JP2010109757A

JP2010109757A - 携帯無線装置

Info

Publication number: JP2010109757A
Application number: JP2008280335A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sato; 浩佐藤; Yoshio Koyanagi; 芳雄小柳; Yoshihiro Kanezaki; 善宏金崎; Kota Aoki; 恒太青木
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2010-05-13
Also published as: WO2010050149A1; US20110206165A1

Abstract

【課題】各整合回路を独立して設計するとともに、回路規模の増大を抑制し、コストを低減すること。
【解決手段】フィルタ１０２は、アンテナ素子１０１により受信した信号の周波数帯ｆ２〜ｆ３を抑圧する。フィルタ１０５は、アンテナ素子１０１により受信した信号の周波数帯ｆ１を抑圧する。無線部１０４は、周波数帯ｆ２〜ｆ３を抑圧した信号を復調して周波数帯ｆ１の信号に重畳されたデータを取得する。無線部１０７は、周波数帯ｆ１を抑圧した信号を復調して周波数帯ｆ２〜ｆ３の信号に重畳されたデータを取得する。整合回路１０３は、フィルタ１０２と無線部１０４との間に接続され、フィルタ１０２と無線部１０４とのインピーダンスを整合する。整合回路１０６は、フィルタ１０５と無線部１０７との間に接続され、フィルタ１０５と無線部１０７とのインピーダンスを整合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯無線装置に関し、特に１つのアンテナ素子を共有して複数の無線システムを同時に動作させる携帯無線装置に関する。

近年、携帯無線装置に搭載される無線システムの数は、増加の一途を辿っている。また、近年、携帯無線装置は、小型化及び薄型化されており、筐体内に搭載される無線システムの数だけアンテナ素子を収納することは困難である。従って、従来、携帯無線装置は、複数の無線システムにおいてアンテナ素子を共用している。即ち、従来の携帯無線装置は、複数の無線システムに対応可能なアンテナ素子を搭載している。

このような携帯無線装置は、送受信する無線システムに応じて、アンテナ素子と無線システム毎に設けられた受信機との接続を、スイッチを用いて切り替えることにより、アンテナ素子を共用する。しかしながら、このような携帯無線装置は、複数の無線システムを同時に動作させることはできないという課題がある。

このような課題を解決する携帯無線装置として、送受信する無線システムに応じて、異なる通過周波数のフィルタを用いることにより、アンテナ素子を共用するものが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の携帯無線装置によれば、複数の無線システムを同時に動作させることが可能である。
特表２００４−５２３９９３号公報

しかしながら、特許文献１においては、受信系における整合回路をフィルタの前段に配置し、整合回路によるインピーダンス変換後の信号をフィルタに入力するので、各整合回路の独立設計ができないという問題がある。即ち、特許文献１においては、各整合回路の定数を変化させると他の整合回路の最適な定数も変化してしまうので、各整合回路の設計の際に、他の整合回路による影響を考慮する必要がある。また、特許文献１においては、複数の周波数に対応するためにデュプレクサで周波数チューニングを行う必要があるので、回路規模が増大するとともに、製造コストが増大するという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、各整合回路を独立して設計できるとともに、回路規模の増大を抑制することができ、製造コストを低減することができる携帯無線装置を提供することを目的とする。

本発明の携帯無線装置は、アンテナと、前記アンテナにより受信した信号の第１周波数帯を抑圧する第１の抑圧手段と、前記アンテナにより受信した信号の第２周波数帯を抑圧する第２の抑圧手段と、前記第１周波数帯を抑圧した信号を復調して前記第２周波数帯の信号に重畳されたデータを取得する第１の無線手段と、前記第２周波数帯を抑圧した信号を復調して前記第１周波数帯の信号に重畳されたデータを取得する第２の無線手段と、前記第１の抑圧手段と前記第１の無線手段との間に接続され、前記第１の抑圧手段と前記第１の無線手段とのインピーダンスを整合する第１の整合回路と、前記第２の抑圧手段と前記第２の無線手段との間に接続され、前記第２の抑圧手段と前記第２の無線手段とのインピーダンスを整合する第２の整合回路と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、各整合回路を独立して設計できるとともに、回路規模の増大を抑制することができ、製造コストを低減することができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る携帯無線装置１００の構成を示すブロック図である。

携帯無線装置１００は、アンテナ１０１と、フィルタ１０２と、整合回路１０３と、無線部１０４と、フィルタ１０５と、整合回路１０６と、無線部１０７と、から主に構成される。

また、携帯無線装置１００において、アンテナ１０１と、フィルタ１０２と、整合回路１０３と、無線部１０４とからなる系列（以下「第１系列」と記載する）は、周波数ｆ１の信号にデータを重畳する送信処理と周波数ｆ１の信号に重畳されたデータを取得する受信処理の双方の処理を行う。また、携帯無線装置１００において、アンテナ１０１と、フィルタ１０５と、整合回路１０６と、無線部１０７とからなる系列（以下「第２系列」と記載する）は、周波数ｆ２〜周波数ｆ３の信号に重畳されたデータを取得する受信処理のみを行う。

ここで、第１系列で処理される信号に重畳されるデータは、例えばブルートゥース（登録商標）のデータであり、第２系列で処理される信号に重畳されるデータは、例えばディジタルテレビ放送のデータである。

以下に、携帯無線装置１００の各構成について詳細に説明する。

アンテナ１０１は、例えばモノポールアンテナとして機能し、４分の１波長以下の電気長のアンテナ素子を有する。アンテナ１０１は、周波数ｆ１を用いる無線システム１の信号及び周波数ｆ２〜周波数ｆ３の信号を用いる無線システム２の信号を受信して、受信した各信号をフィルタ１０２及びフィルタ１０５へ出力する。また、アンテナ１０１は、フィルタ１０２から入力した周波数ｆ１を用いる無線システム１の信号を送信する。ここで、無線システム２は、無線システム１よりも広帯域である。また、周波数ｆ１は、例えば２４５０ＭＨｚである。また、周波数ｆ２は、例えば４７５ＭＨｚである。また、周波数ｆ３は、例えば６５０ＭＨｚである。

フィルタ１０２は、例えばバンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）であり、アンテナ１０１から入力した信号の周波数ｆ２〜周波数ｆ３を抑圧し、周波数ｆ２〜周波数ｆ３を抑圧した信号を整合回路１０３へ出力する。また、フィルタ１０２は、整合回路１０３から入力した信号の周波数ｆ２〜周波数ｆ３を抑圧し、周波数ｆ２〜周波数ｆ３を抑圧した信号をアンテナ１０１へ出力する。即ち、フィルタ１０２は、第１系列で処理する無線システム１以外の、第２系列で処理する無線システム２において用いる周波数ｆ２〜周波数ｆ３を抑圧する。なお、フィルタ１０２は、周波数ｆ１の通過損失が極力低いものを用いることが好ましい。

整合回路１０３は、フィルタ１０２と後述する無線部１０４との間に直列に接続され、フィルタ１０２と無線部１０４とのインピーダンスを整合する。具体的には、整合回路１０３は、フィルタ１０２から入力した信号のインピーダンスを特性インピーダンスＡΩに変換する。

無線部１０４は、整合回路１０３から入力した信号を復調して周波数ｆ１に重畳されたデータを取得する。また、無線部１０４は、周波数ｆ１にデータを重畳する変調を行って、変調した信号を整合回路１０３へ出力する。

フィルタ１０５は、例えばバンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）であり、アンテナ１０１から入力した信号の周波数ｆ１を抑圧し、周波数ｆ１を抑圧した信号を整合回路１０６へ出力する。即ち、フィルタ１０５は、第２系列で処理する無線システム２以外の、第１系列で処理する無線システム１において用いる周波数ｆ１を抑圧する。なお、フィルタ１０５は、周波数ｆ２〜周波数ｆ３の通過損失が極力低いものを用いることが好ましい。

整合回路１０６は、フィルタ１０５と後述する無線部１０７との間に直列に接続され、フィルタ１０５と無線部１０７とのインピーダンスを整合する。具体的には、整合回路１０６は、整合回路１０６の出力インピーダンスと無線部１０７の入力インピーダンスとが複素共役の関係になるように、フィルタ１０５から入力した信号のインピーダンスを変換して無線部１０７へ出力する。

無線部１０７は、整合回路１０６から入力した信号を復調して周波数ｆ２〜周波数ｆ３に重畳されたデータを取得する。

図２は、フィルタ１０２の通過特性を示す図であり、図３は、フィルタ１０５の通過特性を示す図である。

次に、整合回路１０３及び整合回路１０６の動作について説明する。

図４は、整合回路１０３により特性インピーダンスに変換する動作を説明する図である。

図４に示すように、例えば、無線部１０４のインピーダンスがＺ＝５０±ｊ０Ωの場合、整合回路１０３の出力におけるインピーダンスを整合する際には、インピーダンスＺ＝５０±ｊ０Ωになるようにインピーダンスの変換を行う。その結果、整合回路１０３により特性インピーダンスＡΩにインピーダンスを変換した後には、スミスチャート上の点は、スミスチャートの中心であるｆ１の位置にプロットされることになる。

図５は、整合回路１０６により複素共役のインピーダンスに変換する動作を説明する図である。

図５に示すように、例えば、無線部１０７の入力インピーダンスが、所定の周波数においてＺ２＝Ａ−ｊＢΩの場合、整合回路１０６の出力インピーダンスを整合する際には、整合回路１０６は、出力インピーダンスＺ１がＺ１＝Ａ＋ｊＢΩになるようにインピーダンスの変換を行う。整合回路１０６の出力インピーダンスＺ１と無線部１０７の入力インピーダンスＺ２とが複素共役の関係になるようにインピーダンスを変換した後、スミスチャート上の点は、周波数ｆ２についてはｆ２ａ及びｆ２ｂの位置にプロットされるとともに、周波数ｆ３についてはｆ３ａ及びｆ３ｂの位置にプロットされる。また、プロットされたｆ２ａとｆ２ｂとは、横軸＃５０３に対して対称の位置にプロットされる。同様に、プロットされたｆ３ａとｆ３ｂとは、横軸＃５０３に対して対称の位置にプロットされる。

一般に、４７５ＭＨｚ〜６５０ＭＨｚの広帯域の無線システム２の信号を受信するためには、波長の１／４の長さである１６ｃｍ〜１２ｃｍの長さのアンテナ素子を必要とする。しかし、本実施の形態では、整合回路１０６は、４７５ＭＨｚ〜６５０ＭＨｚの広帯域の無線システム２において、整合回路１０６の出力インピーダンスと無線部１０７の入力インピーダンスとが複素共役の関係になるように、フィルタ１０５から入力した信号のインピーダンスを変換する。これにより、本実施の形態では、アンテナ素子単体で所望の全ての帯域において一定の値である特性インピーダンスを得る必要がなくなるので、約５ｃｍの長さのアンテナ素子を有するアンテナ１０１により無線システム２の信号を受信することができる。

このように、本実施の形態によれば、他の無線システムで使用する周波数を抑圧するフィルタを整合回路とアンテナとの間に設けることにより、複数の異なる無線システムの信号を同時に送信または受信する場合において、各無線システムの整合回路が他の無線システムのインピーダンスの影響を受けないので、各整合回路を独立して設計できるとともに、回路規模の増大を抑制することができ、製造コストを低減することができる。また、本実施の形態によれば、広帯域な無線システムの信号を複素共役のインピーダンスに変換することにより、広帯域な無線システムの信号を通常よりも短い電気長のアンテナ素子により受信することができるので、筐体内部にアンテナ素子を収納する際に、筐体をより小型化及び薄型化することができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る携帯無線装置６００の構成を示すブロック図である。

図６に示す携帯無線装置６００は、図１に示す実施の形態１に係る携帯無線装置１００に対して、アンプ６０１を追加する。なお、図６において、図１と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

携帯無線装置６００は、アンテナ１０１と、フィルタ１０２と、整合回路１０３と、無線部１０４と、フィルタ１０５と、整合回路１０６と、アンプ６０１と、無線部１０７と、から主に構成される。

また、携帯無線装置６００において、アンテナ１０１と、フィルタ１０５と、整合回路１０６と、アンプ６０１と、無線部１０７とからなる系列は、周波数ｆ２〜周波数ｆ３の信号に重畳されたデータを取得する受信処理のみを行う。

整合回路１０６は、フィルタ１０５と後述するアンプ６０１との間に直列に接続され、フィルタ１０５とアンプ６０１とのインピーダンスを整合する。具体的には、整合回路１０６は、フィルタ１０５から入力した信号のインピーダンスが無線部１０７の入力インピーダンスと複素共役の関係になるように、フィルタ１０５から入力した信号のインピーダンスを変換してアンプ６０１へ出力する。

アンプ６０１は、整合回路１０６から入力した信号を増幅して無線部１０７へ出力する。この際、アンプ６０１において、入力インピーダンスは複素数のインピーダンスであり、出力インピーダンスは特性インピーダンスＢΩである。また、アンプ６０１は、周波数ｆ２〜周波数ｆ３で０ｄＢ以上の利得を有し、周波数ｆ２〜周波数ｆ３において、できるだけ高い利得を有し且つ低い雑音指数（ＮＦ）を有するものを用いることが好ましい。

無線部１０７は、アンプ６０１から入力した信号を復調して周波数ｆ２〜周波数ｆ３に重畳されたデータを取得する。

図７〜図９は、第１系列におけるインピーダンスの変化をスミスチャートにて表現した図であり、図１０〜図１３は、第２系列におけるインピーダンスの変化をスミスチャートにて表現した図である。

図７は、アンテナ１０１の出力におけるインピーダンスを示す図であり、図８は、フィルタ１０２の出力におけるインピーダンスを示す図であるとともに、図９は、整合回路１０３の出力におけるインピーダンスを示す図である。

また、図１０は、アンテナ１０１の出力におけるインピーダンスを示す図であり、図１１は、フィルタ１０５の出力におけるインピーダンスを示す図であり、図１２は、整合回路１０６の出力におけるインピーダンスを示す図であるとともに、図１３は、アンプ６０１の入力におけるインピーダンスを示す図である。

図７では、ｍ１が、周波数＝２．４５０ＧＨｚでインピーダンス＝１０．９９３＋ｊ２２．４９４Ωである。また、図８では、ｍ１が、周波数＝２．４５０ＧＨｚでインピーダンス＝３６．９５４−ｊ３５．８５９Ωである。また、図９では、ｍ１が、周波数＝２．４５０ＧＨｚでインピーダンス＝４９．９８２＋ｊ０．１０４Ωである。

また、図１０では、ｍ１が、周波数４７５．０ＭＨｚでインピーダンス＝５．８１５−ｊ７０．２５０Ωであるとともに、ｍ２が、周波数＝６５０．０ＭＨｚでインピーダンス＝３．７０８−ｊ３５．１３７Ωである。また、図１１では、ｍ１が、周波数＝４７５．０ＭＨｚでインピーダンス＝２．８７３＋ｊ５１．６３１Ωであるとともに、ｍ２が、周波数＝６５０．０ＭＨｚでインピーダンス＝３３５．８５３＋ｊ１９．７１０Ωである。また、図１２では、ｍ１が、周波数＝４７５．０ＭＨｚでインピーダンス＝７８８．８９９−ｊ４０．１３９Ωであるとともに、ｍ２が、周波数＝６５０．０ＭＨｚでインピーダンス＝２０．６７１＋ｊ７８．６３６Ωである。また、図１３では、ｍ１が、周波数＝４７５．０ＭＨｚでインピーダンス＝３３６．２３４−ｊ１４．２４３Ωであるとともに、ｍ２が、周波数＝６５０．０ＭＨｚでインピーダンス＝２９．２２８−ｊ７１．５１６Ωである。

本実施の形態においては、送信を行う無線システムの信号は第１系列で処理し、受信のみを行う無線システムの信号且つアンプ６０１の帯域内の帯域を使用する無線システムの信号は第２系列で処理する。

このように、本実施の形態によれば、他の無線システムで使用する周波数を抑圧するフィルタを整合回路とアンテナとの間に設けることにより、複数の異なる無線システムの信号を同時に受信する場合において、各無線システムの整合回路が他の無線システムのインピーダンスの影響を受けないので、各整合回路を独立して設計できるとともに、回路規模の増大を抑制することができ、製造コストを低減することができる。また、本実施の形態によれば、広帯域な無線システムの信号を複素共役のインピーダンスに変換することにより、広帯域な無線システムの信号を通常よりも短い電気長のアンテナ素子により受信することができるので、筐体内部にアンテナ素子を収納する際に、筐体をより小型化及び薄型化することができる。

（実施の形態３）
図１４は、本発明の実施の形態３に係る携帯無線装置１４００の構成を示すブロック図である。

携帯無線装置１４００は、アンテナ１４０１と、フィルタ１４０２と、整合回路１４０３と、無線部１４０４と、フィルタ１４０５と、整合回路１４０６と、無線部１４０７と、フィルタ１４０８と、整合回路１４０９と、アンプ１４１０と、無線部１４１１と、から主に構成される。

また、携帯無線装置１４００において、アンテナ１４０１と、フィルタ１４０２と、整合回路１４０３と、無線部１４０４とからなる系列（以下「第３系列」と記載する）は、周波数ｆ１１の信号にデータを重畳する送信処理と周波数ｆ１１の信号に重畳されたデータを取得する受信処理の双方の処理を行う。また、携帯無線装置１４００において、アンテナ１４０１と、フィルタ１４０５と、整合回路１４０６と、無線部１４０７とからなる系列（以下「第４系列」と記載する）は、周波数ｆ１２の信号にデータを重畳する送信処理と周波数ｆ１２の信号に重畳されたデータを取得する受信処理の双方の処理を行う。また、携帯無線装置１４００において、アンテナ１４０１と、フィルタ１４０８と、整合回路１４０９と、アンプ１４１０と、無線部１４１１とからなる系列（以下「第５系列」と記載する）は、周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４の信号に重畳されたデータを取得する受信処理のみを行う。

以下に、携帯無線装置１４００の各構成について詳細に説明する。

アンテナ１４０１は、例えばモノポールアンテナとして機能し、４分の１波長以下の電気長のアンテナ素子を有する。アンテナ１４０１は、周波数ｆ１１を用いる無線システム１１の信号と、周波数ｆ１２を用いる無線システム１２の信号と、周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４を用いる無線システム１３の信号とを受信して、受信した各信号をフィルタ１４０２とフィルタ１４０５とフィルタ１４０８とへ出力する。また、アンテナ１４０１は、フィルタ１４０２から入力した周波数ｆ１１を用いる無線システム１１の信号、またはフィルタ１４０５から入力した周波数ｆ１２を用いる無線システム１２の信号を送信する。ここで、無線システム１３は、無線システム１１及び無線システム１２よりも広帯域である。

フィルタ１４０２は、例えばバンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）であり、アンテナ１４０１から入力した信号の周波数ｆ１２、及び周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４を抑圧し、周波数ｆ１２、及び周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４を抑圧した信号を整合回路１４０３へ出力する。また、フィルタ１４０２は、整合回路１４０３から入力した信号の周波数ｆ１２、及び周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４を抑圧し、周波数ｆ１２、及び周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４を抑圧した信号をアンテナ１４０１へ出力する。即ち、フィルタ１４０２は、第３系列で処理する無線システム１１以外の、第４系列で処理する無線システム１２において用いる周波数ｆ１２と、第５系列で処理する無線システム１３において用いる周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４とを抑圧する。なお、フィルタ１４０２は、周波数ｆ１１の通過損失が極力低いものを用いることが好ましい。

整合回路１４０３は、フィルタ１４０２と後述する無線部１４０４との間に直列に接続され、フィルタ１４０２と無線部１４０４とのインピーダンスを整合する。具体的には、整合回路１４０３は、フィルタ１４０２から入力した信号のインピーダンスを特性インピーダンスＣΩに変換する。

無線部１４０４は、整合回路１４０３から入力した信号を復調して周波数ｆ１１に重畳されたデータを取得する。また、無線部１４０４は、周波数ｆ１１にデータを重畳する変調を行って、変調した信号を整合回路１４０３へ出力する。

フィルタ１４０５は、例えばバンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）であり、アンテナ１４０１から入力した信号の周波数ｆ１１、及び周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４を抑圧し、周波数ｆ１１、及び周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４を抑圧した信号を整合回路１４０６へ出力する。また、フィルタ１４０５は、整合回路１４０６から入力した信号の周波数ｆ１１、及び周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４を抑圧し、周波数ｆ１１、及び周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４を抑圧した信号をアンテナ１４０１へ出力する。即ち、フィルタ１４０５は、第４系列で処理する無線システム１２以外の、第３系列で処理する無線システム１１において用いる周波数ｆ１１と、第５系列で処理する無線システム１３において用いる周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４とを抑圧する。なお、フィルタ１４０５は、周波数ｆ１２の通過損失が極力低いものを用いることが好ましい。

整合回路１４０６は、フィルタ１４０５と後述する無線部１４０７との間に直列に接続され、フィルタ１４０５と無線部１４０７とのインピーダンスを整合する。具体的には、整合回路１４０６は、フィルタ１４０５から入力した信号のインピーダンスを特性インピーダンスＤΩに変換する。

無線部１４０７は、整合回路１４０６から入力した信号を復調して周波数ｆ１２に重畳されたデータを取得する。また、無線部１４０７は、周波数ｆ１２にデータを重畳する変調を行って、変調した信号を整合回路１４０６へ出力する。

フィルタ１４０８は、例えばバンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）であり、アンテナ１４０１から入力した信号の周波数ｆ１１及び周波数ｆ１２を抑圧し、周波数ｆ１１及び周波数ｆ１２を抑圧した信号を整合回路１４０９へ出力する。即ち、フィルタ１４０８は、第５系列で処理する無線システム１３以外の、第３系列で処理する無線システム１１において用いる周波数ｆ１１と、第４系列で処理する無線システム１２において用いる周波数ｆ１２とを抑圧する。なお、フィルタ１４０８は、周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４の通過損失が極力低いものを用いることが好ましい。

整合回路１４０９は、フィルタ１４０８と後述するアンプ１４１０との間に直列に接続され、フィルタ１４０８とアンプ１４１０とのインピーダンスを整合する。具体的には、整合回路１４０９は、整合回路１４０９の出力インピーダンスとアンプ１４１０の入力インピーダンスとが複素共役の関係になるように、フィルタ１４０８から入力した信号のインピーダンスを変換してアンプ１４１０へ出力する。

アンプ１４１０は、整合回路１４０９から入力した信号を増幅して無線部１４１１へ出力する。この際、アンプ１４１０の入力インピーダンスと整合回路１４０９の出力インピーダンスとは複素共役の関係であり、アンプ１４１０の出力インピーダンスは特性インピーダンスＥΩである。また、アンプ１４１０は、周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４で０ｄＢ以上の利得を有し、周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４において、できるだけ高い利得を有し且つ低い雑音指数（ＮＦ）を有するものを用いることが好ましい。

無線部１４１１は、アンプ１４１０から入力した信号を復調して周波数ｆ１３〜周波数ｆ１４に重畳されたデータを取得する。

本実施の形態においては、送信を行う無線システムの信号は第３系列または第４系列で処理し、受信のみを行う無線システムの信号且つアンプ１４１０の帯域内の帯域を使用する無線システムの信号は第５系列で処理する。

このように、本実施の形態によれば、送受信処理を行う第３系列及び第４系列と、受信処理のみを行う第５系列との３つの処理系列からなる携帯無線装置においても上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態によれば、受信帯域において、できるだけ高い利得を有し且つ低い雑音指数（ＮＦ）を有するアンプを用いることにより、雑音の増加を極力抑えた上で、所望の受信信号を増幅することができ、受信感度を向上させることができる。

なお、本実施の形態において、無線システム１３の信号をアンプにより増幅したが、本実施の形態はこれに限らず、アンプを削除しても良い。

（実施の形態４）
図１５は、本発明の実施の形態４に係る携帯無線装置１５００の構成を示すブロック図である。

携帯無線装置１５００は、アンテナ１５０１と、フィルタ１５０２と、整合回路１５０３と、無線部１５０４と、フィルタ１５０５と、整合回路１５０６と、アンプ１５０７と、無線部１５０８と、フィルタ１５０９と、整合回路１５１０と、アンプ１５１１と、無線部１５１２と、から主に構成される。

また、携帯無線装置１５００において、アンテナ１５０１と、フィルタ１５０２と、整合回路１５０３と、無線部１５０４とからなる系列（以下「第６系列」と記載する）は、周波数ｆ２１の信号にデータを重畳する送信処理と周波数ｆ２１の信号に重畳されたデータを取得する受信処理の双方の処理を行う。また、携帯無線装置１５００において、アンテナ１５０１と、フィルタ１５０５と、整合回路１５０６と、アンプ１５０７と、無線部１５０８とからなる系列（以下「第７系列」と記載する）は、周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３の信号に重畳されたデータを取得する受信処理のみを行う。また、携帯無線装置１５００において、アンテナ１５０１と、フィルタ１５０９と、整合回路１５１０と、アンプ１５１１と、無線部１５１２とからなる系列（以下「第８系列」と記載する）は、周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５の信号に重畳されたデータを取得する受信処理のみを行う。

以下に、携帯無線装置１５００の各構成について詳細に説明する。

アンテナ１５０１は、例えばモノポールアンテナとして機能し、４分の１波長以下の電気長のアンテナ素子を有する。アンテナ１５０１は、周波数ｆ２１を用いる無線システム２１の信号と、周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３を用いる無線システム２２の信号と、周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５を用いる無線システム２３の信号とを受信して、受信した各信号をフィルタ１５０２とフィルタ１５０５とフィルタ１５０９とへ出力する。また、アンテナ１５０１は、フィルタ１５０２から入力した周波数ｆ２１を用いる無線システム２１の信号を送信する。ここで、無線システム２２及び無線システム２３は、無線システム２１よりも広帯域である。

フィルタ１５０２は、例えばバンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）であり、アンテナ１５０１から入力した信号の周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３、及び周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５を抑圧し、周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３、及び周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５を抑圧した信号を整合回路１５０３へ出力する。また、フィルタ１５０２は、整合回路１５０３から入力した信号の周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３、及び周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５を抑圧し、周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３、及び周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５を抑圧した信号をアンテナ１５０１へ出力する。即ち、フィルタ１５０２は、第６系列で処理する無線システム２１以外の、第７系列で処理する無線システム２２において用いる周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３と、第８系列で処理する無線システム２３において用いる周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５とを抑圧する。なお、フィルタ１５０２は、周波数ｆ２１の通過損失が極力低いものが好ましい。

整合回路１５０３は、フィルタ１５０２と後述する無線部１５０４との間に直列に接続され、フィルタ１５０２と無線部１５０４とのインピーダンスを整合する。具体的には、整合回路１５０３は、フィルタ１５０２から入力した信号のインピーダンスを特性インピーダンスＦΩに変換する。

無線部１５０４は、整合回路１５０３から入力した信号を復調して周波数ｆ２１に重畳されたデータを取得する。また、無線部１５０４は、周波数ｆ２１にデータを重畳する変調を行って、変調した信号を整合回路１５０３へ出力する。

フィルタ１５０５は、例えばバンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）であり、アンテナ１５０１から入力した信号の周波数ｆ２１、及び周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５を抑圧し、周波数ｆ２１、及び周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５を抑圧した信号を整合回路１５０６へ出力する。即ち、フィルタ１５０５は、第７系列で処理する無線システム２２以外の、第６系列で処理する無線システム２１において用いる周波数ｆ２１と、第８系列で処理する無線システム２３において用いる周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５とを抑圧する。なお、フィルタ１５０５は、周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３の通過損失が極力低いものを用いることが好ましい。

整合回路１５０６は、フィルタ１５０５と後述するアンプ１５０７との間に直列に接続され、フィルタ１５０５とアンプ１５０７とのインピーダンスを整合する。具体的には、整合回路１５０６は、整合回路１５０６の出力インピーダンスとアンプ１５０７の入力インピーダンスとが複素共役の関係になるように、フィルタ１５０５から入力した信号のインピーダンスを変換してアンプ１５０７へ出力する。

アンプ１５０７は、整合回路１５０６から入力した信号を増幅して無線部１５０８へ出力する。この際、アンプ１５０７の入力インピーダンスと整合回路１５０６の出力インピーダンスとは複素共役の関係であり、アンプ１５０７の出力インピーダンスは特性インピーダンスＧΩである。また、アンプ１５０７は、周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３で０ｄＢ以上の利得を有し、周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３において、できるだけ高い利得を有し且つ低い雑音指数（ＮＦ）を有するものを用いることが好ましい。

無線部１５０８は、アンプ１５０７から入力した信号を復調して周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３に重畳されたデータを取得する。

フィルタ１５０９は、例えばバンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）であり、アンテナ１５０１から入力した信号の周波数ｆ２１及び周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３を抑圧し、周波数ｆ２１及び周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３を抑圧した信号を整合回路１５１０へ出力する。即ち、フィルタ１５０９は、第８系列で処理する無線システム２３以外の、第６系列で処理する無線システム２１において用いる周波数ｆ２１と、第７系列で処理する無線システム２２において用いる周波数ｆ２２〜周波数ｆ２３とを抑圧する。なお、フィルタ１５０９は、周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５の通過損失が極力低いものを用いることが好ましい。

整合回路１５１０は、フィルタ１５０９と後述するアンプ１５１１との間に直列に接続され、フィルタ１５０９とアンプ１５１１とのインピーダンスを整合する。具体的には、整合回路１５１０は、整合回路１５１０の出力インピーダンスとアンプ１５１１の入力インピーダンスとが複素共役の関係になるように、フィルタ１５０９から入力した信号のインピーダンスを変換してアンプ１５１１へ出力する。

アンプ１５１１は、整合回路１５１０から入力した信号を増幅して無線部１５１２へ出力する。この際、アンプ１５１１の入力インピーダンスと整合回路１５１０の出力インピーダンスとは複素共役の関係であり、アンプ１５１１の出力インピーダンスは特性インピーダンスＨΩである。また、アンプ１５１１は、周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５で０ｄＢ以上の利得を有し、周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５において、できるだけ高い利得を有し且つ低い雑音指数（ＮＦ）を有するものを用いることが好ましい。

無線部１５１２は、アンプ１５１１から入力した信号を復調して周波数ｆ２４〜周波数ｆ２５に重畳されたデータを取得する。

本実施の形態においては、送信を行う無線システムの信号は第６系列で処理し、受信のみを行う無線システムの信号且つアンプ１５０７の帯域内の帯域を使用する無線システムの信号は第７系列で処理するとともに、受信のみを行う無線システムの信号且つアンプ１５１１の帯域内の帯域を使用する無線システムの信号は第８系列で処理する。

このように、本実施の形態によれば、送受信処理を行う第６系列と、受信処理のみを行う第７系列及び第８系列との３つの処理系列からなる携帯無線装置においても上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態によれば、受信帯域において、できるだけ高い利得を有し且つ低い雑音指数（ＮＦ）を有するアンプを用いることにより、雑音の増加を極力抑えた上で、所望の受信信号を増幅することができ、受信感度を向上させることができる。

なお、本実施の形態において、無線システム２２及び無線システム２３の信号をアンプにより増幅したが、本実施の形態はこれに限らず、無線システム２２及び無線システム２３のいずれか一方または双方のアンプを削除しても良い。

（実施の形態５）
図１６は、本発明の実施の形態５に係る携帯無線装置１６００の構成を示すブロック図である。

携帯無線装置１６００は、アンテナ１６０１と、フィルタ１６０２と、整合回路１６０３と、無線部１６０４と、フィルタ１６０５と、整合回路１６０６と、アンプ１６０７と、無線部１６０８と、無線部１６０９と、から主に構成される。

また、携帯無線装置１６００において、アンテナ１６０１と、フィルタ１６０２と、整合回路１６０３と、無線部１６０４とからなる系列（以下「第９系列」と記載する）は、周波数ｆ３１の信号にデータを重畳する送信処理と周波数ｆ３１の信号に重畳されたデータを取得する受信処理の双方の処理を行う。また、携帯無線装置１６００において、アンテナ１６０１と、フィルタ１６０５と、整合回路１６０６と、アンプ１６０７と、無線部１６０８とからなる系列（以下「第１０系列」と記載する）は、周波数ｆ３２〜周波数ｆ３３の信号に重畳されたデータを取得する受信処理のみを行う。また、携帯無線装置１６００において、アンテナ１６０１と、フィルタ１６０５と、整合回路１６０６と、アンプ１６０７と、無線部１６０９とからなる系列（以下「第１１系列」と記載する）は、周波数ｆ３４〜周波数ｆ３５の信号に重畳されたデータを取得する受信処理のみを行う。

以下に、携帯無線装置１６００の各構成について詳細に説明する。

アンテナ１６０１は、例えばモノポールアンテナとして機能し、４分の１波長以下の電気長のアンテナ素子を有する。アンテナ１６０１は、周波数ｆ３１を用いる無線システム３１の信号と、周波数ｆ３２〜周波数ｆ３３を用いる無線システム３２の信号と、周波数ｆ３４〜周波数ｆ３５を用いる無線システム３３の信号とを受信して、受信した各信号をフィルタ１６０２及びフィルタ１６０５へ出力する。また、アンテナ１６０１は、フィルタ１６０２から入力した周波数ｆ３１を用いる無線システム３１の信号を送信する。ここで、無線システム３２及び無線システム３３は、無線システム３１よりも広帯域である。

フィルタ１６０２は、例えばバンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）であり、アンテナ１６０１から入力した信号の周波数ｆ３２〜周波数ｆ３５を抑圧し、周波数ｆ３２〜周波数ｆ３５を抑圧した信号を整合回路１６０３へ出力する。また、フィルタ１６０２は、整合回路１６０３から入力した信号の周波数ｆ３２〜周波数ｆ３５を抑圧し、周波数ｆ３２〜周波数ｆ３５を抑圧した信号をアンテナ１６０１へ出力する。即ち、フィルタ１６０２は、第９系列で処理する無線システム３１以外の、第１０系列で処理する無線システム３２において用いる周波数ｆ３２〜周波数ｆ３３と、第１１系列で処理する無線システム３３において用いる周波数ｆ３４〜周波数ｆ３５とを抑圧する。なお、フィルタ１６０２は、周波数ｆ３１の通過損失が極力低いものを用いることが好ましい。

整合回路１６０３は、フィルタ１６０２と後述する無線部１６０４との間に直列に接続され、フィルタ１６０２と無線部１６０４とのインピーダンスを整合する。具体的には、整合回路１６０３は、フィルタ１６０２から入力した信号のインピーダンスを特性インピーダンスＩΩに変換する。

無線部１６０４は、整合回路１６０３から入力した信号を復調して周波数ｆ３１に重畳されたデータを取得する。また、無線部１６０４は、周波数ｆ３１にデータを重畳する変調を行って、変調した信号を整合回路１６０３へ出力する。

フィルタ１６０５は、例えばバンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）であり、アンテナ１６０１から入力した信号の周波数ｆ３１を抑圧し、周波数ｆ３１を抑圧した信号を整合回路１６０６へ出力する。即ち、フィルタ１６０５は、第１０系列及び第１１系列で処理する無線システム３２及び無線システム３３以外の、第１１系列で処理する無線システム３１において用いる周波数ｆ３１を抑圧する。なお、フィルタ１６０５は、周波数ｆ３２〜周波数ｆ３５の通過損失が極力低いものが好ましい。

整合回路１６０６は、フィルタ１６０５と後述するアンプ１６０７との間に直列に接続され、フィルタ１６０５とアンプ１６０７とのインピーダンスを整合する。具体的には、整合回路１６０６は、整合回路１６０６の出力インピーダンスとアンプ１６０７の入力インピーダンスとが複素共役の関係になるように、フィルタ１６０５から入力した信号のインピーダンスを変換してアンプ１６０７へ出力する。

アンプ１６０７は、整合回路１６０６から入力した信号を増幅して無線部１６０８及び無線部１６０９へ出力する。この際、アンプ１６０７の入力インピーダンスと整合回路１６０６の出力インピーダンスとは複素共役の関係であり、アンプ１６０７の出力インピーダンスは特性インピーダンスＪΩである。また、アンプ１６０７は、周波数ｆ３２〜周波数ｆ３５で０ｄＢ以上の利得を有し、周波数ｆ３２〜周波数ｆ３５において、できるだけ高い利得を有し且つ低い雑音指数（ＮＦ）を有するものを用いることが好ましい。

無線部１６０８は、アンプ１６０７から入力した信号を復調して周波数ｆ３２〜周波数ｆ３３に重畳されたデータを取得する。

無線部１６０９は、アンプ１６０７から入力した信号を復調して周波数ｆ３４〜周波数ｆ３５に重畳されたデータを取得する。

本実施の形態においては、送信を行う無線システムの信号は第９系列で処理し、受信のみを行う無線システムの信号且つアンプ１６０７の帯域内の帯域を使用する無線システムの信号は第１０系列または第１１系列で処理する。

このように、本実施の形態によれば、送受信処理を行う第９系列と、受信処理のみを行うとともにアンプを共用する第１０系列及び第１１系列との３つの処理系列からなる携帯無線装置においても上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態において、無線システム３２の信号及び無線システム３３の信号をアンプにより各々増幅したが、本実施の形態はこれに限らず、アンプを削除しても良い。また、本実施の形態において、第１０系列で処理する信号と第１１系列で処理する信号とは異なる周波数帯にしたが、本実施の形態はこれに限らず、同一または一部重複する周波数帯を使用する無線システムの信号を第１０系列と第１１系列とで各々処理しても良い。

上記実施の形態１〜実施の形態５において、使用する帯域に応じて、複数の無線システムの各信号を特性インピーダンスと、複素共役の関係となるインピーダンスとに各々変換したが、本発明はこれに限らず、複数の無線システムの全ての信号を特性インピーダンスに変換しても良いし、複数の無線システムの全ての信号を複素共役の関係となるインピーダンスに変換して各回路を接続しても良い。

また、上記実施の形態１〜実施の形態５において、広帯域の無線システムの系列を受信専用にしたが、本発明はこれに限らず、広帯域の無線システムの系列を送信と受信の双方、または送信のみの処理を行うようにしても良い。なお、この場合、アンプを削除する必要がある。

また、上記実施の形態１〜実施の形態５において、狭帯域の無線システムの信号と広帯域の無線システムの信号とを各々処理したが、本発明はこれに限らず、広帯域の複数の無線システムの信号のみを各々処理しても良いし、狭帯域の複数の無線システムの信号のみを各々処理しても良い。

また、上記実施の形態１〜実施の形態５において、狭帯域の無線システムの処理系列では送信と受信の双方の処理を行うことにしたが、本発明はこれに限らず、送信と受信のいずれか一方のみを行うようにしても良い。

本発明にかかる携帯無線装置は、特に１つのアンテナ素子を共有して複数の無線システムを同時に動作させるのに好適である。

本発明の実施の形態１に係る携帯無線装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態１に係るフィルタの通過特性を示す図本発明の実施の形態１に係るフィルタの通過特性を示す図本発明の実施の形態１に係る整合回路により特性インピーダンスに変換する動作を説明する図本発明の実施の形態１に係る整合回路により複素共役のインピーダンスに変換する動作を説明する図本発明の実施の形態２に係る携帯無線装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態２に係るアンテナ素子の出力におけるインピーダンスを示す図本発明の実施の形態２に係るフィルタの出力におけるインピーダンスを示す図本発明の実施の形態２に係る整合回路の出力におけるインピーダンスを示す図本発明の実施の形態２に係るアンテナ素子の出力におけるインピーダンスを示す図本発明の実施の形態２に係るフィルタの出力におけるインピーダンスを示す図本発明の実施の形態２に係る整合回路の出力におけるインピーダンスを示す図本発明の実施の形態２に係るアンプの出力におけるインピーダンスを示す図本発明の実施の形態３に係る携帯無線装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態４に係る携帯無線装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態５に係る携帯無線装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１００、６００、１４００、１５００、１６００携帯無線装置
１０１アンテナ
１０２、１０５フィルタ
１０３、１０６整合回路
１０４、１０７無線部

Claims

アンテナと、
前記アンテナにより受信した信号の第１周波数帯を抑圧する第１の抑圧手段と、
前記アンテナにより受信した信号の第２周波数帯を抑圧する第２の抑圧手段と、
前記第１周波数帯を抑圧した信号を復調して前記第２周波数帯の信号に重畳されたデータを取得する第１の無線手段と、
前記第２周波数帯を抑圧した信号を復調して前記第１周波数帯の信号に重畳されたデータを取得する第２の無線手段と、
前記第１の抑圧手段と前記第１の無線手段との間に接続され、前記第１の抑圧手段と前記第１の無線手段とのインピーダンスを整合する第１の整合回路と、
前記第２の抑圧手段と前記第２の無線手段との間に接続され、前記第２の抑圧手段と前記第２の無線手段とのインピーダンスを整合する第２の整合回路と、
を具備する携帯無線装置。
前記第２の無線手段は、前記第２周波数帯よりも広帯域の前記第１周波数帯の信号に重畳されたデータを取得する請求項１記載の携帯無線装置。
前記第１の無線手段は、前記第２周波数帯の信号に重畳されたブルートゥースのデータを取得し、
前記第２の無線手段は、前記第１周波数帯の信号に重畳されたディジタルテレビ放送のデータを取得する請求項２記載の携帯無線装置。
前記第１の無線手段は、前記復調、または前記第２周波数帯の信号にデータを重畳する変調の少なくともいずれか１つの処理を行い、
前記第２の無線手段は、前記復調のみを行い、
前記第１の抑圧手段は、前記第１の無線手段により前記変調を行う場合に、前記変調された信号の前記第１周波数帯を抑圧し、
前記アンテナは、前記第１周波数帯を抑圧された信号を送信する請求項１記載の携帯無線装置。
前記第２の整合回路によりインピーダンスを整合した信号を増幅する増幅手段を具備し、
前記第２の無線手段は、前記増幅した信号を復調して前記第１周波数帯の信号に重畳されたデータを取得する請求項１記載の携帯無線装置。
前記第１の整合回路は、前記第１の抑圧手段と前記第１の無線手段とのインピーダンスが特性インピーダンスになるように整合し、
前記第２の整合回路は、前記第２の抑圧手段と前記第２の無線手段とのインピーダンスが複素共役になるように整合する請求項１記載の携帯無線装置。
前記アンテナは、４分の１波長以下のアンテナ素子を有する請求項１記載の携帯無線装置。