JP2005094714A

JP2005094714A - デュアルバンド送受信装置

Info

Publication number: JP2005094714A
Application number: JP2003329223A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Nohara; 和則野原; Setsuya Oku; 節哉奥
Original assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2005-04-07
Also published as: US20050064897A1

Abstract

【課題】アンテナを切替えるためのスイッチ数が少なく低挿入損失で送信及びダイバーシティ受信を行えるデュアルバンド送受信装置を提供する。
【解決手段】ＩＥＥＥ８０２．１１ａ通信規格で使用する５ＧＨｚ帯とＩＥＥＥ８０２．１１ｂ通信規格で使用する２．４ＧＨｚ帯の両方で使用可能な送受信用デュアルバンドアンテナ１、２と各通信規格で使用する各送信回路７、９及び各受信回路８、１０を１個のスイッチのみを経由して接続する構成とし、スイッチ数を削減しスイッチによる挿入損失を小さくするとともに挿入損失の大きさを同程度にすることで、ダイバーシティ受信におけるアンテナ選択においてアンテナでの受信レベルが高いアンテナを正確に選択するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば無線ＬＡＮ等に使用される二つの周波数帯のいずれにも対応可能なデュアルバンド送受信装置に関し、特にダイバーシティ受信を行えるデュアルバンド送受信装置に関する。

近年、無線ＬＡＮ端末は配線が不要で、無線でアクセスできる装置が近くにあれば場所を選ばずに、インターネットや電子メールを利用できるため、オフィスや家庭内で急速に普及しつつある。先行して普及した２．４ＧＨｚ帯の周波数を使用したＩＥＥＥ８０２．１１ｂという規格に加え、約５倍の伝送速度が得られる５ＧＨｚ帯のＩＥＥＥ８０２．１１ａという規格の端末の導入が進んでいる。
既に、その利便性からどちらの規格にも対応できる２．４ＧＨｚと５ＧＨｚを共用できるデュアルバンド無線ＬＡＮ端末が製品化されている。

以下、従来のデュアルバンド送受信装置２００について、図３を参照して説明する。図３において、１１、１２はそれぞれ第１、第２のアンテナで、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ通信規格で使用する５ＧＨｚ帯とＩＥＥＥ８０２．１１ｂ通信規格で使用する２．４ＧＨｚの両方で使用可能な送受信用デュアルバンドアンテナである。１３〜１８はアンテナを切り替えるためのスイッチで、端子として１個の共通端子と二個の分岐端子を有する単極双投スイッチである。１９、２０はそれぞれＩＥＥＥ８０２．１１ａ通信規格の第１の送信回路、第１の受信回路、２１、２２はそれぞれＩＥＥＥ８０２．１１ｂ通信規格の第２の送信回路、第２の受信回路である。

そして、第１のアンテナ１１はスイッチ１３の共通端子に、スイッチ１３の一方の分岐端子はスイッチ１５の共通端子に、スイッチ１３の他方の分岐端子はスイッチ１８の一方の分岐端子にそれぞれ接続されている。また、第２のアンテナ１２はスイッチ１４の共通端子に、スイッチ１４の一方の分岐端子はスイッチ１６の共通端子に、スイッチ１４の他方の分岐端子はスイッチ１７の一方の分岐端子にそれぞれ接続されている。さらに、スイッチ１５の一方の分岐端子は第１の送信回路１９に、スイッチ１５の他方の分岐端子はスイッチ１７の他方の分岐端子に、スイッチ１７の共通端子は第１の受信回路２０にそれぞれ接続されている。また、スイッチ１６の一方の分岐端子は第２の送信回路２１に、スイッチ１６の他方の分岐端子はスイッチ１８の他方の分岐端子に、スイッチ１８の共通端子は第２の受信回路２２にそれぞれ接続されている。そして、これらのスイッチ１３〜１８の切り替え制御はスイッチ制御手段（図示せず）によって行なわれている。

上記構成のデュアルバンド送受信装置２００の動作を説明する。
例えば、５ＧＨｚ帯で使用する場合には、第１の送信回路１９と第１の受信回路２０のみが動作し、第２の送信回路２１と第２の受信回路２２は停止する。そして、送信時にはスイッチ１５、１３を経由して第１の送信回路１９が第１のアンテナ１１に接続され送信が行われる。一方受信時は、第１の受信回路２０がスイッチ１７、１５、１３を経由して第１のアンテナ１１に接続されるか又はスイッチ１７、１４を経由して第２のアンテナ１２に接続され、いずれか受信感度の高い方のアンテナにより受信が行われる。

同じく、２．４ＧＨｚ帯で使用する場合は、第２の送信回路２１と第２の受信回路２２のみが動作し、第１の送信回路１９と第１の受信回路２０は停止する。そして、送信時にはスイッチ１６、１４を経由して第２の送信回路２１が第２のアンテナ１２に接続され送信が行われる。一方受信時は、第２の受信回路２２がスイッチ１８、１６、１４を経由して第２のアンテナ１２に接続されるか又はスイッチ１８、１３を経由して第１のアンテナ１１に接続され、いずれか受信感度の高い方のアンテナにより受信が行われる。

こうして、図３に示すデュアルバンド送受信装置２００では、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ通信規格又は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ通信規格のいずれかで、送信及びダイバーシティ受信が可能となる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１６９００８号公報（第５−８頁、図１）

しかしながら、上記従来例のデュアルバンド送受信装置２００では、どちらの通信規格の送受信においても、各アンテナから各送信回路あるいは各受信回路に至るまでに経由するスイッチが２個以上となり、スイッチによる挿入損失が大きくなるという問題点があった。スイッチの挿入損失は、用いる素子特性にもよるがスイッチ１個あたり1.0ｄＢ前後であり、送信時には増幅パワー増大による低消費電力化の妨げとなり、受信時には感度低下の一因となっていた。また、スイッチ数も多く製造コストの面で不利であった。

さらに、２本のアンテナによるダイバーシティ受信において経由するスイッチが２個と３個の場合があり、アンテナでの受信レベルが高くても損失発生後の受信回路での受信レベルが高い方のアンテナを選択してダイバーシティ受信をするため、アンテナでの受信レベルが高いアンテナを正確に選択することができない虞があった。
本発明は上記問題点に鑑み、スイッチ数が少なく、スイッチによる挿入損失が小さく、正確なダイバーシティ受信を行えるデュアルバンド送受信装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、第１及び第２の二つの異なる周波数帯で送受信可能な第１のアンテナ及び第２のアンテナと、第１の周波数帯で使用される第１の送信回路及び第１の受信回路と、第２の周波数帯で使用される第２の送信回路及び第２の受信回路とを有するデュアルバンド送受信装置において、第１のアンテナを第１の受信回路に接続するための第１のスイッチと、第２のアンテナを第１の受信回路に接続するための第２のスイッチと、第１のアンテナを第２の受信回路に接続するための第３のスイッチと、第２のアンテナを第２の受信回路に接続するための第４のスイッチと、第１のアンテナ又は第２のアンテナのうちどちらか一のアンテナを第１の送信回路に接続するための第５のスイッチと、第１のアンテナ又は第２のアンテナのうちどちらか一のアンテナを第２の送信回路に接続するための第６のスイッチとを具備したことを特徴とするデュアルバンド送受信装置である。

請求項２記載の発明は、第１及び第２の二つの異なる周波数帯で送受信可能な第１のアンテナ及び第２のアンテナと、第１の周波数帯で使用される第１の送信回路及び第１の受信回路と、第２の周波数帯で使用される第２の送信回路及び第２の受信回路とを有するデュアルバンド送受信装置において、第１のアンテナを第１の受信回路に接続するための第１のスイッチと、第２のアンテナを第１の受信回路に接続するための第２のスイッチと、第１のアンテナを第２の受信回路に接続するための第３のスイッチと、第２のアンテナを第２の受信回路に接続するための第４のスイッチと、第１のアンテナを第１の送信回路に接続するための第７のスイッチと、第２のアンテナを第１の送信回路に接続するための第８のスイッチと、第１のアンテナを第２の送信回路に接続するための第９のスイッチと、第２のアンテナを第２の送信回路に接続するための第１０のスイッチとを具備したことを特徴とするデュアルバンド送受信装置である。

本発明のデュアルバンド送受信装置によれば、各送信回路及び各受信回路が１個のスイッチのみを経由して各アンテナに接続される構成としたので、スイッチ数も少なくスイッチによる挿入損失を小さくできるとともに挿入損失の大きさを同程度にできるため、ダイバーシティ受信におけるアンテナ選択においてアンテナでの受信レベルが高いアンテナを正確に選択することができる。

デュアルバンド送受信装置におけるアンテナ切替えスイッチの数と挿入損失の低減及びより良好なダイバーシティ受信を行うという目的を、アンテナと送受信回路とのスイッチ接続方法を工夫することで実現した。

以下、本発明の実施例１のデュアルバンド送受信装置１００について、図１を参照して説明する。図１において、１、２はそれぞれ第１、第２のアンテナで、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ通信規格で使用する５ＧＨｚ帯とＩＥＥＥ８０２．１１ｂ通信規格で使用する２．４ＧＨｚ帯の両方で使用可能な送受信用デュアルバンドアンテナである。
３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５、６はそれぞれアンテナを切り替えるための第1、第２、第３、第４、第５、第６のスイッチで、２端子間を開閉する高周波スイッチである。
７、８はそれぞれＩＥＥＥ８０２．１１ａ通信規格の第１の送信回路、第１の受信回路、９、１０はそれぞれＩＥＥＥ８０２．１１ｂ通信規格の第２の送信回路、第２の受信回路である。

そして、第１の受信回路８は、スイッチ３ａを介して第１のアンテナ１に接続されると共に、スイッチ３ｂを介して第２のアンテナ２に接続されている。また、第２の受信回路１０は、スイッチ４ａを介して第１のアンテナ１に接続されると共に、スイッチ４ｂを介して第２のアンテナ２に接続されている。さらに、第１の送信回路７は、スイッチ５を介して第１のアンテナ１に接続され、第２の送信回路９は、スイッチ６を介して第２のアンテナ２に接続されている。
そして、これらのスイッチ３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５、６の切り替え制御はスイッチ制御手段（図示せず）によって行なわれている。

上記構成のデュアルバンド送受信装置１００の動作を説明する。
例えば、５ＧＨｚ帯で使用する場合には、第１の送信回路７と第１の受信回路８のみが動作し、第２の送信回路９と第２の受信回路１０は停止する。そして、送信時にはスイッチ５のみが閉じて第１の送信回路７が第１のアンテナ１に接続され送信が行われる。一方受信時は、スイッチ３ａのみが閉じて第１の受信回路８が第１のアンテナ１に接続されるか又はスイッチ３ｂのみが閉じて第１の受信回路８が第２のアンテナ２に接続され、いずれか受信感度の高い方のアンテナにより受信が行われる。

同じく、２．４ＧＨｚ帯で使用する場合は、第２の送信回路９と第２の受信回路１０のみが動作し、第１の送信回路７と第１の受信回路８は停止する。そして、送信時にはスイッチ６のみが閉じて第２の送信回路９が第２のアンテナ２に接続され送信が行われる。一方受信時は、スイッチ４ａのみが閉じて第２の受信回路１０が第１のアンテナ１に接続されるか又はスイッチ４ｂのみが閉じて第２の受信回路１０が第２のアンテナ２に接続され、いずれか受信感度の高い方のアンテナにより受信が行われる。
こうして、図１に示すデュアルバンド送受信装置１００では、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ通信規格又は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ通信規格のいずれかで、送信及びダイバーシティ受信が可能となる。

以上説明したように、デュアルバンド送受信装置１００では、どちらの通信規格の送受信においても、各アンテナから各送信回路あるいは各受信回路に至るまでに経由するスイッチが１個ですみ、スイッチによる挿入損失を半分以下に低減でき、その分だけ送信時の増幅パワーを抑えることができ低消費電力化の一助となり、受信時には感度低下を防止できる。また、スイッチ数も従来例２００の単極双投スイッチ６個（＝スイッチ素子数としては１２個）に対してスイッチ６個（＝スイッチ素子数としては６個）ですみ製造コストの面で有利となる。
さらに、２本のアンテナによるダイバーシティ受信において経由するスイッチが１個に統一でき、損失発生後の受信回路での受信レベルが高い方のアンテナを選択してダイバーシティ受信をすることでアンテナでの受信レベルが高いアンテナを正確に選択することができるようになる。

次に、本発明の実施例２のデュアルバンド送受信装置１１０について、図２を参照して説明する。図中、図１と同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図１に示すデュアルバンド送受信装置１００と異なる点は、第１の送信回路７を第２のアンテナ２にも接続できるようにし、第２の送信回路９を第１のアンテナ１にも接続できるようにした点である。

図２において、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂはそれぞれアンテナを切り替えるための第７、第８、第９、第１０のスイッチで、２端子間を開閉する高周波スイッチである。第１の送信回路７は、スイッチ５ａを介して第１のアンテナ１に接続されると共に、スイッチ５ｂを介して第２のアンテナ２に接続されている。また、第２の送信回路９は、スイッチ６ａを介して第１のアンテナ１に接続されると共に、スイッチ６ｂを介して第２のアンテナ２に接続されている。そして、スイッチ３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂの切り替え制御はスイッチ制御手段（図示せず）によって行なわれている。

上記構成のデュアルバンド送受信装置１１０の動作を説明する。
例えば、５ＧＨｚ帯で使用する場合には、第１の送信回路７と第１の受信回路８のみが動作し、第２の送信回路９と第２の受信回路１０は停止する。そして、送信時にはスイッチ５ａのみが閉じて第１の送信回路７が第１のアンテナ１に接続されるか又はスイッチ５ｂのみが閉じて第１の送信回路７が第２のアンテナ２に接続され、いずれか電波状態のよい方のアンテナにより送信が行われる。一方受信時は、スイッチ３ａのみが閉じて第１の受信回路８が第１のアンテナ１に接続されるか又はスイッチ３ｂのみが閉じて第１の受信回路８が第２のアンテナ２に接続され、いずれか受信感度の高い方のアンテナにより受信が行われる。

同じく、２．４ＧＨｚ帯で使用する場合は、第２の送信回路９と第２の受信回路１０のみが動作し、第１の送信回路７と第１の受信回路８は停止する。そして、送信時にはスイッチ６ａのみが閉じて第２の送信回路９が第１のアンテナ１に接続されるか又はスイッチ６ｂのみが閉じて第２の送信回路９が第２のアンテナ２に接続され、いずれか電波状態のよい方のアンテナにより送信が行われる。一方受信時は、スイッチ４ａのみが閉じて第２の受信回路１０が第１のアンテナ１に接続されるか又はスイッチ４ｂのみが閉じて第２の受信回路１０が第２のアンテナ２に接続され、いずれか受信感度の高い方のアンテナにより受信が行われる。

こうして、図２に示すデュアルバンド送受信装置１１０では、ダイバーシティ受信が可能なデュアルバンド送受信装置１００の効果に加え、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ通信規格又は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ通信規格のいずれかで、ダイバーシティ送信も可能となる。

尚、本発明のデュアルバンド送受信装置１００、１１０では、例えば２．４ＧＨｚ帯の周波数を使用したＩＥＥＥ８０２．１１ｂ通信規格に対応した送受信回路に代え、同じ２．４ＧＨｚ帯の周波数を使用したＩＥＥＥ８０２．１１ｇという規格に対応した送受信回路であってもよい。

本発明のデュアルバンド送受信装置は、無線ＬＡＮに使用される送受信装置に限らず複数の周波数帯と複数の通信方式が１個の装置内に採用され複数のアンテナを切替えて使用する端末装置にも広く適用できる。

本発明の実施例１のデュアルバンド送受信装置１００の構成を示す回路図。本発明の実施例２のデュアルバンド送受信装置１１０の構成を示す回路図。従来の実施例のデュアルバンド送受信装置２００の構成を示す回路図。

符号の説明

１、２アンテナ
３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５、６スイッチ
５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂスイッチ
７、９送信回路
８、１０受信回路
１１、１２アンテナ
１３、１４、１５、１６、１７、１８スイッチ
１９、２１送信回路
２０、２２受信回路
１００、１１０、２００デュアルバンド送受信装置

Claims

第１及び第２の二つの異なる周波数帯で送受信可能な第１のアンテナ及び第２のアンテナと、第１の周波数帯で使用される第１の送信回路及び第１の受信回路と、第２の周波数帯で使用される第２の送信回路及び第２の受信回路とを有するデュアルバンド送受信装置において、
第１のアンテナを第１の受信回路に接続するための第１のスイッチと、
第２のアンテナを第１の受信回路に接続するための第２のスイッチと、
第１のアンテナを第２の受信回路に接続するための第３のスイッチと、
第２のアンテナを第２の受信回路に接続するための第４のスイッチと、
第１のアンテナ又は第２のアンテナのうちどちらか一のアンテナを第１の送信回路に接続するための第５のスイッチと、
第１のアンテナ又は第２のアンテナのうちどちらか一のアンテナを第２の送信回路に接続するための第６のスイッチと
を具備したことを特徴とするデュアルバンド送受信装置。
第１及び第２の二つの異なる周波数帯で送受信可能な第１のアンテナ及び第２のアンテナと、前記第１の周波数帯で使用される第１の送信回路及び第１の受信回路と、前記第２の周波数帯で使用される第２の送信回路及び第２の受信回路とを有するデュアルバンド送受信装置において、
第１のアンテナを第１の受信回路に接続するための第１のスイッチと、
第２のアンテナを第１の受信回路に接続するための第２のスイッチと、
第１のアンテナを第２の受信回路に接続するための第３のスイッチと、
第２のアンテナを第２の受信回路に接続するための第４のスイッチと、
第１のアンテナを第１の送信回路に接続するための第７のスイッチと、
第２のアンテナを第１の送信回路に接続するための第８のスイッチと、
第１のアンテナを第２の送信回路に接続するための第９のスイッチと、
第２のアンテナを第２の送信回路に接続するための第１０のスイッチと
を具備したことを特徴とするデュアルバンド送受信装置。