WO2005002078A1

WO2005002078A1 - 無線信号切換回路および無線通信装置

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Publication number: WO2005002078A1
Application number: PCT/JP2004/009055
Authority: WO
Inventors: Hiroaki Nagano; Akira Suhara; Kazuhiro Yamada; Shigeya Aoyama
Original assignee: Sony Corporation; Ngk Spark Plug Co. Ltd
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2005-01-06
Also published as: EP1638214A4; JP2005020381A; CN100454770C; KR20060058058A; US20070213015A1; CN1839555A; EP1638214B1; US7522887B2; EP1638214A1; JP3905866B2

Description

明糸田書無線信号切換回路および無線通信装置技術分野

本発明は、アンテナを用いて複数の無線送信信号を送信するとき、または、複数の無線受信信号を受信するときに、これらの信号を切り換える無線信号切換回路と、それを用いた無線通信装置に関する。

本発明の無線信号切換回路は、たとえば、マルチバンド対応の携帯電話機などの移動無線通信装置などに適用される。

背景技術

近年、携帯電話機や PDA (Personal Digital Assistants) に代表される移動無線通信端末装置において、低消費電力化、小型，軽量化が実現されているが、さらに、マルチバンド化、マルチモード化の実現が不可避となっている。それに伴って、そのようなマルチパンド対応型移動無線通信端末装置に、複数の無線送信信号、または、複数の無線受信信号を切り換える無線信号切換回路が設けられている。そのような無線信号切換回路において、複数の経路の切り替え時および各経路における損失の低減が強く求められている。

文献、 "Ch i Mu l t i l ay er Ant enna Swi t ch Modu l e f or Tr i p l e Band Phone (EGSM/D CS/PCS) " HI TACHI METALS-, URL： http://www. hitachi -metals. co, jp/product/isc2001/asm/shsl090t, pdfを参照して、携帯電話機等の移動無線通信端末装置で使われている無線信号切換回路における信号切換の例を述ぺる。たとえば、マルチパンドとして 3つの周波数 F 1， F 2, F 3を使用する場合を例に挙げる。ただし、各周波数は、 F 1《F 2く F 3の関係があるとする。たとえば、 F l = 900 MHz、 F2 = 1800 MHz、 F 3 = 1900 M Hzである。

図 1に図解した無線信号切換回路において、無線送受信用アンテナ ANTのァンテナ端子 1 01に直接接続された帯域分波器 1 02において、送受信信号の周波数領域を大きく 2つに分離する。すなわち、帯域分波器 1 02において、周波数の低い周波数 F〗と、周波数の高い周波数 F 2/F 3とに分ける。

スィツチ素子 1 03は周波数 F 1の送信信号 F 1 TXと受信信号 F 1 R とを分離する。周波数 F 1の送信信号 F 1 はローパスフィル夕 1 06を通してスイッチ素子 1 03に印加されて、帯域分波器 1 02を経由して無線送受信用アンテナ AN Tから送出される。無線送受信用アンテナ AN Tで受信された周波数 F 1の受信信号 F 1 RXは、帯域分波器 1 02で分波されてスィツチ素子 1 03から出力される。

スィツチ素子 1 04は、周波数 F 2または F 3 (F 2/F 3)の送信信号 F 2 /F 3 TXと、周波数 F 2の受信信号 F 2 R} (および周波数 F 3の受信信号 F 3 R (とを分離する。周波数 F 2または F 3の送信信号 F 2ZF 3TXはローパスフィル夕 107を通してスィッチ素子 1 04に印加されて、帯域分波器 1 02を経由して無線送受信用アンテナ AN Tから送出される。無線送受信用アンテナ A NTで受信された周波数 F 2または F 3の受信信号 F 2ZF は、帯域分波器 102で分波されてスィツチ素子 104から出力される。さらに、スィ 'クチ素子 105は、周波数 F 2の受信信号 F 2 RXと、周波数 F 3の受信信号 F 3 RX とが分離される。

上述した無線信号切換回路では、帯域分波器 1 02を用いて先ず周波数領域を大きく 2つに分け、しかる後、スィッチ素子 1 03~1 05を用いて各周波数の経路を切り替える構成を採っていることから、スィッチ素子を多く必要とし、たとえば、周波数 F 2 /F 3の受信側については帯域分波器 1 02、スィツチ素子 1 04およびスィッチ素子 1 05を信号が通ることになるため、それぞれのスィツチ素子での損失が加算されて、受信信号の減衰が大きくなる。受信信号の減衰は、信号増幅回路を付加する必要が起こる、ノイズの影響を受けやすいなどの問題に遭週する。

上述した例は、周波数の種類は 3であったが、使用する周波数の種類が多くなると、それに伴って経路を切り替えるスィッチ素子の数が増える。そのようなスイッチ素子として、たとえば、 P I N (positive intrinsic negative diode)ダィォードを用いる場合には消費電力が大きくなる。

そのような無線信号切換回路を携帯電話機などの無線通信装置に用いると、無線通信装置の消費電力も大きくなる。たとえば、携帯電話機はパクテリで駆動されるから、消費電力の増大はパジテリの寿命を短命にするという問題に遭週する

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発明の開示

本発明の目的は、損失を低減させ、電力消費の少ない無線信号切換回路を提供

—9 るとにる。

本発明の他の目的は、上記無線信号切換回路を用いて、損失を低減させ、電力消費を低減させた無線通信装置を提供することにある。

本発明の第 1観点によれば、少なくとも、第 1通信方式と第 2通信方式で通信を行う無線通信における複数の異なる周波数の送受信信号を切り換える無線信号切換回路であって、アンテナに接続されるアンテナ端子と、前記第 1通信方式における異なる複数の周波数の送受信信号を選択する複数のスイツチ手段を有する第 1の信号経路切換手段と、一端が前記アンテナ端子に接続され、前記第 1の信号経路切換手段に供給される周波数成分の信号の位相に対して 9 0度の位相回転を与える、位相回転手段と、前記第 1通信方式における前記複数の周波数より低い、前記第 1通信方式のさらに異なる周波数の送受信信号と、前記第 2通信方式の送受信信号を分波する帯域分波器を有し、該帯域分波器の共通入出力端子が前記位相回転手段の他端に接続されており、前記帯域分波器の第 1フィルタ側の端子に前記第 1通信方式のさらに異なる周波数の送受信信号が印加され、前記帯域分波器の第 2フィルタ側の端子に前記第 2通信方式の送受信信号が印加される、第 2の信号経路切換手段とを備えた、無線信号切換回路が提供される。

好ましくは、前記位相回転手段は、前記第 2通信方式により伝送される信号の高調波成分を減衰させる特性を持つ。

また好ましくは、前記帯域分波器の前記第 1フィルタ側は低周波フィルタ側であり、前記帯域分波器の前記第 2フィル夕側は高周波フィルタ側である。

好ましくは、前記位相回転手段は、一端が前記アンテナ端子に接続され、他端が前記帯域分波器の共通入出力端子に接続されたインダクタと、前記インダク夕の一端と基準電位ノードとの間に接続された第 1のキャパシタと、前記インダク夕の他端と前記基準電位ノードとの間に接続された第 2のキャパシタと、前記ィンダクタの他端に一端が接続された第 1スイツチ手段と、前記第〗スイツチ手段の他端と前記基準電位ノードとの間に接続された第 3のキャパシ夕とを備え、前記第〗スィッチ手段が付勢されたとき、前記インダクタ、前記第】〜第 3のキヤパシタで規定される回路が前記第 1の信号経路切換手段に供給される周波数成分の信号の位相に対して 9 0度の位相回転を与え、前記第 1スィツチ手段が消勢されたとき、前記インダクタ、前記第 1および第 2のキャパシ夕で規定される回路が前記第 2通信方式により伝送される信号の高調波成分を減衰させる特性を示すことを特徴とする。

たとえば、前記第 1通信方式はトリプルパンド G S M方式であり、前記第 2通信方式は U MT S方式である。

好ましくは、前記第 1の信号経路切換手段は、前記アンテナ端子に接続され、前記第 1通信方式における異なる複数の周波数の受信信号をそれぞれ選択する複数のスィツチ手段を有する第 1受信信号切換回路と、前記アンテナ端子に接続され、前記第〗通信方式における異なる複数の周波数の送信信号を選択するスィッチ手段と、該スィツチ手段に接続されたフィルタ手段とを有する第 1送信信号切換回路とを備える。また好ましくは、前記第 2の信号経路切換手段は、前記帯域分波器の第〗フィル夕側の端子に接続された、前記第 1通信方式のさらに異なる周波数の送信信号を選択するスイツチ手段と、前記第〗逋信方式のさらに異なる周波数の受信信号を選択するスィツチ手段とを有する。

本発明の第 2観点によれば、無線送受信用アンテナと、上記無線信号切換回路とを備えた、無線通信装置が提供される。

好ましくは、当該無線通信装置は、第 1通信方式としてトリプルパンド G S M 方式、第 2通信方式と U MT S方式のデュアルモード対応型携帯電話機を含む移動無線通信装置である。

また好ましくは、前記帯域分波器の第 2フィルタ側端子に U MT S用送受信回路のフロントエンド部が接続され、該フロントエンド部は、 U MT Sの送信信号と U MT Sの受信信号とを切り替えるデュープレクサと、このデュープレクサを通して入力される U MT Sの受信信号を増幅する低ノイズ増幅回路と、 U MT S の送信信号を増幅する電力増幅回路とを有する。

本発明の上記および他の目的および特徴は、添付図面に関連づけた下記の記述から一層明瞭になる。

図面の簡単な説明

図 1は従来の無線信号切換回路の回路図である。

図 2は本発明の無線信号切換回路の実施の形態との無線信号切換回路の回路図である。

図 3 A、図 3 Bは図 2に図解した無線信号切換回路内の 9 0度位相回転回路の入力信号と出力信号との波形図である。

図 4は図 2に図解した無線信号切換回路内の 9 0度位相回転回路の減袞特性を示す図である。

図 5は本発明の無線通信装置の実施の形態として、図 2に図解した無線信号切換回路を用いたデュアルモード対応型携帯電話機の部分図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の無線信号切換回路および無線通信装置の好適な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

第 1実施の形態

図 2は本発明の無線信号切換回路の一実施形態としての無線信号切換回路の構成例を示す回路図である。

本実施形態では、第 1通信方式として、たとえば、トリプルバンド GSM(Glo bal System for Mobile Communication System)方式（システム）、および、第 2通信方式として、たとえば、 UMT S (Universal Mobile Telecomniunications System ) 方式（システム）のデュアルモード対応型携帯電話機を例示する。また、 GSM方式でのマルチバンドとして、 3周波数 F l， F 2, F3、ただし、 F 1《F 2く F 3の関係にある 3波の周波数を使用した TDMA (Time Div ision Multiple Access)動作を行い、 U MT S方式でのデュアルモードでは、 FDD(frequency division duplex)動作を行う G S MZU MT Sデュアルモードを例示する。

一例として、 F l = 900MHz、 F 2 = 1800 MHz, F 3 = 190 OM Hzとする。また、 UMTSシステムでは送信と受信が同時に行われる。一例として、送信周波数を 1950MHz、受信周波数を 2150 MHzとする。

図 2に図解した無線信号切換回路 1は、無線送受信用アンテナ AN Tに接続されるアンテナ端子 1 】、周波数 F 2/F 3の各送信系（TX) に接続される送信端子 12、周波数 F〗の送信系（TX) に接続される送信端子〗 3、周波数 F 1 の受信系（RX) に接続される受信端子 14、周波数 F 2および F 3の各受信系に接続される受信端子 15， 16、 UMTSの送受信系に接続される送受信端子 17を有し、さらに無線信号切換回路 1は、これらの端子の間に設けられた、 F 2 ZF 3送受信系の信号経路切換 20、 F 1 /UMTS送受信系の信号経路切換回路 30および 90度位相回転回路 40を備えている。特に、 90度位相回転回路 40は、 F 2 /F 3送受信系の信号経路切換 20と F 1 /UMTS送受信系の信号経路切換回路 30との間に設けられている。無線信号切換回路 1はさらに、 F 2 /F 3送受信系の信号経路切換 20、 F 1 ZUMTS送受信系の信号経路切換回路 30、 90度位相回転回路 40内の各スィツチ素子の開閉を制御する制御手段 60を備えている。

本明細書において、 'ゾ "は、またはを意味する。たとえば、 2 3は 2または F 3を意味する。他方、 " · "は、およびを意味する。たとえば、 F1 • UMTSは、 F1 および UMTSを意味する。

本発明の第 1の信号経路切り替え手段の 1例としての F 2/F3送受信系の経路切り替え回路 20は、 F 2XF 3送信信号 F 2/F 3 TX用に、アンテナ端子 1 】と送信端子〗 2との間に直列に接続されたスィツチ素子 21と、高調波抑圧フィルタ、たとえば、低域濾波器（LPF) 22とを有する。また F 2ZF 3送受信系の信号経路切換 20は、周波数 F 2の受信信号 F 2 RXを選択して取り出すために、アンテナ端子 1 1と受信端子 15との間に接続されたスィッチ素子 2 3を有する。さらに F 2 /F 3送受信系の信号経路切換 20は、周波数 F 3の受信信号 F 3 RXを選択して取り出すために、アンテナ端子 1 1と受信端子 1 6との間に接続されたスィツチ素子 24を有する。

本発明の第 2の信号経路切り替え手段の 1例としての F 1/UMTS送受信系の信号経路切り替え回路 30は、マルチモードの各周波数に対応した帯域の通過フィルタ、本例では低域濾波器（LPF) と高域濾波器（HPF) との組み合わせからなり、 HP F側端子が UMTS送受信端子 1 7に接続された帯域分波器 3 1と、この帯域分波器 3〗の LPF側端子と F 1送信信号（F 1 TX)用端子 1 3との間に接続されたスィツチ素子 3 と、帯域分波器 31の LPF側端子と F 1受信信号（F 1 RX)用端子 14との間に接続されたスィツチ素子 33とを有する。 F 1 /UMTS送受信系の信号経路切換回路 30において、帯域分波器 3 1の H P F側端子が U M T S送受信端子 1 7に接続されている。 9 0度位相回転回路 4 0は、一端 40 aがアンテナ端子 1 1に接続され、他端 40 bが帯域分波器 3 〗の入出力端子 3 1 aに接続されたインダクタ 4 〗と、ィンダクタ 4 1の一端側 4 0 aと基準電位ノードであるグランドとの間に接続されたキャパシ夕 4 2と、インダク夕 4 1の他端 4 0 bとグランドとの間に接続されたキャパシ夕 43と、インダクタ 4 1の他端 4 0 とグランドとの間に直列に接続されたスィツチ素子 44およびキャパシ夕 45とを有する。

9 0度位相回転回路 40において、インダクタ 4 1、キャパシ夕 42、キャパシ夕 43は常時接続されているが、キャパシタ 45は、制御手段 6 0に基づくスィツチ素子 44の開閉に応じて、インダク夕 4 1、キャパシ夕 4 2、キャパシ夕 43に接続されたり、非接続状態となる。

9 0度位相回転回路 4 0は、周波数 F 1の送信信号または受信信号、あるいは、 UMTS送受信信号に対しては、これらの信号を通過させる特性を有し、他方、周波数 F 2/F 3の送信信号または受信信号に対しては、これらの周波数 F 2 /F 3の信号が F 1ZUMTS送受信系の信号経路切換回路 3 0に実質的に印加されてないように、 9 0度位相を回転させて隔離（アイソレーション）する特' を持つ。

そのため、 9 0度位相回転回路 4 0において、インダク夕 4 1のインダクタンス Lおよびキャパシタ 4 2， 43の各キャパシタンス C 1、 C 2は、周波数 F 2 および F 3の信号の位相を 9 0度回転させる。好ましくは、 9 0度位相回転回路 40は、さらに、図 4に図解するように、 UMTS送受信端子 1 7からの UMT S経路で使用している送信周波数の高調波成分（送信周波数の 2倍若しくは 3倍の周波数成分）に対して減衰特性を示す低域濾波器（LPF) の特性をも併せ持つような値に設定されている。

図 3A、図 3 Bに 9 0度位相回転回路 40の入出力特性を示した。 9 0度位相回転回路 4 0に図 3 Aに図解した正弦波の入力信号が印加されたときは、その出力は、図 3 Bに図解した 9 0度位相連れの出力信号となる。図 3A、図 3 Bにおいて横軸は時間を示す。

図 4に 90度位相回転回路 40の減衰特性の〗例を示す。本例においては、 F 1 = 900 MHzであり、 F 2 = 1 800MHz、 F 3= 1 900 MHzである。また UMTS方式の送信周波数を:！ 950MHz、受信周波数を 21 50 MH zとしている。

図 4に図解した減衰特性は、 F 1 =900 MHzにおいては殆ど減衰せず、 U MTS送受信端子〗 7からの U M T S経路で使用している送信周波数の高調波成分（送信周波数 1 950 MHzの 2倍若しくは 3倍の周波数成分）に対して大きく減衰させる減衰特性を示す低域濾波器（LPF) の特性をも併せ持つような値に設定されている。

スィツチ素子 4 は、 F 2/F 3送信信号 F 2/F 3 TXをアンテナ端子 1 1 に印加するために「閉」状態となるスィッチ素子 2】、および、 F 2受信信号 F 2 R (を選択するスィツチ素子 23または F 3受信信号 F 3 RXを選択するスィツチ素子 24の開閉動作に同期して開閉するように、制御手段 60によって駆動される。

F 2 ZF 3送受信系の信号経路切換 20におけるスィッチ素子 21， 23, 2 4、 F 1 /UMTS送受信系の信号経路切換回路 30におけるスィツチ素子 32 ， 33および 90度位相回転回路 40におけるスイッチ素子 42， 43, 44としては、電界効果型トランジスタ（FET) や P I Nダイオードなどの半導体スィ 'クチを用いることができる。これらのスィッチ素子は、高周波特性が良好で、すなわち、高速動作が可能であり、漏れ電流の少ない素子が好ましい。

これらのスィッチ素子は、制御手段 60の制御指令に応じて閧閉する。本明細書においては、たとえば、スィツチ素子 21と制御手段 60とを組み合わせてスィツチ手段と呼ぶ。

本明細書において、たとえば、スィッチ素子 21を閉状態（またはオン状態）にすることを付勢状態にするといい、スィッチ素子 21を開状態（またはオフ伏態）にすることを消勢状態にすると言う。

上記構成の無線信号切換回路 1の動作について述べる。

C 1 ) 周波数 F 2または F 3を使用した送信信号 F 2/F 3 の送信時制御手段 60は、スィツチ素子 21を閉（オン）状態、スィツチ素子 23, 24を開（オフ）状態にし、かつ、スィツチ素子 44を閉状態にする。もちろん、制御手段 60は、スィッチ素子 32およびスィッチ素子 33を関状態にしておこの状態において、送信端子 1 2に印加された送信信号 F 2 /F 3 T (は、 LPF 22およびスィツチ素子 21を経由してアンテナ端子 1 1に印加されて無線送受信用アンテナ AN Tから送出される。

制御手段 60がスィッチ素子 44を閉状態にすると、インダクタ 41、キャパシ夕 42， 43, 45で構成される回路が周波数 F 2ZF 3の信号に対してその位相を 90度回転させる特性を示してグラウンドに接地され、当該周波数成分に対して高インピーダンスとなる。その結果、 F 2ZF 3TXと F 2ZF 3RXとの F 2/F 3送受信系の経路側と F 1ZUMTS送受信系の経路側とのアイソレーシヨンを確保できる。これにより、 F 2ZF 3送受信系の経路側への F】/U MTS送受信系の経路側の影響を低減できるとともに、周波数 F 2 /F 3での送信経路の損失を小さくすることができる。

(2)周波数 F 2または F 3を使用した受信信号 F 2/F 3RXの受信時制御手段 60は、スィッチ素子 21を開（オフ）状態、スィッチ素子 23またはスィッチ素子 24を閉（オン）状態にし、かつ、スィッチ素子 44を閉状態にする。もちろん、制御手段 60は、スィッチ素子 32およびスィッチ素子 33を開状態にしておく。

この状態において、無線送受信用アンテナ ANTからアンテナ端子 1 1に印加された受信信号 F 2ZF 3R (のうち、スィツチ素子 23が閉状態のときは端子 15から F 2受信信号 F 2 RXが出力され、スィツチ素子 24が閉状態のときは端子 1 6から F 3受信信号 F 3 RXが出力される。

スィツチ素子 44を閉状態にしたときの、 9 0度位相回転回路 4 0の作用は上記同様である。すなわち、インダク夕 4 1、キャパシ夕 4 2， 43， 45で構成される回路が周波数 F 2ZF 3の信号に対してその位相を 9 0度回転させる特性を示してグラウンドに接地され、当該周波数成分に対して高インピーダンスとなる。その結果、 F 2/F 3 RXの受信系の経路側と F 1ZUMTS送受信系の経路側とのアイソレーションを確保できる。これにより、受信系の経路側への F 1/UMTS送受信系の経路側の影響を低減できるとともに、周波数 F 2/F 3での送信経路の損失を小さくすることができる。

(3) 周波数 F 1を使用した送信信号 F 1 の送信時

制御手段 60は、スィッチ素子 32を閉（オン）状態にして、スィッチ素子 3 3、スィツチ素子 44を開（オフ）状態にする。もちろん、スィツチ素子 2 1、スィッチ素子 23， 24を開状態にしておく。

F 1送信信号用端子〗 3に印加された F〗送信信号 F〗 TXがスィッチ素子 3 2を経由して帯域分波器 3 〗の LPF側端子 3 l bから帯域分波器 3 1に入力され、当該帯域分波器 3 】内の LP Fを通り、 90度位相回転回路 40を通ってァンテナ端子 1 】に印加され、無線送受信用アンテナ ANTから送出される。このとき、 9 0度位相回転回路 40は、図 4に例示した減袞特性に従って、 U MTSの送信周波数に対して、その高調波成分を減衰させて通過を阻止する LP Fとして機能しているが、送信周波数 F 1 (たとえば、 9 0 0 MHz) に対しては通過域となる。したがって、この送信経路における損失は主に帯域分波器 3 1 での損失となり、当該帯域分波器 3 〗の損失は極めて少ないため、周波数 F 1での送信経路の損失を低減できる。

(4) 周波数 F】を使用した受信信号 F の受信時

制御手段 6 0は、スィッチ素子 33を閉（オン）状態にして、スイッチ素子 3 2、スィツチ素子 44を開（オフ）状態にする。もちろん、スィツチ素子 2 1、スィッチ素子 23， 24を開伏態にしておく。

周波数 F】を使用した受信信号 F】 RXは無線送受信用アンテナ AN Tの端子】】から入力され、 90度位相回転回路 40を通過し、帯域分波器 3〗內において LPF側へ分波され、閉（オン）状態にあるスィッチ素子 33を経由して受信端子】 4に出力される。

このときも、 90度位相回転回路 40は周波数 F 1の受信信号に対しては通過域となる。この受信経路における損失は主に帯域分波器 31での損失となるため、周波数 F 1での受信経路の損失を低減できる。

(5) UMTSの送信信号の送信

制御手段 60は、スィッチ素子 21、スィッチ素子 23, 24、スィッチ素子 44、スィツチ素子 32， 33の全てのスィツチ素子を開（オフ）状態にする。

UMTSの送信信号は送受信端子 17から入力され、さらに帯域分波器 31の HP F側端子 3〗 cから入力され、帯域分波器 31内の HP Fを通過後、 90度位相回転回路 40を経由してアンテナ端子】 1に印加され、無線送受信用アンテナ ANTから送出される。

90度位相回転回路 40は UMTS送信周波数に対しては通過域となり、かつ、図 4に図解したように、高調波（UMTS周波数の 2倍、 3倍の周波数）に対しては減衰域となつて高調波成分を抑圧することができる。この送信経路における損失は主に帯域分波器 3〗での損失となり、当該帯域分波器 31の損失は極めて少ないため、 UMTSの送信周波数での送信経路の損失を低減できる。

(6) UMTSの受信信号の受信

制御手段 60は、スィッチ素子 21、スィッチ素子 23, 24、スィッチ素子 44、スィツチ素子 32, 33の全てのスィツチ素子を開（オフ）状態にする。無線送受信用アンテナ AN Tで受信された UMTSの受信信号はアンテナ端子】 1に印加され、 90度位相回転回路 40を通過した後、帯域分波器 3〗によつて HPF側 31 cへ分波され、送受信端子】 7を通して出力される。

90度位相回転回路 40は UMTS受信信号に対して通過域となる。この受信経路における損失は主に帯域分波器 3〗での損失となるため、 UMTSの受信周波数での受信経路の損失を低減できる。

上述したように、トリプルバンド GSM方式および UMTS方式のデュアルモ一ド対応の場合において、 F 2/F 3送受信系の信号経路切換 20による信号経路切換時に、 90度位相回転回路 40による作用によって F 2 /F 3送受信系の信号経路切換 20側の周波数成分が、 F 1ZUMTS送受信系の信号経路切換回路 30側へ供給されることを阻止することにより、 F 2ZF3送受信系の経路側と F 1 /U M T S送受信系の経路側とのアイソレーションを確保して相互の影響を低減することができるため、トリプルパンドおよびデュアルモードの切換時における損失を低減し、低消費電力および小規模な回路構成で実現できる。

さらに、 90度位相回転回路 40に、図 4に図解したように、 UMTSの周波数の高調波成分に対して減衰特性を持たせることにより、 UMTSの周波数の高調波成分を 90度位相回転回路 40において減衰できる。その結果、図 5を参照して後述する U M T S用送受信回路において、送信信号と受信信号とを切り換ええデュープレクサ（帯域切換器）での通過損失が 90度位相回転回路 40に減衰特性を持たせないときと同じとした場合、当該デュ一プレクサの構成を U MT S の周波数の高調波成分を減衰できる分だけ簡略化できる。逆に、デュープレクサの構成が 90度位相回転回路 40に減衰特性を持たせないときと同じとした場合、高調波成分を減衰できる分だけ U M T Sの周波数に対する通過損失を低減でき携帯電話機や PDAに代表される移動通信端末装置では、マルチパンド、たとえば、携帯電話機とディジタルカメラなどのように複数の機器を搭載した複合端末装置においては、小型化、低消費電力に対するニーズが強い。特に、無線信号切換回路においては、上述したように、 1個の送受信用アンテナを使用することを前提にマルチバンドを切り替える多経路切り替え回路を低損失、低消費および小型で実現する必要がある。これに対して、図 2を参照して述ぺた本実施形態に係る無線信号切換回路〗では、 9 0度位相回転回路 4 0を用いて F 2 ZF 3送受信系の経路側と F 1 /U M T S送受信系の経路側とのアイソレーションを確保し、また多経路を分離するためにスィッチ素子 2 】〜2 4， 3 2， 3 3のみならず、帯域分波器 3 1を用いることによって多経路において各経路での低損失を実現している。したがって、本実施形態によれば、マルチパンドを切り替える多経路切り替え回路を、低損失、低消費および小規模な回路構成にて実現していることになる。

図 1を参照して述ぺたように、仮に、ある信号経路において複数のスィッチ素子をシリーズに挿入して経路分離を行う構成を採った場合は、各スィツチ素子での損失が積算されて大きな損失となる。また、スィッチ素子のみで多経路を切り替える構成を採った場合、たとえば、複数の相互に接続されたスィッチ素子、たとえば、電界効果型トランジスタ F E Tを集積化（ I Cィ匕）する場合は、相互に接続された複数のスイッチ素子における寄生容量などの要因で、特に、オフ状態 (関伏態）にあるスィッチ素子の増加で損失が増加する可能性がある。これに対して、本実施形態に係る無線信号切換回路 1においては、 9 0度位相回転回路 4 0および帯域分波器 3 1を用いて経路分離を行う構成を採っていることで、各経路途中に挿入されるスイツチ素子の数を低減できるとともに、相互に接続されたスィツチ素子の数を低減でき、ひいてはスィツチ素子における寄生容量に起因する弊害を低減できるため、低損失で多経路を分離できることになる。

本発明の無線信号切換回路の実施に際して、図 2に例示した 9 0度位相回転回路 4 0の回路構成には限定されない。本実施形態の無線信号切換回路 1では、 9 0度位相回転回路 4 0は周波数 F 2および F 3に対して位相を 9 0度回転させ、なおかつ、 U M T S経路周波数に対しては L P Fとして機能するように構成素子の値、すなわち、インダク夕 41のインダク夕ンス L 1およびキャパシ夕 42, 43， 45の各キャパシタンス C 1~C3を設定するとした。これに代えて、帯域分波器 3】の LP F側経路で使用される周波数 F 1に対して LPFとなるように、 90度位相回転回路 40の構成素子（キャパシ夕、インダク夕の使用数および回路構成は任意）を調整するようにしても良い。この場合、 UMTS周波数に対しても通過域とする必要である。

90度位相回転回路 40を帯域分波器 31の LPFとしてのみならず、広くフィル夕として機能させることも可能である。

本実施形態では、異なる通信方式として、例示として、 03 方式ぉょび1]}^[ TS方式の 2つの通信方式を用いた場合を例に挙げたが、これらの通信方式以外であっても良く、また 3つ以上の異なる通信方式を用いた場合にも同様に適用することが可能である。

以上述べた本実施形態に係る無線信号切換回路は、携帯電話機や P D Aに代表されるマルチモード対応の移動無線通信装置において、周波数が異なる複数の送受信信号に対する複数の経路の切り替えを行うのに用いて好適なものである。第 2実施の形態

図 5は、本発明の無線通信装置の 1例として、本発明の無線信号切換回路を用いた移動無線通信装置、たとえば、トリプルパンド GSM方式および UMTS方式のデュアルモード対応携帯電話機の部分構成例を示すプロック図である。

図 5の図解から明らかなように、第 2実施の形態に係るデュアルモード対応携帯電話機は、アンテナ 51、無線信号切換回路 52、 GSM方式の周波数 F 1， F 2, F 3にそれぞれ対応して設けられた送受信回路 53, 54， 55、および、 UMTS方式の送受信回路 56を具備する構成となっている。

無線信号切換回路 52は、アンテナ 5】のアンテナ端 51 Aに接続されるアンテナ端子 521、周波数 F 1の受信信号の受信端子 522および送信信号の送信端子 523、周波数 F 2の受信信号の受信端子 524および送信信号の送信端子 W

5 2 5、周波数 F 3の受信信号の受信端子 5 2 6および送信信号の送信端子 5 2 7、ならびに、 U MT Sの送受信端子 5 2 8を備えている。

U M T S用送受信回路 5 6のフロントェンド部は、送信信号と受信信号とを切り替えるデュープレクサ（帯域切り替え器） 5 6 1 と、このデュプレクサ 5 6 1を通して入力される受信信号を増幅する低ノイズ増幅回路 5 6 2と、送信信号を増幅する電力増幅回路 5 6 3とを有する構成となっている。

無線信号切換回路 5 2として、図 2を参照して上述した無線信号切換回路】が用いられる。

回路構成上、図 2との対応関係において、図 2の送信端子 1 3が送信端子 5 2 2に、受信端子 1 4が受信端子 5 2 3に、送信端子】 2が送信端子 5 2 4および送信端子 5 2 6に、受信端子 1 5が受信端子 5 2 5に、受信端子 1 6が受信端子 5 2 7に、送受信端子 1 7が送受信端子 5 2 8にそれぞれ対応している。

送信端子 5 2 2および受信端子 5 2 3には周波数 F〗用の送受信回路 5 3が、送信端子 5 2 4および受信端子 5 2 5には周波数 F 2用の送受信回路 5 4が、送信端子 5 2 6および受信端子 5 2 7には周波数 F 3用の送受信回路 5 5がそれぞれ接続される。さらに、送受信端子 5 2 8には U M T S用の送受信回路 5 6が接続される。

前述したように、図 2を参照して述べた無線信号切換回路 1は、トリプルバンドおよびデュアルモードの切換を低損失、低消費および小規模の回路構成にて実現できる。したがって、その無線信号切換回路 1を図 5に一部を図解した携帯電話機に用いることで、携帯電話機の低消費電力化、小型 ·軽量化に大きく寄与でさる o

特に、図 2に図解した 9 0度位相回転回路 4 0が、図 4に図解したように、 U M T Sの周波数の高調波成分に対して減衰特性を持っており、 U M T Sの周波数の高調波成分を減衰できる。そのため、 U M T S用送受信回路 5 6において、デユープレクサ 5 6 1での通過損失が 9 0度位相回転回路 4 0に減衰特性を持たせないときと同じと仮定した場合、当該デュープレクサ 5 6 】の構成を U MT Sの周波数の高調波成分を減衰できる分だけ簡略化でき、逆に、デュープレクサ 5 6 1の構成が 9 0度位相回転回路 4 0に減衰特性を持たせないときと同じと仮定した場合、高調波成分を減衰できる分だけ U M T Sの周波数に対する通過損失を低減できる。

以上述ぺたように、本発明の無線信号切換回路によれば、 9 0度位相回転手段を用いて送信経路と受信経路との間のアイソレーションを確保しつつ、スィツチ素子のみならず、帯域分波器を用いて経路切り替えを行うようにしたので、マルチバンドを切り替える多経路切り替え回路を低損失、低消費および小規模な回路構成にて実現できた。

また本発明によれば、そのような無線信号切換回路を無線通信装置に用いることにより、無線通信装置を低消費電力、小型 ·軽量なものに構成できる。

さらに本発明によれば、 9 0度位相回転手段による U MT Sの周波数の高調波成分に対して減衰特性の付与により、 U MT Sの周波数の高調波成分を減衰できる。そのため、 U MT Sの周波数に対する通過損失を低減できる。

本発明の実施に際しては上述した例示には限定されず、本発明の技術思想に基づいて種々の変形態様をとることができる。したがって、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明およびその発明と均等な範囲にまで及ぶものである。

Claims

請求の範囲

1. 少なくとも、第 1通信方式と第 2通信方式で通信を行う無線通信における複数の異なる周波数の送受信信号を切り換える無線信号切換回路であって、

アンテナ（ANT) に接続されるアンテナ端子（1 1) と、

前記第 1通信方式における異なる複数の周波数（F 2、 F 3) の送受信信号を選択する複数のスィッチ手段（21、 23、 24、 60) を有する第 1の信号経路切換手段（20) と、

一端（40 a)が前記アンテナ端子（1 1) に接続され、前記第 1の信号経路切換手段（20) に供給される周波数成分の信号の位相に対して 90度の位相回転を与える、位相回転手段（40) と、

前記第 1通信方式における前記複数の周波数（F 2、 F 3) より低い、前記第 1通信方式のさらに異なる周波数（F 1) の送受信信号と、前記第 2通信方式の送受信信号を分波する帯域分波器（3〗）を有し、該帯域分波器（31) の共通入出力端子（31 a)が前記位相回転手段の他端（40 b) に接続されており、前記帯域分波器（ 31 ) の第 1フィルタ側の端子（ 3】 b ) に前記第 1通信方式のさらに異なる周波数（F】）の送受信信号が印加され、前記帯域分波器（ 31) の第 2フィルタ側の端子（31 c) に前記第 2通信方式の送受信信号が印加される、第 2の信号経路切換手段（30) と

を備えた、無線信号切換回路。

2. 前記位相回転手段は、前記第 2通信方式により伝送される信号の高調波成分を減衰させる特性を持つ、

請求項〗に記載の無線信号切換回路。

3. 前記帯域分波器（31) の前記第 1フィルタ側は低周波フィルタ側であり、前記帯域分波器（31) の前記第 2フィルタ側は高周波フィルタ側である、請求項〗に記載の無線信号切換回路。 O 2005/002078

4. 前記位相回転手段は、

一端が前記アンテナ端子（1 】）に接続され、他端（4 Ob)が前記帯域分波器（31) の共通入出力端子（31 a) に接続されたインダクタ（41 ) と前記インダクタ（41) の一端と基準電位ノードとの間に接続された第 1 のキャパシ夕（42) と、

前記インダクタの他端と前記基準電位ノードとの間に接続された第 2のキャパシ夕（43) と、

前記インダクタ（41) の他端に一端が接続された第】スィッチ手段（4 4、 60) と、

前記第 1スィッチ手段（44、 60) の他端と前記基準電位ノードとの間に接続された第 3のキャパシ夕（45) と

を備え、

前記第〗スィッチ手段が付勢されたとき、前記インダクタ（41)、前記第 1〜第 3のキャパシタ（42、 43, 45) で規定される回路が、前記第 1の信号経路切換手段（20) に供給される周波数成分の信号の位相に対して 90度の位相回転を与え、

前記第〗スィッチ手段が消勢されたとき、前記インダクタ（41)、前記第 1および第 2のキャパシ夕（42、 43) で規定される回路が、前記第 2通信方式により伝送される信号の高調波成分を減衰させる特性を示す、

ことを特徴とする、

請求項〗に記載の無線信号切換回路。

5. 前記第 1通信方式はトリプルバンド GSM方式であり、

前記第 2通信方式は UMTS方式である、

請求項】 ~ 4のいずれかに記載の無線信号切換回路。

6. 前記第〗の信号経路切換手段（20) は、前記アンテナ端子（1 1) に接続され、前記第 1通信方式における異なる複数の周波数（F2、 F 3)の受信信号 (F 2RX/F 3RX)をそれぞれ選択する複数のスィツチ手段（23, 24)を有する第 1受信信号切換回路と、前記アンテナ端子（1 1) に接続され、前記第】通信方式における異なる複数の周波数（F2、 F 3)の送信信号 (F 2/F 3TX)を選択するスィッチ手段（22) と、該スィッチ手段に接続されたフィルタ手段とを有する第 1送信信号切換回路と

を備えた、

請求項 5に記載の無線信号切換回路。

7. 前記第 2の信号経路切換手段（30) は、前記帯域分波器（31)の第 1 フィルタ側の端子（31 b)に接続された、前記第 1通信方式のさらに異なる周波数（F 1)の送信信号を選択するスィツチ手段（32) と、前記第〗通信方式のさらに異なる周波数（F 1)の受信信号を選択するスィッチ手段（33) とを有する、

請求項 1に記載の 5または 6に記載の無線信号切換回路。

8. 無線送受信用アンテナ（ANT) と、

請求項】〜 7のいずれかに記載の前記無線信号切換回路と、

を備えた、無線通信装置。

9. 当該無線通信装置は、第 1通信方式としてトリプルパンド GSM方式、第 2通信方式と U M T S方式のデュアルモード対応型携帯電話機を含む移動無線通信装置である、

請求項 8に記載の無線通信装置。

10. 前記帯域分波器（31)の第 2フィルタ側端子（31 c) に UMTS用送受信回路のフロントェンド部が接続され、該フロントェンド部は、

UMTSの送信信号と UMTSの受信信号とを切り替えるデュープレクサ (561) と、このデュープレクサを通して入力される UMTSの受信信号を増幅する低ノイズ増幅回路（562) と、

UMTSの送信信号を増幅する電力増幅回路（563) と

を有する、

請求項 1に記載の無線通信装置。