(57)【要約】  デュアルタイプの無線通信機の送信装置に用いる送信モジュールの電力増幅回路では、電力増幅器から出力される伝送信号を直接スイッチに入力し、各バンドに振り分けていた。つまりスイッチが伝送信号の主線路に組み込まれているため、スイッチでの伝送信号の電力ロス、信号の歪みが生じ、また、スイッチ自体に高耐電力性が求められていた。  図に示すような回路構成とする。第１のバンド信号が入力されると、スイッチＳＷ１１がＯＮとなり、ＬＣ並列共振回路１３ａが共振状態となり、伝送信号は、コンデンサＣ１２の線路を主線路として伝わる。第２のバンド信号が入力されると、スイッチＳＷ１２がＯＮとなり、ＬＣ並列共振回路１３ｂが共振状態となり、伝送信号は、コンデンサＣ１１の線路を主線路として伝わる。よって、伝送信号は、スイッチが組み込まれた線路を主線路として通ることはない。
2012105534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる第１，第２の周波数の伝送信号を増幅して出力する電力増幅回路において、
前記第１，第２の周波数の伝送信号を増幅する電力増幅器を備え、
前記電力増幅器の出力側に、前記第1の周波数を共振周波数とし、スイッチを含み、インダクタとキャパシタによって構成された第１のＬＣ並列共振回路と、
前記第２の周波数を共振周波数とし、スイッチを含み、インダクタとキャパシタによって構成された第２のＬＣ並列共振回路とが並列接続され、
前記電力増幅器が前記第１の周波数の伝送信号で動作する時には、前記第１のＬＣ並列共振回路側のスイッチがオン状態、前記第２のＬＣ並列共振回路側のスイッチがオフ状態となり、
前記電力増幅器が前記第２の周波数の伝送信号で動作する時には、前記第２のＬＣ並列共振回路のスイッチがオフ状態、前記第２のＬＣ並列共振回路のスイッチがオン状態となることを特徴とする電力増幅回路。
【請求項２】
前記第１のＬＣ並列共振回路と前記第２のＬＣ並列共振回路の前記インダクタを共通化したことを特徴とする請求項１に記載の電力増幅回路。
【請求項３】
前記スイッチを含むＬＣ並列共振回路において、前記スイッチは前記インダクタに接続されたことを特徴とする請求項１または２に記載の電力増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の周波数帯の信号を増幅する電力増幅モジュールに用いられる電力増幅回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、携帯電話等の無線通信機として、複数の送信信号を送信する送信装置を備えたものが知られている。このようなマルチバンドの無線通信機の送信装置として、特許文献１に記載されている、図５に示すような送信装置１０２が使われている。送信装置１０２には、電力増幅モジュール１０４が用いられ、その電力増幅回路１１０は、次のような構成となっている。【０００３】
電力増幅回路１１０は、第１、第２の送信信号に対して、電力増幅器１０９、電力検出器１１９、アイソレータ１２１等を共通化し、各信号は、出力側のスイッチ１２２によって振り分けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５４２０１号報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような電力増幅回路１１０では、スイッチ１２２は伝送信号が通る主線路に組み込まれているため、次のような問題や課題があった。それは、スイッチ１２２で電力の損失が発生すること、大電力がスイッチ１２２に入るため歪みが生じること、スイッチ自体に高耐電力性が求められることである。【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑み、出力側のスイッチによる伝送信号の電力損失や信号の歪み、並びにスイッチ自体の耐電力性が問題となることのない電力増幅回路を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による電力増幅回路は、互いに異なる第１，第２の周波数の伝送信号を増幅して出力する電力増幅回路において、前記第１，第２の周波数の伝送信号を増幅する電力増幅器を備え、前記電力増幅器の出力側に、前記第1の周波数を共振周波数とし、スイッチを含む第１のＬＣ並列共振回路と、前記第２の周波数を共振周波数とし、スイッチを含む第２のＬＣ並列共振回路とが並列接続され、前記電力増幅器が前記第１の周波数の伝送信号で動作する時には、前記第１のＬＣ並列共振回路側のスイッチがオン状態、前記第２のＬＣ並列共振回路側のスイッチがオフ状態となり、前記電力増幅器が前記第２の周波数の伝送信号で動作する時には、前記第１のＬＣ並列共振回路のスイッチがオフ状態、前記第２のＬＣ並列共振回路のスイッチがオン状態となることにより構成されていることを特徴とする。【０００８】
上記構成によれば、伝送信号はスイッチが配置された線路を、主線路として通ることがないので、スイッチによる伝送信号の電力損失やスイッチへの大電力入力による信号の歪みが問題となることはない。また、スイッチ自体に高耐電力性を持たせる必要もなくなる。【０００９】
本発明による電力増幅回路は、好ましくは、前記第１のＬＣ並列共振回路と前記第２のＬＣ並列共振回路の前記インダクタを共通化して構成されている。【００１０】
上記構成によれば、増幅回路の配線及びインダクタの数を減らすことができる。【００１１】
本発明による電力増幅回路は、好ましくは、前記スイッチを含むＬＣ共振回路において、前記スイッチは前記インダクタに接続されて構成されている。【００１２】
上記構成によれば、前記信号は、前記スイッチ及び前記インダクタを通ることがないので、電力損失を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電力増幅回路のスイッチにおける伝送信号の電力損失や信号の歪みを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１に係る電力増幅回路の回路図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る電力増幅回路を用いた回路モジュールの構造図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る電力増幅回路の回路図である。
【図４】本発明の実施形態２の変形例に係る電力増幅回路の回路図である。
【図５】従来の電力増幅回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態による電力増幅回路について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施形態の電力増幅回路１０の回路図である。
【００１６】
本実施形態の電力増幅回路１０は、図１に示すように、電力増幅器１５、コンデンサＣ１１、Ｃ１２、インダクタＬ１１、Ｌ１２、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を備えている。スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２は、伝送信号の入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ、駆動電圧信号の入力端子Ｖｄｄを有し、制御信号の入力用として、それぞれ入力端子Ｖｃ１、Ｖｃ２が備えられている。
【００１７】
コンデンサＣ１１とインダクタＬ１１は、スイッチＳＷ１１を備えるＬＣ並列共振回路１３ａを構成し、スイッチＳＷ１１はインダクタＬ１１に直列に接続されている。同じようにコンデンサＣ１２、インダクタＬ１２、スイッチＳＷ１２によってＬＣ並列共振回路１３ｂが構成される。
【００１８】
電力増幅器１５とＬＣ並列共振回路１３ａ、１３ｂは、分岐点１６を介して、接続されている。
【００１９】
以上のような電力増幅回路１０が用いられる信号の所定の周波数としては、例えば、第１の周波数の伝送信号は８２４〜８４９ＭＨｚ（ＵＳ−Ｃｅｌｌｕｌａｒ方式の送信信号）、第２の周波数の伝送信号は８９８〜９２５ＭＨｚ（Ｊ−ＣＤＭＡ方式の送信信号）である。そして、ＬＣ並列共振回路１３ａの共振周波数は、ＬＣ並列共振回路１３ａを伝送する伝送信号の前記第１の周波数に設定され、ＬＣ並列共振回路１３ｂの共振周波数は、ＬＣ並列共振回路１３ｂを伝送する伝送信号の前記第２の周波数に設定されている。
【００２０】
次に、この電力増幅回路１０の動作について説明する。
【００２１】
入力端子１１から第１の周波数の伝送信号が入力されると、スイッチＳＷ１１の制御信号入力端子Ｖｃ１に例えば正電圧の制御信号が入力され、スイッチＳＷ１１が導通状態（オン）となる。すると、ＬＣ並列共振回路１３ａが共振状態となり、第１の周波数の伝送信号はＬＣ並列共振回路１３ａ側を通ることができず、コンデンサＣ１２のある線路を主線路として通り、出力端子１２ｂに出力される。同様に、入力端子１１から第２の周波数の伝送信号が入力されると、スイッチＳＷ１２の制御信号入力端子Ｖｃ２に例えば正電圧の制御信号が入力され、スイッチＳＷ１２が導通状態（オン）となる。すると、ＬＣ並列共振回路１３ｂが共振状態となり、第２の周波数の伝送信号は、ＬＣ並列共振回路１３ｂを通ることができず、コンデンサＣ１１のある線路を主線路として通り、出力端子１２ａに出力される。つまり、この電力増幅回路１０によって、第１の周波数の伝送信号は出力端子１２ｂに、第２の周波数の伝送信号は出力端子１２ａへと振り分けられることになる。
【００２２】
上記のような回路構成によれば、第１及び第２の周波数の伝送信号が、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２の配置された線路を、主線路として通ることがないので、スイッチによる伝送信号の電力損失を低減でき、スイッチへの大電力入力による信号の歪みの発生を抑制することができる。また、スイッチ自体に高耐電力性を持たせる必要もなくなるので、コストダウンも可能となる。
【００２３】
次に、本実施形態の電力増幅回路を用いた回路モジュールの構造例を示す。
【００２４】
図２（ａ）は、セラミック、ガラスエポキシ樹脂等からなる回路基板４１と、この回路基板４１の一方主面４１ａにコンデンサ、インダクタ、スイッチ、電力増幅器などの素子が半田により実装された回路モジュールの外観斜視図である。そして、図２（ｂ）は、前記した素子が絶縁性樹脂４２によって封止された状態の回路モジュール４０の外観斜視図である。
【００２５】
図２（ａ）の実装された素子と図１の電力増幅回路１０の素子との対応は次の通りである。コンデンサＣ１１とＦｃ１、Ｃ１２とＦｃ２、インダクタＬ１１とＦｌ１、Ｌ１２とＦｌ２、スイッチＳＷ１１とＦｓｗ１、ＳＷ１２とＦｓｗ２、電力増幅器１５とＦ１５がそれぞれ対応する。また、各素子は図示しないが、回路基板４１に形成された配線電極により接続され、また、回路基板４１には別の基板と接続するための多数の接続端子が形成されている。
【００２６】
上記した構造例は、これらに限るものではなく、回路基板が多層基板によって形成されているものや、受動素子等がその多層基板内に内蔵され、より小型、低背化、コストダウンがはかられる構造も可能である。
（実施の形態２）
図３は、本実施形態の電力増幅回路２０の回路図である。なお、本実施の形態では、前記した実施形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００２７】
電力増幅回路２０は、図３に示すように、電力増幅器１５、コンデンサＣ２１、Ｃ２２、インダクタＬ２１、スイッチＳＷ２１を備えている。スイッチＳＷ２１は、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型と呼ばれるもので、共通端子１つ（ＩＮ）に対し、切換端子２つ（ＯＵＴ１、ＯＵＴ２）を備える。
【００２８】
コンデンサＣ２１とインダクタＬ２１は、スイッチＳＷ２１を備えるＬＣ並列共振回路２３ａを構成し、スイッチＳＷ２１はインダクタＬ２１に直列に接続されている。同じようにコンデンサＣ２２、インダクタＬ２１、スイッチＳＷ２１によってＬＣ並列共振回路２３ｂが構成されている。電力増幅器１５とＬＣ並列共振回路２３ａ、２３ｂは、分岐点２６を介して、接続されている。
【００２９】
ＬＣ並列共振回路２３ａの共振周波数は、ＬＣ並列共振回路２３ａで遮断される伝送信号の前記第１の周波数に設定され、ＬＣ並列共振回路２３ｂの共振周波数は、ＬＣ並列共振回路２３ｂで遮断される伝送信号の前記第２の周波数に設定されている。
【００３０】
入力端子１１から第１の周波数の伝送信号が入力されると、スイッチＳＷ２１の制御信号入力端子Ｖｃ１に例えば正電圧の制御信号が入力され、スイッチＳＷ２１はＬＣ並列共振回路２３ａ側がＯＮ、ＬＣ並列共振回路２３ｂ側がＯＦＦとなる。すると、ＬＣ並列共振回路２３ａは共振状態となり、第１の周波数の伝送信号はＬＣ並列共振回路２３ａ側を通ることができず、コンデンサＣ２２のある線路を主線路として通り、出力端子２２ｂに出力される。同様に、入力端子１１から第２の周波数の伝送信号が入力されると、スイッチＳＷ２１の制御信号入力端子Ｖｃ１に例えば負電圧の制御信号が入力され、スイッチＳＷ２１はＬＣ並列共振回路２３ａ側がＯＦＦ、ＬＣ並列共振回路２３ｂ側がＯＮとなる。すると、ＬＣ並列共振回路２３ｂは共振状態となり、第２の周波数の伝送信号はＬＣ並列共振回路２３ｂ側を通ることができず、コンデンサＣ２１のある線路を主線路として通り、出力端子２２ａに出力される。つまり、この電力増幅回路２０によって、第１の周波数の伝送信号は出力端子２２ｂに、第２の周波数の伝送信号は出力端子２２ａへと振り分けられることになる。
【００３１】
上記のような回路構成によれば、実施形態１で得られる効果に加えて、さらにインダクタ及びスイッチの部品点数を減らすことができ、回路モジュールの小型化、コストダウンが可能となる。
【００３２】
図４は、本実施形態２の変形例である電力増幅回路３０の回路図である。
【００３３】
電力増幅回路３０は、図４に示すように、電力増幅器１５、コンデンサＣ３１、Ｃ３２、インダクタＬ３１、Ｌ３２、スイッチＳＷ３１を備えている。スイッチＳＷ３１は、ＤＰＤＴ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型と呼ばれるもので、共通端子を２つ（ＩＮ１、ＩＮ２）、切換端子も２つ（ＯＵＴ１、ＯＵＴ２）を備えるスイッチである。
【００３４】
コンデンサＣ３１とインダクタＬ３１は、スイッチＳＷ３１を備えるＬＣ並列共振回路３３ａを構成し、スイッチＳＷ３１はインダクタＬ３１に直列に接続されている。同じようにコンデンサＣ３２、インダクタＬ３２、スイッチＳＷ３１によってＬＣ並列共振回路３３ｂが構成されている。電力増幅器１５とＬＣ並列共振回路３３ａ、３３ｂは、分岐点３６を介して、接続されている。
【００３５】
ＬＣ並列共振回路３３ａの共振周波数は、ＬＣ並列共振回路３３ａで遮断される伝送信号の第１の周波数に設定され、ＬＣ並列共振回路３３ｂの共振周波数は、ＬＣ並列共振回路３３ｂで遮断される伝送信号の第２の周波数に設定されている。
【００３６】
入力端子１１から第１の周波数の伝送信号が入力されると、スイッチＳＷ３１の制御信号入力端子Ｖｃ１に例えば正電圧、Ｖｃ２にゼロ電圧の制御信号が入力され、ＳＷ３１はＬＣ並列共振回路３３ａ側がＯＮ、ＬＣ並列共振回路３３ｂ側がＯＦＦとなる。すると、ＬＣ並列共振回路３３ａは共振状態となり、第１の周波数の伝送信号はＬＣ並列共振回路３３ａ側を通ることができず、コンデンサＣ３２のある線路を主線路として通り、出力端子３２ｂに出力される。同様に、入力端子１１から第２の周波数の伝送信号が入力されると、スイッチＳＷ３１の制御信号入力端子Ｖｃ１に例えばゼロ電圧、Ｖｃ２に正電圧の制御信号が入力され、スイッチＳＷ３１はＬＣ並列共振回路３３ａ側がＯＦＦ、ＬＣ並列共振回路３３ｂ側がＯＮとなる。すると、ＬＣ並列共振回路３３ｂは共振状態となり、第２の周波数の伝送信号はＬＣ並列共振回３３ｂ側を通ることができず、コンデンサＣ３１のある線路を主線路として通り、出力端子３２ａに出力される。つまり、この電力増幅回路３０によって、第１の周波数の伝送信号は出力端子３２ｂに、第２の周波数の伝送信号は出力端子３２ａへと振り分けられることになる。
【００３７】
上記のような回路構成によれば、実施形態１で得られる効果に加えて、スイッチの部品点数を減らすことができ、回路モジュールの小型化、コストダウンが可能となる。
【００３８】
上記実施例に示した回路は、これらに限るものではない。上記した回路は基本構成であり、背景技術の項で述べた電力増幅回路１１０のように、電力検出器やアイソレータなどの素子を伴う回路構成にすることも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０、２０、３０    電力増幅回路
１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ、３３ａ、３３ｂ      ＬＣ並列共振回路
Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ３１、Ｃ３２      コンデンサ
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１、Ｌ３２      インダクタ
ＳＷ１１、ＳＷ１２  スイッチ
１５                電力増幅器
Ｆ１５              電力増幅器
Ｆｃ１、Ｆｃ２      コンデンサ
Ｆｌ１、Ｆｌ２      インダクタ
Ｆｓｗ１、Ｆｓｗ２  スイッチ
４１                回路基板
ＳＷ２１            ＳＰＤＴスイッチ
ＳＷ３１            ＤＰＤＴスイッチ
【図１】
2012105534.tif 000003
【図２】
2012105534.tif 000004
【図３】
2012105534.tif 000005
【図４】
2012105534.tif 000006
【図５】
2012105534.tif 000007
【国際調査報告】
2012105534.tif 000008
2012105534.tif 000009
2012105534.tif 000010
2012105534.tif 000011