(57)【要約】【課題】通信装置の送信側の回路の雑音が受信側の回路に回り込むことを抑制する。【解決手段】第１スイッチ３と、第２スイッチ５と、第１スイッチ３及び第２スイッチ５を制御する制御回路８と、を有し、制御回路８は、周波数分割通信方式で動作する間は、信号発生回路１及び増幅回路２が第１経路Ａに接続されるように第１スイッチ及び第２スイッチを制御し、時分割通信方式で送信信号を送信する第１時間においては、信号発生回路１及び増幅回路２が第２経路Ｂに接続されるように第１スイッチ３及び第２スイッチ５を制御し、時分割通信方式で受信信号を受信する第２時間においては、信号発生回路１及び増幅回路２のいずれか一方が第１経路Ａに接続され、他方が第２経路Ｂに接続されるように第１スイッチ３及び第２スイッチ５を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置へ送信信号を送信するための第１時間と当該外部装置から受信信号を受信する第２時間とを切り替えながら信号を送受信する時分割通信方式と、周波数分割通信方式とのいずれかにより前記外部装置へ前記送信信号を送信するための通信装置であって、
前記外部装置に送信する信号を発生する信号発生回路と、
前記信号発生回路が発生した信号を増幅することにより前記送信信号を生成する増幅回路と、
前記信号発生回路と前記増幅回路との間に設けられた第１経路及び第２経路と、
前記信号発生回路を前記第１経路に接続するか前記第２経路に接続するかを切り替える第１スイッチと、
前記増幅回路を前記第１経路に接続するか前記第２経路に接続するかを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御する制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、
前記周波数分割通信方式で動作する間は、前記信号発生回路及び前記増幅回路が前記第１経路に接続されるように前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御し、
前記時分割通信方式で前記送信信号を送信する前記第１時間においては、前記信号発生回路及び前記増幅回路が前記第２経路に接続されるように前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御し、
前記時分割通信方式で前記受信信号を受信する前記第２時間においては、前記信号発生回路及び前記増幅回路のいずれか一方が前記第１経路に接続され、他方が前記第２経路に接続されるように前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御する、通信装置。
【請求項２】
前記第１経路に設けられた周波数フィルタをさらに備える、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記第１スイッチと前記信号発生回路との間に設けられた第１アイソレータをさらに備える、
請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記第２スイッチと前記増幅回路との間に設けられた第２アイソレータをさらに備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を送受信するための通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において信号を送信するための時間と受信するための時間とを分ける時分割通信方式が広く採用されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／１０９７３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
時分割通信方式では、信号の送信と受信とに同じ周波数を用いるため、通信装置の送信側の回路に含まれている電力増幅器等に起因する雑音が受信側の回路に回り込む。その結果、受信感度が低下するという問題が生じていた。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、通信装置の送信側の回路の雑音が受信側の回路に回り込むことを抑制することができる通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様の通信装置は、外部装置へ送信信号を送信するための第１時間と当該外部装置から受信信号を受信する第２時間とを切り替えながら信号を送受信する時分割通信方式と、周波数分割通信方式とのいずれかにより前記外部装置へ前記送信信号を送信するための通信装置であって、前記外部装置に送信する信号を発生する信号発生回路と、前記信号発生回路が発生した信号を増幅することにより前記送信信号を生成する増幅回路と、前記信号発生回路と前記増幅回路との間に設けられた第１経路及び第２経路と、前記信号発生回路を前記第１経路に接続するか前記第２経路に接続するかを切り替える第１スイッチと、前記増幅回路を前記第１経路に接続するか前記第２経路に接続するかを切り替える第２スイッチと、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御する制御回路と、を有し、前記制御回路は、前記周波数分割通信方式で動作する間は、前記信号発生回路及び前記増幅回路が前記第１経路に接続されるように前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御し、前記時分割通信方式で前記送信信号を送信する前記第１時間においては、前記信号発生回路及び前記増幅回路が前記第２経路に接続されるように前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御し、前記時分割通信方式で前記受信信号を受信する前記第２時間においては、前記信号発生回路及び前記増幅回路のいずれか一方が前記第１経路に接続され、他方が前記第２経路に接続されるように前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御する。
【０００７】
前記通信装置は、前記第１経路に設けられた周波数フィルタをさらに備えてもよい。前記通信装置は、前記第１スイッチと前記信号発生回路との間に設けられた第１アイソレータをさらに備えてもよい。前記通信装置は、前記第２スイッチと前記増幅回路との間に設けられた第２アイソレータをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通信装置の送信側の回路の雑音が受信側の回路に回り込むことを抑制するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の通信装置を示す図である。
【図２】制御回路による第１スイッチ及び第２スイッチの制御の様子を示す図である。
【図３】制御回路による第１スイッチ及び第２スイッチの切替のタイミングを示すタイムチャートである。
【図４】周波数フィルタの配置の別の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［通信装置の構成］
図１は、実施形態の通信装置１００を示す図である。通信装置１００は、無線通信により外部装置（不図示）と通信する。通信装置１００は、時分割通信方式と、周波数分割通信方式とのいずれかにより外部装置へ送信信号を送信する。通信装置１００は、時分割通信方式により送信信号を送信する場合、外部装置へ送信信号を送信するための第１時間と、外部装置から受信信号を受信する第２時間とを切替えながら信号を送受信する。図１には、通信装置１００の送信側の回路を示し、受信側の回路は示していない。
【００１１】
通信装置１００は、信号発生回路１、増幅回路２、第１スイッチ３、周波数フィルタ４、第２スイッチ５、第１アイソレータ６、第２アイソレータ７及び制御回路８を備える。信号発生回路１は、外部装置に送信するための信号を発生する。信号発生回路１は、例えば送信するデータを変調した変調信号を発生する。
【００１２】
増幅回路２は、信号発生回路１が発生した信号を増幅することにより送信信号を生成する。増幅回路２は、例えばＧａＮ、ＧａＡｓ、ＬＤＭＯＳ等の電力増幅器を含む。
【００１３】
第１スイッチ３は、制御回路８が生成する第１切替信号に基づいて、信号発生回路１を第１経路Ａに接続するか第２経路Ｂに接続するかを切り替える。第１経路Ａ及び第２経路Ｂは、いずれも信号発生回路１と増幅回路２との間に設けられている。
【００１４】
周波数フィルタ４は、第１経路Ａに設けられる。周波数フィルタ４は、所定範囲の周波数の信号を通過させる。本明細書の例では、周波数フィルタ４は、バンドパスフィルタである。周波数フィルタ４は、第１遮断周波数より高く第２遮断周波数より低い周波数の信号を選択的に通過させる。周波数フィルタ４は、周波数分割通信方式において送信信号の周波数と受信信号の周波数とを分けるために用いられる。
【００１５】
第２スイッチ５は、制御回路８が生成する第２切替信号に基づいて、増幅回路２を第１経路Ａに接続するか第２経路Ｂに接続するかを切り替える。詳細については後述するが、通信装置１００が周波数分割通信方式で動作する間、第１スイッチ３及び第２スイッチ５は、信号発生回路１が発生した信号が第１経路Ａを介して増幅回路２に到達するようになる。一方、通信装置１００が時分割通信方式で信号を送信する間、第１スイッチ３及び第２スイッチ５は、信号発生回路１が発生した信号が第２経路Ｂを介して増幅回路２に到達するように切り替わる。また、通信装置１００が時分割通信方式で信号を受信する間、第１スイッチ３及び第２スイッチ５は、いずれか一方が第１経路Ａに接続し、他方が第２経路Ｂに接続するように切り替わる。このように第１スイッチ３及び第２スイッチ５が動作することにより、通信装置１００が時分割通信方式で信号を受信する間、増幅回路２に起因する雑音が信号発生回路１へ流れることを抑制することができるので、受信信号の感度の低下を抑制することができる。
【００１６】
第１アイソレータ６は、信号発生回路１と第１スイッチ３との間に設けられている。第１アイソレータ６は、信号発生回路１から第１スイッチ３へ流れる信号を通過させる。一方、第１アイソレータ６は、第１スイッチ３から信号発生回路１へ流れる信号を遮断する。第１アイソレータ６は、例えば、３つの端子のうちの１つの端子に終端抵抗が接続されたサーキュレータである。増幅回路２に起因する雑音が信号発生回路１の方へ流れると、信号発生回路１の配線を介して、この雑音が受信側の回路に流れ込むことにより、受信感度が低下してしまう。通信装置１００が第１アイソレータ６を有することにより、増幅回路２に起因する雑音が信号発生回路１へ流れることを抑制することができるので、受信信号の感度の低下をさらに抑制することができ、信号発生回路１の出力負荷として安定度を向上できる。
【００１７】
第２アイソレータ７は、第２スイッチ５と増幅回路２との間に設けられている。第２アイソレータ７は、第２スイッチ５から増幅回路２へ流れる信号を通過させる。一方、第２アイソレータ７は、増幅回路２から第２スイッチ５へ流れる信号を遮断する。第２アイソレータ７は、例えば、３つの端子のうちの１つの端子に終端抵抗が接続されたサーキュレータである。第２アイソレータ７は、第１アイソレータ６と同様に、増幅回路２に起因する雑音が信号発生回路１へ流れることを抑制することにより、受信信号の感度の低下をさらに抑制することができ、第２スイッチ５の出力負荷として安定度を向上できる。
【００１８】
制御回路８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。制御回路８においては、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、第１切替信号及び第２切替信号により第１スイッチ３及び第２スイッチ５を制御する。
【００１９】
［第１スイッチ及び第２スイッチの制御］
制御回路８は、第１スイッチ３及び第２スイッチ５を制御する。図２は、制御回路８による第１スイッチ３及び第２スイッチ５の制御の様子を示す図である。図２（ａ）には、制御回路８が周波数分割通信方式で動作する間の第１スイッチ３及び第２スイッチ５の状態を示す。
【００２０】
制御回路８は、周波数分割通信方式で動作する間は、信号発生回路１及び増幅回路２が第１経路Ａに接続されるように第１スイッチ３及び第２スイッチ５を制御する。図２（ａ）の状態では、第１スイッチ３を通過した信号は、周波数フィルタ４を経由して第２スイッチ５へ到達する。
【００２１】
図２（ｂ）及び図２（ｃ）には、制御回路８が時分割通信方式で動作する間の第１スイッチ３及び第２スイッチ５の状態を示す。図２（ｂ）は、制御回路８が送信信号を送信するための第１時間における第１スイッチ３及び第２スイッチ５の状態を示す。図２（ｃ）は、制御回路８が外部装置から受信信号を受信するための第２時間における第１スイッチ３及び第２スイッチ５の状態を示す。
【００２２】
制御回路８は、図２（ｂ）に示すように、外部装置へ送信信号を送信するための第１時間においては、信号発生回路１及び増幅回路２が第２経路Ｂに接続されるように第１スイッチ３及び第２スイッチ５をそれぞれ制御する。図２（ｂ）の状態では、第１スイッチ３を通過した信号は、周波数フィルタ４を経由することなく第２スイッチ５へ到達する。
【００２３】
制御回路８は、第２時間においては、信号発生回路１及び増幅回路２のいずれか一方が第１経路Ａに接続され、他方が第２経路Ｂに接続されるように第１スイッチ３及び第２スイッチ５を制御する。図２（ｃ）の例では、制御回路８は、信号発生回路１を第１経路Ａに接続させるように第１スイッチ３を制御する。一方、制御回路８は、増幅回路２を第２経路Ｂに接続させるように第２スイッチ５を制御する。
【００２４】
制御回路８は、第２時間において信号発生回路１と増幅回路２との間を電気的に絶縁するので、増幅回路２により増幅された雑音電力が信号発生回路１へ流れることを抑制することができる。したがって、制御回路８は、雑音電力が信号発生回路１の配線を介して受信側の回路に流れ込むことに起因する受信信号の感度の低下を抑制することができる。
【００２５】
図３は、制御回路８による第１スイッチ３及び第２スイッチ５の切替のタイミングを示すタイムチャートである。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、信号発生回路１及び増幅回路２への電力供給の有無と、第１スイッチ３の状態を切り替えるための第１切替信号の信号レベルと、第２スイッチ５の状態を切り替えるための第２切替信号の信号レベルとをそれぞれ示す。図３（ａ）は、通信装置１００が時分割通信方式により動作する場合の例を示し、図３（ｂ）は、通信装置１００が周波数分割通信方式により動作する場合の例を示す。
【００２６】
［時分割通信方式におけるタイムチャート］
図３（ａ）の「電源」の欄に示すように、通信装置１００が時分割通信方式で動作する場合には、信号発生回路１及び増幅回路２への電力供給は常時ＯＮ状態であり、信号発生回路１及び増幅回路２への電力供給が行われている状態が維持される。
【００２７】
制御回路８は、時分割通信方式で動作する場合には、第１時間と第２時間とを切り替えながら信号を送受信する。第１時間は、図３（ａ）の「第１切替信号」の欄において第１切替信号がＯＮ状態を示す時間にそれぞれ相当する。第１スイッチ３は、第１時間においてＯＮ状態を示す第１切替信号に応答して、信号発生回路１を第２経路Ｂに接続させる（図２（ｂ））。
【００２８】
第２時間は、図３（ａ）の「第１切替信号」の欄において第１切替信号がＯＦＦ状態を示す時間にそれぞれ相当する。第１スイッチ３は、第２時間においてＯＦＦ状態を示す第１切替信号に応答して、信号発生回路１を第１経路Ａに接続させる（図２（ｃ））。制御回路８は、時分割通信方式で動作する場合には、図３（ａ）の「第２切替信号」の欄に示すように、ＯＮ状態を示す第２切替信号を生成し、ＯＦＦ状態を示す第２切替信号を生成しない。第２スイッチ５は、ＯＮ状態を示す第２切替信号が継続的に生成されているため、増幅回路２を第２経路Ｂに接続させた状態を維持する（図２（ｂ）及び図２（ｃ））。
【００２９】
［周波数分割通信方式におけるタイムチャート］
図３（ｂ）に示すように、制御回路８は、周波数分割通信方式で動作する場合には、第１スイッチ３及び第２スイッチ５の切り替えを行わない。制御回路８は、図３（ｂ）の「第１切替信号」の欄に示すように、ＯＦＦ状態を示す第１切替信号を生成し、ＯＮ状態を示す第１切替信号を生成しない。第１スイッチ３は、ＯＦＦ状態を示す第１切替信号が継続的に生成されているため、信号発生回路１を第１経路Ａに接続させた状態を維持する（図２（ａ））。
【００３０】
制御回路８は、図３（ｂ）の「第２切替信号」の欄に示すように、ＯＦＦ状態を示す第２切替信号を生成し、ＯＮ状態を示す切替信号を生成しない。第２スイッチ５は、ＯＦＦ状態を示す第２切替信号が継続的に生成されているため、増幅回路２を第１経路Ａに接続させた状態を維持する（図２（ａ））。
【００３１】
［本実施形態による効果］
通信装置１００では、外部装置との間で時分割通信方式により動作する場合には、信号の送信と受信とに同じ周波数を用いるため、増幅回路２等の回路に起因する雑音が受信側の回路に回り込むことにより受信信号の感度が低下するという問題が生じていた。雑音電力の受信側への回り込みを抑制する方法の一つとしては、制御回路８が第２時間において増幅回路２を停止させるように制御することが考えられる。
【００３２】
例えば、制御回路８は、増幅回路２が送信信号を生成している動作状態と、増幅回路２が送信信号を生成していない停止状態とを切り替えるためのＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子（不図示）を用いることにより、第２時間において増幅回路２を停止させるように制御することが考えられる。しかしながら、増幅回路２は比較的大きな電流を用いることから、制御回路８は、スイッチング素子により増幅回路２の動作状態と停止状態とを頻繁に切り替えると、スイッチング素子が破損しやすいという問題があった。
【００３３】
本実施形態では、制御回路８が、外部装置から受信信号を受信するための第２時間においては、信号発生回路１及び増幅回路２のいずれか一方が第１経路Ａに接続され、他方が第２経路に接続されるように第１スイッチ３及び第２スイッチ５を制御する。このような構成により、通信装置１００は、第２時間において、信号発生回路１と増幅回路２との間を遮断することができるので、増幅回路２で発生した雑音が信号発生回路１の配線を介して受信側の回路に回り込むことを抑制することができる。したがって、通信装置１００は、この雑音電力に起因する受信信号の感度の低下を抑制することができる。
【００３４】
［変形例］
本実施形態では、周波数フィルタが第１経路Ａに設けられる例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図４は、周波数フィルタの配置の別の例を示す。通信装置１００は、図４（ａ）に示すように、第１経路Ａに設けられた周波数フィルタ４に加えて、第２経路Ｂに設けられた周波数フィルタ１０をさらに備えてもよい。また、通信装置１００は、図４（ｂ）に示すように、第２経路Ｂに周波数フィルタ１０を備え、第１経路Ａに周波数フィルタを備えていなくてもよい。
【００３５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
【符号の説明】
【００３６】
１  信号発生回路
２  増幅回路
３  第１スイッチ
４  周波数フィルタ
５  第２スイッチ
６  第１アイソレータ
７  第２アイソレータ
１０  周波数フィルタ
１００  通信装置
Ａ  第１経路
Ｂ  第２経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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