JP5638468B2

JP5638468B2 - 信号切替装置

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Publication number: JP5638468B2
Application number: JP2011128175A
Authority: JP
Inventors: 岳男佐藤; 武田　秀一; 秀一武田; 伸一稲山
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2031-06-08
Also published as: JP2012257030A; US9054784B2; CN102820902A; CN102820902B; US20120314712A1

Description

本発明は、信号切替装置に関し、特に、無線ＬＡＮ通信装置の送受信部に適用可能な信号切替装置に関する。

従来、無線ＬＡＮ通信装置は、アンテナ装置によって受信した受信無線ＬＡＮ信号を低雑音アンプ（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）で増幅して取り込む受信回路と、アンテナ装置から送信する送信無線ＬＡＮ信号を生成する送信回路と、アンテナ装置に対して入出力する受信無線ＬＡＮ信号と送信無線ＬＡＮ信号とを切り替える信号切替装置とを備えたものがある。低雑音アンプを有する受信回路においては、受信した無線ＬＡＮ信号が強入力の場合、低雑音アンプで無線ＬＡＮ信号が増幅されて歪みが生じ、パケットエラーが増大する傾向がある。受信信号が強入力の場合の信号の歪みの増大を抑制するため、バイパス回路を有する低雑音アンプを備えた高周波回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

かかる高周波回路においては、受信した無線ＬＡＮ信号が弱入力の場合には、低雑音アンプを介して増幅された無線ＬＡＮ信号が受信回路に入力され、受信した無線ＬＡＮ信号が強入力の場合には、バイパス回路により低雑音アンプを介さずに無線ＬＡＮ信号が受信回路に入力される。これにより、無線ＬＡＮ信号が弱入力の場合には、無線ＬＡＮ信号の品質が向上すると共に、無線ＬＡＮ信号が強入力の場合には、無線ＬＡＮ信号の増幅に伴う歪みを抑制できるので、パケットエラーの増大を回避することができる。

国際公開第２００７／１２９７１６号パンフレット

しかしながら、バイパス回路を有する低雑音アンプは、通常の低雑音アンプと比較して高価であり、高周波回路全体のコストアップを招く問題がある。また、バイパス回路を有する低雑音アンプを用いた場合であっても、受信信号が弱入力から強入力に変化した場合には、バイパス回路の切替えに伴う受信信号の利得が大きく変化するため、円滑に信号強度の変化に対応できない問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、回路構成の簡素化によるコストダウンを実現でき、しかも送受信信号の利得を柔軟に調整できる信号切替装置を提供することを目的とする。

本発明の信号切替装置は、共通端子並びに第１の端子、第２端子及び第３の端子を有し、前記第１の端子から第３の端子を前記共通端子に対して個別に接離可能であると共に、前記第１の端子から第３の端子のうち２端子を同時に前記共通端子に接続可能に構成されたスイッチ回路と、入力端が前記第１の端子に接続され、出力端が前記第２の端子に接続された増幅回路と、を具備し、入力点となる前記共通端子での信号レベルに対する出力点となる前記増幅回路の出力端での利得として、前記第１の端子のみを前記共通端子に接続した場合の第１の利得と、前記第２の端子のみを前記共通端子に接続した場合の第２の利得と、前記第１及び第２の端子を前記共通端子に同時接続した場合の第３の利得とに切り替え可能に構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、受信信号が弱入力の場合には、増幅回路の入力端に接続された第１の端子のみを共通端子に接続することにより、受信信号が増幅された第１の利得となるので、受信信号の品質が向上する。また、受信信号が強入力の場合には、増幅回路の出力端に接続された第２の端子のみを共通端子に接続することにより、受信信号が増幅回路をバイパスする第２の利得となるので、受信信号の増幅に伴う歪みを抑制できる。これにより、バイパス回路を設けずに受信信号の利得を制御できるので、回路構成の簡素化によるコストダウンを実現できる。さらに、受信信号が強入力と弱入力との間の中間入力の場合には、第１の端子及び第２の端子を共通端子に同時接続することにより、受信信号の一部が増幅回路をバイパスする第３の利得となるので、受信信号の利得を柔軟に調整できる。

上記信号切替装置において、前記共通端子に入力される入力信号の信号レベルが第１の閾値より低い場合、前記第１の端子のみを前記共通端子に接続し、前記入力信号の信号レベルが第１の閾値より高い第２の閾値を超えている場合、前記第２の端子のみを前記共通端子に接続し、前記入力信号の信号レベルが、第１の閾値と第２の閾値との間の場合、前記第１及び第２の端子を前記共通端子に同時接続してもよい。

この構成により、受信信号の信号レベルに応じて、第１の端子及び第２の端子を共通端子に接続するので、受信信号の信号レベルが第１の閾値より低い場合には第１の利得となり受信信号の品質が向上し、受信信号の信号レベルが第２の閾値を超えた場合には、第２の利得となり受信信号の増幅に伴うひずみを抑制できる。さらに、受信信号の信号レベルが第１の閾値と第２の閾値との間の場合には第３の利得となるので、受信信号の利得を柔軟に調整できる。

また、上記信号切替装置において、前記共通端子に入力される入力信号の信号レベルが第１の閾値より低い場合、前記第１の端子のみを前記共通端子に接続し、前記入力信号の信号レベルが第１の閾値を超えた場合、前記第１及び第２の端子を前記共通端子に同時接続してから、前記第２の端子のみを前記共通端子に接続してもよい。

この構成により、受信信号の信号レベルに応じて、第１の端子及び第２の端子を共通端子に接続するので、受信信号の信号レベルが第１の閾値より低い場合には第１の利得となり受信信号の品質が向上する。また、受信信号の信号レベルが第１の閾値を超えた場合には第３の利得を経て第２の利得となるので、利得を柔軟に調整できると共に受信信号の歪みを低減できる。

また本発明の信号切替装置は、共通端子及び第１の端子から第３の端子を有し、前記第１の端子から第３の端子を前記共通端子に対して個別に接離可能であると共に、前記第１の端子から第３の端子のうち２端子を同時に前記共通端子に接続可能に構成されたスイッチ回路と、入力端が前記第１の端子に接続された増幅回路と、一端が前記第２の端子に接続され他端が接地された減衰回路と、を具備し、入力点となる前記共通端子での信号レベルに対する出力点となる前記増幅回路の出力端での利得として、前記第１の端子のみを前記共通端子に接続した場合の利得と、前記第１及び第２の端子を前記共通端子に同時接続した場合の利得とに切り替え可能であることを特徴とする。

この構成によれば、受信信号が弱入力の場合には、増幅回路の入力端に接続された第１の端子のみを共通端子に接続することにより、受信信号が増幅されるので、利得が増大して受信信号の品質が向上する。また、受信信号が強入力の場合には、第１の端子及び減衰回路に接続された第２の端子を共通端子に同時接続することにより、受信信号が減衰されるので、利得が減少して受信信号の増幅に伴う歪みを抑制できる。これにより、バイパス回路を設けずに受信信号の利得を制御できるので、回路構成の簡素化によるコストダウンを実現できる。

上記信号切替装置において、前記共通端子に入力する入力信号の信号レベルが第１の閾値より低い場合に前記第１の端子のみを前記共通端子に接続し、前記入力信号の信号レベルが第１の閾値より高い場合に前記第１及び第２の端子を前記共通端子に同時接続してもよい。

この構成により、受信信号の信号レベルに応じて、第１の端子及び第２の端子を共通端子に接続するので、受信信号の信号レベルが第１の閾値より低い場合には受信信号が増幅されて受信信号の品質が向上する。また、受信の信号レベルが第１の閾値より高い場合には、受信信号が減衰されて受信信号の増幅に伴う歪みを抑制できる。これにより、バイパス回路を設けずに受信信号の利得を制御できるので、回路構成の簡素化によるコストダウンを実現できる。

また本発明の信号切替装置は、共通端子及び第１の端子から第３の端子を有し、前記第１の端子から第３の端子を前記共通端子に対して個別に接離可能であると共に、前記第１の端子から第３の端子のうち２端子を同時に前記共通端子に接続可能に構成されたスイッチ回路と、出力端が前記第３の端子に接続された増幅回路と、一端が前記第２の端子に接続され他端が接地された減衰回路と、を具備し、入力点となる前記増幅回路の入力端子での信号レベルに対する出力点となる前記共通端子での利得として、前記第３の端子のみを前記共通端子に接続した場合の利得と、前記第２及び第３の端子を前記共通端子に同時接続した場合の利得とに切り替え可能であることを特徴とする。

この構成によれば、送信信号が弱出力の場合には、増幅回路の出力端に接続された第３の端子のみを共通端子に接続することにより、送信信号が減衰されないので、利得が減衰せず、送信信号の品質が向上する。また、送信信号が強出力の場合には、第３の端子及び減衰回路に接続された第２の端子を共通端子に同時接続することにより、送信信号が減衰されるので、利得が減少して送信信号の増幅に伴う歪みを抑制できる。これにより、バイパス回路を設けずに送信信号の利得を制御できるので、回路構成の簡素化によるコストダウンを実現できる。

上記信号切替装置において、前記共通端子の接続先となる端子を切り替え制御する制御部と、前記共通端子に接続されたアンテナ装置と、前記第３の端子に接続された送信回路と、前記増幅回路の出力端に接続された受信回路とを備えてもよい。

上記信号切替装置において、前記共通端子の接続先となる端子を切り替え制御する制御部と、前記共通端子に接続されたアンテナ装置と、前記第１の端子に接続された受信回路と、前記増幅回路の入力端に接続された送信回路とを備えてもよい。

本発明によれば、回路構成の簡素化によるコストダウンを実現でき、しかも送受信信号の利得を柔軟に調整できる信号切替装置を実現できる。

第１の実施の形態に係る信号切替装置の構成図である。第１の実施の形態に係る信号切替装置のスイッチ回路切替状態を示す図である。低雑音アンプ出力端での信号レベルのシミュレーション結果を示す図である。低雑音アンプ出力端での信号レベルのシミュレーション結果を示す図である。第２の実施の形態に係る信号切替装置の構成図である。第２の実施の形態に係る信号切替装置のスイッチ回路切替状態を示す図である。第２の実施の形態に係る信号切替装置の減衰量の変化について示す図である。第２の実施の形態に係る信号切替装置のスイッチ回路切替状態を示す図である。第２の実施の形態に係る信号切替装置の減衰量の変化について示す図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、無線ＬＡＮ通信装置の送受信部に適用され、送信信号と受信信号とを切り替える信号切替装置の例である。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る信号切替装置１の構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係る信号切替装置１は、送受信アンテナ装置の給電部に接続されるスイッチ回路１１と、スイッチ回路１１を制御する制御部として機能すると共に送受回路及び受信回路として機能する無線ＬＡＮ用ＩＣ１２との間の受信系統の入力段に接続される増幅回路としての低雑音アンプ１３と、を具備する。無線ＬＡＮ用ＩＣ１２と信号切替装置１との間の送信系統の出力段にはパワーアンプ１４が接続される。

スイッチ回路１１は、共通端子１１ａ及び第１の端子１１ｂから第３の端子１１ｄを有し、第１の端子１１ｂから第３の端子１１ｄを共通端子１１ａに対して個別に接離可能であると共に、第１の端子１１ｂから第３の端子１１ｄのうち２端子を同時に共通端子１１ａに接続可能に構成された３ポートスイッチである。具体的には、スイッチ回路１１は、アンテナ端子に接続される共通端子１１ａと、共通端子１１ａとの間でオン／オフを切替可能に構成された第１の端子１１ｂから第３の端子１１ｄとを備える。第１の端子１１ｂ
には、低雑音アンプ１３の入力端が接続される。第２の端子１１ｃには、低雑音アンプ１３の出力端が接続される共に、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２の受信系統が接続される。第３の端子１１ｄには、送信系統のパワーアンプ１４の出力端が接続される。パワーアンプ１４の入力端は、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２の送信系統が接続される。

本実施の形態では、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、アンテナ端子ＡＴＴから入力する受信信号の信号レベルに応じて、共通端子１１ａと第１の端子１１ｂから第３の端子１１ｄとの間の接続状態を切替えることにより、入力点となる共通端子１１ａに対する出力点となる低雑音アンプ１３の出力端での利得を切替える。無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、受信電界強度（ＲＳＳＩ：Receive Signal Strength Indicator）に相当する信号（以下、単に受信信号という）の信号レベルが第１の閾値より低い弱入力の場合には、第１の端子１１ｂのみを共通端子１１ａに接続する第１の接続状態に切替える。また、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、受信信号の信号レベルが第１の閾値と第２の閾値との間の中間入力の場合には、第１の端子１１ｂ及び第２の端子１１ｃを同時に共通端子に接続する第２の接続状態に切替える。さらに、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、受信信号の信号レベルが第２の閾値を超えている場合には、第２の端子１１ｃのみを共通端子１１ａに接続する第３の接続状態に切替える。なお、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、受信信号の信号レベルが第１の閾値を超えたら、第１の端子１１ｂ及び第２の端子１１ｃを共通端子１１ａに同時接続する第２の接続状態に切替え、その後に第２の端子１１ｃを共通端子１１ａに接続する第３の接続状態に切替えるようにしても良い。

低雑音アンプ１３は、入力端が第１の端子１１ｂに接続され、出力端が第２の端子１１ｃに接続される。低雑音アンプ１３は、特定帯域（例えば、２．４ＧＨｚ帯）の高周波信号を所定の利得（例えば、１５ｄＢｍ）で増幅するように構成され、スイッチ回路１１の第１の端子１１ｂから出力された受信信号を増幅して無線ＬＡＮ用ＩＣ１２に出力する。本実施の形態においては、第１の接続状態では、第１の端子１１ｂのみに受信信号が入力されるので、低雑音アンプ１３にすべての受信信号が入力されて増幅される。このときの利得を第１の利得とする。また、第３の接続状態では、第２の端子１１ｃのみに受信信号が入力され、低雑音アンプ１３をバイパスして無線ＬＡＮ用ＩＣ１２に出力されるので、受信信号は増幅されない。このときの利得を第２の利得とする。また、第２の接続状態では、受信信号が第１の端子１１ｂ及び第２の端子１１ｃへ分岐して並列に入力されるので、第１の端子１１ｂから出力された受信信号の一部が低雑音アンプ１３で増幅されるが、第２の端子１１ｃへ分岐した一部の受信信号が増幅されずに低雑音アンプ１３の出力端で合成されるので、ミスマッチによるロスが発生する。このミスマッチロスにより信号レベルが低下した受信信号の利得は、第１の接続状態における第１の利得より小さく、第３の接続状態における第２の利得より大きい第３の利得を示す。

無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、受信電界強度を検出するＲＳＳＩ回路２１と、プログラマブルＩ／Ｏ２２と、受信回路を構成する受信側ベースバンド信号処理部２３と、送信回路を構成する送信側ベースバンド信号処理部２４及びミキサ２５とを含んで構成される。

ＲＳＳＩ回路２１は、アンテナ端子ＡＴＴから入力する受信信号のＲＳＳＩを測定して信号レベルを検出する。また、ＲＳＳＩ回路２１は、受信信号の信号レベル情報をプログラマブルＩ／Ｏ２２に出力する。

プログラマブルＩ／Ｏ２２は、受信信号の信号レベルに応じて任意の機能が割り当てられた複数のＩ／Ｏポートを備える。プログラマブルＩ／Ｏ２２は、受信信号の信号レベルに応じて各Ｉ／Ｏポートを介してスイッチ回路１１に切替制御信号を出力する。本実施の形態では、プログラマブルＩ／Ｏ２３は、受信信号の信号レベルが第１の閾値より低い弱入力の領域（例えば、−７０ｄＢｍ以下）では、第１の接続状態に切替える切替制御信号を出力し、受信信号の信号レベルが第２の閾値より高い強入力の領域（例えば、−２０ｄＢｍ以上）では、第３の接続状態に切替える切替制御信号を出力する。また、プログラマブルＩ／Ｏ２３は、受信信号の信号レベルが第１の閾値と第２の閾値との間の中間入力の領域では、第２の接続状態に切替える切替制御信号を出力する。

受信側ベースバンド信号処理部２３は、受信用フィルタ、Ｄ／Ａコンバータ及び復調回路等を有し、受信データのデータ復調を行う。送信側ベースバンド信号処理部２４は、送信用フィルタ、Ａ／Ｄコンバータ及び変調回路等を有し、符号化、及びフレーム化された送信データをＲＦ送信信号として送出する。ミキサ回路２５は、送信側ベースバンド信号処理部２４から出力されたＲＦ送信信号を特定周波数（例えば、２．４ＧＨｚ帯）に周波数変換してパワーアンプ１４に出力する。パワーアンプ１４は、送信信号を増幅してスイッチ回路１１に出力する。

次に、以上のように構成された信号切替装置１の動作について説明する。
図２Ａに、受信信号が弱入力の場合（例えば、−７０ｄＢｍ）の信号切替装置１のスイッチ回路切替状態を示す。ＲＳＳＩ回路２１は、アンテナ端子ＡＴＴで受信した受信信号の信号レベルに応じたポート切替信号をプログラマブルＩ／Ｏ２２に出力する。プログラマブルＩ／Ｏ２２は、ポート切替信号に応じて第１の接続状態への切替制御信号をスイッチ回路１１に出力する。スイッチ回路１１は、切替制御信号に応じて、共通端子１１ａと第１の端子１１ｂとを接続する。

アンテナ端子ＡＴＴからスイッチ回路１１に入力した受信信号は、第１の端子１１ｂを介して低雑音アンプ１３に出力され、低雑音アンプ１３で増幅（例えば、−５５ｄＢｍに）される。増幅された受信信号は、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２の受信側ベースバンド信号処理部２３に出力される。受信側ベースバンド信号処理部２３では、受信信号の受信データのデー復調が行われる。

図２Ｂに、受信信号が強入力の場合（例えば、−２０ｄＢｍ）の信号切替装置１のスイッチ回路切替状態を示す。ＲＳＳＩ回路２１は、アンテナ端子ＡＴＴで受信した受信信号の信号レベルに応じたポート切替信号をプログラマブルＩ／Ｏ２２に出力する。プログラマブルＩ／Ｏ２２は、ポート切替信号に応じて第３の接続状態への切替制御信号をスイッチ回路１１に出力する。スイッチ回路１１は、切替制御信号に応じて、共通端子１１ａと第２の端子１１ｃとを接続する。

アンテナ端子ＡＴＴからスイッチ回路１１に入力した受信信号は、第２の端子１１ｃから、低雑音アンプ１３を介さずに、低雑音アンプ１３の出力端となる受信側ベースバンド信号処理部２３の受信系統に出力される。受信側ベースバンド信号処理部２３では、受信信号の受信データのデータ復調が行われる。

図２Ｃに、受信信号が中間入力の場合（例えば、−４０ｄＢｍ）の信号切替装置１のスイッチ回路切替状態を示す。ＲＳＳＩ回路２１は、アンテナ端子ＡＴＴで受信した受信信号の信号レベルに応じたポート切替信号をプログラマブルＩ／Ｏ２２に出力する。プログラマブルＩ／Ｏ２２は、ポート切替信号に応じて第２の接続状態への切替制御信号をスイッチ回路１１に出力する。スイッチ回路１１は、切替制御信号に応じて、共通端子１１ａと第１の端子１１ｂ及び第２の端子１１ｃとを共に接続する。

アンテナ端子からスイッチ回路１１入力した受信信号は、一部の受信信号が第２の端子１１ｃを介して低雑音アンプ１３をバイパスすると共に、一部の受信信号が第１の端子１１ｂを介して低雑音アンプ１３に入力して増幅される。ここで、第２の接続状態では、低雑音アンプ１３を介して増幅された一部の受信信号（例えば、−２５ｄＢｍ）と、低雑音アンプ１３を介さずに第２の端子１１ｃから出力された一部の受信信号（例えば、−４０ｄＢｍ）とが合成されるので、ミスマッチが発生してゲインロスする。このゲインロスによって、低雑音アンプ１３の出力端での合成後の受信信号の信号レベルは低下する（例えば、−３０ｄＢｍ）。すなわち、第1の接続状態の利得よりも小さく、第３の接続状態の利得よりも大きい利得が提供される。かかる利得で増幅された受信信号が無線ＬＡＮ用ＩＣ１２に入力する。受信側ベースバンド信号処理部２３では、受信信号の受信データのデータ復調が行われる。

ここで、図３及び図４Ａを参照して、第１の接続状態から、第２の接続状態を経由せずに、第３の接続状態へ直接切り替えた場合の低雑音アンプ１３出力端での信号レベルのシミュレーション結果を示す。共通端子１１ａの信号レベルは−１００ｄＢｍから０ｄＢｍに掛けてリニアに上昇するものとする。また、信号レベルは−１００ｄＢｍから−２５ｄＢｍまでは第１の接続状態を維持し、信号レベルが−２５ｄＢｍを超えた時点で第１の接続状態から第２の接続状態へ直接切り替えている。低雑音アンプ１３の利得は１０ｄＢである。

図３に示すように、スイッチ回路１１の共通端子１１ａに第１の端子１１ｂだけが接続される第１の接続状態では、入力信号が１０ｄＢで増幅されて出力される。信号レベルが−２５ｄＢｍを超えた時点で、スイッチ回路１１の共通端子１１ａに第２の端子１１ｃだけが接続される第２の接続状態に直接切り替えられているが、第２の接続状態では低雑音アンプ１３を完全にバイパスするので、低雑音アンプ１３による１０ｄＢの増幅が無くなり、低雑音アンプ１３出力端での信号レベルは共通端子１１ａの入力信号レベルまで下がる（例えば、−２５ｄＢｍ）。すなわち、入力点となる共通端子１１ａの信号レベルに対して出力点となる低雑音アンプ１３の出力端での利得が、第１の接続状態での利得から第２の接続状態での利得へ直接切り替えられる。

図４Ｂは、第１の接続状態から、第２の接続状態を経由して、第３の接続状態へ切り替えた場合の低雑音アンプ１３出力端での信号レベルのシミュレーション結果を示す。図４Ｂに示すように、第１の接続状態においては、低雑音アンプ１３により共通端子１１ａでの信号レベルに対して１０ｄＢの利得で増幅される。そして、受信信号の信号レベルが第２の閾値（−５５ｄＢｍ）を超えた時点で、第２の接続状態に切替えられる。第２の接続状態においては、共通端子１１ａに対して第１の端子１１ｂ及び第２の端子１１ｃが同時に接続されるので、受信信号の一部が低雑音アンプ１３に入力して１０ｄＢの利得で増幅される一方、第２の端子１１ｃに入力した受信信号が増幅されずに低雑音アンプ１３の出力端に印加され、利得の異なる２系統の受信信号の合成によってマッチングロスが生じて信号レベルが低下する（例えば、５ｄＢの低下）。このため、第２の閾値の近傍では、第１の接続状態から第２の接続状態への切替えに伴って信号レベルが５ｄＢだけ低下する。第２の接続状態での利得は、第２の接続状態での利得（１０ｄＢ）よりもマッチングロスだけ小さい利得であるということができる。

また、受信信号の信号レベルが上昇して第１の閾値（−２５ｄＢｍ）を超えた場合、第３の接続状態に切替えられる。第３の接続状態においては、共通端子１１ａに対して第２の端子１１ｃだけが接続され、受信信号が低雑音アンプ１３をバイパスして無線ＬＡＮ用ＩＣ１２に入力されるので、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２の入力信号レベルが受信信号の信号レベルと同一となる。このため、第１の閾値の近傍では、第２の接続状態での利得から第３の接続状態での利得（０ｄＢ）に変化し、この利得変化に伴って信号レベルが例えば１０ｄＢ変化する。

このように、本実施の形態に係る信号切替装置１においては、第２の接続状態を介して第１の接続状態から第３の接続状態に切替えることにより、受信電界強度に応じて第１の接続状態から第３に接続状態（バイパスのみ）に切り替える過程で、中間の利得となる第２の接続状態機を経由するので、受信信号が弱入力から強入力に変化した場合においても、出力信号の信号レベルの変動を小さくでき、柔軟に出力信号の利得を調整することが可能となる。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る信号切替装置１によれば、受信信号と送信信号とを切り替えるスイッチ回路に共通端子１１ａ及び第１の端子１１ｂから第３の端子１１ｄを有するスイッチ回路１１を設け、第２の端子１１ｃを利用して低雑音アンプ１３をバイパスする経路を構成可能にしたので、低雑音アンプ１３にバイパス回路を備える必要が無くなり、コストダウンを図ることができる。また、共通端子１１ａに対して第１の端子１１ｂ及び第２の端子１１ｃを同時接続する第２の接続状態で中間の利得を実現し、受信信号の信号レベルが弱入力から強入力に変化する場合においても、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２に入力される信号の信号レベル変化を抑制することが可能となる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る信号切替装置２について説明する。なお、以下の説明においては、第１の実施の形態に係る信号切替装置１と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明の重複を避ける。本発明の第２の実施の形態は、無線ＬＡＮ通信装置の送受信部に適用され、送信信号と受信信号とを切り替える信号切替装置の例である。

図５は、本実施の形態に係る信号切替装置２の構成図である。本実施の形態に係る信号切替装置２においては、スイッチ回路１１の第２の端子１１ｃが減衰回路としての抵抗素子３１を介してグラウンドに接地される。抵抗素子３１は、一端が第２の端子１１ｃに接続され、他端がグラウンドに接続される。

スイッチ回路１１は、受信信号の信号レベルが所定の第１の閾値以下の場合には、共通端子１１ａを第１の端子１１ｂに接続する第１の接続状態に切替える。また、スイッチ回路１１は、受信信号の信号レベルが所定の第１の閾値より大きい場合には、共通端子１１ａを第１の端子１１ｂ及び第２の端子１１ｃに共に接続する第２の接続状態に切替える。

抵抗素子３１は、スイッチ回路１１によって第２の接続状態に切替えられた場合に終端抵抗として機能する。本実施の形態では、受信信号の信号レベルが所定の閾値以上となる強入力の場合には第２の接続状態に切り替えられ、抵抗素子３１が受信信号の信号レベルを減衰する減衰回路として機能し、受信信号の歪みを低減する。なお、受信信号の信号レベルの減衰量は、抵抗素子３１の抵抗値を調整することにより、適宜変更することが可能である。

本実施の形態では、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、アンテナ端子ＡＴＴから入力する受信信号の信号レベルに応じて、共通端子１１ａと第１の端子１１ｂから第３の端子１１ｄとの間の接続状態を切替える。無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、受信信号の信号レベルが第１の閾値より低い弱入力の場合には、第１の端子１１ｂのみを共通端子１１ａに接続する第１の接続状態に切替え（図６Ａ参照）、受信信号の信号レベルが第１の閾値を超える強入力の場合には、第１の端子１１ｂ及び第２の端子１１ｃを共通端子に同時接続する第２の接続状態に切替える（図６Ｂ参照）。

本実施の形態では、第１の接続状態では、第１の端子１１ｂのみに受信信号が入力されるので、低雑音アンプ１３にすべての受信信号が入力されて増幅される。また、第２の接続状態では、低雑音アンプ１３の入力端とグラウンドとの間に抵抗素子３１が接続された回路構成となるので、受信信号の信号レベルが抵抗素子３１により減衰される。このように、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、受信信号の信号レベルに応じて、第１の端子１１ｂのみを共通端子１１ａに接続した第１の接続状態における利得と、第１の端子１１ｂ及び第２の接続端子１１ｃを共通端子１１ａに同時接続した第２の接続状態における利得とに切替えて、低雑音アンプ１３による歪みを防止できる。

図７は、第１の接続状態と第２の接続状態での減衰量の変化について示している。なお、図７においては、横軸に共通端子１１ａにおける受信信号の信号レベルを示し、縦軸に低雑音アンプ１３出力端での信号レベル（左縦軸）及び減衰量（右縦軸）を示している。

図７に示すように、受信信号が弱入力となる第１の接続状態では、受信系統から抵抗素子３１が切り離されているので、低雑音アンプ１３で１０ｄＢだけ増幅された信号が出力される。一方、受信信号が所定の閾値（例えば、−２５ｄＢｍ）を超える第２の接続状態では、共通端子１１ａに対して第１及び第２の端子１１ｂ、１１ｃが同時接続されるため、抵抗素子３１によって減衰作用を受けて減衰（例えば、６ｄＢ）されるため、第１の接続状態における受信信号の利得に対して第２の接続状態の受信信号の利得が小さくなる。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る信号切替装置２によれば、共通端子１１ａ及び第１の端子１１ｂから第３の端子１１ｄを有するスイッチ回路１１を備え、抵抗素子３１を介してスイッチ回路１１の第２の端子１１ｃを接地したので、第２の接続状態では、受信信号の信号レベルを減衰させることが可能となる。このため、受信信号の信号強度に応じて第１の接続状態と第２の接続状態とを切替えることにより、簡素な回路構成で受信信号の利得を柔軟に切替えることが可能となる。

なお、上記第２の実施の形態に係る信号切替装置２においては、アンテナ端子から入力する受信信号の利得を切替える構成について説明したが、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２の送信側ベースバンド信号処理部２４から送信される送信信号の利得を切替えることも可能である。

図８Ａ、図８Ｂに送信信号の利得を切替える信号切替装置の一例を示す。同図に示す信号切替装置３は、スイッチ回路１１と、出力端が第３の端子１１ｄに接続された増幅回路としてのパワーアンプ１４と具備する。送信信号の利得を切替える場合、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、パワーアンプ１４の入力端子における送信信号の信号レベルに応じて、共通端子１１ａと第１の端子１１ｃから第３の端子１１ｄとの間の接続状態を切替えることにより、送信信号の入力点となるパワーアンプ１４の入力端での信号レベルに対する送信信号の出力点となる共通端子１１ａでの利得を切替えることができる。無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、パワーアンプ１４の入力点における送信信号の信号レベルが所定の閾値より小さい場合には、第３の端子１１ｄのみを共通端子１１ａに接続する第１の接続状態に切替える（図８Ａ参照）。また、無線ＬＡＮ用ＩＣ１２は、送信信号の信号レベルが所定の閾値より大きい場合には、第２の端子１１ｃ及び第３の端子１１ｄを共通端子１１ａに同時接続する第２の接続状態に切替える（図８Ｂ参照）。

本実施の形態では、第１の接続状態では、パワーアンプ１４の出力端に抵抗素子３１が接続されない状態であるので、減衰されずに送信信号が出力される。また、第２の接続状態では、パワーアンプ１４の出力端に抵抗素子３１が接続されるので、送信信号が抵抗素子３１で減衰されて出力される。

図９は、第１の接続状態と第２の接続状態での減衰量の変化について示している。なお、図９においては、横軸にパワーアンプ１４入力端における送信信号の信号レベルを示し、縦軸に共通端子１１ａでの信号レベル（左縦軸）及び減衰値（右縦軸）を示している。図９に示すように、送信信号が弱出力となる第１の接続状態では、送信系統から抵抗素子３１が切り離されているので、パワーアンプ１４で１０ｄＢだけ増幅された信号が出力される。一方、送信信号が所定の閾値（例えば、−２５ｄＢｍ）を超え強出力となる第２の接続状態では、共通端子１１ａに対して第２及び第３の端子１１ｃ，１１ｄが同時接続されるため、抵抗素子３１によって減衰作用を受けて減衰（例えば、６ｄＢ）されるため、第１の接続状態における送信信号の利得に対して第２の接続状態の送信信号の利得が小さくなる。

このように、本発明の第２の実施の形態に係る信号切替装置３によれば、第２の端子１１ｃを利用して送信信号を減衰する減衰回路としての抵抗素子３１を設けたので、特別に減衰回路を設けることなく送信信号の減衰も可能となり、コストダウンを図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている回路構成などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

本発明は、回路構成の簡素化によるコストダウンを実現でき、しかも送受信信号の利得を柔軟に調整できるという効果を有し、特に、無線ＬＡＮ通信機器の送受信回路に好適に適用可能である。

１、２、３信号切替装置
１１スイッチ回路
１１ａ共通端子
１１ｂ第１の端子
１１ｃ第２の端子
１１ｄ第３の端子
１２無線ＬＡＮ用ＩＣ
１３低雑音アンプ
１４パワーアンプ
２１ＲＳＳＩ回路
２２プログラマブルＩ／Ｏ
２３受信側ベースバンド信号処理部
２４送信側ベースバンド信号処理部
２５ミキサ
３１抵抗素子

Claims

共通端子並びに第１の端子、第２の端子及び第３の端子を有し、前記第１の端子から第３の端子を前記共通端子に対して個別に接離可能であると共に、前記第１の端子から第３の端子のうち２端子を同時に前記共通端子に接続可能に構成されたスイッチ回路と、
入力端が前記第１の端子に接続され、出力端が前記第２の端子に接続された増幅回路と、を具備し、
入力点となる前記共通端子での信号レベルに対する出力点となる前記増幅回路の出力端での利得として、前記第１の端子のみを前記共通端子に接続した場合の第１の利得と、前記第２の端子のみを前記共通端子に接続した場合の第２の利得と、前記第１及び第２の端子を前記共通端子に同時接続した場合の第３の利得とに切り替え可能に構成された
ことを特徴とする信号切替装置。
前記共通端子に入力される入力信号の信号レベルが第１の閾値より低い場合、前記第１の端子のみを前記共通端子に接続し、
前記入力信号の信号レベルが第１の閾値より高い第２の閾値を超えている場合、前記第２の端子のみを前記共通端子に接続し、
前記入力信号の信号レベルが、第１の閾値と第２の閾値との間の場合、前記第１及び第２の端子を前記共通端子に同時接続する
ことを特徴とする請求項１記載の信号切替装置。
前記共通端子に入力される入力信号の信号レベルが第１の閾値より低い場合、前記第１の端子のみを前記共通端子に接続し、
前記入力信号の信号レベルが第１の閾値を超えた場合、前記第１及び第２の端子を前記共通端子に同時接続してから、前記第２の端子のみを前記共通端子に接続する
ことを特徴とする請求項１記載の信号切替装置。
前記共通端子の接続先となる端子を切り替え制御する制御部と、前記共通端子に接続されたアンテナ装置と、前記第３の端子に接続された送信回路と、前記増幅回路の出力端に接続された受信回路とを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の信号切替装置。