JP2004312363A - 無線通信用高周波回路およびそれを備えた通信機 - Google Patents
無線通信用高周波回路およびそれを備えた通信機 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】アンテナ１５の受信信号のパワーレベル調整機能を備えた無線受信側回路部４において、受信信号のパワーレベル調整動作に起因した無線受信側回路部４とアンテナ１５側とのインピーダンス不整合の発生を防止する。
【解決手段】無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４と、ＬＮＡ１１との間の信号線路部分に線路分断部２８を設ける。ＬＮＡ１１の入力インピーダンスと同じインピーダンスを持つインピーダンス付与部２９を設ける。また、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａを、ＬＮＡ１１側の端部２８ｂとインピーダンス付与部２９とのうちの一方に導体により切り換え接続させるスイッチ部３０を設ける。スイッチ部３０によって、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間が無線接続に切り換わっても、インピーダンス付与部２９によって無線受信側回路部４の入力インピーダンスの変動を抑制できる。
【選択図】 図１
【解決手段】無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４と、ＬＮＡ１１との間の信号線路部分に線路分断部２８を設ける。ＬＮＡ１１の入力インピーダンスと同じインピーダンスを持つインピーダンス付与部２９を設ける。また、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａを、ＬＮＡ１１側の端部２８ｂとインピーダンス付与部２９とのうちの一方に導体により切り換え接続させるスイッチ部３０を設ける。スイッチ部３０によって、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間が無線接続に切り換わっても、インピーダンス付与部２９によって無線受信側回路部４の入力インピーダンスの変動を抑制できる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナの受信信号のパワーを予め定めたレベル範囲内に調整する構成が設けられている無線通信用高周波回路およびそれを備えた通信機に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
図６には無線通信用高周波回路の一例がブロック図により通信機に組み込まれた状態で示されている（例えば特許文献１参照）。この無線通信用高周波回路１はＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式に適用するものであり、当該無線通信用高周波回路１は、信号合分波回路であるデュプレクサ２と、無線送信側回路部３と、無線受信側回路部４とを有して構成されている。また、無線送信側回路部３は、送信側パワー調整回路部５と、送信側周波数変換回路部６とを有して構成されている。さらに、無線受信側回路部４は、受信側パワー調整回路部７と、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）８と、受信側周波数変換回路部９とを有して構成され、さらにまた、受信側パワー調整回路部７は、スイッチ部１０と、増幅器であるＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ（低雑音増幅器））１１と、バイパス通路１２とを有して構成されている。
【０００３】
無線通信用高周波回路１において、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４は、共通にデュプレクサ２を介してアンテナ１５に接続され、また、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４は、それぞれ、無線通信用信号処理部（信号処理部）１６に接続されている。
【０００４】
無線送信側回路部３においては、無線通信用信号処理部１６から無線送信側回路部３に無線送信用の信号が出力されると、その信号は送信側周波数変換回路部６に入力する。送信側周波数変換回路部６は、その無線送信用の信号の周波数を無線通信用に予め設定されている高周波に変換する。送信側パワー調整回路部５はその周波数変換後の無線送信用の信号のパワーを設定のレベルに高める。そのパワーが高められた高周波の無線送信用の信号が無線送信側回路部３からデュプレクサ２を介してアンテナ１５に加えられ、当該アンテナ１５によって無線送信用の信号が無線により送信される。
【０００５】
また、無線受信側回路部４においては、アンテナ１５により受信された信号がデュプレクサ２を介して加えられると、その受信信号は受信側パワー調整回路部７に入力する。受信側パワー調整回路部７はその受信信号のパワーを予め定めた設定のレベル範囲内に調整して帯域制限フィルタ８を介し受信側周波数変換回路部９に向けて出力する。受信側周波数変換回路部９は、パワー調整後の受信信号の周波数を高周波から設定の周波数に下げる。その周波数変換後の受信信号が無線受信側回路部４から無線通信用信号処理部１６に出力される。
【０００６】
ところで、アンテナ１５により受信される信号のパワーレベルは様々な原因によって可変する。このため、この例に示す無線受信側回路部４の受信側パワー調整回路部７においては、その利得を変化させる機能を備えている。つまり、受信側パワー調整回路部７には、ＬＮＡ１１の信号入力側と信号出力側を短絡するバイパス通路１２が設けられると共に、アンテナ１５の受信信号をＬＮＡ１１に通す経路と、バイパス通路１２に通してＬＮＡ１１に通さない経路とのうちの一方に信号経路を切り換えるスイッチ部１０が設けられている。そのスイッチ部１０の切り換え動作は例えば通信機の制御装置１７によって行われる。
【０００７】
例えば、制御装置１７は、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベル以下であることを検知している間は、アンテナ１５側から無線受信側回路部４に供給された受信信号がＬＮＡ１１を通るようにスイッチ部１０の切り換え動作を制御する。そのＬＮＡ１１によって受信信号のパワーレベルは増幅されて予め定められた設定のレベル範囲内に調整される。そのパワーレベルが調整された受信信号は帯域制限フィルタ８を介して受信側周波数変換回路部９に出力される。
【０００８】
また、制御装置１７は、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベルよりも大きいことを検知したときには、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが大きくて増幅する必要がないので、アンテナ１５側から無線受信側回路部４に供給された受信信号がＬＮＡ１１ではなくバイパス通路１２を通るようにスイッチ部１０の切り換え動作を制御する。この場合には、アンテナ１５側から受信側パワー調整回路部７に加えられた受信信号は増幅されずにそのパワーレベルのまま、帯域制限フィルタ８を介して受信側周波数変換回路部９に出力される。
【０００９】
図７には別の無線通信用高周波回路の構成例が示されている（例えば特許文献２参照）。この無線通信用高周波回路１はＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式（つまり、送信と受信が設定時間間隔毎に交互に切り換わる方式）に適用するものであり、当該無線通信用高周波回路１においては、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４は、送受信の切り換えを行うスイッチアンテナ２０を介してアンテナ１５に接続されている。なお、図７中の符号２１は帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）を示している。
【００１０】
この例では、無線送信側回路部３は、図６に示した無線送信側回路部３と同様に、送信側パワー調整回路部５と送信側周波数変換回路部６を有し、無線通信用信号処理部１６から加えられた無線送信用の信号は送信側周波数変換回路部６によって高周波に変換され、さらに、送信側パワー調整回路部５によって設定のレベルに高められてアンテナ１５に向けて出力される。なお、前記図６の無線通信用高周波回路１はＦＤＤ方式に適用するものであり、無線送信側回路部３は無線通信用信号処理部１６側から供給される無線送信用の信号に常に対応できる常時動作状態であるのに対して、図７に示す無線通信用高周波回路１はＴＤＤ方式に適用するものであり、受信期間中には、制御装置１７から無線送信側回路部３に動作休止信号（オフ信号）が加えられて無線送信側回路部３は休止状態となる。
【００１１】
図７に示す無線受信側回路部４は、ＬＮＡ１１と帯域制限フィルタ８と受信側周波数変換回路部９を有して構成されている。当該無線受信側回路部４にアンテナ１５の受信信号が供給されると、ＬＮＡ１１によって受信信号のパワーレベルが増幅され、このパワーレベル調整後の受信信号は帯域制限フィルタ８を介して受信側周波数変換回路部９に供給され、受信側周波数変換回路部９によって受信信号は周波数変換が成されて設定の周波数に下げられる。
【００１２】
この図７の構成では、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルを調整するために、ＬＮＡ１１だけでなく、アンテナスイッチ２０をも利用している。すなわち、制御装置１７は、例えば、受信期間中には、無線送信側回路部３を休止状態に制御すると共に、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベル以下であることを検知しているときには、アンテナスイッチ２０を受信側に切り換え接続させる。これにより、アンテナ１５の受信信号はアンテナスイッチ２０の導体を介して直接的に無線受信側回路部４に入力し、その受信信号はＬＮＡ１１によってパワーレベルが増幅されて帯域制限フィルタ８を介し受信側周波数変換回路部９に供給される。
【００１３】
これに対して、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベルよりも大きいことを制御装置１７が検知したときには、その受信信号がＬＮＡ１１によって増幅されてしまうと受信信号のパワーレベルが予め定められた設定のレベル範囲よりも過大となってしまうので、制御装置１７は、受信期間中ではあるがアンテナスイッチ２０を送信側に切り換え接続させる。これにより、アンテナ１５の受信信号は、アンテナスイッチ２０において、アンテナ１５側から無線受信側回路部４側に無線接続により通電することとなり、受信信号の大きなパワーレベルはアンテナスイッチ２０で減衰する。このようにアンテナスイッチ２０で減衰させた受信信号をＬＮＡ１１に入力させることで、受信信号をＬＮＡ１１によって増幅しても予め定められたレベル範囲内に調整できる。このパワーレベル調整後の受信信号はＬＮＡ１１から帯域制限フィルタ８を介して受信側周波数変換回路部９に供給される。
【００１４】
なお、この図７に示す例では、受信期間中には、無線送信側回路部３は休止状態に制御されるので、アンテナスイッチ２０から無線送信側回路部３側を見たときに、無線送信側回路部３の出力部Ｐｏｕｔ３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３は非常に高いインピーダンスとなり、送信中とは大きく異なる。その送信期間と受信期間との無線送信側回路部３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３の変動は無線受信側回路部４に悪影響を及ぼす。このため、この図７に示す構成では、無線送信側回路部３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３と同じインピーダンスを持つ負荷２２を設けると共に、スイッチ部２３を設けている。そのスイッチ部２３は、無線送信側回路部３の出力部Ｐｏｕｔ３とアンテナスイッチ２０との間の信号線路部分２４と、負荷２２との接続と非接続の切り換え制御を行うものであり、当該スイッチ部２３の切り換え動作は制御装置１７によって行われる。
【００１５】
つまり、制御装置１７は、送信期間中には、信号線路部分２４と負荷２２が非接続状態となるようにスイッチ部２３の切り換え動作を制御し、受信期間中には、信号線路部分２４と負荷２２が接続状態となるようにスイッチ部２３の切り換え動作を制御する。これにより、受信期間中には無線送信側回路部３は休止中であるが、信号線路部分２４には、無線送信側回路部３の送信期間中の出力インピーダンスＺｏｕｔ３と同じインピーダンスが負荷２２によって付与されることとなる。このため、アンテナスイッチ２０側から無線送信側回路部３の出力部Ｐｏｕｔ３を見たときに、その無線送信側回路部３の出力部Ｐｏｕｔ３における送信期間中と受信期間中のインピーダンス変動を抑制することができる。
【００１６】
なお、図７の例では、スイッチ部２３は、制御装置１７からオン信号が加えられたときに負荷２２を信号線路部分２４に接続させる構成となっている。また、受信期間中に制御装置１７から無線送信側回路部３に加えられる動作休止信号（オフ信号）を利用してスイッチ部２３の切り換え動作をも制御するために、この図示の例では、その動作休止信号を反転させてオン信号に変換してスイッチ部２３に加えるための信号反転部２５が配設されている。さらに、この例では、送信期間中には、制御装置１７によって、ＬＮＡ１１は休止状態に制御される。
【００１７】
【特許文献１】
特表平１０−５１０９６５号公報
【特許文献２】
特開平９−２６１１０９号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示す構成では、無線受信側回路部４の信号の入力部Ｐｉｎ４がスイッチ部１０の切り換え動作によってＬＮＡ１１に接続されている場合と、バイパス通路１２に接続されている場合とでは、アンテナ１５側から無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４を見たときに、その入力部Ｐｉｎ４における入力インピーダンスＺｉｎ４が変動する。このため、例えば、無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４がＬＮＡ１１に接続されているときに、無線受信側回路部４とアンテナ１５側との整合状態が良好でも、スイッチ部１０によって無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４がＬＮＡ１１からバイパス通路１２に切り換え接続すると、無線受信側回路部４の入力インピーダンスＺｉｎ４が変動するので、無線受信側回路部４とアンテナ１５側との整合状態が悪化してしまう。これにより、アンテナ１５による送信の特性が劣化してしまうという問題が生じる。
【００１９】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、アンテナの受信信号のパワーレベルを調整する機能を備えた無線受信側回路部が設けられている場合に、その受信信号のパワーレベル調整動作に起因して無線受信側回路部とアンテナ側とのインピーダンス不整合の発生を防止できる無線通信用高周波回路およびそれを備えた通信機を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明の無線通信用高周波回路は、アンテナにより受信された信号のパワーを予め定められたレベル範囲内に調整して無線通信用信号処理部に向けて出力する無線受信側回路部を備えた無線通信用高周波回路において、無線受信側回路部は、アンテナに接続する入力部と、無線通信用信号処理部に接続する出力部と、それら入力部と出力部との間を接続する信号線路と、この信号線路に介設されアンテナの受信信号のパワーを増幅する増幅器とを有すると共に、増幅器と入力部との間の信号線路部分に設けられた線路分断部と、信号線路と間隔を介して配置され増幅器の入力インピーダンスと同じインピーダンスを持つインピーダンス付与部と、線路分断部の入力部側の端部を増幅器側の端部とインピーダンス付与部とのうちの一方に導体により切り換え接続させるスイッチ部とを有しており、線路分断部とインピーダンス付与部とスイッチ部は、線路分断部の入力部側の端部と増幅器側の端部とを導体接続と無線接続とのうちの一方に切り換えて増幅器に入力する受信信号のパワーレベルを可変して無線受信側回路部全体の利得を可変する利得可変回路を構成していることを特徴としている。また、この発明の通信機は、この発明において特有な構成を持つ無線通信用高周波回路が設けられていることを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１には第１実施形態例の通信機において特有な無線通信用高周波回路がアンテナと無線通信用信号処理部（信号処理部）と制御装置と共に表されている。なお、この第１実施形態例の説明において、図６や図７に図示した構成と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００２３】
第１実施形態例の通信機はＦＤＤ方式に適用するものであり、この通信機において特徴的な無線通信用高周波回路１は、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４をデュプレクサ２を介してアンテナ１５に接続させる構成を有し、その無線受信側回路部４を構成する受信側パワー調整回路部７が特有な構成を備えている。
【００２４】
すなわち、第１実施形態例では、無線受信側回路部４において、デュプレクサ２を介してアンテナ１５に接続する入力部Ｐｉｎ４と、無線通信用信号処理部１６に接続する出力部Ｐｏｕｔ４と、それら入力部Ｐｉｎ４と出力部Ｐｏｕｔ４との間を接続する信号線路２６とが設けられている。その信号線路２６には、アンテナ１５（デュプレクサ２）側から、受信側パワー調整回路部７を構成するＬＮＡ１１と、帯域制限フィルタ８と、受信側周波数変換回路部９とが順に介設されている。また、その信号線路２６には、無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４と、ＬＮＡ１１との間となる線路部分に、線路分断部２８が設けられている。
【００２５】
さらに、第１実施形態例では、受信側パワー調整回路部７において、インピーダンス付与部２９と、スイッチ部３０とが設けられている。インピーダンス付与部２９は、信号線路２６と間隔を介して配置されており、当該インピーダンス付与部２９は、ＬＮＡ１１の入力インピーダンスと同じインピーダンスを信号線路２６に付与できるものである。スイッチ部３０は、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａを、ＬＮＡ１１側の端部２８ｂとインピーダンス付与部２９とのうちの一方側に導体により切り換え接続させるものである。
【００２６】
そのスイッチ部３０の切り換え動作は、通信機の制御装置１７により制御される。例えば、制御装置１７は、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルと予め定められた設定レベルとを比較する比較部を有し、この比較部の比較結果により、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベル以下であることを検知しているときには、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａがＬＮＡ１１側の端部２８ｂと導体によって接続するようにスイッチ部３０の切り換え動作を制御する。この場合には、アンテナ１５からデュプレクサ２を介して無線受信側回路部４に供給された受信信号は、その線路分断部２８の導体を介した接続部分（導体接続部分）を通ってＬＮＡ１１に入力する。そして、ＬＮＡ１１によって受信信号のパワーは増幅して設定のレベル範囲内に調整され、当該受信信号は帯域制限フィルタ８を介して受信側周波数変換回路部９に加えられる。そして、その受信信号は受信側周波数変換回路部９によって設定の周波数に下げられて無線通信用信号処理部１６に出力される。
【００２７】
また、制御装置１７は、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベルよりも大きいことを検知しているときには、その受信信号をＬＮＡ１１によって増幅してしまうと設定のレベル範囲よりも受信信号のパワーレベルが過大となってしまうので、それを防止するために次に示すような制御動作を行う。つまり、制御装置１７は、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベルよりも大きいことを検知しているときには、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａがインピーダンス付与部２９に接続するようにスイッチ部３０の切り換え動作を制御する。この場合には、アンテナ１５側からの受信信号は、線路分断部２８における入力部側の端部２８ａと、ＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間の無線接続によりＬＮＡ１１に入力する。その無線接続によって受信信号のパワーは減衰し、当該減衰した受信信号がＬＮＡ１１に入力することになる。ＬＮＡ１１はその減衰した受信信号を増幅するので受信信号のパワーレベルを設定のレベル範囲内に調整できる。
【００２８】
第１実施形態例では、線路分断部２８と、インピーダンス付与部２９と、スイッチ部３０は、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとを導体接続と無線接続とのうちの一方に切り換えて、ＬＮＡ１１に入力する受信信号のパワーレベルを可変することで受信側パワー調整回路部７全体の利得を可変する利得可変回路３２を構成している。
【００２９】
ところで、仮に、インピーダンス付与部２９が設けられていないものとし、スイッチ部３０は、線路分断部２８における入力部側の端部２８ａと、ＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間を、オンして導体接続させる状態と、オフして無線接続させる状態とを切り換えるだけの構成としたとする。この場合、デュプレクサ２から無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４を見たときに、その無線受信側回路部４の入力インピーダンスＺｉｎ４は、スイッチ部３０がオンしたときには例えば５０Ωであるのに対して、スイッチ部３０がオフしたときにはオープンとなる。このように、無線受信側回路部４の入力インピーダンスＺｉｎ４が、スイッチ部３０のオン時とオフ時で互いに異なるインピーダンス値を持つことになる。このため、例えば、スイッチ部３０がオンしているときには無線受信側回路部４とデュプレクサ２とは良好に整合している状態であるが、スイッチ部３０がオフすると、無線受信側回路部４とデュプレクサ２とはインピーダンス不整合状態になるというような事態が発生してしまう。
【００３０】
これに対して、この第１実施形態例では、線路分断部２８における入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間を無線接続させる場合には、スイッチ部３０によって、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａはインピーダンス付与部２９に導体を介して接続する構成とした。そのインピーダンス付与部２９は、ＬＮＡ１１の入力インピーダンスと同じインピーダンスを持つものであるので、スイッチ部３０の切り換え動作によって線路分断部２８の入力部側の端部２８ａがＬＮＡ１１側の端部２８ｂと無線接続状態となっている場合には、インピーダンス付与部２９との導体接続によってその線路分断部２８の入力部側の端部２８ａにはＬＮＡ１１の入力インピーダンスと同じインピーダンスが付与されることになる。これにより、無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４における入力インピーダンスＺｉｎ４は、スイッチ部３０の切り換え動作によって線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとが導体接続状態となっても、無線接続状態となっても、変動せず、安定化する。これにより、アンテナ１５（デュプレクサ２）は、スイッチ部３０の切り換え動作に関係なく、常に無線受信側回路部４と整合状態を維持することができる。また、そのように無線受信側回路部４の入力インピーダンスＺｉｎ４の変動を抑制できるので、アンテナ１５は、その受信側のインピーダンス変動の悪影響を受けずに良好に信号の送信を行うことができることとなり、送信特性の劣化を回避できる。
【００３１】
また、無線送信側回路部３からデュプレクサ２を介して無線送信用の信号の一部が無線受信側回路部４に入り込む場合がある。この第１実施形態例では、無線受信側回路部４の信号線路２６には線路分断部２８とスイッチ部３０が設けられ、そのスイッチ部３０の切り換え動作によって、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間を無線接続状態にできる。このため、そのように線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間が無線接続状態となっている場合には、無線送信用の信号の一部が無線受信側回路部４に入り込んだとしても、その無線送信用の信号は線路分断部２８の無線接続によって減衰し、ＬＮＡ１１側に達する無線送信用の信号のレベルを小さくできる。
【００３２】
以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明において、第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００３３】
この第２実施形態例の通信機はＴＤＤ方式に適用するものであり、この通信機の無線通信用高周波回路１は、図２に示されるように、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４をアンテナ送受信切り換えスイッチであるアンテナスイッチ２０を介してアンテナ１５に接続する構成を有する。そのアンテナスイッチ２０の切り換え動作は通信機の制御装置１７によって制御される。例えば、制御装置１７によって、送信期間には、アンテナ１５が無線送信側回路部３に導体接続するようにアンテナスイッチ２０が切り換えられ、受信期間には、アンテナ１５が無線受信側回路部４に導体接続するようにアンテナスイッチ２０が切り換えられる。
【００３４】
この第２実施形態例では、無線送信側回路部３は第１実施形態例に示した無線送信側回路部３と同様な構成を有する。また、無線受信側回路部４も第１実施形態例に示した無線受信側回路部４と同様な構成を有する。つまり、無線受信側回路部４は、この第２実施形態例においても、受信側パワー調整回路部７と帯域制限フィルタ８と受信側周波数変換回路部９を有し、その受信側パワー調整回路部７には、増幅器であるＬＮＡ１１に加えて、線路分断部２８とインピーダンス付与部２９とスイッチ部３０から成る利得可変回路３２が設けられている。この利得可変回路３２のスイッチ部３０の切り換え動作は、第１実施形態例と同様に制御装置１７により制御される。
【００３５】
この第２実施形態例においても、第１実施形態例と同様の利得可変回路３２を設けたので、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルに応じて受信側パワー調整回路部７の利得を可変することができて、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルを設定レベル範囲内に調整することができる。また、受信側パワー調整回路部７の利得を可変しても、無線受信側回路部４の入力インピーダンスＺｉｎ４の変動を抑制することができる。このため、その入力インピーダンスＺｉｎ４の変動に起因した問題（例えば、アンテナ１５と無線受信側回路部４との不整合の問題や、アンテナ１５の送信特性の劣化問題など）の発生を回避することができる。さらに、送信期間中に、アンテナスイッチ２０のアイソレーション特性によって、無線送信用の信号の一部がアンテナスイッチ２０の送信側から受信側に無線接続によって無線受信側回路部４に入り込んだとしても、送信期間中にはスイッチ部３０の切り換え動作によって線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間は無線接続状態となるため、その無線送信用の信号は線路分断部２８の無線接続によって減衰し、ＬＮＡ１１側に達する無線送信用の信号のレベルを小さくできる。
【００３６】
以下に、第３実施形態例を説明する。なお、この第３実施形態例の説明において、第１や第２の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００３７】
この第３実施形態例の通信機では、図３に示すように、無線通信用高周波回路１は第２実施形態例に示した構成と同様な構成を備えており、当該無線通信用高周波回路１のＬＮＡ１１とアンテナスイッチ２０とスイッチ部３０のそれぞれの動作の制御に特徴がある。
【００３８】
すなわち、この第３実施形態例では、制御装置１７は、アンテナスイッチ２０には制御信号１を、また、スイッチ部３０には制御信号２を、さらに、ＬＮＡ１１には制御信号３を、それぞれ、加えるというように、アンテナスイッチ２０とスイッチ部３０とＬＮＡ１１のそれぞれに別々の制御信号１，２，３を加えてアンテナスイッチ２０とスイッチ部３０とＬＮＡ１１のそれぞれの動作を後述するような制御ルールに従って制御する。
【００３９】
また、この第３実施形態例では、アンテナスイッチ２０は、制御装置１７から加えられる制御信号１（パルス信号）がＨｉレベルのときにはアンテナ１５を無線送信側回路部３に導体接続させる送信側に切り換え、制御信号１がＬレベルのときには無線受信側回路部４に導体接続させる受信側に切り換える。スイッチ部３０は、制御装置１７から加えられる制御信号２（パルス信号）がＨｉレベルのときには線路分断部２８の入力部側の端部２８ａをＬＮＡ１１側の端部２８ｂに導体接続させるＬＮＡ１１側に切り換え、制御信号２がＬレベルのときには線路分断部２８の入力部側の端部２８ａをインピーダンス付与部２９に導体接続させるインピーダンス付与部２９側に切り換える。ＬＮＡ１１は、制御装置１７から加えられる制御信号３（パルス信号）がＨｉレベルのときには動作可能な状態（電源電力が供給されている状態）となり、制御信号３がＬレベルのときには休止状態（電源電力の供給が無い状態）となる。
【００４０】
この第３実施形態例では、制御装置１７は、表１にまとめられているような制御ルールに従って制御信号１，２，３の各々のレベルを制御して、ＬＮＡ１１とアンテナスイッチ２０とスイッチ部３０をそれぞれ制御する。
【００４１】
【表１】
【００４２】
つまり、この第３実施形態例では、通信機はＴＤＤ方式により通信動作を行うものであり、予め定められた時間間隔毎に送信と受信が切り換えられる。制御装置１７は、送信期間中には、表１に示されるように、制御信号１をＨｉレベルにしてアンテナスイッチ２０を送信側に切り換えた状態とし、また、制御信号２をＬレベルにしてスイッチ部３０をインピーダンス付与部２９側に切り換えた状態とし、さらに、制御信号３をＬレベルにしてＬＮＡ１１を休止状態にする。なお、この第３実施形態例では、制御装置１７からアンテナスイッチ２０に加えられる制御信号１と同じ制御信号１が無線送信側回路部３にも供給される構成となっており、無線送信側回路部３は、Ｈｉレベルの制御信号１が加えられると、動作状態となる。
【００４３】
このような制御動作によって、送信期間中には、無線通信用信号処理部１６から出力された無線送信用の信号は、無線送信側回路部３によって周波数変換とパワーレベル調整が行われ、設定パワーレベルを持つ設定周波数（高周波）の無線送信用の信号が無線送信側回路部３からアンテナスイッチ２０と帯域制限フィルタ２１を介してアンテナ１５に向けて出力される。このとき、アンテナスイッチ２０のアイソレーション特性によって、無線送信用の信号の一部がアンテナスイッチ２０の送信側から受信側に無線接続によって無線受信側回路部４に入り込む場合がある。第３実施形態例では、送信期間中にはスイッチ部３０の切り換え動作によって線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間は無線接続状態となる。このため、無線受信側回路部４に入り込んだ無線送信用の信号は線路分断部２８の無線接続によって減衰し、ＬＮＡ１１側に達する無線送信用の信号のレベルは小さいものとなる。
【００４４】
表１に示されるように、制御装置１７は、受信期間中に、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベル以下である場合（受信モードＬのとき）には、制御信号１をＬレベルにしてアンテナスイッチ２０を受信側に切り換えた状態とし、また、制御信号２をＨｉレベルにしてスイッチ部３０をＬＮＡ１１側に切り換えた状態とし、さらに、制御信号３をＨｉレベルにしてＬＮＡ１１を動作状態にする。なお、無線送信側回路部３は、受信期間中には、Ｌレベルの制御信号１によって休止状態となる。
【００４５】
この受信モードＬ中には、アンテナ１５から無線受信側回路部４に加えられた受信信号は、ＬＮＡ１１に加えられ当該ＬＮＡ１１によって増幅されて設定のパワーレベル範囲内に調整され、当該パワーレベル調整後の受信信号が無線通信用信号処理部１６に向けて出力される。
【００４６】
さらに、制御装置１７は、受信期間中に、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベルよりも高くなった場合（受信モードＨのとき）には、制御信号２をＬレベルにしてスイッチ部３０をインピーダンス付与部２９側に切り換えた状態とする。また、この受信モードＨのときにも受信モードＬのときと同様に、制御装置１７は、制御信号１をＬレベルにしてアンテナスイッチ２０を受信側に切り換えた状態とし、また、制御信号３をＨｉレベルにしてＬＮＡ１１を動作状態にする。なお、この受信モードＨの受信期間中においても、受信モードＬのときと同様に、無線送信側回路部３は、Ｌレベルの制御信号１によって休止状態となる。
【００４７】
この受信モードＨ中には、アンテナ１５から無線受信側回路部４に加えられた受信信号は、パワーレベルが大きすぎてそのままＬＮＡ１１で増幅してしまうと設定のパワーレベル範囲よりも過大となってしまうので、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間の無線接続によって受信信号を減衰させてからＬＮＡ１１に入力させる。その減衰した受信信号がＬＮＡ１１によって増幅されて設定のパワーレベル範囲内に調整される。そして、無線受信側回路部４から、設定のパワーレベルを持つ設定の周波数の受信信号が、無線通信用信号処理部１６に向けて出力する。
【００４８】
この第３実施形態例の構成を備えることによって、第１や第２の各実施形態例と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
以下に、第４実施形態例を説明する。なお、この第４実施形態例の説明において、第１〜第３の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５０】
この第４実施形態例では、図４に示されるように、第３実施形態例と同様に通信機はＴＤＤ方式に適用するものであり、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４がアンテナ送受信切り換えスイッチであるアンテナスイッチ２０と帯域制限フィルタ２１を介してアンテナ１５に接続される。また、第４実施形態例では、無線受信側回路部４には、第１〜第３の各実施形態例と同じ構成の受信側パワー調整回路部７が設けられている。
【００５１】
この第４実施形態例では、第３実施形態例よりも少ない数の制御信号１，２でもって、アンテナスイッチ２０とスイッチ部３０とＬＮＡ１１と無線送信側回路部３のそれぞれの動作制御が可能となっている。つまり、制御信号１のレベルを反転させ当該レベル反転後の制御信号１をＬＮＡ１１に加える信号反転部３４が設けられている。これにより、制御信号１によってアンテナスイッチ２０と無線送信側回路部３とＬＮＡ１１のそれぞれの動作の制御が可能となっている。このため、第３実施形態例に示した制御信号３を省略できている。
【００５２】
表２には第４実施形態例における制御信号１，２の制御装置１７によるレベル制御のルールがまとめられて表されている。この表２に示されているルールに従って制御装置１７が制御信号１，２のそれぞれのレベルを制御することで、第４実施形態例に示す無線通信用高周波回路１は、第３実施形態例と同じ動作を行うことができる。
【００５３】
【表２】
【００５４】
第４実施形態例においても、第１〜第３の各実施形態例と同様の優れた効果を奏することができる。また、第３実施形態例よりも少ない数の制御信号で無線通信用高周波回路１の動作を制御することができるので、制御装置１７の制御構成の簡略化を図ることができる。
【００５５】
以下に、第５実施形態例を説明する。なお、この第５実施形態例の説明において、第１〜第４の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５６】
この第５実施形態例では、図５に示されるように、通信機はＴＤＤ方式に適用するものである。この第５実施形態例の無線通信用高周波回路１は、第２〜第４の実施形態例の何れか１つに示した構成に加えて、無線送信側回路部３とアンテナスイッチ２０との間の送信側信号線路３５に、送信側線路分断部３６が介設されている。また、その送信側信号線路３５と間隔を介して送信側インピーダンス付与部３８が設けられている。この送信側インピーダンス付与部３８は、無線送信側回路部３の出力部Ｐｏｕｔ３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３と同じインピーダンスを送信側信号線路３５に付与することができるものである。
【００５７】
さらに、スイッチ部３７が設けられている。このスイッチ部３７は、送信側線路分断部３６におけるアンテナ１５側（アンテナスイッチ２０側）の端部３６ａを、無線送信側回路部３側の端部３６ｂと送信側インピーダンス付与部３８とのうちの何れか一方に導体により切り換え接続させる構成を備えている。このスイッチ部３７の切り換え動作は制御装置１７によって次に示すように制御される。
【００５８】
つまり、制御装置１７は、送信期間中には、送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａが無線送信側回路部３側の端部３６ｂに導体により接続するようにスイッチ部３７の切り換え動作を制御する。これにより、無線送信側回路部３から出力された無線送信用の信号は、その送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａと無線送信側回路部３側の端部３６ｂとの間の導体接続部分を通り、アンテナスイッチ２０と帯域制限フィルタ２１を介してアンテナ１５に加えられる。
【００５９】
また、制御装置１７は、受信期間中には、送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａが送信側インピーダンス付与部３８に導体により接続するようにスイッチ部３７の切り換え動作を制御する。例えば、受信期間中には、アンテナ１５の受信信号の一部がアンテナスイッチ２０のアイソレーション特性により無線送信側回路部３側に入り込む場合があるが、この第５実施形態例では、制御装置１７によるスイッチ部３７の切り換え動作によって、送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａと無線送信側回路部３側の端部３６ｂとの間は無線接続状態となるため、無線送信側回路部３側に入り込んだ受信信号はその無線接続により減衰する。
【００６０】
また、ＴＤＤ方式の通信機では、受信期間中には、無線送信側回路部３を休止状態（電源電力の供給が無い状態）に制御する場合がある。この場合、無線送信側回路部３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３は、送信期間中には例えば５０Ωであるのに、受信期間中には非常に高いインピーダンスとなるというように、送信期間中と受信期間中とで互いに異なるインピーダンス値を持つことになる。その無線送信側回路部３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３の変動は、アンテナ１５側（アンテナスイッチ２０側）と無線送信側回路部３との不整合を招き、アンテナ１５の受信特性に悪影響を与える虞がある。
【００６１】
これに対して、この第５実施形態例では、受信期間中には、送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａには送信側インピーダンス付与部３８が導体により接続されて、無線送信側回路部３の送信期間中の出力インピーダンスＺｏｕｔ３と同じインピーダンスを送信側インピーダンス付与部３８から送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａに付与することができる。このため、アンテナスイッチ２０から無線送信側回路部３側を見たときに、送信期間中と受信期間中の何れの場合であっても無線送信側回路部３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３を見かけ上同じにすることができて、アンテナ１５側（アンテナスイッチ２０側）と無線送信側回路部３との不整合を回避することができる。
【００６２】
なお、この発明は第１〜第５の各実施形態例に示した構成に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第１〜第５の各実施形態例では、受信側パワー調整回路部７には、利得可変回路３２が１つしか配設されていなかったが、例えば、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルの変動範囲が非常に広い場合には無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４とＬＮＡ１１間の信号線路部分に複数の利得可変回路３２を介設してもよい。この場合には、それら各々の利得可変回路３２のスイッチ部３０の切り換え動作をそれぞれ個別に制御することによって、受信側パワー調整回路部７の利得を複数段階で可変することが可能となる。
【００６３】
また、第２〜第５の各実施形態例では、スイッチ部３０の切り換え動作だけで受信信号に対する無線通信用高周波回路１の利得を可変していたが、例えば、ＴＤＤ方式の通信機の場合には、アンテナスイッチ２０の切り換え動作をも利用して、受信信号に対する無線通信用高周波回路１の利得を可変する構成としてもよい。具体例を挙げると、例えば、受信期間中に、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが予め設定されたレベルＶｓｈ以下である場合には、第２〜第５の各実施形態例と同様に、制御装置１７によって、アンテナスイッチ２０は受信側に切り換えられた状態に制御され、スイッチ部３０はＬＮＡ１１側に切り換えられた状態に制御される。また、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルがその設定のレベルＶｓｈよりも大きい場合には、制御装置１７によって、スイッチ部３０はインピーダンス付与部２９側に切り換えられた状態に制御される。これにより、受信信号は、線路分断部２８により減衰してからＬＮＡ１１によって増幅されて設定のレベル範囲内に調整される。
【００６４】
一方、受信期間中に、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが、前記設定レベルＶｓｈよりも大きい設定レベルＶｓｈ’を越えたときには、受信期間中ではあるがアンテナスイッチ２０を送信側に切り換えた状態に制御する。これにより、アンテナ１５の非常に大きなパワーレベルを持つ受信信号は、アンテナスイッチ２０で減衰し、さらに、無線送信側回路部３の線路分断部２８で減衰して、ＬＮＡ１１に入力することになる。そのようにアンテナスイッチ２０と線路分断部２８の２段構成でアンテナ１５の受信信号を減衰させることで、受信信号をＬＮＡ１１によって増幅しても当該増幅後の受信信号のレベルが設定のレベル範囲よりも大きくなってしまうことを防止でき、受信信号のパワーレベルを設定のレベル範囲内に調整することができる。なお、受信期間中に、アンテナスイッチ２０を送信側に切り換える構成とする場合には、第５実施形態例に特有な構成を備えることが好ましい。つまり、アンテナスイッチ２０と無線送信側回路部３間の送信側信号線路３５に送信側線路分断部３６を設けると共に、スイッチ部３７と送信側インピーダンス付与部３８を設ける。そして、受信期間中には、スイッチ部３７が送信側インピーダンス付与部３８側に切り換わっている状態に制御して、受信信号がアンテナスイッチ２０側から無線送信側回路部３側に入り込むことを防止する。
【００６５】
【発明の効果】
この発明によれば、無線受信側回路部の入力部と増幅器との間の信号線路部分には線路分断部が設けられており、スイッチ部の切り換え動作によってその線路分断部の入力部側の端部と増幅器側の端部とを導体接続と無線接続とのうちの一方に切り換えて増幅器に入力する受信信号のパワーレベルを可変することで無線受信側回路部全体の利得を可変する構成とした。また、この発明では、線路分断部の入力部側の端部と増幅器側の端部とが無線接続の状態となっているときには、スイッチ部によって、線路分断部の入力部側の端部はインピーダンス付与部に導体により接続するので、当該線路分断部の入力部側の端部には、そのインピーダンス付与部から増幅器の入力インピーダンスと同じインピーダンスを付与することができる。このため、線路分断部の入力部側の端部と増幅器側の端部とが、導体接続の状態であっても、無線接続の状態であっても、無線受信側回路部の入力インピーダンスを同じインピーダンス値に安定化させることができる。
【００６６】
つまり、無線受信側回路部の利得可変動作に起因した無線受信側回路部の入力インピーダンスの変動を抑制することができるので、無線受信側回路部とアンテナ側とのインピーダンス不整合を回避することができる。これにより、その受信側のインピーダンス不整合に起因した送信特性の劣化を防止することができる。
【００６７】
無線受信側回路部において、入力部と増幅器との間の信号線路部分に、線路分断部とインピーダンス付与部とスイッチ部から成る利得可変回路が複数介設されている場合には、無線受信側回路部側とアンテナ側とのインピーダンス不整合を防止しながら、無線受信側回路部全体の利得を複数段階でもって可変することが可能となる。
【００６８】
さらに、無線送信側回路部が設けられており、無線送信側回路部から出力した無線送信用の信号をアンテナに導くための送信側信号線路には送信側線路分断部が設けられており、スイッチ部の切り換え動作によってその送信側線路分断部のアンテナ側の端部と無線送信側回路部側の端部との間の導体による接続と非接続とが切り換えられる構成を備えた発明にあっては、例えば、ＴＤＤ方式の通信機、つまり、アンテナ送受信切り換えスイッチが設けられている通信機において、受信期間中に、送信側線路分断部のアンテナ側の端部と無線送信側回路部側の端部との間を導体により接続しないことによって、アンテナ側からアンテナ送受信切り換えスイッチを通って送信側に入り込んでしまったアンテナの受信信号の一部をその送信側線路分断部で減衰させることができる。
【００６９】
その上、この発明では、送信側線路分断部のアンテナ側の端部と無線送信側回路部側の端部との間が導体により接続されていないときには、スイッチ部の切り換え動作によって送信側線路分断部のアンテナ側の端部には送信側インピーダンス付与部から無線送信側回路部の出力インピーダンスと同じインピーダンスを付与することができるので、アンテナ送受信切り換えスイッチ側から無線送信側回路部側を見たときのインピーダンスの変動を抑制することができる。これにより、アンテナ側と無線送信側回路部側とのインピーダンス不整合を防止できる。また、送信側のインピーダンス変動に起因した受信特性の劣化を回避することができる。
【００７０】
この発明において特有な構成は、ＴＤＤ方式の通信機（つまり、アンテナ送受信切り換えスイッチが設けられている通信機）に組み込まれる無線通信用高周波回路にも、ＦＤＤ方式の通信機（つまり、アンテナが信号合分波回路を介して無線送信側回路部と無線受信側回路部に接続されている通信機）にも、非常に有効な構成である。
【００７１】
また、アンテナ送受信切り換えスイッチが設けられている通信機にあっては、アンテナ送受信切り換えスイッチの切り換え動作と、無線受信側回路部のスイッチ部の切り換え動作とをそれぞれ別々の制御信号によって制御することによって、それらアンテナ送受信切り換えスイッチと、無線受信側回路部のスイッチ部とを個別に制御することが可能となり、それらスイッチの制御の新たな展開を図ることが容易となる。
【００７２】
さらに、この発明では、無線受信側回路部における線路分断部の入力側の端部をインピーダンス付与部側に切り換えることによって、無線送信側回路部側からアンテナ送受信切り換えスイッチや信号合分波回路を介して無線受信側回路部側に入り込んでしまった無線送信用の不要な信号を線路分断部で減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態例を説明するためのブロック構成図である。
【図２】第２実施形態例を説明するためのブロック構成図である。
【図３】第３実施形態例を説明するためのブロック構成図である。
【図４】第４実施形態例を説明するためのブロック構成図である。
【図５】第５実施形態例を説明するためのブロック構成図である。
【図６】特許文献１に記載の無線通信用高周波回路の一つを説明するためのブロック図である。
【図７】特許文献２に記載の無線通信用高周波回路の一つを説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１ 無線通信用高周波回路
２ デュプレクサ
３ 無線送信側回路部
４ 無線受信側回路部
１１ ＬＮＡ
１５ アンテナ
１６ 無線通信用信号処理部
１７ 制御装置
２０ アンテナスイッチ
２８ 線路分断部
２９ インピーダンス付与部
３０，３７ スイッチ部
３５ 送信側信号線路
３６ 送信側線路分断部
３８ 送信側インピーダンス付与部
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナの受信信号のパワーを予め定めたレベル範囲内に調整する構成が設けられている無線通信用高周波回路およびそれを備えた通信機に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
図６には無線通信用高周波回路の一例がブロック図により通信機に組み込まれた状態で示されている（例えば特許文献１参照）。この無線通信用高周波回路１はＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式に適用するものであり、当該無線通信用高周波回路１は、信号合分波回路であるデュプレクサ２と、無線送信側回路部３と、無線受信側回路部４とを有して構成されている。また、無線送信側回路部３は、送信側パワー調整回路部５と、送信側周波数変換回路部６とを有して構成されている。さらに、無線受信側回路部４は、受信側パワー調整回路部７と、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）８と、受信側周波数変換回路部９とを有して構成され、さらにまた、受信側パワー調整回路部７は、スイッチ部１０と、増幅器であるＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ（低雑音増幅器））１１と、バイパス通路１２とを有して構成されている。
【０００３】
無線通信用高周波回路１において、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４は、共通にデュプレクサ２を介してアンテナ１５に接続され、また、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４は、それぞれ、無線通信用信号処理部（信号処理部）１６に接続されている。
【０００４】
無線送信側回路部３においては、無線通信用信号処理部１６から無線送信側回路部３に無線送信用の信号が出力されると、その信号は送信側周波数変換回路部６に入力する。送信側周波数変換回路部６は、その無線送信用の信号の周波数を無線通信用に予め設定されている高周波に変換する。送信側パワー調整回路部５はその周波数変換後の無線送信用の信号のパワーを設定のレベルに高める。そのパワーが高められた高周波の無線送信用の信号が無線送信側回路部３からデュプレクサ２を介してアンテナ１５に加えられ、当該アンテナ１５によって無線送信用の信号が無線により送信される。
【０００５】
また、無線受信側回路部４においては、アンテナ１５により受信された信号がデュプレクサ２を介して加えられると、その受信信号は受信側パワー調整回路部７に入力する。受信側パワー調整回路部７はその受信信号のパワーを予め定めた設定のレベル範囲内に調整して帯域制限フィルタ８を介し受信側周波数変換回路部９に向けて出力する。受信側周波数変換回路部９は、パワー調整後の受信信号の周波数を高周波から設定の周波数に下げる。その周波数変換後の受信信号が無線受信側回路部４から無線通信用信号処理部１６に出力される。
【０００６】
ところで、アンテナ１５により受信される信号のパワーレベルは様々な原因によって可変する。このため、この例に示す無線受信側回路部４の受信側パワー調整回路部７においては、その利得を変化させる機能を備えている。つまり、受信側パワー調整回路部７には、ＬＮＡ１１の信号入力側と信号出力側を短絡するバイパス通路１２が設けられると共に、アンテナ１５の受信信号をＬＮＡ１１に通す経路と、バイパス通路１２に通してＬＮＡ１１に通さない経路とのうちの一方に信号経路を切り換えるスイッチ部１０が設けられている。そのスイッチ部１０の切り換え動作は例えば通信機の制御装置１７によって行われる。
【０００７】
例えば、制御装置１７は、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベル以下であることを検知している間は、アンテナ１５側から無線受信側回路部４に供給された受信信号がＬＮＡ１１を通るようにスイッチ部１０の切り換え動作を制御する。そのＬＮＡ１１によって受信信号のパワーレベルは増幅されて予め定められた設定のレベル範囲内に調整される。そのパワーレベルが調整された受信信号は帯域制限フィルタ８を介して受信側周波数変換回路部９に出力される。
【０００８】
また、制御装置１７は、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベルよりも大きいことを検知したときには、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが大きくて増幅する必要がないので、アンテナ１５側から無線受信側回路部４に供給された受信信号がＬＮＡ１１ではなくバイパス通路１２を通るようにスイッチ部１０の切り換え動作を制御する。この場合には、アンテナ１５側から受信側パワー調整回路部７に加えられた受信信号は増幅されずにそのパワーレベルのまま、帯域制限フィルタ８を介して受信側周波数変換回路部９に出力される。
【０００９】
図７には別の無線通信用高周波回路の構成例が示されている（例えば特許文献２参照）。この無線通信用高周波回路１はＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式（つまり、送信と受信が設定時間間隔毎に交互に切り換わる方式）に適用するものであり、当該無線通信用高周波回路１においては、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４は、送受信の切り換えを行うスイッチアンテナ２０を介してアンテナ１５に接続されている。なお、図７中の符号２１は帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）を示している。
【００１０】
この例では、無線送信側回路部３は、図６に示した無線送信側回路部３と同様に、送信側パワー調整回路部５と送信側周波数変換回路部６を有し、無線通信用信号処理部１６から加えられた無線送信用の信号は送信側周波数変換回路部６によって高周波に変換され、さらに、送信側パワー調整回路部５によって設定のレベルに高められてアンテナ１５に向けて出力される。なお、前記図６の無線通信用高周波回路１はＦＤＤ方式に適用するものであり、無線送信側回路部３は無線通信用信号処理部１６側から供給される無線送信用の信号に常に対応できる常時動作状態であるのに対して、図７に示す無線通信用高周波回路１はＴＤＤ方式に適用するものであり、受信期間中には、制御装置１７から無線送信側回路部３に動作休止信号（オフ信号）が加えられて無線送信側回路部３は休止状態となる。
【００１１】
図７に示す無線受信側回路部４は、ＬＮＡ１１と帯域制限フィルタ８と受信側周波数変換回路部９を有して構成されている。当該無線受信側回路部４にアンテナ１５の受信信号が供給されると、ＬＮＡ１１によって受信信号のパワーレベルが増幅され、このパワーレベル調整後の受信信号は帯域制限フィルタ８を介して受信側周波数変換回路部９に供給され、受信側周波数変換回路部９によって受信信号は周波数変換が成されて設定の周波数に下げられる。
【００１２】
この図７の構成では、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルを調整するために、ＬＮＡ１１だけでなく、アンテナスイッチ２０をも利用している。すなわち、制御装置１７は、例えば、受信期間中には、無線送信側回路部３を休止状態に制御すると共に、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベル以下であることを検知しているときには、アンテナスイッチ２０を受信側に切り換え接続させる。これにより、アンテナ１５の受信信号はアンテナスイッチ２０の導体を介して直接的に無線受信側回路部４に入力し、その受信信号はＬＮＡ１１によってパワーレベルが増幅されて帯域制限フィルタ８を介し受信側周波数変換回路部９に供給される。
【００１３】
これに対して、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベルよりも大きいことを制御装置１７が検知したときには、その受信信号がＬＮＡ１１によって増幅されてしまうと受信信号のパワーレベルが予め定められた設定のレベル範囲よりも過大となってしまうので、制御装置１７は、受信期間中ではあるがアンテナスイッチ２０を送信側に切り換え接続させる。これにより、アンテナ１５の受信信号は、アンテナスイッチ２０において、アンテナ１５側から無線受信側回路部４側に無線接続により通電することとなり、受信信号の大きなパワーレベルはアンテナスイッチ２０で減衰する。このようにアンテナスイッチ２０で減衰させた受信信号をＬＮＡ１１に入力させることで、受信信号をＬＮＡ１１によって増幅しても予め定められたレベル範囲内に調整できる。このパワーレベル調整後の受信信号はＬＮＡ１１から帯域制限フィルタ８を介して受信側周波数変換回路部９に供給される。
【００１４】
なお、この図７に示す例では、受信期間中には、無線送信側回路部３は休止状態に制御されるので、アンテナスイッチ２０から無線送信側回路部３側を見たときに、無線送信側回路部３の出力部Ｐｏｕｔ３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３は非常に高いインピーダンスとなり、送信中とは大きく異なる。その送信期間と受信期間との無線送信側回路部３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３の変動は無線受信側回路部４に悪影響を及ぼす。このため、この図７に示す構成では、無線送信側回路部３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３と同じインピーダンスを持つ負荷２２を設けると共に、スイッチ部２３を設けている。そのスイッチ部２３は、無線送信側回路部３の出力部Ｐｏｕｔ３とアンテナスイッチ２０との間の信号線路部分２４と、負荷２２との接続と非接続の切り換え制御を行うものであり、当該スイッチ部２３の切り換え動作は制御装置１７によって行われる。
【００１５】
つまり、制御装置１７は、送信期間中には、信号線路部分２４と負荷２２が非接続状態となるようにスイッチ部２３の切り換え動作を制御し、受信期間中には、信号線路部分２４と負荷２２が接続状態となるようにスイッチ部２３の切り換え動作を制御する。これにより、受信期間中には無線送信側回路部３は休止中であるが、信号線路部分２４には、無線送信側回路部３の送信期間中の出力インピーダンスＺｏｕｔ３と同じインピーダンスが負荷２２によって付与されることとなる。このため、アンテナスイッチ２０側から無線送信側回路部３の出力部Ｐｏｕｔ３を見たときに、その無線送信側回路部３の出力部Ｐｏｕｔ３における送信期間中と受信期間中のインピーダンス変動を抑制することができる。
【００１６】
なお、図７の例では、スイッチ部２３は、制御装置１７からオン信号が加えられたときに負荷２２を信号線路部分２４に接続させる構成となっている。また、受信期間中に制御装置１７から無線送信側回路部３に加えられる動作休止信号（オフ信号）を利用してスイッチ部２３の切り換え動作をも制御するために、この図示の例では、その動作休止信号を反転させてオン信号に変換してスイッチ部２３に加えるための信号反転部２５が配設されている。さらに、この例では、送信期間中には、制御装置１７によって、ＬＮＡ１１は休止状態に制御される。
【００１７】
【特許文献１】
特表平１０−５１０９６５号公報
【特許文献２】
特開平９−２６１１０９号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示す構成では、無線受信側回路部４の信号の入力部Ｐｉｎ４がスイッチ部１０の切り換え動作によってＬＮＡ１１に接続されている場合と、バイパス通路１２に接続されている場合とでは、アンテナ１５側から無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４を見たときに、その入力部Ｐｉｎ４における入力インピーダンスＺｉｎ４が変動する。このため、例えば、無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４がＬＮＡ１１に接続されているときに、無線受信側回路部４とアンテナ１５側との整合状態が良好でも、スイッチ部１０によって無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４がＬＮＡ１１からバイパス通路１２に切り換え接続すると、無線受信側回路部４の入力インピーダンスＺｉｎ４が変動するので、無線受信側回路部４とアンテナ１５側との整合状態が悪化してしまう。これにより、アンテナ１５による送信の特性が劣化してしまうという問題が生じる。
【００１９】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、アンテナの受信信号のパワーレベルを調整する機能を備えた無線受信側回路部が設けられている場合に、その受信信号のパワーレベル調整動作に起因して無線受信側回路部とアンテナ側とのインピーダンス不整合の発生を防止できる無線通信用高周波回路およびそれを備えた通信機を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明の無線通信用高周波回路は、アンテナにより受信された信号のパワーを予め定められたレベル範囲内に調整して無線通信用信号処理部に向けて出力する無線受信側回路部を備えた無線通信用高周波回路において、無線受信側回路部は、アンテナに接続する入力部と、無線通信用信号処理部に接続する出力部と、それら入力部と出力部との間を接続する信号線路と、この信号線路に介設されアンテナの受信信号のパワーを増幅する増幅器とを有すると共に、増幅器と入力部との間の信号線路部分に設けられた線路分断部と、信号線路と間隔を介して配置され増幅器の入力インピーダンスと同じインピーダンスを持つインピーダンス付与部と、線路分断部の入力部側の端部を増幅器側の端部とインピーダンス付与部とのうちの一方に導体により切り換え接続させるスイッチ部とを有しており、線路分断部とインピーダンス付与部とスイッチ部は、線路分断部の入力部側の端部と増幅器側の端部とを導体接続と無線接続とのうちの一方に切り換えて増幅器に入力する受信信号のパワーレベルを可変して無線受信側回路部全体の利得を可変する利得可変回路を構成していることを特徴としている。また、この発明の通信機は、この発明において特有な構成を持つ無線通信用高周波回路が設けられていることを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１には第１実施形態例の通信機において特有な無線通信用高周波回路がアンテナと無線通信用信号処理部（信号処理部）と制御装置と共に表されている。なお、この第１実施形態例の説明において、図６や図７に図示した構成と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００２３】
第１実施形態例の通信機はＦＤＤ方式に適用するものであり、この通信機において特徴的な無線通信用高周波回路１は、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４をデュプレクサ２を介してアンテナ１５に接続させる構成を有し、その無線受信側回路部４を構成する受信側パワー調整回路部７が特有な構成を備えている。
【００２４】
すなわち、第１実施形態例では、無線受信側回路部４において、デュプレクサ２を介してアンテナ１５に接続する入力部Ｐｉｎ４と、無線通信用信号処理部１６に接続する出力部Ｐｏｕｔ４と、それら入力部Ｐｉｎ４と出力部Ｐｏｕｔ４との間を接続する信号線路２６とが設けられている。その信号線路２６には、アンテナ１５（デュプレクサ２）側から、受信側パワー調整回路部７を構成するＬＮＡ１１と、帯域制限フィルタ８と、受信側周波数変換回路部９とが順に介設されている。また、その信号線路２６には、無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４と、ＬＮＡ１１との間となる線路部分に、線路分断部２８が設けられている。
【００２５】
さらに、第１実施形態例では、受信側パワー調整回路部７において、インピーダンス付与部２９と、スイッチ部３０とが設けられている。インピーダンス付与部２９は、信号線路２６と間隔を介して配置されており、当該インピーダンス付与部２９は、ＬＮＡ１１の入力インピーダンスと同じインピーダンスを信号線路２６に付与できるものである。スイッチ部３０は、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａを、ＬＮＡ１１側の端部２８ｂとインピーダンス付与部２９とのうちの一方側に導体により切り換え接続させるものである。
【００２６】
そのスイッチ部３０の切り換え動作は、通信機の制御装置１７により制御される。例えば、制御装置１７は、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルと予め定められた設定レベルとを比較する比較部を有し、この比較部の比較結果により、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベル以下であることを検知しているときには、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａがＬＮＡ１１側の端部２８ｂと導体によって接続するようにスイッチ部３０の切り換え動作を制御する。この場合には、アンテナ１５からデュプレクサ２を介して無線受信側回路部４に供給された受信信号は、その線路分断部２８の導体を介した接続部分（導体接続部分）を通ってＬＮＡ１１に入力する。そして、ＬＮＡ１１によって受信信号のパワーは増幅して設定のレベル範囲内に調整され、当該受信信号は帯域制限フィルタ８を介して受信側周波数変換回路部９に加えられる。そして、その受信信号は受信側周波数変換回路部９によって設定の周波数に下げられて無線通信用信号処理部１６に出力される。
【００２７】
また、制御装置１７は、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベルよりも大きいことを検知しているときには、その受信信号をＬＮＡ１１によって増幅してしまうと設定のレベル範囲よりも受信信号のパワーレベルが過大となってしまうので、それを防止するために次に示すような制御動作を行う。つまり、制御装置１７は、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベルよりも大きいことを検知しているときには、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａがインピーダンス付与部２９に接続するようにスイッチ部３０の切り換え動作を制御する。この場合には、アンテナ１５側からの受信信号は、線路分断部２８における入力部側の端部２８ａと、ＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間の無線接続によりＬＮＡ１１に入力する。その無線接続によって受信信号のパワーは減衰し、当該減衰した受信信号がＬＮＡ１１に入力することになる。ＬＮＡ１１はその減衰した受信信号を増幅するので受信信号のパワーレベルを設定のレベル範囲内に調整できる。
【００２８】
第１実施形態例では、線路分断部２８と、インピーダンス付与部２９と、スイッチ部３０は、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとを導体接続と無線接続とのうちの一方に切り換えて、ＬＮＡ１１に入力する受信信号のパワーレベルを可変することで受信側パワー調整回路部７全体の利得を可変する利得可変回路３２を構成している。
【００２９】
ところで、仮に、インピーダンス付与部２９が設けられていないものとし、スイッチ部３０は、線路分断部２８における入力部側の端部２８ａと、ＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間を、オンして導体接続させる状態と、オフして無線接続させる状態とを切り換えるだけの構成としたとする。この場合、デュプレクサ２から無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４を見たときに、その無線受信側回路部４の入力インピーダンスＺｉｎ４は、スイッチ部３０がオンしたときには例えば５０Ωであるのに対して、スイッチ部３０がオフしたときにはオープンとなる。このように、無線受信側回路部４の入力インピーダンスＺｉｎ４が、スイッチ部３０のオン時とオフ時で互いに異なるインピーダンス値を持つことになる。このため、例えば、スイッチ部３０がオンしているときには無線受信側回路部４とデュプレクサ２とは良好に整合している状態であるが、スイッチ部３０がオフすると、無線受信側回路部４とデュプレクサ２とはインピーダンス不整合状態になるというような事態が発生してしまう。
【００３０】
これに対して、この第１実施形態例では、線路分断部２８における入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間を無線接続させる場合には、スイッチ部３０によって、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａはインピーダンス付与部２９に導体を介して接続する構成とした。そのインピーダンス付与部２９は、ＬＮＡ１１の入力インピーダンスと同じインピーダンスを持つものであるので、スイッチ部３０の切り換え動作によって線路分断部２８の入力部側の端部２８ａがＬＮＡ１１側の端部２８ｂと無線接続状態となっている場合には、インピーダンス付与部２９との導体接続によってその線路分断部２８の入力部側の端部２８ａにはＬＮＡ１１の入力インピーダンスと同じインピーダンスが付与されることになる。これにより、無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４における入力インピーダンスＺｉｎ４は、スイッチ部３０の切り換え動作によって線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとが導体接続状態となっても、無線接続状態となっても、変動せず、安定化する。これにより、アンテナ１５（デュプレクサ２）は、スイッチ部３０の切り換え動作に関係なく、常に無線受信側回路部４と整合状態を維持することができる。また、そのように無線受信側回路部４の入力インピーダンスＺｉｎ４の変動を抑制できるので、アンテナ１５は、その受信側のインピーダンス変動の悪影響を受けずに良好に信号の送信を行うことができることとなり、送信特性の劣化を回避できる。
【００３１】
また、無線送信側回路部３からデュプレクサ２を介して無線送信用の信号の一部が無線受信側回路部４に入り込む場合がある。この第１実施形態例では、無線受信側回路部４の信号線路２６には線路分断部２８とスイッチ部３０が設けられ、そのスイッチ部３０の切り換え動作によって、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間を無線接続状態にできる。このため、そのように線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間が無線接続状態となっている場合には、無線送信用の信号の一部が無線受信側回路部４に入り込んだとしても、その無線送信用の信号は線路分断部２８の無線接続によって減衰し、ＬＮＡ１１側に達する無線送信用の信号のレベルを小さくできる。
【００３２】
以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明において、第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００３３】
この第２実施形態例の通信機はＴＤＤ方式に適用するものであり、この通信機の無線通信用高周波回路１は、図２に示されるように、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４をアンテナ送受信切り換えスイッチであるアンテナスイッチ２０を介してアンテナ１５に接続する構成を有する。そのアンテナスイッチ２０の切り換え動作は通信機の制御装置１７によって制御される。例えば、制御装置１７によって、送信期間には、アンテナ１５が無線送信側回路部３に導体接続するようにアンテナスイッチ２０が切り換えられ、受信期間には、アンテナ１５が無線受信側回路部４に導体接続するようにアンテナスイッチ２０が切り換えられる。
【００３４】
この第２実施形態例では、無線送信側回路部３は第１実施形態例に示した無線送信側回路部３と同様な構成を有する。また、無線受信側回路部４も第１実施形態例に示した無線受信側回路部４と同様な構成を有する。つまり、無線受信側回路部４は、この第２実施形態例においても、受信側パワー調整回路部７と帯域制限フィルタ８と受信側周波数変換回路部９を有し、その受信側パワー調整回路部７には、増幅器であるＬＮＡ１１に加えて、線路分断部２８とインピーダンス付与部２９とスイッチ部３０から成る利得可変回路３２が設けられている。この利得可変回路３２のスイッチ部３０の切り換え動作は、第１実施形態例と同様に制御装置１７により制御される。
【００３５】
この第２実施形態例においても、第１実施形態例と同様の利得可変回路３２を設けたので、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルに応じて受信側パワー調整回路部７の利得を可変することができて、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルを設定レベル範囲内に調整することができる。また、受信側パワー調整回路部７の利得を可変しても、無線受信側回路部４の入力インピーダンスＺｉｎ４の変動を抑制することができる。このため、その入力インピーダンスＺｉｎ４の変動に起因した問題（例えば、アンテナ１５と無線受信側回路部４との不整合の問題や、アンテナ１５の送信特性の劣化問題など）の発生を回避することができる。さらに、送信期間中に、アンテナスイッチ２０のアイソレーション特性によって、無線送信用の信号の一部がアンテナスイッチ２０の送信側から受信側に無線接続によって無線受信側回路部４に入り込んだとしても、送信期間中にはスイッチ部３０の切り換え動作によって線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間は無線接続状態となるため、その無線送信用の信号は線路分断部２８の無線接続によって減衰し、ＬＮＡ１１側に達する無線送信用の信号のレベルを小さくできる。
【００３６】
以下に、第３実施形態例を説明する。なお、この第３実施形態例の説明において、第１や第２の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００３７】
この第３実施形態例の通信機では、図３に示すように、無線通信用高周波回路１は第２実施形態例に示した構成と同様な構成を備えており、当該無線通信用高周波回路１のＬＮＡ１１とアンテナスイッチ２０とスイッチ部３０のそれぞれの動作の制御に特徴がある。
【００３８】
すなわち、この第３実施形態例では、制御装置１７は、アンテナスイッチ２０には制御信号１を、また、スイッチ部３０には制御信号２を、さらに、ＬＮＡ１１には制御信号３を、それぞれ、加えるというように、アンテナスイッチ２０とスイッチ部３０とＬＮＡ１１のそれぞれに別々の制御信号１，２，３を加えてアンテナスイッチ２０とスイッチ部３０とＬＮＡ１１のそれぞれの動作を後述するような制御ルールに従って制御する。
【００３９】
また、この第３実施形態例では、アンテナスイッチ２０は、制御装置１７から加えられる制御信号１（パルス信号）がＨｉレベルのときにはアンテナ１５を無線送信側回路部３に導体接続させる送信側に切り換え、制御信号１がＬレベルのときには無線受信側回路部４に導体接続させる受信側に切り換える。スイッチ部３０は、制御装置１７から加えられる制御信号２（パルス信号）がＨｉレベルのときには線路分断部２８の入力部側の端部２８ａをＬＮＡ１１側の端部２８ｂに導体接続させるＬＮＡ１１側に切り換え、制御信号２がＬレベルのときには線路分断部２８の入力部側の端部２８ａをインピーダンス付与部２９に導体接続させるインピーダンス付与部２９側に切り換える。ＬＮＡ１１は、制御装置１７から加えられる制御信号３（パルス信号）がＨｉレベルのときには動作可能な状態（電源電力が供給されている状態）となり、制御信号３がＬレベルのときには休止状態（電源電力の供給が無い状態）となる。
【００４０】
この第３実施形態例では、制御装置１７は、表１にまとめられているような制御ルールに従って制御信号１，２，３の各々のレベルを制御して、ＬＮＡ１１とアンテナスイッチ２０とスイッチ部３０をそれぞれ制御する。
【００４１】
【表１】
つまり、この第３実施形態例では、通信機はＴＤＤ方式により通信動作を行うものであり、予め定められた時間間隔毎に送信と受信が切り換えられる。制御装置１７は、送信期間中には、表１に示されるように、制御信号１をＨｉレベルにしてアンテナスイッチ２０を送信側に切り換えた状態とし、また、制御信号２をＬレベルにしてスイッチ部３０をインピーダンス付与部２９側に切り換えた状態とし、さらに、制御信号３をＬレベルにしてＬＮＡ１１を休止状態にする。なお、この第３実施形態例では、制御装置１７からアンテナスイッチ２０に加えられる制御信号１と同じ制御信号１が無線送信側回路部３にも供給される構成となっており、無線送信側回路部３は、Ｈｉレベルの制御信号１が加えられると、動作状態となる。
【００４３】
このような制御動作によって、送信期間中には、無線通信用信号処理部１６から出力された無線送信用の信号は、無線送信側回路部３によって周波数変換とパワーレベル調整が行われ、設定パワーレベルを持つ設定周波数（高周波）の無線送信用の信号が無線送信側回路部３からアンテナスイッチ２０と帯域制限フィルタ２１を介してアンテナ１５に向けて出力される。このとき、アンテナスイッチ２０のアイソレーション特性によって、無線送信用の信号の一部がアンテナスイッチ２０の送信側から受信側に無線接続によって無線受信側回路部４に入り込む場合がある。第３実施形態例では、送信期間中にはスイッチ部３０の切り換え動作によって線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間は無線接続状態となる。このため、無線受信側回路部４に入り込んだ無線送信用の信号は線路分断部２８の無線接続によって減衰し、ＬＮＡ１１側に達する無線送信用の信号のレベルは小さいものとなる。
【００４４】
表１に示されるように、制御装置１７は、受信期間中に、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベル以下である場合（受信モードＬのとき）には、制御信号１をＬレベルにしてアンテナスイッチ２０を受信側に切り換えた状態とし、また、制御信号２をＨｉレベルにしてスイッチ部３０をＬＮＡ１１側に切り換えた状態とし、さらに、制御信号３をＨｉレベルにしてＬＮＡ１１を動作状態にする。なお、無線送信側回路部３は、受信期間中には、Ｌレベルの制御信号１によって休止状態となる。
【００４５】
この受信モードＬ中には、アンテナ１５から無線受信側回路部４に加えられた受信信号は、ＬＮＡ１１に加えられ当該ＬＮＡ１１によって増幅されて設定のパワーレベル範囲内に調整され、当該パワーレベル調整後の受信信号が無線通信用信号処理部１６に向けて出力される。
【００４６】
さらに、制御装置１７は、受信期間中に、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが設定レベルよりも高くなった場合（受信モードＨのとき）には、制御信号２をＬレベルにしてスイッチ部３０をインピーダンス付与部２９側に切り換えた状態とする。また、この受信モードＨのときにも受信モードＬのときと同様に、制御装置１７は、制御信号１をＬレベルにしてアンテナスイッチ２０を受信側に切り換えた状態とし、また、制御信号３をＨｉレベルにしてＬＮＡ１１を動作状態にする。なお、この受信モードＨの受信期間中においても、受信モードＬのときと同様に、無線送信側回路部３は、Ｌレベルの制御信号１によって休止状態となる。
【００４７】
この受信モードＨ中には、アンテナ１５から無線受信側回路部４に加えられた受信信号は、パワーレベルが大きすぎてそのままＬＮＡ１１で増幅してしまうと設定のパワーレベル範囲よりも過大となってしまうので、線路分断部２８の入力部側の端部２８ａとＬＮＡ１１側の端部２８ｂとの間の無線接続によって受信信号を減衰させてからＬＮＡ１１に入力させる。その減衰した受信信号がＬＮＡ１１によって増幅されて設定のパワーレベル範囲内に調整される。そして、無線受信側回路部４から、設定のパワーレベルを持つ設定の周波数の受信信号が、無線通信用信号処理部１６に向けて出力する。
【００４８】
この第３実施形態例の構成を備えることによって、第１や第２の各実施形態例と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
以下に、第４実施形態例を説明する。なお、この第４実施形態例の説明において、第１〜第３の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５０】
この第４実施形態例では、図４に示されるように、第３実施形態例と同様に通信機はＴＤＤ方式に適用するものであり、無線送信側回路部３と無線受信側回路部４がアンテナ送受信切り換えスイッチであるアンテナスイッチ２０と帯域制限フィルタ２１を介してアンテナ１５に接続される。また、第４実施形態例では、無線受信側回路部４には、第１〜第３の各実施形態例と同じ構成の受信側パワー調整回路部７が設けられている。
【００５１】
この第４実施形態例では、第３実施形態例よりも少ない数の制御信号１，２でもって、アンテナスイッチ２０とスイッチ部３０とＬＮＡ１１と無線送信側回路部３のそれぞれの動作制御が可能となっている。つまり、制御信号１のレベルを反転させ当該レベル反転後の制御信号１をＬＮＡ１１に加える信号反転部３４が設けられている。これにより、制御信号１によってアンテナスイッチ２０と無線送信側回路部３とＬＮＡ１１のそれぞれの動作の制御が可能となっている。このため、第３実施形態例に示した制御信号３を省略できている。
【００５２】
表２には第４実施形態例における制御信号１，２の制御装置１７によるレベル制御のルールがまとめられて表されている。この表２に示されているルールに従って制御装置１７が制御信号１，２のそれぞれのレベルを制御することで、第４実施形態例に示す無線通信用高周波回路１は、第３実施形態例と同じ動作を行うことができる。
【００５３】
【表２】
第４実施形態例においても、第１〜第３の各実施形態例と同様の優れた効果を奏することができる。また、第３実施形態例よりも少ない数の制御信号で無線通信用高周波回路１の動作を制御することができるので、制御装置１７の制御構成の簡略化を図ることができる。
【００５５】
以下に、第５実施形態例を説明する。なお、この第５実施形態例の説明において、第１〜第４の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５６】
この第５実施形態例では、図５に示されるように、通信機はＴＤＤ方式に適用するものである。この第５実施形態例の無線通信用高周波回路１は、第２〜第４の実施形態例の何れか１つに示した構成に加えて、無線送信側回路部３とアンテナスイッチ２０との間の送信側信号線路３５に、送信側線路分断部３６が介設されている。また、その送信側信号線路３５と間隔を介して送信側インピーダンス付与部３８が設けられている。この送信側インピーダンス付与部３８は、無線送信側回路部３の出力部Ｐｏｕｔ３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３と同じインピーダンスを送信側信号線路３５に付与することができるものである。
【００５７】
さらに、スイッチ部３７が設けられている。このスイッチ部３７は、送信側線路分断部３６におけるアンテナ１５側（アンテナスイッチ２０側）の端部３６ａを、無線送信側回路部３側の端部３６ｂと送信側インピーダンス付与部３８とのうちの何れか一方に導体により切り換え接続させる構成を備えている。このスイッチ部３７の切り換え動作は制御装置１７によって次に示すように制御される。
【００５８】
つまり、制御装置１７は、送信期間中には、送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａが無線送信側回路部３側の端部３６ｂに導体により接続するようにスイッチ部３７の切り換え動作を制御する。これにより、無線送信側回路部３から出力された無線送信用の信号は、その送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａと無線送信側回路部３側の端部３６ｂとの間の導体接続部分を通り、アンテナスイッチ２０と帯域制限フィルタ２１を介してアンテナ１５に加えられる。
【００５９】
また、制御装置１７は、受信期間中には、送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａが送信側インピーダンス付与部３８に導体により接続するようにスイッチ部３７の切り換え動作を制御する。例えば、受信期間中には、アンテナ１５の受信信号の一部がアンテナスイッチ２０のアイソレーション特性により無線送信側回路部３側に入り込む場合があるが、この第５実施形態例では、制御装置１７によるスイッチ部３７の切り換え動作によって、送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａと無線送信側回路部３側の端部３６ｂとの間は無線接続状態となるため、無線送信側回路部３側に入り込んだ受信信号はその無線接続により減衰する。
【００６０】
また、ＴＤＤ方式の通信機では、受信期間中には、無線送信側回路部３を休止状態（電源電力の供給が無い状態）に制御する場合がある。この場合、無線送信側回路部３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３は、送信期間中には例えば５０Ωであるのに、受信期間中には非常に高いインピーダンスとなるというように、送信期間中と受信期間中とで互いに異なるインピーダンス値を持つことになる。その無線送信側回路部３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３の変動は、アンテナ１５側（アンテナスイッチ２０側）と無線送信側回路部３との不整合を招き、アンテナ１５の受信特性に悪影響を与える虞がある。
【００６１】
これに対して、この第５実施形態例では、受信期間中には、送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａには送信側インピーダンス付与部３８が導体により接続されて、無線送信側回路部３の送信期間中の出力インピーダンスＺｏｕｔ３と同じインピーダンスを送信側インピーダンス付与部３８から送信側線路分断部３６のアンテナ１５側の端部３６ａに付与することができる。このため、アンテナスイッチ２０から無線送信側回路部３側を見たときに、送信期間中と受信期間中の何れの場合であっても無線送信側回路部３の出力インピーダンスＺｏｕｔ３を見かけ上同じにすることができて、アンテナ１５側（アンテナスイッチ２０側）と無線送信側回路部３との不整合を回避することができる。
【００６２】
なお、この発明は第１〜第５の各実施形態例に示した構成に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第１〜第５の各実施形態例では、受信側パワー調整回路部７には、利得可変回路３２が１つしか配設されていなかったが、例えば、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルの変動範囲が非常に広い場合には無線受信側回路部４の入力部Ｐｉｎ４とＬＮＡ１１間の信号線路部分に複数の利得可変回路３２を介設してもよい。この場合には、それら各々の利得可変回路３２のスイッチ部３０の切り換え動作をそれぞれ個別に制御することによって、受信側パワー調整回路部７の利得を複数段階で可変することが可能となる。
【００６３】
また、第２〜第５の各実施形態例では、スイッチ部３０の切り換え動作だけで受信信号に対する無線通信用高周波回路１の利得を可変していたが、例えば、ＴＤＤ方式の通信機の場合には、アンテナスイッチ２０の切り換え動作をも利用して、受信信号に対する無線通信用高周波回路１の利得を可変する構成としてもよい。具体例を挙げると、例えば、受信期間中に、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが予め設定されたレベルＶｓｈ以下である場合には、第２〜第５の各実施形態例と同様に、制御装置１７によって、アンテナスイッチ２０は受信側に切り換えられた状態に制御され、スイッチ部３０はＬＮＡ１１側に切り換えられた状態に制御される。また、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルがその設定のレベルＶｓｈよりも大きい場合には、制御装置１７によって、スイッチ部３０はインピーダンス付与部２９側に切り換えられた状態に制御される。これにより、受信信号は、線路分断部２８により減衰してからＬＮＡ１１によって増幅されて設定のレベル範囲内に調整される。
【００６４】
一方、受信期間中に、アンテナ１５の受信信号のパワーレベルが、前記設定レベルＶｓｈよりも大きい設定レベルＶｓｈ’を越えたときには、受信期間中ではあるがアンテナスイッチ２０を送信側に切り換えた状態に制御する。これにより、アンテナ１５の非常に大きなパワーレベルを持つ受信信号は、アンテナスイッチ２０で減衰し、さらに、無線送信側回路部３の線路分断部２８で減衰して、ＬＮＡ１１に入力することになる。そのようにアンテナスイッチ２０と線路分断部２８の２段構成でアンテナ１５の受信信号を減衰させることで、受信信号をＬＮＡ１１によって増幅しても当該増幅後の受信信号のレベルが設定のレベル範囲よりも大きくなってしまうことを防止でき、受信信号のパワーレベルを設定のレベル範囲内に調整することができる。なお、受信期間中に、アンテナスイッチ２０を送信側に切り換える構成とする場合には、第５実施形態例に特有な構成を備えることが好ましい。つまり、アンテナスイッチ２０と無線送信側回路部３間の送信側信号線路３５に送信側線路分断部３６を設けると共に、スイッチ部３７と送信側インピーダンス付与部３８を設ける。そして、受信期間中には、スイッチ部３７が送信側インピーダンス付与部３８側に切り換わっている状態に制御して、受信信号がアンテナスイッチ２０側から無線送信側回路部３側に入り込むことを防止する。
【００６５】
【発明の効果】
この発明によれば、無線受信側回路部の入力部と増幅器との間の信号線路部分には線路分断部が設けられており、スイッチ部の切り換え動作によってその線路分断部の入力部側の端部と増幅器側の端部とを導体接続と無線接続とのうちの一方に切り換えて増幅器に入力する受信信号のパワーレベルを可変することで無線受信側回路部全体の利得を可変する構成とした。また、この発明では、線路分断部の入力部側の端部と増幅器側の端部とが無線接続の状態となっているときには、スイッチ部によって、線路分断部の入力部側の端部はインピーダンス付与部に導体により接続するので、当該線路分断部の入力部側の端部には、そのインピーダンス付与部から増幅器の入力インピーダンスと同じインピーダンスを付与することができる。このため、線路分断部の入力部側の端部と増幅器側の端部とが、導体接続の状態であっても、無線接続の状態であっても、無線受信側回路部の入力インピーダンスを同じインピーダンス値に安定化させることができる。
【００６６】
つまり、無線受信側回路部の利得可変動作に起因した無線受信側回路部の入力インピーダンスの変動を抑制することができるので、無線受信側回路部とアンテナ側とのインピーダンス不整合を回避することができる。これにより、その受信側のインピーダンス不整合に起因した送信特性の劣化を防止することができる。
【００６７】
無線受信側回路部において、入力部と増幅器との間の信号線路部分に、線路分断部とインピーダンス付与部とスイッチ部から成る利得可変回路が複数介設されている場合には、無線受信側回路部側とアンテナ側とのインピーダンス不整合を防止しながら、無線受信側回路部全体の利得を複数段階でもって可変することが可能となる。
【００６８】
さらに、無線送信側回路部が設けられており、無線送信側回路部から出力した無線送信用の信号をアンテナに導くための送信側信号線路には送信側線路分断部が設けられており、スイッチ部の切り換え動作によってその送信側線路分断部のアンテナ側の端部と無線送信側回路部側の端部との間の導体による接続と非接続とが切り換えられる構成を備えた発明にあっては、例えば、ＴＤＤ方式の通信機、つまり、アンテナ送受信切り換えスイッチが設けられている通信機において、受信期間中に、送信側線路分断部のアンテナ側の端部と無線送信側回路部側の端部との間を導体により接続しないことによって、アンテナ側からアンテナ送受信切り換えスイッチを通って送信側に入り込んでしまったアンテナの受信信号の一部をその送信側線路分断部で減衰させることができる。
【００６９】
その上、この発明では、送信側線路分断部のアンテナ側の端部と無線送信側回路部側の端部との間が導体により接続されていないときには、スイッチ部の切り換え動作によって送信側線路分断部のアンテナ側の端部には送信側インピーダンス付与部から無線送信側回路部の出力インピーダンスと同じインピーダンスを付与することができるので、アンテナ送受信切り換えスイッチ側から無線送信側回路部側を見たときのインピーダンスの変動を抑制することができる。これにより、アンテナ側と無線送信側回路部側とのインピーダンス不整合を防止できる。また、送信側のインピーダンス変動に起因した受信特性の劣化を回避することができる。
【００７０】
この発明において特有な構成は、ＴＤＤ方式の通信機（つまり、アンテナ送受信切り換えスイッチが設けられている通信機）に組み込まれる無線通信用高周波回路にも、ＦＤＤ方式の通信機（つまり、アンテナが信号合分波回路を介して無線送信側回路部と無線受信側回路部に接続されている通信機）にも、非常に有効な構成である。
【００７１】
また、アンテナ送受信切り換えスイッチが設けられている通信機にあっては、アンテナ送受信切り換えスイッチの切り換え動作と、無線受信側回路部のスイッチ部の切り換え動作とをそれぞれ別々の制御信号によって制御することによって、それらアンテナ送受信切り換えスイッチと、無線受信側回路部のスイッチ部とを個別に制御することが可能となり、それらスイッチの制御の新たな展開を図ることが容易となる。
【００７２】
さらに、この発明では、無線受信側回路部における線路分断部の入力側の端部をインピーダンス付与部側に切り換えることによって、無線送信側回路部側からアンテナ送受信切り換えスイッチや信号合分波回路を介して無線受信側回路部側に入り込んでしまった無線送信用の不要な信号を線路分断部で減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態例を説明するためのブロック構成図である。
【図２】第２実施形態例を説明するためのブロック構成図である。
【図３】第３実施形態例を説明するためのブロック構成図である。
【図４】第４実施形態例を説明するためのブロック構成図である。
【図５】第５実施形態例を説明するためのブロック構成図である。
【図６】特許文献１に記載の無線通信用高周波回路の一つを説明するためのブロック図である。
【図７】特許文献２に記載の無線通信用高周波回路の一つを説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１ 無線通信用高周波回路
２ デュプレクサ
３ 無線送信側回路部
４ 無線受信側回路部
１１ ＬＮＡ
１５ アンテナ
１６ 無線通信用信号処理部
１７ 制御装置
２０ アンテナスイッチ
２８ 線路分断部
２９ インピーダンス付与部
３０，３７ スイッチ部
３５ 送信側信号線路
３６ 送信側線路分断部
３８ 送信側インピーダンス付与部
Claims (7)
- アンテナにより受信された信号のパワーを予め定められたレベル範囲内に調整して無線通信用信号処理部に向けて出力する無線受信側回路部を備えた無線通信用高周波回路において、無線受信側回路部は、アンテナに接続する入力部と、無線通信用信号処理部に接続する出力部と、それら入力部と出力部との間を接続する信号線路と、この信号線路に介設されアンテナの受信信号のパワーを増幅する増幅器とを有すると共に、増幅器と入力部との間の信号線路部分に設けられた線路分断部と、信号線路と間隔を介して配置され増幅器の入力インピーダンスと同じインピーダンスを持つインピーダンス付与部と、線路分断部の入力部側の端部を増幅器側の端部とインピーダンス付与部とのうちの一方に導体により切り換え接続させるスイッチ部とを有しており、線路分断部とインピーダンス付与部とスイッチ部は、線路分断部の入力部側の端部と増幅器側の端部とを導体接続と無線接続とのうちの一方に切り換えて増幅器に入力する受信信号のパワーレベルを可変して無線受信側回路部全体の利得を可変する利得可変回路を構成していることを特徴とする無線通信用高周波回路。
- 無線受信側回路部において、入力部と増幅器間の信号線路部分には、線路分断部とインピーダンス付与部とスイッチ部から成る利得可変回路が複数介設されていることを特徴とする請求項１記載の無線通信用高周波回路。
- 無線送信用の信号のパワーを予め定めたレベルまで高めてアンテナに向けて出力する無線送信側回路部と、この無線送信側回路部から出力した無線送信用の信号をアンテナに導くための送信側信号線路と、この送信側信号線路に介設された送信側信号線路分断部と、送信側信号線路と間隔を介して配置され無線送信側回路部の出力インピーダンスと同じインピーダンスを持つ送信側インピーダンス付与部と、送信側信号線路分断部のアンテナ側の端部を無線送信側回路部側の端部とインピーダンス付与部とのうちの一方に導体により切り換え接続させるスイッチ部とが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線通信用高周波回路。
- アンテナにより受信された信号のパワーを予め定められたレベル範囲内に調整して無線通信用信号処理部に向けて出力する無線受信側回路部と、無線送信用の信号のパワーを予め定めたレベルまで高めてアンテナに向けて出力する無線送信側回路部とを有し、それら無線受信側回路部および無線送信側回路部を信号合分波回路を介してアンテナに接続させる構成を備えた無線通信用高周波回路が設けられている通信機において、無線通信用高周波回路は請求項１又は請求項２又は請求項３記載の無線通信用高周波回路の構成を有していることを特徴とする通信機。
- アンテナにより受信された信号のパワーを予め定められたレベル範囲内に調整して無線通信用信号処理部に向けて出力する無線受信側回路部と、無線送信用の信号のパワーを予め定めたレベルまで高めてアンテナに向けて出力する無線送信側回路部と、アンテナを無線受信側回路部と無線送信側回路部との一方に切り換え接続させるアンテナ送受信切り換えスイッチ部とを有した無線通信用高周波回路が設けられている通信機において、無線通信用高周波回路は請求項１又は請求項２又は請求項３記載の無線通信用高周波回路の構成を有することを特徴とする通信機。
- アンテナ送受信切り換えスイッチ部の切り換え動作と、無線受信側回路部のスイッチ部の切り換え動作とを予め定められたルールに従って制御する制御装置が設けられており、この制御装置は、アンテナ送受信切り換えスイッチ部と、無線受信側回路部のスイッチ部とをそれぞれ別々の制御信号によって制御することを特徴とする請求項５記載の通信機。
- 制御装置は、アンテナ送受信切り換えスイッチ部によってアンテナが無線送信側回路部に導体接続されている送信中には、無線受信側回路部のスイッチ部を制御して線路分断部の入力部側の端部をインピーダンス付与部に導体接続させる構成と成し、無線送信側回路部側からアンテナ送受信切り換えスイッチ部を介して無線受信側回路部側に入り込んでしまった無線送信用の不要な信号を線路分断部で減衰させることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の通信機。
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-
2003
- 2003-04-07 JP JP2003103077A patent/JP2004312363A/ja active Pending
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