JP4387252B2 - 送受信フィルタ回路、送受信装置および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、送受信フィルタ回路、送受信装置および通信システムに関するものである。例えば、同軸ケーブルを用いた高速通信システムに用いられる送受信フィルタ回路、送受信装置および通信システムに関するものである。

現在、家庭のテレビ用などの同軸ケーブルでは、ＵＨＦ、ＶＨＦ、ＢＳなどの放送信号を伝送している。この同軸ケーブルのネットワークを端末間のネットワークとして用いる場合には、端末間の高速通信は、放送信号とは別の周波数帯域を用いて行うことになる。

図９は、端末間の通信に、この同軸ケーブルのネットワークを利用したシステムの、端末間の接続構成図を示している。図９は、２台の端末の接続されている部分のみを示しているものであり、実際には、さらに他の同軸ケーブルおよび分配器を介して、さらに多くの端末が接続される。

送受信装置７０、７１の２台の端末が、それぞれ、分配器７２の出力端子７４、７５に、同軸ケーブル７６、７７によって接続されている。分配器７２の部分に示している点線７９が、送受信装置７０−７１間の高速通信システム信号の経路を示している。つまり、送受信装置７０と送受信装置７１は、分配器７２を介して高速通信を行う。

一方、このネットワークには放送信号も流れている。分配器７２の部分に示している太い実線が放送信号７８の流れる経路を示している。放送信号７８は、分配器７２の入力端子７３に流れ込み、出力端子７４、７５から、同軸ケーブル７６、７７を介して、送受信装置７０、７１へも流れ込む。

このように、放送信号７８が流れる同軸ネットワークを端末間の高速通信に用いる場合には、高速通信システム信号のスプリアスが他の信号に歪みを与えず、また、他の信号のスプリアスにより高速通信システム信号が歪みを受けないようにする必要がある。したがって、フィルタの挿入が不可欠となる。

従来、送受信に同一周波数帯域を用い、送信と受信を時分割で切り替える場合には、送受信には同一のフィルタを共用していた（例えば、特許文献１参照）。

以下、従来の送受信フィルタ回路について図１０および図１１を用いて説明する。

図１０は、一般的な送受信装置３０の送受信部分のブロック図を示している。送受信装置３０には、外部ケーブル接続端子４４に同軸ケーブル４５が接続されている。外部ケーブル接続端子４４は、送受信フィルタ回路３１の外部端子４１に接続されている。

送受信装置３０からの送信信号は、送信回路３２から出力され、送受信フィルタ回路３１の送信部用端子４２に入力され、送受信フィルタ回路３１を通って、同軸ケーブル４５に出力される。

同軸ケーブル４５からの入力信号は、送受信フィルタ回路３１を通って、送受信フィルタ回路３１の受信部用端子４３から出力されて受信回路３３に入力される。

図１１は、図１０に示す送受信フィルタ回路３１のブロック図を示したものである。なお、図１０に示したものと同じ構成部分には、同一の符号を付している。

所望の遮断特性を満足するフィルタ１１およびフィルタ１２が直列に設けられており、送信信号、受信信号ともに、これらのフィルタ１１、１２を通るようになっている。そして、切替スイッチ５０が設けられており、送信時には送信部用端子４２がフィルタ１１の一端に接続され、受信時には受信部用端子４３がフィルタ１１の一端に接続されるように制御される。このようにして、フィルタ１１、１２は、送受信時に共用されるようになっている。
特開平７−２２１８０１号公報

しかしながら、従来の送受信時にフィルタを共用する構成のフィルタ回路を用いた場合には、受信時に必要以上の減衰特性を有するフィルタを使用することになり、それに対するフィルタの挿入損により受信信号の受信電力が低下してしまう。したがって、受信電力が低下した分、通信距離も短くなってしまう。

送信、受信の際に用いられるフィルタにおいては必ず挿入損が生じ、その分、受信信号の受信電力が低下する。

図１１において、フィルタ１１の挿入損をＬ_１、フィルタ１２の挿入損をＬ_２とすると、送信時、受信時共に挿入損は（Ｌ_１＋Ｌ_２）［ｄＢ］となる。したがって、図９に示す送受信装置７０と送受信装置７１の間で高速通信を行う場合には、送信機側と受信機側との間で、合計２（Ｌ_１＋Ｌ_２）［ｄＢ］の挿入損が生じることになる。

放送信号はアナログ変調波であるため、放送信号に対する高速通信システム信号のスプリアスの影響は大きく、映像への妨害となり、この信号のスプリアスの除去は必須である。一方、高速通信システム信号はデジタル変調波であり、高速通信システム信号への放送信号のスプリアスの影響は、許容度が大きいため、送信フィルタより緩い減衰特性のフィルタでスプリアスを許容値まで除去できる。

つまり、従来の、送受信において同一のフィルタを共用する構成の場合には、受信信号に対しては、必要以上に減衰特性の大きいフィルタを用いていることになる。したがって、その分の挿入損も多く発生してしまう。

また、既存の同軸ケーブルを用いて通信する場合、分岐・分配器や同軸ケーブルによる信号電力の減衰が非常に大きい。したがって、この場合には、送信、受信の際に用いられるフィルタ部における挿入損に加えて、信号電力の減衰により、さらに通信距離が短くなり、十分な受信感度が得られない場合がある。

以上より、通信距離の向上、すなわち受信感度の向上が必要となる。

本発明は、上述した従来の課題を解決するもので、フィルタの挿入損を低減させ、通信距離を向上させる、送受信フィルタ回路、送受信装置および通信システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
送受信に同一周波数の信号が用いられる通信システムの送受信フィルタ回路において、
送信フィルタと、
前記送信フィルタの減衰特性の大きさよりも小さい減衰特性を有する受信フィルタと、
外部端子に接続され、前記外部端子を前記送信フィルタまたは前記受信フィルタに接続されるように切り替える送受信切り替えスイッチとを備えた送受信フィルタ回路である。

第２の本発明は、
前記受信フィルタは、それぞれの減衰特性が異なる複数の受信用フィルタであり、
前記送受信切り替えスイッチが前記複数の受信用フィルタのいずれかに接続されるように、前記送受信切り替えスイッチと前記複数の受信用フィルタとの間に、受信用フィルタ切り替えスイッチが設けられている、第１の本発明の送受信フィルタ回路である。

第３の本発明は、
前記受信用フィルタ切り替えスイッチは、前記外部端子から入力される受信信号の信号対雑音比が低い場合には、前記複数の受信用フィルタのうちの減衰特性の大きい受信用フィルタに接続し、前記信号対雑音比が高い場合には、前記複数の受信用フィルタのうちの減衰特性の小さい受信用フィルタに接続する、第２の本発明の送受信フィルタ回路である。

第４の本発明は、
送受信に同一周波数の信号が用いられる通信システムの送受信フィルタ回路において、
外部端子に接続され、スプリアス除去を目的とした通信帯域のみを通過させる共用フィルタと、
前記共用フィルタに接続された送受信切り替えスイッチと、
前記送受信切り替えスイッチの一方および送信部用端子に接続され、前記共用フィルタと同一の通過帯域を有する送信フィルタとを備え、
前記送受信切り替えスイッチの他の一方は、前記送信フィルタの減衰特性の大きさよりも小さい減衰特性および前記共用フィルタと同一の通過帯域を有する受信フィルタを介して、または介さずに、受信部用端子に接続されている、送受信フィルタ回路である。

第５の本発明は、
前記送受信切り替えスイッチの前記他の一方が、前記受信フィルタまたは前記受信部用端子のいずれかに接続されるように、前記送受信切り替えスイッチと前記受信フィルタおよび前記受信部用端子との間に、受信用フィルタ切り替えスイッチが設けられている、第４の本発明の送受信フィルタ回路である。

第６の本発明は、
前記受信用フィルタ切り替えスイッチは、前記外部端子から入力される受信信号の信号対雑音比が低い場合には、前記受信フィルタに接続し、前記信号対雑音比が高い場合には、前記受信部用端子に接続する、第５の本発明の送受信フィルタ回路である。

第７の本発明は、
第１乃至第６のいずれかの本発明の送受信フィルタ回路と、
前記送受信フィルタ回路の送信フィルタに接続される送信回路と、
前記送受信フィルタ回路の受信フィルタの受信部用端子に接続される受信回路とを備えた送受信装置である。

第８の本発明は、
ＯＦＤＭ変調方式の信号を送受信する、第７の本発明の送受信装置である。

第９の本発明は、
第７または第８の本発明の送受信装置を複数備え、
前記複数の送受信装置のそれぞれの外部端子は、同軸ケーブルに接続され、
前記同軸ケーブルは、分配器に接続されている、通信システムである。

本発明により、フィルタの挿入損を低減させ、通信距離を向上させる、送受信フィルタ回路、送受信装置および通信システムを提供できる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図９は、本発明の実施の形態１の通信システムの部分構成図である。本実施の形態１の通信システムは、背景技術で説明した従来の通信システムと同じ構成であり、同軸ケーブルおよび分配器で構成される同軸ネットワークにより、複数の送受信装置が接続される構成である。図９は、この通信システムの一部の構成のみを示すものであり、さらに多くの同軸ケーブルおよび分配器に接続される送受信装置により、本実施の形態１の通信システムが構成される。

図１０は、本実施の形態１の通信システムで使用される各送受信装置７０、７１の送受信部分のブロック図を示しており、その構成は、従来の送受信装置と同じ構成である。

図１は、図１０の送受信装置３０が有する送受信フィルタ回路３１のブロック図を示しており、この送受信フィルタ回路の構成が、従来の送受信フィルタ回路の構成と異なる。図１を用いて、本実施の形態１の送受信フィルタ回路の構成および動作について説明する。

本実施の形態１の送受信フィルタ回路は、３つのフィルタ１５、１６、１７を備えている。外部端子４１が、フィルタ１６またはフィルタ１７のいずれかに接続されるように、切替スイッチ５２が設けられている。そして、フィルタ１５の一端は送信部用端子４２に接続され、フィルタ１７の一端は受信部用端子４３に接続されている。フィルタ１５、１６、１７の挿入損は、それぞれ、Ｌ_１［ｄＢ］、Ｌ_２［ｄＢ］、Ｌ_２［ｄＢ］である。

なお、フィルタ１５およびフィルタ１６の組み合わせたものが、本発明の送信フィルタの一例である。また、フィルタ１７が、本発明の受信フィルタの一例である。また、切替スイッチ５２が、本発明の送受信切り替えスイッチの一例である。

送信時には、切替スイッチ５２は、外部端子４１にフィルタ１６を接続させる。送信部用端子４２に接続される送信回路から入力された送信信号は、フィルタ１５およびフィルタ１６を通過して、外部端子４１に接続されている同軸ケーブルへ伝送される。２つのフィルタを通過することによって、阻止帯域における急峻な減衰特性を得ることができ、このときの挿入損は（Ｌ_１＋Ｌ_２）［ｄＢ］となる。

一方、受信時には、切替スイッチ５２は、外部端子４１にフィルタ１７を接続させる。受信信号は、同軸ケーブルから外部端子４１に入力され、フィルタ１７を通過して受信部用端子４３に接続されている受信回路に伝送される。このときの挿入損はＬ_２［ｄＢ］のみである。

受信信号に対しては、送信用フィルタ（フィルタ１５およびフィルタ１６）よりも緩い減衰特性のフィルタでスプリアスを許容値まで除去できるので、このように、送信フィルタよりも段数の少ないフィルタ（フィルタ１７のみ）で構成することができる。

したがって、図１に示す本実施の形態１の送受信フィルタ回路を用いた場合の、送受信における挿入損は、送信時と受信時の合計の（Ｌ_１＋２Ｌ_２）［ｄＢ］となる。これに対し、図１１に示す従来の、送受信でフィルタを共用する構成の送受信フィルタ回路を用いた場合の送受信における挿入損は、（２Ｌ_１＋２Ｌ_２）［ｄＢ］となるので、従来の構成に比べて小さい挿入損ですむ。

図１に示す構成で所望の遮断特性を得るには、Ｌ_１＝Ｌ_２≒１．５［ｄＢ］程度の挿入損となるのが、回路実現上から一般的である。また、同軸ケーブル（５Ｃ−ＦＢ）では９００ＭＨｚ帯における挿入損は０．１５［ｄＢ／ｍ］である。したがって、本実施の形態１の送受信フィルタ回路を用いた場合には、従来の送受信フィルタ回路を用いた場合と比較して、同軸ケーブル（５Ｃ−ＦＢ）における通信距離が約１０ｍ向上する。

図９に示すように、本実施の形態１の通信システムは、家庭のテレビ用などの同軸ケーブルのネットワークを利用している。

同軸ケーブルおよび分配器は、放送信号の伝送用途、すなわち分配器７２の入力端子７３と出力端子７４または出力端子７５間での通信を想定しているものであり、通常、分配器７２の出力端子７４−７５間同士での通信は想定していない。そのため、出力端子７４−７５間における信号減衰および歪みは大きく、通信に適していない。この分配器７２の出力端子７４−７５間での通信を行わせ、かつ、高速な通信を行わせるために、本実施の形態１の通信システムでは、信号歪みに強く周波数利用効率の高いＯＦＤＭ変調方式を用いている。

しかし、ＯＦＤＭは、複数の搬送波の信号を多重して信号を生成しているので、ＰＭＰＲ（ピーク電力対平均電力比）が大きくなりやすい。そのために、送信機の増幅器で非線形増幅されて歪みが発生しやすい。したがって、送信フィルタで、信号歪み等によるスプリアスを放送信号に影響の無いレベルまで抑える必要がある。

図２は、ＯＦＤＭのスペクトラムおよび理想特性を示している。実線がＯＦＤＭのスペクトラムであり、図２に示すように帯域外へのスペクトラムの拡がりが生じている。そこで、破線で示すような理想特性となるように、帯域外のスプリアスを抑圧する形状のフィルタが必要となる。

ＯＦＤＭ方式が歪みに強くとも、分配器の出力端子間同士の通信などの信号減衰は大きいため、フィルタによる挿入損を減らし、信号の伝送距離を伸ばす必要がある。

本実施の形態１の送受信フィルタ回路を用いることにより、送受信における挿入損を減らすことができ、信号の伝送距離を伸ばすことができるので、図９に示すような同軸ケーブルのネットワークでも送受信装置間の通信を実現できる。

以上に説明したように、本実施の形態１の送受信フィルタ回路は、送信フィルタと比較して、段数が少なく挿入損の小さいフィルタを受信フィルタに用いることによって、フィルタ挿入損を低減し、伝送距離を向上させることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２の送受信フィルタ回路のブロック図を示したものである。本実施の形態２の通信システム全体の構成は、図９および図１０に示した実施の形態１と同じ構成であり、送受信フィルタ回路の構成のみが実施の形態１と異なる。図３において、図１と同じ構成部分には、同じ符号を付している。

本実施の形態２の送受信フィルタ回路は、２つのフィルタ１３、１４を備えている。外部端子４１は、フィルタ１４に接続されており、フィルタ１４の一端が、フィルタ１３または受信部用端子４３のいずれかに接続されるように、切替スイッチ５１が設けられている。そして、フィルタ１３の一端は送信部用端子４２に接続されている。フィルタ１３、１４の挿入損は、それぞれ、Ｌ_１［ｄＢ］、Ｌ_２［ｄＢ］である。

なお、フィルタ１４が、本発明の共用フィルタの一例である。また、フィルタ１３が、本発明の送信フィルタの一例である。また、切替スイッチ５１が、本発明の送受信切り替えスイッチの一例である。

送信時には、切替スイッチ５１は、フィルタ１４の一端にフィルタ１３を接続させる。送信部用端子４２に接続される送信回路から入力された送信信号は、フィルタ１３およびフィルタ１４を通過して、外部端子４１に接続されている同軸ケーブルへ伝送される。２つのフィルタを通過することによって、阻止帯域における急峻な減衰特性を得ることができ、このときの挿入損は（Ｌ_１＋Ｌ_２）［ｄＢ］となる。

一方、受信時には、切替スイッチ５１は、フィルタ１４の一端を受信部用端子４３に接続させる。受信信号は、同軸ケーブルから外部端子４１に入力され、フィルタ１４を通過して受信部用端子４３に接続されている受信回路に伝送される。このときの挿入損はＬ_２［ｄＢ］のみである。

したがって、図３に示す本実施の形態２の送受信フィルタ回路を用いた場合の、送受信における挿入損は、送信時と受信時の合計の（Ｌ_１＋２Ｌ_２）［ｄＢ］となり、図１１に示す従来の送受信フィルタ回路を用いた場合の送受信における挿入損（２Ｌ_１＋２Ｌ_２）［ｄＢ］よりも小さい挿入損ですむ。

図３に示す構成で所望の遮断特性を得るには、Ｌ_１＝Ｌ_２≒１．５［ｄＢ］程度の挿入損となるのが、回路実現上から一般的である。また、同軸ケーブル（５Ｃ−ＦＢ）では９００ＭＨｚ帯における挿入損は０．１５［ｄＢ／ｍ］である。したがって、本実施の形態２の送受信フィルタ回路を用いた場合には、従来の送受信フィルタ回路を用いた場合と比較して、同軸ケーブル（５Ｃ−ＦＢ）における通信距離が約１０ｍ向上する。

（実施の形態３）
図４に、本発明の実施の形態３の送受信装置の送受信部分のブロック図を、図５に、送受信フィルタ回路のブロック図を示している。本実施の形態３の通信システム全体の構成は、図９に示した実施の形態１と同じ構成である。図４および図５において、図１０および図１と同じ構成部分には、同じ符号を付している。

図４に示す本実施の形態３の送受信装置３５の送受信部分の構成は、図１０に示した一般的な送受信装置３０の構成に加えて、受信Ｓ／Ｎ比検出部３６と受信フィルタ制御部３７を備えている。

受信Ｓ／Ｎ比検出部３６は、同軸ケーブル４５から入力される受信信号の信号対雑音比を測定する。そして、受信フィルタ制御部３７は、測定された信号対雑音比に応じて、受信フィルタを制御するための受信フィルタ切替制御信号３８を生成し、送受信フィルタ回路４７を制御する。

本実施の形態３の送受信フィルタ回路４７は、図５に示すように、４つのフィルタ１８〜２１を備えている。外部端子４１が、フィルタ１９または受信フィルタ切替スイッチ５４のいずれかに接続されるように、切替スイッチ５３が設けられている。そして、フィルタ１８の一端は送信部用端子４２に接続されている。受信フィルタ切替制御信号３８に応じて、切替スイッチ５３が、フィルタ２０またはフィルタ２１のいずれかに接続されるように、受信フィルタ切替スイッチ５４が設けられている。そして、フィルタ２０とフィルタ２１は、いずれも受信部用端子４３に接続されている。フィルタ１８、１９、２０、２１の挿入損は、それぞれ、Ｌ_１［ｄＢ］、Ｌ_２［ｄＢ］、Ｌ_２［ｄＢ］、Ｌ_３［ｄＢ］（Ｌ_３＜Ｌ_２）である。

なお、フィルタ１８およびフィルタ１９の組み合わせたものが、本発明の送信フィルタの一例である。また、フィルタ２０が、本発明の、複数の受信用フィルタのうちの減衰特性の大きい受信用フィルタの一例である。また、フィルタ２１が、本発明の、複数の受信用フィルタのうちの減衰特性の小さい受信用フィルタの一例である。また、切替スイッチ５３が、本発明の送受信切り替えスイッチの一例である。また、受信フィルタ切替スイッチ５４が、本発明の受信用フィルタ切り替えスイッチの一例である。

次に、図４および図５を用いて、本実施の形態３の送受信フィルタ回路の動作について説明する。

送信時には、図５に示す切替スイッチ５３は、外部端子４１にフィルタ１９を接続させる。送信部用端子４２に接続される送信回路から入力された送信信号は、フィルタ１８およびフィルタ１９を通過して、外部端子４１に接続されている同軸ケーブルへ伝送される。２つのフィルタを通過することによって、阻止帯域における急峻な減衰特性を得ることができ、このときの挿入損は（Ｌ_１＋Ｌ_２）［ｄＢ］となる。

一方、受信時には、切替スイッチ５３は、外部端子４１を受信フィルタ切替スイッチ５４に接続させる。また、図４に示すように、受信Ｓ／Ｎ比検出部３６で測定された受信信号の信号対雑音比の大きさに応じて、受信フィルタ制御部３７は、受信フィルタ切替制御信号３８を生成する。受信フィルタ制御部３７は、受信Ｓ／Ｎ比検出部３６で測定された受信信号の信号対雑音比を、予め設定された基準値と比較する。そして、測定された信号対雑音比が基準値よりも低い場合には、受信フィルタ２０を使用させる受信フィルタ切替制御信号３８を生成する。測定された信号対雑音比が基準値よりも高い場合には、受信フィルタ２０よりも緩やかな減衰特性を持ち、かつ挿入損のさらに少ない受信フィルタ２１を使用させる受信フィルタ切替制御信号３８を生成する。

そして、受信フィルタ切替スイッチ５４は、受信フィルタ制御部３７から受ける受信フィルタ切替制御信号３８に応じて、切替スイッチ５４を、フィルタ２０またはフィルタ２１に接続させる。そして、受信信号は、同軸ケーブルから外部端子４１に入力され、フィルタ２０またはフィルタ２１のいずれかを通過して受信部用端子４３に接続されている受信回路に伝送される。フィルタ２０を通過する場合の挿入損はＬ_２［ｄＢ］であり、フィルタ２１を通過する場合の挿入損はＬ_３［ｄＢ］となる。

したがって、図５に示す本実施の形態３の送受信フィルタ回路を用いた場合の、送受信における挿入損は、受信側でフィルタ２０を通過する場合には、送信時と受信時の合計の（Ｌ_１＋２Ｌ_２）［ｄＢ］となり、図１１に示す従来の送受信フィルタ回路を用いた場合の送受信における挿入損（２Ｌ_１＋２Ｌ_２）［ｄＢ］よりも小さい挿入損ですむ。

また、受信側でフィルタ２１を通過する場合には、送受信における挿入損は、（Ｌ_１＋Ｌ_２＋Ｌ_３）［ｄＢ］となり、さらに挿入損を小さくできる。

図５に示す構成で所望の遮断特性を得るには、Ｌ_１＝Ｌ_２≒１．５［ｄＢ］程度の挿入損となるのが、回路実現上から一般的である。また、同軸ケーブル（５Ｃ−ＦＢ）では９００ＭＨｚ帯における挿入損は０．１５［ｄＢ／ｍ］である。したがって、本実施の形態３の送受信フィルタ回路を用いた場合には、従来の送受信フィルタ回路を用いた場合と比較して、同軸ケーブル（５Ｃ−ＦＢ）における通信距離が、フィルタ２０を通過する場合は約１０ｍ、フィルタ２１を通過する場合は（（Ｌ_１＋Ｌ_２−Ｌ_３）／０．１５）ｍ向上する。

（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４の送受信フィルタ回路のブロック図を示したものである。本実施の形態４の通信システム全体の構成は、図９および図１０に示した実施の形態１と同じ構成であり、送受信フィルタ回路の構成のみが実施の形態１と異なる。図６において、図１と同じ構成部分には、同じ符号を付している。

本実施の形態４の送受信フィルタ回路は、３つのフィルタ２３、２４、２５を備えている。外部端子４１は、フィルタ２４に接続されており、フィルタ２４の一端が、切替スイッチ５５に接続されている。フィルタ２４の一端が、フィルタ２３またはフィルタ２５のいずれかに接続されるように、切替スイッチ５５が設けられている。そして、フィルタ２３の一端は送信部用端子４２に接続されており、フィルタ２５の一端は受信部用端子４３に接続されている。フィルタ２３、２４、２５の挿入損は、それぞれ、Ｌ_１［ｄＢ］、Ｌ_２［ｄＢ］、Ｌ_３［ｄＢ］（Ｌ_３＜Ｌ_１）である。

なお、フィルタ２４が、本発明の共用フィルタの一例である。また、フィルタ２３が、本発明の送信フィルタの一例である。また、フィルタ２５が、本発明の受信フィルタの一例である。また、切替スイッチ５５が、本発明の送受信切り替えスイッチの一例である。

送信時には、切替スイッチ５５は、フィルタ２４にフィルタ２３を接続させる。送信部用端子４２に接続される送信回路から入力された送信信号は、フィルタ２３およびフィルタ２４を通過して、外部端子４１に接続されている同軸ケーブルへ伝送される。２つのフィルタを通過することによって、阻止帯域における急峻な減衰特性を得ることができ、このときの挿入損は（Ｌ_１＋Ｌ_２）［ｄＢ］となる。

一方、受信時には、切替スイッチ５５は、フィルタ２４にフィルタ２５を接続させる。受信信号は、同軸ケーブルから外部端子４１に入力され、フィルタ２４およびフィルタ２５を通過して受信部用端子４３に接続されている受信回路に伝送される。このときの挿入損はＬ_２＋Ｌ_３［ｄＢ］である。

したがって、図６に示す本実施の形態４の送受信フィルタ回路を用いた場合の、送受信における挿入損は、送信時と受信時の合計の（Ｌ_１＋２Ｌ_２＋Ｌ_３）［ｄＢ］となり、（Ｌ_３＜Ｌ_１）なので、図１１に示す従来の送受信フィルタ回路を用いた場合の送受信における挿入損（２Ｌ_１＋２Ｌ_２）［ｄＢ］よりも小さい挿入損ですむ。

図６に示す構成で所望の遮断特性を得るには、Ｌ_１＝Ｌ_２≒１．５［ｄＢ］程度の挿入損となるのが、回路実現上から一般的である。また、同軸ケーブル（５Ｃ−ＦＢ）では９００ＭＨｚ帯における挿入損は０．１５［ｄＢ／ｍ］である。したがって、本実施の形態４の送受信フィルタ回路を用いた場合には、従来の送受信フィルタ回路を用いた場合と比較して、同軸ケーブル（５Ｃ−ＦＢ）における通信距離が（（Ｌ_１−Ｌ_３）／０．１５）ｍ向上する。

（実施の形態５）
図７に、本発明の実施の形態５の送受信フィルタ回路のブロック図を示している。本実施の形態５の通信システム全体の構成は、図９および図４に示した実施の形態３と同じ構成であり、送受信フィルタ回路の構成のみが実施の形態３と異なる。図７において、図１と同じ構成部分には、同じ符号を付している。

本実施の形態５の送受信フィルタ回路は、３つのフィルタ２６、２７、２８を備えている。外部端子４１は、フィルタ２７に接続されている。そして、フィルタ２７が、フィルタ２６または受信フィルタ切替スイッチ５７のいずれかに接続されるように、切替スイッチ５６が設けられている。そして、フィルタ２６の一端は送信部用端子４２に接続されている。受信フィルタ切替制御信号３８に応じて、切替スイッチ５６が、フィルタ２８または受信部用端子４３のいずれかに接続されるように、受信フィルタ切替スイッチ５７が設けられている。そして、フィルタ２８は受信部用端子４３に接続されている。フィルタ２６、２７、２８の挿入損は、それぞれ、Ｌ_１［ｄＢ］、Ｌ_２［ｄＢ］、Ｌ_３［ｄＢ］（Ｌ_３＜Ｌ_１）である。

次に、図４および図７を用いて、本実施の形態５の送受信フィルタ回路の動作について説明する。

送信時には、図７に示す切替スイッチ５６は、フィルタ２７をフィルタ２６に接続させる。送信部用端子４２に接続される送信回路から入力された送信信号は、フィルタ２６およびフィルタ２７を通過して、外部端子４１に接続されている同軸ケーブルへ伝送される。２つのフィルタを通過することによって、阻止帯域における急峻な減衰特性を得ることができ、このときの挿入損は（Ｌ_１＋Ｌ_２）［ｄＢ］となる。

なお、フィルタ２７が、本発明の共用フィルタの一例である。また、フィルタ２６が、本発明の送信フィルタの一例である。また、フィルタ２８が、本発明の受信フィルタの一例である。また、切替スイッチ５６が、本発明の送受信切り替えスイッチの一例である。また、受信フィルタ切替スイッチ５７が、本発明の受信用フィルタ切り替えスイッチの一例である。

一方、受信時には、切替スイッチ５６は、フィルタ２７を受信フィルタ切替スイッチ５７に接続させる。また、図４に示すように、受信Ｓ／Ｎ比検出部３６で測定した受信信号の信号対雑音比の大きさに応じて、受信フィルタ制御部３７は、受信フィルタ切替制御信号３８を生成する。受信フィルタ制御部３７は、受信Ｓ／Ｎ比検出部３６で測定された受信信号の信号対雑音比を、予め設定された基準値と比較する。そして、測定された信号対雑音比が基準値よりも低い場合には、受信フィルタ２８を使用させる受信フィルタ切替制御信号３８を生成する。測定された信号対雑音比が基準値よりも高い場合には、受信フィルタ２８を使用させない受信フィルタ切替制御信号３８を生成する。

そして、受信フィルタ切替スイッチ５７は、受信フィルタ制御部３７から受ける受信フィルタ切替制御信号３８に応じて、受信フィルタ切替スイッチ５７を、フィルタ２８または受信部用端子４３に接続させる。そして、受信信号は、同軸ケーブルから外部端子４１に入力され、フィルタ２７およびフィルタ２８、またはフィルタ２７のみのいずれかを通過して受信部用端子４３に接続されている受信回路に伝送される。フィルタ２８を通過する場合の挿入損はＬ_２＋Ｌ_３［ｄＢ］であり、フィルタ２８を通過しない場合の挿入損はＬ _２ ［ｄＢ］となる。

したがって、図７に示す本実施の形態５の送受信フィルタ回路を用いた場合の、送受信における挿入損は、受信側でフィルタ２８を通過する場合には、送信時と受信時の合計の（Ｌ_１＋２Ｌ_２＋Ｌ_３）［ｄＢ］となり、（Ｌ_３＜Ｌ_１）なので、図１１に示す従来の送受信フィルタ回路を用いた場合の送受信における挿入損（２Ｌ_１＋２Ｌ_２）［ｄＢ］よりも小さい挿入損ですむ。

また、受信側でフィルタ２８を通過しない場合には、送受信における挿入損は、（Ｌ_１＋２Ｌ_２）［ｄＢ］となり、さらに挿入損を小さくできる。

図７に示す構成で所望の遮断特性を得るには、Ｌ_１＝Ｌ_２≒１．５［ｄＢ］程度の挿入損となるのが、回路実現上から一般的である。また、同軸ケーブル（５Ｃ−ＦＢ）では９００ＭＨｚ帯における挿入損は０．１５［ｄＢ／ｍ］である。したがって、本実施の形態５の送受信フィルタ回路を用いた場合には、従来の送受信フィルタ回路を用いた場合と比較して、同軸ケーブル（５Ｃ−ＦＢ）における通信距離が、フィルタ２８を通過する場合は（（Ｌ_１−Ｌ_３）／０．１５）ｍ、フィルタ２８を通過しない場合は約１０ｍ向上する。

各実施の形態の送受信装置は、同軸ケーブルに接続する場合について説明したが、同軸ケーブル以外の構成のネットワークに接続する場合でも、本発明を適用できる。

図８は、無線で構成されるネットワークで使用される送受信装置３９に、本発明の送受信フィルタ回路を適用した場合の、送受信部分のブロック図を示している。

同軸ケーブルに接続される図１０および図４の場合と異なり、送受信フィルタ回路３１の外部端子４１は、アンテナ４６に接続されている。この場合、本発明の送受信フィルタ回路を用いていることにより、従来の構成の送受信フィルタ回路を用いる送受信装置に比べて、無線で到達できる距離を向上させる。

以上に説明したように、本発明は、送信フィルタと受信フィルタを個別に構成したことにより、送受信におけるフィルタの総挿入損を低減し、通信距離の向上、受信感度を向上させることができる。

本発明の送受信フィルタ回路は、通信距離の向上、受信感度の向上という効果を有しているため、信号減衰の大きい通信網において、スプリアスに強く、且つ送受信に同一周波数を使用する通信方式を用いた場合、通信距離の向上に有効である。

本発明の実施の形態１における送受信フィルタ回路のブロック図 ＯＦＤＭのスペクトラムおよび理想特性を示す図 本発明の実施の形態２における送受信フィルタ回路のブロック図 本発明の実施の形態３における送受信装置の送受信部分のブロック図 本発明の実施の形態３における送受信フィルタ回路のブロック図 本発明の実施の形態４における送受信フィルタ回路のブロック図 本発明の実施の形態５における送受信フィルタ回路のブロック図 本発明を、無線を利用したネットワークに適用した場合の送受信装置の送受信部分のブロック図 同軸ケーブルのネットワークを利用した通信システムの端末間の接続構成図 一般的な送受信装置の送受信部分のブロック図 従来の送受信フィルタ回路のブロック図

符号の説明

１１〜２１、２３〜２８ フィルタ
５０〜５３、５５、５６ 切替スイッチ
５４、５７ 受信フィルタ切替スイッチ
４１ 外部端子
４２ 送信部用端子
４３ 受信部用端子

Claims (9)

1. 送受信に同一周波数の信号が用いられる通信システムの送受信フィルタ回路において、
   送信フィルタと、
   前記送信フィルタの減衰特性の大きさよりも小さい減衰特性を有する受信フィルタと、
   外部端子に接続され、前記外部端子を前記送信フィルタまたは前記受信フィルタに接続されるように切り替える送受信切り替えスイッチとを備えた送受信フィルタ回路。
2. 前記受信フィルタは、それぞれの減衰特性が異なる複数の受信用フィルタであり、
   前記送受信切り替えスイッチが前記複数の受信用フィルタのいずれかに接続されるように、前記送受信切り替えスイッチと前記複数の受信用フィルタとの間に、受信用フィルタ切り替えスイッチが設けられている、請求項１に記載の送受信フィルタ回路。
3. 前記受信用フィルタ切り替えスイッチは、前記外部端子から入力される受信信号の信号対雑音比が低い場合には、前記複数の受信用フィルタのうちの減衰特性の大きい受信用フィルタに接続し、前記信号対雑音比が高い場合には、前記複数の受信用フィルタのうちの減衰特性の小さい受信用フィルタに接続する、請求項２に記載の送受信フィルタ回路。
4. 送受信に同一周波数の信号が用いられる通信システムの送受信フィルタ回路において、
   外部端子に接続され、スプリアス除去を目的とした通信帯域のみを通過させる共用フィルタと、
   前記共用フィルタに接続された送受信切り替えスイッチと、
   前記送受信切り替えスイッチの一方および送信部用端子に接続され、前記共用フィルタと同一の通過帯域を有する送信フィルタとを備え、
   前記送受信切り替えスイッチの他の一方は、前記送信フィルタの減衰特性の大きさよりも小さい減衰特性および前記共用フィルタと同一の通過帯域を有する受信フィルタを介して、または介さずに、受信部用端子に接続されている、送受信フィルタ回路。
5. 前記送受信切り替えスイッチの前記他の一方が、前記受信フィルタまたは前記受信部用端子のいずれかに接続されるように、前記送受信切り替えスイッチと前記受信フィルタおよび前記受信部用端子との間に、受信用フィルタ切り替えスイッチが設けられている、請求項４に記載の送受信フィルタ回路。
6. 前記受信用フィルタ切り替えスイッチは、前記外部端子から入力される受信信号の信号対雑音比が低い場合には、前記受信フィルタに接続し、前記信号対雑音比が高い場合には、前記受信部用端子に接続する、請求項５に記載の送受信フィルタ回路。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の送受信フィルタ回路と、
   前記送受信フィルタ回路の送信フィルタに接続される送信回路と、
   前記送受信フィルタ回路の受信フィルタの受信部用端子に接続される受信回路とを備えた送受信装置。
8. ＯＦＤＭ変調方式の信号を送受信する、請求項７に記載の送受信装置。
9. 請求項７または８に記載の送受信装置を複数備え、
   前記複数の送受信装置のそれぞれの外部端子は、同軸ケーブルに接続され、
   前記同軸ケーブルは、分配器に接続されている、通信システム。
   

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