(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ端子（ＡＴ）と、
各通信システムの周波数帯域で動作するｎ−ｘ個の送受信部（ＴＲＵ）に接続可能であるｎ個のＩ／Ｏ端子（ＩＯ）（ここで、ｎおよびｘは整数であり、ｎ、ｘ≧１且つｎ＞ｘ）と、を備えるＲＦアンテナスイッチであって、
前記スイッチ（ＳＷ）は、前記アンテナ端子から前記Ｉ／Ｏ端子までの各信号経路（ＳＩＰ）を提供するために、１または複数のＩ／Ｏ端子（ＩＯ）を個別に同時に前記アンテナ端子（ＡＴ）に接続するように適合され、
第１のＩ／Ｏ端子（ＩＯ１）と第１の送受信部（ＴＲＵ１）との間に接続され、前記第１の送受信部の送信機により生成される好ましくない高調波モードを除去するように適合された第１のフィルタ（ＦＩＬ）を備え、
各Ｉ／Ｏ端子（ＩＯ）は、前記アンテナ端子（ＡＴ）から前記Ｉ／Ｏ端子までの前記各信号経路（ＳＩＰ）が有効でない場合、分流路（ＳＨＰ）を介して、グランドに接続され、
少なくとも前記第１および第２のＩ／Ｏ端子は、前記第１の送受信部（ＴＲＵ１）のコモン入力ノード（ＮＯＤ）に接続可能である、
ＲＦアンテナスイッチ。
【請求項２】
前記スイッチ（ＳＷ）は、
前記アンテナ端子（ＡＴ）と前記第１のＩ／Ｏ端子（ＩＯ１）との間の前記信号経路（ＳＩＰ）が遮断されると共に、前記アンテナ端子と前記第２のＩ／Ｏ端子（ＩＯ２）との間の信号経路が有効になり、それにより、前記コモン入力ノード（ＮＯＤ）を、前記第１のＩ／Ｏ端子の前記分流路（ＳＨＰ）に、前記第１のフィルタ（ＦＩＬ）を介して接続する第１の切替位置を提供し、且つ、
前記アンテナ端子が前記コモン入力ノードに直接接続され、前記第１のフィルタが前記第１のＩ／Ｏ端子の前記分流路から遮断されるように、前記アンテナ端子と第１および第２のＩ／Ｏ端子との間の信号経路の両方が有効になる第２の切替位置を提供する、
ように適合される、
請求項１に記載のアンテナスイッチ。
【請求項３】
前記第１のフィルタ（ＦＩＬ）は、並列共振回路または直列共振回路を形成するように回路構成されるＬＣフィルタ要素（Ｌ１、Ｌ２、Ｃ１）を備える、
請求項１から２のいずれか１項に記載のアンテナスイッチ。
【請求項４】
前記第１のフィルタ（ＦＩＬ）は、ノッチフィルタである、
請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナスイッチ。
【請求項５】
前記第１のフィルタ（ＦＩＬ）は、バンドパスフィルタまたはハイパスフィルタである、
請求項１から４のいずれか１項に記載のアンテナスイッチ。
【請求項６】
前記第１の切替位置において、第２の通信システムに係る第２の周波数帯域で動作可能な第２の送受信部（ＴＲＵ２）は、前記アンテナ端子（ＡＴ）に、第３のＩ／Ｏ端子（ＩＯ３）および信号経路（ＳＩＰ）を介して、同時に有効に接続され、
前記第２の周波数帯域は、それが前記第１のフィルタ（ＦＩＬ）により除去されない場合、前記第２の周波数帯域で動作を妨害する、前記第１の送受信部（ＴＲＵ１）の前記送信機の前記高調波モードの周波数成分を含む、
請求項２に記載のアンテナスイッチ。
【請求項７】
前記第１の送受信部（ＴＲＵ１）は、帯域１７で動作可能であり、
前記第２の送受信部（ＴＲＵ２）は、帯域４で動作可能である、
請求項６に記載のアンテナスイッチ。
【請求項８】
前記第１の送受信部（ＴＲＵ１）は、帯域８で動作可能であり、
前記第２の送受信部（ＴＲＵ２）は、帯域３で動作可能である、
請求項６から７のいずれか１項に記載のアンテナスイッチ。
【請求項９】
前記スイッチ（ＳＷ）は、第１および第２の通信システムに係る２つの異なる帯域で同時に動作するキャリアアグリゲーションモードで動作しうる、フロントエンドモジュールの一部であり、
第１および第２の送受信部（ＴＲＵ）は、前記第１および第２の通信システムそれぞれに提供され、
前記スイッチ（ＳＷ）は、Ｉ／Ｏ端子（ＩＯ）と前記各信号経路（ＳＩＰ）とのそれぞれを介して、前記第１および第２の送受信部（ＴＲＵ）のうちの１つへ接続可能な第２のアンテナ端子（ＡＴ２）を備える、
請求項６から８のいずれか１項に記載のアンテナスイッチ。
【請求項１０】
Ｉ／Ｏ端子（ＩＯ）の数ｎが接続可能な送受信部（ＴＲＵ）の数よりも２以上過剰となるように、ｘ≧２であり、
少なくとも第２のフィルタ（ＦＩＬ）は、前記過剰のＩ／Ｏ端子（ＩＯ）のうちの１つと、第３の通信システムに係る第３の送受信部（ＴＲＵ）と、の間に接続され、
前記スイッチ（ＳＷ）の第３の切替位置において、前記過剰のＩ／Ｏ端子のうちの１つは、第３の帯域で前記第３の送受信部と同時に動作するよう割り当てられた第４の送受信部の帯域内の周波数成分を有する第３の送受信部の送信機により形成される高調波モードを除去するために、分流路（ＳＨＰ）に接続され、
前記第２のフィルタは、前記第３の帯域だけで単一帯域動作を許容するために、各Ｉ／Ｏ端子および単一経路を介して、前記アンテナ端子に直接接続されうる、
請求項６から９のいずれか１項に記載のアンテナスイッチ。
【請求項１１】
請求項９に記載のスイッチ（ＳＷ）を備えるフロントエンドモジュールを作動させる方法であって、
キャリアアグリゲーションモードで動作させるために、前記スイッチは、
前記アンテナ端子（ＡＴ）と前記第１のＩ／Ｏ端子（ＩＯ１）との間の前記信号経路（ＳＩＰ）が切断され、それにより、前記コモン入力ノード（ＮＯＤ）が前記第１のフィルタ（ＦＩＬ）を介して、前記第１のＩ／Ｏ端子の前記分流路（ＳＨＰ）に接続され、
前記アンテナ端子（ＡＴ）と前記第２のＩ／Ｏ端子（ＩＯ１）との間の前記信号経路（ＳＩＰ）が有効であり、
前記第２の送受信部（ＴＲＵ２）が、各Ｉ／Ｏ端子（ＩＯ）を介して、前記第２のアンテナ端子（ＡＴ２）に有効に接続されるように、
前記第１の切替位置に切り替えられ、
単一帯域動作モードだけで動作するために、前記アンテナ端子（ＡＴ）と前記第１および第２のＩ／Ｏ端子との間の前記信号経路（ＳＩＰ）が有効であり、前記第２の送受信部と前記アンテナ端子との間の信号経路が切断されるように、前記スイッチが、前記第２の切替位置に切り替えられる、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ＲＦアンテナスイッチおよびこのアンテナスイッチの作動方法に関する。このスイッチは、基地局および他の無線通信装置と同様に、移動体通信システムのフロントエンドモジュールで使用されてもよい。
【背景技術】
【０００２】
現代の通信の標準およびシステムは、データ伝送の帯域を向上させるためにキャリアアグリゲーション方式を使用する。キャリアアグリゲーション方式とは、第１の通信システムにおいて、データまたは他の信号を送受信することと、少なくとも他の通信システムまたは他の帯域において信号を受信することと、を含む動作をさせることを意味する。キャリアアグリゲーションの相互運用性または機能性は、現代の装置において共に実現される必要がある。国際標準は、キャリアアグリゲーションモードでの動作に使用されうる帯域の組み合わせの組を定義している。これらの帯域の組み合わせのいくつかは、問題の要因を引き起こし、周波数の特定の高調波モード、帯域の組み合わせの第２帯域に現れ、ノイズ信号を発生する高調波モードを低減するために追加的にフィルタリングする必要がある。しかしながら、追加的なフィルタリングは、大抵、好ましくない追加的な損失を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本出願の目的は、過度の損失を生じさせることなく、高調波モードから生じるノイズ周波数成分を取り除くことが可能となる、この問題の解決方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この問題は、請求項１に係るＲＦアンテナスイッチにより解決される。本発明の実施形態は、前記アンテナスイッチの作動方法と同様に、更なる請求項において示される。
【０００５】
本発明は、信号線内での追加的なフィルタリングを実行し、フィルタを通過する信号経路とフィルタをバイパスする更なる信号経路との間で切り替えることが可能なスイッチングを提供することを提案する。これにより、キャリアアグリゲーションモードで動作する際、妨害周波数成分を取り除くことができる。一方、単一帯域動作モードのためにスイッチを使用する場合、追加的なフィルタは、追加的な損失が生じないようにバイパスされてもよい。
【０００６】
この追加的なスイッチングを可能にするためには、スイッチに追加的なＩ／Ｏ端子が必要となる。本分野で周知のように特定のモジュール設計から始めると、スイッチは追加的な信号経路がフィルタを通過できるように追加的なＩ／Ｏ端子を提供するように設計されなければならない。実施形態において、ＲＦアンテナスイッチは、アンテナ端子と、所望の数の送受信部を前記Ｉ／Ｏ端子に接続するために用いられるｎ個のＩ／Ｏ端子と、を備え、前記送受信部は、それぞれ、各通信システムの各周波数帯域において動作する。送受信部の数は、ｎ−ｘであることが有利であり、ここで、ｎまたはｘは≧１でありｎ＞ｘである。これは、前記スイッチが、異なる送受信部間または異なる帯域の送受信部間での切替以外の目的のために用いられうるｘ個のＩ／Ｏ端子を備えることを意味する。この点において、「接続する」という用語は、導電線を介して直接接続すること、または、前記信号経路で実行されうる結合要素を介して間接的に結合することを意味するものとして理解されなければならない。
【０００７】
前記スイッチは、前記アンテナ端子から前記Ｉ／Ｏ端子までの各信号経路を提供するために１以上の前記Ｉ／Ｏ端子を個別に同時に前記アンテナ端子に接続するのに適用される。本発明によれば、前記スイッチは、更に、第１のＩ／Ｏ端子と第１の送受信部との間に接続された第１のフィルタを備える。前記フィルタは、前記第１の送受信部の送信機により生じうる好ましくない高調波モードを除去するように適合される。第２のＩ／Ｏ端子を介して、前記アンテナ端子は、前記第１の送受信部に接続され、それにより前記フィルタをバイパスしてもよい。それ故、前記第１のＩ／Ｏ端子に接続された前記第１のフィルタは、オンまたはオフに切り替わることが可能であり、前記信号は、前記フィルタを通る経路、或いは前記フィルタをバイパスする他の経路で導かれる。この点についておよび以下において、要素に付与された第１、第２または他の番号は、単に要素間で区別するために使用される。ｎ番目の要素は、ｎ−１個の他の要素の存在を要求しない。
【０００８】
本発明の実施形態において、Ｉ／Ｏ端子の分流路は、好ましくない妨害周波数成分を前記フィルタからグランドへ導くために用いられる。この分流路は、前記アンテナ端子に接続されない場合、通常の前記Ｉ／Ｏ端子の終端部になる。
【０００９】
少なくとも前記第１および第２のＩ／Ｏ端子は、前記第１の送受信部のコモン入力ノードに接続可能である。そして、この実施形態は、追加的なフィルタリングを行う経路と、フィルタリングを行わない通常経路と、の間で切り替わる、第１および第２の切替位置を提供するように適合されている。
【００１０】
前記第１の切替位置において、前記アンテナ端子と前記第１のＩ／Ｏ端子との間の信号経路は、切断され、前記アンテナ端子と前記第２のＩ／Ｏ端子との間の信号経路は、有効に前記アンテナ端子に接続される。これにより、前記第１の送受信部への信号経路の前記コモン入力ノードは、前記第１のフィルタを介して、前記第１のＩ／Ｏ端子に接続される。前記コモン入力ノードは、更に、前記第２のＩ／Ｏ端子、および、例えば前記スイッチを介して、前記アンテナ端子に接続される。
【００１１】
前記第２の切替位置において、前記アンテナ端子が前記コモン入力ノードに直接接続され且つ前記第１のフィルタが前記第１のＩ／Ｏ端子の前記分流路から離脱するように、前記アンテナ端子と前記第１および第２のＩ／Ｏ端子との間の信号経路の両方が有効である。
【００１２】
この実施形態の第１の切替位置において、前記フィルタ出力を、前記好ましくない周波数成分がグランドへ導かれうる前記第１のＩ／Ｏ端子の前記分流路に接続することにより、前記好ましくない信号成分が除去されうる。このことは、正常な信号を分岐させることを避けるために、前記フィルタが前記好ましくない信号成分を通過させて、前記第１の送受信部により正常に生成される好ましい信号を遮断しなければならないことを意味する。これらの正常な周波数成分は、前記送受信部および前記コモン入力ノードから、前記第２のＩ／Ｏ端子を超えて、前記アンテナ端子まで導かれる。前記好ましくない信号は、前記コモンノードから前記フィルタまで導かれ、前記フィルタの出力側から前記第１のＩ／Ｏ端子まで導かれ、そして、前記分流路を超えてグランドへ導かれる。
【００１３】
前記第１のフィルタは、ほんの少しだけ低減することが必要なので、簡単な構成で実現されていてもよい。従って、実施形態において、前記第１のフィルタは、並列共振回路または直列共振回路を形成するように回路構成されるＬＣ要素を備える。これらのＬＣ要素は、多層ＰＣＢまたは前記アンテナスイッチが実装される多層キャリア基板に集積された要素として実現してもよい。代わりに、前記ＬＣ要素は、前記アンテナスイッチが実装される回路基盤の上面に実装される別個の要素として実現されてもよい。また、ＬＣフィルタ要素が別個の要素と同様に修正された要素を構成するフィルタを用いることも可能である。
【００１４】
好ましい実施形態において、前記ＬＣ要素は、ＬＴＣＣ回路基盤（ＬＴＣＣ＝低温同時焼成セラミックス）であってもよい多層回路基盤に集積されている。Ｌ要素は、少なくとも半螺旋または渦巻を形成するように配置されてもよい導電部分を備える誘導要素として形成される。周波数に依存して、直列導体部分は誘電性を有してもよく、そこからＬＣフィルタ要素を作製するために使用されうる。Ｃ要素は、多層回路基盤の異なる面に配置されるのが好ましいメタライズされた領域を用いるコンデンサとして実現されてもよい。また、２つのコンデンサの板は、互いに直接隣接する２つのメタライズされた領域を配置することにより、回路基盤の同一のメタライズされた面に配置されてもよい。
【００１５】
実施形態において、前記アンテナスイッチで用いられる前記フィルタは、好ましくない周波数成分を遮断し、前記第１の送受信部の前記動作周波数成分を通過させるように設計されたノッチフィルタである。ノッチフィルタは、梯子形式または格子形式の構成で配置された誘導要素から作製されていてもよい。
【００１６】
他の実施形態において、前記フィルタはバンドパスフィルタまたはローパスフィルタである。これらの２つの形式は、前記第１のフィルタが、前記コモンノードと、前記Ｉ／Ｏ端子の分流路に接続されうる前記第１のＩ／Ｏ端子と、の間に接続されている実施形態について好ましい。好ましくない妨害周波数成分は、通常前記第１の送受信部の前記動作周波数よりも高く、それ故、ハイパスフィルタを通過することができる一方、前記動作周波数成分は、前記ハイパスフィルタにより遮断および停止されるので、前記ハイパスフィルタが使用されてもよい。
【００１７】
実施形態において、前記アンテナスイッチは、キャリアアグリゲーションモードで動作するように適合される。この場合、第２の通信システムに係る、第１の周波数帯域で動作可能な第１の送受信部と第２の周波数帯域で動作可能な第２の送受信部とを、各Ｉ／Ｏ端子および各信号経路を介して、前記アンテナ端子に同時に接続させる必要がある。
【００１８】
前記キャリアアグリゲーションモードにおいて、両方の信号経路が有効であり、前記システムは、前記第１および前記第２の通信システムにおいて同時に動作する。
【００１９】
前記第１の通信システムの前記送信機が高調波モードを生成する場合、および、この高調波モードが前記第２の通信システムの使用帯域に位置する周波数を有する場合、前記高調波モードに係る信号は、前記スイッチを第２の切替位置に設定することにより除去される。そして、前記第１の通信システムの前記高調波モードの好ましくない周波数成分が、前記第１のフィルタにより効果的に除去される。
【００２０】
キャリアアグリゲーションモードのために提供される例示的な帯域の組み合わせは、帯域４（Ｂ４）と帯域１７（Ｂ１７）との組み合わせである。帯域Ｂ１７は、ちょうど前記Ｂ４帯域のＲＸ部分の内側の周波数で第３高調波を生成する。それ故、前記フィルタは、２，１１０から２，１５５ＭＨｚの間に存在する周波数成分を除去するように調整されている。
【００２１】
キャリアアグリゲーションモードのために割り当てることが許容される帯域の組み合わせの他の例は、帯域Ｂ３と帯域Ｂ８との組み合わせである。ここで、また、前記２つの帯域のうち周波数の高い方の帯域は、より低い周波数を有する帯域で動作する前記送信機の周波数の高い方のモードに妨害される。前記第１の送受信部の前記帯域Ｂ８の送信機により生成される第２高調波モードは、ちょうど帯域Ｂ３の前記ＲＸ部分内の周波数を有する。この例において、前記第１のフィルタは、前記Ｂ８の送受信部のこの第２高調波の周波数成分を除去するように最適化される。こうするために、第１のフィルタは、少なくとも高調波および第２（Ｒｘ）帯域の重複領域において停止帯域を伴う必要がある。この例において、帯域Ｂ８のＴｘ帯域は、８８０から９１５ＭＨｚまでの間である。高調波モードは、１７６０から１８３０ＭＨｚまでの間の基本周波数の２倍の周波数において生じる。１８０５から１８８０ＭＨｚまでの間のＲｘ帯域を有する帯域Ｂ３は、Ｂ８のＴｘの高調波モードと重なる。
【００２２】
本発明の更なる実施形態において、第１および第２のフィルタは、２つのキャリアアグリゲーションモードの帯域の組み合わせの高調波周波数成分を妨害するフィルタ手段を提供する前記アンテナスイッチの過剰のＩ／Ｏ端子それぞれに接続される。また、これらの帯域の組み合わせの１つの帯域において明らかな妨害高調波モードが現れない場合には、追加的なフィルタリングの必要がないキャリアアグリゲーション帯域の組み合わせが更に存在してもよい。更に、無線システムである各通信システムの、各送受信部または受信部だけに排他的に接続可能に割り当てられる単一のＩ／Ｏ端子が提供される。これらの通信システムは、単一帯域動作モードまたはキャリアアグリゲーション動作モードにおいて動作してもよい。端子の番号ｎは、前記アンテナスイッチに接続される異なる通信システムの番号ｎ−ｘに依存する。番号ｘは追加的なフィルタを前記アンテナスイッチへ切り替え可能に接続するよう割当てられうる過剰のＩ／Ｏ端子の数に相当する。
【００２３】
実施形態において、前記アンテナスイッチは２つのアンテナ端子を備える。この場合、前記スイッチは、前記第１および／または前記第２のアンテナ端子をＩ／Ｏ端子のうちの１つに接続するように適合される。前記第２のアンテナ端子は、ダイバーシティアンテナでありうる第２のアンテナに接続されうる。
【００２４】
前記第２のアンテナ端子に接続される前記第２のアンテナ端子が高い帯域の動作に割り当てられる一方、第１のアンテナ端子に接続される第１のアンテナ端子が低い帯域の動作に割り当てられる可能性がある。低い帯域の動作は、約１４００ＭＨｚより低い周波数で動作する通信システムまたは無線システムを含む。前記高い帯域は、この値より高く、約２．５ＧＨｚ以上までの周波数を含む。
【００２５】
低い帯域および高い帯域の動作に割り当てられる２つのアンテナ端子と２つのアンテナを提供することは、前記各周波数範囲への前記アンテナの最適化を可能とする。このことは、前記アンテナが前記各周波数範囲に合致することを意味する。ダイバーシティアンテナである第１のアンテナおよび第２のアンテナを提供することは、１つの通信システムが前記第１のアンテナに接続され、第２の通信システムが前記第２のアンテナに接続される場合、２つの通信システムでの同時動作が可能となるという利点を有する。
【００２６】
実施形態において、前記スイッチは、第１および第２の通信システムに係る２つの異なる帯域で同時に動作することを可能とするキャリアアグリゲーションにおいて動作しうるフロントエンドモジュールの一部である。この場合、前記スイッチは、Ｉ／Ｏ端子および前記各信号経路を介して、前記第１および第２の送受信部それぞれのうちの１つに接続可能な第１および第２の端子を備え、前記第１および第２の送受信部は異なる帯域で動作する。
【００２７】
単一帯域動作は、前記送受信部から選択された１つを、各アンテナ端子へ有効に接続することにより、前記２つの帯域それぞれにおいて可能である。
【００２８】
キャリアアグリゲーションモード動作は、
前記第１のＩ／Ｏ端子の前記分流路と前記第１の送受信部との間に前記第１のフィルタを接続することと、
前記第１の送受信部を、前記第２のＩ／Ｏ端子および前記各信号経路を介して、前記第１のアンテナ端子に接続することと、
前記第２の送受信部を、第３のＩ／Ｏ端子および前記各信号経路を介して、前記第２のアンテナ端子に接続することと、が必要となる可能性がある。
【００２９】
アンテナスイッチの実施形態において、数ｘは、Ｉ／Ｏ端子の数ｎが接続可能な送受信部の数よりも２以上過剰になるように、ｘ≧２に設定されている。少なくとも第１、第２、第３および第４の送受信部が提供される。そして、第１のフィルタは、第１の送受信部と第１のＩ／Ｏ端子との間に接続されてもよい。少なくとも第２のフィルタは、第３の通信システムに係る第４のＩ／Ｏ端子と第３の送受信部との間に接続されてもよい。この場合、
前記第４のＩ／Ｏ端子が、その分流路に接続され、
前記第３の送受信部が、第５のＩ／Ｏ端子を介して前記第１のアンテナ端子に有効に接続され、
前記第４の送受信部が、第６のＩ／Ｏ端子を介して前記第２のアンテナ端子に有効に接続される、
前記アンテナスイッチの第３の切替位置が存在する。
【００３０】
そして、前記第３の送受信部の前記送信機により形成される高調波モードは、前記第２のフィルタにより除去され、前記分流路を介してグランドに接続される。この高調波モードは、前記第３の送受信部と同時に動作するよう割り当てられた前記第４の送受信部の帯域の中の周波数を有する。
【００３１】
前記第２のフィルタは、前記第３の送受信部が、第４のＩ／Ｏ端子を介して前記第１のアンテナ端子に有効に接続される場合にだけ、前記第３の帯域での単一帯域動作を可能にするために、前記第４のＩ／Ｏ端子および各信号経路を介して、前記アンテナ端子に直接接続されてもよい。
【００３２】
本発明の更なる実施形態において、本発明に係るスイッチを備えるフロントエンドモジュールを作動させる方法が開示されている。前記方法は、キャリアアグリゲーションモードでの前記フロントエンドモジュールの動作が望まれる場合、前記アンテナスイッチを第１の切替位置に切り替えることを含む。この第１の切替位置において、以下のように接続する必要がある。
前記アンテナ端子と前記第１のＩ／Ｏ端子との間の前記信号経路が切断され、それにより、前記コモン入力ノードが、前記フィルタを介して、前記第１のＩ／Ｏ端子の前記分流路に接続される。
前記アンテナ端子と前記第２のＩ／Ｏ端子との間の前記信号経路が有効になる。
前記第１の送受信部が、有効に前記第２のＩ／Ｏ端子に有効に接続され、前記第２の送受信部が、前記第３のＩ／Ｏ端子を介して、前記第２のアンテナ端子に有効に接続される。
【００３３】
更に、前記方法は、単一帯域動作モードでの動作だけが望まれる場合、前記アンテナスイッチを前記第２の切替位置に切り替えることを含む。前記第２の切替位置において、前記アンテナ端子と前記第１および第２のＩ／Ｏ端子との間の信号経路が有効となり、前記第２の送受信部と前記アンテナ端子との間の前記信号経路が切断される。
【００３４】
前記方法は、前記スイッチが、アンテナ端子と前記第１、第２および第３のＩ／Ｏ端子との間の信号経路が有効である位置に設定される追加的なフィルタリング無しに、キャリアアグリゲーションモードでの動作を可能にする第５の切替位置を含む。この第５の切替位置は、追加的なフィルタリング無しに、キャリアアグリゲーションモードのために用いられうる。
【００３５】
本発明は、実施形態および添付図面を参照しつつより詳細に説明される。前記図面は概要であり、本発明をより理解するためだけに、縮尺で描かれていない。それ故、図からは相対値および絶対値のいずれも採用されることはない。従って、一致する部品および特徴または同じ機能を有する部品は、同じ参照符号が割り当てられる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１Ａ】第１の切替位置にあるアンテナスイッチを示す図である。
【図１Ｂ】使用されうる異なるフィルタを示す図である。
【図１Ｃ】第２の切替位置にあるアンテナスイッチを示す図である。
【図１Ｄ】ＬＣフィルタ要素から看做されるフィルタを示す図である。
【図２】追加的なフィルタリング後の第１の通信システムの周波数応答を示す図である。横軸は周波数、縦軸は減衰率。
【図３】キャリアアグリゲーションモードの動作を可能とする切替位置での２つのアンテナを有するアンテナスイッチを示す図である。
【図４】追加的なフィルタリングを行った場合と行わない場合とにおけるキャリアアグリゲーションモードでの２つの帯域間の遮断性を示す図である。横軸は周波数、縦軸は減衰率。
【図５】追加的なフィルタがバイパスされる単一帯域動作での第１の送受信部の周波数応答を示す図である。横軸は周波数、縦軸は減衰率。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、本発明に係るスイッチＳＷを概略的に示す。スイッチは、ガリウムヒ素技術またはシリコンベース上のＰＩＮダイオードの回路または他の半導体技術における他のスイッチにおける、電界効果トランジスタと解釈してもよい。スイッチは、少なくとも１つのアンテナ端子ＡＴと、ｎ個のＩ／Ｏ端子ＩＯと、を備える。スイッチは、アンテナ端子ＡＴを、１または複数のＩ／Ｏ端子ＩＯに個別に接続しうる。
【００３８】
アンテナ端子とＩ／Ｏ端子の間の信号経路ＳＩＰが切断されたとき、各Ｉ／Ｏ端子が分流路ＳＨＰに接続される。分流路ＳＨＰは、各トランジスタのグランド接続であってもよく、抵抗要素Ｒを備える。スイッチがＦＥＴの場合、分流路ＳＨＰにおける抵抗要素Ｒは、ＦＥＴチャネル抵抗を表す。他の実施形態において、抵抗要素Ｒは、誘導性を有するものであってもよい。
【００３９】
図では、４つのＩ／Ｏ端子ＩＯ１、ＩＯ２、ＩＯＸおよびＩＯｎが示されている。Ｉ／Ｏ端子ＩＯ１は、フィルタＦＩＬを介して第１の送受信部ＴＲＵ１のコモン入力ノードＮＯＤに接続されている。Ｉ／Ｏ端子ＩＯ２は、信号線を介して同一の入力ノードＩＯＴに接続されている。残りのＩ／Ｏ端子は、各信号線を介して第２および第３の送受信部に接続されている。
【００４０】
図１Ａは、フィルタＦＩＬにより好ましくない成分を除去することができる第１の切替位置にあるアンテナスイッチを示す。好ましくない周波数成分は、分流路ＳＨＰに接続されそしてグランドに導通する第１のＩ／Ｏ端子ＩＯ１に向かってフィルタＦＩＬを通過しうる。好ましくない周波数よりも低い他の全ての周波数について、信号は、信号経路ＳＩＰと第２のＩ／Ｏ端子ＩＯ２とを介して、アンテナ端子とコモンノードとの間で伝送される。コモンノードは、第１の送受信部ＴＲＵ１に接続されている。
【００４１】
図１Ｂは、本発明に係るアンテナスイッチに用いられうるフィルタの３形式を示す。フィルタＦＩＬは、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタまたはハイパスフィルタとして実現されてもよい。これらの形式のフィルタ全ては、集められた他の通信システムにより用いられる周波数範囲での好ましくない信号がフィルタＦＩＬを通過可能であることを確実にする。第１の通信システムにより用いられる帯域内の周波数を有する信号は、フィルタＦＩＬにより遮断される。フィルタＦＩＬを通過可能な全ての周波数成分は、第１のＩ／Ｏ端子および分流路ＳＨＰを介して、グランドに分流される。
【００４２】
図１Ｃは、フィルタＦＩＬのバイパスを許容する第２の切替位置にあるアンテナスイッチＳＷを示す。図１Ａに示された第１のスイッチ位置と対照的に、ここでは、第１の信号経路ＳＩＰ１が、第１のＩ／Ｏ端子をアンテナ端子ＡＴに有効に接続する。それ故、この信号経路はグランドに接続されておらず、第１の通信システムの帯域に属する全ての信号は、第２のＩ／Ｏ端子ＩＯ２を超えてアンテナ端子ＡＴから第１の送受信部ＴＲＵ１まで、第２の信号経路ＳＩＰ２を介して導かれる。このことは、第１の信号経路ＳＩＰ１が全体として第２の信号経路ＳＩＰ２と並列であり、この信号に実質的に影響を与えないことを意味する。
【００４３】
図１Ｄは、本発明に係るアンテナスイッチに接続された状態で用いられうるフィルタ回路ＦＩＬの特定の実施形態を示す。フィルタＦＩＬは、ＬＣ要素から解釈されるＬＣフィルタとして実現されてもよく、フィルタは、並列に接続されたコンデンサＣ１と並列に接続されたインダクタＬ２とにより形成される並列共振回路であってもよい。追加的な直列共振回路は、第１のインダクタンスＬ１と第１のコンデンサＣ１とにより形成される。ＬＣ要素の値は、第１の送受信部ＴＲＵ１に係る使用帯域の周波数より高い妨害周波数で共振するように選択されている。
【００４４】
図２は、追加的なフィルタリングを行うことにより、および追加的なフィルタリングを行わずに、帯域４および帯域１７のキャリア帯域アグリゲーションを許容するように適合されたフロントエンドモジュールの周波数応答ＴＲＭを示す。図１Ａおよび１Ｃに係るアンテナスイッチが用いられる。各フィルタＦＩＬは、図１Ｄに従って解釈される。以下のＬＣ要素：Ｌ１、Ｌ３＝１ｎＨおよびＣ１＝１ｐＦがこの実施形態および各帯域の組み合わせのために用いられる。
【００４５】
帯域１７は、７５０ＭＨｚ近傍の低帯域であり、一方、帯域４は、２．１ＧＨｚ近傍の高帯域である。グラフでは、第１および第２の伝送モードＴＲＭ１およびＴＲＭ２が示されている。両伝送モードは、本発明に係るアンテナスイッチを備えるフロントエンドモジュールについて計算されている。図示された伝送モードは、帯域１７に係る第１の送受信部のアンテナ端子ＡＴとコモンノードＮＯＤとの間での信号伝送を示す。キャリアアグリゲーションモードの第１の伝送モードＴＲＭ１は、第１の切替位置に一致し、追加的なフィルタリングに起因して帯域１７内で僅かな損失効果を示すが、帯域４の周波数範囲内で−１３ｄＢまでの適度な共振減衰を示す。このことは、Ｂ４帯域の妨害周波数成分が、追加的なフィルタＦＩＬを備えるアンテナスイッチを用いるフロントエンドモジュールにより効果的に除去され得ることを意味する。
【００４６】
第２の伝送モードＴＲＭ２は、同一のフロントエンドモジュールの第２の切替位置に一致し、例えば帯域４の高帯域周波数での低い挿入損失だけでなく、帯域１７の低帯域周波数でかなり低い挿入損失を示す。このことは、第２の切替位置に係る追加的なフィルタＦＩＬがバイパスされる場合、追加的なフィルタによる悪い影響がないことを示す。
【００４７】
図３は、第１および第２のアンテナ端子ＡＴを備えるアンテナスイッチを示す。第２のアンテナ端子ＡＴ２は、各通信システムに係る送受信部に接続可能な１または複数のＩ／Ｏ端子を有するスイッチにより選択的に接続されうる。通信システムは、異なる帯域を使用してもよい。スイッチが動作可能な帯域は、互いに離れていてもよいし、互いに隣接していてもよいし、周波数において重なっていてもよい。
【００４８】
スイッチは、フィルタＦＩＬが有効であり、第１の送受信部ＴＲＵ１の送信機により生成される妨害周波数成分を、分流路ＳＨＰを介して、グランドへ導通することを可能にする、第１の切替位置にある場合について示されている。第２の信号経路ＳＩＰ２は、アンテナ端子ＡＴと、第１の送受信部と、を接続する。第３の信号経路ＳＩＰ３は、第２のアンテナ端子ＡＴ２と、第２の送受信部ＴＲＵ２とを接続する。第１の送受信部ＴＲＵ１が、第１の通信システムに割り当てられてもよく、一方、第２の送受信部ＴＲＵ２が、第２の通信システムに割り当てられてもよく、両通信システムは、キャリアアグリゲーションモードで動作するために提供される。第１および第２の通信システムは、帯域４／帯域１７の組み合わせ、または帯域３／帯域８の組み合わせであってもよく、ここで、フィルタＦＩＬによる追加的なフィルタリングは、第１の通信システムの送信機により生成される妨害高調波モードを除去するのに有利である。
【００４９】
図４は、キャリアアグリゲーションモードにおける帯域４と帯域１７との間の分離性を示す。２つのグラフＩＳ１およびＩＳ２が示されており、第１グラフＩＳ１が図３に示す第１の切替位置に一致している。第２のグラフＩＳ２は、第２の切替位置に係る追加的なフィルタリングを行うことなく測定された遮断性を示す。図は、第１の切替位置において、本発明および追加的なフィルタリングによれば、帯域４の周波数の両方の帯域間の分離性が、約１２ｄＢ改善される。それ故、帯域４での妨害周波数成分は、効果的に除去されうる。
【００５０】
図５は、第２の切替位置に設定され、図２に示すようなグラフＴＲＭ２に一致する発明に係るスイッチを通る帯域１７の信号経路の伝送を示す。帯域１７および帯域４の周波数での測定値が図示され、本発明のアンテナスイッチにより与えられるかなり低い挿入損失の証明を提供する。
【００５１】
本発明は、図に示されるように、特定の実施形態を参照しながら説明されてきた。しかしながら、本発明は、これらの実施形態またはこれらの図に限定されない。例えば、スイッチに接続可能なＩ／Ｏ端子および通信システムの数は、所望のフロントエンドモジュールの必要に応じて選択されてもよい。スイッチは、１、２またはそれより多くのアンテナ端子を多くのＩ／Ｏ端子に接続するように実現されてもよい。本発明のプラスの効果は、２つの帯域の組み合わせについて示されているが、開示された帯域の組み合わせに限定されない。全ての実施形態の基本は、フィルタに組み合わされた過剰のＩ／Ｏ端子を使用することにより、オンおよびオフに切り替わりうる追加的なフィルタリングであり、アンテナスイッチの各切替位置でオンおよびオフに切り替わりうる追加的なフィルタリングである。本発明は、帯域の高調波モードを除去することに限定されるものではないが、除去しなければ各モジュールが動作する任意の帯域での動作を妨害するであろう所望の周波数成分を除去することが意図される。
【００５２】
（付記１）
アンテナ端子（ＡＴ）と、
各通信システムの周波数帯域で動作するｎ−ｘ個の送受信部（ＴＲＵ）に接続可能であるｎ個のＩ／Ｏ端子（ＩＯ）（ここで、ｎおよびｘは整数であり、ｎ、ｘ≧１且つｎ＞ｘ）と、を備えるＲＦアンテナスイッチであって、
前記スイッチ（ＳＷ）は、前記アンテナ端子から前記Ｉ／Ｏ端子までの各信号経路（ＳＩＰ）を提供するために、１または複数のＩ／Ｏ端子（ＩＯ）を個別に同時に前記アンテナ端子（ＡＴ）に接続するように適合され、
第１のＩ／Ｏ端子（ＩＯ１）と第１の送受信部（ＴＲＵ１）との間に接続され、前記第１の送受信部の送信機により生成される好ましくない高調波モードを除去するように適合された第１のフィルタ（ＦＩＬ）を備える、
ＲＦアンテナスイッチ。
【００５３】
（付記２）
各Ｉ／Ｏ端子（ＩＯ）は、前記アンテナ端子（ＡＴ）から前記Ｉ／Ｏ端子までの前記各信号経路（ＳＩＰ）が有効でない場合、分流路（ＳＨＰ）を介して、グランドに接続され、
少なくとも前記第１および第２のＩ／Ｏ端子は、前記第１の送受信部（ＴＲＵ１）のコモン入力ノード（ＮＯＤ）に接続可能である、
付記１に記載のＲＦアンテナスイッチ。
【００５４】
（付記３）
前記スイッチ（ＳＷ）は、
前記アンテナ端子（ＡＴ）と前記第１のＩ／Ｏ端子（ＩＯ１）との間の前記信号経路（ＳＩＰ）が遮断されると共に、前記アンテナ端子と前記第２のＩ／Ｏ端子（ＩＯ２）との間の信号経路が有効になり、それにより、前記コモン入力ノード（ＮＯＤ）を、前記第１のＩ／Ｏ端子の前記分流路（ＳＨＰ）に、前記第１のフィルタ（ＦＩＬ）を介して接続する第１の切替位置を提供し、且つ、
前記アンテナ端子が前記コモン入力ノードに直接接続され、前記第１のフィルタが前記第１のＩ／Ｏ端子の前記分流路から遮断されるように、前記アンテナ端子と第１および第２のＩ／Ｏ端子との間の信号経路の両方が有効になる第２の切替位置を提供する、
ように適合される、
付記１または２に記載のアンテナスイッチ。
【００５５】
（付記４）
前記第１のフィルタ（ＦＩＬ）は、並列共振回路または直列共振回路を形成するように回路構成されるＬＣフィルタ要素（Ｌ１、Ｌ２、Ｃ１）を備える、
付記１から３のいずれか１つに記載のアンテナスイッチ。
【００５６】
（付記５）
前記第１のフィルタ（ＦＩＬ）は、ノッチフィルタである、
付記１から４のいずれか１つに記載のアンテナスイッチ。
【００５７】
（付記６）
前記第１のフィルタ（ＦＩＬ）は、バンドパスフィルタまたはハイパスフィルタである、
付記１乃至５のいずれか１つに記載のアンテナスイッチ。
【００５８】
（付記７）
前記第１の切替位置において、第２の通信システムに係る第２の周波数帯域で動作可能な第２の送受信部（ＴＲＵ２）は、前記アンテナ端子（ＡＴ）に、第３のＩ／Ｏ端子（ＩＯ３）および信号経路（ＳＩＰ）を介して、同時に有効に接続され、
前記第２の周波数帯域は、それが前記第１のフィルタ（ＦＩＬ）により除去されない場合、前記第２の周波数帯域で動作を妨害する、前記第１の送受信部（ＴＲＵ１）の前記送信機の前記高調波モードの周波数成分を含む、
付記１から６のいずれか１つに記載のアンテナスイッチ。
【００５９】
（付記８）
前記第１の送受信部（ＴＲＵ１）は、帯域１７で動作可能であり、
前記第２の送受信部（ＴＲＵ２）は、帯域４で動作可能である、
付記１から７のいずれか１つに記載のアンテナスイッチ。
【００６０】
（付記９）
前記第１の送受信部（ＴＲＵ１）は、帯域８で動作可能であり、
前記第２の送受信部（ＴＲＵ２）は、帯域３で動作可能である、
付記１から８のいずれか１つに記載のアンテナスイッチ。
【００６１】
（付記１０）
前記スイッチ（ＳＷ）は、第１および第２の通信システムに係る２つの異なる帯域で同時に動作するキャリアアグリゲーションモードで動作しうる、フロントエンドモジュールの一部であり、
第１および第２の送受信部（ＴＲＵ）は、前記第１および第２の通信システムそれぞれに提供され、
前記スイッチ（ＳＷ）は、Ｉ／Ｏ端子（ＩＯ）と前記各信号経路（ＳＩＰ）とのそれぞれを介して、前記第１および第２の送受信部（ＴＲＵ）のうちの１つへ接続可能な第２のアンテナ端子（ＡＴ２）を備える、
付記１から９のいずれか１つに記載のアンテナスイッチ。
【００６２】
（付記１１）
Ｉ／Ｏ端子（ＩＯ）の数ｎが接続可能な送受信部（ＴＲＵ）の数よりも２以上過剰となるように、ｘ≧２であり、
少なくとも第２のフィルタ（ＦＩＬ）は、前記過剰のＩ／Ｏ端子（ＩＯ）のうちの１つと、第３の通信システムに係る第３の送受信部（ＴＲＵ）と、の間に接続され、
前記スイッチ（ＳＷ）の第３の切替位置において、前記過剰のＩ／Ｏ端子のうちの１つは、第３の帯域で前記第３の送受信部と同時に動作するよう割り当てられた第４の送受信部の帯域内の周波数成分を有する第３の送受信部の送信機により形成される高調波モードを除去するために、分流路（ＳＨＰ）に接続され、
前記第２のフィルタは、前記第３の帯域だけで単一帯域動作を許容するために、各Ｉ／Ｏ端子および単一経路を介して、前記アンテナ端子に直接接続されうる、
付記１から１０のいずれか１つに記載のアンテナスイッチ。
【００６３】
（付記１２）
付記１から１１のいずれか１つに係るスイッチ（ＳＷ）を備えるフロントエンドモジュールを作動させる方法であって、
キャリアアグリゲーションモードで動作させるために、前記スイッチは、
前記アンテナ端子（ＡＴ）と前記第１のＩ／Ｏ端子（ＩＯ１）との間の前記信号経路（ＳＩＰ）が切断され、それにより、前記コモン入力ノード（ＮＯＤ）が前記フィルタ（ＦＩＬ）を介して、前記第１のＩ／Ｏ端子の前記分流路（ＳＨＰ）に接続され、
前記アンテナ端子（ＡＴ）と前記第２のＩ／Ｏ端子（ＩＯ１）との間の前記信号経路（ＳＩＰ）が有効であり、
前記第２の送受信部（ＴＲＵ２）が、各Ｉ／Ｏ端子（ＩＯ）を介して、前記第２のアンテナ端子（ＡＴ２）に有効に接続されるように、
前記第１の切替位置に切り替えられ、
単一帯域動作モードだけで動作するために、前記アンテナ端子（ＡＴ）と前記第１および第２のＩ／Ｏ端子との間の前記信号経路（ＳＩＰ）が有効であり、前記第２の送受信部と前記アンテナ端子との間の信号経路が切断されるように、前記スイッチが、前記第２の切替位置に切り替えられる、
方法。
【符号の説明】
【００６４】
ＡＴ１，ＡＴ２：アンテナ端子、Ｂ１−Ｂ４：第１から第４の（周波数）帯域、ＣＯＭ：通信システム、Ｆ１，Ｆ２：第１および第２のフィルタ、ＦＩＬ：フィルタ、Ｉ／Ｏ：第１、第２および更なる他のＩ／Ｏ端子、ＩＳ１，ＩＳ２：分離性、Ｌ，Ｃ：ＬＣフィルタ要素、ＮＯＤ：送受信部のコモンノード、Ｒ：抵抗要素、ＳＨＰ：分流路（Ｉ／Ｏ端子からグランドまで）、ＳＩＰ：信号経路（少なくともアンテナ端子からＩ／Ｏ端子まで）、ＳＷ：アンテナスイッチ、ＴＲＭ１，２：第１および第２の切替位置に係る第１および第２の伝送モード、ＴＲＵ：送受信部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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