(57)【要約】【課題】不要波を抑圧してＥＭＩ性能を向上させ、かつ回路構成が簡単な送受信モジュールを提供すること。【解決手段】送信信号Ｓを増幅する電力増幅器１１に接続する送信端子Ｔｓとアンテナ１３に接続するアンテナ端子Ｔａとの間、および、アンテナ端子Ｔａとアンテナ１３で受信した受信信号Ｒを増幅する低雑音増幅器１４に接続する受信端子Ｔｒとの間の一方を接続状態にし、他方を非接続状態にする送受信切替え回路１２を具備し、送受信切替え回路１２およびアンテナ端子Ｔａ間の信号線Ｌと接地間に、送信信号Ｓの基本波の波長をλとした場合に、λ／４の電気長をもつ線路Ｌａを接続した。【選択図】図２
2006180353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を増幅する電力増幅器に接続する送信端子とアンテナに接続するアンテナ端子との間、および、前記アンテナ端子と前記アンテナで受信した受信信号を増幅する低雑音増幅器に接続する受信端子との間の一方を接続状態にし、他方を非接続状態にする送受信切替え回路を具備し、前記送受信切替え回路および前記アンテナ端子間の信号線と接地間に、前記送信信号の基本波の波長をλとした場合に、λ／４の電気長をもつ線路を接続したことを特徴とする送受信モジュール。
【請求項２】
送信信号を増幅する電力増幅器に接続する送信端子とアンテナに接続するアンテナ端子との間、および、前記アンテナ端子と前記アンテナで受信した受信信号を増幅する低雑音増幅器に接続する受信端子との間の一方を接続状態にし、他方を非接続状態にする送受信切替え回路を具備し、前記送受信切替え回路および前記アンテナ端子間の信号線と接地間に、インダクタを接続したことを特徴とする送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁妨害（ＥＭＩ）性能を向上させた送受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
送受信モジュールは、送信信号を増幅する電力増幅器および受信信号を増幅する低雑音増幅器、送信信号と受信信号との切替えを行う送受信切替え回路などから構成されている。このような送受信モジュールの場合、送信信号の中に、高調波やスプリアスなど送信周波数以外の不要波を含むことがある。スプリアスには、送受信モジュールに入力する制御用のクロック信号、あるいはデータなどのシリアル信号そのものなどが含まれる。不要波は他の通信系に妨害を与えるため、ＥＭＩ性能を厳しく規定する送受信モジュールでは、これらの不要波がアンテナ端子に給電されないようにする必要がある。
【０００３】
ここで、従来の送受信モジュールについて、送受信切替え回路をＰＩＮダイオードで構成した場合を例にとり図４の回路図を参照して説明する。
【０００４】
送信信号Ｓが入力する入力端子ＩＮは電力増幅器４１に接続し、電力増幅器４１は送信端子Ｔｓに接続している。送信端子Ｔｓは送受信切替え回路４２に接続している。
【０００５】
送信端子Ｔｓは、送受信切替え回路４２を構成する直流分阻止用の第１コンデンサＣ１に接続し、第１コンデンサＣ１は第１λ／４線路Ｌ１および第１ＰＩＮダイオードＤ１のアノードに接続している。第１ＰＩＮダイオードＤ１のカソードは接地されている。第１λ／４線路Ｌ１は直流分阻止用の第２コンデンサＣ２に接続している。第２コンデンサＣ２は分岐点Ｂを介してアンテナ端子Ｔａおよび直流分阻止用の第３コンデンサＣ３に接続している。アンテナ端子Ｔａはアンテナ４３に接続している。
【０００６】
第３コンデンサＣ３は第２λ／４線路Ｌ２に接続している。第２λ／４線路Ｌ２は直流分阻止用の第４コンデンサＣ４および第２ＰＩＮダイオードＤ２のアノードに接続している。第２ＰＩＮダイオードＤ２のカソードは接地され、第４コンデンサＣ４は受信端子Ｔｒに接続している。受信端子Ｔｒは、アンテナ４３が受信した受信信号Ｒを増幅する低雑音増幅器４４に接続し、低雑音増幅器４４は出力端子ＯＵＴに接続している。
【０００７】
また、第１コンデンサＣ１および第１λ／４線路Ｌ１間の第１中間点Ｐ１と、第２λ／４線路Ｌ２および第４コンデンサＣ４間の第２中間点Ｐ２との間にバイアス回路４５が接続されている。
【０００８】
バイアス回路４５は、たとえばＰＮＰ型の第１トランジスタＴＲ１および第２トランジスタＴＲ２などから構成されている。第１トランジスタＴＲ１のベースｂ１に制御端子Ｔｃが接続している。エミッタｅ１にはたとえば＋５Ｖの正電圧が加えられている。コレクタｃ１は第１抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２に接続し、第１抵抗Ｒ１は第１中間点Ｐ１に接続している。第２抵抗Ｒ２にはたとえば−４０Ｖの負電圧が加えられている。
【０００９】
また、制御端子ＴｃはＮＯＴ回路４６を介して第２トランジスタＴＲ２のベースｂ２に接続している。第２トランジスタＴＲ２のエミッタｅ２にはたとえば＋５Ｖの正電圧が加えられている。コレクタｃ２は第３抵抗Ｒ３および第４抵抗Ｒ４に接続し、第３抵抗Ｒ３は第２中間点Ｐ２に接続している。第４抵抗Ｒ４にはたとえば−４０Ｖの負電圧が加えられている。
【００１０】
上記した構成において、送信信号Ｓの送信時、制御端子Ｔｃにたとえば＋５Ｖの制御信号を加え、第１トランジスタＴｒ１を非導通状態にする。このとき、第２抵抗Ｒ２に加えられている−４０Ｖの負電圧が第１ＰＩＮダイオードＤ１のアノードに加わり、第１ＰＩＮダイオードＤ１は非導通状態になる。この場合、第１ＰＩＮダイオードＤ１は接続されていないと等価になる。
【００１１】
一方、制御端子Ｔｃに加えられる負の制御信号により、第２トランジスタＴＲ２は導通状態になる。このとき、エミッタｅ２に加えられている正の電圧が第２ＰＩＮダイオードＤ２のアノードに加わり、第２ＰＩＮダイオードＤ２は導通状態となる。この場合、第２中間点Ｐ２は短絡状態となり、第２中間点Ｐ２からλ／４離れた分岐点Ｂは開放となる。
【００１２】
したがって、電力増幅器４１で増幅された送信信号Ｓは、送受信切替え回路４２を経てアンテナ端子Ｔａに向い、アンテナ４３から送信される。
【００１３】
次に、受信信号Ｒの受信時、制御端子Ｔｃにたとえば０Ｖの制御信号を加え、第１トランジスタＴｒ１を導通状態にする。このとき、エミッタｅ１に加えられている正の電圧が第１ＰＩＮダイオードＤ１のアノードに加わり、第１ＰＩＮダイオードＤ１は導通状態となる。この場合、第１中間点Ｐ１はほぼ短絡となり、第１中間点Ｐ１からλ／４離れた分岐点Ｂは開放となる。
【００１４】
一方、第２トランジスタＴＲ２は非導通状態になる。このとき、第４抵抗Ｒ４に加えられている−４０Ｖの負電圧が第２ＰＩＮダイオードＤ２のアノードに加わり、第２ＰＩＮダイオードＤ２は非導通状態となる。この場合、第２ＰＩＮダイオードＤ２は接続されていないと等価になる。
【００１５】
したがって、アンテナ４３で受信された受信信号Ｒは、送受信切替え回路４２を経て受信端子Ｔｒに向い、低雑音増幅器４４で増幅される。そして、出力端子ＯＵＴから出力される。
【００１６】
上記の送受信モジュールは、ＰＩＮダイオードなどを用いて送受信切替え回路を構成している。ＰＩＮダイオードの逆方向電流はたとえば１ｍＡ以下と小さいため、バイアス回路は高インピーダンスとなり、周囲のノイズを拾いやすい状態になっている。また、バイアス回路はアンテナ端子を介してアンテナに接続している。したがって、バイアス回路で拾われたノイズがアンテナ端子に給電され、不要波として送信信号に含まれる場合がある。
【００１７】
従来の送受信モジュールでは、送信信号に含まれる不要波を抑制するために、いくつかの方法が提案されている。その１つに、特許文献１に開示された方法がある。
【特許文献１】特開２０００−２３６２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従来の送受信モジュールは、送受信切替え回路をＰＩＮダイオードなどで構成した場合、ＰＩＮダイオードを駆動するバイアス回路はインピーダンスが高くなり、周囲のノイズを拾いやすい状態になっている。また、バイアス回路はアンテナ端子などを介してアンテナに接続しているため、バイアス回路で拾われたノイズがアンテナ端子に給電され、不要波として出力するという問題がある。
【００１９】
また、特許文献１などに不要波を抑制する方法が開示されている。この方法は、送信信号を伝送する伝送線路と並列に、抵抗と、送信周波数で並列共振する並列共振回路との直列回路を接続し、さらに不要波の周波数で直列共振する直列共振回路を並列共振回路に並列に接続している。そして、送信信号が伝送する伝送線路に並列に接続した抵抗で不要波を減衰させる。しかし、この方法は、並列共振回路や直列共振回路などを必要とし、回路素子が多くなり回路構成が複雑になるという問題がある。
【００２０】
本発明は、上記した欠点を解決し、不要波を抑圧してＥＭＩ性能を向上させ、かつ回路構成が簡単な送受信モジュール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】
【００２１】
本発明の送受信モジュールは、送信信号を増幅する電力増幅器に接続する送信端子とアンテナに接続するアンテナ端子との間、および、前記アンテナ端子と前記アンテナで受信した受信信号を増幅する低雑音増幅器に接続する受信端子との間の一方を接続状態にし、他方を非接続状態にする送受信切替え回路を具備し、前記送受信切替え回路および前記アンテナ端子間の信号線と接地間に、前記送信信号の基本波の波長をλとした場合に、λ／４の電気長をもつ線路を接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、送受信切替え回路とアンテナ端子との間を結ぶ信号線および接地間に、不要波に対するショート回路、たとえば送信信号の基本波の波長をλとした場合に、λ／４の電気長をもつ線路を接続している。したがって、送信信号に影響を与えることなく不要波を抑制でき、かつ回路構成が簡単な送受信モジュールが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の第１実施形態について、レーダ用の送受信モジュールを例にとり図１の回路図を参照して説明する。
【００２４】
送信信号Ｓが入力する入力端子ＩＮは電力増幅器１１に接続し、電力増幅器１１は送信端子Ｔｓに接続している。送信端子Ｔｓは送受信切替え回路１２に接続している。送受信切替え回路１２には、たとえば送信端子Ｔｓおよびアンテナ端子Ｔａ、受信端子Ｔｒが接続されている。そして、アンテナ端子Ｔａはアンテナ１３に接続し、受信端子Ｔｒは、アンテナ１３で受信した受信信号Ｒを増幅する低雑音増幅器１４に接続している。低雑音増幅器１４は出力端子ＯＵＴに接続している。
【００２５】
また、送受信切替え回路１２には、その送受信の切替え動作を制御するバイアス回路１５が設けられ、バイアス回路１５に制御端子Ｔｃが接続されている。
【００２６】
上記した構成において、入力端子ＩＮから入力する送信信号Ｓは電力増幅器１１で増幅され、さらに送受信切替え回路１２を経てアンテナ１３に送られ、アンテナ１３から送信される。アンテナ１３で受信された受信信号Ｒは送受信切替え回路１２を経て低雑音増幅器１４で増幅され、出力端子ＯＵＴに出力する。
【００２７】
なお、送受信切替え回路１２における送信信号Ｓと受信信号Ｒの切替えは、制御端子Ｔｃからバイアス回路１５に加える制御信号によって行われる。
【００２８】
ここで、上記した送受信モジュールの送受信切替え回路の近傍を抜き出した回路構成について図２を参照して説明する。図２は図１に対応する部分に同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。
【００２９】
送信信号Ｓを増幅する電力増幅器１１は送信端子Ｔｓに接続し、送信端子Ｔｓは、送受信切替え回路１２を構成する直流分阻止用の第１コンデンサＣ１に接続している。第１コンデンサＣ１は第１λ／４線路Ｌ１（λ：送信信号の基本波、たとえば送信信号を構成する搬送波の波長）および第１ＰＩＮダイオードＤ１のアノードに接続している。第１ＰＩＮダイオードＤ１のカソードは接地している。第１λ／４線路Ｌ１は直流分阻止用の第２コンデンサＣ２に接続している。第２コンデンサＣ２は分岐点Ｂを経てアンテナ端子Ｔａおよび直流分阻止用の第３コンデンサＣ３に接続している。アンテナ端子Ｔａはアンテナ１３に接続している。また、送受信切替え回路１２およびアンテナ１３間の線路、たとえば送受信切替え回路１２の分岐点Ｂとアンテナ端子Ｔａとの間を結ぶ線路Ｌと接地間に、スプリアスなどの不要波に対するショート回路、たとえば第３λ／４線路Ｌａを接続している。
【００３０】
また、第３コンデンサＣ３は第２のλ／４線路Ｌ２に接続し、第２λ／４線路Ｌ２は直流分阻止用の第４コンデンサＣ４および第２ＰＩＮダイオードＤ２のアノードに接続している。第４コンデンサＣ４は受信端子Ｔｒを介して低雑音増幅器１４に接続し、第２ＰＩＮダイオードＤ２のカソードは接地されている。そして、第１コンデンサＣ１および第１λ／４線路Ｌ１間の第１中間点Ｐ１と、第２λ／４線路Ｌ２および第３コンデンサＣ３間の第２中間点Ｐ２との間にバイアス回路１５を接続している。
【００３１】
バイアス回路１５は、たとえばＰＮＰ型の第１トランジスタＴＲ１および第２トランジスタＴＲ２などから構成され、第１トランジスタＴＲ１のベースｂ１に制御端子Ｔｃが接続されている。エミッタｅ１にはたとえば＋５Ｖの正電圧が加えられている。コレクタｃ１は第１抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２に接続し、第１抵抗Ｒ１は第１中間点Ｐ１に接続している。第２抵抗Ｒ２にはたとえば−４０Ｖの負電圧が加えられている。
【００３２】
また、制御端子ＴｃはＮＯＴ回路１６を介して第２トランジスタＴＲ２のベースｂ２に接続している。第２トランジスタＴＲ２のエミッタｅ２にはたとえば＋５Ｖの正電圧が加えられている。コレクタｃ２は第３抵抗Ｒ３および第４抵抗Ｒ４に接続し、第３抵抗Ｒ３は第２中間点Ｐ２に接続している。第４抵抗Ｒ４にはたとえば−４０Ｖの負電圧が加えられている。
【００３３】
上記した構成において、送信信号Ｓの送信時、制御端子Ｔｃにたとえば＋５Ｖの制御信号を加える。このとき、第１トランジスタＴＲ１は非導通状態となり、第２抵抗Ｒ２に加えられている−４０Ｖの負電圧が第１ＰＩＮダイオードＤ１のアノードＡ１に加わり、第１ＰＩＮダイオードＤ１は非導通状態となる。この場合、第１ＰＩＮダイオードＤ１は接続されていないと等価になる。
【００３４】
一方、第２トランジスタＴＲ２は導通状態となる。このとき、エミッタｅ２に加えられている正の電圧が第２ＰＩＮダイオードＤ２のアノードＡ２に加わり、第２ＰＩＮダイオードＤ２は導通状態となる。この場合、第２中間点Ｐ２は短絡状態となり、第２中間点Ｐ２からλ／４離れた分岐点Ｂは開放となる。
【００３５】
したがって、送受信切替え回路１２に入力した送信信号Ｓは送受信切替え回路１２からアンテナ端子Ｔａに進み、アンテナ１３から送信される。
【００３６】
次に、受信信号Ｒの受信時、制御端子Ｔｃにたとえば０Ｖの制御信号を加える。このとき、第１トランジスタＴＲ１は導通状態となり、エミッタｅ１に加えられている正の電圧が第１ＰＩＮダイオードＤ１のアノードＡ１に加わり、第１ＰＩＮダイオードＤ１は導通状態となる。この場合、第１中間点Ｐ１は短絡状態となり、第１中間点Ｐ１からλ／４離れた分岐点Ｂは開放となる。
【００３７】
一方、第２トランジスタＴＲ２は非導通状態となり、第４抵抗Ｒ４に加えられている−４０Ｖの負電圧が第２ＰＩＮダイオードＤ２のアノードＡ２に加わり、第２ＰＩＮダイオードＤ２は非導通状態となる。この場合、第２ＰＩＮダイオードＤ２は接続されていないと等価になる。
【００３８】
したがって、アンテナ１３で受信され送受信切替え回路１２に入力した受信信号Ｒは受信端子Ｔｒを経て低雑音増幅器１４で増幅され、出力端子ＯＵＴに出力する。
【００３９】
上記した構成によれば、送受信切替え回路１２およびアンテナ１３間の線路、たとえば送受信切替え回路１２の分岐点Ｂとアンテナ端子Ｔａとを結ぶ信号線Ｌと接地間に、送信信号Ｓの基本波たとえば送信信号Ｓの搬送波の波長をλとした場合に、λ／４の線路長を有する第３λ／４線路Ｌａが接続している。第３λ／４線路Ｌａは送信信号の基本波に対しては何も接続されていないことと等価となり、λに対して十分に大きな波長をもつ低周波成分、たとえば不要波に対しては短絡状態となる。そのためバイアス回路１５から侵入したノイズ成分は第３λ／４線路Ｌａで反射される。その結果、ノイズ成分のアンテナ端子Ｔａへの進行が阻止され、スプリアスなど不要波のアンテナ１３からの放出が防止される。
【００４０】
本発明の他の実施形態について図３を参照して説明する。図３は図２に対応する部分に同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。
【００４１】
この実施形態は、送受信切替え回路１２の分岐点Ｂとアンテナ端子Ｔａとを結ぶ信号線Ｌと接地間に、図２の第３λ／４線路Ｌａに代え、インダクタンスの値（２πｆＬ）が５０Ωに対して十分に大きいインダクタＬｂ、たとえばコイルを接続している。
【００４２】
この場合、インダクタＬｂは周波数が高い送信信号の基本波に対しては何も接続されていないことと等価となり、減衰を受けることなくアンテナ１３に送られる。一方、送信信号の基本波よりも周波数が低い不要波は、インダクタＬｂのインダクタンスの大きさが５０Ωに対して無視できない値となり減衰状態となる。したがって、バイアス回路１５などから侵入したノイズ成分はインダクタ素子Ｌｂで減衰し、アンテナ１３からの放出が防止される。
【００４３】
上記の実施形態は送受信切替え回路をＰＩＮダイオードなどで構成している。しかし、本発明は、周波数や送信電力等の要求に合わせて、サーキュレータやＦＥＴスイッチなどを用いて送受信切替え回路を構成した場合にも適用できる。
【００４４】
上記したように、本発明によれば、送受信切替え回路およびアンテナ間に設けたショート回路によって、ノイズやスプリアスなどの不要波を抑圧でき、ＥＭＩ性能が向上し、回路構成が簡単な送受信モジュールを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態を説明するための回路構成図である。
【図２】本発明の実施形態を説明するための回路構成図で、送受信切替え回路の近傍を抜き出した図である。
【図３】本発明の他の実施形態を説明するための回路構成図で、送受信切替え回路の近傍を抜き出した図である。
【図４】従来例を説明するための回路構成図で、送受信切替え回路の近傍を抜き出した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１…電力増幅器
１２…送受信切替え回路
１３…アンテナ
１４…低雑音増幅器
ＩＮ…入力端子
ＯＵＴ…出力端子
Ｓ…送信信号
Ｒ…受信信号
Ｔｓ…送信端子
Ｔｒ…受信端子
Ｔａ…アンテナ端子
Ｌ…信号線
Ｌａ…線路
【図１】
2006180353.tif 000003
【図２】
2006180353.tif 000004
【図３】
2006180353.tif 000005
【図４】
2006180353.tif 000006