(57)【要約】【課題】  複数種類の通信システム間で従来よりも大きなアイソレーションを得ることが出来る通信切換えモジュール１を提供する。【解決手段】  本発明の通信切換えモジュール１は、１つのアンテナ接続端子11と複数の送受信用端子15a、15b、16を具え、アンテナ接続端子と送受信用端子との間に複数の単体の半導体スイッチ13、14が直列に介在している。各半導体スイッチは１つのアンテナ側端子と２つの送受信回路側端子を具え、互いに隣り合う２つの半導体スイッチは、アンテナ側の半導体スイッチ13の送受信回路側端子132bが送受信回路側の半導体スイッチ14のアンテナ側端子141に接続されることにより互いに接続されている。最前段の半導体スイッチ13の送受信回路側端子132aは１つの送受信用端子15aに接続され、最後段の半導体スイッチ14の送受信回路側端子142bは該送受信用端子15a以外の送受信用端子16に接続されている。【選択図】      図１
2006108908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと信号の送信及び／又は受信を行なう複数種類の送受信回路との間に介在して、何れか１つの送受信回路を選択することにより通信システムを切り換える通信切換えモジュールであって、アンテナを接続するための１つのアンテナ接続端子と送受信回路を接続するための複数の送受信用端子とを具え、該アンテナ接続端子と該複数の送受信用端子との間に複数の単体の半導体スイッチが直列に介在しており、各半導体スイッチは、１つのアンテナ側端子と２つの送受信回路側端子とを具え、互いに隣り合う２つの半導体スイッチは、アンテナ側の半導体スイッチの一方の送受信回路側端子が送受信回路側の半導体スイッチのアンテナ側端子に接続されることによって互いに接続されており、アンテナ接続端子に最も近い最前段の半導体スイッチの他方の送受信回路側端子は１つの送受信用端子に接続され、送受信用端子に最も近い最後段の半導体スイッチの少なくとも１つの送受信回路側端子は、前記複数の送受信用端子の内、前記１つの送受信用端子以外の送受信用端子に接続されていることを特徴とする通信切換えモジュール。
【請求項２】
前記複数の送受信用端子は３つであると共に、前記複数の半導体スイッチは２つであって、アンテナ側の第１半導体スイッチの一方の送受信回路側端子は第１送受信用端子に接続され、他方の送受信回路側端子は第２半導体スイッチのアンテナ側端子に接続されており、第２半導体スイッチの一方の送受信回路側端子は第２送受信用端子に接続され、他方の送受信回路側端子は第３送受信用端子に接続されている請求項１に記載の通信切換えモジュール。
【請求項３】
信号の送信及び／又は受信を行なう複数種類の送受信回路と、アンテナと該複数種類の送受信回路との間に介在して何れか１つの送受信回路を選択することにより通信システムを切り換える通信切換えモジュールとを具えた無線通信装置であって、該通信切換えモジュールは、アンテナを接続するための１つのアンテナ接続端子と、前記複数種類の送受信回路が接続された複数の送受信用端子とを具え、該アンテナ接続端子と該複数の送受信用端子との間に複数の単体の半導体スイッチが直列に介在しており、各半導体スイッチは、１つのアンテナ側端子と２つの送受信回路側端子とを具え、互いに隣り合う２つの半導体スイッチは、アンテナ側の半導体スイッチの一方の送受信回路側端子が送受信回路側の半導体スイッチのアンテナ側端子に接続されることによって互いに接続されており、アンテナ接続端子に最も近い最前段の半導体スイッチの他方の送受信回路側端子は１つの送受信用端子に接続され、送受信用端子に最も近い最後段の半導体スイッチの少なくとも１つの送受信回路側端子は、前記複数の送受信用端子の内、前記１つの送受信用端子以外の送受信用端子に接続されていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
前記複数の送受信用端子は３つであると共に、前記複数の半導体スイッチは２つであって、アンテナ側の第１半導体スイッチの一方の送受信回路側端子は第１送受信用端子に接続され、他方の送受信回路側端子は第２半導体スイッチのアンテナ側端子に接続されており、第２半導体スイッチの一方の送受信回路側端子は第２送受信用端子に接続され、他方の送受信回路側端子は第３送受信用端子に接続されている請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記複数種類の送受信回路には、基板上に受信回路と送信回路とを配置してなる送受信回路が含まれ、通信切換えモジュールの第１送受信用端子に該受信回路が接続される一方、第２送受信用端子に該送信回路が接続されており、更に、前記送受信回路の動作を制御すると共に第１半導体スイッチ及び第２半導体スイッチの切換えを制御する制御手段を具え、該制御手段は、前記受信回路により信号を受信するときには、前記受信回路を動作状態に設定する一方、前記送信回路を動作停止状態に設定し、第１半導体スイッチを前記第１送受信用端子側に切り換える一方、第２半導体スイッチを第２送受信用端子側に切り換える請求項４に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、アンテナと複数種類の送受信回路との間に介在して、何れか１つの送受信回路を選択することにより通信システムを切り換える通信切換えモジュール及びこれを具えた無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の無線通信方式が知られており、１本のアンテナを複数種類の無線通信システムで共用する種々の無線通信装置が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
図４は、１本のアンテナを２.４ＧＨｚ帯の電波を利用するＢｌｕｅｔｏｏｔｈと称される無線通信方式の通信システムと該無線通信方式と同じ２.４ＧＨｚ帯の電波を利用する無線ＬＡＮ方式の通信システムとで共用することが可能な無線通信装置の構成を表わしている。
【０００３】
図４に示す無線通信装置においては、アンテナ(５)に、バンドパスフィルタ(ＢＰＦ)(６)及び半導体スイッチ(７)を介して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ用送受信回路(８)と無線ＬＡＮ用送受信回路(９)とが並列に接続されている。
半導体スイッチ(７)は、１つのアンテナ側端子(71)と３つの送受信回路側端子(72a)(72b)(72c)とを具えており、これら３つの端子間で切換えが可能である。アンテナ側端子(71)は、バンドパスフィルタ(６)に接続されており、３つの送受信回路側端子(72a)(72b)(72c)はそれぞれ、無線ＬＡＮ用送受信回路(９)の受信回路(91)、送信回路(92)、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ用送受信回路(８)に接続されている。
【０００４】
上記無線通信装置において、無線ＬＡＮシステムの信号を受信するときは、半導体スイッチ(７)をアンテナ側端子(71)が第１送受信回路側端子(72a)に接続された第１切換え状態に設定し、無線ＬＡＮシステムの信号を送信するときには、半導体スイッチ(７)をアンテナ側端子(71)が第２送受信回路側端子(72b)に接続された第２切換え状態に設定する。
又、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムの信号を送受信するときには、半導体スイッチ(７)をアンテナ側端子(71)が第３送受信回路側端子(72c)に接続された第３切換え状態に設定する。
これによって、無線ＬＡＮシステムの信号を送受信するときには、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムの送受信信号との間のアイソレーションが確保される。一方、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムの信号を送受信するときには、無線ＬＡＮシステムの送受信信号との間のアイソレーションが確保される。
上記無線通信装置によれば、上述の如く半導体スイッチ(７)を切り換えることによって、２種類の無線通信システムの信号の送受信が可能である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４４０１７号公報[H04B 1/40]
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線通信装置においては、一方の無線通信システムの信号を送受信するときには、他方の無線通信システムの送受信信号との間のアイソレーションが３０ｄＢ以上であることが要求される。
しかしながら、３つの端子間で切換えが可能であって３つの端子間のアイソレーションが３０ｄＢ以上の小型の半導体スイッチを実現することは困難である。例えば、汎用品であるＡ社製の半導体スイッチは、３.０×３.０[ｍｍ]の外形寸法を有しており、２.５ＧＨｚ帯において２０ｄＢのアイソレーションを有するに過ぎない。又、Ｂ社製の半導体スイッチは、３.０×３.０[ｍｍ]の外形寸法を有しており、２.５ＧＨｚ帯において２５ｄＢのアイソレーションを有するに過ぎない。従って、図４に示す上記無線通信装置においては、一方の無線通信システムの信号の送受信時に、他方の無線通信システムの送受信信号との間で３０ｄＢ以上のアイソレーションを確保出来ない問題があった。
そこで本発明の目的は、複数種類の通信システム間で従来よりも大きなアイソレーションを得ることが出来る通信切換えモジュール及びこれを具えた無線通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る無線通信装置は、信号の送信及び／又は受信を行なう複数種類の送受信回路と、アンテナと該複数種類の送受信回路との間に介在して何れか１つの送受信回路を選択することにより通信システムを切り換える通信切換えモジュールとを具えている。ここで、該通信切換えモジュールは、アンテナを接続するための１つのアンテナ接続端子と、前記複数種類の送受信回路が接続された複数の送受信用端子とを具え、該アンテナ接続端子と該複数の送受信用端子との間に複数の単体の半導体スイッチが直列に介在しており、各半導体スイッチは、１つのアンテナ側端子と２つの送受信回路側端子とを具え、互いに隣り合う２つの半導体スイッチは、アンテナ側の半導体スイッチの一方の送受信回路側端子が送受信回路側の半導体スイッチのアンテナ側端子に接続されることによって互いに接続されている。そして、アンテナ接続端子に最も近い最前段の半導体スイッチの他方の送受信回路側端子は１つの送受信用端子に接続され、送受信用端子に最も近い最後段の半導体スイッチの少なくとも１つの送受信回路側端子は、前記複数の送受信用端子の内、前記１つの送受信用端子以外の送受信用端子に接続されている。
【０００８】
上記本発明に係る無線通信装置においては、複数の半導体スイッチが互いに直列に接続されているので、最前段の半導体スイッチの送受信回路側端子に接続された送受信用端子と最後段の半導体スイッチの送受信回路側端子に接続された送受信用端子との間のアイソレーションは、前記複数の半導体スイッチのアイソレーションが足し算された大きな値となる。然も、複数の半導体スイッチはそれぞれ単体であり、空間的に互いに離れた位置に配置されているので、より大きなアイソレーションを得ることが出来る。
【０００９】
具体的には、前記複数の送受信用端子は３つであると共に、前記複数の半導体スイッチは２つであって、アンテナ側の第１半導体スイッチの一方の送受信回路側端子は第１送受信用端子に接続され、他方の送受信回路側端子は第２半導体スイッチのアンテナ側端子に接続されており、第２半導体スイッチの一方の送受信回路側端子は第２送受信用端子に接続され、他方の送受信回路側端子は第３送受信用端子に接続されている。
又、前記複数種類の送受信回路には、基板上に受信回路と送信回路とを配置してなる送受信回路が含まれ、通信切換えモジュールの第１送受信用端子に該受信回路が接続される一方、第２送受信用端子に該送信回路が接続されている。無線通信装置は、更に、前記送受信回路の動作を制御すると共に第１半導体スイッチ及び第２半導体スイッチの切換えを制御する制御手段を具えており、該制御手段は、前記受信回路により信号を受信するときには、前記受信回路を動作状態に設定する一方、前記送信回路を動作停止状態に設定し、第１半導体スイッチを前記第１送受信用端子側に切り換える一方、第２半導体スイッチを第２送受信用端子側に切り換える。
【００１０】
上記具体的構成においては、前記送受信回路の受信回路により信号を受信するときには、第２半導体スイッチを第２送受信用端子側に切り換えることにより、第３送受信用端子に接続された送受信回路が動作状態であって該回路から第３送受信用端子に信号が入力されたとしても、該入力信号が第２半導体スイッチ及び第１半導体スイッチを通過して第１送受信用端子に回り込むことを防止することが出来る。尚、前記送信回路は、動作停止状態に設定されるので、該送信回路から第２送受信用端子に信号が入力されることはなく、第２半導体スイッチを第２送受信用端子側に切り換えることにより第２送受信用端子から第１送受信用端子に信号が回り込むことはない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る通信切換えモジュール及びこれを具えた無線通信装置によれば、複数種類の通信システム間で従来よりも大きなアイソレーションを得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムと２.４ＧＨｚ帯の電波を利用する無線ＬＡＮシステムとの間で通信システムの切換えが可能な無線通信装置に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る無線通信装置においては、図１に示す如く、アンテナ(２)に、通信切換えモジュール(１)を介して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ用送受信回路(３)と無線ＬＡＮ用送受信回路(４)とが並列に接続されている。
通信切換えモジュール(１)は、１つのアンテナ接続端子(11)と、無線ＬＡＮシステムの受信信号を出力すべき無線ＬＡＮ信号受信用端子(15a)と、該システムの送信信号が入力されるべき無線ＬＡＮ信号送信用端子(15b)と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムの受信信号を出力すると共に該システムの送信信号が入力されるべきＢｌｕｅｔｏｏｔｈ信号送受信用端子(16)とを具えており、アンテナ接続端子(11)には前記アンテナ(２)が接続されている。又、無線ＬＡＮ信号受信用端子(15a)及び無線ＬＡＮ信号送信用端子(15b)にはそれぞれ、前記無線ＬＡＮ用送受信回路(４)の受信回路(41)及び送信回路(42)が接続されており、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ信号送受信用端子(16)には、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ用送受信回路(３)が接続されている。
【００１３】
又、通信切換えモジュール(１)において、前記アンテナ接続端子(11)にはバンドパスフィルタ(ＢＰＦ)(12)が接続されており、該バンドパスフィルタ(12)には、２つの単体の半導体スイッチ(13)(14)が直列に接続されている。第１半導体スイッチ(13)は、１つのアンテナ側端子(131)と２つの送受信回路側端子(132a)(132b)とを具えている。又、第２半導体スイッチ(14)も、１つのアンテナ側端子(141)と２つの送受信回路側端子(142a)(142b)とを具えており、両半導体スイッチ(13)(14)は２つの端子間で切換えが可能である。これらの半導体スイッチ(13)(14)としては、例えば下記表１に示す製品が採用される。尚、下記表１中のアイソレーションは、２.５ＧＨｚ帯での値を示している。
【００１４】
【表１】
2006108908.tif 000003
【００１５】
第１半導体スイッチ(13)のアンテナ側端子(131)は、前記バンドパスフィルタ(12)に繋がっており、第１送受信回路側端子(132a)は、前記無線ＬＡＮ信号受信用端子(15a)に繋がっている一方、第２送受信回路側端子(132b)は、第２半導体スイッチ(14)のアンテナ側端子(141)に繋がっている。そして、該半導体スイッチ(14)の第１送受信回路側端子(142a)は、前記無線ＬＡＮ信号送信用端子(15b)に繋がっている一方、第２送受信回路側端子(142b)は、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ信号送受信用端子(16)に繋がっている。
【００１６】
上記の通信切換えモジュール(１)の第１半導体スイッチ(13)、第２半導体スイッチ(14)、無線ＬＡＮ用送受信回路(４)の受信回路(41)及び送信回路(42)には、図示省略する制御回路が接続されており、各半導体スイッチには制御回路からスイッチ切換え信号が供給されて、各半導体スイッチが後述の如く切り換えられる。又、無線ＬＡＮ用送受信回路(４)には、制御回路から動作オン／オフ制御信号が供給されて、受信回路(41)及び送信回路(42)の何れか一方の回路が動作状態、他方の回路が動作停止状態に設定される。
【００１７】
上記無線通信装置において、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムの信号を送信するときには、第１半導体スイッチ(13)をアンテナ側端子(131)が第２送受信回路側端子(132b)に接続された第２切換え状態に設定すると共に、第２半導体スイッチ(14)をアンテナ側端子(141)が第２送受信回路側端子(142b)に接続された第２切換え状態に設定する。
一方、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムの信号を受信するときには、信号送信時と同様に、第１半導体スイッチ(13)及び第２半導体スイッチ(14)を共に第２切換え状態に設定する。
【００１８】
又、無線ＬＡＮシステムの信号を送信するときには、無線ＬＡＮ用送受信回路(４)の送信回路(42)を動作状態、受信回路(41)を動作停止状態に設定する。又、第１半導体スイッチ(13)をアンテナ側端子(131)が第２送受信回路側端子(132b)に接続された第２切換え状態に設定すると共に、第２半導体スイッチ(14)をアンテナ側端子(141)が第１送受信回路側端子(142a)に接続された第１切換え状態に設定する。
一方、無線ＬＡＮシステムの信号を受信するときには、無線ＬＡＮ用送受信回路(４)の受信回路(41)を動作状態、送信回路(42)を動作停止状態に設定すると共に、第１半導体スイッチ(13)をアンテナ側端子(131)が第１送受信回路側端子(132a)に接続された第１切換え状態に設定すると共に、第２半導体スイッチ(14)をアンテナ側端子(141)が第１送受信回路側端子(142a)に接続された第１切換え状態に設定する。尚、このとき、送信回路(42)は動作停止状態に設定されているので、送信回路(42)から無線ＬＡＮ信号送信用端子(15b)に信号が入力されることはなく、第２半導体スイッチ(14)を第１切換え状態に設定することにより無線ＬＡＮ信号送信用端子(15b)から無線ＬＡＮ信号受信用端子(15a)に信号が回り込むことはない。
【００１９】
本発明に係る無線通信装置においては、上述の如く第１半導体スイッチ(13)及び第２半導体スイッチ(14)を切り換えることによって、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムの信号を送受信するときには無線ＬＡＮシステムの送受信信号とのアイソレーションが確保され、無線ＬＡＮシステムの信号を送受信するときにはＢｌｕｅｔｏｏｔｈシステムの送受信信号とのアイソレーションが確保される。ここで、第１半導体スイッチ(13)及び第２半導体スイッチ(14)は互いに直列に接続されているため、無線ＬＡＮ信号受信用端子(15a)とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ信号送受信用端子(16)との間のアイソレーションは、２つの半導体スイッチ(13)(14)のアイソレーションが足し算された大きな値となる。然も、これらの半導体スイッチ(13)(14)は、物理的に異なる２つのチップから構成され、基板上において空間的に互いに離れた位置に配置されているので、より大きなアイソレーションが得られる。これらの半導体スイッチ(13)(14)として、例えば２つの端子間のアイソレーションが２０ｄＢの半導体スイッチが用いられている場合には、４０ｄＢ程度のアイソレーションを得ることが出来る。
又、無線ＬＡＮシステムの信号を受信するときには、上述の如く第２半導体スイッチ(14)を無線ＬＡＮ用送受信回路(４)の送信回路(42)側に切り換えることにより、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ用送受信回路(３)が動作状態であって該回路(３)からＢｌｕｅｔｏｏｔｈ信号送受信用端子(16)に信号が入力されたとしても、該入力信号が第２半導体スイッチ(14)及び第１半導体スイッチ(13)を通過して無線ＬＡＮ信号受信用端子(15a)に回り込むことを防止することが出来る。
【００２０】
図２は、本発明の通信切換えモジュール(１)の無線ＬＡＮ信号受信用端子(15a)とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ信号送受信用端子(16)との間に得られるアイソレーション特性、及び挿入損失特性を表わし、図３は、図４に示す従来の半導体スイッチ(７)のアイソレーション特性及び挿入損失特性を表わしている。
１.５ＧＨｚ〜３.５ＧＨｚの周波数帯域に亘って、図３に示す従来の半導体スイッチ(７)の挿入損失ＩＬに対し、本発明の通信切換えモジュール(１)の挿入損失ＩＬは殆ど変化しておらず、従来の半導体スイッチ(７)のアイソレーションＩsoよりも本発明の通信切換えモジュール(１)のアイソレーションＩsoの方が大きくなっており、良好なアイソレーション特性が得られている。特に、１.５ＧＨｚ〜２.５ＧＨｚの周波数帯域においては、３０ｄＢを超える大きなアイソレーションが得られている。
【００２１】
上述の如く本発明に係る無線通信装置によれば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムと無線ＬＡＮシステムとの間で３０ｄＢを超える大きなアイソレーションを得ることが出来る。
【００２２】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、３つ以上の半導体スイッチを互いに直列に接続することも可能である。
又、本発明は、携帯電話機に装備されるアンテナ共用器、例えば１.９〜２.２ＧＨｚの電波を利用したＷ−ＣＤＭＡ(Wideband  Code  Division  Multiple  Access)方式による無線通信システムと、欧州で使用される１８００ＭＨｚ帯を利用したＤＣＳ(Digital  Cellular  System)と、欧州などで使用される９００ＭＨｚ帯を利用したＧＳＭ(Global  System  For  Mobile  Communications)の、３つの異なる周波数帯域の信号の送受信が可能なアンテナ共用器に応用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る無線通信装置の構成を表わすブロック図である。
【図２】本発明の係る通信切換えモジュールのアイソレーション特性及び挿入損失特性を表わすグラフである。
【図３】従来の半導体スイッチのアイソレーション特性及び挿入損失特性を表わすグラフである。
【図４】従来の無線通信装置の構成を表わすブロック図である。
【符号の説明】
【００２４】
(１)   通信切換えモジュール
(11)   アンテナ接続端子
(13)   第１半導体スイッチ
(14)   第２半導体スイッチ
(15a)  無線ＬＡＮ信号受信用端子
(15b)  無線ＬＡＮ信号送信用端子
(16)   Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ信号送受信用端子
(２)   アンテナ
(３)   Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ用送受信回路
(４)   無線ＬＡＮ用送受信回路
【図１】
2006108908.tif 000004
【図２】
2006108908.tif 000005
【図３】
2006108908.tif 000006
【図４】
2006108908.tif 000007