(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常送受信モードと歪補正モードとを有する無線通信装置であって、
送信ベースバンド信号から無線送信処理によって高周波信号を生成する送信処理回路、及び、前記高周波信号を増幅する電力増幅器を含む送信回路と、
前記電力増幅器により増幅された前記高周波信号を送信する送信アンテナと、
前記送信アンテナにより送信された前記高周波信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにより受信された前記高周波信号を増幅する低雑音増幅器、及び、前記低雑音増幅器により増幅された前記高周波信号を復調して受信ベースバンド信号を生成する受信処理回路を含む受信回路と、
前記送信ベースバンド信号及び前記受信ベースバンド信号を用いて、歪成分を検出する歪検出手段と、
前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の結合量を調整する調整手段と、
前記通常送受信モードと前記歪補正モードとで、前記結合量を切り替える制御手段と、
を具備する無線通信装置。
【請求項２】
前記電力増幅器及び前記低雑音増幅器のうち、少なくとも一方の利得を制御する利得制御手段、を更に具備し、
前記制御手段は、
前記利得制御手段により設定された前記利得に基づいて、前記送信アンテナから前記受信アンテナへの折り返し信号の強度が、前記受信回路を歪ませないレベルとなるように、前記結合量を制御する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間にはＧＮＤが配置され、
前記調整手段は、
無給電素子と、
前記ＧＮＤと前記無給電素子との間に配置されたスイッチと、を具備する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間にはＧＮＤが配置され、
前記調整手段は、
無給電素子と、
前記ＧＮＤと前記無給電素子との間に配置された可変容量と、を具備する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記送信アンテナの電界面と前記受信アンテナの電界面とを対向して配置する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記送信回路、前記受信回路、及び、前記スイッチが、ＭＭＩＣによって構成される、
請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記送信アンテナは、
複数のアンテナ素子で構成され、
前記調整手段は、
複数の移相器で構成され、前記複数の移相器のそれぞれは、前記複数のアンテナ素子と前記電力増幅器との間にそれぞれ設けられ、
前記制御手段は、前記複数の移相器の位相を調整することによって、前記結合量を制御する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項８】
通常送受信モードと歪補正モードとを有する無線通信装置に適用される無線通信方法であって、
送信ベースバンド信号から無線送信処理によって高周波信号を生成し、
前記高周波信号を増幅して送信信号を生成し、
前記送信信号を送信し、
前記送信信号を受信して受信信号を出力し、
前記受信信号を増幅し、
増幅された前記受信信号を復調して受信ベースバンド信号を生成し、
前記送信ベースバンド信号及び前記受信ベースバンド信号を用いて、歪成分を検出し、
送信アンテナと受信アンテナとの間の結合量を調整し、
前記通常送受信モードと前記歪補正モードとで、前記結合量を切り替える、
無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に情報端末を含む無線通信装置において自身の回路が持つ周波数特性、又は、非線形特性に起因する歪成分を補正する技術に関し、特に、ミリ波帯における無線通信装置及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ミリ波帯を用いた無線通信分野におけるＲＦ（Radio Frequency）回路のＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit）化が進められている。しかし、ミリ波帯のような超高周波数帯では、デバイス能力が劣るため、周波数特性、線形性の少なくとも１つ以上を含む回路特性を良好とするために電流を多く流す必要があり、消費電力の増大に繋がる傾向にある。
【０００３】
一方、ミリ波帯のＲＦ回路を小型の携帯型情報端末に搭載する動きもある。そのため、ミリ波ＲＦ回路の低消費電力化が求められているが、低消費電力化すると、上述したような回路の周波数特性、線形性の少なくとも１つ以上が劣化する。そのため、良好な通信を確保するためには、周波数特性或いは非線形性に起因する歪成分を補正するための歪補正技術が必要となる。
【０００４】
歪補正技術の方法としては、例えば、自身の送信回路の最終段に方向性結合器（Coupler）を設けて、送信信号を取り出し、取り出した送信信号と、実際に受信した受信信号とを切り替えられるよう、受信系の初段にスイッチを設けた構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１は、特許文献１に記載された従来の無線装置の概略構成図である。この無線装置は、変調方式Ａと変調方式Ｂとが実装された複数の周波数帯域及び複数の変調方式に対応したマルチバンド、マルチモードの送受信機である。変調方式Ａの送信系の一つと、変調方式Ｂの受信系の一つを用いて説明している。
【０００６】
無線装置１０において、送信系は、入力信号とフィードバックされた信号とを比較して歪みを補償するプリディストーション部１１、デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ：Digital to Analog）変換器１２、Ｄ／Ａ変換器１２により生成した周波数成分の低い信号を高周波信号に変換する変調部１３、高周波信号を所望の電力レベルまで増幅する電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）１４、及び、増幅した信号の一部を取り出す方向性結合器（ＣＵＰ：Coupler）１５を含む構成である。
【０００７】
また、無線装置１０において、受信系は、通過する信号を切り替える切替器（ＳＷ：Switch）１６、雑音指数の小さい増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）１７、伝送された信号から元の信号を復調する復調部１８、及び、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ：Analog to Digital）変換器１９を含む構成である。
【０００８】
以上のように構成された無線装置１０の動作について、以下説明する。送信系において、変調部１３により変調された信号はＰＡ１４を通った後、入力された信号の歪みを補償するために、ＣＵＰ１５により、受信系にフィードバックさせる信号とそのまま送信する信号とに分配される。
【０００９】
ＣＵＰ１５から歪補償用に分配された信号は、受信系のＳＷ１６を介して、ＬＮＡ１７に出力された後、復調部１８により復調される。復調された受信信号には歪成分が含まれ
るため、プリディストーション部１１は、この受信信号と元の送信信号とを比較し、発生した歪成分を抽出して、抽出した歪成分を入力された送信信号に加算して歪を補償する。これにより、歪成分を除去した高精度な通信が可能となる。
【００１０】
このように、特許文献１のような無線装置構成を用いることによって、送信系の歪成分を、受信系を通したフィードバックにより抽出し、抽出した歪成分を元信号に加算することによって歪が補償できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−０５５３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、ミリ波帯では、ＰＡ１４出力後にＣＵＰ１５を用いることによって損失が発生するため、アンテナ端での出力電力レベルが低下するという課題がある。また、受信系ではＬＮＡ１７の前段にＳＷ１６を設けることによって、ここでも損失が発生するため、受信系のトータルＮＦ（Noise Figure）を劣化させるという課題がある。
【００１３】
更に、ミリ波を用いて近距離通信（例えば１ｃｍ〜１ｍを想定）を行うには、受信電力のダイナミックレンジが約４０ｄＢと大きいため、各回路での利得切替を含む対応が必要となる場合がある。しかし、特許文献１の方法では、送信信号を受信系に折り返す場合に、ある一定のレベルにおいて折り返す必要があるため、各々の受信電力に合わせた歪補償が困難になるという課題がある。
【００１４】
本発明の目的は、通常送受信モードと歪補正モードとを有する無線通信装置において、通常送受信モードでは回路特性に影響を与えることなく良好に通信し、歪補正モードにおいて送信信号を受信系に折り返して、回路の狭帯域性或いは非線形性に起因した歪成分を抽出し、歪を補正できる無線通信装置及び無線通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の無線通信装置は、通常送受信モードと歪補正モードとを有する無線通信装置であって、送信ベースバンド信号から無線送信処理によって高周波信号を生成する送信処理回路、及び、前記高周波信号を増幅する電力増幅器を含む送信回路と、前記電力増幅器により増幅された前記高周波信号を送信する送信アンテナと、前記送信アンテナにより送信された前記高周波信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナにより受信された前記高周波信号を増幅する低雑音増幅器、及び、前記低雑音増幅器により増幅された前記高周波信号を復調して受信ベースバンド信号を生成する受信処理回路を含む受信回路と、前記送信ベースバンド信号及び前記受信ベースバンド信号を用いて、歪成分を検出する歪検出手段と、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の結合量を調整する調整手段と、前記通常送受信モードと前記歪補正モードとによって、前記結合量を切り替える制御手段と、を具備する。
【００１６】
この構成によれば、通常送受信モードでは回路特性に影響を与えることなく良好に通信し、歪補正モードにおいて送信信号を受信系に折り返して、回路の狭帯域性或いは非線形性に起因した歪成分を抽出し、歪を補正できる。
【００１７】
本発明の無線通信装置は、前記電力増幅器及び前記低雑音増幅器のうち、少なくとも一方の利得を制御する利得制御手段、を更に具備し、前記制御手段は、前記利得制御手段により設定された前記利得に基づいて、前記送信アンテナから前記受信アンテナへの折り返
し信号の強度が、前記受信回路を歪ませないレベルとなるように、前記結合量を制御する。
【００１８】
この構成によれば、送信アンテナから受信アンテナへの折り返し信号の強度を調整できるので、電力増幅器或いは低雑音増幅器の特性が変化した状態でも、受信回路に対して所望の受信電力が入力されるように調整できる。
【００１９】
本発明の無線通信装置は、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間にはＧＮＤが配置され、前記調整手段は、無給電素子と、前記ＧＮＤと前記無給電素子との間に配置されたスイッチと、を具備する。
【００２０】
この構成によれば、送受信アンテナ間に無給電素子及びスイッチを配置する簡単な構成により、歪補正モードでは送信信号を受信系に折り返すことができ、通常送受信モードでは回路特性へ影響を与えることなく良好に通信できる。
【００２１】
本発明の無線通信装置は、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間にはＧＮＤが配置され、前記結合量調整手段は、無給電素子と、前記ＧＮＤと前記無給電素子との間に配置された可変容量と、を具備する。
【００２２】
この構成によれば、送受信アンテナ間に無給電素子及び可変容量を配置する簡単な構成により、歪補正モードでは送信信号を受信系に受信電力に合わせて折り返すことができ、通常送受信モードでは回路特性へ影響を与えることなく、良好に通信できる。
【００２３】
本発明の無線通信装置は、前記送信アンテナの電界面と前記受信アンテナの電界面とを対向して配置する。
【００２４】
この構成によれば、送受信アンテナの電界面を対向することにより、無給電素子を介して送受信アンテナを電磁界結合できるため、送信信号を受信系に折り返すことができる。
【００２５】
本発明の無線通信装置は、前記送信回路、前記受信回路、及び、前記スイッチが、ＭＭＩＣによって構成される。
【００２６】
この構成によれば、ＭＭＩＣをアンテナ基板に実装することによって結合量調整回路を形成できるため、安価に無線通信装置を提供できる。
【００２７】
本発明の無線通信装置は、前記送信アンテナは、複数のアンテナ素子を用いて構成され、前記調整手段は、複数の移相器を用いて構成され、前記複数の移相器のそれぞれは、前記複数のアンテナ素子と前記電力増幅器との間にそれぞれ設けられ、前記制御手段は、前記複数の移相器の位相を調整することにより、前記結合量を制御する。
【００２８】
この構成によれば、送信アンテナの指向性を、移相器を用いて可変とすることによって送信アンテナから受信アンテナへの折り返し信号の強度を切り替えることができるため、歪補正モードによって送信アンテナから受信アンテナへと信号を折り返すことができ、通常送受信モードによって回路特性へ与える影響がなく、良好に通信できる。
【００２９】
本発明の無線通信方法は、通常送受信モードと歪補正モードとを有する無線通信装置に適用される無線通信方法であって、送信ベースバンド信号から無線送信処理によって高周波信号を生成し、前記高周波信号を増幅して送信信号を生成し、前記送信信号を送信し、前記送信信号を受信して受信信号を出力し、前記受信信号を増幅し、増幅された前記受信信号を復調して受信ベースバンド信号を生成し、前記送信ベースバンド信号及び前記受信
ベースバンド信号を用いて、歪成分を検出し、送信アンテナと受信アンテナとの間の結合量を調整し、前記通常送受信モードと前記歪補正モードとによって、前記結合量を切り替える。
【００３０】
この方法によれば、通常送受信モードによって回路特性に影響を与えることなく良好に通信し、歪補正モードによって送信信号を受信系に折り返して、回路の狭帯域性或いは非線形性に起因した歪成分を抽出し、歪を補正できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、通常送受信モード及び歪補正モードを有する無線通信装置において、通常送受信モードによって回路特性に影響を与えることなく良好に通信し、歪補正モードによって送信信号を受信系に折り返して回路の狭帯域性或いは非線形性に起因した歪成分を抽出し、歪を補正できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の無線通信装置の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１に係る無線通信装置において、送受信アンテナ間の相互結合量の調整に関わる概略構成図
【図４】実施の形態１に係る無線通信装置の結合量調整の制御方法の一例を示す図
【図５】実施の形態１に係る無線通信装置において、送受信アンテナ間の相互結合量の調整に関わる別の概略構成図
【図６】実施の形態１に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図
【図７】実施の形態１に係る無線通信装置において、送受信アンテナ間の相互結合量の調整に関わる別の概略構成図
【図８】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図
【図１０】実施の形態３に係るインピーダンス調整回路の内部構成の一例を示す図
【図１１】実施の形態３に係る無線通信装置の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
【００３４】
（実施の形態１）
図２は、本実施の形態に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る無線通信装置１００は、通常送受信モードと歪補正モードとを有する。
【００３５】
ベースバンド（ＢＢ：Baseband）処理部１１０は、送信ベースバンド信号を生成し、生成した送信ベースバンド信号を送信回路１２０に出力する。また、ベースバンド処理部１１０は、後述のデジタル領域の受信ベースバンド信号の受信電力を算出し、算出した受信電力を利得制御部１６０に出力する。
【００３６】
送信回路１２０は、無線送信処理部１２１及び電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）１２２を有する。
【００３７】
無線送信処理部１２１は、送信ベースバンド信号に、Ｄ／Ａ（Digital to Analog Converter）変換、変調、アップコンバートのうち、少なくとも１つ以上を含む無線送信処理を施し、高周波信号に変換する。
【００３８】
ＰＡ１２２は、高周波信号を増幅する。
【００３９】
送信アンテナ（Ｔｘ＿ＡＮＴ）１３０は、ＰＡ１２２により増幅された高周波信号を送信する。
【００４０】
受信アンテナ（Ｒｘ＿ＡＮＴ）１４０は、送信アンテナ１３０から送信され、無線伝搬路を経由して到着した高周波信号を受信する。
【００４１】
受信回路１５０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１５１及び無線受信処理部１５２を有する。
【００４２】
ＬＮＡ１５１は、受信アンテナ１３０により受信した高周波信号を増幅する。
【００４３】
無線受信処理部１５２は、ＬＮＡ１５１により増幅された高周波信号に、復調、ダウンコンバート、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換のうち、少なくとも１つ以上を含む無線受信処理を施し、受信ベースバンド信号に変換する。
【００４４】
歪検出部１１１は、受信ベースバンド信号の歪み成分を検出する。歪み成分の検出方法としては、例えば、送信ベースバンド信号と受信ベースバンド信号とを比較し、差分を歪み成分として検出する。なお、受信ベースバンド信号の歪み成分の検出方法は、これに限定されず、例えば、ＡＣＬＲ（Adjacent Channel Leakage Power：隣接チャネル漏洩電力比）を含む歪み成分として検出するようにしてもよい。また、図２では、歪検出部１１１が、ベースバンド処理部１１０の内部にある構成例を示しているが、歪検出部１１１がベースバンド処理部１１０の外部に設けられていてもよい。
【００４５】
更に、歪検出部１１１は、検出した歪み成分に応じた補正量を送信ベースバンド信号に加算して、歪みを補償する。
【００４６】
利得制御部１６０は、受信ベースバンド信号の受信電力に基づいて、ＰＡ１２２及びＬＮＡ１５１の利得モードを制御する。具体的には、利得制御部１６０は、ＬＮＡ１５１又は無線受信処理部１５２の線形性が保たれるように、ＰＡ１２２及びＬＮＡ１５１の利得モードを、高利得モード又は低利得モードのいずれか一方に制御する。なお、利得制御部１６０は、制御後のＰＡ１２２及びＬＮＡ１５１の利得モードの情報を結合量制御部１７０に出力する。
【００４７】
結合量制御部１７０は、通常送受信モードと歪補正モードとのいずれかによって、結合量調整回路１８０の結合量を切り替える。例えば、結合量制御部１７０は、通常送受信モード又は歪補正モードのどちらであるかを指示する動作モード信号（図示せぬ）を入力とし、入力した動作モード信号に応じて、結合量調整回路１８０の結合量を切り替える。
【００４８】
更に、歪補正モードでは、結合量制御部１７０は、ＰＡ１２２及びＬＮＡ１５１の利得モードに基づいて、結合量調整回路１８０の結合量を制御する。具体的には、結合量制御部１７０は、ＰＡ１２２及びＬＮＡ１５１の利得モードに基づいて、結合量調整回路１８０の結合量を決定する。そして、結合量制御部１７０は、決定した結合量（ターゲット結合量）を示す制御信号を生成し、生成した制御信号を結合量調整回路１８０に出力する。ターゲット結合量の決定方法については、後述する。
【００４９】
結合量調整回路１８０は、結合量制御部１７０から出力される制御信号に基づいて、送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との間の結合量を調整する。結合量調整回路１８０における結合量の調整方法については、後述する。
【００５０】
ＧＮＤ１９０は、結合量調整回路１８０に接続されているグランド（Ground：ＧＮＤ）であり、ＧＮＤ１９０は、送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との間に配置されている。
【００５１】
以上のように構成された無線通信装置１００において、送信回路１２０（無線送信処理部１２１及びＰＡ１２２）及び送信アンテナ１３０により送信系が構成され、受信アンテナ１４０及び受信回路１５０（ＬＮＡ１５１及び無線受信処理部１５２）により受信系が構成される。
【００５２】
次に、本実施の形態に係る無線通信装置１００の動作について説明する。
【００５３】
送信系では、ベースバンド処理部１１０により生成された送信ベースバンド信号は、無線送信処理部１２１により、デジタル領域からアナログ領域の信号に変換された後、高周波信号に変換される。そして、変換された高周波信号は、ＰＡ１２２により増幅された後、送信アンテナ１３０から放射される。
【００５４】
一方、受信系では、受信アンテナ１４０により受信された高周波信号は、ＬＮＡ１５１により増幅され、増幅後の高周波信号は、無線受信処理部１５２において、ダウンコンバータされ、その後、アナログ領域からデジタル領域の受信ベースバンド信号に変換される。そして、変換された受信ベースバンド信号は、ベースバンド処理部１１０において信号処理される。
【００５５】
ここで、一般的には、各回路は周波数特性及び非線形特性を有する。そのため、信号を通過させると信号歪が発生する。受信ベースバンド信号には、送信系及び受信系の各回路により発生する歪成分が含まれてしまい、そのままでは無線通信装置１００としての性能が劣化してしまう。
【００５６】
そこで、無線通信装置１００に、これらの性能劣化を補正するために、受信ベースバンド信号と元の送信ベースバンド信号とを比較して、歪成分を検出する歪検出部１１１を設け、歪検出部１１１は、抽出した歪成分を送信ベースバンド信号に加算して歪を補償する。
【００５７】
このように、無線通信装置１００は、送信系から受信系に高周波信号を折り返し、折り返された高周波信号に対する受信ベースバンド信号と送信ベースバンド信号とを比較することにより、歪成分を検出している。
【００５８】
なお、ミリ波帯を用いた近距離通信において、通信距離が１ｃｍから１ｍまで変化すると、そのままでは受信電力のダイナミックレンジが４０ｄＢあるため、ＬＮＡ１５１、或いは、無線受信処理部１５２に含まれる復調回路の線形性が足りず、信号が歪んでしまうことが予想される。受信電力が十分大きいと判断された場合には、利得制御部１６０は、ＰＡ１２２又はＬＮＡ１５１の利得を下げるように制御する。このようにして、ＬＮＡ１５１又は無線受信処理部１５２の線形性が保たれるよう制御される。
【００５９】
次に、自身の回路が有する歪成分を抽出するための、送信系から受信系への信号の折り返し方法について説明する。本方法は、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式において有効である。
【００６０】
通常送受信モードにおいて、例えば、送信時は受信系の電源を落とし、受信時は送信系の電源を落とすことによって、送受信間干渉を含む影響をなくすことができる。逆に、歪
補正モードにおける、データを送受信していない期間（例えば送信データのプリアンブル期間）において、送受信系を同時にＯＮする。これにより、通常送受信モードにおいて必要となる送信系及び受信系に対し、信号折り返し用の付加回路を設けることなく、送信アンテナ１３０から放射された信号を受信アンテナ１４０により受信し復調し、歪検出部１１１は、得られた受信ベースバンド信号を用いて歪成分を検出できる。
【００６１】
本実施の形態では、結合量制御部１７０によって、送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との間の結合量は、受信した高周波変調信号がＬＮＡ１５１又は無線受信処理部１５２において歪まないレベルとなるように調整される。
【００６２】
ここで、例えばミリ波帯を用いた近距離通信では、空間での伝播損失が大きいため、無線通信装置１００が、通信距離１ｃｍ〜１ｍまでをカバーしようとすると、受信系として４０ｄＢのダイナミックレンジが必要となる。よって、ＰＡ１２２又はＬＮＡ１５１が、高利得の状態において通信距離が近づくと、受信電力が大きくなり、ＬＮＡ１５１又は無線受信処理部１５２において信号の歪みが発生する。そのため、通信距離が十分に近い場合には、ＬＮＡ１５１を低利得モード（Ｌｏｗ）によって動作させてＬＮＡ１５１の利得を小さくする制御、または、ＰＡ１２２の送信電力を小さくする制御が必要となる場合がある。
【００６３】
なお、ＰＡ１２２又はＬＮＡ１５１を低利得モード（Ｌｏｗ）によって動作させたり、ＰＡ１２２の送信電力を小さくしたりすると、回路の特性自体が変わり、回路により発生する歪成分も変化する。そのため、回路の歪補正を行うには、ＰＡ１２２又はＬＮＡ１５１が高利得モード（Ｈｉｇｈ）、低利得モード（Ｌｏｗ）のそれぞれにおいて評価する必要がある。
【００６４】
一方、送信アンテナ１３０から放射した信号を受信アンテナ１４０によって受信する場合、受信電力は送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との間の相互結合によって決まる。ここで、相互結合量は、一般には、アンテナ形状が固定であれば一定となる。また、低利得モードにおいて送信アンテナ１３０から受信アンテナ１４０に折り返される信号強度がＬＮＡ１５１の歪まないレベルであったとしても、高利得モードにおいてＬＮＡ１５１への入力電力が大きい。そのため、例えばＬＮＡ１５１が高利得モード及び低利得モードのそれぞれにおいて、歪成分を抽出しようとした場合に、ＬＮＡ１５１又はその後段の無線受信処理部１５２において信号が歪んでしまうという問題が発生する。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、図２に示すように送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との間に結合量調整回路１８０を設け、この結合量調整回路１８０により送受信アンテナ間の相互結合量を調整する。これにより、無線通信装置１００は、ＬＮＡ１５１が高利得モード又は低利得モードのいずれにおいても、受信した高周波信号を歪ませることなく復調して本来の歪成分の抽出ができる。この点について詳細に説明する。
【００６６】
図３は、送受信アンテナ間の相互結合量の調整に関わる概略構成図である。
【００６７】
結合量調整回路１８０は、無給電素子１８１と、ＧＮＤ１９０と無給電素子１８１との間に配置されたスイッチ１８２，１８３とを有する。なお、図３において、送信アンテナ１３０及び受信アンテナ１４０内の矢印は、電界面を表しており、図３に示すように、送信アンテナ１３０及び受信アンテナ１４０は、お互いの電界面（Ｅ面）を対向して配置されている。これにより、後述するように、無給電素子１８１を介して送受信アンテナが電磁界結合できるため、高周波信号を送信系から受信系に折り返すことができる。
【００６８】
ＧＮＤ１９０は、送信アンテナ１３０及び受信アンテナ１４０の周りを囲むように配置
されている。なお、ＧＮＤ１９０の少なくともその一部が、送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０の間に配置されていればよい。
【００６９】
無給電素子１８１は、送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との中間に、ＧＮＤ１９０を切り離すようにして配置される。
【００７０】
スイッチ１８２，１８３は、無給電素子１８１の両端とＧＮＤ１９０との間に配置される。
【００７１】
以下、通常送受信モード、歪補正モードのそれぞれにおける結合量調整回路１８０の動作について説明する。なお、以下では、パッチアンテナ１素子を用いて構成した送信アンテナ１３０及び受信アンテナ１４０について説明する。
【００７２】
例えば、通常送受信モードにおいて、結合量制御部１７０は、スイッチ１８２，１８３をＯＮ状態、すなわち無給電素子１８１とＧＮＤ１９０とを電気的に短絡する。無給電素子１８１もＧＮＤ１９０の一部となるため、送信アンテナ１３０及び受信アンテナ１４０それぞれの周囲にＧＮＤ１９０が配置された状態となる。ＰＡ１２２及びＬＮＡ１５１の動作モードがＨｉｇｈ、Ｌｏｗのどちらであっても、結合量制御部１７０は、スイッチ１８２，１８３をＯＮ状態とする。
【００７３】
一方、歪補正モードにおける、ＰＡ１２２及びＬＮＡ１５１がＨｉｇｈモードにおいて送受信の電源を立ち上げた場合に、スイッチ１８２，１８３がＯＮの状態において送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との間の結合量がＬＮＡ１５１を歪ませないように調整されている。
【００７４】
更に、ＰＡ１２２及びＬＮＡ１５１の少なくともどちらか一方がＬｏｗモードでは、通信距離が近い。そのため、Ｌｏｗモードに合わせて、送信系から受信系への折り返し信号の強度を上げる必要がある。そこで、結合量制御部１７０は、送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との結合量が強くなるようにスイッチ１８２，１８３をＯＦＦ状態にする。結合量制御部１７０が、スイッチ１８２，１８３をＯＦＦ状態、すなわち無給電素子１８１及びＧＮＤ１９０を電気的に開放した場合、無給電素子１８１は、送信アンテナ１３０及び受信アンテナ１４０のそれぞれと電磁界結合する。そのため、無給電素子１８１が導波器の役割を果たして、送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との相互結合を強めるように働く。これにより、送信系から受信系への折り返し信号の強度を上げることができる。
【００７５】
図４は、通常送受信モード、歪補正モードのそれぞれにおけるスイッチの動作条件を示す図である。
【００７６】
なお、上述したように、送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０とは、Ｅ面を対向して配置する。これはＥ面を対向することによって、無給電素子１８１を導波器として動作させた場合に、送受信アンテナと無給電素子１８１との間の結合を強めるためである。ただし、Ｅ面ほどの結合度が不要の場合には、Ｈ面（磁界面）が対向する配置としても良い。
【００７７】
以上のように、本実施の形態によれば、歪検出部１１１は、送信ベースバンド信号及び受信ベースバンド信号を用いて、歪成分を検出し、結合量調整回路１８０は、送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との間の結合量を調整し、結合量制御部１７０は、通常送受信モードと歪補正モードとによって、結合量を切り替える。これにより、無線通信装置１００は、通常送受信モードによって、損失を含む回路特性に影響を与えることなく良好
に通信できる。そして、無線通信装置１００は、歪補正モードによって送信信号を受信系に折り返して、回路の狭帯域性或いは非線形性に起因した歪成分を抽出し、歪補正が可能となる。また、本実施の形態では、通常送受信モードにおいて必要となる送信系及び受信系に対し、信号折り返し用の付加回路を設ける必要がないので、付加回路により発生する通過損失を回避できる。
【００７８】
また、結合量制御部１７０は、利得制御部１６０により設定されたＰＡ１２２及びＬＮＡ１５１の利得モードのうち、少なくとも一方の利得モードの情報に基づいて、送信系から受信系への折り返し信号の強度が、受信回路１５０を歪ませないレベルとなるように、結合量調整回路１８０の結合量を制御する。このようにして、送信アンテナ１３０から受信アンテナ１４０に折り返す信号の強度を調整できるので、ＰＡ１２２又はＬＮＡ１５１の特性が変化した状態でも、受信回路１５０に対して所望の受信電力が入力されるように、折り返し信号の強度を調整できる。この結果、各回路の実動作状態における歪成分を抽出し、補正することにより、受信品質特性が良好な無線通信装置が提供できる。
【００７９】
なお、以上の説明では、アンテナ素子としてパッチアンテナを例に挙げて説明したが、これに限られず、単体によりアンテナとして動作する形状であればよい。
【００８０】
図５に、その他のアンテナ素子の例として、ダイポールアンテナを用いた送受信アンテナ間の相互結合量の調整に関わる概略構造図を示す。図５では、送信アンテナ１３１と受信アンテナ１４１を、それぞれダイポールアンテナを用いて構成している点が、図３と異なる。その他の構成要素については、図３に示した、パッチアンテナ１素子を用いて構成した送信アンテナ１３０及び受信アンテナ１４０と同様であるため、説明を割愛する。
【００８１】
一般に、八木アンテナのような放射器に対して、導波器、反射器を含む無給電素子を配列して指向性を持たせるような構成では、放射器に対する導波器、反射器の距離をおよそ１／４波長程度に保つのが好ましい。しかし、本実施の形態では、指向性を持たせることが主眼ではなく、送信アンテナ１３１と受信アンテナ１４１との結合度を高める、または結合度を可変とすることが主眼である。そのため、放射器である送信アンテナ１３１、受信アンテナ１４１と、導波器の役割となる結合量調整素子１８０との間隔に特に規定はなく、必要な結合量に応じて、間隔は設定すれば良い。
【００８２】
また、ダイポールアンテナ以外でも、例えば、モノポールアンテナ又はスロットアンテナを用いても同様の効果があることは言うまでもない。
【００８３】
また、以上の説明では、結合量調整回路１８０の構成要素としてスイッチ１８２，１８３を用いる構成について説明したが、スイッチ１８２，１８３の構成についても特に限定されず、スイッチ１８２，１８３はディスクリート部品を用いて構成してもよい。例えば、図６に示すように、結合量調整回路１８０のうち、スイッチ１８２，１８３を他の回路と同様のＭＭＩＣ上に構成するようにしてもよい。これにより、例えばアンテナ基板にＭＭＩＣを実装することによって、結合量調整回路１８０を構成できるため、別途スイッチ１８２，１８３をアンテナ基板上に実装する必要がなくなり、部品点数を減らすことができ、安価に無線通信装置が提供できる。
【００８４】
また、以上の説明では、結合量調整回路１８０がスイッチ１８２，１８３を用いて、結合量を可変とする構成について説明したが、スイッチ１８２，１８３に代えて、例えば可変容量を用いて結合量を可変とするようにしてもよい。可変容量を用いる構成では、容量値を連続的に変化できるため、結合量が連続的に変化できる。
【００８５】
また、以上の説明では、送信アンテナ１３０及び受信アンテナ１４０のそれぞれが１素
子の構成について説明したが、送受信アンテナはそれぞれアレー化されていてもよいことは言うまでもない。図７に例として、送受信アンテナ間の相互結合量の調整に関わる別の概略構成図を示す。図７の例は、送受信アンテナがそれぞれ４素子アレーを用いて構成された例である。図７に示すように、送受信アンテナが４素子アレーを用いて構成されるには、向かい合う送信アンテナ１３０及び受信アンテナ１４０の２素子の間にそれぞれ結合量調整回路１８０を設けて送受信アンテナ間の結合量を調整することによって、上記同様の効果を得ることができる。更に、向かい合う送信アンテナ１３０及び受信アンテナ１４０の２素子のうちのどちらか一方の間に結合量調整回路１８０を設けた構成においても、送受信アンテナ間の結合量を調整できる。
【００８６】
（実施の形態２）
実施の形態１では、結合量調整回路としてスイッチ又は可変容量を用いて、送受信アンテナ間の相互結合量を調整した。本実施の形態では、結合量調整回路として移相器を用いて、送受信アンテナ間の相互結合量を調整する構成について説明する。
【００８７】
図８は、本実施の形態に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。なお、図８の無線通信装置２００において、図２の無線通信装置１００と共通する構成部分には、図２と同一の符号を付して説明を省略する。図８の無線通信装置２００は、図２の無線通信装置１００に対して、送信アンテナ１３０、結合量制御部１７０及び結合量調整回路１８０に代えて、送信アンテナ２１０、結合量制御部２３０及び結合量調整回路２２０を有する。
【００８８】
送信アンテナ２１０は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のアンテナ素子２１１−１〜２１１−Ｎを含む構成である。なお、以下では、Ｎ＝４として、送信アンテナ２１０が、４個のアンテナ素子２１１−１〜２１１−４を含む構成について説明する。
【００８９】
結合量調整回路２２０は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の移相器２２１−１〜２２０−Ｎを含む構成である。移相器２２１−ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれは、複数のアンテナ素子２１１−ｋとＰＡ１２２との間にそれぞれ設けられている。
【００９０】
結合量制御部２３０は、通常送受信モードと歪補正モードとによって、結合量調整回路２２０の移相器２２１−ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）の位相量を切り替える。例えば、結合量制御部２３０は、通常送受信モード又は歪補正モードのどちらであるかを指示する動作モード信号（図示せぬ）を入力とし、入力した動作モード信号に応じて、結合量調整回路２２０の移相器２２１−ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）の位相を調整する。このようにして、結合量調整回路２２０の移相器２２１−ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）の位相を調整することにより、指向性が制御されて、この結果、送受信アンテナ間の結合量が調整される。
【００９１】
更に、歪補正モードにおいて、結合量制御部２３０は、ＰＡ１２２及びＬＮＡ１５１の利得モードに基づいて、結合量調整回路２２０の移相器２２１−ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）の位相を制御する。具体的には、結合量制御部２３０は、ＰＡ１２２及びＬＮＡ１５１の利得モードに基づいて、結合量調整回路２２０の移相器２２１（ｋ＝１，２，…，Ｎ）の位相を決定する。そして、結合量制御部２３０は、決定した位相（ターゲット位相）を示す制御信号を生成し、生成した制御信号を結合量調整回路２２０に出力する。ターゲット位相の決定方法については、後述する。
【００９２】
このようにして、本実施の形態では、結合量制御部２３０が、移相器２２１−ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）の位相を調整することにより、指向性を制御して、送受信アンテナ間の結合量を調整する。すなわち、指向性によって、送信アンテナ１３０から受信アンテナ１４０方向への放射電波の強度が変わるため、結合量制御部２３０は、送信アンテナ１３０
から受信アンテナ１４０への折り返し信号の強度が、受信回路１５０を歪ませないレベルとなるように、移相器２２１−ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）の位相を制御する。このようにして、無線通信装置２００は、送信アンテナ１３０から受信アンテナ１４０に折り返す信号の強度が調整できるので、ＰＡ１２２又はＬＮＡ１５１の特性が変化した状態でも、受信回路１５０に対して所望の受信電力が入力されるように調整できる。
【００９３】
例えば、４個のアンテナ素子２１１−１〜２１１−４を同相によって給電すると、４素子の配列方向に対して対称な指向性が得られる。一方、４つの移相器２２１−１〜２１−４に位相差を付けていくと、４素子から成る送信アンテナ１３０の最大放射方向が素子配列方向に対して、チルト（tilt）するため、送信アンテナ１３０からみた受信アンテナ１４０方向への放射電波の強度も変えることができる。なお、アンテナ素子数Ｎが多くなるほど指向性を、より制御できるため、送信アンテナ１３０から受信アンテナ１４０方向への放射電波の強度を、より調整できる。また、アンテナ素子間隔が近いほど、アンテナ素子間の相互結合量が大きくなるため、指向性に与える影響が大きくなる。
【００９４】
以上のように、本実施の形態によれば、送信アンテナ１３０は、Ｎ（Ｎ＝４）個のアンテナ素子２１１−１〜２２１−Ｎを用いて構成され、結合量調整回路２２０は、Ｎ個の移相器２２１−１〜２２１−Ｎを用いて構成され、移相器２２１−ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれは、Ｎ個のアンテナ素子２１１−ｋとＰＡ１２２との間にそれぞれ設けられ、結合量制御部２３０は、Ｎ個の移相器２２１−１〜２２１−Ｎの位相を調整することにより、指向性を制御して、送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との間の結合量を調整する。これにより、通常送受信モード及び歪補正モードを有する無線通信装置２００に対し、通常送受信モードによって、歪みを含む回路特性に影響を与えることなく良好に通信できる。そして、歪補正モードによって送信信号を受信系に折り返して、回路の狭帯域性或いは非線形性に起因した歪成分を抽出し、歪補正が可能となる。
【００９５】
また、結合量制御部２３０が、移相器２２１−１〜２２１−Ｎの位相を調整して送信アンテナ１３０の指向性を制御することにより、送信アンテナ１３０と受信アンテナ１４０との間の相互結合量を所望の値に設定できる。これにより、無線通信装置２００は、ＰＡ１２２或いはＬＮＡ１５１の特性が変化した状態においても、受信系に対して所望の受信電力が入力されるように調整できる。このため、各回路の実動作状態における歪成分を抽出し、補正することができるので、受信品質が良好な無線通信装置が提供できる。
【００９６】
なお、以上の説明では、送信アンテナ１３０の構成が４素子アレーを用いた例について説明したが、素子数は２素子以上であれば何素子でもよい。また、受信アンテナ１４０についても、同様に、Ｎ（Ｎは２以上の整数）素子アレーとして構成するには、送信および受信の両方において指向性を制御できるため、より相互結合量の調整幅を増やすことができる。
【００９７】
（実施の形態３）
実施の形態１及び実施の形態２では、送受信アンテナ間の相互結合量の調整により、送信信号を送信系から受信系に折り返すようにした。本実施の形態では、送信系と受信系との間のインピーダンスを調整することにより、送信信号を送信系から受信系に折り返す。
【００９８】
図９は、本実施の形態に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。なお、図９の無線通信装置３００において、図２の無線通信装置１００と共通する構成部分には、図２と同一の符号を付して説明を省略する。図９の無線通信装置３００は、図２の無線通信装置１００に対して、結合量制御部１７０及び結合量調整回路１８０を削除し、分岐回路３１０−１，３１０−２、インピーダンス制御部３３０及びインピーダンス調整回路３２０を追加した構成を採る。
【００９９】
分岐回路３１０−１は、入力端子、第１の出力端子及び第２の出力端子を有し、ＰＡ１２２と送信アンテナ１３０との間に挿入されている。そして、入力端子には、ＰＡ１２２により増幅される高周波信号が入力され、第１の出力端子は、送信アンテナ１３０に接続され、第２の出力端子は、インピーダンス調整回路３２０に接続されている。
【０１００】
分岐回路３１０−２は、第１の入力端子、第２の入力端子及び出力端子を有し、受信アンテナ１４０とＬＮＡ１５１との間に挿入されている。第１の入力端子には、受信アンテナ１４０により受信された高周波信号が入力され、第２の入力端子は、インピーダンス調整回路３２０に接続され、出力端子は、ＬＮＡ１５１に接続されている。
【０１０１】
インピーダンス調整回路３２０は、分岐回路３１０−１と分岐回路３１０−２との間に挿入されていて、後述のインピーダンス制御部３３０から出力される制御信号に応じて、インピーダンスを調整する。
【０１０２】
インピーダンス制御部３３０は、通常送受信モードと歪補正モードとに応じて、インピーダンス調整回路３２０のインピーダンスを制御する。例えば、インピーダンス制御部３３０は、通常送受信モード又は歪補正モードのどちらであるかを指示する動作モード信号（図示せぬ）を入力とし、入力した動作モード信号に応じて、インピーダンス調整回路３２０のインピーダンスを切り替える。
【０１０３】
具体的には、インピーダンス制御部３３０は、通常送受信モードにおいて、送信系の分岐回路３１０−１及び受信系の分岐回路３１０−２から見て、インピーダンス調整回路３２０に接続される分岐回路３１０−１の出力端子及び分岐回路３１０−２の第２の入力端子が、オープンに見えるように、インピーダンス調整回路３２０のインピーダンスを調整する。これにより、分岐回路３１０−１，３１０−２における通過損失の発生が回避され、良好な通信が実現できる。
【０１０４】
一方、歪補正モードにおいて、ＰＡ１２２から出力された信号が分岐回路３１０−１、インピーダンス調整回路３２０、分岐回路３１０−２を経由してＬＮＡ１５１に入力されるように、インピーダンス制御部３３０は、インピーダンス調整回路３２０のインピーダンスを調整する。これにより、高周波信号を送信系から受信系に折り返すことが可能となる。この点について詳細に説明する。
【０１０５】
図１０Ａは、インピーダンス調整回路３２０の内部構成の一例を示す図である。インピーダンス調整回路３２０は、増幅器（ＰＡ）３２１、入力伝送線路３２２及び出力伝送線路３２３を有する。本実施の形態では、ＰＡ３２１が、例えば、トランジスタを用いた構成を例に説明する。図１０Ｂは、ＰＡ３２１を構成するトランジスタ３２４の構成例である。図１０Ｂにおいて、トランジスタ３２４は、ドレイン端子３２５、ゲート端子３２６を有する。
【０１０６】
インピーダンス制御部３３０が、トランジスタ３２４のドレイン端子３２５及びゲート端子３２６に所定のバイアスを与え、トランジスタ３２４を飽和領域にて動作させることによって、トランジスタ３２４は増幅動作する（ＯＮ状態）。逆に、インピーダンス制御部３３０が、ドレイン端子３２５、ゲート端子３２６のどちらか一方又は両方にバイアスを与えなければ、トランジスタ３２４は増幅器として動作しない（ＯＦＦ状態）。
【０１０７】
トランジスタ３２４のＯＮ状態とＯＦＦ状態とでは、それぞれ入出力のインピーダンスが異なる。そこで、分岐回路３１０−１に入力伝送線路３２２を接続し、上記入力伝送線路３２２の長さを調整することにより、ゲートバイアス又はドレインバイアスのどちらか
一方又は両方を与えずにトランジスタ３２４をＯＦＦ状態とした場合の入力インピーダンスに対して、特性インピーダンスが調整できる。これにより、分岐回路３１０−１と入力伝送線路３２２との接続点からインピーダンス調整回路３２０を見た場合に、インピーダンスを無限大に見せることができる。
【０１０８】
同様にして、分岐回路３１０−２に出力伝送線路３２３を接続し、上記出力伝送線路３２３の長さを調整することにより、トランジスタ３２４をＯＦＦ状態とした場合の出力インピーダンスに対して、特性インピーダンスが調整できる。これにより、分岐回路３１０−２と出力伝送線路３２３との接続点からインピーダンス調整回路３２０を見た場合に、インピーダンスを無限大に見せることができる。
【０１０９】
そこで、本実施の形態では、通常送受信モードにおいて、インピーダンス制御部３３０は、トランジスタ３２４をＯＦＦ状態とする。これにより、分岐回路３１０−１，３１０−２のどちらからもインピーダンス調整回路３２０に対して信号が伝わらず、送信系においてはＰＡ１２２から出力される高周波信号はすべて送信アンテナ１３０に入力され、受信系においては受信アンテナ１４０により受信された高周波信号はすべてＬＮＡ１５１に入力される。この結果、通常送受信モードにおいて、通過損失が発生せず、良好に通信可能となる。
【０１１０】
一方、歪補正モードにおいて、インピーダンス制御部３３０は、トランジスタ３２４をＯＮ状態とする。これにより、トランジスタ３２４の入出力インピーダンスがＯＦＦ状態から変化するため、分岐回路３１０−１，３１０−２の各々からインピーダンス調整回路３２０を見た場合に、インピーダンスが無限大とならず、送信系においてはＰＡ１２２から出力される高周波信号の一部がインピーダンス調整回路３２０に伝わることになる。
【０１１１】
更に、ＰＡ１２２から出力される高周波信号の一部は、インピーダンス調整回路３２０及び分岐回路３１０−２を通ってＬＮＡ１５１へと入力されることになるため、歪検出部１１１は、歪の補正が可能となる。
【０１１２】
また、インピーダンス制御部３３０は、トランジスタ３２４のドレイン端子３２５、ゲート端子３２６のどちらか一方又は両方のバイアス条件を調整するようにしてもよい。バイアス条件を調整することにより、ＰＡ３２１としての利得が可変できる。このようにして、インピーダンス制御部３３０が、トランジスタ３２４をＯＮ／ＯＦＦし、バイアス条件を調整することにより、送信系から受信系への折り返し信号の強度を変えることができ、ＰＡ１２２又はＬＮＡ１５１を高利得モード又は低利得モードを用いて動作させた各々の状態において歪の補正が可能となる。
【０１１３】
以上のように、本実施の形態によれば、送信系のＰＡ１２２の出力段及び受信系のＬＮＡ１５１の入力段にそれぞれ分岐回路３１０−１，３１０−２を設け、分岐回路３１０−１，３１０−２の間にインピーダンス調整回路３２０を設け、インピーダンス制御部３３０は、通常送受信モードと歪補正モードとによって、インピーダンス調整回路３２０のインピーダンス条件を変える。具体的には、インピーダンス制御部３３０は、通常送受信モードにおいて、インピーダンス調整回路３２０が付加されない状態と等価になるようインピーダンスを調整して、送受信における損失を回避する。また、インピーダンス制御部３３０は、歪補正モードにおいて、インピーダンス調整回路３２０を介して、送信信号が送信系から受信系に折り返されるようインピーダンスを調整する。これにより、通常送受信モードと歪補正モードとを有する無線通信装置３００において、通常送受信モードによって、損失を含む回路特性に影響を与えることなく良好に通信できる。そして、歪補正モードによって送信信号を送信系から受信系に折り返して、回路の狭帯域性或いは非線形性に起因した歪成分を抽出し、歪補正が可能となる。
【０１１４】
例えば、インピーダンス調整回路３２０がトランジスタを用いた構成では、インピーダンス調整回路３２０は、通常送受信モードと歪補正モードとによって、トランジスタをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、インピーダンスを切り替える。
【０１１５】
また、インピーダンス調整回路３２０は、ＰＡ３２１、入力伝送線路３２２、出力伝送線路３２３を有し、入力伝送線路３２２及び／又は出力伝送線路３２３が、分岐回路３１０−１及び／又は分岐回路３１０−２とＰＡ３２１との間において対接地に配列される。そして、入力伝送線路３２２の長さを調整することにより、ゲートバイアス又はドレインバイアスのどちらか一方又は両方を与えずにトランジスタ３２４をＯＦＦ状態とした場合の入力インピーダンスに対して、特性インピーダンスが調整できる。
【０１１６】
更に、インピーダンス制御部３３０は、トランジスタをＯＮ／ＯＦＦし、トランジスタ３２４のドレイン端子３２５、ゲート端子３２６のどちらか一方または両方のバイアス条件を調整することによって、ＰＡ３２１としての利得が可変できる。バイアス条件を調整することにより、送信系から受信系への折り返し信号の強度を変えることができるので、ＰＡ１２２又はＬＮＡ１５１を高利得モード又は低利得モードを用いて動作させた各々の状態において歪の補正が可能となる。
【０１１７】
なお、以上の説明では、インピーダンス調整回路３２０が、構成要素としてＰＡ３２１を有する構成を例に説明したが、これに限られず、インピーダンス調整回路３２０が、例えばスイッチを用いて構成されるようにしてもよい。インピーダンス制御部３３０は、スイッチをＯＮ／ＯＦＦすることにより、インピーダンス条件を変化できるため、通常送受信モード及び歪補正モードの両方に対応できる。
【０１１８】
また、以上の説明では、入力伝送線路３２２及び出力伝送線路３２３を、分岐回路３１０−１，３１０−２とＰＡ３２１との間に直列に挿入する構成について説明したが、例えば、入力伝送線路３２２（出力伝送線路３２３）を分岐回路３１０−１（３１０−２）とＰＡ３２１の間において対接地に配置し、オープンスタブ又はショートスタブとして構成してもよい。この構成でも、同様の効果が得られる。
【０１１９】
また、以上の説明では、分岐回路３１０−１，３１０−２をそれぞれＰＡ１２２の後段、ＬＮＡ１５１の前段に配置する構成について説明したが、これに限らない。例えば、ＰＡ１２２又はＬＮＡ１５１がシステム上十分な広帯域性或いは線形性を有しており、一方で、無線送信処理部１２１又は無線受信処理部１５２の歪補正が必要な場合には、分岐回路３１０−１を無線送信処理部１２１とＰＡ１２２との間に配置し、分岐回路３１０−２をＬＮＡ１５１と無線受信処理部１５２との間にそれぞれ配置するようにしてもよい。
【０１２０】
更に、図１１に示すように、分岐回路３１０−１，３１０−２に加えて、新たに分岐回路４２０−１を無線送信処理部１２１とＰＡ１２２との間に配置し、分岐回路４２０−２をＬＮＡ１５１と無線受信処理部１５２との間にそれぞれ配置し、分岐回路４２０−１，４２０−２の間に新たにインピーダンス調整回路４３０を追加する構成としてもよい。これにより、送信系から受信系への折り返し経路を２系統作ることができるので、例えば、無線送信処理部１２１とＰＡ１２２の歪成分の切り分け或いはＬＮＡ１５１と無線受信処理部１５２の歪成分の切り分けが可能となるという利点を有する。
【０１２１】
２０１０年３月２日出願の特願２０１０−０４５４７９に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明に係る無線通信装置及び無線通信方法は、ミリ波帯を用いた近距離無線通信等の送受信間距離の変化に応じて受信電力が変化するような無線通信システムにおける無線通信装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００，２００，３００，４００  無線通信装置
１１０  ベースバンド処理部
１１１  歪検出部
１２０  送信回路
１２１  無線送信処理部
１２２  電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）
１３０，２１０  送信アンテナ（Ｔｘ＿ＡＮＴ）
１４０  受信アンテナ（Ｒｘ＿ＡＮＴ）
１５０  受信回路
１５１  低雑音増幅器（ＬＮＡ）
１５２  無線受信処理部
１６０  利得制御部
１７０，２３０  結合量制御部
１８０，２２０  結合量調整回路
１８１  無給電素子
１８２，１８３  スイッチ
１９０  ＧＮＤ
２１１−１〜２１１−Ｎ  アンテナ素子
２２１−１〜２２０−Ｎ  移相器
３１０−１，３１０−２，４２０−１，４２０−２  分岐回路
３２０，４３０  インピーダンス調整回路
３２１  増幅器
３２２  入力伝送線路
３２３  出力伝送線路
３２４  トランジスタ
３２５  ドレイン端子
３２６  ゲート端子
３３０  インピーダンス制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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