JP2004194340A - デュアルバンド無線送受信モジュールのｒｆ前段回路 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、デュアルバンド無線送受信モジュールに用いられ、かつ送受信においてアンテナの選択機能のあるＲＦ前段回路を提供する。
【解決手段】本発明のデュアルバンド送受信モジュールに用いられるＲＦ前段回路は、第一、第二デュアルバンドアンテナと、二つの異なるバンドの信号を受け入れる第一、第二受信回路と、二つの異なるバンドの信号をエクスポートする第一、第二送信回路と、第一、第二デュアルバンドアンテナを第一、第二受信回路及び第一、第二送信回路に連結するスイッチング素子とからなる。スイッチング素子は、一つの２極双投式スイッチと、一対の単極双投式スイッチからなって、第一、第二受信回路及び第一、第二送信回路におけるアンテナの選択機能を実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＲＦ（Radio Frequency）の前段回路に関し、特に、デュアルバンド
無線送受信モジュールに用いられるＲＦ前段回路に関するものである。

昨今、デュアルバンド携帯電話とか、ＷＬＡＮ Ｃａｒｄｓ（Wireless Local Area Network Cards）とか、ＷＬＡＮ ＡＰ（Wireless Local Area Network Access Points）など、多くのデュアルバンド無線通信製品が無線通信製品の市場に進出しつつある。

無線送受信モジュールの設計において、ＲＦ前段回路の設計はキーポイントとなる。ＲＦ前段回路の設計の目的は、アンテナの選択機能を与えることである。通常、送信信号は受信信号よりずっと強いため、アンテナの選択機能は、送信よりも受信においてもっと重用なものである。だから、ほとんどの設計は、受信回路のみにアンテナの選択機能があり、送信回路にはアンテナの選択機能がない。受信回路のアンテナの選択機能によって、送受信モジュールはもっと優れた信号が受信できる。送信回路にはアンテナの選択機能がないため、送信回路における挿入損失は極めて少ない。

しかし、上述のような設計は、送信回路が直接アンテナと連結するため、インピーダンスのマッチングが難しくなる。勿論、送信回路にもアンテナの選択機能を設けて、送信信号の品質を改善し、操作環境からの悪影響を克服することもできるが、送信回路にアンテナの選択機能を増やすと、送信回路にもっと多くの制御素子が必要し、これら制御素子は送信回路の挿入損失を増加する。

本発明の目的は、デュアルバンド無線送受信モジュールに用いられ、かつ送受信においてアンテナの選択機能のあるＲＦ前段回路を提供することである。

前記の目的を達成するために、デュアルバンド送受信モジュールに用いられる本発明のＲＦ前段回路は、第一、第二デュアルバンドアンテナと、二つの異なるバンドの信号を受け入れる第一、第二受信回路と、二つの異なるバンドの信号をエクスポートする第一、第二送信回路と、第一、第二デュアルバンドアンテナを第一、第二受信回路及び第一、第二送信回路に連結するスイッチング素子とからなる。前記スイッチング素子は、一つの２極双投式スイッチと、一対の単極双投式スイッチからなって、第一、第二受信回路及び第一、第二送信回路におけるアンテナの選択機能を実現する。

図１及び図２を参照しなさい。８０２．１１ａ/ｂデュアルバンド無線ＬＡＮ（WLAN）送受信モジュールは、ＲＦ部とベースバンド部（Base Band）からなる。前記ＲＦ部は、一対の第一、第二デュアルバンドアンテナ４０a、４０bと、ＲＦ前段回路３０と、ＲＦ集積回路２０とを含む。前記ベースバンド部は、ベースバンド集積回路１０と、ＲＦインタフェース回路（図示せず）と、ノートブックパソコン６００と連結したインタフェース回路（図示せず）とを含む。

ＲＦ集積回路２０とベースバンド集積回路１０との電気的カップリングは、従来技術８０２．１１ａ/ｂのチップによって実現できる。ベースバンド集積回路１０とインタフェース回路との電気的カップリングも従来技術に属するものから、ここには詳しく述べない。

第一、第二デュアルバンドアンテナ４０a、４０ｂの作業周波数は、２．４−２．４８３５ＧＨｚ及び５．１５−５．８２５ＧＨｚである。ＲＦ集積回路２０は、第一、第二デューアルバンドアンテナ４０a、４０ｂ及びＲＦ前段回路３０によって受/送信する。ＲＦ前段回路３０は、スイッチ３１−３３と、フィルタ１０１−１０４と、バラン２０１−２０４と、パワーアンプ３０１、３０２と、ロジック制御素子３４−３６とを含む。スイッチ３１−３３は、第一、第二デュアルバンドアンテナ４０a、４０ｂの選択及び受/送信の転換を制御する。ロジック制御素子３４−３６は、スイッチ３４−３６及びパワーアンプ３０１、３０２のオン・オフ状態を制御する。

スイッチ３１は、２極双投式スイッチであり、それぞれ第一、第二デュアルバンドアンテナ４０a、４０bと連結した端子６、４と、それぞれスイッチ３２、３３と連結した端子１２、１４とを含む。スイッチ３２、３３は、単極双投式スイッチであり、スイッチ３２は、スイッチ３１の端子１２と連結して、バラン２０３、パワーアンプ３０１及びフィルタ１０３からなる第一バンドの送信回路、または、バラン２０１及びフィルタ１０１からなる第一バンドの受信回路を選択できる。スイッチ３３は、スイッチ３１の端子１４と連結して、バラン２０４、パワーアンプ３０２及びフィルタ１０４からなる第二バンドの送信回路、または、バラン２０２及びフィルタ１０２からなる第二バンドの受信回路を選択できる。前記第一バンドの周波数は２．４−２．４８３５ＧＨｚ、第二バンドの周波数は５．１５−５．８２５ＧＨｚであり、または、第一バンドの周波数が５．１５−５．８２５ＧＨｚ、第二バンドの周波数が２．４−２．４８３５ＧＨｚである。前記フィルタ１０１、１０２は帯域通過フィルタであり、前記フィルタ１０３、１０４は低域通過フィルタである。

第一、第二デュアルバンドアンテナ４０a、４０bにインポートされた受信信号は、信号ｆ１ Ｒx（２．４−２．４８３５ＧＨｚ）と、信号ｆ２ Ｒx（５．１５−５．８２５ＧＨｚ）を含み、第一、第二デュアルバンドアンテナ４０a、４０ｂとスイッチ３１−３３との配合によって選択される。信号ｆ１ Ｒx（２．４−２．４８３５ＧＨｚ）は、帯域通過フィルタ１０１を経て、バラン２０１を通過し、ＲＦ集積回路２０にインポートされる。信号ｆ２ Ｒx（５．１５−５．８２５ＧＨｚ）は、帯域通過フィルタ１０２を経て、バラン２０２を通過し、ＲＦ集積回路２０にインポートされる。

第一、第二デュアルバンドアンテナ４０ａ、４０ｂに入力する送信信号は、ＲＦ集積回路２０から生じ、信号ｆ１ Ｔｘ（２．４−２．４８３５ＧＨｚ）と信号ｆ２ Ｔｘ（５．１５−５．８２５ＧＨｚ）とを含む。信号ｆ１ Ｔｘは、パワーアンプ３０１によって増幅し、低域通過フィルタ１０３及びスイッチ３１、３２を通して、第一、第二デュアルバンドアンテナ４０a、４０bに入力される。同じように、信号ｆ２ Ｔｘは、パワーアンプ３０２によって増幅し、低域通過フィルタ１０４及びスイッチ３１、３３を通して、第一、第二デュアルバンドアンテナ４０a、４０bに入力される。

第一ロジック制御素子３５は、ベースバンド集積回路１０から生じたアンテナ選択コントロール信号（ANT＿Control）によって制御され、信号Ｖ1及び信号Ｖ２をエクスポートして、スイッチ３１のオン・オフ状態を制御する。信号Ｖ1が低電圧、信号Ｖ２が高電圧である場合、第一エクスポート端子４と第一インポート端子１２、第二エクスポート端子６と第二インポート端子１４は導通状態になり、信号Ｖ1が高電圧、信号Ｖ２が低電圧である場合、第一エクスポート端子４と第二インポート端子１４、第二エクスポート端子６と第一インポート端子１２が導通状態になる。そして、ＲＦ前段回路３０は、前記スイッチ３１とロジック制御素子３５との配合によって、アンテナの選択機能を実現する。

第二ロジック制御素子３４は、ベースバンド集積回路１０から生じた送/受信コントロール信号（Tx＿Rx＿Control）によって制御され、スイッチ３２、３３と、第一、第二受信回路及び第一、第二送信回路との連結を制御する。もし、第一、第二送信回路がオンになると、第一、第二受信回路はオフになり、第一、第二受信回路がオンになると、第一、第二送信回路はオフになる。とにかく、一定の間、第一、第二受信回路のみ、或は第一、第二送信回路のみがオンになるようにして、第一、第二受信回路と第一、第二送信回路を有効的に隔離する。

第三ロジック制御素子３６は、ベースバンド集積回路１０から生じたパワーコントロール信号（PA＿PWR＿Control）、バンドコントロール信号（BAND＿Control）及び受送信コントロール信号（Tx＿Rx＿Control）によって制御される。パワーアンプ３０１がオンになった時、パワーアンプ３０２はオフになり、パワーアンプ３０２がオンになった時、パワーアンプ３０１はオフになる。とにかく、一定の間、一つのパワーアンプのみがオンになって、それが属した送信回路がオンに、ほかの送信回路がオフになっている。

８０２．１１ａ/ｂデュアルバンド無線ＬＡＮモジュールが送信する際に、受送信コントロール信号（Tx＿Rx＿Control）は、スイッチ３２、３３に対する制御を通して、送信回路のオン・オフを制御し、これに従って、ロジック制御素子３６もパワーアンプ３０１、３０２のオン・オフを制御する。

８０２．１１ａ/ｂデュアルバンド無線ＬＡＮモジュールが受信する際に、受送信コントロール信号（Tx＿Rx＿Control）は、スイッチ３２、３３に対する制御を通して、受信回路のオン・オフを制御する。

８０２．１１ａ/ｂデュアルバンド無線ＬＡＮモジュールは、ノートブックパソコン６００に内臓され、前記デュアルバンドアンテナ４０a、４０bは、それぞれノートブックパソコン６００の異なる位置に組立られる。だから、第一、第二デュアルバンドアンテナ４０a、４０ｂの送受信信号の性能は違ってあり、アンテナ選択コントロール信号（ANT＿Control）は、第一、第二デュアルバンドアンテナ４０a、４０ｂの中、より性能の優れたアンテナを選択して働く。

従来の技術と比べて、本発明のアンテナ選択機能の設計は、一定の間、送信回路のみ、或は、受信回路のみがオンになって、送信回路と受信回路を有効的に隔離する。また、受送信回路にただ両級のスイッチを設けて制御するため、送受信回路の挿入損失を減少する。本発明のアンテナ選択機能の設計は、８０２．１１ａ/ｂデュアルバンド無線ＬＡＮモジュールだけでなく、ほかのデュアルバンド無線送受信モジュール（例えば携帯電話）にも使われる。

総じて、本発明の多数の特徴及び長所など、その構造及び機能が共に前述の記載により掲げられている。また前記の説明は、本発明に基づきなしうる細部の修正或は変更など、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。

本発明のデュアルバンド無線ＬＡＮモジュールのＲＦ前段回路のブロック図である。 本発明のＲＦ前段回路のエミュレーター図である。

符号の説明

１０ ベースバンド集積回路
１２ 第一インポート端子
１４ 第二インポート端子
１０１、１０２ 帯域通過フィルタ
１０３、１０４ 低域通過フィルタ
１０４ 位置決めスロット
２０ ＲＦ集積回路
２０１、２０２、２０３、２０４ バラン
３０ ＲＦ前段回路
３１ ２極双投式スイッチ
３２、３３ 単極双投式スイッチ
３４ 第二ロジック制御素子
３５ 第一ロジック制御素子
３６ 第三ロジック制御素子
４ 第一入力端子
４０ａ 第一デュアルバンドアンテナ
４０ｂ 第二デュアルバンドアンテナ
６ 第二入力端子
６００ ノートブックパソコン

Claims (8)

1. 第一、第二デュアルバンドアンテナと、第一、第二送信回路と、第一、第二受信回路とからなるデュアルバンド送受信モジュールに用いられるＲＦ前段回路において、前記ＲＦ前段回路は、
   それぞれ第一、第二デュアルバンドアンテナと電気的カップリングする第一、第二エクスポート端子及び第一、第二インポート端子が設けられた２極双投式スイッチと、
   前記２極双投式スイッチの第二エクスポート端子とデュアルバンド送受信モジュールの第一送/受信回路を連結する第一単極双投式スイッチと、
   前記２極双投式スイッチの第一エクスポート端子とデュアルバンド送受信モジュールの第二送/受信回路を連結する第二単極双投式スイッチと、
   を含むことを特徴とするデュアルバンド送受信モジュールに用いられるＲＦ前段回路。
2. 前記ＲＦ前段回路は、さらに、２極双投式スイッチの第一インポート端子と第一エクスポート端子との連結、第二インポート端子と第二エクスポート端子との連結、或は、第一インポート端子と第二エクスポート端子との連結、第二インポート端子と第一エクスポート端子との連結を制御する第一ロジック制御素子を有することを特徴とする請求項１に記載のＲＦ前段回路。
3. 前記ＲＦ前段回路は、さらに、第一、第二単極双投式スイッチを制御することによって、第一、第二送信回路、或は、第一、第二受信回路を選択する第二ロジック制御素子を有することを特徴とする請求項２に記載のＲＦ前段回路。
4. デュアルバンド送受信モジュールに用いられるＲＦ前段回路であって、
   第一及び第二アンテナと、
   二つの異なるバンドの信号を受け入れる第一及び第二受信回路と、
   二つの異なるバンドの信号をエクスポートする第一及び第二送信回路と、
   第一、第二受信回路及び第一、第二送信回路と第一、第二アンテナを連結して、第一、第二受信回路及び第一、第二送信回路に適した作業アンテナを選択するスイッチング素子と、
   を含むことを特徴とするデュアルバンド送受信モジュールに用いられるＲＦ前段回路。
5. 前記スイッチング素子は、前記第一、第二アンテナと電気的カップリングする２極双投式スイッチと、前記２極双投式スイッチと前記第一送/受信回路を連結する第一単極双投式スイッチと、前記２極双投式スイッチと前記第二送/受信回路を連結する第二単極双投式スイッチとを含むことを特徴とする請求項４に記載のＲＦ前段回路。
6. 前記第一、第二送信回路は、それぞれ第一及び第二パワーアンプを含むことを特徴とする請求項４に記載のＲＦ前段回路。
7. 前記ＲＦ前段回路は、さらに、前記第一及び第二パワーアンプを制御するロジック制御素子を含むことを特徴とする請求項６に記載のＲＦ前段回路。
8. 第一、第二デュアルバンドアンテナと、第一、第二送信回路と、第一、第二受信回路とからなるデュアルバンド送受信モジュールに用いられるＲＦ前段回路であって、
   第一、第二デュアルバンドアンテナと電気的にカップリングする第一、第二エクスポート端子及び第一、第二インポート端子が設けたある第一スイッチと、
   前記第一スイッチの第二インポート端子を第一送信回路及び第一受信回路に電気的にカップリングする第二スイッチと、
   前記第一スイッチの第一エクスポート端子を第二送信回路及び第二受信回路に電気的にカップリングする第三スイッチと、
   第一送信回路に連結された第一パワーアンプと、
   第二送信回路に連結された第二パワーアンプと、
   を含み、前記二つの送信回路と、二つの受信回路はそれぞれ単独的に導通し、前記第一、第二パワーアンプもそれぞれ単独的に導通したことを特徴とするデュアルバンド送受信モジュールに用いられるＲＦ前段回路。
   
   

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