JP4910586B2

JP4910586B2 - 送受信装置とこれを用いた電子機器

Info

Publication number: JP4910586B2
Application number: JP2006249074A
Authority: JP
Inventors: 城二藤原; 道朗恒岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2026-09-14
Also published as: CN101145794A; CN101145794B; US20080070511A1; US7792496B2; JP2008072434A

Description

本発明は、アンテナから送受信される信号を処理する送受信回路およびこれを用いた携帯端末等の電子機器に関するものである。

以下、従来の送受信装置について図１０と図１１を用いて説明する。

図１０において、従来の送受信装置１は、アンテナ端子２と、このアンテナ端子２に接続されると共に複数の通信システムを切り替える為にスイッチとしての機能を有するトランジスタ３と、このトランジスタ３に接続されたフィルタ共用器４と、このフィルタ共用器４に分岐接続されると共にフィルタ共用器４からの第１周波数帯の信号を受信回路（図示せず）に入力する受信端子５と、フィルタ共用器４に分岐接続されると共に送信回路（図示せず）からの第２周波数帯の信号をフィルタ共用器４に入力する送信端子６とを有する。

また、図１１に示すように、例えば、受信周波数帯である第１周波数帯は８８１．５ＭＨｚ帯であり、送信周波数帯である第２周波数帯は８３６．５ＭＨｚ帯である。特に、この構成はＣＤＭＡといった、送信及び受信動作を同時に行う通信システムに使用される。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献の情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００２−９６７９号公報

上記トランジスタ３の歪み特性によって、送信端子６からフィルタ共用器４を介してトランジスタ３に入力された第２周波数（８３６．５ＭＨｚ）帯の信号と、アンテナ端子２からトランジスタ３に入力された信号のうち第３周波数（例えば、７９１．５ＭＨｚ）帯の信号とが混合し、受信周波数帯である第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯の歪み信号が生成する。上記第３周波数帯は、第２周波数帯の整数倍と第１周波数帯との和、又は前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との差の周波数帯である。その結果、他のシステムの情報や送信信号の情報を含む第１周波数帯の歪み信号がフィルタ共用器４を通過し、受信端子５を介して受信回路に入力され、受信回路において妨害信号となるという問題があった。

そこで本発明は、フィルタ共用器に接続されたトランジスタにおける歪み信号の発生を抑制する送受信装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明の送受信装置は、アンテナ端子と、このアンテナ端子に接続されたトランジスタと、このトランジスタに接続されたフィルタ共用器と、このフィルタ共用器に分岐接続されると共にフィルタ共用器からの第１周波数帯の信号を受信回路に入力する受信端子と、フィルタ共用器に分岐接続されると共に送信回路からの第２周波数帯の信号をフィルタ共用器に入力する送信端子とを有し、トランジスタとフィルタ共用器との間に、第２周波数帯の整数倍と第１周波数帯との和、又は第２周波数帯の整数倍と第１周波数帯との差の第３周波数帯において、トランジスタから見たフィルタ共用器側のインピーダンスのリアクタンス成分を０に近づけると共に、前記第３周波数帯において、前記トランジスタから見た前記フィルタ共用器側のインピーダンスを低減させる移相器が接続され、前記アンテナ端子と前記トランジスタとの間に接続されると共に、前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との和、又は前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との差の第４周波数帯の信号を減衰させるノッチフィルタをさらに有し、前記第３周波数帯と前記第４周波数帯とは異なる周波数帯であり、前記移相器と前記ノッチフィルタとを構成する回路は、シャントに接地接続された直列共振器と、シャントに接地接続されたインダクタと、前記直列共振器と前記インダクタとの間にシリーズ接続されたキャパシタとから構成されている。

上記構成により、上記第３周波数帯において、トランジスタから見たフィルタ共用器側のインピーダンスが低減するため、トランジスタにおいて第３周波数帯の信号電圧が生じにくくなる。その結果、トランジスタにおいて他のシステムの情報や送信信号の情報を含む第１周波数帯の歪み信号が発生することを抑制できる。

（実施の形態１）
以下、本発明における実施の形態１について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における送受信装置の回路図である。図１において、送受信装置７は、アンテナ端子８と、このアンテナ端子８に接続されると共に複数の通信システムを切り替える為にスイッチとしての機能を有するトランジスタ９と、このトランジスタ９に接続されたフィルタ共用器１０と、このフィルタ共用器１０に分岐接続されると共に第１周波数帯の信号を受信回路（図示せず）に入力する受信端子１１と、フィルタ共用器１０に分岐接続されると共に送信回路（図示せず）からの第２周波数帯の信号をフィルタ共用器１０に入力する送信端子１２とを有する。さらに、トランジスタ９とフィルタ共用器１０との間に、第２周波数帯の整数倍と第１周波数帯との和、又は第２周波数帯の整数倍と第１周波数帯との差の周波数帯である第３周波数帯において、トランジスタ９から見たフィルタ共用器側１０のインピーダンスのリアクタンス成分を０に近づける移相器１３が接続されている。

尚、送受信装置７を搭載した電子機器（図示せず）は、アンテナ端子８に接続され、複数の無線通信システムの信号を送受信するために複数の周波数帯の信号を送受信できるアンテナ（図示せず）と、第１周波数帯の信号を受信する受信回路（図示せず）と、第２周波数帯の信号を送信する送信回路（図示せず）とを有する。

移相器１３は、樹脂基板やＬＴＣＣ基板に形成され、長さを調節した伝送線路であっても構わないし、図２に示すようなシャントに接地接続された２つのキャパシタＣ１，Ｃ２と、これら２つのキャパシタＣ１，Ｃ２の間に接続されたインダクタＬ１とからなるπ型の低域通過フィルタであっても構わないし、図３に示すようなシャントに接地接続された２つのインダクタＬ２，Ｌ３と、これら２つのインダクタＬ２，Ｌ３の間に接続されたキャパシタＣ３とからなるπ型の高域通過フィルタであっても構わない。尚、移相器１３の特性インピーダンスは５０Ω±１０Ωであることが望ましい。これにより、移相器１３による信号伝播損失を低減することができる。

次に、送受信装置７がＷＣＤＭＡ８５０の無線通信システムに用いられる装置と仮定して送受信装置７の動作を説明する。

トランジスタ９において、送信端子１２からフィルタ共用器１０を介してトランジスタ９に入力された第２周波数（８３６．５ＭＨｚ）帯の信号と、アンテナ端子８からトランジスタ９に入力された信号のうち第３周波数（例えば、７９１．５ＭＨｚ）帯の信号とが混合し、受信周波数帯である第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯の歪み信号が生成する。上記第３周波数（７９１．５ＭＨｚ）帯は、第２周波数（８３６．５ＭＨｚ）帯の２倍から第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯を引いた周波数帯である。その結果、他のシステムの情報や送信信号の情報を含む第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯の歪み信号がフィルタ共用器１０を通過し、受信端子１１を介して受信回路に入力され、受信回路において妨害信号となるという問題があった。そこで、トランジスタ９とフィルタ共用器１０との間に接続された移相器１３を用いて、上記第３周波数（７９１．５ＭＨｚ）帯において、トランジスタ９から見たフィルタ共用器１０側のインピーダンスのリアクタンス成分を０に近づけ、トランジスタ９から見たフィルタ共用器１０側のインピーダンスを低減させる。

上記移相器１３によって、第３周波数（７９１．５ＭＨｚ）帯におけるトランジスタ９から見たフィルタ共用器側のインピーダンスが低下するので、トランジスタ９において第３周波数（７９１．５ＭＨｚ）帯の信号電圧が生じにくくなる。その結果、トランジスタ９において他のシステムの情報や送信信号の情報を含む第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯の歪み信号が発生することを抑制できる。

次に、図４と図５とを用いて、本実施形態の送受信装置７を用いた実験について説明する。

図４に示すように、送受信装置７のアンテナ端子８に信号を発生させる信号発生器１５を接続し、送信端子１２に信号を発生させる信号発生器１６を接続し、受信端子１１に信号の受信レベルを測定するスペクトルアナライザ１７を接続し実験を行った。

信号発生器１５から−１５ｄＢｍの第３周波数（７９１．５ＭＨｚ）帯の信号を入力すると共に、信号発生器１６から２０ｄＢｍの第２周波数（８３６．５ＭＨｚ）帯の信号を入力した。さらに、移相器１３の移相度を変化させ、トランジスタ９から発生する第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯の歪み信号をスペクトルアナライザ１７によって測定した。この測定結果を図５に示す。

図５の横軸は、移相器１３の移相度（ｄｅｇ）を示し、トランジスタ９からフィルタ共用器１０側を見たインピーダンスのリアクタンス成分を０にする移相度を０度としている。また、図５の縦軸はスペクトルアナライザ１７で測定されたトランジスタ９から発生する歪み信号量（ｄＢｍ）を示している。

図５により、移相器１３の移相度が、トランジスタ９からフィルタ共用器１０側を見たインピーダンスのリアクタンス成分を０にする移相度から±２０度である場合に、トランジスタ９から発生する第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯の歪み信号量を５ｄＢｍ以上低減することができることが分かる。

また、図５により、移相器１３の移相度が、トランジスタ９からフィルタ共用器１０側を見たインピーダンスのリアクタンス成分を０にする移相度から±１０度である場合に、トランジスタ９から発生する第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯の歪み信号量を１０ｄＢｍ以上低減することができることが分かる。

尚、移相器１３は、例えば、図６で示すように、第２周波数（８３６．５ＭＨｚ）帯の２倍と第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯との和の１７１８ＭＨｚ帯や、第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯から第２周波数（８３６．５ＭＨｚ）帯を引いた４５ＭＨｚ帯において、トランジスタ９から見たフィルタ共用器１０側のインピーダンスのリアクタンス成分を０に近づけるものであっても良い。これにより、トランジスタ９において他のシステムの情報や送信信号の情報を含む第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯の歪み信号が発生することを抑制できる。

（実施の形態２）
以下、本発明における実施の形態２について図７を用いて説明する。尚、実施の形態１と同様の構成については同一の符号をつけてその説明を省略し、相違点について詳述する。実施の形態２における実施の形態１との相違点は、トランジスタ９とフィルタ共用器１０との間にノッチフィルタ１８が接続されている点である。

このノッチフィルタ１８は、例えば、図８（ａ）（ｂ）に示す様に、キャパシタＣ４とインダクタＬ４の直列共振器がシャントに接地接続されたものである。ノッチフィルタ１８は、送信周波数帯である第２周波数帯の整数倍と受信周波数帯である第１周波数帯との和、又は第２周波数帯の整数倍と第１周波数帯との差の第４周波数帯の信号を減衰させる。この第４周波数帯と上記第２周波数帯との差は、第３周波数帯と第２周波数帯との差より大きい。

即ち、例えば、移相器１３によって、トランジスタ９から見たフィルタ共用器側の第３周波数（７９１．５ＭＨｚ）帯におけるインピーダンスを移相し、ノッチフィルタ１８によって、第４周波数（１７１８ＭＨｚ）帯の信号を減衰させる。

このノッチフィルタ１８により、アンテナ端子２からの経路における第４周波数（１７１８ＭＨｚ）帯の信号電圧が抑制され、トランジスタ９において第４周波数（１７１８ＭＨｚ）帯の信号電圧が生じにくくなる。その結果、トランジスタ９において他のシステムの情報や送信信号の情報を含む第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯の歪み信号が発生することを抑制できる。

第３周波数（７９１．５ＭＨｚ）帯は、受信周波数帯である第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯および送信周波数帯である第２周波数（８３６．５ＭＨｚ）帯と近接している。この為、第３周波数（７９１．５ＭＨｚ）帯の妨害信号をノッチフィルタ１８によって減衰させると、第１周波数（８８１．５ＭＨｚ）帯の受信信号や第２周波数（８３６．５ＭＨｚ）帯の送信信号も減衰してしまう。従って、本実施の形態２の様に、妨害周波数帯が受信周波数帯や送信周波数帯に近接している場合は、移相器１３によって、トランジスタ９における歪み信号の発生を抑制し、妨害周波数帯が受信周波数帯や送信周波数帯から遠く離れている場合は、信号減衰機能の高いノッチフィルタ１８によってトランジスタ９における歪み信号を抑制することが望ましい。

また、ノッチフィルタ１８を、アンテナ端子８とトランジスタ９との間に接続しても構わないが、トランジスタ９とフィルタ共用器１０との間に接続することが望ましい。これにより、ノッチフィルタ１８が、トランジスタ９のスイッチに接続された他の通信系統に対する信号劣化原因となることを防止することができる。

尚、図９（ａ）〜（ｄ）に、移相器１３とノッチフィルタ１８とを組み合わせた回路構成を示す。移相器１３とノッチフィルタ１８とを組み合わせた回路は、図９（ａ）（ｂ）に示すように、シャントに接地接続された直列共振器１９と、シャントに接地接続されたインダクタＬ５と、これらの間にシリーズ接続されたキャパシタＣ５とから構成されても構わないし、図９（ｃ）（ｄ）に示すように、シャントに接続された直列共振器２０と、シャントに接地接続されたキャパシタＣ６と、これらの間にシリーズ接続されたインダクタＬ６とから構成されても構わない。このように、移相器１３とノッチフィルタ１８とを組み合わせることにより、回路素子数を減らすことができ、その結果、送受信装置７を小型化することができる。

尚、ノッチフィルタ１８をスイッチであるトランジスタ９内に形成しても構わない。このように、ノッチフィルタ１８をトランジスタ９内に形成することにより、第４周波数帯の妨害波によるトランジスタ９から発生する歪み信号の発生量を抑制することができる。

トランジスタで発生する第１周波数帯の歪み信号の発生量を抑制することができ、携帯端末や放送受信機などの電子機器に利用することができる。

本発明の実施の形態１における送受信装置の回路図同送受信装置における移相器の回路図同送受信装置における移相器の回路図同送受信装置の歪み信号測定実験回路図同送受信装置における移相器の移相度に対する歪み信号発生量を示す図同送受信装置における各通信帯の周波数関係を示す図本発明の実施の形態２における送受信装置の回路図（ａ）（ｂ）は、同送受信装置におけるノッチフィルタの回路図（ａ）〜（ｄ）は、同送受信装置における移相器とノッチフィルタの機能を有する回路図従来の送受信装置の回路図従来の送受信装置における各通信帯の周波数関係を示す図

符号の説明

７送受信装置
８アンテナ端子
９トランジスタ
１０フィルタ共用器
１１受信端子
１２送信端子
１３移相器
１８ノッチフィルタ

Claims

アンテナ端子と、このアンテナ端子に接続されたトランジスタと、このトランジスタに接続されたフィルタ共用器と、このフィルタ共用器に分岐接続されると共に前記フィルタ共用器からの第１周波数帯の信号を受信回路に入力する受信端子と、前記フィルタ共用器に分岐接続されると共に送信回路からの第２周波数帯の信号を前記フィルタ共用器に入力する送信端子とを有し、
前記トランジスタと前記フィルタ共用器との間に、前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との和、又は前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との差の第３周波数帯において、前記トランジスタから見た前記フィルタ共用器側のインピーダンスのリアクタンス成分を０に近づけると共に、前記第３周波数帯において、前記トランジスタから見た前記フィルタ共用器側のインピーダンスを低減させる移相器が接続され、
前記アンテナ端子と前記トランジスタとの間に接続されると共に、前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との和、又は前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との差の第４周波数帯の信号を減衰させるノッチフィルタをさらに有し、前記第３周波数帯と前記第４周波数帯とは異なる周波数帯であり、
前記移相器と前記ノッチフィルタとを構成する回路は、シャントに接地接続された直列共振器と、シャントに接地接続されたインダクタと、前記直列共振器と前記インダクタとの間にシリーズ接続されたキャパシタとから構成された送受信装置。
アンテナ端子と、このアンテナ端子に接続されたトランジスタと、このトランジスタに接続されたフィルタ共用器と、このフィルタ共用器に分岐接続されると共に前記フィルタ共用器からの第１周波数帯の信号を受信回路に入力する受信端子と、前記フィルタ共用器に分岐接続されると共に送信回路からの第２周波数帯の信号を前記フィルタ共用器に入力する送信端子とを有し、
前記トランジスタと前記フィルタ共用器との間に、前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との和、又は前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との差の第３周波数帯において、前記トランジスタから見た前記フィルタ共用器側のインピーダンスのリアクタンス成分を０に近づけると共に、前記第３周波数帯において、前記トランジスタから見た前記フィルタ共用器側のインピーダンスを低減させる移相器が接続され、
前記アンテナ端子と前記トランジスタとの間に接続されると共に、前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との和、又は前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との差の第４周波数帯の信号を減衰させるノッチフィルタをさらに有し、前記第３周波数帯と前記第４周波数帯とは異なる周波数帯であり、
前記移相器と前記ノッチフィルタとを構成する回路は、シャントに接地接続された直列共振器と、シャントに接地接続されたキャパシタと、前記直列共振器と前記キャパシタとの間にシリーズ接続されたインダクタとから構成された送受信装置。
前記移相器の移相度は、前記トランジスタから前記フィルタ共用器側を見たインピーダンスのリアクタンス成分を０にする移相度から±２０度である請求項１又は請求項２に記載の送受信装置。
前記移相器は、前記第２周波数帯の２倍から前記第１周波数帯を引いた周波数帯において、前記トランジスタから前記フィルタ共用器側を見たインピーダンスのリアクタンス成分を０に近づける請求項１又は請求項２に記載の送受信装置。
前記第４周波数帯と前記第２周波数帯との差は、前記第３周波数帯と前記第２周波数帯との差より大きい請求項１又は請求項２に記載の送受信装置。
アンテナと、このアンテナに接続されたトランジスタと、このトランジスタに接続されたフィルタ共用器と、このフィルタ共用器に分岐接続されると共に第１周波数帯の信号を受信する受信回路と、前記フィルタ共用器に分岐接続されると共に第２周波数帯の信号を送信する送信回路とを有し、
前記トランジスタと前記フィルタ共用器との間に、前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との和、又は前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との差の第３周波数帯において、前記トランジスタから見た前記フィルタ共用器側のインピーダンスのリアクタンス成分を０に近づけると共に、前記第３周波数帯において、前記トランジスタから見た前記フィルタ共用器側のインピーダンスを低減させる移相器が接続され、
前記アンテナ端子と前記トランジスタとの間に接続されると共に、前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との和、又は前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との差の第４周波数帯の信号を減衰させるノッチフィルタをさらに有し、前記第３周波数帯と前記第４周波数帯とは異なる周波数帯であり、
前記移相器と前記ノッチフィルタとを構成する回路は、シャントに接地接続された直列共振器と、シャントに接地接続されたインダクタと、前記直列共振器と前記インダクタとの間にシリーズ接続されたキャパシタとから構成された電子機器。
アンテナと、このアンテナに接続されたトランジスタと、このトランジスタに接続されたフィルタ共用器と、このフィルタ共用器に分岐接続されると共に第１周波数帯の信号を受信する受信回路と、前記フィルタ共用器に分岐接続されると共に第２周波数帯の信号を送信する送信回路とを有し、
前記トランジスタと前記フィルタ共用器との間に、前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との和、又は前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との差の第３周波数帯において、前記トランジスタから見た前記フィルタ共用器側のインピーダンスのリアクタンス成分を０に近づけると共に、前記第３周波数帯において、前記トランジスタから見た前記フィルタ共用器側のインピーダンスを低減させる移相器が接続され、
前記アンテナ端子と前記トランジスタとの間に接続されると共に、前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との和、又は前記第２周波数帯の整数倍と前記第１周波数帯との差の第４周波数帯の信号を減衰させるノッチフィルタをさらに有し、前記第３周波数帯と前記第４周波数帯とは異なる周波数帯であり、
前記移相器と前記ノッチフィルタとを構成する回路は、シャントに接地接続された直列共振器と、シャントに接地接続されたキャパシタと、前記直列共振器と前記キャパシタとの間にシリーズ接続されたインダクタとから構成された電子機器。