JP2010161556A

JP2010161556A - 高周波回路

Info

Publication number: JP2010161556A
Application number: JP2009001652A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Hayakawa; 宜延早川; Toru Izumiyama; 徹泉山
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2010-07-22

Abstract

【課題】省スペース化および低コスト化を図ることができる高周波回路を提供する。
【解決手段】本発明の高周波回路１は、アンテナ２、送信回路３、受信回路４、選択型スイッチング素子６、受信信号用帯域除去フィルタ７、第１のコンデンサ８を備える。受信信号用帯域除去フィルタ７は、受信線４Ｌと接地電極間に接続され、受信信号ＲＳに混在する妨害信号ＲＮを除去する。第１のコンデンサ８は、アンテナ２と受信信号用帯域除去フィルタ７との間に直列接続される。受信信号用帯域除去フィルタ７とコンデンサ８の組み合わせにより、送信信号用帯域除去フィルタが形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波回路に係り、特に、無線ＬＡＮ機器やブルートゥース機器等の小型無線通信機器に好適に利用できる高周波回路に関する。

一般に、携帯電話機等の小型無線通信機器には、アンテナを備える高周波回路が内蔵されている。

従来の高周波回路１０１は、その一例として、図３に示すように、アンテナ１０２、送信回路１０３および受信回路１０４を備える高周波ＩＣ（集積回路)１０５、スイッチング素子１０６を備えている。高周波ＩＣ１０５においては、送信信号を通過させる送信線１０３Ｌおよび受信信号を通過させる受信線１０４Ｌが別個に接続されている。また、スイッチング素子１０６は、高周波ＩＣ１０５の送信線１０３Ｌまたは受信線１０４Ｌを選択してアンテナ１０２と接続するように形成されている。

また、従来の高周波回路１０１においては、送信信号および受信信号に周波数帯域の異なる妨害信号が別個に混在していたため、送信線１０３Ｌに並列接続させた送信信号用帯域除去フィルタ１０８および受信線１０４Ｌに並列接続させた受信信号用帯域除去フィルタ１０７が接続されている。

特開２００７−３６６２２号公報

しかしながら、従来の高周波回路１０１においては、２個の帯域除去フィルタ１０７、１０８が送信線１０３Ｌと受信線１０４Ｌとにそれぞれ設けられていたため、高周波回路１０１の省スペース化および低コスト化ができないという問題があった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、省スペース化および低コスト化を図ることができる高周波回路を提供することを本発明の目的としている。

前述した目的を達成するため、本発明の高周波回路は、その第１の態様として、アンテナと、第１の信号が通過する第１の信号線が接続されている第１の回路と、第２の信号が通過する第２の信号線が接続されている第２の回路と、第１の信号線または第２の信号線のいずれか一方を選択してアンテナと接続させるスイッチング素子と、第２の信号線と接地電極との間に接続されており、第２の信号に混在する第２の妨害信号を除去する第２の信号用帯域除去フィルタと、第２の信号線とスイッチング素子とを接続する接続点とアンテナとの間に直列に接続されており、第２の妨害信号の周波数よりも高い周波数であって第１の信号に混在している第１の妨害信号を除去する第１の信号用帯域除去フィルタを第２の信号用帯域除去フィルタとの組み合わせにより形成するコンデンサとを備えていることを特徴としている。

本発明の第１の態様の高周波回路によれば、コンデンサの直列接続により第１の信号用帯域除去フィルタの容量値が減少し、その除去帯域が上昇するため、コンデンサの通過の可否を決定するスイッチング素子の選択動作により、第２の信号用帯域除去フィルタを第２の信号用帯域除去フィルタのまま用いるか、第１の信号用帯域除去フィルタの一部品として用いるかを自動的に設定することができる。これにより、帯域除去フィルタの共用化を実現することができる。

本発明の第２の態様の高周波回路は、第１の態様の高周波回路において、前記第２の信号用帯域除去フィルタは、第２のコンデンサとインダクタとの直列接続回路により構成されていることを特徴としている。

本発明の第２の態様の高周波回路によれば、従来技術と比較して第２の信号用帯域除去フィルタの回路要素数を増やしていないので、第１の信号用帯域除去フィルタの観点からすると部品点数を減らすことができる。

本発明の第３の態様の高周波回路は、第１または第２の態様の高周波回路において、第２の信号用帯域除去フィルタの除去帯域は、Ｎを２以上の自然数として、第２の信号の周波数帯域のＮ倍または１／Ｎ倍に設定されていることを特徴としている。

本発明の第３の態様の高周波回路によれば、妨害信号源となりやすい第２の信号の倍数波を第２の妨害信号として効率良く除去することができる。

本発明の第４の態様の高周波回路は、第１から第３のいずれか１の態様の高周波回路において、第２の信号の周波数帯域は、無線通信規格で定められた２．４ＧＨｚ帯であり、第２の信号用帯域除去フィルタの除去帯域は、ＧＳＭ規格で定められた８００ＭＨｚ帯であることを特徴としている。

本発明の第４の態様の高周波回路によれば、本発明の高周波回路を無線ＬＡＮ機器やブルートゥース機器等の無線通信機器に使用することができる。

本発明の第５の態様の高周波回路は、第１から第４のいずれか１の態様の高周波回路において、第１の回路は、局部発振回路を有しており、第１の信号用帯域除去フィルタの除去帯域は、局部発振回路の発振周波数帯に設定されていることを特徴としている。

本発明の第５の態様の高周波回路によれば、局部発振回路によって生じる第１の妨害信号を効率良く除去することができる。

本発明の第６の態様の高周波回路は、第５の態様の高周波回路において、第１の信号の周波数帯域は、無線通信規格で定められた２．４ＧＨｚ帯であり、局部発振回路の発振周波数帯および第１の信号用帯域除去フィルタの除去帯域は、３．２ＧＭＨｚ帯であることを特徴としている。

本発明の第６の態様の高周波回路によれば、本発明の高周波回路を無線ＬＡＮ機器やブルートゥース機器等の無線通信機器に使用することができる。

本発明の第７の態様の高周波回路は、第１から第６のいずれか１の態様の高周波回路において、第１の回路は、第１の信号として送信信号を送信する送信回路であり、第２の回路は、第２の信号として受信信号を受信する受信回路であることを特徴としている。

本発明の第７の態様の高周波回路によれば、スイッチング素子を介してアンテナに送信回路および受信回路を接続した回路に対して本発明の高周波回路を好適に用いることができる。

本発明の第８の態様の高周波回路は、第１から第７のいずれか１の態様の高周波回路において、コンデンサは、印刷された配線パターンによって形成された印刷コンデンサであることを特徴としている。

本発明の第８の態様の高周波回路によれば、第１の信号の妨害信号は第１の信号よりも高い周波数帯域に発生するので、極小容量の印刷コンデンサと第２の信号用帯域除去フィルタとを組み合わせても第１の信号用帯域除去フィルタとして機能させることができる。これにより、コンデンサの低コスト化および省スペース化を図ることができる。

本発明の高周波回路によれば、帯域除去フィルタの共用化や使用するコンデンサの省スペース化等により、部品点数および余分なスペースを削減したので、高周波回路の省スペース化および低コスト化を図ることができるという効果を奏する。

本実施形態の高周波回路においてスイッチング素子がアンテナと送信回路とを接続させた状態を示す等価回路図本実施形態の高周波回路においてスイッチング素子がアンテナと受信回路とを接続させた状態を示す等価回路図従来の高周波回路の一例を示す等価回路図

以下、本発明の高周波回路をその一実施形態により説明する。

図１は、本実施形態の高周波回路１を示す等価回路図である。本実施形態の高周波回路１は、携帯電話機、無線ＬＡＮ機器、ブルートゥース機器などの小型無線通信機器に内蔵されている回路であり、図１に示すように、アンテナ２、高周波ＩＣ５に内蔵された送信回路３および受信回路４、スイッチング素子６、受信信号用帯域除去フィルタ７ならびに第１のコンデンサ８を備えている。

アンテナ２としては、従来から用いられているものを用いている。

送信回路３は、第１の回路として用いられている。この送信回路３は、従来と同様、第１の信号として送信信号ＴＳを送信する回路である。また、送信回路３には、送信信号ＴＳが通過する送信線３Ｌが第１の信号線として接続されている。送信信号ＴＳの周波数帯域としては、無線通信機器に用いられる無線通信規格で定められた２．４ＧＨｚ帯が選択されていることが好ましい。また、送信信号ＴＳとして２．４ＧＨｚ帯の信号が選択された場合、送信回路３に内蔵される局部発振回路３ａの発振周波数帯としては、３．２ＧＭＨｚ帯が選択されることが好ましい。

受信回路４は、第２の回路として用いられている。この受信回路４は、従来と同様、第２の信号として受信信号ＲＳを受信する回路である。また、受信回路４には、受信信号ＲＳが通過する受信線４Ｌが第２の信号線として接続されている。受信信号ＲＳの周波数帯域としては、送信信号ＴＳの周波数帯域と同様、無線通信機器に用いられる無線通信規格で定められた２．４ＧＨｚ帯が選択されていることが好ましい。

スイッチング素子６としては、第１の端子６ａまたは第２の端子６ｂのうちいずれか一方の端子を選択して第３の端子６ｃに接続する高周波用セレクタスイッチが用いられている。このスイッチング素子６は、第１の端子６ａが送信線３Ｌ、第２の端子６ｂが受信線４Ｌ、第３の端子６ｃがアンテナ２にそれぞれ接続されており、送信線３Ｌまたは受信線４Ｌのいずれか一方を選択してアンテナ２と接続させるように形成されている。

受信信号用帯域除去フィルタ７は、第２の信号用帯域除去フィルタとして、受信線４Ｌと接地電極との間に接続されている。本実施形態の受信信号用帯域除去フィルタ７は、受信線４Ｌと接地電極との間に直列接続されたインダクタ７ａおよび第２のコンデンサ７ｂから形成されている。また、この受信信号用帯域除去フィルタ７の除去帯域は、受信信号ＲＳに混在する妨害信号ＲＮの周波数帯域に設定されている。具体的には、受信信号用帯域除去フィルタ７の除去帯域は、Ｎを２以上の自然数として、受信信号ＲＳの周波数帯域のＮ倍または１／Ｎ倍に設定されている。本実施形態においては受信信号ＲＳの周波数帯域が２．４ＧＨｚ帯であるため、例えば、インダクタ７ａを６．８ｎＨ、第２のコンデンサ７ｂを４．７ｐＦに設定すると、受信信号用帯域除去フィルタ７の除去帯域は、受信信号ＲＳの周波数帯域の１／３倍（Ｎ＝３）、すなわち、８００ＭＨｚ帯となる。なお、この帯域は、ＧＳＭ規格で定められた８００ＭＨｚ帯でもあり、日本だけでなく諸外国においても多用される周波数帯域である。

第１のコンデンサ８は、受信線４Ｌとスイッチング素子６とを接続する接続点Ｐとアンテナ２との間に接続されている。スイッチング素子６の選択動作によりアンテナ２と送信線３Ｌとが接続された場合、直列接続により組み合わされた第１のコンデンサ８および受信信号用帯域除去フィルタ７は、送信信号ＴＳに混在する妨害信号ＴＮを除去する送信信号用帯域除去フィルタ（第１の信号用帯域除去フィルタ）を形成する。本実施形態においては、送信信号ＴＳの周波数帯域が２．４ＧＨｚ帯であって、局部発振回路３ａの発振周波数帯が３．２ＧＭＨｚ帯であるので、例えば第１のコンデンサ８を０．４ｐＦに設定すると、送信信号用帯域除去フィルタの除去帯域は、３．２ＧＭＨｚ帯となる。なお、この帯域は、局部発振回路３ａの発振周波数帯と同じ周波数帯域である。

第１のコンデンサ８は、図示はしないが、印刷された配線パターンによって形成された印刷コンデンサであることが好ましい。印刷コンデンサとしては、基板の表裏に形成された２枚の平板対向電極や、基板の同一面上に形成された近接した対向する２つのパターン電極などが挙げられる。

次に、本実施形態の高周波回路１の作用を説明する。

本実施形態の高周波回路１においては、図１に示すように、アンテナ２と受信信号用帯域除去フィルタ７との間に第１のコンデンサ８が直列に接続されている。また、スイッチング素子６によりアンテナ２と送信線３Ｌとが接続されている。

ここで、図２に示すように、スイッチング素子６がアンテナ２と受信回路４とを接続した場合、受信信号ＲＳおよびその妨害信号ＲＮはスイッチング素子６を通過するので、受信信号ＲＳの妨害信号ＲＮは第１のコンデンサ８を通過せずに受信信号用帯域除去フィルタ７を通過し、減衰される。

それに対し、図１に示すように、スイッチング素子６がアンテナ２と送信回路３とを接続した場合、送信信号ＴＳの妨害信号ＴＮが、直列接続された第１のコンデンサ８および受信信号用帯域除去フィルタ７、すなわち送信信号用帯域除去フィルタを通過する。送信信号用帯域除去フィルタの容量値は、第１のコンデンサ８の直列接続により受信信号用帯域除去フィルタ７の容量値よりも減少しているので、送信信号用帯域除去フィルタの除去帯域が受信信号用帯域除去フィルタ７の除去帯域よりも上昇している。送信信号ＴＳの妨害信号ＴＮの周波数帯域は受信信号ＲＳの妨害信号ＲＮの周波数帯域よりも高いため、高い除去帯域を有する送信信号用帯域除去フィルタによって減衰される。

つまり、第１のコンデンサ８の通過の可否を決定するスイッチング素子６の選択動作により、受信信号用帯域除去フィルタ７を受信信号用帯域除去フィルタ７のまま用いるか、送信信号用帯域除去フィルタの一部品として用いるかを自動的に設定することができる。これにより、帯域除去フィルタの共用化と部品点数の削減を実現することができる。

また、第１のコンデンサ８としては、印刷コンデンサが好ましい。印刷コンデンサの容量は例えば０．４ｐＦ程度の極小容量であるが、印刷コンデンサを受信信号用帯域除去フィルタ７と組み合わせれば、送信信号用帯域除去フィルタとして十分に機能させることができる。つまり、印刷コンデンサを採用するデメリットを打ち消し、省スペース化および省コスト化というメリットのみを発揮させることができる。

本実施形態の高周波回路１は、携帯電話機、無線ＬＡＮ機器、ブルートゥース機器などの小型無線通信機器に内蔵される回路であるから、送信信号ＴＳおよび受信信号ＲＳの周波数帯域は、２．４ＧＨｚ帯に設定されている。ここで、受信信号ＲＳの妨害信号ＲＮは受信信号ＲＳの周波数帯域のＮ倍または１／Ｎ倍に現れることが多いため、想定される倍数波の妨害信号ＲＮの周波数帯域に受信信号用帯域除去フィルタ７の除去帯域を設定しておけば、受信信号ＲＳの妨害信号ＲＮを効率良く除去することができる。例えば、ＧＳＭ規格で定められた８００ＭＨｚ帯の信号は本実施形態の受信信号ＲＳの妨害信号ＲＮとなるが、受信信号用帯域除去フィルタ７の除去帯域を８００ＭＨｚ帯（受信信号ＲＳの周波数帯域の１／３倍）に設定しておけば、妨害信号源となる多用される８００ＭＨｚ帯の信号を効率良く除去することができる。

一方、送信回路３には局部発振回路３ａが内蔵されているため、局部発振回路３ａの発振周波数、例えば３．２ＧＭＨｚ帯が送信信号ＴＳの妨害信号ＴＮとなる。そのため、送信信号用帯域除去フィルタの除去帯域を局部発振回路３ａの発振周波数帯に設定しておけば、局部発振回路３ａによって生じた妨害信号ＴＮを効率良く除去することができる。

すなわち、本実施形態の高周波回路によれば、帯域除去フィルタの共用化や使用するコンデンサの省スペース化等により、部品点数および余分なスペースを削減することができるという作用を生じるため、高周波回路の省スペース化および低コスト化を図ることができるという効果を奏する。

なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、第１の回路を送信回路とし、第２の回路を受信回路としているが、他の実施形態においては、第１の回路および第２の回路の両回路を送信回路または受信回路としてもよい。その際には、第１の信号に混在する第１の妨害信号の周波数が第２の妨害信号の周波数よりも高い周波数となるように、第１の回路および第２の回路を選択する。

１高周波回路
２アンテナ
３送信回路
３ａ局部発振回路
３Ｌ送信線
４受信回路
４Ｌ受信線
５高周波ＩＣ
６スイッチング素子
７受信信号用帯域除去フィルタ
８第１のコンデンサ
ＲＳ受信信号
ＲＮ受信信号に混在する妨害信号
ＴＳ送信信号
ＴＮ送信信号に混在する妨害信号

Claims

アンテナと、
第１の信号が通過する第１の信号線が接続されている第１の回路と、
第２の信号が通過する第２の信号線が接続されている第２の回路と、
前記第１の信号線または前記第２の信号線のいずれか一方を選択して前記アンテナと接続させるスイッチング素子と、
前記第２の信号線と接地電極との間に接続されており、前記第２の信号に混在する第２の妨害信号を除去する第２の信号用帯域除去フィルタと、
前記第２の信号線と前記スイッチング素子とを接続する接続点と前記アンテナとの間に接続されており、前記第２の妨害信号の周波数よりも高い周波数であって前記第１の信号に混在している第１の妨害信号を除去する第１の信号用帯域除去フィルタを前記第２の信号用帯域除去フィルタとの組み合わせにより形成する第１のコンデンサと
を備えていることを特徴とする高周波回路。
前記第２の信号用帯域除去フィルタは、第２のコンデンサとインダクタとの直列接続回路により構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波回路。
前記第２の信号用帯域除去フィルタの除去帯域は、Ｎを２以上の自然数として、前記第２の信号の周波数帯域のＮ倍または１／Ｎ倍に設定されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高周波回路。
前記第２の信号の周波数帯域は、無線通信規格で定められた２．４ＧＨｚ帯であり、
前記第２の信号用帯域除去フィルタの除去帯域は、ＧＳＭ規格で定められた８００ＭＨｚ帯である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の高周波回路。
前記第１の回路は、局部発振回路を有しており、
前記第１の信号用帯域除去フィルタの除去帯域は、前記局部発振回路の発振周波数帯に設定されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の高周波回路。
前記第１の信号の周波数帯域は、無線通信規格で定められた２．４ＧＨｚ帯であり、
前記局部発振回路の発振周波数帯および前記第１の信号用帯域除去フィルタの除去帯域は、３．２ＧＭＨｚ帯である
ことを特徴とする請求項５に記載の高周波回路。
前記第１の回路は、前記第１の信号として送信信号を送信する送信回路であり、
前記第２の回路は、前記第２の信号として受信信号を受信する受信回路である
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の高周波回路。
前記コンデンサは、印刷された配線パターンによって形成された印刷コンデンサである
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の高周波回路。