JPWO2011111259A1 - Front-end circuit of wireless communication device - Google Patents

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尾仲　健吾
健吾 尾仲
石原　尚
尚 石原
柴田　治
治 柴田
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    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • H04B1/525—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa with means for reducing leakage of transmitter signal into the receiver

Abstract

アンテナと送受信回路との間での送信系と受信系の両者の最適化を行えるようにした、無線通信装置のフロントエンド回路を構成する。第１のサーキュレータ（ＣＩＲ１）、第２のサーキュレータ（ＣＩＲ２）、第１の伝送線路（ＴＬ１）、第２の伝送線路（ＴＬ２）によって、送受信回路（４０）から出力される送信信号は第１の伝送線路（ＴＬ１）を経由してアンテナ（２０）へ伝搬し、アンテナ（２０）から出力される受信信号は第２の伝送線路（ＴＬ２）を経由して送受信回路（４０）へ伝搬する。第１の伝送線路（ＴＬ１）には送信系の高周波回路（ＨＦＣ１）を備え、第２の伝送線路（ＴＬ２）には受信系の高周波回路（ＨＦＣ２）を備える。A front-end circuit of a wireless communication apparatus is configured that can optimize both a transmission system and a reception system between an antenna and a transmission / reception circuit. The first circulator (CIR1), the second circulator (CIR2), the first transmission line (TL1), and the second transmission line (TL2) are used to transmit a transmission signal output from the transmission / reception circuit (40). The signal propagates to the antenna (20) via the transmission line (TL1), and the reception signal output from the antenna (20) propagates to the transmission / reception circuit (40) via the second transmission line (TL2). The first transmission line (TL1) includes a transmission high-frequency circuit (HFC1), and the second transmission line (TL2) includes a reception high-frequency circuit (HFC2).

Description

本発明は、無線通信装置のアンテナと送受信回路との間に設けられるフロントエンド回路に関するものである。   The present invention relates to a front end circuit provided between an antenna and a transmission / reception circuit of a wireless communication apparatus.

一般に、無線通信装置のアンテナと送受信回路との間には、送信信号の電力増幅、出力制御、受信信号の信号増幅などの、送受信のための各種フロントエンド回路が備えられている。
例えば、特許文献１には、無線通信装置のアンテナと送信回路との間に設けられる回路において、信号の経路を切り替えるようにした回路が開示されている。
図１は、特許文献１に示されている携帯電話端末に設けられる送信出力可変装置のブロック図である。図１において、高周波信号発振器１１は送信すべき信号を発生し、変調器１２は送信信号を無線通信に適した信号に変調し、可変利得増幅器１３は送信出力を可変制御する。前段の高周波切換スイッチ１４は送信出力を予め定めたしきい値を基準にバイパスさせるか否かを切り換える。電力増幅器１５は送信出力を増幅し、後段の高周波切換スイッチ１６は前段の高周波切換スイッチ１４と連動してスイッチ動作を行なう。バイパス線路１７は前後段の高周波切換スイッチ１４、１６に接続されている。アンテナ共用器１８はアンテナ１９への送信出力とアンテナ１９からの受信入力を振り分ける。In general, various front-end circuits for transmission / reception such as power amplification of a transmission signal, output control, and signal amplification of a reception signal are provided between an antenna and a transmission / reception circuit of a wireless communication apparatus.
For example, Patent Document 1 discloses a circuit in which a signal path is switched in a circuit provided between an antenna of a wireless communication apparatus and a transmission circuit.
FIG. 1 is a block diagram of a transmission output variable device provided in a mobile phone terminal disclosed in Patent Document 1. In FIG. In FIG. 1, a high frequency signal oscillator 11 generates a signal to be transmitted, a modulator 12 modulates the transmission signal into a signal suitable for wireless communication, and a variable gain amplifier 13 variably controls the transmission output. The high-frequency switch 14 at the previous stage switches whether to bypass the transmission output based on a predetermined threshold value. The power amplifier 15 amplifies the transmission output, and the subsequent high-frequency selector switch 16 performs a switching operation in conjunction with the preceding high-frequency selector switch 14. The bypass line 17 is connected to the front and rear high frequency changeover switches 14 and 16. The antenna duplexer 18 distributes the transmission output to the antenna 19 and the reception input from the antenna 19.

特開平９−１４８８５２号公報JP-A-9-148852

従来、無線通信装置のアンテナと送受信回路との間に設けられるフロントエンド回路において、送信系と受信系の回路を個別に最適化することが望ましいが、特許文献１に示されている送信出力可変装置は送信信号について送信電力の調整がなされるが、受信信号については考慮されていない。すなわち、送信系と受信系の特性を個々に最適化することは出来ず、送信系と受信系の双方の特性のバランスがとれるように適度な条件を選択する、といった方法で調整せざるを得なかった。   Conventionally, in a front-end circuit provided between an antenna and a transmission / reception circuit of a wireless communication device, it is desirable to individually optimize a transmission system and a reception system. The device adjusts the transmission power for the transmission signal, but does not consider the reception signal. In other words, the characteristics of the transmission system and the reception system cannot be individually optimized, and adjustments must be made by selecting appropriate conditions so that the characteristics of both the transmission system and the reception system are balanced. There wasn't.

本発明の目的は、アンテナと送受信回路との間での送信系と受信系の双方の最適化を行えるようにした、無線通信装置のフロントエンド回路を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a front-end circuit of a wireless communication apparatus that can optimize both a transmission system and a reception system between an antenna and a transmission / reception circuit.

前記課題を解決するために、本発明の無線通信装置のフロントエンド回路は次のように構成する。
アンテナと送受信回路との間に設けられるフロントエンド回路であって、
第１のポートに送受信回路が入力され、第２のポートに第１の伝送線路の第１の端部が接続され、第３のポートに第２の伝送線路の第１の端部が接続され、第１のポートから第２のポートへ送信信号が伝搬され、第３のポートから第１のポートへ受信信号が伝搬される第１のサーキュレータと、
第１のポートに前記第１の伝送線路の第２の端部が接続され、第２のポートにアンテナが接続され、第３のポートに前記第２の伝送線路の第２の端部が接続され、第１のポートから第２のポートへ送信信号が伝搬され、第２のポートから第３のポートへ受信信号が伝搬される第２のサーキュレータと、
前記第１の伝送線路又は前記第２の伝送線路の少なくとも何れか一方に高周波回路を備える。In order to solve the above problems, the front-end circuit of the wireless communication apparatus of the present invention is configured as follows.
A front-end circuit provided between the antenna and the transmission / reception circuit,
The transmission / reception circuit is input to the first port, the first end of the first transmission line is connected to the second port, and the first end of the second transmission line is connected to the third port. A first circulator in which a transmission signal is propagated from the first port to the second port and a reception signal is propagated from the third port to the first port;
The second end of the first transmission line is connected to the first port, the antenna is connected to the second port, and the second end of the second transmission line is connected to the third port. A second circulator in which a transmission signal is propagated from the first port to the second port and a reception signal is propagated from the second port to the third port;
A high-frequency circuit is provided in at least one of the first transmission line and the second transmission line.

前記高周波回路は、例えば増幅回路又は増幅回路を含む回路である。
前記高周波回路は、例えば整合回路又は整合回路を含む回路である。
前記高周波回路は、例えば移相回路又は移相回路を含む回路である。
前記第２の伝送線路（受信信号の伝送線路）に挿入された前記高周波回路は、例えば静電気放電保護素子又はノイズ除去素子を含む。The high-frequency circuit is, for example, an amplifier circuit or a circuit including an amplifier circuit.
The high-frequency circuit is, for example, a matching circuit or a circuit including a matching circuit.
The high-frequency circuit is, for example, a phase shift circuit or a circuit including a phase shift circuit.
The high-frequency circuit inserted into the second transmission line (transmission line for reception signals) includes, for example, an electrostatic discharge protection element or a noise removal element.

本発明によれば、送信系と受信系を独立してアンテナに整合させることができるため、所定の利得を得るために要するアンテナのサイズが小さくなる。   According to the present invention, since the transmission system and the reception system can be matched to the antenna independently, the size of the antenna required to obtain a predetermined gain is reduced.

また、送信系と受信系の双方を最適化できるので、アンテナ設計に要するパワーが削減され、そのため開発期間が短縮化でき、低コスト化できる。   In addition, since both the transmission system and the reception system can be optimized, the power required for antenna design is reduced, so that the development period can be shortened and the cost can be reduced.

また、要求されるアンテナ性能が緩和されるため、アンテナに必要とするスペースが小さくて済み、無線通信装置のデザインの自由度が向上する。すなわちアンテナ性能と無線通信装置の意匠とを切り離した構造設計が容易となる。   Further, since the required antenna performance is alleviated, the space required for the antenna can be reduced, and the degree of freedom in designing the wireless communication device is improved. That is, the structure design that separates the antenna performance from the design of the wireless communication device becomes easy.

特許文献１に示されている携帯電話端末に設けられた送信出力可変装置の概略構成を示すブロック図である。10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a transmission output variable device provided in a mobile phone terminal disclosed in Patent Document 1. FIG. 図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）はそれぞれ第１の実施形態に係るフロントエンド回路を備えた無線通信装置のブロック図である。FIG. 2A, FIG. 2B, and FIG. 2C are block diagrams of wireless communication apparatuses each including the front-end circuit according to the first embodiment. 図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）はそれぞれ第２の実施形態に係るフロントエンド回路を備えた無線通信装置のブロック図である。FIG. 3A, FIG. 3B, and FIG. 3C are block diagrams of wireless communication devices each including a front-end circuit according to the second embodiment. 図４（Ａ）、図４（Ｂ）はそれぞれ第３の実施形態に係るフロントエンド回路を備えた無線通信装置のブロック図である。FIG. 4A and FIG. 4B are block diagrams of wireless communication apparatuses each including a front-end circuit according to the third embodiment. 図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示したフロントエンド回路３３Ａ，３３Ｂを含めたアンテナのリターンロス特性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a return loss characteristic of an antenna including front end circuits 33A and 33B shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B). 図６（Ａ）、図６（Ｂ）はそれぞれ第４の実施形態に係るフロントエンド回路を備えた無線通信装置のブロック図である。FIGS. 6A and 6B are block diagrams of wireless communication apparatuses each including a front-end circuit according to the fourth embodiment. 第５の実施形態に係るフロントエンド回路を備えた無線通信装置のブロック図である。It is a block diagram of the radio | wireless communication apparatus provided with the front end circuit which concerns on 5th Embodiment.

《第１の実施形態》
第１の実施形態に係る、無線通信装置のフロントエンド回路について図２を参照して説明する。図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）はそれぞれ第１の実施形態に係るフロントエンド回路を備えた無線通信装置のブロック図である。<< First Embodiment >>
The front end circuit of the wireless communication apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2A, FIG. 2B, and FIG. 2C are block diagrams of wireless communication apparatuses each including the front-end circuit according to the first embodiment.

図２（Ａ）に示される無線通信装置は、アンテナ２０、フロントエンド回路３１Ａ、及び送受信回路４０を備えている。フロントエンド回路３１Ａは、第１のサーキュレータＣＩＲ１、第２のサーキュレータＣＩＲ２、第１の伝送線路ＴＬ１、第２の伝送線路ＴＬ２、第１の高周波回路ＨＦＣ１、及び第２の高周波回路ＨＦＣ２を備えている。   The wireless communication apparatus shown in FIG. 2A includes an antenna 20, a front end circuit 31A, and a transmission / reception circuit 40. The front end circuit 31A includes a first circulator CIR1, a second circulator CIR2, a first transmission line TL1, a second transmission line TL2, a first high-frequency circuit HFC1, and a second high-frequency circuit HFC2. .

第１のサーキュレータＣＩＲ１は、その第１のポートＰ１に送受信回路４０が入力されていて、第２のポートＰ２に第１の伝送線路ＴＬ１の第１の端部が接続されていて、第３のポートＰ３に第２の伝送線路ＴＬ２の第１の端部が接続されている。第１のサーキュレータＣＩＲ１の第１のポートＰ１から第２のポートＰ２へ送信信号が伝搬され、第３のポートＰ３から第１のポートＰ１へ受信信号が伝搬される。   In the first circulator CIR1, the transmission / reception circuit 40 is input to the first port P1, the first end of the first transmission line TL1 is connected to the second port P2, and the third circulator CIR1 The first end of the second transmission line TL2 is connected to the port P3. The transmission signal is propagated from the first port P1 of the first circulator CIR1 to the second port P2, and the reception signal is propagated from the third port P3 to the first port P1.

第２のサーキュレータＣＩＲ２は、その第１のポートＰ１に第１の伝送線路ＴＬ１の第２の端部が接続されていて、第２のポートＰ２にアンテナ２０が接続されていて、第３のポートＰ３に第２の伝送線路ＴＬ２の第２の端部が接続されている。この第２のサーキュレータＣＩＲ２の第１のポートＰ１から第２のポートＰ２へ送信信号が伝搬され、第２のポートＰ２から第３のポートＰ３へ受信信号が伝搬される。   The second circulator CIR2 has a first port P1 connected to the second end of the first transmission line TL1, an antenna 20 connected to the second port P2, and a third port. A second end of the second transmission line TL2 is connected to P3. The transmission signal is propagated from the first port P1 of the second circulator CIR2 to the second port P2, and the reception signal is propagated from the second port P2 to the third port P3.

上記第１のサーキュレータＣＩＲ１、第２のサーキュレータＣＩＲ２、第１の伝送線路ＴＬ１、第２の伝送線路ＴＬ２によって、送受信回路４０から出力される送信信号は第１のサーキュレータＣＩＲ１の第１のポートＰ１→第２のポートＰ２→第１の伝送線路ＴＬ１（→第１の高周波回路ＨＦＣ１）→第２のサーキュレータＣＩＲ２の第１のポートＰ１→第２のポートＰ２→アンテナ２０の経路で伝搬する。また、アンテナ２０から出力される受信信号は第２のサーキュレータＣＩＲ２の第２のポートＰ２→第３のポートＰ３→第２の伝送線路ＴＬ２（→第２の高周波回路ＨＦＣ２）→第１のサーキュレータＣＩＲ１の第３のポートＰ３→第１のポートＰ１→送受信回路４０の経路で伝搬する。   The first circulator CIR1, the second circulator CIR2, the first transmission line TL1, and the second transmission line TL2 transmit a transmission signal output from the transmission / reception circuit 40 to the first port P1 of the first circulator CIR1 → It propagates along the path of the second port P2 → the first transmission line TL1 (→ the first high-frequency circuit HFC1) → the first port P1 → the second port P2 → the antenna 20 of the second circulator CIR2. Also, the received signal output from the antenna 20 is the second port P2 → the third port P3 → the second transmission line TL2 (→ the second high-frequency circuit HFC2) → the first circulator CIR1 of the second circulator CIR2. The third port P3 → the first port P1 → the transmission / reception circuit 40 propagates along the path.

したがって、送信信号は第１の伝送線路ＴＬ１を伝搬し、受信信号は第２の伝送線路ＴＬ２を伝搬する。第１の伝送線路ＴＬ１に備えられている第１の高周波回路ＨＦＣ１は送信信号に対して作用する回路、第２の伝送線路ＴＬ２に備えられている第２の高周波回路ＨＦＣ２は受信信号に対して作用する回路である。   Therefore, the transmission signal propagates through the first transmission line TL1, and the reception signal propagates through the second transmission line TL2. The first high-frequency circuit HFC1 provided in the first transmission line TL1 is a circuit that acts on the transmission signal, and the second high-frequency circuit HFC2 provided in the second transmission line TL2 is the reception signal. It is a working circuit.

このようにして、送信信号が伝搬する第１の伝送線路ＴＬ１と受信信号が伝搬する第２の伝送線路ＴＬ２とが独立しているので、送信系と受信系の双方を最適化できる。すなわち、送受信回路４０、第１の伝送線路ＴＬ１、及びアンテナ２０による送信系と、アンテナ２０、第２の伝送線路ＴＬ２、及び送受信回路４０による受信系とを個別に設計・調整できる。   In this way, since the first transmission line TL1 through which the transmission signal propagates and the second transmission line TL2 through which the reception signal propagates are independent, both the transmission system and the reception system can be optimized. That is, the transmission system using the transmission / reception circuit 40, the first transmission line TL1, and the antenna 20 and the reception system using the antenna 20, the second transmission line TL2, and the transmission / reception circuit 40 can be individually designed and adjusted.

第１の高周波回路ＨＦＣ１、第２の高周波回路ＨＦＣ２の具体的な構成例は第２の実施形態以降の各実施形態で示す。   Specific configuration examples of the first high-frequency circuit HFC1 and the second high-frequency circuit HFC2 are shown in each of the second and subsequent embodiments.

図２（Ｂ）に示すフロントエンド回路３１Ｂには、受信信号が伝搬する第２の伝送線路ＴＬ２に特別な高周波回路を設けず、送信信号が伝搬する第１の伝送線路ＴＬ１に第１の高周波回路ＨＦＣ１を設けている。   In the front end circuit 31B shown in FIG. 2B, a special high frequency circuit is not provided in the second transmission line TL2 through which the reception signal propagates, and the first high frequency circuit is transmitted through the first transmission line TL1 through which the transmission signal propagates. A circuit HFC1 is provided.

図２（Ｃ）に示すフロントエンド回路３１Ｃには、送信信号が伝搬する第１の伝送線路ＴＬ１に特別な高周波回路を設けず、受信信号が伝搬する第２の伝送線路ＴＬ２に第２の高周波回路ＨＦＣ２を設けている。   In the front-end circuit 31C shown in FIG. 2C, no special high-frequency circuit is provided in the first transmission line TL1 through which the transmission signal propagates, and the second high-frequency circuit is transmitted through the second transmission line TL2 through which the reception signal propagates. A circuit HFC2 is provided.

このように、第１の伝送線路ＴＬ１と第２の伝送線路ＴＬ２の何れか一方にのみ高周波回路を設けてもよい。   Thus, a high frequency circuit may be provided only in one of the first transmission line TL1 and the second transmission line TL2.

《第２の実施形態》
第２の実施形態に係る、無線通信装置のフロントエンド回路について図３を参照して説明する。図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）はそれぞれ第２の実施形態に係るフロントエンド回路を備えた無線通信装置のブロック図である。<< Second Embodiment >>
A front-end circuit of a wireless communication apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3A, FIG. 3B, and FIG. 3C are block diagrams of wireless communication devices each including a front-end circuit according to the second embodiment.

図３（Ａ）に示される無線通信装置は、アンテナ２０、フロントエンド回路３２Ａ、及び送受信回路４０を備えている。フロントエンド回路３２Ａは、第１のサーキュレータＣＩＲ１、第２のサーキュレータＣＩＲ２、第１の伝送線路ＴＬ１、及び第２の伝送線路ＴＬ２を備えている。   The wireless communication apparatus shown in FIG. 3A includes an antenna 20, a front end circuit 32A, and a transmission / reception circuit 40. The front end circuit 32A includes a first circulator CIR1, a second circulator CIR2, a first transmission line TL1, and a second transmission line TL2.

送受信回路４０から出力される送信信号は第１のサーキュレータＣＩＲ１の第１のポートＰ１→第２のポートＰ２→第１の伝送線路ＴＬ１（→パワーアンプＰＡ）→第２のサーキュレータＣＩＲ２の第１のポートＰ１→第２のポートＰ２→アンテナ２０の経路で伝搬する。また、アンテナ２０から出力される受信信号は第２のサーキュレータＣＩＲ２の第２のポートＰ２→第３のポートＰ３→第２の伝送線路ＴＬ２（→ローノイズアンプＬＮＡ）→第１のサーキュレータＣＩＲ１の第３のポートＰ３→第１のポートＰ１→送受信回路４０の経路で伝搬する。   The transmission signal output from the transmission / reception circuit 40 is the first port P1 of the first circulator CIR1, the second port P2, the first transmission line TL1 (→ power amplifier PA), and the first circulator CIR2. It propagates along the route of port P 1 → second port P 2 → antenna 20. The received signal output from the antenna 20 is the second port P2 of the second circulator CIR2 → the third port P3 → the second transmission line TL2 (→ the low noise amplifier LNA) → the third of the first circulator CIR1. It propagates along the path of port P3 → first port P1 → transmission / reception circuit 40.

この第２の実施形態は、第１の実施形態で図２に示した第１の高周波回路ＨＦＣ１及び第２の高周波回路ＨＦＣ２の具体例を示すものである。
図３（Ａ）の例では、第１の伝送線路ＴＬ１にパワーアンプＰＡが備えられていて、第２の伝送線路ＴＬ２にローノイズアンプＬＮＡが備えられている。前記パワーアンプＰＡは送受信回路４０から出力された送信信号を電力増幅する。第２のサーキュレータＣＩＲ２は反射信号がパワーアンプＰＡに戻らないようにして、パワーアンプＰＡの動作を安定させる。また、ローノイズアンプＬＮＡは、アンテナ２０に近い位置で受信信号を増幅することによって高ＳＮ比の受信信号を送受信回路４０へ出力する。The second embodiment shows a specific example of the first high-frequency circuit HFC1 and the second high-frequency circuit HFC2 shown in FIG. 2 in the first embodiment.
In the example of FIG. 3A, the first transmission line TL1 is provided with a power amplifier PA, and the second transmission line TL2 is provided with a low noise amplifier LNA. The power amplifier PA amplifies the power of the transmission signal output from the transmission / reception circuit 40. The second circulator CIR2 stabilizes the operation of the power amplifier PA by preventing the reflected signal from returning to the power amplifier PA. The low noise amplifier LNA outputs a received signal with a high S / N ratio to the transmitting / receiving circuit 40 by amplifying the received signal at a position close to the antenna 20.

図３（Ｂ）に示すフロントエンド回路３２Ｂには、受信信号が伝搬する第２の伝送線路ＴＬ２に特別な高周波回路を設けず、送信信号が伝搬する第１の伝送線路ＴＬ１にパワーアンプＰＡを設けている。   In the front end circuit 32B shown in FIG. 3B, a special high frequency circuit is not provided in the second transmission line TL2 through which the reception signal propagates, and a power amplifier PA is provided in the first transmission line TL1 through which the transmission signal propagates. Provided.

図３（Ｃ）に示すフロントエンド回路３２Ｃには、送信信号が伝搬する第１の伝送線路ＴＬ１に特別な高周波回路を設けず、受信信号が伝搬する第２の伝送線路ＴＬ２にローノイズアンプＬＮＡを設けている。   In the front end circuit 32C shown in FIG. 3C, a special high frequency circuit is not provided in the first transmission line TL1 through which the transmission signal propagates, and a low noise amplifier LNA is provided in the second transmission line TL2 through which the reception signal propagates. Provided.

このように、第１の伝送線路ＴＬ１と第２の伝送線路ＴＬ２の何れか一方にのみ増幅回路を設けてもよい。   Thus, an amplifier circuit may be provided only in one of the first transmission line TL1 and the second transmission line TL2.

《第３の実施形態》
第３の実施形態に係る、無線通信装置のフロントエンド回路について図４を参照して説明する。図４（Ａ）、図４（Ｂ）はそれぞれ第３の実施形態に係るフロントエンド回路を備えた無線通信装置のブロック図である。<< Third Embodiment >>
A front end circuit of a wireless communication apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4A and FIG. 4B are block diagrams of wireless communication apparatuses each including a front-end circuit according to the third embodiment.

図４（Ａ）に示される無線通信装置は、アンテナ２０、フロントエンド回路３３Ａ、及び送受信回路４０を備えている。図４（Ｂ）に示される無線通信装置は、アンテナ２０、フロントエンド回路３３Ｂ、及び送受信回路４０を備えている。フロントエンド回路３３Ａ，３３Ｂの何れも、第１のサーキュレータＣＩＲ１、第２のサーキュレータＣＩＲ２、第１の伝送線路ＴＬ１、及び第２の伝送線路ＴＬ２を備えている。   The wireless communication device shown in FIG. 4A includes an antenna 20, a front end circuit 33A, and a transmission / reception circuit 40. The wireless communication device shown in FIG. 4B includes an antenna 20, a front end circuit 33B, and a transmission / reception circuit 40. Each of the front end circuits 33A and 33B includes a first circulator CIR1, a second circulator CIR2, a first transmission line TL1, and a second transmission line TL2.

送受信回路４０から出力される送信信号は第１のサーキュレータＣＩＲ１の第１のポートＰ１→第２のポートＰ２→第１の伝送線路ＴＬ１（（→パワーアンプＰＡ）→インダクタＬ１）→第２のサーキュレータＣＩＲ２の第１のポートＰ１→第２のポートＰ２→アンテナ２０の経路で伝搬する。また、アンテナ２０から出力される受信信号は第２のサーキュレータＣＩＲ２の第２のポートＰ２→第３のポートＰ３→第２の伝送線路ＴＬ２（→ローノイズアンプＬＮＡ）→第１のサーキュレータＣＩＲ１の第３のポートＰ３→第１のポートＰ１→送受信回路４０の経路で伝搬する。   The transmission signal output from the transmission / reception circuit 40 is the first port P1 → second port P2 → first transmission line TL1 ((→ power amplifier PA) → inductor L1) → second circulator of the first circulator CIR1. It propagates along the path of the first port P1 → the second port P2 → the antenna 20 of the CIR2. The received signal output from the antenna 20 is the second port P2 of the second circulator CIR2 → the third port P3 → the second transmission line TL2 (→ the low noise amplifier LNA) → the third of the first circulator CIR1. It propagates along the path of port P3 → first port P1 → transmission / reception circuit 40.

この第３の実施形態も、第１の実施形態で図２に示した第１の高周波回路ＨＦＣ１及び第２の高周波回路ＨＦＣ２の具体例を示すものである。
図４（Ａ）の例では、第１の伝送線路ＴＬ１にインダクタＬ１が備えられていて、第２の伝送線路ＴＬ２にローノイズアンプＬＮＡが備えられている。図４（Ｂ）の例では、第１の伝送線路ＴＬ１にインダクタＬ１とパワーアンプＰＡが備えられていて、第２の伝送線路ＴＬ２にローノイズアンプＬＮＡが備えられている。The third embodiment also shows a specific example of the first high-frequency circuit HFC1 and the second high-frequency circuit HFC2 shown in FIG. 2 in the first embodiment.
In the example of FIG. 4A, the inductor L1 is provided in the first transmission line TL1, and the low noise amplifier LNA is provided in the second transmission line TL2. In the example of FIG. 4B, the inductor L1 and the power amplifier PA are provided in the first transmission line TL1, and the low noise amplifier LNA is provided in the second transmission line TL2.

前記インダクタＬ１は、アンテナ２０に対する付加回路であり、このインダクタＬ１とアンテナ２０とによって送信アンテナとして作用する。すなわちインダクタＬ１はアンテナ２０の根元部に接続されたインダクタであり、アンテナ２０単独の場合よりアンテナの共振周波数を低下させる。一方、第２の伝送線路ＴＬ２にはインダクタが設けられていないので、アンテナ２０単独で受信アンテナとして作用する。   The inductor L1 is an additional circuit for the antenna 20, and the inductor L1 and the antenna 20 function as a transmission antenna. That is, the inductor L1 is an inductor connected to the root portion of the antenna 20 and lowers the resonance frequency of the antenna as compared with the case of the antenna 20 alone. On the other hand, since the second transmission line TL2 is not provided with an inductor, the antenna 20 alone functions as a reception antenna.

図５は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示したフロントエンド回路３３Ａ，３３Ｂを含めたアンテナのリターンロス特性を示す図である。受信周波数帯域Ｆｒｘはアンテナ２０単独で利得が得られている。送信周波数帯域Ｆｔｘはアンテナ２０とインダクタＬ１とによって利得が得られている。   FIG. 5 is a diagram showing the return loss characteristics of the antenna including the front end circuits 33A and 33B shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B). In the reception frequency band Frx, a gain is obtained by the antenna 20 alone. A gain is obtained in the transmission frequency band Ftx by the antenna 20 and the inductor L1.

このようにして第１の伝送線路ＴＬ１にアンテナ特性を定めるリアクタンス素子を備えることによって、送信アンテナとしての特性と受信アンテナとしての特性とを独立して定めることができる。同様に、第２の伝送線路ＴＬ２にアンテナ特性を定めるリアクタンス素子を備えることによっても、送信アンテナとしての特性と受信アンテナとしての特性とを独立して定めることができる。
なお、前記リアクタンス素子としてはインダクタ以外にキャパシタであってもよいし、インダクタとキャパシタとを組み合わせた回路であってもよい。In this way, by providing the first transmission line TL1 with the reactance element that determines the antenna characteristics, the characteristics as the transmission antenna and the characteristics as the reception antenna can be determined independently. Similarly, by providing the second transmission line TL2 with a reactance element that determines antenna characteristics, it is possible to independently determine the characteristics as a transmission antenna and the characteristics as a reception antenna.
The reactance element may be a capacitor other than an inductor, or a circuit combining an inductor and a capacitor.

また、第２の伝送線路ＴＬ２側にローノイズアンプＬＮＡを設けず、第１の伝送線路ＴＬ１側にパワーアンプＰＡを設けてフロントエンド回路を構成してもよく、或いは、第２の伝送線路ＴＬ２側にローノイズアンプＬＮＡを設け、第１の伝送線路ＴＬ１側にパワーアンプＰＡを設けずにフロントエンド回路を構成してもよい。   Further, the front-end circuit may be configured by providing the power amplifier PA on the first transmission line TL1 side without providing the low noise amplifier LNA on the second transmission line TL2 side, or on the second transmission line TL2 side. Alternatively, the low-noise amplifier LNA may be provided, and the front-end circuit may be configured without providing the power amplifier PA on the first transmission line TL1 side.

《第４の実施形態》
第４の実施形態に係る、無線通信装置のフロントエンド回路について図６を参照して説明する。図６（Ａ）、図６（Ｂ）はそれぞれ第４の実施形態に係るフロントエンド回路を備えた無線通信装置のブロック図である。<< Fourth Embodiment >>
A front end circuit of a wireless communication apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIGS. 6A and 6B are block diagrams of wireless communication apparatuses each including a front-end circuit according to the fourth embodiment.

図６（Ａ）に示される無線通信装置は、アンテナ２０、フロントエンド回路３４Ａ、及び送受信回路４０を備えている。図６（Ｂ）に示される無線通信装置は、アンテナ２０、フロントエンド回路３４Ｂ、及び送受信回路４０を備えている。フロントエンド回路３４Ａ，３４Ｂの何れも、第１のサーキュレータＣＩＲ１、第２のサーキュレータＣＩＲ２、第１の伝送線路ＴＬ１、及び第２の伝送線路ＴＬ２を備えている。   The wireless communication apparatus shown in FIG. 6A includes an antenna 20, a front end circuit 34A, and a transmission / reception circuit 40. The wireless communication apparatus shown in FIG. 6B includes an antenna 20, a front end circuit 34B, and a transmission / reception circuit 40. Each of the front end circuits 34A and 34B includes a first circulator CIR1, a second circulator CIR2, a first transmission line TL1, and a second transmission line TL2.

この第４の実施形態も、第１の実施形態で図２に示した第１の高周波回路ＨＦＣ１及び第２の高周波回路ＨＦＣ２の具体例を示すものである。
図６（Ａ）の例では、第１の伝送線路ＴＬ１にパワーアンプＰＡと線路ＳＬ１が備えられていて、第２の伝送線路ＴＬ２にローノイズアンプＬＮＡが備えられている。図６（Ｂ）の例では、第１の伝送線路ＴＬ１にパワーアンプＰＡが備えられていて、第２の伝送線路ＴＬ２に線路ＳＬ２とローノイズアンプＬＮＡが備えられている。The fourth embodiment also shows a specific example of the first high-frequency circuit HFC1 and the second high-frequency circuit HFC2 shown in FIG. 2 in the first embodiment.
In the example of FIG. 6A, the first transmission line TL1 includes a power amplifier PA and a line SL1, and the second transmission line TL2 includes a low noise amplifier LNA. In the example of FIG. 6B, the power amplifier PA is provided in the first transmission line TL1, and the line SL2 and the low noise amplifier LNA are provided in the second transmission line TL2.

前記線路ＳＬ１は移相器として作用する。この線路ＳＬ１による移相量を定めることにより、送受信回路４０からパワーアンプＰＡを見たインピーダンスの位相を、受信系とは独立して最適化できる。   The line SL1 functions as a phase shifter. By determining the amount of phase shift by the line SL1, the phase of the impedance when the power amplifier PA is viewed from the transmission / reception circuit 40 can be optimized independently of the reception system.

前記線路ＳＬ２も移相器として作用する。この線路ＳＬ２による移相量を定めることにより、アンテナ２０からローノイズアンプＬＮＡを見たインピーダンスの位相を、送信系とは独立して最適に定めることができる。   The line SL2 also functions as a phase shifter. By determining the amount of phase shift by the line SL2, the phase of the impedance when the low noise amplifier LNA is viewed from the antenna 20 can be optimally determined independently of the transmission system.

このようにして、送信系と受信系とが独立した整合回路を設けることができる。
なお、前記移相器は分布定数回路で構成されていてもよく、集中定数回路で構成されていてもよい。また、第２の伝送線路ＴＬ２側にローノイズアンプＬＮＡを設けず、第１の伝送線路ＴＬ１側にパワーアンプＰＡを設けてフロントエンド回路を構成してもよく、或いは、第２の伝送線路ＴＬ２側にローノイズアンプＬＮＡを設け、第１の伝送線路ＴＬ１側にパワーアンプＰＡを設けずにフロントエンド回路を構成してもよい。In this way, a matching circuit in which the transmission system and the reception system are independent can be provided.
The phase shifter may be composed of a distributed constant circuit or a lumped constant circuit. Further, the front-end circuit may be configured by providing the power amplifier PA on the first transmission line TL1 side without providing the low noise amplifier LNA on the second transmission line TL2 side, or on the second transmission line TL2 side. Alternatively, the low-noise amplifier LNA may be provided, and the front-end circuit may be configured without providing the power amplifier PA on the first transmission line TL1 side.

《第５の実施形態》
第５の実施形態に係る、無線通信装置のフロントエンド回路について図７を参照して説明する。図７は第５の実施形態に係るフロントエンド回路を備えた無線通信装置のブロック図である。<< Fifth Embodiment >>
A front end circuit of a wireless communication apparatus according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram of a wireless communication apparatus including a front end circuit according to the fifth embodiment.

図７に示される無線通信装置は、アンテナ２０、フロントエンド回路３５、及び送受信回路４０を備えている。フロントエンド回路３５は、第１のサーキュレータＣＩＲ１、第２のサーキュレータＣＩＲ２、第１の伝送線路ＴＬ１、及び第２の伝送線路ＴＬ２を備えている。   The wireless communication apparatus shown in FIG. 7 includes an antenna 20, a front end circuit 35, and a transmission / reception circuit 40. The front end circuit 35 includes a first circulator CIR1, a second circulator CIR2, a first transmission line TL1, and a second transmission line TL2.

第１の伝送線路ＴＬ１にはパワーアンプＰＡが備えられていて、第２の伝送線路ＴＬ２にはＥＳＤ保護素子（静電気放電保護素子）ＥＳＤ１とローノイズアンプＬＮＡが備えられている。このＥＳＤ保護素子ＥＳＤ１は、帯電した導電性の物体（例えば人体）が主にアンテナ２０に接触して生じる静電気放電(electro-static discharge)に対して、ローノイズアンプＬＮＡを保護する。   The first transmission line TL1 is provided with a power amplifier PA, and the second transmission line TL2 is provided with an ESD protection element (electrostatic discharge protection element) ESD1 and a low noise amplifier LNA. The ESD protection element ESD1 protects the low-noise amplifier LNA against electrostatic discharge (electro-static discharge) generated when a charged conductive object (for example, a human body) mainly contacts the antenna 20.

この構成によって、送信系に影響を与えることなく（独立して）、受信系の回路を静電気放電から保護することができる。同様にして、第２の伝送線路ＴＬ２にＥＳＤ保護素子に替えてノイズ除去素子を設けることによって、例えば無線通信装置から輻射されるクロックノイズの影響を抑制して受信感度を改善できる。このようなノイズ除去素子についても、送信系に影響を与えることなく（独立して）、受信特性を改善できる。   With this configuration, it is possible to protect the circuit of the reception system from electrostatic discharge without affecting the transmission system (independently). Similarly, by providing a noise removal element instead of the ESD protection element in the second transmission line TL2, for example, it is possible to suppress the influence of clock noise radiated from the wireless communication device and improve reception sensitivity. Even with such a noise elimination element, the reception characteristics can be improved without affecting the transmission system (independently).

ＣＩＲ１…第１のサーキュレータ
ＣＩＲ２…第２のサーキュレータ
ＥＳＤ１…ＥＳＤ保護素子
Ｆｒｘ…受信周波数帯域
Ｆｔｘ…送信周波数帯域
ＨＦＣ１…第１の高周波回路
ＨＦＣ２…第２の高周波回路
ＩＳＯ…アイソレータ
Ｌ１…インダクタ
ＬＮＡ…ローノイズアンプ
Ｐ１…第１のポート
Ｐ２…第２のポート
Ｐ３…第３のポート
ＰＡ…パワーアンプ
ＳＬ１，ＳＬ２…線路
ＴＬ１…第１の伝送線路
ＴＬ２…第２の伝送線路
２０…アンテナ
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ…フロントエンド回路
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ…フロントエンド回路
３３Ａ，３３Ｂ…フロントエンド回路
３４Ａ，３４Ｂ…フロントエンド回路
３５…フロントエンド回路
４０…送受信回路CIR1 ... first circulator CIR2 ... second circulator ESD1 ... ESD protection element Frx ... reception frequency band Ftx ... transmission frequency band HFC1 ... first high frequency circuit HFC2 ... second high frequency circuit ISO ... isolator L1 ... inductor LNA ... low noise Amplifier P1 ... 1st port P2 ... 2nd port P3 ... 3rd port PA ... Power amplifier SL1, SL2 ... Line TL1 ... 1st transmission line TL2 ... 2nd transmission line 20 ... Antenna 31A, 31B, 31C ... Front end circuits 32A, 32B, 32C ... Front end circuits 33A, 33B ... Front end circuits 34A, 34B ... Front end circuit 35 ... Front end circuit 40 ... Transmission / reception circuit

Claims (5)

アンテナと送受信回路との間に設けられるフロントエンド回路であって、
第１のポートに送受信回路が入力され、第２のポートに第１の伝送線路の第１の端部が接続され、第３のポートに第２の伝送線路の第１の端部が接続され、第１のポートから第２のポートへ送信信号が伝搬され、第３のポートから第１のポートへ受信信号が伝搬される第１のサーキュレータと、
第１のポートに前記第１の伝送線路の第２の端部が接続され、第２のポートにアンテナが接続され、第３のポートに前記第２の伝送線路の第２の端部が接続され、第１のポートから第２のポートへ送信信号が伝搬され、第２のポートから第３のポートへ受信信号が伝搬される第２のサーキュレータと、
前記第１の伝送線路又は前記第２の伝送線路の少なくとも何れか一方に高周波回路を備えた無線通信装置のフロントエンド回路。A front-end circuit provided between the antenna and the transmission / reception circuit,
The transmission / reception circuit is input to the first port, the first end of the first transmission line is connected to the second port, and the first end of the second transmission line is connected to the third port. A first circulator in which a transmission signal is propagated from the first port to the second port and a reception signal is propagated from the third port to the first port;
The second end of the first transmission line is connected to the first port, the antenna is connected to the second port, and the second end of the second transmission line is connected to the third port. A second circulator in which a transmission signal is propagated from the first port to the second port and a reception signal is propagated from the second port to the third port;
A front-end circuit of a wireless communication device comprising a high-frequency circuit in at least one of the first transmission line and the second transmission line. 前記高周波回路は少なくとも増幅回路を含む回路である、請求項１に記載の無線通信装置のフロントエンド回路。   The front-end circuit of the wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the high-frequency circuit is a circuit including at least an amplifier circuit. 前記高周波回路は少なくとも整合回路を含む回路である、請求項１又は２に記載の無線通信装置のフロントエンド回路。   The front-end circuit of the wireless communication device according to claim 1, wherein the high-frequency circuit is a circuit including at least a matching circuit. 前記高周波回路は少なくとも移相回路を含む回路である、請求項１乃至３の何れかに記載の無線通信装置のフロントエンド回路。   The front end circuit of the wireless communication device according to claim 1, wherein the high-frequency circuit is a circuit including at least a phase shift circuit. 前記第２の伝送線路に設けられた前記高周波回路は、少なくとも静電気放電保護素子又はノイズ除去素子を含む、請求項１乃至４の何れかに記載の無線通信装置のフロントエンド回路。   5. The front-end circuit of the wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the high-frequency circuit provided in the second transmission line includes at least an electrostatic discharge protection element or a noise removal element.
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