通信装置
相关申请的交叉引用：本国际申请主张基于2018年3月28日向日本专利厅申请的日本专利申请第2018－62324号的优先权，并通过参照将日本专利申请第2018－62324号的全部内容引用至本国际申请。
技术领域
本公开涉及通信装置。
背景技术
例如，在美国通过法规研究V2X的应用。V2X是车辆与车辆的通信(即，车车间通信)以及车辆与信号器或者道路标志等基础设施的通信(即，路车间通信)。在V2X系统中，各车辆向周围发送该车辆的位置(即，该车辆位置)。并且，各车辆基于对从其它车辆接受的位置与该车辆位置比较的结果，向驾驶员发出警报等。因此，在V2X系统中，对搭载于车辆的通信装置，要求规定距离(例如300mm)以上的可通信距离。
此外，在下述的专利文献1中，记载有通过在天线与GPS接收器之间设置作为接收放大器的可变增益LNA，将输入到GPS接收器的GPS信号的电平保持恒定。LNA是“Low NoiseAmplifier(低噪声放大器)”的缩写。
专利文献1：日本特开2010－139391号公报
作为发明人详细研究的结果，发现了下述的技术问题。
若用于在天线与车载控制装置之间传输RF信号的传输线设定得较长、或RF信号的频率设定得较高，则传输线上的RF信号的损失增大，难以实现规定距离以上的可通信距离。此外，RF是“Radio Frequency(射频)”的缩写。
因此，考虑在天线与车载控制装置之间的传输线上，设置具备发送放大器和接收放大器的补偿装置，作为用于补偿RF信号的损失的装置。在该情况下，在传输线上切换地连接补偿装置中的发送放大器和接收放大器。但是，若该切换不适当，则有导致补偿装置的故障的可能性。
此外，上述专利文献1的技术为接收专用的技术，要解决的技术问题与本公开不同。
发明内容
在本公开的一个方面期望能够抑制补偿装置的故障，该补偿装置用于补偿在天线与控制装置之间的传输线上的RF信号的损失。
根据本公开的一个方面的通信装置具备使用天线与其它装置进行无线通信的控制装置、以及补偿装置。补偿装置经由第一传输线来与控制装置连接，并且经由第二传输线来与天线连接。而且，补偿装置对在控制装置与天线之间经由第一传输线以及第二传输线双向传输的RF信号的损失进行补偿。
控制装置具备处理部、第一发送放大器、第一接收放大器、第一切换部、以及切换控制部。
在控制装置中，处理部进行发送对象RF信号亦即发送RF信号的输出、以及通过天线接收到的RF信号亦即接收RF信号的输入。第一发送放大器对来自处理部的发送RF信号进行放大并输出放大的上述发送RF信号。第一接收放大器对经由第一传输线输入到控制装置的接收RF信号进行放大并输出放大的上述接收RF信号到处理部。第一切换部能够切换为发送连接状态、以及接收连接状态中的任意状态，其中，在上述发送连接状态下，使第一传输线连接到第一发送放大器的信号输出端子和第一接收放大器的信号输入端子中的第一发送放大器的信号输出端子，在上述接收连接状态，使第一传输线连接到第一发送放大器的信号输出端子和第一接收放大器的信号输入端子中的第一接收放大器的信号输入端子。切换控制部至少控制第一切换部。
补偿装置具备第二发送放大器、第二接收放大器、以及第二切换部。
在补偿装置中，第二发送放大器对从控制装置经由第一传输线输入到补偿装置的发送RF信号进行放大并输出放大的上述发送RF信号。第二接收放大器对从天线经由第二传输线输入到补偿装置的接收RF信号进行放大并输出放大的上述接收RF信号。第二切换部能够根据从控制装置的切换控制部给予的控制信号，切换为第一状态和第二状态中的任意状态。而且，第二切换部在第一状态下，使第一传输线连接到第二发送放大器的信号输入端子，并且使第二传输线连接到第二发送放大器的信号输出端子。另外，第二切换部在第二状态下，使第一传输线连接到第二接收放大器的信号输出端子，并且使第二传输线连接到第二接收放大器的信号输入端子。
由此，若控制装置的第一切换部为发送连接状态，补偿装置的第二切换部为第一状态，则来自处理部的发送RF信号经由控制装置的第一发送放大器、第一传输线、补偿装置的第二发送放大器、以及第二传输线，输入到天线。而且，第一传输线以及第二传输线上的发送RF信号的损失不仅通过第一发送放大器来补偿，也通过第二发送放大器来补偿。
另外，若控制装置的第一切换部为接收连接状态，补偿装置的第二切换部为第二状态，则来自天线的接收RF信号经由第二传输线、补偿装置的第二接收放大器、第一传输线、以及控制装置的第一接收放大器，输入到处理部。而且，第一传输线以及第二传输线上的接收RF信号的损失不仅通过第一接收放大器来补偿，也通过第二接收放大器来补偿。
在这里，控制装置的切换控制部在处理部从输入接收RF信号的接收动作状态切换为输出发送RF信号的发送动作状态的情况下，将第二切换部从第二状态切换为第一状态，之后将第一切换部从接收连接状态切换为发送连接状态。
因此，在处理部从接收动作状态切换为发送动作状态的情况下，能够抑制从控制装置的第一发送放大器输出的强电平的信号进入补偿装置的第二接收放大器的信号输出端子而该第二接收放大器发生故障。
另外，控制装置的切换控制部也可以构成为在处理部从发送动作状态切换为接收动作状态的情况下，将第一切换部从发送连接状态切换为接收连接状态，之后将第二切换部从第一状态切换为第二状态。根据该结构，在处理部从发送动作状态切换为接收动作状态的情况下，也能够抑制从第一发送放大器输出的强电平的信号进入第二接收放大器的信号输出端子而该第二接收放大器发生故障。
附图说明
图1是表示实施方式的通信装置的结构的框图。
图2是发送切换处理的流程图。
图3是接收切换处理的流程图。
图4是对发送切换处理以及接收切换处理进行说明的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。
[1.结构]
图1所示的实施方式的通信装置1例如搭载于V2X系统中的车辆。通信装置1具备：天线2、控制装置(以下，记作ECU)3、以及补偿装置4。ECU是“Electronic Control Unit(电子控制单元)”的缩写。ECU3使用天线2来与其它装置进行无线通信。作为ECU3进行通信的其它装置，有以下的通信装置，即具有与该通信装置1相同结构的搭载于其它车辆的通信装置、或者与该通信装置1相同结构的信号器、道路标志等基础设施所具备的通信装置。
补偿装置4设置在天线2与ECU3之间的传输线上。具体而言，补偿装置4经由第一传输线5来与ECU3连接，并且经由第二传输线6来与天线2连接。而且，补偿装置4对在ECU3与天线2之间经由第一传输线5以及第二传输线6双向传输的RF信号的损失进行补偿。此外，第二传输线6比第一传输线5短。另外，在本实施方式中，第一传输线5和第二传输线6为同轴电缆，但也可以是其它种类的传输线。
补偿装置4具备：功率放大器(以下，记作PA)11、低噪声放大器(以下，记作LNA)12、以及切换部13。
在补偿装置4中，PA11放大并输出从ECU3经由第一传输线5输入到该补偿装置4的发送RF信号。发送RF信号是发送对象RF信号。
LNA12放大并输出从天线2经由第二传输线6输入到该补偿装置4的接收RF信号。接收RF信号是通过天线2接收到的RF信号。
切换部13具备第一开关13a和第二开关13b。
第一开关13a根据从ECU3经由第一传输线5输入到该补偿装置4的控制信号Sa，来使第一传输线5连接到PA11的信号输入端子11i和LNA12的信号输出端子12o中的任意端子。
第二开关13b根据控制信号Sa，来使第二传输线6连接到PA11的信号输出端子11o和LNA12的信号输入端子12i中的任意端子。
例如，控制信号Sa可以是能够区分地表示至少2个状态的信号。在本实施方式中，控制信号Sa是成为逻辑1或逻辑0的信号。
而且，在控制信号Sa为逻辑1的情况下，第一开关13a使第一传输线5连接到PA11的信号输入端子11i，第二开关13b使第二传输线6连接到PA11的信号输出端子11o。
因此，若控制信号Sa成为逻辑1，则切换部13为发送用的状态(以下，称为第一状态)，切换部13在该第一状态下，使第一传输线5连接到PA11的信号输入端子11i，并且使第二传输线6连接到PA11的信号输出端子11o。
而且，在切换部13为第一状态的情况下，从ECU3经由第一传输线5输入到补偿装置4的发送RF信号被PA11放大，并经由第二传输线6传输到天线2。
另外，在控制信号Sa为逻辑0的情况下，第一开关13a使第一传输线5连接到LNA12的信号输出端子12o，第二开关13b使第二传输线6连接到LNA12的信号输入端子12i。
因此，若控制信号Sa成为逻辑0，则切换部13为接收用的状态(以下，称为第二状态)，切换部13在该第二状态下，使第一传输线5连接到LNA12的信号输出端子12o，并且使第二传输线6连接到LNA12的信号输入端子12i。
而且，在切换部13为第二状态的情况下，从天线2经由第二传输线6输入到补偿装置4的接收RF信号被LNA12放大，并经由第一传输线5传输到ECU3。
另外，PA11构成为在控制信号Sa为逻辑1的情况下，即，在切换部13被切换为第一状态的情况下动作，在控制信号Sa为逻辑0的情况下，即，在切换部13被切换为第二状态的情况下停止动作。
与PA11相反，LNA12构成为在切换部13被切换为第二状态的情况下动作，在切换部13被切换为第一状态的情况下停止动作。
控制信号Sa在以与无线通信所使用的RF信号不同的频率的信号调制后的状态下，从ECU3输出到第一传输线5。在补偿装置4中，通过未图示的信号分离部，从第一传输线5提取控制信号Sa。并且，将该提取出的控制信号Sa给予给切换部13和PA11以及LNA12。
此外，作为从ECU3输出的控制信号Sa，也可以为用于切换切换部13的状态的信号、和用于切换PA11以及LNA12的动作/非动作的信号为分开的控制信号。另外，控制信号Sa也可以经由与第一传输线5不同的信号线，从ECU3输出到补偿装置4。
ECU3具备：处理部20、PA21、LNA22、切换部23、以及电源部24。
处理部20切换地进行发送RF信号的输出与接收RF信号的输入。
PA21放大来自处理部20的发送RF信号并输出。
LNA22放大经由第一传输线5输入到该ECU3的接收RF信号并输出至处理部20。
切换部23根据从处理部20给予的控制信号Sb，使第一传输线5连接到PA21的信号输出端子21o和LNA22的信号输入端子22i中的一方。
例如，控制信号Sb可以是能够区分地表示至少2个状态的信号。在本实施方式中，控制信号Sb是成为逻辑1或逻辑0的信号。
而且，在控制信号Sb为逻辑1的情况下，切换部23为使第一传输线5连接到PA21的信号输出端子21o的状态(以下，称为发送连接状态)。在切换部23为发送连接状态的情况下，从处理部20输出的发送RF信号被PA21放大，并输出至第一传输线5。
另外，在控制信号Sb为逻辑0的情况下，切换部23为使第一传输线5连接到LNA22的信号输入端子22i的状态(以下，称为接收连接状态)。在切换部23为接收连接状态的情况下，从天线2经由补偿装置4以及第一传输线5输入到ECU3的接收RF信号被LNA22放大，并将放大的接收RF信号输入到处理部20。
另外，PA21与LNA22根据从处理部20给予的控制信号Sc，切换动作和非动作。
例如，控制信号Sc可以是能够区分地表示至少2个状态的信号。在本实施方式中，控制信号Sc是成为逻辑1或逻辑0的信号。
PA21构成为在控制信号Sc为逻辑1的情况下动作，在控制信号Sc为逻辑0的情况下停止动作。
与PA21相反，LNA22构成为在控制信号Sc为逻辑0的情况下动作，在控制信号Sc为逻辑1的情况下停止动作。
电源部24将恒定的直流电压输出至第一传输线5。在补偿装置4中，从电源部24经由第一传输线5所供给的直流电压成为电源电压。换句话说，从电源部24向补偿装置4供给补偿装置4的工作用电力。因此，从电源部24向第一传输线5流动相当于补偿装置4中的消耗电流的直流电流。以下，将该直流电流仅称为电流。
另外，在处理部20设置有切换控制部25。
切换控制部25进行向补偿装置4的控制信号Sa的输出、向切换部23的控制信号Sb的输出、以及向PA21以及LNA22的控制信号Sc的输出。另外，从电源部24向切换控制部25输入电流检测信号Si。电流检测信号Si是表示从电源部24经由第一传输线5流向补偿装置4的电流的值的信号。
此外，由于控制信号Sb和控制信号Sc被切换为相同的逻辑值，所以也可以不是单独的信号，而是共用化的一个信号。
另外，处理部20可以通过数字电路或模拟电路、或者它们的组合来实现。另外，如图1中虚线所示，处理部20也可以使用具有CPU31和RAM或者ROM等半导体存储器32的一个以上的微型计算机33来实现。在该情况下，处理部20的功能通过CPU31执行储存于非过渡性实体记录介质的程序来实现。在本例子中，上述半导体存储器32相当于储存有程序的非过渡性实体记录介质。通过执行该程序，来执行与程序对应的方法。另外，切换控制部25也可以与处理部20分立地设置。
[2.处理]
接下来，使用图2以及图3的流程图、和图4的时序图，对切换控制部25进行的处理进行说明。
以下，作为补偿装置4的模式，将切换部13为第一状态、并且PA11动作而LNA12停止动作的模式称为发送模式，将切换部13为第二状态、并且LNA12动作而PA11停止动作的模式称为接收模式。
另外，作为ECU3的模式，将切换部23为发送连接状态、并且PA21动作而LNA22停止动作的模式称为发送模式，将切换部23为接收连接状态、并且LNA22动作而PA21停止动作的模式称为接收模式。
[2－1.发送切换处理]
在处理部20从输入接收RF信号的接收动作状态切换到输出发送RF信号的发送动作状态的情况下，切换控制部25进行图2所示的发送切换处理。该发送切换处理在处理部20开始发送RF信号的输出之前实施。
如图2所示，切换控制部25若开始发送切换处理，则在S110中，将补偿装置4从接收模式切换为发送模式。具体而言，如图4中的时刻t1所示，切换控制部25将朝向补偿装置4的控制信号Sa从逻辑0切换为逻辑1。
切换控制部25在接下来的S120中，基于上述的电流检测信号Si，判定从电源部24流向补偿装置4的电流(即，补偿装置4的消耗电流)的值是否比规定值ith大。
如图4所示，若将补偿装置4的发送模式下的消耗电流值设为iT，将补偿装置4的接收模式下的消耗电流值设为iR，则将规定值ith设定为iR与iT之间的值。另外，一般而言，由于PA的消耗电流值比LNA大，所以iT比iR大。而且，LNA21的消耗电流值与PA11的消耗电流值之差以iR与iT之差表现。换句话说，切换控制部25在S120中，基于从电源部24流向补偿装置4的电流的值来判定补偿装置4是否从接收模式切换为发送模式。
切换控制部25若在上述S120中，判定为流向补偿装置4的电流的值比规定值ith大，则在接下来的S130中，将ECU3从接收模式切换为发送模式。具体而言，如图4中的时刻t2所示，切换控制部25将朝向切换部23的控制信号Sb、和朝向PA21以及LNA22的控制信号Sc从逻辑0切换为逻辑1。
之后，如图4的时刻t3所示，从处理部20向PA21输出发送RF信号。然后，被PA21放大的发送RF信号经由第一传输线5输入到补偿装置4，在被PA11放大之后，经由第二传输线6传输到天线2。
另外，切换控制部25在上述S120中判定为流向补偿装置4的电流的值未比规定值ith大的情况下，进入S123。切换控制部25在S123中，判定从在上述S110中实施补偿装置4的向发送模式的切换开始是否经过了规定时间，若未经过规定时间，则返回到S120。
另外，切换控制部25在上述S123中判定为经过了规定时间的情况下，即，在即使从实施补偿装置4的向发送模式的切换开始经过规定时间，也判定为电流的值未比规定值ith大的情况下，进入S125。然后，切换控制部25在S125中判定为补偿装置4发生了异常，之后，结束该发送切换处理，并且进行规定的故障防护处理。
[2－2.接收切换处理]
切换控制部25在处理部20从上述的发送动作状态切换为接收动作状态的情况下，进行图3所示的接收切换处理。如图4的时刻t4所示，若处理部20停止发送RF信号的输出，则切换控制部25开始图3的接收切换处理。
如图3所示，切换控制部25若开始接收切换处理，则在S210中，将ECU3从发送模式切换为接收模式。具体而言，如图4中的时刻t5所示，切换控制部25将朝向切换部23的控制信号Sb、和朝向PA21以及LNA22的控制信号Sc从逻辑1切换为逻辑0。
然后，切换控制部25在接下来的S220中，将补偿装置4从发送模式切换为接收模式。具体而言，如图4中的时刻t6所示，切换控制部25将朝向补偿装置4的控制信号Sa从逻辑1切换为逻辑0。
切换控制部25在接下来的S230中，基于上述的电流检测信号Si，判定从电源部24流向补偿装置4的电流的值是否比规定值ith小，在判定为电流的值比规定值ith小的情况下，结束该接收切换处理。
若ECU3和补偿装置4成为接收模式，则来自天线2的接收RF信号经由第二传输线6、补偿装置4的LNA12、第一传输线5、ECU3的LNA22，输入到处理部20。
另一方面，切换控制部25在上述S230中，判定为流向补偿装置4的电流的值未比规定值ith小的情况下，进入S233。切换控制部25在S233中，判定从在上述S220中实施补偿装置4的向接收模式的切换开始是否经过了规定时间，若未经过规定时间，则返回到S230。
另外，切换控制部25在上述S233中，判定为经过了规定时间的情况下，即，在即使从实施补偿装置4的向接收模式的切换开始经过规定时间，也判定为电流的值未比规定值ith小的情况下，进入S235。然后，切换控制部25在S235中判定为补偿装置4发生了异常，之后，结束该接收切换处理，并且进行规定的故障防护处理。
[3.效果]
根据以上详细叙述的实施方式，起到以下的效果。
(3－1)ECU3的切换控制部25在处理部20从接收动作状态切换为发送动作状态的情况下，通过图2的处理，将补偿装置4切换为发送模式，之后将ECU3切换为发送模式。因此，在补偿装置4的切换部13从第二状态切换为第一状态之后，ECU3的切换部23从接收连接状态切换为发送连接状态。
因此，在处理部20切换为发送动作状态的情况下，能够抑制从ECU3中的PA21输出的强电平的信号进入补偿装置4中的LNA12的信号输出端子12o而LNA12发生故障。
(3－2)切换控制部25在处理部20从发送动作状态切换为接收动作状态的情况下，通过图3的处理，在将ECU3切换为接收模式之后，将补偿装置4切换为接收模式。由此，在ECU3的切换部23从发送连接状态切换为接收连接状态之后，补偿装置4的切换部13从第一状态切换为第二状态。
因此，在处理部20切换为接收动作状态的情况下，也能够抑制从ECU3中的PA21输出的强电平的信号进入补偿装置4中的LNA12的信号输出端子12o而LNA12发生故障。
(3－3)补偿装置4的PA11在切换部13切换为发送用的第一状态的情况下动作，在切换部13切换为接收用的第二状态的情况下停止动作。相反，补偿装置4的LNA12在切换部13切换为第二状态的情况下动作，在切换部13切换为第一状态的情况下停止动作。因此，PA11和LNA12的每一个在必要的情况下动作，能够抑制补偿装置4的消耗电力。
(3－4)从ECU3的电源部24向补偿装置4供给工作用电力。因此，不需要在补偿装置4设置电源部24。由此，容易使补偿装置4小型化。
(3－5)切换控制部25在图2的处理中，在S110中将补偿装置4切换为发送模式，之后在S120中，判定从电源部24流向补偿装置4的电流的值是否比规定值ith大。而且，切换控制部25若判定为流向补偿装置4的电流的值比规定值ith大，则在S130中，将ECU3切换为发送模式。因此，能够在确认补偿装置4切换为发送模式之后，将ECU3切换为发送模式。
(3－6)切换控制部25在图3的处理中，在S220中将补偿装置4从发送模式切换为接收模式，之后在S230中，判定从电源部24流向补偿装置4的电流的值是否比规定值ith小。而且，切换控制部25在通过S230以及S233判定为即使从实施补偿装置4的向接收模式的切换开始经过规定时间，流向补偿装置4的电流的值也未比规定值ith小的情况下，判定为补偿装置4发生了异常。因此，能够检测出补偿装置4的异常并进行故障防护。
此外，在图3中的S230的判定中使用的规定值ith相当于规定值。另外，在图3中的S230的判定中使用的规定值ith、和在图2中的S120的判定中使用的规定值ith只要是上述的iR与iT之间的值，则也可以设定为不同的值。
另外，PA11、21和LNA12、22的输出电平或者增益例如也可以由处理部20来控制。
另外，在本实施方式中，PA21相当于第一发送放大器，LNA22相当于第一接收放大器，切换部23相当于第一切换部。而且，PA11相当于第二发送放大器，LNA12相当于第二接收放大器，切换部13相当于第二切换部。
[4.其它实施方式]
以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述的实施方式，能够进行各种变形来实施。
例如，天线2和补偿装置4也可以构成为一个天线模块。在该情况下，在天线模块内，连接天线2与切换部13的第二开关13b的传输线6相当于第二传输线。
另外，也可以通过多个构成要素来实现上述实施方式中的一个构成要素所具有的多个功能、或者通过多个构成要素来实现一个构成要素所具有的一个功能。另外，也可以通过一个构成要素来实现多个构成要素所具有的多个功能、或者通过一个构成要素来实现由多个构成要素实现的一个功能。另外，也可以省略上述实施方式的结构的一部分。
另外，除上述的通信装置1外，也能够以将该通信装置1作为构成要素的系统、用于使计算机作为该通信装置1中的ECU3发挥作用的程序、记录有该程序的半导体存储器等非过渡性实体记录介质、通信装置中的连接切换方法等各种方式来实现本公开。
