(57)【要約】【課題】小型化したＦＳＫ送受信機を提供する。【解決手段】ＦＳＫ送受信機１０は、アンテナ１９と、このアンテナ１９に接続された送信部２０と、アンテナ１９に接続された受信部３０と、互いに異なる周波数のＳＡＷを励起する複数のＳＡＷ素子１４と、送信部２０および受信部３０のいずれか一方を選択して複数のＳＡＷ素子１４と接続する第１スイッチ部１２と、送信部２０に複数のＳＡＷ素子１４が接続された場合、複数のＳＡＷ素子１４のうちいずれか１つを選択する第２スイッチ部２２とを備えている。【選択図】図１
2007336340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる周波数のＳＡＷを励起する複数のＳＡＷ素子と、
ＦＳＫ通信方式を用いた送信部と、
ＦＳＫ通信方式を用いた受信部と、
前記送信部および前記受信部のいずれか一方を選択して前記複数のＳＡＷ素子と接続する第１スイッチ部と、
を備えたことを特徴とするＦＳＫ送受信機。
【請求項２】
アンテナと、
前記アンテナに接続された送信部と、
前記アンテナに接続された受信部と、
互いに異なる周波数のＳＡＷを励起する複数のＳＡＷ素子と、
前記送信部および前記受信部のいずれか一方を選択して前記複数のＳＡＷ素子と接続する第１スイッチ部と、
前記送信部に前記複数のＳＡＷ素子が接続された場合、前記複数のＳＡＷ素子のうちいずれか１つを選択する第２スイッチ部と、
を備えたことを特徴とするＦＳＫ送受信機。
【請求項３】
前記アンテナには、前記送信部および前記受信部のいずれか一方を選択する第３スイッチ部が接続したことを特徴とする請求項２に記載のＦＳＫ送受信機。
【請求項４】
前記受信部は、前記第１スイッチ部の切り替えによって接続するＳＡＷ素子の後段に検波回路を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＦＳＫ送受信機。
【請求項５】
前記複数のＳＡＷ素子は、異なる周波数を共振するための２組のＩＤＴを１つの圧電基板上に備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＦＳＫ送受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）送受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＳＫ通信方式を利用する送受信機（ＦＳＫ送受信機）１００は、図２に示すように、送信部１１０および受信部１２０を備えている。送信部１１０は、発振器１１１、増幅器１１２、フィルタ１１３および送信アンテナ１１４を備えている。この発振器１１１は、弾性表面波（ＳＡＷ）素子１１５およびこれを共振させて信号を出力する発振回路１１６を備えている。この発振回路１１６は、信号入力端子１１９から入力する２値の「０」，「１」信号に対応して周波数をシフトするために、可変容量ダイオード１１７および伸張コイル１１８を備えている。そして発振器１１１は、２値の信号が発振器１１１に入力するとＳＡＷ素子１１５を共振させて、「０」信号に応じた周波数ｆ０の信号と「１」信号に応じた周波数ｆ１の信号を出力する。この発振器１１１から出力された信号は、増幅器１１２およびフィルタ１１３を通って送信アンテナ１１４から送信される。
【０００３】
また受信部１２０は、受信アンテナ１２１、高周波（ＲＦ）フィルタ１２２、低雑音増幅器（ＬＮＡ１２３）、混合器１２４、局部発振器１２６、中間周波（ＩＦ）フィルタ１２７、ＩＦ増幅器１２８、周波数−電圧（ＦＶ）変換器１２９およびコンパレータ１３０を備えている。そして相手方となるＦＳＫ送信機から送信された信号は、受信アンテナ１２１、ＲＦフィルタ１２２およびＬＮＡ１２３を通って混合器１２４に入力する。混合器１２４は、局部発振器１２６からも信号を入力して、ＬＮＡ１２３から入力した信号をダウンコンバートして出力する。ダウンコンバートされた信号は、ＩＦフィルタ１２７およびＩＦ増幅器１２８を通ってＦＶ変換器１２９に入力する。ＦＶ変換器１２９は、入力した信号の周波数変化を電圧変化に置き換えてコンパレータ１３０に出力する。コンパレータ１３０は、ＦＶ変換器１２９から入力した信号と、入力した基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して、２値の「０」，「１」信号を出力する。なお、このような送受信機について開示したものには特許文献１がある。
【０００４】
また変調器および送信機について開示したものには特許文献２がある。この特許文献２に開示された送信機は、共振周波数の異なる複数のＳＡＷ素子のそれぞれに接続した発振回路と、これらの発振回路のうちいずれか１つをディジタル変調信号に応じて選択する切替回路とを備えている。
【特許文献１】特開平１１−１９６１３９号公報（図１５）
【特許文献２】特許第２９２５１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したＦＳＫ送受信機では、送信部に発振器を備えるとともに、受信部に局部発振器を備えている。このため送信部および受信部のそれぞれに発振器が必要なので、送信部および受信部の回路規模が大きくなり、ＦＳＫ送受信機を小型化できなかった。また発振器は、変調のために可変容量ダイオードおよび伸張コイルが必要なので、部品点数が多くなってしまう。このためＦＳＫ送受信機を小型化できなかった。
本発明は、小型化したＦＳＫ送受信機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】
【０００６】
本発明に係るＦＳＫ送受信機は、互いに異なる周波数のＳＡＷを励起する複数のＳＡＷ素子と、ＦＳＫ通信方式を用いた送信部と、ＦＳＫ通信方式を用いた受信部と、送信部および受信部のいずれか一方を選択して複数のＳＡＷ素子と接続する第１スイッチ部とを備えたことを特徴としている。そして発振部は、発振回路および増幅器を備えている。これにより送信部と受信部はＳＡＷ素子を共用できるので、送信部と受信部のそれぞれに局部発振器を設ける必要がなくなり、ＦＳＫ送受信機の回路規模を小型化できる。また送信部は、ＳＡＷ素子片を共振させて得られる信号を利用して送信を行っている。このため送信部は、変調のために可変容量ダイオードおよび伸張コイルを備える必要がないので、送信部の部品点数を少なくできる。よってＦＳＫ送受信機を小型化できる。
【０００７】
また本発明に係るＦＳＫ送受信機は、アンテナと、このアンテナに接続された送信部と、アンテナに接続された受信部と、互いに異なる周波数のＳＡＷを励起する複数のＳＡＷ素子と、送信部および受信部のいずれか一方を選択して複数のＳＡＷ素子と接続する第１スイッチ部と、送信部に複数のＳＡＷ素子が接続された場合、複数のＳＡＷ素子のうちいずれか１つを選択する第２スイッチ部とを備えたことを特徴としている。これにより送信部と受信部はＳＡＷ素子を共用できるので、送信部と受信部のそれぞれに局部発振器を設ける必要がなくなり、ＦＳＫ送受信機の回路規模を小型化できる。また送信部は、第２スイッチ部でＳＡＷ素子片を選択することにより、異なる周波数の信号を得る。このためスイッチ部の切り替えによってＦＳＫ変調を行うことができる。そして送信部は、変調のために可変容量ダイオードおよび伸張コイルを備える必要ないので、送信部の部品点数を少なくできる。よってＦＳＫ送受信機を小型化できる。
【０００８】
そして前述したアンテナには、送信部および受信部のいずれか一方を選択する第３スイッチ部が接続したことを特徴としている。なお第３スイッチ部は、第１スイッチ部に連動して切り替わる構成である。これにより送信部と受信部でアンテナを共用できるので、ＦＳＫ送受信機を小型化できる。
【０００９】
また前述した受信部は、第１スイッチ部の切り替えによってこの受信部に接続するＳＡＷ素子の後段に検波回路を備え、この検波回路は、リミッタ、周波数弁別器およびコンパレータを直列に接続してなることを特徴としている。これによりダイレクト検波方式の受信部を構成することができる。そして受信部は、従来用いられているダウンコンバート用の部品が不要になり、回路規模や部品点数を削減できる。よってＦＳＫ送受信機を小型化できる。
【００１０】
そして前述した複数のＳＡＷ素子は、異なる周波数を共振するための２組のＩＤＴを１つの圧電基板上に備えたことを特徴としている。これによりＳＡＷ素子を小型化できる。よって、このＳＡＷ素子を搭載するＦＳＫ送受信機をより小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係るＦＳＫ送受信機の最良の実施形態について説明する。図１はＦＳＫ送受信機のブロック図である。ＦＳＫ送受信機１０は、ＦＳＫ通信方式を用いた送信部２０、ＦＳＫ通信方式を用いた受信部３０、この送信部２０と受信部３０に共通して設けられた第１スイッチ部１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）、および送信部２０と受信部３０に共通して設けられた複数のＳＡＷ素子１４（１４ａ，１４ｂ）を備えている。
【００１２】
具体的には、各ＳＡＷ素子１４は、すだれ状電極（ＩＤＴ）や反射器等を圧電基板上に備えた構成であり、それぞれ周波数の異なるＳＡＷを圧電基板に励起するようになっている。すなわちＦＳＫ送受信機１０は、周波数ｆ０で共振するＳＡＷ素子１４ａと、周波数ｆ１で共振するＳＡＷ素子１４ｂを備えている。そしてＳＡＷ素子１４は、１つの圧電基板に２組の前記ＩＤＴや前記反射器を設けてあってもよく、２つの圧電基板のそれぞれに前記ＩＤＴや前記反射器を設けてあってもよい。
【００１３】
第１スイッチ部１２は、各ＳＡＷ素子１４の両端に設けてある。そして第１スイッチ部１２は送信部２０と受信部３０に接続しており、スイッチの切り替えによってＳＡＷ素子１４を送信部２０に接続し又はＳＡＷ素子１４を受信部３０に接続するようになっている。この第１スイッチ部１２は、入力した切替信号によって全てのスイッチが連動して切り替わる。
【００１４】
送信部２０は、受信部３０と共用しているＳＡＷ素子１４および第１スイッチ部１２の他に、第２スイッチ部２２、発振回路２４、増幅器２６および接地部２８を備えている。第２スイッチ部２２は、ＳＡＷ素子１４の一方の端部に設けられた各第１スイッチ部１２ａ，１２ｂと接続している。そして第２スイッチ部２２は、第１スイッチ部１２で送信部２０を選択している場合に、入力した変調信号によって、複数のＳＡＷ素子１４のうちいずれか１つを選択するようになっている。この第２スイッチ部２２には、ＳＡＷ素子１４を共振させる発振回路２４が接続している。また発振回路２４に増幅器２６が接続している。また接地部２８は、ＳＡＷ素子１４の他方の端部に設けられた各第１スイッチ部１２ｃ，１２ｄと接続している。
【００１５】
受信部３０は、送信部２０と共用しているＳＡＷ素子１４および第１スイッチ部１２の他に、低雑音増幅器（ＬＮＡ）３２および検波回路３４を備えている。ＬＮＡ３２は、ＳＡＷ素子１４の一方の端部に設けられた各第１スイッチ部１２ａ，１２ｂと接続している。また検波回路３４は、ＳＡＷ素子１４の他方の端部に設けられた第１スイッチ部１２ｃ，１２ｄと接続している。
【００１６】
検波回路３４は、複数のリミッタ３６（３６ａ，３６ｂ）、周波数弁別器４０およびコンパレータ３８を備えている。リミッタ３６は、ＳＡＷ素子１４毎に設けられている。すなわち一のリミッタ３６ａは、第１スイッチ部１２ｄを介して、周波数ｆ０を共振するＳＡＷ素子１４ａと接続している。また他のリミッタ３６ｂは、第１スイッチ部１２ｃを介して、周波数ｆ１を共振するＳＡＷ素子１４ｂと接続している。周波数弁別器４０は各リミッタ３６に接続しており、ダイオード４２および抵抗４４とコンデンサ４６で構成される回路を備えている。またコンパレータ３８は周波数弁別器４０に接続しており、第１スイッチ部１２、リミッタ３６および周波数弁別器４０を介して各ＳＡＷ素子１４から出力された信号を入力するようになっている。
【００１７】
このような送信部２０および受信部３０は第３スイッチ部１６に接続している。すなわち第３スイッチ部１６は、送信部２０に設けられた増幅器２６および受信部３０に設けられたＬＮＡ３２と接続している。また第３スイッチ部１６は、フィルタ１８を介してアンテナ１９と接続している。そして第３スイッチ部１６は、入力した切替信号によって第１スイッチ部１２と連動して切り替わる。
【００１８】
次に、ＦＳＫ送受信機１０の動作について説明する。まず送信部２０の動作について説明する。ＦＳＫ送受信機１０は信号を送信する場合、第１スイッチ部１２および第３スイッチ部１６は入力した切替信号によって送信部２０を選択する。これによりアンテナ１９、フィルタ１８およびＳＡＷ素子１４が送信部２０に接続する。そして変調信号として「０」，「１」の信号が第２スイッチ部２２に入力する。第２スイッチ部２２は、この変調信号の「０」，「１」の違いによって、複数のＳＡＷ素子１４のうちいずれか１つを選択する。例えば、第２スイッチ部２２は、変調信号として「０」の信号を入力すると、周波数ｆ０で共振するＳＡＷ素子１４ａを選択する。また第２スイッチ部２２は、変調信号として「１」の信号を入力すると、周波数ｆ１で共振するＳＡＷ素子１４ｂを選択する。
【００１９】
そして発振回路２４は、第２スイッチ部２２の切り替えによって選択されたＳＡＷ素子１４を共振させて、各ＳＡＷ素子１４の共振周波数に応じた信号を出力する。例えば、周波数ｆ０で共振するＳＡＷ素子１４ａと発振回路２４が接続した場合は、発振回路２４から周波数ｆ０の信号を出力する。また周波数ｆ１で共振するＳＡＷ素子１４ｂと発振回路２４が接続した場合は、発振回路２４から周波数ｆ１の信号を出力する。増幅器２６は、発振回路２４から出力された信号を増幅し、フィルタ１８は、増幅器２６から出力された信号をフィルタリングする。そして、この変調された信号はアンテナ１９から送信される。
【００２０】
次に受信部３０の動作について説明する。ＦＳＫ送受信機１０は信号を受信する場合、第１スイッチ部１２および第３スイッチ部１６は入力した切替信号によって受信部３０を選択する。これによりアンテナ１９、フィルタ１８およびＳＡＷ素子１４が受信部３０に接続する。そして送信されてきた信号は、アンテナ１９を介してフィルタ１８に入力する。フィルタ１８は、入力した信号をフィルタリングして出力する。この信号は、第３スイッチ部１６を介して受信部３０に入力する。受信部３０では、まずＬＮＡ３２に信号が入力する。ＬＮＡ３２は、入力した信号を増幅して出力する。信号は、途中で分けられた後、第１スイッチ部１２ａ，１２ｂを介して各ＳＡＷ素子１４に入力する。各ＳＡＷ素子１４は、入力した信号をフィルタリングして出力する。例えば、周波数ｆ０で共振するＳＡＷ素子１４ａでは、信号を入力するとフィルタリングして周波数ｆ０の信号のみを通過する。また周波数ｆ１で共振するＳＡＷ素子１４ｂでは、信号を入力するとフィルタリングして周波数ｆ１の信号のみを通過する。
【００２１】
そしてＳＡＷ素子１４でフィルタリングされた信号は、第１スイッチ部１２ｃ，１２ｄを介して検波回路３４に入力する。なお検波回路３４は、周波数ｆ０で共振するＳＡＷ素子１４ａと周波数ｆ１で共振するＳＡＷ素子１４ｂとのいずれか一方のみから信号を入力し、各ＳＡＷ素子１４ａ，１４ｂから同時に信号を入力することはない。
【００２２】
検波回路３４では、まずリミッタ３６に信号が入力する。リミッタ３６は、入力した信号の振幅を制限して出力する。周波数弁別器４０は、リミッタ３６から入力した信号を包絡線検波し、検波後の信号をコンパレータ３８に出力する。コンパレータ３８は、周波数ｆ０で共振するＳＡＷ素子１４ａから出力して検波された信号または周波数ｆ１で共振するＳＡＷ素子１４ｂから出力して検波された信号を入力して、「０」，「１」の復調した信号を出力する。
【００２３】
このようなＦＳＫ送受信機１０の送信部２０と受信部３０は、ＳＡＷ素子１４を共用している。また送信部２０は、ＳＡＷ素子１４で変調用の周波数を得て、その周波数のまま信号の送信に用いているので、従来の発振器に用いられていた変調のための可変容量ダイオードや伸張コイルが不要であり、送信部２０の回路規模や部品点数を削減できる。また受信部３０はダイレクト検波方式なので、従来用いられているダウンコンバート用の部品が不要になり、受信部３０の回路規模や部品点数を削減できる。また送信部２０と受信部３０は、フィルタ１８およびアンテナ１９を共用している。以上のことから、ＦＳＫ送受信機１０を小型化できる。
【００２４】
また１つの圧電基板上に２組の前記ＩＤＴ等を設ければ、ＳＡＷ素子１４を小型化できる。またＦＳＫ送受信機１０は、ＳＡＷ素子１４を除いて集積回路（ＩＣ）チップ化できる。すなわちアンテナ１９、フィルタ１８、第３スイッチ部１６、増幅器２６、発振回路２４、第２スイッチ部２２、ＬＮＡ３２、第１スイッチ部１２および検波回路３４をＩＣチップ化できる。以上のことから、ＦＳＫ送受信機１０を小型化できる。そしてＳＡＷ素子１４と前述したＩＣチップを１つのパッケージに搭載できるので、ＦＳＫ送受信機１０をより小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ＦＳＫ送受信機のブロック図である。
【図２】従来技術に係るＦＳＫ送受信機の概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０………ＦＳＫ送受信機、１２………第１スイッチ部、１４………ＳＡＷ素子、１６………第３スイッチ部、１９………アンテナ、２０………送信部、２２………第２スイッチ部、３０………受信部、３４………検波回路、４０………周波数弁別器。
【図１】
2007336340.tif 000003
【図２】
2007336340.tif 000004