特表 2024-526903 無線通信モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-19

(54)【発明の名称】無線通信モジュール

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/40 20150101AFI20240711BHJP

   H04W 88/06 20090101ALI20240711BHJP

   H04W 84/12 20090101ALI20240711BHJP

   H04W 84/10 20090101ALI20240711BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

H04B1/40

H04W88/06

H04W84/12

H04W84/10 110

H04W16/28 130

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024503628

(86)(22)【出願日】2022-07-21

(85)【翻訳文提出日】2024-01-19

(86)【国際出願番号】 KR2022010719

(87)【国際公開番号】W WO2023003400

(87)【国際公開日】2023-01-26

(31)【優先権主張番号】10-2021-0095804

(32)【優先日】2021-07-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517099982

【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100159259

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 実

(72)【発明者】

【氏名】キム ユ ソン

(72)【発明者】

【氏名】ペ ソク

(72)【発明者】

【氏名】パク イル ヒ

(72)【発明者】

【氏名】チョン ヨン ウン

(72)【発明者】

【氏名】チェ ソク トン

【テーマコード（参考）】

5K011

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K011BA04

5K011DA02

5K011EA02

5K011KA04

5K067EE35

5K067KK03

(57)【要約】

本発明は類似の周波数帯域を有する異種の無線通信プロトコルを一緒に支援するにあたり、相互間の干渉を緩和することができる異種複合無線通信装置に関する。本発明の一実施例による無線通信モジュールは、信号処理装置と、前記信号処理装置と連結され、第１－１信号を送受信する第１－１アンテナと、前記信号処理装置と連結され、第１－２信号を送受信する第１－２アンテナと、前記信号処理装置と連結され、第２信号を送受信する第２アンテナと、前記第１－１アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１位相制御素子と、前記第１－２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１－２位相制御素子と、前記第２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第２位相制御素子と、を含み、前記第１－１位相制御素子から出力される前記第１－１信号と前記第１－２位相制御素子から出力される前記第１－２信号とは１８０度の位相差を有し、前記第２位相制御素子から出力される前記第２信号は、前記第１－１信号及び前記第１－２信号のそれぞれに対して９０度の位相差を有し得る。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

信号処理装置と、
前記信号処理装置と連結され、第１－１信号を送受信する第１－１アンテナと、
前記信号処理装置と連結され、第１－２信号を送受信する第１－２アンテナと、
前記信号処理装置と連結され、第２信号を送受信する第２アンテナと、
前記第１－１アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１位相制御素子と、
前記第１－２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１－２位相制御素子と、
前記第２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第２位相制御素子と、を含み、
前記第１－１位相制御素子から出力される前記第１－１信号と前記第１－２位相制御素子から出力される前記第１－２信号とは１８０度の位相差を有し、前記第２位相制御素子から出力される前記第２信号は、前記第１－１信号及び前記第１－２信号のそれぞれに対して９０度の位相差を有する、無線通信モジュール。

【請求項2】

前記第１－１信号及び前記第１－２信号は第１プロトコルによる信号であり、
前記第２信号は前記第１プロトコルと相異なる第２プロトコルによる信号である、請求項１に記載の無線通信モジュール。

【請求項3】

前記第１プロトコルと前記第２プロトコルとは動作周波数の少なくとも一部が互いに重畳し、
前記１８０度の位相差及び前記９０度の位相差は前記重畳する動作周波数での位相差である、請求項２に記載の無線通信モジュール。

【請求項4】

前記第１プロトコルはワイファイプロトコルを含み、
前記第２プロトコルはブルートゥース（登録商標）プロトコルを含む、請求項２に記載の無線通信モジュール。

【請求項5】

信号処理装置と、
前記信号処理装置と連結され、第１－１信号を送受信する第１－１アンテナと、
前記信号処理装置と連結され、第１－２信号を送受信する第１－２アンテナと、
前記信号処理装置と連結され、第２信号を送受信する第２アンテナと、
前記第１－１アンテナと前記信号処理装置との間又は前記第１－２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１位相制御素子と、
前記第２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第２位相制御素子と、
前記第１－１アンテナ及び前記第１－２アンテナと連結される第１グラウンドと前記第２アンテナと連結される第２グラウンドとの間に配置される第３位相制御素子と、を含み、
前記第１－１アンテナから出力される前記第１－１信号と前記第１－２アンテナから出力される前記第１－２信号とは１７５度～１８５度の位相差を有し、
前記第２アンテナから出力される前記第２信号は、前記第１－１信号及び前記第１－２信号のそれぞれに対して８５度～９５度の位相差を有する、無線通信モジュール。

【請求項6】

前記第１－１信号及び前記第１－２信号は第１プロトコルによる信号であり、
前記第２信号は前記第１プロトコルと異なる第２プロトコルによる信号である、請求項５に記載の無線通信モジュール。

【請求項7】

前記第１プロトコルと前記第２プロトコルとは動作周波数の少なくとも一部が互いに重畳し、
前記各位相差は、前記重畳する動作周波数での位相差である、請求項６に記載の無線通信モジュール。

【請求項8】

前記第１プロトコルはワイファイプロトコルを含み、
前記第２プロトコルはブルートゥースプロトコルを含む、請求項６に記載の無線通信モジュール。

【請求項9】

前記第３位相制御素子は、両端の間に８５度～９５の位相差を発生させる、請求項５に記載の無線通信モジュール。

【請求項10】

前記第１－１アンテナ及び前記第１－２アンテナは前記第１プロトコルによる多重アンテナ（ＭＩＭＯ）を構成する、請求項６に記載の無線通信モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は類似の周波数帯域を有する異種の無線通信プロトコルを一緒に支援するにあたり相互間の干渉を緩和することができる異種複合無線通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、ノートブックコンピュータはもちろんのこと、大型ＴＶのようなディスプレイ装置にも、モバイル機器のようにソースコンテンツを提供する外部機器との便利な無線連結のために、ワイファイ（Ｗｉ－Ｆｉ）やブルートゥース（登録商標）（ＢＴ）などの多様な無線通信プロトコルを一緒に支援する無線通信モジュールが内蔵される趨勢である。

【0003】

ところが、ワイファイ（Ｗｉ－Ｆｉ）プロトコルに対応するアンテナとブルートゥースプロトコルに対応するアンテナとが単一の無線通信モジュールに備えられて同時に動作する場合、動作周波数が重なる特定の帯域、例えば、２．４ＧＨｚ帯域で一側の信号が他側ではノイズとして作用する相互間の干渉を引き起こすことになる。

【0004】

このような異種無線プロトコルの相互間の信号干渉が発生する場合、データ伝送速度が低下し、カバレージが小さくなる問題点がある。特に、最近の無線通信モジュールは、通信性能の強化のために、少なくとも一側のプロトコルにダイポール（Ｄｉｐｏｌｅ）アンテナのように二つ以上のアンテナを適用する場合も多くて一層問題となる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために考案されたものであり、動作周波数が重畳する異種プロトコル信号の間の干渉を効果的に低減することができる異種複合無線通信装置を提供するためのものである。

【0006】

本発明の課題は以上で言及した課題に限定されず、言及しなかった他の課題は以下の記載から当業者に明らかに理解可能であろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施例による無線通信モジュールは、信号処理装置と、前記信号処理装置と連結され、第１－１信号を送受信する第１－１アンテナと、前記信号処理装置と連結され、第１－２信号を送受信する第１－２アンテナと、前記信号処理装置と連結され、第２信号を送受信する第２アンテナと、前記第１－１アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１位相制御素子と、前記第１－２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１－２位相制御素子と、前記第２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第２位相制御素子と、を含み、前記第１－１位相制御素子から出力される前記第１－１信号と前記第１－２位相制御素子から出力される前記第１－２信号とは１８０度の位相差を有し、前記第２位相制御素子から出力される前記第２信号は、前記第１－１信号及び前記第１－２信号のそれぞれに対して９０度の位相差を有し得る。

【0008】

例えば、前記第１－１信号及び前記第１－２信号は第１プロトコルによる信号であり、
前記第２信号は前記第１プロトコルと異なる第２プロトコルによる信号であり得る。

【0009】

例えば、前記第１プロトコルと前記第２プロトコルとは動作周波数の少なくとも一部が互いに重畳し、前記１８０度の位相差及び前記９０度の位相差は前記重畳する動作周波数での位相差であり得る。

【0010】

例えば、前記第１プロトコルはワイファイプロトコルを含み、前記第２プロトコルはブルートゥースプロトコルを含み得る。

【0011】

また、本発明の他の実施例による無線通信モジュールは、信号処理装置と、前記信号処理装置と連結され、第１－１信号を送受信する第１－１アンテナと、前記信号処理装置と連結され、第１－２信号を送受信する第１－２アンテナと、前記信号処理装置と連結され、第２信号を送受信する第２アンテナと、前記第１－１アンテナと前記信号処理装置との間又は前記第１－２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１位相制御素子と、前記第２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第２位相制御素子と、前記第１－１アンテナ及び前記第１－２アンテナと連結される第１グラウンドと前記第２アンテナと連結される第２グラウンドとの間に配置される第３位相制御素子と、を含み、前記第１－１アンテナから出力される前記第１－１信号と前記第１－２アンテナから出力される前記第１－２信号とは１７５度～１８５度の位相差を有し、前記第２アンテナから出力される前記第２信号は、前記第１－１信号及び前記第１－２信号のそれぞれに対して８５度～９５度の位相差を有し得る。

【0012】

例えば、前記第１－１信号及び前記第１－２信号は第１プロトコルによる信号であり、前記第２信号は前記第１プロトコルと相異なる第２プロトコルによる信号であり得る。

【0013】

例えば、前記第１プロトコルと前記第２プロトコルとは動作周波数の少なくとも一部が互いに重畳し、前記各位相差は、前記重畳する動作周波数での位相差であり得る。

【0014】

例えば、前記第１プロトコルはワイファイプロトコルを含み、前記第２プロトコルはブルートゥースプロトコルを含むことができる。

【0015】

例えば、前記第３位相制御素子は、両端の間に８５度～９５の位相差を発生させることができる。

【0016】

例えば、前記第１－１アンテナ及び前記第１－２アンテナは前記第１プロトコルによる多重アンテナ（ＭＩＭＯ）を構成することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明による異種複合無線通信装置に対する効果を説明すると次のようである。

【0018】

第一、異種プロトコル間の動作周波数が重畳する領域でアンテナの間に特定の位相差を持たせて相互間の信号干渉を効果的に低減することができる。

【0019】

第二、信号干渉の低減によって無線通信装置の伝送速度及びカバレージが増大することができる。

【0020】

本発明で得られる効果は以上で言及した効果に限定されず、言及しなかった他の効果は以下の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。

【図面の簡単な説明】

【0021】

以下で添付する図面は本発明に対する理解を手伝うためのものであり、詳細な説明と一緒に本発明の実施例を提供する。ただし、本発明の技術的特徴が特定の図に限定されるものではなく、各図で開示する特徴は互いに組み合わせられて新規の実施例として構成可能である。

【0022】

【図1】一般的な異種プロトコルを支援する無線通信モジュール構成の一例を示す図である。

【図2】実施例に適用される異種プロトコル間の信号干渉低減のための位相差原理を説明するためのグラフである。

【図3】一実施例による異種複合無線通信モジュール構成の一例を示す図である。

【図4】他の実施例による異種複合無線通信モジュール構成の一例を示す図である。

【図5】さらに他の実施例による異種複合無線通信モジュール構成の一例を示す図である。

【図6】図４に示す異種複合無線通信モジュールの信号間の位相差を説明するための図である。

【図7】図５に示す異種複合無線通信モジュールの信号間の位相差を説明するための図である。

【図8a】図４に示す異種複合無線通信モジュールの信号別電圧定在波比を示す図である。

【図8b】図４に示す異種複合無線通信モジュールの信号別電圧定在波比を示す図である。

【図8c】図４に示す異種複合無線通信モジュールの信号別電圧定在波比を示す図である。

【図9a】図４に示す異種複合無線通信モジュールの信号間の分離度を示す図である。

【図9b】図４に示す異種複合無線通信モジュールの信号間の分離度を示す図である。

【図9c】図４に示す異種複合無線通信モジュールの信号間の分離度を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施例が適用される装置及び多様な方法について図面を参照してより詳細に説明する。以下の説明で使用する構成要素に対する接尾辞「モジュール」及び「部」は明細書作成の容易性のみを考慮して付与するか又は混用するものであり、それ自体として互いに区別される意味又は役割を有するものではない。

【0024】

実施例の説明において、各構成要素の「上（上側）又は下（下側）」、「前（前側）又は後（後側）」に形成されるものとして記載される場合、「上（上側）又は下（下側）」及び「前（前側）又は後（後側）」は二つの構成要素が互いに直接接触するか又は一つ以上のさらに他の構成要素が二つの構成要素の間に配置されて形成されるものを全部含む。

【0025】

また、本発明の構成要素の説明において、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであるだけで、その用語によって当該構成要素の本質、順番や手順などが限定されない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「接続」されていると記載される場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結されるか又は接続され得るが、各構成要素の間にさらに他の構成要素が「連結」、「結合」又は「接続」されることもできると理解しなければならないであろう。

【0026】

また、以上で記載する「含む」、「構成する」又は「有する」などの用語は、特に反対の記載がない限り、該当の構成要素が存在し得ることを意味するものなので、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができるものと解釈しなければならない。技術的又は科学的用語を含めたすべての用語は、他に定義しない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。辞書に定義された用語のように一般的に使用される用語は関連技術の文脈上の意味と一致するものと解釈されなければならず、本発明で明白に定義しない限り、理想的に又は過度に形式的な意味と解釈されない。

【0027】

図１は一般的な異種プロトコルを支援する無線通信モジュール構成の一例を示す。

【0028】

図１を参照すると、無線通信モジュール１０は、三つのアンテナ１、２、３と、一つの信号処理装置４と、を含むことができる。信号処理装置４は、二つ以上の相異なる無線通信プロトコル、すなわち、異種プロトコルによる無線信号の送受信処理が可能である。例えば、異種プロトコルは、ブルートゥース（ＢＴ）及びワイファイ（Ｗｉ－Ｆｉ）を含むことができ、無線通信モジュール１０において、二つのアンテナ１、２はワイファイ信号を送受信し、残り一つのアンテナ３はブルートゥース信号を送受信するように構成され得る。

【0029】

一般に、ブルートゥースは２．４ＧＨｚ帯域を動作周波数として有し、ワイファイは２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ帯域を動作周波数として有することができ、ワイファイ６Ｅバージョンでは６ＧＨｚ帯域も支援する。ブルートゥース及びワイファイは２．４ＧＨｚ帯域で動作周波数が重なるので、単一の無線通信モジュール１０で両プロトコルによる通信が同時に実行される場合、２．４ＧＨｚ帯域で相互間の干渉が発生することがある。

【0030】

一般的な無線通信モジュール１０では、このような特定の帯域で異種プロトコル間の信号干渉に対応するために、動作周波数内で相対的に干渉が少ない（すなわち、信号品質に優れた）チャネルを捜して用いるか、又は各プロトコルによる信号の送受信区間又は周期を異にする時分割方式で干渉に対応することもあるが、各アンテナ１、２、３を基準とする位相差は干渉に対する設計考慮要素ではなかった。

【0031】

本発明の実施例は、異種複合無線通信モジュールにおいて各アンテナの間に所定の位相差を持たせることによって信号間の干渉を緩和することを提案する。

【0032】

例えば、第１プロトコルによる信号を送受信するアンテナが２個、第１プロトコルと異なる第２プロトコルによる信号を送受信するアンテナが１個の場合、第１プロトコルによる信号を送受信するアンテナの間には約１８０度の位相差を持たせ、第２プロトコルによる信号を送受信するアンテナは他の二つのアンテナのそれぞれに対して約９０度の位相差を持たせることにより、相互間の干渉を効果的に緩和することができる。これを図２に基づいて説明する。

【0033】

図２は実施例に適用される異種プロトコル間の信号干渉の低減のための位相差原理を説明するためのグラフである。

【0034】

図２で、ワイファイ信号は二つのアンテナ（第１－１アンテナ及び第１－２アンテナ）を使用する多重アンテナ（例えば、ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ）方式で送受信し、ブルートゥース信号は単一のアンテナ（第２アンテナ）を用いる状況を仮定する。

【0035】

図２を参照すると、異種プロトコル間の干渉低減のために、２．４ＧＨｚ帯域で第１ワイファイ信号Ｗｉ－Ｆｉ１が第１－１アンテナで９０度の位相を有するとき、第２ワイファイ信号Ｗｉ－Ｆｉ２は第１－２アンテナで２７０度の位相を有することができる。また、ブルートゥース信号ＢＴは第２アンテナで該当の時点に１８０度の位相を有することができる。このような場合、同じプロトコルに対応する二つの信号Ｗｉ－Ｆｉ１、Ｗｉ－Ｆｉ２は当該アンテナで互いに１８０度の位相差を有するようになり、異種プロトコルに対応する信号の間（すなわち、Ｗｉ－Ｆｉ１⇔ＢＴ及びＷｉ－Ｆｉ２⇔ＢＴ）にはそれぞれ互いに９０度の位相差を有するようになる。

【0036】

このような構成により、同じプロトコルによる信号はダイポールアンテナ構造で動作して伝送効率が上昇するとともに、異種プロトコルによる信号は直交（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）するので、動作周波数が互いに重なる帯域で相互間の干渉が最小化する効果を達成することができる。ただ、以下の記載で、上述した位相差は理論的に理想的な値であり、実際の具現においては±約５度の誤差内では十分な干渉緩和効果を達成することができることを知っていなければならない。言い換えれば、以下の実施例で、動作周波数が重なる周波数帯域で同じプロトコルに対応する二つの信号Ｗｉ－Ｆｉ１、Ｗｉ－Ｆｉ２は該当のアンテナで互いに１７５～１８５度の位相差を有するようになり、異種プロトコルに対応する信号の間（すなわち、Ｗｉ－Ｆｉ１⇔ＢＴ及びＷｉ－Ｆｉ２⇔ＢＴ）にはそれぞれ互いに８５～９５度の位相差を有するようになる。

【0037】

上述したアンテナ間の位相差を有する無線通信モジュールの構成を図３～図５に基づいて以下で説明する。

【0038】

図３は一実施例による異種複合無線通信モジュール構成の一例を示す。

【0039】

図３を参照すると、一実施例による無線通信モジュール１００Ａは、第１－１アンテナ１１１と、第１－２アンテナ１２１と、第２アンテナ１３１と、前記各アンテナを介して送受信される信号を処理する信号処理装置１４０と、を含むことができる。

【0040】

より詳細には、ワイファイプロトコルによる第１－１信号は第１－１アンテナ１１１を介して送受信され、第１－１アンテナ１１１は第１－１伝送線路１１２及び第１－１伝送線路１１２上に配置される第１－１位相制御素子１１３Ａを介して信号処理装置１４０と連結され得る。

【0041】

また、ワイファイプロトコルによる第１－２信号は第１－２アンテナ１２１を介して送受信され、第１－２アンテナ１２１は第１－２伝送線路１２２及び第１－２伝送線路１２２上に配置される第１－２位相制御素子１２３Ａを介して信号処理装置１４０と連結され得る。

【0042】

また、ブルートゥースプロトコルによる第２信号は第２アンテナ１３１を介して送受信され、第２アンテナ１３１は第２伝送線路１３２及び第２伝送線路１３２上に配置される第２位相制御素子１３３Ａを介して信号処理装置１４０と連結され得る。

【0043】

各アンテナ１１１、１２１、１３１は、前述したように、該当の伝送線路１１２、１２２、１３２と連結されるだけでなく、それぞれがグラウンドとも連結されるが、図３では、説明の便宜のために、グラウンドとの連結の図示は省略した。

【0044】

ここで、各位相制御素子１１３Ａ、１２３Ａ、１３３Ａは、それに対応する伝送線路１１２、１２２、１３２とともに、信号処理装置１４０と各アンテナ１１１、１２１、１３１との間に所定の位相変化を付与して前述したアンテナ間の信号の位相差を具現することができる。

【0045】

ここで、各位相制御素子１１３Ａ、１２３Ａ、１３３Ａは、誘電体内に複数の導線を積層する方式、少なくとも一つのキャパシタとインダクタとを交互に配置する方式など、電気的長さの変化の制御によって素子の両端の間に設計ターゲットに対応する位相変化をもたらすことができれば、何の方式にも限定されない。

【0046】

送信信号を基準とするとき、前述したように、第１－１アンテナ１１１から出力される第１－１信号と第１－２アンテナ１２１から出力される第１－２信号とは１８０度の位相差を有する。また、第２アンテナ１３１から出力される第２信号は第１－１アンテナ１１１から出力される第１－１信号及び第１－２アンテナ１２１から出力される第１－２信号のそれぞれに対して９０度の位相差を有する。

【0047】

各位相制御素子１１３Ａ、１２３Ａ、１３３Ａとそれに対応する各アンテナ１１１、１２１、１３１との間の伝送線路の構成及び長さが同一であるか、又は無視できる位相差（例えば、１度以内）のみが発生すると仮定する場合、送信信号を基準として、第１－１位相制御素子１１３Ａから出力される第１－１信号と第１－２位相制御素子１２３Ａから出力される第１－２信号とは１８０度の位相差を有し得る。また、第２位相制御素子１３３Ａから出力される第２信号は第１－１位相制御素子１１３Ａから出力される第１－１信号及び第１－２位相制御素子１２３Ａから出力される第１－２信号のそれぞれに対して９０度の位相差を有し得る。

【0048】

例えば、信号処理装置１４０から出力される第１－１信号と第１－２信号とが同じ位相を有すると仮定すると、第１－１信号が第１－１伝送線路１１２及び第１－１位相制御素子１１３Ａを介して信号処理装置１４０から出力されるときに比べて９０度の位相差が発生する場合、第１－２信号は第１－２伝送線路１２２及び第１－２位相制御素子１２３Ａを介して信号処理装置１４０から出力されるときに比べて－９０度又は２７０度の位相差が発生するように第１－２位相制御素子１２３Ａ及び第１－２伝送線路１２２をデザインしなければならない。よって、実際の具現においては、第１－１位相制御素子１１３Ａ及び第１－２位相制御素子１２３Ａのそれぞれを両端間の位相変化差が１８０度になるように選択し、無線通信モジュール１００Ａの実装後の誤差は伝送線路１１２又は１２２の長さを変化させながら位相差を細密にチューニングする方式を適用することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。同様な方式で、第２位相制御素子１３３Ａから出力される第２信号は、第１－２位相制御素子１２３Ａから出力される第１－２信号の位相が－９０度の場合は０度になるように、第１－２信号の位相が２７０度の場合は１８０度になるように、第２位相制御素子１３３Ａ及び第２伝送線路１３２を設計することが好ましい。

【0049】

図３では、伝送線路ごとに位相制御素子を配置する方式で信号間の位相差を具現した。これと違って、他の実施例によれば、伝送線路上の少なくとも一部の位相制御素子を省略することもでき、信号別のグラウンドの間にも位相制御素子を用いて信号分離性能をより向上させることができる。これを図４に基づいて説明する。

【0050】

図４は他の実施例による異種複合無線通信モジュール構成の一例を示す。

【0051】

図４を参照すると、他の実施例による無線通信モジュール１００Ｂは、第１－１アンテナ１１１と、第１－２アンテナ１２１と、第２アンテナ１３１と、前記各アンテナを介して送受信される信号を処理する信号処理装置１４０と、を含むことは図３と同様である。

【0052】

より詳細には、ワイファイプロトコルによる第１－１信号は第１－１アンテナ１１１を介して送受信され、第１－１アンテナ１１１は第１－１伝送線路１１２及び第１－１伝送線路１１２上に配置される第１－１位相制御素子１１３Ｂを介して信号処理装置１４０と連結され得る。

【0053】

また、ワイファイプロトコルによる第１－２信号は第１－２アンテナ１２１を介して送受信され、第１－２アンテナ１２１は位相変換素子なしに第１－２伝送線路１２２を介して信号処理装置１４０と連結され得る。

【0054】

また、ブルートゥースプロトコルによる第２信号は第２アンテナ１３１を介して送受信され、第２アンテナ１３１は第２伝送線路１３２及び第２伝送線路１３２上に配置される第２位相制御素子１３３Ｂを介して信号処理装置１４０と連結され得る。

【0055】

一方、各アンテナ１１１、１２１、１３１は、前述したように、該当の伝送線路１１２、１２２、１３２と連結されるだけでなく、それぞれがグラウンドとも連結される。具体的には、第１－１アンテナ１１１及び第１－２アンテナ１２１は第１グラウンドＧ１と連結され、第２アンテナ１３１は第２グラウンドＧ２と連結される。ここで、第１グラウンドＧ１と第２グラウンドＧ２とはグラウンド位相制御素子ＧＰＳを介して電気的に連結され得る。

【0056】

ここで、各伝送線路１１２、１２２、１３２のそれぞれの電気的長さが同一であるか又は無視できる位相差（例えば、１度以内）のみが発生すると仮定する場合、第１－１位相制御素子１１３Ｂは両端間に１８０度の位相差を有する素子を適用することが好ましく、第２位相制御素子１３３Ｂは両端間に９０度の位相差を有する素子を適用することが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。

【0057】

例えば、第１－１アンテナ１１１での送信信号位相が－９０度の場合、第１－２アンテナでの送信信号位相は９０度であり、第２アンテナでの送信信号位相は０度であり得る。

【0058】

ただし、グラウンド位相制御素子ＧＰＳは、両端間に８５度～９５度、好ましくは９０度の位相差を発生させる素子を使用することが特に好ましい。これは、グラウンドにもワイファイ信号とブルートゥース信号との間に約９０度の位相差が発生するようにすることで、相殺されるか又は干渉される信号まで遮断するためである。グラウンド位相制御素子ＧＰＳ及び第２位相制御素子１３３Ｂが両端間に約９０度の位相差を有する場合、両位相制御素子ＧＰＳ、１３３Ｂは同じ素子で構成することもできるが、相異なる素子で構成することもできる。

【0059】

図５はさらに他の実施例による異種複合無線通信モジュール構成の一例を示す。

【0060】

図５に示す無線通信モジュール１００Ｃは、図４に示す無線通信モジュール１００Ｂに比べて、第１－１位相変換素子１１３Ｂを省略し、第１－２位相変換素子１２３Ｃを適用する点を除き、残りの構成は同一である。よって、重複説明は省略する。

【0061】

以下では、図６～図９ｃに基づいて他の実施例及びさらに他の実施例による無線通信モジュールの効果を説明する。

【0062】

図６は図４に示す異種複合無線通信モジュールの信号間の位相差を説明するための図である。

【0063】

図６で、上端グラフ及び下端グラフのそれぞれの横軸は周波数を、縦軸は位相を示す。

【0064】

まず、図６の上端グラフは第２信号と第１－１信号との間の周波数帯域別位相差を示す。測定は、２．４ＧＨｚ帯域において２．４１ＧＨｚ、２．４５ＧＨｚ及び２．４８ＧＨｚでそれぞれ測定し、中心周波数に相当する２．４５ＧＨｚ帯域で目標位相差である９０度に近い８７．５度の位相差を示すことが分かる。

【0065】

また、図６の下端グラフは第２信号と第１－２信号との間の周波数帯域別位相差を示す。測定は、２．４ＧＨｚ帯域において、２．４１ＧＨｚ、２．４５ＧＨｚ及び２．４８ＧＨｚでそれぞれ測定し、中心周波数に相当する２．４５ＧＨｚ帯域で目標位相差である－９０度に近い－９３．８度の位相差を示すことが分かる。

【0066】

また、図６の上端及び下端グラフを組み合わせると、第１－１信号と第１－２信号との間の位相差は目標位相差である１８０度に近い１８１．３度であることが分かる。

【0067】

図７は図５に示す異種複合無線通信モジュールの信号間の位相差を説明するための図である。

【0068】

まず、図７の上端グラフは第２信号と第１－１信号との間の周波数帯域別位相差を示す。測定は、２．４ＧＨｚ帯域において、２．４１ＧＨｚ、２．４５ＧＨｚ及び２．４８ＧＨｚでそれぞれ測定し、中心周波数に相当する２．４５ＧＨｚ帯域で目標位相差である９０度に近い８８．３度の位相差を示すことが分かる。

【0069】

また、図７の下端グラフは第２信号と第１－２信号との間の周波数帯域別位相差を示す。測定は、２．４ＧＨｚ帯域において、２．４１ＧＨｚ、２．４５ＧＨｚ及び２．４８ＧＨｚでそれぞれ測定し、中心周波数に相当する２．４５ＧＨｚ帯域で目標位相差である－９０度に近い－９４．４度の位相差を示すことが分かる。

【0070】

また、図７の上端及び下端グラフを組み合わせると、第１－１信号と第１－２信号との間の位相差は目標位相差である１８０度に近い１８２．７度であることが分かる。

【0071】

図８ａ～図８ｃは図４に示す異種複合無線通信モジュールの信号別電圧定在波比を示す。

【0072】

電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ）は、理想的な場合、１：１、すなわち、１になり、異種複合環境を考慮すると、３以下であれば良好であると思われる。

【0073】

図８ａ～図８ｃの各グラフで、横軸は周波数を、縦軸はＶＳＷＲをそれぞれ示す。また、図８ａは第１－１信号を、図８ｂは第１－２信号を、図８ｃは第２信号の周波数帯域別ＶＳＷＲをそれぞれ示す。

【0074】

まず、図８ａを参照すると、第１－１信号はＷｉ－Ｆｉ信号であり、ＢＴ信号である第２信号と使用帯域が重なる２．４ＧＨｚ帯域でもＶＳＷＲが３以下に維持され、第２信号と使用帯域が重ならない５ＧＨｚ～６ＧＨｚ帯域では２に近く又はそれ以下に維持されるので、アンテナ性能が良好であることが分かる。

【0075】

また、図８ｂの場合も図８ａと同様に、主使用帯域でＶＳＷＲが３以下に維持されることが分かる。

【0076】

また、図８ｃの場合、第１－１信号及び第１－２信号と使用帯域が重なる２．４ＧＨｚ帯域でＶＳＷＲ値は２前後に維持されることが分かる。例えば、５ＧＨｚ～６ＧＨｚ帯域ではＶＳＷＲが３を超えるが、この帯域はブルートゥース使用帯域ではないので、問題とならない。

【0077】

図５に示すさらに他の実施例による無線通信モジュール１００Ｃの場合も図８ａ～図８ｃと大同小異の性能を示すので、詳細な説明は省略する。

【0078】

図９ａ～図９ｃは図４に示す異種複合無線通信モジュールの信号間の分離度を示す。

【0079】

分離度（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ（ｄＢ））は小さいほど信号干渉が少ないことを意味し、異種複合環境を考慮すると、－１５ｄＢ以下であれば良好であると思われる。

【0080】

図９ａ～図９ｃの各グラフで、横軸は周波数を、縦軸は分離度（ｄＢ）をそれぞれ示す。また、図９ａは第１－１信号と第１－２信号との間の分離度を、図９ｂは第１－１信号と第２信号との間の分離度を、図９ｃは第１－２信号と第２信号との間の分離度をそれぞれ示す。

【0081】

まず、図９ａを参照すると、第１－１信号及び第１－２信号は２．４ＧＨｚ帯域では第２信号の影響によって－１５ｄＢの分離度を示すが、残りの使用帯域では－３０ｄＢ前後の優れた分離度を示すことが分かる。

【0082】

また、図８ｂの場合及び図８ｃの場合、周波数が重なる２．４ＧＨｚ帯域でも－２５ｄＢ以下の優れた分離度を示すことが分かる。

【0083】

図５に示すさらに他の実施例による無線通信モジュール１００Ｃの場合も図９ａ～図９ｃと大同小異の性能を示すので、詳細な説明は省略する。

【0084】

一方、これまで説明した実施例では、無線通信モジュール１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃがそれぞれ三つのアンテナ１１１、１２１、１３１を有するものとして説明した。これと違って、本発明の実施例は三つよりも多いアンテナを有する無線通信モジュールにも適用することができる。

【0085】

例えば、Ｗｉ－Ｆｉ信号を送受信するためのアンテナが２個であり、ブルートゥース信号を送受信するためのアンテナも２個である場合、同じプロトコルによる信号を送受信するアンテナの間には１８０度の位相差を持たせ、異種プロトコルによる信号を送受信するアンテナの間には９０度の位相差を持たせることができる。例えば、第１－１アンテナで第１－１ワイファイ信号の位相が９０度の場合、第２－１アンテナで第２－１ブルートゥース信号の位相は１８０度であり、第１－２アンテナで第１－２ワイファイ信号の位相は２７０度であり、第２－２アンテナで第２－２ブルートゥース信号の位相は０度（３６０度）であり得る。

【0086】

以上で実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で以上で例示しなかった様々の変形及び応用が可能であることが分かるであろう。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形及び応用に係る相違点は添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならないであろう。
［発明の実施のための形態］

【0087】

発明の実施のための形態は前述した「発明を実施するための形態」で充分に説明された。

【産業上の利用可能性】

【0088】

実施例による異種複合無線通信装置はＴＶのようなディスプレイ装置などに適用可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8a】

【図8b】

【図8c】

【図9a】

【図9b】

【図9c】

【手続補正書】

【提出日】2024-01-23

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

本発明の一実施例による無線通信モジュールは、信号処理装置と、前記信号処理装置と連結され、第１－１信号を送受信する第１－１アンテナと、前記信号処理装置と連結され、第１－２信号を送受信する第１－２アンテナと、前記信号処理装置と連結され、第２信号を送受信する第２アンテナと、前記第１－１アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１－１位相制御素子と、前記第１－２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１－２位相制御素子と、前記第２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第２位相制御素子と、を含み、前記第１－１位相制御素子から出力される前記第１－１信号と前記第１－２位相制御素子から出力される前記第１－２信号とは１８０度の位相差を有し、前記第２位相制御素子から出力される前記第２信号は、前記第１－１信号及び前記第１－２信号のそれぞれに対して９０度の位相差を有し得る。

【手続補正3】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

信号処理装置と、
前記信号処理装置と連結され、第１－１信号を送受信する第１－１アンテナと、
前記信号処理装置と連結され、第１－２信号を送受信する第１－２アンテナと、
前記信号処理装置と連結され、第２信号を送受信する第２アンテナと、
前記第１－１アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１－１位相制御素子と、
前記第１－２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１－２位相制御素子と、
前記第２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第２位相制御素子と、を含み、
前記第１－１位相制御素子から出力される前記第１－１信号と前記第１－２位相制御素子から出力される前記第１－２信号とは、１８０度の位相差を有し、前記第２位相制御素子から出力される前記第２信号は、前記第１－１信号及び前記第１－２信号のそれぞれに対して９０度の位相差を有する、無線通信モジュール。

【請求項2】

前記第１－１信号及び前記第１－２信号は、第１プロトコルによる信号であり、
前記第２信号は、前記第１プロトコルと相異なる第２プロトコルによる信号である、請求項１に記載の無線通信モジュール。

【請求項3】

前記第１プロトコルと前記第２プロトコルとは、動作周波数の少なくとも一部が互いに重畳し、
前記１８０度の位相差及び前記９０度の位相差は、前記重畳する動作周波数での位相差である、請求項２に記載の無線通信モジュール。

【請求項4】

前記第１プロトコルは、ワイファイプロトコルを含み、
前記第２プロトコルは、ブルートゥース（登録商標）プロトコルを含む、請求項２に記載の無線通信モジュール。

【請求項5】

前記第１－１信号と前記第１－２信号とは、互いに同じ位相を有し、
前記第１－１信号は、前記第１－１位相制御素子を経ながら、前記信号処理装置から出力の際に比べて９０度の位相差が発生し、
前記第１－２信号は、前記第１－２位相制御素子を経ながら、前記信号処理装置から出力の際に比べて－９０度又は２７０度の位相差が発生する、請求項１に記載の無線通信モジュール。

【請求項6】

信号処理装置と、
前記信号処理装置と連結され、第１－１信号を送受信する第１－１アンテナと、
前記信号処理装置と連結され、第１－２信号を送受信する第１－２アンテナと、
前記信号処理装置と連結され、第２信号を送受信する第２アンテナと、
前記第１－１アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１位相制御素子と、
前記第２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第２位相制御素子と、
前記第１－１アンテナ及び前記第１－２アンテナと連結される第１グラウンドと前記第２アンテナと連結される第２グラウンドとの間に配置される第３位相制御素子と、を含み、
前記第１－１アンテナから出力される前記第１－１信号と前記第１－２アンテナから出力される前記第１－２信号とは、１７５度～１８５度の位相差を有し、
前記第２アンテナから出力される前記第２信号は、前記第１－１信号及び前記第１－２信号のそれぞれに対して８５度～９５度の位相差を有する、無線通信モジュール。

【請求項7】

前記第１－１信号及び前記第１－２信号は、第１プロトコルによる信号であり、
前記第２信号は、前記第１プロトコルと異なる第２プロトコルによる信号である、請求項６に記載の無線通信モジュール。

【請求項8】

前記第１プロトコルと前記第２プロトコルとは、動作周波数の少なくとも一部が互いに重畳し、
前記各位相差は、前記重畳する動作周波数での位相差である、請求項７に記載の無線通信モジュール。

【請求項9】

前記第１プロトコルは、ワイファイプロトコルを含み、
前記第２プロトコルは、ブルートゥースプロトコルを含む、請求項７に記載の無線通信モジュール。

【請求項10】

前記第３位相制御素子は、両端の間に８５度～９５の位相差を発生させる、請求項６に記載の無線通信モジュール。

【請求項11】

前記第１－１アンテナ及び前記第１－２アンテナは、前記第１プロトコルによる多重アンテナ（ＭＩＭＯ）を構成する、請求項７に記載の無線通信モジュール。

【請求項12】

前記第１－２アンテナは、伝送線路を介して前記信号処理装置と直接連結される、請求項６に記載の無線通信モジュール。

【請求項13】

前記第１－１信号と前記第１－２信号とは、ダイポールアンテナ構造で動作する、請求項７に記載の無線通信モジュール。

【請求項14】

信号処理装置と、
前記信号処理装置と連結され、第１－１信号を送受信する第１－１アンテナと、
前記信号処理装置と連結され、第１－２信号を送受信する第１－２アンテナと、
前記信号処理装置と連結され、第２信号を送受信する第２アンテナと、
前記第１－２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第１位相制御素子と、
前記第２アンテナと前記信号処理装置との間に配置される第２位相制御素子と、
前記第１－１アンテナ及び前記第１－２アンテナと連結される第１グラウンドと前記第２アンテナと連結される第２グラウンドとの間に配置される第３位相制御素子と、を含み、
前記第１－１アンテナから出力される前記第１－１信号と前記第１－２アンテナから出力される前記第１－２信号とは、１７５度～１８５度の位相差を有し、
前記第２アンテナから出力される前記第２信号は、前記第１－１信号及び前記第１－２信号のそれぞれに対して８５度～９５度の位相差を有する、無線通信モジュール。

【請求項15】

前記第１－１信号及び前記第１－２信号は、第１プロトコルによる信号であり、
前記第２信号は、前記第１プロトコルと異なる第２プロトコルによる信号である、請求項１４に記載の無線通信モジュール。

【請求項16】

前記第１プロトコルと前記第２プロトコルとは、動作周波数の少なくとも一部が互いに重畳し、
前記各位相差は、前記重畳する動作周波数での位相差である、請求項１５に記載の無線通信モジュール。

【請求項17】

前記第１プロトコルは、ワイファイプロトコルを含み、
前記第２プロトコルは、ブルートゥースプロトコルを含む、請求項１５に記載の無線通信モジュール。

【請求項18】

前記第３位相制御素子は、両端の間に８５度～９５の位相差を発生させる、請求項１４に記載の無線通信モジュール。

【請求項19】

前記第１－１アンテナ及び前記第１－２アンテナは、前記第１プロトコルによる多重アンテナ（ＭＩＭＯ）を構成する、請求項１５に記載の無線通信モジュール。

【請求項20】

前記第１－１アンテナは、伝送線路を介して前記信号処理装置と直接連結される、請求項１４に記載の無線通信モジュール。

【国際調査報告】