(57)【要約】【課題】複数の電力増幅器により増幅された複数の高周波信号を同時送信している際に、相互変調歪の発生が抑制された高周波回路を提供する。【解決手段】高周波回路１は、第１送信信号を増幅して出力する電力増幅器１１と、第１送信信号と周波数が異なる第２送信信号を増幅して出力する電力増幅器１２とを備え、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方は、（１）電力増幅器１１および１２の双方が送信信号を出力している場合、かつ、（２）電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力が第１閾値電力よりも大きくなる場合に、ＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わる。【選択図】図１Ａ
2020145613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１送信信号を増幅して出力する第１電力増幅器と、
前記第１送信信号と周波数が異なる第２送信信号を増幅して出力する第２電力増幅器と、を備え、
前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の少なくとも一方は、（１）前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の双方が、増幅した送信信号を出力している場合、かつ、（２）前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合、エンベロープトラッキング方式による増幅モードから平均電力トラッキング方式による増幅モードに切り換わる、
高周波回路。
【請求項２】
さらに、
前記第１送信信号が出力される第１出力端子と、
前記第２送信信号が出力される第２出力端子と、を備え、
前記第１出力端子および前記第２出力端子は、互いに異なるアンテナ素子と接続される、
請求項１に記載の高周波回路。
【請求項３】
前記第１送信信号は、第４世代通信システム（４Ｇ）に対応した送信信号であり、
前記第２送信信号は、第５世代通信システム（５Ｇ）に対応した送信信号である、
請求項１または２に記載の高周波回路。
【請求項４】
前記第１送信信号は、前記第４世代通信システムにて規定された第１通信バンドにおける第１チャンネルの送信信号であり、
前記第２送信信号は、前記第５世代通信システムにて規定された前記第１通信バンドと同じ周波数範囲を有する第２通信バンドにおける第２チャンネルの送信信号である、
請求項３に記載の高周波回路。
【請求項５】
前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の双方は、前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の少なくともいずれかの出力電力を示す値が前記第１閾値電力よりも大きくなる場合に、エンベロープトラッキング方式による増幅モードから平均電力トラッキング方式による増幅モードに切り換わる、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波回路。
【請求項６】
前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の一方は、当該一方の出力電力に対応した電力値が前記第１閾値電力よりも大きくなる場合に、エンベロープトラッキング方式による増幅モードから平均電力トラッキング方式による増幅モードに切り換わる、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波回路。
【請求項７】
前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の一方は、前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の他方の出力電力を示す値が前記第１閾値電力よりも大きくなる場合に、エンベロープトラッキング方式による増幅モードから平均電力トラッキング方式による増幅モードに切り換わる、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波回路。
【請求項８】
前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の少なくとも一方は、前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第２閾値電力よりも小さくなる場合に、平均電力トラッキング方式による増幅モードからエンベロープトラッキング方式による増幅モードに切り換わる、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の高周波回路。
【請求項９】
さらに、
前記第１電力増幅器へのエンベロープトラッキング方式に対応した第１バイアス信号の供給、および、前記第１電力増幅器への平均電力トラッキング方式に対応した第２バイアス信号の供給を切り換える第１スイッチ回路と、
前記第２電力増幅器へのエンベロープトラッキング方式に対応した第３バイアス信号の供給、および、前記第２電力増幅器への平均電力トラッキング方式に対応した第４バイアス信号の供給を切り換える第２スイッチ回路と、を備える、
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】
高周波信号を処理する信号処理回路と、
前記信号処理回路で処理された高周波信号を入力する、請求項１〜９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。
【請求項１１】
前記信号処理回路は、
前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の少なくともいずれかの出力電力を示す値に基づいて、前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器がエンベロープトラッキング方式による増幅モードおよび平均電力トラッキング方式による増幅モードのいずれで動作するかを制御するための制御信号を出力する制御部を有し、
前記通信装置は、さらに、
前記制御部と前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器との間に配置され、前記制御部から出力された前記制御信号に基づいて、前記高周波回路に（１）前記第１電力増幅器へのエンベロープトラッキング方式に対応した第１バイアス信号の供給、および、前記第１電力増幅器への平均電力トラッキング方式に対応した第２バイアス信号を切り換えて供給し、（２）前記第２電力増幅器へのエンベロープトラッキング方式に対応した第３バイアス信号、および、前記第２電力増幅器への平均電力トラッキング方式に対応した第４バイアス信号を切り換えて供給する増幅モード切換回路を有する、
請求項１０に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波回路および当該高周波回路を備えた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチバンド化およびマルチモード化に対応した高周波回路に対して、周波数の異なる複数の高周波信号を同時に高品質で送信することが求められている。
【０００３】
特許文献１には、エンベロープトラッキング方式による動作が可能な電力増幅器を備えた電力増幅モジュールの回路構成が開示されている。これによれば、高周波信号を高効率に送信することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０１１１１７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された電力増幅モジュール（高周波回路）は、１つのアンテナおよび１つの電力増幅器を備えた構成を有しているが、周波数の異なる複数の高周波信号を同時に送信するためには、複数の電力増幅器が必要となる。
【０００６】
しかしながら、複数の電力増幅器のそれぞれから異なる周波数の高周波送信信号を同時に出力した場合、一の電力増幅器から出力された送信信号が他の電力増幅器に回り込む場合がある。この場合、当該他の電力増幅器において、周波数が互いに異なる２つの高周波送信信号がミキシングされて相互変調歪が発生してしまい、高周波信号の品質が劣化するという問題がある。
【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、複数の電力増幅器により増幅された複数の高周波信号を同時送信している際に、相互変調歪の発生が抑制された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、第１送信信号を増幅して出力する第１電力増幅器と、前記第１送信信号と周波数が異なる第２送信信号を増幅して出力する第２電力増幅器と、を備え、前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の少なくとも一方は、（１）前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の双方が、増幅した送信信号を出力している場合、かつ、（２）前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合、エンベロープトラッキング方式による増幅モードから平均電力トラッキング方式による増幅モードに切り換わる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の電力増幅器により増幅された複数の高周波信号を同時送信する際に、相互変調歪の発生が抑制された高周波回路および通信装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】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１Ｂ】図１Ｂは、平均電力トラッキングモードおよびエンベロープトラッキングモードを説明する模式波形図である。
【図２】実施例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３】４Ｇ−ＬＴＥの高周波信号、５Ｇ−ＮＲの高周波信号、および相互変調歪の周波数関係の第１例を表す概略図である。
【図４】４Ｇ−ＬＴＥの高周波信号、５Ｇ−ＮＲの高周波信号、および相互変調歪の周波数関係の第２例を表す概略図である。
【図５】実施の形態に係る高周波回路の増幅モードの切り換え状態を説明するグラフである。
【図６】実施例に係る通信装置の増幅モードの切り換え動作を表すフローチャートである。
【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、実施例および図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、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。以下の実施の形態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  高周波回路および通信装置の構成］
図１Ａは、実施の形態に係る高周波回路１および通信装置６の回路構成図である。同図に示すように、通信装置６は、高周波回路１と、アンテナ回路２と、増幅モード切換回路３と、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）４と、ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）５と、を備える。
【００１３】
高周波回路１は、入力端子１３０（第１入力端子）および１４０（第２入力端子）と、出力端子１１０（第１出力端子）および１２０（第２出力端子）と、送信増幅回路１０Ａおよび１０Ｂと、を備える。
【００１４】
送信増幅回路１０Ａは、入力端子１３０と出力端子１１０とを結ぶ経路に配置された第１送信増幅回路の一例であり、電力増幅器１１と、フィルタ回路１３と、を備える。送信増幅回路１０Ｂは、入力端子１４０と出力端子１２０とを結ぶ経路に配置された第２送信増幅回路の一例であり、電力増幅器１２と、フィルタ回路１４と、を備える。
【００１５】
電力増幅器１１は、入力端子１３０に入力された第１送信信号を優先的に増幅し、当該増幅された第１送信信号を、フィルタ回路１３を介して出力端子１１０に向けて出力する第１電力増幅器の一例である。フィルタ回路１３は、電力増幅器１１の出力端子および出力端子１１０に接続されており、第１周波数を含む通過帯域を有し、第１周波数の第１送信信号を低損失で通過させる。
【００１６】
電力増幅器１２は、入力端子１４０に入力された第２送信信号を優先的に増幅し、当該増幅された第２送信信号を、フィルタ回路１４を介して出力端子１２０に向けて出力する第２電力増幅器の一例である。フィルタ回路１４は、電力増幅器１２の出力端子および出力端子１２０に接続されており、第２周波数を含む通過帯域を有し、第２周波数の第２送信信号を低損失で通過させる。
【００１７】
電力増幅器１１および１２は、それぞれ、例えば、ベース端子、エミッタ端子およびコレクタ端子を有するバイポーラ型の増幅トランジスタで構成されている。電力増幅器１１および１２のそれぞれは、例えば、縦続接続された２段以上の増幅トランジスタからなり、ｋ段目の増幅トランジスタのコレクタ端子が（ｋ＋１）段目の増幅トランジスタのベース端子と接続される。上記縦続接続により、最前段（１段目）の増幅トランジスタのベース端子が電力増幅器１１または１２の入力端子となり、最後段の増幅トランジスタのコレクタ端子が電力増幅器１１または１２の出力端子となる。
【００１８】
なお、電力増幅器１１および１２を構成する増幅トランジスタは、バイポーラトランジスタに限定されず、例えば、ＭＯＳ電界効果型トランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳＦＥＴ）などであってもよい。また、電力増幅器１１および１２は、１チップに集積されていてもよいし、異なるチップで構成されていてもよい。
【００１９】
電力増幅器１１および１２のそれぞれを構成する各増幅トランジスタのベース端子にはバイアス信号（直流バイアス電圧または直流バイアス電流）が供給され、コレクタ端子には直流電源電圧が供給される。各増幅トランジスタのベース端子に供給されるバイアス信号（の電圧または電流）を変化させることにより、各増幅トランジスタの動作点が最適化される。
【００２０】
なお、フィルタ回路１３および１４、入力端子１３０および１４０、ならびに出力端子１１０および１２０は、本実施の形態に係る高周波回路１に必須の構成要素ではない。
【００２１】
上記構成において、高周波回路１は、電力増幅器１１で増幅された第１送信信号の出力端子１１０からの送信状態と、電力増幅器１２で増幅された第２周波数の高周波送信信号の出力端子１２０からの送信状態とを、同時に実現することが可能である。
【００２２】
ここで、本実施の形態に係る高周波回路１では、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方は、（１）電力増幅器１１および１２の双方が、増幅した送信信号を出力している場合、かつ、（２）電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合に、エンベロープトラッキング（Ｅｎｖｅｌｏｐ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ、以降ＥＴと記す）方式による増幅モードから平均電力トラッキング（Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ、以降ＡＰＴと記す）方式による増幅モードに切り換わる。
【００２３】
図１Ｂは、ＡＰＴモードおよびＥＴモードを説明する模式波形図である。図１Ｂの（ｂ）に示すように、ＥＴモード（ＥＴ方式による増幅モード）は、高周波信号の電力振幅（エンベロープ）を追跡し、当該エンベロープに応じて電力増幅器（の増幅トランジスタのベース端子）へ供給するバイアス信号（直流バイアス電圧または直流バイアス電流）を可変するモードである。これに対して、ＡＰＴモード（ＡＰＴ方式による増幅モード）は、図１Ｂの（ａ）に示すように、所定の期間ごとに算出される高周波信号の平均電力振幅を追跡し、当該平均電力振幅に応じて電力増幅器（の増幅トランジスタのベース端子）へ供給するバイアス信号（直流バイアス電圧または直流バイアス電流）を可変するモードである。
【００２４】
電力増幅器を有する高周波回路では、電力増幅器での電力消費が高周波回路の電力消費の大きな部分を占めており、低消費電力化のためには電力増幅器の高効率化が課題である。電力増幅器の高効率化の手法として、ＥＴ方式が挙げられる。無線通信に使用されるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）などの変調方式では、電力増幅器の入力信号のピーク電力と平均電力との比（ＰＡＰＲ：平均電力比）が大きくなっている。このような変調信号を増幅して送信するには、ピーク電力時の入力信号に対して圧縮領域で動作するように増幅トランジスタにバイアス電圧をかける。つまり、平均電力時には過剰なバイアス電圧となるため、電力増幅器の入力変調信号に応じてバイアス電圧を変化させる（ＥＴモード）ことにより、電力増幅器の消費電力を低減することができる。しかしながら、ＥＴモードの場合、圧縮領域で電力増幅器を動作させることとなるため信号歪が発生する。これに対してＡＰＴモードの場合、消費電力の低減についてはＥＴモードに劣るが、信号歪の発生についてはＥＴモードに比べて抑制できる。
【００２５】
２つの電力増幅器を備える高周波回路において、それぞれ異なる周波数の高周波信号を同時に送信している場合、一方の電力増幅器の出力信号が他方の電力増幅器に回り込み、当該回り込んだ一方の電力増幅器の出力信号と他方の電力増幅器の出力信号とがミキシングされて相互変調歪（ＩｎｔｅｒＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ、以降ＩＭＤと記す場合がある）が発生する。この相互変調歪が、例えば、当該相互変調歪の周波数の高周波信号を伝送する高周波回路に流入すると、当該高周波回路における所定の信号品質レベルを満足できないという問題が発生する。従来では、発生するＩＭＤを規格値よりも低くしなければならない場合、電力増幅器からの出力電力を小さくすることで対応するが、その反面、基地局からの要求電力を満足できないといった問題が発生する。
【００２６】
これに対して、本実施の形態に係る高周波回路１の上記構成によれば、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方は、電力増幅器１１および１２のいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合に、ＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わる。これにより、出力端子１１０および１２０の少なくともいずれかからの高周波送信信号の出力電力が大きくなる領域では、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方が、信号歪の発生が抑制されるＡＰＴモードで動作するので、電力増幅器１１および１２の出力電力を低減させることなく、上述した相互変調歪の発生を抑制できる。よって、高周波回路１およびその周辺回路における信号品質レベルの劣化を抑制できる。
【００２７】
また、本実施の形態に係る高周波回路１では、出力端子１１０および１２０は、それぞれ異なるアンテナ素子２１および２２と接続されている。
【００２８】
送信増幅回路１０Ａおよび１０Ｂから出力される高周波送信信号が、それぞれ、異なるアンテナ素子２１および２２から放射される構成の場合、一方のアンテナ素子から放射された高周波送信信号が、他方のアンテナ素子に回り込み、当該他方のアンテナ素子に接続された送信増幅回路から送信された高周波送信信号と、当該他方のアンテナ素子に回り込んできた高周波送信信号とがミキシングされて相互変調歪が発生する。
【００２９】
上記構成であっても、高周波送信信号の出力電力が大きくなる領域では、電力増幅器１１および１２の一方が、信号歪の発生が抑制されたＡＰＴモードに切り換わって動作するので、上述した相互変調歪の発生を抑制できる。よって、高周波回路１およびその周辺回路における信号品質レベルの劣化を抑制できる。
【００３０】
以下、通信装置６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。
【００３１】
アンテナ回路２は、アンテナ素子２１および２２を有する。アンテナ素子２１は、高周波回路１の出力端子１１０に接続され、第１周波数を含む第１送信信号を優先的に放射送信し、また、受信する。アンテナ素子２２は、高周波回路１の出力端子１２０に接続され、第２周波数を含む第２送信信号を優先的に放射送信し、また、受信する。
【００３２】
ＲＦＩＣ４は、高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路である。具体的には、ＲＦＩＣ４は、ＢＢＩＣ５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送信信号を、高周波回路１に出力する。また、ＲＦＩＣ４は、電力増幅器１１および１２のいずれかの出力電力を示す値に基づいて、電力増幅器１１および１２がＥＴモードおよびＡＰＴモードのいずれで動作するかを制御するための制御信号を出力する制御部を有している。
【００３３】
ＢＢＩＣ５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。ＢＢＩＣ５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。
【００３４】
ＲＦＩＣ４およびＢＢＩＣ５は、高周波信号を処理する信号処理回路である。
【００３５】
増幅モード切換回路３は、ＲＦＩＣ４の制御部と電力増幅器１１および１２との間に配置されている。増幅モード切換回路３は、ＲＦＩＣ４の制御部から出力された制御信号ｓ０に基づいて、（１）電力増幅器１１へのＥＴモードに対応したバイアス信号ｓ１１（第１バイアス信号）およびＡＰＴモードに対応したバイアス信号ｓ１２（第２バイアス信号）を切り換えて供給し、（２）電力増幅器１２へのＥＴモードに対応したバイアス信号ｓ２１（第３バイアス信号）、および、電力増幅器１２へのＡＰＴモードに対応したバイアス信号ｓ２２（第４バイアス信号）を切り換えて供給する。
【００３６】
通信装置６の上記構成によれば、電力増幅器１１および１２の電力情報をＲＦＩＣ４が受け、当該電力情報に基づいてＲＦＩＣ４の制御部が増幅モードを決定する。上記制御部は、決定された増幅モードに対応した制御信号ｓ０を増幅モード切換回路３に出力する。増幅モード切換回路３は、上記制御信号ｓ０に基づいて、高周波回路１に（１）ＥＴモード用またはＡＰＴモード用のバイアス信号（ｓ１１またはｓ１２、および、ｓ２１またはｓ２２）を切り換えて供給する。よって、簡素化された回路構成で、電力増幅器１１および１２の出力電力を低減させることなく、上述した相互変調歪の発生を抑制することが可能となる。
【００３７】
なお、本実施の形態に係る通信装置６において、アンテナ回路２およびＢＢＩＣ５は、必須の構成要素ではない。
【００３８】
また、電力増幅器１１および１２がＥＴモードおよびＡＰＴモードのいずれで動作するかを制御するための制御信号を出力する制御部は、ＲＦＩＣ４に含まれていなくてもよく、ＢＢＩＣ５に含まれていてもよく、また、ＲＦＩＣ４およびＢＢＩＣ５以外の通信装置６に含まれていてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、送信増幅回路１０Ａおよび送信増幅回路１０Ｂは、それぞれ、別個のアンテナ素子２１および２２に接続されているが、送信増幅回路１０Ａおよび１０Ｂが１つの同じアンテナ素子に接続されていてもよい。この場合、出力端子１１０および１２０は、１つの出力端子としてまとめられてもよい。
【００４０】
なお、本実施の形態に係る高周波回路１では、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合に、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方がＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わるとしたが、これに限られない。
【００４１】
本発明に係る高周波回路では、電力増幅器１１および１２のいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合に、電力増幅器１１および１２の双方がＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わってもよい。
【００４２】
これによれば、高周波送信信号の出力電力が大きくなる領域では、電力増幅器１１および１２の双方が、同じタイミングでＡＰＴモードに移行するので、電力増幅器１１および１２の出力電力を低減させることなく、相互変調歪の発生を最も効果的に抑制できる。
【００４３】
また、本発明に係る高周波回路では、電力増幅器１１および１２の一方の出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合に、当該一方がＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わってもよい。
【００４４】
これによれば、電力増幅器１１および１２の上記一方の出力電力が大きくなる領域では、当該一方がＡＰＴモードに移行するので、当該一方自体の信号歪を低減しつつ相互変調歪の発生を効果的に抑制できる。
【００４５】
また、本発明に係る高周波回路では、電力増幅器１１および１２の一方の出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合に、電力増幅器１１および１２の他方がＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わってもよい。
【００４６】
これによれば、上記一方の出力電力が大きくなる領域では、電力増幅器１１および１２の上記他方がＡＰＴモードに移行するので、当該一方の低消費電力性を維持しつつ相互変調歪の発生を抑制できる。
【００４７】
また、本実施の形態に係る高周波回路１において、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第２閾値電力よりも小さくなる場合に、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方は、ＡＰＴモードからＥＴモードに切り換わってもよい。なお、ＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わるときの電力値である第１閾値電力と、ＡＰＴモードからＥＴモードに切り換わるときの電力値である第２閾値電力とは、異なっていてもよいし、同じであってもよい。
【００４８】
これによれば、高周波送信信号の出力電力が小さくなる領域では、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方が、低消費電力化が促進されるＥＴモードで動作できる。
【００４９】
［２  実施例に係る高周波回路および通信装置の構成］
図２は、実施例に係る高周波回路１Ａおよび通信装置６Ａの回路構成図である。同図に示された高周波回路１Ａおよび通信装置６Ａは、実施の形態に係る高周波回路１および通信装置６の具体的な回路構成例である。以下、本実施例に高周波回路１Ａおよび通信装置６Ａについて、実施の形態に係る高周波回路１および通信装置６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。
【００５０】
図２に示すように、通信装置６Ａは、高周波回路１Ａと、アンテナ回路２と、増幅モード切換回路３Ａと、ＲＦＩＣ４と、ＢＢＩＣ５と、電源７と、を備える。
【００５１】
高周波回路１Ａは、入力端子１３０（第１入力端子）および１４０（第２入力端子）と、出力端子１１０（第１出力端子）および１２０（第２出力端子）と、電力増幅器１１および１２と、フィルタ回路１３Ａおよび１４Ａと、を備える。高周波回路１Ａでは、電力増幅器１１および１２、ならびに、フィルタ回路１３Ａおよび１４Ａは、１つの実装基板に実装されている。
【００５２】
電力増幅器１１およびフィルタ回路１３Ａは、入力端子１３０と出力端子１１０とを結ぶ経路に配置された第１送信増幅回路を構成する。電力増幅器１２およびフィルタ回路１４Ａは、入力端子１４０と出力端子１２０とを結ぶ経路に配置された第２送信増幅回路を構成する。
【００５３】
電力増幅器１１およびフィルタ回路１３Ａで構成された第１送信増幅回路は、例えば、第４世代通信システム（４Ｇ）に対応した高周波送信信号を伝送する。また、電力増幅器１２およびフィルタ回路１４Ａで構成された第２送信増幅回路は、例えば、第５世代通信システム（５Ｇ）に対応した高周波送信信号を伝送する。つまり、第１送信信号は４Ｇに対応した送信信号であり、第２送信信号は５Ｇに対応した送信信号である。
【００５４】
フィルタ回路１３Ａは、電力増幅器１１の出力端子および出力端子１１０に接続されており、第１周波数を含む通過帯域を有し、第１周波数の高周波送信信号を低損失で通過させる。フィルタ回路１３Ａは、マルチプレクサ５１と、スイッチ５２および５３と、フィルタ５４および５５と、を備える。なお、スイッチ５２および５３の間には、フィルタ５４および５５だけでなく、その他のフィルタが配置されていてもよい。
【００５５】
マルチプレクサ５１は、例えば、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタおよびハイパスフィルタからなる。ローパスフィルタは、例えば、４Ｇ−ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の複数の通信バンドのうちのローバンド群に属する通信バンドの周波数帯域を通過帯域としている。バンドパスフィルタは、例えば、４Ｇ−ＬＴＥの複数の通信バンドのうちのミドルバンド群に属する通信バンドの周波数帯域を通過帯域としている。ハイパスフィルタは、例えば、４Ｇ−ＬＴＥの複数の通信バンドのうちのハイバンド群に属する通信バンドの周波数帯域を通過帯域としている。
【００５６】
フィルタ５４は、例えば、４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ４１（帯域：２４９６−２６９０ＭＨｚ）を通過帯域とするバンドパスフィルタである。また、フィルタ５５は、例えば、４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ４０（帯域：２３００−２４００ＭＨｚ）、または、Ｂａｎｄ３０（送信帯域：２３０５−２３１５ＭＨｚ）を通過帯域とするバンドパスフィルタである。
【００５７】
スイッチ５２は、マルチプレクサ５１とフィルタ５４および５５との間に配置されており、スイッチ５３は、電力増幅器１１とフィルタ５４および５５との間に配置されている。スイッチ５２は、ＲＦＩＣ４からの制御信号に基づいて、フィルタ５４、５５およびその他のフィルタのいずれかとマルチプレクサ５１との接続を切り換える。スイッチ５３は、ＲＦＩＣ４からの制御信号に基づいて、フィルタ５４、５５およびその他のフィルタのいずれかと電力増幅器１１との接続を切り換える。
【００５８】
フィルタ回路１４Ａは、電力増幅器１２の出力端子および出力端子１２０に接続されており、第２周波数を含む通過帯域を有し、第２周波数の高周波送信信号を低損失で通過させる。フィルタ回路１４Ａは、マルチプレクサ６１と、スイッチ６２および６３と、フィルタ６４および６５と、を備える。なお、スイッチ６２および６３の間には、フィルタ６４および６５だけでなく、その他のフィルタが配置されていてもよい。
【００５９】
マルチプレクサ６１は、例えば、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタおよびハイパスフィルタからなる。ローパスフィルタは、例えば、５Ｇ−ＮＲ（Ｎｅｗ  Ｒａｄｉｏ）の複数の通信バンドのうちのローバンド群に属する通信バンドの周波数帯域を通過帯域としている。バンドパスフィルタは、例えば、５Ｇ−ＮＲの複数の通信バンドのうちのミドルバンド群に属する通信バンドの周波数帯域を通過帯域としている。ハイパスフィルタは、例えば、５Ｇ−ＮＲの複数の通信バンドのうちのハイバンド群に属する通信バンドの周波数帯域を通過帯域としている。
【００６０】
フィルタ６４は、例えば、５Ｇ−ＮＲのｎ４１（帯域：２４９６−２６９０ＭＨｚ）を通過帯域とするバンドパスフィルタである。また、フィルタ６５は、例えば、５Ｇ−ＮＲのｎ４０（帯域：２３００−２４００ＭＨｚ）を通過帯域とするバンドパスフィルタである。
【００６１】
スイッチ６２は、マルチプレクサ６１とフィルタ６４および６５との間に配置されており、スイッチ６３は、電力増幅器１２とフィルタ６４および６５との間に配置されている。スイッチ６２は、ＲＦＩＣ４からの制御信号に基づいて、フィルタ６４、６５およびその他のフィルタのいずれかとマルチプレクサ６１との接続を切り換える。スイッチ６３は、ＲＦＩＣ４からの制御信号に基づいて、フィルタ６４、６５およびその他のフィルタのいずれかと電力増幅器１２との接続を切り換える。
【００６２】
上記構成において、高周波回路１Ａは、電力増幅器１１で増幅された４Ｇ−ＬＴＥに属する第１送信信号の出力端子１１０からの送信状態と、電力増幅器１２で増幅された５Ｇ−ＮＲに属する第２送信信号の出力端子１２０からの送信状態とを、同時に実現することが可能である。
【００６３】
本実施例に係る高周波回路１Ａのように、４Ｇから５Ｇへの移行段階において、４Ｇと５Ｇとを併存させるシステムが提案されている。この場合、例えば、４Ｇ−ＬＴＥの通信バンドの高周波信号と、５Ｇ−ＮＲの通信バンドの高周波信号とを同時送信させる必要がある（ＥＮ−ＤＣ：ｌｔＥ−Ｎｒ  Ｄｕａｌ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ）。このシステムにおいて、４Ｇに対応した高周波送信信号と５Ｇに対応した高周波送信信号とで発生する相互変調歪が基準値を超えると、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）における４Ｇサービスおよび５Ｇサービスの共存（Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ）規格を満足できなくなる。また、上記相互変調歪の周波数が、第１送信増幅回路または第２送信増幅回路の通過帯域と重なると、３ＧＰＰにおける自バンド不要輻射（Ｉｎｂａｎｄ  Ｓｐｕｒｉｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）の規格を満足できなくなる。
【００６４】
図３は、４Ｇ−ＬＴＥの高周波信号、５Ｇ−ＮＲの高周波信号、および相互変調歪の周波数関係の第１例を表す概略図である。同図には、実施例に係る高周波回路１Ａにおいて、第１送信増幅回路が４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ４１の高周波信号を伝送し、かつ、第２送信増幅回路が５Ｇ−ＮＲのｎ４１の高周波信号を伝送した場合（ＥＮ−ＤＣ）の、３次相互変調歪の発生状況が示されている。
【００６５】
なお、この場合、第１送信増幅回路を伝送する第１送信信号は、４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ４１（第１通信バンド）の所定のチャンネル（以下、第１チャンネルと記す）の信号であり、第２送信増幅回路を伝送する第２送信信号は、５Ｇ−ＮＲのｎ４１（第２通信バンド）の所定のチャンネル（以下、第２チャンネルと記す）の信号である。４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ４１の第１チャンネルと５Ｇ−ＮＲのｎ４１の第２チャンネルとは中心周波数が異なる。つまり、第１送信信号は、４Ｇにて規定された第１通信バンドにおける第１チャンネルの送信信号であり、第２送信信号は、５Ｇにて規定された第２通信バンドにおける第２チャンネルの送信信号である。ここで、第１通信バンドと第２通信バンドとは、同じ周波数範囲を有している。
【００６６】
電力増幅器１１から出力される４Ｇの高周波送信信号の強度が２７ｄＢｍであり、フィルタ回路１３Ａでの伝搬損失が４ｄＢであるとすると、アンテナ素子２１から放射される上記高周波送信信号の強度は２３ｄＢｍとなる。同様にして、電力増幅器１２から出力される５Ｇの高周波送信信号の強度が２７ｄＢｍであり、フィルタ回路１４Ａでの伝搬損失が４ｄＢであるとすると、アンテナ素子２２から放射される上記高周波送信信号の強度は２３ｄＢｍとなる。ここで、アンテナ素子２１および２２間のアイソレーションが１０ｄＢであるとすると、アンテナ素子２１に回り込んでくる５Ｇの高周波送信信号の強度は、１３ｄＢｍ（＝２３ｄＢｍ−１０ｄＢ）である。出力端子１１０において、５Ｇの高周波送信信号（強度２３ｄＢｍ）と、回り込んできた４Ｇの高周波送信信号（強度１３ｄＢｍ）とにより、相互変調歪が発生する。
【００６７】
ここで、例えば、４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ４１の第１チャンネル（第１周波数ｆ１）がＢａｎｄ４１の低周波側のチャンネルであり、かつ、５Ｇ−ＮＲのｎ４１の第２チャンネル（第２周波数ｆ２）がｎ４１の高周波側のチャンネルである場合、３次相互変調歪ＩＭＤ３Ｌ（周波数：２ｆ１−ｆ２）およびＩＭＤ３Ｈ（周波数：２ｆ２−ｆ１）が発生する。このうち、３次相互変調歪ＩＭＤ３Ｌは、４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ３０または４０の帯域と重なる。このとき、第１送信増幅回路が有するフィルタ５５が４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ３０またはＢｎａｄ４０の高周波信号を送信または受信する回路である場合、あるいは、高周波回路１Ａの近傍に上記のような回路が配置されている場合、上記３次相互変調歪ＩＭＤ３Ｌが３ＧＰＰにおける基準値を超えると、４Ｇサービスおよび５Ｇサービスの共存規格を満足できなくなり、上記回路における信号品質が劣化してしまう。なお、上記のような３次相互変調歪により信号品質の劣化が発生する回路は、第１送信増幅回路以外の、マルチプレクサ５１に接続された回路であってもよく、また、第２送信増幅回路が有する回路であってもよい。また、４Ｇの高周波送信信号と、回り込んできた５Ｇの高周波送信信号とで発生する相互変調歪は、３次相互変調歪に限られない。
【００６８】
これに対して、本実施例に係る高周波回路１Ａでは、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方は、（１）電力増幅器１１および１２の双方が、増幅した送信信号を出力している場合、かつ、（２）電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合に、ＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わる。これにより、４Ｇに対応した高周波送信信号と５Ｇに対応した高周波送信信号とで発生する相互変調歪を抑制できる。よって、３ＧＰＰにおける４Ｇサービスおよび５Ｇサービスの共存規格を満足することが可能となる。
【００６９】
図４は、４Ｇ−ＬＴＥの高周波信号、５Ｇ−ＮＲの高周波信号、および相互変調歪の周波数関係の第２例を表す概略図である。同図には、実施例に係る高周波回路１Ａにおいて、第１送信増幅回路が４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ４１の高周波信号を伝送し、かつ、第２送信増幅回路が５Ｇ−ＮＲのｎ４１の高周波信号を伝送した場合（ＥＮ−ＤＣ）の、３次相互変調歪の発生状況が示されている。
【００７０】
なお、この場合、第１送信増幅回路を伝送する高周波信号は、４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ４１の所定のチャンネル（以下、第１チャンネルと記す）の信号であり、第２送信増幅回路を伝送する高周波信号は、５Ｇ−ＮＲのｎ４１の所定のチャンネル（以下、第２チャンネルと記す）の信号である。４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ４１の第１チャンネルと５Ｇ−ＮＲのｎ４１の第２チャンネルとは中心周波数が異なる。
【００７１】
なお、電力増幅器１１から出力される４Ｇに対応した高周波送信信号および電力増幅器１２から出力される５Ｇに対応した高周波送信信号の強度は、図３に示された第１の周波数関係と同様である。
【００７２】
ここで、例えば、４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ４１の第１チャンネル（第１周波数ｆ１）がＢａｎｄ４１の高周波側のチャンネルであり、かつ、５Ｇ−ＮＲのｎ４１の第２チャンネル（第２周波数ｆ２）がｎ４１の高周波側のチャンネルである場合、３次相互変調歪ＩＭＤ３Ｌ（周波数：２ｆ１−ｆ２）およびＩＭＤ３Ｈ（周波数：２ｆ２−ｆ１）が発生する。このうち、３次相互変調歪ＩＭＤ３Ｌは、４Ｇ−ＬＴＥのＢａｎｄ４１および５Ｇ−ＮＲのｎ４１の自帯域と重なる。このとき、上記３次相互変調歪ＩＭＤ３Ｌが３ＧＰＰにおける基準値を超えると、３ＧＰＰにおける自バンド不要輻射の規格を満足できなくなり、第１送信増幅回路または第２送信増幅回路における信号品質が劣化してしまう。
【００７３】
これに対して、本実施例に係る高周波回路１Ａでは、電力増幅器１１および１２は、電力増幅器１１および１２のいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合に、ＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わる。これにより、４Ｇに対応した高周波送信信号と５Ｇに対応した高周波送信信号とで発生する相互変調歪を抑制できる。よって、３ＧＰＰにおける自バンド不要輻射の規格を満足することが可能となる。
【００７４】
図５は、実施の形態に係る高周波回路１Ａの増幅モードの切り換え状態を説明するグラフである。同図の横軸は、第１送信増幅回路および第２送信増幅回路の出力端子１１０および１２０における出力電力レベルを表し、同図の縦軸は、電力増幅器１１および１２がＥＴモードで動作する場合の３次相互変調歪（ＩＭＤ３）、および、電力増幅器１１および１２がＡＰＴモードで動作する場合の３次相互変調歪（ＩＭＤ３）が示されている。
【００７５】
同図に示すように、ＥＴモードおよびＡＰＴモードの双方において、第１送信増幅回路および第２送信増幅回路の出力電力レベルの増加につれて、３次相互変調歪（ＩＭＤ３）は単調増加している。また、第１送信増幅回路および第２送信増幅回路の出力電力レベルが０ｄＢｍ〜３０ｄＢｍである範囲において、ＥＴモードにおける３次相互変調歪（ＩＭＤ３）は、ＡＰＴモードにおける３次相互変調歪（ＩＭＤ３）よりも大きい。
【００７６】
ここで、第１送信増幅回路および第２送信増幅回路の出力電力レベルが略１５ｄＢｍ以下である場合には、低消費電力化（高効率化）を重視して、電力増幅器１１および１２をＥＴモードで動作させる。このとき、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方は、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力αよりも大きくなる場合に、ＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わる。これにより、３次相互変調歪（ＩＭＤ３）の強度を低減でき、例えば、３ＧＰＰにおける基準値（ＩＭＤ規格値）よりも小さい値を維持できる。よって、３ＧＰＰにおける４Ｇサービスおよび５Ｇサービスの共存規格、および、３ＧＰＰにおける自バンド不要輻射の規格を満足することが可能となる。
【００７７】
また、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方は、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第２閾値電力βよりも小さくなる場合に、ＡＰＴモードからＥＴモードに切り換わる。なお、第１閾値電力αと第２閾値電力βとは、異なっていてもよいし、同じであってもよい。さらに、第１閾値電力αは、第２閾値電力βよりも大きくてもよいし、また、小さくてもよい。
【００７８】
次に、通信装置６Ａが有する増幅モード切換回路３Ａの具体的構成例について説明する。増幅モード切換回路３Ａは、ＲＦＩＣ４の制御部と電力増幅器１１および１２との間に配置されている。増幅モード切換回路３Ａは、スイッチ３１および３２と、ＥＴ電源回路３３および３５と、ＡＰＴ電源回路３４および３６と、を備える。
【００７９】
ＥＴ電源回路３３は、電源７に接続され、ＲＦＩＣ４の制御部が出力する制御信号ｓ０３に基づいて、ＥＴモード用のバイアス信号ｓ１１をスイッチ３１の一方の選択端子に印加するバイアス回路である。ＥＴ電源回路３５は、電源７に接続され、ＲＦＩＣ４の制御部が出力する制御信号ｓ０５に基づいて、ＥＴモード用のバイアス信号ｓ２１をスイッチ３２の一方の選択端子に印加するバイアス回路である。
【００８０】
ＡＰＴ電源回路３４は、電源７に接続され、ＲＦＩＣ４の制御部が出力する制御信号ｓ０４に基づいて、ＡＰＴモード用のバイアス信号ｓ１２をスイッチ３１の他方の選択端子に印加するバイアス回路である。ＡＰＴ電源回路３６は、電源７に接続され、ＲＦＩＣ４の制御部が出力する制御信号ｓ０６に基づいて、ＡＰＴモード用のバイアス信号ｓ２２をスイッチ３２の他方の選択端子に印加するバイアス回路である。
【００８１】
スイッチ３１は、１つの共通端子および２つの選択端子を有し、当該共通端子が電力増幅器１１に接続され、一方の選択端子がＥＴ電源回路３３に接続され、他方の選択端子がＡＰＴ電源回路３４に接続された、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチである。
【００８２】
スイッチ３２は、１つの共通端子および２つの選択端子を有し、当該共通端子が電力増幅器１２に接続され、一方の選択端子がＥＴ電源回路３５に接続され、他方の選択端子がＡＰＴ電源回路３６に接続された、ＳＰＤＴ型のスイッチである。
【００８３】
なお、ＥＴ電源回路３３および３５は、個別の電源回路でなくてもよく、１つの電源回路であってもよい。この場合には、上記１つの電源回路は、スイッチ３１および３２にＥＴモード用のバイアス信号を分配することが可能な回路構成となっている。また、ＡＰＴ電源回路３４および３６は、個別の電源回路でなくてもよく、１つの電源回路であってもよい。この場合には、上記１つの電源回路は、スイッチ３１および３２にＡＰＴモード用のバイアス信号を分配することが可能な回路構成となっている。
【００８４】
また、ＥＴ電源回路３３およびＡＰＴ電源回路３４は、個別の電源回路でなくてもよく、１つの電源回路であってもよい。この場合には、スイッチ３１は不要となり、上記１つの電源回路は、電力増幅器１１にＥＴモード用のバイアス信号およびＡＰＴモード用のバイアス信号を時分割で印加することが可能な回路構成となっている。また、ＥＴ電源回路３５およびＡＰＴ電源回路３６は、個別の電源回路でなくてもよく、１つの電源回路であってもよい。この場合には、スイッチ３２は不要となり、上記１つの電源回路は、電力増幅器１２にＥＴモード用のバイアス信号およびＡＰＴモード用のバイアス信号を時分割で印加することが可能な回路構成となっている。
【００８５】
また、電源７は、ＥＴ電源回路３３、３５およびＡＰＴ電源回路３４、３６が出力するバイアス信号を生成するためのものであり、通信装置６Ａが有さず、外部に配置されていてもよい。
【００８６】
増幅モード切換回路３Ａは、上記回路構成により、ＲＦＩＣ４の制御部から出力された制御信号ｓ０３〜ｓ０６に基づいて、（１）電力増幅器１１へのＥＴモードに対応したバイアス信号ｓ１１（第１バイアス信号）およびＡＰＴモードに対応したバイアス信号ｓ１２（第２バイアス信号）を切り換えて供給し、（２）電力増幅器１２へのＥＴモードに対応したバイアス信号ｓ２１（第３バイアス信号）、および、電力増幅器１２へのＡＰＴモードに対応したバイアス信号ｓ２２（第４バイアス信号）を切り換えて供給する。
【００８７】
ＲＦＩＣ４は、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合に、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方がＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わるための制御信号を出力する制御部を有している。ＲＦＩＣ４の制御部は、例えば、電力増幅器１１の出力端子からアンテナ素子２１までの経路に配置されたカプラによる電力測定により、電力増幅器１１の出力電力に対応した電力値を取得する。また、ＲＦＩＣ４の制御部は、例えば、電力増幅器１２の出力端子からアンテナ素子２２までの経路に配置されたカプラによる電力測定により、電力増幅器１２の出力電力値を取得する。このように、電力増幅器１１および１２の出力電力の測定結果を取得する場合には、制御部は、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなった場合に、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方がＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わるための制御信号を出力する。
【００８８】
なお、ＲＦＩＣ４の制御部が、電力増幅器の出力電力に対応した電力値を取得する方法としては、カプラ以外の電力測定デバイスによる測定であってもよい。また、ＲＦＩＣ４の制御部は、通信装置６Ａから送信される高周波送信信号に必要とされる出力電力であって、移動体基地局から発信された要求パワーを、電力増幅器の出力電力を示す値として取得してもよい。このように、移動体基地局から発信された要求パワーに基づいて、電力増幅器１１および１２の出力電力を予測する場合には、制御部は、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力よりも大きくなる場合に、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方がＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わるための制御信号を出力する。
【００８９】
通信装置６Ａの上記構成によれば、簡素化された回路構成で、電力増幅器１１および１２の出力電力を低減させることなく、上述した相互変調歪の発生を抑制することが可能となる。
【００９０】
なお、本実施例では、増幅モード切換回路３Ａは、高周波回路１Ａの外部であって通信装置６Ａが有するものとしたが、これに限られない。高周波回路１Ａが増幅モード切換回路３Ａを有する構成であってもよい。さらには、高周波回路１Ａは、増幅モード切換回路３Ａのうちスイッチ３１および３２を有してもよい。つまり、スイッチ３１および３２が、高周波回路１Ａの実装基板に実装されていてもよい。つまり、本実施の形態に係る高周波回路１は、さらに、電力増幅器１１へのＥＴモードに対応したバイアス信号ｓ１１（第１バイアス信号）の供給、および、電力増幅器１１へのＡＰＴモードに対応したバイアス信号ｓ１２（第２バイアス信号）の供給を切り換えるスイッチ３１（第１スイッチ回路）と、電力増幅器１２へのＥＴモードに対応したバイアス信号（第３バイアス信号）の供給、および、電力増幅器１２へのＡＰＴモードに対応したバイアス信号（第４バイアス信号）の供給を切り換えるスイッチ３２（第２スイッチ回路）と、を備えてもよい。
【００９１】
電力増幅器１１および１２の増幅モードは、電力増幅器１１および１２を構成する増幅トランジスタへのバイアス信号の供給仕様により決定される。上記構成によれば、高周波回路１が有するスイッチ３１および３２により電力増幅器１１および１２へのバイアス信号の供給が切り換えられるので、簡素化された回路構成により増幅モードを切り換えることが可能な高周波回路１を実現できる。
【００９２】
また、本実施例に係る高周波回路１Ａでは、４Ｇ対応の第１送信信号と５Ｇ対応の第２送信信号とを同時に送信する場合を例示したが、本実施の形態に係る高周波回路１は、同一世代の通信システムに対応した、異なる２つの通信バンドの高周波信号を同時に送信する場合（いわゆる、キャリアアグリゲーション）にも適用できる。
【００９３】
また、高周波回路１Ａでは、電力増幅器１１および１２、ならびに、フィルタ回路１３Ａおよび１４Ａが１つの実装基板に実装されている構成としたが、本発明に係る高周波回路では、電力増幅器１１および１２、ならびに、フィルタ回路１３Ａおよび１４Ａは、異なる実装基板に実装されていてもよい。
【００９４】
次に、通信装置６Ａによる高周波回路１Ａの増幅モードの切り換え動作について説明する。
【００９５】
図６は、実施例に係る通信装置６Ａの増幅モードの切り換え動作を表すフローチャートである。
【００９６】
まず、４Ｇ（ＬＴＥ）のＢａｎｄ４１の高周波信号と、５Ｇ（ＮＲ）のｎ４１の高周波信号との同時送信（ＥＮ−ＤＣ）を開始する。
【００９７】
ＲＦＩＣ４の制御部は、電力増幅器１１および１２の増幅モードをＥＴモードに設定する（Ｓ１０）。より具体的には、ＲＦＩＣ４の制御部は、増幅モード切換回路３Ａに対して制御信号ｓ０３〜ｓ０６を出力する。増幅モード切換回路３Ａは、制御信号ｓ０３およびｓ０４に基づいて、電力増幅器１１へのＥＴモードに対応したバイアス信号ｓ１１（第１バイアス信号）を電力増幅器１１に供給する。また、増幅モード切換回路３Ａは、制御信号ｓ０５およびｓ０６に基づいて、電力増幅器１２へのＥＴモードに対応したバイアス信号ｓ２１（第３バイアス信号）を電力増幅器１２に供給する。
【００９８】
次に、ＲＦＩＣ４の制御部は、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が、第１閾値電力αよりも大きくなったかを判定する（Ｓ２０）。ＲＦＩＣ４の制御部は、電力増幅器１１および１２の出力電力を示す値が、第１閾値電力αよりも大きくなっていない場合（ステップＳ２０でＮＯ）、電力増幅器１１および１２の増幅モードをＥＴモードに維持する。なお、第１閾値電力αは、ＩＭＤの規格を満たすような電力であり、例えば、予め取得されてＲＦＩＣ４内のメモリに記憶されている。また、第１閾値電力αは、固定値に限らず、基地局から都度指定される値であってもよい。
【００９９】
一方、ＲＦＩＣ４の制御部は、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が、第１閾値電力αよりも大きくなる場合（ステップＳ２０でＹＥＳ）、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方の増幅モードをＡＰＴモードに切り換える（Ｓ３０）。より具体的には、ＲＦＩＣ４の制御部は、増幅モード切換回路３Ａに対して制御信号ｓ０３〜ｓ０６を出力する。増幅モード切換回路３Ａは、制御信号ｓ０３およびｓ０４に基づいて、電力増幅器１１へのＡＰＴモードに対応したバイアス信号ｓ１２（第２バイアス信号）を電力増幅器１１に供給する。また、増幅モード切換回路３Ａは、制御信号ｓ０５およびｓ０６に基づいて、電力増幅器１２へのＡＰＴモードに対応したバイアス信号ｓ２２（第４バイアス信号）を電力増幅器１２に供給する。
【０１００】
次に、ＲＦＩＣ４の制御部は、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が、第２閾値電力βよりも小さくなったかを判定する（Ｓ４０）。ＲＦＩＣ４の制御部は、電力増幅器１１および１２の出力電力を示す値が、第２閾値電力βよりも小さくなっていない場合（ステップＳ４０でＮＯ）、電力増幅器１１および１２の増幅モードをＡＰＴモードに維持する。なお、第２閾値電力βは、ＩＭＤの規格を満たすような電力であり、例えば、予め取得されてＲＦＩＣ４内のメモリに記憶されている。また、第２閾値電力βは、固定値に限らず、基地局から都度指定される値であってもよい。
【０１０１】
一方、ＲＦＩＣ４の制御部は、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が、第２閾値電力βよりも小さくなる場合（ステップＳ４０でＹＥＳ）、電力増幅器１１および１２の増幅モードをＥＴモードに切り換える。より具体的には、ＲＦＩＣ４の制御部は、増幅モード切換回路３Ａに対して制御信号ｓ０３〜ｓ０６を出力する。増幅モード切換回路３Ａは、制御信号ｓ０３およびｓ０４に基づいて、電力増幅器１１へのＥＴモードに対応したバイアス信号ｓ１１（第１バイアス信号）を電力増幅器１１に供給する。また、増幅モード切換回路３Ａは、制御信号ｓ０５およびｓ０６に基づいて、電力増幅器１２へのＥＴモードに対応したバイアス信号ｓ２１（第３バイアス信号）を電力増幅器１２に供給する。
【０１０２】
なお、本実施例に係る通信装置６Ａでは、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力αよりも大きくなる場合に、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方がＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わるとしたが、これに限られない。
【０１０３】
本発明に係る通信装置では、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第１閾値電力αよりも大きくなる場合に、電力増幅器１１および１２の双方がＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わってもよい。なお、この場合、電力増幅器１１および１２の双方は、ＥＴモードからＡＰＴモードに同じタイミングで切り換わってもよいし、異なるタイミングで切り換わってもよい。
【０１０４】
また、本発明に係る通信装置では、電力増幅器１１および１２の一方の出力電力を示す値が第１閾値電力αよりも大きくなる場合に、当該一方がＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わってもよい。
【０１０５】
また、本発明に係る通信装置では、電力増幅器１１および１２の一方の出力電力を示す値が第１閾値電力αよりも大きくなる場合に、電力増幅器１１および１２の他方がＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わってもよい。
【０１０６】
また、本実施例に係る通信装置６Ａでは、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第２閾値電力βよりも小さくなる場合に、電力増幅器１１および１２の少なくとも一方がＡＰＴモードからＥＴモードに切り換わるとしたが、これに限られない。
【０１０７】
本発明に係る通信装置では、電力増幅器１１および１２の少なくともいずれかの出力電力を示す値が第２閾値電力βよりも小さくなる場合に、電力増幅器１１および１２の双方がＡＰＴモードからＥＴモードに切り換わってもよい。
【０１０８】
また、本発明に係る通信装置では、電力増幅器１１および１２の一方の出力電力を示す値が第２閾値電力βよりも小さくなる場合に、当該一方がＡＰＴモードからＥＴモードに切り換わってもよい。
【０１０９】
また、本発明に係る通信装置では、電力増幅器１１および１２の一方の出力電力を示す値が第２閾値電力βよりも小さくなる場合に、電力増幅器１１および１２の他方がＡＰＴモードからＥＴモードに切り換わってもよい。
【０１１０】
なお、ＥＴモードからＡＰＴモードに切り換わるときの電力値である第１閾値電力αと、ＡＰＴモードからＥＴモードに切り換わるときの電力値である第２閾値電力βとは、異なっていてもよいし、同じであってもよい。
【０１１１】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る高周波回路および通信装置について、実施の形態およびその実施例を挙げて説明したが、本発明の高周波回路および通信装置は、上記実施の形態およびその実施例に限定されるものではない。上記実施の形態およびその実施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、上記実施の形態およびその実施例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、本開示の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。
【０１１２】
なお、上記実施の形態に係る高周波回路および通信装置は、上述したように、３ＧＰＰなどの通信システムに適用され、典型的には、実施例にて示した４Ｇ−ＬＴＥの高周波信号と５Ｇ−ＮＲの高周波信号とを同時送信するシステムに適用される。例えば、第１通信バンド／第２通信バンドの組み合わせとして、（１）実施例で挙げた４Ｇ−ＬＴＲのＢａｎｄ４１／５Ｇ−ＮＲのｎ４１、（２）４Ｇ−ＬＴＲのＢａｎｄ７１／５Ｇ−ＮＲのｎ７１、（３）４Ｇ−ＬＴＲのＢａｎｄ３／５Ｇ−ＮＲのｎ３、などが挙げられる。
【０１１３】
また、上記実施の形態に係る高周波回路および通信装置は、異なる周波数帯域を有する４Ｇ−ＬＴＥの第１通信バンド／５Ｇ−ＮＲの第２通信バンドを同時送信するシステム、または、異なる周波数帯域を有する４Ｇ−ＬＴＥの第１通信バンド／４Ｇ−ＬＴＥの第２通信バンドを同時送信するシステムにも適用できる。
【０１１４】
表１に、上記実施の形態で示した第１送信増幅回路を伝送させる第１通信バンドおよび第２送信増幅回路を伝送させる第２通信バンドとして適用可能な４Ｇ−ＬＴＥおよび５Ｇ−ＮＲの通信バンドの対応例、ならびに、その相互変調歪の具体例を示す。
【０１１５】
【表１】
2020145613.tif 000003
【０１１６】
また、２つの高周波送信信号（Ｔｘ１およびＴｘ２）による相互変調歪の周波数としては、表１に示すように、典型的には、２ｆＴｘ１−ｆＴｘ２、２ｆＴｘ２−ｆＴｘ１、ｆＴｘ１−ｆＴｘ２、およびｆＴｘ２−ｆＴｘ１が挙げられるが、これに限られず、ｍｆＴｘ１±ｎｆＴｘ２、および、ｍｆＴｘ２±ｎｆＴｘ１（ｍ、ｎは自然数）で規定されるものが含まれる。
【０１１７】
また、実施例に係る高周波回路１Ａにおいて、電力増幅器１１および１２は、１つの実装基板に実装されているとしたが、本発明に係る高周波回路では、電力増幅器１１および１２は、互いに異なる実装基板に実装されていてもよい。また、本発明に係る高周波回路では、電力増幅器１１および１２は、互いに異なるモジュールに含まれていてもよい。さらには、本発明に係る高周波回路では、電力増幅器１１および１２は、互いに異なる移動体端末に含まれていてもよい。
【０１１８】
また、上記実施の形態およびその実施例では、２つの異なる通信バンドを同時使用する場合の構成を例示したが、本発明に係る高周波回路および通信装置の構成は、３つ以上の異なる通信バンドを同時使用する場合の構成にも適用できる。つまり、３つ以上の異なる通信バンドを同時使用する構成であって、上記実施の形態およびその実施例に係る高周波回路または通信装置の構成を含む高周波回路または通信装置も、本発明に含まれる。
【０１１９】
また、例えば、上記実施の形態およびその実施例に係る高周波回路および通信装置において、図面に開示された各回路素子および信号経路を接続する経路の間に別の高周波回路素子および配線などが挿入されていてもよい。
【０１２０】
また、本発明に係る制御部は、集積回路であるＩＣ、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。また、集積回路化の手法は、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、キャリアアグリゲーション方式を採用するマルチバンド／マルチモード対応のフロントエンドモジュールとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１２２】
１、１Ａ    高周波回路
２    アンテナ回路
３、３Ａ    増幅モード切換回路
４    ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）
５    ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）
６、６Ａ    通信装置
７    電源
１０Ａ、１０Ｂ    送信増幅回路
１１、１２    電力増幅器
１３、１３Ａ、１４、１４Ａ    フィルタ回路
２１、２２    アンテナ素子
３１、３２、５２、５３、６２、６３    スイッチ
３３、３５    ＥＴ電源回路
３４、３６    ＡＰＴ電源回路
５１、６１    マルチプレクサ
５４、５５、６４、６５    フィルタ
１３０、１４０    入力端子
１１０、１２０    出力端子
【図１Ａ】
2020145613.tif 000004
【図１Ｂ】
2020145613.tif 000005
【図２】
2020145613.tif 000006
【図３】
2020145613.tif 000007
【図４】
2020145613.tif 000008
【図５】
2020145613.tif 000009
【図６】
2020145613.tif 000010