(57)【要約】【課題】挿入損失の低減が可能なモジュールを提供すること。【解決手段】本発明は、アンテナ２８に接続されるアンテナ端子１０ｃ、端子１０ｄ及び端子１０ｅを備えるダイプレクサ１０と、端子１０ｄに接続され、複数のポート１３を備え、複数のポート１３からダイプレクサ１０に接続される１つのポート１３を選択するスイッチ１２と、複数のポート１３のうち少なくとも１つと接続されたデュプレクサ１６と、端子１０ｅに接続され、デュプレクサ１６とは異なる通過帯域を有するデュプレクサ１８と、複数のポート１３のうちのポート１３ａと接続されたインピーダンス部２０と、を具備するモジュールである。【選択図】図１
2014140115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナに接続される共通端子、第１端子及び第２端子を備えるダイプレクサと、
前記第１端子に接続され、複数の第１ポートを備え、前記複数の第１ポートから前記ダイプレクサに接続される１つのポートを選択する第１スイッチと、
前記複数の第１ポートのうち少なくとも１つと接続された第１デュプレクサと、
前記第２端子に接続され、前記第１デュプレクサとは異なる通過帯域を有する第２デュプレクサと、
前記複数の第１ポートのうち別の１つと接続された第１インピーダンス部と、を具備することを特徴とするモジュール。
【請求項２】
前記第２端子に接続され、複数の第２ポートを備え、前記複数の第２ポートから前記ダイプレクサに接続される１つのポートを選択する第２スイッチと、
第２インピーダンス部と、を具備し、
前記第２デュプレクサは前記複数の第２ポートのうち少なくとも１つを介して、前記第２端子と接続され、
前記第２インピーダンス部は前記複数の第２ポートのうち別の１つと接続されていることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項３】
前記第１インピーダンス部はリアクタンスを有することを特徴とする請求項１又は２記載のモジュール。
【請求項４】
前記第１インピーダンス部はインダクタ及びキャパシタの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項３記載のモジュール。
【請求項５】
前記第２スイッチが前記第２デュプレクサと接続された第２ポートを選択した場合、前記第１スイッチは前記第１インピーダンス部と接続された第１ポートを選択することを特徴とする請求項２から４いずれか一項記載のモジュール。
【請求項６】
前記第１スイッチが前記第１デュプレクサと接続された第１ポートを選択し、かつ前記第２スイッチが前記第２デュプレクサと接続された第２ポートを選択することが可能であることを特徴とする請求項２から５いずれか一項記載のモジュール。
【請求項７】
前記第２インピーダンス部はリアクタンスを有することを特徴とする請求項２から６いずれか一項記載のモジュール。
【請求項８】
前記第２インピーダンス部はインダクタ及びキャパシタの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項７記載のモジュール。
【請求項９】
前記第１スイッチはＦＥＴを含むことを特徴とする請求項１から８いずれか一項記載のモジュール。
【請求項１０】
前記第２スイッチはＦＥＴを含むことを特徴とする請求項２から８いずれか一項記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの通信機器は、インターネットへの接続など機能の拡大が進んでいる。通信データの増大に対応するため、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）−Ａｄｖａｎｃｅｄなどの技術の開発が進められている。ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、高スループット化のためＣＡ（Carrier Aggregation）が用いられる。例えば、Ｉｎｔｅｒ  Ｂａｎｄ  Ｎｏｎ  Ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ  ＣＡは、８００ＭＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯など複数の周波数帯域を共用することで、広帯域化、高速化、及びデータ量の拡大を図る技術である。例えば映像と音声、音声とデータなど、２つの信号を同時に送信及び受信することができる。また２つの信号を同時に送信のみ、又は同時に受信のみを行うこともある。
【０００３】
複数の周波数帯域に対応するために、通過帯域の異なる複数のデュプレクサ、及びデュプレクサを切り替えるスイッチを用いる。これにより複数の国及び地域の通信方式に対応することができる。例えば特許文献１には、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）を用いたスイッチのポートに抵抗を接続する技術が記載されている。特許文献２には、スイッチとダイプレクサとを接続したモジュールが記載されている。ダイプレクサにはスイッチを介して複数のデュプレクサが接続されている。このため複数の通信系の信号の送信及び受信が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０２４３７６号
【特許文献２】特開２００８−４８４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば２つの通信系の信号を同時に送信及び受信（送受信）するとき、２つのデュプレクサがダイプレクサに接続される。インピーダンス整合することで、良好な周波数特性を得ることができる。２つの信号のうち一方を送受信するとき、１つのデュプレクサがダイプレクサに接続される。このとき、もう一方の信号を遮断するため、スイッチはオフとなる。オフ状態におけるスイッチは例えばオープンインピーダンスとなる。または、スイッチの一端を接地してスイッチオフ状態を強化する。このような場合、インピーダンスは例えば５０Ωから極端に乖離するため、ポートのインピーダンスを５０Ωで設計しているダイプレクサのインピーダンス整合を取ることが難しく、挿入損失が増加することがある。本発明は上記課題に鑑み、挿入損失の低減が可能なモジュール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】
【０００６】
本発明は、アンテナに接続される共通端子、第１端子及び第２端子を備えるダイプレクサと、前記第１端子に接続され、複数の第１ポートを備え、前記複数の第１ポートから前記ダイプレクサに接続される１つのポートを選択する第１スイッチと、前記複数の第１ポートのうち少なくとも１つと接続された第１デュプレクサと、前記第２端子に接続され、前記第１デュプレクサとは異なる通過帯域を有する第２デュプレクサと、前記複数の第１ポートのうち別の１つと接続された第１インピーダンス部と、を具備するモジュールである。
【０００７】
上記構成において、前記第２端子に接続され、複数の第２ポートを備え、前記複数の第２ポートから前記ダイプレクサに接続される１つのポートを選択する第２スイッチと、第２インピーダンス部と、を具備し、前記第２デュプレクサは前記複数の第２ポートのうち少なくとも１つを介して、前記第２端子と接続され、前記第２インピーダンス部は前記複数の第２ポートのうち別の１つと接続されている構成とすることができる。
【０００８】
上記構成において、前記第１インピーダンス部はリアクタンスを有する構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記第１インピーダンス部はインダクタ及びキャパシタの少なくとも一方を含む構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記第２スイッチが前記第２デュプレクサと接続された第２ポートを選択した場合、前記第１スイッチは前記第１インピーダンス部と接続された第１ポートを選択する構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記第１スイッチが前記第１デュプレクサと接続された第１ポートを選択し、かつ前記第２スイッチが前記第２デュプレクサと接続された第２ポートを選択することが可能である構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記第２インピーダンス部はリアクタンスを有する構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記第２インピーダンス部はインダクタ及びキャパシタの少なくとも一方を含む構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記第１スイッチはＦＥＴを含む構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記第２スイッチはＦＥＴを含む構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、挿入損失の低減が可能なモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は実施例１に係るモジュールを例示する回路図である。
【図２】図２（ａ）から図２（ｃ）はモジュールの動作を例示する模式図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は比較例におけるモジュールの動作を例示する模式図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）はＬＢ号及びＨＢ信号の両方を同時に送受信する場合の周波数特性を例示するグラフである。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は比較例における周波数特性を例示するグラフである。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は実施例１における周波数特性を例示するグラフである。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）はインピーダンス部の例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を用いて実施例について説明する。
【実施例１】
【００１９】
実施例１はポートにインピーダンス部を接続した例である。図１は実施例１に係るモジュール１００を例示する回路図である。
【００２０】
図１に示すように、モジュール１００は、ダイプレクサ１０、スイッチ１２及び１４、デュプレクサ１６及び１８、インピーダンス部２０及び２２、集積回路（Integrated Circuit：ＩＣ）２４、並びに複数のパワーアンプ（Power Amplifier：ＰＡ）２６を備える。
【００２１】
ダイプレクサ１０はローパスフィルタ（Low Pass Filter：ＬＰＦ）１０ａ及びハイパスフィルタ（High Pass Filter：ＨＰＦ）１０ｂを備える。スイッチ１２は５つのポート１３を備える。スイッチ１４は５つのポート１５を備える。デュプレクサ１６は送信フィルタ１６ａ及び受信フィルタ１６ｂを備える。デュプレクサ１８は送信フィルタ１８ａ及び受信フィルタ１８ｂを備える。デュプレクサに含まれるフィルタは例えばバンドパスフィルタである。ＩＣ２４はＰＡ２４ａ及びローノイズアンプ（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）２４ｂを備える。
【００２２】
ＬＰＦ１０ａ及びＨＰＦ１０ｂそれぞれの一端はアンテナ端子１０ｃを介してアンテナ２８に共通して接続されている。ＬＰＦ１０ａの他端は端子１０ｄを介してスイッチ１２の一端に接続されている。ＨＰＦ１０ｂの他端は端子１０ｅを介してスイッチ１４の一端に接続されている。
【００２３】
スイッチ１２の５つのポート１３のうち、４つのポート１３にはデュプレクサ１６の一端が接続されている。５つのポート１３のうちの１つであるポート１３ａにはインピーダンス部２０の一端が接続されている。スイッチ１２は複数のポート１３からダイプレクサ１０に接続される１つを選択する。送信フィルタ１６ａはＰＡ２４ａに接続されている。受信フィルタ１６ｂはＬＮＡ２４ｂに接続されている。
【００２４】
スイッチ１４の４つのポート１５にはデュプレクサ１８の一端が接続されている。５つのポート１５のうちの１つであるポート１５ａにはインピーダンス部２２の一端が接続されている。スイッチ１４は複数のポート１５からダイプレクサ１０に接続される１つを選択する。送信フィルタ１８ａはＰＡ２６に接続されている。受信フィルタ１８ｂはＬＮＡ２４ｂに接続されている。インピーダンス部２０及び２２のインピーダンスは例えば５０Ωである。
【００２５】
デュプレクサ１６の通過帯域は、デュプレクサ１８の通過帯域より低周波数側である。送信フィルタ１６ａの通過帯域は受信フィルタ１６ｂの通過帯域とは異なる周波数に位置する。４つのデュプレクサ１６は互いに異なる通過帯域を有する。４つのデュプレクサ１８は互いに異なる通過帯域を有する。ＩＣ２４はアップコンバート及びダウンコンバートなど信号の処理を行う。ＰＡ２４ａ及び２６、ＬＮＡ２４ｂは信号を増幅させる。
【００２６】
アンテナ２８はＲＦ信号を送受信する。ダイプレクサ１０は周波数に応じて信号をスイッチ１２及び１４の一方に向けて出力し、他方には出力しない。またダイプレクサ１０はスイッチ１２及び１４の一方から入力された信号をアンテナ２８に向けて出力し、他方には出力しない。ＬＰＦ１０ａ、スイッチ１２及びデュプレクサ１６に流れる信号をＬＢ（Low Band）信号とする。ＨＰＦ１０ｂ、スイッチ１４及びデュプレクサ１８に流れる信号をＨＢ（High Band）信号とする。
【００２７】
ＬＢ信号は、ＰＡ２４ａ、送信フィルタ１６ａ、スイッチ１２及びＬＰＦ１０ａを介してアンテナ２８に入力され、アンテナ２８から送信される。アンテナ２８が受信したＬＢ信号は、ＬＰＦ１０ａ、スイッチ１２、及び受信フィルタ１６ｂを介してＬＮＡ２４ｂに入力され、ＩＣ２４においてダウンコンバートされる。
【００２８】
ＨＢ信号は、ＨＰＦ１０ｂ、ＰＡ２６、送信フィルタ１８ａ、スイッチ１４及びＨＰＦ１０ｂを介してアンテナ２８に入力され、アンテナ２８から送信される。アンテナ２８が受信したＨＢ信号は、ＨＰＦ１０ｂ、スイッチ１４、及び受信フィルタ１８ｂを介してＩＣ２４に入力され、ダウンコンバートされる。
【００２９】
図２（ａ）から図２（ｃ）はモジュール１００の動作を例示する模式図である。図２（ａ）はＬＢ信号及びＨＢ信号の両方を同時に送受信する例である。スイッチ１２はデュプレクサ１６と接続された１つのポート１３を選択し、ダイプレクサ１０と接続する。スイッチ１４はデュプレクサ１８と接続された１つのポート１５を選択し、ダイプレクサ１０と接続する。ダイプレクサ１０を基準としたアンテナ２８側のインピーダンス、スイッチ１２側のインピーダンス、スイッチ１４側のインピーダンスは、例えばそれぞれ５０Ωである。アンテナ２８〜デュプレクサ１６間、及びアンテナ２８〜デュプレクサ１８間において、通過帯域のインピーダンスが整合している。
【００３０】
図２（ｂ）はＬＢ信号及びＨＢ信号のうち、ＬＢ信号を送受信し、ＨＢ信号を送受信しない例である。スイッチ１２はデュプレクサ１６と接続された１つのポート１３を選択する。スイッチ１４はインピーダンス部２２と接続された１つのポート１５ａを選択し、ダイプレクサ１０と接続する。このため、ダイプレクサ１０のアンテナ端子１０ｃからＨＰＦ１０ｂを見た、ＬＰＦ１０ａの通過帯域におけるインピーダンスを高インピーダンスとすることができ、ＬＰＦ１０ａの挿入損失を低減させることが可能となる。
【００３１】
図２（ｃ）はＨＢ信号を送受信し、ＬＢ信号を送受信しない例である。スイッチ１２はインピーダンス部２０と接続されたポート１３ａを選択し、ダイプレクサ１０と接続する。スイッチ１４はデュプレクサ１６と接続された１つのポート１３を選択する。このため、アンテナ端子１０ｃからＬＰＦ１０ａを見た、ＨＰＦ１０ｂの通過帯域におけるインピーダンスを高インピーダンスとすることができ、ＨＰＦ１０ｂの挿入損失を低減させることが可能となる。図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、ＬＢ信号及びＨＢ信号のうち一方のみを送受信する場合でも、インピーダンス整合を取ることができる。後述するように、インピーダンス部２０及び２２がリアクタンスを有することで、挿入損失をより低減することができる。
【００３２】
比較例について説明する。比較例は、インピーダンス部２０及び２２が設けられていない例である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は比較例におけるモジュールの動作を例示する模式図である。
【００３３】
図３（ａ）はＬＢ信号を送受信し、ＨＢ信号を送受信しない例である。スイッチ１４はいずれのポート１５も選択しない。このため、スイッチ１４はオープン又はショートとなる。ダイプレクサ１０を基準としたスイッチ１４側のインピーダンスが５０Ωから大きく外れる。例えばスイッチ１４がオープンである場合、インピーダンスは無限大に近付く。スイッチ１４がショートである場合、インピーダンスはゼロに近くなる。図３（ｂ）はＨＢ信号を送受信し、ＬＢ信号を送受信しない例である。スイッチ１２はいずれのポート１３も選択しない。このため、スイッチ１２側のインピーダンスは５０Ωから大きく外れる。
【００３４】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、比較例においてＬＢ信号及びＨＢ信号の一方のみを送受信する場合、インピーダンス整合を取ることが難しい。図３（ａ）の例ではスイッチ１４において反射された信号がスイッチ１２及びアンテナ２８に漏洩する恐れがある。このため比較例においては、挿入損失が増加する。
【００３５】
周波数特性のシミュレーションについて説明する。シミュレーションにおいてインピーダンス部２０及び２２はπ型の整合回路とした。ＬＢ信号の送受信時、整合回路はＨＢ側のスイッチ１４に接続される。このとき、アンテナ端子１０ｃから見た整合回路のインピーダンスは、ＬＢ信号の周波数において高くなるように設定されている。従ってＬＢ信号はＨＰＦ１０ｂ側に漏れ難い。９１５ＭＨｚの信号はＬＢ信号、１７１０ＭＨｚの信号はＨＢ信号に含まれる。
【００３６】
図４（ａ）及び図４（ｂ）はＬＢ信号及びＨＢ信号の両方を同時に送受信する場合の周波数特性を例示するグラフである（図２（ａ）参照）。図４（ａ）はデュプレクサ１６、図４（ｂ）はデュプレクサ１８の周波数特性を表す。横軸は周波数、縦軸は挿入損失を示す。図５（ａ）及び図５（ｂ）は比較例における周波数特性を例示するグラフである。図５（ａ）はＬＢ信号及びＨＢ信号のうちＬＢ信号のみを送受信する場合のデュプレクサ１６の周波数特性を表す（図３（ａ）参照）。図５（ｂ）はＬＢ信号及びＨＢ信号のうちＨＢ信号のみを送受信する場合のデュプレクサ１８の周波数特性を表す（図３（ｂ）参照）。図５（ａ）ではスイッチ１４がオープン、図５（ｂ）ではスイッチ１２がオープンであるとした。図６（ａ）及び図６（ｂ）は実施例１における周波数特性を例示するグラフである。図６（ａ）はＬＢ信号のみを送受信する場合のデュプレクサ１６の周波数特性を表す（図２（ｂ）参照）。図６（ｂ）はＨＢ信号のみを送受信する場合のデュプレクサ１８の周波数特性を表す（図２（ｃ）参照）。表１は９１５ＭＨｚ及び１７１０ＭＨｚにおける挿入損失を示す表である。
【表１】
2014140115.tif 000003
【００３７】
図４（ａ）から図６（ｂ）及び表１に示すように、ＬＢ信号及びＨＢ信号の両方において、実施例１は、同時送受信及び比較例と比べ良好な周波数特性を示す。すなわち、通過帯域における挿入損失が低減し、抑圧帯域における抑圧度が高くなる。また抑圧帯域において急峻な減衰極が生成される。上記のように、実施例１によれば、インピーダンス整合が可能だからである。また、インピーダンス部がリアクタンスを有することにより、デュプレクサ１６及び１８のそれぞれを最適化できるためである。以下に詳しく説明する。
【００３８】
同時送受信においては、デュプレクサ１６及び１８を同時に調整する。つまりデュプレクサ１６はＬＢ信号を通過させＨＢ信号を抑圧し、デュプレクサ１８はＨＢ信号を通過させＬＢ信号を抑圧するように調整する。デュプレクサ１６及び１８は互いに影響しあう。例えばデュプレクサ１６を最適化すると、デュプレクサ１８の周波数特性が悪化する。このようにデュプレクサ間においてトレードオフが生じる。
【００３９】
実施例１においてＬＢ信号のみを送受信する場合、デュプレクサ１６のみを最適化するようなインピーダンス部２２を用いることができる。ＨＢ信号のみを送受信する場合、デュプレクサ１８のみを最適化するようなインピーダンス部２０を用いることができる。これにより、デュプレクサ１６及び１８の両方において、周波数特性が改善する。
【００４０】
図４（ａ）、図５（ａ）及び表１に示すように、ＬＢ信号については同時送受信に比べ、比較例の方が良好な周波数特性を示す。図４（ｂ）、図５（ｂ）及び表１に示すように、ＨＢ信号については比較例に比べ、同時送受信の方が良好な周波数特性を示す。配線の長さなどによってスイッチ１２及び１４の影響は変化するためである。なお、図示は省略するが、比較例においてスイッチ１４がショートである場合、デュプレクサ１６の挿入損失は９１５ＭＨｚにおいて−０．５３５ｄＢである。スイッチ１２がショートである場合、デュプレクサ１８の挿入損失は１７１０ＭＨｚにおいて−０．２５８ｄＢである。これらのショートの例と比べて、実施例１は良好な周波数特性を示す。
【００４１】
インピーダンス部の例について説明する。挿入損失を改善するためには、インピーダンス部がリアクタンスを有することが好ましい。図７（ａ）及び図７（ｂ）はインピーダンス部の例を示す回路図である。
【００４２】
図７（ａ）に示すように、インピーダンス部はπ型のＬＣ回路３０であり、インダクタＬ１、キャパシタＣ１及びＣ２を備える。端子３２と端子３４との間にキャパシタＣ１及びＣ２が直列接続されている。インダクタＬ１の一端はキャパシタＣ１とキャパシタＣ２との間に接続され、他端は接地されている。端子３２はポート１３ａ又は１５ａと接続され、端子３４は開放される。図７（ｂ）に示すように、インピーダンス部をＴ型のＬＣ回路３６としてもよい。端子３２と端子３４との間にインダクタＬ２及びＬ３が直列接続されている。キャパシタＣ３の一端はインダクタＬ２とインダクタＬ３との間に接続され、他端は接地される。インピーダンス部は上記以外の回路でもよく、キャパシタ及びインダクタの少なくとも一方を備える回路とすることができる。インピーダンス部２０及び２２は互いに異なる回路でもよい。インピーダンス部を、例えば５０Ωの電気抵抗としてもよい。
【００４３】
スイッチ１２及び１４はＦＥＴを用いて切り替えを行うＦＥＴスイッチである。ＦＥＴスイッチを介して信号が漏洩しやすい。実施例１によれば、ＦＥＴスイッチにおいても信号の漏洩を抑制することができる。デュプレクサの数は変更してもよく、スイッチに少なくとも１つのデュプレクサが接続されていればよい。ダイプレクサ１０の端子１０ｄ及び１０ｅのうち一方にスイッチを介さずにデュプレクサを接続し、他方にスイッチを接続してもよい。つまりスイッチは少なくとも１つでよい。デュプレクサが備えるフィルタとして、例えばＳＡＷフィルタ、弾性境界波フィルタ、及び弾性薄膜共振器（Film Bulk Acoustic Resonator：ＦＢＡＲ）フィルタなどの弾性波フィルタを用いることができる。
【００４４】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０                                            ダイプレクサ
１０ｃ                                          アンテナ端子
１０ｄ、１０ｅ                                  端子
１２、１４                                      スイッチ
１３、１３ａ、１５、１５ａ                      ポート
１６、１８                                      デュプレクサ
２０、２２                                      インピーダンス部
２４                                            ＩＣ
２８                                            アンテナ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３                                キャパシタ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３                                インダクタ
１００                                          モジュール
【図１】
2014140115.tif 000004
【図２】
2014140115.tif 000005
【図３】
2014140115.tif 000006
【図４】
2014140115.tif 000007
【図５】
2014140115.tif 000008
【図６】
2014140115.tif 000009
【図７】
2014140115.tif 000010