JP2008147934A - Ｔｄｄ方式の無線送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送受信状態の異常を検出して、無駄な動作をなくすことができるようにしたＴＤＤ方式の無線送受信装置を提供する。
【解決手段】送信期間では、電力増幅器１から送信信号Ｔｘが方向性結合器１４，サーキュレータ９を通り、送受信アンテナ４から送信され、切替スイッチ１０がｂ端子側に閉じられて、送受信アンテナ４などからの送信信号Ｔｘの反射信号が、サーキュレータ９，切替スイッチ１０を通って方向性結合器１５に供給される。方向性結合器１４で分離された送信信号Ｔｘの一部が送信レベル検出器１６に供給されて送信レベルが検出され、また、方向性結合器１５で分離された反射信号の一部が反射波レベル検出器１７に供給されて反射波レベルが検出される。これら送信レベル，反射波レベルから、送受信アンテナ４での送受信の異常が検出されると、異常検出信号Ｓ_Aが生成されて切替スイッチ１０をｂ端子側に保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、送信周波数と受信周波数とを同じ周波数とし、短時間周期で送信と受信とを交互に行なうようにしたＴＤＤ方式の無線送受信装置に関する。

携帯電話などの無線通信システムでは、無線装置装置間で行なわれる送・受信の複信方式として、使用周波数帯域を二分し、その一方の周波数帯域を一方の方向の通信に、他方の周波数帯域をこれとは逆方向の通信に夫々用いるようにしたＦＤＤ(Frequency Division Duplex：周波数分割複信）方式と、両方向の通信に同じ周波数帯域を使用し、その通信方向を周期的に交互に切り替えるようにしたＴＤＤ(Time Division Duplex：時分割複信）方式とがある。ＦＤＤ方式の無線送受信装置では、送信周波数と受信周波数とが異なり、ＴＤＤ方式の無線送受信装置では、送信周波数と受信周波数とが同じ周波数となっている。

図９はＦＤＤ方式の無線送受信装置の要部を概略的に示すブロック構成図であって、１は送信系側の電力増幅器、２はアイソレータ、３は送受分波器（デュプレクサ）、４は送受信アンテナ、４ａはアンテナ接続点、５はアイソレータ、６は受信系側のＬＮＡ(Low Noise Amplifier：低雑音増幅器）である。

同図において、送信系では、図示しない回路系で生成された無線周波帯の送信信号Ｔｘは、電力増幅器１で電力増幅された後、アイソレータ２を介して、サーキュレータなどの送受分波器３に供給される。送受分波器３は、アイソレータ２からの送信信号Ｔｘをアンテナ接続点４ａでこの送受分波器３に接続されている送受信アンテナ４に供給し、この送受信アンテナ４から送信する。また、送受分波器３は、送受信アンテナ４からの受信信号を受信系に供給する。

なお、アイソレータ２は、一方の方向の信号をそのまま通過させ、これとは逆方向の信号を減衰するものであって、電力増幅器１から供給される送信信号Ｔｘをそのまま送受分波器３に供給するが、例えば、送受分波器３で反射されるなどしてアイソレータ２に逆方向から供給される信号を減衰する。

送受信アンテナ４で受信された無線周波帯の受信信号Ｒｘは、送信信号Ｔｘとは異なる周波数帯域の信号であり、送受分波器３から受信系のアイソレータ５に供給される。この受信信号Ｒｘは、このアイソレータ５をそのまま通過してＬＮＡ６に供給され、このＬＮＡ６で増幅されて図示しない後続の受信回路系に供給される。アイソレータ５は、ＬＮＡ６などからの反射信号を減衰する。

かかるＦＤＤ方式を用いたシステムとしては、ＰＤＣ(Personal Digital Celluler）やＷ−ＣＤＭＡ(Wideband Code Division Multiple Access：広帯域符号分割多重接続），ＣＤＭＡ２０００などが知られている。

図１０はＴＤＤ方式の無線送受信装置の要部を概略的に示すブロック構成図であって、７は切替スイッチ、８はＢＰＦ(Band Pass Filter：帯域通過フィルタ）であり、図９に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、ＴＤＤ方式の無線送受信装置では、無線周波帯の送信信号Ｔｘと受信信号Ｒｘとで同じ周波数帯域を利用するものであるから、送信と受信とが所定の周期で切り替えられるものであり、このために、送信系と受信系とに交互に切り替えられる切替スイッチ７が設けられている。この切替スイッチ７はＴＤＤコントロール信号Ｓ_Cによって切替制御され、送信期間では、送信系側に閉じてアイソレータ２からの送信信号Ｔｘを通し、ＢＰＦ８を介して送受信アンテナ４から送信させる。また、受信期間では、切替スイッチ７は受信系側に閉じ、送受信アンテナ４で受信されてＢＰＦ８で帯域制限された受信信号Ｒｘを受信系でのアイソレータ５に供給する。アイソレータ５を通過した受信信号Ｒｘは、ＬＮＡ６で増幅された後、図示しない後続の受信回路系に供給される。

かかるＴＤＤ方式を用いたシステムとしては、ＰＨＳ(Personal Handy-phone System）などが知られている。

ところで、近年、携帯電話に代表されるように、無線を利用したシステムが日常不可欠になっており、システムとしては、いかに高速データ伝送を効率的（周波数利用効率）に実現するかがキーワードとなっている。このような背景で、モバイル通信の分野では、携帯電話例にすると、次表に示すように、システムが移行している。

今後、無線部ローバンドアクセスの実現として最も注目されているのが、ＷｉＭＡＸである。

ところで、ＴＤＤ方式による無線送受信装置では、図１０に示すように、無線部に切替スイッチ７が設けられて構成が採られることが一般的である。かかる切替スイッチ７は、ＴＤＤコントロール信号Ｓｃによって切り替え制御されるものであり、通常ＦＥＴ(Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）やダイオードなどのデバイスで構成されるものであって、かかるデバイスが持つ非線形特性により、歪みが発生し、送信信号Ｔｘには、特に、高出力時、品質劣化が生ずる。また、切替スイッチ７として、機械式の切替スイッチも考えられるが、機械式の切替スイッチには寿命があり、常時切り替えを必要とするＴＤＤ方式を用いたシステムでは、信頼性の点から適したものではない。

これに対し、ＴＤＤ方式による無線送受信装置において、かかる切替スイッチの代わりに、サーキュレータを用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１１はかかる特許文献１に記載の無線送受信装置の要部を概略的に示すブロック構成図であって、９はサーキュレータ、１０は切替スイッチ、１１は終端器、１２，１３はＢＰＦであり、図１０に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、送受信アンテナ４はサーキュレータ９にアンテナ接続点４ａを介して接続されており、これにより、送信系と受信系とが振り分けられる。

即ち、送信期間では、電力増幅器１で電力増幅された無線周波帯の送信信号Ｔｘが、ＢＰＦ１２を介して送信系側の端子Ｔからサーキュレータ９に入力される。サーキュレータ９では、供給された送信信号Ｔｘをそのまま通してアンテナ側の入出力端子Ａから送受信アンテナ４に供給し、この送受信アンテナ４から送信させる。

受信期間では、送受信アンテナ４で受信された無線周波帯の受信信号Ｒｘが入出力端子Ａからサーキュレータ９に入力され、受信系側の出力端子Ｒから出力される。この受信信号ＲｘがＢＰＦ１３を介してＬＮＡ６に供給されるのであるが、サーキュレータ９とＢＰＦ１３との間に切替スイッチ１０が設けられており、この受信期間では、この切替スイッチ１０が、ＴＤＤコントロール信号Ｓｃにより、ＢＰＦ１３に接続されたａ端子側に閉じており、これにより、サーキュレータ９から出力される受信信号Ｒｘがこの切替スイッチ１０を通ってＢＰＦ１３に供給される。

かかる切替スイッチ１０は、ＴＤＤコントロール信号Ｓｃにより、受信期間では、上記のように、ａ端子側に閉じ、送信期間では、ｂ端子側に閉じる。そして、このｂ端子側には、反射のない終端抵抗からなる終端器１１が接続されている。

そこで、受信期間では、切替スイッチ１０がａ端子側に閉じるから、送受信アンテナ４で受信された受信信号Ｒｘは、サーキュレータ１０から切替スイッチ１０及びＢＰＦ１３を介してＬＮＡ６に供給される。また、送信期間では、切替スイッチ１０がｂ端子側に閉じるから、サーキュレータ９での受信系側の出力端子Ｒが切替スイッチ１０を介して終端部１１に接続されることになり、ＢＰＦ１３、従って、受信系への信号路が遮断されることになる。これによると、送信期間において、送信信号Ｔｘの電力が、特に、高い場合、この送信信号Ｔｘの一部が、送信アンテナ４などで反射するなどして、サーキュレータ９に戻り、その受信系側の出力端子Ｒに廻り込んで、送信信号Ｔｘの反射信号として、受信系のＬＮＡ６に供給された場合、これによって過入力となってこのＬＮＡ６が破壊する恐れが生ずるが、サーキュレータ９とＢＰＦ１３、従って、ＬＮＡ６との間に切替スイッチ１０が設けられ、かつ送信期間、この切替スイッチ１０がｂ端子側に閉じて終端器１１に接続されるから、サーキュレータ９からの送信信号Ｔｘの反射信号はＬＮＡ６に供給されず、ＬＮＡ６が保護されることになる。

また、切替スイッチが無線周波帯の送信信号Ｔｘの信号線上にないので、送信信号Ｔｘでの切替スイッチによる歪みも防止することができる。
特開２００３ー１５８４６９

ところで、上記の特許文献１に記載のＴＤＤ方式の無線送受信装置では、送信信号の経路に切替スイッチを設けることなく、送信期間での送信アンテナなどからの送信信号の反射信号が受信系でのＬＮＡに供給されるのを防止することができるが、送受信アンテナの破損や取り外しなどによって送受信が異常状態になっても、ＴＤＤ方式による送・受信動作が行なわれることになり、無駄な動作が行なわれることになるが、この点については配慮されていなかった。

本発明の目的は、かかる問題を解消し、送受信状態の異常を検出して、無駄な動作をなくすことができるようにしたＴＤＤ方式の無線送受信装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、電力増幅された送信信号をサーキュレータを介して送受信アンテナから送信し、該送受信アンテナで受信された受信信号を該サーキュレータを介して受信系の低雑音増幅器に供給するようにしたＴＤＤ方式の無線送受信装置であって、送受信アンテナなどからの送信信号の異常レベルの反射信号による低雑音増幅器への影響を防止する手段と、この異常レベルの反射信号の発生を検出し、異常警報のための異常検出信号を生成する手段とを設けたことを特徴とするものである。

本発明によると、電力増幅された送信信号の経路に切替スイッチが設けられていないため、送信信号の切替スイッチによる歪みを防止できるとともに、受信系の低雑音増幅器への送信信号の異常レベルの反射信号による影響を防止することを可能とし、かつ送信信号の異常レベルの反射信号が発生したことを検出して報知することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面により説明する。

図１は本発明によるＴＤＤ方式の無線送受信装置の第１の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、１４，１５は方向性結合器、１６は送信レベル検出器、１７は反射波レベル検出器、１８はＯＲゲートであり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、送信期間では、電力増幅器１で電力増幅された送信信号Ｔｘがサーキュレータ９を通り、ＢＰＦ８で帯域制限されて送受信アンテナ４から送信されるが、電力増幅器１とサーキュレータ９との間に方向性結合器１４が設けられ、この方向性結合器１４で送信信号Ｔｘの一部が分離される。この送信信号Ｔｘからの分離信号は送信レベル検出器１６に供給され、そのレベルを検出することによって送信される送信信号Ｔｘのレベル（送信レベル）Ｖ_Tが検出される。この検出された送信レベルＴｘは、モニタされるとともに、後述するように、送受信アンテナ４の破損やはずれなどによる送受信状態の異常を検出するのに用いられる。

また、この送信期間では、サーキュレータ９の受信系側の出力端子Ｒに接続された切替スイッチ１０が、ＯＲゲート１８を介して供給されるＴＤＤコントロール信号Ｓｃが“Ｈ（ハイレベル）”となることにより、ｂ端子側に閉じ、サーキュレータ９の受信系側の出力端子ＲとＬＮＡ６との間が遮断される。これにより、送受信状態が異常となって送受信アンテナ４やアンテナ接続点４ａで送信信号Ｔｘの反射信号があっても、これがＬＮＡ６に供給されることがない。

受信期間では、ＯＲゲート１８を介して供給されるＴＤＤコントロール信号Ｓｃは“Ｌ（ローレベル）”であり、切替スイッチ１０はａ端子側に閉じる。送受信アンテナ４で受信された受信信号Ｒｘは、ＢＰＦ８を介して入出力端子９からサーキュレータ９に入力され、受信系側の出力端子Ｒから出力されて、切替スイッチ１０を介してＬＮＡ６に供給される。

なお、送信期間では、ＴＤＤコントロール信号Ｓｃが“Ｈ”となることにより、電力増幅器１が動作状態に、ＬＮＡ６が非動作状態に夫々設定され、受信期間では、ＴＤＤコントロール信号Ｓｃが“Ｌ”となることにより、電力増幅器１が非動作状態に、ＬＮＡ６が動作状態に夫々設定される。

切替スイッチ１０のｂ端子側には、方向性結合器１５を介して反射のない終端器１１が接続されており、サーキュレータ９からの送信信号Ｔｘの反射信号は、切替スイッチ１０と方向性結合器１５を介して終端器１１に供給される。方向性結合器１５では、この送信信号Ｔｘの反射信号の一部が分離され、反射波レベル検出器１７に供給されてこの反射信号のレベル（反射波レベル）Ｖ_Fが検出される。そして、後述するように、送信レベル検出器１６で検出された送信レベルＶ_Tと反射波レベル検出器１７で検出された反射波レベルＶ_FとからＶＳＷＲ(Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）が求められ、このＶＳＷＲがモニタされるとともに、このＶＳＷＲを用いて送受信状態の異常の有無が判定され、送受信状態が異常となって送信信号Ｔｘの反射信号が増加したの場合には、ＶＳＷＲが異常に増加した値となり、これにより、“Ｈ”の異常検出信号Ｓ_Aが生成されてオアゲート１８に供給される。これにより、ＴＤＤコントロール信号Ｓ_Cの“Ｈ”，“Ｌ”にかかわらず、切替スイッチ１０はｂ端子側に閉じた状態に保持される。

送信期間の切替スイッチ１０がｂ端子側に閉じているときに送受信状態の異常が検出され、“Ｈ”の異常検出信号Ｓ_Aが生成されてオアゲート１８に供給されると、送受信状態の異常が続けて検出されて“Ｈ”の異常検出信号Ｓ_Aが続けてオアゲート１８に供給されるから、次に、ＴＤＤコントロール信号Ｓ_Cが“Ｌ”となって受信期間を指定しても、切替スイッチ１０に供給されるコントロール信号は“Ｈ”に保持され、切替スイッチ１０はｂ端子側に閉じた状態に保持される。従って、送・受信期間に拘らず、“Ｈ”の異常検出信号Ｓ_Aが発生され続ける。従って、送受信アンテナ４での送受信状態の異常が解消されない限り、送信期間，受信期間のいずれにおいても、切替スイッチ１０をｂ端子側に閉じた状態にする。

これにより、送受信アンテナ４の破損などの異常状態が発生して送信信号Ｔｘの反射信号が増加しても、これがＬＮＡ６に供給されないようにすることができる。また、これとともに、この“Ｈ”の異常検出信号Ｓ_Aを基に警報を報知させるようにすることができ、これにより、この警報によって装置のオペレータが送受信の異常を知り、これに対処することが可能となる。

なお、図１において、電力増幅器１と方向性結合器１４との間や切替スイッチ１０とＬＮＡ６との間に、逆方向の信号を減衰するアイソレータを設けるようにしてもよい。

図２は図１に示す第１の実施形態での異常検出信号Ｓ_Aの生成手段の一具体例を示すブロック構成図であって、１９はＶＳＷＲ検出部、２０は比較器、２１は基準電圧発生器、２２はアラーム検出部であり、図１に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、送信レベル検出器１６で検出された送信信号Ｔｘのレベルを表わす電圧は、送信レベル電圧Ｖ_Tとして、また、反射波レベル検出器１７で検出された反射信号のレベルを表わす電圧は、反射波レベル電圧Ｖ_Fとして、夫々ＶＳＷＲ検出部１９に供給される。このＶＳＷＲ検出部１９では、送信レベル電圧Ｖ_Tを進行波電圧として、反射波レベル電圧Ｖ_Fを反射波電圧として、これら反射波電圧Ｖ_Fと進行波電圧Ｖ_Tとの比、即ち、
電圧反射係数Γ＝Ｖ_F／Ｖ_T ……（１）
が求められ、さらに、この電圧反射係数Γを基に、
ＶＳＷＲ＝（１＋Γ）／（１−Γ）
が求められる。

このＶＳＷＲは比較器２０に供給され、基準電圧発生器２１からの閾値としての基準電圧Ｖ_Sと比較されて、
ＶＳＷＲの値）≧Ｖ_S ……（２）
のとき、送受信状態に異常があると判定して、“Ｈ”の異常検出信号Ｓ_Aを出力する。

ここで、電圧反射係数Γは０≦Γ≦１の値であり、これにより、ＶＳＷＲは１から∞までの値を採り得る。そこで、ＶＳＷＲが或る大きさの値（送受信状態が異常とみなされる値）となったときに異常検出信号Ｓ_Aが生成されるように、閾値電圧Ｖ_Sが設定される。かかる閾値電圧Ｖ_Sとしては、システムに応じて異なるが、通常ＶＳＷＲ＝６に対する電圧値とする。

この異常検出信号Ｓ_Aは、ＯＲゲート１８を介して切替スイッチ１０に供給され、この切替スイッチ１０をｂ端子側に閉じた状態に保持するとともに、アラーム検出部２２に供給され、ＶＳＷＲが閾値以上となったことが監視されて送受信状態が異常であることを示す異常報知を行なわせる。

このようにして、この具体例を用いた第１の実施形態では、送信信号Ｔｘの反射信号に対して、受信系でのＬＮＡ６（図１）の保護を実現することができるとともに、ＶＳＷＲの監視や異常報知を実現できる。

なお、ＶＳＷＲを求めて送受信の異常を検出するようにしたが、上記式（１）に示す反射波レベル電圧Ｖ_Fと送信レベル電圧Ｖ_Tとの比を閾値電圧と比較することにより、送受信の異常状態を検出するようにしてもよい。

図３は図１に示す第１の実施形態での異常検出信号Ｓ_Aの生成手段の他の具体例を示すブロック構成図であって、２３，２４はＡＤＣ(Analog-to-Digital Converter：アナログ／デジタル変換器）、２５はＭＰＵ(MicroProcessing Unit：マイクロプロセッシングユニット）、２６はメモリであり、図２に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、送信レベル検出器１６から出力される送信信号Ｔｘのレベルを表わす送信レベル電圧Ｖ_Tは、ＡＤＣ２３でデジタルデータに変換された後、ＭＰＵ２５に供給される。また、反射波レベル検出器１７で検出された反射信号のレベルを表わす反射波レベル電圧Ｖ_Fが、ＡＤＣ２４でデジタルデータに変換された後、ＭＰＵ２５に供給される。

ＭＰＵ２５は、ＴＤＤコントロール信号Ｓｃを出力して切替スイッチ１０の切替制御をするとともに、供給された送信レベル電圧Ｖ_Tと反射波レベル電圧Ｖ_Fとから、上記の電圧反射係数Γを求めてＶＳＷＲを算出し、このＶＳＷＲと閾値電圧Ｖ_Sとの上記式（２）に示す比較処理とが行なわれ、ＶＳＷＲが閾値電圧Ｖ_Sよりも大きくなったとき、異常検出信号Ｓ_Aを生成出力する。この異常検出信号Ｓ_Aにより、切替スイッチ１０がｂ端子側に閉じた状態に保持されるとともに、アラーム検出部２２が異常警報を報知する。

メモリ２６には、異なる値の閾値電圧Ｖ_Sや温度に応じた周波数特性・送信レベル電圧Ｖ_T・ＶＳＷＲの電圧値の補正値のテーブルなどが格納されており、ＭＰＵ２５は、図示しない温度センサによる装置内の検出温度に応じて閾値電圧Ｖ_Sや送信レベル電圧Ｖ_T，ＶＳＷＲの電圧値を補正し、また、操作者の操作に応じて閾値電圧Ｖ_Sを適宜変更することができる。

このようにして、この具体例を用いることにより、図２に示した具体例と同様の効果が得られるとともに、さらには、装置内の温度変化に応じて閾値電圧Ｖ_Sや送信レベル電圧Ｖ_T，ＶＳＷＲの値が補正されて、温度に影響されない送受信の異常状態の検出を実現できる。

図４は本発明によるＴＤＤ方式の無線送受信装置の第２の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、２７はリミッタ、２８は終端抵抗であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、送信期間、電力増幅器１で電力増幅された送信信号Ｔｘが直接サーキュレータ９に供給され、このサーキュレータ９からＢＰＦ８を介して送受信アンテナ４に供給されて送信される。また、送受信アンテナ４で受信された受信信号Ｒｘは、ＢＰＦ８を介してサーキュレータ９に供給され、このサーキュレータ９の受信側出力端子から直接受信系のＬＮＡ２に供給される。

また、サーキュレータ９での受信側の出力端子には、さらに、ダイオードからなるリミッタ２７が接続されており、このリミッタ２７の他方の端子は、終端抵抗２８を介して接地されている。

ここで、サーキュレータ９の受信系側の出力端子Ｒの出力電圧をリミッタ２７の入力電圧Ｖ_iとし、ＬＮＡ２の入力電流をリミッタ２７の出力電流Ｉ_oとすると、かかる入力電圧Ｖ_iに対する出力電流Ｉ_oの特性（即ち、リミッタ２７の入出力特性）は、図５に示すように、入力電圧Ｖ_iが電圧Ｖ_i2になるまでは、この入力電圧Ｖ_iに応じて出力電流Ｉ_oが変化するが、入力電圧Ｖ_iがこの電圧Ｖ_i2以上になると、リミッタ２７を構成するダイオードがオンすることにより、このリミッタ２７，終端抵抗２８に電流が流れ、ＬＮＡ６への出力電流Ｉ_oが電流Ｉ_o2に飽和する。従って、入力電圧Ｖ_iがこの飽和電圧Ｖ_i2を越えると、出力電流Ｉ_oは電圧Ｖ_o2に制限されることになる。

かかるリミッタ２７によるＬＮＡ６への入力電流の飽和により、送受信アンテナ４が破損したり、アンテナ接続点４ａから外れたりして送信信号Ｔｘが異常レベルで反射されても、ＬＮＡ６が保護されることになる。

そして、リミッタ２７を構成するダイオードがオンして終端抵抗２８に電流が流れると、そこに電圧降下Ｖ_Rが生ずる。この第２の実施形態は、この電圧降下Ｖ_Rを検出することにより、リミッタ２７を構成するダイオードがオンしてリミッタ動作が行われること、従って、送受信状態が異常状態になったことを検出するものである。

なお、この第２の実施形態においても、図１に示す第１の実施形態と同様、送信期間では、ＴＤＤコントロール信号Ｓｃが“Ｈ”（または“Ｌ”）となって、電力増幅器１が動作状態に、ＬＮＡ６が非動作状態に夫々設定され、受信期間では、ＴＤＤコントロール信号Ｓｃが“Ｌ”（または“Ｈ”）となって、逆に電力増幅器１が非動作状態に、ＬＮＡ６が動作状態に夫々設定される。

図６はこの第２の実施形態での送受信の異常状態の有無が判定手段の一具体例を示すブロック図であって、２９は比較器、３０はアラーム検出部であり、図５に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、終端抵抗２８の電圧降下による検出電圧Ｖ_Rは比較器２９に供給され、基準電圧Ｖ_Sと比較される。ここで、この検出電圧Ｖ_Rは、送受信状態が異常となって送信信号Ｔｘの反射信号が異常なレベルで生じるものであって、リミッタ２７のダイオードがオンして終端抵抗２８に電流が流れると、検出されるものであり、従って、比較器２９では、検出電圧Ｖ_Rの有無を検出できればよく、基準電圧Ｖ_Sとしては、小さな値の電圧であればよい。

比較器２９で検出電圧Ｖ_Rが検出されると、送受信状態に異常が発生したとして、比較器２９から異常検出信号Ｓ_Aが出力される。この異常検出信号Ｓ_Aがアラーム検出部３０に供給され、異常が発生したことを報知する警報が発せられる。

図７は図４に示す第２の実施形態での送受信の異常状態の有無が判定手段の他の具体例を示すブロック図であって、３１はＡＤＣ、３２はＭＰＵであり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、終端抵抗２８からの検出電圧Ｖ_Rは、ＡＤＣ３１でデジタルデータに変換されてＭＰＵ３２に供給される。ＭＰＵ３２では、図３におけるＭＰＵ２５と同様、この検出電圧Ｖ_Rと基準電圧Ｖ_Sとを比較することにより、送受信状態が異常か否かを判定し、異常と判定した場合には、異常検出信号Ｓ_Aを出力してアラーム検出部３０に供給する。これにより、警報が報知される。

以上のように、この第２の実施形態においては、切替スイッチを設けることなく、送信信号Ｔｘの反射による受信系のＬＮＡ６の破損を防止することができ、しかも、切替スイッチを必要とせず、構成を簡略化できて、リミッタで用いてかかるＬＮＡ６の破損を防止することができることができ、また、送受信状態が異常を検出することもできる。

図８は本発明によるＴＤＤ方式の無線送受信装置の第３の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、１７’は信号レベル検出部、３３は方向性結合器、３４はリミッタ、３５はアイソレータであり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、送信側は図１に示した第１の実施形態と同様であり、送信期間、電力増幅器１で電力増幅された無線周波帯の送信信号Ｔｘが方向性結合器１４，サーキュレータ９，ＢＰＦ８を介して送受信アンテナ４に供給され、この送受信アンテナ４から送信される。方向性結合器１４では、送信信号Ｔｘの一部が分離され、これが送信レベル検出器１６に供給されてこの送信信号Ｔｘのレベル、即ち、送信レベル電圧Ｖ_Tが検出される。

受信期間では、送受信アンテナ４で受信された無線周波帯の受信信号ＲｘがＢＰＦ８を介して入出力端子Ａからサーキュレータ９に入力される。サーキュレータ９では、この受信信号Ｒｘが受信系側の出力端子Ｒから出力され、方向性結合器３３及びアイソレータ５を介してＬＮＡ６に供給される。

なお、この第３の実施形態においても、先の実施形態と同様、送信期間では、ＴＤＤコントロール信号Ｓｃが“Ｈ”（または“Ｌ”）となることにより、電力増幅器１が動作状態に、ＬＮＡ６が非動作状態に夫々設定され、受信期間では、ＴＤＤコントロール信号Ｓｃが“Ｌ”（または“Ｈ”）となることにより、逆に電力増幅器１が非動作状態に、ＬＮＡ６が動作状態に夫々設定される。

ここで、サーキュレータ９の受信系側の出力端子Ｒから出力される無線周波帯の信号（受信信号Ｒｘや送信信号Ｔｘの反射信号）の一部が方向性結合器３３で分岐されて検波器などからなる信号レベル検出部１７’に供給され、方向性結合器３３からの分岐信号の信号レベル電圧Ｖ_R’が検出される。そして、図２または図３に示す異常検出信号Ｓ_Aの生成手段と同様にして、送信レベル検出器１６からの送信レベル電圧Ｖ_Tと信号レベル検出部１７’からの信号レベル電圧Ｖ_R’とから、この送信レベル電圧Ｖ_Tを進行波電圧、この信号レベル電圧Ｖ_R’を反射波電圧として、ＶＳＷＲを求め、このＶＳＷＲを閾値電圧と比較することにより、異常検出信号Ｓ_Aを生成するようにする。この異常検出信号Ｓ_Aが図示しないアラーム検出部に供給され、送受信の異常状態が発生すると、警報を報知する。

なお、方向性結合器３３は、送信期間では、送信信号Ｔｘの反射信号の一部を信号レベル検出部１７’に供給し、受信期間では、受信信号Ｒｘの一部を信号レベル検出部１７’に供給するものであるので、信号レベル電圧Ｖ_R’は、受信期間では、受信信号Ｒｘの信号レベルを表わすことになる。しかしながら、この受信信号Ｒｘの信号レベルは、送受信状態の異常時での送信信号Ｔｘの反射信号の信号レベルに比べると、充分小さいものであり、ＶＳＷＲと閾値電圧との比較による送受信状態の異常検出には影響を及ぼすものではない。

この第３の実施形態では、さらに、アイソレータ５，ＬＮＡ６間から分岐してダイオードによるリミッタ３４が設けられている。このリミッタ３４は、図４におけるリミッタ２７と同様、ＬＮＡ６の入力信号のレベルが受信信号Ｒｘの最大レベルを越え、かつＬＮＡ６を破壊しない程度の所定のレベルになると、この所定レベルにレベル制限するものであり、これにより、送受信アンテナ４が破損したり、はずされたりして送受信状態が異常となり、ＬＮＡ６への送信信号Ｔｘの反射信号のレベルが異常となっても、ＬＮＡ６が保護されることになる。

なお、受信系でのアイソレータ３５は、送信信号Ｔｘの反射信号がリミッタ３４で振幅制限される際、この反射信号がリミッタ３４で反射されてサーキュレータ９側に戻るのを防止するものである。

この第３の実施形態のかかる構成によると、先の各実施形態と同様、無線送信系に切替スイッチを備えていないので、送信信号Ｔｘでの切替スイッチによる歪みも防止することができるし、送受信状態の異常時でも、リミッタ３４によってＬＮＡ６への異常レベル信号の入力を防止して、このＬＮＡ６を保護することができる。

また、この第３の実施形態では、受信系での方向性結合器３３の出力が直接信号レベル検出部１７’に供給され、かつ送信状態が異常となった場合、送信信号Ｔｘの反射信号のレベルがリミッタ３４に制限されるものであるから、信号レベル検出部１７’では、この反射信号のレベルを正確に検出することができない。しかしながら、上記のように、信号レベル検出部１７’では、送受信状態が異常となったことをこの反射信号のレベル変化から検出するものであり、しかも、切替スイッチやその駆動手段を必要としないため、先の図１に示す第１の実施形態に比べて構成が簡略化できるし、コストの低減を図ることができる。

本発明によるＴＤＤ方式の無線送受信装置の第１の実施形態の要部を示すブロック構成図である。 図１に示す第１の実施形態での異常検出信号Ｓ_Aの生成手段の一具体例を示すブロック構成図である。 図１に示す第１の実施形態での異常検出信号Ｓ_Aの生成手段の他の具体例を示すブロック構成図である。 本発明によるＴＤＤ方式の無線送受信装置の第２の実施形態の要部を示すブロック構成図である。 図４におけるリミッタの入出力特性を示す図である。 図４に示す第２の実施形態での送受信の異常状態の有無の判定手段の一具体例を示すブロック図である。 図４に示す第２の実施形態での送受信の異常状態の有無が判定手段の他の具体例を示すブロック図である。 本発明によるＴＤＤ方式の無線送受信装置の第３の実施形態の要部を示すブロック構成図である。 ＦＤＤ方式の無線送受信装置の要部を概略的に示すブロック構成図である。 ＴＤＤ方式の無線送受信装置の要部を概略的に示すブロック構成図である。 サーキュレータを用いた従来のＴＤＤ方式の無線送受信装置の一例の要部を概略的に示すブロック構成図である。

符号の説明

１ 送信系側の電力増幅器
４ 送受信アンテナ
６ 受信系側のＬＮＡ
９ サーキュレータ
１０ 切替スイッチ
１１ 終端器
１４，１５ 方向性結合器
１６ 送信レベル検出器
１７ 反射波レベル検出器
１７’ 信号レベル検出器
１８ ＯＲゲート
１９ ＶＳＷＲ検出部
２０ 比較器
２１ 基準電圧発生器
２２ アラーム検出部
２３，２４ ＡＤＣ
２５ ＭＰＵ
２６ メモリ
２７ リミッタ
２８ 終端抵抗
２９ 比較器
３０ アラーム検出部
３１ ＡＤＣ
３２ ＭＰＵ
３３ 方向性結合器
３４ リミッタ
３５ アイソレータ

Claims (1)

1. 電力増幅された送信信号をサーキュレータを介して送受信アンテナから送信し、該送受信アンテナで受信された受信信号を該サーキュレータを介して受信系の低雑音増幅器に供給するようにしたＴＤＤ方式の無線送受信装置において、
   該送受信アンテナなどからの該送信信号の異常レベルの反射信号による該低雑音増幅器への影響を防止する手段と、
   該異常レベルの反射信号の発生を検出し、異常検出信号を生成する手段と
   を設けたことを特徴とするＴＤＤ方式の無線送受信装置。

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