JP2004032390A - マルチバンド高周波回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】汎用性の高いＦＤＤ／ＴＤＤ方式共用のマルチバンド高周波回路を実現する。
【解決手段】アンテナなどが接続される入出力端子３に、第１のスイッチ手段１０１と第１のフィルタリング手段２０１を介して受信回路１を接続するとともに、第２のスイッチ手段１０２と第２のフィルタリング手段２０２を介して送信回路２を接続し、第１，第２のフィルタリング手段１０１，１０２のうち少なくとも一方は複数の通過周波数帯域を切替可能にする。ＦＤＤ動作時には第１、第２のスイッチ手段１０１、１０２をオンとし、ＴＤＤ動作時には第１、第２のスイッチ手段１０１、１０２を送信と受信に同期させて交互にオン／オフするように制御する。
【選択図】 図１
【解決手段】アンテナなどが接続される入出力端子３に、第１のスイッチ手段１０１と第１のフィルタリング手段２０１を介して受信回路１を接続するとともに、第２のスイッチ手段１０２と第２のフィルタリング手段２０２を介して送信回路２を接続し、第１，第２のフィルタリング手段１０１，１０２のうち少なくとも一方は複数の通過周波数帯域を切替可能にする。ＦＤＤ動作時には第１、第２のスイッチ手段１０１、１０２をオンとし、ＴＤＤ動作時には第１、第２のスイッチ手段１０１、１０２を送信と受信に同期させて交互にオン／オフするように制御する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばいくつかの周波数帯および方式を切り替えて使うマルチバンド無線装置において、周波数分割複信（ＦＤＤ）方式と時分割複信（ＴＤＤ）方式の両方式で共用可能なマルチバンド高周波回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２つの無線局（例えば、基地局と端末）間で双方向の通信を行うために、上り回線と下り回線で異なった周波数を用いる周波数分割複信（ＦＤＤ）方式と、同じ周波数を用いて上りと下りで異なった時間区分を用いる時分割複信（ＴＤＤ）方式がある。例えば、日本標準のディジタル自動車電話方式（ディジタル方式自動車電話システム：ＲＣＲＳＴＤ−２７）はＦＤＤであり、ディジタルコードレス電話方式（第二世代コードレス電話システム：ＲＣＲＳＴＤ−２８）はＴＤＤである。このような両システムで共用可能な装置を実現するためには、ＦＤＤおよびＴＤＤの両方式に対応したマルチバンド高周波回路が必要となる。ＦＤＤおよびＴＤＤの両方式に対応した高周波回路としてはいくつかの構成が提案されている。
【０００３】
［第１の従来例］
図１１は、特開平９−１８３９７で開示されている第１の従来技術のＦＤＤ／ＴＤＤ共用マルチバンド高周波回路のブロック図である。図１１のマルチバンド高周波回路は、受信回路１、送信回路２、第１〜第４の１：２切替（ＳＰＤＴ）スイッチ１１〜１４、第１〜第３のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２１〜２３、、第１および第２のアンテナ３１，３２を具備している。
【０００４】
第１のアンテナ３１は第１のスイッチ１１の切替端子Ｂおよび第２のスイッチ１２の共通端子Ｃに接続されており、第２のアンテナ３２は第１のスイッチ１１の切替端子Ａに接続されている。第１のスイッチ１１の共通端子Ｃは第１のバンドパスフィルタ２１を介して第３のスイッチ１３の切替端子Ａに接続されている。第２のスイッチ１２の切替端子Ａは第２のバンドパスフィルタ２２を介して第３のスイッチ１３の切替端子Ｂおよび第４のスイッチ１４の切替端子Ａに接続されており、第２のスイッチ１２の切替端子Ｂは第３のバンドパスフィルタ２３を介して第４のスイッチ１４の切替端子Ｂに接続されている。第３のスイッチ１３の共通端子Ｃは受信回路１に接続されており、第４のスイッチ１４の共通端子Ｃは送信回路２に接続されている。該受信回路１は低雑音増幅器やダウンコンバータ等からなり、該送信回路２は高出力増幅器やアップコンバータ等からなる。
【０００５】
上記バンドパスフィルタのうち、受信時に用いるフィルタは、受信周波数帯域外の高レベル信号によって受信回路１が飽和し受信感度が低下する等の特性劣化を避けるために設けてあり、送信時に用いるフィルタは、送信回路２で発生する帯域外の不要な信号を抑圧するために設けてある。
【０００６】
図１１の高周波回路において、ＦＤＤ送受信時には、第１のスイッチ１１はダイバーシチスイッチとして機能しアンテナ３１または３２を選択し、第２のスイッチ１２は端子Ｂ側を選択し、第３のスイッチ１３は端子Ａ側を選択し、第４のスイッチ１４は端子Ｂ側を選択する。ＦＤＤ時の受信信号は、アンテナ３１または３２、第１のスイッチ１１、第１のバンドパスフィルタ２１、第３のスイッチ１３、受信回路１を経由して受信される。ＦＤＤ時の送信信号は、送信回路２、第４のスイッチ１４、第３のバンドパスフィルタ２３、第２のスイッチ１２および第１のアンテナ３１を経由して送信される。
【０００７】
ＴＤＤ送受信時には、第１のスイッチ１１は端子Ａ側を選択し、第２のスイッチ１２は端子Ａ側を選択し、第３および第４のスイッチ１３および１４は送受信のタイミングに応じて連動して端子ＡまたはＢの選択を切り替える。ＴＤＤ受信時は第３のスイッチ１３は端子Ｂ側を選択し、第４のスイッチ１４は端子Ｂ側を選択する。したがって、ＴＤＤ時の受信信号は、第１のアンテナ３１、第２のスイッチ１２、第２のバンドパスフィルタ２２、第３のスイッチ１３および受信回路１を経由して受信される。一方、ＴＤＤ送信時は第３のスイッチ１３は端子Ａ側を選択し、第４のスイッチ１４は端子Ａ側を選択する。したがって、ＴＤＤ時の送信信号は、送信回路２、第４のスイッチ１４、第２のバンドパスフィルタ２２、第２のスイッチ１２、第１のアンテナ３１を経由して送信される。
【０００８】
［第２の従来例］
図１２は、特開平９−１１６４５８で開示されている第２の従来技術のＦＤＤ／ＴＤＤ共用マルチバンド高周波回路のブロック図である。図１１と同一のものについては同一の符号を付している。図１２のマルチバンド高周波回路は、受信回路１、送信回路２、第１および第２の１：２切替スイッチ１１，１２、第１〜第４のバンドパスフィルタ２１〜２４、および、第１および第２のアンテナ３１，３２を具備している。
【０００９】
第１のアンテナ３１は第１のスイッチ１１の切替端子Ｂに接続されており、さらに、並列に接続された第３および第４のバンドパスフィルタ２３，２４を介して送信回路２に接続されている。第２のアンテナ３２は第１のスイッチ１１の切替端子Ａに接続されており、該第１のスイッチ１１の共通端子Ｃは第２のスイッチ１２の共通端子Ｃに接続されている。該第２のスイッチ１２の切替端子Ａは第１のバンドパスフィルタ２１を介して受信回路１に接続されており、切替端子Ｂは第２のバンドパスフィルタ２２を介して受信回路１に接続されている。
【００１０】
第１２図の高周波回路において、ＦＤＤ送受信時には、第１のスイッチ１１はダイバーシチスイッチとして機能しアンテナ３１または３２を選択し、第２のスイッチ１２はＦＤＤ方式で用いる周波数帯のバンドパスフィルタ２１ないし２２を選択する。ＦＤＤの受信信号は、アンテナ３１または３２、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２、第１または第２のバンドパスフィルタ２１または２２、受信回路１を経由して受信される。ＦＤＤの送信信号は、送信回路１、第３または第４のバンドパスフィルタ２３または２４、第１のアンテナ３１を経由して送信される。
【００１１】
ＴＤＤ送受信時には、第１のスイッチ１１は端子Ａ、すなわちアンテナ３２側を選択し、第２のスイッチ１２はＴＤＤ方式で用いる周波数帯のバンドパスフィルタ２１ないし２２を選択する。ＴＤＤの受信信号は、アンテナ３２、第１および第２のスイッチ１１および１２、第１または第２のバンドパスフィルタ２１または２２、受信回路１を経由して受信される。ＴＤＤ時の送信信号は、送信回路１、バンドパスフィルタ２３または２４、アンテナ３１を経由して送信される。
【００１２】
［第３の従来例］
図１３は、特開２０００−１３２７８で開示されている従来のＦＤＤ／ＴＤＤ共用マルチバンド高周波回路のブロック図である。図１１〜図１２と同一のものについては同一の符号を付している。図１３のマルチバンド高周波回路は、受信回路１、送信回路２、第１および第２の１：２切替スイッチ１１，１２、第１〜第３のバンドパスフィルタ２１〜２３、およびアンテナ３１を具備している。
【００１３】
アンテナ３１は第１のスイッチ１１の共通端子Ｃに接続されており、第１のスイッチ１１の切替端子Ａは第１のバンドパスフィルタ２１を介して受信回路１に接続されているとともに、第２のバンドパスフィルタ２２を介して第２のスイッチ１２の切替端子Ａに接続されている。第１のスイッチ１１の切替端子Ｂは第３のバンドパスフィルタ２３を介して第２のスイッチ１２の切替端子Ｂに接続されている。該第２のスイッチ１２の共通端子Ｃは送信回路２に接続されている。
【００１４】
図１３の高周波回路においては、ＦＤＤの受信周波数帯とＴＤＤの周波数帯が同一であることが条件となっている。ＦＤＤ送受信時には第１のスイッチ１１は端子Ａ側を選択し、第２のスイッチ１２は端子Ａ側を選択する。ＦＤＤ時の受信信号は、アンテナ３１、第１のスイッチ１１、第１のバンドパスフィルタ２１、および、受信回路１を経由して受信される。ＦＤＤ時の送信信号は、送信回路２、第２のスイッチ１２、第２のバンドパスフィルタ２２、第１のスイッチ１１、および、アンテナ３１を経由して送信される。
【００１５】
ＴＤＤの送受信時には第１のスイッチ１１はアンテナ切替スイッチとして動作し、送信・受信に同期して端子Ａ、Ｂの切替を繰り返す。第２のスイッチ１２はＢ側を選択する。ＴＤＤの受信信号は、アンテナ３１、第１のスイッチ１１、第１のバンドパスフィルタ２１、および、受信回路１を経由して受信される。ＴＤＤ時の送信信号は、送信回路２、第２のスイッチ１２、第３のバンドパスフィルタ２３、第１のスイッチ１１、および、アンテナ３１を経由して送信される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、従来例によれば、スイッチ素子とバンドパスフィルタを組み合わせることによって、ＦＤＤ方式とＴＤＤ方式で共用することのできるマルチバンド高周波回路を構成することができ、いくつかの方式を送受信することのできるマルチバンド無線機の小型化・低コスト化を実現することができる。
【００１７】
しかしながら、図１１で示した第１の従来技術のマルチバンド高周波回路では、方式や周波数帯を切り替える機能とＴＤＤ方式で送受を切り替える機能がいずれも第３および第４のスイッチ１３および１４で実現されている。上述した従来の例では取り扱う方式の数は２であったが、取り扱う方式や周波数帯の数が例えばＮ個の方式に増えた場合、該スイッチ１３および１４は１：Ｎの切替スイッチとしなければならず、制御回路が複雑となる。一方、ＴＤＤの送受切替には高速な切替が要求される。したがって、図１１の従来例では１：Ｎの切替スイッチを高速で動作させる必要があり、そのため、複雑な制御を高速で行わなければならないという問題点があった。
【００１８】
一方、図１２で示した第２の従来技術のマルチバンド高周波回路では、ＴＤＤ時の送信アンテナと受信アンテナが分離されているため、アンテナを共用できないと言う問題点があつた。また、図１２の従来のマルチバンド高周波回路では、送信経路を遮断するスイッチが具備されておらず、ＴＤＤ受信時に送信回路の出力が受信特性を劣化させるという問題点があった。
【００１９】
また、特開２０００−１３２７８では第３の従来技術を含め、いくつかのＦＤＤ／ＴＤＤ共用マルチバンド高周波回路の構成が開示されているが、いずれの場合も、ＦＤＤ方式の送信周波数または受信周波数のいずれかがＴＤＤ方式の周波数と同一であることが必要である。一般的には各種方式で使用される周波数帯はそれぞれ異なっており、特開２０００−１３２７８で開示されている構成は、マルチバンド高周波回路として汎用的に使用できないと言う問題点があった。
【００２０】
本発明の目的は、多くの方式を切り替えて使用することのできるマルチバンド無線機を構成する際に、複雑な高速制御が必要となる、アンテナが共用できない、送信経路を遮断することができない、使用する周波数配置に制限がある、といった課題を解決し、汎用的に使用することのできる、簡易な構成のＦＤＤ／ＴＤＤ共用のマルチバンド高周波回路を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は、アンテナなどが接続される入出力端子と、開放と短絡あるいは高抵抗と低抵抗を切り替える第１および第２のスイッチ手段と、第１および第２のフィルタリング手段と、受信回路と、送信回路とを具備し、前記入出力端子に前記第１および第２のスイッチ手段が接続されており、前記第１のスイッチ手段の前記入出力端子に接続されている側とは反対側の端子が前記第１のフィルタリング手段を介して前記受信回路に接続されており、前記第２のスイッチ手段の前記入出力端子に接続されている側とは反対側の端子が前記第２のフィルタリング手段を介して前記送信回路に接続されており、前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、その通過周波数帯域を複数の周波数帯で切り替える機能を有することを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２２】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、通過周波数帯域を電気的に変えることのできるチューナブル・バンドパスフィルタで構成されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２３】
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、複数のバンドパスフィルタと、該複数のバンドパスフィルタを切り替えて当該フィルタリング手段の通過周波数帯域を切り替える切替手段と、で構成されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２４】
請求項４にかかる発明は、請求項３に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第１のフィルタリング手段が、前記複数のバンドパスフィルタと前記切替手段との間に少なくとも１つの増幅手段を具備していることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２５】
請求項５にかかる発明は、請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第１のフィルタリング手段が、バンドパスフィルタと増幅手段とが直列に接続された直列回路を複数具備しており、該直列回路が並列に接続され、前記複数の増幅手段のうちの使用しない増幅手段は電源オフ又は減衰モードに制御されることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２６】
請求項６にかかる発明は、請求項３に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第２のフィルタリング手段が、前記複数のバンドパスフィルタと前記切替手段との間に少なくとも１つの増幅手段を具備していることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２７】
請求項７にかかる発明は、請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、前記受信回路または前記送信回路を複数具備しており、前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが複数のバンドパスフィルタで構成されており、該複数のバンドパスフィルタの一方の端子はそれぞれ前記第１または第２のスイッチ手段に接続され、該複数のバンドパスフィルタの他方の端子はそれぞれの通過周波数帯域に対応する受信回路または送信回路に接続されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２８】
請求項８にかかる発明は、請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、直列に接続された複数のバンドパスフィルタと、各バンドパスフィルタに並列に接続された開放と短絡あるいは高抵抗と低抵抗を切り替える別のスイッチ手段とから構成されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２９】
請求項９にかかる発明は、請求項１乃至８のいずれか１に記載のマルチバンド高周波回路において、ＦＤＤ方式の送受信時には前記第１および第２のスイッチ素子をオンさせ、ＴＤＤ方式の送受信時には前記第１および第２のスイッチ素子を送信受信に同期して交互にオン・オフさせる制御手段を具備することを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明は、アンテナなどが接続される入出力端子に、オン・オフ（開放と短絡、あるいは、高抵抗と低抵抗）する第１のスイッチ手段と第１のフィルタリング手段を介して受信回路を接続するとともに、同様にオン・オフする第２のスイッチ手段と第２のフィルタリング手段を介して送信回路を接続したことを最も主要な特徴とする。
【００３１】
以上のように構成することによって、ＦＤＤ動作時には第１および第２のスイッチ手段をオンとすることによって送信と受信を同時に行うことができ、送信信号と受信信号は第１および第２のフィルタリング手段で分離される。一方、ＴＤＤ動作時には、第１および第２のスイッチ手段を送信と受信に同期させて交互にオン／オフするように制御することによって、第１および第２のスイッチ手段を通常ＴＤＤ方式で用いる送受切替スイッチと同等の動作をさせることができる。
【００３２】
本発明によれば、第１および第２のスイッチ手段によりＦＤＤとＴＤＤを選択するため、簡易な構成で汎用性の高いマルチバンド高周波回路を実現することができる。
【００３３】
第１の従来技術では、方式を切り替える機能とＴＤＤ方式の送受を切り替える機能を同一のスイッチに持たせているため、マルチバンド無線機で取り扱う方式の数が多くなった場合には複雑な制御を高速で行わなければならなかったのに対し、本発明では、第１および第２のスイッチ手段は方式の切替機能を含んでおらず、オン・オフのみの切り替えであるため１：Ｎ切替のような複雑な制御が不要であり、制御が簡易である点が従来技術と異なる。
【００３４】
また、第２の従来技術では、ＴＤＤ方式で用いるアンテナ切替スイッチを具備しておらず、アンテナが共有できず、送信経路を遮断することができなかったのに対し、本発明では、第１および第２のスイッチ手段はＴＤＤ方式の送受切替スイッチと同等の動作をさせることもできる点が従来技術と異なる。すなわち、アンテナの共有と送信経路の遮断を可能とする。
【００３５】
また、第３の従来技術では、ＦＤＤ方式の送信または受信周波数のいずれかがＴＤＤ方式の周波数と一致する場合のＦＤＤ／ＴＤＤ共用マルチバンド高周波回路を実現するのに対し、本発明では、ＦＤＤとＴＤＤを共用するための手段、すなわち、第１および第２のスイッチ手段と周波数帯を切り替えるフィルタリング手段とを分離しているため、任意の周波数配置で取り扱う方式や周波数帯の数が増えた場合にも容易に適用できる点が従来技術と異なる。
【００３６】
［第１の実施形態］（請求項１に対応）
図１は本発明にかかる第１の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００３７】
本発明にかかる第１の実施形態は、受信回路１、送信回路２、アンテナなどに接続される入出力端子３、第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２、第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２を具備している。該第１のスイッチ素子１０１の一方の端子は入出力端子３に接続されており、他方の端子は第１のフィルタリング手段２０１を介して受信回路１に接続されている。該第２のスイッチ素子１０２の一方の端子は入出力端子３に接続されており、他方の端子は第２のフィルタリング手段２０２を介して送信回路２に接続されている。
【００３８】
上記第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２のうち少なくとも一方は複数の通過周波数帯を切り替える機能を有する。該第１のフィルタリング手段は、受信周波数帯域外の高レベル信号によって受信回路１が飽和し受信感度が低下する等の特性劣化を避けるために設けられる。また、該第２のフィルタリング手段は、送信回路２で発生する帯域外の不要な信号を抑圧するために設けられる。受信回路１は低雑音増幅器やダウンコンバータ等から構成される。送信回路２は高出力増幅器やアップコンバータ等から構成される。
【００３９】
受信周波数ｆ１、送信周波数ｆ２のＦＤＤ方式と、受信・送信周波数ｆ３のＴＤＤ方式を想定して本実施形態にかかるマルチバンド高周波回路の動作を説明する。
【００４０】
ＦＤＤ方式の場合には、第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオン（短絡、低抵抗）となるように制御する。また、第１のフィルタリング手段２０１は受信周波数ｆ１の信号を通過するように制御し、第２のフィルタリング手段２０２は送信周波数ｆ２の信号を通過するように制御する。
【００４１】
このように制御することによって、送受を同時に行うことができるとともに、受信した周波数ｆ１の信号は第１のフィルタリング手段２０１を通過し、受信回路１へ入力される。一方、周波数ｆ２の送信信号は第２のフィルタリング手段２０２を通過するが、第１のフィルタリング手段２０１に対しては周波数ｆ２が阻止帯域となるため、受信回路１へ入力されることなく、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＦＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００４２】
一方、ＴＤＤ方式の場合には、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信および受信と同期させてオン（短絡、低抵抗）／オフ（開放、高抵抗）を切り替える。受信時には該第１のスイッチ素子１０１をオンとし、該第２のスイッチ素子１０２をオフとするよう制御する。送信時には該第１のスイッチ素子１０１をオフとし、該第２のスイッチ素子１０２をオンとするよう制御する。第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２はＴＤＤ方式の周波数ｆ３の信号を通過するよう制御する。
【００４３】
このように制御することによって、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２は通常のＴＤＤ方式で用いられる送受切替スイッチと同等の動作をする。すなわち、受信時には該第１のスイッチ素子１０１がオンであり、該第２のスイッチ素子１０２がオフであるので、受信信号は第１のフィルタリング手段２０１を通過して受信回路１へ入力される。一方、送信時には該第１のスイッチ素子１０１がオフであり、該第２のスイッチ素子１０２がオンであるので、送信回路２から送信された送信信号は、該第１のスイッチ素子１０１がオフであるので、受信回路１へ入力されることなく、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＴＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のマルチバンド高周波回路は上記第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオンとすることによりＦＤＤ方式に対応し、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信・受信に同期して交互にオン／オフを切り替えるように制御することによりＴＤＤ方式に対応することができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、ＦＤＤ方式の受信周波数をｆ１、送信周波数をｆ２とし、ＴＤＤ方式の受信・送信周波数をｆ２とするときは、第２のフィルタリング手段２０２の通過帯域周波数はｆ２に固定できる。
【００４６】
［第２の実施形態］（請求項２に対応）
図２は本発明にかかる第２の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００４７】
本実施形態は、第１の実施形態における第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２を、電気的に通過帯域を変更することのできるチューナブル・バンドパスフィルタ２１１および２１２を用いて構成したものである。本実施形態は、上述した第１の実施形態と同様の作用と効果を有する。
【００４８】
［第３実施形態］（請求項３に対応）
図３図は本発明にかかる第３の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１、図２、図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００４９】
本実施形態は、第１の実施形態における第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２を、第１〜第４のバンドパスフィルタ２１〜２４と第１および第２の１：２切替スイッチ１１および１２で構成したものである。
【００５０】
該第１のバンドパスフィルタ２１の片方の端子は第１のスイッチ素子１０１に接続されており、他方の端子は該第１の切替スイッチ１１の切替端子Ａに接続されている。該第２のバンドパスフィルタ２２の片方の端子は第１のスイッチ素子１０１に接続されており、他方の端子は該第１の切替スイッチ１１の切替端子Ｂに接続されている。該第３のバンドパスフィルタ２３の片方の端子は第２のスイッチ素子１０２に接続されており、他方の端子は該第２の切替スイッチ１２の切替端子Ａに接続されている。該第４のバンドパスフィルタ２４の片方の端子は第２のスイッチ素子１０２に接続されており、他方の端子は該第１の切替スイッチ１２の切替端子Ｂに接続されている。該第１の切替スイッチ１１の共通端子Ｃは受信回路１に接続されており、該第２の切替スイッチ１２の共通端子Ｃは送信回路２に接続されている。
【００５１】
受信周波数ｆ１、送信周波数ｆ２のＦＤＤ方式と、受信・送信周波数ｆ３のＴＤＤ方式を想定して本発明に係るマルチバンド高周波回路の動作を説明する。第１のバンドパスフィルタ２１の通過周波数はｆ１、第２のバンドパスフィルタ２２の通過周波数はｆ３、第３のバンドパスフィルタ２３の通過周波数はｆ２、第４のバンドパスフィルタの通過周波数はｆ３とする。
【００５２】
ＦＤＤ方式の場合には、第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオン（短絡、低抵抗）となるように制御し、第１の切替スイッチ１１は第１のバンドパスフィルタ２１側、すなわち端子Ａ側を選択し、第２の切替スイッチ１２は第３のバンドパスフィルタ２３側、すなわち端子Ａ側を選択する。
【００５３】
このように制御することによって、送受信を同時に行うことができるとともに、受信した周波数ｆ１の信号は第１のバンドパスフィルタ２１を通過し、受信回路１へ入力される。一方、周波数ｆ２の送信信号は第３のバンドパスフィルタ２３を通過するが、第１のバンドパスフィルタ２１に対しては周波数ｆ２が阻止帯域となるため、受信回路１へ入力されることなく、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＦＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００５４】
一方、ＴＤＤ方式の場合には、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信および受信と同期させてオン（短絡、低抵抗）／オフ（開放、高抵抗）を切り替える。受信時には該第１のスイッチ素子１０１をオンとし、該第２のスイッチ素子１０２をオフとするよう制御する。送信時には該第１のスイッチ素子１０１をオフとし、該第２のスイッチ素子１０２をオンとするよう制御する。第１の切替スイッチ１１は第２のバンドパスフィルタ２２側、すなわち端子Ｂ側を選択し、第２の切替スイッチ１２は第４のバンドパスフィルタ２４側、すなわち端子Ｂ側を選択する。
【００５５】
このように制御することによって、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２は通常のＴＤＤ方式で用いられる送受切替スイッチと同等の動作をする。すなわち、受信時には該第１のスイッチ素子１０１がオンであり、該第２のスイッチ素子１０２がオフであるので、受信信号は第２のバンドパスフィルタ２２を通過して受信回路１へ入力される。一方、送信時には該第１のスイッチ素子１０１がオフであり、該第２のスイッチ素子１０２がオンであるので、送信回路２から送信された送信信号は、該第１のスイッチ素子１０１がオフであるので、受信回路１へ入力されることなく、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＴＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態のマルチバンド高周波回路は上記第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオンとすることによりＦＤＤ方式に対応し、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信・受信に同期して交互にオン／オフを切り替えるように制御することによりＴＤＤ方式に対応することができる。
【００５７】
また、第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２がバンドパスフィルタと切替スイッチで構成されているため、バンドパスフィルタの通過周波数帯域を適切に選ぶことによって、任意の周波数配置の方式を切り替えることができる。
【００５８】
さらに、第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２において、バンドパスフィルタを３以上具備し、それらを切り替える多端子切替スイッチを具備することによって、さらに多くの方式、あるいは、周波数帯を取り扱うマルチバンド高周波回路を構成することができる。
【００５９】
［第４の実施形態］（請求項４に対応）
図４は本発明にかかる第４の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図３および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００６０】
本実施形態は、第３の実施形態における第１のフィルタリング手段２０１のバンドパスフィルタ２１および２２と切替スイッチ１１の間に、第１および第２の低雑音増幅器４１および４２を配置したものである。
【００６１】
受信装置を構成するために、回路がＮ段縦続に接続されており、各回路の雑音指数をＦｎ、利得をＧｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）とすると、受信装置全体の雑音指数Ｆｔはフリスの公式より、
Ｆｔ＝Ｆ１＋（Ｆ２−１）／Ｇ１＋・・・・＋（ＦＮ−１）／Ｇ１Ｇ２・・・ＧＮ−１
のように与えられる。
【００６２】
この式によれば、１段目の低雑音増幅器の利得が高ければ受信機全体の雑音指数は低雑音増幅器の雑音指数Ｆ１でほぼ決定されることになる。しかしながら、低雑音増幅器の前段に損失があるとその損失分だけ雑音指数は劣化することになる。
【００６３】
第３の実施形態では、スイッチ素子１０１、バンドパスフィルタ２１ないし２２、切替スイッチ１１が低雑音増幅器を含む受信回路１の前段に配置されており、これらの損失が受信機全体の雑音特性を劣化させる。これに対し本実施形態のように、低雑音増幅器をバンドパスフィルタと切替スイッチ１１の間に配置することにより、切替スイッチ１１の雑音特性への影響を小さくすることができる。
【００６４】
したがって、本実施形態は、上述した第３の実施形態と同様の作用と効果を有するとともに、第３の実施形態の雑音特性を改善する。
【００６５】
また、第３の実施形態では取り扱う全ての帯域をカバーする広帯域な受信回路が必要となるが、本実施形態ではそれぞれの帯域用に設計された低雑音増幅器を使用することができる。
【００６６】
［第５の実施形態］（請求項５に対応）
図５は本発明にかかる第５の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図４および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００６７】
本実施形態は、第４の実施形態における第１の切替スイッチ１１を省略したものである。第１および第２のバンドパスフィルタ２１、２２の役割は、受信周波数帯域外の高レベル信号によって受信回路１が飽和することを防ぐことにある。
【００６８】
したがって、図３に示した第３の実施形態では、第１の切替スイッチ１１を省略すると第１および第２のバンドパスフィルタ２１、２２を通過した信号がともに受信回路１に入力されるため、該第１の切替スイッチ１１を省略することは望ましくない。
【００６９】
一方、本実施形態では使用しない帯域の低雑音増幅器４１または４２の電源を切る、ないしは、減衰モードで動作させることにより切替スイッチ１１を切り替えたのと同様の効果を持たせることができる。したがって、本実施形態は、上述した第４の実施形態と同様の作用と効果を有する。
【００７０】
［第６の実施形態］（請求項６に対応）
図６は本発明にかかる第６の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図５および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００７１】
本実施形態は、第３の実施形態における第２のフィルタリング手段２０２のバンドパスフィルタ２３および２４と切替スイッチ１２の間に第１および第２の高出力増幅器５１および５２を配置したものである。
【００７２】
携帯端末等では高出力増幅器の効率は電池の寿命を左右する重要な要素である。したがって、高出力増幅器の後段に損失があると送信装置全体で見た効率が低下することになる。
【００７３】
第３の実施形態では、スイッチ素子１０２、バンドパスフィルタ２３ないし２４、切替スイッチ１２が高出力増幅器を含む送信回路２の後段に配置されており、これらの損失が送信機全体の効率を劣化させる。これに対し、本実施形態のように、高出力増幅器をバンドパスフィルタと切替スイッチ１２の間に配置することにより、切替スイッチ１２の効率への影響を小さくすることができる。
【００７４】
したがって、本実施形態は、上述した第３の実施形態と同様の作用と効果を有するとともに、第３の実施形態の効率特性を改善する。また、第３の実施形態では取り扱う全ての帯域をカバーする広帯域な送信回路が必要となるが、本実施形態ではそれぞれの帯域用に設計された高出力増幅器を使用することができる。
【００７５】
［第７の実施形態］（請求項７に対応）
図７は本発明にかかる第７の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図６および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００７６】
本実施形態は、第３の実施形態における第１および第２の切替スイッチ１１および１２を省略し、各バンドパスフィルタにそれぞれの帯域に対応する受信回路、送信回路を接続している。すなわち、第１のバンドパスフィルタ２１を第１受信回路１’に接続し、第２のバンドパスフィルタ２２を第２の受信回路１”に接続し、第３のバンドパスフィルタ２３を第１の送信回路２’に接続し、第４のバンドパスフィルタ２４を第２の送信回路２”に接続している。
【００７７】
第３の実施形態では送信回路、受信回路とも取り扱う全ての周波数帯をカバーできる広帯域な回路が必要であったが、本実施形態では、それぞれの周波数帯または方式に専用に設計された送受信回路を用いることができる。汎用に設計された送受信回路を用いた場合も同様である。
【００７８】
本実施形態では、スイッチ素子１０１および１０２を制御することにより、上述した第３の実施形態と同様の作用と効果を有する。
【００７９】
［第８の実施形態］（請求項３に対応）
図８は本発明にかかる第８の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図７および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００８０】
本実施形態は、上述した第３の実施形態で第１および第２のフィルタリング手段２０１、２０２を構成するバンドパスフィルタと切替スイッチの順番を入れ替えたものである。本実施形態は、上述した第３の実施形態と同様の作用と効果を有する。
【００８１】
［第９の実施形態］（請求項３に対応）
図９は本発明にかかる第９の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図８および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００８２】
本実施形態は、上述した第３の実施形態で第１および第２のフィルタリング手段２０１、２０２を構成するバンドパスフィルタの両端に切替スイッチを具備したものである。
【００８３】
本実施形態は、上述した第３の実施形態と同様の作用と効果を有するとともに、第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２の阻止帯域特性を改善する。
【００８４】
［第１０の実施形態］（請求項８に対応）
図１０は本発明にかかる第１０の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図９および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００８５】
本実施形態は、第１の実施形態における第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２を、第１〜第４のバンドパスフィルタ２１〜２４と第３〜第６のスイッチ素子１１１〜１１４で構成したものである。
【００８６】
バンドパスフィルタ２１と２２が直列に接続されており、該バンドパスフィルタ２１とスイッチ素子１１１が並列に接続されており、該バンドパスフィルタ２２とスイッチ素子１１２が並列に接続されており、第１のフィルタリング手段２０１を構成している。
【００８７】
バンドパスフィルタ２３と２４が直列に接続されており、該バンドパスフィルタ２３とスイッチ素子１１３が並列に接続されており、該バンドパスフィルタ２４とスイッチ素子１１４が並列に接続されており、第２のフィルタリング手段２０２を構成している。
【００８８】
受信周波数ｆ１、送信周波数ｆ２のＦＤＤ方式と、受信・送信周波数ｆ３のＴＤＤ方式を想定して本実施形態のマルチバンド高周波回路の動作を説明する。第１のバンドパスフィルタ２１の通過周波数はｆ１、第２のバンドパスフィルタ２２の通過周波数はｆ３、第３のバンドパスフィルタ２３の通過周波数はｆ２、第４のバンドパスフィルタ２４の通過周波数はｆ３とする。
【００８９】
ＦＤＤ方式の場合には第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオン（短絡、低抵抗）となるように制御し、第３のスイッチ素子１１１はオフにし、第４のスイッチ素子１１２はオンとする。また、第５のスイッチ素子１１３はオフにし、第６のスイッチ素子１１４はオンとする。
【００９０】
このように制御することによって送受信を同時に行うことができるとともに、バンドパスフィルタ２１、２２およびスイッチ素子１１１、１１２で構成される第１のフィルタリング手段２０１は通過周波数ｆ１のバンドパスフィルタとして動作し、バンドパスフィルタ２３、２４およびスイッチ素子１１３、１１４で構成される第２のフィルタリング手段２０２は通過周波数ｆ２のバンドパスフィルタとして動作する。
【００９１】
したがって、受信した周波数ｆ１の信号は第１のスイッチ素子１０１および第１のフィルタリング手段２０１を通過し、受信回路１へ入力される。一方、周波数ｆ２の送信信号は第２のフィルタリング手段２０２および第２のスイッチ素子１０２を通過し、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＦＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００９２】
一方、ＴＤＤ方式の場合には、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信および受信と同期させてオン（短絡、低抵抗）／オフ（開放、高抵抗）を切り替える。受信時には該第１のスイッチ素子１０１をオンとし、該第２のスイッチ素子１０２をオフとするよう制御する。送信時には該第１のスイッチ素子１０１をオフとし、該第２のスイッチ素子１０２をオンとするよう制御する。第３のスイッチ素子１１１はオンにし、第４のスイッチ素子１１２はオフとする。また、第５のスイッチ素子１１３はオンにし、第６のスイッチ素子１１４はオフとする。したがって、該第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２はそれぞれ通過周波数ｆ３のバンドパスフィルタとして動作する。
【００９３】
このように制御することによって該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２は通常のＴＤＤ方式で用いられる送受切替スイッチと同等の動作をする。すなわち、受信時には該第１のスイッチ素子１０１がオンであり、該第２のスイッチ素子１０２がオフであるので、受信信号は第１のフィルタリング手段２０１を通過して受信回路１へ入力される。一方、送信時には該第１のスイッチ素子１０１がオフであり、該第２のスイッチ素子１０２がオンであるので、送信回路２から送信された送信信号は、該第１のスイッチ素子１０１がオフであるので、受信回路１へ入力されることなく、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＴＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態のマルチバンド高周波回路は上記第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオンとすることによりＦＤＤ方式に対応し、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信・受信に同期して交互にオン／オフを切り替えるように制御することによりＴＤＤ方式に対応することができる。
【００９５】
［変形例］
第３から第１０の実施形態においては、送信および受信ともそれぞれ異なる２つの周波数帯を使用する場合の構成を示しているが、３つ以上の周波数帯を使用する場合も同様である。
【００９６】
また、第３から第１０の実施形態においては、送信および受信とも異なる周波数帯を使用する場合の構成を示しているが、例えばＦＤＤ方式の送信または受信の周波数がＴＤＤ方式の周波数と一致する場合には、上述した第１または第２のフィルタリング手段２０１または２０２は単一のフィルタで構成することができる。
【００９７】
また、前記した第１から第１０の実施形態において、各スイッチ素子１０１、１０２、１１１、１１２、１１３、１１４および切替スイッチ１１、１２、１３、１４は、ＦＤＤ方式又はＴＤＤ方式に応じて、図示しない制御手段によってそれぞれ切り替えられる。
【００９８】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、複雑な制御が不要で制御が簡易になり、アンテナが共用可能になるとともに送信経路が遮断可能になり、使用する周波数配置の制限が無くなり、よって汎用性の高いＦＤＤ／ＴＤＤ方式共用のマルチバンド高周波回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図２】第２の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図３】第３の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図４】第４の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図５】第５の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図６】第６の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図７】第７の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図８】第８の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図９】第９の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図１０】第１０の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図１１】第１の従来のマルチバンド高周波回路のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図１２】第２の従来のマルチバンド高周波回路のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図１３】第３の従来のマルチバンド高周波回路のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【符号の説明】
１、１’、１”：受信回路
２、２’、２”：送信回路
３：入出力端子
１１、１２、１３、１４：切替スイッチ
２１、２２、２３、２４：バンドパスフィルタ
３１、３２：アンテナ
４１、４２：低雑音増幅器
５１、５２：高出力増幅器
１０１、１０２、１１１、１１２、１１３、１１４：スイッチ素子
２０１、２０２：フィルタリング手段
２１１、２１２：チューナブル・バンドパスフィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばいくつかの周波数帯および方式を切り替えて使うマルチバンド無線装置において、周波数分割複信（ＦＤＤ）方式と時分割複信（ＴＤＤ）方式の両方式で共用可能なマルチバンド高周波回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２つの無線局（例えば、基地局と端末）間で双方向の通信を行うために、上り回線と下り回線で異なった周波数を用いる周波数分割複信（ＦＤＤ）方式と、同じ周波数を用いて上りと下りで異なった時間区分を用いる時分割複信（ＴＤＤ）方式がある。例えば、日本標準のディジタル自動車電話方式（ディジタル方式自動車電話システム：ＲＣＲＳＴＤ−２７）はＦＤＤであり、ディジタルコードレス電話方式（第二世代コードレス電話システム：ＲＣＲＳＴＤ−２８）はＴＤＤである。このような両システムで共用可能な装置を実現するためには、ＦＤＤおよびＴＤＤの両方式に対応したマルチバンド高周波回路が必要となる。ＦＤＤおよびＴＤＤの両方式に対応した高周波回路としてはいくつかの構成が提案されている。
【０００３】
［第１の従来例］
図１１は、特開平９−１８３９７で開示されている第１の従来技術のＦＤＤ／ＴＤＤ共用マルチバンド高周波回路のブロック図である。図１１のマルチバンド高周波回路は、受信回路１、送信回路２、第１〜第４の１：２切替（ＳＰＤＴ）スイッチ１１〜１４、第１〜第３のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２１〜２３、、第１および第２のアンテナ３１，３２を具備している。
【０００４】
第１のアンテナ３１は第１のスイッチ１１の切替端子Ｂおよび第２のスイッチ１２の共通端子Ｃに接続されており、第２のアンテナ３２は第１のスイッチ１１の切替端子Ａに接続されている。第１のスイッチ１１の共通端子Ｃは第１のバンドパスフィルタ２１を介して第３のスイッチ１３の切替端子Ａに接続されている。第２のスイッチ１２の切替端子Ａは第２のバンドパスフィルタ２２を介して第３のスイッチ１３の切替端子Ｂおよび第４のスイッチ１４の切替端子Ａに接続されており、第２のスイッチ１２の切替端子Ｂは第３のバンドパスフィルタ２３を介して第４のスイッチ１４の切替端子Ｂに接続されている。第３のスイッチ１３の共通端子Ｃは受信回路１に接続されており、第４のスイッチ１４の共通端子Ｃは送信回路２に接続されている。該受信回路１は低雑音増幅器やダウンコンバータ等からなり、該送信回路２は高出力増幅器やアップコンバータ等からなる。
【０００５】
上記バンドパスフィルタのうち、受信時に用いるフィルタは、受信周波数帯域外の高レベル信号によって受信回路１が飽和し受信感度が低下する等の特性劣化を避けるために設けてあり、送信時に用いるフィルタは、送信回路２で発生する帯域外の不要な信号を抑圧するために設けてある。
【０００６】
図１１の高周波回路において、ＦＤＤ送受信時には、第１のスイッチ１１はダイバーシチスイッチとして機能しアンテナ３１または３２を選択し、第２のスイッチ１２は端子Ｂ側を選択し、第３のスイッチ１３は端子Ａ側を選択し、第４のスイッチ１４は端子Ｂ側を選択する。ＦＤＤ時の受信信号は、アンテナ３１または３２、第１のスイッチ１１、第１のバンドパスフィルタ２１、第３のスイッチ１３、受信回路１を経由して受信される。ＦＤＤ時の送信信号は、送信回路２、第４のスイッチ１４、第３のバンドパスフィルタ２３、第２のスイッチ１２および第１のアンテナ３１を経由して送信される。
【０００７】
ＴＤＤ送受信時には、第１のスイッチ１１は端子Ａ側を選択し、第２のスイッチ１２は端子Ａ側を選択し、第３および第４のスイッチ１３および１４は送受信のタイミングに応じて連動して端子ＡまたはＢの選択を切り替える。ＴＤＤ受信時は第３のスイッチ１３は端子Ｂ側を選択し、第４のスイッチ１４は端子Ｂ側を選択する。したがって、ＴＤＤ時の受信信号は、第１のアンテナ３１、第２のスイッチ１２、第２のバンドパスフィルタ２２、第３のスイッチ１３および受信回路１を経由して受信される。一方、ＴＤＤ送信時は第３のスイッチ１３は端子Ａ側を選択し、第４のスイッチ１４は端子Ａ側を選択する。したがって、ＴＤＤ時の送信信号は、送信回路２、第４のスイッチ１４、第２のバンドパスフィルタ２２、第２のスイッチ１２、第１のアンテナ３１を経由して送信される。
【０００８】
［第２の従来例］
図１２は、特開平９−１１６４５８で開示されている第２の従来技術のＦＤＤ／ＴＤＤ共用マルチバンド高周波回路のブロック図である。図１１と同一のものについては同一の符号を付している。図１２のマルチバンド高周波回路は、受信回路１、送信回路２、第１および第２の１：２切替スイッチ１１，１２、第１〜第４のバンドパスフィルタ２１〜２４、および、第１および第２のアンテナ３１，３２を具備している。
【０００９】
第１のアンテナ３１は第１のスイッチ１１の切替端子Ｂに接続されており、さらに、並列に接続された第３および第４のバンドパスフィルタ２３，２４を介して送信回路２に接続されている。第２のアンテナ３２は第１のスイッチ１１の切替端子Ａに接続されており、該第１のスイッチ１１の共通端子Ｃは第２のスイッチ１２の共通端子Ｃに接続されている。該第２のスイッチ１２の切替端子Ａは第１のバンドパスフィルタ２１を介して受信回路１に接続されており、切替端子Ｂは第２のバンドパスフィルタ２２を介して受信回路１に接続されている。
【００１０】
第１２図の高周波回路において、ＦＤＤ送受信時には、第１のスイッチ１１はダイバーシチスイッチとして機能しアンテナ３１または３２を選択し、第２のスイッチ１２はＦＤＤ方式で用いる周波数帯のバンドパスフィルタ２１ないし２２を選択する。ＦＤＤの受信信号は、アンテナ３１または３２、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ１２、第１または第２のバンドパスフィルタ２１または２２、受信回路１を経由して受信される。ＦＤＤの送信信号は、送信回路１、第３または第４のバンドパスフィルタ２３または２４、第１のアンテナ３１を経由して送信される。
【００１１】
ＴＤＤ送受信時には、第１のスイッチ１１は端子Ａ、すなわちアンテナ３２側を選択し、第２のスイッチ１２はＴＤＤ方式で用いる周波数帯のバンドパスフィルタ２１ないし２２を選択する。ＴＤＤの受信信号は、アンテナ３２、第１および第２のスイッチ１１および１２、第１または第２のバンドパスフィルタ２１または２２、受信回路１を経由して受信される。ＴＤＤ時の送信信号は、送信回路１、バンドパスフィルタ２３または２４、アンテナ３１を経由して送信される。
【００１２】
［第３の従来例］
図１３は、特開２０００−１３２７８で開示されている従来のＦＤＤ／ＴＤＤ共用マルチバンド高周波回路のブロック図である。図１１〜図１２と同一のものについては同一の符号を付している。図１３のマルチバンド高周波回路は、受信回路１、送信回路２、第１および第２の１：２切替スイッチ１１，１２、第１〜第３のバンドパスフィルタ２１〜２３、およびアンテナ３１を具備している。
【００１３】
アンテナ３１は第１のスイッチ１１の共通端子Ｃに接続されており、第１のスイッチ１１の切替端子Ａは第１のバンドパスフィルタ２１を介して受信回路１に接続されているとともに、第２のバンドパスフィルタ２２を介して第２のスイッチ１２の切替端子Ａに接続されている。第１のスイッチ１１の切替端子Ｂは第３のバンドパスフィルタ２３を介して第２のスイッチ１２の切替端子Ｂに接続されている。該第２のスイッチ１２の共通端子Ｃは送信回路２に接続されている。
【００１４】
図１３の高周波回路においては、ＦＤＤの受信周波数帯とＴＤＤの周波数帯が同一であることが条件となっている。ＦＤＤ送受信時には第１のスイッチ１１は端子Ａ側を選択し、第２のスイッチ１２は端子Ａ側を選択する。ＦＤＤ時の受信信号は、アンテナ３１、第１のスイッチ１１、第１のバンドパスフィルタ２１、および、受信回路１を経由して受信される。ＦＤＤ時の送信信号は、送信回路２、第２のスイッチ１２、第２のバンドパスフィルタ２２、第１のスイッチ１１、および、アンテナ３１を経由して送信される。
【００１５】
ＴＤＤの送受信時には第１のスイッチ１１はアンテナ切替スイッチとして動作し、送信・受信に同期して端子Ａ、Ｂの切替を繰り返す。第２のスイッチ１２はＢ側を選択する。ＴＤＤの受信信号は、アンテナ３１、第１のスイッチ１１、第１のバンドパスフィルタ２１、および、受信回路１を経由して受信される。ＴＤＤ時の送信信号は、送信回路２、第２のスイッチ１２、第３のバンドパスフィルタ２３、第１のスイッチ１１、および、アンテナ３１を経由して送信される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、従来例によれば、スイッチ素子とバンドパスフィルタを組み合わせることによって、ＦＤＤ方式とＴＤＤ方式で共用することのできるマルチバンド高周波回路を構成することができ、いくつかの方式を送受信することのできるマルチバンド無線機の小型化・低コスト化を実現することができる。
【００１７】
しかしながら、図１１で示した第１の従来技術のマルチバンド高周波回路では、方式や周波数帯を切り替える機能とＴＤＤ方式で送受を切り替える機能がいずれも第３および第４のスイッチ１３および１４で実現されている。上述した従来の例では取り扱う方式の数は２であったが、取り扱う方式や周波数帯の数が例えばＮ個の方式に増えた場合、該スイッチ１３および１４は１：Ｎの切替スイッチとしなければならず、制御回路が複雑となる。一方、ＴＤＤの送受切替には高速な切替が要求される。したがって、図１１の従来例では１：Ｎの切替スイッチを高速で動作させる必要があり、そのため、複雑な制御を高速で行わなければならないという問題点があった。
【００１８】
一方、図１２で示した第２の従来技術のマルチバンド高周波回路では、ＴＤＤ時の送信アンテナと受信アンテナが分離されているため、アンテナを共用できないと言う問題点があつた。また、図１２の従来のマルチバンド高周波回路では、送信経路を遮断するスイッチが具備されておらず、ＴＤＤ受信時に送信回路の出力が受信特性を劣化させるという問題点があった。
【００１９】
また、特開２０００−１３２７８では第３の従来技術を含め、いくつかのＦＤＤ／ＴＤＤ共用マルチバンド高周波回路の構成が開示されているが、いずれの場合も、ＦＤＤ方式の送信周波数または受信周波数のいずれかがＴＤＤ方式の周波数と同一であることが必要である。一般的には各種方式で使用される周波数帯はそれぞれ異なっており、特開２０００−１３２７８で開示されている構成は、マルチバンド高周波回路として汎用的に使用できないと言う問題点があった。
【００２０】
本発明の目的は、多くの方式を切り替えて使用することのできるマルチバンド無線機を構成する際に、複雑な高速制御が必要となる、アンテナが共用できない、送信経路を遮断することができない、使用する周波数配置に制限がある、といった課題を解決し、汎用的に使用することのできる、簡易な構成のＦＤＤ／ＴＤＤ共用のマルチバンド高周波回路を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は、アンテナなどが接続される入出力端子と、開放と短絡あるいは高抵抗と低抵抗を切り替える第１および第２のスイッチ手段と、第１および第２のフィルタリング手段と、受信回路と、送信回路とを具備し、前記入出力端子に前記第１および第２のスイッチ手段が接続されており、前記第１のスイッチ手段の前記入出力端子に接続されている側とは反対側の端子が前記第１のフィルタリング手段を介して前記受信回路に接続されており、前記第２のスイッチ手段の前記入出力端子に接続されている側とは反対側の端子が前記第２のフィルタリング手段を介して前記送信回路に接続されており、前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、その通過周波数帯域を複数の周波数帯で切り替える機能を有することを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２２】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、通過周波数帯域を電気的に変えることのできるチューナブル・バンドパスフィルタで構成されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２３】
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、複数のバンドパスフィルタと、該複数のバンドパスフィルタを切り替えて当該フィルタリング手段の通過周波数帯域を切り替える切替手段と、で構成されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２４】
請求項４にかかる発明は、請求項３に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第１のフィルタリング手段が、前記複数のバンドパスフィルタと前記切替手段との間に少なくとも１つの増幅手段を具備していることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２５】
請求項５にかかる発明は、請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第１のフィルタリング手段が、バンドパスフィルタと増幅手段とが直列に接続された直列回路を複数具備しており、該直列回路が並列に接続され、前記複数の増幅手段のうちの使用しない増幅手段は電源オフ又は減衰モードに制御されることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２６】
請求項６にかかる発明は、請求項３に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第２のフィルタリング手段が、前記複数のバンドパスフィルタと前記切替手段との間に少なくとも１つの増幅手段を具備していることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２７】
請求項７にかかる発明は、請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、前記受信回路または前記送信回路を複数具備しており、前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが複数のバンドパスフィルタで構成されており、該複数のバンドパスフィルタの一方の端子はそれぞれ前記第１または第２のスイッチ手段に接続され、該複数のバンドパスフィルタの他方の端子はそれぞれの通過周波数帯域に対応する受信回路または送信回路に接続されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２８】
請求項８にかかる発明は、請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、直列に接続された複数のバンドパスフィルタと、各バンドパスフィルタに並列に接続された開放と短絡あるいは高抵抗と低抵抗を切り替える別のスイッチ手段とから構成されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００２９】
請求項９にかかる発明は、請求項１乃至８のいずれか１に記載のマルチバンド高周波回路において、ＦＤＤ方式の送受信時には前記第１および第２のスイッチ素子をオンさせ、ＴＤＤ方式の送受信時には前記第１および第２のスイッチ素子を送信受信に同期して交互にオン・オフさせる制御手段を具備することを特徴とするマルチバンド高周波回路とした。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明は、アンテナなどが接続される入出力端子に、オン・オフ（開放と短絡、あるいは、高抵抗と低抵抗）する第１のスイッチ手段と第１のフィルタリング手段を介して受信回路を接続するとともに、同様にオン・オフする第２のスイッチ手段と第２のフィルタリング手段を介して送信回路を接続したことを最も主要な特徴とする。
【００３１】
以上のように構成することによって、ＦＤＤ動作時には第１および第２のスイッチ手段をオンとすることによって送信と受信を同時に行うことができ、送信信号と受信信号は第１および第２のフィルタリング手段で分離される。一方、ＴＤＤ動作時には、第１および第２のスイッチ手段を送信と受信に同期させて交互にオン／オフするように制御することによって、第１および第２のスイッチ手段を通常ＴＤＤ方式で用いる送受切替スイッチと同等の動作をさせることができる。
【００３２】
本発明によれば、第１および第２のスイッチ手段によりＦＤＤとＴＤＤを選択するため、簡易な構成で汎用性の高いマルチバンド高周波回路を実現することができる。
【００３３】
第１の従来技術では、方式を切り替える機能とＴＤＤ方式の送受を切り替える機能を同一のスイッチに持たせているため、マルチバンド無線機で取り扱う方式の数が多くなった場合には複雑な制御を高速で行わなければならなかったのに対し、本発明では、第１および第２のスイッチ手段は方式の切替機能を含んでおらず、オン・オフのみの切り替えであるため１：Ｎ切替のような複雑な制御が不要であり、制御が簡易である点が従来技術と異なる。
【００３４】
また、第２の従来技術では、ＴＤＤ方式で用いるアンテナ切替スイッチを具備しておらず、アンテナが共有できず、送信経路を遮断することができなかったのに対し、本発明では、第１および第２のスイッチ手段はＴＤＤ方式の送受切替スイッチと同等の動作をさせることもできる点が従来技術と異なる。すなわち、アンテナの共有と送信経路の遮断を可能とする。
【００３５】
また、第３の従来技術では、ＦＤＤ方式の送信または受信周波数のいずれかがＴＤＤ方式の周波数と一致する場合のＦＤＤ／ＴＤＤ共用マルチバンド高周波回路を実現するのに対し、本発明では、ＦＤＤとＴＤＤを共用するための手段、すなわち、第１および第２のスイッチ手段と周波数帯を切り替えるフィルタリング手段とを分離しているため、任意の周波数配置で取り扱う方式や周波数帯の数が増えた場合にも容易に適用できる点が従来技術と異なる。
【００３６】
［第１の実施形態］（請求項１に対応）
図１は本発明にかかる第１の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００３７】
本発明にかかる第１の実施形態は、受信回路１、送信回路２、アンテナなどに接続される入出力端子３、第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２、第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２を具備している。該第１のスイッチ素子１０１の一方の端子は入出力端子３に接続されており、他方の端子は第１のフィルタリング手段２０１を介して受信回路１に接続されている。該第２のスイッチ素子１０２の一方の端子は入出力端子３に接続されており、他方の端子は第２のフィルタリング手段２０２を介して送信回路２に接続されている。
【００３８】
上記第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２のうち少なくとも一方は複数の通過周波数帯を切り替える機能を有する。該第１のフィルタリング手段は、受信周波数帯域外の高レベル信号によって受信回路１が飽和し受信感度が低下する等の特性劣化を避けるために設けられる。また、該第２のフィルタリング手段は、送信回路２で発生する帯域外の不要な信号を抑圧するために設けられる。受信回路１は低雑音増幅器やダウンコンバータ等から構成される。送信回路２は高出力増幅器やアップコンバータ等から構成される。
【００３９】
受信周波数ｆ１、送信周波数ｆ２のＦＤＤ方式と、受信・送信周波数ｆ３のＴＤＤ方式を想定して本実施形態にかかるマルチバンド高周波回路の動作を説明する。
【００４０】
ＦＤＤ方式の場合には、第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオン（短絡、低抵抗）となるように制御する。また、第１のフィルタリング手段２０１は受信周波数ｆ１の信号を通過するように制御し、第２のフィルタリング手段２０２は送信周波数ｆ２の信号を通過するように制御する。
【００４１】
このように制御することによって、送受を同時に行うことができるとともに、受信した周波数ｆ１の信号は第１のフィルタリング手段２０１を通過し、受信回路１へ入力される。一方、周波数ｆ２の送信信号は第２のフィルタリング手段２０２を通過するが、第１のフィルタリング手段２０１に対しては周波数ｆ２が阻止帯域となるため、受信回路１へ入力されることなく、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＦＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００４２】
一方、ＴＤＤ方式の場合には、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信および受信と同期させてオン（短絡、低抵抗）／オフ（開放、高抵抗）を切り替える。受信時には該第１のスイッチ素子１０１をオンとし、該第２のスイッチ素子１０２をオフとするよう制御する。送信時には該第１のスイッチ素子１０１をオフとし、該第２のスイッチ素子１０２をオンとするよう制御する。第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２はＴＤＤ方式の周波数ｆ３の信号を通過するよう制御する。
【００４３】
このように制御することによって、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２は通常のＴＤＤ方式で用いられる送受切替スイッチと同等の動作をする。すなわち、受信時には該第１のスイッチ素子１０１がオンであり、該第２のスイッチ素子１０２がオフであるので、受信信号は第１のフィルタリング手段２０１を通過して受信回路１へ入力される。一方、送信時には該第１のスイッチ素子１０１がオフであり、該第２のスイッチ素子１０２がオンであるので、送信回路２から送信された送信信号は、該第１のスイッチ素子１０１がオフであるので、受信回路１へ入力されることなく、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＴＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のマルチバンド高周波回路は上記第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオンとすることによりＦＤＤ方式に対応し、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信・受信に同期して交互にオン／オフを切り替えるように制御することによりＴＤＤ方式に対応することができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、ＦＤＤ方式の受信周波数をｆ１、送信周波数をｆ２とし、ＴＤＤ方式の受信・送信周波数をｆ２とするときは、第２のフィルタリング手段２０２の通過帯域周波数はｆ２に固定できる。
【００４６】
［第２の実施形態］（請求項２に対応）
図２は本発明にかかる第２の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００４７】
本実施形態は、第１の実施形態における第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２を、電気的に通過帯域を変更することのできるチューナブル・バンドパスフィルタ２１１および２１２を用いて構成したものである。本実施形態は、上述した第１の実施形態と同様の作用と効果を有する。
【００４８】
［第３実施形態］（請求項３に対応）
図３図は本発明にかかる第３の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１、図２、図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００４９】
本実施形態は、第１の実施形態における第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２を、第１〜第４のバンドパスフィルタ２１〜２４と第１および第２の１：２切替スイッチ１１および１２で構成したものである。
【００５０】
該第１のバンドパスフィルタ２１の片方の端子は第１のスイッチ素子１０１に接続されており、他方の端子は該第１の切替スイッチ１１の切替端子Ａに接続されている。該第２のバンドパスフィルタ２２の片方の端子は第１のスイッチ素子１０１に接続されており、他方の端子は該第１の切替スイッチ１１の切替端子Ｂに接続されている。該第３のバンドパスフィルタ２３の片方の端子は第２のスイッチ素子１０２に接続されており、他方の端子は該第２の切替スイッチ１２の切替端子Ａに接続されている。該第４のバンドパスフィルタ２４の片方の端子は第２のスイッチ素子１０２に接続されており、他方の端子は該第１の切替スイッチ１２の切替端子Ｂに接続されている。該第１の切替スイッチ１１の共通端子Ｃは受信回路１に接続されており、該第２の切替スイッチ１２の共通端子Ｃは送信回路２に接続されている。
【００５１】
受信周波数ｆ１、送信周波数ｆ２のＦＤＤ方式と、受信・送信周波数ｆ３のＴＤＤ方式を想定して本発明に係るマルチバンド高周波回路の動作を説明する。第１のバンドパスフィルタ２１の通過周波数はｆ１、第２のバンドパスフィルタ２２の通過周波数はｆ３、第３のバンドパスフィルタ２３の通過周波数はｆ２、第４のバンドパスフィルタの通過周波数はｆ３とする。
【００５２】
ＦＤＤ方式の場合には、第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオン（短絡、低抵抗）となるように制御し、第１の切替スイッチ１１は第１のバンドパスフィルタ２１側、すなわち端子Ａ側を選択し、第２の切替スイッチ１２は第３のバンドパスフィルタ２３側、すなわち端子Ａ側を選択する。
【００５３】
このように制御することによって、送受信を同時に行うことができるとともに、受信した周波数ｆ１の信号は第１のバンドパスフィルタ２１を通過し、受信回路１へ入力される。一方、周波数ｆ２の送信信号は第３のバンドパスフィルタ２３を通過するが、第１のバンドパスフィルタ２１に対しては周波数ｆ２が阻止帯域となるため、受信回路１へ入力されることなく、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＦＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００５４】
一方、ＴＤＤ方式の場合には、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信および受信と同期させてオン（短絡、低抵抗）／オフ（開放、高抵抗）を切り替える。受信時には該第１のスイッチ素子１０１をオンとし、該第２のスイッチ素子１０２をオフとするよう制御する。送信時には該第１のスイッチ素子１０１をオフとし、該第２のスイッチ素子１０２をオンとするよう制御する。第１の切替スイッチ１１は第２のバンドパスフィルタ２２側、すなわち端子Ｂ側を選択し、第２の切替スイッチ１２は第４のバンドパスフィルタ２４側、すなわち端子Ｂ側を選択する。
【００５５】
このように制御することによって、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２は通常のＴＤＤ方式で用いられる送受切替スイッチと同等の動作をする。すなわち、受信時には該第１のスイッチ素子１０１がオンであり、該第２のスイッチ素子１０２がオフであるので、受信信号は第２のバンドパスフィルタ２２を通過して受信回路１へ入力される。一方、送信時には該第１のスイッチ素子１０１がオフであり、該第２のスイッチ素子１０２がオンであるので、送信回路２から送信された送信信号は、該第１のスイッチ素子１０１がオフであるので、受信回路１へ入力されることなく、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＴＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態のマルチバンド高周波回路は上記第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオンとすることによりＦＤＤ方式に対応し、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信・受信に同期して交互にオン／オフを切り替えるように制御することによりＴＤＤ方式に対応することができる。
【００５７】
また、第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２がバンドパスフィルタと切替スイッチで構成されているため、バンドパスフィルタの通過周波数帯域を適切に選ぶことによって、任意の周波数配置の方式を切り替えることができる。
【００５８】
さらに、第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２において、バンドパスフィルタを３以上具備し、それらを切り替える多端子切替スイッチを具備することによって、さらに多くの方式、あるいは、周波数帯を取り扱うマルチバンド高周波回路を構成することができる。
【００５９】
［第４の実施形態］（請求項４に対応）
図４は本発明にかかる第４の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図３および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００６０】
本実施形態は、第３の実施形態における第１のフィルタリング手段２０１のバンドパスフィルタ２１および２２と切替スイッチ１１の間に、第１および第２の低雑音増幅器４１および４２を配置したものである。
【００６１】
受信装置を構成するために、回路がＮ段縦続に接続されており、各回路の雑音指数をＦｎ、利得をＧｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）とすると、受信装置全体の雑音指数Ｆｔはフリスの公式より、
Ｆｔ＝Ｆ１＋（Ｆ２−１）／Ｇ１＋・・・・＋（ＦＮ−１）／Ｇ１Ｇ２・・・ＧＮ−１
のように与えられる。
【００６２】
この式によれば、１段目の低雑音増幅器の利得が高ければ受信機全体の雑音指数は低雑音増幅器の雑音指数Ｆ１でほぼ決定されることになる。しかしながら、低雑音増幅器の前段に損失があるとその損失分だけ雑音指数は劣化することになる。
【００６３】
第３の実施形態では、スイッチ素子１０１、バンドパスフィルタ２１ないし２２、切替スイッチ１１が低雑音増幅器を含む受信回路１の前段に配置されており、これらの損失が受信機全体の雑音特性を劣化させる。これに対し本実施形態のように、低雑音増幅器をバンドパスフィルタと切替スイッチ１１の間に配置することにより、切替スイッチ１１の雑音特性への影響を小さくすることができる。
【００６４】
したがって、本実施形態は、上述した第３の実施形態と同様の作用と効果を有するとともに、第３の実施形態の雑音特性を改善する。
【００６５】
また、第３の実施形態では取り扱う全ての帯域をカバーする広帯域な受信回路が必要となるが、本実施形態ではそれぞれの帯域用に設計された低雑音増幅器を使用することができる。
【００６６】
［第５の実施形態］（請求項５に対応）
図５は本発明にかかる第５の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図４および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００６７】
本実施形態は、第４の実施形態における第１の切替スイッチ１１を省略したものである。第１および第２のバンドパスフィルタ２１、２２の役割は、受信周波数帯域外の高レベル信号によって受信回路１が飽和することを防ぐことにある。
【００６８】
したがって、図３に示した第３の実施形態では、第１の切替スイッチ１１を省略すると第１および第２のバンドパスフィルタ２１、２２を通過した信号がともに受信回路１に入力されるため、該第１の切替スイッチ１１を省略することは望ましくない。
【００６９】
一方、本実施形態では使用しない帯域の低雑音増幅器４１または４２の電源を切る、ないしは、減衰モードで動作させることにより切替スイッチ１１を切り替えたのと同様の効果を持たせることができる。したがって、本実施形態は、上述した第４の実施形態と同様の作用と効果を有する。
【００７０】
［第６の実施形態］（請求項６に対応）
図６は本発明にかかる第６の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図５および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００７１】
本実施形態は、第３の実施形態における第２のフィルタリング手段２０２のバンドパスフィルタ２３および２４と切替スイッチ１２の間に第１および第２の高出力増幅器５１および５２を配置したものである。
【００７２】
携帯端末等では高出力増幅器の効率は電池の寿命を左右する重要な要素である。したがって、高出力増幅器の後段に損失があると送信装置全体で見た効率が低下することになる。
【００７３】
第３の実施形態では、スイッチ素子１０２、バンドパスフィルタ２３ないし２４、切替スイッチ１２が高出力増幅器を含む送信回路２の後段に配置されており、これらの損失が送信機全体の効率を劣化させる。これに対し、本実施形態のように、高出力増幅器をバンドパスフィルタと切替スイッチ１２の間に配置することにより、切替スイッチ１２の効率への影響を小さくすることができる。
【００７４】
したがって、本実施形態は、上述した第３の実施形態と同様の作用と効果を有するとともに、第３の実施形態の効率特性を改善する。また、第３の実施形態では取り扱う全ての帯域をカバーする広帯域な送信回路が必要となるが、本実施形態ではそれぞれの帯域用に設計された高出力増幅器を使用することができる。
【００７５】
［第７の実施形態］（請求項７に対応）
図７は本発明にかかる第７の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図６および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００７６】
本実施形態は、第３の実施形態における第１および第２の切替スイッチ１１および１２を省略し、各バンドパスフィルタにそれぞれの帯域に対応する受信回路、送信回路を接続している。すなわち、第１のバンドパスフィルタ２１を第１受信回路１’に接続し、第２のバンドパスフィルタ２２を第２の受信回路１”に接続し、第３のバンドパスフィルタ２３を第１の送信回路２’に接続し、第４のバンドパスフィルタ２４を第２の送信回路２”に接続している。
【００７７】
第３の実施形態では送信回路、受信回路とも取り扱う全ての周波数帯をカバーできる広帯域な回路が必要であったが、本実施形態では、それぞれの周波数帯または方式に専用に設計された送受信回路を用いることができる。汎用に設計された送受信回路を用いた場合も同様である。
【００７８】
本実施形態では、スイッチ素子１０１および１０２を制御することにより、上述した第３の実施形態と同様の作用と効果を有する。
【００７９】
［第８の実施形態］（請求項３に対応）
図８は本発明にかかる第８の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図７および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００８０】
本実施形態は、上述した第３の実施形態で第１および第２のフィルタリング手段２０１、２０２を構成するバンドパスフィルタと切替スイッチの順番を入れ替えたものである。本実施形態は、上述した第３の実施形態と同様の作用と効果を有する。
【００８１】
［第９の実施形態］（請求項３に対応）
図９は本発明にかかる第９の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図８および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００８２】
本実施形態は、上述した第３の実施形態で第１および第２のフィルタリング手段２０１、２０２を構成するバンドパスフィルタの両端に切替スイッチを具備したものである。
【００８３】
本実施形態は、上述した第３の実施形態と同様の作用と効果を有するとともに、第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２の阻止帯域特性を改善する。
【００８４】
［第１０の実施形態］（請求項８に対応）
図１０は本発明にかかる第１０の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。図１ないし図９および図１１ないし図１３と同一のものについては同一の符号を付している。
【００８５】
本実施形態は、第１の実施形態における第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２を、第１〜第４のバンドパスフィルタ２１〜２４と第３〜第６のスイッチ素子１１１〜１１４で構成したものである。
【００８６】
バンドパスフィルタ２１と２２が直列に接続されており、該バンドパスフィルタ２１とスイッチ素子１１１が並列に接続されており、該バンドパスフィルタ２２とスイッチ素子１１２が並列に接続されており、第１のフィルタリング手段２０１を構成している。
【００８７】
バンドパスフィルタ２３と２４が直列に接続されており、該バンドパスフィルタ２３とスイッチ素子１１３が並列に接続されており、該バンドパスフィルタ２４とスイッチ素子１１４が並列に接続されており、第２のフィルタリング手段２０２を構成している。
【００８８】
受信周波数ｆ１、送信周波数ｆ２のＦＤＤ方式と、受信・送信周波数ｆ３のＴＤＤ方式を想定して本実施形態のマルチバンド高周波回路の動作を説明する。第１のバンドパスフィルタ２１の通過周波数はｆ１、第２のバンドパスフィルタ２２の通過周波数はｆ３、第３のバンドパスフィルタ２３の通過周波数はｆ２、第４のバンドパスフィルタ２４の通過周波数はｆ３とする。
【００８９】
ＦＤＤ方式の場合には第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオン（短絡、低抵抗）となるように制御し、第３のスイッチ素子１１１はオフにし、第４のスイッチ素子１１２はオンとする。また、第５のスイッチ素子１１３はオフにし、第６のスイッチ素子１１４はオンとする。
【００９０】
このように制御することによって送受信を同時に行うことができるとともに、バンドパスフィルタ２１、２２およびスイッチ素子１１１、１１２で構成される第１のフィルタリング手段２０１は通過周波数ｆ１のバンドパスフィルタとして動作し、バンドパスフィルタ２３、２４およびスイッチ素子１１３、１１４で構成される第２のフィルタリング手段２０２は通過周波数ｆ２のバンドパスフィルタとして動作する。
【００９１】
したがって、受信した周波数ｆ１の信号は第１のスイッチ素子１０１および第１のフィルタリング手段２０１を通過し、受信回路１へ入力される。一方、周波数ｆ２の送信信号は第２のフィルタリング手段２０２および第２のスイッチ素子１０２を通過し、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＦＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００９２】
一方、ＴＤＤ方式の場合には、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信および受信と同期させてオン（短絡、低抵抗）／オフ（開放、高抵抗）を切り替える。受信時には該第１のスイッチ素子１０１をオンとし、該第２のスイッチ素子１０２をオフとするよう制御する。送信時には該第１のスイッチ素子１０１をオフとし、該第２のスイッチ素子１０２をオンとするよう制御する。第３のスイッチ素子１１１はオンにし、第４のスイッチ素子１１２はオフとする。また、第５のスイッチ素子１１３はオンにし、第６のスイッチ素子１１４はオフとする。したがって、該第１および第２のフィルタリング手段２０１および２０２はそれぞれ通過周波数ｆ３のバンドパスフィルタとして動作する。
【００９３】
このように制御することによって該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２は通常のＴＤＤ方式で用いられる送受切替スイッチと同等の動作をする。すなわち、受信時には該第１のスイッチ素子１０１がオンであり、該第２のスイッチ素子１０２がオフであるので、受信信号は第１のフィルタリング手段２０１を通過して受信回路１へ入力される。一方、送信時には該第１のスイッチ素子１０１がオフであり、該第２のスイッチ素子１０２がオンであるので、送信回路２から送信された送信信号は、該第１のスイッチ素子１０１がオフであるので、受信回路１へ入力されることなく、入出力端子３からアンテナへ入力され送信される。したがって、本実施形態の高周波回路はＴＤＤ方式の高周波回路として動作する。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態のマルチバンド高周波回路は上記第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２をともにオンとすることによりＦＤＤ方式に対応し、該第１および第２のスイッチ素子１０１および１０２を送信・受信に同期して交互にオン／オフを切り替えるように制御することによりＴＤＤ方式に対応することができる。
【００９５】
［変形例］
第３から第１０の実施形態においては、送信および受信ともそれぞれ異なる２つの周波数帯を使用する場合の構成を示しているが、３つ以上の周波数帯を使用する場合も同様である。
【００９６】
また、第３から第１０の実施形態においては、送信および受信とも異なる周波数帯を使用する場合の構成を示しているが、例えばＦＤＤ方式の送信または受信の周波数がＴＤＤ方式の周波数と一致する場合には、上述した第１または第２のフィルタリング手段２０１または２０２は単一のフィルタで構成することができる。
【００９７】
また、前記した第１から第１０の実施形態において、各スイッチ素子１０１、１０２、１１１、１１２、１１３、１１４および切替スイッチ１１、１２、１３、１４は、ＦＤＤ方式又はＴＤＤ方式に応じて、図示しない制御手段によってそれぞれ切り替えられる。
【００９８】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、複雑な制御が不要で制御が簡易になり、アンテナが共用可能になるとともに送信経路が遮断可能になり、使用する周波数配置の制限が無くなり、よって汎用性の高いＦＤＤ／ＴＤＤ方式共用のマルチバンド高周波回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図２】第２の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図３】第３の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図４】第４の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図５】第５の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図６】第６の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図７】第７の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図８】第８の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図９】第９の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図１０】第１０の実施形態のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図１１】第１の従来のマルチバンド高周波回路のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図１２】第２の従来のマルチバンド高周波回路のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【図１３】第３の従来のマルチバンド高周波回路のマルチバンド高周波回路のブロック図である。
【符号の説明】
１、１’、１”：受信回路
２、２’、２”：送信回路
３：入出力端子
１１、１２、１３、１４：切替スイッチ
２１、２２、２３、２４：バンドパスフィルタ
３１、３２：アンテナ
４１、４２：低雑音増幅器
５１、５２：高出力増幅器
１０１、１０２、１１１、１１２、１１３、１１４：スイッチ素子
２０１、２０２：フィルタリング手段
２１１、２１２：チューナブル・バンドパスフィルタ
Claims (9)
- アンテナなどが接続される入出力端子と、開放と短絡あるいは高抵抗と低抵抗を切り替える第１および第２のスイッチ手段と、第１および第２のフィルタリング手段と、受信回路と、送信回路とを具備し、
前記入出力端子に前記第１および第２のスイッチ手段が接続されており、
前記第１のスイッチ手段の前記入出力端子に接続されている側とは反対側の端子が前記第１のフィルタリング手段を介して前記受信回路に接続されており、
前記第２のスイッチ手段の前記入出力端子に接続されている側とは反対側の端子が前記第２のフィルタリング手段を介して前記送信回路に接続されており、
前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、その通過周波数帯域を複数の周波数帯で切り替える機能を有することを特徴とするマルチバンド高周波回路。 - 請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、
前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、通過周波数帯域を電気的に変えることのできるチューナブル・バンドパスフィルタで構成されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路。 - 請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、
前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、複数のバンドパスフィルタと、該複数のバンドパスフィルタを切り替えて当該フィルタリング手段の通過周波数帯域を切り替える切替手段と、で構成されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路。 - 請求項３に記載のマルチバンド高周波回路において、
前記第１のフィルタリング手段が、前記複数のバンドパスフィルタと前記切替手段との間に少なくとも１つの増幅手段を具備していることを特徴とするマルチバンド高周波回路。 - 請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、
前記第１のフィルタリング手段が、バンドパスフィルタと増幅手段とが直列に接続された直列回路を複数具備しており、該直列回路が並列に接続され、前記複数の増幅手段のうちの使用しない増幅手段は電源オフ又は減衰モードに制御されることを特徴とするマルチバンド高周波回路。 - 請求項３に記載のマルチバンド高周波回路において、
前記第２のフィルタリング手段が、前記複数のバンドパスフィルタと前記切替手段との間に少なくとも１つの増幅手段を具備していることを特徴とするマルチバンド高周波回路。 - 請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、
前記受信回路または前記送信回路を複数具備しており、
前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが複数のバンドパスフィルタで構成されており、
該複数のバンドパスフィルタの一方の端子はそれぞれ前記第１または第２のスイッチ手段に接続され、
該複数のバンドパスフィルタの他方の端子はそれぞれの通過周波数帯域に対応する受信回路または送信回路に接続されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路。 - 請求項１に記載のマルチバンド高周波回路において、
前記第１および第２のフィルタリング手段のうち少なくとも１つが、直列に接続された複数のバンドパスフィルタと、各バンドパスフィルタに並列に接続された開放と短絡あるいは高抵抗と低抵抗を切り替える別のスイッチ手段とから構成されていることを特徴とするマルチバンド高周波回路。 - 請求項１乃至８のいずれか１に記載のマルチバンド高周波回路において、
ＦＤＤ方式の送受信時には前記第１および第２のスイッチ素子をオンさせ、ＴＤＤ方式の送受信時には前記第１および第２のスイッチ素子を送信受信に同期して交互にオン・オフさせる制御手段を具備することを特徴とするマルチバンド高周波回路。
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