JP2020043379A

JP2020043379A - 電子装置

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Publication number: JP2020043379A
Application number: JP2018166712A
Authority: JP
Inventors: 民雄河口; Tamio Kawaguchi; 耕司秋田; Koji Akita; 大輔内田; Daisuke Uchida; 大輝依田; Daiki Yoda
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2020-03-19

Abstract

【課題】全二重通信において、反射波の影響を小さくして必要なアイソレーションを確保できる電子装置を提供すること。【解決手段】実施形態の電子装置は、送信信号を発生し、発生した送信信号を変調する送信部１０１と、送信部１０１からの送信信号を増幅する送信増幅回路１０３と、送信増幅回路１０３からの送信信号を送信し、受信信号を受信するアンテナ１０５と、送信増幅回路１０３からの送信信号とアンテナ１０５からの受信信号とを分離する分岐回路１０６と、分岐回路１０６で分離された受信信号を増幅する受信増幅回路１０４と、受信増幅回路１０４からの受信信号を復調する受信部１０２と、アンテナ１０５と分岐回路１０６の間に設けられ、送信信号の一部を反射する共振回路１１０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電子装置に関する。

電子装置による全二重通信に関する技術として、サーキュレータを用いて送受信を分離するシステムの受信回路の一部に、送信信号から分離された信号を合成してキャンセルする構造を設けることが知られている。また、サーキュレータとアンテナとの間に定在波発生器を設けて、定在波発生器とアンテナからの反射波の合成によって、サーキュレータからの漏洩波を打ち消す方法も知られている。

特開平１１−２７４９５４号公報特許第４０４９９６８号公報

無線通信における全二重通信は、周波数を共用して同時に双方向通信が行えることから、時分割複信や周波数分割複信に対して周波数の有効利用できる利点及び通信容量の増大が見込める利点がある。一方、送信と受信が同じ周波数を用いて同時に行われるため、互いの信号が干渉してしまうことがある。一般に、送信電力は受信電力に対して十分大きいため、自局からの送信信号が回り込んで干渉波として受信信号に混入してしまうと、受信信号のＳＮは悪化する。自局の送受信のアイソレーションを確保するため、アンテナを共用する場合には、サーキュレータが良く用いられる。このため、無線通信にて全二重通信を実現する場合、送信信号と受信信号との間のアイソレーションを十分取る必要がある。ここで、サーキュレータを用いてアイソレーションを取る場合、送信と受信との間のアイソレーションには、サーキュレータのアイソレーション、アンテナ端での反射波、その他のサーキュレータとアンテナ間に置かれる回路部品からの反射波及びアンテナから出力された信号が空間上で反射して戻ってくる反射波が影響する。このため、これらすべての反射波の合成結果が受信部で十分小さくなるようにし、必要な受信信号のＳＮを実現する必要がある。また、無線通信の場合、これらはある帯域幅を持った変調波であることが多いため、通信に必要な帯域にわたってこれら反射波の影響を低減する必要がある。

本実施形態の目的は、全二重通信において、反射波の影響を小さくして必要なアイソレーションを確保できる電子装置を提供することにある。

実施形態の電子装置は、送信部と、第１増幅回路と、アンテナと、分岐回路と、第２増幅回路と、受信部と、共振回路とを備える。送信信号は、送信信号を変調する。第１増幅回路は、送信信号を増幅する。アンテナは、第１増幅回路からの送信信号を送信し、かつ、他の無線装置からの受信信号を受信する。送信信号の送信期間と受信信号の受信期間は少なくとも一部重複している。分岐回路は、第１増幅回路からの送信信号とアンテナからの受信信号とを分離する。第２増幅回路は、分岐回路で分離された受信信号を増幅する。受信部は、第２増幅回路からの受信信号を復調する。共振回路は、アンテナと分岐回路の間に設けられ、送信信号の一部を反射する。

図１は、第１の実施形態に係る電子装置のブロック図である。図２は、第１の実施形態に係る共振回路の構成例を示す図である。図３Ａは、第１の実施形態に係る共振回路の反射特性及び通過特性の一例の計算結果を示す図である。図３Ｂは、第１の実施形態に係る共振回路の反射特性及び通過特性の一例の計算結果を示す図である。図４は、第１実施形態に係る回路計算に用いた回路構成例を示す図である。図５Ａは、第１の実施形態に係るサーキュレータのポート位置を示す図である。図５Ｂは、第１の実施形態に係るサーキュレータの周波数特性の一例を示す図である。図６は、第１の実施形態に係るアンテナの反射特性の一例を示す図である。図７は、第１の実施形態に係る共振回路の周波数特性の一例を示す図である。図８は、第１の実施形態に係る共振回路の有無による送信信号の漏れ込量の違いを示す図である。図９Ａは、第１の実施形態に係る分岐回路の変形例を示す図である。図９Ｂは、第１の実施形態に係る分岐回路の変形例を示す図である。図９Ｃは、第１の実施形態に係る分岐回路の変形例を示す図である。図９Ｄは、第１の実施形態に係る分岐回路の変形例を示す図である。図１０は、第１の実施形態に係るアンテナの外部に反射体がある場合の回路構成例を示す図である。図１１は、第１の実施形態に係る送受信信号とそれらの相関を取った場合の特性例を示す図である。図１２は、第２の実施形態に係る電子装置のブロック図である。図１３Ａは、第２の実施形態に係る伝送線路を用いた共振回路の構成例を示す図である。図１３Ｂは、第２の実施形態に係る伝送線路を用いた共振回路の周波数特性の一例を示す図である。図１４は、第２の実施形態に係る共振回路の有無による送信信号の漏れ込量の違いを示す図である。図１５は、第３の実施形態に係る共振回路の構成を示す図である。図１６は、第３の実施形態に係るスイッチの構成例を示す図である。図１７は、第４の実施形態に係る電子装置のブロック図である。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る電子装置のブロック図である。電子装置は、全二重通信をする電子装置であって、送信部１０１と、受信部１０２と、送信増幅回路１０３と、受信増幅回路１０４と、アンテナ１０５と、分岐回路１０６と、共振回路１１０とを有する。以下で説明する全二重通信は、送信信号の送信周波数帯と受信信号の受信周波数帯の少なくとも一部が重なっており、さらに、送信信号の送信期間と受信信号の受信期間の少なくとも一部が重なっている通信のことを言う。

送信部１０１は、ＣＰＵ等の信号処理部から送られたデータに基づいて送信信号を生成する。また、送信部１０１は、生成した送信信号を変調する。送信部１０１は、変調した送信信号を送信増幅回路１０３に入力する。

受信部１０２は、受信増幅回路１０４から入力された受信信号を復調する。また、受信部１０２は、受信信号からデータを取り出し、取り出したデータをＣＰＵ等の信号処理部に送る。

送信増幅回路１０３は、送信信号を増幅する増幅回路である。送信増幅回路１０３は、送信信号の帯域制限のためのフィルタを備えていてもよい。

受信増幅回路１０４は、受信信号を増幅する増幅回路である。受信増幅回路１０４は、受信信号の帯域制限のためのフィルタを備えていてもよい。

アンテナ１０５は、送信と受信とで共用されるアンテナである。アンテナ１０５は、送信信号を送信するとともに受信信号を受信する。アンテナ１０５は、無線信号を送受信できるものであれば特に限定されない。

分岐回路１０６は、送信増幅回路１０３の出力端と受信増幅回路１０４の入力端との接点に設けられており、送信増幅回路１０３から入力される送信信号を共振回路１１０の方向に分岐させ、共振回路１１０から入力される受信信号を受信増幅回路１０４の方向に分岐させることで送信信号と受信信号を分離する。分岐回路１０６は、例えばサーキュレータである。一般に、サーキュレータで実現できるポート間のアイソレーションはおおよそ２０〜４０ｄＢ程度である。

共振回路１１０は、アンテナ１０５と分岐回路１０６との間に設けられ、送信信号の反射量を調整する。

図２は、共振回路１１０の構成例を示す図である。一例の共振回路１１０は、特性インピーダンスＺ０の信号入力部１１４と信号出力部１１５とを有する。信号入力部１１４には、入力信号の位相調整用の伝送線路１１３が接続されている。また、信号出力部１１５には、出力信号の位相調整用の伝送線路１１６が接続されている。

伝送線路１１３と伝送線路１１６との間には、複数段、図では３段の共振器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが接続されている。伝送線路１１３と１段目の共振器１１１ａとの結合度Ｑ_ｅはＱ_ｅ１であり、伝送線路１１６と３段目の共振器１１１ｃとの結合度Ｑ_ｅはＱ_ｅ２である。また、共振器１１１ａと共振器１１１ｂの相互の結合係数ｋはｋ_１２であり、共振器１１１ｂと共振器１１１ｃの相互の結合係数ｋはｋ_２３である。また、共振器１１１ａの共振周波数ｆはｆ_０１であり、共振器１１１ｂの共振周波数ｆはｆ_０２であり、共振器１１１ｃの共振周波数ｆはｆ_０３である。

ここで、共振器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの構造は、例えば一般的なフィルタ回路と類似した、インダクタとキャパシタの直列共振器でよい。この場合、結合係数ｋ_１２及びｋ_２３を適切に選ぶことで共振器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、後で説明する反射波の制御機能に加えて帯域制限の機能も併せ持つ。

図３Ａは、図２の共振回路において、共振器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの共振周波数ｆ_０１、ｆ_０２、ｆ_０３を１．８８ＧＨｚ、結合係数ｋ_１２、ｋ_２３を０．１９７、結合度Ｑ_ｅ１、Ｑ_ｅ２を４．１としたときの通過特性Ｓ２１と反射特性Ｓ１１の計算結果を示す図である。また、図３Ｂは、図２の共振回路において、共振器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの共振周波数ｆ_０１、ｆ_０２、ｆ_０３を１．８８ＧＨｚ、結合係数ｋ_１２、ｋ_２３を０．１９７、結合度Ｑ_ｅ１、Ｑ_ｅ２を５としたときの通過特性Ｓ２１と反射特性Ｓ１１の計算結果を示す図である。

図３Ａと図３Ｂの比較からも明らかなように、結合度Ｑ_ｅの値が変わることにより、反射量は、−４０ｄｂから−２０ｄＢ程度まで変化する。一方、結合度Ｑ_ｅの値が変わっても、通過損失は０．４ｄＢ程度で変化しない。つまり、反射量を可変しても通過損失に与える影響は極めて軽微であることが分かる。

このように、共振回路１１０に用いられる共振器は、通信に使用する帯域を確保するために相互結合され、その共振周波数は、通信帯域内に入るように設定されることが望ましい。しかしながら、後述のように結合度が十分に大きい場合には、共振回路１１０の帯域幅を通信帯域に対して十分大きくすることができる。この場合、共振回路に用いている共振器の共振周波数を通信で用いる通信帯域外に設定することもできる。また、入力側の結合度Ｑ_ｅ１と出力側の結合度Ｑ_ｅ２とを変化させることで反射量を制御することができる。また、共振器間の結合係数ｋは、通過損失や共振回路の帯域の端での反射特性の悪化を考えると、必要となる信号帯域のおおよそ１．２倍以上の結合量となるように設定されることが望ましい。ただし、急峻な周波数特性を共振回路で実現できる場合には、結合係数ｋは、信号帯域の１．１倍程度の結合量とされても問題ない。

図４は、第１実施形態に係る回路計算に用いた回路構成例を示す図である。図４では、分岐回路１０６に３端子サーキュレータが用いられている。また、サーキュレータのアイソレーション量をＩ（ｄＢ）とした場合、共振回路１１０からの反射Γr（ｄＢ）とアンテナ１０５からの反射量Γa（ｄＢ）との合成量がＩ（ｄＢ）であって逆位相となるように共振回路１１０の特性が決定される。これにより、サーキュレータからのアイソレーションは打ち消され、受信部１０２における送信信号の影響は低減される。

各部品の反射特性、分岐回路１０６に３端子サーキュレータが用いられ、アンテナ１０５にロッドアンテナが用いられた場合の反射特性を例示する。図５Ａは、３端子サーキュレータのポート構成を示す図である。３端子サーキュレータは、Ｐｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ２、Ｐｏｒｔ３の３つの端子を有する。例えば、Ｐｏｒｔ１は受信信号の出力ポート、Ｐｏｒｔ２は送信信号の入力ポート、Ｐｏｒｔ３は送信信号の出力ポート兼受信信号の入力ポートとして用いられる。図５Ｂは、サーキュレータの周波数特性を示す図である。また、図６は、ロッドアンテナの反射特性を示す図である。なお、伝送する送受信信号の中心周波数は２．４５ＧＨｚである。

図５Ｂに示すように、２．４５ＧＨｚにおけるサーキュレータのアイソレーションは、約−２２．５ｄＢである。また、２．４５ＧＨｚにおけるアンテナ１０５からの反射量は約−１３ｄＢである。この状態において、共振回路１１０として図２で示した３段の共振器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを結合した回路を用いるとする。図７は、共振回路単体の通過量Ｓ２１と反射量Ｓ１１の周波数特性を示す図である。ここで、共振器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの共振周波数ｆ_０１＝ｆ_０２＝ｆ_０３＝２．４５ＧＨｚ、結合度Ｑ_ｅ１＝６．９、Ｑ_ｅ２＝１．０、結合係数ｋ_１２＝０．０８８、ｋ_２３＝０．１９８、伝送線路１１３の特性インピーダンスは５０Ω、伝送線路１１３の２．４５ＧＨｚにおける電気長は３３７度、伝送線路１１６の特性インピーダンスは５０Ω、伝送線路１１６の２．４５ＧＨｚにおける電気長は６．８度である。

図８は、共振回路１１０がない回路において送信部１０１から送信信号を入力した場合に受信部１０２で受信される送信信号の漏れ込みレベルの計算結果と、共振回路１１０がある回路において送信部１０１から送信信号を入力した場合に受信部１０２で受信される送信信号の漏れ込みレベルの計算結果とを比較して示した図である。図８に示すように、共振回路１１０がない場合、サーキュレータのアイソレーション特性とアンテナでの反射が大きく見えてしまう。結果として、送信信号は受信帯域（２．４２５〜２．４７５ＧＨｚ）では−１６ｄＢ程度しか減衰されず、受信帯域における送信信号の影響が大きいことが分かる。一方、共振回路１１０がある場合、送信信号は受信帯域で−５５ｄＢ以上減衰している。つまり、共振回路１１０の有無によって−３０ｄＢ以上アイソレーション特性の改善効果が得られる。

上記の計算例ではアンテナ１０５及び共振回路１１０の帯域が１０％以下と狭帯域であるため、キャンセルされる帯域も狭くなっている。これに対し、アンテナ１０５に広帯域なアンテナが用いられる場合には、共振回路１１０における共振器の結合係数を強くすることでキャンセルされる帯域を広くすることができる。

以上説明したように第１の実施形態では、アンテナ１０５と分岐回路１０６との間に共振回路１１０が設けられている。共振回路１１０により、反射波の影響を小さくして必要なアイソレーションを確保できる。

図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄは、分岐回路１０６の変形例を示す図である。図９Ａは、分岐回路１０６としての、４端子サーキュレータ１０６１を示す図である。図９Ｂは、分岐回路１０６としての、２つの３端子サーキュレータ１０６２と３端子サーキュレータ１０６３とを接続した回路を示す図である。

図９Ａに示すように、４端子サーキュレータ１０６１は、Ｐｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ２、Ｐｏｒｔ３、Ｐｏｒｔ４の４つの端子を有する。４端子サーキュレータ１０６１では、例えば、３端子サーキュレータと同様に、Ｐｏｒｔ１は受信信号の出力ポート、Ｐｏｒｔ２は送信信号の入力ポート、Ｐｏｒｔ３は送信信号の出力ポート兼受信信号の入力ポートとして用いられる。そして、Ｐｏｒｔ４は終端とされる。Ｐｏｒｔ４が終端とされることにより、３端子サーキュレータよりもアイソレーションを改善することができる。

図９Ｂの例では、３端子サーキュレータ１０６２のＰｏｒｔ２と３端子サーキュレータ１０６３のＰｏｒｔ１とを接続することで、３端子サーキュレータの組み合わせ回路は、４端子サーキュレータと同様の動作をする。この場合、例えば３端子サーキュレータ１０６２のＰｏｒｔ３（図のＰｏｒｔ４）が終端とされることにより、３端子サーキュレータが単独で用いられるよりもアイソレーションを改善することができる。

分岐回路１０６には、必ずしもサーキュレータが用いられる必要はない。図９Ｃは、分岐回路１０６としてのＴ分岐回路１０６４を示す図である。また、図９Ｄは、分岐回路１０６としてのハイブリット回路１０６５を示す図である。Ｔ分岐回路１０６４及びハイブリット回路１０６５は、線路のインピーダンスが適切に設定されることにより、分岐回路として動作する。Ｔ分岐回路１０６４及びハイブリッド回路１０６５は、サーキュレータよりもアイソレーションの性能は劣るものの、磁性体を用いずに平面回路パターンのみで構成され得る。

次に、アンテナ１０５の外部に反射物等があり、送信信号の一部が反射してくるような場合への第１の実施形態の適用について説明する。ここでは、図１０に示した回路構成を考える。図１０の回路構成では、図１で示した回路構成に対して、アンテナの外部に反射体１０７がある。また、図１０の回路構成では、図１で示した回路構成に対して、信号処理部１０８が設けられている。信号処理部１０８は、例えばＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰといったデジタル信号処理器を有する。信号処理部１０８は、ＲＯＭ及びＲＡＭといったメモリを有していてもよい。また、信号処理部１０８は、複数のＣＰＵ等を有してもよいし、複数のメモリを有していてもよい。このような信号処理部１０８は、送信信号に含めるデータ及び受信信号に含まれるデータを処理する。

アンテナ１０５の外部に反射体１０７がある場合、アンテナ１０５から送信された送信信号は反射体１０７で反射することがある。反射体１０７における反射波が受信信号に影響して受信信号のＳＮが悪化することがある。したがって、反射体１０７からの反射波も考慮して共振回路１１０の構成を考えることが望ましい。

反射体１０７の影響も考慮した共振回路１１０の校正手法として、はじめに、シールドルーム等の反射体１０７の影響が無い状態で受信信号のＳＮがよくなるように共振回路１１０の共振周波数、結合度、結合係数といったパラメータを決める。次に、反射体１０７がある状態で反射体１０７からの反射波を含んだ状態の受信信号をアンテナ１０５で受信させる。このとき、信号処理部１０８は、送信信号と受信信号との相関を取る。図１１は、送信信号と、受信信号と、送受信信号の相関結果とを示した図である。反射体１０７が無い場合、送信信号のアンテナ１０５までの反射波は共振回路１１０によってキャンセルされるために分岐回路１０６を介して受信信号には混入されない。したがって、相関処理をしても高い相関は得られない。一方、反射体１０７がある場合、反射体１０７からの反射波は共振回路１１０の設計時に考慮されていないためキャンセルされない。したがって、送受信信号で相関を取ると送信信号のアンテナ１０５までの反射波だけがキャンセルされ、反射体１０７からの反射波はキャンセルされない。これにより、反射体１０７からの反射波は相関が高い場所として現れる。この相関が高い場所の時間差ｔｒ又は信号強度から反射体１０７の位置や反射量を計算することができる。また、この反射量のレベルに合わせて共振回路１１０を調整又は再設計することで、反射体１０７からの反射波もキャンセルすることができる。なお、ここでは、相関結果を利用して共振回路１１０が調整又は再設計される例が示されているが、相関結果に代えてチャネル測定の結果を利用して共振回路１１０が調整又は再設計されてもよい。チャネル測定は、例えば信号処理部１０８で行われてよい。

［第２の実施形態］
図１２は、第２の実施形態に係る電子装置のブロック図である。第２の実施形態に係る電子装置は、共振回路１１０の構成を、複数の伝送線路の組み合わせである伝送線路２０１に変更したものである。図２の伝送線路２０１は、４本の線路２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを有している。線路２０１ａの特性インピーダンスＺはＺ１であり、伝送信号の周波数帯における電気長ＥはＥ１である。同様に、線路２０１ｂの特性インピーダンスＺはＺ２であり、伝送信号の周波数帯における電気長ＥはＥ２である。線路２０１ｃの特性インピーダンスＺはＺ３であり、伝送信号の周波数帯における電気長ＥはＥ３である。線路２０１ｄの特性インピーダンスＺはＺ４であり、伝送信号の周波数帯における電気長ＥはＥ４である。線路２０１ａ〜２０１ｄの特性インピーダンスＺと電気長Ｅは、分岐回路１０６の特性とアンテナ１０５の特性とに応じて調整されている。なお、特性インピーダンスＺは、例えばそれぞれの伝送線路の幅を調整することで調整され得る。また、電気長Ｅは、例えばそれぞれの伝送線路の長さを調整することで調整され得る。したがって、所望の特性インピーダンスＺと電気長Ｅとを有する伝送線路２０１は、プリント基板又は積層基板等に簡単に構成することができる。

伝送線路２０１は、各線路の特性インピーダンスＺと電気長Ｅとの調整によって反射量を調整する。受信部１０２は、各線路からの反射信号を受信信号に合成することで受信信号に混入している送信信号をキャンセルする。

図１３Ａは、第１の実施形態の図４で示した回路と同じ特性になるように構成した伝送線路２０１の例を示す図である。また、図１３Ｂは、第２の実施形態における共振回路としての伝送線路２０１の周波数特性を示す図である。一例の伝送線路２０１は、特性インピーダンスの異なる９本の線路２０１ａ〜２０１ｉを接続して構成されている。それぞれの線路の特性インピーダンスＺと２．４５ＧＨｚにおける電気長Ｅは、Ｚ１＝５０Ω、Ｅ１＝３３８．４度、Ｚ２＝８４．７度、Ｅ２＝９０度、Ｚ３＝５０Ω、Ｅ３＝１８０度、Ｚ４＝１８１．７Ω、Ｅ４＝９０度、Ｚ５＝５０Ω、Ｅ５＝１８０度、Ｚ６＝５３．３Ω、Ｅ６＝９０度、Ｚ７＝５０Ω、Ｅ７＝１８０度、Ｚ８＝２１．６Ω、Ｅ８＝９０度、Ｚ９＝５０Ω、Ｅ９＝６．５度である。図１４は、第２の実施形態に係る共振回路としての伝送線路２０１の有無による送信信号の漏れ込量の違いを示す図である。図１４に示すように、共振回路としての伝送線路２０１の有無により大きく漏れ込量が改善することが分かる。

なお、第２の実施形態は、第１の実施形態と組み合わせられてもよい。つまり、共振回路１１０は、結合された複数の共振器と、線路幅及び電気長の異なる線路を含む伝送線路とによって構成されていてもよい。

［第３の実施形態］
図１５は、第３の実施形態に係る共振回路の構成例を示す図である。第３の実施形態の共振回路は、第１の実施形態の共振回路の変形例である。

図１５では、信号入力部１１４には、伝送線路１１３の代わりに移相器３１３が接続されている。また、信号出力部１１５には、伝送線路１１６の代わりに移相器３１６が接続されている。移相器３１３は、共振回路１１０への入力信号の位相を動的に変更することで、入力側の伝送線路の電気長を変化させる。移相器３１６は、共振回路１１０からの出力信号の位相を動的に変更することで、出力側の伝送線路の電気長を変化させる。

また、移相器３１３には、調整部の一例としての可変キャパシタ回路３１１が接続されている。可変キャパシタ回路３１１は、移相器３１３の出力端に直列に接続された可変キャパシタ３１１ａ、可変キャパシタ３１１ａの両端に並列に接続された可変キャパシタ３１１ｂ及び３１１ｃを有する。また、移相器３１６に可変キャパシタ回路３１２が接続されている。可変キャパシタ回路３１２は、移相器３１６の入力端に直列に接続された可変キャパシタ３１２ａ、可変キャパシタ３１２ａの両端に並列に接続された可変キャパシタ３１２ｂ及び３１２ｃを有する。可変キャパシタ回路３１１は、それぞれの可変キャパシタのキャパシタンスの調整によって入力側の結合度Ｑ_ｅ１を変化させる。可変キャパシタ回路３１２は、それぞれの可変キャパシタのキャパシタンスの調整によって出力側の結合度Ｑ_ｅ２を変化させる。また、反射電力を調整する方法として、共振器の共振周波数を可変する方法がある。例えば、共振器１１１ａの共振周波数を変化させた場合、共振器１１１ｂとの共振周波数が一致する場合に対して２つの共振器間の周波数がずれることにより結合度が低下する。これにより、共振周波数を変えても、結合を可変させて、反射電力を制御することができる。

図１５の共振回路１１０は、反射電力を動的に変化させることができる。したがって、第３の実施形態では、例えば通信におけるチャネルが変化した場合等に生じる送信電力の反射量の変化に追従できる。したがって、第３の実施形態の共振回路は、移動体通信における全二重通信等にも適応できる。なお、移相器による位相の調整、可変キャパシタのキャパシタンスの調整は、例えば信号処理部１０８によって行われてよい。

なお、第３の実施形態の変形例として、図１６に示すように、可変キャパシタ回路３１１の代わりに２つのスイッチ３２１を設ける構成も考えられる。２つのスイッチ３２１のうち、１つのスイッチ３２１の一端は移相器３１３に接続され、もう一端は結合線路３２２と接続される。もう１つのスイッチ３２１の一端は共振回路１１０の共振器１１１ａに接続され、もう一端は結合線路３２２と接続される。図１６は、入力側の構成を示しているが、出力側も同様である。出力側の場合、１つのスイッチ３２１の一端は移相器３１６に接続される、もう１つのスイッチ３２１の一端は共振回路１１０の共振器１１１ｃに接続される。スイッチ３２１は、例えばＭＯＳＦＥＴスイッチでよい。

結合線路３２２は、調整した範囲で結合度が定められた複数の伝送線路を有する。例えば図１６は、３つの伝送線路３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃを有する。例えば、スイッチ３２１を介して移相器３１３と、伝送線路３２２ａと、共振回路１１０とが接続されたとき、入力側の結合度Ｑ_ｅ１は結合度Ｑ_ｅ１１になる。同様にスイッチ３２１を介して移相器３１３と、伝送線路３２２ｂと、共振回路１１０とが接続されたとき、入力側の結合度Ｑ_ｅ１は結合度Ｑ_ｅ１２になる。また、スイッチ３２１を介して移相器３１３と、伝送線路３２２ｃと、共振回路１１０とが接続されたとき、入力側の結合度Ｑ_ｅ１は結合度Ｑ_ｅ１３になる。

図１６のようにスイッチ３２１によって電子的に結合度を調整することも可能である。

［第４の実施形態］
図１７は、第４の実施形態に係る電子装置のブロック図である。第１の実施形態においては、送信信号の反射波が受信部１０２においてキャンセルされるように共振回路１１０からの反射電力と反射位相とが調整される。しかしながら、共振回路１１０で反射電力と反射位相とが調整されただけでは十分なキャンセル量が得られない場合もある。第４の実施形態では、送信部１０１に可変移相器４０１と、可変抵抗４０２とを含むキャンセル回路を接続している。このような構成により、送信部１０１から出力される送信信号から一部の信号を取り出し、キャンセル回路を用いて信号の電力と位相とを調整し、調整した信号を受信部１０２において合成する。これにより、第１の実施形態よりも高いキャンセル量を得ることができる。なお、可変移相器４０１は、遅延用の伝送線路でもよい。

なお、共振回路１１０を持たせずに可変移相器４０１と可変抵抗４０２だけで反射電力をキャンセルしようとする場合、可変移相器４０１及び可変抵抗４０２の規模を大きくする必要が生じる。第４の実施形態では共振回路１１０と、可変移相器４０１及び可変抵抗４０２とを合わせて用いることで簡易な構成でより大きいキャンセル量を実現することができる。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０１送信部、１０２受信部、１０３送信増幅回路、１０４受信増幅回路、１０５アンテナ、１０６分岐回路、１０８信号処理部、１１０共振回路、１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ共振器、１１３伝送線路、１１４信号入力部、１１５信号出力部、１１６伝送線路、２０１伝送線路、２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅ，２０１ｆ，２０１ｇ，２０１ｈ、２０１ｉ線路、３１１可変キャパシタ回路、３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃ可変キャパシタ、３１２可変キャパシタ回路、３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ可変キャパシタ、３１３移相器、３１６移相器、３２１スイッチ、３２２結合線路、３２２ａ，３２２ｂ，３２２ｃ伝送線路、４０１可変移相器、４０２可変抵抗、１０６１４端子サーキュレータ、１０６２，１０６３３端子サーキュレータ、１０６４Ｔ分岐回路、１０６５ハイブリッド回路。

Claims

送信信号を変調する送信部と、
前記送信信号を増幅する第１増幅回路と、
前記第１増幅回路からの前記送信信号を送信し、かつ、他の無線装置からの受信信号を受信するものであって、前記送信信号の送信期間と前記受信信号の受信期間が少なくとも一部重複する、アンテナと、
前記第１増幅回路からの前記送信信号と前記アンテナからの前記受信信号とを分離する分岐回路と、
前記分岐回路で分離された前記受信信号を増幅する第２増幅回路と、
前記第２増幅回路からの前記受信信号を復調する受信部と、
前記アンテナと前記分岐回路の間に設けられ、前記送信信号の一部を反射する共振回路と、
を具備する電子装置。
前記共振回路は、結合された複数の共振器を有する請求項１に記載の電子装置。
前記共振回路は、入力線路及び出力線路の線路幅と異なる線路幅を有する複数の線路を含む伝送線路を含む請求項１又は２に記載の電子装置。
前記共振回路の結合度又は共振周波数を調整する調整部をさらに具備する請求項１に記載の電子装置。
前記調整部は、可変キャパシタにより前記結合度を調整する請求項４に記載の電子装置。
前記調整部は、スイッチにより前記結合度を調整する請求項４に記載の電子装置。
前記共振回路と前記アンテナとの間に設けられた位相調整用の伝送線路と、
前記共振回路と前記アンテナとの間に設けられた移相器と、
をさらに具備する請求項１乃至６の何れか１項に記載の電子装置。
前記分岐回路は、サーキュレータ、Ｔ分岐回路又はハイブリット回路である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電子装置。
前記分岐回路は、４端子サーキュレータ又は２つの３端子サーキュレータの組み合わせ回路である請求項１乃至７の何れか１項に記載の電子装置。
前記送信部と前記受信部との間に設けられた、可変移相器と可変抵抗を含むキャンセル回路をさらに具備する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電子装置。
前記送信部と前記受信部との間の信号処理を行う信号処理部と、
前記送信信号と前記受信信号の相関の結果又はチャネル測定の結果から前記共振回路を調整する回路調整部と、
をさらに具備する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電子装置。