JP2018198374A - 移動体および無線通信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信モジュールの性能を向上させる。
【解決手段】 移動体は、無線通信モジュール１００を備える。無線通信モジュール１００は、第１スイッチ回路５と、第２スイッチ回路６と、ダイプレクサ３と、第１ローパスフィルタ２と、を備える。第１スイッチ回路５には、ローバンド信号用の複数のパスが接続される。第２スイッチ回路６には、ハイバンド信号用の複数のパスが接続される。ダイプレクサ３は、第１スイッチ回路５、第２スイッチ回路６、およびアンテナ１それぞれと接続される。第１ローパスフィルタ２は、第２スイッチ回路６からアンテナ１までのパス上に設けられ、ハイバンド信号の高調波成分を減衰させる。
【選択図】図１

Description

本開示は、無線通信モジュールに関する。

従来、無線通信を行うための無線通信モジュールが知られている。例えば特許文献１には、１つのスイッチに複数の送信パスおよび複数の受信パスが接続されたモジュールが開示されている。

特開２００５−１６７６３９号公報

従来、無線通信モジュールの性能の向上が望まれている。

本開示の目的は、性能を向上させた無線通信モジュールを提供することにある。

本開示の一実施形態に係る無線通信モジュールは、第１スイッチ回路と、第２スイッチ回路と、ダイプレクサと、第１ローパスフィルタと、を備える。第１スイッチ回路は、第１固定端子および複数の第１切換端子を有し、前記複数の第１切換端子それぞれにローバンド信号用のパスが接続される。第２スイッチ回路は、第２固定端子および複数の第２切換端子を有し、前記複数の第２切換端子それぞれにハイバンド信号用のパスが接続される。ダイプレクサは、前記第１固定端子に接続されたローバンド信号端子と、前記第２固定端子に接続されたハイバンド信号端子と、アンテナが接続されるアンテナ端子と、を有する。第１ローパスフィルタは、前記第２スイッチ回路から前記アンテナまでのパス上に設けられ、前記ハイバンド信号の高調波成分を減衰させる。

本開示の一実施形態によれば、無線通信モジュールの性能が向上する。

本開示の一実施形態に係る無線通信モジュールの概略構成を示すブロック図である。 比較例に係る無線通信モジュールの概略構成を示すブロック図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１を参照して、本開示の一実施形態に係る無線通信モジュール１００について説明する。無線通信モジュール１００は、無線通信を行うためのモジュールである。無線通信モジュール１００は、周波数帯の異なる複数のＲＦ（Radio Frequency）信号を送受信可能である。無線通信モジュール１００が送受信可能な複数のＲＦ信号それぞれの周波数帯は、任意に定められてもよい。例えば、無線通信モジュール１００が送受信可能な複数のＲＦ信号それぞれの周波数帯は、ローバンドおよびハイバンドを含んでもよい。本実施形態において、ローバンドは、９００ＭＨｚ帯であるＧＳＭ（登録商標）９００およびＷＣＤＭＡ（登録商標）−Ｂａｎｄ８を含む。ハイバンドは、１８００ＭＨｚ帯であるＧＳＭ（登録商標）１８００およびＷＣＤＭＡ（登録商標）−Ｂａｎｄ１を含む。以下、ＧＳＭ（登録商標）９００を第１ローバンドともいう。ＷＣＤＭＡ（登録商標）−Ｂａｎｄ８を第２ローバンドともいう。ＧＳＭ（登録商標）１８００を第１ハイバンドともいう。ＷＣＤＭＡ（登録商標）−Ｂａｎｄ１を第２ハイバンドともいう。

無線通信モジュール１００は、無線通信を行う任意の装置に備えられてもよい。例えば、無線通信モジュール１００は、移動体に備えられてよい。

本開示における「移動体」は、例えば車両、船舶、および航空機等を含んでもよい。車両は、例えば自動車、産業車両、鉄道車両、生活車両、および滑走路を走行する固定翼機等を含んでもよい。自動車は、例えば乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含んでもよい。産業車両は、例えば農業および建設向けの産業車両等を含んでもよい。産業車両は、例えばフォークリフトおよびゴルフカート等を含んでもよい。農業向けの産業車両は、例えばトラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機等を含んでもよい。建設向けの産業車両は、例えばブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、およびロードローラ等を含んでもよい。車両は、人力で走行するものを含んでもよい。車両の分類は、上述した例に限られない。例えば、自動車は、道路を走行可能な産業車両を含んでもよい。複数の分類に同じ車両が含まれてもよい。船舶は、例えばマリンジェット、ボート、およびタンカー等を含んでもよい。航空機は、例えば固定翼機および回転翼機等を含んでもよい。

無線通信モジュール１００は、アンテナ１と、第１ローパスフィルタ２と、ダイプレクサ３と、第２ローパスフィルタ４と、第１スイッチ回路５と、第２スイッチ回路６と、を備える。

アンテナ１は、１つ以上のアンテナ素子を含む。アンテナ１に含まれるアンテナ素子の数および形状は、任意に定められてもよい。

第１ローパスフィルタ２は、第２スイッチ回路６からアンテナ１までのパス上の任意の位置に設けられる。図１に示す例では、第１ローパスフィルタ２は、アンテナ１とダイプレクサ３との間に設けられている。しかしながら、第１ローパスフィルタ２は、例えばダイプレクサ３と第２スイッチ回路６との間に設けられてもよい。第１ローパスフィルタ２は、当該第１ローパスフィルタ２を通過するハイバンド信号の高調波成分を減衰させる。具体的には、第１ローパスフィルタ２のカットオフ周波数は、ハイバンド信号の基本波成分の周波数よりも高く、且つ高調波成分の周波数よりも低い。

ダイプレクサ３は、アンテナ端子３ａと、ローバンド信号端子３ｂと、ハイバンド信号端子３ｃと、を有する。アンテナ端子３ａには、第１ローパスフィルタ２を介してアンテナ１が接続される。ローバンド信号端子３ｂには、第２ローパスフィルタ４を介して第１スイッチ回路５が接続される。ハイバンド信号端子３ｃには、第２スイッチ回路６が接続される。

ダイプレクサ３の内部において、アンテナ端子３ａおよびローバンド信号端子３ｂは、ローパスフィルタを介して連結される。当該ローパスフィルタは、ローバンド信号を通過させ、ハイバンド信号を減衰させる。したがって、ダイプレクサ３に入力されるローバンド信号は、アンテナ端子３ａおよびローバンド信号端子３ｂの間を通過する。アンテナ端子３ａおよびハイバンド信号端子３ｃは、ハイパスフィルタを介して連結される。当該ハイパスフィルタは、ハイバンド信号を通過させ、ローバンド信号を減衰させる。したがって、ダイプレクサ３に入力されるハイバンド信号は、アンテナ端子３ａおよびハイバンド信号端子３ｃの間を通過する。

第２ローパスフィルタ４は、第１スイッチ回路５からダイプレクサ３までのパス上の任意の位置に設けられる。第２ローパスフィルタ４は、当該第２ローパスフィルタ４を通過するローバンド信号の高調波成分を減衰させる。具体的には、第２ローパスフィルタ４のカットオフ周波数は、ローバンド信号の基本波成分の周波数よりも高く、且つ高調波成分の周波数よりも低い。

第１スイッチ回路５は、機械式または電子式のＲＦスイッチとして機能する。具体的には、第１スイッチ回路５は、第１固定端子５ａと、複数の第１切換端子と、を有する。第１スイッチ回路５が有する第１切換端子の数は、任意に定められてもよい。第１スイッチ回路５は、当該第１スイッチ回路５の内部において第１固定端子５ａに連結される第１切換端子を切換可能である。第１スイッチ回路５は、例えばプロセッサからの制御信号に基づいて動作する。当該プロセッサは、無線通信モジュール１００内に備えられてもよいし、無線通信モジュール１００の外部に備えられてもよい。

第１固定端子５ａは、第２ローパスフィルタ４を介してダイプレクサ３のローバンド信号端子３ｂに接続される。

複数の第１切換端子それぞれには、ローバンド信号用の送信パスまたは受信パスが接続される。送信パスは、例えばＰＡ（Power Amplifier）モジュールを介してＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）に接続される。受信パスは、例えばＲＦＩＣに接続される。本実施形態において、第１スイッチ回路５は、４つの第１切換端子５ｂ１乃至５ｂ４を有する。第１切換端子５ｂ１には、第１ローバンド送信パスが接続される。第１切換端子５ｂ２には、第１ローバンド受信パスが接続される。第１切換端子５ｂ３には、第２ローバンド送信パスが接続される。第１切換端子５ｂ４には、第２ローバンド受信パスが接続される。

第２スイッチ回路６は、機械式または電子式のＲＦスイッチとして機能する。具体的には、第２スイッチ回路６は、第２固定端子６ａと、複数の第２切換端子と、を有する。第２スイッチ回路６が有する第２切換端子の数は、任意に定められてもよい。第２スイッチ回路６は、当該第２スイッチ回路６の内部において第２固定端子６ａに連結される第２切換端子を切換可能である。第２スイッチ回路６は、例えばプロセッサからの制御信号に基づいて動作する。当該プロセッサは、無線通信モジュール１００内に備えられてもよいし、無線通信モジュール１００の外部に備えられてもよい。

第２固定端子６ａは、ダイプレクサ３のハイバンド信号端子３ｃに接続される。

複数の第２切換端子それぞれには、ハイバンド信号用の送信パスまたは受信パスが接続される。送信パスは、例えばＰＡモジュールを介してＲＦＩＣに接続される。受信パスは、例えばＲＦＩＣに接続される。本実施形態において、第２スイッチ回路６は、４つの第２切換端子６ｂ１乃至６ｂ４を有する。第２切換端子６ｂ１には、第１ハイバンド送信パスが接続される。第２切換端子６ｂ２には、第１ハイバンド受信パスが接続される。第２切換端子６ｂ３には、第２ハイバンド送信パスが接続される。第２切換端子６ｂ４には、第２ハイバンド受信パスが接続される。

以上述べたように、本実施形態に係る無線通信モジュール１００は、第２スイッチ回路６からアンテナ１までのパス上に、第１ローパスフィルタ２を備える。かかる構成によれば、以下に説明するように、無線通信モジュール１００の性能が向上する。

送信パスからＲＦスイッチにＲＦ信号が入力されると、ＲＦスイッチ自体から当該ＲＦ信号の高調波が発生し得る。例えば不要輻射の観点から、ＲＦスイッチ自体から発生する高調波の減衰が望まれる場合がある。例えば、無線通信を行う移動体において、ＲＦスイッチ自体から発生する高調波の減衰が望まれることがある。

これ対して、本実施形態に係る無線通信モジュール１００によれば、第２スイッチ回路６自体からハイバンド信号の高調波が発生した場合であっても、第１ローパスフィルタ２によって当該高調波が減衰する。したがって、無線通信モジュール１００の性能が向上する。

本実施形態に係る無線通信モジュール１００は、第１スイッチ回路５からダイプレクサ３までのパス上に、第２ローパスフィルタ４を更に備えてもよい。かかる構成によれば、第１スイッチ回路５自体からローバンド信号の高調波が発生した場合であっても、第２ローパスフィルタ４によって当該高調波が減衰する。したがって、無線通信モジュール１００の性能が更に向上する。

本実施形態に係る無線通信モジュール１００は、ローバンド信号の高調波成分の周波数がハイバンド信号の基本波成分の周波数以下である場合に、特に有用である。以下、図２を参照して、無線通信モジュール１０１と比較して説明する。

図２に示すように、比較例に係る無線通信モジュール１０１は、アンテナ１と、第３ローパスフィルタ７と、第３スイッチ回路８と、を備える。

アンテナ１は、上述した実施形態に係る無線通信モジュール１０１が備えるアンテナ１と同一である。

第３ローパスフィルタ７は、第３スイッチ回路８からアンテナ１までのパス上の任意の位置に設けられる。第３ローパスフィルタ７の詳細については後述する。

第３スイッチ回路８は、機械式または電子式のＲＦスイッチとして機能する。具体的には、第３スイッチ回路８は、第３固定端子８ａと、複数の第３切換端子と、を有する。第３スイッチ回路８は、当該第３スイッチ回路８の内部において第３固定端子８ａに連結される第３切換端子を切換可能であるものとする。第３スイッチ回路８は、例えばプロセッサからの制御信号に基づいて動作する。

第３固定端子８ａは、第３ローパスフィルタ７を介してアンテナ１に接続される。

複数の第３切換端子それぞれには、ローバンド信号用またはハイバンド信号用の、送信パスまたは受信パスが接続される。送信パスは、例えばＰＡモジュールを介してＲＦＩＣに接続される。受信パスは、例えばＲＦＩＣに接続される。例えば図２に示す例では、第３スイッチ回路８は、８つの第３切換端子８ｂ１乃至８ｂ８を有する。第３切換端子８ｂ１には、第１ローバンド送信パスが接続される。第３切換端子８ｂ２には、第１ローバンド受信パスが接続される。第３切換端子８ｂ３には、第２ローバンド送信パスが接続される。第３切換端子８ｂ４には、第２ローバンド受信パスが接続される。第３切換端子８ｂ５には、第１ハイバンド送信パスが接続される。第３切換端子８ｂ６には、第１ハイバンド送信パスが接続される。第３切換端子８ｂ７には、第２ハイバンド送信パスが接続される。第３切換端子８ｂ８には、第２ハイバンド送信パスが接続される。

第３ローパスフィルタ７について詳細に説明する。上述のように、第３ローパスフィルタ７は、第３スイッチ回路８からアンテナ１までのパス上に設けられる。第３スイッチ回路８からアンテナ１までのパスには、ローバンド信号およびハイバンド信号の両方が流れ得る。

第３ローパスフィルタ７によってローバンド信号の高調波成分を減衰させるためには、第３ローパスフィルタ７のカットオフ周波数が、ローバンド信号の基本波成分の周波数よりも高く、且つ高調波成分の周波数よりも低くなければならない。例えば、ローバンド信号の基本波成分の周波数が９００ＭＨｚである場合、第３ローパスフィルタ７のカットオフ周波数は、ローバンド信号の第２高調波成分の周波数である１８００ＭＨｚ未満であることが望ましい。

しかしながら、例えばハイバンド信号の基本波成分の周波数が１８００ＭＨｚ以上である場合、上述のように第３ローパスフィルタ７のカットオフ周波数が１８００ＭＨｚ未満であると、第３ローパスフィルタ７によってハイバンド信号の基本波成分が減衰してしまう。ハイバンド信号の基本波成分の減衰は、ハイバンド信号を用いる無線通信の品質低下を招く。一方、例えば第３ローパスフィルタ７のカットオフ周波数が１８００ＭＨｚよりも高いと、第３ローパスフィルタ７によってローバンド信号の第２高調波成分を減衰させることができない。このように、ローバンド信号の高調波成分の周波数が、ハイバンド信号の基本波成分の周波数以下である場合、無線通信モジュール１０１は、ローバンド信号の高調波成分を減衰させることができない。

これに対して、本実施形態に係る無線通信モジュール１００によれば、ローバンド信号の高調波成分は、第２ローパスフィルタ４によって減衰する。ハイバンド信号の高調波成分は、第１ローパスフィルタ２によって減衰する。このため、無線通信モジュール１００によれば、ローバンド信号の高調波成分の周波数がハイバンド信号の基本波成分の周波数以下である場合であっても、ローバンド信号の高調波成分およびハイバンド信号の高調波成分の両方が減衰する。したがって、例えば比較例に係る無線通信モジュール１０１と比較して、本実施形態に係る無線通信モジュール１００の性能は高い。

本実施形態に係る無線通信モジュール１００は、例えば図１に示すように、アンテナ１とダイプレクサ３との間に第１ローパスフィルタ２を備えてもよい。かかる構成によれば、以下に説明するように、無線通信モジュール１００の性能が更に向上する。

第１スイッチ回路５からダイプレクサ３に流れるローバンド信号の高調波成分は、第２ローパスフィルタ４によって減衰する。例えば、第２ローパスフィルタ４によって、ローバンド信号の第２高調波以上の高調波成分が減衰し得る。ダイプレクサ３からアンテナ１に流れるローバンド信号の減衰した高周波成分は、第１ローパスフィルタ２によって更に減衰する。例えば、第１ローパスフィルタ２によって、ローバンド信号の第３高調波以上の高調波成分が更に減衰し得る。したがって、無線通信モジュール１００の性能が更に向上する。

本開示の実施形態を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、または各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。

例えば、上述の実施形態において、第１スイッチ回路５に４つのローバンド信号用のパスが接続される例について説明した。しかしながら、第１スイッチ回路５に接続されるローバンド信号用のパスの数は、４つより少なくてもよい。具体的には、バンドパスフィルタ等を含むダイプレクサを用いて、例えば第１ローバンド受信パス、第２ローバンド送信パス、および第２ローバンド受信パス等を１つに纏めてから、第１スイッチ回路５の第１切換端子に接続する構成が考えられる。同様に、第２スイッチ回路６に接続されるハイバンド信号用のパスの数は、４つより少なくてもよい。

上述の実施形態において、ローバンドが、ＧＳＭ（登録商標）９００およびＷＣＤＭＡ（登録商標）−Ｂａｎｄ８の２つの９００ＭＨｚ帯を含み、ハイバンドが、ＧＳＭ（登録商標）１８００およびＷＣＤＭＡ（登録商標）−Ｂａｎｄ１の２つの１８００ＭＨｚ帯を含む例について説明した。しかしながら、ローバンドおよびハイバンドそれぞれに含まれる周波数帯は、任意に定められてもよい。ローバンドおよびハイバンドそれぞれに含まれる周波数帯の数は、任意の定められてもよい。

上述の実施形態において、無線通信モジュール１００が無線通信を行う任意の装置として移動体に備えられてもよいことを説明したが、これに限定されない。無線通信モジュール１００は、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ＩｏＴ（Internet of Things）機器等の通信装置に備えられてもよいことは勿論である。

１ アンテナ
２ 第１ローパスフィルタ
３ ダイプレクサ
３ａ アンテナ端子
３ｂ ローバンド信号端子
３ｃ ハイバンド信号端子
４ 第２ローパスフィルタ
５ 第１スイッチ回路
５ａ 第１固定端子
５ｂ１−５ｂ４ 第１切換端子
６ 第２スイッチ回路
６ａ 第２固定端子
６ｂ１−６ｂ４ 第２切換端子
７ 第３ローパスフィルタ
８ 第３スイッチ回路
８ａ 固定端子
８ｂ１−８ｂ８ 第３切換端子
１００、１０１ 無線通信モジュール

本開示は、移動体および無線通信モジュールに関する。

従来、例えば特許文献１には、各種車両に搭載され得る、無線津新を行う回路基板を備えた車両用表示装置が開示されている。また、従来、無線通信を行うための無線通信モジュールが知られている。例えば特許文献２には、１つのスイッチに複数の送信パスおよび複数の受信パスが接続されたモジュールが開示されている。

特開２０１５−１４００５４号公報 特開２００５−１６７６３９号公報

本開示の一実施形態に係る移動体は、無線通信モジュールを備える。無線通信モジュールは、第１スイッチ回路と、第２スイッチ回路と、ダイプレクサと、第１ローパスフィルタと、を備える。第１スイッチ回路は、第１固定端子および複数の第１切換端子を有し、前記複数の第１切換端子それぞれにローバンド信号用のパスが接続される。第２スイッチ回路は、第２固定端子および複数の第２切換端子を有し、前記複数の第２切換端子それぞれにハイバンド信号用のパスが接続される。ダイプレクサは、前記第１固定端子に接続されたローバンド信号端子と、前記第２固定端子に接続されたハイバンド信号端子と、アンテナが接続されるアンテナ端子と、を有する。第１ローパスフィルタは、前記第２スイッチ回路から前記アンテナまでのパス上に設けられ、前記ハイバンド信号の高調波成分を減衰させる。
本開示の一実施形態に係る無線通信モジュールは、第１スイッチ回路と、第２スイッチ回路と、ダイプレクサと、第１ローパスフィルタと、を備える。第１スイッチ回路は、第１固定端子および複数の第１切換端子を有し、前記複数の第１切換端子それぞれにローバンド信号用のパスが接続される。第２スイッチ回路は、第２固定端子および複数の第２切換端子を有し、前記複数の第２切換端子それぞれにハイバンド信号用のパスが接続される。ダイプレクサは、前記第１固定端子に接続されたローバンド信号端子と、前記第２固定端子に接続されたハイバンド信号端子と、アンテナが接続されるアンテナ端子と、を有する。第１ローパスフィルタは、前記第２スイッチ回路から前記アンテナまでのパス上に設けられ、前記ハイバンド信号の高調波成分を減衰させる。

Claims (4)

1. 第１固定端子および複数の第１切換端子を有し、前記複数の第１切換端子それぞれにローバンド信号用のパスが接続される第１スイッチ回路と、
   第２固定端子および複数の第２切換端子を有し、前記複数の第２切換端子それぞれにハイバンド信号用のパスが接続される第２スイッチ回路と、
   前記第１固定端子に接続されたローバンド信号端子と、前記第２固定端子に接続されたハイバンド信号端子と、アンテナが接続されるアンテナ端子と、を有するダイプレクサと、
   前記第２スイッチ回路から前記アンテナまでのパス上に設けられ、前記ハイバンド信号の高調波成分を減衰させる第１ローパスフィルタと、
   を備える、無線通信モジュール。
2. 請求項１に記載の無線通信モジュールであって、
   前記前記第１スイッチ回路から前記ダイプレクサまでのパス上に設けられ、前記ローバンド信号の高調波成分を減衰させる第２ローパスフィルタを更に備える、無線通信モジュール。
3. 請求項１または２に記載の無線通信モジュールであって、
   前記ローバンド信号の高調波成分の周波数が、前記ハイバンド信号の基本波成分の周波数以下である、無線通信モジュール。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の無線通信モジュールであって、
   前記第１ローパスフィルタは、前記アンテナと前記ダイプレクサとの間に設けられている、無線通信モジュール。

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