JP6020144B2

JP6020144B2 - 通信機および回路切替方法

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Publication number: JP6020144B2
Application number: JP2012282553A
Authority: JP
Inventors: 正憲難波
Original assignee: Icom Inc
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Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2016-11-02
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Also published as: JP2014127812A

Description

本発明は、周波数帯が異なる信号を送受信する通信機、および通信機が行う回路切替方法に関する。

ＶＨＦ（Very High Frequency：超短波）やＵＨＦ（Ultra High Frequency：極超短波）などの周波数帯が異なる複数の信号の送受信が可能な無線通信機は、周波数帯が異なる複数の信号を出力する送信回路、および、各周波数帯に対応した、送受信切替回路および受信回路を備える。送受信切替回路においては、送信信号が送信回路から送受信切替回路を通過して受信回路に到達しないように、送信回路と受信回路のアイソレーションを実現する必要がある。

特許文献１に開示されるアンテナ切替回路は、アンテナ接続端から見た受信回路のインピーダンスを無限大とすることで、送信回路と受信回路のアイソレーションを実現している。

特開平４−２２３６２１号公報

特許文献１に開示されるアンテナ切替回路においては、理想状態ではインピーダンスを無限大とすることができるが、実際の回路では、インピーダンスは無限大にはならないため、アイソレーションが十分でない場合がある。また異なる周波数帯の送受信を行う通信機においては、例えばＶＨＦの送信時に、ＶＨＦの３次高調波が送受信切替回路を介してアンテナに到達する可能性がある。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、異なる周波数帯に属する信号間のアイソレーションの精度を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る通信機は、
アンテナと、
互いに重複がなく、周波数領域において所定の間隔を空けて位置する複数の周波数帯にそれぞれ属する送信信号を出力する送信回路と、
前記複数の周波数帯にそれぞれ対応する受信回路と、
前記複数の周波数帯にそれぞれ対応し、前記送信回路および同じ周波数帯に対応する前記受信回路に接続され、該送信回路から出力される前記送信信号を前記アンテナを介して送信し、前記アンテナを介して受信した受信信号を該受信回路に送る送受信切替器と、
前記送信信号の周波数が属する周波数帯を検出する周波数帯検出部とを備え、
前記送受信切替器は、
アノード側が前記送信回路に、カソード側が前記アンテナに接続されるダイオードと、
前記ダイオードに所定の電圧を印加し、該送受信切替器に対応する周波数帯における前記ダイオードのカソード側のインピーダンスを制御する制御回路を備え、
前記制御回路は、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、前記インピーダンスを所定の値未満とし、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記インピーダンスを前記所定の値以上とする、
ことを特徴とする。

好ましくは、前記送受信切替器は、
接地されたコンデンサが両端に接続され、インダクタンスが前記送受信切替器に対応する周波数帯に含まれる所定の周波数に基づき決定されるインダクタを含み、前記ダイオードのカソード側と前記受信回路の間に直列に接続される複数のλ／４型低域フィルタをさらに備え、
前記制御回路は、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端について、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において、接地されているとみなせる状態および開放されているとみなせる状態を切り替えるためのスイッチを備え、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該インダクタの他端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替え、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替える。

好ましくは、前記送受信切替器は、２つの前記λ／４型低域フィルタを備え、
前記制御回路は、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、前記受信回路に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該λ／４型低域フィルタに接続される、他方の前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態であり、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの他端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替え、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記受信回路に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該λ／４型低域フィルタに接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの他端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替える。

本発明の第２の観点に係る回路切替方法は、
アンテナと、
互いに重複がなく、周波数領域において所定の間隔を空けて位置する複数の周波数帯にそれぞれ属する送信信号を出力する送信回路と、
前記複数の周波数帯にそれぞれ対応する受信回路と、
前記複数の周波数帯にそれぞれ対応し、前記送信回路および同じ周波数帯に対応する前記受信回路に接続され、該送信回路から出力される前記送信信号を前記アンテナを介して送信し、前記アンテナを介して受信した受信信号を該受信回路に送る送受信切替器であって、アノード側が前記送信回路に、カソード側が前記アンテナに接続されるダイオードを含む送受信切替器を備える通信機が行う回路切替方法であって、
前記送信信号の周波数が属する周波数帯を検出する周波数帯検出ステップと、
前記送受信切替器のそれぞれについて、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、該送受信切替器に対応する周波数帯における前記ダイオードのカソード側のインピーダンスを所定の値未満とし、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記インピーダンスを前記所定の値以上とする制御ステップと、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記送受信切替器は、
接地されたコンデンサが両端に接続され、インダクタンスが前記送受信切替器に対応する周波数帯に含まれる所定の周波数に基づき決定されるインダクタを含み、前記ダイオードのカソード側と前記受信回路の間に直列に接続される複数のλ／４型低域フィルタと、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端について、該送受信切替器に対応する周波数帯において、接地されているとみなせる状態および開放されているとみなせる状態を切り替えるためのスイッチをさらに備え、
前記制御ステップにおいて、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該インダクタの他端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替え、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替える。

好ましくは、前記送受信切替器は、２つの前記λ／４型低域フィルタを備え、
前記制御ステップにおいて、前記送受信切替器のそれぞれについて、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、前記受信回路に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該λ／４型低域フィルタに接続される、他方の前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態であり、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの他端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替え、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記受信回路に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該λ／４型低域フィルタに接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの他端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替える。

本発明によれば、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、異なる周波数帯に属する信号間のアイソレーションの精度を向上させることが可能になる。

本発明の実施の形態に係る通信機の構成例を示すブロック図である。実施の形態に係るＵＨＦ送受信切替器の回路構成例を示すブロック図である。実施の形態に係る送受信切替器が備えるλ／４型低域フィルタを示す図である。送受信切替器の異なる回路構成例を示すブロック図である。実施の形態に係る通信機におけるアイソレーションの特性を示す図である。実施の形態に係る通信機が行う回路切替の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

図１は、本発明の実施の形態に係る通信機の構成例を示すブロック図である。通信機１は、アンテナ２、送信回路３、ＡＭＰ（AMPlifier：増幅器）４、ダイプレクサ５、ＶＨＦ（Very High Frequency：超短波）送受信切替器６、ＵＨＦ（Ultra High Frequency：極超短波）送受信切替器７、ＶＨＦ受信回路８、ＵＨＦ受信回路９、ダイプレクサ１０、周波数帯検出部１１およびコントローラ２０を備える。

通信機１は、周波数帯の異なる信号の送受信を行う。周波数帯の異なる信号とは、それぞれが属する周波数帯に重複がなく、周波数帯同士が周波数領域において所定の間隔を空けて位置することを意味する。所定の間隔は、設計によって決定される。図１の例では、通信機１は、ＶＨＦ帯の信号の送受信、およびＵＨＦ帯の信号の送受信を行う。なお周波数帯の数は２つに限られず、２以上の任意の数であればよく、また周波数帯はＵＨＦとＶＨＦに限られない。送受信する周波数帯の数に応じて、通信機１は複数の送受信切替器および受信回路を備える。

コントローラ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）２１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３、およびＲＯＭ（Read-Only Memory）２４を備える。複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ２０から各部への信号線が省略されているが、コントローラ２０は通信機１の各部にＩ／Ｏ（Input／Output）２２を介して接続しており、それらの処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。

ＲＡＭ２３には、例えば周波数帯検出部１１が検出した周波数帯についてのデータが記憶されている。ＲＯＭ２４は、コントローラ２０が通信機１の動作を制御するための制御プログラムを格納する。コントローラ２０は、制御プログラムに基づいて、通信機１を制御する。

送信回路３は、複数の周波数帯にそれぞれ属する送信信号を出力する。送信回路３は、例えば予め定められた周波数の範囲であるＶＨＦ帯およびＵＨＦ帯の中からユーザが選択した周波数に基づく送信信号を出力する。送信回路３から出力された送信信号は、ＡＭＰ４で増幅され、ダイプレクサ５に送られる。周波数帯検出部１１は、送信信号の周波数が属する周波数帯を検出する。周波数帯検出部１１は、例えば上記のようにユーザが選択した周波数に基づき周波数帯を検出する。

ダイプレクサ５は、所定のフィルタを備え、増幅された送信信号の内、ＶＨＦ帯の周波数成分をＶＨＦ送受信切替器６へ送り、ＵＨＦ帯の周波数成分をＵＨＦ送受信切替器７に送る。コントローラ２０は、周波数帯検出部１１で検出した周波数帯に基づき、ＶＨＦ送受信切替器６およびＵＨＦ送受信切替器７の回路素子を制御する。ＶＨＦ送受信切替器６およびＵＨＦ送受信切替器７は、送信信号を受け取ると、ダイプレクサ１０に送る。ダイプレクサ１０は、送信信号をアンテナ２を介して他の機器に送信する。

アンテナ２は、他の機器からの信号を受信し、受信信号をダイプレクサ１０に送る。ダイプレクサ１０は、所定のフィルタを備え、受信信号の内、ＶＨＦ帯の周波数成分をＶＨＦ送受信切替器６に送り、ＵＨＦ帯の周波数成分をＵＨＦ送受信切替器７に送る。ＶＨＦ送受信切替器６は、受信信号を受け取ると、ＶＨＦ受信回路８に送り、ＵＨＦ送受信切替器７は、受信信号を受け取ると、ＵＨＦ受信回路９に送る。

ここで一例として、ＶＨＦ帯を１４４ＭＨｚ以上、１４８ＭＨｚ未満の周波数とし、ＵＨＦ帯を４３０ＭＨｚ以上、４５０ＭＨｚ未満の周波数とする。ＶＨＦ帯の送信信号の送信時には、送信信号の３次高調波の周波数が４３２ＭＨｚ以上、４４４ＭＨｚ未満となり、ＵＨＦ帯の範囲に含まれる。そのため、ＶＨＦ帯の送信信号の３次高調波が、ＵＨＦ送受信切替器７を通り、アンテナ２に到達する場合がある。ＶＨＦ帯の送信信号の送信時に、ＶＨＦ帯の送信信号の３次高調波が、アンテナ２に到達するのを防ぐ、ＵＨＦ送受信切替器７の動作について説明する。

図２は、実施の形態に係るＵＨＦ送受信切替器の回路構成例を示すブロック図である。ダイオードＤ１のアノード側には、コンデンサＣ１が接続されている。送信回路３から出力された送信信号は、ＡＭＰ４、ダイプレクサ５およびコンデンサＣ１を介してダイオードＤ１に入力される。ダイオードＤ１のカソード側には、コンデンサＣ６が接続されている。ダイオードＤ１のカソード側は、コンデンサＣ６およびダイプレクサ１０を介してアンテナ２に接続される。

接地されたコンデンサＣ２１、Ｃ２２が両端に接続されたインダクタＬ２はλ／４型ＬＰＦ（Low-Pass Filter：低域フィルタ）であるフィルタＦ１を構成し、接地されたコンデンサＣ３１、Ｃ３２が両端に接続されたインダクタＬ３は、λ／４型ＬＰＦであるフィルタＦ２を構成する。インダクタＬ２、Ｌ３のインダクタンスは、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯に含まれる所定の周波数に基づき決定される。所定の周波数をｆとすると、インダクタＬ２、Ｌ３のインダクタンスは、Ｚ_０／（２πｆ）で表され、コンデンサＣ２１、Ｃ２２、Ｃ３１、Ｃ３２の静電容量は、１／（２πｆＺ_０）で表される。ただしＺ_０は入出力のインピーダンスである。上述のようにＶＨＦ帯およびＵＨＦ帯を定めた場合に、例えば所定の周波数ｆを、ＶＨＦ帯の送信信号の３次高調波の周波数の範囲の中点である４３８ＭＨｚとする。フィルタＦ１、Ｆ２は直列に接続され、フィルタＦ１は、ダイオードＤ１のカソード側に接続され、フィルタＦ２は、コンデンサＣ５を介して受信回路に接続される。

ダイオードＤ１のアノード側には、抵抗Ｒ１およびインダクタＬ１を介して、第１のバイアス回路が接続されている。フィルタＦ２とコンデンサＣ５の間には、抵抗Ｒ４およびインダクタＬ４を介して、第２のバイアス回路が接続されている。フィルタＦ１とフィルタＦ２の間に、ダイオードＤ２のアノード側が接続される。ダイオードＤ２のカソード側には、接地されたコンデンサＣ２および直列に接続された抵抗Ｒ２およびスイッチＳ１が接続される。フィルタＦ２とコンデンサＣ５の間に、ダイオードＤ３のアノード側が接続される。ダイオードＤ３のカソード側には、接地されたコンデンサＣ３および直列に接続された抵抗Ｒ３およびスイッチＳ２が接続される。

コントローラ２０は、送信信号の送信時において、周波数帯検出部１１が検出した送信信号の周波数が属する周波数帯がＶＨＦ帯であれば、第１のバイアス回路、第２のバイアス回路、およびスイッチＳ１、Ｓ２を表１のパターン１に従って制御し、送信信号の周波数が属する周波数帯がＵＨＦ帯であれば、パターン２に従って制御する。またコントローラ２０は、受信信号の受信時において、パターン３に従って制御する。

ＶＨＦ帯の送信信号の送信時には、第１のバイアス回路がＯＦＦの状態であり、第２のバイアス回路がＯＮの状態であるため、ダイオードＤ１には逆方向の電圧が印加される。そのため、送信回路３とアンテナ２の間は、遮断された状態となる。スイッチＳ１がＯＦＦの状態であるため、ダイオードＤ２はＯＦＦの状態である。またスイッチＳ２はＯＮの状態であるため、ダイオードＤ３はＯＮの状態であり、ダイオードＤ３およびコンデンサＣ３は、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態になる。

図３は、実施の形態に係る送受信切替器が備えるλ／４型低域フィルタを示す図である。フィルタＦ１の構成要素を理想部品とすると、周波数がｃ／λに略同一である信号については、Ｂ点を接地した場合に、Ａ点におけるインピーダンスは無限大であり、Ａ点は開放された状態とみなすことができる。また周波数がｃ／λに略同一である信号については、Ｂ点を開放したときに、Ａ点におけるインピーダンスは０であり、Ａ点は接地された状態とみなすことができる。フィルタＦ２の動作もフィルタＦ１と同様である。

表１のように、スイッチＳ１をＯＦＦにし、スイッチＳ２をＯＮにすることで、インダクタＬ３とコンデンサＣ３２の間は、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態になる。そして、図３に示すように、インダクタＬ３とコンデンサＣ３１の間は、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において、開放されているとみなせる状態になる。スイッチＳ１はＯＦＦの状態であるので、インダクタＬ２とコンデンサＣ２２の間についても、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において、開放されているとみなせる状態になる。そして、図３に示すように、インダクタＬ２とコンデンサＣ２１の間は、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において、接地されているとみなせる状態になる。

ダイオードＤ１によるアイソレーションの精度は、ダイオードＤ１の両端のインピーダンスを下げることで、向上する。本実施の形態においては、インダクタＬ２とコンデンサＣ２１の間が、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において、接地されているとみなせる状態である。ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において、ダイオードＤ１のカソード側のインピーダンスを所定の値未満、例えば０とみなせる値にすることで、ダイオードＤ１によるアイソレーションの精度を向上させることが可能である。またインダクタＬ２とコンデンサＣ２２の間は、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において、開放されているとみなせる状態であるから、ＶＨＦ帯の送信信号がＵＨＦ受信回路９に到達しにくくなる。

すなわち、ＶＨＦ帯の送信信号の送信時には、ダイオードＤ１に逆方向の電圧を印加して送信回路３とアンテナ２の間を遮断した状態とし、ダイオードＤ１のカソード側のインピーダンスを極めて低くすることで、異なる周波数帯に属する信号のアイソレーションの精度を向上させることが可能になる。

以下、ＵＨＦ帯の送信信号を送信する際のＵＨＦ送受信切替回路７の動作について説明する。表１に示すように、ＵＨＦ帯の送信信号を送信する際には、第１のバイアス回路がＯＮの状態であり、第２のバイアス回路がＯＦＦの状態であるため、ダイオードＤ１には順方向の電圧が印加され、ダイオードＤ１には電流が流れ、ダイオードＤ１はＯＮの状態となる。そのため、送信回路３とアンテナ２の間は導通された状態となる。スイッチＳ１、Ｓ２がＯＮの状態であるため、ダイオードＤ２、Ｄ３がＯＮの状態となる。ダイオードＤ２およびコンデンサＣ２は、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において、接地されているとみなせる状態になる。そして、インダクタＬ２とコンデンサＣ２２の間は、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において、接地されているとみなせる状態になり、インダクタＬ２とコンデンサＣ２１の間は、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において、開放されているとみなせる状態になる。

送信回路３からアンテナ２への信号ラインから見ると、ＵＨＦ受信回路９側の回路のインピーダンスは所定の値以上、例えば無限大とみなせる状態となり、ＵＨＦ受信回路９側の回路を無視することができる。これにより、ＵＨＦ帯において送信側と受信側のアイソレーションを確保することができる。

以下、ＶＨＦ帯またはＵＨＦ帯の受信信号を受信する際のＵＨＦ送受信切替器７の動作について説明する。受信時には、第１のバイアス回路、第２のバイアス回路、およびスイッチＳ１、Ｓ２がＯＦＦの状態である。ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３のいずれも電流が流れず、ＯＦＦの状態である。アンテナ２からダイプレクサ１０を介して送られる受信信号は、フィルタＦ１、Ｆ２およびコンデンサＣ５を介して、ＵＨＦ受信回路９に送られる。ダイオードＤ１がＯＦＦの状態であり、送信回路３とアンテナ２の間が遮断されているため、受信信号の受信時において、送信側と受信側のアイソレーションを確保することができる。

ＶＨＦ送受信切替器６の構成をＵＨＦ送受信切替器７と同様とし、ＶＨＦ帯の送信信号の送信時には、表１のパターン２に従って、コントローラ２０がＶＨＦ送受信切替器６が備える第１のバイアス回路、第２のバイアス回路、およびスイッチＳ１、Ｓ２を制御するように構成してもよい。またＵＨＦ帯の送信信号の送信時には、表１のパターン１に従って、コントローラ２０がＶＨＦ送受信切替器６が備える第１のバイアス回路、第２のバイアス回路、およびスイッチＳ１、Ｓ２を制御し、ＶＨＦ帯またはＵＨＦ帯の受信信号の受信時には、表１のパターン３に従って、コントローラ２０がＶＨＦ送受信切替器６が備える第１のバイアス回路、第２のバイアス回路、およびスイッチＳ１、Ｓ２を制御する。

図４は、送受信切替器の異なる回路構成例を示すブロック図である。図４に示す送受信切替器は、図２に示す実施の形態に係るＵＨＦ送受信切替器７から、コンデンサＣ３、Ｃ３１、抵抗Ｒ３、およびスイッチＳ２を削除したものである。図４に示す送受信切替器をＵＨＦ送受信切替器７として用いた場合には、ＶＨＦ送信時に第１のバイアス回路をＯＦＦの状態とし、第２のバイアス回路をＯＮの状態にすることで、ダイオードＤ１に逆方向の電圧が印加され、送信回路３とアンテナ２の間は、遮断された状態となる。

またスイッチＳ１をＯＮの状態にすることで、ダイオードＤ３およびコンデンサＣ３は、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において、接地されているとみなせる状態になり、インダクタＬ２とコンデンサ２１との間は、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯において、開放された状態とみなすことができる。送信回路３からアンテナ２への信号ラインから見ると、ＵＨＦ受信回路９側の回路のインピーダンスは無限大となり、ＵＨＦ受信回路９側の回路を無視することができる。ただし、ダイオードＤ１の両端のインピーダンスが低い方がアイソレーションの精度が高いため、図２に示すＵＨＦ送受信切替器７の方がアイソレーションの精度が高い。

図５は、実施の形態に係る通信機におけるアイソレーションの特性を示す図である。図５（ａ）は図２に示すＵＨＦ送受信切替器７を用いた場合のＶＨＦ帯の送信信号の送信時のアイソレーションの特性を示し、図５（ｂ）は図４に示す送受信切替器をＵＨＦ送受信切替器７として用いた場合のＶＨＦ帯の送信信号の送信時のアイソレーションの特性を示す。横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）であり、縦軸は減衰量（単位：ｄＢ）である。図５（ａ）の場合は、４３８ＭＨｚにおける減衰量は−３１ｄＢであり、図５（ｂ）の場合は、４３８ＭＨｚにおける減衰量は−１３ｄＢである。図５（ａ）に示す、実施の形態に係るＵＨＦ送受信切替器７の方が、アイソレーションの精度がよいことがわかる。

図６は、実施の形態に係る通信機が行う回路切替の動作の一例を示すフローチャートである。ＵＨＦ送受信切替器７において、ＶＨＦ帯の送信信号の送信時には（ステップＳ１１０；Ｙ、ステップＳ１２０；Ｙ）、表１のパターン１に従って、第１のバイアス回路、第２のバイアス回路およびスイッチＳ１、Ｓ２が制御される（ステップＳ１３０）。ＵＨＦ帯の送信信号の送信時には（ステップＳ１１０；Ｙ、ステップＳ１２０；Ｎ）、表１のパターン２に従って、第１のバイアス回路、第２のバイアス回路およびスイッチＳ１、Ｓ２が制御される（ステップＳ１４０）。ＶＨＦ帯またはＵＨＦ帯の受信信号の受信時には（ステップＳ１１０；Ｎ）、表１のパターン３に従って、第１のバイアス回路、第２のバイアス回路およびスイッチＳ１、Ｓ２が制御される（ステップＳ１５０）。

以上説明したとおり、本発明の実施の形態に係る通信機１によれば、異なる周波数帯に属する信号間のアイソレーションの精度を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。対象となる周波数帯は上記のＵＨＦ帯およびＶＨＦ帯に限られず、所定の間隔をあけた任意に定めた複数の周波数帯を対象とすることができる。図２に示すＵＨＦ送受信切替器７の回路構成は一例である。ダイオードＤ１に所定の電圧を印加し、ＵＨＦ送受信切替器７に対応する周波数帯におけるダイオードＤ１のカソード側のインピーダンスを制御することができる他の回路を用いて、ＵＨＦ送受信切替器７を構成してもよい。例えばダイオードＤ１のカソード側とＵＨＦ受信回路９の間に、例えばダイオードＤ１のカソード側と接続される端子のインピーダンスが異なる複数の回路を設け、ダイオードＤ１のカソード側に設けたスイッチを切り替えることで、ダイオードＤ１のカソード側のインピーダンスを制御してもよい。

１通信機
２アンテナ
３送信回路
４ＡＭＰ
５ダイプレクサ
６ＶＨＦ送受信切替器
７ＵＨＦ送受信切替器
８ＶＨＦ受信回路
９ＵＨＦ受信回路
１０ダイプレクサ
１１周波数帯検出部
２０コントローラ
２１ＣＰＵ
２２Ｉ／Ｏ
２３ＲＡＭ
２４ＲＯＭ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６、
Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ３１、Ｃ３２コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ダイオード
Ｆ１、Ｆ２フィルタ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４インダクタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４抵抗
Ｓ１、Ｓ２スイッチ

Claims

アンテナと、
互いに重複がなく、周波数領域において所定の間隔を空けて位置する複数の周波数帯にそれぞれ属する送信信号を出力する送信回路と、
前記複数の周波数帯にそれぞれ対応する受信回路と、
前記複数の周波数帯にそれぞれ対応し、前記送信回路および同じ周波数帯に対応する前記受信回路に接続され、該送信回路から出力される前記送信信号を前記アンテナを介して送信し、前記アンテナを介して受信した受信信号を該受信回路に送る送受信切替器と、
前記送信信号の周波数が属する周波数帯を検出する周波数帯検出部とを備え、
前記送受信切替器は、
アノード側が前記送信回路に、カソード側が前記アンテナに接続されるダイオードと、
前記ダイオードに所定の電圧を印加し、該送受信切替器に対応する周波数帯における前記ダイオードのカソード側のインピーダンスを制御する制御回路を備え、
前記制御回路は、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、前記インピーダンスを所定の値未満とし、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記インピーダンスを前記所定の値以上とする、
ことを特徴とする通信機。
前記送受信切替器は、
接地されたコンデンサが両端に接続され、インダクタンスが前記送受信切替器に対応する周波数帯に含まれる所定の周波数に基づき決定されるインダクタを含み、前記ダイオードのカソード側と前記受信回路の間に直列に接続される複数のλ／４型低域フィルタをさらに備え、
前記制御回路は、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端について、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において、接地されているとみなせる状態および開放されているとみなせる状態を切り替えるためのスイッチを備え、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該インダクタの他端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替え、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信機。
前記送受信切替器は、２つの前記λ／４型低域フィルタを備え、
前記制御回路は、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、前記受信回路に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該λ／４型低域フィルタに接続される、他方の前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態であり、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの他端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替え、前記周波数帯検出部で検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記受信回路に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該λ／４型低域フィルタに接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの他端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替える、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信機。
アンテナと、
互いに重複がなく、周波数領域において所定の間隔を空けて位置する複数の周波数帯にそれぞれ属する送信信号を出力する送信回路と、
前記複数の周波数帯にそれぞれ対応する受信回路と、
前記複数の周波数帯にそれぞれ対応し、前記送信回路および同じ周波数帯に対応する前記受信回路に接続され、該送信回路から出力される前記送信信号を前記アンテナを介して送信し、前記アンテナを介して受信した受信信号を該受信回路に送る送受信切替器であって、アノード側が前記送信回路に、カソード側が前記アンテナに接続されるダイオードを含む送受信切替器と、
を備える通信機が行う回路切替方法であって、
前記送信信号の周波数が属する周波数帯を検出する周波数帯検出ステップと、
前記送受信切替器のそれぞれについて、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、該送受信切替器に対応する周波数帯における前記ダイオードのカソード側のインピーダンスを所定の値未満とし、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記インピーダンスを前記所定の値以上とする制御ステップと、
を備えることを特徴とする回路切替方法。
前記送受信切替器は、
接地されたコンデンサが両端に接続され、インダクタンスが前記送受信切替器に対応する周波数帯に含まれる所定の周波数に基づき決定されるインダクタを含み、前記ダイオードのカソード側と前記受信回路の間に直列に接続される複数のλ／４型低域フィルタと、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端について、該送受信切替器に対応する周波数帯において、接地されているとみなせる状態および開放されているとみなせる状態を切り替えるためのスイッチをさらに備え、
前記制御ステップにおいて、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該インダクタの他端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替え、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれる前記インダクタの一端が、該制御回路を含む前記送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替える、
ことを特徴とする請求項４に記載の回路切替方法。
前記送受信切替器は、２つの前記λ／４型低域フィルタを備え、
前記制御ステップにおいて、前記送受信切替器のそれぞれについて、前記送信信号を送信する際に、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該送受信切替器に対応する周波数帯と異なる場合には、前記ダイオードに逆方向の電圧を印加し、前記受信回路に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該λ／４型低域フィルタに接続される、他方の前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態であり、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの他端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替え、前記周波数帯検出ステップで検出された前記周波数帯が該送受信切替器に対応する周波数帯と一致する場合には、前記ダイオードに順方向の電圧を印加し、前記受信回路に接続される、前記λ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、該λ／４型低域フィルタに接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの一端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において接地されているとみなせる状態であり、前記ダイオードのカソード側に接続される、前記他方のλ／４型低域フィルタに含まれるインダクタの他端が、該送受信切替器に対応する周波数帯において開放されているとみなせる状態となるように前記スイッチを切り替える、
ことを特徴とする請求項５に記載の回路切替方法。