(57)【要約】【課題】無線部により対応可能な周波数帯の数よりも、出力端子数の方が少ない構成において、対応可能な周波数帯の組み合わせを考慮しつつ、無線部の効率を高めることができる無線通信装置を提案する。【解決手段】  本発明の携帯電話機は、入力信号を、アンテナ２を介して電波として送出できるように所定の周波数帯の信号に変換する無線部６を備える。無線部６は、その最終段に、所定の周波数帯の入力信号をアンテナ２に出力するために、この周波数帯に応じて設けられたＰＡ４１ａとＰＡ４１ｂとを備え、ＰＡ４１ａ、ＰＡ４１ｂそれぞれは、入力信号をアンテナ２に出力するための出力端子６１ａ、６１ｂを有しており、ＰＡ４１ａとＰＡ４１ｂとで対応可能なバンド数が、出力端子数よりも大きい関係にあり、ＰＡ４１ａが対応可能な入力信号の周波数範囲とＰＡ４１ｂが対応可能な入力信号の周波数範囲とにおいて重畳する範囲に、少なくとも１以上のバンドが含まれる。【選択図】  図２
2014090222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を、アンテナを介して電波として送出できるように所定の周波数帯の信号に変換する無線部を備え、
前記無線部は、その最終段に、所定の周波数帯の入力信号を前記アンテナに出力するために、該周波数帯に応じて設けられた第１出力部と第２出力部とを備え、
前記第１出力部は、前記入力信号を前記アンテナに出力するための第１出力端子を有し、
前記第２出力部は、前記入力信号を前記アンテナに出力するための第２出力端子を有しており、
前記第１出力部および第２出力部で対応可能な電波の周波数帯の数が、前記第１出力端子および前記第２出力端子の合計数よりも大きい関係にあり、
前記第１出力部が対応可能な入力信号の周波数範囲と前記第２出力部が対応可能な入力信号の周波数範囲とにおいて重畳する範囲に、少なくとも１以上の前記周波数帯が含まれている無線通信装置。
【請求項２】
前記第１出力部と前記第１出力端子とが１対１で対応し、且つ前記第２出力部と前記第２出力端子とが１対１で対応している請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記第１出力端子の後段に設けられ、該第１出力端子から受信した入力信号から所定の周波数の信号を抜き出し、前記アンテナに出力する第１デュプレクサと、
前記第２出力端子の後段に設けられ、該第２出力端子から受信した入力信号から所定の周波数の信号を抜き出し、前記アンテナに出力する第２デュプレクサと、をさらに備えた請求項１または２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記無線部は、
前記入力信号を、デジタル信号として受け付ける入力端子と、
前記入力端子によって入力された前記入力信号の信号形式をデジタル信号からアナログ信号に変換するとともに、アナログ信号に変換された入力信号を高い周波数の電気信号に変換する変換部と、をさらに備え、
少なくとも前記第１出力部、前記第２出力部、前記第１出力端子、前記第２出力端子、前記入力端子、および前記変換部は１つの集積回路により構成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記無線部は、
前記入力信号を、アナログ信号として受け付ける入力端子と、
前記入力端子によって入力されたアナログ信号形式の入力信号を高い周波数の電気信号に変換する変換部と、をさらに備え、
少なくとも前記第１出力部、前記第２出力部、前記第１出力端子、前記第２出力端子、前記入力端子、および前記変換部は１つの集積回路により構成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記第１出力部および第２出力部は、前記入力信号を、前記アンテナを介して電波として送出できるように、該入力信号の電圧を増幅するための第１増幅回路および第２増幅回路である請求項４または５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記無線部は、その最終段に、所定の周波数帯の入力信号を前記アンテナに出力するために、該周波数帯に応じて設けられた第３出力部として第３増幅回路をさらに備え、
前記第３増幅回路は、前記入力信号を前記アンテナに出力するための第３出力端子を有しており、
前記第１増幅回路、前記第２増幅回路、および前記第３増幅回路で対応可能な電波の周波数帯の数が、前記第１出力端子、前記第２出力端子、および前記第３出力端子の合計数よりも大きい関係にあり、
前記第２増幅回路が対応可能な入力信号の周波数範囲と前記第３増幅回路が対応可能な入力信号の周波数範囲とにおいて重畳する範囲に、少なくとも１以上の前記周波数帯が含まれている請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記第１増幅回路、前記第２増幅回路、および前記第３増幅回路それぞれで対応可能な周波数範囲は、それぞれ１８５０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚ、１７１０ＭＨｚから１９１０ＭＨｚ、および１４２７．９ＭＨｚから１７８５ＭＨｚ、あるいは８２４ＭＨｚから９１５ＭＨｚ、７７７ＭＨｚから８４５ＭＨｚ、および６９８ＭＨｚから７８７ＭＨｚである請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記第１増幅回路および前記第２増幅回路は、前段に配される前段増幅回路と後段に配される後段増幅回路とを多段に結合した構成であり、
前記第１増幅回路および前記第２増幅回路は、前記前段増幅回路を共用している請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記第１増幅回路の後段増幅回路、前記第２増幅回路の後段増幅回路、ならびに前記第１増幅回路および前記第２増幅回路において共用される前記前段増幅回路それぞれで対応可能な周波数範囲は、それぞれ１８５０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚ、１７１０ＭＨｚから１９１０ＭＨｚ、および１７１０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚ、あるいは８２４ＭＨｚから９１５ＭＨｚ、７７７ＭＨｚから８４５ＭＨｚ、および７７７ＭＨｚから９１５ＭＨｚである請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記無線部は、
前記入力端子として、前記第１増幅回路により電圧を増幅させる入力信号を受け付ける第１入力端子と、
前記第２増幅回路により電圧を増幅させる入力信号を受け付ける第２入力端子と、を備える請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記第１増幅回路および前記第２増幅回路それぞれを動作可能とするか否か制御する制御部を備え、
前記入力端子は前記第１増幅回路により電圧を増幅させる入力信号と前記第２増幅回路により電圧を増幅させる入力信号とを受け付けており、
前記制御部は、前記第入力端子により受け付けた入力信号に応じて前記第１増幅回路または前記第２増幅回路のいずれかを動作可能とするように制御する請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記第１増幅回路と前記第２増幅回路とを１つの回路基板上に形成した請求項１１または１２に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記第１増幅回路および前記第２増幅回路それぞれで対応可能な周波数範囲は、それぞれ１８５０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚおよび１７１０ＭＨｚから１９１０ＭＨｚ、あるいは８２４ＭＨｚから９１５ＭＨｚおよび７７７ＭＨｚから８４５ＭＨｚである請求項１１から１３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波信号の電力増幅に用いられる増幅回路、およびそれを有する無線通信装置に関し、特に、複数の通信方式および複数の周波数帯域で通信するマルチバンド無線通信装置に用いられる増幅回路、およびそれを備えた無線部に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話は高性能化および高機能化が進んでいるが、さらなる高度化と利用拡大に向けて、通信に用いる周波数帯域の新たな確保と、その周波数帯域の利用法が検討されている。
【０００３】
また、現在、無線通信機器が利用する無線通信システムは多数存在しており、これらの無線通信システムはそれぞれ異なった通信方式を採用している。
【０００４】
そこで、様々な通信システムに適応するとともに、種々の周波数帯域に対応する無線通信機器が求められている。なお、無線通信機器が様々な通信システムに適応することをマルチモード化と称し、種々の周波数帯域に対応することをマルチバンド化と称するものとする。
【０００５】
以下において、様々な通信システムに適応するとともに、種々の周波数帯域に対応することができる無線通信機器の従来例として従来例１を示す。
【０００６】
（従来例１）
従来例１の無線通信機器では、図１９に示すように、このマルチモード化およびマルチバンド化を実現するために、無線通信機器の無線部、特にパワーアンプと呼ばれる高周波電力増幅器(以降、ＰＡと称する)は通信に用いる通信方式ごと、または周波数帯域ごとに対応して複数個搭載されている。そして、通信に用いる周波数帯域に応じて、複数のＰＡを切り換えて使用するようになっている。なお、図１９は、従来のＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunications System)およびＧＳＭ(Global System for Mobile communications)対応マルチバンド・マルチモード携帯電話機が備える無線部の構成を示す図である。図１９では、無線部において、アンテナからＲＦＩＣ(Radio Frequency Integrated Circuit；高周波集積回路)の入出力までの構成を示す。また、図１９に記載したＧＳＭおよびＵＭＴＳは通信方式を示している。ＧＳＭは、ＦＤＤ−ＴＤＭＡ方式で実現されている第二世代携帯電話（２Ｇ）の規格であり、現在、世界中の広範な範囲で利用されている。一方、ＵＭＴＳは、第三世代携帯電話（３Ｇ）の規格である。
【０００７】
また、ＧＳＭ受信におけるＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＤＣＳ１８００(Digital Communications System)、ＰＣＳ１９００(Personal Communications System)の表記、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ４、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ８の表記それぞれは使用周波数帯域を示しており、これらの使用周波数帯域は通称バンドと呼ばれる（以降、バンドと称する）。これらのバンドは３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)で規定されており、具体的には各バンドの周波数は、図２０、図２１に示すように規定されている。図２０は、ＧＳＭでの周波数の割り当てを示す表である。また、図２１は、ＵＭＴＳでの周波数の割り当てを示す表である。
【０００８】
例えば、ＵＭＴＳを通信方式として採用し、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １の周波数を利用する地域では、図１９に示す無線部は次のように動作する。すなわち、ＲＦＩＣ１１１の端子１１２１ａ、１１３１ａ、ＵＭＴＳ用ＰＡ１２１ａおよびプリアンプ１２２ａ、デュプレクサ１１３ａを通る経路がＡＮＴ−ＳＷ（アンテナスイッチモジュール）１６１によって選択され、使用される。
【０００９】
一方、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ４の周波数を使用する地域では、ＲＦＩＣ１１１の端子１１２１ｂ、１１３１ｂ、ＵＭＴＳ用ＰＡ１２１ｂおよびプリアンプ１２２ｂ、デュプレクサ１１３ｂを通る経路がＡＮＴ−ＳＷ１６１によって選択され、使用される。
【００１０】
また、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５の周波数を使用する地域では、ＲＦＩＣ１１１の端子１１２１ｃ、１１３１ｃ、ＵＭＴＳ用ＰＡ１２１ｃおよびプリアンプ１２２ｃ、デュプレクサ１１３ｃを通る経路がＡＮＴ−ＳＷ１６１によって選択され、使用される。
【００１１】
また、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ８の周波数を使用する地域では、ＲＦＩＣ１１１の端子１１２１ｄ、１１３１ｄ、ＵＭＴＳ用ＰＡ１２１ｄおよびプリアンプ１２２ｄ、デュプレクサ１１３ｄを通る経路がＡＮＴ−ＳＷ１６１によって選択され、使用される。なお、例えば、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １とＵＳＭＴ Ｂａｎｄ ５などのように異なるバンドが割り当てられた出力端子同士は高速に切り替えられて使用されることはあるが、これらを同時に使用することはない。
【００１２】
また、図１９に示すように、従来の無線部は通信方式、バンドに応じて、ＵＭＴＳ用ＰＡ１２１ａ〜１２１ｄ、プリアンプ１２２ａ〜１２２ｄ、デュプレクサ１１３ａ〜１１３ｄ、ＧＳＭ用ＰＡモジュール１２３、ＧＳＭ受信用フィルタ１５１ａ〜１５１ｄを個々に設置した構成である。この無線部で異なる通信方式、バンドについて共用される部材はＧＳＭ送信用ＰＡモジュール１２３におけるＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００、ＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００だけである。場合によっては、ＧＳＭ８５０とＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５の周波数設定が同じであるため、デュプレクサ１１３ｃとＧＳＭ受信フィルタ１５１ａとを共用し、ＧＳＭ９００とＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ８の周波数設定が同じであるため、デュプレクサ１１３ｂとＧＳＭ受信フィルタ１５１ｂとを共用する構成とすることも可能である。
【００１３】
ところで、今後、携帯電話機等の無線通信機器のさらなる利用拡大が予想されるとともに、全世界で対応可能な携帯電話機が求められていることから、携帯電話機が対応すべきバンドは増える一方である。
【００１４】
より具体的には、携帯電話機の通信方式として、例えば、ＧＳＭおよびＵＭＴＳなど異なる通信方式がある。また、それぞれの規格において、その使用周波数帯域に応じたバンドが割り当てられている。例えばＧＳＭの場合では、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００など使用周波数帯域ごとにバンドが割り当てられている。また、例えば、ＵＭＴＳの場合では、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ３、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ４・・・など使用周波数帯域ごとにバンドが割り当てられている。それぞれの具体的な周波数の割り当てとバンドの対応関係は、図２０、図２１に示すように規定されている。
【００１５】
さらにまた現在でもＵＭＴＳやそれに続く規格であるＬＴＥ(Long Term Evolution)といった通信方式に関しては徐々に対応すべきバンドは増えている。このように対応すべきバンドが増えるに伴って、携帯電話機等の無線通信機器が備える無線部ではＰＡ、デュプレクサといった部品の数も増加し、無線部の製造コストおよび実装面積の増加が問題となっている。
【００１６】
この問題に対して複数のＵＭＴＳのバンドについてＰＡを共用することで製造コストおよび実装面積の削減への取り組みがこれまで進められている。なお、複数のＵＭＴＳのバンドで共用可能なＰＡをＵＭＴＳ共用ＰＡと称する。
【００１７】
ここで、この取り組みの従来例として従来例２について説明する。
【００１８】
（従来例２）
従来例２として、以下のような構成により製造コストおよび実装面積の低減を図る無線通信機器も考案されている。この無線通信機器の構成を図２２に示す。図２２は、従来のＵＭＴＳおよびＧＳＭ対応マルチバンド・マルチモード携帯電話機が備える無線部の構成を示す図である。図２２では、図１９に示す無線部が備える部材と同じ部材には同じ符号を付しその説明は省略する。また、この図２２では、無線通信機器にて対応するバンドとしてＵＭＴＳに焦点をあてて説明することとする。このため図１９に示すアンテナスイッチモジュール１６１、アンテナ１０２、ＧＳＭ用ＰＡモジュール１２３、ＧＳＭ受信用フィルタ１５１ａ〜１５１ｄについては特に図示しないものとする。
【００１９】
従来例２に示す無線通信機器は、図２２に示すように、従来例１におけるＰＡ１２１ａおよびプリアンプ１２２ａとＰＡ１２１ｂおよびプリアンプ１２２ｂとの周波数帯をカバーするＰＡ２２１ａ、プリアンプ２２２ａと、出力切り替えスイッチ２５３ａとの組合せを備える。さらに、従来例２に係る無線通信機器は、従来例１におけるＰＡ１２１ｃおよびプリアンプ１２２ｃとＰＡ１２１ｄおよびプリアンプ１２２ｄとの周波数帯をカバーするＰＡ２２１ｂ、プリアンプ２２２ｂと出力切り替えスイッチ２５３ｂとの組合せも備える。そしてこれら２系統を１モジュール化して構成したものである。この構成により、従来例２に示す無線通信機器は、製造コストおよび実装面積を削減することができる。
【００２０】
しかしながら上記した従来例２に係る無線通信機器では、ＰＡを異なるバンドで共用することにより製造コストおよび実装面積の削減を図る構成であるが、デュプレクサ１１３ａ〜１１３ｄについては共用するようには構成されていない。デュプレクサ１１３ａ〜１１３ｄは、以下に示す機能を有するものであり、このため共用することが困難、もしくは不可能となっている。
【００２１】
ＦＤＤ方式の無線通信機器において、送信アンテナと受信アンテナとを１本のアンテナ１０２で共用した場合、強力な送信波が受信機に流入し受信を妨げる。そこで、デュプレクサ１１３ａ〜１１３ｄは、送信経路と受信経路とを電気的に分離するために使用される。つまり、デュプレクサ１１３ａ〜１１３ｄは、アンテナ１０２側から入ってくる信号について携帯電話機受信周波数成分だけをできるだけロスなく携帯電話機受信系に供給するように機能する。さらには、デュプレクサ１１３ａ〜１１３ｄは、無線通信機器の送信系、すなわちＰＡ側から入ってくる信号の送信周波数成分だけをできるだけロスなくアンテナ１０２側に供給するとともに、送信系、すなわちＰＡ側から入ってくる信号の送信周波数成分が受信系に供給されるのをできるだけ阻止するように機能する。
【００２２】
より具体的に図２２に示すデュプレクサ１１３ｃを例に挙げて説明する。例えば、デュプレクサ１１３ｃは、アンテナ側端子３１１ｃから入ってくる信号の受信周波数成分だけをできるだけロスなく端子１１３１ｃに供給する。また、端子２６１ｃから入ってくる信号の送信周波数成分だけをできるだけロスなく端子３１１ｃに供給する。さらに、送信周波数成分が端子１１３１ｃに出来る限り供給されないように阻止する働きを持つ。
【００２３】
ここで、デュプレクサ１１３ｃとデュプレクサ１１３ｄとを統合する場合を考える。この場合、デュプレクサ１１３ｃは、送信周波数８２４−８４９ＭＨｚと、受信周波数８６９−８９４ＭＨｚとを分離する必要がある。一方、デュプレクサ１１３ｄは、送信周波数８８０−９１５ＭＨｚと受信周波数９２５−９６０ＭＨｚとを分離する必要がある。しかしながら、デュプレクサ１１３ｃの受信周波数とデュプレクサ１１３ｄの送信周波数とが重なっているため、これらを統合することは不可能となる。したがって、従来例２では、ＰＡ１２１の共用化についてはなされているが、デュプレクサ１１３までは共用することができない。
【００２４】
なお、上述のような製造コストおよび実装面積の低減を図るものとしては、例えば、特許文献１に示すような高周波電力増幅装置も挙げられる。より具体的には、特許文献１では、ＰＣＳ１９００、ＤＣＳ１８００、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ４、９、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １、およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２を増幅する場合を例に挙げ以下の構成を有する高周波電力増幅装置を開示している。すなわち、特許文献１に開示された高周波電力増幅装置は、ＰＣＳ１９００、ＤＣＳ１８００、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ４、９を増幅する高周波電力増幅器と、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １、およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２を増幅する高周波電力増幅器との２つを備える。さらに、ある入力を異なる出力先に、すなわち第１の入力から入力された送信信号を第１の出力または第２の出力に出力するためのスイッチ回路も備える。
【００２５】
つまり、特許文献１では、複数の通信方式、バンドを１つの高周波電力増幅器で共用することで、備えるべき高周波電量増幅器の個数を低減させ、製造コストおよび実装面積の低減を図っている。
【００２６】
また、マルチバンド、マルチモードに対応した高周波電力装置として、特許文献２に示す高周波電力装置も開示されている。この特許文献２に開示された高周波電力装置では、異なる通信方式の異なる周波数帯域内の信号を増幅する場合について開示されている。より具体的には、高周波信号の送信時に、この高周波信号が同じモードの異なる高周波信号の受信経路に漏れることを防止できるように、電力増幅器の配置関係を規定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２００８−２０５８２１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７３３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、無線部により対応可能な周波数帯の数よりも、出力端子数の方が少ない構成において、対応可能な周波数帯の組み合わせを考慮しつつ、ＰＡの効率を高めた無線通信装置を実現することができないという問題がある。
【００２９】
具体的には、上述した従来例２の構成の場合、ＰＡの共用化により製造コストおよび実装面積の削減について実現できるが、ＰＡ２２１ａ、２２１ｂの後段に出力切り替えスイッチ２５３ａ、２５３ｂを備えた構成となっている。このため、この切り替えスイッチ２５３ａ、２５３ｂによるロスが生じる。つまり、切り替えスイッチ２５３ａ、２５３ｂをさらに備えることにより、０．２ｄＢから０．３ｄＢの信号パワーの減衰（１０ｍＡ程度の電流損失）が生じる。さらに、ＰＡ２２１ａ、ＰＡ２２１ｂそれぞれで対応すべき使用周波数帯域の範囲が大きくなり、広帯域化しているためＰＡ２２１ａ、ＰＡ２２１ｂの供給電力に対する動作効率が著しく低下するという問題がある。例えば、従来例１のＰＡ１２１ａ〜１２１ｄと従来例２のＰＡ２２１ａ、２２１ｂとを比較するとそれぞれのＰＡの対応周波数範囲は図２３、２４に示すようになる。図２３および図２４は、図１９に示す従来例１の無線部が備えるＰＡ１２１ａ〜１２１ｄそれぞれの対応周波数と図２２に示す従来例２の無線部が備えるＰＡ２２１ａ、２２１ｂそれぞれの対応周波数との関係を示す図である。
【００３０】
従来例１に係るＰＡ１２１ａの対応バンドは、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １なので、図２３から対応周波数範囲は１９２０〜１９８０ＭＨｚであり周波数帯域幅としては６０ＭＨｚ、ＰＡ１２１ｂの対応バンドは、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ４なので対応周波数は１７１０〜１７５５ＭＨｚであり、周波数帯域幅としては４５ＭＨｚである。
【００３１】
これに対し、従来例２に係るＰＡ２２１ａはＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ４をカバーする必要があるため、対応周波数としては１７１０〜１９８０ＭＨｚとなり、周波数帯域幅としては２７０ＭＨｚにもなる。
【００３２】
同様に従来例１に係るＰＡ１２１ｃの対応バンドは、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５のため、図２４から対応周波数範囲は８２４〜８４５ＭＨｚであり周波数帯域幅としては２１ＭＨｚ、ＰＡ１２１ｄの対応バンドは、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ８のため、対応周波数は８８０〜９１５ＭＨｚであり、周波数帯域幅としては３５ＭＨｚである。
【００３３】
ところで、各ＰＡの周波数帯域幅の広さを示す目安として、比帯域＝周波数帯域幅／中心周波数という指標を用いることができる。ここでこの目安を用いると、ＰＡ１２１ａは比帯域３．１％、ＰＡ１２１ｂは比帯域２．６％であるの対し、ＰＡ２２１ａは１４．６％にもなり、４倍以上の広帯域化が必要であることがわかる。また、ＰＡ１２１ｃは比帯域３．０％、ＰＡ１２１ｄは比帯域３．９％であるのに対し、ＰＡ２２１ｂは、１０．５％にもなる。これらの関係を図２５にまとめて示す。なお、図２５は、図１９に示す従来例１の無線部が備えるＰＡ１２１ａ〜１２１ｄと図２２に示す従来例２の無線部が備えるＰＡ２２１ａ、２２１ｂとの比帯域の比較を示す表である。
【００３４】
一般に各ＰＡにおける比帯域は１０％程度であることが好ましい目安であり、ＰＡ２２１ａは比帯域が１４．６％と大きく、効率の劣化と実現性自体が課題となる。
【００３５】
また、従来例１および従来例２では、ＵＭＴＳにおけるバンド構成を、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ４、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ８の構成例について示したが、携帯電話機の無線部が対応すべきバンド構成は種々存在する。ＵＭＴＳのバンド構成は基本的に携帯電話機を出荷する地域に依存することが多く、図２６に示すような組合せも想定する必要がある。図２６は、ＵＭＴＳのバンド構成の組み合わせ例を示す表である。
【００３６】
ここで、図２２に示す従来例２の無線部の構成において、ＰＡ２２１ａ、２２１ｂの対応周波数範囲を変更させ、図２６に示すバンド構成とこれらＰＡ２２１ａおよびＰＡ２２１ｂとの対応関係について検討してみる。より具体的には、Ｈｉｇｈ Ｂａｎｄ（例えば、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １、２、３、４、９）に対応させるＰＡ２２１ａと、Ｌｏｗ Ｂａｎｄ（例えば、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５、８、１３）に対応させるＰＡ２２１ｂとについて、各ＰＡの比帯域を考慮しつつ、対応できるバンド構成の検討を行う。なお、ＰＡ２２１ａの出力に対応する対応出力端子を出力端子２６１ａ、２６１ｂとし、ＰＡ２２１ｂの出力に対応する出力端子を２６１ｃ、２６１ｄとする。
【００３７】
この検討に際しては、図２７に示すように３つのケースを想定する。図２７は、３つのケースについて、２つのＰＡ２２１ａ、２２１ｂと、それぞれのＰＡ２２１ａ、２２１ｂに対応する対応出力端子２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃ、２６１ｄと、対応するバンドと、対応する周波数範囲と、それぞれの比帯域との関係を示す表である。
【００３８】
まずケース１では、ＰＡ２２１ａ、２２１ｂによって図２６に示される、いずれのバンド構成についても対応できる場合である。このケース１では、図２６に示すバンド構成に対応可能であるが、各ＰＡ２２１ａ、２２１ｂの比帯域が大きくなってしまっている。
【００３９】
次に、ケース２およびケース３はそれぞれＰＡ２２１ａ、２２１ｂそれぞれの非帯域が１０％程度までとなるように考慮した場合である。ケース２では、ＰＡ２２１ａがＨｉｇｈ Ｂａｎｄのうち、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １、２に、ＰＡ２２１ｂがＬｏｗ Ｂａｎｄのうち、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５、８に対応可能とし各ＰＡの比帯域が約１０％までの範囲となるようにしている。
【００４０】
一方、ケース３では、ＰＡ２２１ａがＨｉｇｈ Ｂａｎｄのうち、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２、４に、ＰＡ２２１ｂがＬｏｗ Ｂａｎｄのうち、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５、１３に対応可能とし各ＰＡの比帯域が約１０％までの範囲となるようにしている。
【００４１】
これらケース１〜３について図２６に示すバンド構成の組み合わせに対して対応可能な範囲をまとめた結果を図２８に示す。図２８は、ＰＡモジュールの出力端子に割り当て可能なＵＭＴＳのバンドと適応仕向地との対応関係を示す表である。
【００４２】
図２８では、適応仕向地として日本／米国向け、日本向け、米国向け、Ｇｌｏｂａｌ対応の４つの例を挙げている。そして、ＰＡモジュールはそれぞれの適応仕向地に応じたバンド構成に対応する出力端子２６１ａ〜２６１ｄを備えているものとする。
【００４３】
日本／米国向けで求められるバンド構成は、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １、４、５、８であり、日本向けで求められるバンド構成は、１、９、５であり、米国向けで求められるバンド構成は、２、４、５、１３であり、Ｇｌｏｂａｌ対応で求められるバンド構成は、１、２、５、８である。
【００４４】
図２８に示すように、ケース１については全ての仕向地のバンド構成に対応できるが、ケース２、３の場合では一部の仕向地のバンド構成のみにしか対応できない。ただし、ケース１の場合は、各ＰＡ２２１ａ、２２１ｂそれぞれの比帯域は非常に大きくなってしまう。
【００４５】
以上の検討結果から、図２６に示すバンド構成の組み合わせに対する要望を満たしつつ、無線部の実装面積および製造コストを削減することができるＵＭＴＳ共用ＰＡを実現しようとすると下記に示す２つの主な課題が発生する。
【００４６】
一つ目の課題は切り替えスイッチ追加に伴うロス増加により、無線部の効率が劣化する点である。二つ目は、ＰＡの比帯域の増加により、無線部の効率が劣化する点である。もしくは、無線部の効率を優先した場合、無線部において対応できるバンド構成の組み合わせが非常に限られてしまう点である。
【００４７】
携帯電話機の無線部において、ＰＡは消費電力の最も多い部品であり、ＰＡの効率は携帯電話機の連続通話時間などに影響する。さらに、携帯電話機の多機能化が進む中、通話中に様々なアプリケーションが使用されるといった状況が想定されるようになっており、様々な部品の動作に伴う発熱が問題となっている。このため、特にＰＡの動作効率を上げ、発熱量を低減させることが望まれている。
【００４８】
さらにまた、携帯電話機では、無線部のＰＡで対応可能なバンド（周波数帯）の数よりもＰＡの出力端子数の方が少ない構成となる場合がある。例えば、無線部は製造地で利用するバンド用の出力端子とＧｌｏｂａｌ対応用の出力端子との２つの出力端子のみを備えるが、ＰＡモジュールでは、図２６に示す様々なバンド構成に対応可能となっている場合である。このようにＰＡモジュールで対応可能なバンド（周波数帯）の数よりも出力端子数の方が少ない構成であっても図２６に示すバンド構成の全てに対応可能であることが求められる。
【００４９】
より具体的には、ＰＡの小型化・共用化の観点からＰＡの出力端子数を増やせないという要望もある。例えば、図２６に示すように携帯電話機で対応しなければならないバンドは様々あるが、バンド数は４バンドである。しかし、バンドの種類はＢａｎｄ １，２，４，５，８，９，１３と７種類である。携帯電話機で使用するバンド数は４バンドなのでＰＡの出力端子数を４個に抑え、出力端子数を最低限にして、出力端子数を減らすことで小型化したい。しかし、図２６に示すバンド構成の全てに対応可能であることは求められる。図２６に示す各仕向け地用にＰＡモジュールを開発することも考えられるがＰＡモジュール共用化しコスト低減という観点からは避けるべきである。
【００５０】
しかしながら、特許文献１の高周波電力増幅装置は、複数の通信方式、バンドを１つの高周波電力増幅器で共用することで、備えるべきＰＡの個数を低減させ、製造コストおよび実装面積の低減を図る構成である。しかしながら、特許文献１では、無線部のＰＡモジュールで対応可能なバンド数に応じた数だけ出力端子が設けられており、本願のように無線部のＰＡモジュールにおいて対応可能なバンド数よりも出力端子数の方が少ない場合を想定した構成となっていない。
【００５１】
また、特許文献２に開示された高周波電力装置は、異なるモード（ＣＤＭＡとＧＳＭ）の異なる周波数帯域内の信号を増幅する場合において、高周波信号の受信感度の劣化を低減するための電力増幅器の配置を規定したものである。したがって、無線部のＰＡモジュールにおいて対応可能なバンド数よりも出力端子数の方が少ない場合を想定したものではない。
【００５２】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、無線部により対応可能な周波数帯の数よりも、出力端子数の方が少ない構成において、対応可能な周波数帯の組み合わせを考慮しつつ、ＰＡの効率を高めた無線通信装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００５３】
本発明のある形態(aspect)に係る無線通信装置は、上記した課題を解決するために、入力信号を、アンテナを介して電波として送出できるように所定の周波数帯の信号に変換する無線部を備え、前記無線部は、その最終段に、所定の周波数帯の入力信号を前記アンテナに出力するために、該周波数帯に応じて設けられた第１出力部と第２出力部とを備え、前記第１出力部は、前記入力信号を前記アンテナに出力するための第１出力端子を有し、前記第２出力部は、前記入力信号を前記アンテナに出力するための第２出力端子を有しており、前記第１出力部および第２出力部で対応可能な電波の周波数帯の数が、前記第１出力端子および前記第２出力端子の合計数よりも大きい関係にあり、前記第１出力部が対応可能な入力信号の周波数範囲と前記第２出力部が対応可能な入力信号の周波数範囲とにおいて重畳する範囲に、少なくとも１以上の前記周波数帯が含まれている。
【００５４】
ここで、前記所定の周波数帯とは、無線通信装置における通信方式により規定されている通信に利用可能な使用周波数帯域である。例えば、通信方式がＵＭＴＳの場合では、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ３、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ４・・・など複数の使用周波数帯域が設定されている。
【００５５】
上記した構成によると、前記第１出力部が対応可能な入力信号の周波数範囲と前記第２出力部が対応可能な入力信号の周波数範囲とにおいて重畳する範囲に、少なくとも１以上の前記周波数帯が含まれている。
【００５６】
このため、第１出力部および第２出力部で対応可能な電波の周波数帯の中から、前記第１出力端子および前記第２出力端子の数だけ取り出したとき、想定されうる周波数帯の組み合わせに対応させることができる。
【００５７】
したがって、本発明のある形態に係る無線通信装置は、無線部により対応可能な周波数帯の数よりも、無線部により変換した入力信号を出力するための出力端子の数の方が少ない構成において、対応可能な周波数帯の出力端子数に応じた組み合わせを考慮して入力信号を出力することができる。
【００５８】
さらにまた、第１出力部、第２出力部それぞれで対応可能な周波数範囲は、その一部が重畳するが、これら第１出力部、第２出力部で対応すべき周波数帯をすべて含む周波数範囲をカバーすることができる。つまり、第１出力部および第２出力部それぞれで分担して対応すべき周波数範囲をカバーしており、第１出力部および第２出力部の個々で対応すべき周波数範囲を抑制することができる。このように、第１出力部および第２出力部において対応すべき周波数範囲を抑制することができるため、これらの動作効率を高めることができ、結果として無線部の動作効率が高まる。
【００５９】
したがって、本発明のある形態に係る無線通信装置は、無線部により対応可能な周波数帯の数よりも、出力端子数の方が少ない構成において、対応可能な周波数帯の組み合わせを考慮しつつ、無線部の効率を高めることができるという効果を奏する。
【００６０】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記第１出力部と前記第１出力端子とが１対１で対応し、且つ前記第２出力部と前記第２出力端子とが１対１で対応しているように構成されていてもよい。
【００６１】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記第１出力端子の後段に設けられ、該第１出力端子から受信した入力信号から所定の周波数の信号を抜き出し、前記アンテナに出力する第１デュプレクサと、前記第２出力端子の後段に設けられ、該第２出力端子から受信した入力信号から所定の周波数の信号を抜き出し、前記アンテナに出力する第２デュプレクサと、をさらに備えた構成であってもよい。
【００６２】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記無線部は、前記入力信号を、デジタル信号として受け付ける入力端子と、前記入力端子によって入力された前記入力信号の信号形式をデジタル信号からアナログ信号に変換するとともに、アナログ信号に変換された入力信号を高い周波数の電気信号に変換する変換部と、をさらに備え、少なくとも前記第１出力部、前記第２出力部、前記第１出力端子、前記第２出力端子、前記入力端子、および前記変換部は１つの集積回路により構成されていてもよい。
【００６３】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記無線部は、前記入力信号を、アナログ信号として受け付ける入力端子と、前記入力端子によって入力されたアナログ信号形式の入力信号を高い周波数の電気信号に変換する変換部と、をさらに備え、少なくとも前記第１出力部、前記第２出力部、前記第１出力端子、前記第２出力端子、前記入力端子、および前記変換部は１つの集積回路により構成されていてもよい。
【００６４】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記第１出力部および第２出力部は、前記入力信号を、前記アンテナを介して電波として送出できるように、該入力信号の電圧を増幅するための第１増幅回路および第２増幅回路であってもよい。
【００６５】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記無線部は、その最終段に、所定の周波数帯の入力信号を前記アンテナに出力するために、該周波数帯に応じて設けられた第３出力部として第３増幅回路をさらに備え、前記第３増幅回路は、前記入力信号を前記アンテナに出力するための第３出力端子を有しており、前記第１増幅回路、前記第２増幅回路、および前記第３増幅回路で対応可能な電波の周波数帯の数が、前記第１出力端子、前記第２出力端子、および前記第３出力端子の合計数よりも大きい関係にあり、前記第２増幅回路が対応可能な入力信号の周波数範囲と前記第３増幅回路が対応可能な入力信号の周波数範囲とにおいて重畳する範囲に、少なくとも１以上の前記周波数帯が含まれていてもよい。
【００６６】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記第１増幅回路、前記第２増幅回路、および前記第３増幅回路それぞれで対応可能な周波数範囲は、それぞれ１８５０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚ、１７１０ＭＨｚから１９１０ＭＨｚ、および１４２７．９ＭＨｚから１７８５ＭＨｚ、あるいは８２４ＭＨｚから９１５ＭＨｚ、７７７ＭＨｚから８４５ＭＨｚ、および６９８ＭＨｚから７８７ＭＨｚである構成であってもよい。
【００６７】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記第１増幅回路および前記第２増幅回路は、前段に配される前段増幅回路と後段に配される後段増幅回路とを多段に結合した構成であり、前記第１増幅回路および前記第２増幅回路は、前記前段増幅回路を共用している構成としてもよい。
【００６８】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記第１増幅回路の後段増幅回路、前記第２増幅回路の後段増幅回路、ならびに前記第１増幅回路および前記第２増幅回路において共用される前記前段増幅回路それぞれで対応可能な周波数範囲は、それぞれ１８５０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚ、１７１０ＭＨｚから１９１０ＭＨｚ、および１７１０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚ、あるいは８２４ＭＨｚから９１５ＭＨｚ、７７７ＭＨｚから８４５ＭＨｚ、および７７７ＭＨｚから９１５ＭＨｚである構成であってもよい。
【００６９】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記無線部は、前記入力端子として、前記第１増幅回路により電圧を増幅させる入力信号を受け付ける第１入力端子と、前記第２増幅回路により電圧を増幅させる入力信号を受け付ける第２入力端子と、を備えるように構成されていてもよい。
【００７０】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記第１増幅回路および前記第２増幅回路それぞれを動作可能とするか否か制御する制御部を備え、前記入力端子は前記第１増幅回路により電圧を増幅させる入力信号と前記第２増幅回路により電圧を増幅させる入力信号とを受け付けており、前記制御部は、前記第入力端子により受け付けた入力信号に応じて前記第１増幅回路または前記第２増幅回路のいずれかを動作可能とするように制御するように構成されていてもよい。
【００７１】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記第１増幅回路と前記第２増幅回路とを１つの回路基板上に形成した構成であってもよい。
【００７２】
また、本発明のある形態に係る無線通信装置は、前記第１増幅回路および前記第２増幅回路それぞれで対応可能な周波数範囲は、それぞれ１８５０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚおよび１７１０ＭＨｚから１９１０ＭＨｚ、あるいは８２４ＭＨｚから９１５ＭＨｚおよび７７７ＭＨｚから８４５ＭＨｚである構成であってもよい。
【発明の効果】
【００７３】
本発明は以上に説明したように構成され、無線部により対応可能な周波数帯の数よりも、出力端子数の方が少ない構成において、対応可能な周波数帯の組み合わせを考慮しつつ、無線部の効率を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態に係る携帯電話機の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す携帯電話機が備える無線部の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図２に示す無線部が備えるＵＭＴＳ用ＰＡモジュール中のＰＡそれぞれの対応周波数範囲の一例を示す図である。
【図４】図２に示す無線部が備えるＵＭＴＳ用ＰＡモジュール中のＰＡそれぞれの対応周波数範囲の一例を示す図である。
【図５】図２に示すＵＭＴＳ用ＰＡモジュールが備える各ＰＡについて、対応バンド、対応周波数範囲、および比帯域の対応関係の一例を示す表である。
【図６】図２に示すＵＭＴＳ用ＰＡモジュールが備える各出力端子に割り当てるＵＭＴＳ Ｂａｎｄのバンド構成と適応仕向地との対応関係の一例を示す表である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る無線部の要部構成の一例を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る無線部の要部構成の一例を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る無線部の要部構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュールにおけるＰＡならびにプリアンプそれぞれの対応周波数の一例を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュールにおけるＰＡならびにプリアンプそれぞれの対応周波数の一例を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る無線部の構成例を示す図である。
【図１３】図１２に示す無線部が備えるＵＭＴＳ用ＰＡモジュール中のＰＡそれぞれの対応周波数の一例を示す図である。
【図１４】図１２に示す無線部が備えるＵＭＴＳ用ＰＡモジュール中のＰＡそれぞれの対応周波数の一例を示す図である。
【図１５】図１２に示すＵＭＴＳ用ＰＡモジュールが備える各ＰＡについて、対応バンド、対応周波数範囲、および比帯域の対応関係の一例を示す表である。
【図１６】図１２に示すＵＭＴＳ用ＰＡモジュールが備える各出力端子に割り当てるＵＭＴＳ Ｂａｎｄのバンド構成と適応仕向地との対応関係の一例を示す表である。
【図１７】本発明の他の実施形態に係る無線部の要部構成の一例を示す図である。
【図１８】本発明の他の実施形態に係る無線部の要部構成の一例を示す図である。
【図１９】従来のＵＭＴＳおよびＧＳＭ対応マルチバンド・マルチモード携帯電話機が備える無線部の構成の一例を示す図である。
【図２０】ＧＳＭでの周波数の割り当てを示す表である。
【図２１】ＵＭＴＳでの周波数の割り当てを示す表である。
【図２２】従来のＵＭＴＳおよびＧＳＭ対応マルチバンド・マルチモード携帯電話機が備える無線部の構成の一例を示す図である。
【図２３】図１９に示す従来例の無線部が備えるＰＡそれぞれの対応周波数と図２２に示す従来例の無線部が備えるＰＡそれぞれの対応周波数との関係を示す図である。
【図２４】図１９に示す従来例の無線部が備えるＰＡそれぞれの対応周波数と図２２に示す従来例の無線部が備えるＰＡそれぞれの対応周波数との関係を示す図である。
【図２５】図１９に示す従来例の無線部が備えるＰＡと図２２に示す従来例の無線部が備えるＰＡとの比帯域の比較を示す表である。
【図２６】ＵＭＴＳのバンド構成の組み合わせ例を示す表である。
【図２７】３つのケースについて、２つのＰＡと、それぞれのＰＡに対応する対応出力端子と、対応するバンドと、対応する周波数範囲と、それぞれの比帯域との関係を示す表である。
【図２８】ＰＡモジュールの出力端子に割り当て可能なＵＭＴＳのバンドと適応仕向地との対応関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は対応する構成部材には同一の参照符号を付して、その説明については省略する。
【００７６】
（携帯電話機の構成）
まず、図１を参照して本実施の形態に係る携帯電話機１の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る携帯電話機１の概略構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態に係る携帯電話機１は、割り当てられたバンド（周波数帯）を利用して他の機器と無線通信を行うものであればこれに該当する。以下には、移動しながら通話が可能な携帯電話端末を例示する。図１に示すように、携帯電話機１は、アンテナ２、ディスプレイパネル３、音声回路４、ベースバンド部５、無線部６、アプリケーション部７、インターフェース８、カメラ９、および電源回路１０を備える。
【００７７】
また、無線部６は、ＲＦＩＣ（変換部）１１、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２、デュプレクサ１３、ＧＳＭ用ＰＡモジュール１４、およびＡＮＴ−ＳＷ１７を備えてなる構成である。そして、ＲＦＩＣ１１は、制御部２１、送信部２２、および受信部２３を備える。
【００７８】
携帯電話機１は、基地局（不図示）を介して他の電話機と通信を確立し、以下のようにして他の電話機との通話機能を実現する。
【００７９】
まず、携帯電話機１は、音声回路４が備えるマイク（不図示）を通じて入力された音声信号を、アンテナ２を介して他の電話機に送信する。より具体的には、携帯電話機１では、ベースバンド部５が音声回路４から入力された音声信号を符号化してデジタル信号（ベースバンド信号）に変換し、無線部６におけるＲＦＩＣ１１に出力する。ＲＦＩＣ１１では送信部２２がベースバンド信号を直交変調し、電波として送出する周波数のアナログ信号（ＲＦ信号）に変換する。そして、変換したＲＦ信号をＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２またはＧＳＭ用ＰＡモジュール１４に出力する。
【００８０】
ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２またはＧＳＭ用ＰＡモジュール１４は、送信部２２で変換されたＲＦ信号をアンテナ２から送信するために電力増幅する。そして、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２は、電力増幅したＲＦ信号を、デュプレクサ１３を介してアンテナ２に出力する。またはＧＳＭ用ＰＡモジュール１４は、電力増幅したＲＦ信号をアンテナ２に出力する。
【００８１】
上記したＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２は、通信方式がＵＭＴＳである信号用パワーアンプであり、Ｍａｘ Ｐｏｗｅｒは＋２４ｄＢｍである。一方、ＧＳＭ用ＰＡモジュール１４は、通信方式がＧＳＭである信号用パワーアンプであり、Ｍａｘ Ｐｏｗｅｒは＋３３ｄＢｍである。なお、ＵＭＴＳでの送信経路とＧＳＭでの送信経路の切り替え、ＵＭＴＳでの受信経路とＧＳＭでの受信経路の切り替えはＲＦＩＣ１１からの制御に応じてＡＮＴ−ＳＷ１７によって行われる。
【００８２】
一方、携帯電話機１は、アンテナ２により受信した電波を音声信号として音声回路４が備えるスピーカ（不図示）から出力できる。より具体的には、携帯電話機１では、アンテナ２で受信した電波をＲＦ信号に変換し、無線部６に出力する。通信方式がＵＭＴＳの場合、無線部６では、アンテナ２から受け取ったＲＦ信号を、デュプレクサ１３を介してＲＦＩＣ１１の受信部２３に送信する。通信方式がＧＳＭの場合は、デュプレクサ１３を介さず受信部２３にＲＦ信号を送信する。
【００８３】
ＲＦＩＣ１１では、受信部２３が、ＲＦ信号をベースバンド部５で処理する周波数の信号に変換してベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号をベースバンド部５に出力する。ベースバンド部５は、ベースバンド信号を音声信号に変換して音声回路４に出力する。そして、音声回路４のスピーカにより、音声信号を物理振動に変換し、音を出力する。
【００８４】
また、携帯電話機１は、上記した通話機能に加えて、様々な他の機能を実行することができる。例えば、ディスプレイパネル３によりメニュー画面等の各種情報を表示することができる。また、ＧＰＳ受信機、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信規格を利用した無線通信部等を含むアプリケーション部７により、ＧＰＳにより現在位置を把握したり、他の端末と近距離無線通信を行ったりすることもできる。さらには、カメラ９により静止画および動画を撮影することもできる。また、携帯電話機１におけるユーザからの各種入力は、タッチパネル入力やキー入力等を行うためのインターフェース８を利用して行うことができる。
【００８５】
携帯電話機１が備える各部は、ベースバンド部５により各種制御されるように構成されている。
【００８６】
なお、本実施の形態に係るに無線部では、ＲＦＩＣ１１がベースバンド部５からデジタル信号のベースバンド信号を受け付ける構成であったがこれに限定されるものではない。例えば、ＲＦＩＣ１１は、デジタル−アナログ変換回路を備え、ベースバンド部５から低周波のアナログ信号であるベースバンド信号を受信し、このベースバンド信号をデジタル信号に変換する構成であってもよい。
【００８７】
すなわち、デジタル−アナログ変換回路を、ベースバンド部５が備える構成であってもよいし、ＲＦＩＣ１１が備える構成であってもよい。
【００８８】
（無線部の構成）
本実施の形態に係る携帯電話機１は、上述した構成のうち無線部６の送信系回路に特徴的な構成を有する。そこで、図２を参照して、以下に無線部６の構成について説明する。図２は、図１に示す携帯電話機１が備える無線部６の要部構成の一例を示すブロック図である。なお、図２では説明の便宜上、受信系の回路については記載を省略する。また、通信方式がＵＭＴＳである送信経路に焦点をあてて説明する。
【００８９】
図２に示すように、無線部６では、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が、複数のＰＡ（後段増幅回路）４１ａ〜４１ｄとその前段に設けられた複数のプリアンプ（前段増幅回路）４２ａ〜４２ｄとから構成されている。また、ＰＡ４１とプリアンプ４２とで本発明の第１出力部、第２出力部、第３出力部、第１増幅回路、第２増幅回路、および第３増幅回路を実現する。
【００９０】
すなわち、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２では、増幅率を確保し、高周波で安定して動作するためにＰＡ４１とプリアンプ４２とが多段に接続され構成されている。
【００９１】
これらＰＡ４１およびプリアンプ４２として利用される増幅回路は、シングル増幅回路であってもよいし、差動増幅回路であってもよい。
【００９２】
また、ＰＡ４１ａ〜４１ｄそれぞれに対応するようにデュプレクサ１３ａ〜１３ｄが設けられている。デュプレクサ１３は、ＦＤＤ方式の携帯電話機のように、送信と受信とを同時に行う携帯電話機において、アンテナ２を共用する部分である。すなわち、送信アンテナと受信アンテナを１本のアンテナ２により共用した場合、強力な送信波が受信側に流入し電波の受信を妨げる。そこで、デュプレクサ１３は、送信経路と受信経路とを電気的に分離するために使用されるものである。
【００９３】
したがって、デュプレクサ１３では、送信周波数を通過域とし、受信周波数を阻止域とする送信フィルタ、ならびに受信周波数を通過域とし、送信周波数を阻止域とする受信フィルタを有し、入力された信号から対応する周波数の信号のみを抜き出すことができる構成となっている。なお、デュプレクサ１３は、受信側が差動信号により入力されるため、送信側の端子とあわせて３端子有する構成であるが、デュプレクサ１３が有する端子数はこれに限定されるものではない。
【００９４】
また、上述した無線部６の各部は、以下のように接続されている。すなわち、図２に示すように、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２は、入力信号を受け付けるための入力端子（第１入力端子、第２入力端子）５１ａ、５１ｂを備えている。そして、入力端子５１ａと、プリアンプ４２ａおよびプリアンプ４２ｂそれぞれの入力側とが接続され、ＲＦＩＣ１１からの入力を受け付ける。また、入力端子５１ｂと、プリアンプ４２ｃおよびプリアンプ４２ｄそれぞれの入力側とが接続され、ＲＦＩＣ１１からの入力を受け付ける。
【００９５】
また、ＰＡ４１ａでは、その出力側において出力端子６１ａと接続され、ＰＡ４１ｂでは、その出力側において出力端子６１ｂと接続されている。そして、出力端子６１ａはデュプレクサ１３ａと接続され、出力端子６１ｂはデュプレクサ１３ｂと接続されている。
【００９６】
つまり、ＰＡ４１ａは、出力端子６１ａを介してデュプレクサ１３ａと、ＰＡ４１ｂは、出力端子６１ｂを介してデュプレクサ１３ｂとそれぞれ１対１で対応して接続されている。
【００９７】
また、ＰＡ４１ｃは、その出力側で出力端子６１ｃと接続され、ＰＡ４１ｄは、その出力側において出力端子６１ｄと接続されている。また、出力端子６１ｃはデュプレクサ１３ｃと接続され、出力端子６１ｄはデュプレクサ１３ｄと接続されている。つまり、ＰＡ４１ｃは、出力端子６１ｃを介してデュプレクサ１３ｃと、ＰＡ４１ｄは、出力端子６１ｄを介してデュプレクサ１３ｄとそれぞれ１対１で対応して接続されている。
【００９８】
また、入力端子５１ａを共用するＰＡ４１ａとＰＡ４１ｂとはＲＦＩＣ１１からの制御信号により、いずれかがアクティブになるように制御されている。このため、ＲＦＩＣ１１からＲＦ信号が入力端子５１ａを介して入力されると、このＲＦ信号はアクティブとなっているＰＡ４１ａまたはＰＡ４１ｂのいずれかにより増幅される。入力端子５１ｂを共用するＰＡ４１ｃとＰＡ４１ｄとについても同様に、いずれか一方がＲＦＩＣ１１からの制御信号によりアクティブになるように制御されている。
【００９９】
なお、特に区別して説明する必要が無い場合は、ＰＡ４１ａ〜４１ｄをＰＡ４１、プリアンプ４２ａ〜４２ｄをプリアンプ４２、デュプレクサ１３ａ〜１３ｄをデュプレクサ１３、入力端子５１ａ〜５１ｂを入力端子５１、出力端子６１ａ〜６１ｄを出力端子６１というように称することとする。なお、出力端子６１によって本発明の第１出力端子、第２出力端子、および第３出力端子を実現する。また、デュプレクサ１３によって本発明の第１デュプレクサおよび第２デュプレクサを実現する。
【０１００】
また、上記したＰＡ４１ａ〜４１ｄについて、対応可能な周波数範囲（使用周波数）と対応できるバンドとの関係は以下のようになっている。
【０１０１】
すなわち、図３、図４に示すように、ＰＡ４１ａは、対応周波数範囲１８５０〜１９８０ＭＨｚでありＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２で共用可能な電力増幅回路である。ＰＡ４１ｂは、対応周波数範囲１７１０〜１９１０ＭＨｚでありＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ３、４、９で共用可能な電力増幅回路である。また、ＰＡ４１ｃは、対応周波数範囲８２４〜９１５ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ８で共用可能な電力増幅回路である。ＰＡ４１ｄは、対応周波数範囲７７７〜８４５ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １３およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５で共用可能な電力増幅回路である。図３および図４は、図２に示す無線部６が備えるＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２中のＰＡ４１ａ〜４１ｄそれぞれの対応周波数範囲の一例を示す図である。
【０１０２】
本実施の形態に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２では、ＰＡ４１ａおよびＰＡ４１ｂの組において対応周波数範囲がＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２の１８５０〜１９１０ＭＨｚの周波数範囲でオーバーラップしている。また、ＰＡ４１ｃおよびＰＡ４１ｄの組において対応周波数範囲がＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５の８２４〜８４５ＭＨｚの周波数範囲でオーバーラップしている。そして、各ＰＡの組（ＰＡ４１ａとＰＡ４１ｂとの組み、またはＰＡ４１ｃとＰＡ４１ｄとの組）で、３バンドにそれぞれ対応できるようになっている。
【０１０３】
なお、本実施形態では、使用周波数帯域がほぼ同様な帯域となるバンド、すなわち使用周波数帯域が重なり合うバンド（図３におけるＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ３、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ４、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ９、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １０や、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ６、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １９）は１つのバンドとみなす。
【０１０４】
また、高周波回路では、インピーダンス・マッチングがとれていないと、出力電力がアンテナ２から完全に放出されず、一部が回路に逆流してしまうなどの問題が生じる。そこで携帯電話機１では、ＰＡ４１に使用される電力増幅素子（トランジスタ）には、前後に接続される部品とのインピーダンス整合を行うための入力整合回路および出力整合回路が設けられる。このような整合回路は通常、コイルとコンデンサとの組み合わせが用いられ、コンデンサやコイルの比率を調整することで電源側と負荷側の整合を図ることができる。ただし、コイルとコンデンサとの組み合わせで整合をとる構成であるため、インピーダンスは周波数に依存し、出力電力特性および効率特性等に周波数依存が発生する。このため、上述のように所定の使用周波数帯域に対応するＰＡ４１ごとに整合回路は異なるものとなる。
【０１０５】
（対応周波数範囲と比帯域の関係）
また、本実施の形態に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２のように、一つのＰＡ４１により複数のバンドに対応可能な構成とすると、バンドごとにＰＡを設けた構成と比較してＰＡ４１が対応すべき使用周波数帯域が広帯域化する。ＰＡ４１の対応すべき使用周波数帯域があまりにも広帯域化しすぎると供給電力に対する動作効率の低下につながる。
【０１０６】
そこで、ＰＡ４１の性能を満足できる対応周波数範囲の広さを示す目安として、比帯域（＝周波数帯域幅／中心周波数）という指標が設けられている。ＰＡ４１における比帯域は１０％程度までが一つの目安であり、この目安よりも大きくなるとＰＡ４１の動作効率の低下が問題となる。なお、ＰＡ４１の性能とは、ＰＡ４１の歪み特性、動作効率、帯域内出力偏差等である。
【０１０７】
ところで、各地域（国）によって使用する使用周波数は異なっているため、携帯電話機１の有する無線部６により対応すべきバンド構成は種々存在することとなる。このようなバンド構成としては、例えば、図６に示すバンド構成の組合せが挙げられる。
【０１０８】
ここで、本実施の形態に係るＰＡ４１ａ〜４１ｄから構成されたＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２に関して、比帯域およびバンド構成対応を示すと図５および図６に示すようになる。図５は、本実施の形態に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が備える各ＰＡ４１ａ〜４１ｄについて、対応バンド、対応周波数範囲、および比帯域の対応関係の一例を示す表である。図６は、本実施の形態に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が備える各出力端子６１ａ〜６１ｄに割り当てるＵＭＴＳ Ｂａｎｄのバンド構成と適応仕向地との対応関係の一例を示す表である。図６では、適応仕向地として、日本および米国向け、日本向け、米国向け、全世界対応向け（Ｇｌｏｂａｌ対応）の４種類を想定している。
【０１０９】
日本および米国向けの場合に必要なＵＭＴＳ Ｂａｎｄのバンド構成は、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ１、４、５、８の４バンドである。日本向けの場合に必要なＵＭＴＳ Ｂａｎｄのバンド構成は、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ１、９、５の３バンドである。米国向けの場合に必要なＵＭＴＳ Ｂａｎｄのバンド構成は、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ２、４、５、１３の４バンドである。全世界対応向けの場合に必要なＵＭＴＳ Ｂａｎｄのバンド構成は、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ１、２、５、８の４バンドである。
【０１１０】
図５からわかるように、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２に内蔵されるＰＡ４１ａ〜４１ｄの比帯域は１１．０〜６．８％の範囲で概ね、目安である比帯域１０％の前後に収まっている。その一方で、図６に示すように、全てのＵＭＴＳ Ｂａｎｄのバンド構成に対して適応できることがわかる。つまり、本実施の形態に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２は比帯域を抑えながら、様々なバンド構成を実現できることがわかる。
【０１１１】
なお、図６に示されるように、各仕向地によって割り当てられるバンド構成は異なるが、バンド構成は高い周波数帯のバンド群、すなわち、Ｈｉｇｈ Ｂａｎｄ（ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １、２、３、４、９）と低い周波数帯のバンド群、すなわち、Ｌｏｗ Ｂａｎｄ（ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５、８、１３）とに大きく分けることができる。そして、Ｈｉｇｈ Ｂａｎｄに対してＰＡ４１ａとＰＡ４１ｂで対応し、Ｌｏｗ Ｂａｎｄに対してＰＡ４１ｃとＰＡ４１ｄで対応することでＰＡの比帯域を大きくすることなくバンド構成に対応することができる。
【０１１２】
携帯電話機１において、ＰＡ４１は消費電力の最も多い部品であり、ＰＡ４１の効率低下は携帯電話機１の連続通話可能な時間などに影響するとともに、発熱という問題も引き起こす。携帯電話機１の多機能化が進む中、通話中に様々なアプリケーションも使用するといった状況も多くなってきており、ＰＡ４１だけではなく、その他の部品による発熱という問題もあり、ＰＡ４１に対する高効率の要望は非常に高い。それゆえ、本実施の形態に係る携帯電話機１の無線部６のように、ＰＡ４１の比帯域を抑えながら、様々なバンド構成を実現できる構成は特に有利である。
【０１１３】
本実施形態の変形例を説明する。
【０１１４】
［変形例１］
図２に示す無線部６のＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２では、プリアンプ４２ａ、４２ｂの入力側が入力端子５１ａに、プリアンプ４２ｃ、４２ｄの入力側が入力端子５１ｂに接続した構成であった。しかしながら、入力端子の数はこの２つに限定されるものではない。図７に示すように、プリアンプ４２ａ〜ＰＡ４２ｄそれぞれがＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２の入力端子５１ａ〜５１ｄと接続する構成であってもよい。図７は本発明の他の実施形態に係る無線部６の要部構成の一例を示す図である。
【０１１５】
このように各プリアンプ４２ａ〜４２ｄに応じて入力端子５１ａ〜５１ｄを設ける構成とすることで以下の点で有利となる。すなわち、ＲＦＩＣ１１側で備える各ＰＡの対応すべき周波数範囲を図２に示す構成と比較して抑制することができる。
【０１１６】
また、このように構成したとしても、ＰＡ４１ａ〜ＰＡ４１ｄそれぞれの対応周波数範囲は１１パーセント以下とすることができる。そして、このように比帯域を抑え、供給電力（ＤＣ電源）に対する動作の高効率化を実現しつつ、様々なバンド構成に対応させることができる。
【０１１７】
［変形例２］
本実施の形態に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２は、ＰＡ４１ａ〜ＰＡ４１ｄを一つの電子回路基板に内蔵した構成であったが、図８に示すように、ＰＡ４１ａとＰＡ４１ｂを内蔵した電子回路基板（ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２ａ）と、ＰＡ４１ｃとＰＡ４１ｄを内蔵した電子回路基板（ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２ｂ）とを別々に設けた構成としてもよい。図８は、本発明の他の実施形態に係る無線部６の要部構成の一例を示す図である。
【０１１８】
このように電子回路基板を別々に設けることで、別のＰＡの組み合わせを内蔵した電子回路基板（ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール）と容易に交換が可能となる。このため、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２ａとＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２ｂとの組み合わせの変更を容易に行うことができるとともに、各ＰＡの比帯域を抑え、供給電力（ＤＣ電源）に対する動作の高効率化を実現し、様々なバンド構成に対応させることができる。
【０１１９】
［変形例３］
また、図２に示す無線部６では、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が４つのＰＡ４１ａ〜Ｐ４１ｄと４つのプリアンプ４２ａ〜４２ｄを備える構成であった。しかしながら、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が備えるプリアンプ４２の個数はこれに限定されるものではない。例えば、図２に示すＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２のように入力端子５１ａまたは５１ｂを共用するだけではなく、入力端子５１ａまたは５１ｂに接続される前段のアンプであるプリアンプ４２を共用する構成としてもよい。つまり、図９に示すように、ＰＡ４１ａ、４１ｂに出力するプリアンプとして、プリアンプ４２ａを備える。また、ＰＡ４１ｃ、４１ｄに出力するプリアンプとして、プリアンプ４２ｂを備える。図９は、本発明の他の実施形態に係る無線部の要部構成の一例を示す図である。
【０１２０】
つまり、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２では、入力端子５１ａにプリアンプ４２ａの入力が接続され、このプリアンプ４２ａに、後段のＰＡ４１ａおよびＰＡ４１ｂそれぞれの入力が接続される。そして、ＰＡ４１ａの出力が出力端子６１ａに、ＰＡ４１ｂの出力が出力端子６１ｂにそれぞれ接続される。そして、出力端子６１ａはデュプレクサ１３ａに接続され、出力端子６１ｂはデュプレクサ１３ｂに接続される。
【０１２１】
また、入力端子５１ｂにプリアンプ４２ｂの入力が接続され、このプリアンプ４２ｂに後段のＰＡ４１ｃおよびＰＡ４１ｄそれぞれの入力が接続される。そして、ＰＡ４１ｃの出力が出力端子６１ｃに接続され、ＰＡ４１ｄの出力が出力端子６１ｄに接続される。そして、出力端子６１ｃはデュプレクサ１３ｃに接続され、出力端子６１ｄはデュプレクサ１３ｄに接続される。
【０１２２】
また、図１０および図１１に示すように、ＰＡ４１ａ〜４１ｄ、プリアンプ４２ａ、４２ｂそれぞれの対応周波数範囲は以下のようになる。図１０および図１１は、本発明の他の実施形態に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２におけるＰＡ４１ａ〜４１ｄ、ならびにプリアンプ４２ａ、４２ｂそれぞれの対応周波数範囲の一例を示す図である。
【０１２３】
すなわち、図１０に示すようにプリアンプ４２ａの対応周波数範囲は１７１０〜１９８０ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １、およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ３、４、９の範囲をカバーしている。一方、ＰＡ４１ａの対応周波数範囲は１８５０〜１９８０ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２の範囲をカバーする。また、ＰＡ４１ｂの対応周波数範囲は１７１０〜１９１０ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ３、４、９の範囲をカバーする。つまり、ＰＡ４１ａおよびＰＡ４１ｂの対応周波数範囲がＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２の１８５０〜１９１０ＭＨｚの周波数範囲でオーバーラップしている。
【０１２４】
また、図１１に示すように、プリアンプ４２ｂの対応周波数範囲は７７７〜９１５ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １３およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ８の範囲をカバーする。一方、ＰＡ４１ｃの対応周波数範囲は８２４〜９１５ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ８の範囲をカバーする。また、ＰＡ４１ｄの対応周波数範囲は７７７〜８４５ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １３およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５の範囲をカバーしている。つまり、ＰＡ４１ｃおよびＰＡ４１ｄの対応周波数範囲がＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５の８２４〜８４５ＭＨｚの周波数範囲でオーバーラップしている。
【０１２５】
このように図９に示す構成を有するＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２では、上述のように比帯域が大きくなるためプリアンプ４２ａ、４２ｂでの供給電力（ＤＣ電源）に対する動作効率は低下する。しかしながら、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２全体の動作効率を考慮した場合、前段の増幅回路であるプリアンプ４２ａ、４２ｂがこの動作効率に係る寄与度はＰＡ４１ａ〜４１ｄがこの動作効率に係る寄与度に比べてかなり小さい。
【０１２６】
このため、図１に示す本実施の形態に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２よりも図９に示す変形例３に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２の方が実装サイズの低減、および入力で生じるロスの低減という点では有利となる。
【０１２７】
［変形例４］
また、図２に示す無線部６では、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が４つのＰＡ４１ａ〜Ｐ４１ｄと４つのプリアンプ４２ａ〜４２ｄを備える構成であった。しかしながら、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が備えるＰＡ４１およびプリアンプ４２の個数はこれに限定されるものではない。例えば、図１２に示すように１つの入力端子に接続されるＰＡ４１およびプリアンプ４２の数を増やし、より多くの周波数帯、すなわちバンドに対応する構成としてもよい。図１２は、本発明の他の実施形態に係る無線部６の構成例を示す図である。
【０１２８】
つまり、図１２に示すように、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２は、入力端子５１ａにプリアンプ４２ａ〜４２ｃの入力側がそれぞれ接続される。
【０１２９】
そして、プリアンプ４２ａの後段にあるＰＡ４１ａの出力が出力端子６１ａに接続される。また、プリアンプ４２ｂの後段にあるＰＡ４１ｂの出力が出力端子６１ｂに接続される。また、プリアンプ４２ｃの後段にあるＰＡ４１ｃの出力が出力端子６１ｃに接続される。出力端子６１ａ〜６１ｃのそれぞれは、デュプレクサ１３ａ〜１３ｃそれぞれに接続される。
【０１３０】
さらに、入力端子５１ｂにプリアンプ４２ｄ〜４２ｆの入力側がそれぞれ接続される。
【０１３１】
そして、プリアンプ４２ｄの後段にあるＰＡ４１ｄの出力が出力端子６１ｄに接続される。また、プリアンプ４２ｅの後段にあるＰＡ４１ｅの出力が出力端子６１ｅに接続される。また、プリアンプ４２ｆの後段にあるＰＡ４１ｆの出力が出力端子６１ｆに接続される。出力端子６１ｄ〜６１ｆのそれぞれは、デュプレクサ１３ｄ〜１３ｆそれぞれに接続される。
【０１３２】
無線部６におけるＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２がこのように構成される場合、各ＰＡ４１の対応周波数範囲とバンドは図１３および図１４に示すようになる。図１３および図１４は、図１２に示す無線部６が備えるＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２中のＰＡ４１ａ〜ＰＡ４１ｆそれぞれの対応周波数範囲の一例を示す図である。
【０１３３】
すなわち、図１３に示すように、ＰＡ４１ａの対応周波数範囲は１８５０〜１９８０ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２の範囲をカバーする。また、ＰＡ４１ｂの対応周波数範囲は１７１０〜１９１０ＭＨｚでありはＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ３、４、９の範囲をカバーする。さらに、ＰＡ４１ｃの対応周波数範囲は１４２７．９〜１７８５ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ３、４、９およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １１、２１の範囲をカバーする。また、ＰＡ４１ａおよびＰＡ４１ｂの対応周波数範囲がＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ２の１８５０〜１９１０ＭＨｚの周波数範囲でオーバーラップしており、ＰＡ４１ｂおよびＰＡ４１ｃの対応周波数範囲がＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ３、４、９の１７１０〜１７８５ＭＨｚの周波数範囲でオーバーラップしている。
【０１３４】
一方、図１４に示すように、ＰＡ４１ｄの対応周波数範囲は８２４〜９１５ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ８の範囲をカバーする。ＰＡ４１ｅの対応周波数範囲は７７７〜８４５ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １３およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５の範囲をカバーする。また、ＰＡ４１ｆの対応周波数範囲は６９８〜７８７ＭＨｚであり、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １２およびＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １３の範囲をカバーする。また、ＰＡ４１ｄおよびＰＡ４１ｅの対応周波数範囲がＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５の８２４〜８４５ＭＨｚの周波数範囲でオーバーラップしており、ＰＡ４１ｅおよびＰＡ４１ｆの対応周波数範囲がＵＭＴＳ Ｂａｎｄ １３の７７７〜７８７ＭＨｚの周波数範囲でオーバーラップしている。
【０１３５】
無線部６におけるＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２をこのように構成した場合、各ＰＡ４１ａ〜４１ｆの対応バンド、対応周波数範囲および比帯域は図１５に示す表のようになる。そして、本実施の形態に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２で構成できるバンド構成は、図１６に示す表のとおりとなる。図１５は、図１２に示すＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が備える各ＰＡ４１ａ〜４１ｆについて、対応バンド、対応周波数範囲、および比帯域の対応関係の一例を示す表である。図１６は、図１２に示すＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が備える各出力端子６１ａ〜６１ｆに割り当てるＵＭＴＳ Ｂａｎｄのバンド構成と適応仕向地との対応関係の一例を示す表である。
【０１３６】
ここで、図１５に示す表を参照すると、ＰＡ４１ｃの比帯域が２２．２％となり、目安の１０％を超えている。しかしここで、仮に、ＰＡ４１ａ〜ＰＡ４１ｃによってカバーする周波数範囲１４２７．９〜１９８０ＭＨｚを一つのＰＡでカバーしようとすると、比帯域は３２．４％にもなってしまう。
【０１３７】
したがってＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２を図１２に示すように構成することで、ＰＡが対応すべき比帯域を最大でも２２．２％までに抑えることができるようになったといえる。また、かつ図１６の表に示すような様々なバンド構成にも対応できるようになる。つまり、ＰＡ４１ａ〜４１ｃによって、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ１と、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ２と、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ４、９と、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ１１、２１という４種類のバンドの中から３つのバンドを選ぶ際に起こりうるすべての組み合わせに対応することができる。同様に、ＰＡ４１ｄ〜４１ｆによって、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ８と、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ５と、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ１３と、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ１２という４種類のバンドの中から３つのバンドを選ぶ際に起こりうるすべての組み合わせに対応することができる。
【０１３８】
［変形例５］
また、図２に示す無線部６の構成において、ＰＡ４１ａ〜４１ｄとデュプレクサ１３ａ〜１３ｄとの間にアイソレータ１５ａ〜１５ｄ、ならびに検波素子１６ａ〜１６ｄを備えた図１７に示す構成としてもよい。図１７は、本発明の他の実施形態（変形例５）に係る無線部６の要部構成の一例を示す図である。
【０１３９】
なお、検波素子１６ａ〜１６ｄは、例えば、カップラーや検波ダイオード等により実現できる。
【０１４０】
また、アイソレータ１５ａ〜１５ｄは、マイクロ波フェライトのジャイロ磁気現象を応用した非可逆回路素子である。アイソレータ１５ａ〜１５ｄは、アンテナ２側から戻る反射波がＰＡ４１ａ〜４１ｄに影響を及ぼし動作が不安定になったり、またアンテナ２を介して進入する不要電波がＰＡ４１ａ〜４１ｄに進入し、相互変調歪み（ＩＭＤ）を発生したりすることを防止する。つまり、アイソレータ１５ａ〜１５ｄは、順方向の信号は伝送するが、逆方向の信号は伝送しない非可逆特性を有していることから、主としてアンテナ２の負荷変動からパワーアンプを保護する目的で導入される。
【０１４１】
［変形例６］
さらにまた、図２に示す無線部６におけるＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２の構成を、以下のように変更してもよい。すなわち、図１８に示すように、多段に組まれたＰＡ４１ｄおよびプリアンプ４２ｄを備えない代わりに、ＰＡ４１ｃの後段にスイッチ回路４３を備える構成とすることができる。図１８は、本発明の他の実施形態（変形例６）に係る無線部６の要部構成の一例を示す図である。
【０１４２】
より具体的には、図１８に示すＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２では、入力端子５１ｂと接続されるプリアンプおよびＰＡをプリアンプ４２ｃおよびＰＡ４１ｃだけとし、このＰＡ４１ｃをＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５、８、１３で共用できるものとする。すなわち、ＰＡ４１ｃの使用周波数帯がＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５、８、１３に対応するものとする。そして、ＰＡ４１ｃの出力側に接続されているスイッチ回路４３によって、所望されるバンドの組み合わせにおける各バンドを別々の出力端子６１ｃ、６１ｄに切り替えて出力する。
【０１４３】
ここで、図２に示すＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が備えるＰＡ４１ｄおよびプリアンプ４２ｄよりも、図１８に示す変形例６に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が備えるスイッチ回路４３の方が、実装サイズが小さく、かつ安価である。このため、図２に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２のように入力端子５１ｂと接続されるＰＡおよびプリアンプの組を２つ備える構成よりも、図１８に係るＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２の構成の方が、製造コストと実装サイズとを低減できるという点で有利である。
【０１４４】
しかしながら、ＰＡ４１ｃの対応周波数範囲が、ＵＭＴＳ Ｂａｎｄ ５、８、１３に対応する範囲となり比帯域が大きくなり、ＰＡ４１ｃの動作効率が低下する。また、スイッチ回路４３を備えることによりロスが生じる。したがって、ＰＡ４１ｃの動作効率の点から考えると、図２に開示されたＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２の構成の方が、図１８に開示されたＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２の構成よりも有利である。
【０１４５】
なお、本実施の形態に係る無線部６では、図２に示すようにＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２とＲＦＩＣ１１とはそれぞれ別個に備えられる構成であった。また、デュプレクサ１３とＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２とがそれぞれ別個に備えられる構成であった。しかしながらこれらの構成に限定されるものではない。
【０１４６】
例えば、ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２にデュプレクサ１３が内蔵された構成であってもよい。さらには、ＲＦＩＣ１１にＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２が組み込まれた構成であってもよい。ＲＦＩＣ１１にＵＭＴＳ用ＰＡモジュール１２を組み込んだ構成とした場合、アンテナ２を介して電波として送出する入力信号を受け付ける入力端子を、ベースバンド部５との接続部分であるとすることもできる。
【０１４７】
このようにベースバンド部５とＲＦＩＣ１１との接続部を、入力信号を受け付ける入力端子とした場合、この入力信号は、上述したようにデジタル信号のベースバンド信号になる。また、ＲＦＩＣ１１にデジタル−アナログ変換回路を備えている構成の場合では、入力端子にて受け付ける入力信号はアナログ信号のベースバンド信号になる。
【０１４８】
また、上記ではＵＭＴＳという通信システムを例に挙げて説明したが、この通信システムに限定されるものではない。例えば、ＬＴＥなどの通信システムにおいても本実施の形態に係る無線部６は利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明の無線通信装置は、複数のバンドに対応したマルチバンド無線通信機器等として有用である。
【符号の説明】
【０１５０】
１      携帯電話機
２      アンテナ
５      ベースバンド部
６      無線部
１１    ＲＦＩＣ
１２    ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール
１２ａ〜１２ｂ  ＵＭＴＳ用ＰＡモジュール
１３    デュプレクサ
１３ａ〜１３ｄ  デュプレクサ
１４    ＧＳＭ用ＰＡモジュール
１５ａ〜１５ｄ  アイソレータ
１６ａ〜１６ｄ  検波素子
１７    ＡＮＴ−ＳＷ
２１    制御部
２２    送信部
２３    受信部
４２    プリアンプ
４２ａ〜４２ｆ  プリアンプ
４３    スイッチ回路
５１    入力端子
５１ａ〜５１ｂ  入力端子
６１    出力端子
６１ａ〜６１ｆ  出力端子
【図１】
2014090222.tif 000003
【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】
2014090222.tif 000009
【図８】
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【図９】
2014090222.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2014090222.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2014090222.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2014090222.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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