(57)【要約】【課題】複数の送信系を共用できる方向性結合器を備えた通信モジュールを提供する。【解決手段】送信回路１２の出力側には、相異なる周波数帯の送信信号を増幅する３つの電力増幅器１４ａ〜１４ｃが配されている。スイッチ１８は、電力増幅器１４ａ〜１４ｃのうちの１つとの接続するように切り替える。スイッチ１８から送信用アンテナ２０に至る線路の途中には送信信号と結合する１個の方向性結合器２２が配されている。方向性結合器２２からの出力は電力検波回路２６により検波される。【選択図】図２
2010252135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる周波数帯の送信信号を増幅する複数の電力増幅器と、
前記複数の電力増幅器の出力を選択的に切り換える切換器と、
前記切換器から送信用アンテナに至る線路の途中に配置され、増幅された送信信号に対応する信号を出力をするための方向性結合器と、
前記方向性結合器から出力される信号を検波する検波回路と
を備えることを特徴とする通信モジュール。
【請求項２】
前記方向性結合器と前記検波回路との間に、前記切換器の接続先の電力増幅器が増幅する送信信号の周波数帯に応じて、前記方向性結合器から出力される信号を変更させる変更器を備え、
前記検波回路は、前記変更器により変更された信号を検波する
ことを特徴とする請求項１記載の通信モジュール。
【請求項３】
前記変更器が、
前記方向性結合器から出力される信号を減衰させる可変減衰器であり、
前記検波回路は、前記可変減衰器により減衰された信号を検波することを特徴とする請求項２に記載の通信モジュール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の通信モジュールを備えることを特徴とする通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機などの通信端末に搭載される通信モジュール及び通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機の通信モジュールの一般的な構成では、送信系を担う高周波送信回路、高周波送信回路から出力された送信信号を増幅する電力増幅器、電力増幅器の出力側に配された方向性結合器、電力検波回路を備えている。
方向性結合器は送信信号に対応する信号を出力し、電力検波回路は出力された信号を検波する。検波結果は、送信系の送信信号の出力制御（高周波送信の送信電力制御や電力増幅器の増幅率制御）などに利用されることとなる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の図１では、２つの周波数帯に応じて２個のCoupler（方向性結合器）が配されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2003-008470号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、携帯電話機においては、複数の周波数帯への対応（マルチバンド化）が進む傾向にある。このため、対応する周波数帯の応じて個数分の方向性結合器を配置すると、部品点数の増加によるコスト高や、実装面積が増加して小型化や軽量化を妨げるような問題が顕著化することが考えられる。
本発明は、このような背景の下になされたものであって、携帯電話機などの通信端末に搭載される通信モジュールにおいて、マルチバンド化に伴う方向性結合器の個数の増加を抑制できる通信モジュール及びこのような通信モジュールを備えた通信端末を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る通信モジュールは、それぞれ異なる周波数帯の送信信号を増幅する複数の電力増幅器と、前記複数の電力増幅器の出力を選択的に切り換える切換器と、前記切換器から送信用アンテナに至る線路の途中に配置され、増幅された送信信号に対応する信号を出力をするための方向性結合器と、前記方向性結合器から出力される信号を検波する検波回路とを備えることを特徴としている。
【０００７】
また、前記方向性結合器と前記検波回路との間に、前記切換器の接続先の電力増幅器が増幅する送信信号の周波数帯に応じて、前記方向性結合器から出力される信号を変更させる変更器を備え、前記検波回路は、前記変更器により変更された信号を検波するとしても構わない。
また、前記変更器が、前記方向性結合器から出力される信号を減衰させる可変減衰器であり、前記検波回路は、前記可変減衰器により減衰された信号を検波するとしても構わない。
【０００８】
また、本発明に係る通信端末は、上記通信モジュールを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、携帯電話機などの通信端末に搭載される通信モジュール及びこのような通信モジュールを備えた通信端末において、マルチバンド化に伴う方向性結合器の個数の増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】携帯電話機１を示す図である。
【図２】通信モジュールを示す図である。
【図３】通信モジュールの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について通信端末として携帯電話機を例に挙げて説明する。
図１は、携帯電話機１を示す図である。
図１に示すように、携帯電話機１は、ディスプレイ２、一般的な折りたたみ式の筐体４、ダイヤルキーやカーソルキーを含む操作キー部６を備える。筐体４内部には、通信モジュール（高周波モジュール）が配されている。
【００１２】
通信モジュールについて図２を用いて説明する。
図２に示すように、通信モジュールは、送信回路１２、電力増幅器１４ａ〜１４ｃ、デュプレクサ１６ａ〜１６ｃ、スイッチ１８、アンテナ２０、方向性結合器（directional coupler）２２、電力検波回路２６、可変減衰器２４を備える。
電力増幅器１４ａ〜１４ｃはそれぞれ１．９ＧＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、８００ＭＨｚ帯の送信信号を電力増幅する。
【００１３】
デュプレクサ１６ａ〜１６ｃは、アンテナ２０への送信信号（ＴＸ）とアンテナ２０からの受信信号（ＲＸ）とを分離する。デュプレクサ１６ａ〜１６ｃにより、アンテナ２０を送信用および受信用として共用することができる。
スイッチ１８は、（１）デュプレクサ１６ａ、電力増幅器１４ａへの系統、（２）デュプレクサ１６ｂ、電力増幅器１４ｂへの系統、（３）デュプレクサ１６ｃ、電力増幅器１４ｃへの系統、この３つの系統への接続を送受信すべき周波数帯に応じて択一的に切り換える。
【００１４】
方向性結合器２２は、スイッチ１８からアンテナ２０に至る線路の途中に配置されており、線路を流れる信号と結合する。方向性結合器２２はＰ１からＰ４までのポートを備えており、動作する周波数範囲は、例えば４００ＭＨｚ〜５GＨｚ、結合度は、例えば２０±５ｄＢである。
方向性結合器２２は、特に、Ｐ２からＰ１へと流れる送信信号に対応して、順方向のＰ４から進行波として信号を出力する。なお、逆方向のＰ３からの信号の出力（反射波出力）はターミナル２３で終端する。
【００１５】
可変減衰器２４は、送信回路１２から送信回路１２が送信中の周波数帯を示す信号が入力されており、送信中の周波数帯に応じて減衰率を可変させる（コントロールする）。特に、３つの周波数帯が大きく異なると、方向性結合器２２の結合度が周波数帯によって大きく変化する。上記のように、可変減衰器２４の減衰率を周波数帯に応じて可変することで、方向性結合器２２からの信号の出力を調整し、電力検波回路２６が正常に検波できる範囲内に収めることができる。
【００１６】
電力検波回路２６は、可変減衰器２４を経た方向性結合器２２の出力を検波する。検波した出力は、送信回路１２の送信電力の制御（電力増幅器１４ａ〜１４ｃの増幅率の制御でもよい。）などに利用される。
次に、通信モジュールの信号の流れを８００ＭＨｚ帯の信号を用いる場合を例に挙げて、送信系、受信系の順に説明する。
【００１７】
まず、送信系では、送信回路１２から出力された８００ＭＨｚ帯の送信信号は電力増幅器１４ｂに入力される。電力増幅器１４ｂは、入力された送信信号を電力増幅し、増幅された送信信号は、デュプレクサ１６ｂ、スイッチ１８を通ってアンテナ２０から送信される。
この送信を行っている間、方向性結合器２２は、Ｐ２からＰ１へと流れる送信信号を取り出して、Ｐ４から進行波として出力する。Ｐ４から出力された進行波は、可変減衰器２４により減衰された後に、電力検波回路２６により検波される。上述のように電力検波回路２６による検波結果は送信回路１２の増幅率の制御に利用されることとなる。
【００１８】
なお、電力検波回路２６による検波結果は、送信回路１２の増幅率の制御に利用されることに代えて、又は、送信回路１２の増幅率の制御に利用されると共に、電力増幅器１４ａ，１４ｂ，１４ｃの増幅率の制御に利用されるとしてもよい。
一方、受信系については、アンテナ２０が受信した受信信号は、スイッチ１８、デュプレクサ１６ｂを通って受信回路へと入力され、受信回路において信号処理されることとなる。
【００１９】
以上、説明したように、方向性結合器２２は、スイッチ１８からアンテナ２０に流れる送信信号に対応する信号を電力検波回路２６側へと出力する。スイッチ１８の接続先を切り換えることにより、１つの方向性結合器２２は、３つの電力増幅器１４ａ〜１４ｃから出力される送信信号に対応する信号を電力検波回路２４側へと出力できる。
このように、１個の方向性結合器２２により、３つの電力増幅器１４ａ〜１４ｃの送信信号に応じた出力ができ、検波に用いることができる。従って、３バンド化に伴う方向性結合器の個数の増加を抑えられる。
【００２０】
また、本実施の形態に係る通信モジュールによれば、切換器から送信用アンテナに至る線路の途中に配置され方向性結合器は、切換器の接続先の電力増幅器により増幅された送信される送信信号に対応する信号を出力する。切換器の接続先を切り換えることにより、上記方向性結合器は、異なる電力増幅器の（異なる周波数帯の）送信信号に対応する信号を出力することができる。すなわち、１個の方向性結合器を利用して複数の周波数帯の送信信号の検波を行うことができる。これにより、マルチバンド化に伴う方向性結合器の個数の増加を抑えることができ、コスト削減、実装面積の削除を図ることができる。
【００２１】
（変形例）
本発明は、図２を用いて説明した通信モジュールに限らず、図３に示すような通信モジュールの構成も考えられる。以下、実施の形態に係る変形例として説明する。
図３の通信モジュールは、基本的には図２に示した通信モジュールと同様であるが、デュプレクサ１６ａ〜１６ｃが無い点、および、スイッチ１９が、電力増幅器１４ａ〜１４ｃを含む３つの送信系統および３つの受信系統の合わせて６系統を切り換える点が異なっている。
【００２２】
図３の通信モジュールの動作は、基本的には図２で説明したものと同じ動作であるが、異なる点を中心に送信系、受信系の順に簡単に説明する。
まず、送信系では、スイッチ１９は例えば電力増幅器１４ｂとの接続に切り替えられ、送信回路１２から出力された送信信号は、電力増幅器１４ｂ、スイッチ１９を通ってアンテナ２０から送信される。
【００２３】
この送信を行っている間、方向性結合器２２のＰ４から出力された進行波は、可変減衰器２４により減衰された後に、電力検波回路により検波され、この検波結果は送信回路１２の増幅率の制御などに利用されることとなる。
次に、受信系では、スイッチ１９は３つの受信回路のいずれかとの接続に切り替えられ、アンテナ２０が受信した受信信号は、スイッチ１９を通って接続先の受信回路へと入力されることとなる。
【００２４】
図３のように、デュプレクサを備えない簡易な通信モジュールにおいても、方向性結合器２２により３つの電力増幅器１４ａ〜１４ｃの送信信号に応じた出力を行うことができ、検波に用いることができる。
（補足）
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の内容に限定されず、本発明の目的とそれに関連又は付随する目的を達成するための各種形態においても実施可能であり、例えば、以下であっても構わない。
（１）図２，図３で示した通信モジュールの構成はあくまでも一例であり、例えば、整合回路、周波数帯を分けるためのフィルタやノイズフィルタなどを各種回路部品を用いて構成するようにしても構わない。
（２）実施の形態では、３つの異なる周波数帯の送信信号の送信電力のモニターを、１個の方向性結合器２２により行うとして説明したが、１個の方向性結合器により２つの異なる周波数帯の送信信号をモニターするようにしてもよい。要するに、１個の方向性結合器により複数（２以上）の周波数帯の送信電力をモニターを行わせるようにしてもよい。
（３）実施の形態では、電力増幅器１４ａ〜１４ｃがそれぞれ電力増幅する周波数帯の値や、方向性結合器２２の仕様を具体的に説明したが、これらに限られない。
（４）実施の形態では、方向性結合器２２は、３つの周波数帯の全てを、動作する周波数範囲に含んでいるとして説明した。このように方向性結合器２２の動作する周波数範囲内に３つの周波数帯を収めると高い結合度で効率よく検波できる。
【００２５】
もっとも、方向性結合器２２が動作する周波数範囲から多少外れた周波数帯が存在していても構わない。動作範囲から外れる周波数帯があれば、各周波数帯の結合度のバラツキは特に大きくなる。これに対しては、例えば、予め実験などにより各周波数帯の結合度を測定しておき、測定結果に基づいて、各周波数帯ごとの可変減衰器２４の減衰率を適宜調整することにより、支障なく検波に用いることができる。
（５）実施の形態では、通信端末として携帯電話機を例に挙げて説明したが、ＰＤＡ（Personal Data Assistance）などのモバイル端末や、その他各種通信端末に適用することができる。
（６）また、実施の形態では、方向性結合器２２からの出力が可変減衰器２４に入力するとしたが、本発明では、方向性結合器２２からの出力が入力する先としては、可変減衰器に限定されるものではなく、例えば、方向性結合器２２からの出力を増幅する可変増幅器であったり、この出力を変更する、すなわち、方向性結合器２２からの出力に対して、制御されることにより減衰と増幅を切り替える、可変変更器であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る通信モジュールは、方向性結合器の個数の増加を抑えつつマルチバンド化に対応でき有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１  携帯電話機
１２  送信回路
１４ａ〜１４ｃ  電力増幅器
１６ａ〜１６ｃ  デュプレクサ
１８，１９  スイッチ（切換器）
２０  アンテナ
２２  方向性結合器
２４  可変減衰器
２６  電力検波回路
【図１】
2010252135.tif 000003
【図２】
2010252135.tif 000004
【図３】
2010252135.tif 000005