送受信切替回路及び無線通信機
【目的】複雑な回路構成や、高価な回路素子を使用することなく、受信側スイッチ素子に送信信号が印加されたとき、受信部接続端に送信信号が漏洩することを防止することが可能な送受信切替回路及び無線通信機を提供する。
【構成】受信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信信号を阻止し、且つ、受信信号を受信部接続端に通過させるための受信側スイッチ素子を挿入するとともに、この受信側スイッチ素子に並列に整流素子を接続し、これらの並列回路に送信信号が印加されたとき受信側スイッチ素子に自動的に高い逆バイアス電圧が発生し、送信信号が受信部に流入しないように構成する。
【構成】受信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信信号を阻止し、且つ、受信信号を受信部接続端に通過させるための受信側スイッチ素子を挿入するとともに、この受信側スイッチ素子に並列に整流素子を接続し、これらの並列回路に送信信号が印加されたとき受信側スイッチ素子に自動的に高い逆バイアス電圧が発生し、送信信号が受信部に流入しないように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送受信切替回路及び無線通信機に関し、詳細には、送信と受信とを一つのアンテナで共用するプレストーク方式の無線通信機及び、それに好適な送受信切替回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信と受信を交互に切替えて通信を行う単信方式（プッシュ・ツー・トークあるいはプレストーク方式とも云う）の無線通信機、特に、移動通信用の無線通信機では、一つのアンテナを送受信に共用する場合が多く、そのための送受信切替回路が必須である。図３は、特許文献１に開示された従来の送受信切替回路を示す図である。この例は、送信機側端子１０１とアンテナ側端子１０２との間に直流阻止用キャパシタ１０３、１０４を介して送信経路用ダイオードスイッチ１０５を挿入し、受信機側端子１０６と上記送信経路用ダイオードスイッチ１０５のカソード（陰極）との間に、直流阻止キャパシタ１０７、受信経路用ダイオードスイッチ１０８、所要値のインダクタ（インダクタンス値Ｌ100）１０９を挿入するとともに、上記送受信経路用ダイオードスイッチ１０５と１０８のアノード（陽極）には、夫々、送信用スイッチ（ＳＷT）１１０、高周波信号阻止用インダクタ１１１と、受信用スイッチ（ＳＷR）１１２、高周波信号阻止用インダクタ１１３を介して送受信切替に対応してバイアス電圧を印加するように構成されている。更に、この例の特徴は、上記受信経路用ダイオードスイッチ１０８のカソードと接地間に、ダイオードスイッチ１１４、所要値のキャパシタ（容量値Ｃ100）１１５、可変容量ダイオード（容量値Ｃ101）１１６を含む直列回路が挿入され、可変容量ダイオード１１６のカソードには容量値制御電圧Ｖｆが高周波信号阻止用インダクタ１１７を介して供給され、ダイオードスイッチ１１４のカソードは、高周波信号阻止用インダクタ１１８を介して直流的に接地されている。
この回路の動作については特許文献１に詳細に記載されているので更なる説明は省略するが、送信動作の間、インダクタ１０９と、キャパシタ１１５及び可変容量ダイオード１１６からなる回路の直列共振周波数が、そのときの送信周波数に一致するように、上記可変容量ダイオード１１６の容量制御電圧Ｖｆを調整することによって、受信経路に漏洩する可能性のある送信周波数信号を除去するものである。
【０００３】
また、図４は、従来の送受信切替回路の他の例を示すブロック図であり、この例では、送信部接続端１２０とアンテナ回路接続端１２１との間に、直流阻止用キャパシタ１２２を介して送信側スイッチ素子１２３と、そのスイッチ素子を制御するための送信側バイス回路１２４とを備え、受信部接続端１２５と上記アンテナ回路接続端１２１との間に、直流阻止用キャパシタ１２６を介して受信側スイッチ素子１２７と、そのスイッチ素子を制御するための受信側バイス回路１２８とを備え、更に、送信側スイッチ素子１２３及び受信側スイッチ素子の接続点に、両者のバイアス電流／電圧を接地するための送受共用バイアス回路１２９を備えたものである。
図５は、上記図４に示した送受信切替回路の具体的構成例を示す図であり、夫々の符号は同一符号のブロックを示している。この例では、送信側スイッチ素子１２３と受信側スイッチ素子１２７は、高周波信号のスイッチングに適したＰＩＮダイオード（P-Intrinsic-N Diode）が用いられている。この素子は、周知のように順方向に所要値以上の電流が流れると、送信信号や受信信号に対して導通し、低損失電路として働く。そこで図示したように、送信バイアス回路１２４の送信側バイアス端子ＴＸＢには、受信動作のとき電圧ＲＸ＝０Ｖが、送信動作のとき電圧ＴＸ＝８Ｖが供給され、受信側バイアス回路１２８の受信側バイアス端子ＲＸＢには、受信動作のときＲＸ＝８Ｖが、送信動作のときＴＸ＝−２００Ｖが印加されるようになっている。このバイアス電圧制御によって、送信動作では、送信側スイッチ素子１２３としてのＰＩＮダイオード１２３に電流が流れ、送信信号が通過してアンテナ回路接続端子に供給されるが、受信側スイッチ素子１２７であるＰＩＮダイオードには−２００Ｖの大きな逆電圧が供給されるので、送信信号電圧値がこの電圧を超えない範囲では、同ダイオードがオフ（非導通状態）となるので、送信信号が受信部に流れることがない。また、受信動作においては、送信側スイッチ素子１２３にバイアス電圧が０Ｖ、受信側スイッチ素子１１７にバイアス電圧８Ｖが印加されるのでアンテナ回路接続端１２１に供給される受信信号は受信部接続端１２５に導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４-２２３６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら以上説明した従来の送受信切替回路や、そのような送受信切替回路を備えた無線通信機では、夫々以下のような不具合があった。
即ち、図３に示した特許文献１記載の発明では、送信動作の間、インダクタ１０９と、キャパシタ１１５及び可変容量ダイオード１１６からなる回路の直列共振周波数が、そのときの送信周波数に一致するように、可変容量ダイオード１１６の容量制御電圧Ｖｆを調整することによって、受信経路に漏洩する可能性のある送信周波数信号を除去するものである。従って、送信周波数が変更される毎に、可変容量ダイオードを調整して送信周波数に直列共振周波数を正確に一致させる必要があるので、複雑な制御回路が必要であった。また、直列共振回路の周波数は、温度変化や経年変化等によって回路素子の特性が変化するので、その補正回路が必要であり、コストアップや形状の大型化を招く虞があった。
また、図４乃至図５により説明した従来のものでは、送信信号電圧以上の逆バイアス電圧をスイッチングダイオードに印加する必要があるので、その電圧発生のために複雑な電圧昇圧手段が必要であり、同様に、コストアップや形状の大型化を伴うものであった。
本発明は、このような従来の無線通信機や送受信切替回路における不具合を解消するためになされたものであって、複雑な制御や部品点数の増加を伴うことなく、送信信号が受信部に漏洩することを防止した送受信切替回路及び、そのような送受信切替回路を備えた無線通信機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するために、請求項１記載の発明は、送信動作と受信動作を切替え、一つのアンテナによって送受信を行う無線通信機の送受信切替回路において、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を備え、受信部接続端と上記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、この受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、上記送信側スイッチ素子と上記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受共用バイアス回路を備え、送信側バイアス回路は、送信動作のとき上記送信側スイッチ素子を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、受信側バイアス回路は、受信動作のとき上記受信側スイッチ素子を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生するとともに、上記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子により発生する電圧が上記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信電力信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は無線通信機に関するもので、送信部と、受信部と、送信動作と受信動作を切替える手段と、送信部が発生する高周波信号をアンテナ接続端に供給し、且つ、アンテナ接続端に供給される受信信号を受信部接続端に導くように送受信信号を切替える送受信切替回路とを備え、一つのアンテナを共用して送受信を行う無線通信機において、上記送受信切替回路は、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を備え、受信部接続端と上記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、該受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、上記送信側スイッチ素子と上記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受共用バイアス回路を備え、送信側バイアス回路は、送信動作のとき上記送信側スイッチ素子を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、受信側バイアス回路は、受信動作のとき受信側スイッチ素子を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生するとともに、上記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子により発生する電圧が上記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の送受信切替回路又は請求項２記載の無線通信機において、上記受信用スイッチ素子がＰＩＮダイオードであり、これに並列に接続する上記整流素子が、上記ＰＩＮダイオードに比較して整流動作速度が高速である半導体スイッチ素子であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載の送受信切替回路又は無線通信機において、上記受信用スイッチ素子に並列に接続する整流素子は、上記受信用スイッチ素子数より多い数の半導体整流素子が直列に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は以上のように、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を、受信部接続端と上記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、該受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、上記送信側スイッチ素子と上記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受信共用バイアス回路を備えるとともに、上記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子により発生する電圧が上記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信電力信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したものである。従って、複雑な回路構成や、高価な回路素子を使用することなく、受信側スイッチ素子に送信信号が印加されたとき、自動的に高い逆バイアス電圧が発生し、送信信号が受信部に流入することが阻止される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の送受信切替回路の一例を示すブロック図。
【図２】本発明の送受信切替回路の具体例を示す回路図。
【図３】従来の送受信回路の例を示す回路図。
【図４】従来の送受信回路の他の例を示すブロック図。
【図５】従来の送受信回路の他の例を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明に係る送受信切替回路の一例を示すブロック図である。この例に示す送受信切替回路は、送信部接続端１とアンテナ回路接続端２との間に、直流阻止用キャパシタ３を介して送信側スイッチ素子４と、この送信側スイッチ素子を制御するための送信側バイス回路５とを備え、受信部接続端６と上記アンテナ回路接続端２との間に、直流阻止用キャパシタ７を介して受信側スイッチ素子８と、この受信側スイッチ素子８に並列に接続した整流素子９と、受信側スイッチ素子を制御するための受信側バイス回路１０とを備え、更に、送信側スイッチ素子４及び受信側スイッチ素子８の接続点に、両者のバイアス電流／電圧を接地するための送受共用バイアス回路１１を備えたものである。なお、アンテナ回路接続端２側に直流阻止用キャパシタが挿入されていないが、接続されるアンテナ回路に直流阻止機能がない場合は、送受共用バイアス回路１１よりアンテナ回路接続端２側に直流阻止用キャパシタを挿入する必要がある。
【００１２】
この例の特徴は、受信側スイッチ素子８に並列に整流素子９を接続し、これら受信側スイッチ素子８と整流素子９との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子９により発生する電圧が上記受信側スイッチ素子８に対して所要値の逆バイアス電圧を発生することによって、送信電力信号が受信接続端６に流入することを防止するように構成したことである。
また、送信側バイアス回路５は、送信動作のとき上記送信側スイッチ素子４を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、受信側バイアス回路１０は、受信動作のとき上記受信側スイッチ素子８を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生することは、従来例として説明した図４、図５のものと同様である。
【００１３】
図２は、上記図１に示した送受信切替回路の具体的構成例を示す図であり、夫々の符号は同一符号のブロックを示している。この例では、送信側スイッチ素子（Ｄ１）４と受信側スイッチ素子（Ｄ２）８として、高周波信号のスイッチングに適したＰＩＮダイオード（P-Intrinsic-N Diode）が用いられている。この素子は、周知のようにＰＮ接合間に電気抵抗の大きな半導体層を挟み、少数キャリア蓄積効果を大きくし、逆回復時間を長くしたもので、順方向バイアス時に高周波交流を通過させる性質があることを利用し、アンテナ切替など、高周波信号のスイッチングに使用されている。スイッチング回路として使用するため、図示したように、送信バイアス回路５の送信側バイアス端子ＴＸＢには、受信動作のとき電圧ＲＸ＝０Ｖ、送信動作のとき電圧ＴＸ＝８Ｖが供給され、同時に、受信側バイアス回路１０の受信側バイアス端子ＲＸＢには、スイッチＳＷを介してバイアス電圧８Ｖが供給されるようになっており、受信動作のときスイッチＳＷを接（ＯＮ）してＲＸ＝８Ｖを供給し、送信動作のときスイッチＳＷを断（ＯＦＦ）するようになっている。
【００１４】
このバイアス電圧制御によって、送信動作では、送信側スイッチ素子４としてのＰＩＮダイオードＤ１に電流が流れ、送信信号が通過してアンテナ回路接続端子２に供給されるが、受信側スイッチ素子８であるＰＩＮダイオードＤ２にはバイアス電流が供給されないので同ダイオードＤ２がオフ（非導通状態）となる。また、受信動作においては、送信側スイッチ素子４にバイアス電圧が０Ｖ、受信側スイッチ素子８にはスイッチＳＷを介してバイアス電圧８Ｖが印加されるのでアンテナ回路接続端２にアンテナから供給される受信信号は受信部接続端６に導かれる。
なお、送信動作状態では、大きな電力値の送信信号が受信側スイッチ素子８であるＰＩＮダイオードＤ２に印加されると、その信号波形値の順方向ピーク値付近で送信信号電流が流れ、受信部接続端６に漏洩する場合がある。そこで、従来は図５に示したように、送信時に受信側スイッチ素子に例えば−２００Ｖ程度の高い逆バイアス電圧を印加する必要があった。
【００１５】
この実施例では、このような不具合に対処するため受信側スイッチ素子８であるＰＩＮダイオードＤ２に並列に、整流素子としてＰＩＮダイオードのスイッチング速度より速い整流動作速度の二個のダイオードＤ３、Ｄ４を直列に接続している。このように、比較的スイッチング動作の立ち上がり速度が遅いＰＩＮダイオードと、それより動作速度が速い整流素子を並列接続した回路に高い波高値の高周波信号が印加されると、その送信信号印加の初期段階にてＰＩＮダイオードがスイッチング（導通）するより速く、整流用ダイオードＤ３、Ｄ４によって送信信号が、受信信号端、受信側直流阻止キャパシタ、整流用Ｄ３、Ｄ４、アンテナ回路接続端の経路で整流され、受信側直流信号阻止用キャパシタに充電されて、結果的にＰＩＮダイオードＤに送信信号の波高値に応じた逆バイアス電圧が印加された状態となる。図に受信接続端のインピーダンスは示していないが一般的にアンテナ回路端のインピーダンスと同じ５０オーム程度であり、直流的なインピーダンスも有限の値であるため、受信端直流阻止キャパシタは高周波信号の整流のピーク電圧で充電される。送信中は受信側バイアス回路が開放されているため、受信側直流信号阻止キャパシタの放電経路が無く、逆バイアス電圧が充電された状態で保持される。従って、この作用によって、ＰＩＮダイオードが遮断（ＯＦＦ）状態となって、送信信号が受信部接続端２に流入することが阻止される。
このとき発生する逆バイアス電圧は、整流回路の順方向の電圧（一つのダイオードの順方向電圧は、通常０．６Ｖであるので、二個分では１．２Ｖ）分を差し引いた値となる。例えば、整流素子回路（従って、ＰＩＮダイオードＤ２）の両端に印加する送信信号の波高値が＋２０Ｖ〜−２０Ｖである場合、２０Ｖ−１．２Ｖ＝１８．８Ｖの電圧の逆バイアス電圧が発生することになる。高周波信号（送信信号）の電圧波高値の正の半サイクルでは整流素子に電流が流れＰＩＮダイオードＤ２の両端電圧（アノード側電圧）は１．２Ｖになるが、電圧波高値の負の半サイクルでは電流が流れないので２０Ｖの逆電圧が発生し、両端電圧はトータルで−３８．８Ｖになり、結果的にＰＩＮダイオードＤ２の両端電圧はこの逆バイス電圧が維持されることになる。従って、送信信号はＰＩＮダイオードＤ２によって阻止され、受信部接続端６に流れることがない。
【００１６】
このように、本発明では、特段にダイオードスイッチに対する逆バイアス電圧として供給するための電源回路を設ける必要が無いので、無線通信機の小型化が可能であり、しかも大幅なコストアップを伴わない。
また、この例に示すように整流素子の直列接続数をＰＩＮダイオードの素子数（直列接続数）より多くすれば、受信動作においてＰＩＮダイオードＤ２に順方向にバイアス電流を通電して導通状態にする際、バイアス電流が整流用ダイオード側に流れて、ＰＩＮダイオードが導通しないという不具合を回避する上で有用である。
【００１７】
このような送受信切替回路を搭載する無線通信機としては、一般的な構成のものに適用であってもよい。例えば、送信部と、受信部と、送信動作と受信動作を切替える手段と、送信部が発生する高周波信号をアンテナ接続端に供給し、且つ、アンテナ接続端子に供給される受信信号を受信部に導くように送受信信号を切替える送受信切替回路とを備え、一つのアンテナを共用して送受信を行う無線通信機であれば適用可能である。そして、そのような無線通信機において、その送受信切替回路を、上述したように、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、直流信号阻止用キャパシタと、送信側バイアス回路と、送信側スイッチ素子を備え、受信部接端と上記アンテナ回路接続端との間に、直流信号阻止用キャパシタと、受信側バイアス回路と、受信側スイッチ素子と、この受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子と、上記送信側スイッチ素子と上記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受共用バイアス回路を備え、上記送信側バイアス回路は、送信動作のとき送信側スイッチ素子を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、受信側バイアス回路は、受信動作のとき前記受信側スイッチ素子を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生する。
【００１８】
更に、上記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子により発生する電圧が前記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信電力信号が受信接続端に流入することを防止するように構成すればよい。プレストーク方式の無線通信機では、一般的にマイクロホンに送信動作時に押圧するプレストークスイッチ（ＰＴＴスイッチ）が備えられているので、そのスイッチの押圧信号によって、図２に示した送信側バイアス回路５のＴＸＢ端子にＢ電源電圧（バイアス電圧）を供給し、また、受信側バイアス回路１０のスイッチＳＷをオン／オフするように構成すればよい。なお、プレストークスイッチの代わりに、マイクロホンから所定レベル以上の音声信号を検出して、自動的に送信動作を起動する機能を付加したものでは、その機能によって、上記バイアス回路を制御すればよい。
このように構成した無線通信機であれば、送受信切替回路が小型化や低コスト化できるのみならず、プレストークスイッチ、又は、マイクロホンのボイスコントロールによるプレストークスイッチングとの連動によって、受信機と送信機の動作を切替るとともに、一つのアンテナへの送信信号の供給、アンテナに誘起する受信信号を受信部に導く切替処理も行うことができる。
なお、図２に示した送受共用バイアス回路１１を、送受信別々に設けても良いことは云うまでもない。
【００１９】
また、送受共用バイアス回路１１の構成を変形してスプリアス信号の除去機能を付加することもできる。例えば、高周波阻止用インダクタＬ３と直流阻止用キャパシタＣ３の値を適宜選定することによって、その直列共振周波数が送信、又は、受信動作時における、不要波信号周波数になるように設定すれば、その不要波信号の影響を除去し得る可能性がある。その際、特許文献１に倣って直流阻止用キャパシタＣ３を可変容量ダイオードにするとともに、そのバイアス電圧を制御するための回路を付加すれば、送受信夫々において、また、チャネル周波数を変更した場合に不要波周波数が変動する場合にも対応可能である。なお、希望信号周波数と不要波信号周波数が近く、希望信号周波数に対する直列共振周波数の選択度が所望値に至らず、希望波が漏洩する可能性がある場合は、キャパシタＣ３に並列に所要値のインダクタを（直流阻止用キャパシタを介して）接続することにより、送受共用バイアス回路全体の並列共振周波数が希望波信号となるように構成することにより、希望信号に対するインピーダンスを高くすることも可能であろう。
【００２０】
本発明は以上のように、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を、受信部接続端と上記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、該受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、上記送信側スイッチ素子と上記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受信共用バイアス回路を備えるとともに、上記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子により発生する電圧が上記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信電力信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したものである。従って、複雑な回路構成や、高価な回路素子を使用することなく、受信側スイッチ素子に送信信号が印加されたとき、自動的に高い逆バイアス電圧が発生し、送信信号が受信部に流入することが阻止される。
【００２１】
以上本発明の実施例を説明したが、このような回路としては、例えば、上記受信用スイッチ素子がＰＩＮダイオードであり、これに並列に接続する整流素子が、ＰＩＮダイオードのスイッチング速度に比較して整流動作速度が高速である半導体スイッチ素子であるように構成することによって実現できる。
本発明はこれらの例に限定することなく、種々の変形が可能である。例えば、ＰＩＮダイオードと整流ダイオードとの組合せのように、一方のダイオードの整流動作速度が他方のダイオードのスイッチング動作より速いものとの組合せであれば、同様の作用効果が期待でき、本発明に利用可能であろう。また、両者のダイオードを同一半導体基板中に、混合物の含有量や種類を部分的に適宜選択して、上述したように整流動作速度とスイッチング速度が異なるような半導体素子を作り込むことによって、上述したような動作を呈する半導体素子を構成することも可能であろう。現在知られているダイオードの種類としては、金属と半導体との接合面のショットキー効果の整流作用を利用するショットキーバリアダイオード、逆方向の所定電圧以上で、なだれ現象（ツェナー降伏）を呈するツェナーダイオード、所定の順方向電圧以上で、一定の電流が流れる定電流ダイオード、量子トンネル効果により順方向電圧が上昇するほど流れる電流が少なくなるトンネルダイオード、交流電源から直接トリガパルスを得る回路やサージ保護用に使用されるトリガ・ダイオード等々が知られている。これらのダイオードの高周波に対する特性が異なっているので、夫々の特性を勘案して適宜組合せることにより、本発明の整流素子、スイッチング素子として使用し得る可能性があろう。また、ダイオード（二極素子）に限らず、ＦＥＴ素子のような多極半導体素子として構成することも可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１ 送信部接続端、２ アンテナ回路接続端、３、７ 直流阻止キャパシタ、４ 送信側スイッチ素子、５ 送信側バイアス回路、６ 受信部接続端子、８ 受信側スイッチ素子、９ 整流素子、１０ 受信側バイアス回路、１１ 送受共用バイス回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送受信切替回路及び無線通信機に関し、詳細には、送信と受信とを一つのアンテナで共用するプレストーク方式の無線通信機及び、それに好適な送受信切替回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信と受信を交互に切替えて通信を行う単信方式（プッシュ・ツー・トークあるいはプレストーク方式とも云う）の無線通信機、特に、移動通信用の無線通信機では、一つのアンテナを送受信に共用する場合が多く、そのための送受信切替回路が必須である。図３は、特許文献１に開示された従来の送受信切替回路を示す図である。この例は、送信機側端子１０１とアンテナ側端子１０２との間に直流阻止用キャパシタ１０３、１０４を介して送信経路用ダイオードスイッチ１０５を挿入し、受信機側端子１０６と上記送信経路用ダイオードスイッチ１０５のカソード（陰極）との間に、直流阻止キャパシタ１０７、受信経路用ダイオードスイッチ１０８、所要値のインダクタ（インダクタンス値Ｌ100）１０９を挿入するとともに、上記送受信経路用ダイオードスイッチ１０５と１０８のアノード（陽極）には、夫々、送信用スイッチ（ＳＷT）１１０、高周波信号阻止用インダクタ１１１と、受信用スイッチ（ＳＷR）１１２、高周波信号阻止用インダクタ１１３を介して送受信切替に対応してバイアス電圧を印加するように構成されている。更に、この例の特徴は、上記受信経路用ダイオードスイッチ１０８のカソードと接地間に、ダイオードスイッチ１１４、所要値のキャパシタ（容量値Ｃ100）１１５、可変容量ダイオード（容量値Ｃ101）１１６を含む直列回路が挿入され、可変容量ダイオード１１６のカソードには容量値制御電圧Ｖｆが高周波信号阻止用インダクタ１１７を介して供給され、ダイオードスイッチ１１４のカソードは、高周波信号阻止用インダクタ１１８を介して直流的に接地されている。
この回路の動作については特許文献１に詳細に記載されているので更なる説明は省略するが、送信動作の間、インダクタ１０９と、キャパシタ１１５及び可変容量ダイオード１１６からなる回路の直列共振周波数が、そのときの送信周波数に一致するように、上記可変容量ダイオード１１６の容量制御電圧Ｖｆを調整することによって、受信経路に漏洩する可能性のある送信周波数信号を除去するものである。
【０００３】
また、図４は、従来の送受信切替回路の他の例を示すブロック図であり、この例では、送信部接続端１２０とアンテナ回路接続端１２１との間に、直流阻止用キャパシタ１２２を介して送信側スイッチ素子１２３と、そのスイッチ素子を制御するための送信側バイス回路１２４とを備え、受信部接続端１２５と上記アンテナ回路接続端１２１との間に、直流阻止用キャパシタ１２６を介して受信側スイッチ素子１２７と、そのスイッチ素子を制御するための受信側バイス回路１２８とを備え、更に、送信側スイッチ素子１２３及び受信側スイッチ素子の接続点に、両者のバイアス電流／電圧を接地するための送受共用バイアス回路１２９を備えたものである。
図５は、上記図４に示した送受信切替回路の具体的構成例を示す図であり、夫々の符号は同一符号のブロックを示している。この例では、送信側スイッチ素子１２３と受信側スイッチ素子１２７は、高周波信号のスイッチングに適したＰＩＮダイオード（P-Intrinsic-N Diode）が用いられている。この素子は、周知のように順方向に所要値以上の電流が流れると、送信信号や受信信号に対して導通し、低損失電路として働く。そこで図示したように、送信バイアス回路１２４の送信側バイアス端子ＴＸＢには、受信動作のとき電圧ＲＸ＝０Ｖが、送信動作のとき電圧ＴＸ＝８Ｖが供給され、受信側バイアス回路１２８の受信側バイアス端子ＲＸＢには、受信動作のときＲＸ＝８Ｖが、送信動作のときＴＸ＝−２００Ｖが印加されるようになっている。このバイアス電圧制御によって、送信動作では、送信側スイッチ素子１２３としてのＰＩＮダイオード１２３に電流が流れ、送信信号が通過してアンテナ回路接続端子に供給されるが、受信側スイッチ素子１２７であるＰＩＮダイオードには−２００Ｖの大きな逆電圧が供給されるので、送信信号電圧値がこの電圧を超えない範囲では、同ダイオードがオフ（非導通状態）となるので、送信信号が受信部に流れることがない。また、受信動作においては、送信側スイッチ素子１２３にバイアス電圧が０Ｖ、受信側スイッチ素子１１７にバイアス電圧８Ｖが印加されるのでアンテナ回路接続端１２１に供給される受信信号は受信部接続端１２５に導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４-２２３６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら以上説明した従来の送受信切替回路や、そのような送受信切替回路を備えた無線通信機では、夫々以下のような不具合があった。
即ち、図３に示した特許文献１記載の発明では、送信動作の間、インダクタ１０９と、キャパシタ１１５及び可変容量ダイオード１１６からなる回路の直列共振周波数が、そのときの送信周波数に一致するように、可変容量ダイオード１１６の容量制御電圧Ｖｆを調整することによって、受信経路に漏洩する可能性のある送信周波数信号を除去するものである。従って、送信周波数が変更される毎に、可変容量ダイオードを調整して送信周波数に直列共振周波数を正確に一致させる必要があるので、複雑な制御回路が必要であった。また、直列共振回路の周波数は、温度変化や経年変化等によって回路素子の特性が変化するので、その補正回路が必要であり、コストアップや形状の大型化を招く虞があった。
また、図４乃至図５により説明した従来のものでは、送信信号電圧以上の逆バイアス電圧をスイッチングダイオードに印加する必要があるので、その電圧発生のために複雑な電圧昇圧手段が必要であり、同様に、コストアップや形状の大型化を伴うものであった。
本発明は、このような従来の無線通信機や送受信切替回路における不具合を解消するためになされたものであって、複雑な制御や部品点数の増加を伴うことなく、送信信号が受信部に漏洩することを防止した送受信切替回路及び、そのような送受信切替回路を備えた無線通信機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するために、請求項１記載の発明は、送信動作と受信動作を切替え、一つのアンテナによって送受信を行う無線通信機の送受信切替回路において、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を備え、受信部接続端と上記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、この受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、上記送信側スイッチ素子と上記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受共用バイアス回路を備え、送信側バイアス回路は、送信動作のとき上記送信側スイッチ素子を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、受信側バイアス回路は、受信動作のとき上記受信側スイッチ素子を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生するとともに、上記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子により発生する電圧が上記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信電力信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は無線通信機に関するもので、送信部と、受信部と、送信動作と受信動作を切替える手段と、送信部が発生する高周波信号をアンテナ接続端に供給し、且つ、アンテナ接続端に供給される受信信号を受信部接続端に導くように送受信信号を切替える送受信切替回路とを備え、一つのアンテナを共用して送受信を行う無線通信機において、上記送受信切替回路は、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を備え、受信部接続端と上記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、該受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、上記送信側スイッチ素子と上記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受共用バイアス回路を備え、送信側バイアス回路は、送信動作のとき上記送信側スイッチ素子を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、受信側バイアス回路は、受信動作のとき受信側スイッチ素子を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生するとともに、上記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子により発生する電圧が上記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の送受信切替回路又は請求項２記載の無線通信機において、上記受信用スイッチ素子がＰＩＮダイオードであり、これに並列に接続する上記整流素子が、上記ＰＩＮダイオードに比較して整流動作速度が高速である半導体スイッチ素子であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載の送受信切替回路又は無線通信機において、上記受信用スイッチ素子に並列に接続する整流素子は、上記受信用スイッチ素子数より多い数の半導体整流素子が直列に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は以上のように、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を、受信部接続端と上記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、該受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、上記送信側スイッチ素子と上記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受信共用バイアス回路を備えるとともに、上記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子により発生する電圧が上記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信電力信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したものである。従って、複雑な回路構成や、高価な回路素子を使用することなく、受信側スイッチ素子に送信信号が印加されたとき、自動的に高い逆バイアス電圧が発生し、送信信号が受信部に流入することが阻止される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の送受信切替回路の一例を示すブロック図。
【図２】本発明の送受信切替回路の具体例を示す回路図。
【図３】従来の送受信回路の例を示す回路図。
【図４】従来の送受信回路の他の例を示すブロック図。
【図５】従来の送受信回路の他の例を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明に係る送受信切替回路の一例を示すブロック図である。この例に示す送受信切替回路は、送信部接続端１とアンテナ回路接続端２との間に、直流阻止用キャパシタ３を介して送信側スイッチ素子４と、この送信側スイッチ素子を制御するための送信側バイス回路５とを備え、受信部接続端６と上記アンテナ回路接続端２との間に、直流阻止用キャパシタ７を介して受信側スイッチ素子８と、この受信側スイッチ素子８に並列に接続した整流素子９と、受信側スイッチ素子を制御するための受信側バイス回路１０とを備え、更に、送信側スイッチ素子４及び受信側スイッチ素子８の接続点に、両者のバイアス電流／電圧を接地するための送受共用バイアス回路１１を備えたものである。なお、アンテナ回路接続端２側に直流阻止用キャパシタが挿入されていないが、接続されるアンテナ回路に直流阻止機能がない場合は、送受共用バイアス回路１１よりアンテナ回路接続端２側に直流阻止用キャパシタを挿入する必要がある。
【００１２】
この例の特徴は、受信側スイッチ素子８に並列に整流素子９を接続し、これら受信側スイッチ素子８と整流素子９との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子９により発生する電圧が上記受信側スイッチ素子８に対して所要値の逆バイアス電圧を発生することによって、送信電力信号が受信接続端６に流入することを防止するように構成したことである。
また、送信側バイアス回路５は、送信動作のとき上記送信側スイッチ素子４を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、受信側バイアス回路１０は、受信動作のとき上記受信側スイッチ素子８を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生することは、従来例として説明した図４、図５のものと同様である。
【００１３】
図２は、上記図１に示した送受信切替回路の具体的構成例を示す図であり、夫々の符号は同一符号のブロックを示している。この例では、送信側スイッチ素子（Ｄ１）４と受信側スイッチ素子（Ｄ２）８として、高周波信号のスイッチングに適したＰＩＮダイオード（P-Intrinsic-N Diode）が用いられている。この素子は、周知のようにＰＮ接合間に電気抵抗の大きな半導体層を挟み、少数キャリア蓄積効果を大きくし、逆回復時間を長くしたもので、順方向バイアス時に高周波交流を通過させる性質があることを利用し、アンテナ切替など、高周波信号のスイッチングに使用されている。スイッチング回路として使用するため、図示したように、送信バイアス回路５の送信側バイアス端子ＴＸＢには、受信動作のとき電圧ＲＸ＝０Ｖ、送信動作のとき電圧ＴＸ＝８Ｖが供給され、同時に、受信側バイアス回路１０の受信側バイアス端子ＲＸＢには、スイッチＳＷを介してバイアス電圧８Ｖが供給されるようになっており、受信動作のときスイッチＳＷを接（ＯＮ）してＲＸ＝８Ｖを供給し、送信動作のときスイッチＳＷを断（ＯＦＦ）するようになっている。
【００１４】
このバイアス電圧制御によって、送信動作では、送信側スイッチ素子４としてのＰＩＮダイオードＤ１に電流が流れ、送信信号が通過してアンテナ回路接続端子２に供給されるが、受信側スイッチ素子８であるＰＩＮダイオードＤ２にはバイアス電流が供給されないので同ダイオードＤ２がオフ（非導通状態）となる。また、受信動作においては、送信側スイッチ素子４にバイアス電圧が０Ｖ、受信側スイッチ素子８にはスイッチＳＷを介してバイアス電圧８Ｖが印加されるのでアンテナ回路接続端２にアンテナから供給される受信信号は受信部接続端６に導かれる。
なお、送信動作状態では、大きな電力値の送信信号が受信側スイッチ素子８であるＰＩＮダイオードＤ２に印加されると、その信号波形値の順方向ピーク値付近で送信信号電流が流れ、受信部接続端６に漏洩する場合がある。そこで、従来は図５に示したように、送信時に受信側スイッチ素子に例えば−２００Ｖ程度の高い逆バイアス電圧を印加する必要があった。
【００１５】
この実施例では、このような不具合に対処するため受信側スイッチ素子８であるＰＩＮダイオードＤ２に並列に、整流素子としてＰＩＮダイオードのスイッチング速度より速い整流動作速度の二個のダイオードＤ３、Ｄ４を直列に接続している。このように、比較的スイッチング動作の立ち上がり速度が遅いＰＩＮダイオードと、それより動作速度が速い整流素子を並列接続した回路に高い波高値の高周波信号が印加されると、その送信信号印加の初期段階にてＰＩＮダイオードがスイッチング（導通）するより速く、整流用ダイオードＤ３、Ｄ４によって送信信号が、受信信号端、受信側直流阻止キャパシタ、整流用Ｄ３、Ｄ４、アンテナ回路接続端の経路で整流され、受信側直流信号阻止用キャパシタに充電されて、結果的にＰＩＮダイオードＤに送信信号の波高値に応じた逆バイアス電圧が印加された状態となる。図に受信接続端のインピーダンスは示していないが一般的にアンテナ回路端のインピーダンスと同じ５０オーム程度であり、直流的なインピーダンスも有限の値であるため、受信端直流阻止キャパシタは高周波信号の整流のピーク電圧で充電される。送信中は受信側バイアス回路が開放されているため、受信側直流信号阻止キャパシタの放電経路が無く、逆バイアス電圧が充電された状態で保持される。従って、この作用によって、ＰＩＮダイオードが遮断（ＯＦＦ）状態となって、送信信号が受信部接続端２に流入することが阻止される。
このとき発生する逆バイアス電圧は、整流回路の順方向の電圧（一つのダイオードの順方向電圧は、通常０．６Ｖであるので、二個分では１．２Ｖ）分を差し引いた値となる。例えば、整流素子回路（従って、ＰＩＮダイオードＤ２）の両端に印加する送信信号の波高値が＋２０Ｖ〜−２０Ｖである場合、２０Ｖ−１．２Ｖ＝１８．８Ｖの電圧の逆バイアス電圧が発生することになる。高周波信号（送信信号）の電圧波高値の正の半サイクルでは整流素子に電流が流れＰＩＮダイオードＤ２の両端電圧（アノード側電圧）は１．２Ｖになるが、電圧波高値の負の半サイクルでは電流が流れないので２０Ｖの逆電圧が発生し、両端電圧はトータルで−３８．８Ｖになり、結果的にＰＩＮダイオードＤ２の両端電圧はこの逆バイス電圧が維持されることになる。従って、送信信号はＰＩＮダイオードＤ２によって阻止され、受信部接続端６に流れることがない。
【００１６】
このように、本発明では、特段にダイオードスイッチに対する逆バイアス電圧として供給するための電源回路を設ける必要が無いので、無線通信機の小型化が可能であり、しかも大幅なコストアップを伴わない。
また、この例に示すように整流素子の直列接続数をＰＩＮダイオードの素子数（直列接続数）より多くすれば、受信動作においてＰＩＮダイオードＤ２に順方向にバイアス電流を通電して導通状態にする際、バイアス電流が整流用ダイオード側に流れて、ＰＩＮダイオードが導通しないという不具合を回避する上で有用である。
【００１７】
このような送受信切替回路を搭載する無線通信機としては、一般的な構成のものに適用であってもよい。例えば、送信部と、受信部と、送信動作と受信動作を切替える手段と、送信部が発生する高周波信号をアンテナ接続端に供給し、且つ、アンテナ接続端子に供給される受信信号を受信部に導くように送受信信号を切替える送受信切替回路とを備え、一つのアンテナを共用して送受信を行う無線通信機であれば適用可能である。そして、そのような無線通信機において、その送受信切替回路を、上述したように、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、直流信号阻止用キャパシタと、送信側バイアス回路と、送信側スイッチ素子を備え、受信部接端と上記アンテナ回路接続端との間に、直流信号阻止用キャパシタと、受信側バイアス回路と、受信側スイッチ素子と、この受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子と、上記送信側スイッチ素子と上記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受共用バイアス回路を備え、上記送信側バイアス回路は、送信動作のとき送信側スイッチ素子を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、受信側バイアス回路は、受信動作のとき前記受信側スイッチ素子を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生する。
【００１８】
更に、上記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子により発生する電圧が前記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信電力信号が受信接続端に流入することを防止するように構成すればよい。プレストーク方式の無線通信機では、一般的にマイクロホンに送信動作時に押圧するプレストークスイッチ（ＰＴＴスイッチ）が備えられているので、そのスイッチの押圧信号によって、図２に示した送信側バイアス回路５のＴＸＢ端子にＢ電源電圧（バイアス電圧）を供給し、また、受信側バイアス回路１０のスイッチＳＷをオン／オフするように構成すればよい。なお、プレストークスイッチの代わりに、マイクロホンから所定レベル以上の音声信号を検出して、自動的に送信動作を起動する機能を付加したものでは、その機能によって、上記バイアス回路を制御すればよい。
このように構成した無線通信機であれば、送受信切替回路が小型化や低コスト化できるのみならず、プレストークスイッチ、又は、マイクロホンのボイスコントロールによるプレストークスイッチングとの連動によって、受信機と送信機の動作を切替るとともに、一つのアンテナへの送信信号の供給、アンテナに誘起する受信信号を受信部に導く切替処理も行うことができる。
なお、図２に示した送受共用バイアス回路１１を、送受信別々に設けても良いことは云うまでもない。
【００１９】
また、送受共用バイアス回路１１の構成を変形してスプリアス信号の除去機能を付加することもできる。例えば、高周波阻止用インダクタＬ３と直流阻止用キャパシタＣ３の値を適宜選定することによって、その直列共振周波数が送信、又は、受信動作時における、不要波信号周波数になるように設定すれば、その不要波信号の影響を除去し得る可能性がある。その際、特許文献１に倣って直流阻止用キャパシタＣ３を可変容量ダイオードにするとともに、そのバイアス電圧を制御するための回路を付加すれば、送受信夫々において、また、チャネル周波数を変更した場合に不要波周波数が変動する場合にも対応可能である。なお、希望信号周波数と不要波信号周波数が近く、希望信号周波数に対する直列共振周波数の選択度が所望値に至らず、希望波が漏洩する可能性がある場合は、キャパシタＣ３に並列に所要値のインダクタを（直流阻止用キャパシタを介して）接続することにより、送受共用バイアス回路全体の並列共振周波数が希望波信号となるように構成することにより、希望信号に対するインピーダンスを高くすることも可能であろう。
【００２０】
本発明は以上のように、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を、受信部接続端と上記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、該受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、上記送信側スイッチ素子と上記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受信共用バイアス回路を備えるとともに、上記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、整流素子により発生する電圧が上記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信電力信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したものである。従って、複雑な回路構成や、高価な回路素子を使用することなく、受信側スイッチ素子に送信信号が印加されたとき、自動的に高い逆バイアス電圧が発生し、送信信号が受信部に流入することが阻止される。
【００２１】
以上本発明の実施例を説明したが、このような回路としては、例えば、上記受信用スイッチ素子がＰＩＮダイオードであり、これに並列に接続する整流素子が、ＰＩＮダイオードのスイッチング速度に比較して整流動作速度が高速である半導体スイッチ素子であるように構成することによって実現できる。
本発明はこれらの例に限定することなく、種々の変形が可能である。例えば、ＰＩＮダイオードと整流ダイオードとの組合せのように、一方のダイオードの整流動作速度が他方のダイオードのスイッチング動作より速いものとの組合せであれば、同様の作用効果が期待でき、本発明に利用可能であろう。また、両者のダイオードを同一半導体基板中に、混合物の含有量や種類を部分的に適宜選択して、上述したように整流動作速度とスイッチング速度が異なるような半導体素子を作り込むことによって、上述したような動作を呈する半導体素子を構成することも可能であろう。現在知られているダイオードの種類としては、金属と半導体との接合面のショットキー効果の整流作用を利用するショットキーバリアダイオード、逆方向の所定電圧以上で、なだれ現象（ツェナー降伏）を呈するツェナーダイオード、所定の順方向電圧以上で、一定の電流が流れる定電流ダイオード、量子トンネル効果により順方向電圧が上昇するほど流れる電流が少なくなるトンネルダイオード、交流電源から直接トリガパルスを得る回路やサージ保護用に使用されるトリガ・ダイオード等々が知られている。これらのダイオードの高周波に対する特性が異なっているので、夫々の特性を勘案して適宜組合せることにより、本発明の整流素子、スイッチング素子として使用し得る可能性があろう。また、ダイオード（二極素子）に限らず、ＦＥＴ素子のような多極半導体素子として構成することも可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１ 送信部接続端、２ アンテナ回路接続端、３、７ 直流阻止キャパシタ、４ 送信側スイッチ素子、５ 送信側バイアス回路、６ 受信部接続端子、８ 受信側スイッチ素子、９ 整流素子、１０ 受信側バイアス回路、１１ 送受共用バイス回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信動作と受信動作を切替え一つのアンテナによって送受信を行う無線通信機の送受信切替回路において、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を備え、受信部接続端と前記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、該受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、前記送信側スイッチ素子と前記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受共用バイアス回路を備え、前記送信側バイアス回路は、送信動作のとき前記送信側スイッチ素子を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、前記受信側バイアス回路は、受信動作のとき前記受信側スイッチ素子を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生するとともに、前記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、前記整流素子により発生する電圧が前記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したことを特徴とする送受信切替回路。
【請求項２】
送信部と、受信部と、送信動作と受信動作を切替える手段と、送信部が発生する高周波信号をアンテナ接続端に供給し、且つ、アンテナ接続端子に供給される受信信号を前記受信部接続端に導くように送受信信号を切替える送受信切替回路とを備え、一つのアンテナを共用して送受信を行う無線通信機において、前記送受信切替回路は、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を備え、受信部接端と前記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、該受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、前記送信側スイッチ素子と前記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受共用バイアス回路を備え、前記送信側バイアス回路は、送信動作のとき前記送信側スイッチ素子を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、前記受信側バイアス回路は、受信動作のとき前記受信側スイッチ素子を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生するとともに、前記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、前記整流素子により発生する電圧が前記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したことを特徴とする無線通信機。
【請求項３】
請求項１記載の送受信切替回路又は請求項２記載の無線通信機において、前記受信用スイッチ素子がＰＩＮダイオードであり、これに並列に接続する前記整流素子が、前記ＰＩＮダイオードに比較して整流動作速度が高速である半導体スイッチ素子であることを特徴とする送受信切替回路又は無線通信機。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の送受信切替回路又は無線通信機において、前記受信用スイッチ素子に並列に接続する前記整流素子は、前記受信用スイッチ素子数より多い数の半導体整流素子が直列に接続されていることを特徴とする送受信切替回路又は無線通信機。
【請求項１】
送信動作と受信動作を切替え一つのアンテナによって送受信を行う無線通信機の送受信切替回路において、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を備え、受信部接続端と前記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、該受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、前記送信側スイッチ素子と前記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受共用バイアス回路を備え、前記送信側バイアス回路は、送信動作のとき前記送信側スイッチ素子を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、前記受信側バイアス回路は、受信動作のとき前記受信側スイッチ素子を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生するとともに、前記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、前記整流素子により発生する電圧が前記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したことを特徴とする送受信切替回路。
【請求項２】
送信部と、受信部と、送信動作と受信動作を切替える手段と、送信部が発生する高周波信号をアンテナ接続端に供給し、且つ、アンテナ接続端子に供給される受信信号を前記受信部接続端に導くように送受信信号を切替える送受信切替回路とを備え、一つのアンテナを共用して送受信を行う無線通信機において、前記送受信切替回路は、送信部接続端とアンテナ回路接続端との間に、送信側直流信号阻止用キャパシタ、送信側バイアス回路、送信側スイッチ素子を備え、受信部接端と前記アンテナ回路接続端との間に、受信側直流信号阻止用キャパシタ、受信側バイアス回路、受信側スイッチ素子、該受信側スイッチ素子に並列に接続した整流素子、前記送信側スイッチ素子と前記受信側スイッチ素子との接続点に接続した送受共用バイアス回路を備え、前記送信側バイアス回路は、送信動作のとき前記送信側スイッチ素子を導通状態にし、受信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生し、前記受信側バイアス回路は、受信動作のとき前記受信側スイッチ素子を導通状態にし、送信動作のときは非導通状態にするようにバイアス電流／電圧を発生するとともに、前記受信側スイッチ素子と整流素子との並列回路に送信信号が印加された際、前記整流素子により発生する電圧が前記受信側スイッチ素子に対して所要値の逆バイアス電圧となるように発生させることによって、送信信号が受信接続端に流入することを防止するように構成したことを特徴とする無線通信機。
【請求項３】
請求項１記載の送受信切替回路又は請求項２記載の無線通信機において、前記受信用スイッチ素子がＰＩＮダイオードであり、これに並列に接続する前記整流素子が、前記ＰＩＮダイオードに比較して整流動作速度が高速である半導体スイッチ素子であることを特徴とする送受信切替回路又は無線通信機。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の送受信切替回路又は無線通信機において、前記受信用スイッチ素子に並列に接続する前記整流素子は、前記受信用スイッチ素子数より多い数の半導体整流素子が直列に接続されていることを特徴とする送受信切替回路又は無線通信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２６３５７５（Ｐ２０１０−２６３５７５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１４７６２（Ｐ２００９−１１４７６２）
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００００３５９５）株式会社ケンウッド (1,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００００３５９５）株式会社ケンウッド (1,981)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]