(57)【要約】【課題】複数通信方式に対応した無線通信端末等の受信装置において、受信信号の品質を劣化させることなく、動作オフ時の強入力耐性を有する低雑音増幅器を実現する。【解決手段】ＧＳＭ９００またはＰＣＳの通信モードの送信信号が伝送される第１の信号経路とＵＭＴＳの通信モードの送受信信号が伝送される第２の信号経路とを切り替えるアンテナ切替スイッチ１２と、ＵＭＴＳの通信モードの受信信号を増幅する低雑音増幅器１５と、低雑音増幅器１５の入出力端子間に直列に挿入され、ＵＭＴＳ通信モードの強電界時にオンする第１のスイッチ２１及び第２のスイッチ２２と、第１及び第２のスイッチの接続点とグランドとの間に挿入され、ＧＳＭ９００またはＰＣＳ通信モードの動作時に第１のスイッチ２１とともにオンする第３のスイッチ２３とを備える。【選択図】図１
2008199354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信モードの送信信号が伝送される第１の信号経路と、第２の通信モードの送受信信号が伝送される第２の信号経路とを切り替えて一方をアンテナに接続するアンテナ切替スイッチと、
前記第２の信号経路に設けられ、前記第２の通信モードの受信信号を増幅する低雑音増幅器と、
前記低雑音増幅器の入出力端子間に直列に挿入され、前記第２の通信モードの強電界時にオンする第１及び第２のスイッチと、
前記第１及び第２のスイッチの接続点とグランドとの間に挿入され、前記第１の通信モードの動作時に前記第１のスイッチとともにオンする第３のスイッチと、
を備える受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受信装置であって、
前記第１〜第３のスイッチをオンオフする制御部を備える受信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の受信装置であって、
前記制御部は、前記第１の通信モードによる動作中であるか否かを検知する通信モード検知部を備え、前記通信モードの検知結果に基づいて前記第１〜第３のスイッチのオンオフ制御を行う受信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の受信装置であって、
前記通信モード検知部は前記アンテナ切替スイッチに設けられる受信装置。
【請求項５】
請求項３に記載の受信装置であって、
前記制御部は、前記第２の通信モードによる受信信号の電界強度を検出する受信電界レベル検出部をさらに備え、前記電界強度に基づいて前記第１〜第３のスイッチのオンオフ制御を行う受信装置。
【請求項６】
請求項５に記載の受信装置であって、
前記第１の通信モードとしてＧＳＭ９００またはＰＣＳの通信モードが用いられ、前記第２の通信モードとしてＵＭＴＳの通信モードが用いられる場合に、
前記制御部は、前記通信モード検知部において前記ＧＳＭ９００またはＰＣＳの通信モードによる動作中が検知された場合に、前記第１のスイッチ及び前記第３のスイッチをオンする受信装置。
【請求項７】
請求項６に記載の受信装置であって、
前記制御部は、前記通信モード検知部において前記ＵＭＴＳの通信モードによる動作中が検知された場合であって、さらに前記受信電界レベル検出部において所定の電界強度以上の強電界が検知された場合に、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオンし、一方前記受信電界レベル検出部において所定の電界強度未満の弱電界が検知された場合に、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信等の無線通信用の受信装置、特にＵＭＴＳ／ＧＳＭデュアルモード端末等の複数通信方式に対応した受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、移動体通信に用いられる無線通信端末は、従来、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）またはＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）等のいずれかの通信方式で動作するものがほとんどであった。近年の無線通信端末のグローバル化などによって、複数の通信方式に対応した多モードで動作する無線通信端末が増えてきている。
【０００３】
図２は従来の受信装置の主要部の構成例を示すブロック図である。この受信装置１００は、アンテナ１０１、アンテナ切替スイッチ（ＡＮＴ  ＳＷ）１０２、パワーアンプ（ＰＡ）１０３、デュプレクサ１０４、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）１０５を備えている。また、低雑音増幅器１０５には、入力側においてグランド（ＧＮＤ）に対して導通させる保護素子１１１や、低雑音増幅器１０５のゲインを切り替えたりバイパスするスイッチ１１２などが設けられる。
【０００４】
従来、ＵＭＴＳにおいては、受信電界レベルを検出し、強入力の場合は低雑音増幅器１０５の入力側で対グランドに設けた保護素子１１１であるスイッチまたはダイオードまたはトランジスタなどをオンし、入力電力の振幅を抑えるような構成が採られていた（例えば特許文献１、図２参照)。あるいは、強入力の場合に低雑音増幅器１０５の入出力間に設けたスイッチ１１２をオンし、ゲインの低い低雑音増幅器に切り替えるまたは低雑音増幅器１０５を迂回させる構成などが採られていた（例えば特許文献２、図２参照）。
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の構成では、低雑音増幅器１０５の入力側に保護素子１１１を挿入することにより、常に保護素子１１１の寄生容量の影響を受け、受信信号の品質が劣化する可能性があった。
【０００６】
また、ＵＭＴＳ／ＧＳＭやＵＭＴＳ／ＰＣＳのデュアルモード端末を構成する際、ＵＭＴＳの８００ＭＨｚの受信（ＲＸ）帯（ＢａｎｄＶ:８６９−８９４ＭＨｚ、ＢａｎｄVI：８７５−８８５ＭＨｚ）とＧＳＭ９００の送信（ＴＸ）帯（８８０−９１５ＭＨｚ）、ＵＭＴＳ１．７ＧＨｚのＲＸ帯（ＢａｎｄIII：１８０５−１８８０ＭＨｚ、ＢａｎｄIX：１８４４．９−１８７９．９ＭＨｚ）とＰＣＳ（Personal Communication Services）のＴＸ帯（１８５０−１９１０ＭＨｚ）では動作周波数が重なっている。ＧＳＭでは、最大出力電力が＋３３ｄＢｍであり、アンテナ切替スイッチ１０２のピン間アイソレーションが最小２０ｄＢ程度であったならば、ＵＭＴＳの受信回路側には最大＋１５ｄＢｍ程度の漏洩が起こりうる。ＵＭＴＳ／ＧＳＭデュアルモードでは、ＧＳＭ動作時はＵＭＴＳがオフとなるため低雑音増幅器１０５もオフとなり、強入力（ＧＳＭ送信電力漏洩）において低雑音増幅器１０５の破壊／非破壊の保障ができなかった。
【特許文献１】特開平７−３０４４５号公報
【特許文献２】特開２００４−２６６３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来の受信装置の構成では、低雑音増幅器１０５の入力側に設けた保護素子１１１の寄生容量の影響によって受信信号の品質が劣化することがあった。また、デュアルモード端末を構成する際に、一方の動作モードで低雑音増幅器１０５がオフ状態のときに、送信信号の強入力に対して低雑音増幅器１０５の耐性を保障できない問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、受信信号の品質を劣化させることなく、動作オフ時の強入力耐性を有する低雑音増幅器を実現可能な受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】
【０００９】
本発明の受信装置は、第１の通信モードの送信信号が伝送される第１の信号経路と、第２の通信モードの送受信信号が伝送される第２の信号経路とを切り替えて一方をアンテナに接続するアンテナ切替スイッチと、前記第２の信号経路に設けられ、前記第２の通信モードの受信信号を増幅する低雑音増幅器と、前記低雑音増幅器の入出力端子間に直列に挿入され、前記第２の通信モードの強電界時にオンする第１及び第２のスイッチと、前記第１及び第２のスイッチの接続点とグランドとの間に挿入され、前記第１の通信モードの動作時に前記第１のスイッチとともにオンする第３のスイッチと、を備えるものである。
【００１０】
これにより、第１の通信モードの動作時において第１のスイッチ及び第３のスイッチがオンして保護素子として挿入され、低雑音増幅器の入力端が接地されるので、低雑音増幅器への強入力が防止される。また、第２の通信モードの動作時においては、強電界の場合に第１のスイッチ及び第２のスイッチがオンして低雑音増幅器がバイパスされ、入力信号の飽和が防止される。さらに、弱電界の場合には、第１〜第３のスイッチがオフされるため、低雑音増幅器とグランドとの間に寄生容量が生じることはなく、受信信号の品質劣化が防止される。したがって、受信信号の品質を劣化させることなく、動作オフ時の強入力耐性を有する低雑音増幅器を実現可能となる。
【００１１】
また、本発明は、上記の受信装置であって、前記第１〜第３のスイッチをオンオフする制御部を備えるものを含む。これにより、制御部により第１〜第３のスイッチをオンオフして通信モード等に応じた適切な制御が可能となり、低雑音増幅器の強入力耐性をオンオフ制御することができる。
【００１２】
また、本発明は、上記の受信装置であって、前記制御部は、前記第１の通信モードによる動作中であるか否かを検知する通信モード検知部を備え、前記通信モードの検知結果に基づいて前記第１〜第３のスイッチのオンオフ制御を行うものを含む。これにより、通信モードを検知して第１の通信モードによる動作中である場合に第１〜第３のスイッチのオンオフを適切に制御可能となり、低雑音増幅器の強入力耐性をオンオフ制御することができる。
【００１３】
また、本発明は、上記の受信装置であって、前記通信モード検知部は前記アンテナ切替スイッチに設けられるものを含む。これにより、アンテナ切替スイッチの切替状態によって通信モードを的確に検知することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、上記の受信装置であって、前記制御部は、前記第２の通信モードによる受信信号の電界強度を検出する受信電界レベル検出部をさらに備え、前記電界強度に基づいて前記第１〜第３のスイッチのオンオフ制御を行うものを含む。これにより、受信電界レベルを検知し、第２の通信モードで強電界の場合に第１〜第３のスイッチのオンオフを適切に制御可能となり、低雑音増幅器の飽和耐性をオンオフ制御することができる。
【００１５】
また、本発明は、上記の受信装置であって、前記第１の通信モードとしてＧＳＭ９００またはＰＣＳの通信モードが用いられ、前記第２の通信モードとしてＵＭＴＳの通信モードが用いられる場合に、前記制御部は、前記通信モード検知部において前記ＧＳＭ９００またはＰＣＳの通信モードによる動作中が検知された場合に、前記第１のスイッチ及び前記第３のスイッチをオンするものを含む。
【００１６】
これにより、ＧＳＭ９００またはＰＣＳとＵＭＴＳとのデュアルモードで通信可能な場合に、強入力の起こり得るＧＳＭ９００またはＰＣＳの通信モードによる動作中において、第１のスイッチ及び第３のスイッチがオンして低雑音増幅器の入力端が接地され、低雑音増幅器への強入力が防止される。
【００１７】
また、本発明は、上記の受信装置であって、前記制御部は、前記通信モード検知部において前記ＵＭＴＳの通信モードによる動作中が検知された場合であって、さらに前記受信電界レベル検出部において所定の電界強度以上の強電界が検知された場合に、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオンし、一方前記受信電界レベル検出部において所定の電界強度未満の弱電界が検知された場合に、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフするものを含む。
【００１８】
これにより、ＧＳＭ９００またはＰＣＳとＵＭＴＳとのデュアルモードで通信可能な場合に、ＵＭＴＳの通信モードによる動作中において、強電界の場合には第１のスイッチ及び第２のスイッチがオンして低雑音増幅器がバイパスされ、低雑音増幅器への入力信号の飽和が防止される。また、弱電界の場合には第１のスイッチ及び第２のスイッチがオフして低雑音増幅器とグランドとの間に寄生容量が生じることはなく、受信信号の品質劣化が防止される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、受信信号の品質を劣化させることなく、動作オフ時の強入力耐性を有する低雑音増幅器を実現可能な受信装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る受信装置の主要部の構成を示すブロック図である。本実施形態の受信装置は、ＵＭＴＳ／ＧＳＭやＵＭＴＳ／ＰＣＳ等のデュアルモード端末の無線通信装置に好適なものである。ここでは、使用される通信モードの一例としてＵＭＴＳ１．７ＧＨｚとＰＣＳのデュアルモード端末に適用した場合の構成を示す。
【００２２】
受信装置１０は、アンテナ１１、アンテナ切替スイッチ（ＡＮＴ  ＳＷ）１２、パワーアンプ（ＰＡ）１３、デュプレクサ（アンテナ共用器）１４、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）１５を備えている。アンテナ切替スイッチ１２は、第１の信号経路側のＰＣＳ動作時に送信信号を増幅して出力するパワーアンプ１３と、第２の信号経路側のＵＭＴＳ動作時の送信信号と受信信号とを分離するデュプレクサ１４とに接続され、ＰＣＳ動作時とＵＭＴＳ動作時との信号経路を切り替えて一方をアンテナ１１に接続する。
【００２３】
デュプレクサ１４の受信経路側には、受信信号を増幅する低雑音増幅器１５が接続される。低雑音増幅器１５には、入出力端子間に直列に挿入されるスイッチ（ＳＷ１、第１のスイッチ）２１、スイッチ（ＳＷ２、第２のスイッチ）２２が設けられ、これらのスイッチ２１、２２の接続点とグランドとの間に挿入されるスイッチ（ＳＷ３、第３のスイッチ）２３が設けられている。これらのスイッチは、図１ではＳＰＳＴ（Single Pole Single Throw）スイッチで示しているが、他の構成のスイッチ、ダイオードやトランジスタ等のスイッチ機能を持つ素子など、種々のスイッチ手段を用いてもよい。
【００２４】
また、アンテナ切替スイッチ１２には、スイッチ（ＳＷ１）２１及びスイッチ（ＳＷ３）２３のオンオフを制御する制御端子１６が設けられている。この制御端子１６は、アンテナ切替スイッチ１２の切替状態に応じて、ＧＳＭ９００またはＰＣＳ動作時にフラグを立てるよう設計しておく。さらに、スイッチ（ＳＷ１）２１及びスイッチ（ＳＷ２）２２は、受信電界レベル検出部１７からの制御信号により、受信電界強度に応じてオンオフされる。なお、アンテナ切替スイッチ１２及び受信電界レベル検出部１７には、上位の制御回路から通信モード切替信号が入力され、使用される通信モードに応じた制御動作を行う。このように、アンテナ切替スイッチ１２の制御端子１６、受信電界レベル検出部１７等が制御部の機能を有し、通信モード検知部、受信電界レベル検出部等の機能を実現する。
【００２５】
次に、本実施形態の受信装置の動作について説明する。初期状態では、スイッチ（ＳＷ１）２１、スイッチ（ＳＷ２）２２、スイッチ（ＳＷ３）２３は全てオフとなっている。ＰＣＳ動作時には、パワーアンプ１３から送信信号が出力され、アンテナ切替スイッチ１２を介してアンテナ１１より送出される。このとき、アンテナ１１端で＋３３ｄＢｍが出力されるように、パワーアンプ１３において送信信号が増幅される。よって、アンテナ切替スイッチ１２には、最大＋３５ｄＢｍの信号が入力する。アンテナ切替スイッチ１２のピン間アイソレーションは最小２０ｄＢ程度であるとすると、最大＋１５ｄＢｍが受信回路側に漏洩し、リーク信号がデュプレクサ１４を通過し低雑音増幅器１５の入力端に達する。
【００２６】
アンテナ切替スイッチ１２の制御端子１６は、ＰＣＳ動作時にアクティブとなり、この制御端子１６からの制御信号によってスイッチ（ＳＷ１）２１及びスイッチ（ＳＷ３）２３がオンする。これにより、スイッチ（ＳＷ１）２１及びスイッチ（ＳＷ３）２３が保護素子となって挿入され、低雑音増幅器１５の入力端がグランドに接地されるので、低雑音増幅器１５への強入力が防止される。
【００２７】
ＵＭＴＳ動作時においては、強電界の場合に、低雑音増幅器１５をローゲインモードで動作させる。そして、所定値以上の強入力がある場合、受信電界レベル検出部１７からの制御信号により、スイッチ（ＳＷ１）２１及びスイッチ（ＳＷ２）２２がオンする。これにより、低雑音増幅器１５の入出力が接続されてバイパスされ、入力信号が通過するので、所望信号の飽和が防止される。
【００２８】
一方、弱電界においては、低雑音増幅器１５をハイゲインモードで動作させる。この場合、スイッチ（ＳＷ１）２１及びスイッチ（ＳＷ２）２２がオフとなっているため、低雑音増幅器１５の入力端とグランドとの間が分離され、対グランドには寄生容量が生じず、受信品質が劣化することもない。
【００２９】
なお、上記説明では、ＵＭＴＳ１．７ＧＨｚとＰＣＳのデュアルモード動作の場合を示しているが、ＵＭＴＳ８００ＭＨｚとＧＳＭ９００のデュアルモード動作においても同様である。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、異なる通信モード間で動作周波数が重なっているＵＭＴＳ／ＧＳＭやＵＭＴＳ／ＰＣＳ等のデュアルモード動作を行う際に、ＧＳＭ９００やＰＣＳ動作時において低雑音増幅器の入力端を接地させ、低雑音増幅器への強入力を防止することができる。すなわち、例えばＧＳＭの送信電力がＵＭＴＳの受信帯域と重なる場合に、ＧＳＭ送信信号漏洩による低雑音増幅器の破壊を防止することができる。これにより、低雑音増幅器の破壊防止を図り、強入力への耐性を向上できる。また、ＵＭＴＳ動作時においては、強電界の場合に低雑音増幅器をバイパスさせ、信号の飽和を防止できる。さらに、ＵＭＴＳ動作時に弱電界の場合には、各スイッチをオフすることで低雑音増幅器とグランドとの間に寄生容量が生じないので、受信信号の品質劣化を防止できる。したがって、受信信号の品質を劣化させることなく、低雑音増幅器の電源オフ等の動作オフ時の強入力耐性を実現できる。
【００３１】
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、受信信号の品質を劣化させることなく、動作オフ時の強入力耐性を有する低雑音増幅器を実現可能となる効果を有し、例えばＵＭＴＳ／ＧＳＭデュアルモード端末等の複数通信方式に対応した移動体通信等の無線通信用の受信装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る受信装置の主要部の構成を示すブロック図
【図２】従来の受信装置の主要部の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【００３４】
１０  受信装置
１１  アンテナ
１２  アンテナ切替スイッチ
１３  パワーアンプ
１４  デュプレクサ
１５  低雑音増幅器
１６  制御端子
１７  受信電界レベル検出部
２１  スイッチ（ＳＷ１）
２２  スイッチ（ＳＷ２）
２３  スイッチ（ＳＷ３）
【図１】
2008199354.tif 000003
【図２】
2008199354.tif 000004