高频前端电路的制作方法

本发明涉及进行高频信号的收发的高频前端电路。

背景技术：

以往，设计出各种高频前端电路。在这种高频前端电路中，如专利文献1所示，具备组合了发送滤波器和接收滤波器的双工器。

在双工器中，发送滤波器的接收滤波器的一端彼此连接成为共用端子，该共用端子与天线或天线侧的电路连接。发送滤波器的另一端与发送电路连接，接收滤波器的另一端与接收电路连接。

在这种高频前端电路中，由于将发送滤波器和接收滤波器连接起来，所以为了抑制发送信号折回到接收滤波器侧，阻抗被设定为在发送信号的基本频率下从发送滤波器侧观察接收滤波器侧而成为开放。

专利文献1：日本特开2004－120295号公报

然而，已知在以往的高频前端电路中，即使如上述那样在发送滤波器与接收滤波器之间确保隔离性，也产生与接收滤波器连接的接收电路中的接收灵敏度恶化。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制接收灵敏度恶化的高频前端电路。

该发明的高频前端电路具有分波电路、功率放大器、以及相位调整电路。分波电路具备发送信号的基本频带被设定在通频带内的发送滤波器、以及接收信号的基本频带被设定在通频带内的接收滤波器。对于分波电路，发送滤波器的一端和接收滤波器的一端经由共用的连接点电连接。功率放大器与发送滤波器的另一端电连接。相位调整电路电被连接在功率放大器与发送滤波器之间。

而且，相位调整电路如下所示那样地进行相位调整。通过表示纯电阻的第一线、和连结史密斯图的外周中的相位为90°的点与基准阻抗的点而成的第二线将该史密斯图分割为四个象限。相位调整电路使得在接收信号的基本频率下，从发送滤波器观察到的功率放大器的相位进入的象限、与从功率放大器观察上述发送滤波器而得到的相位进入的象限不成为共轭的关系。

在该结构中，在功率放大器与发送滤波器之间，在接收信号的基本频率下容易使阻抗不匹配。因此，抑制与接收信号的基本频率一致的噪声折回到接收滤波器侧。

另外，在该发明的高频前端电路中优选是如下的结构。相位调整电路进行相位调整，以便在接收信号的基本频率下，从发送滤波器观察到的功率放大器的相位进入的象限、与从功率放大器观察发送滤波器而得到的相位进入的象限夹着第二线而配置。

在该结构中，在功率放大器与发送滤波器之间，在接收信号的基本频率下，容易使阻抗更大地不匹配。

另外，在该发明的高频前端电路中优选是如下的结构。相位调整电路进行相位调整，以使发送信号的基本频率中的阻抗接近基准阻抗。

在该结构中，能够进行在接收信号的基本频率下的阻抗不匹配，并且进一步降低发送信号的传输损失。

另外，在该发明的高频前端电路中优选是如下的结构。相位调整电路具备至少一个具有电抗分量的安装型电子部件。

在该结构中，能够容易地变更相位调整电路的结构，并更可靠地实现接收信号的基本频率中的发送滤波器与功率放大器之间的阻抗不匹配。

另外，在该发明的高频前端电路中也可以是如下的结构。相位调整电路根据传输发送信号的传输线的长度来进行相位调整。

在该结构中，能够可靠地获得接收信号的基本频率中的发送滤波器与功率放大器之间的阻抗不匹配，并且以简单的结构实现高频前端电路。

另外，在该发明的高频前端电路中也可以是如下的结构。高频前端电路具备分波电路、功率放大器、以及相位调整电路。分波电路具有发送信号的基本频带被设定在通频带内的发送滤波器、以及接收信号的基本频带被设定在通频带内的接收滤波器。对于分波电路，发送滤波器的一端和接收滤波器的一端经由共用的连接点电连接。功率放大器与发送滤波器的另一端电连接。相位调整电路包含在发送滤波器中。

而且，相位调整电路如下所示那样地进行相位调整。通过表示纯电阻的第一线、和连结史密斯图的外周中的相位为90°的点与基准阻抗的点而成的第二线将该史密斯图分割为四个象限。相位调整电路使得在接收信号的基本频率下，从发送滤波器观察到的功率放大器的相位进入的象限、与从功率放大器观察发送滤波器而得到的相位进入的象限不成为共轭的关系。

在该结构中，由于发送滤波器也兼作相位调整电路的功能，所以能够使高频前端电路的电路结构简单化。

另外，在该发明的高频前端电路中优选是如下的结构。发送滤波器由多个共振件构成。相位调整电路由与功率放大器连接的共振件构成。

在该结构中，由于在从功率放大器向发送滤波器的输入端，接收信号的基本频率的信号被反射，所以能够更有效地抑制向接收滤波器的折回。

另外，在该发明的高频前端电路中，具备分波电路、功率放大器、以及相位调整电路。分波电路具备第一发送信号的基本频带被设定在通频带内的第一发送滤波器、与第一发送信号不同的第二发送信号的基本频带被设定在通频带内的第二发送滤波器、以及第一接收信号的基本频带被设定在通频带内的接收滤波器，第一发送滤波器、第二发送滤波器以及接收滤波器的一端相连接。功率放大器分别与第一发送滤波器的另一端以及第二发送滤波器的另一端连接。相位调整电路被连接在功率放大器与第二发送滤波器之间，或者，包含在第二发送滤波器中。第二发送信号的高次谐波频率和接收信号的基本频率接近。

而且，相位调整电路如下所示那样进行相位调整。通过表示纯电阻的第一线、和连结史密斯图的外周中的相位为90°的点与基准阻抗的点而成的第二线将该史密斯图分割为四个象限。相位调整电路使得在第二发送信号的高次谐波频率下，从第二发送滤波器观察到的功率放大器的相位进入的象限、与从功率放大器观察第二发送滤波器而得到的相位进入的象限不成为共轭的关系。

在该结构中，在功率放大器与第二发送滤波器之间，在第二发送信号的高次谐波频率下，容易使阻抗不匹配。因此，具有与接收信号的基本频率接近的频率的第二发送信号的高次谐波信号折回到接收滤波器侧的情况被抑制。

根据该发明，即使针对接收信号频带也能够可靠地确保发送侧与接收侧之间的隔离性，并能够抑制接收灵敏度恶化。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的高频前端电路的框图。

图2是用于对本发明的第一实施方式所涉及的高频前端电路的原理进行说明的史密斯图。

图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的相位调整电路的一个例子的等效电路图。

图4是表示使用了本发明的第一实施方式所涉及的高频前端电路的情况和未使用该高频前端电路的情况下的接收灵敏度恶化率的特性的图表。

图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的相位调整电路的其它方式的等效电路图。

图6是用于对本发明的第一实施方式所涉及的高频前端电路的其它方式的原理进行说明的史密斯图。

图7是本发明的第二实施方式所涉及的前端电路的框图。

图8是本发明的第二实施方式所涉及的带相位调整电路的Tx滤波器的等效电路图。

图9是本发明的第三实施方式所涉及的高频前端电路的框图。

图10是用于对本发明的第三实施方式所涉及的高频前端电路的原理进行说明的史密斯图。

具体实施方式

参照附图，对本发明的第一实施方式所涉及的高频前端电路进行说明。图1是本发明的第一实施方式所涉及的高频前端电路的框图。

如图1所示，高频前端电路10具备双工器20、相位调整电路30、以及功率放大器PA。双工器20具备与本申请发明的“发送滤波器”对应的Tx滤波器21、以及与本申请发明的“接收滤波器”对应的Rx滤波器22。

Tx滤波器21的一端和Rx滤波器22的一端与共用的连接点连接。该连接点与天线或天线侧的电路(未图示)连接。该天线将通过了Tx滤波器21的发送信号发送到外部，并接收来自外部的接收信号。

规定的通信标准的发送信号的基本频率位于Tx滤波器21的通频带内。Tx滤波器21被设定为针对规定的通信标准的接收信号的频率，获得规定的衰减量。

规定的通信标准的接收信号的基本频率位于Rx滤波器22的通频带内。Rx滤波器22的另一端与接收电路90的低噪声放大器LNA连接。此时，可以在Rx滤波器22与低噪声放大器LNA之间配备按照接收信号的频率进行阻抗匹配的匹配电路。

Tx滤波器21的另一端经由相位调整电路30与功率放大器PA的输出端连接。此外，功率放大器PA的输入端与发送信号生成电路(未图示)连接。

相位调整电路30由实现发送信号的基本频带中的Tx滤波器21与功率放大器PA之间的阻抗匹配的电路结构构成。并且，相位调整电路30根据如下所示的原理，实现电路结构。图2是用于对本发明的第一实施方式所涉及的高频前端电路的原理进行说明的史密斯图。

如图2所示，在本发明的高频前端电路10中，将史密斯图划分为如下所示的4个象限，并利用在该4个象限的哪个象限是否存在阻抗来进行相位调整。此外，在图2中记载了被标准化的史密斯图。即，在图2中，阻抗50Ω被记载为阻抗1。

首先，对史密斯图的象限的划分方法进行说明。将史密斯图中的纯电阻线，即图2中的从阻抗0的点通过阻抗1的点(基准阻抗的点)到阻抗∞的点的线设为第一线。接下来，将通过史密斯图的外周中的相位成为90°的二点、以及阻抗为1的点(基准阻抗的点)的线设为第二线。将通过这些正交的第一线和第二线划分的4个区域作为第一、第二、第三、第四象限。而且，第一象限为具有感抗且阻抗较大的区域，第二象限为具有感抗且阻抗较小的区域。第三象限为具有容抗且阻抗较小的区域，第四象限为具有容抗且阻抗较大的区域。

在图2中，ZRX(fr0)是不使用相位调整电路30的状态下的接收信号的基本频率下的从Tx滤波器21观察功率放大器PA侧而得到的阻抗。ZTX(fr0)是不使用相位调整电路30的状态下的接收信号的基本频率下的从功率放大器PA观察Tx滤波器21侧而得到的阻抗。ZTXc1(fr0)是使用了相位调整电路30的状态下的接收信号的基本频率下的从功率放大器PA观察Tx滤波器21侧而得到的第一阻抗。ZTXc2(fr0)是使用了相位调整电路30的状态下的接收信号的基本频率下的从功率放大器PA观察Tx滤波器21侧而得到的第二阻抗。ZTX(ft0)是不使用相位调整电路30的状态下的发送信号的基本频率下的从功率放大器PA观察Tx滤波器21侧而得到的阻抗。ZTXc2(ft0)是使用了相位调整电路30的状态下的发送信号的基本频率下的从功率放大器PA观察Tx滤波器21侧而得到的阻抗。

如图2所示，在接收信号的基本频率下从Tx滤波器21观察功率放大器PA侧而得到的阻抗ZRX(fr0)的相位、与接收信号的基本频率下的从功率放大器PA观察Tx滤波器21侧而得到的阻抗ZTX(fr0)的相位处于共轭的象限的情况下，相位调整电路30使相位偏移。由此，如阻抗ZTXc1(fr0)、阻抗ZTXc2(fr0)所示那样，能够使阻抗偏移至相对于有阻抗ZRX(fr0)的象限不是共轭的象限。

由此，在接收信号的基本频率下，功率放大器PA和Tx滤波器21成为阻抗不匹配。因此，与接收信号的基本频率相同的频率的噪声不会从功率放大器PA输入到Tx滤波器21。其结果，该噪声不会经由Tx滤波器21流入Rx滤波器22，而能够抑制接收灵敏度恶化的产生。

并且，如图2所示，通过具备相位调整电路30，能够使发送信号的基本频率的阻抗与基准阻抗(50Ω)更接近。由此，能够进一步减少发送信号的传输损失，并能够提高发送特性。

由于进行这样的相移，所以相位调整电路30例如具有图3所示那样的电路结构。图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的相位调整电路的一个例子的等效电路图。

相位调整电路30具备电感器301以及电容器302。电感器301同功率放大器PA和Tx滤波器21连接。电容器302被连接在电感器301的Tx滤波器21侧与接地点之间。电感器301的电感和电容器302的电容被设定为能够实现图2所示的相移。

此外，电感器301、电容器302可以通过形成于基板的电极图案来实现，也可以通过安装型电子部件来实现。在通过电极图案来实现电感器301、电容器302的情况下，能够使相位调整电路30成为简单的结构，进而能够以简单的结构实现高频前端电路10。另一方面，在通过安装型电子部件来实现电感器301、电容器302的情况下，由于只更换安装型电子部件就能够变更电感、电容，所以容易调整电感、电容。因此，能够更准确地实现所希望的相移量。

图4是表示使用了本发明的第一实施方式所涉及的高频前端电路的情况和不使用该高频前端电路的情况下的接收灵敏度恶化率的特性的图表。图4的横轴表示功率放大器PA发出的接收信号的基本频率的噪声的等级。图4的纵轴表示接收灵敏度恶化率。另外，实线表示具有本实施方式所示的相位调整电路30的情况，虚线表示不具有本实施方式所示的相位调整电路30的情况。

如图4所示，通过使用本实施方式的结构，能够降低接收灵敏度恶化率。

此外，相位调整电路也可以是如下所示的电路结构。图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的相位调整电路的其它方式的等效电路图。相位调整电路30’具备电感器303。电感器303被连接在将功率放大器PA和Tx滤波器21连接的连接线与接地点之间。

在这样的结构中，如图6所示，相位的偏移方向与图2的情况相反。图6是用于对本发明的第一实施方式所涉及的高频前端电路的其它方式的原理进行说明的史密斯图。即使在该情况下，如图6所示那样，在接收信号的基本频率下，从Tx滤波器21观察功率放大器PA侧而得到的阻抗ZRX(fr0)的相位、和接收信号的基本频率下的从功率放大器PA观察Tx滤波器21侧而得到的阻抗ZTX(fr0)的相位处于共轭的象限的情况下，使相位偏移。由此，如阻抗ZTXc1’(fr0)所示，能够使阻抗位移至相对于有阻抗ZRX(fr0)的象限不是共轭的象限。

即使进行这样的相移，也同样地能够降低接收灵敏度恶化率。

此外，在接收信号的基本频率下，优选从Tx滤波器21观察功率放大器PA侧而得到的阻抗的相位、和从功率放大器PA观察Tx滤波器21侧而得到的阻抗的相位相对于纯电阻线(第一线)是相同的侧的象限，并处于与第二线对置的象限。通过形成这样的关系，能够较大地取得接收信号的基本频率下的Tx滤波器21与功率放大器PA的阻抗不匹配。因此，能够可靠地抑制向Rx滤波器22的噪声泄漏，并进一步降低接收灵敏度恶化率。

接下来，参照附图，对本发明的第二实施方式所涉及的高频前端电路进行说明。图7是本发明的第二实施方式所涉及的前端电路的框图。对于本实施方式的高频前端电路10A而言，第一实施方式所示的相位调整电路30的功能被包含在Tx滤波器，被实现为带相位调整电路的Tx滤波器21A。其它的结构与第一实施方式所涉及的高频前端电路10相同。因此，仅具体地对与第一实施方式所涉及的高频前端电路10不同之处进行说明。

高频前端电路10A具备双工器20A以及功率放大器PA。双工器20A具备带相位调整电路的Tx滤波器21A以及Rx滤波器22。带相位调整电路的Tx滤波器21A的一端与Rx滤波器22的一端连接。带相位调整电路的Tx滤波器21A的另一端与功率放大器PA连接。

带相位调整电路的Tx滤波器21A被设定为使发送信号的基本频率为通频带内，在接收信号的基本频率下相对于功率放大器PA如上述那样成为阻抗不匹配。换言之，带相位调整电路的Tx滤波器21A被设定为，接收信号的基本频率下的观察到功率放大器PA侧的阻抗的相位、与从功率放大器PA观察带相位调整电路的Tx滤波器21A而得到的阻抗的相位至少不会反相。而且，带相位调整电路的Tx滤波器21A也可以被设定为接收信号的基本频率下的观察到功率放大器PA侧的阻抗的相位与从功率放大器PA观察带相位调整电路的Tx滤波器21A而得到的阻抗的相位同相。

具体而言，带相位调整电路的Tx滤波器21A由如下那样的电路结构形成。图8是本发明的第二实施方式所涉及的带相位调整电路的Tx滤波器的等效电路图。带相位调整电路的Tx滤波器21A具备多个共振器21A1、21A2、21A3、21A4。共振器21A1、21A2串联连接，共振器21A1与功率放大器PA连接，共振器21A2与针对Rx滤波器22的连接点连接。在共振器21A1的功率放大器PA侧与接地点之间连接有共振器21A3。在将共振器21A1、21A2连接的连接线与接地点之间连接有共振器21A4。

此处，通过调整与功率放大器PA最接近的共振器21A3的特性，来实现相对于上述的接收信号的基本频率的阻抗不匹配。通过形成为这样的结构，能够更有效地实现接收信号的基本频率下的功率放大器PA与带相位调整电路的Tx滤波器21A之间的阻抗不匹配。

通过具备这样的结构，能够与第一实施方式同样地降低接收灵敏度恶化率。并且，在本实施方式的结构中，由于使相位调整电路和Tx滤波器一体化，所以能够使高频前端电路的电路结构简单化。

接下来，参照附图，对本发明的第三实施方式所涉及的高频前端电路进行说明。图9是本发明的第三实施方式所涉及的高频前端电路的框图。此外，在本实施方式中，表示第二发送信号的3次高次谐波频率和第一接收信号的基本频率接近的方式，表示同时进行第二发送信号的发送和第一接收信号的接收的载波聚合(Carrier Aggregation)的情况。

如图9所示，本实施方式的高频前端电路不具备第一、第二实施方式所示的双工器结构，而具备三工器结构。

如图9所示，高频前端电路10B具备三工器20B、相位调整电路30B、以及功率放大器PA1、PA2。三工器20B具备与本申请发明的“第一发送滤波器”对应的Tx1滤波器211、与本申请发明的“第二发送滤波器”对应的Tx2滤波器212、以及与本申请发明的“第一接收滤波器”对应的Rx1滤波器221。

Tx1滤波器211的一端、Tx2滤波器212的一端、以及Rx1滤波器221的一端相连接。该连接点与天线或天线侧的电路(未图示)连接。该天线是将通过了Tx1滤波器211或Tx2滤波器212的发送信号发送到外部，并接收来自外部的接收信号的天线。

Tx1滤波器211被设定为第一发送信号的基本频率进入通频带内。Tx1滤波器211被设定为针对第一接收信号以及第二发送信号的频率，获得规定的衰减量。

Tx2滤波器212被设定为第二发送信号的基本频率进入通频带内。Tx2滤波器211被设定为针对第一发送信号以及第一接收信号的频率，获得规定的衰减量。

Rx1滤波器221被设定为第一接收信号的基本频率进入通频带内。Rx1滤波器221的另一端与接收电路90的LNA连接。此时，也可以在Rx1滤波器221与LNA之间配备按照接收信号的频率进行阻抗匹配的匹配电路。

Tx1滤波器211的另一端与功率放大器PA1的输出端连接。此外，功率放大器PA1的输入端与发送信号生成电路(未图示)连接。

Tx2滤波器212的另一端经由相位调整电路30B与功率放大器PA2的输出端连接。此外，功率放大器PA2的输入端与发送信号生成电路(未图示)连接。另外，功率放大器PA1、PA2也可以是一体的。

相位调整电路30B由实现第二发送信号的基本频带中的在Tx2滤波器212与功率放大器PA2之间的阻抗匹配的电路结构形成。并且，相位调整电路30B根据如下所示的原理，实现电路结构。图10是用于对本发明的第三实施方式所涉及的高频前端电路的原理进行说明的史密斯图。图10所示的史密斯图与图2所示的史密斯图相同，根据与图2相同的概念而划分为4个象限。

图10中，ZRX1(fr0)是不使用相位调整电路30B的状态下的第一接收信号的基本频率下的从Tx2滤波器212观察功率放大器PA2侧而得到的阻抗。ZTX2(ft3)是不使用相位调整电路30B的状态下的第二发送信号的3次高次谐波频率中的从功率放大器PA2观察Tx滤波器212侧而得到的阻抗。ZTX2c1(ft3)是使用了相位调整电路30B的状态下的第二发送信号的3次高次谐波频率中的从功率放大器PA2观察Tx滤波器212侧而得到的第一阻抗。ZTX2c2(ft3)是使用了相位调整电路30B的状态下的第二发送信号的3次高次谐波频率中的从功率放大器PA2观察Tx滤波器212侧而得到的第二阻抗。ZTX2(ft0)是不使用相位调整电路30B的状态下的第二发送信号的基本频率下的从功率放大器PA2观察Tx滤波器212侧而得到的阻抗。ZTX2c2(ft0)是使用了相位调整电路30B的状态下的第二发送信号的基本频率下的从功率放大器PA2观察Tx滤波器212侧而得到的阻抗。

如图10所示，在第一接收信号的基本频率下的从Tx滤波器212观察功率放大器PA2侧而得到的阻抗ZRX1(fr0)的相位、和第二发送信号的3次高次谐波频率下的从功率放大器PA2观察Tx滤波器212侧而得到的阻抗ZTX2(ft3)的相位处于共轭的象限的情况下，相位调整电路30B使阻抗ZTX2(ft3)的相位偏移。由此，如阻抗ZTX2c1(ft3)、阻抗ZTX2c2(ft3)所示那样，能够使阻抗位移至相对于有阻抗ZRX1(fr0)的象限，不是共轭的象限。

由此，在第一接收信号的基本频率、第二发送信号的3次高次谐波频率下，功率放大器PA2与Tx滤波器212成为阻抗不匹配。因此，第二发送信号的3次高次谐波信号不会从功率放大器PA2输入到Tx滤波器212。其结果，第二发送信号的3次高次谐波信号不会经由Tx滤波器212流入到Rx1滤波器221，进行载波聚合，也能够抑制产生对第一接收信号的接收灵敏度恶化。

并且，如图10所示，通过具备相位调整电路30B，能够使第二发送信号的基本频率的阻抗与基准阻抗(50Ω)更接近。由此，能够进一步减少第二发送信号的传输损失，并提高发送特性。

此外，在上述的说明中示出了第一接收信号的基本频率与第二发送信号的3次高次谐波频率接近的情况，但在第二发送信号的其它的高次谐波频率与第一接收信号的基本频率接近的情况下，也能够应用上述的结构。

这样，通过使用本实施方式的结构，即使进行载波聚合的发送信号的高次谐波频率与接收信号的基本频率接近，也能够使接收信号的接收灵敏度恶化率降低。

符号说明

10、10A、10B：高频前端电路20、20A：双工器；20B：三工器；21：Tx滤波器；211：Tx1滤波器；212：Tx2滤波器；22：Rx滤波器；221：Rx1滤波器；21A：相位调整电路付Tx滤波器；30、30’、30B：相位调整电路；90：接收电路；21A1、21A2、21A3、21A4：共振器；301、303：电感器；302：电容器；PA、PA1、PA2：功率放大器。