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CN220210432U - 高频电路、高频模块以及通信装置 - Google Patents

高频电路、高频模块以及通信装置 Download PDF

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CN220210432U
CN220210432U CN202190000907.1U CN202190000907U CN220210432U CN 220210432 U CN220210432 U CN 220210432U CN 202190000907 U CN202190000907 U CN 202190000907U CN 220210432 U CN220210432 U CN 220210432U
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CN
China
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terminal
switch
frequency
circuit
path
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CN202190000907.1U
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田中聪
小野农史
森弘嗣
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

提供高频电路、高频模块以及通信装置。高频电路(10)具备：分配电路(13)，其将输入到端子(310)的高频信号进行分配，将该分配后的高频信号从端子(320及330)输出；合成电路(14)，其将从端子(420)输入的高频信号与从端子(430)输入的高频信号进行合成，将该合成后的高频信号从端子(410)输出；功率放大器(11)，其配置于将端子(320)与端子(420)连接的路径(81)；功率放大器(12)，其配置于将端子(330)与端子(430)连接的路径(82)；以及开关(17)，其连接于端子(330)与功率放大器(12)的输入端子之间，与功率等级相应地在导通状态与非导通状态之间切换。

Description

高频电路、高频模块以及通信装置
技术领域
本实用新型涉及一种高频电路、高频模块以及通信装置。
背景技术
在便携式电话等移动通信设备中搭载有对高频发送信号进行放大的功率放大器。
在专利文献1中，公开了一种差分放大型的功率放大器，该功率放大器由被输入非反相输入信号的第一晶体管、被输入反相输入信号的第二晶体管、以及配置于第一晶体管和第二晶体管的输出端子侧的变压装置(以下称为变压器)构成。变压器由磁耦合的2个初级侧线圈以及1个次级侧线圈构成。2个初级侧线圈彼此并联连接，并分别与次级侧线圈磁耦合，由此能够使Q因素不下降地降低初级侧线圈的输入阻抗。由此，能够提高功率增益(power gain)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-118916号公报
实用新型内容
实用新型要解决的问题
在3GPP(3rd Generation Partnership Project：第三代合作伙伴计划)中，讨论了支持高的功率等级(例如功率等级1.5(最大输出功率：29dBm))的输出高功率的发送信号的移动系统。
然而，在以专利文献1所记载的差分放大型的功率放大器为代表的现有的功率放大电路中，在支持高功率等级和非高功率等级这两方的情况下，有时信号质量和/或功率效率会恶化。因此，需要将非高功率等级用的功率放大电路与高功率等级用的功率放大电路分别设置，但是在该情况下电路会大型化。
本实用新型是为了解决上述问题而完成的，目的在于提供一种能够支持广泛的功率等级的小型的高频电路、高频模块以及通信装置。
用于解决问题的方案
本实用新型的一个方式所涉及的高频电路具备：分配电路，其将输入到第一端子的高频信号进行分配，将该分配后的高频信号从第二端子和第三端子输出；合成电路，其将从第四端子输入的高频信号与从第五端子输入的高频信号进行合成，将该合成后的高频信号从第六端子输出；第一放大器，其配置于将第二端子与第四端子连接的第一路径，将从第二端子输入的高频信号放大后输出到第四端子；第二放大器，其配置于将第三端子与第五端子连接的第二路径，将从第三端子输入的高频信号放大后输出到第五端子；以及第一开关，其连接于第三端子与第二放大器的输入端子之间，与功率等级相应地在导通状态与非导通状态之间切换。
优选地，第一开关的一端连接于将第三端子与第二放大器的输入端子连接的路径，第一开关的另一端与地连接。
优选地，在第一开关为导通状态的情况下，在第一路径中流通第一频段的高频信号，且在第二路径中不流通第一频段的高频信号，在第一开关为非导通状态的情况下，在第一路径和第二路径这两方中流通第一频段的高频信号。
优选地，第一频段是支持功率等级1.5或功率等级2的5G-NR的n41、n77、n78以及n79中的任一者，第一放大器和第二放大器包括异质结双极型晶体管。
优选地，第一频段是支持功率等级1的5G-NR的n5、n12以及n71中的任一者，第一放大器和第二放大器包括由氮化镓形成的晶体管。
优选地，在第一开关为非导通状态的情况下在高频电路中流通的高频信号的最大输出功率大于在第一开关为导通状态的情况下在高频电路中流通的高频信号的最大输出功率。
优选地，在第一开关为非导通状态的情况下对第一放大器施加的电源电压大于在第一开关为导通状态的情况下对第一放大器施加的电源电压。
优选地，分配电路包括具有第一线圈和第二线圈的级间变压器，第一线圈的一端与第一端子连接，第一线圈的另一端与第一电源连接，第二线圈的一端与第二端子连接，第二线圈的另一端与第三端子连接，合成电路包括具有第三线圈和第四线圈的输出变压器，第三线圈的一端与第四端子连接，第三线圈的另一端与第五端子连接，第四线圈的一端与第六端子连接，第四线圈的另一端与地连接，合成电路还包括：第二开关，其连接于第二电源与第三线圈的另一端之间；以及第三开关，其连接于第二电源与以下节点之间：第三线圈的一端与另一端之间的节点。
优选地，在第一开关和第二开关为导通状态且第三开关为非导通状态的情况下，在第一路径中流通第一频段的高频信号，且在第二路径中不流通第一频段的高频信号，在第一开关和第二开关为非导通状态且第三开关为导通状态的情况下，在第一路径和第二路径这两方中流通第一频段的高频信号。
优选地，分配电路包括：第一1/4波长线路；以及第二1/4波长线路，第一1/4波长线路的一端及第二1/4波长线路的一端与第一端子连接，第一1/4波长线路的另一端与第二端子连接，第二1/4波长线路的另一端与第三端子连接，合成电路包括：第三1/4波长线路；第四1/4波长线路；以及第二开关，第三1/4波长线路的一端及第四1/4波长线路的一端与第六端子连接，第三1/4波长线路的另一端与第四端子连接，第四1/4波长线路的另一端与第五端子连接，第二开关的一端连接于将第四1/4波长线路的另一端与第二放大器的输出端子连接的路径，第二开关的另一端与地连接。
优选地，分配电路还包括：第一电阻元件；以及第三开关，第一电阻元件与第三开关串联连接于第一1/4波长线路的另一端与第二1/4波长线路的另一端之间，合成电路还包括：第二电阻元件；以及第四开关，第二电阻元件与第四开关串联连接于第三1/4波长线路的另一端与第四1/4波长线路的另一端之间。
优选地，在第一开关和第二开关为导通状态且第三开关和第四开关为非导通状态的情况下，在第一路径中流通第一频段的高频信号，且在第二路径中不流通第一频段的高频信号，在第一开关和第二开关为非导通状态且第三开关和第四开关为导通状态的情况下，在第一路径和第二路径这两方中流通第一频段的高频信号。
本实用新型的一个方式所涉及的高频模块具备：前述高频电路；第三放大器；第一滤波器，其与第三放大器的输出端子连接，在通带中包含第二频段；以及第五开关，其对高频电路与天线连接端子的连接以及第一滤波器与天线连接端子的连接进行切换，高频电路还具备：第二滤波器，其配置于第一路径，在通带中包含第一频段；以及第三滤波器，其配置于第二路径，在通带中包含第一频段，第一频段是5G-NR的n41，第二频段是4G-LTE的Band2、Band66、Band12以及Band25中的任一者。
本实用新型的一个方式所涉及的通信装置具备：射频信号处理电路即RF信号处理电路，其对利用天线发送接收的高频信号进行处理；以及前述高频电路或者前述高频模块，其在天线与RF信号处理电路之间传输高频信号。
实用新型的效果
根据本实用新型，能够提供能够支持广泛的功率等级的小型的高频电路、高频模块以及通信装置。
附图说明
图1是实施方式所涉及的高频电路、高频模块以及通信装置的电路结构图。
图2是实施方式所涉及的具有差分放大型的放大器的高频电路的电路结构图。
图3A是示出实施方式所涉及的具有差分放大型的放大器的高频电路的第一模式的图。
图3B是示出实施方式所涉及的具有差分放大型的放大器的高频电路的第二模式的图。
图4是实施方式所涉及的威尔金森型的高频电路的电路结构图。
图5A是示出实施方式所涉及的威尔金森型的高频电路的第一模式的图。
图5B是示出实施方式所涉及的威尔金森型的高频电路的第二模式的图。
具体实施方式
下面，详细地说明本实用新型的实施方式。此外，下面说明的实施方式均表示总括性或具体的例子。下面的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置及连接方式等是一个例子，其主旨并不在于限定本实用新型。关于下面的实施例及变形例中的结构要素中的、独立权利要求中未记载的结构要素，设为任意的结构要素来进行说明。另外，附图所示的结构要素的大小或大小之比未必严格。在各图中，对实质上相同的结构标注相同的附图标记，有时省略或简化重复的说明。
另外，在下面，平行和垂直等表示要素之间的关系性的用语、矩形状等表示要素的形状的用语、以及数值范围表示还包括实质上等同的范围、例如百分之几左右的误差，而不是仅表示严格的含义。
另外，在下面，在安装于基板的A、B及C中，“在俯视基板(或者基板的主面)时，C配置于A与B之间”表示在俯视基板时将A内的任意的点与B内的任意的点连接的多个线段中的至少1个线段通过C的区域。另外，俯视基板表示将基板以及安装于基板的电路元件正投影到与基板的主面平行的平面来进行观察。
另外，在下面，“路径”是指由供高频信号传播的布线、与该布线直接连接的电极、以及与该布线或该电极直接连接的端子等构成的传输线路。
(实施方式)
[1.高频模块1和通信装置5的电路结构]
图1是实施方式所涉及的高频电路10、高频模块1以及通信装置5的电路结构图。如该图所示，通信装置5具备高频模块1、天线2、RF信号处理电路(RFIC)3、以及基带信号处理电路(BBIC)4。
RFIC 3是对利用天线2发送接收的高频信号进行处理的RF信号处理电路。具体地说，RFIC 3对从BBIC 4输入的发送信号通过上变频等进行信号处理，将该信号处理后生成的发送信号输出到高频模块1的发送路径。
BBIC 4是使用频率比在高频模块1中传输的高频信号的频率低的中间频带来进行信号处理的电路。在BBIC 4中处理后的信号例如用作图像信号以显示图像，或者用作声音信号以借助扬声器进行通话。
另外，RFIC 3还具有作为基于使用的通信频段(频带)来控制高频模块1所具有的开关20的连接的控制部的功能。
另外，RFIC 3还具有作为控制高频模块1所具有的功率放大器11、12及21的增益、向功率放大器11、12及21提供的电源电压Vcc和偏置电压Vbias的控制部的功能。另外，控制部也可以设置于RFIC 3的外部，例如也可以设置于BBIC 4。
天线2与高频模块1的天线连接端子100连接，对从高频模块1输出的高频信号进行辐射。
此外，在本实施方式所涉及的通信装置5中，天线2和BBIC 4不是必需的结构要素。
接着，说明高频模块1的详细的结构。
如图1所示，高频模块1具备天线连接端子100、开关20、高频电路10、功率放大器21以及滤波器25。
天线连接端子100是与天线2连接的天线公共端子。
高频电路10是对从发送输入端子110输入的第一频段的发送信号进行放大、并将该放大后的发送信号从发送输出端子120输出的放大电路。高频电路10具备发送输入端子110、发送输出端子120、功率放大器11及12、分配电路13、合成电路14、滤波器15及16、以及开关17。
分配电路13将输入到端子310(第一端子)的高频信号进行分配，将该分配后的高频信号从端子320(第二端子)和端子330(第三端子)输出。
合成电路14将从端子420(第四端子)输入的高频信号与从端子430(第五端子)输入的高频信号进行合成，将该合成后的高频信号从端子410(第六端子)输出。
功率放大器11是第一放大器的一例，配置于将端子320与端子420连接的路径81(第一路径)。功率放大器11对第一频段的发送信号进行放大。
功率放大器12是第二放大器的一例，配置于将端子330与端子430连接的路径82(第二路径)。功率放大器12对第一频段的发送信号进行放大。
开关17是第一开关的一例，是一端连接于将端子330与功率放大器12的输入端子连接的路径、另一端与地连接的所谓的分路型开关。此外，开关17也可以是串联配置于将端子330与功率放大器12的输入端子连接的路径的所谓的串联型开关。
滤波器15是第二滤波器的一例，配置于路径81，在通带中包含第一频段。滤波器16是第三滤波器的一例，配置于路径82，在通带中包含第一频段。
在此，在开关17为导通状态的情况下，在路径81中流通第一频段的高频信号，且在路径82中不流通第一频段的高频信号。另一方面，在开关17为非导通状态的情况下，在路径81和82这两方中流通第一频段的高频信号。
根据高频电路10的上述结构，通过将开关17在导通状态与非导通状态之间切换，能够在传输将在路径81及82中流通的信号进行了功率合成后的高频信号以及仅传输在路径81中流通的高频信号中进行选择，因此能够提供能够支持高功率等级和非高功率等级这两方的高频电路10。
此外，功率等级是指以最大输出功率等来定义的终端的输出功率的分类，表示功率等级的值越小则支持越高的功率的输出。最大输出功率以终端的天线端的输出功率来定义。最大输出功率的测定例如通过由3GPP等定义的方法来进行。例如，在图1中，通过测定天线2中的辐射功率来测定最大输出功率。此外，也能够取代辐射功率的测定，而是通过在天线2的附近设置端子，并在该端子上连接测量器(例如光谱分析仪等)，来测定天线2的输出功率。
功率放大器21是第三放大器的一例，对从发送输入端子130输入的第二频段的发送信号进行放大。
滤波器25是第一滤波器的一例，与功率放大器21的输出端子连接，在通带中包含第二频段。
开关20是第五开关的一例，具有公共端子和2个选择端子。公共端子与天线连接端子100连接，一个选择端子与发送输出端子120连接，另一个选择端子与滤波器25连接。通过上述连接结构，开关20对高频电路10与天线连接端子100的连接以及滤波器25与天线连接端子100的连接进行切换。此外，开关20也可以是同时执行高频电路10与天线连接端子100的连接以及滤波器25与天线连接端子100的连接的多连接型的开关。
在高频模块1的上述结构中，通过开关20的切换，能够从高频模块1输出功率等级不同的第一频段和第二频段的信号。
此外，第一频段和第二频段是用于使用由标准化组织等(例如3GPP和IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers：电气与电子工程师协会)等)预先定义的无线接入技术(RAT：Radio Access Technology)来构建的通信系统的频段。作为通信系统，例如能够使用5G-NR(5th Generation New Radio：5G新空口)系统、LTE(LongTerm Evolution：长期演进)系统以及WLAN(Wireless Local Area Network：无线局域网)系统等，但是不限定于此。
另外，在具有上述结构的高频模块1中，第一频段例如是5G-NR的n41，第二频段例如是4G(4th Generation：第四代)-LTE的Band2、Band66、Band12以及Band25中的任一者。
另外，上述的滤波器15、16及25例如也可以是使用了SAW(Surface AcousticWave：声表面波)的弹性波滤波器、使用了BAW(Bulk Acoustic Wave：体声波)的弹性波滤波器、LC谐振滤波器、以及电介质滤波器中的任一种，并且不限定于它们。此外，滤波器15、16及25并非是本实施方式所涉及的高频电路10所必需的结构要素。
另外，功率放大器11、12及21、以及开关20分别由例如Si、GaAs、SiGe以及GaN中的至少任一种构成。
在下面，说明高频电路10的具体的电路结构例。
[2.高频电路10A的电路结构]
图2是实施方式所涉及的具有差分放大型的放大器的高频电路10A的电路结构图。该图所记载的高频电路10A是图1所记载的高频电路10的具体的电路结构的第一例。
如该图所示，高频电路10A具备发送输入端子110、发送输出端子120、分配电路13A、合成电路14A、功率放大器11及12、放大器35、开关17、电容器C1以及滤波器15。
分配电路13A包括具有初级侧线圈31(第一线圈)和次级侧线圈32(第二线圈)的级间变压器。初级侧线圈31的一端与端子310(第一端子)连接，初级侧线圈31的另一端与第一电源(电源电压Vcc1)连接。次级侧线圈32的一端与端子320(第二端子)连接，次级侧线圈32的另一端与端子330(第三端子)连接。
合成电路14A包括具有初级侧线圈41及42(第三线圈)、以及次级侧线圈43(第四线圈)的输出变压器。初级侧线圈41的一端与端子420(第四端子)连接，初级侧线圈42的另一端与端子430(第五端子)连接。次级侧线圈43的一端与端子410(第六端子)连接，次级侧线圈43的另一端与地连接。
合成电路14A还包括开关18及19。开关18是第二开关的一例，连接于第二电源(电源电压Vcc2)与初级侧线圈42的另一端(端子430)之间。开关19是第三开关的一例，连接于第二电源与初级侧线圈41及42的连接节点之间。
功率放大器11是第一放大器的一例，配置于将端子320与端子420连接的路径81(第一路径)。功率放大器12是第二放大器的一例，配置于将端子330与端子430连接的路径82(第二路径)。
开关17是第一开关的一例，一端连接于将端子330与功率放大器12的输入端子连接的路径，另一端与地连接。
放大器35配置于将发送输入端子110与端子310连接的路径。此外，也可以没有放大器35，发送输入端子110与端子310也可以直接连接。
滤波器15连接于端子410与发送输出端子120之间，在通带中包含第一频段。此外，滤波器15也可以取代配置于端子410与发送输出端子120之间，而是如图1所示，配置于功率放大器11与合成电路14A之间。在该情况下，进一步地，具有与滤波器15相同的通过特性的滤波器16配置于功率放大器12与合成电路14A之间。通过将滤波器15及16分配配置于路径81及82，能够降低对滤波器15及16要求的耐电力。另一方面，通过将1个滤波器15配置在端子410与发送输出端子120之间，能够有助于高频电路10的小型化。
电容器C1连接于地与以下节点之间：将端子410与发送输出端子120连接的路径上的节点，对合成电路14A中包括的输出变压器的电压变换比进行调整。此外，电容器C1也可以是与开关17的切换对应地电容值发生变化的可变电容器。另外，也可以没有电容器C1。
通过上述结构，高频电路10A能够通过开关17～19的切换，来实现在路径81及82这两方中传输第一频段的信号的第一模式、以及仅在路径81中传输第一频段的信号的第二模式。
图3A是示出实施方式所涉及的高频电路10A的第一模式的图。如该图所示，在开关17为非导通状态的情况下，从发送输入端子110输入并由放大器35放大的第一频段的发送信号在分配电路13A中以规定的分配比率分配后输入到功率放大器11及12。此时，开关19为导通状态且开关18为非导通状态，因此第二电源的电源电压Vcc2经由初级侧线圈41来施加于功率放大器11，另外经由初级侧线圈42来施加于功率放大器12。在该状态下，功率放大器11及12均执行放大动作。由功率放大器11放大后的第一频段的第一发送信号输入到端子420，由功率放大器12放大后的第一频段的第二发送信号输入到端子430。第一发送信号通过由初级侧线圈41和次级侧线圈43规定的变换比来被进行电压变换，第二发送信号通过由初级侧线圈42和次级侧线圈43规定的变换比来被进行电压变换，由次级侧线圈43合成后从端子410输出。将第一发送信号与第二发送信号进行合成而得到的发送信号被电容器C1进行电压调整，经由滤波器15来从发送输出端子120输出。
也就是说，在开关17及18为非导通状态且开关19为导通状态的情况下，在路径81及82这两方中流通第一频段的高频信号。在第一模式下，通过2个功率放大器11及12对第一频段的发送信号进行放大，因此例如能够支持功率等级1(最大输出功率：31dBm)及功率等级1.5(最大输出功率：29dBm)等的高功率模式。
图3B是示出实施方式所涉及的高频电路10A的第二模式的图。如该图所示，在开关17为导通状态的情况下，端子330短路，因此从发送输入端子110输入并由放大器35放大的第一频段的发送信号仅被输入到功率放大器11。此时，开关19为非导通状态且开关18为导通状态，因此第二电源的电源电压Vcc2经由初级侧线圈41及42来施加到功率放大器11。在该状态下，功率放大器11执行放大动作，功率放大器12不执行放大动作。由功率放大器11放大后的第一频段的发送信号输入到端子420。该发送信号通过由初级侧线圈41及42、以及次级侧线圈43规定的变换比来进行电压变换，从端子410输出并由电容器C1进行电压调整，经由滤波器15来从发送输出端子120输出。
也就是说，在开关17及18为导通状态且开关19为非导通状态的情况下，在路径81中流通第一频段的高频信号，在路径82中不流通第一频段的高频信号。在第二模式下，由1个功率放大器11对第一频段的发送信号进行放大，因此能够支持例如功率等级2(最大输出功率：26dBm)的功率水平以下的非高功率模式。
此外，也可以是，在开关17为非导通状态的情况下在高频电路10A中流通的高频信号的最大输出功率大于在开关17为导通状态的情况下在高频电路10A中流通的高频信号的最大输出功率。
据此，通过与功率等级相应的路径选择，能够支持高功率等级和非高功率等级这两方。
在以往的功率放大电路中，无法支持非高功率等级和高功率等级这两方，因此需要单独设置非高功率等级用的功率放大电路和高功率等级用的功率放大电路。在该情况下电路大型化。
与此相对地，根据本实施方式所涉及的高频电路10A，通过对1个差分放大型的功率放大电路设置开关，能够进行与功率等级相应的路径选择，因此能够提供能够支持广泛的功率等级的小型的高频电路10A。
另外，也可以是，在开关17为非导通状态的情况下对功率放大器11及12分别施加的电源电压大于在开关17为导通状态的情况下对功率放大器11施加的电源电压。
据此，能够通过提高电源电压来增加功率放大器的最大输出功率，因此在使高频电路10A支持高功率等级的情况下，能够优化发送功率。
此外，也可以是，在开关17为导通状态的情况下，不对功率放大器12施加电源电压。
此外，为了调整与开关17的状态变化相伴的阻抗的变化，电容器C1也可以具有切换电容值的功能，在必要的情况下，也可以在端子410与滤波器15之间插入电感器。
另外，也可以是，第一频段是支持功率等级1.5或功率等级2的5G-NR的n41、n77、n78以及n79中的任一者，功率放大器11及12分别包括异质结双极型晶体管。
另外，也可以是，第一频段是支持功率等级1的5G-NR的n5、n12以及n71中的任一者，功率放大器11及12分别包括由氮化镓形成的晶体管。
[3.高频电路10B的电路结构]
图4是实施方式所涉及的具有威尔金森型的分配电路13B和合成电路14B的高频电路10B的电路结构图。该图所记载的高频电路10B是图1所记载的高频电路10的具体的电路结构的第二例。
如该图所示，高频电路10B具备发送输入端子110、发送输出端子120、分配电路13B、合成电路14B、功率放大器11及12、放大器35、开关17、以及滤波器15及16。
分配电路13B包括1/4波长线路51(第一1/4波长线路)及1/4波长线路52(第二1/4波长线路)、电阻53(第一电阻元件)以及开关54(第三开关)。1/4波长线路51的一端及1/4波长线路52的一端与端子510(第一端子)连接，1/4波长线路51的另一端与端子520(第二端子)连接，1/4波长线路52的另一端与端子530(第三端子)连接。
电阻53与开关54串联连接于1/4波长线路51的另一端与1/4波长线路52的另一端之间。
合成电路14B包括1/4波长线路61(第三1/4波长线路)及1/4波长线路62(第四1/4波长线路)、电阻63(第二电阻元件)、以及开关64(第四开关)及71(第二开关)。1/4波长线路61的一端及1/4波长线路62的一端与端子610(第六端子)连接。1/4波长线路61的另一端与端子620(第四端子)连接，1/4波长线路62的另一端与端子630(第五端子)连接。
电阻63与开关64串联连接于1/4波长线路61的另一端与1/4波长线路62的另一端之间。另外，开关71的一端连接于将1/4波长线路62的另一端与功率放大器12的输出端子连接的路径，开关71的另一端与地连接。
功率放大器11是第一放大器的一例，配置于将端子520与端子620连接的路径81(第一路径)。功率放大器12是第二放大器的一例，配置于将端子530与端子630连接的路径82(第二路径)。
开关17是第一开关的一例，一端连接于将端子530与功率放大器12的输入端子连接的路径，另一端与地连接。
放大器35配置于将发送输入端子110与端子510连接的路径。此外，也可以没有放大器35，发送输入端子110与端子510也可以直接连接。
滤波器15连接于功率放大器11与合成电路14B之间，在通带中包含第一频段。滤波器16连接于功率放大器12与合成电路14B之间，在通带中包含第一频段。此外，关于滤波器15及16，也可以取代上述配置结构，而是将1个滤波器配置在端子610与发送输出端子120之间。
通过上述结构，高频电路10B能够通过开关17、54、64及71的切换，来实现在第一路径81和第二路径82这两方中传输第一频段的信号的第一模式、以及仅在第一路径81中传输第一频段的信号的第二模式。
此外，在高频电路10B中，也可以没有电阻53和开关54。另外，在高频电路10B中，也可以没有电阻63和开关64。
图5A是示出实施方式所涉及的高频电路10B的第一模式的图。如该图所示，在开关17及71为非导通状态的情况下，从发送输入端子110输入并由放大器35放大的第一频段的发送信号在分配电路13B中以规定的分配比率分配后输入到功率放大器11及12。此时，开关54及64为导通状态，因此能够通过电阻53及63使在路径81及82中流通的反相分量的信号衰减，因此能够由合成电路14B高效地对在路径81及82中流通的同相分量的信号进行合成。另外，第二电源的电源电压Vcc2施加于功率放大器11及12。在该状态下，功率放大器11及12均执行放大动作。由功率放大器11放大后的第一频段的第一发送信号和由功率放大器12放大后的第一频段的第二发送信号通过合成电路14B而被合成，并从发送输出端子120输出。
也就是说，在开关17及71为非导通状态且开关54及64为导通状态的情况下，在路径81及82这两方中流通第一频段的高频信号。在第一模式下，通过2个功率放大器11及12对第一频段的发送信号进行放大，因此例如能够支持功率等级1(最大输出功率：31dBm)及功率等级1.5(最大输出功率：29dBm)等的高功率模式。
图5B是示出实施方式所涉及的高频电路10B的第二模式的图。如该图所示，在开关17为导通状态的情况下，由1/4波长线路52和开关17构成开路短截线，因此从端子510观察功率放大器12时的阻抗是开路的，从发送输入端子110输入并由放大器35放大的第一频段的发送信号不输入到功率放大器12，而仅输入到功率放大器11。此时，开关54及64为非导通状态，因此在路径81中传输的第一发送信号不会泄漏到路径82。另外，开关71为导通状态，因此能够抑制从功率放大器12输出的噪声信号侵入到合成电路14B。在该状态下，功率放大器11执行放大动作，功率放大器12不执行放大动作。由功率放大器11放大后的第一频段的发送信号输入到端子620，从发送输出端子120输出。
也就是说，在开关17及71为导通状态且开关54及64为非导通状态的情况下，在路径81中流通第一频段的高频信号，在路径82中不流通第一频段的高频信号。在第二模式下，由1个功率放大器11对第一频段的发送信号进行放大，因此例如能够支持功率等级2(最大输出功率：26dBm)的功率水平以下的非高功率模式。
此外，也可以是，在开关17为非导通状态的情况下在高频电路10B中流通的高频信号的最大输出功率大于在开关17为导通状态的情况下在高频电路10B中流通的高频信号的最大输出功率。
据此，通过与功率等级相应的路径选择，能够支持高功率等级和非高功率等级这两方。
根据本实施方式所涉及的高频电路10B，通过对1个威尔金森型的功率放大电路设置开关，能够进行与功率等级相应的路径选择，因此能够提供能够支持广泛的功率等级的小型的高频电路10B。
另外，也可以是，在开关17为非导通状态的情况下对功率放大器11及12分别施加的电源电压大于在开关17为导通状态的情况下对功率放大器11施加的电源电压。
据此，在使高频电路10B支持高功率等级的情况下，能够优化发送功率。
此外，也可以是，在开关17为导通状态的情况下，不对功率放大器12施加电源电压。
另外，也可以是，第一频段是支持功率等级1.5或功率等级2的5G-NR的n41、n77、n78以及n79中的任一者，功率放大器11及12分别包括异质结双极型晶体管。
另外，也可以是，第一频段是支持功率等级1的5G-NR的n5、n12以及n71中的任一者，功率放大器11及12分别包括由氮化镓形成的晶体管。
此外，也可以取代1/4波长线路51及52，而是应用T型或π型的LC电路。另外，也可以取代1/4波长线路61及62，而是应用T型或π型的LC电路。
[4.效果等]
以上，本实施方式所涉及的高频电路10具备：分配电路13，其将输入到端子310的高频信号进行分配，将该分配后的高频信号从端子320及330输出；合成电路14，其将从端子420输入的高频信号与从端子430输入的高频信号进行合成，并将该合成后的高频信号从端子410输出；功率放大器11，其配置于将端子320与端子420连接的路径81，将从端子320输入的高频信号放大后输出到端子420；功率放大器12，其配置于将端子330与端子430连接的路径82，将从端子330输入的高频信号放大后输出到端子430；以及开关17，其连接于端子330与功率放大器12的输入端子之间，与功率等级相应地在导通状态与非导通状态之间切换。
据此，通过将开关17在导通状态与非导通状态之间切换，能够在传输将在路径81及82中流通的信号进行了功率合成后的高频信号以及仅传输在路径81中流通的高频信号中进行选择，因此能够提供能够支持高功率等级和非高功率等级这两方的小型的高频电路10。
另外，也可以是，开关17的一端连接于将端子330与功率放大器12的输入端子连接的路径，开关17的另一端与地连接。
据此，开关17不直接配置于高频信号的传输路径，因此能够降低高频信号的传输损耗。
另外，在高频电路10中，也可以是，在开关17为导通状态的情况下，在路径81中流通第一频段的高频信号，且在路径82中不流通第一频段的高频信号，在开关17为非导通状态的情况下，在路径81及82这两方中流通第一频段的高频信号。
另外，在高频电路10中，也可以是，第一频段是支持功率等级1.5或功率等级2的5G-NR的n41、n77、n78以及n79中的任一者，功率放大器11及12包括异质结双极型晶体管。
另外，在高频电路10中，也可以是，第一频段是支持功率等级1的5G-NR的n5、n12以及n71中的任一者，功率放大器11及12包括由氮化镓形成的晶体管。
另外，在高频电路10中，也可以是，在开关17为非导通状态的情况下在高频电路10中流通的高频信号的最大输出功率大于在开关17为导通状态的情况下在高频电路10中流通的高频信号的最大输出功率。
据此，通过与功率等级相应的路径选择，能够支持高功率等级和非高功率等级这两方。
另外，在高频电路10中，也可以是，在开关17为非导通状态的情况下对功率放大器11施加的电源电压大于在开关17为导通状态的情况下对功率放大器11施加的电源电压。
据此，能够通过提高电源电压来增加功率放大器的最大输出功率，因此在使高频电路10支持高功率等级的情况下，能够优化发送功率。
另外，在高频电路10A中，也可以是，分配电路13A包括具有初级侧线圈31和次级侧线圈32的级间变压器，初级侧线圈31的一端与端子310连接，初级侧线圈31的另一端与第一电源连接，次级侧线圈32的一端与端子320连接，次级侧线圈32的另一端与端子330连接。另外，合成电路14A包括具有初级侧线圈41及42、以及次级侧线圈43的输出变压器，初级侧线圈41的一端与端子420连接，初级侧线圈42的另一端与端子430连接，次级侧线圈43的一端与端子410连接，次级侧线圈43的另一端与地连接。合成电路14A还包括：开关18，其连接于第二电源与初级侧线圈42的另一端之间；以及开关19，其连接于第二电源与初级侧线圈41及42之间的节点之间。
另外，在高频电路10A中，也可以是，在开关17及18为导通状态且开关19为非导通状态的情况下，在路径81中流通第一频段的高频信号，且在路径82中不流通第一频段的高频信号，在开关17及18为非导通状态且开关19为导通状态的情况下，在路径81及82这两方中流通第一频段的高频信号。
据此，能够提供能够支持高功率等级和非高功率等级这两方的小型的高频电路10A。
另外，在高频电路10B中，也可以是，分配电路13B包括1/4波长线路51及52，1/4波长线路51的一端及1/4波长线路52的一端与端子510连接，1/4波长线路51的另一端与端子520连接，1/4波长线路52的另一端与端子530连接。另外，合成电路14B包括1/4波长线路61及62、以及开关71，1/4波长线路61的一端及1/4波长线路62的一端与端子610连接，1/4波长线路61的另一端与端子620连接，1/4波长线路62的另一端与端子630连接，开关71的一端连接于将1/4波长线路62的另一端与功率放大器12的输出端子连接的路径，开关71的另一端与地连接。
另外，在高频电路10B中，也可以是，分配电路13B还包括电阻53和开关54，电阻53与开关54串联连接于1/4波长线路51的另一端与1/4波长线路52的另一端之间。另外，合成电路14B还包括电阻63和开关64，电阻63与开关64串联连接于1/4波长线路61的另一端与1/4波长线路62的另一端之间。
另外，在高频电路10B中，也可以是，在开关17及71为导通状态且开关54及64为非导通状态的情况下，在路径81中流通第一频段的高频信号，且在路径82中不流通上述第一频段的高频信号，在开关17及71为非导通状态且开关54及64为导通状态的情况下，在路径81及82这两方中流通第一频段的高频信号。
据此，能够提供能够支持高功率等级和非高功率等级这两方的小型的高频电路10B。
另外，本实施方式所涉及的高频模块1具备：高频电路10；功率放大器21；滤波器25，其与功率放大器21的输出端子连接，在通带中包含第二频段；以及开关20，其对高频电路10与天线连接端子100的连接以及滤波器25与天线连接端子100的连接进行切换，高频电路10还具备：滤波器15，其配置于路径81，在通带中包含第一频段；以及滤波器16，其配置于路径82，在通带中包含第一频段。在此，第一频段是5G-NR的n41，第二频段是4G-LTE的Band2、Band66、Band12以及Band25中的任一者。
据此，通过开关20的切换，能够从高频模块1输出功率等级不同的第一频段和第二频段的信号。
另外，通信装置5具备：RFIC 3，其对利用天线2发送接收的高频信号进行处理；以及高频电路10或高频模块1，该高频电路10或高频模块1在天线2与RFIC 3之间传输高频信号。
由此，能够提供能够支持广泛的功率等级的小型的通信装置5。
(其它实施方式等)
以上，关于本实用新型的实施方式所涉及的高频电路、高频模块以及通信装置，列举了实施方式来进行了说明，但是本实用新型所涉及的高频电路、高频模块以及通信装置并不限定于上述实施方式。将上述实施方式中的任意的结构要素进行组合来实现的其它实施方式、对上述实施方式实施本领域技术人员在不脱离本实用新型的宗旨的范围内想到的各种变形来得到的变形例、内置有上述高频电路、高频模块以及通信装置的各种设备也包括在本实用新型中。
例如，在上述实施方式所涉及的高频电路、高频模块以及通信装置中，也可以在附图所公开的将各电路元件和信号路径连接的路径之间插入其它电路元件和布线等。
产业上的可利用性
本实用新型作为支持多频段的配置于前端部的高频电路、高频模块，能够广泛利用于便携式电话等通信设备。
附图标记说明
1：高频模块；2：天线；3：RF信号处理电路(RFIC)；4：基带信号处理电路(BBIC)；5：通信装置；10、10A、10B：高频电路；11、12、21：功率放大器；13、13A、13B：分配电路；14、14A、14B：合成电路；15、16、25：滤波器；17、18、19、20、54、64、71：开关；31、41、42：初级侧线圈；32、43：次级侧线圈；35：放大器；51、52、61、62：1/4波长线路；53、63：电阻；81、82：路径；100：天线连接端子；110、130：发送输入端子；120：发送输出端子；310、320、330、410、420、430、510、520、530、610、620、630：端子。

Claims (14)

1.一种高频电路，其特征在于，具备：
分配电路，其将输入到第一端子的高频信号进行分配，将该分配后的高频信号从第二端子和第三端子输出；
合成电路，其将从第四端子输入的高频信号与从第五端子输入的高频信号进行合成，将该合成后的高频信号从第六端子输出；
第一放大器，其配置于将所述第二端子与所述第四端子连接的第一路径，将从所述第二端子输入的高频信号放大后输出到所述第四端子；
第二放大器，其配置于将所述第三端子与所述第五端子连接的第二路径，将从所述第三端子输入的高频信号放大后输出到所述第五端子；以及
第一开关，其连接于所述第三端子与所述第二放大器的输入端子之间，与功率等级相应地在导通状态与非导通状态之间切换。
2.根据权利要求1所述的高频电路，其特征在于，
所述第一开关的一端连接于将所述第三端子与所述第二放大器的输入端子连接的路径，所述第一开关的另一端与地连接。
3.根据权利要求2所述的高频电路，其特征在于，
在所述第一开关为导通状态的情况下，在所述第一路径中流通第一频段的高频信号，且在所述第二路径中不流通所述第一频段的高频信号，
在所述第一开关为非导通状态的情况下，在所述第一路径和所述第二路径这两方中流通所述第一频段的高频信号。
4.根据权利要求3所述的高频电路，其特征在于，
所述第一频段是支持功率等级1.5或功率等级2的5G-NR的n41、n77、n78以及n79中的任一者，
所述第一放大器和所述第二放大器包括异质结双极型晶体管。
5.根据权利要求3所述的高频电路，其特征在于，
所述第一频段是支持功率等级1的5G-NR的n5、n12以及n71中的任一者，
所述第一放大器和所述第二放大器包括由氮化镓形成的晶体管。
6.根据权利要求2～5中的任一项所述的高频电路，其特征在于，
在所述第一开关为非导通状态的情况下在所述高频电路中流通的高频信号的最大输出功率大于在所述第一开关为导通状态的情况下在所述高频电路中流通的高频信号的最大输出功率。
7.根据权利要求2～5中的任一项所述的高频电路，其特征在于，
在所述第一开关为非导通状态的情况下对所述第一放大器施加的电源电压大于在所述第一开关为导通状态的情况下对所述第一放大器施加的电源电压。
8.根据权利要求2～5中的任一项所述的高频电路，其特征在于，
所述分配电路包括具有第一线圈和第二线圈的级间变压器，
所述第一线圈的一端与所述第一端子连接，所述第一线圈的另一端与第一电源连接，
所述第二线圈的一端与所述第二端子连接，所述第二线圈的另一端与所述第三端子连接，
所述合成电路包括具有第三线圈和第四线圈的输出变压器，
所述第三线圈的一端与所述第四端子连接，所述第三线圈的另一端与所述第五端子连接，
所述第四线圈的一端与所述第六端子连接，所述第四线圈的另一端与地连接，
所述合成电路还包括：
第二开关，其连接于第二电源与所述第三线圈的所述另一端之间；以及
第三开关，其连接于所述第二电源与以下节点之间：所述第三线圈的所述一端与所述另一端之间的节点。
9.根据权利要求8所述的高频电路，其特征在于，
在所述第一开关和所述第二开关为导通状态且所述第三开关为非导通状态的情况下，在所述第一路径中流通第一频段的高频信号，且在所述第二路径中不流通所述第一频段的高频信号，
在所述第一开关和所述第二开关为非导通状态且所述第三开关为导通状态的情况下，在所述第一路径和所述第二路径这两方中流通所述第一频段的高频信号。
10.根据权利要求2～5中的任一项所述的高频电路，其特征在于，
所述分配电路包括：
第一1/4波长线路；以及
第二1/4波长线路，
所述第一1/4波长线路的一端及所述第二1/4波长线路的一端与所述第一端子连接，
所述第一1/4波长线路的另一端与所述第二端子连接，
所述第二1/4波长线路的另一端与所述第三端子连接，
所述合成电路包括：
第三1/4波长线路；
第四1/4波长线路；以及
第二开关，
所述第三1/4波长线路的一端及所述第四1/4波长线路的一端与所述第六端子连接，
所述第三1/4波长线路的另一端与所述第四端子连接，
所述第四1/4波长线路的另一端与所述第五端子连接，
所述第二开关的一端连接于将所述第四1/4波长线路的另一端与所述第二放大器的输出端子连接的路径，所述第二开关的另一端与地连接。
11.根据权利要求10所述的高频电路，其特征在于，
所述分配电路还包括：
第一电阻元件；以及
第三开关，
所述第一电阻元件与所述第三开关串联连接于所述第一1/4波长线路的所述另一端与所述第二1/4波长线路的所述另一端之间，
所述合成电路还包括：
第二电阻元件；以及
第四开关，
所述第二电阻元件与所述第四开关串联连接于所述第三1/4波长线路的所述另一端与所述第四1/4波长线路的所述另一端之间。
12.根据权利要求11所述的高频电路，其特征在于，
在所述第一开关和所述第二开关为导通状态且所述第三开关和所述第四开关为非导通状态的情况下，在所述第一路径中流通第一频段的高频信号，且在所述第二路径中不流通所述第一频段的高频信号，
在所述第一开关和所述第二开关为非导通状态且所述第三开关和所述第四开关为导通状态的情况下，在所述第一路径和所述第二路径这两方中流通所述第一频段的高频信号。
13.一种高频模块，其特征在于，具备：
根据权利要求1～12中的任一项所述的高频电路；
第三放大器；
第一滤波器，其与所述第三放大器的输出端子连接，在通带中包含第二频段；以及
第五开关，其对所述高频电路与天线连接端子的连接以及所述第一滤波器与天线连接端子的连接进行切换，
所述高频电路还具备：
第二滤波器，其配置于所述第一路径，在通带中包含第一频段；以及
第三滤波器，其配置于所述第二路径，在通带中包含所述第一频段，
所述第一频段是5G-NR的n41，
所述第二频段是4G-LTE的Band2、Band66、Band12以及Band25中的任一者。
14.一种通信装置，其特征在于，具备：
射频信号处理电路即RF信号处理电路，其对利用天线发送接收的高频信号进行处理；以及
根据权利要求1～12中的任一项所述的高频电路或者根据权利要求13所述的高频模块，其在所述天线与所述RF信号处理电路之间传输所述高频信号。
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