JP5282710B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置に関する。

近年、ミリ波レーダや広帯域無線ＬＡＮなど高周波を用いたシステムへの需要が増えている。これらのシステムを安価に提供するためには、半導体自体の低価格化の他に、検査に要するコストの削減が必要不可欠である。この検査とはＩＣが仕様を満たしているかを実際に高周波信号を入力して測定するものであり、出荷する製品の全数もしくは相当多数を評価する必要がある。評価には、高い周波数の測定器及び評価装置が必要である。このため、お金と時間がかかり、評価コストがかかる。この評価コストを下げるために簡易に評価できる方式が求められている。

また、少なくとも二つのアンテナと、信号の送信と受信に共用される送受信回路と、信号の受信にのみ用いられる受信回路と、上記各アンテナのそれぞれについて受信信号強度を検出する信号強度検出手段と、上記各アンテナの何れか一つを上記送受信回路に接続し、他の一つを上記受信回路に接続するためのアンテナ切り替え手段と、上記信号強度検出手段が検出した受信信号強度を元に、上記各アンテナのうちで最も受信信号強度が高いアンテナを決定し、上記アンテナ切り替え手段を制御して、上記受信信号強度が最も高いアンテナを上記送受信回路に接続させる制御手段とを有する携帯無線端末が知られている。

また、入力端子に入力された信号を減衰して出力端子から出力する可変減衰器であって、入力端子と出力端子との間に直列接続された複数の伝送線路と、入力端子に接続された伝送線路に並列接続された第１の抵抗素子と、出力端子に接続された伝送線路に並列接続された第２の抵抗素子とを備える可変減衰器が知られている。

また、第１乃至第３の端子と、第１のＦＥＴおよびこの第１のＦＥＴに各々並列に接続された第１のインダクタならびに第１のキャパシタを有し、一端が第１の端に接続された第１の回路と、第２のＦＥＴおよびこの第２のＦＥＴに各々並列に接続された第２のインダクタならびに第２のキャパシタを有し、一端が第１の回路の他端に接続され、他端が第２の端子に接続された第２の回路と、を備える高周波スイッチ装置が知られている。

特開２００４−３６３８６２号公報 国際公開第ＷＯ２００６／１００７２６号パンフレット 特開平１１−４６１０１号公報

本発明の目的は、外部の高周波信号源を用いないで簡易に、受信部の性能を検査することができる通信装置を提供することである。

通信装置は、アンテナに接続される第１のノードと、前記第１のノードを介してアンテナに信号を出力する送信部と、前記第１のノードを介して前記アンテナから信号を入力する受信部と、前記第１のノード及び前記送信部間に設けられる第１のスイッチと、前記第１のノード及び前記受信部間に設けられる第２のスイッチとを有し、前記第２のスイッチは、オン及びオフが交互に繰り返され、前記受信部は、前記送信部が前記第１及び第２のスイッチを介して出力した信号を増幅する増幅器と、前記増幅器により増幅された信号と局部信号とを混合する混合器とを有し、前記混合器は、前記第１のスイッチがオフであるときの前記第１のスイッチの漏れ信号を入力することを特徴とする。

増幅器の入力信号の電力と混合器の出力信号の電力を測定することにより、受信部の利得を評価することができる。送信部の信号を用いるので、外部の高周波信号源を用いないで、安価に受信部の性能を検査することができ、検査コストを下げることができる。

本発明の第１の実施形態による通信装置の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態による第１のスイッチ及び第２のスイッチの構成例を示す回路図である。 本発明の第３の実施形態による第１のスイッチ及び第２のスイッチの構成例を示す回路図である。 本発明の第４の実施形態による第１のスイッチ及び第２のスイッチの構成例を示す回路図である。 図５（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第５の実施形態による第１のスイッチ及び第２のスイッチの構成例を示す回路図である。 本発明の第６の実施形態による第１のスイッチ及び第２のスイッチの構成例を示す回路図である。 本発明の第７の実施形態による通信装置の構成例を示す回路図である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による通信装置の構成例を示す図である。通信装置は、集積回路（ＩＣ）１００及びアンテナ１０４を有する。集積回路１００は、送信部１０１、受信部１０２、及びスイッチ部１０３を有する。送信部１０１は、発振器１１１、変調回路１１２及び電力増幅器１１３を有する。受信部１０２は、低雑音増幅器１１４及び周波数混合器（ミキサ）１１５を有する。スイッチ部１０３は、第１のスイッチ１１７、第２のスイッチ１１８及びスイッチドライバ１１６を有する。

第１のノードＮ１は、アンテナ端子１０７を介してアンテナ１０４に接続される。送信部端子１０５は、送信部１０１の出力端子に接続される。受信部端子１０６は、受信部１０２の入力端子に接続される。第１のスイッチ１１７は、第１のノードＮ１及び送信部端子１０５間に接続される。第２のスイッチ１１８は、第１のノードＮ１及び受信部端子１０６間に接続される。発振器１１１は、第１の周波数ｆ１の高周波数（ＲＦ）信号を発振する。第１の周波数ｆ１は、例えば７７ＧＨｚである。変調回路１１２は、送信信号ＤＴｘを基に発振器１１１の発振信号を変調し、信号ＬＯを出力する。送信信号ＤＴｘは、例えば１０ＭＨｚである。電力増幅器１１３は、変調回路１１２の出力信号を増幅し、送信部端子１０５に出力する。低雑音増幅器１１４は、受信部端子１０６から入力した信号を増幅し、信号ＲＦを出力する。周波数混合器１１５は、信号ＲＦ及び信号ＬＯを混合し、信号ＩＦを出力する。

通信装置は、送信モード、受信モード及び検査モードを有する。まず、送信モードについて説明する。送信モードでは、スイッチドライバ１１６の制御により、第１のスイッチ１１７はオンし、第２のスイッチ１１８はオフする。具体的には、発振器１１１は、高周波数信号を発振する。変調回路１１２は、送信信号ＤＴｘを基に発振器１１１の発振信号を変調する。電力増幅器１１３は、変調回路１１２の出力信号を増幅し、第１のスイッチ１１７及びアンテナ１０４を介して無線送信する。送信信号は、無線送信により減衰するため、電力増幅器１１３により増幅される。以上のように、送信部１０１は、第１のスイッチ１１７及び第１のノードＮ１を介してアンテナ１０４に信号を出力する。

次に、受信モードについて説明する。受信モードでは、スイッチドライバ１１６の制御により、第１のスイッチ１１７はオフし、第２のスイッチ１１８はオンする。受信部１０２は、第１のノードＮ１及び第２のスイッチ１１８を介してアンテナ１０４から信号を入力する。低雑音増幅器１１４は、アンテナ１０４及び第２のスイッチ１１８を介して無線受信した信号を入力し、その入力信号を増幅し、信号を出力する。変調回路１１２は、発振器１１１の発振信号をそのまま信号ＬＯとして出力する。周波数混合器１１５は、低雑音増幅器１１４の出力信号ＲＦ及び変調回路１１２の出力信号（局部信号）ＬＯを混合し、中間周波数信号ＩＦを出力する。周波数混合器１１５の出力信号は、復調回路により復調等の処理が行われる。

次に、検査モードについて説明する。検査モードでは、受信部１０２に信号を入力し、受信部１０２の入力信号及び受信部１０２の出力信号の電力の比を基に受信部１０２の利得の検査が行われる。検査モードでは、スイッチドライバ１１６の制御により、第１のスイッチ１１７はオフ（固定）し、第２のスイッチ１１８は第２の周波数ｆ２によりオン及びオフが交互に繰り返される。発振器１１１は、第１の周波数ｆ１（例えば７７ＧＨｚ）の高周波数信号を発振する。検査モードでは、変調回路１１２は、変調を行わず、発振器１１１の発振信号を信号ＬＯとしてそのまま出力する。電力増幅器１１３は、変調回路１１２の出力信号ＬＯを増幅する。

第１のスイッチ１１７は、オフである。第１のノードＮ１は、第１のスイッチ１１７を介して、電力増幅器１１３から漏れ信号を入力する。なお、受信モードにおいて、アンテナ１０４が無線受信する信号は微弱な信号である。したがって、第１のノードＮ１が受信モードでアンテナ１０４から入力する信号と検査モードで電力増幅器１１３から入力する漏れ信号はほぼ同じ電力の信号であり、受信モードとほぼ同じ条件での検査を行うことができる。仮に第１のスイッチ１１７をオンにすると、第１のノードＮ１が検査モードで電力増幅器１１３から入力する信号は、第１のノードＮ１が受信モードでアンテナ１０４から入力する信号よりも電力が大きくなってしまい、不適切である。第１のスイッチ１１７は、オフ状態により、信号を減衰させるアッテネータとして機能する。

第２のスイッチ１１８は、第２の周波数ｆ２（例えば１ｋＨｚ）の制御信号を入力し、第２の周波数ｆ２でオン及びオフを繰り返す。その結果、第２のスイッチ１１８は、第１のノードＮ１から第１の周波数ｆ１の信号を入力し、第３の周波数ｆ３の信号を低雑音増幅器１１４に出力する。第３の周波数ｆ３は、ｆ１±ｆ２の周波数である。低雑音増幅器１１４は、第２のスイッチ１１８から入力した信号を増幅し、第３の周波数ｆ３の信号ＲＦを出力する。

周波数混合器１１５は、低雑音増幅器１１４の出力信号ＲＦ及び変調回路１１２の出力信号（局部信号）ＬＯを混合し、中間周波数信号ＩＦを出力する。具体的には、周波数混合器１１４は、第３の周波数ｆ３（＝ｆ１±ｆ２）の信号ＲＦ及び第１の周波数ｆ１の局部信号ＬＯの差の周波数である第２の周波数ｆ２の中間周波数信号ＩＦを出力する。例えば、第１の周波数ｆ１は７７ＧＨｚ、第２の周波数ｆ２は１ｋＨｚである。周波数混合器１１５は低周波数ｆ２の信号ＩＦを出力するので、安価な装置で検査を行うことができる。

以上のように、周波数混合器１１５は、信号ＲＦと送信部１０１により生成された局部信号ＬＯを入力し、その差周波数の信号ＩＦを発生する。電力検出部は、周波数混合器１１５の電力を検出する。また、電力検出部は、予め低雑音増幅器１１４の入力信号の電力を検出しておく。検査装置は、周波数混合器１１５の出力信号ＩＦの電力と低雑音増幅器１１４の入力信号の電力との比をとることにより、受信部１０２（低雑音増幅器１１４及び周波数混合器１１５）の利得を検査することができる。

第１のスイッチ１１７をオフとしても、実際には第１の周波数ｆ１の信号の一部は漏洩電力として第１のノードＮ１に通過してしまう。通常、−２０ｄＢから−３０ｄＢ程度（１／１００から１／１０００）の電力が通過する。本実施形態では、この漏洩電力を用いて受信部１０２の検査に利用する。第１のノードＮ１に漏洩した電力を第２のスイッチ１１８でオン／オフ切り換えを行う。その切り換え周波数をｆ２とすると、第２のスイッチ１１８で変調をかけることにより、受信部１０２にはｆ１±ｆ２の周波数成分をもった信号が入力される。受信部１０２では、変調された信号は低雑音増幅器１１４で増幅された後、周波数混合器１１５に入力される。送信部１０１で生成した信号ＬＯの一部（周波数はｆ１）も周波数混合器１１５に入力させる。周波数混合器１１５は、２つの周波数ｆ１及びｆ３の差成分の周波数ｆ２の信号ＩＦを出力する。受信部１０２へ入力される信号の強度と、受信部１０２から出力される信号の強度の比を求めることにより、受信部１０２の利得を求めることができる。これまでは外部よりアンテナ端子１０７に第１の周波数ｆ１とは異なる周波数の高周波信号を入力しなければ評価できなかった受信部１０２の利得を上記のような方式をとることにより求めることができる。

低雑音増幅器１１４の入力信号の電力と周波数混合器１１５の出力信号の電力を検出することにより、受信部１０２の利得を評価することができる。送信部１０１の信号ＬＯを用いるので、外部の高周波信号源を用いないで、安価に受信部１０２の利得性能を検査することができ、検査コストを下げることができる。

なお、周波数混合器１１５に入力する局部信号ＬＯは、第１の周波数ｆ１と同じ周波数の信号であれば、変調回路１１２の出力信号でなくてもよい。

（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態による第１のスイッチ１１７及び第２のスイッチ１１８の構成例を示す回路図である。

第１のスイッチ１１７は、複数の第１のインダクタ２０１、複数の第１のｎチャネル電界効果トランジスタ２０２及び複数の抵抗２０３を有する。複数の第１のインダクタ２０１は、第１のノードＮ１及び送信部端子１０５間に直列に接続される。なお、第１のインダクタ２０１は、伝送線路のインダクタ成分でもよい。複数の第１のｎチャネル電界効果トランジスタ２０２は、それぞれ、ドレインが複数の第１のインダクタ２０１の相互接続点に接続され、ソースが基準電位（グランド電位）ノードに接続され、ゲートには抵抗２０３を介して閾値電圧より高い電圧Ｖｃ１が印加される。電圧Ｖｃ１は、ハイレベルの固定電圧であり、図１のスイッチドライバ１１６により供給される。その結果、第１のｎチャネル電界効果トランジスタ２０２は、オンし、第１のインダクタ２０１の相互接続点及び基準電位ノード間のオン抵抗２０４として機能する。

電圧Ｖｃ１は、トランジスタ２０２の閾値電圧よりも高い電圧、例えば１Ｖである。電圧Ｖｃ１を印加すると、トランジスタ２０２のドレイン−ソース間の等価回路は抵抗２０４として表せる。したがって、送信部端子１０５及び第１のノードＮ１間には、インダクタ２０１の相互接続点に抵抗２０４が並列に接続されることになる。抵抗２０４が並列接続されると、インピーダンスが低くなり、送信部端子１０５から入力される電力はほぼ基準電位ノードに短絡される。その結果、第１のスイッチ１１７はオフする。第１のスイッチ１１７の漏洩電力は、先に述べたように−２０ｄＢ〜−３０ｄＢ程度である。

第２のスイッチ１１８は、複数の第２のインダクタ２１１、複数の第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２及び複数の抵抗２１３を有する。複数の第２のインダクタ２１１は、第１のノードＮ１及び受信部端子１０６間に直列に接続される。なお、第２のインダクタ２１１は、伝送線路のインダクタ成分でもよい。複数の第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２は、それぞれ、ドレインが複数の第２のインダクタ２１１の相互接続点に接続され、ソースが基準電位ノードに接続され、ゲートには抵抗２１３を介して閾値電圧より高い電圧と低い電圧が交互に繰り返されるパルス電圧Ｖｃ２が印加される。電圧Ｖｃ２は、第２の周波数ｆ２のハイレベル及びローレベルのパルス電圧であり、図１のスイッチドライバ１１６により供給される。電圧Ｖｃ２がハイレベルになると、第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２は、オンし、第２のインダクタ２１１の相互接続点及び基準電位ノード間のオン抵抗２１４として機能する。また、電圧Ｖｃ２がローレベルになると、第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２は、オフし、第２のインダクタ２１１の相互接続点及び基準電位ノード間の容量２１５として機能する。

電圧Ｖｃ２は、トランジスタ２１２の閾値よりも高い電圧（例えば１Ｖ）と低い電圧（例えば−１Ｖ）が交互に繰り返されるパルス電圧である。閾値よりも高い電圧を加えた場合の動作は、第１のスイッチ１１７について先に述べたので割愛する。閾値よりも低い電圧を印加すると、トランジスタ２１２のドレイン−ソース間は容量２１５の等価回路で表せる。容量２１５の容量値は、インダクタ２１１のインダクタンスと整合するような値を選んでおくことで、通過状態を実現する。例えば、容量２１５の容量値をＣ、インダクタ２１１のインダクタンスをＬとすると、特性インピーダンス√（Ｌ／Ｃ）が５０Ωになるように、Ｌ及びＣを選択する。インピーダンスマッチングにより、第２のスイッチ１１８はオンする。電圧Ｖｃ２は第２の周波数ｆ２のパルス電圧であるので、第２のスイッチ１１８は、第２の周波数ｆ２でオン及びオフを交互に繰り返す。

送信部端子１０５から入力する電力を−１０ｄＢｍ（１０ｍＷ）と仮定し、第１のスイッチ１１７の漏洩電力を−３０ｄＢと仮定すると、第１のスイッチ１１７を上記のようにオフすると、第１のノードＮ１の電力は−２０ｄＢｍ程度となる。さらに、第２のスイッチ１１８がオンになると受信部端子１０６の電力は−２０ｄＢｍ程度になり、第２のスイッチ１１８がオフになると受信部端子１０６の電力は−５０ｄＢｍ程度になる。第２のスイッチ１１８のオン／オフにより、受信部端子１０６には、−２０ｄＢｍ／−５０ｄＢｍの変調信号が出力される。なお、Ｐ［ｄＢｍ］は、１０^P[mW]/10で表わされる。

（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態による第１のスイッチ１１７及び第２のスイッチ１１８の構成例を示す回路図である。

第１のスイッチ１１７は、複数の第１のインダクタ２０１、複数の第１のｎチャネル電界効果トランジスタ２０２及び複数の抵抗２０３を有する。複数の第１のインダクタ２０１は、第１のノードＮ１及び送信部端子１０５間に直列に接続される。複数の第１のｎチャネル電界効果トランジスタ２０２は、複数の第１のインダクタ２０１間に直列にソース及びドレインが接続される。複数の第１のｎチャネル電界効果トランジスタ２０２の各ゲートには、抵抗２０３を介して閾値電圧より高い電圧Ｖｃ１が印加される。電圧Ｖｃ１は、ハイレベルの固定電圧であり、図１のスイッチドライバ１１６により供給される。その結果、第１のｎチャネル電界効果トランジスタ２０２は、オンし、ソース及びドレイン間のオン抵抗２０４として機能する。

第２の実施形態では、トランジスタ２０２を並列に接続していた。本実施形態では、トランジスタ２０２を直列に接続した構成である。電圧Ｖｃ１を閾値よりも高い電圧で固定する場合を説明する。先に述べたように、この場合、トランジスタ２０２のドレイン−ソース間は等価回路では抵抗２０４として表せる。抵抗２０４が直列に接続されると、インピーダンスが大きくなり、第１のスイッチ１１７はオフ（開放）状態となる。

第２のスイッチ１１８は、複数の第２のインダクタ２１１、複数の第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２及び複数の抵抗２１３を有する。複数の第２のインダクタ２１１は、第１のノードＮ１及び受信部端子１０６間に直列に接続される。複数の第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２は、複数の第２のインダクタ２１１間に直列にソース及びドレインが接続される。複数の第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２の各ゲートには、閾値電圧より高い電圧と低い電圧が交互に繰り返されるパルス電圧Ｖｃ２が印加される。電圧Ｖｃ２は、第２の周波数ｆ２のパルス電圧であり、図１のスイッチドライバ１１６により供給される。電圧Ｖｃ２がハイレベルになると、第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２は、オンし、ソース及びドレイン間のオン抵抗２１４として機能する。また、電圧Ｖｃ２がローレベルになると、第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２は、オフし、ソース及びドレイン間の容量２１５として機能する。

電圧Ｖｃ２は、トランジスタ２１２の閾値よりも高い電圧と低い電圧を交互に繰り返す電圧である。閾値よりも高い電圧を印加して第２のスイッチ１１８をオフさせる場合の動作は、前述した第１のスイッチ１１７と同様である。第２のスイッチ１１８のオン状態の場合について説明する。トランジスタ２１２のゲートに閾値よりも低い電圧を印加すると、トランジスタ２１２の等価回路は容量２１５となる。トランジスタ２１２の大きさとして適当な値を選ぶことにより、インダクタ２１１のインピーダンス（Ｌ）を打ち消すような値となる容量２１５を実現すると、インダクタ２１１とトランジスタ２１２（容量２１５）の合成インピーダンスＺは次式で表せる。

Ｚ＝ｊωＬ＋１／（ｊωＣ）

ここで、ｊは虚数の記号、ωは角周波数（＝２×π×ｆ）、ｆは周波数、Ｌはインダクタ２１１のインダクタンス、Ｃはトランジスタ２１２のドレイン−ソース間の等価的な容量２１５の容量値である。合成インピーダンスＺの値が０となるように、インダクンスＬと容量値Ｃ（トランジスタ２１２のサイズ）を選ぶことで、第２のスイッチ１１８のインピーダンスＺは低くなり（理想的には０）、第２のスイッチ１１８がオン（導通）状態となる。すなわち、ｆ＝１／｛２×π×√（Ｌ×Ｃ）｝となるようなＬ及びＣを選ぶ。

電圧Ｖｃ２は第２の周波数ｆ２のパルス電圧であるので、第２のスイッチ１１８は、第２の周波数ｆ２でオン及びオフを交互に繰り返す。第２のスイッチ１１８を用いることにより、第２の周波数ｆ２の変調信号を作り出し、受信部１０２の利得を簡易に計測することができる。

（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態による第１のスイッチ１１７及び第２のスイッチ１１８の構成例を示す回路図である。本実施形態は、第２の実施形態及び第３の実施形態を組み合わせたものである。本実施形態（図４）は、第２の実施形態（図２）に対して、ｎチャネル電界効果トランンジスタ４０１，４１１及び抵抗４０２，４１２を追加したものである。以下、本実施形態が第２の実施形態と異なる点を説明する。

第１のスイッチ１１７は、第１のインダクタ２０１、第１のｎチャネル電界効果トランジスタ２０２及び抵抗２０３の他に、第３のｎチャネル電界効果トランジスタ４０１及び抵抗４０２を有する。第３のｎチャネル電界効果トランジスタ４０１は、複数の第１のインダクタ２０１間に直列にソース及びドレインが接続される。第３のｎチャネル電界効果トランジスタ４０１のゲートには、抵抗４０２を介して閾値電圧より高い電圧Ｖｃ１が印加される。第３のｎチャネル電界効果トランジスタ４０１は、第３の実施形態のｎチャネル電界効果トランジスタ２０２と同様にオンし、ソース及びドレイン間の抵抗４０３として機能する。これにより、第１のスイッチ１１７はオフ状態になる。

第２のスイッチ１１８は、第２のインダクタ２１１、第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２及び抵抗２１３の他に、第４のｎチャネル電界効果トランジスタ４１１及び抵抗４１２を有する。第４のｎチャネル電界効果トランジスタ４１１は、複数の第２のインダクタ２１１間に直列にソース及びドレインが接続される。第４のｎチャネル電界効果トランジスタ４１１のゲートには、抵抗４１２を介して閾値電圧より高い電圧と低い電圧が交互に繰り返されるパルス電圧Ｖｃ２が印加される。第４のｎチャネル電界効果トランジスタ４１１は、第３の実施形態のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２と同様に、電圧Ｖｃ２がハイレベルであればオンし、ソース及びドレイン間の抵抗４０３として機能し、電圧Ｖｃ２がローレベルであればオフし、ソース及びドレイン間の容量２１５として機能する。これにより、第２のスイッチ１１８は、第２の周波数ｆ２でオン状態及びオフ状態を交互に繰り返す。

（第５の実施形態）
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第５の実施形態による第１のスイッチ１１７及び第２のスイッチ１１８の構成例を示す回路図である。本実施形態では、受信部１０２に入力される信号レベルを任意に変えることができる。

図５（Ａ）は、第２の実施形態（図２）に対してスイッチ５０１を追加したものである。スイッチ５０１は、複数の第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２のうちの一部のトランジスタ２１２のゲートに対して電圧Ｖｃ１又はＶｃ２を選択的に供給する。すなわち、第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２の一部のゲートには、閾値電圧より高い電圧Ｖｃ１、又は閾値電圧より高い電圧と低い電圧の交互の電圧Ｖｃ２が選択的に印加される。スイッチ５０１が電圧Ｖｃ２をトランジスタ２１２のゲートに供給する場合は、第２の実施形態と同じである。スイッチ５０１が電圧Ｖｃ１をトランジスタ２１２のゲートに供給する場合、電圧Ｖｃ１が供給されたトランジスタ２１２はオンし、抵抗として機能し、信号を減衰させることができる。

第１〜第４の実施形態では、例えば、受信部１０２へ−２０ｄＢｍと−５０ｄＢｍとが交互に現れる変調信号を出力する場合を説明した。受信部１０２へ入力させる信号レベルが−２０ｄＢｍでは大きい場合には、本実施形態により下げることができる。第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２１２のゲートのうち、一部のゲートに閾値よりも高い電圧Ｖｃ１を加えられるようにする。閾値よりも高い電圧Ｖｃ１を加えた場合、トランジスタ２１２は抵抗と見なせるので、通過する信号レベルは減衰する。したがって、第２の実施形態では−２０ｄＢｍであったオン時の信号レベルは減衰する。スイッチ５０１により、固定電圧Ｖｃ１を印加するトランジスタ２１２の数を増減させることで、受信部１０２に入力する信号レベルを任意の値にすることができる。

図５（Ｂ）は、第２の実施形態（図２）に対してスイッチ５０２を追加したものである。スイッチ５０２は、複数の第１のｎチャネル電界効果トランジスタ２０２のうちの一部のトランジスタ２０２のゲートに対して電圧Ｖｃ１又はＶｃ２を選択的に供給する。すなわち、第２のｎチャネル電界効果トランジスタ２０２の一部のゲートには、閾値電圧より高い電圧Ｖｃ１、又は閾値電圧より高い電圧と低い電圧の交互の電圧Ｖｃ２が選択的に印加される。スイッチ５０２が電圧Ｖｃ１をトランジスタ２０２のゲートに供給する場合は、第２の実施形態と同じである。スイッチ５０２が電圧Ｖｃ２をトランジスタ２０２のゲートに供給する場合、電圧Ｖｃ２が供給されたトランジスタ２０２はオン及びオフを繰り返し、信号を強めることができる。

第２の実施形態において、受信部１０２に入力される信号レベルが足りない場合は、電圧Ｖｃ２を供給するトランジスタ２０２の数を増やすことにより、通過する電力の量を増やすことができる。

なお、本実施形態は、第２の実施形態の他、第３及び第４の実施形態に適用することができる。

（第６の実施形態）
図６は、本発明の第６の実施形態による第１のスイッチ１１７及び第２のスイッチ１１８の構成例を示す回路図である。本実施形態（図６）は、第２の実施形態（図２）に対して、第５のｎチャネル電界効果トランンジスタ６０１及び抵抗６０２，６０３を追加したものである。以下、本実施形態が第２の実施形態と異なる点を説明する。第５のｎチャネル電界効果トランジスタ６０１は、第１のノードＮ１及び基準電位ノード間にドレイン及びソースが接続される。第５のｎチャネル電界効果トランジスタ６０１のゲートには、送信モード及び受信モードでは抵抗６０３を介して閾値電圧より低い電圧Ｖｃ５が印加され、検査モードでは抵抗６０３を介して閾値電圧より高い電圧Ｖｃ５が印加される。抵抗６０２は、トランジスタ６０１のソース及び基準電位ノード間に接続される。

送信モード及び受信モードでは、電圧Ｖｃ５は閾値よりも低い電圧（ローレベル）になる。すると、トランジスタ６０１はオフし、容量として機能する。この容量の容量値は小さくなるように設定しておくことで、この容量は動作には影響を与えない。すなわち、図６は、図２の回路と等価になる。

検査モードでは、電圧Ｖｃ５は閾値よりも高い電圧（ハイレベル）になる。すると、トランジスタ６０１はオンし、抵抗として機能する。この抵抗は、送信部端子１０５から入力される信号の漏洩電力を吸収する役割を果たし、受信部端子１０６へ出力する信号レベルを下げることができる。

なお、本実施形態は、第２の実施形態の他、第３〜第５の実施形態に適用することができる。

（第７の実施形態）
図７は、本発明の第７の実施形態による通信装置の構成例を示す回路図である。本実施形態（図７）は、第１の実施形態（図１）に対して、電力検出部７０１，７０２及び制御部７０３を追加したものである。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。第１の電力検出部７０１は、第３の周波数（ＲＦ周波数）ｆ３の信号を整流するための第１の検波器を有し、低雑音増幅器１１４の入力信号の電力Ｂを検出する。第２の電力検出部７０２は、第２の周波数（中間周波数）ｆ２の信号を整流するための第２の検波器を有し、周波数混合器１１５の出力信号の電力Ａを検出する。低雑音増幅器１１４は、可変利得増幅器である。制御部７０３は、低雑音増幅器１１４の入力信号の電力Ｂに対する周波数混合器１１５の出力信号の電力Ａの比Ａ／Ｂに応じて、低雑音増幅器１１４の利得を制御する。

検査モードでは、工場において集積回路１００の性能が仕様を満たしているか選別するために利得性能を測定する。出荷時以外にも定期的（例えば３０分おき）に利得性能を測定し、受信部１０２の温度変動、経時変化による利得性能変動を把握する。利得性能が劣化していった場合は、例えばその結果をハードウェア上もしくはソフトウェア上でフィードバックして、低雑音増幅器１１４の利得を補償する。制御部７０３は、電力の比Ａ／Ｂが基準値より小さいときには、低雑音増幅器１１４の利得を大きくする。制御部７０３は、電力の比Ａ／Ｂが基準値より大きいときには、低雑音増幅器１１４の利得を小さくする。これにより、温度変動又は経時変化による利得の変動を防止し、受信部１０２の利得を一定値に保つことができる。

以上のように、第１〜第７の実施形態の通信装置は、受信部１０２の性能を簡易的な方法で評価することができる。評価する項目は、低雑音増幅器１１４及び周波数混合器１１５の利得である。仮に、外部から受信部端子１０６に高周波信号を入力し、中間周波数信号ＩＦの電力を測定する場合には、外部の高周波信号源が必要になり、検査コストが高くなってしまう。第１〜第７の実施形態では、送信部１０１で発生する信号ＬＯを受信部１０２へ入力させ、かつその信号ＬＯを第２のスイッチ１１８をオン／オフして変調をかけて、変調信号を受信部１０２に入力させる。外部の高周波信号源は不要となり、安価な低周波用の装置で利得性能を測定することができ、検査コストを下げることができる。

第１〜第７の実施形態の通信装置は、例えば、衝突防止用ミリ波レーダ又は広帯域無線ＬＡＮ等に用いることができる。

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）
アンテナに接続される第１のノードと、
前記第１のノードを介してアンテナに信号を出力する送信部と、
前記第１のノードを介して前記アンテナから信号を入力する受信部と、
前記第１のノード及び前記送信部間に設けられる第１のスイッチと、
前記第１のノード及び前記受信部間に設けられる第２のスイッチとを有し、
前記第２のスイッチは、オン及びオフが交互に繰り返され、
前記受信部は、前記送信部が前記第１及び第２のスイッチを介して出力した信号を増幅する増幅器と、前記増幅器により増幅された信号と局部信号とを混合する混合器とを有することを特徴とする通信装置。
（付記２）
前記局部信号は、前記送信部が出力する信号に対して周波数が同じであることを特徴とする付記１記載の通信装置。
（付記３）
前記送信部は、信号を発振する発振器を有し、
前記混合器は、前記発振器により発振した信号を前記局部信号として入力することを特徴とする付記１又は２記載の通信装置。
（付記４）
前記混合器は、前記第１のスイッチがオフであるときの前記第１のスイッチの漏れ信号を入力することを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記５）
さらに、前記増幅器の入力信号の電力に対する前記混合器の出力信号の電力の比に応じて、前記増幅器の利得を制御する制御部を有することを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記６）
前記第１のスイッチは、
前記第１のノード及び前記送信部間に直列に接続される複数の第１のインダクタと、
ドレインが前記複数の第１のインダクタの相互接続点に接続され、ソースが基準電位ノードに接続され、ゲートには閾値電圧より高い電圧が印加される第１のｎチャネル電界効果トランジスタとを有し、
前記第２のスイッチは、
前記第１のノード及び前記受信部間に直列に接続される複数の第２のインダクタと、
ドレインが前記複数の第２のインダクタの相互接続点に接続され、ソースが基準電位ノードに接続され、ゲートには閾値電圧より高い電圧と低い電圧が交互に印加される第２のｎチャネル電界効果トランジスタとを有することを特徴とする付記４記載の通信装置。
（付記７）
前記第１のスイッチは、
前記第１のノード及び前記送信部間に直列に接続される複数の第１のインダクタと、
前記複数の第１のインダクタ間に直列にソース及びドレインが接続される第１のｎチャネル電界効果トランジスタとを有し、
前記第１のｎチャネル電界効果トランジスタのゲートには、閾値電圧より高い電圧が印加され、
前記第２のスイッチは、
前記第１のノード及び前記受信部間に直列に接続される複数の第２のインダクタと、
前記複数の第２のインダクタ間に直列にソース及びドレインが接続される第２のｎチャネル電界効果トランジスタとを有し、
前記第２のｎチャネル電界効果トランジスタのゲートには、閾値電圧より高い電圧と低い電圧が交互に印加されることを特徴とする付記４記載の通信装置。
（付記８）
前記第１のスイッチは、前記複数の第１のインダクタ間に直列にソース及びドレインが接続される第３のｎチャネル電界効果トランジスタを有し、
前記第３のｎチャネル電界効果トランジスタのゲートには、閾値電圧より高い電圧が印加され、
前記第２のスイッチは、前記複数の第２のインダクタ間に直列にソース及びドレインが接続される第４のｎチャネル電界効果トランジスタを有し、
前記第４のｎチャネル電界効果トランジスタのゲートには、閾値電圧より高い電圧と低い電圧が交互に印加されることを特徴とする付記６記載の通信装置。
（付記９）
前記第１及び第２のｎチャネル電界効果トランジスタは、それぞれ複数設けられ、
前記第１又は第２のｎチャネル電界効果トランジスタの一部のゲートには、閾値電圧より高い電圧、又は閾値電圧より高い電圧と低い電圧の交互の電圧が選択的に印加されることを特徴とする付記６〜８のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記１０）
さらに、前記第１のノード及び基準電位ノード間にドレイン及びソースが接続される第５のｎチャネル電界効果トランジスタを有し、
前記第５のｎチャネル電界効果トランジスタのゲートには、送信モード及び受信モードでは閾値電圧より低い電圧が印加され、検査モードでは閾値電圧より高い電圧が印加されることを特徴とする付記６〜９のいずれか１項に記載の通信装置。
（付記１１）
前記第１のスイッチは、送信モードではオンし、受信モード及び検査モードではオフし、
前記第２のスイッチは、前記送信モードではオフし、前記受信モードではオンし、前記検査モードではオン及びオフが交互に繰り返されることを特徴とする付記１〜１０のいずれか１項に記載の通信装置。

１００ 集積回路
１０１ 送信部
１０２ 受信部
１０３ スイッチ部
１０４ アンテナ
１０５ 送信部端子
１０６ 受信部端子
１０７ アンテナ端子
１１１ 発振器
１１２ 変調回路
１１３ 電力増幅器
１１４ 低雑音増幅器
１１５ 周波数混合器
１１６ スイッチドライバ
１１７ 第１のスイッチ
１１８ 第２のスイッチ

Claims (9)

1. アンテナに接続される第１のノードと、
   前記第１のノードを介してアンテナに信号を出力する送信部と、
   前記第１のノードを介して前記アンテナから信号を入力する受信部と、
   前記第１のノード及び前記送信部間に設けられる第１のスイッチと、
   前記第１のノード及び前記受信部間に設けられる第２のスイッチとを有し、
   前記第２のスイッチは、オン及びオフが交互に繰り返され、
   前記受信部は、前記送信部が前記第１及び第２のスイッチを介して出力した信号を増幅する増幅器と、前記増幅器により増幅された信号と局部信号とを混合する混合器とを有し、
   前記混合器は、前記第１のスイッチがオフであるときの前記第１のスイッチの漏れ信号を入力することを特徴とする通信装置。
2. 前記局部信号は、前記送信部が出力する信号に対して周波数が同じであることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. さらに、前記増幅器の入力信号の電力に対する前記混合器の出力信号の電力の比に応じて、前記増幅器の利得を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の通信装置。
4. 前記第１のスイッチは、
   前記第１のノード及び前記送信部間に直列に接続される複数の第１のインダクタと、
   ドレインが前記複数の第１のインダクタの相互接続点に接続され、ソースが基準電位ノードに接続され、ゲートには閾値電圧より高い電圧が印加される第１のｎチャネル電界効果トランジスタとを有し、
   前記第２のスイッチは、
   前記第１のノード及び前記受信部間に直列に接続される複数の第２のインダクタと、
   ドレインが前記複数の第２のインダクタの相互接続点に接続され、ソースが基準電位ノードに接続され、ゲートには閾値電圧より高い電圧と低い電圧が交互に印加される第２のｎチャネル電界効果トランジスタとを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記第１のスイッチは、
   前記第１のノード及び前記送信部間に直列に接続される複数の第１のインダクタと、
   前記複数の第１のインダクタ間に直列にソース及びドレインが接続される第１のｎチャネル電界効果トランジスタとを有し、
   前記第１のｎチャネル電界効果トランジスタのゲートには、閾値電圧より高い電圧が印加され、
   前記第２のスイッチは、
   前記第１のノード及び前記受信部間に直列に接続される複数の第２のインダクタと、
   前記複数の第２のインダクタ間に直列にソース及びドレインが接続される第２のｎチャネル電界効果トランジスタとを有し、
   前記第２のｎチャネル電界効果トランジスタのゲートには、閾値電圧より高い電圧と低い電圧が交互に印加されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記第１のスイッチは、前記複数の第１のインダクタ間に直列にソース及びドレインが接続される第３のｎチャネル電界効果トランジスタを有し、
   前記第３のｎチャネル電界効果トランジスタのゲートには、閾値電圧より高い電圧が印加され、
   前記第２のスイッチは、前記複数の第２のインダクタ間に直列にソース及びドレインが接続される第４のｎチャネル電界効果トランジスタを有し、
   前記第４のｎチャネル電界効果トランジスタのゲートには、閾値電圧より高い電圧と低い電圧が交互に印加されることを特徴とする請求項４記載の通信装置。
7. 前記第１及び第２のｎチャネル電界効果トランジスタは、それぞれ複数設けられ、
   前記第１又は第２のｎチャネル電界効果トランジスタの一部のゲートには、閾値電圧より高い電圧、又は閾値電圧より高い電圧と低い電圧の交互の電圧が選択的に印加されることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. さらに、前記第１のノード及び基準電位ノード間にドレイン及びソースが接続される第５のｎチャネル電界効果トランジスタを有し、
   前記第５のｎチャネル電界効果トランジスタのゲートには、送信モード及び受信モードでは閾値電圧より低い電圧が印加され、検査モードでは閾値電圧より高い電圧が印加されることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の通信装置。
9. 前記第１のスイッチは、送信モードではオンし、受信モード及び検査モードではオフし、
   前記第２のスイッチは、前記送信モードではオフし、前記受信モードではオンし、前記検査モードではオン及びオフが交互に繰り返されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の通信装置。

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