(57)【要約】【課題】  回路規模を小さくでき回路損失を大幅に低減し、広帯域で動作可能な送受信回路及び無線通信装置を提供する。【解決手段】  無線通信装置は互いに異なる通過帯域を有し、受信アンテナにより受信された無線信号を帯域通過ろ波する複数の受信フィルタと、複数の受信フィルタから出力される各無線信号のうちの１つの無線信号を選択して出力するスイッチＳＷ２と、スイッチＳＷ２から出力される無線信号を低雑音増幅する低雑音増幅器とを含む。アンテナインピーダンス調整部は、受信アンテナの給電点に接続され、スイッチＳＷ２による無線信号の選択に応じて、給電点において受信アンテナを見たときのアンテナインピーダンスが選択された受信フィルタの通過帯域において実質的に最小値となりかつ選択された受信フィルタの入出力インピーダンス及び低雑音増幅器の入力インピーダンスに一致するようにアンテナインピーダンスを調整する。【選択図】  図５
2006340268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のアンテナインピーダンスを有し、無線信号を受信する受信アンテナと、
所定の入出力インピーダンスを有し、それぞれ互いに異なる通過帯域を有し、上記受信アンテナにより受信された無線信号を帯域通過ろ波して出力する複数の受信フィルタと、
上記複数の受信フィルタから出力される各無線信号のうちの１つの無線信号を選択して出力する第１の切換手段と、
所定の入力インピーダンスを有し、上記切換手段から出力される無線信号を低雑音増幅して出力する低雑音増幅手段とを備えた受信回路において、
上記受信アンテナの給電点に接続され、上記第１の切換手段による無線信号の選択に応じて、上記給電点において上記受信アンテナを見たときのアンテナインピーダンスが上記選択された受信フィルタの通過帯域において実質的に最小値となり、かつ上記選択された受信フィルタの入出力インピーダンス及び上記低雑音増幅手段の入力インピーダンスに実質的に一致するように上記アンテナインピーダンスを調整する調整手段を備えたことを特徴とする受信回路。
【請求項２】
上記調整手段は、
一端が接地され、互いに異なる容量値を有する複数のキャパシタと、
上記複数のキャパシタのうちの１つのキャパシタを選択して、上記選択したキャパシタの他端を上記選択したキャパシタの他端を上記受信アンテナの給電点に接続する第２の切換手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の受信回路。
【請求項３】
所定の出力インピーダンスを有し、送信すべき無線信号を電力増幅して出力する電力増幅手段と、
所定の入出力インピーダンスを有し、それぞれ互いに異なる通過帯域を有し、上記電力増幅手段から出力される無線信号を帯域通過ろ波して出力する複数の送信フィルタと、
上記複数の送信フィルタから出力される各無線信号のうちの１つの無線信号を選択して出力する第３の切換手段と、
所定のアンテナインピーダンスを有し、上記第３の切換手段から出力される無線信号を送信する送信アンテナとを備えた送信回路において、
上記送信アンテナの給電点に接続され、上記第３の切換手段による無線信号の選択に応じて、上記給電点において上記送信アンテナを見たときのアンテナインピーダンスが上記選択された送信フィルタの通過帯域において実質的に最大値となり、かつ上記選択された送信フィルタの入出力インピーダンス及び上記電力増幅手段の出力インピーダンスに実質的に一致するように上記アンテナインピーダンスを調整する調整手段を備えたことを特徴とする送信回路。
【請求項４】
上記調整手段は、
一端が接地され、互いに異なる容量値を有する複数のキャパシタと、
上記複数のキャパシタのうちの１つのキャパシタを選択して、上記選択したキャパシタの他端を上記送信アンテナの給電点に接続する第４の切換手段とを備えたことを特徴とする請求項３記載の送信回路。
【請求項５】
請求項１又は２記載の受信回路と、
請求項３又は４記載の送信回路とを備えたことを特徴とする送受信回路。
【請求項６】
請求項５記載の送受信回路と、
上記受信回路の低雑音増幅手段から出力される無線信号をベースバンド信号に復調する復調手段と、
所定のベースバンド信号に従って無線搬送波を変調することにより無線信号を発生して上記電力増幅手段に出力する変調手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
所定のアンテナインピーダンスを有し、無線信号を送受信する送受信アンテナと、
所定の入出力インピーダンスを有し、上記送受信アンテナにより受信された無線信号を帯域通過ろ波して出力する受信フィルタと、
所定の入力インピーダンスを有し、上記受信フィルタから出力される無線信号を低雑音増幅して出力する低雑音増幅手段と、
所定の出力インピーダンスを有し、送信すべき無線信号を電力増幅して出力する電力増幅手段と、
所定の入出力インピーダンスを有し、上記電力増幅手段から出力される無線信号を帯域通過ろ波して上記送受信アンテナに出力する送信フィルタとを備えた送受信回路において、
上記電力増幅手段の出力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記電力増幅手段と上記送信フィルタとの間の接続点において上記送信フィルタを介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、送信アンテナインピーダンスとし、
上記低雑音増幅手段の入力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記受信フィルタと上記低雑音増幅手段との間の接続点において移相手段及び上記受信フィルタを介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、受信アンテナインピーダンスとしたときに、
上記送信アンテナインピーダンスが上記受信アンテナインピーダンスに実質的に一致するように、上記受信フィルタから出力される無線信号を移相する移相手段を備えたことを特徴とする送受信回路。
【請求項８】
上記受信フィルタは、第１の受信周波数帯域の通過帯域を有する第１の受信フィルタ部と、上記第１の受信周波数帯域とは異なる第２の受信周波数帯域を有する第２の受信フィルタ部とを備え、
上記送信フィルタは、第１の送信周波数帯域の通過帯域を有する第１の送信フィルタ部と、上記第１の送信周波数帯域とは異なる第２の送信周波数帯域を有する第２の送信フィルタ部とを備え、
上記送受信アンテナと上記移相手段及び上記電力増幅手段との間に設けられ、上記第１の受信周波数帯域及び上記第１の送信周波数帯域を選択するときに、上記送受信アンテナから出力される無線信号を上記第１の受信フィルタ部を介して上記移相手段に出力するとともに、上記電力増幅手段から出力される無線信号を上記第１の送信フィルタ部を介して上記送受信アンテナに出力する一方、上記第２の受信周波数帯域及び上記第２の送信周波数帯域を選択するときに、上記送受信アンテナから出力される無線信号を上記第２の受信フィルタ部を介して上記移相手段に出力するとともに、上記電力増幅手段から出力される無線信号を上記第２の送信フィルタ部を介して上記送受信アンテナに出力する第５の切換手段をさらに備えたことを特徴とする請求項７記載の送受信回路。
【請求項９】
所定のアンテナインピーダンスを有し、無線信号を送受信する送受信アンテナと、
所定の入力インピーダンスを有し、上記送受信アンテナから出力される無線信号を低雑音増幅して出力する低雑音増幅手段と、
所定の出力インピーダンスを有し、送信すべき無線信号を電力増幅して上記送受信アンテナに出力する電力増幅手段と、
上記送受信アンテナと、上記低雑音増幅手段及び上記電力増幅手段との間に挿入され、無線信号の受信時に、上記送受信アンテナからの無線信号を上記低雑音増幅手段に出力する一方、無線信号の送信時に、上記電力増幅手段からの無線信号を上記送受信アンテナに出力するように切り換える第６の切換手段とを備えた送受信回路において、
上記電力増幅手段の出力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記電力増幅手段と上記第６の切換手段との間の接続点において上記第６の切換手段を介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、送信アンテナインピーダンスとし、
上記低雑音増幅手段の入力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記第６の切換手段と上記低雑音増幅手段との間の接続点において移相手段及び上記第６の切換手段を介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、受信アンテナインピーダンスとしたときに、
上記送信アンテナインピーダンスが上記受信アンテナインピーダンスに実質的に一致するように、上記第６の切換手段から出力される無線信号を移相する移相手段を備えたことを特徴とする送受信回路。
【請求項１０】
請求項７乃至９のうちのいずれか１つに記載の送受信回路と、
上記低雑音増幅手段から出力される無線信号をベースバンド信号に復調する復調手段と、
所定のベースバンド信号に従って無線搬送波を変調することにより無線信号を発生して上記電力増幅手段に出力する変調手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１１】
上記受信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも高くなるように設定されたことを特徴とする請求項１又は２記載の受信回路。
【請求項１２】
上記送信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも低くなるように設定されたことを特徴とする請求項３又は４記載の送信回路。
【請求項１３】
上記受信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも高くなるように設定され、
上記送信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも低くなるように設定されたことを特徴とする請求項５及び７乃至９のうちのいずれか１つに記載の送受信回路。
【請求項１４】
上記受信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも高くなるように設定され、
上記送信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも低くなるように設定されたことを特徴とする請求項６又は１０記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＧＳＭ方式やＷＣＤＭＡやＣＤＭＡ２０００方式などで使用されるマルチバンドの送受信回路及びそれを用いた無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話はＧＳＭ方式やＣＤＭＡ方式を世界各地で対応するために複数の周波数で送受信できるマルチバンド無線機能を有するものが世界的に標準となりつつある。また、複数の周波数にまたがったシステムを構成するためには対応する高周波部品のカバーできる周波数を広げるための広帯域設計が求められてきている。
【０００３】
このような無線機を実現するために、特許文献３においては、図１４に示すよう構成で広帯域の送受信を実現している。図１４は、第１の従来例に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【０００４】
図１４は、無線通信装置の送信機の一部を構成する電力増幅器（ＰＡ）の能動負荷調整システムを示す。負荷調整システムにおいて、高周波入力端子１０４６に入力される高周波信号は、可変増幅器１０３０と、送信電力増幅器１０３２と、静的整合回路１０３４と、可変インピーダンス・ネットワーク１０３６と、出力端子１０４８とを介してアンテナに出力されて放射される。制御プロセッサ１０３８は、それぞれ入力される送信電力レベル信号、周波数及びバッテリ電圧に基づいて、メモリ１０４０内の制御値を参照して、制御信号を生成し、生成した制御信号を負荷制御Ａ／Ｄ変換器１０４２と、レベルシフト回路１０４４を介して可変インピーダンス・ネットワーク１０３６に出力することにより。可変インピーダンス・ネットワーク１０３６を制御する。ここで、送信電力増幅器１０３２の出力インピーダンス整合を最適な状態に維持することで、良好な送信特性を得ることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０６８９４２号公報。
【非特許文献１】Warren L. Stutzman et al., "Antenna Theory And Design", John Wiley & Sons, Inc., New York, pp.175-179, 1998.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような従来例の構成では、周波数の変化の範囲が大きいときにはインピーダンス可変の幅も大きくとる必要があり、回路規模が大きく、そのため損失も増大してしまう。また、アンテナの有する特性インピーダンス（例えば、５０Ω）に合わせて送信電力増幅器の出力トランジスタの低インピーダンスを整合する際に使用する整合回路が有するコイルやコンデンサの周波数依存性により整合がとれる周波数帯域は非常に狭いものになってしまうという問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来例に比較して回路規模を小さくすることができかつ回路損失を大幅に低減し、しかも広帯域で動作可能な送受信回路及びそれを用いた無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る受信回路は、所定のアンテナインピーダンスを有し、無線信号を受信する受信アンテナと、
所定の入出力インピーダンスを有し、それぞれ互いに異なる通過帯域を有し、上記受信アンテナにより受信された無線信号を帯域通過ろ波して出力する複数の受信フィルタと、
上記複数の受信フィルタから出力される各無線信号のうちの１つの無線信号を選択して出力する第１の切換手段と、
所定の入力インピーダンスを有し、上記切換手段から出力される無線信号を低雑音増幅して出力する低雑音増幅手段とを備えた受信回路において、
上記受信アンテナの給電点に接続され、上記第１の切換手段による無線信号の選択に応じて、上記給電点において上記受信アンテナを見たときのアンテナインピーダンスが上記選択された受信フィルタの通過帯域において実質的に最小値となり、かつ上記選択された受信フィルタの入出力インピーダンス及び上記低雑音増幅手段の入力インピーダンスに実質的に一致するように上記アンテナインピーダンスを調整する調整手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記受信回路において、上記調整手段は、
一端が接地され、互いに異なる容量値を有する複数のキャパシタと、
上記複数のキャパシタのうちの１つのキャパシタを選択して、上記選択したキャパシタの他端を上記受信アンテナの給電点に接続する第２の切換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明に係る送信回路は、所定の出力インピーダンスを有し、送信すべき無線信号を電力増幅して出力する電力増幅手段と、
所定の入出力インピーダンスを有し、それぞれ互いに異なる通過帯域を有し、上記電力増幅手段から出力される無線信号を帯域通過ろ波して出力する複数の送信フィルタと、
上記複数の送信フィルタから出力される各無線信号のうちの１つの無線信号を選択して出力する第３の切換手段と、
所定のアンテナインピーダンスを有し、上記第３の切換手段から出力される無線信号を送信する送信アンテナとを備えた送信回路において、
上記送信アンテナの給電点に接続され、上記第３の切換手段による無線信号の選択に応じて、上記給電点において上記送信アンテナを見たときのアンテナインピーダンスが上記選択された送信フィルタの通過帯域において実質的に最大値となり、かつ上記選択された送信フィルタの入出力インピーダンス及び上記電力増幅手段の出力インピーダンスに実質的に一致するように上記アンテナインピーダンスを調整する調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記送信回路において、上記調整手段は、
一端が接地され、互いに異なる容量値を有する複数のキャパシタと、
上記複数のキャパシタのうちの１つのキャパシタを選択して、上記選択したキャパシタの他端を上記送信アンテナの給電点に接続する第４の切換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
第３の発明に係る送受信回路は、上記受信回路と、上記送信回路とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
第４の発明に係る無線通信装置は、
上記送受信回路と、
上記受信回路の低雑音増幅手段から出力される無線信号をベースバンド信号に復調する復調手段と、
所定のベースバンド信号に従って無線搬送波を変調することにより無線信号を発生して上記電力増幅手段に出力する変調手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
第５の発明に係る送受信回路は、所定のアンテナインピーダンスを有し、無線信号を送受信する送受信アンテナと、
所定の入出力インピーダンスを有し、上記送受信アンテナにより受信された無線信号を帯域通過ろ波して出力する受信フィルタと、
所定の入力インピーダンスを有し、上記受信フィルタから出力される無線信号を低雑音増幅して出力する低雑音増幅手段と、
所定の出力インピーダンスを有し、送信すべき無線信号を電力増幅して出力する電力増幅手段と、
所定の入出力インピーダンスを有し、上記電力増幅手段から出力される無線信号を帯域通過ろ波して上記送受信アンテナに出力する送信フィルタとを備えた送受信回路において、
上記電力増幅手段の出力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記電力増幅手段と上記送信フィルタとの間の接続点において上記送信フィルタを介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、送信アンテナインピーダンスとし、
上記低雑音増幅手段の入力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記受信フィルタと上記低雑音増幅手段との間の接続点において移相手段及び上記受信フィルタを介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、受信アンテナインピーダンスとしたときに、
上記送信アンテナインピーダンスが上記受信アンテナインピーダンスに実質的に一致するように、上記受信フィルタから出力される無線信号を移相する移相手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記送受信回路において、上記受信フィルタは、第１の受信周波数帯域の通過帯域を有する第１の受信フィルタ部と、上記第１の受信周波数帯域とは異なる第２の受信周波数帯域を有する第２の受信フィルタ部とを備え、
上記送信フィルタは、第１の送信周波数帯域の通過帯域を有する第１の送信フィルタ部と、上記第１の送信周波数帯域とは異なる第２の送信周波数帯域を有する第２の送信フィルタ部とを備え、
上記送受信アンテナと上記移相手段及び上記電力増幅手段との間に設けられ、上記第１の受信周波数帯域及び上記第１の送信周波数帯域を選択するときに、上記送受信アンテナから出力される無線信号を上記第１の受信フィルタ部を介して上記移相手段に出力するとともに、上記電力増幅手段から出力される無線信号を上記第１の送信フィルタ部を介して上記送受信アンテナに出力する一方、上記第２の受信周波数帯域及び上記第２の送信周波数帯域を選択するときに、上記送受信アンテナから出力される無線信号を上記第２の受信フィルタ部を介して上記移相手段に出力するとともに、上記電力増幅手段から出力される無線信号を上記第２の送信フィルタ部を介して上記送受信アンテナに出力する第５の切換手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
第６の発明に係る送受信回路は、所定のアンテナインピーダンスを有し、無線信号を送受信する送受信アンテナと、
所定の入力インピーダンスを有し、上記送受信アンテナから出力される無線信号を低雑音増幅して出力する低雑音増幅手段と、
所定の出力インピーダンスを有し、送信すべき無線信号を電力増幅して上記送受信アンテナに出力する電力増幅手段と、
上記送受信アンテナと、上記低雑音増幅手段及び上記電力増幅手段との間に挿入され、無線信号の受信時に、上記送受信アンテナからの無線信号を上記低雑音増幅手段に出力する一方、無線信号の送信時に、上記電力増幅手段からの無線信号を上記送受信アンテナに出力するように切り換える第６の切換手段とを備えた送受信回路において、
上記電力増幅手段の出力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記電力増幅手段と上記第６の切換手段との間の接続点において上記第６の切換手段を介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、送信アンテナインピーダンスとし、
上記低雑音増幅手段の入力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記第６の切換手段と上記低雑音増幅手段との間の接続点において移相手段及び上記第６の切換手段を介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、受信アンテナインピーダンスとしたときに、
上記送信アンテナインピーダンスが上記受信アンテナインピーダンスに実質的に一致するように、上記第６の切換手段から出力される無線信号を移相する移相手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
第７の発明に係る無線通信装置は、上記送受信回路と、
上記低雑音増幅手段から出力される無線信号をベースバンド信号に復調する復調手段と、
所定のベースバンド信号に従って無線搬送波を変調することにより無線信号を発生して上記電力増幅手段に出力する変調手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、上記受信回路において、上記受信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも高くなるように設定されたことを特徴とする。
【００１９】
さらに、上記送信回路において、上記送信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも低くなるように設定されたことを特徴とする。
【００２０】
また、上記送受信回路において、上記受信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも高くなるように設定され、
上記送信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも低くなるように設定されたことを特徴とする。
【００２１】
さらに、上記無線通信装置において、上記受信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも高くなるように設定され、
上記送信アンテナのアンテナインピーダンスは、５０Ωよりも低くなるように設定されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
従って、本発明に係る送受信回路及びそれを用いた無線通信端末装置によれば、上記受信アンテナの給電点に接続され、上記第１の切換手段による無線信号の選択に応じて、上記給電点において上記受信アンテナを見たときのアンテナインピーダンスが上記選択された受信フィルタの通過帯域において実質的に最小値となり、かつ上記選択された受信フィルタの入出力インピーダンス及び上記低雑音増幅手段の入力インピーダンスに実質的に一致するように上記アンテナインピーダンスを調整する調整手段を備える。もしくは、上記送信アンテナの給電点に接続され、上記第３の切換手段による無線信号の選択に応じて、上記給電点において上記送信アンテナを見たときのアンテナインピーダンスが上記選択された送信フィルタの通過帯域において実質的に最大値となり、かつ上記選択された送信フィルタの入出力インピーダンス及び上記電力増幅手段の出力インピーダンスに実質的に一致するように上記アンテナインピーダンスを調整する調整手段を備える。それ故、上記電力増幅手段が本来物理的に有する出力インピーダンスや、低雑音増幅手段が本来物理的に有する入力インピーダンスを、特定のインピーダンス（例えば５０Ω）に合わせてインピーダンス変換することなく、送受信アンテナに導くことができるので、インピーダンス整合回路を設けることなく、従来例に比較して回路規模を小さくすることができかつ回路損失を大幅に低減し、しかも広帯域で動作可能な送受信回路及びそれを用いた無線通信装置を提供することができる。
【００２３】
また、本発明に係る送受信回路及びそれを用いた無線通信端末装置によれば、上記電力増幅手段の出力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記電力増幅手段と上記送信フィルタとの間の接続点において上記送信フィルタを介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、送信アンテナインピーダンスとし、上記低雑音増幅手段の入力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記受信フィルタと上記低雑音増幅手段との間の接続点において移相手段及び上記受信フィルタを介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、受信アンテナインピーダンスとしたときに、上記送信アンテナインピーダンスが上記受信アンテナインピーダンスに実質的に一致するように、上記受信フィルタから出力される無線信号を移相する移相手段を備える。もしくは、上記電力増幅手段の出力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記電力増幅手段と上記第６の切換手段との間の接続点において上記第６の切換手段を介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、送信アンテナインピーダンスとし、上記低雑音増幅手段の入力インピーダンスと実質的に一致するように設定されたインピーダンスであって、上記第６の切換手段と上記低雑音増幅手段との間の接続点において移相手段及び上記第６の切換手段を介して上記送受信アンテナを見たときのインピーダンスを、受信アンテナインピーダンスとしたときに、上記送信アンテナインピーダンスが上記受信アンテナインピーダンスに実質的に一致するように、上記第６の切換手段から出力される無線信号を移相する移相手段を備える。それ故、上記電力増幅手段が本来物理的に有する出力インピーダンスや、低雑音増幅手段が本来物理的に有する入力インピーダンスを、特定のインピーダンス（例えば５０Ω）に合わせてインピーダンス変換することなく、送受信アンテナに導くことができるので、インピーダンス整合回路を設けることなく、従来例に比較して回路規模を小さくすることができかつ回路損失を大幅に低減し、しかも広帯域で動作可能な送受信回路及びそれを用いた無線通信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００２５】
第１の実施形態．
図１は本発明の第１の実施形態に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１において、基地局に向けて送信すべき送信ベースバンド信号は入力端子１１２を介して変調器１１０に入力されて所定のディジタル変調方式を用いて変調された後、変調後の送信無線信号は、送信入力端子１０８、送信電力増幅器１０６及び、送信無線信号のみを帯域ろ波する、例えば帯域通過フィルタである送信フィルタ１０６を介して送信アンテナ１０２に出力されて放射される。なお、送信フィルタ１０６と送信アンテナ１０２の給電端子との間は、できる限り短い電気長を有し所定の特性インピーダンスを有する給電線路で接続するか、直接に接続することが好ましく、これは以下の後述する各実施形態でも同様である。
【００２７】
一方、受信アンテナ１０１により受信された受信無線信号は、受信無線信号のみを帯域通過ろ波する、例えば帯域通過フィルタである受信フィルタ１０３、受信低雑音増幅器１０５、及び受信出力端子１０７を介して復調器１０９に入力される。復調器１０９は、入力される受信無線信号を所定のディジタル復調方式を用いて受信ベースバンド信号に復調した後、出力端子１１１を介して出力する。なお、受信フィルタ１０３と受信アンテナ１０１の給電端子との間は、できる限り短い電気長を有し所定の特性インピーダンスを有する給電線路で接続するか、直接に接続することが好ましく、これは以下の後述する各実施形態でも同様である。
【００２８】
なお、図１において、復調器１０９及び変調器１１０を図示している。一方、図４以降ではこれらの図示を省略しているが、無線通信装置において当然復調器１０９及び変調器１１０を備えてもよい。
【００２９】
図１の無線通信装置において、一般に受信低雑音増幅器１０５は微小な受信信号を増幅することが目的であるために、その入力段に設けられた入力トランジスタ１０５Ａのサイズは比較的小さい値となり、寄生容量成分も小さくなるうえに、例えば入力トランジスタ１０５Ａがバイポーラトランジスタであるときはそのベースにおける入力インピーダンス（なお、入力トランジスタ１０５Ａが電界効果トランジスタのときは、そのゲートにおける入力インピーダンスである。）は、通常のアンテナや給電線路の特性インピーダンス（以下、通常の特性インピーダンスという。）である５０Ωに比較して高い、例えば２００Ωとなる。本実施形態では、受信アンテナ１０１のアンテナインピーダンス（以下、アンテナの給電端子（又は給電点）においてアンテナ側を見たときのインピーダンスをアンテナインピーダンスという。）と、給電線路の特性インピーダンス（受信フィルタ１０３と受信アンテナ１０１とを直接に接続するときは、給電線路は省略される。）と、受信フィルタ１０３の入力インピーダンス及び出力インピーダンスとを、上記通常の特性インピーダンスよりも高い、受信低雑音増幅器１０５の入力インピーダンス（例えば、２００Ω）に一致させるように設定することが好ましい。これにより、受信回路においてインピーダンス整合回路を必要としないので、従来例に比較して回路構成を簡単化でき、これにより、回路損失を大幅に軽減し、広帯域な受信回路を構成できる。
【００３０】
また、一般に送信電力増幅器１０６は基地局まで届くのに十分な無線電力まで増幅することが目的であるため、その出力トランジスタ１０６Ａのサイズは大きくなり、寄生容量成分も大きくなるために、出力インピーダンスは低い値（例えば１０Ω）になる。本実施形態では、送信アンテナ１０２のアンテナインピーダンスと、給電線路の特性インピーダンス（送信フィルタ１０４と送信アンテナ１０２とを直接に接続するときは、給電線路が省略される。）と、送信フィルタ１０４の入力インピーダンス及び出力インピーダンスとを、上記通常の特性インピーダンスよりも低い、送信電力増幅器１０６の出力インピーダンス（例えば、１０Ω）に一致させるように設定することが好ましい。これにより、送信回路においてインピーダンス整合回路を必要としないので、従来例に比較して回路構成を簡単化でき、これにより、回路損失を大幅に軽減し、広帯域な受信回路を構成できる。
【００３１】
図２は図１の無線通信装置の半波長ダイポールアンテナ２５１の動作例を示すアンテナの長手方向に対する電流分布及び電圧分布を示す図である。
【００３２】
図２の半波長ダイポールアンテナ２５１において、１対のアンテナ素子の中央部に１対の給電端子２４１，２４２が設けられる。本実施形態において、給電端子２４２に代えて、端子２５２又は２５３を用いることを考える。図２の半波長ダイポールアンテナ２５１において、高周波信号の電圧と電流はそれぞれ２５５と２５４で示すように分布するため、電圧が電流よりも高くなる高インピーダンス端子２５２では、高周波信号の電圧が高く、高周波信号の電流が少ない、すなわちインピーダンスが高くなる特性を得ることができる。また、電圧が電流よりも低くなる低インピーダンス端子２５３では電圧が小さく、電流が多く、すなわちインピーダンスが低くなるような特性を得ることができる。
【００３３】
また、図３（ａ）は半波長ダイポールアンテナ３５１の構成例を示す概略平面図であり、図３（ｂ）は半波長折り返しダイポールアンテナ３５０の構成例を示す概略平面図である。
【００３４】
図３（ａ）において、１対のアンテナ素子３５１ａ，３５１ｂからなる半波長ダイポールアンテナ３５１の１対の給電端子３５２のアンテナインピーダンスは約７５Ωである。一方、図３（ｂ）において、半波長折り返しダイポールアンテナ３５０の１対の給電端子３５３のアンテナインピーダンスは約３００Ωである。すなわち、半波長折り返しダイポールアンテナ３５０は、半波長ダイポールアンテナ３５１に比較して４倍のアンテナインピーダンスを有する（例えば、非特許文献１参照。）。
【００３５】
図２の半波長ダイポールアンテナ２５１の高インピーダンス端子２５２又は、図３の半波長折り返しダイポールアンテナ３５０を使用すれば、受信低雑音増幅器１０５の入力インピーダンスに合わせた受信アンテナ１０１を使用することが可能となり、受信低雑音増幅器１０５の入力段においてインピーダンス整合回路を設けなくても良好な受信特性を得ることが可能となり、インピーダンス整合回路が不要なので、インピーダンス整合回路の周波数依存性の影響を受けずに広帯域な受信特性を実現可能となる。また、受信フィルタ１０３の入出力インピーダンスを、受信低雑音増幅器１０５の入力インピーダンスと実質的に同一のインピーダンス値に設定するように構成することにより、受信アンテナ１０１と受信低雑音増幅器１０５の間に受信フィルタ１０３を挿入しても、良好な受信特性を得ることが可能となり、インピーダンス整合回路が不要なので、インピーダンス整合回路の周波数依存性の影響を受けずに広帯域な受信特性を実現可能となる。
【００３６】
また、図２の半波長ダイポールアンテナ２５１の低インピーダンス端子２５３又は、図３の半波長ダイポールアンテナ３５１を使用すれば、送信電力増幅器１０６の出力インピーダンスにアンテナインピーダンスを合わせた送信アンテナ１０２を使用することが可能となり、送信電力増幅器１０６の出力段でインピーダンス整合回路を設けなくても、良好な送信特性を得ることが可能となり、インピーダンス整合回路が不要なので、インピーダンス整合回路の周波数依存性の影響を受けずに広帯域な送信特性を実現可能となる。また、送信フィルタ１０４の入出力インピーダンスを、送信電力増幅器１０６の出力インピーダンスと実質的に同一のインピーダンス値に設定するように構成することにより、送信アンテナ１０２と送信電力増幅器１０６の間に送信フィルタ１０４を挿入しても、良好な送信特性を得ることが可能となり、インピーダンス整合回路が不要なので、インピーダンス整合回路の周波数依存性の影響を受けずに広帯域な送信特性を実現可能となる。
【００３７】
第２の実施形態．
図４は本発明の第２の実施形態に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【００３８】
第２の実施形態に係る送信回路は、図１の第１の実施形態に係る送信回路に比較して、送信アンテナ１０２と、送信電力増幅器１０６との間に、各送信帯域に対応して互いに異なる帯域通過バンドを有する３つの送信フィルタ４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃと、これら３つの送信フィルタ４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃを並列に挟設して選択的にかつ連動して切り換える１対のスイッチ回路４１０，４１２とを備えたことを特徴としている。ここで、スイッチ回路４１０はスイッチＳＷ１１を備え、スイッチ回路４１２はスイッチＳＷ１２を備える。また、第２の実施形態に係る受信回路は、図１の第１の実施形態に係る受信回路に比較して、受信アンテナ１０１と、受信低雑音増幅器１０５との間に、各受信帯域に対応して互いに異なる帯域通過バンドを有する３つの受信フィルタ４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃと、これら３つの受信フィルタ４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃを並列に挟設して選択的にかつ連動して切り換える１対のスイッチ回路４０９，４１１とを備えたことを特徴としている。ここで、スイッチ回路４０９はスイッチＳＷ１を備え、スイッチ回路４１１はスイッチＳＷ２を備える。
【００３９】
以上のように構成された第２の実施形態に係る送信回路において、スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２を連動して接点ａ側に切り換えたとき、送信信号入力端子１０８を介して入力された送信無線信号は、送信電力増幅器１０６と、スイッチＳＷ１２の接点ａ側と、送信フィルタ４０４ａと、スイッチＳＷ１１の接点ａ側とを介して送信アンテナ１０２に出力されて放射される。また、スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２を連動して接点ｂ側に切り換えたとき、送信信号入力端子１０８を介して入力された送信無線信号は、送信電力増幅器１０６と、スイッチＳＷ１２の接点ｂ側と、送信フィルタ４０４ｂと、スイッチＳＷ１１の接点ｂ側とを介して送信アンテナ１０２に出力されて放射される。さらに、スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２を連動して接点ｃ側に切り換えたとき、送信信号入力端子１０８を介して入力された送信無線信号は、送信電力増幅器１０６と、スイッチＳＷ１２の接点ｃ側と、送信フィルタ４０４ｃと、スイッチＳＷ１１の接点ｃ側とを介して送信アンテナ１０２に出力されて放射される。
【００４０】
また、以上のように構成された第２の実施形態に係る受信回路において、スイッチＳＷ１及びＳＷ２を連動して接点ａ側に切り換えたとき、受信アンテナ１０１により受信された受信無線信号は、スイッチＳＷ１の接点ａ側と、受信フィルタ４０３ａと、スイッチＳＷ２の接点ａ側と、受信低雑音増幅器１０５と、受信出力端子１０７とを介して出力される。また、スイッチＳＷ１及びＳＷ２を連動して接点ｂ側に切り換えたとき、受信アンテナ１０１により受信された受信無線信号は、スイッチＳＷ１の接点ｂ側と、受信フィルタ４０３ｂと、スイッチＳＷ２の接点ｂ側と、受信低雑音増幅器１０５と、受信出力端子１０７とを介して出力される。さらに、スイッチＳＷ１及びＳＷ２を連動して接点ｃ側に切り換えたとき、受信アンテナ１０１により受信された受信無線信号は、スイッチＳＷ１の接点ｃ側と、受信フィルタ４０３ｃと、スイッチＳＷ２の接点ｃ側と、受信低雑音増幅器１０５と、受信出力端子１０７とを介して出力される。
【００４１】
以上のように構成された第２の実施形態に係る受信回路では、第１の実施形態と同様に、受信低雑音増幅器４０５の入力インピーダンスに実質的に一致するアンテナインピーダンスを有する受信アンテナ１０１を使用し、各受信フィルタ４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃの入出力インピーダンスをアンテナインピーダンスに実質的に一致するように設定する。従って、第１の実施形態と同様に、良好な受信特性を得ることができ、インピーダンス整合回路が不要なので、インピーダンス整合回路の周波数依存性の影響を受けずに広帯域な受信特性を実現可能となる。
【００４２】
また、第２の実施形態に係る送信回路では、第１の実施形態と同様に、送信電力増幅器１０６の出力インピーダンスに実質的に一致するアンテナインピーダンスを有する受信アンテナ１０２を使用し、各送信フィルタ４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃの入出力インピーダンスをアンテナインピーダンスに実質的に一致するように設定する。従って、第１の実施形態と同様に、良好な送信特性を得ることができ、インピーダンス整合回路が不要なので、インピーダンス整合回路の周波数依存性の影響を受けずに広帯域な送信特性を実現可能となる。
【００４３】
以上の第１及び第２の実施形態においては、受信低雑音増幅器１０５の入力整合回路や、送信電力増幅器１０６の出力整合回路を使用していないが、受信アンテナ１０１又は送信アンテナ１０２のインピーダンスに応じて、本発明の主旨に逸脱しない範囲で、簡単なインピーダンス整合回路を設けても同様の効果を得ることができる。また、受信アンテナ１０１又は送信アンテナ１０２の特性インピーダンスの周波数特性に応じて、周波数に依存した受信低雑音増幅器１０５の入力整合回路又は送信電力増幅器１０６の出力整合回路を簡単に設けてもよい。
【００４４】
以上の第２の実施形態では、３つの受信フィルタ４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃを備えているが、本発明はこれに限らず、２つ又は４つ以上の受信フィルタを設けてもよい。また、以上の第２の実施形態では、３つの送信フィルタ４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃを備えているが、本発明はこれに限らず、２つ又は４つ以上の送信フィルタを設けてもよい。
【００４５】
第２の実施形態の変形例．
図５は本発明の第２の実施形態の変形例に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。また、図６（ａ）は図５の無線通信装置の送信回路の動作例を示す送信周波数に対する補正後の送信アンテナインピーダンスＺａｔを示すグラフであり、図６（ｂ）は図５の無線通信装置の受信回路の動作例を示す受信周波数に対する補正後の受信アンテナインピーダンスＺａｒを示すグラフである。
【００４６】
第２の実施形態の変形例に係る受信回路は、図４の第２の実施形態に係る受信回路に比較して、スイッチ回路４１０に代えて、アンテナインピーダンスの受信周波数特性を補正するための３つのキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３（容量値Ｃ１１＜Ｃ１２＜Ｃ１３；なお、容量値Ｃ１１は実質的に０であってもよい。）と、これら３つのキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３のうちの１つを選択的に切り換えるスイッチＳＷ１３とをさらに含むスイッチ回路４１０Ａを備えたことを特徴としている。また、第２の実施形態の変形例に係る送信回路は、図４の第２の実施形態に係る送信回路に比較して、スイッチ回路４０９に代えて、アンテナインピーダンスの送信周波数特性を補正するための３つのキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３（Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３；なお、容量値Ｃ１は実質的に０であってもよい。））と、これら３つのキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３のうちの１つを選択的に切り換えるスイッチＳＷ３とをさらに含むスイッチ回路４０９Ａを備えたことを特徴としている。以下、上記相違点について詳述する。なお、図６（ａ）に示すように、送信周波数又は受信周波数の帯域は、バンド３、バンド２、バンド１の順序で高くなり、受信フィルタ４０３ａはバンド１用の受信フィルタであり、受信フィルタ４０３ｂはバンド２用の受信フィルタであり、受信フィルタ４０３ｃはバンド３用の受信フィルタである。また、送信フィルタ４０４ａはバンド１用の送信フィルタであり、送信フィルタ４０４ｂはバンド２用の送信フィルタであり、送信フィルタ４０４ｃはバンド３用の送信フィルタである。
【００４７】
図５の送信回路において、送信周波数の帯域としてバンド１を使用するとき、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３をそれぞれ接点ａ側に切り換える。このとき、キャパシタＣ１１が送信アンテナ１０２に接続され、スイッチＳＷ１１の共通端子において送信アンテナ１０２を見たときの、キャパシタＣ１１により補正された送信アンテナインピーダンスＺａｔは、図６（ａ）の４５１に示すように、バンド１の概略中心周波数において、最小値となるように、キャパシタＣ１１の容量値が設定される。このとき、当該送信アンテナインピーダンスＺａｔの最小値を、送信フィルタ４０４ａの入出力インピーダンスと、送信電力増幅器１０６の出力インピーダンスとに実質的に一致させることができ、インピーダンス整合状態で送信無線信号を送信アンテナ１０２に伝送させて放射できる。
【００４８】
また、送信周波数の帯域としてバンド２を使用するとき、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３をそれぞれ接点ｂ側に切り換える。このとき、キャパシタＣ１２が送信アンテナ１０２に接続され、スイッチＳＷ１１の共通端子において送信アンテナ１０２を見たときの、キャパシタＣ１２により補正された送信アンテナインピーダンスＺａｔは、図６（ａ）の４５２に示すように、バンド２の概略中心周波数において、最小値となるように、キャパシタＣ１２の容量値が設定される。このとき、当該送信アンテナインピーダンスＺａｔの最小値を、送信フィルタ４０４ａの入出力インピーダンスと、送信電力増幅器１０６の出力インピーダンスとに実質的に一致させることができ、インピーダンス整合状態で送信無線信号を送信アンテナ１０２に伝送させて放射できる。
【００４９】
さらに、送信周波数の帯域としてバンド３を使用するとき、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３をそれぞれ接点ｃ側に切り換える。このとき、キャパシタＣ１３が送信アンテナ１０２に接続され、スイッチＳＷ１１の共通端子において送信アンテナ１０２を見たときの、キャパシタＣ１３により補正された送信アンテナインピーダンスＺａｔは、図６（ａ）の４５３に示すように、バンド３の概略中心周波数において、最小値となるように、キャパシタＣ１３の容量値が設定される。このとき、当該送信アンテナインピーダンスＺａｔの最小値を、送信フィルタ４０４ａの入出力インピーダンスと、送信電力増幅器１０６の出力インピーダンスとに実質的に一致させることができ、インピーダンス整合状態で送信無線信号を送信アンテナ１０２に伝送させて放射できる。
【００５０】
以上説明したように、送信周波数のバンドに応じて、無線送信機の出力端から送信アンテナ１０２を見たときの送信アンテナインピーダンスＺａｔを、送信電力増幅器１０６の比較的小さい値（上述のように、アンテナ及び給電線路の特性インピーダンス（例えば、５０Ω）よりも小さい値であり、例えば１０Ωである。）の出力インピーダンスに設定することができ、これにより、送信無線信号をインピーダンス整合状態で送信アンテナ１０２に伝送させて放射でき、きわめて簡単な構成で伝送損失を大幅に軽減できる。
【００５１】
図５の受信回路において、受信周波数の帯域としてバンド１を使用するとき、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３をそれぞれ接点ａ側に切り換える。このとき、キャパシタＣ１が受信アンテナ１０１に接続され、スイッチＳＷ１の共通端子において受信アンテナ１０１を見たときの、キャパシタＣ１により補正された受信アンテナインピーダンスＺａｒは、図６（ｂ）の４６１に示すように、バンド１の概略中心周波数において、最大値となるように、キャパシタＣ１の容量値が設定される。このとき、当該受信アンテナインピーダンスＺａｒの最大値を、受信フィルタ４０３ａの入出力インピーダンスと、受信低雑音増幅器１０５の入力インピーダンスとに実質的に一致させることができ、受信アンテナ１０１により受信された受信無線信号をインピーダンス整合状態で受信低雑音増幅器１０５まで伝送させて受信できる。
【００５２】
また、受信周波数の帯域としてバンド２を使用するとき、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３をそれぞれ接点ｂ側に切り換える。このとき、キャパシタＣ２が受信アンテナ１０１に接続され、スイッチＳＷ１の共通端子において受信アンテナ１０１を見たときの、キャパシタＣ２により補正された受信アンテナインピーダンスＺａｒは、図６（ａ）の４５２に示すように、バンド２の概略中心周波数において、最小値となるように、キャパシタＣ２の容量値が設定される。このとき、当該受信アンテナインピーダンスＺａｒの最小値を、受信フィルタ４０３ｂの入出力インピーダンスと、受信低雑音増幅器１０５の入力インピーダンスとに実質的に一致させることができ、受信アンテナ１０１により受信された受信無線信号をインピーダンス整合状態で受信低雑音増幅器１０５まで伝送させて受信できる。
【００５３】
さらに、受信周波数の帯域としてバンド３を使用するとき、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３をそれぞれ接点ｃ側に切り換える。このとき、キャパシタＣ３が受信アンテナ１０１に接続され、スイッチＳＷ１の共通端子において受信アンテナ１０１を見たときの、キャパシタＣ３により補正された受信アンテナインピーダンスＺａｒは、図６（ａ）の４５３に示すように、バンド３の概略中心周波数において、最小値となるように、キャパシタＣ３の容量値が設定される。このとき、当該受信アンテナインピーダンスＺａｒの最小値を、受信フィルタ４０３ｃの入出力インピーダンスと、受信低雑音増幅器１０５の入力インピーダンスとに実質的に一致させることができ、受信アンテナ１０１により受信された受信無線信号をインピーダンス整合状態で受信低雑音増幅器１０５まで伝送させて受信できる。
【００５４】
以上説明したように、受信周波数のバンドに応じて、無線受信機の出力端から受信アンテナ１０１を見たときの受信アンテナインピーダンスＺａｒを、受信低雑音増幅器１０５の比較的大きな値（上述のように、アンテナ及び給電線路の特性インピーダンス（例えば、５０Ω）よりも大きな値であり、例えば２００Ωである。）の入力インピーダンスに設定することができ、これにより、受信アンテナ１０１により受信された受信無線信号をインピーダンス整合状態で受信低雑音増幅器１０５まで伝送させて受信でき、きわめて簡単な構成で伝送損失を大幅に軽減できる。
【００５５】
第３の実施形態．
図７は本発明の第３の実施形態に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図であり、図８は図７の無線通信装置の動作例を示すアンテナインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。また、図９は図７のアンテナ共用フィルタ５２２の詳細構成及び動作例を示すブロック図である。
【００５６】
図７のアンテナ共用フィルタ５２２はいわゆるデュプレクサであって、図９に示すように、送信フィルタ５２２ａと、受信フィルタ５２２ｂとを備えて構成される。ここで、受信フィルタ５２２ａの出力側の接続端子５２２ａｔは受信低雑音増幅器１０５の入力端子に接続される。また、送信フィルタ５２２ｂの入力側の接続端子５２２ｂｔは送信電力増幅器１０６の出力端子に接続される。図７において、送受信アンテナ５２１により受信された受信無線信号は、アンテナ共用フィルタ５２２の受信フィルタ５２２ａを介して受信低雑音増幅器１０５に入力され、低雑音増幅された後、受信信号出力端子１０７を介して出力される。一方、送信信号入力端子１０８に入力された送信無線信号は、送信電力増幅器１０６及びアンテナ共用フィルタ５２２の送信フィルタ５２２ｂを介して送受信アンテナ５２１に出力されて放射される。
【００５７】
図８は、一般的なアンテナインピーダンスの周波数特性を示す。図８に示すように、アンテナインピーダンスの周波数特性を考慮し、アンテナインピーダンスのより低いバンドに送信周波数に割り当て、アンテナインピーダンスのより高いバンドを受信周波数に割り当てる。このように送受信周波数の割り当てを行えば、送信電力増幅器１０５の出力インピーダンスに、送受信アンテナ５２１の比較的より低いアンテナインピーダンス値（上述のように、アンテナ及び給電線路の特性インピーダンス（例えば、５０Ω）よりも小さい値であり、例えば１０Ωである。）を合わせるように設定する一方、受信低雑音増幅器１０６の入力インピーダンスに送受信アンテナ５２１の比較的より高いアンテナインピーダンス値（上述のように、アンテナ及び給電線路の特性インピーダンス（例えば、５０Ω）よりも大きな値であり、例えば２００Ωである。）を合わせるように設定することが好ましい。ここで、アンテナ共用フィルタ５２２の受信側フィルタを受信低雑音増幅器５０５の入力インピーダンスを特性インピーダンスとして構成し、アンテナ共用フィルタ５２２の送信側フィルタを送信電力増幅器５０６の出力インピーダンスを特性インピーダンスとして構成することにより、第１の実施形態と同様に良好な受信特性と送信特性を得ることができ、インピーダンス整合回路が不要なので、インピーダンス整合回路の周波数依存性の影響を受けずに、広帯域な受信特性と送信特性を実現できる。
【００５８】
また、図９のアンテナ共用フィルタ５２２において、上述のように、送信フィルタ５２２ａの入出力インピーダンスを、送信電力増幅器１０５の出力インピーダンス値に合わせた比較的低いインピーダンス値（上述のように、アンテナ及び給電線路の特性インピーダンス（例えば、５０Ω）よりも小さい値であり、例えば１０Ωである。）となるように設定して送信フィルタ５２２ａを構成する一方、受信フィルタ５２２ｂの入出力インピーダンスを、受信低雑音増幅器１０６の入力インピーダンスに合わせた比較的高いインピーダンス値（上述のように、アンテナ及び給電線路の特性インピーダンス（例えば、５０Ω）よりも大きな値であり、例えば２００Ωである。）となるように設定して受信フィルタ５２２ｂを構成する。これにより、互いの特性インピーダンスが異なるため、送信無線信号の受信フィルタ５２２ｂへの漏れを低減し、受信無線信号の送信フィルタ５２２ａへの漏れも低減できる。すなわち、送信受信間のアイソレーションも改善することができる。
【００５９】
第３の実施形態の変形例．
図１０は本発明の第３の実施形態の変形例に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図であり、図１１は図１０の無線通信装置の動作例における送信アンテナインピーダンスＺａｔ及び受信アンテナインピーダンスＺａｒを示すスミスチャートである。第３の実施形態の変形例に係る無線通信装置は、図７の第３の実施形態に係る無線通信装置に比較して、受信フィルタ５２２ａの接続端子５２２ａｔと、受信低雑音増幅器１０５の入力端子との間に移相器５２４を挿入したことを特徴としている。
【００６０】
図１０の無線通信装置では、送受信アンテナ５２１のアンテナインピーダンスを、送信電力増幅器１０５の比較的低い出力インピーダンス値（上述のように、アンテナ及び給電線路の特性インピーダンス（例えば、５０Ω）よりも小さい値であり、例えば１０Ωである。）に実質的に一致するように設定し、受信回路のみ受信無線信号を、例えば図１１のスミスチャートに示すように位相回転５２７させる移相器５２４を設け、受信回路側のインピーダンスをより高いインピーダンス値（上述のように、アンテナ及び給電線路の特性インピーダンス（例えば、５０Ω）よりも大きな値であり、例えば２００Ωである。）に変換することにより、同一の送受信アンテナ５２１を用いて送受信のインピーダンス差を実現することができる。ここで、移相器５２４は、例えば、所定の電気長の伝送線路で構成できる。
【００６１】
図１１においては、図１０の無線通信装置の動作例であって、送信電力増幅器１０６の出力端子と送信フィルタ５２２ｂの接続端子との間の接続点５２５において送受信アンテナ５２１を見たときのアンテナインピーダンスをＺａｔとし、受信低雑音増幅器１０５の入力端子と受信フィルタ５２２ａの接続端子との間の接続点５２６において送受信アンテナ５２１を見たときのアンテナインピーダンスをＺａｒとする。図１１のスミスチャートでは、所定の周波数範囲で掃引したときの送信アンテナインピーダンスＺａｔ及び受信アンテナインピーダンスＺａｒを示しており、送信アンテナインピーダンスＺａｔを移相器５２４により受信アンテナインピーダンスＺａｒに位相回転５２７することができる。
【００６２】
以上説明したように、第３の実施形態の変形例によれば、受信回路の受信低雑音増幅器１０５の前段に位相回転のための移相器５２４を挿入することにより、より高いインピーダンス値からより低い値のインピーダンス値に変換することで、第１の実施形態と同様に良好な受信特性と送信特性を得ることができ、インピーダンス整合回路が不要なので、インピーダンス整合回路の周波数依存性の影響を受けずに、広帯域な受信特性と送信特性を実現できる。
【００６３】
第４の実施形態．
図１２は本発明の第４の実施形態に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。第４の実施形態に係る無線通信装置は、図１０の第３の実施形態の変形例に係る無線通信装置に比較して、アンテナ共用フィルタ５２２に代えて、送受信切り換えスイッチＳＷ３１を備えたことを特徴としている。ここで、スイッチＳＷ３１は送信時に接点ｂ側に切り換えられる一方、受信時に接点ａ側に切り換えられる。以上のように構成することにより、移相器５２４を備えているので、第３の実施形態の変形例と同様に良好な受信特性と送信特性を得ることができ、インピーダンス整合回路が不要なので、インピーダンス整合回路の周波数依存性の影響を受けずに、広帯域な受信特性と送信特性を実現できる。
【００６４】
以上の実施形態において、スイッチＳＷ３１の接点ａ側と、受信低雑音増幅器１０５の入力端子との間に、図１０と同様の作用効果を有する移相器５２４を挿入しているが、本発明はこれに限らず、移相器５２４を挿入しなくてもよい。
【００６５】
第５の実施形態．
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。第５の実施形態に係る無線通信装置は、図１２の第４の実施形態に係る無線通信装置に比較して、送受信切り換えスイッチＳＷ３１に代えて、周波数帯域切り換えスイッチＳＷ２１と、２つのアンテナ共用フィルタ９２２ａ，９２２ｂと、受信周波数帯域切り換えスイッチＳＷ２２と、送信周波数帯域切り換えスイッチＳＷ２３とを備えたことを特徴としている。ここで、アンテナ共用フィルタ９２２ａは、受信フィルタ９２２ａａと、送信フィルタ９２２ａｂとを備えて構成され、アンテナ共用フィルタ９２２ｂは、受信フィルタ９２２ｂａと、送信フィルタ９２２ｂｂとを備えて構成される。なお、スイッチＳＷ２２の共通端子は、図１０と同様の作用効果を有する移相器５２４を介して受信低雑音増幅器１０５の入力端子に接続される。
【００６６】
図１３の無線通信装置において、ある第１のバンドで送受信するときは、各スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２３をそれぞれ接点ａ側に切り換える。このとき、送受信アンテナ５２１により受信された無線受信信号は、スイッチＳＷ２１の接点ａ側と、アンテナ共用フィルタ９２２ａの受信フィルタ９２２ａａと、スイッチＳＷ２２の接点ａ側と、移相器５２４とを介して受信低雑音増幅器１０５に入力され、低雑音増幅された後、受信信号出力端子１０７を介して出力される。一方、送信信号入力端子１０８を介して入力される無線送信信号は、スイッチＳＷ２３の接点ａ側と、アンテナ共用フィルタ９２２ａの送信フィルタ９２２ａｂと、スイッチＳＷ２１の接点ａ側とを介して送受信アンテナ５２１に出力されて放射される。
【００６７】
また、別の第２のバンドで送受信するときは、各スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２３をそれぞれ接点ｂ側に切り換える。このとき、送受信アンテナ５２１により受信された無線受信信号は、スイッチＳＷ２１の接点ｂ側と、アンテナ共用フィルタ９２２ｂの受信フィルタ９２２ｂａと、スイッチＳＷ２２の接点ｂ側と、移相器５２４とを介して受信低雑音増幅器１０５に入力され、低雑音増幅された後、受信信号出力端子１０７を介して出力される。一方、送信信号入力端子１０８を介して入力される無線送信信号は、スイッチＳＷ２３の接点ｂ側と、アンテナ共用フィルタ９２２ｂの送信フィルタ９２２ｂｂと、スイッチＳＷ２１の接点ｂ側とを介して送受信アンテナ５２１に出力されて放射される。
【００６８】
以上のように構成することにより、移相器５２４を備えているので、第３の実施形態の変形例と同様に良好な受信特性と送信特性を得ることができ、インピーダンス整合回路が不要なので、インピーダンス整合回路の周波数依存性の影響を受けずに、広帯域な受信特性と送信特性を実現できる。
【００６９】
以上の第５の実施形態において、移相器５２４を挿入しているが、本発明はこれに限らず、移相器５２４を挿入しなくてもよい。
【００７０】
変形例．
以上の実施形態において、受信低雑音増幅器１０５の入力インピーダンス整合回路と、送信電力増幅器１０６の出力インピーダンス整合回路とを使用していないが、受信アンテナ１０１、送信アンテナ１０２又は送受信アンテナ５２１のアンテナインピーダンス又は周波数特性に応じて、本発明の主旨に逸脱しない範囲で、簡単なインピーダンス整合回路を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上詳述したように、本発明に係る送受信回路及びそれを用いた無線通信端末装置によれば、電力増幅手段が本来物理的に有する出力インピーダンスや、低雑音増幅手段が本来物理的に有する入力インピーダンスを、特定のインピーダンス（例えば５０Ω）に合わせてインピーダンス変換することなく、送受信アンテナに導くことができるので、インピーダンス整合回路を設けることなく、従来例に比較して回路規模を小さくすることができかつ回路損失を大幅に低減し、しかも広帯域で動作可能な送受信回路及びそれを用いた無線通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の無線通信装置の半波長ダイポールアンテナ２５１の動作例を示すアンテナの長手方向に対する電流分布及び電圧分布を示す図である。
【図３】（ａ）は半波長ダイポールアンテナ３５１の構成例を示す概略平面図であり、（ｂ）は半波長折り返しダイポールアンテナ３５０の構成例を示す概略平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の変形例に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】（ａ）は図５の無線通信装置の送信回路の動作例を示す送信周波数に対する補正後の送信アンテナインピーダンスＺａｔを示すグラフであり、（ｂ）は図５の無線通信装置の受信回路の動作例を示す受信周波数に対する補正後の受信アンテナインピーダンスＺａｒを示すグラフである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７の無線通信装置の動作例を示すアンテナインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図９】図７のアンテナ共用フィルタ５２２の詳細構成及び動作例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態の変形例に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０の無線通信装置の動作例における送信アンテナインピーダンスＺａｔ及び受信アンテナインピーダンスＺａｒを示すスミスチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る送受信回路を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】従来例に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０１…受信アンテナ、
１０２…送信アンテナ、
１０３，４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃ…受信フィルタ、
１０４，４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ…送信フィルタ、
１０５…受信低雑音増幅器、
１０５Ａ…入力トランジスタ、
１０６…送信電力増幅器、
１０６Ａ…出力トランジスタ、
１０７…受信信号出力端子、
１０８…送信信号入力端子、
１０９…復調器、
１１０…変調器、
１１１…出力端子、
１１２…入力端子、
２４１，２４２…給電端子、
２５１，３５１…半波長ダイポールアンテナ、
３５０…半波長折り返しダイポールアンテナ、
４０９，４０９Ａ，４１０，４１０Ａ，４１１，４１２…スイッチ回路、
５２１…送受信アンテナ、
５２２…アンテナ共用フィルタ、
５２２ａ…送信フィルタ、
５２２ｂ…受信フィルタ、
５２２ａｔ，５２２ｂｔ…接続端子、
５２４…移相器、
５２５，５２６…接続点、
９２２ａ，９２２ｂ…アンテナ共用フィルタ、
９２２ａａ，９２２ｂａ…受信フィルタ、
９２２ａｂ，９２２ｂｂ…送信フィルタ、
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３…インピーダンス整合用キャパシタ、
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２３，ＳＷ３１…スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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