(57)【要約】【課題】回路規模が小さく、かつ消費電力の小さい無線通信装置及び高周波スイッチ回路を提供する。【解決手段】無線通信装置１００は、共用アンテナ１０１と、整合回路１１０、１２０と、高周波スイッチ回路１３０と、充電電力受電回路１４０と、応答器１５０と、から構成される。高周波スイッチ回路１３０は、電界効果トランジスタ１３１、１３２と、検波回路と、を備える。電界効果トランジスタ１３１、１３２のソース端子は共通接続される。検波回路は共通接続点に接続され、電界効果トランジスタ１３１のドレイン端子から出力された高周波信号を検波し、共通接続点の電位を基準とした検波電圧を電界効果トランジスタ１３１、１３２のゲート端子に印加する。電界効果トランジスタ１３１、１３２のドレイン端子間のインピーダンスは検波電圧に従って変化する。【選択図】図１
2012182652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、高周波スイッチ回路と、無線通信回路と、受電回路と、を備える無線通信装置であって、
前記高周波スイッチ回路と前記無線通信回路は並列に接続され、前記アンテナと前記無線通信回路及び前記受電回路は直列に接続され、
前記アンテナは、外部装置から受信した高周波信号を前記高周波スイッチ回路に出力し、
前記高周波スイッチ回路は、前記アンテナから出力された前記高周波信号を検波し、検波電圧に従って該高周波信号の経路を切り替え、
前記無線通信回路は、前記高周波信号を受信すると、前記アンテナを介して前記外部装置へ応答信号を送信し、
前記受電回路は、バッテリを備え、前記高周波信号を受信すると、該高周波信号を充電電力として前記バッテリに供給する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記高周波スイッチ回路は、
第１の電界効果トランジスタと、第２の電界効果トランジスタと、検波回路と、を備える高周波スイッチ回路であって、
前記第１の電界効果トランジスタのソース端子と前記第２の電界効果トランジスタのソース端子は共通接続され、
前記検波回路は、前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタのソース端子の共通接続点に接続され、前記第１の電界効果トランジスタのドレイン端子から出力された高周波信号を検波し、前記共通接続点の電位を基準とした検波電圧を前記第１の電界効果トランジスタのゲート端子と前記第２の電界効果トランジスタのゲート端子に印加し、
前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタのドレイン端子間のインピーダンスは、前記検波電圧に従って変化する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記検波回路は、第１の検波用ダイオードと、第２の検波用ダイオードと、第１の容量と、第２の容量と、第１の抵抗と、を備え、
前記第１の検波用ダイオードのアノードは、前記共通接続点に接続され、
前記第１の検波用ダイオードのカソードは、前記第１の容量を介して接地し、さらに前記第２の検波用ダイオードのアノードに接続され、
前記第２の検波用ダイオードのカソードは、前記第１の抵抗と前記第２の容量の並列接続体を介して前記共通接続点に接続され、さらに第１のバイアス抵抗を介して前記第１の電界効果トランジスタのゲート端子に接続され、第２のバイアス抵抗を介して前記第２の電界効果トランジスタのゲート端子に接続される、
ことを特徴とする請求項２に無線通信装置。
【請求項４】
前記高周波スイッチ回路は、第３の電界効果トランジスタを更に備え、
前記第３の電界効果トランジスタは、前記第１の容量に接続され、前記第３の電界効果トランジスタのゲート端子には、バイアス電圧が印加され、
前記検波回路は、前記バイアス電圧に従って前記高周波信号を検波する、
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記バイアス電圧がハイレベルの場合、前記検波回路は前記高周波信号を検波し、前記バイアス電圧がローレベルの場合、前記検波回路は前記高周波信号を検波しない、
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
第１の整合回路と、第２の整合回路と、をさらに備え、
前記アンテナは前記第１の整合回路を介して前記無線通信回路と前記受電回路に直列に接続され、
前記高周波スイッチ回路は前記第２の整合回路に並列に接続され、
前記第１の整合回路と前記第２の整合回路はインピーダンス整合を図る、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記無線通信回路は、電力受電回路を備え、
前記電力受電回路は、前記無線通信回路が前記高周波信号を受信すると、該高周波信号を電力に変換する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記受電回路は、整流回路と、平滑用容量と、充電制御回路と、を備え、
前記整流回路の整流出力は、前記平滑用容量と前記充電制御回路を介して、前記バッテリに接続される、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
アンテナと、高周波スイッチ回路と、第１の無線通信回路と、第２の無線通信回路と、を備える無線通信装置であって、
前記アンテナと前記第１の無線通信回路及び第２の無線通信回路は、前記高周波スイッチ回路に接続され、
前記高周波スイッチ回路には、バイアス電圧が印加され、
前記アンテナは、外部装置から受信した高周波信号を前記高周波スイッチ回路に出力し、
前記高周波スイッチ回路は、前記バイアス電圧を基に前記アンテナから出力された前記高周波信号の経路を切り替え、
前記第１の無線通信回路または前記第２の無線通信回路は、前記高周波信号を受信する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１０】
第１の電界効果トランジスタと、第２の電界効果トランジスタと、検波回路と、を備える高周波スイッチ回路であって、
前記第１の電界効果トランジスタのソース端子と前記第２の電界効果トランジスタのソース端子は共通接続され、
前記検波回路は、前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタのソース端子の共通接続点に接続され、前記第１の電界効果トランジスタのドレイン端子から出力された高周波信号を検波し、前記共通接続点の電位を基準とした検波電圧を前記第１の電界効果トランジスタのゲート端子と前記第２の電界効果トランジスタのゲート端子に印加し、
前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタのドレイン端子間のインピーダンスは、前記検波電圧に従って変化する、
ことを特徴とする高周波スイッチ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及び高周波スイッチ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の周波数を利用できるマルチバンド携帯電話に搭載されているアンテナスイッチは、電界効果トランジスタ等の半導体素子で構成されるが、少なからず非線形特性が生じ、アンテナから高調波と呼ばれる信号が不要に輻射されることがある。この高調波は、他の通信機器に影響を与えることがあるため、マルチバンド携帯電話に搭載されるようなアンテナスイッチには低歪特性が求められている。
【０００３】
アンテナスイッチを低歪化する方法には、スイッチ回路を構成する電界効果トランジスタを多段に接続し、電界効果トランジスタに加わる電圧振幅を小さくする方法や、電界効果トランジスタの動作電圧を上げる方法等がある。
【０００４】
電界効果トランジスタを多段接続する方法は、容易に実現可能であるが、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップの面積が大きくなり、コストの面で欠点がある。電界効果トランジスタの動作電圧を上げる方法は、携帯電話等のバッテリ電圧に制約がある。このため、アンテナスイッチ内部に昇圧回路を内蔵し、電源電圧を昇圧することで動作電圧を上げる方法がある（特許文献１）。
【０００５】
特許文献１は、昇圧回路を備えることで外部から供給される電源電圧よりも高い電圧をアンテナスイッチに供給することができ、さらに歪の発生を抑圧することができる高周波スイッチ回路を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−５５１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１が開示する高周波スイッチ回路は、発振回路等によって昇圧回路を構成しているが、この構成の場合、昇圧回路を構成する発振回路等を駆動するための消費電力は大きくなる。また、このような高周波スイッチ回路は、昇圧回路を備えない高周波スイッチ回路と比較すると、回路規模が大きくなる。
【０００８】
また、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）カード等の近距離通信装置や、磁気的結合等によりバッテリを充電する非接触充電装置等は、数Ｗ程度の電力を伝送するため、信号の経路を切り替える際、従来のアンテナスイッチに比べ、信号電圧振幅が１０数Ｖ程度と大きくなる。このことから、昇圧回路を用いた高周波スイッチ回路は、さらに回路規模が大きくなり、消費電流も増加する。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、回路規模が小さく、かつ消費電力の小さい無線通信装置及び高周波スイッチ回路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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る無線通信装置は、
アンテナと、高周波スイッチ回路と、無線通信回路と、受電回路と、を備える無線通信装置であって、
前記高周波スイッチ回路と前記無線通信回路は並列に接続され、前記アンテナと前記無線通信回路及び前記受電回路は直列に接続され、
前記アンテナは、外部装置から受信した高周波信号を前記高周波スイッチ回路に出力し、
前記高周波スイッチ回路は、前記アンテナから出力された前記高周波信号を検波し、検波電圧に従って該高周波信号の経路を切り替え、
前記無線通信回路は、前記高周波信号を受信すると、前記アンテナを介して前記外部装置へ応答信号を送信し、
前記受電回路は、バッテリを備え、前記高周波信号を受信すると、該高周波信号を充電電力として前記バッテリに供給する、
ことを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る無線通信装置は、
アンテナと、高周波スイッチ回路と、第１の無線通信回路と、第２の無線通信回路と、を備える無線通信装置であって、
前記アンテナと前記第１の無線通信回路及び第２の無線通信回路は、前記高周波スイッチ回路に接続され、
前記高周波スイッチ回路には、バイアス電圧が印加され、
前記アンテナは、外部装置から受信した高周波信号を前記高周波スイッチ回路に出力し、
前記高周波スイッチ回路は、前記バイアス電圧を基に前記アンテナから出力された前記高周波信号の経路を切り替え、
前記第１の無線通信回路または前記第２の無線通信回路は、前記高周波信号を受信する、
ことを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る高周波スイッチ回路は、
第１の電界効果トランジスタと、第２の電界効果トランジスタと、検波回路と、を備える高周波スイッチ回路であって、
前記第１の電界効果トランジスタのソース端子と前記第２の電界効果トランジスタのソース端子は共通接続され、
前記検波回路は、前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタのソース端子の共通接続点に接続され、前記第１の電界効果トランジスタのドレイン端子から出力された高周波信号を検波し、前記共通接続点の電位を基準とした検波電圧を前記第１の電界効果トランジスタのゲート端子と前記第２の電界効果トランジスタのゲート端子に印加し、
前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタのドレイン端子間のインピーダンスは、前記検波電圧に従って変化する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回路規模を小さく、かつ消費電力を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る高周波スイッチ回路を備える無線通信装置の一例を示す回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る高周波スイッチ回路を備える無線通信装置の一例を示す等価回路図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る高周波スイッチ回路を備える無線通信装置の一例を示す回路図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る高周波スイッチ回路を備える無線通信装置の一例を示す回路図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る高周波スイッチ回路を備える無線通信装置の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る高周波スイッチ回路及び無線通信装置について、図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る無線通信装置１００は、共用アンテナ１０１と、整合回路１１０、１２０と、高周波スイッチ回路１３０と、充電電力受電回路１４０と、応答器１５０と、から構成されている。無線通信装置１００は、非接触型通信にて外部装置と通信する。
【００１６】
無線通信装置１００は、共用アンテナ１０１が整合回路１１０を介して応答器１５０と充電電力受電回路１４０と直列に接続し、応答器１５０が高周波スイッチ回路１３０と整合回路１２０と並列に接続する構成である。
【００１７】
共用アンテナ１０１は、外部からの搬送波を受信し、又は外部へ搬送波を送信する。整合回路１１０は容量１１１から構成され、整合回路１２０はインダクタ１２１から構成される。整合回路１１０、１２０は、インピーダンス整合を図る。
【００１８】
高周波スイッチ回路１３０は、電界効果トランジスタ１３１、１３２と、バイアス抵抗１３３、１３４と、検波用ダイオード１３５、１３６と、接地用容量１３７と、平滑用容量１３８と、抵抗１３９と、から構成され、高周波信号の経路を切り替える。また、検波用ダイオード１３５、１３６と、接地用容量１３７と、平滑用容量１３８と、抵抗１３９と、は検波回路を構成する。
【００１９】
電界効果トランジスタ１３１、１３２のソース端子は、共通接続する。検波用ダイオード１３５のアノードは、電界効果トランジスタ１３１、１３２の共通接続点と接続し、検波用ダイオード１３５のカソードは、接地用容量１３７を介して接地し、さらに検波用ダイオード１３６のアノードと接続する。検波用ダイオード１３６のカソードは、平滑用容量１３８と抵抗１３９の並列接続体を介して電界効果トランジスタ１３１、１３２の共通接続点と接続し、さらにバイアス抵抗１３３、１３４を介して、電界効果トランジスタ１３１、１３２のゲート端子と接続する。
【００２０】
充電電力受電回路１４０は、整流用ダイオード１４１〜１４４と、平滑用容量１４５と、充電制御回路１４６と、バッテリ１４７と、から構成され、バッテリを充電するための電力を受電する。整流用ダイオード１４１〜１４４は全波整流回路を構成し、全波整流回路の整流出力端子は平滑用容量１４５と充電制御回路１４６を介してバッテリ１４７と接続する。
【００２１】
応答器１５０は、無線通信及び電力受電回路から構成され、搬送波によって送信されたデータに対する応答データを生成する。
【００２２】
なお、図２に示すように、応答器１５０から共用アンテナ１０１側へのインピーダンスは、電界効果トランジスタ１３１、１３２のドレイン端子間の寄生容量１８０と、整流用ダイオード１４１〜１４４より構成される整流回路の寄生容量１９０と、が付加されるために容量性となり、整合回路１２０は、インダクタ１２１を接続することで容量性のインピーダンスを打ち消すことができ、インピーダンス整合を図ることができる。
【００２３】
以上が、無線通信装置１００の構成である。
【００２４】
次に外部装置の構成について説明する。図１に示すように、質問器１６０は、無線通信及び電力供給回路１６１と、無線通信用アンテナ１６２と、から構成され、無線通信装置１００の応答器１５０との無線通信に必要な電力の供給を行い、無線通信装置１００と無線通信を行う。
【００２５】
また、充電電力供給装置１７０は、発振回路１７１と、増幅回路１７２と、電力送電用アンテナ１７３と、から構成され、例えば、無線通信装置１００と非接触による磁気的結合をすることで無線通信装置１００のバッテリ１４７の充電に必要な電力を送電する。
【００２６】
以上が、外部装置の構成である。
【００２７】
ところで、無線通信装置１００が備える高周波スイッチ回路１３０は、電界効果トランジスタ１３１、１３２のオン状態、オフ状態を切り替えることで高周波信号の経路を切り替える。ここでは、そのような電界効果トランジスタの制御に必要なゲート端子電圧について説明する。
【００２８】
一般的に、高周波スイッチに入力される送信あるいは受信信号の電圧をＶｒｆ、電界効果トランジスタがオン状態とオフ状態が切り替わるゲート端子の閾値電圧をＶｔｈとすると、電界効果トランジスタの制御に必要なゲート端子電圧Ｖｇｓｗは下式となる。
Ｖｇｓｗ  ＞  Ｖｒｆ  ＋  Ｖｔｈ
【００２９】
例えば、携帯機器のバッテリを充電するような非接触充電装置で電力伝送に用いられる信号振幅Ｖｒｆは、１０数Ｖ程度である。また、電界効果トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈは２Ｖ弱程度であるため、電界効果トランジスタの制御に必要なゲート端子電圧Ｖｇｓｗは、１０数Ｖから２０Ｖ程度必要となる。
【００３０】
これに対し、本実施形態の構成は、電界効果トランジスタのソース端子の共通接続点を基準として検波電圧を印加する構成であるため、高周波スイッチ回路に入力される信号振幅Ｖｒｆによらず、電界効果トランジスタのゲート端子とソース端子間には常に検波回路で発生する電圧が印加されるため、電界効果トランジスタの制御に必要なゲート端子電圧Ｖｇｓｗは下式となる。
Ｖｇｓｗ  ＞  Ｖｔｈ
【００３１】
従って、本実施形態では、制御に必要となるゲート端子電圧は、電界効果トランジスタの閾値電圧の２Ｖ程度で良いことから、非接触充電装置のような高い電圧振幅であっても、従来の昇圧回路を用いた場合に比べて消費電流を小さくすることができる。
【００３２】
続いて、無線通信装置１００と質問器１６０との無線通信の動作について説明する。
【００３３】
質問器１６０の無線通信及び電力供給回路１６１は、無線通信装置１００の応答器１５０が動作可能な電力を、搬送波（例えば１３．５６ＭＨｚ帯の信号）を用いて無線通信用アンテナ１６２を介して送信する。なお、送信データは、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）等の変調方式を用いて送信するが、これに限られず、ＧＡＳＫ（Ｇａｕｓｓｉａｎ  ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ＡＳＫ）やＳＳＢ−ＡＳＫ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｉｄｅ  Ｂａｎｄ  ＡＳＫ）等を用いても良い。
【００３４】
このとき、無線通信装置１００が質問器１６０に対し近距離にあった場合、無線通信装置１００は、質問器１６０からの搬送波信号を共用アンテナ１０１で受信する。
【００３５】
無線通信装置１００が受信した搬送波は、高周波スイッチ回路１３０の電界効果トランジスタ１３１を介して、検波用ダイオード１３５、１３６により検波され、平滑用容量１３８により平滑され、さらにバイアス抵抗１３３、１３４を介して電界効果トランジスタ１３１、１３２のゲート端子に印加される。
【００３６】
なお、接地用容量１３７の容量値は、このときの検波電圧では電界効果トランジスタ１３１、１３２がオン状態にならないような値である。すなわち、電界効果トランジスタ１３１、１３２のドレイン端子間のインピーダンスは、検波回路の検波電圧に従った大きな値となる。
【００３７】
このため、無線通信装置１００が受信した搬送波は、応答器１５０と充電電力受電回路１４０の両端に加わるが、充電電力受電回路１４０の入力は、整流用ダイオード１４１〜１４４による全波整流回路のインピーダンスとなるため、応答器１５０の入力インピーダンスに比べ大幅に低い値となる。
【００３８】
さらに、受信した搬送波は、整合回路１２０が応答器１５０とのインピーダンス整合を図ることで搬送波の振幅のほとんどが応答器１５０の入力端子間に加わるため、応答器１５０に入力されることとなる。応答器１５０は、電力受電回路により搬送波を電力に変換し、その電力を用いて応答器１５０で送信データに対する応答データを生成し、生成した応答データを、共用アンテナ１０１を介して返送する。返送されたデータは、質問器１６０の無線通信用アンテナ１６２を介して質問器１６０の無線通信及び電力供給回路１６１で受信する。
【００３９】
このように無線通信装置１００が動作することで、質問器１６０と無線通信装置１００間での無線通信が可能となる。
【００４０】
続いて、無線通信装置１００と充電電力供給装置１７０との非接触で電力を伝送する動作について説明する。
【００４１】
充電電力供給装置１７０は、送電信号を発振回路１７１において電力供給を行う周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）で発振し、増幅回路１７２において増幅し、電力送電用アンテナ１７３を介して送電する。
【００４２】
このとき、無線通信装置１００が充電電力供給装置１７０に対し近距離にあった場合、無線通信装置１００は、充電電力供給装置１７０からの送電信号を共用アンテナ１０１で受信する。充電電力供給装置１７０からの送電信号は数Ｗ程度であり、質問器１６０から送信される搬送波に比べ大幅に高い電力となる。
【００４３】
これによって、検波用ダイオード１３５、１３６の検波電圧により電界効果トランジスタ１３１、１３２はオン状態となるため、応答器１５０の入力間はショート状態となる。従って、受信した送電信号は充電電力受電回路１４０に入力される。
【００４４】
充電電力受電回路１４０に入力された送電信号は、整流用ダイオード１４１〜１４４から構成される整流回路により整流され、平滑用容量１４５と充電制御回路１４６を介しバッテリ１４７へ充電電力として供給される。
【００４５】
このように無線通信装置１００が動作することで、充電電力供給装置１７０と無線通信装置１００間で、非接触で電力を伝送することができる。
【００４６】
以上説明した無線通信装置１００の動作を要約すると、無線通信装置１００は、受信信号の電力値が小さい場合、応答器１５０への経路に切り替え、受信信号の電力値が大きい場合、充電電力受電回路１４０への経路に切り替えることとなる。
【００４７】
なお、高周波スイッチ回路１３０は、検波用ダイオード１３５、１３６により倍電圧検波回路を構成しているが、ここでは、この倍電圧検波回路の動作について説明する。
【００４８】
充電電力供給装置１７０から送電信号を受信した場合、検波用ダイオード１３５は、オフ状態の電界効果トランジスタ１３１のドレイン端子とソース端子間を介して、接地用容量１３７で高周波接地する。受信した送電信号の振幅が電界効果トランジスタ１３１、１３２の共通接続点側では正極、接地側では負極の場合、検波用ダイオード１３５はオン状態となるので、検波用ダイオード１３５の両端の電位差はアノード側が若干高くなる。
【００４９】
また、受信した送電信号の振幅が電界効果トランジスタ１３１、１３２の共通接続点側では負極、接地側では正極の場合、検波用ダイオード１３５はオフ状態となるので、検波用ダイオード１３５のアノード側は負極、カソード側は正極となる。このため、検波用ダイオード１３５の両端の電位を平均した場合（検波電圧）、平均電位はアノード側に比べカソード側が高くなる。
【００５０】
同様に、検波用ダイオード１３６の検波電圧もカソード側が高くなるが、検波用ダイオード１３５のカソードと検波用ダイオード１３６のアノードが接続しているため、検波用ダイオード１３５のアノード側（電界効果トランジスタ１３１、１３２の共通接続点）からみた検波用ダイオード１３６のカソード側の電位は、ダイオードの検波電圧の２倍の電圧が出力される（倍電圧検波）。このように、倍電圧検波回路は、比較的簡易な構成で高い検波電圧を得ることができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態に係る無線通信装置１００は、電力を含んだ搬送波信号を受信して応答する無線通信の場合と、非接触による充電電力を受電する場合とで、高周波スイッチ回路の回路規模を小さくすることができ、動作電源の供給が不要であるため消費電力を少なくすることができる。
【００５２】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る高周波スイッチ回路及び無線通信装置について、図面を参照して説明する。なお、第１実施形態に係る無線通信装置１００と同様の構成・機能である構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５３】
図３に示すように、本実施形態に係る無線通信装置２００は、共用アンテナ１０１と、整合回路１１０、１２０と、高周波スイッチ回路２３０と、充電電力受電回路１４０と、応答器１５０と、制御端子２０１と、から構成されている。
【００５４】
高周波スイッチ回路２３０は、第１実施形態に係る高周波スイッチ回路１３０の構成に加え、さらに電界効果トランジスタ２０２と、バイアス抵抗２０３と、から構成される。
【００５５】
無線通信装置２００は、電界効果トランジスタ２０２により接地用容量１３７の接地状態を制御し、検波用ダイオード１３５、１３６の検波の動作を制御することができる。すなわち、高周波スイッチ回路２３０の制御端子２０１に電界効果トランジスタ２０２がオン状態となる２Ｖ程度のハイレベルのバイアス電圧を印加することにより、接地用容量１３７は電界効果トランジスタ２０２を介して接地される。
【００５６】
このため、無線通信装置２００は、例えば、図１に示すような充電電力供給装置１７０からの送電信号を受信する場合、検波用ダイオード１３５、１３６により検波された電圧で電界効果トランジスタ１３１、１３２がオン状態となり、バッテリ１４７に充電電流を供給することができる。
【００５７】
一方、充電電力供給装置１７０からの送電信号を受信している場合でも、高周波スイッチ回路２３０の制御端子２０１のバイアス電圧を０Ｖのローレベルにすることで、電界効果トランジスタ２０２がオフ状態となり、接地用容量１３７は接地されなくなる。このため、検波用ダイオード１３５、１３６による検波はほとんどされなくなり、電界効果トランジスタ１３１、１３２はオフ状態となる。
【００５８】
なお、無線通信装置２００に係る基本的な動作については、第１実施形態に係る無線通信装置１００と同様である。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態に係る無線通信装置２００は、第１実施形態と同様の効果が得られ、さらに、制御端子２０１により高周波スイッチ回路２３０を切り替えることができるため、高周波スイッチ回路２３０の経路切り替えのタイミングを容易に制御することができ、受信した信号の詳細な制御が可能となる。
【００６０】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る高周波スイッチ回路及び無線通信装置について、図面を参照して説明する。なお、第１実施形態に係る無線通信装置１００と同様の構成・機能である構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６１】
図４に示すように、本実施形態に係る無線通信装置３００は、共用アンテナ１０１と、整合回路１１０、１２０と、高周波スイッチ回路１３０と、充電電力受電回路３４０と、応答器１５０と、から構成されている。
【００６２】
充電電力受電回路３４０は、第１実施形態に係る充電電力受電回路１４０に加え、さらにｎチャネル型電界効果トランジスタ３０１と、ｐチャネル型電界効果トランジスタ３０２と、バイアス抵抗３０３、３０５と、負荷抵抗３０４と、から構成される。
【００６３】
ｎチャネル型電界効果トランジスタ３０１において、ドレイン端子は整流用ダイオード１４１〜１４４から構成される整流回路の出力端子の正極側（整流用ダイオード１４２のカソードと１４４のカソードの接続点）と負荷抵抗３０４を介して接続し、ソース端子は整流回路の出力端子の負極側（整流用ダイオード１４１のアノードと１４３のアノードの接続点）と接続し、ゲート端子は検波用ダイオード１３６のカソードとバイアス抵抗３０３を介して接続する。
【００６４】
ｐチャネル型電界効果トランジスタ３０２において、ソース端子は整流回路の出力端子の正極側と接続し、ドレイン端子は平滑用容量１４５と接続し、ゲート端子はｎチャネル型電界効果トランジスタ３０１のドレイン端子とバイアス抵抗３０５を介して接続する。
【００６５】
無線通信装置３００は、例えば図１に示すような充電電力供給装置１７０から充電電力を受電した場合、高周波スイッチ回路１３０がオン状態となり、高周波スイッチ回路１３０の検波電圧によりｎチャネル型電界効果トランジスタ３０１がオン状態となる。
【００６６】
このため、ｐチャネル型電界効果トランジスタ３０２のゲート端子電位は、ソース端子電位よりも直流電位の低い負極側の電位となる。よって、ｐチャネル型電界効果トランジスタ３０２はオン状態となり、充電制御回路１４６は充電電力を受電することができる。
【００６７】
また、充電電力が受信されない場合、すなわち、高周波スイッチ回路１３０がオフ状態の場合、ｎチャネル型電界効果トランジスタ３０１はオフ状態となる。このため、ｐチャネル型電界効果トランジスタ３０２のゲート端子は正極側のソース端子電位と等しい電位となり、ｐチャネル型電界効果トランジスタ３０２はオフ状態となる。
【００６８】
なお、無線通信装置３００に係る基本的な動作については、第１実施形態に係る無線通信装置１００と同様である。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態に係る無線通信装置３００は、第１実施形態と同様の効果が得られ、さらに、質問器１６０から無線通信信号を受信した場合、整流用ダイオード１４１〜１４４を介して充電制御回路１４６に無線通信信号が漏れ込むことで、通信感度の劣化を抑えることができる。
【００７０】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る高周波スイッチ回路及び無線通信装置について、図面を参照して説明する。なお、第１実施形態に係る無線通信装置１００と同様の構成・機能である構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７１】
図５に示すように、本実施形態に係る無線通信装置４００は、送受信共用アンテナ４０１と、受信側制御端子４０２と、送信側制御端子４０３と、電界効果トランジスタ４０４と、バイアス抵抗４０５と、容量４０６と、送信回路４１０と、受信回路４２０と、高周波スイッチ回路４３０と、から構成されている。無線通信装置４００は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のように、送信と受信を同じ周波数を用いて交互に送受信を繰り返して通信を行う方式を採用している。
【００７２】
送受信共用のアンテナ４０１は、容量４０６を介して電界効果トランジスタ４０４と高周波スイッチ回路４３０に接続する。電界効果トランジスタ４０４は、容量４０６と受信回路４２０と接続する。高周波スイッチ回路４３０は、容量４０６と送信回路４１０と接続する。受信側制御端子４０２は、バイアス抵抗４０５を介して電界効果トランジスタ４０４のゲート端子と接続し、送信側制御端子４０３は、バイアス抵抗２０３を介して電界効果トランジスタ２０２と接続する。
【００７３】
続いて、無線通信装置４００の信号受信動作について説明する。
【００７４】
送受信共用のアンテナ４０１より外部装置から送信された信号を受信する場合、無線通信装置４００は受信側制御端子４０２にハイレベルの制御電圧を印加し、送信側制御端子４０３にローレベルの制御電圧を印加する。これにより、電界効果トランジスタ４０４はオン状態、電界効果トランジスタ１３１、１３２はオフ状態となる。従って、受信回路４２０は送受信共用のアンテナ４０１が受信した信号を受信することができる。
【００７５】
また、送信回路４１０から信号を送信する場合、無線通信装置４００は受信側制御端子４０２にローレベルの制御電圧を印加し、送信側制御端子４０３にハイレベルの制御電圧を印加する。これにより、高周波スイッチ回路４３０の検波回路は送信回路４１０からの送信信号の電力で動作することができる。検波用ダイオード１３５、１３６による検波電圧により、電界効果トランジスタ１３１，１３２はオン状態となるので、送信回路４１０は容量４０６を介して送受信共用のアンテナ４０１により送信することができる。
【００７６】
なお、高周波スイッチ回路４３０に係る基本的な動作については、第１実施形態に係る高周波スイッチ回路１３０と同様である。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態に係る無線通信装置４００は、第１実施形態と同様の効果が得られ、さらに、送信回路のスイッチ回路に本発明の高周波スイッチ回路を採用することで、回路規模を小さくし、消費電流を小さくすることができる。
【００７８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形例及び応用が可能である。例えば、本発明に係る高周波スイッチ回路は、送受信装置に採用する場合について説明したが、これに限られず、送信装置のみに採用しても良く、受信装置のみに採用しても良い。
【００７９】
なお、本発明は、本発明の広義の趣旨及び範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【００８０】
上記実施形態の一部又は全ては、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００８１】
（付記１）
アンテナと、高周波スイッチ回路と、無線通信回路と、受電回路と、を備える無線通信装置であって、
前記高周波スイッチ回路と前記無線通信回路は並列に接続され、前記アンテナと前記無線通信回路及び前記受電回路は直列に接続され、
前記アンテナは、外部装置から受信した高周波信号を前記高周波スイッチ回路に出力し、
前記高周波スイッチ回路は、前記アンテナから出力された前記高周波信号を検波し、検波電圧に従って該高周波信号の経路を切り替え、
前記無線通信回路は、前記高周波信号を受信すると、前記アンテナを介して前記外部装置へ応答信号を送信し、
前記受電回路は、バッテリを備え、前記高周波信号を受信すると、該高周波信号を充電電力として前記バッテリに供給する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【００８２】
（付記２）
前記高周波スイッチ回路は、
第１の電界効果トランジスタと、第２の電界効果トランジスタと、検波回路と、を備える高周波スイッチ回路であって、
前記第１の電界効果トランジスタのソース端子と前記第２の電界効果トランジスタのソース端子は共通接続され、
前記検波回路は、前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタのソース端子の共通接続点に接続され、前記第１の電界効果トランジスタのドレイン端子から出力された高周波信号を検波し、前記共通接続点の電位を基準とした検波電圧を前記第１の電界効果トランジスタのゲート端子と前記第２の電界効果トランジスタのゲート端子に印加し、
前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタのドレイン端子間のインピーダンスは、前記検波電圧に従って変化する、
ことを特徴とする付記１に記載の無線通信装置。
【００８３】
（付記３）
前記検波回路は、第１の検波用ダイオードと、第２の検波用ダイオードと、第１の容量と、第２の容量と、第１の抵抗と、を備え、
前記第１の検波用ダイオードのアノードは、前記共通接続点に接続され、
前記第１の検波用ダイオードのカソードは、前記第１の容量を介して接地し、さらに前記第２の検波用ダイオードのアノードに接続され、
前記第２の検波用ダイオードのカソードは、前記第１の抵抗と前記第２の容量の並列接続体を介して前記共通接続点に接続され、さらに第１のバイアス抵抗を介して前記第１の電界効果トランジスタのゲート端子に接続され、第２のバイアス抵抗を介して前記第２の電界効果トランジスタのゲート端子に接続される、
ことを特徴とする付記２に無線通信装置。
【００８４】
（付記４）
前記高周波スイッチ回路は、第３の電界効果トランジスタを更に備え、
前記第３の電界効果トランジスタは、前記第１の容量に接続され、前記第３の電界効果トランジスタのゲート端子には、バイアス電圧が印加され、
前記検波回路は、前記バイアス電圧に従って前記高周波信号を検波する、
ことを特徴とする付記３に記載の無線通信装置。
【００８５】
（付記５）
前記バイアス電圧がハイレベルの場合、前記検波回路は前記高周波信号を検波し、前記バイアス電圧がローレベルの場合、前記検波回路は前記高周波信号を検波しない、
ことを特徴とする付記４に記載の無線通信装置。
【００８６】
（付記６）
第１の整合回路と、第２の整合回路と、をさらに備え、
前記アンテナは前記第１の整合回路を介して前記無線通信回路と前記受電回路に直列に接続され、
前記高周波スイッチ回路は前記第２の整合回路に並列に接続され、
前記第１の整合回路と前記第２の整合回路はインピーダンス整合を図る、
ことを特徴とする付記１乃至５のいずれか１つに記載の無線通信装置。
【００８７】
（付記７）
前記無線通信回路は、電力受電回路を備え、
前記電力受電回路は、前記無線通信回路が前記高周波信号を受信すると、該高周波信号を電力に変換する、
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれか１つに記載の無線通信装置。
【００８８】
（付記８）
前記受電回路は、整流回路と、平滑用容量と、充電制御回路と、を備え、
前記整流回路の整流出力は、前記平滑用容量と前記充電制御回路を介して、前記バッテリに接続される、
ことを特徴とする付記１乃至７のいずれか１つに記載の無線通信装置。
【００８９】
（付記９）
アンテナと、高周波スイッチ回路と、第１の無線通信回路と、第２の無線通信回路と、を備える無線通信装置であって、
前記アンテナと前記第１の無線通信回路及び第２の無線通信回路は、前記高周波スイッチ回路に接続され、
前記高周波スイッチ回路には、バイアス電圧が印加され、
前記アンテナは、外部装置から受信した高周波信号を前記高周波スイッチ回路に出力し、
前記高周波スイッチ回路は、前記バイアス電圧を基に前記アンテナから出力された前記高周波信号の経路を切り替え、
前記第１の無線通信回路または前記第２の無線通信回路は、前記高周波信号を受信する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【００９０】
（付記１０）
第１の電界効果トランジスタと、第２の電界効果トランジスタと、検波回路と、を備える高周波スイッチ回路であって、
前記第１の電界効果トランジスタのソース端子と前記第２の電界効果トランジスタのソース端子は共通接続され、
前記検波回路は、前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタのソース端子の共通接続点に接続され、前記第１の電界効果トランジスタのドレイン端子から出力された高周波信号を検波し、前記共通接続点の電位を基準とした検波電圧を前記第１の電界効果トランジスタのゲート端子と前記第２の電界効果トランジスタのゲート端子に印加し、
前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタのドレイン端子間のインピーダンスは、前記検波電圧に従って変化する、
ことを特徴とする高周波スイッチ回路。
【００９１】
（付記１１）
前記検波回路は、第１の検波用ダイオードと、第２の検波用ダイオードと、第１の容量と、第２の容量と、第１の抵抗と、を備え、
前記第１の検波用ダイオードのアノードは、前記共通接続点に接続され、
前記第１の検波用ダイオードのカソードは、前記第１の容量を介して接地し、さらに前記第２の検波用ダイオードのアノードに接続され、
前記第２の検波用ダイオードのカソードは、前記第１の抵抗と前記第２の容量の並列接続体を介して前記共通接続点に接続され、さらに第１のバイアス抵抗を介して前記第１の電界効果トランジスタのゲート端子に接続され、第２のバイアス抵抗を介して前記第２の電界効果トランジスタのゲート端子に接続される、
ことを特徴とする付記１０に高周波スイッチ回路。
【００９２】
（付記１２）
前記高周波スイッチ回路は、第３の電界効果トランジスタを更に備え、
前記第３の電界効果トランジスタは、前記第１の容量に接続され、前記第３の電界効果トランジスタのゲート端子には、バイアス電圧が印加され、
前記検波回路は、前記バイアス電圧に従って前記高周波信号を検波する、
ことを特徴とする付記１１に記載の高周波スイッチ回路。
【００９３】
（付記１３）
前記バイアス電圧がハイレベルの場合、前記検波回路は前記高周波信号を検波し、前記バイアス電圧がローレベルの場合、前記検波回路は前記高周波信号を検波しない、
ことを特徴とする付記１２に記載の高周波スイッチ回路。
【００９４】
（付記１４）
前記受電回路は、第４の電界効果トランジスタと、第５の電界効果トランジスタと、をさらに備え、
前記第４の電界効果トランジスタにおいて、ドレイン端子は前記整流回路の出力端子の正極側に接続され、ソース端子は前記整流回路の出力端子の負極側に接続され、ゲート端子は前記第２の検波用ダイオードのカソードに接続され、
前記第５の電界効果トランジスタにおいて、ドレイン端子は前記平滑用容量に接続され、ソース端子は前記整流回路の出力端子の正極側に接続され、ゲート端子は前記第４の電界効果トランジスタのドレイン端子に接続される、
ことを特徴とする付記８に記載の無線通信装置。
【符号の説明】
【００９５】
１００、２００、３００、４００  無線通信装置
１０１、４０１                  共用アンテナ
１１０、１２０                  整合回路
１１１、４０６                  容量
１２１                          インダクタ
１３０、２３０、４３０          高周波スイッチ回路
１３１、１３２、２０２、４０４  電界効果トランジスタ
１３３、１３４、２０３、３０３、３０５、４０５  バイアス抵抗
１３５、１３６                  検波用ダイオード
１３７                          接地用容量
１３８、１４５                  平滑用容量
１３９                          抵抗
１４０、３４０                  充電電力受電回路
１４１、１４２、１４３、１４４  整流用ダイオード
１４６                          充電制御回路
１４７                          バッテリ
１５０                          応答器
１６０                          質問器
１６１                          無線通信及び電力供給回路
１６２                          無線通信用アンテナ
１７０                          充電電力供給装置
１７１                          発振回路
１７２                          増幅回路
１７３                          電力送電用アンテナ
１８０、１９０                  寄生容量
２０１                          制御端子
３０１                          ｎチャネル型電界効果トランジスタ
３０２                          ｐチャネル型電界効果トランジスタ
３０４                          負荷抵抗
４０２                          受信側制御端子
４０３                          送信側制御端子
４１０                          送信回路
４２０                          受信回路
【図１】
2012182652.tif 000003
【図２】
2012182652.tif 000004
【図３】
2012182652.tif 000005
【図４】
2012182652.tif 000006
【図５】
2012182652.tif 000007