WO2022118763A1

WO2022118763A1 - 高周波モジュール及び通信装置

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Publication number: WO2022118763A1
Application number: PCT/JP2021/043504
Authority: WO
Inventors: 正和廣部
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2020-12-02
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-06-09
Also published as: CN116569484A; US20230291371A1

Abstract

低出力モード時の出力信号の損失を抑制でき、さらに、高出力モード時の出力信号が低出力モード用の信号経路に回り込むことも抑制できる。高周波モジュール（１）は、第１パワーアンプ（４Ａ）、第２パワーアンプ（４Ｂ）、フィルタ（６Ａ）、スイッチ（７）及び整合回路（５Ｂ）を備える。第１パワーアンプ（４Ａ）は、第１増幅信号を出力する。第２パワーアンプ（４Ｂ）は、第２増幅信号を出力する。フィルタ（６Ａ）は、第１増幅信号及び第２増幅信号を通過させる。スイッチ（７）は、第１端子（７ｂ）及び第２端子（７ａ）を有する。第１端子（７ｂ）は、第１パワーアンプ（４Ａ）の出力部と接続されている。第２端子（７ａ）は、フィルタ（６Ａ）と接続されている。スイッチ（７）は、第１端子（７ｂ）と第２端子（７ａ）との間における導通と遮断とを切り替える。整合回路（５Ｂ）は、スイッチ（７）の第２端子（７ａ）とフィルタ（６Ａ）との間の信号経路と第２パワーアンプ（４Ｂ）の出力部との間に接続されている。

Description

高周波モジュール及び通信装置

　本発明は、高周波モジュール及び通信装置に関し、特に、第１パワーアンプ及び第２パワーアンプを備える高周波モジュール、及び当該高周波モジュールを備える通信装置に関する。

　特許文献１に記載の送信回路（高周波モジュール）は、２つの切替器と、第１増幅器及び第２増幅器とを備える。２つの切替器の間には、第一経路及び第二経路が並列に接続されている。第一経路には、第２増幅器が接続されている。一方の切替器は、アンテナに接続されており、他方の切替器は、第１増幅器を介して信号入力部に接続されている。

　高出力モード時には、２つの切替器によって第一経路が選択される。これにより、信号入力部に入力された送信信号は、第１増幅器及び第２増幅器で増幅されてアンテナから送信される。低出力モード時には、２つの切替器によって第二経路が選択される。これにより、信号入力部に入力された送信信号は、第１増幅器で増幅され、第２増幅器を経由せずにアンテナから送信される。

特開２０１０－６８２８３号公報

　特許文献１に記載の送信回路では、低出力モード時において、送信信号は、２つの切替器を経由して送信される。このため、低出力モード時の送信信号では、２つの切替器で損失が発生する。このため、低出力モード時の送信信号の損失を抑制することが求められている。その際、高出力モード時の送信信号が第二経路（低出力モード用の信号経路）に回り込むことを抑制する必要がある。

　本発明の目的は、低出力モード時の出力信号の損失を抑制でき、さらに、高出力モード時の出力信号が低出力モード用の信号経路に回り込むことも抑制できる高周波モジュール及び通信装置を提供することである。

　本発明の一態様の高周波モジュールは、第１パワーアンプと、第２パワーアンプと、フィルタと、スイッチと、整合回路と、を備える。前記第１パワーアンプは、第１信号を増幅して第１増幅信号を出力する。前記第２パワーアンプは、前記第２信号を前記第１パワーアンプの増幅率よりも小さい増幅率で増幅して第２増幅信号を出力する。前記フィルタは、前記第１増幅信号及び前記第２増幅信号を通過させる。前記スイッチは、第１端子及び第２端子を有する。前記第１端子は、前記第１パワーアンプの出力部と接続されている。前記第２端子は、前記フィルタと接続されている。前記スイッチは、前記第１端子と前記第２端子との間における導通と遮断とを切り替える。前記整合回路は、前記スイッチの前記第２端子と前記フィルタとの間の信号経路と前記第２パワーアンプの出力部との間に接続されている。

　本発明の一態様の通信装置は、前記高周波モジュールと、信号処理回路と、を備える。前記信号処理回路は、前記高周波モジュールに接続されており、高周波信号を信号処理する。

　本発明によれば、低出力モード時の出力信号の損失を抑制でき、さらに、高出力モード時の出力信号が低出力モード用の信号経路に回り込むことも抑制できる、という利点がある。

図１は、実施形態１に係る高周波モジュール及び通信装置のブロック図である。図２は、整合回路のインピーダンスを説明する説明図である。図３は、実施形態１の変形例１の整合回路の回路構成図である。図４は、実施形態２に係る高周波モジュール及び通信装置のブロック図である。

　（実施形態１）
　（１）概要
　図１に示すように、実施形態１に係る高周波モジュール１は、パワーアンプ４Ａ（第１パワーアンプ）と、パワーアンプ４Ｂ（第２パワーアンプ）と、フィルタ６Ａ（第１フィルタ）と、スイッチ７と、整合回路５Ｂ（第１整合回路）と、を備える。パワーアンプ４Ａは、送信信号Ｓ１（第１信号）を第１増幅率で増幅して第１増幅信号を出力する。パワーアンプ４Ｂは、送信信号Ｓ１（第２信号）を第１増幅率よりも小さい第２増幅率で増幅して第２増幅信号を出力する。フィルタ６Ａは、第１増幅信号及び第２増幅信号を通過させる。スイッチ７は、端子７ｂ（第１端子）及び端子７ａ（第２端子）を有する。端子７ｂは、パワーアンプ４Ａの出力部と電気的に接続された端子である。端子７ａは、フィルタ６Ａと電気的に接続された端子である。フィルタ６Ａは、端子７ｂと端子７ａとの間における導通と遮断とを切り替える。整合回路５Ｂは、スイッチ７の端子７ａとフィルタ６Ａとの間の経路（信号経路Ｔ４の一部）とパワーアンプ４Ｂの出力部との間に接続されている。

　この構成により、低出力モード時（端子７ａ，７ｂ間の遮断時）の送信信号Ｓ１（より詳細には第２増幅信号）の損失を抑制でき、かつ高出力モード時（端子７ａ，７ｂ間の導通時）の送信信号Ｓ１（より詳細には第１増幅信号）が低出力モード用の信号経路（パワーアンプ４Ｂが設けられた信号経路Ｔ２）に回り込むことを抑制できる。

　（２）詳細説明
　以下、実施形態１に係る高周波モジュール１及び通信装置１００について、図１を参照して詳しく説明する。

　（２－１）通信装置の構成
　図１に示すように、通信装置１００は、高周波モジュール１を備える通信装置である。通信装置１００は、例えば携帯端末（例えばスマートフォン）であるが、これに限らず、例えばウェアラブル端末（例えばスマートウォッチ）であってもよい。高周波モジュール１は、例えば、４Ｇ（第４世代移動通信）規格及び５Ｇ（第５世代移動通信）規格に対応可能なモジュールである。４Ｇ規格は、例えば、３ＧＰＰ　ＬＴＥ規格（ＬＴＥ：Long Term Evolution）である。５Ｇ規格は、例えば、５Ｇ　ＮＲ（New Radio）である。高周波モジュール１は、キャリアアグリゲーション及びデュアルコネクティビティに対応可能なモジュールである。

　通信装置１００は、高周波モジュール１の他に、信号処理回路２と、１つ以上（例えば２つ）のアンテナ３（３Ａ，３Ｂ）とを備える。

　高周波モジュール１は、信号処理回路２から出力された送信信号（高周波信号）を増幅してアンテナ３から送信するように構成されている。より詳細には、高周波モジュール１は、高出力モードと低出力モードとを有する。高出力モードは、送信信号を第１増幅率で増幅してアンテナ３から送信させるモードである。低出力モードは、送信信号を、第１増幅率よりも小さい第２増幅率で増幅してアンテナ３から送信させるモードである。高周波モジュール１は、例えば、信号処理回路２によって制御される。

　信号処理回路２は、高周波モジュール１に接続されており、高周波モジュール１に出力する送信信号を信号処理するように構成されている。信号処理回路２は、ＲＦ信号処理回路２１とベースバンド信号処理回路２２とを含む。ベースバンド信号処理回路２２は、例えばＢＢＩＣ（Baseband Integrated Circuit）である。ベースバンド信号処理回路２２は、外部から入力されたベースバンド信号（例えば音声信号及び画像信号）から送信信号を生成し、生成した送信信号をＲＦ信号処理回路２１に出力する。ＲＦ信号処理回路２１は、例えばＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）であり、高周波信号（送信信号）に対して信号処理を行う。ＲＦ信号処理回路２１は、例えば、ベースバンド信号処理回路２２から出力された送信信号をアップコンバート等の信号処理を行って高周波モジュール１に出力する。

　本実施形態では、高周波モジュール１は、アンテナ３を用いて、送信信号の送信及び受信信号の受信のうち送信信号の送信のみを行う。ただし、高周波モジュール１は、アンテナ３を用いて受信信号の受信を行ってもよい。この場合、高周波モジュール１は、さらに、アンテナ３で受信した受信信号を増幅して信号処理回路２に出力するように構成されている。この場合、信号処理回路２は、さらに、高周波モジュール１から信号処理回路２に出力された受信信号を信号処理するように構成されている。より詳細には、信号処理回路２のＲＦ信号処理回路２１は、さらに、高周波モジュール１から信号処理回路２に出力された受信信号をダウンコンバート等の信号処理を行ってベースバンド信号処理回路２２に出力する。そして、信号処理回路２のベースバンド信号処理回路２２は、さらに、ＲＦ信号処理回路２１から受け取った受信信号を外部に出力する。この出力信号（受信信号）は、例えば、画像信号として画像表示のために、又は、音声信号として通話のために使用される。

　（２－２）高周波モジュールの回路構成
　図１に示すように、高周波モジュール１では、複数（図示例では３つ）のパワーアンプ４Ａ～４Ｃの出力部が、スイッチ７を用いて送信フィルタ６Ａ，６Ｂに接続されている。そして、複数のパワーアンプ４Ａ～４Ｃの中から、送信信号Ｓ１の送信に使用されるパワーアンプがスイッチ７によって選択される。これにより、複数のパワーアンプ４Ａ～４Ｃで増幅された送信信号Ｓ１が送信フィルタ６Ａ，６Ｂに出力されてアンテナ３Ａ，３Ｂから送信される。高周波モジュール１では、送信信号Ｓ１をパワーアンプ４Ｂ又は４Ｃで増幅して送信する低出力モード時において、スイッチ７による送信信号Ｓ１の損失を抑制する工夫が施されている。また、パワーアンプ４Ａで送信信号Ｓ１を増幅して送信する高出力モード時の送信信号Ｓ１が低出力モード用の信号経路Ｔ２，Ｔ３（すなわちパワーアンプ４Ｂ，４Ｃが設けられた信号経路）に回り込むことを抑制する工夫が施されている。

　以下、高周波モジュール１の回路構成について詳しく説明する。以下の説明では、スイッチ７としてバンドセレクトスイッチを用いて、送信信号Ｓ１を周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）で送信する回路構成を例示する。

　図１に示すように、高周波モジュール１は、アンテナ３Ａ，３Ｂと信号処理回路２との間で高周波信号（例えば送信信号）を伝達する。

　高周波モジュール１は、複数（図示例では３つ）のパワーアンプ４Ａ～４Ｃと、複数（図示例では３つ）の整合回路５Ａ～５Ｃと、複数（図示例では２つ）の送信フィルタ６Ａ，６Ｂと、スイッチ７と、複数（図示例では３つ）のスイッチ８Ａ～８Ｃと、コントローラ９と、外部接続端子１０（１０Ａ～１０Ｄ）とを備える。また、高周波モジュール１は、複数（図示例では５つ）の信号経路Ｔ１～Ｔ５を備える。

　複数の外部接続端子１０は、アンテナ端子１０Ａ，１０Ｂと、信号入力端子１０Ｃと、入力端子１０Ｄとを含む。アンテナ端子１０Ａ，１０Ｂはそれぞれ、アンテナ３Ａ，３Ｂが接続される端子である。信号入力端子１０Ｃは、信号処理回路２からの送信信号が入力される端子であり、信号処理回路２の出力部に接続されている。入力端子１０Ｄは、信号処理回路２からの制御信号が入力される端子であり、信号処理回路２の出力部に接続されている。

　信号経路Ｔ１は、信号入力端子１０Ｃとスイッチ７の端子７ｂ，７ｄとの間の経路である。信号経路Ｔ１には、スイッチ８Ａ、パワーアンプ４Ａ及び整合回路５Ａが設けられている。信号経路Ｔ４は、スイッチ７の端子７ａとアンテナ端子１０Ａとの間の経路である。信号経路Ｔ４には、送信フィルタ６Ａが設けられている。信号経路Ｔ５は、スイッチ７の端子７ｃとアンテナ端子１０Ｂとの間の経路である。信号経路Ｔ５には、送信フィルタ６Ｂが設けられている。信号経路Ｔ２は、スイッチ７の端子７ａと送信フィルタ６Ａとの間の信号経路（信号経路Ｔ４の一部）と信号入力端子１０Ｃとの間の経路である。信号経路Ｔ２には、スイッチ８Ｂ、パワーアンプ４Ｂ及び整合回路５Ｂが設けられている。信号経路Ｔ３は、スイッチ７の端子７ｃと送信フィルタ６Ｂとの間の信号経路（信号経路Ｔ５の一部）と信号入力端子１０Ｃとの間の経路である。信号経路Ｔ３には、スイッチ８Ｃ、パワーアンプ４Ｃ及び整合回路５Ｃが設けられている。

　高周波モジュール１では、パワーアンプ４Ｂの出力部と送信フィルタ６Ａとの間の信号経路（信号経路Ｔ２の一部と信号経路Ｔ４の一部）には、スイッチ７は設けられていない。また、パワーアンプ４Ｃの出力部と送信フィルタ６Ｂとの間の信号経路（信号経路Ｔ３の一部と信号経路Ｔ５の一部）には、スイッチ７は設けられていない。

　スイッチ８Ａ～８Ｃはそれぞれ、信号経路Ｔ１～Ｔ３に設けられており、コントローラ９からの制御信号によってオンとオフが切り替えられることで、信号経路Ｔ１～Ｔ３を導通及び遮断する。スイッチ８Ａ～８Ｃによって、複数の信号経路Ｔ１～Ｔ３の中から送信信号Ｓ１の送信に使用される信号経路が選択される。スイッチ８Ａ～８Ｃは、例えばスイッチＩＣ（Integrated Circuit）である。スイッチ８Ａ～８Ｃの一端部はそれぞれ、信号入力端子１０Ｃに接続されており、スイッチ８Ａ～８Ｃの他端部はそれぞれ、パワーアンプ４Ａ～４Ｃの入力部に接続されている。

　パワーアンプ４Ａ～４Ｃはそれぞれ、信号経路Ｔ１～Ｔ３に設けられており、信号経路Ｔ１～Ｔ３を流れる送信信号Ｓ１を増幅する。パワーアンプ４Ａは、送信信号Ｓ１を増幅する増幅率として第１増幅率を有する。パワーアンプ４Ｂは、送信信号Ｓ１を増幅する増幅率として、第１増幅率よりも小さい第２増幅率を有する。パワーアンプ４Ｃは、送信信号Ｓ１を増幅する増幅率として、第１増幅率よりも小さい第３増幅率を有する。本実施形態では、第２増幅率及び第３増幅率は、互いに同じ増幅率であるが、互いに異なる増幅率であってもよい。

　パワーアンプ４Ａ～４Ｃは、入力部及び出力部を有する。パワーアンプ４Ａ～４Ｃの入力部はそれぞれ、スイッチ８Ａ～８Ｃの端部に接続されており、パワーアンプ４Ａ～４Ｃの出力部はそれぞれ、整合回路５Ａ～５Ｃの入力部に接続されている。パワーアンプ４Ａは、入力部に入力された送信信号を第１増幅率で増幅して第１増幅信号を出力部から出力する。パワーアンプ４Ｂは、入力部に入力された送信信号を第２増幅率で増幅して第２増幅信号を出力部から出力する。パワーアンプ４Ｃは、入力部に入力された送信信号を第３増幅率で増幅して第３増幅信号を出力部から出力する。パワーアンプ４Ａ～４Ｃは、コントローラ９からの制御信号によって制御される。すなわち、パワーアンプ４Ａ～４Ｃは、コントローラ９からの制御信号によって電源のオンとオフが切り替えられる。この切り替えによって、パワーアンプ４Ａ～４Ｃのバイアス電流のオンとオフが切り換えられる。

　整合回路５Ａは、パワーアンプ４Ａとスイッチ７との間のインピーダンス整合をとるための回路である。整合回路５Ａは、パワーアンプ４Ａとスイッチ７との間に信号経路（信号経路Ｔ１の一部）に接続されている。整合回路５Ｂは、パワーアンプ４Ｂと送信フィルタ６Ａとの間のインピーダンス整合をとるための回路である。整合回路５Ｂは、信号経路Ｔ２に設けられることでパワーアンプ４Ｂと送信フィルタ６Ａとの間の信号経路に接続されている。換言すれば、整合回路５Ｂは、スイッチ７の端子７ａと送信フィルタ６Ａとの間の信号経路（信号経路Ｔ４の一部）とパワーアンプ４Ｂの出力部との間に接続されている。整合回路５Ｃは、パワーアンプ４Ｃと送信フィルタ６Ｂとの間のインピーダンス整合をとるための回路である。整合回路５Ｃは、信号経路Ｔ３に設けられることでパワーアンプ４Ｃと送信フィルタ６Ｂとの間に接続されている。換言すれば、整合回路５Ｃは、スイッチ７の端子７ｃと送信フィルタ６Ｂとの間の信号経路（信号経路Ｔ５の一部）とパワーアンプ４Ｃの出力部との間に接続されている。

　スイッチ７は、２つの送信フィルタ６Ａ，６Ｂの中から、送信信号Ｓ１の送信で使用する送信フィルタを選択するためのスイッチ（バンドセレクトスイッチ）である。スイッチ７は、例えばスイッチＩＣ（Integrated Circuit）である。スイッチ７は、２組の端子（端子７ａ，７ｂの組（第１組）と端子７ｃ，７ｄの組（第２組））を有する。第１組の端子７ａ，７ｂは、互いに導通及び遮断する。第２組の端子７ｃ，７ｄは、互いに導通及び遮断する。端子７ｂ，７ｄは、信号経路Ｔ１に接続されることで、整合回路５Ａの出力部に接続されている。端子７ａは、信号経路Ｔ４に接続されることで、送信フィルタ６Ａに接続されている。端子７ｃは、信号経路Ｔ５に接続されることで、送信フィルタ６Ｂに接続されている。

　スイッチ７は、複数（図示例では２つ）の内部スイッチ７１，７２を有する。内部スイッチ７１は、オンとオフを切り替えることで送信フィルタ６Ａの選択と非選択を切り替えるスイッチである。内部スイッチ７２は、オンとオフを切り替えることで送信フィルタ６Ｂの選択と非選択を切り替えるスイッチである。内部スイッチ７１は、端子７ａ，７ｂによって構成されており、端子７ａ，７ｂの導通及び遮断によってオンとオフが切り替わる。内部スイッチ７２は、端子７ｃ，７ｄによって構成されており、端子７ｃ，７ｄの導通及び遮断によってオンとオフが切り替わる。

　送信フィルタ６Ａ，６Ｂはそれぞれ、信号経路Ｔ４，Ｔ５に設けられている。送信フィルタ６Ａ，６Ｂは、互いに異なる通信バンド（例えば第１及び第２通信バンド）の送信帯域（通信帯域）を通過帯域とするフィルタである。送信フィルタ６Ａは、パワーアンプ４Ａ，４Ｂの増幅信号（第１増幅信号及び第２増幅信号）を通過させる。送信フィルタ６Ｂは、パワーアンプ４Ａ，４Ｃの増幅信号（第１増幅信号及び第３増幅信号）を通過させる。送信フィルタ６Ａ，６Ｂは、入力部と出力部とを有する。送信フィルタ６Ａ，６Ｂの入力部はそれぞれ、スイッチ７の端子７ａ，７ｃに接続されている。送信フィルタ６Ａ，６Ｂの出力部はそれぞれ、アンテナ端子１０Ａ，１０Ｂに接続されている。送信フィルタ６Ａ，６Ｂはそれぞれ、入力部に入力された受信信号を第１及び第２通信バンドの送信帯域の信号に制限して出力部から出力する。

　送信フィルタ６Ａ，６Ｂは、例えば、弾性波フィルタである。弾性波フィルタは、例えば、弾性表面波を利用する表面弾性波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）フィルタである。なお、送信フィルタ６Ａ，６Ｂは、ＳＡＷフィルタに限定されず、ＳＡＷ以外に例えばＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）フィルタであってもよい。

　コントローラ９は、信号処理回路２からの制御信号に従って、電子部品（パワーアンプ４Ａ～４Ｃ、整合回路５Ａ～５Ｃ、送信フィルタ６Ａ，６Ｂ、スイッチ７及びスイッチ８Ａ～８Ｃ）を制御する制御装置である。コントローラ９は、上記の電子部品と電気的に接続されている。また、コントローラ９は、入力端子１０Ｄを介して信号処理回路２の出力部に接続されている。コントローラ９は、信号処理回路２から入力端子１０Ｄに入力された制御信号に従って、上記の各電子部品を制御する。

　（２－３）通信装置の動作
　図１を参照して通信装置１００の動作を説明する。

　通信装置１００は、高出力モード及び低出力モードを有する。高出力モードは、送信信号Ｓ１をパワーアンプ４Ａで増幅して送信するモードである。低出力モードは、送信信号をパワーアンプ４Ｂ又は４Ｃで増幅して送信するモードである。また、通信装置１００では、複数の送信フィルタ６Ａ，６Ｂの中から送信時に使用する送信フィルタが選択可能である。以下の説明では、一例として、高出力モード及び低出力モードの各々で、２つの送信フィルタ６Ａ，６Ｂを用いて送信信号Ｓ１を送信する場合の動作を説明する。

　まず、高出力モードにおいて送信フィルタ６Ａ，６Ｂを用いて送信信号Ｓ１を送信する場合の動作を説明する。この場合は、内部スイッチ７１，７２が共にオンにされる。これにより、送信フィルタ６Ａ，６Ｂが選択される。また、スイッチ８Ａがオンにされ、スイッチ８Ｂ，８Ｃがオフにされる。また、パワーアンプ４Ａの電源はオンにされ、パワーアンプ４Ｂ，４Ｃの電源はオフにされる。

　この状態で、信号処理回路２から信号入力端子１０Ｃに送信信号Ｓ１が入力されると、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ１、内部スイッチ７１及び信号経路Ｔ４を流れてアンテナ３Ａから送信される。また、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ１、内部スイッチ７２及び信号経路Ｔ５を流れてアンテナ３Ｂから送信される。その際、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ１を流れるときにパワーアンプ４Ａ及び整合回路５Ａの各処理が行われる。また、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ４，Ｔ５を流れるときに送信フィルタ６Ａ，６Ｂの処理が行われる。

　高出力モード時の送信信号Ｓ１は、スイッチ７を経由して送信されるため、スイッチ７で損失を発生させる。なお、スイッチ７が既存のスイッチである場合は、高出力モード時の送信信号Ｓ１におけるスイッチ７での損失は新たな損失ではない。このため、高出力モード時の送信信号Ｓ１の電力は、スイッチ７で損失を発生させても従前の電力を確保している。したがって、高出力モード時の送信信号では、スイッチ７での損失による電力増加は抑制されている。

　高出力モードでは、信号経路Ｔ１（高出力モード用の信号経路）を流れる送信信号Ｓ１が、信号経路Ｔ１から、スイッチ７の端子７ａに電気的に接続された信号経路Ｔ２（低出力モード用の信号経路）に流れ込む可能性がある。しかし、信号経路Ｔ２に設けられた整合回路５Ｂによって、この流れ込みは抑制される。より詳細には、後述のように、高出力モード用の信号経路Ｔ１側から見て、整合回路５Ｂのインピーダンスが無限大（オープンとも言う）に見えるように、整合回路５Ｂは構成されている。このため、整合回路５Ｂによって、送信信号Ｓ１が信号経路Ｔ１から信号経路Ｔ２に流れ込むことが抑制されている。

　また、高出力モードでは、パワーアンプ４Ｂの電源がオフ（すなわちパワーアンプ４Ｂのバイアス電流はゼロ）にされている。これにより、高出力モード用の信号経路Ｔ１側から見て、整合回路５Ｂのインピーダンスは、より一層無限大に見える。この結果、整合回路５Ｂによって、送信信号Ｓ１が信号経路Ｔ１から信号経路Ｔ２に流れ込むことが、より一層、抑制される。

　同様に、高出力モードでは、信号経路Ｔ１（高出力モード用の信号経路）を流れる送信信号Ｓ１が、信号経路Ｔ１から、内部スイッチ７２の端子７ｃに電気的に接続された信号経路Ｔ３（低出力モード用の信号経路）に流れ込む可能性がある。この場合は、信号経路Ｔ３に設けられた整合回路５Ｃによって、この流れ込みは抑制される。より詳細には、後述のように、高出力モード用の信号経路Ｔ１側（すなわち内部スイッチ７２側）から見て、整合回路５Ｃのインピーダンスが無限大に見えるように、整合回路５Ｃは構成されている。このため、整合回路５Ｃによって、送信信号Ｓ１が信号経路Ｔ１から信号経路Ｔ３に流れ込むことが抑制されている。

　また、高出力モードでは、パワーアンプ４Ｃの電源がオフ（すなわちパワーアンプ４Ｃのバイアス電流はオフ）にされている。これにより、高出力モード用の信号経路Ｔ１側から見て、整合回路５Ｃのインピーダンスは、より一層無限大に見える。この結果、整合回路５Ｃによって、送信信号Ｓ１が信号経路Ｔ１から信号経路Ｔ３に流れ込むことが、より一層、抑制されている。

　次に、低出力モードにおいて送信フィルタ６Ａ，６Ｂを用いて送信信号Ｓ１を送信する場合の動作を説明する。この場合は、内部スイッチ７１，７２は共にオフにされる。また、スイッチ８Ｂ，８Ｃが共にオンにされる。これにより、送信フィルタ６Ａ，６Ｂが選択される。また、スイッチ８Ａはオフにされる。また、パワーアンプ４Ｂ，４Ｃの電源は共にオンにされ、パワーアンプ４Ａの電源はオフにされる。

　この状態で、信号処理回路２から信号入力端子１０Ｃに送信信号Ｓ１が入力されると、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ２，Ｔ４を経由してアンテナ３Ａから送信され、かつ、信号経路Ｔ３，Ｔ５を経由してアンテナ３Ｂから送信される。その際、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ２，Ｔ４を流れるときにパワーアンプ４Ｂ、整合回路５Ｂ及び送信フィルタ６Ａの各々の処理が行われる。また、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ３，Ｔ５を流れるときにパワーアンプ４Ｃ、整合回路５Ｃ及び送信フィルタ６Ｂの各々の処理が行われる。

　低出力モードでは、信号経路Ｔ２，Ｔ４を流れる送信信号Ｓ１は、スイッチ７を通過しないため、スイッチ７を通過することによる損失を発生させない。このため、低出力モードでは、信号経路Ｔ２，Ｔ４を流れる送信信号Ｓ１は、スイッチ７での損失を抑制してアンテナ３Ａから送信される。

　同様に、低出力モードでは、信号経路Ｔ３，Ｔ５を流れる送信信号Ｓ１も、スイッチ７を通過しないため、スイッチ７を通過することによる損失を発生させない。このため、低出力モードでは、信号経路Ｔ３，Ｔ５を流れる送信信号Ｓ１は、スイッチ７での損失を抑制してアンテナ３Ｂから送信される。

　低出力モード時の送信信号Ｓ１は、パワーアンプ４Ｂ，４Ｃで増幅されるため、送信信号Ｓ１の電力（パワー）は、高出力モード時の送信信号Ｓ１の電力と比べて小さい。このため、上述のように、低出力モード時の送信信号Ｓ１をスイッチ７での損失を抑制して送信することは、有効である。

　このように、通信装置１００では、低出力モード時の送信信号Ｓ１の損失を抑制でき、さらに、高出力モード時の送信信号Ｓ１が高出力モード用の信号経路Ｔ１から低出力モード用の信号経路Ｔ２，Ｔ３に回り込むことも抑制できる。

　（２－４）整合回路の構成
　本実施形態では、上述のように、高出力用の信号経路Ｔ１から見て、整合回路５Ｂ，５Ｃのインピーダンスが無限大に見えるように、整合回路５Ｂ，５Ｃは構成されている。換言すれば、整合回路５Ｂ，５Ｃはそれぞれ、パワーアンプ４Ｂ，４Ｃの出力信号（第２増幅信号、第３増幅信号）は通過させるが、信号経路Ｔ１から信号経路Ｔ２，Ｔ３に回り込んだパワーアンプ４Ａの出力信号（第１増幅信号）は通過させないように構成されている。

　以下、このような整合回路５Ｂ，５Ｃについて、図１を参照して詳しく説明する。ただし、整合回路５Ｂ，５Ｃは同じ構成であるため、以下の説明では、整合回路５Ｂの構成を中心に説明し、整合回路５Ｃの構成は、整合回路５Ｂの構成と同じ部分に同じ符号を付して説明を省略する。

　整合回路５Ｂは、パワーアンプ４Ｂの出力信号（第２増幅信号）を通過させるように構成されている。より詳細には、整合回路５Ｂの遮断周波数は、パワーアンプ４Ｂの出力信号の周波数よりも低く設定されている。換言すれば、整合回路５Ｂの通過周波数は、パワーアンプ４Ｂの出力信号の周波数と重なるように設定されている。これにより、パワーアンプ４Ｂの出力信号が整合回路５Ｂを通過可能になる。なお、整合回路５Ｂの遮断周波数とは、整合回路５Ｂにおいて通過を阻止する周波数である。また、整合回路５Ｂの通過周波数とは、整合回路５Ｂにおいて通過可能な周波数である。

　また、整合回路５Ｂは、整合回路５Ｂのインピーダンスが高出力モード用の信号経路Ｔ１側から見て無限大に見えるように構成されている。より詳細には、整合回路５Ｂは、ハイパスフィルタ５０Ｂを有する。ハイパスフィルタ５０Ｂは、例えば、キャパシタＣ１とインダクタＬ１とを有する。

　キャパシタＣ１は、シリーズキャパシタ（以下、シリーズキャパシタＣ１とも記載する。）であり、パワーアンプ４Ｂの出力部とスイッチ７の端子７ａとの間の信号経路にパワーアンプ４Ｂと直列に接続されている。インダクタＬ１は、シャントインダクタ（以下、シャントインダクタＬ１とも記載する。）であり、信号経路Ｔ２とグランドとの間に接続されている。この構成により、簡単な構成でハイパスフィルタ５０Ｂを構成できる。なお、図１の図示例では、キャパシタＣ１は、インダクタＬ１よりもパワーアンプ４Ｂ側に配置されている。整合回路５Ｂは、ハイパスフィルタ５０Ｂを有することで、整合回路５Ｂのインピーダンスは、高出力側の信号経路Ｔ１から見て無限大に見えるようになる。

　より詳細には、ハイパスフィルタ５０Ｂは、整合回路５Ｂにおいて、入力部から入力したパワーアンプ４Ｂの出力信号を処理して出力部から出力する１つ以上（本実施形態では１つ）の処理（処理段）のうちの最終の処理（最終段）に設けられている。つまり、ハイパスフィルタ５０Ｂは、信号経路Ｔ１から信号経路Ｔ２に回り込んだ送信信号に対しては、整合回路５Ａにおける最初の処理部（入力段）になる。これにより、ハイパスフィルタ５０Ｂのインピーダンスによって、高出力モード用の信号経路Ｔ１側から見て、整合回路５Ｂのインピーダンスがより一層無限大に見えるようになる。

　整合回路５Ｃは、整合回路５Ｂと同様に、ハイパスフィルタ５０Ｃを有する。ハイパスフィルタ５０Ｃは、例えば、キャパシタＣ３とインダクタＬ３とを有する。キャパシタＣ３は、シリーズキャパシタ（以下、シリーズキャパシタＣ３とも記載する。）であり、パワーアンプ４Ｃの出力部とスイッチ７の端子７ｃとの間の信号経路にパワーアンプ４Ｃと直列に接続されている。インダクタＬ３は、シャントインダクタ（以下、シャントインダクタＬ３とも記載する。）であり、信号経路Ｔ３とグランドとの間に接続されている。

　次に図２に示すスミスチャートを用いて、整合回路５Ｂがハイパスフィルタ５０Ｂを有することで、整合回路５Ｂのインピーダンスを無限大に見せ得る理由を説明する。スミスチャートとは、（整合回路５Ｂの）インピーダンスＺに対応する反射係数Γを表現するグラフである。反射係数Γは、インピーダンスＺを用いて式１で与えられる。なお、Ｚ０は特性インピーダンス（リファレンスインピーダンス）である。従って、インピーダンスＺは複素数であるため、反射係数Γも複素数となる。

　Γ＝（Ｚ－Ｚ０）／（Ｚ＋Ｚ０）　　・・・　　式１

　図２に示すように、スミスチャートは、定抵抗円Ｅ１と定リアクタンス円Ｅ２で規定されている。定抵抗円Ｅ１は、インピーダンスＺの実数部が一定値をとる円である。定リアクタンス円Ｅ２は、インピーダンスＺの虚数部が一定値をとる円弧である。

　図２のスミスチャートでは、一例として、反射係数Γが半径１の単位円内に収まるように正規化されている。また、図２では、上記の単位円の中心を原点とし、原点を通る縦軸が反射係数Γの虚数部（Ｉｍ）を示し、原点を通る横軸が反射係数Γの実数部（Ｒｅ）を示している。また、図２では、横軸の＋１（Γ＝Ｒｅ（＋１））が整合回路５ＢのインピーダンスＺの無限大に対応し、横軸の－１（Γ＝Ｒｅ（－１））が整合回路５ＢのインピーダンスＺのゼロ（ショートとも言う）に対応している。

　整合回路５Ｂが回路構成として図１のインダクタＬ１のみを有する場合において、整合回路５ＢのインピーダンスＺ（すなわちインダクタＬ１のインピーダンス）に対応する反射係数Γが図２のスミスチャートの点Ｐ１にある場合を考える。点Ｐ１がスミスチャートの横軸の＋１に近いほど、整合回路５ＢのインピーダンスＺは、高出力モード用の信号経路Ｔ１から見て無限大に見えるようになる。

　そこで、点Ｐ１を点Ｐ２に移動させる場合を考える。点Ｐ２は、スミスチャートの横軸の＋１に近い点であり、インピーダンスＺが無限大に見え得る点の一例である。図２に示すように、例えば、或る定抵抗円Ｍ１（Ｅ１）に沿って半時計回りに移動することで点Ｐ１を点Ｐ２に移動させることができる。点Ｐ２に対応するインピーダンスＺとなる回路構成は、スミスチャートを用いた計算手法によると、点Ｐ１に対応するインピーダンスＺとなる回路構成（すなわち図１のインダクタＬ１のみを有する構成）において、インダクタＬ１に直列にキャパシタＣ１を追加した構成（すなわち信号経路Ｔ２に直列にキャパシタＣ１を追加した構成）である。すなわち、点Ｐ２に対応するインピーダンスＺとなる回路構成は、図１に示すインダクタＬ１とキャパシタＣ１の回路構成（すなわちハイパスフィルタ５０Ｂの回路構成）となる。このように整合回路５Ｂはハイパスフィルタ５０Ｂ（すなわちインダクタＬ１及びキャパシタＣ１）を有することで、整合回路５ＢのインピーダンスＺを無限大に見せ得ることが可能になる。

　整合回路５ＢのインピーダンスＺを高出力モード用の信号経路Ｔ１側から見て無限大に見せるために、図２のスミスチャートにおいて、整合回路５ＢのインピーダンスＺに対応する反射係数Γの実数部（Ｒｅ）は、＋１をとることが望ましい。ただし、反射係数Γの実数部（Ｒｅ）は、＋１をとることに限定されない。例えば、反射係数Γの実数部は、０．７以上かつ１以下の値であればよく、望ましくは、０．８以上かつ１以下の値（すなわち０．９±０．１の範囲内の値）であればよい。

　また、整合回路５ＢのインピーダンスＺに対応する反射係数Γを極座標で表したときの位相角をθとする。整合回路５ＢのインピーダンスＺを高出力モード用の信号経路Ｔ１側から見て無限大に見せるために、図２のスミスチャートにおいて、反射係数Γの位相角θは、－４５度以上かつ４５度の範囲であればよい。この範囲は、反射係数Γの実数部が０．７以上かつ１以下の範囲に対応している。

　（３）主要な効果
　本実施形態の高周波モジュール１は、パワーアンプ４Ａ（第１パワーアンプ）と、パワーアンプ４Ｂ（第２パワーアンプ）と、送信フィルタ６Ａ（第１フィルタ）と、スイッチ７と、整合回路５Ｂ（第１整合回路）と、を備える。パワーアンプ４Ａは、送信信号Ｓ１（第１信号）を第１増幅率で増幅して第１増幅信号を出力する。パワーアンプ４Ｂは、送信信号Ｓ１（第２信号）を第１増幅率よりも小さい第２増幅率で増幅して第２増幅信号を出力する。送信フィルタ６Ａは、第１増幅信号及び第２増幅信号を通過させる。スイッチ７は、端子７ｂ（第１端子）及び端子７ａ（第２端子）を有する。端子７ｂは、パワーアンプ４Ａの出力部と電気的に接続された端子である。端子７ａは、送信フィルタ６Ａと電気的に接続された端子である。送信フィルタ６Ａは、端子７ｂと端子７ａとの間における導通と遮断とを切り替える。整合回路５Ｂは、スイッチ７の端子７ａとフィルタ６Ａとの間の経路（信号経路Ｔ４の一部）とパワーアンプ４Ｂの出力部との間に接続されている。

　この構成によれば、高出力モード時の送信信号Ｓ１（より詳細には第１増幅信号）が信号経路Ｔ１（パワーアンプ４Ａが設けられた信号経路）から信号経路Ｔ２（パワーアンプ４Ｂが設けられた信号経路）に回り込むことを抑制でき、かつ、低出力モード時の送信信号Ｓ１（より詳細には第２増幅信号）の損失を抑制できる。より詳細には、パワーアンプ４Ｂの出力部がスイッチ７の端子７ａに電気的に接続されているため、低出力モード時の送信信号Ｓ１をスイッチ７を通過させずにフィルタ６Ａに出力できる。これにより、低出力モード時の送信信号Ｓ１のスイッチ７での損失を抑制できる。また、スイッチ７の端子７ａと送信フィルタ６Ａとの間の信号経路（信号経路Ｔ４の一部）とパワーアンプ４Ｂとの間に、整合回路５Ｂが接続されている。この整合回路５Ｂによって、高出力モード時の送信信号Ｓ１が信号経路Ｔ１から信号経路Ｔ２に回り込むことを抑制できる。

　さらに、高周波モジュール１は、パワーアンプ４Ｃ（第３パワーアンプ）と、送信フィルタ６Ｂ（第２送信フィルタ）と、整合回路５Ｃ（第３整合回路）とを備える。パワーアンプ４Ｃは、送信信号Ｓ１（第３信号）を第１増幅率よりも小さい第３増幅率で増幅して第３増幅信号を出力する。送信フィルタ６Ｂは、第１増幅信号及び第３増幅信号を通過させる。スイッチ７は、送信フィルタ６Ｂと電気的に接続された端子７ｃ（第３端子）を更に有する。スイッチ７は、端子７ｄ（第１端子）と端子７ｃ（第３端子）との間における導通と遮断とを切り替える。整合回路５Ｃは、スイッチ７の端子７ｃと送信フィルタ６Ｂとの間の信号経路（信号経路Ｔ５の一部）とパワーアンプ４Ｃの出力部との間に接続されている。

　この構成によれば、パワーアンプ４Ｃの第３増幅信号を整合回路５Ｃを介して送信フィルタ６Ｂに出力する、低出力モードの別の信号経路Ｔ３を追加できる。そして、この場合も、高出力モード時の送信信号Ｓ１（より詳細には第１増幅信号）が低出力モード用の別の信号経路Ｔ３に回り込むことを抑制でき、かつ、低出力モード時の送信信号Ｓ１（より詳細には第３増幅信号）の損失を抑制できる。より詳細には、パワーアンプ４Ｃの出力部がスイッチ７の端子７ｃに電気的に接続されているため、低出力モード時の送信信号Ｓ１（より詳細には第３増幅信号）をスイッチ７を通過させずに送信フィルタ６Ｂに出力できる。これにより、低出力モード時の送信信号Ｓ１（第３増幅信号）のスイッチ７での損失を抑制できる。また、整合回路５Ｃによって、高出力モード時の送信信号Ｓ１が信号経路Ｔ１から信号経路Ｔ３に回り込むことを抑制できる。

　（４）変形例
　実施形態１の変形例を説明する。

　実施形態１では、整合回路５ＢがシリーズキャパシタＣ１及びシャントインダクタＬ１（すなわちハイパスフィルタ５０Ｂ）を備える場合を例示する。ただし、図３に示すように、整合回路５Ｂは、シリーズキャパシタＣ１及びシャントインダクタＬ１の代わりに、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２（すなわちローパスフィルタ５１）を備えてもよい。

　インダクタＬ２は、シリーズインダクタ（以下、シリーズインダクタＬ２とも記載する。）であり、パワーアンプ４Ｂの出力部とスイッチ７の端子７ａとの間の信号経路にパワーアンプ４Ｂと直列に接続されている。キャパシタＣ２は、シャントキャパシタ（以下、シャントキャパシタＣ２とも記載する。）であり、信号経路Ｔ２とグランドとの間に接続されている。なお、図３の図示例では、インダクタＬ２は、キャパシタＣ２よりもパワーアンプ４Ｂに配置されている。整合回路５Ｂは、ローパスフィルタ５１を有することで、整合回路５Ｂのインピーダンスを、高出力側の信号経路Ｔ１から見て無限大に見え得るように構成されている。

　整合回路５Ｃも、整合回路５Ｂと同様に、シリーズキャパシタＣ１及びシャントインダクタＬ１の代わりに、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２を備えてもよい。

　（実施形態２）
　図４を参照して本実施形態に係る高周波モジュール１Ａ及び通信装置１００について説明する。実施形態１の高周波モジュール１では、スイッチ７としてバンドセレクトスイッチを用いて、送信信号を周波数分割複信で送信する回路構成を例示する。本実施形態の高周波モジュール１Ａでは、スイッチ２７として送受信スイッチを用いて、送信信号を時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）で送信する回路構成を例示する。

　（１）通信装置の構成
　図４に示すように、本実施形態の通信装置１００は、実施形態１の通信装置１００と同様に、高周波モジュール１Ａと、信号処理回路２と、アンテナ３とを備える。本実施形態の信号処理回路２は、実施形態１の信号処理回路２と同じ構成であるため、以下の説明では、実施形態１の信号処理回路２と同じ構成には同符号を付して説明を省略し、本実施形態の高周波モジュール１Ａの構成を中心に説明する。

　（２）高周波モジュールの回路構成
　図４に示すように、高周波モジュール１Ａは、アンテナ３と信号処理回路２との間で高周波信号（例えば送信信号及び受信信号）を伝達する。

　高周波モジュール１は、複数（図示例では２つ）のパワーアンプ２４Ａ，２４Ｂと、ローノイズアンプ２５と、複数（図示例では２つ）の整合回路２３Ａ，２３Ｂと、送受信フィルタ２６と、スイッチ２７と、複数（図示例では２つ）のスイッチ３１Ａ，３１Ｂと、コントローラ２９と、複数の外部接続端子３０とを備える。また、高周波モジュール１Ａは、複数（図示例では４つ）の信号経路Ｔ６～Ｔ９を備える。

　複数の外部接続端子３０は、アンテナ端子３０Ａと、信号入力端子３０Ｂと、信号出力端子３０Ｃと、入力端子３０Ｄとを含む。アンテナ端子３０Ａは、アンテナ３が接続される端子である。信号入力端子３０Ｂは、信号処理回路２からの送信信号Ｓ１が入力される端子であり、信号処理回路２の出力部に接続されている。信号出力端子３０Ｃは、高周波モジュール１の出力信号（受信信号）が出力される端子であり、信号処理回路２の入力部に接続されている。入力端子３０Ｄは、信号処理回路２からの制御信号が入力される端子であり、信号処理回路２の出力部に接続されている。

　信号経路Ｔ６は、信号入力端子３０Ｂとスイッチ２７の端子２７ｂとを接続している。信号経路Ｔ６には、スイッチ３１Ａ、パワーアンプ２４Ａ及び整合回路２３Ａが設けられている。信号経路Ｔ９は、スイッチ２７の端子２７ａ，２７ｃとアンテナ端子３０Ａとを接続している。信号経路Ｔ９には、送受信フィルタ２６が設けられている。信号経路Ｔ７は、信号入力端子３０Ｂと、スイッチ２７の端子２７ａと送受信フィルタ２６との間の信号経路（信号経路Ｔ９の一部）とを接続している。信号経路Ｔ７には、スイッチ３１Ｂ、パワーアンプ２４Ｂ及び整合回路２３Ｂが設けられている。信号経路Ｔ８は、信号出力端子３０Ｃとスイッチ２７の端子２７ｄとを接続している。信号経路Ｔ８には、ローノイズアンプ２５が設けられている。

　スイッチ３１Ａ，３１Ｂはそれぞれ、信号経路Ｔ６，Ｔ７に設けられており、コントローラ２９からの制御信号によってオンとオフが切り換えられることで、信号経路Ｔ６，Ｔ７を導通及び遮断する。スイッチ３１Ａ，３１Ｂによって、複数の信号経路Ｔ６～Ｔ７の中から送信又は受信に使用される信号経路が選択される。スイッチ３１Ａ，３１Ｂは、例えばスイッチＩＣ（Integrated Circuit）である。スイッチ３１Ａ，３１Ｂの一端部はそれぞれ、信号入力端子３０Ｂに接続されており、スイッチ３１Ａ，３１Ｂの他端部はそれぞれ、パワーアンプ２４Ａ，２４Ｂの入力部に接続されている。

　パワーアンプ２４Ａ，２４Ｂはそれぞれ、信号経路Ｔ６，Ｔ７に設けられており、信号経路Ｔ６，Ｔ７を流れる送信信号を増幅する。パワーアンプ２４Ａは、送信信号Ｓ１を増幅する増幅率として第１増幅率を有する。パワーアンプ２４Ｂは、送信信号Ｓ１を増幅する増幅率として、第１増幅率よりも小さい第２増幅率を有する。

　パワーアンプ２４Ａ，２４Ｂは、入力部及び出力部を有する。パワーアンプ２４Ａ，２４Ｂの入力部はそれぞれ、スイッチ３１Ａ，３１Ｂの端部に接続されており、パワーアンプ２４Ａ，２４Ｂの出力部はそれぞれ、整合回路２３Ａ，２３Ｂの入力部に接続されている。パワーアンプ２４Ａは、入力部に入力された送信信号を第１増幅率で増幅して第１増幅信号を出力部から出力する。パワーアンプ２４Ｂは、入力部に入力された送信信号を第２増幅率で増幅して第２増幅信号を出力部から出力する。パワーアンプ２４Ａ，２４Ｂは、コントローラ２９からの制御信号によって制御される。すなわち、パワーアンプ２４Ａ，２４Ｂは、コントローラ２９からの制御信号によってバイアス電流のオン及びオフが切り換えられる。

　整合回路２３Ａは、パワーアンプ２４Ａとスイッチ２７との間のインピーダンス整合をとるための回路であり、パワーアンプ２４Ａとスイッチ２７との間の信号経路（信号経路Ｔ６の一部）に接続されている。整合回路２３Ｂは、パワーアンプ２４Ｂと送受信フィルタ２６との間のインピーダンス整合をとるための回路であり、信号経路Ｔ７に設けられることでパワーアンプ２４Ｂと送受信フィルタ２６との間に接続されている。換言すれば、整合回路２３Ｂは、スイッチ７の端子７ａと送受信フィルタ２６との間の信号経路（信号経路Ｔ９の一部）とパワーアンプ２４Ｂの出力部との間に接続されている。整合回路２３Ａは、実施形態１の整合回路５Ａと同様に構成されている。整合回路２３Ｂは、実施形態１の整合回路５Ｂと同様に構成されている。したがって、高出力モード用の信号経路Ｔ６側から見て、整合回路２３Ｂのインピーダンスが無限大に見えるように、整合回路２３Ｂは構成されている。換言すれば、整合回路２３Ｂは、パワーアンプ２４Ｂの出力信号（第２増幅信号）は通過させるが、パワーアンプ２４Ａの出力信号（第１増幅信号）は通過させないように構成されている。

　スイッチ２７は、３つの信号経路Ｔ６～Ｔ８の中から送信及び受信に使用する信号経路を選択するためのスイッチ（送受信スイッチ）である。スイッチ２７は、例えばスイッチＩＣである。スイッチ２７は、２組の端子（端子２７ａ，２７ｂの組と端子２７ｃ，２７ｄの組）を有する。第１組の端子２７ａ，２７ｂは、互いに導通及び遮断する。第２組の端子２７ｃ，２７ｄは、互いに導通及び遮断する。端子２７ａ（第２端子）及び端子２７ｃは、信号経路Ｔ９に接続されることで、送受信フィルタ２６に接続されている。端子２７ｂ（第１端子）は、信号経路Ｔ６に接続されることで、整合回路２３Ａの出力部に接続されている。すなわち、端子２７ｂは、整合回路２３Ａを介してパワーアンプ２４Ａの出力部に接続されている。端子２７ｄは、信号経路Ｔ８に接続されることで、ローノイズアンプ２５の入力部に接続されている。

　スイッチ２７は、複数（図示例では２つ）の内部スイッチ２７１，２７２を有する。内部スイッチ２７１は、オンとオフが切り替わることで信号経路Ｔ６の選択と非選択を切り替えるスイッチである。内部スイッチ２７２は、オンとオフを切り替えることで信号経路Ｔ８の選択と非選択を切り替えるスイッチである。内部スイッチ２７１は、端子２７ａ，２７ｂによって構成されており、端子２７ａ，２７ｂの導通及び遮断によってオンとオフを切り替える。内部スイッチ２７２は、端子２７ｃ，２７ｄによって構成されており、端子２７ｃ，２７ｄの導通及び遮断によってオンとオフを切り替える。

　送受信フィルタ２６は、信号経路Ｔ９に設けられている。送受信フィルタ２６は、例えば、送信フィルタと受信フィルタとを含むデュプレクサである。送信フィルタは、第１バンドの送信帯域（通信帯域）を通過帯域とするフィルタであり、受信フィルタは、第２バンドの受信帯域（通信帯域）を通過帯域とするフィルタである。送受信フィルタ２６は、第１入出力部と第２入出力部とを有する。送受信フィルタ２６の第１入出力部は、スイッチ２７の端子２７ａ，７ｃに接続されている。送受信フィルタ２６の第２入出力部は、アンテナ端子３０Ａに接続されている。送受信フィルタ２６は、第１入出力部に入力された送信信号を第１通信バンドの送信帯域の信号に制限して第２入出力部から出力し、第２入出力部に入力された受信信号を第２通信バンドの受信帯域の信号に制限して第１入出力部から出力する。

　送受信フィルタ２６は、例えば、弾性波フィルタである。弾性波フィルタは、例えば、弾性表面波を利用する表面弾性波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）フィルタである。なお、送受信フィルタ２６は、ＳＡＷフィルタに限定されず、ＳＡＷ以外に例えばＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）フィルタであってもよい。

　コントローラ２９は、信号処理回路２からの制御信号に従って、電子部品（パワーアンプ２４Ａ，２４Ｂ、整合回路２３Ａ，２３Ｂ、送受信フィルタ２６、スイッチ２７及びスイッチ３１Ａ，３１Ｂ）を制御する制御装置である。コントローラ２９は、上記の電子部品と電気的に接続されている。また、コントローラ２９は、入力端子３０Ｄを介して信号処理回路２の出力部に接続されている。コントローラ２９は、入力端子３０Ｄに入力された信号処理回路２からの制御信号に従って、上記の各電子部品を制御する。

　（２－１）通信装置の動作
　図４を参照して通信装置１００の送信時の動作を説明する。

　通信装置１００は、高出力モード及び低出力モードを有する。高出力モードは、送信信号Ｓ１をパワーアンプ２４Ａで増幅して送信するモードである。低出力モードは、送信信号Ｓ１をパワーアンプ２４Ｂで増幅して送信するモードである。

　まず高出力モード時の動作を説明する。この場合は、内部スイッチ２７１がオンにされ、内部スイッチ２７２がオフにされる。これにより、送信用の２つの信号経路Ｔ６，Ｔ７の中から高出力モード用の信号経路Ｔ６が選択される。また、スイッチ３１Ａがオンにされ、スイッチ３１Ｂがオフにされ、パワーアンプ２４Ａの電源はオンにされ、パワーアンプ２４Ｂの電源はオフにされる。

　この状態で、信号処理回路２から信号入力端子３０Ｂに送信信号Ｓ１が入力されると、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ６、内部スイッチ２７１及び信号経路Ｔ９を流れてアンテナ３から送信される。その際、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ６を流れるときにパワーアンプ２４Ａ及び整合回路２３Ａの各処理が行われ、信号経路Ｔ９を流れるときに送受信フィルタ２６の処理が行われる。

　高出力モードでは、信号経路Ｔ６（高出力モード用の信号経路）を流れる送信信号Ｓ１が、信号経路Ｔ６から、スイッチ２７の端子２７ａに接続された信号経路Ｔ７（低出力モード用の信号経路）に流れ込む可能性がある。しかし、信号経路Ｔ７に設けられた整合回路２３Ｂによって、この流れ込みは抑制される。より詳細には、高出力モード用の信号経路Ｔ６側から見て、整合回路２３Ｂのインピーダンスが無限大に見えるように、整合回路２３Ｂは構成されている。このため、整合回路２３Ｂによって、送信信号Ｓ１が信号経路Ｔ６から信号経路Ｔ７に流れ込むことが抑制されている。

　また、高出力モードでは、パワーアンプ２４Ｂの電源がオフ（すなわちパワーアンプ２４Ｂのバイアス電流はオフ）にされている。これにより、高出力モード用の信号経路Ｔ６側から見て整合回路２３Ｂのインピーダンスが、より一層、無限大に見える。この結果、整合回路２３Ｂによって、送信信号Ｓ１が信号経路Ｔ６から信号経路Ｔ７に流れ込むことが、より一層、抑制されている。

　次に低出力モードの動作を説明する。この場合は、内部スイッチ２７１，２７２はともにオフにされる。また、スイッチ３１Ｂがオンにされ、スイッチ３１Ａがオフにされる。これにより、送信用の２つの信号経路Ｔ６，Ｔ７の中から信号経路Ｔ７が選択される。また、パワーアンプ２４Ｂの電源はオンにされ、パワーアンプ２４Ａの電源はオフにされる。

　この状態で、信号処理回路２から信号入力端子３０Ｂに送信信号Ｓ１が入力されると、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ７，Ｔ９を流れてアンテナ３から送信される。その際、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ７を流れるときにパワーアンプ２４Ｂ及び整合回路２３Ｂの各々の処理が行われ、信号経路Ｔ９を流れるときに送受信フィルタ２６による処理が行われる。

　低出力モードでは、送信信号Ｓ１は、信号経路Ｔ７，Ｔ９を流れるとき、スイッチ２７を通過しないため、スイッチ２７を通過することによる損失を発生させない。このため、低出力モードでは、送信信号Ｓ１は、スイッチ２７での損失を抑制してアンテナ３から送信される。

　低出力モード時の送信信号Ｓ１は、パワーアンプ２４Ｂで増幅されるため、送信信号Ｓ１の電力（パワー）は、高出力モード時の送信信号Ｓ１の電力と比べて小さい。このため、上述のように、低出力モード時の送信信号Ｓ１をスイッチ２７での損失を抑制して送信することは、有効である。

　このように、通信装置１００では、低出力モード時の送信信号Ｓ１の損失を抑制でき、さらに、高出力モード時の送信信号Ｓ１が高出力モード用の信号経路Ｔ６から低出力モード用の信号経路Ｔ７に回り込むことも抑制できる。

　（態様）
　本明細書には、以下の態様が開示されている。

　第１の態様に係る高周波モジュール（１；１Ａ）は、第１パワーアンプ（４Ａ；２４Ａ）と、第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）と、フィルタ（６Ａ；２６）と、スイッチ（７；２７）と、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）と、を備える。第１パワーアンプ（４Ａ；２４Ａ）は、第１信号（Ｓ１）を増幅して第１増幅信号を出力する。第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）は、第２信号（Ｓ１）を第１パワーアンプ（４Ａ；２４Ａ）の増幅率よりも小さい増幅率で増幅して第２増幅信号を出力する。フィルタ（６Ａ；２６）は、第１増幅信号及び第２増幅信号を通過させる。スイッチ（７；２７）は、第１端子（７ｂ；２７ｂ）及び第２端子（７ａ；２７ａ）を有する。第１端子（７ｂ；２７ｂ）は、第１パワーアンプ（４Ａ；２４Ａ）の出力部と接続されている。第２端子（７ａ；２７ａ）は、フィルタ（６Ａ；２６）と接続されている。スイッチ（７；２７）は、第１端子（７ｂ；２７ｂ）と第２端子（７ａ；２７ａ）との間における導通と遮断とを切り替える。整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）は、スイッチ（７；２７）の第２端子（７ａ；２７ａ）とフィルタ（６Ａ；２６）との間の信号経路と第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）の出力部との間に接続されている。

　この構成によれば、高出力モード時の送信信号（Ｓ１、第１増幅信号）が低出力モード用の信号経路（Ｔ２；Ｔ７）に回り込むことを抑制でき、かつ、低出力モード時の送信信号（Ｓ１、第２増幅信号）の損失を抑制できる。

　第２の態様に係る高周波モジュール（１；１Ａ）では、第１の態様において、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）は、ハイパスフィルタ（５０Ｂ）を有する。ハイパスフィルタ（５０Ｂ）は、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）における、第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）の第２増幅信号を処理して出力部から出力する１つ以上の処理段のうちの最終段に設けられている。

　この構成によれば、高出力モード用の信号経路（Ｔ１；Ｔ６）から見て、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）のインピーダンスを無限大に見えるようにできる。これにより、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）によって、送信信号（Ｓ１）が高出力用の信号経路（Ｔ１；Ｔ６）から低出力用の信号経路（Ｔ２；Ｔ７）に回り込むことを更に抑制できる。

　第３の態様に係る高周波モジュール（１；１Ａ）では、第２の態様において、前記信号経路を第１信号経路とする。高周波モジュール（１；１Ａ）では、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）は、キャパシタ（Ｃ１）と、インダクタ（Ｌ１）とを有する。キャパシタ（Ｃ１）は、前記第１信号経路とは異なる信号経路であって第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）の出力部とスイッチ（７；２７）の第２端子（７ａ；２７ａ）との間の第２信号経路に第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）と直列に接続されている。インダクタ（Ｌ１）は、前記第２信号経路とグランドとの間に接続されている。

　この構成によれば、簡単な構成で、高出力モード用の信号経路（Ｔ１）から見て、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）のインピーダンスを無限大に見えるようにできる。

　第４の態様に係る高周波モジュール（１；１Ａ）では、第２の態様において、前記信号経路を第１信号経路とする。高周波モジュール（１；１Ａ）では、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）は、インダクタ（Ｌ２）と、キャパシタ（Ｃ２）と、を有する。インダクタ（Ｌ２）は、前記第１信号経路とは異なる信号経路であって第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）の出力部とスイッチ（７；２７）の第２端子（７ａ；２７ａ）との間の第２信号経路に第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）と直列に接続されている。キャパシタ（Ｃ２）は、前記信号経路とグランドとの間に接続されている。

　この構成によれば、簡単な構成で、高出力モード用の信号経路（Ｔ１；Ｔ６）側から見て、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）のインピーダンスを無限大に見えるようにできる。

　第５の態様に係る高周波モジュール（１；１Ａ）では、第１～第４の態様のいずれか１つにおいて、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）のインピーダンス（Ｚ）に対応する反射係数（Γ）の実数部（Ｒｅ）の「＋１」及び「－１」がそれぞれインピーダンス（Ｚ）の無限大及びゼロに対応する。この場合において、反射係数（Γ）を極座標で表したときの位相角（θ）は、－４５度以上かつ＋４５度以下の値である。

　この構成によれば、高出力モード用の信号経路（Ｔ１；Ｔ６）側から見て、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）のインピーダンス（Ｚ）を無限大に見えるようにできる。

　第６の態様に係る高周波モジュール（１；１Ａ）では、第１～第５の態様のいずれか１つにおいて、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）のインピーダンス（Ｚ）に対応する反射係数（Γ）の実数部（Ｒｅ）の「＋１」及び「－１」がそれぞれインピーダンス（Ｚ）の無限大及びゼロに対応する。この場合において、反射係数（Γ）の実数部（Ｒｅ）は、０．７以上かつ１以下の値である。

　第７の態様に係る高周波モジュール（１；１Ａ）では、第１～第６の態様のいずれか１つにおいて、第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）のバイアス電流は、スイッチ（７；２７）の遮断状態においてゼロである。

　この構成によれば、高出力モード用の信号経路（Ｔ１；Ｔ６）側から見て、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）のインピーダンスを、より一層無限大に見えるようにできる。

　第８の態様に係る高周波モジュール（１；１Ａ）では、第２～第４の態様のいずれか１つにおいて、ハイパスフィルタ（５０）の遮断周波数は、第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）から出力される第２増幅信号の周波数よりも小さい。

　この構成によれば、整合回路（５Ｂ；２３Ｂ）において第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）の第２増幅信号を効果的に通過させることができる。

　第９の態様に係る高周波モジュール（１；１Ａ）では、第１～第８の態様のいずれか１つにおいて、第２パワーアンプ（４Ｂ；２４Ｂ）の出力部とフィルタ（６Ａ；２６）との間の信号経路には、スイッチ（７；２７）は設けられていない。

　この構成によれば、低出力モード時の送信信号（Ｓ１、第２増幅信号）がスイッチ（７；２７）で損失を発生することを防止できる。

　第１０の態様に係る高周波モジュール（１）では、第１～第９の態様のいずれか１つにおいて、フィルタ（６Ａ）を第１フィルタ（６Ａ）とし、整合回路（５Ｂ）を第１整合回路（５Ｂ）とする。高周波モジュール（１）は、第３パワーアンプ（４Ｃ）と、第２フィルタ（６Ｂ）と、第２整合回路（５Ｃ）と、を更に備える。第３パワーアンプ（４Ｃ）は、第３信号（Ｓ１）を第１パワーアンプ（４Ａ；２４Ａ）の増幅率よりも小さい増幅率で増幅して第３増幅信号を出力する。第２フィルタ（６Ｂ）は、第１増幅信号及び第３増幅信号を通過させる。スイッチ（７）は、第２フィルタ（６Ｂ）と接続された第３端子（７ｃ）を更に有し、第１端子（７ｂ）と第３端子（７ｃ）との間における導通と遮断とを切り替える。第２整合回路（５Ｃ）は、スイッチ（７）の第３端子（７ｃ）と第２フィルタ（６Ｂ）との間の信号経路と第３パワーアンプ（４Ｃ）の出力部との間に接続されている。

　この構成によれば、第３パワーアンプ（４Ｃ）の第３増幅信号を第２整合回路（５Ｃ）を介して第２フィルタ（６Ｂ）に出力する、低出力モードの別の信号経路（Ｔ３）を追加できる。そして、この場合も、高出力モード時の送信信号（Ｓ１、第１増幅信号）が低出力モード用の別の信号経路（Ｔ３）に回り込むことを抑制でき、かつ、低出力モード時の送信信号（Ｓ１、第３増幅信号）の損失を抑制できる。

　第１１の態様に係る通信装置（１００）は、第１～第１０の態様のいずれか１つの高周波モジュール（１；１Ａ）と、信号処理回路（２）と、を備える。信号処理回路（２）は、高周波モジュール（１；１Ａ）に接続されており、高周波信号を信号処理する。

　この構成によれば、上記の効果を有する高周波モジュール（１）を備えた通信装置（１００）を提供できる。

　１，１Ａ　高周波モジュール
　２　信号処理回路
　３，３Ａ，３Ｂ　アンテナ
　４Ａ　パワーアンプ（第１パワーアンプ）
　４Ｂ　パワーアンプ（第２パワーアンプ）
　４Ｃ　パワーアンプ（第３パワーアンプ）
　５Ａ　整合回路
　５Ｂ　整合回路（第１整合回路）
　５Ｃ　整合回路（第２整合回路）
　６Ａ　送信フィルタ（フィルタ、第１フィルタ）
　６Ｂ　送信フィルタ（第２フィルタ）
　７　スイッチ
　７ａ　端子（第２端子）
　７ｂ，７ｄ　端子（第１端子）
　７ｃ　端子（第３端子）
　８Ａ～８Ｃ　スイッチ
　９　コントローラ
　１０　外部接続端子
　１０Ａ，１０Ｂ　アンテナ端子
　１０Ｃ，　信号入力端子
　１０Ｄ　入力端子
　２１　ＲＦ信号処理回路
　２２　ベースバンド信号処理回路
　２３Ａ，２３Ｂ　整合回路
　２４Ａ　パワーアンプ（第１パワーアンプ）
　２４Ｂ　パワーアンプ（第２パワーアンプ）
　２５　ローノイズアンプ
　２６　送受信フィルタ
　２７　スイッチ
　２７ａ，７ａ　端子（第２端子）
　２７ｂ，７ｂ　端子（第１端子）
　２７ｃ　端子
　２９　コントローラ
　３０　外部接続端子
　３０Ａ　アンテナ端子
　３０Ｂ　信号入力端子
　３０Ｃ　信号出力端子
　３０Ｄ　入力端子
　３１Ａ，３１Ｂ　スイッチ
　５０Ｂ，５０Ｃ　ハイパスフィルタ
　５１　ローパスフィルタ
　７１，７２　内部スイッチ
　１００　通信装置
　２７１，２７２　内部スイッチ
　Ｃ１，Ｃ３　シリーズキャパシタ
　Ｃ２　シャントキャパシタ
　Ｅ１，Ｍ１　定抵抗円
　Ｅ２　定リアクタンス円
　Ｌ１，Ｌ３　シャントインダクタ
　Ｌ２　シリーズインダクタ
　Ｓ１　送信信号（第１～第３信号）
　Ｔ１～Ｔ９　信号経路
　Ｚ　インピーダンス
　Γ　反射係数
　θ　位相角

Claims

　第１信号を増幅して第１増幅信号を出力する第１パワーアンプと、
　第２信号を前記第１パワーアンプの増幅率よりも小さい増幅率で増幅して第２増幅信号を出力する第２パワーアンプと、
　前記第１増幅信号及び前記第２増幅信号を通過させるフィルタと、
　前記第１パワーアンプの出力部と接続された第１端子及び前記フィルタと接続された第２端子を有し、前記第１端子と前記第２端子との間における導通と遮断とを切り替えるスイッチと、
　前記スイッチの前記第２端子と前記フィルタとの間の信号経路と前記第２パワーアンプの出力部との間に接続された整合回路と、を備える、
高周波モジュール。
　前記整合回路は、前記整合回路における、前記第２パワーアンプの前記第２増幅信号を処理して前記出力部から出力する１つ以上の処理段のうちの最終段にハイパスフィルタを有する、
請求項１に記載の高周波モジュール。
　前記信号経路を第１信号経路とし、
　前記整合回路は、
　　前記第１信号経路とは異なる信号経路であって前記第２パワーアンプの前記出力部と前記スイッチの前記第２端子との間の第２信号経路に前記第２パワーアンプと直列に接続されたキャパシタと、
　　前記第２信号経路とグランドとの間に接続されたインダクタと、を有する、
請求項２に記載の高周波モジュール。
　前記信号経路を第１信号経路とし、
　前記整合回路は、
　　前記第１信号経路とは異なる信号経路であって前記第２パワーアンプの前記出力部と前記スイッチの前記第２端子との間の第２信号経路に前記第２パワーアンプと直列に接続されたインダクタと、
　　前記第２信号経路とグランドとの間に接続されたキャパシタと、を有する、
請求項２に記載の高周波モジュール。
　前記整合回路のインピーダンスに対応する反射係数の実数部の＋１及び－１がそれぞれ前記インピーダンスの無限大及びゼロに対応する場合において、
　前記反射係数を極座標で表したときの位相角は、－４５度以上かつ＋４５度以下の値である、
請求項１～４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
　前記整合回路のインピーダンスに対応する反射係数の実数部の＋１及び－１がそれぞれ前記インピーダンスの無限大及びゼロに対応する場合において、
　前記反射係数の前記実数部は、０．７以上かつ１以下の値である、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
　前記第２パワーアンプのバイアス電流は、前記スイッチの遮断状態においてゼロである、
請求項１～６のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
　前記ハイパスフィルタの遮断周波数は、前記第２パワーアンプから出力される前記第２増幅信号の周波数よりも小さい、
請求項２～４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
　前記第２パワーアンプの前記出力部と前記フィルタとの間の信号経路には、前記スイッチは設けられていない、
請求項１～８のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
　前記フィルタを第１フィルタとし、前記整合回路を第１整合回路とし、
　第３信号を前記第１パワーアンプの増幅率よりも小さい増幅率で増幅して第３増幅信号を出力する第３パワーアンプと、
　前記第１増幅信号及び前記第３増幅信号を通過させる第２フィルタと、
　第２整合回路と、を更に備え、
　前記スイッチは、前記第２フィルタと接続された第３端子を更に有し、前記第１端子と前記第３端子との間における導通と遮断とを切り替え、
　前記第２整合回路は、前記スイッチの前記第３端子と前記第２フィルタとの間の信号経路と前記第３パワーアンプの前記出力部との間に接続されている、
請求項１～９のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
　請求項１～１０のいずれか１項に記載の高周波モジュールと、
　前記高周波モジュールに接続されており、高周波信号を信号処理する信号処理回路と、を備える、
通信装置。