(57)【要約】キャリアアグリゲーション方式が適用される高周波モジュール（１）であって、１つの入力端子（１２１）と３以上の出力端子（１３１〜１３ｎ）とを有し出力端子（１３１〜１３ｎ）のうち選択された２以上の出力端子のそれぞれと入力端子（１２１）とを同時接続させるスイッチ回路（１０）と、複数の周波数帯域のうち対応する周波数帯域の信号の伝搬に用いられる信号経路（１１〜１ｎ）と、複数の信号経路（１１〜１ｎ）のそれぞれに設けられた帯域通過フィルタ（１１１〜１１ｎ）と、複数の信号経路（１１〜１ｎ）に設けられ入力端子（１２１）と同時接続される２以上の信号経路の組み合わせに応じて回路状態が変化する可変整合回路（１０１〜１０ｎ）とを備える。
2017006867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに周波数が異なる複数の周波数帯域から選択された少なくとも２つの周波数帯域を同時に用いて通信するキャリアアグリゲーション方式が適用される高周波モジュールであって、
１つの入力端子と３以上の出力端子とを有し、前記３以上の出力端子のうち選択された２以上の出力端子のそれぞれと前記入力端子とを同時接続させるスイッチ回路と、
前記複数の周波数帯域のうち対応する周波数帯域の信号の伝搬に用いられ、前記３以上の出力端子と一対一対応で接続された複数の信号経路と、
前記複数の信号経路のそれぞれに設けられたフィルタ素子と、
前記複数の信号経路のうち、少なくとも一つに設けられ、前記入力端子と同時接続される２以上の前記信号経路の組み合わせに応じて回路状態が変化する可変整合回路とを備える
高周波モジュール。
【請求項２】
前記スイッチ回路は、前記入力端子と前記３以上の出力端子との接続関係を示す制御信号を出力し、
前記可変整合回路は、前記制御信号に基づいて前記回路状態が変化する
請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項３】
前記複数の信号経路内において、前記フィルタ素子に接続され、前記対応する周波数帯域の信号を増幅する増幅回路をさらに備え、
前記増幅回路は、同時通信に用いられる前記複数の信号経路の選択情報を示す制御信号を出力し、
前記可変整合回路は、前記制御信号に基づいて前記回路状態が変化する
請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項４】
前記複数の信号経路のうちの一の信号経路は、前記スイッチ回路を経由して受信した信号を伝搬する受信信号経路、および、前記スイッチ回路へ送信する信号を伝搬する送信信号経路に分岐しており、
前記受信信号経路と前記送信信号経路との分岐点に配置された前記フィルタ素子は、デュプレクサである
請求項１〜３のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項５】
前記可変整合回路は、
前記入力端子と同時接続される２以上の前記信号経路の組み合わせに応じて、前記２以上の信号経路を伝搬する信号の位相を変化させる可変位相回路を含む
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項６】
前記可変整合回路は、
前記入力端子と同時接続される２以上の前記信号経路の組み合わせに応じて、ＬＣ共振周波数が変化する可変ＬＣ共振回路を含む
請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項７】
前記可変整合回路は、
前記入力端子と同時接続される２以上の前記信号経路の組み合わせに応じて、反共振周波数が変化する可変弾性波共振回路を含む
請求項１〜６のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項８】
前記高周波モジュールは、
前記複数の信号経路のうちの一の信号経路に、互いに直列接続された第１の前記可変整合回路および第２の前記可変整合回路を有する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項９】
前記高周波モジュールは、
前記複数の信号経路のうちの一の信号経路に、互いに並列接続された第１の前記可変整合回路および第２の前記可変整合回路を有する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項１０】
前記複数の周波数帯域は、
ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）規格において、１９２０ＭＨｚ−１９８０ＭＨｚの送信帯域を有し、２１１０ＭＨｚ−２１７０ＭＨｚの受信帯域を有するＢａｎｄ１と、
前記ＬＴＥ規格において、１７１０ＭＨｚ−１７８５ＭＨｚの送信帯域を有し、１８０５ＭＨｚ−１８８０ＭＨｚの受信帯域を有するＢａｎｄ３と、
前記ＬＴＥ規格において、２５００ＭＨｚ−２５７０ＭＨｚの送信帯域を有し、２６２０ＭＨｚ−２６９０ＭＨｚの受信帯域を有するＢａｎｄ７とを含み、
前記Ｂａｎｄ１と前記Ｂａｎｄ３との組み合わせ、前記Ｂａｎｄ３と前記Ｂａｎｄ７との組み合わせ、および、前記Ｂａｎｄ７と前記Ｂａｎｄ１との組み合わせのいずれかの組み合わせを選択して同時通信させる
請求項１〜９のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項１１】
さらに、
前記入力端子に接続されたアンテナ素子を備える
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波信号を処理する高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話には、１つの端末で複数の周波数および無線方式に対応することが要求されている（マルチバンド化およびマルチモード化）。マルチバンド化およびマルチモード化に対応するフロントエンドモジュールには、複数の送受信信号を品質劣化させずに高速処理することが求められている。【０００３】
特許文献１には、アンテナが接続されたスイッチＩＣ、整合回路、フィルタおよび分波器を有する送受信回路を２組備えた高周波モジュールが開示されている。【０００４】
また、特許文献２には、アンテナに接続されたスイッチ、整合回路、フィルタおよびデュプレクサを備えた高周波回路が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２３９５号公報
【特許文献２】特開２０１４−３６４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通信規格ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいては、複数の周波数帯域を同時に使用して通信するキャリアアグリゲーション（ＣＡ）が適用される。これに対して、特許文献１に記載された高周波モジュールでは、２つのアンテナを用いることで、複数の異なる周波数帯域の信号を同時に送受信することが可能となる構成が開示されている。【０００７】
しかしながら、携帯電話の小型化の要求に伴い、ＣＡ通信においても１つのアンテナを用いて通信を行うことが求められている。【０００８】
また、特許文献２に記載された高周波回路では、複数の周波数帯域の組み合わせを特定してＣＡ動作をさせることは可能である。しかしながら、複数の周波数帯域の組み合わせを任意に選択してＣＡ動作をさせる場合、特定の周波数帯域の組み合わせに特化した整合回路を用いると、別の組み合わせにおいて、例えば、インピーダンス不整合などに起因して各フィルタの通過特性の劣化が著しくなる。これにより、ＣＡ動作させる周波数帯域の組み合わせが切り替わるたびに、各フィルタの通過特性が変動し通信品質が維持できないという問題がある。【０００９】
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、キャリアアグリゲーション動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、高周波信号の良好な伝送性能を確保できる小型の高周波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】
【００１０】
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モジュールは、互いに周波数が異なる複数の周波数帯域から選択された少なくとも２つの周波数帯域を同時に用いて通信するキャリアアグリゲーション方式が適用される高周波モジュールであって、１つの入力端子と３以上の出力端子とを有し、前記３以上の出力端子のうち選択された２以上の出力端子のそれぞれと前記入力端子とを同時接続させるスイッチ回路と、前記複数の周波数帯域のうち対応する周波数帯域の信号の伝搬に用いられ、前記３以上の出力端子と一対一対応で接続された複数の信号経路と、前記複数の信号経路のそれぞれに設けられたフィルタ素子と、前記複数の信号経路のうち、少なくとも一つに設けられ、前記入力端子と同時接続される２以上の前記信号経路の組み合わせに応じて回路状態が変化する可変整合回路とを備える。【００１１】
これによれば、キャリアアグリゲーション動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、同時接続された信号経路を伝搬する送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。また、スイッチ回路は、１つの入力端子で２つ以上の信号経路を同時接続できるので、小型の高周波モジュールを提供することが可能となる。【００１２】
また、前記スイッチ回路は、前記入力端子と前記３以上の出力端子との接続関係を示す制御信号を出力し、前記可変整合回路は、前記制御信号に基づいて前記回路状態が変化するようにしてもよい。【００１３】
これにより、信号経路に設けられた可変整合回路は、回路状態を変化させる制御信号を、当該信号経路に接続されたスイッチ回路から取得する。よって、制御信号の伝送経路を短くできるので、高周波モジュールを小型化することが可能となる。【００１４】
また、前記複数の信号経路内において、前記フィルタ素子に接続され、前記対応する周波数帯域の信号を増幅する増幅回路をさらに備え、前記増幅回路は、同時通信に用いられる前記複数の信号経路の選択情報を示す制御信号を出力し、前記可変整合回路は、前記制御信号に基づいて前記回路状態が変化するようにしてもよい。【００１５】
これにより、信号経路に設けられた可変整合回路は、回路状態を変化させる制御信号を、当該信号経路に接続された増幅回路から取得する。よって、制御信号の伝送経路を短くできるので、高周波モジュールを小型化することが可能となる。【００１６】
また、前記複数の信号経路のうちの一の信号経路は、前記スイッチ回路を経由して受信した信号を伝搬する受信信号経路、および、前記スイッチ回路へ送信する信号を伝搬する送信信号経路に分岐しており、前記受信信号経路と前記送信信号経路との分岐点に配置された前記フィルタ素子は、デュプレクサであってもよい。【００１７】
送信信号のみ、または受信信号のみを伝搬する信号経路に比べて、送受信双方の信号を同時に伝搬する信号経路の方が周波数帯域幅が広いため、送受信用の信号経路に配置されるデュプレクサのインピーダンス整合をとることの難易度は高い。このため、ＣＡ動作する組み合わせの周波数帯域が変化した場合のデュプレクサのインピーダンス整合のずれは大きくなる。【００１８】
本態様の可変整合回路によれば、ＣＡ動作する信号経路上のデュプレクサ同士のインピーダンス整合を効果的にとることができる。【００１９】
また、前記可変整合回路は、前記入力端子と同時接続される２以上の前記信号経路の組み合わせに応じて、前記２以上の信号経路を伝搬する信号の位相を変化させる可変位相回路を含んでもよい。【００２０】
これにより、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、当該組み合わせの変化に応じて同時接続された信号経路を伝搬する送受信信号の位相を変化させることが可能である。このとき、例えば、組み合わせ相手のフィルタ素子のインピーダンスを、常にオープン状態にすることが可能となる。よって、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。【００２１】
また、前記可変整合回路は、前記入力端子と同時接続される２以上の前記信号経路の組み合わせに応じて、ＬＣ共振周波数が変化する可変ＬＣ共振回路を含んでもよい。【００２２】
これにより、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、当該組み合わせの変化に応じてＬＣ共振回路のＬＣ共振周波数を変化させることが可能である。このとき、例えば、組み合わせ相手のフィルタ素子のインピーダンスを、常にオープン状態にすることが可能となる。よって、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。【００２３】
また、前記可変整合回路は、前記入力端子と同時接続される２以上の前記信号経路の組み合わせに応じて、反共振周波数が変化する可変弾性波共振回路を含んでもよい。【００２４】
これにより、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、当該組み合わせの変化に応じて弾性波共振子の反共振周波数を変化させることが可能である。このとき、例えば、組み合わせ相手のフィルタ素子のインピーダンスを、常にオープン状態にすることが可能となる。よって、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。【００２５】
また、前記高周波モジュールは、前記複数の信号経路のうちの一の信号経路に、互いに直列接続された第１の前記可変整合回路および第２の前記可変整合回路を有してもよい。【００２６】
これにより、可変整合回路の段数が増え、さらに、例えば可変位相回路とＬＣ共振回路との直列接続など、異なる複数の可変整合回路を設けることができるので、同時接続される信号経路間の整合度を向上させることが可能となる。【００２７】
また、前記高周波モジュールは、前記複数の信号経路のうちの一の信号経路に、互いに並列接続された第１の前記可変整合回路および第２の前記可変整合回路を有してもよい。【００２８】
これにより、例えば、信号通過特性の低損失性を重視したい信号経路を含む信号経路間の整合をとる場合に、可変整合回路での信号伝送損失を抑制することが可能となる。【００２９】
また、前記複数の周波数帯域は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）規格において、１９２０ＭＨｚ−１９８０ＭＨｚの送信帯域を有し、２１１０ＭＨｚ−２１７０ＭＨｚの受信帯域を有するＢａｎｄ１と、前記ＬＴＥ規格において、１７１０ＭＨｚ−１７８５ＭＨｚの送信帯域を有し、１８０５ＭＨｚ−１８８０ＭＨｚの受信帯域を有するＢａｎｄ３と、前記ＬＴＥ規格において、２５００ＭＨｚ−２５７０ＭＨｚの送信帯域を有し、２６２０ＭＨｚ−２６９０ＭＨｚの受信帯域を有するＢａｎｄ７とを含み、前記Ｂａｎｄ１と前記Ｂａｎｄ３との組み合わせ、前記Ｂａｎｄ３と前記Ｂａｎｄ７との組み合わせ、および、前記Ｂａｎｄ７と前記Ｂａｎｄ１との組み合わせのいずれかの組み合わせを選択して同時通信させてもよい。【００３０】
これにより、ＬＴＥ規格のＢａｎｄ１、３および７を使用してＣＡ動作させるシステムにおいて、Ｂａｎｄ１とＢａｎｄ３との組み合わせ、Ｂａｎｄ３とＢａｎｄ７との組み合わせ、および、Ｂａｎｄ７とＢａｎｄ１との組み合わせのいずれかの組み合わせを選択しても、常に送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。【００３１】
また、さらに、前記入力端子に接続されたアンテナ素子を備えてもよい。【００３２】
これにより、スイッチ回路の入力端子に接続されるアンテナ素子は１つでよいので、アンテナ素子を含む高周波モジュールを小型化することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る高周波モジュールによれば、キャリアアグリゲーション動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、高周波信号の良好な伝送性能を確保できる小型の高周波モジュールを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態１に係る高周波モジュールの一のＣＡ動作を表す回路構成図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態１に係る高周波モジュールの他のＣＡ動作を表す回路構成図である。
【図２】図２は、実施の形態１の変形例１に係る高周波モジュールの回路構成図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態１に係る可変整合回路の具体的回路図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施の形態１の変形例２に係る可変整合回路の具体的回路図である。
【図４】図４は、実施例に係る高周波モジュールの回路構成図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ３−Ｂａｎｄ７同時動作時の通過特性を比較したグラフである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ１−Ｂａｎｄ３同時動作時の通過特性を比較したグラフである。
【図６】図６は、実施の形態２に係る高周波モジュールの回路構成図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係る可変位相回路の具体的回路図である。
【図８】図８は、実施の形態３に係る高周波モジュールの回路構成図である。
【図９】図９は、実施の形態４に係る高周波モジュールの回路構成図である。
【図１０】図１０は、実施の形態４に係る可変弾性波共振回路の具体的回路図である。
【図１１】図１１は、可変整合回路と可変弾性波共振回路とが直列接続された回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、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。
【００３６】
（実施の形態１）
［１．１  高周波モジュール１の構成］
図１Ａは、実施の形態１に係る高周波モジュール１の一のＣＡ動作を表す回路構成図であり、図１Ｂは、実施の形態１に係る高周波モジュールの他のＣＡ動作を表す回路構成図である。図１Ａおよび図１Ｂには、実施の形態１に係る高周波モジュール１と、アンテナ素子７とが示されている。高周波モジュール１およびアンテナ素子７は、例えば、マルチモード／マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンドに配置される。
【００３７】
高周波モジュール１は、スイッチ回路１０と、第１、第２、第３、・・・、および第ｎ（ｎは３以上の自然数）の周波数帯域の信号の伝搬に用いられる信号経路１１、１２、１３、・・・、および１ｎと、可変整合回路１０１、１０２、１０３、・・・、および１０ｎと、帯域通過フィルタ１１１、１１２、１１３、・・・、および１１ｎとを有している。高周波モジュール１は、マルチモード／マルチバンドに対応すべく、複数の周波数帯域により無線信号を送受信するための信号経路が複数設けられた、マルチキャリア用送受信装置である。
【００３８】
また、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、通信品質の向上を目的として、互いに周波数が異なる複数の周波数帯域から選択された少なくとも２つの周波数帯域を同時に用いて通信するキャリアアグリゲーション方式（ＣＡ）が採用される。図１Ａは、第１〜第ｎの周波数帯域のうち、第１の周波数帯域および第３の周波数帯域を選択して同時使用している例を示している。一方、図１Ｂは、第１〜第ｎの周波数帯域のうち、第１の周波数帯域および第ｎの周波数帯域を選択して同時使用している例を示している。
【００３９】
スイッチ回路１０は、１つの入力端子１２１とｎ個の出力端子１３１、１３２、１３３、・・・、および１３ｎとを有し、出力端子１３１〜１３ｎのうち選択された２以上の出力端子のそれぞれと入力端子１２１とを同時接続させる。入力端子１２１は、アンテナ素子７に接続され、出力端子１３１〜１３ｎは、信号経路１１〜１ｎに、一対一対応で接続されている。本実施の形態では、図１Ａにおいて、入力端子１２１と出力端子１３１とが接続され、かつ、入力端子１２１と出力端子１３３とが接続されている。一方、図１Ｂにおいて、入力端子１２１と出力端子１３１とが接続され、かつ、入力端子１２１と出力端子１３ｎとが接続されている。つまり、スイッチ回路１０は、アンテナ素子７と複数の信号経路１１〜１ｎのうちの少なくとも２つの信号経路とを接続させることにより、アンテナ素子７と複数の信号経路１１〜１ｎとの接続を切り替える。
【００４０】
また、スイッチ回路１０は、入力端子１２１と出力端子１３１〜１３ｎとの接続関係を示す制御信号（制御電圧）を、可変整合回路１０１〜１０ｎに出力する。
【００４１】
信号経路１１〜１ｎは、複数の周波数帯域のうち対応する周波数帯域の信号の伝搬に用いられる信号伝送路である。信号経路１１〜１ｎのそれぞれは、帯域通過フィルタ１１１〜１１ｎのそれぞれに、一対一対応で接続されている。
【００４２】
帯域通過フィルタ１１１〜１１ｎは、対応する周波数帯域の信号を選択的に通過させるフィルタ素子である。また、図示していないが、帯域通過フィルタ１１１〜１１ｎは、アンテナ素子７で受信した受信信号を増幅する受信増幅回路、または、アンテナ素子７から送信する送信信号を予め増幅する送信増幅回路に接続されている。帯域通過フィルタ１１１〜１１ｎは、対応する周波数帯域内の信号成分を低損失で通過させ、かつ対応する周波数帯域外の信号成分を高減衰させる。
【００４３】
可変整合回路１０１〜１０ｎのそれぞれは、本実施の形態に係る高周波モジュール１の要部構成要素であり、信号経路１１〜１ｎのそれぞれに一対一対応で配置されている。可変整合回路１０１〜１０ｎのそれぞれは、入力端子１２１と同時接続される２以上の信号経路の組み合わせに応じて回路状態が変化する。これにより、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、同時接続された信号経路を伝搬する送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。
【００４４】
より具体的には、可変整合回路１０１〜１０ｎのそれぞれは、同時通信に用いられる２以上の信号経路の選択情報を示す制御信号をスイッチ回路１０から受け、当該制御信号に基づいて回路状態が変化する。可変整合回路１０１〜１０ｎは、上記制御信号を、信号経路に接続されたスイッチ回路１０から取得するので、制御信号の伝送経路を短くでき、高周波モジュールを小型化することが可能となる。
【００４５】
［１．２  高周波モジュール２の構成］
図２は、実施の形態１の変形例１に係る高周波モジュール２の回路構成図である。同図に示された高周波モジュール２は、高周波モジュール１と比較して、受信増幅回路８を備える点、および、制御信号の伝達経路が異なる。以下、本変形例に係る高周波モジュール２について、実施の形態に係る高周波モジュール１と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００４６】
高周波モジュール２は、スイッチ回路１０と、第１、第２、第３、・・・、および第ｎ（ｎは３以上の自然数）の周波数帯域の信号の伝搬に用いられる信号経路１１、１２、１３、・・・、および１ｎと、可変整合回路１０１、１０２、１０３、・・・、および１０ｎと、帯域通過フィルタ１１１、１１２、１１３、・・・、および１１ｎと、受信増幅回路８とを有している。
【００４７】
受信増幅回路８は、信号経路１１〜１ｎ内に配置された帯域通過フィルタ１１１〜１１ｎに接続され、対応する周波数帯域の信号を増幅する増幅回路である。受信増幅回路８は、例えば、スイッチ回路１０から伝搬された受信信号を低雑音で増幅するローノイズアンプである。さらに、受信増幅回路８は、同時通信に用いられる２以上の信号経路の選択情報を示す制御信号を、可変整合回路１０１〜１０ｎへ向けて出力する。
【００４８】
可変整合回路１０１〜１０ｎのそれぞれは、受信増幅回路８が出力する上記制御信号に基づいて回路状態が変化する。これにより、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、同時接続された信号経路を伝搬する送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。
【００４９】
より具体的には、可変整合回路１０１〜１０ｎのそれぞれは、同時通信に用いられる２以上の信号経路の選択情報を示す制御信号を受信増幅回路８から受け、当該制御信号に基づいて回路状態が変化する。可変整合回路１０１〜１０ｎは、上記制御信号を、信号経路に接続された受信増幅回路８から取得するので、制御信号の伝送経路を短くでき、高周波モジュールを小型化することが可能となる。
【００５０】
なお、本実施の形態に係る高周波モジュール１および２では、可変整合回路は信号経路１１〜１ｎのそれぞれに設けられている構成を示したが、可変整合回路は、ＣＡ動作する複数の信号経路のうち少なくとも１つの信号経路に設けられていればよい。
【００５１】
［１．３  可変整合回路の具体的構成］
図３Ａは、実施の形態１に係る可変整合回路１０１〜１０ｎの具体的回路図である。同図には、高周波モジュール１および２が備える可変整合回路１０１〜１０ｎの回路構成が示されている。可変整合回路１０１〜１０ｎのそれぞれは、可変容量素子１５１とインダクタンス素子１５２および１５３とを備える。
【００５２】
可変容量素子１５１は、制御電圧の印加により静電容量が変化する回路素子であり、信号経路１１〜１ｎのそれぞれに直列に挿入されている。可変容量素子１５１は、例えば、可変容量ダイオードが例示される。インダクタンス素子１５２および１５３は、可変容量素子１５１を挟んで、信号経路と基準端子との間に配置されている。
【００５３】
なお、可変容量素子１５１の静電容量、インダクタンス素子１５２および１５３のインダクタンス値は、信号経路ごとに異なっていてもよい。
【００５４】
上記回路構成により、スイッチ回路１０または受信増幅回路８から供給される制御電圧に対応させて、可変容量素子１５１の容量値が変化する。これにより、ＣＡ動作する２以上の信号経路に配置された２以上のフィルタ素子がスイッチ回路１０を介して接続された状態において、ＣＡ動作する２以上の信号経路の組み合わせが変わっても、常に通過帯域のインピーダンスを特性インピーダンスに合わせることが可能となる。
【００５５】
図３Ｂは、実施の形態１の変形例１に係る可変整合回路１０１〜１０ｎの具体的回路図である。同図には、高周波モジュール１および２が備える可変整合回路１０１〜１０ｎの回路構成の変形例が示されている。可変整合回路１０１〜１０ｎのそれぞれは、インダクタンス素子１６１と、可変容量素子１６２および１６３とを備える。
【００５６】
インダクタンス素子１６１は、信号経路１１〜１ｎのそれぞれに直列に挿入されている。
【００５７】
可変容量素子１６２および１６３は、制御電圧の印加により静電容量が変化する回路素子であり、インダクタンス素子１６１を挟んで、信号経路と基準端子との間に配置されている。可変容量素子１６２および１６３は、例えば、可変容量ダイオードが例示される。
【００５８】
なお、インダクタンス素子１６１のインダクタンス値、ならびに、可変容量素子１６２および１６３の静電容量は、信号経路ごとに異なっていてもよい。
【００５９】
上記回路構成により、スイッチ回路１０または受信増幅回路８から供給される制御電圧に対応させて、可変容量素子１６２および１６３の容量値が変化する。これにより、ＣＡ動作する２以上の信号経路に配置された２以上のフィルタ素子がスイッチ回路１０を介して接続された状態において、ＣＡ動作する２以上の信号経路の組み合わせが変わっても、例えば、常に通過帯域のインピーダンスを特性インピーダンスに合わせることが可能となる。
【００６０】
なお、図３Ａおよび図３Ｂの回路構成において、上記制御電圧を出力するスイッチ回路１０または受信増幅回路８は、ＣＡ動作する２以上の信号経路の組み合わせ情報と、可変整合回路の可変容量素子に印加される制御電圧との関係を示す対応テーブルを予め有している。または、高周波モジュール１および２が上記対応テーブルを有しており、スイッチ回路１０または受信増幅回路８が、当該対応テーブルを参照して、上記制御電圧を可変整合回路に出力してもよい。
【００６１】
［１．４  作用効果］
ＣＡに対応した通信システムでは、１つのアンテナ素子に対応させてスイッチ回路を１入力多出力型（ＳＰｎＴ型）の構成にする必要がある。しかしながら、１入力多出力型のスイッチと後段のフィルタ素子とを単純に接続しただけでは、２以上の信号経路が同時接続された場合、一方の信号経路に配置されたフィルタ素子が、他方の信号経路に配置されたフィルタ素子の影響を受け、通過特性が劣化する。この劣化を解消するため、一方のフィルタ素子が他方のフィルタ素子の影響を受けないように、位相およびインピーダンス調整を行わなければならない。
【００６２】
ここで、同時接続される２以上の信号経路の組み合わせが固定されている場合には、各信号経路に固定された整合回路を配置することで位相およびインピーダンス調整をすることが可能となる。
【００６３】
しかしながら、同時接続される２以上の信号経路の組み合わせが複数あり、それらの組み合わせが任意に変化する場合には、特定の組み合わせに適用可能な整合回路を配置しただけでは、全ての組み合わせに対応することは不可能である。例えば、３つの異なる周波数帯域から２つの周波数帯域を同時通信させる場合には、信号経路に配置される整合回路は、１つの信号経路につき２通り必要である。さらに、複数の異なる周波数帯域から３つの周波数帯域を同時通信させる場合には、選択される周波数帯域の組み合わせは莫大な数となり、当該組み合わせに対応させた数の整合回路を配置することは、フロントエンド領域の省面積化を考慮すれば、実質的には不可能である。
【００６４】
これに対して、本実施の形態に係る高周波モジュール１および２によれば、ＣＡモード時に同時接続される２以上の信号経路の組み合わせに応じて、可変整合回路の回路状態が変化する。これにより、上記２以上の信号経路の一方に配置されたフィルタ素子の通過特性が、他方に配置されたフィルタ素子により劣化することを抑制できる。よって、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、同時接続された２以上の信号経路を伝搬する送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。また、スイッチ回路は、１つの入力端子で２つ以上の信号経路を同時接続できるので、小型の高周波モジュールを提供することが可能となる。
【００６５】
なお、実施の形態１に係る高周波モジュール１および２がＣＡ動作することを上述したが、本実施の形態に係る高周波モジュール１および２は、ＣＡ動作しないモードを含んでいてもよい。つまり、ＣＡモードだけでなく、通信状況に応じて複数の周波数帯域から１つの周波数帯域を用いて通信する非ＣＡモードを含んでいてもよい。この非ＣＡモードが選択された場合、スイッチ回路１０は、出力端子１３１〜１３ｎのうち選択された１つの出力端子と入力端子１２１とを接続させる。言い換えれば、少なくとも２つの出力端子のそれぞれと入力端子とを同時接続させる機能を有するスイッチ回路１０が、ＣＡモードと非ＣＡモードとの切り替え機能を有していてもよい。
【００６６】
また、帯域通過フィルタ１１１〜１１ｎは、各周波数帯域の周波数構成および要求仕様に応じて、低域通過フィルタまたは高域通過フィルタであってもよい。
【００６７】
また、信号経路１１〜１ｎのうち、少なくとも一の信号経路は、スイッチ回路１０を経由して受信した信号を後段の受信増幅回路へ伝搬する受信信号経路、および、スイッチ回路１０へ送信する信号を送信増幅回路から伝搬する送信信号経路に分岐していてもよい。この場合であって、上記少なくとも一の信号経路に周波数分割複信（ＦＤＤ）方式が適用されるものである場合には、帯域通過フィルタの代わりに、上記受信信号経路と上記送信信号経路との分岐点にデュプレクサが配置されていてもよい。
【００６８】
送信信号のみ、または受信信号のみを伝搬する信号経路に比べて、送受信双方の信号を同時に伝搬するＦＤＤ方式の信号経路の方が、周波数帯域幅が広くなるため、フィルタ単体よりもデュプレクサのインピーダンス整合をとるほうが、難易度が高い。このため、ＣＡ動作する組み合わせの周波数帯域が変化した場合のデュプレクサのインピーダンス整合のずれは大きくなる。この観点から、本実施の形態の可変整合回路１０１〜１０ｎを用いて、ＣＡ動作する信号経路上のデュプレクサ同士のインピーダンス整合を効果的にとる意義は大きい。
【００６９】
［１．５  高周波モジュール１の実施例］
ここで、実施の形態１に係る高周波モジュール１の実施例と比較例とを特性比較する。
【００７０】
図４は、実施例に係る高周波モジュールの回路構成図である。同図には、実施の形態１に係る高周波モジュール１の実施例の回路図が示されている。
【００７１】
実施例に係る高周波モジュールは、スイッチ回路１０Ａと、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）規格のＢａｎｄ１（送信帯域：１９２０−１９８０ＭＨｚ、受信帯域：２１１０−２１７０ＭＨｚ）の受信信号の伝搬に用いられる受信信号経路２１と、ＬＴＥ規格のＢａｎｄ３（送信帯域：１７１０−１７８５ＭＨｚ、受信帯域：１８０５−１８８０ＭＨｚ）の受信信号の伝搬に用いられる受信信号経路２３と、ＬＴＥ規格のＢａｎｄ７（送信帯域：２５００−２５７０ＭＨｚ、受信帯域：２６２０−２６９０ＭＨｚ）の受信信号の伝搬に用いられる受信信号経路２７と、可変容量素子２３１、２３３および２３７と、インダクタンス素子２４１、２４３および２４７と、帯域通過フィルタ２０１、２０３および２０７と、整合用インダクタンス素子２４０とを有している。
【００７２】
また、本実施例に係る高周波モジュールは、３つの周波数帯域から任意に選択された２つの周波数帯域を同時に用いて通信するキャリアアグリゲーション方式が採用される。
【００７３】
スイッチ回路１０Ａは、１つの入力端子と３つの出力端子とを有し、当該３つの出力端子のうち選択された２つの出力端子のそれぞれと入力端子とを同時接続させるスイッチである。入力端子は、アンテナ素子に接続され、上記３つの出力端子のそれぞれは、受信信号経路２１、２３および２７のそれぞれに対応させて接続されている。つまり、ＣＡ動作としては、Ｂａｎｄ１およびＢａｎｄ３の組み合わせ、Ｂａｎｄ３およびＢａｎｄ７の組み合わせ、およびＢａｎｄ７およびＢａｎｄ１の組み合わせが挙げられる。
【００７４】
また、スイッチ回路１０Ａから出力される、入力端子と３つの出力端子との接続関係を示す制御信号（制御電圧）は、可変容量素子２３１、２３３および２３７に印加される。
【００７５】
受信信号経路２１、２３および２７は、それぞれ、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ３およびＢａｎｄ７の受信信号の伝搬に用いられる受信信号伝送路である。受信信号経路２１、２３および２７は、それぞれ、帯域通過フィルタ２０１、２０３および２０７に接続されている。
【００７６】
帯域通過フィルタ２０１、２０３および２０７は、対応する周波数帯域の信号を選択的に通過させるフィルタ素子である。帯域通過フィルタ２０７は、受信信号経路２１によりＢａｎｄ７出力端子に接続されている。帯域通過フィルタ２０１および２０３は、受信信号経路２１および２３が合流した共通経路によりＢａｎｄ１／Ｂａｎｄ３出力端子に接続されている。
【００７７】
可変容量素子２３７およびインダクタンス素子２４７は、Ｂａｎｄ７の受信信号経路２７に設けられた可変整合回路を構成している。可変容量素子２３１およびインダクタンス素子２４１は、Ｂａｎｄ１の受信信号経路２１に設けられた可変整合回路を構成している。可変容量素子２３３およびインダクタンス素子２４３は、Ｂａｎｄ３の受信信号経路２３に設けられた可変整合回路を構成している。可変容量素子２３１、２３３および２３７のそれぞれは、同時通信に用いられる２つの信号経路の選択情報を示す制御信号をスイッチ回路１０Ａから受け、当該制御信号に基づいて静電容量値が変化する。つまり、実施例に係る高周波モジュールでは、ＣＡ動作させる周波数帯域の組み合わせが変化しても、帯域通過フィルタ２０１、２０３および２０７の各通過帯域におけるインピーダンスが特性インピーダンスに合うように、可変容量素子２３１、可変容量素子２３３および可変容量素子２３７の静電容量値が変化する。より具体的には、スイッチ回路１０Ａは、同時接続される２つの受信信号経路の組み合わせに応じて、一の信号経路に設けられた帯域通過フィルタについて、通過帯域のインピーダンスが特性インピーダンスとなり（定在波比が小さくなり）、かつ、通過帯域外（他の信号経路に設けられた帯域通過フィルタの通過帯域）のインピーダンスがオープン状態となるよう、可変容量素子に印加される制御電圧を出力する。
【００７８】
図５Ａは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ３−Ｂａｎｄ７同時動作時の通過特性を比較したグラフである。より具体的には、図５Ａには、本実施例（可変整合）に係るＢａｎｄ３の帯域通過フィルタ２０３、および、比較例（固定整合）に係るＢａｎｄ３の帯域通過フィルタの通過特性が表されている。
【００７９】
また、図５Ｂは、実施例および比較例に係るＢａｎｄ１−Ｂａｎｄ３同時動作時の通過特性を比較したグラフである。より具体的には、図５Ｂには、本実施例（可変整合）に係るＢａｎｄ１の帯域通過フィルタ２０１、および、比較例（固定整合）に係るＢａｎｄ１の帯域通過フィルタの通過特性が表されている。
【００８０】
なお、図５Ａおよび図５Ｂに示された実施例の通過特性は、それぞれ、図４に示された回路構成において、同時受信する周波数帯域の組み合わせに応じて可変容量素子の静電容量値が変化した場合（可変整合）のＢａｎｄ３およびＢａｎｄ１の帯域通過フィルタ２０３および２０１の通過特性である。
【００８１】
また、図５Ａおよび図５Ｂに示された比較例の通過特性は、それぞれ、図４に示された回路構成において、同時受信する周波数帯域の組み合わせに関係なく可変容量素子の静電容量値を固定させた場合（固定整合）のＢａｎｄ３およびＢａｎｄ１の帯域通過フィルタの通過特性である。
【００８２】
表１に、実施例および比較例において設定された可変容量素子およびインダクタンス素子の最適値を表す。
【００８３】
【表１】
2017006867.tif 000003
【００８４】
表１に示すように、比較例では、ＣＡ動作させる周波数帯域の組み合わせにかかわらず、可変容量素子２３７、２３１および２３３の静電容量値を、５０ｐＦ、５．０ｐＦおよび２．３ｐＦと固定している。一方、実施例では、ＣＡ動作させる周波数帯域の組み合わせに応じて、可変容量素子２３７、２３１および２３３の静電容量値を最適化している。
【００８５】
これにより、図５Ａに示すように、Ｂａｎｄ３の帯域通過フィルタ２０３について、Ｂａｎｄ３受信帯域における挿入損失の最大値は、比較例では２．４７２ｄＢ（１．８８０ＧＨｚ）であるのに対して、実施例では２．３７９ｄＢ（１．８８０ＧＨｚ）と良化している。また、図５Ｂに示すように、Ｂａｎｄ１の帯域通過フィルタ２０１について、Ｂａｎｄ１受信帯域における挿入損失の最大値は、比較例では２．５０９ｄＢ（２．１１０ＧＨｚ）であるのに対して、実施例では２．４７５ｄＢ（２．１１０ＧＨｚ）と良化している。
【００８６】
以上のように、本実施例に係る高周波モジュールによれば、表１に示すように、ＣＡモード時に同時接続される２つの信号経路の組み合わせに応じて、可変容量素子の静電容量値を変化させる。これにより、同時接続される２つの信号経路の組み合わせに応じて、各信号経路に設けられた可変整合回路の回路状態が変化するので、上記２つの信号経路の一方に配置されたフィルタ素子の通過特性が、他方に配置されたフィルタ素子により劣化することを抑制できる。よって、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、同時接続された２つの信号経路を伝搬する受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。また、スイッチ回路１０Ａは、１つの入力端子で２つ以上の受信信号経路を同時接続できるので、小型の高周波モジュールを提供することが可能となる。
【００８７】
（実施の形態２）
本実施の形態に係る高周波モジュール３は、実施の形態１に係る高周波モジュール１と比較して、可変整合回路の一態様として可変位相回路が配置されている点が異なる。以下、本実施の形態に係る高周波モジュール３について、実施の形態１に係る高周波モジュール１と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００８８】
［２．１  高周波モジュール３の構成］
図６は、実施の形態２に係る高周波モジュール３の回路構成図である。図６には、実施の形態２に係る高周波モジュール３と、アンテナ素子７とが示されている。高周波モジュール３およびアンテナ素子７は、例えば、マルチモード／マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンドに配置される。
【００８９】
高周波モジュール３は、スイッチ回路１０と、第１、第２、第３、・・・、および第ｎ（ｎは３以上の自然数）の周波数帯域の信号の伝搬に用いられる信号経路１１、１２、１３、・・・、および１ｎと、可変位相回路３０１、３０２、３０３、・・・、および３０ｎと、帯域通過フィルタ１１１、１１２、１１３、・・・、および１１ｎとを有している。
【００９０】
また、本実施の形態に係る高周波モジュール３は、通信品質の向上を目的として、互いに周波数が異なる複数の周波数帯域から選択された少なくとも２つの周波数帯域を同時に用いて通信するキャリアアグリゲーション方式が採用される。
【００９１】
また、スイッチ回路１０は、入力端子と出力端子との接続関係を示す制御信号（制御電圧）を、可変位相回路３０１〜３０ｎに出力する。
【００９２】
可変位相回路３０１〜３０ｎのそれぞれは、本実施の形態に係る高周波モジュール３の要部構成要素であり、信号経路１１〜１ｎのそれぞれに対応させて配置されている。可変位相回路３０１〜３０ｎのそれぞれは、スイッチ回路１０の入力端子と同時接続される２以上の信号経路の組み合わせに応じて回路状態が変化する可変整合回路の一態様である。これにより、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、同時接続された信号経路を伝搬する送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。
【００９３】
また、可変位相回路３０１〜３０ｎは、上記制御信号を、信号経路に接続されたスイッチ回路１０から取得するので、制御信号の伝送経路を短くでき、高周波モジュールを小型化することが可能となる。
【００９４】
なお、本実施の形態に係る高周波モジュール３では、可変位相回路は信号経路１１〜１ｎのそれぞれに設けられている構成を示したが、可変位相回路は、ＣＡ動作する複数の信号経路のうち少なくとも１つの信号経路に設けられていればよい。
【００９５】
［２．２  可変位相回路の具体的構成］
図７は、実施の形態２に係る可変位相回路の３０１〜３０ｎの具体的回路図である。同図には、高周波モジュール３が備える可変位相回路の３０１〜３０ｎの回路構成が示されている。３０１〜３０ｎのそれぞれは、インダクタンス素子３５１、３５２および３５３と、可変容量素子３５４、３５５、３５６および３５７とを備える。
【００９６】
インダクタンス素子３５１〜３５３は、互いに直列接続され、当該直列接続されたインダクタンス素子３５１〜３５３は、信号経路１１〜１ｎのそれぞれに直列に挿入されている。
【００９７】
可変容量素子３５４〜３５７は、制御電圧の印加により静電容量が変化する回路素子であり、それぞれ、インダクタンス素子３５１〜３５３および信号経路の接続ノードと基準端子との間に配置されている。可変容量素子３５４〜３５７は、例えば、可変容量ダイオードが例示される。
【００９８】
なお、インダクタンス素子３５１〜３５３のインダクタンス値、および、可変容量素子３５４〜３５７の静電容量は、信号経路ごとに異なっていてもよい。
【００９９】
上記回路構成により、スイッチ回路１０から供給される制御電圧に対応させて、可変容量素子３５４〜３５７の静電容量値が変化する。これにより、２以上のフィルタ素子がスイッチ回路１０を介して接続された状態において、ＣＡ動作する２以上の信号経路の組み合わせが変わっても、当該組み合わせの変化に応じて同時接続された信号経路を伝搬する送受信信号の位相を変化させることが可能となる。このとき、例えば、当該組み合わせが変化しても、例えば、常に組み合わせ相手のフィルタ素子のインピーダンスをオープン状態にすることが可能となる。よって、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。
【０１００】
（実施の形態３）
本実施の形態に係る高周波モジュール４は、実施の形態１に係る高周波モジュール１と比較して、可変整合回路の一態様として可変ＬＣ共振回路が配置されている点が異なる。以下、本実施の形態に係る高周波モジュール４について、実施の形態１に係る高周波モジュール１と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１０１】
［３．１  高周波モジュール４の構成］
図８は、実施の形態３に係る高周波モジュール４の回路構成図である。同図には、実施の形態３に係る高周波モジュール４と、アンテナ素子７とが示されている。高周波モジュール４およびアンテナ素子７は、例えば、マルチモード／マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンドに配置される。
【０１０２】
高周波モジュール４は、スイッチ回路１０と、第１、第２、第３、・・・、および第ｎ（ｎは３以上の自然数）の周波数帯域の信号の伝搬に用いられる信号経路１１、１２、１３、・・・、および１ｎと、可変ＬＣ共振回路４０１、４０２、４０３、・・・、および４０ｎと、帯域通過フィルタ１１１、１１２、１１３、・・・、および１１ｎとを有している。
【０１０３】
また、本実施の形態に係る高周波モジュール４は、通信品質の向上を目的として、互いに周波数が異なる複数の周波数帯域から選択された少なくとも２つの周波数帯域を同時に用いて通信するキャリアアグリゲーション方式が採用される。
【０１０４】
また、スイッチ回路１０は、入力端子と出力端子との接続関係を示す制御信号（制御電圧）を、可変ＬＣ共振回路４０１〜４０ｎに出力する。
【０１０５】
可変ＬＣ共振回路４０１〜４０ｎのそれぞれは、本実施の形態に係る高周波モジュール４の要部構成要素であり、信号経路１１〜１ｎのそれぞれに対応させて配置されている。可変ＬＣ共振回路４０１〜４０ｎのそれぞれは、スイッチ回路１０の入力端子と同時接続される２以上の信号経路の組み合わせに応じて回路状態が変化する可変整合回路の一態様である。これにより、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、同時接続された信号経路を伝搬する送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。
【０１０６】
また、可変ＬＣ共振回路４０１〜４０ｎは、上記制御信号を、信号経路に接続されたスイッチ回路１０から取得するので、制御信号の伝送経路を短くでき、高周波モジュールを小型化することが可能となる。
【０１０７】
なお、本実施の形態に係る高周波モジュール４では、可変ＬＣ共振回路は信号経路１１〜１ｎのそれぞれに設けられている構成を示したが、可変ＬＣ共振回路は、ＣＡ動作する複数の信号経路のうち少なくとも１つの信号経路に設けられていればよい。
【０１０８】
［３．２  可変ＬＣ共振回路の具体的構成］
図８に示すように、高周波モジュール４が備える可変ＬＣ共振回路４０１〜４０ｎのそれぞれは、互いに並列接続されたインダクタンス素子および可変容量素子で構成されている。可変ＬＣ共振回路４０１は、インダクタンス素子４１１と可変容量素子４１２とを備え、可変ＬＣ共振回路４０２は、インダクタンス素子４２１と可変容量素子４２２とを備え、可変ＬＣ共振回路４０３は、インダクタンス素子４３１と可変容量素子４３２とを備え、可変ＬＣ共振回路４０ｎは、インダクタンス素子４ｎ１と可変容量素子４ｎ２とを備える。
【０１０９】
可変容量素子４１２、４２２、４３２、・・・、および４ｎ２は、制御電圧の印加により静電容量が変化する回路素子であり、例えば、可変容量ダイオードが例示される。
【０１１０】
上記回路構成により、スイッチ回路１０から供給される制御電圧に対応させて、可変容量素子４１２〜４ｎ２の静電容量値が変化する。これにより、２以上のフィルタ素子がスイッチ回路１０を介して接続された状態において、ＣＡ動作する２以上の信号経路の組み合わせが変わっても、当該組み合わせの変化に応じて同時接続された信号経路を伝搬する可変ＬＣ共振回路のＬＣ共振周波数を変化させることが可能である。このとき、例えば、組み合わせ相手のフィルタ素子のインピーダンスをオープン状態にすることが可能となる。よって、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。
【０１１１】
（実施の形態４）
本実施の形態に係る高周波モジュール５は、実施の形態１に係る高周波モジュール１と比較して、可変整合回路の一態様として可変弾性波共振回路が配置されている点が異なる。以下、本実施の形態に係る高周波モジュール５について、実施の形態１に係る高周波モジュール１と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１１２】
［４．１  高周波モジュール５の構成］
図９は、実施の形態４に係る高周波モジュール５の回路構成図である。図９には、実施の形態４に係る高周波モジュール５と、アンテナ素子７とが示されている。高周波モジュール５およびアンテナ素子７は、例えば、マルチモード／マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンドに配置される。
【０１１３】
高周波モジュール５は、スイッチ回路１０と、第１、第２、第３、・・・、および第ｎ（ｎは３以上の自然数）の周波数帯域の信号の伝搬に用いられる信号経路１１、１２、１３、・・・、および１ｎと、可変弾性波共振回路５０１、５０２、５０３、・・・、および５０ｎと、帯域通過フィルタ１１１、１１２、１１３、・・・、および１１ｎとを有している。
【０１１４】
また、本実施の形態に係る高周波モジュール５は、通信品質の向上を目的として、互いに周波数が異なる複数の周波数帯域から選択された少なくとも２つの周波数帯域を同時に用いて通信するキャリアアグリゲーション方式が採用される。
【０１１５】
また、スイッチ回路１０は、入力端子と出力端子との接続関係を示す制御信号（制御電圧）を、可変弾性波共振回路５０１〜５０ｎに出力する。
【０１１６】
可変弾性波共振回路５０１〜５０ｎのそれぞれは、本実施の形態に係る高周波モジュール５の要部構成要素であり、信号経路１１〜１ｎのそれぞれに対応させて配置されている。可変弾性波共振回路５０１〜５０ｎのそれぞれは、スイッチ回路１０の入力端子と同時接続される２以上の信号経路の組み合わせに応じて回路状態が変化する可変整合回路の一態様である。これにより、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、同時接続された信号経路を伝搬する送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。
【０１１７】
また、可変弾性波共振回路５０１〜５０ｎは、上記制御信号を、信号経路に接続されたスイッチ回路１０から取得するので、制御信号の伝送経路を短くでき、高周波モジュールを小型化することが可能となる。
【０１１８】
なお、本実施の形態に係る高周波モジュール５では、可変弾性波共振回路は信号経路１１〜１ｎのそれぞれに設けられている構成を示したが、可変弾性波共振回路は、ＣＡ動作する複数の信号経路のうち少なくとも１つの信号経路に設けられていればよい。
【０１１９】
［４．２  可変弾性波共振回路の具体的構成］
図１０は、実施の形態４に係る可変弾性波共振回路５０１〜５０ｎの回路図である。同図には、高周波モジュール５が備える可変弾性波共振回路５０１〜５０ｎの回路構成が示されている。可変弾性波共振回路５０１〜５０ｎのそれぞれは、弾性波共振子５５１と、可変容量素子５５２とを備える。弾性波共振子５５１と可変容量素子５５２とは並列接続され、信号経路１１〜１ｎのそれぞれに挿入されている。
【０１２０】
弾性波共振子５５１は、表面波を用いた表面弾性波共振子、バルク波を用いたＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）共振子、または、弾性境界波を用いた弾性境界波共振子などが例示される。
【０１２１】
可変容量素子５５２は、制御電圧の印加により静電容量が変化する回路素子であり、例えば、可変容量ダイオードが例示される。
【０１２２】
なお、弾性波共振子５５１の容量値を決定する設計パラメータおよび可変容量素子５５２の静電容量は、信号経路ごとに異なっていてもよい。
【０１２３】
上記回路構成により、スイッチ回路１０から供給される制御電圧に対応させて、可変容量素子５５２の静電容量値が変化する。これにより、２以上のフィルタ素子がスイッチ回路１０を介して接続された状態において、ＣＡ動作する２以上の信号経路の組み合わせが変わっても、当該組み合わせの変化に応じて弾性波共振子の反共振周波数を変化させることが可能となる。このとき、例えば、組み合わせ相手のフィルタ素子のインピーダンスをオープン状態にすることが可能となる。よって、ＣＡ動作する周波数帯域の組み合わせが変化しても、送受信信号の良好な伝送性能を確保することが可能となる。
【０１２４】
（実施の形態５）
本実施の形態に係る高周波モジュールは、実施の形態１〜４で挙げられた可変整合回路を複数組み合わせた構成を有するものである。以下、本実施の形態に係る高周波モジュールについて、実施の形態１〜４に係る高周波モジュールと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１２５】
本実施の形態に係る高周波モジュールは、各信号経路に、例えば、実施の形態１〜４のいずれかに示された可変整合回路（第１の可変整合回路）と、実施の形態１〜４のいずれかに示された可変整合回路（第２の可変整合回路）とが、直列接続された構成を有する。例えば、図１１に示すように、本実施の形態に係る高周波モジュールは、実施の形態１に係る可変整合回路と実施の形態４に係る可変弾性波共振回路とが直列接続された構成を有する。
【０１２６】
図１１は、可変整合回路６５１と可変弾性波共振回路６５２とが直列接続された回路構成図である。なお、図１１に示された回路構成は、全ての信号経路に設けられている必要はなく、少なくとも１つの信号経路に設けられていればよい。また、直列接続される回路の組み合わせは、信号経路ごとに異なっていてもよい。
【０１２７】
これにより、可変整合回路の段数が増え、さらに、異なる複数の可変整合回路を直列に設けることができるので、同時接続される信号経路間の整合度を向上させることが可能となる。例えば、同時接続される周波数帯域が離れている場合（例えばＢａｎｄ５とＢａｎｄ７とのＣＡなど）の整合に対して、適性を有する。
【０１２８】
なお、本実施の形態に係る高周波モジュールは、２つの可変整合回路が直列接続された構成に限られない。
【０１２９】
例えば、本実施の形態に係る高周波モジュールは、各信号経路に、例えば、実施の形態１〜４のいずれかに示された可変整合回路（第１の可変整合回路）と、実施の形態１〜４のいずれかに示された可変整合回路（第２の可変整合回路）とが、並列接続された構成を有してもよい。なお、上記並列接続された回路構成は、全ての信号経路に設けられている必要はなく、少なくとも１つの信号経路に設けられていればよい。また、並列接続される回路の組み合わせは、信号経路ごとに異なっていてもよい。
【０１３０】
これにより、例えば、信号通過特性の低損失性を重視したい信号経路を含む信号経路間の整合をとる場合に、可変整合回路での信号伝送損失を抑制することが可能となる。
【０１３１】
また、本発明に係る高周波モジュールは、実施の形態１〜４のいずれかに記載の可変整合回路が設けられた構成、複数の可変整合回路が直列接続された構成、および、複数の可変整合回路が並列接続された構成を、信号経路に応じて有していてもよい。
【０１３２】
（その他の実施の形態など）
以上、本発明の実施の形態に係る高周波モジュールついて、実施の形態１〜５および変形例を挙げて説明したが、本発明の高周波モジュールは、上記実施の形態および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態および変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態および変形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、本開示の高周波モジュールを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【０１３３】
例えば、実施の形態２〜５に係る高周波モジュールが有する帯域通過フィルタがデュプレクサであってもよい。
【０１３４】
また、上記実施の形態および変形例に係る高周波モジュールにおいて、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。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
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】
【０１３６】
１、２、３、４、５    高周波モジュール
７    アンテナ素子
８    受信増幅回路
１０、１０Ａ    スイッチ回路
１１、１２、１３、１ｎ    信号経路
２１、２３、２７    受信信号経路
１０１、１０２、１０３、１０ｎ、６５１    可変整合回路
１１１、１１２、１１３、１１ｎ、２０１、２０３、２０７    帯域通過フィルタ
１２１    入力端子
１３１、１３２、１３３、１３ｎ    出力端子
１５１、１６２、１６３、２３１、２３３、２３７、３５４、３５５、３５６、３５７、４１２、４２２、４３２、４ｎ２、５５２    可変容量素子
１５２、１５３、１６１、２４１、２４３、２４７、３５１、３５２、３５３、４１１、４２１、４３１、４ｎ１    インダクタンス素子
２４０    整合用インダクタンス素子
３０１、３０２、３０３、３０ｎ    可変位相回路
４０１、４０２、４０３、４０ｎ    可変ＬＣ共振回路
５０１、５０２、５０３、５０ｎ、６５２    可変弾性波共振回路
５５１    弾性波共振子
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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