专利名称：高频电路装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高频无线设备，尤其是便携电话等移动通信装置的发送接收部中的高频电路装置，尤其是涉及一种具有高频功率发送用的半导体放大电路(以下简称为发送用放大电路)和切换多个频带的开关电路的多频带高频电路装置。
背景技术：
在便携电话等当中，在W-CDMA(Wideband-Code DivisionMultiple Access宽带码分多址)方式或CDMA(Code Division MultipleAccess码分多址)方式的系统中，存在多个相差200 MHz以上的频带，例如2GHz与1.7GHz、从1.4至1.5GHz频带，或从800至900MHz频带，在使用多个频带的便携电话中，从天线发送高频功率的发送用放大电路在各个频带中使用单独的高频放大器来构成。其理由在于，在现有的接收正交调制信号的线性高频放大器中，在宽的频带下进行线性放大动作时，消耗电流明显增加。
另外，在使便携电话具有无线LAN(Local Area Network局域网)功能的情况下，其频率为2.4GHz频带或5GHz频带，而且还需要该个数的高频放大器。
(现有例1)图6是表示现有的高频电路装置的一构成例的框图。如图6所示，将800MHz～900MHz段的W-CDMA发送信号Tx(0.8)输入至发送用放大电路的高频放大器1中进行放大。另外，将1.9GHz～2.0GHz的W-CDMA发送信号Tx(2)输入至发送用放大电路的高频放大器2中进行放大。
这些多个频带的发送信号在由高频放大器1、2放大之后，由低通滤波器(LPF)去除其2倍、3倍等的高频成分的信号，经隔离器27、27，被输入作为用于实现同时发送接收的分离发送信号与接收信号的滤波器的双工器(共用器)9、9。另外，隔离器27用于避免在天线7接近金属或人的头时，阻抗偏离50欧姆，高频放大器1、2的动作中失真特性变差。
另外，切换发送频带的多开关电路8连接于天线7与双工器9之间，其选择发送频带后提供给天线7。另一方面，在接收时，多开关电路8选择接收频带，从天线7经多开关电路8向双工器9、9提供接收信号，之后分别经SAW滤波器(SAW)11、11，低噪声放大器(LNA)12、12，作为接收信号Rx(0.8)、Rx信号(2)而被接收。SAW滤波器11也可将双工器9的接收侧构成为一个滤波器。高频的多开关电路8由GaAs开关构成。另外，多开关电路8也可由PIN型二极管构成。
(现有例2)图7是表示包含3频带的高频放大器的现有高频电路装置的一构成例的框图。如图7所示，现有例2除现有例1的发送信号外，还将1.7GHz的W-CDMA发送信号Tx(1.7)输入高频放大器30中进行放大。与2GHz段和800-900MHz段一样，发送信号Tx(1.7)在由高频放大器30放大后，由低通滤波器(LPF)去除其2倍、3倍等的高频成分的信号，经隔离器27，输入用于同时实现发送接收的双工器(共用器DUT)9。
另外，与现有例1一样，切换发送频带的多开关电路8连接在天线7与双工器9之间，选择发送频带后提供给天线7。另一方面，在接收时，多开关电路8选择接收频带，接收信号从天线7经多开关电路8被提供给双工器9，经SAW滤波器(SAW)11、低噪声放大器(LNA)12，作为接收信号Rx(1.7)接收。
这里，高频放大器1、2、30由GaAs的FET、或HBT(hetero bipolartransistor异质结双极晶体管)、SiGe的HBT构成。
(现有例3)图8是表示包含对应于无线LAN(Local Area Network局域网)的3频带的高频放大器的现有高频电路装置的一构成例的框图。
在由原系统发送OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple正交频分复用)等多载波调制后的无线LAN信号的情况下，由于频率与动作的不同，2.4GHz频带的无线LAN用高频放大器30需要与W-CDMA用的高频放大器1、2相区别。其理由不仅在于频率差，而且还在于为了使输出小至便携电话的1/10至1/100左右，当使用便携电话用的高频放大器、作为与W-CDMA一样的输入正交调制信号的2.4GHz无线LAN信号Tx(2.4)的线性工作的高频放大器30时，会消耗5-10倍的电流。作为无线LAN工作，通过多开关电路选择发送或接收动作，在接收时，从无线LAN用低噪声接收放大器12输出接收信号Rx(2.4)。
在存在2.4GHz-2.7GHz段的W-CDMA、TD-CDMA、TD-SCDMA方式的信号的情况下，与上述无线LAN用的情况相同。
但是，在现有的结构中，随着W-CDMA方式的频带增至2个、3个、4个，高频放大器也需要变为该个数，与现有的频带为1个或2个的便携电话的情况相比，价格变为2-3倍，由于必须对各个频带设置隔离器，所以价格变得更高，结果是，存在成本上升近3-5倍的问题。
另外，由于隔离器，W-CDMA用的高频放大器的电流也损失约20％，这将产生多消耗40-70mA的问题。
另外，若再增加无线LAN功能，则存在另外需要无线LAN用的高频放大器的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题而做出，其目的在于提供一种实现低成本化和低功耗化，即便新增加发送频带也不必另外设置高频放大器的高频电路装置。
为了实现上述目的，本发明的高频电路装置是一种对应于存在多个发送频带的W-CDMA或CDMA方式的高频电路装置，其中，构成为具备用于从天线发送高频功率的发送用放大电路，其至少包含一个放大相差200MHz以上的多个发送频带信号的宽频带用高频放大器；实现同时发送接收的双工器；夹持双工器设置在宽频带用的高频放大器与天线之间，并且在同时发送接收时接通的前级和后级开关电路；和向发送用放大电路的电源端子提供振幅调制电压的电源振幅调制器。另外，发送用放大电路的高频放大器中，发送信号的相位信息被提供给信号输入端子，来自电源振幅调制器的对应于发送信号的振幅信息的振幅调制电压被提供给电源端子，进行极性调制或极性环调制。
根据上述构成，对应于W-CDMA方式的2个、3个或4个以上频带的便携电话的高频电路装置，可由1个或2个这样少数的高频放大器来实现，另外，由于可全部废弃对应于各个频带的隔离器，所以就高频放大器与隔离器而言，可将成本降低到1/3-1/5倍。另外，通过消除隔离器带来的损失，可将W-CDMA工作的高频放大器的消耗电流减少20％左右，即可以减少40-70mA。
另外，即便对于无线LAN功能的增加，也可通过宽频带用的高频放大器放大对应于无线LAN的发送频带的信号后直接提供给后级的开关电路，并进行极性调制或极性环调制来实现。
根据本发明，可提供一种实现低成本化(1/3-1/5)和低功耗化(约削减20％)，即便新增加发送频带也不必另外设置高频放大器的高频电路装置，其效果巨大。
图1是表示本发明第1实施方式的高频电路装置的一构成例的框图。
图2是表示本发明第2实施方式的高频电路装置的一构成例的框图。
图3是表示本发明第3实施方式的高频电路装置的一构成例的框图。
图4是表示本发明第4实施方式的高频电路装置的一构成例的框图。
图5是表示本发明第5实施方式的高频电路装置的一构成例的框图。
图6是表示现有例1的高频电路装置的一构成例的框图。
图7是表示现有例2的高频电路装置的一构成例的框图。
图8是表示现有例3的高频电路装置的一构成例的框图。
具体实施例方式
下面，参照附图来说明本发明的最佳实施方式。
(第1实施方式)图1是表示本发明第1实施方式的高频电路装置的一构成例的框图。
首先，如图1所示，在本实施方式的高频电路装置中，构成发送用放大电路的高频放大器1、18，在其电源端子处提供有来自电源振幅调制器10的对应于振幅信号AS Tx的振幅调制电压，基本上执行极性调制或极性环调制工作。
即，在本实施方式中，与现有的正交调制动作下实现的对于多个发送信号频带、使用在各个频带下工作的线性工作的高频放大器和隔离器的现有例相对比，首先，W-CDMA工作全部进行极性调制或极性环调制。因此，向高频放大器输入相位信号，并且向电源端子输入振幅调制电压。由此，现有的线性放大器变得不再必要，由于极性调制动作用的高频放大器可用饱和动作用的高频放大器来实现，所以实现了频带非常宽的高频放大器。
并且，为了实现极性调制化，可通过设计在现行的高频化半导体技术下进行高频工作的电源振幅调制器10、以及在消除后述的隔离器时避免对其它频率的影响的双工器(共用器)来实现。
下面，具体说明本实施方式的高频电路装置。
图1中，W-CDMA方式的800-900MHz段的相位信号PS Tx(0.8)通过高频放大器1来放大。另一方面，W-CDMA方式的1700-2100MHz的相位信号PS Tx(1.7-2)通过宽频带用的高频放大器18来放大。为了进行极性调制或极性环调制，这种宽频带的高频放大器可在饱和工作下实现。另外，高频放大器1、18内置可控制增益的驱动器放大器5，执行W-CDMA方式的动态范围的扩大。另外，为了进行极性调制，从电源振幅调制器10向高频放大器1、18的电源端子输入对应于发送信号的振幅信息的振幅调制电压。
高频放大器18的输出信号经前级的开关电路21、21输入双工器32、33。该双工器是用于同时执行发送接收的、根据频带进行分离的滤波器。天线7接近金属或人的头部之后，阻抗偏离50欧姆，高频放大器18在W-CDMA工作下的失真特性恶化可通过极性调制动作避免。此外，为了避免来自其它便携电话或基站的发送信号或接收信号从天线7逆流到高频放大器1或18，对其它频带产生干扰波等造成坏的影响，双工器31、32、33分别在使800-900MHz段或者900-1000MHz段或1.7GHz段或2GHz段，或者1.9-2GHz段等来自原来高频放大器的信号通过时，尽管由前级开关电路21进行选择，但还具有抑制与发送频带的信号相差200MHz以上的信号的截止特性，通过具有该截止特性，实现利用以前隔离器实现的该抑制功能来省略隔离器，并可进行极性调制或极性环调制。
例如，1.7GHz用的双工器33抑制从天线7输入的1.4-1.5GHz的来自外部的其它便携电话的发送信号，并不会造成高频放大器18输出的1.7GHz段的发送信号与产生的2GHz段周围的干扰信号从天线7输出、构成其它便携电话的2GHz段的接收信号的干扰或发送信号的干扰。
或者，例如1.7GHz用的双工器33抑制从天线7输入的2-2.1GHz的来自外部的其它便携电话的发送信号，并不会造成高频放大器18输出的1.7GHz的发送信号与产生的1.4-1.5GHz段周围的干扰信号从天线7输出、构成其它便携电话的1.4-1.5GHz段的接收信号的干扰或发送信号的干扰。
并且，在双工器32、33与天线7之间，设置对在哪个频带下发送接收进行选择的后级开关电路(多开关)8，其可切换地构成。使用GaAs的高频开关(SW)来作为这些前级的开关电路21或后级的开关电路8。另外，该高频开关也可由PIN型二极管构成。另外，使用低通滤波器(LPF)6、23来抑制来自高频放大器1、18的高频波。高频放大器1、18由GaAs的FET或HBT(异质结双极晶体管)或SiGe的HBT构成，也可以是饱和放大器，所以也可使用硅的MOSFET或双极性晶体管。
接收时，由表面声波(SAW)滤波器11限定频率，增强双工器31、32、33的滤波特性，由双工器起到SAW滤波器的作用。
如上所述，根据本实施方式，与图7所示的现有例2相比，可将高频放大电路的个数从3个削减到2个，并且，还省却了隔离器，所以成本约减半。另外，由于没有隔离器导致的输出损失降低以及可通过极性调制进行饱和工作，从而可将W-CDMA等CDMA工作的高频放大器的电流降低30％-80％左右。
(第2实施方式)图2是表示本发明第2实施方式的高频电路装置的一构成例的框图。
如图2所示，与第1实施方式相对比，本实施方式进一步假定了包含1.4GHz-1.5GHz段的频带的W-CDMA的情况。在本实施方式中，对宽频带用的高频放大器进一步激活饱和特性并进行宽频带化，成为1.5GHz-2GHz段工作的高频放大器29。高频放大器29中被输入1.5-2GHz段的相位信号PS Tx(1.5-2)。
另外，在天线7与高频放大器29之间，将双工器34夹持设置在前级的开关电路21与后级的开关电路(多开关)8之间。此时，1.5GHz用的双工器34抑制从天线7输入的来自外部的其它便携电话的800-900MHz段的发送信号，并不会造成从高频放大器29输出的1.4-1.5GHz的发送信号与产生的2GHz周围的干扰信号从天线7输出、构成其它便携电话的2GHz段的接收信号的干扰或发送信号的干扰。
如上所述，根据本实施方式，可将以前需要4个的高频放大器削减为2个，并且，因为还省却了隔离器，所以成本可以下降到约1/3以下。另外，由于没有隔离器导致的输出损失降低以及可通过极性调制进行饱和工作，从而可将W-CDMA等CDMA工作的高频放大器的电流降低30％-80％左右。
(第3实施方式)图3是表示本发明第3实施方式的高频电路装置的一构成例的框图。
首先，如图3所示，与第1实施方式相比，本实施方式进一步假定了800MHz-2GHz段的频带的W-CDMA全部由一个高频放大器20来实现的情况。在本实施方式中，通过在高频放大器20的最终放大级内置反馈电路35，可实现宽频带化进行800MHz-2GHz的工作。反馈电路35通常由电阻成分与直流截止的电容构成。高频放大器20中被输入800MHz-2GHz段的相位信号PS Tx(0.8-2)。
另外，在天线7与高频放大器20之间，将各频带的双工器31、32、33夹持设置在前级的开关电路21与后级的开关电路(多开关)8之间。
如上所述，根据本实施方式，可将以前需要3个的高频放大器削减为1个，并且，因为还省却了隔离器，所以成本可以下降到约1/4以下。另外，由于没有隔离器导致的输出损失降低以及可通过极性调制进行饱和工作，从而可将W-CDMA等CDMA工作的高频放大器的电流降低30％-80％左右。
不用说，即便W-CDMA被扩展到2.5-2.7GHz段、或变为TD-CDMA或TD-SCDMA，也可通过利用800MHz-2.7GHz的高频放大器来作同样考虑。
(第4实施方式)图4是表示本发明第4实施方式的高频电路装置的一构成例的框图。
在图3所示的第3实施方式中，尽管低通滤波器(LPF)23为了使1.7GHz段或2GHz段的发送信号的2倍、3倍高频成分衰减，充分抑制了约3GHz以上的信号，但由于1.7GHz段与2GHz段的发送信号在从高频放大器20到达双工器33、32之前通过2个开关电路22、21，所以损失很大。
因此，在本实施方式中，如图4所示，1.7GHz段与2GHz段的低通滤波器(LPF)24、24被分别配置在开关电路21与双工器33、32之间，并分别具有使1.7GHz段或2GHz段的发送信号的2倍、3倍高频成分衰减的特性。从而，由于1.7GHz段与2GHz段的发送信号在从高频放大器20到达双工器33、32之前仅通过1个开关电路21，所以损失减小0.2dB到0.3dB。
如上所述，根据本实施方式，可将以前需要3个的高频放大器削减为1个，并且，因为还省却了隔离器，所以成本下降到约1/4以下。并且，对比第3实施方式，可将1.7GHz段与2GHz段的高频放大器的输出损失降低约10％，所以也可进一步将高频放大器的电流降低10％左右。
在第3和第4实施方式中，尽管未使用1.4-1.5GHz段的W-CDMA来进行说明，但在使用该W-CDMA的情况下，如图2所示，可知可通过在高频放大器与天线之间增加包含1.4-1.5GHz用的双工器的电路来实现。
(第5实施方式)图5是表示本发明第5实施方式的高频电路装置的一构成例的框图。
如图5所示，相对比第1-第4实施方式，在由原系统向便携电话发送OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex正交频分复用)等多载波调制后的信号的无线LAN信号的情况下，由于频率与动作的不同，尽管输出为W-CDMA工作的便携电话的发送输出的1/10-1/100，但这若通过电源振幅调制器10的振幅进行控制来实现，则可在极性调制或极性环调制中使用同一高频放大器来实现。此时，在本实施方式中，通过设置直接向后级的开关电路(多开关)8提供高频放大器30的输出信号的无线LAN用发送信号路径27，可通过多开关8的切换来进行通信。并且，经SAW滤波器11将无线LAN用接收放大器29连接至多开关8，由此在无线LAN接收时，作为接收信号Rx(LAN)被接收。
此时，1.7GHz用双工器33抑制从天线7输入的来自外部的其它便携电话的800-900MHz段或900-1000MHz段的发送信号，并不会造成从高频放大器30输出的1.7GHz段的发送信号与产生的2.4GHz周围或2.5GHz-2.7GHz段的干扰信号从天线7输出、构成2.4GHz段或2.5GHz-2.7GHz段的接收信号的干扰或发送信号的干扰。
另外，2GHz用双工器32抑制从天线7输入的来自外部的其它便携电话的1.4-1.5GHz段的发送信号，并不会造成从高频放大器30输出的2GHz的发送信号与产生的2.4GHz-2.5GHz段周围的干扰信号从天线7输出、构成2.4GHz-2.5GHz段的接收信号的干扰或发送信号的干扰。即，不会构成2.4GHz的无线LAN的接收信号/发送信号、以及2.5GHz-2.7GHz段的W-CDMA、TD-CDMA、TD-CDMA等的接收信号/发送信号的干扰。
另外，由于增加2.4GHz段或5GHz段的无线LAN功能会使频率偏移，所以以前难以由一个高频放大器来实现。但是，根据本实施方式，可去除以前必需的2.4GHz段的无线LAN用的高频放大器。
这里尽管以W-CDMA为中心进行了说明，但不用说，使用多个频带的CDMA便携电话或W-CDMA与CDMA共享设备也有同样的效果。
本发明的高频电路装置具有可实现低成本化(1/3-1/5)和低功耗化(削减约20％)、即便新增加发送频带也不必另外设置高频放大器的优点，可用于使用多个频带的W-CDMA便携电话系统、使用800-900MHz、1.4-1.5GHz、1.6-1.8GHz、1.9-2.0GHz、2.5-2.7GHz的频带的W-CDMA便携电话中。并且，可用于向该W-CDMA便携电话增加2.4GHz段的无线LAN功能的多功能便携电话中。进一步，对增加了2.5-2.7GHz段的W-CDMA、TD-CDMA、TD-SCDMA的便携电话也是有效的。另外，对多频带的CDMA便携电话或W-CDMA、LAN、CDMA的混用便携电话也是有效的。
权利要求
1.一种高频电路装置，对应于存在多个发送频带的宽带码分多址(W-CDMA)或码分多址(CDMA)方式，其特征在于该高频电路装置具备发送用放大电路，其包含至少一个放大相差200MHz以上的多个发送频带的信号的宽频带用高频放大器，并从天线发送高频功率；实现同时发送接收的双工器；前级和后级开关电路，在宽频带用的所述高频放大器与所述天线之间夹持所述双工器而设置，在同时发送接收时接通；和电源振幅调制器，向所述发送用放大电路的电源端子提供振幅调制电压。
2.根据权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于所述发送用放大电路的高频放大器具备增益可变的驱动器放大器。
3.根据权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于所述高频电路装置在所述双工器与所述前级的开关电路之间具备低通滤波器。
4.根据权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于所述发送用放大电路的高频放大器，其信号输入端子被提供以发送信号的相位信息，其所述电源端子被提供以来自所述电源振幅调制器的对应于发送信号的振幅信息的所述振幅调制电压，并进行极性调制或极性环调制。
5.根据权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于宽频带用的所述高频放大器对应于无线局域网(无线LAN)标准将发送频带的信号放大后直接提供给所述后级的开关电路，使得所述高频电路装置在所述W-CDMA或CDMA以外的频带下工作。
6.根据权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于宽频带用的所述高频放大器对应于正交频分复用(OFDM)方式将发送频带的多载波调制信号放大后直接提供给所述后级的开关电路，使得所述高频电路装置在所述W-CDMA或CDMA以外的频带下工作。
7.根据权利要求1所述的高频电路装置，其特征在于所述发送用放大电路具备一个宽频带用的高频放大器，该宽频带用的高频放大器具备具有反馈电路的最终放大级。
全文摘要
一种实现低成本化和低功耗化、即便新增加发送频带也不必另外设置高频放大器的高频电路装置。该高频电路装置构成为具备发送用放大电路，其至少包含一个放大相差200MHz以上的多个发送频带信号的宽频带用高频放大器(18)，并从天线发送高频功率；实现同时发送接收的双工器(31、32)；在宽频带用的高频放大器与天线(7)之间夹持双工器而设置，在同时发送接收时接通的前级和后级开关电路(21、8)；和电源振幅调制器(10)，向发送用放大电路的电源端子提供振幅调制电压。
文档编号H04B1/40GK1661935SQ20051005247
公开日2005年8月31日 申请日期2005年2月28日 优先权日2004年2月27日
发明者金泽邦彦 申请人:松下电器产业株式会社