(57)【要約】     【課題】  送信時の２倍波スプリアス放射を抑えつつ、送受信ともアンテナダイバーシティを可能にでき、回路部品の共用化が可能な高周波フロントエンド回路を提供する。    【解決手段】  この高周波フロントエンド回路では、第１端子１１０Ａと第２端子１１０Ｂの両方もしくは一方を第３端子１１０Ｃと第４端子１１０Ｄの両方もしくは一方に一対一に接続する第１のスイッチ部１１０を備え、第１端子１２０Ａと第２端子１２０Ｂの両方もしくは一方を第３端子１２０Ｃと第４端子１２０Ｄの両方もしくは一方に一対一に接続する第２のスイッチ部１２０を備えた。これにより、１つの広帯域送信アンプ１０３と１つの広帯域受信アンプ１０４でもって、送信時のスプリアス放射を抑えつつ、２.５ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の２つの周波数帯の信号を送,受信でき、かつ、第１,第２のアンテナ１０５,１０６によるアンテナダイバーシティを実現できる。【選択図】  図１
2005260784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数帯と第２の周波数帯のうちのいずれか一つを選択して通信を行うＴＤＤ方式の高周波フロントエンド回路であって、
第１のアンテナと、
第２のアンテナと、
上記第１の周波数帯に対応した通過帯域を有する第１のフィルタと、
上記第２の周波数帯に対応した通過帯域を有する第２のフィルタと、
１つの送信アンプと、
１つの受信アンプと、
第１の端子が上記受信アンプの入力端子に接続され、第２の端子が上記送信アンプの出力端子に接続され、第３の端子が上記第１のフィルタの一端側に接続され、第４の端子が上記第２のフィルタの一端側に接続されると共に上記第１の端子と上記第２の端子の両方もしくは一方を上記第３の端子と上記第４の端子の両方もしくは一方に一対一に接続する第１のスイッチ部と、
第１の端子が上記第２のフィルタの他端側に接続され、第２の端子が上記第１のフィルタの他端側に接続され、第３の端子が上記第１のアンテナに接続され、第４の端子が上記第２のアンテナに接続されると共に上記第１の端子と上記第２の端子の両方もしくは一方を上記第３の端子と上記第４の端子の両方もしくは一方に一対一に接続する第２のスイッチ部と
を備えることを特徴とする高周波フロントエンド回路。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波フロントエンド回路において、
上記第２の周波数帯は、上記第１の周波数帯に比べて略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯を含むか、もしくは、上記略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯の近傍の周波数帯であり、
上記第１、第２のスイッチ部は、それぞれ、第１乃至第４の４つの１極１投型スイッチを有し、
上記第１端子と第３端子との間に第１の１極１投型スイッチが接続され、上記第３の端子と第２の端子との間に第２の１極１投型スイッチが接続され、上記第２の端子と第４の端子との間に第３の１極１投型スイッチが接続され、上記第４の端子と第１の端子との間に第４の１極１投型スイッチが接続されており、
上記第１の周波数帯と上記第１のアンテナを用いて通信を行う場合は、上記第１および第２のスイッチ部が有する第１、第２、第３、第４の１極１投型スイッチを、それぞれ、オフ、オン、オフ、オフとする一方、
上記第１の周波数帯と上記第２のアンテナを用いて通信を行う場合は、上記第１のスイッチ部が有する第１、第２、第３、第４の１極１投型スイッチを、それぞれ、オフ、オン、オフ、オフとすると共に、上記第２のスイッチ部が有する第１、第２、第３、第４の１極１投型スイッチを、それぞれ、オフ、オフ、オン、オフとするスイッチ制御部を備えたことを特徴とする高周波フロントエンド回路。
【請求項３】
請求項１に記載の高周波フロントエンド回路において、
上記第２の周波数帯は、上記第１の周波数帯に比べて略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯を含むか、もしくは、上記略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯の近傍の周波数帯であり、
上記第２のフィルタと上記第１のスイッチ部の第４の端子との間に直列に接続された直列１極１投型スイッチと、上記第２のフィルタと上記第２のスイッチ部の第１の端子との間に直列に接続された直列１極１投型スイッチとのうちの少なくとも一方の直列１極１投型スイッチを備え、
上記第１の周波数帯で送信を行う場合には、上記直列１極１投型スイッチをオフにする一方、上記第２の周波数帯で送信または受信を行う場合には、上記直列１極１投型スイッチをオンにする直列スイッチ制御部を備えたことを特徴とする高周波フロントエンド回路。
【請求項４】
請求項１に記載の高周波フロントエンド回路において、
上記第２の周波数帯は、上記第１の周波数帯に比べて略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯を含むか、もしくは、上記略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯の近傍の周波数帯であり、
上記第２のフィルタと上記第１のスイッチ部の第４の端子との間を接続する接続線とグランドとの間に接続された並列１極１投型スイッチと、上記第２のフィルタと上記第２のスイッチ部の第１の端子との間を接続する接続線とグランドとの間に接続された並列１極１投型スイッチとのうちの少なくとも一方の並列１極１投型スイッチを備え、
上記第１の周波数帯で送信を行う場合には、上記並列１極１投型スイッチをオンにする一方、上記第２の周波数帯で送信あるいは受信を行う場合には、上記並列１極１投型スイッチをオフにする並列スイッチ制御部とを備えたことを特徴とする高周波フロントエンド回路。
【請求項５】
請求項１に記載の高周波フロントエンド回路と、
アップダウンコンバータ回路とを備え、
上記高周波フロントエンド回路と上記アップダウンコンバータ回路とは、高周波信号を伝達する１本の送信信号線と１本の受信信号線とによって接続されており、
上記第１、第２の周波数帯のうちのいずれか一方の周波数帯の信号を選択して通信を行うことを特徴とする高周波通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信装置の高周波フロントエンド部をなす高周波フロントエンド回路および高周波通信装置に関する。本発明は、一例として、ＩＥＥＥ８０２.１１規格の無線ＬＡＮのような、ＴＤＤ(タイム・ドメイン・デュプレックス(Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｄｕｐｌｅｘ))方式かつアンテナダイバーシティ方式の無線通信装置に用いられる高周波フロントエンド回路を主に対象としている。更に詳しい一例としては、本発明は、８０２.１１ａ規格(５ＧＨｚ帯)と８０２.１１ｂ／ｇ規格(２.４ＧＨｚ帯)の両方に対応したコンボ型の無線ＬＡＮ装置のような、略２倍離れた２つの周波数帯の両方に対応できるような無線通信装置に対応した高周波フロントエンド回路を対象としている。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＷｉＦｉの愛称でも知られるＩＥＥＥ８０２.１１規格の無線ＬＡＮ装置が、急速に普及を続けている。現在、これらの規格は、周波数帯に応じて、２.４ＧＨｚ帯を使用する８０２.１１ｂおよび８０２.１１ｇ規格と、５ＧＨｚ帯を使用する８０２.１１ａ規格とに大別されている。当初は周波数帯ごとに別々に製品化されていたが、各周波数帯が混雑し始めるに連れて、１台で両方の周波数帯に対応できるような、いわゆるコンボ型の製品が求められて来ている。
【０００３】
コンボ型無線ＬＡＮ装置の場合、最も単純に作るならば、２.４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の２つの無線通信回路を、１つの筐体の内部に並列に並べる構成になる。しかしこれでは、コストとサイズが極めて大きな装置となってしまう。このような問題について、例えば、特許文献１(特開２００３-１６９００８号公報)において、この文献中の第６図を通じて説明されている。
【０００４】
このような事情から、上記２つの周波数帯の無線通信回路間で可能な限り部品を共用化することで、コストとサイズの削減を図る工夫が重要となって来ている。以下、従来技術におけるこのような工夫の例として、３つの技術を説明する。
【０００５】
第１の従来技術は、上記特許文献１(特開２００３-１６９００８号公報)において開示されている。この技術は、特に、８０２.１１ｂ回路と８０２.１１ａ回路の間での部品共用化を目指している。
【０００６】
図１０は、上記特許文献１中の第１図を、説明がし易いように描き直した図である。図１０において、８０２.１１ｂ規格の送受信回路６１３の内部は、送信端子６０１、受信端子６０２、送信アンプ６０５、受信アンプ６０６、受信フィルタ６０９から成る。一方、８０２.１１ａ規格の送受信回路６１４の内部は、送信端子６０３、受信端子６０４、送信アンプ６０７、受信アンプ６０８、受信フィルタ６１０から成る。これら２つの送受信回路６１３、６１４の入出力は、６個のＳＰＤＴ(１極２投)型スイッチＳ６０１〜Ｓ６０６を通り、２つのアンテナ６１１、６１２から送受信される。
【０００７】
図１０の従来技術回路の動作の詳細は、上記特許文献１において開示されているため、省略する。重要な点は、この従来技術においては、８０２.１１ｂ規格と８０２.１１ａ規格の間でアンテナ部品６１１、６１２の共用化までは成功しているが、その他の部品の共用化までは成功していない点である。特に、コストが高いアンプ部品６０５〜６０８は全く共用化がされていず、４個も使用されている。
【０００８】
なお、図９は、この第１の従来技術の高周波フロントエンド部を用いた無線通信装置全体の構成の模式図であり、上記特許文献１中の第１図を、説明がし易いよう本明細書中の他の図に合わせて描き直した図である。
【０００９】
この無線通信装置では、８０２.１１ｂ信号(２.４ＧＨｚ帯)は、変復調回路５０１と、アップダウンコンバータ回路５０３と、送信信号線５０８か受信信号線５０９と、高周波フロントエンド回路５０５と、２つのアンテナ５０６、５０７のいずれかとを通って送受信される。
【００１０】
一方、８０２.１１ａ信号(５ＧＨｚ帯)は、変復調回路５０２と、アップダウンコンバータ回路５０４と、送信信号線５１０か受信信号線５１１と、高周波フロントエンド回路５０５と、２つのアンテナ５０６、５０７のいずれかとを通って送受信される。すなわち、図１０に示した従来技術の高周波フロントエンド回路では、４個のアンプ６０１〜６０４の共用化が進んでいないだけでなく、それが原因となって、無線通信装置全体として見ても変復調回路５０１、５０２やアップダウンコンバータ回路５０３、５０４の共用化が難しいという問題を抱えている。
【００１１】
次に、第２および第３の従来技術として、特許文献２(特開平９-１８３９７号公報)と特許文献３(特開平９-１１６４５８号公報)において開示されている技術を説明する。これらの従来技術は、従来の狭帯域アンプに替えて広帯域アンプを用いることで、アンテナ部品のみならずアンプ部品をも２周波間で共用化しようとしたものである。
【００１２】
しかし、これら第２,第３の従来技術はもともと８０２.１１シリーズ規格を想定して考案された技術ではないため、８０２.１１シリーズ規格向けの最適構成、特に後述の２つの問題(ダイバーシティ機能不全と２倍波スプリアス放射)については全く考慮されていない。
【００１３】
この第２の従来技術(特許文献２)と第３の従来技術(特許文献３)は、同じ発明者が同じ目的のために発明したものであり、非常に似通っている。両方を説明するのは冗長なので、２つの従来技術のうちの第３の従来技術(特許文献３)を代表として説明する。その理由は、特に８０２.１１ｂ／ｇ規格と８０２.１１ａ規格の組合わせのコンボ型無線ＬＡＮ装置を念頭に置いた場合、これら両規格とも受信ダイバーシティを行うことが半ば常識となっているためである。
【００１４】
つまり、第３の従来技術(特許文献３)は２つの周波数帯での受信ダイバーシティ機能を実現できているが、第２の従来技術(特許文献２)では一方の周波数帯(文献中では１.５ＧＨｚ)でしか受信ダイバーシティ機能を実現できていない。
【００１５】
図１１は、上記特許文献３中の第１図を、説明がし易いように描き直した図である。この特許文献３中では、１.５ＧＨｚ帯と１.９ＧＨｚ帯という２つの周波数帯で動作するよう設計されている。図１１において、１.５ＧＨｚ帯あるいは１.９ＧＨｚ帯の送信信号は、送信端子７０１から広帯域送信アンプ７０３を通り、１.５ＧＨｚ帯フィルタ７０７か１.９ＧＨｚ帯フィルタ７０８のうち周波数が合う一方のみを通り、アンテナ７０５から送信される。
【００１６】
一方、受信信号に対しては前述のように、１.５ＧＨｚ帯と１.９ＧＨｚ帯のどちらでもアンテナダイバーシティが実現されている。すなわち、２つのアンテナ７０５、７０６で受信された信号のうち一方のみが、ダイバーシティ専用のＳＰＤＴ型スイッチＳ７０２で選択され、周波数選択専用のＳＰＤＴ型スイッチＳ７０１によって１.５ＧＨｚ帯フィルタ７０９か１.９ＧＨｚ帯フィルタ７１０のどちらか一方を通り、広帯域受信アンプ７０４を通って、受信端子７０２から出力される。
【００１７】
このように、この第３の従来技術では、アンプ部品を共用化して削減し、２周波(例えば１.５ＧＨｚ帯と１.９ＧＨｚ帯)で受信ダイバーシティを実現できている。
【００１８】
しかしながら、この図１１に示す第３の従来技術をもってしても、８０２.１１ｂ／ｇ規格と８０２.１１ａ規格の組合わせに対しては、以下の２つの問題が起こってしまう。
【００１９】
第１の問題として、送信時に深刻な２倍波スプリアス放射が起こる。
【００２０】
図１３は、アンプにおける高調波スプリアス発生の様子を表す模式図である。例えば、アンプに２.５ＧＨｚの基本波が入力されると、その内部の僅かな非線形性に起因して、５.０ＧＨｚに２倍波スプリアス、７.５ＧＨｚに３倍波スプリアス、１０ＧＨｚに４倍はスプリアス、というように整数倍間隔の周波数においてスプリアス信号が発生することが知られている。この現象に対し、従来の狭帯域アンプ(例えば図１０における送信アンプ６０５)においては、アンプがゲインを有する増幅帯域が狭かったため、２倍波を含む全スプリアスが帯域外に位置していたため自然と減衰し、大きなスプリアス放射が起こることは無かった。
【００２１】
しかし、図１１に示す従来技術において使用する広帯域アンプでは、アンプがゲインを有する増幅帯域が５.０ＧＨｚ帯にまで及ぶため、図１３に示すように、２倍波スプリアスは減衰するどころか逆に増幅され、深刻なスプリアス放射を引き起こしてしまう。
【００２２】
図１１に示す回路を２.５ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の組み合わせに適用した場合に起こる問題を説明するために、図１１において２本の破線７１１、７１２を描き入れた。破線７１１は２.５ＧＨｚ帯の本来の送信信号の経路を表している。この２.５ＧＨｚ帯の本来の送信信号は、アンプ７０３で増幅された後、２.５ＧＨｚ帯フィルタ７０７を通り、アンテナ７０５から放射される。
【００２３】
一方、破線７１２は２倍波スプリアスの漏洩経路を表している。この２倍波スプリアスは、広帯域アンプ７０３で発生し増幅された後、５ＧＨｚ帯フィルタ７０８を通って漏れ、アンテナ７０５から放射される。
【００２４】
このように、図１１の従来技術では、２.４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のような略２倍離れた通信システム規格に適用した場合、２倍波スプリアス放射の発生と漏洩を防ぐ工夫が何も無い。
【００２５】
第２の問題として、図１１の従来技術は、確かに受信ダイバーシティは実現しているものの、送信ダイバーシティは全く実現されていず、そのため通信品質の改善効果が十分でない問題がある。
【００２６】
８０２.１１シリーズの規格はＴＤＤ方式であり、送信信号と受信信号は同じ周波数帯で時分割でやり取りする。また、８０２.１１シリーズの規格は、主に移動ではなく固定通信を想定しており、そのため周囲の電波伝搬環境は時間的に変化が緩やかである。そのため、もしある受信タイミングにおいて、一方のアンテナ(例えば図１１のアンテナ７０６)が他方のアンテナ７０５よりも通信品質が良好と判断されたならば、その次の瞬間に来る送信タイミングにおいても一方のアンテナ(図１１のアンテナ７０６)の方が通信品質が良好ということを意味する。即ち、最良の通信品質を実現するためには、受信ダイバーシティに合わせて表裏一体で送信ダイバーシティも実現する必要がある。
【００２７】
しかしながら、図１１の従来技術においては、既に説明したように、送信信号は常に一方のアンテナ７０５からしか放射されず、即ち送信ダイバーシティは実現不可能である。
【特許文献１】特開２００３-１６９００８号公報
【特許文献２】特開平９-１８３９７号公報
【特許文献３】特開平９-１１６４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
そこで、この発明の課題は、２つの周波数帯を使用するＴＤＤ方式の無線通信装置において、送信時の２倍波スプリアス放射を抑えつつ、送受信ともアンテナダイバーシティを可能にでき、しかも、回路部品の共用化を推し進めてコストとサイズの削減を実現することが可能な高周波フロントエンド回路および高周波通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記課題を解決するため、この発明の高周波フロントエンド回路は、第１の周波数帯と第２の周波数帯のうちのいずれか一つを選択して通信を行うＴＤＤ方式の高周波フロントエンド回路であって、
第１のアンテナと、第２のアンテナと、
上記第１の周波数帯に対応した通過帯域を有する第１のフィルタと、上記第２の周波数帯に対応した通過帯域を有する第２のフィルタと、
１つの送信アンプと、１つの受信アンプと、
第１の端子が上記受信アンプの入力端子に接続され、第２の端子が上記送信アンプの出力端子に接続され、第３の端子が上記第１のフィルタの一端側に接続され、第４の端子が上記第２のフィルタの一端側に接続されると共に上記第１の端子と上記第２の端子の両方もしくは一方を上記第３の端子と上記第４の端子の両方もしくは一方に一対一に接続する第１のスイッチ部と、
第１の端子が上記第２のフィルタの他端側に接続され、第２の端子が上記第１のフィルタの他端側に接続され、第３の端子が上記第１のアンテナに接続され、第４の端子が上記第２のアンテナに接続されると共に上記第１の端子と上記第２の端子の両方もしくは一方を上記第３の端子と上記第４の端子の両方もしくは一方に一対一に接続する第２のスイッチ部とを備えることを特徴としている。
【００３０】
この発明の高周波フロントエンド回路では、(ａ)第１のスイッチ部の第２の端子を第３の端子に接続し、第２のスイッチ部の第２の端子を第３の端子に接続することで、送信アンプが第１のフィルタを経由して第１のアンテナに接続される。これにより、送信アンプからの第１の周波数帯の信号が第１のフィルタを経由して第１のアンテナから送信される。
【００３１】
また、(ｂ)第１のスイッチ部の第２の端子を第３の端子に接続し、第２のスイッチ部の第２の端子を第４の端子に接続することで、送信アンプが第１のフィルタを経由して第２のアンテナに接続される。これにより、送信アンプからの第１の周波数帯の信号が第１のフィルタを経由して第２のアンテナから送信される。
【００３２】
また、(ｃ)第１のスイッチ部の第２の端子を第４の端子に接続し、第２のスイッチ部の第１の端子を第３の端子に接続することで、送信アンプが第２のフィルタを経由して第１のアンテナに接続される。これにより、送信アンプからの第２の周波数帯の信号が第２のフィルタを経由して第１のアンテナから送信される。
【００３３】
また、(ｄ)第１のスイッチ部の第２の端子を第４の端子に接続し、第２のスイッチ部の第１の端子を第４の端子に接続することで、送信アンプが第２のフィルタを経由して第２のアンテナに接続される。これにより、送信アンプからの第２の周波数帯の信号が第２のフィルタを経由して第２のアンテナから送信される。
【００３４】
上述の(ａ)〜(ｄ)の如く、本発明によれば、１つの送信アンプでもって、送信時のスプリアス放射を抑えつつ、第１と第２の２つの周波数帯の信号を送信でき、かつ、第１,第２のアンテナによるアンテナダイバーシティを実現できる。しかも、回路部品としての送信アンプの共用化を推し進めてコストとサイズの削減を実現できる。
【００３５】
また、(ｅ)第１のスイッチ部の第１の端子を第４の端子に接続し、第２のスイッチ部の第１の端子を第４の端子に接続することで、受信アンプが第２のフィルタを経由して第２のアンテナに接続される。これにより、第２のアンテナからの第２の周波数帯の信号を第２のフィルタを経由して受信アンプで受信できる。
【００３６】
また、(ｆ)第１のスイッチ部の第１の端子を第４の端子に接続し、第２のスイッチ部の第１の端子を第３の端子に接続することで、受信アンプが第２のフィルタを経由して第１のアンテナに接続される。これにより、第１のアンテナからの第２の周波数帯の信号を第２のフィルタを経由して受信アンプで受信できる。
【００３７】
また、(ｇ)第１のスイッチ部の第１の端子を第３の端子に接続し、第２のスイッチ部の第２の端子を第４の端子に接続することで、受信アンプが第１のフィルタを経由して第２のアンテナに接続される。これにより、第２のアンテナからの第１の周波数帯の信号を第１のフィルタを経由して受信アンプで受信できる。
【００３８】
また、(ｈ)第１のスイッチ部の第１の端子を第３の端子に接続し、第２のスイッチ部の第２の端子を第３の端子に接続することで、受信アンプが第１のフィルタを経由して第１のアンテナに接続される。これにより、第１のアンテナからの第１の周波数帯の信号を第１のフィルタを経由して受信アンプで受信できる。
【００３９】
上述の(ｅ)〜(ｈ)の如く、本発明によれば、１つの受信アンプでもって、第１,第２の２つの周波数帯の信号を受信でき、かつ、第１,第２のアンテナによるアンテナダイバーシティを実現できる。しかも、回路部品としての受信アンプの共用化を推し進めてコストとサイズの削減を実現できる。
【００４０】
したがって、本発明の高周波フロントエンド回路によれば、２つの周波数帯を使用するＴＤＤ方式の無線通信装置において、送信時の２倍波スプリアス放射を抑えつつ、送受信ともアンテナダイバーシティを可能にでき、しかも、回路部品の共用化を推し進めてコストとサイズの削減を実現することが可能になる。
【００４１】
また、一実施形態の高周波フロントエンド回路では、上記第２の周波数帯は、上記第１の周波数帯に比べて略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯を含むか、もしくは、上記略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯の近傍の周波数帯であり、
上記第１、第２のスイッチ部は、それぞれ、第１乃至第４の４つの１極１投型スイッチを有し、
上記第１端子と第３端子との間に第１の１極１投型スイッチが接続され、上記第３の端子と第２の端子との間に第２の１極１投型スイッチが接続され、上記第２の端子と第４の端子との間に第３の１極１投型スイッチが接続され、上記第４の端子と第１の端子との間に第４の１極１投型スイッチが接続されており、
上記第１の周波数帯と上記第１のアンテナを用いて通信を行う場合は、上記第１および第２のスイッチ部が有する第１、第２、第３、第４の１極１投型スイッチを、それぞれ、オフ、オン、オフ、オフとする一方、
上記第１の周波数帯と上記第２のアンテナを用いて通信を行う場合は、上記第１のスイッチ部が有する第１、第２、第３、第４の１極１投型スイッチを、それぞれ、オフ、オン、オフ、オフとすると共に、上記第２のスイッチ部が有する第１、第２、第３、第４の１極１投型スイッチを、それぞれ、オフ、オフ、オン、オフとするスイッチ制御部を備えた。
【００４２】
この実施形態の高周波フロントエンド回路では、スイッチ制御部は、上記第１の周波数帯と上記第１のアンテナを用いて通信を行う場合は、上記第１および第２のスイッチ部が有する第１、第２、第３、第４の各１極１投型スイッチを、それぞれ、オフ、オン、オフ、オフとする。これにより、送信アンプは、第１のフィルタを経由して第１のアンテナに接続される。これにより、送信アンプが出力した第１の周波数帯の信号の２倍波スプリアスを他の回路に漏洩させることなく、第１の周波数帯の信号だけを第１のフィルタを経由して第１のアンテナから送信できる。
【００４３】
また、上記スイッチ制御部は、上記第１の周波数帯と上記第２のアンテナを用いて通信を行う場合は、上記第１のスイッチ部が有する第１、第２、第３、第４の各１極１投型スイッチを、それぞれ、オフ、オン、オフ、オフとすると共に、上記第２のスイッチ部が有する第１、第２、第３、第４の各１極１投型スイッチを、それぞれ、オフ、オフ、オン、オフとする。これにより、送信アンプが出力した第１の周波数帯の信号の２倍波スプリアスを他の回路に漏洩させることなく、第１の周波数帯の信号だけを第１のフィルタを経由して他の回路に漏洩させることなく第２のアンテナから送信できる。
【００４４】
また、一実施形態の高周波フロントエンド回路では、上記第２の周波数帯は、上記第１の周波数帯に比べて略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯を含むか、もしくは、上記略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯の近傍の周波数帯であり、
上記第２のフィルタと上記第１のスイッチ部の第４の端子との間に直列に接続された直列１極１投型スイッチと、上記第２のフィルタと上記第２のスイッチ部の第１の端子との間に直列に接続された直列１極１投型スイッチとのうちの少なくとも一方の直列１極１投型スイッチを備え、
上記第１の周波数帯で送信を行う場合には、上記直列１極１投型スイッチをオフにする一方、上記第２の周波数帯で送信または受信を行う場合には、上記直列１極１投型スイッチをオンにする直列スイッチ制御部とを備えた。
【００４５】
この実施形態では、直列１極１投型スイッチが、上記第２のフィルタと上記第１のスイッチ部の第４の端子との間と上記第２のフィルタと上記第２のスイッチ部の第１の端子との間の少なくとも一方に直列に接続されている。
【００４６】
そして、上記直列スイッチ制御部は、上記第１の周波数帯で送信を行う場合には、上記直列１極１投型スイッチをオフにする。これにより、送信アンプが出力した第１の周波数帯の信号の２倍波スプリアスが第１のスイッチ部から第２のフィルタへの回路に漏洩した場合でも、この漏洩した２倍波スプリアスは上記オフ状態の直列１極１投型スイッチによって遮断される。したがって、第１の周波数帯で送信を行う場合に２倍波スプリアスが送信されることを防止できる。
【００４７】
一方、上記直列スイッチ制御部は、上記第２の周波数帯で送信または受信を行う場合には、上記直列１極１投型スイッチをオンにするから、送信アンプから第２のフィルタを経由して第２のスイッチ回路へ向かう回路が遮断されることはない。したがって、第２の周波数帯での送信を支障なく行える。
【００４８】
また、一実施形態の高周波フロントエンド回路では、上記第２の周波数帯は、上記第１の周波数帯に比べて略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯を含むか、もしくは、上記略２倍以上の略整数倍だけ高い周波数帯の近傍の周波数帯であり、
上記第２のフィルタと上記第１のスイッチ部の第４の端子との間を接続する接続線とグランドとの間に接続された並列１極１投型スイッチと、上記第２のフィルタと上記第２のスイッチ部の第１の端子との間を接続する接続線とグランドとの間に接続された並列１極１投型スイッチとのうちの少なくとも一方の並列１極１投型スイッチを備え、
上記第１の周波数帯で送信を行う場合には、上記並列１極１投型スイッチをオンにする一方、上記第２の周波数帯で送信あるいは受信を行う場合には、上記並列１極１投型スイッチをオフにする並列スイッチ制御部とを備えた。
【００４９】
この実施形態の高周波フロントエンド回路では、並列１極１投型スイッチが、上記第２のフィルタと上記第１のスイッチ部の第４の端子との間を接続する接続線と上記第２のフィルタと上記第２のスイッチ部の第１の端子との間を接続する接続線の少なくとも一方とグランドとの間に接続されている。
【００５０】
そして、上記並列スイッチ制御部は、上記第１の周波数帯で送信を行う場合には、上記並列１極１投型スイッチをオンにする。これにより、送信アンプが出力した第１の周波数帯の信号の２倍波スプリアスが第１のスイッチ部から第２のフィルタへの回路に漏洩した場合でも、この漏洩した２倍波スプリアスは上記オン状態の並列１極１投型スイッチを経由してグランドに導かれる。したがって、第１の周波数帯で送信を行う場合に２倍波スプリアスが送信されることを防止できる。
【００５１】
一方、上記第２の周波数帯で送信あるいは受信を行う場合には、並列スイッチ制御部は、並列１極１投型スイッチをオフにするから、送信アンプから第２のフィルタに向かう第２の周波数帯の信号を第２のフィルタを経由して第１もしくは第２のアンテナから送信できる。また、第１もしくは第２のアンテナで受信した第２の周波数帯の信号は、オフ状態の並列１極１投型スイッチに向かうことなく第２のフィルタを通過して受信アンプに導かれる。したがって、第２の周波数帯での送,受信が支障なく行われる。
【００５２】
また、一実施形態の高周波通信装置は、高周波フロントエンド回路と、アップダウンコンバータ回路とを備え、
上記高周波フロントエンド回路と上記アップダウンコンバータ回路とは、高周波信号を伝達する１本の送信信号線と１本の受信信号線とによって接続されており、上記第１、第２の周波数帯のうちのいずれか一方の周波数帯の信号を選択して通信を行う。
【００５３】
この実施形態の高周波通信装置では、上述の高周波フロントエンド回路を備えたことで、高周波フロントエンド回路は１本の送信信号線と１本の受信信号線とによってだけアップダウンコンバータ回路に接続されている構成になっている。この構成により、第１の周波数帯と第２の周波数帯のうちのいずれか一つを選択して通信を行う高周波通信装置において、高周波フロントエンド回路だけでなく、アップダウンコンバータ回路の回路構造も簡略化でき、コストとサイズを削減できる。
【発明の効果】
【００５４】
この発明の高周波フロントエンド回路によれば、２つの周波数帯を使用するＴＤＤ方式の無線通信装置において、送信時の２倍波スプリアス放射を抑えつつ、送受信ともアンテナダイバーシティを可能にでき、しかも、回路部品の共用化を推し進めてコストとサイズの削減を実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いてさらに具体的に詳細に説明する。
【００５６】
(第１の実施の形態)
図１に、本発明による高周波フロントエンド回路の第１実施形態の回路構成を示す。
【００５７】
図１に示すように、この第１実施形態は、１つの広帯域送信アンプ１０３と１つの広帯域受信アンプ１０４と、第１のスイッチ部１１０と、第１のフィルタとしての２.４ＧＨｚ帯フィルタ１０７と第２のフィルタとしての５ＧＨｚ帯フィルタ１０８と、第２のスイッチ部１２０と、第１のアンテナ１０５と第２のアンテナ１０６を備える。また、この第１実施形態は、上記第１、第２のスイッチ部１１０,１２０の内部接続を制御するスイッチ制御部１０９を有する。
【００５８】
上記１つの広帯域送信アンプ１０３は、入力端子が送信端子１０１に接続され、出力端子が第１のスイッチ部１１０の第２端子１１０Ｂに接続されている。また、上記１つの広帯域受信アンプ１０４は、出力端子が受信端子１０２に接続され、入力端子が第１のスイッチ部１１０の第１端子１１０Ａに接続されている。
【００５９】
また、この第１のスイッチ部１１０の第３の端子１１０Ｃは、第１のフィルタとしての２.４ＧＨｚ帯フィルタ１０７の一端側に接続され、この第１のスイッチ部１１０の第４の端子１１０Ｄは、第２のフィルタとしての５ＧＨｚ帯フィルタ１０８の一端側に接続されている。そして、上記２.４ＧＨｚ帯フィルタ１０７の他端側は、第２のスイッチ部１２０の第２端子１２０Ｂに接続されている。また、上記５ＧＨｚ帯フィルタ１０８の他端側は、第２のスイッチ部１２０の第１端子１２０Ａに接続されている。
【００６０】
また、この第２のスイッチ部１２０の第３端子１２０Ｃは、第１のアンテナ１０５に接続され、第２のスイッチ部１２０の第４端子１２０Ｄは第２のアンテナ１０６に接続されている。
【００６１】
上記第１のスイッチ部１１０は、第１〜第４の１極１投型スイッチＳ１１１〜Ｓ１１４を有する。この第１の１極１投型スイッチＳ１１１は、第１端子１１０Ａと第３端子１１０Ｃとの間に接続され、第２の１極１投型スイッチＳ１１２は、第３端子１１０Ｃと第２端子１１０Ｂとの間に接続されている。また、第３の１極１投型スイッチＳ１１３は、第２端子１１０Ｂと第４端子１１０Ｄとの間に接続され、第４の１極１投型スイッチＳ１１４は、第４端子１１０Ｄと第１端子１１０Ａとの間に接続されている。
【００６２】
一方、上記第２のスイッチ部１２０は、第１〜第４の１極１投型スイッチＳ１２１〜Ｓ１２４を有する。この第１の１極１投型スイッチＳ１２１は、第１端子１２０Ａと第３端子１２０Ｃとの間に接続され、第２の１極１投型スイッチＳ１２２は、第３端子１２０Ｃと第２端子１２０Ｂとの間に接続されている。また、第３の１極１投型スイッチＳ１２３は、第２端子１２０Ｂと第４端子１２０Ｄとの間に接続され、第４の１極１投型スイッチＳ１２４は、第４端子１２０Ｄと第１端子１２０Ａとの間に接続されている。
【００６３】
この第１実施形態では、一例として、上記第１,第２のスイッチ部１１０,１２０を、ＰＩＮダイオード製の２極２投型スイッチで構成した。このＰＩＮダイオード製の２極２投型スイッチは、大信号時の線形領域を広げるためにはダイオードに逆バイアスを掛ける都合から、例えば、図１２(Ａ),(Ｂ)に示される切り替え方法が取られる。
【００６４】
すなわち、図１２(Ａ)に示す第１の切り替え状態では、対向する２個のスイッチＳ２とＳ４をオンにすると共に、別の対向する２個のスイッチＳ１とＳ３をオフにする。ここで、このスイッチＳ２とＳ４は、それぞれ、第２の１極１投型スイッチＳ１１２,Ｓ１２２と第４の１極１投型スイッチＳ１１４,Ｓ１２４に相当する。また、スイッチＳ１とＳ３は、第１の１極１投型スイッチＳ１１１,Ｓ１２１と第３の１極１投型スイッチＳ１１３,Ｓ１２３に相当する。
【００６５】
一方、図１２(Ｂ)に示す第２の切り替え状態では、対向する２個のスイッチＳ１とＳ３をオンにすると共に、別の対向する２個のスイッチＳ２とＳ４をオフにする。
【００６６】
次に、上記構成の第１実施形態の高周波フロントエンド回路の動作を説明する。
【００６７】
まず、２.４ＧＨｚ帯送信信号を第１のアンテナ１０５に送る場合、および第２のアンテナ１０６から５ＧＨｚ帯受信信号を受ける場合は、上記スイッチ制御部１０９は、第１のスイッチ部１１０を上記第１の切り替え状態にすると共に第２のスイッチ部１２０を上記第１の切り替え状態にする(切り替え状態Ａ)。すなわち、第１のスイッチ部１１０において、第１の１極１投型スイッチＳ１１１をオフにし、第２の１極１投型スイッチＳ１１２をオンにし、第３の１極１投型スイッチＳ１１３をオフにし、第４の１極１投型スイッチＳ１１４をオンにする。また、第２のスイッチ部１２０において、第１の１極１投型スイッチＳ１２１をオフにし、第２の１極１投型スイッチＳ１２２をオンにし、第３の１極１投型スイッチＳ１２３をオフにし、第４の１極１投型スイッチＳ１２４をオンにする。
【００６８】
この切り替え状態Ａでは、広帯域送信アンプ１０３が出力する２.４ＧＨｚ帯送信信号が２.４ＧＨｚ帯フィルタ１０７を経由して第１のアンテナ１０５から送信される。一方、第２のアンテナ１０６で受信した５ＧＨｚ帯受信信号は、５ＧＨｚ帯フィルタ１０８を経由して広帯域受信アンプ１０４に入力されて増幅される。
【００６９】
次に、２.４ＧＨｚ帯送信信号を第２のアンテナ１０６に送る場合、および第１のアンテナ１０５から５ＧＨｚ帯受信信号を受ける場合は、スイッチ制御部１０９は、第１のスイッチ部１１０を上記第１の切り替え状態にすると共に、第２のスイッチ部１２０を上記第２の切り替え状態にする(切り替え状態Ｂ)。すなわち、第１のスイッチ部１１０において、スイッチＳ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１３、Ｓ１１４を、それぞれ、オフ、オン、オフ、オンにすると共に、第２のスイッチ部１２０において、スイッチＳ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３、Ｓ１２４を、それぞれ、オン、オフ、オン、オフにする。
【００７０】
この切り替え状態Ｂでは、広帯域送信アンプ１０３が出力する２.４ＧＨｚ帯送信信号が２.４ＧＨｚ帯フィルタ１０７を経由して第２のアンテナ１０５から送信される。一方、第１のアンテナ１０５で受信した５ＧＨｚ帯受信信号は、５ＧＨｚ帯フィルタ１０８を経由して広帯域受信アンプ１０４に入力されて増幅される。
【００７１】
次に、５ＧＨｚ帯送信信号を第１のアンテナ１０５に送る場合、および第２のアンテナ１０６から２.４ＧＨｚ帯受信信号を受ける場合は、スイッチ制御部１０９は、第１のスイッチ部１１０と第２のスイッチ部１２０の両方を上記第２の切り替え状態にする(切り替え状態Ｃ)。
【００７２】
すなわち、第１,第２のスイッチ部１１０,１２０において、第１のスイッチＳ１１１,Ｓ１２１をオンにし、第２のスイッチＳ１１２,Ｓ１２２をオフにし、第３のスイッチＳ１１３,Ｓ１２３をオンにし、第４のスイッチＳ１１４,Ｓ１２４をオフにする。
【００７３】
この切り替え状態Ｃでは、広帯域送信アンプ１０３が出力する５ＧＨｚ帯送信信号が５ＧＨｚ帯フィルタ１０８を経由して第１のアンテナ１０５から送信される。一方、第２のアンテナ１０６で受信した２.４ＧＨｚ帯受信信号は、２.４ＧＨｚ帯フィルタ１０７を経由して広帯域受信アンプ１０４に入力されて増幅される。
【００７４】
次に、５ＧＨｚ帯送信信号を第２のアンテナ１０６に送る場合、および第１のアンテナ１０５から２.４ＧＨｚ帯受信信号を受ける場合は、スイッチ制御部１０９は、第１のスイッチ部１１０を上記第２の切り替え状態にし、第２のスイッチ部１２０を上記第１の切り替え状態にする(切り替え状態Ｄ)。
【００７５】
すなわち、第１のスイッチ部１１０において、第１,第２,第３,第４のスイッチＳ１１１,Ｓ１１２,Ｓ１１３,Ｓ１１４を、それぞれ、オン,オフ,オン,オフにし、第２のスイッチ部１２０において、第１,第２,第３,第４のスイッチＳ１２１,Ｓ１２２,Ｓ１２３,Ｓ１２４を、それぞれ、オフ,オン,オフ,オンにする。
【００７６】
この切り替え状態Ｄでは、広帯域送信アンプ１０３が出力する５ＧＨｚ帯送信信号が５ＧＨｚ帯フィルタ１０８を経由して第２のアンテナ１０６から送信される。一方、第１のアンテナ１０５で受信した２.４ＧＨｚ帯受信信号は、２.４ＧＨｚ帯フィルタ１０７を経由して広帯域受信アンプ１０４に入力されて増幅される。
【００７７】
このように、上記切り替え状態Ａでは、２.４ＧＨｚ帯送信信号を第１のアンテナ１０５に送る送信動作と、第２のアンテナ１０６から５ＧＨｚ帯受信信号を受信する受信動作が可能となる。また、上記切り替え状態Ｂでは、２.４ＧＨｚ帯送信信号を第２のアンテナ１０６に送る送信動作と、第１のアンテナ１０５から５ＧＨｚ帯受信信号を受信する受信動作が可能となる。また、上記切り替え状態Ｃでは、５ＧＨｚ帯送信信号を第１のアンテナ１０５に送る送信動作と、第２のアンテナ１０６から２.４ＧＨｚ帯受信信号を受ける受信動作が可能となる。また、上記切り替え状態Ｄでは、５ＧＨｚ帯送信信号を第２のアンテナ１０６に送る送信動作と、第１のアンテナ１０５から２.４ＧＨｚ帯受信信号を受信する受信動作が可能となる。
【００７８】
したがって、この第１実施形態によれば、５ＧＨｚ帯と２.４ＧＨｚ帯での送,受信動作において、１つの受信アンプ１０４と１つの送信アンプ１０３を共用できる。また、第１のアンテナ１０５と第２のアンテナ１０６とによるアンテナダイバーシティが可能で、かつ、送信時のスプリアス放射を抑えつつ、５ＧＨｚ帯と２.４ＧＨｚ帯の２つの周波数帯の信号を送信できる。
【００７９】
次に、上記切り替え状態Ａにおいて、２.４ＧＨｚ信号用の経路の透過係数を測定した結果を図５に示す。つまり、図５は２.４ＧＨｚ帯信号を第１のアンテナ１０５で送信する際の透過係数である。また、５ＧＨｚ帯信号用の経路の透過係数を測定した結果を図６に示す。
【００８０】
なお、この測定実験では、市販部品を組合わせて、広帯域送信アンプ１０３、広帯域受信アンプ１０４と第１のアンテナ１０５、第２のアンテナ１０６を除く、図１の全回路を試作し、５０Ωの４ポート回路と見なして、ネットワークアナライザでＳパラメータ透過係数を測定した。使用した部品は、第１のスイッチ部１１０と第２のスイッチ部１２０を、村田製作所製のＸＭ２４５８ＳＡ−ＳＬ１３０１とした。また、２.４ＧＨｚ帯フィルタ１０７と５ＧＨｚ帯フィルタ１０８を、それぞれ、村田製作所製のＬＦＢ２１２Ｇ４５ＳＧ８Ａ１６６とＬＦＢ２１５Ｇ３７ＳＧ８Ａ１８０とした。
【００８１】
図５に示すように、２.４ＧＨｚ帯通信時においては、図５に示す領域３０１の付近の特性を利用している。バンドパスを兼ねた良好な透過特性が観測された。この時に、図５に示す領域３０２の付近が、本発明で注目している２倍波スプリアスに対する透過係数を表している。上記切り替え状態Ａにおけるバンドパス特性によって、この実験で用いた部品の組合わせの場合は、基本波２.４ＧＨｚ帯の領域３０１に対して、２倍波スプリアスの領域３０２では２２ｄＢｃ程度の抑圧度が確認された。
【００８２】
一方、図６に示すように、５ＧＨｚ帯通信時においては、図６に示す領域３０３の付近の特性を利用する。この５ＧＨｚ帯通信時においても、領域３０３に示すように、やはり、バンドパスを兼ねた良好な透過特性が観測された。
【００８３】
上述のごとく、この第１実施形態によれば、２.４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯との２つの周波数帯において、アンテナダイバーシティ付きの送受信動作が実現されると共に、図１０,図１１に示したような従来技術と比べて、アンプやフィルタの部品数を大幅に削減できた。
【００８４】
(第２の実施の形態)
次に、上記第１実施形態の変形例としての第２実施形態を説明する。この第２実施形態は、スイッチ制御部１０９による第１のスイッチ部１１０と第２のスイッチ部１２０の切り替え制御動作が異なる。すなわち、この第２実施形態では、前述の第１実施形態でのスイッチ制御部１０９の切り替え状態Ａおよび切り替え状態Ｂを変更した。
【００８５】
この第２実施形態では、スイッチ制御部１０９は、２.４ＧＨｚ帯において第１のアンテナ１０５を用いて送信を行う場合に、第２のスイッチ部１２０において、４個の１極１投型スイッチＳ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３、Ｓ１２４を、それぞれ、オフ、オン、オフ、オフにする点が前述の第１実施形態と異なる点である。なお、上記場合に、第１のスイッチ部１１０において、４個の１極１投型スイッチＳ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１３、Ｓ１１４を、それぞれ、オフ、オン、オフ、オンにする点は前述の第１実施形態における切り替え状態Ａと同様である。この第２実施形態における上記切り替え状態を切り替え状態ＡＡとする。
【００８６】
この切り替え状態ＡＡでは、図２に示すように、広帯域送信アンプ１０３から出力された２.４ＧＨｚ帯の信号が経路２０１を通って、２.４ＧＨｚ帯フィルタ１０７を経由して第１のアンテナ１０５から送信される。この点は、前述の第１実施形態における切り替え状態Ａの動作と同様である。一方、信号漏洩経路２０２で示すように、広帯域送信アンプ１０３から出力された５ＧＨｚ帯の信号は、オフ状態の第３のスイッチＳ１１３で漏洩が抑制される。この点も上記切り替え状態Ａと同様である。
【００８７】
ところが、上記５ＧＨｚ帯の信号の一部がオフ状態の第３のスイッチＳ１１３を通って漏洩した場合、この漏洩した５ＧＨｚ帯の信号は５ＧＨｚ帯フィルタ１０８を通過するが、破線で描かれたようにオフとなった第４のスイッチＳ１２４で再度漏洩が防がれる。この点が前述の第１実施形態の切り替え状態Ａと異なる。
【００８８】
また、この第２実施形態では、２.４ＧＨｚ帯において第２のアンテナ１０６を用いて送信を行う場合に、第２のスイッチ部１２０において、４個の１極１投型スイッチＳ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３、Ｓ１２４を、それぞれ、オフ、オフ、オン、オフにする点が前述の第１実施形態と異なる点である。つまり、第２のスイッチ部１２０において、第３のスイッチＳ１２３のみをオンにする。なお、この場合に、第１のスイッチ部１１０において、４個の１極１投型スイッチＳ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１３、Ｓ１１４を、それぞれ、オフ、オン、オフ、オンにする点は前述の第１実施形態における切り替え状態Ｂと同様である。この第２実施形態における上記切り替え状態を切り替え状態ＢＢとする。
【００８９】
この切り替え状態ＢＢでは、第１のスイッチ部１１０は、図２に示すように、上記第１の切り替え状態(図１２(Ａ))であり、第２のスイッチ部１２０は、図２に示す上記第１の切り替え状態とは異なり、第３のスイッチＳ１２３のみがオンとなり、他の第１,第２,第４のスイッチＳ１２１,Ｓ１２２,Ｓ１２４はオフである。
【００９０】
したがって、この切り替え状態ＢＢでは、広帯域送信アンプ１０３から出力された２.４ＧＨｚ帯の信号は、２.４ＧＨｚ帯フィルタ１０７を経由して第２のアンテナ１０６から送信される。この点は、前述の第１実施形態における切り替え状態Ｂの動作と同様である。一方、広帯域送信アンプ１０３から出力された５ＧＨｚ帯の信号は、第１のスイッチ部１１０に入ると、オフ状態の第３のスイッチＳ１１３で５ＧＨｚ帯フィルタ１０８への漏洩が抑制される。この点も上記切り替え状態Ｂと同様である。
【００９１】
ところが、５ＧＨｚ帯の信号の一部がオフ状態の第３のスイッチＳ１１３を通って漏洩した場合、この漏洩した５ＧＨｚ帯の信号は５ＧＨｚ帯フィルタ１０８を通過するが、この切り替え状態ＢＢでは、第２のスイッチ部１２０において、第３のスイッチＳ１２３だけがオンし、第１のスイッチＳ１２１はオフしている。したがって、このオフしている第１のスイッチＳ１２１は、５ＧＨｚ帯フィルタ１０８を通過してきた漏洩５ＧＨｚ帯信号が第１のアンテナ１０５に向かって漏洩することを防ぐ。この点が前述の第１実施形態の切り替え状態Ｂと異なる。
【００９２】
上述の如く、この第２実施形態によれば、上記スイッチ制御部１０９による上記切り替え状態ＡＡでもって、２.４ＧＨｚ帯の信号を第１のアンテナ１０５を用いて送信を行う場合に、５ＧＨｚ帯の信号が第２のアンテナ１０６に漏洩することを防ぐことができる。
【００９３】
また、上記スイッチ制御部１０９による上記切り替え状態ＢＢでもって、２.４ＧＨｚ帯の信号を第２のアンテナ１０６を用いて送信を行う場合に、５ＧＨｚ帯の信号が第１のアンテナ１０５に漏洩することを防ぐことができる。
【００９４】
したがって、この第２実施形態によれば、２.４ＧＨｚ帯の信号を送信する場合に、２倍波スプリアスである５ＧＨｚ帯の信号が送信されることを第１実施形態に比べてさらに抑制できる。
【００９５】
ここで、図７に、第１,第２の実施形態において、２.４ＧＨｚ帯の信号を第１のアンテナ１０５で送信する場合に、第２のアンテナ１０６に漏洩する信号の透過係数を測定した結果を示す。すなわち、図７に示す特性３０６は、前述の第１実施形態での切り替え状態Ａにおいて、２.４ＧＨｚ帯信号を第１のアンテナ１０５で送信する際に、第２のアンテナ１０６への漏れの透過係数を測定した結果である。また、図７に示す特性３０７は、上記第２実施形態での切り替え状態ＡＡにおいて、２.４ＧＨｚ帯信号を第１のアンテナ１０５で送信する際に、第２のアンテナ１０６への漏れの透過係数を測定した結果である。
【００９６】
２倍波スプリアス(５ＧＨｚ)に対する透過係数を示す領域３０５に示すように、第１実施形態の漏洩特性３０６では２倍波スプリアスの透過係数が著しく高くなる。つまり、漏洩特性３０６の領域３０５における透過係数は、図５の領域３０１に示す第１のアンテナ１０５への基本波(２.４ＧＨｚ)の透過係数と比較して、２倍波スプリアス抑圧度は１３ｄＢｃ程度の低い値である。すなわち、第２のアンテナ１０６に対して２倍波スプリアスが漏れ易くなっている。
【００９７】
このように、第１実施形態の切り替え状態Ａにおいて、第２のアンテナ１０６に２倍波スプリアスが漏れ易くなっている原因は、図２に示す信号伝達経路２０２を２倍波(５ＧＨｚ帯)が伝わることによる。つまり、図２に示すように、信号伝達経路２０２において、２倍波(５ＧＨｚ帯)は、第１のスイッチ部１１０の第３のスイッチＳ１１３がオフになっていることによる唯一の１個のスイッチによってのみ減衰される。したがって、この１個のスイッチＳ１１３以外には、信号伝達経路２０２において２倍波(５ＧＨｚ帯)の信号伝達を阻害するものが無い。このオフ状態の１個のスイッチＳ１１３のアイソレーション特性は、５ＧＨｚぐらいの高い周波数帯では１５ｄＢ前後しか取れない場合が少なくない。これが、第１実施形態において、１３ｄＢｃ程度の２倍波抑圧度しか達成できなかった原因である。したがって、第１実施形態のままでは、用途によっては２倍波スプリアス放射の抑圧が不十分になる。
【００９８】
これに対して、第２実施形態による漏洩特性３０７では、図７の領域３０５に示すように、第１実施形態による漏洩特性３０６と比較して、１３ｄＢ程度も改善されたことが分かる。したがって、第２実施形態によれば、高周波フロントエンド回路における２倍波スプリアス抑圧度を更に向上できる。
【００９９】
(第３の実施の形態)
次に、図３に、この発明の高周波フロントエンド回路の第３実施形態を示す。この第３実施形態は、５ＧＨｚ帯フィルタ１０８と第２のスイッチ部１２０の第１の端子１２０Ａとの間に、直列に接続された直列１極１投型スイッチ２０３を備えた点だけが、前述の第２実施形態と異なる。
【０１００】
この第３実施形態では、図３に示すように、スイッチ制御部１０９は、前述の第２実施形態における切り替え状態ＡＡにおいて、上記直列１極１投型スイッチ２０３をオフにする。これにより、図２に示した経路２０１に伝達される基本波(２.４ＧＨｚ帯の送信信号)を阻害することなく、図２に示した経路２０２に漏洩した２倍波スプリアス(５ＧＨｚ帯の送信信号)を遮断でき、２倍波スプリアスが第２のアンテナ１０６に伝達されることを抑制できる。
【０１０１】
一方、５ＧＨｚ帯の信号を第２アンテナ１０６で送信する場合(切り替え状態Ｄ)には、スイッチ制御部１０９は、直列１極１投型スイッチ２０３をオンにする。また、５ＧＨｚ帯の信号を第１アンテナ１０５で送信する場合(切り替え状態Ｃ)には、スイッチ制御部１０９は、直列１極１投型スイッチ２０３をオンにする。したがって、５ＧＨｚ帯での通信時に、５ＧＨｚ帯の信号が阻害されることはない。
【０１０２】
なお、上記直列１極１投型スイッチ２０３に替えて、あるいは、上記直列１極１投型スイッチ２０３に加えて、第１のスイッチ部１１０の第４端子１１０Ｄと５ＧＨｚ帯フィルタ１０８との間に直列に直列１極１投型スイッチを接続して、直列１極１投型スイッチ２０３と同様の切り替え制御を行うようにしてもよい。
【０１０３】
(第４の実施の形態)
次に、図４に、この発明の高周波フロントエンド回路の第４実施形態を示す。この第４実施形態は、５ＧＨｚ帯フィルタ１０８と第２のスイッチ部１２０の第１の端子１２０Ａとを接続する接続線２０５とグランドとの間に並列に接続された並列１極１投型スイッチ２０４を備えた点だけが、前述の第２実施形態と異なる。
【０１０４】
この第４実施形態では、図４に示すように、スイッチ制御部１０９は、前述の第２実施形態における切り替え状態ＡＡにおいて、上記並列１極１投型スイッチ２０４をオンにする。これにより、図２に示した経路２０１に伝達される基本波(２.４ＧＨｚ帯の送信信号)を阻害することなく、図２に示した経路２０２に漏洩した２倍波スプリアス(５ＧＨｚ帯の送信信号)をグランドに導くことができ、２倍波スプリアスが第２のアンテナ１０６に伝達されることを抑制できる。
【０１０５】
一方、５ＧＨｚ帯の信号を第２アンテナ１０６で送信する場合(切り替え状態Ｄ)には、スイッチ制御部１０９は、並列１極１投型スイッチ２０４をオフにする。また、５ＧＨｚ帯の信号を第１アンテナ１０５で送信する場合(切り替え状態Ｃ)には、スイッチ制御部１０９は、並列１極１投型スイッチ２０４をオフにする。したがって、５ＧＨｚ帯での通信時に、５ＧＨｚ帯の信号が阻害されることはない。
【０１０６】
なお、上記並列１極１投型スイッチ２０４に替えて、あるいは、上記並列１極１投型スイッチ２０４に加えて、第１のスイッチ部１１０の第４端子１１０Ｄと５ＧＨｚ帯フィルタ１０８とを接続する接続線２０６とグランドとの間に並列に並列１極１投型スイッチを接続して、並列１極１投型スイッチ２０４と同様の切り替え制御を行うようにしてもよい。
【０１０７】
(第５の実施の形態)
次に、図８に、この発明の第５実施形態としての高周波通信装置の構成を示す。
【０１０８】
この第５実施形態は、上記第１〜第４の実施形態のうちのいずれか１つの高周波フロントエンド回路４０３を備える。なお、図８では、図１〜図４における第１のアンテナ１０５を符号４０４で示し、図１〜図４における第２のアンテナ１０６を符号４０５で示す。
【０１０９】
この第５実施形態では、上記高周波フロントエンド回路４０３は、１本の送信信号線４０６と１本の受信信号線４０７とで広帯域アップダウンコンバータ回路４０２に接続されている。また、この広帯域アップダウンコンバータ回路４０２は、受信信号線４０８と送信信号線４０９とでマルチモード変復調回路４０１に接続されている。
【０１１０】
この第５実施形態の高周波通信装置では、マルチモード変復調回路４０１で生成された８０２.１１ｂ／ｇ／ａいずれかの規格の変調波は、広帯域のアップダウンコンバータ回路４０２によって、２.４ＧＨｚ帯あるいは５ＧＨｚ帯に周波数変換され、上記高周波フロントエンド回路４０３によって、増幅され、フィルタリングされ、アンテナ選択された後、２本のアンテナ４０４と４０５のうちの適切な方から送信される。
【０１１１】
一方、この２本のアンテナ４０４と４０５で受信された信号は、高周波フロントエンド回路４０３によって、増幅され、フィルタリングされ、ダイバーシティ選択された後、広帯域のアップダウンコンバータ回路４０２によって、２.４ＧＨｚ帯あるいは５ＧＨｚ帯の信号から低周波帯の信号に周波数変換され、さらに、マルチモード復調回路４０１によって、８０２.１１ｂ／ｇ／ａのうちのいずれの規格かに関わらず復調される。
【０１１２】
図８に示すように、この第５実施形態の高周波通信装置では、図９に示すような従来技術の高周波通信装置の復変調回路５０１,５０２に比べて、変復調回路４０１の共用化が進んでおり、部品数の大幅削減が実現されている。
【０１１３】
この違いが生じた原因は、図９の従来例では、高周波フロントエンド回路５０５に２本の送信信号線５０８,５１０と２本の受信信号線５０９,５１１が接続されていたのに対し、この第５実施形態では、高周波フロントエンド回路４０３では１本の送信信号線４０６と１本の受信信号線４０７だけに統合されたことである。
【０１１４】
図８に示すマルチモード変復調回路４０１は、ディジタルＩＣにおけるトランジスタの集積度の向上と、近年注目を集めているリコンフィギュラブル技術によって、既に現実のものとなってきている。また、広帯域アップダウンコンバータ回路４０２は、近年一般的になったＲＦＩＣ(Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ)上のＺｅｒｏ−ＩＦ方式やＬｏｗ−ＩＦ方式アーキテクチャによれば、比較的容易に実現できることが広く知られている。
【０１１５】
すなわち、図８に示すマルチモード・マルチバンド無線通信機を実現するに当たって、従来技術において残っていた障害が、高周波フロントエンド回路４０３であった。つまり、図１０に示した従来技術(特許文献１)では、アンテナダイバーシティが可能で２倍波スプリアス放射も少ないが、周波数毎に送受信端子６０１〜６０４が分かれてしまっている。このため、従来は、図８に示す構成の高周波通信装置を実現できなかった。また、図１１に示した従来技術(特許文献３)では、周波数にかかわらず送受信端子７０１、７０２が統合されているが、アンテナダイバーシティが不完全で２倍波スプリアス放射も抑圧できておらず、やはり図８に示す高周波通信装置の構成には用いることができなかった。
【０１１６】
これに対し、本発明の第１〜第４実施形態の高周波フロントエンド回路は、図８に示す高周波通信装置を構成するための要求を満たすものである。すなわち、本発明の高周波フロントエンド回路によれば、フロントエンド部の回路構造のみならず、無線通信装置全体の構成に対して、コストとサイズの削減を実現するような影響を与えるものである。
【０１１７】
なお、上記第１〜第５実施形態では、第１の周波数帯を２.５ＧＨｚ帯とし、第２の周波数帯を５ＧＨｚ帯としたが、第１,第２の周波数帯はこれに限らないのは勿論である。また、上記第１〜第５実施形態では、第１,第２のスイッチ部１１０,１２０を、それぞれ、一例として、図１２(Ａ),(Ｂ)に示されるような切り替え動作を行うＰＩＮダイオード製の２極２投型スイッチで構成したが、図１に示される通りに、第１,第２のスイッチ部１１０,１２０を４つの１極１投型スイッチをリング状に接続して構成してもよい。なお、第１,第２のスイッチ部の構成はこれらに限らない。たとえば、第１,第２のスイッチ部を２つの１極２投型スイッチで構成してもよい。この場合、２つの１極２投型スイッチの１極側の各１つの端子同士を接続するとともに、２つの１極２投型スイッチの２投側の各２つ、つまり計４つの端子を第１〜第４の端子とする。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】図１は本発明の高周波フロントエンド回路の第１,第２実施形態を示す回路図である。
【図２】図２は図１に示す回路における２倍波漏洩経路を示す模式図である。
【図３】図３は本発明の高周波フロントエンド回路の第３実施形態を示す回路図である。
【図４】図４は本発明の高周波フロントエンド回路の第４実施形態を示す回路図である。
【図５】図５は、第１実施形態において、２.４ＧＨｚ信号用の経路の透過係数を測定した結果を示す特性図である。
【図６】図６は、第１実施形態において、５ＧＨｚ信号用の経路の透過係数を測定した結果を示す特性図である。
【図７】図７は、第１,第２の実施形態において、２.４ＧＨｚ帯の信号を第１のアンテナ１０５で送信する場合に、第２のアンテナ１０６に漏洩する信号の透過係数を測定した結果を示す特性図である。
【図８】図８は本発明の第５実施形態である高周波通信装置を示すブロック図である。
【図９】図９は、第１従来例を有する無線通信装置全体の構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、第１従来例を示す模式図である。
【図１１】図１１は第３従来例を示す模式図である。
【図１２】図１２(Ａ)は一般的な２極２投型スイッチの第１の切り替え状態を示す模式図であり、図１２(Ｂ)は２極２投型スイッチの第２の切り替え状態を示す模式図である。
【図１３】図１３は、アンプで高調波が発生する様子の一例を示す模式的な特性図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０１…送信端子
１０２…受信端子
１０３…広帯域送信アンプ
１０４…広帯域受信アンプ
１０５、４０４…第１のアンテナ
１０６、４０５…第２のアンテナ
１０７…２.４ＧＨｚ帯フィルタ
１０８…５ＧＨｚ帯フィルタ
１０９…スイッチ制御部
１１０…第１のスイッチ部
１２０…第２のスイッチ部
Ｓ１１１〜Ｓ１１４…第１〜第４の１極１投型スイッチ
Ｓ１２１〜Ｓ１２４…第１〜第４の１極１投型スイッチ
２０１…基本波の伝送経路
２０２…２倍波の漏洩経路
２０３…直列１極１投型スイッチ
２０４…並列１極１投型スイッチ
４０１…マルチモード変復調回路
４０２…広帯域アップダウンコンバータ回路
４０３…高周波フロントエンド回路
４０６…送信信号線
４０７…受信信号線
【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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