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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024089758
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】高周波モジュール
(51)【国際特許分類】
H04B 1/034 20060101AFI20240627BHJP
H04B 1/04 20060101ALI20240627BHJP
H03F 1/02 20060101ALI20240627BHJP
H03F 3/45 20060101ALI20240627BHJP
H03F 3/60 20060101ALI20240627BHJP
H03F 3/195 20060101ALI20240627BHJP
H03F 3/68 20060101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
H04B1/034 A
H04B1/04 Z
H03F1/02 188
H03F3/45
H03F3/60
H03F3/195
H03F3/68
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022205147
(22)【出願日】2022-12-22
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100189430
【弁理士】
【氏名又は名称】吉川 修一
(74)【代理人】
【識別番号】100190805
【弁理士】
【氏名又は名称】傍島 正朗
(72)【発明者】
【氏名】土田 茂
(72)【発明者】
【氏名】森田 恭平
(72)【発明者】
【氏名】松村 佳人
(72)【発明者】
【氏名】庄内 大貴
(72)【発明者】
【氏名】南光 健
【テーマコード（参考）】
5J067
5J500
5K060
【Ｆターム（参考）】
5J067AA04
5J067AA12
5J067AA21
5J067AA22
5J067AA41
5J067CA36
5J067CA52
5J067CA92
5J067FA15
5J067FA16
5J067HA06
5J067HA12
5J067HA35
5J067HA37
5J067HA39
5J067KA16
5J067KA29
5J067KA44
5J067KA48
5J067KS11
5J067KS19
5J067MA08
5J067MA22
5J067QA04
5J067QA05
5J067QA06
5J067QS03
5J067SA14
5J067TA01
5J500AA04
5J500AA12
5J500AA21
5J500AA22
5J500AA41
5J500AC36
5J500AC52
5J500AC92
5J500AF15
5J500AF16
5J500AH06
5J500AH12
5J500AH35
5J500AH37
5J500AH39
5J500AK16
5J500AK29
5J500AK44
5J500AK48
5J500AK66
5J500AM08
5J500AM22
5J500AQ04
5J500AQ05
5J500AQ06
5J500AS14
5J500AT01
5J500DP01
5K060AA09
5K060AA10
5K060BB07
5K060CC04
5K060DD04
5K060HH06
5K060HH11
5K060HH39
5K060JJ23
5K060JJ24
(57)【要約】
【課題】小型化と信号損失の低減とを図ることができる高周波モジュールを提供する。
【解決手段】高周波モジュール１は、互いに対向する主面９０ａ及び９０ｂを有するモジュール基板９０と、主面９０ｂに配置された複数の外部接続端子１００と、主面９０ａに配置された電力増幅回路１０及び２０と、電力増幅回路１０に接続され、主面９０ａに配置されたトランスフォーマ４１と、電力増幅回路２０に接続され、主面９０ｂに配置されたトランスフォーマ４２と、を備え、電力増幅回路１０は、ドハティ型の電力増幅回路であり、電力増幅回路２０は、差動増幅型の電力増幅回路である。
【選択図】図４
【解決手段】高周波モジュール１は、互いに対向する主面９０ａ及び９０ｂを有するモジュール基板９０と、主面９０ｂに配置された複数の外部接続端子１００と、主面９０ａに配置された電力増幅回路１０及び２０と、電力増幅回路１０に接続され、主面９０ａに配置されたトランスフォーマ４１と、電力増幅回路２０に接続され、主面９０ｂに配置されたトランスフォーマ４２と、を備え、電力増幅回路１０は、ドハティ型の電力増幅回路であり、電力増幅回路２０は、差動増幅型の電力増幅回路である。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置された第１電力増幅回路及び第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１電力増幅回路は、ドハティ型の電力増幅回路であり、
前記第２電力増幅回路は、差動増幅型の電力増幅回路である、
高周波モジュール。
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置された第１電力増幅回路及び第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１電力増幅回路は、ドハティ型の電力増幅回路であり、
前記第２電力増幅回路は、差動増幅型の電力増幅回路である、
高周波モジュール。
【請求項2】
互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置された第１電力増幅回路及び第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、少なくとも２つのチャネルで同時送信可能な第１バンドの送信帯域を含む通過帯域を有する第１フィルタ回路と、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第１バンドの送信帯域を含む通過帯域を有する第２フィルタ回路と、
前記第１電力増幅回路及び前記第１フィルタ回路の間に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路及び前記第２フィルタ回路の間に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１バンド内の第１チャネル及び前記第１チャネルよりも低い第２チャネルの信号が同時送信される場合に、前記第１電力増幅回路は、前記第１チャネルの信号を増幅し、かつ、前記第２電力増幅回路は、前記第２チャネルの信号を増幅する、
高周波モジュール。
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置された第１電力増幅回路及び第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、少なくとも２つのチャネルで同時送信可能な第１バンドの送信帯域を含む通過帯域を有する第１フィルタ回路と、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第１バンドの送信帯域を含む通過帯域を有する第２フィルタ回路と、
前記第１電力増幅回路及び前記第１フィルタ回路の間に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路及び前記第２フィルタ回路の間に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１バンド内の第１チャネル及び前記第１チャネルよりも低い第２チャネルの信号が同時送信される場合に、前記第１電力増幅回路は、前記第１チャネルの信号を増幅し、かつ、前記第２電力増幅回路は、前記第２チャネルの信号を増幅する、
高周波モジュール。
【請求項3】
前記モジュール基板は、さらに、前記第１トランスフォーマ及び前記第２トランスフォーマの間に配置されたビア導体を有する、
請求項２に記載の高周波モジュール。
請求項２に記載の高周波モジュール。
【請求項4】
互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置され、第１パワークラスに対応する第１電力増幅回路と、
前記第１主面に配置され、前記第１パワークラスと同じ第２パワークラスに対応する第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１パワークラス及び前記第２パワークラスよりも高い最大出力電力で規定される第３パワークラスが適用される場合に、前記第１電力増幅回路及び前記第２電力増幅回路で同時に高周波信号が増幅され、
前記第１パワークラスが適用される場合に、前記第１電力増幅回路で高周波信号が増幅され、前記第２電力増幅回路で高周波信号が増幅されない、
高周波モジュール。
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置され、第１パワークラスに対応する第１電力増幅回路と、
前記第１主面に配置され、前記第１パワークラスと同じ第２パワークラスに対応する第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１パワークラス及び前記第２パワークラスよりも高い最大出力電力で規定される第３パワークラスが適用される場合に、前記第１電力増幅回路及び前記第２電力増幅回路で同時に高周波信号が増幅され、
前記第１パワークラスが適用される場合に、前記第１電力増幅回路で高周波信号が増幅され、前記第２電力増幅回路で高周波信号が増幅されない、
高周波モジュール。
【請求項5】
前記高周波モジュールは、さらに、前記第１主面に配置され、かつ、前記モジュール基板の平面視において前記第１トランスフォーマ及び前記第２電力増幅回路の間に配置された金属部材を備える、
請求項４に記載の高周波モジュール。
請求項４に記載の高周波モジュール。
【請求項6】
前記高周波モジュールは、さらに、
低雑音増幅回路と、
前記低雑音増幅回路に接続され、前記第１主面に配置されたインダクタと、を備え、
前記第２トランスフォーマよりも前記第１トランスフォーマの方が前記インダクタから離れて配置されている、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
低雑音増幅回路と、
前記低雑音増幅回路に接続され、前記第１主面に配置されたインダクタと、を備え、
前記第２トランスフォーマよりも前記第１トランスフォーマの方が前記インダクタから離れて配置されている、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項7】
前記高周波モジュールは、さらに、前記第１主面に配置され、かつ、前記モジュール基板の平面視において前記第１トランスフォーマ及び前記インダクタの間に配置された金属部材を備える、
請求項６に記載の高周波モジュール。
請求項６に記載の高周波モジュール。
【請求項8】
前記高周波モジュールは、さらに、
前記第１主面に配置された前記第１電力増幅回路及び前記第２電力増幅回路の少なくとも一部を覆う樹脂部材と、
前記樹脂部材の表面の少なくとも一部を覆うシールド層と、を備え、
前記金属部材の先端は、前記シールド層に接続されている、
請求項７に記載の高周波モジュール。
前記第１主面に配置された前記第１電力増幅回路及び前記第２電力増幅回路の少なくとも一部を覆う樹脂部材と、
前記樹脂部材の表面の少なくとも一部を覆うシールド層と、を備え、
前記金属部材の先端は、前記シールド層に接続されている、
請求項７に記載の高周波モジュール。
【請求項9】
前記高周波モジュールは、さらに、前記第２トランスフォーマに接続され、前記第１主面に配置された整合回路を備え、
前記整合回路は、前記モジュール基板の平面視において、前記第２トランスフォーマと少なくとも部分的に重なっている、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
前記整合回路は、前記モジュール基板の平面視において、前記第２トランスフォーマと少なくとも部分的に重なっている、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項10】
前記第１トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第１主面を含む複数の第１レイヤに形成されており、
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第２主面を含む複数の第２レイヤに形成されており、
前記複数の第１レイヤは、前記複数の第２レイヤと重なっていない、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第２主面を含む複数の第２レイヤに形成されており、
前記複数の第１レイヤは、前記複数の第２レイヤと重なっていない、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項11】
前記第１トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第１主面を含む複数の第１レイヤに形成されており、
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第２主面を含む複数の第２レイヤに形成されており、
前記複数の第１レイヤは、前記複数の第２レイヤと少なくとも部分的に重なっている、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第２主面を含む複数の第２レイヤに形成されており、
前記複数の第１レイヤは、前記複数の第２レイヤと少なくとも部分的に重なっている、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項12】
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の平面視において、前記第１トランスフォーマと重なっていない、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項13】
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の平面視において、前記第１トランスフォーマと少なくとも部分的に重なっている、
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
請求項１～５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項14】
前記第１トランスフォーマ及び前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の平面視において、前記第１電力増幅回路及び前記第２電力増幅回路の間に配置されている、
請求項１３に記載の高周波モジュール。
請求項１３に記載の高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、複数のトランスフォーマを備える高周波モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１５８５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来の技術では、高周波モジュールの小型化と信号損失の低減との両方を実現することが難しい。
【0005】
そこで、本発明は、小型化と信号損失の低減とを図ることができる高周波モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る高周波モジュールは、互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、第２主面に配置された複数の外部接続端子と、第１主面に配置された第１電力増幅回路及び第２電力増幅回路と、第１電力増幅回路に接続され、第１主面に配置された第１トランスフォーマと、第２電力増幅回路に接続され、第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、第１電力増幅回路は、ドハティ型の電力増幅回路であり、第２電力増幅回路は、差動増幅型の電力増幅回路である。
【0007】
本発明の一態様に係る高周波モジュールは、互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、第２主面に配置された複数の外部接続端子と、第１主面に配置された第１電力増幅回路及び第２電力増幅回路と、第１電力増幅回路に接続され、少なくとも２つのチャネルで同時送信可能な第１バンドの送信帯域を含む通過帯域を有する第１フィルタ回路と、第２電力増幅回路に接続され、第１バンドの送信帯域を含む通過帯域を有する第２フィルタ回路と、第１電力増幅回路及び第１フィルタ回路の間に接続され、第１主面に配置された第１トランスフォーマと、第２電力増幅回路及び第２フィルタ回路の間に接続され、第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、第１バンド内の第１チャネル及び第１チャネルよりも低い第２チャネルの信号が同時送信される場合に、第１電力増幅回路は、第１チャネルの信号を増幅し、かつ、第２電力増幅回路は、第２チャネルの信号を増幅する。
【0008】
本発明の一態様に係る高周波モジュールは、互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、第２主面に配置された複数の外部接続端子と、第１主面に配置され、第１パワークラスに対応する第１電力増幅回路と、第１主面に配置され、第１パワークラスと同じ第２パワークラスに対応する第２電力増幅回路と、第１電力増幅回路に接続され、第１主面に配置された第１トランスフォーマと、第２電力増幅回路に接続され、第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、第１パワークラス及び第２パワークラスよりも高い最大出力電力で規定される第３パワークラスが適用される場合に、第１電力増幅回路及び第２電力増幅回路で同時に高周波信号が増幅され、第１パワークラスが適用される場合に、第１電力増幅回路で高周波信号が増幅され、第２電力増幅回路で高周波信号が増幅されない。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一態様に係る高周波モジュールによれば、小型化と信号損失の低減とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。
【0012】
なお、各図は、本発明を示すために適宜強調、省略、又は比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、及び比率とは異なる場合がある。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡素化される場合がある。
【0013】
以下の各図において、ｘ軸及びｙ軸は、モジュール基板の主面と平行な平面上で互いに直交する軸である。具体的には、平面視においてモジュール基板が矩形状を有する場合、ｘ軸は、モジュール基板の第１辺に平行であり、ｙ軸は、モジュール基板の第１辺と直交する第２辺に平行である。また、ｚ軸は、モジュール基板の主面に垂直な軸であり、その正方向は上方向を示し、その負方向は下方向を示す。
【0014】
回路構成において、「接続される」とは、接続端子及び／又は配線導体で直接接続される場合だけでなく、他の回路素子を介して電気的に接続される場合も含む。「直接接続される」とは、他の回路素子を介さずに接続端子及び／又は配線導体で直接接続されることを意味する。「ＣがＡ及びＢの間に接続される」とは、ＣがＡ及びＢの間でＡ及びＢの両方に接続されることを意味し、より具体的には、Ｃの一端がＡに接続され、Ｃの他端がＢに接続されることを意味する。
【0015】
部品配置において、「部品が基板に配置される」とは、部品が基板の主面に配置されること、及び、部品が基板内に配置されることを含む。「部品が基板の主面に配置される」とは、部品が基板の主面に接触して配置されることに加えて、部品が主面と接触せずに当該主面の上方に配置されること（例えば、部品が主面と接触して配置された他の部品上に積層されること）を含む。また、「部品が基板の主面に配置される」は、主面に形成された凹部に部品が配置されることを含んでもよい。「部品が基板内に配置される」とは、部品がモジュール基板内にカプセル化されることに加えて、部品の全部が基板の両主面の間に配置されているが部品の一部が基板に覆われていないこと、及び、部品の一部のみが基板内に配置されていることを含む。
【0016】
また、部品配置において、「ＢよりもＡの方がＣから離れて配置される」とは、Ａ及びＣの間の距離がＢ及びＣの間の距離よりも長いことを意味する。ここで、「Ａ（Ｂ）及びＣの間の距離」とは、Ａ（Ｂ）内の任意の点とＣ内の任意の点とを結ぶ複数の線分のうち最も短い線分の長さを意味する。「ＡがＢ及びＣの間に配置される」とは、Ｂ内の任意の点とＣ内の任意の点とを結ぶ複数の線分のうちの少なくとも１つがＡを通ることを意味する。
【0017】
「送信帯域」とは、通信装置において送信に用いられる周波数バンドを意味する。また、「受信帯域」とは、通信装置において受信に用いられる周波数バンドを意味する。例えば、周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）では、送信帯域及び受信帯域として互いに異なる周波数バンドが用いられ、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）では、送信帯域及び受信帯域として同一の周波数帯域が用いられる。特に、通信装置がセルラー通信システムのユーザ端末（ＵＥ：：User Equipment）として機能する場合には、ＦＤＤでは、アップリンク動作バンド（uplink operation band）が送信帯域として用いられ、ダウンリンク動作バンド（downlink operation band）が受信帯域として用いられる。逆に、通信装置がセルラー通信システムの基地局（ＢＳ：Base Station）として機能する場合には、ＦＤＤでは、ダウンリンク動作バンドが送信帯域として用いられ、アップリンク動作バンドが受信帯域として用いられる。
【0018】
フィルタ回路の通過帯域とは、フィルタ回路によって伝送される周波数スペクトルの部分であり、出力電力が最大出力電力よりも３ｄＢ以上減衰しない周波数帯域として定義される。したがって、バンドパスフィルタ回路の通過帯域の上限周波数及び下限周波数は、出力電力が最大出力電力よりも３ｄＢ減衰するポイントの周波数となる。
【0019】
「端子」とは、要素内の導体が終了するポイントを意味する。なお、要素間の導体のインピーダンスが十分に低い場合には、端子は、単一のポイントだけでなく、要素間の導体上の任意のポイント又は導体全体と解釈される。
【0020】
「平行」及び「垂直」などの要素間の関係性を示す用語、及び、「矩形」などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の誤差をも含むことを意味する。
【0021】
（実施の形態１）
以下に、実施の形態１について説明する。
以下に、実施の形態１について説明する。
【0022】
【0023】
なお、図１は、通信装置５及び高周波モジュール１の例示的な回路構成を示し、通信装置５及び高周波モジュール１は、多種多様な回路実装及び回路技術のいずれかを使用して実装され得る。したがって、以下に提供される通信装置５及び高周波モジュール１の説明は、限定的に解釈されるべきではない。
【0024】
通信装置５は、セルラー通信システムにおけるＵＥに相当し、典型的には、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ウェアラブル・デバイス等である。なお、通信装置５は、ＩｏＴ（Internet of Things）センサ・デバイス、医療／ヘルスケア・デバイス、車、無人航空機（ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle）（いわゆるドローン）、無人搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）であってもよい。また、通信装置５は、セルラー通信システムにおけるＢＳとして用いられてもよい。
【0025】
図１に示すように、通信装置５は、高周波モジュール１と、アンテナ２と、ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）３と、ＢＢＩＣ（Baseband Integrated Circuit）４と、を備える。
【0026】
高周波モジュール１は、アンテナ２とＲＦＩＣ３との間で高周波信号を伝送することができる。高周波モジュール１の内部構成については後述する。
【0027】
アンテナ２は、高周波モジュール１のアンテナ接続端子１０１に接続される。アンテナ２は、高周波モジュール１から出力された高周波信号を送信することができ、また、外部から高周波信号を受信して高周波モジュール１へ出力することができる。なお、アンテナ２は、通信装置５に含まれなくてもよい。また、通信装置５は、アンテナ２に加えて、さらに１以上のアンテナを備えてもよい。
【0028】
ＲＦＩＣ３は、高周波信号を処理する信号処理回路の一例である。具体的には、ＲＦＩＣ３は、ＢＢＩＣ４から入力された送信信号をアップコンバート等により信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号を、高周波モジュール１の送信経路に出力することができる。また、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１が有するスイッチ及び増幅回路等を制御する制御部を有してもよい。なお、ＲＦＩＣ３の制御部としての機能の一部又は全部は、ＲＦＩＣ３の外部に実装されてもよく、例えば、ＢＢＩＣ４及び／又は高周波モジュール１に実装されてもよい。
【0029】
ＢＢＩＣ４は、高周波モジュール１が伝送する高周波信号よりも低周波の中間周波数帯域を用いて信号処理するベースバンド信号処理回路である。ＢＢＩＣ４で処理される信号としては、例えば、画像表示のための画像信号、及び／又は、スピーカを介した通話のために音声信号が用いられる。なお、ＢＢＩＣ４は、通信装置５に含まれてなくてもよい。
【0030】
［１．２ 高周波モジュール１の回路構成］
次に、高周波モジュール１の回路構成について図１を参照しながら説明する。高周波モジュール１は、電力増幅回路１０及び２０と、低雑音増幅回路３０と、トランスフォーマ４１及び４２と、１／４波長伝送線路４３と、整合回路（ＭＮ：Matching Network）５１～５４と、フィルタ回路６１Ｔ、６１Ｒ、６２Ｔ、６２Ｒ、６３Ｔ及び６３Ｒと、スイッチ回路７１及び７２と、ＰＡ（Power Amplifier）制御回路８０と、アンテナ接続端子１０１と、高周波入力端子１０２及び１０３と、高周波出力端子１０４及び１０５と、を備える。以下に、高周波モジュール１の構成要素について順に説明する。
次に、高周波モジュール１の回路構成について図１を参照しながら説明する。高周波モジュール１は、電力増幅回路１０及び２０と、低雑音増幅回路３０と、トランスフォーマ４１及び４２と、１／４波長伝送線路４３と、整合回路（ＭＮ：Matching Network）５１～５４と、フィルタ回路６１Ｔ、６１Ｒ、６２Ｔ、６２Ｒ、６３Ｔ及び６３Ｒと、スイッチ回路７１及び７２と、ＰＡ（Power Amplifier）制御回路８０と、アンテナ接続端子１０１と、高周波入力端子１０２及び１０３と、高周波出力端子１０４及び１０５と、を備える。以下に、高周波モジュール１の構成要素について順に説明する。
【0031】
アンテナ接続端子１０１は、高周波モジュール１の外部接続端子であり、高周波モジュール１外でアンテナ２に接続され、高周波モジュール１内でスイッチ回路７１に接続される。
【0032】
高周波入力端子１０２及び１０３は、高周波モジュール１の外部接続端子であり、高周波モジュール１外でＲＦＩＣ３に接続され、高周波モジュール１内で電力増幅回路１０及び２０にそれぞれ接続される。本実施の形態では、高周波入力端子１０２は、ＲＦＩＣ３からバンドＡの送信信号を受けることができ、高周波入力端子１０３は、ＲＦＩＣ３からバンドＢ及びＣの送信信号を受けることができる。
【0033】
高周波出力端子１０４及び１０５は、高周波モジュール１の外部接続端子であり、高周波モジュール１外でＲＦＩＣ３に接続され、高周波モジュール１内で低雑音増幅回路３０に接続される。本実施の形態では、高周波出力端子１０４は、ＲＦＩＣ３にバンドＡの受信信号を供給することができ、高周波出力端子１０５は、ＲＦＩＣ３にバンドＢ及びＣの受信信号を供給することができる。
【0034】
電力増幅回路１０は、第１電力増幅回路の一例であり、ドハティ型の電力増幅回路である。電力増幅回路１０は、第１パワークラスに対応しており、電源（図示せず）から供給される電源電圧Ｖｃｃ１及びＶｃｃ２を用いて入力信号よりも大きなエネルギーの出力信号を差動信号として得ることができる。
【0035】
ドハティ型の電力増幅回路とは、複数の増幅器をキャリアアンプ及びピークアンプとして用いることで高効率を実現する増幅回路を意味する。キャリアアンプとは、ドハティ型の電力増幅回路において、入力信号（高周波信号）の電力が低くても高くても動作する増幅器を意味する。ピークアンプとは、ドハティ型の電力増幅回路において、入力信号の電力が高い場合に主として動作する増幅器を意味する。
【0036】
なお、パワークラスとは、最大出力電力で規定される端末の出力電力の分類であり、パワークラスの値が小さいほど高い最大出力電力が許容されることを示す。例えば、３ＧＰＰ（登録商標）（3rd Generation Partnership Project）では、パワークラス１の最大出力電力は３１ｄＢｍであり、パワークラス１．５の最大出力電力は２９ｄＢｍであり、パワークラス２の最大出力電力は２６ｄＢｍであり、パワークラス３の最大出力電力は２３ｄＢｍであり、パワークラス５の最大出力電力は２０ｄＢｍである。
【0037】
端末の最大出力電力は、アンテナ端における最大出力電力で定義される。ＵＥの最大出力電力の測定は、３ＧＰＰ等によって定義された方法で行われる。例えば、図１において、アンテナ２における放射電力を測定することで最大出力電力が測定される。なお、放射電力の測定の代わりに、アンテナ２の近傍に端子を設けて、その端子に計測器（例えばスペクトルアナライザなど）を接続することで、アンテナ２の最大出力電力を測定することもできる。
【0038】
電力増幅器が対応するパワークラスは、電力増幅器の最大出力電力により特定することができる。例えば、パワークラス２に対応する電力増幅器の最大出力電力は２６ｄＢｍよりも大きい。
【0039】
第１パワークラスとしては、例えばパワークラス１、１．５、２、３及び５のいずれかを用いることができ、特に限定されない。
【0040】
電力増幅回路１０は、電力増幅器１１～１３と、トランスフォーマ１４と、を含み、バンドＡの送信信号を増幅することができる。
【0041】
電力増幅器１１は、多段増幅回路の入力段（ドライブ段と呼ばれる場合もある）を構成し、１以上の増幅トランジスタを含む。電力増幅器１１の入力端は、高周波入力端子１０２に接続され、電力増幅器１１の出力端は、トランスフォーマ１４に接続される。電力増幅器１１は、シングルエンド信号を増幅することができる。
【0042】
電力増幅器１２は、多段増幅回路の出力段（パワー段と呼ばれる場合もある）を構成し、１以上の増幅トランジスタを含む。電力増幅器１２の入力端は、トランスフォーマ１４に接続され、電力増幅器１２の出力端は、トランスフォーマ４１に接続される。電力増幅器１２は、ドハティ型の電力増幅回路のキャリアアンプとして機能する。つまり、電力増幅器１２は、入力信号の電力の大きさに関わらず、入力信号を増幅することができる。
【0043】
電力増幅器１３は、多段増幅回路の出力段を構成し、１以上の増幅トランジスタを含む。電力増幅器１３の入力端は、トランスフォーマ１４に接続され、電力増幅器１３の出力端は、トランスフォーマ４１に接続される。電力増幅器１３は、ドハティ型の電力増幅回路のピークアンプとして機能する。つまり、電力増幅器１３は、入力信号の電力が低い場合に入力信号を増幅せず、入力信号の電力が高い場合に入力信号を増幅することができる。
【0044】
このような電力増幅器１２及び１３の動作により、低出力電力において電力増幅器１２からみた負荷インピーダンスが増大し、低出力電力における増幅効率が向上する。
【0045】
トランスフォーマ１４は、一次コイルと、一次コイルに結合可能な二次コイルと、を含む。一次コイルの一端は、電力増幅器１１に接続され、一次コイルの他端は、グランドに接続される。二次コイルの一端は、電力増幅器１２に接続され、二次コイルの他端は、電力増幅器１３に接続される。この接続構成により、トランスフォーマ１４は、電力増幅器１１から受けた１つの信号を互いに逆相の２つの信号に分配することができる。つまり、トランスフォーマ１４は、シングルエンド信号を差動信号に変換することができる。
【0046】
電力増幅回路２０は、第２電力増幅回路の一例であり、差動増幅型の電力増幅回路である。電力増幅回路２０は、第２パワークラスに対応しており、電源（図示せず）から供給される電源電圧Ｖｃｃ１及びＶｃｃ２を用いて入力信号よりも大きなエネルギーの出力信号を差動信号として得ることができる。
【0047】
第２パワークラスは、第１パワークラスと異なってもよく、同じであってもよい。第２パワークラスとしては、例えばパワークラス１、１．５、２、３及び５のいずれかを用いることができ、特に限定されない。
【0048】
電力増幅回路２０は、電力増幅器２１～２３と、トランスフォーマ２４と、を含み、バンドＢ及びＣの送信信号（シングルエンド信号）を差動信号に変換及び増幅することができる。
【0049】
電力増幅器２１は、多段増幅回路の入力段を構成し、１以上の増幅トランジスタを含む。電力増幅器２１の入力端は、高周波入力端子１０３に接続され、電力増幅器２１の出力端は、トランスフォーマ２４に接続される。電力増幅器２１は、シングルエンド信号を増幅することができる。
【0050】
電力増幅器２２は、多段増幅回路の出力段を構成し、１以上の増幅トランジスタを含む。電力増幅器２２の入力端は、トランスフォーマ２４に接続され、電力増幅器２２の出力端は、トランスフォーマ４２に接続される。電力増幅器２２は、差動信号の一方を増幅することができる。
【0051】
電力増幅器２３は、多段増幅回路の出力段を構成し、１以上の増幅トランジスタを含む。電力増幅器２３の入力端は、トランスフォーマ２４に接続され、電力増幅器２３の出力端は、トランスフォーマ４２に接続される。電力増幅器２３は、差動信号の他方を増幅することができる。
【0052】
トランスフォーマ２４は、一次コイルと、一次コイルに結合可能な二次コイルと、を含む。一次コイルの一端は、電力増幅器２１に接続され、一次コイルの他端は、グランドに接続される。二次コイルの一端は、電力増幅器２２に接続され、二次コイルの他端は、電力増幅器２３に接続される。この接続構成により、トランスフォーマ２４は、電力増幅器２１から受けた１つの信号を互いに逆相の２つの信号に分配することができる。つまり、トランスフォーマ２４は、シングルエンド信号を差動信号に変換することができる。
【0053】
なお、電力増幅回路１０及び２０の回路構成は、上記に限定されない。例えば、電力増幅回路１０及び２０において、入力信号は、シングルエンド信号であったが、差動信号であってもよい。この場合、電力増幅回路１０及び２０は、シングルエンド信号を差動信号に変換するトランスフォーマ１４及び２４をそれぞれ含まなくてもよい。さらに、電力増幅回路１０及び２０は、多段増幅回路でなくてもよく、電力増幅器１１及び２１をそれぞれ含まなくてもよい。また、電力増幅回路１０及び２０は、バイアス回路（図示せず）などを含んでもよく、キャパシタ（図示せず）及び／又はインダクタ（図示せず）などを含んでもよい。
【0054】
低雑音増幅回路３０は、電源（図示せず）から供給される電源電圧を用いて入力信号よりも大きなエネルギーの出力信号を得ることができる能動回路である。低雑音増幅回路３０は、低雑音増幅器３１及び３２と、スイッチ３３と、を含み、受信信号を低雑音で増幅することができる。なお、低雑音増幅回路３０は、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0055】
低雑音増幅器３１は、１以上の増幅トランジスタを含み、バンドＡの受信信号を増幅することができる。低雑音増幅器３１の入力端は、フィルタ回路６１Ｒに接続され、低雑音増幅器３１の出力端は、高周波出力端子１０４に接続される。
【0056】
低雑音増幅器３２は、１以上の増幅トランジスタを含み、バンドＢ及びＣの受信信号を増幅することができる。低雑音増幅器３２の入力端は、スイッチ３３に接続され、低雑音増幅器３２の出力端は、高周波出力端子１０５に接続される。
【0057】
スイッチ３３は、低雑音増幅器３２とフィルタ回路６２Ｒ及び６３Ｒの間に接続される。スイッチ３３は、整合回路５４を介して低雑音増幅器３２に接続される端子３３０と、フィルタ回路６２Ｒに接続される端子３３１と、フィルタ回路６３Ｒに接続される端子３３２と、を含む。この接続構成において、スイッチ３３は、例えばＲＦＩＣ３からの制御信号に基づいて、端子３３０を端子３３１及び３３２に排他的に接続することができる。つまり、スイッチ３３は、低雑音増幅器３２の接続をフィルタ回路６２Ｒ及び６３Ｒの間で切り替えることができる。スイッチ３３は、例えばＳＰＤＴ（Single-Pole Double-Throw）型のスイッチ回路で構成される。
【0058】
なお、低雑音増幅回路３０の回路構成は、上記に限定されない。例えば、低雑音増幅回路３０は、スイッチ３３を含まなくてもよい。また例えば、低雑音増幅回路３０は、さらに、低雑音増幅器３１とフィルタ回路６１Ｒ及び他のフィルタ回路（図示せず）との間に接続されるスイッチを備えてもよい。また、低雑音増幅回路３０は、制御回路（図示せず）などを含んでもよく、キャパシタ（図示せず）及び／又はインダクタ（図示せず）などを含んでもよい。
【0059】
トランスフォーマ４１は、第１トランスフォーマの一例であり、一次コイル４１１と、一次コイル４１１に結合可能な二次コイル４１２と、を含む。一次コイル４１１の両端は電力増幅回路１０の２つの出力端にそれぞれ接続される。具体的には、一次コイル４１１の一端は、電力増幅器１２の出力端に接続され、一次コイル４１１の他端は、電力増幅器１３の出力端に接続される。一次コイル４１１の中点４１１Ｍには、電源電圧Ｖｃｃ２が印加される。二次コイル４１２の一端は、整合回路５１を介してフィルタ回路６１Ｔに接続され、二次コイル４１２の他端は、グランドに接続される。この接続構成により、トランスフォーマ４１は、電力増幅回路１０から受けた互いに逆相の２つの信号を１つの信号に合成することができる。つまり、トランスフォーマ４１は、差動信号をシングルエンド信号に変換することができる。
【0060】
トランスフォーマ４２は、第２トランスフォーマの一例であり、一次コイル４２１と、一次コイル４２１に結合可能な二次コイル４２２と、を含む。一次コイル４２１の両端は電力増幅回路２０の２つの出力端にそれぞれ接続される。具体的には、一次コイル４２１の一端は、電力増幅器２２の出力端に接続され、一次コイル４２１の他端は、電力増幅器２３の出力端に接続される。一次コイル４２１の中点４２１Ｍには、電源電圧Ｖｃｃ２が印加される。二次コイル４２２の一端は、整合回路５２及びスイッチ回路７２を介してフィルタ回路６２Ｔ及び６３Ｔに接続され、二次コイル４２２の他端は、グランドに接続される。この接続構成において、トランスフォーマ４２は、電力増幅回路２０から受けた互いに逆相の２つの信号を１つの信号に合成することができる。つまり、トランスフォーマ４２は、差動信号をシングルエンド信号に変換することができる。
【0061】
整合回路５１は、トランスフォーマ４１とフィルタ回路６１Ｔとの間に接続される。整合回路５１は、トランスフォーマ４１とフィルタ回路６１Ｔとの間のインピーダンス整合をとるよう構成され、インピーダンスマッチングネットワークとして機能する。整合回路５１は、インダクタを含む。なお、整合回路５１は、インダクタの代わりに、又は、インダクタに加えて、キャパシタを含んでもよい。整合回路５１は、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0062】
１／４波長伝送線路４３は、電力増幅回路１０及びトランスフォーマ４１の間に接続される。具体的には、１／４波長伝送線路４３は、電力増幅器１３の出力端とトランスフォーマ４１の一次コイル４１１との間に接続される。１／４波長伝送線路４３は、負荷インピーダンスをスミスチャート上で１８０度回転させることができ、インピーダンス変換器と呼ばれる場合もある。また、１／４波長伝送線路４３は、高周波信号の位相を調整することができ、位相調整器あるいは移相器と呼ばれる場合もある。具体的には、１／４波長伝送線路４３は、電力増幅器１３で増幅されたバンドＢ及びＣの送信信号の位相を－９０度シフトさせる（９０度遅らせる）ことができる。なお、１／４波長伝送線路４３は、インダクタ及び／又はキャパシタを含んでもよい。これにより、１／４波長伝送線路４３の長さを短縮することができる。
【0063】
整合回路５２は、トランスフォーマ４２とスイッチ回路７２との間に接続される。整合回路５２は、トランスフォーマ４２とスイッチ回路７２との間のインピーダンス整合をとるよう構成され、インピーダンスマッチングネットワークとして機能する。整合回路５２は、インダクタを含む。なお、整合回路５２は、インダクタの代わりに、又は、インダクタに加えて、キャパシタを含んでもよく、トランスフォーマを含んでもよい。整合回路５２は、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0064】
整合回路５３は、低雑音増幅器３１とフィルタ回路６１Ｒとの間に接続される。整合回路５３は、低雑音増幅器３１とフィルタ回路６１Ｒとの間のインピーダンス整合をとるよう構成され、インピーダンスマッチングネットワークとして機能する。整合回路５３は、インダクタを含む。なお、整合回路５３は、インダクタの代わりに、又は、インダクタに加えて、キャパシタを含んでもよく、トランスフォーマを含んでもよい。整合回路５３は、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0065】
整合回路５４は、低雑音増幅器３２とスイッチ３３との間に接続される。整合回路５４は、低雑音増幅器３２とスイッチ３３との間のインピーダンス整合をとるよう構成され、インピーダンスマッチングネットワークとして機能する。整合回路５４は、インダクタを含む。なお、整合回路５４は、インダクタの代わりに、又は、インダクタに加えて、キャパシタを含んでもよく、トランスフォーマを含んでもよい。整合回路５４は、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0066】
フィルタ回路６１Ｔは、バンドＡの送信帯域（Ａ－Ｔｘ）を含む通過帯域を有するバンドパスフィルタ回路である。フィルタ回路６１Ｔの一端は、整合回路５１を介してトランスフォーマ４１に接続される。フィルタ回路６１Ｔの他端は、スイッチ回路７１を介してアンテナ接続端子１０１に接続される。なお、フィルタ回路６１Ｔは、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0067】
フィルタ回路６１Ｒは、バンドＡの受信帯域（Ａ－Ｒｘ）を含む通過帯域を有するバンドパスフィルタ回路である。フィルタ回路６１Ｒの一端は、整合回路５３を介して低雑音増幅器３１に接続される。フィルタ回路６１Ｒの他端は、スイッチ回路７１を介してアンテナ接続端子１０１に接続される。なお、フィルタ回路６１Ｒは、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0068】
フィルタ回路６２Ｔは、バンドＢの送信帯域（Ｂ－Ｔｘ）を含む通過帯域を有するバンドパスフィルタ回路である。フィルタ回路６２Ｔの一端は、スイッチ回路７２及び整合回路５２を介してトランスフォーマ４２に接続される。フィルタ回路６２Ｔの他端は、スイッチ回路７１を介してアンテナ接続端子１０１に接続される。なお、フィルタ回路６２Ｔは、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0069】
フィルタ回路６２Ｒは、バンドＢの受信帯域（Ｂ－Ｒｘ）を含む通過帯域を有するバンドパスフィルタ回路である。フィルタ回路６２Ｒの一端は、スイッチ３３及び整合回路５４を介して低雑音増幅器３２に接続される。フィルタ回路６２Ｒの他端は、スイッチ回路７１を介してアンテナ接続端子１０１に接続される。なお、フィルタ回路６２Ｒは、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0070】
フィルタ回路６３Ｔは、バンドＣの送信帯域（Ｃ－Ｔｘ）を含む通過帯域を有するバンドパスフィルタ回路である。フィルタ回路６３Ｔの一端は、スイッチ回路７２及び整合回路５２を介してトランスフォーマ４２に接続される。フィルタ回路６３Ｔの他端は、スイッチ回路７１を介してアンテナ接続端子１０１に接続される。なお、フィルタ回路６３Ｔは、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0071】
フィルタ回路６３Ｒは、バンドＣの受信帯域（Ｃ－Ｒｘ）を含む通過帯域を有するバンドパスフィルタ回路である。フィルタ回路６３Ｒの一端は、スイッチ３３及び整合回路５４を介して低雑音増幅器３２に接続される。フィルタ回路６３Ｒの他端は、スイッチ回路７１を介してアンテナ接続端子１０１に接続される。なお、フィルタ回路６３Ｒは、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0072】
バンドＡ～Ｃは、無線アクセス技術（ＲＡＴ：Radio Access Technology）を用いて構築される通信システムのための周波数バンドである。所定バンドは、標準化団体など（例えば３ＧＰＰ及びＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）等）によって予め定義される。通信システムの例としては、５ＧＮＲ（5th Generation New Radio）システム、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システム及びＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）システム等を挙げることができる。
【0073】
本実施の形態では、バンドＡとして、ハイバンド群（２３００～２６９０ＭＨｚ）に含まれるＦＤＤ用の周波数バンドが用いられ、バンドＢ及びＣとして、ミッドバンド群（１４２７～２２００ＭＨｚ）に含まれるＦＤＤ用の周波数バンドが用いられるが、バンドＡ～Ｃは、これに限定されない。例えば、バンドＡとして、ＴＤＤ用の周波数バンドが用いられてもよい。また例えば、バンドＡとして、ハイバンド群とは異なるバンド群に含まれる周波数バンドが用いられてもよく、バンドＢ及び／又はＣとして、ミッドバンド群とは異なるバンド群に含まれる周波数バンドが用いられてもよい。
【0074】
スイッチ回路７１は、アンテナ接続端子１０１とフィルタ回路６１Ｔ、６１Ｒ、６２Ｔ、６２Ｒ、６３Ｔ及び６３Ｒとの間に接続される。具体的には、スイッチ回路７１は、アンテナ接続端子１０１に接続される端子７１０と、フィルタ回路６１Ｔ及び６１Ｒに接続される端子７１１と、フィルタ回路６２Ｔ及び６２Ｒに接続される端子７１２と、フィルタ回路６３Ｔ及び６３Ｒに接続される端子７１３と、を含む。この接続構成において、スイッチ回路７１は、例えばＲＦＩＣ３からの制御信号に基づいて、端子７１０を端子７１１～７１３に接続することができる。つまり、スイッチ回路７１は、フィルタ回路６１Ｔ、６１Ｒ、６２Ｔ、６２Ｒ、６３Ｔ及び６３Ｒをアンテナ接続端子１０１に接続することができる。スイッチ回路７１は、例えばマルチ接続型のスイッチ回路で構成される。
【0075】
スイッチ回路７２は、トランスフォーマ４２とフィルタ回路６２Ｔ及び６３Ｔとの間に接続される。具体的には、スイッチ回路７２は、トランスフォーマ４２に接続される端子７２０と、フィルタ回路６２Ｔに接続される端子７２１と、フィルタ回路６３Ｔに接続される端子７２２と、を含む。この接続構成において、スイッチ回路７２は、例えばＲＦＩＣ３からの制御信号に基づいて、端子７２０を端子７２１及び７２２に排他的に接続することができる。つまり、スイッチ回路７２は、電力増幅回路２０の接続をフィルタ回路６２Ｔ及び６３Ｔの間で切り替えることができる。スイッチ回路７２は、例えばＳＰＤＴ型のスイッチ回路で構成される。
【0076】
ＰＡ制御回路８０は、電力増幅回路１０及び２０を制御することができる。具体的には、ＰＡ制御回路８０は、例えばＲＦＩＣ３からの制御信号に基づいて、電力増幅回路１０及び２０を制御するための制御信号を電力増幅回路１０及び２０にそれぞれ出力する。これにより、例えば、電力増幅器１１～１３に供給されるバイアス電流、及び、電力増幅器２１～２３に供給されるバイアス電流などが制御される。
【0077】
なお、高周波モジュール１の回路構成は、例示であり、図１の回路構成に限定されない。例えば、高周波モジュール１は、さらに、１以上のフィルタ回路を備えてもよい。この場合、その１以上のフィルタ回路及びフィルタ回路６１Ｔは、スイッチ回路７２と同様のスイッチ回路（図示せず）を介して整合回路５１に接続されてもよい。
【0078】
［１．３ 高周波モジュール１の実装例］
次に、以上のような回路構成を有する高周波モジュール１の実装例について、図２～図４を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係る高周波モジュール１の平面図である。図３は、本実施の形態に係る高周波モジュール１の平面図であり、ｚ軸正側からモジュール基板９０の主面９０ｂ側を透視した図である。図４は、本実施の形態に係る高周波モジュール１の断面図である。図４における高周波モジュール１の断面は、図２及び図３のｉｖ－ｉｖ線における断面である。
次に、以上のような回路構成を有する高周波モジュール１の実装例について、図２～図４を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係る高周波モジュール１の平面図である。図３は、本実施の形態に係る高周波モジュール１の平面図であり、ｚ軸正側からモジュール基板９０の主面９０ｂ側を透視した図である。図４は、本実施の形態に係る高周波モジュール１の断面図である。図４における高周波モジュール１の断面は、図２及び図３のｉｖ－ｉｖ線における断面である。
【0079】
図２及び図３において、各部品の配置関係が容易に理解されるように、各部品にはそれを表す文字が付されているものがあるが、実際の各部品には、当該文字は付されなくてもよい。また、図２及び図３において、複数の回路部品を覆う樹脂部材９２及び９３並びに樹脂部材９２及び９３の表面を覆うシールド層９４の図示が省略され、本発明に必須ではない任意の回路部品にハッチングが付されている。
【0080】
なお、図２～図４は、高周波モジュール１の例示的な構成を示し、高周波モジュール１は、多種多様な回路実装及び回路技術のいずれかを使用して実装され得る。したがって、以下に提供される高周波モジュール１の説明は、限定的に解釈されるべきではない。
【0081】
高周波モジュール１は、図１に示された複数の回路部品に加えて、モジュール基板９０と、金属部材９１と、樹脂部材９２及び９３と、シールド層９４と、複数の外部接続端子１００と、を備える。
【0082】
モジュール基板９０は、互いに対向する主面９０ａ及び９０ｂを有する。主面９０ａは、第１主面の一例であり、上面又は表面と呼ばれる場合もある。主面９０ｂは、第２主面の一例であり、下面又は裏面と呼ばれる場合もある。モジュール基板９０内並びに主面９０ａ及び９０ｂ上には、配線（図示せず）及びビア導体（図示せず）などが形成されている。なお、本実施の形態では、モジュール基板９０は、平面視において矩形状を有するが、モジュール基板９０の形状は矩形状に限定されない。
【0083】
モジュール基板９０としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有する低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）基板もしくは高温同時焼成セラミックス（ＨＴＣＣ：High Temperature Co-fired Ceramics）基板、部品内蔵基板、再配線層（ＲＤＬ：Redistribution Layer）を有する基板、又は、プリント基板等を用いることができるが、これらに限定されない。
【0084】
【0085】
電力増幅回路１０及び２０（ＰＡ）は、モジュール基板９０の主面９０ａに配置されている。電力増幅回路１０及び２０は、半導体集積回路として実装されている。半導体材料としては、例えば、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）又はガリウムヒ素（ＧａＡｓ）を用いることができる。このとき、電力増幅器１１～１３及び２１～２３の各々は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Heterojunction Bipolar Transistor）で構成することができる。なお、半導体材料として、窒化ガリウム（ＧａＮ）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）を用いることもできる。このとき、電力増幅器１１～１３及び２１～２３は、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）又はＭＥＳＦＥＴ（Metal-Semiconductor Field Effect Transistor）で構成することができる。
【0086】
トランスフォーマ４１（ＸＦＭＲ）は、モジュール基板９０の主面９０ａに配置されている。トランスフォーマ４１は、電力増幅回路１０に隣接して配置され、整合回路５３から比較的離れて配置されている。具体的には、トランスフォーマ４２よりもトランスフォーマ４１の方が整合回路５３及び／又は５４から離れて配置されている。
【0087】
１／４波長伝送線路４３（λ／４）は、モジュール基板９０の主面９０ａに配置されている。１／４波長伝送線路４３は、モジュール基板９０の平面視において電力増幅回路１０に隣接して配置されている。
【0088】
整合回路５１～５４（ＭＮ）は、モジュール基板９０の主面９０ａに配置されている。整合回路５１～５４に含まれる各インダクタは、チップインダクタとして実装されている。チップインダクタとは、インダクタを構成する表面実装デバイス（ＳＭＤ：Surface Mount Device）を意味する。なお、整合回路５１～５４に含まれるインダクタの一部又は全部は、集積型受動デバイス（ＩＰＤ：Integrated Passive Device）に含まれてもよい。
【0089】
整合回路５２は、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４２と少なくとも部分的に重なっている。つまり、モジュール基板９０の平面視において、整合回路５２の一部又は全部は、トランスフォーマ４２の一部又は全部と重なっている。
【0090】
フィルタ回路６１Ｔ、６２Ｔ及び６３Ｔ（Ｔｘ－ＦＩＬ）は、モジュール基板９０の主面９０ａに配置されている。フィルタ回路６１Ｔ、６２Ｔ及び６３Ｔは、トランスフォーマ４１及び４２の比較的近くに配置されている。
【0091】
フィルタ回路６１Ｒ、６２Ｒ及び６３Ｒ（Ｒｘ－ＦＩＬ）は、モジュール基板９０の主面９０ａに配置されている。フィルタ回路６１Ｒ、６２Ｒ及び６３Ｒは、トランスフォーマ４１及び４２から比較的離れて配置されている。
【0092】
フィルタ回路６１Ｔ、６１Ｒ、６２Ｔ、６２Ｒ、６３Ｔ及び６３Ｒとしては、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）フィルタ、バルク弾性波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）フィルタ、ＬＣ共振フィルタ若しくは誘電体共振フィルタ、又は、これらの任意の組み合わせが用いられてもよく、さらには、これらには限定されない。
【0093】
金属部材９１（ＳＣＷ）は、モジュール基板９０の主面９０ａに配置されており、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１と整合回路５３との間に配置されている。金属部材９１は、モジュール基板９０の主面９０ａからシールド層９４まで延びている。金属部材９１の先端は、シールド層９４に接続されている。なお、図４では、金属部材９１の先端は、シールド層９４に直接的に接続されているが、他の金属部材を介してシールド層９４に接続されてもよく、シールド層９４に接続されなくてもよい。金属部材９１の材料としては、例えば銅、金、又は、真ちゅうを用いることができるが、これに限定されない。なお、金属部材９１は、１つの金属壁で構成されなくてもよく、複数の金属部材によって構成されてもよい。例えば、金属部材９１は、互いに離間して配置された複数の柱状部材で構成されてもよい。また、金属部材９１は、高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0094】
【0095】
低雑音増幅回路３０（ＬＮＡ）は、モジュール基板９０の主面９０ｂに配置されている。低雑音増幅回路３０は、半導体集積回路として実装されている。半導体材料としては、例えば、シリコン単結晶を用いることができるが、これに限定されない。
【0096】
トランスフォーマ４２（ＸＦＭＲ）は、モジュール基板９０の主面９０ｂに配置されている。トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の平面視において、電力増幅回路２０に隣接して配置されている。本実施の形態では、トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１と重なっていない。
【0097】
スイッチ回路７１及び７２（ＳＷ）は、モジュール基板９０の主面９０ｂに配置されている。スイッチ回路７１及び７２の各々は、半導体集積回路として実装されている。半導体材料としては、例えば、シリコン単結晶を用いることができるが、これに限定されない。なお、スイッチ回路７１及び７２は、１つの半導体集積回路として実装されてもよい。
【0098】
ＰＡ制御回路８０（ＰＡＣ）は、モジュール基板９０の主面９０ｂに配置されている。ＰＡ制御回路８０は、半導体集積回路として実装されている。半導体材料としては、例えば、シリコン単結晶を用いることができるが、これに限定されない。
【0099】
複数の外部接続端子１００は、モジュール基板９０の主面９０ｂに配置されている。複数の外部接続端子１００は、図１に示したアンテナ接続端子１０１、高周波入力端子１０２及び１０３、並びに、高周波出力端子１０４及び１０５を含む。さらに、複数の外部接続端子１００は、モジュール基板９０の平面視においてトランスフォーマ４２及び電力増幅回路１０の間に配置されたグランド端子と、モジュール基板９０の平面視においてスイッチ回路７２及びトランスフォーマ４２の間に配置されたグランド端子と、を含む。複数の外部接続端子１００の各々は、高周波モジュール１のｚ軸負方向に配置されたマザー基板（図示せず）上の入出力端子及び／又はグランド端子等に電気的に接続される。複数の外部接続端子１００としては、銅電極又ははんだ電極を用いることができるが、これに限定されない。
【0100】
樹脂部材９２は、モジュール基板９０の主面９０ａと主面９０ａ上の回路部品との少なくとも一部を覆っている。なお、樹脂部材９２は、金属部材９１の先端を覆っておらず、金属部材９１の先端は、樹脂部材９２から露出している。樹脂部材９２の材料としては、例えばエポキシ樹脂を用いることができるが、これに限定されない。樹脂部材９２は、主面９０ａ上の回路部品の機械強度及び耐湿性等の信頼性を確保する機能を有する。なお、樹脂部材９２は、必ずしも高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0101】
樹脂部材９３は、モジュール基板９０の主面９０ｂと主面９０ｂ上の回路部品との少なくとも一部を覆っている。なお、樹脂部材９３は、低雑音増幅回路３０、スイッチ回路７１及び７２、並びに、ＰＡ制御回路８０の少なくとも一部を覆わなくてもよい。つまり、低雑音増幅回路３０、スイッチ回路７１及び７２、並びに、ＰＡ制御回路８０の少なくとも一部は、樹脂部材９３から露出してもよい。樹脂部材９３の材料としては、例えばエポキシ樹脂を用いることができるが、これに限定されない。樹脂部材９３は、主面９０ｂ上の回路部品の機械強度及び耐湿性等の信頼性を確保する機能を有する。なお、樹脂部材９３は、必ずしも高周波モジュール１に含まれなくてもよい。
【0102】
シールド層９４は、例えばスパッタ法により形成される金属薄膜である。シールド層９４は、図４に示すように樹脂部材９２及び９３の表面を覆っている。また、シールド層９４は、金属部材９１の先端も覆っている。シールド層９４は、グランドに接続されており、外来ノイズが高周波モジュール１に侵入すること、及び、高周波モジュール１で発生したノイズが他のモジュール又は他の機器に干渉することを抑制することができる。
【0103】
［１．４ トランスフォーマ４１及び４２の実装例］
ここで、トランスフォーマ４１及び４２の実装例について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、本実施の形態に係るトランスフォーマ４１の分解斜視図である。図６は、本実施の形態に係るトランスフォーマ４２の分解斜視図である。
ここで、トランスフォーマ４１及び４２の実装例について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、本実施の形態に係るトランスフォーマ４１の分解斜視図である。図６は、本実施の形態に係るトランスフォーマ４２の分解斜視図である。
【0104】
なお、図５及び図６は、トランスフォーマ４１及び４２の例示的な構成を示し、トランスフォーマ４１及び４２は、多種多様な回路実装及び回路技術のいずれかを使用して実装され得る。したがって、以下に提供されるトランスフォーマ４１及び４２の説明は、限定的に解釈されるべきではない。
【0105】
トランスフォーマ４１は、モジュール基板９０の主面９０ａを含む複数のレイヤ９０１～９０３（複数の第１レイヤの一例）に形成されている。トランスフォーマ４１の一次コイル４１１は、レイヤ９０２に配線により形成されている。トランスフォーマ４１の二次コイル４１２は、レイヤ９０１及び９０３に配線により形成されている。レイヤ９０１及び９０３に形成された配線は、ビア導体（図示せず）を介して電気的に接続される。
【0106】
トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の主面９０ｂを含む複数のレイヤ９０４～９０８（複数の第２レイヤの一例）に形成されている。トランスフォーマ４２の一次コイル４２１は、レイヤ９０５及び９０７に配線により形成されている。レイヤ９０５及び９０７に形成された配線は、ビア導体（図示せず）を介して電気的に接続される。トランスフォーマ４２の二次コイル４２２は、レイヤ９０４、９０６及び９０８に配線により形成されている。レイヤ９０４、９０６及び９０８に形成された配線は、ビア導体（図示せず）を介して電気的に接続される。
【0107】
本実施の形態では、トランスフォーマ４１が形成された複数のレイヤ９０１～９０３は、トランスフォーマ４２が形成された複数のレイヤ９０４～９０８と重なっていない。つまり、トランスフォーマ４１が形成された複数のレイヤ９０１～９０３は、いずれも、トランスフォーマ４２が形成された複数のレイヤ９０４～９０８に含まれない。逆に言えば、トランスフォーマ４２が形成された複数のレイヤ９０４～９０８は、いずれも、トランスフォーマ４１が形成された複数のレイヤ９０１～９０３に含まれない。
【0108】
なお、トランスフォーマ４１が形成された複数のレイヤは、トランスフォーマ４２が形成された複数のレイヤと少なくとも部分的に重なってもよい。つまり、トランスフォーマ４１の一部又は全部は、トランスフォーマ４２とレイヤを共用してもよく、トランスフォーマ４２の一部又は全部は、トランスフォーマ４１とレイヤを共用してもよい。
【0109】
なお、本実施の形態では、トランスフォーマ４１及び４２は、モジュール基板９０の配線によって形成されているが、これに限定されない。例えば、トランスフォーマ４１及び／又は４２は、ＳＭＤとして実装されてもよい。
【0110】
［１．５ 効果など］
以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、互いに対向する主面９０ａ及び９０ｂを有するモジュール基板９０と、主面９０ｂに配置された複数の外部接続端子１００と、主面９０ａに配置された電力増幅回路１０及び２０と、電力増幅回路１０に接続され、主面９０ａに配置されたトランスフォーマ４１と、電力増幅回路２０に接続され、主面９０ｂに配置されたトランスフォーマ４２と、を備え、電力増幅回路１０は、ドハティ型の電力増幅回路であり、電力増幅回路２０は、差動増幅型の電力増幅回路である。
以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、互いに対向する主面９０ａ及び９０ｂを有するモジュール基板９０と、主面９０ｂに配置された複数の外部接続端子１００と、主面９０ａに配置された電力増幅回路１０及び２０と、電力増幅回路１０に接続され、主面９０ａに配置されたトランスフォーマ４１と、電力増幅回路２０に接続され、主面９０ｂに配置されたトランスフォーマ４２と、を備え、電力増幅回路１０は、ドハティ型の電力増幅回路であり、電力増幅回路２０は、差動増幅型の電力増幅回路である。
【0111】
これによれば、トランスフォーマ４１及び４２がモジュール基板９０の主面９０ａ及び９０ｂにそれぞれ配置されるので、トランスフォーマ４１及び４２の両方がモジュール基板９０の主面９０ａに配置される場合よりも、高周波モジュール１の小型化に貢献することができる。また、モジュール基板９０内のグランド層、及び／又は、複数の外部接続端子１００に含まれるグランド端子などによって、主面９０ａに配置された部品（例えばインダクタなど）とトランスフォーマ４２との間の結合を抑制することができ、トランスフォーマ４２と当該部品との間のアイソレーションを向上させることができる。さらに、電力増幅回路１０に接続されるトランスフォーマ４１がモジュール基板９０の主面９０ａに配置されるので、１／４波長伝送線路４３などが必要となるドハティ型の電力増幅回路のための配線長を短縮することができ、配線による抵抗損失及び／又は配線の浮遊容量による不整合損を抑制することができる。このように、高周波モジュール１は、小型化と信号損失の低減とを図ることができる。
【0112】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、さらに、低雑音増幅回路３０と、低雑音増幅回路３０に接続され、主面９０ａに配置された整合回路５３及び／又は５４と、を備えてもよく、トランスフォーマ４２よりもトランスフォーマ４１の方が整合回路５３及び／又は５４のインダクタから離れて配置されてもよい。
【0113】
これによれば、整合回路５３及び／又は５４と同じ主面９０ａに配置されるトランスフォーマ４１を整合回路５３及び／又は５４のインダクタから比較的離して配置することができ、トランスフォーマ４１及びインダクタの間の結合を抑制することができる。一方、整合回路５３及び／又は５４と反対の主面９０ｂに配置されるトランスフォーマ４２は、モジュール基板９０内のグランド層などによって整合回路５３及び／又は５４のインダクタとの結合を抑制することができる。したがって、整合回路５３及び／又は５４のインダクタがトランスフォーマ４１及び４２と結合することによって受信感度が低下することを抑制することができる。
【0114】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、さらに、主面９０ａに配置され、かつ、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１と、整合回路５３及び／又は５４のインダクタとの間に配置された金属部材９１を備えてもよい。
【0115】
これによれば、金属部材９１によってトランスフォーマ４１と整合回路５３及び／又は５４のインダクタとの間の結合がさらに抑制され、受信感度の低下をさらに抑制することができる。
【0116】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、さらに、主面９０ａに配置された電力増幅回路１０及び電力増幅回路２０の少なくとも一部を覆う樹脂部材９２と、樹脂部材９２の表面の少なくとも一部を覆うシールド層９４と、を備えてもよく、金属部材９１の先端は、シールド層９４に接続されてもよい。
【0117】
これによれば、金属部材９１の先端がシールド層９４に接続されるので、金属部材９１のグランド電位を強化することができ、トランスフォーマ４１と整合回路５３及び／又は５４のインダクタとの間の結合をさらに抑制することができる。
【0118】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、さらに、トランスフォーマ４２に接続され、主面９０ａに配置された整合回路５２を備えてもよく、整合回路５２は、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４２と少なくとも部分的に重なってもよい。
【0119】
これによれば、トランスフォーマ４２と重なる主面９０ａの領域を有効に活用することができ、高周波モジュール１の小型化に貢献することができる。
【0120】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、トランスフォーマ４１は、モジュール基板９０の主面９０ａを含む複数のレイヤ９０１～９０３に形成されてもよく、トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の主面９０ｂを含む複数のレイヤ９０４～９０８に形成されてもよく、複数のレイヤ９０１～９０３は、複数のレイヤ９０４～９０８と重なっていなくてもよい。
【0121】
これによれば、トランスフォーマ４１及び４２が互いに異なるレイヤに形成されるので、トランスフォーマ４１及び４２の間のアイソレーションを向上させることができる。
【0122】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１において、トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１と重なっていなくてもよい。
【0123】
これによれば、トランスフォーマ４１がモジュール基板９０の平面視においてトランスフォーマ４２と重ならないので、トランスフォーマ４１及び４２の間のアイソレーションを向上させることができる。
【0124】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態では、１つの周波数バンド内の２つのチャネルの信号を同時送信可能である点が実施の形態１と主として異なる。以下に、本実施の形態に係る高周波モジュールについて、実施の形態１と異なる点を中心に図面を参照しながら説明する。
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態では、１つの周波数バンド内の２つのチャネルの信号を同時送信可能である点が実施の形態１と主として異なる。以下に、本実施の形態に係る高周波モジュールについて、実施の形態１と異なる点を中心に図面を参照しながら説明する。
【0125】
【0126】
なお、図７は、通信装置５Ａ及び高周波モジュール１Ａの例示的な回路構成を示し、通信装置５Ａ及び高周波モジュール１Ａは、多種多様な回路実装及び回路技術のいずれかを使用して実装され得る。したがって、以下に提供される通信装置５Ａ及び高周波モジュール１Ａの説明は、限定的に解釈されるべきではない。
【0127】
通信装置５Ａは、高周波モジュール１の代わりに高周波モジュール１Ａを備える点を除いて実施の形態１に係る通信装置５と同様であるので、その説明を省略する。
【0128】
本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａは、１／４波長伝送線路４３、整合回路５３及び高周波出力端子１０４を備えず、電力増幅回路１０の代わりに電力増幅回路１０Ａを備え、低雑音増幅回路３０の代わりに低雑音増幅回路３０Ａを備え、フィルタ回路６１Ｔ及び６１Ｒの代わりにフィルタ回路６２Ｔを備える。つまり、高周波モジュール１Ａは、電力増幅回路１０Ａ及び２０と、低雑音増幅回路３０Ａと、トランスフォーマ４１及び４２と、整合回路５１、５２及び５４と、２つのフィルタ回路６２Ｔと、フィルタ回路６２Ｒ、６３Ｔ及び６３Ｒと、スイッチ回路７１及び７２と、ＰＡ制御回路８０と、アンテナ接続端子１０１と、高周波入力端子１０２及び１０３と、高周波出力端子１０５と、を備える。
【0129】
電力増幅回路１０Ａは、第１電力増幅回路の一例であり、差動増幅型の電力増幅回路である。電力増幅回路１０Ａは、第１パワークラスに対応しており、電源（図示せず）から供給される電源電圧Ｖｃｃ１及びＶｃｃ２を用いて入力信号よりも大きなエネルギーの出力信号を差動信号として得ることができる。
【0130】
低雑音増幅回路３０Ａは、低雑音増幅器３２及びスイッチ３３を含み、低雑音増幅器３１を含まなくてもよい。
【0131】
２つのフィルタ回路６２Ｔは、第１フィルタ回路及び第２フィルタ回路の一例である。２つのフィルタ回路６２Ｔの各々は、バンドＢの送信帯域（Ｂ－Ｔｘ）を含む通過帯域を有するバンドパスフィルタである。２つのフィルタ回路６２Ｔの一方において、その一端は、整合回路５１を介してトランスフォーマ４１に接続され、その他端は、スイッチ回路７１を介してアンテナ接続端子１０１に接続される。また、２つのフィルタ回路６２Ｔの他方において、その一端は、スイッチ回路７２及び整合回路５２を介してトランスフォーマ４２に接続され、その他端は、スイッチ回路７１を介してアンテナ接続端子１０１に接続される。
【0132】
本実施の形態において、バンドＢは、第１バンドの一例であり、少なくとも２つのチャネルで同時送信可能なバンドである。より具体的には、バンドＢは、例えば、イントラバンド連続キャリアアグリゲーション（Intra-band Contiguous Carrier Aggregation）、及び／又は、イントラバンド非連続キャリアアグリゲーション（Intra-band Non-contiguous Carrier Aggregation）を利用可能なバンドである。同時送信可能な複数のチャネルの各々のチャネルバンド幅としては、例えば１００ＭＨｚを用いることができる。
【0133】
このような高周波モジュール１Ａにおいて、バンドＢ内の第１チャネル及び第１チャネルよりも低い第２チャネルの信号が同時送信される場合に、電力増幅回路１０Ａは、第１チャネルの信号を増幅することができ、電力増幅回路２０は、第２チャネルの信号を増幅することができる。このとき、電力増幅回路１０Ａで増幅されたバンドＢ内の第１チャネルの信号は、トランスフォーマ４１、整合回路５１、フィルタ回路６２Ｔ、スイッチ回路７１、及び、アンテナ接続端子１０１を介して、アンテナ２に伝送される。一方、電力増幅回路２０で増幅されたバンドＢ内の第２チャネルの信号は、トランスフォーマ４２、整合回路５２、スイッチ回路７２、フィルタ回路６２Ｔ、スイッチ回路７１、及び、アンテナ接続端子１０１を介して、アンテナ２に伝送される。これにより、バンドＢ内の２つのチャネルの信号が同時にアンテナ２から送信され得る。
【0134】
なお、高周波モジュール１Ａの回路構成は、例示であり、図７の回路構成に限定されない。例えば、高周波モジュール１Ａは、さらに、１以上のフィルタ回路を備えてもよい。この場合、その１以上のフィルタ回路及び２つのフィルタ回路６２Ｔの一方は、スイッチ回路７２と同様のスイッチ回路（図示せず）を介して整合回路５１に接続されてもよい。
【0135】
［２．２ 高周波モジュール１Ａの実装例］
次に、以上のような回路構成を有する高周波モジュール１Ａの実装例について、図８～図１０を参照しながら説明する。図８は、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａの平面図である。図９は、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａの平面図であり、ｚ軸正側からモジュール基板９０の主面９０ｂ側を透視した図である。図１０は、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａの断面図である。図１０における高周波モジュール１Ａの断面は、図８及び図９のｘ－ｘ線における断面である。
次に、以上のような回路構成を有する高周波モジュール１Ａの実装例について、図８～図１０を参照しながら説明する。図８は、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａの平面図である。図９は、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａの平面図であり、ｚ軸正側からモジュール基板９０の主面９０ｂ側を透視した図である。図１０は、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａの断面図である。図１０における高周波モジュール１Ａの断面は、図８及び図９のｘ－ｘ線における断面である。
【0136】
なお、図８～図１０は、高周波モジュール１Ａの例示的な構成を示し、高周波モジュール１Ａは、多種多様な回路実装及び回路技術のいずれかを使用して実装され得る。したがって、以下に提供される高周波モジュール１Ａの説明は、限定的に解釈されるべきではない。
【0137】
電力増幅回路１０Ａ（ＰＡ）は、実施の形態１に係る電力増幅回路１０と同様に、モジュール基板９０の主面９０ａに配置され、半導体集積回路として実装されている。
【0138】
低雑音増幅回路３０Ａ（ＬＮＡ）は、低雑音増幅回路３０の代わりに、モジュール基板９０の主面９０ｂに配置されている。
【0139】
モジュール基板９０内には、ビア導体９０ｃが形成されている。ビア導体９０ｃは、トランスフォーマ４１及び４２の間に配置されている。本実施の形態では、ビア導体９０ｃは、貫通ビアであり、グランドに接続されている。なお、ビア導体９０ｃは、ブラインドビア又はベリードビアであってもよい。
【0140】
［２．３ 効果など］
以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａは、互いに対向する主面９０ａ及び９０ｂを有するモジュール基板９０と、主面９０ｂに配置された複数の外部接続端子１００と、主面９０ａに配置された電力増幅回路１０Ａ及び２０と、電力増幅回路１０Ａに接続され、少なくとも２つのチャネルで同時送信可能なバンドＢの送信帯域を含む通過帯域を有するフィルタ回路６２Ｔと、電力増幅回路２０に接続され、バンドＢの送信帯域を含む通過帯域を有するフィルタ回路６２Ｔと、電力増幅回路１０Ａ及びフィルタ回路６２Ｔの間に接続され、主面９０ａに配置されたトランスフォーマ４１と、電力増幅回路２０及びフィルタ回路６２Ｔの間に接続され、主面９０ｂに配置されたトランスフォーマ４２と、を備え、バンドＢ内の第１チャネル及び第１チャネルよりも低い第２チャネルの信号が同時送信される場合に、電力増幅回路１０Ａは、第１チャネルの信号を増幅し、かつ、電力増幅回路２０は、第２チャネルの信号を増幅する。
以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａは、互いに対向する主面９０ａ及び９０ｂを有するモジュール基板９０と、主面９０ｂに配置された複数の外部接続端子１００と、主面９０ａに配置された電力増幅回路１０Ａ及び２０と、電力増幅回路１０Ａに接続され、少なくとも２つのチャネルで同時送信可能なバンドＢの送信帯域を含む通過帯域を有するフィルタ回路６２Ｔと、電力増幅回路２０に接続され、バンドＢの送信帯域を含む通過帯域を有するフィルタ回路６２Ｔと、電力増幅回路１０Ａ及びフィルタ回路６２Ｔの間に接続され、主面９０ａに配置されたトランスフォーマ４１と、電力増幅回路２０及びフィルタ回路６２Ｔの間に接続され、主面９０ｂに配置されたトランスフォーマ４２と、を備え、バンドＢ内の第１チャネル及び第１チャネルよりも低い第２チャネルの信号が同時送信される場合に、電力増幅回路１０Ａは、第１チャネルの信号を増幅し、かつ、電力増幅回路２０は、第２チャネルの信号を増幅する。
【0141】
これによれば、トランスフォーマ４１及び４２がモジュール基板９０の主面９０ａ及び９０ｂにそれぞれ配置されるので、トランスフォーマ４１及び４２の両方がモジュール基板９０の主面９０ａに配置される場合よりも、高周波モジュール１Ａの小型化に貢献することができる。また、モジュール基板９０内のグランド層、及び／又は、複数の外部接続端子１００に含まれるグランド端子などによって、トランスフォーマ４１及び４２の間の結合を抑制することができ、トランスフォーマ４１及び４２との間のアイソレーションを向上させることができる。さらに、トランスフォーマ４１がモジュール基板９０の主面９０ａに配置されるので、第２チャネルの信号よりも高い第１チャネルの信号のための配線長を短くすることができ、配線による抵抗損失及び／又は配線の浮遊容量による不整合損を抑制することができる。特に、周波数が高いほど配線長の増加による影響が大きいので、第１チャネルの信号のための配線長を短くすることができることは効果が大きい。このように、高周波モジュール１Ａは、小型化と信号損失の低減とを図ることができる。
【0142】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａにおいて、モジュール基板９０は、さらに、トランスフォーマ４１及び４２の間に配置されたビア導体９０ｃを有してもよい。
【0143】
これによれば、トランスフォーマ４１及び４２の間の結合をより抑制することができ、トランスフォーマ４１及び４２の間のアイソレーションをさらに向上させることができる。
【0144】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａは、さらに、低雑音増幅回路３０Ａと、低雑音増幅回路３０Ａに接続され、主面９０ａに配置された整合回路５４と、を備えてもよく、トランスフォーマ４２よりもトランスフォーマ４１の方が整合回路５４のインダクタから離れて配置されてもよい。
【0145】
これによれば、整合回路５４と同じ主面９０ａに配置されるトランスフォーマ４１を整合回路５４のインダクタから比較的離して配置することができ、トランスフォーマ４１及びインダクタの間の結合を抑制することができる。一方、整合回路５４と反対の主面９０ｂに配置されるトランスフォーマ４２は、モジュール基板９０内のグランド層などによって整合回路５４のインダクタとの結合を抑制することができる。したがって、整合回路５４のインダクタがトランスフォーマ４１及び４２と結合することによって受信感度が低下することを抑制することができる。
【0146】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａは、さらに、主面９０ａに配置され、かつ、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１と、整合回路５４のインダクタとの間に配置された金属部材９１を備えてもよい。
【0147】
これによれば、金属部材９１によってトランスフォーマ４１と整合回路５４のインダクタとの間の結合がさらに抑制され、受信感度の低下をさらに抑制することができる。
【0148】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａは、さらに、主面９０ａに配置された電力増幅回路１０Ａ及び電力増幅回路２０の少なくとも一部を覆う樹脂部材９２と、樹脂部材９２の表面の少なくとも一部を覆うシールド層９４と、を備えてもよく、金属部材９１の先端は、シールド層９４に接続されてもよい。
【0149】
これによれば、金属部材９１の先端がシールド層９４に接続されるので、金属部材９１のグランド電位を強化することができ、トランスフォーマ４１と整合回路５４のインダクタとの間の結合をさらに抑制することができる。
【0150】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａは、さらに、トランスフォーマ４２に接続され、主面９０ａに配置された整合回路５２を備えてもよく、整合回路５２は、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４２と少なくとも部分的に重なってもよい。
【0151】
これによれば、トランスフォーマ４２と重なる主面９０ａの領域を有効に活用することができ、高周波モジュール１Ａの小型化に貢献することができる。
【0152】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａにおいて、トランスフォーマ４１は、モジュール基板９０の主面９０ａを含む複数のレイヤ９０１～９０３に形成されてもよく、トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の主面９０ｂを含む複数のレイヤ９０４～９０８に形成されてもよく、複数のレイヤ９０１～９０３は、複数のレイヤ９０４～９０８と重なっていなくてもよい。
【0153】
これによれば、トランスフォーマ４１及び４２が互いに異なるレイヤに形成されるので、トランスフォーマ４１及び４２の間のアイソレーションを向上させることができる。
【0154】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ａにおいて、トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１と重なっていなくてもよい。
【0155】
これによれば、トランスフォーマ４１がモジュール基板９０の平面視においてトランスフォーマ４２と重ならないので、トランスフォーマ４１及び４２の間のアイソレーションを向上させることができる。
【0156】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態では、２つの電力増幅回路を用いて第２パワークラスよりも高い最大出力電力で規定される第３パワークラスに対応可能である点が実施の形態２と主として異なる。以下に、本実施の形態に係る高周波モジュールについて、実施の形態２と異なる点を中心に図面を参照しながら説明する。
次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態では、２つの電力増幅回路を用いて第２パワークラスよりも高い最大出力電力で規定される第３パワークラスに対応可能である点が実施の形態２と主として異なる。以下に、本実施の形態に係る高周波モジュールについて、実施の形態２と異なる点を中心に図面を参照しながら説明する。
【0157】
【0158】
なお、図１１は、通信装置５Ｂ及び高周波モジュール１Ｂの例示的な回路構成を示し、通信装置５Ｂ及び高周波モジュール１Ｂは、多種多様な回路実装及び回路技術のいずれかを使用して実装され得る。したがって、以下に提供される通信装置５Ｂ及び高周波モジュール１Ｂの説明は、限定的に解釈されるべきではない。
【0159】
通信装置５Ｂは、高周波モジュール１Ａの代わりに高周波モジュール１Ｂを備え、アンテナ２の代わりにアンテナ２Ａ及び２Ｂを備える。つまり、通信装置５Ｂは、高周波モジュール１Ｂと、アンテナ２Ａ及び２Ｂと、ＲＦＩＣ３と、ＢＢＩＣ４と、を備える。
【0160】
アンテナ２Ａ及び２Ｂは、高周波モジュール１Ｂのアンテナ接続端子１０１Ａ及び１００Ｂにそれぞれ接続される。アンテナ２Ａ及び２Ｂの各々は、高周波モジュール１Ｂから出力された高周波信号を送信することができ、また、外部から高周波信号を受信して高周波モジュール１Ｂへ出力することができる。本実施の形態では、アンテナ２Ａ及び２Ｂの各々から第２パワークラスの最大出力電力で同じバンドの高周波信号を送信することにより、第３パワークラスの最大出力電力に対応することができる。
【0161】
［３．２ 高周波モジュール１Ｂの回路構成］
次に、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂの回路構成について、図１１を参照しながら説明する。本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂは、さらに整合回路５３及びフィルタ回路６２Ｒを備え、低雑音増幅回路３０Ａの代わりに低雑音増幅回路３０を備え、スイッチ回路７１の代わりにスイッチ回路７１Ｂを備え、アンテナ接続端子１０１の代わりにアンテナ接続端子１０１Ａ及び１０１Ｂを備える。つまり、高周波モジュール１Ｂは、電力増幅回路１０Ａ及び２０と、低雑音増幅回路３０と、トランスフォーマ４１及び４２と、整合回路５１～５４と、２つのフィルタ回路６２Ｔと、２つのフィルタ回路６２Ｒと、フィルタ回路６３Ｔ及び６３Ｒと、スイッチ回路７１Ｂ及び７２と、ＰＡ制御回路８０と、アンテナ接続端子１０１Ａ及び１０１Ｂと、高周波入力端子１０２及び１０３と、高周波出力端子１０４及び１０５と、を備える。
次に、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂの回路構成について、図１１を参照しながら説明する。本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂは、さらに整合回路５３及びフィルタ回路６２Ｒを備え、低雑音増幅回路３０Ａの代わりに低雑音増幅回路３０を備え、スイッチ回路７１の代わりにスイッチ回路７１Ｂを備え、アンテナ接続端子１０１の代わりにアンテナ接続端子１０１Ａ及び１０１Ｂを備える。つまり、高周波モジュール１Ｂは、電力増幅回路１０Ａ及び２０と、低雑音増幅回路３０と、トランスフォーマ４１及び４２と、整合回路５１～５４と、２つのフィルタ回路６２Ｔと、２つのフィルタ回路６２Ｒと、フィルタ回路６３Ｔ及び６３Ｒと、スイッチ回路７１Ｂ及び７２と、ＰＡ制御回路８０と、アンテナ接続端子１０１Ａ及び１０１Ｂと、高周波入力端子１０２及び１０３と、高周波出力端子１０４及び１０５と、を備える。
【0162】
２つのフィルタ回路６２Ｔは、第１フィルタ回路及び第２フィルタ回路の一例である。２つのフィルタ回路６２Ｔの各々は、バンドＢの送信帯域（Ｂ－Ｔｘ）を含む通過帯域を有するバンドパスフィルタである。２つのフィルタ回路６２Ｔの一方において、その一端は、整合回路５１を介してトランスフォーマ４１に接続され、その他端は、スイッチ回路７１Ｂを介してアンテナ接続端子１０１Ａ又は１０１Ｂに接続される。また、２つのフィルタ回路６２Ｔの他方において、その一端は、スイッチ回路７２及び整合回路５２を介してトランスフォーマ４２に接続され、その他端は、スイッチ回路７１Ｂを介してアンテナ接続端子１０１Ａ又は１０１Ｂに接続される。
【0163】
２つのフィルタ回路６２Ｒの各々は、バンドＢの受信帯域（Ｂ－Ｒｘ）を含む通過帯域を有するバンドパスフィルタである。２つのフィルタ回路６２Ｒの一方において、その一端は、整合回路５３を介して低雑音増幅器３１に接続され、その他端は、スイッチ回路７１Ｂを介してアンテナ接続端子１０１Ａ又は１０１Ｂに接続される。また、２つのフィルタ回路６２Ｒの他方において、その一端は、スイッチ３３及び整合回路５４を介して低雑音増幅器３２に接続され、その他端は、スイッチ回路７１Ｂを介してアンテナ接続端子１０１Ａ又は１０１Ｂに接続される。
【0164】
本実施の形態において、バンドＢは、第１バンドの一例であり、第２パワークラスよりも高い最大出力電力で規定される第３パワークラスを利用可能な周波数バンドである。なお、本実施の形態では、バンドＢとして、ＦＤＤ用の周波数バンドが用いられているが、ＴＤＤ用の周波数バンドが用いられてもよい。
【0165】
電力増幅回路１０Ａは、第１電力増幅回路の一例であり、差動増幅型の電力増幅回路である。電力増幅回路１０Ａは、第１パワークラスに対応しており、電源（図示せず）から供給される電源電圧Ｖｃｃ１及びＶｃｃ２を用いて入力信号よりも大きなエネルギーの出力信号を差動信号として得ることができる。
【0166】
本実施の形態では、第１パワークラスは、第２パワークラスと同じ最大出力電力で規定される。つまり、第１パワークラスは、第２パワークラスと同じパワークラスである。第１パワークラスとして、例えばパワークラス１、１．５、又は、２を用いることができ、典型的にはパワークラス２が用いられる。
【0167】
電力増幅回路２０は、第２電力増幅回路の一例であり、差動増幅型の電力増幅回路である。電力増幅回路２０は、第２パワークラスに対応しており、電源（図示せず）から供給される電源電圧Ｖｃｃ１及びＶｃｃ２を用いて入力信号よりも大きなエネルギーの出力信号を得ることができる。
【0168】
本実施の形態では、第２パワークラスとして、例えばパワークラス１、１．５、又は、２を用いることができ、典型的にはパワークラス２が用いられる。例えば、第１パワークラス及び第２パワークラスとしてパワークラス２が用いられれば、第３パワークラスはパワークラス１．５となる。
【0169】
第３パワークラスがバンドＢに適用される場合に、電力増幅回路１０Ａ及び２０で同時にバンドＢの送信信号が増幅される。一方、第２パワークラスがバンドＢに適用される場合には、電力増幅回路１０ＡでバンドＢの送信信号が増幅され、電力増幅回路２０でバンドＢの送信信号が増幅されない。つまり、バンドＢでは、電力増幅回路１０Ａが主電力増幅回路として用いられ、電力増幅回路２０が補助電力増幅回路として用いられる。
【0170】
スイッチ回路７１Ｂは、端子７１０の代わりに、アンテナ接続端子１０１Ａに接続される端子７１０Ａと、アンテナ接続端子１０１Ｂに接続される端子７１０Ｂと、を含む。この接続構成において、スイッチ回路７１Ｂは、例えばＲＦＩＣ３からの制御信号に基づいて、端子７１０Ａ及び７１０Ｂを端子７１１～７１３に接続することができる。例えば、バンドＢに第３パワークラスが適用される場合に、スイッチ回路７１Ｂは、端子７１０Ａを端子７１１に接続し、かつ、端子７１０Ｂを端子７１２に接続する。これにより、電力増幅回路１０Ａ及び２０で増幅されたバンドＢの高周波信号がアンテナ２Ａ及び２Ｂから同時に送信される。一方、バンドＢに第２パワークラスが適用される場合に、スイッチ回路７１Ｂは、端子７１０Ａを端子７１１に接続し、端子７１０Ｂを端子７１２に接続しなくてもよい。これにより、電力増幅回路１０Ａで増幅されたバンドＢの高周波信号がアンテナ２Ａから送信される。スイッチ回路７１Ｂは、例えばマルチ接続型のスイッチ回路で構成される。
【0171】
なお、高周波モジュール１Ｂの回路構成は、例示であり、図１１の回路構成に限定されない。例えば、高周波モジュール１Ｂは、さらに、１以上のフィルタ回路を備えてもよい。この場合、その１以上のフィルタ回路及び２つのフィルタ回路６２Ｔの一方は、スイッチ回路７２と同様のスイッチ回路（図示せず）を介して整合回路５１に接続されてもよい。
【0172】
［３．３ 高周波モジュール１Ｂの実装例］
次に、以上のような回路構成を有する高周波モジュール１Ｂの実装例について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１２は、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂの平面図である。図１３は、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂの平面図であり、ｚ軸正側からモジュール基板９０の主面９０ｂ側を透視した図である。
次に、以上のような回路構成を有する高周波モジュール１Ｂの実装例について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１２は、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂの平面図である。図１３は、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂの平面図であり、ｚ軸正側からモジュール基板９０の主面９０ｂ側を透視した図である。
【0173】
なお、図１２及び図１３は、高周波モジュール１Ｂの例示的な構成を示し、高周波モジュール１Ｂは、多種多様な回路実装及び回路技術のいずれかを使用して実装され得る。したがって、以下に提供される高周波モジュール１Ｂの説明は、限定的に解釈されるべきではない。
【0174】
本実施の形態では、高周波モジュール１Ｂは、金属部材９１の代わりに、金属部材９１Ｂを備える。
【0175】
金属部材９１Ｂ（ＳＣＷ）は、金属部材９１と同様に、モジュール基板９０の主面９０ａに配置されており、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１及び整合回路５４の間に配置されている。金属部材９１Ｂは、モジュール基板９０の主面９０ａからシールド層９４まで延びている。金属部材９１Ｂの先端は、シールド層９４に接続されている。金属部材９１Ｂの材料としては、例えば銅、金、又は、真ちゅうを用いることができるが、これに限定されない。
【0176】
なお、本実施の形態では、金属部材９１Ｂは、モジュール基板９０の平面視において、電力増幅回路２０及びトランスフォーマ４１の間に配置されている。さらに、金属部材９１Ｂは、モジュール基板９０の平面視において、電力増幅回路１０Ａ及びトランスフォーマ４２の間に配置されている。
【0177】
スイッチ回路７１Ｂ（ＳＷ）は、スイッチ回路７１の代わりに、モジュール基板９０の主面９０ｂに配置されている。
【0178】
複数の外部接続端子１００は、上記各実施の形態と同様に、モジュール基板９０の主面９０ｂに配置され、モジュール基板９０の平面視においてトランスフォーマ４２及び電力増幅回路１０Ａの間に配置されたグランド端子を含む。
【0179】
［３．４ 効果など］
以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂは、互いに対向する主面９０ａ及び９０ｂを有するモジュール基板９０と、主面９０ｂに配置された複数の外部接続端子１００と、主面９０ａに配置され、第１パワークラスに対応する電力増幅回路１０Ａと、第１パワークラスと同じ第２パワークラスに対応する電力増幅回路２０と、電力増幅回路１０Ａに接続され、主面９０ａに配置されたトランスフォーマ４１と、電力増幅回路２０に接続され、主面９０ｂに配置されたトランスフォーマ４２と、を備え、第１パワークラス及び第２パワークラスよりも高い最大出力電力で規定される第３パワークラスが適用される場合に、電力増幅回路１０Ａ及び２０で同時に高周波信号が増幅され、第１パワークラスが適用される場合に、電力増幅回路１０Ａで高周波信号が増幅され、電力増幅回路２０で高周波信号が増幅されない。
以上のように、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂは、互いに対向する主面９０ａ及び９０ｂを有するモジュール基板９０と、主面９０ｂに配置された複数の外部接続端子１００と、主面９０ａに配置され、第１パワークラスに対応する電力増幅回路１０Ａと、第１パワークラスと同じ第２パワークラスに対応する電力増幅回路２０と、電力増幅回路１０Ａに接続され、主面９０ａに配置されたトランスフォーマ４１と、電力増幅回路２０に接続され、主面９０ｂに配置されたトランスフォーマ４２と、を備え、第１パワークラス及び第２パワークラスよりも高い最大出力電力で規定される第３パワークラスが適用される場合に、電力増幅回路１０Ａ及び２０で同時に高周波信号が増幅され、第１パワークラスが適用される場合に、電力増幅回路１０Ａで高周波信号が増幅され、電力増幅回路２０で高周波信号が増幅されない。
【0180】
これによれば、トランスフォーマ４１及び４２がモジュール基板９０の主面９０ａ及び９０ｂにそれぞれ配置されるので、トランスフォーマ４１及び４２の両方がモジュール基板９０の主面９０ａに配置される場合よりも、高周波モジュール１Ｂの小型化に貢献することができる。また、モジュール基板９０内のグランド層、及び／又は、複数の外部接続端子１００に含まれるグランド端子などによって、トランスフォーマ４１及び４２の間の結合を抑制することができ、トランスフォーマ４１及び４２との間のアイソレーションを向上させることができる。さらに、トランスフォーマ４１がモジュール基板９０の主面９０ａに配置されるので、第２チャネルの信号よりも高い第１チャネルの信号のための配線長を短くすることができ、配線による抵抗損失及び／又は配線の浮遊容量による不整合損を抑制することができる。特に、周波数が高いほど配線長の増加による影響が大きいので、第１チャネルの信号のための配線長を短くすることができることは効果が大きい。このように、高周波モジュール１Ｂは、小型化と信号損失の低減とを図ることができる。
【0181】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂは、さらに、主面９０ａに配置され、かつ、モジュール基板９０の平面視においてトランスフォーマ４１及び電力増幅回路２０の間に配置された金属部材９１Ｂを備えてもよい。
【0182】
これによれば、金属部材９１Ｂによってトランスフォーマ４１と電力増幅回路２０の入力端との間の結合を抑制することができ、トランスフォーマ４１と電力増幅回路２０の入力端との間のアイソレーションを向上させることができる。
【0183】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂは、さらに、低雑音増幅回路３０Ａと、低雑音増幅回路３０Ａに接続され、主面９０ａに配置された整合回路５４と、を備えてもよく、トランスフォーマ４２よりもトランスフォーマ４１の方が整合回路５４のインダクタから離れて配置されてもよい。
【0184】
これによれば、整合回路５４と同じ主面９０ａに配置されるトランスフォーマ４１を整合回路５４のインダクタから比較的離して配置することができ、トランスフォーマ４１及びインダクタの間の結合を抑制することができる。一方、整合回路５４と反対の主面９０ｂに配置されるトランスフォーマ４２は、モジュール基板９０内のグランド層などによって整合回路５４のインダクタとの結合を抑制することができる。したがって、整合回路５４のインダクタがトランスフォーマ４１及び４２と結合することによって受信感度が低下することを抑制することができる。
【0185】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂは、さらに、主面９０ａに配置され、かつ、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１と、整合回路５４のインダクタとの間に配置された金属部材９１Ｂを備えてもよい。
【0186】
これによれば、金属部材９１Ｂによってトランスフォーマ４１と整合回路５４のインダクタとの間の結合がさらに抑制され、受信感度の低下をさらに抑制することができる。
【0187】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂは、さらに、主面９０ａに配置された電力増幅回路１０Ａ及び電力増幅回路２０の少なくとも一部を覆う樹脂部材９２と、樹脂部材９２の表面の少なくとも一部を覆うシールド層９４と、を備えてもよく、金属部材９１Ｂの先端は、シールド層９４に接続されてもよい。
【0188】
これによれば、金属部材９１Ｂの先端がシールド層９４に接続されるので、金属部材９１Ｂのグランド電位を強化することができ、トランスフォーマ４１と整合回路５４のインダクタとの間の結合をさらに抑制することができる。
【0189】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂは、さらに、トランスフォーマ４２に接続され、主面９０ａに配置された整合回路５２を備えてもよく、整合回路５２は、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４２と少なくとも部分的に重なってもよい。
【0190】
これによれば、トランスフォーマ４２と重なる主面９０ａの領域を有効に活用することができ、高周波モジュール１Ｂの小型化に貢献することができる。
【0191】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂにおいて、トランスフォーマ４１は、モジュール基板９０の主面９０ａを含む複数のレイヤ９０１～９０３に形成されてもよく、トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の主面９０ｂを含む複数のレイヤ９０４～９０８に形成されてもよく、複数のレイヤ９０１～９０３は、複数のレイヤ９０４～９０８と重なっていなくてもよい。
【0192】
これによれば、トランスフォーマ４１及び４２が互いに異なるレイヤに形成されるので、トランスフォーマ４１及び４２の間のアイソレーションを向上させることができる。
【0193】
また例えば、本実施の形態に係る高周波モジュール１Ｂにおいて、トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１と重なっていなくてもよい。
【0194】
これによれば、トランスフォーマ４１がモジュール基板９０の平面視においてトランスフォーマ４２と重ならないので、トランスフォーマ４１及び４２の間のアイソレーションを向上させることができる。
【0195】
（変形例）
次に、上記各実施の形態に適用可能な変形例について説明する。本変形例では、２つのトランスフォーマの配置が上記各実施の形態と異なる。以下に、本変形例について、図１４～図１６を参照しながら説明する。
次に、上記各実施の形態に適用可能な変形例について説明する。本変形例では、２つのトランスフォーマの配置が上記各実施の形態と異なる。以下に、本変形例について、図１４～図１６を参照しながら説明する。
【0196】
図１４は、本変形例に係る高周波モジュールの部分平面図である。図１５は、本変形例に係る高周波モジュールの部分平面図であり、ｚ軸正側からモジュール基板９０の主面９０ｂ側を透視した図である。図１６は、本変形例に係る高周波モジュールの部分断面図である。図１６における高周波モジュールの断面は、図１４及び図１４のｘｖｉｉ－ｘｖｉｉ線における断面である。
【0197】
なお、図１４～図１６は、変形例に係る高周波モジュールの例示的な構成を示し、高周波モジュールは、多種多様な回路実装及び回路技術のいずれかを使用して実装され得る。したがって、以下に提供される高周波モジュールの説明は、限定的に解釈されるべきではない。
【0198】
本変形例では、トランスフォーマ４１及び４２は、モジュール基板９０の平面視において、電力増幅回路１０（１０Ａ）及び２０の間に配置されている。また、トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１と少なくとも部分的に重なっている。さらに、トランスフォーマ４１が形成されたモジュール基板９０の主面９０ａを含む複数の第１レイヤは、トランスフォーマ４２が形成されたモジュール基板９０の主面９０ｂを含む複数の第２レイヤと少なくとも部分的に重なっている。つまり、トランスフォーマ４１が形成された複数の第１レイヤの少なくとも一部は、トランスフォーマ４２が形成された複数の第２レイヤに含まれる。逆に言えば、トランスフォーマ４２が形成された複数の第２レイヤの少なくとも一部は、トランスフォーマ４１が形成された複数の第１レイヤに含まれる。
【0199】
以上のように、本変形例に係る高周波モジュールにおいて、トランスフォーマ４１は、モジュール基板９０の主面９０ａを含む複数の第１レイヤに形成されてもよく、トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の主面９０ｂを含む複数の第２レイヤに形成されてもよく、複数の第１レイヤは、複数の第２レイヤと少なくとも部分的に重なってもよい。
【0200】
これによれば、モジュール基板９０のレイヤ数を削減することができ、製造コストの削減及び高周波モジュール１の低背化に貢献することができる。
【0201】
また例えば、本変形例に係る高周波モジュールにおいて、トランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１と少なくとも部分的に重なってもよい。
【0202】
これによれば、モジュール基板９０の平面視において、トランスフォーマ４１及び４２が占有する領域を削減することができ、高周波モジュールの小型化に貢献することができる。
【0203】
また例えば、本変形例に係る高周波モジュールにおいて、トランスフォーマ４１及びトランスフォーマ４２は、モジュール基板９０の平面視において、電力増幅回路１０（１０Ａ）及び２０の間に配置されてもよい。
【0204】
これによれば、トランスフォーマ４１及び電力増幅回路１０（１０Ａ）との間の配線長と、トランスフォーマ４２及び電力増幅回路２０との間の配線長とを短縮することができ、配線による抵抗損失及び／又は配線の浮遊容量による不整合損を抑制することができる。
【0205】
（他の実施の形態）
以上、本発明に係る高周波モジュールについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明に係る高周波モジュールは、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記高周波モジュールを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
以上、本発明に係る高周波モジュールについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明に係る高周波モジュールは、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記高周波モジュールを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【0206】
例えば、上記各実施の形態に係る高周波モジュールの回路構成において、図面に開示された各回路素子及び信号経路を接続する経路の間に、別の回路素子及び配線などが挿入されてもよい。例えば、フィルタとアンテナ接続端子との間にインピーダンス整合回路が挿入されてもよい。
【0207】
なお、上記実施の形態２及び３において、高周波モジュールに含まれる２つの電力増幅回路は、ともに差動増幅型の電力増幅回路であったが、これに限定されない。例えば、２つの電力増幅回路は、ともにドハティ型の電力増幅回路であってもよい。また例えば、２つの電力増幅回路の一方は差動増幅型の電力増幅回路であり、２つの電力増幅回路の他方はドハティ型の電力増幅回路であってもよい。
【0208】
以下に、上記各実施の形態に基づいて説明した高周波モジュールの特徴を示す。
＜１＞
互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置された第１電力増幅回路及び第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１電力増幅回路は、ドハティ型の電力増幅回路であり、
前記第２電力増幅回路は、差動増幅型の電力増幅回路である、
高周波モジュール。
＜２＞
互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置された第１電力増幅回路及び第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、少なくとも２つのチャネルで同時送信可能な第１バンドの送信帯域を含む通過帯域を有する第１フィルタ回路と、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第１バンドの送信帯域を含む通過帯域を有する第２フィルタ回路と、
前記第１電力増幅回路及び前記第１フィルタ回路の間に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路及び前記第２フィルタ回路の間に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１バンド内の第１チャネル及び前記第１チャネルよりも低い第２チャネルの信号が同時送信される場合に、前記第１電力増幅回路は、前記第１チャネルの信号を増幅し、かつ、前記第２電力増幅回路は、前記第２チャネルの信号を増幅する、
高周波モジュール。
＜３＞
前記モジュール基板は、さらに、前記第１トランスフォーマ及び前記第２トランスフォーマの間に配置されたビア導体を有する、
＜２＞に記載の高周波モジュール。
＜４＞
互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置され、第１パワークラスに対応する第１電力増幅回路と、
前記第１主面に配置され、前記第１パワークラスと同じ第２パワークラスに対応する第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１パワークラス及び前記第２パワークラスよりも高い最大出力電力で規定される第３パワークラスが適用される場合に、前記第１電力増幅回路及び前記第２電力増幅回路で同時に高周波信号が増幅され、
前記第１パワークラスが適用される場合に、前記第１電力増幅回路で高周波信号が増幅され、前記第２電力増幅回路で高周波信号が増幅されない、
高周波モジュール。
＜５＞
前記高周波モジュールは、さらに、前記第１主面に配置され、かつ、前記モジュール基板の平面視において前記第１トランスフォーマ及び前記第２電力増幅回路の間に配置された金属部材を備える、
＜４＞に記載の高周波モジュール。
＜６＞
前記高周波モジュールは、さらに、
低雑音増幅回路と、
前記低雑音増幅回路に接続され、前記第１主面に配置されたインダクタと、を備え、
前記第２トランスフォーマよりも前記第１トランスフォーマの方が前記インダクタから離れて配置されている、
＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜７＞
前記高周波モジュールは、さらに、前記第１主面に配置され、かつ、前記モジュール基板の平面視において前記第１トランスフォーマ及び前記インダクタの間に配置された金属部材を備える、
＜６＞に記載の高周波モジュール。
＜８＞
前記高周波モジュールは、さらに、
前記第１主面に配置された前記第１電力増幅回路及び前記第２電力増幅回路の少なくとも一部を覆う樹脂部材と、
前記樹脂部材の表面の少なくとも一部を覆うシールド層と、を備え、
前記金属部材の先端は、前記シールド層に接続されている、
＜７＞に記載の高周波モジュール。
＜９＞
前記高周波モジュールは、さらに、前記第２トランスフォーマに接続され、前記第１主面に配置された整合回路を備え、
前記整合回路は、前記モジュール基板の平面視において、前記第２トランスフォーマと少なくとも部分的に重なっている、
＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜１０＞
前記第１トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第１主面を含む複数の第１レイヤに形成されており、
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第２主面を含む複数の第２レイヤに形成されており、
前記複数の第１レイヤは、前記複数の第２レイヤと重なっていない、
＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜１１＞
前記第１トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第１主面を含む複数の第１レイヤに形成されており、
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第２主面を含む複数の第２レイヤに形成されており、
前記複数の第１レイヤは、前記複数の第２レイヤと少なくとも部分的に重なっている、
＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜１２＞
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の平面視において、前記第１トランスフォーマと重なっていない、
＜１＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜１３＞
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の平面視において、前記第１トランスフォーマと少なくとも部分的に重なっている、
＜１＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜１４＞
前記第１トランスフォーマ及び前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の平面視において、前記第１電力増幅回路及び前記第２電力増幅回路の間に配置されている、
＜１３＞に記載の高周波モジュール。
＜１＞
互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置された第１電力増幅回路及び第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１電力増幅回路は、ドハティ型の電力増幅回路であり、
前記第２電力増幅回路は、差動増幅型の電力増幅回路である、
高周波モジュール。
＜２＞
互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置された第１電力増幅回路及び第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、少なくとも２つのチャネルで同時送信可能な第１バンドの送信帯域を含む通過帯域を有する第１フィルタ回路と、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第１バンドの送信帯域を含む通過帯域を有する第２フィルタ回路と、
前記第１電力増幅回路及び前記第１フィルタ回路の間に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路及び前記第２フィルタ回路の間に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１バンド内の第１チャネル及び前記第１チャネルよりも低い第２チャネルの信号が同時送信される場合に、前記第１電力増幅回路は、前記第１チャネルの信号を増幅し、かつ、前記第２電力増幅回路は、前記第２チャネルの信号を増幅する、
高周波モジュール。
＜３＞
前記モジュール基板は、さらに、前記第１トランスフォーマ及び前記第２トランスフォーマの間に配置されたビア導体を有する、
＜２＞に記載の高周波モジュール。
＜４＞
互いに対向する第１主面及び第２主面を有するモジュール基板と、
前記第２主面に配置された複数の外部接続端子と、
前記第１主面に配置され、第１パワークラスに対応する第１電力増幅回路と、
前記第１主面に配置され、前記第１パワークラスと同じ第２パワークラスに対応する第２電力増幅回路と、
前記第１電力増幅回路に接続され、前記第１主面に配置された第１トランスフォーマと、
前記第２電力増幅回路に接続され、前記第２主面に配置された第２トランスフォーマと、を備え、
前記第１パワークラス及び前記第２パワークラスよりも高い最大出力電力で規定される第３パワークラスが適用される場合に、前記第１電力増幅回路及び前記第２電力増幅回路で同時に高周波信号が増幅され、
前記第１パワークラスが適用される場合に、前記第１電力増幅回路で高周波信号が増幅され、前記第２電力増幅回路で高周波信号が増幅されない、
高周波モジュール。
＜５＞
前記高周波モジュールは、さらに、前記第１主面に配置され、かつ、前記モジュール基板の平面視において前記第１トランスフォーマ及び前記第２電力増幅回路の間に配置された金属部材を備える、
＜４＞に記載の高周波モジュール。
＜６＞
前記高周波モジュールは、さらに、
低雑音増幅回路と、
前記低雑音増幅回路に接続され、前記第１主面に配置されたインダクタと、を備え、
前記第２トランスフォーマよりも前記第１トランスフォーマの方が前記インダクタから離れて配置されている、
＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜７＞
前記高周波モジュールは、さらに、前記第１主面に配置され、かつ、前記モジュール基板の平面視において前記第１トランスフォーマ及び前記インダクタの間に配置された金属部材を備える、
＜６＞に記載の高周波モジュール。
＜８＞
前記高周波モジュールは、さらに、
前記第１主面に配置された前記第１電力増幅回路及び前記第２電力増幅回路の少なくとも一部を覆う樹脂部材と、
前記樹脂部材の表面の少なくとも一部を覆うシールド層と、を備え、
前記金属部材の先端は、前記シールド層に接続されている、
＜７＞に記載の高周波モジュール。
＜９＞
前記高周波モジュールは、さらに、前記第２トランスフォーマに接続され、前記第１主面に配置された整合回路を備え、
前記整合回路は、前記モジュール基板の平面視において、前記第２トランスフォーマと少なくとも部分的に重なっている、
＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜１０＞
前記第１トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第１主面を含む複数の第１レイヤに形成されており、
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第２主面を含む複数の第２レイヤに形成されており、
前記複数の第１レイヤは、前記複数の第２レイヤと重なっていない、
＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜１１＞
前記第１トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第１主面を含む複数の第１レイヤに形成されており、
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の前記第２主面を含む複数の第２レイヤに形成されており、
前記複数の第１レイヤは、前記複数の第２レイヤと少なくとも部分的に重なっている、
＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜１２＞
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の平面視において、前記第１トランスフォーマと重なっていない、
＜１＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜１３＞
前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の平面視において、前記第１トランスフォーマと少なくとも部分的に重なっている、
＜１＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
＜１４＞
前記第１トランスフォーマ及び前記第２トランスフォーマは、前記モジュール基板の平面視において、前記第１電力増幅回路及び前記第２電力増幅回路の間に配置されている、
＜１３＞に記載の高周波モジュール。
【産業上の利用可能性】
【0209】
本発明は、フロントエンド部に配置される高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【0210】
１、１Ａ、１Ｂ 高周波モジュール
２、２Ａ、２Ｂ アンテナ
３ ＲＦＩＣ
４ ＢＢＩＣ
５、５Ａ、５Ｂ 通信装置
１０、１０Ａ、２０ 電力増幅回路
１１、１２、１３、２１、２２、２３ 電力増幅器
１４、２４、４１、４２ トランスフォーマ
３０、３０Ａ 低雑音増幅回路
３１、３２ 低雑音増幅器
３３ スイッチ
４３ １／４波長伝送線路
５１、５２、５３、５４ 整合回路
６１Ｒ、６１Ｔ、６２Ｒ、６２Ｔ、６３Ｒ、６３Ｔ フィルタ回路
７１、７１Ｂ、７２ スイッチ回路
８０ ＰＡ制御回路
９０ モジュール基板
９０ａ、９０ｂ 主面
９０ｃ ビア導体
９１、９１Ｂ 金属部材
９２、９３ 樹脂部材
９４ シールド層
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ アンテナ接続端子
１０２、１０３ 高周波入力端子
１０４、１０５ 高周波出力端子
３３０、３３１、３３２、７１０、７１０Ａ、７１０Ｂ、７１１、７１２、７１３、７２０、７２１、７２２ 端子
４１１、４２１ 一次コイル
４１１Ｍ、４２１Ｍ 中点
４１２、４２２ 二次コイル
９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８ レイヤ
２、２Ａ、２Ｂ アンテナ
３ ＲＦＩＣ
４ ＢＢＩＣ
５、５Ａ、５Ｂ 通信装置
１０、１０Ａ、２０ 電力増幅回路
１１、１２、１３、２１、２２、２３ 電力増幅器
１４、２４、４１、４２ トランスフォーマ
３０、３０Ａ 低雑音増幅回路
３１、３２ 低雑音増幅器
３３ スイッチ
４３ １／４波長伝送線路
５１、５２、５３、５４ 整合回路
６１Ｒ、６１Ｔ、６２Ｒ、６２Ｔ、６３Ｒ、６３Ｔ フィルタ回路
７１、７１Ｂ、７２ スイッチ回路
８０ ＰＡ制御回路
９０ モジュール基板
９０ａ、９０ｂ 主面
９０ｃ ビア導体
９１、９１Ｂ 金属部材
９２、９３ 樹脂部材
９４ シールド層
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ アンテナ接続端子
１０２、１０３ 高周波入力端子
１０４、１０５ 高周波出力端子
３３０、３３１、３３２、７１０、７１０Ａ、７１０Ｂ、７１１、７１２、７１３、７２０、７２１、７２２ 端子
４１１、４２１ 一次コイル
４１１Ｍ、４２１Ｍ 中点
４１２、４２２ 二次コイル
９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８ レイヤ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】