(57)【要約】【課題】無線機に関し、無線機内を伝播する受信信号と送信信号との干渉を抑制する。【解決手段】無線機用の集積回路であって、受信信号を復調する復調回路と、送信信号を変調する変調回路と、前記受信信号用の受信端子と、前記送信信号用の送信端子と、を有する集積回路と；前記集積回路が実装された実装基板であって、前記受信信号用の受信線路と、前記送信信号用の送信線路と、前記受信線路の端部と前記受信端子との間に設けられた第１の端子と、前記送信線路の端部と前記送信端子との間に設けられた第２の端子と、前記受信端子と前記第１の端子とを接続する第１の給電体、又は／及び、前記第１の端子と前記受信線路の端部との間に配置された第１の電波吸収体と、前記送信端子と前記第２の端子とを接続する第２の給電体、又は／及び、前記第２の端子と前記送信線路の端部との間に配置された第２の電波吸収体と、を有する実装基板と；を備える無線機。【選択図】図３
2008271188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線機用の集積回路であって、
受信信号を復調する復調回路と、
送信信号を変調する変調回路と、
前記受信信号を前記集積回路内に入力するための受信端子と、
前記送信信号を前記集積回路外に出力するための送信端子と、
を有する集積回路と；
前記集積回路が実装された実装基板であって、
前記受信信号を伝播させるための受信線路と、
前記送信信号を伝播させるための送信線路と、
前記受信線路の端部と前記受信端子との間に設けられた第１の端子と、
前記送信線路の端部と前記送信端子との間に設けられた第２の端子と、
前記受信端子と前記第１の端子とを接続する第１の給電体、又は／及び、前記第１の端子と前記受信線路の端部との間に配置された第１の電波吸収体と、
前記送信端子と前記第２の端子とを接続する第２の給電体、又は／及び、前記第２の端子と前記送信線路の端部との間に配置された第２の電波吸収体と、
を有する実装基板と；
を備えることを特徴とする無線機。
【請求項２】
前記第１の電波吸収体及び前記第２の電波吸収体はそれぞれ、共振器又は誘電体フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の無線機。
【請求項３】
前記受信線路及び前記送信線路はそれぞれ、誘電体線路、導体導波管、平行二本線路、同軸線路、マイクロストリップ線路、又はこれらの内の２種類以上の組合せであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線機。
【請求項４】
前記受信線路の向きと前記送信線路の向きは、前記集積回路の近傍において互いに直交していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線機。
【請求項５】
無線機用の集積回路であって、
受信信号を復調する復調回路と、
送信信号を変調する変調回路と、
前記受信信号を前記集積回路内に入力するための受信端子と、
前記送信信号を前記集積回路外に出力するための送信端子と、
を有する集積回路と；
前記集積回路が実装された実装基板であって、
前記受信信号を伝播させるための受信線路と、
前記送信信号を伝播させるための送信線路と、
前記受信端子と、前記受信線路とを接続する、又は前記受信端子と、前記受信線路の端部と前記受信端子との間に設けられた第１の端子とを接続する第１の給電体と、
前記送信端子と、前記送信線路とを接続する、又は前記送信端子と、前記送信線路の端部と前記送信端子との間に設けられた第２の端子とを接続する第２の給電体と、
を有する実装基板と；
を備えることを特徴とする無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線機、例えば、集積化された無線回路を備える無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線機に使用される無線回路は、年々集積化が進んでいる。近年では、無線回路の構成要素の大部分が、半導体集積回路に取り込まれるようになっている。このような構成要素の例には、復調回路、変調回路、ダウンコンバータ、アップコンバータ、電圧制御発振器等が含まれる。こうした無線回路では、受信回路と送信回路が同じ半導体集積回路に取り込まれ、実装基板上の受信配線と送信配線が共に当該半導体集積回路に接続される。そのため、受信配線と送信配線が当該半導体集積回路の近傍で接近することになり、受信配線を伝播する受信信号（受信電波）と送信配線を伝播する送信信号（送信電波）の相互干渉が問題となる。
【０００３】
このような半導体集積回路は通常、実装基板上に搭載され、実装基板上の配線を介してアンテナに接続される。当該半導体集積回路の受信端子及び送信端子にはそれぞれ、上記の受信配線及び送信配線が接続される。これらの配線は、マイクロストリップ線路で構成されるのが一般的である。当該配線に高周波信号を通す場合には、多くの場合、実装基板で信号の反射や損失が生じないよう、周辺部品のインピーダンスに合わせる形で当該配線のインピーダンスが設定される。周辺部品のインピーダンスの代表的な値は、例えば５０Ωである。
【０００４】
マイクロストリップ線路を通る無線信号の電磁界分布は、実装基板を構成する導体層や絶縁層の形状やサイズや位置関係により決定される。マイクロストリップ線路の断面には一般に、比較的単純な電磁界分布が形成される。無線信号の波長は例えば、１ＧＨｚでは約３００ｍｍ、１０ＧＨｚでは約３０ｍｍである。近年最も利用頻度の高い無線システムは５．８ＧＨｚ以下の無線システムであり、この場合、無線信号の波長は５０ｍｍ以上となる。一方、マイクロストリップ線路の断面スケールは一般に１ｍｍ前後、無線機のシールドケースの断面スケールは一般に１０ｍｍ前後であり、上記の無線信号の波長はこれらに比べて十分に長い。よって、当該無線信号がシールドケース内を伝播する際、シールドケース内ではマイクロストリップ線路を除く空間が遮断モードになり、当該無線信号はマイクロストリップ線路以外の空間を通ることが許されない。よって、この場合、受信信号と送信信号の相互干渉を少なくするような設計は比較的容易である。
【０００５】
しかしながら近年、１０ＧＨｚ以上の無線システムが注目を集めている（例えば、特許文献１及び２）。このような無線システムの例として、６０ＧＨｚ帯のミリ波無線システムや、７７ＧＨｚ帯のミリ波レーダシステムが挙げられる。ミリ波とは、周波数３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ（波長１０ｍｍ〜１ｍｍ）の電波を意味する。半導体集積回路のプロセスルールは年々微細化しており、トランジッション周波数２００ＧＨｚのトランジスタが、０．１８μｍルールのＣＭＯＳや、ＳｉＧｅ系トランジスタでも実現可能になっている。ミリ波を取り扱うミリ波回路が半導体集積回路で製作可能になったことで、今後、ミリ波の無線回路は半導体集積回路で構成されるのが一般的になると予想される。
【０００６】
ミリ波回路を半導体集積回路で構成する場合、受信信号と送信信号の相互干渉が問題となる。例えば、６０ＧＨｚの電波の波長は約５ｍｍであり、これは、マイクロストリップ線路に対しては辛うじて十分な長さであるが、シールドケースに対しては十分な長さではない。従って、シールドケース内では、６０ＧＨｚの電波が自由に動き回る現象が生じてしまう。より周波数が高く波長が短い７７ＧＨｚの電波においては、この傾向がより顕著になる。その結果、シールドケース内の空間を通じて、受信信号は送信配線に、送信信号は受信配線に干渉を与えてしまう。このような場合、従来の無線機では、無線回路を個別部品で構成していたため、送受信配線間のアイソレーションを十分に確保することで干渉を抑制することが可能だった。例えば、送受信回路間の距離を広げることで送受信配線間の距離を広げる、送受信回路や送受信配線にシールドを設ける、等の対策を講じることができた。しかしながら、送受信回路を同じ半導体集積回路に作り込む場合、送受信配線を互いに遠くに配置する等の対策は不可能である。送受信信号の相互干渉は、送受信処理が同時に行われる場合、通信特性を著しく劣化させる原因となるため、必ず解決しなければならない問題である。
【０００７】
また、ミリ波回路を半導体集積回路で構成する場合、半導体集積回路のパッケージ材料の誘電損失による信号の減衰も問題となる。電波には、誘電率の高い空間にエネルギーが集まりやすいという性質がある。一方、パッケージ材料は、比誘電率が２〜５という高い誘電率を有する。そのため、配線のそばにパッケージ材料があると、配線を伝播する電波のエネルギーがパッケージ材料に吸収されてしまう。しかしながら、このような現象は、無線信号の周波数が低い場合には起こりにくい。この場合、無線信号は、シールドケース内を自由に伝播できず、配線のみを伝播するからである。しかしながら、無線信号がミリ波の場合には、無線信号がシールドケース内を自由に伝播できるため、このような現象が起こりやすい。これにより、無線信号の減衰という問題が生じてしまう。
【特許文献１】特開２００３−１３３８０１号公報
【特許文献２】特開２００３−６９３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、無線機に関し、無線機内を伝播する受信信号と送信信号との干渉を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、例えば、無線機用の集積回路であって、受信信号を復調する復調回路と、送信信号を変調する変調回路と、前記受信信号を前記集積回路内に入力するための受信端子と、前記送信信号を前記集積回路外に出力するための送信端子と、を有する集積回路と；前記集積回路が実装された実装基板であって、前記受信信号を伝播させるための受信線路と、前記送信信号を伝播させるための送信線路と、前記受信線路の端部と前記受信端子との間に設けられた第１の端子と、前記送信線路の端部と前記送信端子との間に設けられた第２の端子と、前記受信端子と前記第１の端子とを接続する第１の給電体、又は／及び、前記第１の端子と前記受信線路の端部との間に配置された第１の電波吸収体と、前記送信端子と前記第２の端子とを接続する第２の給電体、又は／及び、前記第２の端子と前記送信線路の端部との間に配置された第２の電波吸収体と、を有する実装基板と；を備えることを特徴とする無線機である。
【００１０】
本発明は、例えば、無線機用の集積回路であって、受信信号を復調する復調回路と、送信信号を変調する変調回路と、前記受信信号を前記集積回路内に入力するための受信端子と、前記送信信号を前記集積回路外に出力するための送信端子と、を有する集積回路と；前記集積回路が実装された実装基板であって、前記受信信号を伝播させるための受信線路と、前記送信信号を伝播させるための送信線路と、前記受信端子と前記受信線路とを接続する、又は前記受信端子と、前記受信線路の端部と前記受信端子との間に設けられた第１の端子とを接続する第１の給電体と、前記送信端子と前記送信線路とを接続する、又は前記送信端子と、前記送信線路の端部と前記送信端子との間に設けられた第２の端子とを接続する第２の給電体と、を有する実装基板と；を備えることを特徴とする無線機である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、無線機に関し、無線機内を伝播する受信信号と送信信号との干渉を抑制することを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施例）
図１は、第１実施例の無線機１０１を構成する半導体集積回路１１１の回路ブロック図である。図１の集積回路１１１は、復調回路１２１と、受信端子１２２と、ダウンコンバータ１２３と、ローノイズアンプ１２４と、変調回路１３１と、送信端子１３２と、アップコンバータ１３３と、パワーアンプ１３４と、バンドパスフィルタ１３５と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１４１とを具備する。図１の集積回路１１１は、無線機１０１用の集積回路であり、無線機１０１の受信信号及び送信信号を取り扱う。
【００１３】
復調回路１２１は、受信信号の復調を行う回路である。受信端子１２２は、受信信号を集積回路１１１内に入力するための端子である。復調回路１２１と受信端子１２２は、ダウンコンバータ１２３とローノイズアンプ１２４とを介して接続されている。ダウンコンバータ１２３は、受信信号の周波数を下げるためのコンバータである。ローノイズアンプ１２４は、受信信号を増幅するためのアンプである。
【００１４】
変調回路１３１は、送信信号の変調を行う回路である。送信端子１３２は、送信信号を集積回路１１１外に出力するための端子である。変調回路１３１と送信端子１３２は、アップコンバータ１３３とパワーアンプ１３４とバンドパスフィルタ１３５とを介して接続されている。アップコンバータ１３３は、送信信号の周波数を上げるためのコンバータである。パワーアンプ１３４は、送信信号を増幅するためのアンプである。バンドパスフィルタ１３５は、送信信号をフィルタリングするためのフィルタである。
【００１５】
電圧制御発振器１４１は、受信信号及び送信信号の電圧制御を行う発振器である。電圧制御発振器１４１は、ダウンコンバータ１２３及びアップコンバータ１３３に接続されている。
【００１６】
以下、受信信号の処理について説明する。
【００１７】
受信信号は、受信端子１２２を介して集積回路１１１内に入力され、ローノイズアンプ１２４を通ってダウンコンバータ１２３に入力される。ダウンコンバータ１２３の出力の周波数は、元受信信号の周波数とＶＣＯ１４１の周波数との差となる。ダウンコンバータ１２３の出力は、復調回路１２１に入力される。ローノイズアンプ１２４の利得及び雑音指数は、無線システムに求められる感度や歪み特性等を考慮して、無線システム毎に規定される。これは、ダウンコンバータ１２３についても同様である。
【００１８】
例として、受信信号の周波数が５．８ＧＨｚの無線システムを考える。この場合、トランジッション周波数３０ＧＨｚのトランジスタで復調回路１２１を構成すると、復調回路１２１の回路利得が２０ｄＢ以下となるのが一般的である。一方、受信信号の周波数を４０ＭＨｚまで減じた場合、９０ｄＢ以上の回路利得を得る事が可能になる。これは、トランジスタの周波数特性が、高周波領域よりも低周波領域で十分な利得を持つためである。無線システムに求められる感度は、無線システム毎に異なるものの、おおむね−４０ｄＢｍから−１２０ｄＢｍ程度である。例えば−１００ｄＢｍの電波を受信する場合には、１００ｄＢ程度の回路利得が必要となる。よって、復調回路１２１の回路利得は、２０ｄＢ以下では不十分である。
【００１９】
なお、今後半導体プロセスの微細化が進展し、復調回路１２１が高周波領域でも十分な特性を有するようになれば、ダウンコンバータ１２３が必要なくなることも予想される。また、無線周波数が十分に低い無線システムや、高い感度が求められない無線システムについては、ダウンコンバータ１２３が必要ない場合もある。逆に、感度やチャネル選択性の要求が厳しい無線システムについては、一段のダウンコンバータだけでは足りず、複数段のダウンコンバータが配される場合もある。このように、ダウンコンバータ１２３は、無線システムに求められる要件に応じて配される。
【００２０】
復調回路１２１は、アナログ回路でもデジタル回路でもよい。アナログの場合には、アナログ素子からなるチャネル選択フィルタを、集積回路１１１内に配置する必要がある。デジタルの場合には、ＡＤ変換器と、デジタル用のチャネル選択フィルタを、集積回路１１１内に配置する必要がある。これらのチャネル選択フィルタはここでは、復調回路１２１内に含まれているとし、図１では記載していない。
【００２１】
次に、送信信号の処理について説明する。
【００２２】
送信信号の送信波形は、変調回路１３１で形成される。送信信号は、変調回路１３１から出力され、アップコンバータ１３３に入力される。アップコンバータ１３３は、送信信号の周波数を送信周波数まで増加させる。変調回路１３１は、復調回路１２１と同様、アナログ回路でもデジタル回路でもよい。送信信号の帯域制限フィルタはここでは、変調回路１３１に含まれているとする。
【００２３】
変調処理は、無線システムによっては、ＶＣＯ１４１に直接変調をかけることによって行われる。この場合、変調回路１３１は例えば、ベースバンド信号を出力し、当該出力をＶＣＯ１４１に入力させる。その結果、ＶＣＯ１４１の周波数がベースバンド信号の強弱に応じて変化し、周波数変調の波形が得られる。また、変調回路１３１が、ベースバンド信号をアップコンバータ１３３に入力し、アップコンバータ１３３が、当該ベースバンド信号とＶＣＯ１４１の出力とを掛け合わせるようにしてもよい。その結果、ＡＭ変調信号が得られる。これらの手法は、比較的単純な変調信号を取り扱う無線システムでは、よく用いられる手法である。アップコンバータ１３３も、ダウンコンバータ１２３と同様、無線システムに求められる要件に応じて配される。
【００２４】
送信信号は、アップコンバータ１３３により周波数が上げられた後、パワーアンプ１３４に入力される。送信信号は、十分な電力を得るまで、パワーアンプ１３４により電力が高められる。送信信号の電力については通常、無線システム毎に規定が設けられている。パワーアンプ１３４の電力利得は、送信信号がアンテナに至った際にその電力が規定内に収まるよう設定される。
【００２５】
送信信号は、パワーアンプ１３４から出力された後、バンドパスフィルタ１３５を通過する。送信信号については通常、スペクトラムに関する規定が設けられている。バンドパスフィルタ１３５は、このような規定を満足するために設けられている。送信信号は、バンドパスフィルタ１３５を通過した後、送信端子１３２を介して集積回路１１１外に出力される。なお、ここでは送信端子１３２とパワーアンプ１３４との間にバンドバスフィルタが設けられているが、更に受信端子１２２とローノイズアンプ１２４との間にバンドバスフィルタが設けられていてもよい。また、これらのバンドパスフィルタは、集積回路１１１の外部に設けられていてもよい。
【００２６】
次に、受信アンテナ及び送信アンテナについて説明する。
【００２７】
図１の無線機１０１は、受信アンテナ２０１と、送信アンテナ２０２と、受信配線（受信線路）２１１と、送信配線（送信線路）２１２とを具備する。受信アンテナ２０１は、無線信号を受信するためのアンテナであり、受信配線２１１に接続されている。送信アンテナ２０２は、無線信号を送信するためのアンテナであり、送信配線２１２に接続されている。受信配線２１１は、受信信号を伝播させるための配線（線路）である。無線機１０１の受信信号は、受信配線２１１を伝播し、受信配線２１１から受信端子１２２に入力される。送信配線２１２は、送信信号を伝播させるための配線（線路）である。無線機１０１の送信信号は、送信端子１３２から送信配線２１２に出力され、送信配線２１２を伝播する。
【００２８】
送信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２は、図２のように、共用化してもよい。図２の無線機１０１は、図１の無線機１０１の変形例であり、無線信号の送信及び受信を行うアンテナ２２１を備える。この場合、受信配線２１１と送信配線２１２がアンテナ２２１を介して干渉するおそれがあるため、これを防止するための対策が講じられる。例えば、図２のように、受信配線２１１と送信配線２１２とを切り替えるためのスイッチ２２２が設けられ、受信配線２１１と送信配線２１２とが分離される。スイッチ２２２の出力端子には受信配線２１１及び送信配線２１２が接続されており、スイッチ２２２の入力端子は配線２３１を介してアンテナ２２１に接続されている。この場合、受信信号及び送信信号が通過するバンドパスフィルタを、配線２３１上に設けてもよい。
【００２９】
図３は、第１実施例の無線機１０１の回路構成図である。図３の無線機１０１は、ここでは図１で説明した無線機１０１であるとするが、図２で説明した無線機１０１としても構わない。図３の無線機１０１は、実装基板３０１を具備する。実装基板３０１上には、図１（又は図２）で説明した集積回路１１１が実装されていると共に、図１（又は図２）で説明した受信線路２１１及び送信線路２１２が設けられている。
【００３０】
図３には、集積回路１１１の受信端子１２２と、集積回路１１１の送信端子１３２と、受信線路２１１の端部（断面部）３１１と、送信線路２１２の端部（断面部）３１２とが示されている。受信線路２１１の端部３１１は、集積回路１１１の受信端子１２２の近傍に位置している。受信線路２１１の別の端部は、受信アンテナ２０１（又はスイッチ２２２）に接続されているとする。送信線路２１２の端部３１２は、集積回路１１１の送信端子１３２の近傍に位置している。送信線路２１２の別の端部は、送信アンテナ２０２（又はスイッチ２２２）に接続されているとする。
【００３１】
実装基板３０１上には更に、第１の端子３２１と、第２の端子３２２と、第１の給電体３２３と、第２の給電体３２４と、第１の電波吸収体の例である第１の共振器３２５と、第２の電波吸収体の例である第２の共振器３２６とが設けられている。
【００３２】
受信端子１２２及び送信端子１３２がそれぞれ集積回路１１１側の接続端子であるのに対し、第１及び第２の端子３２１及び３２２はそれぞれ実装基板３０１側の接続端子である。第１の端子３２１は、受信線路２１１の端部３１１と受信端子１２２との間に設けられている。第２の端子３２２は、送信線路２１２の端部３１２と送信端子１３２との間に設けられている。
【００３３】
受信端子１２２と第１の端子３２１は、第１の給電体３２３により接続されている。送信端子１３２と第２の端子３２２は、第２の給電体３２４により接続されている。第１及び第２の給電体３２３及び３２４は、給電用の部材であり、ここではワイヤである。
【００３４】
第１の共振器３２５は、第１の端子３２１と受信線路２１１の端部３１１との間に配置されており、第１の給電体３２３の近傍に位置している。第２の共振器３２６は、第２の端子３２２と送信線路２１２の端部３１２との間に配置されており、第２の給電体３２４の近傍に位置している。第１及び第２の共振器３２５及び３２６は、ここでは誘電体共振器である。
【００３５】
共振器３２５は給電体３２３の直近に配置されており、共振器３２５の電磁界と給電体３２３の電磁界とがカップリングするようになっている。即ち、共振器３２５と給電体３２３は、共振器３２５の電磁界と給電体３２３の電磁界とがカップリングする程度の近傍に位置している。また、共振器３２６は給電体３２４の直近に配置されており、共振器３２６の電磁界と給電体３２４の電磁界とがカップリングするようになっている。即ち、共振器３２６と給電体３２４は、共振器３２６の電磁界と給電体３２４の電磁界とがカップリングする程度の近傍に位置している。このように、給電体３２３，３２４はそれぞれ、共振器３２５，３２６と集積回路１１１との間で受信電波，送信電波を授受するためのアンテナの役割を果たしている。
【００３６】
給電体３２３，３２４は、共振器３２５，３２６と集積回路１１１との間で受信電波，送信電波を授受することが可能な給電体であれば、ワイヤ以外の給電体でもよい。ＬＳＩのワイヤは通常、ボンディングで作製される。このワイヤボンディングの手法は、ＬＳＩの製造工程においては一般的な手法である。従って、給電体３２３，３２４としてワイヤを採用すれば、給電体３２３，３２４の作製が容易になり、無線機１０１のコストを低減することができる。給電体３２３，３２４の別の例としては、ＬＳＩパッケージのリードが挙げられる。
【００３７】
また、共振器３２５は受信線路２１１の端部３１１の直近に配置されており、共振器３２５の電磁界と受信線路２１１の端部３１１の電磁界とがカップリングするようになっている。即ち、共振器３２５と端部３１１は、共振器３２５の電磁界と端部３１１の電磁界とがカップリングする程度の近傍に位置している。また、共振器３２６は送信線路２１２の端部３１２の直近に配置されており、共振器３２６の電磁界と送信線路２１２の端部３１２の電磁界とがカップリングするようになっている。即ち、共振器３２６と端部３１２は、共振器３２６の電磁界と端部３１２の電磁界とがカップリングする程度の近傍に位置している。
【００３８】
受信線路２１１，送信線路２１２は、ここでは誘電体線路であり、共振器３２５，３２６との間で受信電波，送信電波を授受することが可能である。共振器３２５，３２６は、電波を吸収する電波吸収体として機能する。共振器３２５，３２６は、受信電波と送信電波とが相互に干渉しないよう、且つ、給電体３２３，３２４を通過する電波がパッケージ材料等の周辺材料に向かわないよう、電波を集中させる役割を果たしている。
【００３９】
受信線路２１１及び送信線路２１２は誘電体線路であるため、これらを通過する電波の電磁界の大部分はこれらの内部に閉じ込められる。その原理は、光ファイバ内を通過する光と同様である。これら誘電体線路を構成する誘電体の比誘電率を２とすると、６０ＧＨｚ電波の誘電体線路内での波長は３．５ｍｍ程度（＝５．０ｍｍ／√２）となる。一方、代表的なハイブリッドの基本モードの電波を線路内に通す場合、線路の断面形状にもよるが、線路の断面幅及び断面高さは２ｍｍ程度で十分である。この値は、線路の誘電率が大きくなるほど小さくできる。誘電体線路の詳細は、該誘電体線路を伝播する電波の電磁界モードに応じて設計すればよい。受信線路２１１と送信線路２１２とを十分離すか、受信線路２１１の向きと送信線路２１２の向きとを互いに直交させて受信電波の電磁界モードと送信電波の電磁界モードとを互いに直交させることで、受信電波と送信電波の相互干渉を抑制することができる。受信線路２１１の向きと送信線路２１２の向きとを互いに直交させる手法は例えば、受信線路２１１と送信線路２１２とを十分離すことが不可能な場合に有効である。受信線路２１１の向きと送信線路２１２の向きは、これらの線路全体で互いに直交している必要はなく、集積回路１１１の近傍において互いに直交していれば十分である。即ち、受信線路２１１の端部３１１近傍での向きと送信線路２１２の端部３１２近傍での向きとが互いに直交していれば十分である。
【００４０】
更に、共振器３２５及び３２６は、誘電体共振器であるため、電磁界を閉じ込める性質を有している。この場合、共振器３２５と共振器３２６との間の距離をこれらの共振器の大きさの数倍程度又はそれ以上とすれば、共振器３２５と共振器３２６との間の相互干渉はわずかとなる。これにより、受信電波と送信電波との間の相互干渉を効率的に抑制することができ、安定した通信特性を得ることができる。共振器３２５及び３２６の電磁界を閉じ込める性質は、これらの誘電率が高いほど顕著である。ここでは、ワイヤ３２３，３２４がそれぞれ誘電体共振器３２５，３２６に対して垂直に設置されているため、誘電体共振器３２５，３２６の共振モードとしてはＨＥ１１δ等が考えられる。共振器３２５，３２６の大きさ及び断面高さは、誘電体線路２１１，２１２と同様、数ｍｍ程度となる。本実施例では、受信端子１２２と送信端子１３２とを集積回路１１１上で互いに離して配置することで、共振器３２５と共振器３２６とが十分離れるようにすることが望ましい。
【００４１】
本実施例では、受信線路２１１と送信線路２１２とが十分離れている場合や、受信線路２１１の向きと送信線路２１２の向きとが互いに直交している場合には、実装基板３０１に共振器３２５及び３２６を設けなくてもよい（図４参照）。理由は、本実施例の受信線路２１１及び送信線路２１２は、電波が漏洩しやすいマイクロストリップ線路ではなく、電磁界のほとんどを線路内に閉じ込める事ができる誘電体線路であるため、受信線路２１１と送信線路２１２との距離やこれらと周辺材料との距離が十分大きければ、受信線路２１１と送信線路２１２との間の相互干渉のおそれがあまりないからである。実装基板３０１に共振器３２５及び３２６を設けないことで、無線機１０１の更なる小型化及び低コスト化が実現される。受信線路２１１と送信線路２１２との距離を十分に確保できない場合には、受信線路２１１と送信線路２１２とを直交させることで、相互干渉を少なくすることが可能である。実装基板３０１に共振器３２５，３２６を設けない場合、給電体３２３，３２４と線路２１１，２１２はそれぞれ直接電磁界の授受を行うことになる。
【００４２】
受信線路２１１及び送信線路２１２は、導体導波管でもよい。導体導波管には、誘電体線路よりも作りやすいという利点がある。受信線路２１１及び送信線路２１２は、矩形導波管としても円形導波管としてもよい。
【００４３】
受信線路２１１及び送信線路２１２は、フィーダー線のような平行二本線路でも、同軸ケーブルのような同軸線路でもよい。平行二本線路は、集積回路１１１を構成する受信回路（復調回路１２１等）及び送信回路（変調回路１３１等）が差動で構成される場合に採用される。平行二本線路には、誘電体線路よりも作りやすいという利点と、線路から十分遠い位置では線路内の電磁界の影響が極めて少なくなるという利点がある。これにより、受信信号と送信信号との相互干渉の少ない無線機１０１が実現される。この場合、給電体３２３，３２４はそれぞれ差動二本構成とする。更に、平行二本線路２１１，２１２が導体線路の場合には、共振器３２５，３２６をなくし、基板側の端子３２１，３２２をなくし、それらの位置まで平行二本線路２１１，２１２を伸ばし、集積回路側の端子１２２，１３２と平行二本線路２１１，２１２とをそれぞれ給電体３２３，３２４で直接接続してもよい（図５参照）。この場合、給電体３２３，３２４は、平行二本線路２１１，２１２に対する給電線の役割を果たす。
【００４４】
受信線路２１１及び送信線路２１２は、マイクロストリップ線路でも構わない。受信線路２１１及び送信線路２１１がマイクロストリップ線路であっても、実装基板３０１を構成する絶縁体の誘電率が大きければ、受信線路２１１及び送信線路２１１の近傍に電磁界が閉じ込められやすくなる。このような場合には、受信線路２１１及び送信線路２１１がマイクロストリップ線路でも差し支えない。受信線路２１１及び送信線路２１２は、これらの線路近傍で電磁界成分のほとんどが閉じ込められるような線路であれば、どのような構成でも構わない。受信線路２１１及び送信線路２１２はそれぞれ、誘電体線路、導体導波管、平行二本線路、同軸線路、及びマイクロストリップ線路の内の２種類以上の組合せでもよい。受信線路２１１及び送信線路２１２はそれぞれ、誘電体線路でも導体線路でもよいし、これらの組合せでもよい。
【００４５】
以上のように、本実施例では、送受信電波の干渉対策が無線機において、上記のような給電体又は／及び共振器が実装基板上に配置されると共に、線路からの電波の漏れを防ぐように工夫した受信線路及び送信線路が採用されており、これにより、送受信電波の相互干渉が抑制されるようになっている。従って、本実施例によれば、ミリ波無線システムのような、送受信電波の干渉が起こりやすい無線システムにおいても、十分な通信特性を得ることが可能になり、無線機の小型化及び低コスト化が実現される。
【００４６】
以下、第２実施例の無線機１０１について説明する。第２実施例は第１実施例の変形例であり、第２実施例については第１実施例との相違点を中心に説明する。
【００４７】
（第２実施例）
図６は、第２実施例の無線機１０１の回路構成図である。図６の無線機１０１は、ここでは図１で説明した無線機１０１であるとするが、図２で説明した無線機１０１としても構わない。図６の無線機１０１は、実装基板３０１を具備する。実装基板３０１上には、図１（又は図２）で説明した集積回路１１１が実装されていると共に、図１（又は図２）で説明した受信線路２１１及び送信線路２１２が設けられている。実装基板３０１上には更に、第１の端子３２１と、第２の端子３２２と、第１の給電体３２３と、第２の給電体３２４と、第１の電波吸収体の例である第１の誘電体フィルタ３２７と、第２の電波吸収体の例である第２の誘電体フィルタ３２８とが設けられている。
【００４８】
受信端子１２２及び送信端子１３２がそれぞれ集積回路１１１側の接続端子であるのに対し、第１及び第２の端子３２１及び３２２はそれぞれ実装基板３０１側の接続端子である。第１の端子３２１は、受信線路２１１の端部３１１と受信端子１２２との間に設けられている。第２の端子３２２は、送信線路２１２の端部３１２と送信端子１３２との間に設けられている。
【００４９】
受信端子１２２と第１の端子３２１は、第１の給電体３２３により接続されている。送信端子１３２と第２の端子３２２は、第２の給電体３２４により接続されている。第１及び第２の給電体３２３及び３２４は、給電用の部材であり、ここではワイヤである。
【００５０】
第１の誘電体フィルタ３２７は、第１の端子３２１と受信線路２１１の端部３１１との間に配置されており、第１の給電体３２３の近傍に位置している。第２の誘電体フィルタ３２８は、第２の端子３２２と送信線路２１２の端部３１２との間に配置されており、第２の給電体３２４の近傍に位置している。
【００５１】
誘電体フィルタ３２７は給電体３２３の直近に配置されており、誘電体フィルタ３２７の電磁界と給電体３２３の電磁界とがカップリングするようになっている。即ち、誘電体フィルタ３２７と給電体３２３は、誘電体フィルタ３２７の電磁界と給電体３２３の電磁界とがカップリングする程度の近傍に位置している。また、誘電体フィルタ３２８は給電体３２４の直近に配置されており、誘電体フィルタ３２８の電磁界と給電体３２４の電磁界とがカップリングするようになっている。即ち、誘電体フィルタ３２８と給電体３２４は、誘電体フィルタ３２８の電磁界と給電体３２４の電磁界とがカップリングする程度の近傍に位置している。このように、給電体３２３，３２４はそれぞれ、誘電体フィルタ３２７，３２８と集積回路１１１との間で受信電波，送信電波を授受するためのアンテナの役割を果たしている。
【００５２】
また、誘電体フィルタ３２７は受信線路２１１の端部３１１の直近に配置されており、誘電体フィルタ３２７の電磁界と受信線路２１１の端部３１１の電磁界とがカップリングするようになっている。即ち、誘電体フィルタ３２７と端部３１１は、誘電体フィルタ３２７の電磁界と端部３１１の電磁界とがカップリングする程度の近傍に位置している。また、誘電体フィルタ３２８は送信線路２１２の端部３１２の直近に配置されており、誘電体フィルタ３２８の電磁界と送信線路２１２の端部３１２の電磁界とがカップリングするようになっている。即ち、誘電体フィルタ３２８と端部３１２は、誘電体フィルタ３２８の電磁界と端部３１２の電磁界とがカップリングする程度の近傍に位置している。
【００５３】
受信線路２１１，送信線路２１２は、ここでは誘電体線路であり、誘電体フィルタ３２７，３２８との間で受信電波，送信電波を授受することが可能である。誘電体フィルタ３２７，３２８は、電波を吸収する電波吸収体として機能する。誘電体フィルタ３２７，３２８は、受信電波と送信電波とが相互に干渉しないよう、且つ、給電体３２３，３２４を通過する電波がパッケージ材料等の周辺材料に向かわないよう、電波を集中させる役割を果たしている。
【００５４】
第２実施例の無線機１０１には、共振器３２５及び３２６の代わりに、誘電体フィルタ３２７及び３２８が設けられている。誘電体フィルタ３２７及び３２８はそれぞれ、複数の誘電体共振器を組み合わせて構成されたものでも、単一共振器にスリット等の加工が施されたものでもよい。また、誘電体フィルタ３２７及び３２８を設ける代わりに、マイクロストリップ線路を加工してフィルタを構成することも考えられる。この場合には、線路直下の絶縁体の誘電率を大きくし、実装基板３０１に電磁界を閉じ込めやすくなっていることが必要である。
【００５５】
無線機には通常、上述のように、バンドパスフィルタが設けられる。このようなバンドパスフィルタとして、図１及び図２の無線機１０１は、バンドパスフィルタ１３５を具備している。本実施例では、誘電体フィルタ３２７及び／又は３２８に、このようなバンドパスフィルタの機能を持たせることができる。この場合、本実施例では、無線機１０１にバンドパスフィルタを設ける必要がなくなる。これにより、本実施例では、無線機１０１のコストを低減することができ、安価な無線システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施例の無線機を構成する半導体集積回路の回路ブロック図である。
【図２】第１実施例の無線機を構成する半導体集積回路の回路ブロック図である（変形例）。
【図３】第１実施例の無線機の回路構成図である。
【図４】第１実施例の無線機の回路構成図である（変形例）。
【図５】第１実施例の無線機の回路構成図である（変形例）。
【図６】第２実施例の無線機の回路構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０１  無線機
１１１  半導体集積回路
１２１  復調回路
１２２  受信端子
１２３  ダウンコンバータ
１２４  ローノイズアンプ
１３１  変調回路
１３２  送信端子
１３３  アップコンバータ
１３４  パワーアンプ
１３５  バンドパスフィルタ
１４１  電圧制御発振器
２０１  受信アンテナ
２０２  送信アンテナ
２１１  受信配線（受信線路）
２１２  送信配線（送信線路）
２２１  アンテナ
２２２  スイッチ
２３１  配線
３０１  実装基板
３１１  受信線路の端部
３１２  送信線路の端部
３２１  第１の端子
３２２  第２の端子
３２３  第１の給電体
３２４  第２の給電体
３２５  第１の共振器
３２６  第２の共振器
３２７  第１の誘電体フィルタ
３２８  第２の誘電体フィルタ
【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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