier aggregation system.
  • RFIC RF signal processing circuit
  • BBIC Base band signal processing circuit
  • 22 antenna common terminal 51, 52, 61, 62 input / output terminal 100A, 100B, 100C substrate 110d, 110e, 110f common terminal 110a, 110b, 110c Selection terminals Cp1, Cp2, Cs1, Cs2, Cs3, Cs4, Cs51, Cs52 Capacitors Lp, Lp1, Lp2, Ls Inductors p1, p2, 3 parallel arm resonators s1, s2, s3, s4 series arm resonators T1A,

Landscapes

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Abstract

第1周波数帯域の信号と第2周波数帯域の信号とを同時に受信する高周波モジュール(10)であって、選択端子(110aおよび110b)を有するスイッチ回路(11)と、第1周波数帯域の信号を通過させるフィルタ(13A)と、第2周波数帯域の信号を通過させるフィルタ(13B)と、選択端子(110a)およびフィルタ(13A)に接続された位相調整回路(12A)と、選択端子(110b)およびフィルタ(13B)に接続された位相調整回路(12B)とを備え、フィルタ(13A)は圧電性の基板(100A)上に形成された弾性波共振子を有し、フィルタ(13B)は圧電性の基板(100B)上に形成された弾性波共振子を有し、位相調整回路(12A)を構成する回路素子の一部は基板(100A)上に形成され、位相調整回路(12B)を構成する回路素子の一部は基板(100B)上に形成されている。

Description

高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置
 本発明は、高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置に関する。
 特許文献1には、複数の異なる周波数帯域(バンド)の高周波信号を送受信するマルチバンド対応の高周波モジュールが開示されている。この高周波モジュールは、アンテナ側に配置されたスイッチIC(Integrated Circuit)と、第1の周波数帯域の信号を送受信させる第1のSAW(Surface Acoustic Wave)デュプレクサと、第2の周波数帯域の信号を送受信させる第2のSAWデュプレクサと、スイッチICと第1のSAWデュプレクサとの間に配置された第1の位相回路と、スイッチICと第2のSAWデュプレクサとの間に配置された第2の位相回路と、を有している。第1の位相回路および第2の位相回路により、第1の周波数帯域では、スイッチIC側から見て第2のSAWデュプレクサが略開放となり、第2の周波数帯域では、スイッチIC側から見て第1のSAWデュプレクサが略開放となる。これにより、第1の周波数帯域の信号および第2の周波数帯域の信号のそれぞれを、低損失で伝搬することが可能となる。
国際公開第2015/041125号
 近年のマルチバンド化対応の無線通信端末では、1つのアンテナで異なる周波数帯域の複数の送信信号あるいは複数の受信信号を同時に使用する、いわゆるキャリアアグリゲーション(CA)方式が適用される。また、CA方式の導入に伴い、1つの端末で使用する周波数帯域(バンド)数も増大している。これに反して、フロントエンドに配置される高周波モジュールを小型化する要求は厳しくなっている。
 しかしながら、特許文献1のような高周波モジュールでは、各信号経路の挿入損失を低減すべく、各周波数帯域に対応して位相回路が配置されるため、バンド数の増大に伴い、高周波モジュールが大型化してしまうという問題がある。
 そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、CAモードにおける挿入損失を低減しつつ小型化された高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置を提供す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高周波モジュールは、少なくとも第1周波数帯域の信号と、当該第1周波数帯域と周波数が異なる第2周波数帯域の信号とを同時に送信、受信または送受信することが可能な高周波モジュールであって、共通端子、第1選択端子、および第2選択端子を有するスイッチ回路と、前記第1周波数帯域の信号を通過させる第1フィルタと、前記第2周波数帯域の信号を通過させる第2フィルタと、前記第1選択端子と前記第1フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第1位相調整回路と、前記第2選択端子と前記第2フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第2位相調整回路と、を備え、前記第1フィルタは、圧電性を有する第1基板と、当該第1基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、前記第2フィルタは、圧電性を有する第2基板と、当該第2基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、前記第1位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第1基板上に形成されており、かつ、前記第2位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第2基板上に形成されている。
 これにより、第1周波数帯域の信号および第2周波数帯域の信号を同時に送信、受信、または送受信する、いわゆるCAモードにおいて、第1フィルタおよび第2フィルタの信号通過特性を改善できる。つまり、第1周波数帯域の信号の第2フィルタへの漏れ量を最小化でき、第1フィルタの通過帯域挿入損失を低減できる。また、第2周波数帯域の信号の第1フィルタへの漏れ量を最小化でき、第2フィルタの通過帯域挿入損失を低減できる。
 さらに、第1位相調整回路を構成する回路素子を、第1フィルタの弾性波共振子が形成される第1基板上に形成し、第2位相調整回路を構成する回路素子を、第2フィルタの弾性波共振子が形成される第2基板上に形成するので、第1位相調整回路および第2位相調整回路を構成する回路素子のうちの、第1基板以外かつ第2基板以外に形成される回路素子の数を削減できる。よって、CAモードにおける挿入損失を低減しつつ高周波モジュールの小型化が可能となる。
 また、前記第1位相調整回路は、前記第1選択端子と前記第1フィルタとを結ぶ経路上に配置され、互いに直列接続された第1回路素子および第2回路素子と、前記第1回路素子と前記第2回路素子との接続ノードとグランドとの間に配置された第3回路素子と、を備え、前記第1回路素子、前記第2回路素子、および前記第3回路素子のそれぞれは、インダクタまたはキャパシタであってもよい。
 また、前記第1フィルタは、前記第1基板上に形成され、前記第1位相調整回路に接続された第1入出力端子と、前記第1基板上に形成された第2入出力端子と、前記第1入出力端子と前記第2入出力端子とを結ぶ第1経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子と、前記第1経路のノードとグランドとを結ぶ第2経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子と、を備え、前記1以上の直列腕共振子および前記1以上の並列腕共振子のうち、第1の直列腕共振子のみが前記第1入出力端子に直接接続され、前記第1回路素子および前記第2回路素子のうち前記第2回路素子は、前記第1入出力端子に接続され、前記第1の直列腕共振子は、前記第2回路素子を含み、前記第1フィルタの弾性波共振子および前記第1位相調整回路の容量性素子として機能してもよい。
 複数の弾性波共振子を有し第1入出力端子に最も近く接続された弾性表面波共振子が直列腕共振子である第1フィルタの場合、第1入出力端子側から第1フィルタを見たインピーダンスは、容量性かつ高インピーダンス側(開放側)に位置する。この場合、自帯域を特性インピーダンス(50Ω)に位置させ、CA相手帯域を高インピーダンス側(開放側)に位置させるためには、第1位相調整回路として直列腕にキャパシタが配置され並列腕にインダクタが配置されたT型回路が望ましい。これにより、CA相手帯域のインピーダンスを反時計まわりにシフトさせることで、当該シフト量を小さくできる。つまり、並列腕インダクタのインダクタンス値を小さくできるので、インピーダンス整合を高精度にでき、かつ、第1位相調整回路を小型化できる。
 また、第1位相調整回路を構成する第2回路素子を第1フィルタの第1の直列腕共振子としている。これにより、第1基板を小型化できる。
 また、前記第2位相調整回路は、前記第2選択端子と前記第2フィルタとを結ぶ経路上に配置され、互いに直列接続された第4回路素子および第5回路素子と、前記第4回路素子および前記第5回路素子の接続ノードとグランドとの間に配置された第6回路素子と、を備え、前記第4回路素子、前記第5回路素子、および前記第6回路素子のそれぞれは、インダクタまたはキャパシタであってもよい。
 また、前記第2フィルタは、前記第2基板上に形成され、前記第2位相調整回路に接続された第3入出力端子と、前記第2基板上に形成された第4入出力端子と、前記第3入出力端子と前記第4入出力端子とを結ぶ第3経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子と、前記第3経路のノードとグランドとを結ぶ第4経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子と、を備え、前記1以上の直列腕共振子および前記1以上の並列腕共振子のうち、第2の直列腕共振子のみが前記第3入出力端子に直接接続され、前記第4回路素子および前記第5回路素子のうち前記第5回路素子は、前記第3入出力端子に接続され、前記第2の直列腕共振子は、前記第5回路素子を含み、前記第2フィルタの弾性波共振子および前記第2位相調整回路の容量性素子として機能してもよい。
 複数の弾性波共振子を有し第3入出力端子に最も近く接続された弾性表面波共振子が直列腕共振子である第2フィルタの場合、第3入出力端子側から第2フィルタを見たインピーダンスは、容量性かつ高インピーダンス側(開放側)に位置する。この場合、自帯域を特性インピーダンス(50Ω)に位置させ、CA相手帯域を高インピーダンス側(開放側)に位置させるためには、第2位相調整回路として直列腕にキャパシタが配置され並列腕にインダクタが配置されたT型回路が望ましい。これにより、CA相手帯域のインピーダンスを反時計まわりにシフトさせることで、当該シフト量を小さくできる。つまり、並列腕インダクタのインダクタンス値を小さくできるので、インピーダンス整合を高精度にでき、かつ、第2位相調整回路を小型化できる。
 また、第2位相調整回路を構成する第5回路素子を第2フィルタの第2の直列腕共振子としている。これにより、第2基板を小型化できる。
 また、前記第1位相調整回路は、前記第1選択端子と前記第1フィルタとを結ぶ経路上に配置された第7回路素子と、前記第1選択端子および前記第7回路素子の接続ノードとグランドとの間に配置された第8回路素子と、前記第7回路素子および前記第1フィルタの接続ノードとグランドとの間に配置された第9回路素子と、を備え、前記第7回路素子、前記第8回路素子、および前記第9回路素子のそれぞれは、インダクタまたはキャパシタであってもよい。
 また、前記第1フィルタは、前記第1基板上に形成され、前記第1位相調整回路に接続された第1入出力端子と、前記第1基板上に形成された第2入出力端子と、前記第1入出力端子と前記第2入出力端子とを結ぶ第1経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子と、前記第1経路のノードとグランドとを結ぶ第2経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子と、を備え、前記1以上の直列腕共振子および前記1以上の並列腕共振子のうち、第1の並列腕共振子が前記第1入出力端子に直接接続され、前記第8回路素子および前記第9回路素子のうち前記第9回路素子は、前記第1入出力端子に接続され、前記第1の並列腕共振子は、前記第9回路素子を含み、前記第1フィルタの弾性波共振子および前記第1位相調整回路の容量性素子として機能してもよい。
 複数の弾性波共振子を有し第1入出力端子に最も近く接続された弾性表面波共振子が並列腕共振子である第1フィルタの場合、第1入出力端子側から第1フィルタを見たインピーダンスは、容量性かつ低インピーダンス側(短絡側)に位置する。この場合、自帯域を特性インピーダンス(50Ω)に位置させ、CA相手帯域を高インピーダンス側(開放側)に位置させるためには、第1位相調整回路として並列腕にキャパシタが配置され直列腕にインダクタが配置されたπ型回路が望ましい。これにより、CA相手帯域のインピーダンスを時計まわりにシフトさせることで、当該シフト量を小さくできる。つまり、直列腕インダクタのインダクタンス値を小さくできるので、インピーダンス整合を高精度にでき、かつ、第1位相調整回路を小型化できる。
 また、第1位相調整回路を構成する第9回路素子を第1フィルタの第1の並列腕共振子としている。これにより、第1基板を小型化できる。
 また、前記第2位相調整回路は、前記第2選択端子と前記第2フィルタとを結ぶ経路上に配置された第10回路素子と、前記第2選択端子および前記第10回路素子の接続ノードとグランドとの間に配置された第11回路素子と、前記第10回路素子および前記第2フィルタの接続ノードとグランドとの間に配置された第12回路素子と、を備え、前記第10回路素子、前記第11回路素子、および前記第12回路素子のそれぞれは、インダクタまたはキャパシタであってもよい。
 これらにより、位相調整回路を構成する各回路素子の接続ノードにおいて、段階的に位相をシフトでき、また、上記回路構成、つまり、T型、π型、インダクタ、およびキャパシタなどを適宜選択することで位相調整の拡張性が向上する。
 また、前記第2フィルタは、前記第2基板上に形成され、前記第2位相調整回路に接続された第3入出力端子と、前記第2基板上に形成された第4入出力端子と、前記第3入出力端子と前記第4入出力端子とを結ぶ第3経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子と、前記第3経路のノードとグランドとを結ぶ第4経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子と、を備え、前記1以上の直列腕共振子および前記1以上の並列腕共振子のうち、第2の並列腕共振子が前記第3入出力端子に直接接続され、前記第11回路素子および前記第12回路素子のうち前記第12回路素子は、前記第3入出力端子に接続され、前記第2の並列腕共振子は、前記第12回路素子を含み、前記第2フィルタの弾性波共振子および前記第2位相調整回路の容量性素子として機能してもよい。
 複数の弾性波共振子を有し第3入出力端子に最も近く接続された弾性表面波共振子が並列腕共振子である第2フィルタの場合、第3入出力端子側から第2フィルタを見たインピーダンスは、容量性かつ低インピーダンス側(短絡側)に位置する。この場合、自帯域を特性インピーダンス(50Ω)に位置させ、CA相手帯域を高インピーダンス側(開放側)に位置させるためには、第2位相調整回路として並列腕にキャパシタが配置され直列腕にインダクタが配置されたπ型回路が望ましい。これにより、CA相手帯域のインピーダンスを時計まわりにシフトさせることで、当該シフト量を小さくできる。つまり、直列腕インダクタのインダクタンス値を小さくできるので、インピーダンス整合を高精度にでき、かつ、第2位相調整回路を小型化できる。
 また、第2位相調整回路を構成する第12回路素子を第2フィルタの第2の並列腕共振子としている。これにより、第2基板を小型化できる。
 また、前記第1位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子は、第1キャパシタを含み、前記第1キャパシタは、前記第1基板上に形成されていてもよい。
 これによれば、第1基板上に第1位相調整回路を構成する第1キャパシタを形成することで、高周波モジュールを効果的に小型化できる。
 また、前記第1キャパシタは、前記第1基板上に形成された櫛歯容量電極で構成されていてもよい。
 これによれば、第1基板上に第1位相調整回路を構成する第1キャパシタを櫛歯容量電極で形成することにより、第1キャパシタを第1フィルタのIDT電極と同一の製造プロセスで形成できるので、製造工程を簡素化できる。
 また、前記第1キャパシタの共振周波数および反共振周波数は、前記第1周波数帯域よりも低周波数側または高周波数側に位置してもよい。
 これにより、第1キャパシタの共振点および反共振点により発生する不要なスプリアスを第1フィルタの通過帯域から外すことができる。よって、通過帯域内の低損失性を確保できる。
 また、前記第1基板を平面視した場合、前記櫛歯容量電極を構成する、互いに平行な複数の電極指と直交する第1方向と、前記第1フィルタの前記IDT電極を構成する、互いに平行な複数の電極指と直交する第2方向とは、異なってもよい。
 これにより、櫛歯容量電極の励振により発生する不要波が、第1フィルタのIDT電極の励振により発生する弾性波と干渉することを抑制できる。よって、第1フィルタを通過する信号に不要なスプリアスが重畳することを抑制できる。
 また、前記第1基板上において、前記第1方向と前記第2方向とのなす角度は、80°以上100°以下であってもよい。
 これにより、第1方向が第2方向と同じである場合の櫛歯容量のインピーダンス極小点(共振点)を20dB以上大きくでき、また、インピーダンス極大点(反共振点)を、20dB以上小さくできる。
 また、前記高周波モジュールは、前記共通端子と前記第1選択端子とが導通状態であり、かつ、前記共通端子と前記第2選択端子とが導通状態であることにより、前記第1周波数帯域の信号および前記第2周波数帯域の信号を同時に送信、受信、または送受信してもよい。
 また、前記スイッチ回路は、さらに、第3選択端子と、第4選択端子と、を有し、前記高周波モジュールは、さらに、前記第1周波数帯域および前記第2周波数帯域と周波数が異なる第3周波数帯域の信号を通過させる第3フィルタと、前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域および前記第3周波数帯域と周波数が異なる第4周波数帯域の信号を通過させる第4フィルタと、前記第3選択端子と前記第3フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第3位相調整回路と、前記第4選択端子と前記第4フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第4位相調整回路と、を備え、前記第3フィルタは、圧電性を有する第3基板と、当該第3基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、前記第4フィルタは、圧電性を有する第4基板と、当該第4基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、前記第3位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第3基板上に形成されており、かつ、前記第4位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第4基板上に形成されており、前記第1周波数帯域は、LTE(Long Term Evolution)のBand1受信帯域(2110-2170MHz)であり、前記第2周波数帯域は、LTEのBand3受信帯域(1805-1880MHz)であり、前記第3周波数帯域は、LTEのBand7受信帯域(2620-2690MHz)であり、前記第4周波数帯域は、LTEのBand5受信帯域(869-894MHz)、Band8受信帯域(925-960MHz)、Band20受信帯域(791-821MHz)、およびBand40帯域(2300-2400MHz)のいずれかであり、前記高周波モジュールは、前記第1周波数帯域の信号、前記第2周波数帯域の信号、前記第3周波数帯域の信号、および前記第4周波数帯域の信号のうちの少なくとも2つの信号を同時に送信、受信、または送受信してもよい。
 また、前記スイッチ回路は、さらに、第3選択端子と、第4選択端子と、を有し、前記高周波モジュールは、さらに、前記第1周波数帯域および前記第2周波数帯域と周波数が異なる第3周波数帯域の信号を通過させる第3フィルタと、前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域および前記第3周波数帯域と周波数が異なる第4周波数帯域の信号を通過させる第4フィルタと、前記第3選択端子と前記第3フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第3位相調整回路と、前記第4選択端子と前記第4フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第4位相調整回路と、を備え、前記第3フィルタは、圧電性を有する第3基板と、当該第3基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、前記第4フィルタは、圧電性を有する第4基板と、当該第4基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、前記第3位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第3基板上に形成されており、かつ、前記第4位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第4基板上に形成されており、前記第1周波数帯域は、LTEのBand2受信帯域(1930-1990MHz)であり、前記第2周波数帯域は、LTEのBand4受信帯域(2110-2155MHz)であり、前記第3周波数帯域は、LTEのBand30受信帯域(2350-2360MHz)であり、前記第4周波数帯域は、LTEのBand5受信帯域(869-894MHz)、Band29受信帯域(717-728MHz)、およびBand12受信帯域(729-746MHz)のいずれかであり、前記高周波モジュールは、前記第1周波数帯域の信号、前記第2周波数帯域の信号、前記第3周波数帯域の信号、および前記第4周波数帯域の信号のうちの少なくとも2つの信号を同時に送信、受信、または送受信してもよい。
 これらにより、LTEの4つのバンドのうち2以上のバンドをCAモードとして実行する場合の挿入損失を低減しつつ高周波モジュールの小型化が可能となる。
 また、本発明の一態様に係るフロントエンドモジュールは、上記いずれかに記載の高周波モジュールと、前記第1フィルタに接続された第1増幅回路と、前記第2フィルタに接続された第2増幅回路と、を備える。
 これにより、CAモードにおける挿入損失を低減しつつ小型化されたフロントエンドモジュールを提供できる。
 また、本発明の一態様に係る通信装置は、アンテナ素子で送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、前記アンテナ素子と前記RF信号処理回路との間で前記高周波信号を伝達する上記記載のフロントエンドモジュールと、を備える。
 これにより、CAモードにおける挿入損失を低減しつつ小型化された通信装置を提供できる。
 本発明によれば、CAモードにおける挿入損失を低減しつつ小型化された高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置を提供することが可能となる。
図1は、実施の形態に係る通信装置およびアンテナ素子の回路ブロック図である。 図2Aは、実施例1に係る高周波モジュールを構成するフィルタおよび位相調整回路の配置構成を示す図である。 図2Bは、比較例に係る高周波モジュールを構成するフィルタおよび位相調整回路の配置構成を示す図である。 図2Cは、実施例1および比較例に係る高周波モジュールの配置レイアウトの比較を表す図である。 図3Aは、Band1フィルタおよびBand7フィルタが共通端子で接続された回路において、位相調整が十分な場合の通過特性を表す図である。 図3Bは、Band1フィルタおよびBand7フィルタが共通端子で接続された回路において、位相調整が不十分な場合の通過特性を表す図である。 図4は、BandAフィルタおよびBandBフィルタが共通端子で接続された回路におけるCA相手側帯域インピーダンスと挿入損失劣化量との関係を表すグラフである。 図5は、位相調整回路の各ノードから見たフィルタのインピーダンスを示すスミスチャートである。 図6は、フィルタの通過特性と櫛歯容量のインピーダンス特性との関係を説明する図である。 図7Aは、実施例2に係る高周波モジュールを構成するフィルタおよび位相調整回路の配置構成を示す図である。 図7Bは、実施例1および2に係る高周波モジュールを構成するフィルタおよび位相調整回路の通過特性を比較した図である。 図8は、実施例2に係る高周波モジュールのIDT電極および櫛歯容量電極のなす角度を変化させた場合の櫛歯容量のインピーダンスを示すグラフである。 図9Aは、実施例3に係る高周波モジュールを構成するフィルタおよび位相調整回路の構成を示す図である。 図9Bは、実施例3に係る高周波モジュールを構成するフィルタおよび位相調整回路の等価回路を示す図である。 図10は、実施例3に係る位相調整回路の各ノードから見たフィルタのインピーダンスを示すスミスチャートである。 図11は、実施例3に係る高周波モジュールを構成するフィルタおよび位相調整回路の配置構成を示す図である。 図12Aは、実施例4に係る高周波モジュールを構成するフィルタおよび位相調整回路の構成を示す図である。 図12Bは、実施例4に係る高周波モジュールを構成するフィルタおよび位相調整回路の等価回路を示す図である。 図13は、実施例4に係る位相調整回路の各ノードから見たフィルタのインピーダンスを示すスミスチャートである。 図14は、実施例4に係る高周波モジュールを構成するフィルタおよび位相調整回路の配置構成を示す図である。
 以下、本発明の実施の形態について、実施例およびその図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施例で示される数値、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。以下の実施例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。
 (実施の形態)
 [1.1 通信装置の回路構成]
 図1は、実施の形態に係る通信装置5およびアンテナ素子2の回路ブロック図である。同図に示された通信装置5は、フロントエンドモジュール20と、RF信号処理回路(RFIC:Radio Frequency Integrated Circuit)3と、ベースバンド信号処理回路(BBIC:Base Band Integrated Circuit)4と、を備える。
 フロントエンドモジュール20は、高周波モジュール10と、受信増幅回路21A、21Bおよび21Cと、を備える。
 高周波モジュール10は、スイッチ回路11と、位相調整回路12A、12Bおよび12Cと、フィルタ13A、13Bおよび13Cと、アンテナ共通端子22と、を備える。
 スイッチ回路11は、共通端子110d、110eおよび110fと、選択端子110a、110bおよび110cと、を有し、共通端子110dと選択端子110aとの導通および非導通を切り替えるSPST(Singe Pole Single Throw)型のスイッチ11aと、共通端子110eと選択端子110bとの導通および非導通を切り替えるSPST型のスイッチ11bと、共通端子110fと選択端子110cとの導通および非導通を切り替えるSPST型のスイッチ11cとで構成されている。選択端子110aは第1選択端子であり、選択端子110bは第2選択端子である。また、共通端子110d、110eおよび110fは、アンテナ共通端子22と接続されている。なお、共通端子110d、110eおよび110fは、1つの共通端子にまとめられていてもよい。
 フィルタ13Aは、単体で、第1周波数帯域(BandA)の信号を選択的に通過させる第1フィルタである。フィルタ13Bは、単体で、第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域(BandB)の信号を選択的に通過させる第2フィルタである。フィルタ13Cは、単体で、第1周波数帯域および第2周波数帯域と異なる第3周波数帯域(BandC)の信号を選択的に通過させる第3フィルタである。
 フィルタ13Aは、圧電性を有する基板100A(第1基板)と基板100A上に形成されたIDT(InterDigital Transducer)電極とで構成された弾性表面波共振子を有する弾性表面波フィルタである。フィルタ13Bは、圧電性を有する基板100B(第2基板)と基板100B上に形成されたIDT電極とで構成された弾性表面波共振子を有する弾性表面波フィルタである。フィルタ13Cは、圧電性を有する基板100Cと基板100C上に形成されたIDT電極とで構成された弾性表面波共振子を有する弾性表面波フィルタである。
 なお、フィルタ13A~13Cは、弾性表面波フィルタのほか、弾性境界波フィルタおよびバルク弾性波(BAW:Bulk Acoustic Wave)を用いた弾性波フィルタのいずれかであってもよい。
 なお、圧電性を有する基板とは、少なくとも一部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。
 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る圧電性基板とは、圧電薄膜を伝搬する弾性波音速より伝搬するバルク波音速が高速である高音速支持基板と、高音速支持基板上に積層されており、圧電薄膜を伝搬する弾性バルク波音速より伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜と、低音速膜上に積層された圧電薄膜と、で構成された基板をいう。ここで、高音速支持基板は、後述する、高音速膜と支持基板の双方を兼ねている。
 また、上記の他に、少なくとも1部に圧電性を有する積層型基板として、支持基板と、当該支持基板上に形成されており、圧電薄膜を伝搬する弾性波音速より伝搬するバルク波音速が高速である高音速膜と、当該高音速膜上に積層されており、圧電薄膜を伝搬する弾性バルク波音速より伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜と、当該低音速膜上に積層された圧電薄膜と、で構成された積層体であってもよい。
 圧電薄膜としては、LiTaO、LiNbO、ZnO、AlN、または、PZTのいずれかの材料からなる。
 低音速膜としては、酸化ケイ素、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化ケイ素にフッ素または炭素またはホウ素を加えた化合物、または、上記各材料を主成分とする材料のいずれかからなる。
 高音速支持基板としては、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリコン、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、マグネシアダイヤモンド、または、上記各材料を主成分とする材料、上記各材料の混合物を主成分とする材料のいずれかからなる。
 高音速膜としては、DLC膜、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリコン、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、マグネシアダイヤモンド、または、上記各材料を主成分とする材料、上記各材料の混合物を主成分とする材料のいずれかからなる。
 支持基板としては、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、ガラス等の誘電体またはシリコン、窒化ガリウム等の半導体及び樹脂基板等を用いることができる。
 位相調整回路12Aは、選択端子110aとフィルタ13Aとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第1位相調整回路である。1以上の回路素子とは、例えば、キャパシタおよびインダクタの少なくとも1つである。位相調整回路12Aは、選択端子110aから見たフィルタ13Aのインピーダンスを、位相調整回路12Aが付加されていない場合の選択端子110aから見たフィルタ13Aのインピーダンスに対して変化させる機能を有している。
 位相調整回路12Bは、選択端子110bとフィルタ13Bとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第2位相調整回路である。1以上の回路素子とは、例えば、キャパシタおよびインダクタの少なくとも1つである。位相調整回路12Bは、選択端子110bから見たフィルタ13Bのインピーダンスを、位相調整回路12Bが付加されていない場合の選択端子110bから見たフィルタ13Bのインピーダンスに対して変化させる機能を有している。
 位相調整回路12Cは、選択端子110cとフィルタ13Cとの間に接続された、1以上の回路素子を有する位相調整回路である。1以上の回路素子とは、例えば、キャパシタおよびインダクタの少なくとも1つである。位相調整回路12Cは、選択端子110cから見たフィルタ13Cのインピーダンスを、位相調整回路12Cが付加されていない場合の選択端子110cから見たフィルタ13Cのインピーダンスに対して変化させる機能を有している。
 上記回路構成において、高周波モジュール10は、第1周波数帯域の信号、第2周波数帯域の信号、および第3周波数帯域の信号のうち、少なくとも2つの信号を、同時に受信することが可能である。
 例えば、第1周波数帯域の信号と第2周波数帯域の信号とを同時受信する場合には、スイッチ11aおよび11bが導通状態、ならびに、スイッチ11cが非導通状態となる。
 ここで、位相調整回路12Aを構成する1以上の回路素子の少なくとも1つは、基板100A上に形成されている。また、位相調整回路12Bを構成する1以上の回路素子の少なくとも1つは、基板100B上に形成されている。また、位相調整回路12Cを構成する1以上の回路素子の少なくとも1つは、基板100C上に形成されている。
 例えば、第1周波数帯域の信号および第2周波数帯域の信号を同時に送信、受信、または送受信するCAモードにおいて、各信号を低損失で伝搬させるためには、第1周波数帯域の信号を通過させるフィルタ13Aにおいて、選択端子110a側から見た第2周波数帯域のインピーダンスを大きくみせ、第2周波数帯域の信号を通過させるフィルタ13Bにおいて、選択端子110b側から見た第1周波数帯域のインピーダンスを大きくみせる工夫が必要である。この対策として、フィルタ13Aおよび13Bの位相調整が有効である。この位相調整を実施する場合、従来では、位相調整回路を構成するインダクタおよびキャパシタは、SMD(Surface Mounted Device)部品で構成される。
 一方、近年のCA方式の導入に伴い、1つの端末で使用しなければならない周波数帯域(バンド)数が増大している。これに反して、端末のフロントエンドに配置される高周波モジュールを小型化する要求は厳しくなっている。しかしながら、位相調整回路をSMD部品で構成すると、各周波数帯域に対応して位相調整回路が配置される必要があるため、周波数帯域(バンド)数の増大に伴い、高周波モジュールが大型化してしまうという問題がある。
 これに対して、本実施の形態に係る高周波モジュール10によれば、位相調整回路12Aを構成する回路素子の少なくとも1つは、フィルタ13Aの弾性波共振子が形成される基板100A上に形成される。また、位相調整回路12Bを構成する回路素子の少なくとも1つは、フィルタ13Bの弾性波共振子が形成される基板100B上に形成される。また、位相調整回路12Cを構成する回路素子の少なくとも1つは、フィルタ13Cの弾性波共振子が形成される基板100C上に形成される。これにより、位相調整回路12A~12Cを構成する回路素子のうち、基板100A~100C以外に形成される回路素子の数を削減できる。よって、高周波モジュール10の小型化が可能となる。
 なお、本実施の形態に係る高周波モジュール10は、異なる3つの周波数帯域の信号を伝搬させるための3つの信号経路を有する回路を例示したが、高周波モジュール10が有する信号経路は少なくとも2経路あればよい。すなわち、スイッチ11c、位相調整回路12Cおよびフィルタ13Cで構成された信号経路はなくてもよい。あるいは、高周波モジュール10は、上記3つの信号経路以外に信号経路が付加された、4以上の信号経路を有していてもよい。
 つまり、スイッチ回路11は、さらに、第3選択端子と、第4選択端子と、を有し、高周波モジュールは、さらに、第3周波数帯域の信号を通過させる第3フィルタと、第4周波数帯域の信号を通過させる第4フィルタと、第3選択端子と第3フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第3位相調整回路と、第4選択端子と第4フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第4位相調整回路と、を備え、第3フィルタは、圧電性を有する第3基板と、当該第3基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性表面波共振子を有し、第4フィルタは、圧電性を有する第4基板と、当該第4基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性表面波共振子を有し、第3位相調整回路を構成する1以上の回路素子の少なくとも1つは、第3基板上に形成されており、かつ、第4位相調整回路を構成する1以上の回路素子の少なくとも1つは、第4基板上に形成されている。
 なお、本実施の形態に係る高周波モジュール10を、4つの信号経路(異なる4つの周波数帯域)を有する構成に適用する例としては、以下のようなLTE(Long Term Evolution)のバンドの組み合わせが挙げられる。
 (1)Band1(受信帯域:2110-2170MHz)、Band3(受信帯域:1805-1880MHz)、Band7(受信帯域:2620-2690MHz)、Band5(受信帯域:869-894MHz)
 (2)Band1、Band3、Band7、Band8(受信帯域:925-960MHz)
 (3)Band1、Band3、Band7、Band20(受信帯域:791-821MHz)
 (4)Band1、Band3、Band7、Band40(帯域:2300-2400MHz)
 (5)Band2(受信帯域:1930-1990MHz)、Band4(受信帯域:2110-2155MHz)、Band30(受信帯域:2350-2360MHz)、Band5
 (6)Band2、Band4、Band30、Band29(受信帯域:717-728MHz)
 (7)Band2、Band4、Band30、Band12(受信帯域:729-746MHz)
 上記構成により、LTEの4つのバンドのうち2以上のバンドをCAモードとして実行する場合の挿入損失を低減しつつ高周波モジュールの小型化が可能となる。
 以下、フロントエンドモジュール20および通信装置5における、高周波モジュール10以外の構成要素について説明する。
 受信増幅回路21Aは、アンテナ素子2と、スイッチ回路11、位相調整回路12Aおよびフィルタ13Aで構成された受信信号経路とを経由して入力された第1周波数帯域の信号を電力増幅し、RFIC3へ出力するローノイズアンプである。受信増幅回路21Bは、アンテナ素子2と、スイッチ回路11、位相調整回路12Bおよびフィルタ13Bで構成された受信信号経路とを経由して入力された第2周波数帯域の信号を電力増幅し、RFIC3へ出力するローノイズアンプである。受信増幅回路21Cは、アンテナ素子2と、スイッチ回路11、位相調整回路12Cおよびフィルタ13Cで構成された受信信号経路とを経由して入力された第3周波数帯域の信号を電力増幅し、RFIC3へ出力するローノイズアンプである。
 RFIC3は、アンテナ素子2から3つの上記受信信号経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をBBIC4へ出力する。また、RFIC3は、BBIC4から入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号を送信増幅回路(図1には図示せず)へ出力する。BBIC4で処理された信号は、例えば、画像信号として画像表示のために、または、音声信号として通話のために使用される。
 [1.2 高周波モジュールの回路素子実装構成]
 次に、高周波モジュール10を構成する回路素子の実装構成について説明する。
 図2Aは、実施例1に係る高周波モジュール10Aを構成するフィルタ13Aおよび位相調整回路12Aの配置構成を示す図である。実施例1に係る高周波モジュール10Aは、実施の形態に係る高周波モジュール10と回路構成は同じであり、高周波モジュール10の実装構成を具現化したものである。図2Aは、実施例1に係る高周波モジュール10Aの実装構成のうち、フィルタ13Aおよび位相調整回路12Aの実装構成を抽出して示している。
 実施例1に係る高周波モジュール10Aは、例えば、スイッチ回路11、位相調整回路12A~12C、および、フィルタ13A~13Cが実装された多層基板を有する。
 スイッチ回路11は、例えば、複数のFET(Field Effect Transistor)および配線で構成されたスイッチICで構成され、多層基板表面または多層基板内に実装される。
 フィルタ13A、13B、および13Cは、それぞれ、圧電性を有する基板100A、100Bおよび100Cに形成される。フィルタ13Aは、基板100Aと、基板100A上に形成されたIDT電極とで構成された弾性表面波共振子を有する弾性表面波フィルタである。フィルタ13Bは、基板100Bと、基板100B上に形成されたIDT電極とで構成された弾性表面波共振子を有する弾性表面波フィルタである。フィルタ13Cは、基板100Cと、基板100C上に形成されたIDT電極とで構成された弾性表面波共振子を有する弾性表面波フィルタである。フィルタ13Aは、図2Aに示すように、例えば、直列腕共振子s1、s2、s3およびs4と、並列腕共振子p1、p2およびp3とで構成されたラダー型の弾性表面波フィルタである。なお、フィルタ13A、13Bおよび13Cのそれぞれは、圧電性を有する基板と、当該基板上に形成されたIDT電極で構成された弾性表面波共振子とを有する弾性表面波フィルタであればよく、ラダー型の構成を有していてもよく、また、縦結合型の構成を有していてもよい。
 フィルタ13Aが形成される基板100A、フィルタ13Bが形成される基板100B、およびフィルタ13Cが形成される基板100Cは、例えば、多層基板上に実装される。
 位相調整回路12Aは、例えば、選択端子110aとフィルタ13Aとを結ぶ経路上に互いに直列接続されたキャパシタCs1およびCs2と、キャパシタCs1およびCs2の接続ノードとグランドとに接続されたインダクタLpと、で構成される。
 ここで、位相調整回路12Aを構成するキャパシタCs1およびCs2、ならびにインダクタLpのうち、キャパシタCs1およびCs2は、基板100A上に形成されている。これにより、位相調整回路12Aを構成する回路素子のうち、基板100A以外に形成される回路素子はインダクタLpのみである。基板100A以外に形成されるインダクタLpは、例えば、平面コイルとして多層基板内に形成され、または、SMD部品として多層基板表面に実装される。
 また、キャパシタCs1およびCs2は、図2Aに示すように、基板100A上に形成された櫛歯容量電極で構成されていてもよい。これにより、キャパシタCs1およびCs2を、フィルタ13AのIDT電極と同一の製造プロセスで形成できるので、製造工程を簡素化できる。
 なお、位相調整回路12Aを構成するキャパシタCs1およびCs2、ならびにインダクタLpのうち、インダクタLpが、基板100A上に形成されていてもよい。
 図2Bは、比較例に係る高周波モジュール500Aを構成するフィルタ513Aおよび位相調整回路512Aの配置構成を示す図である。比較例に係る高周波モジュール500Aは、実施の形態に係る高周波モジュール10と回路構成は同じであり、高周波モジュール10の実装構成を具現化したものである。図2Bは、比較例に係る高周波モジュール500Aの実装構成のうち、フィルタ513Aおよび位相調整回路512Aの実装構成を抽出して示している。比較例に係る高周波モジュール500Aは、実施例1に係る高周波モジュール10Aと比較して、フィルタ13Aに替わってフィルタ513Aが配置され、位相調整回路12Aに替わって位相調整回路512Aが配置され、位相調整回路512Aを構成する回路素子の全てが、基板100A上には形成されていない点が実装構成として異なる。
 位相調整回路512Aは、選択端子110aとフィルタ513Aとを結ぶ経路上に互いに直列接続されたキャパシタCs51およびCs52と、キャパシタCs51およびCs52の接続ノードとグランドとに接続されたインダクタLpと、で構成される。位相調整回路512Aを構成するキャパシタCs51およびCs52、ならびにインダクタLpの全ては、基板100A上に形成されていない。基板100A以外に形成されるインダクタLpは、例えば、平面コイルとして多層基板内に形成され、または、SMD部品として多層基板表面に実装される。また、基板100A以外に形成されるキャパシタCs51およびCs52は、例えば、誘電体層を挟んで対向する電極として多層基板内に形成され、または、SMD部品として多層基板表面に実装される。
 ここで、実施例1に係る高周波モジュール10A、および、比較例に係る高周波モジュール500Aの実装構成を比較する。フィルタ13Aおよび513Aが形成される基板100Aについては、基板100Aと多層基板との電極接続レイアウトが固定されていることから、高周波モジュール10Aおよび500Aで共通して(同じサイズで)使用される。これに対して、位相調整回路512Aを形成するキャパシタCs51およびCs52、ならびにインダクタLpは、全て基板100A以外の多層基板に形成される。一方、位相調整回路12Aを形成するキャパシタCs1およびCs2、ならびにインダクタLpのうち、インダクタLpのみが、基板100A以外の多層基板に形成される。
 上記比較より、高周波モジュール10Aのフィルタ13Aおよび位相調整回路12Aを実装するのに必要とされるスペースは、高周波モジュール500Aのフィルタ513Aおよび位相調整回路512Aを実装するのに必要とされるスペースよりも小さい。
 なお、位相調整回路12Aを構成するインダクタおよびキャパシタのうち、キャパシタが基板100A上に形成されていることが望ましい。基板100A上には、インダクタLpよりもキャパシタCs1およびCs2を形成することで、高周波モジュール10Aの省面積化を効果的に小型化できる。
 図2Cは、実施例1に係る高周波モジュール10Aおよび比較例に係る高周波モジュール500Aの配置レイアウトの比較を表す図である。図2Cの左側には、実施例1に係る高周波モジュール10Aのうちフィルタ13Aおよび位相調整回路12Aの平面レイアウトが示されている。また、図2Cの右側には、比較例に係る高周波モジュール500Aのうちフィルタ513Aおよび位相調整回路512Aの平面レイアウトが示されている。
 フィルタ13Aおよび513Aを形成する基板100Aのサイズは、例えば、横0.6mm×縦0.8mmであり、高周波モジュール10Aおよび500Aで共通である。一方、位相調整回路12Aおよび512Aを構成するインダクタLp、キャパシタCs51およびCs52のそれぞれのサイズは、SMD部品の場合、例えば、横0.4mm×縦0.2mmである。
 各回路素子が上記のようなサイズである場合、高周波モジュール10Aのフィルタ13Aおよび位相調整回路12Aの実装面積A1は、高周波モジュール500Aのフィルタ513Aおよび位相調整回路512Aの実装面積A500よりも小さくなる。
 なお、上記では、第1周波数帯域(BandA)の信号を伝搬する信号経路に配置されたフィルタ13A(513A)および位相調整回路12A(512A)の実装面積を比較したが、第2周波数帯域(BandB)の信号を伝搬する信号経路、および、第3周波数帯域(BandC)の信号を伝搬する信号経路についても、同様の比較結果が得られる。よって、高周波モジュール10A全体としての実装面積を、高周波モジュール500A全体の実装面積よりも小さくできるので、高周波モジュールの小型化が可能となる。
 [1.3 高周波モジュールの信号通過特性]
 まず、本実施の形態に係る高周波モジュール10の信号通過特性について説明する前に、通過帯域が異なる2つのフィルタ(Band1用フィルタおよびBand7用フィルタ)が共通端子に接続された回路の信号通過特性について説明する。
 図3Aは、Band1フィルタおよびBand7フィルタが共通端子Tcで接続された回路において、位相調整が十分な場合の通過特性を表す図である。図3Aの(a)には、Band1フィルタ単体のインピーダンス特性がスミスチャートで表されており、図3Aの(b)には、Band7フィルタ単体のインピーダンス特性がスミスチャートで表されている。また、図3Aの(c)には、Band1フィルタおよびBand7フィルタが共通端子Tcで接続された回路の通過特性が表されている。
 図3Aの(a)には、Band1フィルタの端子T1Aから見たインピーダンスが示されているが、通過帯域(Band1帯域)におけるインピーダンスは特性インピーダンス(50Ω)に近づいており、相手側帯域(Band7帯域)におけるインピーダンスは、高インピーダンス(開放)側に位置している。
 図3Aの(b)には、Band7フィルタの端子T1Bから見たインピーダンスが示されているが、通過帯域(Band7帯域)におけるインピーダンスは特性インピーダンス(50Ω)に位置しており、相手側帯域(Band1帯域)におけるインピーダンスは、高インピーダンス(開放)側に位置している。
 図3Aの(c)には、上記の特性を有するBand1フィルタおよびBand7フィルタが共通端子Tcに接続された回路において、Band1およびBand7を同時受信させるCAモードで使用した場合の通過特性が示されている。Band1の通過帯域およびBand7の通過帯域の双方において、低損失となっている。Band1とBand7とのCAモードにおいて、低損失が確保できるのは、以下の要因が挙げられる。
 Band1フィルタでは、端子T1A側から見たBand7のインピーダンスを開放側に位置させる(図3Aの(a))ことで、Band1フィルタの端子T1Aから見たBand7帯域の反射係数を大きくできる。これにより、Band7帯域の信号のBand1フィルタへの漏れ量を最小化でき、Band7フィルタの通過帯域挿入損失を低減できる。また、Band7フィルタでは、端子T1B側から見たBand1のインピーダンスを開放側に位置させる(図3Aの(b))ことで、Band7フィルタの端子T1Bから見たBand1帯域の反射係数を大きくできる。これにより、Band1帯域の信号のBand7フィルタへの漏れ量を最小化でき、Band1フィルタの通過帯域挿入損失を低減できる。
 つまり、Band1フィルタおよびBand7フィルタの双方において、通過帯域のインピーダンスを特性インピーダンスに合わせ、相手側帯域のインピーダンスを開放側に合わせることで、Band1とBand7とのCAモードにおいて、低損失を実現できる。
 図3Bは、Band1フィルタおよびBand7フィルタが共通端子Tcで接続された回路において、位相調整が不十分な場合の通過特性を表す図である。図3Bの(a)には、Band1フィルタ単体のインピーダンス特性がスミスチャートで表されており、図3Bの(b)には、Band7フィルタ単体のインピーダンス特性がスミスチャートで表されている。また、図3Bの(c)には、Band1フィルタおよびBand7フィルタが共通端子Tcで接続された回路の通過特性が表されている。
 図3Bの(a)には、Band1フィルタの端子T1Aから見たインピーダンスが示されているが、通過帯域(Band1帯域)におけるインピーダンスは特性インピーダンス(50Ω)に近づいており、相手側帯域(Band7帯域)におけるインピーダンスは、高インピーダンス(開放)側に位置している。
 一方、図3Bの(b)には、Band7フィルタの端子T1Bから見たインピーダンスが示されているが、通過帯域(Band7帯域)におけるインピーダンスは特性インピーダンス(50Ω)に位置しているが、相手側帯域(Band1帯域)におけるインピーダンスは、低インピーダンス(短絡)側に位置している。
 図3Bの(c)には、上記の特性を有するBand1フィルタおよびBand7フィルタが共通端子Tcに接続された回路において、Band1およびBand7を同時受信させるCAモードで使用した場合の通過特性が示されている。Band7の通過帯域では低損失となっているが、Band1の通過帯域では低損失となっていない(特性出ず)。Band1とBand7とのCAモードにおいて、Band1の低損失が確保されないのは、以下の要因が挙げられる。
 Band1フィルタでは、端子T1A側から見たBand7のインピーダンスを開放側に位置させる(図3Bの(a))ことで、Band1フィルタの端子T1Aから見たBand7帯域の反射係数を大きくできる。これにより、Band7帯域の信号のBand1フィルタへの漏れ量を最小化でき、Band7フィルタの通過帯域挿入損失を低減できる。一方、Band7フィルタでは、端子T1B側から見たBand1のインピーダンスは短絡側に位置している(図3Bの(b))ことで、Band7フィルタの端子T1Bから見たBand1帯域の反射係数が小さくなる。これにより、Band1帯域の信号のBand7フィルタへの漏れ量が大きくなり、Band1フィルタの通過帯域挿入損失が悪化する。
 図4は、BandAフィルタおよびBandBフィルタが共通端子Tcで接続された回路におけるCA相手側帯域インピーダンスと挿入損失劣化量との関係を表すグラフである。より具体的には、図4のグラフにおいて、横軸は、端子Tc側からBandBフィルタ単体を見た場合のBandA帯域のインピーダンス(CA相手側帯域インピーダンス)の絶対値を示す。また、縦軸は、BandAフィルタ単体の挿入損失に対する、CAモードにおけるBandAフィルタの挿入損失の劣化量を示す。
 図4のグラフより、CA相手側帯域インピーダンスが2kΩ以上の高インピーダンスである場合には、BandAフィルタの挿入損失劣化量は0.1dB以下となっている。一方、CA相手側帯域インピーダンスが1kΩ以下の低インピーダンスである場合には、BandAフィルタの挿入損失劣化量は0.1dB以上となり、CA相手側帯域インピーダンスが低インピーダンスとなるにつれ、BandAフィルタの挿入損失劣化量は急増する。
 次に、本実施の形態に係る高周波モジュール10において、フィルタ13A、13Bおよび13CのCAモードにおける自帯域インピーダンスを特性インピーダンス近傍に確保しつつ、CA相手側帯域インピーダンスを高インピーダンス(開放側)に位置させる構成について説明する。なお、以下では、本実施の形態に係る高周波モジュール10を構成するフィルタ13Aは、Band1を通過帯域とするフィルタであり、フィルタ13Bは、Band7を通過帯域とするフィルタであり、フィルタ13Cは、Band3を通過帯域とするフィルタであるとし、Band1とBand7とのCAモードを実行するものとする。
 図5は、位相調整回路12AのノードX1、X2、X3およびX4からフィルタ13Aを見たインピーダンスを示すスミスチャートである。
 位相調整回路12Aは、例えば、選択端子110aとフィルタ13Aとを結ぶ経路上に配置されたキャパシタCs1(第7回路素子)と、選択端子110aとキャパシタCs1との接続ノードとグランドとの間に配置されたインダクタLp1(第8回路素子)と、キャパシタCs1とフィルタ13Aとの接続ノードとグランドとの間に配置されたインダクタLp2(第9回路素子)と、を備える。
 同様に、位相調整回路12B(図示せず)は、例えば、選択端子110bとフィルタ13Bとを結ぶ経路上に配置された第10回路素子と、選択端子110bと第10回路素子との接続ノードとグランドとの間に配置された第11回路素子と、第10回路素子とフィルタ13Bとの接続ノードとグランドとの間に配置された第12回路素子と、を備える。
 フィルタ13Aは、例えば、弾性表面波フィルタであることから、ノードX1から見たフィルタ13A単体のインピーダンスは、図5の(a)に示すように、自帯域(Band1)が特性インピーダンス(50Ω)近傍に位置し、CA相手側帯域(Band7)が容量性となっている。ここで、位相調整回路12Aの各回路素子により、インピーダンスを変化させていく。
 まず、フィルタ13Aに対して、ノードX1にインダクタLp2を並列に配置することで、ノードX2から見たフィルタ13Aのインピーダンスは、図5の(b)に示すように、全体的に反時計回りにシフトする。
 さらに、フィルタ13AおよびインダクタLp2に対して、ノードX2にキャパシタCs1を直列に配置することで、ノードX3から見たフィルタ13Aのインピーダンスは、図5の(c)に示すように、自帯域(Band1)が容量性へシフトしつつ減衰帯域が反時計回りにシフトする。
 さらに、フィルタ13A、インダクタLp2およびキャパシタCs1に対して、ノードX3にインダクタLp1を並列に配置することで、ノードX4から見たフィルタ13Aのインピーダンスは、図5の(d)に示すように、全体的に反時計回りにシフトする。
 以上の段階的なインピーダンス変化により、ノードX4から見たフィルタ13Aのインピーダンスを、図5の(d)に示すように、自帯域(Band1)については特性インピーダンス(50Ω)近傍に位置させ、CA相手側帯域(Band7)については、高インピーダンス(開放)側に位置させることが可能となる。
 なお、フィルタ13Bについても、上述したフィルタ13Aのインピーダンス変化と同様に、自帯域(Band7)については特性インピーダンス(50Ω)近傍に位置させ、CA相手側帯域(Band1)については、高インピーダンス(開放)側に位置させることが可能となる。
 本実施の形態に係る高周波モジュール10によれば、CAモードにおいて、第1周波数帯域(例えば、Band1)の信号および第2周波数帯域(例えば、Band7)の信号の通過特性を改善できる。
 つまり、位相調整回路12Bによりフィルタ13Bの位相を調整することで、フィルタ13Bの選択端子110b側から見た第1周波数帯域(例えば、Band1)のインピーダンスを開放側にシフトさせることができる(フィルタ13Bの選択端子110bから見た第1周波数帯域の反射係数を大きくできる)。これにより、第1周波数帯域(例えば、Band1)の信号のフィルタ13Bへの漏れ量を最小化でき、フィルタ13Aの通過帯域挿入損失を低減できる。
 また、位相調整回路12Aによりフィルタ13Aの位相を調整することで、フィルタ13Aの選択端子110a側から見た第2周波数帯域(例えば、Band7)のインピーダンスを開放側にシフトさせることができる(フィルタ13Aの選択端子110aから見た第2周波数帯域の反射係数を大きくできる)。これにより、第2周波数帯域(例えば、Band7)の信号のフィルタ13Aへの漏れ量を最小化でき、フィルタ13Bの通過帯域挿入損失を低減できる。
 さらに、位相調整回路12Aを構成する回路素子(例えば、キャパシタCs1およびCs2)を、フィルタ13Aの弾性波共振子が形成される基板100A上に形成し、位相調整回路12Bを構成する回路素子を、フィルタ13Bの弾性波共振子が形成される基板100B上に形成するので、位相調整回路12Aおよび12Bを構成する回路素子のうちの、基板100A以外かつ基板100B以外に形成される回路素子の数を削減できる。よって、CAモードにおける挿入損失を低減しつつ高周波モジュール10の小型化が可能となる。
 なお、位相調整回路12Aの上記回路構成では、選択端子110aとフィルタ13Aとを結ぶ経路上にはキャパシタが配置され、当該経路上のノードとグランドとの間にはインダクタが配置された回路構成としたが、上記経路上にはインダクタが配置され、当該経路上のノードとグランドとの間にはキャパシタが配置された回路構成としてもよい。上記いずれの回路構成を選択するかは、フィルタ13Aのインピーダンス特性により決定すればよい。
 また、インダクタを上記経路上に直列配置し、キャパシタを当該経路上のノードとグランドとの間に並列配置すると、フィルタのインピーダンスを、スミスチャート上で時計回りに変化させることが可能となる。一方、キャパシタを上記経路上に直列配置し、インダクタを当該経路上のノードとグランドとの間に並列配置すると、フィルタのインピーダンスを、スミスチャート上で反時計回りに変化させることが可能となる。
 また、位相調整回路12Aの上記回路構成では、キャパシタとインダクタとで構成された、いわゆるπ型の回路構成を例示したが、T型の回路構成であってもよい。
 すなわち、位相調整回路12Aは、選択端子110aとフィルタ13Aとを結ぶ経路上に配置され、互いに直列接続された第1回路素子および第2回路素子と、第1回路素子と第2回路素子との接続ノードとグランドとの間に配置された第3回路素子と、を備えてもよい。
 また、位相調整回路12Bは、選択端子110bとフィルタ13Bとを結ぶ経路上に配置され、互いに直列接続された第4回路素子および第5回路素子と、第4回路素子と第5回路素子との接続ノードとグランドとの間に配置された第6回路素子と、を備えてもよい。
 上述した位相調整回路12Aおよび12Bによれば、各回路素子の接続ノードX1~X4において、段階的に位相をシフトでき、また、上記回路構成を適宜選択することで位相調整の拡張性が向上する。さらに、インダクタまたはキャパシタを適宜選択することにより、フィルタのフィルタ特性に加え、低域通過特性および高域通過特性を付加することができ、例えば、通過帯域の低域側減衰帯域および高域側減衰帯域でのスプリアスなどを低減できる。
 なお、第1回路素子~第12回路素子のそれぞれは、インダクタまたはキャパシタであってもよい。
 [1.4 基板上に形成された櫛歯容量型キャパシタの構成]
 実施例1に係る高周波モジュール10Aでは、図2Aに示すように、キャパシタCs1およびCs2は、基板100A上に形成された櫛歯容量電極で形成されている。キャパシタCs1およびCs2が、基板100A上の櫛歯容量電極で形成されていることにより、高周波モジュール10Aの小型化が可能となる。しかしながら、櫛歯容量電極と基板100Aとで構成されたキャパシタCs1およびCs2は、インピーダンスが極大となる反共振周波数、および、インピーダンスが極小となる共振周波数を有する。
 図6は、フィルタ13Aの通過特性とキャパシタCs1およびCs2のインピーダンス特性との関係を説明する図である。同図に示すように、キャパシタCs1およびCs2の共振周波数fr1、fr2および反共振周波数fa1およびfa2は、フィルタ13Aの通過帯域(第1周波数帯域)よりも低周波数側または高周波数側に位置していることが望ましい。
 これにより、キャパシタCs1およびCs2の共振点および反共振点に起因してフィルタ特性に現れる不要なスプリアスを、フィルタの通過帯域から外すことができる。よって、フィルタ13Aの通過帯域内の低損失性を確保できる。なお、フィルタ13Bにおいても、キャパシタの共振周波数および反共振周波数をフィルタ13Bの通過帯域(第2周波数帯域)よりも低周波数側または高周波数側に位置していることにより、フィルタ13Bの通過帯域内の低損失性を確保できる。
 図7Aは、実施例2に係る高周波モジュール10Dを構成するフィルタ13Aおよび位相調整回路12Dの配置構成を示す図である。同図に示された実施例2に係る高周波モジュール10Dは、実施例1に係る高周波モジュール10Aと比較して、位相調整回路を構成するキャパシタの配置構成のみが異なる。以下、実施例2に係る高周波モジュール10Dについて、実施例1に係る高周波モジュール10Aと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
 位相調整回路12Dは、例えば、選択端子110aとフィルタ13Aとを結ぶ経路上に互いに直列接続されたキャパシタCs3およびCs4と、キャパシタCs3およびCs4の接続ノードとグランドとに接続されたインダクタLpと、で構成される。
 ここで、位相調整回路12Dを構成するキャパシタCs3およびCs4、ならびにインダクタLpのうち、キャパシタCs3およびCs4は、基板100A上に形成されている。キャパシタCs3およびCs4は、図7Aに示すように、基板100A上に形成された櫛歯容量電極で構成されている。
 ここで、基板100Aを平面視した場合、キャパシタCs3およびCs4の櫛歯容量電極を構成する、互いに平行な複数の電極指と直交する第1方向と、フィルタ13AのIDT電極を構成する、互いに平行な複数の電極指と直交する第2方向とは異なっている。
 図7Bは、実施例1および2に係る高周波モジュールを構成するフィルタおよび位相調整回路の通過特性を比較した図である。図7Bの(a)には、実施例1に係る高周波モジュール10Aを構成するフィルタ13Aおよび位相調整回路12Aの通過特性が示されている。また、図7Bの(b)には、実施例2に係る高周波モジュール10Dを構成するフィルタ13Aおよび位相調整回路12Dの通過特性が示されている。
 図7Aの(a)に示すように、実施例1に係る高周波モジュール10Aでは、キャパシタCs1およびCs2の櫛歯容量電極の励振により発生する不要波の伝搬方向が、フィルタ13AのIDT電極の励振により発生する弾性波の伝搬方向と一致するため、フィルタ13Aを通過する信号に不要なスプリアスが重畳してしまう場合がある。
 これに対して、実施例2に係る高周波モジュール10Dでは、キャパシタCs3およびCs4の櫛歯容量電極の励振により発生する不要波の伝搬方向が、フィルタ13AのIDT電極の励振により発生する弾性波の伝搬方向と異なるので、上記不要波が、フィルタ13AのIDT電極の励振により発生する弾性波に干渉することを抑制できる。よって、フィルタ13Aを通過する信号に、不要なスプリアスが重畳することを抑制できる。
 なお、基板100Aを平面視した場合、キャパシタCs3およびCs4の櫛歯容量電極を構成する、互いに平行な複数の電極指と直交する第1方向と、フィルタ13AのIDT電極を構成する、互いに平行な複数の電極指と直交する第2方向とは、直交していることが、より好ましい。これによれば、フィルタ13Aを通過する信号に不要なスプリアスが重畳することを、最も効果的に抑制できる。
 図8は、実施例2に係る高周波モジュール10DのIDT電極および櫛歯容量電極のなす角度を変化させた場合の櫛歯容量のインピーダンスを示すグラフである。同図には、上記第1方向と上記第2方向とのなす角度θを変化させた場合の、位相調整回路を構成するキャパシタCs3およびCs4(櫛歯容量)のインピーダンス特性が示されている。同図に示すように、角度θを0°から90°へと変化させるにつれ、反共振周波数faのインピーダンスが小さくなり、共振周波数frのインピーダンスが大きくなる。つまり、角度θを0°から90°へと変化させるにつれ、櫛歯容量のインピーダンス変化を小さくできる。
 ここで、反共振周波数faのインピーダンスを、角度θが0°である場合の反共振周波数faのインピーダンスよりも20dB以上小さくし、共振周波数frのインピーダンスを、角度θが0°である場合の共振周波数frのインピーダンスよりも20dB以上大きくするには、角度θを80°以上とすることが望ましい。つまり、角度θを80°以上、かつ、100°以下とすることで、櫛歯容量の反共振点および共振点における特異的な振る舞いを抑制できる。これにより、各フィルタを通過する信号に不要なスプリアスが重畳することを、効果的に抑制できる。
 [1.5 実施例3_フィルタ共振子と位相調整回路キャパシタとの共用構成]
 図9Aは、実施例3に係る高周波モジュール10A1を構成するフィルタ13A1および位相調整回路12A1の構成を示す図である。本実施例に係る高周波モジュール10A1は、図1に記載された高周波モジュール10と回路構成は同じであり、スイッチ回路11と、位相調整回路12A1(12A)、12B1(12B)および12C1(12C)と、フィルタ13A1(13A)、13B1(13B)および13C1(13C)と、アンテナ共通端子22と、を備える。
 実施例3に係る高周波モジュール10A1は、実施の形態に係る高周波モジュール10の実装構成を具現化したものである。図9Aは、実施例3に係る高周波モジュール10A1の実装構成のうち、フィルタ13A1および位相調整回路12A1の実装構成を抽出して示している。本実施例に係る高周波モジュール10A1は、実施例1に係る高周波モジュール10Aと比較して、フィルタの具体的回路構成が開示されている点、および、フィルタ13A1と位相調整回路12A1とが回路素子を一部共用している点、が構成として異なる。以下、実施例3に係る高周波モジュール10A1について、実施例1に係る高周波モジュール10Aと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
 フィルタ13A1は、圧電性を有する基板100A上に形成された入出力端子51(第1入出力端子)および52(第2入出力端子)と、直列腕共振子s1、s2、s3およびs4と、並列腕共振子p1、p2およびp3と、を備えた第1フィルタである。入出力端子51は、位相調整回路12A1に接続されている。
 直列腕共振子s1~s4は、入出力端子51と入出力端子52とを結ぶ第1経路に設けられた、弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子である。並列腕共振子p1~p3は、上記第1経路のノードとグランドとを結ぶ第2経路に設けられた、弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子である。
 直列腕共振子s1~s4および並列腕共振子p1~p3のうち、直列腕共振子s1(第1の直列腕共振子)のみが入出力端子51に直接接続されている。
 直列腕共振子s1~s4および並列腕共振子p1~p3のそれぞれは、例えば、弾性波を用いた弾性波共振子であり、例えば、SAW(Surface Acoustic Wave)を利用した共振子、BAW(Bulk Acoustic Wave)を利用した共振子、もしくは、FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)等である。なお、SAWには、表面波だけでなく境界波も含まれる。
 なお、フィルタ13A1を構成する直列腕共振子の数は4に限定されず、1以上であればよい。また、フィルタ13A1を構成する並列腕共振子の数は3に限定されず、1以上であればよい。さらに、フィルタ13A1は、直列腕共振子および並列腕共振子のほか、縦結合型共振器、インダクタ、およびキャパシタなどの回路素子を有していてもよい。
 位相調整回路12A1は、キャパシタCs1およびCs2と、インダクタLpと、を備える。
 キャパシタCs1およびCs2は、それぞれ、選択端子110aとフィルタ13A1とを結ぶ経路上に配置され、互いに直列接続された第1回路素子および第2回路素子である。インダクタLpは、キャパシタCs1およびCs2の接続ノードとグランドとの間に配置された第3回路素子である。
 ここで、本実施例に係る高周波モジュール10A1では、直列腕共振子s1が、キャパシタCs2を含み、フィルタ13A1の弾性波共振子および位相調整回路12A1の容量性素子として機能している。つまり、直列腕共振子s1は、キャパシタCs2を兼ねている。
 なお、フィルタ13B1についても、フィルタ13A1と同様の構成を有していてもよい。
 すなわち、フィルタ13B1は、圧電性を有する基板100B上に形成された第3入出力端子および第4入出力端子と、1以上の直列腕共振子と、1以上の並列腕共振子と、を備えた第2フィルタである。第3入出力端子は、位相調整回路12B1に接続されている。
 1以上の直列腕共振子は、第3入出力端子と第4入出力端子とを結ぶ第3経路に設けられている。1以上の並列腕共振子は、上記第3経路のノードとグランドとを結ぶ第4経路に設けられている。
 1以上の直列腕共振子および1以上の並列腕共振子のうち、第2の直列腕共振子のみが第3入出力端子に直接接続されている。
 位相調整回路12B1は、選択端子110bとフィルタ13B1とを結ぶ経路上に配置され、互いに直列接続された第4回路素子(キャパシタ)および第5回路素子(キャパシタ)と、第4回路素子と第5回路素子との接続ノードとグランドとの間に配置された第6回路素子と、を備える。
 ここで、本実施例に係る高周波モジュール10A1では、第2の直列腕共振子が、第5回路素子(キャパシタ)を含み、フィルタ13B1の弾性波共振子および位相調整回路12B1の容量性素子として機能している。つまり、第2の直列腕共振子は、第5回路素子(キャパシタ)を兼ねている。
 図9Bは、実施例3に係る高周波モジュール10A1を構成するフィルタ13A1および位相調整回路12A1の等価回路を示す図である。同図に示された回路は、図9Aの構成の等価回路図であり、位相調整回路12A1は、キャパシタCs1およびCs2と、インダクタLpとで構成され、フィルタ13A1は、直列腕共振子s1~s4および並列腕共振子p1~p3で構成されている。
 本実施例に係る高周波モジュール10A1では、入出力端子51に接続された位相調整回路12A1の回路素子は、直列接続されたキャパシタCs2である。一方、入出力端子51に接続されたフィルタ13A1の回路素子は、フィルタ13A1の通過帯域外では容量性を示す直列腕共振子s1である。これより、入出力端子51に接続された位相調整回路12A1の回路素子(キャパシタCs2)と、入出力端子51に接続されたフィルタ13A1の回路素子(直列腕共振子s1)とを、1つの弾性波共振子で実現している。
 以下、本実施例では、Band1の高周波信号とBand7との高周波信号とをCA動作させる場合の、フィルタ13A1および位相調整回路12A1のインピーダンス特性について説明する。フィルタ13A1は、Band1を通過帯域とし、Band7を減衰帯域とするフィルタであり、フィルタ13B1は、Band7を通過帯域とし、Band1を減衰帯域とするフィルタである。ここで、フィルタ13A1において、通過帯域(Band1帯域)におけるインピーダンスは特性インピーダンス(50Ω)に近づき、相手側帯域(Band7帯域)におけるインピーダンスは、高インピーダンス(開放)側に位置することが望ましい。また、フィルタ13B1において、通過帯域(Band7帯域)におけるインピーダンスは特性インピーダンス(50Ω)に近づき、相手側帯域(Band1帯域)におけるインピーダンスは、高インピーダンス(開放)側に位置することが望ましい。
 図10は、実施例3に係る位相調整回路12A1の各ノードから見たフィルタ13A1のインピーダンスを示すスミスチャートである。
 フィルタ13A1は、例えば、弾性表面波フィルタであって入出力端子51に容量性の直列腕共振子s1が接続されていることから、ノードX1から見たフィルタ13A1単体のインピーダンスは、図10の(a)に示すように、自帯域(Band1)が特性インピーダンス(50Ω)からやや容量性にずれた領域に位置し、CA相手側帯域(Band7)が高インピーダンス寄りの容量性となっている。ここで、位相調整回路12A1の各回路素子により、インピーダンスを変化させていく。
 フィルタ13A1に対して、ノードX1にインダクタLpを並列に配置し、キャパシタCs1を直列に配置することで、ノードX2から見たフィルタ13A1のインピーダンスは、図10の(b)に示すように、全体的に反時計回りにシフトする。
 複数の弾性波表面波共振子からなるラダー型のフィルタであって入力端子に最も近く接続された弾性表面波共振子が直列腕共振子である場合、当該入力端子側からフィルタを見たインピーダンスは、容量性かつ高インピーダンス側(開放側)に位置する。この場合、自帯域を特性インピーダンス(50Ω)に位置させ、CA相手帯域を高インピーダンス側(開放側)に位置させるためには、位相調整回路として直列腕にキャパシタが配置され並列腕にインダクタが配置されたT型回路が望ましい。これにより、CA相手帯域のインピーダンスを反時計まわりにシフトさせることで、当該シフト量を小さくできる。つまり、並列腕インダクタのインダクタンス値を小さくできるので、インピーダンス整合を高精度にでき、かつ、位相調整回路を小型化できる。
 位相調整回路12A1による上記のインピーダンス変化により、ノードX2から見たフィルタ13A1のインピーダンスを、図10の(b)に示すように、自帯域(Band1)については特性インピーダンス(50Ω)近傍に位置させ、CA相手側帯域(Band7)については、最小シフト量で高インピーダンス(開放)側に位置させることが可能となる。
 なお、フィルタ13B1についても、上述したフィルタ13A1のインピーダンス変化と同様に、自帯域(Band7)については特性インピーダンス(50Ω)近傍に位置させ、CA相手側帯域(Band1)については、最小シフト量で高インピーダンス(開放)側に位置させることが可能となる。
 また、位相調整回路12A1を構成する回路素子(例えば、キャパシタCs1およびCs2)を、フィルタ13A1の弾性波共振子が形成される基板100A上に形成し、さらに、位相調整回路12A1を構成する回路素子(キャパシタCs2)をフィルタ13A1の直列腕共振子s1としている。同様に、位相調整回路12B1を構成する回路素子を、フィルタ13B1の弾性波共振子が形成される基板100B上に形成し、さらに、位相調整回路12B1を構成する回路素子をフィルタ13B1の直列腕共振子s1としている。これにより、位相調整回路12A1および12B1を構成する回路素子のうちの、基板100A以外かつ基板100B以外に形成される回路素子の数を削減でき、また、基板100Aおよび100Bを小型化できる。よって、CAモードにおける挿入損失を低減しつつ高周波モジュール10A1の小型化が可能となる。
 さらに、上記高周波モジュール10A1を備えるフロントエンドモジュール20の雑音指数を低減できる。
 [1.6 実施例4_フィルタ共振子と位相調整回路キャパシタとの共用構成]
 図12Aは、実施例4に係る高周波モジュール10A2を構成するフィルタ13A2および位相調整回路12A2の構成を示す図である。本実施例に係る高周波モジュール10A2は、図1に記載された高周波モジュール10と回路構成は同じであり、スイッチ回路11と、位相調整回路12A2(12A)、12B2(12B)および12C2(12C)と、フィルタ13A2(13A)、13B2(13B)および13C2(13C)と、アンテナ共通端子22と、を備える。
 実施例4に係る高周波モジュール10A2は、実施の形態に係る高周波モジュール10の実装構成を具現化したものである。図12Aは、実施例4に係る高周波モジュール10A2の実装構成のうち、フィルタ13A2および位相調整回路12A2の実装構成を抽出して示している。本実施例に係る高周波モジュール10A2は、実施例1に係る高周波モジュール10Aと比較して、フィルタの具体的回路構成が開示されている点、および、フィルタ13A2と位相調整回路12A2とが回路素子を一部共用している点、が構成として異なる。以下、実施例4に係る高周波モジュール10A2について、実施例1に係る高周波モジュール10Aと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
 フィルタ13A2は、圧電性を有する基板100A上に形成された入出力端子61(第1入出力端子)および62(第2入出力端子)と、直列腕共振子s1、s2、およびs3と、並列腕共振子p1、p2、p3およびp4と、を備えた第1フィルタである。入出力端子61は、位相調整回路12A2に接続されている。
 直列腕共振子s1~s3は、入出力端子61と入出力端子62とを結ぶ第1経路に設けられた、弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子である。並列腕共振子p1~p4は、上記第1経路のノードとグランドとを結ぶ第2経路に設けられた、弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子である。
 直列腕共振子s1~s3および並列腕共振子p1~p4のうち、並列腕共振子p1(第1の並列腕共振子)が入出力端子61に直接接続されている。
 直列腕共振子s1~s3および並列腕共振子p1~p4のそれぞれは、例えば、弾性波を用いた弾性波共振子であり、例えば、SAWを利用した共振子、BAWを利用した共振子、もしくは、FBAR等である。なお、SAWには、表面波だけでなく境界波も含まれる。
 なお、フィルタ13A2を構成する直列腕共振子の数は3に限定されず、1以上であればよい。また、フィルタ13A2を構成する並列腕共振子の数は4に限定されず、1以上であればよい。さらに、フィルタ13A2は、直列腕共振子および並列腕共振子のほか、縦結合型共振器、インダクタ、およびキャパシタなどの回路素子を有していてもよい。
 位相調整回路12A2は、キャパシタCp1およびCp2と、インダクタLsと、を備える。
 インダクタLsは、選択端子110aとフィルタ13A2とを結ぶ経路上に配置された第7回路素子である。キャパシタCp1は、選択端子110aおよびインダクタLsの接続ノードとグランドとの間に配置された第8回路素子である。キャパシタCp2は、インダクタLsおよびフィルタ13A2の接続ノードとグランドとの間に配置された第9回路素子である。
 ここで、本実施例に係る高周波モジュール10A2では、並列腕共振子p1が、キャパシタCp2を含み、フィルタ13A2の弾性波共振子および位相調整回路12A2の容量性素子として機能している。つまり、並列腕共振子p1は、キャパシタCp2を兼ねている。
 なお、フィルタ13B2についても、フィルタ13A2と同様の構成を有していてもよい。
 すなわち、フィルタ13B2は、圧電性を有する基板100B上に形成された第3入出力端子および第4入出力端子と、1以上の直列腕共振子と、1以上の並列腕共振子と、を備えた第2フィルタである。第3入出力端子は、位相調整回路12B2に接続されている。
 1以上の直列腕共振子は、第3入出力端子と第4入出力端子とを結ぶ第3経路に設けられている。1以上の並列腕共振子は、上記第3経路のノードとグランドとを結ぶ第4経路に設けられている。
 1以上の直列腕共振子および1以上の並列腕共振子のうち、第2の並列腕共振子が第3入出力端子に直接接続されている。
 位相調整回路12B2は、選択端子110bとフィルタ13B2とを結ぶ経路上に配置され、選択端子110bとフィルタ13B2とを結ぶ経路上に配置された第10回路素子と、選択端子110bおよび第10回路素子の接続ノードとグランドとの間に配置された第11回路素子と、第10回路素子およびフィルタ13B2の接続ノードとグランドとの間に配置された第12回路素子(キャパシタ)と、を備える。
 ここで、本実施例に係る高周波モジュール10A2では、第2の並列腕共振子が、第12回路素子(キャパシタ)を含み、フィルタ13B2の弾性波共振子および位相調整回路12B2の容量性素子として機能している。つまり、第2の並列腕共振子は、第12回路素子(キャパシタ)を兼ねている。
 図12Bは、実施例4に係る高周波モジュール10A2を構成するフィルタ13A2および位相調整回路12A2の等価回路を示す図である。同図に示された回路は、図12Aの構成の等価回路図であり、位相調整回路12A2は、キャパシタCp1およびCp2と、インダクタLsとで構成され、フィルタ13A2は、直列腕共振子s1~s3および並列腕共振子p1~p4で構成されている。
 本実施例に係る高周波モジュール10A2では、入出力端子61に接続された位相調整回路12A2の回路素子は、並列接続されたキャパシタCp2である。一方、入出力端子61に接続されたフィルタ13A2の回路素子は、フィルタ13A2の通過帯域外では容量性を示す並列腕共振子p1である。これより、入出力端子61に接続された位相調整回路12A2の回路素子(キャパシタCp2)と、入出力端子61に接続されたフィルタ13A2の回路素子(並列腕共振子p1)とを、1つの弾性波共振子で実現している。
 以下、本実施例では、Band1の高周波信号とBand7との高周波信号とをCA動作させる場合の、フィルタ13A2および位相調整回路12A2のインピーダンス特性について説明する。フィルタ13A2は、Band1を通過帯域とし、Band7を減衰帯域とするフィルタであり、フィルタ13B2は、Band7を通過帯域とし、Band1を減衰帯域とするフィルタである。ここで、フィルタ13A2において、通過帯域(Band1帯域)におけるインピーダンスは特性インピーダンス(50Ω)に近づき、相手側帯域(Band7帯域)におけるインピーダンスは、高インピーダンス(開放)側に位置することが望ましい。また、フィルタ13B2において、通過帯域(Band7帯域)におけるインピーダンスは特性インピーダンス(50Ω)に近づき、相手側帯域(Band1帯域)におけるインピーダンスは、高インピーダンス(開放)側に位置することが望ましい。
 図13は、実施例4に係る位相調整回路12A2の各ノードから見たフィルタ13A2のインピーダンスを示すスミスチャートである。
 フィルタ13A2は、例えば、弾性表面波フィルタであって入出力端子61に容量性の並列腕共振子p1が接続されていることから、ノードX1から見たフィルタ13A2単体のインピーダンスは、図13の(a)に示すように、自帯域(Band1)が特性インピーダンス(50Ω)からやや容量性にずれた領域に位置し、CA相手側帯域(Band7)が低インピーダンス寄りの容量性となっている。ここで、位相調整回路12A2の各回路素子により、インピーダンスを変化させていく。
 フィルタ13A2に対して、ノードX1にインダクタLsを直列に配置し、キャパシタCp1を並列に配置することで、ノードX2から見たフィルタ13A2のインピーダンスは、図13の(b)に示すように、全体的に時計回りにシフトする。
 複数の弾性波表面波共振子からなるラダー型のフィルタであって入力端子に最も近く接続された弾性表面波共振子が並列腕共振子である場合、当該入力端子側からフィルタを見たインピーダンスは、容量性かつ低インピーダンス側(短絡側)に位置する。この場合、自帯域を特性インピーダンス(50Ω)に位置させ、CA相手帯域を高インピーダンス側(開放側)に位置させるためには、位相調整回路として直列腕にインダクタが配置され並列腕にキャパシタが配置されたπ型回路が望ましい。これにより、CA相手帯域のインピーダンスを時計まわりにシフトさせることで、当該シフト量を小さくできる。つまり、直列腕インダクタのインダクタンス値を小さくできるので、インピーダンス整合を高精度にでき、かつ、位相調整回路を小型化できる。
 位相調整回路12A2による上記のインピーダンス変化により、ノードX2から見たフィルタ13A2のインピーダンスを、図13の(b)に示すように、自帯域(Band1)については特性インピーダンス(50Ω)近傍に位置させ、CA相手側帯域(Band7)については、最小シフト量で高インピーダンス(開放)側に位置させることが可能となる。
 なお、フィルタ13B2についても、上述したフィルタ13A2のインピーダンス変化と同様に、自帯域(Band7)については特性インピーダンス(50Ω)近傍に位置させ、CA相手側帯域(Band1)については、最小シフト量で高インピーダンス(開放)側に位置させることが可能となる。
 また、位相調整回路12A2を構成する回路素子(例えば、キャパシタCp1およびCp2)を、フィルタ13A2の弾性波共振子が形成される基板100A上に形成し、さらに、位相調整回路12A2を構成する回路素子(キャパシタCp2)をフィルタ13A2の並列腕共振子p1としている。同様に、位相調整回路12B2を構成する回路素子を、フィルタ13B2の弾性波共振子が形成される基板100B上に形成し、さらに、位相調整回路12B2を構成する回路素子をフィルタ13B2の並列腕共振子p1としている。これにより、位相調整回路12A2および12B2を構成する回路素子のうちの、基板100A以外かつ基板100B以外に形成される回路素子の数を削減でき、また、基板100Aおよび100Bを小型化できる。よって、CAモードにおける挿入損失を低減しつつ高周波モジュール10A2の小型化が可能となる。
 さらに、上記高周波モジュール10A2を備えるフロントエンドモジュール20の雑音指数を低減できる。
 (その他の実施の形態など)
 以上、上記実施の形態に係る高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置について、実施例を挙げて説明したが、本発明の高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置は、上記実施の形態およびその実施例に限定されるものではない。上記実施の形態およびその実施例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態およびその実施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、本開示の高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
 例えば、上記実施の形態に係る高周波モジュール10、フロントエンドモジュール20および通信装置5としては、アンテナ素子2から受信した高周波信号を処理する受信回路を例示した。これに対して、本発明に係る高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置は、RFIC3からの高周波信号を処理してアンテナ素子2から出力する送信回路にも適用される。この場合には、フロントエンドモジュールは、受信増幅回路に替えて、送信増幅回路を備える。これにより、同時送信を使用するCAモードにおける挿入損失を低減しつつ高周波モジュールの小型化が可能となる。
 さらに、本発明に係る高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置は、上記受信回路および送信回路の双方を備えた送受信回路にも適用される。この場合には、高周波モジュールは、送信用フィルタおよび受信用フィルタの双方(またはデュプレクサ)を備え、フロントエンドモジュールは、受信増幅回路および送信増幅回路の双方を備える。これにより、同時送信および/または同時受信を使用するCAモードにおける挿入損失を低減しつつ高周波モジュールの小型化が可能となる。
 また、上記実施の形態およびその実施例に係る高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置において、図面に開示された各回路素子および信号経路を接続する経路の間に別の高周波回路素子および配線などが挿入されていてもよい。
 本発明は、キャリアアグリゲーション方式を採用するマルチバンド対応の高周波モジュール、フロントエンドモジュールおよび通信装置として、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
 2  アンテナ素子
 3  RF信号処理回路(RFIC)
 4  ベースバンド信号処理回路(BBIC)
 5  通信装置
 10、10A、10A1、10A2、10D、500A  高周波モジュール
 11  スイッチ回路
 11a、11b、11c  スイッチ
 12A、12A1、12A2、12B、12B1、12B2、12C、12D、512A  位相調整回路
 13A、13A1、13A2、13B、13B1、13B2、13C、513A  フィルタ
 20  フロントエンドモジュール
 21A、21B、21C  受信増幅回路
 22  アンテナ共通端子
 51、52、61、62  入出力端子
 100A、100B、100C  基板
 110d、110e、110f  共通端子
 110a、110b、110c  選択端子
 Cp1、Cp2、Cs1、Cs2、Cs3、Cs4、Cs51、Cs52  キャパシタ
 Lp、Lp1、Lp2、Ls  インダクタ
 p1、p2、p3  並列腕共振子
 s1、s2、s3、s4  直列腕共振子
 T1A、T1B、T2A、T2B  端子
 Tc  共通端子

Claims (19)

  1.  少なくとも第1周波数帯域の信号と、当該第1周波数帯域と周波数が異なる第2周波数帯域の信号とを同時に送信、受信または送受信することが可能な高周波モジュールであって、
     共通端子、第1選択端子、および第2選択端子を有するスイッチ回路と、
     前記第1周波数帯域の信号を通過させる第1フィルタと、
     前記第2周波数帯域の信号を通過させる第2フィルタと、
     前記第1選択端子と前記第1フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第1位相調整回路と、
     前記第2選択端子と前記第2フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第2位相調整回路と、を備え、
     前記第1フィルタは、圧電性を有する第1基板と、当該第1基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、
     前記第2フィルタは、圧電性を有する第2基板と、当該第2基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、
     前記第1位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第1基板上に形成されており、かつ、前記第2位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第2基板上に形成されている、
     高周波モジュール。
  2.  前記第1位相調整回路は、
     前記第1選択端子と前記第1フィルタとを結ぶ経路上に配置され、互いに直列接続された第1回路素子および第2回路素子と、
     前記第1回路素子および前記第2回路素子の接続ノードとグランドとの間に配置された第3回路素子と、を備え、
     前記第1回路素子、前記第2回路素子、および前記第3回路素子のそれぞれは、インダクタまたはキャパシタである、
     請求項1に記載の高周波モジュール。
  3.  前記第1フィルタは、
     前記第1基板上に形成され、前記第1位相調整回路に接続された第1入出力端子と、
     前記第1基板上に形成された第2入出力端子と、
     前記第1入出力端子と前記第2入出力端子とを結ぶ第1経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子と、
     前記第1経路のノードとグランドとを結ぶ第2経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子と、を備え、
     前記1以上の直列腕共振子および前記1以上の並列腕共振子のうち、第1の直列腕共振子のみが前記第1入出力端子に直接接続され、
     前記第1回路素子および前記第2回路素子のうち前記第2回路素子は、前記第1入出力端子に接続され、
     前記第1の直列腕共振子は、前記第2回路素子を含み、前記第1フィルタの弾性波共振子および前記第1位相調整回路の容量性素子として機能する、
     請求項2に記載の高周波モジュール。
  4.  前記第2位相調整回路は、
     前記第2選択端子と前記第2フィルタとを結ぶ経路上に配置され、互いに直列接続された第4回路素子および第5回路素子と、
     前記第4回路素子および前記第5回路素子の接続ノードとグランドとの間に配置された第6回路素子と、を備え、
     前記第4回路素子、前記第5回路素子、および前記第6回路素子のそれぞれは、インダクタまたはキャパシタである、
     請求項1~3のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  5.  前記第2フィルタは、
     前記第2基板上に形成され、前記第2位相調整回路に接続された第3入出力端子と、
     前記第2基板上に形成された第4入出力端子と、
     前記第3入出力端子と前記第4入出力端子とを結ぶ第3経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子と、
     前記第3経路のノードとグランドとを結ぶ第4経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子と、を備え、
     前記1以上の直列腕共振子および前記1以上の並列腕共振子のうち、第2の直列腕共振子のみが前記第3入出力端子に直接接続され、
     前記第4回路素子および前記第5回路素子のうち前記第5回路素子は、前記第3入出力端子に接続され、
     前記第2の直列腕共振子は、前記第5回路素子を含み、前記第2フィルタの弾性波共振子および前記第2位相調整回路の容量性素子として機能する、
     請求項4に記載の高周波モジュール。
  6.  前記第1位相調整回路は、
     前記第1選択端子と前記第1フィルタとを結ぶ経路上に配置された第7回路素子と、
     前記第1選択端子および前記第7回路素子の接続ノードとグランドとの間に配置された第8回路素子と、
     前記第7回路素子および前記第1フィルタの接続ノードとグランドとの間に配置された第9回路素子と、を備え、
     前記第7回路素子、前記第8回路素子、および前記第9回路素子のそれぞれは、インダクタまたはキャパシタである、
     請求項1に記載の高周波モジュール。
  7.  前記第1フィルタは、
     前記第1基板上に形成され、前記第1位相調整回路に接続された第1入出力端子と、
     前記第1基板上に形成された第2入出力端子と、
     前記第1入出力端子と前記第2入出力端子とを結ぶ第1経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子と、
     前記第1経路のノードとグランドとを結ぶ第2経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子と、を備え、
     前記1以上の直列腕共振子および前記1以上の並列腕共振子のうち、第1の並列腕共振子が前記第1入出力端子に直接接続され、
     前記第8回路素子および前記第9回路素子のうち前記第9回路素子は、前記第1入出力端子に接続され、
     前記第1の並列腕共振子は、前記第9回路素子を含み、前記第1フィルタの弾性波共振子および前記第1位相調整回路の容量性素子として機能する、
     請求項6に記載の高周波モジュール。
  8.  前記第2位相調整回路は、
     前記第2選択端子と前記第2フィルタとを結ぶ経路上に配置された第10回路素子と、
     前記第2選択端子および前記第10回路素子の接続ノードとグランドとの間に配置された第11回路素子と、
     前記第10回路素子および前記第2フィルタの接続ノードとグランドとの間に配置された第12回路素子と、を備え、
     前記第10回路素子、前記第11回路素子、および前記第12回路素子のそれぞれは、インダクタまたはキャパシタである、
     請求項1~3、6および7のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  9.  前記第2フィルタは、
     前記第2基板上に形成され、前記第2位相調整回路に接続された第3入出力端子と、
     前記第2基板上に形成された第4入出力端子と、
     前記第3入出力端子と前記第4入出力端子とを結ぶ第3経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の直列腕共振子と、
     前記第3経路のノードとグランドとを結ぶ第4経路に設けられた、前記弾性波共振子からなる1以上の並列腕共振子と、を備え、
     前記1以上の直列腕共振子および前記1以上の並列腕共振子のうち、第2の並列腕共振子が前記第3入出力端子に直接接続され、
     前記第11回路素子および前記第12回路素子のうち前記第12回路素子は、前記第3入出力端子に接続され、
     前記第2の並列腕共振子は、前記第12回路素子を含み、前記第2フィルタの弾性波共振子および前記第2位相調整回路の容量性素子として機能する、
     請求項8に記載の高周波モジュール。
  10.  前記第1位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子は、第1キャパシタを含み、
     前記第1キャパシタは、前記第1基板上に形成されている、
     請求項1~9のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  11.  前記第1キャパシタは、前記第1基板上に形成された櫛歯容量電極で構成されている、
     請求項10に記載の高周波モジュール。
  12.  前記第1キャパシタの共振周波数および反共振周波数は、前記第1周波数帯域よりも低周波数側または高周波数側に位置する、
     請求項11に記載の高周波モジュール。
  13.  前記第1基板を平面視した場合、
     前記櫛歯容量電極を構成する、互いに平行な複数の電極指と直交する第1方向と、前記第1フィルタの前記IDT電極を構成する、互いに平行な複数の電極指と直交する第2方向とは、異なる、
     請求項11または12に記載の高周波モジュール。
  14.  前記第1基板上において、前記第1方向と前記第2方向とのなす角度は、80°以上100°以下である、
     請求項13に記載の高周波モジュール。
  15.  前記高周波モジュールは、前記共通端子と前記第1選択端子とが導通状態であり、かつ、前記共通端子と前記第2選択端子とが導通状態であることにより、前記第1周波数帯域の信号および前記第2周波数帯域の信号を同時に送信、受信、または送受信する、
     請求項1~14のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  16.  前記スイッチ回路は、さらに、第3選択端子と、第4選択端子と、を有し、
     前記高周波モジュールは、さらに、
     前記第1周波数帯域および前記第2周波数帯域と周波数が異なる第3周波数帯域の信号を通過させる第3フィルタと、
     前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域および前記第3周波数帯域と周波数が異なる第4周波数帯域の信号を通過させる第4フィルタと、
     前記第3選択端子と前記第3フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第3位相調整回路と、
     前記第4選択端子と前記第4フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第4位相調整回路と、を備え、
     前記第3フィルタは、圧電性を有する第3基板と、当該第3基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、
     前記第4フィルタは、圧電性を有する第4基板と、当該第4基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、
     前記第3位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第3基板上に形成されており、かつ、前記第4位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第4基板上に形成されており、
     前記第1周波数帯域は、LTE(Long Term Evolution)のBand1受信帯域(2110-2170MHz)であり、
     前記第2周波数帯域は、LTEのBand3受信帯域(1805-1880MHz)であり、
     前記第3周波数帯域は、LTEのBand7受信帯域(2620-2690MHz)であり、
     前記第4周波数帯域は、LTEのBand5受信帯域(869-894MHz)、Band8受信帯域(925-960MHz)、Band20受信帯域(791-821MHz)、およびBand40帯域(2300-2400MHz)のいずれかであり、
     前記高周波モジュールは、前記第1周波数帯域の信号、前記第2周波数帯域の信号、前記第3周波数帯域の信号、および前記第4周波数帯域の信号のうちの少なくとも2つの信号を同時に送信、受信、または送受信する、
     請求項1~15のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  17.  前記スイッチ回路は、さらに、第3選択端子と、第4選択端子と、を有し、
     前記高周波モジュールは、さらに、
     前記第1周波数帯域および前記第2周波数帯域と周波数が異なる第3周波数帯域の信号を通過させる第3フィルタと、
     前記第1周波数帯域、前記第2周波数帯域および前記第3周波数帯域と周波数が異なる第4周波数帯域の信号を通過させる第4フィルタと、
     前記第3選択端子と前記第3フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第3位相調整回路と、
     前記第4選択端子と前記第4フィルタとの間に接続された、1以上の回路素子を有する第4位相調整回路と、を備え、
     前記第3フィルタは、圧電性を有する第3基板と、当該第3基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、
     前記第4フィルタは、圧電性を有する第4基板と、当該第4基板上に形成されたIDT電極とで構成された弾性波共振子を有し、
     前記第3位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第3基板上に形成されており、かつ、前記第4位相調整回路を構成する前記1以上の回路素子の少なくとも1つは、前記第4基板上に形成されており、
     前記第1周波数帯域は、LTEのBand2受信帯域(1930-1990MHz)であり、
     前記第2周波数帯域は、LTEのBand4受信帯域(2110-2155MHz)であり、
     前記第3周波数帯域は、LTEのBand30受信帯域(2350-2360MHz)であり、
     前記第4周波数帯域は、LTEのBand5受信帯域(869-894MHz)、Band29受信帯域(717-728MHz)、およびBand12受信帯域(729-746MHz)のいずれかであり、
     前記高周波モジュールは、前記第1周波数帯域の信号、前記第2周波数帯域の信号、前記第3周波数帯域の信号、および前記第4周波数帯域の信号のうちの少なくとも2つの信号を同時に送信、受信、または送受信する、
     請求項1~15のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  18.  請求項1~17のいずれか1項に記載の高周波モジュールと、
     前記第1フィルタに接続された第1増幅回路と、
     前記第2フィルタに接続された第2増幅回路と、を備える、
     フロントエンドモジュール。
  19.  アンテナ素子で送受信される高周波信号を処理するRF信号処理回路と、
     前記アンテナ素子と前記RF信号処理回路との間で前記高周波信号を伝達する請求項18に記載のフロントエンドモジュールと、を備える、
     通信装置。
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