(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信または受信される信号の波長λに対してλ／４の長さを有する第１の伝送路と、
前記波長λに対してλ／４の長さを有する第２の伝送路と、
前記第１および第２の伝送路の各一端に接続された第１のアンテナと、
前記第１の伝送路の他端に接続され当該他端の状態を短絡状態または開放状態に切り換える切換回路と、
前記第２の伝送路の他端にその一端が接続されλ／４の長さを有する第３の伝送路と、
前記第３の伝送路の他端に接続された第２のアンテナと
を具備し、
前記切換回路の状態に応じて、前記第１および第２のアンテナのパラレルモードまたは前記第２のアンテナの単独モードのうち何れかを任意に選択可能であることを特徴とするダイバーシチ回路。
【請求項２】
前記第２の伝送路の他端に一切換端が接続されたスイッチと、
該スイッチの他の切換端に接続された第３のアンテナと
前記切換回路および前記スイッチの状態に応じて、前記第１および第２のアンテナのパラレルモード、前記第２のアンテナの単独モードおよび前記第３のアンテナの単独モードの各ダイバーシチモードについて受信品質を測定し、その結果に応じて以降のダイバーシチモードを決定するコントローラと
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のダイバーシチ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線送受信機に用いて好適なダイバーシチ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ダイバーシチ方式として、空間ダイバーシチと合成ダイバーシチとが知られている。空間ダイバーシチとは、例えば２本のアンテナ１，２から受信したＲＦ信号のうち受信品質（例えば電界強度や復調した信号の信頼度）の高い方を選択して受信機に供給する方式である。また、合成ダイバーシチとは、例えば２本のアンテナ１，２から受信したＲＦ信号を合成して受信機に供給する方式である。空間ダイバーシチにおいては、アンテナ１，２から受信したＲＦ信号のうち一方しか使用することができないため、両者を合成した時により高い受信品質が得られる場合にもそれを利用できないという欠点がある。一方、合成ダイバーシチにおいては、アンテナ１，２からのＲＦ信号が打ち消しあうような位相関係にあるときは、一方のアンテナから単独で受信した場合よりも受信品質が落ちる場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、空間ダイバーシチおよび合成ダイバーシチには一長一短があるため、両者を切り換えることができれば便利である。すなわち、アンテナ１，２と合成器とを設け、「アンテナ１単独」、「アンテナ２単独」、「アンテナ１，２の合成（パラレル）」の３モードを切り換えて選択できるようにしておき、その時々に最も受信品質の高いモードを選択するようにできれば望ましい。しかし、かかる切換制御を行うためには、高価なＲＦスイッチを多数使用する必要があり、コストアップにつながるという問題がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、合成ダイバーシチと空間ダイバーシチの双方を安価に実現するダイバーシチ回路を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載のダイバーシチ回路にあっては、送信または受信される信号の波長λに対してλ／４の長さを有する第１の伝送路（ストリップライン１４）と、前記波長λに対してλ／４の長さを有する第２の伝送路（ストリップライン１２）と、前記第１および第２の伝送路の各一端（Ｂ点）に接続された第１のアンテナ（１）と、前記第１の伝送路（ストリップライン１４）の他端（Ａ点）に接続され当該他端の状態を短絡状態または開放状態に切り換える切換回路（ＰＩＮダイオード１６，コントローラ３６）と、前記第２の伝送路（ストリップライン１２）の他端（Ｃ点）にその一端が接続されλ／４の長さを有する第３の伝送路（ストリップライン１０）と、前記第３の伝送路（ストリップライン１０）の他端に接続された第２のアンテナ（２）とを具備し、前記切換回路の状態に応じて、前記第１および第２のアンテナのパラレルモードまたは前記第２のアンテナの単独モードのうち何れかを任意に選択可能であることを特徴とする。
さらに、請求項２記載の構成にあっては、請求項１記載のダイバーシチ回路において、前記第２の伝送路（ストリップライン１２）の他端（Ｃ点）に一切換端が接続されたスイッチ（６）と、該スイッチ（６）の他の切換端に接続された第３のアンテナ（３）と前記切換回路および前記スイッチの状態に応じて、前記第１および第２のアンテナのパラレルモード、前記第２のアンテナの単独モードおよび前記第３のアンテナの単独モードの各ダイバーシチモードについて受信品質（ＩＦレベルＶＩＦまたはベースバンド信号の信頼度）を測定し、その結果に応じて以降のダイバーシチモードを決定するコントローラ（３６）とをさらに具備することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
1．実施形態の構成
次に、本発明の一実施形態の無線送受信機の全体構成を図１を参照し説明する。なお、本無線送受信機は、無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）の通信装置として用いられる。
図において１〜３はアンテナであり、ＲＦ（無線周波）信号を送信および受信する。アンテナ１は、Ｂ点において、ストリップライン１２，１４の一端に接続されている。ここで、ストリップライン１２，１４の長さは共に「λ／４」（λはＲＦ信号の波長）に設定されている。また、ストリップライン１２の特性インピーダンスは５０×√２Ω、ストリップライン１４の特性インピーダンスは５０Ωである。ストリップライン１４の他端（Ａ点）にはＰＩＮダイオード１６のアノードが接続されており、ＰＩＮダイオード１６のカソードは接地されている。
【０００６】
ここで、ＰＩＮダイオード１６のアノードに所定の正電圧のバイアス電圧ＶＡを印加すると、ＰＩＮダイオード１６が導通状態になる。これは、ＲＦ信号においては、Ａ点が短絡されていることと等価な状態である。また、ＰＩＮダイオード１６のアノードに所定の負電圧のバイアス電圧ＶＡを印加すると、ＰＩＮダイオード１６が遮断状態になる。これは、ＲＦ信号においては、Ａ点が開放されていることと等価な状態である。
【０００７】
また、ストリップライン１２の他端であるＣ点においては、ストリップライン１０を介してアンテナ２が接続されている。このストリップライン１０は「λ／４」長であり、特性インピーダンスは５０×√２Ωである。６はＲＦスイッチであり、アンテナ３側およびアンテナ１，２側への切換端が設けられている。アンテナ３側への切換端は、コンデンサ５、ストリップライン４を介してアンテナ３に接続されている。また、アンテナ１，２側への切換端は、コンデンサ７、ストリップライン８を介して上記Ｃ点に接続されている。なお、ストリップライン４，８の特性インピーダンスは５０Ωである。
【０００８】
次に、２０はＲＦスイッチであり、その共通端はＲＦスイッチ６の共通端に接続されている。２４はＲＦ−ＩＦコンバータであり、送信ＩＦ信号をＲＦ信号に変換し、アンプ２２およびＲＦスイッチ２０の一切換端を介して出力する。また、ＲＦ−ＩＦコンバータ２４は、ＲＦスイッチ２０の他切換端から受信したＲＦ信号をＩＦ信号に変換する。２６はＩＦモデムであり、ベースバンド処理部２８から受信したベースバンド信号に対して変調処理を施し、その結果を送信ＩＦ信号としてＲＦ−ＩＦコンバータ２４に供給する。また、ＩＦモデム２６は、ＲＦ−ＩＦコンバータ２４から供給された受信ＩＦ信号に対して復調処理を施し、その結果をベースバンド信号としてベースバンド処理部２８に供給する。
【０００９】
また、ＩＦモデム２６においては、受信ＩＦ信号のレベルが測定され、測定結果がＩＦレベルＶＩＦとして出力される。３０はメディアアクセスコントローラであり、ホストコンピュータ（図示せず）との間でパケットを送受信する。ベースバンド処理部２８は、メディアアクセスコントローラ３０が受信したパケットに対して周波数拡散処理を施してベースバンド信号を生成し、ＩＦモデム２６に供給する。一方、ベースバンド処理部２８は、ＩＦモデム２６から受信したベースバンド信号に対して逆拡散処理を施すことによってパケットを抽出し、抽出したパケットをメディアアクセスコントローラ３０に供給する。
【００１０】
次に、３２はＡ／Ｄコンバータであり、ＩＦレベルＶＩＦをデジタル信号に変換する。３４は閾値検出回路であり、このＩＦレベルＶＩＦが所定の閾値を超えているか否かを判定する。３６はコントローラであり、ＲＦスイッチ６，２０の切換状態を制御するとともに、コイル１８を介してＡ点に印加されるバイアス電圧ＶＡのレベルを設定する。
【００１１】
2．実施形態の動作
2．1．ダイバーシチモード
次に、本実施形態の動作を説明する。
まず、アンテナのダイバーシチモードとして、本実施形態においては以下の３モードのうち何れかを選択可能である。
(１)アンテナ１，２のパラレルモード
アンテナ１，２のパラレルモードにおいて、ＲＦスイッチ６はアンテナ１，２側に設定され、バイアス電圧ＶＡとしては所定の正電圧が選択される。上述したように、Ａ点に正のバイアス電圧ＶＡが印加されると、ＰＩＮダイオード１６は導通状態になり、ＲＦ信号においては、Ａ点が短絡されていることと等価な状態になる。ここで、λ／４長の伝送路の特徴として、電圧と電流の関係が逆になる現象、すなわちインピーダンスの反転現象が生じることが知られている。これにより、Ａ点におけるインピーダンスが０Ωであれば、Ｂ点から見たストリップライン１４のインピーダンスは、その逆数の無限大になる。
【００１２】
換言すれば、バイアス電圧ＶＡとして正電圧がＡ点に印加されると、ＲＦ信号においてはストリップライン１４がＢ点から切り離されているのと等価な状態になる。従って、アンテナ１，２において受信されたＲＦ信号は、共にλ／４長であり特性インピーダンスが５０×√２Ωであるストリップライン１０，１２を介して合成され、特性インピーダンスが５０Ωのストリップライン８、ＲＦスイッチ６，２０を順次介してＲＦ−ＩＦコンバータ２４に供給される。また、ＲＦ−ＩＦコンバータ２４から出力される送信ＲＦ信号は、逆の経路を介してアンテナ１，２に分配され送信されることになる。
【００１３】
(２)アンテナ２の単独モード
アンテナ２の単独モードにおいて、ＲＦスイッチ６はアンテナ１，２側に設定され、バイアス電圧ＶＡとしては所定の負電圧が選択される。上述したように、Ａ点に負のバイアス電圧ＶＡが印加されると、ＰＩＮダイオード１６は遮断状態になり、ＲＦ信号においては、Ａ点が開放されていることと等価な状態になる。ここで、上述したインピーダンスの反転現象によれば、Ａ点におけるインピーダンスが無限大であれば、Ｂ点から見たストリップライン１４のインピーダンスは、その逆数の「０」になる。さらに、ストリップライン１２におけるインピーダンスの反転現象により、Ｃ点からストリップライン１２を見たインピーダンスは無限大になる。
【００１４】
換言すれば、バイアス電圧ＶＡとして負電圧がＡ点に印加されると、ＲＦ信号においてはストリップライン１２がＣ点から切り離されているのと等価な状態になる。従って、アンテナ２において受信されたＲＦ信号は、ストリップライン１０，８、ＲＦスイッチ６，２０を順次介してＲＦ−ＩＦコンバータ２４に供給される。また、ＲＦ−ＩＦコンバータ２４から出力される送信ＲＦ信号は、逆の経路を介してアンテナ２に供給され送信されることになる。
【００１５】
(３)アンテナ３の単独モード
アンテナ３の単独モードにおいて、ＲＦスイッチ６はアンテナ３側に設定される。従って、アンテナ３において受信されたＲＦ信号は、ストリップライン４、ＲＦスイッチ６，２０を順次介してＲＦ−ＩＦコンバータ２４に供給される。また、ＲＦ−ＩＦコンバータ２４から出力される送信ＲＦ信号は、逆の経路を介してアンテナ３に供給され送信されることになる。
【００１６】
2．2．全体動作
何れかのダイバーシチモードが決定されると、無線送受信機の受信タイミングおよび送信タイミング毎に、ＲＦスイッチ２０が切り換えられ、対応するアンテナを介してＲＦ信号が送受信される。ここで、所定周期毎に、コントローラ３６においては図２に示すプログラムが起動される。
【００１７】
図２において処理がステップＳＰ２に進むと、ダイバーシチモードがアンテナ１，２のパラレルモードに設定され、その際のＩＦレベルＶＩＦが測定される。次に、処理がステップＳＰ４に進むと、ダイバーシチモードがアンテナ２の単独モードに設定され、その際のＩＦレベルＶＩＦが測定される。同様に、処理がステップＳＰ６に進むと、ダイバーシチモードがアンテナ３の単独モードに設定され、その際のＩＦレベルＶＩＦが測定される。
【００１８】
そして、処理がステップＳＰ８に進むと、上記３モードのうち最もＩＦレベルＶＩＦの高かったモードが以後のダイバーシチモードに決定される。かかる動作により、その時々において最適なダイバーシチモードが随時選択されることになる。
【００１９】
3．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
(1)上記各実施形態においては、無線ＬＡＮ用の送受信機に本発明を適用した例について説明したが、本発明は無線ＬＡＮ用に限られず、各種の送受信機等に適用することができる。
【００２０】
(2)また、上記実施形態においては、ＩＦレベルＶＩＦのレベルに基づいてダイバーシチモードを決定したが、他の受信品質に応じてダイバーシチモードを決定してもよい。例えば、逆拡散処理を行った際のベースバンド信号の信頼度、受信ＲＦ信号のレベル等に応じてダイバーシチモードを決定してもよい。
【００２１】
(3)また、上記実施形態において、アンテナ３，ストリップライン４，コンデンサ５およびＲＦスイッチ６を除いた構成によってダイバーシチを行ってもよい。かかる場合においても、バイアス電圧ＶＡに応じて、アンテナ１，２のパラレルモードと、アンテナ２の単独モードのうち任意のモードを選択することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、第１および第２のアンテナのパラレルモードまたは第２のアンテナの単独モードのうち何れかを選択可能な構成においては、ＲＦスイッチは不要になり、さらに第３のアンテナの単独モードも選択可能な構成においてもＲＦスイッチの数は１個で足りる。このように、本発明によれば、高価なＲＦスイッチの使用数を極力削減しつつ、各種ダイバーシチモードを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の無線送受信機の全体ブロック図である。
【図２】  コントローラ３６において実行されるプログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
無線送受信機
１〜３…アンテナ、５，７…コンデンサ、６，２０…ＲＦスイッチ、４，８，１０，１２，１４…ストリップライン、１６…ＰＩＮダイオード、１８…コイル、２２…アンプ、２４…ＲＦ−ＩＦコンバータ、２６…ＩＦモデム、２８…ベースバンド処理部、３０…メディアアクセスコントローラ、３２…Ａ／Ｄコンバータ、３４…閾値検出回路、３６…コントローラ。
【図１】
0003932869.tif 000002
【図２】
0003932869.tif 000003