(57)【要約】【課題】複数の通信バンドの高周波信号を高い増幅性能で増幅する高周波回路を提供する。【解決手段】高周波回路１は、共通端子１３ａ、選択端子１３ｂ１および１３ｂ２を有し、共通端子１３ａと選択端子１３ｂ１との接続、および、共通端子１３ａと選択端子１３ｂ２との接続を切り替えるスイッチ１３と、入力端子が選択端子１３ｂ１に接続された低雑音増幅器２１Ｂ１と、入力端子が選択端子１３ｂ２に接続された低雑音増幅器２１Ｂ２と、を備え、低雑音増幅器２１Ｂ１が高周波信号を所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ２が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域を包含する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通端子、第１選択端子および第２選択端子を有し、前記共通端子と前記第１選択端子との接続、および、前記共通端子と前記第２選択端子との接続を切り替える第１スイッチと、
前記第１選択端子に入力端子が接続された第１低雑音増幅器と、
前記第２選択端子に入力端子が接続された第２低雑音増幅器と、を備え、
前記第１低雑音増幅器が高周波信号を所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、前記第２低雑音増幅器が高周波信号を前記所定の利得以上で増幅する周波数帯域を包含する、
高周波回路。
【請求項２】
前記第１低雑音増幅器は、増幅可能帯域として、前記第１低雑音増幅器の最大利得値に対して所定値だけ小さい利得以上で増幅できる帯域である第１周波数帯域を有し、
前記第２低雑音増幅器は、増幅可能帯域として、前記第２低雑音増幅器の最大利得値に対して前記所定値だけ小さい利得以上で増幅できる帯域である第２周波数帯域を有し、
前記第１周波数帯域は、前記第２周波数帯域を包含する、
請求項１に記載の高周波回路。
【請求項３】
さらに、
前記共通端子に接続され、前記第１周波数帯域を包含する通過帯域を有する第１フィルタを備える、
請求項２に記載の高周波回路。
【請求項４】
前記第１フィルタは、通過帯域が可変するフィルタである、
請求項３に記載の高周波回路。
【請求項５】
前記第１周波数帯域は、ＮＲ（Ｎｅｗ  Ｒａｄｉｏ）のｎ７７（３３００−４２００ＭＨｚ）を含む周波数帯域であり、
前記第２周波数帯域は、ＮＲのｎ７８（３３００−３８００ＭＨｚ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のＢ４２（３４００−３６００ＭＨｚ）、Ｂ４３（３６００−３８００ＭＨｚ）、Ｂ４８（３５５０−３７００ＭＨｚ）、およびＢ４９（３５５０−３７００ＭＨｚ）の少なくとも１つを含む周波数帯域である、
請求項２〜４のいずれか１項に記載の高周波回路。
【請求項６】
前記第１低雑音増幅器および前記第２低雑音増幅器のそれぞれは、複数のトランジスタが多段接続された構成を有しており、
前記第１低雑音増幅器を構成するトランジスタの段数と前記第２低雑音増幅器を構成するトランジスタの段数とは異なる、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波回路。
【請求項７】
前記第１低雑音増幅器および前記第２低雑音増幅器の少なくとも一方は、さらに、キャパシタンスを可変する容量可変回路を有し、
前記容量可変回路は、
キャパシタと、
前記キャパシタに接続された第２スイッチと、を有する、
請求項６に記載の高周波回路。
【請求項８】
前記第２低雑音増幅器は前記容量可変回路を有し、
前記第２スイッチの導通および非導通の切り替えにより、前記第２低雑音増幅器が高周波信号を前記所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、前記第１低雑音増幅器が高周波信号を前記所定の利得以上で増幅する周波数帯域内で可変する、
請求項７に記載の高周波回路。
【請求項９】
前記第１スイッチは、前記共通端子と前記第１選択端子との接続、および、前記共通端子と前記第２選択端子との接続を、排他的に切り替える、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の高周波回路。
【請求項１０】
前記第１スイッチにおいて、前記共通端子は、前記第１選択端子および前記第２選択端子のいずれとも接続されている、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の高周波回路。
【請求項１１】
共通端子、第１選択端子および第２選択端子を有し、前記共通端子と前記第１選択端子との接続、および、前記共通端子と前記第２選択端子との接続を切り替える第１スイッチと、
前記第１選択端子に入力端子が接続された第１低雑音増幅器と、
前記第２選択端子に入力端子が接続された第２低雑音増幅器と、を備え、
前記第１低雑音増幅器および前記第２低雑音増幅器のそれぞれは、複数のトランジスタが多段接続された構成を有しており、
前記第１低雑音増幅器を構成するトランジスタの段数と前記第２低雑音増幅器を構成するトランジスタの段数とは異なる、
高周波回路。
【請求項１２】
さらに、
前記共通端子に接続され、前記第１低雑音増幅器が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域および前記第２低雑音増幅器が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域を包含する通過帯域を有する第１フィルタを備える、
請求項１１に記載の高周波回路。
【請求項１３】
さらに、
前記第１スイッチの前記共通端子側に配置されたマルチプレクサを備え、
前記マルチプレクサは、
通過帯域が互いに重複せず、入力端子が共通接続された２以上のフィルタで構成され、
前記２以上のフィルタのうちの一のフィルタは、出力端子が前記共通端子に接続され、前記第１低雑音増幅器が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域および前記第２低雑音増幅器が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域を包含する通過帯域を有する、
請求項１１に記載の高周波回路。
【請求項１４】
アンテナ素子で受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、
前記アンテナ素子と前記ＲＦ信号処理回路との間で前記高周波信号を伝搬する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の高周波回路と、を備える、
通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波回路および通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信サービスでは、通信の大容量化および高速化を目的に、複数の通信バンドの高周波信号を高品質で伝搬する高周波フロントエンド回路が要求される。
【０００３】
特許文献１には、複数の通信バンドの高周波信号を低損失で分波できる高周波フロントエンド回路が開示されている。特許文献１（図４）には、例えば、通信バンドＢｐおよび通信バンドＢｄの高周波信号を増幅可能なＬＮＡ３１が開示されている。スイッチ２２Ｂは、通信バンドＢｐの信号経路とＬＮＡ３１との接続、および、通信バンドＢｄの信号経路とＬＮＡ３１との接続を切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１９３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、通信バンドの広帯域化および高周波化に伴い、対応すべき通信バンドの帯域幅および周波数帯が多様化している。一方、１つのＬＮＡが増幅対応すべき帯域幅および周波数帯が広範となるほど、例えば、利得、歪特性および消費電力などの増幅性能は低下する。
【０００６】
このような観点から、特許文献１に開示された高周波フロントエンド回路において、１つのＬＮＡが増幅対応すべき帯域幅および周波数帯が広範となる場合であっても、複数の通信バンドの全てに対して、高い増幅性能を確保することが望まれる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、複数の通信バンドの高周波信号を高い増幅性能で増幅できる高周波回路および通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る高周波回路は、共通端子、第１選択端子および第２選択端子を有し、前記共通端子と前記第１選択端子との接続、および、前記共通端子と前記第２選択端子との接続を切り替える第１スイッチと、前記第１選択端子に入力端子が接続された第１低雑音増幅器と、前記第２選択端子に入力端子が接続された第２低雑音増幅器と、を備え、前記第１低雑音増幅器が高周波信号を所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、前記第２低雑音増幅器が高周波信号を前記所定の利得以上で増幅する周波数帯域を包含する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の通信バンドの高周波信号を高い増幅性能で増幅する高周波回路および通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る高周波回路および通信装置の回路構成図である。
【図２】実施の形態に係る高周波回路が備える第１低雑音増幅器、第２低雑音増幅器、および第１スイッチの回路構成図、ならびに、第１低雑音増幅器および第２低雑音増幅器の利得周波数特性を示す概略図である。
【図３Ａ】実施の形態に係る第１低雑音増幅器および第２低雑音増幅器の回路構成の一例を示す図である。
【図３Ｂ】実施の形態の変形例１に係る第２低雑音増幅器の回路構成の一例およびその利得周波数特性を示す概略図である。
【図３Ｃ】実施の形態の変形例２に係る高周波回路の回路構成図である。
【図４Ａ】実施の形態に係るマルチプレクサを構成するフィルタの回路構成の一例を示す図である。
【図４Ｂ】実施の形態に係る第１フィルタの回路構成の一例を示す図である。
【図５】実施の形態の変形例３に係る高周波回路およびアンテナ素子の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施例および変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施例および変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施例および変形例における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。
【００１２】
（実施の形態）
［１．  実施の形態に係る高周波回路１および通信装置５の構成］
図１は、実施の形態に係る高周波回路１および通信装置５の回路構成図である。同図に示すように、通信装置５は、高周波回路１と、アンテナ素子２と、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）３と、ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）４と、を備える。
【００１３】
高周波回路１は、共通端子１００と、マルチプレクサ１１と、フィルタ１２Ａおよび１２Ｂと、スイッチ１３と、低雑音増幅器２１Ａ、２１Ｂ１および２１Ｂ２と、受信出力端子１１０Ａ、１１０Ｂ１および１１０Ｂ２と、を備える。
【００１４】
スイッチ１３は、第１スイッチの一例であり、共通端子１３ａ、選択端子１３ｂ１（第１選択端子）および選択端子１３ｂ２（第２選択端子）を有し、共通端子１３ａと選択端子１３ｂ１との接続、および、共通端子１３ａと選択端子１３ｂ２との接続を切り替える。スイッチ１３は、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチである。
【００１５】
低雑音増幅器２１Ｂ１は、第１低雑音増幅器の一例であり、入力端子（第１入力端子）が選択端子１３ｂ１に接続され、出力端子（第１出力端子）が受信出力端子１１０Ｂ１に接続され、共通端子１３ａおよび選択端子１３ｂ１を経由して入力された高周波信号を増幅して受信出力端子１１０Ｂ１からＲＦＩＣ３へ出力する。低雑音増幅器２１Ｂ１は、例えば、通信バンドＢ１の高周波信号を増幅することが可能である。
【００１６】
低雑音増幅器２１Ｂ２は、第２低雑音増幅器の一例であり、入力端子（第２入力端子）が選択端子１３ｂ２に接続され、出力端子（第２出力端子）が受信出力端子１１０Ｂ２に接続され、共通端子１３ａおよび選択端子１３ｂ２を経由して入力された高周波信号を増幅して受信出力端子１１０Ｂ２からＲＦＩＣ３へ出力する。低雑音増幅器２１Ｂ２は、例えば、通信バンドＢ２の高周波信号を増幅することが可能である。
【００１７】
ここで、低雑音増幅器２１Ｂ１が高周波信号を所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ２が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域を包含する。これに対応して、通信バンドＢ１は、通信バンドＢ２を包含する。
【００１８】
これによれば、上記所定の利得以上となる周波数帯域が、低雑音増幅器２１Ｂ１よりも低雑音増幅器２１Ｂ２の方が狭いので、低雑音増幅器２１Ｂ２の方が、最大利得、消費電力、信号歪という増幅性能を高めることが可能となる。よって、例えば、低雑音増幅器２１Ｂ１が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域に対応した通信バンドＢ１の高周波信号と、低雑音増幅器２１Ｂ２が上記所定の利得以上で増幅できる周波数帯域に対応した通信バンドＢ２の高周波信号とを、１つの低雑音増幅器２１Ｂ１で増幅する場合と比較して、高利得、低消費電力、および低信号歪という高い増幅性能を得ることができる。
【００１９】
低雑音増幅器２１Ａは、入力端子が端子１６０Ａに接続され、出力端子が受信出力端子１１０Ａに接続され、端子１６０Ａを経由して入力された高周波信号を増幅して出力端子から受信出力端子１１０Ａへ出力する。低雑音増幅器２１Ａは、例えば、通信バンドＡの高周波信号を増幅することが可能である。なお、通信バンドＡと通信バンドＢ１とは周波数が重複せず、通信バンドＡと通信バンドＢ２とは周波数が重複しない。
【００２０】
フィルタ１２Ｂは、第１フィルタの一例であり、出力端子がスイッチ１３の共通端子１３ａに接続され、入力端子が接続ノードｎ２に接続された高周波フィルタである。
【００２１】
これにより、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の前段で、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２に入力される高周波信号の不要波を抑制することができるので、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２から出力される高周波信号のＳ／Ｎ比が向上する。
【００２２】
フィルタ１２Ａは、出力端子が端子１６０Ａに接続され、入力端子が接続ノードｎ１に接続された高周波フィルタである。
【００２３】
これにより、低雑音増幅器２１Ａの前段で、低雑音増幅器２１Ａに入力される高周波信号の不要波を抑制することができるので、低雑音増幅器２１Ａから出力される高周波信号のＳ／Ｎ比が向上する。
【００２４】
マルチプレクサ１１は、フィルタ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃおよび１１Ｄで構成されている。なお、フィルタ１１Ａ〜１１Ｄのそれぞれの通過帯域は、互いに重複していない。
【００２５】
フィルタ１１Ａは、入力端子が共通端子１００に接続され、出力端子が接続ノードｎ１に接続された高周波フィルタである。フィルタ１１Ｂは、入力端子が共通端子１００に接続され、出力端子が接続ノードｎ２に接続された高周波フィルタである。フィルタ１１Ｃは、入力端子が共通端子１００に接続された高周波フィルタである。フィルタ１１Ｄは、入力端子が共通端子１００に接続された高周波フィルタである。
【００２６】
なお、マルチプレクサ１１は、少なくとも異なる２つの周波数帯域の高周波信号を分波する構成を有していればよい。この観点から、マルチプレクサ１１を構成する高周波フィルタの数は２以上であればよい。
【００２７】
なお、図１において、フィルタ１１Ｃの出力端子およびフィルタ１１Ｄの出力端子に接続される回路素子については省略しているが、それぞれ、さらに高周波フィルタが接続されていてもよい。
【００２８】
なお、スイッチ１３、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２は、１チップ化された半導体ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成された高周波モジュール１０であってもよい。さらに、上記半導体ＩＣは、低雑音増幅器２１Ａを含んでいてもよい。
【００２９】
上記半導体ＩＣは、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）で構成されている。具体的には、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）プロセスにより構成されている。これにより、上記半導体ＩＣを安価に製造することが可能となる。なお、半導体ＩＣは、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅおよびＧａＮの少なくともいずれかで構成されていてもよい。これにより、高品質な増幅性能および雑音性能を有する高周波信号を出力することが可能となる。
【００３０】
なお、フィルタ１１Ａ〜１１Ｄの少なくともいずれかは、弾性波共振子を含む弾性波フィルタであってもよい。弾性波共振子は、例えば、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を用いた弾性波共振子、または、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を用いた弾性波共振子である。また、フィルタ１２Ａおよび１２Ｂの少なくとも一方は、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一方で構成されたＬＣフィルタであってもよい。
【００３１】
通信バンドＡ、通信バンドＢ１およびＢ２が広帯域であり、かつ、隣り合う通信バンドの周波数間隔（周波数ギャップ）が狭い場合には、前段に配置されたフィルタ１１Ａ〜１１Ｄを、ＬＣフィルタで構成すると、マルチプレクサ１１において高周波信号の伝搬損失が増大するという問題が生じる。これに対して、マルチプレクサ１１を、通過帯域近傍の減衰帯域を高減衰させる弾性波フィルタで構成することにより、各通信バンドが相対的に近接する場合であっても、各通信バンドの高周波信号を高アイソレーションで分波させることが可能となる。また、弾性波フィルタは、通過帯域から遠い帯域において減衰量が小さくなる（減衰の跳ね返り帯域）が、後段のフィルタ１２Ａおよび１２Ｂには、通過帯域から遠い帯域において広帯域で安定的に減衰を確保できるＬＣフィルタが用いられるので、通過帯域から遠い帯域を高減衰させることが可能となる。よって、複数の通信バンドの高周波信号を高アイソレーションかつ低損失で分波することが可能となる。
【００３２】
なお、本実施の形態に係る高周波回路１は、アンテナ素子２で受信した高周波信号を伝搬してＲＦＩＣ３へ出力する受信回路となっているが、さらに送信回路を有する送受信回路であってもよい。
【００３３】
また、高周波回路１は、共通端子１００、マルチプレクサ１１、フィルタ１２Ａおよび１２Ｂ、ならびに低雑音増幅器２１Ａを備えていなくてもよい。
【００３４】
以下、通信装置５を構成する高周波回路１以外の構成要素について説明する。
【００３５】
アンテナ素子２は、高周波回路１の共通端子１００に接続され、高周波信号を受信する。また、高周波回路１が送信回路を有する場合には、アンテナ素子２は、ＲＦＩＣ３から出力され、高周波回路１を伝搬した高周波信号を放射してもよい。
【００３６】
ＲＦＩＣ３は、高周波回路１から受信出力端子１１０Ａ、１１０Ｂ１および１１０Ｂ２を経由して出力された高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路である。また、高周波回路１が送信回路を有する場合には、ＲＦＩＣ３は、ＢＢＩＣ４から入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された高周波信号を、高周波回路１に出力する。また、ＲＦＩＣ３は、使用される通信バンドに基づいて、スイッチ１３の接続状態を切り替えるための制御信号を出力する制御部を有している。なお、制御部は、ＲＦＩＣ３の外部に設けられていてもよく、例えば、高周波回路１またはＢＢＩＣ４に設けられていてもよい。
【００３７】
ＢＢＩＣ４は、高周波回路１を伝搬する高周波信号よりも低周波の中間周波数帯域を用いて信号処理する回路である。ＢＢＩＣ４で処理された信号は、例えば、画像表示のための画像信号として使用され、または、スピーカを介した通話のために音声信号として使用される。
【００３８】
［２．  実施の形態に係る低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の増幅特性］
図２は、実施の形態に係る高周波回路１が備える低雑音増幅器２１Ｂ１、２１Ｂ２、およびスイッチ１３の回路構成図、ならびに、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の利得周波数特性を示す概略図である。図２の上段には、高周波回路１のうちのスイッチ１３、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の回路構成が示されている。また、図２の下段には、低雑音増幅器２１Ｂ１の利得増幅特性（実線）、および低雑音増幅器２１Ｂ２の利得増幅特性（破線）が示されている。
【００３９】
図２の下段に示すように、低雑音増幅器２１Ｂ１が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ２が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域を包含している。より具体的には、低雑音増幅器２１Ｂ１は、増幅可能帯域として、低雑音増幅器２１Ｂ１の最大利得に対して所定値（例えば３ｄＢ）だけ小さい利得（１５ｄＢ）以上で増幅できる帯域（第１周波数帯域）を有している。また、低雑音増幅器２１Ｂ２は、増幅可能帯域として、低雑音増幅器２１Ｂ２の最大利得に対して所定値（例えば３ｄＢ）だけ小さい利得（１８ｄＢ）以上で増幅できる帯域（第２周波数帯域）を有している。ここで、低雑音増幅器２１Ｂ１の第１周波数帯域は通信バンドＢ１に対応し、低雑音増幅器２１Ｂ２の第２周波数帯域は通信バンドＢ２に対応し、第１周波数帯域は第２周波数帯域を包含している。この場合、低雑音増幅器２１Ｂ２のほうが、低雑音増幅器２１Ｂ１よりも、増幅対応しなければならない周波数帯域が狭いので、低雑音増幅器２１Ｂ２の方が、最大利得、消費電力、および信号歪という増幅性能を高めることが可能となる。
【００４０】
なお、本実施の形態において、第１周波数帯域が第２周波数帯域を包含している、とは、以下の（１）〜（３）のいずれかに該当するものと定義される。なお、第１周波数帯域の低周波側端部周波数をｆＬ１とし、第１周波数帯域の高周波側端部周波数をｆＨ１とし、第２周波数帯域の低周波側端部周波数をｆＬ２とし、第２周波数帯域の高周波側端部周波数をｆＨ２とする。
（１）ｆＬ１＜ｆＬ２かつｆＨ２＜ｆＨ１
（２）ｆＬ１＝ｆＬ２かつｆＨ２＜ｆＨ１
（３）ｆＬ１＜ｆＬ２かつｆＨ２＝ｆＨ１
【００４１】
従来の高周波回路は、通信バンドＢ１の高周波信号および通信バンドＢ２の高周波信号を、１つの低雑音増幅器２１Ｂ１で増幅する構成を有する。このため、通信バンドＢ２の高周波信号を低雑音増幅器２１Ｂ１で増幅する場合、通信バンドＢ２の高周波信号を低雑音増幅器２１Ｂ２で増幅する場合と比較して、最大利得が低くなり、消費電力が大きくなり、信号歪が大きくなるため、増幅性能が劣化する。
【００４２】
これに対して、本実施の形態に係る高周波回路１によれば、周波数が包含関係にある通信バンドＢ１の高周波信号と通信バンドＢ２の高周波信号とを、通信バンドの周波数帯域に応じた低雑音増幅器２１Ｂ１と低雑音増幅器２１Ｂ２とに分けて増幅する。このため、通信バンドＢ２の高周波信号を増幅する場合に、従来の高周波回路と比較して、高い最大利得、低消費電力、低信号歪という増幅性能を確保できる。
【００４３】
例えば、近年導入される５Ｇ（第５世代移動通信システム）では、４Ｇ（第４世代移動通信システム）と比較して通信バンドが広帯域化されている。５Ｇを導入する初期段階では、４Ｇおよび５Ｇの双方に対応できる高周波回路が要望されている。この場合、４ＧＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の高周波信号と５ＧＮＲ（Ｎｅｗ  Ｒａｄｉｏ）の高周波信号とを同時に伝送する回路構成が必要となる。このため、本実施の形態に係る高周波回路１では、通信バンドＢ１として、５ＧＮＲの通信バンドが適用され、通信バンドＢ２として、４ＧＬＴＥの通信バンドが適用される。
【００４４】
例えば、通信バンドＢ１としては、５ＧＮＲ（Ｎｅｗ  Ｒａｄｉｏ）のｎ７７（３３００−４２００ＭＨｚ）が適用され、通信バンドＢ２として、４ＧＬＴＥのＢ４２（３４００−３６００ＭＨｚ）、Ｂ４３（３６００−３８００ＭＨｚ）、Ｂ４８（３５５０−３７００ＭＨｚ）、およびＢ４９（３５５０−３７００ＭＨｚ）の少なくとも１つが適用されてもよい。
【００４５】
この場合、上記従来の高周波回路の場合、相対的に狭帯域の４ＧＬＴＥの通信バンドの高周波信号を広帯域の増幅特性を有する低雑音増幅器２１Ｂ１で増幅する場合、４ＧＬＴＥの高周波信号の最大利得が低くなり、消費電力が大きくなり、信号歪が大きくなってしまう。
【００４６】
これに対して、本実施の形態に係る高周波回路１によれば、周波数が包含関係にある５ＧＮＲの通信バンドの高周波信号と４ＧＬＴＥの通信バンドの高周波信号とを、通信バンドの周波数帯域に応じた低雑音増幅器２１Ｂ１と低雑音増幅器２１Ｂ２とに分けて増幅する。このため、相対的に狭帯域の４ＧＬＴＥの通信バンドの高周波信号を増幅する場合に、従来の高周波回路と比較して、高い最大利得、低消費電力、低信号歪という増幅性能を確保できる。
【００４７】
なお、本実施の形態に係る高周波回路１において、通信バンドＡとして５ＧＮＲのｎ７９（４４００−５０００ＭＨｚ）が適用され、通信バンドＢ１として５ＧＮＲのｎ７７が適用され、通信バンドＢ２として５ＧＮＲのｎ７８、４ＧＬＴＥのＢ４２、Ｂ４３、Ｂ４８、およびＢ４９のいずれかが適用されてもよい。
【００４８】
上記構成によれば、高周波回路１は、５ＧＮＲの高周波信号と４ＧＬＴＥの高周波信号とを伝送させることが可能である。
【００４９】
例えば、スイッチ１３の共通端子１３ａおよび選択端子１３ｂ１の接続と、共通端子１３ａおよび選択端子１３ｂ２の接続とを、排他的に切り替えることにより、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の一方から出力される高周波信号を、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の他方に漏れることなく低損失で伝搬できる。また、通信バンドＡの高周波信号と、通信バンドＢ１の高周波信号とを同時受信でき、また、通信バンドＡの高周波信号と、通信バンドＢ２の高周波信号とを同時受信できる。
【００５０】
例えば、通信バンドＡとしては、４ＧＬＴＥのＢ１（受信帯域：２１１０−２１７０ＭＨｚ）が適用されることで、４ＧＬＴＥのＢ１と５ＧＮＲのｎ７７との同時受信、および、４ＧＬＴＥのＢ１と４ＧＬＴＥのＢ４２との同時受信を排他的に実行できる。
【００５１】
また、例えば、スイッチ１３の共通端子１３ａおよび選択端子１３ｂ１の接続と、共通端子１３ａおよび選択端子１３ｂ２の接続とを、同時に実行することにより、低雑音増幅器２１Ｂ１で増幅された高周波信号と、低雑音増幅器２１Ｂ２で増幅された高周波信号とを、同時に出力できる。例えば、周波数帯域が包含関係にある５ＧＮＲのｎ７７と４ＧＬＴＥのＢ４２とを同時受信（ＥＮ−ＤＣ）することが可能となる。
【００５２】
また、マルチプレクサ１１を構成するフィルタ１１Ｃおよび１１Ｄの通過帯域として、無線ＬＡＮ（２．４ＧＨｚ）、ＬＴＥのＢ４６およびＢ４７を包含する無線ＬＡＮ（５ＧＨｚ）、ローバンド群（６１７−９６０ＭＨｚ）、ＧＰＳ（登録商標）−Ｌ１（１５５９−１６０６ＭＨｚ）、ＧＰＳ−Ｌ５（１１６６−１２２９ＭＨｚ）、ミドルバンド群（１４２７−２２００ＭＨｚ）、ハイバンド群（２３００−２６９０ＭＨｚ）、およびウルトラハイバンド群（３３００−４９９０ＭＨｚ）のいずれかが適用されてもよい。
【００５３】
［３．  実施の形態に係る低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の回路構成］
図３Ａは、実施の形態に係る低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の回路構成の一例を示す図である。
【００５４】
低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２は、ぞれぞれ、例えば、ゲート端子、ドレイン端子およびソース端子を有する電界効果型のトランジスタ（Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）を有し、複数のトランジスタが多段接続された構成を有している。
【００５５】
低雑音増幅器２１Ｂ１は、ＦＥＴ３０ａ、３０ｂおよび３０ｃを有し、ソース接地型のＦＥＴ３０ａ〜３０ｃが縦続接続されている。ＦＥＴ３０ａのゲート端子が入力端子に接続され、ＦＥＴ３０ａのドレイン端子がＦＥＴ３０ｂのゲート端子に接続され、ＦＥＴ３０ｂのドレイン端子がＦＥＴ３０ｃのゲート端子に接続され、ＦＥＴ３０ｃのドレイン端子が出力端子に接続されている。低雑音増幅器２１Ｂ１は、３つのトランジスタが多段接続された構成を有している。
【００５６】
低雑音増幅器２１Ｂ２は、ＦＥＴ３０ａおよび３０ｂを有し、ソース接地型のＦＥＴ３０ａ〜３０ｂが縦続接続されている。ＦＥＴ３０ａのゲート端子が入力端子に接続され、ＦＥＴ３０ａのドレイン端子がＦＥＴ３０ｂのゲート端子に接続され、ＦＥＴ３０ｂのドレイン端子が出力端子に接続されている。低雑音増幅器２１Ｂ２は、２つのトランジスタが多段接続された構成を有している。
【００５７】
つまり、低雑音増幅器２１Ｂ１を構成するトランジスタの段数と低雑音増幅器２１Ｂ２を構成するトランジスタの段数とは異なる。本実施の形態では、低雑音増幅器２１Ｂ１を構成するトランジスタの段数は、低雑音増幅器２１Ｂ２を構成するトランジスタの段数よりも多い。
【００５８】
低雑音増幅器２１Ｂ１のトランジスタの段数と低雑音増幅器２１Ｂ２のトランジスタの段数とが異なることにより、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域幅を調整できる。特に、低雑音増幅器２１Ｂ１のトランジスタの段数が低雑音増幅器２１Ｂ２のトランジスタの段数よりも多いことにより、低雑音増幅器２１Ｂ１が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域幅を、低雑音増幅器２１Ｂ２が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域幅よりも広く調整できる。
【００５９】
なお、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２は、バイポーラ型の増幅トランジスタで構成されていてもよい。また、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２は、複数のトランジスタに接続されたキャパシタおよびインダクタを有していてもよい。
【００６０】
また、本実施の形態に係る低雑音増幅器２１Ｂ１は、例えば、ＧａＡｓまたはＳｉＧｅからなるトランジスタで構成されていてもよい。これにより、低雑音増幅器２１Ｂ１は、所定の利得以上で増幅できる広帯域の周波数帯域を確保しつつ、高利得および低歪特性を確保することが可能となる。
【００６１】
一方、本実施の形態に係る低雑音増幅器２１Ｂ２は、例えば、ＣＭＯＳ−ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）の構造を有するトランジスタで構成されていてもよい。これにより、低雑音増幅器２１Ｂ２は、所定の利得以上で増幅できる狭帯域の周波数帯域を確保しつつ、高利得、低消費電力、低歪特性および低コストを確保することが可能となる。
【００６２】
図３Ｂは、実施の形態の変形例１に係る低雑音増幅器２１Ｂ２の回路構成の一例およびその利得周波数特性を示す概略図である。同図に示すように、本変形例に係る低雑音増幅器２１Ｂ２は、ＦＥＴ３０ａおよび３０ｂと、スイッチ３１と、キャパシタ３２と、を有している。本変形例に係る低雑音増幅器２１Ｂ２は、実施の形態に係る低雑音増幅器２１Ｂ２と比較して、スイッチ３１およびキャパシタ３２が付加されている点のみが構成として異なる、以下、本変形例に係る低雑音増幅器２１Ｂ２について、実施の形態に係る低雑音増幅器２１Ｂ２と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【００６３】
スイッチ３１は、第２スイッチの一例であり、スイッチ３１とキャパシタ３２とが直列接続された回路が、ＦＥＴ３０ｂのゲート端子とグランドとの間に接続されている。スイッチ３１とキャパシタ３２とが直列接続された回路は、スイッチ３１の導通および非導通により、低雑音増幅器２１Ｂ２に付加される容量を可変する容量可変回路である。
【００６４】
図３Ｂの右側に示されたグラフのように、例えば、スイッチ３１を非導通状態にすると、所定の利得以上で増幅する周波数帯域が低周波側へシフトし、スイッチ３１を導通状態にすると、所定の利得以上で増幅する周波数帯域が高周波側へシフトする。
【００６５】
これにより、使用する通信バンドに応じて、所定の利得以上で増幅する周波数帯域を変更することが可能となる。
【００６６】
なお、低雑音増幅器２１Ｂ２が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ１が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域内で可変する。
【００６７】
これにより、低雑音増幅器２１Ｂ１が上記所定の利得以上で増幅できる周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ２が上記所定の利得以上で増幅できる周波数帯域を包含している関係が維持される。
【００６８】
なお、上記容量可変回路の接続箇所は、ＦＥＴ３０ｂのゲート端子に限定されない。また、上記容量可変回路は、スイッチ３１とキャパシタ３２とが並列接続された回路であってもよい。
【００６９】
また、上記容量可変回路は、低雑音増幅器２１Ｂ１または２１Ａに付加されてもよい。
【００７０】
図３Ｃは、実施の形態の変形例２に係る高周波回路７の回路構成図である。同図に示すように、本変形例に係る高周波回路７は、共通端子１００（図示を省略）と、マルチプレクサ１１（図示を省略）と、フィルタ１２Ａ（図示を省略）および１２Ｂ（図示を省略）と、スイッチ１３と、低雑音増幅器２１Ａ、２１Ｂ１、２１Ｂ３、２１Ｂ４、２１Ｂ５および２１Ｂ６と、受信出力端子１１０Ａ、１１０Ｂ１、１１０Ｂ３、１１０Ｂ４、１１０Ｂ５および１１０Ｂ６と、を備える。本変形例に係る高周波回路７は、実施の形態に係る高周波回路１と比較して、低雑音増幅器２１Ｂ２がスイッチ１４および低雑音増幅器２１Ｂ３〜２１Ｂ６で構成されている点のみが異なる、以下、本変形例に係る高周波回路７について、実施の形態に係る高周波回路１と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【００７１】
スイッチ１４は、第３スイッチの一例であり、共通端子１４ａ、選択端子１４ｂ、選択端子１４ｃ、選択端子１４ｄおよび選択端子１４ｅを有し、共通端子１４ａと選択端子１４ｂとの接続、共通端子１４ａと選択端子１４ｃとの接続、共通端子１４ａと選択端子１４ｄとの接続、および、共通端子１４ａと選択端子１４ｅとの接続を切り替える。
【００７２】
低雑音増幅器２１Ｂ３は、第１増幅回路の一例であり、入力端子が選択端子１４ｂに接続され、出力端子が受信出力端子１１０Ｂ３に接続され、共通端子１４ａおよび選択端子１４ｂを経由して入力された高周波信号を増幅して受信出力端子１１０Ｂ３からＲＦＩＣ３へ出力する。低雑音増幅器２１Ｂ１が高周波信号を所定の利得以上で増幅する周波数帯域（通信バンドＢ１に対応）は、低雑音増幅器２１Ｂ３が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域（通信バンドＢ３に対応）を包含している。
【００７３】
低雑音増幅器２１Ｂ４は、第２増幅回路の一例であり、入力端子が選択端子１４ｃに接続され、出力端子が受信出力端子１１０Ｂ４に接続され、共通端子１４ａおよび選択端子１４ｃを経由して入力された高周波信号を増幅して受信出力端子１１０Ｂ４からＲＦＩＣ３へ出力する。低雑音増幅器２１Ｂ１が高周波信号を所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ４が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域（通信バンドＢ４に対応）を包含している。
【００７４】
低雑音増幅器２１Ｂ５は、入力端子が選択端子１４ｄに接続され、出力端子が受信出力端子１１０Ｂ５に接続され、共通端子１４ａおよび選択端子１４ｄを経由して入力された高周波信号を増幅して受信出力端子１１０Ｂ５からＲＦＩＣ３へ出力する。低雑音増幅器２１Ｂ１が高周波信号を所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ５が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域（通信バンドＢ５に対応）を包含している。
【００７５】
低雑音増幅器２１Ｂ６は、入力端子が選択端子１４ｅに接続され、出力端子が受信出力端子１１０Ｂ６に接続され、共通端子１４ａおよび選択端子１４ｅを経由して入力された高周波信号を増幅して受信出力端子１１０Ｂ６からＲＦＩＣ３へ出力する。低雑音増幅器２１Ｂ１が高周波信号を所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ６が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域（通信バンドＢ６に対応）を包含している。
【００７６】
また、低雑音増幅器２１Ｂ３が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域、低雑音増幅器２１Ｂ４が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域、低雑音増幅器２１Ｂ５が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域、および、低雑音増幅器２１Ｂ６が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、それぞれ重複しない。
【００７７】
本変形例では、例えば、通信バンドＡとしては５ＧＮＲのｎ７９が適用され、通信バンドＢ１としては５ＧＮＲのｎ７７が適用され、通信バンドＢ３としては５ＧＮＲｎ７８が適用され、通信バンドＢ４としては４ＧＬＴＥのＢ４２が適用され、通信バンドＢ５としては４ＧＬＴＥのＢ４３が適用され、通信バンドＢ６としては４ＧＬＴＥのＢ４８またはＢ４９（あるいはＢ４８およびＢ４９の包含帯域）が適用されてもよい。
【００７８】
これによれば、低雑音増幅器２１Ｂ３〜２１Ｂ６が上記所定の利得以上となる周波数帯域のそれぞれは、低雑音増幅器２１Ｂ１が上記所定の利得以上となる周波数帯域に包含されるので、低雑音増幅器２１Ｂ３〜２１Ｂ６の方が、最大利得、消費電力、信号歪という増幅性能を高めることが可能となる。よって、例えば、低雑音増幅器２１Ｂ１が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域に対応した通信バンドＢ１の高周波信号と、低雑音増幅器２１Ｂ３〜２１Ｂ６のそれぞれが上記所定の利得以上で増幅できる周波数帯域に対応した各通信バンドの高周波信号とを、１つの低雑音増幅器２１Ｂ１で増幅する場合と比較して、高利得、低消費電力、および低信号歪という高い増幅性能を得ることができる。
【００７９】
［４．  フィルタの構造］
図４Ａは、実施の形態に係るマルチプレクサ１１を構成するフィルタ１１Ｂの回路構成の一例を示す図である。同図に示すように、フィルタ１１Ｂは、直列腕共振子ｓ１、ｓ２、ｓ３およびｓ４と、並列腕共振子ｐ１、ｐ２およびｐ３と、インダクタＬ１およびＬ２と、を備える。
【００８０】
直列腕共振子ｓ１〜ｓ４のそれぞれは、弾性波共振子であり、共通端子１００と接続ノードｎ２とを結ぶ経路上に直列配置されている。並列腕共振子ｐ１〜ｐ３のそれぞれは、弾性波共振子であり、共通端子１００、直列腕共振子ｓ１〜ｓ４、および接続ノードｎ２を結ぶ上記経路上のノードとグランドとの間に配置されている。
【００８１】
直列腕共振子ｓ１〜ｓ４、および、並列腕共振子ｐ１〜ｐ３のそれぞれは、インピーダンスが極小となる共振周波数およびインピーダンスが極大となる反共振周波数を有しており、並列腕共振子ｐ１〜ｐ３の反共振周波数と、直列腕共振子ｓ１〜ｓ４の共振周波数とを略一致させることにより、フィルタ１１Ｂの通過帯域が形成される。なお、直列腕共振子の数、および並列腕共振子の数は、任意である。つまり、フィルタ１１Ｂは、複数の弾性波共振子からなるラダー型のバンドパスフィルタを形成している。なお、フィルタ１１Ｂは、ラダー型のバンドパスフィルタに限定されず、縦結合型フィルタなどであってもよい。
【００８２】
インダクタＬ１は、並列腕共振子ｐ１とグランドとの間に接続されており、フィルタ１１Ｂの減衰帯域における減衰極を調整するための受動素子である。インダクタＬ２は、接続ノードｎ２とグランドとの間に接続されており、フィルタ１１Ｂの減衰帯域における減衰極を調整する、または、接続ノードｎ２に接続される回路素子とフィルタ１１Ｂとのインピーダンス整合をとるための受動素子である。なお、インダクタＬ１およびＬ２に代わって、キャパシタが配置されていてもよく、また、インダクタおよびキャパシタの双方が配置されていてもよい。
【００８３】
つまり、本例におけるフィルタ１１Ｂの通過帯域は、並列腕共振子ｐ１〜ｐ３および直列腕共振子ｓ１〜ｓ４のみにより形成されている。一方、本例におけるフィルタ１１Ｂの減衰帯域は、並列腕共振子ｐ１〜ｐ３、直列腕共振子ｓ１〜ｓ４、ならびにインダクタＬ１およびＬ２により形成されている。
【００８４】
上記構造によれば、フィルタ１１Ｂを含むマルチプレクサ１１を小型化および低コスト化できる。
【００８５】
なお、本例のフィルタ１１Ｂにおいて、弾性波共振子、インダクタＬ１およびＬ２の少なくともいずれかにスイッチが接続されていてもよい。この場合には、例えば、使用する通信バンドの切り替えに応じて上記スイッチを切り替えることで、フィルタ１１Ｂの通過帯域を変化させることが可能となる。
【００８６】
また、本例のフィルタ１１Ｂにおいて、インダクタＬ１およびＬ２はなくてもよく、フィルタ１１Ｂは、弾性波共振子のみで形成されていてもよい。
【００８７】
また、フィルタ１１Ａ、１１Ｃおよび１１Ｄのそれぞれも、本例のフィルタ１１Ｂが有する構造を有していてもよい。フィルタ１１Ａ〜１１Ｄが上記構造を有することにより、マルチプレクサ１１を１枚の圧電基板に集積配置できるので、小型化が促進される。
【００８８】
図４Ｂは、実施の形態に係るフィルタ１２Ｂの回路構成の一例を示す図である。同図に示すように、フィルタ１２Ｂは、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７およびＣ８と、インダクタＬ４、Ｌ５、Ｌ６およびＬ７と、を備える。
【００８９】
キャパシタＣ１と、キャパシタＣ２と、インダクタＬ４およびキャパシタＣ３の並列回路と、インダクタＬ５およびキャパシタＣ４の並列回路とは、接続ノードｎ２と共通端子１３ａとを結ぶ経路上に直列配置されている。インダクタＬ６およびキャパシタＣ５の直列回路と、インダクタＬ７およびキャパシタＣ６の直列回路と、キャパシタＣ７と、キャパシタＣ８とは、接続ノードｎ２と共通端子１３ａとを結ぶ上記経路上のノードとグランドとの間に配置されている。
【００９０】
インダクタＬ４とキャパシタＣ３とは、ＬＣ並列共振回路を構成している。インダクタＬ５とキャパシタＣ４とは、ＬＣ並列共振回路を構成している。インダクタＬ６とキャパシタＣ５とは、ＬＣ直列共振回路を構成している。インダクタＬ７とキャパシタＣ６とは、ＬＣ直列共振回路を構成している。
【００９１】
上記ＬＣ並列共振回路の共振周波数と上記ＬＣ直列共振回路の共振周波数とを調整することにより、フィルタ１２Ｂの通過帯域および減衰帯域が形成される。なお、インダクタおよびキャパシタの数および接続関係は、任意であるが、上記ＬＣ並列共振回路および上記ＬＣ直列共振回路の少なくとも一方を含むことが望ましい。これにより、ＬＣ直列共振周波数またはＬＣ並列共振周波数を減衰極として利用できるので、より広帯域な減衰帯域を実現できる。
【００９２】
なお、本例のフィルタ１２Ｂにおいて、インダクタおよびキャパシタの少なくともいずれかにスイッチが接続されていてもよい。この場合には、例えば、使用する通信バンドの切り替えに応じて上記スイッチを切り替えることで、フィルタ１２Ｂの通過帯域を変化させることが可能となる。また、使用する通信バンドに応じて、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２に入力される高周波信号の不要波を抑制することが可能となる。
【００９３】
また、フィルタ１２Ａも、本例の構造を有していてもよい。
【００９４】
［５．  変形例３に係る高周波回路６の構成］
図５は、実施の形態の変形例３に係る高周波回路６およびアンテナ素子２の回路構成図である。同図に示すように、本変形例に係る高周波回路６は、共通端子１００と、マルチプレクサ１１と、フィルタ１２Ａ、１２Ｂ１および１２Ｂ２と、スイッチ１３と、低雑音増幅器２１Ａ、２１Ｂ１および２１Ｂ２と、受信出力端子１１０Ａ、１１０Ｂ１および１１０Ｂ２と、を備える。
【００９５】
本変形例に係る高周波回路６は、実施の形態に係る高周波回路１と比較して、フィルタ１２Ｂの代わりに、フィルタ１２Ｂ１および１２Ｂ２が配置されている点のみが構成として異なる、以下、本変形例に係る高周波回路６について、実施の形態に係る高周波回路１と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【００９６】
低雑音増幅器２１Ｂ１は、第１低雑音増幅器の一例であり、入力端子（第１入力端子）がフィルタ１２Ｂ１を介して選択端子１３ｂ１に接続され、出力端子（第１出力端子）が受信出力端子１１０Ｂ１に接続されている。低雑音増幅器２１Ｂ１は、例えば、通信バンドＢ１の高周波信号を増幅することが可能である。
【００９７】
低雑音増幅器２１Ｂ２は、第２低雑音増幅器の一例であり、入力端子（第２入力端子）がフィルタ１２Ｂ２を介して選択端子１３ｂ２に接続され、出力端子（第２出力端子）が受信出力端子１１０Ｂ２に接続されている。低雑音増幅器２１Ｂ２は、例えば、通信バンドＢ２の高周波信号を増幅することが可能である。
【００９８】
ここで、低雑音増幅器２１Ｂ１が高周波信号を所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ２が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域を包含する。これに対応して、通信バンドＢ１は、通信バンドＢ２を包含する。
【００９９】
これによれば、上記所定の利得以上となる周波数帯域が、低雑音増幅器２１Ｂ１よりも低雑音増幅器２１Ｂ２の方が狭いので、低雑音増幅器２１Ｂ２の方が、最大利得、消費電力、および信号歪などの増幅性能を高めることが可能となる。よって、本変形例に係る高周波回路６によれば。例えば、低雑音増幅器２１Ｂ１が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域に対応した通信バンドＢ１の高周波信号と、低雑音増幅器２１Ｂ２が上記所定の利得以上で増幅できる周波数帯域に対応した通信バンドＢ２の高周波信号とを、１つの低雑音増幅器２１Ｂ１で増幅する場合と比較して、高利得、低消費電力、および低信号歪という高い増幅性能を得ることができる。また、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の前段に、それぞれ、各増幅器の所定の利得以上で増幅できる周波数帯域に対応したフィルタ１２Ｂ１および１２Ｂ２が配置されるので、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２に入力される高周波信号の不要波を抑制することが可能となり、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２から出力される高周波信号のＳ／Ｎ比が向上する。
【０１００】
なお、スイッチ１３、フィルタ１２Ｂ１および１２Ｂ２、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２は、同一の基板に形成された高周波モジュール２０であってもよい。また、スイッチ１３、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２は、１チップ化された半導体ＩＣで構成されていてもよい。
【０１０１】
［６．  効果等］
以上のように、本実施の形態によれば、高周波回路１は、共通端子１３ａ、選択端子１３ｂ１および１３ｂ２を有し、共通端子１３ａと選択端子１３ｂ１との接続、および、共通端子１３ａと選択端子１３ｂ２との接続を切り替えるスイッチ１３と、選択端子１３ｂ１に入力端子が接続された低雑音増幅器２１Ｂ１と、選択端子１３ｂ２に入力端子が接続された低雑音増幅器２１Ｂ２と、を備え、低雑音増幅器２１Ｂ１が高周波信号を所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ２が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域を包含する。
【０１０２】
これによれば、上記所定の利得以上となる周波数帯域が、低雑音増幅器２１Ｂ１よりも低雑音増幅器２１Ｂ２の方が狭いので、低雑音増幅器２１Ｂ２の方が、高い最大利得、低消費電力、低信号歪となる。よって、例えば、低雑音増幅器２１Ｂ１が上記所定の利得以上で増幅可能な周波数帯域に対応する通信バンドＢ１の高周波信号、および低雑音増幅器２１Ｂ２が上記所定の利得以上で増幅可能な周波数帯域に対応する通信バンドＢ２の高周波信号の双方を、１つの低雑音増幅器２１Ｂ１で増幅する場合と比較して、高い増幅性能で高周波信号を増幅することができる。
【０１０３】
また、本実施の形態によれば、低雑音増幅器２１Ｂ１は、増幅可能帯域として、低雑音増幅器２１Ｂ１の最大利得値に対して所定値だけ小さい利得以上で増幅できる帯域である第１周波数帯域を有し、低雑音増幅器２１Ｂ２は、増幅可能帯域として、低雑音増幅器２１Ｂ２の最大利得値に対して上記所定値だけ小さい利得以上で増幅できる帯域である第２周波数帯域を有し、第１周波数帯域は第２周波数帯域を包含する。
【０１０４】
これにより、例えば、第１周波数帯域に対応する通信バンドＢ１の高周波信号、および第２周波数帯域に対応する通信バンドＢ２の高周波信号の双方を、１つの低雑音増幅器２１Ｂ１で増幅する場合と比較して、高利得、低消費電力、および低信号歪が得られる。
【０１０５】
また、本実施の形態によれば、高周波回路１は、さらに、共通端子１３ａに接続され、第１周波数帯域を包含する通過帯域を有するフィルタ１２Ｂを備えてもよい。
【０１０６】
これにより、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の前段で、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２に入力される高周波信号の不要波を抑制することができるので、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２から出力される高周波信号のＳ／Ｎ比が向上する。
【０１０７】
また、本実施の形態によれば、フィルタ１２Ｂは、通過帯域が可変するフィルタであってもよい。
【０１０８】
これにより、使用する通信バンドに応じて、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２に入力される高周波信号の不要波を抑制することが可能となる。
【０１０９】
また、本実施の形態によれば、第１周波数帯域は、ＮＲのｎ７７を含む周波数帯域であり、第２周波数帯域は、ＮＲのｎ７８、ＬＴＥのＢ４２、Ｂ４３、Ｂ４８、およびＢ４９の少なくとも１つを含む周波数帯域であってもよい。
【０１１０】
これにより、５ＧＮＲの高周波信号と４ＧＬＴＥの高周波信号とを、高い増幅性能で増幅することができる。
【０１１１】
また、本実施の形態によれば、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２のそれぞれは、複数のトランジスタが多段接続された構成を有しており、低雑音増幅器２１Ｂ１を構成するトランジスタの段数と低雑音増幅器２１Ｂ２を構成するトランジスタの段数とは異なってもよい。
【０１１２】
これにより、トランジスタの段数により低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の周波数帯域幅を調整できる。
【０１１３】
また、本実施の形態の変形例１によれば、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の少なくとも一方は、さらに、キャパシタンスを可変する容量可変回路を有し、当該容量可変回路は、キャパシタ３２と、キャパシタ３２に接続されたスイッチ３１と、を有していてもよい。
【０１１４】
これにより、使用する通信バンドに応じて、所定の利得以上で増幅する周波数帯域を変更することが可能となる。
【０１１５】
また、本実施の形態の変形例１によれば、低雑音増幅器２１Ｂ２は、キャパシタンスを可変する容量可変回路を有し、スイッチ３１の導通および非導通の切り替えにより、低雑音増幅器２１Ｂ２が高周波信号を所定の利得以上で増幅する周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ１が高周波信号を上記所定の利得以上で増幅する周波数帯域内で可変してもよい。
【０１１６】
これにより、低雑音増幅器２１Ｂ１が上記所定の利得以上で増幅できる周波数帯域は、低雑音増幅器２１Ｂ２が上記所定の利得以上で増幅できる周波数帯域を包含している関係が維持される。
【０１１７】
また、本実施の形態によれば、スイッチ１３は、共通端子１３ａおよび選択端子１３ｂ１の接続と、共通端子１３ａおよび選択端子１３ｂ２の接続とを、排他的に切り替えてもよい。
【０１１８】
これにより、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の一方から出力される高周波信号を、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の他方に漏れることなく低損失で伝搬できる。
【０１１９】
また、本実施の形態によれば、スイッチ１３において、共通端子１３ａは、選択端子１３ｂ１および１３ｂ２のいずれとも接続されていてもよい。
【０１２０】
これにより、低雑音増幅器２１Ｂ１で増幅された高周波信号と、低雑音増幅器２１Ｂ２で増幅された高周波信号とを、同時に出力できる。
【０１２１】
また、本実施の形態によれば、高周波回路１は、共通端子１３ａ、選択端子１３ｂ１および１３ｂ２を有し、共通端子１３ａと選択端子１３ｂ１との接続、および、共通端子１３ａと選択端子１３ｂ２との接続を切り替えるスイッチ１３と、選択端子１３ｂ１に入力端子が接続された低雑音増幅器２１Ｂ１と、選択端子１３ｂ２に入力端子が接続された低雑音増幅器２１Ｂ２と、を備え、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２のそれぞれは、複数のトランジスタが多段接続された構成を有しており、低雑音増幅器２１Ｂ１を構成するトランジスタの段数と低雑音増幅器２１Ｂ２を構成するトランジスタの段数とは異なる。
【０１２２】
これによれば、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２のトランジスタの段数が異なるので、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２が所定の利得以上で増幅する周波数帯域が異なる。つまり、低雑音増幅器２１Ｂ１と低雑音増幅器２１Ｂ２とで、最大利得、消費電力、信号歪の特性が異なる。よって、例えば、低雑音増幅器２１Ｂ１が所定の利得以上で増幅可能な周波数帯域に対応した通信バンドＢ１の高周波信号、および低雑音増幅器２１Ｂ２が所定の利得以上で増幅可能な周波数帯域に対応した通信バンドＢ２の高周波信号の双方を、１つの低雑音増幅器２１Ｂ１で増幅する場合と比較して、高利得、低消費電力、および低信号歪が得られる。
【０１２３】
また、本実施の形態によれば、高周波回路１は、さらに、共通端子１３ａに接続され、低雑音増幅器２１Ｂ１が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域および低雑音増幅器２１Ｂ２が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域を包含する通過帯域を有するフィルタ１２Ｂを備えてもよい。
【０１２４】
これにより、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の前段で、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２に入力される高周波信号の不要波を抑制することができるので、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２から出力される高周波信号のＳ／Ｎ比が向上する。
【０１２５】
また、本実施の形態によれば、高周波回路１は、さらに、スイッチ１３の共通端子１３ａ側に配置されたマルチプレクサ１１を備え、マルチプレクサ１１は、通過帯域が互いに重複せず、入力端子が共通接続された２以上のフィルタ１１Ａおよび１１Ｂで構成され、フィルタ１１Ｂは、出力端子が共通端子１３ａに接続され、低雑音増幅器２１Ｂ１が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域および低雑音増幅器２１Ｂ２が所定の利得以上で増幅できる周波数帯域を包含する通過帯域を有していてもよい。
【０１２６】
これによれば、フィルタ１１Ｂにより、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２の前段で、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２に入力される高周波信号の不要波を抑制することができるので、低雑音増幅器２１Ｂ１および２１Ｂ２から出力される高周波信号のＳ／Ｎ比が向上する。また、マルチプレクサ１１により、２以上の通信バンドの高周波信号を分波でき、また同時受信することが可能となる。
【０１２７】
また、本実施の形態によれば、通信装置５は、アンテナ素子２で受信される高周波信号を処理するＲＦＩＣ３と、アンテナ素子２とＲＦＩＣ３との間で高周波信号を伝搬する高周波回路１と、を備える。
【０１２８】
これにより、高い増幅性能で高周波信号を増幅できる通信装置を提供できる。
【０１２９】
（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る高周波回路および通信装置について、実施の形態および変形例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態および変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る高周波回路および通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【０１３０】
例えば、低雑音増幅器２１Ｂ１を構成するトランジスタの段数と低雑音増幅器２１Ｂ２を構成するトランジスタの段数との大小によらず、低雑音増幅器２１Ｂ１は、例えば、ＧａＡｓまたはＳｉＧｅからなるトランジスタで構成されていてもよく、低雑音増幅器２１Ｂ２は、例えば、ＣＭＯＳ−ＳＯＩの構造を有するトランジスタで構成されていてもよい。これにより、低雑音増幅器２１Ｂ１は、所定の利得以上で増幅できる広帯域の周波数帯域を確保しつつ、高利得および低歪特性を確保することが可能となり、低雑音増幅器２１Ｂ２は、所定の利得以上で増幅できる狭帯域の周波数帯域を確保しつつ、高利得、低消費電力、低歪特性および低コストを確保することが可能となる。
【０１３１】
例えば、実施の形態および変形例に係る高周波回路および通信装置において、各構成要素の間に、インダクタおよびキャパシタなどの整合素子、ならびにスイッチ回路が接続されていてもかまわない。なお、インダクタには、各構成要素間を繋ぐ配線による配線インダクタが含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明は、マルチバンドシステムに適用できる高周波回路および通信装置として、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１３３】
１、６、７    高周波回路
２    アンテナ素子
３    ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）
４    ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）
５    通信装置
１０、２０    高周波モジュール
１１    マルチプレクサ
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｂ１、１２Ｂ２    フィルタ
１３、１４、３１    スイッチ
１３ａ、１４ａ、１００  共通端子
１３ｂ１、１３ｂ２、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ    選択端子
２１Ａ、２１Ｂ１、２１Ｂ２、２１Ｂ３、２１Ｂ４、２１Ｂ５、２１Ｂ６    低雑音増幅器
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ    ＦＥＴ
３２、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８    キャパシタ
１１０Ａ、１１０Ｂ１、１１０Ｂ２、１１０Ｂ３、１１０Ｂ４、１１０Ｂ５、１１０Ｂ６    受信出力端子
１６０Ａ    端子
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７    インダクタ
ｎ１、ｎ２    接続ノード
ｐ１、ｐ２、ｐ３    並列腕共振子
ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４    直列腕共振子 
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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