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技術 フィルタ装置及び高周波モジュール

出願人 株式会社村田製作所
発明者 大下輝明
出願日 2018年8月9日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2018-150430
公開日 2020年2月20日 (10ヶ月経過) 公開番号 2020-027968
状態 未査定
技術分野 伝送の細部、特殊媒体伝送方式 遅延・整合・分波・合波回路 送受信機
主要キーワード 周波数ギャップ プレッシング 受信信号増幅回路 周波数スイープ レイアウトスペース 送信信号入力 可変整合回路 通信バンド
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図面 (18)

課題

送信周波数帯同士が一部で重なり、受信周波数帯同士が一部で重なるバンドを扱う簡素な構成のフィルタ装置、及びそれを備える高周波モジュールを得る。

解決手段

高周波モジュール106が備えるデュプレクサ3は、単一の通信バンド(バンド71)内の送信帯域(71Tx)内に、帯域が一部重複する第1送信帯域(71ATx)及び第2送信帯域(71BTx)が存在し、単一の通信バンド(バンド71)内の受信帯域(71Rx)内に、帯域が一部重複する第1受信帯域(71ARx)及び第2受信帯域(71BRx)が存在する通信バンドで用いられる。デュプレクサ3の送信フィルタ部1Pは第1送信帯域(71ATx)と第2送信帯域(71BTx)とを包含する固定の周波数帯域通過帯域を有する。デュプレクサ3の受信フィルタ部2Pは第1受信帯域(71ARx)と第2受信帯域(71BRx)とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する。

概要

背景

第三世代携帯電話に関する標準仕様の策定を目指すプロジェクトである3GPP(Third Generation Partnership Project )において規定されている、LTE(Long Term Evolution )帯域に単一の通信バンド28が存在する。バンド28は、送信帯域703MHz〜733MHzの送信(上り周波数帯域及び758MHz〜788MHzの受信(下り)周波数帯域で構成されるバンド28Aと、送信帯域718MHz〜748MHzの送信(上り)周波数帯域及び773MHz〜803MHzの受信(下り)周波数帯域で構成されるバンド28Bとして実装される。

図16は上記バンド28の周波数帯域を示す図である。図16において、B28Txは上記バンド28の送信周波数帯、B28Rxは上記バンド28の受信周波数帯である。また、B28ATxはバンド28Aの送信周波数帯、B28BTxはバンド28Bの送信周波数帯である。さらに、B28ARxはバンド28Aの受信周波数帯、B28BRxはバンド28Bの受信周波数帯である。このように、バンド28Aの送信周波数帯とバンド28Bの送信周波数帯とは一部が重なり、バンド28Aの受信周波数帯とバンド28Bの受信周波数帯とは一部が重なる。

特許文献1には、帯域幅及びデュプレッシング周波数ギャップに関連した課題により、上記バンド28Aとバンド28Bの各々の帯域専用のデュプレクサが備えられている。

ここで、特許文献1に示されている、バンド28に関する送受信信号フィルタ装置の構成を図17に示す。図17に示すフィルタ装置130は、パワーアンプ142、スイッチ146、デュプレクサ150,162、アンテナスイッチ190を備える。図17においては、上述の各周波数帯名称を信号名として表している。つまり、信号B28ATxはバンド28Aの送信信号、信号B28BTxはバンド28Bの送信信号、信号B28ARxはバンド28Aの受信信号、信号B28BRxはバンド28Bの受信信号である。パワーアンプ142はバンド28Aの送信信号又はバンド28Bの送信信号を増幅する。スイッチ146はパワーアンプ142の出力信号を選択してデュプレクサ150,162の一方に出力する。デュプレクサ150はバンド28Aの送信信号と受信信号を周波数選択し、デュプレクサ162はバンド28Bの送信信号と受信信号を周波数選択する。アンテナスイッチ190はデュプレクサ150,162の入出力信号の一方を選択してアンテナ196に接続する。

概要

送信周波数帯同士が一部で重なり、受信周波数帯同士が一部で重なるバンドを扱う簡素な構成のフィルタ装置、及びそれを備える高周波モジュールを得る。高周波モジュール106が備えるデュプレクサ3は、単一の通信バンド(バンド71)内の送信帯域(71Tx)内に、帯域が一部重複する第1送信帯域(71ATx)及び第2送信帯域(71BTx)が存在し、単一の通信バンド(バンド71)内の受信帯域(71Rx)内に、帯域が一部重複する第1受信帯域(71ARx)及び第2受信帯域(71BRx)が存在する通信バンドで用いられる。デュプレクサ3の送信フィルタ部1Pは第1送信帯域(71ATx)と第2送信帯域(71BTx)とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する。デュプレクサ3の受信フィルタ部2Pは第1受信帯域(71ARx)と第2受信帯域(71BRx)とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する。

目的

本発明の目的は、単一の通信バンド内に帯域が一部重複する第1通信帯域及び第2通信帯域が存在する通信バンドで用いられる、簡素な構成のフィルタ装置、及びそれを備える高周波モジュールを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

単一の通信バンド内に帯域が一部重複する第1通信帯域及び第2通信帯域が存在する通信バンドで用いられるフィルタ装置であって、1つの入力部及び1つの出力部を有し、前記第1通信帯域と前記第2通信帯域とを包含する固定の周波数帯域通過帯域を有するフィルタ装置。

請求項2

前記第1通信帯域は第1送信帯域であり、前記第2通信帯域は第2送信帯域であり、前記第1送信帯域の送信信号又は前記第2送信帯域の送信信号が、前記入力部に入力され、前記出力部から出力される、請求項1に記載のフィルタ装置。

請求項3

前記第1通信帯域は第1受信帯域であり、前記第2通信帯域は第2受信帯域であり、前記第1受信帯域の受信信号又は前記第2受信帯域の受信信号が、前記入力部に入力され、前記出力部から出力される、請求項1に記載のフィルタ装置。

請求項4

単一の通信バンド内の送信帯域内に、帯域が一部重複する第1送信帯域及び第2送信帯域が存在し、単一の通信バンド内の受信帯域内に、帯域が一部重複する第1受信帯域及び第2受信帯域が存在する通信バンドで用いられるフィルタ装置であって、入出力部、送信信号入力部、及び受信信号出力部を有し、前記送信信号入力部と前記入出力部との間に設けられ、前記第1送信帯域と前記第2送信帯域とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する送信フィルタ部と、前記受信信号出力部と前記入出力部との間に設けられ、前記第1受信帯域と前記第2受信帯域とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する受信フィルタ部と、を有するフィルタ装置。

請求項5

請求項1に記載のフィルタ装置と、前記フィルタ装置に接続されるアンテナスイッチと、前記フィルタ装置と前記アンテナスイッチとの間に接続され、前記フィルタ装置と前記アンテナスイッチとのインピーダンス整合させる整合回路と、を有する高周波モジュール

請求項6

前記整合回路は、前記第1通信帯域での整合状態と、前記第2通信帯域での整合状態と、を切り替え可変整合回路である、請求項5に記載の高周波モジュール。

請求項7

請求項4に記載のフィルタ装置と、前記フィルタ装置の入出力部に接続されるアンテナスイッチと、前記フィルタ装置と前記アンテナスイッチとの間に接続され、前記フィルタ装置と前記アンテナスイッチとのインピーダンスを整合させる整合回路と、を有する高周波モジュール。

請求項8

前記整合回路は、前記第1送信帯域及び前記第1受信帯域での整合状態と、前記第2送信帯域及び前記第2受信帯域での整合状態と、を切り替える可変整合回路である、請求項7に記載の高周波モジュール。

請求項9

請求項2に記載のフィルタ装置と、送信信号を増幅する送信信号増幅回路と、前記送信信号増幅回路と前記フィルタ装置との間に接続され、前記フィルタ装置と前記送信信号増幅回路とのインピーダンスを整合させる整合回路と、を有する高周波モジュール。

請求項10

請求項3に記載のフィルタ装置と、前記フィルタ装置に接続される受信信号増幅回路と、前記フィルタ装置と前記受信信号増幅回路との間に接続され、前記フィルタ装置と前記受信信号増幅回路とのインピーダンスを整合させる整合回路と、を有する高周波モジュール。

請求項11

請求項4に記載のフィルタ装置と、送信信号を増幅する送信信号増幅回路と、前記送信信号増幅回路と前記送信フィルタ部との間に接続され、前記送信フィルタ部と前記送信信号増幅回路とのインピーダンスを整合させる送信信号整合回路と、前記受信フィルタ部に接続される受信信号増幅回路と、前記受信フィルタ部と前記受信信号増幅回路との間に接続され、前記受信フィルタ部と前記受信信号増幅回路とのインピーダンスを整合させる受信信号整合回路と、を有する高周波モジュール。

請求項12

前記整合回路は、前記第1送信帯域での整合状態と、前記第2送信帯域での整合状態と、を切り替える可変整合回路である、請求項9に記載の高周波モジュール。

請求項13

前記整合回路は、前記第1受信帯域での整合状態と、前記第2受信帯域での整合状態と、を切り替える可変整合回路である、請求項10に記載の高周波モジュール。

請求項14

前記送信信号整合回路は、前記第1送信帯域での整合状態と、前記第2送信帯域での整合状態と、を切り替える可変整合回路であり、前記受信信号整合回路は、前記第1受信帯域での整合状態と、前記第2受信帯域での整合状態と、を切り替える可変整合回路である、請求項11に記載の高周波モジュール。

技術分野

0001

本発明は、移動通信システムに用いられる通信装置が有する、通信信号用のフィルタ装置及び高周波モジュールに関する。

背景技術

0002

第三世代携帯電話に関する標準仕様の策定を目指すプロジェクトである3GPP(Third Generation Partnership Project )において規定されている、LTE(Long Term Evolution )帯域に単一の通信バンド28が存在する。バンド28は、送信帯域703MHz〜733MHzの送信(上り周波数帯域及び758MHz〜788MHzの受信(下り)周波数帯域で構成されるバンド28Aと、送信帯域718MHz〜748MHzの送信(上り)周波数帯域及び773MHz〜803MHzの受信(下り)周波数帯域で構成されるバンド28Bとして実装される。

0003

図16は上記バンド28の周波数帯域を示す図である。図16において、B28Txは上記バンド28の送信周波数帯、B28Rxは上記バンド28の受信周波数帯である。また、B28ATxはバンド28Aの送信周波数帯、B28BTxはバンド28Bの送信周波数帯である。さらに、B28ARxはバンド28Aの受信周波数帯、B28BRxはバンド28Bの受信周波数帯である。このように、バンド28Aの送信周波数帯とバンド28Bの送信周波数帯とは一部が重なり、バンド28Aの受信周波数帯とバンド28Bの受信周波数帯とは一部が重なる。

0004

特許文献1には、帯域幅及びデュプレッシング周波数ギャップに関連した課題により、上記バンド28Aとバンド28Bの各々の帯域専用のデュプレクサが備えられている。

0005

ここで、特許文献1に示されている、バンド28に関する送受信信号のフィルタ装置の構成を図17に示す。図17に示すフィルタ装置130は、パワーアンプ142、スイッチ146、デュプレクサ150,162、アンテナスイッチ190を備える。図17においては、上述の各周波数帯名称を信号名として表している。つまり、信号B28ATxはバンド28Aの送信信号、信号B28BTxはバンド28Bの送信信号、信号B28ARxはバンド28Aの受信信号、信号B28BRxはバンド28Bの受信信号である。パワーアンプ142はバンド28Aの送信信号又はバンド28Bの送信信号を増幅する。スイッチ146はパワーアンプ142の出力信号を選択してデュプレクサ150,162の一方に出力する。デュプレクサ150はバンド28Aの送信信号と受信信号を周波数選択し、デュプレクサ162はバンド28Bの送信信号と受信信号を周波数選択する。アンテナスイッチ190はデュプレクサ150,162の入出力信号の一方を選択してアンテナ196に接続する。

先行技術

0006

米国特許出願公開第2014/0321339号明細書

発明が解決しようとする課題

0007

上述のとおり、送信周波数帯同士が一部で重なるバンドを扱う従来のフィルタ装置は、互いに重なる一方の帯域の送信信号を扱うフィルタと、他方の帯域の送信信号を扱うフィルタとを個別に備える。同様に、受信周波数帯同士が一部で重なるバンドを扱う従来のフィルタ装置は、互いに重なる一方の帯域の受信信号を扱うフィルタと、他方の帯域の受信信号を扱うフィルタとを個別に備える。そのためフィルタ装置全体の構成が複雑となっていた。

0008

そこで、本発明の目的は、単一の通信バンド内に帯域が一部重複する第1通信帯域及び第2通信帯域が存在する通信バンドで用いられる、簡素な構成のフィルタ装置、及びそれを備える高周波モジュールを提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

本開示の一例としてのフィルタ装置は、単一の通信バンド内に帯域が一部重複する第1通信帯域及び第2通信帯域が存在する通信バンドで用いられるフィルタ装置であって、1つの入力部及び1つの出力部を有し、前記第1通信帯域と前記第2通信帯域とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する。

0010

例えば、3GPPにおいて規定されている単一の通信バンドであるバンド71は、第1送信帯域(71ATx)と、第2送信帯域(71BTx)とを有する。この第1送信帯域(71ATx)と第2送信帯域(71BTx)とは一部が重複する関係にある。上記フィルタ装置はこのような関係の送信帯域で用いられるフィルタ装置であって、第1送信帯域(71ATx)と第2送信帯域(71BTx)とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する。

0011

また、例えばバンド71は、第1受信帯域(71ARx)と、第2受信帯域(71BRx)とを有する。この第1受信帯域(71ARx)と第2受信帯域(71BRx)とは一部が重複する関係にある。上記フィルタ装置はこのような関係の受信帯域で用いられるフィルタ装置であって、第1受信帯域(71ARx)と第2受信帯域(71BRx)とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する。

0012

上記フィルタ装置によれば、互いに重なる一方の帯域の通信信号を扱うフィルタと、他方の帯域の通信信号を扱うフィルタとを個別に備える必要がなく、簡素な構成のフィルタ装置、及びそれを備える高周波モジュールが得られる。

0013

本開示の一例としてのフィルタ装置は、単一の通信バンド内の送信帯域内に、帯域が一部重複する第1送信帯域及び第2送信帯域が存在し、単一の通信バンド内の受信帯域内に、帯域が一部重複する第1受信帯域及び第2受信帯域が存在する通信バンドで用いられるフィルタ装置であって、入出力部、送信信号入力部及び受信信号出力部を有し、前記送信信号入力部と前記入出力部との間に設けられ、前記第1送信帯域と前記第2送信帯域とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する送信フィルタ部と、前記第1受信帯域と前記第2受信帯域とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する受信フィルタ部と、を有する。

0014

例えば、上述のバンド71における通信バンドで用いられるデュプレクサ又はマルチプレクサであって、送信フィルタ部は、送信帯域(71ATx,71BTx)の送信信号を入力する端子と入出力部との間に設けられ、第1送信帯域(71ATx)と第2送信帯域(71BTx)とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する。また、受信フィルタ部は受信帯域(71ARx,71BRx)の受信信号を出力する端子と入出力部との間に設けられ、第1受信帯域(71ARx)と第2受信帯域(71BRx)とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する。

0015

上記フィルタ装置によれば、互いに重なる一方の帯域の送信信号及び受信信号を扱うデュプレクサ又はマルチプレクサと、他方の帯域の送信信号及び受信信号を扱うデュプレクサ又はマルチプレクサとを個別に備える必要がなく、簡素な構成のフィルタ装置、及びそれを備える高周波モジュールが得られる。

発明の効果

0016

本発明によれば、単一の通信バンド内に帯域が一部重複する第1通信帯域及び第2通信帯域が存在する通信バンドで用いられる、簡素な構成のフィルタ装置、及びそれを備える高周波モジュールが得られる。

図面の簡単な説明

0017

図1は第1の実施形態に係る送信フィルタ1の回路図である。
図2は、図1に示した送信フィルタ1の周波数特性を示す図である。
図3は第1の実施形態に係る高周波モジュール101の回路図である。
図4(A)は第2の実施形態に係る高周波モジュール102の回路図である。図4(B)は整合回路14の構成、及び整合回路14と制御信号との関係を示す図である。
図5(A)、図5(B)は、パワーアンプ4の出力端から送信フィルタ1側(アンテナ7側)をみた反射係数について、周波数スイープしたときの反射係数の軌跡スミスチャート上に表した概念図である。
図6は第3の実施形態に係る受信フィルタ2の回路図である。
図7は第3の実施形態に係る高周波モジュール103の回路図である。
図8は第4の実施形態に係る高周波モジュール104の回路図である。
図9は第5の実施形態に係るデュプレクサ3の回路図である。
図10は第5の実施形態に係る高周波モジュール105の回路図である。
図11は第6の実施形態に係る高周波モジュール106の回路図である。
図12は第7の実施形態に係る高周波モジュール107の回路図である。
図13は比較例のフィルタ装置の回路図である。
図14はフィルタ1A,1Bの周波数特性を示す図である。
図15は比較例の高周波モジュールの構成を示す図である。
図16はバンド28の周波数帯域を示す図である。
図17はバンド28に関する送受信信号のフィルタ装置の構成を示す図である。

実施例

0018

まず、本発明に係るフィルタ装置及び高周波モジュールの幾つかの態様について記載する。

0019

本発明に係る第1の態様のフィルタ装置は、単一の通信バンド内に帯域が一部重複する第1通信帯域及び第2通信帯域が存在する通信バンドで用いられるフィルタ装置であって、1つの入力部及び1つの出力部を有し、前記第1通信帯域と前記第2通信帯域とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する。

0020

上記構成によれば、互いに重なる一方の帯域の通信信号を扱うフィルタと、他方の帯域の通信信号を扱うフィルタとを個別に備える必要がなく、構成を簡素化できる。

0021

本発明に係る第2の態様のフィルタ装置は、第1の態様のフィルタ装置において、前記第1通信帯域は第1送信帯域であり、前記第2通信帯域は第2送信帯域であり、前記第1送信帯域の送信信号又は前記第2送信帯域の送信信号が、前記入力部に入力され、前記出力部から出力される。

0022

上記フィルタ装置によれば、互いに重なる一方の帯域の送信信号を扱うフィルタと、他方の帯域の送信信号を扱うフィルタとを個別に備える必要がなく、簡素な構成のフィルタ装置、及びそれを備える高周波モジュールが得られる。

0023

本発明に係る第3の態様のフィルタ装置は、第1の態様のフィルタ装置において、前記第1通信帯域は第1受信帯域であり、前記第2通信帯域は第2受信帯域であり、前記第1受信帯域の受信信号又は前記第2受信帯域の受信信号が、前記入力部に入力され、前記出力部から出力される。

0024

上記フィルタ装置によれば、互いに重なる一方の帯域の受信信号を扱うフィルタと、他方の帯域の受信信号を扱うフィルタとを個別に備える必要がなく、簡素な構成のフィルタ装置、及びそれを備える高周波モジュールが得られる。

0025

本発明に係る第4の態様のフィルタ装置は、単一の通信バンド内の送信帯域内に、帯域が一部重複する第1送信帯域及び第2送信帯域が存在し、単一の通信バンド内の受信帯域内に、帯域が一部重複する第1受信帯域及び第2受信帯域が存在する通信バンドで用いられるフィルタ装置であって、入出力部、送信信号入力部及び受信信号出力部を有し、前記送信信号入力部と前記入出力部との間に設けられ、前記第1送信帯域と前記第2送信帯域とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する送信フィルタ部と、前記第1受信帯域と前記第2受信帯域とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する受信フィルタ部と、を有する。

0026

上記構成によれば、互いに重なる一方の帯域の送信信号及び受信信号を扱うデュプレクサ又はマルチプレクサと、他方の帯域の送信信号及び受信信号を扱うデュプレクサ又はマルチプレクサとを個別に備える必要がなく、簡素な構成のフィルタ装置、及びそれを備える高周波モジュールが得られる。

0027

本発明に係る第5の態様の高周波モジュールは、第1の態様のフィルタ装置と、このフィルタ装置に接続されるアンテナスイッチと、フィルタ装置とアンテナスイッチとの間に接続され、フィルタ装置とアンテナスイッチとのインピーダンス整合させる整合回路と、を有する。

0028

上記構成によれば、互いに重なる一方の帯域の送信信号を扱うフィルタと、他方の帯域の送信信号を扱うフィルタとについて個別に整合回路を備える必要がなく、構成を簡素化できる。

0029

本発明に係る第6の態様の高周波モジュールは、第5の態様の高周波モジュールにおいて、前記整合回路が、前記第1通信帯域での整合状態と、前記第2通信帯域での整合状態と、を切り替え可変整合回路である。

0030

上記構成によれば、互いに重なる第1通信帯域の信号を扱う状態と、第2の通信帯域の信号を扱う状態とで、それぞれに適した整合状態に切り替えることができる。

0031

本発明に係る第7の態様の高周波モジュールは、第4の態様のフィルタ装置と、このフィルタ装置に接続されるアンテナスイッチと、フィルタ装置とアンテナスイッチとの間に接続され、フィルタ装置とアンテナスイッチとのインピーダンスを整合させる整合回路と、を有する。

0032

上記構成によれば、互いに重なる一方の帯域の送信信号及び受信信号を扱うデュプレクサ又はマルチプレクサと、他方の帯域の送信信号及び受信信号を扱うデュプレクサ又はマルチプレクサとについて個別に整合回路を備える必要がなく、構成を簡素化できる。

0033

本発明に係る第8の態様の高周波モジュールは、第7の態様の高周波モジュールにおいて、前記整合回路は、前記第1送信帯域及び前記第1受信帯域での整合状態と、前記第2送信帯域及び前記第2受信帯域での整合状態と、を切り替える可変整合回路である。

0034

上記構成によれば、第1送信帯域及び第1受信帯域の信号を扱う状態での整合状態と、第2送信帯域及び第2受信帯域の信号を扱う状態での整合状態とで、それぞれに適した整合状態に切り替えることができる。

0035

本発明に係る第9の態様の高周波モジュールは、第2の態様のフィルタ装置と、送信信号を増幅する送信信号増幅回路と、送信信号増幅回路とフィルタ装置との間に接続され、フィルタ装置と送信信号増幅回路とのインピーダンスを整合させる整合回路と、を有する。

0036

上記構成によれば、互いに重なる一方の帯域の送信信号を扱うフィルタと、他方の帯域の送信信号を扱うフィルタとについて個別に整合回路を備える必要がなく、構成を簡素化できる。

0037

本発明に係る第10の態様の高周波モジュールは、第3の態様のフィルタ装置と、このフィルタ装置に接続される受信信号増幅回路と、フィルタ装置と受信信号増幅回路との間に接続され、フィルタ装置と受信信号増幅回路とのインピーダンスを整合させる整合回路と、を有する。

0038

上記構成によれば、互いに重なる一方の帯域の受信信号を扱うフィルタと、他方の帯域の受信信号を扱うフィルタとについて個別に整合回路を備える必要がなく、構成を簡素化できる。

0039

本発明に係る第11の態様の高周波モジュールは、第4の態様のフィルタ装置と、送信信号を増幅する送信信号増幅回路と、送信信号増幅回路と送信フィルタ部との間に接続され、送信フィルタ部と送信信号増幅回路とのインピーダンスを整合させる送信信号整合回路と、受信フィルタ部に接続される受信信号増幅回路と、受信フィルタ部と受信信号増幅回路との間に接続され、受信フィルタ部と受信信号増幅回路とのインピーダンスを整合させる受信信号整合回路と、を有する。

0040

上記構成によれば、互いに重なる一方の帯域の送信信号及び受信信号を扱うデュプレクサと、他方の帯域の送信信号及び受信信号を扱うデュプレクサとについて個別に整合回路を備える必要がなく、構成を簡素化できる。

0041

本発明に係る第12の態様の高周波モジュールは、第9の態様の高周波モジュールにおいて、前記整合回路は、第1送信帯域での整合状態と第2送信帯域での整合状態とを切り替える可変整合回路である。

0042

上記構成によれば、互いに重なる一方の帯域の送信信号を扱う状態と、他方の帯域の送信信号を扱う状態とで、それぞれに適した整合状態に切り替えることができる。

0043

本発明に係る第13の態様の高周波モジュールは、第10の態様の高周波モジュールにおいて、整合回路は、第1受信帯域での整合状態と第2受信帯域での整合状態とを切り替える可変整合回路である。

0044

上記構成によれば、互いに重なる一方の帯域の受信信号を扱う状態と、他方の帯域の受信信号を扱う状態とで、それぞれに適した整合状態に切り替えることができる。

0045

本発明に係る第14の態様の高周波モジュールは、第11の態様の高周波モジュールにおいて、前記送信信号整合回路は、前記第1送信帯域での整合状態と、前記第2送信帯域での整合状態と、を切り替える可変整合回路であり、前記受信信号整合回路は、前記第1受信帯域での整合状態と、前記第2受信帯域での整合状態と、を切り替える可変整合回路である。

0046

上記構成によれば、互いに重なる一方の帯域の送信信号及び受信信号を扱う状態と、他方の帯域の送信信号及び受信信号を扱う状態とで、それぞれに適した整合状態に切り替えることができる。

0047

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明又は理解の容易性を考慮して、実施形態を説明の便宜上分けて示すが、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は可能である。第2の実施形態以降では第1の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。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

0048

《第1の実施形態》
第1の実施形態では、本発明のフィルタ装置の一例としての送信フィルタ及びそれを備える高周波モジュールについて示す。ここでは、3GPPにおいて規定されている単一の通信バンドの一つである“バンド71”の送信帯域の信号を扱うフィルタ装置を例示する。

0049

図1は第1の実施形態に係る送信フィルタ1の回路図である。送信フィルタ1は1つの入力部11及び1つの出力部12を有し、バンド71内の送信帯域で用いられるフィルタ装置である。

0050

バンド71は、617MHzから698MHzまで割り当てられた単一の通信バンドである。バンド71内の送信帯域は、一部が重複する第1送信帯域(バンド71A帯のTx(以後「71ATx」とする。))及び第2送信帯域(バンド71B帯のTx(以後「71BTx」とする。))を有する。また、バンド71内の受信帯域は、一部が重複する第1受信帯域(バンド71A帯のRx(以後「71ARx」とする。))及び第2受信帯域(バンド71B帯のRx(以後「71BRx」とする。))を有する。

0051

なお、バンド71だけでなく、バンド71A帯、及び、バンド71B帯についても、3GPPにおいて規定されている単一の通信バンドである。

0052

ここで、バンド71の各帯域は次のとおりである。

0053

________________________
周波数帯域送信帯域[MHz]受信帯域[MHz]
________________________
バンド71A 663 - 688 617 - 642
バンド71B 673 - 698 627 - 652
________________________
図1に示す送信フィルタ1は663MHzから698MHzまでの固定の周波数帯域を通過させる帯域通過フィルタである。この「固定の周波数帯域」とは、送信フィルタ1の、予め定められた通過帯域である。

0054

送信フィルタ1はSAW部品である。例えば、LiNbO3(ニオブ酸リチウム:LN)もしくはLiTaO3(タンタル酸リチウムLT)の酸化物単結晶基板表面に所定パターン電極が形成され、かつ基板表面に装荷膜が形成された、ラブ波を利用する弾性波フィルタである。

0055

ここで比較例のフィルタ装置の構成を図13に示す。この比較例のフィルタ装置は送信帯域71ATxの信号を通過させるフィルタ1Aと、送信帯域71BTxの信号を通過させるフィルタ1Bと、この二つのフィルタ1A,1Bのいずれを用いるかを選択するスイッチSW1,SW2を備える。

0056

図14は上記フィルタ1A,1Bの周波数特性を示す図である。図14において“1A”で示す特性はフィルタ1Aの帯域通過特性、“1B”で示す特性はフィルタ1Bの帯域通過特性である。フィルタ1Aはバンド71の第1の送信帯域71ATxを通過させ、フィルタ1Bはバンド71の第2の送信帯域71BTxを通過させる。

0057

比較例のフィルタ装置において、送信帯域71ATxの信号を使用するとき、スイッチSW1,SW2はフィルタ1Aを選択し、送信帯域71BTxの信号を使用するとき、スイッチSW1,SW2はフィルタ1Bを選択する。

0058

図2は、図1に示した送信フィルタ1の周波数特性を示す図である。図2において“1”で示す特性は送信フィルタ1の帯域通過特性である。図2においては、比較例のフィルタ1A,1Bの帯域通過特性を重ねて表している。

0059

本実施形態の送信フィルタ1は、バンド71の第1の送信帯域71ATx及び第2の送信帯域71BTxの信号を通過させる。

0060

本実施形態の送信フィルタ1によれば、第1の送信帯域71ATxの送信信号を扱うフィルタと、第2の送信帯域71BTxの送信信号を扱うフィルタとを個別に備える必要がないため、簡素な構成のフィルタ装置が得られる。

0061

図3は第1の実施形態に係る高周波モジュールの回路図である。この高周波モジュール101は、送信フィルタ1と、アンテナスイッチ6と、整合回路14とを備える。送信フィルタ1は図1に示した送信フィルタ1である。アンテナスイッチ6は、アンテナ7に接続する回路を選択するスイッチである。整合回路14は送信フィルタ1とアンテナスイッチ6との間に接続され、送信フィルタ1とアンテナスイッチ6とのインピーダンスを整合させる。

0062

また、図3に示す高周波モジュール101は、パワーアンプ4と、整合回路13とを備える。パワーアンプ4は、送信信号を増幅する送信信号増幅回路である。整合回路13は、パワーアンプ4と送信フィルタ1との間に接続され、送信フィルタ1とパワーアンプ4とのインピーダンスを整合させる。

0063

ここで比較例の高周波モジュールの構成を図15に示す。この比較例の高周波モジュールは送信帯域71ATxの信号を通過させるフィルタ1Aと、送信帯域71BTxの信号を通過させるフィルタ1Bと、この二つのフィルタ1A,1Bのいずれを用いるかを選択するスイッチSW1,SW2を備える。さらに、フィルタ1AとスイッチSW1とのインピーダンス整合用の整合回路13A、フィルタ1BとスイッチSW1とのインピーダンス整合用の整合回路13B、フィルタ1AとスイッチSW2とのインピーダンス整合用の整合回路14A、フィルタ1BとスイッチSW2とのインピーダンス整合用の整合回路14B、を備える。

0064

図15に示した比較例に対し、本実施形態では、第1の送信帯域71ATxの送信信号を扱うフィルタ用の整合回路(13A,14A)と、第2の送信帯域71BTxの送信信号を扱うフィルタ用の整合回路(13B,14B)とを個別に備える必要がないため、簡素な構成の高周波モジュールが得られる。例えば、少ない部品点数で高周波モジュールが構成され、部品のレイアウトスペース縮小化され、低コスト化できる。

0065

第1の実施形態では、本発明に係る単一の通信バンドの例として、3GPPにおいて規定されているバンド71を例示したが、3GPPにおいて規定されているバンド28にも同様に適用することもできる。つまり、第1の実施形態では、バンド71に対応する送信フィルタを例示したが、バンド28に対応する送信フィルタについても同様に適用できる。

0066

ここで、バンド28の各帯域は次のとおりである。

0067

________________________
周波数帯域送信帯域[MHz]受信帯域[MHz]
________________________
バンド28A 703 - 733 758 - 788
バンド28B 718 - 748 773 - 803
________________________
なお、上記バンド28Aはバンド28内のA帯ということができる。同様に、バンド28Bはバンド28内のB帯ということができる。

0068

また、バンド28だけでなく、バンド28A帯、及びバンド28B帯についても、3GPPにおいて規定されている単一の通信バンドである。

0069

このバンド28に対応させる場合、送信フィルタ1は、703MHzから748MHzまでの固定の周波数帯域を通過させる帯域通過フィルタである。

0070

以降に示す各実施形態でも、3GPPにおいて規定されているバンド71に対応するフィルタ装置を例示するが、各実施形態において、3GPPにおいて規定されているバンド28に対応するフィルタ装置についても同様に適用できる。

0071

《第2の実施形態》
第2の実施形態では送信フィルタ及び可変整合回路を備える高周波モジュールの例を示す。

0072

図4(A)は第2の実施形態に係る高周波モジュールの回路図である。図4(B)は整合回路14の構成、及び整合回路14と制御信号との関係を示す図である。この高周波モジュール102は、パワーアンプ4、整合回路13、送信フィルタ1、整合回路14、及びアンテナスイッチ6を備える。整合回路13はパワーアンプ4と送信フィルタ1とをインピーダンス整合させ、整合回路14は送信フィルタ1とアンテナスイッチ6とをインピーダンス整合させる。送信フィルタ1は第1の実施形態で示した送信フィルタ1と同じである。

0073

整合回路13,14はいずれも可変整合回路であり、外部から与えられる制御信号によって整合回路の回路定数が定められる。アンテナスイッチ6はアンテナ7へ接続する回路を選択するだけでなく、整合回路13,14に上記制御信号を与える。

0074

図4(B)に示すように、整合回路14は、例えば可変容量素子C及びインダクタL等のリアクタンス素子で構成される。可変容量素子Cにはアンテナスイッチ6内の制御回路CNTから制御信号が与えられて、そのキャパシタンスが定められる。整合回路13についても同様に、可変容量素子及びインダクタ等のリアクタンス素子で構成され、可変容量素子に制御信号が与えられる。

0075

図5(A)、図5(B)は、パワーアンプ4の出力端から送信フィルタ1側(アンテナ7側)をみた反射係数について、周波数スイープしたときの反射係数の軌跡をスミスチャート上に表した概念図である。図5(A)、図5(B)において、点A1は第1の送信帯域71ATxの下限周波数(663MHz)であり、点A2は第1の送信帯域71ATxの上限周波数(688MHz)である。また、点B1は第2の送信帯域71BTxの下限周波数(673MHz)であり、点B2は第2の送信帯域71BTxの上限周波数(698MHz)である。

0076

図5(A)は、第1の送信帯域71ATxの送信信号を送信するとき(つまり、図4(A)に示した整合回路13,14が第1の送信帯域71ATxに適するように制御信号が入力されているとき)の特性である。図5(B)は、第2の送信帯域71BTxの送信信号を送信するとき(つまり、図4(A)に示した整合回路13,14が第2の送信帯域71BTxに適するように制御信号が入力されているとき)の特性である。

0077

図5(A)は、第2の送信帯域71BTxの上限周波数(点B2)では反射係数が大きく、規定を満たしていないことを表している。この図5(A)に示す状態では、第1の送信帯域71ATxの下限周波数(点A1)から第1の送信帯域71ATxの上限周波数(点A2)まで、低反射特性が得られる。

0078

図5(B)は、第1の送信帯域71ATxの下限周波数(点A1)では反射係数が大きく、規定を満たしていないことを表している。この図5(B)に示す状態では、第2の送信帯域71BTxの下限周波数(点B1)から第2の送信帯域71BTxの上限周波数(点B2)まで、低反射特性が得られる。

0079

本実施形態によれば、互いに重なる一方の送信帯域(71ATx)の送信信号を扱う状態と、他方の送信帯域(71BTx)の送信信号を扱う状態とで、それぞれに適した整合状態に切り替えることができる。

0080

整合回路13,14に対する上記制御信号はアナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよい。デジタル信号である場合には、例えばMIPI(Mobile Industry Processor Interface)スタンダードを用いる。

0081

《第3の実施形態》
第3の実施形態では本発明のフィルタ装置の一例としての受信フィルタ及びそれを備える高周波モジュールについて示す。

0082

図6は第3の実施形態に係る受信フィルタ2の回路図である。受信フィルタ2は1つの入力部21及び1つの出力部22を有し、3GPPにおいて規定されているバンド71の受信帯域で用いられるフィルタ装置である。既に述べたとおり、バンド71は、617MHzから698MHzまでの、単一の通信バンド内に互いに隣接する送信帯域(71ATx,71BTx)及び受信帯域(71ARx,71BRx)を有し、第1受信帯域(71ARx)と、第2受信帯域(71BRx)の一部が重複する関係にある。

0083

図6に示す受信フィルタ2は617MHzから652MHzまでの周波数帯域を通過させる帯域通過フィルタである。つまり、本実施形態の受信フィルタ2は、バンド71の第1の受信帯域71ARx及び第2の受信帯域71BRxの信号を通過させる。

0084

本実施形態の受信フィルタ2によれば、第1の受信帯域71ARxの受信信号を扱うフィルタと、第2の受信帯域71BRxの受信信号を扱うフィルタとを個別に備える必要がないため、簡素な構成のフィルタ装置が得られる。

0085

図7は第3の実施形態に係る高周波モジュールの回路図である。この高周波モジュール103は、受信フィルタ2と、整合回路24と、低雑音増幅器5とを備える。受信フィルタ2は図6に示した受信フィルタ2である。低雑音増幅器5は受信信号を増幅する受信信号増幅回路である。整合回路24は受信フィルタ2と低雑音増幅器5との間に接続され、受信フィルタ2と低雑音増幅器5とのインピーダンスを整合させる。

0086

また、高周波モジュール103は、アンテナスイッチ6と、整合回路23とを備える。アンテナスイッチ6は、アンテナ7に接続する回路を選択するスイッチである。整合回路23は受信フィルタ2とアンテナスイッチ6との間に接続され、受信フィルタ2とアンテナスイッチ6とのインピーダンスを整合させる。

0087

本実施形態では、第1の受信帯域71ARxの受信信号を扱うフィルタ用の整合回路と、第2の受信帯域71BRxの送信信号を扱うフィルタ用の整合回路とを個別に備える必要がないため、簡素な構成の高周波モジュールが得られる。例えば、少ない部品点数で高周波モジュールが構成され、部品のレイアウトスペースが縮小化され、低コスト化できる。

0088

《第4の実施形態》
第4の実施形態では受信フィルタ及び可変整合回路を備える高周波モジュールの例を示す。

0089

図8は第4の実施形態に係る高周波モジュールの回路図である。この高周波モジュール104は、受信フィルタ2と、整合回路24と、低雑音増幅器5とを備える。受信フィルタ2は第2の実施形態で示した受信フィルタ2と同じである。低雑音増幅器5は受信信号を増幅する。整合回路24は受信フィルタ2と低雑音増幅器5との間に接続され、受信フィルタ2と低雑音増幅器5とのインピーダンスを整合させる。

0090

また、高周波モジュール104は、アンテナスイッチ6と、整合回路23とを備える。アンテナスイッチ6は、アンテナ7に接続する回路を選択するスイッチである。整合回路23は受信フィルタ2とアンテナスイッチ6との間に接続され、受信フィルタ2とアンテナスイッチ6とのインピーダンスを整合させる。

0091

整合回路23,24はいずれも可変整合回路であり、外部から与えられる制御信号によって整合回路の回路定数が定められる。アンテナスイッチ6はアンテナ7へ接続する回路を選択するだけでなく、整合回路23,24に上記制御信号を与える。つまり、アンテナスイッチ6は受信帯域(71ARx)の受信信号を扱う状態と受信帯域(71BRx)の受信信号を扱う状態とで、整合回路23,24の回路定数を切り替える。整合回路23,24の構成は、図4(B)等に示した例と同様に、可変容量素子及びインダクタ等のリアクタンス素子で構成され、可変容量素子に制御信号が与えられる。

0092

図4(A)に示した、送信フィルタの入出力部に可変整合回路を設けたフィルタ装置と同様に、本実施形態によれば、互いに重なる一方の受信帯域(71ARx)の受信信号を扱う状態と、他方の受信帯域(71BRx)の送信信号を扱う状態とで、それぞれに適した整合状態に切り替えることができる。

0093

《第5の実施形態》
第5の実施形態では、送信フィルタ部と受信フィルタ部を有するデュプレクサ及びこのデュプレクサを備える高周波モジュールの例を示す。

0094

図9は第5の実施形態に係るデュプレクサ3の回路図である。このデュプレクサ3は、送信フィルタ部1P及び受信フィルタ部2Pを備える。送信フィルタ部1Pは、送信信号入力部31と入出力部33との間に設けられ、第1送信帯域(71ATx)と第2送信帯域(71BTx)とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する。また、受信フィルタ部2Pは、受信信号出力部32と入出力部33との間に設けられ、第1受信帯域(71ARx)と第2受信帯域(71BRx)とを包含する固定の周波数帯域に通過帯域を有する。送信フィルタ部1Pの構成は第1の実施形態で示した送信フィルタ1の構成と同じであり、受信フィルタ部2Pの構成は第3の実施形態で示した受信フィルタ2の構成と同じである。

0095

上記構成によれば、互いに重なる一方の帯域の送信信号(71ATx)及び受信信号(71ARx)を扱うデュプレクサと、他方の帯域の送信信号(71BTx)及び受信信号(71BRx)を扱うデュプレクサとを個別に備える必要がなく、簡素な構成のフィルタ装置(デュプレクサ)が得られる。

0096

図10は第5の実施形態に係る高周波モジュールの回路図である。この高周波モジュール105は、デュプレクサ3と、アンテナスイッチ6と、整合回路34とを備える。デュプレクサ3は図9に示したデュプレクサ3である。アンテナスイッチ6は、アンテナ7に接続する回路を選択するスイッチである。整合回路34はデュプレクサ3とアンテナスイッチ6との間に接続され、デュプレクサ3とアンテナスイッチ6とのインピーダンスを整合させる。

0097

また、高周波モジュール105は、パワーアンプ4と、低雑音増幅器5と、整合回路13,24とを備える。パワーアンプ4は、送信信号を増幅する送信信号増幅回路である。整合回路13は、パワーアンプ4とデュプレクサ3の送信フィルタ部1Pとの間に接続され、送信フィルタ部1Pとパワーアンプ4とのインピーダンスを整合させる。また、低雑音増幅器5は受信信号を増幅する。整合回路24はデュプレクサ3の受信フィルタ部2Pと低雑音増幅器5との間に接続され、受信フィルタ部2Pと低雑音増幅器5とのインピーダンスを整合させる。

0098

本実施形態では、第1の送信帯域71ATxの送信信号を扱うフィルタ用の整合回路と、第2の送信帯域71BTxの送信信号を扱うフィルタ用の整合回路とを個別に備える必要がないため、簡素な構成の高周波モジュールが得られる。また、本実施形態では、第1の受信帯域71ARxの受信信号を扱うフィルタ用の整合回路と、第2の受信帯域71BRxの送信信号を扱うフィルタ用の整合回路とを個別に備える必要がないため、簡素な構成の高周波モジュールが得られる。さらに、本実施形態では、デュプレクサとアンテナスイッチとの間に、第1の送信帯域71ATxの送信信号及び第1の受信帯域71ARxの受信信号を扱うフィルタと、第2の送信帯域71BTxの送信信号及び第2の受信帯域71BRxの受信信号を扱うフィルタとを個別に備える必要がないため、簡素な構成の高周波モジュールが得られる。例えば、少ない部品点数で高周波モジュールが構成され、部品のレイアウトスペースが縮小化され、低コスト化できる。

0099

《第6の実施形態》
第6の実施形態ではデュプレクサ及び可変整合回路を備える高周波モジュールの例を示す。

0100

図11は第6の実施形態に係る高周波モジュールの回路図である。この高周波モジュール106は、デュプレクサ3と、アンテナスイッチ6と、整合回路34とを備える。デュプレクサ3は第5の実施形態で示したデュプレクサ3と同じである。アンテナスイッチ6は、アンテナ7に接続する回路を選択するスイッチである。整合回路34はデュプレクサ3とアンテナスイッチ6との間に接続され、デュプレクサ3とアンテナスイッチ6とのインピーダンスを整合させる。

0101

また、高周波モジュール106は、パワーアンプ4と、低雑音増幅器5と、整合回路13,24とを備える。パワーアンプ4は、送信信号を増幅する送信信号増幅回路である。整合回路13は、パワーアンプ4と送信フィルタ部1Pとの間に接続され、送信フィルタ部1Pとパワーアンプ4とのインピーダンスを整合させる。また、低雑音増幅器5は受信信号を増幅する。整合回路24は受信フィルタ部2Pと低雑音増幅器5との間に接続され、受信フィルタ部2Pと低雑音増幅器5とのインピーダンスを整合させる。

0102

整合回路34は可変整合回路であり、外部から与えられる制御信号によって整合回路の回路定数が定められる。アンテナスイッチ6はアンテナ7へ接続する回路を選択するだけでなく、整合回路34に上記制御信号を与える。つまり、整合回路34の整合状態は、第1の送信帯域71ATxの送信信号及び第1の受信帯域71ARxの受信信号を扱う状態と、第2の送信帯域71BTxの送信信号及び第2の受信帯域71BRxの受信信号を扱う状態と、で最適化される。

0103

また、整合回路13,24はそれぞれ可変整合回路であり、外部から与えられる制御信号によって整合回路13,24の回路定数が定められる。アンテナスイッチ6は整合回路13,24に上記制御信号を与える。つまり、整合回路13は、第1の送信帯域71ATxの送信信号を扱う状態と、第2の送信帯域71BTxの送信信号を扱う状態とで整合状態が最適化される。同様に、整合回路24は、第1の受信帯域71ARxの受信信号を扱う状態と、第2の受信帯域71BRxの受信信号を扱う状態とで整合状態が最適化される。

0104

《第7の実施形態》
第7の実施形態ではマルチプレクサを備える高周波モジュールの例を示す。第5の実施形態及び第6の実施形態ではデュプレクサを備える高周波モジュールについて例示したが、同様にして、フィルタ数が3以上のマルチプレクサを備える高周波モジュールを構成することができる。

0105

図12は第7の実施形態に係る高周波モジュール107の回路図である。この高周波モジュール107は、マルチプレクサ9と、アンテナスイッチ6と、整合回路34とを備える。マルチプレクサ9は、送信フィルタ部1P、受信フィルタ2P及びバンド71とは異なる通信バンドの帯域通過フィルタ部8Pを有する。アンテナスイッチ6は、アンテナ7に接続する回路を選択するスイッチである。整合回路34はマルチプレクサ9とアンテナスイッチ6との間に接続され、マルチプレクサ9とアンテナスイッチ6とのインピーダンスを整合させる。

0106

また、高周波モジュール107は、パワーアンプ4と、低雑音増幅器5と、整合回路13,24と、別バンドの通信回路10とを備える。パワーアンプ4は、送信信号を増幅する送信信号増幅回路である。整合回路13は、パワーアンプ4と送信フィルタ部1Pとの間に接続され、送信フィルタ部1Pとパワーアンプ4とのインピーダンスを整合させる。また、低雑音増幅器5は受信信号を増幅する。整合回路24は受信フィルタ部2Pと低雑音増幅器5との間に接続され、受信フィルタ部2Pと低雑音増幅器5とのインピーダンスを整合させる。

0107

通信回路10は、バンド71とは異なる通信バンドの送信信号及び受信信号を扱う回路である。この通信回路10は、例えばデュプレクサ、パワーアンプ、低雑音増幅回路、整合回路等で構成される。

0108

なお、このようなマルチプレクサ9を備える高周波モジュールにおいても、整合回路13,24,34等を可変整合回路とし、使用周波数帯に応じてそれらの整合状態を最適化するように構成してもよい。

0109

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

0110

C…可変容量素子
L…インダクタ
SW1,SW2…スイッチ
1,1A,1B…送信フィルタ
1P…送信フィルタ部
2…受信フィルタ
2P…受信フィルタ部
3…デュプレクサ
4…パワーアンプ
5…低雑音増幅器
6…アンテナスイッチ
7…アンテナ
8P…帯域通過フィルタ部
9…マルチプレクサ
10…通信回路
11…入力部
12…出力部
13,13A,13B…整合回路
14,14A,14B…整合回路
21…入力部
22…出力部
23,24…整合回路
31…送信信号入力部
32…受信信号出力部
33…入出力部
34…整合回路
101〜107…高周波モジュール
130…フィルタ装置
142…パワーアンプ
146…スイッチ
150,162…デュプレクサ
190…アンテナスイッチ
196…アンテナ

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