(57)【要約】  【課題】  同時送受信時の受信感度劣化を低減した無線通信装置、無線通信方法を提供すること。  【解決手段】  アンテナ１０１と、第１の周波数帯の送信信号を出力する送信回路１０４と、アンテナ１０１に接続され、単相入力端子および平衡出力端子を有し、前記単相入力端子に入力された前記送信信号をアンテナ１０１に伝達し、アンテナ１０１から受信された、前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯の受信信号を、実質上差動信号として前記平衡出力端子から出力するデュプレクサ１０２と、  前記平衡出力端子に接続され、同相成分の信号の利得よりも差動成分の信号の利得が大きいか、または同相成分の信号の損失よりも差動成分の信号の損失が小さい回路を有する受信回路１０３と、を備える無線通信装置。【選択図】  図１
2004215244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナと、
第１の周波数帯の送信信号を出力する第１の送信装置と、
前記第１のアンテナに接続され、単相入力端子および平衡出力端子を有し、前記単相入力端子に入力された前記送信信号を前記第１のアンテナに伝達し、前記第１のアンテナから受信された、前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯の受信信号を、実質上差動信号として前記平衡出力端子から出力する第１のデュプレクサと、
前記平衡出力端子に接続され、同相成分の信号の利得よりも差動成分の信号の利得が大きいか、または同相成分の信号の損失よりも差動成分の信号の損失が小さい回路を有する第１の受信装置と、を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記第１のデュプレクサは、第１の移相器と、第２の移相器と、第３の移相器と、第４の移相器と、第５の移相器と、第６の移相器とを有し、
前記第１のアンテナは、前記第１の移相器および前記第２の移相器に接続され、
前記第１の受信装置は、前記第３の移相器および前記第４の移相器を介して前記第１の移相器および前記第２の移相器にそれぞれ接続され、
前記第１の送信装置は、前記第５の移相器および前記第６の移相器を介して第１の移相器および第２の移相器にそれぞれ接続され、
前記第３の移相器および前記第４の移相器は、前記第５の移相器および前記第６の移相器にそれぞれ接続され、
前記第１の移相器と前記第２の移相器の移相量の差が実質上９０度であり、
前記第３の移相器と前記第４の移相器の移相量の差が実質上９０度であり、
前記第５の移相器と前記第６の移相器の移相量の差が実質上−９０度である、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
第１の送信装置に接続された単相入力端子と、
第１の受信装置に接続された平衡出力端子と、を備え、
前記第１の送信装置は、第１の周波数帯の送信信号を出力し、
前記単相入力端子に入力された前記送信信号を前記第１のアンテナに伝達し、前記第１のアンテナから受信された、前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯の受信信号を、実質上差動信号として前記平衡出力端子に出力し、
前記第１の受信装置は、同相成分の信号の利得よりも差動成分の信号の利得が大きいか、または同相成分の信号の損失よりも差動成分の信号の損失が小さい回路を有している、第１のデュプレクサ。
【請求項４】
受信信号を給電するための第１の給電点を有し、２つ以上の偏波を有する第２のアンテナと、
前記第２のアンテナに並んで配置され、受信信号を給電するための第２の給電点を有し、２つ以上の偏波を有する第３のアンテナと、を備え、
前記第１の給電点は、前記第２のアンテナの受信信号の実質上励振方向側に設置され、
前記第２の給電点は、前記第３のアンテナの受信信号の実質上励振方向と逆の側に設置されているアンテナ装置。
【請求項５】
前記第２のアンテナは、送信信号を給電するための第３の給電点を有し、
前記第３のアンテナは、送信信号を給電するための第４の給電点を有し、
前記第３の給電点は、前記第２のアンテナの送信信号の実質上励振方向と逆の側に設置され、
前記第４の給電点は、前記第３のアンテナの送信信号の実質上励振方向と逆の側に設置されている、請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
送信信号を出力する第２の送信装置と、
請求項５に記載のアンテナ装置と、
前記第２のアンテナおよび前記第３のアンテナに接続され、単相入力端子および平衡出力端子を有し、前記単相入力端子に入力された前記送信信号を前記第２および第３のアンテナに伝達し、前記第２のアンテナおよび前記第３のアンテナにより受信された受信信号を前記平衡出力端子から出力する第２のデュプレクサと、
前記平衡出力端子に接続され、同相成分の信号よりも差動成分の信号の利得が大きいか、または同相成分の信号の損失よりも差動成分の信号の損失が小さい回路を有する第１の受信装置と、を備える無線通信装置。
【請求項７】
第１のアンテナと、
送信信号を差動信号として出力する第３の送信装置と、
前記第１のアンテナに接続され、平衡入力端子および単相出力端子を有し、前記平衡入力端子に入力された前記送信信号を単相信号として前記第１のアンテナに伝達し、前記第１のアンテナにより受信された単相の受信信号を前記単相出力端子に出力する第３のデュプレクサと、
前記単相出力端子に接続されている第２の受信装置と、を備えている無線通信装置。
【請求項８】
前記第３のデュプレクサは、第７の移相器と、第８の移相器と、第９の移相器と、第１０の移相器と、第１１の移相器と、第１２の移相器とを有し、
前記第１のアンテナは、前記第７の移相器および前記第８の移相器に接続され、
前記第２の受信装置は、前記第９の移相器および前記第１０の移相器を介して前記第７の移相器および前記第８の移相器にそれぞれ接続され、
前記第３の送信装置は、前記第１１の移相器および前記第１２の移相器を介して前記第７の移相器および前記第８の移相器にそれぞれ接続され、
前記第９の移相器および前記第１０の移相器は、前記第１１の移相器および前記第１２の移相器にそれぞれ接続され、
前記第７の移相器と前記第８の移相器の移相量の差が実質上−９０度であり、
前記第９の移相器と前記第１０の移相器の移相量の差が実質上９０度であり、
前記第１１の移相器と前記第１２の移相器の移相量の差が実質上−９０度である、請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
第４および第５のアンテナと、
送信信号を差動信号として出力する第３の送信装置と、
前記第４のアンテナおよび前記第５のアンテナに接続され、平衡入力端子および単相出力端子を有し、前記平衡入力端子に入力された前記送信信号を前記第４および第５のアンテナに伝達し、前記第４のアンテナおよび前記第５のアンテナにより受信された受信信号を前記単相出力端子に単相信号として出力する第４のデュプレクサと、
前記単相出力端子に接続されている第２の受信装置と、を備え、
前記第４および第５のアンテナは、前記送信信号を実質上差動信号として放射し、前記受信信号を実質上同相信号として前記第４のデュプレクサに伝達するよう形成および配置されている無線通信装置。
【請求項１０】
前記第４および第５のアンテナは、前記受信信号を同相信号として前記第４のデュプレクサに伝達するよう形成および配置される代わりに、前記受信信号を差動信号として前記第３のデュプレサに伝達するよう形成および配置され、
前記第４のデュプレクサは、前記差動信号として入力された受信信号を同相信号に変換して前記単相出力端子に単相信号として出力する、請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
第６および第７のアンテナと、
送信信号を差動信号として出力する第３の送信装置と、
前記第６のアンテナおよび前記第７のアンテナに接続され、平衡入力端子および平衡出力端子を有し、前記平衡入力端子に入力された前記送信信号を前記第６および第７のアンテナに伝達し、前記第６および前記第７のアンテナにより受信された受信信号を差動信号として前記平衡出力端子に出力し、前記送信信号の一部を前記平衡出力端子に実質上同相の信号として出力する第５のデュプレクサと、
前記平衡出力端子に接続され、同相成分の信号の利得よりも差動信号の信号の利得が大きいか、または同相成分の信号の損失よりも差動信号の信号の損失が小さい回路を有する第１の受信装置と、を備える無線通信装置。
【請求項１２】
前記第５のデュプレクサは、第１３の移相器と、第１４の移相器と、第１５の移相器と、第１６の移相器と、第１７の移相器と、第１８の移相器とを有し、
前記第６のアンテナおよび前記第７のアンテナは、前記第１３の移相器および前記第１４の移相器にそれぞれ接続され、
前記第１の受信装置は、前記第１５の移相器および前記第１６の移相器を介して前記第１３の移相器および前記第１４の移相器にそれぞれ接続され、
前記第３の送信装置は、前記第１７の移相器および前記第１８の移相器を介して第１３の移相器および第１４の移相器にそれぞれ接続され、
前記第１５の移相器および前記第１６の移相器は、前記第１７の移相器および前記第１８の移相器にそれぞれ接続され、
前記第１３の移相器と前記第１４の移相器の移相量の差が実質上−９０度であり、
前記第１５の移相器と前記第１６の移相器の移相量の差が実質上９０度であり、
前記第１７の移相器と前記第１８の移相器の移相量の差が実質上９０度である、請求項１１に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記第１の受信装置は、同相成分の信号よりも差動成分の信号の利得が大きい増幅器を有する、請求項１、６、１１、１２のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記第１の受信装置は、同相成分の信号よりも差動信号の損失が小さいフィルタを有する、請求項１、６、１１、１２のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１５】
前記第１の受信装置は、前記増幅器の後段に接続され前記受信信号をダウンコンバートするダウンミキサを有し、
前記ダウンミキサは、同相成分の信号よりも差動信号の利得が大いか、または同相成分の信号よりも差動信号の損失が小さい、請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項１６】
前記差動信号としての受信信号の一方の信号がそのベース側に入力される第１のトランジスタと、
前記差動信号としての受信信号の他方の信号がそのベース側に入力される第２のトランジスタと、を有し、
前記第１のトランジスタのエミッタ側と前記第２のトランジスタのエミッタ側が接続され、
前記接続点は、所定のインダクタンスを有する第１のインダクタを介してグラウンドに接続されている、請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項１７】
送信信号を出力する第２の送信装置と、
アンテナ装置と、
前記アンテナ装置に接続され、単相入力端子および平衡出力端子を有し、前記単相入力端子に入力された前記送信信号を前記アンテナ装置に伝達し、前記アンテナ装置により受信された受信信号を前記平衡出力端子から出力する第６のデュプレクサと、を備え、
前記第６のデュプレクサは、前記受信信号の周波数帯における差動信号に対するインピーダンスが、前記送信信号の周波数帯における単相信号に対するインピーダンスよりも高い、無線通信装置。
【請求項１８】
前記第６のデュプレクサは、前記受信信号の周波数帯における差動信号を実質上通過させず、前記送信信号の周波数帯における単相信号を実質上損失なく通過させる、請求項１７に記載の無線通信装置。
【請求項１９】
前記第６のデュプレクサは、前記受信信号の周波数帯域の波長の実質上１／４の長さを有する１／４波長線路を２つ有しており、前記１／４波長線路の各一方側に前記単相信号が伝えられ、前記１／４波長線路の各他方側に前記アンテナ装置が接続されている、請求項１８に記載の無線通信装置。
【請求項２０】
前記第６のデュプレクサは、そのインピーダンスの中点に前記単相信号が伝えられる並列共振回路を有し、前記並列共振回路は、前記受信信号の周波数帯域において共振する、請求項１７に記載の無線通信装置。
【請求項２１】
第１のデュプレクサの単相入力端子に入力された、第１の周波数帯の送信信号を第１のアンテナに伝達する工程と、
前記第１のアンテナから受信された、前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯の受信信号を、実質上差動信号として、前記第１のデュプレクサの平衡出力端子から出力する工程と、
前記実質上差動信号として出力された受信信号において、同相成分の信号の利得よりも差動成分の信号の利得を大きくするか、もしくは同相成分の信号の損失よりも差動成分の信号の損失を小さくする工程と、を備える無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話などの送信機および受信機を有する通信システムにおける信号の同時送受信の分野に係わり、特に、ＣＤＭＡ方式のように包絡線成分を有する変調方式を用いた通信システムにおける無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動通信に対するニーズの増大と通信技術の発達により、セルラ無線通信システムが急速に普及している。
【０００３】
セルラ無線通信システムで使用される無線通信装置は、例えば図３１に示すブロック図のように構成されている。同図において、１８０１はアンテナ、１８０２はデュプレクサ（アンテナ共用器）、１８０３は受信回路、１８０４は送信回路である。
【０００４】
図３１に示す無線通信装置では、基地局から送信された無線周波信号をアンテナ１８０１で受信したのちデュプレクサ１８０２を介して受信回路１８０３に入力し、ここで高周波増幅しかつ受信帯域外の不要波を除去したのち中間周波信号に変換し、この中間周波信号を復調してベースバンド信号に変換する。また送信ベースバンド信号を、所定の信号処理を施したのち送信回路１８０４に入力し、ここで搬送波信号を変調し、この変調搬送波信号を無線周波数に変換しかつ所定の送信電力に増幅したのち、デュプレクサ１８０２を介してアンテナ１８０１から基地局へ向け送信するように構成されている。
【０００５】
ところで、上記受信回路１８０３は高周波増幅器として低雑音増幅器を使用している。この低雑音増幅器にデュプレクサで減衰しきれない自身の送信信号リークが入力された場合、次の３つの要因でそれぞれ受信感度劣化が生じる。
【０００６】
１つ目は、大電力の送信信号リークによる低雑音増幅器自身の雑音特性の劣化である。送信信号リークレベルと雑音指数の関係の例を図３２に示す。これは、送信信号リークにより低雑音増幅器の電流が増えることによる電流雑音の増加、また送信信号リークにより高い周波数の熱雑音が受信帯域にダウンコンバートされる、逆に低い周波数の熱雑音が受信帯域にアップコンバートされることなどによって生じる。
【０００７】
２つ目は、大電力の送信信号リークによる低雑音増幅器の利得圧縮である。送信信号リークレベルと利得の関係を図３３に示す。通常、低雑音増幅器の後段の回路の雑音指数は低雑音増幅器の雑音指数と比較して５〜１０ｄＢ悪い。低雑音増幅器の利得が十分に高ければ、後段の回路の雑音特性の影響を小さくできる。しかしながら、送信信号リークにより低雑音増幅器の利得が下がると後段の回路の雑音特性の影響が大きくなり、その結果受信感度が劣化する。
【０００８】
３つ目は、大電力の送信信号リークによる混変調である。ＣＤＭＡ方式を採用した携帯電話などの場合には、自身の送信波が例えば図３４に示すごとく振幅変動成分を有する。このため、受信希望波の近傍に、例えばＣＤＭＡセルラシステムの近傍帯域を使用しているアナログセルラシステムによる狭帯域の妨害波トーン信号があると、送信信号リークの振幅変動成分が低雑音増幅器の３次歪みに起因する混変調を起こして、例えば図３５に示すごとく上記妨害トーン信号に乗り移り、その一部が受信帯域に干渉として加わる。
【０００９】
ＣＤＭＡセルラシステムでは、無線通信装置が基地局から距離的に離れていて受信信号レベルが小さいときには送信信号電力を増加させる、いわゆる開ループ送信電力制御を採用している。無線通信装置が例えばセルのフリンジエリアに存在する場合には、上記混変調作用による干渉のために加速度的に受信性能が劣化し、最悪の場合には通話が断となる恐れがある。
【００１０】
これらの問題を回避するためには、受信高周波ユニットに設けられている低雑音増幅器の入力１ｄＢ利得圧縮ポイント（ｉｎｐｕｔ  １  ｄＢ  ｇａｉｎ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｐｏｉｎｔ、Ｐ１ｄＢ）を−５〜−３ｄＢｍ程度に、入力３次インターセプトポイント（ｉｎｐｕｔ  ｔｈｉｒｄ  ｏｒｄｅｒ  ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ  ｐｏｉｎｔ、ＩＩＰ３）を＋５〜７ｄＢｍ程度に設定する必要がある。しかしこれを実現するためには、消費電流を１０数〜２０数ｍＡに増加させる必要があり、このようにするとＣＤＭＡ無線通信装置の待ち受け時間が大幅に短くなるという問題があり非常に好ましくなかった。
【００１１】
このデュプレクサで減衰しきれない自身の送信信号リークによる受信感度劣化に起因した待ち受け時間の短縮を改善する無線通信装置の従来例として、「無線送受信機とその受信高周波ユニット及び制御ユニット」（特許文献１参照。）および「移動通信装置」（特許文献２参照。）が知られている。いずれの方法においても、消費電流を増加し、低歪みを実現するモードと低消費電流を実現するモードを備え、同時送受信時には低歪みモード、非送信時には低消費電流モードというようにモード切換をすることにより待ち受け時間性能を改善している。モード切換を実現する方法としては、特許文献１では２種類の低雑音増幅器を高周波スイッチで切換える方法を用いることが記載されており、また特許文献２では低雑音増幅器に流れる電流を切換える方法を用いる点が記載されている。
【００１２】
また、受信回路１８０３には周波数変換のためダウンミキサを使用している。このダウンミキサにおいても低雑音増幅器と同様に送信信号リークによる受信感度劣化が生じる。低雑音増幅器とダウンミキサが直結されていると低雑音増幅器で増幅された送信信号リークがダウンミキサに入力されるため、より大きな受信感度劣化が生じる。この改善のためにダウンミキサの電流を増加させると低雑音増幅器以上の消費電流が必要となる。そのため、通常は低雑音増幅器とダウンミキサの間に段間フィルタを用いてダウンミキサに入力される送信信号リークを低減している。なお、上述した文献の全ての開示は、そっくりそのまま引用することにより、ここに一体化する。
【特許文献１】特開平１１−２７４９６８号公報
【特許文献２】特開２０００−２８６７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記の従来の無線通信装置では、同時送受信で送信回路の動作する前に低歪みモードへの切換えを終了し、同時送受信が終了するまで低歪みモードを維持する必要がある。そのため、送信のＯＮ／ＯＦＦを頻繁に行う場合、待ち受け時間性能の改善は小さい。また、モードを切換えるための制御回路の消費電流が増えてしまう。
【００１４】
また、低雑音アンプとダウンミキサの間に段間フィルタが必要となるため、無線部が大きくなってしまう。
【００１５】
また、無線通信装置が基地局から距離的に近い場合、受信信号レベルが大きく送信信号電力が小さくなる。このとき、図３１に示す無線通信装置において、アンテナ１８０１から入力された受信信号がデュプレクサ１８０２において送信回路１８０４にリークすると、送信信号の雑音特性が劣化していた。
【００１６】
本発明は、上記の課題を鑑み、待ち受け時間が短縮されることなく、同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる、無線通信装置、無線通信方法を提供することを目的とする。
【００１７】
また、そのために差動信号を出力することができるアンテナ装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、同時送受信時の送信信号の劣化を低減することができる、無線通信装置、無線通信方法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】
【００１９】
上記課題を解決するために、第１の本発明は、第１のアンテナと、
第１の周波数帯の送信信号を出力する第１の送信装置と、
前記第１のアンテナに接続され、単相入力端子および平衡出力端子を有し、前記単相入力端子に入力された前記送信信号を前記第１のアンテナに伝達し、前記第１のアンテナから受信された、前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯の受信信号を、実質上差動信号として前記平衡出力端子から出力する第１のデュプレクサと、
前記平衡出力端子に接続され、同相成分の信号の利得よりも差動成分の信号の利得が大きいか、または同相成分の信号の損失よりも差動成分の信号の損失が小さい回路を有する第１の受信装置と、を備える無線通信装置である。
【００２０】
第２の本発明は、前記第１のデュプレクサは、第１の移相器と、第２の移相器と、第３の移相器と、第４の移相器と、第５の移相器と、第６の移相器とを有し、
前記第１のアンテナは、前記第１の移相器および前記第２の移相器に接続され、
前記第１の受信装置は、前記第３の移相器および前記第４の移相器を介して前記第１の移相器および前記第２の移相器にそれぞれ接続され、
前記第１の送信装置は、前記第５の移相器および前記第６の移相器を介して第１の移相器および第２の移相器にそれぞれ接続され、
前記第３の移相器および前記第４の移相器は、前記第５の移相器および前記第６の移相器にそれぞれ接続され、
前記第１の移相器と前記第２の移相器の移相量の差が実質上９０度であり、
前記第３の移相器と前記第４の移相器の移相量の差が実質上９０度であり、
前記第５の移相器と前記第６の移相器の移相量の差が実質上−９０度である、第１の本発明の無線通信装置である。
【００２１】
第３の本発明は、第１の送信装置に接続された単相入力端子と、
第１の受信装置に接続された平衡出力端子と、を備え、
前記第１の送信装置は、第１の周波数帯の送信信号を出力し、
前記単相入力端子に入力された前記送信信号を前記第１のアンテナに伝達し、前記第１のアンテナから受信された、前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯の受信信号を、実質上差動信号として前記平衡出力端子に出力し、
前記第１の受信装置は、同相成分の信号の利得よりも差動成分の信号の利得が大きいか、または同相成分の信号の損失よりも差動成分の信号の損失が小さい回路を有している、第１のデュプレクサである。
【００２２】
第４の本発明は、受信信号を給電するための第１の給電点を有し、２つ以上の偏波を有する第２のアンテナと、
前記第２のアンテナに並んで配置され、受信信号を給電するための第２の給電点を有し、２つ以上の偏波を有する第３のアンテナと、を備え、
前記第１の給電点は、前記第２のアンテナの受信信号の実質上励振方向側に設置され、
前記第２の給電点は、前記第３のアンテナの受信信号の実質上励振方向と逆の側に設置されているアンテナ装置である。
【００２３】
第５の本発明は、前記第２のアンテナは、送信信号を給電するための第３の給電点を有し、
前記第３のアンテナは、送信信号を給電するための第４の給電点を有し、
前記第３の給電点は、前記第２のアンテナの送信信号の実質上励振方向と逆の側に設置され、
前記第４の給電点は、前記第３のアンテナの送信信号の実質上励振方向と逆の側に設置されている、第４の本発明のアンテナ装置である。
【００２４】
第６の本発明は、送信信号を出力する第２の送信装置と、
第５の本発明のアンテナ装置と、
前記第２のアンテナおよび前記第３のアンテナに接続され、単相入力端子および平衡出力端子を有し、前記単相入力端子に入力された前記送信信号を前記第２および第３のアンテナに伝達し、前記第２のアンテナおよび前記第３のアンテナにより受信された受信信号を前記平衡出力端子から出力する第２のデュプレクサと、
前記平衡出力端子に接続され、同相成分の信号よりも差動成分の信号の利得が大きいか、または同相成分の信号の損失よりも差動成分の信号の損失が小さい回路を有する第１の受信装置と、を備える無線通信装置である。
【００２５】
第７の本発明は、第１のアンテナと、
送信信号を差動信号として出力する第３の送信装置と、
前記第１のアンテナに接続され、平衡入力端子および単相出力端子を有し、前記平衡入力端子に入力された前記送信信号を単相信号として前記第１のアンテナに伝達し、前記第１のアンテナにより受信された単相の受信信号を前記単相出力端子に出力する第３のデュプレクサと、
前記単相出力端子に接続されている第２の受信装置と、を備えている無線通信装置である。
【００２６】
第８の本発明は、前記第３のデュプレクサは、第７の移相器と、第８の移相器と、第９の移相器と、第１０の移相器と、第１１の移相器と、第１２の移相器とを有し、
前記第１のアンテナは、前記第７の移相器および前記第８の移相器に接続され、
前記第２の受信装置は、前記第９の移相器および前記第１０の移相器を介して前記第７の移相器および前記第８の移相器にそれぞれ接続され、
前記第３の送信装置は、前記第１１の移相器および前記第１２の移相器を介して前記第７の移相器および前記第８の移相器にそれぞれ接続され、
前記第９の移相器および前記第１０の移相器は、前記第１１の移相器および前記第１２の移相器にそれぞれ接続され、
前記第７の移相器と前記第８の移相器の移相量の差が実質上−９０度であり、
前記第９の移相器と前記第１０の移相器の移相量の差が実質上９０度であり、
前記第１１の移相器と前記第１２の移相器の移相量の差が実質上−９０度である、第７の本発明の無線通信装置である。
【００２７】
第９の本発明は、第４および第５のアンテナと、
送信信号を差動信号として出力する第３の送信装置と、
前記第４のアンテナおよび前記第５のアンテナに接続され、平衡入力端子および単相出力端子を有し、前記平衡入力端子に入力された前記送信信号を前記第４および第５のアンテナに伝達し、前記第４のアンテナおよび前記第５のアンテナにより受信された受信信号を前記単相出力端子に単相信号として出力する第４のデュプレクサと、
前記単相出力端子に接続されている第２の受信装置と、を備え、
前記第４および第５のアンテナは、前記送信信号を実質上差動信号として放射し、前記受信信号を実質上同相信号として前記第４のデュプレクサに伝達するよう形成および配置されている無線通信装置である。
【００２８】
第１０の本発明は、前記第４および第５のアンテナは、前記受信信号を同相信号として前記第４のデュプレクサに伝達するよう形成および配置される代わりに、前記受信信号を差動信号として前記第３のデュプレサに伝達するよう形成および配置され、
前記第４のデュプレクサは、前記差動信号として入力された受信信号を同相信号に変換して前記単相出力端子に単相信号として出力する、第９の本発明の無線通信装置である。
【００２９】
第１１の本発明は、第６および第７のアンテナと、
送信信号を差動信号として出力する第３の送信装置と、
前記第６のアンテナおよび前記第７のアンテナに接続され、平衡入力端子および平衡出力端子を有し、前記平衡入力端子に入力された前記送信信号を前記第６および第７のアンテナに伝達し、前記第６および前記第７のアンテナにより受信された受信信号を差動信号として前記平衡出力端子に出力し、前記送信信号の一部を前記平衡出力端子に実質上同相の信号として出力する第５のデュプレクサと、
前記平衡出力端子に接続され、同相成分の信号の利得よりも差動信号の信号の利得が大きいか、または同相成分の信号の損失よりも差動信号の信号の損失が小さい回路を有する第１の受信装置と、を備える無線通信装置である。
【００３０】
第１２の本発明は、前記第５のデュプレクサは、第１３の移相器と、第１４の移相器と、第１５の移相器と、第１６の移相器と、第１７の移相器と、第１８の移相器とを有し、
前記第６のアンテナおよび前記第７のアンテナは、前記第１３の移相器および前記第１４の移相器にそれぞれ接続され、
前記第１の受信装置は、前記第１５の移相器および前記第１６の移相器を介して前記第１３の移相器および前記第１４の移相器にそれぞれ接続され、
前記第３の送信装置は、前記第１７の移相器および前記第１８の移相器を介して第１３の移相器および第１４の移相器にそれぞれ接続され、
前記第１５の移相器および前記第１６の移相器は、前記第１７の移相器および前記第１８の移相器にそれぞれ接続され、
前記第１３の移相器と前記第１４の移相器の移相量の差が実質上−９０度であり、
前記第１５の移相器と前記第１６の移相器の移相量の差が実質上９０度であり、
前記第１７の移相器と前記第１８の移相器の移相量の差が実質上９０度である、第１１の本発明の無線通信装置である。
【００３１】
第１３の本発明は、前記第１の受信装置は、同相成分の信号よりも差動成分の信号の利得が大きい増幅器を有する、第１、６、１１、１２のいずれかの本発明の無線通信装置である。
【００３２】
第１４の本発明は、前記第１の受信装置は、同相成分の信号よりも差動信号の損失が小さいフィルタを有する、第１、６、１１、１２のいずれかの本発明の無線通信装置である。
【００３３】
第１５の本発明は、前記第１の受信装置は、前記増幅器の後段に接続され前記受信信号をダウンコンバートするダウンミキサを有し、
前記ダウンミキサは、同相成分の信号よりも差動信号の利得が大いか、または同相成分の信号よりも差動信号の損失が小さい、第１３の本発明の無線通信装置である。
【００３４】
第１６の本発明は、前記差動信号としての受信信号の一方の信号がそのベース側に入力される第１のトランジスタと、
前記差動信号としての受信信号の他方の信号がそのベース側に入力される第２のトランジスタと、を有し、
前記第１のトランジスタのエミッタ側と前記第２のトランジスタのエミッタ側が接続され、
前記接続点は、所定のインダクタンスを有する第１のインダクタを介してグラウンドに接続されている、第１５の本発明の無線通信装置である。
【００３５】
第１７の本発明は、送信信号を出力する第２の送信装置と、
アンテナ装置と、
前記アンテナ装置に接続され、単相入力端子および平衡出力端子を有し、前記単相入力端子に入力された前記送信信号を前記アンテナ装置に伝達し、前記アンテナ装置により受信された受信信号を前記平衡出力端子から出力する第６のデュプレクサと、を備え、
前記第６のデュプレクサは、前記受信信号の周波数帯における差動信号に対するインピーダンスが、前記送信信号の周波数帯における単相信号に対するインピーダンスよりも高い、無線通信装置である。
【００３６】
第１８の本発明は、前記第６のデュプレクサは、前記受信信号の周波数帯における差動信号を実質上通過させず、前記送信信号の周波数帯における単相信号を実質上損失なく通過させる、第１７の本発明の無線通信装置である。
【００３７】
第１９の本発明は、前記第６のデュプレクサは、前記受信信号の周波数帯域の波長の実質上１／４の長さを有する１／４波長線路を２つ有しており、前記１／４波長線路の各一方側に前記単相信号が伝えられ、前記１／４波長線路の各他方側に前記アンテナ装置が接続されている、第１８の本発明の無線通信装置である。
【００３８】
第２０の本発明は、前記第６のデュプレクサは、そのインピーダンスの中点に前記単相信号が伝えられる並列共振回路を有し、前記並列共振回路は、前記受信信号の周波数帯域において共振する、第１７の本発明の無線通信装置である。
【００３９】
第２１の本発明は、第１のデュプレクサの単相入力端子に入力された、第１の周波数帯の送信信号を第１のアンテナに伝達する工程と、
前記第１のアンテナから受信された、前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯の受信信号を、実質上差動信号として、前記第１のデュプレクサの平衡出力端子から出力する工程と、
前記実質上差動信号として出力された受信信号において、同相成分の信号の利得よりも差動成分の信号の利得を大きくするか、もしくは同相成分の信号の損失よりも差動成分の信号の損失を小さくする工程と、を備える無線通信方法である。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、同時送受信時の受信感度劣化を低減した無線通信装置、無線通信方法を提供することができる。
【００４１】
また、本発明によれば受信信号を差動信号として出力することができるアンテナ装置を提供することができる。
【００４２】
また、本発明によれば、同時送受信時の送信信号の劣化を低減した無線通信装置、無線通信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の回路図である。同図において、１０１は本発明の第１のアンテナに一例として対応する、単相入出力型のアンテナ、１０２は送信入力端子が単相入力型であり、アンテナ入出力端子が単相入出力型であり、受信出力端子が平衡出力型である、本発明の第１のデュプレクサの一例であるデュプレクサ（アンテナ共用器）、１０３は、本発明の第１の受信装置の一例である差動入力の受信回路、１０４は、本発明の第１の送信装置の一例である単相出力型の送信回路である。デュプレクサ１０２は、アンテナ入出力端子から入力された受信信号の周波数帯(本発明の第２の周波数帯に対応)の信号を差動信号として受信出力端子に出力し、送信入力端子から入力された送信信号の周波数帯(本発明の第１の周波数帯に対応)の信号の一部（送信信号リーク）を同相信号として受信出力端子から出力する。
【００４５】
図１に示す無線通信装置では、従来例と同様に基地局から送信された無線周波信号をアンテナ１０１で受信したのちデュプレクサ１０２を介して受信回路１０３に入力し、ここで高周波増幅しかつ受信帯域外の不要波を除去したのち中間周波信号に変換し、この受信中間周波信号を復調してベースバンド信号に変換する。また送信ベースバンド信号を、所定の信号処理を施したのち送信回路１０４に入力し、ここで搬送波信号を変調し、この変調搬送波信号を無線周波数に変換しかつ所定の送信電力に増幅したのち、デュプレクサ１０２を介してアンテナ１０１から基地局へ向け送信するように構成されている。また、デュプレクサ１０２に入力された送信信号の一部が受信回路１０３にリークする。
【００４６】
本発明の実施の形態１の無線通信装置の動作について、図２を用いさらに詳しく説明する。アンテナ１０１で受信された所望受信信号はデュプレクサ１０２に単相信号として入力され、入力された単相信号は差動信号に変換され、受信回路１０３に入力される。その一方、送信回路１０４から出力される送信信号はデュプレクサ１０２より単相信号としてアンテナ１０１に出力され、また、その一部はデュプレクサ１０２から受信回路１０３にリークする。この送信信号リークは同相信号として受信回路１０３に入力される。ここで受信回路１０３、特に本発明の増幅器の一例である低雑音増幅器１０５、本発明のフィルタの一例である段間フィルタ１０６、ダウンミキサ１０７として同相除去比（ＣＭＲＲ：Ｃｏｍｍｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  Ｒａｔｉｏ）の大きい回路構成を用いる。その結果、受信回路１０３の低雑音増幅器１０５およびダウンミキサ１０７において、差動信号である受信信号の利得に比べて同相信号である送信信号リークの利得を小さくできる。また、段間フィルタ１０６は、上記のように差動所望波を選択的に通過させ、同相の妨害波を選択的に抑圧する。そのため、同相／差動の区別のない単相（１入力１出力）の同じ大きさのフィルタと比較して、同相信号である送信信号リークを大きく減衰できる。
【００４７】
受信感度劣化要因である送信信号リークによる雑音特性の劣化、利得圧縮、混変調歪みは、低雑音増幅器１０５またはダウンミキサ１０７が送信信号リークにより飽和することにより生じる。その要因として、送信信号リークのレベルは受信信号に比べて非常に大きいことがあげられる。このため、従来の無線通信装置では受信信号を必要なレベルまで増幅すると送信信号リークも増幅され、低雑音増幅器１０５またはダウンミキサ１０７が飽和してしまっていた。しかしながら、図１の無線通信装置は受信信号のみを増幅することが可能であるため、低雑音増幅器１０５またはダウンミキサ１０７の飽和を低減することができる。
【００４８】
このように図１に示す無線通信装置は、受信信号は差動信号で受信回路１０３に入力し、送信信号リークは同相信号で受信回路１０３に入力する回路構成を用い、受信回路１０３に同相除去比の大きな回路を用いることにより、受信回路１０３における消費電流を増加させることなく同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる。また、これによりデュプレクサ１０２の送信信号の周波数帯の減衰量を小さくでき、その結果デュプレクサ１０２の大きさを小さくできる。
【００４９】
なお、アンテナ１０１の代わりに差動アンテナを用いてもよい。
【００５０】
なお、受信回路１０３において、低雑音増幅器１０５、ダウンミキサ１０７の同相除去比が十分に大きい場合、段間フィルタ１０６を用いない構成としてもよい。このとき、ＩＣ化の困難な段間フィルタ１０６を用いないため、無線ＩＣの１チップ化が容易となり、無線部の小型化が可能となる。この構成は特にダイレクトコンバージョン方式の場合に有効である。
【００５１】
図３にデュプレクサ１０２の構成例を示す。
【００５２】
図３において、移相器２９０１＋は本発明の第１の移相器に対応し、移相器２９０１−は本発明の第２の移相器に対応し、移相器２９０２＋は本発明の第３の移相器に対応し、移相器２９０２−は本発明の第４の移相器に対応し、移相器２９０３＋は本発明の第５の移相器に対応し、移相器２９０３−は本発明の第６の移相器に対応する。
【００５３】
アンテナ１０１で受信された受信信号は、移相器２９０１＋、２９０１−および移相器２９０２＋、２９０２−をそれぞれ介して受信回路１０３に入力される。送信回路１０４より出力された送信信号は、移相器２９０３＋、２９０３−および移相器２９０１＋、２９０１−をそれぞれ介してアンテナ１０１に入力される。
【００５４】
次に本発明のデュプレクサ１０２の動作についてさらに詳しく説明する。移相器２９０１＋、２９０１−、２９０２＋、２９０２−、２９０３＋、２９０３−の位相変化量をそれぞれΦＡＮＴ１、ΦＡＮＴ２、ΦＲＸ１、ΦＲＸ２、ΦＴＸ１、ΦＴＸ２とすると、各位相変化量には次のような関係がある。
【００５５】
（数１）         
ΦＡＮＴ１  −  ΦＡＮＴ２  ＝９０°              （１）
ΦＲＸ１  −  ΦＲＸ２  ＝９０°                （２）
ΦＴＸ１  −  ΦＴＸ２  ＝−９０°              （３）
これにより、アンテナ１０１で受信された単相受信信号は、差動信号として受信回路１０３に入力される。また、送信回路１０４より出力された単相送信信号は、単相信号としてアンテナ１０１に入力される。さらに、送信回路１０４より出力された単相送信信号は、同相信号として受信回路１０３へ入力される。
【００５６】
このような構成をとることにより、アンテナ１０１から受信された信号を差動信号として受信回路１０３に出力し、送信回路１０４の出力信号のリークを同相信号として受信回路１０３に出力するデュプレクサ１０２が実現できる。また、その結果、同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる。
【００５７】
なお、移相器２９０１＋、２９０１−、２９０２＋、２９０２−、２９０３＋、２９０３−の代わりに式（１）−（３）の位相関係を満たすフィルタを用いてもよい。
【００５８】
図３の回路を具体的に実現するものとして図４に示す構成を用いてもよい。図４において、線路３２０１、線路３２０２は、それぞれ図３における移相器２９０１＋、２９０１−に対応し、線路３２０１と線路３２０２の線路長差は１／４波長である。線路３２０３は、１／４波長線路であり、バンドパスフィルタ３２０４は、送信周波数帯域の信号に対して十分に低いインピーダンスを有し、受信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。線路３２０３およびバンドパスフィルタ３２０４は、図３に示す移相器２９０２＋に対応する。バンドパスフィルタ３２０５は、送信周波数帯域の信号に対して十分高いインピーダンスを有し、受信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。このバンドパスフィルタ３２０５は、図３に示す移相器２９０２−に対応する。バンドパスフィルタ３２０６は、受信周波数帯域の信号に対して十分高いインピーダンスを有し、送信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。このバンドパスフィルタ３２０６は、図３に示す移相器２９０３＋に対応する。バンドパスフィルタ３２０８は、受信周波数帯域の信号に対して十分低いインピーダンスを有し、送信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。線路３２０７は、１／４波長線路である。バンドパスフィルタ３２０８および線路３２０７は、図３に示す移相器２９０３−に対応する。
【００５９】
このような構成の回路を用いることにより、ノードＡ１、Ａ２から見た送信周波数帯域における受信回路１０３側のインピーダンスが十分高くなり、送信回路１０４からアンテナ１０１へ送信された信号の損失が低減される。さらに、ノードＡ１、Ａ２から見た、受信信号帯域における送信回路１０４側のインピーダンスが十分高くなり、アンテナ１０１から受信回路１０３へ受信された信号の損失が低減される。
【００６０】
図５に同相除去比の大きな低雑音増幅器１０５の構成例を示す。同図において、３０１＋は、本発明の第１のトランジスタの一例であり、３０１−は、本発明の第２のトランジスタの一例である。３０２＋、３０２−はトランジスタ、３０３＋、３０３−、３０４、３０５＋、３０５−はインダクタ、３０６＋、３０６−、３０７＋、３０７−はキャパシタ、３０８はバイアス回路である。入力ノードＰ１＋、Ｐ１−はキャパシタ３０６＋、３０６−を介してトランジスタ３０１＋、３０１−のベースにそれぞれ接続され、トランジスタ３０１＋、３０１−のコレクタはトランジスタ３０２＋、３０２−のエミッタにそれぞれ接続され、トランジスタ３０２＋、３０２−のコレクタはキャパシタ３０７＋、３０７−を介して出力ノードＰ２＋、Ｐ２−にそれぞれ接続される。トランジスタ３０１＋、３０１−のエミッタはインダクタ３０３＋、３０３−を介して互いにそれぞれ接続され、インダクタ３０３＋、３０３−の接続点は、本発明の第１のインダクタの一例であるインダクタ３０４を介してグラウンドノードにそれぞれ接続される。トランジスタ３０２＋、３０２−のベースは互いに接続される。電源電圧ノードＶｃｃはインダクタ３０５＋、３０５−を介してトランジスタ３０２＋、３０２−のコレクタにそれぞれ接続される。また、バイアス回路３０８はトランジスタ３０１＋、３０１−、３０２＋、３０２−のベースにバイアスを供給する。
【００６１】
図５に示す低雑音増幅器１０５の動作についてさらに詳しく説明する。入力ノードＰ１＋、Ｐ１−に入力された差動信号は、インダクタ３０３＋、３０３−の接続点を仮想グラウンドとして増幅される。一方、入力ノードＰ１＋、Ｐ１−に入力された同相信号は、インダクタ３０４に接続されたグラウンドノードをグラウンドとして増幅される。そのため、インダクタ３０４のインダクタ値を大きくするとトランジスタ３０１＋、３０１−のエミッタとグラウンドノードが分離されるため、同相信号の利得は差動信号と比べて小さくなる。すなわち、差動信号に対して得られる出力ノードＰ２＋およびＰ２−と上記接続点との間の信号電圧は、同相信号に対して得られる出力ノードＰ２＋およびＰ２−と接地点との間の信号電圧よりも大きくなる。また、トランジスタ３０１＋、３０１−のエミッタとグラウンド間の同相信号に対するインピーダンスが差動信号に対するインピーダンスと比べて大きくなるため、入力ノードを差動信号に対してマッチングさせると、同相信号に対してはミスマッチの状態となる。これらの結果、この低雑音増幅器１０５は、同じレベルの差動信号および同相信号を入力したとき、出力される同相信号は差動信号と比べて大きく抑圧される、すなわち同相除去比が大きくとれる。
【００６２】
図６はこの低雑音増幅器１０５のミックスモードＳパラメータのシミュレーション結果である。インダクタ３０３＋、３０３−は１ｎＨ、インダクタ３０４は８ｎＨである。また、入力ノードおよび出力ノードには、差動信号に対するＳパラメータＳｄｄ１１、Ｓｄｄ２２が２．１５ＧＨｚで１００Ωになるように整合回路を接続している。図６（ａ）より、Ｓｄｄ１１にマッチングさせるとＳｃｃ１１がミスマッチになることがわかる。また、図６（ｂ）より、Ｓｄｄ２１に対してＳｃｃ２１が１５ｄＢ低い、すなわち同相除去比が１５ｄＢあることがわかる。
【００６３】
このように図５に示す低雑音増幅器１０５は、トランジスタ３０１＋、３０１−のエミッタとグラウンドの間の差動信号に対するインピーダンスと比較し同相信号に対するインピーダンスを大きくすることにより、同相除去比を大きくすることができる。
【００６４】
なお、インダクタ３０４の代わりに図７（ａ）に示すように第２のインダクタの一例であるインダクタ５０１と第１のキャパシタの一例であるキャパシタ５０２を並列接続し、同相信号（送信信号リーク）の周波数で並列共振している回路を用いてもよい。このような構成により、ＩＣ化の困難な大きなインダクタを用いることなくトランジスタ３０１＋、３０１−のエミッタとグラウンドの間の差動信号に対するインピーダンスと比較し同相信号に対するインピーダンスを大きくすることができ、同相除去比を大きくすることができる。また、図７（ｂ）に示すように第２のインダクタの別の一例であるインダクタ５０３と抵抗５０４を並列接続した回路を用いてもよい。このような構成により、ＩＣ化の困難な大きなインダクタを用いることなく抵抗における損失により同相信号に対する低雑音増幅器１０５の利得を低減することができ、同相除去比を大きくすることができる。
【００６５】
図８に同相除去比の大きなフィルタの構成例を示す。同図において、６０１、６０２は通過周波数の２分の１の波長線路、６０３、６０４はインダクタ、６０５、６０６＋、６０６−、６０７はキャパシタである。入力ノードＰ１＋、Ｐ１−は、キャパシタ６０６＋、６０６−を介して出力ノードＰ２＋、Ｐ２−に接続される。２分の１波長線路６０１、インダクタ６０３、キャパシタ６０５は、入力ノードＰ１＋、Ｐ１−の間に接続される。２分の１波長線路６０２、インダクタ６０４、キャパシタ６０７は、出力ノードＰ２＋、Ｐ２−の間に接続される。
【００６６】
図８に示すフィルタの動作についてさらに詳しく説明する。差動信号に対して２分の１波長線路６０１、６０２はオープンの回路に、同相信号に対して２分の１波長線路６０１、６０２はショートの回路になる。そのため、入力ノードＰ１＋、Ｐ１−に入力された差動信号は、インダクタ６０３、６０４およびキャパシタ６０５、６０６＋、６０６−、６０７で構成された帯域通過フィルタで周波数選択がなされたのち、出力ノードＰ２＋、Ｐ２−に出力される。一方、入力ノードＰ１＋、Ｐ１−に入力された同相信号は、２分の１波長線路６０１、６０２で反射されるため、理想的には出力ノードＰ２＋、Ｐ２−に出力されない。よって、通過帯域内の差動信号に対する同相信号を抑圧する、すなわち同相除去比を大きくとれる。
【００６７】
このように図８に示すフィルタは、差動信号に対してオープン、同相信号に対してショートの回路を用いることにより、同相除去比を大きくすることができる。
【００６８】
なお、２分の１波長線路６０１、６０２の代わりに図９（ａ）に示す回路を用いてもよい。同図において、インダクタ７０１は第３のインダクタの一例であり、キャパシタ７０２＋は第２のキャパシタの一例であり、キャパシタ７０２−は第３のキャパシタの一例である。インダクタ７０１は入力ノードＰ１＋、Ｐ１−間に接続され、キャパシタ７０２＋、７０２−は入力ノードＰ１＋、Ｐ１−とグラウンドの間にそれぞれ接続される。このとき、インダクタ７０１のインダクタンス値を２Ｌ、キャパシタ７０２＋、７０２−の容量値をそれぞれＣとすると、差動信号の周波数ｆｄが、
（数２）
ｆｄ＝１／｛２π（ＬＣ）１／２  ｝
となるようにＬ、Ｃの値を決める。また、図９（ｂ）に示す回路を用いてもよい。同図において、キャパシタ７０３は第４のキャパシタの一例であり、インダクタ７０４＋は第４のインダクタの一例であり、インダクタ７０４−は第５のインダクタの一例である。キャパシタ７０３は入力ノードＰ１＋、Ｐ１−間に接続され、インダクタ７０４＋、７０４−は入力ノードＰ１＋、Ｐ１−とグラウンドの間にそれぞれ接続される。このとき、キャパシタ７０３の容量値を２Ｃ、インダクタ７０４＋、７０４−のインダクタンス値をそれぞれＬとすると、差動信号の周波数ｆｄが
（数３）
ｆｄ＝１／｛２π（ＬＣ）１／２  ｝
となるようにＬ、Ｃの値を決める。このような構成をとることにより、集中定数回路で差動信号に対してオープン、同相信号に対して低インピーダンスの回路を実現できるため、フィルタの小型化が可能となる。特に送信信号の周波数帯が受信信号の周波数帯と比較して高い場合には図９（ａ）の構成が望ましく、送信信号の周波数帯が受信信号の周波数帯と比較して低い場合には図９（ｂ）の構成が望ましい。
【００６９】
図１０に同相除去比の大きなダウンミキサ１０７の構成例を示す。同図において、８０１＋、８０１−、８０２＋、８０２−、８０３＋、８０３−はトランジスタ、８０４＋、８０４−、８０５、８０６＋、８０６−はインダクタ、８０７＋、８０７−、８０８＋、８０８−、８０９＋、８０９−はキャパシタ、８１０はバイアス回路である。入力ノードＰ１＋、Ｐ１−はキャパシタ８０７＋、８０７−を介してトランジスタ８０１＋、８０１−のベースにそれぞれ接続され、トランジスタ８０１＋、８０１−のコレクタはトランジスタ８０２＋、８０２−、８０３＋、８０３−のエミッタにそれぞれ接続される。トランジスタ８０２＋、８０２−のコレクタは共にキャパシタ８０９＋を介して出力ノードＰ３＋に接続され、トランジスタ８０３＋、８０３−のコレクタは共にキャパシタ８０９−を介して出力ノードＰ３−に接続される。入力ノードＰ２＋は、キャパシタ８０８＋を介してトランジスタ８０２＋、８０３−に接続され、入力ノードＰ２−は、キャパシタ８０８−を介してトランジスタ８０２−、８０３＋に接続される。トランジスタ８０１＋、８０１−のエミッタはインダクタ８０４＋、８０４−を介して互いに接続され、インダクタ８０４＋、８０４−の接続点はインダクタ８０５を介してグラウンドノードに接続される。トランジスタ８０２＋、８０２−のコレクタはインダクタ８０６＋を介して電源電圧ノードＶｃｃに接続され、トランジスタ８０３＋、８０３−のコレクタはインダクタ８０６−を介して電源電圧ノードＶｃｃに接続される。また、バイアス回路８１０はトランジスタ８０１＋、８０１−、８０２＋、８０２−、８０３＋、８０３−のベースにバイアスを供給する。
【００７０】
図１０に示すダウンミキサ１０７の動作についてさらに詳しく説明する。入力ノードＰ１＋、Ｐ１−よりアンテナで受信されたＲＦ信号が入力され、入力ノードＰ２＋、Ｐ２−より局部発振器の出力であるローカル信号が入力され、出力ノードＰ３＋、Ｐ３−よりＲＦ信号とローカル信号の差の周波数であるＩＦ信号および各信号の高調波、相互変調波が出力される。入力ノードＰ１＋、Ｐ１−に入力された差動信号は、インダクタ８０４＋、８０４−の接続点を仮想グラウンドとして増幅される。一方、入力ノードＰ１＋、Ｐ１−に入力された同相信号は、インダクタ８０５に接続されたグラウンドノードをグラウンドとして増幅される。そのため、インダクタ８０５のインダクタ値を大きくするとトランジスタ８０１＋、８０１−のエミッタとグラウンドノードが分離されるため、同相信号の利得は差動信号と比べて小さくなる。また、トランジスタ８０１＋、８０１−のエミッタとグラウンド間の同相信号に対するインピーダンスが差動信号に対するインピーダンスと比べて大きくなるため、入力ノードを差動信号に対してマッチングさせると、同相信号に対してはミスマッチの状態となる。これらの結果、この低雑音増幅器１０５は、同じレベルの差動信号および同相信号を入力したとき、出力される同相信号は差動信号と比べて大きく抑圧される、すなわち同相除去比が大きくとれる。
【００７１】
このように図１０に示すダウンミキサ１０７は、トランジスタ８０１＋、８０１−のエミッタとグラウンドの間の差動信号に対するインピーダンスと比較し同相信号に対するインピーダンスを大きくすることにより、同相除去比を大きくすることができる。
【００７２】
なお、図５に示す低雑音増幅器１０５と同様に、インダクタ７０５の代わりに図７（ａ）に示す回路を用いてもよい。また、図７（ｂ）に示す回路を用いてもよい。
【００７３】
（実施の形態２）
図１１は本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の回路図である。図１１において、図１に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。同図において、９０２は各端子が単相入出力のデュプレクサ、９０５は単相入力、平衡出力で、受信信号の周波数帯の信号は差動信号として出力し、送信信号の周波数帯の信号は同相信号として出力する移相器である。ここで、本発明の第１のデュプレクサはデュプレクサ９０２および移相器９０５に一例として対応する。
【００７４】
図１１に示す無線通信装置では、図１と同様に基地局から送信された無線周波信号をアンテナ１０１で受信したのちデュプレクサ９０２および移相器９０５を介して受信回路１０３に入力し、ここでベースバンド信号に変換する。また送信ベースバンド信号を、所定の信号処理を施したのち送信回路１０４に入力し、ここで無線周波数に変換しかつ所定の送信電力に増幅したのち、デュプレクサ９０２を介してアンテナ１０１から基地局へ向け送信するように構成されている。また、デュプレクサ９０２に入力された送信信号の一部が受信回路１０３にリークする。
【００７５】
図１１に示す無線通信装置の動作についてさらに詳しく説明する。アンテナ１０１で受信された所望受信信号はデュプレクサ９０２を介して移相器９０５に入力され、ここで差動信号に変換され、受信回路１０３に入力される。その一方、送信回路１０４から出力される送信信号の一部はデュプレクサ９０２から移相器９０５にリークする。この送信信号リークは移相器９０５で同相信号に変換され、受信回路１０３に入力される。ここで受信回路１０３、特に低雑音増幅器１０５、段間フィルタ１０６、ダウンミキサ１０７として同相除去比（ＣＭＲＲ：Ｃｏｍｍｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  Ｒａｔｉｏ）の大きい回路構成を用いる。その結果、受信回路１０３の低雑音増幅器１０５およびダウンミキサ１０７において、差動信号である受信信号の利得に比べて同相信号である送信信号リークの利得を小さくできる。また、段間フィルタ１０６において同相信号である送信信号リークを単相のフィルタと比較して大きく減衰できる。
【００７６】
このように図１１に示す無線通信装置は、受信信号は差動信号で受信回路１０３に入力し、送信信号リークは同相信号で受信回路１０３に入力する回路構成を用い、受信回路１０３に同相除去比の大きな回路を用いることにより、受信回路１０３における消費電流を増加させることなく同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる。また、これによりデュプレクサ９０２の送信信号の周波数帯の減衰量を小さくでき、その結果デュプレクサ９０２の大きさを小さくできる。
【００７７】
なお、受信回路１０３において、低雑音増幅器１０５、ダウンミキサ１０７の同相除去比が十分に大きい場合、段間フィルタ１０６を用いない構成としてもよい。このとき、ＩＣ化の困難な段間フィルタ１０６を用いないため、無線ＩＣの１チップ化が容易となり、無線部の小型化が可能となる。この構成は特にダイレクトコンバージョン方式の場合に有効である。
【００７８】
図１２に移相器９０５の構成例を示す。同図において、１００１は位相遅れ移相回路、１００２は位相進み移相回路、１００３＋、１００３−は、第１の帯域通過フィルタ、第２の帯域通過フィルタの一例である、Ｊインバータタイプのフィルタ回路である。入力ノードＰ１は移相回路１００１および移相回路１００２に接続され、移相回路１００１、１００２の出力はフィルタ回路１００３＋、１００３−にそれぞれ接続され、フィルタ回路１００３＋、１００３−の出力は出力ノードＰ２＋、Ｐ２−にそれぞれ接続される。
【００７９】
位相遅れ移相回路１００１は、並列接続の第５のキャパシタの一例であるキャパシタ１０１１と直列接続の第６のインダクタンスの一例であるインダクタ１０１２で構成され、位相進み移相回路１００２は並列接続の第７のインダクタクの一例であるインダクタ１０１４と直列接続の第６のキャパシタの一例であるキャパシタ１０１３で構成される。フィルタ回路１００３＋は並列接続のキャパシタ１０１５＋、インダクタ１０１６＋と直列接続のキャパシタ１０１７＋と並列接続のキャパシタ１０１８＋、インダクタ１０１９＋で構成される。またフィルタ回路１００３−も同様である。フィルタ回路１００３＋、１００３−は受信信号の周波数帯の信号を通過させる帯域通過フィルタとする。このとき、送信信号の周波数帯の信号は減衰するが、送信信号リークはもともと抑圧したい妨害波であるため問題はない。
【００８０】
図１２に示す移相器についてさらに詳しく説明する。
【００８１】
受信信号の周波数帯はフィルタ回路の通過帯域である。そのため、入力ノードＰ１より入力された受信信号の周波数帯の信号が出力ノードＰ２＋、Ｐ２−に出力されたときの両信号の位相差は、移相回路１００１、１００２の通過位相差で決まる。キャパシタ１０１１、１０１３、インダクタ１０１２、１０１４の値を選ぶことにより、移相回路１００１、１００２の通過位相差は広帯域で１８０度とすることができる。すなわち、受信信号の周波数帯の信号は差動信号として出力される。
【００８２】
一方、送信信号の周波数帯はフィルタ回路の阻止帯域である。そのため、入力ノードＰ１より入力された送信信号の周波数帯の信号が出力ノードＰ２＋、Ｐ２−に出力されたときの両信号の位相差は、フィルタ回路の影響を大きく受ける。そのため、送信信号の周波数帯の信号は移相回路１００１、１００２で位相差がつくものの、フィルタ回路１００３＋、１００３−の送信信号の周波数帯の通過位相を少しずらすことにより、出力ノードＰ２＋、Ｐ２−における位相差を０度にできる。すなわち、送信信号の周波数帯の信号は同相信号として出力される。
【００８３】
このように図１２に示す移相器を用いることにより、受信信号を差動信号として出力し、送信信号リークを同相信号として出力する移相器が実現できる。また、その結果、同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる。
【００８４】
なお、受信回路１０３の中に図５に示す低雑音増幅器１０５、図８に示すフィルタ、図１０に示すダウンミキサ１０７を用いてもよい。
【００８５】
また、本実施の形態の説明においては、移相器９０５は、デュプレクサ９０２と別の構成であるとして説明したが、移相器９０５の機能が例えば実施の形態１のデュプレクサ１０２の中に含まれる構成であってもよい。
【００８６】
（実施の形態３）
図１３は本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の回路図である。図１３において、図１に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。同図において、アンテナ１１０１＋、アンテナ１１０１−は本発明の第２および第３のアンテナの一例であり、デュプレクサ１１０２は送信入力端子が単相入力、受信出力端子が平衡出力、アンテナ入出力端子が平衡入力・平衡出力と別端子で構成されている、本発明の第２のデュプレクサの一例である。
【００８７】
図１３に示す無線通信装置では、図１と同様に基地局から送信された無線周波信号をアンテナ１１０１＋、１１０１−で受信したのち、デュプレクサ１１０２に入力される。さらに、デュプレクサ１１０２から出力した信号を受信回路１０３に入力し、ここでベースバンド信号に変換する。また送信ベースバンド信号を、所定の信号処理を施したのち本発明の第２の送信装置の一例である送信回路２０４に入力し、ここで無線周波数に変換しかつ所定の送信電力に増幅したのち、デュプレクサ１１０２に入力する。さらに、この信号をデュプレクサ１１０２より出力してアンテナ１１０１＋、１１０１−から基地局へ向け送信するように構成されている。また、デュプレクサ１１０２に入力された送信信号の一部が受信回路１０３にリークする。
【００８８】
本発明の実施の形態３の無線通信装置の動作について、さらに詳しく説明する。アンテナ１１０１＋、１１０１−で受信された所望受信信号は差動信号としてデュプレクサ１１０２に入力され、さらに受信回路１０３に入力される。その一方、送信回路２０４から出力される送信信号はデュプレクサ１１０２より同相信号としてアンテナ１１０１＋、１１０１−に出力され、またその一部はデュプレクサ１１０２から同相信号として受信回路１０３にリークする。ここで受信回路１０３、特に低雑音増幅器１０５、段間フィルタ１０６、ダウンミキサ１０７として同相除去比（ＣＭＲＲ：Ｃｏｍｍｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  Ｒａｔｉｏ）の大きい回路構成を用いる。その結果、受信回路１０３の低雑音増幅器１０５およびダウンミキサ１０７において、差動信号である受信信号の利得に比べて同相信号である送信信号リークの利得を小さくできる。また、段間フィルタ１０６において同相信号である送信信号リークを単相のフィルタと比較して大きく減衰できる。
【００８９】
このように図１３に示す無線通信装置は、受信信号は差動信号で受信回路１０３に入力し、送信信号リークは同相信号で受信回路１０３に入力する回路構成を用い、受信回路１０３に同相除去比の大きな回路を用いることにより、受信回路１０３における消費電流を増加させることなく同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる。また、これによりデュプレクサ１１０２の送信信号の周波数帯の減衰量を小さくでき、その結果デュプレクサ１１０２の大きさを小さくできる。
【００９０】
また、本発明実施の形態３の無線通信装置は送信回路２０４から出力された受信信号の周波数帯の雑音も同相信号として受信回路１０３に入力される。しかし、差動信号である受信信号の利得に比べて同相信号である送信信号リークの利得を小さくできるので、送信回路２０４からの雑音による受信感度劣化を低減できる。
【００９１】
このように図１３に示す無線通信装置は、受信信号は差動信号で受信回路１０３に入力し、送信信号リークは同相信号で受信回路１０３に入力する回路構成を用い、受信回路１０３に同相除去比の大きな回路を用いることにより、送信回路２０４からの雑音による受信感度劣化を低減することができる。また、これによりデュプレクサ１１０２において送信回路２０４からアンテナ１１０１＋、１１０１−への受信信号の周波数帯の減衰量を小さくでき、その結果デュプレクサ１１０２の大きさを小さくできる。
【００９２】
なお、受信回路１０３において、低雑音増幅器１０５、ダウンミキサ１０７の同相除去比が十分に大きい場合、段間フィルタ１０６を用いない構成としてもよい。このとき、ＩＣ化の困難な段間フィルタ１０６を用いないため、無線ＩＣの１チップ化が容易となり、無線部の小型化が可能となる。この構成は特にダイレクトコンバージョン方式の場合に有効である。
【００９３】
図１４にアンテナ１１０１＋、１１０１−の構成例を示す。以下のアンテナ１１０１＋、１１０１−は、２つの偏波を有するパッチアンテナとして構成される例を示す。
【００９４】
図１４（ａ）において、１２０１＋、１２０１−はアンテナエレメント、給電点１２０２＋は、本発明の第２の給電点の一例である、受信信号のための給電点であり、給電点１２０２−は本発明の第１の給電点の一例である受信信号のための給電点である。給電点１２０３＋は、本発明の第４の給電点の一例である送信信号のための給電点であり、１２０３−は、本発明の第３の給電点の一例である送信信号のための給電点である。１２０４＋、１２０４−は受信信号の給電線、１２０５＋、１２０５−は送信信号の給電線である。アンテナエレメント１２０１＋、１２０１−で受信された受信信号は、給電点１２０２＋、１２０２−より給電線１２０４＋、１２０４−を介してデュプレクサ１１０２に入力される。デュプレクサ１１０２より出力された送信信号は、給電線１２０５＋、１２０５−を介して給電点１２０３＋、１２０３−よりアンテナエレメント１２０１＋、１２０１−に入力される。
【００９５】
次に図１４（ｂ）、図１４（ｃ）を用いて本発明のアンテナ装置の動作についてさらに詳しく説明する。
【００９６】
図１４（ｂ）は受信時におけるアンテナ１１０１＋、１１０１−の動作を示している。給電点１２０２＋、１２０２−の位置より、受信信号としてアンテナエレメント１２０１＋、１２０１−の並んでいる方向に対して平行の偏波で受信周波数帯の信号が受信され、アンテナエレメント１２０１＋、１２０１−の励振方向は偏波と平行となる。この場合、給電点１２０２＋、１２０２−からは逆相の信号が出力され、差動信号が給電線１２０４＋、１２０４−を介してデュプレクサ１１０２、受信回路１０３に伝達される。すなわち、例えば給電点１２０２＋がアンテナエレメント１２０１＋の励振方向側に設置され、給電点１２０２−がアンテナエレメント１２０１−の励振方向とは逆側に設置されているとすると、給電線１２０４＋、１２０４−からは差動信号が出力される。
【００９７】
図１４（ｃ）は送信時におけるアンテナ１１０１＋、１１０１−の動作を示している。送信回路２０４、デュプレクサ１１０２より同相の送信信号が、給電線１２０５＋、１２０５−を介して給電点１２０３＋、１２０３−に入力される。このとき、アンテナエレメント１２０１＋、１２０１−は同相で励振される。給電点１２０３＋、１２０３−の位置より、アンテナエレメント１２０１＋、１２０１−の並んでいる方向に対して垂直の偏波で送信信号は送信される。
【００９８】
このような構成をとることにより差動信号を受信し、同相信号を送信するアンテナ装置が実現できる。このとき、差動信号の偏波は水平方向、同相信号の偏波は垂直方向となる。
【００９９】
図１５（ａ）にアンテナ１１０１＋、１１０１−の別の構成例を示す。
【０１００】
図１５において、図１４に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１０１】
次に図１５（ｂ）、図１５（ｃ）を用いて本発明のアンテナ装置の動作についてさらに詳しく説明する。
【０１０２】
図１５（ｂ）は受信時におけるアンテナ１１０１＋、１１０１−の動作を示している。給電点１２０２＋、１２０２−の位置より、受信信号としてアンテナエレメント１２０１＋、１２０１−の並んでいる方向に対して垂直の偏波で受信周波数帯の信号が受信され、アンテナエレメント１２０１＋、１２０１−の励振方向は偏波と平行となる。この場合、給電点１２０２＋、１２０２−からは逆相の信号が出力され、差動信号が給電線１２０４＋、１２０４−を介してデュプレクサ１１０２、受信回路１０３に伝達される。
【０１０３】
図１５（ｃ）は送信時におけるアンテナ１１０１＋、１１０１−の動作を示している。送信回路２０４、デュプレクサ１１０２より同相の送信信号が、給電線１２０５＋、１２０５−を介して給電点１２０３＋、１２０３−に入力される。このとき、アンテナエレメント１２０１＋、１２０１−は同相で励振される。給電点１２０３＋、１２０３−の位置より、アンテナエレメント１２０１＋、１２０１−の並んでいる方向に対して水平の偏波で送信信号は送信される。
【０１０４】
このような構成をとることにより差動信号を受信し、同相信号を送信するアンテナが実現できる。このとき、差動信号の偏波は垂直方向、同相信号の偏波は水平方向となる。
【０１０５】
図１６（ａ）にアンテナ１１０１＋、１１０１−の別の構成例を示す。
【０１０６】
図１６において、図１４に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１０７】
次に図１６（ｂ）、図１６（ｃ）を用いて本発明のアンテナの動作についてさらに詳しく説明する。
【０１０８】
図１６（ｂ）は受信時におけるアンテナ１１０１＋、１１０１−の動作を示している。アンテナエレメント１２０１＋、１２０１−の並んでいる方向に対して垂直の偏波の受信周波数帯の信号は、給電点１２０２＋、１２０２−の位置より偏波の方向に対して右にθ１励振方向が傾いた信号と左にθ１励振方向が傾いた信号とに分解され、アンテナエレメント１２０１＋、１２０１−で受信される。この場合、給電点１２０２＋、１２０２−からは逆相の信号が出力され、差動信号が給電線１２０４＋、１２０４−を介してデュプレクサ１１０２、受信回路１０３に伝達される。
【０１０９】
図１６（ｃ）は送信時におけるアンテナ１１０１＋、１１０１−の動作を示している。送信回路２０４、デュプレクサ１１０２より同相の送信信号が、給電線１２０５＋、１２０５−を介して給電点１２０３＋、１２０３−に入力される。このとき、給電点１２０３＋、１２０３−の位置より、アンテナエレメント１２０１＋、１２０１−の並んでいる方向に対して垂直の偏波で送信信号は送信される。具体的にはアンテナエレメント１２０１＋、１２０１−の励振方向はそれぞれ偏波の方向に対して右にθ２傾いた方向と左にθ２傾いた方向となり、その合成ベクトルが偏波の方向となる。
【０１１０】
このような構成をとることにより差動信号を受信し、同相信号を送信するアンテナが実現できる。このとき、差動信号の偏波と同相信号の偏波はともに垂直方向となる。
【０１１１】
なお、θ１、θ２は４５度が望ましい。
【０１１２】
なお、アンテナエレメント１２０１＋、１２０１−として、パッチアンテナ以外の平面型アレイアンテナを用いてもよい。
【０１１３】
なお、受信信号の給電点１２０２＋、１２０２−の入力インピーダンスと、送信信号の給電点１２０３＋、１２０３−の入力インピーダンスが異なる構成としてもよい。この構成により、さらに送信回路２０４から受信回路１０３への送信信号のリークを小さくすることができる。
【０１１４】
また、上述したアンテナ１１０１＋、１１０１−を備える、アンテナ装置によれば、移相器９０５等を使用しないで、受信信号を差動信号として出力することができる。
【０１１５】
（実施の形態４）
図１７は本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の回路図である。図１７において、図１に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。同図において、アンテナ１４０１＋は、本発明の第２のアンテナの別の一例であり、アンテナ１４０１−は本発明の第３のアンテナの別の一例である。デュプレクサ１４０２は、送信入力端子が単相入力型であり、受信出力端子が平衡出力型であり、アンテナ入出力端子が平衡入出力型である本発明の第２のデュプレクサの別の一例である。
【０１１６】
図１７に示す無線通信装置では、図１と同様に基地局から送信された無線周波信号をアンテナ１４０１＋、１４０１−で受信したのち、デュプレクサ１４０２に入力される。さらに、デュプレクサ１４０２から出力した信号を受信回路１０３に入力し、ここでベースバンド信号に変換する。また送信ベースバンド信号を、所定の信号処理を施したのち送信回路１０４に入力し、ここで無線周波数に変換しかつ所定の送信電力に増幅したのち、デュプレクサ１４０２に入力する。さらに、この信号をデュプレクサ１４０２より出力してアンテナ１４０１＋、１４０１−から基地局へ向け送信するように構成されている。また、デュプレクサ１４０２に入力された送信信号の一部が受信回路１０３にリークする。
【０１１７】
本発明の実施の形態４の無線通信装置の動作について、さらに詳しく説明する。アンテナ１４０１＋、１４０１−で受信された所望受信信号は差動信号としてデュプレクサ１４０２に入力され、さらに受信回路１０３に入力される。その一方、送信回路２０４から出力される送信信号はデュプレクサ１４０２より同相信号としてアンテナ１４０１＋、１４０１−に出力され、またその一部はデュプレクサ１４０２から同相信号として受信回路１０３にリークする。ここで受信回路１０３、特に低雑音増幅器１０５、段間フィルタ１０６、ダウンミキサ１０７として同相除去比（ＣＭＲＲ：Ｃｏｍｍｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  Ｒａｔｉｏ）の大きい回路構成を用いる。その結果、受信回路１０３の低雑音増幅器１０５およびダウンミキサ１０７において、差動信号である受信信号の利得に比べて同相信号である送信信号リークの利得を小さくできる。また、段間フィルタ１０６において同相信号である送信信号リークを単相のフィルタと比較して大きく減衰できる。
【０１１８】
このように図１７に示す無線通信装置は、受信信号は差動信号で受信回路１０３に入力し、送信信号リークは同相信号で受信回路１０３に入力する回路構成を用い、受信回路１０３に同相除去比の大きな回路を用いることにより、受信回路１０３における消費電流を増加させることなく同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる。また、これによりデュプレクサ１４０２の送信信号の周波数帯の減衰量を小さくでき、その結果デュプレクサ１４０２の大きさを小さくできる。
【０１１９】
また、本発明実施の形態４の無線通信装置は送信回路２０４から出力された受信信号の周波数帯の雑音も同相信号として受信回路１０３に入力される。そのため、差動信号である受信信号の利得に比べて同相信号である送信信号リークの利得を小さくでき、送信回路２０４からの雑音による受信感度劣化を低減できる。
【０１２０】
このように図１７に示す無線通信装置は、受信信号は差動信号で受信回路１０３に入力し、送信信号リークは同相信号で受信回路１０３に入力する回路構成を用い、受信回路１０３に同相除去比の大きな回路を用いることにより、送信回路２０４からの雑音による受信感度劣化を低減することができる。また、これによりデュプレクサ１４０２において送信信号２０４からアンテナ１４０１＋、１４０１−への受信信号の周波数帯の減衰量を小さくでき、その結果デュプレクサ１４０２の大きさを小さくできる。
【０１２１】
なお、受信回路１０３において、低雑音増幅器１０５、ダウンミキサ１０７の同相除去比が十分に大きい場合、段間フィルタ１０６を用いない構成としてもよい。このとき、ＩＣ化の困難な段間フィルタ１０６を用いないため、無線ＩＣの１チップ化が容易となり、無線部の小型化が可能となる。この構成は特にダイレクトコンバージョン方式の場合に有効である。
【０１２２】
図１８（ａ）にアンテナ１４０１＋、１４０１−の構成例を示す。
【０１２３】
図１８（ａ）において、１５０１＋、１５０１−はアンテナエレメント、１５０２＋、１５０２−は受信信号および送信信号の給電点、１５０３＋、１５０３−は受信信号および送信信号の給電線である。アンテナエレメント１５０１＋、１５０１−で受信された受信信号は、給電点１５０２＋、１５０２−より給電線１５０３＋、１５０３−を介してデュプレクサ１４０２に入力される。デュプレクサ１４０２より出力された送信信号は、給電線１５０３＋、１５０３−を介して給電点１５０２＋、１５０２−よりアンテナエレメント１５０１＋、１５０１−に入力される。
【０１２４】
次に図１８（ｂ）、図１８（ｃ）を用いて本発明のアンテナの動作についてさらに詳しく説明する。
【０１２５】
図１８（ｂ）は受信時におけるアンテナ１４０１＋、１４０１−の動作を示している。受信信号としてアンテナエレメント１５０１＋、１５０１−の並んでいる方向に対して平行の偏波で受信周波数帯の信号が受信された場合、アンテナエレメント１５０１＋、１５０１−の励振方向は偏波と平行となる。そして、給電点１５０２＋、１５０２−からは逆相の信号が出力され、差動信号が給電線１５０４＋、１５０４−を介してデュプレクサ１４０２、受信回路１０３に伝達される。一方、受信信号としてアンテナエレメント１５０１＋、１５０１−の並んでいる方向に対して垂直の偏波で受信周波数帯の信号が受信された場合、同様に同相信号として受信回路１０３に伝達され、受信回路１０３で減衰される。
【０１２６】
図１８（ｃ）は送信時におけるアンテナ１４０１＋、１４０１−の動作を示している。送信回路２０４、デュプレクサ１４０２より同相の送信信号が、給電線１５０３＋、１５０3−を介して給電点１５０２＋、１５０２−に入力される。このとき、アンテナエレメント１５０１＋、１５０１−は同相で励振される。給電点１５０２＋、１５０２−の位置より、アンテナエレメント１５０１＋、１５０１−の並んでいる方向に対して垂直の偏波で送信信号は送信される。一方、アンテナエレメント１５０１＋、１５０１−の並んでいる方向に対して水平の偏波は互いに打ち消される。本発明の第１の給電点および本発明の第３の給電点は、一例として給電点１５０２−に対応し、本発明の第2の給電点および本発明の第４の給電点は、一例として給電点１５０２＋に対応する。
【０１２７】
このような構成をとることにより差動信号を受信し、同相信号を送信するアンテナが実現できる。このとき、差動信号の偏波は水平方向、同相信号の偏波は垂直方向となる。さらに受信信号と送信信号で給電点、給電線を共有でき、給電線の占有面積を低減できる。
【０１２８】
図１９（ａ）にアンテナ１４０１＋、１４０１−の別の構成例を示す。
【０１２９】
図１９（ａ）において、図１８に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１３０】
図１９（ｂ）、図１９（ｃ）において、アンテナエレメント１５０１＋、１５０１−の並んでいる方向に対して受信信号はほぼ垂直に励振される。アンテナエレメント１５０１＋の受信信号に対しアンテナエレメント１５０１−の受信信号は逆方向に励振される。また、アンテナエレメント１５０１＋、１５０１−の並んでいる方向に対して送信信号はほぼ水平に励振される。アンテナエレメント１５０１＋の送信信号に対しアンテナエレメント１５０１−の送信信号は同方向に励振される。
【０１３１】
このような構成をとることにより差動信号を受信し、同相信号を送信するアンテナ装置が実現できる。このとき、差動信号の偏波は垂直方向、同相信号の偏波は水平方向となる。さらに受信信号と送信信号で給電点、給電線を共有でき、給電線の占有面積を低減できる。
【０１３２】
なお、デュプレクサ１４０２として、図２９、図３０（ａ）、（ｂ）のＰｒｘｉｎ＋とＰｔｘｏｕｔ＋、およびＰｒｘｉｎ−とＰｔｘｏｕｔ−をそれぞれ接続した構成を用いてもよい。
【０１３３】
なお、受信回路１０３の中に図５に示す低雑音増幅器１０５、図８に示すフィルタ、図１０に示すダウンミキサ１０７を用いてもよい。
【０１３４】
（実施の形態５）
図２０は、本発明の実施の形態５にかかる無線通信装置の回路図である。同図において、アンテナ３３０１は、本発明の第１のアンテナの別の一例として対応する単相入出力型のアンテナであり、デュプレクサ３３０２は、本発明の第３のデュプレクサの一例として対応し、その送信入力端子が平衡入力型であり、そのアンテナ入出力端子が単相入出力型であり、その受信出力端子が単相出力型である。受信回路３３０３は、その入力端子が単相型であり、送信回路３３０４は、その出力端子が平衡型であり、差動送信信号を出力する。図２４にデュプレクサ３３０２の構成例を示す。
【０１３５】
図２４において、移相器２２０１＋は本発明の第７の移相器に対応し、移相器２２０１−は本発明の第８の移相器に対応し、移相器２２０２＋は本発明の第９の移相器に対応し、移相器２２０２−は本発明の第１０の移相器に対応し、移相器２２０３＋は本発明の第１１の移相器に対応し、移相器２２０３−は本発明の第１２の移相器に対応する。
【０１３６】
アンテナ３３０１で受信された受信信号は、移相器２２０１＋、２２０１−および移相器２２０２＋、２２０２−をそれぞれ介して受信回路３３０３に入力される。送信回路３３０４より出力された送信信号は、移相器２２０３＋、２２０３−および移相器２２０１＋、２２０１−をそれぞれ介してアンテナ３３０１に入力される。
【０１３７】
次にデュプレクサ３３０２の動作についてさらに詳しく説明する。移相器２２０１＋、２２０１−、２２０２＋、２２０２−、２２０３＋、２２０３−の位相変化量をΦＡＮＴ１、ΦＡＮＴ２、ΦＲＸ１、ΦＲＸ２、ΦＴＸ１、ΦＴＸ２とすると、各位相変化量には次のような関係を持つ。
【０１３８】
（数４）
ΦＡＮＴ１  −  ΦＡＮＴ２  ＝−９０°            （４）
ΦＲＸ１  −  ΦＲＸ２  ＝９０°                （５）
ΦＴＸ１  −  ΦＴＸ２  ＝−９０°              （６）
これにより、アンテナ３３０１で受信された単相受信信号は、単相信号として受信回路３３０３に入力される。また、送信回路３３０４より出力された差動送信信号も、単相信号としてアンテナ３３０１に入力される。さらに、送信回路３３０４より出力された差動送信信号は、相殺されて受信回路３３０３へ入力される。
【０１３９】
このように、図２０に示す無線通信装置は、受信信号は単相信号で受信回路３３０３に入力し、送信信号を差動信号でデュプレクサ３３０２に入力する回路構成を用いることにより、受信回路３３０３における消費電流を増加させることなく同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる。また、送信回路３３０４からの雑音による受信感度劣化を低減することができる。
【０１４０】
なお、受信回路３３０３において、低雑音増幅器１０５、ダウンミキサ１０７の同相除去比が十分に大きい場合、段間フィルタ１０６を用いない構成としてもよい。このとき、ＩＣ化の困難な段間フィルタ１０６を用いないため、無線ＩＣの１チップ化が容易となり、無線部の小型化が可能となる。この構成は特にダイレクトコンバージョン方式の場合に有効である。
【０１４１】
また、本発明実施の形態５の無線通信装置は送信回路３３０４から出力された受信信号の周波数帯の雑音もデュプレクサ３３０２の単相受信出力において互いに打ち消し合う。そのため、送信回路３３０４からの雑音による受信感度劣化を低減できる。
【０１４２】
また、移相器２２０１＋、２２０１−、２２０２＋、２２０２−、２２０３＋、２２０３−の代わりに式（４）−（６）の位相関係を満たすフィルタを用いてもよい。
【０１４３】
図２４の回路を具体的に実現するものとして図２１に示す構成を用いてもよい。図２１において、線路３４０１、線路３４０２は、それぞれ図２４における移相器２２０１＋、２２０１−に対応し、線路３４０１と線路３４０２の線路長差は１／４波長である。線路３４０３は、１／４波長線路であり、バンドパスフィルタ３４０４は、送信周波数帯域の信号に対して十分に低いインピーダンスを有し、受信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。線路３４０３およびバンドパスフィルタ３４０４は、図２４に示す移相器２２０２＋に対応する。バンドパスフィルタ３４０５は、送信周波数帯域の信号に対して十分高いインピーダンスを有し、受信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。このバンドパスフィルタ３４０５は、図２４に示す移相器２２０２−に対応する。バンドパスフィルタ３４０６は、受信周波数帯域の信号に対して十分高いインピーダンスを有し、送信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。このバンドパスフィルタ３４０６は、図２４に示す移相器２２０３＋に対応する。バンドパスフィルタ３４０８は、受信周波数帯域の信号に対して十分低いインピーダンスを有し、送信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。線路３４０７は、１／４波長線路である。バンドパスフィルタ３４０８および線路３４０７は、図２４に示す移相器２２０３−に対応する。
【０１４４】
このような構成の回路を用いることにより、ノードＢ１、Ｂ２から見た送信周波数帯域における受信回路３３０３側のインピーダンスが十分高くなり、送信回路３３０４からアンテナ３３０１へ送信された信号の損失が低減される。さらに、ノードＢ１、Ｂ２から見た、受信信号帯域における送信回路３３０４側のインピーダンスが十分高くなり、アンテナ３３０１から受信回路３３０３へ受信された信号の損失が低減される。
【０１４５】
（実施の形態６）
図２２は本発明の実施の形態６に係る無線通信装置の回路図である。同図において、アンテナ１６０１＋は、本発明の第４のアンテナの一例であり、アンテナ１６０１−は、本発明の第５のアンテナの一例である。デュプレクサ１６０２は、受信出力端子が単相出力型であり、送信入力端子が平衡入力型であり、アンテナ入出力端子が平衡入力・平衡出力として別端子で構成されている本発明の第４のデュプレクサの一例である。
【０１４６】
図２２に示す無線通信装置では、図１と同様に基地局から送信された無線周波信号をアンテナ１６０１＋、１６０１−で受信したのち、デュプレクサ１６０２に入力される。さらに、デュプレクサ１６０２から出力した信号を、本発明の第２の受信装置の一例である受信回路１６０３に入力し、ここでベースバンド信号に変換する。また送信ベースバンド信号を、所定の信号処理を施したのち、本発明の第３の送信装置の一例である送信回路１６０４に入力し、ここで無線周波数に変換しかつ所定の送信電力に増幅したのち、デュプレクサ１６０２に入力する。さらに、この信号をデュプレクサ１６０２より出力してアンテナ１６０１＋、１６０１−から基地局へ向け送信するように構成されている。また、デュプレクサ１６０２に入力された送信信号の一部が受信回路１６０３にリークする。
【０１４７】
本発明の実施の形態６の無線通信装置の動作について、さらに詳しく説明する。アンテナ１６０１＋、１６０１−で受信された所望受信信号は同相信号としてデュプレクサ１６０２に入力され、デュプレクサ１６０２で単相信号となって受信回路１６０３に入力される。その一方、送信回路１６０４から出力される送信信号はデュプレクサ１６０２より差動信号としてアンテナ１６０１＋、１６０１−に出力される。ここで、送信信号が差動信号であり、単相受信出力において互いに打ち消し合うため、デュプレクサ１６０２からの送信信号リークは単相信号の場合に比べて減衰できる。
【０１４８】
このように図２２に示す無線通信装置は、受信信号は単相信号で受信回路１６０３に入力し、送信信号を差動信号でデュプレクサ１６０２に入力する回路構成を用いることにより、受信回路１６０３における消費電流を増加させることなく同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる。
【０１４９】
また、本発明実施の形態６の無線通信装置は送信回路１６０４から出力された受信信号の周波数帯の雑音もデュプレクサ１６０２の単相受信出力において互いに打ち消し合う。そのため、送信回路１６０４からの雑音による受信感度劣化を低減できる。
【０１５０】
このように図２２に示す無線通信装置は、受信信号は単相信号で受信回路１６０３に入力し、送信信号を差動信号でデュプレクサ１６０２に入力する回路構成を用いることにより、送信回路１６０４からの雑音による受信感度劣化を低減することができる。
【０１５１】
なお、受信回路１６０３において、低雑音増幅器１０５、ダウンミキサ１０７の同相除去比が十分に大きい場合、段間フィルタ１０６を用いない構成としてもよい。このとき、ＩＣ化の困難な段間フィルタ１０６を用いないため、無線ＩＣの１チップ化が容易となり、無線部の小型化が可能となる。この構成は特にダイレクトコンバージョン方式の場合に有効である。
【０１５２】
なお、アンテナ１６０１＋、１６０１−として図１６に示すアンテナの受信出力を送信入力に、送信入力を受信出力にした構成を用いてもよい。
【０１５３】
また、デュプレクサ１６０２として、図２９、図３０に示すデュプレクサの受信出力を送信入力に、送信入力を受信出力にした構成を用いてもよい。
【０１５４】
（実施の形態７）
図２３は本発明の実施の形態７に係る無線通信装置の回路図である。図２３において、図２２に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。同図において、アンテナ１７０１＋は、本発明の第４のアンテナの別の一例であり、アンテナ１７０１−は、本発明の第５のアンテナの別の一例である。デュプレクサ１７０２は、送信入力端子が単相入力型、受信出力端子が平衡出力型、アンテナ入出力端子が平衡入出力型で構成されている本発明の第４のデュプレクサの別の一例である。
【０１５５】
図２３に示す無線通信装置では、図１と同様に基地局から送信された無線周波信号をアンテナ１７０１＋、１７０１−で受信したのち、デュプレクサ１７０２に入力される。さらに、デュプレクサ１７０２から出力した信号を受信回路１６０３に入力し、ここでベースバンド信号に変換する。また送信ベースバンド信号を、所定の信号処理を施したのち送信回路１６０４に入力し、ここで無線周波数に変換しかつ所定の送信電力に増幅したのち、デュプレクサ１７０２に入力する。さらに、この信号をデュプレクサ１７０２より出力してアンテナ１７０１＋、１７０１−から基地局へ向け送信するように構成されている。
【０１５６】
本発明の実施の形態７の無線通信装置の動作について、さらに詳しく説明する。アンテナ１７０１＋、１７０１−で受信された所望受信信号は同相信号としてデュプレクサ１７０２に入力され、デュプレクサ１７０２で単相信号となって受信回路１６０３に入力される。その一方、送信回路１６０４から出力される送信信号はデュプレクサ１７０２より差動信号としてアンテナ１７０１＋、１７０１−に出力される。ここで、送信信号が差動信号であり、単相受信出力において互いに打ち消し合うため、デュプレクサ１７０２からの送信信号リークは単相信号の場合に比べて減衰できる。
【０１５７】
このように図２３に示す無線通信装置は、受信信号は単相信号で受信回路１６０３に入力し、送信信号を差動信号でデュプレクサ１７０２に入力する回路構成を用いることにより、受信回路１６０３における消費電流を増加させることなく同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる。
【０１５８】
なお、受信回路１６０３において、低雑音増幅器１０５、ダウンミキサ１０７の同相除去比が十分に大きい場合、段間フィルタ１０６を用いない構成としてもよい。このとき、ＩＣ化の困難な段間フィルタ１０６を用いないため、無線ＩＣの１チップ化が容易となり、無線部の小型化が可能となる。この構成は特にダイレクトコンバージョン方式の場合に有効である。
【０１５９】
また、本発明実施の形態７の無線通信装置は送信回路１６０４から出力された受信信号の周波数帯の雑音もデュプレクサ１７０２の単相受信出力において互いに打ち消し合う。そのため、送信回路１６０４からの雑音による受信感度劣化を低減できる。
【０１６０】
このように図２３に示す無線通信装置は、受信信号は単相信号で受信回路１６０３に入力し、送信信号を差動信号でデュプレクサ１６０２に入力する回路構成を用いることにより、送信回路１６０４からの雑音による受信感度劣化を低減することができる。
【０１６１】
なお、アンテナ１７０１＋、１７０１−として図１９に示すアンテナを用いてもよい。
【０１６２】
なお、デュプレクサ１７０２として、図２９、図３０（ａ）、（ｂ）のＰｒｘｉｎ＋とＰｔｘｏｕｔ＋、およびＰｒｘｉｎ−とＰｔｘｏｕｔ−をそれぞれ接続し、受信出力を送信入力に、送信入力を受信出力にした構成を用いてもよい。
【０１６３】
（実施の形態８）
図２５は本発明の実施の形態８に係る無線通信装置の回路図である。同図において、アンテナ２３０１＋は、本発明の第６のアンテナの一例であり、アンテナ２３０１−は、本発明の第７のアンテナの一例である。デュプレクサ２３０２は、受信出力端子が平衡入力、送信入力端子が平衡出力、アンテナ入出力端子が平衡入出力で構成されている本発明の第５のデュプレクサの一例である。２３０３は差動入力の本発明の第１の受信装置の別の一例である受信回路、２３０４は、本発明の第３の送信装置の一例である差動出力の送信回路である。
【０１６４】
図２５に示す無線通信装置では、図１と同様に基地局から送信された無線周波信号をアンテナ２３０１＋、２３０１−で受信したのちデュプレクサ２３０２を介して受信回路２３０３に入力し、ここでベースバンド信号に変換する。また送信ベースバンド信号を、所定の信号処理を施したのち送信回路２３０４に入力し、ここで無線周波数に変換しかつ所定の送信電力に増幅したのち、デュプレクサ２３０２を介してアンテナ２３０１から基地局へ向け送信するように構成されている。また、デュプレクサ２３０２に入力された送信信号の一部が受信回路２３０３にリークする。
【０１６５】
本発明の実施の形態８の無線通信装置の動作について、さらに詳しく説明する。アンテナ２３０１＋、２３０１−で受信された所望受信信号は差動信号としてデュプレクサ２３０２に入力され、さらに受信回路２３０３に入力される。その一方、送信回路２３０４から出力される送信信号はデュプレクサ２３０２より差動信号としてアンテナ２３０１＋、２３０１−に出力され、またその一部はデュプレクサ２３０２から同相信号として受信回路２３０３にリークする。ここで受信回路２３０３、特に低雑音増幅器１０５、段間フィルタ１０６、ダウンミキサ１０７として同相除去比（ＣＭＲＲ：Ｃｏｍｍｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  Ｒａｔｉｏ）の大きい回路構成を用いる。その結果、受信回路２３０３の低雑音増幅器１０５およびダウンミキサ１０７において、差動信号である受信信号の利得に比べて同相信号である送信信号リークの利得を小さくできる。また、段間フィルタ１０６において同相信号である送信信号リークを単相のフィルタと比較して大きく減衰できる。
【０１６６】
このように図２５に示す無線通信装置は、受信信号は差動信号で受信回路２３０３に入力し、送信信号リークは同相信号で受信回路２３０３に入力する回路構成を用い、受信回路２３０３に同相除去比の大きな回路を用いることにより、受信回路２３０３における消費電流を増加させることなく同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる。
【０１６７】
なお、受信回路２３０３において、低雑音増幅器１０５、ダウンミキサ１０７の同相除去比が十分に大きい場合、段間フィルタ１０６を用いない構成としてもよい。このとき、ＩＣ化の困難な段間フィルタ１０６を用いないため、無線ＩＣの１チップ化が容易となり、無線部の小型化が可能となる。この構成は特にダイレクトコンバージョン方式の場合に有効である。
【０１６８】
図２６にデュプレクサ２３０２の構成例を示す。
【０１６９】
図２６において、移相器２４０１＋は本発明の第１３の移相器に対応し、移相器２４０１−は本発明の第１４の移相器に対応し、移相器２４０２＋は本発明の第１５の移相器に対応し、移相器２４０２−は本発明の第１６の移相器に対応し、移相器２４０３＋は本発明の第１７の移相器に対応し、移相器２４０３−は本発明の第１８の移相器に対応する。
【０１７０】
アンテナ２３０１＋、２３０１−で受信された受信信号は、２４０１＋、２４０１−および２４０２＋、２４０２−をそれぞれ介して受信回路２３０３に入力される。送信回路２３０４より出力された送信信号は、移相器２４０３＋、２４０３−および２４０１＋、２４０１−をそれぞれ介してアンテナ２３０１＋、２３０１−に入力される。
【０１７１】
次に本発明のデュプレクサの動作についてさらに詳しく説明する。移相器２４０１＋、２４０１−、２４０２＋、２４０２−、２４０３＋、２４０３−の位相変化量をΦＡＮＴ１、ΦＡＮＴ２、ΦＲＸ１、ΦＲＸ２、ΦＴＸ１、ΦＴＸ２とすると、各位相変化量には次のような関係を持つ。
【０１７２】
（数５）
ΦＡＮＴ１  −  ΦＡＮＴ２  ＝−９０°            （７）
ΦＲＸ１  −  ΦＲＸ２  ＝９０°                （８）
ΦＴＸ１  −  ΦＴＸ２  ＝９０°                （９）
これにより、アンテナ２３０１＋、２３０１−で受信された差動受信信号は、差動信号として受信回路２３０３に入力される。また、送信回路２３０４より出力された差動送信信号も、差動信号としてアンテナ２３０１＋、２３０１−に入力される。さらに、送信回路２３０４より出力された差動送信信号は、同相信号として受信回路２３０３へ入力される。
【０１７３】
このような構成をとることにより、アンテナから受信された信号を差動信号として受信回路に出力し、送信回路の出力信号のリークを同相信号として受信回路に出力するデュプレクサが実現できる。また、その結果、同時送受信時の受信感度劣化を低減することができる。
【０１７４】
図２６の回路を具体的に実現するものとして図２７に示す構成を用いてもよい。図２７において、線路３５０１、線路３５０２は、それぞれ図２６における移相器２４０１＋、２４０１−に対応し、線路３５０１と線路３５０２の線路長差は１／４波長である。線路３５０３は、１／４波長線路であり、バンドパスフィルタ３５０４は、送信周波数帯域の信号に対して十分に低いインピーダンスを有し、受信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。線路３５０３およびバンドパスフィルタ３５０４は、図２６に示す移相器２４０２＋に対応する。バンドパスフィルタ３５０５は、送信周波数帯域の信号に対して十分高いインピーダンスを有し、受信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。このバンドパスフィルタ３５０５は、図２６に示す移相器２４０２−に対応する。線路３５０６は、１／４波長線路であり、バンドパスフィルタ３５０７は、受信周波数帯域の信号に対して十分低いインピーダンスを有し、送信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。線路３５０６およびバンドパスフィルタ３５０７は、図２６に示す移相器２４０３＋に対応する。バンドパスフィルタ３５０８は、受信周波数帯域の信号に対して十分高いインピーダンスを有し、送信周波数帯域の信号を通過させる特性を有する。このバンドパスフィルタ３５０８は、図２６に示す移相器２４０３−に対応する。
【０１７５】
このような構成の回路を用いることにより、ノードＣ１、Ｃ２から見た送信周波数帯域における受信回路２３０３側のインピーダンスが十分高くなり、送信回路２３０４からアンテナ２２３０１＋、２３０１−へ送信された信号の損失が低減される。さらに、ノードＣ１、Ｃ２から見た、受信周波数帯域における送信回路２３０４側のインピーダンスが十分高くなり、アンテナ２３０１＋、２３０１−から受信回路２３０３へ受信された信号の損失が低減される。
【０１７６】
なお、移相器２４０１＋、２４０１−、２４０２＋、２４０２−、２４０３＋、２４０３−の代わりに式（７）−（９）の位相関係を満たすフィルタを用いてもよい。
【０１７７】
なお、受信回路２３０３の中に図５に示す低雑音増幅器１０５、図８に示すフィルタ、図１０に示すダウンミキサ１０７を用いてもよい。
（実施の形態９）
本発明の実施の形態９の無線通信装置を図２８に示す。図２８に示す無線通信装置の構成は、デュプレクサ３００２が異なる点以外は、図１３に示す無線通信装置と同様の構成であり、説明を省略する。
【０１７８】
本発明の第６のデュプレクサに一例として対応するデュプレクサ３００２には送信信号の受信回路へのリークを低減する役割と共に、受信信号の一部が送信回路にリークすることによる送信信号の雑音特性の劣化を防ぐ役割がある。このようなデュプレクサ３００２の構成の一例を図２９に示す。図２９において、１３２１＋、１３２１−は、本発明の第３の帯域通過フィルタ、第４の帯域通過フィルタの一例である。送信回路２０４から出力された送信信号はフィルタ１３２１＋、１３２１−に分配される。フィルタ１３２１＋、１３２１−から出力された送信信号はアンテナ１１０１＋、１１０１−にそれぞれ入力される。
【０１７９】
フィルタ１３２１＋、１３２１−は送信信号の周波数帯の信号を選択的に通過させる。このとき、受信信号の周波数帯の差動信号に対するフィルタ１３２１＋、１３２１−の入力インピーダンスは送信信号の周波数帯の同相信号に対する入力インピーダンスと比べて十分高いものとする。
【０１８０】
このような構成をとることにより、アンテナ１１０１＋、１１０１−で送信信号を送信する時に、アンテナ１１０１＋、１１０１−に入力ノードＰｘｒｉｎ＋、Ｐｘｒｉｎ−を接続することによる送信信号の損失を低減したデュプレクサを実現できる。さらに、アンテナ１１０１＋、１１０１−で受信信号を受信する時に、アンテナ１１０１＋、１１０１−に出力ノードＰｔｘｏｕｔ＋、Ｐｔｘｏｕｔ−を接続することによる受信信号の損失を低減したデュプレクサを実現できる。
【０１８１】
デュプレクサ３００２の別の構成例を図３０(a)に示す。１３０１、１３０２はフィルタ、１３０３＋、１３０３−は受信信号の周波数帯における４分の１波長線路である。アンテナ１１０１＋、１１０１−で受信された所望受信信号はフィルタ１３０１を介して受信回路１０３に入力される。送信回路２０４から出力された送信信号はフィルタ１３０２を介して４分の１波長線路１３０３＋、１３０３−に分配される。４分の１波長線路１３０３＋、１３０３−から出力された送信信号はアンテナ１１０１＋、１１０１−にそれぞれ入力される。
【０１８２】
フィルタ１３０２を介して入力された送信信号は同相信号であるため、１／４波長線路１３０３＋、１３０３−を介して出力ノードＰｔｘｏｕｔ＋、Ｐｔｘｏｕｔ−からアンテナ１１０１＋、１１０１−に出力される。
【０１８３】
一方、アンテナ１１０１＋、１１０１−で受信された受信信号は入力ノードＰｘｒｉｎ＋、Ｐｘｒｉｎ−よりフィルタ１３０１を介して受信回路に入力される一方で、その一部が出力ノードＰｔｘｏｕｔ＋、Ｐｔｘｏｕｔ−にリークする。このとき受信信号は差動信号であるため、１／４波長線路１３０３＋、１３０３−の接続点は仮想接地とみなせる。さらに４分の１波長線路１３０３＋、１３０３−の長さが受信信号の周波数帯の４分の１波長であることから、出力ノードＰｔｘｏｕｔ＋、Ｐｔｘｏｕｔ−から送信回路側を見たインピーダンスは非常に高くなり、受信信号の送信回路１０４へのリークは大きく低減される。
【０１８４】
この構成により、安価な１／４波長線路１３０３＋、１３０３−と１つのフィルタ１３０２で送信側の回路が構成できる。
【０１８５】
デュプレクサ３００２の別の構成例を図３０（ｂ）に示す。送信回路２０４から出力された送信信号はフィルタ１３０２を介してインダクタ１３３３＋、およびインダクタ１３３３−に分配される。インダクタ１３３３＋とインダクタ１３３３−の間にキャパシタ１３３４が接続されているが、同相信号である送信信号には影響を与えない。インダクタ１３３３＋とインダクタ１３３３−から出力された送信信号はアンテナ１１０１＋、１１０１−にそれぞれ入力される。
【０１８６】
一方、アンテナで受信され出力ノードＰｔｘｏｕｔ＋、Ｐｔｘｏｕｔ−にリークしてきた受信信号は差動信号である。そのため、キャパシタ１３３４の影響を受ける。具体的にはキャパシタ１３３４は、キャパシタ１３３４を構成する電極間の中心で仮想接地されたキャパシタとみなすことができる。その場合、出力ノードＰｔｘｏｕｔ＋、Ｐｔｘｏｕｔ−にそれぞれキャパシタ１３３４の倍の容量のキャパシタが接続され、それらの倍の容量のキャパシタが直列に接続されていることと等価である。またインダクタ１３３３＋とインダクタ１３３３−の接続点も仮想接地点とみなせる。ここで、インダクタ１３３３＋とキャパシタ１３３４の倍の容量のキャパシタの共振周波数を受信信号の周波数に設計する。これにより、出力ノードＰｔｘｏｕｔ＋から送信回路２０４側を見たインピーダンスは非常に高くなり、受信信号の送信回路へのリークは大きく低減される。同様にＰｔｘｏｕｔ−における受信信号の送信回路２０４へのリークも大きく低減される。
【０１８７】
この構成により、インダクタとキャパシタによる安価で小型のデュプレクサ３００２が実現できる。
なおインダクタ１３３３＋、１３３３−の代わりにキャパシタ、キャパシタ１３３４の代わりにインダクタを用いてもよい。
【０１８８】
また、キャパシタ１３３４の代わりに、インダクタ１３３３＋、１３３３−とそれぞれ並列に接続されるキャパシタが用いられてもよい。
【０１８９】
また、上記において、受信信号の周波数帯の差動信号に対するフィルタ１３２１＋、１３２１−の入力インピーダンスは送信信号の周波数帯の同相信号に対する入力インピーダンスと比べて少しでも高ければ、程度の差はあるが上記と同様の効果を得ることができる。
【０１９０】
なお図２９、図３０(a)、(b)のデュプレクサにおいて、図１８に示すようなアンテナに接続する場合には、Ｐｔｘｏｕｔ＋とＰｘｒｉｎ＋、Ｐｔｘｏｕｔ−とＰｘｒｉｎ−をそれれぞれ接続した構成を用いればよい。
【０１９１】
なお、以上までの説明において、同相信号には、厳密に同相の信号でなく、実質上同相信号である場合も含まれる。また、差動信号には、厳密に差動の信号ではなく、実質上差動信号である場合も含まれる。そのような場合も、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９２】
本発明によれば、同時送受信時の受信感度劣化、または送信感度劣化を低減することができ、無線通信装置、無線通信方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【図１】本発明の実施の形態１における無線通信装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における無線通信装置の動作を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における無線通信装置のデュプレクサの構成例を示す回路図
【図４】本発明の実施の形態１における無線通信装置のデュプレクサの構成例を示す回路図
【図５】本発明の実施の形態１における無線通信装置の受信回路の低雑音増幅器の回路例を示す図
【図６】(ａ）本発明の実施の形態１における無線通信装置の受信回路の低雑音増幅器のＳパラメータ差動成分および同相成分に対するＳ１１（ａ）を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における無線通信装置の受信回路の低雑音増幅器の差動成分および同相成分に対するＳ２１（ｃ）を示す図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態１における無線通信装置の受信回路の低雑音増幅器の別の回路例の一部を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における無線通信装置の受信回路の低雑音増幅器の別の回路例の一部を示す図
【図８】本発明の実施の形態１における無線通信装置の受信回路のフィルタの回路例を示す図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態１における無線通信装置の受信回路のフィルタの別の回路例の一部を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における無線通信装置の受信回路のフィルタの別の回路例の一部を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１における無線通信装置の受信回路のダウンミキサの回路例を示す図
【図１１】本発明の実施の形態２における無線通信装置の構成を示す図
【図１２】本発明の実施の形態２における無線通信装置の位相器の回路例を示す図
【図１３】本発明の実施の形態３における無線通信装置の構成を示す図
【図１４】（ａ）本発明の実施の形態３における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図（ｂ）本発明の実施の形態３における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図（ｃ）本発明の実施の形態３における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図
【図１５】（ａ）本発明の実施の形態３における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図（ｂ）本発明の実施の形態３における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図（ｃ）本発明の実施の形態３における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図
【図１６】（ａ）本発明の実施の形態３における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図（ｂ）本発明の実施の形態３における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図（ｃ）本発明の実施の形態３における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図
【図１７】本発明の実施の形態４における無線通信装置の構成を示す図
【図１８】（ａ）本発明の実施の形態４における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図（ｂ）本発明の実施の形態４における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図（ｃ）本発明の実施の形態４における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図
【図１９】（ａ）本発明の実施の形態４における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図（ｂ）本発明の実施の形態４における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図（ｃ）本発明の実施の形態４における無線通信装置のアンテナの構成例を示す図
【図２０】本発明の実施の形態５における無線通信装置の構成を示す図
【図２１】本発明の実施の形態５における無線通信装置のデュプレクサの構成例を示す回路図
【図２２】本発明の実施の形態６における無線通信装置の構成を示す図
【図２３】本発明の実施の形態７における無線通信装置の構成を示す図
【図２４】本発明の実施の形態５における無線通信装置のデュプレクサの構成を示す図
【図２５】本発明の実施の形態８における無線通信装置の構成を示す図
【図２６】本発明の実施の形態８における無線通信装置のデュプレクサの構成例を示す図
【図２７】本発明の実施の形態８における無線通信装置のデュプレクサの構成を示す図
【図２８】本発明の実施の形態９における無線通信装置の構成を示す図
【図２９】本発明の実施の形態９における無線通信装置のデュプレクサの構成例を示す回路図
【図３０】（ａ）本発明の実施の形態９における無線通信装置のデュプレクサの構成例を示す回路図（ｂ）本発明の実施の形態９における無線通信装置のデュプレクサの構成例を示す回路図
【図３１】従来の無線通信装置の構成を示す図
【図３２】従来の無線通信装置における送信妨害波リークレベルと低雑音増幅器の雑音指数の関係を示す図
【図３３】従来の無線通信装置における送信妨害波リークレベルと低雑音増幅器の利得の関係を示す図
【図３４】従来の無線通信装置におけるＱＰＳＫ変調波の位相遷移を示す図
【図３５】従来の無線通信装置における大電力変調妨害波による混変調妨害のメカニズムを示す図
【符号の説明】
【０１９４】
１０１、１１０１＋、１１０１−、１４０１＋、１４０１−、１６０１＋、１６０１−、１７０１＋、１７０１−  アンテナ
１０２、９０２、１１０２、１４０２、１６０２、１７０２  デュプレクサ
１０３、１６０３  受信回路
１０４、１６０４  送信回路
９０５  移相器
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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