(57)【要約】時分割無線システムに用いられるトランシーバは、アンテナ（１０２）の異なるポートにそれぞれ連結される送信機（１０４）及び受信機（１０６）を含む。アンテナポートとアースとの間の低インピーダンスの適切な切り替えにより、信号は、送信機・受信機とアンテナとの間で必要に応じて経路制御され得る。一つの実施の形態において、アンテナ（１０２）は、低インピーダンス状態に適当な回路構成部（１１４，１１２）を切り替えることにより、一端でフィードされ、一方他端がアースされるような、折り返されたモノポールである。この実施の形態の変形例において、一つのスイッチ（１１４）は、トランシーバが送信機として機能するときに、送信機用のパワーを提供するＤＣ電源（Ｖｃ）にアンテナ（１０２）を接続する。フィルタリング及びマッチング回路構成部（５０２，５０４）は、アンテナフィードライン（１０８，１１０）と送信及び受信回路構成部との間で必要であるので、挿入され得る。他の実施の形態において、アンテナは別のポートを有し、これらのポートでのインピーダンス変更が切り替え及び経路制御機能を実現する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割システムにおいて使用されるトランシーバであって、前記トランシーバは、送信機手段、受信機手段、前記送信機手段をアンテナの第１のポートに結合する第１の接続手段、及び前記受信機を前記アンテナの第２のポートに結合する第２の接続手段を有し、前記トランシーバが送信機として動作するときに、前記アンテナの少なくとも一つのポートを無線周波数アースに結合するために第１の低インピーダンス手段が備えられ、前記トランシーバが受信機として動作するときに、前記アンテナの少なくとも一つのポートを無線周波数アースに結合するために第２の低インピーダンス手段が備えられるトランシーバ。
【請求項２】
請求項１記載のトランシーバであって、前記第１のインピーダンス手段は、前記トランシーバが送信機として動作するときに、前記アンテナの前記第２のポートを無線周波数アースに結合する第１スイッチ手段を有し、前記第２のインピーダンス手段は、前記トランシーバが受信機として動作するときに、前記アンテナの前記第１のポートを無線周波数アースに結合する第２スイッチ手段を有する、ことを特徴とするトランシーバ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のトランシーバであって、前記第１のスイッチ手段により前記アンテナの前記第２のポートに結合された前記無線周波数アースは、前記送信機にパワーを供給するＤＣ電圧源をさらに有する、ことを特徴とするトランシーバ。
【請求項４】
請求項３記載のトランシーバであって、キャパシタンス手段は、前記受信手段のための好適なＤＣ条件を設定するために、前記第２の接続手段と前記受信機手段との間に結合される、ことを特徴とするトランシーバ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項記載のトランシーバであって、第１及び第２の接続手段の少なくとも一つは、フィルタリング手段を含む、ことを特徴とするトランシーバ。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項記載のトランシーバであって、少なくとも一つの第１及び第２の接続手段は、前記アンテナに対して前記送信及び／又は受信手段をマッチングするマッチング手段を含む、ことを特徴とするトランシーバ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項記載のトランシーバであって、差動回路として構成されるトランシーバ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項記載のトランシーバであって、前記アンテナをさらに有するトランシーバ。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか一項記載のトランシーバであって、集積回路として実現されるトランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時分割システムにおいて使用されるトランシーバ及び集積回路として実現されるそのようなトランシーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線トランシーバは、送信機パワー増幅器からの出力と、受信機への入力と、アンテナとを含む。トランシーバが受信するとき、エネルギーはアンテナから受信機入力に向けられ、一方送信するとき、エネルギーは送信機出力からアンテナに向けられる。時分割多重接続（ＴＤＭＡ）システムにおいて、エネルギーが正しく経路制御されることを保証する機能は、スイッチ（例えば、ＰＩＮダイオード）を使用してしばしば実現される。
【０００３】
いくつかの既知のＴＤＭＡトランシーバは、適切にエネルギーを向けるために、スイッチの代わりにインピーダンスの適切な選択を用いる。例えば、送信するとき、受信機入力として見るインピーダンスは、反射を生成することができ、それにより送信機出力からのパワーのすべてが放射されることを保証する。同様に、受信するとき、送信機出力のインピーダンスは、アンテナからの受信エネルギーが受信機入力に流れるように、反射を生成することができる。
【０００４】
高いインピーダンスを有する回路（すなわち、実際には開回路）が反射を生成し、そのような選択が多くの低パワー無線トランシーバのために使用されることはよく知られている。しかしながら、この選択は、大きな電圧の振れを引き起こし、この電圧の振れが非線形効果を介してスプリアス信号を発生し得る。
【０００５】
別のアプローチは、低インピーダンス状態（すなわち、実際には短絡）を生成する回路素子を選択することである。しかしながら、そのような回路においては、２つの信号パスのコネクションポイントで低インピーダンスを高いインピーダンスにマッピングするために伝送ライン回路又はその等価物は必要である。これは、余分に回路を複雑にする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ＴＤＭＡトランシーバ用の改良されたスイッチング機能を提供することである。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、時分割システムにおいて使用されるトランシーバであって、前記トランシーバは、送信機手段、受信機手段、前記送信機手段をアンテナの第１のポートに結合する第１の接続手段、及び前記受信機を前記アンテナの第２のポートに結合する第２の接続手段を有し、前記トランシーバが送信機として動作するときに、前記アンテナの少なくとも一つのポートを無線周波数アースに結合するために第１の低インピーダンス手段が備えられ、前記トランシーバが受信機として動作するときに、前記アンテナの少なくとも一つのポートを無線周波数アースに結合するために第２の低インピーダンス手段が備えられるトランシーバを提供する。
【０００８】
第１及び第２のインピーダンス手段は、低インピーダンススイッチにより提供されることができ、アンテナの一つのポートを無線周波数アースにそれぞれ結合する。そのような構成は、信号パスにおいてスイッチを有する必要性を回避し、トランシーバが集積回路として実現されるならばチップ上で実現することが容易になるという利点を有する。動作においてアースされる一端を必要とする、折り返されたモノポールのような適切なアンテナの選択により、送信機手段と受信機手段間との分離が自動的に達成される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、集積回路として実現され、本発明の第１の態様にしたがって作製されたトランシーバを提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、添付図面を参照して、例としてここで記述される。
【００１１】
図面において、同じ参照符号は対応する形態を示すために使用される。
【００１２】
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態は、折り返されたモノポールアンテナ１０２と、送信機１０４及び受信機１０６を有するトランシーバとを含む。動作において、そのようなアンテナ１０２は、アンテナの一端にフィードされる伝送用の信号を有し、一方その他端はアースされる。送信機１０４からの信号は、第１のライン１０８を介してアンテナ１０２の一端にフィードされ、一方、アンテナ１０２の他端からの信号は、第２のライン１１０を介して受信機１０６にフィードされる。第１及び第２のスイッチ１１２，１１４は、閉じるときに、第１及び第２のライン１０８，１１０のそれぞれの一つをアースに接続するように備えられる。スイッチ間のリンク１１６は、第１のスイッチ１１２が開いているとき、第２のスイッチ１１４が閉じること、及びその逆の場合を保証する。図示されるように、第２のスイッチ１１４は閉じられ、それにより第２のライン１１０及びそれゆえ受信機１０６の入力がアースされ、したがって受信機１０６は信号を受信しない。送信機１０４は、アンテナ１０２のアースされていない側に接続され、それゆえ必要に応じて信号を送信する。
【００１３】
図２は、受信モードであるが同じ実施の形態を示す。第１のスイッチ１１２は閉じられ、それにより第１のライン１０８及びそれゆえ送信機１０４の出力がアースされる。第２のスイッチ１１４は開かれ、それによりアンテナ１０２により受信された信号が第２のライン１１０を介して受信機１０６の入力に経路制御されることを可能にする。
【００１４】
集積されたトランシーバと共に使用されるとき、本発明に係る構成は、必要とされる外部（オフ−チップ）部品の数の低減を可能にする。部品数の低減と同様に、その構成は、またエネルギー損失を減少させ、信号の流れの経路におけるいかなるスイッチの必要性も回避することにより信号の完全さを改良する。
【００１５】
第１の実施の形態の有用な変形例は、送信機１０４に含まれるパワー増幅器の出力に対するＤＣパスを提供するためにアンテナ１０２を使用し、それによりパワー増幅器出力ステージを通る持続電流のための分離ＤＣパスを設ける必要性を回避することである。この変形例を組み入れた本発明の第２の実施の形態は、図３（送信モード）及び図４（受信モード）において図示される。送信モードにおいて、第２のライン１１０は、第２のスイッチ１１４を介してＤＣ電源Ｖｃに接続される。その電源は、無線周波数（ＲＦ）信号のためのアースとしての役割も果たす。コンデンサ３０２は、受信機１０６におけるＤＣ電圧レベルの適切な設定を可能にするために設けられる。
【００１６】
上記配置のすべてにおいて、必要に応じて、フィルタリング及びマッチング回路構成部が挿入され得る。図５（送信モード）及び図６（受信モード）は、送信フィルタ５０２が送信機１０４と第１のライン１０８との間に結合され、受信フィルタ５０４が第２のライン１１０と受信機１０６との間に結合された、本発明の第３の実施の形態を示す。送受信信号パスにおける異なるフィルタ回路を有する可能性は、送信及び受信信号が異なる周波数帯域において存する、周波数デュプレクスシステムにおいて特に有用である。フィルタ５０２，５０４により提供されるフィルタリングは、送信又は受信のいずれかで、一つの帯域のみにしか適合される必要がないので、それぞれのフィルタのデザインは簡単になり、性能改良が可能である。さらに、アンテナ１０２に対するマッチングは、ブロードバンドのマッチングを必要とするよりむしろ、送受信機能のために異なって及び分けて最適化され得る。
【００１７】
本発明は、また差動回路に適用され得る。図７は、送信モードにおける第２の実施の形態の差動バージョンを示す。対の折り返されたモノポールアンテナ１０２は、第１のライン７０８を介して差動送信機７０４から差動モードでフィードされ、第２のライン７１０を介して差動受信機７０６にフィードする。第１のスイッチ７１２は、閉じられるときに、第１のライン７０８をアースに接続し、第２のスイッチ７１４は、第２のライン７１０をＤＣ電源Ｖｃに接続する。スイッチ７１２，７１４間のリンク７１６は、他方が閉じられているときに、スイッチの対のうちの一つが開いていることを保証する。コンデンサ７１８は、受信機７０６におけるＤＣ電圧レベルの適切な設定を可能にする。
【００１８】
本発明は、折り返されたモノポールアンテナ１０２の使用に関して記述されたけれども、送信機１０４及び受信機１０６に対する接続がアンテナ構造の異なるポイントになされる、他のいかなるアンテナにも同等に適用できる。送信及び受信モード間のインピーダンス変化は、アンテナ１０２への信号及びアンテナ１０２からの信号のステアリングと、アンテナ１０２自身の動作との両方に影響する。一般に、アンテナ１０２は、２つより多いポートを有しても良く、インピーダンス変化は、エネルギーが流れることを要求されるポート以外のアンテナ１０２のポートでなされ得る。
【００１９】
特に、本発明は、異なる動作モードが可能である平面逆Ｆアンテナ（Ｐｌａｎａｒ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ　Ｆ Ａｎｔｅｎｎａｓ）を用いて使用されても良い。好適なアンテナの例は、我々の出願中の未公開の英国特許出願０１０５４４０．２（出願人番号ＰＨＧＢ０１００３４）において開示される。
【００２０】
本開示を読み取ることから、他の変形例は当業者にとって明らかである。そのような変形例は、トランシーバの設計、製造及び使用において既知である、並びにここですでに記述される形態の代わりに又はそれに加えて使用され得る他の形態を含んでも良い。請求項は、形態の特定の組み合わせに対してこの出願において形式化されているが、本発明の開示の範囲は、いずれかの請求項で現在請求されている発明と同じであるかどうかに拘わらず、又は本発明と同じ技術的問題のいずれか若しくはすべてを軽減するかどうかに拘わらず、明示的に若しくは暗示的にここに開示されたいかなる新しい形態やいかなる新しい形態の組み合わせ、又はそれらのいかなる包括概念をも含むことを理解されるべきである。これによって、出願人は、新しい請求項がこの出願又はそれから導出されるいかなる他の出願の手続中にそのような形態及び／又は形態の組み合わせに形式化されても良いという注意を与える。
【００２１】
本明細書及び請求項において、要素に先行する単語「ａ」又は「ａｎ」は、複数のそのような要素の存在を除外しない。さらに、単語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、そこに挙げた以外の要素又はステップの存在を除外しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、送信モードにおける本発明の第１の実施の形態の図である。
【図２】図２は、受信モードにおける本発明の第１の実施の形態の図である。
【図３】図３は、送信モードにおける本発明の第２の実施の形態の図である。
【図４】図４は、受信モードにおける本発明の第２の実施の形態の図である。
【図５】図５は、送信モードにおける本発明の第３の実施の形態の図である。
【図６】図６は、受信モードにおける本発明の第３の実施の形態の図である。
【図７】図７は、送信モードにおける本発明の第２の実施の形態の異なるバージョンの図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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