JP4512085B2

JP4512085B2 - 無線端末機

Info

Publication number: JP4512085B2
Application number: JP2006350920A
Authority: JP
Inventors: 直樹安武
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: JP2008166893A

Description

本発明は、隣接する二つの送受信回路で同時に信号を送信した際に発生するスプリアスを低減させる一方、受信の際にはスプリアスに対する受信特性を改善できるデュアルモード通信による無線端末機の送受信回路に関するものである。

従来のデュアルモード通信による無線端末機の送受信回路には、例えば特開２００５−７３０７８号公報（特許文献１）に開示された通信装置がある。特許文献１の通信装置のアンテナを含む送受信回路の主要部分は、例えば図２に示されるように、二つの送受信回路１１０，１２０それぞれで、アンテナ１１１，１２１、スイッチ１１２，１２２、低雑音増幅器１１３，１２３、受信用バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１４，１２４、送信用ＢＰＦ１１５，１２５、及びパワー増幅器１１６，１２６が含まれる。

送受信回路１１０において、アンテナ１１１は、スイッチ１１２に接続し、一つの周波数帯に含まれる受信周波数による信号を受信する一方、その送信周波数による信号を送信する。スイッチ１１２はアンテナ１１１を、受信の場合に低雑音増幅器１１３に、また送信の場合にはパワー増幅器１１６に、それぞれ接続する。低雑音増幅器１１３は受信用ＢＰＦ１１４を介し受信周波数による信号のみを通過させて復調回路に送る。送信用ＢＰＦ１１５は変調回路の出力のうち送信周波数による信号のみを通過させてパワー増幅器１１６に送る。送受信回路１２０も同一の回路構成なのでその説明は省略する。

このように、特許文献１では、送信回路及び受信回路それぞれでスプリアスの発生を低減するため、余分な周波数による信号を除去する送受信それぞれの使用周波数帯の信号を通過させるＢＰＦが用いられている。

これに対して、例えば特開２００６−２６２３１４号公報（特許文献２）に開示された無線装置がある。特許文献２の無線装置のアンテナを含む送受信回路の主要部分は、例えば図３に示されるように、一方の送受信回路２１０で、アンテナ２１１、共通ＢＰＦ２１２、スイッチ２１３、低雑音増幅器２１４、パワー増幅器２１５、及びアイソレータ２１６が含まれる。他方の送受信回路２２０では、アンテナ２２１、スイッチ２２２、低雑音増幅器２２３、受信用ＢＰＦ２２４、送信用ＢＰＦ２２５、パワー増幅器２２６、及びアイソレータ２１６が含まれる。

特許文献２の構成は、上記特許文献１と同様であるが、その一つの相違点は、図２の送受信回路１１０における受信用ＢＰＦ１１４と送信用ＢＰＦ１１５が、図３の送受信回路２１０にはなく、代わりに一つの共通ＢＰＦ２１２がアンテナ２１１とスイッチ２１３との間に備えられていることである。

それは、例えば、送信周波数１８５０〜１９１０ＭＨz及び受信周波数１９３０〜１９９０ＭＨzが使用される１.9ＧＨz帯域無線機と、送信周波数１９２０〜１９８０ＭＨz及び受信周波数２１１０〜２１７０ＭＨzが使用される２ＧＨz帯域無線機とのデュアルモードの場合に実現される。すなわち、一方の送受信回路２１０に１.9ＧＨz帯域無線機の受信周波数１９３０〜１９９０ＭＨzと２ＧＨz帯域無線機の送信周波数１９２０〜１９８０ＭＨzとのそれぞれによる送受信回路を纏めることにより、ＢＰＦ数の低減が可能であり、送受信回路１１０と比較した場合、装置の小型化と軽量化が実現できる。

更に、二つ目の相違点は、送信回路側でスイッチ２１３，２２２とパワー増幅器２１５，２２６との間にアイソレータ２１６，２２７それぞれを有することである。このアイソレータはパワー増幅器２１５，２２６の送信電力により受信回路側の低雑音増幅器２１４，２２３及び受信用ＢＰＦ２２４が破壊されるのを避けるために設けられると説明されている。

特開２００５−７３０７８号公報（図１）特開２００６−２６２３１４号公報（図２）

上述した二つの送受信回路を同一筐体に有する無線装置はそれぞれ異なる周波数帯を有する無線システムである。しかし、デュアルモードの無線端末機には、例えばＰＨＳ（パーソナル・ハンディフォン・システム）のように一つの基地局の通信可能範囲が狭く、端末機１台あたりの周波数帯域が携帯電話よりも広いため、二つの基地局に対して異なる周波数でアクセスするものがある。

このように隣接する二つの送受信回路が同時に送信したときには、スプリアス（相互変調ひずみ）の発生が問題である。例えば、図３の回路において、図４に示されるように、隣接する二つの送受信回路２１０，２２０が同時に異なる近接した周波数Ｆ１（図４），Ｆ２（図４）それぞれによる信号を送信したとき、送受信回路２１０では、送受信回路２２０の送信周波数Ｆ２の電波がアンテナ２１１を伝って送受信回路２１０の送信回路に回り込む。したがって、非線形素子を有するパワー増幅器２１５のひずみ特性により、周波数「Ｆ1-Ｆd」（図４）及び周波数「Ｆ1-２Ｆd」（図４）でスプリアスが発生する。同様に、送受信回路２２０では、送受信回路２１０の送信周波数Ｆ１の電波がアンテナ２２１を伝って送受信回路２２０の送信回路に回り込むので、非線形素子を有するパワー増幅器２２６のひずみ特性により、周波数「Ｆ2＋Ｆd」（図４）及び周波数「Ｆ2＋２Ｆd」（図４）でスプリアスが発生する。

図３の回路では、二つの送受信回路２１０，２２０において、パワー増幅器２１５，２２６それぞれの出力側に挿入されるアイソレータ２１６，２２７により、二つの送受信回路２１０，２２０の電波が互いの送信回路へ回り込む量、すなわち逆方向の信号レベルを低減させ、スプリアスの発生を抑えている。しかし、この回路構成では、アイソレータが必要であり、かつこのために伝送損失が生じてしまうという問題がある。

また、受信回路に対して不要な周波数を減衰させるため、使用する周波数の信号のみを通過させるＢＰＦ２１２，２２４、又は不要波の抑圧効果を有する低雑音増幅器２２３などを利用して、スプリアス受信特性の向上を行なっている。しかし、更にスプリアス受信特性を向上させようとすると、フィルタの追加での対応が必要となる。

解決しようとする課題は、部品点数を低減すると同時にスプリアスの発生を抑えるということができない点である。

本発明は、部品点数を低減すると同時にスプリアスの発生を抑えるため、送信回路と受信回路との切替えにサーキュレータを用いることを主要な特徴とする。

すなわち、本発明による無線端末機の送受信回路は、無線端末機がデュアルモード通信のために備える二つのそれぞれであって、アンテナ、送信回路及び受信回路を有し、アンテナと送信回路又は受信回路との接続を切替えるためにサーキュレータを用いる。

このサーキュレータは、アンテナ、送信回路及び受信回路それぞれと接続し、使用する送受信周波数帯の送信周波数による信号を前記送信回路から前記アンテナに通過させ、かつ当該アンテナからの受信周波数による信号を前記受信回路に通過させて、アンテナと送信回路及び受信回路との接続を切替えする。

前記送信回路には、変調回路からの送信周波数による信号を直接入力して前記サーキュレータに直接出力するパワー増幅器が備えられ、また、前記受信回路には、前記サーキュレータから受信周波数による信号を直接入力して復調回路へ直接出力する低雑音増幅器が備えられる。

また、無線端末機の送受信回路において、前記アンテナと前記サーキュレータとの間に使用する送受信周波数帯による信号を通過させるバンドパスフィルタを有することが、スプリアスの原因となる余分な周波数を削除するので、好ましい。

本発明のデュアルモード通信による無線端末機の送受信回路それぞれには、アンテナと送信回路及び受信回路との接続切替えにサーキュレータを用いるため、送信回路からの送信周波数による信号はアンテナへ流れ、アンテナからの受信周波数による信号は受信回路へ流れてその伝送の方向性により分離が切替えスイッチに比べ確実である。そのため、隣接する送受信機から自己のアンテナで受信する送信周波数による信号が自己の送信回路へ回り込むことが抑制できる。その結果、送信回路でのスプリアスの発生を回避できるという効果がある。また、サーキュレータのバンドパスフィルタ特性及びその挿入損失により受信回路への妨害波を減衰させるので、スプリアス受信特性の向上が期待できる。このように、サーキュレータは、アイソレータの機能を有するので、切替えスイッチとアイソレータとの両方の機能を一つでまかなうことになり、部品点数の削減に寄与している。

部品点数を低減すると同時にスプリアスの発生を抑えるという目的を、隣接する二つの送受信回路それぞれでアンテナと送信回路及び受信回路との接続切替えにサーキュレータを用いることにより、実現した。

これの実施態様について図面を参照して説明する。図１は、本発明によるデュアルモード通信による無線端末機における送受信回路の実施の一形態をブロックで示す回路図である。

デュアルモード通信による無線端末機は、図示されるように、二つの送受信回路１０，２０を有する。送受信回路１０には、アンテナ１１、送受信共用のＢＰＦ１２、サーキュレータ１３、低雑音増幅器１４、及びパワー増幅器１５が図示されている。同様に、送受信回路２０には、アンテナ２１、送受信共用のＢＰＦ２２、サーキュレータ２３、低雑音増幅器２４、及びパワー増幅器２５が図示されている。

送受信回路１０において、アンテナ１１は、ＢＰＦ１２を介してサーキュレータ１３に接続される。ＢＰＦ１２は、この無線端末機が使用する周波数帯の周波数による信号を通過させ、使用周波数帯域外の妨害波を排除する。サーキュレータ１３は、三つの端子に、ＢＰＦ１２を介してアンテナ１１へ接続する回路、低雑音増幅器１４への入力回路、及びパワー増幅器１５からの出力回路それぞれをこの順序及びこの方向に順次接続する切替えスイッチの作用を発揮する。それは、サーキュレータの特性として伝送損失が、一方向には小さく、逆方向には大きいからである。

従って、サーキュレータ１３のこのような切替え作用により、アンテナ１１への回路から低雑音増幅器１４への接続では、アンテナ１１からの受信周波数による信号は低雑音増幅器１４へのみ送られパワー増幅器１５へは送られない。低雑音増幅器１４からパワー増幅器１５への接続では、サーキュレータ１３への高周波数による信号伝送がないのでパワー増幅器１５への周波数伝送はない。また、パワー増幅器１５からアンテナ１１の回路への接続では、パワー増幅器１５の出力周波数による信号がアンテナ１１へのみ送られ低雑音増幅器１４へは送られない。図示される送受信回路２０も同一の回路構成なのでその説明は省略する。

従って、隣接する送受信回路１０，２０がアンテナ１１，２１から周波数Ｆ１，Ｆ２それぞれによる信号を同時に送信した場合、アンテナ２１から放射される周波数Ｆ２の信号は、アンテナ１１から送受信回路１０の内部へと伝送される。この周波数Ｆ２の信号はサーキュレータ１３により低雑音増幅器１４へ伝達され、パワー増幅器１５への方向には大きく減衰して周波数Ｆ２による信号の回り込みが抑えられる。すなわち、サーキュレータ１３により送信回路でのスプリアスの発生を抑えることができる。逆方向の送信周波数Ｆ１による信号の回り込みも同様に抑えることができる。

また、サーキュレータは、使用周波数帯のみを通過させるように製作できるので、その上下の周波数による信号を減衰させて不要波を除去するバンドパスフィルタとしての役割も果たす。従って、受信回路でも、妨害波の減衰効果が大きくなり、スプリアス受信特性の向上が期待できる。このように、サーキュレータは、切替えスイッチの機能、アイソレータの機能に加え、バンドパスフィルタの機能も有するので、上述した従来の回路から部品点数を削減することができる。

更に、本実施の態様では、妨害波の徹底した削除のため、使用周波数帯のみを通過させるバンドパスフィルタをアンテナとサーキュレータとの間の挿入している。

このような構成を採用したので、部品点数を低減すると同時にスプリアスの発生を抑える効果のあるデュアルモードのための二つの送受信回路を実現できる。

隣接する二つの送受信回路それぞれでアンテナと送信回路及び受信回路との接続切替えにサーキュレータを用いることにより、部品点数を低減すると同時にスプリアスの発生を抑えることが容易になるので、経済的かつ品質の向上が必要な無線端末機に適用できる。

本発明によるデュアルモード通信による無線端末機の送受信回路の実施の一形態をブロックで示した回路図である。従来のデュアルモード通信による無線端末機の送受信回路の一例をブロックで示した回路図である。従来のデュアルモード通信による無線端末機の送受信回路の一例をブロックで示した回路図である。二つの周波数によるスプリアスの発生の一例をグラフで示す説明図である。

符号の説明

１０、２０送受信回路
１１、２１アンテナ
１２、２２ＢＰＦ
１３、２３サーキュレータ
１４、２４低雑音増幅器
１５、２５パワー増幅器

Claims

デュアルモード通信のために隣接する第１及び第２の送受信回路を備え、前記第１及び第２の送受信回路が、それぞれ、アンテナ、送信回路及び受信回路を有する無線端末機において、
前記第１及び第２の送受信回路の各々は、
前記アンテナ、送信回路及び受信回路それぞれと接続し、使用する送受信周波数帯の送信周波数による信号を前記送信回路から前記アンテナに通過させ、かつ当該アンテナからの受信周波数による信号を前記受信回路に通過させることにより、アンテナと送信回路及び受信回路との接続を切替えするサーキュレータと、
前記送信回路に備えられ、変調回路からの送信周波数による信号を入力して前記サーキュレータに出力するパワー増幅器と、
前記受信回路に備えられ、前記サーキュレータから受信周波数による信号を入力して復調回路へ出力する低雑音増幅器と、
を有し、
前記第１及び第２の送受信回路の各々のサーキュレータは、三つの端子に、アンテナへ接続する回路、低雑音増幅器への入力回路、及びパワー増幅器からの出力回路それぞれをこの順序及びこの方向に順次接続する切替え作用を発揮するものであり、
前記第１及び第２の送受信回路の各々のサーキュレータは、前記切替え作用により、アンテナへ接続する回路から低雑音増幅器への接続では、アンテナからの受信周波数による信号は低雑音増幅器へのみ送られパワー増幅器へは送られず、低雑音増幅器からパワー増幅器への接続では、パワー増幅器への周波数伝送はなく、パワー増幅器から、アンテナへ接続する回路への接続では、パワー増幅器の出力周波数による信号がアンテナへのみ送られ低雑音増幅器へは送られないものであり、
前記第１及び第２の送受信回路の各々のサーキュレータは、前記第１及び第２の送受信回路が同時に送信したとき、前記第１及び第２の送受信回路の一方において、前記第１及び第２の送受信回路の他方の送信周波数の電波がアンテナを伝って前記第１及び第２の送受信回路の前記一方の送信回路に回り込むことを、前記切替え作用により、抑えるものであり、それにより、前記第１及び第２の送受信回路の前記一方の送信回路でのスプリアスの発生を抑えるものであることを特徴とする無線端末機。
請求項１に記載の無線端末機において、前記第１及び第２の送受信回路の各々は、前記アンテナと前記サーキュレータとの間に、使用する送受信周波数帯の信号を通過させるバンドパスフィルタを有することを特徴とする無線端末機。