JP2005123785A

JP2005123785A - 無線通信装置

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Publication number: JP2005123785A
Application number: JP2003354890A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Amano; 義久天野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】送受信の双方において常時優れた通信品質を維持できて動作が正確であり、かつ、部品数が少なくて製造コストが安いダイバーシティ回路を備える無線通信装置を提供すること。
【解決手段】第１および第２一極三投型スイッチ１０３,１０４の夫々の極１５０,１６０側を、広帯域アンテナ１０１,１０２の夫々に接続し、第１および第２の一極三投型スイッチ１０３,１０４の第１端子１５１,１６１同士を、広帯域アンプ１０８の出力側に接続し、第１および第２の一極三投型スイッチ１０３,１０４の第２端子１５２,１６２同士を、第１のフィルタ１０５を介して広帯域アンプ１０９の入力側に接続し、第１および第２の一極三投型スイッチ１０３,１０４の第３端子１５３,１６３同士を、第２のフィルタ１０６と高周波線路１０７を介して広帯域アンプ１０９の入力側に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信ダイバーシティ方式を採用したマルチバンドの無線通信装置（複数の周波数帯で通信を行う装置）に関し、特に、略２倍離れた２つの周波数帯を用いるＴＤＤ（Time Domain Duplex）方式の無線通信装置、例えば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２.１１ａ規格（５ＧＨｚ帯）と、ＩＥＥＥ８０２.１１ｇ規格（２.４ＧＨｚ帯）の両方に対応したコンボ型の無線ＬＡＮ端末等の無線通信装置に関する。

近年、例えば、携帯電話や無線ＬＡＮを代表とする様々な無線通信システムが利用されるようになってきた。

このことから、単独で複数の無線通信システムに対応できることを利点とする内部の回路が複雑かつ大規模で製造コストが高いマルチモード（マルチバンド）の無線通信装置を、回路を極力簡略化することにより部品数を減らすようにして、低コストでコンパクトに製造することの要求が高まってきた。そして、特に、２本のアンテナを備え、受信状態が良好な方をスイッチで選択して使用すると共に、アンテナ付近の回路が複雑で部品数が多いダイバーシティ受信方式（例えば、ＩＥＥＥ８０２.１１ａ規格（５ＧＨｚ帯）とＩＥＥＥ８０２.１１ｇ規格（２.４ＧＨｚ帯）の無線ＬＡＮシステム等）を用いている無線通信装置を、回路の簡略化および部品数の削減を行いながらマルチバンド化することの要求が高まってきた。

図８は、上記ＩＥＥＥ８０２.１１ａ規格（５ＧＨｚ帯）とＩＥＥＥ８０２.１１ｇ規格（２.４ＧＨｚ帯）の両方に対応した無線ＬＡＮ端末に技術内容が近い、特開平９-１１６４５８号公報（特許文献１）に記載されている無線通信装置を示す模式図であり、詳細には、ＰＨＳ（５ＧＨｚ帯ＴＤＤ方式）とＰＤＣ（２.４ＧＨｚ帯ＦＤＤ方式）の両方に対応した無線通信装置の一例としてのデュアルバンド携帯電話を示す模式図である。

このデュアルバンド携帯電話は、２つの周波数帯のうちの一方がＴＤＤ方式で、他方がＦＤＤ（Frequency Domain Duplex）方式のダイバーシティ受信方式を採用している。

尚、図８においては、上記特許文献１のデュアルバンド携帯電話の２つの周波数帯１.９ＧＨｚおよび１.５ＧＨｚが、５ＧＨｚと２.４ＧＨｚに変更されている。

上記デュアルバンド携帯電話では、広帯域送信回路８１０で生成された送信信号（５ＧＨｚあるいは２.４ＧＨｚ）が、広帯域送信アンプ８０８で増幅され、２周波整合フィルタ回路８０５を通り、広帯域アンテナ８０１から放射されるようになっている。

ダイバーシティ受信方式は、一極二投型スイッチ８０３によって実現されている。このダイバーシティ受信方式では、受信信号を受信するとき、投側の第１端子に接続されたアンテナ８０１と、投側の第２端子に接続されたアンテナ８０２のうち、受信状態が良好な方が選択されるようになっている。

また、マルチバンド化は、一極二投型スイッチ８０４によって実現されている。５ＧＨｚ帯信号の受信時には投側の第１端子に接続された５ＧＨｚ帯フィルタ８０６が選択され、２.４ＧＨｚ帯信号の受信時には投側の第２端子に接続された２.４ＧＨｚ帯フィルタ８０７が選択される。そして、上記フィルタ（８０６あるいは８０７）を通った受信信号（５ＧＨｚ帯あるいは２.４ＧＨｚ帯）は、広帯域受信アンプ８０９で増幅された後、広帯域受信回路８１１へ入力するようになっている。

しかしながら、図８に示す従来技術の受信ダイバーシティ対応のマルチバンドの無線通信装置には、下記４つの問題点がある。

このうち第１と第２の問題点は、特許文献１自身にも明記されている通り、もともとこの従来技術がＴＤＤ方式とＦＤＤ方式の組合せのマルチバンドの無線通信装置の実現を目的としているために起こってしまう、本質的で不可避な問題である。

第１の問題点として、送信信号を放射するアンテナとして、常にアンテナ８０１が用いられ、アンテナを切り替えることができないために、常時優れた通信品質を維持しにくいという問題がある。すなわち、ＴＤＤ方式において、送信信号と受信信号が、全く同じ周波数帯を共有している場合で、しかも受信信号から見て２本のアンテナのうちの一方８０２の通信品質が良好な時は、送信信号から見てもそのアンテナ８０２を用いた方が通信品質が良好になるが、本従来技術では、送信信号においてはアンテナ８０２を利用することができないため、送信時の通信品質の改善（送信ダイバーシティ効果）を得ることができないという問題がある。

また、第２の問題点として、ＴＤＤ方式の受信信号から見た場合、図中８１３部分における信号分離やインピーダンス整合が全く不完全であり、正常な動作が期待できないという問題がある。すなわち、ダイバーシティ受信時において、たまたまアンテナ８０１が選択されたとする。この時、正常な動作のためには、アンテナ８０１から見ると、スイッチ８０３だけが見えて、送信アンプ８０８は見えない状態でなければならない。しかしＴＤＤ方式の場合は実際には、受信信号の周波数は送信フィルタ８０５の透過帯域であるため、送信アンプ８０８が見えてしまい、インピーダンス整合が大きく崩れてしまうという問題がある。

また、第３の問題点として、受信信号は直列に並んだ２個のスイッチ８０３,８０４を通らなければならないため、スイッチによる挿入損が２倍になり、ＮＦ（雑音指数）の劣化を招くという問題がある。

また、第４の問題点として、２個の受信フィルタ８０６,８０７の間で、図中の８１２部分におけるインピーダンス整合が全く考慮されていなくて、正常な動作が期待できないという問題がある。
特開平９−１１６４５８号公報

そこで、本発明の課題は、送受信の双方において常時優れた通信品質を維持できて動作が正確であり、かつ、部品数が少なくて製造コストが安いダイバーシティ回路を備える無線通信装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の無線通信装置は、第１のアンテナと、第２のアンテナと、上記第１のアンテナに極側が接続されている第１の一極三投型スイッチと、上記第２のアンテナに極側が接続され、上記第１の一極三投型スイッチの投側の第１端子に投側の第１端子が接続され、上記第１の一極三投型スイッチの投側の第２端子に投側の第２端子が接続され、上記第１の一極三投型スイッチの投側の第３端子に投側の第３端子が接続されている第２の一極三投型スイッチと、上記第１の一極三投型スイッチの上記第１端子と上記第２の一極三投型スイッチの上記第１端子との間のノードに出力側が接続されている送信アンプと、上記第１の一極三投型スイッチの上記第２端子と上記第２の一極三投型スイッチの上記第２端子との間のノードに入力端子が接続されている第１のフィルタと、上記第１の一極三投型スイッチの上記第３端子と上記第２の一極三投型スイッチの上記第３端子との間のノードに入力端子が接続されると共に、透過する高周波の中心周波数が上記第１のフィルタを透過する高周波の中心周波数の略２倍または略１／２倍である第２のフィルタと、上記第２のフィルタの出力側に入力側が接続されると共に、上記第１のフィルタの出力側に出力側が接続されている高周波線路と、上記第１のフィルタの出力側と上記高周波線路の出力側との間のノードに入力側が接続されている受信アンプとを備えることを特徴としている。

上記発明において、例えば、周波数が上記第１のフィルタを透過する周波帯に含まれる第１の受信信号を受信するときには、上記第１のアンテナと上記第２のアンテナのうちで受信状態が良好な一方を、上記第１の一極三投型スイッチまたは上記第２の一極三投型スイッチで選択して、上記第１のフィルタを経由して受信回路に接続するようにする。例えば、上記第１のアンテナが選択されたとすると、第１の一極三投型スイッチを、投側の第２端子に接続する一方、残ったもう一方の第２の一極三投型スイッチを、上記第１のフィルタのインピーダンス整合を阻害しないように、投側の第２端子をオープン状態に保つように、待避のためにその他のいずれかの端子（第１端子か第３端子）に接続するようにする。また、この状態で、上記第１の受信信号と同じ周波数帯の第１の送信信号を送信するときには、送信信号から見ても通信品質が良好である可能性が高い上記第１のアンテナを、選択するようにする。つまり、上記第１の一極三投型スイッチが投側の第１端子を選択することによって、送信回路から送信されて上記送信アンプで増幅された送信信号の出力を上記第１のアンテナへ導くようにする一方、残ったもう一方の第２の一極三投型スイッチを、上記送信アンプのインピーダンス整合を阻害しないように、投側第１端子をオープン状態に保つように、待避のためその他のいずれかの端子（第２端子か第３端子）に接続するようにする。尚、周波数が上記第２のフィルタを透過する周波帯に含まれる第２の受信信号の送受信時には、上記の動作説明において、第１および第２のスイッチの第２端子と第３端子を読み替え、第１のフィルタと第２のフィルタとを読み替えた動作を行うようにする。

上記発明によれば、無線通信装置を上記構成で形成したので、無線通信装置を比較的小規模にできて無線通信装置の部品点数を少なくできると共に、送信状態が良好なアンテナを選択できて、受信ダイバーシティ効果に加えて送信ダイバーシティ効果を得ることができる。

また、上記発明によれば、第１の一極三投型スイッチあるいは第２の一極三投型スイッチの一方がある端子を選択した時に、他方の第２の一極三投型スイッチあるいは第１の一極三投型スイッチは、その端子をオープン状態にすることができる構成であるので、信号分離を確実にできると共に、インピーダンス整合を確実にとることができる。

また、上記発明によれば、受信信号は、第１の一極三投型スイッチおよび第２の一極三投型スイッチのうちの一方しか通らないので、スイッチの挿入損を低減することができる。

また、上記発明によれば、無線通信装置が、上記第２のフィルタの出力側に入力側が接続されると共に、上記第１のフィルタの出力側に出力側が接続されている高周波線路を備えるので、第１のフィルタおよび第２のフィルタの間で、インピーダンス整合を取ることができて、無線通信装置を正常に動作させることができる。

また、一実施形態の無線通信装置は、上記高周波線路の長さが、周波数が上記第１のフィルタを透過する高周波の中心周波数である高周波の波長の略１／４の長さであることを特徴としている。

上記実施形態によれば、上記高周波線路の長さが、周波数が上記第１のフィルタを透過する高周波の中心周波数である高周波の波長の略１／４の長さであるので、上記第１のフィルタおよび上記第２のフィルタの間のインピーダンス整合を取ることができる。特に、上記第１のフィルタとして、５ＧＨｚ帯フィルタを用いると共に、上記第２のフィルタをとして、２.４ＧＨｚ帯フィルタを用いた場合に、極めて優れたインピーダンス整合を実現することができて、上記第１のフィルタを、５ＧＨｚ近傍の周波数を有する高周波のみを透過させる理想的なフィルタにできると共に、上記第２のフィルタを、２.４ＧＨｚ近傍の周波数を有する高周波のみを透過させる理想的なフィルタにできる。

また、一実施形態の無線通信装置は、上記第１のアンテナ、上記第２のアンテナ、上記送信アンプおよび上記受信アンプは、上記第１のフィルタを透過する高周波の中心周波数付近の周波数帯と、上記第２のフィルタを透過する高周波の中心周波数付近の周波数帯においてインピーダンス整合が取られた２周波整合回路または広帯域整合回路であることを特徴としている。

上記実施形態によれば、上記第１のアンテナ、上記第２のアンテナ、上記送信アンプおよび上記受信アンプは、上記第１と第２のフィルタの各中心周波数付近においてインピーダンス整合が取られた２周波整合回路または広帯域整合回路であるので、無線通信装置のインピーダンス整合を確実にとることができて、無線通信装置を正常に動作させることができる。

本発明の無線通信装置によれば、無線通信装置を上記構成で形成したので、無線通信装置を比較的小規模にできて無線通信装置の部品点数を少なくできると共に、送信状態が良好なアンテナを選択できて、受信ダイバーシティ効果に加えて送信ダイバーシティ効果を得ることができる。また、第１の一極三投型スイッチあるいは第２の一極三投型スイッチの一方がある端子を選択した時に、他方の第２の一極三投型スイッチあるいは第１の一極三投型スイッチは、その端子をオープン状態にすることができる構成であるので、信号分離を確実にできると共に、インピーダンス整合を確実にとることができる。また、受信信号は、第１の一極三投型スイッチおよび第２の一極三投型スイッチのうちの一方しか通らないので、スイッチの挿入損を低減することができる。また、無線通信装置が、上記第２のフィルタの出力側に入力側が接続されると共に、上記第１のフィルタの出力側に出力側が接続されている高周波線路を備えるので、第１のフィルタおよび第２のフィルタの間で、インピーダンス整合を取ることができて、無線通信装置を正常に動作させることができる。

したがって、例えば、受信ダイバーシティ方式およびＴＤＤ方式を採用し、略２倍離れた２つの周波数帯を用いるようなマルチバンド無線通信装置を、小規模な回路によって実現でき、その際、受信ダイバーシティのみならず送信ダイバーシティまで実現でき、通信品質を向上させることができる。また、受信系におけるスイッチの挿入損も、最小に抑えることができて、部品点数をほとんど増やすことなしに、各部のインピーダンスの不整合を抑制することができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の無線通信装置を示す図である。

この実施形態では、例として、送受信を行う２つの信号の周波数帯を、５ＧＨｚと２.４ＧＨｚにして説明を行うことにする。

この実施形態の無線通信装置は、第１のアンテナとしての広帯域アンテナ１０１と、第２のアンテナとしての広帯域アンテナ１０２と、広帯域アンテナ１０１に極１５０側が接続されている第１の一極三投型スイッチ１０３と、広帯域アンテナ１０２に極１６０側が接続され、第１の一極三投型スイッチ１０３の投側の第１端子１５１に投側の第１端子１６１が接続され、第１の一極三投型スイッチ１０３の投側の第２端子１５２に投側の第２端子１６２が接続され、第１の一極三投型スイッチ１０３の投側の第３端子１５３に投側の第３端子１６３が接続されている第２の一極三投型スイッチ１０４とを備える。

また、この実施形態の無線通信装置は、第１の一極三投型スイッチ１０３の第１端子１５１と第２の一極三投型スイッチ１０４の第１端子１６１との間のノードに出力側が接続されている送信アンプとしての広帯域送信アンプ１０８と、第１の一極三投型スイッチ１０３の第２端子１５２と第２の一極三投型スイッチ１０４の第２端子１６２との間のノードに入力端子が接続されている第１のフィルタ１０５と、第１の一極三投型スイッチ１０３の第３端子１５３と第２の一極三投型スイッチ１０４の第３端子１６３との間のノードに入力端子が接続されている第２のフィルタ１０６とを備える。

上記第１のフィルタ１０５は、５ＧＨｚ帯フィルタであり、第２のフィルタ１０６は、２.４ＧＨｚ帯フィルタである。上記第２のフィルタ１０６を透過する高周波の中心周波数は、第１のフィルタ１０５を透過する高周波の中心周波数の略１／２倍になっている。

また、この実施形態の無線通信装置は、第２のフィルタ１０６の出力側に入力側が接続されると共に、第１のフィルタ１０５の出力側に出力側が接続されている高周波線路１０７と、第１のフィルタ１０５の出力側と高周波線路１０７の出力側との間のノードに、入力側が接続されている受信アンプとしての広帯域受信アンプ１０９とを備える。

上記高周波線路１０７の長さは、周波数が第１のフィルタ１０５を透過する高周波の中心周波数である高周波の略１／４波長の長さに設定されている。

上記広帯域アンテナ１０１,１０２、広帯域送信アンプ１０８、広帯域受信アンプ１０９は、５ＧＨｚ帯の周波数と２.４ＧＨｚ帯の周波数においてインピーダンス整合が取られた２周波整合回路になっており、５ＧＨｚ帯の周波数の信号と２.４ＧＨｚ帯の周波数の信号のＳＮ（シグナルノイズ）比を大きくするようにしている。

上記構成において、５ＧＨｚ信号を受信するときには、２本の広帯域アンテナ１０１,１０２のうちで受信状態が良好な一方が、第１の一極三投型スイッチ１０３または第２の一極三投型１０４で選択されて、第１のフィルタ（５ＧＨｚ帯フィルタ）１０５を経由して受信回路１１１に接続される。例えば、アンテナ１０１が選択されたとすると、第１の一極三投型スイッチ１０３は、投側の第２端子１５２に接続される一方、残ったもう一方の第２の一極三投型スイッチ１０４は、第１のフィルタ１０５のインピーダンス整合を阻害しないように、投側の第２端子１６２をオープン状態に保つように、待避のためにその他のいずれかの端子（第１端子１６１か第３端子１６３）に接続されるようになっている。

この状態で、ＴＤＤ方式により５ＧＨｚ信号の送信タイミングに変わった瞬間には、送信信号から見ても通信品質が良好である可能性が高いアンテナ１０１の方が、選択されるようになっている。そして、第１の一極三投型スイッチ１０３が投側の第１端子１５１を選択することによって、送信回路１１０から送信されて送信アンプ１０８で増幅された送信信号の出力を広帯域アンテナ１０１へ導くようにする一方、残ったもう一方の第２の一極三投型スイッチ１０４は、送信アンプ１０８のインピーダンス整合を阻害しないように、投側の第１端子１６１をオープン状態に保つように、待避のためその他のいずれかの端子（第２端子１６２か第３端子１６３）に接続されるようになっている。

２.４ＧＨｚ信号の送受信時には、上記動作説明において、第１および第２の一極三投型スイッチ１０３,１０４の夫々において、第２端子１５２,１６２と第３端子１５３,１６３を読み替え、第１のフィルタ（５ＧＨｚ帯フィルタ）１０５と第２のフィルタ（２.４ＧＨｚ帯フィルタ）１０６とを読み替えれば良い。

このように、図１に示す無線通信装置おいては、図８に示す従来の無線通信装置よりも部品点数を少なくできると共に、２つの周波数帯（５ＧＨｚと２.４ＧＨｚ）において、正常なＴＤＤ動作、受信ダイバーシティ動作および送信ダイバーシティ動作を実現できる。

次に、従来技術において指摘した上記４つの問題点が、図１に示す本発明の一実施形態の無線通信装置においてどのように解決されているかを説明することにする。

従来技術の第１の問題点、送信信号を放射するアンテナ８０１（図８参照）が固定されて送信ダイバーシティ効果が得られない問題については、上記のように、送信信号を送信する際にも送信ダイバーシティ動作が実現されており、解決済みである。

また、従来技術の第２の問題点、各部の信号分離やインピーダンス整合が不完全である問題については、上記のように、第１の一極三投型スイッチ１０３あるいは第２の一極三投型スイッチ１０４の一方がある端子を選択した時、他方の第２の一極三投型スイッチ１０４あるいは第１の一極三投型スイッチ１０３は、その端子をオープン状態にするように設定することにより、信号分離を確実にできて、インピーダンス整合を確実にとることができる。したがって、第２の問題点も解決済みである。

また、従来技術の第３の問題点、受信信号が２個のスイッチ８０３,８０４（図８参照）を通るため挿入損が大きい問題については、この実施形態では、受信信号は、第１の一極三投型スイッチ１０３および第２の一極三投型スイッチ１０４のうちの一方しか通らないため、挿入損が低減されており、解決済みである。

最後に、従来技術の第４の問題点、２個の受信フィルタ８０６および８０７（図８参照）の間における８１２部分（図８参照）でのインピーダンス整合が全く考慮されていない問題については、図１に置き換えると、図１に１１２で示す部分における第１のフィルタ１０５および第２のフィルタ１０６の間のインピーダンス整合の問題になる。この実施形態の無線通信装置では、高周波線路１０７を、第２のフィルタ１０６の出力側と、第１のフィルタの出力側と間に接続しているので、高周波線路１０７で図２に１１２で示す部分のインピーダンス整合を実現することができて、電力の損失を小さくすることができる。このことから、第４の問題点についても解決済みである。

尚、この実施形態の無線通信装置によれば、高周波線路１０７を挿入するだけで、図２に１１２で示す部分のインピーダンス整合を実現しているので、無線通信装置の総部品点数を少なくすることができる。このことから、無線通信装置の製造コストを削減できると共に、無線通信装置をコンパクトにすることができる。

図２は、特開２００２−２６６０５号公報等多数の文献で開示されている一般的な高周波バンドパスフィルタ回路を示す図である。

以下に、上記高周波バンドパスフィルタ回路を用いた場合における、一般的な市販回路シミュレータ（例えばEagleware社製Genesys７.０）による計算結果を示す。

上記高周波バンドパスフィルタ回路においては、図２に示すように、３個の直列キャパシタンス成分Ｃ２０１〜Ｃ２０３が、入力端子２０１と出力端子２０２の間に、直列に接続されている。また、上記キャパシタンス成分Ｃ２０１とキャパシタンス成分Ｃ２０２との間のノードと、グランドとの間に、高周波線路型共振器Ｔ２０１が接続されると共に、上記キャパシタンス成分Ｃ２０２とキャパシタンス成分Ｃ２０３との間のノードと、グランドとの間に、高周波線路型共振器Ｔ２０２が接続されている。

このように、図２に示す高周波バンドパスフィルタ回路においては、入力端子２０１と出力端子２０２との間に、３個の直列キャパシタンス成分Ｃ２０１〜Ｃ２０３と、２本の並列の高周波線路型共振器Ｔ２０１およびＴ２０２とが、交互に多段接続されている。

図３は、図２に示す高周波バンドパスフィルタ回路を用いて図１に１０５で示す第１のフィルタ（５ＧＨｚ帯フィルタ）を作成したときの、上記市販回路シミュレータのシミュレータ結果を示す図である。

図３の結果を得た時の回路定数は、キャパシタンス成分Ｃ２０１およびＣ２０３は、その容量が０.２０９ｐＦであり、キャパシタンス成分Ｃ２０２は、その容量が０.０７６ｐＦであり、高周波線路型共振器Ｔ２０１およびＴ２０２は、その特性インピーダンスが４７.９８６Ωであった。また、高周波線路型共振器Ｔ２０１およびＴ２０２の寸法は、周波数が７０２３.１０２ＭＨｚの高周波の略１／４波長の寸法であった。

図２に示す高周波バンドパスフィルタ回路において、上記の回路定数のキャパシタンス成分と高周波線路型共振器を使用すると、図３に示すように、透過係数におけるＳパラメータの値を、５ＧＨｚ近傍以外のときに低く抑えられ、周波数５ＧＨｚ近傍で急激に上昇して、周波数５ＧＨｚ近傍でピーク（極大）にすることができる。このことから、図２に示す高周波バンドパスフィルタ回路において、上記のような回路定数のキャパシタンス成分と高周波線路型共振器を使用すると、周波数が５ＧＨｚ周辺の高周波をのみを透過させる理想的な５ＧＨｚ帯フィルタを形成できる。

図４は、図２に示す高周波バンドパスフィルタ回路を用いて図１に１０６で示す第２のフィルタ（２.４ＧＨｚ帯フィルタ）を作成したときの、上記市販回路シミュレータのシミュレータ結果を示す図である。

図４の結果を得た時の回路定数は、キャパシタンス成分Ｃ２０１およびＣ２０３は、その容量が１.０５５ｐＦであり、キャパシタンス成分Ｃ２０２は、その容量が０.５１６ｐＦであり、高周波線路型共振器Ｔ２０１およびＴ２０２は、その特性インピーダンスが１７.５６５Ωであった。また、高周波線路型共振器Ｔ２０１およびＴ２０２の寸法は、周波数が３１３１.８１１ＭＨｚの高周波の略１／４波長の寸法であった。

図２に示す高周波バンドパスフィルタ回路において、上記のような回路定数のキャパシタンス成分と高周波線路型共振器を使用すると、図４に示すように、透過係数におけるＳパラメータの値を、２.４ＧＨｚ近傍以外のときに低く抑えられ、周波数２.４ＧＨｚ近傍で急激に上昇して、周波数２.４ＧＨｚ近傍でピーク（極大）にすることができる。このことから、図２に示す高周波バンドパスフィルタ回路において、上記のような回路定数のキャパシタンス成分と高周波線路型共振器を使用すると、周波数が２.４ＧＨｚ周辺の高周波をのみを透過させる理想的な２.４ＧＨｚ帯フィルタを形成できる。

図５は、図１に１１２で示す３端子回路の一例を示す図である。

図５において、５０１と５０２は、入力端子を示し、５０３は、出力端子を示している。また、図５において、５０４は、図３に特性が示される５ＧＨｚ帯フィルタを示し、５０５は、図４に特性が示される２.４ＧＨｚ帯フィルタを示し、５０６は、高周波線路を示している。

図５に示すように、上記高周波線路５０６は、２.４ＧＨｚ帯フィルタ５０５の出力側と、５ＧＨｚ帯フィルタ５０４の出力側と出力端子５０３との間のノードとに接続されている。また、上記高周波線路５０６の特性インピーダンスは、４８.８４Ωに設定され、高周波線路５０６の寸法は、周波数が４００９.３３６ＭＨｚの高周波の波長の略１／４の長さに設定されている。

図６は、図１に１１２で示す３端子回路を、図５に示す３端子回路で構成したときの、５ＧＨｚ帯受信動作時におけるシミュレーション結果を示す図である。

５ＧＨｚ帯受信動作時においては、図５に示す５０１を入力端子、５０３を出力端子、５０２をオープン端子として使用する。

図６に示すシミュレーション結果では、透過係数におけるＳパラメータの値が、５ＧＨｚ近傍以外のときに低く抑えられ、周波数５ＧＨｚ近傍で急激に上昇して、周波数５ＧＨｚ近傍でピーク（極大）になっている。このことから、この無線通信装置は、５ＧＨｚ帯受信動作時において、インピーダンス整合がとられ、第１のフィルタ１０５は、理想的な５ＧＨｚ帯バンドパスフィルタになっている。

図７は、図１に１１２で示す３端子回路を、図５に示す３端子回路で構成したときの、２.４ＧＨｚ帯受信動作時におけるシミュレーション結果を示す図である。

２.４ＧＨｚ帯受信動作時においては、図５に示す５０２を入力端子、５０３を出力端子、５０１をオープン端子として使用する。

図７に示すシミュレーション結果では、透過係数におけるＳパラメータの値が、２.４ＧＨｚ近傍以外のときに低く抑えられ、周波数２.４ＧＨｚ近傍で急激に上昇して、周波数２.４ＧＨｚ近傍でピーク（極大）になっている。このことから、この無線通信装置は、２.４ＧＨｚ帯受信動作時において、インピーダンス整合がとられ、第１のフィルタ１０６は、理想的な２.４ＧＨｚ帯バンドパスフィルになっている。

このように、図５に示す３端子回路を使用すると、２個のフィルタ間のインピーダンスの不整合を抑制することができる。

尚、上記実施形態では、上記広帯域アンテナ１０１,１０２、広帯域送信アンプ１０８、広帯域受信アンプ１０９は、５ＧＨｚ帯の周波数と２.４ＧＨｚ帯の周波数においてインピーダンス整合が取られた２周波整合回路であったが、この発明の無線通信装置では、第１のアンテナ、第２のアンテナ、送信アンプおよび受信アンプは、５ＧＨｚ帯の周波数と２.４ＧＨｚ帯の周波数を含む広帯域の周波数帯においてインピーダンス整合が取られた広帯域整合回路であっても良い。

また、上記実施形態では、送受信を行う信号として、５ＧＨｚ帯の周波数の高周波と、２.４ＧＨｚ帯の周波数の高周波を用いたが、この発明の高周波無線回路では、送受信を行う信号として、５ＧＨｚ帯の周波数と２.４ＧＨｚ帯の周波数以外の周波数帯の高周波を用いても良いことは勿論である。

本発明の一実施形態の無線通信装置を示す図である。高周波バンドパスフィルタ回路を示す図である。図２に示す高周波バンドパスフィルタ回路を用いて第１のフィルタ（５ＧＨｚ帯フィルタ）を作成したときの、市販回路シミュレータのシミュレータ結果を示す図である。図２に示す高周波バンドパスフィルタ回路を用いて第２のフィルタ（２.４ＧＨｚ帯フィルタ）を作成したときの、上記市販回路シミュレータのシミュレータ結果を示す図である。本発明の無線通信装置が備える３端子回路の一例を示す図である。本発明の無線通信装置が備える３端子回路を、図５に示す３端子回路で構成したときの、５ＧＨｚ帯受信動作時におけるシミュレーション結果を示す図である。本発明の無線通信装置が備える３端子回路を、図５に示す３端子回路で構成したときの、２.４ＧＨｚ帯受信動作時におけるシミュレーション結果を示す図である。従来の無線通信装置を示す図である。

符号の説明

１０１,１０２広帯域アンテナ
１０３第１の一極三投型スイッチ
１０４第２の一極三投型スイッチ
１０５第１のフィルタ
１０６第２のフィルタ
１０７,５０６高周波線路
１０８広帯域送信アンプ
１０９広帯域受信アンプ
１１０送信回路
１１１受信回路
１５０第１の一極三投型スイッチの極
１５１第１の一極三投型スイッチの投側の第１端子
１５２第１の一極三投型スイッチの投側の第２端子
１５３第１の一極三投型スイッチの投側の第３端子
１６０第２の一極三投型スイッチの極
１６１第２の一極三投型スイッチの投側の第１端子
１６２第２の一極三投型スイッチの投側の第２端子
１６３第２の一極三投型スイッチの投側の第３端子
５０４５ＧＨｚ帯フィルタ
５０５２.４ＧＨｚ帯フィルタ
Ｃ２０１,Ｃ２０２,Ｃ２０３キャパシタンス成分
Ｔ２０１,Ｔ２０２高周波線路型共振器

Claims

第１のアンテナと、
第２のアンテナと、
上記第１のアンテナに極側が接続されている第１の一極三投型スイッチと、
上記第２のアンテナに極側が接続され、上記第１の一極三投型スイッチの投側の第１端子に投側の第１端子が接続され、上記第１の一極三投型スイッチの投側の第２端子に投側の第２端子が接続され、上記第１の一極三投型スイッチの投側の第３端子に投側の第３端子が接続されている第２の一極三投型スイッチと、
上記第１の一極三投型スイッチの上記第１端子と上記第２の一極三投型スイッチの上記第１端子との間のノードに出力側が接続されている送信アンプと、
上記第１の一極三投型スイッチの上記第２端子と上記第２の一極三投型スイッチの上記第２端子との間のノードに入力端子が接続されている第１のフィルタと、
上記第１の一極三投型スイッチの上記第３端子と上記第２の一極三投型スイッチの上記第３端子との間のノードに入力端子が接続されると共に、透過する高周波の中心周波数が上記第１のフィルタを透過する高周波の中心周波数の略２倍または略１／２倍である第２のフィルタと、
上記第２のフィルタの出力側に入力側が接続されると共に、上記第１のフィルタの出力側に出力側が接続されている高周波線路と、
上記第１のフィルタの出力側と上記高周波線路の出力側との間のノードに入力側が接続されている受信アンプと
を備えることを特徴とする無線通信装置。
請求項１に記載の無線通信装置において、
上記高周波線路の長さは、周波数が上記第１のフィルタを透過する高周波の中心周波数である高周波の波長の略１／４の長さであることを特徴とする無線通信装置。
請求項１に記載の無線通信装置において、
上記第１のアンテナ、上記第２のアンテナ、上記送信アンプおよび上記受信アンプは、上記第１のフィルタを透過する高周波の中心周波数付近の周波数帯と、上記第２のフィルタを透過する高周波の中心周波数付近の周波数帯においてインピーダンス整合が取られた２周波整合回路または広帯域整合回路であることを特徴とする無線通信装置。