JP2008518517A - 伝送前分離を行なう送受信スイッチ構成 - Google Patents

Abstract

ディーゼルエンジン用の湿式シリンダライナ（１６）には、キャビテーションによって引き起こされる壊食の影響を排除するための表面組織（２８）が設けられる。表面組織（２８）は、エンジンの冷却剤流路（２０）内のシリンダライナ（１６）の外面（２６）の周囲に施されるリン酸マンガンのコーティング（３０）として形成してもよい。リン酸マンガンは、平均粒径が２から８μｍで、塊状であり、はっきりとしたファッセットが作られ、カリフラワーのような配列になっていない結晶構造およびその結晶を囲む個別の経路網が形成されるように施される。この結晶構造は、固有の粘着力および表面張力の影響を伴なって作用し、シリンダライナ（１６）の外面（２６）周囲に停滞流体層を形成する。この停滞流体層は、自己回復する装甲板のように機能する。シリンダライナ（１６）が急速に湾曲することでキャビテーション泡が生じると、これらの泡は停滞流体層によって外面（２６）から距離を隔てて保持される。泡が爆縮するにつれて、この運動エネルギが、シリンダライナ（１６）の外面（２６）に直接放散されず、停滞流体層内に放散されるリン酸マンガンコーティング（３０）は、水分子を固定するためのラビリンスまたはエンジン冷却剤として作用するので、停滞流体層の形成が促進される。

Description

発明の背景
１．発明の分野
この発明は、一般に、無線携帯型通信機器における送受信機構成に関する。より具体的には、この発明は、伝送前分離を行なう送受信スイッチ構成に関する。

２．関連技術
効率的で低コストの電子モジュールの利用可能性が増すに伴ない、移動通信システムがますます普及するようになっている。たとえば、多種多様な通信方式があり、それらの方式では、さまざまな周波数、伝送方式、変調技術および通信プロトコルが用いられており、手持ち式の電話のような通信ハンドセットで双方向の音声およびデータ通信が提供されている。種々の変調および伝送方式には、各々利点と欠点がある。

これらの移動通信システムが開発、展開されるにつれて、これらのシステムが適合すべき数多くのさまざまな規格が発展した。たとえば、米国では、第３世代の携帯型通信システムは、特定の変調方式およびアクセスフォーマットの使用を必要とするＩＳ−１３６規格に準拠している。ＩＳ−１３６の場合、変調方式は８直交位相シフト変調（８ＱＰＳＫ）、オフセットπ／４微分直交位相シフト変調（π／４−ＤＱＰＳＫ）またはそれらの変形であってもよく、また、アクセスフォーマットはＴＤＭＡである。

欧州および世界のその他の地域では、移動体通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）規格により、ナローバンドＴＤＭＡアクセス環境ではガウス最小シフト変調（ＧＭＳＫ）変調方式の使用が必要とされ、一定の包絡線変調方法が用いられる。このＧＳＭ通信規格はさらに、ＧＳＭ進化のための向上したデータレートを意味するＥＤＧＥと称されるものに発展し、８直交位相シフト変調（８ＱＰＳＫ）を用いる。欧州およびその他の数多くの地域では、ＧＳＭ通信システムは９００ＭＨｚ「ＥＧＳＭ９００」帯域および１８００ＭＨｚ「ＤＣＳ１８００」帯域で動作し、その一方、米国では、８５０ＭＨｚ「ＧＳＭ８５０」帯域および１９００ＭＨｚ「ＰＣＳ１９００」帯域で動作する。これらのＧＳＭ変形の各々は、異なる送信周波数および受信周波数を用いる。

効果的に展開するために、複数の通信システムで使用できる単一の通信機器を設けることが望ましい場合もある。これらのいわゆる「マルチモード」または「マルチバンド」通信機器は、２つ以上の通信システム（マルチモード）または２つ以上の帯域（マルチバンド）における通信アクセスを可能にする。たとえば、ＧＳＭ通信システムでは、一部の通信機器はＧＳＭ８５０、ＥＧＳＭ９００、ＤＣＳ１８００およびＰＣＳ１９００周波数帯域で動作可能である。ＰＣＳ１９００送信帯域がＤＣＳ１８００受信帯域に重なり、さらにＧＳＭ８５０受信帯域がＥＧＳＭ９００送信帯域に重なったとしても、これらの通信機器は、常に１つの帯域で動作しているだけなので、これらの帯域のすべてにおいて動作する機能を提供することができる。

しかしながら、あいにく、ＰＣＳ１９００送信帯域とＤＣＳ１８００受信帯域との間で周波数が重なるために、ＰＣＳ１９００帯域の送信部からの漏れがＤＣＳ１８００帯域の受信部を通って漏出する可能性があり、さらにＥＧＳＭ９００帯域の送信部からの漏れがＧＳＭ８５０帯域の受信部を通って漏出する可能性があるという動作状態が存在する。このような動作状態が生じるのは、ＧＳＭ伝送時間マスクの仕様が、出力制限の厳格な順守を必要としているためである。たとえば、「伝送前時間」と呼ばれる間、伝送前の周波数
を安定させるために、通信機器のＤＣＳ１８００／ＰＣＳ１９００送信部に対応付けられた伝送電圧制御発振器（ＴＸ ＶＣＯ）が作動するが、通信機器は、所定の時間まで伝送を行なうことはできない。特に、放出される電力のレベルは、伝送前時間中は特定の限度を下回っていなければならない。この伝送前時間中に伝送電力が放出されるのを防ぐために、通信機器の１つまたは複数の送信／受信スイッチが受信位置に保たれ、それによって、伝送前時間中に大きな伝送電力が送信回路によって放出されるのを防いでいる。あいにく、ＰＣＳ１９００送信帯域はＤＣＳ１８００受信帯域と重なるので、ＴＸ ＶＣＯからの電力が、ＤＣＳ１８００受信帯域回路を通って、特にＤＣＳ１８００受信回路に対応付けられた表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタを通って、アンテナに漏出する可能性がある。

図１は、通信機器の例証的なフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）１０を示す概略図である。フロントエンドモジュール１０は、ダイプレクサ（diplexer）１２に結合されるアンテナ１１を含む。ダイプレクサは、周波数帯域を分離し、かつ、この例では、接続部１４を介してＧＳＭ８５０／ＥＧＳＭ９００送信／受信信号を与え、接続部１６を介してＤＣＳ１８００／ＰＣＳ１９００送信／受信信号を与える。フロントエンドモジュール１０は、単一の携帯型通信機器において、ＧＳＭ８５０、ＥＧＳＭ９００、ＤＣＳ１８００およびＰＣＳ１９００（これもＧＳＭフレームワークに含まれると見なされる）通信帯域を組合せた構成を示す。この構成は、「四重バンド（quadband）」とも呼ばれる。簡単に説明するために、ＤＣＳ１８００／ＰＣＳ１９００周波数帯域についてのみ論じる。接続部１６の信号は、送受信スイッチ１８に結合される。送受信スイッチ１８は、たとえば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）またはその他の任意のスイッチを用いて作製できる。送受信スイッチ１８は、アンテナ１１によって受信された信号を受信回路に送出するかどうか、または送信信号を送信回路からアンテナ１１に送出するかどうかを判定する。

受信経路において、送受信スイッチ１８は、接続部３８を介して１対の表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ４１および４２に結合される。表面弾性波フィルタ４１は、ＤＣＳ１８００通信帯域で信号を受信するように調整され、その一方で表面弾性波フィルタ４２は、ＰＣＳ１９００通信帯域で信号を受信するように調整される。さらに、送信フィルタ４４は、電力増幅器４９から接続部４８を介して、ＤＣＳ１８００およびＰＣＳ１９００送信信号を通過させることができる。表面弾性波フィルタ４１は、表面弾性波フィルタ４２が動作する帯域では高いインピーダンスを示すものとする。同様に、表面弾性波フィルタ４２は、表面弾性波フィルタ４１が動作する帯域で高いインピーダンスを示すものとする。このインピーダンス条件は、従来技術において既知のさまざまな方法で満たすことができる。

送受信機３７は、ＧＳＭ８５０／ＥＧＳＭ９００送信帯域用の伝送電圧制御発振器（ＴＸ ＶＣＯ）３６と、ＤＣＳ１８００／ＰＣＳ１９００送信帯域用のＴＸ ＶＣＯ５２とを含む。ＴＸ ＶＣＯ５２は、接続部５１を介して伝送電力増幅器４９に結合される。送受信機３７はまた、接続部２９を介して表面弾性波フィルタ２７に結合されるＧＳＭ８５０受信帯域用の低雑音増幅器（ＬＮＡ）３３と、接続部２８を介して表面弾性波フィルタ２６に結合されるＥＧＳＭ９００受信帯域用のＬＮＡ３４とを含む。送受信機３７はさらに、接続部４６を介してＤＣＳ１８００受信帯域における表面弾性波フィルタ４１に結合されるＬＮＡ５４と、接続部４７を介してＰＣＳ１９００受信帯域における表面弾性波フィルタ４２に結合されるＬＮＡ５５とを含む。

以下の説明は、ＤＣＳ１８００／ＰＣＳ１９００帯域向けであるが、ＧＳＭ８５０／ＥＧＳＭ９００帯域にも適用できる。ＧＳＭ通信方法で用いられているような、時分割二重（ＴＤＤ）または時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）を用いて通信するとき、「伝送前」時間と呼ばれる通信時間の一部分が存在し、その期間中、図１に示すように、スイッチ１８
は受信位置のままであり、さらにその時間中にＴＸ ＶＣＯ５２が作動し、伝送前に電力が投入されて、安定化する。この伝送前期間中、ＰＣＳ１９００送信帯域がＤＣＳ１８００受信帯域と重なるために、ＴＸ ＶＣＯ５２から放出されたＰＣＳ１９００送信信号が、参照番号６０を用いて示すように、ＤＣＳ１８００受信経路を通り、表面弾性波フィルタ４１を通って漏れる可能性がある。この漏れ経路６０は、ＴＸ ＶＣＯ５２が動作中であり、かつ、低雑音増幅器５４の受信ポート４６に近接しているために発生する。さらに、ＴＸ ＶＣＯ５２からの漏れは、送受信機３７の他の部分に伝播する可能性がある。このように受信信号が受信経路を通ってアンテナ１１に漏れることによって、携帯型通信機器が許容ＧＳＭ伝送時間マスクを超えてしまうおそれがある。

図２は、ＧＳＭ通信環境で動作する携帯型通信機器の例証的な伝送電力曲線を示すグラフ７０である。横軸７１は時間を表わし、縦軸７２は送信電力を表わす。ＧＳＭ通信システムは、慎重に制御された期間中に生じる「伝送バースト」と呼ばれる状態で電力を送る。曲線７６は、図１のアンテナ１１の伝送出力を示す。マスク７４は、伝送電力曲線７６がとどまるべきＧＳＭ伝送スペクトルを表わす。

参照番号７７で示す伝送前時間中、ＴＸ ＶＣＯ５２はオンであるが、スイッチ１８（図１）は、伝送電力がアンテナ１１（図１）に到達するのを防ごうとするために受信モードのままである。この期間７７中、ＴＸ ＶＣＯ５２（図１）はオンであるが、伝送を行なうことはできない。しかしながら、上述したように、伝送電力が上述の受信経路を通って漏れる可能性があり、さらに携帯型通信機器がＧＳＭ伝送スペクトルマスク７４を超えてしまう可能性がある。

伝送前および伝送時間中にＤＣＳ１８００受信回路をＰＣＳ１９００送信回路から分離する（およびＧＳＭ８５０受信回路をＥＧＳＭ９００送信回路から分離する）という先行の解決策は、異なる受信帯域ポートを選択するための追加のスイッチを含んでいる。あいにく、追加のスイッチによって、通信機器のコストおよび複雑さが増大する。

したがって、通信機器が受信回路を通して放出する無線周波数（ＲＦ）電力を効率的に低減または排除することが望ましいであろう。

概要
この発明の実施例は、受信回路およびアンテナに結合される第１のスイッチと、受信回路および接地に結合される第２のスイッチとを含む送受信スイッチ構成を含み、第２のスイッチは、送信回路に対応付けられた電源が有効である期間中に受信回路を接地に結合するように構成される。

さらに関連の動作方法を提示する。この発明の他のシステム、方法、特徴および利点は、当業者にとっては明らかであるか、または以下の図面および詳細な説明を考察することで明らかとなるであろう。このような追加のシステム、方法、特徴および利点はすべて、この説明に含まれ、この発明の範囲内にあり、かつ、前掲の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。

この発明は、以下の図面を参照することでよりよく理解できる。図面内の構成要素は、必ずしも原寸に比例しておらず、強調することで、この発明の原則を明確に示している。さらに、図面における同様の参照番号は、図面全体を通して対応する部品を示す。

詳細な説明
特に移動体通信（ＧＳＭ）１８００／１９００ＮＨｚ通信帯域幅のためのグローバルシステムを参照して説明するが、送受信スイッチ構成は、１つのスイッチまたは複数のスイッチを用いて、少なくとも部分的に時分割二重（ＴＤＤ）／時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）アクセス方法を実施して、送受信のタイムスロットを分離する任意の通信機器で実現可能であり、その構成では、通信機器が動作し得る任意の送信帯域と任意の受信帯域との間で少なくとも一部の周波数が重なる。

送受信スイッチ構成は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せで実施可能である。ハードウェアで実施するとき、送受信スイッチ構成は、専用のハードウェアコンポーネントおよび論理を用いて実施できる。送受信スイッチ構成の一部をソフトウェアで実施するとき、そのソフトウェア部分を用いてスイッチコンポーネントを制御できるので、さまざまな動作局面をソフトウェアで制御することが可能である。このソフトウェアはメモリに格納でき、かつ、適切な命令実行システム（マイクロプロセッサ）によって実行できる。送受信スイッチ構成のハードウェアによる実施は、以下に示す技術のいずれかまたはその組合せを含んでいてもよく、それらの技術はすべて、従来技術において周知である。それらは、すなわち、個別の電子コンポーネント、データ信号に対して論理関数を実現するための論理ゲートを有する個別の論理回路、適切な論理ゲートを有する特定用途向け集積回路、プログラム可能なゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などである。

送受信スイッチ構成のためのソフトウェアは、論理関数を実現するために実行可能な命令の順序付きリストを含み、かつ、コンピュータベースシステム、プロセッサ内蔵システム、または命令実行システム、装置もしくは機器から命令を取出し、その命令を実行できるその他のシステムなどの、命令実行システム、装置もしくは機器によって使用されるか、またはそれらと関連する任意のコンピュータ可読媒体で実施することができる。

本明細書に関連して、「コンピュータ可読媒体」は、命令実行システム、装置もしくは機器によって使用されるか、またはそれらと関連する、プログラムの内蔵、格納、通信、伝播もしくは伝送を行なうことができる任意の手段であってもよい。コンピュータ可読媒体は、たとえば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線もしくは半導体のシステム、装置、機器または伝播媒体であってもよいが、それらに限定されない。コンピュータ可読媒体のより具体的な例（非包括的なリスト）として、以下が含まれる。すなわち、１本または複数のワイヤを有する電気的接続（電子）、携帯型コンピュータディスク（磁気）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読出専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）（磁気）、光ファイバ（光学）および携帯型コンパクトディスク読出専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）（光学）である。留意すべき点は、コンピュータ可読媒体は、紙媒体またはプログラムが印刷された他の適切な媒体であってもよく、プログラムは、たとえば紙または他の媒体を光学スキャニングすることで電子的に取込み、必要に応じて、コンパイル、解釈またはその他の適切な態様で処理して、コンピュータメモリに格納することができる。

図３は、送受信スイッチ構成を含むフロントエンドモジュールを含む簡略化した携帯型送受信機１００を示すブロック図である。携帯型送受信機１００は、スピーカ１０２と、ディスプレイ１０４と、キーボード１０６と、マイクロフォン１０８とを含み、これらはすべてベースバンドサブシステム１１０に接続される。直流（ＤＣ）電池または他の電源であってもよい電源１２も、接続部１４４を介してベースバンドサブシステム１１０に接続されて、携帯型送受信機１００に電力を供給する。ある特定の実施例では、携帯型送受信機１００は、たとえば、移動携帯電話型機器などの携帯型電気通信ハンドセットであってもよいが、それに限定されない。スピーカ１０２およびディスプレイ１０４は、当業者
には周知のように、それぞれ接続部１１２および１１４を介してベースバンドサブシステム１１０から信号を受信する。同様に、キーボード１０６およびマイクロフォン１０８は、それぞれ接続部１１６および１１８を介してベースバンドサブシステム１１０に信号を供給する。ベースバンドサブシステム１１０は、マイクロプロセッサ（μＰ）１２０と、メモリ１２２と、アナログ回路１２４と、バス１２８を介して通信しているデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１２６とを含む。バス１２８は、単一のバスとして図示しているが、必要に応じて、ベースバンドサブシステム１１０内のサブシステム間で接続される複数のバスを用いて実施してもよい。

送受信スイッチ構成を実施する態様に応じて、ベースバンドサブシステム１１０はさらに、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１３５とフィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）１３３とを含んでいてもよい。

マイクロプロセッサ１２０およびメモリ１２２は、携帯型送受信機１００のための信号のタイミング設定、処理および保存の機能を提供する。アナログ回路１２４は、ベースバンドサブシステム１１０内の信号のためのアナログ処理機能を提供する。ベースバンドサブシステム１１０は、接続部１３２を介して、送信機１５０、受信機１７０およびフロントエンドモジュール２００に制御信号を与える。接続部１３２の制御信号は、ＤＳＰ１２６、ＡＳＩＣ１３５、ＦＰＧＡ１３３またはマイクロプロセッサ１２０もしくはその他のコンポーネントから生成することができ、かつ、送信機１５０、受信機１７０、フロントエンドモジュール２００およびその他のコンポーネント内のさまざまな接続部に供給される。わかりやすくするために、ここでは携帯型送受信機１００の基本的なコンポーネントのみを示していることに留意されたい。ベースバンドサブシステム１１０によって提供される制御信号は、送信機１５０、受信機１７０内のさまざまなコンポーネントおよびその他のコンポーネントを制御する。さらに、送信機１５０および受信機１７０の機能を送受信機に統合してもよい。送受信スイッチ構成を実施する態様に応じて、ベースバンドサブシステム１１０は、制御信号を接続部１３２を介してフロントエンドモジュール２００に直接送ってもよく、または制御情報を最初に送信機１５０および／もしくは受信機１７０に向け、それから制御信号をフロントエンドモジュール２００に転送するようにしてもよい。

送受信構成の部分を、マイクロプロセッサ１２０または別の機器によって実行されるソフトウェアで実施する場合、メモリ１２２はさらに、送受信スイッチ制御ソフトウェア２５５を含む。送受信スイッチ制御ソフトウェア２５５は、このメモリに格納でき、かつ、マイクロプロセッサ１２０または別の機器で実行できる１つまたは複数の実行可能コードセグメントを含む。代替的に、送受信スイッチ制御ソフトウェア２５５の機能を、ＡＳＩＣ１３５にコード化してもよいし、ＦＰＧＡ１３３で実行するようにしてもよい。メモリ１２２は書換可能であり、かつ、ＦＰＧＡ１３３は再プログラム可能であるため、これらの方法のいずれかを用いて実行するとき、送受信スイッチ制御ソフトウェア２５５の更新情報を、携帯型送受信機１００に遠隔送信して、そこに格納することができる。

ベースバンドサブシステム１１０はまた、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１３４とデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１３６および１３８とを含む。ＤＡＣ１３６および１３８は２つの個別の機器として示しているが、単一のデジタル−アナログ変換器を用いて、ＤＡＣ１３６および１３８の機能を実行するようにしてもよい点を理解されたい。ＡＤＣ１３４、ＤＡＣ１３６およびＤＡＣ１３８はさらに、バス１２８を介して、マイクロプロセッサ１２０、メモリ１２２、アナログ回路１２４およびＤＳＰ１２６と通信する。ＤＡＣ１３６は、ベースバンドサブシステム１１０内のデジタル通信情報をアナログ信号に変換して、接続部１４０を介して変調器１５２に伝送できるようにする。接続部１４０は、２つの方向矢印として示しているが、デジタル領域からアナログ領域への変換後に
送信機１５０によって送信される情報を含む。

送信機１５０は、接続部１４０におけるアナログ情報を変調し、かつ、変調された信号を接続部１５８を介してアップコンバータ１５４に提供する変調器１５２を含む。アップコンバータ１５４は、接続部１５８の変調された信号を適切な伝送周波数に変換し、かつ、アップコンバートされた信号を接続部１８４を介して電力増幅器１８０に与える。電力増幅器は、その信号を、携帯型送受信機１００が動作するように設計されたシステムに適した電力レベルに増幅する。変調器１５２およびアップコンバート１５４の詳細は、当業者には理解されることであるので、簡略化のために省略している。たとえば、接続部１４０のデータは、通常、ベースバンドサブシステム１１０によって、同相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）コンポーネントにフォーマットされる。ＩおよびＱコンポーネントは、採用されている通信規格に応じて、異なる形態を取ってもよく、異なるようにフォーマットされてもよい。

電力増幅器１８０は、増幅信号を接続部１５６を介してフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）２００に供給する。電力増幅器１８０はまた、制御信号を接続部１３２を介して受信する。以下で説明するように、フロントエンドモジュール２００は、典型的には、周波数帯域を分離するためのダイプレクサと、送信信号および受信信号をそれぞれ送信回路および受信回路に方向付けるための１つまたは複数の送受信回路とを含み、さらに、さまざまな送受信フィルタを含む。代替的に、ＦＥＭ２００の代わりに、アンテナスイッチモジュール（ＡＳＭ）を実施してもよく、その場合、送受信フィルタは別の箇所に配置される。

アンテナ１６０で受信された信号は、ＦＥＭ２００から受信機１７０に向けられる。受信機１７０は、ダウンコンバータ１７２と、１つまたは複数のフィルタ１８２と、復調器１７８とを含む。直接変換受信機（ＤＣＲ）を用いて実施する場合、ダウンコンバータ１７２は、受信した信号をＲＦレベルからベースバンドレベル（ＤＣ）に変換する。代替的に、受信したＲＦ信号を、用途に応じて、中間周波数（ＩＦ）信号にダウンコンバートしてもよい。ダウンコンバートされた信号は、接続部１７４を介してフィルタ１８２に送られる。フィルタは、従来技術において既知の、受信したダウンコンバートされた信号をフィルタリングするための少なくとも１つのフィルタ段を含む。

フィルタリングされた信号は、フィルタ１８２から接続部１７６を介して復調器１７８に送られる。復調器１７８は、送信されたアナログ情報を回復させ、かつ、この情報を表わす信号を接続部１８６を介してＡＤＣ１３４に供給する。ＡＤＣ１３４は、これらのアナログ信号をベースバンド周波数でデジタル信号に変換し、この信号をさらなる処理のためにバス１２８を介してＤＳＰ１２６に伝送する。

図４は、伝送前分離を行なうための送受信スイッチ構成（以下、「送受信スイッチ構成」と称する）のある実施例を含むフロントエンドモジュール２００のある実施例を示す概略図である。フロントエンドモジュール２００は、第１の周波数帯域２０４および第２の周波数帯域２０６をフィルタリングするように構成されるダイプレクサ２０２を含む。この実施例では、第１の周波数帯域２０４は、ＧＳＭ８５０およびＥＧＳＭ９００通信帯域を含み、第２の周波数帯域２０６は、ＤＣＳ１８００およびＰＣＳ１９００ＧＳＭ通信帯域を含む。ダイプレクサ２０２の周波数帯域２０４は、接続部２０７を介して送受信スイッチ２１０に結合され、ダイプレクサ２０２の周波数帯域２０６は、接続部２０８を介して送受信スイッチ２２０に結合される。送受信スイッチ２１０および２２０は同様の構造である。送受信スイッチ２１０は「ローバンド」スイッチと呼ばれ、送受信スイッチ２２０は「ハイバンド」スイッチと呼ばれる。ダイプレクサ２０２ならびにスイッチ２１０および２２０は、アンテナスイッチモジュール（ＡＳＭ）２０１と呼ばれるものを含む。送
信経路から受信経路を通る伝送電力の漏れの問題は、ＥＧＳＭ９００送信帯域およびＰＣＳ１９００送信帯域の両方で発生する可能性があるが、以下の説明では、送受信スイッチ２２０およびそれに関連するＤＣＳ１８００／ＰＣＳ１９００送受信回路のみに焦点を当てている。送受信スイッチ２２０の動作の説明は、送受信スイッチ２１０にも同様に適用できる。

送受信スイッチ２２０は、第１のスイッチ２２１と第２のスイッチ２２２とを含む。第１のスイッチ２２１は、接続部２０８と接続部２２８との間で、送信フィルタ２６１と電力増幅器２６４とＴＸ ＶＣＯ２７０とを含む１８００／１９００ＭＨｚ送信回路に結合される。電力増幅器２６４は、ＴＸ ＶＣＯ２７０から接続部１８４を介して送信される信号を受信し、さらに、接続部１３２を介して１つまたは複数の制御信号を受信し、この実施例では、接続部１５６を介した１８００／１９００ＭＨｚ伝送出力を可能にする。「ＨＩ ＢＡＮＤ」と称する制御信号は、電力増幅器２６４（ＨＩ ＢＡＮＤ＝論理ハイ）または電力増幅器２４４（ＨＩ ＢＡＮＤ＝論理ロー）のうちのいずれの電力増幅器による伝送を行なうかを選択する。この制御信号は、接続部１３２を介して与えられる。この１８００／１９００ＭＨｚ送信回路の記載では、ハイバンドは論理ハイに設定されている。ＴＸ ＶＣＯは、接続部１３２を介して伝送有効（ＴＸｅｎ）信号を受信し、ＴＸ ＶＣＯ２７０を作動させる。ＴＸ ＶＣＯ２７０が予め指定された時間をかけて安定化した後、電力増幅器２６４は、接続部１３２の別の信号を（図６ではＰＡｅｎで図示）を介して有効となる。電力増幅器２６４が有効となったすぐ後に、伝送を開始する時間に達すると、アンテナ有効（図６ではＡＮＴｅｎで図示）信号が作動する。ＡＮＴｅｎ信号は、以下で説明するスイッチ２２１を閉じることで、電力増幅器２６４をアンテナ１６０に接続する。

第２のスイッチ２２２は、この実施例では、１／４波伝送線である波伝送線２２４と接地との間に結合される。１／４波伝送線２２４は、接続部２０８と接続部２２９との間に結合され、受信ポートとも呼ばれる。第２のスイッチ２２２はまた、接続部２２９にも結合される。接続部２２９はさらに、表面弾性波フィルタ２５２と２５８との間に結合される。表面弾性波フィルタ２５２は、ＤＣＳ１８００受信帯域で信号を受信するように設計され、その一方で表面弾性波フィルタ２５８は、ＰＣＳ１９００受信帯域で信号を受信するように設計される。

同様に、送受信スイッチ２１０は、第１のスイッチ２１１と、第２のスイッチ２１２と、１／４波伝送線２１４とを含む。送受信スイッチ２１０内のコンポーネントは、送受信スイッチ２２０内のコンポーネントと同様に構成される。受信ポート２１９は、表面弾性波フィルタ２３２および２３８に結合され、それぞれＧＳＭ８５０およびＥＧＳＭ９００通信帯域で信号を受信する。

送受信スイッチ２２０では、第１のスイッチ２２１は、ＶＣ２と呼ばれる制御信号によって接続部２２６を介して制御され、第２のスイッチ２２２は、ＶＣ３と呼ばれる制御信号によって接続部２２７を介して制御される。同様に、送受信スイッチ２１０では、第１のスイッチ２１１は、接続部２１６を介して供給される、ＶＣ１と呼ばれる制御信号によって制御され、第２のスイッチ２１２は、ＶＣ４と呼ばれる制御信号によって接続部２１７を介して制御される。

この発明のある実施例に従って、この例ではＤＣＳ１８００／ＰＣＳ１９００送信モードであるハイバンド送信モードの場合、伝送有効（ＴＸｅｎ）信号（すなわち、ＴＸ ＶＣＯ２７０を作動させる信号）が論理ハイであり、かつ、ＨＩ ＢＡＮＤ信号が論理ハイであるとき、第２のスイッチ２２２は、接続部２２７を介した電圧制御信号ＶＣ３によって作動する。スイッチ２２１は、アンテナ有効（ＡＮＴｅｎ）信号（すなわち、送信経路
を作動させる信号）およびＨＩ ＢＡＮＤ制御信号が論理ハイであるとき、制御信号ＶＣ２によって有効となる。この例では、信号ＶＣ３およびＴＸｅｎは同一であってもよく、信号ＶＣ２およびＡＮＴｅｎは同一であってもよく、各々は信号ＨＩ ＢＡＮＤによってゲーティング（開閉）される。二重バンドの実施（すなわち、ＤＣＳ１８００／ＰＣＳ１９００）では、ハイバンド信号は存在せず、ＶＣ３およびＶＣ２は、それぞれＴＸｅｎおよびＡＮＴｅｎと同一である。電力増幅器は、接続部１３２の「ＰＡｅｎ」と呼ばれる制御信号によって有効となり、ＴＸｅｎ信号およびＡＮＴｅｎ信号が論理ハイに設定される間のある時点で論理ハイに設定される。

同様に、ローバンド送信動作の場合、スイッチ２１２は、制御信号ＴＸｅｎが論理ハイであり、かつ、制御信号ＨＩ ＢＡＮＤが論理ローであるとき、制御信号ＶＣ４によって作動する。スイッチ２１１は、アンテナＡＮＴｅｎ信号が論理ハイであり、かつ、ＨＩ ＢＡＮＤ信号が論理ローであるとき、制御信号ＶＣ１によって作動する。

送受信スイッチ２１０内のスイッチ２１１および２１２、ならびに送受信スイッチ２２０内のスイッチ２２１および２２２は、異なる実施方法を用いて実施してもよい。たとえば、図５について以下に記載するように、スイッチ２１１、２１２、２２１および２２２は、ｐｉｎ（ｐ型真性ｎ型）ダイオード、電界効果トランジスタ（たとえば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ））またはその他のスイッチング方法を用いて有効とすることができる。

図５は、図４の送受信スイッチ２２１および２２２のある実施例の一構成を示す概略図である。送受信スイッチ３００は、送受信スイッチ２２０（図４）のｐ型真性ｎ型（ｐｉｎ）ダイオード構成を示す。図４の第１のスイッチ２２１に対応する第１のｐｉｎダイオード３１０は、キャパシタンス３１１を通してアンテナ１６０に結合される。ｐｉｎダイオード３１０は、抵抗３０４およびインダクタンス３０６を通して電圧制御信号ＶＣ２にも結合される。インダクタンス３０６は、任意であることを表わすため、点線で示している。抵抗３０４がＲＦエネルギの接続部３０２への漏れを防ぐのに十分なほど大きければ、インダクタンス３０６を省略してもよい（すなわち、短絡と置き換えてもよい）。ｐｉｎダイオード３１０はまた、接続部３０７を介して伝送フィルタ２６１に結合され、さらに接続部１５６を介してＤＣＳ１８００／ＰＣＳ１９００送信回路の残部に結合される。

図４の第２のスイッチ２２２に対応する第２のｐｉｎダイオード３２０は、接地と受信ポート３１９との間に結合される。第２のｐｉｎダイオード３２０はまた、抵抗３１７および任意のインダクタンス３１８を通して電圧制御信号ＶＣ３に結合される。抵抗３１７がＲＦエネルギの接続部３１６への漏れを防ぐのに十分なほど大きければ、インダクタンス３１８を省略してもよい（すなわち、短絡と置き換えてもよい）。さらに、１／４波伝送線３１４は、アンテナ１６０と受信ポート３１９との間に結合される。第１のｐｉｎダイオード３１０および第２のｐｉｎダイオード３２０が順バイアスをかけられているとき、１／４波伝送線３１４は、ノード３１９でインピーダンスを１８０°回転させ、ノード３１２で十分に高い、理想的には無限のインピーダンスを示すので、伝送が所望されているとき、伝送電力が確実にアンテナ１６０に向けられることになる。代替的に、１／４波伝送線３１４（および図４の１／４波伝送線２１４および２２４）を、短絡と開放回路との間で切換可能な他のインピーダンス変換回路で置き換えてもよい。たとえば、１／４波伝送線によって実行されるインピーダンス変換を実行するために、誘導性容量性（ＬＣ）回路を構成してもよい。第２のｐｉｎダイオード３２０は順バイアスをかけられるので、受信ポート３１９を接地に短絡させ、それによって、受信回路をアンテナ１６０および送信経路３０７から分離する。

受信ポート３１９は、ＤＣＳ１８００受信帯域とそれに対応付けられた表面弾性波フィ
ルタ２４２ならびにＰＣＳ１９００受信帯域およびそれに対応付けられた表面弾性波フィルタ２５８に結合される。この発明のある実施例に従って、伝送前時間中および伝送時間全体を通して、ＤＣＳ１８００／ＰＣＳ１９００送信回路をＤＣＳ１８００受信回路から分離することが望ましい。送受信スイッチ構成３００の動作を、図５および図６の両方を参照して説明する。

図６は、伝送信号バーストの時間における制御信号のタイミングおよび出力を示すグラフである。横軸４０１は時間を表わし、縦軸４０２は伝送電力を表わす。制御信号ＴＸｅｎを４０８で示し、制御信号ＶＣ３を４１０で示し、制御信号ＰＡｅｎを４１１で示し、制御信号ＶＣ２を４１２で示し、制御信号ＡＮＴｅｎを４１４で示す。ＧＳＭ伝送時間マスクを４０４で示し、送信回路の電力増幅器出力を曲線４０６で示す。４０７で示す伝送前時間中、伝送有効信号（ＴＸｅｎ）４０８が論理ハイとなり、伝送前にＴＸ ＶＣＯ２７０（図４）を作動させ、かつ、安定化させる。ＴＸ ＶＣＯ２７０の作動と同時に、制御信号ＶＣ３（またはローバンド回路（図４）の場合はＶＣ４）４１０が、ＴＸｅｎ信号４０８とともに作動する。このように、図５を参照して、制御信号ＶＣ３はｐｉｎダイオード３２０に順バイアスをかけることで、受信ポート３１９を接地に短絡させ、それによって、受信経路全体を接地に分路する。このように、受信ポート３１９ならびに表面弾性波フィルタ２５２および２５８は接地に短絡されるので、受信回路をアンテナ１６０および送信経路３０７から分離する。さらに、伝送前時間４０７中、制御信号ＶＣ２はローに保たれるので、バイアス電流がｐｉｎダイオード３１０を通って流れることはなく、それにより、ｐｉｎダイオード３１０は、送信経路３０７とアンテナ１６０との間で高いインピーダンスを示すことになる。制御信号ＶＣ３は、ｐｉｎダイオード３１０に逆バイアスをかけ、その高いインピーダンスをさらに維持する。したがって、伝送前時間４０７中、送信経路３０７および受信経路３１９はいずれも、アンテナ１６０から分離されるので、これらの経路のいずれかから電力がアンテナ１６０に向かうのを阻止するという所望の効果が得られる。

伝送前時間４０７の最後で、および伝送の開始が望ましいとき、制御信号ＶＣ２ ４１２が有効となって、第１のｐｉｎダイオード３１０および第２のｐｉｎダイオード３２０の両方に順バイアスをかける。伝送時間は４１５で示している。第１のｐｉｎダイオード３１０が順バイアスをかけられているとき、送信回路からの伝送電力は、送信経路３０７から第１のｐｉｎダイオード３１０を通ってアンテナ１６０に流れるようになる。ＶＣ２によって供給されるバイアス電流は第２のｐｉｎダイオード３２０を通って流れるので、第２のｐｉｎダイオード３２０は順バイアスをかけられ、ノード３１９から接地への短絡（すなわち、実質的に０のインピーダンス）が生じる。ノード３１９でインピーダンスを１８０°回転させてノード３１２で無限のインピーダンスを示す１／４波伝送線３１４により、送信経路３０７からの伝送電力は確実にアンテナのみに流れ、第２のｐｉｎダイオード３２０を通って接地に流れることはない。

伝送が望ましいとき、一実施例では、制御信号ＶＣ３が有効なままの間は、制御信号ＶＣ２も有効であるので、ｐｉｎダイオード３２０のバイアス電流は、ＶＣ２およびＶＣ３によって供給されるバイアス電流の和に等しい。この実施例では、制御信号ＶＣ３ ４１０が制御信号ＴＸｅｎ４０８から好都合に引出される。

代替の実施例では、制御信号ＶＣ３ ４１０は、伝送時間４１５中に論理ローに移行する。このような実施例では、抵抗３１７はｐｉｎダイオード３２０から一部の電流を引出すが、それでもｐｉｎダイオード３２０は接地に適正な短絡を与える。

別の代替の実施例では、接続部３１６（ＶＣ３）は伝送時間４１５中は開放回路であるので、ｐｉｎダイオード３２０から電流を加えることも引出すこともない。代替的に、制
御信号ＶＣ３およびＶＣ４は共通であってもよく、かつ、たとえば、ＴＸｅｎ信号から駆動されてもよい。

伝送時間４１５および伝送前時間４０７以外の時間中、通信機器は受信モードであってもよいし、休止していてもよい。これらの時間中、ＶＣ２およびＶＣ３はいずれもローに保たれるので、ｐｉｎダイオード３１０およびｐｉｎダイオード３２０にバイアス電流が供給されることはない。したがって、ｐｉｎダイオード３１０およびｐｉｎダイオード３２０は各々、高いインピーダンスを示す。ｐｉｎダイオード３１０は、アンテナ１６０から送信経路３０７を分離する。ｐｉｎダイオード３２０は、いかなる信号も接地に短絡させない。したがって、アンテナ３２０で受信された信号は、受信経路３１９に接続され、それによって表面弾性波フィルタ２５２および２５８に接続される。

図７は、送受信スイッチ構成の一実施例の動作を示すフローチャート５００である。フローチャートのブロックは、図示の順に実行してもよく、図示の順以外で実施してもよく、並行して実施してもよい。ブロック５０２で、携帯型通信機器１００は、受信モードまたは休止モードに置かれる。図５の送受信構成は、第１のｐｉｎダイオード３１０および第２のｐｉｎダイオード３２０にバイアスがかけられないか、または逆バイアスがかけられるように構成される。ブロック５０４で、ＴＸｅｎ信号を論理ハイにすることでＴＸ ＶＣＯ２７０（図４）が有効となり、さらに制御信号ＶＣ３が有効となって、ｐｉｎダイオード３２０に順バイアスをかけるので、アンテナ１６０が受信ポート３１９から分離される。これによって、受信ポート３１９は接地に短絡する。ＴＸｅｎ信号およびＶＣ３信号は、同じ信号から供給されてもよい。

ブロック５０６で、伝送前時間の後、制御信号ＶＣ２が有効となり、第１のｐｉｎダイオード３１０に与えられるので、伝送電力は第１のｐｉｎダイオード３１０を通ってアンテナ１６０に通過可能となる。制御信号ＶＣ２が論理ハイである間、第２のｐｉｎダイオード３２０も順バイアスをかけられるので、受信ポート３１９と接地との間で短絡が維持される。好ましい実施例では、制御信号ＶＣ３も論理ハイのままである。ブロック５０１で、伝送バーストの後、ＴＸ ＶＣＯ２７０が無効となり、さらにＶＣ２およびＶＣ３がいずれも無効となる。

この発明のさまざまな実施例について説明してきたが、当業者にとっては、数多くのそれ以上の実施例および構成がこの発明の範囲内で可能であることは明らかであろう。したがって、この発明は、前掲の特許請求の範囲およびその等価物の観点を除いて、限定されることはない。

携帯型通信機器の例証的な先行技術のフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）の概略図である。 移動体通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）通信機器の伝送電力およびスペクトル電力伝送マスクを示すグラフである。 簡略化した携帯型送受信機を示すブロック図である。 伝送前分離を行なうための送受信スイッチ構成のある実施例を含むフロントエンドモジュールのある実施例を示す概略図である。 図４の送受信スイッチの１つの構成実施例を示す概略図である。 伝送信号バーストの時間における制御信号のタイミングおよび出力を示すグラフである。 送受信スイッチ構成の一実施例の動作を示すフローチャートである。

Claims (21)

1. 伝送電力が受信回路を通って漏れるのを防止するための方法であって、
   第１のスイッチを送信回路とアンテナとの間に結合するステップと、
   第２のスイッチを受信回路と接地との間に結合するステップと、
   送信回路に対応付けられた電源が有効である期間中、送信回路を接地に結合するように第２のスイッチを制御するステップとを含む、方法。
2. 第２のスイッチが受信回路を接地に結合するように制御されたままの間、送信回路をアンテナに結合するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 伝送線を第１のスイッチと第２のスイッチとの間に結合するステップをさらに含み、伝送線は、送信回路と受信回路との間に高いインピーダンスをもたらす、請求項２に記載の方法。
4. ｐｉｎダイオードを用いて第１および第２のスイッチを構成するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
5. 送信回路と受信回路との間のインピーダンスを１８０°回転させるステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
6. ベースバンド回路によって与えられる論理信号で第１および第２のスイッチを制御するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
7. 送受信スイッチ構成であって、
   送信回路およびアンテナに結合される第１のスイッチと、
   受信回路および接地に結合される第２のスイッチとを含み、第２のスイッチは、送信回路に対応付けられた電源が有効である期間中、受信回路を接地に結合するように構成される、送受信スイッチ構成。
8. 第１のスイッチは、第２のスイッチが受信回路を接地に結合するように構成されたままの間、送信回路をアンテナに結合するように構成される、請求項７に記載の送受信スイッチ構成。
9. 第１のスイッチと第２のスイッチとの間に結合される伝送線をさらに含み、伝送線は、送信回路から受信回路へ高いインピーダンスをもたらすように構成される、請求項８に記載の送受信スイッチ構成。
10. 第１および第２のスイッチはｐｉｎダイオードである、請求項９に記載の送受信スイッチ回路。
11. 伝送線は、送信回路と受信回路との間のインピーダンスを１８０°回転させるように構成される１／４波伝送線である、請求項９に記載の送受信スイッチ構成。
12. 第１および第２のスイッチは、ベースバンド回路によって与えられる論理信号で制御される、請求項９に記載の送受信スイッチ構成。
13. 携帯型送受信機であって、
    送信回路および受信回路と、
    送信回路およびアンテナに結合される第１のスイッチと、
    受信回路および接地に結合される第２のスイッチとを含み、第２のスイッチは、送信回路に対応付けられた電源が有効である期間中、受信回路を接地に結合するように構成される、携帯型送受信機。
14. 第１のスイッチは、第２のスイッチが受信回路を接地に結合するように構成されたままの間、送信回路をアンテナに結合するように構成される、請求項１３に記載の携帯型送受信機。
15. 第１のスイッチと第２のスイッチとの間に結合される伝送線をさらに含み、伝送線は、送信回路から受信回路へ高いインピーダンスをもたらすように構成される、請求項１４に記載の携帯型送受信機。
16. 第１および第２のスイッチはｐｉｎダイオードである、請求項１５に記載の携帯型送受信機。
17. 伝送線は、送信回路と受信回路との間のインピーダンスを１８０°回転させるように構成される１／４波伝送線である、請求項１５に記載の携帯型送受信機。
18. 第１および第２のスイッチは、ベースバンド回路によって与えられる論理信号で制御される、請求項１５に記載の携帯型送受信機。
19. 送受信スイッチ構成であって、
    送信回路をアンテナに結合するための第１の手段と、
    受信回路を接地に結合するための第２の手段と、
    送信回路に対応付けられた電源が有効である期間中、受信回路を接地に結合するための第３の手段とを含む、送受信スイッチ構成。
20. 第３の手段が受信回路を接地に結合している間、送信回路をアンテナに結合するための第４の手段をさらに含む、請求項１９に記載の送受信スイッチ構成。
21. 送信回路から受信回路へ高いインピーダンスをもたらすための手段をさらに含む、請求項２０に記載の携帯型送受信機。

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