JP2008130029A - 送受信回路及び変調回路 - Google Patents

Abstract

【課題】受信時に復調回路に入力する信号の損失を無くすことができ、また送信時には変調信号の損失を抑えること。
【解決手段】受信時には第１のダイオード１１１及び第２のダイオード１１２を共にオフ状態とすることにより、アンテナ１０からの受信電波をそのままストリップライン１１３経由で復調回路１２に入力する。即ち、受信電波を減衰させることなく復調回路１２に入力することができる。また、送信時には第１のダイオード１１１及び第２のダイオード１１２をオン／オフして位相変調した反射電波を送信する。この際、第１のダイオード１１１及び第２のダイオード１１２のいずれか一方がオン状態となるので、変調回路１１を復調回路１２から切り離すことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、受信電波を送信データに応じて位相変調して反射送信する変調回路を備えた送受信回路及び変調回路に関する。

従来、送受信用のアンテナで受信電波を受信して、受信時には受信電波を検波して復調回路に取り込む一方、送信時には受信電波を位相変調して反射送信する送受信回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図３は、特許文献１で開示された送受信回路の概略構成を示すブロック図であり、図４は図３に示す送受信回路の詳細な回路構成を示す図である。図３及び図４において、変調回路１００は、送信データ入力端Ｐｉｎに入力された制御回路１０１からの送信データに応じてアンテナ１０２からの受信電波を位相変調して反射送信する回路構成を有する。復調回路１０３は、アンテナ１０２からの受信電波を検波して信号波を取り出し、信号出力端Ｐｏｕｔを介して制御回路１０１に入力する。変調回路１００と復調回路１０３との間に介挿されたスイッチ回路１０４は、スイッチング制御信号入力端Ｐｃｏｎを介して入力された制御回路１０１からの制御信号に基づき、変調回路１００と復調回路１０３との間の信号導通のオン・オフを制御する。

スイッチ回路１０４は、図４に示すようにスイッチング手段としてＦＥＴ１０４１を有しており、制御回路１０１からの制御信号によって、受信時にはスイッチオンし、送信時にはスイッチオフするようにスッチング動作する。このスイッチ回路１０４のスイッチング動作によって、受信時にはアンテナ１０２からの受信電波が復調回路１０３に入力され、送信時には復調回路１０３が変調回路１００から切り離されて、復調回路１０３が変調回路１００に悪影響を与えないようにしている。

制御回路１０１は、送信データ入力端Ｐｉｎを介して送信データを変調回路１００のＦＥＴ１００１のゲートに加える。この送信データに応じて変調回路１００のＦＥＴ１００１がオン／オフして、アンテナ１０２からの受信電波を位相変調し、その変調波をアンテナ１０２から送信する。この場合、ＦＥＴ１００１がオフしている状態（図５(ａ)）、及びＦＥＴ１００１がオンしている状態（図５（ｂ））の双方ともアンテナ１０２からの受信電波を全反射するが、スタブ電極による位相調整作用によりオン時の反射信号の位相とオフ時の反射信号の位相とが互いに１８０度異なる位相変調（ＢＰＳＫ）が掛かるように構成されている。
特開２００３−３１８７７４号公報

しかしながら、上述した従来の送受信回路においては、変調回路１００と復調回路１０３との間にスイッチ回路１０４を介挿して信号の受信と送信の切替えを行っているため、受信時はＦＥＴ１０４１のオン抵抗により復調回路１０３への信号に損失が生じるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、受信時に復調回路に入力する信号の損失を無くすことができ、また変調信号の損失も抑えることのできる送受信回路及び変調回路を提供することを目的とする。

本発明の送受信回路は、アンテナに接続された入出力端と、前記入出力端に一端が接続されたストリップラインと、前記ストリップラインの他端に接続され受信電波を検波して信号波を取り出す復調回路と、前記ストリップラインの一端とグラウンドとの間に設けられた第１のスイッチング素子と、前記ストリップラインの他端とグラウンドとの間に設けられた第２のスイッチング素子とを備え、前記第１及び第２のスイッチング素子のオン／オフによって位相変調を行い、前記第２のスイッチング素子のオン／オフによって送受信切替えを行うことを特徴とする。

この構成によれば、アンテナから復調回路に至る経路上に、送受信を切替えるスイッチング素子又は位相変調用のスイッチング素子が無いので、受信時に復調回路に入力する信号の損失を無くすことができ、また変調信号の損失も抑えることができる。

また本発明は、上記送受信回路において、受信時には前記第１及び第２のスイッチング素子を共にオフさせて受信電波を前記復調回路へ入力し、送信時には前記第１のスイッチング素子をオンさせて前記ストリップラインの一端を反射面とし又は前記第１のスイッチング素子をオフさせると共に前記第２のスイッチング素子をオンさせて前記ストリップラインの他端を反射面として位相変調された反射波を送信することを特徴とする。

この構成により、送信時における位相変調時には、前記第１又は第２のスイッチング素子の少なくとも一方がオフされるので、変調回路から復調回路を遮断することができる。

また本発明は、アンテナに接続された入出力端と、一端が前記入出力端に接続され他端が受信電波を検波して信号波を取り出す復調回路の入力端に接続されたストリップラインと、前記ストリップラインの一端とグラウンドとの間に設けられた第１のスイッチング素子と、前記ストリップラインの他端とグラウンドとの間に設けられた第２のスイッチング素子とを備え、前記第１及び第２のスイッチング素子のオン／オフによって、受信電波の反射面を前記ストリップラインの一端又は他端に切り替えて位相変調を行い、当該位相変調時には前記第１又は第２のスイッチング素子の少なくとも一方をオフすることで前記復調回路を遮断する変調回路である。

本発明によれば、受信時に復調回路に入力する信号の損失を無くすことができ、また変調信号の損失も抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る送受信回路１の概略的な構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施の形態に係る送受信回路１は、送受信兼用のアンテナ１０、アンテナ１０に接続された入出力端子１ａ、位相変調を行う変調回路１１、受信時に変調回路１１経由で取り込まれる信号を復調する復調回路１２、送受信タイミングを切替えると共に変調回路１１による位相変調を制御する制御回路１３を主な構成要素として構成される。

アンテナ１０は、相手通信機から送信された電波を受信すると共に、変調回路１１で位相変調された反射電波を送信する。変調回路１１は、受信時にはアンテナ１０からの受信電波をそのまま復調回路１２に入力し、送信時にはアンテナ１０からの受信電波を制御回路１３からの送信データによって位相変調して送信（反射送信）する。復調回路１２は、アンテナ１０からの受信電波を検波して信号波を取り出す。制御回路１３は、受信時には復調回路１２からの信号波を取り込み、送信時には変調回路１１に変調データを入力する。制御回路１３は、信号出力端Ｐｏｕｔを介して復調回路１２からの信号を取り込む。

図２は、変調回路１１と復調回路１２の詳細な回路構成図である。変調回路１１は、２つのダイオード１１１（第１のスイッチング素子）及び１１２（第２のスイッチング素子）と、受信電波の波長の１／４の長さのストリップライン１１３とを備えており、アンテナ１０が接続される入出力端子１ａにストリップライン１１３の一端が接続され、復調回路１２の入力端にストリップライン１１３の他端が接続されている。また、ストリップライン１１３の一端とグランドとの間に第１のダイオード１１１が接続され、ストリップライン１１３の他端とグランドとの間に第２のダイオード１１２が接続された構成を採る。第１のダイオード１１１及び第２のダイオード１１２は共にそのカソードをグランド側に向けて接続される。第１のダイオード１１１とストリップライン１１３の一端との接続部分に送信データ入力端Ｐｉｎが接続され、第２のダイオード１１２とストリップライン１１３の他端との接続部分にスイッチング制御信号入力端Ｐｃｏｎが接続される。

変調回路１１は、送信時以外は送信データが入力されず、第１のダイオード１１１及び第２のダイオード１１２は共にオフ状態となる。したがって、受信時にはアンテナ１０からの受信電波はストリップライン１１３を通って復調回路１２に入る。このとき、アンテナ１０と復調回路１２との間にはスイッチング素子が介在しないので、受信電波は減衰することなく復調回路１２に入る。送信時には送信データ入力端Ｐｉｎに送信データが入力され、これらの信号の値（”１”又は”０”）によって第１のダイオード１１１と第２のダイオード１１２とがオン／オフ制御される。

送信時（変調送信）には、第１のダイオード１１１と第２のダイオード１１２のうち、必ず一方がオンとなり、第１のダイオード１１１がオンとなった場合は、ストリップライン１１３の一端（第１のダイオード１１１側）で受信電波が全反射する。第１のダイオード１１１がオフで第２のダイオード１１２がオンとなった場合は、ストリップライン１１３の他端（第２のダイオード１１２側）で受信電波が全反射する。このとき第２のダイオード１１２で全反射する受信電波は１／４波長のストリップライン１１３を往復することになるので、ストリップライン１１３の一端（第１のダイオード１１１側）で全反射する受信電波と１／２波長の位相差となる。このように第１のダイオード１１１がオンするときも、第２のダイオード１１２がオンするときもアンテナ１０からの受信電波を全反射し且つ第１のダイオード１１１がオン時の反射信号の位相と第２のダイオード１１２がオン時の反射信号の位相とが互いに１８０度異なる位相変調（ＢＰＳＫ）を行う。

また、送信時には第１のダイオード１１１と第２のダイオード１１２のいずれか一方が必ずオンになることから、復調回路１２が変調回路１１から切断された状態となる。このように、送信時に変調回路１１と復調回路１２が切り離されるので、変調回路１１と復調回路１２を切り離すための専用のスイッチ回路が不要となる。したがって、少ない部品点数で構成することが可能となり、コストダウンが図れる。

復調回路１２は、ダイオード１２１と、コンデンサ１２２と、抵抗１２３とを備えており、ダイオード１２１のアノードが変調回路１１の出力端（図示略）を介して変調回路１１のストリップライン１１３の他端に接続され、カソードが信号出力端Ｐｏｕｔに接続され、コンデンサ１２２と抵抗１２３がダイオード１２１のアノード側とグランドとの間に並列に接続された構成を採る。復調回路１２は、受信時に変調回路１１を通過するアンテナ１０からの受信電波をダイオード１２１によって検波する。

このように、本実施の形態の送受信回路１によれば、第１のダイオード１１１及び第２のダイオード１１２を共にオフ状態とすることで、アンテナ１０からの受信電波をそのままストリップライン１１３経由で復調回路１２に入力することができる。アンテナ１０からストリップライン１１３経由で復調回路１２に入力するライン上には信号損失を伴う素子が存在しないので、受信電波を減衰させることなく復調回路１２に入力することができ、従来の変調回路１００（図３参照）の受信時における信号損失問題を解決することができる。

また、第１のダイオード１１１をオン状態とすることで、該第１のダイオード１１１側となるストリップライン１１３の一端で受信電波を全反射させることができ、同様にして第２のダイオード１１２のみをオン状態とすることで、該第２のダイオード１１２側となるストリップライン１１３の他端で受信電波を全反射させることができる。そして、ストリップライン１１３の他端で全反射させた場合、受信電波はその波長の１／４の長さのストリップライン１１３を往復することになるので、ストリップライン１１３の一端で全反射した場合と比較すると１８０度の位相差を持つことになる。したがって、第１のダイオード１１１及び第２のダイオード１１２を送信データに従ってオン、オフさせることで受信電波を位相変調して反射送信することができる。

また、位相変調することで第１のダイオード１１１及び第２のダイオード１１２のいずれか一方が必ずオン状態となるので、送信時に変調回路１１を復調回路１２から切り離すことができる。したがって、変調回路１１に復調回路１２を切り離すスイッチ機能を持たせることができるので、送受信回路１の部品点数を削減することが可能となり、送受信回路１のコトダウンが図れる。

なお、本実施の形態では、第１、第２のスイッチング素子として、ダイオードを用いたが、これに限定されるものではなく、例えばトラジスタ（バイポーラ、ユニポーラ）を用いて構成することもできる。

本発明は、受信電波を送信データに応じて位相変調して反射送信する送受信回路に適用可能である。

本発明の一実施の形態に係る送受信回路の概略構成を示すブロック図 上記一実施の形態に係る送受信回路の回路構成図 従来の送受信回路の概略構成を示すブロック図 図３に示す変調回路と復調回路とスイッチ回路の詳細な回路構成図 図３の変調回路の動作説明図

符号の説明

１…送受信回路
１ａ…入出力端子
１０…アンテナ
１１…変調回路
１２…復調回路
１３…制御回路
１１１…ダイオード（第１のスイッチング素子）
１１２…ダイオード（第２のスイッチング素子）
１１３…ストリップライン
１２１…ダイオード
１２２…コンデンサ
１２３…抵抗

Claims (3)

1. アンテナに接続された入出力端と、前記入出力端に一端が接続されたストリップラインと、前記ストリップラインの他端に接続され受信電波を検波して信号波を取り出す復調回路と、前記ストリップラインの一端とグラウンドとの間に設けられた第１のスイッチング素子と、前記ストリップラインの他端とグラウンドとの間に設けられた第２のスイッチング素子とを備え、
   前記第１及び第２のスイッチング素子のオン／オフによって位相変調を行い、前記第２のスイッチング素子のオン／オフによって送受信切替えを行うことを特徴とする送受信回路。
2. 受信時には前記第１及び第２のスイッチング素子を共にオフさせて受信電波を前記復調回路へ入力し、送信時には前記第１のスイッチング素子をオンさせて前記ストリップラインの一端を反射面とし又は前記第１のスイッチング素子をオフさせると共に前記第２のスイッチング素子をオンさせて前記ストリップラインの他端を反射面として位相変調された反射波を送信することを特徴とする請求項１記載の送受信回路。
3. アンテナに接続された入出力端と、一端が前記入出力端に接続され他端が受信電波を検波して信号波を取り出す復調回路の入力端に接続されたストリップラインと、前記ストリップラインの一端とグラウンドとの間に設けられた第１のスイッチング素子と、前記ストリップラインの他端とグラウンドとの間に設けられた第２のスイッチング素子とを備え、
   前記第１及び第２のスイッチング素子のオン／オフによって、受信電波の反射面を前記ストリップラインの一端又は他端に切り替えて位相変調を行い、当該位相変調時には前記第１又は第２のスイッチング素子の少なくとも一方をオフすることで前記復調回路を遮断する変調回路。

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