(57)【要約】【課題】送信用電力増幅器の負荷インピーダンスを送信周波数帯に依らず常に最適な負荷整合が得られるようにして、隣接チャネルへの電力漏洩を抑制すると共に、消費電流等を改善した送受信装置を提供する。【解決手段】送信用電力増幅器１０１と、前記送信用電力増幅器１０１が接続されたアイソレータ１０４と、前記アイソレータ１０４が接続されたアンテナ切替手段１０３と、前記アンテナ切替手段１０３と接続された送受信用アンテナ１０５と、前記アンテナ切替手段１０３が接続された受信回路と、を有する送受信装置。前記送信用電力増幅器１０１と前記アイソレータ１０４との間に、前記送信用電力増幅器１０１の負荷整合を送信周波数帯域毎に段階的に行うための電気長切替手段１１１〜１１３、１１４〜１１６を設けた。【選択図】      図１
2004343633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信用電力増幅器と、前記送信用電力増幅器が接続されたアイソレータと、前記アイソレータが接続されたアンテナ切替手段と、前記アンテナ切替手段と接続された送受信用アンテナと、前記アンテナ切替手段が接続された受信回路と、を有する送受信装置において、
前記送信用電力増幅器と前記アイソレータとの間に、前記送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に段階的に行うための電気長切替手段を設けたことを特徴とする送受信装置。
【請求項２】
前記電気長切替手段は、異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記複数の電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記電気長素子及び位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする請求項１記載の送受信装置。
【請求項３】
前記電気長切替手段は、異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記複数の電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする請求項１記載の送受信装置。
【請求項４】
送信用電力増幅器と、前記送信用電力増幅器が接続されたアイソレータと、前記アイソレータが接続されたアンテナ切替手段と、前記アンテナ切替手段と接続された送受信用アンテナ及び受信用ダイバーシチアンテナと、前記アンテナ切替手段が接続された受信回路と、を有する送受信装置において、
ＴＤＭＡの送信時には、前記送信用電力増幅器と前記アイソレータとの間に介挿されて前記送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に段階的に行い、
ＴＤＭＡのアンテナ切替ダイバーシチ受信時には、前記送受信用アンテナ及び前記受信用ダイバーシチアンテナのいずれかと接地との間に介挿されて前記送受信用アンテナ及び前記受信用ダイバーシチアンテナのいずれかを受信周波数帯域毎に段階的な終端条件で終端させる、
ための電気長切替手段を設けたことを特徴とする送受信装置。
【請求項５】
前記電気長切替手段は、異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記複数の電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記電気長素子及び位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする請求項４記載の送受信装置。
【請求項６】
前記電気長切替手段は、異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記複数の電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする請求項４記載の送受信装置。
【請求項７】
前記アンテナ切替ダイバーシチ受信時に、前記アイソレータの入力端を開放することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の送受信装置。
【請求項８】
前記アンテナ切替ダイバーシチ受信時に、前記アイソレータの入力端を接地することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の送受信装置。
【請求項９】
送信用電力増幅器と、前記送信用電力増幅器が接続されたアイソレータと、前記アイソレータが接続されたアンテナ切替手段と、前記アンテナ切替手段と接続された送受信用アンテナ及び受信用ダイバーシチアンテナと、前記アンテナ切替手段が接続された受信回路と、を有する送受信装置において、
前記送信用電力増幅器と前記アイソレータとの間に、前記送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に段階的に行うための第１の電気長切替手段を、
前記送受信用アンテナ及び前記受信用ダイバーシチアンテナと接地との間に、アンテナ切替ダイバーシチ受信時に前記送受信用アンテナ及び前記受信用ダイバーシチアンテナのいずれかを受信周波数帯域毎に段階的な終端条件で終端させるための第２の電気長切替手段を、
それぞれ設けたことを特徴とする送受信装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２の電気長切替手段は、それぞれ異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記電気長素子及び位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする請求項９記載の送受信装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の電気長切替手段は、それぞれ異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする請求項９記載の送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）等により無線通信を行う携帯電話システムや移動無線システムにおける送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の送受信装置は、例えば図１０に示すように、パワーアンプ１５、アンテナスイッチ１６、アンテナ１７及び受信部１８から構成され、アンテナスイッチ１６により電波の送信及び受信動作を実行している。即ち、送信時は、アンテナ１７とパワーアンプ１５とを接続するようにアンテナスイッチ１６が動作し、受信時は、アンテナ１７と受信部１８とを接続するようにアンテナスイッチ１６が動作する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、アンテナ切替ダイバーシチ受信システムにおいては、２本のアンテナを効率よく動作させるために、使用していない側のアンテナを電気的に終端することにより、見掛け上干渉するアンテナが存在しないようにすることが一般的に行われている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−４１１２０号公報（第２頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の送受信装置では、電力増幅器（パワーアンプ）の負荷整合がアンテナのインピーダンスに依存し、例えば５０Ωからずれると、隣接チャネルへの電力漏洩や消費電流が増大する等の問題があった。
【０００６】
また、アンテナ切替ダイバーシチ受信システムにおけるアンテナの終端は、アンテナのインピーダンス及びアンテナから終端までの電気長により変化するので、受信周波数範囲が広い場合は、固定した定数で終端することが困難であり、受信中の一方のアンテナに対して、使用していない他方のアンテナによる干渉が存在するという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、送信用電力増幅器の負荷インピーダンスを送信周波数帯に依らず常に最適な負荷整合が得られるようにして、隣接チャネルへの電力漏洩を抑制すると共に、消費電流等を改善した送受信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、アンテナ切替ダイバーシチ受信システムにおいて、受信に使用していないアンテナの終端条件を受信周波数帯に依らず常に最適化して、アンテナ間の干渉を防止すると共に、アンテナ利得の向上を図る送受信装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の送受信装置は、送信用電力増幅器と、前記送信用電力増幅器が接続されたアイソレータと、前記アイソレータが接続されたアンテナ切替手段と、前記アンテナ切替手段と接続された送受信用アンテナと、前記アンテナ切替手段が接続された受信回路と、を有する送受信装置において、前記送信用電力増幅器と前記アイソレータとの間に、前記送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に段階的に行うための電気長切替手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を電気長切替手段を用いて切り替えることができるので、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できる。
【００１１】
請求項２に係る発明の送受信装置は、請求項１に係る発明の送受信装置において、前記電気長切替手段は、異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記複数の電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記電気長素子及び位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を電気長素子及び位相切替スイッチからなる電気長切替手段を用いて切り替えることができるので、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できる。
【００１３】
請求項３に係る発明の送受信装置は、請求項１に係る発明の送受信装置において、前記電気長切替手段は、異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記複数の電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、電気長素子の定数を部品配置や基板配線パターンに影響されることなく自由に選択でき、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を切り替えることが可能となるので、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に容易に最適化できる。
【００１５】
請求項４に係る発明の送受信装置は、送信用電力増幅器と、前記送信用電力増幅器が接続されたアイソレータと、前記アイソレータが接続されたアンテナ切替手段と、前記アンテナ切替手段と接続された送受信用アンテナ及び受信用ダイバーシチアンテナと、前記アンテナ切替手段が接続された受信回路と、を有する送受信装置において、ＴＤＭＡの送信時には、前記送信用電力増幅器と前記アイソレータとの間に介挿されて前記送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に段階的に行い、ＴＤＭＡのアンテナ切替ダイバーシチ受信時には、前記送受信用アンテナ及び前記受信用ダイバーシチアンテナのいずれかと接地との間に介挿されて前記送受信用アンテナ及び前記受信用ダイバーシチアンテナのいずれかを受信周波数帯域毎に段階的な終端条件で終端させる、ための電気長切替手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、送信時には、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できると共に、ダイバーシチ受信時には、受信回路に接続していない一方のアンテナの電気長を電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、アンテナの終端状態を受信周波数帯域毎に最適化できる。
【００１７】
請求項５に係る発明の送受信装置は、請求項４に係る発明の送受信装置において、前記電気長切替手段は、異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記複数の電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記電気長素子及び位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、送信時には、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を電気長素子及び位相切替スイッチからなる電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できると共に、ダイバーシチ受信時には、受信回路に接続していない一方のアンテナの電気長を電気長素子及び位相切替スイッチからなる電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、アンテナの終端状態を受信周波数帯域毎に最適化できる。
【００１９】
請求項６に係る発明の送受信装置は、請求項４に係る発明の送受信装置において、前記電気長切替手段は、異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記複数の電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、電気長素子の定数を部品配置や基板配線パターンに影響されることなく自由に選択でき、送信時には、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できる。また、ダイバーシチ受信時には、受信回路に接続していない一方のアンテナの電気長を電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、アンテナの終端状態を受信周波数帯域毎に最適化できる。
【００２１】
請求項７に係る発明の送受信装置は、請求項４乃至６のいずれかに係る発明の送受信装置において、前記アンテナ切替ダイバーシチ受信時に、前記アイソレータの入力端を開放することを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、ダイバーシチ受信時には、アイソレータの入力端は開放され、受信回路に接続していない一方のアンテナの電気長を電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、アンテナの終端状態を受信周波数帯域毎に最適化できる。
【００２３】
請求項８に係る発明の送受信装置は、請求項４乃至６のいずれかに係る発明の送受信装置において、前記アンテナ切替ダイバーシチ受信時に、前記アイソレータの入力端を接地することを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、ダイバーシチ受信時には、アイソレータの入力端は接地され、受信回路に接続していない一方のアンテナの電気長を電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、アンテナの終端状態を受信周波数帯域毎に最適化できる。
【００２５】
請求項９に係る発明の送受信装置は、送信用電力増幅器と、前記送信用電力増幅器が接続されたアイソレータと、前記アイソレータが接続されたアンテナ切替手段と、前記アンテナ切替手段と接続された送受信用アンテナ及び受信用ダイバーシチアンテナと、前記アンテナ切替手段が接続された受信回路と、を有する送受信装置において、前記送信用電力増幅器と前記アイソレータとの間に、前記送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に段階的に行うための第１の電気長切替手段を、前記送受信用アンテナ及び前記受信用ダイバーシチアンテナと接地との間に、アンテナ切替ダイバーシチ受信時に前記送受信用アンテナ及び前記受信用ダイバーシチアンテナのいずれかを受信周波数帯域毎に段階的な終端条件で終端させるための第２の電気長切替手段を、それぞれ設けたことを特徴とする。
【００２６】
上記構成によれば、送信時には、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を第１の電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できると共に、ダイバーシチ受信時には、受信回路に接続していない一方のアンテナの電気長を第２の電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、アンテナの終端状態を受信周波数帯域毎に最適化できる。
【００２７】
請求項１０に係る発明の送受信装置は、請求項９に係る発明の送受信装置において、前記第１及び第２の電気長切替手段は、それぞれ異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記電気長素子及び位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする。
【００２８】
上記構成によれば、送信時には、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を電気長素子及び位相切替スイッチからなる第１の電気長切替手段を用いて切り替えることにより、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化でき、且つ、ダイバーシチ受信時には、受信回路に接続していない一方のアンテナの電気長を電気長素子及び位相切替スイッチからなる第２の電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、アンテナの終端状態を受信周波数帯域毎に最適化できる。
【００２９】
請求項１１に係る発明の送受信装置は、請求項９に係る発明の送受信装置において、前記第１及び第２の電気長切替手段は、それぞれ異なる電気長を有する複数の電気長素子と、前記電気長素子のいずれか１つを選択する位相切替スイッチとからなり、前記位相切替スイッチを前記アンテナ切替手段と一体化して設けたことを特徴とする。
【００３０】
上記構成によれば、電気長素子の定数を部品配置や基板配線パターンに影響されることなく自由に選択でき、送信時には、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を第１の電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できる。また、ダイバーシチ受信時には、受信回路に接続していない一方のアンテナの電気長を第２の電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、アンテナの終端状態を受信周波数帯域毎に最適化できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る送受信装置の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、本実施形態に係る送受信装置は、図示しない送信回路から送られる送信高周波信号を増幅する送信用の電力増幅器１０１と、送信歪みを補償するために電力増幅された送信高周波信号の一部を図示しない検波回路へ伝達する方向性結合器１０２と、位相切替スイッチ１１１〜１１３と電気長素子１１４〜１１６、及び送受信切替スイッチ１２１、１２２が内蔵されたアンテナ切替器１０３と、後述する送受信用アンテナ１０５のインピーダンス変動を吸収して送信高周波信号の一部が該アンテナで反射されるのを防止するためのアイソレータ１０４と、送受信用アンテナ１０５とを有して構成される。
【００３３】
アンテナ切替器１０３に内蔵された位相切替スイッチ１１１〜１１３及び電気長素子１１４〜１１６は、電力増幅器１０１とアイソレータ１０４との間に介挿され、アイソレータ１０４の入力インピーダンスと電力増幅器１０１の出力負荷インピーダンスの整合をとる機能を有するものである。位相切替スイッチ１１１〜１１３は、図示しない制御回路により送信周波数帯域に応じていずれか１つがオンとなるよう制御され、電気長素子１１４〜１１６のいずれか１つを選択して直列に接続する。電気長素子１１４〜１１６は、それぞれ異なる定数を有する電気長素子で、例えば、コンデンサとコイルの組み合わせ回路やストリップライン等からなる移相器である。なお、位相切替スイッチ１１１〜１１３及び電気長素子１１４〜１１６の動作については後述する。
【００３４】
送受信切替スイッチ１２１、１２２は、排他的に切り替えることによって、送受信用アンテナ１０５を送信及び受信に共用するためのもので、送信及び受信に対応してそれぞれ送受信切替スイッチ１２１、１２２が交互にオンとなるように動作する。
【００３５】
また、アンテナ切替器１０３には、送受信用アンテナ１０５で受信した高周波信号の所定帯域を通過させる受信フィルタ１０６と、濾波された受信高周波信号を増幅する低雑音増幅器１０７とが接続される。
【００３６】
次に、上述したように構成された本実施形態に係る送受信装置の動作について説明する。
【００３７】
図示しない送信回路から送られる送信高周波信号は、電力増幅器１０１で規定送信電力まで増幅され、方向性結合器１０２を介してアンテナ切替器１０３に内蔵された位相切替スイッチ１１１〜１１３に入力される。
【００３８】
位相切替スイッチ１１１〜１１３は、送信周波数帯域に応じて１つが選択されてオンとなり、送信高周波信号は直列に接続された電気長素子１１４〜１１６のいずれかを通過した後、アイソレータ１０４を介して送受信切替スイッチ１２１に伝えられる。この時、送受信切替スイッチ１２１はオンとなっており、送信高周波信号はこれを介して送受信用アンテナ１０５から電波として放射される。
【００３９】
ここで、位相切替スイッチ１１１〜１１３及び電気長素子１１４〜１１６の動作について、図９を参照しながら詳細に説明する。
【００４０】
図９は、アイソレータ１０４の入力インピーダンス周波数特性をスミスチャート上で示した図であり、▲１▼は送信周波数が８９３ＭＨｚ、▲２▼は９２５ＭＨｚ、▲３▼は９６０ＭＨｚにおける各入力インピーダンスである。図から明らかなように、アイソレータ１０４の入力インピーダンスは、▲２▼の９２５ＭＨｚでは５０Ωになっているが、▲１▼の８９３ＭＨｚ及び▲３▼の９６０ＭＨｚについては、５０Ωからずれた位置にインピーダンスの軌跡が存在している。
【００４１】
例えば、位相切替スイッチ１１３をオンに制御して電気長素子１１６が接続された場合、図９において太線で示すように、▲１▼の８９３ＭＨｚにおける位相を１５０°回転させることができる。また、位相切替スイッチ１１２をオンに制御して電気長素子１１５が接続された場合、▲２▼の９２５ＭＨｚにおける位相を１８０°回転させることができる。更に、位相切替スイッチ１１１をオンに制御して電気長素子１１４が接続された場合、▲３▼の９６０ＭＨｚにおける位相を２１０°回転させることができる。なお、位相回転角度は、電気長素子の定数によって決定することができる。
【００４２】
このように、送信周波数に応じて位相切替スイッチ１１１〜１１３のいずれか１つをオンに制御して、電気長素子１１４〜１１６の１つを選択することにより、周波数帯域毎にアイソレータ１０４の入力インピーダンスの位相を回転させることができ、電力増幅器１０１から見た出力負荷インピーダンスの位相を自由に設定することが可能となる。これにより、電力増幅器１０１の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できるので、電力増幅器１０１の隣接チャネルへの漏洩電力抑制や、消費電流等の特性を改善することが可能となる。
【００４３】
図２は、第１実施形態に係る送受信装置の他の構成を示すもので、位相切替スイッチ１１１〜１１３及び送受信切替スイッチ１２１、１２２が内蔵されたアンテナ切替器２０３と、アンテナ切替器２０３の外部に設けられた電気長素子１１４〜１１６とを有して構成され、他は図１と同じ構成である。また、各構成要素の機能及び動作は図１と同じであるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図２では、電気長素子１１４〜１１６をアンテナ切替器２０３の外部に設けているので、定数を基板上で容易に変更することができ、電力増幅器１０１の負荷整合を高精度で最適化することが可能となる。
【００４５】
以上のように、本実施形態に係る送受信装置によれば、電力増幅器１０１とアイソレータ１０４との間に、位相切替スイッチ１１１〜１１３及び電気長素子１１４〜１１６を設け、送信周波数帯域に応じて位相切替スイッチ１１１〜１１３のいずれか１つをオンに制御して、直列に接続された電気長素子１１４〜１１６の１つを選択することにより、電力増幅器１０１の出力負荷インピーダンスの位相を自由に設定でき、電力増幅器１０１の負荷整合を最適化することが可能となる。
【００４６】
これにより、電力増幅器１０１の隣接チャネルへの漏洩電力を抑制できると共に、消費電流等を改善することができる。
【００４７】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。図３において、本実施形態に係る送受信装置は、第１の位相切替スイッチ１１１〜１１３、第２の位相切替スイッチ２１１〜２１３、第３の位相切替スイッチ３１１〜３１３、電気長素子１１４〜１１６、第１の送受信切替スイッチ１２１、１２２、第２の送受信切替スイッチ２２１、及び第３の送受信切替スイッチ３２１、３２２が内蔵されたアンテナ切替器３０３と、送受信用アンテナ１０５と、受信用ダイバーシチアンテナ２０５とを有して構成され、他は第１実施形態（図１）と同じ構成である。第１実施形態と同じ構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００４８】
アンテナ切替器３０３に内蔵された第２及び第３の位相切替スイッチ２１１〜２１３、３１１〜３１３は、それぞれ送受信用アンテナ１０５及び受信用ダイバーシチアンテナ２０５と、電気長素子１１４〜１１６との間に介挿されて、図示しない制御回路によりそれぞれいずれか１つがオンとなるよう制御され、電気長素子１１４〜１１６のいずれか１つを選択して直列に接続することにより、ダイバーシチ受信時に使用していない一方のアンテナを電気的に終端する機能を有するものである。
【００４９】
第１の送受信切替スイッチ１２１、１２２は、送受信用アンテナ１０５を送信及び受信に共用するためのもので、送信及び受信に対応してそれぞれ送受信切替スイッチ１２１、１２２が交互にオンとなるように動作する。また、第２の送受信切替スイッチ２２１は、受信用ダイバーシチアンテナ２０５を機能させるためのもので、ダイバーシチ受信時にオンとなるように動作する。更に、第３の送受信切替スイッチ３２１、３２２は、それぞれ送信時及びダイバーシチ受信時にオンとなり、電力増幅器１０１で電力増幅された送信高周波信号をアイソレータ１０４へ伝達し、また、ダイバーシチ受信時に使用していない一方のアンテナを接地して終端する。
【００５０】
次に、上述したように構成された本実施形態に係る送受信装置の受信動作について説明する。なお、送信動作は第１実施形態と同じであり、説明を省略する。
【００５１】
ＴＤＭＡのダイバーシチ受信時において、例えば、送受信用アンテナ１０５で電波を受信する場合は、第１の送受信切替スイッチ１２２がオンとなり、受信高周波信号は受信フィルタ１０６で濾波されて低雑音増幅器１０７に入力され、増幅される。この時、受信に供されない受信用ダイバーシチアンテナ２０５は、第３の位相切替スイッチ３１１〜３１３のいずれか１つをオンとなるように制御して、アンテナ同士が干渉しないような最適な位相となる電気長素子１１４〜１１６のいずれかと接続され、オンとなっている第３の送受信切替スイッチ３２２を介して接地される。これにより、受信動作中の送受信用アンテナ１０５に対する干渉を防止することができる。
【００５２】
一方、受信用ダイバーシチアンテナ２０５で電波を受信する場合は、第２の送受信切替スイッチ２２１がオンとなり、受信高周波信号は受信フィルタ１０６で濾波されて低雑音増幅器１０７に入力される。この時、受信に供されない送受信用アンテナ１０５は、第２の位相切替スイッチ２１１〜２１３の１つをオンに制御して直列に接続された電気長素子１１４〜１１６の１つを選択し、オンとなっている第３の送受信切替スイッチ３２２を介して接地される。これによって、送受信用アンテナ１０５は最適な条件で終端され、受信動作中の受信用ダイバーシチアンテナ２０５に対する干渉を防止することができる。
【００５３】
図４は、第２実施形態に係る送受信装置の他の構成を示すもので、第１の位相切替スイッチ１１１〜１１３、第２の位相切替スイッチ２１１〜２１３、第３の位相切替スイッチ３１１〜３１３、第１の送受信切替スイッチ１２１、１２２、第２の送受信切替スイッチ２２１、及び第３の送受信切替スイッチ３２１、３２２が内蔵されたアンテナ切替器４０３と、アンテナ切替器４０３の外部に設けられた電気長素子１１４〜１１６とを有して構成され、他は図３と同じ構成である。また、各構成要素の機能及び動作は図３と同じであるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図４では、電気長素子１１４〜１１６をアンテナ切替器４０３の外部に設けているので、定数を基板上で容易に変更することが可能となり、アイソレータ１０４の入力インピーダンスの位相角度を高精度で設定して、電力増幅器１０１の隣接チャネルへの漏洩電力を抑制したり、消費電流等を改善することができる。また、ダイバーシチ受信に際して使用しないアンテナの入力インピーダンスを高精度で設定してアンテナ同士の干渉を防止したり、アンテナ利得の向上を図ることができる。
【００５５】
以上のように、本実施形態に係る送受信装置によれば、電力増幅器１０１とアイソレータ１０４との間に、第１の位相切替スイッチ１１１〜１１３及び電気長素子１１４〜１１６を設け、送信周波数帯域に応じて位相切替スイッチ１１１〜１１３のいずれか１つをオンに制御して、直列に接続された電気長素子１１４〜１１６の１つを選択することにより、電力増幅器１０１の出力負荷インピーダンスの位相を自由に設定して、電力増幅器１０１の負荷整合を最適化することが可能となり、電力増幅器１０１の隣接チャネルへの漏洩電力を抑制できると共に、消費電流等を改善することができる。
【００５６】
また、送受信用アンテナ１０５及び受信用ダイバーシチアンテナ２０５と、電気長素子１１４〜１１６との間に、それぞれ第２の位相切替スイッチ２１１〜２１３、第３の位相切替スイッチ３１１〜３１３を設け、ＴＤＭＡのアンテナ切替ダイバーシチ受信を行う際に、使用していない一方のアンテナを最適な位相となる電気長素子１１４〜１１６のいずれかに接続して接地することにより、アンテナ同士の干渉を防止することができると共に、ダイバーシチ受信におけるアンテナ利得が向上する。
【００５７】
なお、第２実施形態に係る送受信装置を示す図３及び図４において、送受信切替スイッチ３２１は、図５及び図６に示すように省略することが可能である。
【００５８】
図５及び図６において、送信時に送受信切替スイッチ３２２をオフにすることにより、送信高周波信号は送信周波数に応じて選択された電気長素子１１４〜１１６の１つを介してアイソレータ１０４に入力するので、アイソレータ１０４の入力インピーダンスの位相を回転させることが可能となり、電力増幅器１０１の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できる。
【００５９】
一方、ダイバーシチ受信時には、送受信切替スイッチ３２２をオンにすることにより、受信に使用されない一方のアンテナは、アイソレータ１０４の入力インピーダンスの位相に関わらず、選択された電気長素子１１４〜１１６のいずれかを介して接地され、終端する。このようにして、電気長素子１１４〜１１６は、アイソレータ１０４の入力インピーダンスの位相回転、及び受信アンテナダイバーシチの干渉防止用の終端位相回転の両方に共用して使用することができる。
【００６０】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。図７において、本実施形態に係る送受信装置は、第１の位相切替スイッチ１１１〜１１３、第２の位相切替スイッチ４１１〜４１３、第３の位相切替スイッチ５１１〜５１３、第１の電気長素子１１４〜１１６、第２の電気長素子２１４〜２１６、第１の送受信切替スイッチ１２１、１２２、及び第２の送受信切替スイッチ２２１が内蔵されたアンテナ切替器７０３を有して構成され、他は第２実施形態（図３）と同じ構成である。第２実施形態と同じ構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００６１】
アンテナ切替器７０３に内蔵された第２及び第３の位相切替スイッチ４１１〜４１３、５１１〜５１３は、それぞれ送受信用アンテナ１０５及び受信用ダイバーシチアンテナ２０５と、第２の電気長素子２１４〜２１６との間に介挿されて、図示しない制御回路によりそれぞれいずれか１つがオンとなるよう制御され、第２の電気長素子２１４〜２１６のいずれか１つを選択して直列に接続することにより、ダイバーシチ受信時に使用していない一方のアンテナを電気的に終端する機能を有するものである。
【００６２】
次に、上述したように構成された本実施形態に係る送受信装置の動作について説明する。
【００６３】
まず、送信時において、電力増幅器１０１で規定送信電力まで増幅された送信高周波信号は、選択されてオンとなった位相切替スイッチ１１１〜１１３のいずれか１つと、それに直列に接続された第１の電気長素子１１４〜１１６のいずれかを通過し、アイソレータ１０４を介してアンテナ切替器７０３に内蔵された送受信切替スイッチ１２１に送られる。送受信切替スイッチ１２１は送信時にオンとなっているので、送信高周波信号は送受信用アンテナ１０５から電波として放射される。
【００６４】
この時、送信時において使用されない受信用ダイバーシチアンテナ２０５は、第３の位相切替スイッチ５１１〜５１３の１つをオンとなるように制御することにより、送信動作中の送受信用アンテナ１０５に干渉を与えないような終端位相角度となる第２の電気長素子２１４〜２１６のいずれかを選択して接地される。これにより、受信用ダイバーシチアンテナ２０５は最適に終端され、送信動作中の送受信用アンテナ１０５に対する干渉を防止することができる。
【００６５】
ダイバーシチ受信時において、例えば、送受信用アンテナ１０５で電波を受信する場合は、第１の送受信切替スイッチ１２２がオンとなり、受信高周波信号は受信フィルタ１０６で濾波されて低雑音増幅器１０７に入力され、増幅される。この時、受信に供されない受信用ダイバーシチアンテナ２０５は、第３の位相切替スイッチ５１１〜５１３のいずれか１つをオンとなるように制御することにより、アンテナ同士が干渉しないような最適な位相となる第２の電気長素子２１４〜２１６のいずれかを選択して接地される。これにより、受信動作中の送受信用アンテナ１０５に対する干渉を防止することができる。
【００６６】
一方、受信用ダイバーシチアンテナ２０５で電波を受信する場合は、第２の送受信切替スイッチ２２１がオンとなり、受信高周波信号は受信フィルタ１０６で濾波されて低雑音増幅器１０７に入力される。この時、受信に供されない送受信用アンテナ１０５は、第２の位相切替スイッチ４１１〜４１３の１つをオンに制御することにより第２の電気長素子２１４〜２１６の１つを介して接地される。これにより、送受信用アンテナ１０５は最適に終端され、受信動作中の受信用ダイバーシチアンテナ２０５に対する干渉を防止することができる。
【００６７】
図８は、第３実施形態に係る送受信装置の他の構成を示すもので、第１の位相切替スイッチ１１１〜１１３、第２の位相切替スイッチ４１１〜４１３、第３の位相切替スイッチ５１１〜５１３、第１の送受信切替スイッチ１２１、１２２、及び第２の送受信切替スイッチ２２１が内蔵されたアンテナ切替器８０３と、アンテナ切替器８０３の外部に設けられた第１の電気長素子１１４〜１１６及び第２の電気長素子２１４〜２１６とを有して構成され、他は図７と同じ構成である。また、各構成要素の機能及び動作は図７と同じであるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図８では、第１の電気長素子１１４〜１１６をアンテナ切替器８０３の外部に設けているので、アイソレータ１０４の入力インピーダンスの位相角度を基板上で容易に変更することが可能となり、電力増幅器１０１の負荷整合を高精度で最適化でき、電力増幅器１０１の隣接チャネルへの漏洩電力を抑制できると共に、消費電流等を改善することができる。
【００６９】
また、第２の電気長素子２１４〜２１６をアンテナ切替器８０３の外部に設けているので、送受信用アンテナ１０５が送信動作を行っている時の受信ダイバーシチアンテナ２０５、及びダイバーシチ受信に際して使用しないアンテナの入力インピーダンスを基板上で容易に変更することが可能となり、送信動作中の送受信アンテナ１０５やダイバーシチ受信中のアンテナに対する干渉を防止できると共に、アンテナ切替ダイバーシチにおける利得を向上できる。
【００７０】
以上のように、本実施形態に係る送受信装置によれば、電力増幅器１０１とアイソレータ１０４との間に、第１の位相切替スイッチ１１１〜１１３及び第１の電気長素子１１４〜１１６を直列に接続して設けると共に、送受信用アンテナ１０５及び受信用ダイバーシチアンテナ２０５と接地間に、それぞれ第２、第３の位相切替スイッチ４１１〜４１３、５１１〜５１３、及び一端を共通にして接地された第２の電気長素子２１４〜２１６を直列に接続して設ける。
【００７１】
送受信用アンテナ１０５による送信時に、第１の位相切替スイッチ１１１〜１１３のいずれか１つをオンして第１の電気長素子１１４〜１１６の１つを選択することにより、電力増幅器１０１の出力負荷インピーダンスの位相を自由に設定することができるので、電力増幅器１０１の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化することが可能となり、隣接チャネルへの漏洩電力を抑制できると共に、消費電流等を改善できる。
【００７２】
また、この時使用していない受信用ダイバーシチアンテナ２０５を、第３の位相切替スイッチ５１１〜５１３の１つをオンして第２の電気長素子２１４〜２１６のいずれかを選択することにより、受信用ダイバーシチアンテナ２０５が送信動作中の送受信用アンテナ１０５に干渉することを防止できる。
【００７３】
更に、ダイバーシチ受信時に、送受信用アンテナ１０５と受信用ダイバーシチアンテナ２０５のうち使用していない一方のアンテナを、第２の位相切替スイッチ４１１〜４１３、又は第３の位相切替スイッチ５１１〜５１３を用いて第２の電気長素子２１４〜２１６のいずれか１つを選択して接地することにより、最適な条件で終端させてアンテナ同士の干渉を防止できると共に、アンテナの利得向上を図ることができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の送受信装置によれば、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を電気長切替手段を用いて切り替えることができるので、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できる。これにより、隣接チャネルへの電力漏洩を抑制できると共に、消費電流等を改善することができる。
【００７５】
また、本発明の送受信装置によれば、送信時には、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できると共に、ダイバーシチ受信時には、受信回路に接続していない一方のアンテナの電気長を電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、アンテナの終端状態を受信周波数帯域毎に最適化できる。これにより、アンテナ間の干渉を防止できると共に、アンテナ利得の向上を図ることができる。
【００７６】
更に、本発明の送受信装置によれば、送信時には、送信用電力増幅器とアイソレータとの間の電気長を第１の電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、送信用電力増幅器の負荷整合を送信周波数帯域毎に最適化できると共に、ダイバーシチ受信時には、受信回路に接続していない一方のアンテナの電気長を第２の電気長切替手段を用いて切り替えることが可能となるので、アンテナの終端状態を受信周波数帯域毎に最適化できる。これにより、アンテナ間の干渉を防止できると共に、アンテナ利得の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る送受信装置の他の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る送受信装置の他の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る送受信装置の別の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る送受信装置の更に別の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る送受信装置の他の構成を示すブロック図である。
【図９】アイソレータの入力インピーダンス周波数特性の例を示すスミスチャートである。
【図１０】従来の送受信装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１  電力増幅器
１０２  方向性結合器
１０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３、７０３、８０３  アンテナ切替器
１０４  アイソレータ
１０５  送受信用アンテナ
１０６  受信フィルタ
１０７  低雑音増幅器
１１１〜１１３、２１１〜２１３、３１１〜３１３、４１１〜４１３、５１１〜５１３  位相切替スイッチ
１１４〜１１６、２１４〜２１６  電気長素子
１２１、１２２、２２１、３２１、３２２  送受信切替スイッチ
２０５  受信用ダイバーシチアンテナ
【図１】
2004343633.tif 000003
【図２】
2004343633.tif 000004
【図３】
2004343633.tif 000005
【図４】
2004343633.tif 000006
【図５】
2004343633.tif 000007
【図６】
2004343633.tif 000008
【図７】
2004343633.tif 000009
【図８】
2004343633.tif 000010
【図９】
2004343633.tif 000011
【図１０】
2004343633.tif 000012