(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンプによって増幅された信号を出力する分波器および前記分波器から出力された信号を送信するアンテナを備える、通信モジュールにおいて、
前記アンテナと前記分波器との間にアンテナ接続回路を設け、
前記アンテナ接続回路では、電話の周波数を含む２ＧＨｚ帯において整合し、前記電話の周波数の高調波またはその近傍の５．８ＧＨｚを含むＥＴＣ信号の周波数帯において不整合となるように設定したことを特徴とする、通信モジュール。
【請求項２】
前記分波器は、トリプレクサを含む、請求項１記載の通信モジュール。
【請求項３】
上記請求項１または２記載の通信モジュールを備える、車載機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信モジュールおよび車載機器に関し、特に自動車などの車両に搭載され、たとえば携帯電話の信号を送受信する、通信モジュールおよび車載機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の通信モジュールを備えた車載機器では、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ：電子料金収受）の信号（以下、「ＥＴＣ信号」という。）に対して、悪影響を与えないようにする必要がある。
【０００３】
他方、特許文献１に高周波信号切り替え装置が開示されている。この装置では、ＰＩＮダイオードから発生する高周波信号を、送信側および受信側マッチング回路によって遮断している。
【特許文献１】特開２００２−２７１１０４号公報［H01P 1/15, H04B 1/50］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の高周波信号切り替え装置では、ＰＩＮダイオードの切り替え時の高周波信号に対処できるだけであり、ＥＴＣへの影響については全く考慮されていない。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、通信モジュールおよび車載機器を提供することである。
【０００６】
この発明の他の目的は、所定周波数帯の高調波またはその近傍の周波数帯の信号への影響を抑制することができる、通信モジュールおよび車載機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、この発明の理解を助けるために記述する実施形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。
【０００８】
第１の発明は、アンプによって増幅された信号を出力する分波器および分波器から出力された信号を送信するアンテナを備える、通信モジュールにおいて、アンテナと分波器との間にアンテナ接続回路を設け、アンテナ接続回路では、電話の周波数を含む２ＧＨｚ帯において整合し、電話の周波数の高調波またはその近傍の５．８ＧＨｚを含むＥＴＣ信号の周波数帯において不整合となるように設定したことを特徴とする、通信モジュールである。
【０００９】
第１の発明では、通信モジュール（１０：実施例において対応する部分を例示する参照符号。以下、同じ。）から送信される信号は、たとえば携帯電話の信号であり、２ＧＨｚ帯に含まれる電話信号の周波数の信号を含む。この電話信号は、たとえばＰＡ（電力増幅器）であるアンプ（８６）で増幅され、分波器（４４）は、アンテナ接続回路（４２）を介して増幅された電話信号をアンテナ（１２）に出力する。また、電話信号の送信時には、電話信号の高調波（たとえば３倍波）またはその近傍の５．８ＧＨｚを含むＥＴＣ信号の周波数帯へのスプリアスがアンプから出力され、空間伝搬などによって分波器に入力される。たとえば、アンテナ接続回路では、電話信号の周波数を含む２ＧＨｚ帯において整合し、電話信号の３倍波（高調波）のＥＴＣ信号の周波数帯において不整合となるように設定されている。そのため、電話信号の３倍波（高調波）またはその近傍の５．８ＧＨｚを含む、ＥＴＣ信号の周波数帯の信号がスプリアスとして放射されるのが抑制される。
【００１０】
第１の発明によれば、たとえばアンプから出力される、電話信号の高調波の５．８ＧＨｚを含むＥＴＣ信号の周波数帯へのスプリアスが分波器に入力されたとしても、ＥＴＣ信号の周波数帯でアンテナ接続回路は不整合となるため、アンテナから輻射される電話信号の高調波の５．８ＧＨｚを含むＥＴＣ信号の周波数帯へのスプリアスが抑制される。
【００１２】
第２発明は、第１の発明に従属し、分波器は、トリプレクサを含む。
【００１３】
第２の発明では、２ＧＨｚ帯の周波数の信号が通信モジュールから送信される。トリプレクサはアンテナ接続回路（４２）を介して増幅された２ＧＨｚ帯の電話信号をアンテナに出力する。
【００１４】
また、２ＧＨｚ帯の電話信号の送信時には、その信号の高調波またはその近傍の５．８ＧＨｚを含むＥＴＣ信号の周波数帯、つまり２ＧＨｚ帯の信号の３倍波であるＥＴＣ信号の周波数帯へのスプリアスがアンプから出力され、空間伝搬などによって分波器に入力される。たとえば、アンテナ接続回路では、電話信号の周波数を含む２ＧＨｚ帯において整合し、５．８ＧＨｚを含むＥＴＣ信号の周波数帯において不整合となるように設定されている。そのため、２ＧＨｚ帯の電話信号の３倍波（高調波）、すなわちＥＴＣ信号の周波数帯の信号がスプリアスとして放射されるのが抑制される。
【００１５】
第２の発明によれば、たとえばアンプから出力されるＥＴＣ信号の周波数帯へのスプリアスがトリプレクサに入力されたとしても、そのＥＴＣ信号の周波数帯でアンテナ接続回路は不整合となるため、アンテナから輻射されるＥＴＣ信号の周波数帯へのスプリアスが抑制される。
【００１６】
第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明の通信モジュールを備える、車載機器である。
【００１７】
第３の発明によれば、車載機器が上記第１の発明または第２の発明の通信モジュールを備えることで、たとえばＥＴＣ信号の周波数帯へのスプリアス対策が、より効果的に発揮される。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、分波器とアンテナとの間に電話信号の周波数の高調波またはその近傍の５．８ＧＨｚを含むＥＴＣ信号の周波数帯において不整合となるように設定されているアンテナ接続回路を設けることで、電話信号の周波数の高調波またはその近傍の５．８ＧＨｚを含むＥＴＣ信号の周波数帯への影響を抑制する、通信モジュールおよび車載機器を提供することができる。
【００１９】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１はこの発明の一実施例の車載機器の電気的な構成を示す図解図である。
【図２】図２は図１に示す無線通信回路の構成およびその周辺の一例を示す図解図である。
【図３】図３は図２に示すアンテナ接続回路の構成の一例を示す図解図である。
【図４】図４は図２に示すアンテナおよびアンテナ接続回路の間と、トリプレクサおよび２ＧＨｚ帯用のデュプレクサの間とを計測することで得られたスミスチャートの一例を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１を参照して、この発明の一実施例の車載機器１００は、たとえばナビゲーションシステムとして実現できる携帯通信端末の一種であり、通信モジュール１０、アンテナ１２およびユーザインターフェース部１４を含む。通信モジュール１０は、無線通信回路１６、プロセッサ１８、フラッシュメモリ２０、ＲＡＭ２２および電源回路２４を含む。また、ＣＰＵと呼ばれるプロセッサ１８には、無線通信回路１６、フラッシュメモリ２０、ＲＡＭ２２および電源回路２４が接続される。また、通信モジュール１０に接続されたアンテナ１２は、通信モジュール内で無線通信回路１６と接続される。
【００２２】
ユーザインターフェース部１４は、マイク３０、スピーカ３２、キー入力装置３４、表示ドライバ３６およびディスプレイ３８を含む。また、表示ドライバ３６にはディスプレイ３８が接続される。
【００２３】
そして、通信モジュール１０のプロセッサ１８には、ユーザインターフェース部１４に含まれる、マイク３０、スピーカ３２、キー入力装置３４および表示ドライバ３６が接続される。
【００２４】
プロセッサ１８は車載機器１００の全体制御を司る。ＲＡＭ２２は、プロセッサ１８の作業領域（描画領域を含む）ないしバッファ領域として用いられる。フラッシュメモリ２０には、アプリケーションデータが記録される。
【００２５】
電源回路２４は、電源管理用のＩＣであり、外部電源が接続され、その外部電源に基づく電源を、無線通信回路１６、プロセッサ１８、フラッシュメモリ２０およびＲＡＭ２２に供給する。ここで、電源回路２４が電源をシステム全体に供給している場合には、電源オン状態と言うことにする。一方、電源回路２４が電源をシステム全体に供給していない場合には、電源オフ状態と言うことにする。なお、外部電源とは、たとえば車両のシガーソケットから供給される１２Ｖ電源のことである。
【００２６】
また、プロセッサ１８は、Ａ／Ｄ変換器およびＤ／Ａ変換器（共に図示せず）を含んでいる。そのため、プロセッサ１８は、マイク３０を通して入力される音声ないし音についてのアナログ音声信号を、内蔵されるＡ／Ｄ変換器によってデジタル音声信号に変換する。さらに、プロセッサ１８はデジタル音声信号を、内蔵されるＤ／Ａ変換器によってアナログ音声信号に変換（復号）して、図示しないアンプを介してスピーカ３２に与える。したがって、アナログ音声信号に対応する音声ないし音がスピーカ３２から出力される。なお、プロセッサ１８は、アンプの増幅率を制御することで、スピーカ３２から出力される音声の音量を調整することができる。
【００２７】
キー入力装置３４は操作部として機能する。そして、使用者が操作したキーの情報（キーデータ）はプロセッサ１８に入力される。
【００２８】
表示ドライバ３６は、プロセッサ１８の指示の下、ディスプレイ３８の表示を制御する。また、表示ドライバ３６は表示する画像データを一時的に記憶するビデオメモリ（図示せず）を含む。
【００２９】
また、車載機器１００は、携帯電話基地局２００から発信された８００ＭＨｚ帯（一例として、受信帯：８７５〜８８５ＭＨｚ）および２ＧＨｚ帯（一例として、受信帯：２．１１０〜２．１７０ＧＨｚ）の電話信号をアンテナ１２によって受信する。一方、車載機器１００は、携帯電話基地局２００に向けて、８００ＭＨｚ帯（一例として、送信帯：８３０〜８４０ＭＨｚ）および２ＧＨｚ帯（一例として、送信帯：１．９２０〜１．９８０ＧＨｚ）の電話信号をアンテナ１２から送信する。また、ＧＰＳ衛星３００から送信される１５７５．４２ＭＨｚのＧＰＳ信号もアンテナ１２によって受信される。また、プロセッサ１８は、図示しないがＧＰＳ通信回路を含んでおり、受信したＧＰＳ信号を復調することで経緯度を求めることができる。このように、本実施例のアンテナ１２は、電話信号を送信または受信するとともにＧＰＳ信号を受信する。
【００３０】
図２は、無線通信回路１６の構成とその周辺を示す図解図である。無線通信回路１６には、信号を送受信するために、アンテナ１２と接続されるアンテナ接続回路４２、８００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯およびＧＰＳの信号分離するトリプレクサ４４および送受信する信号の周波数を変換するＲＦ回路４０などが含まれる。
【００３１】
トリプレクサ４４は分波器として機能するため、８００ＭＨｚ帯用のデュプレクサ４６、２ＧＨｚ帯用のデュプレクサ５４およびＧＰＳ−ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）フィルタ６４のそれぞれと接続される。
【００３２】
たとえば、電話信号およびＧＰＳ信号などがアンテナ１２によって受信されると、トリプレクサ４４は、８００ＭＨｚ帯用のデュプレクサ４６、２ＧＨｚ帯用のデュプレクサ５４およびＧＰＳ−ＳＡＷフィルタ６４のそれぞれに、受信した信号（受信信号）を出力する。
【００３３】
８００ＭＨｚ帯の電話信号を含む受信信号は、８００ＭＨｚ帯用のデュプレクサ４６から８００ＭＨｚ帯用のバルンコイル４８に出力される。バルンコイル４８では、受信信号に含まれる８００ＭＨｚ帯の電話信号が抽出され、その電話信号をＲＦ回路４０に出力する。
【００３４】
ＲＦ回路４０内では、８００ＭＨｚ帯の電話信号はＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）５０で増幅された後に、ダウンコンバータ５２に出力される。ダウンコンバータ５２は、８００ＭＨｚ帯の電話信号の周波数を所定の周波数まで下げてベースバンド信号とした後に、プロセッサ１８に出力する。プロセッサ１８は、ベースバンド信号に対して、デジタル復調処理、誤り訂正符号化処理および音声符号化処理を行う。そして、プロセッサ１８は、音声符号化処理が行われたデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換して、スピーカ３２に出力する。
【００３５】
また、２ＧＨｚ帯の電話信号を含む受信信号は、２ＧＨｚ帯用のデュプレクサ５４から、ＲＦ回路４０の初段ＬＮＡ５６に出力される。受信信号は、初段ＬＮＡ５６で増幅された後、ＲＦ回路４０の外に設けられた２ＧＨｚ帯用の段間ＳＡＷフィルタ５８に出力される。２ＧＨｚ帯用の段間ＳＡＷフィルタ５８は、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）として機能し、受信信号から２ＧＨｚ帯の電話信号を抽出する。抽出された２ＧＨｚ帯の電話信号は再びＲＦ回路４０に入力され、２段目ＬＮＡ６０で増幅された後に、ダウンコンバータ６２に出力される。ダウンコンバータ６２は、２ＧＨｚ帯の電話信号の周波数を所定の周波数まで下げてベースバンド信号とした後に、プロセッサ１８に出力する。プロセッサ１８は、ベースバンド信号に対して先述した処理を同様に行い、アナログ音声信号をスピーカ３２に出力する。
【００３６】
さらに、ＧＰＳ信号を含む受信信号が、ＧＰＳ−ＳＡＷフィルタ６４に出力されると、受信信号から電話信号などの不要な信号が除去される。また、ＧＰＳ−ＳＡＷフィルタ６４から出力された信号は初段ＬＮＡ６６で増幅される。さらに、増幅された受信信号は、ＧＰＳ−ＳＡＷフィルタ６８でＧＰＳ信号が抽出され、ＲＦ回路４０に出力される。ＲＦ回路４０では、２段目ＬＮＡ７０でＧＰＳ信号が増幅され、ダウンコンバータ７２でＧＰＳ信号の周波数が下げされる。そして、プロセッサ１８は、周波数が下げられたＧＰＳ信号に対して復調処理および復号処理を行った後に、現在位置の経緯度を求める。このとき、車載機器１００で、地図機能が実行されている場合、現在位置を示すアイコンが付された地図画像が、ディスプレイ３８に表示される。
【００３７】
一方、マイク３０によって取り込まれた音声信号は、プロセッサ１８によって音声符号化処理、誤り訂正符号化処理およびデジタル変調処理が行われて、ベースバンド信号にされる。その後、ベースバンド信号は、ＲＦ回路４０の２ＧＨｚ帯用のアップコンバータ８０または８００ＭＨｚ帯用のアップコンバータ９０のいずれかに出力される。
【００３８】
ベースバンド信号が２ＧＨｚ帯用のアップコンバータ８０に出力された場合、ベースバンド信号は、アップコンバータ８０で２ＧＨｚの送信帯まで上げられ、ＬＮＡ８２で増幅された後に、ＲＦ回路４０からＳＡＷフィルタ８４に出力される。ＳＡＷフィルタ８４は、増幅された２ＧＨｚ帯の電話信号から雑音（ノイズ）を除去して、ＰＡ８６（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｅｒ）に出力する。ＰＡ８６は、ノイズが除去された２ＧＨｚ帯の電話信号を増幅して、アイソレータ８８を介して、２ＧＨｚ帯用のデュプレクサ５４に出力する。デュプレクサ５４は、送信用の２ＧＨｚ帯の電話信号をトリプレクサ４４に出力する。そして、トリプレクサ４４は、２ＧＨｚ帯の電話信号を、アンテナ接続回路４２を介してアンテナ１２に与える。これにより、２ＧＨｚ帯の電話信号がアンテナ１２から送信される。
【００３９】
また、ベースバンド信号が８００ＭＨｚ帯用のアップコンバータ９０に出力された場合、ベースバンド信号は、アップコンバータ９０で８００ＭＨｚの送信帯まで上げられる。その後は、２ＧＨｚ帯の電話信号と同様、８００ＭＨｚ帯の電話信号は、ＬＮＡ９２で増幅され、ＳＡＷ９４で雑音が除去され、ＰＡ９６で再び増幅される。増幅された８００ＭＨｚ帯の電話信号は、アイソレータ９８を介して、８００ＭＨｚ帯用のデュプレクサ４６に出力され、さらにトリプレクサ４４に出力される。そして、トリプレクサ４４は、アンテナ接続回路４２を介して８００ＭＨｚ帯の電話信号を、アンテナ１２に与える。これにより、８００ＭＨｚ帯の電話信号がアンテナ１２から送信される。
【００４０】
なお、アイソレータ８８およびアイソレータ９８は一方向の信号だけを通過させる素子であり、アンテナ１２側からの反射波およびアンテナ１２のインピーダンスの変化が、ＰＡ８６およびＰＡ９６に伝わらないようにしている。
【００４１】
図３は、アンテナ接続回路４２の構成を示す図解図である。アンテナ接続回路４２は、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、コンデンサＣ３、コイルＬ１、コイルＬ２、コイルＬ３およびコイルＬ４を含む。アンテナ１２からトリプレクサ４４の間には、アンテナ１２側から、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、コイルＬ３およびコイルＬ４の順番で、これらの素子が直列に接続される。そして、コンデンサＣ１がアンテナ１２と接続され、コイルＬ４がトリプレクサ４４と接続される。
【００４２】
また、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２との間には、コイルＬ１の一方端が接続され、コイルＬ１の他方端は接地される。さらに、コンデンサＣ２とコイルＬ３との間には、コイルＬ２の一方端が接続され、コイルＬ２の他方端は接地される。そして、コイルＬ３とコイルＬ４との間には、コンデンサＣ３の一方端が接続され、コンデンサＣ３の他方端は接地される。
【００４３】
図４は、アンテナ１２およびアンテナ接続回路４２の間とトリプレクサ４４および２ＧＨｚ帯用のデュプレクサ５４の間とを計測することで得られたスミスチャートである。図４を参照して、このスミスチャートは、計測抵抗を５０Ωとした状態で、周波数の変化と対応して変化するインピーダンスを表している。また、点Ｔ１は周波数が２．０ＧＨｚ（所定周波数）のときのインピーダンスを示し、点Ｔ２は周波数が５．８３ＧＨｚ（所定周波数の高調波またはその近傍の周波数）のときのインピーダンスを示す。
【００４４】
点Ｔ１はスミスチャートの中央付近に位置しており、インピーダンスが５０Ωに近い。そのため、アンテナ１２とトリプレクサ４４との間では、２．０ＧＨｚを含む電話信号の周波数帯が整合していることが分かる。また、点Ｔ２は短絡側に位置しており、インピーダンスが５０Ωより小さい。そのため、アンテナ１２とトリプレクサ４４との間では、５．８３ＧＨｚを含むＥＴＣ信号帯（一例として、５７７０〜５８９０ＭＨｚ）が不整合となるように設定されていることが分かる。したがって、アンテナ接続回路１２によってＥＴＣ信号帯へのスプリアスを効果的に抑制できる。
【００４５】
ここで、車載機器１００の通信モジュール１０では、第１周波数帯である２ＧＨｚ帯（２０００ＭＨｚ帯）の３倍波にあたる、ＥＴＣ信号帯（第２周波数帯）へのスプリアスに対する規格が通信事業者によって定められている。そのため、従来は、部品を選定したり、アイソレータ８８とデュプレクサ５４との間にフィルタを入れたりすることで、ＥＴＣ信号帯へのスプリアスに対応していた。
【００４６】
ところが、従来の通信モジュールでは、ＰＡ８６から発生したＥＴＣ信号帯へのスプリアスが通信モジュールに設けられたシールド板に反射して、トリプレクサ４２に直接入力することがあった。そして、ＥＴＣ信号帯へのスプリアスがトリプレクサ４２に直接入力してしまうと、ＥＴＣ信号帯へのスプリアスがアンテナ１２から輻射されてしまう。
【００４７】
そこで、本実施例では、ＥＴＣ信号帯へのスプリアスを不整合にするアンテナ接続回路４２を、トリプレクサ４２とアンテナ１２との間に設けることで、アンテナ１２から輻射される、ＥＴＣ信号帯へのスプリアスを抑制する。これにより、本実施例では、アンテナ接続回路４２を設けたことで、アンテナ１２から輻射されるＥＴＣ信号帯のへスプリアスを、約２．５〜３．０ｄＢ抑制することができた。
【００４８】
また、本実施例の通信モジュール１０は車載機器１００が備えているため、ＥＴＣ信号帯へのスプリアス対策が、より効果的に発揮される。
【００４９】
なお、アンテナ接続回路４２を追加したとしても、８００ＭＨｚ帯の電話信号には影響がないため、アンテナ接続回路４２を受信／送信する信号に応じてオン／オフしなくてもよい。
【００５０】
また、本実施例は、車載機器１００のみに限らず、携帯電話機、いわゆるスマートフォンおよびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）に適用されてもよい。また、車載機器１００としても、ナビゲーションシステム以外のその他の適宜な機器であってもよい。
【００５１】
また、本明細書中で挙げた、計測抵抗の抵抗値およびインピーダンスなどの具体的な数値は、いずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。
【００５２】
そして、上で説明した実施例のアンテナ接続回路４２は、ＥＴＣ信号帯へのスプリアスを抑制する目的であれば、他の回路構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０    …  通信モジュール
１２    …  アンテナ
１６    …  無線通信回路
１８    …  プロセッサ
４０    …  ＲＦ回路
４２    …  アンテナ接続回路
４４    …  トリプレクサ
８６，９６    …  ＰＡ
１００    …  車載機器
２００    …  携帯電話基地局
【図１】
0005635925.tif 000002
【図２】
0005635925.tif 000003
【図３】
0005635925.tif 000004
【図４】
0005635925.tif 000005