WO2024014065A1 - アンテナモジュールおよびそれに用いられるフロントエンド回路 - Google Patents
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Abstract
アンテナモジュール(100)は、高周波回路(105A,105B)と、BBIC(200)および高周波回路(105A,105B)の間で信号を伝達するフロントエンド回路(140)とを備える。フロントエンド回路(140)は、高周波回路(105A,105B)に接続されたスイッチ(141A,141B)と、BBIC(200)に接続されたスイッチ(143A,143B)と、分岐素子(142A,142B)とを含む。フロントエンド回路(140)は、各スイッチを切換えることによって、高周波回路(105A)または高周波回路(105B)のいずれか一方とBBIC(200)との間で信号を伝達する第1状態と、高周波回路(105A,105B)の双方とBBIC(200)との間で信号を伝達する第2状態とを切換えるように構成される。
Description
本開示は、アンテナモジュールおよびそれに用いられるフロントエンド回路に関し、より特定的には、アンテナ素子を効率的に選択可能なアンテナモジュールに関する。
近年、携帯電話およびスマートフォンに代表される携帯端末においては、複数の周波数帯域の電波を用いて送受信を行なうマルチバンド通信についての開発が進められている。また、異なる方向に対して電波の送受信を行なうために、装置内に複数のアンテナパネルを配置する構成についても検討されている。
米国特許出願公開第2020/0252115号(特許文献1)には、複数のアンテナ素子を有するMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)アンテナにおいて、異なる2つの周波数帯域の電波の一方あるいは双方を送受信するために、高周波回路内に設けられた分波器/合成器と重み回路とを用いて、各周波数帯域に使用するアンテナ素子を選択する構成が開示されている。
複数の周波数帯域の電波の送受信を行なう場合、および、複数のアンテナパネルを用いて送受信を行なう場合、従来においては、ベースバンド(Base Band:BB)側の回路に対して、高周波(Radio Frequency:RF)側の回路が固定的に接続される構成が一般的であった。そのため、このような構成においては、1つのベースバンド回路と複数のアンテナパネルとを接続することによって、送信パワーを増加させたり、受信感度を向上させたりすることが困難であった。
米国特許出願公開第2020/0252115号(特許文献1)の構成においては、所望のアンテナ素子の選択は可能であるが、使用対象となっていないアンテナ素子の高周波回路へも信号が供給されるため、不要な電力消費が生じてしまう可能性がある。
本開示に上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数のアンテナパネルを用いて送受信を行なうアンテナモジュールにおいて、不要な消費電力を抑制しつつ、送受信に用いるアンテナ素子を効率的に選択することである。
本開示の第1の局面に係るアンテナモジュールは、ベースバンド回路との間で信号の送受信を行なう。アンテナモジュールは、各々が少なくとも1つのアンテナ素子を含む複数の高周波回路と、ベースバンド回路および複数の高周波回路の間で信号を伝達するフロントエンド回路とを備える。フロントエンド回路は、複数の高周波回路に接続された第1スイッチ回路と、ベースバンド回路に接続された第2スイッチ回路と、第1スイッチ回路と第2スイッチ回路との間に接続された第1分岐回路とを含む。複数の高周波回路は、第1高周波回路および第2高周波回路を含む。フロントエンド回路は、第1スイッチ回路および第2スイッチ回路を切換えることによって、第1高周波回路または第2高周波回路のいずれか一方とベースバンド回路との間で信号を伝達する第1状態と、第1高周波回路および第2高周波回路の双方とベースバンド回路との間で信号を伝達する第2状態とを切換えるように構成される。
本開示の第1の局面に係るフロントエンド回路は、ベースバンド回路および複数の高周波回路の間で信号を伝達する。フロントエンド回路は、複数の高周波回路に接続された第1スイッチ回路と、ベースバンド回路に接続された第2スイッチ回路と、第1スイッチ回路と第2スイッチ回路との間に接続された第1分岐回路とを備える。複数の高周波回路は、第1高周波回路および第2高周波回路を含む。第1スイッチ回路および第2スイッチ回路を切換えることによって、第1高周波回路または第2高周波回路のいずれか一方とベースバンド回路との間で信号を伝達する第1状態と、第1高周波回路および第2高周波回路の双方とベースバンド回路との間で信号を伝達する第2状態とを切換えるように構成される。
本開示に係るアンテナモジュールおよびフロントエンド回路によれば、複数の高周波回路(アンテナパネル)を有するアンテナモジュールにおいて、スイッチ回路および分岐回路を含むフロントエンド回路によって、送受信に用いる高周波回路を選択することができる。このような構成によって、使用対象の高周波回路を任意で選択できるとともに、使用対象でない高周波回路への高周波信号の送信が抑制される。したがって、不要な消費電力を抑制しつつ、送受信に用いるアンテナ素子を効率的に選択することができる。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1に係るアンテナモジュール100が適用される通信装置10のブロック図である。図1を参照して、通信装置10は、アンテナモジュール100に加えて、ベースバンド信号処理回路を構成するBBIC200を含む。アンテナモジュール100は、RFIC110A,110Bと、フロントエンド回路140と、アンテナ装置120とを含む。通信装置10は、BBIC200からアンテナモジュール100へ伝達された信号を高周波信号にアップコンバートしてアンテナ装置120から放射するとともに、アンテナ装置120で受信した高周波信号をダウンコンバートしてBBIC200にて信号を処理する。
図1は、実施の形態1に係るアンテナモジュール100が適用される通信装置10のブロック図である。図1を参照して、通信装置10は、アンテナモジュール100に加えて、ベースバンド信号処理回路を構成するBBIC200を含む。アンテナモジュール100は、RFIC110A,110Bと、フロントエンド回路140と、アンテナ装置120とを含む。通信装置10は、BBIC200からアンテナモジュール100へ伝達された信号を高周波信号にアップコンバートしてアンテナ装置120から放射するとともに、アンテナ装置120で受信した高周波信号をダウンコンバートしてBBIC200にて信号を処理する。
アンテナ装置120は、複数のアンテナ素子121が配置された誘電体基板130A,130Bを含む。なお、図1においては、各誘電体基板に4つのアンテナ素子121が配置された例が示されているが、各誘電体基板に配置されるアンテナ素子121の数はこれに限られない。アンテナ素子121の数は4以外の複数であってもよいし、単独のアンテナ素子121が誘電体基板に配置されていてもよい。また、各誘電体基板が複数のアンテナ素子121を含む場合、アンテナ素子121は、図1のように一次元のアレイ状に配置されていてもよいし、二次元のアレイ状に配置されていてもよい。
本開示の実施の形態においては、アンテナ素子121は、略矩形形状(正方形)の平板形状を有するパッチアンテナを例として説明するが、アンテナ素子121の形状は、円、楕円、あるいは矩形形状以外の多角形でもよい。また、アンテナ素子121は、モノポールアンテナまたはダイポールアンテナのような線状アンテナであってもよい。
以降の説明において、アンテナ素子が配置された誘電体基板を「アンテナパネル」とも称する。また、RFICおよびアンテナパネルの組み合わせを「高周波回路」とも称する。たとえば、RFIC110Aとアンテナ素子121が配置された誘電体基板130Aとによって高周波回路105Aが構成される。同様に、RFIC110Bとアンテナ素子121が配置された誘電体基板130Bとによって高周波回路105Bが構成される。また、RFIC110A,110B等を包括的に「RFIC110」とも称し、誘電体基板130A,130B等を包括的に「誘電体基板130」とも称する。さらに、高周波回路105A,105B等を包括的に「高周波回路105」とも称する。
RFIC110Aは、スイッチ111A~111D,113A~113Dと、パワーアンプ112AT~112DTと、ローノイズアンプ112AR~112DRと、減衰器114A~114Dと、移相器115A~115Dと、信号合成/分波器116Aとを備える。また、RFIC110Bは、スイッチ111E~111H,113E~113Hと、パワーアンプ112ET~112HTと、ローノイズアンプ112ER~112HRと、減衰器114E~114Hと、移相器115E~115Hと、信号合成/分波器116Bとを備える。
高周波信号を送信する場合には、スイッチ111A~111H,113A~113Hがパワーアンプ112AT~112HT側へ切換えられる。高周波信号を受信する場合には、スイッチ111A~111H,113A~113Hがローノイズアンプ112AR~112HR側へ切換えられる。
RFIC110A,110Bにおいて、フロントエンド回路140を介して伝達されたBBIC200からの信号は、信号合成/分波器116A,116Bで4分波され、4つの信号経路を通過して、それぞれ異なるアンテナ素子121に給電される。このとき、各信号経路に配置された移相器115A~115Hの移相度が個別に調整されることにより、アンテナ装置120の指向性を調整することができる。また、減衰器114A~114Hは送信信号の強度を調整する。
各アンテナ素子121で受信された高周波信号である受信信号は、それぞれ、対応するRFICにおいて異なる4つの信号経路を経由し、信号合成/分波器116A,116Bで合波される。合波された受信信号は、フロントエンド回路140を介してBBIC200へ伝達される。
フロントエンド回路140は、BBIC200から送信される信号および高周波回路105で受信された信号の周波数変換を行なうとともに、送受信に用いる高周波回路105を選択する。フロントエンド回路140は、スイッチ141A,141B,143A,143Bと、分岐素子(デバイダ)142A,142Bと、ミキサ144A,144Bと、フィルタ145A,145Bと、デジタル/アナログ変換器(Digital/Analogue Converter:DAC)146Aと、アナログ/デジタル変換器(Analogue/Digital Converter:ADC)146Bとを含む。分岐素子142A,142Bの各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子を含む。
フロントエンド回路140において、スイッチ143A、ミキサ144A、フィルタ145A、およびDAC146Aは、アンテナ装置120から電波を放射する場合に用いる素子である。また、スイッチ143B、ミキサ144B、フィルタ145B、およびADC146Bは、アンテナ装置120で電波を受信する場合に用いる素子である。
アンテナ装置120から電波を放射する場合には、フロントエンド回路140は、送信信号であるBBIC200からの中間周波数信号IF(TX)をDAC146Aで受信する。DAC146Aは、中間周波数信号IF(TX)をアナログ信号に変換する。フィルタ145Aは、変換されたアナログ信号における通過帯域外の周波数の信号を除去する。ミキサ144Aは、フィルタ145Aを通過した信号を、図示しない局部発振器からの信号を用いてアップコンバートすることによって高周波信号に変換して、スイッチ143Aに出力する。
スイッチ143Aは、SP3Tのスイッチであり、1つの共通端子および3つの切換端子を有する。スイッチ143Aの共通端子は、ミキサ144Aに接続される。スイッチ143Aの第1切換端子は、スイッチ141Aに直接接続される。スイッチ143Aの第3切換端子は、スイッチ141Bに直接接続される。
スイッチ143Aの第2切換端子は、分岐素子142Aの第1端子に接続される。分岐素子142Aにおいて、第1端子から分岐した第2端子はスイッチ141Aに接続され、第3端子はスイッチ141Bに接続される。すなわち、分岐素子142Aは、スイッチ143Aからの信号を分岐して、スイッチ141A,141Bに分配する。
スイッチ141A,141Bの各々は、SP4Tのスイッチであり、1つの共通端子および4つの切換端子を有する。スイッチ141Aの共通端子は、RFIC110Aの信号合成/分波器116Aに接続される。スイッチ141Aの第1切換端子は、スイッチ143Aの第1端子に接続される。スイッチ141Aの第2切換端子は、分岐素子142Aの第2端子に接続される。スイッチ141Aの第3切換端子は、分岐素子142Bの第2端子に接続される。スイッチ141Aの第4切換端子は、スイッチ143Bの第1端子に接続される。
同様に、スイッチ141Bの共通端子は、RFIC110Bの信号合成/分波器116Bに接続される。スイッチ141Bの第1切換端子は、スイッチ143Aの第3端子に接続される。スイッチ141Bの第2切換端子は、分岐素子142Aの第3端子に接続される。スイッチ141Bの第3切換端子は、分岐素子142Bの第3端子に接続される。スイッチ141Bの第4切換端子は、スイッチ143Bの第3端子に接続される。
分岐素子142Bの第1端子は、スイッチ143Bの第2端子に接続される。
スイッチ143Aを第1切換端子に切換えるとともに、スイッチ141Aを第1切換端子に切換えることによって、アップコンバートされたBBIC200からの信号は、高周波回路105Aのみに伝達される。スイッチ143Aを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A,141Bを第2切換端子に切換えることによって、BBIC200からの信号は、高周波回路105A,105Bの双方に伝達される。スイッチ143Aを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141Bを第1切換端子に切換えることによって、BBIC200からの信号は、高周波回路105Bのみに伝達される。したがって、アンテナ装置120から電波を放射する場合、スイッチ141A,141B,143Aを上記のいずれかのように切換えることによって、放射対象の高周波回路を選択することができる。
スイッチ143Aを第1切換端子に切換えるとともに、スイッチ141Aを第1切換端子に切換えることによって、アップコンバートされたBBIC200からの信号は、高周波回路105Aのみに伝達される。スイッチ143Aを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A,141Bを第2切換端子に切換えることによって、BBIC200からの信号は、高周波回路105A,105Bの双方に伝達される。スイッチ143Aを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141Bを第1切換端子に切換えることによって、BBIC200からの信号は、高周波回路105Bのみに伝達される。したがって、アンテナ装置120から電波を放射する場合、スイッチ141A,141B,143Aを上記のいずれかのように切換えることによって、放射対象の高周波回路を選択することができる。
一方、アンテナ装置120で電波を受信する場合、スイッチ141Aを第4切換端子に切換えるとともに、スイッチ143Bを第1切換端子に切換えることによって、高周波回路105Aからの信号のみがスイッチ143Bに伝達される。スイッチ141A,141Bを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ143Bを第2切換端子に切換えることによって、高周波回路105A,105Bからの双方の信号がスイッチ143Bに伝達される。スイッチ141Bを第4切換端子に切換えるとともに、スイッチ143Bを第3切換端子に切換えることによって、高周波回路105Bからの信号のみがスイッチ143Bに伝達される。したがって、アンテナ装置120から電波を放射する場合、スイッチ141A,141B,143Bを上記のいずれかのように切換えることによって、受信対象の高周波回路を選択することができる。
スイッチ143Bの共通端子は、ミキサ144Bに接続される。ミキサ144Bには、スイッチ143Bに伝達された受信信号を、図示しない局部発振器からの信号を用いてダウンコンバートして中間周波数信号に変換する。フィルタ145Bは、ダウンコンバートされた受信信号における通過帯域外の周波数の信号を除去する。ADC146Bは、フィルタ145Bを通過した信号をデジタル信号に変換して、中間周波数信号IF(RX)としてBBIC200に出力する。BBIC200は、受信した中間周波数信号IF(RX)を処理する。
このように、ベースバンド回路と高周波回路との間に、スイッチ回路および分岐回路を含むフロントエンド回路を設けることによって、2つの高周波回路(アンテナパネル)のうち、いずれか一方の高周波回路を用いて送受信を行なう第1状態と、双方の高周波回路を用いて送受信を行なう第2状態とを切換えることができる。また、電波を放射する場合に、送信対象以外の高周波回路には高周波信号が送信されないので、不要な消費電力を低減することができる。
図1においては、アンテナ素子が1つの周波数帯域に対応したシングルバンドタイプのアンテナモジュールの場合について説明したが、たとえば同じ給電配線を用いて複数の周波数帯域のアンテナ素子に高周波信号を送受信可能なマルチバンドタイプのアンテナ素子の構成においては、ベースバンド回路で処理する周波数帯域を切換えることによって、図1の構成を用いて複数の周波数帯域の電波の送受信を行なうことができる。
なお、図1においては、フロントエンド回路がRFICとは別の構成について説明したが、フロントエンド回路はRFICに組み込まれていてもよい。
実施の形態1における「スイッチ141A,141B」は、全体として本開示における「第1スイッチ回路」に対応し、「スイッチ141A」が「第1スイッチ」に「スイッチ141B」が「第2スイッチ」に対応する。実施の形態1における「スイッチ143A,143B」は、全体として本開示における「第2スイッチ回路」に対応し、「スイッチ143A」が「送信用スイッチ」に「スイッチ143B」が「受信用スイッチ」に対応する。実施の形態1における「高周波回路105A」および「高周波回路105B」は、本開示における「第1高周波回路」および「第2高周波回路」にそれぞれ対応する。実施の形態1における「分岐素子142A,142B」は、全体として本開示における「分岐回路」に対応し、「分岐素子142A」が「第1分岐素子」に「分岐素子142B」が「第2分岐素子」に対応する。実施の形態1における「ミキサ144A」および「ミキサ144B」は、本開示における「第1ミキサ回路」および「第2ミキサ回路」にそれぞれ対応する。
[実施の形態2]
実施の形態1においては、2つのアンテナパネルを用いて送受信する場合の構成について説明した。実施の形態2においては、4つのアンテナパネルを用いて送受信する場合のアンテナモジュールの構成について説明する。
実施の形態1においては、2つのアンテナパネルを用いて送受信する場合の構成について説明した。実施の形態2においては、4つのアンテナパネルを用いて送受信する場合のアンテナモジュールの構成について説明する。
図2は、実施の形態2に係るアンテナモジュール100Aが適用される通信装置10Aのブロック図である。通信装置10Aにおいては、実施の形態1のアンテナモジュール100が、アンテナモジュール100Aに置き換わった構成を有している。アンテナモジュール100Aは、4つの高周波回路105A~105D、および、フロントエンド回路140Aを含む。
高周波回路105A~105Dの各々は、実施の形態1における高周波回路105A,105Bと同様の構成であり、その詳細は省略されている。高周波回路105Aは、RFIC110Aと、アンテナ素子121が配置された誘電体基板130Aとを含む。高周波回路105Bは、RFIC110Bと、アンテナ素子121が配置された誘電体基板130Bとを含む。高周波回路105Cは、RFIC110Cと、アンテナ素子121が配置された誘電体基板130Cとを含む。高周波回路105Dは、RFIC110Dと、アンテナ素子121が配置された誘電体基板130Dとを含む。
フロントエンド回路140Aは、実施の形態1のフロントエンド回路140におけるスイッチ143A,143B、ミキサ144A,144B、フィルタ145A,145B、DAC146AおよびADC146Bに加えて、4つのスイッチ141A~141Dと、6つの分岐素子142A1~142A3,142B1~142B3とを含む。なお、図2の構成において、実施の形態1の図1と重複する要素の説明は繰り返さない。
スイッチ141A~141Dの各々は、実施の形態1と同様に、SP4Tのスイッチであり、共通端子と4つの切換端子とを有している。スイッチ141A~141Dは、高周波回路105A~105Dに対応してそれぞれ設けられており、共通端子が対応するRFICに接続されている。
分岐素子142A2,142A3,142B2,142B3は、実施の形態1の分岐素子142A,142Bと同様に、2つの経路へ分岐するように構成されており、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを有している。分岐素子142A1,142B1は、4つの経路に分岐するように構成された素子である。分岐素子142A1,142B1の各々は、第4端子と、当該第4端子から分岐した第5端子~第8端子とを有している。
まず送信側の回路について説明する。送信側のスイッチ143Aの第1切換端子は、分岐素子142A1の第4端子に接続されている。分岐素子142A1の第5端子~第8端子は、スイッチ141A~141Dにおける各第1切換端子にそれぞれ接続されている。すなわち、スイッチ143Aおよびスイッチ141A~141Dを第1切換端子に切換えることによって、4つの高周波回路105A~105Dから電波を放射することができる。
スイッチ143Aの第2切換端子は、分岐素子142A2の第1端子に接続されている。分岐素子142A2の第2端子はスイッチ141Aの第2切換端子に接続されており、第3端子はスイッチ141Bの第2切換端子に接続されている。すなわち、スイッチ143Aおよびスイッチ141A,141Bを第2切換端子に切換えることによって、2つの高周波回路105A,105Bから電波を放射することができる。
スイッチ143Aの第3切換端子は、分岐素子142A3の第1端子に接続されている。分岐素子142A3の第2端子はスイッチ141Cの第2切換端子に接続されており、第3端子はスイッチ141Dの第2切換端子に接続されている。すなわち、スイッチ143Aを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141C,141Dを第2切換端子に切換えることによって、2つの高周波回路105C,105Dから電波を放射することができる。
次に、受信側の回路について説明する。受信側のスイッチ143Bの第1切換端子は、分岐素子142B1の第4端子に接続されている。分岐素子142B1の第5端子~第8端子は、スイッチ141A~141Dにおける各第3切換端子にそれぞれ接続されている。すなわち、スイッチ143Bを第1切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A~141Dを第3切換端子に切換えることによって、4つの高周波回路105A~105Dから電波を受信することができる。
スイッチ143Bの第2切換端子は、分岐素子142B2の第1端子に接続されている。分岐素子142B2の第2端子はスイッチ141Aの第4切換端子に接続されており、第3端子はスイッチ141Bの第4切換端子に接続されている。すなわち、スイッチ143Bを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A,141Bを第4切換端子に切換えることによって、2つの高周波回路105A,105Bから電波を受信することができる。
スイッチ143Bの第3切換端子は、分岐素子142B3の第1端子に接続されている。分岐素子142B3の第2端子はスイッチ141Cの第4切換端子に接続されており、第3端子はスイッチ141Dの第4切換端子に接続されている。すなわち、スイッチ143Bを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141C,141Dを第4切換端子に切換えることによって、2つの高周波回路105C,105Dから電波を受信することができる。
以上のように、スイッチ141A~141Dおよびスイッチ143A,143Bを切換えることによって、4つの高周波回路105A~105Dを用いて送受信を行なう場合、および、2つの高周波回路105A,105Bあるいは高周波回路105C,105Dを用いて送受信を行なう場合を、適宜切換えることができる。言い換えれば、たとえば、高周波回路105Aおよび高周波回路105Cの組、ならびに、高周波回路105Bおよび高周波回路105Dの組について、いずれか一方の高周波回路を用いて送受信する第1状態と、双方の高周波回路を用いて送受信する第2状態とを切換えることができる。これにより、所望の方向に対して電波の送受信を行なうことができるとともに、特定の方向への送信パワーの増加、ならびに、受信感度を向上することができる。
なお、図2においては、2つの高周波回路の組み合わせとして、高周波回路105A,105Bおよび高周波回路105C,105Dのペアの場合を例として説明したが、高周波回路105A,105Cおよび高周波回路105B,105Dのペアとしてもよいし、高周波回路105A,105Dおよび高周波回路105B,105Cのペアとしてもよい。
実施の形態2における「スイッチ141A~141D」は、全体として本開示の「第1スイッチ回路」に対応し、個々の「スイッチ141A,141C,141B,141D」は、本開示の「第1スイッチ~第4スイッチ」にそれぞれ対応する。実施の形態2における「分岐素子142A1~142A3,142B1~142B3」は、全体として本開示の「分岐回路」に対応し、「分岐素子142A2,142B2,142A3,142B3」は本開示の「第1~第4分岐素子」にそれぞれ対応し、「分岐素子142A1,142B1」は本開示の「第5分岐素子」および「第6分岐素子」にそれぞれ対応する。
[実施の形態3]
実施の形態3においては、2つのアンテナパネルと2つのベースバンド回路とを用いて送受信を行なう構成について説明する。
実施の形態3においては、2つのアンテナパネルと2つのベースバンド回路とを用いて送受信を行なう構成について説明する。
図3は、実施の形態3に係るアンテナモジュール100Bが適用される通信装置10Bのブロック図である。通信装置10Bは、ベースバンド回路であるBBIC200A,200Bと、アンテナモジュール100Bとを含む。アンテナモジュール100Bは、2つの高周波回路105A,105Bと、フロントエンド回路140Bとを含む。なお、高周波回路105A,105Bは、実施の形態1と同様の構成であるため、その詳細は省略されている。
BBIC200AおよびBBIC200Bは、互いに異なる中間周波数の信号を処理する。たとえば、BBIC200Aは28GHz帯の信号に対応する中間周波数を処理し、BBIC200Bは39GHz帯の信号に対応する中間周波数を処理する。この場合、各アンテナパネルにおいては、28GHz用のアンテナ素子と、39GHz用のアンテナ素子が配置される。あるいは、BBIC200A,200Bは、同じ周波数帯域であるが、異なる内容の信号を送信するように構成されてもよい。
フロントエンド回路140Bは、スイッチ141A1,141B1,143A~143Dと、分岐素子142A~142Dと、ミキサ144A~144Dと、フィルタ145A~145Dと、DAC146A,146Cと、ADC146B,146Dとを含む。
スイッチ141A1,141B1の各々は、SP8Tのスイッチであり、共通端子と8つの切換端子とを有している。スイッチ141A1,141B1は、高周波回路105A,105Bに対応してそれぞれ設けられており、共通端子が対応するRFICに接続されている。
分岐素子142A~142Dは、実施の形態1の分岐素子142A,142Bと同様に、2つの経路へ分岐するように構成されており、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを有している。
スイッチ143A、ミキサ144A、フィルタ145AおよびDAC146Aは、BBIC200Aの送信側の回路である。また、スイッチ143C、ミキサ144C、フィルタ145CおよびDAC146Cは、BBIC200Bの送信側の回路である。これらの回路の各要素は、実施の形態1におけるスイッチ143A、ミキサ144A、フィルタ145AおよびDAC146Aと同様であり、詳細な説明は繰り返さない。
スイッチ143B、ミキサ144B、フィルタ145BおよびADC146Bは、BBIC200Bの受信側の回路である。また、スイッチ143D、ミキサ144D、フィルタ145DおよびADC146Dは、BBIC200Bの受信側の回路である。これらの回路の各要素は、実施の形態1におけるスイッチ143B、ミキサ144B、フィルタ145BおよびADC146Bと同様であり、詳細な説明は繰り返さない。
フロントエンド回路140Bにおいては、スイッチ141A1,141B1,143A~143D、および、分岐素子142A~142Dによって、各BBICについて送受信に用いる高周波回路を選択する。以下、これらのスイッチおよび分岐素子の具体的な接続構成について説明する。
まず、BBIC200Aの送信側の回路について説明する。送信側のスイッチ143Aの第1切換端子は、スイッチ141A1の第1切換端子に直接接続されている。また、スイッチ143Aの第3切換端子は、スイッチ141B1の第1切換端子に直接接続されている。スイッチ143Aの第2切換端子は、分岐素子142Aの第1端子に接続されている。分岐素子142Aの第2端子はスイッチ141A1の第2切換端子にされ、第3端子はスイッチ141B1の第2切換端子に接続されている。
このような構成により、スイッチ143Aおよびスイッチ141A1を第1切換端子に切換えることによって、BBIC200Aからの送信信号に対応する電波を高周波回路105Aから単独で放射することができる。また、スイッチ143Aを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141B1を第1切換端子に切換えることによって、BBIC200Aからの送信信号に対応する電波を高周波回路105Bから単独で放射することができる。さらに、スイッチ143Aを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A1,141B1を第2切換端子に切換えることによって、BBIC200Aからの送信信号に対応する電波を高周波回路105A,105Bの双方から放射することができる。
次に、BBIC200Aの受信側の回路について説明する。送信側のスイッチ143Bの第1切換端子は、スイッチ141A1の第4切換端子に直接接続されている。また、スイッチ143Bの第3切換端子は、スイッチ141B1の第4切換端子に直接接続されている。スイッチ143Bの第2切換端子は、分岐素子142Bの第1端子に接続されている。分岐素子142Bの第2端子はスイッチ141A1の第3切換端子にされ、第3端子はスイッチ141B1の第3切換端子に接続されている。
このような構成により、スイッチ143Bを第1切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A1を第4切換端子に切換えることによって、高周波回路105Aで受信した信号をBBIC200Aで処理することができる。また、スイッチ143Bを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141B1を第4切換端子に切換えることによって、高周波回路105Bで受信した信号をBBIC200Aで処理することができる。さらに、スイッチ143Bを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A1,141B1を第3切換端子に切換えることによって、高周波回路105A,105Bの双方で受信した信号をBBIC200Aで処理することができる。
次に、BBIC200Bの送信側の回路について説明する。送信側のスイッチ143Cの第1切換端子は、スイッチ141A1の第5切換端子に直接接続されている。また、スイッチ143Cの第3切換端子は、スイッチ141B1の第5切換端子に直接接続されている。スイッチ143Cの第2切換端子は、分岐素子142Cの第1端子に接続されている。分岐素子142Cの第2端子はスイッチ141A1の第6切換端子にされ、第3端子はスイッチ141B1の第6切換端子に接続されている。
このような構成により、スイッチ143Cを第1切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A1を第5切換端子に切換えることによって、BBIC200Bからの送信信号に対応する電波を高周波回路105Aから単独で放射することができる。また、スイッチ143Cを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141B1を第5切換端子に切換えることによって、BBIC200Bからの送信信号に対応する電波を高周波回路105Bから単独で放射することができる。さらに、スイッチ143Cを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A1,141B1を第6切換端子に切換えることによって、BBIC200Bからの送信信号に対応する電波を高周波回路105A,105Bの双方から放射することができる。
次に、BBIC200Bの受信側の回路について説明する。送信側のスイッチ143Dの第1切換端子は、スイッチ141A1の第8切換端子に直接接続されている。また、スイッチ143Dの第3切換端子は、スイッチ141B1の第8切換端子に直接接続されている。スイッチ143Dの第2切換端子は、分岐素子142Dの第1端子に接続されている。分岐素子142Dの第2端子はスイッチ141A1の第7切換端子にされ、第3端子はスイッチ141B1の第7切換端子に接続されている。
このような構成により、スイッチ143Dを第1切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A1を第8切換端子に切換えることによって、高周波回路105Aで受信した信号をBBIC200Bで処理することができる。また、スイッチ143Dを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141B1を第8切換端子に切換えることによって、高周波回路105Bで受信した信号をBBIC200Bで処理することができる。さらに、スイッチ143Dを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A1,141B1を第7切換端子に切換えることによって、高周波回路105A,105Bの双方で受信した信号をBBIC200Bで処理することができる。
したがって、BBIC200A,200Bの各々について、高周波回路105A,105Bのいずれか一方を用いて送受信を行なう第1状態と、高周波回路105A,105Bの双方を用いて送受信を行なう第2状態とを切換えることができる。
なお、BBIC200Aが高周波回路105Aと単独で送受信している場合には、BBIC200Bは高周波回路105Bと単独で送受信することができる。同様に、BBIC200Aが高周波回路105Bと単独で送受信している場合には、BBIC200Bは高周波回路105Aと単独で送受信することができる。
すなわち、たとえばBBIC200Aが28GHz帯の信号を送受信し、BBIC200Bが39GHz帯の信号を送受信する場合には、高周波回路105A,105Bの双方を用いて同じ周波数帯域(28GHz帯あるいは39GHz帯)の信号を送受信することもできるし、高周波回路105A,105Bから互いに異なる周波数帯域信号を送受信することもできる。また、高周波回路105A,105Bのいずれか一方のみを用いて、28GHz帯あるいは39GHz帯の一方の信号を送受信することもできる。
以上のような構成とすることによって、複数のベースバンド回路と複数の高周波回路(アンテナパネル)とを有するアンテナモジュールにおいて、各ベースバンド回路の送受信に用いる高周波回路を効率的に切換えることができる。さらに、送信対象の高周波回路にのみ送信信号を供給できるため、不要な消費電力を抑制することができる。
実施の形態3における「BBIC200A,200B」は、全体として本開示の「ベースバンド回路」に対応し、「BBIC200A」が「第1回路」に対応し、「BBIC200B」が「第2回路」に対応する。実施の形態3における「スイッチ141A1,141B1」は、全体として本開示の「第1スイッチ回路」に対応し、「スイッチ141A1」および「スイッチ141B1」は、本開示における「第1スイッチ」および「第2スイッチ」に対応する。実施の形態3における「スイッチ143A~143D」は、全体として本開示の「第2スイッチ回路」に対応し、個々の「スイッチ143A~143D」は、本開示の「第1送信用スイッチ」、「第1受信用スイッチ」、「第2送信用スイッチ」および「第2受信用スイッチ」にそれぞれ対応する。実施の形態3における「分岐素子142A~142D」は、全体として本開示の「分岐回路」に対応し、個々の「分岐素子142A~142D」は、本開示の「第7分岐素子~第10分岐素子」に対応する。
[実施の形態4]
実施の形態4においては、4つのアンテナパネルと2つのベースバンド回路とを用いて送受信を行なう構成について説明する。
実施の形態4においては、4つのアンテナパネルと2つのベースバンド回路とを用いて送受信を行なう構成について説明する。
図4は、実施の形態4に係るアンテナモジュール100Cが適用される通信装置10Cのブロック図である。通信装置10Cは、ベースバンド回路であるBBIC200A,200Bと、アンテナモジュール100Cとを含む。アンテナモジュール100Cは、4つの高周波回路105A~105Dと、フロントエンド回路140Cとを含む。なお、高周波回路105A~105Dは、実施の形態2と同様の構成であるため、その詳細は省略されている。
フロントエンド回路140Cにおいては、実施の形態3のフロントエンド回路140Bにおけるスイッチ141A1,141B1が、実施の形態2と同様に、SP4Tのスイッチ141A~141Dに置き換わった構成となっている。図4のフロントエンド回路140Cにおいて、フロントエンド回路140Bと重複する要素の説明は繰り返さない。
BBIC200Aの送信側のスイッチ143Aの第1切換端子は、スイッチ141Aの第1切換端子に直接接続されている。また、スイッチ143Aの第3切換端子は、スイッチ141Cの第1切換端子に直接接続されている。スイッチ143Aの第2切換端子は、分岐素子142Aの第1端子に接続されている。分岐素子142Aの第2端子はスイッチ141Aの第2切換端子にされ、第3端子はスイッチ141Cの第2切換端子に接続されている。
このような構成により、スイッチ143Aおよびスイッチ141Aを第1切換端子に切換えることによって、BBIC200Aからの送信信号に対応する電波を高周波回路105Aから単独で放射することができる。また、スイッチ143Aを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141Cを第1切換端子に切換えることによって、BBIC200Aからの送信信号に対応する電波を高周波回路105Cから単独で放射することができる。さらに、スイッチ143Aを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A,141Cを第2切換端子に切換えることによって、BBIC200Aからの送信信号に対応する電波を高周波回路105A,105Cの双方から放射することができる。
BBIC200Aの受信側のスイッチ143Bの第1切換端子は、スイッチ141Aの第4切換端子に直接接続されている。また、スイッチ143Bの第3切換端子は、スイッチ141Cの第4切換端子に直接接続されている。スイッチ143Bの第2切換端子は、分岐素子142Bの第1端子に接続されている。分岐素子142Bの第2端子はスイッチ141Aの第3切換端子にされ、第3端子はスイッチ141Cの第3切換端子に接続されている。
このような構成により、スイッチ143Bを第1切換端子に切換えるとともに、スイッチ141Aを第4切換端子に切換えることによって、高周波回路105Aで受信した信号をBBIC200Aで処理することができる。また、スイッチ143Bを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141Cを第4切換端子に切換えることによって、高周波回路105Bで受信した信号をBBIC200Aで処理することができる。さらに、スイッチ143Bを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A,141Cを第3切換端子に切換えることによって、高周波回路105A,105Cの双方で受信した信号をBBIC200Aで処理することができる。
BBIC200Bの送信側のスイッチ143Cの第1切換端子は、スイッチ141Bの第1切換端子に直接接続されている。また、スイッチ143Cの第3切換端子は、スイッチ141Dの第1切換端子に直接接続されている。スイッチ143Cの第2切換端子は、分岐素子142Cの第1端子に接続されている。分岐素子142Cの第2端子はスイッチ141Bの第2切換端子にされ、第3端子はスイッチ141Dの第2切換端子に接続されている。
このような構成により、スイッチ143Cおよびスイッチ141Bを第1切換端子に切換えることによって、BBIC200Bからの送信信号に対応する電波を高周波回路105Bから単独で放射することができる。また、スイッチ143Cを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141Dを第1切換端子に切換えることによって、BBIC200Bからの送信信号に対応する電波を高周波回路105Dから単独で放射することができる。さらに、スイッチ143Cを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141B,141Dを第2切換端子に切換えることによって、BBIC200Bからの送信信号に対応する電波を高周波回路105B,105Dの双方から放射することができる。
BBIC200Aの受信側のスイッチ143Dの第1切換端子は、スイッチ141Bの第4切換端子に直接接続されている。また、スイッチ143Dの第3切換端子は、スイッチ141Dの第4切換端子に直接接続されている。スイッチ143Dの第2切換端子は、分岐素子142Dの第1端子に接続されている。分岐素子142Dの第2端子はスイッチ141Bの第3切換端子にされ、第3端子はスイッチ141Dの第3切換端子に接続されている。
このような構成により、スイッチ143Dを第1切換端子に切換えるとともに、スイッチ141Bを第4切換端子に切換えることによって、高周波回路105Bで受信した信号をBBIC200Bで処理することができる。また、スイッチ143Dを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141Dを第4切換端子に切換えることによって、高周波回路105Dで受信した信号をBBIC200Dで処理することができる。さらに、スイッチ143Dを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141B,141Dを第3切換端子に切換えることによって、高周波回路105B,105Dの双方で受信した信号をBBIC200Bで処理することができる。
以上のような構成とすることによって、BBIC200Aについては、高周波回路105A,105Cに対して、いずれか一方を用いて送受信する第1状態と、双方を用いて送受信する第2状態とを切換えることができる。また、BBIC200Bについては、高周波回路105B,105Dに対して、いずれか一方を用いて送受信する第1状態と、双方を用いて送受信する第2状態とを切換えることができる。
実施の形態4における「スイッチ141A~141D」は、全体として本開示の「第1スイッチ回路」に対応し、個々の「スイッチ141A~141D」は、本開示の「第1スイッチ~第2スイッチ」にそれぞれ対応する。実施の形態4における「スイッチ143A~143D」は、全体として本開示の「第2スイッチ回路」に対応し、個々の「スイッチ143A~143D」は、本開示の「第1送信用スイッチ」、「第1受信用スイッチ」、「第2送信用スイッチ」および「第2受信用スイッチ」にそれぞれ対応する。実施の形態4における「分岐素子142A~142D」は、全体として本開示の「分岐回路」に対応し、個々の「分岐素子142A~142D」は、本開示の「第21分岐素子~第24分岐素子」にそれぞれ対応する。
(変形例1)
実施の形態1におけるフロントエンド回路は、ベースバンド回路から受けた中間周波数信号を高周波信号にアップコンバートし、スイッチ回路および分岐回路を用いて当該高周波信号を所望の高周波回路に伝達する構成について説明した。
実施の形態1におけるフロントエンド回路は、ベースバンド回路から受けた中間周波数信号を高周波信号にアップコンバートし、スイッチ回路および分岐回路を用いて当該高周波信号を所望の高周波回路に伝達する構成について説明した。
変形例1においては、ベースバンド回路から、中間周波数よりも低い周波数のベースバンド信号を受け、中間周波数信号の領域にスイッチ回路および分岐回路を用いる構成について説明する。
図5は、変形例1のフロントエンド回路140Dを含むアンテナモジュール100Dが適用される通信装置10Dのブロック図である。フロントエンド回路140Dにおいては、実施の形態1におけるフロントエンド回路140のミキサ144A,144Bがミキサ144A2,144B2に置き換えられている。さらに、フロントエンド回路140Dにおいては、スイッチ141AとRFIC110Aとの間にミキサ144A1が配置され、スイッチ141BとRFIC110Bとの間にミキサ144B1が配置されている。図5において、図1と重複する要素の説明は繰り返さない。
図5を参照して、変形例1の通信装置10Dにおいては、フロントエンド回路140DとBBIC200との間は、中間周波数よりも低い周波数のベースバンド信号を用いて信号が伝達される。電波を放射する場合には、フロントエンド回路140Dは、BBIC200から受けたベースバンド信号を、ミキサ144A2を用いて中間周波数信号にアップコンバートする。そして、実施の形態1で説明したように、スイッチ141A,141B、143A,143Bおよび分岐素子142A,142Bを用いて、送信対象の高周波回路への信号経路を選択する。すなわち、フロントエンド回路140Dでは、中間周波数信号の領域で信号経路の選択が行なわれる。そして、ミキサ144A1,144B1を用いて、中間周波数信号が高周波信号へアップコンバートされ、当該高周波信号が対応する高周波回路へ伝達される。
電波を受信する場合には、高周波回路105A,105Bで受信された高周波信号の受信信号が、対応するミキサ144A1,144B1を用いて中間周波数信号にダウンコンバートされる。そして、中間周波数信号の領域において、スイッチ141A,141B、143A,143Bおよび分岐素子142A,142Bを用いて、高周波回路105A,105Bの一方あるいは双方からの信号が、受信用のスイッチ143Bに伝達される。ミキサ144B2は、スイッチ143Bに伝達された信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、BBIC200の受信回路へ伝達する。
このような構成のフロントエンド回路140Dにおいては、中間周波数信号が、スイッチ141A,141B、143A,143Bおよび分岐素子142A,142Bで構成される切換回路を通過する。一般的に、信号の周波数が高くなるほど、信号が伝達される経路長による損失が大きくなる。したがって、変形例1のように、経路長が比較的長くなりやすい切換回路において中間周波数信号を用いることによって、実施の形態1のような高周波信号を用いる場合に比べて信号の損失を低減することができる。
なお、変形例1における「ミキサ144A1,144B1」は、送信時においては本開示の「第1ミキサ回路」における「第1ミキサ」に対応し、受信時においては本開示の「第2ミキサ回路」における「第3ミキサ」に対応する。変形例1における「ミキサ144A2」は、本開示における「第1ミキサ回路」の「第2ミキサ」に対応する。変形例1における「ミキサ144B2」は、本開示における「第2ミキサ回路」の「第4ミキサ」に対応する。
(変形例2)
変形例2においては、ベースバンド信号の領域にスイッチ回路および分岐回路を用いる構成について説明する。
変形例2においては、ベースバンド信号の領域にスイッチ回路および分岐回路を用いる構成について説明する。
図6は、変形例2のフロントエンド回路140Eを含むアンテナモジュール100Eが適用される通信装置10Eのブロック図である。フロントエンド回路140Eにおいては、実施の形態1におけるフロントエンド回路140のミキサ144A,144Bに代えて、スイッチ141AとRFIC110Aとの間にミキサ144A3が配置され、スイッチ141BとRFIC110Bとの間にミキサ144B3が配置されている。図6において、図1と重複する要素の説明は繰り返さない。
図6を参照して、変形例2の通信装置10Eにおいても、変形例1と同様に、フロントエンド回路140EとBBIC200との間は、中間周波数よりも低い周波数のベースバンド信号を用いて信号が伝達される。そして、変形例2においては、電波を放射する場合には、ベースバンド信号の領域において、スイッチ141A,141B、143A,143Bおよび分岐素子142A,142Bを用いて、信号経路の選択が行なわれる。そして、ミキサ144A3,144B3を用いて、ベースバンド信号が高周波信号へアップコンバートされ、当該高周波信号が対応する高周波回路へ伝達される。
電波を受信する場合には、高周波回路105A,105Bで受信された高周波信号の受信信号が、対応するミキサ144A3,144B3を用いてベースバンド信号にダウンコンバートされる。そして、ベースバンド信号の領域において、スイッチ141A,141B、143A,143Bおよび分岐素子142A,142Bを用いて、高周波回路105A,105Bの一方あるいは双方からの信号が受信用のスイッチ143Bに伝達され、最終的にBBIC200の受信回路に伝達される。
変形例2のフロントエンド回路140Eにおいては、経路長が比較的長くなりやすい切換回路においてベースバンド信号を用いることによって、高周波信号を用いる実施の形態1、および、中間周波数信号を用いる変形例1の場合にさらに比べて信号の損失を低減することができる。
なお、変形例2における「ミキサ144A3,144B3」は、送信時においては本開示の「第1ミキサ回路」に対応し、受信時においては本開示の「第2ミキサ回路」に対応する。
[実施の形態5]
実施の形態5においては、隣接する2つの異なる周波数帯域の信号を束ねて送受信を行なうキャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation:CA)の場合に、本開示の特徴を適用した構成について説明する。
実施の形態5においては、隣接する2つの異なる周波数帯域の信号を束ねて送受信を行なうキャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation:CA)の場合に、本開示の特徴を適用した構成について説明する。
(第1例)
図7は、実施の形態5の第1例に係るアンテナモジュール100Fが適用される通信装置10Fのブロック図である。通信装置10Fにおいては、図3の通信装置10Bにおけるフロントエンド回路140Bが、フロントエンド回路140Fに置き換わった構成となっている。図7において、図3と重複する要素の説明は繰り返さない。
図7は、実施の形態5の第1例に係るアンテナモジュール100Fが適用される通信装置10Fのブロック図である。通信装置10Fにおいては、図3の通信装置10Bにおけるフロントエンド回路140Bが、フロントエンド回路140Fに置き換わった構成となっている。図7において、図3と重複する要素の説明は繰り返さない。
フロントエンド回路140Fにおいては、図3のフロントエンド回路140Bにおけるスイッチ141A1,141B1に代えて、スイッチ141A2,141B2が設けられており、さらに、分岐素子142A~142Dに代えて、分岐素子142A4,142B4,142C1~142C6が設けられている。
スイッチ141A2,141B2は、SP6Tのスイッチであり、共通端子および6つの切換端子を有している。スイッチ141A2の共通端子は、RFIC110Aに接続される。スイッチ141B2の共通端子は、RFIC110Bに接続される。分岐素子142A4,142B4,142C1~142C6の各々は、図1における分岐素子142A,142Bと同様に、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含む。
まず、送信側の回路について説明する。BBIC200Aの送信側のスイッチ143Aの第1切換端子は、スイッチ141A2の第1切換端子に直接接続されている。すなわち、スイッチ143Aおよびスイッチ141A2を第1切換端子に切換えることによって、BBIC200Aからの送信信号に対応した電波を、高周波回路105Aから単独で放射することができる。
スイッチ143Aの第2切換端子は、分岐素子142C1の第2端子に接続されている。分岐素子142C1の第3端子には、BBIC200Bの送信側のスイッチ143Cの第2切換端子が接続されている。分岐素子142C1の第1端子は、スイッチ141A2の第2切換端子に接続されている。すなわち、スイッチ143Aおよびスイッチ143Cを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A2を第2切換端子に切換えることによって、BBIC200A,200Bからの送信信号が結合され、当該結合された送信信号に対応する電波を高周波回路105Aから単独で放射することができる。
スイッチ143Aの第3切換端子は、分岐素子142C2の第2端子に接続されている。分岐素子142C2の第3端子には、BBIC200Bの送信側のスイッチ143Cの第3切換端子が接続されている。分岐素子142C2の第1端子は、分岐素子142A4の第1端子に接続されている。分岐素子142A4の第2端子はスイッチ141A2の第3切換端子に接続されており、分岐素子142A4の第3端子はスイッチ141B2の第3切換端子に接続されている。すなわち、スイッチ143Aおよびスイッチ143Cを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A2およびスイッチ141B2を第3切換端子に切換えることによって、BBIC200A,200Bからの送信信号が結合され、当該結合された送信信号に対応する電波を高周波回路105A,105Bの双方から放射することができる。
スイッチ143Aの第4切換端子は、分岐素子142C5の第2端子に接続されている。分岐素子142C5の第3端子には、BBIC200Bの送信側のスイッチ143Cの第4切換端子が接続されている。分岐素子142C5の第1端子は、スイッチ141B2の第2切換端子に接続されている。すなわち、スイッチ143Aおよびスイッチ143Cを第4切換端子に切換えるとともに、スイッチ141B2を第2切換端子に切換えることによって、BBIC200A,200Bからの送信信号が結合され、当該結合された送信信号に対応する電波を高周波回路105Bから単独で放射することができる。
BBIC200Bの送信側のスイッチ143Cの第1切換端子は、スイッチ141B2の第1切換端子に接続されている。すなわち、スイッチ143Cおよびスイッチ141B2を第1切換端子に切換えることによって、BBIC200Bからの送信信号に対応した電波を、高周波回路105Bから単独で放射することができる。
次に、受信側の回路について説明する。BBIC200Aの受信側のスイッチ143Bの第1切換端子は、スイッチ141A2の第4切換端子に直接接続されている。すなわち、スイッチ143Aを第1切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A2を第4切換端子に切換えることによって、高周波回路105Aで受信した受信信号を、BBIC200Aで処理することができる。
スイッチ143Bの第2切換端子は、分岐素子142C3の第2端子に接続されている。分岐素子142C3の第3端子は、BBIC200Bの受信側のスイッチ143Dの第2切換端子に接続されている。分岐素子142C3の第1端子は、スイッチ141A2の第5切換端子に接続されている。すなわち、スイッチ143Bおよびスイッチ143Dを第2切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A2を第5切換端子に切換えることによって、高周波回路105Aで受信した受信信号を、BBIC200AおよびBBIC200Bの双方で処理することができる。
スイッチ143Bの第3切換端子は、分岐素子142C4の第2端子に接続されている。分岐素子142C4の第3端子は、BBIC200Bの受信側のスイッチ143Dの第3切換端子に接続されている。分岐素子142C4の第1端子は、分岐素子142B4の第1端子に接続されている。分岐素子142B4の第2端子はスイッチ141A2の第6切換端子に接続されており、分岐素子142B4の第3端子はスイッチ141B2の第6切換端子に接続されている。すなわち、スイッチ143Bおよびスイッチ143Dを第3切換端子に切換えるとともに、スイッチ141A2およびスイッチ141B2を第6切換端子に切換えることによって、高周波回路105A,105Bで受信した受信信号を、BBIC200AおよびBBIC200Bの双方で処理することができる。
スイッチ143Bの第4切換端子は、分岐素子142C6の第2端子に接続されている。分岐素子142C6の第3端子は、BBIC200Bの受信側のスイッチ143Dの第4切換端子に接続されている。分岐素子142C6の第1端子は、スイッチ141B2の第5切換端子に接続されている。すなわち、スイッチ143Bおよびスイッチ143Dを第4切換端子に切換えるとともに、スイッチ141B2を第5切換端子に切換えることによって、高周波回路105Bで受信した受信信号を、BBIC200AおよびBBIC200Bの双方で処理することができる。
BBIC200Bの受信側のスイッチ143Dの第1切換端子は、スイッチ141B2の第4切換端子に直接接続されている。すなわち、スイッチ143Dを第1切換端子に切換えるとともに、スイッチ141B2を第4切換端子に切換えることによって、高周波回路105Bで受信した受信信号を、BBIC200Bのみで処理することができる。
以上のような構成とすることによって、送信時には、BBIC200A,200Bからの信号を、単独であるいは結合して、高周波回路105Aおよび/または高周波回路105Bから放射することができる。また、受信時には、高周波回路105A,105Bで受信した信号を、単独であるいは結合/分波して、BBIC200Aおよび/またはBBIC200Bで処理することができる。したがって、キャリアアグリゲーションに対応することができる。
実施の形態5の第1例における「スイッチ141A2,141B2」は、全体として本開示の「第1スイッチ回路」に対応し、「スイッチ141A2」および「スイッチ141B2」は、本開示における「第1スイッチ」および「第2スイッチ」に対応する。第1例における「分岐素子142A4,142B4,142C1~142C6」は、本開示における「第13分岐素子~第20分岐素子」にそれぞれ対応する。
(第2例)
図8は、実施の形態5の第2例に係るアンテナモジュール100Gが適用される通信装置10Gのブロック図である。通信装置10Gにおいては、図3の通信装置10Bにおけるフロントエンド回路140Bが、フロントエンド回路140Gに置き換わった構成となっている。図8において、図3と重複する要素の説明は繰り返さない。
図8は、実施の形態5の第2例に係るアンテナモジュール100Gが適用される通信装置10Gのブロック図である。通信装置10Gにおいては、図3の通信装置10Bにおけるフロントエンド回路140Bが、フロントエンド回路140Gに置き換わった構成となっている。図8において、図3と重複する要素の説明は繰り返さない。
フロントエンド回路140Gにおいては、図3のフロントエンド回路140Bにおけるミキサ144A~144Dとフィルタ145A~145Dとの間に、BBIC200A,200Bからの送信信号の結合、および、高周波回路105A,105Bで受信した受信信号の分波を行なうためのスイッチ回路および分岐回路が追加された構成となっている。より具体的には、当該追加的な回路は、スイッチ147A,147B,149A~149Dと、分岐素子148A、148Bとを含む。
スイッチ147A,147B,149A~149Dの各々は、SP2Tのスイッチであり、共通端子および2つの切換端子を有する。また、分岐素子148A,148Bは、図1における分岐素子142A,142Bと同様に、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子を含む。
まず、送信側の回路について説明する。スイッチ149Aの共通端子は、BBIC200Aの送信側のフィルタ145Aに接続されている。スイッチ149Cの共通端子は、BBIC200Bの送信側のフィルタ145Cに接続されている。また、スイッチ147Aの共通端子は、ミキサ144Aに接続されている。
スイッチ149Aの第1切換端子は、スイッチ147Aの第1切換端子に接続されている。スイッチ149Aの第2切換端子は、分岐素子148Aの第2端子に接続されている。分岐素子148Aの第3端子には、スイッチ149Cの第2切換端子に接続されている。分岐素子148Aの第1端子は、スイッチ147Aの第2切換端子に接続されている。スイッチ149Cの第1切換端子は、ミキサ144Cに接続されている。
すなわち、スイッチ147A,149Aを第1切換端子に切換えることによって、BBIC200Aからの送信信号が単独でスイッチ143Aに伝達される。そして、図3で説明したように、スイッチ141A1,141B1,143Aを適宜切換えることによって、当該送信信号に対応した電波が高周波回路105Aおよび/または高周波回路105Bから放射される。また、スイッチ149Cを第1切換端子に切換えることによって、BBIC200Bからの送信信号がスイッチ143Cに伝達される。スイッチ141A1,141B1,143Cを適宜切換えることによって、当該送信信号に対応した電波が高周波回路105Aおよび/または高周波回路105Bから放射される。なお、スイッチ149A,149Cの双方が第1切換端子に切換えられた場合には、スイッチ141A1,141B1,143A,143Cの設定によって、高周波回路105Aおよび高周波回路105Bの一方の高周波回路からBBIC200Aからの送信信号に対応した電波を放射し、他方の高周波回路からBBIC200Bからの送信信号に対応した電波を放射することができる。
一方、スイッチ147A,149A,149Cのすべてを第2切換端子に切換えることによって、分岐素子148AによってBBIC200Aからの送信信号とBBIC200Bからの送信信号とが結合され、当該結合された信号がスイッチ143Aに伝達される。そして、スイッチ141A1,141B1,143Aを適宜切換えることによって、当該結合された送信信号に対応した電波が高周波回路105Aおよび/または高周波回路105Bから放射される。
次に受信側の回路について説明する。スイッチ149Bの共通端子は、BBIC200Aの受信側のフィルタ145Bに接続されている。スイッチ149Dの共通端子は、BBIC200Bの受信側のフィルタ145Dに接続されている。また、スイッチ147Bの共通端子は、ミキサ144Bに接続されている。
スイッチ149Bの第1切換端子は、スイッチ147Bの第1切換端子に接続されている。スイッチ149Bの第2切換端子は、分岐素子148Bの第2端子に接続されている。分岐素子148Bの第3端子には、スイッチ149Dの第2切換端子に接続されている。分岐素子148Bの第1端子は、スイッチ147Bの第2切換端子に接続されている。スイッチ149Cの第1切換端子は、ミキサ144Dに接続されている。
すなわち、スイッチ147B,149Bを第1切換端子に切換えることによって、スイッチ143Bに伝達された受信信号をBBIC200Aにおいて単独で処理することができる。また、スイッチ149Dを第1切換端子に切換えることによって、スイッチ143Dに伝達された受信信号をBBIC200Bにおいて単独で処理することができる。
一方、スイッチ147B,149B,149Dのすべてを第2切換端子に切換えることによって、スイッチ143Bに伝達された受信信号をBBIC200AおよびBBIC200Bの双方で処理することができる。
図3で説明したように、スイッチ141A1,141B1,143B,143Dを適宜切換えることによって、高周波回路105Aおよび高周波回路105Bで受信した受信信号を、スイッチ143B,143Dのいずれか一方、あるいは双方に伝達することができる。そのため、スイッチ141A1,141B1,143B,143Dの切換えと、スイッチ147B,149B,149Dの切換えとの組み合わせによって、各高周波回路による受信信号と、それを処理するBBICとの任意の組み合わせを実現することができる。
以上のような構成とすることによって、送信時には、BBIC200A,200Bからの信号を、単独であるいは結合して、高周波回路105Aおよび/または高周波回路105Bから放射することができる。また、受信時には、高周波回路105A,105Bで受信した信号を、単独であるいは結合/分波して、BBIC200Aおよび/またはBBIC200Bで処理することができる。したがって、キャリアアグリゲーションに対応することができる。
なお、第2例における「スイッチ147A,147B」は、全体として本開示の「第3スイッチ回路」に対応し、個々の「スイッチ147A,147B」は、本開示における「第5スイッチ」および「第6スイッチ」にそれぞれ対応する。第2例における「スイッチ149A~149D」は、全体として本開示の「第4スイッチ回路」に対応し、個々の「スイッチ149A~149D」は、本開示の「第7スイッチ~第10スイッチ」にそれぞれ対応する。第2例における「分岐素子148A,148B」は、全体として本開示の「第2分岐回路」に対応し、個々の「分岐素子148A」および「分岐素子148B」は、本開示の「第11分岐素子」および「第12分岐素子」にそれぞれ対応する。
(変形例3)
上記の第1例および第2例においては、同じ通信規格に従う信号の組み合わせによるキャリアアグリゲーションを前提としていたが、上記の構成は、異なる通信規格あるいは異なる通信技術による信号の組み合わせにも適用可能である。
上記の第1例および第2例においては、同じ通信規格に従う信号の組み合わせによるキャリアアグリゲーションを前提としていたが、上記の構成は、異なる通信規格あるいは異なる通信技術による信号の組み合わせにも適用可能である。
たとえば、WiGigの通信規格に従う信号と、5G FR2-2の通信規格に従う信号とを組み合わせることもできる。あるいは、WiGigを用いたデータ通信と、RADAR(Radio Detecting and Ranging)による位置測定情報とを組み合わせることもできる。
データ通信と位置測定情報とを組み合わせる場合、通信対象の機器の位置を測定し、当該位置方向に電波のビーム方向を設定することによって、当該通信対象が移動するような状況において通信品質の向上を行なうことができる。
[態様]
(第1項)一態様に係るアンテナモジュールは、ベースバンド回路との間で信号の送受信を行なう。アンテナモジュールは、各々が少なくとも1つのアンテナ素子を含む複数の高周波回路と、ベースバンド回路および複数の高周波回路の間で信号を伝達するフロントエンド回路とを備える。フロントエンド回路は、複数の高周波回路に接続された第1スイッチ回路と、ベースバンド回路に接続された第2スイッチ回路と、第1スイッチ回路と第2スイッチ回路との間に接続された第1分岐回路とを含む。複数の高周波回路は、第1高周波回路および第2高周波回路を含む。フロントエンド回路は、第1スイッチ回路および第2スイッチ回路を切換えることによって、第1高周波回路または第2高周波回路のいずれか一方とベースバンド回路との間で信号を伝達する第1状態と、第1高周波回路および第2高周波回路の双方とベースバンド回路との間で信号を伝達する第2状態とを切換えるように構成される。
(第1項)一態様に係るアンテナモジュールは、ベースバンド回路との間で信号の送受信を行なう。アンテナモジュールは、各々が少なくとも1つのアンテナ素子を含む複数の高周波回路と、ベースバンド回路および複数の高周波回路の間で信号を伝達するフロントエンド回路とを備える。フロントエンド回路は、複数の高周波回路に接続された第1スイッチ回路と、ベースバンド回路に接続された第2スイッチ回路と、第1スイッチ回路と第2スイッチ回路との間に接続された第1分岐回路とを含む。複数の高周波回路は、第1高周波回路および第2高周波回路を含む。フロントエンド回路は、第1スイッチ回路および第2スイッチ回路を切換えることによって、第1高周波回路または第2高周波回路のいずれか一方とベースバンド回路との間で信号を伝達する第1状態と、第1高周波回路および第2高周波回路の双方とベースバンド回路との間で信号を伝達する第2状態とを切換えるように構成される。
(第2項)第1項に記載のアンテナモジュールにおいて、第1スイッチ回路は、第1高周波回路に接続された第1スイッチと、第2高周波回路に接続された第2スイッチとを含む。ベースバンド回路は、送信回路および受信回路を含む。第2スイッチ回路は、ベースバンド回路の送信回路に接続された送信用スイッチと、ベースバンド回路の受信回路に接続された受信用スイッチとを含む。
(第3項)第2項に記載のアンテナモジュールにおいて、第1分岐回路は、第1分岐素子および第2分岐素子を含む。第1分岐素子および第2分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含む。第1分岐素子の第1端子は送信用スイッチに接続される。第1分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第2スイッチにそれぞれ接続される。第2分岐素子の第1端子は受信用スイッチに接続される。第2分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第2スイッチにそれぞれ接続される。
(第4項)第3項に記載のアンテナモジュールにおいて、送信用スイッチおよび受信用スイッチの各々は、第1スイッチおよび第2スイッチに直接接続されている。
(第5項)第2項に記載のアンテナモジュールにおいて、複数の高周波回路は、第3高周波回路および第4高周波回路をさらに含む。第1スイッチ回路は、第3高周波回路に接続された第3スイッチと、第4高周波回路に接続された第4スイッチとをさらに含む。
(第6項)第5項に記載のアンテナモジュールにおいて、第1分岐回路は、第1分岐素子~第4分岐素子を含む。第1分岐素子~第4分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含む。第1分岐素子の第1端子は送信用スイッチに接続される。第1分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第2スイッチにそれぞれ接続される。第2分岐素子の第1端子は受信用スイッチに接続される。第2分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第2スイッチにそれぞれ接続される。第3分岐素子の第1端子は送信用スイッチに接続される。第3分岐素子の第2端子および第3端子は、第3スイッチおよび第4スイッチにそれぞれ接続される。第4分岐素子の第1端子は受信用スイッチに接続される。第4分岐素子の第2端子および第3端子は、第3スイッチおよび第4スイッチにそれぞれ接続される。
(第7項)第6項に記載のアンテナモジュールにおいて、第1分岐回路は、第5分岐素子および第6分岐素子をさらに含む。第5分岐素子および第6分岐素子の各々は、第4端子と、当該第4端子から分岐した第5端子~第8端子とを含む。第5分岐素子の第4端子は、送信用スイッチに接続される。第5分岐素子の第5端子~第8端子は、第1スイッチ~第4スイッチにそれぞれ接続される。第6分岐素子の第4端子は、受信用スイッチに接続される。第6分岐素子の第5端子~第8端子は、第1スイッチ~第4スイッチにそれぞれ接続される。
(第8項)第1項に記載のアンテナモジュールにおいて、ベースバンド回路は、各々が送信回路および受信回路を有する第1回路および第2回路を含む。第1スイッチ回路は、第1高周波回路に接続された第1スイッチと、第2高周波回路に接続された第2スイッチとを含む。第2スイッチ回路は、第1回路の送信回路に接続された第1送信用スイッチと、第1回路の受信回路に接続された第1受信用スイッチと、第2回路の送信回路に接続された第2送信用スイッチと、第2回路の受信回路に接続された第2受信用スイッチとを含む。第1分岐回路は、第7分岐素子~第10分岐素子を含む。第7分岐素子~第10分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含む。第7分岐素子の第1端子は、第1送信用スイッチに接続される。第7分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第2スイッチにそれぞれ接続される。第8分岐素子の第1端子は、第1受信用スイッチに接続される。第8分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第2スイッチにそれぞれ接続される。第9分岐素子の第1端子は、第2送信用スイッチに接続される。第9分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第2スイッチにそれぞれ接続される。第10分岐素子の第1端子は、第2受信用スイッチに接続される。第10分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第2スイッチにそれぞれ接続される。
(第9項)第8項に記載のアンテナモジュールにおいて、第2スイッチ回路に含まれる各スイッチは、第1スイッチおよび第2スイッチに直接接続されている。
(第10項)第8項または第9項に記載のアンテナモジュールにおいて、フロントエンド回路は、第3スイッチ回路および第4スイッチ回路と、第2分岐回路とをさらに含む。第3スイッチ回路は、第1送信用スイッチおよび第2受信用スイッチにそれぞれ接続された第5スイッチおよび第6スイッチを含む。第4スイッチ回路は、第1回路の送信回路および受信回路にそれぞれ接続された第7スイッチおよび第8スイッチと、第2回路の送信回路および受信回路にそれぞれ接続された第9スイッチおよび第10スイッチとを含む。第2分岐回路は、第11分岐素子および第12分岐素子を含む。第11分岐素子および第12分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含む。第11分岐素子の第1端子は、第5スイッチに接続される。第11分岐素子の第2端子および第3分岐素子は、第7スイッチおよび第9スイッチにそれぞれ接続される。第12分岐素子の第1端子は、第6スイッチに接続される。第12分岐素子の第2端子および第3分岐素子は、第8スイッチおよび第10スイッチにそれぞれ接続される。
(第11項)第10項に記載のアンテナモジュールにおいて、第5スイッチは、第7スイッチに接続される。第6スイッチは、第8スイッチに接続される。第9スイッチは、第2送信用スイッチに接続される。第10スイッチは、第2受信用スイッチに接続される。
(第12項)第1項に記載のアンテナモジュールにおいて、ベースバンド回路は、各々が送信回路および受信回路を有する第1回路および第2回路を含む。第1スイッチ回路は、第1高周波回路に接続された第1スイッチと、第2高周波回路に接続された第2スイッチとを含む。第2スイッチ回路は、第1回路の送信回路に接続された第1送信用スイッチと、第1回路の受信回路に接続された第1受信用スイッチと、第2回路の送信回路に接続された第2送信用スイッチと、第2回路の受信回路に接続された第2受信用スイッチとを含む。第1分岐回路は、第13分岐素子~第20分岐素子を含む。第13分岐素子~第20分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含む。第13分岐素子の第1端子は、第16分岐素子の第1端子に接続される。第13分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第2スイッチにそれぞれ接続される。第14分岐素子の第1端子は、第18分岐素子の第1端子に接続される。第14分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第2スイッチにそれぞれ接続される。第15分岐素子の第1端子は、第1スイッチに接続される。第15分岐素子の第2端子および第3端子は、第1送信用スイッチおよび第2送信用スイッチにそれぞれ接続される。第16分岐素子の第2端子および第3端子は、第1送信用スイッチおよび第2送信用スイッチにそれぞれ接続される。第17分岐素子の第1端子は、第1スイッチに接続される。第17分岐素子の第2端子および第3端子は、第1受信用スイッチおよび第2受信用スイッチにそれぞれ接続される。第18分岐素子の第2端子および第3端子は、第1受信用スイッチおよび第2受信用スイッチにそれぞれ接続される。第19分岐素子の第1端子は、第2スイッチに接続される。第19分岐素子の第2端子および第3端子は、第1送信用スイッチおよび第2送信用スイッチにそれぞれ接続される。第20分岐素子の第1端子は、第2スイッチに接続される。第20分岐素子の第2端子および第3端子は、第1受信用スイッチおよび第2受信用スイッチにそれぞれ接続される。
(第13項)第12項に記載のアンテナモジュールにおいて、第1送信用スイッチおよび第1受信用スイッチは、第1スイッチに接続される。第2送信用スイッチおよび第2受信用スイッチは、第2スイッチに接続される。
(第14項)第1項に記載のアンテナモジュールにおいて、ベースバンド回路は、各々が送信回路および受信回路を有する第1回路および第2回路を含む。複数の高周波回路は、第3高周波回路および第4高周波回路をさらに含む。第1スイッチ回路は、第1高周波回路~第4高周波回路にそれぞれ接続された第1スイッチ~第4スイッチを含む。第2スイッチ回路は、第1回路の送信回路に接続された第1送信用スイッチと、第1回路の受信回路に接続された第1受信用スイッチと、第2回路の送信回路に接続された第2送信用スイッチと、第2回路の受信回路に接続された第2受信用スイッチとを含む。第1分岐回路は、第21分岐素子~第24分岐素子を含む。第21分岐素子~第24分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含む。第21分岐素子の第1端子は、第1送信用スイッチに接続される。第21分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第3スイッチにそれぞれ接続される。第22分岐素子の第1端子は、第1受信用スイッチに接続される。第22分岐素子の第2端子および第3端子は、第1スイッチおよび第3スイッチにそれぞれ接続される。第23分岐素子の第1端子は、第2送信用スイッチに接続される。第23分岐素子の第2端子および第3端子は、第2スイッチおよび第4スイッチにそれぞれ接続される。第24分岐素子の第1端子は、第2受信用スイッチに接続される。第24分岐素子の第2端子および第3端子は、第2スイッチおよび第4スイッチにそれぞれ接続される。
(第15項)第14項に記載のアンテナモジュールにおいて、第1送信用スイッチおよび第1受信用スイッチは、第1スイッチおよび第3スイッチに直接接続されている。第2送信用スイッチおよび第2受信用スイッチは、第2スイッチおよび第4スイッチに直接接続されている。
(第16項)第1項に記載のアンテナモジュールにおいて、フロントエンド回路は、ベースバンド回路からの送信信号をアップコンバートするための第1ミキサ回路と、複数の高周波回路からの受信信号をダウンコンバートするための第2ミキサ回路とをさらに含む。
(第17項)第16項に記載のアンテナモジュールにおいて、第1ミキサ回路および第2ミキサ回路は、ベースバンド回路と第2スイッチ回路との間に接続されている。
(第18項)第16項に記載のアンテナモジュールにおいて、第1ミキサ回路および第2ミキサ回路は、複数の高周波回路と第1スイッチ回路との間に接続されている。
(第19項)第16項に記載のアンテナモジュールにおいて、ベースバンド回路は、送信回路および受信回路を含む。第2スイッチ回路は、ベースバンド回路の送信回路に接続された送信用スイッチと、ベースバンド回路の受信回路に接続された受信用スイッチとを含む。第1ミキサ回路は、複数の高周波回路と第1スイッチ回路との間に接続された第1ミキサと、ベースバンド回路の送信回路と送信用スイッチとの間に接続された第2ミキサとを含む。第2ミキサ回路は、複数の高周波回路と第1スイッチ回路との間に接続された第3ミキサと、ベースバンド回路の受信回路と受信用スイッチとの間に接続された第4ミキサとを含む。
(第20項)第1項~第19項のいずれか1項に記載のアンテナモジュールにおいて、複数の高周波回路の各々は、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナを含む。
(第21項)第1項~第19項のいずれか1項に記載のアンテナモジュールにおいて、複数の高周波回路の各々は、単独のアンテナ素子を含む。
(第22項)一態様に係るフロントエンド回路は、ベースバンド回路および複数の高周波回路の間で信号を伝達する。フロントエンド回路は、複数の高周波回路に接続された第1スイッチ回路と、ベースバンド回路に接続された第2スイッチ回路と、第1スイッチ回路と第2スイッチ回路との間に接続された第1分岐回路とを備える。複数の高周波回路は、第1高周波回路および第2高周波回路を含む。第1スイッチ回路および第2スイッチ回路を切換えることによって、第1高周波回路または第2高周波回路のいずれか一方とベースバンド回路との間で信号を伝達する第1状態と、第1高周波回路および第2高周波回路の双方とベースバンド回路との間で信号を伝達する第2状態とを切換えるように構成される。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10,10A~10G 通信装置、100,100A~100G アンテナモジュール、105,105A~105D 高周波回路、110A~110D RFIC、111A~111H,113A~113H,141A~141D,141A1,141A2,141B1,141B2,143A~143D,147A,147B,149A~149D スイッチ、112AR~112HR ローノイズアンプ、112AT~112HT パワーアンプ、114A~114H 減衰器、115A~115H 移相器、116A,116B 信号合成/分波器120 アンテナ装置、121 アンテナ素子、130,130A~130D 誘電体基板、140,140A~140G フロントエンド回路、142A~142D,142A1~142A4,142B1~142B4142C1~142C6,148A,148B 分岐素子、144A~144D,144A1~144A3,144B1~144B3 ミキサ、145A~145D フィルタ、200A,200B BBIC。
Claims (20)
- ベースバンド回路との間で信号の送受信を行なうアンテナモジュールであって、
各々が少なくとも1つのアンテナ素子を含む複数の高周波回路と、
前記ベースバンド回路および前記複数の高周波回路の間で信号を伝達するフロントエンド回路とを備え、
前記フロントエンド回路は、
前記複数の高周波回路に接続された第1スイッチ回路と、
前記ベースバンド回路に接続された第2スイッチ回路と、
前記第1スイッチ回路と前記第2スイッチ回路との間に接続された第1分岐回路とを含み、
前記複数の高周波回路は、第1高周波回路および第2高周波回路を含み、
前記フロントエンド回路は、前記第1スイッチ回路および前記第2スイッチ回路を切換えることによって、前記第1高周波回路または前記第2高周波回路のいずれか一方と前記ベースバンド回路との間で信号を伝達する第1状態と、前記第1高周波回路および前記第2高周波回路の双方と前記ベースバンド回路との間で信号を伝達する第2状態とを切換えるように構成される、アンテナモジュール。 - 前記第1スイッチ回路は、
前記第1高周波回路に接続された第1スイッチと、
前記第2高周波回路に接続された第2スイッチとを含み、
前記ベースバンド回路は、送信回路および受信回路を含み、
前記第2スイッチ回路は、
前記ベースバンド回路の送信回路に接続された送信用スイッチと、
前記ベースバンド回路の受信回路に接続された受信用スイッチとを含む、請求項1に記載のアンテナモジュール。 - 前記第1分岐回路は、第1分岐素子および第2分岐素子を含み、
前記第1分岐素子および前記第2分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含み、
前記第1分岐素子の第1端子は前記送信用スイッチに接続され、
前記第1分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチにそれぞれ接続され、
前記第2分岐素子の第1端子は前記受信用スイッチに接続され、
前記第2分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチにそれぞれ接続される、請求項2に記載のアンテナモジュール。 - 前記送信用スイッチおよび前記受信用スイッチの各々は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチに直接接続されている、請求項3に記載のアンテナモジュール。
- 前記複数の高周波回路は、第3高周波回路および第4高周波回路をさらに含み、
前記第1スイッチ回路は、
前記第3高周波回路に接続された第3スイッチと、
前記第4高周波回路に接続された第4スイッチとをさらに含む、請求項2に記載のアンテナモジュール。 - 前記第1分岐回路は、第1分岐素子~第4分岐素子を含み、
前記第1分岐素子~前記第4分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含み、
前記第1分岐素子の第1端子は前記送信用スイッチに接続され、
前記第1分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチにそれぞれ接続され、
前記第2分岐素子の第1端子は前記受信用スイッチに接続され、
前記第2分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチにそれぞれ接続され、
前記第3分岐素子の第1端子は前記送信用スイッチに接続され、
前記第3分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第3スイッチおよび前記第4スイッチにそれぞれ接続され、
前記第4分岐素子の第1端子は前記受信用スイッチに接続され、
前記第4分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第3スイッチおよび前記第4スイッチにそれぞれ接続される、請求項5に記載のアンテナモジュール。 - 前記第1分岐回路は、第5分岐素子および第6分岐素子をさらに含み、
前記第5分岐素子および前記第6分岐素子の各々は、第4端子と、当該第4端子から分岐した第5端子~第8端子とを含み、
前記第5分岐素子の第4端子は、前記送信用スイッチに接続され、
前記第5分岐素子の第5端子~第8端子は、前記第1スイッチ~前記第4スイッチにそれぞれ接続され、
前記第6分岐素子の第4端子は、前記受信用スイッチに接続され、
前記第6分岐素子の第5端子~第8端子は、前記第1スイッチ~前記第4スイッチにそれぞれ接続される、請求項6に記載のアンテナモジュール。 - 前記ベースバンド回路は、各々が送信回路および受信回路を有する第1回路および第2回路を含み、
前記第1スイッチ回路は、
前記第1高周波回路に接続された第1スイッチと、
前記第2高周波回路に接続された第2スイッチとを含み、
前記第2スイッチ回路は、
前記第1回路の送信回路に接続された第1送信用スイッチと、
前記第1回路の受信回路に接続された第1受信用スイッチと、
前記第2回路の送信回路に接続された第2送信用スイッチと、
前記第2回路の受信回路に接続された第2受信用スイッチとを含み、
前記第1分岐回路は、第7分岐素子~第10分岐素子を含み、
前記第7分岐素子~前記第10分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含み、
前記第7分岐素子の第1端子は、前記第1送信用スイッチに接続され、
前記第7分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチにそれぞれ接続され、
前記第8分岐素子の第1端子は、前記第1受信用スイッチに接続され、
前記第8分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチにそれぞれ接続され、
前記第9分岐素子の第1端子は、前記第2送信用スイッチに接続され、
前記第9分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチにそれぞれ接続され、
前記第10分岐素子の第1端子は、前記第2受信用スイッチに接続され、
前記第10分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチにそれぞれ接続される、請求項1に記載のアンテナモジュール。 - 前記第2スイッチ回路に含まれる各スイッチは、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチに直接接続されている、請求項8に記載のアンテナモジュール。
- 前記フロントエンド回路は、
第3スイッチ回路および第4スイッチ回路と、
第2分岐回路とをさらに含み、
前記第3スイッチ回路は、前記第1送信用スイッチおよび前記第2受信用スイッチにそれぞれ接続された第5スイッチおよび第6スイッチを含み、
前記第4スイッチ回路は、
前記第1回路の送信回路および受信回路にそれぞれ接続された第7スイッチおよび第8スイッチと、
前記第2回路の送信回路および受信回路にそれぞれ接続された第9スイッチおよび第10スイッチとを含み、
前記第2分岐回路は、第11分岐素子および第12分岐素子を含み、
前記第11分岐素子および前記第12分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含み、
前記第11分岐素子の第1端子は、前記第5スイッチに接続され、
前記第11分岐素子の第2端子および第3分岐素子は、前記第7スイッチおよび前記第9スイッチにそれぞれ接続され、
前記第12分岐素子の第1端子は、前記第6スイッチに接続され、
前記第12分岐素子の第2端子および第3分岐素子は、前記第8スイッチおよび前記第10スイッチにそれぞれ接続される、請求項8または9に記載のアンテナモジュール。 - 前記第5スイッチは、前記第7スイッチに接続され、
前記第6スイッチは、前記第8スイッチに接続され、
前記第9スイッチは、前記第2送信用スイッチに接続され、
前記第10スイッチは、前記第2受信用スイッチに接続される、請求項10に記載のアンテナモジュール。 - 前記ベースバンド回路は、各々が送信回路および受信回路を有する第1回路および第2回路を含み、
前記第1スイッチ回路は、
前記第1高周波回路に接続された第1スイッチと、
前記第2高周波回路に接続された第2スイッチとを含み、
前記第2スイッチ回路は、
前記第1回路の送信回路に接続された第1送信用スイッチと、
前記第1回路の受信回路に接続された第1受信用スイッチと、
前記第2回路の送信回路に接続された第2送信用スイッチと、
前記第2回路の受信回路に接続された第2受信用スイッチとを含み、
前記第1分岐回路は、第13分岐素子~第20分岐素子を含み、
前記第13分岐素子~前記第20分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含み、
前記第13分岐素子の第1端子は、前記第16分岐素子の第1端子に接続され、
前記第13分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチにそれぞれ接続され、
前記第14分岐素子の第1端子は、前記第18分岐素子の第1端子に接続され、
前記第14分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチにそれぞれ接続され、
前記第15分岐素子の第1端子は、前記第1スイッチに接続され、
前記第15分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1送信用スイッチおよび前記第2送信用スイッチにそれぞれ接続され、
前記第16分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1送信用スイッチおよび前記第2送信用スイッチにそれぞれ接続され、
前記第17分岐素子の第1端子は、前記第1スイッチに接続され、
前記第17分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1受信用スイッチおよび前記第2受信用スイッチにそれぞれ接続され、
前記第18分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1受信用スイッチおよび前記第2受信用スイッチにそれぞれ接続され、
前記第19分岐素子の第1端子は、前記第2スイッチに接続され、
前記第19分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1送信用スイッチおよび前記第2送信用スイッチにそれぞれ接続され、
前記第20分岐素子の第1端子は、前記第2スイッチに接続され、
前記第20分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1受信用スイッチおよび前記第2受信用スイッチにそれぞれ接続される、請求項1に記載のアンテナモジュール。 - 前記ベースバンド回路は、各々が送信回路および受信回路を有する第1回路および第2回路を含み、
前記複数の高周波回路は、第3高周波回路および第4高周波回路をさらに含み、
前記第1スイッチ回路は、前記第1高周波回路~前記第4高周波回路にそれぞれ接続された第1スイッチ~第4スイッチを含み、
前記第2スイッチ回路は、
前記第1回路の送信回路に接続された第1送信用スイッチと、
前記第1回路の受信回路に接続された第1受信用スイッチと、
前記第2回路の送信回路に接続された第2送信用スイッチと、
前記第2回路の受信回路に接続された第2受信用スイッチとを含み、
前記第1分岐回路は、第21分岐素子~第24分岐素子を含み、
前記第21分岐素子~前記第24分岐素子の各々は、第1端子と、当該第1端子から分岐した第2端子および第3端子とを含み、
前記第21分岐素子の第1端子は、前記第1送信用スイッチに接続され、
前記第21分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第3スイッチにそれぞれ接続され、
前記第22分岐素子の第1端子は、前記第1受信用スイッチに接続され、
前記第22分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第1スイッチおよび前記第3スイッチにそれぞれ接続され、
前記第23分岐素子の第1端子は、前記第2送信用スイッチに接続され、
前記第23分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第2スイッチおよび前記第4スイッチにそれぞれ接続され、
前記第24分岐素子の第1端子は、前記第2受信用スイッチに接続され、
前記第24分岐素子の第2端子および第3端子は、前記第2スイッチおよび前記第4スイッチにそれぞれ接続される、請求項1に記載のアンテナモジュール。 - 前記第1送信用スイッチおよび前記第1受信用スイッチは、前記第1スイッチおよび前記第3スイッチに直接接続されており、
前記第2送信用スイッチおよび前記第2受信用スイッチは、前記第2スイッチおよび前記第4スイッチに直接接続されている、請求項13に記載のアンテナモジュール。 - 前記フロントエンド回路は、
前記ベースバンド回路からの送信信号をアップコンバートするための第1ミキサ回路と、
前記複数の高周波回路からの受信信号をダウンコンバートするための第2ミキサ回路とをさらに含む、請求項1に記載のアンテナモジュール。 - 前記第1ミキサ回路および前記第2ミキサ回路は、前記ベースバンド回路と前記第2スイッチ回路との間に接続されている、請求項15に記載のアンテナモジュール。
- 前記第1ミキサ回路および前記第2ミキサ回路は、前記複数の高周波回路と前記第1スイッチ回路との間に接続されている、請求項15に記載のアンテナモジュール。
- 前記ベースバンド回路は、送信回路および受信回路を含み、
前記第2スイッチ回路は、
前記ベースバンド回路の送信回路に接続された送信用スイッチと、
前記ベースバンド回路の受信回路に接続された受信用スイッチとを含み、
前記第1ミキサ回路は、前記複数の高周波回路と前記第1スイッチ回路との間に接続された第1ミキサと、前記ベースバンド回路の送信回路と前記送信用スイッチとの間に接続された第2ミキサとを含み、
前記第2ミキサ回路は、前記複数の高周波回路と前記第1スイッチ回路との間に接続された第3ミキサと、前記ベースバンド回路の受信回路と前記受信用スイッチとの間に接続された第4ミキサとを含む、請求項15に記載のアンテナモジュール。 - 前記複数の高周波回路の各々は、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナを含む、請求項1~18のいずれか1項に記載のアンテナモジュール。
- ベースバンド回路および複数の高周波回路の間で信号を伝達するフロントエンド回路であって、
前記複数の高周波回路に接続された第1スイッチ回路と、
前記ベースバンド回路に接続された第2スイッチ回路と、
前記第1スイッチ回路と前記第2スイッチ回路との間に接続された第1分岐回路とを備え、
前記複数の高周波回路は、第1高周波回路および第2高周波回路を含み、
前記第1スイッチ回路および前記第2スイッチ回路を切換えることによって、前記第1高周波回路または前記第2高周波回路のいずれか一方と前記ベースバンド回路との間で信号を伝達する第1状態と、前記第1高周波回路および前記第2高周波回路の双方と前記ベースバンド回路との間で信号を伝達する第2状態とを切換えるように構成される、フロントエンド回路。
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