(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信部と受信部がモジュール基板に設けられた双方向通信モジュールを有し、上面にアンテナが設けられた筐体を有する双方向通信装置であって、前記送信部は、送信信号の入力端子と、この入力端子に入力された信号が一方の入力に接続される変調器と、この変調器の出力が一方の入力に接続されるとともに他方の入力には第１のＰＬＬシンセサイザの出力が接続される位相比較器と、この位相比較器の出力が接続されるループフィルタと、このループフィルタの出力が接続される送信用電圧制御発振器と、この送信用電圧制御発振器の出力が一方の入力に接続されるとともに出力が前記変調器の入力に接続される送信用ミキサと、この送信用ミキサの他方の入力に接続される第２のＰＬＬシンセサイザと、前記送信用電圧制御発振器の前記出力が接続される送信用出力端子とを備え、前記受信部は、受信用入力端子と、この受信用入力端子からの信号が一方の入力に接続されるとともに、他方の入力には前記第２のＰＬＬシンセサイザの出力が接続される受信用ミキサと、この受信用ミキサの出力が接続される検波器と、この検波器の出力が接続される受信信号の出力端子と、前記第１、第２のＰＬＬシンセサイザに入力される基準水晶発振器とを備え、前記受信用入力端子は前記モジュール基板の一方の側面に設けられるとともに、前記送信用出力端子は、前記受信用入力端子の設けられた側面に隣接する側面に設け、前記基準水晶発振器と前記第１のＰＬＬシンセサイザとは前記モジュール基板の第１の対角線上に配置し、前記送信用電圧制御発振器は、前記送信用出力端子の近傍に配置するとともに、前記第２のＰＬＬシンセサイザとは前記モジュール基板の第２の対角線上に配置し、前記受信用入力端子から前記受信用出力端子への受信信号の経路と、前記送信用入力端子から前記送信用出力端子への送信信号の経路とは、交差しないように配置し、前記受信用入力端子が一方の端子に接続されるとともに前記アンテナが共通端子に接続されるアンテナスイッチと、このアンテナスイッチの他方の端子と前記送信用出力端子との間に電力増幅器とを設けた双方向通信装置。
【請求項２】
モジュール基板は６層基板を用い、１層目に実装された電子部品と、２層目に設けられたグランドプレーンと、３層目に設けられた高周波ラインと、４層目に設けられたグランドプレーンと、５層目に設けられた電源ライン及び、低周波信号ラインと、６層目に設けられたグランドプレーンとで構成された請求項１に記載の双方向通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯電話等に使用される双方向通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の双方向通信装置について説明する。
【０００３】
従来の双方向通信装置は、図９に示すように筐体１と、この筐体１内に装着された基板２とで構成されていた。そしてこの筐体１の上面にはアンテナ３が設けられていた。一方基板２にはアンテナ３に接続されたアンテナスイッチ４と、このアンテナスイッチ４の一方の端子に接続された受信器５と、この受信器５の出力が接続された受信器の出力端子６と、この受信器５に接続されたＰＬＬシンセサイザ７と、送信器の入力端子８と、この送信器の入力端子８に接続された送信器９と、この送信器９の出力と前記アンテナスイッチ４との間に接続された電力増幅器１０とで構成されていた。このように従来の双方向通信装置の双方向通信モジュールは一枚の基板の中にアンテナスイッチ４、受信器５、ＰＬＬシンセサイザ７、送信器９、電力増幅器１０が装着されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構成では、筐体１をその用途によって、縦長にしたり、横長にしたり、アンテナ３を右上に設けたり、左上に設けたり、色々な仕様の要求には対応できなかった。従ってそのような場合には、その都度双方向通信モジュールの基板２を新しく設計し直す必要があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するもので、一つの双方向通信モジュールでこれらの種々のタイプに対応できる双方向通信装置を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の双方向通信装置は、受信用入力端子はモジュール基板の一方の側面に設けられるとともに、送信用出力端子は、前記受信用入力端子の設けられた側面に隣接する側面に設け、基準水晶発振器と第１のＰＬＬシンセサイザとは前記モジュール基板の第１の対角線上に配置し、送信用電圧制御発振器は、前記送信用出力端子の近傍に配置するとともに、第２のＰＬＬシンセサイザとは前記モジュール基板の第２の対角線上に配置し、前記受信用入力端子から前記受信用出力端子への受信信号の経路と、前記送信用入力端子から前記送信用出力端子への送信信号の経路とは、交差しないように配置し、前記受信用入力端子が一方の端子に接続されるとともに前記アンテナが共通端子に接続されるアンテナスイッチと、このアンテナスイッチの他方の端子と前記送信用出力端子との間に電力増幅器とを設ける。
【０００７】
これにより、所期の目的を達成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、送信部と受信部がモジュール基板に設けられた双方向通信モジュールを有し、上面にアンテナが設けられた筐体を有する双方向通信装置であって、前記送信部は、送信信号の入力端子と、この入力端子に入力された信号が一方の入力に接続される変調器と、この変調器の出力が一方の入力に接続されるとともに他方の入力には第１のＰＬＬシンセサイザの出力が接続される位相比較器と、この位相比較器の出力が接続されるループフィルタと、このループフィルタの出力が接続される送信用電圧制御発振器と、この送信用電圧制御発振器の出力が一方の入力に接続されるとともに出力が前記変調器の入力に接続される送信用ミキサと、この送信用ミキサの他方の入力に接続される第２のＰＬＬシンセサイザと、前記送信用電圧制御発振器の前記出力が接続される送信用出力端子とを備え、前記受信部は、受信用入力端子と、この受信用入力端子からの信号が一方の入力に接続されるとともに、他方の入力には前記第２のＰＬＬシンセサイザの出力が接続される受信用ミキサと、この受信用ミキサの出力が接続される検波器と、この検波器の出力が接続される受信信号の出力端子と、前記第１、第２のＰＬＬシンセサイザに入力される基準水晶発振器とを備え、前記受信用入力端子は前記モジュール基板の一方の側面に設けられるとともに、前記送信用出力端子は、前記受信用入力端子の設けられた側面に隣接する側面に設け、前記基準水晶発振器と前記第１のＰＬＬシンセサイザとは前記モジュール基板の第１の対角線上に配置し、前記送信用電圧制御発振器は、前記送信用出力端子の近傍に配置するとともに、前記第２のＰＬＬシンセサイザとは前記モジュール基板の第２の対角線上に配置し、前記受信用入力端子から前記受信用出力端子への受信信号の経路と、前記送信用入力端子から前記送信用出力端子への送信信号の経路とは、交差しないように配置し、前記受信用入力端子が一方の端子に接続されるとともに前記アンテナが共通端子に接続されるアンテナスイッチと、このアンテナスイッチの他方の端子と前記送信用出力端子との間に電力増幅器とを設けた。
【０００９】
このように、双方向通信モジュールの受信用入力端子はモジュール基板の一方の側面に設けられるとともに、送信用出力端子は、入力端子に隣接する他方の側面に設けられているので、双方向通信装置の筐体形状が変わったとしても対応することができる。
【００１０】
また、基準発振器と第１のＰＬＬシンセサイザとはモジュール基板の第１の対角線上に配置し、さらに送信用電圧制御発振器と第２のＰＬＬシンセサイザとはモジュール基板の第２の対角線上に配置する。すなわち、４つの発振器をモジュール基板の四隅にそれぞれ設けることによって、４つの発振器の間の相互干渉の影響を最も小さくできる。
【００１１】
さらに、送信用電圧制御発振器は送信出力端子に近接しているので、送信出力が効率よく出力でき、周辺回路への影響を及ぼすことがない。
【００１２】
さらにまた、受信信号の経路と送信信号の経路とは交差しない配置としているので、送受信間の干渉を少なくできる。
【００１３】
従って、高性能な双方向通信装置を実現することができる。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、モジュール基板は６層基板を用い、１層目に実装された電子部品と、２層目に設けられたグランドプレーンと、３層目に設けられた高周波ラインと、４層目に設けられたグランドプレーンと、５層目に設けられた電源ライン及び低周波信号ラインと、６層目に設けられたグランドプレーンとで構成された請求項１に記載の双方向通信装置であり、このようにモジュール基板に６層基板を用い、高周波ラインと、電源ライン及び周波信号ラインを、各々グランドプレーンを用いて挟まれた構造になっているので、妨害を与えることがない。
【００１５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態１における双方向通信装置のブロック図を示している。図１において、１１は横長の筐体である。この筐体１１の上面にはアンテナ１２が設けられている。又筐体１１内部には、メイン基板２３の上にアンテナスイッチ１３と、電力増幅器１４と、双方向通信モジュール１５とが装着されている。そしてその配線は、アンテナ１２にアンテナスイッチ１３の共通端子が接続され、このアンテナスイッチ１３の一方の端子には、双方向通信モジュール１５の受信入力端子２２が接続されている。又受信入力端子２２は受信器１６の一方の入力端子に接続されている。又受信器１６の他方の入力端子にはＰＬＬシンセサイザ１７の出力が接続され、この受信器１６の出力は受信出力端子１８に接続されている。又１９は送信器の入力端子であり、この送信入力端子１９は送信器２０の一方の入力に接続されるとともに、他方の入力には前記ＰＬＬシンセサイザ１７の出力が接続されている。又送信器２０の出力は送信出力端子２１に接続されている。ここでアンテナ１２は筐体１１の左上に設けられている。このように左上に設けられることによって左ききの人には使い易いものとなる。
【００１７】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における双方向通信装置のブロック図である。ここで実施の形態１と違うところは、アンテナ１２が筐体１１ａの右上に設けられていることである。このように右上に設けられることによって右ききの人には使い易いものとなる。
【００１８】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における双方向通信装置のブロック図である。実施の形態３は、実施の形態１あるいは２で説明した筐体１１ｂが縦長の形状をしたものである。このように筐体１１ｂを縦長にすることにより、手の小さい人でも持ち易い。又アンテナ１２は筐体１１ｂの左上に設けているので左ききの人でも使い易い。又この場合、縦長にする関係でアンテナスイッチ１３、電力増幅器１４は、双方向通信モジュール１５の裏側に設けている。
【００１９】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４における双方向通信装置のブロック図である。この場合、アンテナ１２は筐体１１ｃの右上に設けられているところを除けば、実施の形態３と同じである。このように筐体１１ｃは縦長であるので、手の小さい人でも持ち易い。又アンテナ１２は筐体１１ｃの右上に設けているので右ききの人でも使い易い。
【００２０】
以上、実施の形態１から実施の形態４で説明したように、筐体１１の形状、あるいはアンテナ１２の取り付け位置がどこであったとしても、本発明の双方向通信モジュール１５は対応することができる。
【００２１】
図５は本発明の双方向通信モジュール１５のブロック図である。図５においてまず双方向通信モジュール１５の受信系について説明すると、受信信号の受信入力端子２２からの信号が接続された高周波フィルタ（以下ＲＦフィルタという）３１と、このＲＦフィルタ３１の出力が接続された高周波増幅器（以下ＲＦ増幅器という）３２と、このＲＦ増幅器３２の出力が接続された段間フィルタ３３と、この段間フィルタ３３の出力が一方の入力に接続されるとともに他方の入力には第１のＰＬＬシンセサイザ３４の出力が接続された受信用ミキサ３５と、この受信用ミキサ３５の出力が接続された中間周波フィルタ（以下ＩＦフィルタという）３６と、このＩＦフィルタ３６の出力が接続されたＩＦ増幅器３７と、このＩＦ増幅器３７の出力が一方の入力に接続されるとともに他方の入力には第２のＰＬＬシンセサイザ３８の出力が接続され、その出力が受信信号の受信出力端子１８に接続された検波器３９とで構成されている。
【００２２】
次に送信系について説明すると、送信信号の送信入力端子１９に一方の入力が接続されるとともに、他方の入力には送信用ミキサ４０の出力が接続された変調器４１と、この変調器４１の出力が一方の入力に接続されるとともに他方の入力には前記第２のＰＬＬシンセサイザ３８の出力が接続された送信用位相比較器４２と、この送信用位相比較器４２の出力が接続されたループフィルタ７１と、このループフィルタ７１の出力がその入力に接続されるとともに、その出力は送信信号の送信出力端子２１に接続される送信用電圧制御発振器４３と、この送信用電圧制御発振器４３の出力は前記送信用ミキサ４０の一方の入力に接続されるとともに他方の入力には前記第１のＰＬＬシンセサイザ３４の出力が接続されて構成されている。更に、ループフィルタ７１の出力と送信用電圧制御発振器４３の入力との接続点と、グランドとの間に高抵抗７２が接続されている。
【００２３】
次にＰＬＬシンセサイザ部について説明すると、前記第１のＰＬＬシンセサイザ３４は、その出力と他方の出力との二つの出力を有し、他方の出力は第１の位相比較器４５の一方の入力に接続されるとともにこの第１の位相比較器４５の出力が接続された第１ローカル用電圧制御発振器４４とで構成されている。又前記第２のＰＬＬシンセサイザ３８は、その出力と他方の出力との二つの出力を有し、他方の出力は第２の位相比較器４７の一方の入力に接続されるとともにこの第２の位相比較器４７の出力が接続された第２ローカル用電圧制御発振器４６とで構成されている。更に前記第１の位相比較器４５の他方の入力と、前記第２の位相比較器４７の他方の入力には、基準水晶発振器４８の出力が接続されている。
【００２４】
ここで、本発明の実施の形態におけるＩＣ化の構成について説明する。受信用ＩＣ５１は、ＲＦ増幅器３２、受信用ミキサ３５、ＩＦ増幅器３７、検波器３９、第２ローカル用電圧制御発振器４６とで構成されている。又送信用ＩＣ５２は、送信用ミキサ４０、変調器４１、送信用位相比較器４２で構成されている。又デュアルＰＬＬＩＣ５３は、第１の位相比較器４５と、第２の位相比較器４７とで構成されている。
【００２５】
図６は本発明の双方向通信モジュール１５の具体的な配置図を示す。同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図である。モジュール基板６０には、図５のブロック図で説明した各々の部品が実装されている。
【００２６】
送信用電圧制御発振器４３は送信用出力端子２１の近傍に配置されるとともに、第１のＰＬＬシンセサイザ（第１ローカル用電圧制御発振器４４及びデュアルＰＬＬＩＣ５３）とはモジュール基板６０の対角線上に配置されている。又基準水晶発振器４８と第２のＰＬＬシンセサイザ（主に第２ローカル用電圧制御発振器４６）とはモジュール基板６０の第２の対角線上に配置されている。又受信用入力端子２２から受信用出力端子（１８ａ〜１８ｄ）への受信信号の経路と、送信用入力端子（１９ａ〜１９ｄ）から送信用出力端子２１への送信信号の経路とは、交差しないように配置している。又モジュール基板１５の各々の側面には、複数箇所以上のグランド端子５４ａ、５４ｂ、５５ａ〜５５ｃ、５６ａ、５６ｂ、５７ａ〜５７ｃが設けられている。
【００２７】
このように送信用電圧制御発振器４３と第１のＰＬＬシンセサイザ４４，５３とはモジュール基板６０の対角線上に配置しているので、その距離が離れるから相互に干渉することがない。また、送信用電圧制御発振器４３は送信出力端子２１に近接しているので、送信出力が効率よく出力でき、周辺へ悪影響を及ぼすこともない。又基準水晶発振器４８と前記第２のＰＬＬシンセサイザ４６とはモジュール基板６０の第２の対角線上に配置され、お互いに発振器がモジュール基板６０の四隅に設けることによって、各々の発振による相互干渉の影響が最も少なくなる。又受信信号と送信信号とは交差しないので、送信と受信間の干渉が少なくなる。
【００２８】
図７に本発明の双方向通信モジュール断面の配置図を示す。モジュール基板６０は６層基板を用い、１層目６１に実装された電子部品４８，５２，４４等と、２層目６２に設けられたグランドプレーンと、３層目６３に設けられた高周波ラインと、４層目６４に設けられたグランドプレーンと、５層目６５に設けられた電源ラインおよび低周波信号ラインと、６層目６６に設けられたグランドプレーンとで構成されている。このようにモジュール基板６０に６層基板を用い、高周波ラインと、電源ライン及び周波信号ラインを、各々グランドプレーンを用いて挟まれた構造になっているので、妨害を与えることがない。
【００２９】
図８に本発明の双方向通信モジュールにおける送信用ループフィルタの詳細回路図を示す。図８に示すように、送信用位相比較器４２の出力と送信用電圧制御発振器４３の入力との間に接続されているループフィルタ７１は、抵抗７３，７４およびコンデンサ７５，７６により図のように構成されている。また、このループフィルタ７１の出力と送信用電圧制御発振器４３の入力との接続点と、グランドとの間に高抵抗７２が接続されている。このように送信系のループフィルタ７１の出力と送信用電圧制御発振器４３の入力との接続点と、グランドとの間に高抵抗が接続されることにより、送信用電圧制御発振器４３のフリーラン周波数が可変範囲の最低周波数（制御入力電圧０の周波数）にリセットされることになる。従って、例えば受信周波数が送信周波数より高く、近接しているようなシステムでは、送信出力の受信帯域内におけるスプリアス特性が低減でき、高性能な双方向通信装置に対応することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明の双方向通信装置は、受信用入力端子はモジュール基板の一方の側面に設けられるとともに、送信用出力端子は、前記受信用入力端子の設けられた側面に隣接する側面に設け、基準水晶発振器と第１のＰＬＬシンセサイザとは前記モジュール基板の第１の対角線上に配置し、送信用電圧制御発振器は、前記送信用出力端子の近傍に配置するとともに、第２のＰＬＬシンセサイザとは前記モジュール基板の第２の対角線上に配置し、前記受信用入力端子から前記受信用出力端子への受信信号の経路と、前記送信用入力端子から前記送信用出力端子への送信信号の経路とは、交差しないように配置し、前記受信用入力端子が一方の端子に接続されるとともに前記アンテナが共通端子に接続されるアンテナスイッチと、このアンテナスイッチの他方の端子と前記送信用出力端子との間に電力増幅器とを設けたものである。
【００３１】
このように、双方向通信モジュールの受信用入力端子はモジュール基板の一方の側面に設けられるとともに、送信用出力端子は、入力端子に隣接する他方の側面に設けられているので、双方向通信装置の筐体形状が変わったとしても対応することができる。
【００３２】
また、基準発振器と第１のＰＬＬシンセサイザとはモジュール基板の第１の対角線上に配置し、さらに送信用電圧制御発振器と第２のＰＬＬシンセサイザとはモジュール基板の第２の対角線上に配置する。すなわち、４つの発振器をモジュール基板の四隅にそれぞれ設けることによって、４つの発振器の間の相互干渉の影響を最も小さくできる。
【００３３】
さらに、送信用電圧制御発振器は送信出力端子に近接しているので、送信出力が効率よく出力でき、周辺回路への影響を及ぼすことがない。
【００３４】
さらにまた、受信信号の経路と送信信号の経路とは交差しない配置としているので、送受信間の干渉を少なくできる。
【００３５】
従って、高性能な双方向通信装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１における双方向通信装置のブロック図
【図２】  本発明の実施の形態２における双方向通信装置のブロック図
【図３】  本発明の実施の形態３における双方向通信装置のブロック図
【図４】  本発明の実施の形態４における双方向通信装置のブロック図
【図５】  本発明の双方向通信モジュールのブロック図
【図６】  （ａ）本発明の双方向通信モジュール配置の平面図
（ｂ）本発明の双方向通信モジュール配置の側面図
【図７】  本発明の双方向通信モジュールの断面の配置図
【図８】  本発明の双方向通信モジュールにおける送信用ループフィルタの詳細回路図
【図９】  従来の双方向通信装置のブロック図
【符号の説明】
１１  筐体
１２  アンテナ
１３  アンテナスイッチ
１４  電力増幅器
１５  双方向通信モジュール
１６  受信器
１７  ＰＬＬシンセサイザ
１８  受信出力端子
１９  送信入力端子
２０  送信器
２１  送信出力端子
２２  受信入力端子
【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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