JP4377767B2

JP4377767B2 - 送受信制御回路及び通信装置

Info

Publication number: JP4377767B2
Application number: JP2004219776A
Authority: JP
Inventors: 正広上船
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2024-07-28
Also published as: JP2006041988A

Description

本発明は、携帯電話機や無線ＬＡＮ等の通信機器に組み込まれ、信号経路を選択する回路として用いられる送受信制御回路及びこれを用いた通信装置に関するものである。

従来より、送受信制御回路は、携帯電話等の通信機器に組み込まれ、周波数帯域の異なる数種類の通信方式に対応して信号経路を選択する回路として用いられている。

かかる従来の送受信制御回路としては、例えば図２に示すように、ローパスフィルタＬＰＦ及びハイパスフィルタＨＰＦから成り両フィルタ間で外部のアンテナＡｎｔと電気的に接続されるダイプレクサＤｉ、第１の周波数帯域にかかる外部の送受信回路ＬＴｘ、ＬＲｘをローパスフィルタＬＰＦに選択的に接続する第１のスイッチ回路Ｓｗ２１と、第１の周波数帯域よりも高周波側に位置する第２の周波数帯域にかかる外部の送受信回路ＨＴｘ、ＨＲｘをハイパスフィルタＨＰＦに選択的に接続する第２のスイッチ回路Ｓｗ２２とを備えた構成のものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

上記送受信制御回路において、ローパスフィルタＬＰＦは、第１の周波数帯域の信号を通過させ、第１の周波数帯域よりも高周波側に位置する第２の周波数帯域の信号を阻止する。またハイパスフィルタＨＰＦは、第２の周波数帯域の信号を通過させ、第１の周波数帯域の信号を阻止する。従って、第１の周波数帯域における信号の送受信に際しては、外部のアンテナＡｎｔからローパスフィルタＬＰＦを介して第１のスイッチ回路Ｓｗ２１に至る信号経路が選択される。一方、第２の周波数帯域における信号の送受信に際しては、外部のアンテナＡｎｔからハイパスフィルタＡｎｔを介して第２のスイッチ回路Ｓｗ２２に至る信号経路が選択される。

しかしながら、従来の送受信制御回路においては、第１の周波数帯域にかかる外部の送信回路ＬＴｘから出力した送信信号に高調波が含まれる場合、ローパスフィルタＬＰＦで減衰しきれなかった高調波がアンテナＡｎｔから出力されてしまう。

具体的には、例えば通信方式の規格として、低周波側にＧＳＭ方式（送信信号：８９０〜９１０ＭＨｚ、受信信号：９３５〜９６５ＭＨｚ）、高周波側にＤＣＳ方式（送信信号：１７１０〜１７８５ＭＨｚ、受信信号：１８０５〜１８８０ＭＨｚ）を用いた場合、ＧＳＭ方式の送信信号の２倍高調波はＤＣＳ方式の周波数帯域とほぼ同じである。従って上述した送受信制御回路を用いた場合には、ＧＳＭ方式の送信信号の２倍高調波がＤＣＳ方式の受信信号に混ざるので、ＤＣＳ方式においては感度の低下や雑音の増加等の問題が発生する。

本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、低周波側に位置する通信方式を使用している際の高調波の出力を効果的に抑制することができる送受信制御回路及びこれを用いた通信装置を提供することにある。

本発明の送受信制御回路は、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタから成り、両フィルタ間で外部のアンテナと電気的に接続されるダイプレクサと、第１の周波数帯域における信号の送受信に際して外部の送信回路又は受信回路を前記ローパスフィルタを介して外部のアンテナに選択的に接続する第１のスイッチ回路と、前記第１の周波数帯域よりも高周波側に位置する第２の周波数帯域における信号の送受信に際して外部の送信回路、受信回路及びグランド電位のいずれかを前記ハイパスフィルタを介して前記アンテナに選択的に接続する第２のスイッチ回路と、を備えた送受信制御回路において、前記ハイパスフィルタが、前記ローパスフィルタと前記第２のスイッチ回路との間に直列接続した一対のキャパシタ素子と、前記キャパシタ素子間に一端側が接続され、他端側がグランド電位に接続されるインダクタ素子とで構成されており、前記第１の周波数帯域における信号の送受信に際して、前記ハイパスフィルタを前記第２のスイッチ回路を介してグランド電位に接続した際に、前記第２の周波数帯域よりも低周波側に形成されている減衰極が高周波側に移動することにより、前記第１の周波数帯域の信号の高調波が前記ハイパスフィルタを介してグランド電位に流れて、前記高調波を抑制するようになしたことを特徴とするものである。

また本発明の通信装置は、本発明の送受信制御回路と、前記ダイプレクサに電気的に接続されるアンテナと、前記第１及び第２のスイッチ回路のそれぞれに電気的に接続される送信回路及び受信回路とを含んでなることを特徴とするものである。

本発明の送受信制御回路によれば、ハイパスフィルタをローパスフィルタ側から見た場合、第２の周波数帯域における信号の送受信の際に他端側がグランド電位に接続されたインダクタ素子とキャパシタ素子との直列共振によって第２の周波数帯域よりも低周波側に形成されている減衰極が、第１の周波数帯域における信号の送受信に際しては、ハイパスフィルタを第２のスイッチ回路を介してグランド電位に接続することによりインダクタ素子と並列にキャパシタ素子の他方が配置されて高周波側に移動する。従って、低周波側に位置する第１の周波数帯域における信号の送受信に際しては、ローパスフィルタで減衰しきれなかった高調波がハイパスフィルタを介してグランド電位に流れるので、アンテナから低周波側に位置する通信方式を使用している際の高調波の出力を効果的に抑制することができる。

また本発明の通信装置によれば、上述した本発明の送受信制御回路と、前記ダイプレクサに電気的に接続されるアンテナと、前記第１及び第２のスイッチ回路のそれぞれに電気的に接続される送信回路及び受信回路とを含んでなることから、低周波側の通信方式を使用している際の高調波の出力を抑制した通信装置とすることができる。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の送受信制御回路を示す回路ブロック図であり、同図に示す送受信制御回路は、大略、ダイプレクサＤｉと、第１のスイッチ回路Ｓｗ１と、第２のスイッチ回路Ｓｗ２とで構成されている。

本実施形態に係る送受信制御回路は、無線電話機に用いる送受信制御回路であって、２つの通信方式、即ち、低周波側に位置し第１の周波数帯域で信号を送受信する通信方式と、第１の周波数帯域よりも高周波側に位置する第２の周波数帯域で信号を送受信する高周波側の通信方式とに対応している。

＜ダイプレクサ＞
ダイプレクサＤｉは、ローパスフィルタＬＰＦ及びハイパスフィルタＨＰＦから成り、両フィルタ間で外部のアンテナＡｎｔと電気的に接続される。

ローパスフィルタＬＰＦは、グランド電位に接続したキャパシタ素子や直列に配置接続したインダクタ素子を複数個組み合わせて構成したものである。一般的には、キャパシタ素子としてチップコンデンサ等が用いられ、インダクタ素子としてチップインダクタ等が用いられるが、インダクタ素子としては回路基板に形成したインダクタラインやストリップラインで構成することも可能であり、また、回路基板が多層化され充分な誘電率を有していればキャパシタ素子を回路基板の内部に形成することもできる。かかるローパスフィルタＬＰＦは、上記第１の周波数帯域に通過域が設定されており、第２の周波数帯域に阻止域が設定されている。即ち、第１の周波数帯域の信号は通過可能であるが、第２の周波数帯域の信号は通過できない。

ハイパスフィルタＨＰＦは、直列接続した一対のキャパシタ素子Ｃ１、Ｃ２と、キャパシタ素子Ｃ１、Ｃ２間に一端側が接続され、他端側がグランド電位に接続されるインダクタ素子Ｌ１とで構成したものである。キャパシタ素子Ｃ１、Ｃ２及びインダクタ素子Ｌ１は上記ローパスフィルタＬＰＦと同様に構成することが可能である。かかるハイパスフィルタＨＰＦは、上記第１の周波数帯域に阻止域が設定されており、第２の周波数帯域に通過域が設定されている。即ち、第２の周波数帯域の信号は通過可能であるが、第１の周波数帯域の信号は通過できない。

＜第１のスイッチ回路＞
第１のスイッチ回路Ｓｗ１は、１対多数の選択的な接続をするスイッチング素子、特に高周波での特性に優れるＧａＡｓ半導体素子が好適に用いられる。かかる第１のスイッチ回路Ｓｗ１は、上記第１の周波数帯域にかかる外部の送受信回路ＬＴｘ、ＬＲｘを、ローパスフィルタＬＰＦに選択的に接続する。

＜第２のスイッチ回路＞
第２のスイッチ回路Ｓｗ２は、上記第１のスイッチ回路Ｓｗ１と同様に１対多数の選択的な接続をする半導体素子であり、上記第２の周波数帯域にかかる外部の送受信回路ＨＴｘ、ＨＲｘ及びグランド電位を、ハイパスフィルタＨＰＦに選択的に接続する。

尚、上記第１、第２のスイッチング回路Ｓｗ１、Ｓｗ２は、それぞれに異なるスイッチング素子を用いても構わないが、これら２つのスイッチング素子を一体化させたものを用いることもできる。

次に本実施形態の送受信制御回路における送受信を制御する仕組みについて説明する。

本実施形態においては、通信方式の規格として、低周波側にＧＳＭ方式（送信信号：８９０〜９１０ＭＨｚ、受信信号：９３５〜９６５ＭＨｚ）、高周波側にＤＣＳ方式（送信信号：１７１０〜１７８５ＭＨｚ、受信信号：１８０５〜１８８０ＭＨｚ）を用いた場合について説明する。

高周波側のＤＣＳ方式を用いる場合、まず受信に際しては、外部のアンテナＡｎｔに入力された受信信号は、ローパスフィルタＬＰＦを通過することはできないがハイパスフィルタＨＰＦを通過することはできるので、ダイプレクサＤｉを介して第２のスイッチ回路Ｓｗ２に至る信号経路が選択される。そして、第２のスイッチ回路Ｓｗ２が外部の受信回路ＨＲｘを選択的に接続して受信信号を出力する。送信に際しては、第２のスイッチ回路Ｓｗ２が外部の送信回路ＨＴｘを選択的に接続して入力した送信信号は、ローパスフィルタＬＰＦを通過することができないがハイパスフィルタＨＰＦを通過することはできるので、ダイプレクサＤｉを介して外部のアンテナＡｎｔに至る信号経路が選択され、アンテナＡｎｔから送信信号を出力する。

低周波側のＧＳＭ方式を用いる場合、まず受信に際しては、外部のアンテナＡｎｔに入力された受信信号は、ハイパスフィルタＨＰＦを通過することはできないがローパスフィルタＬＰＦを通過することはできるので、ダイプレクサＤｉを介して第１のスイッチ回路Ｓｗ１に至る信号経路が選択される。そして、第１のスイッチ回路Ｓｗ１が外部の受信回路ＬＲｘを選択的に接続して受信信号を出力する。送信に際しては、第１のスイッチ回路Ｓｗ１が外部の送信回路ＬＴｘを選択的に接続して入力した送信信号は、ハイパスフィルタＨＰＦを通過することができないがローパスフィルタＬＰＦを通過することはできるので、ダイプレクサＤｉを介して外部のアンテナＡｎｔに至る信号経路が選択され、アンテナＡｎｔから送信信号を出力する。

尚、ローパスフィルタＬＰＦに形成される阻止域は、第１の周波数帯域よりも高周波側の周波数帯域を完全に減衰することは不可能であるため、送信信号に高調波が含まれる場合、減衰しきれなかった高調波がわずかながらローパスフィルタ２７を通過する。

このとき本実施形態の送受信制御回路によれば、ハイパスフィルタＨＰＦをローパスフィルタＬＰＦ側から見た場合、第２の周波数帯域における信号の送受信の際に、ハイパスフィルタＨＰＦは、キャパシタ素子の一方Ｃ１とインダクタ素子Ｌ１との直列共振によって第２の周波数帯域よりも低周波側に形成されている減衰極が、第１の周波数帯域における信号の送受信に際しては、ハイパスフィルタＨＰＦを第２のスイッチ回路Ｓｗ２を介してグランド電位に接続することにより、インダクタ素子Ｌ１と並列にキャパシタ素子の他方Ｃ２が配置されるので高周波側に移動する。従って、低周波側に位置する周波数帯域における信号の送受信に際しては、ローパスフィルタＬＰＦで減衰しきれなかった高調波がハイパスフィルタＨＰＦを介してグランド電位に流れるので、アンテナＡｎｔから低周波側に位置する通信方式を使用している際の高調波の出力を効果的に抑制することができる。

かくして本実施形態の送受信制御回路は、周波数帯域の異なる２種類の通信方式に対応した信号経路の選択を、感度の低下や雑音の増加等が低減された状態で機能させることが可能となる。

また上述した本実施形態の送受信制御回路に、ダイプレクサＤｉに電気的に接続されるアンテナＡｎｔと、第１，第２のスイッチ回路Ｓｗ１、Ｓｗ２に電気的に接続される送信回路及び受信回路とを備えることにより、低周波側の通信方式を使用している際の高調波の出力が抑制された通信装置とすることができる。

本実施形態においては、受信回路としては低雑音増幅器等が用いられ、送信回路としては高周波電力増幅器等が用いられる。また上述したように、ダイプレクサＤｉを回路基板の内部に形成すれば、素子間の接続抵抗が少ないので低損失で感度の良好な通信装置を構成することができ、更にこの場合、通信装置全体の小型化を図ることもできる。

尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

例えば上述の実施形態においては、無線電話機に用いる送受信制御回路を例にとって説明したが、これに代えて、無線ＬＡＮに用いる送受信制御回路に本発明を適用しても構わない。その場合、低周波側の送受信は、例えば２．４〜２．４９７ＧＨｚに、高周波側の送受信は、例えば４．９〜５．０ＧＨｚに設定される。

また、上述の実施形態においては、２種類の通信方式を例に用いたが、これに限らず３種類以上の通信方式においても利用可能である。

更に、上述の実施形態においては、スイッチ回路にＧａＡｓ半導体素子を用いたが、これに代えて、シリコン半導体素子を用いてもよく、また、ＰＩＮダイオードにインダクタ素子及びキャパシタ素子を組み合わせてスイッチ回路を構成しても構わない。

本発明の一実施形態に係る送受信制御回路の回路ブロック図である。従来の送受信制御回路の回路ブロック図である

符号の説明

Ａｎｔ・・・アンテナ
Ｄｉ・・・ダイプレクサ
ＬＰＦ・・・ローパスフィルタ
ＨＰＦ・・・ハイパスフィルタ
Ｓｗ１・・・第１のスイッチ回路
Ｓｗ２・・・第２のスイッチ回路

Claims

ローパスフィルタ及びハイパスフィルタから成り、両フィルタ間で外部のアンテナと電気的に接続されるダイプレクサと、
第１の周波数帯域における信号の送受信に際して外部の送信回路又は受信回路を前記ローパスフィルタを介して外部のアンテナに選択的に接続する第１のスイッチ回路と、
前記第１の周波数帯域よりも高周波側に位置する第２の周波数帯域における信号の送受信に際して外部の送信回路、受信回路及びグランド電位のいずれかを前記ハイパスフィルタを介して前記アンテナに選択的に接続する第２のスイッチ回路と、を備えた送受信制御回路において、
前記ハイパスフィルタが、前記ローパスフィルタと前記第２のスイッチ回路との間に直列接続した一対のキャパシタ素子と、前記キャパシタ素子間に一端側が接続され、他端側がグランド電位に接続されるインダクタ素子とで構成されており、前記第１の周波数帯域における信号の送受信に際して、前記ハイパスフィルタを前記第２のスイッチ回路を介してグランド電位に接続した際に、前記第２の周波数帯域よりも低周波側に形成されている減衰極が高周波側に移動することにより、前記第１の周波数帯域の信号の高調波が前記ハイパスフィルタを介してグランド電位に流れて、前記高調波を抑制するようになしたことを特徴とする送受信制御回路。
請求項１に記載の送受信制御回路と、前記ダイプレクサに電気的に接続されるアンテナと、前記第１及び第２のスイッチ回路のそれぞれに電気的に接続される送信回路及び受信回路とを含んでなることを特徴とする通信装置。