(57)【要約】【課題】互いに異なる通信規格による通信を実現しつつ、回路規模の増大を抑制すること。【解決手段】通信ユニットは、下記の構成を備える。第１入力端子は、第１通信規格の第１送信信号が入力される。第２入力端子は、第２通信規格の第２送信信号が入力される。第１送信信号増幅回路は、第１送信信号を増幅した第１増幅送信信号を出力し、又は第２送信信号を増幅した第２増幅送信信号を出力する。第１入出力端子は、第１増幅送信信号又は第２増幅送信信号を出力し、第１通信規格の第１受信信号及び第２通信規格の第２受信信号の少なくとも一方が入力される。第１受信信号増幅回路は、第１受信信号を増幅した第１増幅受信信号を出力する動作及び第２受信信号を増幅した第２増幅受信信号を出力する動作の少なくとも一方を行う。第１出力端子は、第１増幅受信信号を出力する。第２出力端子は、第２増幅受信信号を出力する。【選択図】図１
2019024190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１通信規格の第１送信信号が入力される第１入力端子と、
前記第１通信規格と異なる第２通信規格の第２送信信号が入力される第２入力端子と、
前記第１送信信号を増幅した第１増幅送信信号を出力する動作又は前記第２送信信号を増幅した第２増幅送信信号を出力する動作を行う第１送信信号増幅回路と、
前記第１増幅送信信号又は前記第２増幅送信信号を出力し、前記第１通信規格の第１受信信号及び前記第２通信規格の第２受信信号の少なくとも一方が入力される第１入出力端子と、
前記第１受信信号を増幅した第１増幅受信信号を出力する動作及び前記第２受信信号を増幅した第２増幅受信信号を出力する動作の少なくとも一方を行う第１受信信号増幅回路と、
前記第１増幅受信信号を出力する第１出力端子と、
前記第２増幅受信信号を出力する第２出力端子と、
を備える第１通信モジュールを備える通信ユニット。
【請求項２】
前記第２通信規格の第３送信信号が入力される第３入力端子と、
前記第３送信信号を増幅した第３増幅送信信号を出力する動作を行う第２送信信号増幅回路と、
前記第３増幅送信信号を出力し、前記第１通信規格の前記第１受信信号及び前記第２通信規格の前記第２受信信号の少なくとも一方が入力される第２入出力端子と、
前記第１受信信号を増幅した第３増幅受信信号を出力する動作及び前記第２受信信号を増幅した第４増幅受信信号を出力する動作の少なくとも一方を行う第２受信信号増幅回路と、
前記第３増幅受信信号を出力する第３出力端子と、
前記第４増幅受信信号を出力する第４出力端子と、
を備える第２通信モジュールを更に備える請求項１に記載の通信ユニット。
【請求項３】
前記第１送信信号を増幅する増幅回路を更に備え、
前記第１送信信号増幅回路は、前記増幅回路が増幅した前記第１送信信号を増幅し、前記第１増幅送信信号を出力する請求項１又は２に記載の通信ユニット。
【請求項４】
前記第１送信信号が前記第１送信信号増幅回路に入力される場合と、前記第２送信信号が前記第１送信信号増幅回路に入力される場合とを切り替えるスイッチを更に備える、
請求項１に記載の通信ユニット。
【請求項５】
第１通信規格の第１送信信号が入力される第１入力端子と、
前記第１送信信号を増幅した第１増幅送信信号を出力する動作を行う第１送信信号増幅回路と、
前記第１通信規格と異なる第２通信規格の第２送信信号が入力される第２入力端子と、
前記第２送信信号を増幅した第２増幅送信信号を出力する動作を行う第２送信信号増幅回路と、
前記第１増幅送信信号又は前記第２増幅送信信号を出力し、前記第１通信規格の第１受信信号及び前記第２通信規格の第２受信信号の少なくとも一方が入力される第１入出力端子と、
前記第１受信信号を増幅した第１増幅受信信号を出力する動作及び前記第２受信信号を増幅した第２増幅受信信号を出力する動作の少なくとも一方を行う第１受信信号増幅回路と、
前記第１増幅受信信号を出力する第１出力端子と、
前記第２増幅受信信号を出力する第２出力端子と、
を備える第１通信モジュールを備える通信ユニット。
【請求項６】
前記第１通信規格の第３送信信号が入力される第３入力端子と、
前記第３送信信号を増幅した第３増幅送信信号を出力する動作を行う第２送信信号増幅回路と、
前記第３増幅送信信号を出力し、前記第１通信規格の第１受信信号及び前記第２通信規格の第２受信信号の少なくとも一方が入力される第２入出力端子と、
前記第１受信信号を増幅した第３増幅受信信号を出力する動作及び前記第２受信信号を増幅した第４増幅受信信号を出力する動作の少なくとも一方を行う第２受信信号増幅回路と、
前記第３増幅受信信号を出力する第３出力端子と、
前記第４増幅受信信号を出力する第４出力端子と、
を備える第２通信モジュールを更に備える請求項５に記載の通信ユニット。
【請求項７】
前記第１通信モジュールは、前記第１増幅送信信号を出力する出力端子をさらに備える、
請求項５に記載の通信ユニット。
【請求項８】
前記第１送信信号増幅回路は、並列に接続された第１増幅器及び第２増幅器を含み、
前記第１増幅器は、前記第１送信信号が供給された場合にオンとなり、前記第２送信信号が供給された場合にオフとなり、前記第２増幅器は、前記第１送信信号が供給された場合にオフとなり、前記第２送信信号が供給された場合にオンとなる、
請求項１に記載の通信ユニット。
【請求項９】
前記第１送信信号増幅回路は、第１経路及び第２経路を含み、
前記第１送信信号は、前記第１経路に供給され、
前記第２送信信号は、前記通信ユニットが第１モードで動作する場合、前記第１経路に供給され、前記第２増幅送信信号の信号強度が前記第１モードより小さい第２モードで動作する場合、前記第２経路に供給される、
請求項１に記載の通信ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯端末やその部品を製造するメーカは、爆発的に増加した携帯端末のユーザによる通信の混雑を緩和する必要に迫られている。このため、現代の携帯端末は、携帯電話のシステムと無線ＬＡＮのシステムを使い分けることにより、通信の混雑を回避し、安定的な通信を実現することができるように設計されていることが多い。
【０００３】
例えば、特許文献１には、無線ＬＡＮ信号に対応する第１トランシーバーと、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）信号に対応する第２トランシーバーを備える移動端末が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の信号をライセンスを必要としない周波数で使用する、ｅＬＡＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｌｉｃｅｎｓｅｄ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ａｃｃｅｓｓ）の実用化に向けた検討が進められている。しかし、例えば特許文献１に開示されている移動端末のように、無線ＬＡＮに対応したトランシーバーに加えてｅＬＡＡに対応したトランシーバーを別途設けると、回路規模の増大を招いてしまう。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、互いに異なる通信規格による通信を実現しつつ、回路規模の増大を抑制することが可能な通信ユニット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】
本発明の一側面に係る通信ユニットは、第１通信規格の第１送信信号が入力される第１入力端子と、第１通信規格と異なる第２通信規格の第２送信信号が入力される第２入力端子と、第１送信信号を増幅した第１増幅送信信号を出力する動作又は第２送信信号を増幅した第２増幅送信信号を出力する動作を行う第１送信信号増幅回路と、第１増幅送信信号又は第２増幅送信信号を出力し、第１通信規格の第１受信信号及び第２通信規格の第２受信信号の少なくとも一方が入力される第１入出力端子と、第１受信信号を増幅した第１増幅受信信号を出力する動作及び第２受信信号を増幅した第２増幅受信信号を出力する動作の少なくとも一方を行う第１受信信号増幅回路と、第１増幅受信信号を出力する第１出力端子と、第２増幅受信信号を出力する第２出力端子とを備える第１通信モジュールを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、互いに異なる通信規格による通信を実現しつつ、回路規模の増大を抑制することが可能な通信ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図２】第２実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図３】第３実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図４】第４実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図５】第５実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図６】第６実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図７Ａ】第７実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図７Ｂ】第７実施形態の変形例に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図７Ｃ】第７実施形態の他の変形例に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図８】第８実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図９Ａ】第９実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図９Ｂ】第９実施形態の変形例に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【図１０】第１０実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
【００１１】
［第１実施形態］
図１を参照しながら、第１実施形態に係る通信ユニット１ａについて説明する。
【００１２】
図１は、第１実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。通信ユニット１ａは、例えば、携帯端末に含まれ、音声、画像、動画等のデータを基地局と送受信するために使用される。通信ユニット１ａは、例えば、周波数帯域が同一であり、通信規格が異なる無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の信号に対応している。具体的には、通信ユニット１ａは、ｅＬＡＡ及び無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に対応している。
【００１３】
通信ユニット１ａは、図１に示すように、通信モジュール２ａ（第１通信モジュール）を備える。通信モジュール２ａは、基板３ａと、当該基板３ａに配置された入力端子１１ａと、入力端子１２ａと、送信信号増幅回路２０ａと、入出力切替スイッチ３０ａと、入出力端子４０ａと、受信信号増幅回路５０ａと、分配器６０ａと、出力端子７１ａと、出力端子７２ａとを備える。なお、図示していないが、基板３ａに通信ユニット１ａを制御する制御ＩＣが搭載され、それぞれの通信規格に適合したＲＦＩＣ等と通信を行っていてもよい。
【００１４】
入力端子１１ａ（第１入力端子）には、第１通信規格の送信信号（第１送信信号）が入力される。ここで言う第１通信規格は、例えば、５ＧＨｚ帯においてＬＴＥ方式を利用して通信を行うｅＬＡＡである。入力端子１２ａ（第２入力端子）には、第１通信規格と異なる第２通信規格の送信信号（第２送信信号）が入力される。ここで言う第２通信規格は、例えば、５ＧＨｚ帯を利用する無線ＬＡＮである。すなわち、第１通信規格と第２通信規格は、使用する周波数帯域が重なっている。
【００１５】
送信信号増幅回路２０ａ（第１送信信号増幅回路）は、スイッチ２１ａと、増幅器２２ａ，２３ａとを備える。増幅器２２ａ，２３ａは、例えば、電力増幅器である。なお、増幅器２２ａ，２３ａ及びスイッチ２１ａは、例えば、ＧａＡｓやＳｉＧｅのような化合物半導体で形成されたトランジスタ（バイポーラ、ＦＥＴを含む）や、ＳｉやＳＯＩのような単結晶半導体で形成されたトランジスタ（バイポーラ、ＦＥＴを含む）により構成されていてもよい。増幅器２２ａ，２３ａとスイッチ２１ａが同一の半導体であれば、ワンチップで構成されてもよいし、分離されていてもよい。
【００１６】
スイッチ２１ａは、増幅器２２ａの入力と入力端子１１ａとが電気的に接続されている状態と、増幅器２２ａの入力と入力端子１２ａとが電気的に接続されている状態とを切り替える。これにより、スイッチ２１ａは、入力端子１１ａに入力された送信信号が増幅器２２ａに入力される場合と、入力端子１２ａに入力された送信信号が増幅器２２ａに入力される場合とを切り替える。増幅器２２ａ，２３ａは、第１通信規格の送信信号を増幅した増幅送信信号（第１増幅送信信号）を出力する動作又は第２通信規格の送信信号を増幅した増幅送信信号（第２増幅送信信号）を出力する動作を行う。
【００１７】
入出力切替スイッチ３０ａは、増幅器２３ａの出力と入出力端子４０ａとが電気的に接続された状態と、受信信号増幅回路５０ａの入力と入出力端子４０ａとが電気的に接続された状態とを切り替える。これにより、入出力切替スイッチ３０ａは、増幅器２３ａから出力された増幅送信信号が入出力端子４０ａから出力される場合と、入出力端子４０ａで受信された受信信号が受信信号増幅回路５０ａに入力される場合とを切り替える。これにより、通信モジュール２ａは、第２通信規格の通信をアイドル（ｉｄｌｅ）状態とし、第１通信規格のアップリンク通信を行うか、第１通信規格の通信をアイドル状態とし、第２通信規格のアップリンク通信を行う。なお、入出力切替スイッチ３０ａも、スイッチ２１ａと同様に、ＧａＡｓやＳｉＧｅの化合物半導体で形成されたトランジスタや、ＳｉやＳＯＩのような単結晶半導体で形成されたトランジスタにより構成されていてもよい。入出力切替スイッチ３０ａとスイッチ２１ａは、ワンチップで構成されていてもよいし、分離されていてもよい。
【００１８】
入出力端子４０ａ（第１入出力端子）は、第１通信規格又は第２通信規格の増幅送信信号を出力し、第１通信規格又は第２通信規格の受信信号が入力される。入出力端子４０ａは、アンテナ１０１と電気的に接続されており、アンテナ１０１を通じてこれらの増幅送信信号の送信及び受信信号の受信を行う。
【００１９】
受信信号増幅回路５０ａ（第１受信信号増幅回路）は、第１通信規格又は第２通信規格の受信信号を増幅した増幅受信信号を出力する。受信信号増幅回路５０ａは、例えば、低雑音増幅器である。なお、受信信号増幅回路５０ａは、スイッチ２１ａと同様に、ＧａＡｓやＳｉＧｅの化合物半導体で形成されたトランジスタや、ＳｉやＳＯＩのような単結晶半導体で形成されたトランジスタにより構成されていてもよい。入出力切替スイッチ３０ａと受信信号増幅回路５０ａは、ワンチップで構成されていてもよいし、分離されていてもよい。
【００２０】
分配器６０ａは、受信信号増幅回路５０ａが出力する増幅受信信号を二つに分けて出力する。
【００２１】
例えば、第１通信規格のダウンリンク通信が行われている場合、受信信号増幅回路５０ａは、第１通信規格の受信信号（第１受信信号）を増幅した増幅受信信号（第１増幅受信信号）を出力する。この場合、分配器６０ａは、この増幅受信信号を二つに分け、出力端子７１ａ（第１出力端子）及び出力端子７２ａ（第２出力端子）それぞれへ出力する。また、例えば、第２通信規格のダウンリンク通信が行われている場合、受信信号増幅回路５０ａは、第２通信規格の受信信号（第２受信信号）を増幅した増幅受信信号（第２増幅受信信号）を出力する。この場合、分配器６０ａは、この増幅受信信号を二つに分け、出力端子７１ａ及び出力端子７２ａそれぞれへ出力する。また、例えば、第１通信規格のダウンリンク通信及び第２通信規格のダウンリンク通信が同時に行われている場合、受信信号増幅回路５０ａは、第１通信規格の増幅受信信号及び第２通信規格の増幅受信信号を出力する。この場合、分配器６０ａは、第１通信規格の増幅受信信号及び第２通信規格の増幅受信信号それぞれを二つに分け、出力端子７１ａ及び出力端子７２ａそれぞれへ出力する。
【００２２】
このように、通信ユニット１ａでは、異なる通信規格の送信信号が１つの送信信号増幅回路２０ａにより増幅され、異なる通信規格の受信信号が１つの受信信号増幅回路５０ａにより増幅される。これにより、通信ユニット１ａは、例えば上記特許文献１に開示されるように、通信規格ごとに送信回路及び受信回路の組み合わせを備える構成（以下、「比較例」ともいう。）に比べて、回路規模の増大を抑制しつつ、互いに異なる通信規格の通信を実現することができる。
【００２３】
なお、送信信号増幅回路２０ａ、受信信号増幅回路５０ａ及び制御ＩＣ（図示せず）のいずれか又は全ては、１つのチップに集積化されていてもよいし、分離されていてもよい。１つのチップに集積化された場合、モジュールの小型化を実現することができる。他方、複数のチップに分離された場合、１つのチップに集積化される場合に比べて、送信信号と受信信号を物理的に離すことができ、受信感度の劣化等を抑制することができる。
【００２４】
［第２実施形態］
図２を参照しながら、第２実施形態に係る通信ユニット１ｂについて説明する。第２実施形態以降では、前述した実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。図２は、第２実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００２５】
通信ユニット１ｂは、図２に示すように、第１実施形態に係る通信モジュール２ａに加え、通信モジュール２ｂを備える。通信モジュール２ｂ（第２通信モジュール）は、第２通信規格のアップリンク通信と、第１通信規格及び第２通信規格のダウンリンク通信に対応している。具体的には、通信モジュール２ｂは、基板３ｂと、当該基板３ｂに配置された入力端子１２ｂ（第３入力端子）と、送信信号増幅回路２０ｂ（第２送信信号増幅回路）と、入出力切替スイッチ３０ｂと、入出力端子４０ｂ（第２入出力端子）と、受信信号増幅回路５０ｂ（第２受信信号増幅回路）と、分配器６０ｂと、出力端子７１ｂ（第３出力端子）と、出力端子７２ｂ（第４出力端子）とを備える。通信モジュール２ｂは、入力端子１１ａ及びスイッチ２１ａに相当する構成を備えない点において、通信モジュール２ａと異なる。
【００２６】
送信信号増幅回路２０ｂは、増幅器２２ｂ，２３ｂを備える。送信信号増幅回路２０ｂは、第２通信規格の送信信号（第３送信信号）を増幅した増幅送信信号（第３増幅送信信号）を出力する動作を行う。また、受信信号増幅回路５０ｂは、第１通信規格の受信信号を増幅した増幅受信信号（第３増幅受信信号）を出力する動作又は第２通信規格の受信信号を増幅した増幅受信信号（第４増幅受信信号）を出力する動作を行う。他の要素については、通信モジュール２ａと同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００２７】
上述の構成により、通信ユニット１ｂは、通信モジュール２ａ及び通信モジュール２ｂの両方で同時に第２通信規格のアップリンク通信を行うことが可能である。さらに、通信ユニット１ｂは、通信モジュール２ａ及び通信モジュール２ｂの両方で同時に第１通信規格及び第２通信規格の少なくとも一方のダウンリンク通信を行うことが可能である。つまり、通信ユニット１ｂは、ＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ  ａｎｄ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ）に対応している。他方、比較例に係る通信ユニットは、異なる通信規格の通信を別々の通信モジュールで行う構成であるため、ＭＩＭＯには対応しない。すなわち、通信ユニット１ｂは、比較例に係る通信ユニットと同等の回路規模を維持しつつ、ＭＩＭＯに対応し、第２通信規格のアップリンク通信、第１通信規格のダウンリンク通信及び第２通信規格のダウンリンク通信の通信速度を向上させることができる。
【００２８】
なお、通信ユニット１ｂの制御に関しては、制御ＩＣ（図示せず）が、通信モジュール２ａ及び通信モジュール２ｂの両方に搭載されていてもよいし、どちらか一方に搭載され、一方の通信モジュールに搭載された制御ＩＣが他方の通信モジュールを制御してもよい。
【００２９】
また、図２では、通信モジュール２ｂが第２通信規格の送信信号を増幅する構成が示されているが、通信モジュール２ｂは第２通信規格の代わりに第１通信規格の送信信号を増幅してもよい。また、通信ユニット１ｂの変形例として、通信モジュール２ａ，２ｂの組み合わせを備える代わりに、通信モジュール２ａの構成を２つ組み合わせて備えていてもよい。このような通信ユニットは、２つの通信モジュールの両方で同時に第１通信規格又は第２通信規格のアップリンク通信及びダウンリンク通信を行うことが可能である。つまり、この通信ユニットは、比較例に係る通信ユニットと同等の回路規模を維持しつつＭＩＭＯに対応し、第１通信規格のアップリンク通信、第２通信規格のアップリンク通信、第１通信規格のダウンリンク通信及び第２通信規格のダウンリンク通信の通信速度を向上させることができる。
【００３０】
［第３実施形態］
図３を参照しながら、第３実施形態に係る通信ユニット１ｃについて説明する。図３は、第３実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００３１】
通信ユニット１ｃは、図３に示すように、通信モジュール２ｃを備える。通信モジュール２ｃは、第１実施形態に係る通信モジュール２ａが備える構成に加え、増幅回路８０を備える。
【００３２】
増幅回路８０は、入力端子１１ａに入力された送信信号（第１送信信号）を増幅する。送信信号増幅回路２０ａは、増幅回路８０が増幅した送信信号を増幅して増幅送信信号を生成し、これを出力する。増幅回路８０は、例えば、増幅器２２ａの前段において電力を増幅するプリアンプである。
【００３３】
このように、通信ユニット１ｃは、入力端子１１ａに入力された第１通信規格の送信信号を増幅する増幅回路８０を備える。このため、通信ユニット１ｃは、例えば、入力端子１１ａに入力された送信信号の強度が入力端子１２ａに入力された送信信号の強度よりも低い場合でも、第１実施形態に係る通信ユニット１ａに比べ、増幅送信信号の強度を第１通信規格及び第２通信規格の各々の通信に必要な強度まで増幅し易くなる。したがって、通信ユニット１ｃは、通信ユニット１ａに比べ、送信信号増幅回路２０ａを第１通信規格のアップリンク通信及び第２通信規格のアップリンク通信の両方に適応させ易くなる。加えて、第１通信規格の送信信号に必要な出力レベルと第２通信規格の送信信号に必要な出力レベルが異なる場合、増幅回路８０を送信信号増幅回路２０ａに内蔵せず、別構成にすることで、第２通信規格の送信信号を送信する際に、増幅回路８０の動作を必要に応じて止めることができる。従って、第２通信規格の送信信号を使用する際の通信ユニット１ｃの電力効率を改善することができる。
【００３４】
なお、図３では増幅回路８０が第１通信規格側に設けられた構成が示されているが、これに代えて、又はこれに加えて、増幅回路８０と同様の増幅回路が第２通信規格側に設けられていてもよい。また、通信ユニット１ｃの変形例として、例えば通信モジュール２ｃと通信モジュール２ｂの組み合わせを備えていてもよく、通信モジュール２ｃの構成を２つ組み合わせて備えていてもよい。このような場合であっても、通信ユニット１ｃと同様に、送信信号を通信に必要な強度まで増幅しつつ、通信ユニット１ｂと同様にＭＩＭＯに対応することができる。
【００３５】
［第４実施形態］
図４を参照しながら、第４実施形態に係る通信ユニット１ｄについて説明する。図４は、第４実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００３６】
通信ユニット１ｄは、図４に示すように、通信モジュール２ｄを備える。通信モジュール２ｄ（第１通信モジュール）は、通信モジュール２ａが備える構成に比べて、送信信号増幅回路２０ａの代わりに送信信号増幅回路２０ｃ，２０ｄを備え、入出力切替スイッチ３０ａの代わりに入出力切替スイッチ３０ｃを備える。
【００３７】
送信信号増幅回路２０ｃ（第１送信信号増幅回路）は、第１通信規格の送信信号を増幅した増幅送信信号を出力する動作を行う。送信信号増幅回路２０ｄ（第２送信信号増幅回路）は、第２通信規格の送信信号を増幅した増幅送信信号を出力する動作を行う。このように、通信モジュール２ｄでは、第１通信規格の送信信号を増幅する第１経路と、第２通信規格の送信信号を増幅する第２経路をそれぞれ備える。従って、送信信号増幅回路２０ｃ及び送信信号増幅回路２０ｄは、図１に示されるスイッチ２１ａに相当する構成を備えない。
【００３８】
入出力切替スイッチ３０ｃは、送信信号増幅回路２０ｃの出力と入出力端子４０ａとが電気的に接続された状態と、送信信号増幅回路２０ｄの出力と入出力端子４０ａとが電気的に接続された状態と、入出力端子４０ａと受信信号増幅回路５０ａの入力とが電気的に接続された状態とを切り替える。これにより、入出力切替スイッチ３０ｃは、送信信号増幅回路２０ｃから出力された増幅送信信号が入出力端子４０ａから出力される場合と、送信信号増幅回路２０ｄから出力された増幅送信信号が入出力端子４０ａから出力される場合と、入出力端子４０ａで受信された受信信号が受信信号増幅回路５０ａに入力される場合とを切り替える。
【００３９】
このように、通信ユニット１ｄでは、送信信号は通信規格ごとに異なる送信信号増幅回路によって増幅され、受信信号は１つの受信信号増幅回路によって増幅される。これにより、通信ユニット１ｄによると、比較例に係る通信ユニットに比べて回路規模の増大を抑制しつつ、異なる通信規格の通信を実現することができる。
【００４０】
なお、通信ユニット１ｄの変形例として、例えば通信モジュール２ｄと通信モジュール２ｂの組み合わせを備えていてもよく、あるいは通信モジュール２ｄの構成を２つ組み合わせて備えていてもよい。これらの場合、通信ユニット１ｂと同様にＭＩＭＯに対応することができる。
【００４１】
［第５実施形態］
図５を参照しながら、第５実施形態に係る通信ユニット１ｅについて説明する。図５は、第５実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００４２】
通信ユニット１ｅは、図５に示すように、通信モジュール２ｅを備える。通信モジュール２ｅは、通信モジュール２ｄに比べて、入出力切替スイッチ３０ｃの代わりに入出力切替スイッチ３０ａを備え、出力端子４１をさらに備える。
【００４３】
出力端子４１は、送信信号増幅回路２０ｃから出力された増幅送信信号をアンテナ１０３に出力する。すなわち、通信ユニット１ｅでは、第１通信規格の送信信号が入出力切替スイッチ３０ａを経由せず、第２通信規格とは異なる出力端子４１から出力される。
【００４４】
このような構成によっても、通信ユニット１ｅは、比較例に係る通信ユニットに比べて回路規模の増大を抑制しつつ、異なる通信規格の通信を実現することができる。
【００４５】
［第６実施形態］
図６を参照しながら、第６実施形態に係る通信ユニット１ｆについて説明する。図６は、第６実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００４６】
通信ユニット１ｆは、図６に示すように、通信モジュール２ｆを備える。通信モジュール２ｆは、第１実施形態に係る通信モジュール２ａが備える分配器６０ａの代わりにスイッチ６１を備える。
【００４７】
スイッチ６１は、受信信号増幅回路５０ａの出力と出力端子７１ａとが電気的に接続された状態と、受信信号増幅回路５０ａの出力と出力端子７２ａとが電気的に接続された状態とを切り替える。これにより、スイッチ６１は、第１通信規格の増幅受信信号が出力端子７１ａに出力される場合と、第２通信規格の増幅受信信号が出力端子７２ａに出力される場合とを切り替える。
【００４８】
このように、受信信号は、分配器６０ａにより２つの出力端子７１ａ，７２ａにそれぞれ分配される代わりに、スイッチ６１により通信規格に応じて異なる出力端子７１ａ，７２ａに振り分けられてもよい。このような構成によっても、通信ユニット１ｆは、通信ユニット１ａと同様に、比較例に係る通信ユニットに比べて回路規模の増大を抑制しつつ、異なる通信規格の通信を実現することができる。
【００４９】
［第７実施形態］
図７Ａから図７Ｃを参照しながら、第７実施形態及びその変形例に係る通信ユニット１ｇ〜１ｉについて説明する。図７Ａは、第７実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００５０】
通信ユニット１ｇは、図７Ａに示すように、通信モジュール２ｇを備える。通信モジュール２ｇは、通信モジュール２ａが備える構成に比べて、増幅器２４ａ，２４ｂ及び整合回路９０ａ，９０ｂをさらに備え、入出力切替スイッチ３０ａの代わりに入出力切替スイッチ３０ｃを備える。なお、以下に示す実施形態においては、受信信号の経路として上記のいずれかの実施形態における経路を適用することができるため、図面においてはＲｘと表記して説明を省略する。
【００５１】
増幅器２４ａ（第１増幅器），２４ｂ（第２増幅器）は、増幅器２３ａの後段において並列に接続され、分岐された第１経路及び第２経路の３段目の増幅器をそれぞれ構成する。すなわち、通信モジュール２ｇでは、第１通信規格の送信信号が増幅器２２ａ，２３ａ，２４ａによって順に増幅され、第２通信規格の送信信号が増幅器２２ａ，２３ａ，２４ｂによって順に増幅される。具体的には、例えば、第１通信規格の信号が供給された場合は増幅器２４ａをオンかつ増幅器２４ｂをオフとし、第２通信規格の信号が供給された場合は増幅器２４ａをオフかつ増幅器２４ｂをオンとする。
【００５２】
整合回路（ＭＮ：Ｍａｔｃｈｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）９０ａ，９０ｂは、それぞれ、増幅器２４ａ，２４ｂと入出力切替スイッチ３０ｃとの間に設けられ、増幅器２４ａ，２４ｂ以前のインピーダンスと入出力切替スイッチ３０ｃ以降のインピーダンスとを整合する。
【００５３】
このように、通信ユニット１ｇは、３段目において各通信規格に対応する増幅器２４ａ，２４ｂを備える。これにより、例えば第１通信規格と第２通信規格との間で必要とされる信号強度が異なる場合であっても、各々の強度に適切な増幅器を設計することができる。従って、通信ユニット１ｇによると、異なる通信規格において全ての増幅器が共有される構成に比べて線形性を向上させることができる。
【００５４】
図７Ｂは、第７実施形態の変形例に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００５５】
通信ユニット１ｈは、図７Ｂに示すように、通信モジュール２ｈを備える。通信モジュール２ｈは、図７Ａに示す通信モジュール２ｇが備える構成に比べて、スイッチ２１ａを備えず、増幅器２２ｂをさらに備える。
【００５６】
増幅器２２ａ，２２ｂは、入力端子１１ａ，１２ａの後段に設けられ、それぞれ第１経路及び第２経路の１段目の増幅器を構成する。すなわち、通信モジュール２ｈでは、第１通信規格の送信信号が、増幅器２２ａ，２３ａ，２４ａによって順に増幅される。他方、第２通信規格の送信信号は、増幅器２２ｂ，２３ａ，２４ｂによって順に増幅される。
【００５７】
このように、第１経路と第２経路に分岐される増幅器の位置は３段目に限られず、１段目、２段目又は３段目のうちいずれか１つ、あるいはいずれか２つであってもよい。
【００５８】
図７Ｃは、第７実施形態の他の変形例に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００５９】
通信ユニット１ｉは、図７Ｃに示すように、通信モジュール２ｉを備える。通信モジュール２ｉは、図７Ａに示す通信モジュール２ｇが備える構成に比べて、スイッチ９１をさらに備える。
【００６０】
スイッチ９１は、第１通信規格の送信信号を増幅器２３ａから増幅器２４ａに供給し、第２通信規格の送信信号を増幅器２３ａから増幅器２４ｂに供給するように切り替える。
【００６１】
このように、第１経路と第２経路の分岐にはスイッチが適用されてもよい。スイッチが適用されることにより、経路が直接接続される構成に比べて、経路間のアイソレーションが確保されやすい。
【００６２】
なお、図７Ａ〜図７Ｃでは、第１経路及び第２経路の各々に整合回路が設けられる例が示されているが、これに代えて、第１経路及び第２経路が１つの整合回路を共有する構成であってもよい。この場合、当該１つの整合回路は、供給される信号の通信規格に応じて定数を制御可能な可変整合回路であってもよい。また、最終段が１つの増幅器によって共有される場合、当該共有される増幅器から先が２つの経路に分岐し、分岐された各経路に整合回路が設けられていてもよい。この場合、スイッチにより信号が供給される整合回路が切り替えられる構成であってもよい。
【００６３】
また、図７Ａ〜図７Ｃでは、３段の増幅器を備える例が示されているが、通信モジュールが備える増幅器は３段に限られず、１段、２段又は４段以上であってもよい。これらの変形例は、他の実施形態においても同様に適用可能である。
【００６４】
［第８実施形態］
図８を参照しながら、第８実施形態に係る通信ユニット１ｊについて説明する。図８は、第８実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００６５】
通信ユニット１ｊは、送信信号として必要とされる信号強度に応じて異なるモードで動作する。通信ユニット１ｊは、図８に示すように、通信モジュール２ｊを備える。
【００６６】
通信モジュール２ｊは２つの経路と、信号の供給先を切り替えるスイッチ２１ｂを備える。一方の経路（第１経路）Ｐ１は３つの増幅器２２ａ〜２４ａを含み、他方の経路（第２経路）Ｐ２は２つの増幅器２３ｂ，２４ｂを含む。
【００６７】
通信モジュール２ｊでは、第１通信規格の信号が入力端子１１ａから入力された場合、当該信号はスイッチ２１ｂにより経路Ｐ１に供給される。他方、第２通信規格の信号が入力端子１２ａから入力された場合、当該信号は必要とされる信号強度に応じて異なる経路に供給される。具体的に、必要とされる信号強度が所定レベルより大きい場合、通信ユニット１ｊはハイパワーモード（第１モード）で動作する。この場合、スイッチ２１ｂは、当該信号を経路Ｐ１に供給する。これにより、当該信号は３段の増幅器２２ａ〜２４ａにより増幅される。他方、必要とされる信号強度が所定レベルより小さい場合、通信ユニット１ｊはローパワーモード（第２モード）で動作する。この場合、スイッチ２１ｂは、当該信号を経路Ｐ２に供給する。これにより、当該信号は２段階の増幅器２３ｂ，２４ｂにより増幅される。
【００６８】
このように、通信ユニット１ｊでは、動作モードに応じて経路を切り替えることにより、例えば通信ユニット１ａに比べて線形性を向上させることができる。特に、ｅＬＡＡは、無線ＬＡＮに比べて要求されるダイナミックレンジが広く（例えば、−５０〜３０ｄＢｍ程度）、送信信号を生成する送信回路（不図示）では十分なダイナミックレンジを確保することが困難である。従って、ｅＬＡＡの経路を動作モードに応じて切り替えることにより、広いダイナミックレンジを確保しつつ線形性の要求を満たすことができる。なお、無線ＬＡＮの経路が切り替えられる構成を排除する意図ではなく、ｅＬＡＡの代わりに無線ＬＡＮの経路が切り替えらえる構成であってもよい。
【００６９】
また、通信ユニット１ｊでは、経路Ｐ１が３段の増幅器を含み、経路Ｐ２が２段の増幅器を含む例が示されているが、これらの各経路に含まれる増幅器の数はこれに限定されない。
【００７０】
［第９実施形態］
図９Ａ及び図９Ｂを参照しながら、第９実施形態及びその変形例に係る通信ユニット１ｋ，１ｌについて説明する。図９Ａは、第９実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００７１】
通信ユニット１ｋは、図９Ａに示すように、通信モジュール２ｋを備える。通信モジュール２ｋは、図７Ａに示す通信モジュール２ｇが備える構成に比べて、増幅器２３ｃと整合回路９０ｃをさらに備え、入出力切替スイッチ３０ｃの代わりに入出力切替スイッチ３０ｄを備える。
【００７２】
具体的に、通信モジュール２ｋでは、１段目の増幅器２２ａと２段目の増幅器２３ａの間が分岐され、増幅器２３ｃから整合回路９０ｃを経由して入出力切替スイッチ３０ｄに至る経路が設けられる。例えば、第１通信規格の信号が入力端子１１ａから入力された場合、当該信号は増幅器２２ａ，２３ａ，２４ａにより順に増幅され、整合回路９０ａに供給される。他方、第２通信規格の信号が入力端子１２ａから入力され、かつハイパワーモードで動作する場合、当該信号は増幅器２２ａ，２３ａ，２４ｂにより順に増幅され、整合回路９０ｂに供給される。また、第２通信規格の信号が入力端子１２ａから入力され、かつローパワーモードで動作する場合、当該信号は、増幅器２２ａ，２３ｃにより順に増幅され、整合回路９０ｃに供給される。
【００７３】
このように、通信ユニット１ｋは、３段目に異なる増幅器２４ａ，２４ｂを備えることにより、例えば第１通信規格と第２通信規格との間で飽和出力電力が大きく異なる場合に、各通信規格に適した増幅器を設計することができる。また、２段目に至る分岐及び３段目に至る分岐にスイッチを用いないことにより、スイッチを用いる構成に比べて信号の劣化を抑制することができる。
【００７４】
図９Ｂは、第９実施形態の変形例に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００７５】
通信ユニット１ｌは、図９Ｂに示すように、通信モジュール２ｌを備える。通信モジュール２ｌは、図９Ａに示す通信モジュール２ｋが備える構成に比べて、増幅器２２ｂ，２４ｃをさらに備える。
【００７６】
具体的に、通信モジュール２ｌでは、１段目の増幅器２２ａ，２２ｂが分岐されており、さらに第２通信規格におけるローパワーモードのための経路が１段目の増幅器２２ｂより入力端子１２ａ側で分岐される。例えば、第１通信規格の信号が入力端子１１ａから入力された場合、当該信号は増幅器２２ａ，２３ａ，２４ａにより順に増幅され、整合回路９０ａに供給される。他方、第２通信規格の信号が入力端子１２ａから入力され、かつハイパワーモードで動作する場合、当該信号は増幅器２２ｂ，２３ａ，２４ｂにより順に増幅され、整合回路９０ｂに供給される。また、第２通信規格の信号が入力端子１２ａから入力され、かつローパワーモードで動作する場合、当該信号は、増幅器２２ｂに供給される代わりに、増幅器２３ｃ，２４ｃにより順に増幅され、整合回路９０ｃに供給される。
【００７７】
このように、第１通信規格及び第２通信規格のハイパワーモードのための経路は、１段目、２段目又は３段目のうちいずれが分岐されていてもよい。また、第２通信規格のローパワーモードのための経路が分岐される位置は、１段目と２段目の段間や、２段目と３段目の段間であってもよく、あるいは図９Ｂに示されるように入力端子１２ａと１段目の増幅器との間であってもよい。
【００７８】
なお、通信ユニット１ｋ，１ｌにおいて、各経路が含む増幅器の段数はこれに限られない。例えば、通信ユニット１ｋは増幅器２３ｃを備えなくてもよく、通信ユニット１ｌは増幅器２３ｃ，２４ｃのいずれか一方を備えていなくてもよい。
【００７９】
［第１０実施形態］
図１０は、第１０実施形態に係る通信ユニットの回路構成の例を示す図である。
【００８０】
通信ユニット１ｍは、図１０に示すように、通信モジュール２ｍを備える。通信モジュール２ｍは、図７Ｂに示す通信モジュール２ｈが備える構成に比べて、増幅器２４ｂを備えない。
【００８１】
すなわち、通信モジュール２ｍでは、第２通信規格の信号が入力端子１２ａから入力され、かつローパワーモードで動作する場合、当該信号が、増幅器２２ｂ，２３ａにより増幅されたのち、３段目の増幅器を経由せずに整合回路９０ｃに供給される。
【００８２】
また、通信ユニット１ｍは、入力端子１１ａ，１２ａと１段目の増幅器２２ａ，２２ｂとの間にスイッチを備えない。これにより、例えば、増幅器２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２４ａをヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によって１つのチップに形成し、これとは異なるチップに入出力切替スイッチ３０ｃをＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の電界効果トランジスタによって構成することができる。従って、例えばＢｉＦＥＴやＢｉＨＥＭＴ等の技術を用いて増幅器とスイッチを１つのチップに形成する構成に比べて、簡易な構成で製造することができ、製造コストを削減することができる。このことは、上述した通信ユニット１ｄ，１ｅ，１ｈ，１ｌ等においても同様である。
【００８３】
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。例えば、送信信号増幅回路の段数は２段に限られず、１段であってもよいし、３段以上であってもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１ａ〜１ｍ  通信ユニット
２ａ〜２ｍ  通信モジュール
３ａ，３ｂ  基板
１１ａ  入力端子
１２ａ，１２ｂ  入力端子
２０ａ〜２０ｄ  送信信号増幅回路
２１ａ，２１ｂ  スイッチ
２２ａ〜２４ａ，２２ｂ〜２４ｂ，２３ｃ，２４ｃ  増幅器
３０ａ〜３０ｄ  入出力切替スイッチ
４０ａ，４０ｂ  入出力端子
４１  出力端子
５０ａ，５０ｂ  受信信号増幅回路
６０ａ，６０ｂ  分配器
６１  スイッチ
７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ  出力端子
８０  増幅回路
９０ａ〜９０ｃ  整合回路
９１  スイッチ
１０１〜１０３  アンテナ
【図１】
2019024190.tif 000003
【図２】
2019024190.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019024190.tif 000006
【図５】
2019024190.tif 000007
【図６】
2019024190.tif 000008
【図７Ａ】
2019024190.tif 000009
【図７Ｂ】
2019024190.tif 000010
【図７Ｃ】
2019024190.tif 000011
【図８】
2019024190.tif 000012
【図９Ａ】
2019024190.tif 000013
【図９Ｂ】
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【図１０】
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