JP2018182720A - Power amplifier module and high frequency module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電力増幅モジュール及び高周波モジュールに関する。 The present invention relates to a power amplification module and a high frequency module.
近年、携帯電話などの移動通信端末においては、高速なデータ通信の規格である、ＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、或いはＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどの変調方式が採用されてきている。このような通信規格では、ＲＦ（Radio Frequency）信号を増幅する電力増幅モジュールに高い線形性が求められる。また、このような通信規格では、通信速度を向上させるために、ＲＦ信号の振幅が変化する範囲（ダイナミックレンジ）が広くなることが多い。そして、ダイナミックレンジが大きい場合においても線形性を高くするためには、高い電源電圧が必要となり、電力増幅モジュールにおける消費電力が大きくなる傾向にある。このような事情を背景に、米国特許出願公開第２０１４／０１１１１７８号明細書には、増幅器の動作モードを包絡線追跡モード、平均電力追跡モード、及び遷移モードの何れかに切り替え可能な電力増幅モジュールが提案されている。一方、移動通信端末における通信速度の向上を図る技術として、周波数帯域の異なる複数のコンポーネントキャリアを束ねてこれを１つの通信回線としてＲＦ信号を同時に送受信するキャリアアグリゲーションが知られている。 In recent years, in mobile communication terminals such as mobile phones, modulation schemes such as High Speed Uplink Packet Access (HSUPA), Long Term Evolution (LTE), or LTE-Advanced, which are standards for high-speed data communication, have been adopted. There is. In such a communication standard, high linearity is required for a power amplification module that amplifies an RF (Radio Frequency) signal. Further, in such a communication standard, the range (dynamic range) in which the amplitude of the RF signal changes is often wide in order to improve the communication speed. Then, even in the case where the dynamic range is large, a high power supply voltage is required to increase the linearity, and power consumption in the power amplification module tends to be large. Under such circumstances, US Patent Application Publication No. 2014/0111178 discloses a power amplification module capable of switching the operation mode of an amplifier to any of an envelope tracking mode, an average power tracking mode, and a transition mode. Has been proposed. On the other hand, carrier aggregation in which a plurality of component carriers having different frequency bands are bundled and RF signals are simultaneously transmitted and received as one communication line is known as a technique for improving the communication speed in a mobile communication terminal.
しかし、米国特許出願公開第２０１４／０１１１１７８号明細書に記載の電力増幅モジュールは、キャリアアグリゲーションに対応していない。このため、複数のコンポーネントキャリアを束ねてアップリンクキャリアアグリゲーション動作をするには、コンポーネントキャリアを増幅する増幅器毎に電源電圧を供給する包絡線追跡電源回路が必要となる。例えば、３つのコンポーネントキャリアを束ねてアップリンクキャリアアグリゲーション動作をするには、３つの包絡線追跡電源回路が必要となり、電力増幅モジュールの回路規模の拡大及びコスト増大は避けられない。 However, the power amplification module described in US Patent Application Publication No. 2014/0111178 does not support carrier aggregation. For this reason, in order to bundle a plurality of component carriers and perform uplink carrier aggregation operation, an envelope tracking power supply circuit that supplies a power supply voltage for each amplifier that amplifies the component carriers is required. For example, in order to perform uplink carrier aggregation operation by bundling three component carriers, three envelope tracking power supply circuits are required, and an increase in circuit scale and an increase in cost of the power amplification module can not be avoided.
そこで、本発明は、このような問題に鑑み、電力増幅モジュールの回路規模の縮小及びコスト低減を実現することを課題とする。 Therefore, in view of such problems, the present invention has an object to realize the reduction of the circuit scale and the cost reduction of the power amplification module.
上述の課題を解決するため、本発明に関わる電力増幅モジュールは、複数の電力増幅器と、複数の電力増幅器のそれぞれに、包絡線追跡方式による電源電圧又は平均電力追跡方式による電源電圧の何れか一方が供給されるように電源供給元を切り替える、少なくとも１つのスイッチと、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the power amplification module according to the present invention comprises either a plurality of power amplifiers or a plurality of power amplifiers each having either an envelope tracking power supply voltage or an average power tracking power supply voltage. And at least one switch switching a power supply source so as to be supplied.
本発明に関わる電力増幅モジュールによれば、回路規模の縮小及びコスト低減を実現できる。 According to the power amplification module according to the present invention, the circuit scale can be reduced and the cost can be reduced.
以下、各図を参照しながら本発明の各実施形態について説明する。ここで、同一符号の回路素子は、同一の回路素子を示すものとし、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, circuit elements of the same reference numeral indicate the same circuit elements, and redundant description will be omitted.
図１は、本発明の実施形態１に関わる高周波モジュール１０Ａの回路構成を示す説明図である。高周波モジュール１０Ａは、携帯電話などの移動通信端末において、基地局との間で周波数帯域の異なる複数のＲＦ信号を送受信する処理を行うためのモジュールであり、送受信モジュールと呼ばれることもある。 FIG. 1 is an explanatory view showing a circuit configuration of a high frequency module 10A according to Embodiment 1 of the present invention. The high frequency module 10A is a module for performing processing of transmitting and receiving a plurality of RF signals having different frequency bands with the base station in a mobile communication terminal such as a mobile phone, and may be called a transmitting and receiving module.
高周波モジュール１０Ａは、周波数帯域が互いに異なる２つのコンポーネントキャリアＣＣ１，ＣＣ２を用いて、キャリアアグリゲーション動作可能に構成されている。ここで、コンポーネントキャリアＣＣ１の上り回線のＲＦ信号を送信信号Ｔｘ１と呼び、下り回線のＲＦ信号を受信信号Ｒｘ１と呼ぶ。また、コンポーネントキャリアＣＣ２の上り回線のＲＦ信号を送信信号Ｔｘ２と呼び、下り回線のＲＦ信号を受信信号Ｒｘ２と呼ぶ。 The high frequency module 10A is configured to be able to perform carrier aggregation using two component carriers CC1 and CC2 whose frequency bands are different from each other. Here, the RF signal of the uplink of the component carrier CC1 is called a transmission signal Tx1, and the RF signal of the downlink is called a reception signal Rx1. Further, the RF signal on the uplink of the component carrier CC2 is called a transmission signal Tx2, and the RF signal on the downlink is called a reception signal Rx2.
なお、２つのコンポーネントキャリアＣＣ１，ＣＣ２は、同じ通信規格における異なる周波数帯域の組み合わせであってもよく、或いは、ＬＴＥと５Ｇ（第５世代移動通信システム）、Ｗｉ−Ｆｉと「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ」（登録商標）、又はＬＴＥとＬＡＡ（License-Assisted Access using LTE）等の異なる通信規格の組み合わせであってもよい。下記表１に、２つのコンポーネントキャリアＣＣ１，ＣＣ２となり得るＬＴＥの２つの周波数帯域の組み合わせを例示する。また、下記表２に、２つのコンポーネントキャリアＣＣ１，ＣＣ２となり得る通信規格の組み合わせを例示する。
高周波モジュール１０Ａは、ベースバンドＩＣ（Integrated Circuit）２０と、ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）３０と、電力増幅モジュール４０と、フロントエンドモジュール５０と、電源回路７０，８０とを備える。 The high frequency module 10A includes a baseband integrated circuit (IC) 20, a radio frequency integrated circuit (RFIC) 30, a power amplification module 40, a front end module 50, and power supply circuits 70 and 80.
ベースバンドＩＣ２０は、所定の変調方式に基づいて音声やデータなどの入力信号を変調し、変調信号を出力する。また、ベースバンドＩＣ２０は、所定の変調方式に基づいて変調信号を復調する。変調信号の周波数は、例えば、数ＭＨｚから数百ＭＨｚ程度である。 The baseband IC 20 modulates an input signal such as voice or data based on a predetermined modulation scheme, and outputs a modulated signal. Also, the baseband IC 20 demodulates the modulation signal based on a predetermined modulation scheme. The frequency of the modulation signal is, for example, about several MHz to several hundred MHz.
ＲＦＩＣ３０は、ベースバンドＩＣ２０から出力される変調信号から、無線送信を行うための送信信号Ｔｘ１，Ｔｘ２を生成する。送信信号の周波数は、例えば、数百ＭＨｚから数十ＧＨｚ程度であり、通信規格や周波数帯域によって異なる帯域幅を有する。また、ＲＦＩＣ３０は、電力増幅モジュール４０から出力される受信信号Ｒｘ１，Ｒｘ２を変調信号に復調する。さらに、ＲＦＩＣ３０は、電力増幅モジュール４０に電源電圧を供給する電源回路７０，８０を制御する。なお、電源回路７０，８０は、ＲＦＩＣ３０に替えてベースバンドＩＣ２０によって制御されてもよい。 The RFIC 30 generates transmission signals Tx1 and Tx2 for performing wireless transmission from the modulated signal output from the baseband IC 20. The frequency of the transmission signal is, for example, about several hundred MHz to several tens of GHz, and has different bandwidths depending on the communication standard and the frequency band. The RFIC 30 also demodulates the reception signals Rx1 and Rx2 output from the power amplification module 40 into modulation signals. Furthermore, the RFIC 30 controls the power supply circuits 70 and 80 that supply the power amplification module 40 with the power supply voltage. The power supply circuits 70 and 80 may be controlled by the baseband IC 20 instead of the RFIC 30.
電力増幅モジュール４０は、送信信号Ｔｘ１を電力増幅する電力増幅回路１１０と、送信信号Ｔｘ２を電力増幅する電力増幅回路１２０と、受信信号Ｒｘ１を電力増幅する低雑音増幅器１４０と、受信信号Ｒｘ２を電力増幅する低雑音増幅器１５０とを備える。フロントエンドモジュール５０は、デュプレクサ２１０，２２０と、ダイプレクサ４００とを備える。デュプレクサ２１０は、コンポーネントキャリアＣＣ１の送信信号Ｔｘ１と受信信号Ｒｘ１とを分波する。デュプレクサ２２０は、コンポーネントキャリアＣＣ２の送信信号Ｔｘ２と受信信号Ｒｘ２とを分波する。ダイプレクサ４００は、コンポーネントキャリアＣＣ１，ＣＣ２を分波する。 The power amplification module 40 powers the transmission signal Tx1, the power amplification circuit 120 amplifies the power of the transmission signal Tx2, the low noise amplifier 140 amplifies the power of the reception signal Rx1, and the power of the reception signal Rx2. And a low noise amplifier 150 for amplification. The front end module 50 includes duplexers 210 and 220 and a diplexer 400. The duplexer 210 divides the transmission signal Tx1 of the component carrier CC1 and the reception signal Rx1. The duplexer 220 demultiplexes the transmission signal Tx2 of the component carrier CC2 and the reception signal Rx2. The diplexer 400 demultiplexes the component carriers CC1 and CC2.
電力増幅回路１１０で電力増幅された送信信号Ｔｘ１は、デュプレクサ２１０及びダイプレクサ４００を通過し、アンテナ６０から送信される。また、アンテナ６０から受信された受信信号Ｒｘ１は、ダイプレクサ４００及びデュプレクサ２１０を通過して、低雑音増幅器１４０を経由してＲＦＩＣ３０に入力される。電力増幅回路１２０で電力増幅された送信信号Ｔｘ２は、デュプレクサ２２０及びダイプレクサ４００を通過し、アンテナ６０から送信される。また、アンテナ６０から受信された受信信号Ｒｘ２は、ダイプレクサ４００及びデュプレクサ２２０を通過して、低雑音増幅器１５０を経由してＲＦＩＣ３０に入力される。 The transmission signal Tx1 power-amplified by the power amplification circuit 110 passes through the duplexer 210 and the diplexer 400, and is transmitted from the antenna 60. Further, the reception signal Rx1 received from the antenna 60 passes through the diplexer 400 and the duplexer 210, and is input to the RFIC 30 via the low noise amplifier 140. The transmission signal Tx 2 power-amplified by the power amplification circuit 120 passes through the duplexer 220 and the diplexer 400, and is transmitted from the antenna 60. Further, the reception signal Rx2 received from the antenna 60 passes through the diplexer 400 and the duplexer 220, and is input to the RFIC 30 via the low noise amplifier 150.
電源回路７０は、包絡線追跡方式により、電力増幅回路１１０，１２０に電源電圧を供給する電源供給元である。包絡線追跡方式では、電力増幅回路１１０，１２０に入力されるＲＦ信号の振幅レベルに応じて、電力増幅回路１１０，１２０に供給される電源電圧が制御される。電源回路７０は、例えば、ＲＦＩＣ３０から供給される制御信号に基づいて、バッテリ電圧Ｖｂａｔを昇降圧してこれを電力増幅回路１１０，１２０に供給する、包絡線追跡電源回路である。ここで、バッテリ電圧Ｖｂａｔは、例えば、移動通信端末に搭載されるリチウムイオン電池などのバッテリからの供給電圧である。一方、電源回路８０は、平均電力追跡方式により、電力増幅回路１１０，１２０に電源電圧を供給する電源供給元である。平均電力追跡方式では、平均出力電力に応じて電力増幅回路１１０，１２０に供給される電源電圧が制御される。電源回路８０は、例えば、ＲＦＩＣ３０から供給される制御信号に基づいて、平均出力電力に応じてバッテリ電圧Ｖｂａｔを昇降圧してこれを電力増幅回路に供給する、ＤＣ／ＤＣコンバータ（平均電力追跡電源回路）である。 The power supply circuit 70 is a power supply source that supplies a power supply voltage to the power amplification circuits 110 and 120 by an envelope tracking method. In the envelope tracking method, the power supply voltage supplied to the power amplification circuits 110 and 120 is controlled according to the amplitude level of the RF signal input to the power amplification circuits 110 and 120. The power supply circuit 70 is, for example, an envelope tracking power supply circuit that boosts and lowers the battery voltage Vbat and supplies it to the power amplification circuits 110 and 120 based on a control signal supplied from the RFIC 30. Here, the battery voltage Vbat is, for example, a supply voltage from a battery such as a lithium ion battery mounted on the mobile communication terminal. On the other hand, the power supply circuit 80 is a power supply source that supplies a power supply voltage to the power amplification circuits 110 and 120 by the average power tracking method. In the average power tracking method, the power supply voltage supplied to the power amplification circuits 110 and 120 is controlled according to the average output power. The power supply circuit 80 boosts or lowers the battery voltage Vbat according to the average output power based on a control signal supplied from the RFIC 30, for example, and supplies it to the power amplification circuit (average power tracking power supply circuit ).
電力増幅回路１１０は、送信信号Ｔｘ１を電力増幅する増幅器１１１と、電源回路７０，８０の中から選択される何れか一方から電源供給を受けるように電源供給元を切り替えるスイッチ１１２とを備える。増幅器１１１は、スイッチ１１２を通じて電源供給元から電源供給を受ける。一方、電力増幅回路１２０は、送信信号Ｔｘ２を電力増幅する増幅器１２１と、電源回路７０，８０の中から選択される何れか一方から電源供給を受けるように電源供給元を切り替えるスイッチ１２２とを備える。増幅器１２１は、スイッチ１２２を通じて電源供給元から電源供給を受ける。増幅器１１１，１２１は、例えば、ヘテロ接合バイポーラトランジスタなどのトランジスタ素子を含む。トランジスタ素子は、多段接続されていてもよい。スイッチ１１２，１２２は、電界効果トランジスタなどの半導体スイッチを含み、半導体スイッチのオン状態及びオフ状態の切り替えを通じて電源供給元が選択的に切り替えられる。スイッチ１１２，１２２による電源供給元の切り替えは、図１においては制御線の図示が省略されているが、例えば、ベースバンドＩＣ２０又はＲＦＩＣ３０により制御される。 The power amplification circuit 110 includes an amplifier 111 for power amplification of the transmission signal Tx1, and a switch 112 for switching a power supply source so as to receive power supply from any one of the power supply circuits 70 and 80. The amplifier 111 receives power from the power supply source through the switch 112. On the other hand, power amplification circuit 120 includes an amplifier 121 for amplifying power of transmission signal Tx2, and a switch 122 for switching a power supply source to receive power supply from any one of power supply circuits 70 and 80. . The amplifier 121 receives power from the power supply source through the switch 122. The amplifiers 111 and 121 include, for example, transistor elements such as heterojunction bipolar transistors. The transistor elements may be connected in multiple stages. The switches 112 and 122 include semiconductor switches such as field effect transistors, and power supply sources are selectively switched through switching of the semiconductor switches on and off. The switching of the power supply source by the switches 112 and 122 is controlled by, for example, the baseband IC 20 or the RFIC 30, although the control lines are not shown in FIG.
電力増幅回路１１０，１２０は、キャリアアグリゲーションにより周波数帯域の異なる複数のＲＦ信号を同時に出力することができる。このとき、２つの電力増幅回路１１０，１２０の中から選択される何れか１つの電力増幅回路に電源回路７０から包絡線追跡方式により電源電圧が供給され、選択された電力増幅回路以外の電力増幅回路に電源回路８０から平均電力追跡方式により電源電圧が供給される。例えば、電源回路７０から電源供給を受ける電力増幅回路として、電力増幅回路１１０が選択されると、スイッチ１１２は、電源回路７０が電力増幅回路１１０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。このとき、スイッチ１２２は、電源回路８０が電力増幅回路１２０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。また例えば、電源回路７０から電源供給を受ける電力増幅回路として、電力増幅回路１２０が選択されると、スイッチ１２２は、電源回路７０が電力増幅回路１２０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。このとき、スイッチ１１２は、電源回路８０が電力増幅回路１１０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。 The power amplification circuits 110 and 120 can simultaneously output a plurality of RF signals having different frequency bands by carrier aggregation. At this time, a power supply voltage is supplied from the power supply circuit 70 to any one power amplification circuit selected from the two power amplification circuits 110 and 120 according to the envelope tracking method, and power amplification of other than the selected power amplification circuit is performed. A power supply voltage is supplied to the circuit from the power supply circuit 80 by an average power tracking method. For example, when the power amplification circuit 110 is selected as a power amplification circuit that receives power supply from the power supply circuit 70, the switch 112 switches the power supply source so that the power supply circuit 70 becomes a power supply source of the power amplification circuit 110. . At this time, the switch 122 switches the power supply source so that the power supply circuit 80 becomes a power supply source of the power amplification circuit 120. Further, for example, when the power amplification circuit 120 is selected as a power amplification circuit receiving power supply from the power supply circuit 70, the switch 122 sets the power supply source so that the power supply circuit 70 becomes a power supply source of the power amplification circuit 120. Switch. At this time, the switch 112 switches the power supply source so that the power supply circuit 80 becomes a power supply source of the power amplification circuit 110.
このように、キャリアアグリゲーション動作をする電力増幅回路１１０，１２０のうち何れか一方には、電源回路７０から包絡線追跡方式により電源電圧が供給され、他方には、電源回路８０から平均電力追跡方式により電源電圧が供給される。このような回路構成によれば、キャリアアグリゲーション動作をする電力増幅回路１１０，１２０に電源電圧を供給するために、２つの包絡線追跡電源回路を用意する必要がない。２つの包絡線追跡電源回路に替えて、１つの包絡線追跡電源回路と１つの平均電力追跡電源回路を用意すればよいため、電力増幅モジュール４０の回路規模の縮小及びコスト低減を実現できる。 As described above, a power supply voltage is supplied from the power supply circuit 70 by the envelope tracking method to one of the power amplification circuits 110 and 120 performing the carrier aggregation operation, and an average power tracking method is supplied from the power supply circuit 80 to the other. The power supply voltage is supplied by the According to such a circuit configuration, it is not necessary to prepare two envelope tracking power supply circuits in order to supply the power supply voltages to the power amplification circuits 110 and 120 performing the carrier aggregation operation. Since one envelope tracking power supply circuit and one average power tracking power supply circuit may be prepared instead of the two envelope tracking power supply circuits, the circuit scale of the power amplification module 40 can be reduced and the cost can be reduced.
また、包絡線追跡方式では、入力電力に対して電力増幅回路１１０，１２０が飽和電力付近の効率の高い状態で動作するように電源電圧を制御しているため、広い入力電力範囲において効率が高い。これに伴い、包絡線追跡方式により電源電圧の供給を受ける電力増幅回路から出力される妨害波も大きくなる弊害がある。このため、キャリアアグリゲーション動作時に、包絡線追跡方式により電源電圧の供給を受ける電力増幅回路の出力電力を抑制し、その抑制された電力を、平均電力追跡方式により電源電圧の供給を受ける電力増幅回路で補うのが望ましい。これにより、妨害波の影響を低減できる。また、包絡線追跡方式により電源電圧の供給を受ける電力増幅回路の抑制された出力電力を補うために、平均電力追跡方式により電源電圧の供給を受ける電力増幅回路を高効率で動作させることにより、アンテナ６０の出力電力が規定の出力になるように調整できる。一例として、アンテナ６０の出力電力が、例えば、２４ｄＢｍになるように、包絡線追跡方式により電源電圧の供給を受ける電力増幅回路の出力電力を、例えば、２３ｄＢｍに設定し、平均電力追跡方式により電源電圧の供給を受ける電力増幅回路の出力電力を、例えば、１７ｄＢｍに設定してもよい。 Also, in the envelope tracking method, the power supply voltage is controlled so that the power amplification circuits 110 and 120 operate in a state of high efficiency near the saturation power with respect to the input power, so the efficiency is high in a wide input power range. . Along with this, there is a problem that the disturbance wave outputted from the power amplification circuit receiving the supply of the power supply voltage by the envelope tracking system also becomes large. Therefore, during the carrier aggregation operation, the output tracking of the power amplification circuit receiving the supply of the power supply voltage is suppressed by the envelope tracking method, and the suppressed power is supplied to the power supply voltage by the average power tracking method. It is desirable to make up for This can reduce the influence of interference waves. Also, in order to compensate for the suppressed output power of the power amplification circuit receiving the supply of the power supply voltage by the envelope tracking method, by operating the power amplification circuit receiving the supply of the power supply voltage by the average power tracking method with high efficiency, The output power of the antenna 60 can be adjusted to a prescribed output. As an example, the output power of the power amplification circuit receiving the supply of the power supply voltage by the envelope tracking method is set to, for example, 23 dBm so that the output power of the antenna 60 is 24 dBm, for example. The output power of the power amplification circuit receiving the supply of voltage may be set to, for example, 17 dBm.
なお、電源回路７０は、包絡線追跡電源回路に限られるものではなく、例えば、包絡線追跡方式及び平均電力追跡方式の何れの方式でも電源電圧を供給可能な電源回路でもよい。 The power supply circuit 70 is not limited to the envelope tracking power supply circuit, and may be, for example, a power supply circuit capable of supplying a power supply voltage in any of an envelope tracking system and an average power tracking system.
図２は、本発明の実施形態２に関わる高周波モジュール１０Ｂの回路構成を示す説明図である。高周波モジュール１０Ｂは、周波数帯域が互いに異なる３つのコンポーネントキャリアＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３を用いて、キャリアアグリゲーション動作可能に構成されている。ここで、コンポーネントキャリアＣＣ３の上り回線のＲＦ信号を送信信号Ｔｘ３と呼び、下り回線のＲＦ信号を受信信号Ｒｘ３と呼ぶ。高周波モジュール１０Ｂの電力増幅モジュール４０は、電力増幅回路１１０，１２０に加えて、電力増幅回路１３０を更に備え、低雑音増幅器１４０，１５０に加えて低雑音増幅器１６０を更に備えている点で、高周波モジュール１０Ａの電力増幅モジュール４０とは異なる。高周波モジュール１０Ｂのフロントエンドモジュール５０は、デュプレクサ２１０，２２０に加えてデュプレクサ２３０を更に備えている点で、高周波モジュール１０Ａのフロントエンドモジュール５０とは異なる。高周波モジュール１０Ｂのフロントエンドモジュール５０は、ダイプレクサ４００に替えてトリプレクサ５００を備えている点で、高周波モジュール１０Ａのフロントエンドモジュール５０とは異なる。 FIG. 2 is an explanatory view showing a circuit configuration of the high frequency module 10B according to the second embodiment of the present invention. The high frequency module 10B is configured to be able to perform carrier aggregation using three component carriers CC1, CC2, and CC3 different in frequency band from one another. Here, the RF signal of the uplink of the component carrier CC3 is called a transmission signal Tx3, and the RF signal of the downlink is called a reception signal Rx3. The power amplification module 40 of the high frequency module 10B further includes the power amplification circuit 130 in addition to the power amplification circuits 110 and 120, and further includes the low noise amplifier 160 in addition to the low noise amplifiers 140 and 150. This is different from the power amplification module 40 of the module 10A. The front end module 50 of the high frequency module 10B differs from the front end module 50 of the high frequency module 10A in that it further includes a duplexer 230 in addition to the duplexers 210 and 220. The front end module 50 of the high frequency module 10B is different from the front end module 50 of the high frequency module 10A in that the triplexer 500 is provided instead of the diplexer 400.
デュプレクサ２３０は、コンポーネントキャリアＣＣ３の送信信号Ｔｘ３と受信信号Ｒｘ３とを分波する。トリプレクサ５００は、コンポーネントキャリアＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３を分波する。電力増幅回路１１０で電力増幅された送信信号Ｔｘ１は、デュプレクサ２１０及びトリプレクサ５００を通過し、アンテナ６０から送信される。また、アンテナ６０から受信された受信信号Ｒｘ１は、トリプレクサ５００及びデュプレクサ２１０を通過して、低雑音増幅器１４０を経由してＲＦＩＣ３０に入力される。電力増幅回路１２０で電力増幅された送信信号Ｔｘ２は、デュプレクサ２２０及びトリプレクサ５００を通過し、アンテナ６０から送信される。また、アンテナ６０から受信された受信信号Ｒｘ２は、トリプレクサ５００及びデュプレクサ２２０を通過して、低雑音増幅器１５０を経由してＲＦＩＣ３０に入力される。電力増幅回路１３０で電力増幅された送信信号Ｔｘ３は、デュプレクサ２３０及びトリプレクサ５００を通過し、アンテナ６０から送信される。また、アンテナ６０から受信された受信信号Ｒｘ３は、トリプレクサ５００及びデュプレクサ２３０を通過して、低雑音増幅器１６０を経由してＲＦＩＣ３０に入力される。 The duplexer 230 demultiplexes the transmission signal Tx3 of the component carrier CC3 and the reception signal Rx3. The triplexer 500 divides component carriers CC1, CC2, and CC3. The transmission signal Tx1 power-amplified by the power amplification circuit 110 passes through the duplexer 210 and the triplexer 500, and is transmitted from the antenna 60. Also, the reception signal Rx1 received from the antenna 60 passes through the triplexer 500 and the duplexer 210, and is input to the RFIC 30 via the low noise amplifier 140. The transmission signal Tx2 power-amplified by the power amplification circuit 120 passes through the duplexer 220 and the triplexer 500, and is transmitted from the antenna 60. Further, the reception signal Rx2 received from the antenna 60 passes through the triplexer 500 and the duplexer 220, and is input to the RFIC 30 via the low noise amplifier 150. The transmission signal Tx3 power-amplified by the power amplification circuit 130 passes through the duplexer 230 and the triplexer 500, and is transmitted from the antenna 60. Further, the reception signal Rx3 received from the antenna 60 passes through the triplexer 500 and the duplexer 230, and is input to the RFIC 30 via the low noise amplifier 160.
電力増幅回路１３０は、送信信号Ｔｘ３を電力増幅する増幅器１３１と、電源回路７０，８０の中から選択される何れか一方から電源供給を受けるように電源供給元を切り替えるスイッチ１３２とを備える。増幅器１３１は、スイッチ１３２を通じて電源供給元から電源供給を受ける。増幅器１３１は、例えば、ヘテロ接合バイポーラトランジスタなどのトランジスタ素子を含む。トランジスタ素子は、多段接続されていてもよい。スイッチ１３２は、電界効果トランジスタなどの半導体スイッチを含み、半導体スイッチのオン状態及びオフ状態の切り替えを通じて電源供給元が選択的に切り替えられる。スイッチ１３２による電源供給元の切り替えは、例えば、ベースバンドＩＣ２０又はＲＦＩＣ３０により制御される。 The power amplification circuit 130 includes an amplifier 131 for power amplification of the transmission signal Tx3 and a switch 132 for switching a power supply source so as to receive power supply from any one of the power supply circuits 70 and 80. The amplifier 131 receives power from the power supply source through the switch 132. The amplifier 131 includes, for example, transistor elements such as heterojunction bipolar transistors. The transistor elements may be connected in multiple stages. The switch 132 includes a semiconductor switch such as a field effect transistor, and the power supply source is selectively switched through switching of the on state and the off state of the semiconductor switch. The switching of the power supply source by the switch 132 is controlled by, for example, the baseband IC 20 or the RFIC 30.
電力増幅回路１１０，１２０，１３０は、キャリアアグリゲーションにより周波数帯域の異なる複数のＲＦ信号を同時に出力することができる。このとき、３つの電力増幅回路１１０，１２０，１３０の中から選択される何れか１つの電力増幅回路に電源回路７０から包絡線追跡方式により電源電圧が供給され、選択された電力増幅回路以外の電力増幅回路に電源回路８０から平均電力追跡方式により、同じ電源電圧が供給される。例えば、電源回路７０から電源供給を受ける電力増幅回路として、電力増幅回路１１０が選択されると、スイッチ１１２は、電源回路７０が電力増幅回路１１０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。このとき、スイッチ１２２は、電源回路８０が電力増幅回路１２０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。同様に、スイッチ１３２は、電源回路８０が電力増幅回路１３０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。電源回路８０は、電力増幅回路１２０，１３０に同じ電源電圧を供給する。電源回路８０は、例えば、電力増幅回路１２０，１３０のうち出力電力の高い方の平均電力に追従して電源電圧を供給してもよい。また例えば、電源回路７０から電源供給を受ける電力増幅回路として、電力増幅回路１２０が選択されると、スイッチ１２２は、電源回路７０が電力増幅回路１２０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。このとき、スイッチ１１２は、電源回路８０が電力増幅回路１１０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。同様に、スイッチ１３２は、電源回路８０が電力増幅回路１３０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。電源回路８０は、電力増幅回路１１０，１３０に同じ電源電圧を供給する。電源回路８０は、例えば、電力増幅回路１１０，１３０のうち出力電力の高い方の平均電力に追従して電源電圧を供給してもよい。また例えば、電源回路７０から電源供給を受ける電力増幅回路として、電力増幅回路１３０が選択されると、スイッチ１３２は、電源回路７０が電力増幅回路１３０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。このとき、スイッチ１１２は、電源回路８０が電力増幅回路１１０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。同様に、スイッチ１２２は、電源回路８０が電力増幅回路１２０の電源供給元となるように電源供給元を切り替える。電源回路８０は、電力増幅回路１１０，１２０に同じ電源電圧を供給する。電源回路８０は、例えば、電力増幅回路１１０，１２０のうち出力電力の高い方の平均電力に追従して電源電圧を供給してもよい。 The power amplification circuits 110, 120, and 130 can simultaneously output a plurality of RF signals having different frequency bands by carrier aggregation. At this time, a power supply voltage is supplied from the power supply circuit 70 to any one of the three power amplification circuits 110, 120, and 130 by the envelope tracking method, and the power amplification circuit other than the selected power amplification circuit is selected. The same power supply voltage is supplied to the power amplification circuit from the power supply circuit 80 by the average power tracking method. For example, when the power amplification circuit 110 is selected as a power amplification circuit that receives power supply from the power supply circuit 70, the switch 112 switches the power supply source so that the power supply circuit 70 becomes a power supply source of the power amplification circuit 110. . At this time, the switch 122 switches the power supply source so that the power supply circuit 80 becomes a power supply source of the power amplification circuit 120. Similarly, the switch 132 switches the power supply source so that the power supply circuit 80 becomes a power supply source of the power amplification circuit 130. The power supply circuit 80 supplies the same power supply voltage to the power amplification circuits 120 and 130. The power supply circuit 80 may supply the power supply voltage following, for example, the average power of the higher output power of the power amplification circuits 120 and 130. Further, for example, when the power amplification circuit 120 is selected as a power amplification circuit receiving power supply from the power supply circuit 70, the switch 122 sets the power supply source so that the power supply circuit 70 becomes a power supply source of the power amplification circuit 120. Switch. At this time, the switch 112 switches the power supply source so that the power supply circuit 80 becomes a power supply source of the power amplification circuit 110. Similarly, the switch 132 switches the power supply source so that the power supply circuit 80 becomes a power supply source of the power amplification circuit 130. The power supply circuit 80 supplies the same power supply voltage to the power amplification circuits 110 and 130. The power supply circuit 80 may supply the power supply voltage following, for example, the average power of the higher output power of the power amplification circuits 110 and 130. Further, for example, when the power amplification circuit 130 is selected as a power amplification circuit receiving power supply from the power supply circuit 70, the switch 132 switches the power supply source so that the power supply circuit 70 becomes a power supply source of the power amplification circuit 130. Switch. At this time, the switch 112 switches the power supply source so that the power supply circuit 80 becomes a power supply source of the power amplification circuit 110. Similarly, the switch 122 switches the power supply source so that the power supply circuit 80 becomes a power supply source of the power amplification circuit 120. The power supply circuit 80 supplies the same power supply voltage to the power amplification circuits 110 and 120. The power supply circuit 80 may supply the power supply voltage following, for example, the average power of the higher output power of the power amplification circuits 110 and 120.
このように、キャリアアグリゲーション動作をする電力増幅回路１１０，１２０，１３０のうち何れか１つには、電源回路７０から包絡線追跡方式により電源電圧が供給され、残りの電力増幅回路には、電源回路８０から平均電力追跡方式により電源電圧が供給される。このような回路構成によれば、キャリアアグリゲーション動作をする電力増幅回路１１０，１２０，１３０に電源電圧を供給するために、３つの包絡線追跡電源回路を用意する必要がない。３つの包絡線追跡電源回路に替えて、１つの包絡線追跡電源回路と１つの平均電力追跡電源回路を用意すればよいため、電力増幅モジュール４０の回路規模の縮小及びコスト低減を実現できる。 As described above, the power supply circuit 70 supplies a power supply voltage by the envelope tracking method to any one of the power amplification circuits 110, 120, and 130 performing the carrier aggregation operation, and the remaining power amplification circuits The power supply voltage is supplied from the circuit 80 by the average power tracking method. According to such a circuit configuration, it is not necessary to prepare three envelope tracking power supply circuits in order to supply the power supply voltages to the power amplification circuits 110, 120 and 130 which perform the carrier aggregation operation. Since one envelope tracking power supply circuit and one average power tracking power supply circuit may be prepared instead of the three envelope tracking power supply circuits, the circuit scale of the power amplification module 40 can be reduced and the cost can be reduced.
なお、電源回路８０の個数は、必ずしも１つである必要はなく、例えば、平均電力追跡方式により電源電圧が供給される電力増幅回路の個数と同数でもよい。これにより、効率を一層高めることができる。 The number of power supply circuits 80 need not necessarily be one, and may be equal to the number of power amplification circuits to which the power supply voltage is supplied by the average power tracking method, for example. This can further increase the efficiency.
図３は、本発明の実施形態３に関わる高周波モジュール１０Ｃの回路構成を示す説明図である。高周波モジュール１０Ｃのフロントエンドモジュール５０は、複数のフィルタ回路６１０，６２０を備えている点で、高周波モジュール１０Ａのフロントエンドモジュール５０とは異なる。実施形態１，３の相違点を中心に説明し、共通する点については詳細な説明を省略する。 FIG. 3 is an explanatory view showing a circuit configuration of the high frequency module 10C according to the third embodiment of the present invention. The front end module 50 of the high frequency module 10C is different from the front end module 50 of the high frequency module 10A in that the front end module 50 includes a plurality of filter circuits 610 and 620. The differences between Embodiments 1 and 3 will be mainly described, and detailed description of common points will be omitted.
フィルタ回路６１０は、コンポーネントキャリアＣＣ１のＲＦ信号（送信信号Ｔｘ１及び受信信号Ｒｘ１）をフィルタリングする。フィルタ回路６１０は、複数のデュプレクサ２１０−１，２１０−２，…，２１０−Ｎと、一対のＲＦスイッチ３１０，３２０を備える。一対のＲＦスイッチ３１０，３２０のうち一方は、複数のデュプレクサ２１０−１，２１０−２，…，２１０−ＮへＲＦ信号が入力する側に配置され、他方は、複数のデュプレクサ２１０−１，２１０−２，…，２１０−ＮからＲＦ信号が出力される側に配置されている。コンポーネントキャリアＣＣ１のＲＦ信号の周波数帯域は、Ｎ個の周波数帯域の中から選択されることにより変更可能である。一対のＲＦスイッチ３１０，３２０は、コンポーネントキャリアＣＣ１のＲＦ信号の選択された周波数帯域に対応するデュプレクサを複数のデュプレクサ２１０−１，２１０−２，…，２１０−Ｎの中から選択して、選択されたデュプレクサにＲＦ信号を通過させるようにＲＦ信号の経路を選択的に切り替える。これにより、電力増幅回路１１０で電力増幅された送信信号Ｔｘ１は、ＲＦスイッチ３２０、複数のデュプレクサ２１０−１，２１０−２，…，２１０−Ｎの中から選択されたデュプレクサ、ＲＦスイッチ３１０、及びダイプレクサ４００を通過し、アンテナ６０から送信される。また、アンテナ６０から受信された受信信号Ｒｘ１は、ダイプレクサ４００、ＲＦスイッチ３１０、複数のデュプレクサ２１０−１，２１０−２，…，２１０−Ｎの中から選択されたデュプレクサ、及びＲＦスイッチ３２０を通過して、低雑音増幅器１４０を経由してＲＦＩＣ３０に入力される。ここで、Ｎは２以上の整数である。 The filter circuit 610 filters the RF signals (the transmission signal Tx1 and the reception signal Rx1) of the component carrier CC1. The filter circuit 610 includes a plurality of duplexers 210-1, 210-2, ..., 210-N and a pair of RF switches 310, 320. One of the pair of RF switches 310 and 320 is disposed on the side where the RF signal is input to the plurality of duplexers 210-1, 210-2, ..., and 210-N, and the other is connected to the plurality of duplexers 210-1 and 210. .., 210-N are disposed on the side where the RF signal is output. The frequency band of the RF signal of the component carrier CC1 can be changed by being selected from N frequency bands. The pair of RF switches 310 and 320 select a duplexer corresponding to the selected frequency band of the RF signal of the component carrier CC1 from among the plurality of duplexers 210-1, 210-2,. The path of the RF signal is selectively switched to pass the RF signal to the duplexer. Thus, the transmission signal Tx1 power-amplified by the power amplification circuit 110 is selected from the RF switch 320, the duplexers 210-1, 210-2,..., 210-N, the RF switch 310, and the duplexer. It passes through the diplexer 400 and is transmitted from the antenna 60. Also, the reception signal Rx1 received from the antenna 60 passes through the diplexer 400, the RF switch 310, the duplexer selected from the plurality of duplexers 210-1, 210-2, ..., 210-N, and the RF switch 320. Are input to the RFIC 30 via the low noise amplifier 140. Here, N is an integer of 2 or more.
フィルタ回路６２０は、コンポーネントキャリアＣＣ２のＲＦ信号（送信信号Ｔｘ２及び受信信号Ｒｘ２）をフィルタリングする。フィルタ回路６２０は、複数のデュプレクサ２２０−１，２２０−２，…，２２０−Ｎと、一対のＲＦスイッチ３３０，３４０を備える。一対のＲＦスイッチ３３０，３４０のうち一方は、複数のデュプレクサ２２０−１，２２０−２，…，２２０−ＮへＲＦ信号が入力する側に配置され、他方は、複数のデュプレクサ２２０−１，２２０−２，…，２２０−ＮからＲＦ信号が出力される側に配置されている。コンポーネントキャリアＣＣ２のＲＦ信号の周波数帯域は、Ｎ個の周波数帯域の中から選択されることにより変更可能である。一対のＲＦスイッチ３３０，３４０は、コンポーネントキャリアＣＣ２のＲＦ信号の選択された周波数帯域に対応するデュプレクサを複数のデュプレクサ２２０−１，２２０−２，…，２２０−Ｎの中から選択し、選択されたデュプレクサにＲＦ信号を通過させるようにＲＦ信号の経路を選択的に切り替える。これにより、電力増幅回路１２０で電力増幅された送信信号Ｔｘ２は、ＲＦスイッチ３４０、複数のデュプレクサ２２０−１，２２０−２，…，２２０−Ｎの中から選択されたデュプレクサ、ＲＦスイッチ３３０、及びダイプレクサ４００を通過し、アンテナ６０から送信される。また、アンテナ６０から受信された受信信号Ｒｘ２は、ダイプレクサ４００、ＲＦスイッチ３３０、複数のデュプレクサ２２０−１，２２０−２，…，２２０−Ｎの中から選択されたデュプレクサ、及びＲＦスイッチ３４０を通過して、低雑音増幅器１５０を経由してＲＦＩＣ３０に入力される。 The filter circuit 620 filters the RF signals (the transmission signal Tx2 and the reception signal Rx2) of the component carrier CC2. The filter circuit 620 includes a plurality of duplexers 220-1, 220-2, ..., 220-N and a pair of RF switches 330, 340. One of the pair of RF switches 330 and 340 is disposed on the side where the RF signal is input to the plurality of duplexers 220-1, 220-2, ..., 220-N, and the other is connected to the plurality of duplexers 220-1, 220. .. 220-N are arranged on the side where the RF signal is output. The frequency band of the RF signal of the component carrier CC2 can be changed by being selected from N frequency bands. The pair of RF switches 330 and 340 select and select the duplexer corresponding to the selected frequency band of the RF signal of the component carrier CC2 from among the plurality of duplexers 220-1, 220-2, ..., 220-N. Selectively switching the path of the RF signal to pass the RF signal to the duplexer. Thereby, the transmission signal Tx2 power-amplified by the power amplification circuit 120 is selected from the RF switch 340, the duplexer 220-1, 220-2,..., 220-N, the RF switch 330, and the duplexer. It passes through the diplexer 400 and is transmitted from the antenna 60. Also, the reception signal Rx2 received from the antenna 60 passes through the diplexer 400, the RF switch 330, the duplexer selected from the plurality of duplexers 220-1, 220-2, ..., 220-N, and the RF switch 340. Are input to the RFIC 30 via the low noise amplifier 150.
電力増幅回路１１０，１２０は、キャリアアグリゲーションにより周波数帯域の異なる複数のＲＦ信号を同時に出力することができる。また、複数のコンポーネントキャリアＣＣ１，ＣＣ２のそれぞれのＲＦ信号の周波数帯域は、変更可能であるため、複数の周波数帯域についてキャリアアグリゲーションが可能となる。 The power amplification circuits 110 and 120 can simultaneously output a plurality of RF signals having different frequency bands by carrier aggregation. In addition, since the frequency bands of the RF signals of the plurality of component carriers CC1 and CC2 can be changed, carrier aggregation can be performed for a plurality of frequency bands.
説明の便宜上、実施形態３では、電力増幅回路の個数が２である場合を例示したが、電力増幅回路の個数は３以上でもよい。この場合、フィルタ回路の個数は、電力増幅回路の個数と同じである。各フィルタ回路は、複数のデュプレクサと、一対のＲＦスイッチとを備える。一対のＲＦスイッチは、複数の電力増幅回路の何れか１つから出力されるＲＦ信号の周波数帯域に対応するデュプレクサを複数のデュプレクサの中から選択し、選択されたデュプレクサにＲＦ信号を通過させるようにＲＦ信号の経路を選択的に切り替える。 Although the case where the number of power amplification circuits is two is illustrated in the third embodiment for convenience of explanation, the number of power amplification circuits may be three or more. In this case, the number of filter circuits is the same as the number of power amplifier circuits. Each filter circuit comprises a plurality of duplexers and a pair of RF switches. The pair of RF switches select a duplexer corresponding to the frequency band of the RF signal output from any one of the plurality of power amplification circuits from among the plurality of duplexers, and pass the RF signal to the selected duplexer Selectively switch the path of the RF signal.
図４は、本発明の実施形態１の変形例に関わる高周波モジュール１０Ｄの回路構成を示す説明図である。高周波モジュール１０Ｄは、ベースバンドＩＣ２０及びＲＦＩＣ３０に替えて信号処理ＩＣ９０を備えている点で、高周波モジュール１０Ａとは異なる。すなわち、高周波モジュール１０Ａでは、ベースバンドＩＣ２０及びＲＦＩＣ３０が異なるチップにより構成されていたが、高周波モジュール１０Ｄでは、これらの機能が１つのチップにより構成されている。 FIG. 4 is an explanatory view showing a circuit configuration of a high frequency module 10D according to a modification of the first embodiment of the present invention. The high frequency module 10D is different from the high frequency module 10A in that the high frequency module 10D includes a signal processing IC 90 in place of the baseband IC 20 and the RF IC 30. That is, in the high frequency module 10A, the baseband IC 20 and the RFIC 30 are configured by different chips, but in the high frequency module 10D, these functions are configured by one chip.
図５は、本発明の実施形態１の他の変形例に関わる高周波モジュール１０Ｅの回路構成を示す説明図である。高周波モジュール１０Ｅは、信号処理ＩＣ９０に替えて信号処理ＩＣ９１，９２を備えている点で、高周波モジュール１０Ｄとは異なる。すなわち、高周波モジュール１０Ｄでは、信号処理ＩＣが１つのチップにより構成されていたが、高周波モジュール１０Ｅでは、信号処理ＩＣがコンポーネントキャリアＣＣ１，ＣＣ２ごとに異なるチップにより構成されている。これにより、例えばコンポーネントキャリアＣＣ１，ＣＣ２の通信規格が異なる場合に、信号処理ＩＣ９１，９２を各通信規格に適した構成とすることができる。 FIG. 5 is an explanatory view showing a circuit configuration of a high frequency module 10E according to another modification of the first embodiment of the present invention. The high frequency module 10E is different from the high frequency module 10D in that it includes signal processing ICs 91 and 92 instead of the signal processing IC 90. That is, in the high frequency module 10D, the signal processing IC is configured by one chip, but in the high frequency module 10E, the signal processing IC is configured by chips different for each of the component carriers CC1 and CC2. Thus, for example, when the communication standards of the component carriers CC1 and CC2 are different, the signal processing ICs 91 and 92 can be configured to be suitable for each communication standard.
なお、図１から図５に示される高周波モジュール１０Ａ〜１０Ｅでは、電源回路７０、８０が電力増幅モジュール４０に内蔵されない例が示されているが、これに替えて、電源回路７０、８０は電力増幅モジュール４０に内蔵されていてもよい。 In the high frequency modules 10A to 10E shown in FIGS. 1 to 5, there is shown an example in which the power supply circuits 70 and 80 are not incorporated in the power amplification module 40, but instead, the power supply circuits 70 and 80 It may be incorporated in the amplification module 40.
図６は、本発明の実施形態１に関わる高周波モジュール１０Ａの各構成要素が搭載されるモジュール基板を示す説明図である。具体的に、図６は、電力増幅回路１１０、低雑音増幅器１４０、及びデュプレクサ２１０が１つのモジュール基板１００に搭載され、電力増幅回路１２０、低雑音増幅器１５０、及びデュプレクサ２２０が１つのモジュール基板１０１に搭載される様子を示している。なお、図６に示されるモジュール基板の構成は例示であり、高周波モジュール１０Ａの各構成要素がいずれのモジュール基板に搭載されるかは特に限定されない。例えば、モジュール基板１００を例とすると、低雑音増幅器１４０又はデュプレクサ２１０はモジュール基板１００と異なる基板に搭載されていてもよい。また、電力増幅回路１１０，１２０、低雑音増幅器１４０，１５０、及びデュプレクサ２１０，２２０が１つのモジュール基板に搭載されていてもよい。 FIG. 6 is an explanatory view showing a module substrate on which each component of the high frequency module 10A according to the first embodiment of the present invention is mounted. Specifically, in FIG. 6, the power amplification circuit 110, the low noise amplifier 140, and the duplexer 210 are mounted on one module substrate 100, and the power amplification circuit 120, the low noise amplifier 150, and the duplexer 220 are one module substrate 101. It shows how it will be mounted on the. The configuration of the module substrate shown in FIG. 6 is an example, and it is not particularly limited whether each component of the high frequency module 10A is mounted on which module substrate. For example, taking the module substrate 100 as an example, the low noise amplifier 140 or the duplexer 210 may be mounted on a substrate different from the module substrate 100. Also, the power amplifier circuits 110 and 120, the low noise amplifiers 140 and 150, and the duplexers 210 and 220 may be mounted on one module substrate.
図７は、本発明の実施形態４に関わる高周波モジュール１０Ｆの回路構成を示す説明図である。上述の高周波モジュール１０Ａ〜１０Ｅは、送信信号と受信信号の周波数帯域が異なり、周波数帯域に応じて送信信号と受信信号に分けられるＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式に従う場合の構成であった。他方、高周波モジュール１０Ｆは、送信信号と受信信号の周波数帯域が等しく、時間によって送信信号と受信信号が区切られるＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式に従う場合の構成である。 FIG. 7 is an explanatory view showing a circuit configuration of the high frequency module 10F according to the fourth embodiment of the present invention. The above-described high frequency modules 10A to 10E are configured according to a frequency division duplex (FDD) system in which the frequency bands of the transmission signal and the reception signal are different, and the transmission signal and the reception signal are divided according to the frequency band. On the other hand, the high frequency module 10F has a configuration in the case where it conforms to a TDD (Time Division Duplex) system in which the frequency bands of the transmission signal and the reception signal are equal and the transmission signal and the reception signal are separated by time.
具体的に、高周波モジュール１０Ｆは、スイッチ７１０，７２０を備え、デュプレクサ２１０，２２０に替えてバンドパスフィルタ回路８１０，８２０を備えている点で、高周波モジュール１０Ａとは異なる。 Specifically, the high frequency module 10F is different from the high frequency module 10A in that the high frequency module 10F includes switches 710 and 720, and includes band pass filter circuits 810 and 820 in place of the duplexers 210 and 220.
スイッチ７１０，７２０は、それぞれ１入力２出力のスイッチである。スイッチ７１０は、送信信号Ｔｘ１の送信時には電力増幅器１１１の出力とバンドパスフィルタ回路８１０との間を接続し、受信信号Ｒｘ１の受信時にはバンドパスフィルタ回路８１０と低雑音増幅器１４０の入力との間を接続する。このように、スイッチ７１０は時間に応じて送信信号Ｔｘ１と受信信号Ｒｘ１の経路を切り替える。スイッチ７２０は、送信信号Ｔｘ２の送信時には電力増幅器１２１の出力とバンドパスフィルタ回路８２０との間を接続し、受信信号Ｒｘ２の受信時にはバンドパスフィルタ回路８２０と低雑音増幅器１５０の入力との間を接続する。このように、スイッチ７２０は時間に応じて送信信号Ｔｘ２と受信信号Ｒｘ２の経路を切り替える。 The switches 710 and 720 are switches with one input and two outputs respectively. The switch 710 connects between the output of the power amplifier 111 and the band pass filter circuit 810 when transmitting the transmission signal Tx 1, and between the band pass filter circuit 810 and the input of the low noise amplifier 140 when receiving the reception signal Rx 1. Connecting. Thus, the switch 710 switches the path of the transmission signal Tx1 and the reception signal Rx1 according to time. The switch 720 connects between the output of the power amplifier 121 and the band pass filter circuit 820 when transmitting the transmission signal Tx 2, and between the band pass filter circuit 820 and the input of the low noise amplifier 150 when receiving the reception signal Rx 2. Connecting. Thus, the switch 720 switches the paths of the transmission signal Tx2 and the reception signal Rx2 according to time.
バンドパスフィルタ回路８１０は、送信信号Ｔｘ１及び受信信号Ｒｘ１を通過させる周波数特性を有する。バンドパスフィルタ回路８１０には、時間に応じて送信信号Ｔｘ１又は受信信号Ｒｘ１のいずれか一方が供給される。バンドパスフィルタ回路８２０は、送信信号Ｔｘ２及び受信信号Ｒｘ２を通過させる周波数特性を有する。バンドパスフィルタ回路８２０には、時間に応じて送信信号Ｔｘ２又は受信信号Ｒｘ２のいずれか一方が供給される。このように、高周波モジュール１０Ｆは、ＴＤＤ方式に従う場合であっても、電力増幅モジュール４０の回路規模の縮小及びコスト低減を実現できる。 The band pass filter circuit 810 has a frequency characteristic that passes the transmission signal Tx1 and the reception signal Rx1. The band pass filter circuit 810 is supplied with either the transmission signal Tx1 or the reception signal Rx1 according to time. The band pass filter circuit 820 has a frequency characteristic that passes the transmission signal Tx2 and the reception signal Rx2. The band pass filter circuit 820 is supplied with either the transmission signal Tx2 or the reception signal Rx2 according to time. As described above, the high frequency module 10F can realize the reduction of the circuit scale of the power amplification module 40 and the cost reduction even in the case of the TDD scheme.
なお、図７ではスイッチ７１０，７２０及びバンドパスフィルタ回路８１０，８２０がフロントエンドモジュール５０に含まれているが、スイッチ７１０，７２０及びバンドパスフィルタ回路８１０，８２０は、フロントエンドモジュール５０のモジュール基板に搭載されていてもよく、電力増幅モジュール４０のモジュール基板に搭載されていてもよく、あるいはこれらの基板とは異なる基板に搭載されていてもよい。また、バンドパスフィルタ回路８１０，８２０は、送信信号及び受信信号を通過させる周波数帯域を有していればよく、バンドパスフィルタ回路に替えてローパスフィルタ回路等の他のフィルタ回路により構成されていてもよい。 Although the switches 710 and 720 and the band pass filter circuits 810 and 820 are included in the front end module 50 in FIG. 7, the switches 710 and 720 and the band pass filter circuits 810 and 820 are module substrates of the front end module 50. , May be mounted on the module substrate of the power amplification module 40, or may be mounted on a substrate different from these substrates. Also, the band pass filter circuits 810 and 820 may have a frequency band for passing the transmission signal and the reception signal, and are configured by other filter circuits such as a low pass filter circuit instead of the band pass filter circuit. It is also good.
次に、図８を参照して、各電力増幅器に供給される電源電圧の方式を切り替える方法の一例について説明する。図８は、本発明の実施形態１がキャリアアグリゲーション動作をする場合の電源電圧の決定方法を示すフローチャートである。なお、以下に説明する電源電圧の制御は、例えばベースバンドＩＣ２０又はＲＦＩＣ３０によって行われてもよく、或いは信号処理ＩＣ９０〜９２によって行われてもよい。 Next, with reference to FIG. 8, an example of a method of switching the method of the power supply voltage supplied to each power amplifier will be described. FIG. 8 is a flowchart showing a method of determining the power supply voltage when the carrier aggregation operation is performed in Embodiment 1 of the present invention. The control of the power supply voltage described below may be performed by, for example, the baseband IC 20 or the RFIC 30, or may be performed by the signal processing ICs 90 to 92.
まず、高周波モジュール１０Ａと第１の基地局（ＢＳ１）との通信が開始されると、第１の基地局が、電力増幅器１１１に要求する出力電力のレベルＰ１を指示する（ステップＳ１００）。このレベルＰ１が、所定の閾値Ｘ（例えば、十数ｄＢｍ程度）より大きい場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、電力増幅器１１１には包絡線追跡方式に従った電源電圧が供給され（ステップＳ１０２）、通信が確立される（ステップＳ１０３）。 First, when communication between the high frequency module 10A and the first base station (BS1) is started, the first base station indicates the level P1 of the output power required for the power amplifier 111 (step S100). If the level P1 is larger than a predetermined threshold value X (for example, about ten and several dBm) (step S101: Yes), the power amplifier 111 is supplied with a power supply voltage according to the envelope tracking method (step S102). Is established (step S103).
次に、第１の基地局がアップリンクキャリアアグリゲーション動作を指示すると（ステップＳ１０４）、電力増幅器１２１は新たな基地局を検出する（ステップＳ１０５）。検出された第２の基地局（ＢＳ２）は、電力増幅器１２１に要求する出力電力のレベルＰ２を指示する（ステップＳ１０６）。このレベルＰ２が所定の閾値Ｘより大きい場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、レベルＰ１とレベルＰ２の大きさを比較する。レベルＰ１がレベルＰ２より大きい場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、電力増幅器１１１には包絡線追跡方式に従った電源電圧が供給され、電力増幅器１２１には平均電力追跡方式に従った電源電圧が供給され（ステップＳ１０９）、通信が確立される（ステップＳ１１０）。他方、レベルＰ１がレベルＰ２より小さい場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、電力増幅器１１１には平均電力追跡方式に従った電源電圧が供給され、電力増幅器１２１には包絡線追跡方式に従った電源電圧が供給され（ステップＳ１１１）、通信が確立される（ステップＳ１１０）。また、レベルＰ２が所定の閾値Ｘより小さい場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、レベルＰ１とレベルＰ２の大きさを比較する必要がなく、電力増幅器１２１には平均電力追跡方式に従った電源電圧が供給され（ステップＳ１１２）、通信が確立される（ステップＳ１１０）。 Next, when the first base station instructs uplink carrier aggregation operation (step S104), the power amplifier 121 detects a new base station (step S105). The detected second base station (BS2) indicates the level P2 of the output power required for the power amplifier 121 (step S106). If the level P2 is larger than the predetermined threshold X (step S107: Yes), the magnitudes of the level P1 and the level P2 are compared. If level P1 is greater than level P2 (step S108: Yes), power amplifier 111 is supplied with a power supply voltage according to the envelope tracking scheme, and power amplifier 121 is supplied with a power supply voltage according to the average power tracking system. (Step S109), communication is established (Step S110). On the other hand, when the level P1 is smaller than the level P2 (step S108: No), the power amplifier 111 is supplied with the power supply voltage according to the average power tracking method, and the power amplifier 121 is supplied with the power supply voltage according to the envelope tracking method. It is supplied (step S111), and communication is established (step S110). When the level P2 is smaller than the predetermined threshold X (step S107: No), there is no need to compare the magnitudes of the level P1 and the level P2, and the power amplifier 121 is supplied with a power supply voltage according to the average power tracking method. (Step S112) and communication is established (step S110).
一方、レベルＰ１が所定の閾値Ｘより小さい場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、電力増幅器１１１には平均電力追跡方式に従った電源電圧が供給され（ステップＳ１１３）、通信が確立される（ステップＳ１１４）。 On the other hand, when the level P1 is smaller than the predetermined threshold X (step S101: No), the power amplifier 111 is supplied with the power supply voltage according to the average power tracking method (step S113), and communication is established (step S114). .
次に、上述の工程と同様に、第１の基地局がアップリンクキャリアアグリゲーション動作を指示すると（ステップＳ１１５）、電力増幅器１２１は新たな基地局を検出する（ステップＳ１１６）。検出された第２の基地局は、電力増幅器１２１に要求する出力電力のレベルＰ２を指示する（ステップＳ１１７）。このレベルＰ２が所定の閾値Ｘより大きい場合（ステップＳ１１８：Ｙｅｓ）、レベルＰ１とレベルＰ２の大きさを比較する必要がなく、電力増幅器１２１には包絡線追跡方式に従った電源電圧が供給され（ステップＳ１１９）、通信が確立される（ステップＳ１１０）。他方、レベルＰ２が所定の閾値Ｘより小さい場合（ステップＳ１１８：Ｎｏ）、レベルＰ１とレベルＰ２の大きさを比較する。レベルＰ１がレベルＰ２より大きい場合（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、電力増幅器１１１には包絡線追跡方式に従った電源電圧が供給され、電力増幅器１２１には平均電力追跡方式に従った電源電圧が供給され（ステップＳ１２１）、通信が確立される（ステップＳ１１０）。他方、レベルＰ１がレベルＰ２より小さい場合（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、電力増幅器１１１には平均電力追跡方式に従った電源電圧が供給され、電力増幅器１２１には包絡線追跡方式に従った電源電圧が供給され（ステップＳ１２２）、通信が確立される（ステップＳ１１０）。 Next, when the first base station instructs the uplink carrier aggregation operation (step S115), as in the above-described process (step S115), the power amplifier 121 detects a new base station (step S116). The detected second base station indicates the level P2 of the output power required for the power amplifier 121 (step S117). If the level P2 is larger than the predetermined threshold X (step S118: Yes), there is no need to compare the magnitudes of the levels P1 and P2, and the power amplifier 121 is supplied with a power supply voltage according to the envelope tracking method. (Step S119), communication is established (Step S110). On the other hand, when the level P2 is smaller than the predetermined threshold X (step S118: No), the magnitudes of the level P1 and the level P2 are compared. If level P1 is greater than level P2 (step S120: Yes), power amplifier 111 is supplied with a power supply voltage according to the envelope tracking method, and power amplifier 121 is supplied with a power supply voltage according to the average power tracking method. (Step S121), communication is established (Step S110). On the other hand, when the level P1 is smaller than the level P2 (step S120: No), the power amplifier 111 is supplied with the power supply voltage according to the average power tracking method, and the power amplifier 121 is supplied with the power supply voltage according to the envelope tracking method. It is supplied (step S122), and communication is established (step S110).
上述の工程により、基地局から要求される出力電力レベルが小さい方の電力増幅器には、平均電力追跡方式に従った電源電圧が供給され、当該出力電力レベルが大きい電力増幅器には、包絡線追跡方式に従った電源電圧が供給される。なお、これらの電源電圧の方式の切り替えは、上述の通り、例えばベースバンドＩＣ２０、ＲＦＩＣ３０又は信号処理ＩＣ９０〜９２がスイッチ１１２，１２２の切り替えを制御することにより行われる。 According to the above-described process, the power amplifier according to the average power tracking scheme is supplied with the power supply voltage according to the average power tracking scheme, and the power amplifier with the higher output power level is subjected to the envelope tracking. A power supply voltage is supplied according to the scheme. The switching of the system of the power supply voltage is performed, for example, by the baseband IC 20, the RFIC 30, or the signal processing ICs 90 to 92 controlling the switching of the switches 112 and 122 as described above.
なお、基地局から電力増幅器１１１，１２１に要求された出力電力のレベルＰ１，Ｐ２がほぼ等しい場合は、例えばいずれか一方の電力増幅器に包絡線追跡方式に従った電源電圧が供給され、他方の電力増幅器に平均電力追跡方式に従った電源電圧が供給されるように初期設定を行ってもよい。 If the levels P1 and P2 of the output power requested from the base station to the power amplifiers 111 and 121 are substantially equal, for example, the power supply voltage according to the envelope tracking scheme is supplied to one of the power amplifiers. The power amplifier may be initialized to be supplied with a power supply voltage according to the average power tracking scheme.
また、上述の工程では、電力増幅器１２１が第１の基地局とは異なる第２の基地局を検出する例を説明したが、電力増幅器１２１は電力増幅器１１１と同じ第１の基地局と通信してもよい。この場合、第１の基地局が電力増幅器１２１に要求する出力電力のレベルＰ２を指示する。 Also, in the above-described process, although the example in which the power amplifier 121 detects a second base station different from the first base station has been described, the power amplifier 121 communicates with the first base station same as the power amplifier 111. May be In this case, the first base station indicates the level P2 of output power required of the power amplifier 121.
また、上述の実施形態１，２，３，４では、それぞれ、電力増幅回路の個数が２，３の場合を例示したが、電力増幅回路の個数は４以上でもよい。複数の電力増幅回路の個数をＭとしたとき、電源回路７０は、Ｍ個の電力増幅回路の中から選択される何れか１つの電力増幅回路に包絡線追跡方式により電源電圧を供給する。電源回路８０は、Ｍ個の電力増幅回路のうち選択された電力増幅回路以外の（Ｍ−１）個の電力増幅回路に平均電力追跡方式により電源電圧を供給する。ここで、Ｍは２以上の整数である。Ｍ個の電力増幅回路のそれぞれは、電源回路７０，８０の中から選択される何れか一方から電源供給を受けるように電源供給元を切り替えるスイッチを備える。また、Ｍ個の電力増幅回路は、キャリアアグリゲーションにより周波数帯域の異なる複数のＲＦ信号を同時に出力することも可能である。 In the above-described first, second, third, and fourth embodiments, the number of power amplification circuits is two and three, respectively. However, the number of power amplification circuits may be four or more. Assuming that the number of the plurality of power amplification circuits is M, the power supply circuit 70 supplies the power supply voltage to any one of the M power amplification circuits by the envelope tracking method. The power supply circuit 80 supplies a power supply voltage to the (M−1) power amplification circuits other than the selected power amplification circuit among the M power amplification circuits by the average power tracking method. Here, M is an integer of 2 or more. Each of the M power amplification circuits includes a switch that switches a power supply source so as to receive power supply from any one of the power supply circuits 70 and 80. In addition, the M power amplification circuits can simultaneously output a plurality of RF signals having different frequency bands by carrier aggregation.
なお、説明の便宜上、図１から図７では、前段の回路と後段の回路との間のインピーダンスを整合させる整合回路の図示を省略している点に留意されたい。また、上述の各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更又は改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。実施形態が備える各回路素子及びその配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。各実施形態が備える回路素子は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 It should be noted that for convenience of description, in FIGS. 1 to 7, the illustration of the matching circuit for matching the impedance between the circuit of the former stage and the circuit of the latter stage is omitted. Further, the above-described embodiments are for the purpose of facilitating the understanding of the present invention, and are not for the purpose of limiting the present invention. The present invention can be changed or improved without departing from the gist thereof, and the present invention also includes the equivalents thereof. That is, those skilled in the art with appropriate design changes to the embodiments are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention. The circuit elements included in the embodiment and the arrangement thereof are not limited to those illustrated, but can be appropriately changed. The circuit elements included in each embodiment can be combined as much as technically possible, and combinations of these are included in the scope of the present invention as long as the features of the present invention are included.
１０Ａ〜１０Ｆ…高周波モジュール ２０…ベースバンドＩＣ ３０…ＲＦＩＣ ４０…電力増幅モジュール ５０…フロントエンドモジュール ６０…アンテナ ７０，８０…電源回路 ９０〜９２…信号処理ＩＣ １００，１０１…モジュール基板 １１０，１２０，１３０…電力増幅回路 １１１，１２１，１３１…増幅器 １１２，１２２，１３２…スイッチ １４０，１５０，１６０…低雑音増幅器 ２１０，２２０，２３０…デュプレクサ ３１０，３２０，３３０，３４０…ＲＦスイッチ ４００…ダイプレクサ ５００…トリプレクサ ６１０，６２０…フィルタ回路 ７１０，７２０…スイッチ ８１０，８２０…バンドパスフィルタ回路 10A to 10F: High frequency module 20: Base band IC 30: RFIC 40: Power amplification module 50: front end module 60: antenna 70, 80: power supply circuit 90 to 92: signal processing IC 100, 101: module substrate 110, 120, 130: Power amplification circuit 111, 121, 131 ... Amplifier 112, 122, 132 ... Switch 140, 150, 160 ... Low noise amplifier 210, 220, 230 ... Duplexer 310, 320, 330, 340 ... RF switch 400 ... Diplexer 500 ... Triplexer 610, 620 ... filter circuit 710, 720 ... switch 810, 820 ... band pass filter circuit
Claims (5)
前記複数の電力増幅器のそれぞれに、包絡線追跡方式による電源電圧又は平均電力追跡方式による電源電圧の何れか一方が供給されるように電源供給元を切り替える、少なくとも１つのスイッチと、
を備える電力増幅モジュール。 With multiple power amplifiers,
At least one switch for switching a power supply source such that each of the plurality of power amplifiers is supplied with either an envelope tracking power supply voltage or an average power tracking power supply voltage;
Power amplification module comprising:
前記少なくとも１つのスイッチは、前記複数の電力増幅器の中から選択される何れか１つの電力増幅器に包絡線追跡方式による電源電圧が供給され、前記複数の電力増幅器のうち前記選択された電力増幅器以外の電力増幅器に平均電力追跡方式による電源電圧が供給されるように電源供給元を切り替える、電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 1, wherein
In the at least one switch, a power supply voltage according to an envelope tracking scheme is supplied to any one power amplifier selected from the plurality of power amplifiers, and a power supply voltage other than the selected power amplifier among the plurality of power amplifiers is selected. A power amplification module, which switches a power supply source so that the power amplifier is supplied with a power supply voltage by an average power tracking method.
前記複数の電力増幅器は、キャリアアグリゲーションにより周波数帯域の異なる複数のＲＦ信号を同時に出力する、電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 1 or 2, wherein
The power amplification module, wherein the plurality of power amplifiers simultaneously output a plurality of RF signals in different frequency bands by carrier aggregation.
前記包絡線追跡方式による電源電圧の供給を受ける前記電力増幅器の出力電力は、前記平均電力追跡方式による電源電圧の供給を受ける前記電力増幅器の出力電力より高い、電力増幅モジュール。 The power amplification module according to any one of claims 1 to 3, wherein
A power amplification module, wherein the output power of the power amplifier receiving the power supply voltage by the envelope tracking scheme is higher than the output power of the power amplifier receiving the power supply voltage by the average power tracking scheme.
複数のフィルタ回路と、を備え、
前記複数のフィルタ回路のそれぞれは、
複数のデュプレクサと、
前記複数の電力増幅器の何れか１つから出力されるＲＦ信号の周波数帯域に対応するデュプレクサを前記複数のデュプレクサの中から選択し、選択されたデュプレクサに前記ＲＦ信号を通過させるように前記ＲＦ信号の経路を選択的に切り替える一対のＲＦスイッチと、を備える、高周波モジュール。 The power amplification module according to any one of claims 1 to 4.
And a plurality of filter circuits,
Each of the plurality of filter circuits is
With multiple duplexers,
The duplexer corresponding to the frequency band of the RF signal output from any one of the plurality of power amplifiers is selected from among the plurality of duplexers, and the RF signal is caused to pass the RF signal to the selected duplexer. And a pair of RF switches selectively switching the path of
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2018
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