高频前端电路以及通信装置转让专利

申请号 : CN201780059799.3

文献号 : CN109792257B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 野阪浩司

申请人 : 株式会社村田制作所

摘要 :

高频前端电路(1)具备开关电路(10)、双工器(20,30)以及电容器(C),开关电路(10)具有:主开关(SW1),其对公共端子(111)与选择端子(112)之间的连接进行切换;副开关(SW1g),其通过与主开关(SW1)相排他的接通和断开,来对选择端子(112)与地之间的连接进行切换;主开关(SW2),其对公共端子(111)与选择端子(113)之间的连接进行切换;以及副开关(SW2g),其通过与主开关(SW2)相排他的接通和断开,来对选择端子(113)与地之间的连接进行切换,其中,在主开关(SW1,SW2)中只有一方接通的第一连接方式与双方接通的第二连接方式之间切换,电容器(C)将选择端子(112)与选择端子(113)连接。

权利要求 :

1.一种高频前端电路,具备:

开关电路,其具有与输入输出端子连接的公共端子以及选择性地与所述公共端子连接的多个选择端子;

第一滤波器,其与所述多个选择端子中的第一选择端子连接;

第二滤波器,其与所述多个选择端子中的第二选择端子连接,具有与所述第一滤波器的通带不同的通带;以及第一阻抗元件,

其中,所述开关电路具有:

第一主开关,其通过接通和断开,来将所述公共端子与所述第一选择端子之间切换为连接和非连接;

第一副开关,其通过在所述第一主开关接通的情况下断开以及在所述第一主开关断开的情况下接通,来将所述第一选择端子与地之间切换为连接和非连接;

第二主开关,其通过不受所述第一主开关的接通和断开所制约的接通和断开,来将所述公共端子与所述第二选择端子之间切换为连接和非连接;以及第二副开关,其通过在所述第二主开关接通的情况下断开以及在所述第二主开关断开的情况下接通,来将所述第二选择端子与地之间切换为连接和非连接,所述第一阻抗元件连接于将所述第一选择端子与所述第一滤波器连结的路径上的节点、以及将所述第二选择端子与所述第二滤波器连结的路径上的节点。

2.根据权利要求1所述的高频前端电路,其特征在于,所述开关电路在所述第一主开关及所述第二主开关中只有一方接通的第一连接方式与所述第一主开关及所述第二主开关这两方接通的第二连接方式之间切换,仅在所述开关电路为所述第一连接方式和所述第二连接方式中的所述第一连接方式时,所述第一阻抗元件使所述输入输出端子的阻抗与基准化阻抗匹配。

3.根据权利要求1或2所述的高频前端电路,其特征在于,所述高频前端电路还具备将所述公共端子与地连接的第二阻抗元件,在所述开关电路为所述第一主开关和所述第二主开关中只有一方接通的第一连接方式时,所述第一阻抗元件同所述第二阻抗元件的并联电路使所述输入输出端子的阻抗与基准化阻抗匹配,在所述开关电路为所述第一主开关和所述第二主开关这两方接通的第二连接方式时,所述第一阻抗元件和所述第二阻抗元件中只有所述第二阻抗元件使所述输入输出端子的阻抗与所述基准化阻抗匹配。

4.根据权利要求3所述的高频前端电路,其特征在于,所述第一滤波器和所述第二滤波器是具有弹性波谐振器的弹性波滤波器。

5.根据权利要求4所述的高频前端电路,其特征在于,所述第一阻抗元件是电容器,

所述第二阻抗元件是电感器。

6.根据权利要求3所述的高频前端电路,其特征在于,从所述第一选择端子侧看时的单个所述第一滤波器的通带内的电纳成分小于从所述第二选择端子侧看时的单个所述第二滤波器的通带内的电纳成分,所述高频前端电路还具备将所述第一选择端子与地连接的第三阻抗元件,在所述开关电路为只有所述第一主开关接通的所述第一连接方式时,所述第一阻抗元件同所述第二阻抗元件同所述第三阻抗元件的并联电路使所述输入输出端子的阻抗与所述基准化阻抗匹配,在所述开关电路为只有所述第二主开关接通的所述第一连接方式时,所述第一阻抗元件同所述第二阻抗元件的并联电路使所述输入输出端子的阻抗与所述基准化阻抗匹配,在所述开关电路为所述第二连接方式时,所述第二阻抗元件同所述第三阻抗元件的并联电路使所述输入输出端子的阻抗与所述基准化阻抗匹配。

7.根据权利要求6所述的高频前端电路,其特征在于,所述第三阻抗元件是电容器,

在所述第一阻抗元件是电容器的情况下,所述第三阻抗元件的电容值比所述第一阻抗元件的电容值小。

8.根据权利要求3所述的高频前端电路,其特征在于,从所述第一选择端子侧看时的单个所述第一滤波器的通带内的电纳成分小于从所述第二选择端子侧看时的单个所述第二滤波器的通带内的电纳成分,所述第一副开关的断开电容比所述第二副开关的断开电容大。

9.根据权利要求1或2所述的高频前端电路,其特征在于,从所述第一选择端子侧看时的单个所述第一滤波器的通带内的电纳成分与从所述第二选择端子侧看时的单个所述第二滤波器的通带内的电纳成分同等。

10.根据权利要求1或2所述的高频前端电路,其特征在于,所述第一滤波器和所述第二滤波器中的至少一方由多个滤波器构成,所述多个滤波器是各自的一个端子被共同连接后与所述开关电路连接的多工器。

11.根据权利要求1或2所述的高频前端电路,其特征在于,所述开关电路在所述第一主开关及所述第二主开关中只有一方接通的第一连接方式与所述第一主开关及所述第二主开关这两方接通的第二连接方式之间切换,所述高频前端电路还具备控制部,所述控制部在进行载波聚合、即同时发送或接收对所述第一滤波器的通带分配的第一频带以及对所述第二滤波器的通带分配的第二频带时,使所述开关电路为所述第二连接方式,在进行非载波聚合、即发送或接收所述第一频带和所述第二频带中的任一方时,使所述开关电路为所述第一连接方式。

12.根据权利要求1或2所述的高频前端电路,其特征在于,所述高频前端电路具备多个组,各组具有作为所述开关电路的第一开关电路、所述第一滤波器、所述第二滤波器以及所述第一阻抗元件,所述高频前端电路还具备:

第二开关电路,其具有公共端子、第一选择端子以及第二选择端子;以及第四阻抗元件,其中,所述第二开关电路所具有的所述第一选择端子选择性地与该第二开关电路所具有的所述公共端子及地端子中的某一方连接,所述第二开关电路所具有的所述第二选择端子选择性地与该第二开关电路所具有的所述公共端子及地端子中的某一方连接,所述多个组中的一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子与所述第二开关电路所具有的所述第一选择端子连接,所述多个组中的另一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子与所述第二开关电路所具有的所述第二选择端子连接,所述第四阻抗元件连接于将所述第二开关电路所具有的所述第一选择端子与所述一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子连结的路径上的节点、以及将所述第二开关电路所具有的所述第二选择端子与所述另一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子连结的路径上的节点。

13.一种高频前端电路,具备:

开关电路,其具有与输入输出端子连接的公共端子以及选择性地与所述公共端子连接的多个选择端子;

第一滤波器,其与所述多个选择端子中的第一选择端子连接;

第二滤波器,其与所述多个选择端子中的第二选择端子连接;以及第一阻抗元件,

其中,所述开关电路具有:

第一开关,其将所述第一选择端子选择性地与所述公共端子及地端子中的某一方连接;以及第二开关,其将所述第二选择端子选择性地与所述公共端子及地端子中的某一方连接,所述第一阻抗元件连接于将所述第一选择端子与所述第一滤波器连结的路径上的节点、以及将所述第二选择端子与所述第二滤波器连结的路径上的节点。

14.根据权利要求13所述的高频前端电路,其特征在于,所述高频前端电路具备多个组,各组具有作为所述开关电路的第一开关电路、所述第一滤波器、所述第二滤波器以及所述第一阻抗元件,所述高频前端电路还具备:

第二开关电路,其具有公共端子、第一选择端子以及第二选择端子;以及第四阻抗元件,其中,所述第二开关电路所具有的所述第一选择端子选择性地与该第二开关电路所具有的所述公共端子及地端子中的某一方连接,所述第二开关电路所具有的所述第二选择端子选择性地与该第二开关电路所具有的所述公共端子及地端子中的某一方连接,所述多个组中的一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子与所述第二开关电路所具有的所述第一选择端子连接,所述多个组中的另一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子与所述第二开关电路所具有的所述第二选择端子连接,所述第四阻抗元件连接于将所述第二开关电路所具有的所述第一选择端子与所述一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子连结的路径上的节点、以及将所述第二开关电路所具有的所述第二选择端子与所述另一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子连结的路径上的节点。

15.一种通信装置,具备:

RF信号处理电路,其对利用天线元件发送接收的高频信号进行处理;以及根据权利要求1~14中的任一项所述的高频前端电路,其在所述天线元件与所述RF信号处理电路之间传递所述高频信号。

说明书 :

高频前端电路以及通信装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有多个滤波器的高频前端电路以及通信装置。

背景技术

[0002] 以往,作为支持多频段的具备多个滤波器的滤波器模块,已知以下的结构:具备将该多个滤波器选择性地与天线端子连接的开关电路(例如,参照专利文献1)。根据该滤波器模块,例如在1个开关电路与同该1个开关电路连接的多个滤波器之间设置有阻抗匹配电路。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:国际公开第2013/021626号

发明内容

[0006] 发明要解决的问题
[0007] 然而,在上述以往的结构中,需要对多个滤波器各自设置阻抗匹配电路,因此有碍小型化。
[0008] 另外,在由开关电路选择的滤波器的个数为2以上时,如使用上述以往的结构来进行同时发送或接收多个频带的高频信号的CA(Carrier Aggregation:载波聚合)的情况等时,可能产生如下那样的问题。也就是说,与由开关电路选择的滤波器的个数为1时、如non-CA(non-Carrier Aggregation:非载波聚合)的情况等时相比,由于由开关电路选择的滤波器的个数改变而导致阻抗产生偏差。
[0009] 因而,在这种情况下,通过阻抗匹配电路进行的阻抗匹配变难,招致损耗的增大。
[0010] 因此,本发明的目的在于提供一种能够实现小型化且低损耗化的高频前端电路以及通信装置。
[0011] 用于解决问题的方案
[0012] 为了实现上述目的,本发明的一个方式所涉及的高频前端电路具备:开关电路,其具有与输入输出端子连接的公共端子以及选择性地与所述公共端子连接的多个选择端子;第一滤波器,其与所述多个选择端子中的第一选择端子连接;第二滤波器,其与所述多个选择端子中的第二选择端子连接,具有与所述第一滤波器的通带不同的通带;以及第一阻抗元件,其中,所述开关电路具有:第一主开关,其通过接通和断开,来将所述公共端子与所述第一选择端子之间切换为连接和非连接;第一副开关,其通过与所述第一主开关的接通及断开相排他的接通及断开,来将所述第一选择端子与地之间切换为连接和非连接;第二主开关,其通过不受所述第一主开关的接通和断开所制约的接通和断开,来将所述公共端子与所述第二选择端子之间切换为连接和非连接;以及第二副开关,其通过与所述第二主开关相排他的接通和断开,来将所述第二选择端子与地之间切换为连接和非连接,所述开关电路在所述第一主开关及所述第二主开关中只有一方接通的第一连接方式与所述第一主开关及所述第二主开关这两方接通的第二连接方式之间切换,所述第一阻抗元件连接于将所述第一选择端子与所述第一滤波器连结的路径上的节点、以及将所述第二选择端子与所述第二滤波器连结的路径上的节点。
[0013] 由此,在开关电路为第一主开关和第二主开关中只有一方接通的第一连接方式时,第一阻抗元件经由第一副开关和第二副开关中的一方来与地连接。因此,此时第一阻抗元件作为阻抗匹配电路的阻抗元件来起作用。另一方面,在开关电路为第一主开关和所述第二主开关这两方接通的第二连接方式时,第一阻抗元件的两端经由第一主开关和第二主开关被短路。因此,此时第一阻抗元件不起作用。也就是说,根据本方式,无需追加成为阻抗匹配电路的阻抗元件,能够根据开关电路的连接方式来变更阻抗匹配电路,因此能够实现小型化且低损耗化。
[0014] 另外,也可以是,所述开关电路在所述第一主开关及所述第二主开关中只有一方接通的第一连接方式与所述第一主开关及所述第二主开关这两方接通的第二连接方式之间切换,仅在所述开关电路为所述第一连接方式和所述第二连接方式中的所述第一连接方式时,所述第一阻抗元件使所述输入输出端子的阻抗与基准化阻抗匹配。
[0015] 通过像这样根据第一连接方式和第二连接方式来切换是否通过第一阻抗元件进行匹配,等同于利用1个阻抗元件(第一阻抗元件)来构成2个阻抗匹配电路。因此,能够削减构成阻抗匹配电路的元件数,因此能够实现小型化。
[0016] 另外,也可以是,所述高频前端电路还具备将所述公共端子与地连接的第二阻抗元件,在所述开关电路为所述第一主开关和所述第二主开关中只有一方接通的所述第一连接方式时,所述第一阻抗元件同所述第二阻抗元件的并联电路使所述输入输出端子的阻抗与基准化阻抗匹配,在所述开关电路为所述第一主开关和所述第二主开关这两方接通的所述第二连接方式时,所述第一阻抗元件和所述第二阻抗元件中只有所述第二阻抗元件使所述输入输出端子的阻抗与所述基准化阻抗匹配。
[0017] 由此,在开关电路为第一连接方式的情况下,能够通过由第一阻抗元件同第二阻抗元件的并联电路构成的阻抗匹配电路来使输入输出端子的阻抗与基准化阻抗匹配,在开关电路为第二连接方式的情况下,能够通过由第二阻抗元件构成的阻抗匹配电路来使输入输出端子的阻抗与基准化阻抗匹配。因此,无论开关电路是第一连接方式还是第二连接方式,都能够实现低损耗化。
[0018] 另外,也可以是,所述第一滤波器和所述第二滤波器是具有弹性波谐振器的弹性波滤波器。
[0019] 由此,能够得到具有陡度优异的(高选择度的)滤波器特性的、小型且低高度的第一滤波器和第二滤波器。也就是说,根据本方式,能够实现在实现进一步的小型化的同时、低损耗且高选择度的高频前端电路。
[0020] 另外,也可以是,所述第一阻抗元件是电容器,所述第二阻抗元件是电感器。
[0021] 在此,就构造而言,构成第一滤波器和第二滤波器的弹性波滤波器的阻抗呈现电容性的情况多。因此,通过将电容器用作第一阻抗元件、将电感器用作第二阻抗元件,无论开关电路是第一连接方式还是第二连接方式,都能够使输入输出端子的阻抗与基准化阻抗匹配,因此能够实现低损耗化。也就是说,根据本方式,能够实现在实现小型化的同时、低损耗且高选择度的高频前端电路。
[0022] 另外,也可以是,从所述第一选择端子侧看时的单个所述第一滤波器的通带内的电纳成分小于从所述第二选择端子侧看时的单个所述第二滤波器的通带内的电纳成分,所述高频前端电路还具备将所述第一选择端子与地连接的第三阻抗元件,在所述开关电路为只有所述第一主开关接通的所述第一连接方式时,所述第一阻抗元件同所述第二阻抗元件同所述第三阻抗元件的并联电路使所述输入输出端子的阻抗与所述基准化阻抗匹配,在所述开关电路为只有所述第二主开关接通的所述第一连接方式时,所述第一阻抗元件同所述第二阻抗元件的并联电路使所述输入输出端子的阻抗与所述基准化阻抗匹配,在所述开关电路为所述第二连接方式时,所述第二阻抗元件同所述第三阻抗元件的并联电路使所述输入输出端子的阻抗与所述基准化阻抗匹配。
[0023] 由此,即使是从第一选择端子看时的单个第一滤波器的通带内的电纳成分小于从第二选择端子看时的单个第二滤波器的通带内的电纳成分的情况,也能够根据开关电路的连接方式来变更阻抗匹配电路,因此能够实现小型化且低损耗化。
[0024] 另外,也可以是,所述第三阻抗元件是电容器,在所述第一阻抗元件是电容器的情况下,所述第三阻抗元件的电容值比所述第一阻抗元件的电容值小。
[0025] 由此,在单个第一滤波器和单个第二滤波器各自的通带内的上述电纳成分大于j0时,即,在通带内单个第一滤波器和单个第二滤波器分别呈现电容性时,能够实现小型化且低损耗化。
[0026] 另外,也可以是,从所述第一选择端子侧看时的单个所述第一滤波器的通带内的电纳成分小于从所述第二选择端子侧看时的单个所述第二滤波器的通带内的电纳成分,所述第一副开关的断开电容比所述第二副开关的断开电容大。
[0027] 由此,能够削减阻抗元件的个数,因此能够实现进一步的小型化。
[0028] 另外,也可以是,从所述第一选择端子侧看时的单个所述第一滤波器的通带内的电纳成分与从所述第二选择端子侧看时的单个所述第二滤波器的通带内的电纳成分同等。
[0029] 由此,无论开关电路是只有第一主开关接通的第一连接方式时、还是只有第二主开关接通的第一连接方式时,都能够通过附加第一阻抗元件来使输入输出端子处的导纳移位到导纳图上的大致相同的位置。因此,通过适当调整第一阻抗元件的常数,无论是上述哪种情况都能够使输入输出端子的阻抗与基准化阻抗匹配。因此,能够抑制部件数量的增加,因此能够实现进一步的小型化。
[0030] 另外,也可以是,所述第一滤波器和所述第二滤波器中的至少一方由多个滤波器构成,所述多个滤波器是各自的一个端子被共同连接后与所述开关电路连接的多工器。
[0031] 由此,例如能够实现支持CA的发送接收用的高频前端电路。
[0032] 另外,也可以是,所述开关电路在所述第一主开关及所述第二主开关中只有一方接通的第一连接方式与所述第一主开关及所述第二主开关这两方接通的第二连接方式之间切换,所述高频前端电路还具备控制部,所述控制部在进行载波聚合、即同时发送或接收对所述第一滤波器的通带分配的第一频带以及对所述第二滤波器的通带分配的第二频带时,使所述开关电路为所述第二连接方式,在进行非载波聚合、即发送或接收所述第一频带和所述第二频带中的任一方时,使所述开关电路为所述第一连接方式。
[0033] 另外,本发明的另一个方式所涉及的高频前端电路具备:开关电路,其具有与输入输出端子连接的公共端子以及选择性地与所述公共端子连接的多个选择端子;第一滤波器,其与所述多个选择端子中的第一选择端子连接;第二滤波器,其与所述多个选择端子中的第二选择端子连接;以及第一阻抗元件,其中,所述开关电路具有:第一开关,其将所述第一选择端子选择性地与所述公共端子及地端子中的某一方连接;以及第二开关,其将所述第二选择端子选择性地与所述公共端子及地端子中的某一方连接,所述第一阻抗元件连接于将所述第一选择端子与所述第一滤波器连结的路径上的节点、以及将所述第二选择端子与所述第二滤波器连结的路径上的节点。
[0034] 由此,能够减少开关的数量,因此能够实现小型化。
[0035] 另外,也可以是,所述高频前端电路具备多个组,各组具有作为所述开关电路的第一开关电路、所述第一滤波器、所述第二滤波器以及所述第一阻抗元件,所述高频前端电路还具备:第二开关电路,其具有公共端子、第一选择端子以及第二选择端子;以及第四阻抗元件,其中,所述第二开关电路所具有的所述第一选择端子选择性地与该第二开关电路所具有的所述公共端子及地端子中的某一方连接,所述第二开关电路所具有的所述第二选择端子选择性地与该第二开关电路所具有的所述公共端子及地端子中的某一方连接,所述多个组中的一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子与所述第二开关电路所具有的所述第一选择端子连接,所述多个组中的另一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子与所述第二开关电路所具有的所述第二选择端子连接,所述第四阻抗元件连接于将所述第二开关电路所具有的所述第一选择端子与所述一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子连结的路径上的节点、以及将所述第二开关电路所具有的所述第二选择端子与所述另一个组中的所述第一开关电路所具有的所述公共端子连结的路径上的节点。
[0036] 由此,能够在实现小型化且低损耗化的同时支持4个以上的频带。
[0037] 另外,本发明的一个方式所涉及的通信装置具备:RF信号处理电路,其对利用天线元件发送接收的高频信号进行处理;以及上述任一个高频前端电路,其在所述天线元件与所述RF信号处理电路之间传递所述高频信号。
[0038] 由此,能够提供能够实现小型化且低损耗化的通信装置。
[0039] 发明的效果
[0040] 根据本发明所涉及的高频前端电路以及通信装置,能够实现小型化且低损耗化。

附图说明

[0041] 图1是实施方式1所涉及的高频前端电路的结构图。
[0042] 图2A是表示实施方式1中的开关电路的框图的一例。
[0043] 图2B是表示实施方式1中的开关电路的框图的另一例。
[0044] 图3A是示意性地表示选择多个设备时的实施方式1所涉及的高频前端电路的结构的图。
[0045] 图3B是图3A的等效电路图。
[0046] 图4A是示意性地表示选择单一的设备时的实施方式1所涉及的高频前端电路的结构的图。
[0047] 图4B是图4A的等效电路图。
[0048] 图5是用于说明实施方式1中的阻抗匹配的史密斯圆图。
[0049] 图6A是表示实施方式1中选择多个设备时阻抗匹配电路使阻抗发生的变化的史密斯圆图。
[0050] 图6B是表示实施方式1中选择单一设备时阻抗匹配电路使阻抗发生的变化的史密斯圆图。
[0051] 图7是表示实施例中支持Band26的单个双工器的特性的图。
[0052] 图8是表示实施例中支持Band12的单个双工器的特性的图。
[0053] 图9A是表示实施例中将2个双工器捆绑在一起的状态下的特性的第一图。
[0054] 图9B是表示实施例中将2个双工器捆绑在一起的状态下的特性的第二图。
[0055] 图10A是表示在实施例所涉及的高频前端电路中Band26与Band12的CA时的特性的第一图。
[0056] 图10B是表示在实施例所涉及的高频前端电路中Band26与Band12的CA时的特性的第二图。
[0057] 图11A是表示在实施例所涉及的高频前端电路中Band26的non-CA时的特性的图。
[0058] 图11B是表示在实施例所涉及的高频前端电路中Band12的non-CA时的特性的图。
[0059] 图12是实施方式1的变形例1所涉及的高频前端电路的结构图。
[0060] 图13A是示意性地表示选择多个设备时的实施方式1的变形例1所涉及的高频前端电路的结构的图。
[0061] 图13B是图13A的等效电路图。
[0062] 图14A是示意性地表示选择滤波器作为单一的设备的情况下的实施方式1的变形例1所涉及的高频前端电路的结构的图。
[0063] 图14B是图14A的等效电路图。
[0064] 图15A是示意性地表示选择双工器作为单一的设备的情况下的实施方式1的变形例1所涉及的高频前端电路的结构的图。
[0065] 图15B是图15A的等效电路图。
[0066] 图16是用于说明实施方式1的变形例1中的阻抗匹配的史密斯圆图。
[0067] 图17是实施方式1的变形例2所涉及的高频前端电路的结构图。
[0068] 图18是实施方式2所涉及的高频前端电路的结构图。
[0069] 图19是实施方式3所涉及的高频前端电路及其周边电路的结构图。
[0070] 图20是其它实施方式所涉及的高频前端电路的第一例的结构图。
[0071] 图21是其它实施方式所涉及的高频前端电路的第二例的结构图。

具体实施方式

[0072] 下面,使用实施例和附图来详细说明本发明的实施方式。此外,下面说明的实施方式均表示总括性或具体性的例子。下面的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置以及连接方式等是一个例子,其主旨并不在于限定本发明。将下面的实施方式中的结构要素中的未记载于独立权利要求的结构要素作为任意的结构要素来进行说明。另外,在各图中,对实质上相同的结构标注相同的标记,有时省略或简化重复的说明。
[0073] (实施方式1)
[0074] [1.概要]
[0075] [1-1.结构]
[0076] 图1是实施方式1所涉及的高频前端电路1的结构图。
[0077] 高频前端电路1是在天线元件(未图示)、放大器(未图示)以及RFIC(Radio Frequency IntegratedCircuit:射频集成电路,未图示)之间传递高频信号的电路。这些天线元件、放大器以及RFIC设置于高频前端电路1的外部。因此,在本实施方式中,高频前端电路1实现作为多工器的功能。此外,放大器也可以内置于高频前端电路1。
[0078] 在本实施方式中,高频前端电路1支持LTE(Long Term Evolution:长期演进),传递在3GPP(Third Generation Partnership Project:第三代合作伙伴计划)中规定的Band(频段)的高频信号。具体地说,高频前端电路1支持在3GPP中规定的Band26和Band12,传递该Band的高频信号。
[0079] 此外,下面,有时将“在3GPP中规定的Band”仅称为“Band”,将各Band的接收带(Rx带)或发送带(Tx带)简化地以频段名及在其末尾附加的表示接收带或发送带的词来称呼,例如对于Band26的接收带,如“B26Rx”这样称呼。
[0080] 在本实施方式中,高频前端电路1将利用天线元件接收后输入到天线(ANT)端子101的高频信号(在此为高频接收信号)进行滤波从而使规定频率的高频信号通过后,从多个独立端子(在此为2个接收端子,具体地说,作为Band26的接收端子的B26Rx端子102Rx以及作为Band12的接收端子的B12Rx端子103Rx)经由放大器输出到RFIC。或者,与其相反地,高频前端电路1将从RFIC输入到多个独立端子(在此为2个发送端子,具体地说,作为Band26的发送端子的B26Tx端子102Tx以及作为Band12的发送端子的B12Tx端子103Tx)的高频信号(在此为高频发送信号)进行放大,之后进行滤波从而使规定频率的高频信号通过后从ANT端子101输出到天线元件。在本实施方式中,ANT端子101是输入和输出高频信号的输入输出端子。此外,输入输出端子不限于与天线元件连接,也可以与放大器等其它电路元件连接。
也就是说,本实施方式中的ANT端子101也可以是与放大器等连接的端子。
[0081] 具体地说,高频前端电路1具备开关电路10、多个滤波器(在本实施方式中,为由发送滤波器21和接收滤波器22构成的双工器20、以及由发送滤波器31和接收滤波器32构成的双工器30)以及电容器C(第一阻抗元件)。另外,在本实施方式中,高频前端电路1还具备电感器L(第二阻抗元件)。
[0082] 开关电路10具有公共端子111以及选择性地与公共端子111连接的多个选择端子(在本实施方式中,为2个选择端子112(第一选择端子)和选择端子113(第二选择端子))。在此,公共端子111与高频前端电路1的ANT端子101连接,多个选择端子经由上述多个滤波器来与高频前端电路1的多个独立端子独立地连接。
[0083] 具体地说,开关电路10具有SPST(Single-Pole,Single-Throw:单刀单掷)型的主开关SW1(第一主开关),该主开关SW1通过接通(导通)和断开(非导通)来将公共端子111与选择端子112(第一选择端子)之间切换为连接(导通)和非连接(非导通)。另外,开关电路10具有SPST型的副开关SW1g(第一副开关),该副开关SW1g通过与主开关SW1(第一主开关)相排他的接通和断开,来将选择端子112(第一选择端子)与地之间切换为连接和非连接。另外,开关电路10具有SPST型的主开关SW2(第二主开关),该主开关SW2通过不受主开关SW1的接通和断开所制约的接通和断开,来将公共端子111与选择端子113(第二选择端子)之间切换为连接和非连接。另外,开关电路10具有SPST型的副开关SW2g(第二副开关),该副开关SW2g通过与主开关SW2(第二主开关)相排他的接通和断开,来将选择端子113(第二选择端子)与地之间切换为连接和非连接。
[0084] 在此,“排他的接通和断开”是指:在一方接通的情况下另一方断开,在一方断开的情况下另一方接通。因此,在主开关SW1与副开关SW1g之间,在主开关SW1接通的情况下副开关SW1g断开,在主开关SW1断开的情况下副开关SW1g接通。另外,在主开关SW2与副开关SW2g之间,在主开关SW2接通的情况下副开关SW2g断开,在主开关SW2断开的情况下副开关SW2g接通。
[0085] 另外,主开关SW2的接通和断开不受主开关SW1的接通和断开所制约是指:与主开关SW1的接通和断开无关,主开关SW2既可能接通也可能断开。也就是说,主开关SW1与主开关SW2彼此独立地接通和断开。
[0086] 根据这样构成的开关电路10,在公共端子111与选择端子112之间的主开关SW1接通时,选择端子112与地端子之间的副开关SW1g断开,由此能够将公共端子111与选择端子112之间连接。另一方面,在公共端子111与选择端子112之间的主开关SW1断开时,选择端子
112与地端子之间的副开关SW1g接通,由此公共端子111与选择端子112之间变为非连接,并且能够将公共端子111与选择端子112之间隔离。这些事项不限于与选择端子112连接的主开关SW1和副开关SW1g,关于与选择端子113连接的主开关SW2和副开关SW2g也是同样的。
[0087] 作为构成这种开关电路10的各开关(主开关SW1及SW2、副开关SW1g及SW2g),例如能够列举出二极管开关或者由GaAs或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)构成的FET(Field Effect Transistor:场效应晶体管)开关。另外,开关电路10也可以构成为具有多个开关的开关IC(Integrated Circuit:集成电路)。另外,各开关不限于形成于半导体基板的半导体开关,也可以是由MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微电子机械系统)构成的机械式开关。
[0088] 此外,在高频前端电路1等高频电路中使用的开关电路10一般可以表示为如图2A和图2B所示的框图。图2A是表示本实施方式中的开关电路10的框图的一例。图2B是该框图的另一例。即使是如这些框图所示的SPDT(单刀双掷)型的开关电路10,就内部结构而言,也具备图1所示的2个主开关SW1及SW2以及2个副开关SW1g及SW2g。也就是说,不限于在开关电路10中明确示出地具备2个主开关SW1及SW2以及2个副开关SW1g及SW2g的结构,也包括如图2A和图2B所示那样省略了2个主开关SW1及SW2以及2个副开关SW1g及SW2g中的一部分的结构。
[0089] 具体地说,图2A所示的开关电路10是主开关SW1和主开关SW2彼此独立地接通和断开的结构。也就是说,该图所示的开关电路10能够实现以下连接方式中的任一个:主开关SW1及SW2中只有一方接通;主开关SW1及SW2这两方接通;以及主开关SW1及SW2这两方断开。
[0090] 图2B所示的开关电路10在多数情况下被表示为公共端子111与2个选择端子112及113中只有一方连接的结构。换言之,该图所示的开关电路10在多数情况下被表示为以下结构:虽然能够实现主开关SW1及SW2中只有一方接通的连接方式,但是不能实现主开关SW1及SW2这两方接通的连接方式以及主开关SW1及SW2这两方断开的连接方式。但是,即使是该图所示的开关电路10,只要作为实际的结构具备2个主开关SW1及SW2以及2个副开关SW1g及SW2g,就能够实现与图1或图2A所示的开关电路10相同的连接方式。因此,本实施方式中的开关电路10不被框图等所示的简单表述所限定,而是被内部的电路结构或连接方式所限定。
[0091] 在本实施方式中,双工器20支持Band26,由发送滤波器21和接收滤波器22构成,该发送滤波器21在通带中包括Band26的Tx带,且在衰减带中包括Band26的Rx带,该接收滤波器22在通带中包括Band26的Rx带,且在衰减带中包括Band26的Tx带。该发送滤波器21的一个输入输出端子(在此为输出端子)和该接收滤波器22的一个输入输出端子(在此为输入端子)共同连接(捆绑)于双工器20的公共端子后,与开关电路10的选择端子112连接。另外,发送滤波器21的另一个输入输出端子(在此为输入端子)与B26Tx端子102Tx连接。另外,接收滤波器22的另一个输入输出端子(在此为输出端子)与B26Rx端子102Rx连接。
[0092] 双工器30具有与双工器20不同的通带,在本实施方式中双工器30支持Band12。该双工器30由发送滤波器31和接收滤波器32构成,该发送滤波器31在通带中包括Band12的Tx带,且在衰减带中包括Band12的Rx带,该接收滤波器32在通带中包括Band12的Rx带,且在衰减带中包括Band12的Tx带。该发送滤波器31的一个输入输出端子(在此为输出端子)和该接收滤波器32的一个输入输出端子(在此为输入端子)共同连接(捆绑)于双工器30的公共端子后,与开关电路10的选择端子113连接。另外,发送滤波器31的另一个输入输出端子(在此为输入端子)与B12Tx端子103Tx连接。另外,接收滤波器32的另一个输入输出端子(在此为输出端子)与B12Rx端子103Rx连接。
[0093] 在本实施方式中,这些双工器20及30(第一滤波器和第二滤波器)是具有弹性波谐振器的弹性波滤波器。具体地说,构成双工器20的发送滤波器21和接收滤波器22分别是由包括弹性波谐振器的电路构成的弹性波滤波器,并且,构成双工器30的发送滤波器31和接收滤波器32分别是由包括弹性波谐振器的电路构成的弹性波滤波器。弹性波谐振器例如由使用声表面波、体波或弹性边界波的谐振器构成。
[0094] 另外,双工器20的通带与双工器30的通带互不相同,频率不重叠。也就是说,能够通过开关电路10共同连接的2个以上的滤波器(在本实施方式中,包括构成双工器20的发送滤波器21及接收滤波器22以及构成双工器30的发送滤波器31及接收滤波器32这4个滤波器)的通带的频率互不相同,不重叠。
[0095] 电容器C是将选择端子112(第一选择端子)与选择端子113(第二选择端子)连接的第一阻抗元件。在此,电容器C“将选择端子112与选择端子113连接”不限于以下结构:电容器C的一端与选择端子112直接连接,电容器C的另一端与选择端子113直接连接。例如,电容器C也可以一端连接于将选择端子112与双工器20连结的传输线路,另一端连接于将选择端子113与双工器30连结的传输线路。也就是说,电容器C连接于将选择端子112与双工器20连结的路径上的节点以及将选择端子113与双工器30连结的路径上的节点即可。
[0096] 电感器L是将公共端子111与地连接的第二阻抗元件。在此,电感器L“将公共端子111与地连接”不限于以下结构:电感器L的一端与公共端子111直接连接,电感器L的另一端与地直接连接。例如,电感器L也可以一端连接于将ANT端子101与公共端子111连结的传输线路。
[0097] 以上说明了高频前端电路1的结构,但是该高频前端电路1的结构不限于此。例如,高频前端电路1所支持的Band不限于Band26和Band12,也可以是其它Band,所支持的Band的数量也不限于2个,也可以是3个以上。因此,开关电路10的选择端子的个数、双工器(或滤波器)的个数以及高频前端电路1的独立端子的个数等不限于上述的个数。也就是说,开关电路10也可以具有n个(n为3以上的整数)主开关和n个副开关。
[0098] [1-2.动作]
[0099] 如以上那样构成的高频前端电路1按照来自RFIC等控制部(未图示)的控制信号,如下那样动作。
[0100] 即,开关电路10在主开关SW1(第一主开关)和主开关SW2(第二主开关)中只有一方接通的第一连接方式与主开关SW1及SW2这两方接通的第二连接方式之间切换。
[0101] 具体地说,开关电路10在进行CA时、即同时发送或接收对双工器20(第一滤波器)的通带分配的Band26(第一频带)以及对双工器30(第二滤波器)的通带分配的Band12(第二频带)时,成为上述的第二连接方式。也就是说,在CA时,在开关电路10中主开关SW1及SW2这两方接通,由此选择多个设备(在此为2个设备即双工器20及30,下面称为“多设备”)。其结果,高频前端电路1将在天线元件(未图示)与RFIC(未图示)之间传输的高频信号利用所选择的2个双工器20及30进行滤波后传输。
[0102] 另一方面,开关电路10在进行non-CA时、即发送或接收Band26和Band12中的任一方时,成为上述的第一连接方式。也就是说,在non-CA时,在开关电路10中,主开关SW1及SW2中只有一方接通,由此选择单一的设备(在此为双工器20及30中的一方,下面称为“单一设备”)。其结果,高频前端电路1将在天线元件(未图示)与RFIC(未图示)之间传输的高频信号利用所选择的1个双工器20或30进行滤波后传输。
[0103] 图3A是示意性地表示选择多个设备(在此为2个双工器20及30)时的实施方式1所涉及的高频前端电路1的结构的图。图3B是图3A的等效电路图。此外,在图3A中,用实线表示在电路上起作用的部分,用虚线表示在电路上不起作用的部分。这在以后的相同的图中也是同样的。另外,简明起见,下面以开关电路10中插入到成为接通的开关的端子之间的电感器和电阻为零来进行说明。因此,在实际的电路设计中,电容器C(第一阻抗元件)和电感器L(第二阻抗元件)等的常数有时与下面说明的值不同。
[0104] 如这些图所示,在选择2个双工器20及30的情况下,电容器C的两端经由2个主开关SW1及SW2被短路。因此,在该情况下,电容器C不起作用,所选择的2个双工器20及30的公共端子(ANT端子101侧的端子)与地之间仅通过电感器L(第二阻抗元件)来连接。也就是说,在开关电路10为第二连接方式(即,主开关SW1及SW2这两方接通)时,通过电容器C(第一阻抗元件)和电感器L(第二阻抗元件)中只有电感器L使ANT端子101的阻抗与基准化阻抗匹配。换言之,此时,阻抗匹配电路由电感器L构成。
[0105] 图4A是示意性地表示选择单一的设备(在此为双工器20)时的实施方式1所涉及的高频前端电路1的结构的图。图4B是图4A的等效电路图。
[0106] 在此,在本实施方式中,关于选择单一的设备时的连接方式,在选择双工器20的情况和选择双工器30的情况下,除了接通和断开的主开关SW1及SW2以及副开关SW1g及SW2g调换以外,其它是同样的。因此,下面说明选择双工器20的情况,省略选择双工器30的情况的说明。
[0107] 如这些图所示,在仅选择1个双工器20的情况下,电容器C经由与未选择的双工器30对应的副开关SW2g来与地连接(分流地连接)。因此,在该情况下,所选择的双工器20的公共端子与地之间通过电容器C(第一阻抗元件)同电感器L(第二阻抗元件)的并联电路来连接。也就是说,在开关电路10为第一连接方式(即,主开关SW1及SW2中只有一方接通)时,通过电容器C(第一阻抗元件)同电感器L(第二阻抗元件)的并联电路来使ANT端子101的阻抗与基准化阻抗匹配。换言之,此时,阻抗匹配电路由电容器C和电感器L的并联电路构成。
[0108] 这样,根据本实施方式,无需追加成为阻抗匹配电路的阻抗元件,能够针对选择多设备的情况和仅选择单一设备的情况来变更阻抗匹配(阻抗匹配电路)。也就是说,在选择多设备的情况下,使电容器C(第一阻抗元件)和电感器L(第二阻抗元件)中只有电感器L作为阻抗匹配电路起作用,在选择单一设备的情况下,使电容器C(第一阻抗元件)和电感器L(第二阻抗元件)这两方作为阻抗匹配电路起作用。
[0109] [1-3.阻抗匹配]
[0110] 下面,说明本实施方式中的阻抗匹配的原理。
[0111] 图5是用于说明本实施方式中的阻抗匹配的史密斯圆图。此外,下面有时使用史密斯圆图来说明作为阻抗的倒数的导纳。因此,下面有时对导纳的虚数成分即电纳成分进行说明,或者,使用原本不应表述于史密斯圆图而应表述于导纳图的等电导圆等的表达来进行说明。另外,下面说明从ANT端子101侧看时的阻抗和导纳。即,将从与选择端子112连接的一侧的端子看时的单个双工器20的电纳成分作为单个双工器20的电纳成分或者从选择端子112侧看时的单个双工器20的电纳成分来进行说明。同样地,将从与选择端子113连接的一侧的端子看时的单个双工器30的电纳成分作为单个双工器30的电纳成分或者从选择端子113侧看时的单个双工器30的电纳成分来进行说明。
[0112] 就构造而言,由弹性波滤波器构成的双工器20及30各自的阻抗呈现电容性。具体地说,单个双工器20及单个双工器30的阻抗(下面称为“DPX单体特性”)被设计为在图5的史密斯圆图上表示为“DPX单体特性”的矩形部分。
[0113] 因此,将这2个双工器20及30的公共端子共同连接(捆绑)后得到的阻抗(下面称为“DPX捆绑特性”)位于在图5的史密斯圆图上表示为“DPX捆绑特性”的圆形部分。具体地说,在由弹性波滤波器构成的双工器20及30各自的自身通带(自频带)中,所捆绑的对方侧双工器作为电容器来起作用。也就是说,双工器20及30中的一个双工器的自频带成为另一个双工器的衰减带。因此,DPX捆绑特性相比于DPX单体特性进一步呈现电容性,理想地说,位于在史密斯圆图上沿着等电纳圆来顺时针地移位后的位置。
[0114] 一般来说,为了使这些DPX单体特性的阻抗及DPX捆绑特性的阻抗与基准化阻抗(例如50Ω)匹配,要设置将双工器的公共端子与地连接的电感器来作为阻抗匹配电路。但是,DPX单体特性与DPX捆绑特性在史密斯圆图上产生偏差,因此需要使电感器的电感值能够针对选择1个双工器的情况和选择2个双工器的情况进行改变。
[0115] 因此,例如想到了设置具有互不相同的电感值的多个电感器来作为阻抗匹配电路、通过开关来切换该多个电感器的结构,但是若是这种阻抗匹配电路则难以小型化。
[0116] 与此相对,在本实施方式中,无需追加成为阻抗匹配电路的阻抗元件,能够针对选择1个双工器的情况和选择2个双工器的情况来变更阻抗匹配(阻抗匹配电路),因此能够实现小型化。
[0117] 具体地说,电感器L的电感值被设定成在选择2个双工器20及30时取得阻抗匹配(即,与基准化阻抗匹配)。
[0118] 例如,当将电感器L的电感值设为L时,在频率f下,由于在公共端子(ANT端子101侧的端子)与地之间附加电感器L而引起的电纳的移位量(变化量)即L移位|ΔBL|表示为|ΔBL|=|-j(1/(2πfL))|。也就是说,当附加该电感器L时,阻抗在史密斯圆图上逆时针地移位L移位|ΔBL|的量。因而,当将DPX捆绑特性的电纳(导纳的虚数成分)设为B1时,通过对电感器L设定满足下式的电感值L,能够在选择2个双工器20及30时取得阻抗匹配。
[0119] B1=|-j(1/(2πfL)))|
[0120] 另一方面,在仅选择1个双工器20或30时,由于该电感器L所引起的L移位|ΔBL|,阻抗相比于基准化阻抗向电感性移位。但是,在仅选择1个双工器20或30时,电容器C起作用,因此通过适当地设定该电容器C的电容值(capacitance value),能够取得阻抗匹配。
[0121] 具体地说,当将电容器C的电容值设为C时,在频率f下,由于附加分流到地的电容器C而引起的电纳的移位量即C移位|ΔBC|表示为|ΔBC|=|j2πfC|。也就是说,当附加该电容器C时,阻抗在史密斯圆图上顺时针地移位C移位|ΔBC|的量。因而,当将DPX单体特性的电纳设为B2时,通过对电容器C设定满足下式的电容值C,能够在仅选择1个双工器20或30时取得阻抗匹配。
[0122] B2+|j2πfC|=|-j(1/(2πfL))|
[0123] 这样,根据本实施方式,无需追加成为阻抗匹配电路的阻抗元件,能够构成匹配2个阻抗状态(DPX捆绑特性和DPX单体特性)的阻抗匹配电路。
[0124] 换言之,通过这样构成的阻抗匹配电路,从ANT端子101看双工器20及30侧时的阻抗如下那样变化。
[0125] 图6A是表示选择多设备时(选择2个双工器20及30时)阻抗匹配电路使阻抗发生的变化的史密斯圆图。图6B是表示选择单一设备时(选择双工器20及30中的一方时)阻抗匹配电路使阻抗发生的变化的史密斯圆图。
[0126] 如图6A所示,在选择2个双工器20及30的情况下,DPX捆绑特性的阻抗被构成阻抗匹配电路的电感器L移位L移位|ΔBL|的量,由此与基准化阻抗匹配。因此,在选择2个双工器20及30的情况下,高频前端电路1能够抑制因阻抗不匹配引起的损耗,因此能够实现低损耗化。
[0127] 另一方面,如图6B所示,在选择1个双工器20或30的情况下,DPX单体特性的阻抗被构成阻抗匹配电路的电容器C移位C移位|ΔBC|的量,由此移位为与DPX捆绑特性大致相同的阻抗。也就是说,电容器C具有对选择2个双工器20及30时的阻抗(DPX捆绑特性)与选择1个双工器20或30时的阻抗(DPX单体特性)之间的阻抗偏差进行补偿的电容值。接着,移位C移位|ΔBC|的量后的DPX单体特性的阻抗被构成阻抗匹配电路的电感器L移位L移位|ΔBL|的量,由此移位为基准化阻抗。因此,在选择1个双工器20或30的情况下,也与选择2个双工器20及30的情况同样地,高频前端电路1能够抑制因阻抗不匹配引起的损耗,因此能够实现低损耗化。
[0128] [2.实施例]
[0129] 下面,使用具体的实施例来详细说明本实施方式所涉及的高频前端电路1。
[0130] 图7是表示实施例中支持Band26的单个双工器20的特性的图。具体地说,该图的(a)是单个双工器20的结构图。该图的(b)是表示单个双工器20的带通特性的图表,示出了B26Tx端子102Tx与B26Com端子102Com之间的插入损耗(图中的实线)以及B26Com端子102Com与B26Rx端子102Rx之间的插入损耗(图中的虚线)。该图的(c-1)是表示B26Tx带的B26Com端子102Com的阻抗特性(图中的实线)以及B26Tx带的B26Tx端子102Tx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。该图的(c-2)是表示B26Rx带的B26Com端子102Com的阻抗特性(图中的实线)以及B26Rx带的B26Rx端子102Rx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。在此,上述的B26Com端子102Com是双工器20的公共端子。
[0131] 图8是表示实施例中支持Band12的单个双工器30的特性的图。具体地说,该图的(a)是单个双工器30的结构图。该图的(b)是表示单个双工器30的带通特性的图表,示出了B12Tx端子103Tx与B12Com端子103Com之间的插入损耗(图中的实线)以及B12Com端子103Com与B12Rx端子103Rx之间的插入损耗(图中的虚线)。该图的(c-1)是表示B12Tx带的B12Com端子103Com的阻抗特性(图中的实线)以及B12Tx带的B12Tx端子103Tx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。该图的(c-2)是表示B12Rx带的B12Com端子103Com的阻抗特性(图中的实线)以及B12Rx带的B12Rx端子103Rx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。在此,上述的B12Com端子103Com是双工器30的公共端子。
[0132] 如图7所示,单个双工器20的阻抗、具体地说从B26Com端子102Com看时的该阻抗在双工器20的通带内即Band26中呈现电容性。另外,如图8所示,单个双工器30的阻抗、具体地说从B12Com端子103Com看时的该阻抗在双工器30的通带内即Band12中呈现电容性。在本实施例中,这些阻抗位于史密斯圆图上的大致相同的区域。也就是说,单个双工器20的阻抗与单个双工器30的阻抗被设计成同等。因此,单个双工器20的电纳成分与单个双工器30的电纳成分同等。在此,“同等”不仅包括完全相同,也包含一些误差。
[0133] 当将具有这种特性的2个双工器20及30捆绑在一起时,呈现如下那样的特性。
[0134] 图9A和图9B是表示实施例中将2个双工器20及30捆绑在一起的状态下的特性的图。具体地说,图9A的(a)是将双工器20及30的公共端子(也就是说,B26Com端子102Com和B12Com端子103Com)捆绑在一起的状态的结构图。图9A的(b)是表示将双工器20及30的公共端子捆绑在一起的状态下的双工器20的带通特性的图表,示出了B26Tx端子102Tx与Com端子101Com之间的插入损耗(图中的实线)以及Com端子101Com与B26Rx端子102Rx之间的插入损耗(图中的虚线)。图9A的(c-1)是表示B26Tx带的Com端子101Com的阻抗特性(图中的实线)以及B26Tx带的B26Tx端子102Tx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。图9A的(c-2)是表示B26Rx带的Com端子101Com的阻抗特性(图中的实线)以及B26Rx带的B26Rx端子102Rx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。图9B的(d)是表示将双工器20及30的公共端子捆绑在一起的状态下的双工器30的带通特性的图表,示出了B12Tx端子103Tx与Com端子101Com之间的插入损耗(图中的实线)以及Com端子101Com与B12Rx端子103Rx之间的插入损耗(图中的虚线)。图9B的(e-1)是表示B12Tx带的Com端子101Com的阻抗特性(图中的实线)以及B12Tx带的B12Tx端子103Tx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。图9B的(e-2)是表示B12Rx带的Com端子101Com的阻抗特性(图中的实线)以及B12Rx带的B12Rx端子103Rx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。在此,上述的Com端子101Com是将双工器20的B26Com端子102Com与双工器30的B12Com端子103Com捆绑在一起(共同连接)的端子。
[0135] 如图9A和图9B所示,将双工器20及30的公共端子捆绑在一起的状态下的阻抗、具体地说从Com端子101Com看时的该阻抗在双工器20的通带内即Band26和双工器30的通带内即Band12这两方中呈现电容性。具体地说,该阻抗位于相比于单个双工器20的阻抗(参照图7的(c-1)和(c-2))以及单个双工器30的阻抗(参照图8的(c-1)和(c-2))在等电导圆(未图示)上顺时针地移位后的区域。也就是说,该捆绑在一起的状态下的阻抗具有与单个双工器
20下的电纳成分及单个双工器30下的电纳成分的合计值相当的电纳成分。
[0136] 在具有这种特性的本实施例所涉及的高频前端电路中,将电容器C(第一阻抗元件)的电容值设定为5.8pF,将电感器L(第二阻抗元件)的电感值设定为3.7nH。
[0137] 下面,关于实施例所涉及的高频前端电路的特性,说明选择多个设备(在此为2个双工器20及30)时的特性(即Band26与Band12的CA时的特性)以及选择单一的设备时的特性(即Band26的non-CA时的特性和Band12的non-CA时的特性)。
[0138] 图10A和图10B是表示在实施例所涉及的高频前端电路中Band26与Band12的CA时的特性的图。具体地说,图10A的(a)是得到该特性时的实施例所涉及的高频前端电路的结构图,主开关SW1和主开关SW2均接通,副开关SW1g和副开关SW2g均断开。图10A的(b)是表示此时的实施例所涉及的高频前端电路的带通特性的图表,示出了B26Tx端子102Tx与ANT端子101之间的插入损耗(图中的实线)以及ANT端子101与B26Rx端子102Rx之间的插入损耗(图中的虚线)。图10A的(c-1)是表示B26Tx带的ANT端子101的阻抗特性(图中的实线)以及B26Tx带的B26Tx端子102Tx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。图10A的(c-2)是表示B26Rx带的ANT端子101的阻抗特性(图中的实线)以及B26Rx带的B26Rx端子102Rx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。图10B的(d)是表示此时的实施例所涉及的高频前端电路的带通特性的图表,示出了B12Tx端子103Tx与ANT端子101之间的插入损耗(图中的实线)以及ANT端子101与B12Rx端子103Rx之间的插入损耗(图中的虚线)。图10B的(e-1)是表示B12Tx带的ANT端子101的阻抗特性(图中的实线)以及B12Tx带的B12Tx端子103Tx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。图10B的(e-2)是表示B12Rx带的ANT端子101的阻抗特性(图中的实线)以及B12Rx带的B12Rx端子103Rx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。
[0139] 如图10A和图10B所示,在实施例所涉及的高频前端电路中,在选择2个双工器20及30的情况下,ANT端子101、B26Tx端子102Tx、B26Rx端子102Rx、B12Tx端子103Tx以及B12Rx端子103Rx分别被匹配为作为基准化阻抗的50Ω。
[0140] 图11A是表示在实施例所涉及的高频前端电路中Band26的non-CA时的特性的图。具体地说,该图的(a)是得到该特性时的实施例所涉及的高频前端电路的结构图,主开关SW1接通,副开关SW1g断开,主开关SW2断开,副开关SW2g接通。该图的(b)是表示此时的实施例所涉及的高频前端电路的带通特性的图表,示出了B26Tx端子102Tx与ANT端子101之间的插入损耗(图中的实线)以及ANT端子101与B26Rx端子102Rx之间的插入损耗(图中的虚线)。
该图的(c-1)是表示B26Tx带的ANT端子101的阻抗特性(图中的实线)以及B26Tx带的B26Tx端子102Tx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。该图的(c-2)是表示B26Rx带的ANT端子
101的阻抗特性(图中的实线)以及B26Rx带的B26Rx端子102Rx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。
[0141] 图11B是表示在实施例所涉及的高频前端电路中Band12的non-CA时的特性的图,主开关SW1断开,副开关SW1g接通,主开关SW2接通,副开关SW2g断开。具体地说,该图的(a)是得到该特性时的实施例所涉及的高频前端电路的结构图。该图的(b)是表示此时的实施例所涉及的高频前端电路的带通特性的图表,示出了B12Tx端子103Tx与ANT端子101之间的插入损耗(图中的实线)以及ANT端子101与B12Rx端子103Rx之间的插入损耗(图中的虚线)。该图的(c-1)是表示B12Tx带的ANT端子101的阻抗特性(图中的实线)以及B12Tx带的B12Tx端子103Tx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。该图的(c-2)是表示B12Rx带的ANT端子
101的阻抗特性(图中的实线)以及B12Rx带的B12Rx端子103Rx的阻抗特性(图中的虚线)的史密斯圆图。
[0142] 如图11A所示,在选择支持Band26的双工器20的Band26的non-CA时,ANT端子101、B26Tx端子102Tx以及B26Rx端子102Rx分别被匹配为作为基准化阻抗的50Ω。另外,如图11B所示,在选择支持Band12的双工器30的Band12的non-CA时,ANT端子101、B12Tx端子103Tx以及B12Rx端子103Rx分别被匹配为作为基准化阻抗的50Ω。
[0143] [3.效果等]
[0144] 如以上那样,根据本实施方式所涉及的高频前端电路1,具备将选择端子112(第一选择端子)与选择端子113(第二选择端子)连接的电容器C(第一阻抗元件)。
[0145] 由此,在开关电路10为主开关SW1(第一主开关)和主开关SW2(第二主开关)中只有一方接通的第一连接方式时(在本实施方式中为选择单一设备时),电容器C经由副开关SW1g(第一副开关)和副开关SW2g(第二副开关)中的一方来与地连接。因此,此时电容器C作为阻抗匹配电路的阻抗元件来起作用。另一方面,在开关电路10为主开关SW1及SW2这两方接通的第二连接方式时(在本实施方式中为选择多设备时),电容器C的两端经由主开关SW1和主开关SW2被短路。因此,此时电容器C不起作用。也就是说,根据本实施方式,无需追加成为阻抗匹配电路的阻抗元件,能够根据开关电路的连接方式来变更阻抗匹配电路,因此能够实现小型化且低损耗化。
[0146] 在此,电容器C仅在开关电路10为第一连接方式时使ANT端子101的阻抗与基准化阻抗匹配。通过像这样根据第一连接方式和第二连接方式来切换是否通过电容器C进行匹配,等同于利用1个阻抗元件(在此为电容器C)来构成2个阻抗匹配电路。因此,能够削减构成阻抗匹配电路的元件数,因此能够实现小型化。
[0147] 另外,根据本实施方式所涉及的高频前端电路1,还具备将公共端子111与地连接的电感器L(第二阻抗元件)。
[0148] 由此,在开关电路10为第一连接方式的情况下,能够通过由电容器C同电感器L的并联电路构成的阻抗匹配电路来使ANT端子101的阻抗与基准化阻抗匹配,在开关电路10为第二连接方式的情况下,能够通过由电感器L构成的阻抗匹配电路来使ANT端子101的阻抗与基准化阻抗匹配。因此,无论开关电路10是第一连接方式还是第二连接方式,都能够实现低损耗化。
[0149] 另外,根据本实施方式所涉及的高频前端电路1,双工器20(第一滤波器)和双工器30(第二滤波器)是弹性波滤波器,由此能够得到具有陡度优异的(高选择度的)滤波器特性的、小型且低高度的双工器20及30。也就是说,根据本实施方式,能够实现在实现进一步的小型化的同时、低损耗且高选择度的高频前端电路1。
[0150] 另外,根据本实施方式所涉及的高频前端电路1,第一阻抗元件是电容器C,第二阻抗元件是电感器L。在此,就构造而言,构成双工器20(第一滤波器)和双工器30(第二滤波器)的弹性波滤波器的阻抗呈现电容性的情况多。因此,通过将电容器C用作第一阻抗元件、将电感器L用作第二阻抗元件,无论开关电路10是第一连接方式还是第二连接方式,都能够使ANT端子101的阻抗与基准化阻抗匹配,因此能够实现低损耗化。也就是说,根据本实施方式,能够实现在实现小型化的同时、低损耗且高选择度的高频前端电路1。
[0151] 另外,根据本实施方式所涉及的高频前端电路1,从选择端子112看时的单个双工器20(第一滤波器)的通带内的电纳成分与从选择端子113看时的单个双工器30(第二滤波器)的通带内的电纳成分同等。由此,无论开关电路10是只有主开关SW1接通的第一连接方式时、还是只有主开关SW2接通的第一连接方式时,都能够通过附加电容器C(第一阻抗元件)来使ANT端子101的阻抗移位到史密斯圆图上的大致相同的位置。也就是说,能够使ANT端子101的导纳移位到导纳图上的大致相同的位置。因此,通过适当调整电容器C的常数,无论是上述哪种情况都能够使ANT端子101的阻抗与基准化阻抗匹配。因此,能够抑制部件数量的增加,因此能够实现进一步的小型化。
[0152] 另外,根据本实施方式所涉及的高频前端电路1,双工器20和双工器30中的至少一方(在本实施方式中为双方)由多个滤波器构成,因此例如能够实现支持CA的发送接收用的高频前端电路。
[0153] (实施方式1的变形例1)
[0154] 在上述实施方式中,第一滤波器和第二滤波器均是双工器。因此,能够将单个第一滤波器的通带内的电纳成分与单个第二滤波器的通带内的电纳成分设计为同等。与此相对,在本变形例中,第一滤波器由1个滤波器构成,第二滤波器是由2个滤波器构成的双工器。因此,当将第一滤波器和第二滤波器分别利用弹性波滤波器来构成时,难以将单个第一滤波器的通带内的电纳成分与单个第二滤波器的通带内的电纳成分设计为同等,单个第一滤波器的电纳成分小于单个第二滤波器的电纳成分。在本变形例中,说明这种高频前端电路。
[0155] 图12是实施方式1的变形例1所涉及的高频前端电路1A的结构图。
[0156] 相比于上述实施方式所涉及的高频前端电路1,该图所示的高频前端电路1A支持作为接收专用的Band的Band29来代替支持Band26,并支持能够进行与Band29的CA的Band5来代替支持Band12。因此,在高频前端电路1A中,作为第一滤波器,具备支持Band29的滤波器40来代替支持Band26的双工器20,作为第二滤波器,具备支持Band5的双工器50来代替支持Band12的双工器30。
[0157] 滤波器40是在通带中包括Band29的Rx带的接收滤波器。该滤波器40的一个输入输出端子(在此为输入端子)与开关电路10的选择端子112连接,另一个输入输出端子(在此为输出端子)与B29Rx端子104Rx连接。
[0158] 双工器50由发送滤波器51和接收滤波器52构成,该发送滤波器51在通带中包括Band5的Tx带,且在衰减带中包括Band5的Rx带,该接收滤波器52在通带中包括Band5的Rx带,且在衰减带中包括Band5的Tx带。该发送滤波器51的一个输入输出端子(在此为输出端子)和该接收滤波器52的一个输入输出端子(在此为输入端子)共同连接(捆绑)于双工器50的公共端子后,与开关电路10的选择端子113连接。另外,发送滤波器51的另一个输入输出端子(在此为输入端子)与B5Tx端子105Tx连接。另外,接收滤波器52的另一个输入输出端子(在此为输出端子)与B5Rx端子105Rx连接。
[0159] 在本实施方式中,这些滤波器40和双工器50(第一滤波器和第二滤波器)是由弹性波谐振器构成的弹性波滤波器。具体地说,构成双工器50的发送滤波器51和接收滤波器52分别是弹性波滤波器。因此,由1个弹性波滤波器构成的单个滤波器40的电纳成分小于由2个弹性波滤波器构成的单个双工器50的电纳成分。
[0160] 因此,本变形例所涉及的高频前端电路1A除了具备与实施方式1中的电容器C相当的电容器C1(第一阻抗元件)以外,还具备将选择端子112(第一选择端子)与地连接的电容器C2(第三阻抗元件)。该电容器C2与电感器L一起、或者还与电容器C1一起构成使ANT端子101的阻抗与基准化阻抗匹配的阻抗匹配电路。下面,使用图13A~图15B来详细说明该情况。
[0161] 图13A是示意性地表示选择多个设备(在此为滤波器40和双工器50)时的本变形例所涉及的高频前端电路1A的结构的图。图13B是图13A的等效电路图。
[0162] 如这些图所示,在选择滤波器40和双工器50的情况下,电容器C1的两端经由2个主开关SW1及SW2被短路。因此,在该情况下,电容器C1不起作用,所选择的滤波器40及双工器50的ANT端子101侧的端子与地之间通过电感器L(第二阻抗元件)同电容器C2(第三阻抗元件)的并联电路来连接。也就是说,在开关电路10为第二连接方式(即,主开关SW1及SW2这两方接通)时,电感器L同电容器C2的并联电路使ANT端子101的阻抗与基准化阻抗匹配。换言之,此时,阻抗匹配电路由上述并联电路构成。
[0163] 图14A是示意性地表示选择滤波器40(第一滤波器)作为单一的设备时的本变形例所涉及的高频前端电路1A的结构的图。图14B是图14A的等效电路图。
[0164] 如这些图所示,在仅选择1个滤波器40的情况下,电容器C1经由与未选择的双工器50对应的副开关SW2g来与地连接。因此,在该情况下,所选择的滤波器40的ANT端子101侧的端子与地之间通过电容器C1(第一阻抗元件)同电容器C2(第三阻抗元件)同电感器L(第二阻抗元件)的并联电路来连接。也就是说,在开关电路10为只有主开关SW1(第一主开关)接通的第一连接方式时,电容器C1同电容器C2同电感器L的并联电路使ANT端子101的阻抗与基准化阻抗匹配。换言之,此时,阻抗匹配电路由上述并联电路构成。
[0165] 图15A是示意性地表示选择双工器50(第二滤波器)作为单一的设备时的本变形例所涉及的高频前端电路1A的结构的图。图15B是图15A的等效电路图。
[0166] 如这些图所示,在仅选择1个双工器50的情况下,电容器C1经由与未选择的滤波器40对应的副开关SW1g来与地连接。因此,在该情况下,所选择的双工器50的ANT端子101侧的端子与地之间通过电容器C1(第一阻抗元件)同电感器L(第二阻抗元件)的并联电路来连接。也就是说,在开关电路10为只有主开关SW2(第二主开关)接通的第一连接方式时,电容器C1同电感器L的并联电路使ANT端子101的阻抗与基准化阻抗匹配。换言之,此时,阻抗匹配电路由上述并联电路构成。
[0167] 这样,根据本变形例,能够针对选择多设备的情况、选择第一滤波器作为单一设备的情况以及选择第二滤波器作为单一设备的情况,来变更阻抗匹配(阻抗匹配电路)。
[0168] 下面,说明本变形例中的阻抗匹配的原理。
[0169] 图16是用于说明本变形例中的阻抗匹配的史密斯圆图。
[0170] 就构造而言,由弹性波滤波器构成的滤波器40和双工器50各自的阻抗呈现电容性,与由2个滤波器(发送滤波器51和接收滤波器52)构成的双工器50相比,由1个滤波器构成的滤波器40呈现小的电容性。具体地说,单个滤波器40的阻抗(下面称为“Filter单体特性”)被设计为在图16的史密斯圆图上表示为“Filter单体特性”的三角形部分。另外,单个双工器50的阻抗(下面称为“DPX单体特性”)被设计为在图16的史密斯圆图上表示为“DPX单体特性”的矩形部分。
[0171] 因此,将滤波器40和双工器50这两方的公共端子共同连接后得到的阻抗(下面称为“Filter+DPX捆绑特性”)位于在图16的史密斯圆图上表示为“Filter+DPX捆绑特性”的圆形部分。
[0172] 因而,按由1个滤波器构成时的特性即“Filter单体特性”、由2个滤波器构成时的特性即“DPX单体特性”、由3个滤波器构成时的特性即“Filter+DPX捆绑特性”的顺序,电纳成分依次变大。这是由于,在自身的通带(自频带)中,所捆绑的滤波器为衰减带,因此作为电容器来起作用,因此,捆绑的滤波器越多则电纳成分越大。
[0173] 在本变形例中,能够针对仅选择滤波器40的情况、仅选择双工器50的情况以及选择滤波器40和双工器50这两方的情况来变更阻抗匹配(阻抗匹配电路),因此能够实现小型化。
[0174] 具体地说,电容器C1及C2的电容值以及电感器L的电感值例如被设定成满足以下式子。
[0175] B11+|j2πfC2|=|-j(1/(2πfL))|
[0176] B12+|j2πfC1|=|-j(1/(2πfL))|
[0177] B13+|j2πf(C1+C2)|=|-j(1/(2πfL))|
[0178] 在此,B11、B12、B13依序是Filter+DPX捆绑特性的电纳值、DPX单体特性的电纳值、Filter单体特性的电纳值。另外,C1、C2、L依序是电容器C1的电容值、电容器C2的电容值、电感器L的电感值。另外,f是通带的例如中心频率。此外,B11>B12>B13,因此C2<C1的关系成立。
[0179] 由此,根据本变形例,无需追加成为阻抗匹配电路的阻抗元件,能够构成匹配3个阻抗状态(Filter+DPX捆绑特性、DPX单体特性、Filter单体特性)的阻抗匹配电路。
[0180] 这样,根据本变形例所涉及的高频前端电路1A,具备将选择端子112(第一选择端子)与选择端子113(第二选择端子)连接的电容器C1(第一阻抗元件),由此与实施方式1同样地能够实现小型化且低损耗化。
[0181] 另外,根据本变形例所涉及的高频前端电路1A,还具备将选择端子112(第一选择端子)与地连接的电容器C2(第三阻抗元件),由此即使是单个滤波器40(第一滤波器)的电纳成分小于单个双工器(第二滤波器)的电纳成分的情况,也能够根据开关电路的连接方式来变更阻抗匹配电路,因此能够实现小型化且低损耗化。
[0182] 这种结构在高频前端电路1A是如下的结构的情况下尤其有用。即,开关电路10具有3个以上的选择端子,高频前端电路1A还具备具有比单个双工器50的电纳成分大的电纳成分的设备(例如,双工器等多工器)。在此,在将该设备与开关电路10的选择端子连结的路径上没有连接阻抗元件,且该设备仅被用(选)作单体。
[0183] 在这种结构中,通过将电感器L的电感值设定成在选择该设备时能够取得阻抗匹配,能够利用3个阻抗元件(电容器C1、电容器C2、电感器L)来构成匹配4个阻抗状态(Filter+DPX捆绑特性、DPX单体特性、Filter单体特性、上述设备单体特性)的阻抗匹配电路。
[0184] 特别是,在本变形例中,第一阻抗元件(电容器C1)和第三阻抗元件(电容器C2)是电容器,第三阻抗元件的电容值比第一阻抗元件的电容值小。由此,在单个滤波器40和单个双工器50各自的通带内的电纳成分大于j0时、即在通带内单个滤波器40和单个双工器50分别呈现电容性时,能够实现小型化且低损耗化。
[0185] (实施方式1的变形例2)
[0186] 此外,通过使用副开关SW1g的断开电容来代替上述实施方式1的变形例1中的将选择端子112与地连接的电容器C2,能够起到相同的效果。因此,在本变形例中,说明这种高频前端电路。
[0187] 图17是实施方式1的变形例2所涉及的高频前端电路1B的结构图。此外,在该图中还对副开关SW1g(第一副开关)的断开电容和副开关SW2g(第二副开关)的断开电容进行了图示。在此,开关的断开电容是指在开关断开时位于开关端子之间的电容。例如,副开关SW1g的断开电容是在副开关SW1g断开时在连接于选择端子112的第一端子与连接于地的第二端子之间产生的电容。
[0188] 与上述实施方式1的变形例1所涉及的高频前端电路1A相比,该图所示的高频前端电路1B在以下方面不同:不具备电容器C2(第三阻抗元件),副开关SW1g的断开电容比副开关SW2g的断开电容大。
[0189] 具体地说,电容器C1的电容值、副开关SW1g的断开电容的电容值、副开关SW2g的断开电容的电容值以及电感器L的电感值例如被设定成满足以下式子。
[0190] B11+|j2πf(Coff1+Coff2)|=|-j(1/(2πfL))|
[0191] B12+|j2πf(C1+Coff2)|=|-j(1/(2πfL))|
[0192] B13+|j2πf(C1+Coff1)|=|-j(1/(2πfL))|
[0193] 在此,B11、B12、B13依序是Filter+DPX捆绑特性的电纳值、DPX单体特性的电纳值、Filter单体特性的电纳值。另外,C1、L、Coff1、Coff2依序是电容器C1的电容值、电感器L的电感值、副开关SW1g的断开电容的电容值、副开关SW2g的断开电容的电容值。另外,f是通带的例如中心频率。此外,B11>B12>B13,因此Coff2<Coff1的关系成立。
[0194] 也就是说,根据本变形例,在选择滤波器40和双工器50的情况下,所选择的滤波器40及双工器50的ANT端子101侧的端子与地之间通过副开关SW1g(第一副开关)的断开电容同副开关SW2g(第二副开关)的断开电容同电感器L(第二阻抗元件)的并联电路来连接。另外,在仅选择1个双工器50的情况下,所选择的双工器50的ANT端子101侧的端子与地之间通过电容器C1(第一阻抗元件)同副开关SW2g的断开电容同电感器L的并联电路来连接。另外,在仅选择1个滤波器40的情况下,所选择的滤波器40的ANT端子101侧的端子与地之间通过电容器C1同副开关SW1g的断开电容同电感器L的并联电路来连接。
[0195] 即使是这样构成的本变形例所涉及的高频前端电路1B,也能够起到与上述实施方式1的变形例1相同的效果。也就是说,无需追加成为阻抗匹配电路的阻抗元件,能够针对仅选择滤波器40的情况、仅选择双工器50的情况以及选择滤波器40和双工器50这两方的情况来变更阻抗匹配(阻抗匹配电路)。
[0196] 另外,根据本变形例所涉及的高频前端电路1B,副开关SW1g(第一副开关)的断开电容比副开关SW2g(第二副开关)的断开电容大,由此能够削减阻抗元件的个数并起到与上述实施方式1的变形例1相同的效果,因此能够实现进一步的小型化。
[0197] (实施方式2)
[0198] 以上的实施方式1及其变形例中说明的高频前端电路的结构能够应用于支持更多频段的高频前端电路。
[0199] 图18是实施方式2所涉及的高频前端电路100的结构图。
[0200] 该图所示的高频前端电路100具备:具有公共端子111和选择端子112~115的开关电路110;滤波器120;双工器130、140及150;电感器L(第二阻抗元件);以及电容器C11~C14(第一阻抗元件)。
[0201] 滤波器120在通带中包括Band29的Rx带,与选择端子112连接。双工器130在通带中包括Band12和Band17的Tx带和Rx带,与选择端子113连接。双工器140在通带中包括Band13和Band14的Tx带和Rx带,与选择端子114连接。双工器150在通带中包括Band26的Tx带和Rx带,与选择端子115连接。
[0202] 电容器C11将选择端子112与选择端子115连接,电容器C12将选择端子113与选择端子115连接,电容器C13将选择端子114与选择端子115连接,电容器C14将选择端子112与选择端子113连接。
[0203] 在此,开关电路110具有主开关SW11~SW14,该主开关SW11~SW14与选择端子112~115独立地对应,通过接通和断开来将公共端子111与对应的选择端子112~115之间切换为连接和非连接。另外,开关电路110还具有副开关SW11g~SW14g,该副开关SW11g~SW14g与选择端子112~115独立地对应,通过与对应的主开关的接通及断开相排他的接通及断开,来将对应的选择端子112~115与地之间切换为连接和非连接。
[0204] 即使是这样构成的本实施方式所涉及的高频前端电路100,也能够起到与上述实施方式1相同的效果。也就是说,即使是具备3个以上的设备(在本实施方式中,为包括滤波器120以及双工器130、140及150的4个设备)的高频前端电路100,也无需追加成为阻抗匹配电路的阻抗元件,而是能够通过设置将3个以上的选择端子(在本实施方式中,为4个选择端子112~115)中的任意2个选择端子连接的第一阻抗元件(在本实施方式中,为电容器C11~C14)来根据开关电路110的连接方式变更阻抗匹配电路,因此能够实现小型化且低损耗化。
[0205] (实施方式3)
[0206] 以上的实施方式1、2及其变形例中说明的高频前端电路也可以具备能够改变通带或衰减带等的频率的可调滤波器来作为至少1个滤波器。
[0207] 图19是实施方式3所涉及的高频前端电路100A及其周边电路的结构图。在该图中示出了高频前端电路100A、天线元件2以及RF信号处理电路(RFIC)3。高频前端电路100A、天线元件2以及RFIC 3构成通信装置4。天线元件2、高频前端电路100A以及RFIC 3例如配置于支持多模式/多频段的便携电话的前端部。
[0208] 天线元件2是发送接收高频信号的、例如依据LTE等通信标准的支持多频段的天线。此外,天线元件2例如也可以不是对通信装置4的全部频段均支持,也可以仅支持低频带组或高频带组的频段。另外,天线元件2也可以不内置于通信装置4,而是与通信装置4独立地设置。
[0209] RFIC 3是对利用天线元件2发送接收的高频信号进行处理的RF信号处理电路。具体地说,RFIC 3对从天线元件2经由高频前端电路100A的接收侧信号路径输入的高频接收信号通过下变频等进行信号处理,将该信号处理后生成的接收信号输出到基带信号处理电路(未图示)。另外,RFIC 3对从基带信号处理电路输入的发送信号通过上变频等进行信号处理,将该信号处理后生成的高频发送信号输出到高频前端电路100A的发送侧信号路径(未图示)。
[0210] 高频前端电路100A是在天线元件2与RFIC 3之间传递高频信号的电路。具体地说,高频前端电路100A将从RFIC 3输出的高频发送信号经由发送侧信号路径(未图示)传递到天线元件2。另外,高频前端电路100A将利用天线元件2接收到的高频接收信号经由接收侧信号路径传递到RFIC 3。
[0211] 高频前端电路100A从天线元件2侧起依次具备电感器L(第二阻抗元件)、开关电路110、滤波器120A、130A、140A及150A、开关180A及180B以及接收放大电路组190。另外,高频前端电路100A还具备电容器C21(第一阻抗元件)以及电容器C22及C23(第三阻抗元件)。
[0212] 在本实施方式中,开关电路110按照来自RFIC 3的控制信号φCTL来使主开关SW11~SW14和副开关SW11g~SW14g接通和断开。也就是说,在本实施方式中,RFIC 3作为以下的控制部来发挥功能:在进行CA时使开关电路110为第二连接方式(使2个以上的主开关同时接通),在进行non-CA时使开关电路110为第一连接方式(仅使1个主开关接通)。此外,也可以与RFIC 3独立地设置控制部。
[0213] 滤波器120A、130A、140A由可调滤波器构成,滤波器150A由频率固定的滤波器构成。具体地说,滤波器120A是能够支持(i)Band29、(ii)Band12和Band17、或者(iii)Band13和Band14的高频接收信号的可调滤波器,与选择端子112连接。滤波器130A是能够支持(i)Band28或(ii)Band20的高频接收信号的可调滤波器,与选择端子113连接。滤波器140A是能够支持(i)Band27或(ii)Band26的高频接收信号的可调滤波器,与选择端子114连接。滤波器150A是支持Band8的高频接收信号的频率固定的滤波器,与选择端子115连接。
[0214] 开关180A及180B由按照来自控制部(未图示)的控制信号来将支持规定频段的滤波器与接收放大电路组190中的支持该规定频段的接收放大电路进行连接的1个以上的开关(在本实施方式中为多个开关)构成。此外,与接收放大电路连接的滤波器不限于1个,也可以是多个。
[0215] 接收放大电路组190由对从开关180A及180B输入的高频接收信号进行功率放大的1个以上的低噪声放大器(在本实施方式中为多个低噪声放大器)构成。
[0216] 这样构成的高频前端电路100A将从天线元件2输入的高频接收信号用规定的滤波器进行滤波、且用规定的低噪声放大器进行放大后,输出到RFIC 3。此外,也可以将支持低频段的RFIC和支持高频段的RFIC各自独立地设置。
[0217] 在此,电容器C21将选择端子112与选择端子114连接,电容器C22将选择端子113与地连接,电容器C23将选择端子115与地连接。
[0218] 即使是这样构成的本实施方式所涉及的高频前端电路100A,也能够起到与上述实施方式2相同的效果。
[0219] 另外,高频前端电路100A的滤波器120A、130A及140A由可调滤波器构成,由此与设置频率固定的滤波器的情况相比能够削减滤波器的个数,因此能够实现进一步的小型化。
[0220] 此外,在本实施方式中,作为高频前端电路100A,说明了在接收侧信号路径上设置有多个滤波器(接收滤波器)的接收分集用的结构。但是,高频前端电路的结构不限于此,也可以是在发送侧信号路径上设置有多个滤波器(发送滤波器)的发送分集用的结构。
[0221] (其它实施方式)
[0222] 以上,列举了实施方式1~3来对本发明的实施方式所涉及的高频前端电路进行了说明,但是本发明不限定于上述实施方式。将上述实施方式中的任意的结构要素进行组合来实现的其它实施方式、对上述实施方式实施本领域技术人员在不脱离本发明的宗旨的范围内想到的各种变形来得到的变形例、内置有本发明所涉及的高频前端电路的各种设备也包含在本发明中。
[0223] 例如,具备上述的高频前端电路和RFIC 3(RF信号处理电路)的通信装置4也包括在本发明中。根据这种通信装置4,能够实现小型化且低损耗化。
[0224] 另外,在上述说明中,作为与开关电路10的公共端子111连接的高频前端电路的端子,以与天线元件连接的ANT端子101为例来进行了说明。但是,与公共端子111连接的高频前端电路的端子不限于与天线元件连接的端子,也可以是与低噪声放大器等接收放大电路连接的输入输出端子(在此为输出端子)或与功率放大器等发送放大电路连接的输入输出端子(在此为输入端子)。也就是说,利用开关电路将多个滤波器共同连接所得到的多工器也包含于本发明。
[0225] 另外,例如,高频前端电路也可以具备将上述说明的由第一开关电路和第一阻抗电路构成的电路多级地进行连接所得到的结构。
[0226] 图20是这样构成的高频前端电路100B的结构图。
[0227] 该图所示的高频前端电路100B具备分别具有开关电路10和电容器C的第一级电路11以及第二级电路12A及12B。在此,第一级电路11位于公共端子111与ANT端子101连接的第一级,第二级电路12A及12B分别位于公共端子111经由第一级电路11来与ANT端子101连接的第二级。
[0228] 具体地说,第一级电路11具备:与上述说明的第一开关电路相当的、作为第二开关电路的一例的开关电路10;以及与上述说明的第一阻抗元件相当的、作为第四阻抗元件的一例的电容器C。开关电路10所具有的选择端子112选择性地与该开关电路10所具有的公共端子111及地端子中的某一方连接。另外,开关电路10所具有的选择端子113选择性地与该开关电路10所具有的公共端子111及地端子中的某一方连接。
[0229] 另外,第二级电路12A具有作为第一开关电路的开关电路10和作为第一阻抗元件的电容器C,与作为第一滤波器的一例的滤波器220A及作为第二滤波器的一例的滤波器230A连接。另外,第二级电路12B具有作为第一开关电路的开关电路10和作为第一阻抗元件的电容器C,与作为第一滤波器的另一例的滤波器220B及作为第二滤波器的另一例的滤波器230B连接。即,高频前端电路100B具备多个组(在此为2组),各组具有第一开关电路、第一滤波器、第二滤波器以及第一阻抗元件。
[0230] 在此,上述多个组中的一个组中的第二级电路12A的作为第一开关电路的开关电路10所具有的公共端子111与第一级电路11的开关电路10所具有的选择端子112连接。另外,上述多个组中的另一个组中的第二级电路12B的作为第一开关电路的开关电路10所具有的公共端子111与第一级电路11的开关电路10所具有的选择端子113连接。
[0231] 另外,第一级电路11的作为第四阻抗元件的电容器C连接于将第一级电路11的选择端子112与第二级电路12A的公共端子111连结的路径上的节点、以及将第一级电路11的选择端子113与第二级电路12B的公共端子111连结的路径上的节点。
[0232] 根据这样构成的高频前端电路100B,能够在实现小型化且低损耗化的同时支持4个以上的频带(在此为4个频带)。
[0233] 此外,第一级电路的选择端子的个数不限于2个,也可以是3个以上。即,高频前端电路100B也可以具备3组以上的、具有第一开关电路、第一滤波器、第二滤波器以及第一阻抗元件的组。根据这样构成的高频前端电路100B,能够支持更多的频带。
[0234] 另外,各组的第一阻抗元件不限于相同,也可以不同。即,一个组的第一阻抗元件的元件值与另一个组的第一阻抗元件的元件值也可以不同,还可以原本就是一方为电感器而另一方为电容器。
[0235] 另外,在上述说明中,关于主开关和副开关中的各开关,说明为通过接通和断开来切换连接和非连接的独立的开关。但是,主开关和副开关也可以由将开关电路的选择端子作为公共端子、将开关电路的公共端子和地端子作为选择端子的1个开关构成。
[0236] 图21是这样构成的高频前端电路1C的结构图。
[0237] 与上述实施方式1中的开关电路10相比,该图所示的开关电路10C具有以下开关来代替主开关SW1及SW2以及副开关SW1g及SW2g:开关SW11c(第一开关),其将选择端子112(第一选择端子)选择性地与公共端子111及地端子112g中的某一方连接;以及开关SW12c(第二开关),其将选择端子113(第二选择端子)选择性地与公共端子111及地端子113g中的某一方连接。具体地说,开关SW11c具有与选择端子112连接的公共端子112c、与公共端子111连接的选择端子111a以及与地连接的地端子112g,将公共端子112c选择性地与选择端子111a及地端子112g中的某一方连接。开关SW12c具有与选择端子113连接的公共端子113c、与公共端子111连接的选择端子111b以及与地连接的地端子113g,将公共端子113c选择性地与选择端子111b及地端子113g中的某一方连接。
[0238] 即使是这样构成的高频前端电路1C,也能够通过具备将选择端子112(第一选择端子)与选择端子113(第二选择端子)连接的电容器C1(第一阻抗元件)来与上述说明的高频前端电路同样地实现小型化且低损耗化。另外,根据这样构成的高频前端电路1C,与开关电路10相比,能够减少构成开关电路10C的开关的数量,因此能够实现小型化。
[0239] 另外,例如,电容器也可以是DTC(Digital Tunable Capacitor:数字可调电容器)、或者应用了MEMS的变容二极管电容器、或者使用BST(Ba1-xSrxTiO3:钛酸锶钡)的可变电容器、或者变容二极管。另外,例如,电感器也可以是使用了MEMS的可变电感器。
[0240] 由此,能够提高阻抗匹配的精度,因此能够实现进一步的低损耗化。另外,无需增加阻抗元件的个数就能够构成匹配更多的阻抗状态的阻抗匹配电路,因此能够在小型化的同时支持更多的滤波器的匹配。
[0241] 另外,滤波器不限于弹性波滤波器,也可以是LC滤波器或电介质滤波器。因此,单个滤波器的阻抗特性未必呈现电容性。因此,第一阻抗元件或第三阻抗元件不限于电容器,也可以是电感器,第二阻抗元件也可以是电容器。
[0242] 另外,在将第一滤波器与第二滤波器捆绑在一起后得到的阻抗仅具有实数成分的情况时,例如在单个第一滤波器的阻抗与单个第二滤波器的阻抗处于共轭关系的情况等时,也可以不设置第二阻抗元件。
[0243] 另外,基准化阻抗不限于50Ω,例如能够根据应用高频前端电路的通信装置等的要求规格等来适当设定。
[0244] 另外,例如也可以是,在高频前端电路或通信装置中,在各结构要素之间包括通过将各结构要素之间连接的布线而产生的电感器或者传输线路。
[0245] 产业上的可利用性
[0246] 本发明作为小型且低损耗的前端电路和通信装置,能够广泛使用于便携电话等通信设备。
[0247] 附图标记说明
[0248] 1、1A、1B、1C、100、100A:高频前端电路;2:天线元件;3:RFIC(RF信号处理电路);4:通信装置;10、10C、110:开关电路;11:第一级电路;12A、12B:第二级电路;20、30、50、130、
140、150:双工器;21、31、51:发送滤波器;22、32、52:接收滤波器;40、120、120A、130A、140A、
150A、220A、220B、230A、230B:滤波器;101:ANT端子(输入输出端子);111、112c、113c:公共端子;112~115、111a、111b:选择端子;112g、113g:地端子;180A、180B、SW11c、SW12c:开关;
190:接收放大电路组;C、C1、C11~C14、C21:电容器(第一阻抗元件);C2、C22、C23:电容器(第三阻抗元件);L:电感器(第二阻抗元件);SW1、SW2、SW11~SW14:主开关;SW1g、SW2g、SW11g~SW14g:副开关。