(57)【要約】【課題】減衰特性及び通過特性を改善できる高周波フロントエンド回路を提供する。【解決手段】高周波フロントエンド回路２Ｘは、一方の端子が共通接続されかつ互いに異なる通過帯域を有する複数のフィルタであって、フィルタ１１ａを含む複数のフィルタ１１ａ、１１ｂから構成されたマルチプレクサ１４Ｘと、フィルタ１１ａの通過帯域内に通過帯域を有するフィルタ１３ａと、フィルタ１１ａの他方の端子に接続された共通端子、及び、フィルタ１３ａに接続された選択端子を含む複数の選択端子を有するスイッチ２１ａと、を備え、フィルタ１１ａを構成する１以上の弾性波共振子のうち最もスイッチ２１ａ側に配置された弾性波共振子、及び、フィルタ１３ａを構成する１以上の弾性波共振子のうち最もスイッチ２１ａ側に配置された弾性波共振子は、いずれも直列腕共振子である。【選択図】図１
2018093475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯域を同時に送信、受信、または送受信する通信方式に適用可能な高周波フロントエンド回路であって、
一方の端子が共通接続されかつ互いに異なる通過帯域を有する複数のフィルタであって、第１弾性波フィルタを含む複数のフィルタから構成されたマルチプレクサと、
前記第１弾性波フィルタの通過帯域内に通過帯域を有する第２弾性波フィルタと、
前記第１弾性波フィルタの他方の端子に接続された共通端子、及び、前記第２弾性波フィルタに接続された選択端子を含む複数の選択端子を有するスイッチと、を備え、
前記第１弾性波フィルタを構成する１以上の弾性波共振子のうち最も前記スイッチ側に配置された第１弾性波共振子、及び、前記第２弾性波フィルタを構成する１以上の弾性波共振子のうち最も前記スイッチ側に配置された第２弾性波共振子は、いずれも直列腕共振子である、
高周波フロントエンド回路。
【請求項２】
前記第１弾性波フィルタの前記他方の端子におけるインピーダンス、及び、前記第２弾性波フィルタの前記スイッチ側の端子におけるインピーダンスは、いずれも前記第１弾性波フィルタの通過帯域外においてスミスチャート上で右半分の領域に位置し、容量性を有する、
請求項１に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項３】
前記スイッチは、前記共通端子が前記複数の選択端子のいずれとも接続されない非接続時において、前記第１弾性波フィルタ側から見たインピーダンスが容量性を有し、スミスチャート上で右半分の領域に位置する、
請求項１または２に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項４】
前記非接続時において、前記スイッチのオフ容量値は、前記第２弾性波共振子の容量値と略同等である、
請求項３に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項５】
前記第１弾性波共振子の容量値と前記第２弾性波共振子の容量値とは、略同等である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項６】
前記複数の選択端子と個別に接続され、かつ、互いに異なる通過帯域を有する複数の前記第２弾性波フィルタを備える、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項７】
前記高周波フロントエンド回路は、前記第１弾性波フィルタ、前記スイッチ及び前記複数の第２弾性波フィルタからなる組を複数組備え、
複数の前記第１弾性波フィルタは、一方の端子が共通接続され、かつ、互いに異なる通過帯域を有しており、前記マルチプレクサを構成する、
請求項６に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項８】
前記第１弾性波フィルタ及び前記第２弾性波フィルタの少なくとも一方は、ＢＡＷフィルタである、
請求項７に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項９】
前記第１弾性波フィルタはハイブリッドフィルタである、
請求項７または８に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項１０】
前記マルチプレクサを構成する前記複数のフィルタは、
１４７５．９−２０２５ＭＨｚを通過帯域とするＭＬＢ／ＬＭＢフィルタと、
２１１０−２２００ＭＨｚを通過帯域とするＭＢフィルタと、
２３００−２４００ＭＨｚを通過帯域とするＭＨＢフィルタと、
２４９６−２６９０ＭＨｚを通過帯域とするＨＢフィルタと、を含む、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項１１】
前記高周波フロントエンド回路は、前記第１弾性波フィルタ、前記第２弾性波フィルタ及び前記スイッチを含む組を複数組備え、
複数の前記第１弾性波フィルタは、一方の端子が共通接続され、かつ、互いに異なる通過帯域を有しており、前記マルチプレクサを構成し、
前記高周波フロントエンド回路は、さらに、前記マルチプレクサの前段に接続される他のマルチプレクサを備える、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項１２】
前記他のマルチプレクサを構成するフィルタのうち少なくとも１つはハイブリッドフィルタである、
請求項１１に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項１３】
前記他のマルチプレクサはダイプレクサである、
請求項１１または１２に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項１４】
前記他のマルチプレクサはトリプレクサである、
請求項１１または１２に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項１５】
前記トリプレクサは、
６９９−９６０ＭＨｚを通過帯域とするＬＢフィルタと、
１４２７−２２００ＭＨｚを通過帯域とするＭＢフィルタと、
２３００−２６９０ＭＨｚを通過帯域とするＨＢフィルタと、で構成される、
請求項１４に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項１６】
前記他のマルチプレクサはクアッドプレクサである、
請求項１１または１２に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項１７】
前記クアッドプレクサは、
６９９−９６０ＭＨｚを通過帯域とするＬＢフィルタと、
１４２７−２２００ＭＨｚを通過帯域とするＭＢフィルタと、
２３００−２４００ＭＨｚを通過帯域とするＨＢ１フィルタと、
２４９６−２６９０ＭＨｚを通過帯域とするＨＢ２フィルタと、で構成される、
請求項１６に記載の高周波フロントエンド回路。
【請求項１８】
アンテナ素子で送信、受信、または送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達する請求項１〜１７のいずれか１項に記載の高周波フロントエンド回路と、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、マルチプレクサを備える高周波フロントエンド回路及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話等の通信装置には、１つの端末で複数の周波数帯域（バンド）に対応するマルチバンド化が要求されている。これに伴い、通信装置に搭載されるフロントエンドモジュール等の高周波フロントエンド回路にもマルチバンド化が求められており、さらには、複数のバンドの高周波信号を同時に送受信するＣＡ（キャリアアグリゲーション）への対応が求められている。
【０００３】
このような高周波フロントエンド回路として、ダイプレクサ、スイッチＩＣ（Integrated Circuit）、複数のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）及びＬＮＡ（ローノイズアンプ）がこの順に接続されたダイバーシティモジュールが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この高周波フロントエンド回路によれば、複数のＢＰＦのうち２以上がスイッチＩＣによって選択されることにより、ＣＡに対応することができる。
【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２０１６／０１２７０１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成では、ＣＡのように複数のバンドの高周波信号を同時に送受信する際に、一のバンドの高周波信号が当該一のバンドを通過帯域とするフィルタだけでなく他のフィルタに漏れてしまう。したがって、他のフィルタについては、通過帯域外の高周波信号が漏れ込むことにより、当該通過帯域外における減衰量が小さくなってしまう。このため、減衰特性が劣化する。また、一のフィルタについては、通過帯域の高周波信号が漏れ出すことにより、通過帯域内の損失が大きくなってしまう。このため、通過特性が劣化してしまう。その結果、従来の構成では、高周波フロントエンド回路全体の減衰特性及び通過特性の確保が難しいという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、減衰特性及び通過特性を改善できる高周波フロントエンド回路及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】
【０００７】
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フロントエンド回路は、複数の周波数帯域を同時に送信、受信、または送受信する通信方式に適用可能な高周波フロントエンド回路であって、一方の端子が共通接続されかつ互いに異なる通過帯域を有する複数のフィルタであって、第１弾性波フィルタを含む複数のフィルタから構成されたマルチプレクサと、前記第１弾性波フィルタの通過帯域内に通過帯域を有する第２弾性波フィルタと、前記第１弾性波フィルタの他方の端子に接続された共通端子、及び、前記第２弾性波フィルタに接続された選択端子を含む複数の選択端子を有するスイッチと、を備え、前記第１弾性波フィルタを構成する１以上の弾性波共振子のうち最も前記スイッチ側に配置された第１弾性波共振子、及び、前記第２弾性波フィルタを構成する１以上の弾性波共振子のうち最も前記スイッチ側に配置された第２弾性波共振子は、いずれも直列腕共振子である。
【０００８】
これにより、第１弾性波フィルタをスイッチ側から見ると、第１弾性波フィルタの通過帯域外におけるインピーダンスはスミスチャート上でＯＰＥＮ寄りの容量性を示す。また、第２弾性波フィルタをスイッチ側から見ると、第１弾性波フィルタの通過帯域外におけるインピーダンスは容量性を示す。
【０００９】
よって、スイッチによって第１弾性波フィルタと第２弾性波フィルタとが接続されたとき、マルチプレクサを構成するフィルタが共通接続された側から見ると、第１弾性波フィルタの通過帯域外における反射係数を高めることができる。したがって、第１弾性波フィルタ（具体的には第１弾性波フィルタが設けられた経路）について、減衰特性を改善することができる。また、第１弾性波フィルタとともにマルチプレクサを構成する他のフィルタ（具体的には他のフィルタが設けられた経路）について、通過特性を改善することができる。
【００１０】
このように、本態様によれば、減衰特性及び通過特性を改善できる高周波フロントエンド回路を実現することができる。
【００１１】
また、前記第１弾性波フィルタの前記他方の端子におけるインピーダンス、及び、前記第２弾性波フィルタの前記スイッチ側の端子におけるインピーダンスは、いずれも前記第１弾性波フィルタの通過帯域外においてスミスチャート上で右半分の領域に位置し、容量性を有することにしてもよい。
【００１２】
これにより、スイッチによって第１弾性波フィルタと第２弾性波フィルタとが接続されたときに、第１弾性波フィルタの他方の端子から第２弾性波フィルタ側を見た第１弾性波フィルタの通過帯域外におけるインピーダンスについて、第１弾性波フィルタと第２弾性波フィルタとを接続する配線及びスイッチの影響による誘導性へのシフトを抑制することができる。つまり、当該インピーダンスについて容量性に収めやすくなる。同様に、第２弾性波フィルタの入力端子から第１弾性波フィルタ側を見た第１弾性波フィルタの通過帯域外におけるインピーダンスについても、誘導性へのシフトを抑制することができる。
【００１３】
ここで、第１弾性波フィルタの他方の端子におけるインピーダンス、及び、第２弾性波フィルタのスイッチ側の端子におけるインピーダンスは、第１弾性波フィルタの通過帯域外において、いずれも容量性を示す。
【００１４】
よって、第１弾性波フィルタの他方の端子から第２弾性波フィルタ側を見たインピーダンスと第２弾性波フィルタのスイッチ側の端子のインピーダンスとは、第１弾性波フィルタの通過帯域外において、いずれも容量性を示すこととなる。同様に、第２弾性波フィルタのスイッチ側の端子から第１弾性波フィルタ側を見たインピーダンスと第１弾性波フィルタの出力インピーダンスとは、第１弾性波フィルタの通過帯域外において、いずれも容量性を示すこととなる。
【００１５】
これにより、第１弾性波フィルタの通過帯域外における減衰特性の劣化を招く要因である、一方のインピーダンスが誘導性かつ他方のインピーダンスが容量性を示す反転関係となりにくくなる。
【００１６】
したがって、上記の態様によれば、減衰特性及び通過特性のさらなる改善を図ることができる。
【００１７】
また、前記スイッチは、前記共通端子が前記複数の選択端子のいずれとも接続されない非接続時において、前記第１弾性波フィルタ側から見たインピーダンスが容量性を有し、スミスチャート上で右半分の領域に位置することにしてもよい。
【００１８】
これにより、非接続時、すなわちスイッチによって第１弾性波フィルタと第２弾性波フィルタとが接続されないときであっても、これらが接続されるときと同様に、減衰特性及び通過特性を改善することができる。
【００１９】
また、前記非接続時において、前記スイッチのオフ容量値は、前記第２弾性波共振子の容量値と略同等であることにしてもよい。
【００２０】
これにより、非接続時であっても、第１弾性波フィルタとともにマルチプレクサを構成する他のフィルタ（具体的には他のフィルタが設けられた経路）について、接続時と比べて略同等に通過特性を改善することができる。
【００２１】
また、前記第１弾性波共振子の容量値と前記第２弾性波共振子の容量値とは、略同等であることにしてもよい。
【００２２】
これにより、第１弾性波フィルタをスイッチ側から見たインピーダンスと第２弾性波フィルタをスイッチ側から見たインピーダンスとを、第１弾性波フィルタの通過帯域外において、スミスチャート上で略同等の領域に位置させることができる。よって、スイッチによって第１弾性波フィルタと第２弾性波フィルタとが接続されたとき、マルチプレクサを構成するフィルタが共通接続された点側から見て、第１弾性波フィルタの通過帯域外における反射係数をさらに高めることが可能となる。よって、減衰特性及び通過特性のさらなる改善を図ることができる。
【００２３】
また、前記複数の選択端子と個別に接続され、かつ、互いに異なる通過帯域を有する複数の前記第２弾性波フィルタを備えることにしてもよい。
【００２４】
これにより、減衰特性及び通過特性を改善しつつ、より多くのバンドに対応することができる。
【００２５】
また、前記高周波フロントエンド回路は、前記第１弾性波フィルタ、前記スイッチ及び前記複数の第２弾性波フィルタからなる組を複数組備え、複数の前記第１弾性波フィルタは、一方の端子が共通接続され、かつ、互いに異なる通過帯域を有しており、前記マルチプレクサを構成することにしてもよい。
【００２６】
また、前記第１弾性波フィルタ及び前記第２弾性波フィルタの少なくとも一方は、ＢＡＷフィルタであることにしてもよい。
【００２７】
また、前記第１弾性波フィルタはハイブリッドフィルタであることにしてもよい。
【００２８】
また、前記マルチプレクサを構成する前記複数のフィルタは、１４７５．９−２０２５ＭＨｚを通過帯域とするＭＬＢ／ＬＭＢフィルタと、２１１０−２２００ＭＨｚを通過帯域とするＭＢフィルタと、２３００−２４００ＭＨｚを通過帯域とするＭＨＢフィルタと、２４９６−２６９０ＭＨｚを通過帯域とするＨＢフィルタと、を含むことにしてもよい。
【００２９】
また、前記高周波フロントエンド回路は、前記第１弾性波フィルタ、前記第２弾性波フィルタ及び前記スイッチを含む組を複数組備え、複数の前記第１弾性波フィルタは、一方の端子が共通接続され、かつ、互いに異なる通過帯域を有しており、前記マルチプレクサを構成し、前記高周波フロントエンド回路は、さらに、前記マルチプレクサの前段に接続される他のマルチプレクサを備えることにしてもよい。
【００３０】
また、前記他のマルチプレクサを構成するフィルタのうち少なくとも１つはハイブリッドフィルタであることにしてもよい。
【００３１】
また、前記他のマルチプレクサはダイプレクサであることにしてもよい。
【００３２】
また、前記他のマルチプレクサはトリプレクサであることにしてもよい。
【００３３】
また、前記トリプレクサは、６９９−９６０ＭＨｚを通過帯域とするＬＢフィルタと、１４２７−２２００ＭＨｚを通過帯域とするＭＢフィルタと、２３００−２６９０ＭＨｚを通過帯域とするＨＢフィルタと、で構成されることにしてもよい。
【００３４】
また、前記他のマルチプレクサはクアッドプレクサであることにしてもよい。
【００３５】
また、前記クアッドプレクサは、６９９−９６０ＭＨｚを通過帯域とするＬＢフィルタと、１４２７−２２００ＭＨｚを通過帯域とするＭＢフィルタと、２３００−２４００ＭＨｚを通過帯域とするＨＢ１フィルタと、２４９６−２６９０ＭＨｚを通過帯域とするＨＢ２フィルタと、で構成されることにしてもよい。
【００３６】
また、本発明の一態様に係る通信装置は、アンテナ素子で送信、受信、または送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達する上記いずれかの高周波フロントエンド回路と、を備える。
【００３７】
これにより、減衰特性及び通過特性を改善しつつ、より多くのバンドに対応することができる。
【００３８】
これにより、減衰特性及び通過特性を改善できる通信装置を提供できる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、減衰特性及び通過特性を改善できる高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態に係る高周波フロントエンド回路の構成図である。
【図２Ａ】実施の形態に係る高周波フロントエンド回路におけるＣＡ時の状態を示す構成図である。
【図２Ｂ】比較例１に係る高周波フロントエンド回路において、ＣＡ時の状態を示す構成図である。
【図３Ａ】実施の形態におけるスイッチの構成を示す回路図である。
【図３Ｂ】比較例２におけるスイッチの構成を示す回路図である。
【図４Ａ】実施の形態に係る高周波フロントエンド回路において、非ＣＡ時の状態を示す構成図である。
【図４Ｂ】比較例２に係る高周波フロントエンド回路において、非ＣＡ時の状態を示す構成図である。
【図５】実施例に係る通信装置の回路構成図である。
【図６Ａ】実施例におけるマルチプレクサの出力インピーダンスを示すスミスチャートである。
【図６Ｂ】実施例の比較例におけるマルチプレクサの出力インピーダンスを示すスミスチャートである。
【図７】実施例におけるフィルタ回路を構成するフィルタの入力インピーダンスを示すスミスチャートである。
【図８Ａ】スイッチ回路を構成するスイッチの入力インピーダンスを示すスミスチャートである。
【図８Ｂ】マルチプレクサの出力端子からスイッチ側を見たときのインピーダンスを示すスミスチャートである。
【図９】実施例におけるマルチプレクサの入力側の反射特性を示すグラフである。
【図１０】実施例の比較例における高周波フロントエンド回路に関する特性を示すグラフである。
【図１１】実施例における高周波フロントエンド回路に関する特性を示すグラフである。
【図１２】実施例における高周波フロントエンド回路の通過特性の改善効果を、比較例と比較して示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について、実施例及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、構成要素の配置及び接続形態などは、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、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する場合がある。
【００４２】
（実施の形態）
［１．概要］
［１−１．構成］
図１は、本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘの構成図である。なお、同図には、後述する初段のフィルタ１１ａ（第１弾性波フィルタ）及び後段のフィルタ１３ａ（第２弾性波フィルタ）それぞれの一部構成図も併せて図示されている。
【００４３】
高周波フロントエンド回路２Ｘは、アンテナ素子（図示せず）とＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit、図示せず）との間で高周波信号を伝達する回路であり、例えば、マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンド部に配置される高周波モジュールである。この高周波フロントエンド回路２Ｘは、複数の周波数帯域を同時に用いるＣＡ等の通信方式に適用することができる。ＣＡ等の通信方式とは、複数の周波数帯域を同時に送信、受信、または送受信する通信方式である。
【００４４】
本実施の形態では、高周波フロントエンド回路２Ｘは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）に対応し、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）にて規定されたＢａｎｄ（周波数帯域）の高周波信号を伝達する。具体的には、高周波フロントエンド回路２は、受信系に配置され、アンテナ素子で受信されてＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘに入力された高周波信号（ここでは高周波受信信号）を、所定の周波数帯域でフィルタリングして複数の個別端子（ＢａｎｄＡ１端子、ＢａｎｄＡ２端子、ＢａｎｄＢ１端子、ＢａｎｄＢ２端子、等）から増幅器（例えばローノイズアンプ、図示せず）を介してＲＦＩＣに出力する。
【００４５】
なお、以下では、「３ＧＰＰで規定されるＢａｎｄ」を単に「Ｂａｎｄ」と称し、各Ｂａｎｄの受信帯域を、例えばＢａｎｄ＊＊の受信帯域については「Ｂａｎｄ＊＊」または「Ｂ＊＊」のように、簡略化して称する場合がある。
【００４６】
以下、本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路の概要について、適宜比較例を用いて説明する。なお、本実施の形態に係るフィルタの具体例については、実施例を挙げて後述する。
【００４７】
同図に示す高周波フロントエンド回路２Ｘは、フィルタ１１ａ及び１１ｂ等の複数の初段のフィルタ（第１弾性波フィルタ）と、フィルタ１３ａ〜１３ｄ等の複数の後段のフィルタ（第２弾性波フィルタ）と、初段のフィルタと後段のフィルタとの間に配置されたスイッチ２１ａ及び２１ｂ等の複数のスイッチを備える。つまり、高周波フロントエンド回路２Ｘは、初段のフィルタ、スイッチ及び複数の後段のフィルタからなる組を複数組（例えば４組）備える。なお、上記の組の個数は２以上であれば特に限定されず、後段のフィルタの個数も各組に２以上であれば特に限定されない。ただし、以下では、簡明のために、高周波フロントエンド回路２Ｘを構成する構成要素のうち、フィルタ１１ａとスイッチ２１ａとフィルタ１３ａ、１３ｂとからなる組、及び、フィルタ１１ｂとスイッチ２１ｂとフィルタ１３ｃ、１３ｄからなる組に着目して説明する。
【００４８】
フィルタ１１ａ及び１１ｂ等の複数の初段のフィルタは、一方の端子（本実施の形態では入力端子）が共通接続され、かつ、互いに異なる通過帯域を有する弾性波フィルタである。これら複数の初段のフィルタは、高周波信号を分波または合波する（本実施の形態では分波する）、例えばＣＡの周波数割当に対応したマルチプレクサ１４Ｘを構成する。複数の初段のフィルタは、マルチプレクサ１４Ｘの共通接続点Ｎ（例えばマルチプレクサ１４Ｘの共通端子）で共通接続され、共通接続点Ｎを介して高周波フロントエンド回路２ＸのＩＮＰＵＴ端子に接続されている。
【００４９】
具体的には、フィルタ１１ａは、入力端子が共通接続点Ｎを介してＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘに接続され、出力端子がスイッチ２１ａに接続され、通過帯域としてＢａｎｄＡを有する。フィルタ１１ｂは、入力端子が共通接続点Ｎを介してＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘに接続され、出力端子がスイッチ２１ｂに接続され、通過帯域としてＢａｎｄＡと異なるＢａｎｄＢを有する。
【００５０】
ここで、「互いに異なる通過帯域」とは、周波数帯域が完全に離間した通過帯域だけでなく、周波数帯域の少なくとも一部が重複する通過帯域も含む。
【００５１】
なお、複数の初段のフィルタは、ＩＮＰＵＴ端子で共通接続されていてもかまわない。つまり、ＩＮＰＵＴ端子が共通接続点Ｎであってもかまわない。
【００５２】
フィルタ１３ａ〜１３ｄ等の複数の後段のフィルタのそれぞれは、初段のフィルタの通過帯域内に通過帯域を有する弾性波フィルタである。これら複数の後段のフィルタは、本実施の形態では、マルチプレクサ１４Ｘで分波された高周波信号を、マルチプレクサ１４Ｘを構成する初段のフィルタの通過帯域よりも狭帯域の通過帯域でフィルタリングする。このような後段のフィルタは、例えば各Ｂａｎｄの周波数割当に対応したフィルタ回路１５Ｘを構成する。複数の後段のフィルタそれぞれは、当該後段のフィルタと同一の組を構成する初段のフィルタの通過帯域内に通過帯域を有する。つまり、後段のフィルタの通過帯域は、スイッチによって当該後段のフィルタに接続され得る初段のフィルタの通過帯域に包含される。また、同一の組を構成する複数の後段のフィルタは、互いに異なる通過帯域を有する。
【００５３】
具体的には、フィルタ１３ａは、入力端子がスイッチ２１ａを介してフィルタ１１ａに接続され、出力端子がＢａｎｄＡ１端子に接続され、通過帯域としてフィルタ１１ａの通過帯域ＢａｎｄＡに包含されるＢａｎｄＡ１を有する。フィルタ１３ｂは、入力端子がスイッチ２１ａを介してフィルタ１１ａに接続され、出力端子がＢａｎｄＡ２端子に接続され、通過帯域としてフィルタ１１ａの通過帯域ＢａｎｄＡに包含されるＢａｎｄＡ２（ただしＢａｎｄＡ１とは異なる）を有する。フィルタ１３ｃは、入力端子がスイッチ２１ｂを介してフィルタ１１ｂに接続され、出力端子がＢａｎｄＢ１端子に接続され、通過帯域としてフィルタ１１ｂの通過帯域ＢａｎｄＢに包含されるＢａｎｄＢ１を有する。フィルタ１３ｄは、出力端子がＢａｎｄＢ２端子に接続され、入力端子がスイッチ２１ｂを介してフィルタ１１ｂに接続され、通過帯域としてフィルタ１１ｂに包含されるＢａｎｄＢ２（ただしＢａｎｄＢ１とは異なる）を有する。
【００５４】
これら初段のフィルタ及び後段のフィルタのそれぞれは、１以上の弾性波共振子によって構成され、例えば、弾性表面波、バルク波あるいは弾性境界波を用いた共振子によって構成される。
【００５５】
つまり、初段のフィルタ及び後段のフィルタは、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）フィルタやＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）フィルタであってもよい。
【００５６】
ＳＡＷフィルタの場合、圧電基板とＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極とによってフィルタを構成してもよいし、少なくとも一部に圧電性を有する積層型の基板とＩＤＴ電極とによってフィルタを構成してもよい。少なくとも１部に圧電性を有する積層型基板とは、圧電薄膜を伝搬する弾性波音速より伝搬するバルク波音速が高速である高音速支持基板と、高音速支持基板上に積層されており、圧電薄膜を伝搬する弾性波音速より伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜と、低音速膜上に積層された圧電薄膜と、で構成された基板をいう。ここで、高音速支持基板は、後述する、高音速膜と支持基板の双方を兼ねている。
【００５７】
また、上記の他に、少なくとも１部に圧電性を有する積層型基板として、支持基板と、支持基板上に形成されており、圧電薄膜を伝搬する弾性波音速より伝搬するバルク波音速が高速である高音速膜と、高音速膜上に積層されており、圧電薄膜を伝搬する弾性バルク波音速より伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜と、低音速膜上に積層された圧電薄膜と、で構成された積層体であってもよい。
【００５８】
また、上記の他に、少なくとも１部に圧電性を有する積層型基板として、支持基板と、支持基板上に形成されており、圧電薄膜を伝搬する弾性波音速より伝搬するバルク波音速が高速である高音速膜と、高音速膜上に積層されており、圧電薄膜を伝搬する弾性波音速より伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜と、低音速膜上に積層された圧電薄膜と、で構成された積層体であってもよい。
【００５９】
ＩＤＴ電極としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗまたはこれらの金属のいずれかを主体とする合金などの適宜の金属材料により形成することができる。また、ＩＤＴ電極は、これらの金属もしくは合金からなる複数の金属膜を積層した構造を有していてもよい。
【００６０】
圧電薄膜としては、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、または、ＰＺＴのいずれかの材料からなる。
【００６１】
低音速膜としては、酸化ケイ素、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化ケイ素にフッ素または炭素またはホウ素を加えた化合物、または、上記各材料を主成分とする材料のいずれかからなる。
【００６２】
高音速支持基板としては、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリコン、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、マグネシアダイヤモンド、または、上記各材料を主成分とする材料、上記各材料の混合物を主成分とする材料のいずれかからなる。
【００６３】
高音速膜としては、ＤＬＣ膜、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリコン、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、マグネシアダイヤモンド、または、上記各材料を主成分とする材料、上記各材料の混合物を主成分とする材料のいずれかからなる。
【００６４】
支持基板としては、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、ガラス等の誘電体またはシリコン、窒化ガリウム等の半導体及び樹脂基板等を用いることができる。
【００６５】
圧電薄膜の膜厚は、ＩＤＴ電極の電極周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、３．５λ以下であることが望ましい。なぜならば、Ｑ値が高くなるためである。また、２．５λ以下とすることで、温度特性（TCF）が良くなる。さらに、１．５λ以下とすることで、音速の調整が容易になる。
【００６６】
低音速膜の膜厚は、ＩＤＴ電極の電極指周期で定まる弾性波の波長をλとすると、２．０λ以下であることが望ましい。低音速膜の膜厚を２．０λ以下とすることにより、膜応力を低減することができ、その結果、ウエハの反りを低減することが可能となり、良品率の向上及び特性の安定化が可能となる。また、低音速膜の膜厚が０．１λ〜０．５λの範囲内であれば、高音速膜の材質の如何に関わらず、電気機械結合係数はほとんど変わらない、という効果もある。
【００６７】
高音速膜の膜厚に関しては、弾性波を圧電薄膜及び低音速膜に閉じ込める機能を高音速膜が有するため、高音速膜の膜厚は厚いほど望ましい。高音速膜の膜厚を０．３λ以上にすることで、共振点でのエネルギー集中度を１００％とすることができる。さらに、０．５λ以上とすることにより、反共振点でのエネルギー集中度も１００％とすることができ、さらに良好なデバイス特性を得ることができる。
【００６８】
これに関し、図１の上段に示すように、初段のフィルタ（第１弾性波フィルタ）を構成する１以上の弾性波共振子のうち最もスイッチ側に配置された第１弾性波共振子、及び、後段のフィルタ（第２弾性波フィルタ）を構成する１以上の弾性波共振子のうち最もスイッチ側に配置された第２弾性波共振子は、いずれも直列腕共振子である。
【００６９】
例えば、フィルタ１１ａは上記の第１弾性波共振子として直列腕共振子ｓ１１を有し、フィルタ１３ａは上記の第２弾性波共振子として直列腕共振子ｓ１３を有する。つまり、直列腕共振子ｓ１１とスイッチ２１ａの共通端子とは、他の弾性波共振子を介することなく接続されている。また、スイッチ２１ａの一の選択端子と直列腕共振子ｓ１３とは、他の弾性波共振子を介することなく接続されている。よって、スイッチ２１ａよって共通端子と当該一の選択端子とが接続された場合、つまりフィルタ１３ａが選択された場合、フィルタ１１ａとフィルタ１３ａとは、他の弾性波共振子を介することなく直列腕共振子ｓ１１と直列腕共振子ｓ１３とで接続されることとなる。
【００７０】
これにより、本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘによれば、フィルタ１３ａが選択された場合に、ＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘから選択されたフィルタ１３ａ側を見たときのフィルタ１１ａの通過帯域外（ここではＢａｎｄＡ外）における反射係数を高めることができる。つまり、複数の初段フィルタによって構成されるマルチプレクサ１４Ｘを共通接続点Ｎから見ると、ある後段フィルタが選択された場合に、当該後段フィルタに接続された初段フィルタの通過帯域外における反射係数を高めることができる。なお、このことの詳細については、実施例にて説明する。
【００７１】
また、初段のフィルタにおいて最もスイッチ側に配置された弾性波共振子（第１弾性波共振子）の容量値と後段のフィルタにおいて最もスイッチ側に配置された弾性波共振子（第２弾性波フィルタ）の容量値とは、略同等である。例えば、フィルタ１１ａの直列腕共振子ｓ１１の容量値とフィルタ１３ａの直列腕共振子ｓ１３の容量値とは、略同等である。
【００７２】
ここで、弾性波共振子の容量値とは、当該弾性波共振子の静電容量の値である。つまり、弾性波共振子の共振点及び反共振点から十分に離れた周波数における容量値である。弾性波共振子の静電容量の値は、例えば、弾性表面波を用いた弾性波共振子の場合には、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極の対数及び交叉幅等の設計パラメータによって調整することができる。また、「略同等」とは、完全に同じであることだけでなく、±１０％程度の誤差を含む。
【００７３】
スイッチ２１ａ、２１ｂ等の複数のスイッチのそれぞれは、初段のフィルタの他方の端子（本実施の形態では出力端子）に接続された共通端子、及び、後段のフィルタに接続された選択端子を含む複数の選択端子（本実施の形態では、同一の組を構成する２つの後段のフィルタに接続された２つの選択端子）を有する。これら複数のスイッチは、高周波フロントエンド回路２Ｘが伝達する高周波信号のＢａｎｄを選択するＢａｎｄセレクトスイッチであるスイッチ回路２１Ｘを構成する。このスイッチ回路２１Ｘは、ＲＦＩＣ等の制御部からの制御信号に応じて、共通端子と接続される選択端子を切り替えることにより、上記高周波信号のＢａｎｄを切り替える。言い換えると、スイッチ回路２１Ｘは、高周波フロントエンド回路２Ｘにおける高周波信号の伝送経路を切り替える。
【００７４】
本実施の形態では、スイッチ２１ａ及び２１ｂそれぞれは、１つの共通端子と２つの選択端子とを有する。なお、選択端子の個数は、これに限定されず、上述した同一の組を構成する後段のフィルタの個数と同数以上であればよい。
【００７５】
具体的には、スイッチ２１ａは、共通端子がフィルタ１１ａの出力端子に接続され、一方の選択端子がフィルタ１３ａの入力端子に接続され、他方の選択端子がフィルタ１３ｂの入力端子に接続されている。スイッチ２１ｂは、共通端子がフィルタ１１ｂの出力端子に接続され、一方の選択端子がフィルタ１３ｃの入力端子に接続され、他方の選択端子がフィルタ１３ｄの入力端子に接続されている。
【００７６】
また、スイッチ回路２１Ｘを構成する各スイッチは、共通端子が複数の選択端子のいずれとも接続されない非接続時において、初段のフィルタ側（第１弾性波フィルタ側）から見たインピーダンスが容量性を有し、スミスチャート上で右半分の領域に位置する。なお、このことの詳細については、実施例にて説明する。
【００７７】
具体的には、上記の非接続時において、初段のフィルタ側（第１弾性波フィルタ側）から当該スイッチを見たインピーダンスは、当該スイッチと接続される後段のフィルタの最もスイッチ側に配置された弾性波共振子（第２弾性波共振子）の容量値と略同等である。例えば、スイッチ２１ａは、非接続時において、フィルタ１１ａから見たインピーダンスが後段のフィルタ１３ａ及び１３ｂと略同等である。言い換えると、非接続時において、スイッチ２１ａのオフ容量値は、第２弾性波共振子の容量値と略同等である。つまり、非接続時において、スイッチ２１ａのインピーダンスをＺとし、スイッチ２１ａの等価回路において抵抗値をＲとしオフ容量値をＣとすると、ＺはＲ及びＣを用いて次の式で表すことができる。
【００７８】
Ｚ＝Ｒ＋（１／ｊωＣ）
【００７９】
このとき、｜Ｒ｜＜＜｜１／ｊωＣ｜であるため、スイッチ２１ａのインピーダンスはオフ容量値によって支配的に決定されることになる。このため、スイッチ２１ａについて、非接続時におけるフィルタ１１ａから見たインピーダンスとオフ容量値とは同等となる。
【００８０】
以上、高周波フロントエンド回路２Ｘの構成について説明したが、当該高周波フロントエンド回路２Ｘの構成はこれに限らない。例えば、高周波フロントエンド回路２Ｘは、送信系に設けられていてもよい。この場合、上記ＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘは高周波信号（この場合には高周波送信信号）が出力されるＯＵＴＰＵＴ端子となる。つまり、高周波フロントエンド回路２Ｘは、ＲＦＩＣから出力されて増幅器（例えばパワーアンプ）で増幅されて複数の個別端子（ＢａｎｄＡ１端子、ＢａｎｄＡ２端子、ＢａｎｄＢ１端子、ＢａｎｄＢ２端子、等）に入力された高周波信号を、所定の周波数帯域でフィルタリングしてＯＵＴＰＵＴ端子からアンテナ素子に出力してもかまわない。
【００８１】
［１−２．動作］
次に、本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘの動作について、スイッチ回路２１Ｘを構成するスイッチの詳細な構成も含めて説明する。
【００８２】
高周波フロントエンド回路２Ｘは、ＲＦＩＣ等の制御部（図示せず）からの制御信号にしたがって、次のように動作する。
【００８３】
すなわち、スイッチ回路２１Ｘによって、フィルタ回路１５Ｘを構成する複数の後段フィルタのうち２以上の後段フィルタが選択される第１接続形態と、フィルタ回路１５Ｘを構成する複数の後段フィルタのうち１つの後段フィルタのみが選択される第２接続形態とが切り替えられる。
【００８４】
［１−２−１．ＣＡ動作］
本実施の形態では、スイッチ回路２１Ｘは、マルチプレクサ１４Ｙを構成する複数の初段のフィルタのうち、一の初段のフィルタの通過帯域に含まれるＢａｎｄと他の一の初段のフィルタの通過帯域に含まれるＢａｎｄとのＣＡを行うときに、上記の第１接続形態となる。つまり、ＣＡ時には、スイッチ回路２１Ｘを構成する複数のスイッチのうち２以上のスイッチにおいて共通端子がいずれかの選択端子と接続されることにより、２以上の後段フィルタが選択される。
【００８５】
図２Ａは、実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２ＸにおけるＣＡ時の状態を示す構成図である。なお、同図には、ＢａｎｄＡ１とＢａｎｄＢ２とのＣＡにおけるＢａｎｄＢ２の高周波信号（図中の「ＢａｎｄＢ２信号」）についても模式的に示されている。このことについては、図２Ｂについても同様である。
【００８６】
同図に示すように、このとき、スイッチ２１ａによってフィルタ１３ａが選択され、スイッチ２１ｂによってフィルタ１３ｄが選択されている。
【００８７】
上述したように、本実施の形態では、フィルタ１１ａの最もスイッチ２１ａ側に直列腕共振子ｓ１１が配置され、フィルタ１３ａの最もスイッチ２１ａ側に直列腕共振子ｓ１３が配置されている。このため、フィルタ１３ａが選択された場合に、ＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘから選択されたフィルタ１３ａ側を見たときのフィルタ１１ａの通過帯域外（ここではＢａｎｄＡ外）における反射係数が高い。したがって、ＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘに入力されたＢａｎｄＢ２の高周波信号は、フィルタ１１ａ側へ漏れにくく、主としてフィルタ１１ｂを通過することとなる。
【００８８】
図２Ｂは、比較例１に係る高周波フロントエンド回路２Ｙにおいて、ＣＡ時の状態を示す構成図である。
【００８９】
比較例１に係る高周波フロントエンド回路２Ｙは、実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘに比べて、フィルタ１１ａ及び１３ａに代わりフィルタ１１ｙ及び１３ｙを備える。フィルタ１１ｙ及び１３ｙの少なくとも一方は、最もスイッチ２１ａ側に並列腕共振子が配置されている。
【００９０】
一方、上記の反射係数が低い比較例１の構成では、ＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘに入力されたＢａｎｄＢ２の高周波信号がフィルタ１１ａ側に漏れてしまう。
【００９１】
このような構成では、ＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘから選択されたフィルタ１３ａ側を見たときのフィルタ１１ａの通過帯域外（ここではＢａｎｄＡ外）における反射係数が低いため、ＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘに入力されたＢａｎｄＢ２の高周波信号がフィルタ１１ａ側へ漏れてしまう。
【００９２】
したがって、比較例１に係る高周波フロントエンド回路２Ｙでは、フィルタ１３ｙについては、通過帯域外のＢａｎｄＢ２の高周波信号が漏れ込むことにより通過帯域外（ＢａｎｄＡ１外）の減衰量が小さくなるため、減衰特性が劣化してしまう。また、フィルタ１３ｄについては、通過帯域のＢａｎｄＢ２の高周波信号が漏れ出すことにより通過帯域内（ＢａｎｄＢ２内）の損失が大きくなるため、通過特性が劣化してしまう。その結果、比較例１に係る高周波フロントエンド回路２Ｙでは、ＣＡ時に高周波フロントエンド回路２Ｙ全体の減衰特性及び通過特性の確保が難しい。
【００９３】
これに対して、本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘによれば、フィルタ１３ａについては、通過帯域外のＢａｎｄＢ２の高周波信号の漏れ込みが抑制されることにより通過帯域外（ＢａｎｄＡ１外）の減衰量を改善する（大きくする）ことができる。また、フィルタ１３ｄについては、通過帯域のＢａｎｄＢ２の高周波信号の漏れ出しが抑制されることにより通過帯域内（ＢａｎｄＢ２内）の損失を改善（抑制）することができる。したがって、本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘによれば、比較例１に係る高周波フロントエンド回路２Ｙに比べて、ＣＡ時の減衰特性及び通過特性を改善することができる。
【００９４】
［１−２−２．非ＣＡ動作］
また、本実施の形態では、スイッチ回路２１Ｘは、ＣＡを行わないときに、上記の第２接続形態となる。つまり、非ＣＡ時には、スイッチ回路２１Ｘを構成する複数のフィルタのうち１つのフィルタのみにおいて共通端子がいずれかの選択端子と接続され、他のフィルタにおいて共通端子がいずれの選択端子とも接続されない非接続となることにより、１つの後段フィルタのみが選択される。
【００９５】
ここで、実施の形態におけるスイッチ回路２１Ｘを構成する各スイッチの構成について、スイッチ２１ａを例に説明する。なお、他のスイッチは、選択端子の個数が異なる場合がある点を除きスイッチ２１ａと同様の構成を有するため、説明を省略する。
【００９６】
図３Ａは、実施の形態におけるスイッチ２１ａの構成を示す回路図であり、同図の（ａ）には共通端子２１ａｃが選択端子２１１ｓ、２１２ｓのいずれか（ここでは選択端子２１１ｓ）と接続される接続時の状態が示され、同図の（ｂ）には共通端子２１ａｃが選択端子２１１ｓ、２１２ｓのいずれとも接続されない非接続時の状態が示されている。
【００９７】
同図に示すように、スイッチ２１ａは、オン及びオフにより、共通端子２１ａｃと選択端子２１１ｓとの接続（導通）及び非接続（非導通）を切り替えるＳＰＳＴ（Single-Pole,Single-Throw）型のメインスイッチ２１１を有する。また、スイッチ２１ａは、メインスイッチ２１１との排他的なオン及びオフにより、選択端子２１１ｓとグランドとの接続及び非接続を切り替えるＳＰＳＴ型のサブスイッチ２１１ｇを有する。また、スイッチ２１ａは、メインスイッチ２１１のオン及びオフに制約されないオン及びオフにより、共通端子２１ａｃと選択端子２１２ｓとの接続及び非接続を切り替えるＳＰＳＴ型のメインスイッチ２１２を有する。また、スイッチ２１ａは、メインスイッチ２１２ＳＷ２との排他的なオン及びオフにより、選択端子２１２ｓとグランドとの接続及び非接続を切り替えるＳＰＳＴ型のサブスイッチ２１２ｇを有する。
【００９８】
このようなスイッチ２１ａを構成する各スイッチ（メインスイッチ２１１及び２１２、サブスイッチ２１１ｇ及び２１２ｇ）としては、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）スイッチ、または、ダイオードスイッチが挙げられる。また、スイッチ２１ａは、複数のスイッチを有するスイッチＩＣ（Integrated Circuit）として構成されていてもかまわない。また、各スイッチは、半導体基板に形成された半導体スイッチに限らず、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）で構成された機械式スイッチであってもかまわない。
【００９９】
このように構成されたスイッチ２１ａによれば、同図の（ａ）に示す接続時、すなわちメインスイッチ２１１がオンの時には、サブスイッチ２１１ｇがオフとなることにより、共通端子２１ａｃと選択端子２１１ｓとの間の接続を得る。一方、メインスイッチ２１１がオフの時、サブスイッチ２１１ｇがオンとなることにより、共通端子２１ａｃと選択端子２１１ｓとの間が非接続になると共に、共通端子２１ａｃと選択端子２１１ｓとの間のアイソレーションを得る。これらの事項は、選択端子２１１ｓに接続されているメインスイッチ２１１及びサブスイッチ２１１ｇに限らず、選択端子２１２ｓに接続されているメインスイッチ２１２及びサブスイッチ２１２ｇについても同様である。
【０１００】
また、同図の（ｂ）に示す接続時、すなわちメインスイッチ２１１、２１２のいずれもオフの時には、サブスイッチ２１１ｇ、２１２ｇのいずれもオンとなることにより、共通端子２１ａｃを選択端子２１１ｓ、２１２ｓのいずれとも非接続とすると共に、共通端子２１ａｃと選択端子２１１ｓ、２１２ｓとの間のアイソレーションを得る。
【０１０１】
このとき、共通端子２１ａｃはグランドに接続されないＯＰＥＮ状態となっている。つまり、共通端子２１ａｃの電位は、グランドから浮いたフロート電位となっている。これにより、本実施の形態におけるスイッチ２１ａは、初段のフィルタ側（すなわちマルチプレクサ１４Ｘ側）から見て容量性を有することとなる。
【０１０２】
これに対して、非接続時において、共通端子２１ａｃがグランドに接続されるＳＨＯＲＴ状態となる比較例２のスイッチ２１ｚを図３Ｂに示す。
【０１０３】
図３Ｂは、比較例２におけるスイッチ２１ｚの構成を示す回路図であり、同図の（ａ）には共通端子２１ａｃが選択端子２１１ｓ、２１２ｓのいずれか（ここでは選択端子２１１ｓ）と接続される接続時の状態が示され、同図の（ｂ）には共通端子２１ａｃが選択端子２１１ｓ、２１２ｓのいずれとも接続されない非接続時の状態が示されている。
【０１０４】
同図に示す比較例２におけるスイッチ２１ｚには、実施の形態におけるスイッチ２１ａと比べて、オン及びオフにより、共通端子２１ａｃとグランドとの接続及び非接続を切り替えるＳＰＳＴ型のサブスイッチ２１３ｇが設けられている。このサブスイッチ２１３ｇは、スイッチ２１ｚの外部に設けられている。
【０１０５】
このようなスイッチ２１ｚによれば、同図の（ａ）に示す接続時、すなわちメインスイッチ２１１がオンの時には、サブスイッチ２１３ｇがオフとなる。一方、同図の（ｂ）に示す接続時、すなわちメインスイッチ２１１、２１２のいずれもオフの時には、サブスイッチ２１３ｇがオンとなることにより、共通端子２１ａｃをグランドに接続するＳＨＯＲＴ状態とする。
【０１０６】
以下、非ＣＡ時の動作について、上記のスイッチ２１ａを備える実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘと上記のスイッチ２１ｚを備える比較例２に係る高周波フロントエンド回路２Ｚとで比較して説明する。
【０１０７】
図４Ａは、実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘにおいて、非ＣＡ時の状態を示す構成図である。図４Ｂは、比較例２に係る高周波フロントエンド回路２Ｚにおいて、非ＣＡ時の状態を示す構成図である。なお、これらの図には、ＢａｎｄＢ２の非ＣＡにおけるＢａｎｄＢ２の高周波信号（図中の「ＢａｎｄＢ２信号」）についても模式的に示されている。つまり、ここでは、スイッチ２１ａ及び２１ｚは非接続となっており、スイッチ２１ｂによってフィルタ１３ｄが選択されている。
【０１０８】
図４Ａに示すように、実施の形態では、スイッチ２１ａの共通端子２１ａｃがＯＰＥＮ状態となっている（図３Ａ参照）ことにより、ＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘから選択されたフィルタ１３ａ側を見たときのフィルタ１１ａの通過帯域外（ここではＢａｎｄＡ外）における反射係数が高くなっている。したがって、ＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘに入力されたＢａｎｄＢ２の高周波信号は、フィルタ１１ａ側へ漏れにくく、主としてフィルタ１１ｂを通過することとなる。
【０１０９】
一方、図４Ｂに示すように、比較例２では、スイッチ２１ｚの共通端子２１ａｃがＳＨＯＲＴ状態となっている（図３Ｂ参照）ことにより、ＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘに入力されたＢａｎｄＢ２の高周波信号が共通端子２１ａｃからグランドに漏れ出してしまう。言い換えると、比較例では、共通端子２１ａｃがＳＨＯＲＴ状態となっていることにより、ＩＮＰＵＴ端子１０１Ｘから選択されたフィルタ１３ａ側を見たときのフィルタ１１ａの通過帯域外（ここではＢａｎｄＡ外）における反射係数が低くなってしまう。
【０１１０】
したがって、比較例２に係る高周波フロントエンド回路２Ｚでは、フィルタ１３ｄについては、通過帯域のＢａｎｄＢ２の高周波信号が漏れ出すことにより通過帯域内（ＢａｎｄＢ２内）の損失が大きくなるため、通過特性が劣化してしまう。その結果、比較例２に係る高周波フロントエンド回路２Ｚでは、非ＣＡ時に高周波フロントエンド回路２Ｙ全体の通過特性の確保が難しい。
【０１１１】
これに対して、本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘによれば、フィルタ１３ｄについては、通過帯域のＢａｎｄＢ２の高周波信号の漏れ出しが抑制されることにより通過帯域内（ＢａｎｄＢ２内）の損失を改善（抑制）することができる。したがって、本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘによれば、比較例２に係る高周波フロントエンド回路２Ｚに比べて、非ＣＡ時の通過特性を改善することができる。
【０１１２】
なお、スイッチ２１ａの外部には、比較例のスイッチ２１ｚと同様にサブスイッチ２１３ｇが設けられていてもかまわない。このような構成であっても、非ＣＡ時にサブスイッチ２１３ｇがオフとなることにより、上記説明と同様の効果を奏することができる。
【０１１３】
［２．実施例］
［２−１．構成］
次に、以上説明した本実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘの具体的な構成例について、実施例を挙げて説明する。
【０１１４】
図５は、実施の形態の実施例に係る通信装置３の回路構成図である。同図に示す通信装置３は、実施例に係る高周波フロントエンド回路２と、高周波信号処理回路（ＲＦＩＣ）４０とで構成されている。
【０１１５】
高周波フロントエンド回路２は、アンテナ共通端子１０１と、ダイプレクサ１０と、マルチプレクサ１４と、スイッチ回路２１および２２と、フィルタ回路１５と、増幅回路３０とを備える。
【０１１６】
ダイプレクサ１０は、マルチプレクサ１４の前段に設けられるマルチプレクサの一例であり、一方の端子が共通接続されかつ互いに異なる通過帯域を有する２つのフィルタを有する。当該２つのフィルタそれぞれの通過帯域は、後段に設けられるマルチプレクサ等を構成する複数のフィルタの通過帯域を包含する。具体的には、ダイプレクサ１０は、高周波フロントエンド回路２のアンテナ共通端子１０１に接続され、ローパスフィルタ１０Ａ（通過帯域：６９９−９６０ＭＨｚ）およびハイパスフィルタ１０Ｂ（通過帯域：１４７５．９−２６９０ＭＨｚ）で構成されている。
【０１１７】
なお、マルチプレクサ１４の前段に設けられるマルチプレクサは、ダイプレクサ１０に限定されず、トリプレクサ、クアッドプレクサ、ペンタプレクサ以上のマルチプレクサでもよい。トリプレクサの場合、６９９−９６０ＭＨｚを通過帯域とするＬＢフィルタ、１４２７−２２００ＭＨｚを通過帯域とするＭＢフィルタ、２３００−２６９０ＭＨｚを通過帯域とするＨＢフィルタから構成される。クアッドプレクサの場合、６９９−９６０ＭＨｚを通過帯域とするＬＢフィルタ、１４２７−２２００ＭＨｚを通過帯域とするＭＢフィルタ、２３００−２４００ＭＨｚを通過帯域とするＨＢ１フィルタ、２４９６−２６９０ＭＨｚを通過帯域とするＨＢ２フィルタから構成される。マルチプレクサＡを構成するフィルタは、ＬＣフィルタ、弾性波フィルタ、弾性波共振子とＬ、Ｃ、またはその両方とから構成されるハイブリッドフィルタであってもよい。
【０１１８】
マルチプレクサ１４は、ハイパスフィルタ１０Ｂに接続され、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａ（１４７５．９−２０２５ＭＨｚ）、ＭＢフィルタ１１Ｂ（２１１０−２２００ＭＨｚ）、ＭＨＢフィルタ１１Ｃ（２３００−２４００ＭＨｚ）、およびＨＢフィルタ１１Ｄ（２４９６−２６９０ＭＨｚ）で構成されている。
【０１１９】
スイッチ回路２１は、スイッチ２１Ａ、２１Ｃ、および２１Ｄで構成されている。スイッチ回路２２は、スイッチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、および２２Ｄで構成されている。
【０１２０】
フィルタ回路１５は、フィルタ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ、１３Ｆ、１３Ｇ、１３Ｈ、１３Ｊ、および１３Ｋで構成されている。
【０１２１】
増幅回路は、ＬＮＡ３１、３２、３３、３４、３５、および３６で構成されている。
【０１２２】
マルチプレクサ１４は、高周波信号の周波数帯域を、４つの周波数帯域群に分割する。より具体的には、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１ＡはＢａ（バンドａ）、Ｂｂ（バンドｂ）、Ｂｃ（バンドｃ）、Ｂｄ（バンドｄ）、およびＢｅ（バンドｅ）の信号を通過させ、ＭＢフィルタ１１ＢはＢｐ（バンドｐ）の信号を通過させ、ＭＨＢフィルタ１１ＣはＢｆ（バンドｆ）およびＢｇ（バンドｇ）の信号を通過させ、ＨＢフィルタ１１ＤはＢｈ（バンドｈ）、Ｂｊ（バンドｊ）、およびＢｋ（バンドｋ）の信号を通過させる。ここで、ＢａはＢ３（Ｂａｎｄ３）に相当し、ＢｃはＢ２５（Ｂａｎｄ２５）に相当し、ＢｊはＢ７（Ｂａｎｄ７）に相当する。
【０１２３】
スイッチ２１Ａは、共通端子がＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａに接続され、各選択端子が、フィルタ１３Ａ（Ｂａ）、１３Ｂ（Ｂｂ）、１３Ｃ（Ｂｃ）、１３Ｄ／１３Ｅ（Ｂｄ／Ｂｅ）に接続されている。
【０１２４】
スイッチ２１Ｃは、共通端子がＭＨＢフィルタ１１Ｃに接続され、各選択端子が、フィルタ１３Ｆ（Ｂｆ）および１３Ｇ（Ｂｇ）に接続されている。
【０１２５】
スイッチ２１Ｄは、共通端子がＨＢフィルタ１１Ｄに接続され、各選択端子が、フィルタ１３Ｈ（Ｂｈ）、１３Ｊ（Ｂｊ）、および１３ｋ（Ｂｋ）に接続されている。
【０１２６】
スイッチ２２Ｂは、共通端子がＬＮＡ３１に接続され、各選択端子がＭＢフィルタ１１Ｂおよびフィルタ１３ｄに接続されている。
【０１２７】
スイッチ２２Ａは、共通端子がＬＮＡ３２に接続され、各選択端子がフィルタ１３ｃ、１３ｂ、および１３ｅに接続されている。
【０１２８】
スイッチ２２Ｄは、共通端子がＬＮＡ３３に接続され、各選択端子がフィルタ１３Ｋ、１３Ｈ、および１３Ｊに接続されている。
【０１２９】
スイッチ２２Ｃは、共通端子がＬＮＡ３４に接続され、各選択端子がフィルタ１３ｆおよび１３ｇに接続されている。
【０１３０】
ここで、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過帯域（１４７５．９−２０２５ＭＨｚ）は、フィルタ１３Ａ（Ｂａ）、１３Ｂ（Ｂｂ）、１３Ｃ（Ｂｃ）、１３Ｄ／１３Ｅ（Ｂｄ／Ｂｅ）の各通過帯域よりも広く、当該各通過帯域を包含している。ＭＢフィルタ１１Ｂ（２１１０−２２００ＭＨｚ）は、Ｂｐの各通過帯域を包含している。ＭＨＢフィルタ１１Ｃ（２３００−２４００ＭＨｚ）は、フィルタ１３Ｆ（Ｂｆ）および１３Ｇ（Ｂｇ）の各通過帯域よりも広く、当該各通過帯域を包含している。ＨＢフィルタ１１Ｄ（２４９６−２６９０ＭＨｚ）は、フィルタ１３Ｈ（Ｂｈ）、１３Ｊ（Ｂｊ）、および１３Ｋ（Ｂｋ）の各通過帯域よりも広く、当該各通過帯域を包含している。
【０１３１】
高周波信号処理回路（ＲＦＩＣ）４０は、ＬＮＡ３１〜３６の出力端子に接続され、アンテナ素子から各バンドの受信信号経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウン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受信信号を、後段のベースバンド信号処理回路へ出力する。ＲＦ信号処理回路４０は、例えば、ＲＦＩＣである。また、高周波信号処理回路（ＲＦＩＣ）４０は、使用されるバンドに応じて、制御信号Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｃ、Ｓ１Ｄ、Ｓ２Ａ、Ｓ２Ｂ、Ｓ２Ｃ、およびＳ２Ｄを、それぞれ、スイッチ２１Ａ、２１Ｃ、２１Ｄ、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、および２２Ｄに出力する。これにより、各スイッチは信号経路の接続を切り替える。
【０１３２】
上記構成を有する通信装置３において、例えば、スイッチ２１Ａ、２１Ｃおよび２１Ｄを切り替えることにより、ＭＬＢ／ＬＭＢ（１４７５．９−２０２５ＭＨｚ）、ＭＢ（２１１０−２２００ＭＨｚ）、ＭＨＢ（２３００−２４００ＭＨｚ）、およびＨＢ（２４９６−２６９０ＭＨｚ）から、それぞれ１バンドを選択することにより、ＣＡ動作が可能である。
【０１３３】
ここで、実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘの構成を、本実施例に係る高周波フロントエンド回路２に適用することができる。つまり、本実施例におけるマルチプレクサ１４を構成する各フィルタ（ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａ、ＭＢフィルタ１１Ｂ、ＭＨＢフィルタ１１Ｃ、およびＨＢフィルタ１１Ｄ）は、最もスイッチ回路２１側に直列腕共振子が配置された弾性波フィルタである。また、フィルタ回路１５を構成する各フィルタ（フィルタ１３Ａ〜１３Ｈ、１３Ｊ及び１３Ｋ）は、最もスイッチ回路２１側に直列腕共振子が配置された弾性波フィルタである。また、スイッチ回路２１を構成する各スイッチ（スイッチ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｄ）は、非接続時に初段のフィルタ側（すなわちマルチプレクサ１４側）から見たインピーダンスが容量性を有する。
【０１３４】
これにより、例えば、Ｂａｎｄ３とＢａｎｄ７とのＣＡ時には、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの２４９６−２６９０ＭＨｚ（ＨＢフィルタ１１Ｄの通過帯域）における反射係数を高めることができる。具体的には、当該反射係数をＨＢフィルタ１１Ｄの２４９６−２６９０ＭＨｚ（ＨＢフィルタ１１Ｄの通過帯域）における反射係数よりも高めることができる。
【０１３５】
また、例えば、Ｂａｎｄ３の非ＣＡ時には、ＭＢフィルタ１１Ｂ、ＭＨＢフィルタ１１Ｃ及びＨＢフィルタ１１Ｄそれぞれについて、１４７５．９−２０２５ＭＨｚ（ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過帯域）における反射係数を高めることができる。具体的には、当該反射係数をＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの１４７５．９−２０２５ＭＨｚ（ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過帯域）における反射係数よりも高めることができる。
【０１３６】
以上の構成によれば、ＣＡの対象となるバンドの数が多くなっても、例えば３ＧＰＰ規格に規定されている全てのＣＡ組み合わせに対応させることが可能となる。また、フィルタ回路１５に対応するバンドを容易に変更することが可能となる。よって、仕向け地ごとに最適なバンド構成のモジュールを簡素化された回路設計で提供できる。
【０１３７】
［２−２．特性］
以下、このように構成された実施例に係る高周波フロントエンド回路２に関する特性について、実施例の比較例と比較しながら説明する。
【０１３８】
図６Ａは、本実施例におけるマルチプレクサ１４の出力インピーダンスを示すスミスチャートである。具体的には、同図には、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの出力インピーダンスが示されている。図６Ｂは、実施例の比較例におけるマルチプレクサの出力インピーダンスを示すスミスチャートである。ここで、比較例におけるマルチプレクサは、直列腕共振子で終わる（すなわち各フィルタの最もスイッチ回路２１側に直列腕共振子が配置されている）実施例におけるマルチプレクサ１４に比べて、並列腕共振子で終わる（すなわち最もスイッチ回路２１側に並列腕共振子が配置されている）点のみ異なる。このため、比較例におけるマルチプレクサの詳細な説明については省略する。
【０１３９】
なお、これらの図には、スミスチャート中にマーカーを付加している。また、スミスチャートの右には、スミスチャート中のマーカー（ここではマーカーｍ＊、＊はグラフ中のｍに続く数値）における周波数が示されている。このことは、以降のスミスチャートでも同様である。
【０１４０】
図６Ａに示すように、実施例では、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過帯域（１４７５．９−２０２５ＭＨｚ）外における出力インピーダンスは、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａが弾性波フィルタであることにより、概ね容量性を示す。また、当該出力インピーダンスは、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの最もスイッチ回路２１側に直列腕共振子が配置されていることにより、ＯＰＥＮ寄りに位置する。ここで、ＯＰＥＮ寄りとは、スミスチャート上で右半分の領域に位置することである。
【０１４１】
なお、一般的に、弾性波フィルタの入力インピーダンスは、周波数に依存する周波数特性を有する。このため、通過帯域内もしくは通過帯域外等ある程度の周波数範囲について特性を説明する場合、その特性が当該周波数範囲全体にわたって成立しているとは限らない。よって、例えば、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの出力インピーダンスが通過帯域外でＯＰＥＮ寄りに位置するとは、通過帯域外全体にわたって当該出力インピーダンスがＯＰＥＮ寄りに位置する場合だけでなく、通過帯域外の少なくとも一部において当該出力インピーダンスがＯＰＥＮ寄りに位置する場合も含む。
【０１４２】
具体的には、図６Ａでは、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの出力インピーダンスは、マルチプレクサ１４を構成するＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａ以外のいずれかのフィルタ（同図ではＭＨＢフィルタ１１Ｃ）の通過帯域においてＯＰＥＮ寄りの容量性を示す。
【０１４３】
一方、図６Ｂに示すように、比較例では、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタの通過帯域外における出力インピーダンスは、実施例と同様に概ね容量性を示す。しかし、当該出力インピーダンスは、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタの最もスイッチ回路２１側に並列腕共振子が配置されていることにより、ＳＨＯＲＴ寄りに位置する。ここで、ＳＨＯＲＴ寄りとは、スミスチャート上で左半分の領域に位置することである。
【０１４４】
具体的には、図６Ｂでは、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタの出力インピーダンスは、比較例におけるマルチプレクサを構成するＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ以外のいずれかのフィルタ（同図ではＭＨＢフィルタ）の通過帯域においてＳＨＯＲＴ寄りの容量性を示す。
【０１４５】
図７は、本実施例におけるフィルタ回路１５を構成するフィルタ（すなわち直列腕共振子で始まる後段のフィルタ）の入力インピーダンスを示すスミスチャートである。具体的には、同図には、フィルタ１３Ｃ（Ｂｃ、すなわちＢ２５）の入力インピーダンスが示されている。
【０１４６】
同図に示すように、フィルタ１３Ｃの通過帯域（１８５０−１９１５ＭＨｚ）外における入力インピーダンスは、フィルタ１３Ｃが弾性波フィルタであることにより、概ね容量性を示す。つまり、フィルタ１３Ｃの入力インピーダンスは、スイッチ回路２１によって当該フィルタ１３Ｃと接続される初段のフィルタ（ここではＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａ）の通過帯域外において、容量性を示し、具体的にはＯＰＥＮ寄りの容量性に位置する。言い換えると、本実施例では、初段のフィルタの出力端子（第１弾性波フィルタの他方の端子）におけるインピーダンス、及び、後段のフィルタの入力端子（第２弾性波フィルタのスイッチ側の端子）におけるインピーダンスは、いずれも初段のフィルタの通過帯域外においてスミスチャート上で右半分の領域に位置し、容量性を有する。
【０１４７】
ここで、スイッチ回路２１によって初段のフィルタ（すなわちマルチプレクサを構成するフィルタ）と後段のフィルタ（すなわちフィルタ回路１５を構成するフィルタ）とが接続されると、後段のフィルタの入力側から初段のフィルタを見たインピーダンスは、初段のフィルタと後段のフィルタとを接続する高周波フロントエンド回路内の配線及びスイッチ回路２１の影響により、初段のフィルタの出力インピーダンスよりもスミスチャート上を右回りに位相がシフトしたインピーダンスとなる。
【０１４８】
比較例では、初段のフィルタの出力インピーダンスが当該初段のフィルタの通過帯域外においてスミスチャート上でＳＨＯＲＴ寄りの容量性領域に位置している。このため、スイッチ回路２１により初段のフィルタと後段のフィルタとが接続されると、引き回しの配線等によって、後段のフィルタの入力側から初段のフィルタを見た初段のフィルタの通過帯域外インピーダンスが誘導性に位置し得る。ここで、図７に示したように、後段のフィルタの入力インピーダンスは、初段のフィルタの通過帯域外において容量性を示す。したがって、後段のフィルタの入力側から初段のフィルタを見た初段のフィルタの通過帯域外インピーダンスが誘導性に位置すると、後段のフィルタの当該通過帯域外における入力インピーダンスと反転関係となる。よって、比較例の構成では、後段のフィルタについて、初段のフィルタの通過帯域外における減衰特性が劣化し得る。
【０１４９】
これに対して、実施例では、初段のフィルタの出力インピーダンスが当該初段のフィルタの通過帯域外においてスミスチャート上でＯＰＥＮ寄りの容量性領域に位置している。このため、スイッチ回路２１により初段のフィルタと後段のフィルタとが接続されても、後段のフィルタの入力側から初段のフィルタを見た初段のフィルタの通過帯域外インピーダンスが容量性に位置しやすくなる。よって、実施例の構成では、比較例に比べて、初段のフィルタの通過帯域外における減衰特性を改善することができる。
【０１５０】
言い換えると、実施例では、比較例に比べて、スイッチ回路２１により初段のフィルタと後段のフィルタとが接続されたときに、初段のフィルタを入力側から見た（すなわち初段のフィルタを共通接続点側から見た）初段のフィルタの通過帯域外における反射係数を高めることができる。これにより、ＣＡ時には、他の初段のフィルタの経路の通過特性を改善しつつ、一の初段のフィルタの経路の減衰特性を改善することができる。
【０１５１】
図８Ａは、スイッチ回路２１を構成するスイッチの入力インピーダンスを示すスミスチャートである。具体的には、同図には、スイッチ２１Ａの共通端子がＯＰＥＮ状態となっているとき、すなわちスイッチ２１Ａの非接続時における当該スイッチ２１Ａの入力インピーダンスが示されている。
【０１５２】
同図に示すように、このときのスイッチ２１Ａの入力インピーダンスは、スイッチ２１Ａの共通端子がＯＰＥＮ状態となっていることにより、ＯＰＥＮ寄りの容量性を示す。つまり、スイッチ２１Ａが接続されるＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過帯域（１４７５．９−２０２５ＭＨｚ）外におけるスイッチ２１Ａの入力インピーダンスは、ＯＰＥＮ寄りの容量性を示す。
【０１５３】
よって、このような入力インピーダンスを有するスイッチ２１Ａをマルチプレクサ１４の出力端子から見たインピーダンス（図５中のスイッチ入力インピーダンス＠ＭＰＸ）は、図８Ｂのようになる。
【０１５４】
図８Ｂは、マルチプレクサ１４の出力端子からスイッチ２１Ａ側を見たときのインピーダンスを示すスミスチャートである。
【０１５５】
同図に示すように、マルチプレクサ１４の出力端子からスイッチ２１Ａ側を見たインピーダンスは、図８Ａに示すインピーダンスから、マルチプレクサ１４とスイッチ２１Ａとを接続する配線によって位相がシフトする。具体的には、スミスチャート上を右回りにシフトする。本実施例では、シフト前のインピーダンスがＯＰＥＮ寄りの容量性であったため、シフト後のインピーダンスがスミスチャート上で誘導性領域まで変化するには十分なマージンがある。このため、シフト後のインピーダンスは容量性を示す。つまり、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの出力端子からスイッチ２１Ａ側を見たインピーダンスは、当該ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過帯域（１４７５．９−２０２５ＭＨｚ）外において容量性を示す。
【０１５６】
このように、スイッチ回路２１を構成するスイッチが非接続のとき、マルチプレクサ１４を構成する初段のフィルタの出力端子から当該スイッチ側を見たインピーダンスは、当該初段のフィルタの通過帯域外において容量性を示す。
【０１５７】
ここで、図６Ａに示したように、マルチプレクサ１４を構成する初段のフィルタの出力インピーダンスは、当該初段のフィルタの通過帯域外において容量性を示す。したがって、実施例によれば、非接続時に共通端子がＳＨＯＲＴ状態となる構成に比べて、初段のフィルタの通過帯域外における高周波信号の漏れこみを抑制することができる。
【０１５８】
言い換えると、実施例では、比較例に比べて、スイッチ回路２１を構成するスイッチの非接続時において、初段のフィルタを入力側から見た（すなわち初段のフィルタを共通接続点側から見た）初段のフィルタの通過帯域外における反射係数を高めることができる。これにより、非ＣＡ時には、他の初段のフィルタの経路の通過特性を改善することができる。
【０１５９】
以下、実施例に係る高周波フロントエンド回路２によって奏される通過特性の改善効果について、具体的な数値例を挙げて説明する。
【０１６０】
図９は、実施例におけるマルチプレクサ１４の入力側の反射特性を示すグラフである。具体的には、同図には、マルチプレクサ１４の出力側を次の（i）〜（iii）とした場合のマルチプレクサ１４の入力端子における反射係数が示されている。
【０１６１】
（i）５０Ωで終端
（ii）後段フィルタ（ここではフィルタ１３Ｊ（Ｂ７））を接続
（iii）共通端子がＯＰＥＮ状態のスイッチ２１Ｄを接続
【０１６２】
ここで、上記の（ii）及び（iii）とした場合には、上記の（i）とした場合に比べて、マルチプレクサ１４を構成するＨＢフィルタ１１Ｄに後段フィルタあるいはスイッチ２１Ｄが接続された点のみ異なる。
【０１６３】
なお、同図には、マーカーを付加している。また、グラフの下には、グラフ中のマーカー（ここではマーカーＭ＊、＊はグラフ中のＭに続く数値）における周波数及び反射係数を示す表が示されている。
【０１６４】
同図に示すように、マルチプレクサ１４の出力側に（ii）後段フィルタを接続した場合、及び、（iii）共通端子がＯＰＥＮ状態のスイッチ２１Ｄを接続した場合のいずれにおいても、マルチプレクサ１４の出力側を（i）５０Ωで終端した場合に比べて、ＨＢフィルタ１１Ｄの通過帯域（２４９６−２６９０ＭＨｚ）外における反射係数が高められている。このことは、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過帯域（１４７５．９−２０２５ＭＨｚ）において特に顕著である。
【０１６５】
したがって、このようなマルチプレクサ１４に対して、通過帯域がＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過帯域に包含されるフィルタ１３Ａ（すなわち通過帯域がＢａｎｄ３のフィルタ）を接続すると、次のような特性が得られる。
【０１６６】
図１０は、実施例の比較例における高周波フロントエンド回路に関する特性を示すグラフである。具体的には、同図には、上から順に、この通過特性が得られたときの高周波フロントエンド回路の構成図、マルチプレクサ１４単体の通過特性（具体的にはＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過特性）、フィルタ１３Ａ（Ｂａｎｄ３のフィルタ）単体の通過特性、及び、比較例における高周波フロントエンド回路全体の通過特性が示されている。
【０１６７】
なお、通過特性を示すグラフには、マーカーを付加している。また、グラフの右には、グラフ中のマーカー（ここではマーカーＭ＊またはｍ＊、＊はグラフ中のＭまたはｍに続く数値）における周波数及び挿入損失（I.L.：Insertion Loss）が示されている。このことは、図１１についても同様である。
【０１６８】
図１１は、実施例における高周波フロントエンド回路２に関する特性を示すグラフである。具体的には、同図には、上から順に、この通過特性が得られたときの高周波フロントエンド回路２の構成図、及び、高周波フロントエンド回路２全体の通過特性が示されている。
【０１６９】
なお、通過特性のグラフ中には、実線で示す実施例における通過特性に加えて、破線で示す図１０に示した比較例の通過特性も併せて示されている。また、同図の構成図では、フィルタ１３Ａ以外の後段フィルタについてＢａｎｄ＊＊フィルタとして示しているが、これらの後段フィルタは、直列腕共振子で始まる弾性波フィルタであり、具体的にはフィルタ１３Ｆ〜１３Ｈ、１３Ｊ及び１３Ｋに適宜対応する。
【０１７０】
ここで、実施例における高周波フロントエンド回路２は、比較例における高周波フロントエンド回路に比べて、マルチプレクサ１４の出力側の構成のみ異なる。よって、実施例におけるマルチプレクサ１４単体の特性及びフィルタ１３Ａ単体の特性は、比較例と同じである。
【０１７１】
図１２は、実施例における高周波フロントエンド回路２の通過特性の改善効果を、比較例と比較して示す表である。具体的には、この表には、図１１及び図１２においてマーカーが付加された周波数における、マルチプレクサ１４単体のロス（挿入損失）、フィルタ１３Ａ（Ｂａｎｄ３のフィルタ）単体のロス、高周波フロントエンド回路全体のロス、および、比較例に対する実施例の高周波フロントエンド回路全体のロスの改善、が示されている。
【０１７２】
図１０〜図１２から明らかなように、本実施例における高周波フロントエンド回路２によれば、マルチプレクサ１４及びフィルタ１３Ａを通過する高周波信号の経路におけるロスを、マルチプレクサ１４単体のロスとフィルタ１３Ａ単体のロスとの合計（図１２中の比較例）よりも改善する（抑制する）ことができる。
【０１７３】
つまり、比較例では、マルチプレクサ１４を構成する複数のフィルタ（ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａ、ＭＢフィルタ１１Ｂ、ＭＨＢフィルタ１１Ｃ、ＨＢフィルタ１１Ｄ）のうちフィルタ１３Ａと接続されたＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａ以外の他のフィルタの出力側が５０Ωで終端されている。このため、マルチプレクサ１４の入力側から他のフィルタを見たときのＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過帯域（１４７５．９−２０２５ＭＨｚ）における反射係数が低くなっている。
【０１７４】
これに対して、本実施例では、マルチプレクサ１４を構成する複数のフィルタのうちフィルタ１３Ａと接続されたフィルタ１１Ａ以外のＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａ以外の他のフィルタの出力側に直列腕共振子で始まる弾性波フィルタが接続されている。このため、マルチプレクサ１４の入力側から他のフィルタを見たときのＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過帯域における反射係数を比較例よりも高めることができる。よって、マルチプレクサ１４に入力されたＭＬＢ／ＬＭＢ帯の高周波信号について、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａ以外の他のフィルタへの漏れを抑制することができる。言い換えると、他のフィルタの減衰特性を改善することにより、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過特性を改善することができる。よって、高周波フロントエンド回路２全体では、ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ１１Ａの通過帯域（１４７５．９−２０２５ＭＨｚ）に包含されるＢａｎｄ３について、通過特性を改善することができる。
【０１７５】
［３．まとめ］
以上、実施の形態に係る高周波フロントエンド回路２Ｘについて、実施例に係る高周波フロントエンド回路２を用いて説明した。以下、高周波フロントエンド回路２Ｘによって奏される効果について、図１を参照して説明する。ここで、高周波フロントエンド回路２Ｘは、初段のフィルタ（第１弾性波フィルタ）、スイッチ及び複数の後段のフィルタ（第２弾性波フィルタ）からなる組を複数組備えるが、各組は対応する通過帯域が異なる点に関する事項を除き、同様の構成を有する。そこで、簡明のため、以下では、フィルタ１１ａ（初段のフィルタ）、スイッチ２１ａ（スイッチ）及び２つのフィルタ１３ａ、１３ｂ（後段のフィルタ）からなる組によって奏される効果について説明し、他の組によって奏される同様の効果については、説明を省略する。
【０１７６】
上述したように、本実施の形態によれば、マルチプレクサ１４Ｘを構成するフィルタ１１ａ（第１弾性波フィルタ）の最もスイッチ２１ａ側に配置された弾性波共振子（第１弾性波共振子）、及び、フィルタ１３ａ、１３ｂ（第２弾性波フィルタ）の最もスイッチ２１ａ（スイッチ）側に配置された弾性波共振子（第２弾性波共振子）は、いずれも直列腕共振子である。
【０１７７】
これにより、フィルタ１１ａをスイッチ２１ａ側から見ると、フィルタ１１ａの通過帯域外におけるインピーダンスはスミスチャート上でＯＰＥＮ寄りの容量性を示す。また、フィルタ１３ａ、１３ｂをスイッチ２１ａ側から見ると、フィルタ１１ａの通過帯域外におけるインピーダンスは容量性を示す。
【０１７８】
よって、スイッチ２１ａによってフィルタ１１ａとフィルタ１３ａ、１３ｂとが接続されたとき、マルチプレクサ１４Ｘを構成するフィルタが共通接続された点（本実施の形態では共通接続点Ｎ）側から見ると、フィルタ１１ａの通過帯域外における反射係数を高めることができる。したがって、フィルタ１１ａ（具体的にはフィルタ１１ａが設けられた経路）について、減衰特性を改善することができる。また、フィルタ１１ａとともにマルチプレクサ１４Ｘを構成する他のフィルタ１１ｂ（具体的には他のフィルタ１１ｂが設けられた経路）について、通過特性を改善することができる。
【０１７９】
したがって、減衰特性及び通過特性を改善できる高周波フロントエンド回路２Ｘを実現することができる。
【０１８０】
また、本実施の形態によれば、フィルタ１１ａの出力端子（第１弾性波フィルタの他方の端子）におけるインピーダンス、及び、フィルタ１３ａ、１３ｂの入力端子（第２弾性波フィルタのスイッチ側の端子）におけるインピーダンスは、いずれもフィルタ１１ａの通過帯域外においてスミスチャート上で右半分の領域に位置する。
【０１８１】
これにより、スイッチ２１ａによってフィルタ１１ａとフィルタ１３ａ、１３ｂとが接続されたときに、フィルタ１１ａの出力端子からフィルタ１３ａ、１３ｂ側を見たフィルタ１１ａの通過帯域外におけるインピーダンスについて、フィルタ１１ａとフィルタ１３ａ、１３ｂとを接続する配線及びスイッチ２１ａの影響による誘導性へのシフトを抑制することができる。つまり、当該インピーダンスについて容量性に収めやすくなる。同様に、フィルタ１３ａ、１３ｂの入力端子からフィルタ１１ａ側を見たフィルタ１１ａの通過帯域外におけるインピーダンスについても、誘導性へのシフトを抑制することができる。
【０１８２】
ここで、弾性波フィルタは、入力インピーダンス及び出力インピーダンスがいずれも容量性を示す。このため、フィルタ１１ａの出力インピーダンス（第１弾性波フィルタの他方の端子におけるインピーダンス）、及び、フィルタ１３ａ、１３ｂの入力インピーダンス（第２弾性波フィルタのスイッチ側の端子におけるインピーダンス）は、フィルタ１１ａの通過帯域外において、いずれも容量性を示す。
【０１８３】
よって、上記の構成により、フィルタ１１ａの出力端子（第１弾性波フィルタの他方の端子）からフィルタ１３ａ、１３ｂ側を見たインピーダンスとフィルタ１３ａ、１３ｂの入力インピーダンスとは、フィルタ１１ａの通過帯域外において、いずれも容量性を示すこととなる。同様に、フィルタ１３ａ、１３ｂの入力端子（第２弾性波フィルタのスイッチ側の端子）からフィルタ１１ａ側を見たインピーダンスとフィルタ１１ａの出力インピーダンスとは、フィルタ１１ａの通過帯域外において、いずれも容量性を示すこととなる。
【０１８４】
つまり、上記の構成により、フィルタ１１ａの通過帯域外における減衰特性の劣化を招く要因である、一方のインピーダンスが誘導性かつ他方のインピーダンスが容量性を示す反転関係となりにくくなる。
【０１８５】
したがって、上記の構成によれば、減衰特性及び通過特性のさらなる改善を図ることができる。
【０１８６】
また、本実施の形態によれば、スイッチ２１ａは、非接続時においてフィルタ１１ａ（第１弾性波フィルタ）側から見たインピーダンスが容量性を有する。
【０１８７】
これにより、非接続時、すなわちスイッチ２１ａによってフィルタ１１ａとフィルタ１３ａ、１３ｂとが接続されないとき（実施の形態では非ＣＡ時）であっても、これらが接続されるとき（実施の形態ではＣＡ時）と同様に、減衰特性及び通過特性を改善することができる。
【０１８８】
なお、スイッチ２１ａは、非接続時においてフィルタ１１ａ（第１弾性波フィルタ）側から見たインピーダンスが誘導性を有してもかまわない。このような構成であっても、接続時には減衰特性及び通過特性を改善することができる。
【０１８９】
また、本実施の形態によれば、非接続時において、スイッチ２１ａのオフ容量値は、フィルタ１３ａ、１３ｂの最もスイッチ２１ａ側に配置された弾性波共振子（第２弾性波共振子）の容量値と略同等である。
【０１９０】
これにより、非接続時であっても、フィルタ１１ａとともにマルチプレクサ１４Ｘを構成する他のフィルタ１１ｂ（具体的には他のフィルタ１１ｂが設けられた経路）について、接続時と比べて略同等に通過特性を改善することができる。
【０１９１】
なお、非接続時において、フィルタ１１ａ側からスイッチ２１ａを見たインピーダンスは、フィルタ１３ａ、１３ｂの最もスイッチ２１ａ側に配置された弾性波共振子（第２弾性波共振子）の容量値と異なっていてもかまわない。このような構成であっても、接続時には減衰特性及び通過特性を改善することができる。
【０１９２】
また、本実施の形態によれば、フィルタ１１ａにおいて最もスイッチ２１ａ側に配置された弾性波共振子（第１弾性波共振子、ここでは直列腕共振子ｓ１１）の容量値とフィルタ１３ａ、１３ｂにおいて最もスイッチ２１ａ側に配置された弾性波共振子（第２弾性波フィルタ、ここでは直列腕共振子ｓ１３）の容量値とは、略同等である。
【０１９３】
これにより、フィルタ１１ａをスイッチ２１ａ側から見たインピーダンスとフィルタ１３ａ、１３ｂをスイッチ２１ａ側から見たインピーダンスとを、フィルタ１１ａの通過帯域外において、スミスチャート上で略同等の領域に位置させることができる。よって、スイッチ２１ａによってフィルタ１１ａとフィルタ１３ａ、１３ｂとが接続されたとき、マルチプレクサ１４Ｘを構成するフィルタが共通接続された点（本実施の形態では共通接続点Ｎ）側から見て、フィルタ１１ａの通過帯域外における反射係数をさらに高めることが可能となる。よって、減衰特性及び通過特性のさらなる改善を図ることができる。
【０１９４】
なお、直列腕共振子ｓ１１の容量値と直列腕共振子ｓ１３の容量値とは、異なっていてもかまわない。このような構成によれば、これらの容量値が同等の場合に比べて減衰特性及び通過特性の改善効果は多少劣るものの、直列腕共振子ｓ１１及びｓ１３の少なくとも一方に代わり並列腕共振子が設けられた構成に比べると減衰特性及び通過特性を改善することができる。
【０１９５】
また、本実施の形態によれば、スイッチ２１ａに接続された複数のフィルタ１３ａ、１３ｂ（複数の第２弾性波フィルタ）を備える。これにより、減衰特性及び通過特性を改善しつつ、より多くのバンドに対応することができる。
【０１９６】
また、本実施の形態によれば、マルチプレクサ１４Ｘを構成するフィルタ、当該フィルタに接続されるスイッチ、及び、当該スイッチに接続される複数のフィルタからなる組を複数組備える。これにより、減衰特性及び通過特性を改善しつつ、より多くのバンドに対応することができる。
【０１９７】
（変形例）
以上、本発明の実施の形態に係る高周波フロントエンド回路について、実施の形態および実施例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態および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、本発明に係る高周波フロントエンド回路を内蔵した通信装置等の各種機器も本発明に含まれる。
【０１９８】
このような通信装置によれば、高周波フロントエンド回路を内蔵することにより、減衰特性及び通過特性を改善することができる。
【０１９９】
また、例えば、マルチプレクサを構成する複数のフィルタ（初段のフィルタ）の少なくとも１つは、弾性波フィルタでなくてもよく、例えば、誘電体フィルタまたはＬＣフィルタであってもよい。同様に、後段のフィルタの少なくとも１つは、弾性波フィルタでなくてもよい。
【０２００】
また、マルチプレクサを構成する複数のフィルタの少なくとも１つの出力側には、スイッチ及びフィルタが接続されていなくてもよい。
【０２０１】
また、例えば、第１弾性波フィルタ及び第２弾性波フィルタにおいて、さらに、入出力端子および接地端子などの各端子の間に、インダクタやキャパシタが接続されていてもよいし、抵抗素子などのインダクタおよびキャパシタ以外の回路素子が付加されていてもよい。
【０２０２】
また、例えば、第１弾性波フィルタ及び第２弾性波フィルタを構成する１以上の弾性波共振子のうち、少なくとも１つの弾性波共振子を容量で置き換えたハイブリッドフィルタを、第１弾性波フィルタ、第２弾性波フィルタ、またはその両方として用いてもよい。あるいは、例えば、第１弾性波フィルタ及び第２弾性波フィルタとして、インダクタ、キャパシタ、またはその両方から構成されるＬＣフィルタに１以上の弾性波共振子を組み合わせたハイブリッドフィルタを用いてもよい。このようなフィルタを用いた場合、広い帯域と急峻な減衰の両立が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０２０３】
本発明は、マルチバンドの周波数規格に適用できる減衰特性及び通過特性の良好な高周波フロントエンド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】
【０２０４】
２、２Ｘ、２Ｙ、２Ｚ  高周波フロントエンド回路
３  通信装置
１０  ダイプレクサ
１０Ａ  ローパスフィルタ
１０Ｂ  ハイパスフィルタ
１１Ａ  ＭＬＢ／ＬＭＢフィルタ
１１Ｂ  ＭＢフィルタ
１１Ｃ  ＭＨＢフィルタ
１１Ｄ  ＨＢフィルタ
１１ａ、１１ｂ  フィルタ（第１弾性波フィルタ）
１１ｙ  フィルタ
１３ａ〜１３ｄ、１３Ａ〜１３Ｈ、１３Ｊ、１３Ｋ  フィルタ（第２弾性波フィルタ）
１４、１４Ｘ、１４Ｙ  マルチプレクサ
１５、１５Ｘ  フィルタ回路
２１、２１Ｘ、２２  スイッチ回路
２１Ａ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１ａ、２１ｂ、２１ｚ、２２Ａ〜２２Ｄ  スイッチ
２１ａｃ  共通端子
３０  増幅回路
３１〜３４  ＬＮＡ
１０１  アンテナ共通端子
１０１Ｘ  ＩＮＰＵＴ端子
２１１ｓ、２１２ｓ  選択端子
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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