高频电路以及具有该高频电路的高频模块

摘要

本发明的前端电路(10)具有功率放大电路(11a)、低噪声放大电路(12a)、连接切换电路(13)、旁路电路(12b)、以及衰减部(14)。连接切换电路(13)响应于控制信号(V_RX)对连接进行切换。旁路电路(12b)响应于控制信号(V_LNA)来形成旁路。衰减部(14)包括多个衰减电路。多个衰减电路包括衰减电路(F1、F2、F3)。在天线端子(ANT)与功率放大电路(11a)电连接的情况下，衰减电路(F1、F3)响应于控制信号(V_RX)来使发送信号之中泄漏到接收信号的传送线路中的分流信号衰减。在天线端子(ANT)与低噪声放大电路(12a)电连接的情况下，衰减电路(F2)响应于控制信号(V_LNA)使接收信号衰减。

说明书

技术领域

本发明涉及高频电路以及具有该高频电路的高频模块，尤其涉及无线 通信中所使用的高频电路以及具有该高频电路的高频模块。

背景技术

目前利用无线LAN(Local Area Network：局域网)所进行的数据通信 得到普及，且广泛地应用于电子设备之间的通信中。无线LAN的通信标准即 IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11 标准中，具有IEEE802.11a/11b/11g/11n/11ac等。其中，IEEE802.11ac作 为未来的无线LAN通信标准而备受瞩目。

利用基于IEEE802.11ac等标准的无线LAN来进行数据通信的电子设备 具有前端电路。前端电路以与天线相连接的方式进行设置，且对发送信号 和接收信号进行放大(专利文献1：WO2007/129716号公报)。

图18是表示现有的前端电路的结构的电路框图。参照图18，前端电路 100具有PA(Power Amplifer：功率放大器)101a、LNA(Low Noise Amplifier： 低噪声放大器)102a、旁路电路102b、天线开关103、发送端子TX、接收端 子RX、以及天线端子ANT。

PA101a和LNA102a是对所输入的微弱的信号进行放大并输出的放大电 路。PA101a对发送端子TX所接收到的信号进行放大。利用PA101a放大后的 信号被作为发送信号来输出。LNA102a对天线端子ANT所接收到的接收信号 进行放大。

旁路电路102b在设置于天线开关103和LNA102a的输入端之间的起点A、 与设置于LNA102a的输出端和接收端子RX之间的终点B之间，形成旁路。旁 路电路102b包括SPST(Single Pole Single Throw：单刀单掷)型开关、 即开关SW。前端电路100中，通过对开关SW进行闭合断开控制，从而对以下 两种情况进行切换：利用LNA102a对到达起点A的信号进行放大，或者利用 旁路电路102b来绕过LNA102a。

天线开关103是SPDT(Single Pole Dual Throw：单刀双掷)型开关。 天线开关103包括端子TA、端子TT、端子TR。端子TA与天线端子ANT相连接。 端子TT与发送端子TX电连接。端子TR与接收端子RX电连接。对天线开关103 进行切换，从而使得前端电路100在进行发送动作时，端子TA连接至端子TT， 且在进行接收动作时，端子TA连接至端子TR。

首先，对前端电路100的发送动作进行说明。天线开关103能够切换成 端子TA与端子TT相连接。RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit： 射频集成电路)200向发送端子TX输出信号。发送端子TX所接收到的信号被 PA101a所放大，且作为发送信号在天线开关103中从端子TT被传输到端子 TA。发送信号到达天线端子ANT，且从天线300被发送。

专利文献2(日本专利特开2009－33598号公报)的高频电路中，向天 线开关追加端子，利用天线开关的隔离度，使输入至LNA的接收信号的信号 强度增大或减小。利用该结构，则可以省去旁路电路。

IEEE802.11ac中，相比于现有的IEEE802.11a/11b/11g/11n等，要求 PA101a的线形性较高。若PA101a的线形性较高，则能够降低放大时所导致 的放大信号失真。其结果是，发送信号的调制精度得以提高。通常，若提 高PA101a的偏置电压，则能够提高PA101a的线形性。但是，若仅仅通过提 高PA101a的偏置电压来提高PA101a的线形性，则会增大PA101a上的耗电量。 因此，导致具有前端电路100的电子设备的电池持续时间变短。因此，一般 在IEEE802.11ac中，使用被称为数字预失真(下面也称为DPD(digital  pre-distortion))的技术。

图19是表示DPD的概念的框图。参照图19，在DPD中，除了PA101a，还 采用失真补偿电路104和耦合器105。输入信号Sin是被PA101a放大之前的发 送信号。输出信号Sout是输入信号Sin被PA101a放大之后的发送信号。

在输入信号Sin的信号强度较高的情况下，若输入信号Sin被PA101a放 大，则会导致发送信号的失真变大。在此情况下，在PA101a的前级设置失 真补偿电路104。输出信号Sout之中的一部分信号被耦合器105分流。失真 补偿电路104对被耦合器105所分流的信号进行接收。该信号被称为回送信 号(loop back)S_loop。失真补偿电路104在回送信号S_loop中生成的失 真的相反方向上生成失真的信号，将该信号与输入信号Sin进行合成，输出 失真补偿信号Sp。由此，通过使用DPD，能够抑制耗电量的增加，且能够得 到降低了失真的发送信号。

然而，耦合器通常需要线路长度为λ/4(λ：波长)的传送线路。因此， 若在安装基板上利用传送线路来形成耦合器105，则导致需要较大面积的基 板。目前，耦合器105存在贴片器件，能够降低基板面积。然而，即使在此 情况下，通过另外追加贴片器件，会导致构件成本的增加。

图20是表示现有的前端电路中、为了使回送信号分流而使用天线开关 的隔离度的情况下的结构和信号传送线路的电路框图。另外，图20所示的 前端电路110具有天线开关113来代替天线开关103，这一点不同于图18所示 的前端电路100。前端电路110的其它部分的结构与前端电路100中的对应部 分的结构相同，因此标注相同的符号，且不重复说明。

失真补偿电路204设置于RFIC200。失真补偿电路204所输出的信号(用 虚线表示)被PA101a放大，且到达天线开关113。在天线开关113中，使端 子TT和端子TR相互电绝缘。因此，当从端子TT向端子TA传送发送信号时， 发送信号几乎全部到达端子TA。然而，从端子TT到端子TA为止的发送信号 的传送线路和从端子TA到端子TR为止的接收信号的传送线路之间的隔离度 是有限的。因而，发送信号的一部分作为回送信号(用点划线表示)泄漏 到接受信号的传送线路中。泄漏的回送信号通过旁路电路102b而绕开 LNA102a，从接收端子RX输出至失真补偿电路204。

由此，通过使用天线开关113的隔离度，能够在不另外追加耦合器105 的情况下使回送信号分流，且将回送信号输出至失真补偿电路204。

接着，返回图18，对前端电路100的接收动作进行说明。天线开关103 能够切换成端子TA与端子TR相连接。天线300将所接收到接收信号输出至天 线端子ANT。天线端子ANT所接收到的接收信号在天线开关103从端子TA传送 至端子TR。为了在后级的RFIC200中对接收信号进行信号处理，规定与接收 信号相适的信号强度的范围。因而，到达起点A的接收信号根据信号强度来 切换传送线路。

在接收信号的信号强度较低的情况下(信号状况不好的情况下)， LNA102a被导通，且开关SW被断开。因此，接收信号被LNA102a放大。被 LNA102a放大的接收信号从接收端子RX输出至RFIC200。

相反地，在接收信号的信号强度较高的情况下(信号状况较好的情况 下)，LNA102a被截止，且开关SW被闭合。因此，利用旁路电路102b使接收 信号绕开LNA102a。因此，接收信号不会被LNA102a放大。这是因为若信号 强度较高的接收信号被LNA102a放大，则由于LNA102a和RFIC200而会在接收 信号中产生失真。利用旁路电路102b来绕开LNA102a的接收信号从接收端子 RX输出至RFIC200。

然而，在接收信号的信号强度较高的情况下，仅通过使接收信号绕开 以不被LNA102a放大是无法使接收信号收敛于适当的信号强度的范围内的。 多数情况下，需要使接收信号衰减－15dB～－5dB左右。这是为了要满足 IEEE802.11ac中所规定的特性要求。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际专利WO2007/129716号公报

专利文献2：日本专利特开2009-33598号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

具有现有的前端电路的前端模块未以应用DPD为前提进行设计。因此， 若仅在现有的前端电路的结构中应用DPD，则所泄漏的回送信号的信号强度 变大。这是因为天线开关113的隔离度不足够。若回送信号的信号强度变大， 则会导致因LNA102a而在回送信号中产生的失真变大。回送信号的失真较大 会导致发送信号的调制精度下降，因此是不被希望的情况。因而，为了不 使回送信号的信号强度变大、或者不使失真变大，需要使回送信号衰减至 收敛于适当的信号强度的范围内为止。另外，为了使接收信号也收敛于适 当的信号强度的范围内，需要根据信号状况对接收信号进行放大或减小， 从而调整其信号强度。

然而，在利用天线开关113的隔离度来使回送信号分流的情况下，在公 共的传送线路中传送回送信号和接收信号。因此，为了使两者的强度分别 收敛于各自合适的范围内而对两者的信号强度进行调整是较为困难的。

因此，本发明是为了解决上述问题而设计的，其目的在于提供一种前 端电路，该前端电路能够使回送信号和接收信号这两者分别收敛于各自合 适的信号强度的范围内。

解决技术问题的技术方案

根据本发明的一个方面，高频电路具有：

功率放大电路，该功率放大电路对发送端子所接收到的信号进行放大 并输出发送信号；

低噪声放大电路，该低噪声放大电路对由天线端子所接收到的接收信 号进行放大，并向接收端子输出被放大后的接收信号；

连接切换电路，该连接切换电路响应于第1控制信号，对天线端子和功 率放大电路之间的连接、与天线端子和低噪声放大电路之间的连接进行切 换；

旁路电路，该旁路电路响应于第2控制信号，在连接切换电路和接收端 子之间形成绕过低噪声放大电路的旁路；以及

衰减部，该衰减部设置于接收信号的传送线路中。

衰减部包括多个衰减电路。

多个衰减电路具有：

第1衰减电路，在利用连接切换电路来使天线端子与功率放大电路电连 接的情况下，该第1衰减电路响应于第1控制信号，使发送信号之中泄漏到 接收信号的传送线路中的分流信号衰减；以及

第2衰减电路，在利用连接切换电路来使天线端子与低噪声放大电路电 连接的情况下，该第2衰减电路响应于第2控制信号，使传送线路中的接收 信号衰减。

优选的是旁路电路包括响应于第2控制信号的开关，从设置于连接切换 电路和低噪声放大电路之间的起点形成旁路。多个衰减电路分别设置在连 接切换电路和起点之间、起点和开关之间、或者起点和低噪声放大电路之 间。

优选第1衰减电路和第2衰减电路分别具有设置在传送线路和接地节点 之间的开关元件。开关元件响应于第1控制信号和第2控制信号之中所对应 的信号，使传送线路和接地节点电连接。

优选开关元件是FET，且第1衰减电路和第2衰减电路分别还具有：

电阻，该电阻设置于FET的栅极和接地节点之间；

第1电容器，该第1电容器设置于FET的漏极和传送线路之间；以及

第2电容器，该第2电容器设置于FET的源极和接地节点之间，FET的漏 极接收第1控制信号和第2控制信号之中所对应的信号。

优选多个衰减电路分别具有设置在第2电容和接地节点之间的电感。

优选多个衰减电路之中的至少2个衰减电路分别具有的第2电容器在接 地节点一侧相互连接。衰减部还具有设置在相互连接的第2电容器的接地节 点一侧和接地节点之间的电感器。

优选电感器是将高频电路安装至封装的接合线。

优选多个衰减电路还具有第3衰减电路，该第3衰减电路响应于第1控制 信号，与第1衰减电路一起使分流信号衰减。第1衰减电路设置在连接切换 电路和起点之间。第2衰减电路设置在起点和低噪声放大电路之间。第3衰 减电路设置在起点和开关之间。

优选第1衰减电路设置在连接切换电路和起点之间。第2衰减电路设置 在起点和低噪声放大电路之间。

优选第1衰减电路设置在连接切换电路和起点之间。第2衰减电路设置 在起点和开关之间。

优选第1衰减电路和第2衰减电路设置在连接切换电路和起点之间。

优选第1衰减电路和第2衰减电路设置在起点和开关之间。

优选第1衰减电路和第2衰减电路设置在起点和低噪声放大电路之间。

根据本发明的其它方面，高频模块具有上述高频电路。

优选高频模块具有失真补偿电路，该失真补偿电路从接收端子接收经 第1衰减电路衰减后的分流信号。失真补偿电路根据经衰减后的分流信号， 在向发送端子输出之前减小发送信号的失真，将失真经过降低后的发送信 号输出至发送端子。

优选高频模块还具备：形成有功率放大电路的HBT基板；形成有低噪声 放大电路和连接切换电路的HEMT基板；以及安装有高频电路的QFN封装。

发明效果

根据本发明，能够实现一种分流信号与接收信号均收敛于各自适合的 信号强度范围内的高频电路。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1所涉及的高频电路的结构的电路框图。

图2是表示图1所示的高频电路与外部电路之间的连接的电路框图。

图3是表示图1所示的高频电路所具有的衰减电路的结构的框图。

图4是表示IEEE802.11ac中所规定的特性要求的图。

图5是表示图1所示的高频电路的各个动作模式下的控制的图。

图6是表示图1所示的高频电路的各个动作模式下的信号传送线路的电 路框图。

图7是表示图1所示的高频电路中的、TX模式下的隔离度与频率的相关 性的仿真结果的图。

图8是表示图1所示的高频电路中、TX模式下的EVM与功率的相关性的仿 真结果的图。

图9是表示图1所示的高频电路中、LNA模式和旁路模式下的增益的仿真 结果的图。

图10是表示本发明实施方式2所涉及的高频电路的结构的电路框图。

图11是表示本发明实施方式3所涉及的高频电路的结构的电路框图。

图12是表示本发明实施方式4所涉及的高频电路的结构的电路框图。

图13是表示本发明实施方式5所涉及的高频电路的结构的电路框图。

图14是表示本发明实施方式6所涉及的高频电路的结构的电路框图。

图15是表示本发明实施方式的变形例1所涉及的衰减电路的结构的电 路图。

图16是表示本发明实施方式的变形例2所涉及的衰减部的结构的电路 图。

图17是示意地表示在组装了具有图16所示的衰减部的高频电路的高频 模块中的、利用封装内的接合线来实现的布线的图。

图18是表示现有的高频电路的结构的电路框图。

图19是表示数字预失真的概念的框图。

图20是表示现有的高频电路中、为了使分流信号分流而使用连接切换 电路的隔离度的情况下的结构和信号传送线路的电路框图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。对图中相同或 相对应的部分标注相同的标号，且不重复进行说明。

IEEE802.11标准中规定有2.4GHz频带(IEEE802.11b/11g/11n/11ac 等)、以及5GHz频带(IEEE802.11a/11n/11ac等)中的无线LAN的通信标准。 此处，以与5GHz频带对应的前端电路(高频电路)为例，对实施方式进行 说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明实施方式1所涉及的高频电路的结构的电路框图。

图2是表示图1所示的高频电路与外部电路之间的连接的电路框图。

参照图1和图2，前端电路10具有PA(功率放大电路)11a、LNA(低噪 声放大电路)12a、旁路电路12b、输入匹配电路12c、输出匹配电路12d、 天线开关(连接切换电路)13、衰减部14(不包括输入匹配电路12c)、发 送端子TX、接收端子RX、天线端子ANT、以及控制端子T1～T3。

PA11a和LNA12a是对所输入的微弱的信号进行放大并输出的放大电路。 PA11a对发送端子TX所接收到的信号进行放大。利用PA11a放大后的信号被 作为发送信号来输出。LNA12a对天线端子ANT所接收到的接收信号进行放 大。被LNA12a放大的接收信号输出至接收端子RX。

旁路电路12b在设置于天线开关13和LNA12a的输入端之间的起点A、与 设置于LNA12a的输出端和接收端子RX之间的终点B之间，形成旁路。旁路电 路12b包括开关SW。开关SW是SPST型开关。前端电路10中，通过利用控制电 路400来对开关SW进行控制，从而对以下两种情况进行切换：利用LNA102a 对到达起点A的信号进行放大，或者利用旁路电路102b来绕过LNA12a。

输入匹配电路12c设置于天线开关13和起点A之间。输入匹配电路12c 对天线300和前端电路10之间的输入阻抗进行匹配。输出匹配电路12d设置 于LNA12a的输出端和终点B之间。输出匹配电路12d对RFIC200和前端电路10 之间的输出阻抗进行匹配。

天线开关13是SPDT型开关。天线开关13包括端子TA、端子TT、端子TR。 端子TA与天线端子ANT相连接。端子TT与发送端子TX电连接。端子TR与接收 端子RX电连接。天线开关13利用后述的控制信号来进行切换，从而使得前 端电路10在进行发送动作时，端子TA连接至端子TT，且在进行接收动作时， 端子TA连接至端子TR。

衰减部14包括衰减电路F1(第1衰减电路)、衰减电路F2(第2衰减电 路)、衰减电路F3(第3衰减电路)。衰减电路F1设置于起点A和天线开关 13之间。衰减电路F2设置于起点A和LNA12a之间。衰减电路F3设置于起点A 和开关SW之间。

RFIC200连接至发送端子TX和接收端子RX。RFIC200具有失真补偿电路 204。天线300连接至天线端子ANT。控制电路400连接至控制端子T1～T3。

控制端子T1～T3分别从控制电路400接收所对应的控制信号。控制端子 T1接收控制信号V_TX。控制端子T2接收控制信号V_RX(第1控制信号)。控 制端子T3接收控制信号V_LNA(第2控制信号)。控制信号V_TX用于PA11a的 导通截止控制、以及切换天线13以使端子TA与端子TR相连接的控制中。控 制信号V_RX用于切换天线开关13以使端子TA和端子TT相连接的控制中。控 制信号V_LNA用于LNA12a和开关SW的闭合断开控制中。

而且，进行布线，以使得衰减电路F1、F3接收控制信号V_RX，且衰减 电路F2接收控制信号V_LNA。因此，利用上述控制信号，不仅能够对PA11a、 LNA12a、以及开关SW进行闭合断开控制，还能够对衰减电路F1～F3进行闭 合断开控制。

图3是表示图1所示的前端电路所具有的衰减电路F1的结构的电路图。 另外，衰减电路F2、F3的结构与衰减电路F1的结构相同，所以不重复说明。

衰减电路F1具有开关元件Q1、电容器C1，C2、电阻R1，R2。スイッチ ング素子Q1は、ノーマリーオン型(D－mode)のFET(Fie ld Effect Transistor)である。开关元件Q1设置于高 频信号(回送信号或接收信号)的传送线路和接地节点GND之间。FET的栅 极和接地节点GND之间设置有电阻R2。FET的漏极和高频信号的传送线路之 间设置有电容器C1(第1电容器)。FET的源极和接地节点GND之间设置有电 容器C2(第2电容器)。FET的漏极从控制端子T2接收控制信号V_RX。

电容器C1、C2分别是用于防止控制信号V_RX泄漏到高频信号的传送线 路和接地节点GND的DC截止电容。电阻R1是用于稳定控制信号V_RX的阻尼电 阻(damping res istor)。

当FET的漏极接收到L(低电平)信号以作为控制信号V_RX时，衰减电 路F1成为导通状态。在此情况下，在传送线路中传送的高频信号释放到接 地节点GND。因此，利用衰减电路F1能够使高频信号衰减。相反地，当FET 的漏极接收到H(高电平)信号以作为控制信号V_RX时，衰减电路F1成为断 开状态。在此情况下，不利用衰减电路F1来进行衰减，而使高频信号在传 送线路中传送。

具有上述结构的前端电路10根据被称为TX模式、LNA模式、以及旁路模 式的这3种动作模式来进行动作。TX模式是指用于利用DPD来将发送信号进 行发送的动作模式。LNA模式是指在信号状态不好且接收信号的信号强度较 低的情况下、用于利用LNA12a来放大接收信号的动作模式。旁路模式是指 信号状况良好且接收信号的信号强度较高的情况下、用于形成利用旁路电 路12b来绕开LNA12a的接收信号的旁路，从而不会使接收信号被LNA12a放大 的动作模式。如下面具体所示，IEEE802.11ac中规定了每个动作模式中不 同的特性要求。

图4是表示IEEE802.11ac中所规定的特性要求的图。TX模式中规定了 4.9GHz～5.9GHz的频带。LNA模式和旁路模式中规定了5.15GHz～5.9GHz的 频带。

参照图4，在TX模式中为了满足与增益相关的特性要求，必须设定PA11a 的增益以使得发送端子TX和天线端子ANT之间的增益在27dB以上。而且，为 了满足与回送信号的信号强度相关的特性要求，必须增强PA11a的输出端和 接收端子RX之间的隔离度以使强于－40dB。另外，为了满足与回送信号的 失真相关的特性要求，必须使EVM(Error Vector Magni tude：误差向量幅 度)在1.8％以下。

回到图1，在向PA11a的输出端输入没有失真的调制信号的情况下，通 过测定从接收端子RX输出的信号来求得EVM。但是，在前端电路10所有的结 构要素均安装于封装内的状态下，无法直接测定出EVM。因此，使用下述的 直接手法或者间接手法来测定EVM。

在直接手法中，仅将形成有LNA12a和开关SW的芯片安装于封装内，测 定天线开关13的端子TT和接收端子RX之间的EVM。另一方面，作为间接手法， 将前端电路10的所有结构要素安装在封装内，首先测定发送端子TX和天线 端子ANT之间的EVM。此时，接收端子RX被50Ω的终接器终接。接着，测定发 送端子TX和接收端子RX之间的EVM。此时，天线端子ANT被50Ω的终接器终 接。通过比较由此测定得到的2个EVM，能够推定出回送信号在天线开关13 的端子TT和接收端子RX之间传送时所重叠的失真的大小。

另外，关于发送信号的失真，EVM也必须在1.8％以下。在向发送端子 TX输入了没有失真的调制信号的情况下，通过测定从天线端子ANT输出的信 号来求得该EVM。

在TX模式下，虽然LNA12a是截止状态，但是LNA12a接收回送信号。即 使在LNA12a为截止状态时，若LNA12a所接收的回送信号的信号强度较高， 则仍会向LNA12a所包含的放大晶体管的栅极－源极之间施加大于等于使 LNA12a导通的电压。因此，导致在回送信号中产生失真。因而，必须在回 送信号到达LNA12a之前使其充分地衰减。

另一方面，在LNA模式下，必须使天线端子ANT和接收端子RX之间的增 益在10dB以上。在旁路模式下，必须使上述增益为－12dB～－8dB。

另外，为了满足旁路模式下的与增益相关的特性要求而使接收信号衰 减，例如在旁路电路12b的传送线路上设置串联连接的电阻也能实现。在此 情况下，另外追加的器件仅为电阻。因此，从减小基板面积或减少构件成 本的角度来看是有利的。然而，这样会导致高频信号的失真变大，因而并 不优选。随着另外追加电阻，LNA12a相对于旁路电路12b的阻抗会相对地减 少。因此，导致LNA12a所接收的高频信号的功率增大。因而，高频信号的 失真变大。

由此，IEEE802.11ac中所规定的特性要求因动作模式的不同而不同。 因此，必须针对每个动作模式来对回送信号或接收信号的信号强度的衰减 量进行调整。下面，参照图5和图6来说明各个动作模式下前端电路10的动 作。

图5是表示图1所示的高频电路的各个动作模式下的结构要素的控制的 图。

图6是表示图1所示的高频电路的各个动作模式下的信号传送线路的电 路框图。图6(A)表示TX模式下信号的传送线路。图6(B)表示LNA模式下 信号的传送线路。图6(C)表示旁路模式下信号的传送线路。参照图6，用 虚线来表示发送信号和接收信号的传送线路。用点划线来表示回送信号的 传送线路。

首先，参照图5和图6(A)来说明TX模式下的发送信号和回送信号的传 送线路。在TX模式下，从控制电路400(参照图2)输出H信号来作为控制信 号V_TX。输出L信号来作为控制信号V_RX。输出L信号来作为控制信号V_LNA。

控制端子T1～T3分别接收所对应的控制信号，由此天线开关13切换成 端子TA与端子TT相连接。PA11a导通。LNA12a截止。旁路电路12b导通。衰 减电路F1～F3全部导通。

因而，前端电路10从失真补偿电路(参照图2)所接收到的信号按照发 送端子TX－PA11a(导通状态)、端子TT、端子TA、天线端子ANT的顺序进 行传送。此时，被PA11a放大后的发送信号的一部分作为回送信号而泄漏到 接收信号的传送线路中。回送信号按照端子TR、衰减电路F1(导通状态)、 输入匹配电路12c、起点A、衰减电路F2(导通状态)、开关SW、终点B、接 收端子RX的顺序进行传送。从接收端子RX向失真补偿电路(参照图2)输出 回送信号。

接着，参照图5和图6(B)来说明LNA模式下的接收信号的传送线路。 在LNA模式下，从控制电路400(参照图2)输出L信号来作为控制信号V_TX。 输出H信号来作为控制信号V_RX。输出H信号来作为控制信号V_LNA。

控制端子T1～T3分别接收所对应的控制信号，由此天线开关13切换成 端子TA与端子TR相连接。PA11a截止。LNA12a导通。旁路电路12b断开。衰 减电路F1～F3全部断开。

因此，天线端子ANT所接收到的接收信号按照天线端子ANT、端子TA、 端子TR、衰减电路F1(断开状态)、输入匹配电路12c、起点A、衰减电路 F3(断开状态)、LNA12a(导通状态)、输出匹配电路12d、终点B、接收 端子RX的顺序进行传送。从接收端子RX向失真补偿电路(参照图2)输出接 收信号。

最后，参照图5和图6(C)来说明旁路模式下的接收信号的传送线路。 旁路模式下，从控制电路400(参照图2)输出L信号来作为控制信号V_TX。 输出H信号来作为控制信号V_RX。输出L信号来作为控制信号V_LNA。

控制端子T1～T3分别接收所对应的控制信号，由此天线开关13切换成 端子TA与端子TR相连接。PA11a和LNA12a都截止。旁路电路12b导通。衰减 电路F1和衰减电路F3全部断开。衰减电路F2导通。

因此，天线端子ANT所接收到的接收信号按照天线端子ANT、端子TA、 端子TR、衰减电路F1(断开状态)、输入匹配电路12c、起点A、衰减电路 F2(断开状态)、开关SW(闭合状态)、终点B、接收端子RX的顺序进行传 送。从接收端子RX向失真补偿电路(参照图2)输出接收信号。

由此，由于衰减电路F1～F3分别具有开关元件，因此能够在每个动作 模式下使不同个数的衰减电路导通。根据衰减电路F1～F3中被导通的衰减 电路F1～F3的个数，来确定高频信号的衰减量。对于各个动作模式以满足 图4所示的特性要求的方式，来确定被导通的衰减电路的个数。

具体而言，对于3个动作模式，为了对每个动作模式来调整高频信号的 衰减量，必须设置至少2个衰减电路。若设置2个衰减电路，则通过对开关 元件进行闭合断开控制，以成为(1)两者都导通状态、(2)一个为导通 状态而另一个为断开状态、(3)两者都为断开状态，由此能够以上述3种 方式来调整高频信号的衰减量。

本实施方式所涉及的前端电路10中，设置有3个衰减电路。在TX模式下， 衰减电路F1～F3全部为闭合状态。因此，回送信号的衰减量相当于3个衰减 电路的衰减量。因而，TX模式下回送信号的衰减量在所有信号的衰减量中 变得最大。由此，发送信号的传送线路和接收信号的传送线路之间的隔离 度也得到最大强化。另外，回送信号的衰减使得回送信号的失真也有所降 低。

在LNA模式下，衰减电路F1～F3全部为断开状态。因此，接收信号不被 衰减。也就是说，由于降低接收信号的信号强度，而需要利用LNA12a来放 大接收信号，在此情况下，也不会因衰减部14而使接收信号衰减。

在旁路模式下，仅使衰减电路F2为导通状态。因此，接收信号的衰减 量相当于1个衰减电路的衰减量。因而，接收信号的衰减量变得小于回送信 号的衰减量。由此，能够将接收信号调整成收敛于适当的信号强度的范围 内。

如上所述，无论回送信号和接收信号是否在公共的传送线路中传送， 都能够相互独立地调整回送信号和接收信号的衰减量。

下面，参照图7～图9来说明前端电路10实际满足图4所示的特性要求的 情况。在图7～图9中示出了结果的仿真中，设定了基于IEEE802.11ac的标 准的仿真条件。

图7是表示图1所示的高频电路10中、TX模式下的隔离度与频率的相关 性的仿真结果的图。参照图7，曲线图的横轴表示发送端子TX接收到的信号 的频率。曲线图的纵轴表示隔离度。隔离度是指PA11a的输出端的发送信号 和接收端子RX的回送信号的信号强度之比。波形7a表示本实施方式所涉及 的前端电路10中隔离度与频率的相关性。波形7b表示现有的前端电路中隔 离度与频率的相关性。

如图4中示出的特性要求那样，在4.9GHz～5.9GHz中，必须增强隔离度 以使其小于－40dB。在现有的前端电路中，隔离度不足－20dB。另一方面， 在本实施方式所涉及的前端电路10中，在上述整个频带中，增强隔离度以 使其强于－40dB。因而，前端电路10的隔离度满足图4所示的特性要求。因 此，可知：通过使衰减部14包括衰减电路F1～F3，由此能够充分地使回送 信号衰减。

图8是表示图1所示的高频电路10中、TX模式下的EVM与功率的相关性的 仿真结果的图。参照图8，曲线图的横轴表示调制信号在PA11a的输出端的 功率。曲线图的纵轴表示根据在从PA11a的输出端输入没有失真的调制信号 的情况下、从接收端子RX输出的调制信号所计算出的EVM。所输入的调制信 号的频率为5.4GHz。波形8a表示前端电路10的EVM。波形8b表示现有的前端 电路的EVM。

如图4中示出的特性要求那样，在向PA11a的输出端输入具有22dBm以下 的功率且没有失真的调制信号的情况下，必须使在接收端子RX测定到的EVM 在1.8％以下。在现有的前端电路中，即使在输入具有0dBm左右功率的调制 信号的情况下，EVM也会超过1.8％。另一方面，在本实施方式所涉及的前 端电路10中，在输入具有22dBm的功率的调制信号的情况下，EVM不到1.0％。 因而，前端电路10的EVM满足图4所示的特性要求。因此，可知：通过使衰 减部14包括衰减电路F1～F3，由此能够充分地减小回送信号的失真。

此处，22dBm这个值仅仅是发送信号的功率的一个示例。对于发送信号 的功率的范围，可根据由隔离度所确定的回送信号的功率来适当地设定。

另外，根据图8所示的模拟结果，可以得到如下结论。例如，如果在发 送端子TX和天线端子ANT之间具有其线形输出为20dBm(直到输出为20dBm为 止，维持EVM为1.8％以下)的PA，当输出为22dBm时，EVM为5％左右。进一 步可知：在到输入为22dBm为止，回送信号的失真特性具有良好的线性特性。 因此，当在天线端子ANT输出22dBm时，可认为在接收端子RX所测定的5％+ α的调制信号的失真类型(增益失真为正或负，相位失真为正或负)几乎是 由PA造成的，所以对其中一个施加逆向失真即可。总之，由于DPD使线形输 出功率为20dBm的PA能够直到22dBm为止都具有良好的线性特性。至于直到 什么范围内PA都具有良好的线性特性，则较大程度上依赖回送信号的线形 输入为多少dBm。

图9是表示图1所示的高频电路10中、对LNA模式和旁路模式下的增益的 仿真结果的图。参照图9，曲线图的横轴是天线端子ANT所接收的接收信号 的频率。曲线图的纵轴是天线端子ANT和接收端子RX之间的增益。波形9a表 示LNA模式下的增益。波形9b表示旁路模式下的增益。

如图4中示出的特性要求那样，在5.15GHz～5.9GHz中，必须使LNA模式 下的增益在10dB以上。必须使旁路模式下的增益为－12dB～－8dB。在本实 施方式所涉及的前端电路10中，在上述整个频带中，LNA模式下的增益都超 过10dB。另外，旁路模式下的增益也在上述整个频带中都收敛于－12dB～ －8dB之间。因而，前端电路10在LNA模式和旁路模式下的增益都满足图4所 示的特性要求。因此，可知：通过使衰减部14包括衰减电路F1～F3，能够 将接收信号调整为收敛在适当的信号强度的范围内。

如上所述，在TX模式下，使所有衰减电路F1～F3都导通，以使回送信 号衰减。因此，能够得到满足IEEE802.11ac中所规定的特性要求的隔离度。 其结果是，由于能够降低回送信号的失真，所以能够得到满足上述特性要 求的EVM。另外，在LNA模式下，使所有衰减电路F1～F3都断开，从而不使 回送信号衰减。因此，能够得得到满足上述特性要求的增益。而且，在旁 路模式下，仅使衰减电路F2导通，能够适当地使接收信号衰减。因此，能 够得到满足上述特性要求的增益。因而，根据本实施方式，在TX模式、LNA 模式和旁路模式的所有动作模式下，都能够实现满足图4所示的特性要求的 前端电路。

另外，在本实施方式所涉及的前端电路10中，可知信号V_RX为第1控制 信号。但是，第1控制信号也可为控制信号V_TX。这是因为控制信号V_TX和 控制信号V_RX始终保持H信号和L信号这样相反的关系。但是，在此情况下， 必须变更PA11a和衰减电路F1、F3从而响应控制信号V_TX来适当地进行动 作。另外，基于与上述相同的理由，也能够将控制信号V_TX和控制信号V_RX 归总成1个控制信号。

在前端电路10中，天线开关13和起点A之间、起点A和开关SW之间、以 及起点A和LNA12a之间的传送线路中分别设置有1个衰减电路。但是，只要 是上述传送线路，无论衰减电路位于什么位置，都能够使在传送线路中传 送的高频信号衰减。这是因为当衰减电路为导通状态时，设置有衰减电路 的传送信号的阻抗会减小，所以高频信号会向衰减电路传送。因此，高频 信号的衰减量主要基于衰减电路的个数来确定，而非衰减电路的位置。

但是，从使回送信号中所生成的失真减小的观点来看，衰减电路的位 置对于回送信号会产生影响。回送信号中产生失真的主要原因是晶体管的 线性特性。此处，晶体管是指PA11a所包括的放大晶体管、LNA12a所包括的 放大晶体管、以及开关SW所包括的开关晶体管(均未图示)。更优选为， 对作为在回送信号中产生失真的主要原因的晶体管进行确定，在该晶体管 的前级设置衰减电路。

另外，若在向LNA12a传送的接收信号的传送线路(天线开关13和LNA12a 之间)中设置多个衰减电路，则可能会使LNA12a的噪声指数(Noise Figure) 变差。这是因为在各个衰减电路所包含的FET被导通或截止时，由于FET的 漏极－源极之间的寄生电容，会导致LNA12a的噪声指数变差。

如上所述，优选根据TX模式下作为在回送信号中产生失真的主要原因 的晶体管、在LNA模式下LNA12a的噪声指数等，来适当地调整对衰减电路的 配置及其个数。例如能够将衰减电路配置成在天线开关13和起点A之间设置 1个衰减电路，在起点A和开关SW之间设置2个衰减电路，在起点A和LNA12a 之间设置1个衰减电路。因而，能够进行如下控制：在TX模式下4个衰减电 路全部被导通，在LNA模式下4个衰减电路全部被截止，在旁路模式下仅起 点A和开关SW之间所设置的2个衰减电路被导通。

下面，在实施方式2～6中，对衰减电路的配置及其个数不同的前端电 路进行说明。关于下面的实施方式和实施方式的变形例，对于与实施方式1 所涉及的前端电路10相同或相对应的控制，不进行重复说明。

(实施方式2)

实施方式2与实施方式1的不同之处在于：衰减部14具有2个衰减电路。 在实施方式2中，对衰减部14在不同的2个位置分别设置1个衰减电路的情况 进行说明。

图10是表示本发明实施方式2所涉及的高频电路的结构的电路框图。参 照图10，在前端电路20中，衰减电路F1(第1衰减电路)设置在天线开关13 和起点A之间。衰减电路F2(第2衰减电路)设置于起点A和LNA12a之间。进 行布线以使衰减电路F1接收控制信号V_RX。进行布线以使衰减电路F2接收 控制信号V_LNA。

在实施方式2中，在LNA12a的前一级设置有衰减电路。因此，根据实施 方式2，特别具有如下效果：在回送信号中产生失真的主要原因是LNA12a所 包括的放大晶体管的情况下，回送信号的失真变小。

(实施方式3)

实施方式3与实施方式2不同之处在于：对2个衰减电路的配置。实施方 式3与实施方式2相同之处在于：衰减部14在不同的2个位置分别设置1个衰 减电路。

图11是表示本发明实施方式3所涉及的前端电路的结构的电路框图。参 照图11，在前端电路30中，衰减电路F1(第1衰减电路)设置在天线开关13 和起点A之间。衰减电路F2(第2衰减电路)设置于起点A和开关SW之间。

在实施方式3中，在开关SW的前一级设置有衰减电路。根据实施方式3， 尤其具有如下效果：在回送信号中产生失真的主要原因是开关SW所包括的 开关晶体管的情况下，回送信号的失真减小。

(实施方式4)

实施方式4与实施方式2、3的不同之处在于：2个衰减电路几乎设置在 相同的位置上。

图12是表示本发明实施方式4所涉及的前端电路的结构的电路框图。参 照图12，在前端电路40中，衰减电路F1(第1衰减电路)和衰减电路F2(第 2衰减电路)均设置在天线开关13和起点A之间。

在实施方式4中，在天线开关13和起点A之间设置2个衰减电路。根据实 施方式4，在LNA12a所包括的放大晶体管和开关SW所包括的开关晶体管对于 回送信号中所产生的失真的影响几乎差不多的情况下，或者在回送信号中 产生失真的主要原因是哪一个晶体管这一点并不明确的情况下，尤其具有 能够减小回送信号的失真的效果。

(实施方式5)

实施方式5与实施方式4不同之处在于：对设置于几乎相同位置上的2 个衰减电路的配置。

图13是表示本发明实施方式5所涉及的高频电路的结构的电路框图。参 照图13，在前端电路50中，衰减电路F1(第1衰减电路)和衰减电路F2(第 2衰减电路)均设置在起点A和开关SW之间。

与实施方式3的前端电路30相同，在实施方式5中，在开关SW的前一级 设置衰减电路。根据实施方式5，在回送信号中产生失真的主要原因是开关 SW所包括的开关晶体管，在此情况下，尤其具有能够减小回送信号的失真 的效果。另外，在前端电路50中，在向LNA12a传送的接收信号的传送线路 中并未设置衰减电路。因此，能够抑制在LNA模式下LNA12a的噪声指数变差。

(实施方式6)

实施方式6与实施方式4、5不同之处在于：对设置于几乎相同位置上的 2个衰减电路的配置。

图14是表示本发明实施方式6所涉及的前端电路的结构的电路框图。参 照图14，在前端电路60中，衰减电路F1(第1衰减电路)和衰减电路F2(第 2衰减电路)均设置在起点A和LNA12a之间。

与实施方式2的前端电路20相同，在实施方式6中，在LNA12a的前一级 设有衰减电路。因此，根据实施方式6，尤其具有如下效果：在回送信号中 产生失真的主要原因是LNA12a所包括的放大晶体管的情况下，回送信号的 失真减小。

另外，在前端电路10、20、40、60中，在向LNA12a传送的接收信号的 传送线路中设置有2个衰减电路，与此相对地，在前端电路30中仅设置有1 个衰减电路。因此，前端电路30与前端电路11、20、40、60相比，更加能 够抑制LNA模式下的LNA12a的噪声指数变差。

(变形例1)

如上所述，在实施方式1～6中，对衰减电路均具有图3所示的结构的情 况进行了说明。然而，衰减电路的结构并不仅限于此。只要衰减电路并联 地连接在高频信号的传送线路和接地节点GND之间、且不会使高频信号释放 到接地节点GND，则对其结构没有限定。下面，说明对衰减电路的结构进行 变更后的本实施方式变形例所涉及的衰减电路。另外，对于实施方式变形 例所涉及的前端电路，对与图3所示的衰减电路F1的结构要素相同的结构要 素标注相同的标号，并不重复进行说明。而且，对于其控制也同样，只要 是与实施方式1～6所涉及的前端电路的控制相同的控制，也不重复进行说 明。

图15是表示本发明实施方式的变形例1所涉及的衰减电路的结构的电 路图。参照图15，在衰减电路F11中，在电容器CS的接地节点GND一侧和接 地节点GND之间设置有电感器L1。因此，利用电容器C2的电容和电感器L1的 电感来形成LC谐振电路。

下面，对衰减部14所包括的多个衰减电路与变形例1中的衰减电路F11 具有相同结构的情况进行说明。在衰减电路F11中，可以设定电容器C2的电 容和电感器L1的电感，以使得LC谐振电路的谐振点的频率位于 IEEE802.11ac中所规定的频带内。由此，相比于LC谐振电路的谐振点位于 上述频带之外的情况，能够更进一步地使回送信号衰减。

另外，利用衰减量在谐振点附近的频带处发生剧变这一隔离度的特性， 能够灵活地调整隔离度与频率的相关性。例如在包括分别具有与衰减电路 F11相同结构的2个衰减电路的衰减部14的情况下，可以设定各个电容器C2 的电容和/或电感器L1的电感，以使得一个衰减电路的谐振点位于高于上述 频带的频带中，且另一个衰减电路的谐振点位于低于上述频带的频带中。 由此，能够使上述频带中隔离度与频率的相关性变得平稳。也就是说，能 够实现回送信号的信号强度不依赖于发送信号的频率的前端电路。

作为电感器L1优选使用接合线，该接合线用于将前端电路安装进封装 内。通过使用接合线的电感，可以不另外追加电感器。因此，能够降低部 件成本。但是，电感L1不仅限于接合线。电感L1例如可以是螺旋电感器 (spiral inductor)、贴片电感器、或者形成于安装基板上的传送线路等。

(变形例2)

在变形例1中，对每个衰减电路都设置了1个电感器。然而，也可以对 多个衰减电路设置共用的电感器。

图16是表示本发明实施方式的变形例2所涉及的衰减部的结构的电路 图。

参照图16，衰减电路F1、F2所具有的电容器C2在接地节点GND一侧相互 连接。衰减部还包括设置在其与接地节点GND之间的电感器L。对衰减电路 的配置及其个数与实施方式2的前端电路20所具有的衰减部14相同。

设定电容器C2的电容和电感器L的电感，以使得衰减电路的谐振点位于 IEEE802.11ac中所规定的频带内。由此，与变形例1的衰减电路F11相同， 能够灵活地调整隔离度与频率的相关性。另外，具有变形例2所涉及的衰减 部的前端电路相比具有2个衰减电路F11的前端电路，至少要少1个电感器。 因此，能够降低部件成本。

而且，具有变形例2所涉及的衰减部的前端电路与具有2个衰减电路F11 的前端电路相比，在电容器C2的容量互相相等时，Q值减小与电感器的电感 的减小量相应的量。因此，谐振点附近的频带中的衰减量的变化相对较为 平稳。因此，能够使隔离度与频率的相关性相对较为平稳。在基于 IEEE802.11ac的标准的前端电路的情况下，由于频带较宽，效果尤其显著。 从其它观点来看，为了减小Q值，即使不增加电容器C2的个数、或者增大电 容器C2的尺寸也可以。因此，能够减小基板面积。

前端电路被组装成前端模块(高频模块)，安装进封装内。对前端电 路具有变形例2所涉及的衰减部的情况进行说明。

图17是示意地表示在组装了具有图16所示的衰减部的前端电路的前端 模块中、利用封装内的接合线所进行的布线的图。

图17所示的前端模块1具有HBT(Heterojunction Bipolar Transistor： 异质结双极晶体管)基板1a、HEMT(High Elecron Mobility Transistor： 高电子迁移率场效应晶体管)基板1b、以及QFN(Quad Flat Non-leaded： 方形扁平无引脚)封装1c。HBT基板1a和HEMT基板1b均安装于QFN封装1c中。 为了简化而未图示，但是HBT基板1a中形成有PA11a。HEMT基板1b中形成有 LNA12a和天线开关13。前端电路的其它结构要素也安装于QFN封装1c中。

QFN封装1c是一边为2.5mm的大致正方形。QFN封装1c包括引线框LF1～ LF6。引线框LF1～LF6分别如下所述，用接合线连接至所对应的端子或者节 点。也就是说，引线框LF1连接至接地节点GND。引线框LF2连接至接收端子 RX。引线框LF4连接至接收控制信号V_LNA的控制端子T3。引线框LF6连接至 接收控制信号V_TX的控制端子T1。引线框LF8连接至发送端子TX。引线框 LF13连接至天线端子ANT。引线框LF15连接至控制端子T2。

这些接合线之中，连接HEMT基板1b上的电极盘和引线框LF1的接合线W 相当于图16所示的电感器L。在利用接合线进行布线时，通过使接合线W的 长度稍微变化，能够对电感器L的电感进行微调。因此，能够设定电感器L 的电感以使谐振点位于所希望的频率。因此，能够灵活地调整隔离度与频 率的相关性。另外，电感器L可以不是接合线，也可以是另外设置的螺旋电 感器、贴片电感器、或者传送线路等。

另外，对将具有变形例2所涉及的衰减部的前端电路安装于QFN封装1c 的情况进行了说明，但是实施方式1～6所涉及的前端电路也同样能够安装 于QFN封装。另外，并不将安装于QFN封装1c的电路限定为实施方式1～6的 前端电路及其结构要素。QFN封装1c中可以包括利用无线LAN进行数据通信 中所使用的其它电路。

HBT基板、HEMT基板以及QFN封装仅仅是示例，基板以及封装的种类并 不仅限于此。

另外，以IEEE802.11ac为例，但是这也仅仅是无线通信中的示例。不 仅限于5GHz频带，与2.4GHz频带相对应的无线LAN的前端电路也能够适用于 本发明。即使是2.4GHz，也能够获得相同的效果。而且，无线通信方式本 身也不仅限于IEEE802.11标准中所规定的无线LAN。

在实施方式1～6中，在天线开关13和起点A之间设置输入匹配电路12c。 但是，输入匹配电路12c可以设置在天线开关13和LNA12a之间的任意位置。 也就是说，输入匹配电路12c可以设置于起点A和LNA12a之间。另外，图1所 示的前端电路10中，在端子TR和输入匹配电路12c之间设置有衰减电路F1。 但是，衰减电路的位置在输入匹配电路12c的前后皆可。也就是说，衰减电 路F1可以设置在输入匹配电路12c和起点A之间。

作为连接切换电路，具体示出了天线开关13，但是也可以将天线开关 13换成与无线LAN相对应的双工器。另外，天线开关13不仅限于SPDT型开关。 天线开关13可以是SP3T(Single Pole Triple Throw：单刀三掷)型开关、 SP4T(Single Pole Quadruple Throw：单刀四掷)型开关等高阶开关。

对RFIC200具有失真补偿电路204的情况进行了说明，但并不仅限于此。 失真补偿电路可以是与RFIC200不同的外部电路所具有的部件。

而且，使发送信号的一部分分流的分流信号的作用也并不仅限于适用 DPD的情况。根据分流信号的电压(或者功率)来对因温度变化、天线阻抗 的变化而导致PA11a各种特性的变动进行补偿这一点，不仅限于DPD，而是 被广泛地利用。在增益变动时，为了对输入PA11a的功率进行增减，或者对 PA11a的旁路电路的控制电压进行增减，从而使增益保持一定，也可以使用 分流信号。

本次公开的实施方式的所有内容应当认为是用于例示而非用于限制。 应当认为本发明的范围并不由上述说明表示，而是由权利要求的范围表示， 包含与权利要求的范围同等意义及范围内的所有变更。

标号说明

10、20、30、40、50、60、100、110前端电路,11a、101a PA,12a、102a LNA12,12b、102b旁路电路,SW开关,12c输入匹配电路,12d输出匹配电 路,13、103、113天线开关,TA、TT、TR端子,104、204失真补偿电路,200 RFCI,300天线,400控制电路,14衰减部,F1、F2、F3、F11衰减电路,A起 点,B终点,TX发送端子,RX接收端子,ANT天线端子,T1、T2、T3控制端 子,V_TX、V_RX、V_LNA控制信号,Sin输入信号,Sout输出信号,Sp失真补 偿信号,S_loop回送信号,S_RX发送信号,S_RX接收信号,Q1开关元件,C1 、C2电容器,R1、R2电阻,1前端模块,1a HBT基板,1b HEMT基板,1c QFN封 装,LF1、LF2、LF3、LF4、LF5、LF6、LF7、LF8、LF9、LF10、LF11、LF12、LF13、LF14、 LF15、LF16引线框,W接合线,7a、7b、8a、8b、9a、9b波形。